JPH02226694A - 直列点灯回路の断芯検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、絶縁変流器を介して複数の灯火を直列に点灯
させる回路に適用され、断芯した灯火がいずれであるか
を検出する断芯検出装置に関するものである。

（従来の技術） 空港の滑走路照明用には、一般に直列灯火点灯回路が用
いられている。この回路において、灯火に断芯が発生し
た場合この断芯を検出する従来の装置として第９図に示
されたものがある。

交流電源１からの電流が定電流電源装置２に入力され、
位相制御により一定に保たれて直列点灯回路９１に供給
される。これにより、直列点灯回路９１における直列に
接続された絶縁変流器ＣＴ　　、Ｃｒ２．・・・、ＣＴ
ｏの二次側にそれぞれ接続された灯火Ｌｉ　、　　Ｌ２
　、・・・、Ｌｎの輝度が一定に維持される。このよう
な灯火の断芯の検出を断芯検出部９２において行う。

灯火Ｌｌ、・・・、Ｌｎのうち、いずれか一つ以上の灯
火が断芯すると、その灯火が接続されている絶縁変流器
の二次側は開放状態となり、その灯火に対して電流を供
給している定電流電源装置２からみた負荷インピーダン
スが変化する。これにより、定電流電源装置２の出力電
圧と出力電流は、第１０図のようになる。この場合の断
芯を検出する手法として、例えば特公昭６１−１５５５
６に記載のものがある。

すなわち、絶縁変流器の二次側が開放されると、磁気飽
和現象が発生し、定電流電源装置２の出力電流の立上が
りは絶縁変流器が磁気飽和するまでの間緩慢になり、断
芯が発生していないときよりも立上がりの遅れた波形と
なる。−力出力電圧は、出力電流の立上がりが遅れてい
る間（飽和時間α）に、急峻に立上がった波形となる。

このときのハツチングで示された部分の面積に相当する
電圧波形の時間積分値ｍ　ｉ　、　ｍ　２　、・・・１
ｍｎは、第１１図に示されたように断芯した灯火の数に
比例する。

このため断芯検出部９２によりこの時間積分値を求め、
この値がｍ３であれば断芯数は３個であることがわかる
。

（発明が解決しようとする課題） しかし、このような灯火断芯検出装置では断芯が発生し
たこと及びその個数は検出されるが、それが灯火Ｌｉ　
、　　Ｌ２　、・・・、Ｌｎのうち、いずれの灯火であ
るかを判断することはできない。このため断芯が発生し
たことが検出されると、空港の滑走路を巡回点検して断
芯した灯火を発見しなげればならず、保守点検作業の効
率が悪いという問題があった。

また断芯した灯火の交換が遅れると、二次側が開放状態
となった絶縁変流器が長時間にわたって放置されること
となり、高電圧による巻線間の短絡や、温度上昇による
焼損を招くという問題があった。

本発明は多数の灯火のうちどの灯火が断芯したかを検出
し得る直列点灯回路の灯火断芯検出装置を提供すること
を目的とする。

〔発明の構成〕

（課順を解決するための手段） 本発明は、灯火毎に設けられ対応する灯火の断芯発生を
検出する断芯発生検出部と、灯火毎に設けられこの断芯
の検出がなされるとその時点から予定の待ち時間経過後
に断芯した灯火が接続された変成器の二次側を短絡する
短絡部と、交流電源の出力電圧波形を監視し、その波形
変化からいずれかの灯火に断芯が発生したと判断する断
芯発生判断部と、待ち時間中に断芯発生判断部が断芯発
生と判断すると、交流電源からの出力波形を予定の時間
、変化させる電源制御部と、灯火毎に設けられ交流電源
からの出力波形が変化したことを検出する出力波形変化
検出部と、灯火毎に設けられ、各灯火毎に異なった値の
判定時間が設定された時間設定部と、灯火毎に設けられ
、出力波形変化検出部の検出動作により断芯した灯火に
対応した判定時間が経過した後、一定時間前記短絡を解
除する短絡解除部と、断芯発生判断部により断芯発生が
判断されると電源制御部による出力波形変化が行われた
時点から二〇断芯発生の判断がなされた時点までの時間
を測定し、この時間が判定時間のうちのいずれに対応し
ているかによって断芯したか灯火を判別する断芯位置判
断部とを備えたことを特徴としている。

ここで、電源制御部は出力波形変化の代わりに瞬間停止
を行うものであり、これに伴って出力波形変化検出部の
代わりに瞬間停止を検出する瞬間停止検出部を備え、短
絡制御部は瞬間停止検出部により瞬間停止が検出される
と短絡を解除するものであり、断芯位置判断部は瞬間停
止が行われた時点から断芯発生の判断がなされた時点ま
での時間を測定してこの時間が判定時間のうちのいずれ
に対応しているかを判断することによって断芯した灯火
の位置を判断するものであってもよい。

（作　用） 断芯発生検出部により断芯が検出されると、予定め待ち
時間経過後に短絡部により先ず変成器の二次側が短絡さ
れ、この短絡が行われる前の待ち時間中に交流電圧の出
力電圧波形が変化し、断芯発生判断部により断芯が発生
したという判断がなされる。この判断があると、電源制
御部は予定時間、交流電源の出力波形を変化させる。こ
の出力波形の変化が検出されると、短絡解除部により断
芯した灯火に対応した判定時間だけ経過した後に、一定
時間短絡が解除される。この解除されている間に、断芯
発生判断部により断芯が発生したという判断がなされ、
断芯位置判断部により、出力波形変化からこの判断がな
されたまでの時間が、判定時間のいずれに対応している
かが判断されることによって断芯位置が検出される。

この位相変化の代わりに瞬間停止が行われても同様にし
て断芯位置が検出される。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。第１図は本実施例の直列点灯回路の断芯検出装置の
構成を示したものである。上述したように、交流電源１
に接続された定電流電源装置２から一定電流が直列点灯
回路５に供給される。

これにより、直列点灯回路５に直列接続された絶縁変流
器ＣＴ　　、ＣＴ２．・・・、ＣＴ、の二次側に■ それぞれ接続された灯火Ｌ１．Ｌ２．・・・、Ｌｏの輝
度が一定に維持される。ここで従来と比較して、灯火毎
に端末部Ｒ，，Ｒ２，・・・、Ｒｏが設けられた点と、
断芯検出部９２のかわりに、断芯発生判断部が設けられ
、さらに６、電源制御部８、断芯位置判断部９を有した
親局７が設けられた点とが異なっている。

断芯発生判断部６は、例えば上述した従来の断芯検出部
６５と同様な手法により灯火り、、Ｌ２゜・・・　Ｌ　
のいずれかに断芯が発生するとこれを判ｎ 別するもので、この判断結果を断芯位置判定部９又は電
源制御部８に出力する。電源制御部８は定電流電源装置
２の出力を制御するもので、断芯発生判断部６が断芯が
発生したと判断したことを条件にこの出力波形を変化さ
せる。断芯位置判断部９は後述するそれぞれ灯火毎に異
なる時間ｔ１゜ｔ２．・・・、１ｎ　（判定時間）を記
憶しておき、この時間と電源制御部８及び断芯発生判断
部６から得た信号により測定した時間とを比較して断芯
した灯火の位置を判断するものである。

端末部Ｒ，，Ｒ２，・・・、Ｒｎの構成内容はいずれも
同一であり、端末部Ｒ１を例にとって第２図を用いて説
明する。絶縁変流器ＣＴ、の二次側に、灯火Ｌ１に対し
てそれぞれ並列になるように過電圧検出部２１とサイリ
スタ部２２とが接続され、サイリスタ部２２に直列に短
絡制御部２３、時間設定部２４が接続されている。さら
に絶縁変流器ＣＴ１の二次側に、変流器２６を介して絶
縁変流器ＣＴ１の二次側に接続され、出力波形の変化を
検出する出力波形変化検出部２５が接続されている。

過電圧検出部２１は灯火毎に設けられた断芯検出部に相
当するもので、灯火Ｌ１が断芯して絶縁変流器ＣＴ　ｔ
の二次側に高電圧が発生した場合にこれを検出して、短
絡部２７の短絡制御部２３に通知するものであり、電流
が流れ込まないように高インピーダンスとなっている。

出力波形変化検出部２５は、絶縁変流器ＣＴ１の二次側
の出力電流の波形が変化したことを検出するものである
。

サイリスク部２２は絶縁変流器ＣＴ、の二次側を短絡す
るものであり、時間設定部２４はこの短絡の解除を開始
するまでの時間（判定時間）を設定する。この時間はそ
れぞれの端末部Ｒｔ　、　Ｒ２。

・・・、Ｒ毎にｔｔ、ｔ２．・・・、ｔｎというように
長さが異なっている。短絡制御部２３は、サイリスタ部
２２に短絡をさせる短絡部としての機能と、この予定の
時間経過後、一定時間Ｔの間、短絡を解除するようにサ
イリスク部２２を制御する短絡解除部としての機能を合
せ持つものである。

このような構成を有した断芯検出装置の動作について、
第３図のタイムチャートを用いて説明する。先ず灯火Ｌ
１が断芯したとすると、絶縁変流器Ｃｒ　ｔの二次側が
開放に近い状態となり過電圧が発生する。この過電圧を
端末部Ｒ１の過電圧検出部２１が検出し、短絡制御部２
３に過電圧が発生したことを通知する。短絡制御部２３
はこの通知を受けると、時間Ｔ　（予定の待ち時間）経
過後、短絡信号を出力し、サイリスタ部２２を駆動させ
て絶縁変流器ＣＴ、の二次側を短絡させ、灯火Ｌ１が断
芯していない場合と同様である絶縁変流器ＣＴ１の二次
側が開放されていない状態にする。

この時間Ｔ　の間は、断芯が発生してから短絡されてい
ない状態であるため、第３図（ｂ）のように出力電圧波
形が変化し、断芯発生判断部６により断芯が発生したと
いう判断がなされ、第３図（ｃ）のような断芯検出信号
が電源制御部８に出力される。この場合に、断芯の発生
時点から検出信号が出力されるまでには、第１０図に示
された飽和時間αの遅れがあり、さらに短絡開始時点か
ら断芯検出信号の終了時点までの間には、遅れ時間Ｔ　
が存在する。

断芯が発生したという判断を通知された電源制御部８は
、予定の時間、定電流電源装置２の出力波形を変化させ
る。出力波形変化検出部２５は、この出力電流の位相が
第３図（ａ）のように変化したことを検出し、短絡制御
部２３にこのことを通知する。短絡制御部２３はこの通
知を受けると、時間設定部２４に設定されている灯火Ｌ
１に対応した時間ｔ１だけ経過した後、短絡を一定時間
Ｔ、解除させる。これにより短絡信号は、第３図（ｄ）
のように一定時間Ｔだけオフ状態となる。尚、このよう
な動作を出力波形を変化させた後に行うのは、灯火毎に
異なる時間ｔのカウントを開始する時期を、１サイクル
の波形が開始する時期に同期させるためである。

短絡が解除されると灯火Ｌ１の断芯による出力電圧波形
（第３図（ｂ））に変化が生じるので、断芯発生判断部
６は、この変化を、前述した時間漬方手法等により検出
して断芯が発生したと判断し、親局７の断芯位置判断部
９に通知する。

次にこの断芯位置判断部９において、制御部８が位相変
化を行った時点から断芯発生判断部６により断芯が発生
したという判断がなされた時点までの時間を求め、これ
から飽和時間αを差し引いた値を算出する。この時間と
予め記憶しているそれぞれの灯火に対応した判定時間ｔ
ｔ、ｔ２．・・・ｔ　のいずれと一致しているかを比較
し、ｔｌと一致していれば灯火Ｌ１が断芯したと判断す
る。

灯火Ｌ２が断芯した場合は、短絡制御部２３の行う短絡
の解除は出力波形の変化があった後、時間設定部２７に
設定されている時間ｔ２の間経過させ、その後時間Ｔだ
け短絡を解除する。そして灯火Ｌ１の場合と同様に、断
芯位置判断部９により電源制御部８が出力波形を変化さ
せた時点から断芯発生判断部６が断芯が発生したと判断
した時点までの時間を求め、これから飽和時間αを差し
引いた値と時間１１とが一致していることから灯火Ｌ２
が断芯したと判断する。ここでこの時間ｔ　の長さは、
ｔｌ＋Ｔ十Ｔｘ　（但し、Ｔ、は第３図（Ｃ）に示され
たもので、断芯発生判断部６の復帰時間である）よりも
大とする。このことで、断芯が複数箇所で発生した場合
でも短絡を解除させるそれぞれの時間Ｔが重複しないよ
うにしている。従って灯火Ｌ３に対応した時間ｔ３は１
３＞ｔ２＋Ｔ十Ｔ、　、灯火Ｌｎに対応した時間ｔｎは
ｔ　ｎ＞　ｔ　ｎ−１＋’ｒ＋”ｒｘとなる。

このようにそれぞれの時間ｔを設定することにより、複
数の灯火が断芯した場合にも検出が可能となる。例えば
灯火Ｌ　及び灯火Ｌ２が同時に断芯した場合、先ず端末
部Ｒ及びＲ２において絶緑変流器ＣＴ　　及びＣＴ　２
の二次側をそれぞれ短絡させる。そして電源制御部８に
よる出力波形の変化が両者とも同時に行われた後、それ
ぞれ時間’ｔｔ、ｔ２経過させ、この後、重複しない時
間帯において時間Ｔだけそれぞれ短絡を解除させる。

これにより断芯位置判断部９は、出力波形の変化から断
芯が検出されるまでの時間と記憶された時間ｔとを比較
し、灯火Ｌ　及び灯火Ｌ２が断芯したと判断することが
できる。

以上のようにいずれの灯火が断芯したかという判断を的
確に行うことができるため、断芯した灯火を発見するた
めに滑走路を巡回点検する必要がなく、保守点検作業の
効率を大幅に向上させることができる。この場合に、出
力波形の変化を電源制御部８が行う時間を短くすれば、
断芯発生後から短時間で検出することができる。また断
芯が発生した場合にも、絶縁変流器の二次側を先ず短絡
して断芯が発生していない場合と同様の状態にして一定
周期毎に短時間Ｔだけ短絡を解除するため、長時間に渡
って高電圧が絶縁変流器の二次側に発生することが回避
され、巻線間の短絡や温度上昇による焼損を防止するこ
とができる。

次に、その他の実施例について説明する。これは、上述
の実施例の端末部Ｒ，，Ｒ２，・・・、Ｒ１（第２図）
の構成内容を変えたものであり、第４図に端末部ＲＲ，
として示す。第２図の端末部Ｒ１では断芯が発生したこ
とを、過電圧検出部２１により絶縁変流器ＣＴ１の二次
側に発生した過電圧を検出することで検出していた。こ
れに対しこの端末部ＲＲ，では、断芯の発生により灯火
Ｌ１に流れていた電流が断たれることを、灯火Ｌ１に直
列接続された変流器４１を介して灯火電流断検出部４２
が検出して行う点が異なっている。

このようにして断芯が発生したことを検出することを除
いて、他の構成は上述の実施例と全く同様である。

尚、上述した実施例はいずれも一例であって、本発明の
灯火断芯検出装置を限定するものではない。例えば、変
成器として絶縁変流器を用いているが、変圧器を用いた
直列点灯回路に対しても適用することができ、またこの
ような変成器の二次側を短絡するものとして、実施例で
はサイリスクを用いているが、リレーを用いてその接点
の開閉により行うもの等、他の手段によって短絡するも
のであってもよい。

上述した実施例では第２図又は第４図に示されたように
、電源制御部８によって変化した出力の波形の変化を出
力波形変化検出部２５により検出しているが、代わりに
出力電流値の大きさの変化を検出する電流値変化検出部
により検出してもよい。この場合には、電源制御部８に
より定電流電源装置２内部のタップを制御することによ
り、第５図（ｂ）のように出力電流の大きさを変化させ
、この変化を検出すればよい。

また第１図における電源制御部８が、定電流電源装置２
の出力波形を変化させる代わりに、第８図のように、灯
火の点灯に支障のない時間、瞬間的に停止（以下、瞬間
停止と称す）させてもよい。

この場合には、第６図に示された端末部Ｒ１、あるいは
第７図に示された端末部ＲＲ１のそれぞれ有する電流断
検出部６１がこの瞬間停止を検出し、短絡制御部２３に
通知する。通知された短絡制御部２３は、灯火毎に異な
る時間（１，ｔ２．・・・ｔ　経過後、一定時間Ｔだけ
短絡を解除させる。

即ち、上述の実施例における位相変化を瞬間停止に置き
換えたものに相当し、他の構成要素及び動作は同様であ
る。このような装置においても同様の効果が得られる。

二以上の灯火が少しの時間を隔てて断芯した場合は、電
源制御部８の行う出力波形変化又は瞬間停止を複数回行
い、これに伴って断芯位置判断部９における判断を複数
回行って過半数の一致した結果を検出結果とすることで
、検出精度を向上させることができる。この場合に位相
変化または瞬間停止を行う周期を、灯火に対応した時間
ｔのうち最も長い時間以上の長さにすることにより、短
絡を解除する時間Ｔが重複するのを避けることができる
ため、断芯位置の検出精度をより向上させることができ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、いずれかの灯火が断芯す
ると第１の時間経過後に変成器の二次側を短絡し、この
第１の時間中に断芯が発生したという判断がなされてか
ら予定の時間、電源部の出力波形を変化または瞬間停止
させ、この出力波形変化又は瞬間停止後に断芯した灯火
に対応した判定時間だけ経過した後に短絡を解除し、出
力波形変化又は瞬間停止後からこの解除によってなされ
た断芯が発生したという判断までの時間が判定時間のい
ずれに対応しているかを判断することにより、断芯した
灯火の位置を検出することができる。

このため断芯位置を発見するために巡回点検等を行なう
必要がなく、保守点検作業の効率を向上させることがで
きると共に、断芯により変成器に長時間に渡って高電圧
が負荷される事態が回避され、巻線間の短絡や焼損を防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による直列点灯回路の断芯検
出装置の構成を示すブロック図、第２図は同装置の端末
部の構成を示すブロック図、第３図は同装置における定
電流電源装置の出力電圧及び電流波形の変化、断芯発生
判断部の断芯検出信号、短絡制御部の短絡信号を示すタ
イムチャート、第４図はその他の実施例による端末部の
構成を示すブロック図、第５図はさらにその他の実施例
による定電流電源装置の出力電圧及び電流波形の変化、
断芯発生判断部の断芯検出信号、短絡制御部の短絡信号
を示すタイムチャート、第６図及び第７図はさらにその
他の実施例による端末部の構成を示すブロック図、ｍ８
図はその場合の定電流電源装置の出力電圧及び電流波形
の変化、断芯発生判断部の断芯検出信号、短絡制御部の
短絡信号を示すタイムチャート、第９図は従来の灯火断
芯検出装置の構成を示すブロック図、第１０図は断芯発
生による定電流電源装置の出力電圧及び電流波形の変化
を示すタイムチャート、第１１図は定電流電源装置の出
力電圧の時間積分値と断芯した灯火の数との関係を示し
た説明図である。 １・・・交流電源、２・・・定電流電源装置、３，２６
゜４１・・・変流器、４・・・変圧器、５．９１・・・
直列点灯回路、６・・・断芯発生判断部、７・・・親局
、８・・・電源制御部、９・・・断芯位置判断部、２１
・・・過電圧検出部、２２・・・サイリスタ部、２３・
・・短絡制御部、２４・・・時間設定部、２５・・・出
力波形変化検出部、４２・・・灯火電流断検出部、６１
・・・電流断検出部、ＲＲ・−・、Ｒ・・・端末部、Ｌ
Ｔｌ、ＬＴｌ。 １゛　２°　　　ｎ ・・・、　　ＬＴ　　・・・灯火、ＣＴ　　、ＣＴ２．
−・−、ＣＴｎｎ　　　　　　　　　　　１ ・・・絶縁変流器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、定電流形の交流電源に直列に接続された二つ以上の
   変成器の二次側に、それぞれ灯火点灯回路を設けた直列
   点灯回路における灯火の断芯を検出する装置において、 前記灯火毎に設けられ、対応する灯火の断芯発生を検出
   する断芯発生検出部と、 前記灯火毎に設けられ、この断心発生検出部の検出動作
   に伴ない、その時点から予定の待ち時間経過後に、断芯
   した灯火が接続された前記変成器の二次側を短絡する短
   絡部と、 前記交流電源の出力電圧波形を監視し、その波形変化か
   らいずれかの灯火に断芯が発生したと判断する断芯発生
   判断部と、 前記待ち時間中に前記断芯発生判断部が断芯発生と判断
   すると、前記交流電源からの出力波形を、予定の時間、
   変化させる電源制御部と、 前記灯火毎に設けられ、前記交流電源からの出力の波形
   が変化するとこれを検出する出力波形変化検出部と、 前記灯火毎に設けられ、各灯火毎に異なった値の判定時
   間が設定された時間設定部と、 前記灯火毎に設けられ、前記出力波形変化検出部の検出
   動作により断芯した灯火に対応した前記判定時間が経過
   した後、一定時間前記短絡を解除する短絡解除部と、 前記断芯発生判断部により断芯発生が判断されると、前
   記電源制御部による出力波形変化が行われた時点から、
   この断芯発生の判断がなされた時点までの時間を測定し
   、この時間が前記判定時間のうちのいずれに対応してい
   るかによって、断芯した灯火を判別する断芯位置判断部
   とを備えたことを特徴とする直列点灯回路の断芯検出装
   置。 ２、定電流形の交流電源に直列に接続された二つ以上の
   変成器の二次側にそれぞれ灯火点灯回路を設けた直列点
   灯回路における灯火の断芯を検出する装置において、 前記灯火毎に設けられ、対応する灯火の断芯発生を検出
   する断芯発生検出部と、 前記灯火毎に設けられ、この断心発生検出部の検出動作
   に伴い、その時点から予定の待ち時間経過後に、断芯し
   た灯火が接続された前記変成器の二次側を短絡する短絡
   部と、 前記交流電源の出力電圧波形を監視し、その波形変化か
   らいずれかの灯火に断芯が発生したと判断する断芯発生
   判断部と、 前記待ち時間中に前記断芯発生判断部が断芯発生と判断
   すると、前記交流電源からの出力波形を、前記灯火の点
   灯に支障のない時間、瞬間停止させる電源制御部と、 前記灯火毎に設けられ、前記瞬間停止が行われるとこれ
   を検出する瞬間停止検出部と、 前記灯火毎に設けられ、各灯火毎に異なった値の判定時
   間が設定された時間設定部と、 前記灯火毎に設けられ、前記瞬間停止検出部の検出動作
   により、断芯した灯火に対応した前記判定時間が経過し
   た後、一定時間前記短絡を解除する短絡解除部と、 前記断芯発生判断部により断芯発生が判断されると、前
   記瞬間停止が行われた時点から、この断芯発生の判断が
   なされた時点までの時間を測定し、この時間が前記判定
   時間のうちのいずれに対応しているかによって、断芯し
   た灯火を判別する断芯位置判断部とを備えたことを特徴
   とする直列点灯回路の断芯検出装置。