(57)【要約】【課題】アークの誤った検出に伴う誤動作の発生を抑制できる内部アーク保護装置の提供。【解決手段】実施の形態に係る内部アーク保護装置は、検出部、判別部、遮断器及び制御部を備える。検出部は、受配電盤の内部における光を検出する。判別部は、検出部により検出された光がアーク光であるか否かを判別する。遮断器は、受配電盤に対する電流の流れを遮断する。制御部は、判別部による判別結果に基づいて、遮断器の動作を制御する。【選択図】図１
2018038235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受配電盤の内部における光を検出する検出部と、
前記検出部により検出された光がアーク光であるか否かを判別する判別部と、
前記受配電盤に対する電流の流れを遮断する遮断器と、
前記判別部による判別結果に基づいて、前記遮断器の動作を制御する制御部と、
を備える内部アーク保護装置。
【請求項２】
前記受配電盤は、その外装の一部を構成する外装カバーを備え、
前記判別部は、前記外装カバーが前記受配電盤から取り外されているか否かを判定する着脱判定部を有し、前記外装カバーが取り外されていると判定された場合、前記検出部によって検出された光をアーク光ではないと判別する、
請求項１に記載の内部アーク保護装置。
【請求項３】
前記受配電盤は、窓を備え、
前記判別部は、前記窓から前記受配電盤内へ入射する光を検出する第２の検出部を有し、前記第２の検出部によって前記入射する光が検出された場合、前記検出部によって検出された光をアーク光ではないと判別する、
請求項１に記載の内部アーク保護装置。
【請求項４】
前記判別部は、前記受配電盤の内部における光についての異なる波長成分毎の強度をそれぞれ取得する光強度取得部を有し、前記それぞれ取得された強度の差が閾値を超えている場合、前記検出部によって検出された光をアーク光であると判別する、
請求項１に記載の内部アーク保護装置。
【請求項５】
前記判別部は、前記受配電盤を流れる電流の波形の乱れを検知する波形検知部を有し、前記波形の乱れの検知結果を、前記検出部によって検出された光がアーク光であるか否かを判別するときの指標の一つとして適用する、
請求項１から４までのいずれか１項に記載の内部アーク保護装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、内部アーク保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
受電や配電に用いる電力設備は、取り扱う電圧が高いため、仮に短絡事故が起これば、例えば１００ｋＡｐｅａｋ以上の大きな電流が流れ、短絡点ではアーク（アークプラズマ）が発生する。このアークは、例えば２００００℃以上もの高温に達し、周囲の部材を溶融させ、甚大な被害を生じさせる。このため、アークへの対策は重要である。
【０００３】
従来、アークへの対策には、短絡電流を検出して遮断器により事故点の電圧を遮断する内部アーク保護装置が利用されている。しかしながら、従来の内部アーク保護装置は、例えば５０ｍｓｅｃなどの比較的長い動作時間を要するため、被害を喰い留めるには必ずしも十分な性能を有しているとはいえず、改善の余地を残している。そこで、近年の内部アーク保護装置は、例えば受配電盤内でのアークによる発光を捉え、これに遮断器の動作を連動させることで、アークによる被害の低減が図られている。
【０００４】
つまり、近年の内部アーク保護装置は、アーク光の検出から遮断器が始動するまでの動作時間が、例えば１ｍｓｅｃ以下の時間であって、従来の短絡電流の検出から遮断器が始動するまでの上記した５０ｍｓｅｃなどの動作時間と比べて遙かに短い動作時間が実現されるため、アークによる被害を最小限に抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５８−２１８８０５号公報
【特許文献２】特開２００９−１６０８５号公報
【特許文献３】特開平７−５９２２１号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Roscoe, G. “Methods for arc-flash detection in electrical equipment” Petroleum and Chemical Industry Conference (PCIC), 2010 Record of Conference Papers Industry Applications Society 57th Annual (2010)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した内部アーク保護装置には、以下に述べる課題がある。すなわち、遮断器による保護動作は、アーク光の検出に連動して開始される構成ではあるものの、光を発するものはアークとは限らないため、太陽光や照明などの他の光と区別してアーク光を検出する必要がある。
【０００８】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、アークの誤った検出に伴う誤動作の発生を抑制できる内部アーク保護装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施の形態に係る内部アーク保護装置は、検出部、判別部、遮断器及び制御部を備える。検出部は、受配電盤の内部における光を検出する。判別部は、検出部により検出された光がアーク光であるか否かを判別する。遮断器は、受配電盤に対する電流の流れを遮断する。制御部は、判別部による判別結果に基づいて、遮断器の動作を制御する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係る内部アーク保護装置の構成を示す図。
【図２】第２の実施形態に係る内部アーク保護装置の構成を示す図。
【図３】第３の実施形態に係る内部アーク保護装置の構成を示す図。
【図４】アーク光及び太陽光のスペクトルを模式的に示す図。
【図５】第４の実施形態に係る内部アーク保護装置の構成を示す図。
【図６Ａ】図５の内部アーク保護装置の波形検出部におけるａ点の電圧波形を示す図。
【図６Ｂ】図５の内部アーク保護装置の波形検出部におけるｂ点の電圧波形を示す図。
【図６Ｃ】図６Ａに示すａ点の電圧波形と図６Ｂに示すｂ点の電圧波形との差分の電圧波形を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施の形態を図面に基づき説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１に示すように、本実施形態に係る内部アーク保護装置１０は、検出部２と、着脱判定部として機能する着脱センサ３ａを含む判別部３と、遮断器４と、制御部として機能するアンド回路５と、を備えている。
【００１２】
検出部２は、図１に示すように、受電盤や配電盤などの電力設備である受配電盤の内部における光（本実施形態では配電盤１の内部における一定光量以上の光）を検出する。判別部３は、検出部２により検出された光がアーク光６であるか否かを判別する。遮断器４は、配電盤１に対する電流の流れを遮断する。アンド回路５は、判別部３による判別結果に基づいて、遮断器４の動作を制御する。
【００１３】
具体的には、アンド回路５は、検出部２により検出された光を、判別部３がアーク光６ではないと判別した場合には、遮断動作を開始させないように遮断器４を制御する。また、アンド回路５は、検出部２により検出された光を、判別部３がアーク光６であると判別した場合に、遮断動作を開始するように遮断器４を制御する。ここで、本実施形態の内部アーク保護装置１０は、検出部２により検出された光をアーク光６であると判別して遮断器４を始動させるまでの動作時間として、１ｍｓｅｃ以下のオーダの動作時間を実現することができる。
【００１４】
図１に示すように、上述した検出部２は、複数本の光ファイバ２ａ、光検出器２ｂ、基準電圧源２ｃ及びコンパレータ（比較器）２ｄを有する。複数本の光ファイバ２ａは、それらの一端部が、配電盤１の内部における複数箇所にそれぞれ配置されており、それぞれの一端部から光を受光して光検出器２ｂに伝送する。光検出器２ｂは、各光ファイバ２ａから伝送されてきた光の光量に対応する電圧（電気信号）を、コンパレータ２ｄの一方の入力端子に付与する。
【００１５】
コンパレータ２ｄは、光検出器２ｂからの入力電圧が、基準電圧源２ｃからの入力電圧以下である場合には、Ｌｏｗレベル（０）をアンド回路５に出力する。また、コンパレータ２ｄは、光検出器２ｂからの入力電圧が、基準電圧源２ｃからの入力電圧を超えている場合には、Ｈｉｇｈレベル（１）をアンド回路５に出力する。なお、基準電圧源２ｃには、アーク光に相当する上記一定光量以上の光を光検出器２ｂが受光したときに、当該光検出器２ｂから出力され得る電圧を基準とした電圧値が設定されている。
【００１６】
ここで、アーク光６は、通常の外乱光に比べて、発光強度が桁違いに高いため、通常の外乱光との判別は容易である。しかしながら、例えばカメラのフラッシュの光は、アーク光６に匹敵するほど光量が高く、単に光量の大小を比較したとしてもアーク光６との判別が難しいため、内部アーク保護装置１０を誤動作させる可能性がある。
【００１７】
そこで、本実施形態の内部アーク保護装置１０には、判別部３が設けられている。一方、配電盤１は、その外装の一部を構成する外装カバー１ａを備えている。この外装カバー１ａが配電盤１（配電盤本体）に取り付けられている場合には、配電盤１本体の開口部１ｂが閉鎖され、これにより、配電盤１の内部には、カメラのフラッシュなどを含む外乱光が入射しない状態となる。一方、外装カバー１ａが配電盤１から取り外されている場合には、配電盤１本体の開口部１ｂから配電盤１の内部へ、カメラのフラッシュなどを含む外乱光が入射し得る状態となる。
【００１８】
つまり、上記した着脱センサ３ａは、外装カバー１ａが配電盤１から取り外されているか否かを判定（検出）する。この着脱センサ３ａを有する判別部３は、外装カバー１ａが配電盤１から取り外されていると判定された場合、検出部２によって検出された光（一定光量以上の光）をアーク光ではないと判別する。
【００１９】
具体的には、着脱センサ３ａは、外装カバー１ａが取り付けられている状態では、アンド回路５に「１」を出力し、一方、外装カバー１ａが取り外されている状態では、アンド回路５に「０」を出力する。さらに、アンド回路５は、着脱センサ３ａ及びコンパレータ２ｄの少なくとも一方から「０」を入力した場合、遮断器４に「０」を出力し、一方、着脱センサ３ａ及びコンパレータ２ｄの双方から「１」を入力した場合、遮断器４に「１」を出力する。遮断器４は、アンド回路５から「０」を入力した場合、遮断動作を開始せず、一方、アンド回路５から「１」を入力した場合、遮断動作を開始させる。
【００２０】
言い換えると、本実施形態の内部アーク保護装置１０は、点検やその他の理由で、配電盤１から外装カバー１ａが取り外されている状況、すなわち、開口部１ｂから配電盤１の内部へ例えばカメラのフラッシュの光などが入射してしまう状況では、検出部２により配電盤１の内部で、一定光量以上の光が検出された場合であっても、遮断器４による遮断動作（保護動作）の実行を阻止する。
【００２１】
既述したように、本実施形態の内部アーク保護装置１０によれば、短絡事故などが起こった場合に生じ得るアークを、例えば１ｍｓｅｃ以下の短時間で消滅させることができると共に、アークの誤った検出に伴う誤動作の発生を抑制することができる。
【００２２】
なお、本実施形態においては、配電盤１から外装カバー１ａが取り外されている状態では、遮断器４による遮断動作を実行させないようにする例について説明した。だだし、カメラのフラッシュの発光時間が、通常１ｍｓｅｃ程度であることに着目し、この発光時間を基に、カメラのフラッシュの光とアーク光とを判別部が判別するようにしてもよい。
【００２３】
つまり、外装カバー１ａが取り外されている状態であっても、検出された一定光量以上の光の発光時間が、例えば２ｍｓｅｃ（又は２〜５ｍｓｅｃ）を超える場合（フラッシュ光ではなくアーク光である可能性が高いと判別された場合）、遮断器４による遮断動作を実行させるように内部アーク保護装置を構成することも可能である。このような仕様の内部アーク保護装置は、例えば２ｍｓｅｃ程度の発光時間の経過を待つ必要が生じるため、光の検出から遮断器が始動するまでの動作時間が、わずかに長くなるものの、従来の短絡電流の検出から遮断器が始動するまでの例えば５０ｍｓｅｃなどの動作時間と比べると、明らかに短い動作時間となるため、アークによる被害を十分に低減させることができる。
【００２４】
＜第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態を図２に基づき説明する。なお、図２において、図１に示した第１の実施形態中の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付与し重複する説明を省略する。図２に示すように、本実施形態の内部アーク保護装置２０は、第１の実施形態における内部アーク保護装置１０の判別部３に代えて、判別部２３を備えている。
【００２５】
また、本実施形態では、第１の実施形態の配電盤１に代えて、図２に示すように、配電盤２１が適用されている。配電盤２１は、その内部の機器などを視覚的に確認できるようにするための窓２１ａを備えている。この窓２１ａは、例えばカメラのフラッシュの光などを含む可視光を透過させる。
【００２６】
図２に示すように、判別部２３は、互いに協働して第２の検出部として機能する、光ファイバ２３ａ、光検出器２３ｂ、基準電圧源２３ｃ、コンパレータ２３ｄ及びインバータ２３ｅを備えている。第２の検出部として機能するこれらの部品は、窓２１ａから配電盤２１の内部へ入射する光（内部へ入射する一定光量以上の光）を検出する。判別部２３は、第２の検出部として機能する上記の各部品によって前記内部へ入射する光が検出された場合、検出部２によって検出された光をアーク光６ではないと判別する。
【００２７】
詳述すると、上述した光ファイバ２３ａは、窓２１ａから配電盤２１の内部へ入射した光を、当該光ファイバ２３ａ本体の一端部から受光して、光検出器２３ｂに伝送する。光検出器２３ｂは、光ファイバ２３ａから伝送されてきた光の光量に対応する電圧を、コンパレータ２３ｄの一方の入力端子に付与する。
【００２８】
コンパレータ２３ｄは、光検出器２３ｂからの入力電圧が、基準電圧源２３ｃからの入力電圧以下である場合には、Ｌｏｗレベル（０）をインバータ２３ｅに出力する。また、コンパレータ２３ｄは、光検出器２３ｂからの入力電圧が、基準電圧源２３ｃからの入力電圧を超えている場合には、Ｈｉｇｈレベル（１）をインバータ２３ｅに出力する。
【００２９】
なお、基準電圧源２３ｃには、カメラのフラッシュの光に相当する一定光量以上の光を光検出器２３ｂが受光したときに、当該光検出器２３ｂから出力され得る電圧を基準とした電圧値が設定されている。また、基準電圧源２３ｃ及び基準電圧源３ｃにそれぞれ設定される電圧値は、同じ電圧値であってもよいし、互いに異なる電圧値であってもよい。
【００３０】
さらに、インバータ２３ｅは、コンパレータ２３ｄから「１」を入力した場合には、これを反転してアンド回路５に「０」を出力し、コンパレータ２３ｄから「０」を入力した場合には、これを反転してアンド回路５に「１」を出力する。つまり、インバータ２３ｅは、カメラのフラッシュの光など、一定光量以上の光が、窓２１ａから配電盤２１の内部へ入射した状況では、アンド回路５に「０」を出力し、一方、一定光量以上の光が窓２１ａから入射していない状況では、アンド回路５に「１」を出力する。
【００３１】
さらに、アンド回路５は、インバータ２３ｅ及びコンパレータ２ｄの少なくとも一方から「０」を入力した場合、遮断器４に「０」を出力し、一方、インバータ２３ｅ及びコンパレータ２ｄの双方から「１」を入力した場合、遮断器４に「１」を出力する。遮断器４は、アンド回路５から「０」を入力した場合、遮断動作を開始せず、一方、アンド回路５から「１」を入力した場合、遮断動作を開始させる。
【００３２】
したがって、本実施形態の内部アーク保護装置２０によれば、窓２１ａを有する配電盤２１の近傍で例えばカメラのフラッシュなどが発光された場合には、遮断器４による遮断動作を実質的に無効化できるので、アークの誤った検出に伴う誤動作の発生を抑えることができる。
【００３３】
なお、第１の実施形態の変形例として説明した構成と同様に、カメラのフラッシュの発光時間が、通常１ｍｓｅｃ程度であることに着目し、配電盤２１の内部で検出された一定光量以上の光の発光時間を、当該検出された光がアーク光であるか否かを判別するときの指標（判別基準）の一つとして判別部２３が適用してもよい。
【００３４】
＜第３の実施の形態＞
次に、第３の実施の形態を図３に基づき説明する。なお、図３において、図１に示した第１の実施形態中の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付与し重複する説明を省略する。図３に示すように、本実施形態の内部アーク保護装置３０は、第１の実施形態における内部アーク保護装置１０の検出部２、判別部３及びアンド回路５に代えて、複数本の光ファイバ２ａ及び光検出器３２ａ、３２ｂを含む検出部３２、光強度取得部３３ａを含む判別部３３、並びにコンパレータ３５を備えている。コンパレータ３５は、判別部の一部として機能すると共に、制御部としての機能を有する。
【００３５】
ここで、第１、第２の実施形態で例示した受配電盤としての例えば配電盤１、配電盤２１は、外部から配電盤本体の内部への光の侵入を、不完全ながらも防御することが可能な構造であったが、第３の実施形態で例示する受配電盤としての例えば配電盤３１は、内部への光の侵入を防御することが、より難しい構造となっている。
【００３６】
そこで、カメラのフラッシュの光とアーク光とを判別するために発光スペクトルを適用することについて検討する。アーク光の発光スペクトルについては、アークの温度や、蒸発した金属原子の種類によって様々な発光スペクトルを取り得る。一方、カメラのフラッシュは、写真を自然な色合いで撮影する必要性から、その発光スペクトルは、太陽光のそれと近似することが望まれている。実際に現在のカメラのフラッシュの主流であるキセノンランプの発光スペクトルは、太陽光に極めて近くなっている。
【００３７】
図４は、アーク光及び太陽光のスペクトルを模式的に示している。図４に示すように、太陽光は、波長４００ｎｍから７００ｎｍの可視光の領域では、比較的フラットに近い発光スペクトルであるのに対し、アーク光は、アークの温度や、蒸発した金属原子の種類によって様々な発光スペクトルとなる。つまり、アーク光は、原子特有の強い線スペクトルを含み、かつ、アークの温度で決まる連続スペクトルを有している。アークの温度が高い場合には、発光の中心波長は紫外域に達し、図４中の実線で示されるようなスペクトルとなる。
【００３８】
そこで、このようなスペクトルのうち、例えば５００ｎｍの波長（また例えば４９０ｎｍ〜５００ｎｍの波長域）λ１の成分と例えば６００ｎｍの波長（また例えば５９０ｎｍ〜６００ｎｍの波長域）λ２の成分との２種類の波長の光を取り出す場合を考えると、太陽光では、波長λ２の成分のエネルギーよりも波長λ１の成分のエネルギーが僅かに高くなっているのに対し、アーク光では、波長λ２の成分のエネルギーよりも波長λ１の成分のエネルギーが、２倍以上高くなっていることが分かる。なお、上記の波長λ１の成分は、例えば４５０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内に収まるものなどが例示され、一方、波長λ２成分は、例えば６００ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲内に収まるものなどが例示される。
【００３９】
ここで、光における波長λ１の成分と波長λ２の成分とを取り出して、各波長成分の強度Ｐλ１、Ｐλ２を取得し、さらに太陽光スペクトルの強度比ｋを適用すると、出力Ａは、下記の数式１で与えられる。
【００４０】
Ａ＝Ｐλ１−ｋ・Ｐλ２  …  数式１
【００４１】
上記の数式１を用いて計算された出力Ａは、太陽光やそれに近いスペクトルを持ったカメラのフラッシュの光では、出力がほぼ０になるのに対し、アーク光では出力が得られ、これにより、アーク光とカメラのフラッシュの光とを判別することが可能となる。
【００４２】
すなわち、上記した判別部３３の光強度取得部３３ａは、配電盤３１の内部における光についての異なる波長成分毎の強度（例えば光度などの光のへエネルギーの値）をそれぞれ取得する。さらに、判別部３３は、光強度取得部３３ａによってそれぞれ取得された強度の差が閾値を超えている場合、検出部３２によって検出された光をアーク光であると判別する。
【００４３】
より具体的には、光強度取得部３３ａは、第１及び第２の波長フィルタ３３ｂ、３３ｃ、増幅器３３ｄ、３３ｅ、可変減衰器（可変式アッテネータ）３３ｆ、差動増幅器３３ｇを有している。判別部３３は、このような光強度取得部３３ａに加え、制御部としても機能するコンパレータ３５、及び基準電圧源３３ｈをさらに備えている。
【００４４】
つまり、第１の波長フィルタ３３ｂは、光ファイバ２ａに受光された光のうち、上記した波長λ１の成分を透過させ、第２の波長フィルタ３３ｃは、上記した波長λ２の成分を透過させる。第１、第２の波長フィルタ３３ｂ、３３ｃを透過した各波長成分は、光検出器３２ａ、３２ｂによって電気信号に変換された後、増幅器３３ｄ、３３ｅでそれぞれ増幅される。
【００４５】
増幅器３３ｄの出力は、可変減衰器３３ｆを介して差動増幅器３３ｇの一方の入力端子に付与され、また、増幅器３３ｅの出力は、差動増幅器３３ｇの他方の入力端子に付与される。ここで、可変減衰器３３ｆの減衰率は、例えば太陽光のスペクトル（及び太陽光のスペクトルに近いスペクトルを持ったカメラのフラッシュ光のスペクトル）が、第１、第２の波長フィルタ３３ｂ、３３ｃを介して取得された場合に、差動増幅器３３ｇの一方及び他方の入力電圧がほぼ等しくなるように調整されている。
【００４６】
差動増幅器３３ｇは、一方及び他方の入力電圧の差分に対応する差分電圧を、コンパレータ３５の一方の入力端子に付与する。コンパレータ３５は、差動増幅器３３ｇからの入力電圧が、基準電圧源３３ｈからの入力電圧以下である場合には、遮断器４に「０」を出力する。また、コンパレータ３５は、差動増幅器３３ｇからの入力電圧が、基準電圧源３３ｈからの入力電圧を超えている場合（波長λ１の成分と波長λ２の成分との強度の差が閾値を超えている場合）には、遮断器４に「１」を出力する。
【００４７】
ここで、基準電圧源３３ｈには、アーク光のスペクトルが、第１、第２の波長フィルタ３３ｂ、３３ｃを介して取得されることを想定して、波長λ１、λ２の各成分の強度の差の閾値に対応する電圧値（基準電圧）が設定されている。また、遮断器４は、コンパレータ３５から「０」を入力した場合、遮断動作を開始せず、一方、コンパレータ３５から「１」を入力した場合（実質的にアーク光のスペクトルが取得された場合）、遮断動作を開始させる。
【００４８】
したがって、本実施形態の内部アーク保護装置３０によれば、太陽光やカメラのフラッシュ光などとアーク光との判別精度を高めることができるので、アークの誤った検出に伴う電流遮断の誤動作を、より確実に抑えることができる。
【００４９】
＜第４の実施の形態＞
次に、第４の実施の形態を図５、図６Ａ〜図６Ｃに基づき説明する。なお、図５において、図１に示した第１の実施形態中の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付与し重複する説明を省略する。図５に示すように、本実施形態の内部アーク保護装置４０は、第１の実施形態における内部アーク保護装置１０の判別部３及びアンド回路５に代えて、判別部４３及びアンド回路４５を備えている。
【００５０】
判別部４３は、内部アーク保護装置１０の着脱センサ（着脱判定部）３ａを含む判別部３の構成に加え、波形検知部４６をさらに備えている。波形検知部４６は、配電盤１を流れる電流の波形の乱れを検知する。この波形検知部４６を有する判別部４３は、波形の乱れの検知結果を、検出部２によって検出された光がアーク光であるか否かを判別するときの指標（判別基準）の一つとして適用する。
【００５１】
具体的には、図５に示すように、波形検知部４６は、導体４３ａ、ＣＴ（Current Transformer：変流器）４３ｂ、ＡＤＣ（Ａ／Ｄ変換器）４３ｃ、遅延回路４３ｄ、ＤＡＣ（Ｄ／Ａ変換器）４３ｅ、差動増幅器４３ｈ、基準電圧源４３ｐ及びコンパレータ４３ｋを備えている。ＣＴ４３ｂは、導体４３ａから配電盤１内に流れ込む電流を測定し、測定結果に対応した信号（電圧）を、差動増幅器４３ｈの一方の入力端子に付与すると共に、ＡＤＣ４３ｃに出力する。
【００５２】
ＡＤＣ４３ｃは、ＣＴ４３ｂの出力をデジタル信号に変換する。遅延回路４３ｄは、ＡＤＣ４３ｃからの入力信号を一周期分遅延させて、ＤＡＣ４３ｅに出力する。ＤＡＣ４３ｅは、一周期分遅延したデジタル信号をアナログ信号に変換して、差動増幅器４３ｈの他方の入力端子に付与する。
【００５３】
差動増幅器４３ｈは、一方の入力端子（ＣＴ４３ｂからの入力電圧）と一周期分遅延した他方の入力端子からの入力電圧との差分に対応する差分電圧を、コンパレータ４３ｋの一方の入力端子に付与する。コンパレータ４３ｋは、差動増幅器４３ｈからの入力電圧が、基準電圧源４３ｐからの入力電圧（商用電源の正弦波の波形の乱れを考慮した閾値の電圧）以下である場合には、アンド回路４５に「０」を出力する。コンパレータ４３ｋは、差動増幅器４３ｈからの入力電圧が、基準電圧源４３ｐからの入力電圧を超えている場合（アークが発生した可能性がある場合）には、アンド回路４５に「１」を出力する。
【００５４】
ここで、図６Ａは、図５の波形検知部４６におけるａ点４３ｆの電圧波形（電圧Ｖａの波形）を示しており、図６Ｂは、波形検知部４６におけるｂ点４３ｇの電圧波形（電圧Ｖｂの波形）を示している。さらに、図６Ｃは、図６Ａに示すａ点４３ｆの電圧波形と図６Ｂに示すｂ点４３ｇの電圧波形との差分の電圧波形（電圧Ｖｂ−Ｖａの波形）を示している。
【００５５】
詳述すると、本実施形態の判別部４３は、図５、図６Ａ〜図６Ｃに示すように、商用電源の周波数成分の変化（波形の乱れ）を検知することによって、アーク光が発生し得る電流変化があったか否かを判定し、内部アーク保護装置４０の誤動作を低減しようとするものである。この場合の検出対象は、商用電源の正弦波の変化であって、これに対して、単純な過電流の検出では、遮断器４を始動させるまでの動作時間が遅くなる。上記した判別部４３は、配電盤１内を例えば周波数５０Ｈｚの商用電源において、一周期（２０ｍｓｅｃ）前の定常時に流れる電流の周波数成分と、アークなどが発生した場合に異常に流れる電流の周波数成分と、を実質的に比較することによって、電流変化の検出速度を向上させている。
【００５６】
つまり、図６Ａに示すように、ＣＴ４３ｂから直接出力されたａ点４３ｆの電圧信号（Ｖａ）に対し、図６Ｂに示すように、遅延回路４３ｄを経由したｂ点４３ｇの電圧信号Ｖｂ）は、一周期遅れており、定常状態ではＶｂ−Ｖａは０が出力される。しかしながら、電流に変化が生じると、図６Ｃに示すように、差信号が現れ、これによって、電流の変化を高速に検出することができる。なお、商用電源の周波数成分を発生させるための構成は、遅延回路に限定されるものでなく、例えば商用周波数専用の正弦波発生器を適用してもよい。
【００５７】
一方、図５に示すように、アンド回路４５は、上記したコンパレータ４３ｋ、着脱センサ３ａ及びコンパレータ２ｄのうちの少なくとも一つから「０」を入力した場合、遮断器４に「０」を出力し、一方、コンパレータ４３ｋ、着脱センサ３ａ及びコンパレータ２ｄの全てから「１」を入力した場合、遮断器４に「１」を出力する。遮断器４は、アンド回路４５から「０」を入力した場合、遮断動作を開始せず、一方、アンド回路４５から「１」を入力した場合、遮断動作を開始させる。
【００５８】
したがって、本実施形態の内部アーク保護装置４０によれば、例えばカメラのフラッシュの光などとアーク光との判別精度をさらに向上させることができるので、アークの誤った検出に伴う誤動作の発生を、よりに確実に抑制することができる。なお、図５の例では、図１に示した第１の実施形態の構成に対して、さらに波形検知部４６を含む判別部４３を追加した内部アーク保護装置４０を例示したが、これに代えて、図２に示した第２の実施形態の構成に対して、さらに図５の判別部４３を追加した内部アーク保護装置を構成してもよいし、また、図３に示した第３の実施形態の構成に対して、さらに図５の判別部４３を追加した内部アーク保護装置を構成することも可能である。
【００５９】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６０】
１，２１，３１…配電盤（受配電盤）、１ａ…外装カバー、１ｂ…開口部、２，３２…検出部、２ａ，２３ａ…光ファイバ、２ｂ，２３ｂ，３２ａ，３２ｂ…光検出器、２ｃ…基準電圧源、２ｄ，２３ｄ，３５，４３ｋ……コンパレータ、３，２３，３３，４３…判別部、３ａ…着脱センサ、３ｃ，２３ｃ，３３ｈ…基準電圧源、４…遮断器、５，４５…アンド回路、６…アーク光、１０，２０，３０，４０…内部アーク保護装置、２１ａ…窓、２３ｅ…インバータ、３３ａ…光強度取得部、３３ｂ，３３ｃ…波長フィルタ、３３ｄ，３３ｅ…増幅器、３３ｇ…差動増幅器、４３ａ…導体、４３ｂ…ＣＴ、４３ｃ…ＡＤＣ、４３ｄ…遅延回路、４３ｅ…ＤＡＣ、４３ｈ…差動増幅器、４３ｐ…基準電圧源、４６…波形検知部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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