JP6272135B2 - 電力消費システム、漏電検知方法、および、プログラム - Google Patents

電力消費システム、漏電検知方法、および、プログラム Download PDF

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Description

本発明は、負荷装置と電源装置とを備える電力消費システム、漏電検知方法、および、プログラムに関する。
現在、供給された電力を消費する負荷装置と、交流電源から交流電力が供給され、負荷装置に電力を供給する電源装置と、を備える電力消費システムが知られている。このような電力消費システムとして、例えば、供給された直流電力を消費する照明装置と、交流電源から供給された交流電力を直流電力に変換し、照明装置に直流電力を供給する電力変換装置と、を備える照明システムがある。また、このような電力消費システムとして、例えば、供給された交流電力を消費する室外機と、交流電源から供給された交流電力を消費するとともに、交流電源から供給された交流電力を室外機に供給する室内機と、を備える空調システムがある。
このような電力消費システムでは、経年劣化や他の要因により、漏電や接触不良などの異常が発生することがある。現在、このような異常を検知する種々の技術が知られている。例えば、特許文献１には、直流電力の供給開始直後にＬＥＤ（Light Emitting Diode）照明端末に流れる突入電流を検出し、突入電流の初期値と現在の計測値との差が所定の基準値を下回ったときにＬＥＤ照明端末が劣化したと判断する配電システムが開示されている。特許文献１に開示された配電システムは、負荷装置であるＬＥＤ照明端末で発生する異常を検知するシステムである。
特開２０１２−００８１３９号公報
しかしながら、電力消費システムにおいて発生する異常は、負荷装置で発生する異常に限定されない。例えば、電源装置から負荷装置に電力を供給する経路上において漏電が発生することがある。一方、特許文献１に開示された配電システムでは、電源装置から負荷装置に電力を供給する経路上において発生する漏電を検知することはできなかった。このため、電源装置から負荷装置に電力を供給する経路上において発生する漏電を検知することが可能な電力消費システムが望まれている。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、電源装置から負荷装置に電力を供給する経路上において発生する漏電を検知することが可能な電力消費システム、漏電検知方法、および、プログラムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る電力消費システムは、
供給された直流電力を消費する負荷装置と、第１電源線と前記第１電源線と並列に設けられた第１基準線とを介して前記負荷装置に前記直流電力を供給し、第２電源線と前記第２電源線と並列に設けられた第２基準線とを介して交流電源から交流電力が供給される電源装置であって、前記交流電源から供給された交流電力を前記直流電力に変換し、前記負荷装置に前記直流電力を供給する電力変換手段であってコンデンサを備えるコンデンサインプット型全波整流の電源回路である電力変換手段を備える電源装置と、を備える電力消費システムであって、
前記第１電源線に流れる電流の電流値を測定する第１電流値測定手段と、
前記第１電流値測定手段により測定された電流値に基づいて、前記第１電源線と前記第１基準線との間に発生する漏電を検知する第１漏電検知手段と、
前記第２電源線に流れる電流の電流値を測定する第２電流値測定手段と、
前記第２電流値測定手段により測定された電流値に基づいて、前記コンデンサに異常電流が流れることにより前記第２電源線に流れる電流であって前記交流電源の周期とは無関係に流れる電流を検出することにより、前記電力変換手段で発生する漏電を検知する第２漏電検知手段と、を備える。
本発明では、第１電源線に流れる電流の電流値に基づいて、第１電源線と第１基準線との間に発生する漏電が検知され、第２電源線に流れる電流の電流値に基づいて、電源装置が備える電力変換手段が備えるコンデンサに異常電流が流れることにより第２電源線に流れる電流であって交流電源の周期とは無関係に流れる電流を検出することにより、電力変換手段で発生する漏電が検知される。従って、本発明によれば、電源装置から負荷装置に電力を供給する経路上において発生する漏電を適切に検出することができる。
本発明の実施形態１に係る電力消費システムの構成図である。 ＡＣ／ＤＣコンバータの構成図である。 制御部の構成図である。 本発明の実施形態１に係る電力消費システムの機能を説明するための図である。 （Ａ）は、Ｌ１−Ｎ１間に印加される電圧を示す図である。（Ｂ）は、Ｌ１に流れる負荷電流を示す図である。（Ｃ）は、Ｌ１に流れる異常電流を示す図である。（Ｄ）は、Ｌ１に流れる電流を示す図である。 （Ａ）は、正常時においてＬ２に流れる電流を示す図である。（Ｂ）は、異常時においてＬ２に流れる電流を示す図である。 本発明の実施形態２に係る電力消費システムの構成図である。 本発明の実施形態２に係る電力消費システムの機能を説明するための図である。 異常時においてＬ３に流れる電流を示す図である。 （Ａ）は、正常時においてＬ３−Ｎ３間に印加される電圧を示す図である。（Ｂ）は、異常時においてＬ３−Ｎ３間に印加される電圧を示す図である。
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
（実施形態１）
まず、本発明の実施形態１に係る電力消費システム１０００について説明する。電力消費システム１０００は、供給された電力を消費する負荷装置と、交流電源３００から供給された交流電力を適宜変換して負荷装置に供給する電源装置と、を備える。なお、負荷装置と電源装置とは、互いに分離されており、ケーブルなどにより相互に接続される。本実施形態では、図１に示すように、電力消費システム１０００は、負荷装置である照明装置１００と、電源装置である照明用電源２００と、を備える照明システムである。
ここで、電力消費システム１０００は、システム内部の種々の箇所において発生した異常を検知する機能を有する。このような異常は、例えば、経年劣化などの種々の要因により発生する漏電や接触不良などの異常である。典型的には、このような異常は、例えば、高い交流電圧が印加されるコンセントとプラグとの接触部分や高い直流電圧が印加される電源装置内部において発生する。このような漏電には、トラッキング現象に起因する漏電が含まれる。トラッキング現象は、電源線間等に蓄積したホコリが湿気を帯びて導通し、時間の経過とともにこのホコリが炭化し、炭化した部分がショートして発火する現象である。電力消費システム１０００は、このような異常をなるべく早い段階で検知し、火災などの事故を未然に防ぐのに好適なシステムである。なお、電力消費システム１０００は、このような異常が発生したおおよその箇所を特定することが可能である。
照明装置１００は、照明用電源２００から供給された直流電力を消費して照明する装置である。照明装置１００は、端子台１１０と、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）１２０と、を備える。
端子台１１０は、照明装置１００と照明用電源２００とを結ぶケーブルの一端が接続される端子台である。このケーブルは、照明用電源２００から照明装置１００に電力を供給するためのケーブルであり、電源線Ｌ１と基準線Ｎ１とを絶縁物により被覆して構成される。従って、ケーブル内において、電源線Ｌ１と基準線Ｎ１とは絶縁される。電源線Ｌ１は、照明装置１００が必要とする電源電位が印加される電線である。基準線Ｎ１は、電源電位の基準となる電位が印加される電線であり、典型的には、接地電位が印加される電線である。端子台１１０は、電源線Ｌ１の一端が接続される電源端子と、基準線Ｎ１の一端が接続される基準端子と、を備える。
ＬＥＤ１２０は、アノードからカソードに向かって流れる電流の電流値に応じた強さの光を発するダイオードである。ＬＥＤ１２０は、端子台１１０に接続されたケーブルを介して供給される電力により発光する。なお、図１では、理解を容易にするため、照明装置１００がＬＥＤ１２０を１個だけ備えている例を示している。照明装置１００は、端子台１１０が備える電源端子と基準端子との間に直列あるいは並列または直並列に接続された、多数のＬＥＤ１２０を備えることができる。
抵抗１３０は、電源線Ｌ１と基準線Ｎ１との間に存在する仮想的な抵抗である。抵抗１３０の抵抗値は、初期状態では無限大に近い値であるが、電源線Ｌ１や基準線Ｎ１を被覆する絶縁物の劣化の進行に伴って激減する。抵抗１３０に流れる電流を、適宜、異常電流という。
照明用電源２００は、交流電源３００から供給された交流電力を直流電力に変換し、直流電力を照明装置１００に供給する。照明用電源２００は、端子台２１０と、プラグ２２０と、ＡＣ／ＤＣ（Alternate Current/ Direct Current）コンバータ２３０と、制御部２４０と、電流センサ２５１、２５２と、電圧センサ２５３、２５４、２５５、２５６とを備える。
端子台２１０は、照明装置１００と照明用電源２００とを結ぶケーブルの他端が接続される端子台である。端子台２１０は、電源線Ｌ１の他端が接続される電源端子と、基準線Ｎ１の他端が接続される基準端子と、を備える。従って、端子台２１０の電源端子は、電源線Ｌ１を介して、端子台１１０の電源端子と接続される。また、端子台２１０の基準端子は、基準線Ｎ１を介して、端子台１１０の基準端子と接続される。
プラグ２２０は、交流電源３００に接続されたコンセント３１０に差し込まれ、交流電源３００から供給される交流電力を受け付けるプラグである。プラグ２２０は、電源端子と基準端子とを備える。プラグ２２０がコンセント３１０に差し込まれた状態では、プラグ２２０が備える電源端子にはＬ相の電位が印加され、プラグ２２０が備える基準端子にはＮ相の電位が印加される。
ＡＣ／ＤＣコンバータ２３０は、プラグ２２０を介して交流電源３００から供給された交流電力を直流電力に変換する。ＡＣ／ＤＣコンバータ２３０は、変換により得られた直流電力を、端子台２１０を介して照明装置１００に供給する。以下、図２を参照して、ＡＣ／ＤＣコンバータ２３０の構成について説明する。図２に示すように、ＡＣ／ＤＣコンバータ２３０は、バリスタ２３１、コンデンサ２３２、ダイオードブリッジ２３３、コイル２３４、コンデンサ２３５、抵抗２３６、ＤＣ／ＤＣ（Direct Current/Direct Current）コンバータ２３７を備える。
バリスタ２３１は、両端子間の電圧が低いうちは電気抵抗が高く、両端子間の電圧が高くなると電気抵抗が低くなる電子部品である。バリスタ２３１は、一端が交流電源３００のＬ相に接続され、他端が交流電源３００のＮ相に接続される。
コンデンサ２３２は、両端子間に印加された電圧に応じて電荷を充電又は放電する電子部品である。コンデンサ２３２は、一端が交流電源３００のＬ相に接続され、他端が交流電源３００のＮ相に接続される。バリスタ２３１とコンデンサ２３２は、保護回路として機能する。
ダイオードブリッジ２３３は、入力端子間に印加された交流電圧を直流電圧に変換し、出力端子間に印加する電子回路である。ダイオードブリッジ２３３は、一方の入力端子が交流電源３００のＬ相に接続され、他方の入力端子が交流電源３００のＮ相に接続される。ダイオードブリッジ２３３は、例えば、ブリッジ型に接続されたダイオードを備える。
コイル２３４は、両端間に流れる電流によって形成される磁場にエネルギーを蓄えることができる受動素子である。コイル２３４の一端は、ダイオードブリッジ２３３の＋側の出力端子に接続される。
コンデンサ２３５は、両端子間に印加された電圧に応じて電荷を充電又は放電する電子部品である。コンデンサ２３５の一端は、コイル２３４の他端に接続される。コンデンサ２３５の他端は、ダイオードブリッジ２３３の−側の出力端子に接続される。コンデンサ２３２は、ダイオードブリッジ２３３の出力端子間の電圧を平滑化する。
抵抗２３６は、両端間に流れる電流を制限する受動素子である。抵抗２３６の一端は、コイル２３４の他端に接続される。抵抗２３６の他端は、ダイオードブリッジ２３３の−側の出力端子に接続される。
ＤＣ／ＤＣコンバータ２３７は、入力端子間に印加された直流電圧を変換し、出力端子間に印加する回路である。ＤＣ／ＤＣコンバータ２３７の一方の入力端子は、コイル２３４の他端に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ２３７の他方の入力端子は、ダイオードブリッジ２３３の−側の出力端子に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ２３７の一方の出力端子は、端子台２１０が備える電源端子を介して、電源線Ｌ１に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ２３７の他方の出力端子は、端子台２１０が備える基準端子を介して、基準線Ｎ１に接続される。つまり、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３７は、直流電力の電圧値を変換する回路である。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３７は、入力電圧が出力電圧よりも高い場合、入力電圧を降圧して出力電圧を生成する。一方、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３７は、入力電圧が出力電圧よりも低い場合、入力電圧を昇圧して出力電圧を生成する。この場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３７は、昇圧用のインバータとＡＣ／ＤＣコンバータとを備えていてもよい。
制御部２４０は、照明用電源２００全体の動作を制御する。典型的には、制御部２４０は、漏電や接触不良などの異常の発生を検知し、異常の発生を検知した場合、異常が発生した旨を報知したり、電力供給を停止したりする。制御部２４０は、電流センサ２５１、２５２、電圧センサ２５３、２５４、２５５、２５６から供給された情報に基づいて、異常の発生を検知する。
電流センサ２５１は、電源線Ｌ２に流れる電流の電流値を検出し、検出した電流値を示す情報を制御部２４０に出力する。電流センサ２５２は、電源線Ｌ１に流れる電流の電流値を検出し、検出した電流値を示す情報を制御部２４０に出力する。電流センサ２５１、２５２は、例えば、カレントトランスであってもよいし、シャント抵抗であってもよい。
電圧センサ２５３は、電源線Ｌ２の電圧の電圧値（電位）を検出し、検出した電圧値を示す情報を制御部２４０に出力する。電圧センサ２５４は、基準線Ｎ２の電圧の電圧値（電位）を検出し、検出した電圧値を示す情報を制御部２４０に出力する。電圧センサ２５５は、電源線Ｌ１の電圧の電圧値（電位）を検出し、検出した電圧値を示す情報を制御部２４０に出力する。電圧センサ２５６は、基準線Ｎ１の電圧の電圧値（電位）を検出し、検出した電圧値を示す情報を制御部２４０に出力する。
次に、図３を参照して、制御部２４０の物理的な構成について説明する。図３に示すように、制御部２４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１３、フラッシュメモリ１４、ＲＴＣ（Real Time Clock）１５、タッチスクリーン１６、センサインターフェース１７、外部機器インターフェース１８、宅内電気通信網インターフェース１９を備える。制御部２４０が備える各構成要素は、バスを介して相互に接続される。
ＣＰＵ１１は、制御部２４０の全体の動作を制御する。なお、ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に格納されているプログラムに従って動作し、ＲＡＭ１３をワークエリアとして使用する。ＲＯＭ１２には、制御部２４０の全体の動作を制御するためのプログラムやデータが記憶される。ＲＡＭ１３は、ＣＰＵ１１のワークエリアとして機能する。つまり、ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１３にプログラムやデータを一時的に書き込み、これらのプログラムやデータを適宜参照する。
フラッシュメモリ１４は、各種の情報を記憶する不揮発性メモリである。例えば、フラッシュメモリ１４は、電流センサ２５１、２５２、電圧センサ２５３、２５４、２５５、２５６から供給された情報などを記憶する。
ＲＴＣ１５は、計時用のデバイスである。ＲＴＣ１５は、例えば、電池を内蔵し、制御部２４０の電源がオフの間も計時を継続する。ＲＴＣ１５は、例えば、水晶発振子を備える発振回路を備える。
タッチスクリーン１６は、ユーザによりなされたタッチ操作を検知し、検知の結果を示す信号をＣＰＵ１１に供給する。また、タッチスクリーン１６は、ＣＰＵ１１などから供給された画像信号に基づく画像を表示する。このように、タッチスクリーン１６は、制御部２４０のユーザインターフェースとして機能する。
センサインターフェース１７は、電流センサ２５１、２５２、電圧センサ２５３、２５４、２５５、２５６から供給された情報を受信するためのインターフェースである。センサインターフェース１７は、予め定められた周期（サンプリング周期）毎に取得される情報（電流値または電圧値）を、予め定められた期間分記憶するバッファメモリを備える。このバッファメモリは、ループバッファであり、直近の予め定められた期間分の情報を記憶する。センサインターフェース１７は、自動的に、もしくは、ＣＰＵ１１による指示に従って、バッファメモリに記憶されている情報を、ＣＰＵ１１、ＲＡＭ１３、フラッシュメモリ１４などに供給することができる。なお、サンプリング周期（例えば、５０μＳｅｃ）は、交流電源３００の周期（例えば、２０ｍＳｅｃ）よりも十分に短いものとする。
外部機器インターフェース１８は、制御部２４０を、図示しない警報装置やブレーカなどの外部機器に接続するためのインターフェースである。外部機器インターフェース１８は、ＣＰＵ１１による制御に従って、外部機器を制御することができる。外部機器インターフェース１８は、例えば、有線ＬＡＮ（Local Area Network）、Ｗｉ−Ｆｉ（Wireless Fidelity）、特定小電力無線などの無線ＬＡＮなどに接続するためのＬＡＮインターフェース、もしくは、ＲＳ（Recommended-Standards）−２３２Ｃ、ＲＳ−４８５、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）１３９４などのシリアル通信用のインターフェースである。なお、外部機器インターフェース１８は、照明装置１００と通信する機能を有していてもよい。
宅内電気通信網インターフェース１９は、制御部２４０を、図示しない宅内電気通信網に接続するためのインターフェースである。宅内電気通信網インターフェース１９は、例えば、ＮＩＣ（Network Interface Card）などのＬＡＮインターフェースを備える。
交流電源３００は、電力消費システム１０００に交流電力を供給する交流電源である。交流電源３００は、例えば、実効値が１００Ｖの電圧であり、周波数が５０Ｈｚ（または、６０Ｈｚ）の電源である。
コンセント３１０は、交流電源３００から電力消費システム１０００に交流電力を供給するためのコンセントである。コンセント３１０は、電源端子と基準端子とを備える。コンセント３１０が備える電源端子は、電源線Ｌ２を介して交流電源３００のＬ相に接続される。また、コンセント３１０が備える基準端子は、基準線Ｎ２を介して交流電源３００のＮ相に接続される。なお、プラグ２２０がコンセント３１０に差し込まれた状態では、コンセント３１０が備える電源端子は、プラグ２２０が備える電源端子に接続され、コンセント３１０が備える基準端子は、プラグ２２０が備える基準端子に接続される。
次に、図４を参照して、電力消費システム１０００の基本的な機能について説明する。電力消費システム１０００は、機能的には、負荷装置４００と電源装置５００とを備える。ここで、負荷装置４００は、供給された電力を消費する。一方、電源装置５００は、第１電源線と第１基準線とを介して負荷装置４００に電力を供給し、第２電源線と第２基準線とを介して交流電源３００から交流電力が供給される。なお、負荷装置４００は、例えば、照明装置１００である。また、電源装置５００は、例えば、照明用電源２００である。また、第１電源線、第１基準線、第２電源線、第２基準線は、例えば、それぞれ、電源線Ｌ１、基準線Ｎ１、電源線Ｌ２、基準線Ｎ２である。ここで、電力消費システム１０００は、機能的には、第１電流値測定部１０１、第１漏電検知部１０２を備える。
第１電流値測定部１０１は、第１電源線に流れる電流の電流値を測定する。第１電流値測定部１０１は、例えば、電流センサ２５２を備える。
第１漏電検知部１０２は、第１電流値測定部１０１により測定された電流値に基づいて、第１電源線と第１基準線との間に発生する漏電を検知する。第１漏電検知部１０２は、例えば、ＣＰＵ１１を備える。
ここで、負荷装置４００は、直流電力を消費する装置であってもよい。この場合、電源装置５００は、電力変換部１０３を備えてもよい。電力変換部１０３は、第２電源線と第２基準線とを介して交流電源３００から供給された交流電力を直流電力に変換し、第１電源線と第１基準線とを介して負荷装置４００に直流電力を供給する。電力変換部１０３は、例えば、ＡＣ／ＤＣコンバータ２３０を備える。
また、電力消費システム１０００は、第２電流値測定部１０４と第２漏電検知部１０５とをさらに備えていてもよい。第２電流値測定部１０４は、第２電源線に流れる電流の電流値を測定する。第２電流値測定部１０４は、例えば、電流センサ２５１を備える。第２漏電検知部１０５は、第２電流値測定部１０４により測定された電流値に基づいて、電力変換部１０３で発生する漏電を検知する。第２漏電検知部１０５は、例えば、ＣＰＵ１１を備える。
ここで、第２漏電検知部１０５は、第２電流値測定部１０４により測定された電流値に基づく交流電源３００の周期毎の電流値波形の一致度が閾値以下であるか否かを判別することができる。例えば、第２漏電検知部１０５は、この一致度が閾値以下であると判別した場合、漏電が発生したと判別する。
また、第２漏電検知部１０５は、第２電流値測定部１０４により測定された電流値の高周波成分が閾値以上であるか否かを判別することができる。例えば、第２漏電検知部１０５は、この高周波成分が閾値以上であると判別した場合、漏電が発生したと判別する。
また、第１漏電検知部１０２は、第１電流値測定部１０１により測定された電流値の高周波成分が閾値以上であることを検知することができる。例えば、第１漏電検知部１０２は、この高周波成分が閾値以上であると判別した場合、漏電が発生したと判別する。
次に、電力消費システム１０００の動作について説明する。
照明用電源２００は、電源線Ｌ２と基準線Ｎ２とを介して交流電源３００から供給された交流電力を、照明装置１００が利用するのに好適な電圧値の直流電力に変換する。具体的には、まず、照明用電源２００は、供給された交流電力を整流し、数十Ｖ程度の電圧値の直流電力を生成する。そして、照明用電源２００は、この直流電力をインバータなどにより昇圧して、数百Ｖ程度の電圧値の交流電力を生成する。さらに、照明用電源２００は、取得した交流電力を整流して数百Ｖ程度（例えば、３００Ｖ）の電圧値の直流電力を生成する。ここで、照明用電源２００は、電源線Ｌ１と基準線Ｎ１とを介して、生成した直流電力を照明装置１００に供給する。一方、照明装置１００は、供給された直流電力を消費して、照明する。
ここで、電力消費システム１０００は、稼働している間に、様々な部位で劣化が発生する可能性がある。例えば、電源線Ｌ１や基準線Ｎ１を被覆するケーブルは、周囲の環境によっては、耐用年数が経過する前に、著しく劣化する可能性がある。例えば、温度や湿度が急激に変化したり、温度や湿度が著しく高かったり（または、低かったり）、水分、油分、化学物質が存在したりする場合、電源線Ｌ１や基準線Ｎ１を被覆する絶縁物が劣化する可能性が高い。このような劣化が激しい状態において、電源線Ｌ１と基準線Ｎ１との間に高い直流電圧が印加されると、電源線Ｌ１から基準線Ｎ１などに漏洩電流が流れることがある。そして、このような漏洩電流が流れ続けると、絶縁物の温度が上昇し、絶縁物の炭化が進行し、電源線Ｌ１と基準線Ｎ１とが短絡してスパークが発生することもある。
また、端子台１１０や端子台２１０における接触部分も、周囲の環境によっては、時間の経過とともに劣化が進行する。従って、端子台１１０や端子台２１０における接触部分では、接触不良や短絡が発生する可能性がある。なお、接触不良が発生すると、電力の供給が停止される可能性がある。また、短絡やトラッキング現象により発火する可能性がある。
以下、電源線Ｌ１と基準線Ｎ１とにおいて発生する漏電を検出する手法について説明する。
図５（Ａ）は、電源線Ｌ１と基準線Ｎ１との間に印加される電圧が、時間の経過とともになだらかに変化している様子を示している。この電圧は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２３０により生成される直流電圧であるため、基本的には、交流成分を殆ど含まない。
図５（Ｂ）は、電源線Ｌ１に流れる負荷電流が、電源線Ｌ１と基準線Ｎ１との間に印加される電圧の変化に伴って、時間の経過とともになだらかに変化している様子を示している。なお、負荷電流は、電源線Ｌ１を介して、照明用電源２００から照明装置１００に流入する電流である。ここで、照明装置１００は、インピーダンスが殆ど変化しないという特性を有する。従って、基本的に、負荷電流は、電源線Ｌ１と基準線Ｎ１との間に印加される電圧と同様に、交流成分を殆ど含まない。なお、外来ノイズやＡＣ／ＤＣコンバータ２３０が生成した直流電圧に含まれる残留ノイズにより、負荷電流に交流成分が含まれることもある。
図５（Ｃ）は、電源線Ｌ１と基準線Ｎ１との間の劣化が進行し、ｔ１により示される時刻以降に、電源線Ｌ１に流れる異常電流が発生した様子を示している。異常電流は、電源線Ｌ１から照明装置１００に流れる正規の電流（負荷電流）ではなく、被覆の劣化などにより、電源線Ｌ１から基準線Ｎ１などに流れてしまう異常な電流である。異常電流は、被覆の劣化がある程度進行した段階以降に断続的に発生する。異常電流は、短絡電流に近いレベルのパルス状の電流である。なお、絶縁劣化は、電線間が短絡して火花が発生し、炭化経路が形成され、発火焼却によりさらに炭化が進むことで進行する。
図５（Ｄ）は、電源線Ｌ１に流れる電流（検出電流）に異常電流が含まれている様子を示している。なお、検出電流は、電流センサ２５２により電源線Ｌ１に流れる電流を検出したときに検出される電流である。図５（Ｄ）に示すように、図５（Ｂ）に示す負荷電流に、図５（Ｃ）に示す異常電流が重畳されたものが、検出電流として検出される。ここで、負荷電流は交流成分を殆ど含まない電流であるが、異常電流は交流成分を含む電流である。従って、検出電流は、異常電流が発生するまでは交流成分を殆ど含まず、異常電流が発生してからは交流成分を含むものとなる。このため、検出電流に基づいて、電源線Ｌ１と基準線Ｎ１との間で漏電しているか否かを判別することが可能である。
例えば、ＣＰＵ１１は、交流電源３００の周波数よりも十分に高い周波数（例えば、数ｋＨｚから数十ｋＨｚ程度）で電源線Ｌ１に流れる電流の電流値をサンプリングし、数周期分の検出電流の電流値の時系列データ（以下、適宜「電流値波形」という。）をフラッシュメモリ１４などに記憶する。そして、ＣＰＵ１１は、フラッシュメモリ１４などに記憶されている電流値波形を分析して、検出電流に含まれる交流成分が閾値以上であるか否かを判別することができる。例えば、ＣＰＵ１１は、電流値波形に対して、離散高速フーリエ変換処理を施し、予め定められた周波数以上の周波数成分が閾値以上の割合である場合、漏電が発生していると判別することができる。あるいは、ＣＰＵ１１は、電流値波形に対して、低域遮断フィルタ処理を施し、処理後の成分が閾値以上である場合、漏電が発生していると判別することができる。
なお、ＣＰＵ１１は、漏電が発生していると判別した場合、電力の供給を停止することができる。これにより、漏洩電流による発火など危険な状況になることを抑制することが期待できる。また、ＣＰＵ１１は、電力の供給の停止とともに、電源線Ｌ１から漏電している旨を報知することができる。例えば、ＣＰＵ１１は、電源線Ｌ１から漏電している旨のメッセージをタッチスクリーン１６に表示することができる。また、ＣＰＵ１１は、外部機器インターフェース１８や宅内電気通信網インターフェース１９を介して、電源線Ｌ１から漏電している旨の音声を図示しないスピーカに出力させたり、電源線Ｌ１から漏電している旨のメッセージを図示しない表示装置に表示させたりしてもよい。
ここで、ＡＣ／ＤＣコンバータ２３０の内部においても、劣化により漏洩電流が流れる可能性がある。以下、ＡＣ／ＤＣコンバータ２３０の内部において発生する漏電を検出する手法について説明する。
まず、ＡＣ／ＤＣコンバータ２３０がコンデンサインプット型全波整流の電源回路であるものとする。この場合、電源回路の内部に劣化がない場合、図６（Ａ）に示すように、交流電圧（電源線Ｌ２と基準線Ｎ２との間に印加される電圧）のピーク付近で、ダイオードブリッジ２３３内のダイオードが導通する期間のみ、電源線Ｌ２に電流が流れることになる。なお、図６（Ａ）、図６（Ｂ）において、電源線Ｌ２に流れる電流の電流値を実線で示し、交流電圧の電圧値を破線で示している。なお、導通角は、負荷電流の大きさに依存する。
ここで、コンデンサ２３５の劣化により電解液漏れなどが発生し、コンデンサ２３５に異常電流が流れるようになったものとする。この場合、図６（Ｂ）に示すように、交流電圧の周期とは無関係に、不規則に、電源線Ｌ２に電流が流れることになる。その理由は、コンデンサ２３５は、整流回路の後段に配置され、両端にある程度平滑化された直流電圧が印加されているためである。つまり、異常箇所に高い電圧が印加されている時期に異常電流が流れやすいが、異常箇所に印加される電圧が直流電圧である場合、異常電流が流れやすい時期というものが定まらないためである。
なお、コンデンサ２３５に異常電流が流れているか否かを判別する手法は、適宜、調整することができる。例えば、ＣＰＵ１１は、電流値波形を分析して、交流電源３００の周期毎の電流値波形の一致度が閾値以下であるか否かを判別することができる。例えば、ＣＰＵ１１は、ある周期における電流値波形を構成する電流値と、他の周期における電流値波形を構成する電流値とについて、サンプリング順に差分をとり、差分の平均値の逆数を上述した一致度として求めることができる。そして、ＣＰＵ１１は、この一致度が閾値以下である場合、コンデンサ２３５に異常電流が流れていると判別することができる。
もしくは、ＣＰＵ１１は、電流値波形に対して、離散高速フーリエ変換処理を施し、閾値となる周波数（商用周波数を超える周波数）以上の周波数成分が閾値以上の割合である場合、コンデンサ２３５に異常電流が流れていると判別することができる。あるいは、ＣＰＵ１１は、電流値波形に対して、閾値となる周波数をカットオフ周波数とする低域遮断フィルタ処理を施し、処理後の成分が閾値以上である場合、コンデンサ２３５に異常電流が流れていると判別することができる。
なお、ＣＰＵ１１は、コンデンサ２３５に異常電流が流れていると判別した場合、電力の供給を停止することができる。これにより、漏洩電流による発火など危険な状況になることを抑制することが期待できる。また、ＣＰＵ１１は、電力の供給の停止とともに、コンデンサ２３５に異常電流が流れている可能性がある旨を報知することができる。例えば、ＣＰＵ１１は、コンデンサ２３５に異常電流が流れている旨のメッセージをタッチスクリーン１６に表示することができる。また、ＣＰＵ１１は、外部機器インターフェース１８や宅内電気通信網インターフェース１９を介して、コンデンサ２３５に異常電流が流れている旨の音声を図示しないスピーカに出力させたり、コンデンサ２３５に異常電流が流れている旨のメッセージを図示しない表示装置に表示させたりしてもよい。
本実施形態では、照明用電源２００から照明装置１００に電力を供給する電源線Ｌ１に流れる電流の電流値に基づいて、電源線Ｌ１から発生する漏電が検知される。従って、本実施形態によれば、電源線Ｌ１から発生する漏電を適切に検知することができる。なお、照明用電源２００が電流値の制御のために電流センサ２５１や電流センサ２５２を予め備えている場合、漏電検出用のプログラムを実行する機能を照明用電源２００に持たせるだけでよい。
また、本実施形態では、交流電源３００からＡＣ／ＤＣコンバータ２３０に電力を供給する電源線Ｌ２に流れる電流の電流値に基づいて、ＡＣ／ＤＣコンバータ２３０で発生する漏電が検知される。従って、本実施形態によれば、ＡＣ／ＤＣコンバータ２３０で発生する漏電を適切に検知することができる。
また、本実施形態では、電源線Ｌ２に流れる電流の電流値に基づく交流電源３００の周期毎の電流値波形の一致度が閾値以下であるか否かが判別される。従って、本実施形態によれば、ＡＣ／ＤＣコンバータ２３０で発生する漏電を効率よく検知することができる。
また、本実施形態では、電源線Ｌ２に流れる電流の電流値の高周波成分が閾値以上であるか否かが判別される。従って、本実施形態によれば、ＡＣ／ＤＣコンバータ２３０で発生する漏電を効率よく検知することができる。
また、本実施形態では、電源線Ｌ１に流れる電流の電流値の高周波成分が閾値以上であるか否かが判別される。従って、本実施形態によれば、電源線Ｌ１から発生する漏電を効率よく検知することができる。
（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２に係る電力消費システム１００１について説明する。図７に示すように、電力消費システム１００１は、負荷装置である室外機１５０と、電源装置としても機能する室内機２５０と、を備える空調システムである。以下、電力消費システム１００１が電力消費システム１０００と異なる部分を中心に説明する。
室外機１５０は、室内機２５０から供給された交流電力を消費して、空調処理のうちの一部の処理を実行する。典型的には、室外機１５０は、冷媒などの冷却処理を実行する。なお、室外機１５０と室内機２５０とは、通信のための制御線や熱交換のための媒体の流路などにより相互に接続される。室外機１５０は、端子台１１０と、空調負荷１２１と、を備える。
端子台１１０は、室外機１５０と室内機２５０とを結ぶケーブルの一端が接続されるコネクタである。このケーブルは、室内機２５０から室外機１５０に電力を供給するためのケーブルであり、電源線Ｌ１と基準線Ｎ１とを絶縁物により被覆して構成される。
空調負荷１２１は、室内機２５０から供給された交流電力を消費する負荷である。空調負荷１２１は、例えば、冷媒の冷却処理を実行する。
室内機２５０は、交流電源３００から供給された交流電力を室外機１５０に供給する。また、室内機２５０は、交流電源３００から供給された交流電力を消費して、空調処理のうちの一部の処理を実行する。例えば、室内機２５０は、室外機１５０から供給された媒体により得られる熱エネルギーを利用して、室内の空調処理を実行する。室内機２５０は、端子台２１０と、プラグ２２０と、制御部２４０と、電流センサ２５１と、電圧センサ２５３、２５４とを備える。
端子台２１０は、室外機１５０と室内機２５０とを結ぶケーブルの他端が接続されるコネクタである。
プラグ２２０は、交流電源３００に接続されたコンセント３１０に差し込まれ、交流電源３００から供給される交流電力を受け付けるプラグである。
抵抗２６１は、プラグ２２０の電源端子とコンセント３１０の電源端子との接触部分に存在する仮想的な抵抗である。抵抗２６１の抵抗値は、接触部分の劣化により増大する。抵抗２６２は、プラグ２２０の基準端子とコンセント３１０の基準端子との接触部分に存在する仮想的な抵抗である。抵抗２６２の抵抗値は、接触部分の劣化により増大する。
制御部２４０は、室内機２５０全体の動作を制御する。典型的には、制御部２４０は、漏電や接触不良などの異常の発生を検知し、異常の発生を検知した場合、異常が発生した旨を報知したり、電力供給を停止したりする。制御部２４０は、電流センサ２５１、電圧センサ２５３、２５４から供給された情報に基づいて、異常の発生を検知する。この他、制御部２４０は、室外機１５０と通信し、空調を制御する処理を実行する。
電流センサ２５１は、電源線Ｌ３に流れる電流の電流値を検出し、検出した電流値を示す情報を制御部２４０に出力する。なお、電源線Ｌ３は、端子台２１０の電源端子とプラグ２２０の電源端子とを接続する電線である。従って、電源線Ｌ３には、交流電源３００の電源電位が印加される。
電圧センサ２５３は、電源線Ｌ３の電圧の電圧値（電位）を検出し、検出した電圧値を示す情報を制御部２４０に出力する。電圧センサ２５４は、基準線Ｎ３の電圧の電圧値（電位）を検出し、検出した電圧値を示す情報を制御部２４０に出力する。なお、基準線Ｎ３は、端子台２１０の基準端子とプラグ２２０の基準端子とを接続する電線である。従って、基準線Ｎ３には、交流電源３００の基準電位が印加される。
次に、図８を参照して、電力消費システム１００１の基本的な機能について説明する。電力消費システム１００１は、機能的には、負荷装置４０１と電源装置５０１とを備える。ここで、負荷装置４０１は、供給された電力を消費する。一方、電源装置５０１は、第１電源線と第１基準線とを介して負荷装置４０１に電力を供給し、第２電源線と第２基準線とを介して交流電源３００から交流電力が供給される。なお、負荷装置４０１は、例えば、室外機１５０である。また、電源装置５０１は、例えば、室内機２５０である。また、第１電源線、第１基準線、第２電源線、第２基準線は、例えば、それぞれ、電源線Ｌ１、基準線Ｎ１、電源線Ｌ２、基準線Ｎ２である。ここで、電力消費システム１００１は、機能的には、第１電流値測定部１０１、第１漏電検知部１０２を備える。
第１電流値測定部１０１は、第１電源線に流れる電流の電流値を測定する。第１電流値測定部１０１は、例えば、電流センサ２５１を備える。
第１漏電検知部１０２は、第１電流値測定部１０１により測定された電流値に基づいて、第１電源線と第１基準線との間に発生する漏電を検知する。第１漏電検知部１０２は、例えば、ＣＰＵ１１を備える。
ここで、負荷装置４０１は、交流電力を消費する装置であってもよい。この場合、電源装置５０１は、第１電源線と第２電源線とを結ぶ第３電源線と、第１基準線と第２基準線とを結ぶ第３基準線と、を備える。
また、電力消費システム１００１は、電圧値測定部１０６と接触不良検知部１０７とをさらに備えていてもよい。電圧値測定部１０６は、第３電源線と第３基準線との間の電圧の電圧値を測定する。電圧値測定部１０６は、例えば、電圧センサ２５３、２５４を備える。接触不良検知部１０７は、電圧値測定部１０６により測定された電圧値に基づいて、第２電源線と第３電源線との接触部における接触不良、または、第２基準線と第３基準線との接触部における接触不良を検知する。接触不良検知部１０７は、例えば、ＣＰＵ１１を備える。
ここで、接触不良検知部１０７は、第１電流値測定部１０１により測定された電流値と電圧値測定部１０６により測定された電圧値との相関係数が閾値以上であるか否かを判別することができる。
また、第１漏電検知部１０２は、第１電流値測定部１０１により測定された電流値に基づく交流電源３００の周期毎の電流値波形の一致度が閾値以下であるか否かを判別することができる。
次に、電力消費システム１００１の動作について説明する。
プラグ２２０がコンセント３１０に接続されると、室内機２５０には、交流電源３００から交流電力が供給される。室内機２５０は、供給された交流電力を、電源線Ｌ１と基準線Ｎ１とを介して、室外機１５０に供給する。一方、室外機１５０は、供給された交流電力を消費して、空調処理の一部の処理を実行する。
ここで、電力消費システム１００１は、稼働している間に、様々な部位で劣化が発生する可能性がある。例えば、実施形態１と同様に、電源線Ｌ１や基準線Ｎ１を被覆する絶縁物が劣化すると、電源線Ｌ１と基準線Ｎ１とが短絡してスパークが発生することがある。
以下、電線部分（電源線Ｌ１と基準線Ｎ１）において発生する漏電を検出する手法について説明する。
まず、室外機１５０の電源回路構成がコンデンサインプット型のものであれば、電源線Ｌ１と基準線Ｎ１との間の漏電が発生する前は、図６（Ａ）に示すような電流（以下、適宜「負荷電流」という。）が電源線Ｌ３（電源線Ｌ１、電源線Ｌ２も同様）に流れる。
一方、電源線Ｌ１と基準線Ｎ１との間の漏電が発生すると、抵抗１３０の抵抗値が激減し、電源線Ｌ１と基準線Ｎ１との間にスパーク等が発生し、抵抗１３０に異常電流が流れる。この異常電流は、振幅が極めて大きく、交流電源３００の周期毎に振幅が不規則に変動する電流である。なお、異常電流の振幅は、負荷電流の振幅に比べて、極めて大きくなる。従って、漏電が発生した後に電源線Ｌ３に流れる電流（電流センサ２５１により検出される検出電流）は、ほぼ異常電流となる。図９に、絶縁劣化が発生した後に電源線Ｌ３に流れる電流の電流値を実線で示す。なお、図９では、交流電源３００の交流電圧の電圧値を破線で示している。
電源線Ｌ３に流れる電流に基づいて、電源線Ｌ１と基準線Ｎ１との間の漏電を検出する手法は、適宜、調整することができる。例えば、ＣＰＵ１１は、電源線Ｌ３に流れる電流の電流値をサンプリングし、数周期分の電流値波形をフラッシュメモリ１４などに記憶する。そして、ＣＰＵ１１は、周期毎の電流値波形を相互に比較し、電流値波形の再現性を判別する。ＣＰＵ１１は、例えば、周期毎の電流値波形の振幅の大きさの差が、閾値以上であると判別した場合、電流値波形の再現性がないと判別することができる。ＣＰＵ１１は、電流値波形の再現性があると判別した場合、電源線Ｌ１と基準線Ｎ１との間の漏電がないと判別する。一方、ＣＰＵ１１は、電流値波形の再現性がないと判別した場合、電源線Ｌ１と基準線Ｎ１との間の漏電があると判別する。
ＣＰＵ１１は、電源線Ｌ１と基準線Ｎ１との間の漏電があると判別した場合、電力の供給を停止することができる。これにより、漏洩電流による発火など危険な状況になることを抑制することが期待できる。また、ＣＰＵ１１は、電力の供給の停止とともに、電源線Ｌ１と基準線Ｎ１との間に漏電がある旨を報知することができる。例えば、ＣＰＵ１１は、電源線Ｌ１と基準線Ｎ１との間の漏電がある旨のメッセージをタッチスクリーン１６に表示することができる。また、ＣＰＵ１１は、外部機器インターフェース１８や宅内電気通信網インターフェース１９を介して、電源線Ｌ１と基準線Ｎ１との間の漏電がある旨の音声を図示しないスピーカに出力させたり、電源線Ｌ１と基準線Ｎ１との間の漏電がある旨のメッセージを図示しない表示装置に表示させたりしてもよい。
次に、プラグ２２０とコンセント３１０との接触部分において発生する接触不良を検出する手法について説明する。
まず、プラグ２２０とコンセント３１０との接触不良がない場合、抵抗２６１の抵抗値や抵抗２６２の抵抗値は、極めて小さく、接触部分における電圧降下や電力損失は、無視できるほどに小さい。従って、プラグ２２０とコンセント３１０との接触不良がない場合、電源線Ｌ３と基準線Ｎ３との間に印加される電圧は、図１０（Ａ）に実線で示すような電圧となる。なお、図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）では、電源線Ｌ３に流れる電流を破線で示している。プラグ２２０とコンセント３１０との接触不良がない場合、電源側の直列インピーダンスが低いため、図１０（Ａ）に示すように、電源線Ｌ３と基準線Ｎ３との間に印加される電圧の変動は、電源線Ｌ３に流れる電流の変動に対して、相関性がない。
ここで、コンセント３１０の内部の電線接続端子である速結端子やネジ式端子に緩み等がある場合、微小な放電が繰り返されることになり、結果として、接触面の酸化が進行し接触不良となる。
プラグ２２０とコンセント３１０との接触不良が発生した場合、抵抗２６１の抵抗値や抵抗２６２の抵抗値は、増大し、接触部分における電圧降下や電力損失は、無視できないほどに大きくなる。従って、プラグ２２０とコンセント３１０との接触不良が発生した場合、電源線Ｌ３と基準線Ｎ３との間に印加される電圧は、図１０（Ｂ）に実線で示すような電圧となる。プラグ２２０とコンセント３１０との接触不良が発生した場合、電源側の直列インピーダンスが無視できなくなるため、図１０（Ｂ）に示すように、電源線Ｌ３と基準線Ｎ３との間に印加される電圧の変動は、電源線Ｌ３に流れる電流の変動に対して、相関性が生じる。
プラグ２２０とコンセント３１０との接触不良を検出する手法は、適宜、調整することができる。例えば、ＣＰＵ１１は、電源線Ｌ３を流れる電流（室外機１５０が消費する電流）の変動と、電源線Ｌ３と基準線Ｎ３との間に印加される電圧の変動との相関関係の有無を判別することにより、プラグ２２０とコンセント３１０との接触不良を検出することができる。
相関関係の有無は、電源線Ｌ３を流れる電流の電流値をＩ、電源線Ｌ３と基準線Ｎ３との間に印加される電圧の電圧値をＶとして、式（１）により求められた正規化相互相関係数ＲＮＣＣが閾値を超えるか否かで判別可能である。なお、Ｍは、１周期当たりのサンプリング数であり、Ｎは、サンプリングした周期の数である。ＣＰＵ１１は、ＲＮＣＣが閾値を超えないと判別した場合、相関関係がない（つまり、接触部分に接触不良がない）と判別する。一方、ＣＰＵ１１は、ＲＮＣＣが閾値を超えると判別した場合、相関関係がある（つまり、接触部分に接触不良がある）と判別する。
Figure 0006272135
ＣＰＵ１１は、プラグ２２０とコンセント３１０との接触不良があると判別した場合、プラグ２２０とコンセント３１０との接触不良がある旨を報知することができる。例えば、ＣＰＵ１１は、プラグ２２０とコンセント３１０との接触不良がある旨のメッセージをタッチスクリーン１６に表示することができる。また、ＣＰＵ１１は、外部機器インターフェース１８や宅内電気通信網インターフェース１９を介して、プラグ２２０とコンセント３１０との接触不良がある旨の音声を図示しないスピーカに出力させたり、プラグ２２０とコンセント３１０との接触不良がある旨のメッセージを図示しない表示装置に表示させたりしてもよい。
本実施形態では、室内機２５０から室外機１５０に電力を供給する電源線Ｌ１に流れる電流の電流値に基づいて、電源線Ｌ１から発生する漏電が検知される。従って、本実施形態によれば、電源線Ｌ１から発生する漏電を適切に検知することができる。なお、室内機２５０が電流値の制御のために電流センサ２５１を予め備えている場合、漏電検出用のプログラムを実行する機能を室内機２５０に持たせるだけでよい。
また、本実施形態では、電源線Ｌ１と電源線Ｌ２とを結ぶ電源線Ｌ３と、基準線Ｎ１と基準線Ｎ２とを結ぶ基準線Ｎ３と、の間の電圧値に基づいて、電源線Ｌ２と電源線Ｌ３との接触部における接触不良、または、基準線Ｎ２と基準線Ｎ３との接触部における接触不良が検知される。従って、本実施形態によれば、交流電源３００から室内機２５０に交流電力を供給する経路上に発生した接触不良を適切に検知することができる。
また、本実施形態では、電源線Ｌ３に流れる電流の電流値と電源線Ｌ３と基準線Ｎ３との間の電圧値との相関関係が閾値以上であるか否かが判別される。従って、本実施形態によれば、交流電源３００から室内機２５０に交流電力を供給する経路上に発生した接触不良を適切に検知することができる。
また、本実施形態では、電源線Ｌ３に流れる電流の電流値に基づく交流電源３００の周期毎の電流値波形の一致度が閾値以下であるか否かが検知される。従って、本実施形態によれば、室内機２５０から室外機１５０に交流電力を供給する経路上に発生した漏電を効率よく検知することができる。
（変形例）
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明を実施するにあたっては、種々の形態による変形及び応用が可能である。
本発明において、上記実施形態において説明した構成、機能、動作のどの部分を採用するのかは任意である。また、本発明において、上述した構成、機能、動作のほか、更なる構成、機能、動作が採用されてもよい。
実施形態１では、電力消費システム１０００が照明システムである例について説明し、実施形態２では、電力消費システム１００１が空調システムである例について説明した。本発明を適用する電力消費システムは、この例に限定されない。例えば、本発明は、給湯装置と電源装置とを有するヒートポンプ給湯システム（ヒートポンプ給湯器）や、ブラシモータを有するヘッド部と電源装置を有する掃除機本体とを有する電気掃除システム（電気掃除機）に適用することができる。
実施形態１では、照明装置１００が端子台１１０を備え、照明用電源２００が端子台２１０を備える例について説明した。本発明において、照明装置１００が端子台１１０に代えてコネクタを備え、照明用電源２００が端子台２１０に代えてコネクタを備えてもよい。
実施形態１では、照明用電源２００は、照明装置１００と通信せずに、短絡や接触不良等の劣化を検知する例について説明した。本発明において、照明用電源２００は、外部機器インターフェース１８などを介して照明装置１００と通信し、劣化の検知に有用な情報を、照明装置１００から取得してもよい。劣化の検知に有用な情報は、例えば、照明装置１００の駆動能力、照明装置１００の動作モード、照明装置１００の動作環境（周囲温度、周囲湿度、周囲気圧など）などを示す情報である。同様に、実施形態２においても、室内機２５０は、外部機器インターフェース１８などを介して室外機１５０と通信し、劣化の検知に有用な情報を、室外機１５０から取得することができる。
また、実施形態１や実施形態２と同様の方式にて、一体となっている装置の内部のユニット間の配線やその接続部における、短絡や接触不良などの劣化を検知することができる。
実施形態１や実施形態２では、本発明を、交流電力を消費するシステムに適用する例について説明した。本発明を、直流電力を消費するシステムに適用してもよい。この場合、実施形態１で示した直流部で発生した短絡を検知する技術や、実施形態２で示したコンセント３１０部で発生した接触不良を検知する技術を適用することが好適である。
実施形態１では、照明用電源２００が短絡や接触不良などの劣化を検知する機能を内蔵する例について説明した。本発明において、劣化を検知する機能は、電源装置（照明用電源２００）が備えていなくてもよい。この場合、電流値や電圧値を検出するセンサや劣化検知時の保護回路を駆動するためのアクチュエータのみを電源装置などが備えればよい。そして、検出された電流値や電圧値に基づいて劣化を判別する機能や劣化が検知された場合に保護の指示を出力する機能は、クラウド上の処理装置などにプログラムとして持たせることができる。
本発明に係る制御部２４０の動作を規定する動作プログラムを既存のパーソナルコンピュータや情報端末装置に適用することで、当該パーソナルコンピュータ等を本発明に係る制御部２４０として機能させることも可能である。
また、このようなプログラムの配布方法は任意であり、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read-Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＭＯ（Magneto Optical Disk）、メモリカードなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布してもよいし、インターネットなどの通信ネットワークを介して配布してもよい。
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。
本発明は、負荷装置と電源装置とを備える電力消費システムに適用可能である。
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３ 電源線、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３ 基準線、１１ ＣＰＵ、１２ ＲＯＭ、１３ ＲＡＭ、１４ フラッシュメモリ、１５ ＲＴＣ、１６ タッチスクリーン、１７ センサインターフェース、１８ 外部機器インターフェース、１９ 宅内電気通信網インターフェース、１００ 照明装置、１０１ 第１電流値測定部、１０２ 第１漏電検知部、１０３ 電力変換部、１０４ 第２電流値測定部、１０５ 第２漏電検知部、１０６ 電圧値測定部、１０７ 接触不良検知部、１１０、２１０ 端子台、１２０ ＬＥＤ、１３０、２３６、２６１、２６２ 抵抗、１５０ 室外機、２００ 照明用電源、２２０ プラグ、２３０ ＡＣ／ＤＣコンバータ、２４０ 制御部、２５０ 室内機、２５１、２５２ 電流センサ、２５３、２５４、２５５、２５６ 電圧センサ、３００ 交流電源、３１０ コンセント、２３１ バリスタ、２３２、２３５ コンデンサ、２３３ ダイオードブリッジ、２３４ コイル、２３７ ＤＣ／ＤＣコンバータ、４００、４０１ 負荷装置、５００、５０１ 電源装置、１０００、１００１ 電力消費システム

Claims (6)

  1. 供給された直流電力を消費する負荷装置と、第１電源線と前記第１電源線と並列に設けられた第１基準線とを介して前記負荷装置に前記直流電力を供給し、第２電源線と前記第２電源線と並列に設けられた第２基準線とを介して交流電源から交流電力が供給される電源装置であって、前記交流電源から供給された交流電力を前記直流電力に変換し、前記負荷装置に前記直流電力を供給する電力変換手段であってコンデンサを備えるコンデンサインプット型全波整流の電源回路である電力変換手段を備える電源装置と、を備える電力消費システムであって、
    前記第１電源線に流れる電流の電流値を測定する第１電流値測定手段と、
    前記第１電流値測定手段により測定された電流値に基づいて、前記第１電源線と前記第１基準線との間に発生する漏電を検知する第１漏電検知手段と、
    前記第２電源線に流れる電流の電流値を測定する第２電流値測定手段と、
    前記第２電流値測定手段により測定された電流値に基づいて、前記コンデンサに異常電流が流れることにより前記第２電源線に流れる電流であって前記交流電源の周期とは無関係に流れる電流を検出することにより、前記電力変換手段で発生する漏電を検知する第２漏電検知手段と、を備える、
    電力消費システム。
  2. 前記第２漏電検知手段は、前記第２電流値測定手段により測定された電流値から前記交流電源の周期毎の電流値波形を生成し、生成された電流値波形のうち第１電流値波形を構成する電流値と生成された電流値波形のうち第２電流値波形を構成する電流値とについてサンプリング順に差分を求め、求めた差分の平均値の逆数が閾値以下であるか否かを判別する、
    請求項１に記載の電力消費システム。
  3. 前記第２漏電検知手段は、前記第２電流値測定手段により測定された電流値から生成される電流値波形に対して離散高速フーリエ変換処理を施したときに、予め定められた周波数以上の周波数成分が閾値以上の割合であるか否かを判別する、
    請求項１または２に記載の電力消費システム。
  4. 前記第１漏電検知手段は、前記第１電流値測定手段により測定された電流値から生成される電流値波形に対して離散高速フーリエ変換処理を施したときに、予め定められた周波数以上の周波数成分が閾値以上の割合であるか否かを判別する、
    請求項１から３のいずれか１項に記載の電力消費システム。
  5. 供給された直流電力を消費する負荷装置と、第１電源線と前記第１電源線と並列に設けられた第１基準線とを介して前記負荷装置に前記直流電力を供給し、第２電源線と前記第２電源線と並列に設けられた第２基準線とを介して交流電源から交流電力が供給される電源装置であって、前記交流電源から供給された交流電力を前記直流電力に変換し、前記負荷装置に前記直流電力を供給する電力変換手段であってコンデンサを備えるコンデンサインプット型全波整流の電源回路である電力変換手段を備える電源装置と、を備える電力消費システムが実行する漏電検知方法であって、
    前記第１電源線に流れる電流の電流値を測定する第１電流値測定ステップと、
    前記第１電流値測定ステップで測定された電流値に基づいて、前記第１電源線と前記第１基準線との間に発生する漏電を検知する第１漏電検知ステップと、
    前記第２電源線に流れる電流の電流値を測定する第２電流値測定ステップと、
    前記第２電流値測定ステップで測定された電流値に基づいて、前記コンデンサに異常電流が流れることにより前記第２電源線に流れる電流であって前記交流電源の周期とは無関係に流れる電流を検出することにより、前記電力変換手段で発生する漏電を検知する第２漏電検知ステップと、を備える、
    漏電検知方法。
  6. 供給された直流電力を消費する負荷装置と、第１電源線と前記第１電源線と並列に設けられた第１基準線とを介して前記負荷装置に前記直流電力を供給し、第２電源線と前記第２電源線と並列に設けられた第２基準線とを介して交流電源から交流電力が供給される電源装置であって、前記交流電源から供給された交流電力を前記直流電力に変換し、前記負荷装置に前記直流電力を供給する電力変換手段であってコンデンサを備えるコンデンサインプット型全波整流の電源回路である電力変換手段を備える電源装置と、前記第１電源線に流れる電流の電流値を測定する第１電流値測定手段と、前記第２電源線に流れる電流の電流値を測定する第２電流値測定手段と、を備える電力消費システムが備えるコンピュータを、
    前記第１電流値測定手段により測定された電流値に基づいて、前記第１電源線と前記第１基準線との間に発生する漏電を検知する第１漏電検知手段、
    前記第２電流値測定手段により測定された電流値に基づいて、前記コンデンサに異常電流が流れることにより前記第２電源線に流れる電流であって前記交流電源の周期とは無関係に流れる電流を検出することにより、前記電力変換手段で発生する漏電を検知する第２漏電検知手段、として機能させる、
    プログラム。
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