JP2008245342A - 充電器故障検出装置および充電器故障検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】発変電所における充電器の故障を迅速に検知する充電器故障検出回路および充電器故障検出方法を提供する。
【解決手段】変電所１００において、整流器１３０が故障すると、整流器１３０からの供給電流１５２は通常時の８［Ａ］より低下し、例えば、８［Ａ］である放電電流１５４より小さい０［Ａ］となる。直流変流器１６０Ａは、整流器１３０から出力される供給電流１５２から、蓄電池１４０から出力される放電電流１５４を減算した差電流を検出する。報知装置１８０は、差電流が負の値である場合に、監視センタ１９０へその旨の報知を行う。このように供給電流１５２が放電電流１５４より小さくなると、蓄電池１４０の電圧低下を待つことなく、迅速に監視センタ１９０への報知が行われ、監視センタ１９０から変電所３００へ迅速に人員が派遣される。
【選択図】図４

Description

本発明は、直流電源装置や無停電電源装置等の、蓄電池を使用する装置における充電器の故障を検出する充電器故障検出装置および充電器故障検出方法に関するものである。

発電所、変電所、開閉所、周波数変換所、交直変換所（以下「発変電所」と称する）には様々な負荷が存在し、それら負荷が必要とする電力は、充電器によって供給される。充電器は、通常、交流電源からの交流電源電流を整流する整流器を含み、整流した供給電流を負荷に供給する。

発変電所では、様々な負荷に安定的に電力を供給するため、何らかの原因によって交流電源側からの電力供給が停止してしまう非常事態に備えて、一般的に、充電器と並列に接続されている蓄電池によって、約１時間程度の制御電源（ＤＣ１１０Ｖ）を確保している。すなわち、発変電所内の負荷に対し、通常時には充電器から電力が供給されるが、交流電源からの電源がストップした場合には蓄電池から電力が供給される。

従来、交流電源からの電力供給がストップした場合には、交流電源と充電器との間に設けられた交流不足電圧継電器により、電力供給がストップしたことを検出し、複数の発変電所を集中管理している監視センタに迅速に報知される。これにより、監視センタからは、問題の起こった発変電所に速やかに人員を急行させることが可能である。

また、特許文献１や特許文献２に記載のように、蓄電池の過放電（バッテリあがり）を速やかに検知して停電を防止する技術も提案されている。
特開平６−１３３４６４号公報 特開平７−１４７７３１号公報

従来、整流器は非常に頑健な構造であったところ、昨今、電子回路を用いた整流器が増加したことから、整流器を含む充電器に異常が生じることが多くなった。

近年の故障事例を参照すると、例えばある変電所から充電器の異常が監視センタに知らされ、その後現地到着までには１時間弱かかったところ、そのときには、定格１１０Ｖが必要な蓄電池の電圧が９８Ｖまで低下していた。通常、８０〜９０Ｖまでは動作保証されているため、深刻な電圧低下ではなかったものの、あまりに対応が遅れると、動作保証限界以下の電圧になるおそれもある。

図１は、一般的な制御弁式鉛蓄電池の放電特性を示すグラフである。例えば記号「３Ｃ_２０Ａ」で示す曲線は、２０時間率による定格電流の３倍の電流を放電したときの端子電圧と放電時間の関係を表している。

蓄電池は、直列に接続された５２〜５３セルの蓄電池セルで構成され、充電器の故障によって停電した場合には、１セルあたり、１１０／５３＝２．０７５Ｖ、あるいは１１０／５２＝２．１１５Ｖの電圧を賄わなければならない。

しかし、充電器の故障時によって放電が開始されても、交流電源からの電力供給がストップした場合と異なり、ただちに報知は行われず、直流側の直流不足電圧継電器が動作するまで、数十分にわたって蓄電池が放電を継続する。

放電が継続することによって蓄電池の電圧が下がり、図１の故障検出ラインで示すように、１セルあたりの電圧が１００／５３＝１．８９Ｖまで低下すると、継電器がその旨の報知を行う。

しかしその後の垂下特性は、図１に示すように、放電電流の大きさに拘らず、電圧低下が急激に生じる。したがって、現場に到着するまでに数十分もかかる場合があることを想定すると、従来の継電器による報知の後に対応したのでは、手遅れとなってしまう。

なぜなら、電圧が８０〜９０Ｖ以下になってしまうと、発変電所には様々な機器（負荷）があるために一概にはいえないものの、正常に機能しなくなる負荷が出現しはじめ、蓄電池は、制御電源として役に立たなくなるからである。

そこで例えば蓄電池の定格１１０Ｖから１０５Ｖ程度まで下がったときにその旨の報知を行うというように、わずかな電圧低下でも継電器から報知を行うよう、報知のタイミングを早くする方策も考えられる。しかしこの場合、充電器の故障を原因としない、一時的かつ偶発的でわずかな蓄電池の電圧低下に対しても、不必要に報知を行ってしまうおそれがある。

本発明はこのような課題に鑑み、充電器の故障を迅速かつ正確に検知する充電器故障検出回路および充電器故障検出方法を提供することを目的とする。

本発明による充電器故障検出回路は、上述の課題を解決するために、交流電源電流を整流し供給電流として負荷へ供給する充電器と、供給電流の一部によって充電され、あるいは、負荷へ放電電流を放電する蓄電池と、供給電流から放電電流を減算した差電流を検出する電流センサと、差電流が負の値である場合にその旨の報知を行う報知手段とを含むことを特徴とする。

本発明によれば、充電器からの供給電流より蓄電池からの放電電流のほうが大きくなれば、蓄電池の電圧低下を待たずに、迅速に充電器の故障であるとの判断がなされる。したがって、速やかに充電器故障の起こった発変電所へ人員を派遣できる。また、人員を派遣するまでもない軽微な故障に対しても、迅速に対応できる。

上記の電流センサは、リング状のコアを有し、コアに挿通される電線を流れる電流をホール効果に基づいて検出する直流変流器としてよく、直流変流器は、供給電流が流れる電線と放電電流が流れる電線とを、電流が流れる方向が互いに逆になるように束ねてコアに挿通することによって、差電流を検出することとしてよい。

このような直流変流器を用いることにより、回路を切断することなく、非破壊方式で電流の測定が可能である。また、ホール効果に基づいて電磁誘導を行い、電流を検出することから、大電流も検出でき、抵抗器を用いる場合に生じる発熱の問題も発生しない。また、１台の直流変流器によって、供給電流と放電電流との大小関係を調べることができるため、低コストで本発明を実施できる。

上記の電流センサは、リング状のコアを有し、コアに挿通される電線を流れる電流をホール効果に基づいて検出する第１および第２の直流変流器としてよく、第１の直流変流器は、放電電流が流れる電線をコアに挿通することによって、放電電流を測定し、第２の直流変流器は、供給電流が流れる電線をコアに挿通することによって、供給電流を測定し、充電器故障検出回路はさらに、測定された供給電流から放電電流を減算した差電流を検出する電流演算回路を含んでよい。

本構成によれば、供給電流が流れる電線と放電電流が流れる電線とを束ねることができない場合に、それぞれの電線を別々の直流変流器に挿通させることにより、各々の電流の大小関係を検出可能である。

上記の電流センサは、放電電流が流れる電線に介挿された第１の分流器または抵抗器と、第１の分流器または抵抗器を用いて電流または電圧の値を測定する第１の測定装置と、供給電流が流れる電線に介挿された第２の分流器または抵抗器と、第２の分流器または抵抗器を用いて電流または電圧の値を測定する第２の測定装置と、第１および第２の測定装置が測定した値に基づいて差電流を検出する電流演算回路とを有することとしてよい。

上記のように分流器を用いれば、測定対象が大電流であっても、直接測定される電流は小電流となるため、電流計によって測定可能である。

また、本発明による充電器故障検出回路は、上述の課題を解決するために、交流電源電流を整流し供給電流として負荷へ供給する充電器と、供給電流の一部によって充電され、あるいは、負荷へ放電電流を放電する蓄電池と、供給電流が流れる電線に介挿された第１の分流器または抵抗器と、第１の分流器または抵抗器を用いて電流または電圧の値を測定する第１の測定装置と、供給電流と放電電流との合成電流が流れる電線に介挿された第２の分流器または抵抗器と、第２の分流器または抵抗器を用いて電流または電圧の値を測定する第２の測定装置と、第１および第２の測定装置が測定した値に基づいて供給電流および合成電流を検出する電流演算回路と、供給電流が所定の値より小さく、合成電流が所定の値以上である場合にその旨の報知を行う報知手段とを含むことを特徴とする。

他の構成では充電器からの供給電流が蓄電池からの放電電流より小さくならなければ充電器故障と判定しないところ、本構成によれば、供給電流が、通常時に必要とされる負荷電流の所定のパーセンテージまで低下すれば充電器故障と判断するため、他の構成に比較して感度が高い。

本発明は、上述の課題を解決するために、交流電源電流を整流し供給電流として負荷へ供給する充電器と、供給電流の一部によって充電され、あるいは、負荷へ放電電流を放電する蓄電池とを含む回路に使用する充電器故障検出方法において、供給電流から放電電流を減算した差電流を検出する差電流検出工程と、差電流が負の値である場合にその旨の報知を行う報知工程とを含むことを特徴とする。

また本発明は、上述の課題を解決するために、交流電源電流を整流し供給電流として負荷へ供給する充電器と、供給電流の一部によって充電され、あるいは、負荷へ放電電流を放電する蓄電池とを含む回路に使用する充電器故障検出方法において、供給電流が流れる電線に分流器または抵抗器を介挿して供給電流を計測する供給電流計測工程と、供給電流と放電電流との合成電流が流れる電線に分流器または抵抗器を介挿して合成電流を計測する合成電流計測工程と、供給電流が所定の値より小さく、合成電流が所定の値以上である場合にその旨の報知を行う報知工程とを含むことを特徴とする。

本発明によれば、充電器の故障を迅速に検知し、故障現場まで速やかに人員を派遣できる。また、充電器の故障を検知するための機構は、市販されている、安価な機器によって構築できる。

次に添付図面を参照して本発明による充電器故障検出装置および充電器故障検出方法の実施形態を詳細に説明する。図中、本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。また、同様の要素は同一の参照符号によって表示する。さらに、信号や電流はそれらが通る線路の符号によって表記するものとする。

（第１の実施形態）
図２は、本発明の第１の実施形態を示す回路図である。本実施形態である充電器故障検出装置は変電所１００内に実装されていて、交流電源１１０からの交流電流を整流し供給電流１５２として様々な負荷１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃへ供給する、整流器１３０を含む。

また充電器故障検出装置は、整流器１３０からの供給電流１５２の一部によって充電され、あるいは、負荷１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃへ放電電流１５４を放電する蓄電池１４０と、整流器１３０から出力される供給電流１５２から、蓄電池１４０から出力される放電電流１５４を減算した差電流を検出する電流センサである直流変流器１６０Ａと、差電流が負の値である場合に、監視センタ１９０へその旨の報知を行う報知手段である報知装置１８０とを含む。なお、本願において「報知」は、差電流が負の値であることを報知することであるが、これによって、整流器１３０を有する充電器の故障を知らせることに他ならない。したがって、警告、警報の意味合いを有するものである。

継電器１２０Ａは、本実施形態には直接関係がないが、交流電源１１０からの電力供給がストップした場合に、即座にこれを検知し、その旨の報知を行う装置である。

なお、本願の図面に示す遮断器１０８Ａ〜１０８Ｆは、例えばノーヒューズブレーカとしてよい。これらは過電流が流れた場合に電線を遮断し、機器の破壊を防止するものである。

図５は、図２の直流変流器（Direct Current Current Transformer; ＤＣＣＴ）１６０Ａの原理図である。図５に示すように、直流変流器１６０Ａは、リング状のコア１５６Ａを有し、コア１５６Ａに挿通される電線を流れる電流をホール効果に基づいて検出可能である。直流変流器１６０Ａは、供給電流が流れる電線１５２と放電電流が流れる電線１５４とを、図５に示すように、電流が流れる方向が互いに逆になるように束ねてコア１５６Ａに挿通することによって、供給電流１５２から放電電流１５４を減算した差電流を検出する。

すなわち、供給電流１５２と放電電流１５４とは流れる方向が互いに逆になっているため、コア１５６Ａを挿通して流れる電流は、供給電流１５２から放電電流１５４を減算した差電流Ｉとなる。かかる差電流Ｉが作る磁束Ｂの中にホール素子１５６を置き，磁束Ｂと直角方向に定電流Ｉｄを流すと、磁束Ｂと定電流Ｉｄに比例し、かつ、両者と直角方向に電圧Ｖが発生する、ホール効果が生じる。この関係は、Ｖ＝Ｈ・Ｂ・Ｉｄとなり、Ｈはホール定数である。この電圧Ｖを測定すると、Ｖ∞Ｂ∞Ｉであるから、差電流Ｉを求めることができる。

このような直流変流器１６０Ａを用いることにより、電線を切断することなく、非破壊方式で電流の測定が可能である。また、ホール効果に基づいて電磁誘導を行い、電流を検出することから、大電流も検出でき、抵抗器を用いる場合に生じる発熱の問題も生じない。また、１台の直流変流器によって、供給電流１５２と放電電流１５４との大小関係を調べることができるため、低コストで本発明の実施形態を実現できる。

なお、直流変流器１６０Ａは、図示しないものの、例えば、本体のレバーを握ると、コアとなっている先端部が開き、電流を測定する電線を挟み込む構成としてよい。

図２は第１の実施形態における、瞬時過大負荷時の状態を示している。本実施形態では、通常時、常時負荷電流８［Ａ］を整流器１３０からの供給電流１５２として供給し、充電池１４０からの放電電流１５４は０［Ａ］である。

瞬時過大負荷時とは、負荷１５０Ａ〜１５０Ｃとして示す負荷が一時的に増大した場合であり、例えば図２に示すように、負荷電流２０［Ａ］が必要となった場合である。負荷１５０Ａ〜１５０Ｃとなりうる、変電所１００内の様々な装置や機械は、常に電力を必要としているとは限らず、例えばバネ蓄勢方式によって遮断が行われる遮断器バネ（図示は省略）など、駆動される際に一時的に電力を必要とするものもある。そうした一時的にしか使用されない負荷のために、充電器を大規模化するのはコストの面で得策でないため、整流器１３０からの電流を大きくし、不足する電流については蓄電池１４０から供給することで、整流器１３０の負担を軽減している。図２に示す瞬時過大負荷時は、一時的なものであり、通常、長くてもせいぜい１分程度しか継続しない。この程度の短時間であれば、蓄電池１４０から放電させてもいわゆるバッテリあがりの状態になることはない。

そこで整流器１３０からは通常時の８［Ａ］を超える１４［Ａ］の供給電流１５２を出力し、蓄電池１４０からは通常時に０［Ａ］であるところ、放電させて６［Ａ］の放電電流１５４を出力させている。これら出力される電流の合計により、必要な負荷電流２０［Ａ］を充足している。

この場合、直流変流器１６０Ａが検出する差電流Ｉは、図２に示すように、１４［Ａ］−６［Ａ］＝８［Ａ］となり、正の値であるから、報知装置１８０による報知には至らない。

なお、整流器１３０からの供給電流１５２より蓄電池１４０からの放電電流１５４が大きくなり、整流器１３０を有する充電器の故障が生じていなくても直流変流器１６０Ａが故障を検出してしまうというケースはない。そもそも整流器１３０と蓄電池１４０とは、主従の関係にあり、主電源からの電流が不足した場合に、従電源が補償するという関係にあるからである。

図３は第１の実施形態における、均等充電時の状態を示している。均等充電時とは、蓄電池１４０を機能維持するため、およそ半年から１年に１度、蓄電池１４０に充電電流を流し、過充電状態にする場合をいう。これは、通常時に、整流器１３０から、単にＤＣ１１０Ｖの電流を出力していると、蓄電池１４０に放電が生じ、蓄電池１４０を構成する各セルの電圧がアンバランスになるからである。これを補償するため、通常時の８［Ａ］より大電流で蓄電池１４０を充電し、すべてのセルのバランスを回復させて、蓄電池１４０の機能を復活させる。かかる目的からこの状態を「均等充電」と呼んでいる。この均等充電時には、負荷１５０Ａ〜１５０Ｃを充足するための電流も供給しつつ、上述の充電を行う。整流器１３０は、予め、それだけの供給電流１５２を出力可能なものが選定されている。

この場合、直流変流器１６０Ａが検出する差電流Ｉは、図３に示すように、１３［Ａ］−（−５）［Ａ］＝１８［Ａ］となり、正の値であるから、報知装置１８０による報知には至らない。

図４は第１の実施形態における、充電器故障時の状態を示している。整流器１３０が故障すると、供給電流１５２は通常時の８［Ａ］より低下し、例えば図４に示すように０［Ａ］となってしまう場合もある。

この場合、直流変流器１６０Ａが検出する差電流Ｉは、図４に示すように、０［Ａ］−８［Ａ］＝−８［Ａ］となり、負の値であるから、この検出された差電流が電流リレー１７０を通して報知装置１８０に伝えられ、報知装置１８０は、監視センタ１９０に対して負の値を検出した旨の報知を行う。

当然ながら、通常時、図２に示した瞬時過大負荷時、図３に示した均等充電時には、かかる報知は行われない。

（比較例）
図１１は本発明の実施形態と比較の対象となる、変電所の内部構成例を示す図である。変電所２００に含まれる諸要素のうち、図２と共通するものについては説明を省略する。変電所２００内には、蓄電池１４０の放電による端子電圧低下を検出する直流不足電圧継電器１２０Ｂがあり、これが、図１に示した放電特性に従い、故障検出ラインまで電圧低下すると、継電器１２０Ｂから信号を受信した報知装置１８０がその旨の報知を行う。

発変電所は集中管理されていて、監視センタ１９０（有人）から、変電所２００を含む例えば数十箇所の発変電所（無人）を管理している。しかし、図１に示すように、蓄電池１４０からの放電が開始されても、継電器１２０Ｂはすぐには反応せず、数十分程度の放電が継続しないと反応しない。したがって、継電器１２０Ｂの報知後に現地出向しても、最大で１時間ほど離れた変電所に到着する頃には、制御電源すなわち蓄電池１４０の定格電圧（１１０Ｖ。通常、８０〜９０Ｖまでは動作保証）の動作保証限界以下の電圧になる可能性がある。また、図１の放電特性に示す通り、報知以降は、急激な垂下特性のため、とりわけ遠距離の発変電所では確実に動作保証限界以下となり、負荷が動作不能となってしまう。

一方、本実施形態によれば、直流変流器１６０Ａは、整流器１３０からの供給電流１５２が蓄電池１４０からの放電電流１５４より小さくなった場合のみ、即座にそれを検出し、従来技術のように蓄電池１３０の電圧低下を待つことなく報知を行うため、監視センタ１９０からの人員も、現場である変電所１００へ速やかに派遣可能である。

（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態を示す回路図である。本実施形態である充電器故障検出装置は変電所３００内に実装されていて、第１の実施形態と共通するものについては説明を省略する。

本実施形態では、電流センサとして、第１および第２の直流変流器１６０Ａ、１６０Ｂを備え、これら直流変流器の構成は共通であり、図５に示した通りである。第１の直流変流器１６０Ａは、放電電流が流れる電線１５４をコア１５６Ａに挿通することによって、放電電流１５４を測定し、第２の直流変流器１６０Ｂは、供給電流が流れる電線１５２をコア１５６Ｂに挿通することによって、供給電流１５２を測定する。充電器故障検出回路はさらに、測定された供給電流１５２から放電電流１５４を減算した差電流を検出する電流演算回路として電流リレー１７０を含んでよい。

なお、本発明の実施形態で用いる直流変流器および電流リレーは、例えば、株式会社ユー・アール・ディーの直流電流センサ（ＨＣＳ−２０−２０−ＡＰ）および多機能電流リレー（ＣＲＹ−ＤＤＳ）を利用できる。

本実施形態によれば、供給電流が流れる電線１５２と放電電流が流れる電線１５４とを、第１の実施形態である図２に示すように束ねることができない場合に、それぞれの電線１５４、１５２を別々の直流変流器１６０Ａ、１６０Ｂのコア１５６Ａ、１５６Ｂに挿通させることにより、各々の電流の大小関係を検出可能である。すなわち、電流リレー１７０は、整流器１３０からの供給電流１５２が蓄電池１４０からの放電電流１５４より小さくなった場合のみ、即座に報知装置１８０に報知を行わせる。

（第３の実施形態）
図７は、本発明の第３の実施形態を示す回路図である。本実施形態である充電器故障検出装置は変電所４００内に実装されていて、第１の実施形態と共通するものについては説明を省略する。

本実施形態における電流センサは、放電電流が流れる電線１５４に介挿され放電電流１５４を分流する第１の分流器２１０Ａおよび第１の電流計２２０Ａと、供給電流が流れる電線１５２に介挿され供給電流１５２を分流する第２の分流器２１０Ｂおよび第２の電流計２２０Ｂと、第１および第２の電流計２２０Ａ、２２０Ｂが測定した電流値に基づいて差電流を検出する電流演算回路としての電流リレー１７０を有することとしてよい。

本実施形態は、電流センサとして、分流器を用いる点が特徴である。分流器２１０Ａ、２１０Ｂを用いれば、大電流であっても、電流計２２０Ａ、２２０Ｂによって測定可能である。

本実施形態の場合も、電流リレー１７０は、整流器１３０からの供給電流１５２が蓄電池１４０からの放電電流１５４より小さくなった場合のみ、即座に報知装置１８０に報知を行わせる。

なお、上記の分流器２１０Ａ、２１０Ｂに換えて、抵抗器（シャント抵抗）を介挿し、シャント抵抗の両端の電圧を測定することによって、供給電流１５２と放電電流１５４との大小関係を検知する構成としてもよい。本実施形態では、分流器を用いて電流の値を測定する部分は、すべて、シャント抵抗器を用いて電圧の値を測定する方式に置換可能である。

（第４の実施形態）
図８は、本発明の第４の実施形態を示す回路図である。本実施形態である充電器故障検出装置は変電所５００内に実装されていて、第１の実施形態と共通するものについては説明を省略する。

本実施形態では、第３の実施形態と同様に、分流器を用いる点が特徴である。ただし本実施形態では、変電所５００内の設備配置の事情に応じ、分流器２１０Ｃ、２１０Ｄの間にノーヒューズブレーカ１０８Ｂ、１０８Ｃが介在していない点のみ、第３の実施形態と異なる。その他の点は、第３の実施形態と同様であり、電流計２２０Ｃ、２２０Ｄが測定した電流値に基づいて、電流リレー１７０が差電流を検出し、整流器１３０からの供給電流１５２が蓄電池１４０からの放電電流１５４より小さくなった場合のみ、即座に報知装置１８０に報知を行わせる。

（第５の実施形態）
図９は、本発明の第５の実施形態を示す回路図である。本実施形態である充電器故障検出装置は変電所６００内に実装されていて、第１の実施形態と共通するものについては説明を省略する。

本実施形態では、第３および第４の実施形態と同様に、第１の分流器２１０Ｂおよび第１の電流計２２０Ｂは、供給電流が流れる電線１５２に介挿されるが、第２の分流器２１０Ｅおよび第２の電流計２２０Ｅは、供給電流１５２と放電電流１５４との合成電流が流れる電線１６２に介挿され、合成電流を分流する。

第１および第２の電流計２２０Ｂ、２２０Ｅが測定した電流値に基づいて供給電流１５２および合成電流を検出する電流演算回路として、電流リレー１７０を用いる。本実施形態では、供給電流１５２が所定の値より小さく、合成電流が所定の値以上である場合に、報知装置１８０はその旨の報知を行う。

上記の所定の値とは、例えば通常時の負荷電流の８０％の値としてよい。図１０は通常時と、図２、図３、図４にそれぞれ示した瞬時過大負荷時、均等充電時、充電器故障時に、本実施形態を適用した場合に、供給電流１５２および合成電流の値がどのようになるかを示した図である。

常時負荷電流を８［Ａ］とすれば、その８０％は６．４［Ａ］であるから、これが「所定の値」となる。図１０に示すように、図４の充電器故障時の供給電流１５２だけが、この所定値未満となる。したがって、この場合のみ充電器故障と判断され、報知が行われる。

他の実施形態では、整流器１３０からの供給電流１５２が蓄電池１４０からの放電電流１５４より小さくならなければ充電器故障と判定しないところ、本構成によれば、供給電流１５２が、通常時に必要とされる負荷電流の所定のパーセンテージまで低下すれば充電器故障と判断するため、他の構成に比較して感度が高い。

すなわち、負荷電流（Ｃ）＝整流器からの供給電流（Ａ）＋蓄電池からの放電電流（Ｂ）、であるところ、図２から図８までの実施形態では、「Ａ＜Ｂ」にならなければ充電器の故障とは判別しないため、常時負荷電流（Ｃ）が８［Ａ］ならば、供給電流（Ａ）が４［Ａ］より小さくならなければ故障と判断しない。しかし、本実施形態では、供給電流（Ａ）が常時負荷電流（Ｃ）の８０％、すなわち６．４［Ａ］にまで低下すれば故障と判断するため、他の実施形態より感度がよく、迅速に故障を判断できる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、直流電源装置や無停電電源装置等の、蓄電池を使用する装置における充電器の故障を検出する充電器故障検出装置および充電器故障検出方法に適用可能である。

一般的な制御弁式鉛蓄電池の放電特性を示すグラフである。 本発明の第１の実施形態における瞬時過大負荷時の状態を示す回路図である。 本発明の第１の実施形態における均等充電時の状態を示す回路図である。 本発明の第１の実施形態における充電器故障時の状態を示す回路図である。 図２の直流変流器の原理図である。 本発明の第２の実施形態を示す回路図である。 本発明の第３の実施形態を示す回路図である。 本発明の第４の実施形態を示す回路図である。 本発明の第５の実施形態を示す回路図である。 図９の第５の実施形態を適用した場合の供給電流および合成電流の値の変化を示す図である。 本発明の実施形態との比較対象である変電所の内部構成例を示す図である。

符号の説明

１００、３００、４００、５００、６００ 変電所
１１０ 交流電源
１３０ 整流器
１４０ 蓄電池
１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃ 負荷
１６０Ａ、１６０Ｂ 直流変流器
１７０ 電流リレー
１８０ 報知装置
２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃ、２１０Ｄ、２１０Ｅ 分流器

Claims (7)

1. 交流電源電流を整流し供給電流として負荷へ供給する充電器と、
   前記供給電流の一部によって充電され、あるいは、前記負荷へ放電電流を放電する蓄電池と、
   前記供給電流から放電電流を減算した差電流を検出する電流センサと、
   前記差電流が負の値である場合にその旨の報知を行う報知手段とを含むことを特徴とする充電器故障検出回路。
2. 前記電流センサは、リング状のコアを有し、該コアに挿通される電線を流れる電流をホール効果に基づいて検出する直流変流器であり、
   前記直流変流器は、前記供給電流が流れる電線と前記放電電流が流れる電線とを、電流が流れる方向が互いに逆になるように束ねて前記コアに挿通することによって、前記差電流を検出することを特徴とする請求項１に記載の充電器故障検出回路。
3. 前記電流センサは、リング状のコアを有し、該コアに挿通される電線を流れる電流をホール効果に基づいて検出する第１および第２の直流変流器であり、
   第１の直流変流器は、前記放電電流が流れる電線を前記コアに挿通することによって、前記放電電流を測定し、
   第２の直流変流器は、前記供給電流が流れる電線を前記コアに挿通することによって、前記供給電流を測定し、
   該充電器故障検出回路はさらに、前記測定された供給電流から放電電流を減算した差電流を検出する電流演算回路を含むことを特徴とする請求項１に記載の充電器故障検出回路。
4. 前記電流センサは、
   前記放電電流が流れる電線に介挿された第１の分流器または抵抗器と、
   第１の分流器または抵抗器を用いて電流または電圧の値を測定する第１の測定装置と、
   前記供給電流が流れる電線に介挿された第２の分流器または抵抗器と、
   第２の分流器または抵抗器を用いて電流または電圧の値を測定する第２の測定装置と、
   第１および第２の測定装置が測定した値に基づいて前記差電流を検出する電流演算回路とを有することを特徴とする請求項１に記載の充電器故障検出回路。
5. 交流電源電流を整流し供給電流として負荷へ供給する充電器と、
   前記供給電流の一部によって充電され、あるいは、前記負荷へ放電電流を放電する蓄電池と、
   前記供給電流が流れる電線に介挿された第１の分流器または抵抗器と、
   第１の分流器または抵抗器を用いて電流または電圧の値を測定する第１の測定装置と、
   前記供給電流と放電電流との合成電流が流れる電線に介挿された第１の分流器または抵抗器と、
   第２の分流器または抵抗器を用いて電流または電圧の値を測定する第２の測定装置と、
   第１および第２の測定装置が測定した値に基づいて前記供給電流および合成電流を検出する電流演算回路と、
   前記供給電流が所定の値より小さく、前記合成電流が所定の値以上である場合にその旨の報知を行う報知手段とを含むことを特徴とする充電器故障検出回路。
6. 交流電源電流を整流し供給電流として負荷へ供給する充電器と、
   前記供給電流の一部によって充電され、あるいは、前記負荷へ放電電流を放電する蓄電池とを含む回路に使用する充電器故障検出方法において、
   前記供給電流から放電電流を減算した差電流を検出する差電流検出工程と、
   前記差電流が負の値である場合にその旨の報知を行う報知工程とを含むことを特徴とする充電器故障検出方法。
7. 交流電源電流を整流し供給電流として負荷へ供給する充電器と、
   前記供給電流の一部によって充電され、あるいは、前記負荷へ放電電流を放電する蓄電池とを含む回路に使用する充電器故障検出方法において、
   前記供給電流が流れる電線に分流器または抵抗器を介挿して前記供給電流を計測する供給電流計測工程と、
   前記供給電流と放電電流との合成電流が流れる電線に分流器または抵抗器を介挿して前記合成電流を計測する合成電流計測工程と、
   前記供給電流が所定の値より小さく、前記合成電流が所定の値以上である場合にその旨の報知を行う報知工程とを含むことを特徴とする充電器故障検出方法。

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