JP4048127B2 - 電気機器監視システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気機器の劣化や異常を監視する電気機器監視システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、宅内に設置された家電機器のオン／オフをネットワークを通じて制御する家電機器制御ネットワークシステムが提供されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−８６５７２号公報（段落番号［００６７］−［００７０］、及び、第４図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の家電機器ネットワークシステムでは、使用する家電機器自体にネットワークを通じてコントローラとの間で通信を行うための通信機能を持たせる必要があり、コスト高となる問題があり、また通信機能を持たない既設の家電機器に代えて、通信機能を備えた家電機器を導入する必要があり、利用者の負担が大きいという問題もあった。
【０００５】
また各家電機器の劣化や異常を監視するためには、これらの監視を行う手段を個々の家電機器に電力消費量を監視する手段が必要なり、コスト的にも高くなるという問題があった。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、使用されている電気機器の特定とその電気機器の劣化や異常状態を、電気機器側の変更や機能追加なしに監視することができる電気監視システムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明では、電気機器と電源との間に介在し、電気機器の通電中に電気機器に供給される電流及び電圧を電気量として検出し、当該電気量の挙動から電流の大きさを表す特徴量、電流波形の形状を表す特徴量、電流と電圧の時間差を表す特徴量をそれぞれ求める手段と、この求めた特徴量データを通信線を通じて送出する第１の通信手段とを有する１乃至複数の負荷特徴量検出装置と、
予め各種電気機器毎に対応する特徴量データを個別属性データに関連付けて格納している特徴量データベースと、上記負荷特徴量検出装置から送出されてくる特徴量データを受信する第２の通信手段と、上記特徴量データベースに登録されている特徴量データと第２の通信手段で受信した特徴量データとを照合して受信した特徴量データに対応する電気機器を特定する特定手段と、特定された電気機器の特徴量データにより当該電気機器の状態を監視する監視手段とを有する管理装置とを備え、上記負荷特徴量検出装置が個別の電気機器に対応して設けられ、管理装置の監視手段は、各特徴量検出装置からの特徴量データに基づいて夫々に対応する電気機器の劣化状態を診断することを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明では、電気機器と電源との間に介在し、電気機器の通電中に電気機器に供給される電流及び電圧を電気量として検出し、当該電気量の挙動から電流の大きさを表す特徴量、電流波形の形状を表す特徴量、電流と電圧の時間差を表す特徴量をそれぞれ求める手段と、この求めた特徴量データを通信線を通じて送出する第１の通信手段とを有する１乃至複数の負荷特徴量検出装置と、予め各種電気機器毎に対応する特徴量データを個別属性データに関連付けて格納している特徴量データベースと、上記負荷特徴量検出装置から送出されてくる特徴量データを受信する第２の通信手段と、上記特徴量データベースに登録されている特徴量データと第２の通信手段で受信した特徴量データとを照合して受信した特徴量データに対応する電気機器を特定する特定手段と、特定された電気機器の特徴量データにより当該電気機器の状態を監視する監視手段とを有する管理装置とを備え、負荷特徴量検出装置が、複数の同種の電気機器が接続されている電力線の始端側に挿入されて、これら複数の同種の電気機器全体に供給される電気量の挙動に対応した特徴量を求め、管理装置の監視手段は、負荷特徴量検出装置からの特徴量データに基づいて上記複数の同種の電気機器の劣化状態を診断することを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明では、請求項２の発明において、上記電気機器が街路灯、トンネル用照明器具、道路灯等の公共用照明負荷であって、管理者側に設置される管理装置と特徴量検出装置との間はＬＡＮやＷＡＮのネットワークを介して接続され、負荷特徴検出装置からの特徴量データを上記ネットワークの通信線を介して上記管理装置へ送出することを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明では、請求項１乃至３の何れかの発明において、上記管理装置の監視手段は、特徴量検出装置からの特徴量データから過電流状態を検出する機能を備えていることを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明では、請求項４の発明において、特徴量検出装置には、電気機器と電源との間に挿入され過電流状態の検出時に強制オフさせられるスイッチ部を備えていることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明を実施形態により説明する。
（基本構成）
図１は電気機器監視システムの基本構成を示すシステム構成図であり、この図示するシステムでは、住宅やビル内に設けた分電盤２内に収納した管理装置１と、この管理装置１から屋内に先行配線されたＬＡＮの通信線３に接続される１０ＢＡＳＥ−Ｔ及び１００ＢＡＳＥ−Ｔ等のモジュラージャック５を埋込型配線器具として設けたＬＡＮ端末を接続する接続ユニット４と、分電盤２から屋内に先行配線された電力線５０と、電力線５０に直接接続する電源接続端に後述する電流検出素子９１（図２参照）を介して接続されるコンセント部６を備えるとともに、後述するＬＡＮ用の通信回路９４（図２参照）の信号入出力端が接続されるモジュラージャック８を備え、埋込型配線器具と同様な形態でユニット化された負荷特徴量検出装置９と、電力線５０に直接接続する電源接続端に後述する電流検出素子９１を介して接続されるとともに恒久的に設置される設備的な電気機器（例えば照明器具）２０を直接接続する負荷接続端子部を備えるとともに、当該電気機器２０の操作スイッチＳＷを備えた壁スイッチ型であって、通信回路９４の信号入出力端を上記通信線３に直接接続される信号線接続端を備えた負荷特徴量検出装置９’と、管理装置１からの表示データを受けて監視情報を表示する表示器７ａ及び操作部７ｂを備えた表示装置７とを基本的な構成要素としている。
【００１４】
負荷特徴量検出装置９のコンセント部６には必要に応じてテレビ、掃除機、調理機器、空調設備等の電気機器２０が、電源コード２１の電源プラグ２２によって接続され、またモジュラージャック８には接続ユニット４のモジュラージャック５に一端側をモジュラープラグ（図示せず）で接続したＬＡＮケーブル２３の他端側のモジュラープラグ（図示せず）が接続されることで、通信線３に負荷特徴量検出装置９がＬＡＮ端末として接続するようになっている。
【００１５】
ここで本システムではＬＡＮとしてイーサネット（Ｒ）を用いているが、その他の方式でも勿論良く、更に無線等の信号媒体を用いても良い。また図１では通信線３が１本で示されているが、実際的には管理装置１側のハブ１０（図４参照）から夫々の接続ユニット４や負荷特徴量検出装置９’へ配線されている。
【００１６】
次に負荷特徴量検出装置９の構成を図２により説明する。
【００１７】
負荷特徴量検出装置９は、電力線５０を直接接続する電源接続端子部９０と、電気機器２０の電源プラグ２２を挿脱自在に接続するためのコンセント部６を備え、接続される電気機器２０には低インピーダンスの抵抗素子やＣＴなどからなる電流検出素子９１を通じて電力線５０から商用交流電源を供給することができるようになっている。そして電力線５０を通じて印加される交流電源電圧を例えば抵抗で分圧する電圧分圧回路９２からの分圧電圧波形と、電流検出素子９１で検出した電流波形とに基づいて後述する方法により特徴量を演算する特徴量演算部９３と、この特徴量演算部９３に演算した特徴量データをＬＡＮへ送出するための通信回路９４とを備えており、この通信回路９４の信号入出力端としてモジュラージャック８を設けている。
【００１８】
特徴量演算部９３はマイクロコンピュータから構成され、電流検出素子９１及び電圧分圧回路９２からの入力を内蔵するＡ／Ｄコンバータ（図示せず）でＡ／Ｄ変換して取り込んでおり、電流検出素子９１により負荷電流値に応じた検出出力と、電圧分圧回路９２からの出力電圧とを用いて特徴量を演算により求めている。
【００１９】
ここで特徴量としては種々のものがあるが、これらの特徴量は電流の大きさを表す特徴量、電流波形の形状を表す特徴量、電流と電圧の時間差を表す特徴量の３つに大きく分類され、それぞれの分類の特徴量として電気機器の機種や動作状態を特定するのに必要な特徴量を用いれば良い。ここで実際に家庭用電気機器に流れる消費電流を観測した結果、電流の大きさを表す特徴量として電流の平均値、電流の形状を表す特徴量としてピーク平均値（電流のピーク値を平均値で除した値）、電流と電圧の時間差を表す特徴量としてピーク時間差（電流のピークと電圧のピークの時間差）、通電時間、ピーク遅延率（通電開始から電流のピークまでの時間を通電時間で除した値）の５つの特徴量を用いれば電流波形から電気機器の機種やその動作状態を略確実に特定できることが判明したので、本システムでは上記５つの特徴量を特徴量演算部９３で演算し、その特徴量データを通信回路９４とＬＡＮとを介して管理装置１へ送出するようになっている。
【００２０】
尚負荷特徴量検出装置９’の場合にはコンセント部６に替えて電気機器２０からの配線を直接的に接続するための負荷接続端子部（図示せず）を設け、また通電路に操作スイッチＳＷを挿入している点と通信回路９４の信号入出力端として設けたモジュラージャックに通信線３側に設けたモジュラープラグを直接接続する点とで負荷特徴量検出装置９と相違する。
【００２１】
また図１で示す負荷特徴量検出装置９は埋込型の配線器具の形態で構成されているが、テーブルタップのような形態で構成しても良く、この場合には電源接続端子部９０が電源コード９５の先部に設けた電源プラグ９６により構成され、この電源プラグ９６を部屋等に設置されている通常のコンセント装置２４に接続することで、電力線５０と接続される。またＬＡＮとの接続は装置本体に設けたモジュラージャック８と、接続ユニット４のモジュラージャック５との間をＬＡＮケーブル２３で接続する。
【００２２】
さて本システムの管理装置１は図３に示すように、負荷特徴量検出装置９の通信回路９４との間で情報授受を行うためのイーサネット（Ｒ）による通信回路１１と、通信回路１１を複数のＬＡＮ端末に通信線３を介して接続するためのハブ１０と、各負荷特徴量検出装置９，９’から送られてくる特徴量データに基づいて負荷特徴量検出装置９のコンセント部６や負荷接続端子部に接続されている電気機器２０の特定を行うために、予め各種電気機器２０の特徴量データ及び個別属性データとを登録している特徴量データベース１２と、管理装置１の全体の中核を為すマイクロコンピュータから構成された監視処理部１４と、表示装置７との間のデータの入出力のためのインターフェース部１５とを備えている。
【００２３】
本システムの監視処理部１４は、特徴量データに基づく電気機器２０を特定する特定手段の機能や、特定された電気機器２０の接続位置の監視やデータベース１２のデータの読み出し、書き込み等の処理を行うとともに、特徴データに基づいて電源コード等を含む電気機器２０の正常／異常の判断を行う診断機能等により電気機器２０の状態を監視する監視手段としての機能と、この監視結果を表示装置７に表示させるためのデータ処理を行う機能を備えている。
【００２４】
尚特徴量データベース１２に登録される各種電気機器の特徴量データや電気機器の個別属性データについては、予め電気機器メーカ側から提供されるこれらデータを登録するか、或いは実際にシステム設置場所で使用される電気機器２０について、システムの初期スタート時に電気機器１台１台実際に動作させることで負荷特徴量検出装置９，９’から管理装置１側に特徴量データを送信させて収集するとともに、管理装置１側で当該特徴量データに関連付けて電気機器２０の個別属性データを入力する学習登録方法がある。
【００２５】
ここで学習登録方法の一例を図４により説明する。
【００２６】
この場合、管理装置１の動作モードを登録モードと通常モードとに監視処理部１４の動作を切り替えるように例えば表示装置７の操作部７ｂから指示を与えることができるようにしておく。そして登録モードでは、ある負荷特徴量検出装置９又は９’に接続されている電気機器２０の機種名を含む個別属性データ（例えばカタログデータ）を操作部７ｂから入力すると（ステップＳ１１）、管理装置１の監視処理部１４に学習処理を行わせる指令と電気機器２０の個別属性データとが送信される。その後、負荷特徴量検出装置９（或いは９’）のコンセント部６（或いは負荷接続端子部）に接続されている電気機器２０の電源をオンして通電すると（ステップＳ１２）、負荷特徴量検出装置９の特徴量演算部９３が、電流検出素子９１及び電圧分圧回路９２からの入力をＡ／Ｄ変換して取り込み（ステップＳ１３）、電流検出素子９１を用いて求めた電流波形と、電圧分圧回路９２の出力電圧波形から求めた電源電圧波形とをもとに電流波形の特徴量を算出し（ステップＳ１４）、特徴量データを通信回路９４により管理装置１へ送信する８ステップＳ１５）。その後、しばらくの間ユーザは電気機器２０の通電を継続させ、またステップＳ１６の判定において動作状態が切り替え可能な電気機器２０の場合は、ユーザが電気機器２０の動作状態を切り替えた後（ステップＳ１７）、ステップＳ１３に戻って上述の動作を繰り返す。そして、動作状態を一通り変化させて各々の状態での特徴量データを順次管理装置１側へ通信回路９４を介して転送させる。そして管理装置１の監視処理部１４では予め決められた全ての特徴量データの受信が終了すると、入力された個別属性データと関連付けて受信する特徴量データデータを特徴量データベース１２に登録する（ステップＳ１８）。そして当該電気機器２０の学習処理を終了させ、この終了を表示装置７側で表示させる。
【００２７】
また、ステップＳ１６の判定において動作状態を変更できないような電気機器の場合は学習処理を終了する。
【００２８】
以上のようにしてシステムで接続される各電気機器２０の特徴量データ及び個別属性データを管理装置１に設けた特徴量データベース１２に順次登録する。そして接続される電気機器２０の全ての特徴量データ及び個別属性データの登録が終了した後、ユーザは表示装置７の操作部７ｂから動作モードを通常モードへ切り替える指令を管理装置１へ送ることで、電気機器２０の接続に対して待機する状態に入るのである。尚一例では表示装置７を利用しているが、ＬＡＮ上に接続されるコンピュータを学習処理に用い、収集した特徴量データ及び個別属性データをコンピュータからＬＡＮを介して管理装置１へ転送して登録するようにしても良いし、管理装置１自体に操作部を設けて上記の操作ができるようにしても良い。
【００２９】
次に本システムの動作を図６により説明する。
【００３０】
今負荷特徴量検出装置９のコンセント部６に接続されている電気機器２０の電源スイッチがオンされて通電が開始されると、電気機器２０の挙動に応じた電流レベル、電圧レベルの検出出力が電流検出素子９１から特徴量演算部９３に取り込まれる。また電源電圧の変動に応じた分圧電圧が電圧分圧回路９２から特徴量演算部９３に取り込まれる。
【００３１】
ここで特徴量演算部９３は、図５に示すようにＡ／Ｄ変換部（図示せず）より電流検出素子９１及び電圧分圧回路９２の出力を取り込み（ステップＳ１）、取り込んだ値から電流値及び電圧値の数周期分の平均値を算出する（ステップＳ２）。次に特徴量演算部９３では、管理装置１に特徴量データを送信したことがあるか否かを判定し（ステップＳ３）、一度も特徴量データを送信していない場合にはステップＳ５以降の処理を行い、特徴量データを送信したことがある場合にはステップＳ４の判定を行う。ステップＳ４の判定処理では、特徴量演算部９３が、ステップＳ２で求めた平均値が前回管理装置１に送信した平均値から一定値以上変化しているか否かを判定し、平均値が一定値以上変化していればステップＳ５以降の処理を行い、平均値の変化量が一定値に満たない場合はステップＳ１に戻って上述の処理を繰り返している。
【００３２】
ステップＳ５では特徴量演算部９３が平均値以外の特徴量を演算により求めており、特徴量の演算が終了すると、通信回路９４を通じて管理装置１へ特徴量データ及び当該負荷特徴量検出装置９の識別データ（ＩＰアドレスや通信回路９４のＭＡＣアドレスなど）とともに送信する（ステップＳ６）。
【００３３】
管理装置１の監視処理部１４では、通信回路１１を通して受信した特徴量データと特徴量データベース１２に登録されている特徴量データとの照合を行い、一致するものがあると、当該特徴量データに対応する個別属性データから電気機器２０の機種名などを特定する（ステップＳ７）。
【００３４】
この場合監視処理部１４は受信する特徴量データデータと、特徴量データベース１２に登録されている特徴量データとを比較し、受信する特徴量データデータに略一致する特徴量データを持った電気機器２０を候補として選出する。そして、更に監視処理部１４は、複数の特徴量データについてそれぞれ比較して、電気機器２０の候補を選出した結果、最も多く候補として選出された電気機器２０を最終的に選択決定する。監視処理部１４は、接続された電気機器２０を特定すると、この電気機器２０の特徴量データを送信してきた負荷特徴量検出装置９の識別データと関連付けて電気機器２０の接続位置を判断する。
【００３５】
このようにして、管理装置１では電気機器２０の接続位置を把握することができ、冷蔵庫、エアコン、照明器具などの接続位置が変わらないような電気機器２０については当該負荷特徴量検出装置９から平均値が一定値以上変化に伴って送られてくる特徴量データの受信によって通電状態を継続して監視することができる。
【００３６】
そして電気機器２０が継続して動作している状態において、監視処理部１４は負荷特徴量検出装置９或いは９’から送られてくる特徴量データが、上述した平均値の変化が予め設定している許容範囲を超え、当該電気機器２０に流れている電流が過大であると判断した場合、これを表示装置７の表示器７ａで表示させる診断機能も備えている。
【００３７】
この過大な電流は、電源コードの判断線やトラッキング等によって流れることもあり、これらの過大な電流によりコードの発火、発熱などの危険性があるが、上述のように表示装置７の表示器７ａで過電流表示させることで、家人に知らせることができ、そのため事故を未然に防ぐことが可能となる。
【００３８】
ここで負荷特徴量検出装置９（或いは９’）に図６に示すように電気機器２０への通電路にリレー装置の接点のようなスイッチ部９７を挿入し、上述のように監視処理部１４の診断機能が異常と判断した場合には監視処理部１４に設けてある制御機能によりスイッチ部９７をオフするためのオフ制御データを作成し、通信回路９４を通じて対応する負荷特徴量検出装置９へ送信し、スイッチ部９７を強制的にオフする機能を備えても良い。
（実施形態１）
上記の基本構成では過電流の監視に用いているが、本実施形態は、接続場所が変わらず、継続して使用される照明器具や空調設備のような電気機器２０の場合の劣化を監視するシステムを構成するものである。そして、図７に示すように操作スイッチＳＷを備えず、直接電気機器２０を負荷接続端子部に接続する負荷特徴量検出装置９”を用いている。尚負荷特徴量検出装置９”の内部構成は図２や図６の負荷特徴量検出装置９と同じ構成であるので、内部構成についての説明は省略する。また管理装置１及び表示装置７の内部構成も基本構成で説明したものと同じであるので、図示は省略する。
【００３９】
而して本実施形態の管理装置１の監視処理部１４は、各負荷特徴量検出装置９”…から送られくる特徴量データにより、接続されている電気機器２０の特性変化を継続的に監視し、その電気機器２０が劣化したと判断される特徴量データを受け取ったときに、表示装置７に当該電気機器２０の劣化を表示する。
【００４０】
これによりユーザは電気機器２０が照明器具の場合であればランプ劣化などを知ることができ、交換が速やかに行えることになる。またその他の電気機器２０の場合にも取り換えなければならないことを知ることができる。
【００４１】
（実施形態２）
上記実施形態１のシステムでは使用される電気機器２０の１台、１台に負荷特徴量検出装置９（或いは９’又は９”）を設けているが、本実施形態では同じ特性を示す同種の電気機器２０を複数用いるシステムを構成するものであって、図８に示すように分電盤２から分岐配線される電力線５０には同種の複数の電気機器２０を接続し、この電力線５０の始端に負荷特徴量検出装置９”を介在させたものである。そしてこの負荷特徴量検出装置９”は分電盤２に設置されたもので、内部には回路遮断器をスイッチ部９７の代わりに設けてものである。つまり複数の電気機器２０を接続している電力線５０に過電流や短絡電流が流れたときには電力線５０を遮断することができるようなっている。
【００４２】
尚その他の構成は実施形態１又は基本構成のシステムと同じであるので、管理装置１の構成や表示装置７の構成については説明を省略する。また同種の電気機器２０のみに対応するため、特徴量データベース１２に登録するデータは当該電気機器２０の特徴量データのみで良く、この場合接続台数に対応したデータとしておけば、接続数に応じた状態監視ができることになる。
【００４３】
而して管理装置１の監視処理部１４は実施形態１の場合と同様に負荷特徴量検出装置１からの特徴量データに基づいて電気機器２０…の劣化状態を監視し、劣化状態になって交換時期が来たと判断した場合には、表示装置７の表示器７ａに判断結果を表示し、ユーザに知らせる。
【００４４】
これによりユーザは電気機器２０が照明器具の場合であればランプ劣化などを知ることができ、交換が速やかに行えることになる。
【００４５】
尚負荷特徴量検出装置９''に回路遮断器の代わりにスイッチ部９７を設けるとともに監視処理部１４で過大電流検出を行い、過大電流検出時にはオフ制御データを管理装置１から負荷特徴量検出装置９''へ送りスイッチ部９７を強制オフするようにしても良い。
【００４６】
（実施形態３）
本実施形態は実施形態２のシステムを道路灯やトンネル用照明器具の劣化監視を行うシステムに発展させたもので、図９に示すよう道路に設置された道路灯２０ａやトンネルに設置された照明器具２０ｂを実施形態２の場合と同様に同一の電力線５０に複数台接続し、各電力線５０に対応させて設けてある分電盤２’に負荷特徴量検出装置９”を収納し、これら負荷特徴量検出装置９”の通信回路９７を専用或いはインターネット等のネットワークの通信線３０に接続し、ネットワークを通じて道路管理事務所Ｘに設置している管理装置１に特徴量データを送信するようにしたものである。ここで管理装置１を、表示装置を備えたコンピュータシステムで構成し、監視処理部１４の機能をコンピュータシステムの演算装置がアプリケーションソフトを実行することで実現し、特徴量データベースにはハードディスク装置等の外部記憶装置を用いる。
【００４７】
而して本実施形態では、トンネルや道路から離れた場所に存在する道路管理事務所Ｘの管理装置１で、それぞれに設けてある道路灯２０ａや照明器具２０ｂのランプの劣化を含めた動作状態の監視をそれぞれの負荷特徴量検出装置９''から送られくる特徴量データにより行えることなる。
【００４８】
（実施形態４）
本実施形態は実施形態２のシステムを集合住宅等の共用設備として設けられる街路灯の劣化監視を行うシステムに発展させたもので、図１０に示すよう道路に設置された街路灯２０ｃを実施形態２の場合と同様に同一の電力線５０に複数台接続し、各電力線５０に対応させて設けてある共用部の分電盤２”に負荷特徴量検出装置９”を収納し、これら負荷特徴量検出装置９”の通信回路９７をＬＡＮ等の通信線３０’に接続し、該通信線３０’を通じて管理人事務所Ｙに設置している管理装置１に特徴量データを送信するようにしたものである。尚ここで管理装置１を、表示装置を備えたコンピュータシステムで構成し、監視処理部１４の機能をコンピュータシステムの演算装置がアプリケーションソフトを実行することで実現し、特徴量データベースにはハードディスク装置等の外部記憶装置を用いる。
【００４９】
而して本実施形態では、街路灯２０ｃから離れた場所に存在する道事務所Ｘの管理装置１で、それぞれに設けてある街路灯２０ｃのランプの劣化を含めた動作状態の監視をそれぞれの負荷特徴量検出装置９''から送られくる特徴量データにより行えることなる。
【００５０】
ところで管理人が常駐しない集合住宅の場合には集合住宅の管理会社Ｚに設けた管理装置１にインターネット３１を通じて負荷特徴量検出装置９”から特徴量データを送るようにしても良い。
（実施形態５）
上述の監視対象となるものは家庭用電化機器のような電気機器２０や道路灯２０ａ、トンネル用照明器具２０ｂ、街路灯２０ｃのような電気機器であったが、例えば実験設備や分析装置など研究機器の状態監視に用いたのが本実施形態であり、図１１に示すように各研究機器２０ｄ…を接続する電力線５０を研究機器用分電盤２’’’にそれぞれに対応した負荷特徴量検出装置９”を収納し、例えば研究所の管理事務所Ｗに設けた管理装置１と各負荷特徴量検出装置９”とをＬＡＮ等の通信線３を介して接続することで、過電流が流れるような異常状態発生の監視や、機器劣化の監視を行うようになっている。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１の発明では、電気機器と電源との間に介在し、電気機器の通電中に電気機器に供給される電流及び電圧を電気量として検出し、当該電気量の挙動から電流の大きさを表す特徴量、電流波形の形状を表す特徴量、電流と電圧の時間差を表す特徴量をそれぞれ求める手段と、この求めた特徴量データを通信線を通じて送出する第１の通信手段とを有する１乃至複数の負荷特徴量検出装置と、
予め各種電気機器毎に対応する特徴量データを個別属性データに関連付けて格納している特徴量データベースと、上記負荷特徴量検出装置から送出されてくる特徴量データを受信する第２の通信手段と、上記特徴量データベースに登録されている特徴量データと第２の通信手段で受信した特徴量データとを照合して受信した特徴量データに対応する電気機器を特定する特定手段と、特定された電気機器の特徴量データにより当該電気機器の状態を監視する監視手段とを有する管理装置とを備え、上記負荷特徴量検出装置が個別の電気機器に対応して設けられ、管理装置の監視手段は、各特徴量検出装置からの特徴量データに基づいて夫々に対応する電気機器の劣化状態を診断しているので、電気機器の使用状態を管理装置で一括監視することができ、特に電気機器側には特別な機能を付加する必要がないため、コスト的にも安価となる。
【００５２】
さらに、上記負荷特徴量検出装置が個別の電気機器に対応して設けられ、管理装置の監視手段は、各特徴量検出装置からの特徴量データに基づいて夫々に対応する電気機器の劣化状態を診断するので、異なる電気機器の劣化状態を夫々に対して監視することができる。
【００５３】
請求項２の発明では、電気機器と電源との間に介在し、電気機器の通電中に電気機器に供給される電流及び電圧を電気量として検出し、当該電気量の挙動から電流の大きさを表す特徴量、電流波形の形状を表す特徴量、電流と電圧の時間差を表す特徴量をそれぞれ求める手段と、この求めた特徴量データを通信線を通じて送出する第１の通信手段とを有する１乃至複数の負荷特徴量検出装置と、予め各種電気機器毎に対応する特徴量データを個別属性データに関連付けて格納している特徴量データベースと、上記負荷特徴量検出装置から送出されてくる特徴量データを受信する第２の通信手段と、上記特徴量データベースに登録されている特徴量データと第２の通信手段で受信した特徴量データとを照合して受信した特徴量データに対応する電気機器を特定する特定手段と、特定された電気機器の特徴量データにより当該電気機器の状態を監視する監視手段とを有する管理装置とを備え、負荷特徴量検出装置が、複数の同種の電気機器が接続されている電力線の始端側に挿入されて、これら複数の同種の電気機器全体に供給される電気量の挙動に対応した特徴量を求め、管理装置の監視手段は、負荷特徴量検出装置からの特徴量データに基づいて上記複数の同種の電気機器の劣化状態を診断するので、電気機器の使用状態を管理装置で一括監視することができ、特に電気機器側には特別な機能を付加する必要がないため、コスト的にも安価となる。しかも、同様な特性を示す同種の複数の電気機器の特徴量データを１台の負荷特徴量検出装置で検出することができるので、コストが安価になる。
【００５４】
請求項３の発明では、請求項２の発明において、上記電気機器が街路灯、トンネル用照明器具、道路灯等の公共用照明負荷であって、管理者側に設置される管理装置と特徴量検出装置との間はＬＡＮやＷＡＮのネットワークを介して接続され、負荷特徴検出装置からの特徴量データを上記ネットワークの通信線を介して上記管理装置へ送出するので、集合住宅の共用の場所に設置している街路灯や、或いは道路に設置されている道路灯、またトンネルに設置されているトンネル用照明灯の劣化を遠隔地において監視することができ、迅速にランプ交換等のメンテナンスが図れる。
【００５５】
請求項４の発明では、請求項１乃至３の何れかの発明において、上記管理装置の監視手段は、特徴量検出装置からの特徴量データから過電流状態を検出する機能を備えているので、接続される電気機器側での異常による過電流状態を発見し、発火等の事故を未然に防ぐことが可能となる。
【００５６】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、特徴量検出装置には、電気機器と電源との間に挿入され過電流状態の検出時に強制オフさせられるスイッチ部を備えているので、過電流状態発生時に自動的に電源遮断が行えて発火等の事故を未然に防ぎ、安全性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本構成を示すシステム構成図である。
【図２】同上に用いられる負荷特徴量検出装置の一例の構成図である。
【図３】同上に用いられる管理装置の構成図である。
【図４】同上の特徴量データベースに対する特徴量データの登録方法の一例を説明するフローチャートである。
【図５】同上に用いられる負荷特徴量検出装置の通常時の動作を説明するフローチャートである。
【図６】同上に用いられる負荷特徴量検出装置の別の構成図である。
【図７】本発明の実施形態１のシステム構成図である。
【図８】本発明の実施形態２のシステム構成図である。
【図９】本発明の実施形態３のシステム構成図である。
【図１０】本発明の実施形態４のシステム構成図である。
【図１１】本発明の実施形態５のシステム構成図である。
【符号の説明】
１ 管理装置
２ 分電盤
３ 通信線
４ 接続ユニット
５ モジュラージャック
６ コンセント部
７ 表示装置
７ａ 表示器
７ｂ 操作部
８ モジュラージャック
９、９’ 負荷特徴量検出装置
２０ 電気機器
２１ 電源コード
２２ 電源プラグ
５０ 電力線
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気機器の劣化や異常を監視する電気機器監視システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、宅内に設置された家電機器のオン／オフをネットワークを通じて制御する家電機器制御ネットワークシステムが提供されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−８６５７２号公報（段落番号［００６７］−［００７０］、及び、第４図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の家電機器ネットワークシステムでは、使用する家電機器自体にネットワークを通じてコントローラとの間で通信を行うための通信機能を持たせる必要があり、コスト高となる問題があり、また通信機能を持たない既設の家電機器に代えて、通信機能を備えた家電機器を導入する必要があり、利用者の負担が大きいという問題もあった。
【０００５】
また各家電機器の劣化や異常を監視するためには、これらの監視を行う手段を個々の家電機器に電力消費量を監視する手段が必要なり、コスト的にも高くなるという問題があった。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、使用されている電気機器の特定とその電気機器の劣化や異常状態を、電気機器側の変更や機能追加なしに監視することができる電気監視システムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明では、電気機器と電源との間に介在し、電気機器の通電中に電気機器に供給される電流及び電圧を電気量として検出し、当該電気量の挙動から電流の大きさを表す特徴量、電流波形の形状を表す特徴量、電流と電圧の時間差を表す特徴量をそれぞれ求める手段と、この求めた特徴量データを通信線を通じて送出する第１の通信手段とを有する１乃至複数の負荷特徴量検出装置と、
予め各種電気機器毎に対応する特徴量データを個別属性データに関連付けて格納している特徴量データベースと、上記負荷特徴量検出装置から送出されてくる特徴量データを受信する第２の通信手段と、上記特徴量データベースに登録されている特徴量データと第２の通信手段で受信した特徴量データとを照合して受信した特徴量データに対応する電気機器を特定する特定手段と、特定された電気機器の特徴量データにより当該電気機器の状態を監視する監視手段とを有する管理装置とを備え、上記負荷特徴量検出装置が個別の電気機器に対応して設けられ、管理装置の監視手段は、各特徴量検出装置からの特徴量データに基づいて夫々に対応する電気機器の劣化状態を診断することを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明では、電気機器と電源との間に介在し、電気機器の通電中に電気機器に供給される電流及び電圧を電気量として検出し、当該電気量の挙動から電流の大きさを表す特徴量、電流波形の形状を表す特徴量、電流と電圧の時間差を表す特徴量をそれぞれ求める手段と、この求めた特徴量データを通信線を通じて送出する第１の通信手段とを有する１乃至複数の負荷特徴量検出装置と、予め各種電気機器毎に対応する特徴量データを個別属性データに関連付けて格納している特徴量データベースと、上記負荷特徴量検出装置から送出されてくる特徴量データを受信する第２の通信手段と、上記特徴量データベースに登録されている特徴量データと第２の通信手段で受信した特徴量データとを照合して受信した特徴量データに対応する電気機器を特定する特定手段と、特定された電気機器の特徴量データにより当該電気機器の状態を監視する監視手段とを有する管理装置とを備え、負荷特徴量検出装置が、複数の同種の電気機器が接続されている電力線の始端側に挿入されて、これら複数の同種の電気機器全体に供給される電気量の挙動に対応した特徴量を求め、管理装置の監視手段は、負荷特徴量検出装置からの特徴量データに基づいて上記複数の同種の電気機器の劣化状態を診断することを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明では、請求項２の発明において、上記電気機器が街路灯、トンネル用照明器具、道路灯等の公共用照明負荷であって、管理者側に設置される管理装置と特徴量検出装置との間はＬＡＮやＷＡＮのネットワークを介して接続され、負荷特徴検出装置からの特徴量データを上記ネットワークの通信線を介して上記管理装置へ送出することを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明では、請求項１乃至３の何れかの発明において、上記管理装置の監視手段は、特徴量検出装置からの特徴量データから過電流状態を検出する機能を備えていることを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明では、請求項４の発明において、特徴量検出装置には、電気機器と電源との間に挿入され過電流状態の検出時に強制オフさせられるスイッチ部を備えていることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明を実施形態により説明する。
（基本構成）
図１は電気機器監視システムの基本構成を示すシステム構成図であり、この図示するシステムでは、住宅やビル内に設けた分電盤２内に収納した管理装置１と、この管理装置１から屋内に先行配線されたＬＡＮの通信線３に接続される１０ＢＡＳＥ−Ｔ及び１００ＢＡＳＥ−Ｔ等のモジュラージャック５を埋込型配線器具として設けたＬＡＮ端末を接続する接続ユニット４と、分電盤２から屋内に先行配線された電力線５０と、電力線５０に直接接続する電源接続端に後述する電流検出素子９１（図２参照）を介して接続されるコンセント部６を備えるとともに、後述するＬＡＮ用の通信回路９４（図２参照）の信号入出力端が接続されるモジュラージャック８を備え、埋込型配線器具と同様な形態でユニット化された負荷特徴量検出装置９と、電力線５０に直接接続する電源接続端に後述する電流検出素子９１を介して接続されるとともに恒久的に設置される設備的な電気機器（例えば照明器具）２０を直接接続する負荷接続端子部を備えるとともに、当該電気機器２０の操作スイッチＳＷを備えた壁スイッチ型であって、通信回路９４の信号入出力端を上記通信線３に直接接続される信号線接続端を備えた負荷特徴量検出装置９’と、管理装置１からの表示データを受けて監視情報を表示する表示器７ａ及び操作部７ｂを備えた表示装置７とを基本的な構成要素としている。
【００１４】
負荷特徴量検出装置９のコンセント部６には必要に応じてテレビ、掃除機、調理機器、空調設備等の電気機器２０が、電源コード２１の電源プラグ２２によって接続され、またモジュラージャック８には接続ユニット４のモジュラージャック５に一端側をモジュラープラグ（図示せず）で接続したＬＡＮケーブル２３の他端側のモジュラープラグ（図示せず）が接続されることで、通信線３に負荷特徴量検出装置９がＬＡＮ端末として接続するようになっている。
【００１５】
ここで本システムではＬＡＮとしてイーサネット（Ｒ）を用いているが、その他の方式でも勿論良く、更に無線等の信号媒体を用いても良い。また図１では通信線３が１本で示されているが、実際的には管理装置１側のハブ１０（図４参照）から夫々の接続ユニット４や負荷特徴量検出装置９’へ配線されている。
【００１６】
次に負荷特徴量検出装置９の構成を図２により説明する。
【００１７】
負荷特徴量検出装置９は、電力線５０を直接接続する電源接続端子部９０と、電気機器２０の電源プラグ２２を挿脱自在に接続するためのコンセント部６を備え、接続される電気機器２０には低インピーダンスの抵抗素子やＣＴなどからなる電流検出素子９１を通じて電力線５０から商用交流電源を供給することができるようになっている。そして電力線５０を通じて印加される交流電源電圧を例えば抵抗で分圧する電圧分圧回路９２からの分圧電圧波形と、電流検出素子９１で検出した電流波形とに基づいて後述する方法により特徴量を演算する特徴量演算部９３と、この特徴量演算部９３に演算した特徴量データをＬＡＮへ送出するための通信回路９４とを備えており、この通信回路９４の信号入出力端としてモジュラージャック８を設けている。
【００１８】
特徴量演算部９３はマイクロコンピュータから構成され、電流検出素子９１及び電圧分圧回路９２からの入力を内蔵するＡ／Ｄコンバータ（図示せず）でＡ／Ｄ変換して取り込んでおり、電流検出素子９１により負荷電流値に応じた検出出力と、電圧分圧回路９２からの出力電圧とを用いて特徴量を演算により求めている。
【００１９】
ここで特徴量としては種々のものがあるが、これらの特徴量は電流の大きさを表す特徴量、電流波形の形状を表す特徴量、電流と電圧の時間差を表す特徴量の３つに大きく分類され、それぞれの分類の特徴量として電気機器の機種や動作状態を特定するのに必要な特徴量を用いれば良い。ここで実際に家庭用電気機器に流れる消費電流を観測した結果、電流の大きさを表す特徴量として電流の平均値、電流の形状を表す特徴量としてピーク平均値（電流のピーク値を平均値で除した値）、電流と電圧の時間差を表す特徴量としてピーク時間差（電流のピークと電圧のピークの時間差）、通電時間、ピーク遅延率（通電開始から電流のピークまでの時間を通電時間で除した値）の５つの特徴量を用いれば電流波形から電気機器の機種やその動作状態を略確実に特定できることが判明したので、本システムでは上記５つの特徴量を特徴量演算部９３で演算し、その特徴量データを通信回路９４とＬＡＮとを介して管理装置１へ送出するようになっている。
【００２０】
尚負荷特徴量検出装置９’の場合にはコンセント部６に替えて電気機器２０からの配線を直接的に接続するための負荷接続端子部（図示せず）を設け、また通電路に操作スイッチＳＷを挿入している点と通信回路９４の信号入出力端として設けたモジュラージャックに通信線３側に設けたモジュラープラグを直接接続する点とで負荷特徴量検出装置９と相違する。
【００２１】
また図１で示す負荷特徴量検出装置９は埋込型の配線器具の形態で構成されているが、テーブルタップのような形態で構成しても良く、この場合には電源接続端子部９０が電源コード９５の先部に設けた電源プラグ９６により構成され、この電源プラグ９６を部屋等に設置されている通常のコンセント装置２４に接続することで、電力線５０と接続される。またＬＡＮとの接続は装置本体に設けたモジュラージャック８と、接続ユニット４のモジュラージャック５との間をＬＡＮケーブル２３で接続する。
【００２２】
さて本システムの管理装置１は図３に示すように、負荷特徴量検出装置９の通信回路９４との間で情報授受を行うためのイーサネット（Ｒ）による通信回路１１と、通信回路１１を複数のＬＡＮ端末に通信線３を介して接続するためのハブ１０と、各負荷特徴量検出装置９，９’から送られてくる特徴量データに基づいて負荷特徴量検出装置９のコンセント部６や負荷接続端子部に接続されている電気機器２０の特定を行うために、予め各種電気機器２０の特徴量データ及び個別属性データとを登録している特徴量データベース１２と、管理装置１の全体の中核を為すマイクロコンピュータから構成された監視処理部１４と、表示装置７との間のデータの入出力のためのインターフェース部１５とを備えている。
【００２３】
本システムの監視処理部１４は、特徴量データに基づく電気機器２０を特定する特定手段の機能や、特定された電気機器２０の接続位置の監視やデータベース１２のデータの読み出し、書き込み等の処理を行うとともに、特徴データに基づいて電源コード等を含む電気機器２０の正常／異常の判断を行う診断機能等により電気機器２０の状態を監視する監視手段としての機能と、この監視結果を表示装置７に表示させるためのデータ処理を行う機能を備えている。
【００２４】
尚特徴量データベース１２に登録される各種電気機器の特徴量データや電気機器の個別属性データについては、予め電気機器メーカ側から提供されるこれらデータを登録するか、或いは実際にシステム設置場所で使用される電気機器２０について、システムの初期スタート時に電気機器１台１台実際に動作させることで負荷特徴量検出装置９，９’から管理装置１側に特徴量データを送信させて収集するとともに、管理装置１側で当該特徴量データに関連付けて電気機器２０の個別属性データを入力する学習登録方法がある。
【００２５】
ここで学習登録方法の一例を図４により説明する。
【００２６】
この場合、管理装置１の動作モードを登録モードと通常モードとに監視処理部１４の動作を切り替えるように例えば表示装置７の操作部７ｂから指示を与えることができるようにしておく。そして登録モードでは、ある負荷特徴量検出装置９又は９’に接続されている電気機器２０の機種名を含む個別属性データ（例えばカタログデータ）を操作部７ｂから入力すると（ステップＳ１１）、管理装置１の監視処理部１４に学習処理を行わせる指令と電気機器２０の個別属性データとが送信される。その後、負荷特徴量検出装置９（或いは９’）のコンセント部６（或いは負荷接続端子部）に接続されている電気機器２０の電源をオンして通電すると（ステップＳ１２）、負荷特徴量検出装置９の特徴量演算部９３が、電流検出素子９１及び電圧分圧回路９２からの入力をＡ／Ｄ変換して取り込み（ステップＳ１３）、電流検出素子９１を用いて求めた電流波形と、電圧分圧回路９２の出力電圧波形から求めた電源電圧波形とをもとに電流波形の特徴量を算出し（ステップＳ１４）、特徴量データを通信回路９４により管理装置１へ送信する８ステップＳ１５）。その後、しばらくの間ユーザは電気機器２０の通電を継続させ、またステップＳ１６の判定において動作状態が切り替え可能な電気機器２０の場合は、ユーザが電気機器２０の動作状態を切り替えた後（ステップＳ１７）、ステップＳ１３に戻って上述の動作を繰り返す。そして、動作状態を一通り変化させて各々の状態での特徴量データを順次管理装置１側へ通信回路９４を介して転送させる。そして管理装置１の監視処理部１４では予め決められた全ての特徴量データの受信が終了すると、入力された個別属性データと関連付けて受信する特徴量データデータを特徴量データベース１２に登録する（ステップＳ１８）。そして当該電気機器２０の学習処理を終了させ、この終了を表示装置７側で表示させる。
【００２７】
また、ステップＳ１６の判定において動作状態を変更できないような電気機器の場合は学習処理を終了する。
【００２８】
以上のようにしてシステムで接続される各電気機器２０の特徴量データ及び個別属性データを管理装置１に設けた特徴量データベース１２に順次登録する。そして接続される電気機器２０の全ての特徴量データ及び個別属性データの登録が終了した後、ユーザは表示装置７の操作部７ｂから動作モードを通常モードへ切り替える指令を管理装置１へ送ることで、電気機器２０の接続に対して待機する状態に入るのである。尚一例では表示装置７を利用しているが、ＬＡＮ上に接続されるコンピュータを学習処理に用い、収集した特徴量データ及び個別属性データをコンピュータからＬＡＮを介して管理装置１へ転送して登録するようにしても良いし、管理装置１自体に操作部を設けて上記の操作ができるようにしても良い。
【００２９】
次に本システムの動作を図６により説明する。
【００３０】
今負荷特徴量検出装置９のコンセント部６に接続されている電気機器２０の電源スイッチがオンされて通電が開始されると、電気機器２０の挙動に応じた電流レベル、電圧レベルの検出出力が電流検出素子９１から特徴量演算部９３に取り込まれる。また電源電圧の変動に応じた分圧電圧が電圧分圧回路９２から特徴量演算部９３に取り込まれる。
【００３１】
ここで特徴量演算部９３は、図５に示すようにＡ／Ｄ変換部（図示せず）より電流検出素子９１及び電圧分圧回路９２の出力を取り込み（ステップＳ１）、取り込んだ値から電流値及び電圧値の数周期分の平均値を算出する（ステップＳ２）。次に特徴量演算部９３では、管理装置１に特徴量データを送信したことがあるか否かを判定し（ステップＳ３）、一度も特徴量データを送信していない場合にはステップＳ５以降の処理を行い、特徴量データを送信したことがある場合にはステップＳ４の判定を行う。ステップＳ４の判定処理では、特徴量演算部９３が、ステップＳ２で求めた平均値が前回管理装置１に送信した平均値から一定値以上変化しているか否かを判定し、平均値が一定値以上変化していればステップＳ５以降の処理を行い、平均値の変化量が一定値に満たない場合はステップＳ１に戻って上述の処理を繰り返している。
【００３２】
ステップＳ５では特徴量演算部９３が平均値以外の特徴量を演算により求めており、特徴量の演算が終了すると、通信回路９４を通じて管理装置１へ特徴量データ及び当該負荷特徴量検出装置９の識別データ（ＩＰアドレスや通信回路９４のＭＡＣアドレスなど）とともに送信する（ステップＳ６）。
【００３３】
管理装置１の監視処理部１４では、通信回路１１を通して受信した特徴量データと特徴量データベース１２に登録されている特徴量データとの照合を行い、一致するものがあると、当該特徴量データに対応する個別属性データから電気機器２０の機種名などを特定する（ステップＳ７）。
【００３４】
この場合監視処理部１４は受信する特徴量データデータと、特徴量データベース１２に登録されている特徴量データとを比較し、受信する特徴量データデータに略一致する特徴量データを持った電気機器２０を候補として選出する。そして、更に監視処理部１４は、複数の特徴量データについてそれぞれ比較して、電気機器２０の候補を選出した結果、最も多く候補として選出された電気機器２０を最終的に選択決定する。監視処理部１４は、接続された電気機器２０を特定すると、この電気機器２０の特徴量データを送信してきた負荷特徴量検出装置９の識別データと関連付けて電気機器２０の接続位置を判断する。
【００３５】
このようにして、管理装置１では電気機器２０の接続位置を把握することができ、冷蔵庫、エアコン、照明器具などの接続位置が変わらないような電気機器２０については当該負荷特徴量検出装置９から平均値が一定値以上変化に伴って送られてくる特徴量データの受信によって通電状態を継続して監視することができる。
【００３６】
そして電気機器２０が継続して動作している状態において、監視処理部１４は負荷特徴量検出装置９或いは９’から送られてくる特徴量データが、上述した平均値の変化が予め設定している許容範囲を超え、当該電気機器２０に流れている電流が過大であると判断した場合、これを表示装置７の表示器７ａで表示させる診断機能も備えている。
【００３７】
この過大な電流は、電源コードの判断線やトラッキング等によって流れることもあり、これらの過大な電流によりコードの発火、発熱などの危険性があるが、上述のように表示装置７の表示器７ａで過電流表示させることで、家人に知らせることができ、そのため事故を未然に防ぐことが可能となる。
【００３８】
ここで負荷特徴量検出装置９（或いは９’）に図６に示すように電気機器２０への通電路にリレー装置の接点のようなスイッチ部９７を挿入し、上述のように監視処理部１４の診断機能が異常と判断した場合には監視処理部１４に設けてある制御機能によりスイッチ部９７をオフするためのオフ制御データを作成し、通信回路９４を通じて対応する負荷特徴量検出装置９へ送信し、スイッチ部９７を強制的にオフする機能を備えても良い。
（実施形態１）
上記の基本構成では過電流の監視に用いているが、本実施形態は、接続場所が変わらず、継続して使用される照明器具や空調設備のような電気機器２０の場合の劣化を監視するシステムを構成するものである。そして、図７に示すように操作スイッチＳＷを備えず、直接電気機器２０を負荷接続端子部に接続する負荷特徴量検出装置９”を用いている。尚負荷特徴量検出装置９”の内部構成は図２や図６の負荷特徴量検出装置９と同じ構成であるので、内部構成についての説明は省略する。また管理装置１及び表示装置７の内部構成も基本構成で説明したものと同じであるので、図示は省略する。
【００３９】
而して本実施形態の管理装置１の監視処理部１４は、各負荷特徴量検出装置９”…から送られくる特徴量データにより、接続されている電気機器２０の特性変化を継続的に監視し、その電気機器２０が劣化したと判断される特徴量データを受け取ったときに、表示装置７に当該電気機器２０の劣化を表示する。
【００４０】
これによりユーザは電気機器２０が照明器具の場合であればランプ劣化などを知ることができ、交換が速やかに行えることになる。またその他の電気機器２０の場合にも取り換えなければならないことを知ることができる。
【００４１】
（実施形態２）
上記実施形態１のシステムでは使用される電気機器２０の１台、１台に負荷特徴量検出装置９（或いは９’又は９”）を設けているが、本実施形態では同じ特性を示す同種の電気機器２０を複数用いるシステムを構成するものであって、図８に示すように分電盤２から分岐配線される電力線５０には同種の複数の電気機器２０を接続し、この電力線５０の始端に負荷特徴量検出装置９”を介在させたものである。そしてこの負荷特徴量検出装置９”は分電盤２に設置されたもので、内部には回路遮断器をスイッチ部９７の代わりに設けてものである。つまり複数の電気機器２０を接続している電力線５０に過電流や短絡電流が流れたときには電力線５０を遮断することができるようなっている。
【００４２】
尚その他の構成は実施形態１又は基本構成のシステムと同じであるので、管理装置１の構成や表示装置７の構成については説明を省略する。また同種の電気機器２０のみに対応するため、特徴量データベース１２に登録するデータは当該電気機器２０の特徴量データのみで良く、この場合接続台数に対応したデータとしておけば、接続数に応じた状態監視ができることになる。
【００４３】
而して管理装置１の監視処理部１４は実施形態１の場合と同様に負荷特徴量検出装置１からの特徴量データに基づいて電気機器２０…の劣化状態を監視し、劣化状態になって交換時期が来たと判断した場合には、表示装置７の表示器７ａに判断結果を表示し、ユーザに知らせる。
【００４４】
これによりユーザは電気機器２０が照明器具の場合であればランプ劣化などを知ることができ、交換が速やかに行えることになる。
【００４５】
尚負荷特徴量検出装置９''に回路遮断器の代わりにスイッチ部９７を設けるとともに監視処理部１４で過大電流検出を行い、過大電流検出時にはオフ制御データを管理装置１から負荷特徴量検出装置９''へ送りスイッチ部９７を強制オフするようにしても良い。
【００４６】
（実施形態３）
本実施形態は実施形態２のシステムを道路灯やトンネル用照明器具の劣化監視を行うシステムに発展させたもので、図９に示すよう道路に設置された道路灯２０ａやトンネルに設置された照明器具２０ｂを実施形態２の場合と同様に同一の電力線５０に複数台接続し、各電力線５０に対応させて設けてある分電盤２’に負荷特徴量検出装置９”を収納し、これら負荷特徴量検出装置９”の通信回路９７を専用或いはインターネット等のネットワークの通信線３０に接続し、ネットワークを通じて道路管理事務所Ｘに設置している管理装置１に特徴量データを送信するようにしたものである。ここで管理装置１を、表示装置を備えたコンピュータシステムで構成し、監視処理部１４の機能をコンピュータシステムの演算装置がアプリケーションソフトを実行することで実現し、特徴量データベースにはハードディスク装置等の外部記憶装置を用いる。
【００４７】
而して本実施形態では、トンネルや道路から離れた場所に存在する道路管理事務所Ｘの管理装置１で、それぞれに設けてある道路灯２０ａや照明器具２０ｂのランプの劣化を含めた動作状態の監視をそれぞれの負荷特徴量検出装置９''から送られくる特徴量データにより行えることなる。
【００４８】
（実施形態４）
本実施形態は実施形態２のシステムを集合住宅等の共用設備として設けられる街路灯の劣化監視を行うシステムに発展させたもので、図１０に示すよう道路に設置された街路灯２０ｃを実施形態２の場合と同様に同一の電力線５０に複数台接続し、各電力線５０に対応させて設けてある共用部の分電盤２”に負荷特徴量検出装置９”を収納し、これら負荷特徴量検出装置９”の通信回路９７をＬＡＮ等の通信線３０’に接続し、該通信線３０’を通じて管理人事務所Ｙに設置している管理装置１に特徴量データを送信するようにしたものである。尚ここで管理装置１を、表示装置を備えたコンピュータシステムで構成し、監視処理部１４の機能をコンピュータシステムの演算装置がアプリケーションソフトを実行することで実現し、特徴量データベースにはハードディスク装置等の外部記憶装置を用いる。
【００４９】
而して本実施形態では、街路灯２０ｃから離れた場所に存在する道事務所Ｘの管理装置１で、それぞれに設けてある街路灯２０ｃのランプの劣化を含めた動作状態の監視をそれぞれの負荷特徴量検出装置９''から送られくる特徴量データにより行えることなる。
【００５０】
ところで管理人が常駐しない集合住宅の場合には集合住宅の管理会社Ｚに設けた管理装置１にインターネット３１を通じて負荷特徴量検出装置９”から特徴量データを送るようにしても良い。
（実施形態５）
上述の監視対象となるものは家庭用電化機器のような電気機器２０や道路灯２０ａ、トンネル用照明器具２０ｂ、街路灯２０ｃのような電気機器であったが、例えば実験設備や分析装置など研究機器の状態監視に用いたのが本実施形態であり、図１１に示すように各研究機器２０ｄ…を接続する電力線５０を研究機器用分電盤２’’’にそれぞれに対応した負荷特徴量検出装置９”を収納し、例えば研究所の管理事務所Ｗに設けた管理装置１と各負荷特徴量検出装置９”とをＬＡＮ等の通信線３を介して接続することで、過電流が流れるような異常状態発生の監視や、機器劣化の監視を行うようになっている。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１の発明では、電気機器と電源との間に介在し、電気機器の通電中に電気機器に供給される電流及び電圧を電気量として検出し、当該電気量の挙動から電流の大きさを表す特徴量、電流波形の形状を表す特徴量、電流と電圧の時間差を表す特徴量をそれぞれ求める手段と、この求めた特徴量データを通信線を通じて送出する第１の通信手段とを有する１乃至複数の負荷特徴量検出装置と、
予め各種電気機器毎に対応する特徴量データを個別属性データに関連付けて格納している特徴量データベースと、上記負荷特徴量検出装置から送出されてくる特徴量データを受信する第２の通信手段と、上記特徴量データベースに登録されている特徴量データと第２の通信手段で受信した特徴量データとを照合して受信した特徴量データに対応する電気機器を特定する特定手段と、特定された電気機器の特徴量データにより当該電気機器の状態を監視する監視手段とを有する管理装置とを備え、上記負荷特徴量検出装置が個別の電気機器に対応して設けられ、管理装置の監視手段は、各特徴量検出装置からの特徴量データに基づいて夫々に対応する電気機器の劣化状態を診断しているので、電気機器の使用状態を管理装置で一括監視することができ、特に電気機器側には特別な機能を付加する必要がないため、コスト的にも安価となる。
【００５２】
さらに、上記負荷特徴量検出装置が個別の電気機器に対応して設けられ、管理装置の監視手段は、各特徴量検出装置からの特徴量データに基づいて夫々に対応する電気機器の劣化状態を診断するので、異なる電気機器の劣化状態を夫々に対して監視することができる。
【００５３】
請求項２の発明では、電気機器と電源との間に介在し、電気機器の通電中に電気機器に供給される電流及び電圧を電気量として検出し、当該電気量の挙動から電流の大きさを表す特徴量、電流波形の形状を表す特徴量、電流と電圧の時間差を表す特徴量をそれぞれ求める手段と、この求めた特徴量データを通信線を通じて送出する第１の通信手段とを有する１乃至複数の負荷特徴量検出装置と、予め各種電気機器毎に対応する特徴量データを個別属性データに関連付けて格納している特徴量データベースと、上記負荷特徴量検出装置から送出されてくる特徴量データを受信する第２の通信手段と、上記特徴量データベースに登録されている特徴量データと第２の通信手段で受信した特徴量データとを照合して受信した特徴量データに対応する電気機器を特定する特定手段と、特定された電気機器の特徴量データにより当該電気機器の状態を監視する監視手段とを有する管理装置とを備え、負荷特徴量検出装置が、複数の同種の電気機器が接続されている電力線の始端側に挿入されて、これら複数の同種の電気機器全体に供給される電気量の挙動に対応した特徴量を求め、管理装置の監視手段は、負荷特徴量検出装置からの特徴量データに基づいて上記複数の同種の電気機器の劣化状態を診断するので、電気機器の使用状態を管理装置で一括監視することができ、特に電気機器側には特別な機能を付加する必要がないため、コスト的にも安価となる。しかも、同様な特性を示す同種の複数の電気機器の特徴量データを１台の負荷特徴量検出装置で検出することができるので、コストが安価になる。
【００５４】
請求項３の発明では、請求項２の発明において、上記電気機器が街路灯、トンネル用照明器具、道路灯等の公共用照明負荷であって、管理者側に設置される管理装置と特徴量検出装置との間はＬＡＮやＷＡＮのネットワークを介して接続され、負荷特徴検出装置からの特徴量データを上記ネットワークの通信線を介して上記管理装置へ送出するので、集合住宅の共用の場所に設置している街路灯や、或いは道路に設置されている道路灯、またトンネルに設置されているトンネル用照明灯の劣化を遠隔地において監視することができ、迅速にランプ交換等のメンテナンスが図れる。
【００５５】
請求項４の発明では、請求項１乃至３の何れかの発明において、上記管理装置の監視手段は、特徴量検出装置からの特徴量データから過電流状態を検出する機能を備えているので、接続される電気機器側での異常による過電流状態を発見し、発火等の事故を未然に防ぐことが可能となる。
【００５６】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、特徴量検出装置には、電気機器と電源との間に挿入され過電流状態の検出時に強制オフさせられるスイッチ部を備えているので、過電流状態発生時に自動的に電源遮断が行えて発火等の事故を未然に防ぎ、安全性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本構成を示すシステム構成図である。
【図２】同上に用いられる負荷特徴量検出装置の一例の構成図である。
【図３】同上に用いられる管理装置の構成図である。
【図４】同上の特徴量データベースに対する特徴量データの登録方法の一例を説明するフローチャートである。
【図５】同上に用いられる負荷特徴量検出装置の通常時の動作を説明するフローチャートである。
【図６】同上に用いられる負荷特徴量検出装置の別の構成図である。
【図７】本発明の実施形態１のシステム構成図である。
【図８】本発明の実施形態２のシステム構成図である。
【図９】本発明の実施形態３のシステム構成図である。
【図１０】本発明の実施形態４のシステム構成図である。
【図１１】本発明の実施形態５のシステム構成図である。
【符号の説明】
１ 管理装置
２ 分電盤
３ 通信線
４ 接続ユニット
５ モジュラージャック
６ コンセント部
７ 表示装置
７ａ 表示器
７ｂ 操作部
８ モジュラージャック
９、９’ 負荷特徴量検出装置
２０ 電気機器
２１ 電源コード
２２ 電源プラグ
５０ 電力線
Claims (5)
- 電気機器と電源との間に介在し、電気機器の通電中に電気機器に供給される電流及び電圧を電気量として検出し、当該電気量の挙動から電流の大きさを表す特徴量、電流波形の形状を表す特徴量、電流と電圧の時間差を表す特徴量をそれぞれ求める手段と、この求めた特徴量データを通信線を通じて送出する第１の通信手段とを有する１乃至複数の負荷特徴量検出装置と、
予め各種電気機器毎に対応する特徴量データを個別属性データに関連付けて格納している特徴量データベースと、上記負荷特徴量検出装置から送出されてくる特徴量データを受信する第２の通信手段と、上記特徴量データベースに登録されている特徴量データと第２の通信手段で受信した特徴量データとを照合して受信した特徴量データに対応する電気機器を特定する特定手段と、特定された電気機器の特徴量データにより当該電気機器の状態を監視する監視手段とを有する管理装置とを備え、
上記負荷特徴量検出装置が個別の電気機器に対応して設けられ、管理装置の監視手段は、各特徴量検出装置からの特徴量データに基づいて夫々に対応する電気機器の劣化状態を診断することを特徴とする電気機器監視システム。 - 電気機器と電源との間に介在し、電気機器の通電中に電気機器に供給される電流及び電圧を電気量として検出し、当該電気量の挙動から電流の大きさを表す特徴量、電流波形の形状を表す特徴量、電流と電圧の時間差を表す特徴量をそれぞれ求める手段と、この求めた特徴量データを通信線を通じて送出する第１の通信手段とを有する１乃至複数の負荷特徴量検出装置と、
予め各種電気機器毎に対応する特徴量データを個別属性データに関連付けて格納している特徴量データベースと、上記負荷特徴量検出装置から送出されてくる特徴量データを受信する第２の通信手段と、上記特徴量データベースに登録されている特徴量データと第２の通信手段で受信した特徴量データとを照合して受信した特徴量データに対応する電気機器を特定する特定手段と、特定された電気機器の特徴量データにより当該電気機器の状態を監視する監視手段とを有する管理装置とを備え、
負荷特徴量検出装置が、複数の同種の電気機器が接続されている電力線の始端側に挿入されて、これら複数の同種の電気機器全体に供給される電気量の挙動に対応した特徴量を求め、
管理装置の監視手段は、負荷特徴量検出装置からの特徴量データに基づいて上記複数の同種の電気機器の劣化状態を診断することを特徴とする電気機器監視システム。 - 上記電気機器が街路灯、トンネル用照明器具、道路灯等の公共用照明負荷であって、管理者側に設置される管理装置と特徴量検出装置との間はＬＡＮやＷＡＮのネットワークを介して接続され、負荷特徴検出装置からの特徴量データを上記ネットワークの通信線を介して上記管理装置へ送出することを特徴とする請求項２記載の電気機器監視システム。
- 上記管理装置の監視手段は、特徴量検出装置からの特徴量データから過電流状態を検出する機能を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか記載の電気機器監視システム。
- 特徴量検出装置には、電気機器と電源との間に挿入され過電流状態の検出時に強制オフさせられるスイッチ部を備えていることを特徴とする請求項４記載の電気機器監視システム。
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