JP2014140295A - 地絡検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】正極母線または負極母線の地絡を検出する地絡検出装置を提供することである。
【解決手段】二次電池部１１の正極側に接続される正極母線１と接地電位箇所との第１経路を接続／遮断する第１スイッチ回路３１又は、二次電池部１１の負極側に接続される負極母線２と接地電位箇所との第２経路を接続／遮断する第２スイッチ回路３２と、第１経路又は第２経路の電流に基づいて正極母線１又は負極母線２が地絡していることを検出する検出用抵抗素子３６、９１と、検出用抵抗素子３６、９１と直列に接続される抵抗素子３３、３４、８０、８６とを備える地絡検出回路。
【選択図】図１

Description

本発明は、地絡検出装置に係り、特に、正極母線または負極母線が地絡されたことを検出する地絡検出装置に関する。

二次電池等の蓄電装置を利用することで、エネルギの有効活用がなされている。例えば、近年、環境に優しいクリーンエネルギとして太陽光発電システムの開発が盛んに行なわれているが、太陽光を電力に変換する光電変換モジュールは蓄電機能を備えていないため、二次電池と組み合わせて使用されることがある。例えば、光電変換モジュールにより発電された電力を一旦二次電池に充電して、外部負荷の要求等に応じて二次電池から放電する充放電制御によってエネルギの有効活用が行なわれている。

本発明に関連する技術として、例えば、特許文献１には、太陽電池と、この太陽電池で充電される複数の二次電池と、各々の二次電池と太陽電池との間に接続されて二次電池の充電を制御する充電スイッチと、各々の二次電池と負荷との間に接続してなる放電スイッチと、充電スイッチと放電スイッチとを制御する制御回路とを備える太陽電池の電源装置が開示されている。ここでは、制御回路が、複数の充電スイッチを制御して充電する二次電池の優先順位を特定し、優先順位の高い二次電池を優先順位の低い二次電池よりも先に充電し、優先順位の高い二次電池が所定容量充電されると、優先順位の低い二次電池を充電するようにしてなることが開示されている。

特開２００３−１１１３０１号公報

ところで、二次電池の正極側端子に接続される正極母線及び二次電池の負極側端子に接続される負極母線が、接地（アース）されていない電力供給システムがある。この場合に、正極母線または負極母線が地絡したときに、電位が変動するため好適な電力供給をすることができない可能性があるため、地絡の発生を検出することが望まれる。

本発明の目的は、地絡の発生を検出する地絡検出装置を提供することである。

本発明に係る地絡検出装置は、二次電池部の正極側に接続される正極母線と接地電位箇所との第１経路を接続／遮断する第１スイッチ回路又は、二次電池部の負極側に接続される負極母線と接地電位箇所との第２経路を接続／遮断する第２スイッチ回路と、第１経路又は前記第２経路の電流に基づいて前記正極母線又は前記負極母線が地絡していることを検出する検出用抵抗素子と、検出用抵抗素子と直列に接続される抵抗素子とを備える地絡検出回路。

上記構成の地絡検出装置によれば、第１経路又は第２経路の電流に基づいて正極母線又は負極母線が地絡した際に流れる電流値を抑制することができる。

本発明に係る実施の形態において、地絡検出装置と、制御部と、地絡検出装置によって地絡検出される電力供給システムを示す図である。 本発明に係る実施の形態において、地絡検出装置によって地絡検出される手順を示すフローチャートである。 本発明に係る実施の形態において、正極母線が地絡している場合に、地絡が発生していることが検知される際のタイミングチャートである。

以下に図面を用いて、本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。以下では、二次電池は、リチウムイオン二次電池であるものとして説明するが、これ以外の充放電可能な蓄電池であってもよい。例えば、ニッケル水素二次電池、ニッケルカドミウム蓄電池、鉛蓄電池、金属リチウムイオン二次電池等であってもよい。

また、以下では、全ての図面において、同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。

図１は、地絡検出装置１００と、制御部７０と、地絡検出装置１００によって地絡検出される電力供給システム１０と、を示す図である。最初に、電力供給システム１０について説明し、その後に地絡検出装置１００、制御部７０について説明する。

電力供給システム１０は、太陽電池モジュール２０と、ブレーカ部２５ａ，２５ｂ，２５ｃと、二次電池部３０ａ，３０ｂ，３０ｃと、切替装置４０と、負荷７５とを含んで構成される。

太陽電池モジュール２０は、太陽光を電力に変換する光電変換装置である。太陽電池モジュール２０の正極側端子は、正極母線１によって充電用スイッチ回路４０２の一方側端子４０２ａに接続されている。太陽電池モジュール２０の負極側端子は、負極母線２によってブレーカ部２５ａ，２５ｂ，２５ｃの負極側ブレーカ２５２，２５４，２５６の負極側端子２５２ｂ，２５４ｂ，２５６ｂと、負荷７５の負極側端子に接続されている。なお、太陽電池モジュール２０によって発電された発電電力は直流電力である。

二次電池部３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、それぞれ複数の二次電池を直列に接続して構成されている。なお、各二次電池は、炭素物質で構成された負極と、リチウムイオンが移動するための電解液と、リチウムイオンを可逆的に出し入れできる正極活物質とを含んで構成される。

二次電池部３０ａの正極側端子は、ブレーカ部２５ａの正極側ブレーカ２５１を介して並列処理回路部４０４に接続され、負極側端子は、ブレーカ部２５ａの負極側ブレーカ２５２を介して負極母線２に接続されている。また、図１に示されるように、二次電池部３０ｂ及び二次電池３０ｃも二次電池３０ａと同様の構成を有する。

ブレーカ部２５ａ，２５ｂ，２５ｃは、二次電池部３０ａ，３０ｂ，３０ｃを保護する必要がある時に、制御部７０によって遮断制御される装置である。

ブレーカ部２５ａは、正極側ブレーカ２５１と負極側ブレーカ２５２とを含んで構成される。正極側ブレーカ２５１は、一方側端子２５１ａが並列処理回路部４０４に接続され、他方側端子２５１ｂが二次電池部３０ａの正極側端子に接続される遮断回路である。負極側ブレーカ２５２は、一方側端子２５２ａが二次電池部３０ａの負極側端子に接続され、他方側端子２５２ｂが負極母線２に接続される遮断回路である。また、図１に示されるように、ブレーカ部２５ｂ及びブレーカ部２５ｃもブレーカ部２５ａと同様の構成を有す
る。

切替装置４０は、充電用スイッチ回路４０２と、並列処理回路部４０４と、放電用スイッチ回路４０６とを含んで構成される。

並列処理回路部４０４は、スイッチ回路４１ａ，４１ｂ，４１ｃと、抵抗素子４２ａ，４２ｂ，４２ｃと、を含んで構成される。

スイッチ回路４１ａは、一方側端子４１０ａが充電用スイッチ回路４０２の他方側端子４０２ｂと放電用スイッチ回路４０６の一方側端子４０６ａとに接続され、他方側端子４１１ａが正極側ブレーカ２５１の一方側端子２５１ａと接続されるスイッチである。スイッチ回路４１ａは、例えば、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を用いて構成することができ、この場合、一方側端子４０２ａにカソード端子が接続され、他方側端子４０２ｂにアノード端子が接続される寄生ダイオードが形成される。また、図１に示されるように、スイッチ回路４１ｂ及びスイッチ回路４１ｃもスイッチ回路４１ａと同様の構成を有する。

抵抗素子４２ａは、一方側端子が充電用スイッチ回路４０２の他方側端子４０２ｂと放電用スイッチ回路４０６の一方側端子４０６ａとに接続され、他方側端子が正極側ブレーカ２５１の一方側端子２５１ａと接続される。つまり、抵抗素子４２ａは、スイッチ回路４１ａに対して並列に接続されている。また、抵抗素子４２ｂ及び抵抗素子４２ｃも抵抗素子４１ａと同様の構成を有する。

ここで、並列処理回路部４０４の作用について述べると、通常動作時は、スイッチ回路４１ａ，４１ｂ，４１ｃは、制御部７０により、正極側端子側の電圧の電位差に応じてオン／オフ制御されている。また、スイッチ回路４１ａ，４１ｂ，４１ｃのオン抵抗値は、それぞれ抵抗素子４２ａ，４２ｂ，４２ｃの抵抗値に比べて小さい。したがって、制御部７０によって充電用スイッチ回路４０２もオンに制御されている場合には、太陽電池モジュール２０によって発電された発電電力がスイッチ回路４１ａ，４１ｂ，４１ｃを介してそれぞれ二次電池部３０ａ，３０ｂ，３０ｃに充電される。

そして、例えば、二次電池部３０ｂを交換した場合、正極側ブレーカ２５３の一方側端子２５３ａと正極側ブレーカ２５１，２５５の一方側端子２５１ａ，２５５ａとの間で電圧差ができ、このとき制御部７０によって、スイッチ回路４１ｂはオフに制御される。これにより、太陽電池モジュール２０によって発電された発電電力は、スイッチ回路４１ａ,４１ｃを介して二次電池部３０ａ，３０ｃには充電されるが二次電池３０ｂには充電されないこととなる。そして、二次電池部３０ｂの電圧が二次電池部３０ａ、３０ｂの電圧よりも小さい場合、正極側ブレーカ２５１，２５５の一方側端子２５１ａ，２５５ａと正極側ブレーカ２５３の一方側端子２５３ａとの間で電圧差が発生するため、抵抗素子４２ａ及び抵抗素子４２ｂ、あるいは、抵抗素子４２ｃ及び抵抗素子４２ｂを介して正極側ブレーカ２５３側に向かって電流が流れ、上記電圧差が小さくなる。

充電用スイッチ回路４０２は、一方側端子４０２ａが正極母線１によって太陽電池モジュール２０の正極側端子に接続され、他方側端子４０２ｂが正極母線１によってスイッチ回路４１ａ，４１ｂ，４１ｃの一方側端子４１０ａ，４１０ｂ，４１０ｃ及び抵抗素子４２ａ，４２ｂ，４２ｃの一方側端子と放電用スイッチ回路４０６の一方側端子４０６ａとに接続されるスイッチである。充電用スイッチ回路４０２のスイッチング制御は、制御部７０の制御によってなされる。なお、充電用スイッチ回路４０２は、例えば、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を用いて構成することができ、この場合、他方側端子４０２ｂにアノード端子が接続され、一方側端子４０２ａにカソード端子が接続される寄生ダイオードが形成される。

放電用スイッチ回路４０６は、一方側端子４０６ａが正極母線１によって充電用スイッチ回路４０２の他方側端子４０２ｂとスイッチ回路４１ａ，４１ｂ，４１ｃの一方側端子４１０ａ，４１０ｂ，４１０ｃ及び抵抗素子４２ａ，４２ｂ，４２ｃの一方側端子に接続されるスイッチである。また、放電用スイッチ回路４０６は、他方側端子４０６ｂが正極母線１によって負荷７５に接続されるスイッチである。放電用スイッチ回路４０６のスイッチング制御は、制御部７０の制御によってなされる。なお、放電用スイッチ回路４０６は、例えば、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を用いて構成することができ、この場合、一方側端子４０６ａにカソード端子が接続され、他方側端子４０６ｂにアノード端子が接続される寄生ダイオードが形成される。

負荷７５は、一方側端子が正極母線１によって放電用スイッチ回路４０６の他方側端子４０６ｂと接続され、他方側端子が正極母線２に接続される負荷装置である。ここでは、負荷７５は、直流電力で動作する負荷であり、例えば、パーソナルコンピュータ等を用いることができる。

次に、地絡検出装置１００について説明する。地絡検出装置１００は、第１抵抗素子８０と、第１スイッチ回路８２と、地絡検出部９０と、第２スイッチ回路８４と、第２抵抗素子８６とを含んで構成される。

第１抵抗素子８０は、一方側端子が正極母線１と接続され、他方側端子が第１スイッチ回路８２の一方側端子８２ａと接続される抵抗素子である。なお、第１抵抗素子８０の抵抗値は、負極母線２が地絡した際に流れる電流値を抑制するために予め定められた値である。

第１スイッチ回路８２は、一方側端子８２ａが第１抵抗素子８０の他方側端子と接続され、他方側端子８２ｂが第２スイッチ回路８４の一方側端子８４ａと地絡検出部９０の一方側端子９０ａとに接続される。また、第１スイッチ回路８２は、例えば、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を用いて構成することができ、この場合、一方側端子８２ａにアノード端子が接続され、他方側端子８２ｂにカソード端子が接続される寄生ダイオードが形成される。なお、第１スイッチ回路８２のスイッチング制御は、制御部７０によってなされる。

第２スイッチ回路８４は、一方側端子８４ａが第１スイッチ回路８２の他方側端子８２ｂと地絡検出部９０の一方側端子９０ａとに接続され、他方側端子８４ｂが第２抵抗素子８６の一方側端子に接続される。また、第２スイッチ回路８４は、例えば、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を用いて構成することができ、この場合、一方側端子８４ａにカソード端子が接続され、他方側端子８４ｂにアノード端子が接続される寄生ダイオードが形成される。なお、第２スイッチ回路８４のスイッチング制御は、制御部７０によってなされる。

第２抵抗素子８６は、一方側端子が第２スイッチ回路８４の他方側端子と接続され、他方側端子が負極母線２と接続される抵抗素子である。なお、第２抵抗素子８６の抵抗値は、正極母線１が地絡した際に流れる電流値を抑制するために予め定められた値である。

地絡検出部９０は、Ｉ／Ｖ変換用抵抗素子９１と、高周波数用フィルタ９２と、全波整流回路９３と、低周波数用フィルタ９４と、コンパレータ９５と、基準電圧回路９６と、抵抗素子９７、容量素子９８と、判定回路９９とを含んで構成される。地絡検出部９０は、一方側端子９０ａが第１スイッチ回路８２と第２スイッチ回路８４の接続点に接続され、他方側端子９０ｂが接地される。

Ｉ／Ｖ変換用抵抗素子９１は、一方側端子が一方側端子９０ａを介して第１スイッチ回路８２と第２スイッチ回路８４との接続点に接続され、他方側端子が他方側端子９０ｂを介して接地される抵抗素子である。そして、Ｉ／Ｖ変換用抵抗素子９１を流れる電流は、その抵抗成分によって電圧に変換される。

高周波数用フィルタ９２は、２つの入力側端子がＩ／Ｖ変換用抵抗素子９１の両側端子に接続され、出力側端子が全波整流回路９３の入力側端子に接続されるフィルタ回路である。そして、高周波数用フィルタ９２は、Ｉ／Ｖ変換用抵抗素子９１から出力される電圧信号を入力として受け取り、当該電圧信号のうち、高周波数（例えば、１５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚ）成分をカットするフィルタとして機能する。

全波整流回路９３は、入力側端子が高周波数用フィルタ９２の出力側端子と接続され、出力側端子が低周波数用フィルタ９４の入力側端子と接続される整流回路である。そして、全波整流回路９３は、高周波数用フィルタ９２によってフィルタリングされた電圧信号を全波整流する整流回路として機能する。

低周波数用フィルタ９４は、入力側端子が全波整流回路９３の出力側端子と接続され、出力側端子がコンパレータ９５の第１入力側端子に接続されるフィルタ回路である。そして、低周波数用フィルタ９４は、全波整流回路９３によって整流された電圧信号のうち、低周波数（例えば、１００Ｈｚ〜１２０Ｈｚ）成分をカットするフィルタ回路である。

基準電圧回路９６は、一方側端子がコンパレータ９５の第２入力側端子と接続され、他方側端子が接地される回路である。そして、基準電圧回路９６は、正極母線１または負極母線２が地絡したことを検出するために予め定められた基準電圧値（閾値）を出力する機能を有する。

コンパレータ９５は、第１入力側端子が低周波数用フィルタ９４の出力側端子と接続され、第２入力側端子が基準電圧回路９６の一方側端子と接続され、出力側端子が抵抗素子９７の一方側端子と接続される比較回路である。そして、コンパレータ９５は、低周波数用フィルタ９４によってフィルタリングされた電圧信号と、基準電圧回路９６によって出力される電圧値とを比較する機能を有する。また、コンパレータ９５は、当該電圧信号の値が基準電圧値よりも大きいときにはＬｏｗを出力し、当該電圧信号の値が基準電圧値よりも小さいときにはＨｉｇｈを出力する。

抵抗素子９７は、一方側端子がコンパレータ９５の出力側端子と接続され、他方側端子が容量素子９８の一方側端子と判定回路９９の入力側端子と接続される抵抗素子である。

容量素子９８は、一方側端子が抵抗素子９７の他方側端子と判定回路９９の入力側端子と接続され、他方側端子が接地される容量素子である。ここで、抵抗素子９７と容量素子９８とを併せて時定数回路として機能し、具体的には、コンパレータ９５の出力値の変化に基づいて、抵抗素子９７の抵抗値と容量素子９８の容量値により定まる時定数で値を変化させる時定数回路として機能する。

判定回路９９は、入力側端子は抵抗素子９７の他方側端子と容量素子９８の一方側端子と接続され、出力側端子が制御部７０と接続される回路である。また、判定回路９９は、抵抗素子９７と容量素子９８により形成される時定数回路の出力値（抵抗素子９７の他方側端子と容量素子９８の一方側端子の電位）がＬｏｗからＨｉｇｈに向かって変化している時間が予め定められた判定時間（例えば、２秒）を超えているか否かを判断する。そして、判定回路９９は、上述した時定数回路の出力値の変化信号が当該判定時間を超えてい
ない場合は地絡が発生していないと判定してＬｏｗを出力し、当該変化信号が当該判定時間を超えている場合に地絡が発生していると判定してＨｉｇｈを出力する機能を有する。

次に、制御部７０について説明する。制御部７０は、充放電処理部７０２と地絡対応処理部７０４とを含んで構成される。なお、制御部７０の各構成は、ハードウェアで構成してもよく、ソフトウェアで構成することも可能である。

充放電処理部７０２は、充電用スイッチ回路４０２、放電用スイッチ回路４０６のオンオフ制御を行う機能を有する。また、充放電処理部７０２は、太陽電池モジュール２０によって発電された発電電力を一旦二次電池部３０ａ，３０ｂ，３０ｃに充電し、二次電池部３０ａ，３０ｂ，３０ｃから放電された放電電力を負荷７５に供給するために、充電用スイッチ回路４０２及び放電用スイッチ回路４０６をオンする機能を有する。

さらに、充放電処理部７０２は、二次電池部３０ａ，３０ｂ，３０ｃのＳＯＣを取得し、二次電池部３０ａ，３０ｂ，３０ｃのＳＯＣのうち少なくとも１つが所定の過充電基準値よりも大きくなったときに、二次電池部３０ａ，３０ｂ，３０ｃが過充電状態となることを防止するために、充電用スイッチ回路４０２をオフする機能を有する。

また、充放電処理部７０２は、二次電池部３０ａ，３０ｂ，３０ｃのＳＯＣを取得し、二次電池部３０ａ，３０ｂ，３０ｃのＳＯＣのうち少なくとも１つが所定の過放電基準値よりも小さくなったときに、二次電池部３０ａ，３０ｂ，３０ｃが過放電状態となることを防止するために、放電用スイッチ回路４０６をオフする機能を有する。

地絡対応処理部７０４は、第１スイッチ回路８２、第２スイッチ回路８４、ブレーカ部２５ａ，２５ｂ，２５ｃを制御する機能を有する。

また、地絡対応処理部７０４は、正極母線１が地絡しているか否かを検知するために、第１スイッチ回路８２をオフし、第２スイッチ回路８４をオンする機能を有する。ここで、正極母線１が地絡している場合には、接地側からＩ／Ｖ変換用抵抗素子９１、第２スイッチ回路８４、第２抵抗素子８６を介して負極母線２側に電流が流れる電流パスが形成される。そして、正極母線１が地絡している場合には、地絡検出部９０によって地絡していることが検知され、判定回路９９の出力信号がＨｉｇｈとなる。このとき地絡対応処理部７０４は、正極母線１が地絡していると判断し、ブレーカ部２５ａ，２５ｂ，２５ｃを遮断する。

さらに、地絡対応処理部７０４は、負極母線２が地絡しているか否かを検知するために、第１スイッチ回路８２をオンし、第２スイッチ回路８４をオフする。ここで、負極母線２が地絡している場合には、正極母線１側から第１抵抗素子８０、第１スイッチ回路８２、Ｉ／Ｖ変換用抵抗素子９１を介して接地側に電流が流れる電流パスが形成される。そして、負極母線２が地絡している場合には、地絡検出部９０によって地絡していることが検知され、判定回路９９の出力信号がＨｉｇｈとなる。このとき地絡対応処理部７０４は、負極母線２が地絡していると判断し、ブレーカ部２５ａ，２５ｂ，２５ｃを遮断する。

続いて、上記構成の作用について、図２を用いて説明する。図２は、地絡検出装置１００によって地絡検出される手順を示すフローチャートである。まず、最初に、第１スイッチ回路８２及び第２スイッチ回路８４をオフし、Ｉ／Ｖ変換用抵抗素子９１に電流が流れていないことを確認する（Ｓ２）。この工程は、制御部７０の地絡対応処理部７０４の機能によって実行される。これにより、地絡検出装置１００が正常な状態にあるかどうかを確認する初期チェックを行う。

次に、第１スイッチ回路８２をオンする（Ｓ４）。この工程は、制御部７０の地絡対応処理部７０４の機能によって実行される。これにより、負極母線２が地絡しているか否かの検知を開始する。次に、負極母線２の地絡検出が開始されてから５秒が経過したか否かを判断する（Ｓ６）。この工程は、制御部７０の地絡対応処理部７０４の機能によって実行される。負極母線２の地絡検出が開始されてから５秒が経過したと判断したときは、Ｓ１２へと進む。

負極母線２の地絡検出が開始されてから５秒が経過していないと判断したときは、判定回路９９の出力信号がＨｉｇｈであるか否かを判断する（Ｓ８）。この工程は、制御部７０の地絡対応処理部７０４の機能により実行される。判定回路９９の出力信号がＬｏｗのときは、再びＳ６へと戻る。

判定回路９９の出力信号がＨｉｇｈのときは、負極母線２が地絡していると判断し、ブレーカ部２５ａ，２５ｂ，２５ｃを遮断する（Ｓ１０）。この工程は、制御部７０の地絡対応処理部７０４の機能により実行される。

Ｓ１２の工程において、第１スイッチ回路８２をオフにてから３秒経過させた後（Ｓ１２）、第２スイッチ回路８４をオンにする（Ｓ１４）。この工程は、制御部７０の地絡対応処理部７０４の機能により実行される。これにより、負極母線２に関する地絡検出を終えて、正極母線１が地絡しているか否かの検知を開始する。なお、第１スイッチ回路８２をオフにし、３秒経過してから第２スイッチ回路８４をオンにしているのは、第１スイッチ回路８２がオフに切り替わる直前で負極母線２が地絡していると検知され、コンパレータ９５の出力がＨｉｇｈからＬｏｗに切り替わった際に、そのＨｉｇｈ信号が２秒以上経過しているか否かを判断する必要があることを考慮したことによる。

次に、正極母線１の地絡検出が開始されてから５秒が経過したか否かを判断する（Ｓ１６）。この工程は、制御部７０の地絡対応処理部７０４の機能によって実行される。正極母線１の地絡検出が開始されてから５秒が経過したと判断したときは、ＥＮＤ処理へと進む。

正極母線１の地絡検出が開始されてから５秒が経過していないと判断したときは、判定回路９９の出力信号がＨｉｇｈであるか否かを判断する（Ｓ１８）。この工程は、制御部７０の地絡対応処理部７０４の機能により実行される。判定回路９９の出力信号がＬｏｗのときは、再びＳ１６へと戻る。

判定回路９９の出力信号がＨｉｇｈのときは、正極母線１が地絡していると判断し、ブレーカ部２５ａ，２５ｂ，２５ｃを遮断する（Ｓ１８）。この工程は、制御部７０の地絡対応処理部７０４の機能により実行される。

上記構成によれば、地絡検出装置１００によって地絡検出された結果に基づいて、地絡が発生しているときに、ブレーカ部２５ａ，２５ｂ，２５ｃが遮断される。これにより、正極母線１または負極母線２が地絡したときに、万一、人が当該正極母線１または負極母線２に触った場合であっても感電することを防止することができる。

また、上記構成によれば、第１スイッチ回路８２をオンして、第２スイッチ回路８４をオフしたときに、負極母線２の地絡を検出できるとともに、第１スイッチ回路８２をオンして、第２スイッチ回路８４をオンしたときに、正極母線１の地絡を検出することができる。また、正極母線１または負極母線２ではなく、二次電池部３０ａ，３０ｂ，３０ｃにおいて、それぞれ直列接続された複数の二次電池の間で地絡が発生したときは、上記の正極母線１の地絡の検出の際及び負極母線２の地絡の検出の際のいずれの場合にも地絡が発
生していると検出される。これにより、複数の二次電池の間で地絡が発生している場合であってもブレーカ部２５ａ，２５ｂ，２５ｃが遮断されるため、万一、人が当該正極母線１または負極母線２に触った場合であっても感電することを防止することができる。

なお、上記構成によって、電力供給システム１０において、地絡が発生していることが検出される一例について、図３を用いて説明する。図３は、正極母線１が地絡している場合に、その地絡の発生が検知されるときのタイミングチャートである。

まず、第１スイッチ回路８２を５秒間オンして、負極母線２が地絡しているか否かを判定する。このとき、負極母線２では地絡が発生していないため、低周波数用フィルタ９４の出力信号である電圧信号は基準電圧値（閾値）を超えていない。このため、コンパレータ９５の出力もＬｏｗのままである。

そして、第１スイッチ回路８２をオフしてから３秒経過させた後に、第２スイッチ回路８４を５秒間オンして、正極母線１が地絡しているか否かを判定する。このとき、正極母線１で地絡が発生しており、低周波数用フィルタ９４の電圧信号が閾値を超える期間は２秒以上継続する。これにより、判定回路９９は、地絡が発生していると判定し、制御部７０に対する出力信号をＬｏｗからＨｉｇｈへと変化させている。したがって、上記出力信号を受け取った制御部７０は、地絡が発生している際の対応として、ブレーカ部２５ａ，２５ｂ，２５ｃの遮断を行うことができる。

なお、上記構成による地絡の検出は、例えば１日において１回程度行われる。この場合、地絡の検出は、充電用スイッチ回路４０２及び放電用スイッチ回路４０６がいずれもオン状態となっているときに行われることが好ましい。そのために、所定の間隔（例えば、１０分）で地絡の検出を行う機会を設けて地絡検出をリトライさせるものとすることができる。具体的には、充電用スイッチ回路４０２及び放電用スイッチ回路４０６がいずれもオン状態となっている場合で地絡検出が行なえたときは、その日の地絡検出を終了させる。そして、充電用スイッチ回路４０２及び放電用スイッチ回路４０６のうち、いずれか一方のスイッチ回路がオン状態で他方がオフ状態となっている場合は、その状態で一旦地絡検出を行った後に、他方のスイッチ回路がオン状態となるまで地絡検出をリトライさせるようにすることができる。

１ 正極母線、２ 負極母線、１０ 電力供給システム、２０ 太陽電池モジュール、２５ａ，２５ｂ，２５ｃ ブレーカ部、３０ａ，３０ｂ，３０ｃ 二次電池部、４０ 切替装置、４１ａ，４１ｂ，４１ｃ スイッチ回路、４２ａ，４２ｂ，４２ｃ 抵抗素子、７０ 制御部、７５ 負荷、８０ 第１抵抗素子、８２ 第１スイッチ回路、８４ 第２スイッチ回路、８６ 第２抵抗素子、９０ 地絡検出部、９１ Ｉ／Ｖ変換用抵抗素子、９２ 高周波数用フィルタ、９３ 全波整流回路、９４ 低周波数用フィルタ、９５ コンパレータ、９６ 基準電圧回路、９７ 抵抗素子、９８ 容量素子、９９ 判定回路、１００ 地絡検出装置、２５１，２５３，２５５ 正極側ブレーカ、２５２，２５４，２５６ 負極側ブレーカ、４０２ 充電用スイッチ回路、４０４ 並列処理回路部、４０６
放電用スイッチ回路、７０２ 充放電処理部、７０４ 地絡対応処理部。

Claims (2)

1. 二次電池部の正極側に接続される正極母線と接地電位箇所との第１経路を接続／遮断する第１スイッチ回路又は、前記二次電池部の負極側に接続される負極母線と前記接地電位箇所との第２経路を接続／遮断する第２スイッチ回路と、
   前記第１経路又は前記第２経路の電流に基づいて前記正極母線又は前記負極母線が地絡していることを検出する検出用抵抗素子と、
   前記検出用抵抗素子と直列に接続される抵抗素子とを備える地絡検出回路。
2. 前記抵抗素子は、前記正極母線と前記第１スイッチ回路との間又は前記負極母線と前記第２スイッチ回路との間に配置されている請求項１に記載の地絡検出回路。
   

Images