JP2003346620A - Relay device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はリレー装置に関す
る、より詳細にはリレー装置の継電部の寿命を判定する
リレー装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a relay device, and more particularly to a relay device for determining the life of a relay section of a relay device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】接触子どうしが接離することで、電気的
スイッチを実現しているリレーは、高電圧・高電流の状
態で接離すると、接触子間にアーク放電が発生し、この
アーク放電が接触子を腐食させてしまう。これにより接
触子の寿命が短縮されてしまい、リレーを利用する回
路、装置の不具合の原因となる。2. Description of the Related Art A relay which realizes an electrical switch by contacting and separating contacts makes an arc discharge between the contacts when the contact is separated at a high voltage and a high current. The discharge corrodes the contacts. As a result, the life of the contact is shortened, which causes a failure of a circuit or a device using the relay.
【０００３】この問題を回避するため、接触子の寿命を
判定する装置が、特開平１１−９６８５８号公報に記載
されている。上記公報記載の装置は、リレーの可動接触
子と固定接触子の間の電位であるアーク電圧値と、アー
ク発生時に接触子に流れるアーク電流値とから、アーク
エネルギーを算出して算出値から可動接触子および固定
接触子の消耗量を演算してリレーの寿命を推定するもの
である。[0003] In order to avoid this problem, an apparatus for determining the life of a contact is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-96858. The device described in the above publication calculates an arc energy from an arc voltage value, which is a potential between a movable contact and a fixed contact of a relay, and an arc current value flowing through the contact when an arc occurs, and moves the calculated energy from the calculated value. The life of the relay is estimated by calculating the consumption of the contact and the fixed contact.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の装
置では、可動接触子と固定接触子の間の電位であるアー
ク電圧値の計測に加え、アーク電流値を計測し、さらに
アークエネルギーを算出する必要があった。However, in the conventional apparatus, in addition to the measurement of the arc voltage value which is the potential between the movable contact and the fixed contact, it is necessary to measure the arc current value and calculate the arc energy. was there.
【０００５】そこで本発明は、少ない参照パラメータ
で、アーク放電発生を検出できるリレー装置を提供する
ことを目的とする。Accordingly, an object of the present invention is to provide a relay device capable of detecting occurrence of arc discharge with a small number of reference parameters.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るリレー装置は、導電材で形成される接
触子どうしが接離する継電部と、前記接触子どうしの接
点近傍に設けられ、前記接触子に対して電気的に絶縁さ
れたセンサ電極と、前記センサ電極の電位を計測する電
位計測部と、前記センサ電極の電位に基づいて、前記接
触子どうしの接離によるアーク放電発生の有無を判定す
るアーク判定部と、を有するものとする。In order to achieve the above object, a relay device according to the present invention comprises: a relay section formed by a conductive material, in which contacts are separated from each other; and a vicinity of a contact between the contacts. A sensor electrode electrically insulated from the contact, a potential measuring unit for measuring the potential of the sensor electrode, and a contact / separation between the contacts based on the potential of the sensor electrode. And an arc determining unit that determines whether or not an arc discharge has occurred.
【０００７】望ましくは、本発明に係るリレー装置は、
前記接触子の一方が正極側接触子、他方が負極側接触子
であり、前記センサ電極の電位は、前記負極側接触子を
基準とする電位であり、前記アーク判定部は、前記セン
サ電極の電位が所定値以上の場合にアーク放電発生と判
定するものとする。Preferably, the relay device according to the present invention comprises:
One of the contacts is a positive contact, the other is a negative contact, the potential of the sensor electrode is a potential based on the negative contact, and the arc determination unit is configured to detect the potential of the sensor electrode. If the potential is equal to or higher than a predetermined value, it is determined that arc discharge has occurred.
【０００８】上記構成によれば、センサ電極の電位を参
照して、アーク放電発生を検出できる。According to the above configuration, the occurrence of arc discharge can be detected by referring to the potential of the sensor electrode.
【０００９】望ましくは、本発明に係るリレー装置は、
前記アーク判定部は、前記継電部の接触状態から非接触
状態への移行過程で発生するアーク放電期間中におい
て、前記接触子どうしが離れるにしたがって生じる金属
相からガス相への相変化点を、相変化点で生じる前記セ
ンサ電極の電位の極大現象に基づいて判定するものとす
る。Preferably, the relay device according to the present invention comprises:
The arc determination unit, during the arc discharge period occurring in the transition process from the contact state of the relay unit to the non-contact state, the phase change point from the metal phase to the gas phase that occurs as the contacts separate from each other. , Based on a local maximum phenomenon of the potential of the sensor electrode occurring at the phase change point.
【００１０】上記構成によれば、センサ電極の電位を参
照して、アーク放電発生を検出するとともに、アーク放
電中に生じる金属相からガス相への相変化点も検出でき
る。According to the above configuration, the occurrence of arc discharge can be detected by referring to the potential of the sensor electrode, and the phase change point from the metal phase to the gas phase generated during the arc discharge can be detected.
【００１１】望ましくは、本発明に係るリレー装置は、
前記アーク判定部において判定されるアーク放電発生の
期間を計測し、前記期間をアーク放電発生ごとに加算
し、加算結果が所定期間以上に達した場合に接触子の寿
命期であると判定する寿命判定部を有するものとする。Preferably, the relay device according to the present invention comprises:
The arc discharge generation period determined by the arc determination unit is measured, the period is added for each arc discharge generation, and the life is determined to be the life period of the contact when the addition result reaches a predetermined period or more. Assume that it has a determination unit.
【００１２】上記構成によれば、センサ電極の電位を参
照して、接触子の寿命を判定できる。According to the above configuration, the life of the contact can be determined with reference to the potential of the sensor electrode.
【００１３】望ましくは、本発明に係るリレー装置は、
前記アーク判定部において判定される相変化点に基づい
て、金属相およびガス相それぞれの期間を計測し、前記
期間をアーク放電発生ごとにそれぞれ加算し、金属相に
おける加算結果が所定期間以上に達した場合に正極側接
触子の寿命期であると判定し、ガス相における加算結果
が所定期間以上に達した場合に負極側接触子の寿命期で
あると判定する寿命判定部を有するものとする。Preferably, the relay device according to the present invention comprises:
Based on the phase change point determined by the arc determination unit, the respective periods of the metal phase and the gas phase are measured, and the periods are added each time an arc discharge occurs, and the addition result in the metal phase reaches a predetermined period or more. In this case, it is determined that the battery has a life determining unit that determines that the life period of the positive contact has been reached, and determines that it is the life period of the negative contact when the addition result in the gas phase has reached a predetermined period or more. .
【００１４】上記構成によれば、センサ電極の電位を参
照して、正極側接触子、負極側接触子それぞれの寿命を
判定できる。According to the above configuration, the life of each of the positive contact and the negative contact can be determined with reference to the potential of the sensor electrode.
【００１５】望ましくは、本発明に係るリレー装置は、
前記アーク判定部において判定される相変化点に基づい
て、金属相およびガス相それぞれの期間を計測し、前記
期間から相期間比率を算出し、前記相期間比率が所定値
範囲外の場合、接触子の寿命期であると判定する寿命判
定部を有するものとする。Preferably, the relay device according to the present invention comprises:
Based on the phase change point determined by the arc determination unit, each period of the metal phase and the gas phase is measured, and a phase period ratio is calculated from the period. It is assumed that the apparatus has a life determining unit that determines the life of the child.
【００１６】上記構成によれば、センサ電極の電位を参
照して、接触子の磨耗故障に加え偶発故障も検出するこ
とができる。According to the above configuration, by referring to the potential of the sensor electrode, it is possible to detect a random failure in addition to a wear failure of the contact.
【００１７】望ましくは、本発明に係るリレー装置は、
前記センサ電極は、前記接触子どうしの接点を取り囲む
環状構造であり、前記接点に近接して設けられ、前記接
触子に対して電気的に絶縁されているものとする。Preferably, the relay device according to the present invention comprises:
The sensor electrode has an annular structure surrounding the contacts of the contacts, is provided close to the contacts, and is electrically insulated from the contacts.
【００１８】上記構成によれば、より感度よく、センサ
電極の電位を測定できる。According to the above configuration, the potential of the sensor electrode can be measured with higher sensitivity.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】図面を利用して、本発明の実施の
形態を説明する。Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【００２０】実施の形態１．図１は本実施の形態を示す
構成図であり、電源１０と電気負荷１２がリレー装置１
４を介して接続されている。Embodiment 1 FIG. 1 is a configuration diagram showing the present embodiment, in which a power supply 10 and an electric load 12 are connected to a relay device 1.
4 are connected.
【００２１】車両に搭載される装置を例にとると、電源
１０としては車両に搭載されたバッテリであり、また電
気負荷１２としてはモータ類（ドアウィンドウレギュレ
ータ、ワイパーモータ、クーリングファン、エンジンス
タータ等）やランプ類（ヘッドランプ、ターンシグナ
ル、ストップランプ、バックアップランプ等）や車載コ
ンピュータ等が挙げられる。ただし、本実施の形態は車
両に搭載される装置のみに限定されるものではない。Taking a device mounted on a vehicle as an example, the power supply 10 is a battery mounted on the vehicle, and the electric load 12 is a motor (door window regulator, wiper motor, cooling fan, engine starter, etc.). ), Lamps (headlamps, turn signals, stop lamps, backup lamps, etc.), in-vehicle computers, and the like. However, the present embodiment is not limited to only a device mounted on a vehicle.
【００２２】リレー装置１４は、正極側接触子１６、負
極側接触子１８、これらの間に配置されるセンサ電極２
０、センサ電極２０の電位を計測する電位計測部である
電圧計２２およびセンサ電極２０の電位からアーク放電
の発生有無等を判定するアーク判定部２４で構成され
る。The relay device 14 includes a positive contact 16, a negative contact 18, and a sensor electrode 2 disposed therebetween.
0, a voltmeter 22 that is a potential measuring unit that measures the potential of the sensor electrode 20, and an arc determining unit 24 that determines whether or not an arc discharge is generated based on the potential of the sensor electrode 20.
【００２３】センサ電極２０は、正極側接触子１６と負
極側接触子１８の接点部分２６を取り囲む環状構造、例
えば図２に示すドーナツ型の構造が好ましく、接点部分
２６に近接して設置することで、センサ感度をより向上
させることができる。The sensor electrode 20 preferably has an annular structure surrounding the contact portion 26 of the positive contact 16 and the negative contact 18, for example, a donut type structure shown in FIG. Thus, the sensor sensitivity can be further improved.
【００２４】また、センサ電極の固定方法としては、図
１に示すように電気的絶縁物２８を介して負極側接触子
１８に固定する方法や、図１とは逆に正極側接触子１６
に固定する方法や、あるいは図３に示すように、接触子
とは独立に他の電気的絶縁物３０に固定する方法などが
考えられ、用途に応じて適宜選択可能である。いずれの
場合においても、接触子どうしが接離する際に、接触子
とセンサ電極２０は電気的絶縁を維持している。以下の
説明では図１の固定方法を例として説明する。As a method of fixing the sensor electrode, as shown in FIG. 1, a method of fixing the sensor electrode to the negative electrode contact 18 via the electrical insulator 28, or a method of fixing the positive electrode contact 16
3 or a method of fixing to another electrical insulator 30 independently of the contact as shown in FIG. 3, and it can be appropriately selected according to the application. In any case, when the contacts come into contact with and separate from each other, the contacts and the sensor electrode 20 maintain electrical insulation. In the following description, the fixing method of FIG. 1 will be described as an example.
【００２５】図１に示すように固定配置されたセンサ電
極２０は、基準電位に対する電位差が検出可能な構成と
なっている。基準電位としては例えばグランド電位や負
極側接触子１８の電位等が考えられ、図１には負極側接
触子１８を基準とした場合のセンサ電極２０の電位を、
電位計測部である電圧計２２により計測する構成を示し
ている。電圧計２２によるセンサ電極２０の電位計測結
果は、アーク判定部２４に出力される。As shown in FIG. 1, the fixedly arranged sensor electrode 20 has a configuration capable of detecting a potential difference with respect to a reference potential. As the reference potential, for example, a ground potential or the potential of the negative contact 18 is considered. In FIG. 1, the potential of the sensor electrode 20 based on the negative contact 18 is represented by:
1 shows a configuration in which measurement is performed by a voltmeter 22 that is a potential measurement unit. The measurement result of the potential of the sensor electrode 20 by the voltmeter 22 is output to the arc determination unit 24.
【００２６】また、図１に示すリレー装置１４は、その
正極側接触子１６が駆動方向３２に駆動することで、正
極側接触子１６と負極側接触子１８の接触、開離が行わ
れ、接触時に電源１０から電気負荷１２に電気エネルギ
ーが供給され、開離時にこの電気エネルギー供給が絶た
れる構成となっている。つまり接触子が開離する際、正
極側接触子１６がセンサ電極２０から遠ざかるような構
成となっている。ただし本実施の形態における接触子ど
うしの接離は、正極側接触子１６のみの駆動に限定され
るものではなく、負極側接触子１８が駆動する、あるい
は正極側接触子１６、負極側接触子１８の両方が駆動す
る構成も可能である。また、接触子の駆動方法として
は、例えば駆動側接触子をコイルによる磁気で駆動する
電磁リレー等が考えられ、用途に応じてその他の駆動方
式を採用してもよい。In the relay device 14 shown in FIG. 1, when the positive contact 16 is driven in the driving direction 32, the positive contact 16 and the negative contact 18 are brought into contact with and separated from each other. Electric energy is supplied from the power supply 10 to the electric load 12 at the time of contact, and the electric energy supply is cut off at the time of separation. That is, when the contact is separated, the positive contact 16 is separated from the sensor electrode 20. However, contact and separation of the contacts in the present embodiment are not limited to driving only the positive contact 16, and the negative contact 18 is driven, or the positive contact 16 and the negative contact 16 are driven. A configuration in which both 18 are driven is also possible. Further, as a method of driving the contact, for example, an electromagnetic relay or the like that drives the driving contact by magnetism using a coil is conceivable, and another driving method may be adopted according to the application.
【００２７】図１に示すように構成されたリレー装置１
４において、接触子どうしが接離する際に、接点部分に
アーク放電が発生する。そしてアーク放電が発生する
際、センサ電極２０の電位に変化が生じる。A relay device 1 constructed as shown in FIG.
In 4, when the contacts come into contact with or separate from each other, an arc discharge occurs at the contact portion. When the arc discharge occurs, the potential of the sensor electrode 20 changes.
【００２８】図４は、図１に示す構成において、正極側
接触子１６と負極側接触子１８の開離が行われる場合、
つまり接触状態（ＯＮ状態）から非接触状態（ＯＦＦ状
態）へ移行する場合のリレー装置１４内各部の電位変化
の計測結果を示した図であり、各電位は負極側接触子１
８を基準とした電位を示している。図示の都合上、図４
では各電位をずらして表示しており、図の上方から、ア
ーク電圧３４、正極側接触子電位３６、センサ電極電位
３８、負極側接触子電位４０を示している。アーク電圧
３４は正極側接触子と負極側接触子の間の電位であり、
したがって負極側接触子を基準とした正極側接触子の電
位と同電位となる。FIG. 4 shows a case where the positive contact 16 and the negative contact 18 are separated from each other in the configuration shown in FIG.
That is, it is a diagram showing a measurement result of a potential change of each part in the relay device 14 when a transition is made from the contact state (ON state) to the non-contact state (OFF state).
8 shows a potential with reference to 8. For convenience of illustration, FIG.
In the figure, the potentials are shifted, and an arc voltage 34, a positive contact potential 36, a sensor electrode potential 38, and a negative contact potential 40 are shown from the top of the figure. The arc voltage 34 is a potential between the positive contact and the negative contact,
Therefore, the potential is the same as the potential of the positive contact on the basis of the negative contact.
【００２９】ＯＮ状態、つまり正極側接触子と負極側接
触子の接触時は、正極側接触子電位３６と負極側接触子
電位４０は同電位であり、またアーク放電も発生してお
らず、アーク電位３４も接触子電位と同電位である。こ
の際、センサ電極電位３８も負極側接触子電位４０と同
電位になるように調整しておく。したがってＯＮ状態に
おいて、リレー装置内各部の電位は同電位を示すことに
なる。上述したように図４は図示の都合上各電位を等間
隔でずらして表示しているので、ＯＮ状態における各電
位の表示は等電位間隔でずれているが、実際の各電位は
一致している。In the ON state, that is, at the time of contact between the positive contact and the negative contact, the positive contact potential 36 and the negative contact potential 40 are the same, and no arc discharge is generated. The arc potential 34 is also the same potential as the contact potential. At this time, the sensor electrode potential 38 is also adjusted to be the same potential as the negative contact potential 40. Therefore, in the ON state, the potential of each part in the relay device shows the same potential. As described above, in FIG. 4, each potential is shifted at equal intervals for the sake of illustration, so that the display of each potential in the ON state is shifted at equal potential intervals, but the actual potentials match. I have.
【００３０】接触子どうしの開離が始まると、正極側接
触子と負極側接触子の間に電位差が生じ、これによりア
ーク放電が発生する。アーク放電は接触子の距離が離れ
るにつれ、アーク放電発生直後の金属相からガス相へと
相変化する。この際、アーク電圧３４および正極側接触
子電位３６が、ＯＮ状態からＯＦＦ状態に向け、ほぼ右
肩上がりの傾向を示していることがわかる。この際、接
触子の間に固定されたセンサ電極は接触子の間の電位を
示している。When the separation of the contacts starts, a potential difference occurs between the positive contact and the negative contact, thereby causing an arc discharge. The arc discharge changes its phase from the metal phase immediately after the arc discharge occurs to the gas phase as the distance between the contacts increases. At this time, it can be seen that the arc voltage 34 and the positive electrode contactor potential 36 show a tendency to rise almost rightward from the ON state to the OFF state. At this time, the sensor electrode fixed between the contacts indicates the potential between the contacts.
【００３１】すなわち図４に示すように、センサ電極電
位３８はアーク放電期間中に正極側接触子電位３６と負
極側接触子電位４０の間の電位を示し、負極側接触子と
センサ電極の間に電位差が生じる。さらに詳細には、セ
ンサ電極電位３８はアーク放電の発生直後から上昇し、
相変化点４２付近において極大値を示した後、若干減少
し、さらに接触子どうしが離れてＯＦＦ状態に近づくに
つれ上昇する。接触子どうしが開離する際のセンサ電極
電位３８と、アーク放電の有無の関係は実験により求め
ることが可能であり、図１に示す構成における実験結果
例を表１に示す。That is, as shown in FIG. 4, the sensor electrode potential 38 indicates a potential between the positive contact potential 36 and the negative contact potential 40 during the arc discharge period. Generates a potential difference. More specifically, the sensor electrode potential 38 increases immediately after the occurrence of arc discharge,
After showing the maximum value near the phase change point 42, it slightly decreases, and further rises as the contacts move apart and approach the OFF state. The relationship between the sensor electrode potential 38 when the contacts are separated from each other and the presence / absence of arc discharge can be obtained by an experiment. Table 1 shows an example of an experimental result in the configuration shown in FIG.
【００３２】[0032]
【表１】
表に示される実験結果では、センサ電極電位が０．０１
Ｖから０．６Ｖにおいてアーク放電は発生しておらず、
０．７Ｖから２．０Ｖにおいてアーク放電の発生が認め
られている。つまり、この実験結果からアーク放電発生
有無のセンサ電極スレッショルド電位が０．６〜０．７
Ｖであることがわかる。図１に示す構成において同じ実
験を重ねると、ほぼ同じ電位付近にスレッショルド電位
が存在することがわかる。したがって同構成における実
験回数を重ねることで、上記スレッショルド電位のばら
つきがわかり、実験結果のばらつきを考慮したスレッシ
ョルド電位設定が可能になる。あるいは、スレッショル
ド電位を高め（例えば表１の実験結果において１．０
Ｖ）に設定し、スレッショルド電位を超えている場合は
確実にアーク放電が発生していると判断するなど、実験
結果および用途に応じて、スレッショルド電位を設定す
ればよい。[Table 1] In the experimental results shown in the table, the sensor electrode potential was 0.01
No arc discharge occurred from 0.6 V to 0.6 V,
The occurrence of arc discharge was observed at 0.7 V to 2.0 V. That is, based on the experimental results, the threshold voltage of the sensor electrode for detecting the occurrence of arc discharge is 0.6 to 0.7.
V. When the same experiment is repeated in the configuration shown in FIG. 1, it is found that a threshold potential exists near substantially the same potential. Therefore, by repeating the number of experiments in the same configuration, the variation in the threshold potential can be understood, and the threshold potential can be set in consideration of the variation in the experimental result. Alternatively, the threshold potential is increased (for example, 1.0 in the experimental results of Table 1).
V), and if the threshold potential is exceeded, the threshold potential may be set in accordance with the experimental results and application, such as determining that arc discharge has occurred.
【００３３】上記のように設定されたスレッショルド電
位を基に、図１におけるアーク判定部２４は、アーク放
電発生の有無を判定する。つまり電圧計２２が示すセン
サ電極２０の電位計測結果がスレッショルド電位より小
さい場合は、アーク放電が発生していないと判定し、ス
レッショルド電位より大きい場合は、アーク放電が発生
していると判定し、判定結果を出力する。Based on the threshold potential set as described above, the arc determining section 24 in FIG. 1 determines whether or not arc discharge has occurred. That is, if the potential measurement result of the sensor electrode 20 indicated by the voltmeter 22 is smaller than the threshold potential, it is determined that arc discharge has not occurred. If it is greater than the threshold potential, it is determined that arc discharge has occurred, Output the judgment result.
【００３４】前述したように、金属相からガス相への相
変化点では、アーク電位つまり正極側接触子電位に極大
現象が生じ、これに伴いセンサ電極の電位も極大値を示
すことがわかっている。したがってこの極大値を検出す
ることで、相変化点を判定することが可能となる。極大
値の判定方法の一例としては、スレッショルド電位判定
によりアーク放電発生と判定した期間のセンサ電極の電
位を、アーク判定部内に設けた記憶媒体に記録してお
き、アーク放電発生期間を２分割した前半期間における
最大値を極大値、つまり相変化点と判断する方法が考え
られる。本実施の形態ではその他にも様々な極大値判定
方法が適用可能であり、用途に応じた判定手法を適宜選
択すればよい。As described above, at the phase change point from the metal phase to the gas phase, a maximum phenomenon occurs in the arc potential, that is, the positive electrode contactor potential, and accordingly, the potential of the sensor electrode also shows a maximum value. I have. Therefore, the phase change point can be determined by detecting the maximum value. As an example of the method of determining the maximum value, the potential of the sensor electrode during the period in which it is determined that the arc discharge is generated by the threshold potential determination is recorded in a storage medium provided in the arc determination unit, and the arc discharge generation period is divided into two. A method of determining the maximum value in the first half period as the local maximum value, that is, the phase change point, can be considered. In the present embodiment, various other maximal value judging methods can be applied, and a judging method according to the application may be appropriately selected.
【００３５】以上のように、本実施の形態におけるアー
ク判定部２４は、アーク発生有無の判定結果および相変
化点の判定結果を出力する。As described above, the arc judging section 24 in the present embodiment outputs the judgment result of the presence or absence of the arc and the judgment result of the phase change point.
【００３６】実施の形態２．図５は本実施の形態を示す
構成図であり、図１の構成に寿命判定部４４が追加され
たものであり、寿命判定部４４以外は図１と同様な動作
であるため説明を省略する。Embodiment 2 FIG. 5 is a configuration diagram showing the present embodiment, in which a life determining unit 44 is added to the configuration of FIG. 1. Since the operation other than the life determining unit 44 is the same as that of FIG. .
【００３７】寿命判定部４４は、アーク判定部２４の判
定結果が入力される演算器４６と演算器４６の演算結果
を記録する記録媒体４８で構成される。アーク判定部２
４は、実施の形態１で説明したとおり、アーク放電発生
の有無を判定しており、判定結果が演算器４６に入力さ
れる。アーク判定部２４の判定結果は、所定のサンプリ
ング速度以上、例えば１００ｋＨｚ以上のサンプリング
間隔ごとに出力されるか、あるいは、アーク判定部２４
は判定結果を常時出力し続け、演算器４６にて所定のサ
ンプリング速度以上で判定結果を検出してもよい。The life judging section 44 comprises an arithmetic unit 46 to which the judgment result of the arc judging unit 24 is inputted, and a recording medium 48 for recording the operation result of the arithmetic unit 46. Arc determination unit 2
4 determines whether or not arc discharge has occurred, as described in the first embodiment, and the determination result is input to the arithmetic unit 46. The determination result of the arc determination unit 24 is output at a sampling interval equal to or higher than a predetermined sampling speed, for example, at a sampling interval of 100 kHz or higher.
May continuously output the determination result, and the arithmetic unit 46 may detect the determination result at a predetermined sampling rate or higher.
【００３８】アーク判定部２４の判定結果に基づき、演
算器４６はアーク発生と判定されている期間をカウント
する。カウント値は記録媒体４８に記録されるが、記録
媒体４８には過去のアーク発生期間のトータル期間であ
る通算カウント数が記録されており、演算器４６はこの
通算カウント数を読み出し、通算カウント数に新たなカ
ウント数を加算し、通算カウント数を更新して記録媒体
４８に記録する。つまり、記録媒体４８に記録される通
算カウント数はアーク放電が発生するにつれ増加してい
くことになる。Based on the result of the judgment by the arc judging section 24, the arithmetic unit 46 counts the period in which it is judged that an arc has occurred. The count value is recorded on the recording medium 48. The recording medium 48 records the total count number which is the total period of the past arc generation period, and the arithmetic unit 46 reads out the total count number, and reads the total count number. , A new count number is added, and the total count number is updated and recorded on the recording medium 48. That is, the total count number recorded on the recording medium 48 increases as the arc discharge occurs.
【００３９】演算器４６は、通算カウント数と、予め設
定しておいた寿命カウント数とを比較する。寿命カウン
ト数は、アーク放電による接触子の性能劣化の許容時間
を示す指標値であり、接触子の材質やリレー装置１４の
利用状況などに依存するため、予め実験データに基づい
て設定しておけばよい。例えば、Ａｇを接点材料に用い
た接触子の場合、通算で１２０００秒のアーク放電に曝
露すると寿命期に至ることが実験により計測されていれ
ば、１２０００秒に相当する通算カウント数、あるいは
これよりも小さめのカウント数を寿命カウントとして設
定しておく。このように設定された寿命カウント数に基
づき、演算器４６は、通算カウント数が寿命カウント数
を超えた場合、接触子の寿命期と判定し、寿命信号を外
部機器に出力する。外部機器としては、例えばインジケ
ータ等の表示装置が考えられ、インジケータが接触子の
交換時期である旨をユーザーに知らせる。The arithmetic unit 46 compares the total count number with a preset life count number. The life count number is an index value indicating the permissible time for the performance degradation of the contact due to arc discharge, and depends on the material of the contact, the usage of the relay device 14, and the like, so that it can be set in advance based on experimental data. I just need. For example, in the case of a contact using Ag as a contact material, if it is experimentally measured that the life period is reached when exposed to a total of 12000 seconds of arc discharge, the total count number corresponding to 12000 seconds, or The smaller count is set as the life count. Based on the life count set in this way, when the total count exceeds the life count, the computing unit 46 determines that the contact element has reached the end of its life and outputs a life signal to an external device. As the external device, for example, a display device such as an indicator is considered, and the user is notified that the indicator is the time to replace the contact.
【００４０】実施の形態３．本実施の形態の構成は図５
と同じであり、寿命判定部４４以外は図１と同様な動作
であるため説明を省略する。Embodiment 3 The configuration of this embodiment is shown in FIG.
Since the operation is the same as that of FIG. 1 except for the life determining unit 44, the description is omitted.
【００４１】寿命判定部４４は、アーク判定部２４の判
定結果が入力される演算器４６と演算器４６の演算結果
を記録する記録媒体４８で構成される。アーク判定部２
４は、実施の形態１で説明したとおり、アーク放電発生
の有無と相変化点を判定しており、判定結果が演算器４
６に入力される。アーク判定部２４の判定結果は、所定
のサンプリング速度以上、例えば１００ｋＨｚ以上のサ
ンプリング間隔ごとに出力されるか、あるいは、アーク
判定部２４は判定結果を常時出力し続け、演算器４６に
て所定のサンプリング速度以上で判定結果を検出しても
よい。The life judging section 44 includes an arithmetic unit 46 to which the judgment result of the arc judging unit 24 is inputted, and a recording medium 48 for recording the operation result of the arithmetic unit 46. Arc determination unit 2
4 judges the occurrence of arc discharge and the phase change point, as described in the first embodiment.
6 is input. The determination result of the arc determination unit 24 is output at a sampling interval equal to or higher than a predetermined sampling rate, for example, 100 kHz or more. Alternatively, the arc determination unit 24 continuously outputs the determination result. The determination result may be detected at a sampling speed or higher.
【００４２】アーク判定部２４の判定結果に基づき、演
算器４６はアーク発生と判定されている期間において、
金属相およびガス相と判定される期間をそれぞれカウン
トする。カウント値は記録媒体４８に記録されるが、記
録媒体４８には過去のアーク発生期間のトータル期間で
ある金属相およびガス相それぞれの通算カウント数が記
録されており、演算器４６はこれら通算カウント数をそ
れぞれ読み出し、通算カウント数に新たなカウント数を
それぞれ加算し、通算カウント数を更新して記録媒体４
８に記録する。つまり、記録媒体４８に記録される金属
相およびガス相それぞれの通算カウント数はアーク放電
が発生するにつれ増加していくことになる。Based on the result of the judgment by the arc judging unit 24, the arithmetic unit 46 determines whether or not the arc has occurred.
The periods determined as the metal phase and the gas phase are counted respectively. The count value is recorded on the recording medium 48. The recording medium 48 records the total count of each of the metal phase and the gas phase, which is the total period of the past arc generation period. The total number is read out, the new total number is added to the total number, and the total number is updated.
Record in 8. That is, the total count number of each of the metal phase and the gas phase recorded on the recording medium 48 increases as the arc discharge occurs.
【００４３】演算器４６は、これら通算カウント数と、
予め設定しておいた寿命カウント数とを比較する。寿命
カウント数は、アーク放電による接触子の性能劣化の許
容時間を示す指標値であり、接触子の材質やリレー装置
の利用状況などに依存するため、予め実験データに基づ
いて設定しておけばよい。例えば、Ａｇを接点材料に用
いた接触子の場合、通算で１２０００秒のアーク放電に
曝露すると寿命期に至ることが実験により計測されてい
れば、１２０００秒に相当する通算カウント数、あるい
はこれよりも小さめのカウント数を寿命カウントとして
設定しておく。The arithmetic unit 46 calculates the total count number,
A life count number set in advance is compared. The life count number is an index value indicating the permissible time for the performance degradation of the contact due to arc discharge, and depends on the material of the contact and the usage status of the relay device. Good. For example, in the case of a contact using Ag as a contact material, if it is experimentally measured that the life period is reached when exposed to a total of 12000 seconds of arc discharge, the total count number corresponding to 12000 seconds, or The smaller count is set as the life count.
【００４４】金属相においては正極側接触子が、ガス相
においては負極側接触子が主にダメージを受けることが
知られている。したがって、金属相およびガス相それぞ
れの通算カウント数と寿命カウント数を比較すること
で、正極側接触子、負極側接触子別々に寿命判定が可能
になる。演算器４６は、通算カウント数が寿命カウント
数を超えた場合、接触子の寿命期と判定し、寿命信号を
外部機器に出力する。外部機器としては、例えばインジ
ケータ等の表示装置が考えられ、インジケータが接触子
の交換時期である旨をユーザーに知らせる。It is known that the positive contact on the metal phase and the negative contact on the gas phase are mainly damaged. Therefore, by comparing the total count number and the life count number of each of the metal phase and the gas phase, the life can be determined separately for the positive contact and the negative contact. When the total count exceeds the life count, the arithmetic unit 46 determines that the life of the contact has ended, and outputs a life signal to the external device. As the external device, for example, a display device such as an indicator is considered, and the user is notified that the indicator is the time to replace the contact.
【００４５】実施の形態４．本実施の形態の構成は図５
と同じであり、寿命判定部４４以外は図１と同様な動作
であるため説明を省略する。Embodiment 4 The configuration of this embodiment is shown in FIG.
Since the operation is the same as that of FIG. 1 except for the life determining unit 44, the description is omitted.
【００４６】寿命判定部４４は、アーク判定部２４の判
定結果が入力される演算器４６と演算器４６の演算結果
を記録する記録媒体４８で構成される。アーク判定部２
４は、実施の形態１で説明したとおり、アーク放電発生
の有無と相変化点を判定しており、判定結果が演算器４
６に入力される。アーク判定部２４の判定結果は、所定
のサンプリング速度以上、例えば１００ｋＨｚ以上のサ
ンプリング間隔ごとに出力されるか、あるいは、アーク
判定部２４は判定結果を常時出力し続け、演算器４６に
て所定のサンプリング速度以上で判定結果を検出しても
よい。The life judging section 44 comprises an arithmetic unit 46 to which the judgment result of the arc judging unit 24 is inputted, and a recording medium 48 for recording the operation result of the arithmetic unit 46. Arc determination unit 2
4 judges the occurrence of arc discharge and the phase change point, as described in the first embodiment.
6 is input. The determination result of the arc determination unit 24 is output at a sampling interval equal to or higher than a predetermined sampling rate, for example, 100 kHz or more. Alternatively, the arc determination unit 24 continuously outputs the determination result. The determination result may be detected at a sampling speed or higher.
【００４７】アーク判定部２４の判定結果に基づき、演
算器４６はアーク発生と判定されている期間において、
金属相およびガス相と判定される期間をそれぞれカウン
トし、金属相とガス相の相期間比率（金属相期間／金属
相＋ガス相期間）を算出する。Based on the result of the determination by the arc determining unit 24, the arithmetic unit 46 determines whether or not an arc has occurred.
The periods determined as the metal phase and the gas phase are counted, and the phase period ratio of the metal phase and the gas phase (metal phase period / metal phase + gas phase period) is calculated.
【００４８】演算器４６は算出した相期間比率と、予め
記憶媒体に保持しておいた寿命相期間比率とを比較す
る。寿命相期間比率は、接触子の劣化に応じて相期間比
率が変化するという公知事実に基づき設定される、接触
子の性能劣化を示す指標値であり、接触子の材質やリレ
ー装置１４の利用状況などに依存するため、予め実験デ
ータに基づいて設定しておけばよい。また寿命相期間比
率はある幅を伴った範囲であってもよい。The computing unit 46 compares the calculated phase period ratio with the life phase period ratio previously stored in the storage medium. The life phase period ratio is an index value indicating the performance deterioration of the contact, which is set based on the known fact that the phase period ratio changes in accordance with the deterioration of the contact. Since it depends on the situation and the like, it may be set in advance based on experimental data. The life phase period ratio may be in a range with a certain width.
【００４９】このように設定された寿命相期間比率に基
づき、演算器４６は、相期間比率が寿命相期間比率の範
囲に含まれる場合、接触子の寿命期と判定し、寿命信号
を外部機器に出力する。外部機器としては、例えばイン
ジケータ等の表示装置が考えられ、インジケータが接触
子の交換時期である旨をユーザーに知らせる。Based on the life phase period ratio set in this way, if the phase period ratio is within the range of the life phase period ratio, the computing unit 46 determines that the life of the contact is the life period, and outputs the life signal to the external device. Output to As the external device, for example, a display device such as an indicator is considered, and the user is notified that the indicator is the time to replace the contact.
【００５０】[0050]
【発明の効果】以上説明したように、本発明は少ない参
照パラメータで、アーク放電発生を検出できる。As described above, the present invention can detect the occurrence of arc discharge with a small number of reference parameters.
【図１】 本発明の実施の形態１の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment of the present invention.
【図２】 本発明のセンサ電極の構造を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a structure of a sensor electrode of the present invention.
【図３】 本発明のセンサ電極の固定方法を示す図であ
る。FIG. 3 is a diagram showing a method for fixing a sensor electrode according to the present invention.
【図４】 本発明のリレー装置各部の電位変化を示す図
である。FIG. 4 is a diagram showing a potential change of each part of the relay device of the present invention.
【図５】 本発明の実施の形態２から４の構成図であ
る。FIG. 5 is a configuration diagram of Embodiments 2 to 4 of the present invention.
１４ リレー装置、１６ 正極側接触子、１８負極側接
触子、２０ センサ電極、２２ 電圧計、２４ アーク
判定部、４４ 寿命判定部。14 relay device, 16 positive contact, 18 negative contact, 20 sensor electrode, 22 voltmeter, 24 arc judging unit, 44 life judging unit.
Claims (7)
する継電部と、 前記接触子どうしの接点近傍に設けられ、前記接触子に
対して電気的に絶縁されたセンサ電極と、 前記センサ電極の電位を計測する電位計測部と、 前記センサ電極の電位に基づいて、前記接触子どうしの
接離によるアーク放電発生の有無を判定するアーク判定
部と、を有する、リレー装置。1. A relay section in which contacts formed of a conductive material come into contact with and separate from each other; and a sensor electrode provided near a contact point between the contacts and electrically insulated from the contacts. A relay device, comprising: a potential measurement unit that measures the potential of the sensor electrode; and an arc determination unit that determines whether or not an arc discharge has occurred due to contact and separation between the contacts based on the potential of the sensor electrode.
であり、 前記センサ電極の電位は、前記負極側接触子を基準とす
る電位であり、 前記アーク判定部は、前記センサ電極の電位が所定値以
上の場合にアーク放電発生と判定する、リレー装置。2. The relay device according to claim 1, wherein one of the contacts is a positive contact and the other is a negative contact, and the potential of the sensor electrode is based on the negative contact. The relay device, wherein the arc determination unit determines that an arc discharge has occurred when the potential of the sensor electrode is equal to or more than a predetermined value.
状態への移行過程で発生するアーク放電期間中におい
て、前記接触子どうしが離れるにしたがって生じる金属
相からガス相への相変化点を、相変化点で生じる前記セ
ンサ電極の電位の極大現象に基づいて判定する、リレー
装置。3. The relay device according to claim 2, wherein the arc determining unit connects the contacts during an arc discharge period that occurs during a transition process of the relay unit from a contact state to a non-contact state. A phase change point from a metal phase to a gas phase, which is generated as the distance increases, based on a local maximum phenomenon of the potential of the sensor electrode generated at the phase change point.
期間を計測し、前記期間をアーク放電発生ごとに加算
し、加算結果が所定期間以上に達した場合に接触子の寿
命期であると判定する寿命判定部を有する、リレー装
置。4. The relay device according to claim 2, wherein a period of occurrence of the arc discharge determined by the arc determination unit is measured, and the period is added for each occurrence of the arc discharge. A relay device having a life determining unit that determines that the life of a contact is reached when the number of contacts reaches a predetermined value.
て、金属相およびガス相それぞれの期間を計測し、前記
期間をアーク放電発生ごとにそれぞれ加算し、金属相に
おける加算結果が所定期間以上に達した場合に正極側接
触子の寿命期であると判定し、ガス相における加算結果
が所定期間以上に達した場合に負極側接触子の寿命期で
あると判定する寿命判定部を有する、リレー装置。5. The relay device according to claim 3, wherein a period of each of the metal phase and the gas phase is measured based on the phase change point determined by the arc determination unit, and the period is determined for each occurrence of arc discharge. It is determined that it is the life of the positive contact when the addition result in the metal phase has reached a predetermined period or more, and when the addition result in the gas phase has reached the predetermined period or more, the negative contact has A relay device, comprising a life determining unit that determines the life period of the relay device.
て、金属相およびガス相それぞれの期間を計測し、前記
期間から相期間比率を算出し、前記相期間比率が所定値
範囲外の場合、接触子の寿命期であると判定する寿命判
定部を有する、リレー装置。6. The relay device according to claim 3, wherein a period of each of the metal phase and the gas phase is measured based on the phase change point determined by the arc determination unit, and a phase period ratio is calculated from the period. A relay device having a life determining unit that calculates and determines that the contact period is the life period of the contact when the phase period ratio is out of a predetermined value range.
ー装置であって、 前記センサ電極は、前記接触子どうしの接点を取り囲む
環状構造であり、前記接点に近接して設けられ、前記接
触子に対して電気的に絶縁されている、リレー装置。7. The relay device according to claim 1, wherein the sensor electrode has an annular structure surrounding contacts of the contacts, and is provided near the contacts. A relay device that is electrically insulated from contacts.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002152616A JP2003346620A (en) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | Relay device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002152616A JP2003346620A (en) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | Relay device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003346620A true JP2003346620A (en) | 2003-12-05 |
Family
ID=29769904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002152616A Pending JP2003346620A (en) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | Relay device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003346620A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012128075A1 (en) * | 2011-03-22 | 2012-09-27 | パナソニック株式会社 | Electromagnetic opening/closing device |
-
2002
- 2002-05-27 JP JP2002152616A patent/JP2003346620A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012128075A1 (en) * | 2011-03-22 | 2012-09-27 | パナソニック株式会社 | Electromagnetic opening/closing device |
| JP2012199114A (en) * | 2011-03-22 | 2012-10-18 | Panasonic Corp | Electromagnetic switch |
| CN103477410A (en) * | 2011-03-22 | 2013-12-25 | 松下电器产业株式会社 | Electromagnetic opening/closing device |
| US9097766B2 (en) | 2011-03-22 | 2015-08-04 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Electromagnetic opening/closing device |
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