【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、原子力発電所における制御棒落下に伴う原子炉底での反動を検出して、
制御棒が確実に挿入されたことを確認するための、制御棒挿入状態監視装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は例えば三菱電機技報Ｖｏｌ． ５
９，Ｎｏ． ２，１９８５年２月「制御棒過渡位置検出装置」三菱電機発行第５９頁に示された、従来の制御棒落下にともなう誘導起電力の波形を表示する制御棒挿入状態監視装置の構成図である。 図において、１は制御棒駆動軸、２は制御棒位置指示装置検出器、３は制御棒位置指示装置検出器２の電源供給ラインに接続された導体抵抗、４は検出器用電源、７は制御棒の落下にともなう電圧降下、８は制御棒過渡位置検出装置、９は検出器２のインダクタンス変化のよる電圧変化を示す電圧波形、１
０は電圧波形で、電圧波形９の低周波成分を取り出し誘導起電力による電圧波形変化として表示した場合の波形であり、制御棒過渡位置信号となる。

【０００３】従来は、図６に示したように制御棒落下にともなう誘導起電力の電圧波形１０を人間が見て、制御棒が確実に原子炉に挿入されたことを確認していた。 この作業は電圧波形１０の立ち上がりの形状や制御棒が原子炉の炉底で数回バウンドすることなどから判断する熟練を要する作業であり、また、制御棒の数量も原子炉出力が大きいものでは５０数本におよんでいるので、作業に長時間を要した。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の制御棒挿入状態監視装置は以上のように構成されているので、誘導起電力の電圧波形変化の人間による認識は、個人差が大きくまた人間の負荷も大きいという問題点があった。 このため、制御棒が確実に原子炉内に挿入されたかどうかの判定に問題があった。

【０００５】この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、検出された誘導起電力の電圧波形変化をパターン化して制御棒が原子炉に挿入されたことの自動判別をする制御棒挿入状態監視装置を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】（１）この発明に係る制御棒挿入状態監視装置は、制御棒挿入時に検出される制御棒過渡位置信号をＡ／Ｄ変換し、この変換データを離散ウェーブレット変換して更にこの変換結果を離散逆ウェーブレット変換し、この逆変換結果の平均値を求める演算手段と、上記平均値と、上記制御棒の正常挿入時の制御棒過渡位置信号を上記演算手段で演算して得られる平均値を正常値として比較し、その比較結果に応じて制御棒の挿入状態を判断する比較手段とを備えたものである。

【０００７】（２）また、制御棒挿入時に検出される制御棒過渡位置信号をＡ／Ｄ変換し、この変換データを離散ウェーブレット変換して更にこの変換結果を離散逆ウェーブレット変換し、この逆変換結果の分散値を求める演算手段と、上記分散値と、上記制御棒の正常挿入時の制御棒過渡位置信号を上記演算手段で演算して得られる分散値を正常値として比較し、その比較結果に応じて制御棒の挿入状態を判断する比較手段とを備えたものである。

【０００８】（３）また、制御棒挿入時に検出される制御棒過渡位置信号をＡ／Ｄ変換し、この変換データを離散ウェーブレット変換して更にこの変換結果を離散逆ウェーブレット変換し、この逆変換結果の歪度を求める演算手段と、上記歪度と、上記制御棒の正常挿入時の制御棒過渡位置信号を上記演算手段で演算して得られる歪度を正常値として比較し、その比較結果に応じて制御棒の挿入状態を判断する比較手段とを備えたものである。

【０００９】（４）また、制御棒挿入時に検出される制御棒過渡位置信号をＡ／Ｄ変換し、この変換データを離散ウェーブレット変換して更にこの変換結果を離散逆ウェーブレット変換し、この逆変換結果の尖度を求める演算手段と、上記尖度と、上記制御棒の正常挿入時の制御棒過渡位置信号を上記演算手段で演算して得られる尖度を正常値として比較し、その比較結果に応じて制御棒の挿入状態を判断する比較手段とを備えたものである。

【００１０】（５）上記（１）〜（４）のいずれか１項において、演算手段は、制御棒挿入時に検出される制御棒過渡位置信号をＡ／Ｄ変換し、この変換データを離散ウェーブレット変換して更にこの変換結果を離散逆ウェーブレット変換し、この逆変換結果の任意のスケールの平均値、分散値、歪度、または尖度を求める演算手段とすると共に、比較手段は、上記任意のスケール毎に求めた演算結果と、この演算結果に対応し上記制御棒の正常挿入時の制御棒過渡位置信号を上記演算手段で演算して得られる上記任意のスケール毎の正常値とを比較し、その比較結果に応じて制御棒の挿入状態を判断する比較手段としたものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】実施の形態１． 以下、この発明の実施の形態１を図について説明する。 図１はこの発明の実施の形態１による制御棒挿入状態監視装置を示す構成図である。 １１は図６に示す制御棒位置指示装置検出器２からの信号である誘導起電力の電圧波形１０を、所定時間ごとにサンプリングしてアナログ・ディジタル変換し、複数個の時系列データＹi （ｉ＝１，２，・・・，
Ｎ）を出力するＡ／Ｄ変換器（サンプリング手段）、１
２は時系列データＹi に基づいて警報を出す異常検出処理装置である。

【００１２】図２は異常検出処理装置１２の詳細な構成を示す構成図であり、図において、１３はＡ／Ｄ変換器１１から出力された時系列データＹi に基づいて誘導起電力の電圧波形１０の離散ウェーブレット変換を演算する離散ウェーブレット変換演算器、１４は離散ウェーブレット変換演算器１３から出力された離散ウェーブレット変換に基づき離散逆ウェーブレット変換を演算する離散逆ウェーブレット変換演算器、１５，１６，１７は離散逆ウェーブレット変換演算器１４から出力された結果で１，２，・・・，Ｊ個のスケールに分割される。 １８
は離散逆ウェーブレット変換演算器１４から出力されたスケール１の平均値を演算する平均値演算器１、１９は離散逆ウェーブレット変換演算器１４から出力されたスケール２の平均値を演算する平均値演算器２、２０は離散逆ウェーブレット変換演算器１４から出力されたスケールｊの平均値を演算する平均値演算器ｊ、なおこの平均値演算器はｊ個設定しておく。

【００１３】２２は制御棒が正常に挿入された場合の離散逆ウェーブレット変換のスケール１の平均値を記憶する設定器１、２１は平均値演算器１（１８）により演算された誘導起電力の電圧波形の離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケール１の平均値と設定器２２に記憶された、正常時の離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケール１の平均値を比較する比較器１である。

【００１４】２４は制御棒が正常に挿入された場合の離散逆ウェーブレット変換のスケール２の平均値を記憶する設定器２、２３は平均値演算器１（１９）により演算された誘導起電力の電圧波形の離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケール１の平均値と設定器２４に記憶された、正常時の離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケール２の平均値を比較する比較器２である。

【００１５】２６は制御棒が正常に挿入された場合の離散逆ウェーブレット変換のスケールｊの平均値を記憶する設定器ｊ、２５は平均値演算器１（２０）により演算された誘導起電力の電圧波形の離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケール１の平均値と設定器２６に記憶された、正常時の離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケールｊの平均値を比較する比較器ｊである。

【００１６】なお、図では比較器２１、比較器２３、比較器２５という具合に３個で代表して表記しているが、
実際にはｊ個の比較器が必要である。 同様に設定器２
２、設定器２４、設定器２６という具合に３個で代表して表記しているが、実際にはｊ個の設定器が必要である。

【００１７】２８は比較器１（２１）、比較器２（２
３），． ． ． ，比較器ｊ（２６）において制御棒が正常に挿入された場合の許容パターンを記憶する設定器Ｍである。 ２７は比較器１（２１），比較器２（２
３），． ． ． ，比較器ｊ（２６）の比較結果と設定器Ｍ
に記憶された正常時の許容パターンを比較する比較器、
２９は比較器２７の比較結果に基づいて警報を出力する警報発生器である。

【００１８】なお、離散ウェーブレット変換演算器１３
から平均値演算器１８，１９，２０までで演算手段が構成され、比較器２１，２３，２５から比較器２７、設定器２８までで比較手段が構成される。

【００１９】次に動作について説明する。 まず、従来のものと同様に、制御棒挿入状態監視装置で測定されたは誘導起電力の電圧波形１０をＡ／Ｄ変換器１１が所定時間ごとにサンプリングしてアナログ・ディジタル変換し、複数個の時系列データＹi （ｉ＝１，２，・・・，
Ｎ）を出力する。

【００２０】そして、複数個の時系列データＹi が異常検出処理装置１２に入力されると、異常検出処理装置１
２における離散ウェーブレット変換演算器１３が以下に示すように、時系列データＹi から離散ウェーブレット変換を演算する。

【００２１】

【数１】

【００２２】一般に２つの整数ｊ，ｋによって、（ｂ，
１／ａ）＝（２ ^-jk ，２ ^j ）と置いて離散化する。

【００２３】

【数２】

【００２４】と表現される。 式（２）の逆変換は下記の式（３）で表現される。

【００２５】次に、離散ウェーブレット変換演算器１３
からの出力から、異常検出処理装置１２における離離散逆ウェーブレット変換演算器１４が以下に示すように、
離散逆ウェーブレット変換を演算する。 離散逆ウェーブレット変換結果はスケール１，２，・・・，Ｊで示される。

【００２６】

【数３】

【００２７】式（３）の離散ウェーブレット変換の信号平面は幅１／２ ^j 、高さα２ ^jの長方形に分割される。 セルそれぞれに番地（ｋ，ｊ）が対応する。 したがって、ｄ _k ^(j)の値をセル（ｋ，ｊ）に当てはめる。 α
の値はマザーウェーブレット変換により適宜決定する。
各スケールは以下のような列として表現される。

【００２８】

【数４】

【００２９】離散逆ウェーブレット変換結果はスケール１，２，・・・，Ｊで求められると、異常検出処理装置１２における平均値演算器１８、平均値演算器１９、平均値演算器２０が、以下に示すように、スケール１，
２，・・・，Ｊの各平均値μ1，μ2 ，・・・，μｊを式（４）で演算する。

【００３０】

【数５】

【００３１】そして、平均値演算器１８、平均値演算器１９、平均値演算器２０により平均値μ1 ，μ2 ，・・
・，μｊが演算されると、比較器２１、比較器２３、比較器２５が、誘導起電力の電圧波形が正常であるときの、離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケール１，２，・・・，Ｊの平均値を設定器２
２、設定器２４、設定器２６から入力し、その演算されたμ1 ，μ2 ，・・・，μｊと正常時の各スケール１，
２，・・・，Ｊの平均値と比較する。

【００３２】ここで、設定器２２、設定器２４、設定器２６には、誘導起電力の電圧波形が正常であるときの、
離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケール１，２，・・・，Ｊの平均値が記憶されているが、外部の装置（図示せず）が演算した正常時の平均値を記憶するようにしてもよいことは言うまでもない。

【００３３】そして、比較器２１、比較器２３、比較器２５は演算されたμ1 ，μ2 ，・・・，μｊと正常時の平均値を比較した結果、例えば、演算されたμ1 ，μ2
，・・・，μｊが正常時の平均値の３倍を超えた時、
異常と判定し、比較器２７に出力する。

【００３４】ここで、誘導起電力の電圧波形の離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケール１，２，・・・，Ｊの平均値が、制御棒の挿入状態の正常・異常が区別できる理由を簡単に説明すると、誘導起電力の電圧波形の離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケール１，２，・・・，Ｊは相当周波数ごとのフィルターになっており、フィルターをかけた時系列データの平均値は、正常の場合ある値のまわりに分布する。 異常になると、特定のスケールあるいは、
全部のスケールの平均値が正常の場合の平均値からずれる。 このずれ方は、異常な制御棒の挿入のされ方に依存するので、平均値を比較することで正常・異常の判別することができる。

【００３５】すなわち、平均値は確率密度分布関数の平均を示す指標であり、確率密度分布関数は制御棒の正常挿入時には定型の分布をするが、正常に挿入されない場合には定型の分布とは異なるため、平均値を比較することによって上記区別が行えるようになる。

【００３６】そして、比較器２７は、比較器２１、比較器２３、比較器２５の判定結果と正常時にあらかじめ定められた各スケールごとの正常・異常パターンと比較して最終的な判定を決定する。 この判定は、対象に応じて、設定器２８に格納しておく。 例えば、一番単純な設定基準は、各スケールが一つでも異常なら、最終判断は異常であるという設定である。

【００３７】そして、最後に、比較器２７が異常と判断すると、警報発生器（制御棒異常挿入検出手段）２９
が、制御棒異常挿入されたことを明らかにすべく、表示装置（図示せず）に制御棒異常挿入が発生した旨を表示し、あるいは、プラントを監視する監視装置（図示せず）等に制御棒異常挿入が発生した旨を示す信号等を出力し、一連の処理を終了する。

【００３８】以上より、この実施の形態１によれば制御棒挿入の正常・異常を判断する指標と成り得る誘導起電力の電圧波形の離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケール１，２，・・・，Ｊの平均値に基づいて制御棒挿入の正常・異常を判断するように構成したので、判断する人間に影響されず制御棒挿入の正常・異常を判断できるように成り、また、人間の負荷を従来のものに比べて小さくすることができ、制御棒挿入の正常・異常の判断の時間を短くできるようになる。

【００３９】実施の形態２ 以下、この発明の実施の形態２を図について説明する。
この発明の実施の形態２による制御棒挿入状態監視装置を示す構成図は、図１と同様であるので、説明を省略する。

【００４０】図３は異常検出処理装置１２の詳細な構成を示す構成図である。 図において、１３〜１７は図２の同一符号のものと同様であるので説明を省略する。 ３１
は離散逆ウェーブレット変換演算器１４から出力されたスケール１の分散値を演算する分散値演算器１、３２は離散逆ウェーブレット変換演算器１４から出力されたスケール２の分散値を演算する分散値演算器２、３３は離散逆ウェーブレット変換演算器１４から出力されたスケールｊの分散値を演算する分散値演算器ｊ、なおこの分散値演算器はｊ個設定しておく。

【００４１】２２は制御棒が正常に挿入された場合の離散逆ウェーブレット変換のスケール１の分散値を記憶する設定器１、２１は分散値演算器１（３１）により演算された誘導起電力の電圧波形の離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケール１の分散値と設定器２２に記憶された、正常時の離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケール１の分散値を比較する比較器１である。

【００４２】２４は制御棒が正常に挿入された場合の離散逆ウェーブレット変換のスケール２の分散値を記憶する設定器２、２３は分散値演算器１（３２）により演算された誘導起電力の電圧波形の離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケール１の分散値と設定器２４に記憶された、正常時の離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケール２の分散値を比較する比較器２である。

【００４３】２６は制御棒が正常に挿入された場合の離散逆ウェーブレット変換のスケールｊの分散値を記憶する設定器ｊ、２５は分散値演算器１（３３）により演算された誘導起電力の電圧波形の離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケール１の分散値と設定器２６に記憶された、正常時の離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケールｊの分散値を比較する比較器ｊである。

【００４４】なお、図では比較器２１、比較器２３、比較器２５という具合に３個で代表して表記しているが、
実際にはｊ個の比較器が必要である。 同様に設定器２
２、設定器２４、設定器２６という具合に３個で代表して表記しているが、実際にはｊ個の設定器が必要である。

【００４５】２８は比較器１（２１）、比較器２（２
３），． ． ． ，比較器ｊ（２６）において制御棒が正常に挿入された場合の許容パターンを記憶する設定器Ｍである。 ２７は比較器１（２１），比較器２（２
３），． ． ． ，比較器ｊ（２６）の比較結果と設定器Ｍ
に記憶された正常時の許容パターンを比較する比較器、
２９は比較器２７の比較結果に基づいて警報を出力する警報発生器である。

【００４６】なお、離散ウェーブレット変換演算器１３
から分散値演算器３１，３２，３３までで演算手段が構成され、比較器２１，２３，２５から比較器２７、設定器２８までで比較手段が構成される。

【００４７】次に動作について説明する。 実施の形態１
と同様に、図１において、制御棒挿入状態監視装置で測定された誘導起電力の電圧波形１０をＡ／Ｄ変換器１１
が所定時間ごとにサンプリングしてアナログ・ディジタル変換し、複数個の時系列データＹi （ｉ＝１，２，・
・・，Ｎ）を出力し、異常検出処理装置１２に入力される。

【００４８】そして図３に示すように、複数個の時系列データＹi が離散ウェーブレット変換演算器１３で変換され、更に離散ウェーブレット逆変換されスケール１，
２，，・・・，ｊと出力されるまでの動作は、実施の形態１と同様であるので説明を省略する。

【００４９】離散逆ウェーブレット変換結果はスケール１，２，・・・，Ｊで求められると、異常検出処理装置１２における分散値演算器３１、分散値演算器３２、分散値演算器３３が、以下に示すように、スケール１，
２，・・・，Ｊの各分散値μ1，μ2 ，・・・，μｊを式（５）で演算する。

【００５０】

【数６】

【００５１】そして、分散値演算器３１、分散値演算器３２、分散値演算器３３により分散値μ1 ，μ2 ，・・
・，μj が演算されると、比較器２１、比較器２３、比較器２５が、誘導起電力の電圧波形が正常であるときの、離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケール１，２，・・・，Ｊの分散値を設定器２
２、設定器２４、設定器２６から入力し、その演算されたμ1 ，μ2 ，・・・，μj と正常時の各スケール１，
２，・・・，Ｊの分散値と比較する。

【００５２】ここで、設定器２２、設定器２４、設定器２６には、誘導起電力の電圧波形が正常であるときの、
離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケール１，２，・・・，Ｊの分散値が記憶されているが、外部の装置（図示せず）が演算した正常時の分散値を記憶するようにしてもよいことは言うまでもない。

【００５３】そして、比較器２１、比較器２３、比較器２５は演算されたμ1 ，μ2 ，・・・，μj と正常時の分散値を比較した結果、例えば、演算されたμ1 ，μ2
，・・・，μj が正常時の分散値の３倍を超えた時、
異常と判定し、比較器２７に出力する。

【００５４】ここで、誘導起電力の電圧波形の離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケール１，２，・・・，Ｊの分散値が、制御棒の挿入状態の正常・異常が区別できる理由を簡単に説明すると、誘導起電力の電圧波形の離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケール１，２，・・・，Ｊは相当周波数ごとのフィルターになっており、フィルターをかけた時系列データの分散値は、正常の場合ある値のまわりに分布する。 分散値は確率密度分布関数のばらつきを示す指標であり、通常はほぼ正規に分布する。 異常になると、特定のスケールあるいは、全部のスケールの分散値が正常の場合の分散値からずれる。 このずれ方は、異常な制御棒の挿入のされ方に依存するので、分散値を比較することで正常・異常の判別することができる。

【００５５】すなわち、分散値は確率密度分布関数のばらつきを示す指標であり、確率密度分布関数は制御棒の正常挿入時には定型の分布をするが、正常に挿入されない場合には定型の分布とは異なるため、分散値を比較することによって上記区別が行えるようになる。

【００５６】そして、比較器２７は、比較器２１、比較器２３、比較器２５の判定結果と正常時にあらかじめ定められた各スケールごとの正常・異常パターンと比較して最終的な判定を決定する。 この判定は、対象に応じて、設定器２８に格納しておく。 例えば、一番単純な設定基準は、各スケールが一つでも異常なら、最終判断は異常であるという設定である。

【００５７】そして、最後に、比較器２７が異常と判断すると、警報発生器（制御棒異常挿入検出手段）２９
が、制御棒異常挿入されたことを明らかにすべく、表示装置（図示せず）に制御棒異常挿入が発生した旨を表示し、あるいは、プラントを監視する監視装置（図示せず）等に制御棒異常挿入が発生した旨を示す信号等を出力し、一連の処理を終了する。

【００５８】以上より、この実施の形態２によれば制御棒挿入の正常・異常を判断する指標と成り得る誘導起電力の電圧波形の離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケール１，２，・・・，Ｊの分散値に基づいて制御棒挿入の正常・異常を判断するように構成したので、判断する人間に影響されず制御棒挿入の正常・異常を判断できるように成り、また、人間の負荷を従来のものに比べて小さくすることができ、制御棒挿入の正常・異常の判断の時間を短くできるようになる。

【００５９】実施の形態３ 以下、この発明の実施の形態３を図について説明する。
この発明の実施の形態３による制御棒挿入状態監視装置を示す構成図は、図１と同様であるので、説明を省略する。

【００６０】図４は異常検出処理装置１２の詳細な構成を示す構成図である。 図において、１３〜１７は図２の同一符号のものと同様であるので説明を省略する。 ３４
は離散逆ウェーブレット変換演算器１４から出力されたスケール１の歪度を演算する歪度演算器１、３５は離散逆ウェーブレット変換演算器１４から出力されたスケール２の歪度を演算する歪度演算器２、３６は離散逆ウェーブレット変換演算器１４から出力されたスケールｊの歪度を演算する歪度演算器ｊ、なおこの歪度演算器はｊ
個設定しておく。

【００６１】２２は制御棒が正常に挿入された場合の離散逆ウェーブレット変換のスケール１の歪度を記憶する設定器１、２１は歪度演算器１（３４）により演算された誘導起電力の電圧波形の離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケール１の歪度と設定器２
２に記憶された、正常時の離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケール１の歪度を比較する比較器１である。

【００６２】２４は制御棒が正常に挿入された場合の離散逆ウェーブレット変換のスケール２の歪度を記憶する設定器２、２３は歪度演算器１（３５）により演算された誘導起電力の電圧波形の離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケール１の歪度と設定器２
４に記憶された、正常時の離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケール２の歪度を比較する比較器２である。

【００６３】２６は制御棒が正常に挿入された場合の離散逆ウェーブレット変換のスケールｊの歪度を記憶する設定器ｊ、２５は歪度演算器１（３６）により演算された誘導起電力の電圧波形の離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケール１の歪度と設定器２
６に記憶された、正常時の離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケールｊの歪度を比較する比較器ｊである。

【００６４】なお、図では比較器２１、比較器２３、比較器２５という具合に３個で代表して表記しているが、
実際にはｊ個の比較器が必要である。 同様に設定器２
２、設定器２４、設定器２６という具合に３個で代表して表記しているが、実際にはｊ個の設定器が必要である。

【００６５】２８は比較器１（２１），比較器２（２
３），． ． ． ，比較器ｊ（２６）において制御棒が正常に挿入された場合の許容パターンを記憶する設定器Ｍである。 ２７は比較器１（２１），比較器２（２
３），． ． ． ，比較器ｊ（２６）の比較結果と設定器Ｍ
に記憶された正常時の許容パターンを比較する比較器，
２９は比較器２７の比較結果に基づいて警報を出力する警報発生器である。

【００６６】なお、離散ウェーブレット変換演算器１３
から歪度演算器３４，３５，３６までで演算手段が構成され、比較器２１，２３，２５から比較器２７、設定器２８までで比較手段が構成される。

【００６７】次に動作について説明する。 実施の形態１
と同様に、図１において、制御棒挿入状態監視装置で測定された誘導起電力の電圧波形１０をＡ／Ｄ変換器１１
が所定時間ごとにサンプリングしてアナログ・ディジタル変換し、複数個の時系列データＹi （ｉ＝１，２，・
・・，Ｎ）を出力し、異常検出処理装置１２に入力される。

【００６８】そして図４に示すように、複数個の時系列データＹi が離散ウェーブレット変換演算器１３で変換され、更に離散ウェーブレット逆変換されスケール１，
２，ｊと出力されるまでの動作は、実施の形態１と同様であるので説明を省略する。

【００６９】離散逆ウェーブレット変換結果はスケール１，２，・・・，Ｊで求められると，異常検出処理装置１２における歪度演算器３４、歪度演算器３５、歪度演算器３６が、以下に示すように、スケール１，２，・・
・，Ｊの各歪度μ1 ，μ2 ，・・・，μj を演算する。

【００７０】

【数７】

【００７１】そして、歪度演算器３４、歪度演算器３
５、歪度演算器３６により歪度μ1 ，μ2 ，・・・，μ
j が演算されると、比較器２１、比較器２３、比較器２
５が、誘導起電力の電圧波形が正常であるときの、離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケール１，２，・・・，Ｊの歪度を設定器２２、設定器２
４、設定器２６から入力し、その演算されたμ1 ，μ2
，・・・，μj と正常時の各スケール１，２，・・
・，Ｊの歪度と比較する。

【００７２】ここで、設定器２２、設定器２４、設定器２６には、誘導起電力の電圧波形が正常であるときの、
離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケール１，２，・・・，Ｊの歪度が記憶されているが、外部の装置（図示せず）が演算した正常時の歪度を記憶するようにしてもよいことは言うまでもない。

【００７３】そして、比較器２１、比較器２３、比較器２５は演算されたμ1 ，μ2 ，・・・，μj と正常時の歪度を比較した結果、例えば、演算されたμ1 ，μ2 ，
・・・，μj が正常時の歪度の３倍を超えた時、異常と判定し、比較器２７に出力する。

【００７４】ここで、誘導起電力の電圧波形の離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケール１、２、・・・、Ｊの歪度が、制御棒の挿入状態の正常・異常が区別できる理由を簡単に説明すると、誘導起電力の電圧波形の離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケール１、２、・・・、Ｊは相当周波数ごとのフィルターになっており、フィルターをかけた時系列データの歪度は、正常の場合ある値のまわりに分布する。 歪度は確率密度分布関数の偏りを示す指標であり、通常はほぼ正規に分布する。 異常になると、特定のスケールあるいは、全部のスケールの歪度が正常の場合の歪度からずれる。 このずれ方は、異常な制御棒の挿入のされ方に依存するので、歪度を比較することで正常・
異常の判別することができる。

【００７５】すなわち、歪度は確率密度分布関数の偏りを示す指標であり、確率密度分布関数は制御棒の正常挿入時には定型の分布をするが、正常に挿入されない場合には定型の分布とは異なるため、歪度を比較することによって上記区別が行えるようになる。

【００７６】そして、比較器２７は、比較器２１、比較器２３、比較器２５の判定結果と正常時にあらかじめ定められた各スケールごとの正常・異常パターンと比較して最終的な判定を決定する。 この判定は、対象に応じて、設定器２８に格納しておく。 例えば、一番単純な設定基準は、各スケールが一つでも異常なら、最終判断は異常であるという設定である。

【００７７】そして、最後に、比較器２７が異常と判断すると、警報発生器（制御棒異常挿入検出手段）２９
が、制御棒異常挿入されたことを明らかにすべく、表示装置（図示せず）に制御棒異常挿入が発生した旨を表示し、あるいは、プラントを監視する監視装置（図示せず）等に制御棒異常挿入が発生した旨を示す信号等を出力し、一連の処理を終了する。

【００７８】以上より、この実施の形態３によれば制御棒挿入の正常・異常を判断する指標と成り得る誘導起電力の電圧波形の離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケール１，２，・・・，Ｊの歪度に基づいて制御棒挿入の正常・異常を判断するように構成したので、判断する人間に影響されず制御棒挿入の正常・
異常を判断できるように成り、また、人間の負荷を従来のものに比べて小さくすることができ、制御棒挿入の正常・異常の判断の時間を短くできるようになる。

【００７９】実施の形態４ 以下、この発明の実施の形態４を図について説明する。
この発明の実施の形態２による制御棒挿入状態監視装置を示す構成図は、図１と同様であるので、説明を省略する。

【００８０】図５は異常検出処理装置１２の詳細な構成を示す構成図である。 図において、１３〜１７は図２の同一符号のものと同様であるので説明を省略する。 ３７
は離散逆ウェーブレット変換演算器１４から出力されたスケール１の尖度を演算する尖度演算器１、３８は離散逆ウェーブレット変換演算器１４から出力されたスケール２の尖度を演算する尖度演算器２、３９は離散逆ウェーブレット変換演算器１４から出力されたスケールｊの尖度を演算する尖度演算器ｊ、なおこの尖度演算器はｊ
個設定しておく。

【００８１】２２は制御棒が正常に挿入された場合の離散逆ウェーブレット変換のスケール１の尖度を記憶する設定器１、２１は尖度演算器１（３７）により演算された誘導起電力の電圧波形の離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケール１の尖度と設定器２
２に記憶された、正常時の離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケール１の尖度を比較する比較器１である。

【００８２】２４は制御棒が正常に挿入された場合の離散逆ウェーブレット変換のスケール２の尖度を記憶する設定器２、２３は尖度演算器１（３８）により演算された誘導起電力の電圧波形の離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケール１の尖度と設定器２
４に記憶された、正常時の離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケール２の尖度を比較する比較器２である。

【００８３】２６は制御棒が正常に挿入された場合の離散逆ウェーブレット変換のスケールｊの尖度を記憶する設定器ｊ、２５は尖度演算器１（３９）により演算された誘導起電力の電圧波形の離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケール１の尖度と設定器２
６に記憶された、正常時の離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケールｊの尖度を比較する比較器ｊである。

【００８４】なお、図では比較器２１、比較器２３、比較器２５という具合に３個で代表して表記しているが、
実際にはｊ個の比較器が必要である。 同様に設定器２
２、設定器２４、設定器２６という具合に３個で代表して表記しているが、実際にはｊ個の設定器が必要である。

【００８５】２８は比較器１（２１），比較器２（２
３），． ． ． ，比較器ｊ（２６）において制御棒が正常に挿入された場合の許容パターンを記憶する設定器Ｍである。 ２７は比較器１（２１），比較器２（２
３），． ． ． ，比較器ｊ（２６）の比較結果と設定器Ｍ
に記憶された正常時の許容パターンを比較する比較器、
２９は比較器２７の比較結果に基づいて警報を出力する警報発生器である。

【００８６】なお、離散ウェーブレット変換演算器１３
から尖度演算器３７，３８，３９までで演算手段が構成され、比較器２１，２３，２５から比較器２７、設定器２８までで比較手段が構成される。

【００８７】次に動作について説明する。 実施の形態１
と同様に、図１において、制御棒挿入状態監視装置で測定された誘導起電力の電圧波形１０をＡ／Ｄ変換器１１
が所定時間ごとにサンプリングしてアナログ・ディジタル変換し、複数個の時系列データＹi （ｉ＝１，２，・
・・，Ｎ）を出力し、異常検出処理装置１２に入力される。

【００８８】そして図５に示すように、複数個の時系列データＹi が離散ウェーブレット変換演算器１３で変換され、更に離散ウェーブレット逆変換されスケール１，
２，ｊと出力されるまでの動作は、実施の形態１と同様であるので説明を省略する。

【００８９】離散逆ウェーブレット変換結果はスケール１，２，・・・，Ｊで求められると、異常検出処理装置１２における尖度演算器３７、尖度演算器３８、尖度演算器３９が、以下に示すように、スケール１，２，・・
・，Ｊの各尖度μ1 ，μ2 ，・・・，μj を演算する。

【００９０】

【数８】

【００９１】そして、尖度演算器３７、尖度演算器３
８、尖度演算器３９により尖度μ1 ，μ2 ，・・・，μ
j が演算されると、比較器２１、比較器２３、比較器２
５が、誘導起電力の電圧波形が正常であるときの、離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケール１，２，・・・，Ｊの尖度を設定器２２、設定器２
４、設定器２６から入力し、その演算されたμ1 ，μ2
，・・・，μj と正常時の各スケール１，２，・・
・，Ｊの尖度と比較する。

【００９２】ここで、設定器２２、設定器２４、設定器２６には、誘導起電力の電圧波形が正常であるときの、
離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケール１，２，・・・，Ｊの尖度が記憶されているが、外部の装置（図示せず）が演算した正常時の尖度を記憶するようにしてもよいことは言うまでもない。

【００９３】そして、比較器２１、比較器２３、比較器２５は演算されたμ1 ，μ2 ，・・・，μj と正常時の尖度を比較した結果、例えば、演算されたμ1 ，μ2 ，
・・・，μj が正常時の尖度の３倍を超えた時、異常と判定し、比較器２７に出力する。

【００９４】ここで、誘導起電力の電圧波形の離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケール１，２，・・・，Ｊの尖度が、制御棒の挿入状態の正常・異常が区別できる理由を簡単に説明すると、誘導起電力の電圧波形の離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケール１，２，・・・，Ｊは相当周波数ごとのフィルターになっており、フィルターをかけた時系列データの尖度は、正常の場合ある値のまわりに分布する。 尖度は確率密度分布関数の広がりを示す指標であり、通常はほぼ正規に分布する。 異常になると、特定のスケールあるいは、全部のスケールの尖度が正常の場合の尖度からずれる。 このずれ方は、異常な制御棒の挿入のされ方に依存するので、尖度を比較することで正常・異常の判別することができる。

【００９５】すなわち、尖度は確率密度分布関数の広がりぐあいを示す指標であり、確率密度分布関数は制御棒の正常挿入時には定型の分布をするが、正常に挿入されない場合には定型の分布とは異なるため、尖度を比較することによって上記区別が行えるようになる。

【００９６】そして、比較器２７は、比較器２１、比較器２３、比較器２５の判定結果と正常時にあらかじめ定められた各スケールごとの正常・異常パターンと比較して最終的な判定を決定する。 この判定は、対象に応じて、設定器２８に格納しておく。 例えば、一番単純な設定基準は、各スケールが一つでも異常なら、最終判断は異常であるという設定である。

【００９７】そして、最後に、比較器２７が異常と判断すると、警報発生器（制御棒異常挿入検出手段）２９
が、制御棒異常挿入されたことを明らかにすべく、表示装置（図示せず）に制御棒異常挿入が発生した旨を表示し、あるいは、プラントを監視する監視装置（図示せず）等に制御棒異常挿入が発生した旨を示す信号等を出力し、一連の処理を終了する。

【００９８】以上より、この実施の形態４によれば制御棒挿入の正常・異常を判断する指標と成り得る誘導起電力の電圧波形の離散ウェーブレット変換の離散逆ウェーブレット変換のスケール１，２，・・・，Ｊの尖度に基づいて制御棒挿入の正常・異常を判断するように構成したので、判断する人間に影響されず制御棒挿入の正常・
異常を判断できるように成り、また、人間の負荷を従来のものに比べて小さくすることができ、制御棒挿入の正常・異常の判断の時間を短くできるようになる。

【００９９】実施の形態５． 上記実施の形態１から実施の形態４の図２〜図５において、比較器Ｍの代わりに、
論理回路のＯＲ回路、ＡＮＤ回路、または、２ ｏｕｔ
ｏｆ ３等の回路としてもよい。 また、比較器Ｍを省いて、比較器２１，２３，２５からそれぞれ警報出力を送出するようにしてもよい。

【０１００】また、比較器２１，２３，２５の内、いずれか１台または２台のみ用いるようにしてもよい。 これはスケール１からスケールｊまでの各スケールの内、制御棒挿入状態の判別容易な比較結果が得られるスケールのみ用いるようにするものである。 また、スケール１からスケールｊに分けずに全体を１つのスケールとして比較してもよい。 この場合、比較器２１，２３，２５は１
台のみあればよく、比較器Ｍも不要になる。

【０１０１】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば制御棒過渡位置信号をＡ／Ｄ変換したデータを離散ウェーブレット変換し、この変換結果を離散逆ウェーブレット変換し、この逆変換結果の平均値、分散値、歪度、または尖度を演算し、この演算結果と正常値との比較に応じて制御棒の挿入状態を判断するようにしたので、正確に判断することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による制御棒挿入状態監視装置を示す構成図である。

【図２】 この発明の実施の形態１による制御棒挿入状態監視装置における異常処理装置１２の構成図である。

【図３】 この発明の実施の形態２による制御棒挿入状態監視装置における異常処理装置１２の構成図である。

【図４】 この発明の実施の形態３による制御棒挿入状態監視装置における異常処理装置１２の構成図である。

【図５】 この発明の実施の形態４による制御棒挿入状態監視装置における異常処理装置１２の構成図である。

【図６】 従来の制御棒挿入状態監視装置を示す構成図である。

【符号の説明】

１ 制御棒駆動軸 ２ 制御棒位置指示装置検出器 ４ 検出器用電源 ８ 制御棒過渡位置検出装置 ９ 電圧波形 １０ 電圧波形（制御棒過渡位置信号） １１ Ａ／Ｄ変換器 １２ 異常検出処理装置 １３ 離散ウェーブレット変換演算器１４ 離散逆ウェーブレット変換演算器 １５ スケール１の波形 １６ スケール２
の波形 １７ スケールｊの波形 １８ 平均値演算器１ １９ 平均値演算器２ ２０ 平均値演算器ｊ ２１ 比較器１ ２２ 設定器１ ２３ 比較器２ ２４ 設定器２ ２５ 比較器ｊ ２６ 設定器ｊ ２８ 設定器Ｍ ２７ 比較器 ２９ 警報発生器 ３０ 警報 ３１ 分散値演算器１ ３２ 分散値演算器２ ３３ 分散値演算器ｊ ３４ 歪度演算器１ ３５ 歪度演算器２ ３６ 歪度演算器ｊ ３７ 尖度演算器１ ３８ 尖度演算器２ ３９ 尖度演算器ｊ