JPH06188076A - 灯火断芯検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 親局において個々の灯火の断芯監視ならびに
個々の灯火の消灯、点灯制御等が可能な灯火断芯検出装
置を提供する。 【構成】 定電流交流電源装置２に複数の絶縁変流器Ｃ
Ｔ１〜ＣＴｎの一次側を直列に接続すると共に、その二
次側を端末器Ｒ１〜Ｒｎを介してＬ１〜Ｌｎに接続し、
定電流電源装置２の出力電流および出力端電圧を入力と
し所定の処理を行い定電流電源装置２に制御出力を出す
親局５から構成され、複数灯火の断芯を検出する灯火断
芯検出装置において、親局５は、灯火の断芯発生判定手
段と断芯位置判定手段と制御情報発生手段と電源装置制
御手段とから構成され、また各端末器は、制御情報検出
手段と過電圧検出手段と演算制御手段と短絡開放手段と
から構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、定電流電源に直列に接
続されている複数の絶縁変流器の二次側にそれぞれ接続
された灯火の断芯監視・制御を行う灯火断芯検出装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】定電流による灯火の点灯は、灯火に流れ
る電流を灯火に使用しているフィラメントの抵抗が点灯
時の熱によって変化しても一定にできることから、フィ
ラメントに加わる熱的なストレスや過電流によるストレ
スが軽減され、長寿命化を図れる等の利点がある。その
ため、例えば多数の灯火を使用する空港滑走路の案内用
灯火等に使用され、ランプ寿命によるランプ交換の保守
間隔を長くし、保守の省力化を図っている。

【０００３】このような保守の目安として、従来は多数
の灯火のどれかが断芯したことを検出する灯火断芯検出
装置を設けていた。この灯火断芯検出装置は、灯火に電
源を供給している定電流交流電源の出力電圧波形を観測
するものである。個々の灯火には絶縁変流器を介して電
源を供給する構成としていることから、灯火断芯によっ
て絶縁変流器の二次端子間が開放した際、二次端子間に
はひげ状の過電圧が発生する。このひげ状の過電圧は絶
縁変流器一次端子間にも現れるので、定電流交流電源の
出力電圧波形を観察することによっても特定の部位にひ
げ状の波形が確認でき、これによって灯火の断芯を知る
ことができる。

【０００４】しかし、このような従来の灯火断芯検出装
置では、灯火が断芯したことは判るが、多数の灯火のど
れが断芯したのかまでは検出できなかった。

【０００５】そこで、近時は、例えば特開平４−１４７
５９９号公報に開示された検出装置のように、断芯した
灯火の数のみならず、断芯した灯火がいずれの灯火であ
るのかを検出することが可能なものが提案されている。
この提案は、前述した絶縁変流器と灯火の間に所定条件
で絶縁変流器二次を短絡する機能を有する端末器と、灯
火に電源を供給する定電流交流電源の出力電圧波形から
前述と同様な方法で灯火の断芯有無を判定し、断芯があ
れば前記定電流交流電源の出力電流を所定時間のみ低下
させる機能をもつ親局装置から構成されている。

【０００６】この検出装置で灯火に断芯が発生すると、
絶縁変流器二次には過電圧が発生するので端末器はこれ
を条件に絶縁変流器二次を解除指令を受けるまで短絡
し、断芯による過電圧の発生を無くする。一方、親局装
置は定電流交流電源の出力電圧波形から灯火に断芯が短
時間発生したことを判定し、定電流交流電源の出力電流
を所定時間のみ低下させる。端末器は、この短時間の電
流低下を絶縁変流器二次短絡の解除指令として、所定時
間後に所定時間のみ絶縁変流器二次の短絡を解除し、絶
縁変流器二次に過電圧を発生させる。親局装置は定電流
交流電源の出力電流を所定時間のみ低下させてから再度
灯火に断芯が発生したことを判定するまでの時間を測定
する。この時間測定結果は、端末器が絶縁変流器二次の
短絡解除指令を受けてから短絡を解除するまでの時間に
相当することから、端末器毎に短絡を解除するまでの時
間を変えることにより、親局装置でその端末器に断芯が
発生しているかを判定することが可能となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような従来装置
は、灯火に断芯があることや、どの灯火が断芯したかは
判るが、保守を行うためには断芯した灯火の場所まで行
く必要がある。しかし、空港の滑走路等に本システムを
適用した場合、航空機の離着陸のために必要な灯火が断
芯によって使用不能になったとしても危険なのですぐに
保守作業にかかれなかった。また、使用目的によって
は、特定部分の灯火を消灯させたい場合もあったが、従
来装置ではそのような対応もできなかった。

【０００８】したがって、断芯灯火の保守および灯火の
消灯点灯制御をより確実あるいは迅速に行うためには、
親局側からも各端末器側に向けて、例えば予備の灯火に
切り換える内容等の情報伝達を行える構成とすることが
望ましい。また、このような情報伝達が可能となれば、
灯火周辺の他の装置についても最小限の設備投資により
遠隔からの監視制御が可能となる。

【０００９】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、親局において個々の灯火の断芯監視ならびに個々
の灯火の消灯・点灯制御等が可能な灯火断芯検出装置を
提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１は、定電流交流電源装置に複数の
絶縁変流器の一次側を直列に接続すると共に、その二次
側を端末器を介し灯火に接続し、また、前記定電流電源
装置の出力電流および出力端電圧を入力とし所定の処理
を行い前記定電流電源装置に制御出力を出す親局から構
成され、前記複数灯火の断芯を検出する灯火断芯検出装
置において、前記親局側に設けられ、前記定電流交流電
源の出力電圧，電流波形から前記絶縁変流器の二次側が
灯火の断芯等により開放したときに発生する特定の歪み
を検出することにより端末器から送出された監視情報を
判別する断芯発生判定手段と、断芯発生判定手段の出力
信号間隔および回数に基づき監視情報の内容を判定する
断芯位置判定手段と、前記断芯位置判定手段で監視情報
を判定した出力または外部からの起動条件により端末器
に対して制御情報を送る場合に所定のディジタルコード
を発生する制御情報発生手段と、前記制御情報発生手段
からのディジタルコードに基づき定電流電源装置の出力
電流波形につき所定箇所の出力電流の有無を所定間隔と
回数で制御し，定電流電源装置の出力電流波形に制御情
報を付加する電源装置制御手段と、前記各端末器側に設
けられ，前記定電流交流電源装置の出力電流波形に付加
された制御情報を検出する制御情報検出手段と、前記灯
火の断芯等により絶縁変流器の二次側が開放し過電圧が
発生したことを検出する過電圧検出手段と、前記制御情
報検出手段からの制御情報および前記過電圧検出手段か
らの過電圧発生情報を所定のルールで演算し制御指令を
出す演算制御手段と、前記演算制御手段の制御指令によ
り絶縁変流器二次側の短絡・開放制御による監視情報の
送出および灯火の点灯・消灯制御を行う短絡開放手段と
を備えたことを特徴とする。また、請求項２は、定電流
交流電源装置を複数の灯火に複数の絶縁変流器を介して
接続する端末器と、前記定電流電源装置からの出力に制
御出力を付加する親局を備え、前記複数灯火の断芯を検
出する灯火断芯検出装置であって、前記親局には断芯の
監視情報を判定した条件または外部からの起動条件によ
り端末器に対して制御情報を送る場合に所定の制御コー
ドを発生する制御情報発生手段と、前記制御情報発生手
段からの制御コードに基づき定電流電源装置の出力電流
波形の所定箇所の出力電流の有無を所定間隔と回数で制
御し定電流電源装置の出力電流波形に制御情報を付加す
る電源装置制御手段とを設け、前記各端末器には前記定
電流交流電源装置の出力電流波形に付加された制御情報
を検出する制御情報検出手段と、前記制御情報検出手段
からの制御情報または絶縁変流器の二次側の過電圧発生
情報に基づいて制御指令を出す演算制御手段と、前記演
算制御手段の制御指令により絶縁変流器二次側の短絡・
開放制御による監視情報の送出および灯火の点灯・消灯
制御を行う短絡開放手段とを設けたことを特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明の灯火断芯検出装置は上記の如く構成さ
れているので、灯火に断芯が発生すると、絶縁変流器の
二次端子間には絶縁変流器鉄芯の磁気飽和によってひげ
状波形の過電圧が発生する。このひげ状波形の過電圧
は、灯火に電源を供給している定電流交流電源装置の出
力端電圧波形にもひげ状の波形歪みとして現れる。従っ
て、灯火の断芯と同様の状態を端末器に所定の時間間隔
で実施すれば、親局では定電流交流電源の出力端電圧波
形歪みの発生間隔から断芯灯火を特定する等の監視が可
能となる。また、定電流交流電源の出力電流を所定の値
に所定の間隔で半サイクルまたはその整数倍の時間幅で
変化させると、端末器に対して制御情報を送信すること
が可能となるので、端末器は定電流交流電源から供給さ
れる電流の変化とその変化間隔から灯火の点灯や消灯等
の制御が可能となる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図１は本発明の一実施例の断芯検出装置のブロック
構成図である。同図に示すように、位相制御により所定
の出力電流を発生する定電流交流電源２の出力は一次側
を直列接続した複数の絶縁変流器ＣＴ１〜ＣＴｎに接続
される。絶縁変流器ＣＴ１〜ＣＴｎによって変流された
電流は端末器Ｒ１〜Ｒｎによって所定の処理後、灯火Ｌ
１〜Ｌｎに供給される。

【００１３】一方、定電流交流電源２の出力電流と出力
端子間電圧はそれぞれ変流器３と変圧器４を介し親局５
に導入される。さらに、親局５からは定電流交流電源２
の出力電流を制御する制御信号が定電流交流電源２に出
力される。

【００１４】ここで、親局５は図２に示すように、前記
変流器３と変圧器４を介して導入される電流，電圧波形
から断芯信号を検出する断芯発生判定手段６と、断芯発
生判定手段６の断芯信号出力間隔から端末器Ｒ１〜Ｒｎ
が送った監視情報の判定を行う断芯位置判定手段７と、
断芯位置判定手段７の出力または外部条件によって所定
の制御情報を発生する制御情報発生手段８と、制御情報
発生手段８の出力に基づき定電流交流電源２の出力電流
を制御する電源装置制御手段９とから構成されている。

【００１５】端末器Ｒ１は図３に示すように、絶縁変流
器ＣＴ１の二次電流から前記親局５が送った制御情報を
検出する制御情報検出手段２１と、絶縁変流器ＣＴ１の
二次側が灯火の断芯等によって開放し過電圧を発生した
ことを検出する過電圧検出手段２２と、制御情報検出手
段２１と過電圧検出手段２２の出力を演算し制御信号を
出力する演算制御手段２３と、演算制御手段２３の制御
信号によって灯火Ｌ１の点灯消灯制御や絶縁変流器ＣＴ
１の二次側を短絡開放し監視情報を送る短絡開放手段２
４とから構成される。なお、端末器Ｒ２〜Ｒｎも端末器
Ｒ１と同じ構成である。

【００１６】以下、上記の如き構成の断芯検出装置の動
作を図４のタイムチャートを用いて説明する。まず、灯
火Ｌ１が断芯すると、絶縁変流器ＣＴ１の二次側が開放
し二次端子間にひげ状の過電圧が発生する。この過電圧
を端末器Ｒ１の過電圧検出手段２２が検出し、演算制御
手段２３に過電圧情報として伝える。また、制御情報検
出手段２１は絶縁変流器ＣＴ１の二次電流が灯火Ｌ１の
断芯により流れなくなったことを検出し、演算制御手段
２３に電流断情報として伝える。演算制御手段２３はこ
の過電圧情報と電流断情報を演算し灯火Ｌ１が断芯した
ことを判定し、時間Ｔ０経過後短絡開放手段２４に絶縁
変流器ＣＴ１の二次端子間を短絡する制御信号を出す。
短絡開放手段２４により絶縁変流器ＣＴ１の二次端子間
が短絡されると、二次端子間に発生していた過電圧は零
になる。

【００１７】次に、演算制御手段２３は時間Ｔ０から時
間Ｔ１経過後に先に短絡した絶縁変流器ＣＴ１の二次端
子間を端末器毎に異なる所定の時間間隔Ｔ１と所定の回
数Ｎで時間Ｔ３間のみ短絡解除する制御信号を短絡開放
手段２４に出す。短絡開放手段２４により絶縁変流器Ｃ
Ｔ１の二次端子間が複数回短絡解除されると、二次端子
間には短絡解除した時のみ過電圧が発生するので、例え
ば、時間Ｔ２を端末器番号に相当する時間とした監視情
報を送り出すことが可能となる。

【００１８】一方、灯火の断芯に伴い絶縁変流器ＣＴ１
の二次端子間に発生した過電圧の影響は定電流交流電源
２の出力端子間電圧波形に図４（ｂ）の如くひげ状の歪
みとして発生する。したがって、定電流交流電源２の出
力端子間電圧を変圧器４により親局５の断芯発生判定手
段６に取り込み定電流交流電源周波数の半サイクルまた
は１サイクル毎にひげ状の波形歪みの有無を検出すれば
図４（ｃ）に示す如く断芯検出信号出力が得られる。な
お、断芯発生判定手段６に定電流交流電源２の出力電流
を変流器３を介し導入することにより、電流が所定値以
下でひげ状の電圧波形歪みが発生している等の条件を盛
り込むことができ検出精度の向上を図れる。断芯発生判
定手段６の断芯検出信号出力は断芯位置判定手段７に入
力され、断芯検出信号から時間Ｔ２，時間Ｔ３，回数Ｎ
が判定される。例えば、時間Ｔ２を端末器番号に相当す
る時間としておけばＴ２を知ることにより、どの端末器
が送った監視情報かを知ることが可能となる。

【００１９】次に、端末器Ｒ１に対して灯火の点灯消灯
制御や監視情報の再確認を実施する場合は制御情報発生
手段８に対して端末器番号、制御内容等の外部条件を与
える。制御情報発生手段８は与えられた外部条件に基づ
きディジタルコードを生成し電源装置制御手段９に渡
す。電源装置制御手段９は制御情報発生手段８から受け
とったディジタルコードに基づき定電流交流電源２の出
力電流の振幅を所定間隔と回数で制御し出力電流波形に
制御情報を付加する。

【００２０】出力電流波形に付加した制御情報の具体的
な例を図５により説明する。図５において、ディジタル
コードは８ビットで構成され、また各ビットは定電流交
流電源２の出力交流電流周波数の３サイクル分で構成さ
れている。ここで論理「１」を送る場合は各ビットの最
初の半サイクルを通常の電流振幅とし、論理「０」を送
る場合は各ビットの最初の半サイクルを最小の電流振幅
としている。なお制御情報はスターと時点を明らかにす
るため論理「０」から送るのがよい。また論理「１」を
３サイクル中の半サイクルとしているのは、制御情報を
付加している電流で灯火を点灯しているため電流振幅を
小さくする期間を長くすると灯火の明るさが変わってし
まうためである。

【００２１】端末器Ｒ１の制御情報検出手段２１はこの
ディジタルコードを絶縁変流器ＣＴ１の二次電流の変化
から検出し、制御情報として演算制御手段２３に伝え
る。演算制御手段２３は過電圧検出手段２２から過電圧
情報がなく、制御情報検出手段２１から制御情報がきた
という条件で親局５からの制御情報と判断し、端末器番
号と制御内容の解読を実施する。その結果、自端末器に
対する制御情報であると判断した場合は制御情報で指定
された制御を実施し、他端末器に対する制御情報である
と判断した場合は何も実施しない。制御情報の例とし
て、灯火の消灯であれば演算制御手段２３から短絡開放
手段２４に対して絶縁変流器ＣＴ１の二次端子間を短絡
する指令を出すことで灯火に電流が流れないようにす
る。

【００２２】制御情報が自端末器の場合、制御内容を実
行後、前記の灯火断芯時と同一の方法で制御結果を監視
情報として親局５に返送する。親局５は端末器からの監
視情報を前記と同一の方法で断芯発生判定手段６、断芯
位置判定手段７により受取り、端末器番号や制御結果を
断芯位置判定手段７から制御情報発生手段８に渡し端末
器番号や制御結果が正しいことを確認し制御動作を終了
する。

【００２３】本実施例によれば、親局から端末器に対し
ての情報伝送手段として定電流交流電源の出力波形振幅
を情報内容に応じて変化させる方法を用い、端末器から
親局に対しての情報伝送手段として定電流交流電源に直
列接続された絶縁変流器二次端子間を開放したときに生
じる電源端電圧波形を情報内容に応じて変化させる方法
を用い、親局と端末器間でディジタルコードによる情報
の交換を可能としたことで、定電流交流電源により駆動
される多数の灯火の個々について断芯有無の監視、灯火
の点灯消灯ならびに補助灯火への切換制御、動作状態の
確認が可能となる。

【００２４】また、灯火点灯用の定電流交流電源の出力
を情報伝送手段として用いるにあたり、定電流交流電源
出力波形の例えば３サイクル中の半サイクルの振幅を変
化させることとし、情報伝送に伴って灯火の明るさが変
わってしまう不具合を最小限としている。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
定電流型交流電源の出力をそのまま情報伝送手段とし親
局と端末器間の情報の授受を可能としたので、多数の灯
火について個々に断芯の監視が可能なばかりでなく、断
芯の再確認、断芯灯火から予備灯火への切り換え制御、
個々の灯火の点灯消灯制御等ができるので、より高度な
監視制御および確実で迅速な保守が可能となる。また、
定電流交流電源の出力をそのまま情報伝達手段として利
用することから、信号伝送ケーブルが不要となり、既設
のシステムにも簡単に適用可能である。さらに、端末器
の接続についても絶縁変流器二次と灯火の間に直列接続
する簡単な作業なので工事費も最小限となる、という優
れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のブロック構成図。

【図２】図１の親局のブロック構成図。

【図３】図１の端末器のブロック構成図。

【図４】図１の動作を説明するためのタイムチャート。

【図５】図４の制御情報発生手段で生成するディジタル
コードの波形の説明図。

【符号の説明】

１…灯火点灯回路、２…定電流交流電源、３…変流器、
４…変圧器、５…親局、６…断芯発生判定手段、７…断
芯位置判定手段、８…制御情報発生手段、９…電源装置
制御手段、２１…制御情報検出手段、２２…過電圧検出
手段、２３…演算制御手段、２４…短絡開放手段、ＣＴ
１〜ＣＴｎ…絶縁変流器、Ｌ１〜Ｌｎ…灯火、Ｒ１〜Ｒ
ｎ…端末器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大村 政文 神奈川県川崎市幸区堀川町66番２ 東芝エ ンジニアリング株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 定電流交流電源装置に複数の絶縁変流器
   の一次側を直列に接続すると共に、その二次側を端末器
   を介し灯火に接続し、また、前記定電流電源装置の出力
   電流および出力端電圧を入力とし所定の処理を行い前記
   定電流電源装置に制御出力を出す親局から構成され、前
   記複数灯火の断芯を検出する灯火断芯検出装置におい
   て、前記親局側に設けられ、前記定電流交流電源の出力
   電圧，電流波形から前記絶縁変流器の二次側が灯火の断
   芯等により開放したときに発生する特定の歪みを検出す
   ることにより端末器から送出された監視情報を判別する
   断芯発生判定手段と、断芯発生判定手段の出力信号間隔
   および回数に基づき監視情報の内容を判定する断芯位置
   判定手段と、前記断芯位置判定手段で監視情報を判定し
   た出力または外部からの起動条件により端末器に対して
   制御情報を送る場合に所定のディジタルコードを発生す
   る制御情報発生手段と、前記制御情報発生手段からのデ
   ィジタルコードに基づき定電流電源装置の出力電流波形
   につき所定箇所の出力電流の有無を所定間隔と回数で制
   御し，定電流電源装置の出力電流波形に制御情報を付加
   する電源装置制御手段と、前記各端末器側に設けられ，
   前記定電流交流電源装置の出力電流波形に付加された制
   御情報を検出する制御情報検出手段と、前記灯火の断芯
   等により絶縁変流器の二次側が開放し過電圧が発生した
   ことを検出する過電圧検出手段と、前記制御情報検出手
   段からの制御情報および前記過電圧検出手段からの過電
   圧発生情報を所定のルールで演算し制御指令を出す演算
   制御手段と、前記演算制御手段の制御指令により絶縁変
   流器二次側の短絡・開放制御による監視情報の送出およ
   び灯火の点灯・消灯制御を行う短絡開放手段とを備えた
   ことを特徴とする灯火断芯検出装置。
2. 【請求項２】 定電流交流電源装置を複数の灯火に複数
   の絶縁変流器を介して接続する端末器と、前記定電流電
   源装置からの出力に制御出力を付加する親局を備え、前
   記複数灯火の断芯を検出する灯火断芯検出装置であっ
   て、前記親局には断芯の監視情報を判定した条件または
   外部からの起動条件により端末器に対して制御情報を送
   る場合に所定の制御コードを発生する制御情報発生手段
   と、前記制御情報発生手段からの制御コードに基づき定
   電流電源装置の出力電流波形の所定箇所の出力電流の有
   無を所定間隔と回数で制御し定電流電源装置の出力電流
   波形に制御情報を付加する電源装置制御手段とを設け、
   前記各端末器には前記定電流交流電源装置の出力電流波
   形に付加された制御情報を検出する制御情報検出手段
   と、前記制御情報検出手段からの制御情報または絶縁変
   流器の二次側の過電圧発生情報に基づいて制御指令を出
   す演算制御手段と、前記演算制御手段の制御指令により
   絶縁変流器二次側の短絡・開放制御による監視情報の送
   出および灯火の点灯・消灯制御を行う短絡開放手段とを
   設けたことを特徴とする灯火断芯検出装置。