(57)【要約】【課題】  灯火交換に伴う復旧の確認が容易で、保守員に対する安全性を確保することができる灯火点灯装置を提供すること。【解決手段】  灯火２に対して開閉操作可能なバイパス回路５１を並列に接続し、灯火２の断芯時にこのバイパス回路５１を閉成し、オン状態のスイッチング素子３０の両端に生じる微弱電圧を前記灯火２の両端に印加し、この微弱電圧に基き、交換された健全灯火２に流れる微小電流を第２の電流検出回路６２で検出して、その値が予定値以上であれば灯火２が復旧と判断するので、復旧確認が容易かつ確実であり、保守員に対する安全性も確保することができる。【選択図】図１
2006092909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変流器の一次側に交流電源を接続し、二次側には灯火を接続した閉回路を形成し、この閉回路によって供給される電流により前記灯火を点灯させる灯火点灯装置であって、
交流用のスイッチング素子を有し、前記灯火に対して並列に接続された開閉操作可能なバイパス回路と、
このバイパス回路に流れる電流を検出可能な第１の電流検出回路及び前記灯火に流れる電流を検出可能な第２の電流検出回路と、
前記灯火の正常点灯時は前記バイパス回路を開放させ、前記灯火の断芯を前記第２電流検出手段が検出すると前記バイパス回路を閉成して、オン状態の前記スイッチング素子の両端に生じる微弱電圧を前記灯火の両端に印加させ、この微弱電圧に基き、交換された健全灯火に流れる微小電流を前記第２の電流検出回路が検出して、その値が予定値以上であれば灯火復旧と判断し、前記バイパス回路を開放させる演算処理回路と、
を備えたことを特徴とする灯火点灯装置。
【請求項２】
変流器の一次側に交流電源を接続し、二次側には灯火を接続した閉回路を形成し、この閉回路によって供給される電流により前記灯火を点灯させる灯火点灯装置であって、
交流用のスイッチング素子を有し、前記灯火に対して並列に接続された開閉操作可能なバイパス回路と、
このバイパス回路に流れる電流を検出可能な第１の電流検出回路及び前記灯火に流れる電流を検出可能な第２の電流検出回路と、
前記灯火の正常点灯時は前記バイパス回路を開放させ、前記灯火の断芯を前記第２電流検出手段が検出すると前記バイパス回路を閉成して、オン状態の前記スイッチング素子の両端に生じる微弱電圧を前記灯火の両端に印加させ、この微弱電圧に基き、交換された健全灯火に流れる微小電流を前記第２の電流検出回路が検出して、その値が予定値以上であれば灯火復旧と判断し、灯火復旧を外部装置に通知すると共に、この外部装置からの開放指令により前記バイパス回路を開放させる演算処理回路と、
を備えたことを特徴とする灯火点灯装置。
【請求項３】
演算処理回路は、バイパス回路閉成時における第１の電流検出回路の検出電流を入力し、そのゼロクロスタイミング毎に、オン状態のスイッチング素子を所定期間オフさせることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の灯火点灯装置。
【請求項４】
演算処理回路は、バイパス回路閉成時における第２の電流検出回路の検出結果を入力し、この検出電流の大きさが所定値以下であればスイッチング素子のオフ期間を増大させることを特徴とする請求項３に記載の灯火点灯装置。
【請求項５】
演算処理回路は、第２の電流検出回路が検出した微小電流値が予定値以上でしかも予定時間以上継続したことを条件として灯火復旧と判断することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の灯火点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空港の滑走路・誘導路等に設置される灯火の断芯検出機能を有する灯火点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空港の滑走路・誘導路には、航空機を誘導するための誘導灯や制御灯が点灯配置されている。従来の灯火点灯装置は、図５で示すように、交流電源である定電流電源装置１０に、複数の変流器１の一次側を直列に接続して閉回路を形成し、これら変流器１の二次側に灯火２を接続している。変流器１の二次側に接続された灯火２に断芯が発生すると、断芯した灯火２が消灯状態になると共に、接続された変流器１の二次側が開放状態となり断芯した灯火の両端には変流器１の飽和電圧に相当する高電圧が発生する。
【０００３】
近年の動向として空港の２４時間運用化があり、灯火の交換時にも可能な限り運用を継続できる管理が必要とされている。しかし、前述した高電圧から保守要員の安全を確保するため、これまでは定電流電源装置１０を停電状態にして灯火の交換作業を実施していた。この場合、定電流電源装置１０に接続された灯火２がすべて消灯してしまうため、空港の規定上から運用を制限されてしまうといった事態が想定される。また、空港に設置されている灯火の数は数千灯にも及び、事実上、断芯した灯火の数や位置をリアルタイムで把握することは困難である。さらに、高電圧の発生した変流器の二次側をそのまま放置すると感電や火災等の事故につながる危険性もある。
【０００４】
こういった問題を解決するため、航空灯火断芯検出装置の適用が進められている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、変流器の２次回路に接続された灯火に対し、接点により開閉動作するバイパス回路を並列接続している。このバイパス回路は、灯火の正常時は開放状態である。灯火に断芯が発生すると、それまで灯火に流れていた電流が遮断されるので、灯火への電流を検出する電流検出回路で断芯を検出し、その情報をもとにバイパス回路を閉成させ、灯火の両端を短絡して高電圧の発生を防いでいる。また、伝送制御回路及び通信媒体により、外部装置（中央監視装置など）に対して断芯の発生を通知する。このとき、あらかじめ各灯火に対して与えられた個別のアドレス情報を付加することによって、断芯の発生した位置を特定することができる。
【０００５】
ところが、この方法では、保守作業等により灯火が交換されたことを検出する手段として、一旦、バイパス回路の接点を開放状態にする必要がある。このとき、仮に灯火が断芯状態である場合、その両端間に高電圧が発生するため、作業中の保守要員に対する安全性の面で問題があった。
【０００６】
こういった危険を避けるため、実際の灯火の交換作業では、定電流電源装置の出力を落とした状態で実施している。しかし、空港の設備は広範囲にわたって設置されており、監視室等において定電流電源装置の操作を実施する保守要員と、滑走路や誘導路において灯火交換等を実施する保守要員との間では、無線通信等によるやり取りをしなければならない。このため、意思の疎通がうまく取れない様な事態が発生することがあり、この場合には、やはり安全性に問題が生じる。
【特許文献１】特開平７−２３７５９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように従来技術では、灯火交換による断芯復旧後における確認操作にあたり安全性確保の面で改良の余地があった。
【０００８】
本発明の目的は、灯火交換に伴う復旧の確認が容易で、保守員に対する安全性を確保することができる灯火点灯装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による灯火点灯装置は、変流器の一次側に交流電源を接続し、二次側には灯火を接続した閉回路を形成し、この閉回路によって供給される電流により前記灯火を点灯させる灯火点灯装置であって、交流用のスイッチング素子を有し、前記灯火に対して並列に接続された開閉操作可能なバイパス回路と、このバイパス回路に流れる電流を検出可能な第１の電流検出回路及び前記灯火に流れる電流を検出可能な第２の電流検出回路と、前記灯火の正常点灯時は前記バイパス回路を開放させ、前記灯火の断芯を前記第２電流検出手段が検出すると前記バイパス回路を閉成して、オン状態の前記スイッチング素子の両端に生じる微弱電圧を前記灯火の両端に印加させ、この微弱電圧に基き、交換された健全灯火に流れる微小電流を前記第２の電流検出回路が検出して、その値が予定値以上であれば灯火復旧と判断し、前記バイパス回路を開放させる演算処理回路とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明では、演算処理回路は、交換された健全灯火に流れる微小電流値により灯火復旧と判断した場合、灯火復旧を外部装置に通知すると共に、この外部装置からの開放指令により前記バイパス回路を開放させる構成でもよい。
【００１１】
また、本発明では、演算処理回路は、バイパス回路閉成時における第１の電流検出回路の検出電流を入力し、そのゼロクロスタイミング毎に、オン状態のスイッチング素子を所定期間オフさせる機能を有する。
【００１２】
この場合、演算処理回路は、バイパス回路閉成時における第２の電流検出回路の検出結果を入力し、この検出電流の大きさが所定値以下であればスイッチング素子のオフ期間を増大させる。
【００１３】
また、本発明では、演算処理回路は、第２の電流検出回路が検出した微小電流値が予定値以上で、しかも予定時間以上継続したことを条件として灯火復旧と判断するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、灯火に対して開閉操作可能なバイパス回路を並列に接続し、灯火の断芯時にこのバイパス回路を閉成し、オン状態のスイッチング素子の両端に生じる微弱電圧を前記灯火の両端に印加し、この微弱電圧に基き、交換された健全灯火に流れる微小電流を検出して、その値が予定値以上であれば灯火復旧と判断するので、復旧確認が容易かつ確実であり、保守員に対する安全性も確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明による灯火点灯装置の一実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００１６】
図１において、灯火点灯装置３は灯火２毎に設けられた変流器１との間に接続しており、端末制御器として機能する。変流器１は、その一次側を交流電源である定電流電源装置１０に接続し、二次側には電源回路７、第１の電流検出回路６１、第２の電流検出回路６２を直列に介して灯火２を接続した閉回路を形成している。そして、この閉回路によって供給される電流により灯火２を点灯させる。
【００１７】
電源回路７は、変流器１の２次電流（交流）により必要な直流電圧の電源出力を取得し、第１の電流検出回路６１、第２の電流検出回路６２、後述する演算処理回路４、伝送制御回路８などの電力供給先に一定の直流電圧を出力する。この直流電圧出力は変流器１の２次電流が変化しても一定に保たれる。
【００１８】
５１はバイパス回路で、灯火２に対して、第２の電流検出回路６２を介して並列に接続されている。このバイパス回路５１は、電磁リレー５の常開接点（以下、単に接点と呼ぶ）５ａと、交流用のスイッチング素子（例えば、トライアック）３０とを直列接続したものであり、電磁リレー５のオン・オフにともない、開閉動作する。
【００１９】
前記第１の電流検出回路６１は、灯火２の断芯時に、バイパス回路５１に流れる電流を検出することができる。また、第２の電流検出回路６２は、前記灯火２に流れる電流を検出する。
【００２０】
演算処理回路４は、第１電流検出回路６１及び第２電流検出回路６２による検出値を入力し、これらの値に基き、予め設定された条件のもと、電磁リレー５やスイッチング素子３０をオン・オフ制御する。
【００２１】
伝送制御回路８は、演算処理回路４による演算結果、例えば、後述するように断芯発生や断芯復旧などの情報を、通信媒体２０を介して中央監視装置などの外部装置９に通知する。
【００２２】
上記構成において、灯火２が正常のとき、バイパス回路５１の接点５ａは開放状態である。灯火２に断芯が発生すると、それまで灯火２に流れていた電流が遮断されるので、これを第２の電流検出回路６２が検出する。この検出結果は演算処理回路４に入力され、演算処理回路４はその情報をもとにバイパス回路５１を閉成する。すなわち、電磁リレー５を励磁して接点５ａを閉じると共に、スイッチング素子３０をオン状態に制御する。
【００２３】
この動作により、灯火２の両端を短絡して高電圧の発生を防ぐ。また、伝送制御回路８と通信媒体２０を介して、監視室等に設置された外部装置９に対して断芯の発生を通知する。このとき、あらかじめ端末制御器（点灯制御装置）３に対して与えられた個別のアドレス情報を付加することによって、外部装置９は断芯の発生した位置を特定することができる。したがって、保守員は断芯発生箇所に出向き、断芯した灯火２を健全な灯火２と安全に交換することができる。
【００２４】
ここで、バイパス回路５１が閉成され、スイッチング素子３０に電流が流れると、このスイッチング素子３０の両端には微弱な順方向電圧が発生する。すなわち、灯火２の断芯によりバイパス回路５１が閉成されたことによって、灯火２の両端には、図２に示すような微弱な端子電圧（太斜線）が発生する。この端子電圧をもとに灯火２に流れる電流状態を監視することによって、高電圧を発生させることなく安全に灯火２が交換されたことを検出することができる。
【００２５】
演算処理回路４は、灯火２の正常点灯時はバイパス回路５１を開放させているが、灯火２の断芯を第２電流検出手段６２が検出すると、前述のように、バイパス回路５１を閉成させる。このため、オン状態のスイッチング素子３０の両端に生じる微弱電圧は前記灯火２の両端に印加される。この電圧は文字通り微弱であるため、灯火の交換作業になんら影響を与えることなく、安全に実施できる。灯火２の交換後、この微弱電圧に基き、交換された健全な灯火２には微小電流が流れ、この微小電流は第２の電流検出回路６２により検出される。演算処理回路４はこの微小電流値を入力し、その値が予定値以上であれば灯火２が復旧したと判断し、バイパス回路５１を開放させる。
【００２６】
このように、灯火２に断芯が生じた場合、保守要員が通電状態で灯火２の交換を試みた場合、灯火２の両端には、スイッチング素子３０の両端に発生する微弱な電圧しか発生していないため保守要員の安全は確保される。また、第２の電流検出回路６２により灯火２が交換されたことをリアルタイムで検出することができるため、適宜、バイパス回路５１の接点５ａを開放状態として灯火２に電流を供給することが可能となる。このため、無線通信等により監視室とのやり取りを実施することなくその場で復旧確認の作業を終えることができ保守要員の作業効率が改善される。
【００２７】
なお、灯火２の定格電力が大きい場合や、灯火２が複数直列に接続された場合等、端子３ａ、３ｂ間のインピーダンスが大きいと、微弱な電圧では灯火２に電流が流れず、出力電流状態を監視できないケースがある。その場合には、演算処理回路４は、第１の電流検出回路６１により検出されるバイパス回路５１に流れる電流を入力し、その電流のゼロクロスタイミング毎に、オン状態のスイッチング素子３０を所定期間オフさせる。
【００２８】
すなわち、第１の電流検出回路６１から入力された電流信号より、半波毎に零クロスタイミングを判断し、図３で示す、ある電流レベル（±Ｉｆ）間のみ、スイッチング素子３０をオフ制御し、その間の電流を灯火２に出力する。図３は、この動作状態を示しており、（ａ）は入力交流電流波形、（ｂ）はスイッチング素子３０への制御指令、（ｃ）は灯火２への出力電流波形である。
【００２９】
図３において、入力交流電流の零クロスタイミングを元に電流レベル±Ｉｆ以内の間、スイッチング素子３０をオフ制御する。この制御指令（ｂ）は、灯火２のインピーダンスに比例させて電流レベル±Ｉｆを変化させる事により、所定の時間幅に調整する。すなわち、演算処理回路４は、バイパス回路５１の閉成時における第２の電流検出回路６２の検出結果を入力し、この検出電流の大きさが所定値以下であればスイッチング素子３０のオフ期間を増大させる。
【００３０】
スイッチング素子３０は、図３（ｂ）の制御指令波形に示すように、ロジック“１”の場合にオン状態、ロジック“０”の場合にオフ状態となる。灯火２への出力電流は、図３（ｃ）で示すように、入力交流電流の半サイクル毎に、スイッチング素子３０がオンになる間はバイパスされ、スイッチング素子３０がオフになる間のみ灯火２に出力される。したがって、端子３ａ、３ｂ間のインピーダンスが大きく、第２の電流検出回路６２の検出電流が所定値以下の場合は、スイッチング素子３０のオフ時間を長くする。反対に、インピーダンスが小さい場合は、スイッチング素子３０のオフ時間を短く、或いは常時オンにする事で、灯火２への出力電流を調整する事が出来る。
【００３１】
その結果、端子３ａ、３ｂ間のインピーダンスが異なる場合でも、出力電流状態を監視して、高電圧を発生させることなく安全に灯火２が交換された事を検出する事ができる。
【００３２】
なお、通電状態における灯火２の交換時には、図４のａ部に示す様なチャタリングを伴う場合が想定される。図４のａ部の初期段階での情報をもとに演算処理回路４がバイパス回路５１の接点５ａを開放状態してしまうと、３ａ、３ｂ間に高電圧を伴うチャタリングが発生するため危険を伴う。
【００３３】
そこで、演算処理回路４が第２の電流検出回路６２の出力を、あらかじめ適切な値に設定した一定の時間以上、安定するまでバイパス回路５１の接点５ａを短絡状態に保つことによって保守要員の安全を確保する事が可能となる。すなわち、演算処理回路４は、第２の電流検出回路６２が検出した微小電流値が予定値以上で、しかも予定時間以上継続したことを条件として灯火復旧と判断する。
【００３４】
図４において、断芯中は灯火２に電流が流れないことから第２の電流検出回路６２の出力を演算処理回路４で監視することによってこれを判断し、バイパス回路５１を閉成し、短絡状態に保つ。この間、端子３ａ、３ｂ間には、スイッチング素子３０の両端に発生する微弱な電圧しか発生しないため、保守要員の安全は確保されている。
【００３５】
次に、交換作業中は灯火２の接続状態が安定せず、第２の電流検出回路６２の出力は、図４のａ部の様な不安定な状態として検出される。この時点では、安定状態が継続していないので、前述したようバイパス回路５１は短絡状態を保つ。この間についても、交流用スイッチング素子３０の両端の微弱な電圧しか発生しないため、交換作業中の保守要員の安全は確保されている。
【００３６】
次に、演算処理回路４は第２の電流検出回路６２の出力が、あらかじめ適切に設定された時間Δｔの間、所定値を維持し、この出力が安定していることを確認しつつ、バイパス回路５１を短絡状態に保つ。この間についても、スイッチング素子３０の両端の微弱な電圧しか発生しないため、交換作業中の保守要員の安全は確保されている。
【００３７】
さらに、演算処理回路４は第２の電流検出回路６２の出力が、あらかじめ適切に設定された時間Δｔ以上の間、所定値を維持し、安定していることを確認すると、バイパス回路５１の接点５ａを開放状態として灯火２を点灯させる。このときは、すでに灯火２によって変流器１の二次側が短絡されているため高電圧は発生せず、交換作業中の保守要員の安全は確保されている。
【００３８】
以上の様に、保守要員が通電状態で灯火２の交換を試みた場合でも、灯火２の両端には、交流用スイッチング素子３０の両端に発生する微弱な電圧、或いは制限された電圧しか発生していないため保守要員の安全が確保されるとともに、第２の電流検出回路６２により灯火２が交換されたことをリアルタイムで検出することができる。このため、適宜、バイパス回路５１を開放状態として灯火２に電流を供給することが可能となり、無線通信等により監視室とのやり取りを実施することなくその場で復旧確認の作業を終えることができ、保守要員の作業効率が改善される。
【００３９】
上記説明では、あらかじめ適切に設定された時間Δｔが経過すると、機械的にバイパス回路５１が開放状態になり、灯火２には電源電圧が印加される。このとき、例えば、保守要員が灯火２を取り外そうとした場合や、新たな断芯が発生したような場合には、端末制御器３はバイパス回路５１の接点５ａを閉じて保守要員の安全を確保するが、応答速度の限界から瞬間的に高電圧が発生する可能性がある。
【００４０】
そこで、演算処理回路４は、第２の電流検出回路６２の検出出力により、灯火が交換されたことが検出され、灯火復旧と判断した場合、直ちにバイパス回路５１を開放せずに、灯火復旧を伝送制御回路８により外部装置９に通知すると共に、この外部装置９からの開放指令により、バイパス回路５１を開放させるようにしてもよい。
【００４１】
すなわち、灯火２が交換されたことを検出した後、演算処理回路４の判断でバイパス回路５１を開放状態にするのではなく、監視室等の外部装置９に通知し、この外部装置９からのからの指令によりバイパス回路５１を開放し、保守要員の安全を確保する。
【００４２】
このように、演算処理回路４は、灯火２が交換されたことを検出した際、バイパス回路５１を短絡状態に保ちつつ、伝送制御回路８と通信媒体２０を介して監視室等に設置された外部装置９に対して灯火２が交換されたことを通知する。この間、スイッチング素子３０の両端に発生する微弱な電圧、或いは制限された電圧しか発生しないため、交換作業中の保守要員の安全は確保されている。
【００４３】
灯火交換作業中の保守要員は自身の安全を確保した上で、灯火交換作業中の保守要員自ら、または無線通信等により監視室等の保守要員に灯火交換作業を終了した事を通知する。その結果、該当する端末制御器３のバイパス回路５１の接点５ａを開放状態とするよう、外部装置９から通信媒体２０と伝送制御回路８を介して信号を送り、端末制御器３のバイパス回路５１を開放状態とする。
【００４４】
ここで、従来は、保守要員の安全を確保するため、定電流電源装置１０を停電状態にして灯火の交換作業を実施していたが、この方法では、同じ定電流電源装置１０に接続された閉回路の灯火がすべて消灯してしまうため、規定により空港の運用が大きく制約されてしまうが、上述のようにすれば、個々の端末制御器ごとに安全を確保することが可能となる。このため、他の正常な灯火を消灯させることなく灯火の交換作業を実施することが可能となり、作業効率の改善はもとより空港の運用においても総合的な効率向上を望むことが可能となる。
【００４５】
このように、上述したいずれの実施の形態においても、灯火交換作業の保守要員の安全を確保できるとともに、保守作業効率の改善、空港の２４時間運用への対応に大きく寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明による灯火点灯装置の一実施の形態を示す回路図である。
【図２】同上一実施の形態において灯火の断芯時に、バイパス回路に流れる電流と、この電流に基づき灯火への出力端子間に印加される電圧との関係を示す波形図である。
【図３】同上一実施の形態においてバイパス回路に流れる電流と、バイパス回路に流れるスイッチング素子へのオン・オフ制御指令と、このスイッチング素子のオン・オフ動作に伴う灯火への出力電流との関係を示す波形図である。
【図４】本発明の灯火作業後安定時間を待って投下への出力を行う実施の形態を説明するタイミングチャートである。
【図５】一般的な航空灯火の点灯回路図である。
【符号の説明】
【００４７】
１    変流器
２    灯火
３    灯火点灯装置
４    演算処理回路
５ａ    接点
９    外部装置
１０    交流電源
３０    交流用のスイッチング素子
５１    バイパス回路
６１    第１の電流検出回路
６２    第２の電流検出回路
【図１】
2006092909.tif 000003
【図２】
2006092909.tif 000004
【図３】
2006092909.tif 000005
【図４】
2006092909.tif 000006
【図５】
2006092909.tif 000007