JP2002136148A - 地絡部位判定方法 - Google Patents
地絡部位判定方法Info
- Publication number
- JP2002136148A JP2002136148A JP2000317999A JP2000317999A JP2002136148A JP 2002136148 A JP2002136148 A JP 2002136148A JP 2000317999 A JP2000317999 A JP 2000317999A JP 2000317999 A JP2000317999 A JP 2000317999A JP 2002136148 A JP2002136148 A JP 2002136148A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- ground
- circuit
- ground fault
- positive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
- Rectifiers (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 インバータ装置や整流装置において地絡故障
が発生した場合に、簡易な機器を使用し且つ瞬時に絶縁
破壊部位を切り分け、その後の故障部品の特定に要する
時間の短縮を図る。 【解決手段】 交流入力回路、直流回路及び交流出力回
路を備えたインバータ装置の地絡部位判定方法であっ
て、前記交流出力回路の交流３相出力側の対地間電圧を
測定し、該測定電圧のチョッピング周波数と、該測定電
圧の正負の極性が反転する周期とに基づいて、地絡部位
が前記交流入力回路、直流回路及び交流出力回路のうち
いずれに位置するかを判定することを特徴とする。
が発生した場合に、簡易な機器を使用し且つ瞬時に絶縁
破壊部位を切り分け、その後の故障部品の特定に要する
時間の短縮を図る。 【解決手段】 交流入力回路、直流回路及び交流出力回
路を備えたインバータ装置の地絡部位判定方法であっ
て、前記交流出力回路の交流３相出力側の対地間電圧を
測定し、該測定電圧のチョッピング周波数と、該測定電
圧の正負の極性が反転する周期とに基づいて、地絡部位
が前記交流入力回路、直流回路及び交流出力回路のうち
いずれに位置するかを判定することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インバータ装置、
特に大容量インバータ装置や整流装置において地絡故障
が発生した場合に、簡易に故障部品を特定し調査時間を
短縮するべく、地絡部位がどの位置にあるかを主回路構
成ブロック単位で切り分け検出する方法に関する。
特に大容量インバータ装置や整流装置において地絡故障
が発生した場合に、簡易に故障部品を特定し調査時間を
短縮するべく、地絡部位がどの位置にあるかを主回路構
成ブロック単位で切り分け検出する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、インバータ装置等の異常検出
方法として、種々の方法が知られている。例えば、特開
平１１−３４６４７６号公報に開示されたインバータ内
部コンデンサの異常検出装置もその一つである。しかし
ながら、ＺＣＴ（零相電流検出変成器）を使用しないで
地絡部位を特定するような技術は知られていない。
方法として、種々の方法が知られている。例えば、特開
平１１−３４６４７６号公報に開示されたインバータ内
部コンデンサの異常検出装置もその一つである。しかし
ながら、ＺＣＴ（零相電流検出変成器）を使用しないで
地絡部位を特定するような技術は知られていない。
【０００３】インバータ装置、特に大容量インバータを
使用する回路において地絡故障が発生した場合、絶縁破
壊が発生した部品を交換し復旧させるために、まず地絡
部位を調査しなければならない。しかしながら、インバ
ータ内部は部品点数が多く、一つ一つの部品を順番に調
査するのでは、膨大な時間を必要とする。例えば、設備
容量が数千ＫＷ相当の装置では、素子の並列回路数やケ
ーブルも多数となり、回路切り離し作業に多大な時間を
要するため、地絡部位の特定までに１０時間以上を要す
ることもある。しかも、地絡部位の調査、特定の間、設
備を停機させなければならないので、多大な損害を生ず
ることがある。
使用する回路において地絡故障が発生した場合、絶縁破
壊が発生した部品を交換し復旧させるために、まず地絡
部位を調査しなければならない。しかしながら、インバ
ータ内部は部品点数が多く、一つ一つの部品を順番に調
査するのでは、膨大な時間を必要とする。例えば、設備
容量が数千ＫＷ相当の装置では、素子の並列回路数やケ
ーブルも多数となり、回路切り離し作業に多大な時間を
要するため、地絡部位の特定までに１０時間以上を要す
ることもある。しかも、地絡部位の調査、特定の間、設
備を停機させなければならないので、多大な損害を生ず
ることがある。
【０００４】インバータ装置には通常、故障アラーム表
示機能があるものの、インバータ自身に地絡検出の機能
を付帯させるには、前述したＺＣＴ等の大掛かりな設備
を設置しなければならず、装置寸法が大きくなる上に高
価な設備となるため、地絡検出機能を備えていない設備
が多い。また、インバータ装置の外部に地絡検出回路を
設置しても同様に高価な設備となる。
示機能があるものの、インバータ自身に地絡検出の機能
を付帯させるには、前述したＺＣＴ等の大掛かりな設備
を設置しなければならず、装置寸法が大きくなる上に高
価な設備となるため、地絡検出機能を備えていない設備
が多い。また、インバータ装置の外部に地絡検出回路を
設置しても同様に高価な設備となる。
【０００５】従って、地絡故障が発生すれば、従来は、
回路を少しずつ切り分け分割しながら、各分割部分で接
地の有無を調査し、接地している部品が含まれる範囲を
徐々に狭めながら、地絡故障が生じている部品を特定し
ていく方法を採用せざるを得なかった。
回路を少しずつ切り分け分割しながら、各分割部分で接
地の有無を調査し、接地している部品が含まれる範囲を
徐々に狭めながら、地絡故障が生じている部品を特定し
ていく方法を採用せざるを得なかった。
【０００６】しかしながら、斯かる方法では、切り分け
作業に長時間を要するために、作業中は装置が使用でき
ず生産活動に多大な損害を与え得るという問題があっ
た。
作業に長時間を要するために、作業中は装置が使用でき
ず生産活動に多大な損害を与え得るという問題があっ
た。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、斯かる従来
技術の問題点を解決するべくなされたもので、インバー
タ装置や整流装置において地絡故障が発生した場合に、
簡易な機器を使用し且つ瞬時に絶縁破壊部位を切り分
け、その後の故障部品の特定に要する時間の短縮を図る
ことを課題とする。
技術の問題点を解決するべくなされたもので、インバー
タ装置や整流装置において地絡故障が発生した場合に、
簡易な機器を使用し且つ瞬時に絶縁破壊部位を切り分
け、その後の故障部品の特定に要する時間の短縮を図る
ことを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】斯かる課題を解決するべ
く、本発明は、交流入力回路、直流回路及び交流出力回
路を備えたインバータ装置の地絡部位判定方法であっ
て、前記交流出力回路の交流３相出力側の対地間電圧を
測定し、該測定電圧の正負の極性が反転する周期に基づ
いて、地絡部位が前記交流入力回路、直流回路及び交流
出力回路のうちいずれに位置するかを判定することを特
徴とする地絡部位判定方法を提供するものである。
く、本発明は、交流入力回路、直流回路及び交流出力回
路を備えたインバータ装置の地絡部位判定方法であっ
て、前記交流出力回路の交流３相出力側の対地間電圧を
測定し、該測定電圧の正負の極性が反転する周期に基づ
いて、地絡部位が前記交流入力回路、直流回路及び交流
出力回路のうちいずれに位置するかを判定することを特
徴とする地絡部位判定方法を提供するものである。
【０００９】好ましくは、前記交流３相出力側の対地間
電圧が零電圧のまま継続すれば、前記交流出力回路の前
記対地間電圧を測定している相に地絡部位が位置すると
判定し、前記対地間電圧が零電圧と負電圧の間で周期的
に変動すれば、前記直流回路の直流正電圧側に地絡部位
が位置すると判定し、前記対地間電圧が零電圧と正電圧
の間で周期的に変動すれば、前記直流回路の直流負電圧
側に地絡部位が位置すると判定し、前記対地間電圧が零
電圧と正電圧の間で周期的に変動する状態、及び、前記
対地間電圧が零電圧と負電圧の間で周期的に変動する状
態が、前記交流入力回路に接続される電源の周期に同期
して交互に繰り返し発生すれば、前記交流入力回路に地
絡部位が位置すると判定する。
電圧が零電圧のまま継続すれば、前記交流出力回路の前
記対地間電圧を測定している相に地絡部位が位置すると
判定し、前記対地間電圧が零電圧と負電圧の間で周期的
に変動すれば、前記直流回路の直流正電圧側に地絡部位
が位置すると判定し、前記対地間電圧が零電圧と正電圧
の間で周期的に変動すれば、前記直流回路の直流負電圧
側に地絡部位が位置すると判定し、前記対地間電圧が零
電圧と正電圧の間で周期的に変動する状態、及び、前記
対地間電圧が零電圧と負電圧の間で周期的に変動する状
態が、前記交流入力回路に接続される電源の周期に同期
して交互に繰り返し発生すれば、前記交流入力回路に地
絡部位が位置すると判定する。
【００１０】さらに好ましくは、前記対地間電圧が零電
圧と正電圧の間で周期的に変動する状態、及び、前記零
電圧と負電圧の間で周期的に変動する状態が、前記電源
の周期に同期して交互に繰り返し発生した場合、前記交
流入力回路と前記直流回路の間に位置し、該直流回路の
直流正電圧側に接続された正側素子が導通しているタイ
ミングと、前記対地間電圧が零電圧と負電圧の間で変動
するタイミングとが一致し、且つ、前記交流入力回路と
前記直流回路の間に位置し、該直流回路の直流負電圧側
に接続された負側素子が導通しているタイミングと、前
記対地間電圧が零電圧と正電圧の間で変動するタイミン
グとが一致する、前記正側素子及び負側素子に接続され
た前記交流入力回路の相に地絡部位が位置すると判定す
る。
圧と正電圧の間で周期的に変動する状態、及び、前記零
電圧と負電圧の間で周期的に変動する状態が、前記電源
の周期に同期して交互に繰り返し発生した場合、前記交
流入力回路と前記直流回路の間に位置し、該直流回路の
直流正電圧側に接続された正側素子が導通しているタイ
ミングと、前記対地間電圧が零電圧と負電圧の間で変動
するタイミングとが一致し、且つ、前記交流入力回路と
前記直流回路の間に位置し、該直流回路の直流負電圧側
に接続された負側素子が導通しているタイミングと、前
記対地間電圧が零電圧と正電圧の間で変動するタイミン
グとが一致する、前記正側素子及び負側素子に接続され
た前記交流入力回路の相に地絡部位が位置すると判定す
る。
【００１１】また、前記交流３相出力側の対地間電圧の
正負の極性を自動判定するべく、前記交流３相出力側の
対地間電圧に対して、正側、負側それぞれに予め所定の
しきい値を設定し、前記対地間電圧が正側のしきい値よ
りも高ければ正の極性とし、前記対地間電圧が負側のし
きい値よりも低ければ負の極性とするのが好ましい。
正負の極性を自動判定するべく、前記交流３相出力側の
対地間電圧に対して、正側、負側それぞれに予め所定の
しきい値を設定し、前記対地間電圧が正側のしきい値よ
りも高ければ正の極性とし、前記対地間電圧が負側のし
きい値よりも低ければ負の極性とするのが好ましい。
【００１２】また、上記課題を解決するべく、本発明
は、直流入力回路及び交流出力回路を備えたインバータ
装置の地絡部位判定方法であって、前記交流出力回路の
交流３相出力側の対地間電圧を測定し、該測定電圧のチ
ョッピング周波数と、該測定電圧の正負の極性とに基づ
いて、地絡部位が前記直流入力回路及び交流出力回路の
うちいずれに位置するかを判定することを特徴とする地
絡部位判定方法を提供するものである。
は、直流入力回路及び交流出力回路を備えたインバータ
装置の地絡部位判定方法であって、前記交流出力回路の
交流３相出力側の対地間電圧を測定し、該測定電圧のチ
ョッピング周波数と、該測定電圧の正負の極性とに基づ
いて、地絡部位が前記直流入力回路及び交流出力回路の
うちいずれに位置するかを判定することを特徴とする地
絡部位判定方法を提供するものである。
【００１３】さらに、上記課題を解決するべく、本発明
は、交流入力回路及び直流出力回路を備えた整流装置の
地絡部位判定方法であって、前記交流入力回路の交流３
相入力側の対地間電圧を測定し、該測定電圧のチョッピ
ング周波数と、該測定電圧の正負の極性とに基づいて、
地絡部位が前記交流入力回路及び直流出力回路のうちい
ずれに位置するかを判定することを特徴とする地絡部位
判定方法を提供するものである。
は、交流入力回路及び直流出力回路を備えた整流装置の
地絡部位判定方法であって、前記交流入力回路の交流３
相入力側の対地間電圧を測定し、該測定電圧のチョッピ
ング周波数と、該測定電圧の正負の極性とに基づいて、
地絡部位が前記交流入力回路及び直流出力回路のうちい
ずれに位置するかを判定することを特徴とする地絡部位
判定方法を提供するものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ、本
発明の実施形態について説明する。図１は、本発明に係
る地絡部位判定方法が適用されるインバータ装置の概略
構成図である。図１に示すように、インバータ装置１
は、交流電源（図示せず）に接続された交流３相入力回
路１１と、交流３相入力回路１１から入力された交流を
直流に変換するコンバータ１２と、コンバータ１２に接
続された直流回路１３と、直流回路１３から出力された
直流を交流に変換するインバータ１４と、インバータ１
４から出力された交流をモータ等の負荷２に伝達する交
流３相出力回路１５とを備えている。
発明の実施形態について説明する。図１は、本発明に係
る地絡部位判定方法が適用されるインバータ装置の概略
構成図である。図１に示すように、インバータ装置１
は、交流電源（図示せず）に接続された交流３相入力回
路１１と、交流３相入力回路１１から入力された交流を
直流に変換するコンバータ１２と、コンバータ１２に接
続された直流回路１３と、直流回路１３から出力された
直流を交流に変換するインバータ１４と、インバータ１
４から出力された交流をモータ等の負荷２に伝達する交
流３相出力回路１５とを備えている。
【００１５】ここで、まず、図１３を参照して、斯かる
インバータ装置の動作原理を説明する。図１３に示すよ
うに、インバータ装置は、直流正電圧側（Ｐ側）の素子
と、直流負電圧側（Ｎ側）の素子をチョッピングし、平
均出力電圧が正弦波に近似するように制御する所謂ＰＷ
Ｍ制御を行っている。ここで、非接地回路での各相（Ｒ
相、Ｓ相、Ｔ相）の対地間電圧は、ケーブルやモータＭ
の電気的な特性により決まるが、非常に不安定であり、
インバータ装置において地絡故障が発生した場合、その
発生部位によって、交流３相出力側の対地間電圧波形が
変化する。
インバータ装置の動作原理を説明する。図１３に示すよ
うに、インバータ装置は、直流正電圧側（Ｐ側）の素子
と、直流負電圧側（Ｎ側）の素子をチョッピングし、平
均出力電圧が正弦波に近似するように制御する所謂ＰＷ
Ｍ制御を行っている。ここで、非接地回路での各相（Ｒ
相、Ｓ相、Ｔ相）の対地間電圧は、ケーブルやモータＭ
の電気的な特性により決まるが、非常に不安定であり、
インバータ装置において地絡故障が発生した場合、その
発生部位によって、交流３相出力側の対地間電圧波形が
変化する。
【００１６】本発明に係る地絡部位判定方法は、前記対
地間電圧波形が地絡部位に依存して変化することを利用
したものであり、図１に示すように交流３相出力回路１
５のＴ相と、対地間に抵抗Ｒを接続し、該抵抗Ｒに印加
する電圧を測定することにより、地絡部位を判定しよう
とするものである。以下、地絡部位に応じて前記対地間
電圧波形が変化する様子について説明する。
地間電圧波形が地絡部位に依存して変化することを利用
したものであり、図１に示すように交流３相出力回路１
５のＴ相と、対地間に抵抗Ｒを接続し、該抵抗Ｒに印加
する電圧を測定することにより、地絡部位を判定しよう
とするものである。以下、地絡部位に応じて前記対地間
電圧波形が変化する様子について説明する。
【００１７】すなわち、図１に示す交流３相出力回路１
５のＡ点で地絡が発生すれば、図２に示すように、前記
対地間電圧は常時０（Ｖ）となる。
５のＡ点で地絡が発生すれば、図２に示すように、前記
対地間電圧は常時０（Ｖ）となる。
【００１８】また、図１に示す直流回路１３の正電圧側
であるＢ点で地絡が発生すれば、前記対地間電圧は、直
流回路１３の正電圧側と負電圧側の電位差をＥ（Ｖ）と
した場合、図３に示すように、素子ａがターンオンして
いるときには０（Ｖ）となり、素子ｂがターンオンして
いるときには−Ｅ（Ｖ）となるため、０（Ｖ）と−Ｅ
（Ｖ）が繰り返し変動する波形となる。
であるＢ点で地絡が発生すれば、前記対地間電圧は、直
流回路１３の正電圧側と負電圧側の電位差をＥ（Ｖ）と
した場合、図３に示すように、素子ａがターンオンして
いるときには０（Ｖ）となり、素子ｂがターンオンして
いるときには−Ｅ（Ｖ）となるため、０（Ｖ）と−Ｅ
（Ｖ）が繰り返し変動する波形となる。
【００１９】また、図１に示す直流回路１３の負電圧側
であるＣ点で地絡が発生すれば、前記対地間電圧は、図
４に示すように、素子ａがターンオンしているときには
Ｅ（Ｖ）となり、素子ｂがターンオンしているときには
０（Ｖ）となるため、Ｅ（Ｖ）と０（Ｖ）が繰り返し変
動する波形となる。
であるＣ点で地絡が発生すれば、前記対地間電圧は、図
４に示すように、素子ａがターンオンしているときには
Ｅ（Ｖ）となり、素子ｂがターンオンしているときには
０（Ｖ）となるため、Ｅ（Ｖ）と０（Ｖ）が繰り返し変
動する波形となる。
【００２０】また、図１に示す交流３相入力回路１１の
Ｄ点で地絡が発生すれば、前記対地間電圧は、図５に示
すように、素子ｃがターンオンして且つ素子ａがターン
オンしているときには０（Ｖ）となり、素子ｃがターン
オンして且つ素子ｂがターンオンしているときには−Ｅ
（Ｖ）となる。また、素子ｄがターンオンして且つ素子
ａがターンオンしているときにはＥ（Ｖ）となり、素子
ｄがターンオンして且つ素子ｂがターンオンしていると
きには０（Ｖ）となる。従って、前記対地間電圧は、０
（Ｖ）と−Ｅ（Ｖ）が繰り返し変動する波形と、Ｅ
（Ｖ）と０（Ｖ）が繰り返し変動する波形とが周期的に
繰り返されることになる。この周期は、素子ｃ及び素子
ｄのターンオン周期、すなわち電源の周期と同調する。
但し、素子ｃ及び素子ｄが共にターンオンしていないと
きには、この限りでない。なお、図１に示す交流３相入
力回路１１の他の相に位置するＥ点及びＦ点で地絡が発
生しても、位相は異なるものの上記Ｄ点の場合と同様の
波形になる。
Ｄ点で地絡が発生すれば、前記対地間電圧は、図５に示
すように、素子ｃがターンオンして且つ素子ａがターン
オンしているときには０（Ｖ）となり、素子ｃがターン
オンして且つ素子ｂがターンオンしているときには−Ｅ
（Ｖ）となる。また、素子ｄがターンオンして且つ素子
ａがターンオンしているときにはＥ（Ｖ）となり、素子
ｄがターンオンして且つ素子ｂがターンオンしていると
きには０（Ｖ）となる。従って、前記対地間電圧は、０
（Ｖ）と−Ｅ（Ｖ）が繰り返し変動する波形と、Ｅ
（Ｖ）と０（Ｖ）が繰り返し変動する波形とが周期的に
繰り返されることになる。この周期は、素子ｃ及び素子
ｄのターンオン周期、すなわち電源の周期と同調する。
但し、素子ｃ及び素子ｄが共にターンオンしていないと
きには、この限りでない。なお、図１に示す交流３相入
力回路１１の他の相に位置するＥ点及びＦ点で地絡が発
生しても、位相は異なるものの上記Ｄ点の場合と同様の
波形になる。
【００２１】また、図１に示す交流３相出力回路１５の
Ｇ点、つまり対地間電圧を測定していない相で地絡が発
生した場合、前記対地間電圧は、図６に示すように、素
子ｅがターンオンして且つ素子ａがターンオンしている
ときには０（Ｖ）となり、素子ｅがターンオンして且つ
素子ｂがターンオンしているときには−Ｅ（Ｖ）とな
る。また、素子ｆがターンオンして且つ素子ａがターン
オンしているときにはＥ（Ｖ）となり、素子ｄがターン
オンして且つ素子ｂがターンオンしているときには０
（Ｖ）となる。従って、前記対地間電圧は、電源の周期
に関係なく、Ｅ（Ｖ）、０（Ｖ）及び−Ｅ（Ｖ）に変動
する。
Ｇ点、つまり対地間電圧を測定していない相で地絡が発
生した場合、前記対地間電圧は、図６に示すように、素
子ｅがターンオンして且つ素子ａがターンオンしている
ときには０（Ｖ）となり、素子ｅがターンオンして且つ
素子ｂがターンオンしているときには−Ｅ（Ｖ）とな
る。また、素子ｆがターンオンして且つ素子ａがターン
オンしているときにはＥ（Ｖ）となり、素子ｄがターン
オンして且つ素子ｂがターンオンしているときには０
（Ｖ）となる。従って、前記対地間電圧は、電源の周期
に関係なく、Ｅ（Ｖ）、０（Ｖ）及び−Ｅ（Ｖ）に変動
する。
【００２２】以上に説明したように、インバータ装置１
における地絡部位に応じて、交流３相出力側の対地間電
圧波形が前記図２〜図６のように変化する。従って、対
地間電圧波形を観測し、当該波形のパターンを把握する
ことにより、地絡部位を、交流３相出力回路の対地間電
圧を測定している相、交流３相出力回路の対地間電圧を
測定していない相、直流回路１３の正電圧側（Ｐ側）、
負電圧側（Ｎ側）及び交流３相入力回路に分割して判定
することが可能となる。
における地絡部位に応じて、交流３相出力側の対地間電
圧波形が前記図２〜図６のように変化する。従って、対
地間電圧波形を観測し、当該波形のパターンを把握する
ことにより、地絡部位を、交流３相出力回路の対地間電
圧を測定している相、交流３相出力回路の対地間電圧を
測定していない相、直流回路１３の正電圧側（Ｐ側）、
負電圧側（Ｎ側）及び交流３相入力回路に分割して判定
することが可能となる。
【００２３】また、図７に示すように、前記対地間電圧
を交流電源（Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相）の位相と比較し、正負
が反転する位相が等しい相を特定すれば、地絡が発生し
ている交流入力回路１２の相を特定することも可能であ
る。
を交流電源（Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相）の位相と比較し、正負
が反転する位相が等しい相を特定すれば、地絡が発生し
ている交流入力回路１２の相を特定することも可能であ
る。
【００２４】また、地絡部位を自動的に判定するには、
交流３相出力側対地間電圧の正負の極性を自動的に判定
する必要があるが、交流３相出力側の対地間電圧に対し
て、正側、負側それぞれに予め所定のしきい値を設定
し、前記対地間電圧が正側のしきい値よりも高ければ正
の極性、負側のしきい値よりも低ければ負の極性と判定
させればよい。斯かるしきい値としては、それぞれ直流
回路１３の正電圧と負電圧の約５０％に設定することが
好ましい。
交流３相出力側対地間電圧の正負の極性を自動的に判定
する必要があるが、交流３相出力側の対地間電圧に対し
て、正側、負側それぞれに予め所定のしきい値を設定
し、前記対地間電圧が正側のしきい値よりも高ければ正
の極性、負側のしきい値よりも低ければ負の極性と判定
させればよい。斯かるしきい値としては、それぞれ直流
回路１３の正電圧と負電圧の約５０％に設定することが
好ましい。
【００２５】このようにして対地間電圧の極性を判定
し、地絡部位を自動的に判定する。図８は、地絡部位を
自動判定させるためのロジックを表す概念図である。図
８に示すように、まず対地間電圧を正側、負側のしきい
値と比較して極性を判定する。この際、少なくとも電源
周波数の半サイクル時間よりも長い時間監視し、零電圧
が継続すれば、対地間電圧を測定している相で地絡が生
じていると判定する。また、零電圧と正電圧のみ発生す
れば、直流回路１３の直流負電圧側（Ｎ側）で地絡が生
じていると判定する。さらに、零電圧と負電圧のみ発生
すれば、直流回路１３の直流正電圧側（Ｐ側）で地絡が
生じていると判定する。
し、地絡部位を自動的に判定する。図８は、地絡部位を
自動判定させるためのロジックを表す概念図である。図
８に示すように、まず対地間電圧を正側、負側のしきい
値と比較して極性を判定する。この際、少なくとも電源
周波数の半サイクル時間よりも長い時間監視し、零電圧
が継続すれば、対地間電圧を測定している相で地絡が生
じていると判定する。また、零電圧と正電圧のみ発生す
れば、直流回路１３の直流負電圧側（Ｎ側）で地絡が生
じていると判定する。さらに、零電圧と負電圧のみ発生
すれば、直流回路１３の直流正電圧側（Ｐ側）で地絡が
生じていると判定する。
【００２６】また、正電圧と零電圧と負電圧が全て発生
すれば、さらに電源周波数の１サイクル時間以上監視
し、零電圧と正電圧のみの時間、又は零電圧と負電圧の
みの時間が、コンバータ１２を構成する素子の導通して
いる時間（３相整流回路の場合には電源周期の１／３）
に近似すれば、交流入力回路１１で地絡が生じていると
判定する。
すれば、さらに電源周波数の１サイクル時間以上監視
し、零電圧と正電圧のみの時間、又は零電圧と負電圧の
みの時間が、コンバータ１２を構成する素子の導通して
いる時間（３相整流回路の場合には電源周期の１／３）
に近似すれば、交流入力回路１１で地絡が生じていると
判定する。
【００２７】さらに、上記場合において、正電圧と負電
圧の切替タイミングが、電源の３相のうち１相の零電圧
タイミングと近い交流入力側の相を判断すれば、交流入
力回路１１のうち前記判断された相で地絡が発生してい
ると判定することができる。
圧の切替タイミングが、電源の３相のうち１相の零電圧
タイミングと近い交流入力側の相を判断すれば、交流入
力回路１１のうち前記判断された相で地絡が発生してい
ると判定することができる。
【００２８】なお、本実施形態では、交流入力回路、直
流回路及び交流出力回路を備えたインバータ装置を例に
して説明したが、本発明は、これに限らず、自動車のバ
ッテリー等に使用されるような、直流入力回路及び交流
出力回路を備えたインバータ装置にも同様にして適用可
能である。この場合には、対地間電圧波形は、前述した
図２、図３、図４及び図６のいずれかの形態となり、斯
かる波形を把握することにより地絡部位の判定が可能で
ある。
流回路及び交流出力回路を備えたインバータ装置を例に
して説明したが、本発明は、これに限らず、自動車のバ
ッテリー等に使用されるような、直流入力回路及び交流
出力回路を備えたインバータ装置にも同様にして適用可
能である。この場合には、対地間電圧波形は、前述した
図２、図３、図４及び図６のいずれかの形態となり、斯
かる波形を把握することにより地絡部位の判定が可能で
ある。
【００２９】次に、本発明に係る地絡部位判定方法を交
流入力回路及び直流出力回路を備えた整流装置に適用す
る実施形態について説明する。図９は、本発明に係る地
絡部位判定方法が適用される整流装置の概略構成図であ
る。図９に示すように、整流装置３は、交流電源（図示
せず）に接続された交流３相入力回路３１と、交流３相
入力回路３１から入力された交流を直流に変換するコン
バータ３２と、コンバータ３２に接続され前記直流をモ
ータ等の負荷４に伝達する直流回路３３とを備えてい
る。
流入力回路及び直流出力回路を備えた整流装置に適用す
る実施形態について説明する。図９は、本発明に係る地
絡部位判定方法が適用される整流装置の概略構成図であ
る。図９に示すように、整流装置３は、交流電源（図示
せず）に接続された交流３相入力回路３１と、交流３相
入力回路３１から入力された交流を直流に変換するコン
バータ３２と、コンバータ３２に接続され前記直流をモ
ータ等の負荷４に伝達する直流回路３３とを備えてい
る。
【００３０】本実施形態においては、図９に示すよう
に、交流３相入力回路３１の１相と、対地間に抵抗Ｒを
接続し、該抵抗Ｒに印加する電圧を測定することによ
り、地絡部位を判定する。以下、地絡部位に応じて前記
対地間電圧波形が変化する様子について説明する。
に、交流３相入力回路３１の１相と、対地間に抵抗Ｒを
接続し、該抵抗Ｒに印加する電圧を測定することによ
り、地絡部位を判定する。以下、地絡部位に応じて前記
対地間電圧波形が変化する様子について説明する。
【００３１】すなわち、図９に示す交流３相入力回路３
１のＡ点で地絡が発生すれば、図１０に示すように、前
記対地間電圧は常時０（Ｖ）となる。
１のＡ点で地絡が発生すれば、図１０に示すように、前
記対地間電圧は常時０（Ｖ）となる。
【００３２】また、図９に示す直流回路３３の正電圧側
であるＢ点で地絡が発生すれば、前記対地間電圧は、直
流回路３３の正電圧側と負電圧側の電位差をＥ（Ｖ）と
した場合、図１１に示すように、素子ａがターンオンし
ているときには０（Ｖ）となり、素子ｂがターンオンし
ているときには−Ｅ（Ｖ）となるため、０（Ｖ）と−Ｅ
（Ｖ）が繰り返し変動する波形となる。
であるＢ点で地絡が発生すれば、前記対地間電圧は、直
流回路３３の正電圧側と負電圧側の電位差をＥ（Ｖ）と
した場合、図１１に示すように、素子ａがターンオンし
ているときには０（Ｖ）となり、素子ｂがターンオンし
ているときには−Ｅ（Ｖ）となるため、０（Ｖ）と−Ｅ
（Ｖ）が繰り返し変動する波形となる。
【００３３】さらに、図９に示す直流回路３３の負電圧
側であるＣ点で地絡が発生すれば、前記対地間電圧は、
図１２に示すように、素子ａがターンオンしているとき
にはＥ（Ｖ）となり、素子ｂがターンオンしているとき
には０（Ｖ）となるため、Ｅ（Ｖ）と０（Ｖ）が繰り返
し変動する波形となる。
側であるＣ点で地絡が発生すれば、前記対地間電圧は、
図１２に示すように、素子ａがターンオンしているとき
にはＥ（Ｖ）となり、素子ｂがターンオンしているとき
には０（Ｖ）となるため、Ｅ（Ｖ）と０（Ｖ）が繰り返
し変動する波形となる。
【００３４】このように、整流装置３における地絡部位
に応じて、交流３相入力側の対地間電圧波形が上記のよ
うに変化する。従って、対地間電圧波形を観測し、波形
のパターンを把握することにより、地絡部位を、交流３
相入力回路３１、直流回路３３の正電圧側及び負電圧側
に分割して判定することが可能となる。なお、前述した
インバータ装置の場合と同様に、所定のしきい値を設定
して対地間電圧の正負の極性を自動的に判定することに
より、地絡部位を自動的に判定することも可能である。
に応じて、交流３相入力側の対地間電圧波形が上記のよ
うに変化する。従って、対地間電圧波形を観測し、波形
のパターンを把握することにより、地絡部位を、交流３
相入力回路３１、直流回路３３の正電圧側及び負電圧側
に分割して判定することが可能となる。なお、前述した
インバータ装置の場合と同様に、所定のしきい値を設定
して対地間電圧の正負の極性を自動的に判定することに
より、地絡部位を自動的に判定することも可能である。
【００３５】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明に係る地
絡部位判定方法によれば、対地間電圧波形を観測するこ
とにより、簡易且つ瞬時に絶縁破壊部位を切り分けるこ
とができるので、インバータ装置や整流装置の地絡部位
を特定する調査時間を大幅に削減することが可能であ
る。例えば、５００ＫＷ程度の大型モータに使用してい
るインバータ装置において直流回路で地絡が発生した過
去の事例で、地絡点調査に５時間を要したことがある
が、本発明により２時間程度に短縮可能であった。
絡部位判定方法によれば、対地間電圧波形を観測するこ
とにより、簡易且つ瞬時に絶縁破壊部位を切り分けるこ
とができるので、インバータ装置や整流装置の地絡部位
を特定する調査時間を大幅に削減することが可能であ
る。例えば、５００ＫＷ程度の大型モータに使用してい
るインバータ装置において直流回路で地絡が発生した過
去の事例で、地絡点調査に５時間を要したことがある
が、本発明により２時間程度に短縮可能であった。
【図１】 図１は、本発明に係る地絡部位判定方法が適
用されるインバータ装置の概略構成図である。
用されるインバータ装置の概略構成図である。
【図２】 図２は、図１に示すＡ点で地絡が発生した場
合の対地間電圧波形を示す。
合の対地間電圧波形を示す。
【図３】 図３は、図１に示すＢ点で地絡が発生した場
合の対地間電圧波形を示す。
合の対地間電圧波形を示す。
【図４】 図４は、図１に示すＣ点で地絡が発生した場
合の対地間電圧波形を示す。
合の対地間電圧波形を示す。
【図５】 図５は、図１に示すＤ点で地絡が発生した場
合の対地間電圧波形を示す。
合の対地間電圧波形を示す。
【図６】 図６は、図１に示すＧ点で地絡が発生した場
合の対地間電圧波形を示す。
合の対地間電圧波形を示す。
【図７】 図７は、図１に示す交流３相入力回路で地絡
が発生した場合に、地絡が発生している相を特定する方
法を説明する説明図である。
が発生した場合に、地絡が発生している相を特定する方
法を説明する説明図である。
【図８】 図８は、地絡部位を自動判定させるためのロ
ジックを表す概念図である。
ジックを表す概念図である。
【図９】 図９は、本発明に係る地絡部位判定方法が適
用される整流装置の概略構成図である。
用される整流装置の概略構成図である。
【図１０】 図１０は、図９に示すＡ点で地絡が発生し
た場合の対地間電圧波形を示す。
た場合の対地間電圧波形を示す。
【図１１】 図１１は、図９に示すＢ点で地絡が発生し
た場合の対地間電圧波形を示す。
た場合の対地間電圧波形を示す。
【図１２】 図１２は、図９に示すＣ点で地絡が発生し
た場合の対地間電圧波形を示す。
た場合の対地間電圧波形を示す。
【図１３】 図１３は、インバータ装置の動作原理を説
明する。
明する。
１ インバータ装置 １１、３１ 交流３相入力回路 １２、３２ コンバータ １３、３３ 直流回路 １４ インバータ １５ 交流３相出力回路 ２、４ 負荷 ３ 整流装置
Claims (6)
- 【請求項１】 交流入力回路、直流回路及び交流出力回
路を備えたインバータ装置の地絡部位判定方法であっ
て、 前記交流出力回路の交流３相出力側の対地間電圧を測定
し、該測定電圧の正負の極性が反転する周期に基づい
て、地絡部位が前記交流入力回路、直流回路及び交流出
力回路のうちいずれに位置するかを判定することを特徴
とする地絡部位判定方法。 - 【請求項２】 前記交流３相出力側の対地間電圧が零電
圧のまま継続すれば、前記交流出力回路の前記対地間電
圧を測定している相に地絡部位が位置すると判定し、 前記対地間電圧が零電圧と負電圧の間で周期的に変動す
れば、前記直流回路の直流正電圧側に地絡部位が位置す
ると判定し、 前記対地間電圧が零電圧と正電圧の間で周期的に変動す
れば、前記直流回路の直流負電圧側に地絡部位が位置す
ると判定し、 前記対地間電圧が零電圧と正電圧の間で周期的に変動す
る状態、及び、前記対地間電圧が零電圧と負電圧の間で
周期的に変動する状態が、前記交流入力回路に接続され
る電源の周期に同期して交互に繰り返し発生すれば、前
記交流入力回路に地絡部位が位置すると判定することを
特徴とする請求項１に記載の地絡部位判定方法。 - 【請求項３】 前記対地間電圧が零電圧と正電圧の間で
周期的に変動する状態、及び、前記零電圧と負電圧の間
で周期的に変動する状態が、前記電源の周期に同期して
交互に繰り返し発生した場合、 前記交流入力回路と前記直流回路の間に位置し、該直流
回路の直流正電圧側に接続された正側素子が導通してい
るタイミングと、前記対地間電圧が零電圧と負電圧の間
で変動するタイミングとが一致し、且つ、前記交流入力
回路と前記直流回路の間に位置し、該直流回路の直流負
電圧側に接続された負側素子が導通しているタイミング
と、前記対地間電圧が零電圧と正電圧の間で変動するタ
イミングとが一致する、前記正側素子及び負側素子に接
続された前記交流入力回路の相に地絡部位が位置すると
判定することを特徴とする請求項２に記載の地絡部位判
定方法。 - 【請求項４】 前記交流３相出力側の対地間電圧に対し
て、正側、負側それぞれに予め所定のしきい値を設定
し、 前記対地間電圧が正側のしきい値よりも高ければ正の極
性とし、前記対地間電圧が負側のしきい値よりも低けれ
ば負の極性とすることを特徴とする請求項１から３のい
ずれかに記載の地絡部位判定方法。 - 【請求項５】 直流入力回路及び交流出力回路を備えた
インバータ装置の地絡部位判定方法であって、 前記交流出力回路の交流３相出力側の対地間電圧を測定
し、該測定電圧のチョッピング周波数と、該測定電圧の
正負の極性とに基づいて、地絡部位が前記直流入力回路
及び交流出力回路のうちいずれに位置するかを判定する
ことを特徴とする地絡部位判定方法。 - 【請求項６】 交流入力回路及び直流出力回路を備えた
整流装置の地絡部位判定方法であって、 前記交流入力回路の交流３相入力側の対地間電圧を測定
し、該測定電圧のチョッピング周波数と、該測定電圧の
正負の極性とに基づいて、地絡部位が前記交流入力回路
及び直流出力回路のうちいずれに位置するかを判定する
ことを特徴とする地絡部位判定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000317999A JP2002136148A (ja) | 2000-10-18 | 2000-10-18 | 地絡部位判定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000317999A JP2002136148A (ja) | 2000-10-18 | 2000-10-18 | 地絡部位判定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002136148A true JP2002136148A (ja) | 2002-05-10 |
Family
ID=18796695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000317999A Withdrawn JP2002136148A (ja) | 2000-10-18 | 2000-10-18 | 地絡部位判定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002136148A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102466770A (zh) * | 2010-11-11 | 2012-05-23 | 株洲南车时代电气股份有限公司 | 交直交电力机车接地故障点的判断方法和判断系统 |
| WO2017221453A1 (ja) * | 2016-06-23 | 2017-12-28 | 株式会社日立産機システム | 電力変換装置および地絡箇所判定方法 |
| CN108398655A (zh) * | 2018-03-06 | 2018-08-14 | 艾思玛新能源技术（上海）有限公司苏州高新区分公司 | 并网逆变器的输出接地故障检测方法及采样信号处理方法 |
| WO2022158126A1 (ja) * | 2021-01-22 | 2022-07-28 | 株式会社日立産機システム | 電力変換装置および地絡検出方法 |
-
2000
- 2000-10-18 JP JP2000317999A patent/JP2002136148A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102466770A (zh) * | 2010-11-11 | 2012-05-23 | 株洲南车时代电气股份有限公司 | 交直交电力机车接地故障点的判断方法和判断系统 |
| WO2017221453A1 (ja) * | 2016-06-23 | 2017-12-28 | 株式会社日立産機システム | 電力変換装置および地絡箇所判定方法 |
| CN109247050A (zh) * | 2016-06-23 | 2019-01-18 | 株式会社日立产机系统 | 电力转换装置和对地短路位置判断方法 |
| CN109247050B (zh) * | 2016-06-23 | 2020-11-06 | 株式会社日立产机系统 | 电力转换装置和对地短路位置判断方法 |
| CN108398655A (zh) * | 2018-03-06 | 2018-08-14 | 艾思玛新能源技术（上海）有限公司苏州高新区分公司 | 并网逆变器的输出接地故障检测方法及采样信号处理方法 |
| WO2022158126A1 (ja) * | 2021-01-22 | 2022-07-28 | 株式会社日立産機システム | 電力変換装置および地絡検出方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9625519B2 (en) | Drive failure protection | |
| EP2439827B1 (en) | System for detection of a ground fault in a high resistance ground network | |
| EP2769462B1 (en) | Method and system for detecting a failed rectifier in an ac/dc converter | |
| US8841917B2 (en) | Ground scheme identification method | |
| EP1661233B1 (en) | Method and apparatus for detecting faults in ac to ac, or dc to ac power conversion equipments when the equipment is in a high impedance mode | |
| EP3029473A2 (en) | System and method for detecting ground fault in a dc system | |
| EP2904411B1 (en) | Phase sequence detection | |
| CN110999005B (zh) | It系统中的接地故障定位 | |
| US5552952A (en) | Detection and isolation circuit for a failed bridge power rectifier and an electrical system employing same | |
| JP2002136148A (ja) | 地絡部位判定方法 | |
| CN104682354A (zh) | 检测短接二极管 | |
| CA2385434C (en) | Control arrangement for power electronic system | |
| CN104808079A (zh) | 用于诊断变流器的方法 | |
| CN114791526A (zh) | 针对电压不存在测试器系统的连接性验证 | |
| EP1671143B1 (en) | Method of and apparatus for online testing an intermediate link | |
| CN110609181A (zh) | 一种配电变压器缺相判相方法及装置 | |
| JPH09308083A (ja) | 欠相検出回路 | |
| AU2019348482B2 (en) | Method and arrangement for performing a switch-off test on an inverter | |
| EP3503591B1 (en) | Device for electrically connecting and disconnecting portions of an electrical line, public address system, method for detecting a failure in an electrical line | |
| JPH0530223B2 (ja) | ||
| Hewitt et al. | EARLY DETECTION OF TURN-TO-TURN WINDING FAULTS USING A PWM RIPPLE CURRENT BASED METHOD | |
| JPH04285402A (ja) | 電気車制御装置 | |
| KR101310007B1 (ko) | 전력 변환 장치 및 이의 고장 진단 방법 | |
| JPH10304556A (ja) | 系統連系装置における素子故障検出装置 | |
| JPH0279750A (ja) | 電気機器の絶縁診断方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080108 |