JP6757836B1 - Detector and relay - Google Patents
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Abstract
【課題】電流検出器の接続状態を検出できる。【解決手段】検知装置は、挿抜可能にプラグが装着され、前記プラグに接続される能動型センサに電力を供給するための電源端子と、前記能動型センサから検出信号が供給される検出信号端子と、識別信号を出力するための出力端子と、前記識別信号に基づく折り返し信号が供給される入力端子とを備えるレセプタクルと、前記出力端子に前記識別信号を出力する識別信号出力回路と、前記入力端子のプルアップ抵抗又はプルダウン抵抗の何れかとして作用して、前記レセプタクルにプラグが装着されていない場合に、前記入力端子の電位を確定するバイアス抵抗と、前記折り返し信号の電圧に基づいて生成される電圧を、基準電圧と比較する電圧検出回路と、少なくとも前記電圧検出回路の検出結果に基づいて、前記レセプタクルに前記プラグが装着されている状態にあるか否かを判定する識別処理部と、を備える。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To detect a connection state of a current detector. A detection device is provided with a plug that can be inserted and removed, and has a power supply terminal for supplying power to an active sensor connected to the plug and a detection signal terminal to which a detection signal is supplied from the active sensor. A receptacle including an output terminal for outputting an identification signal and an input terminal to which a return signal based on the identification signal is supplied, an identification signal output circuit for outputting the identification signal to the output terminal, and the input. It acts as either a pull-up resistor or a pull-down resistor of the terminal, and is generated based on the bias resistance that determines the potential of the input terminal and the voltage of the loopback signal when the plug is not attached to the receptacle. A voltage detection circuit that compares the voltage to the reference voltage, and an identification processing unit that determines whether or not the plug is attached to the receptacle based on at least the detection result of the voltage detection circuit. To be equipped. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、検知装置及び継電器に関する。 The present invention relates to a detection device and a relay.
従来の電流検出器には、導体に流れる電流の大きさに相関性のある磁界の強さを検出し、検出により得られた微弱な信号を、電流検出器に内蔵する増幅回路で所望の電圧に増幅して出力するものがある。複合型マイクロプロセッサには、アナログ信号入力ポートと、アナログデジタルコンバータとを有するものがある。
検知装置には、上記のような複合型マイクロプロセッサを有するものがあり、複合型マイクロプロセッサによって、増幅回路付きの電流検出器から出力されるアナログ信号に基づいたデジタル信号を生成して、生成したデジタル信号を用いた解析処理によって目的の事象を検知するものがある。
In a conventional current detector, the strength of the magnetic field that correlates with the magnitude of the current flowing through the conductor is detected, and the weak signal obtained by the detection is transmitted to the desired voltage by the amplifier circuit built in the current detector. There is something that is amplified and output. Some microprocessors have an analog signal input port and an analog-to-digital converter.
Some detection devices have a composite microprocessor as described above, and the composite microprocessor generates a digital signal based on an analog signal output from a current detector with an amplifier circuit to generate the digital signal. Some detect a target event by analysis processing using a digital signal.
しかしながら、過電流検知、漏れ電流検知などに適用される検知装置の場合、平時に流れる電流が比較的少なく、異常時に流れる電流が比較的多くなるため、その電流量の比が大きくなる。電流検出器内の増幅回路の増幅率が異常時に流れる電流値が過度に飽和しない程度に設定されると、平時に電流検出器が出力する信号レベルは、その信号の有無が識別できないほど小さくなる。その結果、電流検出器が検知装置に接続されていないために電流検出器からの出力信号が検出できない状態と、電流検出器が接続されていて、平時の正常な状態の出力信号を検出している状態とを、電流検出器が出力する信号レベルに基づいて識別することが困難な場合があった。 However, in the case of a detection device applied to overcurrent detection, leakage current detection, etc., the current flowing in normal times is relatively small, and the current flowing in abnormal times is relatively large, so that the ratio of the current amounts is large. When the amplification factor of the amplifier circuit in the current detector is set so that the current value flowing at the time of abnormality is not excessively saturated, the signal level output by the current detector in normal times becomes so small that the presence or absence of the signal cannot be identified. .. As a result, the output signal from the current detector cannot be detected because the current detector is not connected to the detector, and the output signal in the normal state when the current detector is connected is detected. In some cases, it was difficult to distinguish the current state based on the signal level output by the current detector.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、電流検出器の接続状態を検出できる検知装置及び検知方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a detection device and a detection method capable of detecting a connection state of a current detector.
本発明の一態様は、上記課題を解決するため、挿抜可能にプラグが装着され、前記プラグに接続される能動型センサに電力を供給するための電源端子と、前記能動型センサから検出信号が供給される検出信号端子と、識別信号を出力するための出力端子と、前記識別信号に基づく折り返し信号が供給される入力端子とを備えるレセプタクルと、前記出力端子に前記識別信号を出力する識別信号出力回路と、前記入力端子のプルアップ抵抗又はプルダウン抵抗の何れかとして作用して、前記レセプタクルにプラグが装着されていない場合に、前記入力端子の電位を確定するバイアス抵抗と、前記折り返し信号の電圧に基づいて生成される電圧を、基準電圧と比較する電圧検出回路と、少なくとも前記電圧検出回路の検出結果に基づいて、前記レセプタクルに前記プラグが装着されている状態にあるか否かを判定する識別処理部と、を備える検知装置である。 In one aspect of the present invention, in order to solve the above problems, a plug is detachably attached, a power supply terminal for supplying power to the active sensor connected to the plug, and a detection signal from the active sensor. A receptacle including a detection signal terminal to be supplied, an output terminal for outputting an identification signal, and an input terminal to which a return signal based on the identification signal is supplied, and an identification signal for outputting the identification signal to the output terminal. A bias resistor that acts as either a pull-up resistor or a pull-down resistor of the input terminal and determines the potential of the input terminal when a plug is not attached to the receptacle, and a return signal. Based on the voltage detection circuit that compares the voltage generated based on the voltage with the reference voltage and at least the detection result of the voltage detection circuit, it is determined whether or not the plug is attached to the receptacle. It is a detection device including an identification processing unit.
また、本発明の一態様は、上記検知装置であって、前記電圧検出回路は、複数の基準電圧を用いて前記電圧の検出結果を3以上の範囲に分類する。 Further, one aspect of the present invention is the detection device, and the voltage detection circuit classifies the detection result of the voltage into a range of 3 or more by using a plurality of reference voltages.
また、本発明の一態様は、上記検知装置であって、前記識別処理部は、前記折り返し信号の信号レベルに係る前記電圧検出回路の検出結果に基づいて、前記レセプタクルにプラグが装着されている状態にあるか否かを判定する。 Further, one aspect of the present invention is the detection device, in which the identification processing unit has a plug attached to the receptacle based on the detection result of the voltage detection circuit related to the signal level of the return signal. Determine if it is in a state.
また、本発明の一態様は、上記検知装置であって、前記識別処理部は、前記入力端子と前記バイアス抵抗と前記電圧検出回路の組が複数あり、前記複数の組の中の各レセプタクルにはそれぞれプラグが装着可能に形成され、前記複数の電圧検出回路の検出結果に基づいて、前記複数の組の中の各レセプタクルにプラグがそれぞれ装着されている状態と、前記装着されたプラグに対応する前記能動型センサの種類とについて判定する。 Further, one aspect of the present invention is the detection device, in which the identification processing unit has a plurality of sets of the input terminal, the bias resistor, and the voltage detection circuit, and each receptacle in the plurality of sets has a plurality of sets. Is formed so that the plugs can be attached to each of them, and based on the detection results of the plurality of voltage detection circuits, the plugs are attached to each of the receptacles in the plurality of sets, and the attached plugs are supported. The type of the active sensor to be used is determined.
また、本発明の一態様は、上記検知装置であって、前記折り返し信号に基づいて生成される電圧は、前記バイアス抵抗と、前記プラグ内に設けられた抵抗の分圧比に基づいて定まる。 Further, one aspect of the present invention is the detection device, in which the voltage generated based on the folded signal is determined based on the bias resistance and the voltage division ratio of the resistance provided in the plug.
また、本発明の一態様は、上記検知装置であって、前記能動型センサが電流センサを含む。 Further, one aspect of the present invention is the detection device, wherein the active sensor includes a current sensor.
また、本発明の一態様は、上記検知装置であって、前記能動型センサは、前記レセプタクルに勘合するプラグを備え、前記プラグは、前記レセプタクル内の各端子の組に対応する端子の組と、前記出力端子と前記入力端子を接続する接続回路と、を備える。 Further, one aspect of the present invention is the detection device, wherein the active sensor includes a plug that fits into the receptacle, and the plug is a set of terminals corresponding to a set of terminals in the receptacle. , A connection circuit for connecting the output terminal and the input terminal.
また、本発明の一態様は、上記検知装置を含み、前記電流センサが、給電経路に流れる零相電流を検出するように設けられ、前記電流センサによって前記零相電流が検出された給電経路に配置された遮断器を、制御して、前記給電経路の電流を遮断する継電器である。 Further, one aspect of the present invention includes the detection device, the current sensor is provided so as to detect the zero-phase current flowing in the feeding path, and the feeding path in which the zero-phase current is detected by the current sensor. It is a relay that controls the arranged circuit breaker and cuts off the current in the power supply path.
本発明の各態様によれば、電流検出器の接続状態を検出できる。 According to each aspect of the present invention, the connection state of the current detector can be detected.
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。
図1は、第1の実施形態の検知装置100の構成図である。図1に示す検知装置100は、例えば、制御部1と、電流検出部2と、配線用遮断器3とを備える。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of the
本実施形態の検知装置100は、高電圧直流給電システムにおいて、漏電電流(漏えい電流)を検知するための装置として用いることができる。図1に示す例において、検知装置100は、電流検出部2より負荷側(自系統)において、+200Vの正側給電線11(正極)又は−200Vの負側給電線12(負極)で発生した地絡(あるいは電流漏えい)を検知する。電流検出部2は、漏電電流(漏えい電流)を検出する能動型センサの一例である。以下、能動型センサの代表例として電流検出部2を例示して説明する。配線用遮断器3は、例えば正側給電線11及び負側給電線12の電流検出部2よりも負荷側に設けられていて、正側給電線11及び負側給電線12の両方において給電側と負荷側の間の回路を遮断する。
The
なお、正側給電線11及び負側給電線12と、給電系の接地(FG)との間は、接地部13によって高抵抗中性点接地されていてもよいし、接地部13を備えずに非接地とされていてもよい。すなわち、高電圧直流給電システムは、中性点接地方式の直流給電システムであってもよいし、非接地方式の直流給電システムであってもよい。図1に示す検知装置100の場合、接地部13は、抵抗14と抵抗15を備える。抵抗14は、一端が正側給電線11に接続され、他端が給電系の接地(FG)(以下、接地(FG)あるいは接地極という)に接続されている。抵抗15は、一端が負側給電線12に接続され、他端が接地(FG)に接続されている。
The positive
制御部1は、マイコン(マイクロコンピュータ)101と、第1電源部102と、第2電源部103と、レセプタクル104と、分圧抵抗106と、抵抗107と、抵抗108と、レセプタクル109と、リレー111と、トランジスタ112と、抵抗113を備える。トランジスタ112は、NPNトランジスタであり、エミッタがグランド(GND)に接続されている。このグランド(GND)は、接地(FG)とは絶縁されている。
The
マイコン101は、例えば、CPU(中央処理装置)、記憶部、入出力部、通信インタフェース部、カウンタ、クロック、バス等を備え、CPU、記憶部、入出力部、通信インタフェース部などの各部が図示されないバスに接続されている。マイコン101は、例えば記憶部に記憶されている所定のプログラムを実行することで所定の動作を行う。マイコン101の正側電源端子が直流5Vの電源の正側に接続され、負側電源端子がグランド(GND)に接続されている。マイコン101についての詳細は後述する。
The
第1電源部102は、図示されない交流電源から供給される交流電力を、直流電力に変換する。第1電源部102の直流側は、後述するレセプタクル104に接続される。第1電源部102は、基準電位(直流電位DC24V0と呼ぶ。)を基準にした所定の正の電圧(直流電位DC24Vと呼ぶ。)を生成する。直流電位DC24V0になる接地極(図中の0V)は、グランド(GND)と共通であってよい。
The first
第2電源部103は、図示されない交流電源から供給される交流電力を、直流電力に変換する。第2電源部103の直流側は、マイコン101の電源端子などに接続される。第1電源部102は、グランド(GND)を基準にした所定の正の電圧(直流電位DC+5Vと呼ぶ。)を生成する。
The second
レセプタクル104は、端子1041から1047を備え、例えば、図示されない筐体の面などに設けられている。レセプタクル104は、制御部1の外部に設けられている電流検出部2に、電流検出部2のケーブルを介して接続される。
The
分圧抵抗106は、直列に接続される抵抗1061と抵抗1062を含み、抵抗1061と抵抗1062の抵抗値の比により規定される電圧に、直流電位DC+5Vを分圧する。例えば、抵抗1061と抵抗1062の抵抗値を互いに等しくすることで、抵抗1061と抵抗1062の結合点の電圧は、直流電位DC+5Vの(1/2)の電圧の直流電位DC+2.5Vになる。
The
抵抗107と抵抗108は、プルアップ抵抗又はプルダウン抵抗である。図1に示す抵抗107と抵抗108は、プルダウン抵抗である。抵抗107と抵抗108は、レセプタクル104にプラグ26Pが装着されていない場合に、レセプタクル104の入力端子の電位を確定するためのバイアス抵抗の一例である。
The
ここで、レセプタクル104の各端子の接続について説明する。
端子1041は、第1電源部102の直流側出力の正極に接続され、第1電源部102から直流電位DC24Vが供給される。端子1042は、第1電源部102の直流側出力の負極に接続され、第1電源部102の基準電位(直流電位DC24V0)が供給される。端子1041と端子1042は、電流検出部2用の電源端子の一例である。
Here, the connection of each terminal of the
The terminal 1041 is connected to the positive electrode of the DC side output of the first
端子1043は、マイコン101のアナログ入力端子IOAI1に接続される。端子1043に供給されるアナログ信号を、信号ASIGINと呼ぶ。端子1043は、電流検出部2から検出信号が供給される検出信号端子の一例である。
The terminal 1043 is connected to the analog input terminal IOAI1 of the
端子1044は、分圧抵抗106の抵抗1061と抵抗1062とに接続される。端子1044に供給される電位を、基準電位Vrefと呼ぶ。
The terminal 1044 is connected to the
端子1045は、マイコン101のデジタル出力端子IODO1に接続される。端子1045に供給されるデジタル信号の電位は、略直流電位DC+5VのHI(ハイ)レベルになる。端子1045は、後述する識別信号を出力するための出力端子の一例である。
The terminal 1045 is connected to the digital output terminal IODO1 of the
端子1046は、抵抗107と、マイコン101のデジタル入力端子IODI1に接続される。デジタル入力端子IODI1に供給されるデジタル信号を、信号DIN1と呼ぶ。端子1046の電位と、信号DIN1の電圧波形の瞬時値は、一致する。例えば、端子1046が開放状態又はLO(ロー)レベルになると、信号DIN1も、LO(ロー)レベルになる。なお、以下では、HIレベルを"HI"、LOレベルを"LO"とも表記する。
The terminal 1046 is connected to the
端子1047は、抵抗108と、マイコン101のデジタル入力端子IODI2に接続される。デジタル入力端子IODI2に供給されるデジタル信号を、信号DIN2と呼ぶ。
端子1047の電位と、信号DIN2の電圧波形の瞬時値は、一致する。例えば、端子1047が開放状態又はLO(ロー)レベルになると、信号DIN2は、LOレベルになり、端子1047がHI(ハイ)レベルになると、信号DIN2も、HIレベルになる。
The terminal 1047 is connected to the
The potential of terminal 1047 and the instantaneous value of the voltage waveform of the signal DIN2 match. For example, when the terminal 1047 is in the open state or at the LO (low) level, the signal DIN2 is at the LO level, and when the terminal 1047 is at the HI (high) level, the signal DIN2 is also at the HI level.
レセプタクル109は、端子1091と1092を備え、例えば、図示されない筐体の面などに設けられている。端子1091と1092は、制御部1の外部に設けられている配線用遮断器3の制御端子に、配線用遮断器3のケーブル36を介して接続される。端子1091は、制御部1の内部で、後述するリレー111に接続される。端子1092は、制御部1の内部で、直流電位DC24V0の接地極(図中の0V)に接続されている。
The
リレー111は、駆動回路111MGと、駆動回路111MGによって駆動される接点111SWを備える。接点111SWの第1極が直流24Vの電源の正側(DC24V)に接続され、接点111SWの第2極が端子1091に接続されている。例えば、リレー111の接点111SWがオンになると、端子1091と1092との間に直流24Vが掛かり、接点111SWがオフになると、端子1091と1092との間に掛かる直流24Vがなくなる。
The
トランジスタ112のベースは、抵抗113を介してマイコン101の出力端子IODO2に接続されている。トランジスタ112のコレクタは、配線用遮断器3を遮断する(トリップさせる)ためのリレー111の駆動回路111MGの一端に接続されている。この駆動回路111MGの他端は、直流5Vの電源の正側(DC+5V)に接続されている。
The base of the
トランジスタ112は、出力端子IODO2がHIレベルの場合、オンし、直流5Vを電源として駆動回路111MGを駆動する。駆動回路111MGが駆動された場合、接点111SWがオフになり、配線用遮断器3は、例えば正側給電線11及び負側給電線12の両方において給電側と負荷側の間の回路を遮断する。また、出力端子IODO2がLOレベルの場合、トランジスタ112はオフし、駆動回路111MGは駆動されず、接点111SWがオンの状態が維持される。
The
次に、電流検出部2について説明する。
電流検出部2は、電流によって生じる磁気を検出して、間接的に電流を検出する。磁気を利用して電流を検出する方式として、磁気比例式、磁気平衡式、フラックスゲート式などの各種方式が知られている。図1に示す電流検出部2は、フラックスゲート方式のものである。
Next, the
The
例えば、電流検出部2は、磁性体コア21と、信号発生器22と、終端抵抗23と、増幅器24と、フィルタ25と、接続ケーブル26とを備える。
For example, the
磁性体コア21は、例えば、鉄等の磁性体により環状に形成される。環状の中空部を貫通する電線に流れる電流によって、磁性体コア21の周方向の磁束が形成される。磁性体コア21の周の少なくとも一部に、複数回の巻き数の巻線21Wが巻かれている。巻線21Wの一端は、後述する信号発生器22の出力に接続され、巻線21Wの他端は、終端抵抗の23の1端に接続されている。終端抵抗の23の他端は、接地極に接続されている。
The
信号発生器22は、巻線21Wの一端に、所定の振幅で所定の周期で繰り返される交流電圧波形の信号を生成する。所定の振幅で所定の周期で繰り返される電圧波形は、例えば方形波である。信号発生器22が、巻線21Wと終端抵抗23に、上記の電圧波形の電圧を印加することにより、磁性体コア21に上記の周期に対応する周波数の磁界が発生する。
The
増幅器24は、シングルエンド型の出力の演算増幅器24AMPと、センサ電源部24PSとを備える。センサ電源部24PSは、例えば、演算増幅器24AMPと、信号発生器22のそれぞれに電力を供給する。増幅器24は、終端抵抗23の両端に生じる電圧を所定の増幅率で増幅し、増幅された電圧を出力する。増幅器24は、供給される基準電位Vrefを基準にした電圧レベルに変換して、変換された電圧を出力する。基準電位Vrefについて後述する。なお、増幅器24に関する説明は、一例を示したものであり、これに制限されない。例えば、増幅器24は、入出力絶縁型の演算増幅器であってよく、絶縁型のセンサ電源部を備えてもよい。
The
フィルタ25は、信号発生器22が出力した信号によって、磁性体コア21に生じた磁束による信号の変化分を、増幅器24が出力する信号から低減させる。例えば、フィルタ25は、上記の周期に対応する周波数の成分を減衰させる周波数特性(例えば、低域通過特性。)を有している。
The
接続ケーブル26は、芯線261から264までの複数の芯線と、上記の複数の芯線を保護する図示しないシースとを含む多芯ケーブルである。複数の芯線のそれぞれは、導体がそれぞれ絶縁体で被覆されることにより互いに絶縁されている。接続ケーブル26は、制御部1から電流検出部2を機能させるための電力を送る。例えば、フィルタ25の出力は、信号を伝送する信号線として利用される接続ケーブル26の1つの芯線の一端に接続される。接続ケーブル26の制御部1側の端部に、レセプタクル104に勘合するプラグ26Pが設けられている。
The
プラグ26Pは、複数の端子(電極)と、上記の複数の電極を保持する支持体26PBと、接続ケーブル26のシースを把持し、接続ケーブル26を支持体26PBに係止させるためのシェル26PSとを備える。端子26P1から26P8は、複数の端子の一例である。
The
プラグ26Pがレセプタクル109に勘合している場合、端子26P1から端子26P7は、レセプタクル109の端子1091から端子1097に夫々電気的に接続される。
When the
例えば、端子26P1と端子26P2には、制御部1から直流電力が供給される。端子26P2の電位を基準電位としたときに、端子26P1には、直流電位DC24V0に対して所定の正の電圧である直流電位DC24Vが印加される。端子26P1と端子26P2は、マイコン用電源とは絶縁されている。
For example, DC power is supplied from the
端子26P1には、芯線261の一端が接続され、芯線261の他端が、電流検出部2のセンサ電源部24PSの正極電源入力に接続されている。端子26P2には、芯線262の一端が接続され、芯線262の他端が、センサ電源部24PSの負極電源入力に接続されている。端子26P1と端子26P2に供給される直流電力は、センサ電源部24PSに供給される。
One end of the
端子26P3には、電流検出部2に含まれるフィルタ25の出力が、芯線263を経て接続される。端子26P3は、直流電位DSGを基準電位にして電流検出部2が生成した検出信号の出力端子である。
The output of the
端子26P4には、制御部1から、電流検出部2のアナログ回路の基準電位(直流電位Vrefと呼ぶ。)が印加される。直流電位Vrefは、端子26P4を経て電流検出部2の増幅器24に供給される。
A reference potential (referred to as DC potential Vref) of the analog circuit of the
端子26P5は、プラグ26Pの中に設けられた配線26W1によって、端子26P6に接続される。端子26P6には、制御部1から、直流電位DSGを基準にした直流電位DC+5Vが印加される。プラグ26Pが制御部1のレセプタクル104に接続されているならば、端子26P5の電位は、端子26P6の電位と同じ直流電位DC+5Vになる。
The terminal 26P5 is connected to the terminal 26P6 by the wiring 26W1 provided in the
端子26P7は、プラグ26Pの中に設けられた配線26W2によって、端子26P5に接続される。プラグ26Pが制御部1のレセプタクル104に接続されているならば、端子26P7の電位は、端子26P6と同じ端子26P5の電位と同じ直流電位DC+5Vになる。
The terminal 26P7 is connected to the terminal 26P5 by the wiring 26W2 provided in the
なお、プラグ26Pのシェル26PSは、樹脂によってモールド形成されていてもよい。
The shell 26PS of the
次に、本実施形態におけるマイコン101の詳細な一例について説明する。
マイコン101は、取得部1011と、解析部1012と、判定部1013と、遮断器制御部1014と、識別処理部1015と、アナログ入力部1016、デジタル出力部1017と、デジタル入力部1018Aと、デジタル入力部1018Bとの各機能ブロックを有する。アナログ入力部1016、デジタル出力部1017と、デジタル入力部1018Aと、デジタル入力部1018Bは、入出力部の一例であり、信号の入出力のためのインタフェース回路を含む。
Next, a detailed example of the
The
まず、アナログ入力部1016、デジタル出力部1017と、デジタル入力部1018Aと、デジタル入力部1018Bとの一例について順に説明する。
First, an example of the
アナログ入力部1016は、例えば、増幅器と、サンプリング&ホールド部と、A/D変換部とを備える。増幅器は、入力される信号を所定の増幅率で増幅する。サンプリング&ホールド部は、増幅器の出力信号を所定の周期でサンプリング(標本化)する。A/D変換部は、サンプリング&ホールド部により保持されている電圧を、デジタル信号に変換する。アナログ入力部は、制御により判定の結果を、図示しないバスに出力する。例えば、アナログ入力部1016は、マイコン101のアナログ入力端子IOAI1に供給される信号を、所定の周期で時系列信号(第1信号列)に変換する。例えば、アナログ入力部1016の増幅率(ゲイン)は、固定値であってよい。なお、アナログ入力部1016の入力側又はアナログ入力部1016の内部に、標本化による信号歪が生じないようにLPF(低域通過フィルタ)が設けられていてもよい。
The
デジタル出力部1017は、ラッチ回路とバッファー回路とを含む。ラッチ回路は、CPUの処理により書き込まれたデータを保持して、保持するデータに基づいた論理値の出力信号を出力する。バッファー回路は、ラッチ回路の出力信号のレベル変換をして、出力信号である信号DOUTを出力端子IODO2に出力する。信号DOUTは、識別信号の一例である。
The
デジタル入力部1018Aは、バッファー回路を含む。バッファー回路は、所定の閾値レベルで、入力端子IODI1の入力信号の電圧を判定し、制御により判定の結果を、図示しないバスに出力する。デジタル入力部1018Aは、電圧検出回路の一例である。
The
デジタル入力部1018Bは、バッファー回路を含む。バッファー回路は、所定の閾値レベルで、入力端子IODI2の入力信号の電圧を判定し、制御により判定の結果を、図示しないバスに出力する。デジタル入力部1018Bは、電圧検出回路の一例である。
The
次に、取得部1011、解析部1012、判定部1013、遮断器制御部1014、及び識別処理部1015の各機能ブロックについて説明する。上記の各機能ブロックは、マイコン101が所定のプログラムを実行することで行う動作を機能毎にまとめた区分である。
Next, each functional block of the
取得部1011は、アナログ入力部1016によって生成される所定の周期の時系列信号(第1信号列)を取得する。例えば、マイコン101のアナログ入力端子IOAI1には、直流電源系統において零相電流を検出する電流検出部2の検出結果が供給される。上記の場合、取得部1011は、直流電源系統において零相電流を検出する電流検出部2の検出結果を所定の周期で時系列信号(第1信号列)として取得する。
The
解析部1012は、第1信号列に基づく解析によって零相電流の検出に係る解析を実施する。例えば、解析部1012は、第1信号例に対して、所定の時間窓内のデータに対する平均化処理を行う。上記の平均化処理は、例えば、単純移動平均、加重移動平均、指数移動平均、自己回帰移動平均等とすることができる。なお、解析部1012は、所定のゲインを乗じて、上記の演算結果を補正してもよい。ゲインの値の設定については後述する。
The
判定部1013は、上記の平均化処理の結果の平均値を用いて、直流電源系統の地絡電流の検出状態を判定する。判定部1013は、例えば、上記の平均値が所定の閾値以上である場合に、地絡電流(あるいは漏えい電流)が検出されたと判定する。判定部1013は、上記の閾値を、電流検出部2の種別情報に対応付けられたものを利用するとよい。
The
遮断器制御部1014は、判定部1013の判定の結果に基づいて地絡電流(あるいは漏えい電流)が検出されたと判定した場合、配線用遮断器3を遮断させる。
When the circuit
例えば、正側給電線11と負側給電線12に地絡が発生していない場合には、正側給電線11に流れる電流と負側給電線12に流れる電流の大きさが等しく方向が逆であり、発生する磁界が打ち消し合うようにバランスされている。この場合、電流検出部2が検出する電流の値は、比較的小さな値になる。
For example, when no ground fault has occurred between the
仮に、正側給電線11に地絡が発生した場合(正側給電線11が地絡抵抗で接地(FG)に接続された場合)、接地部13が設置されているので、接地(FG)を0Vとしたときの正側給電線11の電圧が、200Vから、抵抗14と地絡抵抗の並列抵抗と、抵抗15の合成抵抗に応じた電圧に変化する。上記の電位の変化と、正側給電線11と負側給電線12以外に電流が流れる経路が生じることにより、正側給電線11に流れる電流と負側給電線12に流れる電流のバランスが崩れて、電流検出部2がこれを検出する。判定部1013は、利用する閾値が適切な値に設定されていれば、所望の範囲の地絡抵抗による地絡が発生した状態にあることを判別できる。この判定部1013の判定結果に従い、遮断器制御部1014は、IODO2に”HI”を出力することで、トランジスタ112がリレー111を制御して、配線用遮断器3を遮断させることができる。
If a ground fault occurs on the positive feeder line 11 (when the
なお、接地部13が設置されていない場合にも同様の制御が可能である。例えば、正側給電線11に地絡が発生したとき(正側給電線11が地絡抵抗で接地(FG)に接続されたとき)、接地(FG)を0Vとしたときの正側給電線11の電圧が、200Vから、地絡抵抗と負側給電線12の絶縁抵抗(負側給電線12と接地(FG)間の抵抗)の合成抵抗に応じた電圧に変化する。上記の電位の変化と、正側給電線11と負側給電線12以外に電流が流れる経路が生じることにより、正側給電線11に流れる電流と負側給電線12に流れる電流のバランスが崩れて、電流検出部2がこれを検出する。制御部1側の処理は、上記と同様である。
Similar control is possible even when the grounding
上記は、正側給電線11に地絡が発生した場合について説明したものであるが、負側給電線12に地絡が発生した場合も同様であり、これに対しても、遮断器制御部1014は、IODO2に”HI”を出力することで、トランジスタ112がリレー111を制御して、配線用遮断器3を遮断させることができる。
The above describes the case where a ground fault occurs on the
識別処理部1015は、制御部1に対する電流検出部2の接続状態を識別する。
例えば、識別処理部1015は、マイコン101のデジタル入力端子IODI1に供給される信号DIN1と、デジタル入力端子IODI2に供給される信号DIN2に基づいて、種別識別テーブル(図2)を用いて、電流検出部2の接続状態、例えば、電流検出部2の有無と種別の両方を識別する。
The
For example, the
図2は、第1の実施形態の種別の識別処理に係る種別識別テーブルについて説明するための図である。図2に示す種別識別テーブルの項目には、「No.」、「DO」、「DIN1」、「DIN2」、「識別結果」、「閾値」、「ゲイン」などが含まれる。 FIG. 2 is a diagram for explaining a type identification table related to the type identification process of the first embodiment. The items of the type identification table shown in FIG. 2 include "No.", "DO", "DIN1", "DIN2", "identification result", "threshold value", "gain" and the like.
項目「No.」には、識別子が格納される。項目「DO」には、信号DOの論理値が格納される。例えば、信号DOの論理値を、”HI”(ハイ)に固定するように制御してもよい。 An identifier is stored in the item "No.". The logical value of the signal DO is stored in the item "DO". For example, the logical value of the signal DO may be controlled to be fixed to "HI" (high).
項目「DIN1」と「DIN2」には、信号DIN1とDIN2の夫々の論理値が格納される。”HI”(ハイ)と”LO”(ロー)は、2値で示す論理値の一例である。 The logical values of the signals DIN1 and DIN2 are stored in the items "DIN1" and "DIN2". "HI" (high) and "LO" (low) are examples of logical values indicated by binary values.
項目「識別結果」には、信号DIN1とDIN2の夫々の論理値の組み合わせから特定される種別を示すデータが格納される。”種別1”と、”種別2”と、”種別3”は、電流検出部2の種別を示すデータである。なお、項目「DIN1」と「DIN2」が、ともに”LO”になる場合には、電流検出部2が接続されていない可能性がある。
In the item "identification result", data indicating the type specified from the combination of the logical values of the signals DIN1 and DIN2 is stored. "
項目「閾値」には、利用される電流検出部2の種別に適した判定基準を規定するための閾値データが格納される。”閾値TH1”と、”閾値TH2”と、”閾値TH3”は、電流検出部2の種別に対応する閾値データの一例である。
In the item "threshold value", threshold data for defining a determination criterion suitable for the type of
項目「ゲイン」には、利用される電流検出部2の種別に依存する定格容量に関するデータが格納される。”K1”と、”K2”と、”K3”は、規格化されたデジタルデータを、実際の物理量を示すデータに変換するための変換定数の一例である。
In the item "gain", data on the rated capacity depending on the type of the
なお、上記の種別識別テーブルの各項目の値は、予め定められているとよい。 The value of each item in the above type identification table may be predetermined.
次に、図2を参照して、入力信号DIN1とDIN2の論理レベルの組み合わせと、電流検出部2の接続状態との対応関係について説明する。上記の対応関係は、検知装置100の動作例の一例である。ここで、電流検出部2の接続状態とは、電流検出部2が制御部1に接続されている状態の正側給電線11又は負側給電線12に地絡が発生した状態と、電流検出部2に故障等の異常が発生している状態等を含む。
Next, with reference to FIG. 2, the correspondence between the combination of the logic levels of the input signals DIN1 and DIN2 and the connection state of the
(No.1) DO="HI"、DIN1="LO"及びDIN2="LO"の場合、識別信号として"HI"が出力されているが、折り返し信号のDIN1及びDIN2がともに"LO"である。この場合、電流検出部2が接続されていない状態も含めて、測定系の状態が健全でない可能性が高い。
(No. 1) When DO = "HI", DIN1 = "LO" and DIN2 = "LO", "HI" is output as an identification signal, but both the return signals DIN1 and DIN2 are "LO". is there. In this case, there is a high possibility that the state of the measurement system is not sound, including the state where the
(No.2) DO="HI"、DIN1="HI"及びDIN2="LO"の場合、識別信号として"HI"が出力されていて、折り返し信号のDIN1が"HI"であり、かつDIN2が"LO"である。この場合、”種別1”として識別される電流検出部2が接続されている状態である。
(No. 2) When DO = "HI", DIN1 = "HI" and DIN2 = "LO", "HI" is output as an identification signal, DIN1 of the return signal is "HI", and DIN2 Is "LO". In this case, the
(No.3) DO="HI"、DIN1="LO"及びDIN2="HI"の場合、識別信号として"HI"が出力されていて、折り返し信号のDIN1が"LO"であり、かつDIN2が"HI"である。この場合、”種別2”として識別される電流検出部2が接続されている状態である。
(No. 3) When DO = "HI", DIN1 = "LO" and DIN2 = "HI", "HI" is output as an identification signal, DIN1 of the return signal is "LO", and DIN2 Is "HI". In this case, the
(No.4) DO="HI"、DIN1="HI"及びDIN2="HI"の場合、識別信号として"HI"が出力されていて、折り返し信号のDIN1とDIN2がともに"HI"である。この場合、”種別3”として識別される電流検出部2が接続されている状態である。
(No. 4) When DO = "HI", DIN1 = "HI" and DIN2 = "HI", "HI" is output as an identification signal, and both DIN1 and DIN2 of the return signals are "HI". .. In this case, the
次に、図3を参照して、図1に示す検知装置100の動作例について説明する。図3は、図1に示す検知装置100の動作例を説明するためのフローチャートである。
また、図3に示す処理は、マイコン101が起動され、マイコン101が所定の初期化処理等を実行した後、マイコン101によって実行される。なお、初期状態で、マイコン101の出力端子IODO1は"LO"に設定される。
Next, an operation example of the
Further, the process shown in FIG. 3 is executed by the
マイコン101は、図3に示す種別判定処理から開始する。例えば、マイコン101は、出力端子IODO1を"HI"に設定してこれを保持して、入力端子IODI1とIODI2の入力信号である信号DIN1とDIN2を検出する(ステップS11)。
The
次に、マイコン101は、信号DIN1とDIN2の論理値を判定する(ステップS12)。信号DIN1とDIN2がともに”LO”である場合には、電流検出部2が接続されていない可能性があり、マイコン101は、図示されない表示部に「電流検出部2の接続状態の異常」を表示させて(ステップS40)、一連の処理を終える。この場合、ユーザは、電流検出部2の接続状態に異常がないかを点検して、異常状態が復旧するのに必要な処置をとる。
Next, the
上記の判定の結果が、信号DIN1とDIN2がともに”LO”以外の場合には、マイコン101は、電流検出部2の種類を判定する(ステップS13)。例えば、マイコン101は、信号DIN1とDIN2の論理値と、種別識別テーブルとを用いて、電流検出部2の種類を判定するとよい。
When the result of the above determination is that both the signals DIN1 and DIN2 are other than "LO", the
信号DIN1とDIN2について、DIN1="HI"及びDIN2="LO"の場合、”種別1”の電流検出部2が接続されている状態と判定し(ステップS14)、種別判定処理を終えてステップS17の処理に進める。
Regarding the signals DIN1 and DIN2, when DIN1 = "HI" and DIN2 = "LO", it is determined that the
信号DIN1とDIN2について、DIN1="LO"及びDIN2="HI"の場合、”種別2”の電流検出部2が接続されている状態と判定し(ステップS15)、種別判定処理を終えてステップS17の処理に進める。
Regarding the signals DIN1 and DIN2, when DIN1 = "LO" and DIN2 = "HI", it is determined that the
信号DIN1とDIN2について、DIN1="HI"及びDIN2="HI"の場合、”種別3”の電流検出部2が接続されている状態と判定し(ステップS16)、種別判定処理を終えてステップS17の処理に進める。
Regarding the signals DIN1 and DIN2, when DIN1 = "HI" and DIN2 = "HI", it is determined that the
次に、マイコン101は、種別に適した判定閾値を設定して(ステップS17)、動作モードの処理を開始する。
Next, the
次に、マイコン101は、信号AIN1のデータを取得して(ステップS20)、所定の解析処理を行い(ステップS21)、解析処理の結果に基づいて、信号AIN1のデータに基づいた電流値の大きさを、所定の閾値を用いて判定する(ステップS22)。その結果、信号AIN1のデータに基づいた電流値の大きさが所定の閾値に満たない場合には、マイコン101は、ステップS20の処理に進める。
Next, the
信号AIN1のデータに基づいた電流値の大きさが所定の閾値を超えた場合には、マイコン101は、信号DIN1とDIN2を検出する(ステップS31)。次に、マイコン101は、信号DIN1とDIN2の論理値を判定する(ステップS32)。
When the magnitude of the current value based on the data of the signal AIN1 exceeds a predetermined threshold value, the
信号DIN1とDIN2がともに”LO”である場合には、電流検出部2が外された可能性があり、マイコン101は、「電流検出部2の接続状態の異常」を示すデータを出力して、図示されない表示部に「電流検出部2の接続状態の異常」を表示させる(ステップS33)。その後、マイコン101は、処理をステップS20に進める。
If both the signals DIN1 and DIN2 are "LO", the
信号DIN1とDIN2がともに”LO”以外である場合には、マイコン101は、電流検出部2が外された可能性がなく、判定が妥当であると判定し、配線用遮断器3を遮断させて(ステップS34)、一連の処理を終える。
When both the signals DIN1 and DIN2 are other than "LO", the
上記の処理により、マイコン101は、電流検出部2の接続状態に異常がないときに過電流状態が検出されると、配線用遮断器3を遮断させる。その一方で、電流検出部2の接続状態に異常があるときに過電流状態が検出されたとしても、マイコン101は、その過電流状態の検出に連動して配線用遮断器3を遮断させないように制御する。
By the above processing, the
電流検出部2が検知装置100に接続されていない状態にあるときには、検知装置100の入力信号AINは無信号になるべきところであるが、入力信号AINにノイズが重畳されていることがある。このようなときに、比較例の検知装置は、そのノイズを正規の信号と区別することができず誤検出してしまい、過電流状態が発生していると誤判定することがありうる。
When the
本実施形態の検知装置100であれば、上記のように入力信号にノイズが含まれる状況の要因になった電流検出部2が検知装置100に接続されていない状態を、検出することで、上記のような誤判定を防ぐことができる。
In the
上記の実施形態によれば、検知装置100は、レセプタクル104と、(識別信号出力回路)と、抵抗107と抵抗108(バイアス抵抗)と、デジタル入力部1018Aとデジタル入力部1018B(電圧検出回路)と、識別処理部1015と、を備える。
According to the above embodiment, the
レセプタクル104は、挿抜可能にプラグ26Pが装着され、プラグ26Pに接続される電流検出部2(能動型センサ)に電力を供給するための端子1041と端子1042(電源端子)と、電流検出部2から検出信号が供給される端子1043(検出信号端子)と、識別信号を出力するための端子1045(出力端子)と、識別信号に基づく折り返し信号が供給される端子1046と端子1047(入力端子)とを備える。デジタル出力部1017は、端子1045に識別信号を出力する。抵抗107と抵抗108は、端子1046と端子1047のプルダウン抵抗として作用して、レセプタクル104にプラグ26Pが装着されていない場合に、端子1046と端子1047の電位を確定する。デジタル入力部1018Aとデジタル入力部1018Bは、前記折り返し信号の電圧に基づいて生成される電圧を、基準電圧と比較する。識別処理部1015は、少なくともデジタル入力部1018Aとデジタル入力部1018Bの検出結果に基づいて、レセプタクル104にプラグ26Pが装着されている状態にあるか否かを判定する。
これにより、検知装置100は、電流検出部2の接続状態を検出することができる。
The
As a result, the
なお、上記の折り返し信号が供給される端子1046と端子1047を複数にすることに制限はなく、端子1046と端子1047の何れか1つにしてもよい。
The number of
電流検出部2のプラグ26Pは、レセプタクル104内の各端子の組(端子1041から端子1047)にそれぞれ対応する端子の組(端子26P1から端子26P7)を備える。さらに、プラグ26Pは、端子26P5と端子26P6を接続する配線26W1又は端子26P5と端子26P7を接続する配線26W2などの接続回路を備える。これにより、配線26W1を通じて端子26P5の電位が端子26P6に伝わり、配線26W2を通じて端子26P5の電位が端子26P7に伝わることで、端子26P5に供給された電位が端子26P6と端子26P7から出力される。制御部1は、端子26P6と端子26P7に対応する端子1046と端子1047の電位を検出することで、プラグ26Pが、レセプタクル104に装着されている状態を検出することができる。
The
(第2の実施形態)
第2の実施形態について説明する。
第1の実施形態では、マイコン101のデジタル入力を利用して、電流検出部2が検知装置100に接続されていない状態を検出する事例について説明した。これに代えて、マイコン101Aのアナログ入力を利用する場合について説明する。
(Second Embodiment)
A second embodiment will be described.
In the first embodiment, an example of detecting a state in which the
図4は、第2の実施形態の検知装置100Aの構成図である。図4に示す検知装置100Aは、例えば、制御部1Aと、電流検出部2Aと、配線用遮断器3とを備える。
FIG. 4 is a configuration diagram of the
制御部1Aは、制御部1のマイコン101に代えて、マイコン101Aを備える。
The
ここで、レセプタクル104の各端子の接続について説明する。
端子1041から端子1047の内、端子1046と端子1047の接続が、第1の実施形態と異なる。上記以外の端子の説明のマイコン101をマイコン101Aに読み替える。
Here, the connection of each terminal of the
Of the
端子1046は、抵抗107と、マイコン101のアナログ入力端子IOAI2に接続される。アナログ入力端子IOAI2に供給されるアナログ信号を、信号AIN2と呼ぶ。端子1046の電位と、信号AIN2の電圧波形の瞬時値は、一致する。例えば、端子1046が開放状態又はLO(ロー)レベルになると、信号AIN2は、所定値以下の電圧レベルになる。端子1046の電位については後述する。
The terminal 1046 is connected to the
端子1047は、予備端子であり、端子1047への接続はなくてもよく、端子1047を省略してもよい。 The terminal 1047 is a spare terminal and may not be connected to the terminal 1047, or the terminal 1047 may be omitted.
次に、電流検出部2Aについて説明する。
電流検出部2Aは、電流検出部2の接続ケーブル26に代わり、接続ケーブル26Aを備える。接続ケーブル26Aは、接続ケーブル26のプラグ26P内の配線が異なる。
Next, the
The
端子26P5は、プラグ26Pの中に設けられた配線26W3と抵抗26Rとを介して、端子26P6に接続される。端子26P6には、制御部1から、直流電位DSGを基準にした直流電位DC+5Vが印加される。プラグ26Pが制御部1Aのレセプタクル104に接続されているならば、端子26P5の電位と、抵抗26Rと抵抗107の分圧比によって、端子26P6の電位が変化する。
The terminal 26P5 is connected to the terminal 26P6 via the wiring 26W3 provided in the
なお、端子26P7への接続はなくてもよく、端子26P7を省略してもよい。 The terminal 26P7 may not be connected, and the terminal 26P7 may be omitted.
次に、本実施形態におけるマイコン101Aの詳細な一例について説明する。
マイコン101Aは、マイコン101の識別処理部1015と、デジタル入力部1018Aと、デジタル入力部1018Bに代えて、識別処理部1015Aと、アナログ入力部1019との各機能ブロックを有する。アナログ入力部1019は、入出力部の一例であり、信号の入出力のためのインタフェース回路を含む。
Next, a detailed example of the
The
まず、アナログ入力部1019の一例について説明する。
First, an example of the
アナログ入力部1019は、例えば、アナログ入力部1016と同様に、増幅器と、サンプリング&ホールド部と、A/D変換部とを備える。例えば、アナログ入力部1019は、マイコン101のアナログ入力端子IOAI2に供給される信号を、所定の周期で時系列信号(第2信号列)に変換する。例えば、アナログ入力部1019の増幅率(ゲイン)は、固定値であってよい。
The
次に、識別処理部1015Aについて説明する。
識別処理部1015Aは、制御部1に対する電流検出部2の接続状態を識別する。
例えば、識別処理部1015は、マイコン101のアナログ入力端子IOAI2に供給される信号AIN2に基づいて、種別識別テーブルを用いて、電流検出部2の接続状態、例えば、電流検出部2の有無と種別の両方を識別する。
Next, the
The
For example, the
図5は、第2の実施形態の種別の識別処理に係る種別識別テーブルについて説明するための図である。図5に示す種別識別テーブルの項目には、「No.」、「DO」、「AIN2」、「抵抗」、「識別結果」、「閾値」、「ゲイン」などが含まれる。項目「No.」、「DO」、「閾値」、「ゲイン」については、図2の説明と同様である。 FIG. 5 is a diagram for explaining a type identification table related to the type identification process of the second embodiment. The items of the type identification table shown in FIG. 5 include "No.", "DO", "AIN2", "resistance", "identification result", "threshold value", "gain" and the like. The items “No.”, “DO”, “threshold value”, and “gain” are the same as those described in FIG.
項目「AIN2」は、信号AIN2の電圧範囲を示すデータが格納される。”VL0”、”VL1”、”VL2”、”VL3”は、2値で示す論理値の一例である。例えば、”VL0”が最も電圧が低い範囲に対応付けられていて、”VL1”、”VL2”、”VL3”の順に電圧が高くなるようにそれぞれの範囲が規定されている。 The item "AIN2" stores data indicating the voltage range of the signal AIN2. "VL0", "VL1", "VL2", and "VL3" are examples of logical values indicated by binary values. For example, "VL0" is associated with the lowest voltage range, and each range is defined so that the voltage increases in the order of "VL1", "VL2", and "VL3".
項目「抵抗」は、電流検出部2のプラグ26Pに搭載されている抵抗26Rの大きさを示すデータが格納されている。”R1”、”R2”、”R3”は、抵抗26Rの大きさを示すデータの一例である。
The item "resistor" stores data indicating the size of the
項目「識別結果」には、信号AIN2の電圧から特定される種別を示すデータが格納される。”種別1”と、”種別2”と、”種別3”は、電流検出部2の種別を示すデータである。なお、項目「AIN2」が、”VL0”になる場合には、電流検出部2が接続されていない可能性がある。
In the item "identification result", data indicating the type specified from the voltage of the signal AIN2 is stored. "
次に、図5を参照して、入力信号AIN2の電圧と、電流検出部2の接続状態との対応関係について説明する。上記の対応関係は、検知装置100Aの動作例の一例である。
Next, with reference to FIG. 5, the correspondence between the voltage of the input signal AIN2 and the connection state of the
(No.1) DO="HI"、AIN2="VL0"の場合、識別信号として"HI"が出力されているが、折り返し信号のAIN2が"VL0"である。この場合、電流検出部2が接続されていない状態も含めて、測定系の状態が健全でない可能性が高い。
(No. 1) When DO = "HI" and AIN2 = "VL0", "HI" is output as an identification signal, but AIN2 of the return signal is "VL0". In this case, there is a high possibility that the state of the measurement system is not sound, including the state where the
(No.2) DO="HI"、AIN2="VL1"の場合、識別信号として"HI"が出力されていて、折り返し信号のAIN2が"VL1"である。この場合、”種別1”として識別される電流検出部2が接続されている状態である。
(No. 2) When DO = "HI" and AIN2 = "VL1", "HI" is output as an identification signal, and AIN2 of the return signal is "VL1". In this case, the
(No.3) DO="HI"、AIN2="VL2"の場合、識別信号として"HI"が出力されていて、折り返し信号のAIN2が"VL2"である。この場合、”種別2”として識別される電流検出部2が接続されている状態である。
(No. 3) When DO = "HI" and AIN2 = "VL2", "HI" is output as an identification signal, and AIN2 of the return signal is "VL2". In this case, the
(No.4) DO="HI"、AIN2="VL3"の場合、識別信号として"HI"が出力されていて、折り返し信号のAIN2が"VL3"である。この場合、”種別3”として識別される電流検出部2が接続されている状態である。
(No. 4) When DO = "HI" and AIN2 = "VL3", "HI" is output as an identification signal, and AIN2 of the return signal is "VL3". In this case, the
次に、図6を参照して、図4に示す検知装置100Aの動作例について説明する。図6は、図4に示す検知装置100Aの動作例を説明するためのフローチャートである。
Next, an operation example of the
また、図6に示す処理は、マイコン101Aが起動され、マイコン101Aが所定の初期化処理等を実行した後、マイコン101Aによって実行される。なお、初期状態で、マイコン101Aの出力端子IODO1は"LO"に設定される。
Further, the process shown in FIG. 6 is executed by the
マイコン101Aは、図6に示す種別判定処理から開始する。例えば、マイコン101Aは、出力端子IODO1を"HI"に設定してこれを保持して、入力端子IOAI2の入力信号である信号AIN2を検出する(ステップSA11)。
The
次に、マイコン101Aは、信号AIN2の電圧を判定する(ステップSA12)。信号AIN2の電圧が規定値以下の”VL0”の範囲にある場合には、電流検出部2が接続されていない可能性があり、マイコン101Aは、図示されない表示部に「電流検出部2の接続状態の異常」を表示させて(ステップSA40)、一連の処理を終える。この場合、ユーザは、電流検出部2の接続状態に異常がないかを点検して、異常状態が復旧するのに必要な処置をとる。
Next, the
上記の判定の結果が、信号AIN2の電圧が規定値を超える場合には、マイコン101Aは、電流検出部2の種類を判定する(ステップSA13)。例えば、マイコン101Aは、信号AIN2の電圧と、種別識別テーブルとを用いて、電流検出部2の種類を判定するとよい。
If the result of the above determination is that the voltage of the signal AIN2 exceeds the specified value, the
信号AIN2の電圧が"VL1”の範囲の場合、”種別1”の電流検出部2が接続されている状態と判定し(ステップSA14)、種別判定処理を終えてステップSA17の処理に進める。
When the voltage of the signal AIN2 is in the range of "VL1", it is determined that the
信号AIN2の電圧が"VL2”の範囲の場合、”種別2”の電流検出部2が接続されている状態と判定し(ステップSA15)、種別判定処理を終えてステップSA17の処理に進める。
When the voltage of the signal AIN2 is in the range of "VL2", it is determined that the
信号AIN2の電圧が"VL3”の範囲の場合、”種別3”の電流検出部2が接続されている状態と判定し(ステップSA16)、種別判定処理を終えてステップSA17の処理に進める。
When the voltage of the signal AIN2 is in the range of "VL3", it is determined that the
次に、マイコン101Aは、種別に適した判定閾値を設定して(ステップSA17)、動作モードの処理を開始する。
Next, the
次に、マイコン101Aは、信号AIN1のデータを取得して(ステップSA20)、所定の解析処理を行い(ステップSA21)、解析処理の結果に基づいて、信号AIN1のデータに基づいた電流値の大きさを、所定の閾値を用いて判定する(ステップSA22)。その結果、信号AIN1のデータに基づいた電流値の大きさが所定の閾値に満たない場合には、マイコン101Aは、ステップSA20の処理に進める。
Next, the
信号AIN1のデータに基づいた電流値の大きさが所定の閾値を超えた場合には、マイコン101Aは、信号AIN2を検出する(ステップSA31)。次に、マイコン101Aは、信号AIN2の電圧を判定する(ステップSA32)。
When the magnitude of the current value based on the data of the signal AIN1 exceeds a predetermined threshold value, the
信号AIN2の電圧が規定値以下の”VL0”の範囲にある場合には、電流検出部2が外された可能性がある。その場合、マイコン101Aは、「電流検出部2の接続状態の異常」を示すデータを出力して、図示されない表示部に「電流検出部2の接続状態の異常」を表示させる(ステップSA33)。その後、マイコン101Aは、処理をステップSA20に進める。
If the voltage of the signal AIN2 is in the range of "VL0" below the specified value, the
上記の判定の結果が、信号AIN2の電圧が規定値を超える場合には、マイコン101Aは、電流検出部2が外された可能性がなく、判定が妥当であると判定し、配線用遮断器3を遮断させて(ステップSA34)、一連の処理を終える。
If the result of the above determination is that the voltage of the signal AIN2 exceeds the specified value, the
上記の処理により、マイコン101Aは、電流検出部2の接続状態に異常がないときに過電流状態が検出されると、配線用遮断器3を遮断させる。その一方で、電流検出部2の接続状態に異常があるときに過電流状態が検出されたとしても、マイコン101Aは、その過電流状態の検出に連動して配線用遮断器3を遮断させないように制御する。
By the above processing, the
上記の実施形態によれば、検知装置100Aは、レセプタクル104と、(識別信号出力回路)と、抵抗107(バイアス抵抗)と、アナログ入力部1019(電圧検出回路)と、識別処理部1015と、を備える。
According to the above embodiment, the
レセプタクル104は、挿抜可能にプラグ26Pが装着され、プラグ26Pに接続される電流検出部2(能動型センサ)に電力を供給するための端子1041と端子1042(電源端子)と、電流検出部2から検出信号が供給される端子1043(検出信号端子)と、識別信号を出力するための端子1045(出力端子)と、識別信号に基づく折り返し信号が供給される端子1046(入力端子)とを備える。デジタル出力部1017は、端子1045に識別信号を出力する。抵抗107は、端子1046のプルダウン抵抗として作用して、レセプタクル104にプラグ26Pが装着されていない場合に、端子1046の電位を確定する。
アナログ入力部1019は、前記折り返し信号の電圧に基づいて生成される電圧を、基準電圧と比較する。識別処理部1015は、少なくともアナログ入力部1019の検出結果に基づいて、レセプタクル104にプラグ26Pが装着されている状態にあるか否かを判定する。これにより、折り返し信号の電圧をアナログ入力部1019が検出する構成であっても、第1の実施形態と同様の効果を奏することができる。
The
The
アナログ入力部1019は、複数の基準電圧を閾値として利用して、端子1046の電圧の検出結果を3以上の範囲に分類(量子化)する。例えば、第1の範囲が、電流検出部2が接続されていないときの”VL0”であり、第2、第3の範囲が、”VL1”と”VL2”であってよい。これにより、電流検出部2が接続されていないことを検出することの他に、少なくとも複数の種類の電流検出部2を識別することができる。
The
識別処理部1015は、端子1046における折り返し信号の信号レベルに係るアナログ入力部1019の検出結果に基づいて、レセプタクル104にプラグ26Pが装着されている状態にあるか否かを判定することにより、レセプタクル104からプラグ26Pが脱落した状態を検出することができる。
The
電流検出部2のプラグ26Pは、端子26P5と端子26P6を接続する配線26W1と、配線26W1に設けられた抵抗26Rなどの接続回路を備える。これにより、端子26P5に供給される識別信号を端子26P6に折り返すことができる。さらにレセプタクル104にプラグ26Pを勘合させたときには、抵抗26Rのインピーダンスの大きさによって、端子26P6の電圧を所望の電圧に設定することができる。これにより、検知装置100Aは、端子26P6に対応する端子1046の電圧を判定することで、電流検出部2の種別を識別することができる。
The
なお、上記の端子26P6に折り返す信号に基づいて生成される端子1046の電圧は、抵抗107と、プラグ26P内に設けられた抵抗26Rとの分圧比に基づいて定まる。これによって、抵抗26Rのインピーダンスの大きさと電流検出部2の種別を対応付けることにより、検知装置100Aは、電流検出部2の種別を識別することができる。
The voltage of the terminal 1046 generated based on the signal returned to the terminal 26P6 is determined based on the voltage division ratio between the
(第3の実施形態)
第3の実施形態について説明する。
第1と第2の実施形態において、制御部1に対して1つの電流検出部2を収容する事例について説明した。本実施形態では、制御部1に対して複数の電流検出部2を収容する事例について説明する。
(Third Embodiment)
A third embodiment will be described.
In the first and second embodiments, an example in which one
例えば、実施形態の制御部1は、マイコン101とレセプタクル104の組を複数備える。この場合、制御部1には、少なくとも第1のマイコン101と第1のレセプタクル104に対して、第1の端子1046と、第1の抵抗107と、第1のデジタル入力部1018Aとの組が設けられ、第2のマイコン101と第2のレセプタクル104に対して、第2の端子1046と、第2の抵抗107と、第2のデジタル入力部1018Aとの組が設けられることになる。
For example, the
上記の複数の組の中の各レセプタクル104に、それぞれプラグ26Pが装着されると、各マイコン101の識別処理部1015は、例えば第1の実施形態のように、それぞれのデジタル入力部1018Aとデジタル入力部1018Bの検出結果に基づいて、各レセプタクル104にプラグ26Pがそれぞれ装着されている状態と、各レセプタクル104に装着されたプラグ26Pに対応する電流検出部2の種類とについてそれぞれ判定する。
これにより、複数の電流検出部2を利用する規模の事例についても、適宜適用させることができる。
When the
As a result, it can be appropriately applied to a case of a scale in which a plurality of
(実施形態に共通する変形例)
電流検出部2は、ホール素子などの電流センサ(素子)を含むものであっても良い。検知装置100と検知装置100Aは、電流検出部2の種類に制限されることなく、電流検出部2の接続状態を検出することができる。
(Modification example common to the embodiments)
The
(実施形態に共通する第1の応用例)
検知装置100は、制御部1と、電流検出部2と、配線用遮断器3を備えることにより、継電器として機能させることができる。その場合、電流検出部2を、正側給電線11と負側給電線12等の給電経路に流れる零相電流を検出するように設けることにより、検知装置100は、電流検出部2によって零相電流が検出された給電経路に配置された配線用遮断器3を制御して、上記の給電経路の電流を遮断することができる。なお、検知装置100Aについても同様である。以下の応用例についても同様である。
(First application example common to the embodiments)
The
(実施形態に共通する第2の応用例)
検知装置100は、漏電検出器として機能させることができる。
(Second application example common to the embodiments)
The
比較例の漏電検出器は、ZCT(零相変流器)を使用して零相電流を検出し、零相電流が地絡発生時の値に対応する所定の検出閾値を超過した場合に異常回路の遮断や警報出力する構成が主流であった。 The leakage detector in the comparative example detects the zero-phase current using a ZCT (zero-phase current transformer), and is abnormal when the zero-phase current exceeds a predetermined detection threshold value corresponding to the value at the time of the ground fault. The mainstream configuration was to cut off the circuit and output an alarm.
しかしながら、高電圧直流給電システムでは、人体安全のため、給電線と接地間に、数10kΩの高抵抗を接続する中性点接地方式(例えば、接地部13。)が取られる場合がある。この場合には、給電経路の地絡発生時の漏れ電流が数mAになる。これを検出するため、所望の電圧レベルまで信号の振幅を増幅させるように増幅器の増幅率を高めることがあった。
上記のように増幅率を高めた場合、電流検出部2が外れたことにより検出信号のノイズが観測されているのか、電流検出部2が外れていないのに検出信号のノイズが観測されているのかを識別することが容易でない場合があった。
However, in the high voltage DC power supply system, for the safety of the human body, a neutral point grounding method (for example, the grounding portion 13) may be adopted in which a high resistance of several tens of kΩ is connected between the feeding line and the ground. In this case, the leakage current when a ground fault occurs in the power feeding path is several mA. To detect this, the amplification factor of the amplifier may be increased to amplify the amplitude of the signal to a desired voltage level.
When the amplification factor is increased as described above, the noise of the detection signal is observed because the
これに対し、本実施形態の検知装置100は、上記の実施形態に示した通り、電流検出部2の接続状態を、電流検出部2による電流の検出信号を用いることなく検出することができる。
On the other hand, the
以上のように、本実施形態では、検知装置100Aが、直流電源系統における漏れ電流を検出する漏れ電流検出部(電流検出部)221と、直流電源系統の正極と接地極との間の電圧の検出結果と直流電源系統の負極と接地極との間の電圧の検出結果の一方又は双方と、漏れ電流の検出結果とに基づいて直流電源系統の状態を判定する判定部1013とを備える。この構成によれば、判定部1013が、直流電源系統の正極と接地極との間の電圧の検出結果又は負極と接地極との間の電圧の検出結果の一方又は双方と、漏れ電流の検出結果とに基づいて直流電源系統の状態を判定するので、地絡発生検出の検出精度を容易に高くすることができる。
As described above, in the present embodiment, the
100、100A 検知装置
1、1A 制御部
2 電流検出部
11 正側給電線
12 負側給電線
26 接続ケーブル
26P プラグ
104レセプタクル
107、108 抵抗
1011 取得部
1012 解析部
1013 判定部
1014 遮断器制御部
1015 識別処理部
1016、1019 アナログ入力部
1017 デジタル出力部
1018A、1018B デジタル入力部
100,
Claims (8)
前記出力端子に前記識別信号を出力する識別信号出力回路と、
前記入力端子のプルアップ抵抗又はプルダウン抵抗の何れかとして作用して、前記レセプタクルにプラグが装着されていない場合に、前記入力端子の電位を確定するバイアス抵抗と、
前記折り返し信号の電圧に基づいて生成される電圧を、基準電圧と比較する電圧検出回路と、
少なくとも前記電圧検出回路の検出結果に基づいて、前記レセプタクルに前記プラグが装着されている状態にあるか否かを判定する識別処理部と、
を備える検知装置。 To output an identification signal, a power supply terminal for supplying power to the active sensor connected to the plug with a plug that can be inserted and removed, and a detection signal terminal for which a detection signal is supplied from the active sensor. A receptacle including an output terminal of the above and an input terminal to which a return signal based on the identification signal is supplied.
An identification signal output circuit that outputs the identification signal to the output terminal,
A bias resistor that acts as either a pull-up resistor or a pull-down resistor of the input terminal to determine the potential of the input terminal when a plug is not attached to the receptacle.
A voltage detection circuit that compares the voltage generated based on the voltage of the return signal with the reference voltage,
An identification processing unit that determines whether or not the plug is attached to the receptacle based on at least the detection result of the voltage detection circuit.
A detection device equipped with.
複数の基準電圧を用いて前記電圧の検出結果を3以上の範囲に分類する、
請求項1に記載の検知装置。 The voltage detection circuit
The detection result of the voltage is classified into a range of 3 or more by using a plurality of reference voltages.
The detection device according to claim 1.
前記折り返し信号の信号レベルに係る前記電圧検出回路の検出結果に基づいて、前記レセプタクルにプラグが装着されている状態にあるか否かを判定する、
請求項1に記載の検知装置。 The identification processing unit
Based on the detection result of the voltage detection circuit related to the signal level of the return signal, it is determined whether or not the receptacle is in a state where the plug is attached.
The detection device according to claim 1.
請求項1に記載の検知装置。 The identification processing unit has a plurality of sets of the input terminal, the bias resistor, and the voltage detection circuit, and a plug can be attached to each receptacle in the plurality of sets, and the plurality of voltage detection circuits are formed. Based on the detection result of the above, it is determined whether the plug is attached to each of the receptacles in the plurality of sets and the type of the active sensor corresponding to the attached plug.
The detection device according to claim 1.
請求項1に記載の検知装置。 The voltage generated based on the folded signal is determined based on the voltage division ratio of the bias resistor and the resistor provided in the plug.
The detection device according to claim 1.
請求項1から請求項5の何れか1項に記載の検知装置。 The active sensor includes a current sensor.
The detection device according to any one of claims 1 to 5.
前記レセプタクルに勘合するプラグを備え、
前記プラグは、
前記レセプタクル内の各端子の組に対応する端子の組と、
前記出力端子と前記入力端子を接続する接続回路と、
を備える請求項6に記載の検知装置。 The active sensor is
Equipped with a plug that fits into the receptacle
The plug
A set of terminals corresponding to each set of terminals in the receptacle,
A connection circuit that connects the output terminal and the input terminal,
The detection device according to claim 6.
前記電流センサが、給電経路に流れる零相電流を検出するように設けられ、
前記電流センサによって前記零相電流が検出された給電経路に配置された遮断器を、制御して、前記給電経路の電流を遮断する継電器。 Including the detection device according to claim 6 or 7.
The current sensor is provided so as to detect the zero-phase current flowing in the feeding path.
A relay that controls a circuit breaker arranged in a power supply path in which the zero-phase current is detected by the current sensor to cut off the current in the power supply path.
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