特許 7668711 放電事象判定システム

(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】2025-04-17

(45)【発行日】2025-04-25

(54)【発明の名称】放電事象判定システム

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/12 20200101AFI20250418BHJP

   G01R 31/50 20200101ALI20250418BHJP

   G01R 31/58 20200101ALI20250418BHJP

   G01R 31/56 20200101ALI20250418BHJP

【ＦＩ】

G01R31/12 A

G01R31/50

G01R31/58

G01R31/56

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021153843

(22)【出願日】2021-09-22

(65)【公開番号】P2022089758

(43)【公開日】2022-06-16

【審査請求日】2024-07-22

(31)【優先権主張番号】P 2020201864

(32)【優先日】2020-12-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(31)【優先権主張番号】P 2021064555

(32)【優先日】2021-04-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(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

(72)【発明者】

【氏名】筧 友矩

(72)【発明者】

【氏名】相田 悠介

(72)【発明者】

【氏名】加藤 幸一郎

(72)【発明者】

【氏名】酒井 智康

(72)【発明者】

【氏名】味岡 日和

【審査官】永井 皓喜

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－３４６９０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２４９１５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平５－２５６８９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２１２１２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／１７４７１３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０００－３２９８１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平５－８０１１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ ３１／１２

Ｇ０１Ｒ ３１／５０

Ｇ０１Ｒ ３１／５２

Ｇ０１Ｒ ３１／５６

Ｇ０１Ｒ ３１／５８

Ｇ０１Ｒ ３１／００

Ｇ０１Ｒ ３１／３４

Ｇ０１Ｒ ３１／０８

Ｈ０２Ｈ ３／００

(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の出力を検出する放電事象判定システムであって、
高周波帯域の出力波形を抽出するフィルタ部と、
フィルタ部で取り出した出力波形に関する商用周波数におけるピークの前後の領域を含むピーク時間領域と、商用周波数における出力が０値となる前後の０値時間領域と、を区別するように定める位相分割部と、
ピーク時間領域のタイミングにおける出力と、０値時間領域のタイミングにおける出力の差分を演算する演算部と、
演算部で演算した差分が所定の閾値以上であるか否かを判定する判定部と、
を備えた放電事象判定システム。

【請求項2】

演算部は、ピーク時間領域のタイミングにおける出力と、０値時間領域のタイミングにおける出力の差分の演算を所定時間の間連続して行い、
判定部は、ピーク時間領域のタイミングにおける出力と、０値時間領域のタイミングにおける出力の差分が閾値以上の状態が、所定時間の間連続して継続する際に放電事象であることを判定する請求項１に記載の放電事象判定システム。

【請求項3】

前記フィルタ部を複数備え、複数の経路の放電事象の有無を計測可能とし、
演算部は、各経路の、ピーク時間領域のタイミングにおける出力と、０値時間領域のタイミングにおける出力の差分を検出する演算を所定時間の間行い、所定時間の間の差分の検出値の加算または平均化を行い、
判定部は、各経路の演算結果を比較し放電事象の回路特定を行う請求項１に記載の放電事象判定システム。

【請求項4】

位相分割部は、ピーク時間領域及び０値時間領域の時間を調整可能とする請求項１から３の何れかに記載の放電事象判定システム。

【請求項5】

位相分割部は、１周期を４分割するための位相角検出パルスを出力し、
判定部は、位相角検出パルスによりピーク時間領域と０値時間領域の時間を設定する請求項１に記載の放電事象判定システム。

【請求項6】

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の出力を検出する放電事象判定システムであって、
高周波帯域の出力波形を抽出するフィルタ部と、
フィルタ部で取り出した出力波形に関する商用周波数におけるピークの前後の領域を含むピーク時間領域と、商用周波数における出力が０値となる前後の０値時間領域と、を区別するように定める位相分割部と、
ピーク時間領域のタイミングにおける出力と、０値時間領域のタイミングにおける出力の差分を演算する演算部と、
演算部で演算した値が所定の閾値以上であるか否かを判定する判定部と、
を備え、
判定部は、ピーク時間領域のタイミングにおける出力と、０値時間領域のタイミングにおける出力の差分が第１の閾値以上であることで放電事象の種別を判定し、
出力波形が第２の閾値以上であるか否かを判定し、出力波形が第２の閾値以上である場合に、放電事象の発生を判定する放電事象判定システム。

【請求項7】

判定部は、正極・負極の一方のピーク時間領域の位相角と、一方の位相角とは異なる位相角の出力を用いて放電事象の発生位置または発生規模を推測可能である請求項１又は６に記載の放電事象判定システム。

【請求項8】

判定部は、
正極・負極の一方のピーク時間領域のタイミングにおける出力と、前記出力の直前若しくは直後の０値時間領域のタイミングにおける出力の差分と、
正極・負極の他方のピーク時間領域のタイミングにおける出力と、前記出力の直前若しくは直後の０値時間領域のタイミングにおける出力の差分と、
を用いて放電事象の発生位置または発生規模を推測可能である請求項７に記載の放電事象判定システム。

【請求項9】

判定部は、０値時間領域のタイミングにおける出力が第３の閾値以上である場合に、外部に放電事象の判定ができない状況であることを通知する請求項１に記載の放電事象判定システム。

【請求項10】

判定部は、０値時間領域のタイミングにおける出力が第３の閾値以上である場合に、フィルタ部で取り出した出力波形を低下させる請求項１または請求項９に記載の放電事象判定システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、放電事象判定システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１や２に記載されているように、電流センサや電圧センサを用いて商用周波数に重畳している高周波の放電ノイズを抽出することは知られている。例えば、通常の放電事象のノイズの検出方法では、電圧波形において商用周波数のピーク値にノイズが重畳するが、この重畳したノイズを検出し、放電事象が発生したと判定する。

【0003】

より具体的には、図１７に示すような放電検出ユニット１００を用い、ハイパスフィルタ１１１で高周波帯域でのノイズ出力を取り出し、取り出した高周波帯域でのノイズ出力を増幅器１１２で増幅する。その後、増幅されたノイズ波形の変化の流れを追えるように平滑部１１３で処理する。この処理がなされるのは、増幅部１１２で増幅した波形は細かく見ると０，１を繰り返しているような形となるからであり、正確に判定できないそれぞれの波形を繋げることで１が続いているような処理を行う（図１８参照）。この処理がなされた後のデータを判定に利用する。なお、判定を行う判定部１１５としては例えば、マイコンを利用する。通常、ノイズレベルが閾値を一定時間以上超えたら判定部１１５により放電と判定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１９－１８４４８０号公報

【文献】特開２０２０－１３４２３１号公報

【0005】

ところで、電動ドリルやハンドミキサーなどモータを備えた機器のように、特定の種類のものを使用すると、ノイズが常に重畳するようになる。その場合、フィルタでの処理、増幅の処理、平滑の処理を経由した場合であっても、判定する波形は、放電事象が生じたときと同様の波形となってしまう（図１９参照）。したがって、放電事象が発生していないにも関わらず、放電事象と判定してしまうことがある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

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、放電事象の検出の精度を高めることである。また、放電事象の発生回路の特定を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】

【0007】

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の出力を検出する放電事象判定システムであって、高周波帯域の出力波形を抽出するフィルタ部と、フィルタ部で取り出した出力波形に関する商用周波数におけるピークの前後の領域を含むピーク時間領域と、商用周波数における出力が０値となる前後の０値時間領域と、を区別するように定める位相分割部と、ピーク時間領域のタイミングにおける出力と、０値時間領域のタイミングにおける出力の差分を演算する演算部と、演算部で演算した差分が所定の閾値以上であるか否かを判定する判定部と、を備えた放電事象判定システムとする。

【0008】

また、演算部は、ピーク時間領域のタイミングにおける出力と、０値時間領域のタイミングにおける出力の差分の演算を所定時間の間連続して行い、判定部は、ピーク時間領域のタイミングにおける出力と、０値時間領域のタイミングにおける出力の差分が閾値以上の状態が、所定時間の間連続して継続する際に放電事象であることを判定する構成とすることが好ましい。

【0009】

また、前記フィルタ部を複数備え、複数の経路の放電事象の有無を計測可能とし、演算部は、各経路の、ピーク時間領域のタイミングにおける出力と、０値時間領域のタイミングにおける出力の差分を検出する演算を所定時間の間行い、所定時間の間の差分の検出値の加算または平均化を行い、判定部は、各経路の演算結果を比較し放電事象の回路特定を行う構成とするのが好ましい。

【0010】

また、位相分割部は、ピーク時間領域及び０値時間領域の時間を調整可能とすることが好ましい。

【0011】

また、位相分割部は、１周期を４分割するための位相角検出パルスを出力し、判定部は、位相角検出パルスによりピーク時間領域と０値時間領域の時間を設定するように構成とすることが好ましい。

【0012】

また、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の出力を検出する放電事象判定システムであって、高周波帯域の出力波形を抽出するフィルタ部と、フィルタ部で取り出した出力波形に関する商用周波数におけるピークの前後の領域を含むピーク時間領域と、商用周波数における出力が０値となる前後の０値時間領域と、を区別するように定める位相分割部と、ピーク時間領域のタイミングにおける出力と、０値時間領域のタイミングにおける出力の差分を演算する演算部と、演算部で演算した値が所定の閾値以上であるか否かを判定する判定部と、を備え、ピーク時間領域のタイミングにおける出力と、０値時間領域のタイミングにおける出力の差分が第１の閾値以上であることで放電事象の種別を判定し、出力波形が第２の閾値以上であるか否かを判定し、出力波形が第２の閾値以上である場合に、放電事象の発生を判定する放電事象判定システムとする。

【0013】

また、判定部は、正極・負極の一方のピーク時間領域の位相角と、一方の位相角とは異なる位相角の出力を用いて放電事象の発生位置または発生規模を推測可能である構成とするのが好ましい。

【0014】

また、判定部は、「正極・負極の一方のピーク時間領域のタイミングにおける出力と、前記出力の直前若しくは直後の０値時間領域のタイミングにおける出力の差分」と、「正極・負極の他方のピーク時間領域のタイミングにおける出力と、前記出力の直前若しくは直後の０値時間領域のタイミングにおける出力の差分」と、を用いて放電事象の発生位置または発生規模を推測可能である構成とするのが好ましい。

【0015】

また、判定部は、０値時間領域のタイミングにおける出力が第３の閾値以上である場合に、外部に放電事象の判定ができない状況であることを通知する構成とすることが好ましい。

【0016】

また、判定部は、０値時間領域のタイミングにおける出力が第３の閾値以上である場合に、フィルタ部で取り出した出力波形を低下させる構成とすることが好ましい。

【発明の効果】

【0017】

本発明では、放電事象の検出の精度を高めることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】実施形態における商用電源と放電検出ユニットと負荷との関係を示した図である。ただし、（１）から（４）は図５における（１）から（４）の処理を行う箇所を表している。

【図2】放電事象が発生したことにより商用周波数におけるピークにノイズが重畳されたことを表す概念図である。

【図3】位相角検出パルスの出力のタイミングと商用周波数のピークなどとの関係の例を表す図である。

【図4】他の位相角検出パルス例を示した図である。

【図5】ノイズが重畳した電圧波形を取り込むことから、出力を領域ごとに区別するまでの処理の流れの例を表す図である。ただし（１）は高周波帯域の出力波形を抽出した結果を表し、（２）は増幅した結果を表し、（３）は平滑部で処理した結果を表し、（４）はピーク時間領域のタイミングにおける出力と、０値時間領域のタイミングにおける出力を区別したことを表している。

【図6】放電事象により商用周波数に重畳したノイズを平滑部で処理した後の波形と、商用周波数とを比較し、ノイズが生じているタイミングを判定できるようにしたことを表す図である。

【図7】特定の機器の利用により商用周波数に重畳したノイズを平滑部で処理した後の波形と、商用周波数とを比較し、ノイズが生じているタイミングを判定できるようにしたことを表す図である。

【図8】ピーク時間領域のタイミングにおける出力と、０値時間領域のタイミングにおける出力の差分を複数回確認していることを表す図である。

【図9】放電事象により商用周波数に重畳したノイズを平滑部で処理した後の波形と、商用周波数とを比較し、ノイズが生じているタイミングを判定できるようにしたことを表す図である。ただし、Ａ’の領域は凸とならないようにノイズの処理を行っている。

【図10】図１に示す例とは異なる実施形態における商用電源と放電検出ユニットと負荷との関係を示した図である。

【図11】検出した複数の差分を加算して判定に使用した例を示す図である。

【図12】Ａの領域とＡ’の領域の差分を検出して発生位置または発生規模の推測に用いた例を示す図である。

【図13】「Ａ-Ｂの差分Ｃ」及び「Ａ’-Ｂ’の差分Ｃ’」を発生規模の推測に用いた例を示す図である。

【図14】「Ａ’-Ｂ’の差分Ｃ’」を発生規模の推測に用いた例を示す図である。なお、「Ａ-Ｂの差分Ｃ」は発生規模の推測に用いていない。

【図15】特定の機器の利用がされているときに、放電事象が発生した状態を示す図である。

【図16】第４の閾値の設定例を示す図である。

【図17】従来の放電検出ユニットを商用電源と負荷の間に接続した例を表す図である。ただし、（１）から（４）は図１２や図１３における（１）から（４）の処理を行う箇所を表している。

【図18】従来の放電検出ユニットを用いて、放電事象が発生したことに起因するノイズが重畳した電圧波形を取り込むことから、出力を領域ごとに区別するまでの処理の流れの例を表す図である。ただし（１）は高周波帯域の出力波形を抽出した結果を表し、（２）は増幅した結果を表し、（３）は平滑部で処理した結果を表し、（４）はピーク時間領域のタイミングにおける出力と、０値時間領域のタイミングにおける出力を区別したことを表している。なお、（２）については部分拡大図も示している。

【図19】従来の放電検出ユニットを用いて、特定の機器の利用に起因するノイズが重畳した電圧波形を取り込むことから、出力を領域ごとに区別するまでの処理の流れの例を表す図である。ただし（１）は高周波帯域の出力波形を抽出した結果を表し、（２）は増幅した結果を表し、（３）は平滑部で処理した結果を表し、（４）はピーク時間領域のタイミングにおける出力と、０値時間領域のタイミングにおける出力を区別したことを表している。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下に発明を実施するための形態を示す。本実施形態の放電事象判定システムは、負荷８が接続される電路の電圧又は電流に重畳されるノイズの出力を検出する。この放電事象判定システムは、高周波帯域の出力波形を抽出するフィルタ部１１と、フィルタ部１１で取り出した出力波形に関する商用周波数におけるピークの前後の領域を含むピーク時間領域と、商用周波数における出力が０値となる前後の０値時間領域と、を区別するように定める位相分割部１４と、ピーク時間領域のタイミングにおける出力と、０値時間領域のタイミングにおける出力の差分を演算する演算部１５と、演算部で演算した差分が所定の閾値以上であるか否かを判定する判定部１５と、を備えている。このため、放電事象の検出の精度を高めることが可能となる。なお、図１などに示す例では一つの部分で演算部と判定部を兼ねるようにしているが、それらを別々の部分に分けても良い。

【0020】

ここで、実施形態の放電事象判定システムに用いられる放電検出ユニット１の概略を説明する。図１に示すように、放電検出ユニット１は商用電源９１と負荷８の間に接続されるが、実施形態の放電検出ユニット１は、高周波帯域のノイズを通過させ、商用周波数及び低周波帯域のノイズは通過させないようにするフィルタ部１１と、フィルタ部１１を通過した高周波を増幅する増幅部１２と、増幅部１２で増幅された結果に対して、判定用の前処理を行う平滑部１３と、ノイズの生じているタイミングを特定する位相分割部１４と、各種判定を行う判定部１５を備えている。

【0021】

このフィルタ部１１を通過した値は増幅部１２であるアンプにより何倍かに増幅される。また、増幅された値に対してピークホールドを行う平滑部１３で処理を行う。平滑部１３で処理がなされた信号を位相分割部１４に送り込み、適切な位置づけを行う。その後、位相分割部１４で割り振られた領域における値と閾値との関係を基に、判定部１５で判定を行う。判定部１５で行われた判定結果にあわせて、必要な出力を行う。なお、本実施形態においては平滑部１３により処理がなされた信号により判定するものであるが、平滑部１３を使用せず、判定部１５で判定するものであっても良い。

【0022】

実施形態の平滑部１３では、極めて短い所定の時間以内に生じている値の変動に判定結果が影響されないようにするための処理を行う。より具体的には、波形について、極めて近い時間に生じたピーク値同士をなだらかな直線若しくは曲線などでつなぐように処理する。なお、この極めて近い時間とは、電圧波など、測定対象となっている波の１周期（＝１／周波数）よりもかなり短い時間である。

【0023】

ここで、特定のハンドミキサーや電動ドリルなどを使用した場合におけるノイズの重畳のしかたについて説明する。ハンドミキサーや電動ドリルなどの特定の機器は、使用している間、継続的に波形に影響を与える。このため、平滑部１３で処理をすると、特定の機器の使用時間帯は常に閾値を超えるような状態となり得る。

【0024】

次に、トラッキングやケーブルの断線やショートといった放電事象が生じた場合におけるノイズの重畳のしかたについて説明する。トラッキングやケーブルの断線やショートといった放電事象が生じると、波形のピーク付近に影響が多くみられるが、商用周波数における出力が０値となる０点付近では、それほど影響がない。

【0025】

より具体的には、図２に示すことから理解されるように、トラッキングやケーブルの断線やショートといった放電事象が生じた場合には、ノイズは、電圧値などのピーク付近に大きく表れる。つまり、1周期を３６０度としたとき、９０°付近、２７０°付近で大きく表れる。時間にして表すと、周波数６０Ｈｚの場合、１周期は１／６０ｓ、つまり１６．７ｍｓであることから、トラッキングやケーブルの断線やショートといった放電事象が生じた場合のノイズ出力は、商用周波数における出力が０値となってから４．２ｍｓ経過した付近、１２．５ｍ経過した付近などで大きく表れる。

【0026】

一方、商用周波数における出力が０値となる部分（０点と交わる部分）は、トラッキングやケーブルの断線やショートといった放電事象が生じた場合のノイズ出力が小さくなる。このため、電圧値などのピーク付近、すなわち、９０°前後や２７０°前後の出力と、０点との交点付近の出力の差異を検出することで、放電事象の発生を正確に把握できる。

【0027】

このようなことを実施するためには、電圧波形情報の１周期分を複数の領域に分割することが考えられる。例えば、図３に示すように４分割とするようなことである。図３に示す例では、Ａの領域は位相角として４５度以上１３５度未満、Ｂの領域は１３５度以上２２５度未満、Ａ’の領域は位相角として２２５度以上３１５度未満、Ｂ’の領域は３１５度以上４０５度未満、といったようなものである。ここでは、角度で分割した領域を特定しているが、時間など、他の要素で領域を特定することも可能である。

【0028】

この領域の幅は、狭くするなど、その他の設定としても良い。このため、位相分割部は、ピーク時間領域及び０値時間領域の時間を調整可能とする構成とするのが好ましい。なお、Ａの領域やＡ’の領域では、ピークの絶対値が最大である点を含む領域であることが好ましい。また、Ｂの領域やＢ’の領域では、商用周波数における出力が０値となる０点を含む領域であることが好ましい。

【0029】

このように分けられた領域ごとに属性を付与し、異なる属性における出力値を比較するようにして監視する。例えば、各領域内での平均出力値を確認し、Ａの領域の平均出力値と、Ｂの領域の平均出力値を比較するように監視する。このようにすることで、出力が放電事象に起因するものであるか否かを判別することが出来る。

【0030】

なお、実施形態において、各領域を定めるために、位相角検出パルスを位相分割部１４から出力し、判定部１５によりパルスがオンやオフの状態の時の出力を検出している。このように、ピーク時間領域でオフ、０値時間領域でオンの位相角検出パルスを出力し、判定部１５で、位相角検出パルスのオン、オフの状態のノイズ出力を検出するようにして判定を行うのが好ましい。

【0031】

また、位相角検出パルスを利用する他の例を図４に沿って説明する。図４（a）は、ピーク時間領域でオン、０値時間領域でオフの位相角検出パルスを出力するものである。図４（ｂ）は瞬時パルスを与え、オン、オフの状態の出力をするものである。図４（ｃ）は正のピーク時間領域のみパルスを与えるものであり、パルス検出から４．２ｍｓまでを正のピーク時間領域、４．２ｍｓから８．４ｍｓまで、１２．６ｍｓ～１６．７ｍｓを０値時間領域、８．４ｍｓから１２．６ｍｓまでを負のピーク時間領域という形に演算により４分割をするものである。いずれの実施形態においても、位相角検出パルスを与えることで、判定部１５は、平滑した出力波形をピーク時間領域と０値時間領域の時間または位相を設定させることが出来る。

【0032】

次に、より具体的な例を示しながら説明をする。この例では、１周期が均等に４分割されるように領域を定めており、Ａの領域は位相角として４５度以上１３５度未満、Ｂの領域は１３５度以上２２５度未満、Ａ’の領域は位相角として２２５度以上３１５度未満、Ｂ’の領域は３１５度以上４０５度未満、といったように特定している。

【0033】

図１及び図５に示すことから理解されるように、この例では、「(1)フィルタ部１１で高周波ノイズを取り出す。」、「(2)増幅部１２で高周波ノイズを増幅する。」、「(3)ノイズ波形群ごとに平滑部１３で平滑にする。」、「(4)波形を時間軸で１周期を４分割する」というステップを踏む。

【0034】

次に判定部１５で判定を行う。この例では判定をするために、判定部１５で「正の値のピーク時間領域であるＡの領域の平均値」から「正の値の０値時間領域であるＢの領域の平均値」を引くように演算を行う。なお、「負の値のピーク時間領域であるＡ’の領域の平均値」から「負の値の０値時間領域であるＢ’の領域の平均値」を引くように演算を行っても良い。また、それらをいずれも行うようにしても良い。

【0035】

放電事象によるノイズを検出している図６に示す例では、ピーク時間領域で凸となり、０値時間領域で略０となるように現れている。このため、「正の値のピーク時間領域であるＡの領域の平均値」から「正の値の０値時間領域であるＢの領域の平均値」を引くように演算を行うと、閾値より大きい値となる。同様に、「負の値のピーク時間領域であるＡ’の領域の平均値」から「負の値の０値時間領域であるＢ’の領域の平均値」を引くように演算を行うと、閾値より大きい値となる。これらの計算値としては「Ａの領域の平均値－略０」、つまり「略Ａの領域の平均値」となる。なお、この閾値は設定により任意に定めればよいが、本発明においては、放電事象と判定する出力レベルと設定することが好ましい。この場合、機器に起因するノイズかトラッキングやケーブルの断線やショートなどの放電事象かを検出する放電事象の種別の検出と、放電事象が生じているかを検出する放電事象の発生の検出を同時に行っているものである。

【0036】

一方、電動ドリルなどの特定の機器を利用している場合、検出結果は図７に示すようになり、「正の値のピーク時間領域であるＡの領域の平均値」から「正の値の０値時間領域であるＢの領域の平均値」を引くように演算を行うと、閾値より小さい値となる。同様に、「負の値のピーク時間領域であるＡ’の領域の平均値」から「負の値の０値時間領域であるＢ’の領域の平均値」を引くように演算を行うと、閾値より小さい値となる。より具体的には、「Ａの領域の平均値－Ｂの領域の平均値」は「略０」となる。

【0037】

この例から理解されるように、適当な値に閾値を設定し、ピーク時間領域のタイミングにおける出力と、０値時間領域のタイミングにおける出力の差分が所定の閾値以上であるか否かを判定するようにすれば、特定の機器の使用によって生じるノイズと放電事象によって生じるノイズを区別することが可能となる。

【0038】

ところで、このような判定を行う場合、その判定の精度を高めるために、ピーク時間領域のタイミングにおける出力と、０値時間領域のタイミングにおける出力の差分が閾値以上の状態が、所定時間の間連続して継続する際に放電事象であることを判定するものとするのが好ましい。放電事象が発生した状況では、図８に示すように、ピーク時間領域のタイミングにおける出力と、０値時間領域のタイミングにおける出力の差分が所定の閾値以上であるとの結果が何度も継続されることになるため、このような状態が特定の時間に特定の回数あらわれた場合に放電事象が生じたと判定すればよい。勿論、それ以外の手段を利用しても良い。なお、このようなことを可能とするため、実施形態の放電事象判定システムでは、演算部１５は、ピーク時間領域のタイミングにおける出力と、０値時間領域のタイミングにおける出力の差分の演算を所定時間の間連続して行っている。

【0039】

なお、上記した図６に示すような例では、「正の値のピーク時間領域であるＡの領域」も「負の値のピーク時間領域であるＡ’の領域」も判定の要素にできるようなものであるが、図９に示すことから理解されるように、その双方が判定の要素にできるようにしていなくても良い。図９に示す例では、「正の値のピーク時間領域であるＡの領域」は判定の要素にできるが「負の値のピーク時間領域であるＡ’の領域」については判定の要素にはできないようにしている。このような場合も、判定の要素にできるものだけを利用して判定をすればよい。

【0040】

上記した例では、ノイズが機器に起因するものであるのかとの判定と、放電事象が生じているとの判定を、一度に行ったようなものであったが、それらを別のタイミングで行うようにしても良い。例えば、ピーク時間領域のタイミングにおける出力と、０値時間領域のタイミングにおける出力の差分が第１の閾値以上である場合に、出力波形が第２の閾値以上であるか否かを判定し、出力波形が第２の閾値以上である場合に、放電事象と判定するのが好ましい。

【0041】

このようにすれば、検知したノイズは機器に起因するノイズではないが、放電事象と判定してブレーカを遮断するところまではしなくても良いような状況の場合にも対応できる。例えば、ピーク時間領域のタイミングにおける出力から０値時間領域のタイミングにおける出力を引くように演算した値が第１の閾値以上である場合に、ピーク時間領域のタイミングにおける出力が第２の閾値以上であるか否かを判定する。この場合、第１の閾値は、ノイズの原因を推定するために使用するものであり、第２の閾値は、ブレーカの遮断など特定の出力をするか否かの判断をするために使用するものである。図１０に示す例では、このようなことを可能とするため、一旦、判定部１５から出された出力を再び判定部１５に取り込むようにしている。なお、本実施形態では、第１の閾値で放電事象の種別を検出した後に、第２の閾値で放電事象の発生の検出をしているが、判定の順番はどちらが先であっても良い。

【0042】

ところで、単発的に大きいノイズが乗る場合などは、ピーク時間領域のタイミングにおける出力と、０値時間領域のタイミングにおける出力の差分を一回分だけ見ても、適切に判定できない虞がある。そこで、演算部は、各経路の、ピーク時間領域のタイミングにおける出力と、０値時間領域のタイミングにおける出力の差分を検出する演算を所定時間の間行い、所定時間の間の差分の検出値の加算または平均化を行うようにするのが好ましい。判定部で、それにより得られる各経路の演算結果を比較し放電事象の回路特定を行うようにすれば、このような変則的な事態にも対応できる。

【0043】

図１１に示す例では、計測対象となる複数の回路に放電検出ユニット１を形成し、各放電検出ユニット１のフィルタ部１１の計測データを位相分割部により区分した所定時間の間の差分の検出値の加算または平均化を行い、その結果を比較することで、放電事象が生じた経路を判定した例を示している。

【0044】

なお、本実施形態では、判定として商用周波数の正の領域のピーク時間領域のタイミングにおける出力と０値時間領域のタイミングにおける出力の差分を加算または平均化したものであるが、商用周波数の負の領域ピーク時間領域のタイミングにおける出力と０値時間領域のタイミングにおける出力の差分を加算または平均化するものであっても良いし、商用周波数の正負の領域の領域ピーク時間領域のタイミングにおける出力と０値時間領域のタイミングにおける出力の差分を加算または平均化するものであっても良い。また、位相分割部１４を放電検出ユニット１ごとに形成しても良いし、位相分割部１４を1つにして全ての回路の計測データを集め一括で分割させるものであっても良い。

【0045】

ところで、放電事象に起因するノイズが大きく生じるのは、商用周波数におけるピークの前後の領域を含むピーク時間領域（Ａの領域、Ａ’の領域）である。また、放電事象に起因するノイズが正の商用周波数におけるピークの前後の領域を含むピーク時間領域（Ａの領域)側に出るのか、負の商用周波数におけるピークの前後の領域を含むピーク時間領域（Ａ’の領域)側に出るのかは、負荷８の機器の配線（プラグ）がプラスとマイナスのどちら側で接続したかで変わる。そのため、放電事象が発生したか否かの判定の場合は、出力が大きく出力した側をベースに判定を行えばよい。

【0046】

しかしながら、発生した放電事象のレベルなどによっては、放電事象が発生したか否かを判定する側の一方のピーク領域（例えば正の値のＡの領域)とは異なる極側の他方のピーク領域（例えば負の値のＡ’の領域）でも波形が出力する場合がある。このようなことは放電事象の発生規模が大きい場合や、放電事象が発生した場所が放電検出ユニット１から近い場合に生じる。つまり、放電事象の判定に用いる極側とは異なる極側の出力の状況から、放電規模や発生位置を推測することができる。

【0047】

そこで、判定部１５は、正極・負極の一方のピーク時間領域の位相角と、一方の位相角とは異なる位相角の出力を用いて放電事象の発生位置または発生規模を推測できるようにするのが好ましい。より詳しくは、放電事象が発生したか否かの判定で使用した一方の位相角と、一方の位相角とは異なる他方の位相角の出力を用いて放電事象の発生位置または発生規模を推測可能であるようにするのが好ましい。

【0048】

具体的に言えば、例えばＡの領域とＡ’の領域の差分を検出して差分の大きさによって発生位置や発生規模を判定部１５で特定するように構成すれば良い（図１２参照）。また、判定部１５や記憶部などに判定条件を格納しておき、その条件と比較して判定を行うようにするのが好ましい。なお、Ａの領域とＡ’の領域の出力が同じような出力となった場合、どちらが放電事象による出力かわからない場合であっても、各々を比較することで、発生位置や発生規模を判定が可能である。

【0049】

上記したような方法では厳密な距離の計測などは難しいが、大雑把にでも距離を推測して使用者に伝えれば、使用者が放電事象に対して対応しやすくなる。また、強度などの発生規模を推測できることで、使用者に対して、緊急性の判断の目安を提供することができる。例えば、判定された強度の強さに応じて、警報出力を変えれば、発生規模が大きい場合には、使用者に素早い判断を促すことなども可能となる。なお、放電検出ユニット１の表面に設けたインジゲータで発生規模のレベルを表示させるようにしても良い。

【0050】

上記した例では、単にＡの領域とＡ’の領域の差分を検出して発生位置または発生規模の推測に用いたが、「正極・負極の一方のピーク時間領域のタイミングにおける出力と、前記出力の直前若しくは直後の０値時間領域のタイミングにおける出力との差分」と、「正極・負極の他方のピーク時間領域のタイミングにおける出力と、前記出力の直前若しくは直後の０値時間領域のタイミングにおける出力との差分」と、を用いて放電事象の発生位置または発生規模を推測することも可能である。より具体的には、「Ａ-Ｂの差分Ｃ」と、「Ａ’-Ｂ’の差分Ｃ’」から発生位置と発生規模を推測することもできる。例えば、放電事象が発生したと判定した後で、所定時間における「Ｃ０１、Ｃ０２、Ｃ０３、Ｃ０４、・・・・・」の加算値または平均値を見て所定値以上を超えているかどうかを判定することによって発生位置または発生規模を推測することなどが例示できる（図１３参照）。

【0051】

この際、放電事象の発生の有無に用いる「閾値」とは別の閾値を利用して判定しても良い。また、放電事象の発生位置または発生規模を推測するために用いる所定時間は放電事象の発生の有無の判定に用いる「所定時間」と同じであっても良いし、別の所定時間であっても良い。

【0052】

また、「Ａ-Ｂの差分Ｃ」は用いずに「Ａ’-Ｂ’の差分Ｃ’」から発生位置と発生規模を推測することもできる。例えば、「Ａ-Ｂの差分Ｃ（Ｃ０１など）」を用いて放電事象が発生したと判定した後で、所定時間における「Ｃ０２、Ｃ０４、Ｃ０６、Ｃ０８、・・・・・」の加算値または平均値を見て所定値以上を超えているかどうかを判定することによって発生位置または発生規模を推測することなどが例示できる（図１４参照）。

【0053】

これらの例から理解されるように、放電事象が発生したか否かの判定では、「一方のピーク時間領域のタイミングにおける出力と、０値時間領域のタイミングにおける出力の差分」を用い、放電事象の発生位置または発生規模を推測する場合には、「一方のピーク時間領域のタイミングにおける出力とは異なるピーク時間領域のタイミングにおける出力と、０値時間領域のタイミングにおける出力との差分」を用いるようにするのが好ましい。

【0054】

他の実施形態として、図１５に示す例では、ハンドミキサーや電動ドリルなどの特定の機器を使用することにより、０値時間領域のタイミングにおける出力が大きくなってしまった場合を表している。この例では、放電事象が発生しているにもかかわらず、一方のピーク時間領域のタイミングにおける出力とは異なるピーク時間領域のタイミングにおける出力と、０値時間領域のタイミングにおける出力との差分を演算したときに第１の閾値以上になっていない。

【0055】

このような場合への対応を可能とするため、第３の閾値を設けておくのが好ましい。第３の閾値を設けておき、０値時間領域のタイミングにおける出力が第３の閾値以上となった場合に、放電事象の判定できない状況であることを通知させるのが好ましい。また、第３の閾値を超えるような出力がある場合は、判定部１５は、感度を低下させ、出力波形を低下させるのが好ましい。フィルタ部１１を通過した高周波を増幅する増幅部１２の増幅率を低下させるようにすることで、第１の閾値の判定を行うことができる。この場合、出力波形は第３の閾値以下まで低下させるものである。

【0056】

なお、図１６に示す例では、第４の閾値を設定している。ノイズを出力する特定の機器の使用が終了した場合、感度を低下させたままにしておくと検出範囲が狭くなったり、放電に伴うノイズを検出できなくなる恐れがあるが、第４の閾値を設定しているため、第３の閾値を超えた後、第３の閾値以下に低下させ、その後、０値時間領域のタイミングにおける出力が第３の閾値より低く設定した第４の閾値よりも下回る場合には、設定した感度をもとに戻すように制御することができる。

【0057】

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、電圧に重畳されるノイズではなく電流に重畳されるノイズを検出するようにすることも可能である。

【符号の説明】

【0058】

１ 放電検出ユニット
８ 負荷
１１ フィルタ部
１２ 増幅部
１３ 平滑部
１４ 位相分割部
１５ 演算部兼判定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】