JP2675664B2

JP2675664B2 - 灯火断芯検出装置

Info

Publication number: JP2675664B2
Application number: JP2271393A
Authority: JP
Inventors: 省三谷口; 良司銅屋; 一豊成田; 清志野田; 勝之上田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-10-09
Filing date: 1990-10-09
Publication date: 1997-11-12
Anticipated expiration: 2012-11-12
Also published as: JPH04147599A

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、直列に接続されている複数の絶縁変成器の
二次側にそれぞれ接続された灯火の断芯を検出する灯火
断芯検出装置に関する。

（従来の技術）直列灯火点灯回路は、空港の滑走路の進入案内等に用
いられる多数の灯火を点灯するために用いられるもので
ある。この直列灯火点灯回路には、複数の灯火のうち
で、どれかが断芯したことを検出する灯火断芯検出装置
が設けられている。

このような灯火断芯検出装置の最も一般的な構成は、
定電流形の交流電源に複数の変成器の一次側を接続し、
二次側には複数の灯火点灯回路を接続したものである。
そして、各灯火点灯回路内の各灯火が断芯したときは、
断芯によって生ずる過電圧を検出して二次側を短絡させ
るようにし、所定時間後に短絡を解除したときの交流電
源の出力波形に基いて灯火が断芯したことを検出するよ
うにしている。

ところが、このような従来装置では、複数の灯火のう
ちに断芯したものがあることは検出できるが、複数の灯
火のうちのいずれが断芯したのかまでは検出できないよ
うになっている。

そこで近時は、例えば特開平１−335292号に開示され
た装置のように、断芯した灯火の数のみならず、断芯し
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ものが提案されている。

この提案の概要を述べると、まず、各灯火に対応させ
て端末部を設け、これら端末部に断芯灯火か否かを判定
する時間を各灯火毎に異ならせて設定しておく。そし
て、交流電源出力が親局側に設けた交流電源制御手段に
よって制御された時点から親局側に設けた開放動作判断
手段が交流電源出力の変化を検出した時点までの時間を
それぞれ計数する。これとともに、各判定時間を各計数
時間に対応させ、これら判定時間のうち、対応する計数
時間を判別し、この判別された判定時間に対応する灯火
を断芯灯火と判断するようになっている。

（発明が解決しようとする課題）上記提案によって、断芯した灯火の数のみならず、断
芯した灯火がいずれの灯火であるのかまで検出できるよ
うになり、灯火の交換などの保守作業を速かに行えるよ
うになった。

しかし、灯火の断芯が発生した場合には、端末部内に
過電圧が発生するため、このような過電圧の繰り返しに
起因して端末部内の機器に故障が生ずることがある。そ
してこのような故障によって、端末部自体が正常に機能しな
くなり、灯火の断芯が発生しても、これを検出すること
ができなくなる場合があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、断芯
した灯火の数及びその位置ばかりでなく、各端末部の故
障の有無を診断することも可能な灯火断芯検出装置を提
供しようとするものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明は、上記課題を解決するための手段として、定
電流形の交流電源に複数の変成器の一次側を接続すると
共に、その二次側に複数の灯火と、これら複数の灯火の
それぞれの断芯を検出するための複数の端末部とを接続
し、各灯火が断芯したときは、この断芯によって前記二
次側に生ずる過電圧又は電流遮断を検出してこの二次側
を短絡させ、所定時間後にこの短絡を解除したときの前
記交流電源の出力電圧の波形に基いて各灯火の断芯の検
出を行う灯火断芯検出装置において、前記各灯火の断芯
の有無を検出する場合、及び前記各端末部の故障の有無
を診断する場合に、前記交流電源を各場合につき予め定
めた回数だけ瞬間停止させる電源制御部と、前記各灯火
毎に設けられ、前記電源制御部が瞬間停止の回数を断芯
有無の検出の場合としたときに、前記変成器の二次側を
短絡させ、所定時間経過後にこの短絡を解除する短絡部
と、前記各灯火毎に設けられ、前記電源制御部が瞬間停
止の回数を故障有無の診断の場合としたときに、前記変
成器の二次側を所定時間経過後に開放する開放部と、前
記短絡部が短絡を解除したとき、及び前記開放部が開放
を行なったときの前記交流電源の出力波形に基いて、前
記複数の灯火のうちのいずれかに断芯が発生したことの
有無、及び前記複数の端末部のうちのいずれかに故障が
発生したことの有無を判断する断芯・故障判断部と、前
記断芯・故障判断部から断芯信号又は故障信号が出力さ
れた際に、所定時点からこの断芯信号又は故障信号が出
力された時点までの時間を、各灯火毎及び各端末部毎に
予め定めてある基準時間と比較し、この比較に基いて、
前記断芯又は前記故障が、いずれの灯火又はいずれの端
末部に発生しているかを判断する断芯・故障位置判断部
と、を備えた構成としたものである。

（作用）上記構成において、まず、電源制御部は、各灯火の断
芯の有無を検出すべく所定回数だけ交流電源を、瞬間停
止させる。短絡部は、この所定回数の瞬間停止により、
変成器の二次側を短絡させ、所定時間経過後にこの短絡
を解除する。

短絡部が短絡を解除した時点で、もし灯火に断芯が発
生していれば、交流電源の出力波形に歪みが生じるの
で、複数の灯火のうちのいずれかに断芯が発生したこと
を断芯・故障判断部が判断し、断芯信号を出力する。

断芯・故障位置判断部は、所定時点からこの断芯信号
が出力された時点までの時間を、各灯火毎に予め定めて
ある基準時間と比較し、いずれの灯火が断芯しているの
かを判断する。

また、各端末部の故障の有無を診断する際は、電源制
御部がが瞬間停止の回数を故障有無の診断の場合とした
ときに、開放部が変成器の二次側を所定時間経過後に開
放する。

開放部が開放を行なった時点で、その端末部が正常で
あれば交流電源の出力波形に歪みが生じるはずである。
逆に、歪みが生じなければその端末部には故障が発生し
ていることになり、このとき断芯・故障判断部は故障信
号を出力する。

断芯・故障位置判断部は、所定時点からこの故障信号
が出力された時点までの時間を、各端末部毎に予め定め
てある基準時間と比較し、いずれの端末部が故障してい
るのかを判断する。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基き説明する。第１図
はこの実施例の断芯検出装置の構成を示したものであ
る。

交流電源１からの電流は定電流電源装置２に入力さ
れ、位相制御により一定に保たれて灯火点灯回路５に供
給される。これにより、灯火点灯回路５における直列に
接続された絶縁変流器CT₁,CT₂,…,CT_nの二次側にそれぞ
れ接続された灯火L₁,L₂,…,L_nの輝度が一定に維持され
る。

そして、定電流電源装置２の出力電流及び出力電圧
は、計器用変流器３及び計器用変圧器４を介して親局７
に入力されるようになっている。また、各灯火L₁,L₂,…
L_nには、それぞれの断芯を検出するための端末部R₁,R₂,
…,R_nが接続されている。

親局７は、図示の如く、断芯・故障判断部６、電源制
御部８、断芯・故障位置判断部９、要求内容判断部10を
有している。断芯・故障判断部６は、灯火L₁,L₂,…,L_n
のいずれかに断芯が発生したことを判断するもので、こ
の判断結果を断芯・故障位置判断部９に出力する。電源
制御部８は、定電流電源装置２の出力を制御するもの
で、断芯の有無にかかわらず一定周期（例えば、10分間
又はそれ以下の数分間）毎又は任意周期毎に、灯火の点
灯に支障のない短い時間だけ瞬間的に出力を停止させる
（以下、瞬間停止という）。この瞬間停止は一定時間内
に１回又は複数回行なわれるが、本実施例では、各灯火
の断芯の有無を検出する場合に１回だけ瞬間停止を行
い、各端末部の故障の有無を診断する場合には２回の瞬
間停止を行うものとする。

断芯・故障位置判断部９は、各灯火毎にそれぞれ異な
る断芯検出用の基準時間t₁,t₂,…,t_nを記憶しており、
この基準時間と、断芯・故障判断部６から信号が送られ
てきた時間とを比較し、さらに要求内容判定部10から得
た信号に基いて、断芯した灯火の位置又は正常若しくは
異常な端末部の位置を判断するものである。

要求内容判定部10は、電源制御部８からの信号によ
り、定電流電源装置２に対する瞬間停止制御が一定時間
内に何回行なわれたかを検知し、その回数に基いて、断
芯の有無の検出が要求されているのか、故障の有無の診
断が要求されているのかを判定するものである。

次に、端末部R₁,R₂,…,R_nの構成につき説明する。こ
れら端末部R₁,R₂,…R_nの構成内容はいずれも同一である
ため、端末部R₁を例にとって第２図に基き説明する。

第２図において、絶縁変流器CT₁の二次側に灯火L₁が
接続され、この灯火L₁に対して並列となるように短絡部
11が接続されている。また、灯火L₁の一端側には開放部
12が接続されており、この開放部12を介して過電圧検出
部21が灯火L₁に対して並列接続されている。

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22と、この短絡の解除を開始するまでの前記基
準時間に対応する時間ｔを設定する時間設定部24と、こ
の時間経過後、一定時間Ｔの間、短絡を解除するように
サイリスタ部22を制御する短絡制御部23とを有してい
る。時間設定部24に設定されている時間は、それぞれの
端末部R₁,R₂,…,R_n毎にt₁,t₂,…,t_nというように長さが
異なっている。

開放部12は、常時閉となっているサイリスタ部22と、
このサイリスタ部を開放させる開放制御部26とから構成
されている。また、絶縁変流器CT₁の二次側には変流器2
7が接続されており、瞬間停止検出部28はこの変流器27
を介して、定電流電源装置２の瞬間停止の回数を検出す
る。そして、要求判別部29は、一定時間内に検出された
瞬間停止の回数から、その瞬間停止が断芯の有無の検出
を要求するものであるのか、あるいは端末部の故障の有
無の診断を要求するものであるのかを判別し、判別信号
を短絡制御部23又は開放制御部26に出力する。例えば、
瞬間停止の回数が１回であれば、要求判別部29は、断芯
有無の検出の要求と判別して判別信号を短絡制御部23に
出力し、瞬間停止の回数が２回であれば、要求判別部29
は、故障有無の診断の要求と判別して判別信号を開放制
御部26に出力する。

次に、以上のように構成される断芯検出装置の動作に
つき説明する。まず、灯火L₁が断芯したとすると絶縁変
流器CT₁の二次側が開放に近い状態となり過電圧が発生
する。この過電圧を端末部R₁の過電圧検出部21が検出
し、短絡部11の短絡制御部23に過電圧が発生したことを
通知する。

短絡制御部23はこの通知を受けると、サイリスタ部22
を駆動させて絶縁変流器CT₁の二次側を短絡させ、灯火L
₁の断芯が断芯・故障判断部６により検出されない状態
にする。

一方、上述したように、親局７の電源制御部８により
一定時間内に１回の瞬間停止が行われると、第３図の点
線部のように定電流電源装置２からの出力電流（第３図
（ａ））、及び出力電圧（第３図（ｂ））がゼロにな
る。

この瞬間停止が行われたことを端末部R₁の瞬間停止検
出部28が変流器27を介して検出し、その検出信号を要求
判別部29に出力する。要求判別部29は、瞬間停止が発生
してから一定時間の間監視を行い、この間に瞬間停止が
１回しか発生しなかったことから、この瞬間停止を断芯
有無の検出の要求と判別する。そして、その判別信号を
短絡制御部23に出力する。

短絡制御部23は、この判別信号を入力すると、サイリ
スタ部22に対し、時間設定部24に設定された時間t₁だけ
経過した後、第３図（ｄ）のような短絡制御信号を出力
し、時間Ｔの間だけ短絡を解除させる。なお、この解除
を瞬間停止後に行うのは、灯火毎に異なる時間t_nのカウ
ントを開始する時期を、１サイクルの波形が開始する時
期に同期させるためである。

短絡が解除されると灯火L₁の断芯による出力電圧波形
（第３図（ｂ）に変化が生じるので、断芯・故障判断部
６はこの変化を時間積分手法（斜線部の面積を積分によ
り求める）等により検出して断芯発生と判断し、これを
親局７に通知する。この場合、断芯が発生したという通
知は、第３図（ｃ）に示すように、短絡解除時間の開始
時期よりも飽和時間αだけ遅れる。

次いで、断芯・故障位置判断部９は、電源制御部８が
瞬間停止を行なった時点から断芯・故障判断部６により
断芯が検出された時点までの時間を求め、これから飽和
時間αを差引いた値を算出する。そして、この時間と、
予め記憶している各灯火毎の基準時間t₁,t₂,…t_nとを比
較し、もしt₁と一致していれば、断芯・故障位置判断部
９は灯火L₁が断芯していると判断する。

灯火L₂が断芯した場合は、端末部R₂により絶縁変流器
CT₁の二次側を短絡し、瞬間停止があった後、時間設定
部24に設定されている時間t₂が経過した後、時間Ｔだけ
短絡を解除する。そして、断芯・故障位置判断部９によ
り、電源制御部８が瞬間停止を行なった時点から断芯が
検出された時点までの時間を求め、これから飽和時間α
を差引いた値がt₂と一致していることから灯火L₂が断芯
したものと判断する。

ここで、この時間t₂の長さは、t₁＋Ｔ＋T_X（ただし、
T_Xは第３図（ｃ）に示されたもので、断芯・故障判断部
６の復帰時間である）よりも大とする。これにより、断
芯が複数個所で発生した場合でも短絡を解除させるそれ
ぞれの時間Ｔが重複しないようにすることができる。同
様に、灯火L₃に対応した時間t₃はt₃＞t₂＋Ｔ＋T_Xとな
り、灯火L_nに対応した時間t_nはt_n＞t_n-1＋Ｔ＋T_Xとな
る。

このように、それぞれの時間ｔを設定することによ
り、灯火L₁及び灯火L₂が同時に断芯した場合についても
対処することができる。つまり、灯火L₁,L₂が同時に断
芯した場合は、まず、端末部R₁,R₂において絶縁変流器C
T₁,CT₂の二次側をそれぞれ短絡させる。そして、電源制
御部８による瞬間停止が両者とも同時に行なわれ、時間
t₁,t₂が経過した後、重複しない時間帯において時間Ｔ
だけそれぞれ短絡を解除させる。これにより、断芯・故
障位置判断部９は、瞬間停止から断芯が検出されるまで
の時間と記憶された時間ｔとを比較し、灯火L₁及び灯火
L₂が断芯したと判断する。

次に、端末部の故障の有無を診断する場合につき説明
する。この場合、電源制御部８は定電流電源装置２に対
し一定時間内に２回瞬間停止を行なわせ、２回の瞬間停
止毎に出力電流（第４図（ａ））及び出力電圧（第４図
（ｂ））をゼロにする。

瞬間停止検出部28は、この２回の瞬間停止を変流器27
を介して検出し、その検出信号を要求判別部29に出力す
る。要求判別部29は、瞬間停止が一定時間内に２回発生
したことから、この瞬間停止を故障有無の診断の要求と
判別し、１回目の瞬間停止時に判別信号を短絡制御部23
に出力し、２回目の瞬間停止時に判別信号を開放制御部
26に出力する。

短絡制御部23は、第４図（ｄ）に示すように、１回目
の瞬間停止の終了時点から時間t₁が経過するまでサイリ
スタ部22を短絡させ、時間t₁経過後はその短絡を解除す
る。そして、開放制御部26は、第４図（ｅ）に示すよう
に、２回目の瞬間停止の終了時点から時間t₁₁が経過し
た後開放信号を出力し、サイリスタ部25を開放させる。

サイリスタ部25が開放されると、第４図（ｂ）に示す
ように、定電流電源装置２の出力電圧波形に変化が生じ
る。断芯・故障判断部６は、この変化を前述した時間積
分手法等により検出して端末部R₁が正常に動作したと判
断し、これを親局７に通知する。逆に、サイリスタ部25
が開放されたにもかかわらず、定電流電源装置２の出力
電圧波形に変化が生じない場合は、端末部R₁が異常であ
ると判断する。

次いで、断芯・故障位置判断部９は、断芯・故障判断
部６からの診断信号が、端末部R₁〜R_nのうちのいずれに
係るものであるのかを判断するが、その判断の仕方は灯
火L₁が断芯した場合と同様であるためその説明を省略す
る。

上述したように、第１図及び第２図の装置によれば、
親局７からの指令によって定電流電源装置２に瞬間停止
を所定回数行なうだけで、いずれの灯火が断芯したかと
いう判断、及びいずれの端末部に故障が発生しているか
を適確に判断することができる。したがって、保守点検
作業の効率を大幅に向上させることができる。

この場合に、瞬間停止を電源制御部８が行う周期を短
くすれば、断芯発生後から短時間で検出することができ
る。また断芯が発生した場合にも、絶縁変流器の二次側
を先ず短絡して断芯が発生していないときと同様の状態
にし、一定周期毎に短時間Ｔだけ短絡を解除するため、
長時間に渡って高電圧が絶縁変流器の二次側の発生する
ことが回避されるため、巻線間の短絡や、温度上昇によ
る焼損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,…,R_n（第２図）の構成内容
を変えたものであり、第５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21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に直列接続された変流器30を介
して灯火電流断検出部31が検出し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、
変成器として絶縁変流器を用いているが、変圧器を用い
た直列点灯回路に対しても適用することができ、またこ
のような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等、他の手段によって短絡する
ものであってもよい。また電源制御部８が行う瞬間停止
は、常時一定周期毎に自動的に行う必要は必ずしもな
い。例えば、毎正時毎に数分間の間隔で２〜３回瞬間停
止させてもよく、また操作者が断芯の検出を行いたいと
きに、手動の操作によりさせるものであってもよい。ま
た、一定時間内に発生させる複数回の瞬間停止は、ラン
ダムであっても周期的であってもよい。

上述の実施例では、電源制御部８の行う瞬間停止は、
定電流電源装置２からの出力電圧及び出力電流を共にゼ
ロにしているが、一般に定電流電源装置２では灯火を点
灯させるための電源部と、断芯時に時間積分値を得るた
めのベース電流を流す電源部とを備えているため、灯火
用電源部のみ出力を０とし、ベース用電源部の出力は０
としないことによって行ってもよい。この場合の瞬間停
止中の出力電圧及び出力電流の波形は第６図のようであ
る。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、複数の灯火のうちの
いずれに断芯が発生しているのか、及び複数の端末部の
うちのいずれに故障が発生しているのかの双方を、交流
電源の瞬間停止の回数を利用して自動的に監視する構成
としているので、断芯した灯火を発見するため、および
故障した端末部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。また、断芯により長時間にわたって変成器に高電圧
がかかる事態を回避できるため、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図は本発明の実施例の構成を示すブロック図、第２
図は第１図の装置の端末部の構成を示すブロック図、第
３図及び第４図は第１図及び第２図の動作を説明するた
めの波形図、第５図は本発明の他の実施例の構成を示す
ブロック図、第６図は第１図における定電流電源装置の
出力波形の変形例を示す波形図である。２……定電流電源装置、６……断芯・故障判断部、８…
…電源制御部、９……断芯・故障位置判断部、11……短
絡部、12……開放部、CT₁〜CT_n……絶縁変流器、L₁〜L_n
……灯火、R₁〜R_n……端末部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者野田清志東京都府中市東芝町１株式会社東芝府中工場内 (72)発明者上田勝之東京都港区芝浦１丁目１番１号株式会社東芝本社事務所内 (56)参考文献特開平２−234397（ＪＰ，Ａ) 特開平２−234395（ＪＰ，Ａ) 特開平２−226694（ＪＰ，Ａ) 特開平２−234396（ＪＰ，Ａ) 特開平２−226695（ＪＰ，Ａ) 特開平２−226693（ＪＰ，Ａ) 特開平２−215087（ＪＰ，Ａ) 特開平１−235192（ＪＰ，Ａ) 特開平３−194898（ＪＰ，Ａ) 特開平３−257793（ＪＰ，Ａ) 特開平３−272596（ＪＰ，Ａ) 特開平４−112492（ＪＰ，Ａ) 特開平４−115494（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】定電流形の交流電源に複数の変成器の一次
側を接続すると共に、その２次側の複数の灯火と、これ
ら複数の灯火のそれぞれの断芯を検出するための複数の
端末部とを接続し、各灯火が断芯したときは、この断芯
によって前記二次側に生ずる過電圧又は電流遮断を検出
してこの二次側を短絡させ、所定時間後にこの短絡を解
除したときの前記交流電源の出力電圧の波形に基いて各
灯火の断芯の検出を行う灯火断芯検出装置において、前記各灯火の断芯の有無を検出する場合、及び前記各端
末部の故障の有無を診断する場合に、前記交流電源を各
場合につき予め定めた回数だけ瞬間停止させる電源制御
部と、前記各灯火毎に設けられ、前記電源制御部が瞬間停止の
回数を断芯有無の検出の場合としたときに、前記変成器
の二次側を短絡させ、所定時間経過後にこの短絡を解除
する短絡部と、前記各灯火毎に設けられ、前記電源制御部が瞬間停止の
回数を故障有無の診断の場合としたときに、前記変成器
の二次側を所定時間経過後に開放する開放部と、前記短絡部が短絡を解除したとき、及び前記開放部が開
放を行なったときの前記交流電源の出力波形に基いて、
前記複数の灯火のうちのいずれかに断芯が発生したこと
の有無、及び前記複数の端末部のうちのいずれかに故障
が発生したことの有無を判断する断芯・故障判断部と、前記断芯・故障判断部から断芯信号又は故障信号が出力
された際に、所定時点からこの断芯信号又は故障信号が
出力された時点までの時間を、各灯火毎及び各端末部毎
に予め定めてある基準時間と比較し、この比較に基い
て、前記断芯又は前記故障が、いずれの灯火又はいずれ
の端末部に発生しているかを判断する断芯・故障位置判
断部と、を備えたことを特徴とする灯火断芯検出装置。