JP2011506978A - 電気ネットワークの中性帰還線における欠陥を検出するための方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電力分配ネットワークの電源線における欠陥の監視および/または検出に関する。特に、本発明は、けがや死の可能性を伴う人体への電撃の危険をもたらす電位差が存在し得る電気ネットワークの電源線における不連続性またはインピーダンス不規則性のような欠陥の検出に関する。
本発明の1つの局面によれば、中性帰還線、電源線および接地帰還を含む電力分配ネットワークの中性帰還線における不連続性または不規則性を検出するための装置が提供され、装置は、電気ネットワークにおける既知のインピーダンスの意図的なスイッチングに関連した電圧変化を測定するための手段を含み、電圧変化は中性帰還線における不連続性またはインピーダンス不規則性によるものであり、中性帰還線における不連続性またはインピーダンス不規則性を模倣または隠蔽するネットワーク動作に起因する電圧変化を含む電気ネットワークに対する公称供給電圧における許容変動の存在下において、不連続性またはインピーダンス不規則性を同定するためのアルゴリズムを実行するための手段と、不連続性またはインピーダンス不規則性の指標を与えるように、測定の結果と基準とを比較するための手段をさらに含む。
これは、以下のような、ローカルネットワークにかかる電圧V1の低下を引き起こす。
=V0−V0[ZE/(ZE+ZN+ZL+ZS)]
=V0[(ZN+ZS)/(ZE+ZN+ZL+ZS)]
したがって、中性帰還線42における不連続点43の事象においては、ローカルネットワーク40にかかる電圧V1は、(ZN+ZS)/(ZE+ZN+ZL+ZS)が1よりも小さいので、線電圧V0よりも小さくなる。局部電圧V1の低下は、V1を基準または標準電圧と比較することによって検出され、中性帰還線42における不連続性またはインピーダンス不規則性の指標を提供し得る。
算出されたステップ電圧が、中性帰還線が損傷していないときに予測される調整された基準電圧より大きい場合は、中性帰還線は、損傷しているか、損傷していないが許容できない高インピーダンスを有するかのいずれかである(ステップ83g)。
電圧測定間隔 T=1秒の初期値を有する変数
単一テスト間の時間 Ti=10秒の初期値を有する変数
単一テストの回数 Ni=6の初期値を有する変数
一連のテスト間の時間 TS=30秒の初期値を有する変数
一連のテストの回数 NS=3の初期値を有する変数(初期テストを含む)
中性線信号を送るための一連のポジティブテストの回数
NP=3の初期値を有する変数(初期テストを含む)
アクティブテストルーチン間の時間
TR=テストのための5分の初期値を有する変数
危険ステップ変化電圧 VC=−1.0Vの初期値を有する変数
図11を参照して、損傷した中性線を検出するためのパッシブアルゴリズム(テスト#1)は、以下のステップを含み得る。
3.所定の間隔にわたって平均された電圧が、所定の電圧を上回る場合、または下回る場合は、損傷した中性線の電位が検出される(ステップ86b、86c)
4.アクティブテストを起動(ステップ86c)。
電圧平均間隔 TA1=5秒の初期値を有する変数
危険パッシブ上限電圧 VU=275V(RMS)の初期値を有する変数
危険パッシブ下限電圧 VL=200V(RMS)の初期値を有する変数
失敗したアクティブテストおよびパッシブテスト再開の間の時間
TR=2分の初期値を有する変数
損傷した中性線を検出するためのパッシブアルゴリズム(テスト#2)は、以下のステップを含み得る。
3.所定の間隔にわたって平均された電圧が、所定の電圧により事前に定められた間隔を下回る場合、損傷した中性線に潜在的に起因するステップ変化が検出される(ステップ86b、86c)
4.アクティブテストを起動(ステップ86c)。
電圧平均間隔 TA2=20秒の初期値を有する変数
危険パッシブステップ電圧 VP=−20Vの初期値を有する変数
失敗したアクティブテストおよびパッシブテスト再開の間の時間
TR=2分の初期値を有する変数
図12aおよび図12bは、中性帰還線における欠陥を検出するための装置の一形態の回路図を示す。装置は、マイクロプロセッサ121の動作のための電源を供給する電源120と、警告灯122と、警報器123とを含む。マイクロプロセッサ121は、テキサス・インスツルメント社により製造された、デバイスタイプMSP430F133を含み得る。装置は、マイクロプロセッサ121の制御下でトライアックT1によって切替えられる電力抵抗R10,R11,R26,R27で構成される、切替可能なインピーダンス124を含む。切替可能なインピーダンス124は、実質的に220Ωを有し得る。マイクロプロセッサ121は、以下に説明するような、アルゴリズムのソフトウェア実行例を含む。マイクロプロセッサ121は、内蔵のA/Dコンバータを用いて線電圧を測定し、トライアックT1を介して切替可能なインピーダンス124の動作を制御し、必要に応じて警告灯122および警報器123を制御する。
Claims (22)
- 中性帰還線、電源線および接地帰還を含む電力分配ネットワークの前記中性帰還線における不連続性または不規則性を検出するための装置であって、前記装置は、
前記電気ネットワークにおける既知のインピーダンスの意図的なスイッチングに関連した電圧変化を測定するための手段を含み、前記電圧変化は前記中性帰還線における不連続性またはインピーダンス不規則性によるものであり、
前記装置は、
前記中性帰還線における不連続性またはインピーダンス不規則性を模倣または隠蔽するネットワーク動作に起因する電圧変化を含む、前記電気ネットワークに対する公称供給電圧における許容変動の存在下において、不連続性またはインピーダンス不規則性を同定するためのアルゴリズムを実行するための手段と、
前記不連続性またはインピーダンス不規則性の指標を与えるように、前記測定の結果と基準とを比較するための手段をさらに含む、装置。 - 前記アルゴリズムは、前記供給電圧内の異常の存在下において、前記中性帰還線を含むネットワークと、前記中性帰還線を含まないネットワークとを区別するように実行される、請求項1に記載の装置。
- 前記基準は、前記中性帰還線を含むネットワークと、前記中性帰還線を含まないネットワークとを区別するように選択される、請求項1に記載の装置。
- 前記基準は、前記ネットワークが前記中性帰還線を含まない場合の、複数の場所から取得したデータサンプルを含む、先行する請求項のいずれか1項に記載の装置。
- 前記基準は、前記ネットワークが前記中性帰還線を含む場合の、複数の場所から取得したデータサンプルを含む、先行する請求項のいずれか1項に記載の装置。
- 前記ネットワークにおけるインピーダンスのランダムなまたは自然な切替えに起因する電圧変化を含む、前記ネットワークにおける前記電圧変化を測定するための手段を含む、先行する請求項のいずれか1項に記載の装置。
- 前記ネットワークにおける既知のインピーダンスの前記意図的な切替えに起因する電圧変化を含む、前記ネットワークにおける前記電圧変化を測定するための手段を含む、先行する請求項のいずれか1項に記載の装置。
- 前記測定するための手段は、A/Dコンバータを含む、先行する請求項のいずれか1項に記載の装置。
- 前記比較するための手段は、マイクロプロセッサおよび前記基準に関連したデータを記憶するためのメモリを含む、先行する請求項のいずれか1項に記載の装置。
- 前記指標は、聴覚的および/または視覚的な警告ならびに/あるいは電気信号を含む、先行する請求項のいずれか1項に記載の装置。
- 中性帰還線、電源線および接地帰還を含む電力分配ネットワークの前記中性帰還線における不連続性または不規則性を検出するための方法であって、前記方法は、
前記電気ネットワークにおける既知のインピーダンスの意図的なスイッチングに関連した電圧変化を測定するステップを含み、前記電圧変化は前記中性帰還線における不連続性またはインピーダンス不規則性によるものであり、
前記方法は、
前記中性帰還線における不連続性またはインピーダンス不規則性を模倣または隠蔽するネットワーク動作に起因する電圧変化を含む、前記電気ネットワークに対する公称供給電圧における許容変動の存在下において、不連続性またはインピーダンス不規則性を同定するためのアルゴリズムを実行するステップと、
前記不連続性またはインピーダンス不規則性の指標を与えるように、前記測定の結果と基準とを比較するステップをさらに含む、方法。 - 前記アルゴリズムは、前記供給電圧内の異常の存在下において、前記中性帰還線を含むネットワークと、前記中性帰還線を含まないネットワークとを区別するように実行される、請求項11に記載の方法。
- 前記基準は、前記中性帰還線を含むネットワークと、前記中性帰還線を含まないネットワークとを区別するように選択される、請求項11に記載の方法。
- 前記基準は、前記ネットワークが前記中性帰還線を含まない場合の、複数の場所から取得したデータサンプルを含む、請求項11〜13のいずれか1項に記載の方法。
- 前記基準は、前記ネットワークが前記中性帰還線を含む場合の、複数の場所から取得したデータサンプルを含む、請求項11〜14のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ネットワークにおけるインピーダンスのランダムなまたは自然な切替えに起因する電圧変化を含む、前記ネットワークにおける前記電圧変化を測定するステップを含む、請求項11〜15のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ネットワークにおける既知のインピーダンスの前記意図的な切替えに起因する電圧変化を含む、前記ネットワークにおける前記電圧変化を測定するステップを含む、請求項11〜16のいずれか1項に記載の方法。
- 前記測定するステップは、A/Dコンバータを含む手段によって実行される、請求項11〜17のいずれか1項に記載の方法。
- 前記比較するステップは、マイクロプロセッサおよび前記基準に関連したデータを記憶するためのメモリを含む手段によって実行される、請求項11〜18のいずれか1項に記載の方法。
- 前記指標は、聴覚的および/または視覚的な警告ならびに/あるいは電気信号を含む、請求項11〜19のいずれか1項に記載の方法。
- 実質的に添付の図面を参照して明細書で説明されるような電力分配ネットワークの、中性帰還線における不連続性または不規則性を検出するための装置。
- 実質的に添付の図面を参照して明細書で説明されるような電力分配ネットワークの、中性帰還線における不連続性または不規則性を検出するための方法。
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