JP2675635B2 - 灯火断芯検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、複数の灯火が直列に接続された点灯回路に
おける断芯した灯火を検出する灯火断芯検出装置に関す
るものである。

（従来の技術） 直列灯火点灯回路は、一般に、空港の滑走路を照明す
るために用いられるものであるが、この直列灯火点灯回
路には、上述したように、複数の灯火の中から断芯した
灯火を検出する装置が設けられている。

第５図は、上述した従来の灯火断芯検出装置の構成を
示したブロック図である。

第５図において、交流電源１は、所定の交流電流を出
力する。定電流電源装置２は、交流電源１から供給され
た電流を受けてこれを位相制御することによって一定に
保ち、この位相制御によって一定に保たれた電流を、直
列点灯回路36に供給する。直列点灯回路36は、直列に接
続された絶縁変流器CT1,CT2,…,CTnと、これら直列に接
続された絶縁変流器CT1,CT2,…,CTnの二次側に夫々接続
された灯火L1,L2,…,Lnとから成っている。灯火L1,L2,
…,Lnは、夫々定電流電源装置２から出力され、絶縁変
流器CT1,CT2,…,CTnを通して供給される電流により、各
々の灯火L1,L2,…,Lnの輝度が一定に維持されるように
なっている。

断芯検出部35は、上述した直列点灯回路36を構成して
いる各々の灯火L1,L2,…,Lnの断芯を計器用変流器33と
計器用変圧器34とを通して検出するものである。

ここで、断芯検出部35による灯火の断芯検出のプロセ
スについて説明する。第５図にて図示した灯火L1,L2,
…,Lnのうちのいずれか一つ以上の灯火が断芯すると、
その断芯した灯火が接続されている絶縁変流器の二次側
は開放状態となり、それによって前記断芯した灯火に対
して電流を供給している定電流電源装置２から見た負荷
インピーダンスが変化する。このように定電流電源装置
２から見た負荷インピーダンスが変化することにより、
定電流電源装置２の出力電圧波形と出力電流波形とは、
第６図にて図示するようなものとなる。この場合の灯火
の断芯を検出する原理については、特公昭61−15556号
公報に記載されているので、その説明を省略する。

灯火の断芯によって絶縁変流器の二次側が開放状態と
なると、それにより磁気飽和現象が発生し、定電流電源
装置２の出力電流の立上がりは絶縁変流器が磁気飽和す
るまでの間、緩慢になり、灯火に断芯が発生していない
ときよりも立上がりの遅れた波形となる。一方、定電流
電源装置２の出力電圧についてみれば、出力電流の立上
がりが遅れている間（飽和時間α）に、急俊に立上がっ
た波形となる。このときのハッチングで示された部分の
面積に相当する、電圧波形の時間積分値は、第７図にて
図示するように、断芯した灯火の数に比例する。ここ
で、１個の灯火が断芯したときの時間積分値をm1とする
と、前記断芯断芯検出部35により求められた時間積分値
がm3であれば、断芯した灯火の数は３個であることがわ
かる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上述したような構成の従来の灯火断芯検出
装置においては、灯火に断芯が発生したこと及び断芯が
発生した灯火の数については検出可能であるが、断芯の
発生した灯火が灯火L1,L2,…,Ln中のいずれであるかを
検出、判定することはできない。

そのため、前記断芯検出部35により、灯火L1,L2,…,L
nのいずれかに断芯が発生したことが検出されると、作
業員が空港の滑走路を巡回点検して断芯した灯火を発見
しなければならず、保守点検作業の効率が悪いという問
題点がある。

又、断芯した灯火の交換作業が遅れると、この断芯し
た灯火が接続されている絶縁変流器の二次側が開放状態
となったままで長時間に亘って放置されることとなるの
で、高電圧による巻線間の短絡事故が発生したり、温度
上昇による巻線等の焼損を招来するという問題点もあっ
た。

従って本発明は、上記問題点を解消するためになされ
たものであって、その目的は、複数個配設されている灯
火に断芯が発生したときに、灯火に断芯が発生したこと
及び断芯が発生した灯火の数が検出可能であるのみなら
ず、断芯が発生した灯火がいずれの灯火であるのかその
配設位置をも検出することが可能な灯火断芯検出装置を
提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するためには、本発明は、定電流形の
交流電源に直列に接続された二つ以上の変成器の二次器
にそれぞれ接続された灯火を点灯する直列点灯回路にお
ける灯火断芯検出装置において、 各灯火毎に設けられ対応する灯火が断芯すると、断芯
が発生したことを検出する断芯発生検出部と、 前記各変成器毎に設けられ、動作時、対応する変成器
の二次側を短絡するスイッチ部と、 前記灯火毎に異なった値に設定された短絡継続時間ti
（ｉ＝1,2,…）が設定されており、前記断芯発生検出部
により断芯の発生か検出されると、所定の小時間ｔ経過
後前記スイッチ部を動作させて前記対応する短絡継続時
間tiの間、対応する変成器の二次側を短絡させ、かつ所
定の小時間ｔ経過後前記短絡継続時間より充分な間隔時
間Ｔを待って前記小時間ｔ後の短絡を繰返えさせるべく
制御するスイッチ部制御部と、前記直列点灯回路におけ
る断芯の有無を波形により判別する断芯検出部と、 前記断芯検出部が断芯波形を検出した後再度断芯波形
を検出するまでの時間をカウントし、この時間が前記灯
火毎に異なる前記短絡継続時間tiのいずれと一致してい
るかを判断することによって、前記灯火のうちのいずれ
が断芯したかを判断する断芯位置判断部と、 を備えた構成とした。

（作 用） 上記構成において、断芯発生検出部により灯火に断芯
が発生したことが検出されると、スイッチ部制御部が応
動して前記スイッチ部を動作させて予め設定された小時
間ｔ経過後、予め前記灯火毎に異なった値に設定されて
いる短絡継続時間tiの間対応する変成器の二次側を短絡
させ、かつ所定の小時間ｔ経過後、前記短絡継続時間よ
り充分な間隔時間Ｔを待って前記小時間ｔ後の短絡を繰
返させるべく制御する。この場合、灯火に断芯が発生し
てから変成器の二次側が短絡されるまでの間の小時間ｔ
と前記変成器の二次側の短絡が解除されている間の時間
（Ｔ）においては、交流電源の出力電圧波形が変化して
おり、この交流電源の出力電圧波形の変化は、断芯検出
部によって検出される。この断芯検出部が前記波形変化
を検出した後再度前記波形変化の検出動作を開始するま
での間の時間が各々の灯火毎に異なる短絡継続時間のい
ずれと一致しているかを判断することによって、断芯位
置判断部は、前記各々の灯火のうちのいずれが断芯した
かを判断することとなる。

（実施例） 以下、図面により本発明の一実施例について説明す
る。

第１図は、本発明の一実施例に従う灯火断芯検出装置
の構成を示したブロック図である。

第１図において、交流電源１は、所定の交流電流を出
力する。定電流電源装置２は、交流電源１から供給され
た電流を受けてこれを位相制御することによって一定に
保ち、この位相制御によって一定に保たれた電流を、直
列点灯回路36に供給する。直列点灯回路36は、直列に接
続された絶縁変流器CT1,CT2,…,CTnと、これら直列に接
続された絶縁変流器CT1,CT2,…,CTnの二次側に夫々接続
された灯火L1,L2,…,Lnとから成っている。灯火L1,L2,
…,Lnは、夫々定電流電源装置２から出力され、絶縁変
流器CT1,CT2,…,CTnを通して供給される電流により、各
々の灯火L1,L2,…,Lnの輝度が一定に維持されるように
なっている。

前記各灯火L1,L2,…,Lnには、これら各々の灯火L1,L
2,…,Ln毎に端末部R1,R2,…,Rnが設けられている。端末
部R1,R2,…,Rnは、各々が同一の内部構成を備えてお
り、それらの内部構成は、第２図にて図示するようにな
っている。

上述した各々の端末部R1,R2,…,Rnの構成の詳細につ
いては、後に、第２図を用いて詳述する。

断芯検出部35は、上述した直列点灯回路36を構成して
いる各々の灯火L1,L2,…,Lnの断芯を計器用変流器33と
計器用変圧器34とを通して検出するものである。

断芯位置判断部７は、前記断芯検出部35からの出力信
号に基づいて断芯した灯火が前記灯火L1,L2,…,Lnのい
ずれであるかを判断するようになっている。この断芯し
た灯火を判断するプロセスについても後に詳述する。

第２図は、前記第１図にて図示した各々の端末部R1,R
2,…,Rnのうちの端末部R1についての内部構成を示した
ブロック図である。前述したように、端末部R1,R2,…,R
nの内部構成については同一であるので、説明の都合上
端末部R1の内部構成のみを図示することとした。

第２図において、絶縁変流器CT1の二次側には、上述
した灯火L1に対して夫々並列になるように、過電圧検出
部12と、短絡部11とが接続されている。過電圧検出部12
は、前記灯火L1に過電圧が印加されるとこれ検出して出
力するようになっている。短絡部11は、絶縁変流器CT1
の二次側を短絡するサイリスタ部11cと、この短絡を継
続する時間を設定する短絡継続時間設定部11aと、この
短絡継続時間設定部11aによって設定された短絡継続時
間と、過電圧検出部12からの出力信号とに基づいて、前
記サイリスタ部11cをON/OFF制御する短絡制御部11bとを
有している。

次に、上述した構成の端末部R1の動作について説明す
る。灯火L1が断芯すると、絶縁変流器CT1の二次側に高
電圧が発生し、この高電圧は、過電圧検出部12によって
検出される。ここで、過電圧検出部12は、該過電圧検出
部12に対して過電流が流れ込まないように高インピーダ
ンスに設定されている。過電圧検出部12は、前記高電圧
の発生を検出すると、短絡制御部11bに対して所定の検
出信号を出力する。短絡制御部11bは、過電圧検出部12
から絶縁変流器CT1の二次側に高電圧が発生したことを
示す検出信号が出力されると、予め設定された短時間経
過後、サイリスタ部11cを制御することによって絶縁変
流器CT1の二次側を短絡する。そしてこの短絡を、短絡
継続時間設定部11aによって設定されている短絡継続時
間に基づき、該時間が経過するまでの間短絡を継続させ
た後、前記設定された短時間だけ短絡を解除する。

上述した短絡継続時間の長さは、第１図にて図示した
各々の端末部R1,R2,…,Rnが有する短絡継続時間設定部1
1a毎に、夫々異なった値t1,t2,t3に設定されている。よ
って、ここでは一定時間Ｔ（第３図（ａ）にて図示）経
過後に絶縁変流器CT1の二次側の短絡を短時間だけ解除
した後、前記の短絡継続時間t1の間、絶縁変流器CT1の
二次側を短絡し、再び前記短時間だけ前記短絡を解除す
ることとなる。

上述したような絶縁変流器CT1の二次側の短絡／短絡
解除があると、定電流電源装置２の出力電圧波形は、第
３図（ａ）にて図示するように変化する。即ち、周期Ｔ
において、符号Ａにて示す期間中は、絶縁変流器CT1の
二次側の短絡が解除されており、灯火L1に断芯が発生し
てその断芯が発生した状態が放置されている場合に相当
するために、上述したように定電流電源装置２の出力電
圧波形は急峻な立上がりをみせる。符号Ｂにて示す期間
中は、絶縁変流器CT1の二次側が短絡されており、定電
流電源装置２の出力側から見れば断芯が生じていない場
合と同様であるため、従って定電流電源装置２の出力電
圧波形は図示のように正常時と同様なものとなる。

前記期間Ａ（前記定電流電源装置２の出力電圧波形に
変化が現われた期間）における前記定電流電源装置２の
出力電圧波形の変化を、第１図にて示した断芯検出部35
が、定電流電源装置２の出力側に接続された計器用変圧
器４を通して測定する。

次に断芯検出部35による期間Ａにおける定電流電源装
置２の出力電圧波形の変化の検出に基づいて、第３図
（ａ）にて示す期間Ｂの時間の長さを断芯位置判断部７
において判断することにより、断芯した灯火がいずれで
あるかの判断がなされる。即ち、断芯検出部35による期
間Ａにおける前記出力電圧波形の変化の検出が完了して
から再度前記出力電圧波形の変化の検出を行なうまでの
間の時間が、第３図（ａ）にて図示するように、短絡継
続時間設定部11aにより設定された短絡継続時間t1と一
致している場合には、断芯位置判断部７は、断芯したの
は灯火L1であると判断する。

断芯検出部35が前記検出動作を終了した後再度前記検
出動作を開始するまでの時間が第３図（ｂ）のように短
絡継続時間t2と一致している場合には、断芯位置判断部
７は、断芯したのは灯火L2であると判断する。

又、第３図（ｃ）にて図示するように、２カ所同時に
断芯が発生した場合には、断芯検出部35が前記検出動作
を終了した後、再度前記検出動作を開始するまでの期間
Ｂが短時間後に続いて発生することになる。この様な場
合には、次のような判断により断芯位置判断部７による
断芯位置の判断がなされる。断芯時の期間Ａ−Ｂ−Ａ
を、第３図（ａ）にて図示したものと同様に判定するに
際しては、断芯前の期間Ｂと断芯時の期間Ａ−Ｂ−Ａの
後の期間Ｂが端末部R1,R2,…,Rnが有する短絡継続時間
の最大値tnより長いことを条件として、期間Ａ−Ｂ−Ａ
の判定を有効とする様にするものである。

すなわち一定間隔時間Ｔ毎に期間Ａ−Ｂ−Ａを繰り返
す事により、短絡継続時間t1としての差分がズレてく
る。よってＴを十分長い時間に設定しておくことによ
り、何サイクルか後には、このズレ分が短絡継続軸間の
最大値tnより長くなることにより判定出来るものであ
る。

第３図（ｃ）においては、断芯発生時は期間Ａ−Ｂ−
Ａ−Ｂ′のいずれの期間Ｂ′も前記tnより短い為、断芯
灯火の判定は行なわない。ｘサイクル後には（t2−t1）
ｘ分ズレることになるため、このズレ分が〔（t2−t1）
・ｘ−（t1＋2t）〕＞tnになった時点で第３図（ａ），
（ｂ）と同様にして断芯灯火を判定し、その結果が有効
であると判断することにより灯火L1と灯火L2が断芯して
いることが判明する。

又、結果の有効性を判断する方法としては、他に、期
間Ａ−Ｂ−Ａが一定間隔Ｔ時間毎に繰り返すことによ
り、何サイクルか後には灯火L1,L2の各々の期間Ａ−Ｂ
−Ａが重ならなくなることによって一度期間Ａ−Ｂ−Ａ
を判断した後、Ｔ時間後の期間Ａ−Ｂ−Ａを再度判定
し、判定結果が２回とも一致したときには、その結果が
有効であると判断する方法を採用することも可能であ
る。

以上のようにしていずれの灯火が断芯したかという判
断を的確に行うことができるため、断芯した灯火を発見
するために、作業員が滑走路を巡回点検する必要がな
く、保守点検作業の効率を大幅に向上させることができ
る。また断芯が発生した場合にも、絶縁変流器の二次側
を一定間隔Ｔ毎に比較的短い時間である短絡時間だけ短
絡することによって長時間に渡って高電圧が絶縁変流器
の二次側に発生することが回避されるため、巻線間の短
絡や温度上昇により焼損が生じるのを防止することがで
きる。

次に、その他の実施例について説明する。これは、上
述の実施例の端末部R1,R2,…,Rn（第２図）の構成内容
を変えたものであり、第４図に端末部RR1として示す。
第２図の端末部R1では、断芯が発生したことを、過電圧
検出部12により絶縁変流器CT1の二次側に発生した過電
圧を検出することで検出していた。これに対し、この端
末部RR1では、断芯の発生により灯火L1に流れていた電
流が断たれることを、灯火L1に直列に接続された変流器
23から電流が検出されなくなったことを、灯火電流断検
出部22が検出することによって行う点が異なっている。
このようにして断芯が発生したことを検出することを除
いて、他の構成は上述の実施例と全く同様である。

尚、上述した実施例はいずれも一例であって、本発明
の灯火断芯検出装置を限定するものではない。例えば、
変成器の二次側を短絡するものとして、実施例ではサイ
リスタを用いているが、リレーを用いてその接点の開閉
により行うものである等、他の手段によって短絡するも
のであってもよい。また実施例では、灯火毎に断芯検出
部と短絡部とを有した端末部を設けているが、これと異
なり、一か所にこれらの機能を有するものを設け、それ
ぞれの灯火の断芯検出や短絡を行ってもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の灯火断芯検出装置は、
いずれかの灯火が断芯すると予め設定された短絡時間経
過後、各変成器の二次側を各変成器に接続されている灯
火毎に設定されている時間だけ短絡し、さらにこの短絡
を前記短時間だけ解除し、短絡している期間中電圧波形
の変化が無くなるので、この電圧波形の変化が無くなっ
ている時間がどの短絡継続時間と一致しているかを判断
することにより、断芯した灯火の位置が検出されるた
め、断芯した灯火を発見するために巡回点検等を行なう
必要がなく、保守点検作業の効率を向上させることがで
きると同時に、断芯により変成器に長時間に渡って高電
圧が負荷される事態が回避され、巻線間の短絡や焼損を
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の灯火断芯検出装置の構成を
示すブロック図、第２図は同装置の端末部の構成を示す
ブロック図、第３図は同装置における定電流電源装置の
出力電圧波形の変化を示す説明図、第４図はその他の実
施例による灯火断芯検出装置の端末部の構成を示すブロ
ック図、第５図は従来の灯火断芯検出装置の構成を示す
ブロック図、第６図は断芯発生により定電流電源装置の
出力電圧及び電流波形の変化を示す説明図、第７図は定
電流電源装置の出力電圧の時間積分値と断芯した灯火の
数との関係を示した説明図である。 １……交流電源、２……定電流電源装置、3,33……計器
用変流器、4,34……計器用変圧器、７……断芯位置判断
部、11,21……端末部、11a,21a……短絡継続時間設定
部、11b,21b……短絡制御部、11c……サイリスタ部、12
……過電圧検出部、21c……サイリスタ部、22……灯火
電流断検出部、23……変流器、35……断芯検出部、36…
…直列点灯回路、R1,R2,…,Rn……端末部、L1,L2…,Ln
……灯火。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−139795（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−148390（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−128594（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−226693（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−226694（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−62498（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−234397（ＪＰ，Ａ) 特公 昭52−11024（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭52−11023（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭61−15556（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】定電流形の交流電源に直列に接続された二
   つ以上の変成器の二次側にそれぞれ接続された灯火を点
   灯する直列点灯回路における灯火断芯検出装置におい
   て、 各灯火毎に設けられ、対応する灯火が断芯すると、断芯
   が発生したことを検出する断芯発生検出部と、 前記各変成器毎に設けられ、動作時、対応する変成器の
   二次側を短絡するスイッチ部と、 前記灯火毎に異なった値に設定された短絡継続時間ti
   （ｉ＝1,2,…）が設定されており、前記断芯発生検出部
   により断芯の発生か検出されると、所定の小時間ｔ経過
   後、前記スイッチ部を動作させて前記対応する短絡継続
   時間tiの間、対応する変成器の二次側を短絡させ、かつ
   所定の小時間ｔ経過後、前記短絡継続時間より充分な間
   隔時間Ｔを待って、前記小時間ｔ後の短絡を繰返えさせ
   るべく制御するスイッチ部制御部と、 前記直列点灯回路における断芯の有無を波形により判別
   する断芯検出部と、 前記断芯検出部が断芯波形を検出した後再度断芯波形を
   検出するまでの時間をカウントし、この時間が前記灯火
   毎に異なる前記短絡継続時間tiのいずれと一致している
   かを判断することによって、前記灯火のうちのいずれが
   断芯したかを判断する断芯位置判断部と、 を備えたことを特徴とする灯火断芯検出装置。