WO2023176039A1 - 機器診断装置及び機器診断システム - Google Patents

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WO2023176039A1
WO2023176039A1 PCT/JP2022/042020 JP2022042020W WO2023176039A1 WO 2023176039 A1 WO2023176039 A1 WO 2023176039A1 JP 2022042020 W JP2022042020 W JP 2022042020W WO 2023176039 A1 WO2023176039 A1 WO 2023176039A1
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WO
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earth leakage
operation mode
sensor
leakage sensor
load
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/042020
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English (en)
French (fr)
Inventor
佳正 渡邊
泰行 岡田
甚 井上
Original Assignee
三菱電機株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults

Definitions

  • the present disclosure relates to a device diagnostic device and a device diagnostic system.
  • Load devices for example, electric motors, etc.
  • load equipment When load equipment is used for a long period of time, insulation deterioration due to aging of insulating members, failure and damage of parts, etc. occur.
  • a leakage current (hereinafter also referred to as "earth leakage”) flows through a location where insulation has deteriorated, it may cause an electric shock to the human body or cause a leakage sensor installed between the power supply and the load equipment (for example, an earth leakage breaker or This may cause the earth leakage relay to operate.
  • a leakage sensor installed between the power supply and the load equipment (for example, an earth leakage breaker or This may cause the earth leakage relay to operate.
  • the load equipment for example, an earth leakage breaker or This may cause the earth leakage relay to operate.
  • a component failure or damage it takes time to perform unexpected work (specifically, arranging replacement parts, replacing parts, etc.). Therefore, there is a need for more sophisticated diagnostic equipment for load equipment.
  • a zero-phase current transformer (ZCT) mounted on an earth leakage breaker or earth leakage relay is used to measure leakage current due to insulation deterioration.
  • ZCT zero-phase current transformer
  • a system is known that performs insulation monitoring based on voltage information and leakage information in an electric path connecting a power source and a load device (see, for example, Patent Document 1).
  • An earth leakage sensor equipped with a zero-phase current transformer is, for example, a so-called passive type sensor, and measures earth leakage based on a load resistance connected to both ends of a coil wound around a magnetic core. Furthermore, in recent years, active type sensors that apply the flux gate method to detect changes in magnetic fields have also been used as leakage sensors (for example, see Patent Document 2).
  • Patent Document 3 a configuration has been proposed that increases diagnostic accuracy based on signals output from a plurality of different types of sensors. Furthermore, there is also known a device that detects deterioration of load equipment and determines the presence or absence of component failure or damage based on the frequency spectrum of current detected by a current sensor (see, for example, Patent Documents 4 and 5). . Furthermore, there is also known a device that determines the presence or absence of a failure or damage in a component of a load device based on the detection result of a vibration sensor provided in the load device (for example, see Patent Document 6).
  • JP 2019-109192 (see Figure 1) Special Publication No. 2013-539538 (see Figure 2) Japanese Patent Application Publication No. 2019-135455 (see Figure 5) International Publication No. 2018/087885 (see Figure 1) JP 2017-181437 (see Figure 4) JP 2021-144054 (see Figure 1)
  • the detection sensitivity of an earth leakage sensor varies depending on the purpose and application of insulation monitoring, but in general, the detection sensitivity is a fixed value. Therefore, it is difficult to diagnose various events including insulation monitoring using one earth leakage sensor. Although it is possible to change the detection sensitivity by adjusting the gain of an amplifier provided after the earth leakage breaker, it is difficult to change the detection sensitivity under normal operating conditions. Further, the method of passing a test current through the leakage sensor as in Patent Document 1 is also difficult because the detection sensitivity must be changed frequently under normal operating conditions.
  • the present disclosure has been made to solve the above problems, and aims to provide a device diagnostic device and a device diagnostic system that are low cost, easy to diagnose load devices, and have high reliability in the diagnosis. purpose.
  • a device diagnostic device is a device diagnostic device that diagnoses a load device driven by electric power supplied from a power supply unit through an electric path, and includes a detection signal with a waveform corresponding to a current leaking from the electric path.
  • an earth leakage sensor that outputs a current leakage sensor; an equipment status acquisition unit that acquires an equipment status that is at least one of the status of the load equipment or the surrounding environment of the load equipment; an operation mode determination unit that determines an operation mode of the earth leakage sensor to an operation mode for normal earth leakage detection or an operation mode for abnormality diagnosis; and an operation mode determination unit that operates the earth leakage sensor in the operation mode determined by the operation mode determination unit.
  • an earth leakage sensor drive unit that performs the diagnosis based on the detection signal output from the earth leakage sensor and the status signal output from the device status acquisition unit, and the operation mode determination unit If the device state satisfies a predetermined switching condition when the earth leakage sensor is operating in the normal operation mode for earth leakage detection, the operation mode of the earth leakage sensor is changed to the abnormality diagnosis operation mode. Switch to mode.
  • a device diagnostic system includes the device diagnostic device described above and a server that communicates with the device diagnostic device via a network, and the server cooperates with the diagnostic unit described above.
  • the system is characterized by diagnosing load equipment that has been loaded.
  • a device diagnosis device and a device diagnosis system that are low cost, easy to diagnose a load device, and have high reliability of the diagnosis.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing the configuration of a device diagnostic device according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 2 is a perspective view showing an example of the configuration of the earth leakage sensor shown in FIG. 1.
  • FIG. FIG. 3 is a diagram showing an example of the arrangement of the earth leakage sensor shown in FIG. 2 on a power line.
  • (A) is a BH curve of the magnetic core shown in FIGS. 2 and 3.
  • (B) is a graph showing the waveform of the excitation magnetic field in the magnetic core when the current value of the zero-phase current is 0.
  • C is a graph showing the time change of the magnetic flux passing through the magnetic core when the current value of the zero-phase current is 0.
  • (D) is a graph showing the waveform of the voltage output from the detection coil when the current value of the zero-phase current is 0.
  • (A) is a BH curve of the magnetic core shown in FIGS. 2 and 3.
  • (B) is a graph showing the waveform of the excitation magnetic field in the magnetic core when the current value of the zero-phase current is not 0.
  • (C) is a graph showing the time change of the magnetic flux passing through the magnetic core when the current value of the zero-phase current is not 0.
  • (D) is a graph showing the waveform of the voltage output from the detection coil when the current value of the zero-phase current is not 0.
  • 2 is a block diagram showing the configuration of a control device shown in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a device diagnostic device according to a modification of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a device diagnostic device according to a second embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram showing another example of the configuration of the device diagnostic device according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an operation sequence of an earth leakage sensor of the device diagnostic device according to Embodiment 2; FIG.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a device diagnosis system according to a third embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram showing another example of the configuration of the device diagnostic system according to Embodiment 3.
  • FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of a device diagnosis system according to a modification of the third embodiment.
  • FIG. 12 is a block diagram showing another example of the configuration of the device diagnosis system according to a modification of the third embodiment.
  • FIG. 7 is a block diagram showing another example of the configuration of the device diagnosis system according to the fourth embodiment.
  • FIG. 7 is a block diagram showing another example of the configuration of the device diagnosis system according to the fourth embodiment.
  • FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of a device diagnosis system according to a modification of the fourth embodiment.
  • FIG. 7 is a block diagram showing another example of the configuration of the device diagnosis system according to a modification of the fourth embodiment.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing the configuration of a device diagnostic apparatus 100 according to the first embodiment.
  • the device diagnostic device 100 is a device that diagnoses a load device 1 driven by electric power supplied from a power supply section 2.
  • the device diagnostic device 100 is an abnormality diagnostic device that diagnoses the presence or absence of an abnormality in the load device 1.
  • Embodiment 1 a case where the load device 1 is driven by three-phase AC power will be described as an example.
  • three-phase AC power is supplied to the load device 1 through a plurality of (for example, three or four) electric wire cables 3a, 3b, and 3c as electric circuits.
  • the number of electric wires connecting the power supply section 2 and the load device 1 is two or three.
  • the ground wire, earth wire, and neutral wire of the power supply section 2 may be connected to the load device 1.
  • the load device 1 is, for example, an electric motor, an industrial device or an industrial machine including the electric motor, a commercial electric device, an IT (Information Technology) device, an OA (Office Automation) device, a household electric device, or a lighting device.
  • Embodiment 1 will be described using an example in which the load device 1 is an electric motor.
  • the device diagnostic device 100 includes one earth leakage sensor 10, a state detection sensor 20 as a device state acquisition section, a control device 30 as a control section, and a display section 40 as a notification section.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an example of the configuration of the earth leakage sensor 10 shown in FIG. 1.
  • the earth leakage sensor 10 outputs a detection signal having a waveform (the sum of the currents flowing through each of the electric wire cables 3a to 3c) corresponding to the current flowing through the electric wire cables 3a to 3c. That is, if the sum of the currents flowing through each of the electric wire cables 3a to 3c does not become zero, it means that a leakage occurs in the electric circuit.
  • the earth leakage sensor 10 is a so-called active type sensor.
  • the leakage sensor 10 is, for example, a current sensor to which a fluxgate type magnetic sensor is applied.
  • the earth leakage sensor 10 has a cylindrical magnetic core 11 as an iron core, an excitation coil 12 as a first coil, and a detection coil 13 as a second coil.
  • the excitation coil 12 and the detection coil 13 are wound around the magnetic core 11 .
  • the sensor drive signal is, for example, an alternating current signal.
  • an alternating current hereinafter also referred to as "excitation current”
  • the magnetic core 11 is periodically magnetically saturated.
  • the detection coil 13 outputs a signal indicating the induced electromotive force generated when an excitation current flows through the excitation coil 12 as a detection signal.
  • the earth leakage sensor 10 may be any other sensor as long as it operates based on a sensor drive signal output from the earth leakage sensor drive unit 31 (see FIG. 6).
  • the earth leakage sensor 10 may be a current sensor using a highly sensitive magnetic sensor or a magnetic sensor device, or a current sensor using an optical fiber.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the arrangement of the earth leakage sensor 10 shown in FIG. 2 on the electric wire cables 3a to 3c.
  • the earth leakage sensor 10 is arranged such that the electric wire cables 3a to 3c penetrate the hollow portion 11a of the magnetic core 11.
  • the leakage sensor 10 detects a zero-phase current that is the sum of three-phase currents flowing through the wire cables 3a to 3c.
  • the zero-sequence current is equivalent to the leakage current Ia flowing from the electric wire cables 3a to 3c and the load device 1 to the ground 9 via insulation resistance and stray capacitance.
  • FIG. 3 shows an example in which the leakage current Ia flows from the load device 1 to the ground 9.
  • the zero-sequence current will be described with the symbol I d attached thereto.
  • the excitation coil 12 and the detection coil 13 are wound around a part of the magnetic core 11, and the number of turns of the excitation coil 12 is greater than the number of turns of the detection coil 13.
  • An example is shown.
  • the excitation coil 12 and the detection coil 13 may be evenly wound around the entire circumference of the magnetic core 11 in order to suppress uneven winding and fluctuations in output due to external magnetic fields.
  • the number of turns of each of the excitation coil 12 and the detection coil 13 is not limited to the number of turns shown in FIGS. 2 and 3.
  • the number of turns of the detection coil 13 may be greater than the number of turns of the excitation coil 12, or the number of turns of the excitation coil 12 may be the same as the number of turns of the detection coil 13.
  • the excitation coil 12 and the detection coil 13 are wound directly around the magnetic core 11, but they are not wound around the outer surface of the resin case in which the magnetic core 11 is sealed. It's okay. This can prevent the characteristics of the magnetic core 11 from deteriorating due to winding stress, which is stress generated in the magnetic core 11 when the excitation coil 12 and the detection coil 13 are wound.
  • the excitation coil 12 and the detection coil 13 are magnetically coupled via the magnetic core 11, the excitation coil 12 and the detection coil 13 may be coupled to the magnetic core 11 as a single coil. good.
  • the earth leakage sensor 10 may be a clamp opening/closing type earth leakage sensor in which the cylindrical magnetic core 11 is provided with an opening/closing function.
  • the earth leakage sensor 10 is connected to an earth leakage sensor drive section 31 and a first signal collection section 32 shown in FIG. 6, which will be described later. Specifically, the excitation coil 12 of the earth leakage sensor 10 is connected to the earth leakage sensor drive section 31, and the detection coil 13 is connected to the first signal collection section 32.
  • FIG. 4(A) is a BH curve showing the magnetic characteristics of the magnetic core 11 shown in FIGS. 2 and 3.
  • the vertical axis indicates the magnitude of the magnetic flux density B
  • the horizontal axis indicates the excitation magnetic field (hereinafter referred to as "AC magnetic field H") generated when an excitation current (AC current) flows through the excitation coil 12. ).
  • AC magnetic field H the excitation magnetic field generated when an excitation current (AC current) flows through the excitation coil 12.
  • FIG. 4(B) is a graph showing a waveform W11 of the alternating current magnetic field H in the magnetic core 11 when the current value of the zero-sequence current Id is 0.
  • the waveform W11 of the alternating current magnetic field H exhibits a positive-negative symmetrical waveform. Note that, when the number of turns of the exciting coil 12 is N 1 , the exciting current is I, and the average radius of the magnetic core 11 is r, the alternating current magnetic field H is expressed by the following equation (1).
  • FIG. 4C is a graph W12 showing a temporal change in the magnetic flux ⁇ passing through the magnetic core 11 when the current value of the zero-phase current I d is 0.
  • FIGS. 4A and 4C when the magnetic flux density B of the magnetic core 11 is saturated, the time change in the magnetic flux ⁇ is zero.
  • FIG. 4(C) when the current value of the zero-phase current I d is 0, the magnetic flux ⁇ is negative in the period t 1 in which the time change is 0 when the magnetic flux ⁇ is positive. It is the same as the period t1 in which the time change is 0.
  • the output voltage indicating the induced electromotive force generated in the detection coil 13 (see Figures 2 and 3) is set to V, and the number of turns of the detection coil 13 is set to N2 .
  • the output voltage V is expressed by the following equation (2) according to Faraday's law of electromagnetic induction.
  • the cross-sectional area S of the magnetic core 11 is a constant. Furthermore, when the magnetic permeability of the magnetic core 11 is ⁇ , the magnetic flux density B is the product of the magnetic permeability ⁇ and the alternating current magnetic field H, so equation (2) can be transformed into the following equation (3). .
  • ⁇ 0 represents the magnetic permeability of vacuum
  • ⁇ r represents the relative magnetic permeability of the magnetic core 11 .
  • the vacuum magnetic permeability ⁇ 0 is, for example, 4 ⁇ 10 ⁇ 7 (H/m).
  • the output voltage V is proportional to the time change of the magnetic flux ⁇ .
  • the magnetic flux ⁇ is the product of the magnetic flux density B and the cross-sectional area S of the magnetic core 11, and since the cross-sectional area S is a constant, the output voltage V according to the time change of the magnetic flux density B can be obtained.
  • FIG. 4(D) is a graph showing a waveform W13 of the output voltage V when the current value of the zero-phase current Id is 0.
  • FIGS. 4(A), (C), and (D) when the time change of magnetic flux density B is 0, that is, when magnetic flux density B is saturated, the output voltage V is also 0. .
  • the BH curve of the magnetic core 11 is symmetrical to the origin, so the period at which the output voltage V becomes 0 is twice the frequency of the alternating magnetic field H. Repeated.
  • FIG. 4(A) the BH curve of the magnetic core 11 is symmetrical to the origin, so the period at which the output voltage V becomes 0 is twice the frequency of the alternating magnetic field H. Repeated.
  • the interval t2 in which the output voltage V is 0 when the change in the magnetic flux ⁇ is positive is the interval t2 in which the output voltage V is 0 when the change in the magnetic flux ⁇ is negative. It is the same as the interval t2 .
  • FIG. 5(A) is a graph showing the BH curve of the magnetic core 11 shown in FIGS. 2 and 3.
  • the vertical axis indicates the magnitude of the magnetic flux density B
  • the horizontal axis indicates the magnitude of the excitation magnetic field Hs .
  • the excitation magnetic field H s is the sum of the alternating current magnetic field H generated when an excitation current flows through the excitation coil 12 and the excitation magnetic field H d described above.
  • the magnetic core 11 has a magnetic flux density when the excitation magnetic field H s is set to the saturation magnetic field H 0 , ⁇ H 0 , as in FIG. 4(A). B becomes saturated.
  • FIG. 5(B) is a graph showing a waveform W21 of the excitation magnetic field Hs applied to the magnetic core 11 when the current value of the zero-phase current Id is not zero.
  • the zero-phase current I d is a direct current
  • the excitation magnetic field H d generated by the direct current is superimposed on the alternating current magnetic field H as a direct current bias magnetic field. Therefore, as shown in FIG. 5(B), the waveform W21 of the excitation magnetic field Hs has an asymmetrical waveform.
  • FIG. 5(C) is a graph W22 showing a temporal change in the magnetic flux ⁇ passing through the magnetic core 11 when the current value of the zero-phase current I d is not zero.
  • the period t3 in which the time change is 0 when the magnetic flux ⁇ is positive is the period t3 when the magnetic flux ⁇ is negative. It is different from the period t4 in which the time change of is 0. This is because the waveform W21 of the excitation magnetic field Hs shown in FIG. 5 shows an asymmetric waveform of positive and negative.
  • FIG. 5(D) is a graph showing a waveform W23 of the output voltage V generated in the detection coil 13 when the current value of the zero-phase current Id is not zero.
  • the interval at which the output voltage V is 0 is not constant.
  • the interval t5 shown in FIG. 5(D) in which the output voltage V is 0 when the change in the magnetic flux ⁇ is positive is the interval t5 when the output voltage V is 0 when the change in the magnetic flux ⁇ is negative.
  • the interval t is longer than 6 .
  • the change in the output voltage V shown in FIG. 5(D) is obtained at a period twice the frequency f of the excitation magnetic field Hs . Therefore, by extracting only the component (i.e., the second harmonic component) V2f corresponding to twice the frequency f of the excitation magnetic field Hs from the waveform W23 of the output voltage V shown in FIG. 5(D), The zero-sequence current I d (ie, leakage current), which is the current to be measured, can be calculated. Note that a lock-in amplifier that is synchronized with the control of the excitation magnetic field H s may be used to extract the second harmonic component V 2f .
  • a bandpass filter constructed by an analog circuit or a digital filter constructed by a digital circuit may be used for extraction of the second harmonic component V 2f .
  • a specific frequency component calculated by Fourier calculation may be extracted as a second harmonic component V 2f using a microcomputer.
  • n is an integer of 1 or more.
  • Equation (6) f indicates the frequency of the excitation magnetic field H s , H 0 indicates the saturation magnetic field of the magnetic core 11, and H m indicates the maximum value of the excitation magnetic field H s .
  • the second harmonic component V 2f of the output voltage V c is proportional to the zero-sequence current I d . Furthermore, as shown in equations (7) and (8), the second harmonic component V 2f is determined by the frequency f of the excitation magnetic field H s , the number of turns N 2 of the detection coil 13, and the maximum value of the excitation magnetic field H s . It depends on H m , the saturation magnetic field H 0 of the magnetic core 11 , the relative magnetic permeability ⁇ r of the magnetic core 11 , the cross-sectional area S of the magnetic core 11 , and the like.
  • equation (8) we have explained the case where the waveform of the excitation magnetic field Hs is a triangular wave as an example, but even if the waveform of the excitation magnetic field Hs is a sine wave, the coefficients are different, but the second harmonic is The parameters on which the wave component V 2f depends are the same.
  • the zero-sequence current I d is a direct current current, but by adjusting the sampling conditions, even if the zero-sequence current I d is an alternating current, it can be calculated. can do.
  • the sampling conditions include making the frequency of the excitation magnetic field H s more than twice the frequency of the zero-sequence current I d .
  • the state detection sensor 20 acquires a physical quantity indicating the state of the load device 1 .
  • the state detection sensor 20 is, for example, a vibration sensor that measures vibrations of the load device 1.
  • the state detection sensor 20 may be a temperature sensor or an infrared sensor that measures the temperature of the load device 1.
  • the temperature sensor or infrared sensor detects an overheated region of the load device 1.
  • the state detection sensor 20 may be a motion sensor that detects movement of the load device 1.
  • the state detection sensor 20 may be an electromagnetic wave sensor that detects the presence or absence of discharge in the load device 1.
  • the electromagnetic wave sensor detects electromagnetic wave noise generated by discharge, for example, by having a coil or a magnetic sensor.
  • the state detection sensor 20 may be an abnormal noise sensor (for example, a microphone) that detects abnormal noise (also referred to as "strange noise") when the load device 1 is operating.
  • the state detection sensor 20 may be a water leakage sensor that detects the presence or absence of water leakage in the load device 1 or an oil leakage sensor that detects the presence or absence of oil leakage in the load device 1.
  • the state detection sensor 20 may be a smoke sensor that detects the presence or absence of smoke in the load device 1. Note that the state detection sensor 20 may be arranged in any manner as long as it can directly or indirectly detect the state of the load device 1.
  • the state detection sensor 20 as the equipment state acquisition unit may be a noise meter that detects the presence or absence of electromagnetic noise related to EMC (Electromagnetic Compatibility) in the outputs of the load equipment 1 and the power supply unit.
  • the noise meter has a coil or an antenna (dipole antenna, Yagi antenna (registered trademark)) that matches the frequency of the noise, so that noise increases due to deterioration of various filters installed in the output of the load device 1 and the power supply section. and detects EMC-related electromagnetic noise propagating in space.
  • the noise meter may have the function of a voltage reader that can read high frequencies.
  • FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the control device 30 according to the first embodiment.
  • the control device 30 includes an earth leakage sensor drive section 31, a first signal collection section 32, and a first signal processing section 33.
  • the earth leakage sensor drive unit 31 controls the current value of the excitation current that is applied to the excitation coil 12 (see FIGS. 2 and 3), the frequency f of the excitation current, and the waveform of the excitation current. Note that the earth leakage sensor drive section 31 may control at least one of the current value of the exciting current, the frequency f of the exciting current, and the waveform of the exciting current.
  • the first signal collection unit 32 is a signal input unit into which a signal indicating the output voltage output from the detection coil 13 (hereinafter also referred to as a “detection signal”) is input.
  • the first signal collection unit 32 may acquire the detection signal output from the earth leakage sensor 10 in a desired signal form. For example, if the detection signal is an analog signal, the first signal collection unit 32 may convert the analog signal into a digital signal.
  • the first signal processing section 33 extracts the second harmonic component of the detected voltage signal based on the detected voltage signal stored in the first signal collecting section 32 and the driving conditions of the earth leakage sensor 10 .
  • the first signal processing section 33 needs to be driven according to the frequency f of the excitation current output from the leakage sensor driving section 31.
  • the magnitude of the sensor output corresponding to the zero-sequence current detected by the earth leakage sensor 10 (see FIG. 1) (i.e., (current detection sensitivity) and the frequency band of the detectable zero-sequence current can be adjusted. That is, the measurement dynamic range of the leakage sensor 10 can be adjusted.
  • the first signal processing unit 33 may directly measure the time change of the output voltage V c shown in FIG. You can also measure it.
  • the control device 30 further includes a second signal collection section 34 and a second signal processing section 35.
  • the second signal collection unit 34 is a signal input unit into which a status signal indicating the status of the load device 1 output from the status detection sensor 20 (hereinafter also referred to as "equipment status signal") is input.
  • the second signal collection unit 34 may acquire the signal output from the state detection sensor 20 in a desired signal format.
  • the second signal collection unit 34 may, for example, convert an analog signal output from the state detection sensor 20 into a digital signal.
  • the second signal processing unit 35 extracts feature quantities from the device state signal stored in the second signal collection unit 34. For example, the second signal processing unit 35 calculates the amplitude value or effective value of the waveform of the output signal. Further, the second signal processing unit 35 may calculate a value exceeding a predetermined threshold value as a feature quantity. Furthermore, the second signal processing unit 35 may calculate the feature amount by analyzing the frequency spectrum or main frequency components.
  • the current value of the leakage current flowing through the electric wire cables 3a to 3c may increase or decrease. Furthermore, the rated sensitivity current for leakage current for monitoring insulation for human body protection and fire prevention may not be able to capture changes in leakage current in response to changes in the state of load equipment 1.
  • the rated sensitivity current differs depending on the purpose of insulation monitoring using the earth leakage sensor 10 or the use of the earth leakage sensor 10. For example, when the purpose of insulation monitoring is to protect the human body, a rated sensitivity current of 5 mA or 30 mA is used. Further, the current range in which the earth leakage sensor 10 performs the interrupting operation differs depending on the rating of the earth leakage sensor 10. For example, if the rated sensitivity current is 5mA, it is specified to operate within the operating current range of 4mA to 6mA, and if the rated sensitivity current is 30mA, it is specified to operate within the operating current range of 15mA to 30mA. is determined, the sensitivity of the earth leakage sensor 10 is a fixed value.
  • the sensitivity can be adjusted by adjusting the gain of the amplification amplifier installed after the earth leakage sensor using the sensitivity adjustment trimmer or sensitivity adjustment dial provided on the earth leakage sensor, but under normal operating conditions, the sensitivity may be adjusted frequently. It is difficult to adjust the sensitivity to
  • control device 30 further includes an operation mode determining section 36 and an abnormality determining section 37 as a diagnostic section.
  • the operation mode determining unit 36 changes the operation mode of the earth leakage sensor 10 to an operation mode for earth leakage detection, which is a normal operation mode, or an operation mode for abnormality diagnosis, based on the equipment status signal output from the status detection sensor 20. decide.
  • the operation mode determination unit 36 determines (sets) the operation mode of the earth leakage sensor 10 based on the feature amount of the device status signal provided via the second signal collection unit 34 and the second signal processing unit 35. .
  • the operation mode determining section 36 outputs an operation mode setting signal indicating the determined operation mode to the leakage sensor driving section 31.
  • the earth leakage sensor drive unit 31 sets at least one of the current value of the excitation current flowing through the excitation coil 12 (see FIGS.
  • the earth leakage sensor drive unit 31 operates the earth leakage sensor 10 in the operation mode determined by the operation mode determination unit 36.
  • the operating mode for detecting earth leakage during normal operation is also referred to as "normal monitoring mode", and the operating mode for abnormality diagnosis is also referred to as “abnormality diagnosis mode”.
  • the "normal monitoring mode” is a mode in which the operating status of the load equipment 1 during normal times is monitored.
  • the "abnormality diagnosis mode” is a mode in which the measurement dynamic range of the leakage sensor 4 is adjusted to measure the leakage current in order to diagnose the load device 1 for abnormality.
  • the measurement dynamic range refers to the current detection sensitivity and frequency band of the earth leakage sensor 10.
  • the measurement dynamic range of the "abnormality diagnosis mode" is wider than the measurement dynamic range of the "normal monitoring mode”.
  • the measurement dynamic range when the operation mode is the "normal monitoring mode" is the first dynamic range for normal monitoring.
  • detection sensitivity is low and the frequency band is narrow.
  • the rated current may be set to 300 mA and the frequency may be set to 50 Hz/60 Hz.
  • the measurement dynamic range when the operation mode is the "abnormality diagnosis mode" is the second dynamic range for earth leakage detection.
  • the second dynamic range has high detection sensitivity and a wide frequency band.
  • the second dynamic range may be set to have a rated current of 10 mA and a frequency of DC to 10 kHz.
  • the earth leakage sensor drive unit 31 controls the sensor drive signal output to the excitation coil 12 (see FIG. 2).
  • the measurement dynamic range of the leakage sensor 10 is set to the above-mentioned "first dynamic range.”
  • the first signal processing section 33 detects the current value of the zero-sequence current based on the output signal of the detection coil 13 provided from the first signal collection section 32.
  • the abnormality determination unit 37 determines whether or not there is an abnormality in the load device 1 based on the current value of the abnormal current.
  • the earth leakage sensor drive unit 31 controls the sensor drive signal output to the excitation coil 12 (see FIG. 2) to detect the earth leakage.
  • the measurement dynamic range of the sensor 10 is set to the above-mentioned "second dynamic range.”
  • the first signal processing section 33 may extract only a specific frequency component by synchronizing the output signal of the detection coil 13 and the sensor drive signal provided from the first signal collecting section 32.
  • the operation mode determining unit 36 adjusts the measurement dynamic range of the earth leakage sensor 10 by adjusting the current detection sensitivity of the earth leakage sensor 10, for example.
  • the operation mode determining unit 36 may adjust the measurement dynamic range of the earth leakage sensor 10 by adjusting the frequency band of the earth leakage sensor 10. Furthermore, the operation mode determining unit 36 may adjust the measurement dynamic range of the earth leakage sensor 10 by adjusting both the current detection sensitivity and the frequency band of the earth leakage sensor 10.
  • the operation mode determination unit 36 outputs a signal indicating the determination result, specifically, a signal indicating the determination result of whether or not to switch the operation mode, to the abnormality determination unit 37.
  • the abnormality determination section 37 Based on the signal output from the first signal processing section 33, the signal output from the second signal processing section 35, and the signal indicating the determination result output from the operation mode determining section 36, the abnormality determination section 37 The presence or absence of an abnormality in the load device 1 is determined. In this manner, the abnormality determination unit 37 diagnoses whether or not there is an abnormality in the load device 1 based on information output from a plurality of different types of sensors. Therefore, the reliability of diagnosis by the device diagnostic device 100 can be improved. In this way, in the device diagnostic device 100, the leakage sensor 10 and the state detection sensor 20 are linked to determine whether or not there is an abnormality in the load device 1.
  • the display unit 40 reports the result of the diagnosis by the abnormality determining unit 37 (that is, the result of the determination as to the presence or absence of an abnormality).
  • the display unit 40 is, for example, a display that displays information indicating the determination result.
  • the device diagnostic device 100 may include a safety device such as a circuit breaker, a relay, or a warning buzzer as a notification section instead of the display section 40. In this manner, the device diagnostic apparatus 100 may notify the user of the determination result in the abnormality determining section 37 by means corresponding to the operating method of the load device 1 after the abnormality diagnosis.
  • each component of the device diagnostic device 100 may be either wired or wireless.
  • the device diagnostic device 100 is not limited to a single state detection sensor 20, and may include a plurality of state detection sensors 20.
  • the device diagnostic device 100 may include a plurality of state detection sensors 20 of different types.
  • an inverter control device may be provided between the load device 1 and the power supply section 2 shown in FIG. Thereby, the device diagnostic device 100 can be applied to an electric circuit in which the frequency of three-phase alternating current can be varied. Further, the device diagnostic device 100 can be applied to an electrical circuit through which a direct current flows because the power supply section 2 is a direct current power source such as a solar cell or a fuel cell.
  • FIG. 7(A) is a diagram schematically showing the hardware configuration of the device diagnostic device 100.
  • the control device 30 of the device diagnostic device 100 includes, for example, a memory 30a as a storage device that stores programs as software, and an information processing system that implements the programs stored in the memory 30a.
  • the processor 30b can be implemented as a unit (for example, by a computer).
  • a leakage sensor 10, a state detection sensor 20, and a display unit 40 are connected to the processor 30b via a bus 30d.
  • some of the components of the control device 30 may be realized by a memory 30a shown in FIG. 7(A) and a processor 30b that executes a program. Further, the control device 30 may be realized by an electric circuit.
  • FIG. 7(B) is a diagram schematically showing another example of the hardware configuration of the device diagnostic device 100.
  • the control device 30 may be realized using a processing circuit 30c as dedicated hardware such as a single circuit or a composite circuit. In this case, the functions of the control device 30 are realized by the processing circuit 30c.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the device diagnostic apparatus 100 according to the first embodiment. An example in which the operation mode of the earth leakage sensor 10 is switched from "normal monitoring mode” to "abnormality diagnosis mode" will be described below.
  • step ST1 the earth leakage sensor drive section 31 sets the operation mode of the earth leakage sensor 10 to "normal monitoring mode.”
  • step ST2 the operation mode determining unit 36 sets the measurement dynamic range of the leakage sensor 10 to the first dynamic range described above.
  • step ST3 the state detection sensor 20 acquires an equipment state signal that is a signal indicating the state of the load equipment 1.
  • step ST4 the second signal processing unit 35 performs signal processing (for example, conversion into a digital signal) on the device status signal provided from the status detection sensor 20.
  • step ST5 the operation mode determining unit 36 determines whether the device status signal provided from the second signal processing unit 35 satisfies a predetermined switching condition.
  • the operation mode determination unit 36 advances the process to step ST6.
  • the operation mode determining unit 36 When the state detection sensor 20 is a vibration sensor, the operation mode determining unit 36 generates a signal corresponding to the vibration generated in the load device 1, that is, a signal corresponding to the amplitude of the speed (unit: m/s) of the load device 1. can be obtained.
  • the operation mode determining unit 36 switches the operation mode of the earth leakage sensor 10 based on the signal output from the vibration sensor. For example, the operation mode determining unit 36 determines that the switching condition is satisfied when the amplitude of the signal is equal to or greater than a predetermined threshold Th, and switches the operation mode of the earth leakage sensor 10 to the "abnormality diagnosis mode". .
  • the vibration sensor may detect the displacement (unit: m) or acceleration (unit: m/s 2 ) of the load device 1, and the operation mode determining unit 36 detects the displacement (or acceleration) of the load device 1. ) and the threshold Th, the operation mode of the earth leakage sensor 10 may be switched.
  • the operation mode determining unit 36 compares a voltage value of 1/2 or 1/3 of the rated voltage of the earth leakage sensor 10 with the threshold Th. You can.
  • the operation mode determining unit 36 is provided with a signal corresponding to the abnormal noise generated in the load device 1.
  • the operation mode determining unit 36 obtains a frequency spectrum by, for example, performing frequency analysis on the signal output from the abnormal noise sensor. For example, the operation mode determining unit 36 determines that the switching condition is satisfied when the amplitude value at a specific frequency of the frequency spectrum is equal to or higher than the threshold Th, and switches the operation mode of the earth leakage sensor 10 to the "abnormality diagnosis mode". .
  • the operation mode determining unit 36 may switch the operation mode of the earth leakage sensor 10 based on a specific frequency band or a plurality of frequencies.
  • the operation mode determining unit 36 determines the above-mentioned It is determined that the switching conditions are not satisfied, and the process proceeds to step ST8. At this time, the operation mode determining unit 36 maintains the operation mode of the earth leakage sensor 10 in the normal monitoring mode.
  • step ST6 the earth leakage sensor drive section 31 switches the operation mode of the earth leakage sensor 10 from the "normal monitoring mode” to the "abnormality diagnosis mode".
  • step ST7 the operation mode determining unit 36 changes the measurement dynamic range of the earth leakage sensor 10 to the second dynamic range described above.
  • step ST8 the leakage sensor 10 detects the current value of the current leaking from the electric wire cables 3a to 3c.
  • step ST9 the first signal processing section 33 performs signal processing (for example, conversion into a digital signal) on the detection signal having a waveform corresponding to the current leaking from the electric wire cables 3a to 3c provided from the earth leakage sensor 10. etc.).
  • signal processing for example, conversion into a digital signal
  • step ST10 the abnormality determining unit 37 determines whether the load equipment 1 Determine whether an abnormality has occurred.
  • the abnormality determination unit 37 determines whether or not an abnormality has occurred in the load device 1 (hereinafter also referred to as "abnormality determination") based on time series data output from each of the earth leakage sensor 10 and the state detection sensor 20. I do.
  • the abnormality determination unit 37 determines whether an abnormality has occurred in the load device 1 by comparing the amplitude value of the signal waveform as time-series data output from each sensor with a threshold value. Specifically, when both the amplitude value of the signal waveform output from the earth leakage sensor 10 and the amplitude value of the signal waveform output from the state detection sensor 20 exceed a threshold value, the abnormality determination unit 37 determines that the load device 1 , it is determined that an abnormality has occurred.
  • the abnormality determination unit 37 may determine whether an abnormality has occurred in the load device 1 by comparing the S/N ratio of each signal output from the leakage sensor 10 and the state detection sensor 20. For example, if it is easier to determine an abnormality based on the detection signal output from the earth leakage sensor 10 than the equipment status signal output from the status detection sensor 20, the abnormality determination unit 37 Abnormality determination may be performed by prioritizing the detection results, such as by weighting the detection results. Note that when the abnormality determination unit 37 performs abnormality determination based on the above-mentioned time series data, the abnormality determination unit 37 may perform frequency analysis processing on the time series data, and the time series data may include a signal indicating a feature amount. You may perform processing to analyze whether or not it is.
  • the abnormality determination unit 37 is based on the detection signal of the earth leakage sensor 10 provided from the first signal collection unit 32 and the sensor drive signal (current value of exciting current, etc.) provided from the earth leakage sensor drive unit 31. , generate time series data of leakage current.
  • the abnormality determining unit 37 determines whether there is an abnormality in the load device 1 based on two types of time series data, that is, time series data of earth leakage current and time series data of the state detection signal provided from the second signal processing unit 35. Determine whether or not this occurs.
  • time series refers to a series in which values obtained by periodically measuring over time are arranged or arranged.
  • step ST11 the display unit 40 displays the determination result of the abnormality determination unit 37.
  • the device diagnostic device 100 includes the earth leakage sensor 10 and the state detection sensor 20 that acquires the state of the load device 1. Further, if the state of the load device 1 satisfies the switching condition while the earth leakage sensor 10 is operating in the normal monitoring mode, the operation mode determination unit 36 of the equipment diagnosis device 100 changes the operation mode of the earth leakage sensor 10 to the abnormality diagnosis mode. Switch to operating mode. Thereby, it is not necessary to frequently change the detection sensitivity of the earth leakage sensor 10 under normal operating conditions of the load device 1, so that the load device 1 can be easily diagnosed.
  • monitoring of the presence or absence of electrical leakage in the load device 1 during normal operation and abnormality diagnosis for the load device 1 can be performed by adjusting the measurement dynamic range of one electrical leakage sensor 10. Therefore, since it is not necessary to provide a plurality of leakage sensors 10 with different detection sensitivities, it is possible to provide a low-cost device diagnostic device 100.
  • the device diagnostic device 100 diagnoses the load device 1 based on the detection signal output from the leakage sensor 10 and the device status signal output from the status detection sensor 20. Thereby, it is possible to diagnose whether an abnormality has occurred in the load device 1 based on signals output from a plurality of types of sensors. Therefore, a highly reliable device diagnostic device 100 can be provided. Therefore, it is possible to provide a device diagnostic device 100 that is low cost, allows easy diagnosis of the load device 1, and has high reliability of the diagnosis.
  • FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of a device diagnostic apparatus 100A according to a modification of the first embodiment.
  • the device diagnostic device 100A according to the modification of the first embodiment is different from the device diagnostic device 100 according to the first embodiment in that it includes a surrounding environment information acquisition section 20A as a device state acquisition section instead of the state detection sensor 20. It differs from In other respects, the device diagnostic device 100A according to the modification of the first embodiment is the same as the device diagnostic device 100 according to the first embodiment. Therefore, in the following description, reference will be made to FIG.
  • the device diagnostic device 100A includes an earth leakage sensor 10, a surrounding environment information acquisition unit 20A as a device status acquisition unit, a control device 30, and a display unit 40.
  • the surrounding environment information acquisition unit 20A detects surrounding environment information indicating the state of the surrounding environment of the load device 1 (see FIG. 1).
  • the surrounding environment information includes, for example, at least one of the following: weather at the installation location where the load device 1 is installed, rainfall at the installation location, illuminance at the installation location, wind speed at the installation location, temperature at the installation location, and humidity at the installation location. include.
  • the "installation location” includes the vicinity of the location where the load device 1 is installed.
  • the surrounding environment information acquisition unit 20A is, for example, a rainfall sensor that detects the amount of rainfall at the installation location of the load device 1.
  • the surrounding environment information acquisition unit 20A may be an illuminance sensor that detects the illuminance at the installation location of the load device 1, or may be a wind speed sensor that detects the wind speed at the installation location.
  • the surrounding environment information acquisition unit 20A may be a temperature sensor that detects the temperature at the installation location, or a humidity sensor that detects the humidity at the installation location.
  • the surrounding environment information acquisition unit 20A may, for example, access a server of a weather information providing service and acquire weather information indicating the weather at the installation location of the load device 1.
  • the surrounding environment information acquisition unit 20A inputs a surrounding environment signal as a status signal indicating the surrounding environment of the load device 1 to the second signal collection unit 34. Note that the surrounding environment information acquisition unit 20A may be arranged in any manner as long as the surrounding environment of the load device 1 can be detected directly or indirectly.
  • the operation mode determining unit 36 of the control device 30 determines whether the surrounding environment of the load device 1 satisfies a predetermined switching condition while the earth leakage sensor 10 is operating in the normal monitoring mode. , the operation mode of the earth leakage sensor 10 is switched to the operation mode for abnormality diagnosis. In other words, when the surrounding environment of the load device 1 satisfies the switching conditions, the operation mode determining unit 36 switches the measurement dynamic range of the earth leakage sensor 10 to the second dynamic range with high detection sensitivity.
  • the operating mode determining unit 36 can also switch the measurement dynamic range of the earth leakage sensor 10 to a dynamic range with a wide frequency band. Further, when the surrounding environment of the load device 1 satisfies the operating mode switching conditions, the operating mode determining unit 36 can switch the measurement dynamic range of the earth leakage sensor 10 to a dynamic range with high detection sensitivity and a wide frequency band. .
  • the abnormality determination unit 37 determines an abnormality in the load device 1 based on the time series data output from each of the earth leakage sensor 10 and the surrounding environment information acquisition unit 20A. Specifically, if the amplitude value of the signal waveform output from the earth leakage sensor 10 exceeds a threshold value and the surrounding environment information output from the surrounding environment information acquisition unit 20A satisfies predetermined conditions, an abnormality is detected. The determining unit 37 determines that an abnormality has occurred in the load device 1.
  • the device diagnostic device 100A includes the earth leakage sensor 10, the surrounding environment information acquisition section 20A that obtains the surrounding environment of the load device 1, and the operation mode determining section 36.
  • the operation mode determining unit 36 switches the operation mode of the earth leakage sensor 10 to an operation mode for abnormality diagnosis when the surrounding environment of the load device 1 satisfies the switching conditions.
  • monitoring of the presence or absence of electrical leakage in the load device 1 during normal operation and abnormality diagnosis for the load device 1 can be performed by adjusting the measurement dynamic range of one electrical leakage sensor 10. Therefore, since it is not necessary to provide a plurality of leakage sensors 10 with different detection sensitivities, it is possible to provide a low-cost device diagnostic device 100A.
  • the device diagnostic device 100A detects the load device 1 based on the detection signal output from the earth leakage sensor 10 and the surrounding environment signal output from the surrounding environment information acquisition unit 20A. Make a diagnosis. Thereby, it is possible to diagnose whether an abnormality has occurred in the load device 1 based on signals output from a plurality of types of sensors. Therefore, a highly reliable device diagnostic device 100A can be provided. Therefore, it is possible to provide a device diagnostic device 100A that is low cost, easy to diagnose the load device 1, and has high reliability of the diagnosis.
  • FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of device diagnostic device 200 according to the second embodiment.
  • the operation mode determination unit of the device diagnosis device 200 according to the second embodiment is different from the device diagnosis device 100 according to the first embodiment in that the operation mode determination unit is an operation sequence determination unit 236 that determines an operation sequence indicating the order of the operation modes. do.
  • the device diagnostic device 200 according to the second embodiment is the same as the device diagnostic device 100 according to the first embodiment. Therefore, in the following description, reference will be made to FIG.
  • the device diagnostic device 200 includes an earth leakage sensor 10, a state detection sensor 20, a control device 230, and a display section 40.
  • the control device 230 includes an earth leakage sensor drive section 31, a first signal collection section 32, a first signal processing section 33, a second signal collection section 34, a second signal processing section 35, and an operation sequence. It has a determining section 236 and an abnormality determining section 37.
  • the operation sequence determination unit 236 determines the operation sequence of the earth leakage sensor 10 based on the equipment status signal indicating the status of the load equipment 1 (see FIG. 1) provided from the status detection sensor 20 via the second signal processing unit 35. decide.
  • FIG. 11 is a block diagram showing another example of the configuration of the device diagnostic device 200A according to the second embodiment.
  • the device diagnostic device 200A may include the surrounding environment information acquisition section 20A shown in FIG. 9 described above instead of the state detection sensor 20.
  • the operation sequence determination section 236 may determine the operation sequence of the earth leakage sensor 10 based on the surrounding environment information provided from the surrounding environment information acquisition section 20A.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of the operation sequences A to D of the earth leakage sensor 10 of the device diagnostic device 200 according to the second embodiment.
  • "Operation sequence A" shown in FIG. 12 is a sequence in which two types of operation modes, a normal monitoring mode and an abnormality diagnosis mode, are executed alternately. Specifically, in the operation sequence A, when the state of the load device 1 (or the surrounding environment of the load device 1) satisfies the operation mode switching condition, the normal monitoring mode is switched to the abnormality monitoring mode. Then, when the state of the load device 1 (or the surrounding environment of the load device 1) no longer satisfies the operating mode switching conditions, the abnormality monitoring mode is switched to the normal monitoring mode.
  • Operaation sequence B is a sequence that repeats "normal monitoring mode + abnormality diagnosis mode".
  • Normal monitoring mode + abnormality diagnosis mode is a mode in which the normal monitoring mode and the abnormality diagnosis mode are executed simultaneously.
  • “Operation sequence C” is a sequence in which the earth leakage sensor 10 is operated in the order of three types of operation modes: "normal monitoring mode”, “first abnormality diagnosis mode", and “second abnormality diagnosis mode”.
  • the "first abnormality diagnosis mode” is an abnormality diagnosis mode in which the earth leakage sensor 10 is operated in the first measurement dynamic range.
  • the “second abnormality diagnosis mode” is an abnormality diagnosis mode in which the earth leakage sensor 10 is operated in the second measurement dynamic range.
  • the operation sequence determining unit 236 switches from the normal monitoring mode to the first abnormality diagnosis mode, from the first abnormality diagnosis mode to the second abnormality diagnosis mode, Switching from the second abnormality diagnosis mode to the normal monitoring mode is performed in order.
  • the leakage sensor 10 operates in two types of abnormality diagnosis modes with different measurement dynamic ranges to detect the presence or absence of leakage in the electric wire cables 3a to 3c (see FIG. 2). This makes it easier to analyze the correlation between the device status signal (or surrounding environment information) and the detection signal output from the leakage sensor 10.
  • the reliability of the device diagnostic devices 200 and 200A can be improved.
  • “Operation sequence D” is a sequence that alternately executes two types of operation modes: "normal monitoring mode + first abnormality diagnosis mode” and "normal monitoring mode + second abnormality diagnosis mode".
  • Normal monitoring mode + first abnormality diagnosis mode is a mode in which the normal monitoring mode and the above-described first abnormality diagnosis mode are executed simultaneously.
  • normal monitoring mode + second abnormality diagnosis mode is a mode in which the normal monitoring mode and the above-mentioned second abnormality diagnosis mode are executed simultaneously.
  • the number of types of operation modes that constitute the operation sequence of the earth leakage sensor 10 may be more than three types. In this way, in the second embodiment, the earth leakage sensor 10 operates in one set of two types of operation modes or three or more types of operation modes.
  • the operation sequence determination unit 236 of the device diagnostic device 200 operates the earth leakage sensor 10 based on the detection result of the state detection sensor 20 and the environmental information indicating the usage environment of the load device 1. Determine the sequence. As a result, it is possible to execute a plurality of diagnostic modes, and therefore the amount of information regarding determination of abnormality diagnosis of the load device 1 can be increased. Therefore, the reliability of the device diagnostic devices 200, 200A can be improved.
  • FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of a device diagnosis system 350 according to the third embodiment.
  • components that are the same as or correspond to those shown in FIGS. 1 and 6 are given the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 and 6.
  • Embodiment 3 differs from Embodiment 1 in that a server 50 communicating with device diagnostic apparatus 100 cooperates with an abnormality determination section 37 and an operation mode determination section 36.
  • the third embodiment is the same as the first embodiment.
  • the device diagnostic system 350 includes a device diagnostic device 100 and a server 50 that is an external server.
  • the server 50 communicates with the device diagnostic device 100 via the network.
  • the server 50 is, for example, a cloud server.
  • the server 50 cooperates (cooperates) with the abnormality determination unit 37 to diagnose the load device 1. Further, the server 50 cooperates (cooperates) with the operation mode determination unit 36 to determine the operation mode of the earth leakage sensor 10 . Thereby, the switching conditions by the operation mode determining unit 36 can be updated based on the determination result by the abnormality determining unit 37.
  • the provision of the server 50 into which information in various fields is input makes it easier to diagnose the load device 1 (see FIG. 1). By increasing the amount of information, the reliability of diagnosis of the load device 1 can be improved. Further, the server 50 can improve the reliability of diagnosis of the load device 1 by analyzing the correlation between the state detection sensor 20 and the leakage sensor 10 using artificial intelligence or the like.
  • FIG. 14 is a block diagram showing another example of the configuration of the device diagnosis system 350 according to the third embodiment.
  • the device diagnostic system 350 may be configured by the device diagnostic device 100A according to a modification of the first embodiment and the server 50.
  • the server 50 may utilize artificial intelligence or the like to analyze the correlation between the surrounding environment information acquisition unit 20A and the leakage sensor 10.
  • the device diagnostic system 350 includes the device diagnostic device 100 and the server 50 that communicates with the device diagnostic devices 100 and 100A via the network, and the server 50 includes an abnormality determination unit. 37 to diagnose the load device 1.
  • the reliability of diagnosis of the load device 1 can be improved. Therefore, it is possible to provide a device diagnosis system 350 that is low cost, allows easy diagnosis of the load device 1, and has high reliability of the diagnosis.
  • the server 50 determines the operation mode of the earth leakage sensor 10 in cooperation with the operation mode determination unit 36. Thereby, the operating mode switching condition by the operating mode determining unit 36 can be updated based on the determination result by the abnormality determining unit 37.
  • FIG. 15 is a block diagram showing the configuration of a device diagnosis system 350A according to a modification of the third embodiment.
  • components that are the same as or correspond to those shown in FIG. 10 are given the same reference numerals as those shown in FIG.
  • a device diagnosis system 350A according to a modification of the third embodiment differs from the device diagnosis system 350 according to the third embodiment in that it is configured by the device diagnosis device 200 according to the second embodiment and a server 50. .
  • the device diagnosis system 350A according to the modification of the third embodiment is the same as the device diagnosis system 350 according to the third embodiment.
  • the device diagnostic system 350A includes a device diagnostic device 200 and a server 50.
  • the server 50 communicates with the device diagnostic device 200 via the network.
  • the server 50 cooperates (cooperates) with the operation sequence determination unit 236 to determine the operation sequence of the earth leakage sensor 10 .
  • the operating sequence switching conditions by the operating sequence determining unit 236 can be updated based on the determination result by the abnormality determining unit 37.
  • FIG. 16 is a block diagram showing another example of the configuration of a device diagnosis system 350A according to a modification of the third embodiment.
  • the device diagnostic system 350A may be configured by the device diagnostic device 200A shown in FIG. 11 described above and the server 50.
  • the server 50 determines the operation sequence of the earth leakage sensor 10 in cooperation with the operation sequence determination unit 236. Thereby, the operating sequence switching conditions by the operating sequence determining unit 236 can be updated based on the determination result by the abnormality determining unit 37.
  • FIG. 17 is a block diagram showing the configuration of a device diagnosis system 350B according to the fourth embodiment.
  • 17 includes components that are the same as or correspond to the components shown in FIGS. 1 and 6, and the components are designated by the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 and 6.
  • Embodiment 4 is implemented in that a plurality of device diagnostic devices 100 mutually configure a network, and the plurality of device diagnostic devices 100 linked via the network determine the operations of the abnormality determination unit 37 and the operation mode determination unit 36. It is different from forms 1 and 3.
  • the fourth embodiment is the same as the first and third embodiments.
  • the plurality of device diagnostic devices 100 constitute the device diagnostic device 100 and a plurality of other device diagnostic device groups that communicate with the device diagnostic device 100 via a network.
  • the device diagnostic system 350B includes a plurality of device diagnostic devices 100.
  • the plurality of device diagnostic devices 100 communicate with each device diagnostic device 100 via a network.
  • the network is, for example, a wireless network such as a mesh network.
  • Each device diagnostic device 100 on the network diagnoses the load device 1 in cooperation (cooperation) with the abnormality determination unit 37 of the specific device diagnostic device 100. Similarly, each device diagnosis device 100 on the network determines the operation mode of the earth leakage sensor 10 in cooperation with the operation mode determining unit 36 of a specific device diagnosis device. Thereby, the switching conditions by the operation mode determining unit 36 can be updated based on the determination result by the abnormality determining unit 37.
  • the load device 1 compared to a configuration without a network (stand-alone configuration), by utilizing the information of each device diagnostic device 100 into which information in various fields is input, the load device 1 (see FIG. 1) By increasing the amount of information for diagnosis, the reliability of diagnosis of the load device 1 can be improved.
  • the reliability of the diagnosis of the load device 1 can be improved by analyzing the correlation between the condition detection sensor 20 and the earth leakage sensor 10 by utilizing artificial intelligence through distributed processing in each device diagnosis device 100 on the network. can be increased. Note that, after the diagnosis and analysis of the specific device diagnosis device 100 are completed, one of the plurality of device diagnosis devices 100 on the network is designated as the specific device diagnosis device 100, and the diagnosis and analysis are performed sequentially.
  • FIG. 18 is a block diagram showing another example of the configuration of the device diagnosis system 350B according to the fourth embodiment.
  • the device diagnostic system 350 may be configured by a device diagnostic device 100A (shown in FIGS. 9 and 14) according to a modification of the first embodiment.
  • the correlation between the surrounding environment information acquisition unit 20A and the earth leakage sensor 10 may be analyzed by utilizing artificial intelligence or the like through distributed processing in each device diagnostic device 100A on the network.
  • a plurality of device diagnostic devices 100 and 100A communicate via the network, and a plurality of device diagnostic devices 100 and 100A communicate with a specific device diagnostic device 100.
  • 100A to diagnose the load device 1 in cooperation with the abnormality determination unit 37 of the load device 100A.
  • the reliability of diagnosis of the load device 1 can be improved, and the system can be serverless. Therefore, it is possible to provide a device diagnosis system 350B that is low cost, can eliminate system failures caused by a single failure of a server, and can easily diagnose the load device 1 and has high reliability of the diagnosis.
  • the plurality of device diagnostic devices 100, 100A determine the operating mode of the earth leakage sensor 10 in cooperation with the operation mode determining unit 36 of the specific device diagnostic device 100, 100A. Thereby, the operating mode switching condition by the operating mode determining unit 36 can be updated based on the determination result by the abnormality determining unit 37.
  • FIG. 19 is a block diagram showing the configuration of a device diagnosis system 350C according to a modification of the fourth embodiment. 19 includes components that are the same as or correspond to those shown in FIG. 10, and these components are given the same reference numerals as those shown in FIG. 10.
  • a device diagnostic system 350C according to a modification of the fourth embodiment differs from the device diagnostic system 350B according to the fourth embodiment in that it is configured by a plurality of device diagnostic devices 200 according to the second embodiment.
  • the device diagnosis system 350C according to the modification of the fourth embodiment is the same as the device diagnosis system 350B according to the fourth embodiment.
  • the device diagnostic system 350C includes a plurality of device diagnostic devices 200.
  • the plurality of device diagnostic devices 200 communicate with each device diagnostic device 200 via a network.
  • Each device diagnosis device 200 on the network determines the operation sequence of the earth leakage sensor 10 in cooperation with the operation sequence determination unit 236 of the specific device diagnosis device 200. Thereby, the operating sequence switching conditions by the operating sequence determining unit 236 can be updated based on the determination result by the abnormality determining unit 37.
  • FIG. 20 is a block diagram showing another example of the configuration of a device diagnosis system 350C according to a modification of the fourth embodiment.
  • the device diagnostic system 350C may be configured by the device diagnostic device 200A (shown in FIGS. 11 and 16) shown in FIG. 11 described above.
  • a plurality of device diagnostic devices 200, 200A communicate via the network, and a plurality of device diagnostic devices 200, 200A communicate with each other via a specific device diagnostic device 200, 200A.
  • the operation sequence of the earth leakage sensor 10 is determined in cooperation with the operation sequence determination unit 236. Thereby, the operating sequence switching conditions by the operating sequence determining unit 236 can be updated based on the determination result by the abnormality determining unit 37.

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Abstract

機器診断装置（１００）は、漏電センサ（１０）と、負荷機器（１）の状態又は負荷機器（１）の周辺環境の少なくとも一方である機器状態を取得する機器状態取得部（２０）と、機器状態取得部（２０）から出力される状態信号に基づいて漏電センサ（１０）の動作モードを、通常時の漏電検出用の動作モード又は異常診断用の動作モードに決定する動作モード決定部（３６）と、漏電センサ駆動部（３１）と、漏電センサ（１０）から出力される検出信号と機器状態取得部（２０）から出力される状態信号とに基づいて負荷機器（１）の診断を行う診断部（３７）とを有し、動作モード決定部（３６）は、機器状態が切替条件を満たす場合、漏電センサ（１０）の動作モードを異常診断用の動作モードに切り替える。

Description

機器診断装置及び機器診断システム
　本開示は、機器診断装置及び機器診断システムに関する。
　電源から供給される電力によって駆動する負荷機器（例えば、電動機など）が、広く普及している。負荷機器が長期間使用された場合、絶縁部材の経年劣化による絶縁劣化、部品の故障及び損傷などが発生する。
　絶縁劣化が生じた箇所に漏洩電流（以下、「漏電」とも呼ぶ。）が流れると、人体への感電の発生又は電源と負荷機器との間に設けられた漏電センサ（例えば、漏電遮断器又は漏電リレー）が作動する要因となる。この場合、緊急の点検又は安全確保のために、負荷機器への電力の供給を停止して、漏電の発生原因及び漏電の発生箇所を特定する必要がある。また、部品の故障及び損傷が発生した場合には、突発的な作業（具体的には、交換部品の手配及び部品の交換作業など）にも時間を要する。そのため、負荷機器の診断装置の高度化が求められている。
　一般的に、絶縁劣化に伴う漏洩電流の測定には、漏電遮断器又は漏電リレーに搭載された零相変流器（ＺＣＴ：Ｚｅｒｏ－ｐｈａｓｅ　Ｃｕｒｒｅｎｔ　Ｔｒａｎｓｆｏｍｅｒ）が用いられる。また、電源と負荷機器とを繋ぐ電路における電圧情報及び漏電情報に基づいて絶縁監視を行うシステムが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
　零相変流器を搭載した漏電センサは、例えば、いわゆるパッシブ方式のセンサであり、磁性体コアに巻き付けられたコイルの両端に接続された負荷抵抗に基づいて漏電を計測する。また、近年では、漏電センサとして、磁場の変化を検出するフラックスゲート法を応用したアクティブ方式のセンサも用いられている（例えば、特許文献２を参照）。
　また、電力設備における絶縁劣化を検出するために、種類の異なる複数のセンサから出力される信号に基づいて診断精度を高める構成が提案されている（例えば、特許文献３を参照）。また、電流センサによって検出された電流の周波数スペクトルに基づいて、負荷機器の劣化の検出及び部品の故障又は損傷の有無を判定する装置も知られている（例えば、特許文献４及び５を参照）。更に、負荷機器に備えられた振動センサの検出結果に基づいて当該負荷機器の部品における故障又は損傷の有無を判定する装置も知られている（例えば、特許文献６を参照）。
特開２０１９－１０９１９２号公報（図１参照） 特表２０１３－５３９５３８号公報（図２参照） 特開２０１９－１３５４５５号公報（図５参照） 国際公開第２０１８／０８７８８５号（図１参照） 特開２０１７－１８１４３７号公報（図４参照） 特開２０２１－１４４０５４号公報（図１参照）
　負荷機器の絶縁劣化及び負荷機器の部品の故障又は損傷など、様々な判定を１つのセンサによって計測することは容易ではないため、センサ・フュージョンの技術の重要性が高まっている。漏電センサの検出感度は絶縁監視を行う目的及び用途に応じて異なるが、一般的に、検出感度は固定値である。そのため、１つの漏電センサによって、絶縁監視を含む様々な事象を診断することは困難である。漏電遮断器の後段に設けられた増幅アンプのゲインを調整することで検出感度を変更する方法も考えられるが、通常の運転状況下において検出感度を変更することは困難である。また、特許文献１のように漏電センサにテスト電流を流す方法も、通常の運転状況下において検出感度を頻繁に変えることになるため、困難である。
　また、特許文献３のように、検出感度が異なる複数の漏電センサを装置に配置する場合、コストが増大する。更に、負荷機器の異常と漏電センサの出力信号との相関関係が判明していない場合にも、漏電センサの個数を増加させる必要があり、コストが増大する。また、当該相関関係のデータベースを作る場合にもコストが増大する。
　本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、低コストであって、負荷機器の診断が容易で且つ当該診断の信頼性が高い機器診断装置及び機器診断システムを提供することを目的とする。
　本開示の一態様に係る機器診断装置は、電源部から電路を通して供給される電力によって駆動する負荷機器の診断を行う機器診断装置であって、前記電路から漏洩する電流に応じた波形の検出信号を出力する漏電センサと、前記負荷機器の状態又は前記負荷機器の周辺環境の少なくとも一方である機器状態を取得する機器状態取得部と、前記機器状態取得部から出力される状態信号に基づいて前記漏電センサの動作モードを、通常時の漏電検出用の動作モード又は異常診断用の動作モードに決定する動作モード決定部と、前記漏電センサを前記動作モード決定部によって決定された前記動作モードで動作させる漏電センサ駆動部と、前記漏電センサから出力される前記検出信号と前記機器状態取得部から出力される前記状態信号とに基づいて前記診断を行う診断部とを有し、前記動作モード決定部は、前記漏電センサが前記通常時の漏電検出用の動作モードで動作しているときに前記機器状態が予め定められた切替条件を満たす場合、前記漏電センサの動作モードを前記異常診断用の動作モードに切り替える。
　本開示の他の態様に係る機器診断システムは、上述した機器診断装置と、ネットワークを介して前記機器診断装置と通信するサーバとを有し、前記サーバは、上述した診断部と連携して上述した負荷機器の診断を行うことを特徴とする。
　本開示によれば、低コストであって、負荷機器の診断が容易で且つ当該診断の信頼性が高い機器診断装置及び機器診断システムを提供することができる。
実施の形態１に係る機器診断装置の構成を示す構成図である。 図１に示される漏電センサの構成の一例を示す斜視図である。 図２に示される漏電センサの電路上における配置の一例を示す図である。 （Ａ）は、図２及び３に示される磁性体コアのＢ－Ｈ曲線である。（Ｂ）は、零相電流の電流値が０である場合の磁性体コアにおける励磁磁界の波形を示すグラフである。（Ｃ）は、零相電流の電流値が０である場合の磁性体コアを通過する磁束の時間変化を示すグラフである。（Ｄ）は、零相電流の電流値が０である場合に検出コイルから出力される電圧の波形を示すグラフである。 （Ａ）は、図２及び３に示される磁性体コアのＢ－Ｈ曲線である。（Ｂ）は、零相電流の電流値が０でない場合の磁性体コアにおける励磁磁界の波形を示すグラフである。（Ｃ）は、零相電流の電流値が０でない場合の磁性体コアを通過する磁束の時間変化を示すグラフである。（Ｄ）は、零相電流の電流値が０でない場合に検出コイルから出力される電圧の波形を示すグラフである。 図１に示される制御装置の構成を示すブロック図である。 （Ａ）は、実施の形態１に係る機器診断装置のハードウェア構成の一例を示す図である。（Ｂ）は、実施の形態１に係る機器診断装置のハードウェア構成の他の例を示す図である。 実施の形態１に係る機器診断装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態１の変形例に係る機器診断装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態２に係る機器診断装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態２に係る機器診断装置の構成の他の例を示すブロック図である。 実施の形態２に係る機器診断装置の漏電センサの動作シーケンスの一例を示す図である。 実施の形態３に係る機器診断システムの構成を示すブロック図である。 実施の形態３に係る機器診断システムの構成の他の例を示すブロック図である。 実施の形態３の変形例に係る機器診断システムの構成を示すブロック図である。 実施の形態３の変形例に係る機器診断システムの構成の他の例を示すブロック図である。 実施の形態４に係る機器診断システムの構成の他の例を示すブロック図である。 実施の形態４に係る機器診断システムの構成の他の例を示すブロック図である。 実施の形態４の変形例に係る機器診断システムの構成を示すブロック図である。 実施の形態４の変形例に係る機器診断システムの構成の他の例を示すブロック図である。
　以下に、本開示の実施の形態に係る機器診断装置及び機器診断システムを、図面を参照しながら説明する。以下の実施の形態は、例にすぎず、実施の形態を適宜組み合わせること及び各実施の形態を適宜変更することが可能である。
《実施の形態１》
〈機器診断装置１００の構成〉
　図１は、実施の形態１に係る機器診断装置１００の構成を示す構成図である。図１に示されるように、機器診断装置１００は、電源部２から供給される電力によって駆動する負荷機器１の診断を行う装置である。機器診断装置１００は、負荷機器１における異常の有無を診断する異常診断装置である。
　実施の形態１では、負荷機器１が三相交流電力によって駆動される場合を例にして説明する。この場合、負荷機器１には、電路としての複数（例えば、３本又は４本）の電線ケーブル３ａ、３ｂ、３ｃを通して三相交流電力が供給される。なお、負荷機器１が単相交流電力によって駆動される場合、電源部２と負荷機器１とを繋ぐ電線の数は、２本又は３本である。また、電源部２のグランド線、アース線及び中性線は、負荷機器１と結線されていてもよい。
　負荷機器１は、例えば、電動機、当該電動機を有する産業機器若しくは産業機械、業務用電気機器、ＩＴ（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）機器、ＯＡ（Ｏｆｆｉｃｅ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）機器、家庭用電気機器又は照明機器などである。実施の形態１では、負荷機器１が電動機である場合を例にして説明する。
　機器診断装置１００は、１つの漏電センサ１０と、機器状態取得部としての状態検知センサ２０と、制御部としての制御装置３０と、報知部としての表示部４０とを有する。
〈漏電センサ１０の構成〉
　図２は、図１に示される漏電センサ１０の構成の一例を示す斜視図である。漏電センサ１０は、電線ケーブル３ａ～３ｃに流れる電流に応じた波形（各電線ケーブル３ａ～３ｃに流れる電流を総和したもの）の検出信号を出力する。すなわち、各電線ケーブル３ａ～３ｃに流れる電流の総和が零にならない場合には、電路において漏電が発生していることを意味する。漏電センサ１０は、いわゆるアクティブ方式のセンサである。漏電センサ１０は、例えば、フラックスゲート型磁気センサを応用した電流センサである。
　漏電センサ１０は、鉄心部としての円筒状の磁性体コア１１と、第１のコイルとしての励磁コイル１２と、第２のコイルとしての検出コイル１３とを有する。励磁コイル１２及び検出コイル１３は、磁性体コア１１に巻き付けられている。
　励磁コイル１２には、後述する図６に示される漏電センサ駆動部３１から出力されるセンサ駆動信号が印加される。センサ駆動信号は、例えば、交流電流信号である。駆動電流としての交流電流（以下、「励磁電流」とも呼ぶ。）が励磁コイル１２に流れることで、磁性体コア１１が周期的に磁気飽和する。検出コイル１３は、励磁コイル１２に励磁電流が流れたときに発生する誘導起電力を示す信号を検出信号として出力する。なお、漏電センサ１０は、漏電センサ駆動部３１（図６参照）から出力されるセンサ駆動信号に基づいて動作するセンサであれば、他のセンサであってもよい。例えば、漏電センサ１０は、高感度磁気センサ又は磁気センサデバイスを用いた電流センサ、光ファイバを利用した電流センサであってもよい。
　図３は、図２に示される漏電センサ１０の電線ケーブル３ａ～３ｃ上における配置の一例を示す図である。図３に示されるように、漏電センサ１０は、電線ケーブル３ａ～３ｃが磁性体コア１１の中空部１１ａを貫通するように配置されている。漏電センサ１０は、電線ケーブル３ａ～３ｃに流れる三相電流を総和した零相電流を検出する。ここで、零相電流とは、電線ケーブル３ａ～３ｃ及び負荷機器１から絶縁抵抗及び浮遊容量を介してアース９に流れる漏洩電流Ｉａと等価である。なお、図３では、漏洩電流Ｉａが負荷機器１からアース９に流れる例が示されている。また、以下の説明では、零相電流に符号Ｉｄを付して説明する。
　図２及び３では、説明の理解を容易にするために、励磁コイル１２及び検出コイル１３が磁性体コア１１の一部に巻き付けられており、励磁コイル１２の巻数が検出コイル１３の巻数より多い例が示されている。なお、巻きムラ及び外部磁界による出力の変動を抑制するために、励磁コイル１２及び検出コイル１３は、磁性体コア１１の全周に均等に巻き付けられていてもよい。また、励磁コイル１２及び検出コイル１３のそれぞれの巻数についても、図２及び３に示される巻数に限定されない。例えば、検出コイル１３の巻数が励磁コイル１２の巻数より多くてもよく、励磁コイル１２の巻数は検出コイル１３の巻数と同じであってもよい。
　また、図２及び３に示す例では、励磁コイル１２及び検出コイル１３は、磁性体コア１１に直接巻き付けられているが、磁性体コア１１が封入された樹脂製のケースの外面に巻き付けられていてもよい。これにより、励磁コイル１２及び検出コイル１３の巻き付け時に磁性体コア１１に生じる応力である巻線応力によって、磁性体コア１１の特性が劣化することを防止できる。また、励磁コイル１２と検出コイル１３とは、磁性体コア１１を介して磁気的に結合しているが、励磁コイル１２及び検出コイル１３を単一のコイルとして磁性体コア１１に結合してもよい。更に、漏電センサ１０は、円筒状の磁性体コア１１に開閉機能が設けられた、クランプ開閉型漏電センサであってもよい。
　漏電センサ１０は、後述する図６に示される漏電センサ駆動部３１及び第１の信号収集部３２に接続されている。具体的には、漏電センサ１０の励磁コイル１２が漏電センサ駆動部３１に接続され、検出コイル１３が第１の信号収集部３２に接続されている。
〈漏電センサ１０の動作原理〉
　次に、漏電センサ１０の動作原理について説明する。まず、図４（Ａ）から（Ｄ）を用いて、零相電流Ｉｄの電流値が０である場合の漏電センサ１０の動作原理について説明する。図４（Ａ）は、図２及び３に示される磁性体コア１１の磁気特性を示すＢ－Ｈ曲線である。図４（Ａ）において、縦軸は、磁束密度Ｂの大きさを示し、横軸は、励磁コイル１２に励磁電流（交流電流）が流れたときに発生する励磁磁界（以下、「交流磁界Ｈ」とも呼ぶ。）の大きさを示す。図４（Ａ）に示されるように、磁性体コア１１では、交流磁界Ｈの大きさが飽和磁界Ｈ０、－Ｈ０に達した場合、磁束密度Ｂが飽和する。
　図４（Ｂ）は、零相電流Ｉｄの電流値が０である場合の磁性体コア１１における交流磁界Ｈの波形Ｗ１１を示すグラフである。図２及び３に示される励磁コイル１２に三角波形状の励磁電流が通電された場合、交流磁界Ｈの波形Ｗ１１は、正負対称の波形を示す。なお、励磁コイル１２の巻数をＮ１、励磁電流をＩ、磁性体コア１１の平均半径をｒとしたとき、交流磁界Ｈは、以下の式（１）によって表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　ここで、磁性体コア１１の断面積をＳ、磁性体コア１１を通過する磁束をφとしたとき、磁束φは、磁束密度Ｂと断面積Ｓとの積である。図４（Ｃ）は、零相電流Ｉｄの電流値が０である場合の磁性体コア１１を通過する磁束φの時間変化を示すグラフＷ１２である。図４（Ａ）及び（Ｃ）に示されるように、磁性体コア１１の磁束密度Ｂが飽和しているときに、磁束φの時間変化は０である。図４（Ｃ）に示されるように、零相電流Ｉｄの電流値が０である場合、磁束φが正であるときの時間変化が０である周期ｔ１は、磁束φが負であるときの時間変化が０である周期ｔ１と同じである。
　次に、零相電流Ｉｄの電流値が０であるときに、検出コイル１３（図２及び３参照）に生じる誘導起電力を示す出力電圧をＶ、検出コイル１３の巻数をＮ２としたとき、出力電圧Ｖは、ファラデーの電磁誘導の法則に従って、以下の式（２）によって表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　ここで、磁性体コア１１の断面積Ｓは定数である。また、磁性体コア１１の透磁率をμとしたとき、磁束密度Ｂは透磁率μと交流磁界Ｈとの積であるため、式（２）を以下の式（３）に変形することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　式（３）において、μ０は真空の透磁率を示し、μｒは磁性体コア１１の比透磁率を示す。実施の形態１では、真空の透磁率μ０は、例えば、４π×１０－７（Ｈ／ｍ）である。上述した式（２）に示されるように、出力電圧Ｖは、磁束φの時間変化に比例する。磁束φは磁束密度Ｂと磁性体コア１１の断面積Ｓとの積であり、当該断面積Ｓは定数であるため、磁束密度Ｂの時間変化に応じた出力電圧Ｖが得られる。
　図４（Ｄ）は、零相電流Ｉｄの電流値が０である場合の出力電圧Ｖの波形Ｗ１３を示すグラフである。図４（Ａ）、（Ｃ）及び（Ｄ）に示されるように、磁束密度Ｂの時間変化が０である場合、すなわち、磁束密度Ｂが飽和しているとき、出力電圧Ｖも０である。図４（Ａ）に示されるように、磁性体コア１１のＢ－Ｈ曲線は原点対称の曲線であるため、出力電圧Ｖが０となる周期は、交流磁界Ｈの周波数の２倍の周期で繰り返される。図４（Ｄ）に示されるように、磁束φの変化が正であるときの出力電圧Ｖが０である間隔ｔ２は、磁束φの変化が負であるときの出力電圧Ｖが０である間隔ｔ２と同じである。
　次に、図５（Ａ）から（Ｄ）を用いて、零相電流Ｉｄの電流値が０でない場合の漏電センサ１０の動作原理について説明する。以下の説明において、零相電流Ｉｄによって、磁性体コア１１（図２及び３を参照）に発生する励磁磁界をＨｄとする。励磁磁界Ｈｄは、アンペールの法則に従って、以下の式（４）によって表される。式（４）において、ｒは、磁性体コア１１の平均半径を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　図５（Ａ）は、図２及び３に示される磁性体コア１１のＢ－Ｈ曲線を示すグラフである。図５（Ａ）において、縦軸は、磁束密度Ｂの大きさを示し、横軸は、励磁磁界Ｈｓの大きさを示す。励磁磁界Ｈｓは、励磁コイル１２に励磁電流が流れたときに発生する交流磁界Ｈと、上述した励磁磁界Ｈｄとの和である。零相電流Ｉｄの電流値が０でない場合、磁性体コア１１は、図４（Ａ）と同様に、励磁磁界Ｈｓの大きさが飽和磁界Ｈ０、－Ｈ０にした場合、磁束密度Ｂが飽和する。
　図５（Ｂ）は、零相電流Ｉｄの電流値が０でない場合の磁性体コア１１に印加される励磁磁界Ｈｓの波形Ｗ２１を示すグラフである。ここで、零相電流Ｉｄが直流電流である場合、当該直流電流によって発生した励磁磁界Ｈｄは、直流のバイアス磁界として、交流磁界Ｈに重畳される。そのため、図５（Ｂ）に示されるように、励磁磁界Ｈｓの波形Ｗ２１は、正負非対称の波形を示す。
　図５（Ｃ）は、零相電流Ｉｄの電流値が０でない場合の磁性体コア１１を通過する磁束φの時間変化を示すグラフＷ２２である。図５（Ｃ）に示されるように、零相電流Ｉｄの電流値が０でない場合、磁束φが正であるときの時間変化が０である周期ｔ３は、磁束φが負であるときの時間変化が０である周期ｔ４と異なる。これは、図５に示される励磁磁界Ｈｓの波形Ｗ２１は、正負非対称の波形を示すためである。
　図５（Ｄ）は、零相電流Ｉｄの電流値が０でないときの検出コイル１３に生じる出力電圧Ｖの波形Ｗ２３を示すグラフである。図５（Ｄ）に示されるように、零相電流Ｉｄの電流値が０でないとき、出力電圧Ｖが０である間隔は一定ではない。具体的には、図５（Ｄ）に示される磁束φの変化が正であるときの出力電圧Ｖが０である間隔ｔ５は、磁束φの変化が負であるときの出力電圧Ｖが０である間隔ｔ６より長い。
　図５（Ｄ）に示される出力電圧Ｖの変化は、励磁磁界Ｈｓの周波数ｆの２倍の周期で得られる。よって、図５（Ｄ）に示される出力電圧Ｖの波形Ｗ２３から励磁磁界Ｈｓの周波数ｆの２倍に相当する成分（すなわち、第２次高調波成分）Ｖ２ｆのみを抽出することによって、被測定電流である零相電流Ｉｄ（すなわち、漏洩電流）を算出することができる。なお、第２次高調波成分Ｖ２ｆの抽出には、励磁磁界Ｈｓの制御と同期するロックインアンプが用いられてもよい。また、第２次高調波成分Ｖ２ｆの抽出には、アナログ回路によって構築されたバンドパスフィルタ、デジタル回路によって構築されたデジタルフィルタであってもよい。また、マイクロコンピュータを用いることでフーリエ演算によって算出された特定の周波数成分を第２次高調波成分Ｖ２ｆとして抽出してもよい。
　次に、零相電流Ｉｄと検出コイル１３に生じる出力電圧Ｖとの関係について説明する。図５（Ｄ）に示される出力電圧Ｖの波形Ｗ２３についてフーリエ級数展開を行うと以下の式（５）が得られる。式（５）において、ｎは、１以上の整数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　式（５）において、ｎが偶数であるとき、フーリエ係数ａ０＝０であり、フーリエ係数ａｎ＝０である。また、出力電圧Ｖｃの第ｎ次高調波成分Ｖｎｆは、以下の式（６）によって表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　式（６）において、ｆは励磁磁界Ｈｓの周波数を示し、Ｈ０は磁性体コア１１の飽和磁界を示し、Ｈｍは励磁磁界Ｈｓの最大値を示す。式（６）にｎ＝２を代入すると、以下の式（７）が算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　上述した式（４）を式（７）に代入することによって、以下の式（８）が得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　式（８）に示されるように、出力電圧Ｖｃの第２次高調波成分Ｖ２ｆは、零相電流Ｉｄに比例する。また、式（７）及び（８）に示されるように、第２次高調波成分Ｖ２ｆは、励磁磁界Ｈｓの周波数ｆ、検出コイル１３の巻き数Ｎ２、励磁磁界Ｈｓの最大値Ｈｍ、磁性体コア１１の飽和磁界Ｈ０、磁性体コア１１の比透磁率μｒ及び磁性体コア１１の断面積Ｓなどに依存する。
　式（８）の算出にあたって、励磁磁界Ｈｓの波形が三角波である場合を例にして説明したが、励磁磁界Ｈｓの波形が正弦波であっても、係数は異なるが、第２次高調波成分Ｖ２ｆが依存するパラメータは同じである。また、式（８）の算出にあたって、零相電流Ｉｄが直流電流である場合を例にして説明したが、サンプリング条件を調整することで、零相電流Ｉｄが交流電流であっても算出することができる。当該サンプリング条件は、励磁磁界Ｈｓの周波数を零相電流Ｉｄの周波数に対して２倍以上にする等である。
〈状態検知センサ２０の構成〉
　次に、上述した図１に示される状態検知センサ２０の構成について説明する。状態検知センサ２０は、負荷機器１の状態を示す物理量を取得する。状態検知センサ２０は、例えば、負荷機器１の振動を測定する振動センサである。なお、状態検知センサ２０は、負荷機器１の温度を測定する温度センサ又は赤外線センサであってもよい。当該温度センサ又は赤外線センサは、負荷機器１の過熱領域を検出する。また、状態検知センサ２０は、負荷機器１の動きを検出するモーションセンサであってもよい。
　また、状態検知センサ２０は、負荷機器１における放電の有無を検出する電磁波センサであってもよい。当該電磁波センサは、例えば、コイル又は磁気センサを有することで、放電によって発生する電磁波ノイズを検出する。また、状態検知センサ２０は、負荷機器１の動作時の異音（「変音」とも呼ぶ。）を検出する異音センサ（例えば、マイク）であってもよい。また、状態検知センサ２０は、負荷機器１における漏水の有無を検出する漏水センサ又は負荷機器１における漏油の有無を検出する漏油センサであってもよい。また、状態検知センサ２０は、負荷機器１における発煙の有無を検出する発煙センサであってもよい。なお、状態検知センサ２０は、負荷機器１の状態を直接的又は間接的に検出可能であれば、任意の方法で配置されていればよい。
　また、機器状態取得部としての状態検知センサ２０は、負荷機器１及び電源部の出力におけるＥＭＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）に関連する電磁ノイズ放出の有無を検出するノイズ計であってもよい。当該ノイズ計は、例えば、コイル又はノイズの周波数に合わせたアンテナ（ダイポールアンテナ、八木アンテナ（登録商標））を有することで、負荷機器１及び電源部の出力に搭載された各種フィルタの劣化により増大し、空間中を伝搬するＥＭＣ関連の電磁ノイズを検出する。また、電源、信号、グランドライン（配線）を介してもＥＭＣ関連の電磁ノイズは伝搬するため、ノイズ計は高周波の読みとりに対応した電圧読取器の機能を有するものであってもよい。
〈制御装置３０の構成〉
　次に、制御装置３０の構成について説明する。図６は、実施の形態１に係る制御装置３０の構成を示すブロック図である。図６に示されるように、制御装置３０は、漏電センサ駆動部３１と、第１の信号収集部３２と、第１の信号処理部３３とを有する。
　漏電センサ駆動部３１は、励磁コイル１２（図２及び３参照）に通電する励磁電流の電流値、励磁電流の周波数ｆ及び励磁電流の波形を制御する。なお、漏電センサ駆動部３１は、励磁電流の電流値、励磁電流の周波数ｆ及び励磁電流の波形の少なくとも１つを制御してもよい。
　第１の信号収集部３２は、検出コイル１３から出力される出力電圧を示す信号（以下、「検出信号」とも呼ぶ。）が入力される信号入力部である。第１の信号収集部３２は、漏電センサ１０から出力される検出信号を、所望の信号形態で取得してもよい。例えば、検出信号がアナログ信号である場合、第１の信号収集部３２は、当該アナログ信号をデジタル信号に変換してもよい。
　第１の信号処理部３３は、第１の信号収集部３２に記憶された検出電圧信号及び漏電センサ１０の駆動条件に基づいて、検出電圧信号の第２次高調波成分を抽出する。第１の信号処理部３３は、漏電センサ駆動部３１から出力される励磁電流の周波数ｆに応じて駆動させる必要がある。このように、漏電センサ駆動部３１と第１の信号処理部３３とを同期させることで、漏電センサ１０（図１参照）によって検出された零相電流に対応するセンサ出力の大きさ（すなわち、電流検出感度）及び検出可能な零相電流の周波数帯域を調整することができる。すなわち、漏電センサ１０の計測ダイナミックレンジを調整することができる。なお、第１の信号処理部３３は、上述した図５（Ｄ）に示される出力電圧Ｖｃの時間変化を直接測定してもよいし、磁性体コア１１が磁気飽和に至るまでの時間を計測してもよい。
　制御装置３０は、第２の信号収集部３４と、第２の信号処理部３５とを更に有する。
　第２の信号収集部３４は、状態検知センサ２０から出力される負荷機器１の状態を示す状態信号（以下、「機器状態信号」とも呼ぶ。）が入力される信号入力部である。第２の信号収集部３４は、状態検知センサ２０から出力される信号を所望の信号形態で取得してもよい。第２の信号収集部３４は、例えば、状態検知センサ２０から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換してもよい。
　第２の信号処理部３５は、第２の信号収集部３４に記憶された機器状態信号から特徴量を抽出する。例えば、第２の信号処理部３５は、出力信号の波形の振幅値又は実効値を算出する。また、第２の信号処理部３５は、予め定められた閾値を超えている値を特徴量として算出してもよい。更に、第２の信号処理部３５は、周波数スペクトル又は主要周波数成分の分析によって特徴量を算出してもよい。
　ここで、負荷機器１の状態に応じて、電線ケーブル３ａ～３ｃを流れる漏洩電流の電流値が増減する場合がある。また、人体の保護及び火災防止などの絶縁監視を行うために漏洩電流の定格感度電流では、負荷機器１の状態の変化に応じた漏洩電流の変化をとらえられない場合がある。
　具体的には、漏電センサ１０を用いて絶縁監視を行う目的又は漏電センサ１０の用途に応じて、定格感度電流が異なる。例えば、絶縁監視を行う目的が人体保護である場合、定格感度電流は５ｍＡ又は３０ｍＡが用いられる。また、漏電センサ１０の定格に応じて、漏電センサ１０が遮断動作を行う電流範囲が異なる。例えば、定格感度電流が５ｍＡである場合には、４ｍＡから６ｍＡまでの動作電流範囲内で、定格感度電流が３０ｍＡである場合には、１５ｍＡから３０ｍＡまでの動作電流範囲内で動作するように規格が定められているため、漏電センサ１０の感度は固定値である。なお、漏電センサに備えられた感度調整トリマ又は感度調整ダイヤルによって、漏電センサの後段に設けられた増幅アンプのゲインを調整することで感度を調整できる場合もあるが、通常の運転状況下で頻繁に感度を調整することは困難である。
　実施の形態１では、制御装置３０は、動作モード決定部３６と、診断部としての異常判定部３７とを更に有する。
　動作モード決定部３６は、状態検知センサ２０から出力される機器状態信号に基づいて漏電センサ１０の動作モードを、通常時の動作モードである漏電検出用の動作モード又は異常診断用の動作モードに決定する。動作モード決定部３６は、第２の信号収集部３４及び第２の信号処理部３５を介して提供される機器状態信号の特徴量に基づいて、漏電センサ１０の動作モードを決定（設定）する。動作モード決定部３６は、決定された動作モードを示す動作モード設定信号を漏電センサ駆動部３１に出力する。漏電センサ駆動部３１は、当該動作モード設定信号に基づいて、励磁コイル１２（図２及び３参照）に通電する励磁電流の電流値、励磁電流の周波数ｆ及び励磁電流の波形の少なくとも１つを制御する。これにより、漏電センサ駆動部３１は、漏電センサ１０を、動作モード決定部３６によって決定された動作モードで動作させる。
　以下の説明において、通常時の漏電検出用の動作モードを「通常監視モード」、異常診断用の動作モードを「異常診断モード」とも呼ぶ。「通常監視モード」とは、負荷機器１の通常時の運転状況を監視するモードである。「異常診断モード」とは、負荷機器１の異常診断を行うために、漏電センサ４の計測ダイナミックレンジを調整して漏電電流を計測するモードである。ここで、計測ダイナミックレンジとは、漏電センサ１０の電流検出感度及び周波数帯域を言う。「異常診断モード」の計測ダイナミックレンジは、「通常監視モード」の計測ダイナミックレンジより広い。
　次に、動作モード決定部３６が、動作モードに応じて漏電センサ１０のダイナミックレンジを調整する一例について説明する。動作モードが「通常監視モード」であるときの計測ダイナミックレンジは、通常監視用の第１のダイナミックレンジである。第１のダイナミックレンジでは、検出感度が低く、周波数帯域が狭いダイナミックレンジである。例えば、第１のダイナミックレンジでは、定格電流３００ｍＡ、周波数５０Ｈｚ／６０Ｈｚのように設定されてもよい。
　動作モードが「異常診断モード」であるときの計測ダイナミックレンジは、漏電検出用の第２のダイナミックレンジである。第２のダイナミックレンジでは、検出感度が高く、周波数帯域が広いダイナミックレンジである。例えば、第２のダイナミックレンジでは、定格電流１０ｍＡ、ＤＣ～周波数１０ｋＨｚのように設定されてもよい。
　動作モード決定部３６が、漏電センサ１０の動作モードを「通常監視モード」に設定した場合、漏電センサ駆動部３１は励磁コイル１２（図２参照）に出力するセンサ駆動信号を制御することで、漏電センサ１０の計測ダイナミックレンジを上述した「第１のダイナミックレンジ」に設定する。このとき、第１の信号処理部３３は、第１の信号収集部３２から提供される検出コイル１３の出力信号に基づいて零相電流の電流値を検出する。異常判定部３７は、異常電流の電流値に基づいて負荷機器１の異常の有無を判定する。
　動作モード決定部３６が漏電センサ１０の動作モードを「異常診断モード」に切り替えた場合、漏電センサ駆動部３１は励磁コイル１２（図２参照）に出力するセンサ駆動信号を制御することで、漏電センサ１０の計測ダイナミックレンジを上述した「第２のダイナミックレンジ」に設定する。このとき、第１の信号処理部３３は、第１の信号収集部３２から提供される検出コイル１３の出力信号とセンサ駆動信号とを同期させて特定の周波数成分のみを抽出してもよい。動作モード決定部３６は、例えば、漏電センサ１０の電流検出感度を調整することで、漏電センサ１０の計測ダイナミックレンジを調整する。また、動作モード決定部３６は、漏電センサ１０の周波数帯域を調整することで、漏電センサ１０の計測ダイナミックレンジを調整してもよい。更に、動作モード決定部３６は、漏電センサ１０の電流検出感度及び周波数帯域の両方を調整することで、漏電センサ１０の計測ダイナミックレンジを調整してもよい。
　動作モード決定部３６は、判定結果を示す信号、具体的には、動作モードの切り替えの有無の判定結果を示す信号を異常判定部３７に出力する。
　異常判定部３７は、第１の信号処理部３３から出力される信号、第２の信号処理部３５から出力される信号及び動作モード決定部３６から出力される判定結果を示す信号に基づいて、負荷機器１における異常の有無を判定する。このように、異常判定部３７は、種類の異なる複数のセンサから出力される情報に基づいて負荷機器１の異常の有無を診断する。よって、機器診断装置１００の診断の信頼性を高めることができる。このように、機器診断装置１００では、負荷機器１の異常の有無の判定にあたって、漏電センサ１０と状態検知センサ２０とが連動している。
〈表示部４０の構成〉
　次に、図１に戻って、表示部４０の構成について説明する。表示部４０は、異常判定部３７における診断の結果（すなわち、異常の有無についての判定の結果）を報知する。表示部４０は、例えば、当該判定結果を示す情報を表示するディスプレイなどである。なお、機器診断装置１００は、表示部４０の代わりに、遮断器、リレー、警告ブザーなどの保安機器を報知部として有していてもよい。このように、機器診断装置１００は、異常診断後の負荷機器１の運用方法に対応する手段によって、異常判定部３７における判定結果をユーザに報知すればよい。
　なお、図１及び６では、機器診断装置１００の各構成要素の接続形態は、有線及び無線のいずれであってもよい。また、機器診断装置１００は、単一の状態検知センサ２０に限られず、複数の状態検知センサ２０を有していてもよい。また、機器診断装置１００は、種類の異なる複数の状態検知センサ２０を有していてもよい。また、図１に示される負荷機器１と電源部２との間には、インバータ制御機器が設けられていてもよい。これにより、機器診断装置１００を、三相交流の周波数を可変できる電路に適用することができる。また、機器診断装置１００を、電源部２が太陽電池又は燃料電池などの直流電源であることで直流電流が流れる電路に適用することができる。
〈ハードウェア構成〉
　次に、機器診断装置１００のハードウェア構成について説明する。図７（Ａ）は、機器診断装置１００のハードウェア構成を概略的に示す図である。図７（Ａ）に示されるように、機器診断装置１００の制御装置３０は、例えば、ソフトウェアとしてのプログラムを格納する記憶装置としてのメモリ３０ａと、メモリ３０ａに格納されたプログラムを実現する情報処理部としてのプロセッサ３０ｂとを用いて（例えば、コンピュータによって）実現することができる。プロセッサ３０ｂには、漏電センサ１０、状態検知センサ２０及び表示部４０が、バス３０ｄを介して接続されている。なお、制御装置３０の構成要素の一部が、図７（Ａ）に示されるメモリ３０ａと、プログラムを実行するプロセッサ３０ｂとによって実現されてもよい。また、制御装置３０は、電気回路によって実現されてもよい。
　図７（Ｂ）は、機器診断装置１００のハードウェア構成の他の例を概略的に示す図である。図７（Ｂ）に示されるように、制御装置３０は、単一回路又は複合回路等の専用のハードウェアとしての処理回路３０ｃを用いて実現されていてもよい。この場合、制御装置３０の機能は、処理回路３０ｃによって実現される。
〈動作〉
　次に、実施の形態１に係る機器診断装置１００の動作について説明する。図８は、実施の形態１に係る機器診断装置１００の動作を示すフローチャートである。以下では、漏電センサ１０の動作モードを、「通常監視モード」から「異常診断モード」に切り替える例を説明する。
　先ず、ステップＳＴ１において、漏電センサ駆動部３１は、漏電センサ１０の動作モードを「通常監視モード」に設定する。
　ステップＳＴ２において、動作モード決定部３６は、漏電センサ１０の計測ダイナミックレンジを、上述した第１のダイナミックレンジに設定する。
　ステップＳＴ３において、状態検知センサ２０は、負荷機器１の状態を示す信号である機器状態信号を取得する。
　ステップＳＴ４において、第２の信号処理部３５は、状態検知センサ２０から提供される機器状態信号に対して、信号処理（例えば、デジタル信号への変換など）を行う。
　ステップＳＴ５において、動作モード決定部３６は、第２の信号処理部３５から提供される機器状態信号が予め定められた切替条件を満たすか否かを判定する。動作モード決定部３６は、切替条件を満たすと判定した場合（つまり、ステップＳＴ５において、判定がＹｅｓである場合）、処理をステップＳＴ６に進める。
　状態検知センサ２０が振動センサである場合、動作モード決定部３６は、負荷機器１で発生した振動に応じた信号、すなわち、負荷機器１の速度（単位：ｍ／ｓ）の振幅に応じた信号を取得することができる。動作モード決定部３６は、振動センサから出力される信号に基づいて漏電センサ１０の動作モードを切り替える。例えば、動作モード決定部３６は、信号の振幅の大きさが予め定められた閾値Ｔｈ以上である場合に切替条件を満たすと判断して、漏電センサ１０の動作モードを「異常診断モード」に切り替える。なお、振動センサは、負荷機器１の変位量（単位：ｍ）又は加速度（単位：ｍ／ｓ２）を検出してもよく、動作モード決定部３６は当該負荷機器１の変位量（又は加速度）と閾値Ｔｈとを比較することで、漏電センサ１０の動作モードを切り替えてもよい。なお、動作モード決定部３６は、漏電センサ１０から出力される検出信号を電気信号として評価する場合、漏電センサ１０の定格電圧の１／２又は１／３の電圧値と閾値Ｔｈとを比較してもよい。
　また、状態検知センサ２０が異音センサである場合、動作モード決定部３６は、負荷機器１で発生した異音に応じた信号が提供される。動作モード決定部３６は、例えば、異音センサから出力される信号に対して周波数解析を行うことで周波数スペクトルを取得する。動作モード決定部３６は、例えば、当該周波数スペクトルの特定の周波数における振幅値が閾値Ｔｈ以上である場合に切替条件を満たすと判断して、漏電センサ１０の動作モードを「異常診断モード」に切り替える。なお、動作モード決定部３６は、特定の周波数帯又は複数の周波数に基づいて漏電センサ１０の動作モードを切り替えてもよい。
　一方、動作モード決定部３６は、負荷機器１で発生した振動又は音に応じた信号の振幅が予め定められた閾値Ｔｈ未満である場合（すなわち、ステップＳＴ６において判定がＮｏである場合）、上記切替条件を満たさないと判断して、処理をステップＳＴ８に進める。このとき、動作モード決定部３６は、漏電センサ１０の動作モードを通常監視モードに維持する。
　ステップＳＴ６において、漏電センサ駆動部３１は、漏電センサ１０の動作モードを、「通常監視モード」から「異常診断モード」に切り替える。
　ステップＳＴ７において、動作モード決定部３６は、漏電センサ１０の計測ダイナミックレンジを、上述した第２のダイナミックレンジに変更する。
　ステップＳＴ８において、漏電センサ１０は、電線ケーブル３ａ～３ｃから漏洩する電流の電流値を検出する。
　ステップＳＴ９において、第１の信号処理部３３は、漏電センサ１０から提供される電線ケーブル３ａ～３ｃから漏洩する電流に応じた波形の検出信号に対して、信号処理（例えば、デジタル信号への変換など）を行う。
　ステップＳＴ１０において、異常判定部３７は、第１の信号処理部３３から提供される漏電センサ１０の検出信号及び第２の信号処理部３５から提供される機器状態信号に基づいて、負荷機器１における異常の発生の有無を判定する。
　異常判定部３７は、漏電センサ１０及び状態検知センサ２０の各々から出力される時系列データに基づいて、負荷機器１における異常の発生の有無についての判定（以下、「異常判定」とも呼ぶ。）を行う。実施の形態１では、異常判定部３７は、各センサから出力される時系列データとしての信号波形の振幅値と閾値とを比較することで、負荷機器１における異常の発生の有無を判定する。具体的には、漏電センサ１０から出力される信号波形の振幅値及び状態検知センサ２０から出力される信号波形の振幅値の両方が閾値を超えている場合、異常判定部３７は、負荷機器１において、異常が発生していると判断する。
　また、異常判定部３７は、漏電センサ１０及び状態検知センサ２０から出力される各信号のＳ／Ｎ比を比較することによって、負荷機器１における異常の発生の有無を判定してもよい。例えば、状態検知センサ２０から出力される機器状態信号よりも漏電センサ１０から出力される検出信号に基づいて異常判定が行い易い場合、異常判定部３７は、漏電センサ１０及び状態検知センサ２０の各検出結果に重み付けを行うなど、当該検出結果に優先順位を付けることで異常判定を行ってもよい。なお、異常判定部３７は、上述した時系列データに基づいて異常判定を行う場合、当該時系列データに対して周波数解析処理を行ってもよく、当該時系列データが特徴量を示す信号を含んでいるか否かを分析する処理を行ってもよい。
　そして、異常判定部３７は、第１の信号収集部３２から提供される漏電センサ１０の検出信号と漏電センサ駆動部３１から提供されるセンサ駆動信号（励磁電流の電流値など）とに基づいて、漏電電流の時系列データを生成する。異常判定部３７は、２種類の時系列データ、すなわち、漏電電流の時系列データと第２の信号処理部３５から提供される状態検知信号の時系列データとに基づいて、負荷機器１における異常の発生の有無を判定する。ここで、「時系列」とは、時間の経過に従って定期的に計測して得た値を整理又は配列した系列のことである。
　ステップＳＴ１１において、表示部４０は、異常判定部３７の判定結果を表示する。
〈実施の形態１の効果〉
　以上に説明した実施の形態１によれば、機器診断装置１００は、漏電センサ１０と、負荷機器１の状態を取得する状態検知センサ２０とを有する。また、機器診断装置１００の動作モード決定部３６は、漏電センサ１０が通常監視モードで動作しているときに負荷機器１の状態が切替条件を満たす場合、漏電センサ１０の動作モードを異常診断用の動作モードに切り替える。これにより、負荷機器１の通常の運転状況下で漏電センサ１０の検出感度を頻繁に変更する必要がないため、負荷機器１の診断を容易に行うことができる。言い換えれば、負荷機器１の通常時の漏電の有無の監視と負荷機器１についての異常診断を、１つの漏電センサ１０の計測ダイナミックレンジを調整することで実施することができる。よって、検出感度の異なる複数の漏電センサ１０を備える必要がないため、低コストの機器診断装置１００を提供することができる。
　また、実施の形態１によれば、機器診断装置１００は、漏電センサ１０から出力される検出信号と状態検知センサ２０から出力される機器状態信号とに基づいて負荷機器１の診断を行う。これにより、複数の種類のセンサから出力される信号に基づいて負荷機器１における異常の発生の有無を診断することができる。よって、信頼性の高い機器診断装置１００を提供することができる。したがって、低コストであって、負荷機器１の診断が容易で且つ当該診断の信頼性が高い機器診断装置１００を提供することができる。
《実施の形態１の変形例》
　図９は、実施の形態１の変形例に係る機器診断装置１００Ａの構成を示すブロック図である。実施の形態１の変形例に係る機器診断装置１００Ａは、状態検知センサ２０の代わりに、機器状態取得部としての周辺環境情報取得部２０Ａを有する点で、実施の形態１に係る機器診断装置１００と相違する。これ以外の点については、実施の形態１の変形例に係る機器診断装置１００Ａは、実施の形態１に係る機器診断装置１００と同じである。そのため、以下の説明では、図１を参照する。
　図９に示されるように、機器診断装置１００Ａは、漏電センサ１０と、機器状態取得部としての周辺環境情報取得部２０Ａと、制御装置３０と、表示部４０とを有する。
　周辺環境情報取得部２０Ａは、負荷機器１（図１を参照）の周辺環境の状態を示す周辺環境情報を検知する。周辺環境情報は、例えば、負荷機器１が設置される設置場所における天候、設置場所における雨量、設置場所における照度、設置場所における風速、設置場所における温度及び設置場所における湿度のうちの少なくとも１つを含む。なお、「設置場所」とは、負荷機器１が設置される場所の周辺を含む。
　周辺環境情報取得部２０Ａは、例えば、負荷機器１の設置場所における降雨量を検出する降雨センサである。周辺環境情報取得部２０Ａは、負荷機器１の設置場所における照度を検出する照度センサであってもよく、当該設置場所における風速を検出する風速センサであってもよい。また、周辺環境情報取得部２０Ａは、当該設置場所における温度を検出する温度センサであってもよく、当該設置場所における湿度を検出する湿度センサなどである。また、周辺環境情報取得部２０Ａは、例えば、気象情報提供サービスのサーバにアクセスして、負荷機器１の設置場所における天候を示す天候情報を取得してもよい。周辺環境情報取得部２０Ａは、負荷機器１の周辺環境を示す状態信号としての周辺環境信号を、第２の信号収集部３４に入力する。なお、周辺環境情報取得部２０Ａは、負荷機器１の周辺環境を直接的又は間接的に検出可能であれば、任意の方法で配置されていればよい。
　負荷機器１の周辺環境は、負荷機器１の運転状況と連動していないが、外的要因として負荷機器１の動作に影響を及ぼす場合がある。実施の形態１の変形例では、制御装置３０の動作モード決定部３６は、漏電センサ１０が通常監視モードで動作しているときに負荷機器１の周辺環境が予め定められた切替条件を満たす場合、漏電センサ１０の動作モードを異常診断用の動作モードに切り替える。言い換えれば、動作モード決定部３６は、負荷機器１の周辺環境が切替条件を満たす場合、漏電センサ１０の計測ダイナミックレンジを、上述した検出感度の高い第２のダイナミックレンジに切り替える。なお、負荷機器１の周辺環境が動作モードの切替条件を満たす場合、動作モード決定部３６は、漏電センサ１０の計測ダイナミックレンジを、周波数帯域の広いダイナミックレンジに切り替えることもできる。また、負荷機器１の周辺環境が動作モードの切替条件を満たす場合、動作モード決定部３６は、漏電センサ１０の計測ダイナミックレンジを、検出感度が高く且つ周波数帯域の広いダイナミックレンジに切り替えることもできる。
　異常判定部３７は、漏電センサ１０及び周辺環境情報取得部２０Ａの各々から出力される時系列データに基づいて、負荷機器１における異常判定を行う。具体的には、漏電センサ１０から出力される信号波形の振幅値が閾値を超えていて且つ周辺環境情報取得部２０Ａから出力される周辺環境情報が予め定められた条件を満たしている場合、異常判定部３７は、負荷機器１において、異常が発生していると判断する。
〈実施の形態１の変形例の効果〉
　以上に説明した実施の形態１の変形例によれば、機器診断装置１００Ａは、漏電センサ１０と、負荷機器１の周辺環境を取得する周辺環境情報取得部２０Ａと、動作モード決定部３６とを有する。動作モード決定部３６は、負荷機器１の周辺環境が切替条件を満たす場合、漏電センサ１０の動作モードを異常診断用の動作モードに切り替える。これにより、負荷機器１の通常の運転状況下で漏電センサ１０の検出感度を頻繁に変更する必要がないため、負荷機器１の診断を容易に行うことができる。言い換えれば、負荷機器１の通常時の漏電の有無の監視と負荷機器１についての異常診断を、１つの漏電センサ１０の計測ダイナミックレンジを調整することで実施することができる。よって、検出感度の異なる複数の漏電センサ１０を備える必要がないため、低コストの機器診断装置１００Ａを提供することができる。
　また、実施の形態１の変形例によれば、機器診断装置１００Ａは、漏電センサ１０から出力される検出信号と周辺環境情報取得部２０Ａから出力される周辺環境信号とに基づいて負荷機器１の診断を行う。これにより、複数の種類のセンサから出力される信号に基づいて負荷機器１における異常の発生の有無を診断することができる。よって、信頼性の高い機器診断装置１００Ａを提供することができる。したがって、低コストであって、負荷機器１の診断が容易で且つ当該診断の信頼性が高い機器診断装置１００Ａを提供することができる。
《実施の形態２》
　図１０は、実施の形態２に係る機器診断装置２００の構成を示すブロック図である。図１０において、図１及び６に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図１及び６に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態２に係る機器診断装置２００の動作モード決定部は、動作モードの順序を示す動作シーケンスを決定する動作シーケンス決定部２３６である点で、実施の形態１に係る機器診断装置１００と相違する。これ以外の点については、実施の形態２に係る機器診断装置２００は、実施の形態１に係る機器診断装置１００と同じである。そのため、以下の説明では、図１を参照する。
　図１０に示されるように、機器診断装置２００は、漏電センサ１０と、状態検知センサ２０と、制御装置２３０と、表示部４０とを有する。
　制御装置２３０は、漏電センサ駆動部３１と、第１の信号収集部３２と、第１の信号処理部３３と、第２の信号収集部３４と、第２の信号処理部３５と、動作シーケンス決定部２３６と、異常判定部３７とを有する。
　動作シーケンス決定部２３６は、状態検知センサ２０から第２の信号処理部３５を介して提供される負荷機器１（図１参照）の状態を示す機器状態信号に基づいて漏電センサ１０の動作シーケンスを決定する。
　図１１は、実施の形態２に係る機器診断装置２００Ａの構成の他の例を示すブロック図である。図１１に示されるように、機器診断装置２００Ａは、状態検知センサ２０の代わりに、上述した図９に示される周辺環境情報取得部２０Ａを有していてもよい。この場合、動作シーケンス決定部２３６は、周辺環境情報取得部２０Ａから提供される周辺環境情報に基づいて漏電センサ１０の動作シーケンスを決定してもよい。
　図１２は、実施の形態２に係る機器診断装置２００の漏電センサ１０の動作シーケンスＡ～Ｄの一例を示す図である。図１２に示される「動作シーケンスＡ」は、２種類の動作モードである通常監視モード及び異常診断モードを交互に実行するシーケンスである。具体的には、動作シーケンスＡでは、負荷機器１の状態（又は、負荷機器１の周辺環境）が動作モードの切替条件を満たす場合、通常監視モードから異常監視モードへの切り替えが行われる。そして、負荷機器１の状態（又は、負荷機器１の周辺環境）が動作モードの切替条件を満たさなくなった場合、異常監視モードから通常監視モードへの切り替えが行われる。
　「動作シーケンスＢ」は、「通常監視モード＋異常診断モード」を繰り返す実行するシーケンスである。「通常監視モード＋異常診断モード」とは、通常監視モードと異常診断モードを同時に実行するモードである。
　「動作シーケンスＣ」は、３種類の動作モードである「通常監視モード」、「第１の異常診断モード」及び「第２の異常診断モード」の順に、漏電センサ１０を動作するシーケンスである。「第１の異常診断モード」とは、第１の計測ダイナミックレンジで漏電センサ１０を動作する異常診断モードである。「第２の異常診断モード」とは、第２の計測ダイナミックレンジで漏電センサ１０を動作する異常診断モードである。
　動作シーケンス決定部２３６は、負荷機器１の状態が切替条件を満たす場合、通常監視モードから第１の異常診断モードへの切り替え、第１の異常診断モードから第２の異常診断モードへの切り替え、第２の異常診断モードから通常監視モードへの切り替えを順に行う。このように、動作シーケンスＣでは、漏電センサ１０が計測ダイナミックレンジの異なる２種類の異常診断モードで動作することによって、電線ケーブル３ａ～３ｃ（図２参照）における漏電の有無を検出する。これにより、機器状態信号（又は、周辺環境情報）と漏電センサ１０から出力される検出信号との相関関係を分析し易くなる。また、負荷機器１における異常の有無を判定するにあたって、漏電センサ１０から出力される検出信号の情報量が増えるため、機器診断装置２００、２００Ａの信頼性を高めることができる。
　「動作シーケンスＤ」は、２種類の動作モードである「通常監視モード＋第１の異常診断モード」及び「通常監視モード＋第２の異常診断モード」を交互に実行するシーケンスである。「通常監視モード＋第１の異常診断モード」とは、通常監視モードと上述した第１の異常診断モードを同時に実行するモードである。また、「通常監視モード＋第２の異常診断モード」とは、通常監視モードと上述した第２の異常診断モードを同時に実行するモードである。なお、漏電センサ１０の動作シーケンスを構成する動作モードの種類は、３種類より多くてもよい。このように、実施の形態２では、２種類の動作モード又は３種類以上の動作モードが１セットとなることで、漏電センサ１０が動作する。
〈実施の形態２の効果〉
　以上に説明した実施の形態２によれば、機器診断装置２００の動作シーケンス決定部２３６は、状態検知センサ２０における検出結果及び負荷機器１の使用環境を示す環境情報に基づいて漏電センサ１０の動作シーケンスを判定する。これにより、診断モードを複数実行することができるため、負荷機器１の異常診断の判定についての情報量を増やすことができる。よって、機器診断装置２００、２００Ａの信頼性を高めることができる。
《実施の形態３》
　図１３は、実施の形態３に係る機器診断システム３５０の構成を示すブロック図である。図１３において、図１及び６に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図１及び６に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態３は、機器診断装置１００と通信するサーバ５０が異常判定部３７及び動作モード決定部３６と連携する点で、実施の形態１と相違する。これ以外の点については、実施の形態３は、実施の形態１と同じである。
　図１３に示されるように、機器診断システム３５０は、機器診断装置１００と、外部サーバであるサーバ５０とを備える。サーバ５０は、ネットワークを介して機器診断装置１００と通信する。サーバ５０は、例えば、クラウドサーバである。
　サーバ５０は、異常判定部３７と連携（共働）して負荷機器１の診断を行う。また、サーバ５０は、動作モード決定部３６と連携（共働）して漏電センサ１０の動作モードを決定する。これにより、異常判定部３７における判定結果に基づいて動作モード決定部３６による切替条件を更新することができる。また、サーバ５０を有しない構成（スタンドアローン型の構成）と比較して、様々なフィールドにおける情報が入力されるサーバ５０を備えていることで、負荷機器１（図１参照）の診断にあたっての情報量が増えることにより、負荷機器１の診断の信頼性を高めることができる。更に、サーバ５０は、人工知能などを活用して、状態検知センサ２０と漏電センサ１０との相関関係を分析することで、負荷機器１の診断の信頼性を高めることができる。
　図１４は、実施の形態３に係る機器診断システム３５０の構成の他の例を示すブロック図である。図１４に示されるように、機器診断システム３５０は、実施の形態１の変形例に係る機器診断装置１００Ａとサーバ５０とによって構成されていてもよい。このとき、サーバ５０は、人工知能などを活用して、周辺環境情報取得部２０Ａと漏電センサ１０との相関関係を分析してもよい。
〈実施の形態３の効果〉
　以上に説明した実施の形態３によれば、機器診断システム３５０は、機器診断装置１００と、ネットワークを介して機器診断装置１００、１００Ａと通信するサーバ５０とを備え、サーバ５０は、異常判定部３７と連携して負荷機器１の診断を行う。これにより、負荷機器１の診断の信頼性を高めることができる。したがって、低コストであって、負荷機器１の診断が容易で且つ当該診断の信頼性が高い機器診断システム３５０を提供することができる。
　また、実施の形態３によれば、サーバ５０は、動作モード決定部３６と連携して漏電センサ１０の動作モードを決定する。これにより、異常判定部３７における判定結果に基づいて動作モード決定部３６による動作モードの切替条件を更新することができる。
《実施の形態３の変形例》
　図１５は、実施の形態３の変形例に係る機器診断システム３５０Ａの構成を示すブロック図である。図１５において、図１０に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図１０に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態３の変形例に係る機器診断システム３５０Ａは、実施の形態２に係る機器診断装置２００とサーバ５０とによって構成されている点で、実施の形態３に係る機器診断システム３５０と相違する。これ以外の点については、実施の形態３の変形例に係る機器診断システム３５０Ａは、実施の形態３に係る機器診断システム３５０と同じである。
　図１５に示されるように、機器診断システム３５０Ａは、機器診断装置２００と、サーバ５０とを備える。サーバ５０は、ネットワークを介して機器診断装置２００と通信する。サーバ５０は、動作シーケンス決定部２３６と連携（共働）して漏電センサ１０の動作シーケンスを決定する。これにより、異常判定部３７における判定結果に基づいて動作シーケンス決定部２３６による動作シーケンスの切替条件を更新することができる。
　図１６は、実施の形態３の変形例に係る機器診断システム３５０Ａの構成の他の例を示すブロック図である。図１６に示されるように、機器診断システム３５０Ａは、上述した図１１に示される機器診断装置２００Ａとサーバ５０とによって構成されていてもよい。
〈実施の形態３の変形例の効果〉
　以上に説明した実施の形態３の変形例によれば、サーバ５０は、動作シーケンス決定部２３６と連携して漏電センサ１０の動作シーケンスを決定する。これにより、異常判定部３７における判定結果に基づいて動作シーケンス決定部２３６による動作シーケンスの切替条件を更新することができる。
《実施の形態４》
　図１７は、実施の形態４に係る機器診断システム３５０Ｂの構成を示すブロック図である。図１７において、図１及び６に示される構成要素と同一又は対応する構成要素が含まれ、その構成要素には図１及び６に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態４は、複数の機器診断装置１００が互いにネットワークを構成し、ネットワークを介して連携した複数の機器診断装置１００が異常判定部３７及び動作モード決定部３６の動作を決定づける点で、実施の形態１、３と相違する。これ以外の点については、実施の形態４は、実施の形態１、３と同じである。複数の機器診断装置１００によって、機器診断装置１００とネットワークを介して機器診断装置１００と通信する複数の別の機器診断装置群とが構成される。
　図１７に示されるように、機器診断システム３５０Ｂは、複数の機器診断装置１００を備える。複数の機器診断装置１００は、ネットワークを介して各機器診断装置１００と通信する。ネットワークは、例えば、メッシュネットワークなどの無線ネットワークである。
　ネットワーク上の各機器診断装置１００は、特定の機器診断装置１００の異常判定部３７と連携（共働）して負荷機器１の診断を行う。また、同様にネットワーク上の各機器診断装置１００は、特定の機器診断装置の動作モード決定部３６と連携（共働）して漏電センサ１０の動作モードを決定する。これにより、異常判定部３７における判定結果に基づいて動作モード決定部３６による切替条件を更新することができる。また、ネットワークを有しない構成（スタンドアローン型の構成）と比較して、様々なフィールドにおける情報が入力される各機器診断装置１００の情報を活用することで、負荷機器１（図１参照）の診断にあたっての情報量が増えることにより、負荷機器１の診断の信頼性を高めることができる。更に、ネットワーク上の各機器診断装置１００での分散処理による人工知能などを活用して、状態検知センサ２０と漏電センサ１０との相関関係を分析することで、負荷機器１の診断の信頼性を高めることができる。なお、特定の機器診断装置１００の診断、分析終了後は、ネットワーク上の複数の機器診断装置１００のうち一台を特定の機器診断装置１００として、順次診断、分析を実行していく。
　図１８は、実施の形態４に係る機器診断システム３５０Ｂの構成の他の例を示すブロック図である。図１８に示されるように、機器診断システム３５０は、実施の形態１の変形例に係る機器診断装置１００Ａ（図９及び図１４に示される）によって構成されていてもよい。このとき、ネットワーク上の各機器診断装置１００Ａでの分散処理による人工知能などを活用して、周辺環境情報取得部２０Ａと漏電センサ１０との相関関係を分析してもよい。
〈実施の形態４の効果〉
　以上に説明した実施の形態４によれば、機器診断システム３５０Ｂは、複数の機器診断装置１００、１００Ａがネットワークを介して通信を行い、複数の機器診断装置１００、１００Ａが特定の機器診断装置１００、１００Ａの異常判定部３７と連携して負荷機器１の診断を行う。これにより、負荷機器１の診断の信頼性を高めることができ、また、サーバレス化できる。したがって、低コスト、サーバといった単一故障によるシステム障害の排除が可能であって、負荷機器１の診断が容易で且つ当該診断の信頼性が高い機器診断システム３５０Ｂを提供することができる。
　また、実施の形態４によれば、複数の機器診断装置１００、１００Ａが特定の機器診断装置１００、１００Ａの動作モード決定部３６と連携して漏電センサ１０の動作モードを決定する。これにより、異常判定部３７における判定結果に基づいて動作モード決定部３６による動作モードの切替条件を更新することができる。
《実施の形態４の変形例》
　図１９は、実施の形態４の変形例に係る機器診断システム３５０Ｃの構成を示すブロック図である。図１９において、図１０に示される構成要素と同一又は対応する構成要素が含まれ、その構成要素には、図１０に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態４の変形例に係る機器診断システム３５０Ｃは、実施の形態２に係る複数の機器診断装置２００によって構成されている点で、実施の形態４に係る機器診断システム３５０Ｂと相違する。これ以外の点については、実施の形態４の変形例に係る機器診断システム３５０Ｃは、実施の形態４に係る機器診断システム３５０Ｂと同じである。
　図１９に示されるように、機器診断システム３５０Ｃは、複数の機器診断装置２００を備える。複数の機器診断装置２００は、ネットワークを介して各機器診断装置２００と通信する。ネットワーク上の各機器診断装置２００は、特定の機器診断装置２００の動作シーケンス決定部２３６と連携（共働）して漏電センサ１０の動作シーケンスを決定する。これにより、異常判定部３７における判定結果に基づいて動作シーケンス決定部２３６による動作シーケンスの切替条件を更新することができる。
　図２０は、実施の形態４の変形例に係る機器診断システム３５０Ｃの構成の他の例を示すブロック図である。図２０に示されるように、機器診断システム３５０Ｃは、上述した図１１に示される機器診断装置２００Ａ（図１１及び図１６に示される）によって構成されていてもよい。
〈実施の形態４の変形例の効果〉
　以上に説明した実施の形態４の変形例によれば、複数の機器診断装置２００、２００Ａがネットワークを介して通信を行い、複数の機器診断装置２００、２００Ａが特定の機器診断装置２００、２００Ａの動作シーケンス決定部２３６と連携して漏電センサ１０の動作シーケンスを決定する。これにより、異常判定部３７における判定結果に基づいて動作シーケンス決定部２３６による動作シーケンスの切替条件を更新することができる。
　１　負荷機器、　２　電源部、　３ａ、３ｂ、３ｃ　電線ケーブル、　９　アース、　１０　漏電センサ、　１１　磁性体コア、　１１ａ　中空部、　１２　励磁コイル、　１３　検出コイル、　２０　状態検知センサ、　２０Ａ　周辺環境情報取得部、　３０、３０Ａ、２３０　制御装置、　３１　漏電センサ駆動部、　３２　第１の信号収集部、　３３　第１の信号処理部、　３４　第２の信号収集部、　３５　第２の信号処理部、　３６　動作モード決定部、　３７　異常判定部、　５０　サーバ、　１００、１００Ａ、２００、２００Ａ　機器診断装置、　２３６　動作シーケンス決定部、　３５０、３５０Ａ、３５０Ｂ、３５０Ｃ　機器診断システム。
 

Claims (16)

  1. 　電源部から電路を通して供給される電力によって駆動する負荷機器の診断を行う機器診断装置であって、
    　前記電路から漏洩する電流に応じた波形の検出信号を出力する漏電センサと、
    　前記負荷機器の状態又は前記負荷機器の周辺環境の少なくとも一方である機器状態を取得する機器状態取得部と、
    　前記機器状態取得部から出力される状態信号に基づいて前記漏電センサの動作モードを、通常時の漏電検出用の動作モード又は異常診断用の動作モードに決定する動作モード決定部と、
    　前記漏電センサを前記動作モード決定部によって決定された前記動作モードで動作させる漏電センサ駆動部と、
    　前記漏電センサから出力される前記検出信号と前記機器状態取得部から出力される前記状態信号とに基づいて前記診断を行う診断部と
    　を有し、
    　前記動作モード決定部は、前記漏電センサが前記通常時の漏電検出用の動作モードで動作しているときに前記機器状態が予め定められた切替条件を満たす場合、前記漏電センサの動作モードを前記異常診断用の動作モードに切り替える、
    　ことを特徴とする機器診断装置。
  2. 　前記漏電センサが前記異常診断用の動作モードで動作するときの電流検出感度は、前記漏電センサが前記通常時の漏電検出用の動作モードで動作するときの電流検出感度より高い、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の機器診断装置。
  3. 　前記漏電センサが前記異常診断用の動作モードで動作するときの周波数帯域は、前記漏電センサが前記通常時の漏電検出用の動作モードで動作するときの周波数帯域より広い、
    　ことを特徴とする請求項１又は２に記載の機器診断装置。
  4. 　前記機器状態取得部は、前記負荷機器で発生した振動又は音に応じた信号を前記状態信号として出力し、
    　前記動作モード決定部は、前記信号の振幅が予め定められた閾値以上である場合に前記切替条件を満たすと判断して、前記漏電センサの動作モードを前記異常診断用の動作モードに切り替える、
    　ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の機器診断装置。
  5. 　前記動作モード決定部は、前記信号の振幅が前記閾値未満である場合に前記切替条件を満たさないと判断して、前記漏電センサの動作モードを前記通常時の漏電検出用の動作モードに維持する、
    　ことを特徴とする請求項４に記載の機器診断装置。
  6. 　前記機器状態取得部は、前記負荷機器の振動を測定する振動センサ、前記負荷機器の温度を測定する温度センサ又は赤外線センサ、前記負荷機器の動きを検出するモーションセンサ、前記負荷機器の動作時の異音を検出する異音センサ、前記負荷機器における放電の有無を検出する電磁波センサ、前記負荷機器における漏水の有無を検出する漏水センサ、及び前記負荷機器における漏油の有無を検出する漏油センサ及び前記負荷機器における発煙の有無を検出する発煙センサのうちの少なくとも１つを有する、
    　ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の機器診断装置。
  7. 　前記機器状態取得部は、前記負荷機器の電気ノイズまたは電磁気ノイズを測定するノイズ計である、
    　ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の機器診断装置。
  8. 　前記機器状態取得部によって取得される前記負荷機器の周辺環境は、前記負荷機器が設置される設置場所における天候、前記設置場所における雨量、前記設置場所における照度、前記設置場所における風速、前記設置場所における温度及び前記設置場所における湿度のうちの少なくとも１つを含む、
    　ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の機器診断装置。
  9. 　前記異常診断用の動作モードは、第１の計測ダイナミックレンジで動作する第１の異常診断モードと、第２の計測ダイナミックレンジで動作する第２の異常診断モードとを有し、
    　前記動作モード決定部は、前記切替条件を満たす場合、前記通常時の漏電検出用の動作モードから前記第１の異常診断モードへの切り替え、前記第１の異常診断モードから前記第２の異常診断モードへの切り替え、前記第２の異常診断モードから前記通常時の漏電検出用の動作モードへの切り替えを順に行う、
    　ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の機器診断装置。
  10. 　前記漏電センサは、
    　鉄心部と、
    　前記鉄心部に巻き付けられていて且つ前記漏電センサ駆動部から印加される駆動電流である励磁電流が流れる第１のコイルと、
    　前記鉄心部に巻き付けられていて且つ前記励磁電流によって発生する誘導起電力を示す信号を前記検出信号として出力する第２のコイルと
    　を有する、
    　ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の機器診断装置。
  11. 　前記漏電センサ駆動部は、前記励磁電流の電流値、前記励磁電流の周波数及び前記励磁電流の波形の少なくとも１つを制御することで、前記漏電センサを、前記動作モード決定部によって決定された動作モードで動作させる、
    　ことを特徴とする請求項１０に記載の機器診断装置。
  12. 　前記診断部における前記診断の結果を報知する報知部を更に有する、
    　ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の機器診断装置。
  13. 　請求項１から１２のいずれか１項に記載の前記機器診断装置と、
    　ネットワークを介して前記機器診断装置と通信するサーバと
    　を有し、
    　前記サーバは、前記診断部と連携して前記負荷機器の前記診断を行う、
    　ことを特徴とする機器診断システム。
  14. 　前記サーバは、前記動作モード決定部と連携して前記漏電センサの動作モードを決定する、
    　請求項１３に記載の機器診断システム。
  15. 　請求項１から１２のいずれか１項に記載の前記機器診断装置と、
    　ネットワークを介して前記機器診断装置と通信する複数の別の機器診断装置群と
    　を有し、
    　前記機器診断装置群は、個々の前記診断部を連携して前記負荷機器の前記診断を行う、
    　ことを特徴とする機器診断システム。
  16. 　前記機器診断装置群は、前記動作モード決定部と連携して前記漏電センサの動作モードを決定する、
    　請求項１５に記載の機器診断システム。
     
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61138178A (ja) * 1984-12-11 1986-06-25 Tokyo Gas Co Ltd 地絡検出装置
JPH11311653A (ja) * 1998-04-28 1999-11-09 Micron Kk 漏電電流検出器
JP2010213400A (ja) * 2009-03-09 2010-09-24 Tsuru Gakuen 需要家構内の電力系統における地絡事故原因判定装置
JP2012200052A (ja) * 2011-03-18 2012-10-18 Panasonic Corp 漏電判定装置
WO2018158910A1 (ja) * 2017-03-02 2018-09-07 株式会社日立製作所 診断装置および診断方法
JP2019109192A (ja) * 2017-12-20 2019-07-04 株式会社日立産機システム 絶縁監視装置および絶縁監視システム
WO2019193743A1 (ja) * 2018-04-06 2019-10-10 三菱電機株式会社 漏電検出装置および漏電遮断器

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61138178A (ja) * 1984-12-11 1986-06-25 Tokyo Gas Co Ltd 地絡検出装置
JPH11311653A (ja) * 1998-04-28 1999-11-09 Micron Kk 漏電電流検出器
JP2010213400A (ja) * 2009-03-09 2010-09-24 Tsuru Gakuen 需要家構内の電力系統における地絡事故原因判定装置
JP2012200052A (ja) * 2011-03-18 2012-10-18 Panasonic Corp 漏電判定装置
WO2018158910A1 (ja) * 2017-03-02 2018-09-07 株式会社日立製作所 診断装置および診断方法
JP2019109192A (ja) * 2017-12-20 2019-07-04 株式会社日立産機システム 絶縁監視装置および絶縁監視システム
WO2019193743A1 (ja) * 2018-04-06 2019-10-10 三菱電機株式会社 漏電検出装置および漏電遮断器

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