JP2015049215A - Insulation resistance measurement device and insulation resistance measurement method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、絶縁抵抗測定装置及び絶縁抵抗測定方法に関する。 The present invention relates to an insulation resistance measuring apparatus and an insulation resistance measuring method.
太陽光発電システムでは、例えば太陽電池を含む太陽電池モジュールを複数有する太陽電池ストリング、又は、この太陽電池ストリングを複数有する太陽電池アレイにより発電部が構成され、この発電部によって太陽光が利用されて発電が行われる。このような発電部において絶縁不良があると、例えば人や物が絶縁不良箇所に触れたときや、絶縁不良箇所と金属架台等とが接触したとき、電気回路が外部と意図しない形で接触する地絡が生じる場合がある。そこで、当該地絡に係る絶縁抵抗を測定するものとして、例えば特許文献1に記載された絶縁抵抗測定装置が知られている。 In the solar power generation system, for example, a power generation unit is configured by a solar cell string including a plurality of solar cell modules including solar cells or a solar cell array including a plurality of solar cell strings, and sunlight is used by the power generation unit. Power generation is performed. If there is an insulation failure in such a power generation section, for example, when a person or object touches the insulation failure location, or when the insulation failure location and a metal mount contact, the electrical circuit contacts the outside in an unintended manner. A ground fault may occur. Therefore, for example, an insulation resistance measuring device described in Patent Document 1 is known as a device for measuring the insulation resistance related to the ground fault.
特許文献1に記載された絶縁抵抗測定装置では、発電部(太陽電池モジュール回路)の正極を接地させてなる接地線上の抵抗(既知抵抗)の電圧値、発電部の負極を接地させてなる接地線上の抵抗の電圧値、及び、発電部の極間の電圧値(直流母線電圧)を測定し、そして、これら測定結果に基づき絶縁抵抗を判定することが図られている。 In the insulation resistance measuring device described in Patent Document 1, the voltage value of the resistance (known resistance) on the ground line formed by grounding the positive electrode of the power generation unit (solar cell module circuit), and the grounding formed by grounding the negative electrode of the power generation unit It is intended to measure the voltage value of the resistance on the line and the voltage value (DC bus voltage) between the poles of the power generation unit, and determine the insulation resistance based on these measurement results.
ここで、上述の絶縁抵抗測定装置では、一般的に、例えば図6に示すように、発電部2の正極及び負極にスイッチ部3aを介して接続された第1電圧計4aと、発電部2の正極及び大地Gにスイッチ部3bを介して接続された第2電圧計4bと、発電部2の負極及び大地Gにスイッチ部3cを介して接続された第3電圧計4cと、が設けられている、すなわち、3つの電圧計4a〜4cを含んで絶縁抵抗測定装置1が構成されている。そのため、上述の絶縁抵抗測定装置においては、使用する電圧計の数が多く構成が複雑化し、ひいては、高コスト化するだけでなくメンテナンスも煩雑になるおそれがある。
Here, in the above-described insulation resistance measuring device, generally, for example, as shown in FIG. 6, the
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で絶縁抵抗を測定することが可能な絶縁抵抗測定装置及び絶縁抵抗測定方法を提供することを課題とする。 This invention is made | formed in view of the said situation, and makes it a subject to provide the insulation resistance measuring apparatus and insulation resistance measuring method which can measure an insulation resistance with a simple structure.
上記課題を解決するため、本発明に係る絶縁抵抗測定装置は、少なくとも一つの太陽電池モジュールにより構成された発電部における絶縁抵抗を測定するための絶縁抵抗測定装置であって、正極及び負極を有し、該正極及び該負極間の抵抗の電圧値を測定する電圧計と、電圧計の正極を、発電部の正極と大地との間で切替可能に接続する第1切替接続部と、電圧計の負極を、発電部の負極と大地との間で切替可能に接続する第2切替接続部と、を備えたこと、を特徴とする。 In order to solve the above problems, an insulation resistance measuring apparatus according to the present invention is an insulation resistance measuring apparatus for measuring an insulation resistance in a power generation unit constituted by at least one solar cell module, and has a positive electrode and a negative electrode. A voltmeter for measuring a voltage value of a resistance between the positive electrode and the negative electrode, a first switching connection portion for connecting the positive electrode of the voltmeter in a switchable manner between the positive electrode and the ground of the power generation unit, and a voltmeter And a second switching connection portion that connects the negative electrode of the power generation unit to be switchable between the negative electrode of the power generation unit and the ground.
この本発明の絶縁抵抗測定装置では、一つの電圧計のみによって絶縁抵抗を測定することが可能となる。すなわち、絶縁抵抗を求めるための電圧値として、電圧計の正極を発電部の正極に接続すると共に電圧計の負極を大地に接続して電圧値を測定し、電圧計の正極を大地に接続すると共に電圧計の負極を発電部の負極に接続して電圧値を測定し、電圧計の正極を発電部の正極に接続すると共に電圧計の負極を発電部の負極に接続して電圧値を測定することが可能となる。従って、本発明によれば、簡易な構成で絶縁抵抗を測定することが可能となる。 In this insulation resistance measuring device of the present invention, it is possible to measure the insulation resistance with only one voltmeter. That is, as the voltage value for obtaining the insulation resistance, the positive voltage of the voltmeter is connected to the positive electrode of the power generation unit, the negative voltage of the voltmeter is connected to the ground, the voltage value is measured, and the positive electrode of the voltmeter is connected to the ground. In addition, connect the negative electrode of the voltmeter to the negative electrode of the power generation unit to measure the voltage value, connect the positive electrode of the voltmeter to the positive electrode of the power generation unit, and connect the negative electrode of the voltmeter to the negative electrode of the power generation unit to measure the voltage value. It becomes possible to do. Therefore, according to the present invention, it is possible to measure the insulation resistance with a simple configuration.
また、上記作用効果を好適に奏する構成として、具体的には、第1及び第2切替接続部における切替えを制御する制御部をさらに備え、第1切替接続部によって電圧計の正極を発電部の正極に接続させつつ、第2切替接続部によって電圧計の負極を大地に接続させる第一状態と、第1切替接続部によって電圧計の正極を大地に接続させつつ、第2切替接続部によって電圧計の負極を発電部の負極に接続させる第二状態と、第1切替接続部によって電圧計の正極を発電部の正極に接続させつつ、第2切替接続部によって電圧計の負極を発電部の負極に接続させる第三状態と、を実現すること、が好ましい。 In addition, as a configuration that preferably exhibits the above-described operational effects, specifically, a control unit that controls switching in the first and second switching connection units is further provided, and the positive electrode of the voltmeter is connected to the power generation unit by the first switching connection unit. A first state in which the negative electrode of the voltmeter is connected to the ground by the second switching connection unit while being connected to the positive electrode, and a voltage by the second switching connection unit while the positive electrode of the voltmeter is connected to the ground by the first switching connection unit. A second state in which the negative electrode of the meter is connected to the negative electrode of the power generation unit, and the positive electrode of the voltmeter is connected to the positive electrode of the power generation unit by the first switching connection unit, while the negative electrode of the voltmeter is connected to the positive electrode of the power generation unit by the second switching connection unit. It is preferable to realize the third state connected to the negative electrode.
また、電圧計は、単極型とされていることが好ましい。このように、本発明では、電圧計として双極型(バイポーラ)のものが要されず、単極型(モノポーラ)のものを用いることができる。 The voltmeter is preferably a single pole type. Thus, in the present invention, a bipolar type (bipolar) type is not required as the voltmeter, and a single type (monopolar) type can be used.
また、本発明に係る絶縁抵抗測定方法は、上記絶縁抵抗測定装置を用いて発電部における絶縁抵抗を測定することを特徴とする。この絶縁抵抗測定方法においても、簡易な構成で絶縁抵抗を測定することが可能となるという上記効果が奏される。 Moreover, the insulation resistance measuring method according to the present invention is characterized in that the insulation resistance in the power generation unit is measured using the insulation resistance measuring device. Also in this insulation resistance measuring method, the above effect that the insulation resistance can be measured with a simple configuration is exhibited.
本発明によれば、簡易な構成で絶縁抵抗を測定することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to measure the insulation resistance with a simple configuration.
以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same or equivalent elements will be denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態について説明する。図1は、第1実施形態に係る絶縁抵抗測定装置を示す構成図である。図1に示すように、本実施形態の絶縁抵抗測定装置100は、太陽光発電システムにおいて発電部11の絶縁抵抗を測定するためのであり、電圧計12、第1切替接続部13及び第2切替接続部14を、測定部10として備えている。また、この絶縁抵抗測定装置100は、制御ユニット(制御部)15及び演算ユニット(演算部)16を備えている。
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a configuration diagram showing an insulation resistance measuring apparatus according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the insulation
発電部11は、太陽光を利用して発電を行うためのものであり、複数(図中では、6つ)の太陽電池モジュール17が直列接続されてなる太陽電池ストリング18により構成されている。太陽電池モジュール17は、例えばパネル状に構成されており、互いに直列接続された複数の太陽電池ユニットを備えている。なお、発電部11は、複数の太陽電池ストリング18が並列接続されてなる太陽電池アレイにより構成されていてもよい。
The
この発電部11は、例えば、不図示のパワーコンディショナに接続され、当該パワーコンディショナへ直流出力を供給する。パワーコンディショナは、供給された直流出力を交流出力に変換し、後段の電力系統(例えば商用電力系統)へ供給するものであり、絶縁トランスを有するトランス絶縁型であってもよいし、トランスレス(非絶縁)型であってもよい。ただし、絶縁抵抗を測定している間、発電部11は、交流系統から絶縁されていることが好ましい。例えば、発電部11が交流系統から絶縁されていない場合、交流系統の接地を絶縁不良と見分けることが困難で、正確な絶縁測定を実施できないおそれがあるためである。従って、トランスレス型のパワーコンディショナを用いる場合には、スイッチ装置等により発電部11とパワーコンディショナとの電気的接続を切り離してから絶縁抵抗測定を行うことが好ましい。
For example, the
電圧計12は、正極及び負極を有し、これら正極及び負極間に設けられた抵抗12aの電圧値を測定する。この電圧計12は、測定した電圧値を演算ユニット16へ出力する。電圧計12としては、種々のものを用いることができ、ここでは、単極型のものが用いられている。また、抵抗12aは、既知の所定抵抗値RDを有している。なお、ここでは、抵抗12aを電圧計12と区別して説明しているが、抵抗12aは電圧計12の内部抵抗(受信抵抗)であってもよい。また、電圧計12の受信抵抗をR1とし、電圧計12と並列に接続する抵抗をR2とする場合には、抵抗12aは、並列合成抵抗(1/(1/R1)+(1/R2))を表す。
The
第1切替接続部13は、電圧計12の正極を、発電部11の正極と大地Gとの間で切替可能に接続する。具体的には、第1切替接続部13は、切替えスイッチ19aを介して電圧計12の正極(抵抗12aの正極側)から発電部11の正極に接続された正極配線13xと、切替えスイッチ19bを介して電圧計12の正極から大地Gに接続された正極配線13yと、を含んでいる。
The first
第2切替接続部14は、電圧計12の負極を、発電部11の負極と大地Gとの間で切替可能に接続する。具体的には、第2切替接続部14は、切替えスイッチ19cを介して電圧計12の負極(抵抗12aの負極側)から発電部11の負極に接続された負極配線14xと、切替えスイッチ19dを介して電圧計12の負極から大地Gに接続された負極配線14yと、を含んでいる。
The second
切替えスイッチ19a〜19dとしては、電流を遮断するものであれば如何なる構成のものも用いることができ、例えば、FET(Field Effect Transistor)やIGBT(Insulated GateBipolar Transistor)等の半導体スイッチ、機械式リレー等の電磁開閉器を用いることができる(以下のスイッチについて同様)。 As the change-over switches 19a to 19d, any configuration can be used as long as it cuts off the current. For example, semiconductor switches such as FET (Field Effect Transistor) and IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), mechanical relays, etc. Can be used (the same applies to the following switches).
制御ユニット15は、第1及び第2切替接続部13,14における切替えを制御するものである。具体的には、この制御ユニット15は、切替えスイッチ19aをON且つ切替えスイッチ19bをOFFにして電圧計12の正極を発電部11の正極に接続して、切替えスイッチ19cをOFF且つ切替えスイッチ19dをONにして電圧計12の負極を大地Gに接続させる。
The
また、制御ユニット15は、切替えスイッチ19aをOFF且つ切替えスイッチ19bをONにして電圧計12の正極を大地Gに接続させたとき、切替えスイッチ19cをON且つ切替えスイッチ19dをOFFにして電圧計12の負極を発電部11の負極に接続させる。さらにまた、制御ユニット15は、切替えスイッチ19aをON且つ切替えスイッチ19bをOFFにして電圧計12の正極を発電部11の正極に接続して、切替えスイッチ19cをON且つ切替えスイッチ19dをOFFにして電圧計12の負極を発電部11の負極に接続させる。
Further, the
演算ユニット16は、電圧計12で測定した電圧値に基づいて、絶縁抵抗を演算し算出する。この演算ユニット16は、専用のECU[Electronic Control Unit]で構成されていてもよく、あるいは、パソコン等の汎用コンピュータにおけるアプリケーションとして構成されてもよい。演算ユニット16による演算の詳細については、後述する。
The
なお、このように構成された絶縁抵抗測定装置100では、発電部11の正極を大地Gに接続させた状態における発電部11の正極と大地Gとの間の負荷抵抗(以下、「第1負荷抵抗」)と、発電部11の負極を大地Gに接地させた状態における発電部11の負極と大地Gとの間の負荷抵抗(以下、「第2負荷抵抗」)と、発電部11の正極及び負極を互いに接続させた状態における発電部11の正極と負極との間の負荷抵抗(以下、「第3負荷抵抗」)と、は、地絡が発生していなければ互いに同じ所定抵抗値RDとなる。
In the insulation
次に、上記絶縁抵抗測定装置100による絶縁抵抗の測定について説明する。図2は、図1の絶縁抵抗測定装置を用いた絶縁抵抗測定方法を説明するための図である。ここでは、図2に示すように、ある太陽電池モジュール17x,17y間で地絡が発生し、太陽電池ストリング18の絶縁抵抗が絶縁抵抗RLまで低下した場合の地絡状態を例にして説明する。
Next, measurement of insulation resistance by the insulation
絶縁抵抗測定装置100を用いた絶縁抵抗測定方法では、発電部11を開放した状態において、図2(a)に示すように、制御ユニット15により、切替えスイッチ19a,19dをONとすると共に切替えスイッチ19b,19cをOFFとし、電圧計12の正極を発電部11の正極に接続すると共に、電圧計12の負極を大地Gに接続する。これにより、発電部11の正極側を大地Gへ接地させる(第一状態)。すなわち、発電部11の正極から、切替えスイッチ19a、抵抗12a、切替えスイッチ19d及び大地Gへこの順に接続されてなる接地線を形成する。この第一状態で、電圧計12により、抵抗12aの電圧値を、第1負荷抵抗における電圧値である第1電圧値VD1として測定する。何れの箇所で地絡が発生していても、その箇所の電位は正極以下であるため、抵抗12aを流れる電流I1の向きは、図2(a)に示した通りとなり、正極負極が固定されたモノポーラの電圧計12でこの第1電圧値VD1を測定することが可能である。
In the insulation resistance measuring method using the insulation
また、図2(b)に示すように、発電部11を開放した状態において、制御ユニット15により、切替えスイッチ19b,19cをONとすると共に切替えスイッチ19a,19dをOFFとし、電圧計12の正極を大地Gに接続すると共に、電圧計12の負極を発電部11の負極に接続する。これにより、発電部11の負極側を大地Gへ接地させる(第二状態)。すなわち、発電部11の負極から、切替えスイッチ19c、抵抗12a、切替えスイッチ19b及び大地Gへこの順に接続されてなる接地線を形成する。この第二状態で、電圧計12により、抵抗12aの電圧値を、第2負荷抵抗における電圧値である第2電圧値VD2として測定する。何れの箇所で地絡が発生していても、その箇所の電位は負極以上であるため、抵抗12a流れる電流I2の向きは、図2(b)に示した通りとなり、正極負極が固定されたモノポーラの電圧計12でこの第2電圧値VD2を測定することが可能である。
Further, as shown in FIG. 2B, in a state where the
さらにまた、図2(c)に示すように、制御ユニット15により、切替えスイッチ19a,19cをONとすると共に切替えスイッチ19b,19dをOFFとし、電圧計12の正極を発電部11の正極に接続すると共に、電圧計12の負極を発電部11の負極に接続する。これにより、発電部11の極間を互いに接続させる(第三状態)。すなわち、発電部11の正極から、切替えスイッチ19a、抵抗12a、切替えスイッチ19c及び発電部11の負極へこの順に接続されてなる閉回路を形成する。この第三状態で、電圧計12により、抵抗12aの電圧値を、第3負荷抵抗における電圧値である第3電圧値Vaとして測定する。この場合にも、正極負極が固定されたモノポーラの電圧計12でこの第3電圧値Vaを測定可能であることは言うまでもない。
Furthermore, as shown in FIG. 2 (c), the
このように発電部11の正極を電圧計12に接続するときには、必ず電圧計12の正極に接続し、発電部11の負極を電圧計12に接続するときには、必ず電圧計12の負極に接続する構成であるため、モノポーラの電圧計12を利用することができる。なぜならば、発電部11中のどの位置で地絡が発生しても、その電位は、太陽電池正極の電位以下であることから、発電部11の正極を電圧計12に接続した場合の抵抗12a中の電流の向きは、発電部11から大地Gに流れ込む向きとなり、また、発電部11中のどの位置で地絡が発生しても、その電位は、太陽電池負極の電位以上であることから、発電部11の負極を電圧計12に接続した場合の抵抗12a中の電流の向きは、大地Gから発電部11に流れ込む向きとなるためである。
As described above, when the positive electrode of the
続いて、演算ユニット16により、第1〜第3電圧値VD1,VD2,Vaに基づき絶縁抵抗RLを測定する。まず、絶縁抵抗RLの測定の原理について、説明する。
Subsequently, the
発電部11の正極側を大地Gへ接地させた状態(図2(a)参照)では、流れる電流値I1は、下式(1)で表せる。また、発電部11の負極側を大地Gへ接地させた状態(図2(b)参照)では、流れる電流値I2は、下式(2)で表せる。
I1=V1/(RL+RD) …(1)
I2=V2/(RL+RD) …(2)
V1:地絡点から発電部11の正極までの太陽電池モジュール17による電圧値、
V2:地絡点から発電部11の負極までの太陽電池モジュール17による電圧値、
RD:所定抵抗値。
In a state where the positive electrode side was grounded to the earth G of the power generation unit 11 (see FIG. 2 (a)), the current value I 1 which flows can be expressed by the following equation (1). Further, in a state where the negative electrode side of the
I 1 = V 1 / (R L + R D ) (1)
I 2 = V 2 / (R L + R D ) (2)
V 1 : voltage value by the
V 2 : voltage value by the
R D : predetermined resistance value.
従って、下式(3)〜(5)に示すように、電圧値(V1+V2)及び電流値(I1+I2)より、絶縁抵抗RLを算出することができる。
I1+I2=(V1+V2)/(RL+RD) …(3)
(V1+V2)/(I1+I2)=RL+RD …(4)
RL=(V1+V2)/(I1+I2)−RD …(5)
Therefore, as shown in the following formulas (3) to (5), the insulation resistance RL can be calculated from the voltage value (V 1 + V 2 ) and the current value (I 1 + I 2 ).
I 1 + I 2 = (V 1 + V 2 ) / (R L + R D ) (3)
(V 1 + V 2 ) / (I 1 + I 2 ) = R L + R D (4)
R L = (V 1 + V 2 ) / (I 1 + I 2 ) −R D (5)
図3は、図1の絶縁抵抗測定装置を説明するためのIVカーブを示すグラフである。図3において、IVカーブC1は地絡点から発電部11の正極までの太陽電池モジュール17の4直列IVカーブを示し、IVカーブC2は地絡点から発電部11の負極までの太陽電池モジュール17の2直列IVカーブを示し、IVカーブC3は発電部11の極間における太陽電池モジュール17の6直列IVカーブを示している。同じ電流値では、IVカーブC3の電圧値は、IVカーブC1の電圧値とICカーブC2の電圧値との合計となっている。なお、図中では、説明のための便宜上、低電流部分を拡大・強調して示している。
FIG. 3 is a graph showing an IV curve for explaining the insulation resistance measuring apparatus of FIG. In FIG. 3, an IV curve C <b> 1 indicates a four series IV curve of the
発電部11の正極側を大地Gへ接地させた状態、及び、発電部11の負極側を大地Gへ接地させた状態では、負荷抵抗として、絶縁抵抗RLと所定抵抗値RDとが直列に接続されている。よって、図3に示すように、これらの状態の発電部11の動作電圧である電圧値V1,V2は、IVカーブC1,C2と直線I=V(RL+RD)との交点における電圧値である。発電部11全体の開放電圧VOCは、VOC=VOC1+VOC2であるため、V1+V2≦VOCとなる。
VOC1:地絡点から発電部11の正極までの太陽電池モジュール17の開放電圧、
VOC2:地絡点から発電部11の負極までの太陽電池モジュール17の開放電圧。
In a state where the positive electrode side of the
V OC1 : Open-circuit voltage of the
V OC2: open-circuit voltage of the
よって、上式(5)の電圧値(V1+V2)の代用として開放電圧VOCを用いると、絶縁抵抗RLを過大評価し、絶縁抵抗RLを見落としてしまう場合がある。特に、発電部11の直列抵抗が増大していると、電圧値(V1+V2)が開放電圧VOCよりも著しく低下することがあるため、絶縁抵抗RLの過大評価が顕著となる。また、発電部11が劣化している場合は、絶縁抵抗の低下と同時に、直列抵抗も増大していることが懸念される。
Therefore, the use of open-circuit voltage V OC as a substitute for the voltage value of the above equation (5) (V 1 + V 2), the insulation resistance R L overestimated, in some cases overlooked insulation resistance RL. In particular, when the series resistance of the
これに対し、負荷抵抗(RL+RD)における発電部11全体の極間電圧V3は、V3≦V1+V2である。そのため、上式(5)の電圧値(V1+V2)の代用として極間電圧V3を用いると、絶縁抵抗RLを過大評価することは回避できるが、当該絶縁抵抗RLは未知であるため、極間電圧V3を正確に求めることは困難である。
On the other hand, the inter-electrode voltage V 3 of the entire
この点、極間電圧V3の最低値は、次のようにして予測することができる。すなわち、絶縁抵抗RLが低下すれば、負荷抵抗(RL+RD)については所定抵抗値RDまで低下するため、極間電圧V3の最低値は、第3電圧値Va(負荷抵抗が所定抵抗値RDのときにおける発電部11全体の極間電圧V3)となる。従って、Va≦V3≦V1+V2となることから、上式(5)における電圧値(V1+V2)として、第3電圧値Vaを用いれば、絶縁抵抗RLを過大評価のおそれを抑制して測定できることが見出される。
In this regard, the minimum value of the inter-electrode voltage V 3 may be predicted as follows. That is, if the insulation resistance R L decreases, the load resistance (R L + R D ) decreases to the predetermined resistance value R D, so the minimum value of the interelectrode voltage V 3 is the third voltage value V a (load resistance Is the inter-electrode voltage V 3 ) of the entire
そこで、本実施形態の演算ユニット16では、下式(6),(7)に基づいて絶縁抵抗RLを演算して測定する。なお、前述したように、下式(6),(7)において、VD1は発電部11の正極を大地Gに接続させた状態での第1負荷抵抗における電圧値(第1電圧値)、VD2は発電部11の負極を大地Gに接続させた状態での第2負荷抵抗における電圧値(第2電圧値)、Vaは発電部11の正極及び負極を互いに接続させた状態での第3負荷抵抗における電圧値(第3電圧値)、I1は発電部11の正極を大地Gに接続させた状態での第1負荷抵抗における電流値、I2は発電部11の負極を大地Gに接続させた状態での第2負荷抵抗における電流値、RDは所定抵抗値、RLは絶縁抵抗である。
RL=Va/(I1+I2)−RD …(6)
I1=VD1/RD、I2=VD2/RD …(7)
Therefore, the
R L = V a / (I 1 + I 2 ) −R D (6)
I 1 = V D1 / R D , I 2 = V D2 / R D (7)
ちなみに、所定抵抗値RDは、絶縁抵抗RLを精度よく測定するために、次の値とすることが好ましい。つまり、所定抵抗値RDが小さすぎると地絡していることになることから、地絡と判断する閾値と同程度又は閾値よりも高いことが好ましい。所定抵抗値RDが大きすぎると、電流値I1,I2の測定時に対地電位が安定するまで待つ時間が長くなって測定時間が長くなることから、短い測定時間での測定では、測定精度が低下する。所定抵抗値RDは、測定に許容される時間を対地静電容量で除し、さらに所定値(ここでは、3)で除した値と同程度又はそれ以下であることが好ましい。 Incidentally, the predetermined resistance value RD is preferably set to the following value in order to accurately measure the insulation resistance RL . That is, if the predetermined resistance value RD is too small, a ground fault occurs. Therefore, it is preferable that the threshold value is equal to or higher than the threshold value for determining a ground fault. If the predetermined resistance value RD is too large, the time to wait until the ground potential is stabilized becomes longer when measuring the current values I 1 and I 2 , and the measurement time becomes longer. Decreases. The predetermined resistance value RD is preferably equal to or less than a value obtained by dividing the time allowed for measurement by the ground capacitance and further dividing by a predetermined value (here, 3).
以上、本実施形態では、一つの電圧計12のみによって絶縁抵抗RLを測定することが可能となり、簡易な構成で絶縁抵抗RLを測定することが可能となる。また、上述したように、電圧計12としては、電圧の向きを判定可能な電圧計である双極型(バイポーラ)のもの等が要されず、単極型(モノポーラ)のものを用いることができる。すなわち、本実施形態によれば、正電圧だけ計れる電圧計12を1台で、3つの測定(電圧値VD1,VD2,Vaの測定)を実現することができる。その結果、低コスト化するだけでなく、メンテナンスを容易化することが可能となる。
Above, in this embodiment, it is possible only by a
また、本実施形態では、上述したように、発電部11の正極を大地Gに接続させた状態で第1電圧値VD1が測定され、発電部11の負極を大地Gに接地させた状態で第2電圧値VD2が測定され、発電部11の正極及び負極を互いに接続させた状態で第3電圧値Vaが測定される。ここで、発電部11の正極及び大地間の第1負荷抵抗と、発電部11の負極及び大地間の第2負荷抵抗と、発電部11の正極及び該負極間の第3負荷抵抗と、は、抵抗12aが兼用されて互いに同じ所定抵抗値RDとされていることから、第3電圧値Vaについて、Va≦V3≦V1+V2が成立する。よって、第3電圧値Vaを上式(5)の電圧値(V1+V2)として用いた上式(6)でもって絶縁抵抗RLを算出することで、絶縁抵抗RLを過大評価するおそれなく監視でき、その結果、絶縁抵抗RLの低下を確実に把握することが可能となる。
In the present embodiment, as described above, the first voltage value V D1 is measured with the positive electrode of the
図4は、図1の絶縁抵抗測定装置の変形例を示す構成図である。図4に示すように、絶縁抵抗測定装置100は、切替えスイッチ19a,19b(図1参照)に代えてC接点20aを備えていると共に、切替えスイッチ19c,19d(図1参照)に代えてC接点20bを備えていてもよい。これにより、配線を簡易化することができ、ひいては、一層簡易な構成で絶縁抵抗RLを測定することが可能となる。
FIG. 4 is a configuration diagram showing a modification of the insulation resistance measuring apparatus of FIG. As shown in FIG. 4, the insulation
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態の説明では、上記第1実施形態と異なる点について主に説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the description of the present embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described.
図5は、第2実施形態に係る絶縁抵抗測定装置を示す構成図である。図5に示すように、本実施形態の絶縁抵抗測定装置200が上記第1実施形態と異なる点は、第1及び第2切替接続部13,14に代えて、第1及び第2切替接続部213,214を備えている点である。
FIG. 5 is a configuration diagram showing an insulation resistance measuring apparatus according to the second embodiment. As shown in FIG. 5, the insulation
第1切替接続部213は、正極配線13x1と、正極配線13x2と、上記正極配線13yと、切替えスイッチ19a1と、切替えスイッチ19a2と、上記切替えスイッチ19bと、を含んで構成されている。正極配線13x1は、切替えスイッチ19a1を介して電圧計12の正極から発電部11の正極に接続されている。正極配線13x2は、切替えスイッチ19a2を介して電圧計12の正極から発電部11の正極に接続されている。この正極配線13x2には、抵抗12bが設けられている。
The first
第2切替接続部214は、負極配線14x1と、負極配線14x2と、上記負極配線14yと、を含んで構成されている。負極配線14x1は、切替えスイッチ19c1を介して電圧計12の負極から発電部11の負極に接続されている。負極配線14x2は、切替えスイッチ19c2を介して電圧計12の負極から発電部11の負極に接続されている。この負極配線14x2には、抵抗12cが設けられている。
The second
この本実施形態の絶縁抵抗測定装置200を用いた絶縁抵抗測定方法では、制御ユニット15により、切替えスイッチ19a1,19dをONとすると共に切替えスイッチ19a2,19b,19c1,19c2をOFFとし、電圧計12の正極を発電部11の正極に接続すると共に、電圧計12の負極を大地Gに接続する。これにより、発電部11の正極側を大地Gへ接地させる。この状態で、電圧計12により、抵抗12aの電圧値を第1電圧値VD1として測定する。
In the insulation resistance measuring method using the insulation
また、制御ユニット15により、切替えスイッチ19b,19c1をONとすると共に切替えスイッチ19a1,19a2,19c2,19dをOFFとし、電圧計12の正極を大地Gに接続すると共に、電圧計12の負極を発電部11の負極に接続する。これにより、発電部11の負極側を大地Gへ接地させる。この状態で、電圧計12により、抵抗12aの電圧値を第2電圧値VD2として測定する。
Further, the
さらにまた、制御ユニット15により、切替えスイッチ19a2,19c2をONとすると共に切替えスイッチ19a1,19b,19c1,19dをOFFとし、電圧計12の正極を発電部11の正極に接続すると共に、電圧計12の負極を発電部11の負極に接続する。これにより、発電部11の極間を互いに接続させる。この状態で、電圧計12により抵抗12aの電圧値を測定し、例えば当該電圧値と抵抗12a,12b,12cにおける抵抗値の比率とに基づいて、演算ユニット16により第3電圧値Vaを算出する。
Furthermore, the
以上、本実施形態においても、一つの電圧計12のみによって絶縁抵抗RLを測定する可能となり、簡易な構成で絶縁抵抗RLを測定できるという上記作用効果が奏される。
As described above, also in the present embodiment, it is possible to measure the insulation resistance RL with only one
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments. The present invention is modified without departing from the scope described in the claims or applied to others. It may be.
例えば、太陽電池モジュール17を構成する太陽電池ユニットの数、太陽電池ストリング18を構成する太陽電池モジュール17の数、太陽電池アレイを構成する太陽電池ストリング18の数、及び、太陽光発電システムを構成する太陽電池アレイの数については、限定されるものではなく、1つとしてもよいし複数としてもよい。
For example, the number of solar cell units constituting the
また、上記第1実施形態では、発電部11の極間の負荷抵抗である第3負荷抵抗を第1及び第2負荷抵抗と同じ所定抵抗値RDとしたが、これに限定されず、第3負荷抵抗が第1及び第2負荷抵抗と異なる抵抗値を有していてもよい。なお、上記実施形態は、絶縁抵抗測定装置を備えた太陽電池ストリング、太陽電池アレイ又は太陽光発電システムとして捉えることもできる。
Moreover, in the said 1st Embodiment, although the 3rd load resistance which is the load resistance between the poles of the electric
なお、「電圧計12の正極と発電部11の正極との接続」、「電圧計12の正極と大地Gとの接続」、「電圧計12の負極と発電部11の負極との接続」、及び、「電圧計12の負極と大地Gとの接続」のそれぞれでは、接続される両者の間に1又は複数の抵抗やスイッチ等の電子部品(素子)が介在されていてもよく、要は、両者が互いに電気的に接続されていればよい。
"Connection between positive electrode of
11…発電部、12…電圧計、12a…抵抗、13,213…第1切替接続部、14,214…第2切替接続部、15…制御ユニット(制御部)、17…太陽電池モジュール、18…太陽電池ストリング、100,200…絶縁抵抗測定装置、G…大地。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
正極及び負極を有し、該正極及び該負極間の抵抗の電圧値を測定する電圧計と、
前記電圧計の正極を、前記発電部の正極と大地との間で切替可能に接続する第1切替接続部と、
前記電圧計の負極を、前記発電部の負極と大地との間で切替可能に接続する第2切替接続部と、を備えたこと、を特徴とする絶縁抵抗測定装置。 An insulation resistance measuring device for measuring an insulation resistance in a power generation unit constituted by at least one solar cell module,
A voltmeter having a positive electrode and a negative electrode and measuring a voltage value of a resistance between the positive electrode and the negative electrode;
A first switching connection portion that connects the positive electrode of the voltmeter in a switchable manner between the positive electrode of the power generation unit and the ground; and
An insulation resistance measuring device, comprising: a second switching connection portion that connects the negative electrode of the voltmeter in a switchable manner between the negative electrode of the power generation unit and the ground.
前記制御部は、
前記第1切替接続部によって前記電圧計の正極を前記発電部の正極に接続させつつ、前記第2切替接続部によって前記電圧計の負極を大地に接続させる第一状態と、
前記第1切替接続部によって前記電圧計の正極を大地に接続させつつ、前記第2切替接続部によって前記電圧計の負極を前記発電部の負極に接続させる第二状態と、
前記第1切替接続部によって前記電圧計の正極を前記発電部の正極に接続させつつ、前記第2切替接続部によって前記電圧計の負極を前記発電部の負極に接続させる第三状態と、を実現すること、を特徴とする請求項1記載の絶縁抵抗測定装置。 A control unit for controlling switching in the first and second switching connection units;
The controller is
A first state in which the positive electrode of the voltmeter is connected to the positive electrode of the power generation unit by the first switching connection unit, and the negative electrode of the voltmeter is connected to the ground by the second switching connection unit;
A second state in which the positive electrode of the voltmeter is connected to the ground by the first switching connection unit, and the negative electrode of the voltmeter is connected to the negative electrode of the power generation unit by the second switching connection unit;
A third state in which the positive electrode of the voltmeter is connected to the positive electrode of the power generation unit by the first switching connection unit, and the negative electrode of the voltmeter is connected to the negative electrode of the power generation unit by the second switching connection unit. It implement | achieves, The insulation resistance measuring apparatus of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
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