JP4199378B2 - Plug or outlet - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、短絡の検出方法、特にコード短絡・トラッキング現象による短絡の検出方法、及びその方法を利用して電路を遮断する回路遮断方法及び警報を出力する警報出力方法、及びその回路遮断方法または警報出力方法を用いたプラグまたはコンセントに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
短絡の検出方法、及びその方法を利用した回路遮断器は、図1に示すように、過電流が電路10を流れたときに、引外し回路7からの駆動信号により、駆動部である引外しコイル8を動作させ、接点9を開極させるものである。図1における短絡の検出方法、及びその方法を利用した回路遮断器は、電子回路を組み合わせて接点9を引外すには、電路10の電流を変流器1で電流を検出し、電流−電圧変換回路2で電圧値に変換したのち、マイコン11の内部のA/D変換回路4でデジタル値(絶対値)に変換し、そのデジタル値を積算回路5で所定の時間だけ積算して積算値が所定の基準値を越えたときに、遮断出力回路6より引外し回路7へ引外し信号を出力し,電路を遮断していた。
【0003】
【従来の技術課題】
しかし、前述した従来の技術では、以下に示すような不都合があった。
【0004】
図1に示す従来の回路遮断器は、積算回路5で所定の時間分の電流値を積算するため、特にトラッキング現象による短絡電流に代表されるような比較的低い値の事故電流を検出するには前記所定の基準値を小さく抑える必要があるが、家電機器の突入電流などのため、ある値以上に基準値を小さくすると誤遮断を起こし、低い事故電流を検出することは難しかった。
【0005】
また、図1に示す回路遮断器は、コード短絡・トラッキング現象による短絡を検出すると,当該回路遮断器の部分で遮断動作するため、当該回路遮断器の負荷側に複数のコンセントや、コンセント以外の回路、例えば照明回路などが並列して接続されていた場合、事故は特定のコンセント起こっているにも係わらず、そのコンセント以外の回路の電気供給も絶たれていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、係る事由に鑑みてなされたもので、家電機器の通電電流波形では動作せず、事故電流値の低いコード短絡やトラッキング現象による短絡電流は確実に検出する短絡の検出方法、及びその検出方法を用いた回路遮断方法や、警報出力方法、及びその方法をコンセント、またはプラグに組込むことによって、コード短絡やトラッキング現象による短絡の発生している個所である必要最小限の電路のみを遮断できるようなプラグやコンセントを提供することを課題としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
係る課題を解決するために、請求項1は、電路に流れる電流を検出する変流器と、変流器から出力された交流電流を交流電圧に変換する電流−電圧変換回路と、前記交流電圧を整流して脈流電圧に変換する整流回路と、前記脈流電圧を数m秒以下の所定の時間幅毎にデジタル電圧値に変換するA/D変換回路と、商用周波数の半波分の長さに相当する単位時間毎に前記演算回路から出力される前記判定値を、Tを10以上の数として、常に新しい過去T個分の前記判定値Uをレジスタ回路に記憶し、前記デジタル電圧値を処理し、処理結果に応じて演算回路の内部にある判定値Uを加算し、演算回路の内部の判定値Uを出力すると同時に演算回路の内部にある判定値Uをクリアする演算回路と、前記所定の単位時間毎にレジスタ回路の内部にある最も古い判定値Uを破棄すると同時に前記の演算回路から出力される最も新しい判定値Uを読み込み記憶することによって常に最新の複数個の判定値Uを記憶するレジスタ回路と、レジスタ回路に記憶されている過去T個分の各判定値Uの合計と閾値Bを比較する遮断出力回路を用いて、前記商用周波数の半波分の長さに相当する所定の単位時間毎に前記レジスタ回路に記憶されている過去T個分の各判定値Uの合計が閾値Bより大きくなった場合に、遮断出力回路は検出信号を出力する短絡検出方法において、前記短絡検出方法の遮断出力回路の検出信号をうけて引外しコイルに駆動信号を出力する引外し回路と、電路を遮断する接点9とからなり、該遮断出力回路の検出信号を引外し回路に出力して、前記検出信号を受けて引外し回路は引外しコイルに駆動信号を出力して接点9を開極して電路を遮断する回路遮断方法を組込んだプラグを提供している。
【0008】
また、請求項2は、電路に流れる電流を検出する変流器と、変流器から出力された交流電流を交流電圧に変換する電流−電圧変換回路と、前記交流電圧を整流して脈流電圧に変換する整流回路と、前記脈流電圧を数m秒以下の所定の時間幅毎にデジタル電圧値に変換するA/D変換回路と、商用周波数の半波分の長さに相当する単位時間毎に前記演算回路から出力される前記判定値を、Tを10以上の数として、常に新しい過去T個分の前記判定値Uをレジスタ回路に記憶し、前記デジタル電圧値を処理し、処理結果に応じて演算回路の内部にある判定値Uを加算し、演算回路の内部の判定値Uを出力すると同時に演算回路の内部にある判定値Uをクリアする演算回路と、前記所定の単位時間毎にレジスタ回路の内部にある最も古い判定値Uを破棄すると同時に前記の演算回路から出力される最も新しい判定値Uを読み込み記憶することによって常に最新の複数個の判定値Uを記憶するレジスタ回路と、レジスタ回路に記憶されている過去T個分の各判定値Uの合計と閾値Bを比較する遮断出力回路を用いて、前記商用周波数の半波分の長さに相当する所定の単位時間毎に前記レジスタ回路に記憶されている過去T個分の各判定値Uの合計が閾値Bより大きくなった場合に、遮断出力回路は検出信号を出力する短絡検出方法において、遮断出力回路の検出信号をうけて警報を出力する警報回路からなり、警報回路は遮断出力回路の検出信号をうけて外部に警報を出力する警報出力方法を組込んだプラグを提供している。
【0009】
また,請求項9は、電路に流れる電流を検出する変流器と、変流器から出力された交流電流を交流電圧に変換する電流−電圧変換回路と、前記交流電圧を整流して脈流電圧に変換する整流回路と、前記脈流電圧を数m秒以下の所定の時間幅毎にデジタル電圧値に変換するA/D変換回路と、商用周波数の半波分の長さに相当する単位時間毎に前記演算回路から出力される前記判定値を、Tを10以上の数として、常に新しい過去T個分の前記判定値Uをレジスタ回路に記憶し、前記デジタル電圧値を処理し、処理結果に応じて演算回路の内部にある判定値Uを加算し、演算回路の内部の判定値Uを出力すると同時に演算回路の内部にある判定値Uをクリアする演算回路と、前記所定の単位時間毎にレジスタ回路の内部にある最も古い判定値Uを破棄すると同時に前記の演算回路から出力される最も新しい判定値Uを読み込み記憶することによって常に最新の複数個の判定値Uを記憶するレジスタ回路と、レジスタ回路に記憶されている過去T個分の各判定値Uの合計と閾値Bを比較する遮断出力回路を用いて、前記商用周波数の半波分の長さに相当する所定の単位時間毎に前記レジスタ回路に記憶されている過去T個分の各判定値Uの合計が閾値Bより大きくなった場合に、遮断出力回路は検出信号を出力する短絡検出方法において、前記短絡検 出方法の遮断出力回路の検出信号をうけて引外しコイルに駆動信号を出力する引外し回路と、電路を遮断する接点9とからなり、該遮断出力回路の検出信号を引外し回路に出力して、前記検出信号を受けて引外し回路は引外しコイルに駆動信号を出力して接点9を開極して電路を遮断する回路遮断方法を組込んだコンセントを提供している。
【0010】
また、請求項10は、電路に流れる電流を検出する変流器と、変流器から出力された交流電流を交流電圧に変換する電流−電圧変換回路と、前記交流電圧を整流して脈流電圧に変換する整流回路と、前記脈流電圧を数m秒以下の所定の時間幅毎にデジタル電圧値に変換するA/D変換回路と、商用周波数の半波分の長さに相当する単位時間毎に前記演算回路から出力される前記判定値を、Tを10以上の数として、常に新しい過去T個分の前記判定値Uをレジスタ回路に記憶し、前記デジタル電圧値を処理し、処理結果に応じて演算回路の内部にある判定値Uを加算し、演算回路の内部の判定値Uを出力すると同時に演算回路の内部にある判定値Uをクリアする演算回路と、前記所定の単位時間毎にレジスタ回路の内部にある最も古い判定値Uを破棄すると同時に前記の演算回路から出力される最も新しい判定値Uを読み込み記憶することによって常に最新の複数個の判定値Uを記憶するレジスタ回路と、レジスタ回路に記憶されている過去T個分の各判定値Uの合計と閾値Bを比較する遮断出力回路を用いて、前記商用周波数の半波分の長さに相当する所定の単位時間毎に前記レジスタ回路に記憶されている過去T個分の各判定値Uの合計が閾値Bより大きくなった場合に、遮断出力回路は検出信号を出力する短絡検出方法において、遮断出力回路の検出信号をうけて警報を出力する警報回路からなり、警報回路は遮断出力回路の検出信号をうけて外部に警報を出力する警報出力方法を組込んだコンセントを提供している。
【0011】
また、請求項3は、請求項1または請求項2の演算回路に、また,請求項11は、請求項9または請求項10の演算回路に、商用周波数の半波分の長さに相当する所定の単位時間の間で、前記デジタル電圧値の大きさが閾値Aを超えるものがあった場合、演算回路の内部の判定値Uを加算するという方法を提供している。
【0012】
また、請求項4は、請求項1または請求項2の演算回路に、また,請求項12は、請求項9または請求項10の演算回路に、数m秒以下の時間幅毎にデジタル電圧値へ変換された連続する3個のデジタル電圧値のうち、2番目のデジタル電圧値が他の2つのデジタル電圧値よりも小さく、かつ2番目のデジタル電圧値の大きさが閾値Cよりも大きい場合、演算回路の内部の判定値Uを加算するという方法を提供している。
【0013】
また、請求項5は、請求項1または請求項2の演算回路に、また,請求項13は、請求項9または請求項10の演算回路に、商用周波数の半波分の長さに相当する所定の単位時間毎に、その単位時間内のデジタル電圧値の最大値をレジスタ回路に出力して、レジスタ回路は前記単位時間毎に演算回路の前記デジタル電圧値の最大値を読み込み記憶すると同時に、レジスタ回路に記憶されている最新の少なくとも過去5個のデジタル電圧値において、最大値と最小値の差が閾値Dよりも大きい場合、演算回路の内部の判定値Uを加算するという方法を提供している。
【0014】
また、請求項6は、請求項1または請求項2記載の判定手段において、また,請求項14は、請求項9または請求項10記載の判定手段において、商用周波数の半波分の長さに相当する所定の単位時間毎にレジスタ回路に記憶されている最新のデジタル電圧値と、レジスタ回路に記憶されている2番目から少なくとも5番目に新しいデジタル電圧値の中の最大値との差が閾値Eより大きくかつ閾値Fよりも小さい場合、演算回路の内部の判定値Uを加算するという方法を提供している。
【0015】
また、請求項7は、請求項1または請求項2の演算回路に、また,請求項15は、請求項9または請求項10の演算回路に、数m秒以下の時間幅毎にデジタル電圧値へ変換された連続する3個のデジタル電圧値のうち2番目のデジタル電圧値が他の2つのデジタル電圧値よりも小さく、かつ2番目のデジタル電圧値の大きさが閾値Cよりも大きいという第1の条件と、商用周波数の半波分の長さに相当する所定の単位時間毎に演算回路の前記デジタル電圧値の最大値をレジスタに読み込み記憶すると同時にレジスタ回路に記憶されている最新の少なくとも過去5個のデジタル電圧値において、最大値と最小値の差が閾値Dよりも大きいという第2の条件と、レジスタ回路に記憶されている最新の最大値のデジタル電圧値とレジスタ回路に記憶されている2番目から少なくとも5番目に新しいデジタル電圧値の最大値との差が閾値Eより大きくかつ閾値Fよりも小さいという第3の条件のうち、第1から第3の条件をすべて満足した場合、レジスタ回路に記憶されている過去の各判定値Uの合計が閾値Bより大きくなるような数値を、演算回路の内部の判定値Uに代入するという方法を提供している。
【0016】
また、請求項8は、前記演算回路における判定値Uの加算方法について、請求項3から請求項7に示す全部、もしくは請求項3から請求項7を選択的に合
わせ持たせる方法を提供している。
【0017】
また、請求項16は、前記演算回路における判定値Uの加算方法について、請求項11から請求項15に示す全部、もしくは請求項11から請求項15を選択的に合わせ持たせる方法を提供している。
【0018】
【作用】
請求項1及び請求項9に述べた方法により、A/D変換回路から出力されるデジタル電圧値を演算回路で適当に処理して判定値Uを出力し、複数の判定値Uの合計値を閾値Bと比較することで、家電機器の負荷電流とコード短絡やトラッキング現象による短絡時に流れる低い電流値による短絡電流を区別して検出することができ、コード短絡・トラッキングによる短絡が発生したと判断した場合、プラグの負荷機器接続側の必要最小限の電路に限定して遮断、もしくは、コンセントの負荷機器接続側の必要最小限の電路に限定して遮断することができる。
【0019】
請求項2及び請求項10に述べた方法により、A/D変換回路から出力されるデジタル電圧値を演算回路で適当に処理して判定値Uを出力し、複数の判定値Uの合計値を閾値Bと比較することで、家電機器の負荷電流とコード短絡やトラッキング現象による短絡時に流れる低い電流値による短絡電流を区別して検出することができ、コード短絡・トラッキングによる短絡が発生したと判断した場合、プラグの負荷機器接続側の必要最小限の電路に限定して警報を出力、もしくは、コンセントの負荷機器接続側の必要最小限の電路に限定して警報を出力することができる。
【0020】
請求項3及び請求項11に述べた方法により、類似した電流波形をもつ家電機器の電源入力時の突入電流波形から定常電流波形に移行する場合とコード短絡による短絡電流波形を比較した場合、コード短絡による短絡電流波形の方が家電機器の定常電流波形より高い電流が継続的に発生するという特徴からコード短絡を判別することができる。
【0021】
請求項4及び請求項12に述べた方法により、トラッキング現象による短絡電流波形と家電機器の負荷電流波形にノイズが重畳した電流波形が類似していても、連続する3つのデジタル電圧値のうちの2番目の大きさに着目することによって、家電機器の負荷電流波形とトラッキング現象による短絡波形を区別することが可能となる。
【0022】
請求項5及び請求項13に述べた方法により、家電機器の負荷電流の変動幅に比べてトラッキング現象による短絡電流の変動幅の方が大きいことを利用して、家電機器の負荷電流波形とトラッキング現象による短絡波形を区別することが可能となる。
【0023】
請求項6及び請求項14に述べた方法により、家電機器停止時の負荷電流の変動幅に比べてトラッキング現象による短絡電流の変動幅の方が小さいことを利用して、家電機器の停止時の負荷電流とトラッキング現象による短絡電流を区別することができる。
【0024】
請求項7及び請求項15に述べた方法により、トラッキング現象による短絡電流特有の波形を複数検出した場合、演算回路の判定値Uに、レジスタ回路に記憶されている過去の各判定値Uの合計が閾値Bより大きくなるような数値を代入することによって短時間でトラッキング現象による短絡が発生したと判断することができる。
【0025】
請求項8及び請求項16に述べた方法により、コード短絡・トラッキングによる短絡をより確実に検出することができる。
【0026】
【発明実施の形態】
以下に本件発明について図面を用いて詳細に説明する。
【0027】
図2に本件発明請求項1及び請求項2,請求項9及び請求項10における短絡検出方法の説明図を示す。図2において、変流器1、電流−電圧変換回路2、整流回路3、A/D変換回路4、演算回路12、遮断出力回路6、レジスタ回路13からなる短絡検出方法に対し、引き外し回路7と引き外しコイル8と接点9を組み合わせたものである。
【0028】
電路10は単相2線式の場合を示しているが、単相2線式に特に限定するものではない。また、引き外しコイル8と接点9より成る接点開閉装置には、遮断器あるいは継電器などをもちいる。
【0029】
変流器1は、電路10に流れる電流を検出して交流電流を出力するものである。変流器1は、たとえば、図4に示すような電流波形を検出する。
【0030】
電流−電圧変換回路2は、変流器1より出力された交流電流を交流電圧に変換するものであり、具体的には、抵抗を介して電圧値に変換する。
【0031】
整流回路3では、電流−電圧変換回路2の出力電圧を、ダイオードなどを用いて図5に示すような波形に整流することで、監視電圧範囲を整流しない場合の半分にでき、A/D変換回路4の入力電圧のデジタル化した後のデジタル電圧値の分解能を高めることができる。
【0032】
次にマイコン11の内部を説明する。マイコン11は、A/D変換回路4と演算回路12とレジスタ回路13と遮断出力回路6を有する。
【0033】
A/D変換回路4は、整流回路3の出力電圧を数m秒以下の所定の時間幅で分割して、デジタル電圧値に変換するものである。たとえば、出力電圧をサンプリング時間である1m秒ごとにデジタル化する。
【0034】
A/D変換回路4の最大入力電圧を5Vとし、デジタル変換の分解能を8ビットとすると、A/D変換回路4の出力は、0Vのときが0、2.5Vのときが127、5Vのときが255となる。ここで、A/D変換時の1ビットの電流値が1Aに対応するように電流−電圧変換回路を調整すると、A/D変換回路8の性能として、0A〜+255Aまでの電流波形の計測が可能となる。また、このA/D変換回路4を内蔵したマイコン11を用いてもよい。
【0035】
演算回路12では、商用周波数の半波分の長さに相当する単位時間あたりに発生するデジタル電圧値を処理し、処理結果に応じて、演算回路12の内部にある判定値Uを加算する。
【0036】
レジスタ回路13は、前記の単位時間毎に最も古い判定値Uを破棄すると同時に、前記の演算回路12から出力される最も新しい判定値Uを読み込み記憶して、できればTを10以上の数として、常に新しい過去T個分の判定値Uを記憶しておく。
【0037】
また、判定精度を高めるために記憶する過去の判定値Uの数Tはできれば10以上必要だが、マイコン内部のメモリー容量に合わせて、できる限り多くの判定値Uを記憶できるようにするとよい。
【0038】
遮断出力回路6は、前記の単位時間毎に前記レジスタに記憶されている各判定値Uを読み出して合計を求めて、その合計が閾値Bより大きくなると短絡が発生したと判断し、検出信号を出力する。
【0039】
以上の短絡検出方法では、従来の図1による積算型の判定をするものに比べ、A/D変換回路から出力されるデジタル電圧値を演算回路12より処理し、判定値Uに変換し、レジスタ回路13で記憶されている判定値Uを遮断回路6で合計して閾値Bと比較するので、演算回路で電流の波形の特徴を捉えて判定値Uに重み付けをすることができる。それにより、家電機器の負荷電流と事故電流を区別できるようになる。なお、整流回路3については、省略することも可能である。その場合、A/D変換回路の出力であるデジタル電圧値は、正負の両方が出力されるので、その後絶対値化すればよい。
【0040】
次に、本件発明の請求項3及び請求項11の実施例を示す。図2のブロック図、図6に示すようなコード短絡時の波形に基づいて説明する。この請求項3及び請求項11は、演算回路12の実施態様であり、演算回路12では、商用周波数の半波分の長さに相当する単位時間あたりに発生するデジタル電圧値の大きさと閾値Aを比較して、前記デジタル電圧値の方が閾値Aより大きいものがあった場合、演算回路12の内部にある判定値Uを加算する。加算方法は、前記単位時間あたりに発生するデジタル電圧値の大きさと閾値Aを比較して、前記デジタル電圧値の方が閾値Aより大きいものの発生回数を判定値Uに加えてもよく、また所定の単位時間あたりに発生するデジタル電圧値の大きさと閾値Aを比較して、前記デジタル電圧値の方が閾値Aより大きいものが発生していれば、判定値Uに1を加算する方法でもよい。図6は後者による加算方法の例である。
【0041】
電流の閾値A,レジスタ回路の過去の判定値Uの合計に対する閾値Bの設定値については、コード短絡で動作し、かつ家電機器の突入電流等によって誤動作しない程度の電流の大きさに相当する数値を設定する。例えば電流の閾値Aは100A前後の電流値、閾値BについてはTを越えない範囲で任意に設定できる。
【0042】
以上の処理を具体例で説明すると、例えば図6に示すようなコード短絡波形の場合、T個分の半波波形のうち閾値Aの電流値をこえる半波の波形の発生している部分の判定値Uに1加算されているとすると、レジスタ回路に記憶されている過去のT個分の各判定値Uの合計は閾値Bと等しくなるので遮断出力回路はコード短絡が発生したと判断する。それにより、家電機器の突入電流等による大電流から序々に定常電流に小さくなっていく波形と、コード短絡のように突入電流までは大きくない短絡電流が継続的に流れた場合を判別できる。
【0043】
次に、本件発明の請求項4及び請求項12の実施例を示す。図2のブロック図、図7の家電機器の負荷電流波形、図8のトラッキング現象による短絡電流波形に基づいて説明する。この請求項4及び請求項12は、演算回路12の実施態様であり、演算回路12は所定の時間幅毎にデジタル電圧値を1つずつ更新して、常に新しい連続する3つのデジタル電圧値を記憶しておく。
【0044】
前記連続する3個のデジタル電圧値のうち2番目のデジタル電圧値が他の2つのデジタル電圧値よりも小さい波形は、トラッキング現象による短絡電流波形に頻繁に表れ、他の波形と特徴的に区分できるが、唯一インバータを有する家電機器による電流波形にノイズが重畳した場合は区別がつきにくい。
【0045】
しかし、前記2番目のデジタル電圧値の大きさが閾値Cよりも大きいかどうかという判断条件を加えることによって、図8に示すトラッキング現象による短絡電流波形と図7に示すようなインバータを有する家電機器によって電流波形にノイズが重畳した場合を区別できる。
【0046】
前記2番目の演算回路にはデジタル電圧値の大きさが閾値Cよりも大きい場合は図8に示すようなトラッキング現象による短絡特有の波形を検出したと判断して、演算回路12の判定値Uを加算する。さらに、遮断出力回路6で、随時、前記レジスタに記憶されている各判定値Uを読み出して和を求めて、その合計が閾値Bより大きくなるとトラッキング現象による短絡が発生したと判断する。
【0047】
図7、図8に示す閾値Cの設定値については、図8に示すトラッキング現象による短絡電流で動作し、かつ図7に示すインバータを有する家電機器等によって誤動作しない程度の電流の大きさに相当する数値を設定する。例えば、閾値Cの設定値は20Aといった数値を設定する。インバータを有する家電機器の負荷容量には、上限があり、したがって、閾値Cにも上限を設定することができる。閾値Cを適当に選ぶことにより通常のトラッキング現象による短絡電流波形とインバータを有する家電機器の電流波形を区分することができる。
【0048】
次に、本件発明の請求項5及び請求項13の実施例を示す。図3のブロック図、図9の家電機器の負荷電流、図10のトラッキング現象による短絡電流に基づいて説明する。この請求項5及び請求項13は、演算回路12の実施態様であり、前記単位時間ごとに単位時間内のデジタル電圧値の最大値を前記レジスタ回路13に出力させ、レジスタ回路13は所定の単位時間毎に演算回路の最も新しいデジタル電圧値の最大値を読み込み記憶すると同時に最も古いデジタル電圧値の最大値を破棄して常に最新の少なくとも過去S個分のデジタル電圧値の最大値を記憶させる。
【0049】
演算回路12は、前記レジスタ回路13に記憶されている1番目から少なくとも5番目に新しいデジタル電圧値のうちの最大値と最小値の差が閾値Dよりも大きい場合は、演算回路12の判定値Uを加算する。さらに、遮断出力回路6で、随時、前記レジスタに記憶されている各判定値Uを読み出して和を求めて、その合計が閾値Bより大きくなるとトラッキングによる短絡が発生したと判断する。
【0050】
なお閾値Dについては、図9に示すような家電機器の負荷電流の最大値の変動幅に比べて図10に示すようなトラッキング現象による短絡電流の変動中の方が大きいので、図10に示すようなトラッキング現象による短絡電流で動作し、かつ図9に示すような家電機器等の電流によって誤動作しない程度の電流の大きさに相当する数値を設定する。例えば、閾値Dは家電機器の通常使用時の負荷電流の変化量よりも大きい10A程度の電流値を設定する。また、過去S個分の判定値は十数個以上記憶しておく必要があり、マイコン内部のメモリー容量に合わせて記憶できる数を増加させるとよい。
【0051】
次に、本件発明の請求項6及び請求項14の実施例を示す。図2のブロック図、図11の家電機器の負荷電流波形、図12に示すトラッキングによる電流波形に基づいて説明する。この請求項6及び請求項14は、演算回路12の実施態様であり、レジスタ回路13に記憶されている最新のデジタル電圧値とレジスタ回路に記憶されている2番目から少なくとも5番目に新しいデジタル電圧値の中の最大値との差が閾値Eより大きくかつ閾値Fよりも小さいような場合は、図12に示すようなトラッキング現象による短絡電流が発生したと判断して、演算回路12の判定値Uを加算する。さらに、遮断出力回路6で、随時、前記レジスタに記憶されている各判定値Uを読み出して和を求めて、その合計が閾値Bより大きくなるとトラッキングによる短絡が発生したと判断する。
【0052】
閾値Eについては、図9と図10により説明した理由により設定することが可能であり、閾値Fの設定値については、図11に示すような家電機器停止時の負荷電流の大きな変化量に比べて図12に示すようなトラッキング現象による短絡電流の変化量の方が小さいことから、図12に示すようなトラッキング現象による短絡電流で動作し、かつ図11に示すような家電機器の電源入切等の操作によって誤動作しない程度の電流の大きさに相当するデジタル電圧値を設定することが可能である。
【0053】
次に、本件発明の請求項7及び請求項15の実施例を示す。図2に基づいて説明する。この請求項7及び請求項15は、演算回路12の実施態様であり、請求項4及び請求項12で説明した連続する3個のデジタル電圧値のうち2番目のデジタル電圧値が他の2つのデジタル電圧値よりも小さく、かつ2番目のデジタル電圧値の大きさが閾値Cよりも大きいという第1の条件と、請求項5及び請求項13で説明したレジスタ回路に記憶されている1番目から少なくとも5番目に新しいデジタル電圧値の最大値の中の差が閾値Dよりも大きいという第2の条件と、請求項6及び請求項14で説明したレジスタ回路に記憶されている最新のデジタル電圧値とレジスタ回路に記憶されている2番目から少なくとも5番目に新しいデジタル電圧値の中の最大値との差が閾値Eより大きくかつ閾値Fよりも小さいという第3の条件の全てが満足されたときは、トラッキング現象による短絡時に発生する特有の現象を複数個検出したことになり、トラッキング現象による短絡が発生した可能性が非常に高いので遮断回路6によるレジスタ回路に記憶されている過去の各判定値Uの合計値が閾値Bより大きくなるような数値を演算回路Uに代入する機能を演算回路12に加えたものである。そのようにすれば遮断出力回路6は、随時、前記レジスタに記憶されている各判定値Uを読み出して和を求めた際、その合計は閾値Bより大きくなり即座にトラッキングによる短絡が発生したと判断することができる。
【0054】
次に、本件発明の請求項8の実施例を示す。請求項8は演算回路12の判定値Uの演算について、請求項3から請求項7による方法を全て行うようにするか、あるいは選択的に組み合わせて行うようにしたもので、それにより、より確実にコード短絡とトラッキング現象による短絡を検出することができる。
【0055】
次に、本件発明の請求項16の実施例を示す。請求項16は演算回路12の判定値Uの演算について、請求項11から請求項15による方法を全て行うようにするか、あるいは選択的に組み合わせて行うようにしたもので、それにより、より確実にコード短絡とトラッキング現象による短絡を検出することができる。
【0056】
次に、本件発明の請求項1及び請求項9における回路遮断方法について図3に基づいて説明する。図3はコード短絡・トラッキング現象による短絡発生時の遮断方法を実現するための手段の構成を示すブロック図であり、変流器1、電流−電圧変換回路2、整流回路3、A/D変換回路4、演算回路12、レジスタ回路13、遮断出力回路6は図2と同様であり、引き外し回路7、引き外しコイル8、接点9を追加したものである。この例では、前記遮断出力回路からの検出信号を引外し回路に出力して、前記検出信号を受けて引外し回路7は引外しコイル8に駆動信号を出力することで電路を遮断することができる。
【0057】
次に、本件発明の請求項2及び請求項10における警報出力方法について図3に基づいて説明する。図3はコード短絡・トラッキング現象による短絡発生時の警報の出力方法を実現するための手段の構成を示すブロック図であり、変流器1、電流−電圧変換回路2、整流回路3、A/D変換回路4、遮断出力回路6、演算回路12、レジスタ回路13は図2と同様であり、警報回路17が遮断出力回路6に接続されている。この実施例は、コード短絡・トラッキング現象による短絡の検出時に警報を出力する方法を実現するための手段の構成を示すブロック図であり、警報出力回路17を追加することで、コード短絡とトラッキング現象による短絡発生時に警報を出力することができる。
【0058】
なお、警報出力回路17の警報手段に、警報ランプの表示や音声出力、または外部接点出力を設けてもよい。
【0059】
次に、本件発明の請求項1、請求項2,請求項9,請求項10の実施例を示す。図13、図14に基づいて説明する。この実施例は、前述した回路遮断方法または警報出力方法に対しプラグ19またはコンセント16に接続したもので、いずれかを選択的に筐体内に組込むことで、コード短絡やトラッキング現象による短絡で回路を遮断する、あるいは警報を出力することができるプラグ、またはコンセントを提供し、事故が発生している電路のみを他の電路から区分して遮断あるいは警報を発生することができる。
【0060】
【発明の効果】
以上のように請求項1の発明によれば、A/D変換回路から出力されるデジタル電圧値を演算回路で適当に処理して判定値Uを出力し、複数の判定値Uの合計値を閾値Bと比較することで、家電機器の負荷電流とコード短絡やトラッキング現象による短絡時に流れる低い電流値による短絡電流を区別して検出することができ、コード短絡・トラッキングによる短絡が発生したと判断した場合、プラグもしくはコンセントの負荷機器接続側の必要最小限の電路に限定して遮断することができるようになり、コード短絡・トラッキング現象による短絡などによる電気火災を未然に防止することができると同時に、照明などその他の必要な電源を確保できるプラグを提供することができる。
【0061】
また、請求項2の発明によれば、以上のように請求項1の発明によれば、A/D変換回路から出力されるデジタル電圧値を演算回路で適当に処理して判定値Uを出力し、複数の判定値Uの合計値を閾値Bと比較することで、家電機器の負荷電流とコード短絡やトラッキング現象による短絡時に流れる低い電流値による短絡電流を区別して検出することができ、コード短絡・トラッキングによる短絡が発生したと判断した場合、プラグ又はコンセントの負荷機器接続側の必要最小限の電路に限定して警報を出力することができるようになり、コード短絡・トラッキング現象による短絡などによる電気火災を未然に防止することができると同時に、照明などその他の必要な電源を確保できるプラグを提供することができる。
【0062】
請求項9の発明によれば、A/D変換回路から出力されるデジタル電圧値を演算回路で適当に処理して判定値Uを出力し、複数の判定値Uの合計値を閾値Bと比較することで、家電機器の負荷電流とコード短絡やトラッキング現象による短絡時に流れる低い電流値による短絡電流を区別して検出することができ、コード短絡・トラッキングによる短絡が発生したと判断した場合、プラグもしくはコンセントの負荷機器接続側の必要最小限の電路に 限定して遮断することができるようになり、コード短絡・トラッキング現象による短絡などによる電気火災を未然に防止することができると同時に、照明などその他の必要な電源を確保できるコンセントを提供することができる。
【0063】
また、請求項10の発明によれば、以上のように請求項1の発明によれば、A/D変換回路から出力されるデジタル電圧値を演算回路で適当に処理して判定値Uを出力し、複数の判定値Uの合計値を閾値Bと比較することで、家電機器の負荷電流とコード短絡やトラッキング現象による短絡時に流れる低い電流値による短絡電流を区別して検出することができ、コード短絡・トラッキングによる短絡が発生したと判断した場合、プラグ又はコンセントの負荷機器接続側の必要最小限の電路に限定して警報を出力することができるようになり、コード短絡・トラッキング現象による短絡などによる電気火災を未然に防止することができると同時に、照明などその他の必要な電源を確保できるコンセントを提供することができる。
【0064】
また、請求項3及び請求項11の発明によれば、類似した電流波形をもつ家電機器の電源入力時の突入電流波形から定常電流波形に移行する際の波形とコード短絡による短絡電流波形を比較した場合、コード短絡による短絡電流波形の方が家電機器による定常電流より高い電流が継続的に発生するという特徴からコード短絡を判別することができるプラグまたはコンセントを提供することができる。
【0065】
また、請求項4及び請求項12の発明によれば、トラッキング現象による短絡電流波形と家電機器の負荷電流波形にノイズが重畳し電流波形が類似していても、連続する3つのデジタル電圧値のうちの2番目の大きさに着目することによって、家電機器の負荷電流波形とトラッキング現象による短絡波形を区別することが可能となるプラグまたはコンセントを提供することができる。
【0066】
また、請求項5及び請求項13の発明によれば、家電機器の負荷電流の変動幅に比べてトラッキング現象による短絡電流の変動幅の方が大きいことを利用して、家電機器の負荷電流波形とトラッキング現象による短絡波形を区別することが可能となるプラグまたはコンセントを提供することができる。
【0067】
また、請求項6及び請求項14の発明によれば、家電機器停止時の負荷電流の変動幅に比べてトラッキング現象による短絡電流の変動幅の方が小さいことを利用して、家電機器の停止時の負荷電流とトラッキング現象による短絡電流を区別することができるプラグまたはコンセントを提供することができる。
【0068】
また、請求項7及び請求項15の発明によれば、トラッキング現象による短絡電流特有の波形を複数検出した場合、演算回路の判定値Uに、レジスタ回路に記憶されている過去の各判定値Uの合計が閾値Bより大きくなるような数値を代入することによって短時間でトラッキング現象による短絡が発生したと判断することができるプラグまたはコンセントを提供することができる。
【0069】
また、請求項8及び請求項16の発明によれば、コード短絡・トラッキングによる短絡をより確実に検出することができるプラグまたはコンセントを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のマイコンを搭載した電子式の電路の遮断方法の回路概略例
【図2】本件発明の回路概略例
【図3】本件発明の実施例
【図4】電流波形の例
【図5】電流−電圧変換回路2の出力電圧を、ダイオードを用いて整流化した電圧波形例
【図6】コード短絡波形の例
【図7】家電機器の負荷電流波形
【図8】トラッキングによる短絡電流波形
【図9】家電機器の負荷電流波形
【図10】トラッキングによる短絡電流波形
【図11】家電機器の負荷電流波形
【図12】トラッキングによる短絡電流波形
【図13】回路遮断方法または警報出力方法を用いたプラグ
【図14】回路遮断方法または警報出力方法を用いたコンセント
【符号の説明】
1 変流器
2 電流−電圧変換回路
3 整流回路
4 A/D変換回路
5 積算回路
6 接点
7 引外し回路
8 引外しコイル
9 接点
10 電路
11 マイコン
12 演算回路
13 レジスタ回路
14 配線用差込接続器
15 継電器
16 コンセント
17 警報回路
18 プラグ
19 プラグの刃[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a detection method of a short circuit, particularly a detection method of a short circuit due to a code short circuit / tracking phenomenon, a circuit interruption method that interrupts an electric circuit using the method, an alarm output method that outputs an alarm, and a circuit interruption method thereof. It relates to a plug or outlet using an alarm output method.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 1, the circuit breaker using the short circuit detection method and the circuit breaker is a trip unit which is a drive unit by a drive signal from the
[0003]
[Prior art issues]
However, the conventional techniques described above have the following disadvantages.
[0004]
The conventional circuit breaker shown in FIG. 1 integrates a current value for a predetermined time in the integrating circuit 5, and therefore detects a relatively low value of an accident current represented by a short circuit current due to a tracking phenomenon. It is necessary to keep the predetermined reference value small, but due to the inrush current of home appliances, if the reference value is made smaller than a certain value, an erroneous interruption occurs and it is difficult to detect a low accident current.
[0005]
In addition, when the circuit breaker shown in FIG. 1 detects a short circuit due to a cord short circuit / tracking phenomenon, the circuit breaker operates to break at the circuit breaker portion. When a circuit, such as a lighting circuit, was connected in parallel, the power supply to circuits other than the outlet was cut off even though the accident occurred at a specific outlet.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the present invention has been made in view of such a reason, it does not operate on the electric current waveform of home appliances, and a short-circuit detection method that reliably detects a short-circuit current due to a cord short-circuit or tracking phenomenon with a low accident current value, And the circuit interruption method using the detection method, the alarm output method, and the necessary minimum electric circuit that is the place where the short circuit occurs due to the cord short circuit or tracking phenomenon by incorporating the method into the outlet or plug The problem is to provide plugs and outlets that can shut off the power.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the problem,
[0008]
Further, according to a second aspect of the present invention, there is provided a current transformer for detecting a current flowing through an electric circuit, a current-voltage conversion circuit for converting an alternating current output from the current transformer into an alternating voltage, and a rectified current by rectifying the alternating voltage. A rectifier circuit that converts the voltage into a voltage; an A / D converter circuit that converts the pulsating voltage into a digital voltage value every predetermined time width of several milliseconds or less; and a unit corresponding to a half-wave length of a commercial frequency The determination value output from the arithmetic circuit every time, T is a number of 10 or more, the determination value U for the past past T is always stored in the register circuit, the digital voltage value is processed, An arithmetic circuit that adds the determination value U in the arithmetic circuit according to the result, outputs the determination value U in the arithmetic circuit, and simultaneously clears the determination value U in the arithmetic circuit, and the predetermined unit time The oldest judgment value U in the register circuit every time A register circuit that always stores the latest plurality of determination values U by reading and storing the latest determination value U output from the arithmetic circuit simultaneously with the discarding, and the past T pieces of data stored in the register circuit Using a cutoff output circuit that compares the sum of each determination value U with a threshold value B, the past T pieces stored in the register circuit every predetermined unit time corresponding to the half-wave length of the commercial frequency In the short-circuit detection method in which the shutoff output circuit outputs a detection signal when the sum of the determination values U of each is greater than the threshold value B, the shutoff output circuit includes an alarm circuit that outputs an alarm in response to the detection signal of the shutoff output circuit. The circuit is provided with a plug incorporating an alarm output method for receiving an alarm signal to the outside in response to a detection signal of the cutoff output circuit.
[0009]
Further, according to a ninth aspect of the present invention, there is provided a current transformer for detecting a current flowing in the electric circuit, a current-voltage conversion circuit for converting an alternating current output from the current transformer into an alternating voltage, and a rectified current by rectifying the alternating voltage. A rectifier circuit that converts the voltage into a voltage; an A / D converter circuit that converts the pulsating voltage into a digital voltage value every predetermined time width of several milliseconds or less; and a unit corresponding to a half-wave length of a commercial frequency The determination value output from the arithmetic circuit every time, T is a number of 10 or more, the determination value U for the past past T is always stored in the register circuit, the digital voltage value is processed, An arithmetic circuit that adds the determination value U in the arithmetic circuit according to the result, outputs the determination value U in the arithmetic circuit, and simultaneously clears the determination value U in the arithmetic circuit, and the predetermined unit time The oldest judgment value U in the register circuit every time A register circuit that always stores the latest plurality of determination values U by reading and storing the latest determination value U output from the arithmetic circuit simultaneously with the discarding, and the past T pieces of data stored in the register circuit Using a cutoff output circuit that compares the sum of each determination value U with a threshold value B, the past T pieces stored in the register circuit every predetermined unit time corresponding to the half-wave length of the commercial frequency In the short-circuit detection method in which the shut-off output circuit outputs a detection signal when the sum of the determination values U is greater than the threshold value B, the short-circuit detection A trip circuit that outputs a drive signal to the trip coil in response to the detection signal of the shut-off output circuit of the output method and a contact 9 that shuts off the electric circuit, and outputs the detection signal of the shut-off output circuit to the trip circuit In response to the detection signal, the trip circuit provides an outlet incorporating a circuit breaking method that outputs a drive signal to the trip coil to open the contact 9 to cut off the electric circuit.
[0010]
Further, the present invention provides a current transformer that detects a current flowing through an electric circuit, a current-voltage conversion circuit that converts an alternating current output from the current transformer into an alternating voltage, and a rectified current by rectifying the alternating voltage. A rectifier circuit that converts the voltage into a voltage; an A / D converter circuit that converts the pulsating voltage into a digital voltage value every predetermined time width of several milliseconds or less; and a unit corresponding to a half-wave length of a commercial frequency The determination value output from the arithmetic circuit every time, T is a number of 10 or more, the determination value U for the past past T is always stored in the register circuit, the digital voltage value is processed, An arithmetic circuit that adds the determination value U in the arithmetic circuit according to the result, outputs the determination value U in the arithmetic circuit, and simultaneously clears the determination value U in the arithmetic circuit, and the predetermined unit time The oldest judgment value inside the register circuit every time At the same time that the latest judgment value U output from the arithmetic circuit is read and stored, and a register circuit that always stores the latest plurality of judgment values U, and the past T stored in the register circuit Using the cutoff output circuit that compares the sum of the determination values U and the threshold value B, the past T pieces stored in the register circuit for each predetermined unit time corresponding to the half-wave length of the commercial frequency In the short-circuit detection method in which the cutoff output circuit outputs a detection signal when the sum of the determination values U of the minute exceeds the threshold B, the cutoff output circuit includes an alarm circuit that outputs a warning in response to the detection signal of the cutoff output circuit, The alarm circuit provides an outlet that incorporates an alarm output method for receiving an alarm signal to the outside in response to the detection signal of the shutoff output circuit.
[0011]
Further,
[0012]
Further,
[0013]
Further, claim 5 is an arithmetic circuit according to
[0014]
Further, a sixth aspect of the present invention is the determination means according to the first or second aspect,Further, claim 14 is the determination means according to
[0015]
Further,
[0016]
Further, according to an eighth aspect of the present invention, the method of adding the judgment value U in the arithmetic circuit is selectively combined with all of the third to seventh aspects or the third to seventh aspects.
We provide a way to make them hold.
[0017]
Further, according to a sixteenth aspect of the present invention, there is provided a method of selectively combining all of the eleventh to fifteenth aspects or the eleventh to fifteenth aspects of the method of adding the determination value U in the arithmetic circuit. Yes.
[0018]
[Action]
Claim 1And claim 9By appropriately processing the digital voltage value output from the A / D conversion circuit by the arithmetic circuit and outputting the determination value U by the method described above, the total value of the plurality of determination values U is compared with the threshold value B. , The load current of home appliances and the short-circuit current due to the low current value that flows when a short-circuit due to a cord short-circuit or tracking phenomenon can be distinguished and detected. It is possible to block only the minimum necessary electric circuit on the side, or to block only the necessary minimum electric circuit on the load device connection side of the outlet.
[0019]
Claim 2And claim 10By appropriately processing the digital voltage value output from the A / D conversion circuit by the arithmetic circuit and outputting the determination value U by the method described above, the total value of the plurality of determination values U is compared with the threshold value B. , The load current of home appliances and the short-circuit current due to the low current value that flows at the time of a short-circuit due to a cord short-circuit or tracking phenomenon can be distinguished and detected. The alarm can be output limited to the minimum necessary electric circuit on the side, or the alarm can be output limited to the minimum necessary electric circuit on the load device connection side of the outlet.
[0020]
Claim 3And claim 11When the transition from the inrush current waveform at the time of power input to a home appliance with a similar current waveform to the steady current waveform is compared with the short-circuit current waveform due to the cord short-circuit, the short-circuit current waveform due to the cord short-circuit However, it is possible to determine a cord short-circuit from the feature that a current higher than the steady-state current waveform of home appliances is continuously generated.
[0021]
Claim 4And claim 12Using the method described in, pay attention to the second magnitude of three consecutive digital voltage values, even if the short-circuit current waveform due to the tracking phenomenon is similar to the current waveform with noise superimposed on the load current waveform of home appliances. By doing so, it becomes possible to distinguish the load current waveform of a household electrical appliance from the short circuit waveform by a tracking phenomenon.
[0022]
Claim 5And claim 13Using the method described in the above, the load current waveform of the home appliance is distinguished from the short-circuit waveform due to the tracking phenomenon by using the fact that the fluctuation range of the short-circuit current due to the tracking phenomenon is larger than that of the load current of the home appliance. It becomes possible.
[0023]
Claim 6And claim 14By utilizing the fact that the fluctuation range of the short-circuit current due to the tracking phenomenon is smaller than the fluctuation range of the load current when the household appliance is stopped by the method described in, the short-circuit due to the load current and the tracking phenomenon when the household appliance is stopped The current can be distinguished.
[0024]
Claim 7And claim 15When a plurality of waveforms peculiar to the short-circuit current due to the tracking phenomenon are detected by the method described in the above, the sum of the past determination values U stored in the register circuit is larger than the threshold value B in the determination value U of the arithmetic circuit. By substituting a simple numerical value, it can be determined that a short circuit due to the tracking phenomenon has occurred in a short time.
[0025]
Claim 8And claim 16By the method described in the above, it is possible to more reliably detect a short circuit due to a code short circuit / tracking.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0027]
FIG. 2 shows the first and second aspects of the present invention., Claim 9 and claim 10Explanatory drawing of the short circuit detection method in FIG. In FIG. 2, a trip circuit is provided for the short-circuit detection method including the
[0028]
Although the
[0029]
The
[0030]
The current-
[0031]
In the
[0032]
Next, the inside of the microcomputer 11 will be described. The microcomputer 11 includes an A /
[0033]
The A /
[0034]
When the maximum input voltage of the A /
[0035]
The
[0036]
The
[0037]
Further, the number T of past determination values U to be stored in order to increase the determination accuracy is preferably 10 or more, but it is preferable to store as many determination values U as possible according to the memory capacity inside the microcomputer.
[0038]
The shut-off
[0039]
In the short-circuit detection method described above, the digital voltage value output from the A / D conversion circuit is processed by the
[0040]
Next,
[0041]
Regarding the set value of the threshold B with respect to the sum of the current threshold A and the past judgment value U of the register circuit, a numerical value corresponding to the magnitude of the current that operates when the cord is short-circuited and does not malfunction due to the inrush current of the home appliance Set. For example, the current threshold A can be arbitrarily set within a range not exceeding T, and the current B is about 100 A.
[0042]
The above processing will be described by way of a specific example. For example, in the case of a cord short-circuit waveform as shown in FIG. 6, the half-wave waveform exceeding the threshold A current value in the T half-wave waveforms Assuming that 1 is added to the judgment value U, the total of the past T judgment values U stored in the register circuit is equal to the threshold value B, so that the cutoff output circuit judges that a code short circuit has occurred. . Thereby, it is possible to discriminate between a waveform that gradually decreases from a large current due to an inrush current or the like of a home appliance to a steady current, and a case where a short circuit current that is not large up to the inrush current continuously flows, such as a cord short circuit.
[0043]
Next,
[0044]
Of the three consecutive digital voltage values, a waveform in which the second digital voltage value is smaller than the other two digital voltage values frequently appears in the short-circuit current waveform due to the tracking phenomenon, and is distinctively distinguished from other waveforms. However, it is difficult to distinguish when noise is superimposed on the current waveform of a home appliance that has an inverter.
[0045]
However, by adding a determination condition as to whether or not the second digital voltage value is larger than the threshold value C, a household electrical appliance having a short-circuit current waveform due to the tracking phenomenon shown in FIG. 8 and an inverter as shown in FIG. Can distinguish when noise is superimposed on the current waveform.
[0046]
When the magnitude of the digital voltage value is larger than the threshold value C in the second arithmetic circuit, it is determined that a waveform short-circuiting due to the tracking phenomenon as shown in FIG. Is added. Further, the
[0047]
The setting value of the threshold C shown in FIGS. 7 and 8 corresponds to the magnitude of current that operates with a short-circuit current due to the tracking phenomenon shown in FIG. 8 and does not malfunction due to home appliances having the inverter shown in FIG. Set the numerical value to be used. For example, the threshold C is set to a numerical value such as 20A. There is an upper limit to the load capacity of the household electrical appliance having an inverter, and therefore an upper limit can be set for the threshold value C. By appropriately selecting the threshold value C, it is possible to distinguish between a short-circuit current waveform due to a normal tracking phenomenon and a current waveform of a home appliance having an inverter.
[0048]
Next, the claims of the present invention5 and claim 13Examples of Description will be made based on the block diagram of FIG. 3, the load current of the home appliance of FIG. 9, and the short-circuit current due to the tracking phenomenon of FIG. This claim 5And claim 13Is an embodiment of the
[0049]
When the difference between the maximum value and the minimum value of the first to at least fifth digital voltage values stored in the
[0050]
Note that the threshold value D is larger during fluctuation of the short circuit current due to the tracking phenomenon as shown in FIG. 10 than in the fluctuation range of the maximum value of the load current of the home appliance as shown in FIG. A numerical value corresponding to the magnitude of a current that operates with a short-circuit current due to such a tracking phenomenon and does not malfunction due to a current of a home appliance as shown in FIG. 9 is set. For example, the threshold value D is set to a current value of about 10 A, which is larger than the amount of change in load current during normal use of the home appliance. Further, it is necessary to store more than a dozen determination values for the past S, and it is preferable to increase the number that can be stored in accordance with the memory capacity inside the microcomputer.
[0051]
Next,
[0052]
The threshold value E can be set for the reason described with reference to FIGS. 9 and 10, and the setting value of the threshold value F is larger than the large change amount of the load current when the home appliance is stopped as shown in FIG. 11. 12 is smaller in the amount of change in the short-circuit current due to the tracking phenomenon as shown in FIG. 12, so that it operates with the short-circuit current due to the tracking phenomenon as shown in FIG. It is possible to set a digital voltage value corresponding to the magnitude of the current that does not malfunction due to such an operation.
[0053]
Next,
[0054]
Next, an embodiment of
[0055]
Next, an embodiment of
[0056]
Next, the circuit interruption method in
[0057]
Next, an alarm output method in
[0058]
The alarm means of the
[0059]
Next, claims 1 and 2 of the present invention, Claim 9, claim 10Examples of This will be described with reference to FIGS. In this embodiment, a
[0060]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the digital voltage value output from the A / D conversion circuit is appropriately processed by the arithmetic circuit to output the determination value U, and the total value of the plurality of determination values U is obtained. By comparing with the threshold value B, it is possible to distinguish and detect the load current of home appliances and the short-circuit current due to the low current value that flows at the time of the short-circuit due to the cord short-circuit or tracking phenomenon, and it was determined that the short-circuit due to the cord short-circuit / tracking occurred In this case, it becomes possible to cut off only the minimum necessary electric circuit on the load device connection side of the plug or outlet, and at the same time, it is possible to prevent an electrical fire due to a short circuit due to a cord short circuit or tracking phenomenon. It is possible to provide a plug that can secure other necessary power sources such as lighting.
[0061]
According to the invention of
[0062]
According to the ninth aspect of the present invention, the digital voltage value output from the A / D conversion circuit is appropriately processed by the arithmetic circuit to output the determination value U, and the total value of the plurality of determination values U is compared with the threshold value B. By doing so, it is possible to distinguish and detect the load current of home appliances and the short-circuit current due to the low current value that flows when a short-circuit due to a cord short-circuit or tracking phenomenon. To the minimum necessary electric circuit on the load device connection side of the outlet It is possible to cut off only in a limited manner, and it is possible to prevent electrical fires due to short-circuiting due to cord short-circuiting or tracking phenomenon, etc., and at the same time provide an outlet that can secure other necessary power sources such as lighting it can.
[0063]
According to the invention of
[0064]
Claim 3And claim 11According to the invention of the present invention, when comparing the waveform at the time of transition from the inrush current waveform at the time of power supply input to a home appliance with a similar current waveform to the steady current waveform and the short-circuit current waveform due to the cord short-circuit, the short-circuit current waveform due to the cord short-circuit Therefore, it is possible to provide a plug or an outlet capable of determining a cord short-circuit from the feature that a higher current than a steady-state current generated by a home appliance is continuously generated.
[0065]
Claim 4And claim 12According to the invention, even if noise is superimposed on the short-circuit current waveform due to the tracking phenomenon and the load current waveform of the home appliance, and the current waveform is similar, attention is paid to the second magnitude of the three consecutive digital voltage values. By doing so, it is possible to provide a plug or an outlet that can distinguish a load current waveform of a home appliance from a short-circuit waveform due to a tracking phenomenon.
[0066]
Claim 5And claim 13According to the invention, the load current waveform of the home appliance is distinguished from the short-circuit waveform due to the tracking phenomenon by utilizing the fact that the fluctuation width of the short-circuit current due to the tracking phenomenon is larger than that of the load current of the home appliance. A plug or outlet can be provided.
[0067]
Claim 6And claim 14According to the invention of the present invention, the short-circuit current fluctuation due to the tracking phenomenon is smaller than the fluctuation width of the load current when the home appliance stops. A plug or outlet can be provided that can distinguish the current.
[0068]
Claim 7And claim 15According to the invention, when a plurality of waveforms peculiar to the short-circuit current due to the tracking phenomenon are detected, the sum of the past determination values U stored in the register circuit is larger than the threshold value B in the determination value U of the arithmetic circuit. By substituting various numerical values, it is possible to provide a plug or an outlet that can determine that a short circuit due to the tracking phenomenon has occurred in a short time.
[0069]
Claim 8And claim 16According to the present invention, it is possible to provide a plug or an outlet that can more reliably detect a short circuit due to a cord short circuit / tracking.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic circuit diagram of a method for interrupting an electronic circuit equipped with a conventional microcomputer.
FIG. 2 is a schematic circuit example of the present invention.
FIG. 3 shows an embodiment of the present invention.
FIG. 4 Example of current waveform
FIG. 5 shows an example of a voltage waveform obtained by rectifying the output voltage of the current-
FIG. 6 shows an example of a cord short-circuit waveform
Fig. 7 Load current waveform of home appliances
[Figure 8] Short-circuit current waveform by tracking
[Fig. 9] Load current waveform of home appliances
[Figure 10] Short-circuit current waveform due to tracking
FIG. 11 shows the load current waveform of home appliances.
FIG. 12 Short-circuit current waveform by tracking
FIG. 13 shows a plug using a circuit interruption method or an alarm output method.
FIG. 14 shows an outlet using a circuit interruption method or an alarm output method.
[Explanation of symbols]
1 Current transformer
2 Current-voltage conversion circuit
3 Rectifier circuit
4 A / D conversion circuit
5 Integration circuit
6 contacts
7 Tripping circuit
8 Tripping coil
9 contacts
10 electric circuit
11 Microcomputer
12 Arithmetic circuit
13 Register circuit
14 Plug connector for wiring
15 relay
16 outlet
17 Alarm circuit
18 plugs
19 Plug blade
Claims (16)
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