JP2004260974A

JP2004260974A - 交流負荷電源システム

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Publication number: JP2004260974A
Application number: JP2003051560A
Authority: JP
Inventors: Nobuki Yoshioka; 伸樹吉岡; Akio Tada; 明生多田
Original assignee: MIYAKI DENKI SEISAKUSHO KK; MIYAKI ELECTRIC Manufacturing; Kyocera Corp
Current assignee: MIYAKI DENKI SEISAKUSHO KK; MIYAKI ELECTRIC Manufacturing; Kyocera Corp
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2003-02-27
Publication date: 2004-09-16
Anticipated expiration: 2023-02-27
Also published as: JP4172633B2

Abstract

【課題】地絡を検出する回路を、電源側と負荷側との２箇所に設置しなくても、電源側、負荷側の地絡をそれぞれ検出することができ、全体として軽量、コンパクトな電源システムを提供する。
【解決手段】直交変換装置２の入出力間が非絶縁状態であり、直流電源側に地絡検出用の抵抗素子９が接続され、電源側の地絡点から直流電源、抵抗素子９を通って接地に流れる地絡電流の直流成分を検出する電源側地絡検出部４と、負荷側の地絡点からインバータ回路８、抵抗素子９を通って接地に流れる地絡電流の交流成分を検出する負荷側地絡検出部５と、電源側地絡検出部４又は負荷側地絡検出部５により地絡が検出された時に、交流負荷への電源供給機能を停止又は低下させる制御回路６とを備える。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池、二次電池（蓄電池）、太陽電池、風力発電機などの直流電源の直流電力をインバータによって交流電力に変換して、この交流電力を電動機などの動力負荷に供給する交流負荷電源システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
前記電源システムにおいては、直流電源側で地絡が発生すると、電力損が発生し、その結果直流電源の損傷が広がることがあり、地絡状態を検出して直流電源を停止させる必要がある。また人間が負荷に触れるなどして交流負荷側で地絡が発生すると、その人間が感電して危険であリ、また電路保護の必要もあるので、地絡状態を検出して直流電源若しくはインバータを停止させる必要がある。そして、地絡していることを管理者に知らせて、早く修理することも必要である。
【０００３】
ここで、直流地絡とは、直流電源のトラブルのため、直流電源と接地間で地絡電流が流れることをいう。その原因には、例えば、直流電源の絶縁劣化、直流電源ケーブルの絶縁不良などがある。
交流地絡とは、動力負荷のトラブルのため、負荷と接地間で地絡電流が流れることをいう。その原因には、例えば、生体の接触、負荷の絶縁劣化、負荷に交流電力を供給するケーブルの絶縁不良などがある。
【０００４】
従来の、地絡検出機能を備えた交流負荷電源システムの概略ブロック図を、図５に示す。この交流負荷電源システムは、直流電源Ｅ、直交変換装置１１、動力負荷１２、遮断器１５、零相変流器２０、直流地絡継電器１３及び交流地絡継電器１４を含んでいる。
直流電源Ｅの出力は、入力端子Ｐ，Ｎを通して直交変換装置１１に供給される。直交変換装置１１では、前記直流電源Ｅの出力を昇圧回路１６で必要な電圧まで昇圧し、インバータ回路１７に供給し、ここで三相のＰＷＭ制御を行い、出力交流電圧に変換する。出力交流電圧は、直交変換装置１１から出力端子Ｕ，Ｖ，Ｒを通して出力される。この出力交流電圧は、遮断器１５を介して、動力負荷１２に供給される。
【０００５】
前記交流負荷電源システムにおいて、入力端子Ｐ，Ｎを通して供給される直流電源Ｅの電圧、接地電圧、接地電流は、地絡検出部１９により監視されている。地絡検出部１９により地絡が検知された場合、地絡電流信号が直流地絡継電器１３に入力されるようになっている。
一方、動力負荷１２に供給される三相の出力交流電圧の零相電流成分は、零相変流器２０によって検出され、交流地絡継電器１４に入力される。
【０００６】
電源側で地絡が発生した場合、直流地絡継電器１３の直流電流検出回路１３ａには、地絡検出部１９から直流の地絡電流信号が入力される。直流地絡継電器１３の比較回路１３ｃは、その地絡電流の大きさを、直流地絡継電器１３の中の直流基準電流設定回路１３ｂで設定された直流基準電流と比較して、地絡電流のほうが大きければ、制御回路１８に直流地絡が発生していることを示す地絡発生信号を出力する。制御回路１８は、この地絡発生信号に基づいて、遮断器１５を開くか、若しくは、インバータ回路１７を制御して、動力負荷１２への電力供給を停止させる。
【０００７】
負荷側で地絡が発生した場合、交流地絡継電器１４には、零相変流器２０から交流の地絡電流信号が入力される。その地絡電流の大きさを、交流基準電流設定回路１４ｂで設定された交流基準電流と比較して、地絡電流のほうが大きければ、制御回路１８に交流地絡が発生していることを示す地絡発生信号を出力する。制御回路１８は、この地絡発生信号に基づいて、遮断器１５を開くか、若しくは、インバータ回路１７を制御して、動力負荷１２への電力供給を停止させる。
【０００８】
【特許文献１】特開平６−１１７６７８号公報
【特許文献２】特開平２００２−２３３０４５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図５の交流負荷電源システムでは、地絡を検出する回路を、電源側と負荷側との２箇所に設置する必要がある。特に負荷側の地絡を検出する零相変流器２０は大きくて重く、システム全体のコンパクト化に障害となる。また、零相変流器は、組み立て取り付けに手間が係り、作業性という観点からも不利である。
【００１０】
そこで、本発明は、地絡を検出する回路を極力簡単にすることができ、全体として軽量、コンパクトな交流負荷電源システムを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の交流負荷電源システムは、直流電源、及び直流を交流に変換して負荷側へ供給する直交変換装置を含んでなる交流負荷電源システムにおいて、前記直交変換装置の入出力間が非絶縁状態であり、直流電源側に地絡検出用のインピーダンス素子が接続され、直流電源側の地絡点から直流電源、インピーダンス素子を通って接地に流れる地絡電流の直流成分を検出する電源側地絡検出部と、負荷側の地絡点から直交変換装置、インピーダンス素子を通って接地に流れる地絡電流の交流成分を検出する負荷側地絡検出部と、電源側地絡検出部又は負荷側地絡検出部により地絡が検出された時に、交流負荷への電源供給機能を停止させる制御回路とを備えるものである（請求項１）。
【００１２】
前記の構成によれば、負荷側に地絡が発生した場合、地絡電流は、入出力間が非絶縁状態の直交変換装置を通って、直流電源側に接続されている地絡検出用のインピーダンス素子を流れる。この地絡電流を負荷側地絡検出部で検出することにより、負荷側に零相変流器などの大掛かりな電気設備を設置しなくても、直流電源側で、地絡の検出ができる。また、直流電源側に地絡が発生した場合は、インピーダンス素子を流れる地絡電流を電源側地絡検出部で検出することができる。
【００１３】
前記インピーダンス素子は、コイルなどでもよいが、単純には、抵抗を使用すればよい（請求項２）。
前記負荷側地絡検出部は、基準電流値を記憶し、この基準電流値を地絡電流と比較し、地絡電流が基準電流値を超えたときに、負荷側での地絡を検出するものであってもよい（請求項３）。
前記負荷側地絡検出部は、基準抵抗値Ｒ０の値を記憶するとともに、直流電源電圧Ｖを測定し、直流電源電圧Ｖに対応する負荷側の零相電圧Ｖ０と基準抵抗値Ｒ０との比Ｖ０／Ｒ０を、地絡電流と比較し、地絡電流が比Ｖ０／Ｒ０を超えたときに、負荷側の交流地絡を検出するものであってもよい（請求項４）。直流電源の直流電源電圧Ｖが不安定で、時間によって変動することがあるので、負荷側地絡検出部において基準電流を整定すると、直流電源電圧Ｖが低くなっている時間に負荷側に地絡が発生しても、地絡電流が少なくて検出できないことがある。そこで、検出したい地絡抵抗をＲ０とすると、地絡抵抗Ｒ０で地絡が発生した場合、負荷側の地絡点電圧Ｖ０を地絡抵抗Ｒ０で割った値の地絡電流が流れる。負荷側地絡検出部でこの値Ｖ０／Ｒ０を算出して、実際の地絡電流がこの値Ｖ０／Ｒ０を超えたときに、交流地絡を知らせる信号を出力すると、直流電源電圧Ｖの変動にかかわらず、地絡抵抗Ｒ０以下の地絡を確実に検出することができる。
【００１４】
前記電源側地絡検出部は、基準電流値を記憶し、この基準電流値を地絡電流と比較し、地絡電流が基準電流値を超えたときに、直流地絡を検出するものであってもよい（請求項５）。しかし、直流電源電圧Ｖの時間変動に対応するためには、直流基準抵抗Ｒを整定しておけば、電源電圧Ｖの変動にかかわらず、当該直流基準抵抗Ｒ以下の地絡抵抗で発生した地絡を検出することができる。すなわち、前記電源側地絡検出部は、基準抵抗値Ｒの値を記憶するとともに、直流電源電圧Ｖを測定し、直流電源電圧Ｖと基準抵抗値Ｒとの比Ｖ／Ｒを、地絡電流と比較し、地絡電流が比Ｖ／Ｒを超えたときに、直流地絡を検出するとよい（請求項６）。
【００１５】
地絡が検出された時に、直流電源側の地絡か、負荷側の地絡かを区別して表示する手段を備えるものであれば（請求項７）、修理などの対応が的確にできる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る交流負荷電源システムの概略ブロック図である。このシステムは、直流電源Ｅ、直交変換装置２及び動力負荷である電動機３を含んでいる。直交変換装置２は、電源側地絡検出部４、負荷側地絡検出部５及び制御回路６を含んでいる。
【００１７】
直流電源Ｅとして、太陽電池、燃料電池、二次電池（蓄電池）、風力発電機などを用いることができる。特に太陽電池を用いる場合、太陽電池は、複数の太陽電池モジュールを直列に接続してなる太陽電池ストリングを、複数個並列に接続して構成される。太陽電池モジュールの光電変換部には、結晶系シリコンやアモルファスシリコンなど、用途や設置場所に応じた素子が適宜採用される。
直流電源Ｅの出力は、入力端子Ｐ，Ｎを通して直交変換装置２に供給される。供給された電圧は、昇圧回路７で三相出力交流電圧の波高値を見込んだ電圧まで昇圧される。この昇圧回路７は、例えば昇圧チョッパー回路によって構成されるが、その昇圧回路７の入出力間に高周波トランスは介さないものとする。なお、前記入力電圧の調圧が必要ないシステムの場合は、昇圧回路７は不要である。
【００１８】
昇圧された電圧は、インバータ回路８に供給され、ここで、例えば電動機３の電圧電流動作点を最大電力に保つような波形を持つ三相三線式交流電圧に変換され、直交変換装置２から出力端子Ｕ，Ｖ，Ｒを通して出力される。インバータ回路８は、スイッチング素子としてＩＧＢＴ（ＩｎｓｕｌａｔｅｄＧａｔｅＢｉｐｏｌａｒＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を使用し、可聴周波数以上の動作周波数としている。インバータ回路８は６つのＩＧＢＴで構成され、ＩＧＢＴのオンオフを繰り返すことにより，正弦波変調ＰＷＭ制御を行っている。なお、ＩＧＢＴの他にＦＥＴ（電界効果トランジスタ），ＩＰＭ（ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＰｏｗｅｒＭｏｄｕｌｅ）などを使用してもよい。
【００１９】
インバータ回路８の出力交流電圧は、動力負荷である電動機３に供給される。本交流負荷電源システムにおいては、直交変換装置２には、前記昇圧回路７を含めて入出力間を絶縁するための絶縁トランス等がなく、入力端子Ｐ，Ｎと出力端子Ｕ，Ｖ，Ｒとの間は直接接続されている。
本発明においては、直交変換装置２の入力端子Ｐ，Ｎと昇圧回路７との間に、地絡検出回路９を設けている。地絡検出回路９では、入力端子Ｐ，Ｎの間の直流電圧Ｖを分圧する４つの直列抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４が、入力端子Ｐ，Ｎに対して並列に接続されている。例えば直流電圧Ｖの値が３００Ｖの場合，直列抵抗Ｒ１＝６０ｋΩ，Ｒ２＝３００Ω，Ｒ３＝３００Ω，Ｒ４＝６０ｋΩである。
【００２０】
これらの直列抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の役割は、抵抗のいずれか接続点と接地との間に流れる電流を検出することにより、本交流負荷電源システムの地絡状態を検出することである。この地絡状態の検出は、前記電源側地絡検出部４及び負荷側地絡検出部５によって行う。
電源側地絡検出部４は、地絡検出回路９の抵抗Ｒ２，Ｒ３の接続点ｂと接地との間に流れる直流電流を検出し、直流基準電流値と比較して、直流基準電流値を超えている場合に、電源側地絡の発生を報知する信号を出力する回路である。
【００２１】
電源側地絡検出部４は、図１に示すように、直流電流検出回路４１、直流基準電流設定回路４２及び比較回路４３を有する。直流電流検出回路４１は、抵抗Ｒ２，Ｒ３の接続点ｂと接地との間に流れる電流を、直流分以外の交流成分を除去するローパスフィルタを通して検出し、増幅する回路である。このローパスフィルタは、インバータ回路８の出力交流電圧信号の周波数スペクトラムに入っている、直流分以外の主要な交流成分を除去する特性を有することが必要である。例えば抵抗又はコイルとコンデンサとの平滑回路で実現することができる。
【００２２】
直流基準電流設定回路４２は、予め設定される直流基準電流値を保存する回路である。比較回路４３は、直流電流検出回路４１の出力値と、直流基準電流値とを比較する回路であリ、（直流電流検出回路４１の出力値）＞（直流基準電流値）の場合に電源側での地絡の発生を報知する信号を出力する。
負荷側地絡検出部５は、抵抗Ｒ２，Ｒ３の接続点ｂと接地との間に流れる交流電流を例えば実効値で検出し、その値が設定値を超えている場合に、負荷側での交流地絡の発生を報知する信号を出力する回路である。
【００２３】
負荷側地絡検出部５は、交流電流検出回路５１、交流基準抵抗設定回路５２及び比較回路５３を有する。交流電流検出回路５１は、抵抗Ｒ２，Ｒ３の接続点ｂと接地との間に流れる電流の交流分をハイパスフィルタ、バンドパスフィルタなどを通して検出し、検出した交流信号の実効値を出力する回路である。前記ハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタは、インバータ回路８の出力交流電圧信号の周波数スペクトラムのうち、直流分以外の主要な交流成分を通過させる特性を有することが必要である。
【００２４】
交流基準抵抗設定回路５２は、設定値を作り出すための回路であり、基準抵抗値Ｒ０の値を不揮発性メモリに記憶するとともに、抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点ａと、抵抗Ｒ３，Ｒ４の接続点ｃとの差電圧の直流分を入力している。この差電圧に基づいて直流電源電圧Ｖを求め、この直流電源電圧Ｖに基づいて地絡点の電圧Ｖ０を推定し、Ｖ０と、基準抵抗値Ｒ０との比Ｖ０／Ｒ０を演算して出力する。直流電源電圧Ｖは、差電圧をＶｄｉｆｆと書くと、式
Ｖ＝Ｖｄｉｆｆ（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ２＋Ｒ３）
で求められる。
【００２５】
直流電源電圧Ｖと地絡点の電圧Ｖ０との関係は後述する。
比較回路５３は、交流電流検出回路５１の出力値と、交流基準抵抗設定回路５２から出力される前記比Ｖ０／Ｒ０とを比較し、交流電流検出回路５１の出力値が前記比Ｖ０／Ｒ０を超えている場合に、負荷側での地絡の発生を報知する信号を出力する。
ここで基準抵抗値Ｒ０の意味を説明する。感電被害のない微地絡を検出するたびに交流負荷電源システムを止めていると、システムの運用効率が低下するので、実質的に有害な感電のおそれのある地絡のみ検出したいという要望がある。一方、直流電源の場合、直流電源電圧Ｖが不安定で、時間によって変動することがあるので、基準電流を整定すると、直流電源電圧Ｖが低くなっている時間に負荷側に地絡が発生しても、地絡電流が少なくて検出できないことがある。
【００２６】
そこで、検出したい地絡抵抗をＲ０とする。これは、地絡抵抗Ｒ０以下の地絡のみを検出し、地絡抵抗Ｒ０を超える地絡、例えば対地静電容量などによる軽い地絡は検出しないことを示す。地絡抵抗Ｒ０で地絡が発生した場合、地絡点の電圧Ｖ０を地絡抵抗Ｒ０で割った値Ｖ０／Ｒ０に相当する地絡電流が流れることになる。そこで、直流電源電圧Ｖが所定値になっているときに、例えば負荷側で実際に抵抗Ｒ０で地絡を発生させて、そのときの地絡点の電圧Ｖ０を測定して記憶し、直流電源電圧Ｖを変えていって、同様に電圧Ｖ０を測定して記憶していくと、直流電源電圧Ｖと地絡点の電圧Ｖ０との関係を知ることができる。交流基準抵抗設定回路５２は、その時々の直流電源電圧Ｖに応じて、この値Ｖ０／Ｒ０を作って出力する。検出したい地絡抵抗値Ｒ０は例えば５００Ω〜２ｋΩから選ばれる値である。
【００２７】
比較回路５３は、実際に交流電流検出回路５１から出力される交流電流値がこの値Ｖ０／Ｒ０を超えたときに、負荷側での地絡を知らせる信号を出力する。これにより、直流電源電圧Ｖの変動にかかわらず、地絡抵抗Ｒ０以下の地絡を確実に検出することができる。
制御回路６は、比較回路４３や比較回路５３から地絡発生報知信号が出力され、電源側又は負荷側に地絡が発生したことを検出すると、感電防止、電路保護のために、ゲートブロック信号を出して、インバータ回路８を停止させる。また、スピーカ６１から警報音を出したり、表示装置６２において、地絡発生表示を行ったりして、管理者に地絡発生を伝える。この場合、電源側の地絡又は負荷側の地絡を区別して伝えるために、警報音を変えるか、地絡発生表示に地絡場所の情報を入れることが好ましい。
【００２８】
以上の交流負荷電源システムにおいて、地絡発生時の電流の流れと、各部の動作をまとめて説明する。
図２は、電源側の地絡時に流れる地絡電流のルートを示す図である。直流電源Ｅの負（Ｎ）側に地絡が発生したとする。地絡抵抗をＲｆとする。
地絡電流Ｉｆは、直流電源Ｅ、抵抗Ｒ１，Ｒ２、直流電流検出回路４１を通って接地端子ＦＧに流れ、地絡抵抗Ｒｆを通って元に戻るループを形成する。
【００２９】
電源側地絡検出部４は、この地絡電流Ｉｆを検出し、直流基準電流設定回路４２に記憶された設定電流値と比較して、設定電流値を超える場合は、そのことを知らせる信号を制御回路６に送信する。制御回路６は、インバータ回路８にゲートブロックをかけて、ＰＷＭ制御を停止させる。これとともに、表示装置６２で、電源側に地絡が起こっていることを知らせる警告を表示し、若しくはスピーカ６１で警報音を再生する。
【００３０】
なお、図２では、直流電源Ｅの負（Ｎ）側に地絡が発生した場合を想定したが、直流電源Ｅの正（Ｐ）側に地絡が発生した場合も、同様に地絡電流が流れるので、地絡検出ができる。この場合、地絡電流は、図２と違って、直流電源Ｅから抵抗Ｒ３，Ｒ４を通るループを流れる。
図３は、負荷側での地絡時に流れる地絡電流のルートを示す図である。電動機３に供給されるケーブルの１本に地絡が発生したとする。地絡抵抗をＲｆとする。
【００３１】
地絡電流Ｉｆは、インバータ回路８、昇圧回路７、抵抗Ｒ１，Ｒ２又は抵抗Ｒ４，Ｒ３、交流電流検出回路５１を通って接地端子ＦＧに流れ、地絡抵抗Ｒｆを通って元に戻るループを形成する。
負荷側地絡検出部５は、このループを流れる電流を検出し、交流基準抵抗設定回路５２に記憶された基準抵抗Ｒ０に基づいて算出される値Ｖ０／Ｒ０と比較して、この値を超える場合は、地絡を知らせる信号を制御回路６に送る。制御回路６は、インバータ回路８にゲートブロックをかけて、電動機３を停止させる。これとともに、表示装置６２に、負荷側で地絡が起こっていることを知らせる警告を表示し、若しくはスピーカ６１で警報音を再生する。
【００３２】
図４は、本発明の他の実施形態に係る交流負荷電源システムの概略ブロック図である。図１のシステムと異なるところは、電源側地絡検出部４の直流基準電流設定回路４２が、直流基準抵抗設定回路４２ａに代わっているところである。直流基準抵抗設定回路４２ａは、基準抵抗値Ｒの値を不揮発性メモリに記憶するとともに、抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点ａと、抵抗Ｒ３，Ｒ４の接続点ｃとの差電圧を入力している。この差電圧に基づいて直流電源電圧Ｖを推定し、この直流電源電圧Ｖと、基準抵抗値Ｒとの比Ｖ／Ｒを算出して、基準電流として出力する。
【００３３】
したがって、電源側地絡検出部４の比較回路４３は、検出した地絡電流を、設定された直流基準電流と比較するのではなく、直流電源電圧Ｖを、直流基準抵抗設定回路４２ａに記憶された基準抵抗Ｒで割った値Ｖ／Ｒと比較して、この値を超える場合は、地絡を知らせる信号を出力することになる。
このように、基準電流を設定しないのは、直流電源の場合、直流電源電圧Ｖが時間によって変動することがあり、基準電流を設定すると、直流電源電圧Ｖが低くなっている時間に、電源側に地絡が発生しても、地絡電流が少なくて検出できないことがあるからである。直流基準抵抗Ｒを整定しておけば、電源電圧Ｖの変動にかかわらず、当該直流基準抵抗Ｒ以下の地絡抵抗で発生した地絡を検出することができる。直流基準抵抗Ｒは、たとえば入力電圧３００Ｖの場合、１ｋΩである。
【００３４】
なお、図４において、交流基準抵抗設定回路５２の代わりに、交流基準電流設定回路として配線し直せば、直流電源側が安定した電圧の場合、設定電流値にて負荷側の地絡電流が精度よく検出できる。
以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、前記の形態に限定されるものではない。例えば、電動機３の電源ケーブルに遮断器を挿入して、地絡時に、制御回路６から遮断器に対して引き外し信号を出力する構成を採用することもできる。また、直流電源側地絡の場合に直流電源の停止又は切り離しを行う機能を付加することが好ましく、負荷側地絡の場合は直交変換装置の停止を行う機能を付加することが好ましい。また地絡原因の除去後は復帰機能を備えることが好ましい。また、この実施の形態で述べた基準電流など各種整定値は、不揮発性メモリに記憶させ、簡単にその値を可変設定できるようにすることが好ましい。その他、本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、電源側に設置した簡単な構成の検出部で、電源側及び負荷側の地絡を検出することができ、全体として安価で、軽量、コンパクトな交流負荷電源システムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る交流負荷電源システムの概略ブロック図である。
【図２】電源側の地絡時に流れる地絡電流のルートを示す図である。
【図３】負荷側での地絡時に流れる地絡電流のルートを示す図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る交流負荷電源システムの概略ブロック図である。
【図５】従来の、地絡検出機能を備えた交流負荷電源システムの概略ブロック図である。
【符号の説明】
２直交変換装置
３電動機
４電源側地絡検出部
５負荷側地絡検出部
６制御回路
７昇圧回路
８インバータ回路
９地絡検出回路
４１直流電流検出回路
４２直流基準電流設定回路
４３比較回路
５１交流電流検出回路
５２交流基準抵抗設定回路
５３比較回路
６１スピーカ
６２表示装置
Ｅ直流電源
Ｐ，Ｎ入力端子
Ｕ，Ｖ，Ｗ出力端子

Claims

直流電源、及び直流を交流に変換して負荷側へ供給する直交変換装置を含んでなる交流負荷電源システムにおいて、
前記直交変換装置の入出力間が非絶縁状態であり、
直流電源側に地絡検出用のインピーダンス素子が接続され、
直流電源側の地絡点から直流電源、インピーダンス素子を通って接地に流れる地絡電流の直流成分を検出する電源側地絡検出部と、
負荷側の地絡点から直交変換装置、インピーダンス素子を通って接地に流れる地絡電流の交流成分を検出する負荷側地絡検出部と、
電源側地絡検出部又は負荷側地絡検出部により地絡が検出された時に、交流負荷への電源供給機能を停止させる制御回路とを備えることを特徴とする交流負荷電源システム。
前記インピーダンス素子が抵抗であることを特徴とする請求項１記載の交流負荷電源システム。
前記負荷側地絡検出部は、基準電流値を記憶し、この基準電流値を地絡電流と比較し、地絡電流が基準電流値を超えたときに、負荷側での地絡を検出するものであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の交流負荷電源システム。
前記負荷側地絡検出部は、基準抵抗値Ｒ０の値を記憶するとともに、直流電源電圧Ｖを測定し、直流電源電圧Ｖに対応する負荷側の零相電圧Ｖ０と基準抵抗値Ｒ０との比Ｖ０／Ｒ０を、地絡電流と比較し、地絡電流が比Ｖ０／Ｒ０を超えたときに、地絡を検出するものであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の交流負荷電源システム。
前記電源側地絡検出部は、基準電流値を記憶し、この基準電流値を地絡電流と比較し、地絡電流が基準電流値を超えたときに、直流電源側での地絡を検出するものであることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の交流負荷電源システム。
前記電源側地絡検出部は、基準抵抗値Ｒの値を記憶するとともに、直流電源電圧Ｖを測定し、直流電源電圧Ｖと基準抵抗値Ｒとの比Ｖ／Ｒを、地絡電流と比較し、地絡電流が比Ｖ／Ｒを超えたときに、直流電源側での地絡を検出するものであることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の交流負荷電源システム。
地絡が検出された時に、直流電源側の地絡か、負荷側の地絡かを区別して知らせる手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の交流負荷電源システム。