(57)【要約】【課題】  負荷機器が稼働中であっても、電路に発生するトラッキング短絡を周波数解析等の特別なデータ処理を行うことなく検出できる方法を提供する。【解決手段】  電路電流の１サイクル毎の実効値を６０サイクルの期間に亘り演算する第１実効値演算ステップ（Ｓ１，Ｓ２）と、６０個の実効値を求めたらその平均値Ａを演算する平均値演算ステップ（Ｓ３）と、この実効値の演算に続き６０サイクルの電流波形の個々の１サイクルの実効値（ａ１，ａ２，・・，ａ６０）を求める第２実効値演算ステップ（Ｓ４，Ｓ５）と、平均値Ａから第２実効値演算ステップで求めた個々の実効値を減算し、６０個の平均値差（ｓ１，ｓ２，・・，ｓ６０）を演算する平均差演算ステップ（Ｓ６）と、求めた６０個の平均値差を合算し、合算した値と予め設定した閾値を比較し（Ｓ７）、合算値が閾値より大きければトラッキング発生と判断する判断ステップ（Ｓ８）と、を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電路電流の１サイクル毎の実効値を数十サイクル（Ｎサイクル）の期間に亘り演算する第１実効値演算ステップと、
求めたＮサイクル間の実効値の平均値を演算する平均値演算ステップと、
第１実効値演算ステップ終了後に連続して１サイクル毎の実効値をＮサイクルの期間に亘り演算する第２実効値演算ステップと、
第１平均値演算ステップで求めた平均値から第２実効値演算ステップで求めた個々の実効値を減算してＮ個の減算値を求める平均差演算ステップと、
求めたＮ個の減算値を合算し、この合算値を予め設定した閾値と比較する比較ステップと、
比較した結果、閾値より大きければトラッキング発生と判断する判断ステップと、を有することを特徴とするトラッキング短絡検出方法。
【請求項２】
電路電流の１サイクル毎の実効値を数十サイクル（Ｌサイクル）の期間に亘り演算する実効値演算ステップと、
求めたＬサイクル間の実効値の平均値を演算する平均値演算ステップと、
この実効値演算ステップと平均値演算ステップをＭ回繰り返して行い、Ｌ×Ｍサイクルに亘り演算してＭ個の平均値を求める連続演算ステップと、
求めたＭ個の平均値（Ｘ１，Ｘ２・・・ＸＭ）に対して、直前に求めた平均値との差
Ｘ１−Ｘ２，Ｘ２−Ｘ３，、・・・，Ｘ（Ｍ−１）−ＸＭ
を演算する差分演算ステップと、
求めたＭ−１個の差分演算値の合算値と予め設定した閾値と比較する比較ステップと、
比較した結果、閾値より大きければトラッキング発生と判断する判断ステップと、を有することを特徴とするトラッキング短絡検出方法。
【請求項３】
電路電流の１サイクル毎の実効値を数十サイクル（Ｒサイクル）の期間に亘り演算する第１実効値演算ステップと、
第１実効値演算ステップ終了後に連続してＲサイクルに亘り１サイクル毎の電流実効値を演算する第２実効値演算ステップと、
第１実効値演算ステップで求めた実効値（ｒ１、ｒ２、・・、ｒＲ）のそれぞれに対して、第２実効値演算ステップで求めた実効値（ｓ１、ｓ２、・・、ｓＲ）を演算した順に次の減算を実施し、Ｒ個の減算値を演算する減算値演算ステップと、
ｒ１−ｓ１、ｒ２−ｓ２、・・、ｒＲ−ｓＲ
求めた減算値の合算値を予め設定した閾値と比較する比較ステップと、
比較した結果、閾値より大きければトラッキング発生と判断する判断ステップと、を有することを特徴とするトラッキング短絡検出方法。
【請求項４】
前記請求項１乃至３の何れかに記載のトラッキング短絡検出方法をコンピュータにより実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電路に発生するトラッキング短絡を検出する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電源プラグをコンセントに差し込んだままの状態で長期間放置すると、電源プラグの刃の間に塵が付着し、この塵に水分等が加わると刃の間に炭化導電路ができ微少な火花放電が発生する所謂トラッキング現象が起こる。この現象はプラグ間の短絡を引き起こし火災が発生する原因になることから、トラッキング短絡を早期に検出する方法が多く提案されている。
例えば特許文献１では、負荷の待機状態を検出して電流ピーク値を監視し、その変動からトラッキング短絡の発生を検出している。
【特許文献１】特開２００７−２４８１３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来の検出方法は、負荷機器の待機状態において電流ピーク値の変化量を監視することで、負荷機器の使用による電流変化や負荷機器からの突入電流等の変動要因を排除することができるため、周波数解析等の特別なデータ処理を行うことなくトラッキング短絡を検出することができた。
しかし、稼働時間が長い負荷機器が接続された電路においては、この検出方法は好ましい方法ではないため、負荷機器が稼働中であっても特別なデータ処理をすることなくトラッキング短絡を確実に検出する方法が望まれていた。
【０００４】
そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、負荷機器が稼働中であっても、電路に発生するトラッキング短絡を周波数解析等の特別なデータ処理を行うことなく検出できる方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決する為に、請求項１の発明に係るトラッキング短絡検出方法は、電路電流の１サイクル毎の実効値を数十サイクル（Ｎサイクル）の期間に亘り演算する第１実効値演算ステップと、求めたＮサイクル間の実効値の平均値を演算する平均値演算ステップと、第１実効値演算ステップ終了後に連続して１サイクル毎の実効値をＮサイクルの期間に亘り演算する第２実効値演算ステップと、第１平均値演算ステップで求めた平均値から第２実効値演算ステップで求めた個々の実効値を減算してＮ個の減算値を求める平均差演算ステップと、求めたＮ個の減算値を合算し、この合算値を予め設定した閾値と比較する比較ステップと、比較した結果、閾値より大きければトラッキング発生と判断する判断ステップと、を有することを特徴とする。
【０００６】
請求項２の発明に係るトラッキング短絡検出方法は、電路電流の１サイクル毎の実効値を数十サイクル（Ｌサイクル）の期間に亘り演算する実効値演算ステップと、求めたＬサイクル間の実効値の平均値を演算する平均値演算ステップと、この実効値演算ステップと平均値演算ステップをＭ回繰り返して行い、Ｌ×Ｍサイクルに亘り演算してＭ個の平均値を求める連続演算ステップと、求めたＭ個の平均値（Ｘ１，Ｘ２・・・ＸＭ）に対して、直前に求めた平均値との差
Ｘ１−Ｘ２，Ｘ２−Ｘ３，、・・・，Ｘ（Ｍ−１）−ＸＭ
を演算する差分演算ステップと、求めたＭ−１個の差分演算値の合算値と予め設定した閾値と比較する比較ステップと、比較した結果、閾値より大きければトラッキング発生と判断する判断ステップと、を有することを特徴とする。
【０００７】
請求項３の発明に係るトラッキング短絡検出方法は、電路電流の１サイクル毎の実効値を数十サイクル（Ｒサイクル）の期間に亘り演算する第１実効値演算ステップと、第１実効値演算ステップ終了後に連続してＲサイクルに亘り１サイクル毎の電流実効値を演算する第２実効値演算ステップと、第１実効値演算ステップで求めた実効値（ｒ１、ｒ２、・・、ｒＲ）のそれぞれに対して、第２実効値演算ステップで求めた実効値（ｓ１、ｓ２、・・、ｓＲ）を演算した順に次の減算を実施し、Ｒ個の減算値を演算する減算値演算ステップと、
ｒ１−ｓ１、ｒ２−ｓ２、・・、ｒＲ−ｓＲ
求めた減算値の合算値を予め設定した閾値と比較する比較ステップと、比較した結果、閾値より大きければトラッキング発生と判断する判断ステップと、を有することを特徴とする。
【０００８】
請求項４の発明は、前記請求項１乃至３の何れかに記載のトラッキング短絡検出方法をコンピュータにより実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、負荷機器が稼働状態にあっても、周波数解析等の特別なデータ処理を行うことなく負荷機器による変動要因を排除して、電路のトラッキング短絡を検出することができる。
【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。
〈第１実施形態〉
図１は本発明のトラッキング短絡検出方法の第１の実施形態を示すフローチャートであり、このフローに基づいて第１の実施形態を説明する。
まず、電路電流の連続するＮサイクル（ここでは６０サイクルに設定）の個々の１サイクル毎に実効値を演算（Ｓ１）し、６０個の電流実効値を求める（Ｓ２）。そして、この６０個のデータから平均値Ａを求める（Ｓ３）と共に、引き続き連続する６０サイクルの個々の１サイクル毎に実効値を演算し（Ｓ４）、６０個の実効値（ａ１，ａ２，・・・，ａ６０）を求める（Ｓ５）。こうして平均値Ａ及び６０個の実効値を求めたら、平均値Ａから各実効値を減算し、次式に示す減算値（Ｓ１，Ｓ２，・・，Ｓ６０）を演算（Ｓ６）する。
【００１１】
Ｓ１＝Ａ−ａ１，Ｓ２＝Ａ−ａ２，・・・，Ｓ６０＝Ａ−ａ６０
【００１２】
こうして６０個の減算値を演算したら、全て合算して予め設定した閾値（ここでは３０ｍＡに設定）と比較（Ｓ７）し、合計値が閾値より大きければトラッキング短絡発生と判断（Ｓ８）し、電路の遮断操作等を実施する。また、閾値を越えなければトラッキング短絡は発生していないと判断して各演算値をリセット（Ｓ９）し、演算を再スタートする。
【００１３】
図２はこの方法により求めた実験値を示すもので、５種類の負荷に対して減算値（Ｓ１，Ｓ２，・・・，Ｓ６０）の合算値を変動値として示している。図２において、Ｆ１はトラッキングが発生している場合の演算結果、Ｆ２はトラッキングが発生しない負荷電流のみ流れている場合の演算結果であり、この図から何れの負荷の場合も負荷電流を良好に排除でき、トラッキング短絡を検出可能であることがわかる。ここで、トラッキング短絡発生時の変動値が最も小さいものが白熱電灯点灯時の１９ｍＡであるため、上記３０ｍＡとした閾値を例えば１５ｍＡに設定すれば、この場合でもトラッキング短絡を確実に検出できることになる。
尚、図３は上記特許文献１のトラッキング短絡検出方法により変動値を求めた実験結果を示すもので、負荷が稼働状態にある場合は負荷電流成分を十分削除できずトラッキング短絡の判定が難しいことを示している。
【００１４】
このように実効値の差分を求めて正常時における実効値の変化量を基準に閾値を設定することで、負荷電流が流れていても周波数解析等の特別なデータ処理を行うことなくトラッキング電流を区別でき、トラッキング短絡を判別することが可能となる。特に、６０サイクル＋６０サイクルの約２秒間でトラッキングを判断するので、トラッキング短絡を短時間で且つ精度よく検出することができる。
【００１５】
尚、この第１実施形態では、電路電流の実効値平均を求める場合の実効値サンプル数Ｎを６０としているが、この数は変更できる。但し、ノイズや負荷電流の変動による誤動作を考慮したらデータ数は多い方が良いし、検知スピードを考えたら少ない方が好ましいため、２０〜２００（２０〜２００サイクル）程度が妥当である。また、３０ｍＡに設定された閾値に関しても任意であり、例えば１０ｍＡと設定しても良いし、１００ｍＡと設定しても良い。
また、実効値の演算、平均値の演算、更には加算、減算の実効はマイクロコンピュータやＤＳＰで容易に実施できる。
【００１６】
〈第２実施形態〉
図４は本発明のトラッキング短絡検出方法の第２の実施形態を示すフローチャートであり、以下このフローに基づいて第２の実施形態を説明する。
最初に、電路電流の連続するＬサイクル（ここでは６０サイクルに設定）の個々の１サイクル毎に実効値を演算（Ｓ１１）し、６０個の電流実効値を求める（Ｓ１２）。そして、この６０個のデータから平均値Ｘを求める（Ｓ１３）。次に、この平均値演算を更にＭ回（ここでは５回に設定）実施し、合計３６０サイクルの波形から６個の平均値Ｘ（Ｘ１，Ｘ２，・・，Ｘ６）を求め（Ｓ１４）、６個の電路電流平均値を求めたら、隣接する平均値の差ΔＸを次の演算式により求める（Ｓ１５）。
【００１７】
ΔＸ１＝Ｘ１−Ｘ２，ΔＸ２＝Ｘ２−Ｘ３，・・・，ΔＸ５＝Ｘ５−Ｘ６
【００１８】
こうして平均値の差ΔＸを求めたら、個々のΔＸを合算して予め設定された閾値（ここでは３０ｍＡに設定）と比較（Ｓ１６）し、合算値が閾値より大きければトラッキング発生と判断し（Ｓ１７）、電路の遮断操作等を実施する。また、閾値を越えなければトラッキング短絡は発生していないと判断して各演算値をリセット（Ｓ１８）して演算を再スタートする。
【００１９】
この演算結果は、トラッキングの発生がない通常時は、平均値の差ΔＸはほぼ一定に推移するが、トラッキングが発生した場合は、大きく変化する。そのため、正常時における実効値の変化量を基準に閾値を設定することで、負荷電流が流れていても周波数解析等の特別なデータ処理を行うことなくトラッキング電流を区別できトラッキング短絡を判別することが可能となる。
【００２０】
尚、この第２実施形態の各数値も、上記第１実施形態の場合と同様であり、実効値平均を求める場合のサンプル数Ｌを６０としているが任意であるし、閾値の設定も任意である。また、電路電流平均値は６個求めて平均値の差ΔＸを５個としているがこの数Ｍに関しても同様に任意である。そして、実効値の演算、平均値の演算、更には加算、減算の実効はマイクロコンピュータやＤＳＰで容易に実施できる。
【００２１】
〈第３実施形態〉
図５は本発明のトラッキング短絡検出方法の第３の実施形態を示すフローチャートであり、以下このフローに基づいて第３の実施形態を説明する。
最初に、電路電流の連続するＲサイクル（ここでは６０サイクルに設定）の個々の１サイクル毎に実効値ｂ（ｂ１，ｂ２，・・・，ｂ６０）を演算（Ｓ２１）し、６０個の電流実効値を求める（Ｓ２２）。引き続き同様に連続する６０サイクルの個々の１サイクル毎に実効値ｃ（ｃ１，ｃ２，・・，ｃ６０）を演算（Ｓ２３）し、６０個の電流実効値を求める（Ｓ２４）。こうして１２０個の実効値を求めたら、次の減算を実施する（Ｓ２５）。
【００２２】
ｂ１−ｃ１（＝ｄ１），ｂ２−ｃ２（＝ｄ２），・・・，ｂ６０−ｃ６０（＝ｄ６０）
【００２３】
そして、この減算値を次式に基づいて加算して加算値ｄＡを求め、予め設定された閾値（ここでは３０ｍＡに設定）と比較する（Ｓ２６）。
【００２４】
ｄＡ＝ｄ１＋ｄ２＋・・＋ｄ６０
【００２５】
この比較から、加算値ｄＡが３０ｍＡより大きければトラッキング発生と判断し（Ｓ２７）、電路の遮断操作等を実施する。また、閾値を越えなければトラッキング短絡は発生していないと判断して各演算値をリセット（Ｓ２８）して演算を再スタートする。
このように、実効値の差分を求めて判断することで、負荷電流が流れていても周波数解析等の特別なデータ処理を行うことなくトラッキング電流を区別できトラッキング短絡を判別することが可能となる。特に、６０サイクル＋６０サイクルの約２秒間でトラッキングを判断するので、トラッキング短絡を短時間で且つ精度よく検出することができる。
【００２６】
尚、この第３実施形態の各数値も、上記第１実施形態の場合と同様であり、実効値平均を求める場合のサンプル数Ｒを６０としているが任意であるし、閾値の設定も任意である。また、実効値の演算、加算、減算の実効はマイクロコンピュータやＤＳＰで容易に実施できる。そして、上記何れのトラッキング短絡検出方法も、同様にマイクロコンピュータやＤＳＰをプログラムすることで実行できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係るトラッキング短絡検出方法の第１実施形態を示すフローチャートである。
【図２】図１の方法による演算を実際の負荷機器毎に行った実験結果を示すグラフである。
【図３】図２に対比する従来のトラッキング短絡検出方法の実験結果を示すグラフである。
【図４】本発明に係るトラッキング短絡検出方法の第２実施形態を示すフローチャートである。
【図５】本発明に係るトラッキング短絡検出方法の第３実施形態を示すフローチャートである。
【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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