特許 7523971 監視装置

(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】2024-07-19

(45)【発行日】2024-07-29

(54)【発明の名称】監視装置

(51)【国際特許分類】

   H02H 5/04 20060101AFI20240722BHJP

   G08B 21/00 20060101ALI20240722BHJP

   H02B 3/00 20060101ALI20240722BHJP

   G01K 1/14 20210101ALI20240722BHJP

   H02H 5/12 20060101ALI20240722BHJP

【ＦＩ】

H02H5/04 110

G08B21/00 G

H02B3/00 M

G01K1/14 L

H02H5/12

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020114409

(22)【出願日】2020-07-01

(65)【公開番号】P2022012532

(43)【公開日】2022-01-17

【審査請求日】2023-06-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】井出 真吾

【審査官】山口 大

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０３１８９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０２３７２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００８／００８８９９１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００３－０２９２１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２５０６６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２６２８５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｈ ５／０４

Ｇ０８Ｂ ２１／００

Ｈ０２Ｂ ３／００

Ｇ０１Ｋ １／１４

Ｈ０２Ｈ ５／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

１以上の負荷回路へ電力を供給する給電路における測温対象位置の温度が所定値を上回ったことを検知可能な情報を出力する温度変化検知部と、
前記給電路にかかる負荷が、当該負荷の高さが異なる複数の段階のいずれに該当するか検知可能な情報を出力する負荷状況出力部と、
前記温度変化検知部の出力および前記負荷状況出力部の出力に応じて、前記段階に対応付けて定められた対応策を実施する対応実施部と、
を備える監視装置。

【請求項2】

前記対応実施部は、前記負荷回路への電力供給の遮断と管理者向けの情報の発報とを含む複数の前記対応策から、前記段階に対応付けて定められた１または複数の前記対応策を実施する
請求項１に記載の監視装置。

【請求項3】

前記給電路は、優先順位が定められた複数の前記負荷回路へ電力を供給し、
前記対応実施部は、前記優先順位が最も高い前記負荷回路以外への電力供給の遮断を前記対応策とする
請求項２に記載の監視装置。

【請求項4】

前記対応実施部は、前記温度変化検知部の出力が、前記測温対象位置の温度が所定値を上回っていることを示し、且つ、前記負荷状況出力部の出力が、前記負荷が高い段階に該当することを示す場合に、前記対応策として、前記負荷回路への電力供給の遮断と管理者向けの情報の発報とを実施する
請求項１～３のいずれか１項に記載の監視装置。

【請求項5】

前記対応実施部は、前記温度変化検知部の出力が、前記測温対象位置の温度が所定値を上回っていることを示し、且つ、前記負荷状況出力部の出力が、前記負荷が低い段階に該当することを示す場合に、前記対応策として、異常を知らせる管理者向けの情報の発報を実施する
請求項１～４のいずれか１項に記載の監視装置。

【請求項6】

監視領域内における動体の存在を検知する動体検知部をさらに備え、
前記対応実施部は、前記温度変化検知部の出力が、前記測温対象位置の温度が所定値を下回っていることを示し、且つ、前記負荷状況出力部の出力が、前記負荷が低い段階に該当することを示し、さらに、前記動体検知部が動体の存在を検知した場合に、前記対応策として、異常を知らせる管理者向けの情報の発報を実施する
請求項１～５のいずれか１項に記載の監視装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、監視装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、高圧受変電設備の盤内において、発熱を管理する目的で、示温材が貼付されることがある。盤内の発熱は、例えば、主回路導体やその接続部で、負荷増大に伴う過電流などを原因としている。示温材は、所定の温度で変色するよう構成されており、主に目視での変色確認によって、管理者が発熱を認識可能とするものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平９－０１５０６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、高圧受変電設備の稼働中に盤を開放することは危険であるため、稼働中の発熱管理が困難になっている。

【0005】

また、負荷増大のために高温度化したのであれば負荷率を下げることが対応策となるが、高温度化の原因が必ずしも負荷増大ではないため、温度監視のみにて負荷の程度を推量るのでは、不正確な推量となる場合がある。

【0006】

そこで、本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであって、発熱および負荷の管理や対策を安全に実施可能な監視装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

実施形態の実施形態の監視装置は、温度変化検知部と、負荷状況出力部と、対応実施部と、を備える。温度変化検知部は、１以上の負荷回路へ電力を供給する給電路における測温対象位置の温度が所定値を上回ったことを検知可能な情報を出力する。負荷状況出力部は、前記給電路にかかる負荷が、当該負荷の高さが異なる複数の段階のいずれに該当するか検知可能な情報を出力する。対応実施部は、前記温度変化検知部の出力および前記負荷状況出力部の出力に応じて、前記段階に対応付けて定められた対応策を実施する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、第１の実施形態における高圧受変電設備１０の単線結線図である。

【図2】図２は、高圧受変電設備１０に続く設備２１，２２の単線結線図である。

【図3】図３は、高圧受変電設備１０の側面図である。

【図4】図４は、監視装置５００の構成を示すブロック図である。

【図5】図５は、監視装置５００の動作フローを示す図である。

【図6】図６は、第２の実施形態における高圧受変電設備１０の側面図である。

【図7】図７は、示温材５０１の色変化の例を示す図である。

【図8】図８は、第２の実施形態における監視装置５００の動作フローを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

（第１の実施形態）
以下、添付の図面を用いて、第１の実施形態について説明する。図１は、本実施形態における高圧受変電設備１０の単線結線図である。図２は、高圧受変電設備１０に続く設備２１，２２の単線結線図である。図３は、高圧受変電設備１０の側面図である。ここで、図１が示す範囲は、図３に対応する部分であって、いわゆる配電盤に相当する。図２が示す範囲は、いわゆる分電盤に相当する部分であって、図３が示す設備とは別の盤である。なお、図１の図中横方向は、図３の図中奥行方向に相当する。

【0010】

図１に示す高圧受変電設備１０は、母線１０１と、導線１０２，１０３，１０４との接続部分およびその周辺部を、筐体３００（図３参照）に収納している。電力は、導線１０２から母線１０１へ供給され、母線１０１から導線１０３，１０４へ分配される。導線１０２には、遮断器１０５が設けられている。導線１０３には、遮断器１０６および変流器１０７が設けられている。導線１０３は、接続部１０８によって外線ケーブル１０９に接続される。ここで、接続部１０８の付近には、温度に応じた値を出力する温度センサが設けられている。外線ケーブル１０９には、零相変圧器１１０が設けられている。

【0011】

導線１０４には、導線１０３と同様に、遮断器１１６や、変流器１１７が設けられている。また、導線１０４は、接続部１１８によって外線ケーブル１１９に接続される。外線ケーブル１１９には、零相変圧器１２０が設けられている。

【0012】

筐体３００は、図３に示すように、上記各部を収納している。筐体３００は、屋根３０１、外壁３０２、隔壁３０３などで構成されている。隔壁３０３は、筐体内部を、稼働中の開放が禁止された第１の領域と、開放可能な第２の領域とに分ける。図１に示す各部は、第１の領域に収納されている。第２の領域は、外壁３０２に設けられた扉によって開閉可能であって、制御部３０４，３０５は、遮断器１０６，１１６の制御などを行う。なお、高圧受変電設備１０は、第１の領域に、結露を防止するヒータ３０６を備えている。

【0013】

設備２１は、図２に示すように、導線２０１、導線２０１を外線ケーブル１０９に接続する接続部２０２、変圧器２０３、電圧計２０４、電流計２０５、および電力計２０６を備えている。

【0014】

設備２２は、導線２０１から複数の負荷回路に電力を分配する部分であって、図２に示すように、配線用遮断器２１１～２１４および端子２２１～２２４を備えている。配線用遮断器２１１～２１４は、導線２０１から端子２２１～２２４へ電力を供給する経路に設けられている。端子２２１～２２４は、各種負荷回路に接続されている。

【0015】

ここで、各種負荷回路は、その重要度が異なる。重要度は、給電が絶たれた場合の影響の大小に応じて設定され、影響が大きいものは、重要度が高いとされる。例えば工場であれば、機械設備の重要度を高くし、照明などの重要度を低くする等が考えられる。本実施形態では、以下の説明の便宜上、端子２２１に接続される負荷回路の重要度が高く、他の端子２２２～２２４に接続される負荷回路の重要度が低いものとする。

【0016】

各負荷回路の重要度の高低は、優先順位の高低に対応する。高圧受変電設備１０の負荷率が高くなり過ぎた場合、優先順位が低い負荷回路への電力供給は、優先順位が高い負荷回路への電力供給よりも先に、遮断対象とされる。優先順位が高い負荷回路への電力供給は、高圧受変電設備１０の負荷率が高くなり過ぎた場合にも、可能な限り維持される。

【0017】

図４は、本実施形態の監視装置５００の構成を示すブロック図である。実施形態にかかる監視装置５００は、高圧受変電設備１０内の温度や負荷率の状況を監視するように構成されている。監視装置５００は、温度変化検知部５１１、負荷状況出力部５２１、および対応実施部５３１，５３２を備えている。

【0018】

温度変化検知部５１１は、負荷回路へ電力を供給する給電路における測温対象位置の温度が所定値を上回ったことを検知可能な情報を出力する。より具体的には、温度変化検知部５１１は、接続部１０８の付近の温度センサの出力値が、所定の温度を上回ったことを示した場合に、変化を検知した旨を示す情報を出力する（後述する図５の（１）に対応）。

【0019】

負荷状況出力部５２１は、負荷回路へ電力を供給する給電路にかかる負荷の状況が、緊急性の程度が異なる複数の段階のいずれに該当するか検知可能な情報を出力する。より具体的には、負荷状況出力部５２１は、電圧計２０４、電流計２０５、および電力計２０６の出力を用いて算出される負荷率が所定の閾値を上回ったことを示した場合に、負荷率が高い旨を示す情報を出力する（後述する図５の（２）に対応）。

【0020】

対応実施部５３１，５３２は、温度変化検知部５１１の出力および負荷状況出力部５２１の出力に応じて、緊急性の程度に応じた対応策を実施する。対応策は、上記段階に対応付けて定められている。より具体的には、対応実施部５３１は、上記対応策として、配線用遮断器２１１～２１４による電力供給の遮断の実施を制御する（後述する図５の（４）に対応）。また、対応実施部５３２は、上記対応策として、管理者向けの情報を発報する（後述する図５の（３）に対応）。当該情報の発報は、例えば、監視装置５００に接続された情報処理端末装置が備えるモニタにテキストや画像で表示するのでもよいし、或いは、スピーカで音声を発するのでもよい。

【0021】

このような構成により、監視装置５００は、発熱管理および負荷率管理を行う。図５は、監視装置５００の動作フローを示す図である。まず、温度変化検知部５１１が、接続部１０８の付近の温度センサの出力値から、測温対象位置の温度が所定値を上回ったことを検知すると、その旨を示す情報（１）を出力する。また、電圧計２０４、電流計２０５、および電力計２０６の出力を用いて算出される負荷率が、所定の閾値を上回ると、負荷状況出力部５２１が、負荷率が高い旨を示す情報（２）を出力する。

【0022】

情報（１）と情報（２）とがＡＮＤ入力されると、対応実施部５３２が、管理者向けの情報（３）を発報する。また、対応実施部５３１が、配線用遮断器２１１～２１４による電力供給の遮断すなわちトリップ（４）を行う。

【0023】

ここで、図２に示すように各種負荷回路に重要度の高低が対応付けられている場合、対応実施部５３１は、重要度に対応した優先順位に基づき、重要度が低く優先順位が低い負荷回路への電力供給は、重要度が高く優先順位が高い負荷回路への電力供給よりも先に遮断対象とする。これにより、対応実施部５３１は、重要度が高く優先順位が高い負荷回路への電力供給を維持する。

【0024】

さらにここで、重要度に応じて負荷回路の取り扱いを区別する場合の、具体的な数値の例を示す。例えば、負荷率が８０％を上回った場合には、重要度が低い負荷回路のいくつかへの電力供給を遮断する。このときのトリップ対象をどの負荷回路とするかの選択方法の例としては、重要度が低いもののうち最も高負荷のものを選ぶ、或いは、重要度が最も低く設定されたものを選ぶなど、いくつか考えられる。また、負荷率が９０％を上回った場合には、配線用遮断器２１２～２１４を作動させて、重要度の低い負荷回路が接続された端子２２２～２２４の全てへの電力供給を遮断する。そして、負荷率が９５％を上回った場合には、全ての配線用遮断器２１１～２１４を作動させ、全ての負荷回路への電力供給を遮断する。

【0025】

図５の説明に戻る。次に、温度変化検知部５１１が、測温対象位置の温度が所定値を上回ったことを検知しその旨を示す情報（５）を出力し、負荷状況出力部５２１が、負荷率が低い旨を示す情報（６）を出力した場合、対応実施部５３２は、管理者向けの情報（７）を発報する。当該情報（７）は、盤内の異常（発熱等）を管理者に知らせるための情報である。この場合には、負荷率が高くないことから、負荷率以外の原因で発熱していると考えられる。このため、この場合には、配線用遮断器２１１～２１４のトリップ（４）の実施は管理者に委ね、自動で直ちに実施とはしない。

【0026】

以上、本実施形態によれば、高圧受変電設備１０を開放しなくとも、盤内の温度および負荷の状況を監視し、緊急性の段階に応じてトリップや異常の発報を行うことができる。このため、本実施形態によれば、発熱および負荷の管理や対策を、安全に実施することができる。

【0027】

また、本実施形態によれば、負荷率が高い場合には、重要度が低い負荷回路からトリップすることで、重要度が高い負荷回路への給電を維持するので、トリップによる影響を低く抑えることができる。

【0028】

また、本実施形態によれば、負荷率が低くても発熱があれば異常を示す情報（７）発報するので、過負荷以外の原因の発熱をも拾い上げ、対応することができる。

【0029】

（第２の実施形態）
次に、図６～図８を用いて、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態の変形例であるので、第１の実施形態で説明した部分と同じ部分については同じ符号を用い、詳細な説明を省略する。

【0030】

図６は、第２の実施形態における高圧受変電設備１０の側面図である。本実施形態の監視装置５００は、温度センサに代えて、示温材５０１とカメラ５０２とを用いる。図７は、示温材５０１の色変化の例を示す図である。示温材５０１は、例えば３つの示温エレメント５０３～５０５を備える。各示温エレメント５０３～５０５は、各々異なる温度に応じて変色する。当該変色により、示温材５０１の貼付位置の温度が判定可能となる。

【0031】

図８は、第２の実施形態における監視装置５００の動作フローを示す図である。本実施形態の監視装置５００は、温度変化検知部５５１、負荷状況出力部５２１、対応実施部５３１，５３２、および動体検知部５５２を備えている。負荷状況出力部５２１および対応実施部５３１，５３２は、第１の実施形態と同様である。
温度変化検知部５５１は、測温対象位置（接続部１０８の付近）に貼付された示温材５０１の色変化を、カメラ５０２で監視することで、温度変化の検知を行う。
動体検知部５５２は、カメラ５０２が出力する画像を用いて、監視領域内における動体（小動物など）の存在を検知する。
本実施形態において、対応実施部５３２は、温度変化検知部５５１の出力が、測温対象位置の温度が所定値を下回っていることを示し、且つ、負荷状況出力部５２１の出力が、緊急性の程度が低い段階に該当することを示す場合に、対応策として、異常を知らせる管理者向けの情報の発報を実施する。つまり、対応実施部５３２は、負荷率が高くなく（６）、カメラ５０２が小動物などの動体をとらえた（８）場合に、異常発生を発報する（７）。

【0032】

このように、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果に加え、カメラ５０２を利用することで、小動物などの動体が盤内に侵入するなどの異常の検知および発報を、行うことができる。

【0033】

なお、上記第１および第２の実施形態の監視装置５００が備える各部（温度変化検知部５１１，５５１、負荷状況出力部５２１、対応実施部５３１，５３２、および動体検知部５５２）は、コンピュータのハードウェアとソフトウェアとが協働して実現する機能モジュールであってもよいし、或いは、専用のハードウェア（回路）であってもよい。

【0034】

また、上記各部が機能モジュールである場合、監視装置５００は、プロセッサ、メモリ、および通信インターフェースなどといったハードウェアを備えたコンピュータとして構成される。また、そのプログラムは、プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供され得る。

【0035】

また、当該プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、当該プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。また、当該プログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。

【0036】

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。また、この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0037】

１０ …高圧受変電設備
１０１…母線、１０２～１０４…導線（給電路）
１０５，１０６，１１６…遮断器
１０７，１１７…変流器
１０８，１１８…接続部
１０９，１１９…外線ケーブル
１１０，１２０…零相変圧器
２０１…導線（給電路）
２０２…接続部、２０３…変圧器
２０４…電圧計、２０５…電流計、２０６…電力計
２１ …設備、２１１～２１４…配線用遮断器
２２ …設備、２２１～２２４…端子
３００…筐体、３０１…屋根、３０２…外壁、３０３…隔壁
３０４…制御部、３０６…ヒータ
５００…監視装置
５０１…示温材、５０２…カメラ、５０３～５０５…示温エレメント
５１１…温度変化検知部、５２１…負荷状況出力部、５３１，５３２…対応実施部
５５１…温度変化検知部、５５２…動体検知部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】