(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射状に施設された電力系統における電源供給元配線を給電状態で特定する電源供給元配線の特定方法において、
特定したい配線上の負荷点にて電源系統の接地側と大地との間に高周波信号をあらかじめ定めたパターンにより変調して重畳し、
前記電源供給元の各配線近傍で前記高周波信号の周波数に共振させることにより前記負荷点の高周波信号を観測し、
観測した高周波信号の変調パターンと前記あらかじめ定めたパターンとが一致した配線を電源供給元配線と特定する、
ことを特徴とする電源供給元配線の特定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電源供給元配線の特定方法に関し、特に放射状に施設された電力系統における負荷点がどの配線により給電されているかを特定する電源供給元配線の特定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工場などに施設された電力系統は、一般に屋内への引き込み線から分電盤に入り、ここで複数の遮断器により分電され、各遮断器からはそれぞれ独立した電源系統としてコンセントや照明機具などへ放射状に配線されている。ここで、たとえば工場内の設備変更などにより電源設備の工事をするとき、その工事をする場所へ給電している電源の供給元を特定し、その電源系統のみを遮断する必要がある。
【０００３】
工事する場所への電源供給元を特定する方法としては、設計図面を調査することにより特定する方法、特定したい範囲の配線をすべて停電にした後、一系統ずつ復電することにより特定する方法、または特定したい範囲の配線をすべて停電にして導通チェックにより特定する方法に依っている。
【０００４】
しかし、設計図面を調査する方法では、必ずしも設計図面と実際の配線とが合致しているとは限らない場合もあるので、すべて設計図面を基に電源供給元を特定することはできない。また、一系統ずつ復電する方法や導通チェックによる方法では、すべての負荷を停止した状態で調査しなければならないので、作業は工場の稼働していない時間帯に行わなければならないなどの制約があった。
【０００５】
そこで、設計図面が不完全であっても、また、電源を遮断することなく給電状態のままで、電源供給元を特定できることが望まれている。このような要望に対し、たとえば実公平６−２０１４４号公報には、給電状態のままで特定のコンセントへ電源を供給している配線を遮断器の側で特定することができる装置が開示されている。
【０００６】
また、本願出願人による特願平１１−７９８５８号明細書では、特定の負荷点へ電源を供給している配線を電源供給側で特定する方法を提案している。この方法によれば、配線上の負荷側の点で遮断器が動作しない程度の微地絡現象を発生させ、配線の電源供給側で微地絡現象により生じる現象を観測することで、負荷点への電源供給元となる配線を特定するようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、配線上の負荷側の点で微地絡現象を発生させ、配線の電源供給側で微地絡現象により生じる現象を観測することで、負荷点への電源供給元となる配線を特定する方法では、電源供給側で地絡電流を観測する装置を使用して観測を行うが、その地絡電流観測装置に使用する電流センサとして、一般的には、分割型零相変流器（ＺＣＴ）が採用されている。しかし、分割型ＺＣＴは線を複数まとめて挟む必要があるため、電源供給側の配線状態によっては物理的に取り付けが難しいという問題点があった。
【０００８】
本発明は配線への電源供給を遮断することなく負荷点へ電源を供給している配線を特定する別の電源供給元配線の特定方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、放射状に施設された電力系統における電源供給元配線を給電状態で特定する電源供給元配線の特定方法において、特定したい配線上の負荷点にて電源系統の接地側と大地との間に高周波信号をあらかじめ定めたパターンにより変調して重畳し、前記電源供給元の各配線近傍で前記高周波信号の周波数に共振させることにより前記負荷点の高周波信号を観測し、観測した高周波信号の変調パターンと前記あらかじめ定めたパターンとが一致した配線を電源供給元配線と特定する、ことを特徴とする電源供給元配線の特定方法が提供される。
【００１０】
このような電源供給元配線の特定方法によれば、電源供給元の中の一つの配線の接地側にのみ、人為的に重畳した高周波信号が流れ、電源供給元で観測した高周波信号の変調パターンがあらかじめ定めたパターンと一致した配線が電源供給元配線となる。これにより、電源供給元にて給電状態で電源供給元配線の特定が可能になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
まず、本発明の関連技術について説明する。図１は本発明の関連技術である電源供給元配線の特定方法の原理を示す説明図である。屋内への電源は、電柱または変電所のトランス１から引込線によって給電される。屋内には、分電盤２が設置されていて、この分電盤２から複数の電力系統が放射状に配線される。分電盤２には、各配線４ａ，４ｂ，４ｃごとに遮断器３が設置されており、配線４ａ，４ｂ，４ｃには、電源の負荷点となるいくつかのコンセント５が設置されている。図示の例では、配線４ｂにのみコンセント５を示してある。
【００１４】
ここで、電源供給元配線を特定する場合には、まず、電源供給元配線を特定したいコンセント、たとえば配線４ｂのコンセント５に特定パターン信号送出装置６を接続し、分電盤２の各遮断器３の下流側配線には特定パターン信号観測装置７を接続する。
【００１５】
特定パターン信号送出装置６は、特定パターンの信号を発生させ、分電盤２側では、特定パターン信号観測装置７が各配線上に現われる特定パターン信号を検出する。
【００１６】
特定パターン信号観測装置７は、特定パターン信号送出装置６で発生した信号のパターンに対応するパターンをあらかじめ設定してあり、配線４ｂで検出した特定パターン信号のパターンと一致しているかどうかを判断する。検出した信号のパターンとあらかじめ設定したパターンとが一致している場合には、その特定パターン信号を検出した配線４ｂを、コンセント５に電源を供給している電源供給元配線であると特定する。これにより、特定パターン信号送出装置６が接続されているコンセント５へ電源を供給しているのは、配線４ｂであると特定することができ、しかも、配線への電源供給を遮断することなく、分電盤２の側で電源供給元配線の確認が可能となる。
【００１７】
次に、関連技術の具体例について説明する。
図２は関連技術の第１の具体例を示す構成図である。図２において、図１に示した要素と同じ要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。図２の構成例では、電源供給元配線を特定したい配線（図示の例ではＦ２）の負荷点に模擬負荷変動装置１０を接続し、分電盤２の各遮断器３の下流側配線に負荷電流観測装置２０を接続し、負荷点に発生させた特定パターンの模擬負荷変動を分電盤２の側で観測し、その模擬負荷変動が特定パターンに一致するかどうかを判定することで、電源供給元の配線を特定するようにしている。
【００１８】
模擬負荷変動装置１０は、制御装置１１と、スイッチ１２と、負荷１３とから構成されている。スイッチ１２は負荷１３と直列に接続され、そのスイッチ１２の入切制御は制御装置１１によって行われる。制御装置１１は、スイッチ１２を特定パターンで入切制御し、これにより、配線Ｆ２に特定パターンの負荷電流変動を生じさせる。この負荷電流変動は負荷電流観測装置２０にて検出され、負荷電流観測装置２０は、その負荷電流変動があらかじめ設定された特定パターンと一致するかどうかを判断し、一致した場合には、その配線を、負荷点（コンセント５）に電源を供給している給電配線とする。
【００１９】
図３は負荷点および分電盤における波形を示す図である。図３において、（Ａ）は模擬負荷変動装置１０のスイッチ１２の状態を示し、（Ｂ）は負荷電流観測装置２０が観測した配線Ｆ１の負荷電流変化を示し、（Ｃ）は配線Ｆ２の負荷電流変化を示し、（Ｄ）は配線Ｆ３の負荷電流変化を示している。
【００２０】
模擬負荷変動装置１０の制御装置１１は、（Ａ）に示したように、スイッチ１２の入切制御を、電源の周波数よりも高速であって、ある特定パターンに基づいて行うようにしている。図示の例では、高速切換が４回、低速切換が３回発生するような特定パターンに基づいた入切制御の例を示している。このような模擬負荷変動が与えられた配線、ここでは配線Ｆ２の負荷電流は、（Ｃ）に示したように、他の負荷点による負荷電流に模擬負荷変動が重畳された波形となる。模擬負荷変動装置１０が接続されていない電源系統の配線、ここでは配線Ｆ１，Ｆ３における負荷電流は、（Ｂ）および（Ｄ）に示したように、他の配線Ｆ２における模擬負荷変動装置１０による影響はない。
【００２１】
このように、被疑配線Ｆ１〜Ｆ３の中の一つだけが、人為的に発生させた模擬負荷の増加に追従して負荷電流が増えるよう変動するので、これを負荷電流観測装置２０が検出し、ここでパターンが一致しているかどうかを判別することで、被疑配線群の中の一つの配線を配線元側で特定することができる。次に、検出した負荷電流から電源供給元の配線を特定する負荷電流観測装置２０の構成例について説明する。
【００２２】
図４は負荷電流観測装置の構成例を示すブロック図である。負荷電流観測装置２０は、分電盤における配線に取り付けられたセンサ部３０の出力を受けるバンドパスフィルタ２１と、デコーダ２２と、比較演算部２３と、特定パターン設定部２４と、表示部２５とを備えている。表示部２５は、パターン一致の判定結果を光で表示するランプ２５ａと、音で知らせるブザー２５ｂとを有している。
【００２３】
センサ部３０が配線Ｆ２の負荷電流を検出すると、その検出信号は、まず、負荷電流観測装置２０のバンドパスフィルタ２１にて電源周波数の成分が除かれ、特定パターンのパルス列に変換される。次に、そのパルス列はデコーダ２２にてビット列に変換される。ここでは、周波数の高いパルス列を「１」、周波数の低いパルス列を「０」にそれぞれ対応させている。これにより、デコーダ２２は、特定パターンを「１１１１０００」で表現したビット列を出力する。一方、特定パターン設定部２４には、特定パターンとしてビット列「１１１１０００」をあらかじめ設定してあるとする。比較演算部２３は、デコーダ２２からの出力と特定パターン設定部２４からの出力とを比較演算する。ここでは、特定パターンが一致しているので、表示部２５のランプ２５ａを点灯させるとともにブザー２５ｂを鳴動させる。これにより、模擬負荷変動装置１０を接続した負荷点へ電源を供給している配線であることを作業員に視覚および聴覚的に通知することができる。
【００２４】
次に、図５は関連技術の第２の具体例を示す構成図である。図５において、図２に示した要素と同じ要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。この図５の構成例では、電源供給元配線を特定したい配線Ｆ２の負荷点であるコンセント５に模擬負荷変動装置１０を接続し、分電盤２の遮断器３の下流側配線に共振観測装置５０を取り付け、負荷点に発生させた特定パターンの模擬負荷変動を分電盤２の側で観測し、その模擬負荷変動が特定パターンに一致するかどうかを判定することで、電源供給元の配線を特定するようにしている。
【００２５】
模擬負荷変動装置１０の制御装置１１が、特定パターンに基づいてスイッチ１２を入切制御することにより、配線Ｆ２に図３に示した負荷電流変動と同じような負荷電流変動が生じる。共振観測装置５０はこの負荷電流変動を検出し、その負荷電流変動があらかじめ設定された特定パターンと一致するかどうかを判断し、一致した場合には、その配線を、負荷点（コンセント５）に電源を供給している給電配線とする。
【００２６】
図６は共振観測装置の構成例を示すブロック図である。共振観測装置５０は、二つのバンドパスフィルタ５１，５２と、デコーダ５３と、比較演算部５４と、特定パターン設定部５５と、表示部５６とを備えている。バンドパスフィルタ５１，５２は、コイル６１とコンデンサ６２とからなる共振回路のセンサ部に接続される。ここで、模擬負荷変動装置１０の制御装置１１がスイッチ１２の入切制御する特定パターンにおいて、高速切換時の周波数がｆ０＋Δｆ、低速切換時の周波数がｆ０−Δｆであるとする。したがって、センサ部の共振回路の通過帯域はｆ０±Δｆを十分満たすよう設計され、バンドパスフィルタ５１はｆ０−Δｆの周波数信号を通過させ、バンドパスフィルタ５２はｆ０＋Δｆの周波数信号を通過させるように設計される。デコーダ５３は、バンドパスフィルタ５１，５２からの出力を基にして、ｆ０＋Δｆの周波数信号の検出には「１」を、ｆ０−Δｆの周波数信号の検出には「０」をそれぞれ対応付けしたビット列を出力する。なお、比較演算部５４、特定パターン設定部５５および表示部５６については、図４に示した比較演算部２３、特定パターン設定部２４および表示部２５とそれぞれ同じ機能を有している。
【００２７】
センサ部を分電盤２の配線に近接配置すると、そのセンサ部はｆ０±Δｆの信号を検出する。その検出信号は、共振観測装置５０のバンドパスフィルタ５１，５２に入力され、バンドパスフィルタ５１にてｆ０−Δｆが検出され、バンドパスフィルタ５２にてｆ０＋Δｆが検出される。図示の例では、最初にｆ０＋Δｆが４回検出され、続いてｆ０−Δｆが３回検出されている。これらの検出を受けて、デコーダ５３は、「１１１１０００」のビット列を出力する。比較演算部５４は、デコーダ５３からの出力と特定パターン設定部５５からの出力とを比較演算する。比較演算部５４は、比較の結果、一致があれば出力を出してその旨を表示部５６に出力して表示する。これにより、模擬負荷変動装置１０を接続した負荷点へ電源を供給している配線を分電盤２の側で確認することができる。
【００２８】
次に、本発明の実施の形態について具体的に説明する。図７は本発明の実施の形態を示す構成図である。図７において、図５に示した要素と同じ要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００２９】
本実施の形態では、電源供給元配線を特定したい配線Ｆ２の負荷点における電源系統の接地側と大地との間の配線に、特定パターンにより変調した高周波信号を重畳し、電源供給元の配線の近傍にて共振観測装置５０により接地側の配線に重畳された高周波信号を観測し、パターンが一致した配線を給電配線とするものである。
【００３０】
このため、特定したい負荷点におけるコンセント５には、信号注入装置７０が接続される。この信号注入装置７０は接地側判別部７１と、スイッチ７２と、パターン信号発生部７３とから構成される。接地側判別部７１は電源の接地側の配線を判別し、スイッチ７２をその固定端子が接地側となるように切換える。パターン信号発生部７３は、高周波信号ｆ１を特定パターンの変調信号によって変調した信号を発生し、これを配線の接地側と大地に接続した接地線７４との間に供給する。分電盤２に配線されるトランス１の２次側の一方は、大地に接続されているので、信号注入装置７０で発生された信号は、電源の接地側の配線、大地および接地線７４を介して流れるようになる。共振観測装置５０ａは分電盤２の近傍にてこの信号を検出することになる。
【００３１】
共振観測装置５０ａは、図６に示した共振観測装置５０の構成とほぼ同じであるが、センサ部の共振回路の中心周波数をｆ１にしてあることと、共振観測装置５０のセンサ入力部に特定パターンの変調信号を取り出す復調部が追加されていることだけが異なっている。
【００３２】
次に、分電盤２における各配線Ｆ１〜Ｆ３に流れる電流を検出するセンサ部について説明する。
図８は共振観測装置のセンサ部の構成例を示す図であって、（Ａ）はセンサ部の上面図、（Ｂ）はセンサ部の正面図、（Ｃ）はセンサ部の側面図を示している。センサ部３０は、筒状本体３１と、先端部が円弧状に凹設された配線当接部３２と、筒状本体３１の中において配線当接部３２に近接配置されたコイル３３とを備えている。なお、筒状本体３１に内蔵されたコイル３３は、その巻回中心軸線方向が配線当接部３２の溝方向と直交する向きに配置されている。
【００３３】
このセンサ部３０は、分電盤２の配線Ｆ１〜Ｆ３に対し押し当てるだけで電流を検出しようとするもので、コイルの中に配線を貫通させるように取り付ける必要がないため、配線が混み合っていて物理的に取り付けが困難な場所でも容易に電流の検出を可能にするものである。
【００３４】
図９はセンサ部の動作を説明する図である。配線に流れる電流を検出するときには、（Ａ）に示したように、センサ部３０の先端に形成された配線当接部３２の溝方向に沿って配線４１が配置される。配線４１に電流が流れると、その配線４１に対して円周方向に磁界４１ａが発生する。この磁界４１ａは配線４１の長さ方向と直交する方向に配置されたコイル３３を貫通し、これによって、コイル３３に電流が生起され、配線４１を流れる電流値として検出される。
【００３５】
また、（Ｂ）に示したように、配線当接部３２の円弧状の開口幅よりも径の小さい配線であれば、太さに依らず各種径の配線を流れる電流を検出することができる。たとえば細い配線４２の場合も太い配線４３の場合も、それらに電流が流れることによって発生する磁界４２ａ，４３ａは、いずれも同じようにコイル３３を貫通するので、配線サイズが異なっていても同様の効果を得ることができる。
【００３６】
以上、本発明をその好適な実施の形態について説明したが、本発明は、上述の図示の例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３７】
たとえば、上述の例では、電源供給の配線方式を単相二線式として示したが、単相三線式、三相三線式、三相四線式すべての配線方式に本発明を適用することができる。
【００３８】
また、電圧階級による制限はなく、低圧系統をはじめ、あらゆる電圧階級での適用が可能である。
さらに、模擬負荷変動装置による負荷の高速入切の方法および信号注入装置による高周波信号の重畳の方法に関して、他の伝送技術を組み合わせて適用することにより、観測装置にて高調波成分などの他のノイズと明確に切り分けることが可能になる。負荷点から送信するパターン信号に対して、たとえばＦＳＫ（周波数偏移変調方式）によるコード化、コードへのパリティ情報の付加、あるいはコードの反転伝送機能の付加などを行うことにより、耐ノイズ性が向上させることができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、電源供給元配線を特定したい負荷点にて、電源系統の接地側と大地側との間に特定パターンにより変調した高周波信号を送出し、電源供給元の配線に現われる高周波信号の変調パターンを検出し、その変調パターンがあらかじめ定められた特定のパターンと一致した場合に、その配線を電源供給元の配線と判断するように構成した。これにより、図面の精度とは無関係に、かつ通電状態のままで電源供給元の配線を特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の関連技術である電源供給元配線の特定方法の原理を示す説明図である。
【図２】  関連技術の第１の具体例を示す構成図である。
【図３】  負荷点および分電盤における波形を示す図である。
【図４】  負荷電流観測装置の構成例を示すブロック図である。
【図５】  関連技術の第２の具体例を示す構成図である。
【図６】  共振観測装置の構成例を示すブロック図である。
【図７】  本発明の実施の形態を示す構成図である。
【図８】  共振観測装置のセンサ部の構成例を示す図であって、（Ａ）はセンサ部の上面図、（Ｂ）はセンサ部の正面図、（Ｃ）はセンサ部の側面図を示している。
【図９】  センサ部の動作を説明する図である。
【符号の説明】
１  トランス
２  分電盤
３  遮断器
４ａ，４ｂ，４ｃ  配線
５  コンセント
６  特定パターン信号送出装置
７  特定パターン信号観測装置
１０  模擬負荷変動装置
１１  制御装置
１２  スイッチ
１３  負荷
２０  負荷電流観測装置
２１  バンドパスフィルタ
２２  デコーダ
２３  比較演算部
２４  特定パターン設定部
２５  表示部
２５ａ  ランプ
２５ｂ  ブザー
３０  センサ部
３１  筒状本体
３２  配線当接部
３３  コイル
５０  共振観測装置
５１，５２  バンドパスフィルタ
５３  デコーダ
５４  比較演算部
５５  特定パターン設定部
５６  表示部
７０  信号注入装置
７１  接地側判別部
７２  スイッチ
７３  パターン信号発生部
７４  接地線
【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６】
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【図７】
0004019569.tif 000008
【図８】
0004019569.tif 000009
【図９】
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