JP2001016759A - 短絡の検出方法、及びその方法を用いた回路遮断方法及び警報出力方法、及びその回路遮断方法または警報出力方法を用いたプラグまたはコンセント。 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】短絡の検出方法、及びその方法を用いた回路遮
断方法及び警報出力方法、及びその回路遮断方法または
警報出力方法を用いたプラグまたはコンセントを提供す
る。 【解決手段】変流器１と、変流器１から出力された交流
電流を交流電圧に変換する電流−電圧変換回路２と、交
流電圧を脈流電圧に変換する整流回路３と、脈流電圧を
デジタル電圧値に変換するＡ／Ｄ変換回路４と、デジタ
ル電圧値を処理し、演算回路内部にある判定値Ｕを加算
し、演算回路の内部の判定値Ｕを出力すると同時に判定
値をクリアする演算回路１２と、最も古い判定値を破棄
すると同時に最も新しい判定値Ｕを読み込み記憶するこ
とによって常に最新の複数個の判定値Ｕを記憶するレジ
スタ回路と、判定値の合計が閾値Ｂより大きくなると検
出信号を引外し回路に出力する遮断出力回路６と、前記
検出信号を受けて引外しコイル７に駆動信号を出力する
引外し回路８から構成されるルーチン手段を用いた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、短絡の検出方法、
特にコード短絡・トラッキング現象による短絡の検出方
法、及びその方法を利用して電路を遮断する回路遮断方
法及び警報を出力する警報出力方法、及びその回路遮断
方法または警報出力方法を用いたプラグまたはコンセン
トに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】短絡の検出方法、及びその方法を利用し
た回路遮断器は、図１に示すように、過電流が電路１０
を流れたときに、引外し回路７からの駆動信号により、
駆動部である引外しコイル８を動作させ、接点９を開極
させるものである。図１における短絡の検出方法、及び
その方法を利用した回路遮断器は、電子回路を組み合わ
せて接点９を引外すには、電路１０の電流を変流器１で
電流を検出し、電流−電圧変換回路２で電圧値に変換し
たのち、マイコン１１の内部のＡ／Ｄ変換回路４でデジ
タル値（絶対値）に変換し、そのデジタル値を積算回路
５で所定の時間だけ積算して積算値が所定の基準値を越
えたときに、遮断出力回路６より引外し回路７へ引外し
信号を出力し，電路を遮断していた。

【０００３】

【従来の技術課題】しかし、前述した従来の技術では、
以下に示すような不都合があった。

【０００４】図１に示す従来の回路遮断器は、積算回路
５で所定の時間分の電流値を積算するため、特にトラッ
キング現象による短絡電流に代表されるような比較的低
い値の事故電流を検出するには前記所定の基準値を小さ
く抑える必要があるが、家電機器の突入電流などのた
め、ある値以上に基準値を小さくすると誤遮断を起こ
し、低い事故電流を検出することは難しかった。

【０００５】また、図１に示す回路遮断器は、コード短
絡・トラッキング現象による短絡を検出すると，当該回
路遮断器の部分で遮断動作するため、当該回路遮断器の
負荷側に複数のコンセントや、コンセント以外の回路、
例えば照明回路などが並列して接続されていた場合、事
故は特定のコンセント起こっているにも係わらず、その
コンセント以外の回路の電気供給も絶たれていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、係
る事由に鑑みてなされたもので、家電機器の通電電流波
形では動作せず、事故電流値の低いコード短絡やトラッ
キング現象による短絡電流は確実に検出する短絡の検出
方法、及びその検出方法を用いた回路遮断方法や、警報
出力方法、及びその方法をコンセント、またはプラグに
組込むことによって、コード短絡やトラッキング現象に
よる短絡の発生している個所である必要最小限の電路の
みを遮断できるようなプラグやコンセントを提供するこ
とを課題としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】係る課題を解決するため
に、請求項１は、電路に流れる電流を検出する変流器
と、変流器から出力された交流電流を交流電圧に変換す
る電流−電圧変換回路と、前記交流電圧を整流して脈流
電圧に変換する整流回路と、前記脈流電圧を数ｍ秒以下
の所定の時間幅毎にデジタル電圧値に変換するＡ／Ｄ変
換回路と、商用周波数の半波分の長さに相当する単位時
間毎に前記デジタル電圧値を処理し、処理結果に応じて
演算回路の内部にある判定値Ｕを加算し、演算回路の内
部の判定値Ｕを出力すると同時に演算回路の内部にある
判定値Ｕをクリアする演算回路と、前記所定の単位時間
毎にレジスタ回路の内部にある最も古い判定値Ｕを破棄
すると同時に前記の演算回路から出力される最も新しい
判定値Ｕを読み込み記憶することによって常に最新の複
数個の判定値Ｕを記憶するレジスタ回路と、レジスタ回
路に記憶されている過去の各判定値Ｕの合計と閾値Ｂを
比較する遮断出力回路を用いて、前記商用周波数の半波
分の長さに相当する所定の単位時間毎に前記レジスタ回
路に記憶されている過去の各判定値Ｕの合計が閾値Ｂよ
り大きくなった場合に、遮断出力回路は検出信号を出力
するという判定方法を提供している。

【０００８】また、請求項２は、請求項１の演算回路
に、商用周波数の半波分の長さに相当する所定の単位時
間の間で、前記デジタル電圧値の大きさが閾値Ａを超え
るものがあった場合、演算回路の内部の判定値Ｕを加算
するという方法を提供している。

【０００９】また、請求項３は、請求項１の演算回路
に、数ｍ秒以下の時間幅毎にデジタル電圧値へ変換され
た連続する３個のデジタル電圧値のうち、２番目のデジ
タル電圧値が他の２つのデジタル電圧値よりも小さく、
かつ２番目のデジタル電圧値の大きさが閾値Ｃよりも大
きい場合、演算回路の内部の判定値Ｕを加算するという
方法を提供している。

【００１０】また、請求項４は、請求項１の演算回路
に、商用周波数の半波分の長さに相当する所定の単位時
間毎に、その単位時間内のデジタル電圧値の最大値をレ
ジスタ回路に出力して、レジスタ回路は前記単位時間毎
に演算回路の前記デジタル電圧値の最大値を読み込み記
憶すると同時に、レジスタ回路に記憶されている最新の
少なくとも過去５個のデジタル電圧値において、最大値
と最小値の差が閾値Ｄよりも大きい場合、演算回路の内
部の判定値Ｕを加算するという方法を提供している。

【００１１】また、請求項５は、請求項１記載の判定手
段において、商用周波数の半波分の長さに相当する所定
の単位時間毎にレジスタ回路に記憶されている最新のデ
ジタル電圧値と、レジスタ回路に記憶されている２番目
から少なくとも５番目に新しいデジタル電圧値の中の最
大値との差が閾値Ｅより大きくかつ閾値Ｆよりも小さい
場合、演算回路の内部の判定値Ｕを加算するという方法
を提供している。

【００１２】また、請求項６は、請求項１の演算回路
に、数ｍ秒以下の時間幅毎にデジタル電圧値へ変換され
た連続する３個のデジタル電圧値のうち２番目のデジタ
ル電圧値が他の２つのデジタル電圧値よりも小さく、か
つ２番目のデジタル電圧値の大きさが閾値Ｃよりも大き
いという第１の条件と、商用周波数の半波分の長さに相
当する所定の単位時間毎に演算回路の前記デジタル電圧
値の最大値をレジスタに読み込み記憶すると同時にレジ
スタ回路に記憶されている最新の少なくとも過去５個の
デジタル電圧値において、最大値と最小値の差が閾値Ｄ
よりも大きいという第２の条件と、レジスタ回路に記憶
されている最新の最大値のデジタル電圧値とレジスタ回
路に記憶されている２番目から少なくとも５番目に新し
いデジタル電圧値の最大値との差が閾値Ｅより大きくか
つ閾値Ｆよりも小さいという第３の条件のうち、第１か
ら第３の条件をすべて満足した場合、レジスタ回路に記
憶されている過去の各判定値Ｕの合計が閾値Ｂより大き
くなるような数値を、演算回路の内部の判定値Ｕに代入
するという方法を提供している。

【００１３】また、請求項７は、前記演算回路における
判定値Ｕの加算方法について、請求項２から請求項６に
示す全部、もしくは請求項２から請求項６を選択的に合
わせ持たせる方法を提供している。

【００１４】また、請求項８は、請求項１から請求項７
に示すいずれかの短絡検出方法の遮断出力回路の検出信
号をうけて、引外し回路は前記検出信号をうけて、引外
しコイルに駆動信号を出力して接点を開極して電路を遮
断する回路遮断方法を提供している。

【００１５】また、請求項９は、請求項１から請求項７
に示すいずれかの短絡検出方法の遮断出力回路の検出信
号をうけて、警報回路は前記検出信号をうけて外部に警
報を出力する警報出力方法を提供している。

【００１６】また、請求項１０は、請求項８に示す回路
遮断方法、請求項９に示す警報出力方法を組込んだプラ
グを提供している。

【００１７】また、請求項１１は、請求項８に示す回路
遮断方法、請求項９に示す警報出力方法を組込んだコン
セントを提供している。

【００１８】

【作用】請求項１に述べた方法により、Ａ／Ｄ変換回路
から出力されるデジタル電圧値を演算回路で適当に処理
して判定値Ｕを出力し、複数の判定値Ｕの合計値を閾値
Ｂと比較することで、家電機器の負荷電流とコード短絡
やトラッキング現象による短絡時に流れる低い電流値に
よる短絡電流を区別して検出することができる。

【００１９】請求項２に述べた方法により、類似した電
流波形をもつ家電機器の電源入力時の突入電流波形から
定常電流波形に移行する場合とコード短絡による短絡電
流波形を比較した場合、コード短絡による短絡電流波形
の方が家電機器の定常電流波形より高い電流が継続的に
発生するという特徴からコード短絡を判別することがで
きる。

【００２０】請求項３に述べた方法により、トラッキン
グ現象による短絡電流波形と家電機器の負荷電流波形に
ノイズが重畳した電流波形が類似していても、連続する
３つのデジタル電圧値のうちの２番目の大きさに着目す
ることによって、家電機器の負荷電流波形とトラッキン
グ現象による短絡波形を区別することが可能となる。

【００２１】請求項４に述べた方法により、家電機器の
負荷電流の変動幅に比べてトラッキング現象による短絡
電流の変動幅の方が大きいことを利用して、家電機器の
負荷電流波形とトラッキング現象による短絡波形を区別
することが可能となる。

【００２２】請求項５に述べた方法により、家電機器停
止時の負荷電流の変動幅に比べてトラッキング現象によ
る短絡電流の変動幅の方が小さいことを利用して、家電
機器の停止時の負荷電流とトラッキング現象による短絡
電流を区別することができる。

【００２３】請求項６に述べた方法により、トラッキン
グ現象による短絡電流特有の波形を複数検出した場合、
演算回路の判定値Ｕに、レジスタ回路に記憶されている
過去の各判定値Ｕの合計が閾値Ｂより大きくなるような
数値を代入することによって短時間でトラッキング現象
による短絡が発生したと判断することができる。

【００２４】請求項７に述べた方法により、コード短絡
・トラッキングによる短絡をより確実に検出することが
できる。

【００２５】請求項８に述べた方法により、コード短絡
・トラッキングによる短絡が発生したと判断した場合、
電路を遮断することができる。

【００２６】請求項９に述べた方法により、コード短絡
・トラッキングによる短絡が発生したと判断した場合、
警報を出力することができる。

【００２７】請求項１０に述べた手段により、プラグの
負荷機器接続側の必要最小限の電路に限定して遮断、も
しくは警報を出力することができる。

【００２８】請求項１１に述べた手段により、コンセン
トの負荷機器接続側の必要最小限の電路に限定して遮
断、もしくは警報を出力することができる。

【００２９】

【発明実施の形態】以下に本件発明について図面を用い
て詳細に説明する。

【００３０】図２に本件発明請求項１の実施例を示す。
図２は本件発明の請求項１の実施例のブロック図であ
り、変流器１、電流−電圧変換回路２、整流回路３、Ａ
／Ｄ変換回路４、演算回路１２、遮断出力回路６、レジ
スタ回路１３からなる短絡検出方法に対し、引き外し回
路７と引き外しコイル８と接点９を組み合わせたもので
ある。

【００３１】電路１０は単相２線式の場合を示している
が、単相２線式に特に限定するものではない。また、引
き外しコイル８と接点９より成る接点開閉装置には、遮
断器あるいは継電器などをもちいる。

【００３２】変流器１は、電路１０に流れる電流を検出
して交流電流を出力するものである。変流器１は、たと
えば、図４に示すような電流波形を検出する。

【００３３】電流−電圧変換回路２は、変流器１より出
力された交流電流を交流電圧に変換するものであり、具
体的には、抵抗を介して電圧値に変換する。

【００３４】整流回路３では、電流−電圧変換回路２の
出力電圧を、ダイオードなどを用いて図５に示すような
波形に整流することで、監視電圧範囲を整流しない場合
の半分にでき、Ａ／Ｄ変換回路４の入力電圧のデジタル
化した後のデジタル電圧値の分解能を高めることができ
る。

【００３５】次にマイコン１１の内部を説明する。マイ
コン１１は、Ａ／Ｄ変換回路４と演算回路１２とレジス
タ回路１３と遮断出力回路６を有する。

【００３６】Ａ／Ｄ変換回路４は、整流回路３の出力電
圧を数ｍ秒以下の所定の時間幅で分割して、デジタル電
圧値に変換するものである。たとえば、出力電圧をサン
プリング時間である１ｍ秒ごとにデジタル化する。

【００３７】Ａ／Ｄ変換回路４の最大入力電圧を５Ｖと
し、デジタル変換の分解能を８ビットとすると、Ａ／Ｄ
変換回路４の出力は、０Ｖのときが０、２．５Ｖのとき
が１２７、５Ｖのときが２５５となる。ここで、Ａ／Ｄ
変換時の１ビットの電流値が１Ａに対応するように電流
−電圧変換回路を調整すると、Ａ／Ｄ変換回路８の性能
として、０Ａ〜＋２５５Ａまでの電流波形の計測が可能
となる。また、このＡ／Ｄ変換回路４を内蔵したマイコ
ン１１を用いてもよい。

【００３８】演算回路１２では、商用周波数の半波分の
長さに相当する単位時間あたりに発生するデジタル電圧
値を処理し、処理結果に応じて、演算回路１２の内部に
ある判定値Ｕを加算する。

【００３９】レジスタ回路１３は、前記の単位時間毎に
最も古い判定値Ｕを破棄すると同時に、前記の演算回路
１２から出力される最も新しい判定値Ｕを読み込み記憶
して、できればＴを１０以上の数として、常に新しい過
去Ｔ個分の判定値Ｕを記憶しておく。

【００４０】また、判定精度を高めるために記憶する過
去の判定値Ｕの数Ｔはできれば１０以上必要だが、マイ
コン内部のメモリー容量に合わせて、できる限り多くの
判定値Ｕを記憶できるようにするとよい。

【００４１】遮断出力回路６は、前記の単位時間毎に前
記レジスタに記憶されている各判定値Ｕを読み出して合
計を求めて、その合計が閾値Ｂより大きくなると短絡が
発生したと判断し、検出信号を出力する。

【００４２】以上の請求項１の発明の実施例による短絡
検出方法では、従来の図１による積算型の判定をするも
のに比べ、Ａ／Ｄ変換回路から出力されるデジタル電圧
値を演算回路１２より処理し、判定値Ｕに変換し、レジ
スタ回路１３で記憶されている判定値Ｕを遮断回路６で
合計して閾値Ｂと比較するので、演算回路で電流の波形
の特徴を捉えて判定値Ｕに重み付けをすることができ
る。それにより、家電機器の負荷電流と事故電流を区別
できるようになる。なお、整流回路３については、省略
することも可能である。その場合、Ａ／Ｄ変換回路の出
力であるデジタル電圧値は、正負の両方が出力されるの
で、その後絶対値化すればよい。

【００４３】次に、本件発明の請求項２の実施例を示
す。図２のブロック図、図６に示すようなコード短絡時
の波形に基づいて説明する。この請求項２は、演算回路
１２の実施態様であり、演算回路１２では、商用周波数
の半波分の長さに相当する単位時間あたりに発生するデ
ジタル電圧値の大きさと閾値Ａを比較して、前記デジタ
ル電圧値の方が閾値Ａより大きいものがあった場合、演
算回路１２の内部にある判定値Ｕを加算する。加算方法
は、前記単位時間あたりに発生するデジタル電圧値の大
きさと閾値Ａを比較して、前記デジタル電圧値の方が閾
値Ａより大きいものの発生回数を判定値Ｕに加えてもよ
く、また所定の単位時間あたりに発生するデジタル電圧
値の大きさと閾値Ａを比較して、前記デジタル電圧値の
方が閾値Ａより大きいものが発生していれば、判定値Ｕ
に１を加算する方法でもよい。図６は後者による加算方
法の例である。。

【００４４】電流の閾値Ａ，レジスタ回路の過去の判定
値Ｕの合計に対する閾値Ｂの設定値については、コード
短絡で動作し、かつ家電機器の突入電流等によって誤動
作しない程度の電流の大きさに相当する数値を設定す
る。例えば電流の閾値Ａは１００Ａ前後の電流値、閾値
ＢについてはＴを越えない範囲で任意に設定できる。

【００４５】以上の処理を具体例で説明すると、例えば
図６に示すようなコード短絡波形の場合、Ｔ個分の半波
波形のうち閾値Ａの電流値をこえる半波の波形の発生し
ている部分の判定値Ｕに１加算されているとすると、レ
ジスタ回路に記憶されている過去のＴ個分の各判定値Ｕ
の合計は閾値Ｂと等しくなるので遮断出力回路はコード
短絡が発生したと判断する。それにより、家電機器の突
入電流等による大電流から序々に定常電流に小さくなっ
ていく波形と、コード短絡のように突入電流までは大き
くない短絡電流が継続的に流れた場合を判別できる。

【００４６】次に、本件発明の請求項３の実施例を示
す。図２のブロック図、図７の家電機器の負荷電流波
形、図８のトラッキング現象による短絡電流波形に基づ
いて説明する。この請求項３は、演算回路１２の実施態
様であり、演算回路１２は所定の時間幅毎にデジタル電
圧値を１つずつ更新して、常に新しい連続する３つのデ
ジタル電圧値を記憶しておく。

【００４７】前記連続する３個のデジタル電圧値のうち
２番目のデジタル電圧値が他の２つのデジタル電圧値よ
りも小さい波形は、トラッキング現象による短絡電流波
形に頻繁に表れ、他の波形と特徴的に区分できるが、唯
一インバータを有する家電機器による電流波形にノイズ
が重畳した場合は区別がつきにくい。

【００４８】しかし、前記２番目のデジタル電圧値の大
きさが閾値Ｃよりも大きいかどうかという判断条件を加
えることによって、図８に示すトラッキング現象による
短絡電流波形と図７に示すようなインバータを有する家
電機器によって電流波形にノイズが重畳した場合を区別
できる。

【００４９】前記２番目の演算回路にはデジタル電圧値
の大きさが閾値Ｃよりも大きい場合は図８に示すような
トラッキング現象による短絡特有の波形を検出したと判
断して、演算回路１２の判定値Ｕを加算する。さらに、
遮断出力回路６で、随時、前記レジスタに記憶されてい
る各判定値Ｕを読み出して和を求めて、その合計が閾値
Ｂより大きくなるとトラッキング現象による短絡が発生
したと判断する。

【００５０】図７、図８に示す閾値Ｃの設定値について
は、図８に示すトラッキング現象による短絡電流で動作
し、かつ図７に示すインバータを有する家電機器等によ
って誤動作しない程度の電流の大きさに相当する数値を
設定する。例えば、閾値Ｃの設定値は２０Ａといった数
値を設定する。インバータを有する家電機器の負荷容量
には、上限があり、したがって、閾値Ｃにも上限を設定
することができる。閾値Ｃを適当に選ぶことにより通常
のトラッキング現象による短絡電流波形とインバータを
有する家電機器の電流波形を区分することができる。

【００５１】次に、本件発明の請求項４の実施例を示
す。図３のブロック図、図９の家電機器の負荷電流、図
１０のトラッキング現象による短絡電流に基づいて説明
する。この請求項４は、演算回路１２の実施態様であ
り、前記単位時間ごとに単位時間内のデジタル電圧値の
最大値を前記レジスタ回路１３に出力させ、レジスタ回
路１３は所定の単位時間毎に演算回路の最も新しいデジ
タル電圧値の最大値を読み込み記憶すると同時に最も古
いデジタル電圧値の最大値を破棄して常に最新の少なく
とも過去Ｓ個分のデジタル電圧値の最大値を記憶させ
る。

【００５２】演算回路１２は、前記レジスタ回路１３に
記憶されている１番目から少なくとも５番目に新しいデ
ジタル電圧値のうちの最大値と最小値の差が閾値Ｄより
も大きい場合は、演算回路１２の判定値Ｕを加算する。
さらに、遮断出力回路６で、随時、前記レジスタに記憶
されている各判定値Ｕを読み出して和を求めて、その合
計が閾値Ｂより大きくなるとトラッキングによる短絡が
発生したと判断する。

【００５３】なお閾値Ｄについては、図９に示すような
家電機器の負荷電流の最大値の変動幅に比べて図１０に
示すようなトラッキング現象による短絡電流の変動中の
方が大きいので、図１０に示すようなトラッキング現象
による短絡電流で動作し、かつ図９に示すような家電機
器等の電流によって誤動作しない程度の電流の大きさに
相当する数値を設定する。例えば、閾値Ｄは家電機器の
通常使用時の負荷電流の変化量よりも大きい１０Ａ程度
の電流値を設定する。また、過去Ｓ個分の判定値は十数
個以上記憶しておく必要があり、マイコン内部のメモリ
ー容量に合わせて記憶できる数を増加させるとよい。

【００５４】次に、本件発明の請求項５の実施例を示
す。図２のブロック図、図１１の家電機器の負荷電流波
形、図１２に示すトラッキングによる電流波形に基づい
て説明する。この請求項５は、演算回路１２の実施態様
であり、レジスタ回路１３に記憶されている最新のデジ
タル電圧値とレジスタ回路に記憶されている２番目から
少なくとも５番目に新しいデジタル電圧値の中の最大値
との差が閾値Ｅより大きくかつ閾値Ｆよりも小さいよう
な場合は、図１２に示すようなトラッキング現象による
短絡電流が発生したと判断して、演算回路１２の判定値
Ｕを加算する。さらに、遮断出力回路６で、随時、前記
レジスタに記憶されている各判定値Ｕを読み出して和を
求めて、その合計が閾値Ｂより大きくなるとトラッキン
グによる短絡が発生したと判断する。

【００５５】閾値Ｅについては、図９と図１０により説
明した理由により設定することが可能であり、閾値Ｆの
設定値については、図１１に示すような家電機器停止時
の負荷電流の大きな変化量に比べて図１２に示すような
トラッキング現象による短絡電流の変化量の方が小さい
ことから、図１２に示すようなトラッキング現象による
短絡電流で動作し、かつ図１１に示すような家電機器の
電源入切等の操作によって誤動作しない程度の電流の大
きさに相当するデジタル電圧値を設定することが可能で
ある。

【００５６】次に、本件発明の請求項６の実施例を示
す。図２に基づいて説明する。この請求項６は、演算回
路１２の実施態様であり、請求項３で説明した連続する
３個のデジタル電圧値のうち２番目のデジタル電圧値が
他の２つのデジタル電圧値よりも小さく、かつ２番目の
デジタル電圧値の大きさが閾値Ｃよりも大きいという第
１の条件と、請求項４で説明したレジスタ回路に記憶さ
れている１番目から少なくとも５番目に新しいデジタル
電圧値の最大値の中の差が閾値Ｄよりも大きいという第
２の条件と、請求項５で説明したレジスタ回路に記憶さ
れている最新のデジタル電圧値とレジスタ回路に記憶さ
れている２番目から少なくとも５番目に新しいデジタル
電圧値の中の最大値との差が閾値Ｅより大きくかつ閾値
Ｆよりも小さいという第３の条件の全てが満足されたと
きは、トラッキング現象による短絡時に発生する特有の
現象を複数個検出したことになり、トラッキング現象に
よる短絡が発生した可能性が非常に高いので遮断回路６
によるレジスタ回路に記憶されている過去の各判定値Ｕ
の合計値が閾値Ｂより大きくなるような数値を演算回路
Ｕに代入する機能を演算回路１２に加えたものである。
そのようにすれば遮断出力回路６は、随時、前記レジス
タに記憶されている各判定値Ｕを読み出して和を求めた
際、その合計は閾値Ｂより大きくなり即座にトラッキン
グによる短絡が発生したと判断することができる。

【００５７】次に、本件発明の請求項７の実施例を示
す。請求項７は演算回路１２の判定値Ｕの演算につい
て、請求項２から請求項６による方法を全て行うように
するか、あるいは選択的に組み合わせて行うようにした
もので、それにより、より確実にコード短絡とトラッキ
ング現象による短絡を検出することができる。

【００５８】次に、本件発明の請求項８の実施例を示
す。図３に基づいて説明する。図３はコード短絡・トラ
ッキング現象による短絡発生時の遮断方法を実現するた
めの手段の構成を示すブロック図であり、変流器１、電
流−電圧変換回路２、整流回路３、Ａ／Ｄ変換回路４、
演算回路１２、レジスタ回路１３、遮断出力回路６は図
２と同様であり、引き外し回路７、引き外しコイル８、
接点９を追加したものである。この実施例では、請求項
１から請求項７による遮断出力回路からの検出信号を引
外し回路に出力して、前記検出信号を受けて引外し回路
７は引外しコイル８に駆動信号を出力することで電路を
遮断することができる。

【００５９】次に、本件発明の請求項９の実施例を示
す。図３に基づいて説明する。図３はコード短絡・トラ
ッキング現象による短絡発生時の警報の出力方法を実現
するための手段の構成を示すブロック図であり、変流器
１、電流−電圧変換回路２、整流回路３、Ａ／Ｄ変換回
路４、遮断出力回路６、演算回路１２、レジスタ回路１
３は図２と同様であり、警報回路１７が遮断出力回路６
に接続されている。この実施例は、コード短絡・トラッ
キング現象による短絡の検出時に警報を出力する方法を
実現するための手段の構成を示すブロック図であり、請
求項１から請求項７の実施例に警報出力回路１７を追加
することで、コード短絡とトラッキング現象による短絡
発生時に警報を出力することができる。

【００６０】なお、警報出力回路１７の警報手段に、警
報ランプの表示や音声出力、または外部接点出力を設け
てもよい。

【００６１】次に、本件発明の請求項１０、請求項１１
の実施例を示す。図１３、図１４に基づいて説明する。
この実施例は、請求項８、または請求項９による回路遮
断方法または警報出力方法に対しプラグ１９またはコン
セント１６に接続したもので、いずれかを選択的に筐体
内に組込むことで、コード短絡やトラッキング現象によ
る短絡で回路を遮断する、あるいは警報を出力すること
ができるプラグ、またはコンセントを提供し、事故が発
生している電路のみを他の電路から区分して遮断あるい
は警報を発生することができる。

【００６２】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
Ａ／Ｄ変換回路から出力されるデジタル電圧値を演算回
路で適当に処理して判定値Ｕを出力し、複数の判定値Ｕ
の合計値を閾値Ｂと比較することで、家電機器の負荷電
流とコード短絡やトラッキング現象による短絡時に流れ
る低い電流値による短絡電流を区別して検出することが
できる。

【００６３】また、請求項２の発明によれば、類似した
電流波形をもつ家電機器の電源入力時の突入電流波形か
ら定常電流波形に移行する際の波形とコード短絡による
短絡電流波形を比較した場合、コード短絡による短絡電
流波形の方が家電機器による定常電流より高い電流が継
続的に発生するという特徴からコード短絡を判別するこ
とができる。

【００６４】また、請求項３の発明によれば、トラッキ
ング現象による短絡電流波形と家電機器の負荷電流波形
にノイズが重畳し電流波形が類似していても、連続する
３つのデジタル電圧値のうちの２番目の大きさに着目す
ることによって、家電機器の負荷電流波形とトラッキン
グ現象による短絡波形を区別することが可能となる。

【００６５】また、請求項４の発明によれば、家電機器
の負荷電流の変動幅に比べてトラッキング現象による短
絡電流の変動幅の方が大きいことを利用して、家電機器
の負荷電流波形とトラッキング現象による短絡波形を区
別することが可能となる。

【００６６】また、請求項５の発明によれば、家電機器
停止時の負荷電流の変動幅に比べてトラッキング現象に
よる短絡電流の変動幅の方が小さいことを利用して、家
電機器の停止時の負荷電流とトラッキング現象による短
絡電流を区別することができる。

【００６７】また、請求項６の発明によれば、トラッキ
ング現象による短絡電流特有の波形を複数検出した場
合、演算回路の判定値Ｕに、レジスタ回路に記憶されて
いる過去の各判定値Ｕの合計が閾値Ｂより大きくなるよ
うな数値を代入することによって短時間でトラッキング
現象による短絡が発生したと判断することができる。

【００６８】また、請求項７の発明によれば、コード短
絡・トラッキングによる短絡をより確実に検出すること
ができる。

【００６９】また、請求項８の発明によれば、コード短
絡・トラッキングによる短絡が発生したと判断した場
合、電路を遮断することができる。

【００７０】また、請求項９の発明によれば、コード短
絡・トラッキングによる短絡が発生したと判断した場
合、警報を出力することができる。

【００７１】また、請求項１０の発明によれば、プラグ
の負荷機器接続側の必要最小限の電路に限定して遮断、
もしくは警報を出力することができるようになり、コー
ド短絡・トラッキング現象による短絡などによる電気火
災を未然に防止することができると同時に、照明などそ
の他の必要な電源を確保できる。

【００７２】また、請求項１１の発明によれば、請求項
１１に述べた手段により、コンセントの負荷機器接続側
の必要最小限の電路に限定して遮断、もしくは警報を出
力することができるようになり、コード短絡・トラッキ
ング現象による短絡などによる電気火災を未然に防止す
ることができると同時に、照明などその他の必要な電源
を確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のマイコンを搭載した電子式の電路の遮断
方法の回路概略例

【図２】本件発明の回路概略例

【図３】本件発明の実施例

【図４】電流波形の例

【図５】電流−電圧変換回路２の出力電圧を、ダイオー
ドを用いて整流化した電圧波形例

【図６】コード短絡波形の例

【図７】家電機器の負荷電流波形

【図８】トラッキングによる短絡電流波形

【図９】家電機器の負荷電流波形

【図１０】トラッキングによる短絡電流波形

【図１１】家電機器の負荷電流波形

【図１２】トラッキングによる短絡電流波形

【図１３】回路遮断方法または警報出力方法を用いたプ
ラグ

【図１４】回路遮断方法または警報出力方法を用いたコ
ンセント

【符号の説明】

１ 変流器 ２ 電流−電圧変換回路 ３ 整流回路 ４ Ａ／Ｄ変換回路 ５ 積算回路 ６ 接点 ７ 引外し回路 ８ 引外しコイル ９ 接点 １０ 電路 １１ マイコン １２ 演算回路 １３ レジスタ回路 １４ 配線用差込接続器 １５ 継電器 １６ コンセント １７ 警報回路 １８ プラグ １９ プラグの刃

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5G004 AA01 AB02 BA03 BA04 CA04 DA01 DB01 DC04 DC07 EA04 FA01 5G030 FC08 XX00 YY13

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電路に流れる電流を検出する変流器と、変
   流器から出力された交流電流を交流電圧に変換する電流
   −電圧変換回路と、前記交流電圧を整流して脈流電圧に
   変換する整流回路と、前記脈流電圧を数ｍ秒以下の所定
   の時間幅毎にデジタル電圧値へ変換するＡ／Ｄ変換回路
   と、商用周波数の半波分の長さに相当する単位時間毎に
   前記デジタル電圧値を処理し、処理結果に応じて演算回
   路内部の判定値Ｕを加算し、演算回路の内部の判定値Ｕ
   を出力すると同時に演算回路の内部にある判定値Ｕをク
   リアする演算回路と、前記単位時間毎にレジスタ回路の
   内部にある最も古い判定値Ｕを破棄すると同時に前記の
   演算回路から出力される最も新しい判定値Ｕを読み込み
   記憶することによって常に最新の複数個の判定値Ｕを記
   憶するレジスタ回路と、レジスタ回路に記憶されている
   過去の各判定値Ｕの合計と閾値Ｂを比較する遮断出力回
   路より構成され、前記商用周波数の半波分の長さに相当
   する単位時間毎に前記レジスタ回路に記憶されている過
   去の各判定値Ｕの合計が閾値Ｂより大きくなった場合
   に、遮断出力回路は検出信号を出力する短絡検出方法。
2. 【請求項２】前記演算回路は、商用周波数の半波分の長
   さに相当する単位時間の間で、前記デジタル電圧値の大
   きさが閾値Ａを超えるものがあった場合、演算回路の内
   部の判定値Ｕを加算することを特徴とする請求項１の短
   絡検出方法。
3. 【請求項３】前記演算回路は、数ｍ秒以下の時間幅毎に
   デジタル電圧値へ変換された連続する３個のデジタル電
   圧値のうち、２番目のデジタル電圧値が他の２つのデジ
   タル電圧値よりも小さく、かつ２番目のデジタル電圧値
   の大きさが閾値Ｃよりも大きい場合、演算回路の内部の
   判定値Ｕを加算することを特徴とする請求項１の短絡検
   出方法。
4. 【請求項４】前記演算回路は、商用周波数の半波分の長
   さに相当する単位時間毎に、その単位時間内のデジタル
   電圧値の最大値をレジスタ回路に出力して、レジスタ回
   路は前記単位時間毎に演算回路の前記デジタル電圧値の
   最大値を読み込み記憶すると同時に、レジスタ回路に記
   憶されている最新の少なくとも過去５個のデジタル電圧
   値において、最大値と最小値の差が閾値Ｄよりも大きい
   場合、演算回路の内部の判定値Ｕを加算することを特徴
   とする請求項１の短絡検出方法。
5. 【請求項５】前記演算回路は、商用周波数の半波分の長
   さに相当する単位時間内のデジタル電圧値の最大値をレ
   ジスタ回路に出力して、レジスタ回路は前記単位時間毎
   に演算回路の前記デジタル電圧値の最大値を読み込み記
   憶すると同時に、レジスタ回路に記憶されている最新の
   デジタル電圧値と、レジスタ回路に記憶されている２番
   目から少なくとも５番目に新しいデジタル電圧値の中の
   最大値との差が閾値Ｅより大きくかつ閾値Ｆよりも小さ
   い場合、演算回路の内部の判定値Ｕを加算することを特
   徴とする請求項１の短絡検出方法。
6. 【請求項６】前記演算回路は、数ｍ秒以下の時間幅毎に
   デジタル電圧値へ変換された連続する３個のデジタル電
   圧値のうち２番目のデジタル電圧値が他の２つのデジタ
   ル電圧値よりも小さく、かつ２番目のデジタル電圧値の
   大きさが閾値Ｃよりも大きいという第１の条件と、商用
   周波数の半波分の長さに相当する単位時間毎に演算回路
   の前記デジタル電圧値の最大値をレジスタに読み込み記
   憶すると同時に、レジスタ回路に記憶されている最新の
   少なくとも過去５個のデジタル電圧値において、最大値
   と最小値の差が閾値Ｄよりも大きいという第２の条件
   と、レジスタ回路に記憶されている最新の最大値である
   デジタル電圧値とレジスタ回路に記憶されている２番目
   から少なくとも５番目に新しいデジタル電圧値の中の最
   大値との差が閾値Ｅより大きくかつ閾値Ｆよりも小さい
   という第３の条件のうち、第１から第３の条件をすべて
   満足した場合、レジスタ回路に記憶されている過去の各
   判定値Ｕの合計が閾値Ｂより大きくなる数値を、演算回
   路の内部の判定値Ｕに代入することを特徴とする請求項
   １の短絡検出方法。
7. 【請求項７】前記演算回路における判定値Ｕの加算方法
   について、請求項２から請求項６の全部、もしくは請求
   項２から請求項６を選択的に合わせ持つことを特徴とす
   る請求項１の短絡検出方法。
8. 【請求項８】請求項１から請求項７に示すいずれかの短
   絡検出方法の遮断出力回路の検出信号をうけて引外しコ
   イルに駆動信号を出力する引外し回路と、電路を遮断す
   る接点９とからなり、請求項１から７に示すいずれかの
   遮断出力回路の検出信号を引外し回路に出力して、前記
   検出信号を受けて引外し回路は引外しコイルに駆動信号
   を出力して接点９を開極して電路を遮断することを特徴
   とする回路遮断方法。
9. 【請求項９】請求項１から請求項７に示すいずれかの短
   絡検出方法の遮断出力回路の検出信号をうけて警報を出
   力する警報回路からなり、警報回路は遮断出力回路の検
   出信号をうけて外部に警報を出力することを特徴とする
   警報出力方法。
10. 【請求項１０】請求項８に示す回路遮断方法、または請
    求項９に示す警報出力方法を組込んだことを特徴とする
    プラグ。
11. 【請求項１１】請求項８に示す回路遮断方法、または請
    求項９に示す警報出力方法を組込んだことを特徴とする
    コンセント。