JP4921868B2 - Wet deterioration detector - Google Patents
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Description
本発明は、コンセントに接続したプラグ等の湿潤劣化を検出する湿潤劣化検出装置に関する。 The present invention relates to a wet degradation detection equipment for detecting the wetting deterioration such plug connected to an electrical outlet.
結露により家電製品のプラグ両刃間に水分が付着すると、プラグ両刃間で微小な放電が発生(プレトラッキング現象)する。この放電現象が繰り返されるとプラグの劣化(湿潤劣化)が進行し、やがてプラグ両刃間が炭化する現象(トラッキング現象)が現れ、ついには乾燥時にも放電が発生するようになる(トラッキング短絡)。この現象は火災発生の原因となるため、これを検出する装置が各種提案されコンセントや遮断器に組み込まれている。 If moisture adheres between the plug blades of the home appliance due to condensation, a minute discharge occurs between the plug blades (pre-tracking phenomenon). When this discharge phenomenon is repeated, deterioration of the plug (wet deterioration) proceeds, and a phenomenon in which the plug blades are carbonized (tracking phenomenon) eventually appears, and discharge is finally generated even during drying (tracking short circuit). Since this phenomenon causes a fire, various devices for detecting this phenomenon have been proposed and incorporated in outlets and circuit breakers.
このような現象において、最初の段階であるプレトラッキング現象により発生する電流は、50〜400mAと比較的小さいことが知られている。しかし、プラグにはこの放電電流より遙かに大きな負荷電流が流れているため、この放電電流を検出するのは難しく、更に放電が拡大してトラッキングが生成されて放電電流が大きくなった状態を検知していた。具体的には、従来のプラグ両刃間の放電の検出は、通常CTによりプラグに流れる電流を検出し、ハイパスフィルタを使用して負荷電流成分を除去し、トラッキング放電特有の高周波成分を抽出して検出することで、放電が繰り返されて炭化現象が発生した状態を検知していた。
また、このトラッキング検出感度を上げるため、本出願人等は、放電電流の電荷量、発生頻度、周波数別レベルを求め、これらに閾値を設けてトラッキング発生を判断するようにし、放電電流が数十アンペアを超える前にトラッキングの発生を検知する方法を提案した(特許文献1参照)。
In such a phenomenon, it is known that the current generated by the pre-tracking phenomenon, which is the first stage, is relatively small, 50 to 400 mA. However, since a load current much larger than the discharge current flows through the plug, it is difficult to detect this discharge current, and further, the discharge expands and tracking is generated to increase the discharge current. It was detected. Specifically, conventional discharge detection between plug blades is usually performed by detecting the current flowing through the plug by CT, removing the load current component using a high-pass filter, and extracting the high-frequency component peculiar to tracking discharge. By detecting, the state where the discharge was repeated and the carbonization phenomenon occurred was detected.
In order to increase the tracking detection sensitivity, the present applicants determine the charge amount, generation frequency, and frequency level of the discharge current, and determine the occurrence of tracking by setting a threshold value for them. A method for detecting the occurrence of tracking before exceeding amperage has been proposed (see Patent Document 1).
しかし、上記特許文献1の方法においても、放電の繰り返しによりプラグ表面の炭化がかなり進んだ状態になるまで検知するのが難しく、火災を未然に防ぐという点で課題が残っていた。また、負荷がインバータ回路を備えている場合、放電電流と類似する電流波形が発生するために誤検知することがあった。
そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、プラグやコンセントが炭化する前の湿潤劣化を検出することができ、また負荷がインバータであっても誤検知することがない湿潤劣化検出装置を提供することを目的とする。
However, even in the method of the above-mentioned
The present invention has been made in view of such problems, it is possible to detect the wetting degradation before the plug and outlet are carbonized, also load the wet deterioration detection equipment is not erroneously detected even inverter The purpose is to provide.
上記課題を解決する為に、請求項1の発明に係る湿潤劣化検出装置は、電路電流波形を検出する電流検出手段と、電路電圧波形を検出する電圧検出手段と、電路に接続された負荷の停止・待機状態を検出する停止・待機検出手段と、検出した電流波形の中で電源周波数より高い周波数の波形のピーク値、及びその位相を演算する電流ピーク値演算手段と、前記電流ピーク値演算手段が演算したピーク値の絶対値が予め設定した値以上となるピーク発生回数をカウントし、電圧半周期の間のカウント数を出力するカウント手段と、接続負荷が停止・待機状態にある時に、前記カウント数が10回を超える所定数に達したら湿潤劣化発生と判断する劣化判定手段とを備え、前記カウント手段は、更に予め設定した値以上となる前記ピークが電圧位相0度から120度、及び180度から300度の間でのみ発生したら、炭化路生成信号を前記劣化判定手段に出力することを特徴とする。
In order to solve the above problems, a wet deterioration detecting device according to the invention of
水分付着時に発生するプレトラッキング現象は、上述するようにピーク値が50〜400mAと小さく、周波数は60〜1000Hzであることが知られている。また、家電機器であるエアコンや冷蔵庫等は、24時間稼働し続けることは無く、必ず停止状態や待機状態がある。このような背景から、上記構成により、負荷電流の影響を受けない停止時、或いは待機状態を利用してプレトラッキング現象を検出するため、プラグやコンセントが炭化する前の湿潤時特有の電流特性を確実に検出でき、プレトラッキング現象を高精度で検出することができる。また、負荷がインバータ回路を備えていても、負荷駆動時は判断しないので誤検知することがない。 As described above, it is known that the pre-tracking phenomenon that occurs when moisture adheres has a small peak value of 50 to 400 mA and a frequency of 60 to 1000 Hz. Also, home appliances such as air conditioners and refrigerators do not continue to operate for 24 hours, and always have a stopped state or a standby state. Against this background, the above-described configuration makes it possible to detect a pre-tracking phenomenon using a stand-by state that is not affected by the load current, so that the current characteristics peculiar to wet conditions before the plug or outlet is carbonized can be obtained. It can be detected reliably and the pre-tracking phenomenon can be detected with high accuracy. Even if the load includes an inverter circuit, it is not determined when the load is driven, so that no erroneous detection is caused.
また、湿潤劣化が進行して炭化によるトラッキング放電を検出することができ、プレトラッキングとトラッキングの双方を分けて検出することができる。 In addition, tracking deterioration due to carbonization can be detected as the wet deterioration progresses, and both pre-tracking and tracking can be detected separately.
本発明によれば、プラグやコンセントが炭化する前の湿潤時特有の電流特性を確実に検出でき、プレトラッキング現象を高精度で検出することができる。また、負荷がインバータ回路を備えていても、負荷駆動時は判断しないので誤検知することがない。
According to the present invention, the current characteristic peculiar to the wet state before the plug or the outlet is carbonized can be reliably detected, and the pre-tracking phenomenon can be detected with high accuracy. Even if the load includes an inverter circuit, it is not determined when the load is driven, so that no erroneous detection is caused.
以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明に係る湿潤劣化検出装置の一例を示す回路ブロック図を示し、湿潤劣化を検出したら電路を遮断する遮断装置を示している。図において、1は電路10の電流波形を検出する電流検出手段としての変流器、2は電路10の電圧波形を検出する電圧検出手段としての変圧器、3は電路10を遮断する遮断手段、5は湿潤劣化検出装置、6は負荷である。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit block diagram showing an example of a wet deterioration detecting device according to the present invention, and shows a shut-off device that cuts off an electric circuit when wet deterioration is detected. In the figure, 1 is a current transformer as current detecting means for detecting the current waveform of the
湿潤劣化検出装置5は、第1A/D変換回路11、負荷6の停止・待機状態を判断する停止・待機検出部12、第2A/D変換回路13、電流ピーク値演算部14、カウント部15、劣化判定部16、レジスタ17、遮断手段3を遮断動作させる判定出力部18、発報動作する警報回路19を備えている。尚、停止・待機検出部12、電流ピーク値演算部14、カウント部15、劣化判定部16は、1つのCPUで構成され、プログラムにより所定の判定及び制御が実施される。また、レジスタ17は、ピーク値検出回数等が記憶される。
The wet
具体的に、停止・待機検出部12は、50mAに設定された閾値を有し、電路電流が50mA以下の状態が5分間継続したら機器停止、或いは待機状態にあると判断し、その旨を劣化判定部に出力する。また、電流ピーク値演算部14は、電路電流情報と電路電圧情報とから電路電流波形のピーク値及びその位相を演算して出力する。
Specifically, the stop /
一方、カウント部15は、伝送されてきたピーク値情報から絶対値300mA以上のピーク値を有するデータがあったら、電圧半周期毎の数をカウントして劣化判定部16に出力する。また、電流ピーク値の発生が、電圧位相0度〜120度の間、及び180度〜300度の間のみで発生した場合は別途炭化路生成信号(トラッキング生成信号)を出力する。
On the other hand, if there is data having a peak value of an absolute value of 300 mA or more from the transmitted peak value information, the
そして、劣化判定部16は、負荷6が停止・待機状態にある時にカウント部15から20回以上のカウント情報信号を受けたら湿潤劣化発生と判断して、湿潤劣化発生信号を判定出力部18に出力する。また、その際炭化路生成信号を合わせて受信したら、炭化路生成信号を判定出力部18へ出力する。
Then, when the load 6 is in the stop / standby state, the
このように構成された遮断装置は具体的に次のように動作する。変流器1により検出された電路電流は、湿潤劣化検出装置5に入力される。湿潤劣化検出装置5では、電流信号が第1A/D変換回路11でデジタル信号に変換されたのち、停止・待機検出部12で電路に接続され、負荷6が稼働状態にあるか待機状態或いは停止状態にあるか検出する。
一方、第2A/D変換回路13によりデジタル信号に変換された電流が電流ピーク値演算部14へ入力され、変圧器2で検出された電路電圧情報も湿潤劣化検出装置5に入力される。
The shut-off device configured as described above specifically operates as follows. The electric circuit current detected by the
On the other hand, the current converted into a digital signal by the second A /
電流ピーク値演算部14では、電流情報と電圧情報を受けて電路電流のピーク値及びその位相が演算され、ピーク値及びその位相情報がカウント部15へ送られる。
カウント部15は、送られてきた電流ピーク値,位相情報から、電圧半周期の間に300mA以上の値を有するピーク値データの個数をカウントし、その情報を劣化判定部16に出力する。
そして、劣化判定部16では、負荷6の停止・待機中にカウント部15から受けたカウント数が20回以上の数値であったら湿潤劣化発生と判断して、湿潤劣化発生信号を判定出力部18に出力する。こうして判定出力部18が湿潤劣化判定信号を受けたら遮断手段3を動作させて電路10を遮断すると共に、ブザー等を有する警報回路19を警報動作させる。
The current peak value calculation unit 14 receives current information and voltage information, calculates the peak value and phase of the circuit current, and sends the peak value and phase information to the
The
The
また、カウント部15が炭化路生成信号を出力していたら、炭化路生成信号を判定出力部18へ出力し、報知回路19を湿潤劣化とは異なる報知動作で報知させ、湿潤劣化が進行したことを報知させる。
Further, if the
このように、負荷電流の影響を受けない停止時、或いは待機状態を利用してプレトラッキング現象を検出するため、プラグやコンセントが炭化する前の湿潤時特有の電流特性を確実に検出でき、プレトラッキング現象を高精度で検出することができる。また、負荷がインバータ回路を備えていても、負荷駆動時は判断しないので誤検知することがない。
また、炭化によるトラッキング放電を検出することができ、プレトラッキングとトラッキングの双方を分離して検出することができる。
As described above, since the pre-tracking phenomenon is detected by using the stand-by state that is not affected by the load current, the current characteristic peculiar to the wet state before the plug or outlet is carbonized can be reliably detected. The tracking phenomenon can be detected with high accuracy. Even if the load includes an inverter circuit, it is not determined when the load is driven, so that no erroneous detection is caused.
In addition, tracking discharge due to carbonization can be detected, and both pre-tracking and tracking can be detected separately.
ここで、図2〜図4は電路の電圧波形と電流波形を示し、図2はプラグ等に湿潤劣化や炭化が発生していない状態、図3は湿潤劣化が進んでいる状態、図4は劣化(炭化)が進んだ状態を示している。尚、各波形図において、電流波形はレンジを変えて2本示してある。この波形図に示すように、劣化が進むにつれて放電電流の正負双方のピーク値が大きくなり、且つ電圧波形の0度、180度からの立ち上がりに集中していることが解る。このような特性から、比較的大きな値を有するピーク値の数、及びその発生位相を検出することで、トラッキングの発生状態及び進行の程度を判定することが可能となることが解る。 2 to 4 show the voltage waveform and current waveform of the electric circuit, FIG. 2 shows a state in which no wet deterioration or carbonization has occurred in the plug or the like, FIG. 3 shows a state in which the wet deterioration has progressed, and FIG. It shows a state in which deterioration (carbonization) has progressed. In each waveform diagram, two current waveforms are shown with different ranges. As shown in this waveform diagram, it can be seen that both the positive and negative peak values of the discharge current increase as the deterioration progresses, and that the voltage waveform concentrates on rising from 0 degrees and 180 degrees. From these characteristics, it can be seen that by detecting the number of peak values having a relatively large value and the generation phase thereof, it is possible to determine the state of occurrence of tracking and the degree of progress.
尚、上記実施形態における電流の閾値(300mA)、電圧半周期のピーク検出回数(20回以上)は変更することができる。例えば、閾値を下げれば微小な放電を検知できるがノイズを多く含むことなる。また、ピーク検出回数は小さくすれば感度が上がるが誤動作し易くなる。その為最低10回以上検出した場合に湿潤劣化と判断させるのが好ましい。
更に、湿潤劣化発生と判断した場合に遮断操作すると共に警報回路19を動作させているが、レジスタ17にピーク検出回数を記憶させて、電圧半周期に生ずる発生数に応じて警報を変更させても良い。例えば、300mA以上のピークを有する電流が20回以下(10回以上)の場合は電路10を遮断せずに警報だけ発するようにしても良い。
In addition, the threshold value of current (300 mA) and the number of peak detection times (20 times or more) in the voltage half cycle in the above embodiment can be changed. For example, if the threshold value is lowered, a minute discharge can be detected, but it contains a lot of noise. Also, if the number of peak detections is reduced, the sensitivity increases, but malfunctions easily occur. Therefore, it is preferable to determine that the moisture has deteriorated when it is detected at least 10 times or more.
In addition, when it is determined that the wet deterioration has occurred, the
1・・変流器(電流検出手段)、2・・変圧器(電圧検出手段)、5・・湿潤劣化検出装置、6・・負荷、10・・電路、12・・停止・待機検出部、14・・電流ピーク値演算部、15・・カウント部、16・・劣化判定部、17・・レジスタ、18・・判定出力部、19・・警報回路。
1 .. Current transformer (current detection means) 2 .... Transformer (voltage detection means) 5 .... Wet deterioration detection device 6 ....
Claims (1)
電路電圧波形を検出する電圧検出手段と、
電路に接続された負荷の停止・待機状態を検出する停止・待機検出手段と、
検出した電流波形の中で電源周波数より高い周波数の波形のピーク値、及びその位相を演算する電流ピーク値演算手段と、
前記電流ピーク値演算手段が演算したピーク値の絶対値が予め設定した値以上となるピーク発生回数をカウントし、電圧半周期の間のカウント数を出力するカウント手段と、
接続負荷が停止・待機状態にある時に、前記カウント数が10回を超える所定数に達したら湿潤劣化発生と判断する劣化判定手段とを備え、
前記カウント手段は、更に予め設定した値以上となる前記ピークが電圧位相0度から120度、及び180度から300度の間でのみ発生したら、炭化路生成信号を前記劣化判定手段に出力することを特徴とする湿潤劣化検出装置。 Current detection means for detecting a circuit current waveform;
Voltage detection means for detecting the circuit voltage waveform;
A stop / standby detection means for detecting a stop / standby state of a load connected to the electric circuit;
A peak value of a waveform having a frequency higher than the power supply frequency in the detected current waveform, and a current peak value calculating means for calculating the phase thereof;
Counting means for counting the number of peak occurrences when the absolute value of the peak value calculated by the current peak value calculating means is equal to or greater than a preset value, and outputting the count number during a voltage half cycle;
When the connection load is in a stop / standby state, the deterioration determination means for determining that the wet deterioration has occurred when the count reaches a predetermined number exceeding 10 times,
The counting means further outputs a carbonization path generation signal to the deterioration determining means when the peak that is equal to or greater than a preset value occurs only in the voltage phase of 0 to 120 degrees and 180 to 300 degrees. Wetting deterioration detection device characterized by the above.
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