特許 7102057 放電検出構造及び放電検出システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-07-08

(45)【発行日】2022-07-19

(54)【発明の名称】放電検出構造及び放電検出システム

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/12 20200101AFI20220711BHJP

   H02H 3/00 20060101ALI20220711BHJP

   H02H 3/50 20060101ALI20220711BHJP

   G01R 31/52 20200101ALI20220711BHJP

【ＦＩ】

G01R31/12 A

H02H3/00 L

H02H3/50 A

G01R31/52

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2018077464

(22)【出願日】2018-04-13

(65)【公開番号】P2019184480

(43)【公開日】2019-10-24

【審査請求日】2021-02-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000227401

【氏名又は名称】日東工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001977

【氏名又は名称】弁理士法人クスノキ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】宮本 淳史

【審査官】田口 孝明

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－１５４７３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－２０９５１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０７５５２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１２４８１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２４５７９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１３０６５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１８７４８１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０２２１９７７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００４－２２６２９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１７３００８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

ＩＰＣ Ｇ０１Ｒ ３１／１２－３１／２０、

３１／５０－３１／７４、

３１／３２７－３１／３４、

Ｈ０１Ｈ ９／３０－９／５２、

３３／００－３３／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

負荷に接続される電路の電圧又は電流に重畳するノイズから放電を検出する放電検出構造において、
前記放電により重畳された高周波帯域のノイズの検出に用いられるハイパスフィルタ部と、
前記高周波帯域のノイズをカット可能なローパスフィルタ部と、
前記ハイパスフィルタ部への通電を検出する検出部と、
前記検出部による前記通電の検出の有無から放電事故の有無を判定する判定部と、
を備え、
前記ハイパスフィルタ部の一次側若しくは二次側の少なくとも一方に前記ローパスフィルタ部が配置された放電検出構造。

【請求項2】

外部に警報表示可能な警報表示部を備え、
前記警報表示部は、前記判定部が前記放電事故があると判定したときに作動する請求項１記載の放電検出構造。

【請求項3】

負荷に接続される電路の電圧又は電流に重畳するノイズから放電を検出する放電検出構造であって、前記放電により重畳された高周波帯域のノイズの検出に用いられるハイパスフィルタ部と、前記高周波帯域のノイズをカット可能なローパスフィルタ部と、を備え、前記ハイパスフィルタ部の一次側若しくは二次側の少なくとも一方に前記ローパスフィルタ部が配置された放電検出構造が、直列に複数配置され、前記放電検出構造間の放電事故の有無を判定可能な放電検出システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、放電検出構造及び放電検出システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般的に分電盤は、分岐ブレーカを多数備えており、電線で又はコンセントを介して負荷が接続される。ところで、トラッキングや断線などにより放電事故が生じることがある。トラッキングや断線などで放電事故が発生したとき、負荷に接続される電路の電圧又は電流にノイズが重畳する。所定の周波数領域でノイズが発生するため、特許文献１に記載されているように、電路間の電圧から周波数解析を行って放電を検出することがなされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００９－２７８７４４号公報

【0004】

ところで、特許文献１に記載されているような周波数解析を行おうとすると、変換装置が必要となり、費用がかさむ。また、ノイズが他のブレーカから回り込むことにより、放電を検出する虞があった。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本件の発明者は、この点について鋭意検討することにより、解決を試みた。本発明の課題は、所定の範囲外で発生した放電が検出され難いようにすることにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため、負荷に接続される電路の電圧又は電流に重畳するノイズから放電を検出する放電検出構造において、放電により重畳された高周波帯域のノイズの検出に用いられるハイパスフィルタ部と、高周波帯域のノイズをカット可能なローパスフィルタ部と、を備え、前記ハイパスフィルタ部の一次側若しくは二次側の少なくとも一方に前記ローパスフィルタ部が配置された放電検出構造とする。

【0007】

また、ハイパスフィルタ部への通電を検出する検出部と、検出部による通電の検出の有無から放電事故の有無を判定する判定部を備えた構成とすることが好ましい。

【0008】

また、外部に警報表示可能な警報表示部を備え、前記警報表示部は、判定部が放電事故があると判定したときに作動する構成とすることが好ましい。

【0009】

また、上記放電検出構造が、直列に複数配置され、放電検出構造間の放電事故の有無を判定可能な放電検出システムとすることが好ましい。

【発明の効果】

【0010】

本発明では、他の回路からのノイズの回り込みを防止しつつ、特定の周波数のみのノイズを検出することにより放電の発生を検出することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】放電検出構造を備えた分岐ブレーカが組み込まれた分電盤を表したブロック図である。

【図2】放電検出構造を備えた分岐ブレーカを表したブロック図である。

【図3】放電検出構造を備えた放電検出装置とブレーカが接続された状態を表したブロック図である。

【図4】放電検出構造を備えた分岐ブレーカを表したブロック図である。但し、ハイパスフィルタ部をアースに接続している。

【図5】分電盤のリミッタスペースに放電検出構造を配置したことを表す図である。

【図6】スマートメータと主幹ブレーカに放電検出構造を組み込んだ状態を表す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に発明を実施するための形態を示す。本実施形態の、負荷に接続される電路の電圧又は電流に重畳するノイズから放電を検出する放電検出構造１は、高周波帯域のノイズを通過させて放電の検出を行うハイパスフィルタ部１１と、放電検出に使用する高周波帯域のノイズをカットするローパスフィルタ部１９と、を備えている。また、このハイパスフィルタ部１１の一次側若しくは二次側の少なくとも一方に、前記ローパスフィルタ部１９が接続されている。このため、前記高周波帯域のみのノイズを前記ハイパスフィルタ部１１で検出することにより放電の発生を検出するとともに、前記ローパスフィルタ部１９により他の回路へのノイズの回り込み、及び、他の回路からのノイズの回り込みを防止することが可能となる。

【0013】

図１に示す例では、放電検出構造１は、分電盤７に組み込まれている。特に、負荷９５が接続された分岐ブレーカ９１ｂに組み込まれている。放電検出構造１が組み込まれたブレーカ９１は、ハイパスフィルタ部１１で高周波帯域のノイズを検出した場合に、開閉スイッチ９２を開くようにしている。図２に示すように、この放電検出構造１は、開閉スイッチ９２の二次側に配置されており、ハイパスフィルタ部１１の一次側にローパスフィルタ部１９が位置している。このため、ローパスフィルタ部１９の一次側の放電で発生した場合の高周波帯域のノイズはローパスフィルタ部１９を越えて、ハイパスフィルタ部１１に到達せず、このハイパスフィルタ部１１では検出されない。したがって、負荷９５が接続側で発生したノイズは検出可能とし、負荷９５の一次側のノイズは検出しないため、他の回路で生じた高周波帯域のノイズにより不必要に開閉スイッチ９２が開くことを抑制することができる。なお、図２に示すブレーカ９１には、ハイパスフィルタ部１１の回路への通電を検出する検出部１４と、検出部１４が通電を検出した場合に、トラッキングや断線などの放電事故の有無を判定する判定部１５を備えている。また、ブレーカ９１の外部には警報表示可能な警報表示部８２を備えている。この警報表示部８２は、判定部１５が放電事故があると判定したときに作動する。この警報表示部８２はＬＥＤのように光るものであっても良いし、ボタンが飛び出すような機械的な表示であっても良い。ボタンが飛び出す構造の場合、ブレーカ９１の開閉スイッチ９２がＯＦＦになっていたとしてもボタンを表示させておくことも可能である。

【0014】

開閉スイッチ９２を動作させる遮断部８１は、判定部１５で放電事故検出の判定をした後、判定部１５の信号によりブレーカ９１の機構部を動作させる。開閉スイッチ９２を開くタイミングは必要に応じて設定すれば良く、放電事故検出後、直ぐに開閉スイッチ９２を開くものであっても良いし、放電事故を検出してから所定時間経過後に開閉スイッチ９２を開くものであっても良い。なお、漏電ブレーカ９１の場合は漏電検出装置を動作させて遮断するものでも良い。

【0015】

放電検出構造１はブレーカ９１内などに組み込んだものであっても、別体として形成するものでも良い（図３参照）。放電検出構造１を備えた放電事故検出装置８９を設ければ、この放電事故検出装置８９を配置する位置を選択して取り付けることにより、電路２に対して容易に放電検出構造１を組み付けることができる。また、放電検出構造１はローパスフィルタ部１９とハイパスフィルタ部１１を異なる装置に分けて組み込むものであっても良い。ローパスフィルタ１９の配置側は高周波帯域のノイズがカットされるため、電路の測定側を選択することができる。また、図４に示すことから理解されるように、各電路２に取り付けられるハイパスフィルタ部１１をアースに接続するように形成しても良い。ローパスフィルタ１９は各電路２に直列に形成するものであっても良いし、電路２間に渡すように形成するものであっても良い。

【0016】

本実施形態の放電検出構造１に備えられたハイパスフィルタ部１１は、電路２間に渡すように抵抗１２とコンデンサ１３からなるハイパスフィルタ部１１の回路を配置している。また、抵抗１２間の電圧を検出することができる検出部１４を備えている。ハイパスフィルタ部１１に備えられたコンデンサ１３は、交流回路の周波数が高くなったときに電流が流れ、低くなると流れ難いという特性を備えている。このため、低周波帯域では電流が流れず、検出部１４では電流（抵抗１２間の電圧）を検出することができない。一方、高周波帯域では電流が流れ、検出部１４で電流（抵抗１２間の電圧）を検出することができる。したがって、検出部１４による電流通電の有無の検出により放電が発生したか否かを判定することができる。なお、放電によって発生するノイズは電線から空中に放射する高周波帯域の放電ノイズであり、検出部１４はこの高周波帯域の放電ノイズを検出する。周辺に配置した家電の動作などにより発生し得る家電ノイズはこの周波数帯域とは異なる帯域のものであり、ハイパスフィルタ部１１で検出されない。このため、本発明を用いれば、家電ノイズと切り分けて高周波帯域の放電ノイズを検出することができる。

【0017】

図５に示すことから理解されるように、放電検出構造１の配置には、分電盤７のリミッタスペース９３を利用することもできる。その場合、リードバーの代わりに電線によって配線を行い、放電検出構造１の二次側以降の放電を検出するように構成することが好ましい。

【0018】

図６に示すことから理解されるように、放電検出構造１が、直列に複数配置されたものとしても良い。この場合、放電検出構造１間の放電の有無を判定可能な放電検出システム９９とすることができる。なお、図６に示す例ではスマートメータ６１と主幹ブレーカ９１ａの双方に放電検出構造１が組み込まれており、スマートメータ６１と主幹ブレーカ９１ａの間の異常を特定できるものとしている。詳しくは、スマートメータ６１に形成される放電検出構造１のハイパスフィルタ部１１は、ローパスフィルタ部１９によりスマートメータ６１の一次側の高周波帯域のノイズをカットし、主幹ブレーカ９のローパスフィルタ１９により主幹ブレーカ９１ａの二次側の高周波帯域のノイズをカットするものであるため、スマートメータ６１と主幹ブレーカ９１ａの間の異常を特定できるものである。

【0019】

なお、放電検出構造１はハイパスフィルタ部１１の一次側にローパスフィルタ部１９を配置するものである必要は無く、ハイパスフィルタ部１１の二次側にローパスフィルタ部１９を配置するものとしても良い。ハイパスフィルタ部１１の二次側にローパスフィルタ部１９を配置した場合には、負荷側で発生した場合の高周波帯域のノイズはローパスフィルタ部１９を越えて、ハイパスフィルタに到達せず、ハイパスフィルタ部１１の一次側で生じる高周波帯域のノイズを検出することができるものである。

【0020】

また、電路２に流れている電流にも、放電ノイズが重畳されるため、電流検出器９７を用いてノイズが加えられていることを検出するようにすれば、より正確に放電の発生を検出できる。

【0021】

以上、実施形態を例に挙げて本発明について説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、各種の態様とすることが可能である。

【符号の説明】

【0022】

１ 放電検出構造
１１ ハイパスフィルタ部
１４ 検出部
１５ 判定部
１９ ローパスフィルタ部
８２ 警報表示部
９９ 放電検出システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】