特開 2025-8882 コントロールセンタの異常検出システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025008882

(43)【公開日】2025-01-20

(54)【発明の名称】コントロールセンタの異常検出システム

(51)【国際特許分類】

   H02B 3/00 20060101AFI20250109BHJP

   G10L 25/51 20130101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

H02B3/00 M

G10L25/51

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023111480

(22)【出願日】2023-07-06

(71)【出願人】

【識別番号】513296958

【氏名又は名称】東芝産業機器システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000567

【氏名又は名称】弁理士法人サトー

(72)【発明者】

【氏名】望月 祐介

(57)【要約】

【課題】温度センサや匂いセンサとは異なる方法で、収容室内の負荷制御器の異常な発熱を検出する。
【解決手段】コントロールセンタの異常検出システムは、負荷制御器を収容する収容室を有するコントロールセンタにおいて収容室内の異常を検出するシステムである。異常検出システムは、収容室の内部に音を発生させる音発生装置と、音発生装置で発生した音を検出する音検出装置と、収容室の内部に設けられて収容室内の温度が所定温度以上となった場合に気化して空気とは異なる比重の気体を発生させる気体発生部材と、収容室の内部に異常が発生していない状態で音発生装置から発生する音を正常値として記憶する記憶部と、音発生装置によって発生しかつ音検出装置で検出された音が正常値から変化した場合に収容室の内部に異常が発生したことを検出する検出処理を実行可能な検出処理部と、を備える。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

負荷制御器を収容する収容室を有するコントロールセンタにおいて前記収容室内の異常を検出するシステムであって、
前記収容室の内部に音を発生させる音発生装置と、
前記音発生装置で発生した音を検出する音検出装置と、
前記収容室の内部に設けられて前記収容室内の温度が所定温度以上となった場合に気化して空気とは異なる比重の気体を発生させる気体発生部材と、
前記収容室の内部に異常が発生していない状態で前記音発生装置から発生する音を正常値として記憶する記憶部と、
前記音発生装置によって発生しかつ前記音検出装置で検出された音が前記正常値から変化した場合に前記収容室の内部に異常が発生したことを検出する検出処理を実行可能な検出処理部と、
を備えるコントロールセンタの異常検出システム。

【請求項2】

複数の前記収容室を有する前記コントロールセンタに適用されるものであって、
前記音発生装置は、複数の前記収容室のそれぞれに対応して複数設けられており、
前記音検出装置は、複数の前記音発生装置に対して共通して設けられている、
を備える請求項１に記載のコントロールセンタの異常検出システム。

【請求項3】

複数の前記音発生装置は、それぞれ異なる特性の音を発生させる、
請求項２に記載のコントロールセンタの異常検出システム。

【請求項4】

前記検出処理部は、前記検出処理の際に複数の前記音発生装置をそれぞれ異なる期間に動作させる、
請求項２に記載のコントロールセンタの異常検出システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、コントロールセンタの異常検出システムに関する。

【背景技術】

【0002】

コントロールセンタは、制御対象の負荷を制御する閉鎖配電盤のことであり、制御対象の負荷として例えば複数のモータ等を集中管理する機能を有する。コントロールセンタは、筐体に設けられた収容室の内部に、１つ又は複数の負荷制御器を収容する。負荷制御器は、例えばコントロールユニット等とも称され、制御対象である負荷を制御するための装置であり、各負荷に対応している。

【0003】

このような負荷制御器は、例えば短絡や過電流等によって異常な発熱が生じることがある。この場合、例えば収容室内に温度センサや匂いセンサを設けておき、収容室内の温度や匂いの変化を検出し、これにより負荷制御器の異常を検出することが考えられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－９７２４８号公報

【特許文献2】特開２００６－３３９５９号公報

【特許文献3】特開２０２２－７５５９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、コントロールセンタの内部又は外部の環境によっては温度センサや匂いセンサ等の精度が要望通り出なかったり、温度センサや匂いセンサが故障したりした場合等に備えて、温度センサや匂いセンサ等とは異なる方法で異常の検出を行えるようにすることが好ましい。

【0006】

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、温度センサや匂いセンサとは異なる方法で、収容室内の負荷制御器の異常な発熱を検出することができるコントロールセンタの異常検出システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

実施形態によるコントロールセンタの異常検出システムは、負荷制御器を収容する収容室を有するコントロールセンタにおいて前記収容室内の異常を検出するシステムである。異常検出システムは、前記収容室の内部に音を発生させる音発生装置と、前記音発生装置で発生した音を検出する音検出装置と、前記収容室の内部に設けられて前記収容室内の温度が所定温度以上となった場合に気化して空気とは異なる比重の気体を発生させる気体発生部材と、前記収容室の内部に異常が発生していない状態で前記音発生装置から発生する音を正常値として記憶する記憶部と、前記音発生装置によって発生しかつ前記音検出装置で検出された音が前記正常値から変化した場合に前記収容室の内部に異常が発生したことを検出する検出処理を実行可能な検出処理部と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】一実施形態によるコントロールセンタの異常検出システムの電気的構成を概略的に示すブロック図

【図2】一実施形態によるコントロールセンタの異常検出システムをコントロールセンタに適用した例を概略的に示す図

【図3】一実施形態によるコントロールセンタの異常検出システムにおいて、校正処理の一例を示すフローチャート

【図4】一実施形態によるコントロールセンタの異常検出システムにおいて、検出処理の一例を示すフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、一実施形態によるコントロールセンタの異常検出システムについて、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、コントロールセンタの異常検出システムを単に異常検出システムと称する。異常検出システム１０は、図２に示すようなコントロールセンタ２０において発生した異常を検出するシステムである。コントロールセンタ２０は、制御対象である複数の負荷を集中管理するコントロールセンタである。コントロールセンタ２０は、図２に示すように、例えば筐体２１、収容室扉２２、配線室扉２３、及び負荷制御器２４を備えている。

【0010】

筐体２１は、コントロールセンタ２０の外殻を構成する。筐体２１は、全体として上下方向に長い矩形箱状に構成されており、複数の収容室２１１と、配線室２１２とを、内部に有している。各収容室２１１は、負荷制御器２４を収容するための空間である。各収容室２１１は、筐体２１の内部の空間を上下方向に仕切ることによって構成されており、前面が開口した矩形状に形成されている。収容室２１１は、筐体２１の上下方向に複数、この場合、４つ並べて配置されている。

【0011】

配線室２１２は、図示しない配線を収容するための空間である。この場合、図示しない配線とは、例えば制御対象となる負荷に接続された電気配線等である。各負荷に接続された電気配線は、外部から筐体２１内に引き込まれて各収容室２１１に分配されて、収容室２１１内に配置された負荷制御器２４に接続される。配線室２１２は、前面が開口した上下方向に長い矩形状に形成されている。配線室２１２は、各収容室２１１に繋がっている。

【0012】

収容室扉２２は、各収容室２１１の前面の開口を開閉するための扉であり、例えばヒンジ開閉式の扉で構成することができる。また、配線室扉２３は、配線室２１２の前面の開口を開閉するための扉であり、例えばヒンジ開閉式の扉で構成することができる。

【0013】

各負荷制御器２４は、収容室２１１内に着脱可能であって、筐体２１内の各収容室２１１に上下方向に段積みした状態で収容可能に構成されている。各負荷制御器２４には、例えばそれぞれ異なる個体の負荷が割り当てられる。そして、各負荷制御器２４は、割り当てられた負荷を制御及び保護する機能を有する。負荷制御器２４は、例えば電磁接触器、遮断器、補助継電器、変圧器、変流器、電流センサ、及び端子台等を含んで構成することができる。なお、各負荷制御器２４の具体的な回路構成は、対象となる負荷に応じて適宜変更される。コントロールセンタ２０は、収容室２１１内に収容された負荷制御器２４に対し電力を供給する図示しない電力供給部を備えている。

【0014】

異常検出システム１０は、コントロールセンタ２０の各収容室２１１内のうち対象とした収容室２１１内の温度異常を検出する。本実施形態の異常検出システム１０は、１又は複数の収容室２１１を有するコントロールセンタ２０に適用されるものである。異常検出システム１０は、図１及び図２に示すように、音発生装置１１、音検出装置１２、及び気体発生部材１３を備えている。本実施形態では、コントロールセンタ２０が備える４つの収容室２１１を異常検出の対象としている。この場合、異常検出システム１０は、４つの各収容室２１１に対応して４つの音発生装置１１を備えている。

【0015】

各音発生装置１１は、例えばそれぞれ対象とする収容室２１１内に設けられている。音発生装置１１は、各収容室２１１内において、例えば負荷制御器２４よりも配線室２１２から遠い位置に設けられている。すなわち、音発生装置１１は、例えば負荷制御器２４に対して配線室２１２とは反対側の位置に設けられている。

【0016】

音発生装置１１は、空気振動によって収容室２１１内に音を発生させる機能を有する。音発生装置１１は、例えば外部からの制御によって音声等を発生できるスピーカー等で構成することができる。また、音発生装置１１は、例えばモータ等によって音発生装置１１自体や収容室２１１内の構造物を物理的に振動させることによって所定の音を発生させる構成でもよい。

【0017】

各音発生装置１１は、それぞれ同一の特性の音を発生するように構成しても良いが、それぞれ異なる特性の音を発生するように構成することが好ましい。この場合、音の特性が同一とは、音が伝達する気体の密度によって影響を受ける要素、例えば音の周波数、振幅つまり音量、及び音色の全てが同一であることを意味する。また、音の特性が異なるとは、上記した音の周波数、振幅つまり音量、及び音色の少なくとも１つが異っていることを意味する。

【0018】

音検出装置１２は、音発生装置１１で発生した音を検出する機能を有する。音検出装置１２は、例えば集音マイク等のように、音による振動を電気信号に変換する装置で構成することができる。音検出装置１２は、例えば複数の音発生装置１１に対して共通して設けられている。本実施形態の場合、異常検出システム１０は、音発生装置１１を４つ備えている一方、音検出装置１２を１つ備えている。この場合、音検出装置１２は、４つの音発生装置１１によって発生された音を検出する。音検出装置１２は、筐体２１の内部であって、かつ収容室２１１の外部に設けられている。音検出装置１２は、例えば配線室２１２内に設けられている。

【0019】

気体発生部材１３は、異常の検出対象となる各収容室２１１の内部に設けられている。気体発生部材１３は、例えば常温で液体又は個体若しくは高粘性の流動体で気化しないか又は気化してもその量が僅かであり、かつ、収容室２１１の内部の温度が所定温度以上となった場合に気化する物質で構成されている。また、気体発生部材１３は、気化により空気とは異なる比重の気体を発生させる。すなわち、気体発生部材１３は、気化により空気よりも比重が小さい又は大きい気体を発生させる。気体発生部材１３が気化する温度は、例えば負荷制御器２４が過電流等によって異常に発熱し、これにより収容室２１１内の温度が上昇した場合の温度に設定される。つまり、気体発生部材１３が気化する温度は、収容室２１１内の温度が異常と判断される温度に設定される。

【0020】

気体発生部材１３は、例えば溶剤やワックス、ロウ等で構成することができる。気体発生部材１３は、音発生装置１１よりも配線室２１２に近い位置に設けられている。すなわち、音発生装置１１と音検出装置１２との間に、負荷制御器２４と気体発生部材１３とが位置している。そして、負荷制御器２４と気体発生部材１３とのうち、負荷制御器２４は音発生装置１１側に位置し、気体発生部材１３は音検出装置１２側に位置している。

【0021】

また、気体発生部材１３は、気化した気体が収容室２１１内に充満し易い位置に設けられている。例えば気体発生部材１３が気化により空気よりも軽い気体を発生するものである場合、気体発生部材１３は、収容室２１１の底部に設けられている。また、例えば気体発生部材１３が気化により空気よりも重い気体を発生するものである場合、気体発生部材１３は、収容室２１１の天井部に設けられている。

【0022】

異常検出システム１０は、図１に示すように、制御装置１４、校正処理部１５、検出処理部１６、及び報知装置１７を更に備えている。制御装置１４は、音発生装置１１、音検出装置１２の動作を制御する。制御装置１４は、例えばコントロールセンタ２０の筐体２１内に設けられていても良いし、コントロールセンタ２０の筐体２１の外部に設けられていても良い。本実施形態の場合、制御装置１４は、コントロールセンタ２０の外部に設けられた装置であり、例えばパソコン等で構成することができる。制御装置１４と、音発生装置１１及び音検出装置１２とは、有線又は無線によって通信可能に接続されている。

【0023】

報知装置１７は、検出処理部１６で異常が検出された場合にコントロールセンタ２０の管理者等に異常が検出されたことを報知するための装置である。報知装置１７は、例えばパソコンのモニタやスピーカー等で構成することができる。報知装置１７は、制御装置１４と一体の構成であっても良いし、別の個体で構成されていても良い。

【0024】

制御装置１４は、ＣＰＵ１４１や、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリなどの記憶部１４２を有するマイクロコンピュータを主体として構成されている。なお、制御装置１４は、１つの装置として構成する必要はなく、複数の装置を組み合わせて、又は独立した複数の装置で構成することもできる。

【0025】

記憶部１４２は、例えば異常検出システム１０を実現するためのコンピュータプログラムを記憶している。記憶部１４２に記憶されている上記プログラムをＣＰＵ１４１において実行することにより、校正処理部１５及び検出処理部１６をソフトウェアによって仮想的に実現する。なお、校正処理部１５及び検出処理部１６は、制御装置１４と一体の集積回路としてハードウェア的に実現してもよいし、制御装置１４とは別の個体として構成しても良い。

【0026】

記憶部１４２は、各収容室２１１について、収容室２１１の内部に異常が発生していない状態で音発生装置１１から発生する音を正常値として記憶する。すなわち、校正処理部１５は、異常検出を行う前に、各収容室２１１に対応した検出音の正常値をキャリブレーションつまり校正し、その校正した正常値を記憶部１４２に記憶させる校正処理を実行する。なお、検出音とは、音検出装置１２で検出された音を意味する。この場合、校正処理部１５は、複数の音発生装置１１について、異なる期間つまり重複しない期間に音を発生させ、その音を正常値として記憶する。

【0027】

具体的には、校正処理部１５は、正常値の校正として、図３に示す校正処理を実行する。校正処理は、コントロールセンタ２０に異常が発生しておらず、各収容室２１１内の温度が正常の範囲内である場合に実行されることを前提とする。なお、図３において、変数ｎ、ｍは、正の整数である。変数ｎは、対象となる収容室２１１の位置がコントロールセンタ２０の最上段又は最下段から何段目であるかを意味する。また、変数ｍは、対象となる収容室２１１の数を意味する。本実施形態の場合、コントロールセンタ２０の収容室２１１は４段であるため、変数ｍ＝４となる。

【0028】

校正処理部１５は、図３の校正処理を開始すると、まずステップＳ１１において変数ｎ＝０として変数ｎを初期化する。次に、校正処理部１５は、ステップＳ１２において変数ｎ＝ｎ＋１とする。次に、校正処理部１５は、ステップＳ１３において、変数ｎ≦変数ｍであるか否かを判断、つまり全ての収容室２１１について校正が完了したか否かを判断する。校正処理部１５は、ステップＳ１３において変数ｎが変数ｍ以下である場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１４へ処理を移行させる。

【0029】

次に、校正処理部１５は、ステップＳ１４においてｎ段目の音発生装置１１を動作させて音を発生させるとともに、ステップＳ１５において音検出装置１２を動作させて、音発生装置１１によって発生した音を検出する。そして、校正処理部１５は、ステップＳ１５で検出した音を、ｎ段目の収容室２１１の正常値として記憶部１４２に記憶させる。その後、校正処理部１５は、ステップＳ１２に処理を戻し、ステップＳ１２～Ｓ１６の処理を繰り返す。そして、校正処理部１５は、ステップＳ１３において変数ｎが変数ｍを越えた場合（ＮＯ）、全ての収容室２１１について校正が完了したと判断し、一連の処理を終了する（エンド）。

【0030】

検出処理部１６は、コントロールセンタ２０が運転している間、図４に示す異常検出処理を実行し、コントロールセンタ２０の異常の検出を行う。なお、図４の異常検出処理における変数ｎ、ｍは、図３の校正処理における変数ｎ、ｍと同様の設定である。

【0031】

検出処理部１６は、図４に示す異常検出処理を開始すると、まずステップＳ２１において変数ｎ＝０にして変数ｎを初期化する。次に、検出処理部１６は、ステップＳ２２において変数ｎ＝ｎ＋１とする。次に、検出処理部１６は、ステップＳ２３において、変数ｎ≦変数ｍであるか否かを判断、つまり全ての収容室２１１について検出が完了したか否かを判断する。検出処理部１６は、ステップＳ２３において変数ｎが変数ｍ以下である場合（ＹＥＳ）、ステップＳ２４へ処理を移行させる。

【0032】

その後、検出処理部１６は、ステップＳ２４においてｎ段目の音発生装置１１を動作させて音を発生させるとともに、ステップＳ２５において音検出装置１２を動作させて、音発生装置１１によって発生した音を検出する。次に、検出処理部１６は、ステップＳ２５で検出した検出音と、図３で記憶した正常値とを比較する。

【0033】

ここで、ｎ段目の収容室２１１に収容されている負荷制御器２４で異常発熱が生じ、そのｎ段目の収容室２１１内の温度が上昇すると、その温度上昇に伴ってｎ段目の収容室２１１に設置されている気体発生部材１３から気体が発生する。すると、ｎ段目の収容室２１１内に充満する気体の密度が、正常値の状態つまり気体発生部材１３から気体が発生する以前の状態から変化する。その結果、音検出装置１２で検出される音の特性が、正常値から変化する。

【0034】

そこで、検出処理部１６は、検出音が正常値から所定量以上の変化が無い場合（ステップＳ２６でＮＯ）、対象となったｎ段目の収容室２１１には異常が発生していないと判断し、ステップＳ２２へ処理を戻す。そして、ステップＳ２２以降を実行し、検出の対象を次の段の収容室２１１に移す。

【0035】

一方、検出音が正常値から所定量以上の変化があった場合（ステップＳ２６でＹＥＳ）、検出処理部１６は、ステップＳ２７へ処理を移行し、対象となったｎ段目の収容室２１１に異常が発生したと判断する。そして、検出処理部１６は、ステップＳ２８に処理を移行させ、報知装置１７を動作させて管理者に異常の発生を報知し、その後、一連の処理を終了する（エンド）。

【0036】

以上説明した実施形態によれば、異常検出システム１０は、負荷制御器２４を収容する収容室２１１を有するコントロールセンタ２０において収容室２１１内の異常を検出するシステムである。異常検出システム１０は、音発生装置１１と、音検出装置１２と、気体発生部材１３と、記憶部１４２と、検出処理部１６と、を備える。

【0037】

音発生装置１１は、収容室２１１の内部に音を発生させる機能を有する。音検出装置１２は、音発生装置１１で発生した音を検出する機能を有する。気体発生部材１３は、収容室２１１の内部に設けられて収容室２１１内の温度が所定温度以上となった場合に気化して空気とは異なる比重の気体を発生させる機能を有する。記憶部１４２は、収容室２１１の内部に異常が発生していない状態で音発生装置１１から発生する音を正常値として記憶する機能を有する。検出処理部１６は、音発生装置１１によって発生しかつ音検出装置１２で検出された音が正常値から変化した場合に収容室２１１の内部に異常が発生したことを検出する検出処理を実行可能である。

【0038】

これによれば、本実施形態による異常検出システム１０は、音発生装置１１から発生する音の変化を音検出装置１２で検出することによって、各収容室２１１内の温度上昇つまり負荷制御器２４の異常な発熱を検出することができる。したがって、これによれば、温度センサや匂いセンサとは異なる方法、つまり音の変化によって、収容室２１１内の負荷制御器２４の異常な発熱つまりコントロールセンタ２０の異常を検出することができる。

【0039】

また、異常検出システム１０は、複数の収容室２１１を有するコントロールセンタ２０に適用されるものである。この場合、音発生装置１１は、複数の収容室２１１のそれぞれに対応して複数設けられている。そして、音検出装置１２は、複数の音発生装置１１に対して共通して設けられている。すなわち、音検出装置１２の数は、音発生装置１１の数よりも少ない。

【0040】

これによれば、複数の収容室２１１ごとに音検出装置１２を設ける必要がないため、音検出装置１２の数を削減することができる。したがって、音検出装置１２に関する部品点数を削減でき、ひいてはコントロールセンタ２０の製造コストを削減することができる。

【0041】

また、複数の音発生装置１１は、それぞれ異なる特性の音を発生させることができる。これによれば、収容室２１１ごとに音の特性が異なるため、音検出装置１２で検出した音から収容室２１１の区別がつきやすくなる。そのため、収容室２１１が複数ある場合に、異常が発生した収容室２１１を特定し易くなる。

【0042】

また、検出処理部１６は、検出処理の際に複数の音発生装置１１をそれぞれ異なる期間に動作させる。これによっても、音検出装置１２で検出した音から収容室２１１の区別が更につきやすくなり、その結果、収容室２１１が複数ある場合に、異常が発生した収容室２１１を特定し易くなる。

【0043】

なお、上記実施形態は、異常検出処理によって異常が発生した収容室２１１を特定可能な構成であるが、収容室２１１が複数存在する場合であっても異常が発生した収容室２１１を特定する必要が無い場合は、例えば各音発生装置１１を同時に動作させる構成でも良い。

【0044】

本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、更には、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

【符号の説明】

【0045】

１０…異常検出システム、１１…音発生装置、１２…音検出装置、１３…気体発生部材、１６…検出処理部、２０…コントロールセンタ、２４…負荷制御器、１４２…記憶部、２１１…収容室

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】