(57)【要約】【課題】簡単な構成でトラッキング破壊およびトラッキング劣化の発生を検出する。【解決手段】トラッキング現象検出装置を、電路に供給される所定周波数の交流電流を検出する電流検出手段と、電流検出手段で検出した交流電流から１サイクル毎のピーク値を抽出し、抽出したピーク値に基づきトラッキング破壊およびトラッキング劣化の発生に対応した所定の演算を行う演算手段と、を有して構成する。演算手段を、平均値算出手段の算出結果が予め設定した閾値以下であり、かつ第１減算手段の減算結果が対応する閾値以上である時、トラッキング破壊発生と判断するものである一方、計数手段の計数結果が予め設定した閾値以上となった場合、トラッキング劣化発生と判断するように構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電路に供給される所定周波数の交流電流を検出する電流検出手段と、電流検出手段で検出した交流電流に基づきトラッキング破壊およびトラッキング劣化の発生に対応した所定の演算を行う演算手段と、を有してなり、
演算手段は、
検出した交流電流から１サイクル毎のピーク値を抽出するピーク値抽出手段と、抽出した複数のピーク値を１グループとし、複数のグループ毎の平均値を算出する平均値算出手段と、複数の平均値から最大平均値と最小平均値とを選択する平均値選択手段と、選択された最大平均値と最小平均値とを減算する第１減算手段と、を有し、平均値算出手段の算出結果が予め設定した閾値以下であり、かつ第１減算手段の減算結果が対応する閾値以上である時、トラッキング破壊発生と判断して報知信号を出力する、ものである一方、
抽出した複数のピーク値から予め設定した閾値以上のものを選択するピーク値選択手段と、選択されたピーク値とその直前および直後に抽出した前後２つのピーク値とをそれぞれ減算する第２減算手段と、それぞれの減算結果共に予め設定した閾値以上となる回数を計数する計数手段と、を有し、計数結果が予め設定した閾値以上となった場合、トラッキング劣化発生と判断して報知信号を出力する、ものである、
ことを特徴とするトラッキング現象検出装置。
【請求項２】
電路に供給される所定周波数の交流電流を電流検出手段によって検出し、検出した交流電流に基づきトラッキング破壊およびトラッキング劣化の発生に対応した所定の演算を演算手段によって行うトラッキング現象検出方法であって、
演算手段は、
検出した交流電流から１サイクル毎のピーク値を抽出するピーク値抽出ステップを備え、
抽出した複数のピーク値を１グループとし、複数のグループ毎の平均値を算出する平均値算出ステップと、複数の平均値から最大平均値と最小平均値とを選択する平均値選択ステップと、選択された最大平均値と最小平均値とを減算する第１減算ステップと、を有し、平均値算出ステップの算出結果が予め設定した閾値以下であり、かつ第１減算ステップの減算結果が予め設定した閾値以上である時、トラッキング破壊発生と判断して報知信号を出力する一方、
抽出した複数のピーク値から予め設定した閾値以上のものを選択するピーク値選択ステップと、選択されたピーク値とその直前および直後に抽出した前後２つのピーク値とをそれぞれ減算する第２減算ステップと、それぞれの減算結果共に予め設定した閾値以上となる回数を計数する計数ステップと、を有し、計数結果が予め設定した閾値以上となった場合、トラッキング劣化発生と判断して報知信号を出力する、
ことを特徴とするトラッキング現象検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コードプラグ等の主に絶縁物表面に生ずるトラッキング現象検出装置およびトラッキング現象検出方法に関し、特にトラッキング破壊初期時およびトラッキング劣化時において検出した電流ピーク値に基づくものに関する。
【背景技術】
【０００２】
トラッキング現象は、トラッキング破壊とトラッキング劣化の２つの現象に分類できることが知られている。トラッキング破壊は、絶縁材料の表面が湿潤汚損した場合に、埃の汚れや水分等の付着物を通して表面に電流が流れ、これが繰り返されて付着物に沿うように炭化導電路が形成され、この炭化導電路を通して電流が流れる現象である。またトラッキング劣化は、導体に電流が流れることによって損失熱が過度に生じた場合に、熱劣化によって有機絶縁材料表面に形成された炭化導電路を通して電流が流れる現象である。
【０００３】
従来、このようなトラッキング現象の発生検出に関する技術として、特許文献１のものが案出されている。特許文献１の技術は、判断手段によって、電荷演算手段の演算結果、発生頻度監視手段による発生頻度数値、レベル演算手段による演算結果のうち少なくとも２つが閾値を超えたらトラッキング放電発生と判断して報知信号を出力するトラッキング放電検出装置に関するものである。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２７９２０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の技術は、トラッキング短絡の基となる初期の小さい放電電流、主にトラッキング破壊の初期時を検知可能としたものである。したがって、この初期時の小さい放電電流を万一見逃してしまった場合には、炭化導電路が成長し閾値以上の放電電流が流れても検知できず、トラッキング短絡を見逃してしまう可能性が残る点で問題があった。
【０００６】
そこで、本発明では上記課題を鑑み、トラッキング現象初期の小さい放電電流だけでなく、比較的大きな放電電流を簡単な構成で検出してトラッキング破壊の初期時およびトラッキング劣化の発生を検出できるトラッキング現象検出装置およびトラッキング現象検出方法の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、請求項１の発明に係るトラッキング現象検出装置は、電路に供給される所定周波数の交流電流を検出する電流検出手段と、検出した交流電流に基づきトラッキング破壊およびトラッキング劣化の発生に対応した所定の演算を行う演算手段と、を有してなり、演算手段が、検出した交流電流から１サイクル毎のピーク値を抽出するピーク値抽出手段と、抽出した複数のピーク値を１グループとし、複数のグループ毎の平均値を算出する平均値算出手段と、複数の平均値から最大平均値と最小平均値とを選択する平均値選択手段と、選択された最大平均値と最小平均値とを減算する第１減算手段と、を有し、平均値算出手段の算出結果が予め設定した閾値以下であり、かつ第１減算手段の減算結果が対応する閾値以上である時、トラッキング破壊発生と判断して報知信号を出力する、ものである一方、抽出した複数のピーク値から予め設定した閾値以上のものを選択するピーク値選択手段と、選択されたピーク値とその直前および直後に抽出した前後２つのピーク値とをそれぞれ減算する第２減算手段と、それぞれの減算結果共に予め設定した閾値以上となる回数を計数する計数手段と、を有し、計数結果が予め設定した閾値以上となった場合、トラッキング劣化発生と判断して報知信号を出力するものであるように構成される。
【０００８】
請求項２の発明に係るトラッキング現象検出方法は、電路に供給される所定周波数の交流電流を電流検出手段によって検出し、検出した交流電流に基づきトラッキング破壊およびトラッキング劣化の発生に対応した所定の演算を演算手段によって行うトラッキング現象検出方法であって、演算手段が、検出した交流電流から１サイクル毎のピーク値を抽出するピーク値抽出ステップを備え、抽出した複数のピーク値を１グループとし、複数のグループ毎の平均値を算出する平均値算出ステップと、複数の平均値から最大平均値と最小平均値とを選択する平均値選択ステップと、選択された最大平均値と最小平均値とを減算する第１減算ステップと、を有し、平均値算出ステップの算出結果が予め設定した閾値以下であり、かつ第１減算ステップの減算結果が予め設定した閾値以上である時、トラッキング破壊発生と判断して報知信号を出力する一方、抽出した複数のピーク値から予め設定した閾値以上のものを選択するピーク値選択ステップと、選択されたピーク値とその直前および直後に抽出した前後２つのピーク値とをそれぞれ減算する第２減算ステップと、それぞれの減算結果共に予め設定した閾値以上となる回数を計数する計数ステップと、を有し、計数結果が予め設定した閾値以上となった場合、トラッキング劣化発生と判断して報知信号を出力するように構成される。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１、２の発明によれば、トラッキング破壊およびトラッキング劣化の少なくとも一方の発生を検出できる。従って、例えば水分付着時に検出できない状況が生じたとしても炭化導電路の形成時に検出可能となるため、装置の信頼性を向上でき、火災防止の効果を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図１はトラッキング現象の発生を検出したら電路３を遮断する遮断装置１を示すブロック図である。図において、５は電路３に供給される交流電流を検出する電流検出手段としての変流器、７は電路３を遮断する遮断手段、９はトラッキング現象の発生を検出するトラッキング現象検出装置である。ここで、電路３には、接続された負荷機器に対して、電源から例えば電源周波数６０Ｈｚの商用電力が供給されるものとする。
【００１１】
トラッキング現象検出装置９は、変流器５で検出した電流を所定のサンプリング間隔ｔ１毎の電流値データにＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路１１と、Ａ／Ｄ変換回路１１で変換された電流値データから１サイクル毎のピーク値を抽出するとともに、抽出したピーク値を用いて所定の演算を行い、演算結果によってトラッキング現象発生の有無を判断する演算回路１３と、１サイクル毎に抽出されたピーク値を読み書き自在に格納するピーク値格納回路１５と、抽出ピーク値を用いた演算回路１３による演算結果に応じて遮断手段７を遮断動作させる判断信号を生成出力する判断信号生成回路１７と、を備えている。ここで、サンプリング間隔ｔ１は、電源周波数が６０Ｈｚの場合、２／６０（＝０．３３）ｓ以下とする。
【００１２】
なおトラッキング現象の一分類であるトラッキング破壊では、炭化導電路の形成前における現象初期において、付着した水分が乾燥するまでの間や埃等の汚れが取れるまでの複数サイクルの間、１サイクル毎のピーク値が±１５０ｍＡ〜±５Ａ程度の比較的小さな電流が流れることが知られている。また同トラッキング劣化では、炭化導電路によって絶縁抵抗が低下する性質上、１サイクル毎のピーク値が２０Ａ程度の比較的大きな電流が流れることが知られている。本トラッキング現象検出装置９は、これらトラッキング破壊および同劣化の少なくとも一方の発生を検出するように構成されている。
【００１３】
上記構成装置９によるトラッキング現象検出動作および電路３の遮断動作は以下のように実施される。まず、変流器５により検出された電路３に流れる電流は、トラッキング現象検出回路９のＡ／Ｄ変換回路１１に入力され所定形式のデジタルデータに変換される。演算回路１３は、変換された検出電流から、ピーク値抽出手段によって１サイクル毎にピーク値を抽出する（ピーク値抽出ステップ）。そして抽出ピーク値を、１サイクル毎にピーク値格納回路１５に格納する（ピーク値格納ステップ）。この時、抽出ピーク値には、１サイクル毎の抽出順に番号が割り付けられる。
【００１４】
図２のトラッキング破壊の検出動作（Ｓ１）について説明する。演算回路１３は、割り付けられた第１番から第１０番までの計１０サイクル分の抽出ピーク値を第１グループの抽出ピーク値としてピーク値格納回路１５から読み出す（Ｓ１−１）。次に第１グループの抽出ピーク値の平均値を算出する（平均値算出手段、同ステップ（Ｓ１−２））。同様に第２〜第６グループの抽出ピーク値の平均値を算出する（Ｓ１−３）。第１〜第６グループの平均値から最大平均値と最小平均値とを選択する（平均値選択手段、同ステップ（Ｓ１−４））。選択された最大平均値と最小平均値とを減算する（第１減算手段、同ステップ（Ｓ１−５））。そして演算回路１３は、第１〜第６グループの計６グループそれぞれの平均値が予め設定された閾値５００ｍＡ以下（Ｓ１−６）であり、かつ同６グループにおいて最大平均値と最小平均値との減算結果が予め設定された閾値３０ｍＡ以上（Ｓ１−７）である場合、トラッキング破壊、特に現象初期の水分付着状態におけるトラッキング現象が発生しているものと判断する（Ｓ１−８）。
【００１５】
図３のトラッキング劣化の検出動作（Ｓ２）について説明する。演算回路１３は、第１グループの抽出ピーク値から、予め設定された閾値２０Ａを超えるものを選択する（ピーク値選択手段、同ステップ（Ｓ２−１，２））。さらに選択されたピーク値とその直前番号の抽出ピーク値、および同選択されたピーク値とその直後番号の抽出ピーク値とを減算する（第２減算手段、同ステップ（Ｓ２−３））。それぞれ２つの減算結果が共に予め設定した閾値５Ａ以上となる回数を計数する（計数手段、同ステップ（Ｓ２−４））。同様に第２〜第６グループについても同一条件に適合する減算結果の回数を計数する。そして演算回路１３は、第１〜第６グループの計６グループにおいて、計数された減算結果の回数が予め設定された閾値５回以上となった場合（Ｓ２−５）、トラッキング劣化、特に熱劣化による炭化導電路の形成状態におけるトラッキング現象が発生しているものと判断する（Ｓ２−６）。
【００１６】
演算回路１３は、トラッキング破壊またはトラッキング劣化のいずれかが発生しているものと判断した場合、判断信号生成回路に信号を出力し、遮断手段９を遮断動作させる（Ｓ１−９，Ｓ２−７）。
【００１７】
また演算回路１３は、第１〜第６グループにおいてトラッキング現象がいずれも発生していないものと判断した場合、１グループ後へずらした第２〜第７グループの次の６グループにおいて判断する。以後、トラッキング現象が発生していると判断されるまで６グループ単位、計６０個の抽出ピーク値で抽出順に後へずらして検出動作を行う。
【００１８】
上記構成のトラッキング現象検出装置（同方法）によれば、トラッキング破壊およびトラッキング劣化の少なくとも一方の発生を検出できる。従って、例えば水分付着時に検出できない状況が生じたとしても炭化導電路の形成時に検出可能となるため、装置の信頼性を向上でき、火災防止の効果を高めることができる。
【００１９】
尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、下記のように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各部の形状並びに構成を適宜に変更して実施することも可能である。
（１）演算回路は、１０サイクル分に限らず、他の複数サイクル分の抽出ピーク値を１グループ単位としてピーク値格納回路から読み出し、所定の演算を行っても良い。
（２）演算回路は、６グループに限らず、他の複数グループ毎の平均値を算出して、トラッキング破壊および劣化の発生を判断しても良い。
（３）ピーク値抽出手段は、常に連続して抽出するに限らず、グループ内では連続して抽出し、グループ間では所定時間をおいても良い。
（４）トラッキング破壊の検出動作において、設定平均値は、５００ｍＡ以下に限らず、１５０ｍＡ〜５Ａの範囲内であれば、付着物の種類に応じて変更しても良い。また、最大平均値と最小平均値との減算結果についても、３０ｍＡ以上に限らず、他の設定値としても良い。
（５）判断信号生成回路は、判断と同時に遮断手段を遮断動作させることに限らず、警報灯や警報ブザー等の警報手段に接続して警報動作を行った後に遮断動作させるように構成しても良い。この場合、遮断手段によって電源供給を遮断する前に使用者が目視確認できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係るトラッキング現象検出装置の構成図である。
【図２】本発明に係るトラッキング現象検出方法のフロー図である。
【図３】本発明に係るトラッキング現象検出方法のフロー図である。
【符号の説明】
【００２１】
１・・遮断装置、３・・電路、５・・変流器（電流検出手段）、７・・遮断手段、９・・トラッキング現象検出装置、１１・・Ａ／Ｄ変換回路、１３・・演算回路、１５・・ピーク値格納回路、１７・・判断信号生成回路。
【図１】
2008249544.tif 000003
【図２】
2008249544.tif 000004
【図３】
2008249544.tif 000005