特許 7500141 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】2024-06-07

(45)【発行日】2024-06-17

(54)【発明の名称】放電検出システム

(51)【国際特許分類】

   H02B 1/42 20060101AFI20240610BHJP

【ＦＩ】

H02B1/42

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020212010

(22)【出願日】2020-12-22

(65)【公開番号】P2022098567

(43)【公開日】2022-07-04

【審査請求日】2023-10-19

(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】関 信之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１３４２３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０９３６９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｂ １／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

負荷が接続される電路の電圧又は電流に重畳されるノイズを検出して放電事象の判定を行う放電検出システムであって、
負荷が接続される電路の電圧又は電流に重畳されるノイズを検出して放電事象の判定を行う放電検出装置と、
放電検出装置と放電事象の検出信号の通信を行う通信部と、放電事象が生じたことを外部に通知する報知手段と、を備えた監視装置と、
を備え、
放電検出装置は、分電盤の分岐回路の二次側に設けられたコンセントに接続され、
報知手段は、放電検出装置から送られた放電事象の検出信号を受信した場合に、放電事象についての判定結果を外部に通知し、
監視装置には、複数の放電検出装置から検出信号が送信された場合に、受信した各検出信号のノイズの出力値、ノイズの継続時間、ノイズの検出時間の少なくとも１つを比較し、放電事象が生じた回路を特定する比較部を備えた放電検出システム。

【請求項2】

負荷が接続される電路の電圧又は電流に重畳されるノイズを検出して放電事象の判定を行う放電検出システムであって、
負荷が接続される電路の電圧又は電流に重畳されるノイズを検出して放電事象の判定を行う放電検出装置と、
放電検出装置と放電事象の検出信号の通信を行う通信部と、放電事象が生じたことを外部に通知する報知手段と、を備えた監視装置と、
を備え、
放電検出装置は、分電盤の分岐回路の二次側に設けられたコンセントに接続され、
報知手段は、放電検出装置から送られた放電事象の検出信号を受信した場合に、放電事象についての判定結果を外部に通知し、
少なくとも一部の放電検出装置は、各放電検出装置の通信部が相互に通信可能であり、第一の放電検出装置の検出信号を第二の放電検出装置を中継させて監視装置に送信することが可能な放電検出システム。

【請求項3】

負荷が接続される電路の電圧又は電流に重畳されるノイズを検出して放電事象の判定を行う放電検出システムであって、
負荷が接続される電路の電圧又は電流に重畳されるノイズを検出して放電事象の判定を行う放電検出装置と、
放電検出装置と放電事象の検出信号の通信を行う通信部と、放電事象が生じたことを外部に通知する報知手段と、を備えた監視装置と、
を備え、
放電検出装置は、分電盤の分岐回路の二次側に設けられたコンセントに接続され、
報知手段は、放電検出装置から送られた放電事象の検出信号を受信した場合に、放電事象についての判定結果を外部に通知し、
監視装置に備えられた報知手段は、監視装置表面に個体識別番号を表示する表示部を含む放電検出システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、放電検出システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に記載されているように、分電盤のどの分岐回路で放電が生じたかを検出する方法が知られている。特許文献１に開示の技術では、分岐回路に対して１対１となるように設けたノイズ検出部を用いて検出することが考えられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２０－１２２６６９号公報

【0004】

ところで、ノイズ検出部を取り付けるためには、分岐回路の二次側の配線を一端取り外した後、ノイズ検出部を形成する必要があるなど作業性の問題や設置上の問題がある。また、分電盤にノイズ検出部を置くためのガタースペースが必要になり筐体サイズが大型化するという問題がある。

【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。本発明が解決しようとする課題は、分電盤のサイズを大きくしなくてもノイズ検出ができるようにすることである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため、負荷が接続される電路の電圧又は電流に重畳されるノイズを検出して放電事象の判定を行う放電検出システムであって、負荷が接続される電路の電圧又は電流に重畳されるノイズを検出して放電事象の判定を行う放電検出装置と、放電検出装置と放電事象の検出信号の通信を行う通信部と、放電事象が生じたことを外部に通知する報知手段と、を備えた監視装置と、を備え、放電検出装置は、分電盤の分岐回路の二次側に設けられたコンセントに接続され、報知手段は、放電検出装置から送られた放電事象の検出信号を受信した場合に、放電事象についての判定結果を外部に通知する放電検出システムとする。

【0007】

また監視装置には、複数の放電検出装置から検出信号が送信された場合に、受信した各検出信号のノイズの出力値、ノイズの継続時間、ノイズの検出時間の少なくとも１つを比較し、放電事象が生じた回路を特定する比較部を備えた構成とすることが好ましい。

【0008】

また、少なくとも一部の放電検出装置は、各放電検出装置の通信部が相互に通信可能であり、第一の放電検出装置の検出信号を第二の放電検出装置を中継させて監視装置に送信することが可能な構成とすることが好ましい。

【0009】

また、監視装置は、遮断信号を送信する遮断信号出力部を備え、放電検出装置が送信した検出信号を受信した場合に、監視装置が分電盤の主幹回路、または、分岐回路に遮断信号を送信する構成とすることが好ましい。

【0010】

また、監視装置に備えられた報知手段は、監視装置表面に個体識別番号を表示する表示部を含むような構成とすることが好ましい。

【発明の効果】

【0011】

本発明では、分電盤のサイズを大きくしなくてもノイズ検出をすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】放電検出システムを用いて放電を監視できるようにした例を表す図である。ただし、監視装置は分電盤の外に設けた筐体に組み込まれている。

【図2】放電検出システムを用いて放電を監視できるようにした建物の例を表す図である。

【図3】放電検出装置の一つで放電が検出された場合に、当該放電検出装置と監視装置の双方で発報していることを表す図である。

【図4】親機の外観の例を示す図である。

【図5】親機の回路の一部の例を表す図である。

【図6】複数の放電検出装置で検出されたノイズを比較した例を示す図である。ただし、監視装置を分電盤内に設置した例である。

【図7】子機の外観の例を示す図である。

【図8】子機の回路の一部の例を表す図である。

【図9】放電検出装置同士を通信線で接続した例を示す図である。

【図10】放電を検出したか否かに関する情報を、放電検出装置から、他の放電検出装置にリレー方式で順に送っていることを表す図である。

【図11】放電を検出した放電検出装置から、当該情報を他の複数の放電検出装置に直接送信していることを表す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下に発明を実施するための形態を示す。図１および図３に示されていることから理解されるように、本実施形態の放電検出システムは、負荷が接続される電路の電圧又は電流に重畳されるノイズを検出して放電事象の判定を行う。この放電検出システムは、「負荷が接続される電路の電圧又は電流に重畳されるノイズを検出して放電事象の判定を行う放電検出装置６０」と、「放電検出装置６０と放電事象の検出信号の通信を行う通信部４８と、放電事象が生じたことを外部に通知する報知手段４９と、を備えた監視装置４０」と、を備えている。また、放電検出装置６０は、主幹回路８１と分岐回路８２を備えた分電盤８の分岐回路８２の二次側に設けられたコンセント９１に接続され、報知手段４９は、放電検出装置６０から送られた放電事象の検出信号を受信した場合に、放電事象についての判定結果を外部に通知するように構成されている。このため、放電検出装置６０を分電盤の８内部に組み込まなくても良くなる。したがって、分電盤８のサイズを大きくしなくてもノイズ検出をすることが可能となる。

【0014】

次に、実施形態の放電検出システムの詳細について説明する。図１に示すことから理解されるように、放電検出システムが適用される分電盤８は、主幹回路８１である主幹ブレーカ、分岐回路８２である分岐ブレーカを備えたものであり、実施形態では、主幹回路８１と分岐回路８２を接続する母線バーに監視装置４０が接続されている。すなわち、分岐回路８２の一次側に監視装置４０が接続されている。

【0015】

分岐回路８２は建物に形成されるコンセント９１と電気的に接続されているものであり、そのコンセント９１に放電検出装置６０が接続される。この放電検出装置６０で検出された結果を基に監視装置４０で、各種の判定をすることができる。実施形態の監視装置４０では放電検出は行わないため、監視装置４０は放電検出装置６０から送られた情報を基に各種の動作や判定を行う。

【0016】

図１に示す実施形態では、監視装置４０は分電盤８の外側に位置しており、分電盤８と別個の筐体５９に収められている。このため、分電盤８を大きくしなくても、放電の検出を行うことができる。このようにすれば、分電盤８の内部で行われる配線作業が煩雑となることも回避できる。

【0017】

なお、監視装置４０は、分電盤８に収められるようにしても良い。この場合、監視装置４０を入れるスペースなどが分電盤８に必要にはなるが、複数の放電検出装置６０を分電盤８に収納しなくてよいため、分電盤８の大きさは抑制することができる。

【0018】

実施形態の監視装置４０には、主幹回路８１、分岐回路８２に遮断信号を送信する信号線８５が取り付けられている。また、実施形態の監視装置４０は分電盤８の母線バーから電源が供給されている。なお、実施形態では母線バーから電源供給部４１に電源が供給され、そこから監視装置４０の各所に送られる。ただし、監視装置４０への電源の供給は、そのような形態である必要は無い。

【0019】

実施形態の監視装置４０は、内部に演算部４５が組み込まれており、監視装置４０に備えられたさまざまな機器に指示を送ることができる。また、監視装置４０には放電検出装置６０との通信を行う通信部４８を備え、放電検出装置６０から送信された検出信号を受信する。また、遮断信号を送信するための遮断信号出力部４７を備えている。このため、監視装置４０は、放電検出装置６０から送られたノイズ検出の検出信号、または、放電事象の検出信号を受け、分電盤８の「主幹回路８１」や「検出信号を受けた放電検出装置６０に接続される分岐回路８２」に遮断信号を出力することができる。

【0020】

監視装置４０に遮断信号を送信する遮断信号出力部４７を備え、放電検出装置６０が送信した検出信号を受信した場合に、監視装置４０が分電盤８の主幹回路８１、または、分岐回路８２に遮断信号を送信するように構成されていることが好ましいが、この遮断信号は、主幹回路８１、分岐回路８２の漏電遮断装置に遮断を指示する信号を送信するものであっても良いし、各回路の二次側に形成されるアース端子に疑似漏電を流すものであっても良い。

【0021】

実施形態の監視装置４０には、情報を外部に知らせるための報知手段４９が備えられている。実施形態の報知手段４９は監視装置４０に備えられた出力部により出力された内容を基に、外部に情報を知らせるようにしている。報知手段４９は、監視装置４０に通電されていることを表示する電源表示部４９ａや、音声を出力可能なスピーカー４９ｂであっても良いし、その他のものでも構わない。なお、図１に示す例では、監視装置４０や放電検出装置６０とは別に設けた発報装置９３に情報を送ることができるようにしている。このようにすれば、放電検出の結果を広範囲に知らせやすくなる。

【0022】

図４及び図５に示す例では、電源表示部４９ａやスピーカー４９ｂの他に、放電検出装置６０からの検出信号を受けた場合に、どの放電検出装置６０から受信したかを作業者に把握させることが可能な表示部４９ｃを備えている。実施形態の表示部４９ｃは監視装置４０の表面に設けられており、内容をＬＥＤで表示することができる。なお、表示部４９ｃの表示などをリセットすることが可能なリセットボタン５２も監視装置４０の表面に設けられている。

【0023】

実施形態では、放電が検出された場合、放電検出装置６０から検出信号と一緒に個体識別番号が送信されるため、監視装置４０は、受信した個体識別番号を基に、表示部４９ｃに番号が識別できるように表示する。このように、監視装置４０に備えられた報知手段４９は、監視装置４９の表面に個体識別番号を表示する表示部４９ｃを含むものであることが好ましい。なお、監視装置４０と放電検出装置６０の通信は、無線やＰＬＣなどで通信を行えばよい。

【0024】

ところで、ノイズの他回路からの回り込みにより生じる不具合があり得る。このため、図６に示すように、放電検出装置６０を複数台設置した場合、ノイズの原因となる箇所とは関係が薄い放電検出装置６０でノイズを検出する場合もありうる。このような状態となっても、より精度の良い判定をするため、互いのノイズの検出結果を比較し、問題となる箇所を特定できるようにするのが好ましい。実施形態では、複数の放電検出装置６０から監視装置４０に対して検出信号が送信された場合には、監視装置４０に備えられた比較部５４で、どの放電検出装置６０が所掌する範囲内で放電事象が生じたものかを比較し判定を行う。

【0025】

監視装置４０に備えられた比較部５４は、複数の放電検出装置６０から検出信号が送信された場合に、受信した各検出信号のノイズがどれだけ出力しているかを示すノイズの出力値、ノイズの出力がどれだけ長く続いているかを示すノイズの継続時間、ノイズがどのタイミングから発生したかを示すノイズの検出時間の少なくとも１つを比較し、放電事象が生じた回路を特定することができるものであるのが好ましい。

【0026】

例えば、図６に示す例では、３番の機器として認識されている放電検出装置６０の所掌範囲で放電事象が生じているが、２番及び３番の放電検出装置６０でノイズを検出している。各々のノイズを比較すると、３番の放電検出装置６０で検知したノイズの方がノイズの出力値が大きいことが分かる。また、３番の放電検出装置６０で検知したノイズの方がノイズの継続時間が長いことや、ノイズの出始めのタイミングが早いことが分かる。このような項目は、真に遮断をすべき放電検出装置６０を見定めるための基準となるため、その中の一つ若しくは複数が把握された場合に、遮断すべき放電検出装置６０を定めるようにすれば良い。なお、図６に示す例では、それぞれの放電検出装置６０が検出した際に同時に発報するように形成し、監視装置４０の比較後に特定した放電検出装置６０のみ発報するようにしているものであるが、放電検出装置６０は検出した際には発報せず、監視装置４０に検出信号を送信し、監視装置４０は送られてきた値を比較し、最大の出力である放電検出装置６０のみ発報するように信号を送信するものであっても良い。

【0027】

このように、複数の放電検出装置６０から監視装置４０の比較部５４に送信された情報について、ノイズ出力値の大きさ、ノイズの検出開始時間、ノイズ継続時間などを項目として、監視装置４０で比較判定を行うことで、放電事象が生じた箇所を判定し、分岐回路８２、主幹回路８１へ遮断信号を送るようにするのが好ましい。

【0028】

この際、監視装置４０から該当する分岐回路８２、主幹回路８１へ遮断信号を送るようにするのが好ましいが、放電事象が生じた箇所についての情報を送信してきた放電検出装置６０から、該当する分岐回路８２、主幹回路８１へ遮断信号を送るようにしてもよい。

【0029】

図１に示す例では、「監視装置４０と主幹回路８１」、「監視装置４０と分岐回路８２」の双方が信号線８５により接続されているため、当該信号線８５を介して、監視装置４０から必要な箇所に遮断信号を送ることができる。

【0030】

ところで、図１及び図２に示すことから理解されるように、主幹回路８１の二次側に設けられた分岐回路８２は建物に設けられたコンセント９１と電気的に接続されているものであり、そのコンセント９１に、「負荷が接続される電路の電圧又は電流に重畳されるノイズを検出するノイズ検出部６１を備えた放電検出装置６０」が接続される。実施形態では、このコンセント９１から放電検出装置６０の電源供給部７５に電源が供給され、そこから演算部６５などに電源が送られる。

【0031】

図７及び図８に示す例の放電検出装置６０には、コンセント９１に接続されるプラグ部７９を備えており、このプラグ部７９を通して放電検出装置６０の内部機器に電源を供給する。また、プラグ部７９がコンセント９１に接続されることにより回路の放電事象を検出することができる。なお、ここでは、コンセント９１に差し込むことが可能なプラグ部７９を備えるものとしているが、放電検出装置６０はコンセント９１への接続のために用いられるケーブルを備えるものであっても良い。また、本実施形態としては計測のためにコンセント９１に接続する放電検出装置６０として説明したが、放電検出装置６０に負荷が接続し、接続した負荷に給電を行うコンセントを形成するものであっても良い。その場合には、放電検出装置６０と負荷間の放電事象の有無も検出することが出来るものである。

【0032】

また、放電検出装置６０には、遮断信号を送信するための遮断信号出力部６７を備えている。このため、放電検出装置６０でなされた判定の結果をもとに主幹回路８１や分岐回路８２に対して放電検出装置６０から直接遮断信号を送信することもできる。また、監視装置４０と放電検出装置６０の各々の判断で主幹回路８１や分岐回路８２を遮断することができる。なお、遮断機能を持たせていない放電検出装置６０を利用する場合は監視装置４０が遮断機能を発揮できるようにすれば良い。放電検出装置６０は多数必要であることも想定されるため、放電検出装置６０の機能を制限したほうが、経済的なメリットが生じやすい。

【0033】

図７及び図８に示す例の放電検出装置６０では、情報を外部に知らせるための報知手段６９が備えられている。実施形態の報知手段６９は出力部７１により出力された内容を基に、外部に情報を知らせるようにしている。報知手段６９は、放電検出装置６０に通電されていることを表示する電源表示部６９ａや、音声を出力可能なスピーカー６９ｂであっても良いし、その他のものでも構わないのは監視装置４０と同様である。また、図７及び図８に示す例では、電源表示部６９ａやスピーカー６９ｂの他に、放電検出装置６０で検出したノイズの検出レベルを表示することが可能な検出レベル表示部６９ｃを備えている。なお、表示部６９ｃの表示などをリセットすることが可能なリセットボタン７２も放電検出装置６０の表面に設けられている。

【0034】

なお、実施形態の放電検出装置６０は、表面上に報知手段６９を備えており、放電検出装置６０自身の判定結果を表示することができる。この報知手段６９は、監視装置４０でなされた判定結果を表示させるようにしても良い。

【0035】

この放電検出装置６０は、実施形態では、放電事象時に生じるノイズを検出するノイズ検出部６１と、ノイズ検出部６１の情報から放電事象を判定可能な判定部６２と、を備えている。実施形態のノイズ検出部６１は、ＣＲ回路からなるフィルタ部の抵抗６３間に生じる電圧を検出し、その電圧出力を増幅部６４で増幅するように構成されている。なお、実施形態の判定部６２は、ノイズ出力の有無の判定基準となる閾値以上、かつ、所定時間経過の条件を満たした場合に、放電事象が発生したと判定する。なお、判定部６２で判定した結果を検出信号として監視装置４０に送信するのが好ましい。

【0036】

この放電検出装置６０には内部に演算部６５が組み込まれており、監視装置４０に備えられたさまざまな機器に指示を送ることができる。また、監視装置４０は、情報を記憶可能な記憶部６６も備えている。このため、検出した情報や演算結果などを記憶可能である。

【0037】

実施形態の放電検出装置６０は、監視装置４０側で個体識別をすることができるようにしている。放電検出装置６０の識別方法は、どのようなものであっても良いが、実施形態では、放電検出装置６０に識別番号設定部７７を備えている。図７及び図８に示す例では放電検出装置６０に備えられたスイッチ７８を操作して放電検出装置６０の識別を行うことができるようにしている。

【0038】

具体的には、放電検出装置６０の筐体表面にＤＩＰスイッチを設けている。このＤＩＰスイッチを操作して放電検出装置６０の個体識別番号を決定すれば、検出結果と一緒に個体識別番号を送信することができる。なお、実施形態においては、ＤＩＰスイッチを操作することで、個体識別番号を「０１」、「０２」、・・・・、「０８」と放電検出装置６０の記憶部６６に書き込むことができる。

【0039】

放電検出装置６０から監視装置４０に情報を送信する際には、放電検出装置６０の記憶部６６に記憶された個体識別番号と検出信号を送信する。なお、各放電検出装置６０がデータ送信する方法を、数秒ごとなど、個別に決めておき、監視装置４０がそのデータの受け取り状態などを、定めていた決まりに照らし合わせて、送られてきた情報がいずれの放電検出装置６０に関するものであるのかを識別できるようにしても良い。

【0040】

ところで、図９に示す放電検出システムにおいては、放電検出装置６０を他の放電検出装置６０と監視装置４０の間に介在する中継器として利用できるようにしている。このように、少なくとも一部の放電検出装置６０は、各放電検出装置６０の通信部６８が相互に通信可能であり、第一の放電検出装置６０の検出信号を第二の放電検出装置６０を中継させて監視装置４０に送信することが可能な構成とすることが好ましい。このようにすることで、電波が弱いなどの理由により放電検出装置６０から情報を送ることができる範囲が狭い場合でも、放電検出システムとして利用できる範囲を拡大し、監視装置４０に送信することが可能となる。なお、実施形態においては放電検出装置６０同士を通信線８７で接続している。

【0041】

ここで放電検出装置６０を用いた情報の中継方法の例について説明する。例えば、放電検出装置６０で、負荷が接続される電路の電圧又は電流に重畳されるノイズを検出した場合、他の放電検出装置６０に検出信号を送信していき、記憶させる。検出信号を受信した放電検出装置６０は、その情報を他の放電検出装置６０に送信していく。このようなことを繰り返して、最終的には、監視装置４０と１つの放電検出装置６０が通信し、検出信号が出された放電検出装置６０を監視装置４０に送信する。

【0042】

なお、実施形態では、各放電検出装置６０には各々異なるアドレスを設定しておき、各々の記憶部６６に当該アドレスを記録しておく。アドレスと検出信号情報を関連させるように、格納しデータを送る。図９から図１１に示す例では、監視装置４０と通信する放電検出装置６０を一つ決めておき、その放電検出装置６０に、放電の検出信号を伝えることができるように、他の放電検出装置６０から情報を送る。情報は、定期的に、特定の順に複数の放電検出装置６０間を経由するものとするのが好ましい。

【0043】

図１０に示す例では、各放電検出装置６０をリレーするように情報が送られるようにしており、いずれかの放電検出装置６０で、放電を検出したという情報が含まれるように出力された場合、それ以降の放電検出装置６０は、その情報を含んだ状態で情報を伝達する。

【0044】

上記した例では、放電検出装置６０間を特定の順に情報が流れるものとし、一つの放電検出装置６０に集められた情報を監視装置４０に送信するようにしている。この場合、放電を検出したという情報は、全ての放電検出装置６０で共有されるわけではない。このような放電を検出したという情報は、全ての放電検出装置６０に共有させるようにしても良いため、図１１に示すことから理解されるように、放電を検出した放電検出装置６０から他の全ての放電検出装置６０に情報を送信するようにしても良い。また、放電検出装置６０同士や、放電検出装置６０から監視装置４０に放電事象が発生していない場合でも定期通信を行っておくものであっても良い。その場合、定期通信が無くなった場合、放電検出装置６０がコンセント９１から抜かれたか、放電検出装置６０が故障したと監視装置４０が判定し、放電事象が発生した場合の発報と異なる発報や表示を行うことで、放電検出装置６０の故障や盗難防止の判断を行うことが出来る。

【0045】

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。例えば、放電検出装置同士の情報のやり取りは有線を用いて行っても無線を用いて行っても構わない。

【符号の説明】

【0046】

８ 分電盤
４０ 監視装置
４７ 遮断信号出力部
４８ 通信部
４９ 報知手段
４９ｃ 表示部
５４ 比較部
６０ 放電検出装置
８１ 主幹回路
８２ 分岐回路
９１ コンセント

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】