(57)【要約】【課題】負荷機器がインバータ回路を備えていても誤作動することが無く、トラッキングの発生を早い段階で検出可能なトラッキング検出装置を提供する。【解決手段】負荷機器に通電する電路１の電流を検出する変流器２と、検出した電流から負荷機器が待機状態或いは停止状態にあることを検出する待機・停止検出回路１１と、トラッキング放電の有無を判定するトラッキング判定回路１２とを有し、負荷機器が待機或いは停止状態にあるときにトラッキング判定回路１２は判定動作し、２００ｍＡ以上の電流値を有する放電電流が５秒間継続して発生したらトラッキング発生と判定する。【選択図】  図１
2007101321.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷機器に通電する電路の電流を検出する電流検出手段と、該電流検出手段で検出した電流から負荷機器が待機状態或いは停止状態にあることを検出する待機・停止検出回路と、トラッキング放電の有無を判定するトラッキング判定回路とを有し、
トラッキング判定回路は、負荷機器が待機或いは停止状態にあるときのみトラッキング放電有無の判定を実施することを特徴とするトラッキング検出装置。
【請求項２】
トラッキング判定回路は、所定の閾値以上の電流値を有する放電電流が所定時間継続して発生したらトラッキング発生と判定する請求項１記載のトラッキング検出装置。
【請求項３】
トラッキング判定回路のトラッキング判定基準を変更するための判定レベル設定回路を有し、検知したいトラッキング生成段階を選択可能とした請求項１又は２記載のトラッキング検出装置。
【請求項４】
判定レベル設定回路は、検出した放電電流の電流値から一定値を差し引いた電流データをトラッキング判定回路に入力する請求項３記載のトラッキング検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンセントやプラグに生ずるトラッキングを検出するトラッキング放電検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
壁面等に設置したコンセントにプラグを接続した状態が長い間続くと、プラグ両刃間に塵等が溜まり、それが結露等の作用を受けてトラッキング短絡が発生し、最悪の場合火災発生に至る問題がある。このようなことの無いように、コンセントやプラグに発生するトラッキング放電を検出する装置として、特許文献１に開示された技術がある。これは、プラグの先に接続されている負荷機器に電力を供給する電路電流の波形から高周波電流の電荷量、発生頻度、周波数別レベルを求めてトラッキング放電特有の現象を検出し、トラッキング短絡に至る前のトラッキング放電を検出して電路の遮断等を実施している。
【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】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１の技術の場合、トラッキング短絡に至る前の早期の検出を可能としているものの、負荷機器がインバータ回路を有している場合、トラッキング放電と類似する高周波の電路電流が流れるため、トラッキング発生と判断してしまい誤動作する問題があった。また、トラッキングを検知する回路が複雑であった。
そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、負荷機器がインバータ回路を備えていても誤作動すること無くトラッキング放電の発生を検出でき、更に比較的簡易な構成で実施可能なトラッキング検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決する為に、請求項１に記載の発明に係るトラッキング検出装置は、負荷機器に通電する電路の電流を検出する電流検出手段と、該電流検出手段で検出した電流から負荷機器が待機状態或いは停止状態にあることを検出する待機・停止検出回路と、トラッキング放電の有無を判定するトラッキング判定回路とを有し、トラッキング判定回路は、負荷機器が待機或いは停止状態にあるときのみトラッキング放電有無の判定を実施することを特徴とする。
この構成により、負荷電流が流れていない状態でトラッキング放電の発生を判定するので、インバータ回路の動作により発生する高周波電流が流れない状態で判断でき、誤動作することがなくなる。また、負荷電流をカットするためのフィルタ回路も必要なくなる。
【０００５】
請求項２の発明は、請求項１に記載の発明において、トラッキング判定回路は、所定の閾値以上の電流値を有する放電電流が所定時間継続して発生したらトラッキング発生と判定することを特徴とする。
この構成により、簡易な構成でトラッキング発生を初期の段階で検知できる。
【０００６】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の発明において、トラッキング判定回路のトラッキング判定基準を変更するための判定レベル設定回路を有し、検知したいトラッキング生成段階を選択可能としたことを特徴とする。
この構成により、判定レベルを設定できるので、結露し易い場所等の状況に応じて良好に検知動作させることが可能となる。
【０００７】
請求項４の発明は、請求項３に記載の発明において、判定レベル設定回路は、検出した放電電流の電流値から一定値を差し引いた電流データをトラッキング判定回路に入力することを特徴とする。
この構成により、簡易な回路構成でレベル設定ができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、負荷電流が流れていない状態でトラッキング放電の発生を判定するので、インバータ回路の動作により発生する高周波電流が流れない状態で判断でき、誤動作することがなくなる。また、負荷電流をカットするためのフィルタ回路も必要なくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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は本発明に係るトラッキング検出装置の回路ブロック図であり、１は負荷機器が接続された電路、２は電路１の電流を検出する電流検出手段としての変流器、３はトラッキング放電を検出するトラッキング検出部、４は電路１を電源から遮断する遮断手段であり、トラッキング放電を検出したら電路を遮断する回路を示している。
【００１０】
トラッキング検出部３は、Ａ／Ｄ変換回路（第１Ａ／Ｄ変換回路）１０、電路１に接続された負荷機器が待機状態であるか停止状態であるか検出する待機・停止検出回路１１、トラッキング放電発生を判定するトラッキング判定回路１２、Ａ／Ｄ変換回路（第２Ａ／Ｄ変換回路）１３、判断要素や演算値を格納するレジスタ回路１４、トラッキング発生と判定したら信号を出力する判定出力回路１５を備えている。尚、トラッキング検出部３はマイクロコンピュータで構成されている。
【００１１】
図２は変流器２により検出した電路電流波形を示している。（ａ）は負荷機器が動作状態にある時にトラッキング放電が発生している様子を示し、（ｂ）は負荷機器が待機状態にある時にトラッキング放電が発生している様子を示している。何れも電圧波形と合わせて表示し、この電流波形に示すように負荷機器が待機状態にある時（停止状態も含めて）は、トラッキング放電電流の波形は分かりやすく、フィルタを使用することなく容易に検出できる。この特徴を利用して、次のようにトラッキング放電は検出される。
【００１２】
負荷機器に流れる電路電流は、変流器２により検出されてトラッキング検出部３に送られる。トラッキング検出部３では、第１Ａ／Ｄ変換回路１０で電流波形がＡ／Ｄ変換された後、待機・停止検出回路１１に入力され、負荷機器の動作状態が判断される。検出した電流値データが所定の値以下、例えば１００Ｈｚ以下の電流値が５０ｍＡ以下であり、その状態が所定の時間、例えば５分継続したら、待機状態或いは停止状態にあると判断してトラッキング判定回路１２が判定動作を開始する。一方、トラッキング判定回路１２は、変流器２で検出した電流を第２Ａ／Ｄ変換回路１３でＡ／Ｄ変換した電流データを受けてトラッキング判定動作をする。
【００１３】
トラッキング判定回路１２は、電流データを受けて、電路電流が予め設定した閾値以上、例えば２００ｍＡ以上の電流が所定時間以上、例えば５秒継続したらトラッキング発生と判定する。こうして、トラッキング判定回路１２がトラッキング発生と判定したら、判定出力回路１５から遮断信号を出力し、遮断手段４を遮断動作させる。
【００１４】
一方、図３は負荷機器を停止させた状態での電路電流波形を示し、電路１が接続されたプラグ（図示せず）の両刃間に水を滴下させて結露させ、トラッキング放電を擬似発生させた場合の電路電流の波形を示している。水滴は１滴〜５滴まで５段階で滴下して結露状態を擬似発生させている。この結果からわかるように、何れも実効電流値が３００ｍＡ前後あり、待機電流に比べて大きな値となっている。そのため、このようなトラッキング放電であっても負荷機器が待機状態或いは停止状態にある時、閾値を例えば２００ｍＡに設定すれば検出することができる。
【００１５】
家電機器等の負荷機器は、通常使用していない時は待機状態にあり、数十ｍＡ程度の安定した電流が流れている。例えば炊飯器では４２ｍＡ、洗濯機では３１ｍＡ、シャワートイレでは３９ｍＡというデータを取得している。また、完全に停止させた場合はプラグをコンセントに差し込んだ状態でも電流は流れない。そのため、負荷機器がオフ状態（待機或いは停止状態）にあるときにトラッキング放電が発生すると、数百ミリアンペアの電流が発生するので検出し易い。
【００１６】
このように、負荷電流が流れていない状態でトラッキング放電の発生を判定するので、インバータ回路の動作により発生する高周波電流が流れない状態で判断でき、誤動作することがなくなる。また、負荷電流をカットするためのフィルタ回路も必要なくなる。
また、プラグ両刃間に結露等で水分が付着した段階で発生するトラッキング放電を検出することも可能であり、早期検出が可能となるし、電流値と継続時間で判断するので、ハイパスフィルタ回路や高速フーリエ変換回路等を設けることなく簡易な構成でトラッキング発生を検知できる。
【００１７】
尚、検出途中で負荷機器が動作を開始して電路電流が設定した閾値を越えたら判定動作は中止される。また、待機・停止検出回路１１の閾値及び継続時間は、上記値に限定するものではなく、接続負荷に応じて変更するのが望ましい。また、トラッキング放電発生時は、ピーク電流値が大きく変化するので、電流値（実効電流値）から判定するのでなく、ピーク値のばらつきの大きさから判定することもできる。
【００１８】
図４の回路ブロック図は、トラッキング検出装置の他の例を示し、上記図１の構成とは、トラッキング検出部１８に判定レベル設定回路１９を備えた点が異なっている。尚、図１と同一の構成要素には同一の符号を付与して説明を省略する。
トラッキング放電は炭化路（トラッキング）の形成段階により特性が異なり、図５はトラッキングの生成段階を４段階に分けた場合の各段階のモデル図を示している。この図に示すように、炭化路は徐々に拡大し、それに比例して放電回数が増加して放電電流値は大きくなる。具体的には、炭化路形成初期は３００ｍＡ程度であったものが、トラッキング短絡直前になると１０００ｍＡを越えるようになる。そこで、この電流の変化を検出すれば各段階を判断することが可能となる。
【００１９】
判定レベル設定回路１９では、Ａ／Ｄ変換された電路電流データから設定された一定の電流値を差し引いた電流データを生成してトラッキング判定回路１２に入力している。その結果、トラッキング判定回路１２では、閾値が上がった状態となり、図５に示す第２段階或いは第３段階を判定することが可能となる。
このように、判定レベルを変更できるので、結露し易い場所等の状況に応じて良好に検知動作させることが可能となる。また、簡易な構成でレベル設定ができる。
【００２０】
尚、この実施形態では、電流値のみでトラッキングの進行段階を設定しているが、トラッキングの進行に合わせて電流値と共に放電発生頻度も上昇するので、電流値を発生回数で加算した数値でレベル設定をすれば、更に確実にレベル設定をすることが可能である。
また、上記トラッキング検出装置は、家電機器のプラグ内に組み付ければトラッキング短絡を防止することができるし、逆にプラグを接続するコンセントに組み付けても同様の効果を奏する。更にブレーカ（回路遮断器）に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係るトラッキング検出装置の実施形態の一例を示す回路ブロック図である。
【図２】トラッキング電流波形を示し、（ａ）は負荷機器が稼働状態の電路電流波形、（ｂ）は負荷機器が停止状態の電路電流波形である。
【図３】プラグ両刃間に結露を擬似発生させた場合の放電電流波形を示し、水滴を１滴〜５滴の５段階滴下した場合を順に示している。
【図４】トラッキング検出装置の他の例を示す回路ブロック図である。
【図５】トラッキング現象の形成段階を示す表図である。
【符号の説明】
【００２２】
１・・電路、２・・変流器（電流検出手段）、３・・トラッキング検出部、１１・・待機・停止検出回路、１２・・トラッキング判定回路、１５・・判定出力回路、１８・・トラッキング検出部、１９・・判定レベル設定回路。
【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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