電流判定装置
【課題】遮断器が短絡により遮断動作をしたことを容易に把握可能にすることのできる電流判定装置を提供すること。
【解決手段】直流電源１５０から供給される直流電力を複数の通信装置１６０のそれぞれに分配する直流給電システムに設置される電流判定装置１０であって、直流給電システムが複数の通信装置に供給する直流電力の電源電圧を安定化させるコンデンサ１２０を備えるのに対して、コンデンサの出力を計測する電流計１１と、電流計が計測するコンデンサの出力電流値が予め設定されている設定閾値を超えているときに短絡事故によるコンデンサ出力と判定する信号判定器１２と、信号判定部による判定結果をＬＥＤの消灯により報知する報知部１３と、を備える。
【解決手段】直流電源１５０から供給される直流電力を複数の通信装置１６０のそれぞれに分配する直流給電システムに設置される電流判定装置１０であって、直流給電システムが複数の通信装置に供給する直流電力の電源電圧を安定化させるコンデンサ１２０を備えるのに対して、コンデンサの出力を計測する電流計１１と、電流計が計測するコンデンサの出力電流値が予め設定されている設定閾値を超えているときに短絡事故によるコンデンサ出力と判定する信号判定器１２と、信号判定部による判定結果をＬＥＤの消灯により報知する報知部１３と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流判定装置に関し、詳しくは、遮断器の所定条件以上での動作の有無を判定して報知可能にするものに関する。
【背景技術】
【０００２】
交換機やルータ等の通信装置などのように、直流電源を接続して直流電力で稼働させるように設計される負荷装置を複数設置するときには、例えば、図１２に示すように、直流電源１５０から供給される直流電力を複数の通信装置（負荷装置）１６０に分配する電流分配装置１００を介在させる直流給電システムを構築する場合がある。
【０００３】
この種の直流給電システムでは、通信装置１６０毎の前段に位置するように遮断器１３０を設置して過電流がその通信装置１６０に流れ込まないように保護したり、直流電源１５０と並列になるようにコンデンサ１２０を配置してその直流電源１５０が供給する直流電力の電源電圧を安定化させることが多用されている（例えば、特許文献１、２）。なお、この図１２に示す直流給電システムでは、コンデンサ１２０や遮断器１３０を電流分配装置１００に備えさせているが、そのコンデンサ１２０としては、特許文献１、２に記載のように、複数個設けてもよい。また、遮断器１３０としては、配線用遮断器（Molded Case Circuit Breaker）あるいはヒューズが採用されて、予め設定されている一定以上の電流が流れる過電流時に、自動的にその電流を遮断する機能を有しており、その遮断動作をしたことを知らせる機能を有するものもある。
【０００４】
この直流給電システムが遮断対象とする過電流の発生要因としては、負荷の増加により遮断器１３０を流れる電流がその定格を超過したときに発生する過負荷だけでなく、事故などにより電路Ｗの抵抗がゼロまたは大幅に低下したときに発生する短絡の場合にも発生する。
【０００５】
この直流給電システムに配線用遮断器を設置する場合、この配線用遮断器は、特に、大電流が流れる短絡事故が発生して遮断動作すると、接点が劣化して遮断性能が急激に低下する傾向にある。
【０００６】
このことから、配線用遮断器の遮断定格規格として、日本工業規格のＪＩＳ８２０１−２−１（国際電気標準規格ＩＥＣ６０９４７−２）の定格限界遮断容量ＩＣＵでは、Ｏ−ＣＯ試験を１回行うことを責務としており、また、定格使用短絡遮断電流ＩＣＳでは、Ｏ−ＣＯ−ＣＯ試験を１回行うことを責務として規定している。ここで、Ｏ責務は、遮断器をＯＮ状態にして短絡電流を通じさせて遮断動作させることをいい、ＣＯ責務は、短絡回路を形成しておいて遮断器を投入することにより短絡電流を通じさせて遮断動作させることをいう。
【０００７】
この配線用遮断器の規格では、これ以上の回数で短絡電流を遮断したときの遮断能力は保証されておらず、汎用されている配線用遮断器の性能評価もこの規格に準じていることが多い。要するに、配線用遮断器が供給電力の遮断動作を行った場合には、その遮断器が動作した原因を調査する必要があり、その動作原因が短絡事故の発生であったときには、その配線用遮断器を交換するメンテナンスなどの適切な措置を講じる必要がある。
【０００８】
よって、遮断器１３０として、繰り返し利用することができる配線用遮断器を採用する場合には、過負荷により遮断動作したのか、短絡事故により遮断動作したのかを判定して対処することは、その遮断器１３０を設置した電路Ｗを含めて、電気配線における安全を確保する上では重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−９９５２２号公報
【特許文献２】特開２００７−３１２４６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、配線用遮断器は、遮断動作したときには専門知識のない者が再投入する作業をして復旧させるものであるのにも拘わらず、その遮断動作は過負荷により行われたのか、短絡事故の発生により行われたのかを知った上でその再投入作業を行うことはできない。
【００１１】
このため、短絡事故の発生により遮断動作した配線用遮断器をそのまま再投入して電力供給を再開すると、その短絡電流の遮断動作で接点が劣化することにより、遮断性能が低下している状態のまま継続使用することになる。
【００１２】
このように短絡事故の発生による遮断動作を繰り返した配線用遮断器を使用することを回避するには、図１３に示すように、配線用遮断器１３０が設定されている電路Ｗ毎に電流計測機器１４０を取り付けて遮断時の電流値を計測してその計測結果を保存するようにし、遮断動作後の再投入作業時にその計測結果を調査確認するようにすればよい。
【００１３】
しかし、このようなシステムを構築するには、直流電源１５０から電流分配装置１００が分岐（分配）させる電路Ｗの全てに電流計測機器１４０を配置させる必要がありコスト上問題がある。このことから、図１４に示すように、電流分配装置１００における分岐前の直流電源１５０側電路Ｗに電流計測機器１４０を配置すれば、そのコスト上の問題を解消しつつ供給電力に異常電流が発生していることも検出（計測）することができるように見える。
【００１４】
ところで、図１５に示すように、通信装置１６０側の短絡事故の発生箇所に向かう遮断器１３０への流入電流Ｉは、直流電源１５０からの供給電流Ｉ１とコンデンサ１２０からの供給電流Ｉ２の合成電流値となる。その短絡時には、直流電源１５０側よりもコンデンサ１２０側の方が通信装置１６０側の短絡箇所から電路長が短いためにインピーダンスが低く、また、電源装置は一般的に垂下特性を有するために負荷が急増すると電圧低下して出力電流が制限されることから、図１６に示すように、その流入電流Ｉは、コンデンサ１２０からの放出電流Ｉ２が大部分となる。よって、図１４に示すように、分岐前の直流電源１５０側電路Ｗに電流計測機器１４０を配置しても、短絡事故発生時に遮断器１３０に流入する電流値Ｉを計測することはできない。
【００１５】
そこで、本発明は、遮断器が短絡により遮断動作をしたことを容易に把握可能にすることのできる電流判定装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決する電流判定装置の発明の第１の態様は、直流電源装置から供給される直流電力を複数の負荷装置のそれぞれに分配する直流給電システムに設置される電流判定装置であって、前記直流給電システムが前記複数の負荷装置に供給する前記直流電力の電源電圧を安定化させるコンデンサを備えるのに対して、前記コンデンサの出力を計測する計測部と、前記計測部が計測する前記コンデンサの出力を予め設定されている設定情報と比較して該コンデンサの出力要因を判定する判定部と、前記判定部による判定結果を報知する報知部と、を備えることを特徴とするものである。
【００１７】
上記課題を解決する電流判定装置の発明の第２の態様は、上記第１の態様の特定事項に加え、前記計測部は、前記コンデンサから出力される直流電力の電流値を計測する電流計により構成されていることを特徴とするものである。
【００１８】
上記課題を解決する電流判定装置の発明の第３の態様は、上記第１の態様の特定事項に加え、前記計測部は、前記コンデンサから出力される直流電力の電圧値を計測する電圧計により構成されていることを特徴とするものである。
【００１９】
上記課題を解決する電流判定装置の発明の第４の態様は、上記第１から第３のいずれか一つの態様の特定事項に加え、前記判定部は、前記コンデンサから出力される出力値を予め設定されている設定出力値と比較することを特徴とするものである。
【００２０】
上記課題を解決する電流判定装置の発明の第５の態様は、上記第１から第３のいずれか一つの態様の特定事項に加え、前記判定部は、前記コンデンサの出力波形を予め設定されている設定モデルと比較することを特徴とするものである。
【００２１】
上記課題を解決する電流判定装置の発明の第６の態様は、上記第５の態様の特定事項に加え、前記設定モデルとして、定常時に前記コンデンサから出力される設定出力値と、前記コンデンサから出力される出力値が変化した後に定常時の前記設定出力値に戻るまでに掛かる設定時間と、が予め設定されており、前記判定部は、前記コンデンサの出力波形における出力値および定常時の前記設定出力値に戻るまでの所要時間を前記設定モデルの前記設定出力値および前記設定時間と比較することを特徴とするものである。
【００２２】
上記課題を解決する電流判定装置の発明の第７の態様は、上記第１から第６のいずれか一つの態様の特定事項に加え、前記直流電源と前記コンデンサから直流電力を供給する電路を開閉して下流側の前記負荷装置を保護する遮断器を備える前記直流給電システムに設置されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２３】
このように本発明の一態様によれば、直流給電システムのコンデンサの出力が計測されて設定情報と比較され、例えば、コンデンサの出力電流値や出力電圧値が設定出力値と、あるいは、コンデンサの出力波形が設定モデルと比較されることにより判定されたその出力要因の判定結果が報知される。したがって、例えば、直流給電システムが配電用遮断器を備える場合に、負荷装置の利用者が遮断動作した配電用遮断器を再投入しようとするときに、コンデンサの出力要因（判定結果）を確認することができ、短絡事故発生に起因するコンデンサの過電流出力で配電用遮断器が遮断動作したのか、過負荷に起因する過電流で配電用遮断器が遮断動作したのか把握した上で作業することができる。この結果、複雑なシステムを構築などすることなく、コンデンサの出力を計測して比較判定するだけで、遮断器が短絡により遮断動作をしたことを容易かつ安価に確認して、その遮断器を交換するなど適切なメンテナンスを実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る電流判定装置の第１実施形態を搭載する直流給電システムの一例を示す図であり、その全体構成を示すブロック図である。
【図２】その電流判定装置の機能を説明する、短絡事故で発生した過電流により遮断器が遮断動作したときの波形図であり、（ａ）はその電流波形図、（ｂ）はその電圧波形図である。
【図３】本発明に係る電流判定装置の第２実施形態を搭載する直流給電システムの一例を示す図であり、その全体構成を示すブロック図である。
【図４】その電流判定装置の機能を説明する、短絡事故で発生した過電流により遮断器が遮断動作したときの電圧波形図である。
【図５】本発明に係る電流判定装置の第３実施形態を搭載する直流給電システムの一例を示す図であり、その電流判定装置の機能を説明する、短絡事故で発生した過電流により遮断器が遮断動作したときの電圧波形図である。
【図６】本発明に係る電流判定装置の第４実施形態を搭載する直流給電システムの一例を示す図であり、その電流判定装置の機能を説明する、短絡事故で発生した過電流により遮断器が遮断動作したときの電流波形図である。
【図７】その他の態様を説明する図であり、電流判定装置の上述実施形態を搭載する直流給電システムの他の態様を示すブロック図である。
【図８】その他の態様を説明する図であり、他の態様の直流給電システムへの電流判定装置の上述実施形態の適用例を示すブロック図である。
【図９】その他の態様を説明する図であり、図８と異なる他の態様の直流給電システムへの電流判定装置の上述実施形態の適用例を示すブロック図である。
【図１０】上述実施形態の電流判定装置が判定対象とする短絡による過電流の波形の一例を示す図であり、（ａ）はその電流波形モデル図、（ｂ）はその電圧波形モデル図である。
【図１１】上述実施形態の電流判定装置が判定対象とする短絡による過電流の波形の図１０と異なる一例を示す図であり、（ａ）はその電流波形モデル図、（ｂ）はその電圧波形モデル図である。
【図１２】その電流判定装置を搭載する対象の直流給電システムの一例を示すブロック図である。
【図１３】その直流給電システムに電流判定装置を搭載する接続箇所の一例を示すブロック図である。
【図１４】その直流給電システムに電流判定装置を搭載する接続箇所の図１３と異なる一例を示すブロック図である。
【図１５】その図１４に示す位置に電流判定装置を搭載する場合の課題を説明する図であり、その直流給電システムで短絡事故が発生したときの電流の流れを説明するブロック図である。
【図１６】その図１５に示す直流給電システムで短絡事故が発生したときの各電路での電流値を説明するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。図１および図２は本発明に係る電流判定装置の第１実施形態を示す図である。ここで、本実施形態は、上述の図１２で説明する直流給電システムに設置する場合を一例にして説明する（以下で説明する他の実施形態においても同様）。
【００２６】
図１において、電流判定装置１０は、交換機やルータ等の複数台の通信装置（負荷装置）１６０を稼働させる直流給電システムに設置されており、この電流判定装置１０は、直流電源（電源装置）１５０が出力する直流電力を通信装置１６０毎に分配して供給する電流分配装置１００に配置されている。なお、電流判定装置１０は、電流分配装置１００以外に設置してもよく、例えば、既存の電流分配装置１００に外付けしてもよいことは言うまでもない。
【００２７】
ここで、電流分配装置１００は、通信装置１６０毎の前段の電路Ｗに配線用遮断器１３０が配置されている。配線用遮断器１３０は、予め設定されている一定以上の過電流を検知した瞬間に電路Ｗ間の導通を開放して後段の通信装置１６０への過電流の流入を遮断し保護する。この配線用遮断器１３０は、その遮断動作後には通信装置１６０の利用者など（非システム管理者）でも、不図示のレバーを操作するだけで電路Ｗ間を導通させて後段の通信装置１６０への電力供給を再開（再投入）することができる。
【００２８】
また、電流分配装置１００は、直流電源１５０と並列にコンデンサ１２０が接続されており、このコンデンサ１２０は、直流電源１５０が通信装置１６０に供給する直流電力の電源電圧を安定化させるようになっている。
【００２９】
そして、電流判定装置１０は、コンデンサ１２０の後段に設置されてそのコンデンサ１２０から出力される直流電力の電流値を計測する電流計（計測部）１１と、この電流計１１の出力電流値と予め設定されている電流閾値（設定出力値、設定情報）とを比較してコンデンサ１２０の直流電力の出力要因を判定する信号判定器１２と、この信号判定器１２による判定結果を遮断動作した配線用遮断器１３０の再投入操作をする利用者に報知する報知部１３と、を備えて構成されている。
【００３０】
電流計１１は、計測する電流値を電気信号にして出力する汎用の電流計測器であり、信号判定器１２は、電流計１１が計測する出力電流値が予め設定されている電流閾値を超えたときに、配線用遮断器１３０の再投入操作をする利用者が目視する報知部１３の表示を変化させるようになっている。
【００３１】
具体的には、いずれかの通信装置１６０が同時に駆動電流の必要な機能を働かせるなど偶発的な過負荷が発生したときには、その前段の配線用遮断器１３０に過電流となる直流電力が電路Ｗ（遮断器１３０）に流れてその遮断器１３０が遮断動作する場合がある。この場合には、後述する短絡時のようにコンデンサ１２０から過電流が出力される訳ではなく、通信装置１６０の負荷に応じてコンデンサ１２０から出力されるにしても小さな電力に留まる。このため、電流計１１が大きな電流値を計測することはなく、また、コンデンサ１２０の再充電に時間が掛かることもなく（電圧降下期間も短く）、さらに、遮断器１３０の接点の損傷が問題になることもない。
【００３２】
また、いずれかの通信装置１６０側で短絡事故が発生したときには、その短絡によりインピーダンスが低くなってコンデンサ１２０から大電流が瞬間的に出力される場合がある。この場合には、コンデンサ１２０の容量にもよるが、コンデンサ１２０から大電流が瞬間的に出力されることになり、電流計１１が大きな電流値を計測することになり、また、コンデンサ１２０の再充電に時間が掛かり（電圧降下期間も長く）、さらに、配線用遮断器１３０の接点の損傷が問題になる可能性もある。
【００３３】
このことから、本実施形態の信号判定器１２は、通信装置１６０の過負荷による過電流が配線用遮断器１３０に流れて遮断動作する場合に電流計１１が計測する程度の出力電流値では反応することない。そして、この信号判定器１２は、図２（ａ）に示すように、いずれかの通信装置１６０側で短絡事故が発生してコンデンサ１２０から出力される短絡電流値で配線用遮断器１３０が遮断動作する程度の出力電流値を確実に短絡事故発生と判定する設定閾値ｉ１が予め設定されている。
【００３４】
ところで、この配線用遮断器１３０に流れる過電流は、図示するように、短絡事故発生の瞬間にコンデンサ１２０からの急激な電流出力があって、配線用遮断器１３０による遮断点（遮断動作するタイミング）には設定閾値ｉ１を確実に超えており、その遮断動作後には、コンデンサ１２０の再充電がなされる。このときのコンデンサ１２０の電極間電圧は、図２（ｂ）に示すように、短絡事故発生の瞬間の大電流出力による電圧降下が発生するとともに、配線用遮断器１３０による遮断動作後の再充電時にも電圧降下が発生するが、その再充電の程度に伴って徐々に回復する。
【００３５】
また、この信号判定器１２は、定常時には報知部１３に微小直流電流を供給するようになっており、電流計１１の出力電流値が電流閾値ｉ１を超えたときにその報知部１３への電流供給を遮断する。報知部１３は、その信号判定器１２からの電力供給により点灯する、例えば、ＬＥＤ（発光ダイオード）により構成されている。なお、報知部１３は、定常時には消灯して、短絡による過電流発生時に点灯するようにしてもよいことは言うまでもない。
【００３６】
これにより、電流判定装置１０は、通信装置１６０の過負荷に起因する過電流により配線用遮断器１３０が遮断動作しても、電流計１１が計測するコンデンサ１２０の出力電流値は小さいことから、信号判定器１２が供給する電力により報知部１３が点灯表示を継続する。また、この電流判定装置１０は、通信装置１６０側の短絡事故に起因する過電流により配線用遮断器１３０が遮断動作した場合には、電流計１１が計測するコンデンサ１２０の出力電流値が設定閾値ｉ１を超えたことを信号判定器１２が検知（比較判定）して報知部１３への供給電力を停止し消灯表示に切り替える。
【００３７】
したがって、配線用遮断器１３０の再投入操作をしようとする通信装置１６０の利用者は、報知部１３の点灯表示が消えていることに気が付いて、その配線用遮断器１３０の遮断要因が短絡事故であることを容易に把握することができる。
【００３８】
このように本実施形態においては、直流給電システムのコンデンサ１２０の出力電流値を計測して設定閾値ｉ１を超えたか否かを比較判定して、超えた場合にのみ、通信装置１６０の利用者が再投入しようとする配電用遮断器１３０が短絡事故の発生により遮断動作したことを報知部１３の消灯により報知することができる。したがって、複雑なシステムを構築などすることなく、コンデンサ１２０の出力を計測して比較判定するだけで、配線用遮断器１３０が短絡により遮断動作をしたことを容易かつ安価に確認することができ、その配線用遮断器１３０を交換するなど適切なメンテナンスを実行することができる。
【００３９】
本実施形態の他の態様としては、図示することは省略するが、電流計１１、信号判定器１２および報知部１３は、別体に構成する必要はないことは言うまでもなく、また、電流計１１が信号判定器１２も兼ねるようにしてもよい。例えば、アナログ式の指針により電流値を表示して、閾値を目盛により設定するとともに、その指針が閾値を超えたときに接触する接点などにより報知部１３への電力供給を切り替えるようにすることもできる。また、報知部１３もＬＥＤの点灯表示に限らず、音声出力により報知するようにしてもよく、また、液晶に文字表示させるなどしてもよい。この他の態様は、後述する実施形態においても同様である。
【００４０】
次に、図３および図４は本発明に係る電流判定装置の第２実施形態を示す図である。ここで、本実施形態は、上述の第１実施形態と略同様に構成されているので、同様の構成には同一の符号を付して特徴部分を説明する。
【００４１】
図３において、電流判定装置１０は、電流計１１に代えて、汎用の電圧計（計測部）２１が配置されており、この電圧計２１は、コンデンサ１２０の電極間の電圧値を計測して電気信号として信号判定器１２に出力する。本実施形態の信号判定器１２は、上述実施形態と略同様に、電圧計２１の出力電圧値と予め設定されている電圧閾値（設定出力値、設定情報）とを比較してコンデンサ１２０の直流電力の出力要因を判定し、報知部１３がこの信号判定器１２による判定結果を利用者に報知するようになっている。
【００４２】
そして、信号判定器１２は、通信装置１６０の過負荷による過電流が配線用遮断器１３０に流れて遮断動作する場合に電圧計２１が計測するコンデンサ１２０の電圧降下程度の出力電圧値では反応することはない。そして、この信号判定器１２は、図４に示すように、いずれかの通信装置１６０側で短絡事故が発生してコンデンサ１２０から大電流が出力されることによる電圧降下程度の出力電圧値で確実に短絡事故発生と判定する設定閾値ｖ１が予め設定されている。この配線用遮断器１３０による遮断点の前後（短絡事故発生の瞬間とコンデンサ１２０の充電開始時）には、図示するように、コンデンサ１２０に大電流が出入りすることによる電圧降下が発生して、電圧計２１の計測するコンデンサ１２０の電極間の電圧は、設定閾値ｖ１を下回っている。
【００４３】
これにより、電流判定装置１０は、通信装置１６０の過負荷に起因する過電流により配線用遮断器１３０が遮断動作しても、電圧計２１が計測するコンデンサ１２０の出力電圧値の電圧降下は小さいことから、信号判定器１２が供給する電力により報知部１３が点灯表示を継続する。また、この電流判定装置１０は、通信装置１６０側の短絡事故に起因する過電流により配線用遮断器１３０が遮断動作した場合には、電圧計２１が計測するコンデンサ１２０の電極間の出力電圧値が設定閾値ｖ１を下回ったことを信号判定器１２が検知（比較判定）して報知部１３への供給電力を停止し消灯表示に切り替える。
【００４４】
したがって、通信装置１６０の配線用遮断器１３０の再投入操作をしようとする利用者は、報知部１３の点灯表示が消えていることに気が付いて、その配線用遮断器１３０の遮断要因が短絡事故であることを容易に把握することができる。
【００４５】
このように本実施形態においては、直流給電システムのコンデンサ１２０の出力電圧値を計測して設定閾値ｖ１を下回ったか否かを比較判定して、下回った場合にのみ、通信装置１６０の利用者が再投入しようとする配電用遮断器１３０が短絡事故の発生により遮断動作したことを報知することができる。したがって、上述実施形態と同様に、配線用遮断器１３０の短絡による遮断動作の有無を容易かつ安価に確認することができ、その配線用遮断器１３０を交換するなど適切なメンテナンスを実行することができる。
【００４６】
次に、図５は本発明に係る電流判定装置の第３実施形態を示す図である。ここで、本実施形態は、上述の第２実施形態と略同様に構成されているので、図３を流用して、同様の構成には同一の符号を付して特徴部分を説明する。
【００４７】
図３において、電流判定装置１０は、電圧計２１と、信号判定器１２と、報知部１３と、を備えて構成されている。
【００４８】
ここで、図５に示すように、電圧計２１の計測する出力電圧値が確実に短絡事故発生と判定する設定閾値（設定出力値）ｖ１を下回っている期間（戻るまでの所要時間）は、通信装置１６０の過負荷による過電流の場合よりも長期になる。
【００４９】
このことから、本実施形態の信号判定器１２は、コンデンサ１２０の電極間の電圧降下による電圧低下期間ｔ１が予め設定されている設定期間（設定モデル時間）よりも長い場合に、定常時に供給する微小直流電力を遮断して報知部１３を消灯させるようになっている。この信号判定器１２は、電圧計２１の出力電圧値が電圧閾値ｖ１を下回ったときにＯＮするタイマを備えて、そのＯＮ期間が設定期間ｔ１を超えたときに、上述実施形態と同様に、報知部１３への供給電力を停止するとともにそのタイマをＯＦＦし、また、電圧計２１の出力電圧値が復帰したときにもＯＦＦしてリセットするようにしておけばよい。
【００５０】
これにより、電流判定装置１０は、通信装置１６０側の短絡事故に起因する過電流により配線用遮断器１３０が遮断動作して、電圧計２１が計測するコンデンサ１２０の電極間の出力電圧値が設定閾値ｖ１を下回る時間ｔ１が設定期間を超えたことを信号判定器１２が検知（比較判定）して報知部１３への供給電力を停止し消灯表示に切り替える。
【００５１】
したがって、コンデンサ１２０電極間の電圧が何らかの理由で瞬間的に低下しただけで短絡事故の発生と判定してしまうことを回避することができ、通信装置１６０の配線用遮断器１３０の再投入操作をしようとする利用者に、配線用遮断器１３０の遮断要因が短絡事故であることを信頼性高く報知することができる。
【００５２】
このように本実施形態においては、上述実施形態による作用効果に加えて、配線用遮断器１３０の短絡による遮断動作の有無を信頼性高く比較判定して報知することができ、その配線用遮断器１３０を交換するなど適切なメンテナンスを実行することができる。
【００５３】
次に、図６は本発明に係る電流判定装置の第４実施形態を示す図である。ここで、本実施形態は、上述の第１、第３実施形態と略同様に構成されているので、図１を流用して、同様の構成には同一の符号を付して特徴部分を説明する。
【００５４】
図１において、電流判定装置１０は、電流計１１と、信号判定器１２と、報知部１３と、を備えて構成されている。
【００５５】
ここで、図６に示すように、電流計１１の計測するコンデンサ１２０の出力電流値が確実に短絡事故発生と判定する設定閾値（設定出力値）ｉ１を超えた後に、定常状態と言える設定閾値ｉ２の振れ幅以内に戻るまでの所要期間（時間）ｔ２も、同様に、通信装置１６０の過負荷による過電流の場合よりも長期になる。
【００５６】
このことから、本実施形態の信号判定器１２は、その電流安定化期間ｔ２が予め設定されている設定期間（設定モデル時間）よりも長い場合に、定常時に供給する微小直流電力を遮断して報知部１３を消灯させるようになっている。
【００５７】
これにより、電流判定装置１０は、通信装置１６０側の短絡事故に起因する過電流により配線用遮断器１３０が遮断動作して、電流計１１が計測するコンデンサ１２０の出力電流値が設定閾値ｉ１を超えてから設定閾値ｉ２以内に戻るまでの電流安定化期間ｔ２が設定期間を超えたことを信号判定器１２が検知（比較判定）して報知部１３への供給電力を停止し消灯表示に切り替える。
【００５８】
したがって、コンデンサ１２０から短絡により大電流が出力されたことを確実かつ信頼性高く把握して、通信装置１６０の配線用遮断器１３０の再投入操作をしようとする利用者に、配線用遮断器１３０の遮断要因が短絡事故であることを信頼性高く報知することができる。
【００５９】
このように本実施形態においては、上述実施形態による作用効果に加えて、配線用遮断器１３０の短絡による遮断動作の有無を信頼性高く比較判定して報知することができ、その配線用遮断器１３０を交換するなど適切なメンテナンスを実行することができる。
【００６０】
ここで、上述実施形態は、図７に示すように、故障時用の蓄電池１７０を備える場合にも直流電源１５０自体としては同様に機能することから好適に適用することができる。この場合に、直流電源１５０が故障して蓄電池１７０からの電力供給のみになったときでも、その供給電力は徐々に低下して行くだけであり、配線用遮断器１３０は遮断動作することはないことから問題はない。
【００６１】
また、上述実施形態では、一つのコンデンサ１２０を搭載する電流分配装置１００に設置する場合を一例にして説明するが、これに限るものではなく、例えば、図８や図９に示すように、複数個のコンデンサ１２０を搭載するユニット１８０を電流分配装置１００に外付けする場合にも好適に採用することができる。この場合には、図中には点線で示すように、電流計１１あるいは電圧計２１のいずれか一方を不図示の信号判定器１２と報知部１３と共に接続して電流判定装置１０を設置すればよい。
【００６２】
特に、図９に示すように、コンデンサ１２０が個別に電路Ｗに接続されて、それぞれの電路Ｗ１〜Ｗ３間のインピーダンスに差異がある場合には、短絡時の電流の流れに大きく影響する。このため、コンデンサ１２０毎に電流判定装置１０を設置して短絡による過電流の発生の有無を判定確認する必要がある。その一方で、それぞれの電路Ｗ１〜Ｗ３間のインピーダンスに差異がない場合には、コンデンサ１２０は同様の挙動で動作するので、１つのコンデンサ１２０に電流判定装置１０を設置して短絡による過電流の発生の有無を判定確認すればよい。
【００６３】
同様に、電流判定装置１０の信号判定器１２が判定するコンデンサ１２０の出力電流値や電極間の出力電圧値は、システム全体の構成に応じた短絡時の電流の流れにより大きな影響を受ける。このために、システムのインピーダンスによっては、図１０に示す電圧・電流特性のように瞬間的にコンデンサ１２０の蓄積電力を放出するだけでなく、図１１に示すように、一定期間に亘ってコンデンサ１２０からある程度の電流値・電圧値の出力電力を維持しつつ放出する場合もある。このことから、コンデンサ１２０を接続するシステム側の回路インピーダンスを予め測定してシミュレーションを行うなどして、短絡事故発生時にのみ確実に比較判定することができる設定閾値を決める必要がある。
【００６４】
本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらすすべての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、各請求項により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、すべての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６６】
１０ 電流判定装置
１１ 電流計
１２ 信号判定器
１３ 報知部
２１ 電圧計
１００ 電流分配装置
１２０ コンデンサ
１３０ 配線用遮断器
１５０ 直流電源
１６０ 通信装置
ｉ１、ｖ１ 設定閾値
ｔ１ 電圧低下期間
ｔ２ 電流安定化期間
Ｗ 電路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流判定装置に関し、詳しくは、遮断器の所定条件以上での動作の有無を判定して報知可能にするものに関する。
【背景技術】
【０００２】
交換機やルータ等の通信装置などのように、直流電源を接続して直流電力で稼働させるように設計される負荷装置を複数設置するときには、例えば、図１２に示すように、直流電源１５０から供給される直流電力を複数の通信装置（負荷装置）１６０に分配する電流分配装置１００を介在させる直流給電システムを構築する場合がある。
【０００３】
この種の直流給電システムでは、通信装置１６０毎の前段に位置するように遮断器１３０を設置して過電流がその通信装置１６０に流れ込まないように保護したり、直流電源１５０と並列になるようにコンデンサ１２０を配置してその直流電源１５０が供給する直流電力の電源電圧を安定化させることが多用されている（例えば、特許文献１、２）。なお、この図１２に示す直流給電システムでは、コンデンサ１２０や遮断器１３０を電流分配装置１００に備えさせているが、そのコンデンサ１２０としては、特許文献１、２に記載のように、複数個設けてもよい。また、遮断器１３０としては、配線用遮断器（Molded Case Circuit Breaker）あるいはヒューズが採用されて、予め設定されている一定以上の電流が流れる過電流時に、自動的にその電流を遮断する機能を有しており、その遮断動作をしたことを知らせる機能を有するものもある。
【０００４】
この直流給電システムが遮断対象とする過電流の発生要因としては、負荷の増加により遮断器１３０を流れる電流がその定格を超過したときに発生する過負荷だけでなく、事故などにより電路Ｗの抵抗がゼロまたは大幅に低下したときに発生する短絡の場合にも発生する。
【０００５】
この直流給電システムに配線用遮断器を設置する場合、この配線用遮断器は、特に、大電流が流れる短絡事故が発生して遮断動作すると、接点が劣化して遮断性能が急激に低下する傾向にある。
【０００６】
このことから、配線用遮断器の遮断定格規格として、日本工業規格のＪＩＳ８２０１−２−１（国際電気標準規格ＩＥＣ６０９４７−２）の定格限界遮断容量ＩＣＵでは、Ｏ−ＣＯ試験を１回行うことを責務としており、また、定格使用短絡遮断電流ＩＣＳでは、Ｏ−ＣＯ−ＣＯ試験を１回行うことを責務として規定している。ここで、Ｏ責務は、遮断器をＯＮ状態にして短絡電流を通じさせて遮断動作させることをいい、ＣＯ責務は、短絡回路を形成しておいて遮断器を投入することにより短絡電流を通じさせて遮断動作させることをいう。
【０００７】
この配線用遮断器の規格では、これ以上の回数で短絡電流を遮断したときの遮断能力は保証されておらず、汎用されている配線用遮断器の性能評価もこの規格に準じていることが多い。要するに、配線用遮断器が供給電力の遮断動作を行った場合には、その遮断器が動作した原因を調査する必要があり、その動作原因が短絡事故の発生であったときには、その配線用遮断器を交換するメンテナンスなどの適切な措置を講じる必要がある。
【０００８】
よって、遮断器１３０として、繰り返し利用することができる配線用遮断器を採用する場合には、過負荷により遮断動作したのか、短絡事故により遮断動作したのかを判定して対処することは、その遮断器１３０を設置した電路Ｗを含めて、電気配線における安全を確保する上では重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−９９５２２号公報
【特許文献２】特開２００７−３１２４６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、配線用遮断器は、遮断動作したときには専門知識のない者が再投入する作業をして復旧させるものであるのにも拘わらず、その遮断動作は過負荷により行われたのか、短絡事故の発生により行われたのかを知った上でその再投入作業を行うことはできない。
【００１１】
このため、短絡事故の発生により遮断動作した配線用遮断器をそのまま再投入して電力供給を再開すると、その短絡電流の遮断動作で接点が劣化することにより、遮断性能が低下している状態のまま継続使用することになる。
【００１２】
このように短絡事故の発生による遮断動作を繰り返した配線用遮断器を使用することを回避するには、図１３に示すように、配線用遮断器１３０が設定されている電路Ｗ毎に電流計測機器１４０を取り付けて遮断時の電流値を計測してその計測結果を保存するようにし、遮断動作後の再投入作業時にその計測結果を調査確認するようにすればよい。
【００１３】
しかし、このようなシステムを構築するには、直流電源１５０から電流分配装置１００が分岐（分配）させる電路Ｗの全てに電流計測機器１４０を配置させる必要がありコスト上問題がある。このことから、図１４に示すように、電流分配装置１００における分岐前の直流電源１５０側電路Ｗに電流計測機器１４０を配置すれば、そのコスト上の問題を解消しつつ供給電力に異常電流が発生していることも検出（計測）することができるように見える。
【００１４】
ところで、図１５に示すように、通信装置１６０側の短絡事故の発生箇所に向かう遮断器１３０への流入電流Ｉは、直流電源１５０からの供給電流Ｉ１とコンデンサ１２０からの供給電流Ｉ２の合成電流値となる。その短絡時には、直流電源１５０側よりもコンデンサ１２０側の方が通信装置１６０側の短絡箇所から電路長が短いためにインピーダンスが低く、また、電源装置は一般的に垂下特性を有するために負荷が急増すると電圧低下して出力電流が制限されることから、図１６に示すように、その流入電流Ｉは、コンデンサ１２０からの放出電流Ｉ２が大部分となる。よって、図１４に示すように、分岐前の直流電源１５０側電路Ｗに電流計測機器１４０を配置しても、短絡事故発生時に遮断器１３０に流入する電流値Ｉを計測することはできない。
【００１５】
そこで、本発明は、遮断器が短絡により遮断動作をしたことを容易に把握可能にすることのできる電流判定装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決する電流判定装置の発明の第１の態様は、直流電源装置から供給される直流電力を複数の負荷装置のそれぞれに分配する直流給電システムに設置される電流判定装置であって、前記直流給電システムが前記複数の負荷装置に供給する前記直流電力の電源電圧を安定化させるコンデンサを備えるのに対して、前記コンデンサの出力を計測する計測部と、前記計測部が計測する前記コンデンサの出力を予め設定されている設定情報と比較して該コンデンサの出力要因を判定する判定部と、前記判定部による判定結果を報知する報知部と、を備えることを特徴とするものである。
【００１７】
上記課題を解決する電流判定装置の発明の第２の態様は、上記第１の態様の特定事項に加え、前記計測部は、前記コンデンサから出力される直流電力の電流値を計測する電流計により構成されていることを特徴とするものである。
【００１８】
上記課題を解決する電流判定装置の発明の第３の態様は、上記第１の態様の特定事項に加え、前記計測部は、前記コンデンサから出力される直流電力の電圧値を計測する電圧計により構成されていることを特徴とするものである。
【００１９】
上記課題を解決する電流判定装置の発明の第４の態様は、上記第１から第３のいずれか一つの態様の特定事項に加え、前記判定部は、前記コンデンサから出力される出力値を予め設定されている設定出力値と比較することを特徴とするものである。
【００２０】
上記課題を解決する電流判定装置の発明の第５の態様は、上記第１から第３のいずれか一つの態様の特定事項に加え、前記判定部は、前記コンデンサの出力波形を予め設定されている設定モデルと比較することを特徴とするものである。
【００２１】
上記課題を解決する電流判定装置の発明の第６の態様は、上記第５の態様の特定事項に加え、前記設定モデルとして、定常時に前記コンデンサから出力される設定出力値と、前記コンデンサから出力される出力値が変化した後に定常時の前記設定出力値に戻るまでに掛かる設定時間と、が予め設定されており、前記判定部は、前記コンデンサの出力波形における出力値および定常時の前記設定出力値に戻るまでの所要時間を前記設定モデルの前記設定出力値および前記設定時間と比較することを特徴とするものである。
【００２２】
上記課題を解決する電流判定装置の発明の第７の態様は、上記第１から第６のいずれか一つの態様の特定事項に加え、前記直流電源と前記コンデンサから直流電力を供給する電路を開閉して下流側の前記負荷装置を保護する遮断器を備える前記直流給電システムに設置されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２３】
このように本発明の一態様によれば、直流給電システムのコンデンサの出力が計測されて設定情報と比較され、例えば、コンデンサの出力電流値や出力電圧値が設定出力値と、あるいは、コンデンサの出力波形が設定モデルと比較されることにより判定されたその出力要因の判定結果が報知される。したがって、例えば、直流給電システムが配電用遮断器を備える場合に、負荷装置の利用者が遮断動作した配電用遮断器を再投入しようとするときに、コンデンサの出力要因（判定結果）を確認することができ、短絡事故発生に起因するコンデンサの過電流出力で配電用遮断器が遮断動作したのか、過負荷に起因する過電流で配電用遮断器が遮断動作したのか把握した上で作業することができる。この結果、複雑なシステムを構築などすることなく、コンデンサの出力を計測して比較判定するだけで、遮断器が短絡により遮断動作をしたことを容易かつ安価に確認して、その遮断器を交換するなど適切なメンテナンスを実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る電流判定装置の第１実施形態を搭載する直流給電システムの一例を示す図であり、その全体構成を示すブロック図である。
【図２】その電流判定装置の機能を説明する、短絡事故で発生した過電流により遮断器が遮断動作したときの波形図であり、（ａ）はその電流波形図、（ｂ）はその電圧波形図である。
【図３】本発明に係る電流判定装置の第２実施形態を搭載する直流給電システムの一例を示す図であり、その全体構成を示すブロック図である。
【図４】その電流判定装置の機能を説明する、短絡事故で発生した過電流により遮断器が遮断動作したときの電圧波形図である。
【図５】本発明に係る電流判定装置の第３実施形態を搭載する直流給電システムの一例を示す図であり、その電流判定装置の機能を説明する、短絡事故で発生した過電流により遮断器が遮断動作したときの電圧波形図である。
【図６】本発明に係る電流判定装置の第４実施形態を搭載する直流給電システムの一例を示す図であり、その電流判定装置の機能を説明する、短絡事故で発生した過電流により遮断器が遮断動作したときの電流波形図である。
【図７】その他の態様を説明する図であり、電流判定装置の上述実施形態を搭載する直流給電システムの他の態様を示すブロック図である。
【図８】その他の態様を説明する図であり、他の態様の直流給電システムへの電流判定装置の上述実施形態の適用例を示すブロック図である。
【図９】その他の態様を説明する図であり、図８と異なる他の態様の直流給電システムへの電流判定装置の上述実施形態の適用例を示すブロック図である。
【図１０】上述実施形態の電流判定装置が判定対象とする短絡による過電流の波形の一例を示す図であり、（ａ）はその電流波形モデル図、（ｂ）はその電圧波形モデル図である。
【図１１】上述実施形態の電流判定装置が判定対象とする短絡による過電流の波形の図１０と異なる一例を示す図であり、（ａ）はその電流波形モデル図、（ｂ）はその電圧波形モデル図である。
【図１２】その電流判定装置を搭載する対象の直流給電システムの一例を示すブロック図である。
【図１３】その直流給電システムに電流判定装置を搭載する接続箇所の一例を示すブロック図である。
【図１４】その直流給電システムに電流判定装置を搭載する接続箇所の図１３と異なる一例を示すブロック図である。
【図１５】その図１４に示す位置に電流判定装置を搭載する場合の課題を説明する図であり、その直流給電システムで短絡事故が発生したときの電流の流れを説明するブロック図である。
【図１６】その図１５に示す直流給電システムで短絡事故が発生したときの各電路での電流値を説明するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。図１および図２は本発明に係る電流判定装置の第１実施形態を示す図である。ここで、本実施形態は、上述の図１２で説明する直流給電システムに設置する場合を一例にして説明する（以下で説明する他の実施形態においても同様）。
【００２６】
図１において、電流判定装置１０は、交換機やルータ等の複数台の通信装置（負荷装置）１６０を稼働させる直流給電システムに設置されており、この電流判定装置１０は、直流電源（電源装置）１５０が出力する直流電力を通信装置１６０毎に分配して供給する電流分配装置１００に配置されている。なお、電流判定装置１０は、電流分配装置１００以外に設置してもよく、例えば、既存の電流分配装置１００に外付けしてもよいことは言うまでもない。
【００２７】
ここで、電流分配装置１００は、通信装置１６０毎の前段の電路Ｗに配線用遮断器１３０が配置されている。配線用遮断器１３０は、予め設定されている一定以上の過電流を検知した瞬間に電路Ｗ間の導通を開放して後段の通信装置１６０への過電流の流入を遮断し保護する。この配線用遮断器１３０は、その遮断動作後には通信装置１６０の利用者など（非システム管理者）でも、不図示のレバーを操作するだけで電路Ｗ間を導通させて後段の通信装置１６０への電力供給を再開（再投入）することができる。
【００２８】
また、電流分配装置１００は、直流電源１５０と並列にコンデンサ１２０が接続されており、このコンデンサ１２０は、直流電源１５０が通信装置１６０に供給する直流電力の電源電圧を安定化させるようになっている。
【００２９】
そして、電流判定装置１０は、コンデンサ１２０の後段に設置されてそのコンデンサ１２０から出力される直流電力の電流値を計測する電流計（計測部）１１と、この電流計１１の出力電流値と予め設定されている電流閾値（設定出力値、設定情報）とを比較してコンデンサ１２０の直流電力の出力要因を判定する信号判定器１２と、この信号判定器１２による判定結果を遮断動作した配線用遮断器１３０の再投入操作をする利用者に報知する報知部１３と、を備えて構成されている。
【００３０】
電流計１１は、計測する電流値を電気信号にして出力する汎用の電流計測器であり、信号判定器１２は、電流計１１が計測する出力電流値が予め設定されている電流閾値を超えたときに、配線用遮断器１３０の再投入操作をする利用者が目視する報知部１３の表示を変化させるようになっている。
【００３１】
具体的には、いずれかの通信装置１６０が同時に駆動電流の必要な機能を働かせるなど偶発的な過負荷が発生したときには、その前段の配線用遮断器１３０に過電流となる直流電力が電路Ｗ（遮断器１３０）に流れてその遮断器１３０が遮断動作する場合がある。この場合には、後述する短絡時のようにコンデンサ１２０から過電流が出力される訳ではなく、通信装置１６０の負荷に応じてコンデンサ１２０から出力されるにしても小さな電力に留まる。このため、電流計１１が大きな電流値を計測することはなく、また、コンデンサ１２０の再充電に時間が掛かることもなく（電圧降下期間も短く）、さらに、遮断器１３０の接点の損傷が問題になることもない。
【００３２】
また、いずれかの通信装置１６０側で短絡事故が発生したときには、その短絡によりインピーダンスが低くなってコンデンサ１２０から大電流が瞬間的に出力される場合がある。この場合には、コンデンサ１２０の容量にもよるが、コンデンサ１２０から大電流が瞬間的に出力されることになり、電流計１１が大きな電流値を計測することになり、また、コンデンサ１２０の再充電に時間が掛かり（電圧降下期間も長く）、さらに、配線用遮断器１３０の接点の損傷が問題になる可能性もある。
【００３３】
このことから、本実施形態の信号判定器１２は、通信装置１６０の過負荷による過電流が配線用遮断器１３０に流れて遮断動作する場合に電流計１１が計測する程度の出力電流値では反応することない。そして、この信号判定器１２は、図２（ａ）に示すように、いずれかの通信装置１６０側で短絡事故が発生してコンデンサ１２０から出力される短絡電流値で配線用遮断器１３０が遮断動作する程度の出力電流値を確実に短絡事故発生と判定する設定閾値ｉ１が予め設定されている。
【００３４】
ところで、この配線用遮断器１３０に流れる過電流は、図示するように、短絡事故発生の瞬間にコンデンサ１２０からの急激な電流出力があって、配線用遮断器１３０による遮断点（遮断動作するタイミング）には設定閾値ｉ１を確実に超えており、その遮断動作後には、コンデンサ１２０の再充電がなされる。このときのコンデンサ１２０の電極間電圧は、図２（ｂ）に示すように、短絡事故発生の瞬間の大電流出力による電圧降下が発生するとともに、配線用遮断器１３０による遮断動作後の再充電時にも電圧降下が発生するが、その再充電の程度に伴って徐々に回復する。
【００３５】
また、この信号判定器１２は、定常時には報知部１３に微小直流電流を供給するようになっており、電流計１１の出力電流値が電流閾値ｉ１を超えたときにその報知部１３への電流供給を遮断する。報知部１３は、その信号判定器１２からの電力供給により点灯する、例えば、ＬＥＤ（発光ダイオード）により構成されている。なお、報知部１３は、定常時には消灯して、短絡による過電流発生時に点灯するようにしてもよいことは言うまでもない。
【００３６】
これにより、電流判定装置１０は、通信装置１６０の過負荷に起因する過電流により配線用遮断器１３０が遮断動作しても、電流計１１が計測するコンデンサ１２０の出力電流値は小さいことから、信号判定器１２が供給する電力により報知部１３が点灯表示を継続する。また、この電流判定装置１０は、通信装置１６０側の短絡事故に起因する過電流により配線用遮断器１３０が遮断動作した場合には、電流計１１が計測するコンデンサ１２０の出力電流値が設定閾値ｉ１を超えたことを信号判定器１２が検知（比較判定）して報知部１３への供給電力を停止し消灯表示に切り替える。
【００３７】
したがって、配線用遮断器１３０の再投入操作をしようとする通信装置１６０の利用者は、報知部１３の点灯表示が消えていることに気が付いて、その配線用遮断器１３０の遮断要因が短絡事故であることを容易に把握することができる。
【００３８】
このように本実施形態においては、直流給電システムのコンデンサ１２０の出力電流値を計測して設定閾値ｉ１を超えたか否かを比較判定して、超えた場合にのみ、通信装置１６０の利用者が再投入しようとする配電用遮断器１３０が短絡事故の発生により遮断動作したことを報知部１３の消灯により報知することができる。したがって、複雑なシステムを構築などすることなく、コンデンサ１２０の出力を計測して比較判定するだけで、配線用遮断器１３０が短絡により遮断動作をしたことを容易かつ安価に確認することができ、その配線用遮断器１３０を交換するなど適切なメンテナンスを実行することができる。
【００３９】
本実施形態の他の態様としては、図示することは省略するが、電流計１１、信号判定器１２および報知部１３は、別体に構成する必要はないことは言うまでもなく、また、電流計１１が信号判定器１２も兼ねるようにしてもよい。例えば、アナログ式の指針により電流値を表示して、閾値を目盛により設定するとともに、その指針が閾値を超えたときに接触する接点などにより報知部１３への電力供給を切り替えるようにすることもできる。また、報知部１３もＬＥＤの点灯表示に限らず、音声出力により報知するようにしてもよく、また、液晶に文字表示させるなどしてもよい。この他の態様は、後述する実施形態においても同様である。
【００４０】
次に、図３および図４は本発明に係る電流判定装置の第２実施形態を示す図である。ここで、本実施形態は、上述の第１実施形態と略同様に構成されているので、同様の構成には同一の符号を付して特徴部分を説明する。
【００４１】
図３において、電流判定装置１０は、電流計１１に代えて、汎用の電圧計（計測部）２１が配置されており、この電圧計２１は、コンデンサ１２０の電極間の電圧値を計測して電気信号として信号判定器１２に出力する。本実施形態の信号判定器１２は、上述実施形態と略同様に、電圧計２１の出力電圧値と予め設定されている電圧閾値（設定出力値、設定情報）とを比較してコンデンサ１２０の直流電力の出力要因を判定し、報知部１３がこの信号判定器１２による判定結果を利用者に報知するようになっている。
【００４２】
そして、信号判定器１２は、通信装置１６０の過負荷による過電流が配線用遮断器１３０に流れて遮断動作する場合に電圧計２１が計測するコンデンサ１２０の電圧降下程度の出力電圧値では反応することはない。そして、この信号判定器１２は、図４に示すように、いずれかの通信装置１６０側で短絡事故が発生してコンデンサ１２０から大電流が出力されることによる電圧降下程度の出力電圧値で確実に短絡事故発生と判定する設定閾値ｖ１が予め設定されている。この配線用遮断器１３０による遮断点の前後（短絡事故発生の瞬間とコンデンサ１２０の充電開始時）には、図示するように、コンデンサ１２０に大電流が出入りすることによる電圧降下が発生して、電圧計２１の計測するコンデンサ１２０の電極間の電圧は、設定閾値ｖ１を下回っている。
【００４３】
これにより、電流判定装置１０は、通信装置１６０の過負荷に起因する過電流により配線用遮断器１３０が遮断動作しても、電圧計２１が計測するコンデンサ１２０の出力電圧値の電圧降下は小さいことから、信号判定器１２が供給する電力により報知部１３が点灯表示を継続する。また、この電流判定装置１０は、通信装置１６０側の短絡事故に起因する過電流により配線用遮断器１３０が遮断動作した場合には、電圧計２１が計測するコンデンサ１２０の電極間の出力電圧値が設定閾値ｖ１を下回ったことを信号判定器１２が検知（比較判定）して報知部１３への供給電力を停止し消灯表示に切り替える。
【００４４】
したがって、通信装置１６０の配線用遮断器１３０の再投入操作をしようとする利用者は、報知部１３の点灯表示が消えていることに気が付いて、その配線用遮断器１３０の遮断要因が短絡事故であることを容易に把握することができる。
【００４５】
このように本実施形態においては、直流給電システムのコンデンサ１２０の出力電圧値を計測して設定閾値ｖ１を下回ったか否かを比較判定して、下回った場合にのみ、通信装置１６０の利用者が再投入しようとする配電用遮断器１３０が短絡事故の発生により遮断動作したことを報知することができる。したがって、上述実施形態と同様に、配線用遮断器１３０の短絡による遮断動作の有無を容易かつ安価に確認することができ、その配線用遮断器１３０を交換するなど適切なメンテナンスを実行することができる。
【００４６】
次に、図５は本発明に係る電流判定装置の第３実施形態を示す図である。ここで、本実施形態は、上述の第２実施形態と略同様に構成されているので、図３を流用して、同様の構成には同一の符号を付して特徴部分を説明する。
【００４７】
図３において、電流判定装置１０は、電圧計２１と、信号判定器１２と、報知部１３と、を備えて構成されている。
【００４８】
ここで、図５に示すように、電圧計２１の計測する出力電圧値が確実に短絡事故発生と判定する設定閾値（設定出力値）ｖ１を下回っている期間（戻るまでの所要時間）は、通信装置１６０の過負荷による過電流の場合よりも長期になる。
【００４９】
このことから、本実施形態の信号判定器１２は、コンデンサ１２０の電極間の電圧降下による電圧低下期間ｔ１が予め設定されている設定期間（設定モデル時間）よりも長い場合に、定常時に供給する微小直流電力を遮断して報知部１３を消灯させるようになっている。この信号判定器１２は、電圧計２１の出力電圧値が電圧閾値ｖ１を下回ったときにＯＮするタイマを備えて、そのＯＮ期間が設定期間ｔ１を超えたときに、上述実施形態と同様に、報知部１３への供給電力を停止するとともにそのタイマをＯＦＦし、また、電圧計２１の出力電圧値が復帰したときにもＯＦＦしてリセットするようにしておけばよい。
【００５０】
これにより、電流判定装置１０は、通信装置１６０側の短絡事故に起因する過電流により配線用遮断器１３０が遮断動作して、電圧計２１が計測するコンデンサ１２０の電極間の出力電圧値が設定閾値ｖ１を下回る時間ｔ１が設定期間を超えたことを信号判定器１２が検知（比較判定）して報知部１３への供給電力を停止し消灯表示に切り替える。
【００５１】
したがって、コンデンサ１２０電極間の電圧が何らかの理由で瞬間的に低下しただけで短絡事故の発生と判定してしまうことを回避することができ、通信装置１６０の配線用遮断器１３０の再投入操作をしようとする利用者に、配線用遮断器１３０の遮断要因が短絡事故であることを信頼性高く報知することができる。
【００５２】
このように本実施形態においては、上述実施形態による作用効果に加えて、配線用遮断器１３０の短絡による遮断動作の有無を信頼性高く比較判定して報知することができ、その配線用遮断器１３０を交換するなど適切なメンテナンスを実行することができる。
【００５３】
次に、図６は本発明に係る電流判定装置の第４実施形態を示す図である。ここで、本実施形態は、上述の第１、第３実施形態と略同様に構成されているので、図１を流用して、同様の構成には同一の符号を付して特徴部分を説明する。
【００５４】
図１において、電流判定装置１０は、電流計１１と、信号判定器１２と、報知部１３と、を備えて構成されている。
【００５５】
ここで、図６に示すように、電流計１１の計測するコンデンサ１２０の出力電流値が確実に短絡事故発生と判定する設定閾値（設定出力値）ｉ１を超えた後に、定常状態と言える設定閾値ｉ２の振れ幅以内に戻るまでの所要期間（時間）ｔ２も、同様に、通信装置１６０の過負荷による過電流の場合よりも長期になる。
【００５６】
このことから、本実施形態の信号判定器１２は、その電流安定化期間ｔ２が予め設定されている設定期間（設定モデル時間）よりも長い場合に、定常時に供給する微小直流電力を遮断して報知部１３を消灯させるようになっている。
【００５７】
これにより、電流判定装置１０は、通信装置１６０側の短絡事故に起因する過電流により配線用遮断器１３０が遮断動作して、電流計１１が計測するコンデンサ１２０の出力電流値が設定閾値ｉ１を超えてから設定閾値ｉ２以内に戻るまでの電流安定化期間ｔ２が設定期間を超えたことを信号判定器１２が検知（比較判定）して報知部１３への供給電力を停止し消灯表示に切り替える。
【００５８】
したがって、コンデンサ１２０から短絡により大電流が出力されたことを確実かつ信頼性高く把握して、通信装置１６０の配線用遮断器１３０の再投入操作をしようとする利用者に、配線用遮断器１３０の遮断要因が短絡事故であることを信頼性高く報知することができる。
【００５９】
このように本実施形態においては、上述実施形態による作用効果に加えて、配線用遮断器１３０の短絡による遮断動作の有無を信頼性高く比較判定して報知することができ、その配線用遮断器１３０を交換するなど適切なメンテナンスを実行することができる。
【００６０】
ここで、上述実施形態は、図７に示すように、故障時用の蓄電池１７０を備える場合にも直流電源１５０自体としては同様に機能することから好適に適用することができる。この場合に、直流電源１５０が故障して蓄電池１７０からの電力供給のみになったときでも、その供給電力は徐々に低下して行くだけであり、配線用遮断器１３０は遮断動作することはないことから問題はない。
【００６１】
また、上述実施形態では、一つのコンデンサ１２０を搭載する電流分配装置１００に設置する場合を一例にして説明するが、これに限るものではなく、例えば、図８や図９に示すように、複数個のコンデンサ１２０を搭載するユニット１８０を電流分配装置１００に外付けする場合にも好適に採用することができる。この場合には、図中には点線で示すように、電流計１１あるいは電圧計２１のいずれか一方を不図示の信号判定器１２と報知部１３と共に接続して電流判定装置１０を設置すればよい。
【００６２】
特に、図９に示すように、コンデンサ１２０が個別に電路Ｗに接続されて、それぞれの電路Ｗ１〜Ｗ３間のインピーダンスに差異がある場合には、短絡時の電流の流れに大きく影響する。このため、コンデンサ１２０毎に電流判定装置１０を設置して短絡による過電流の発生の有無を判定確認する必要がある。その一方で、それぞれの電路Ｗ１〜Ｗ３間のインピーダンスに差異がない場合には、コンデンサ１２０は同様の挙動で動作するので、１つのコンデンサ１２０に電流判定装置１０を設置して短絡による過電流の発生の有無を判定確認すればよい。
【００６３】
同様に、電流判定装置１０の信号判定器１２が判定するコンデンサ１２０の出力電流値や電極間の出力電圧値は、システム全体の構成に応じた短絡時の電流の流れにより大きな影響を受ける。このために、システムのインピーダンスによっては、図１０に示す電圧・電流特性のように瞬間的にコンデンサ１２０の蓄積電力を放出するだけでなく、図１１に示すように、一定期間に亘ってコンデンサ１２０からある程度の電流値・電圧値の出力電力を維持しつつ放出する場合もある。このことから、コンデンサ１２０を接続するシステム側の回路インピーダンスを予め測定してシミュレーションを行うなどして、短絡事故発生時にのみ確実に比較判定することができる設定閾値を決める必要がある。
【００６４】
本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらすすべての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、各請求項により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、すべての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６６】
１０ 電流判定装置
１１ 電流計
１２ 信号判定器
１３ 報知部
２１ 電圧計
１００ 電流分配装置
１２０ コンデンサ
１３０ 配線用遮断器
１５０ 直流電源
１６０ 通信装置
ｉ１、ｖ１ 設定閾値
ｔ１ 電圧低下期間
ｔ２ 電流安定化期間
Ｗ 電路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源装置から供給される直流電力を複数の負荷装置のそれぞれに分配する直流給電システムに設置される電流判定装置であって、
前記直流給電システムが前記複数の負荷装置に供給する前記直流電力の電源電圧を安定化させるコンデンサを備えるのに対して、
前記コンデンサの出力を計測する計測部と、前記計測部が計測する前記コンデンサの出力を予め設定されている設定情報と比較して該コンデンサの出力要因を判定する判定部と、前記判定部による判定結果を報知する報知部と、を備えることを特徴とする電流判定装置。
【請求項２】
前記計測部は、前記コンデンサから出力される直流電力の電流値を計測する電流計により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電流判定装置。
【請求項３】
前記計測部は、前記コンデンサから出力される直流電力の電圧値を計測する電圧計により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電流判定装置。
【請求項４】
前記判定部は、前記コンデンサから出力される出力値を予め設定されている設定出力値と比較することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電流判定装置。
【請求項５】
前記判定部は、前記コンデンサの出力波形を予め設定されている設定モデルと比較することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電流判定装置。
【請求項６】
前記設定モデルとして、定常時に前記コンデンサから出力される設定出力値と、前記コンデンサから出力される出力値が変化した後に定常時の前記設定出力値に戻るまでに掛かる設定時間と、が予め設定されており、
前記判定部は、前記コンデンサの出力波形における出力値および定常時の前記設定出力値に戻るまでの所要時間を前記設定モデルの前記設定出力値および前記設定時間と比較することを特徴とする請求項５に記載の電流判定装置。
【請求項７】
前記直流電源と前記コンデンサから直流電力を供給する電路を開閉して下流側の前記負荷装置を保護する遮断器を備える前記直流給電システムに設置されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電流判定装置。
【請求項１】
直流電源装置から供給される直流電力を複数の負荷装置のそれぞれに分配する直流給電システムに設置される電流判定装置であって、
前記直流給電システムが前記複数の負荷装置に供給する前記直流電力の電源電圧を安定化させるコンデンサを備えるのに対して、
前記コンデンサの出力を計測する計測部と、前記計測部が計測する前記コンデンサの出力を予め設定されている設定情報と比較して該コンデンサの出力要因を判定する判定部と、前記判定部による判定結果を報知する報知部と、を備えることを特徴とする電流判定装置。
【請求項２】
前記計測部は、前記コンデンサから出力される直流電力の電流値を計測する電流計により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電流判定装置。
【請求項３】
前記計測部は、前記コンデンサから出力される直流電力の電圧値を計測する電圧計により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電流判定装置。
【請求項４】
前記判定部は、前記コンデンサから出力される出力値を予め設定されている設定出力値と比較することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電流判定装置。
【請求項５】
前記判定部は、前記コンデンサの出力波形を予め設定されている設定モデルと比較することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電流判定装置。
【請求項６】
前記設定モデルとして、定常時に前記コンデンサから出力される設定出力値と、前記コンデンサから出力される出力値が変化した後に定常時の前記設定出力値に戻るまでに掛かる設定時間と、が予め設定されており、
前記判定部は、前記コンデンサの出力波形における出力値および定常時の前記設定出力値に戻るまでの所要時間を前記設定モデルの前記設定出力値および前記設定時間と比較することを特徴とする請求項５に記載の電流判定装置。
【請求項７】
前記直流電源と前記コンデンサから直流電力を供給する電路を開閉して下流側の前記負荷装置を保護する遮断器を備える前記直流給電システムに設置されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電流判定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−２３１６２３（Ｐ２０１２−２３１６２３Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９９０８８（Ｐ２０１１−９９０８８）
【出願日】平成２３年４月２７日（２０１１．４．２７）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２７日（２０１１．４．２７）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
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