JP5961082B2 - 遮断器動作状況判定装置及び遮断器動作状況判定方法 - Google Patents
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Description
判定対象の遮断器の動作時の振動を計測するセンサ(例えば、図2の加速度センサ10)と、
実効値演算、包絡線検波或いは移動平均の何れかの信号処理を少なくとも施して、前記センサの計測信号から、当該計測信号の振幅変化の特徴を表わす波形概要信号を生成する波形概要信号生成手段(例えば、図2のBPF21及び実効値変換回路22)と、
前記波形概要信号を所与の整定値と比較して二値化信号に変換する二値化手段(例えば、図2の比較器23)と、
前記二値化信号と、予め前記遮断器が正常時に動作した際の前記計測信号から求めた基準二値化信号とを比較して前記遮断器の動作状況を判定する判定手段(例えば、図2の判定ユニット30)と、
を備えた遮断器動作状況判定装置(例えば、図2の遮断器動作状況判定装置1)である。
センサによって計測された判定対象の遮断器の動作時の振動の計測信号に対して、実効値演算、包絡線検波或いは移動平均の何れかの信号処理を少なくとも施して、当該計測信号の振幅変化の特徴を表わす波形概要信号を生成する生成ステップと、
前記波形概要信号を所与の整定値と比較して二値化信号に変換する変換ステップと、
前記二値化信号と、予め前記遮断器が正常時に動作した際の前記計測信号から求めた基準二値化信号とを比較して前記遮断器の動作状況を判定する判定ステップと、
を含む遮断器動作状況判定方法を構成しても良い。
前記判定手段は、前記二値化信号と前記基準二値化信号とを時系列に比較し、相違箇所に基づく評価値が所定の異常条件を満たした場合に、前記遮断器が異常であると判定する、
遮断器動作状況判定装置を構成しても良い。
前記判定手段は、前記基準二値化信号に予め定められた比較箇所毎の係数を用いて、前記評価値を算出する手段を有する、
遮断器動作状況判定装置を構成しても良い。
前記波形概要信号生成手段は、前記計測信号に含まれる所定の周波数帯成分以外の成分を除去するフィルタを有し、当該フィルタ通過後の信号に、実効値演算を行う前記信号処理を施して前記波形概要信号を生成する、
遮断器動作状況判定装置を構成しても良い。
前記遮断器から制御電圧を入力する入力手段と、
前記整定値及び前記基準二値化信号のうちの少なくとも一方を、前記制御電圧に対応付けて予め定めたものに変更する変更手段と、
を備えた遮断器動作状況判定装置を構成しても良い。
図1は、遮断器動作状況判定装置1の構成図である。遮断器動作状況判定装置1は、判定対象となる遮断器100に加速度センサ10を取り付け、この加速度センサ10によって計測された振動加速度をもとに、遮断器100の動作状況を判定する。また、遮断器100から制御電圧を入力する。
図7は、遮断器動作状況判定装置1の動作を説明するフローチャートである。先ず、判定対象の遮断器100の投入動作が行われる(ステップA1)。すると、加速度センサ10から、この投入動作が行われたときの振動加速度信号が、フィルタユニット20に入力され(ステップA3)、この振動加速度信号に対する判定対象期間が設定される(ステップA5)。ここで、判定対象期間は、遮断器100の投入動作の開始前所定タイミングから投入後の所定時間経過までの期間であり、投入動作の開始/終了時点は、例えば遮断器100から入力される制御電流から判断することができる。
本実施形態の遮断器動作状況判定装置1を用いて、ある遮断器の投入動作の状況を判定した。当該遮断器は正常な遮断器であったため、異常状態の計測信号(振動加速度信号)については、遮断器の導体部に重錘を付加し固有振動数を変化させることで擬似的に実現した。先ず、正常な状態で遮断器を作動させた際に計測された計測信号(振動加速度信号)をフィルタユニット20で処理し、得られた二値化信号を基準二値化信号とした。そして、同様に異常状態の計測信号をフィルタユニット20で処理し、得られた二値化信号について、先の基準二値化信号に基づいて判定ユニット30が算出する差分累積値を確認した。これを3回行った。この結果、1回目の計測に係る差分累積値が「140」、2回目が「146」、3回目が「139」となった。3回行ったが、安定した値が得られた。
このように、本実施形態の遮断器動作状況判定装置1は、遮断器100に取り付けた加速度センサによって計測された、遮断器100の投入動作時の振動加速度の信号を、フィルタユニット20が二値化信号に変換し、判定ユニット30が、この二値化信号と、正常動作時の二値化信号に相当する基準二値化信号とを比較し、両者が一致しない箇所の総数である差分累積値が所定の異常条件を満たすか否かによって、遮断器100の異常/正常を判定する。
なお、本発明の適用可能な実施形態は、上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは勿論である。
例えば、評価値である差分累積値を、比較箇所に応じて重み付けをして算出することにしても良い。具体的には、上述の実施形態では、所定のサンプリング時間間隔で、二値化信号と基準二値化信号とが一致しない不一致の箇所について、一律に差分累積値に「1」加算することにしたが、例えば、より特徴的な波形形状が得られる箇所については、差分累積値に「2」以上の値を加算することにする。具体的には、図8に示すように、比較判定するタイミングに応じた係数kを設定する。そして、不一致箇所について、差分累積値の単位値「1」に、その不一致箇所に対応する係数kを乗じた値を差分累積値として加算する。
また、上述の実施形態では、加速度センサ10による計測値に対するフィルタ処理(信号処理)を、BPF21による所定周波数成分の抽出、及び、実効値変換回路22による実効値変換としたが、計測信号の振幅の概略的な形状を表す波形概要信号を生成できれば良く、例えば、包絡線検波や移動平均といった他の信号処理としても良い。
また、上述の実施形態では、フィルタユニット20は1つのBPF21を有するとして説明したが、それぞれ通過帯域が異なる複数のBPF21を有することにしても良い。具体的には、図9に示すように、フィルタユニット20は、それぞれ通過帯域が異なる複数のBPF21a,21b,・・・と、BPF21a,21b,・・・それぞれに対応する実効値変換回路22a,22b,・・・と、選択回路24と、比較器23とを有するように構成する。BPF21a,21b,・・それぞれには、加速度センサ10からの同一の振動加速度信号(計測信号)が入力される。選択回路24は、実効値変換回路22a,22b,・・それぞれから入力される波形概要信号のうち、信号レベルが高い信号を選択して比較器23に出力するとともに、何れの信号を選択したかの選択結果を処理部330に出力する。処理部330は、この波形概要信号の選択結果に応じた整定値を比較器23に出力する。また、基準二値化信号テーブル343には、各BPF21に応じた基準二値化信号を格納しておき、処理部330は、波形概要信号の選択結果、すなわち選択したBPF21に対応する基準二値化信号を選択して、二値化信号との一致/不一致の判定(図7のステップA13)を行う。
また、上述の実施形態では、判定対象とする遮断器100の動作を投入動作としたが、開放(遮断)動作についても同様に適用可能である。
10 加速度センサ
20 フィルタユニット
21 BPF、22 実効値変換回路、23 比較器
30 判定ユニット
310 操作入力部、320 表示部、330 処理部
340 記憶部
341 判定プログラム、342 整定値データ
343 基準二値化信号テーブル、344 異常判定条件データ
345 差分累積値データ
100 遮断器
Claims (5)
- 判定対象の遮断器の動作時の振動を計測するセンサと、
実効値演算、包絡線検波或いは移動平均の何れかの信号処理を少なくとも施して、前記センサの計測信号から、当該計測信号の振幅変化の特徴を表わす波形概要信号を生成する波形概要信号生成手段と、
前記波形概要信号を所与の整定値と比較して二値化信号に変換する二値化手段と、
前記二値化信号と、予め前記遮断器が正常時に動作した際の前記計測信号から求めた基準二値化信号とを時系列に比較し、相違箇所に基づく評価値を、前記基準二値化信号に予め定められた比較箇所毎の係数を用いて算出して、当該評価値が所定の異常条件を満たした場合に前記遮断器が異常であると判定する判定手段と、
を備えた遮断器動作状況判定装置。 - 判定対象の遮断器の動作時の振動を計測するセンサと、
実効値演算、包絡線検波或いは移動平均の何れかの信号処理を少なくとも施して、前記センサの計測信号から、当該計測信号の振幅変化の特徴を表わす波形概要信号を生成する波形概要信号生成手段と、
前記波形概要信号を所与の整定値と比較して二値化信号に変換する二値化手段と、
前記二値化信号と、予め前記遮断器が正常時に動作した際の前記計測信号から求めた基準二値化信号とを比較して前記遮断器の動作状況を判定する判定手段と、
前記遮断器から制御電圧を入力する入力手段と、
前記整定値及び前記基準二値化信号のうちの少なくとも一方を、前記制御電圧に対応付けて予め定めたものに変更する変更手段と、
を備えた遮断器動作状況判定装置。 - 前記遮断器から制御電圧を入力する入力手段と、
前記整定値及び前記基準二値化信号のうちの少なくとも一方を、前記制御電圧に対応付けて予め定めたものに変更する変更手段と、
を備えた請求項1に記載の遮断器動作状況判定装置。 - センサによって計測された判定対象の遮断器の動作時の振動の計測信号に対して、実効値演算、包絡線検波或いは移動平均の何れかの信号処理を少なくとも施して、当該計測信号の振幅変化の特徴を表わす波形概要信号を生成する生成ステップと、
前記波形概要信号を所与の整定値と比較して二値化信号に変換する変換ステップと、
前記二値化信号と、予め前記遮断器が正常時に動作した際の前記計測信号から求めた基準二値化信号とを時系列に比較し、相違箇所に基づく評価値を、前記基準二値化信号に予め定められた比較箇所毎の係数を用いて算出して、当該評価値が所定の異常条件を満たした場合に前記遮断器が異常であると判定する判定ステップと、
を含む遮断器動作状況判定方法。 - センサによって計測された判定対象の遮断器の動作時の振動の計測信号に対して、実効値演算、包絡線検波或いは移動平均の何れかの信号処理を少なくとも施して、当該計測信号の振幅変化の特徴を表わす波形概要信号を生成する生成ステップと、
前記波形概要信号を所与の整定値と比較して二値化信号に変換する変換ステップと、
前記二値化信号と、予め前記遮断器が正常時に動作した際の前記計測信号から求めた基準二値化信号とを比較して前記遮断器の動作状況を判定する判定ステップと、
を含み、更に、
前記整定値及び前記基準二値化信号のうちの少なくとも一方を、前記遮断器の制御電圧に対応付けて予め定めたものに変更する変更ステップ、
を含む遮断器動作状況判定方法。
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