(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源の２つの電源ラインから給電されて電磁波を発生する電磁波発生手段と、この電磁波発生手段からの電磁波を検出するセンサと、このセンサと前記電磁波発生手段との間に介在され電磁波が通過可能であるシールド部材と、このシールド部材を前記２つの電源ラインに選択的に切換接続する切換手段と、この切換手段により前記シールド部材を前記２つの電源ラインに選択的に切換接続した時の前記センサの各検出値を比較して前記２つの電源ラインのうちの商用電源中性点接地側電源ラインを検出する検出手段とを備えたことを徴特とする商用電源中性点接地側検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の商用電源中性点接地側検出装置において、前記電磁波発生手段がトランスであることを徴特とする商用電源中性点接地側検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は商用電源の２つの電源ラインのうちの商用電源中性点接地側電源ラインを検出する商用電源中性点接地側検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
商用電源には中性点接地が必要であるが、その中性点接地の必要性及び目的は次の点▲１▼〜▲３▼にある。
▲１▼電源系統の故障による異常電圧の発生を抑制し、健全相対地電圧の上昇を防止する。
▲２▼地絡故障時の保護継電器の動作を早く確実にして災害の拡大を防止する。
▲３▼消弧リアクトル接地方式では、１線地絡故障時の地絡アークを消滅させ、線路を遮断せずに送電の継続を可能にする。
【０００３】
中性点接地を行う代表的な中性点接地方式としては直接接地方式があり、この直接接地方式では図８に示すようにΔ結線１をスター結線２に変換する商用周波数電源の変圧器の中性点をできるだけ低インピーダンスとなるように導線で接地する。この直接接地方式は、系統絶縁の面での技術的、経済的な有利さから採用されている。中性点接地方式は直接接地方式の他に抵抗接地方式、消弧リアクトル接地方式、抵抗リアクトル並列接地方式がある。
【０００４】
一般的な会社や家庭で使用される商用電源は、このような中性点接地方式が採用されるため、ＨＯＴラインとＮＥＵＴラインが必ず存在し、中性点接地側電源ラインが存在する。そこで、このような商用電源の中性点接地側電源ラインを各種の用途に利用することが考えられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、商用電源の中性点接地側電源ラインを各種の用途に利用することが考えられているが、商用電源の中性点接地側電源ラインが商用電源の２つの電源ラインのいずれであるかは分からない。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑み、商用電源の中性点接地側電源ラインを検出できる商用電源中性点接地側検出装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、商用電源の２つの電源ラインから給電されて電磁波を発生する電磁波発生手段と、この電磁波発生手段からの電磁波を検出するセンサと、このセンサと前記電磁波発生手段との間に介在され電磁波が通過可能であるシールド部材と、このシールド部材を前記２つの電源ラインに選択的に切換接続する切換手段と、この切換手段により前記シールド部材を前記２つの電源ラインに選択的に切換接続した時の前記センサの各検出値を比較して前記２つの電源ラインのうちの商用電源中性点接地側電源ラインを検出する検出手段とを備えたものである。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の商用電源中性点接地側検出装置において、前記電磁波発生手段がトランスであるものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図３は本発明の一実施形態を示す。この実施形態の商用電源中性点接地側検出装置１１は、商用電源に接続される機器１２の商用電源ライン１３と商用電源との間に接続され、又は機器１２と並列に商用電源に接続され（商用電源ライン１３が接続される電源コンセントと異なる電源コンセントに接続され）、商用電源の中性点接地側電源ラインを検出して機器１２のシールドポイントに接続することにより機器１２から出る電磁波を低減する。機器１２は電磁波を発生する部分と外部との間にシールド部材が設けられ、このシールド部材は接地されずに機器１２のシールドポイントとして商用電源中性点接地側電源ラインに接続される。
【００１０】
図１は本実施形態の構成を示す。プラグ１５は商用電源に接続され、プラグ１６は機器１２の商用電源ライン１３に接続される。したがって、商用電源はプラグ１５、電源ライン１７、１８及びプラグ１６を介して機器１２の商用電源ライン１３に接続され、プラグ１６のシールド端子１６ａは機器１２のシールドポイントに接続される。又は、プラグ１５は機器１２と並列に商用電源に接続され（商用電源ライン１３が接続される電源コンセントと異なる電源コンセントに接続され）、プラグ１６のシールド端子１６ａは機器１２のシールドポイントに接続される。
【００１１】
電源トランスＴ１は１次側が電源ライン１７、１８間に接続され、電源ライン１７、１８間のＡＣ１００Ｖが電源トランスＴ１により１２Ｖに変圧される。この電源トランスＴ１の出力電圧は、ダイオードブリッジ回路Ｄ１により全波整流されてコンデンサＣ１、Ｃ２により平滑されることで１６Ｖの直流電圧となり、制御手段としての制御装置１９に供給されるとともにリレーＫ１，Ｋ２のコイルの各一端に印加され、さらに抵抗Ｒ１を介して発光ダイオードＬＥＤのアノードに印加される。
【００１２】
リレーＫ１，Ｋ２のコイルの他端及び発光ダイオードＬＥＤのカソードは制御装置１９の出力端子に接続され、リレーＫ２の切換接点における２つの固定端子はそれぞれ電源ライン１７、１８に接続される。リレーＫ２の切換接点における切換切片はリレーＫ１の常開側固定端子に接続され、リレーＫ１の切換切片は抵抗Ｒ２を介してプラグ１６のシールド端子１６ａに接続される。電源トランスＴ１で発生した電磁波を測定するためのセンサＡＮＴ１と電源トランスＴ１との間にはシールドパネル２０が設置される。このシールドパネル２０は、トランスＴ１からの電磁波が通過可能である多数の孔を有し、例えば網状、格子状などの金属により構成され、プラグ１６のシールド端子１６ａに接続される。
【００１３】
制御装置１９は、測定モードでは、リレーＫ１を動作させてリレーＫ２の切換切片を電源ライン１７側と電源ライン１８側とに順に切換えさせることにより、シールドパネル２０及びプラグ１６のシールド端子１６ａを抵抗Ｒ２を介して各電源ライン１７、１８に順次に切換接続させる。センサＡＮＴ１は電源トランスＴ１からシールドパネル２０の孔を通過して到来した電磁波を測定する。電源トランスＴ１からシールドパネル２０の孔を通過してセンサＡＮＴ１により測定される電磁波は、シールドパネル２０が抵抗Ｒ２を介して電源ライン１７、１８のうちの商用電源中性点接地側電源ラインに接続された時には、シールドパネル２０が抵抗Ｒ２を介して電源ライン１７、１８のうち商用電源中性点接地側電源ラインでない方の電源ラインに接続された時に比べて少なくなる。
【００１４】
制御装置１９は、センサＡＮＴ１からの電磁波測定信号より、電源ライン１７、１８のうちの商用電源中性点接地側電源ラインを検出し、その後の動作モードでは機器１２のシールドポイントに上記商用電源中性点接地側電源ラインを接続するようにリレーＫ２の切換切片を上記商用電源中性点接地側電源ライン側に接続させることで、機器１２から出る電磁波を低減する。
【００１５】
図２は上記制御装置１９の構成を示す。
ＤＣ・ＤＣコンバータ２１、２２は上記１６Ｖの直流電圧から＋５Ｖ、―５Ｖを生成して制御装置１９の各部に供給する。センサＡＮＴ１は電源トランスＴ１からシールドパネル２０の孔を通過して到来した電磁波を測定してその電磁波の強度を示す検出信号を出力し、このセンサＡＮＴ１からの検出信号は増幅器ＡＭＰ１，ＡＭＰ２により増幅されてＡ／Ｄ変換器２３によりアナログ信号からデジタル信号に変換される。
【００１６】
図６はマイクロコンピュータ２４の機能の一部をブロック化して示す機能ブロック図である。マイクロコンピュータ２４は、リレーＫ１をオンさせてリレーＫ２をオフさせることでリレーＫ２の切換切片を電源ライン１８側に切換えさせた状態でデータ検出ブロック（ＢＬＯＣＫ）２８によりＡ／Ｄ変換器２３からの検出信号を複数回サンプリングし、これらのサンプリング値を加算器２９により加算して第１の検出信号ＭＡ１としてメモリとしてのレジスタ３０に格納する。
【００１７】
さらに、マイクロコンピュータ２４は、リレーＫ１、Ｋ２をオンさせてリレーＫ２の切換切片を電源ライン１７側に切換えさせた状態でデータ検出ブロック２８によりＡ／Ｄ変換器２３からの検出信号を複数回サンプリングし、これらのサンプリング値を加算器２９により加算して第２の検出信号ＭＡ２としてメモリとしてのレジスタ３１に格納する。
【００１８】
マイクロコンピュータ２４は、レジスタ３０内の第１の検出信号ＭＡ１とレジスタ３１内の第２の検出信号ＭＡ２とをコンパレータ３２で比較してその大小を判定し、この判定結果より各電源ライン１７、１８のうち電源トランスＴ１からシールドパネル２０の孔を通過してセンサＡＮＴ１により測定される電磁波が少ない方の電源ライン（検出信号ＭＡ１、ＭＡ２の大きい方が得られた時にリレーＫ２の切換切片が接続されている電源ライン）を商用電源中性点接地側電源ラインとして判定（検出）することでリレーＫ２の最終的な状態（動作モードでのリレーＫ２の状態）を判定する。
【００１９】
ドライバ２５〜２７はマイクロコンピュータ２４からの制御信号によりリレーＫ１、Ｋ２のコイル及び発光ダイオードＬＥＤを駆動する。マイクロコンピュータ２４は、動作モードでは、上述の商用電源中性点接地側電源ラインとして判定した電源ラインをプラグ１６のシールド端子１６ａ（機器１２のシールドポイント）に接続するようにドライバ２５を介してリレーＫ２を最終的な状態に制御することで機器１２から出る電磁波を低減し、ドライバ２７を介して発光ダイオードＬＥＤを動作時に点灯させる。
【００２０】
ここに、センサＡＮＴ１からの検出信号は増幅器ＡＭＰ１，ＡＭＰ２により増幅されて図４に示すように商用電源周波数と同期した波形Ａ，Ｂとなる。この波形Ａはシールドパネル２０が抵抗Ｒ２を介して電源ライン１７、１８のうちの商用電源中性点接地側電源ラインに接続された時の波形であり、波形Ｂはシールドパネル２０が抵抗Ｒ２を介して電源ライン１７、１８のうち商用電源中性点接地側電源ラインでない方の電源ラインに接続された時の波形である。
【００２１】
マイクロコンピュータ２４は、リレーＫ１＝オン、リレーＫ２＝オフの状態で増幅器ＡＭＰ２からＡ／Ｄ変換器２３を介して入力される信号電圧が２．５Ｖまで下がった時から約２００ｍＳＥＣの間にＡ／Ｄ変換器２３の出力値をデータ検出ブロック２８で複数回、例えば１０回サンプリングしてこれらのサンプリング値を加算器２９で加算し、その加算結果をレジスタ３０に第１の検出信号ＭＡ１として格納する。
【００２２】
マイクロコンピュータ２４は、それから所定の時間をおいてリレーＫ１＝オン、リレーＫ２＝オンの状態で増幅器ＡＭＰ２からＡ／Ｄ変換器２３を介して入力される信号電圧が２．５Ｖまで下がった時から約２００ｍＳＥＣの間にＡ／Ｄ変換器２３の出力値をデータ検出ブロック２８で複数回、例えば１０回サンプリングしてこれらのサンプリング値を加算器２９で加算し、その加算結果をレジスタ３１に第２の検出信号ＭＡ２として格納する。Ａ／Ｄ変換器２３からマイクロコンピュータ２４に入力される信号は、数値的に大きい方が商用電源中性点接地側電源ラインであり、数値的に少ない方が商用電源中性点接地側電源ラインでない電源ライン側である。
【００２３】
マイクロコンピュータ２４は、Ａ／Ｄ変換器２３の８ビットの出力値を１０回サンプリングしてレジスタ３０またはレジスタ３１に格納する際には、Ａ／Ｄ変換器２３の出力値を４Ｖから下がって４Ｖに戻る間（例えば約１０ｍＳＥＣ）データ検出ブロック２８でサンプリングしてこれらのサンプリング値を加算器２９で加算し、レジスタ３０またはまたはレジスタ３１に第１の検出信号ＭＡ１または第２の検出信号ＭＡ２として格納する。本実施形態のシーケンスは図５に示すようになる。図７は本実施形態のセンサＡＮＴ１からのアナログ信号入力から最終的なリレーＫ２の状態判定までのシーケンスを示す。
【００２４】
この実施形態によれば、商用電源の２つの電源ライン１７、１８から給電されて電磁波を発生する電磁波発生手段としての電源トランスＴ１と、この電源トランスＴ１からの電磁波を検出するセンサＡＮＴ１と、このセンサＡＮＴ１と前記電源トランスＴ１との間に介在され電磁波が通過可能であるシールド部材としてのシールドパネル２０と、このシールドパネル２０を２つの電源ライン１７、１８に選択的に切換接続する切換手段としてのリレーＫＩ，Ｋ２と、このリレーＫＩ，Ｋ２によりシールドパネル２０を２つの電源ライン１７、１８に選択的に切換接続した時のセンサＡＮＴ１の各検出値を比較して２つの電源ライン１７、１８のうちの商用電源中性点接地側電源ラインを検出する検出手段としてのマイクロコンピュータ２４とを備えたので、商用電源の中性点接地側電源ラインを自動的に検出することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、商用電源の中性点接地側電源ラインを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の回路構成を示す回路図である。
【図２】同実施形態の制御装置を示すブロック図である。
【図３】同実施形態の使用状態を示す斜視図である。
【図４】同実施形態における増幅器の出力信号を示す波形図である。
【図５】同実施形態のシーケンスを示す図である。
【図６】同実施形態におけるマイクロコンピュータの機能の一部をブロック化して示す機能ブロック図である。
【図７】同実施形態のシーケンスを示す図である。
【図８】商用周波数電源の変圧器を示す結線図である。
【符号の説明】
１５、１６      プラグ
１６ａ      シールド端子
Ｋ１、Ｋ２      リレー
Ｒ２      抵抗
Ｌ１，Ｌ２      コイル
Ｔ１      電源トランス
ＡＮＴ１      センサ
１９      制御装置
２０      シールドパネル
【図１】
0003650769.tif 000002
【図２】
0003650769.tif 000003
【図３】
0003650769.tif 000004
【図４】
0003650769.tif 000005
【図５】
0003650769.tif 000006
【図６】
0003650769.tif 000007
【図７】
0003650769.tif 000008
【図８】
0003650769.tif 000009