JP2017529518A - Ｄｃシステムにおける障害検出および標定の方法およびシステム - Google Patents

Abstract

本開示は、複数の直列に接続されたＤＣ源を備えるＤＣシステムにおける障害の障害検出および標定の方法、ならびに障害検出および標定のためのシステムに関する。本方法は、試験装置をＤＣシステムの１つ以上の端子に対しておよびＤＣシステム接地に対して接続する工程を含み得る。本方法は、試験ＡＣ信号をＤＣシステムの１つの端子に対して印加する工程、いずれか１つの端子だけにおいて、および／またはＤＣシステム接地において、試験ＡＣ信号に対する応答ＡＣ信号を検出する工程、ならびに、障害とＤＣシステムにおける障害の場所とを検出するために、試験ＡＣ信号を応答ＡＣ信号と比較する工程の１回以上の反復を包含する。本システムは、開示された方法を行うように構成された障害検出および標定装置を備える。

Description

本発明は、複数の直列に接続されたＤＣ源を備えるＤＣシステムにおける障害の障害検出および標定の方法、ならびに障害検出および標定のためのシステムに関する。
本方法は、試験装置をＤＣシステムの１つ以上の端子に対しておよびＤＣシステム接地（ＧＮＤ）に対して接続する工程を備え得る。本方法は、試験ＡＣ信号をＤＣシステムの１つ以上の端子に対して印加する工程、いずれか１つの端子だけにおいて、および／またはＤＣシステムＧＮＤにおいて、試験ＡＣ信号に対する応答ＡＣ信号を検出する工程、および応答ＡＣ信号を試験ＡＣ信号と比較して、障害とＤＣシステムにおける障害の場所とを検出する工程の１回以上の反復を包含する。

本システムは、複数の直列に接続されたＤＣ源を備えるＤＣシステムにおける障害の検出および標定のために構成された、障害検出および標定装置を備え得る。このような障害検出および標定装置または試験装置は、この装置をＤＣシステムの１つ以上の端子に対しておよびＤＣシステムＧＮＤに対して接続するように構成されたコネクタと、試験ＡＣ信号を生成するように構成され、試験ＡＣ信号をコネクタに対して印加するように構成されたＡＣ源と、印加された試験ＡＣ信号に対する応答ＡＣ信号を検出するように構成された検出器と、インピーダンス分光法を使用して試験ＡＣ信号と応答ＡＣ信号とを比較するように構成された比較器と、１回以上の測定の結果を記憶および分析することを管理し、障害の検出の結果とＤＣシステムにおける障害の場所とを出力する中央処理装置とを備え得る。

複数のＤＣ源を有するＤＣシステムにおける障害または障害の障害検出および標定は、電力システムを維持し、そのようなシステムを最適に動作させるための重要な技術である。しかしながら、ＤＣシステムは、組み立てられると、および動作中に、実際には複雑なシステムとなり得る。障害発見のタスクは複雑になりやすく、システム内の推定される障害およびそれらの標定は、実際の構成部品が発見および検査された際に、欠陥がないこと、または期待された場所には位置しないことが分かることがある。同様に、障害標定は、実際的には実現不可能である場合には、非常に時間を要するものとなり、各源が個々に試験される場合には、不可能であることまであり得る。

特に、ＤＣシステムは、設置中に、意図された設置内容から逸脱して設置されることがあり、障害が導入されることがある。同様に、ＤＣシステムは、考え得る障害の膨大な数の組み合わせにより、時間と共に損傷を受け、または劣化し得る。

ＤＣシステムは、光起電力（ＰＶ：Ｐｈｏｔｏ Ｖｏｌｔａｉｃ）システム、バッテリ・システム、燃料電池システム、またはこれらのハイブリッドであってもよく、複数の源が直列に構成されたことを特徴とする同様の構成であってもよい。

特許出願特許文献１は、概して、複数の太陽電池モジュールを備える太陽電池システム内の障害を診断するための方法を開示している。特許文献１の一部は、障害標定のための方法および障害タイプを決定することも開示している。しかしながら、この障害標定手順は、ＤＣ ＢＩＡＳを含む付加的なセットアップの使用を必要とする。また、この方法は、異なる領域における測定（時間領域反射測定法）の分析を必要とし、これは、この手順に対して複雑さを加える。

特許出願特許文献１を含む先行技術は、個々に構成または適用される必要があるシステ
ムまたは方法の使用を提案することによって、さらなる面においても限定される。したがって、個々の障害は検出および標定され得るが、測定を達成するためには、異なる装置または方法が接続され、切断され、または再構成されなければならない。したがって、検出および標定を簡単にすることができ、併用評価を可能にすることによって検出および標定を改善することまでもできる、より統合された装置または手順が必要である。このため、多数の異なる、ただし、先験的には知られていないが検出可能である障害を捉えるための単一のデバイスまたはアプローチが望まれる。

国際公開第２０１２／１５２２８４号

本開示の一目的は、先行技術における欠点を克服することである。さらなる目的は障害検出および標定の特徴を開示することである。それらは、電力システムが複雑さを有し得、障害に電力システムが曝され得る現実世界の状況において重要である。この障害は、発見された場合には後知恵により導かれ得るが、先験的に知られていない場合には、モデルの選択を含めて、堅固な方法または適当な機器なしには発見することが非常に困難である。

先行技術は、単純な研究室環境における人工的な障害についてのインピーダンス測定の使用を開示しているが、現場において使用可能であり、作用する実際的な解決策が必要である。

先行技術は、特定の障害を識別することに焦点を当てており、そのための方法およびシステムを提供している。しかしながら、障害検出および障害標定は、複数の障害を区別するのに少なくとも十分な、信頼できる結果を提供することができる方法およびシステムによって、実際には改善され得る。

本発明の一目的は、複数の直列に接続されたＤＣ源を備えるＤＣシステムにおける障害の障害検出および標定の方法によって達成される。本方法は、試験装置をＤＣシステムの１つ以上の端子に対しておよびＤＣシステム接地に対して接続する工程を備え得る。

本方法は、試験ＡＣ信号をＤＣシステムの１つ以上の端子に対して印加する工程、いずれか１つの端子だけにおいて、および／またはＤＣシステム接地において、試験ＡＣ信号に対する応答ＡＣ信号を検出する工程、ならびに障害とＤＣシステムにおける障害の場所とを検出するために、応答ＡＣ信号を試験ＡＣ信号と比較する工程の１回以上の反復を包含する。

それによって、堅固な手順および信頼できる手順が開示される。
接地障害が存在しない場合、先行技術のＬＣＲメータは、アノードまたはカソードに対しておよび接地端子に対して安全に接続され得る。しかしながら、そのような仮定または接地障害の除去は、障害検出を複雑にし、阻害する。これは、適切である。なぜなら、大抵のＤＵＴ（被試験デバイス）は、診断動作またはサービス動作が実行される前に、何らかの欠陥のある振る舞いを示しているからである。開示される手順を適用することによって、接地障害は、系統的に対処されており、実際の障害は、実地のケースにおいて定期的に確実に検出され、位置を突き止められている。

接地障害が存在する場合、先行技術タイプに係る試験装置およびその使用には、一般に、曖昧な結果をもたらすリスク、破壊されるリスク、および操作者をリスクに曝すことまでもあり得る。

この手順は、単純に見えるかもしれないが、確実な、または過去に知られていた方法よりも少なくとも良好な、障害およびそれらの場所についての結果を提供することによって、誤りおよび誤検出を「十分に」除去するためには、全ての工程において入念な使用が必要とされる。

このため、開示される方法を適用することは、全体として、複数の障害が区別され、それらの場所が決定され得る品質の結果をもたらす。
代替案は、各ＤＣ源を個々に検査すること、または誤検出もしくは単純に不明確な結果を入手することであることが留意されなければならない。ＤＣシステム、例えば、ＰＶアレイまたはＰＶストリングにおいては、太陽ＰＶ電池の数百個または数千個もの個々の源が存在し得る。おそらく数十個の源に対するタスクを低減する、信頼できる結果を入手することは、重要な成果である。当業者は、述べられた方法が拡張可能であり、ＤＵＴとして試験下にあるＤＣシステムの部分、下位部分等に対して適用され得ることを認識するであろう。

そうすることによって、本手順が障害の信頼できる検出および標定をもたらすことが示された。障害の検出および標定は、その他の手順で行うよりも正確かつ簡単であることを示した。

本方法の一態様によれば、比較する工程は、インピーダンス分光法の使用を伴う。
インピーダンス分光法を行うために、検出する工程は、インピーダンス分光法に適した測定を行うことを伴う。このような測定は、インピーダンス測定と称され得、これは、十分に高速なアナログ／デジタル・サンプラを使用することによって行われ得る。

これは、１回以上の測定の結果を記憶および分析することを管理する中央処理装置（ＣＰＵ）などのプロセッサによって行われ得る。
実際には、障害検出および位置決めは、１つよりも多くの測定構成を伴い得る。

インピーダンス分光法は、信号処理、データ分析および数学モデリングの工程を包含するものとして理解され、インピーダンス分光法は、特許文献１において開示されるように行われてもよく、特許文献１の内容の全ては、本願明細書に援用される。

本方法は、１つまたは複数の構成に対して１つまたは複数の測定を行う反復工程を伴い得る。このような方法は、複数の構成に対する複数の測定を伴い得る。
開示される方法は、インピーダンス・スペクトル全体の測定を伴ってもよく、すなわち、単一周波数における単なるインピーダンス測定ではない。

インピーダンスを測定する際に、スペクトル全体が記録される場合、比較または分析は、インピーダンスのより正確なまたは信頼できる（アーチファクトおよび系統的な影響による影響がより少ない）決定に起因して、より正確なものとなる。

これは、記録されたデータが認証され、それによって、測定の精度を高めることを可能にする。必要な測定が実行されている間に、何かがインピーダンスに対して系統的に影響を及ぼしている場合、標定の正確さは、悪影響を受け得る。標定に関する正確さは、本システムの必須の特徴であり、したがって、本方法は、これを確保するための重要な手法を提供する。

ＡＣ周波数のスペクトル全体が記録される場合、インピーダンス測定が機器アーチファクト、雑音または時間依存の現象などの誤りによって影響を受けたかを検討するために、クラマース・クローニッヒの関係式が適用され得る。クラマース・クローニッヒの数学的な関係式は、単なる単一の周波数における測定の分析については有意義ではない。

本方法の一態様によれば、接続する工程は、ＤＣシステムに対して負荷を印加することを伴う。
本方法の一態様によれば、負荷は、弱い負荷である。

弱い負荷は、「非破壊的な負荷」となるように上限を有してもよく、（試験下の）ＤＣシステムを特徴付けた結果として得られてもよい。
これに限定されないが、負荷または弱い負荷を有する利点を例証するために、ＰＶストリングにおいてインピーダンス分光法を使用して、バイパス・ダイオード（ＢＰＤ）の正確な機能性を検出する場合がある。部分的な覆いが障害となる、このような場合においては、ＰＶストリングの端子から小さなＤＣ電流が引き出されることが重要である。この電流は、覆われているＰＶ電池を保護するＢＰＤを完全にオンにするのに十分な大きさになるべきである。典型的には、１０ｍＡ〜１００ｍＡの範囲の電流が使用される。この電流はまた、ＢＰＤをオンにするために、覆われたＰＶ電池の間で十分なＤＣ電圧低下が生じるほどの大きさになるべきである。

１０ｍＡ〜１００ｍＡの範囲は、非排他的な範囲（例えば、ＰＶシステムについての）であり、標準的な試験装置は、弱い負荷から結果として得られる電流を反映し得る。
ここで、暗い状況下の個々のＰＶ電池の抵抗は、重要なパラメータとなる。健全な電池の場合、この抵抗は、数十オームよりも大きいが、これは、例えば、電位誘起劣化または熱誘起劣化（それぞれ、ＰＩＤ（ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｉｎｄｕｃｅｄ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ）およびＴＩＤ（ｔｈｅｒｍａｌｌｙ ｉｎｄｕｃｅｄ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ））に起因して、時間の経過と共に低くなり得る値であり、電池温度にも依存する。

したがって、電池の任意の覆われたストリングの間の電圧がその関連付けられたＢＰＤをオンにするのに十分なほど大きいことを確保することについて、弱い負荷によって引き出されるＤＣ電流が十分に大きいかを確認することは、有利である。これは、日光状況下で、完全に覆われたＰＶパネルにおける既知の数のＰＶ電池を用いて、ＰＶストリングの無負荷のインピーダンスを測定することによって行われ得る。ここで、数年にわたって経年劣化に曝されたシステムにおいては、電池ごとに大きな変化が存在し得ることに留意することも重要である。ここで、いくつかの電池における半導体バリアが照度に関わらずショートとして基本的に機能して完全に破壊され得ることが、しばしば見られる。したがって、覆われた電池のインピーダンスを推定する際、著しい数の電池（例えば、１００個〜１０００個の電池システムにおける、例えば、２０個〜５０個以上の電池）を覆うことは有利であり、その結果、電池ごとの、結果として測定されるインピーダンスは、モジュールのストリング全体における平均電池インピーダンスを表す。

したがって、バイパス・ダイオードを完全にオンにするのに十分な負荷という意味での負荷または弱い負荷を有することは、欠陥のあるＢＰＤの信頼できる検出を可能にすることが分かった。

これは、同様の特性を有する任意の同様の半導体または個別部品に対して適用可能となるように一般化され得る。
さらなる態様によれば、本方法は、ＤＣシステムを特徴付ける工程と、ＤＣシステムを特徴付けた結果に基づいて負荷を決定する工程とを備え、この決定された負荷は、使用時
に非破壊的である。

それによって、所望の効果を誘起するほど十分に大きいと同時に、測定に誤り（アーチファクトを含む）を導入しないほど十分に小さい適切な負荷を決定する工程。
さらなる態様によれば、本方法は、直列に接続されたＤＣ源のうちの１つ以上を停止させる工程を備える。

考慮された手順および方法は、障害の位置を突き止める効率的な手法を可能にすることを示した。
一実施形態において、工程は、源を停止させる反復を行う前に、一定の既知の障害が検出可能または区別可能となるまで、手順を調整することであってもよい。

停止させることは、システムのセクションが診断され得るように、分割統治方式で行われてもよい。
「分割統治」方式とは、ストリング／サブストリングを「再帰的に」サブ分割することによって、ストリングをＮ個の要素を用いて分類する手順またはアルゴリズムと理解される。このようなアプローチは、Ｌｏｇ（Ｎ）ステップを必要とする障害の標定を行う複雑さを低減し、これは、Ｎステップを要し得る「線形」探索よりも効率的である。

さらなる態様によれば、接続する工程は、試験装置とＤＣシステムとの間の容量結合の使用を伴う。
ＤＣシステムのインピーダンスを求めるためには、結合またはインタフェースからの測定されたインピーダンスに対する寄与が、理解され、考慮され、または除外もしくは除去までもされなければならないことが分かった。

さらなる態様によれば、試験ＡＣ信号は、数Ｈｚから数ＭＨｚまでの範囲の周波数を有する。さらなる態様によれば、試験ＡＣ信号は、掃引周波数である。
さらなる態様によれば、反復は、試験装置によって、周期的なスロットまたは同期された時間スロットにおいて自動的に行われる。

これは、試験が１人の人物によって行われることを可能にする。一実施形態において、時間スロットは、検査者によって遠隔制御されてもよい。別の実施形態において、時間スロットは、予め定められ、一覧にされており、操作者に対して利用可能にされる。代替的に、試験は、トリガー構成によって行われる。

さらなる態様によれば、ＤＣシステムはＰＶシステムであり、ＤＣ源はＰＶユニットであり、単一のＰＶユニットを停止させる工程は、ＰＶユニットからの光を遮断する工程を備える。

一実施形態において、直列に接続された源は、ソーラ・パネルである。ここで、電力生成の遮断は、ソーラ・パネル１つずつに対して覆いを配置することによって行われ得る。毎回、新たなインピーダンス測定が行われる。モジュール（例えば、ダイオードに欠陥がある）を陰にすることは、インピーダンス分光法結果において非常に明確に示されるであろう。したがって、各パネルについて、そのパネルを陰にすること、インピーダンス試験を行うこと、および、次のパネルへと続けることが可能である。このようにして、直列に接続されたソーラ・パネルのいくつかのストリングをおそらく備えるかなり大きなシステムが、迅速に試験され得る。覆いは、１〜５ｋｇの小さい重量を有する平坦なパネルであってもよい。覆いは、屋根に配置されたパネルを１つずつ陰で覆うことが地上から可能であるように、伸縮自在の構造上に配置されてもよい。

ある特定の目的は、障害の検出および標定が半導体障害についてのものである、開示された方法を使用することによって達成される。欠陥のある半導体は、欠陥のあるダイオードであってもよく、この欠陥のあるダイオードは、ＢＰＤタイプであってもよい。

ＢＰＤは、ＰＶシステムにおける必須の安全構成である。ＢＰＤがアクティブではない場合、パネルにおける個々の電池は、電力を浪費し始め得る。これは、電池の間の電圧が反転される場合に起こり、これは、覆うことまたは他の現象によって引き起こされ得る。欠陥のあるＢＰＤを見つけ出すことによって、生成量の低下および火災の危険を防止することが可能になる。

ある特定の目的は、障害の検出および標定が接続障害についてのものである、開示された方法を使用することによって達成される。接続障害は、切断またはスイッチ障害もしくはスイッチング障害であり得る。接続障害は、腐食したコネクタまたはジャンクション・ボックス・アセンブリに起因し得る。

切断障害を見つけることは非常に適切である。なぜなら、そのような障害によって、生成を全体的になくしてしまうからである。したがって、明確な切断は、サービスおよびメンテナンスに関して、考え得る最も高い優先度を有するタイプの障害である。切断の標定は、サービス・プロセスを加速させ、したがって、システム経済をサポートするために必須である。

ある特定の目的は、障害の検出および標定が接地障害またはアース障害についてのものである、開示された方法を使用することによって達成される。
接地障害は、ＰＶシステムにおける災害の本質的な源であり、これらは、回避されなければならない。しばしば、回路安全装置が、地絡障害の場合にアクティブ化され、これは、その障害が修理されるまで、生成が停止されることを意味する。地絡障害は、本質的に位置を突き止めることが困難であり、パネルに接近可能である場合に、地絡障害が裸眼で見られ得ることはめったにない。

ある特定の目的は、ＤＣシステムの全ての接続された端子の間の電圧測定（Ｖ_＋、Ｖ₋、Ｖ_Ｇ）を行うため、および組み合わせるために端子を接続する工程と、インピーダンス分光法測定の工程によってそれらの測定値を比較する工程とを使用することによって達成される。

これによって、ＰＶシステムであり得る所与のシステムにおける分布性の接地漏洩を評価することが可能である。さらに、漏洩が１つ、すなわち、単一の漏洩チャネルによって支配されているか否かを判定するための機能または方策を確立することも可能である。当業者には、そのような機能または方策を確立して、より孤立性（ｓｉｎｇｌｅ ｎａｔｕｒｅ）の漏洩とより分布性の漏洩とを区別することが可能となる。

ある特定の目的は、正端子と負端子との間に配置された個々に構成可能な抵抗器（例えば、Ｒ_１およびＲ_２）を使用して電圧測定（Ｖ_＋、Ｖ₋、Ｖ_Ｇ）を行う工程を使用することによってさらに展開され得、これらの間には、機器接地に対する試験抵抗器、例えば、Ｒ_ＴＥＳＴがある。

構成可能な抵抗器Ｒ_１、Ｒ_２は、自動的に変更までもされ得る。
したがって、障害の検出および標定が複数の個々のＤＣ源にわたって端子を接続する工程と、個々の電圧測定（Ｖ_＋、Ｖ₋、Ｖ_Ｇ）を組み合わせる工程とを備える、開示された方法を使用することによって、障害の場所が確立され得る。

本発明の一目的は、複数の直列に接続されたＤＣ源を備えるＤＣシステムにおける障害を検出するために構成された障害検出および標定装置によって達成される。このような障害検出および標定装置または試験装置は、装置をＤＣシステムの１つ以上の端子に対しておよびＤＣシステム接地に対して接続するように構成されたコネクタと、試験ＡＣ信号を生成するように構成され、試験ＡＣ信号をコネクタに対して印加するように構成されたＡＣ源と、印加された試験ＡＣ信号に対する応答ＡＣ信号を検出するように構成された検出器と、インピーダンス分光法を用いて試験ＡＣ信号と応答ＡＣ信号とを比較し、障害の検出の結果とＤＣシステムにおける障害の場所とを出力するように構成された比較器とを含み得る。

検出器は、インピーダンスを測定するための手段を含んでもよく、この手段は、十分に高速なアナログ／デジタル・サンプラであってもよい。
本システムは、１回以上の測定の結果を記憶および分析することを管理する中央処理装置（ＣＰＵ）などのプロセッサを備え得る。

本システムは、１つよりも多くの測定構成を伴う障害検出および位置決めを実行するようにも構成され得る。
本システムは、インピーダンス分光法を行うように構成されてもよく、これは、信号処理、データ分析および数学モデリングのために構成された手段を包含するものとして理解される。

インピーダンス分光法は、特許文献１において開示されるように構成されてもよく、特許文献１の内容の全ては、本願明細書に援用される。
一態様によれば、障害検出および標定装置は、負荷を用いてさらに構成され得る。負荷は、弱い負荷であってもよい。負荷は、ＤＣシステムを特徴付けた結果として得られる非破壊的な負荷であってもよい。

一態様によれば、障害検出および標定装置は、試験ＡＣ信号を印加するためのおよび応答ＡＣ信号を受信するためのマルチプレクサ構成において、１つ以上のスイッチを有する電子インタフェースを用いてさらに構成され得る。

一態様によれば、障害検出および標定装置は、全ての端子を切断するように構成されたスイッチと、試験ＡＣ信号の源、検出器をセルフテストし、および／または比較器をセルフテストするように構成された装置とを用いてさらに構成され得る。

一態様によれば、障害検出および標定装置は、端子の容量結合タイプの結合をＤＣシステムに対して提供する結合コンデンサを備えるコネクタを用いてさらに構成され得る。
当業者は、開示される方法によって必要とされる機能性の観点から、障害検出および標定装置の要件を認識し、それによって、障害検出および標定装置を適宜構成するであろう。

さらに、一実施形態において、本装置は、バッテリ式の可動式インピーダンス測定装置であってもよく、行われる方法は、そのような可動式装置を使用していてもよい。
インピーダンス試験は、本装置と電圧グリッドとの間でエネルギーが交換される場合、そのグリッド（例えば、５０Ｈｚおよび５０Ｈｚの高調波）からの雑音によって阻害され得る周波数ウィンドウにおいて実行され得る。

こうした理由から、本装置は、バッテリ電圧サプライまたは燃料電池によって有利に電力供給され得る。これは、本装置を可動式にすることも可能にしつつ、グリッド雑音に関する全ての問題を低減し、または解決までもする。これは、高い実際的な関連性を有する
。なぜなら、ＤＣ発電機は、例えば屋根および地方などに、非常に分散的に配置される傾向があるからである。したがって、バッテリ式のインピーダンス測定装置は、単一の人物のみで運ぶことができるという事実に起因して実地における雑音のない測定を可能にするという点において、非常に実際的となる。

１つの実施形態において、本装置は、遠隔制御ユニットを介した無線通信に基づいて、マン・マシン・インタフェース、すなわち、「ＭＭＩ」を用いて構成されてもよく、遠隔制御装置は、本装置の性能を最適化するために、データが記憶され、再送信され、適用されるべく、一体化された有意なメモリを有し得る。

本装置は、ローカル・エリア・ネットワークまたはインターネットなどのネットワークに対して接続するように適合され得る。本装置は、ネットワークを介してデータを送信し、サーバを介してデータを配信するようにさらに適合され得る。本装置は、専用コントローラとしての、またはスマートフォン、タブレットもしくはポータブル・コンピューティング・デバイスなどのハンドヘルド・デバイス上のアプレット（ａｐｐ）としての、遠隔制御装置による動作のために適合され得る。

一目的は、複数の直列に接続されたＤＣ源を備えるＤＣシステムにおける障害の検出および標定のための障害検出および標定装置であって、
− 装置をＤＣシステムの少なくとも１つの正端子および１つの負端子に対して、およびＤＣシステム接地（１６）に対して接続するように構成されたコネクタと、
− ＡＣ試験信号を生成するように構成され、ＡＣ試験信号をコネクタに対して印加するように構成されたＡＣ源と、
− 印加された試験信号に対する応答ＡＣ試験信号を検出するように構成された検出器と、
− 応答試験信号と試験信号（２２）とを比較し、障害の検出の結果とＤＣシステムにおける障害の場所とを出力するように構成された比較器と、
− 試験信号を印加するためのおよび端子のうちの２つ以上についての全ての順列から応答ＡＣ試験信号を受信するためのマルチプレクサ構成において、１つ以上のスイッチを有する電子インタフェースと、
を備える、障害検出および標定装置によって達成される。

それによって、本装置は、単一のデバイスとして、多数の障害検出および標定を行うことが可能である。なぜなら、電子インタフェースは、重要な解決策、実世界の障害検出および特徴付けを提供するからである。本装置は、多数の異なる、ただし、先験的には知られていないが検出可能である障害を捉えるために必要とされる試験方法間で簡単に切り替えることが可能である。それらの障害は、構成、異なる分析方法または手順を必要とし得るが、インタフェースによって、そのような構成、方法または手順が正確に、またはより効果的に適用されることが可能となる。

インタフェースは、別個のユニットであっても、または接続と一体化されていてもよい。
特に、機器と被試験デバイス（ＤＵＴ）の正端子（ＤＵＴ＋）および負端子（ＤＵＴ−）との間、ならびに機器とその接地基準（ＤＵＴ＿ＧＮＤ）との間の接続のための３つの接続端子が存在し得る。手動の支援なしにＤＵＴの３つの接続された端子のうちの２つの間での一連のインピーダンス測定を可能にするためのマルチプレクサ構成において配置された、いくつかの電子スイッチまたは機械スイッチが存在し得る。これは、下記の３つの測定順列、すなわち、第１に、ＤＵＴ＋とＤＵＴ−との間、第２に、ＤＵＴ＋とＤＵＴ＿ＧＮＤとの間、第３に、ＤＵＴ−とＤＵＴ＿ＧＮＤとの間が、マルチプレクサ電子機器を通じて利用可能となるべきであることを可能にする。

さらに、マルチプレクサは、正確な機器ＨＷおよびＳＷを確認するために、セルフテスト手順の実行を可能にするべく、ＤＵＴ端子からの測定電子機器の完全な切断を可能にする。

さらに、ＡＣ結合コンデンサおよび他の構成要素は、インピーダンス分光法回路からの印加されたＡＣ信号の観点からの小さな結合インピーダンスを確保し、＋／−１０００Ｖの範囲にある一般に高いＤＵＴ端子電圧、ならびに結合コンデンサを充電および放電させる過渡電流に対して同じ回路を遮蔽する。

ＤＵＴ端子と機器接地との間に取り付けられる、１００ｋＯｈｍ〜１０ＭＯｈｍの範囲で、または数ＭＯｈｍのオーダで構成可能であり得る独立して構成可能な抵抗器と、これらの抵抗器の間のＤＣ電圧の測定のための回路とが存在し得る。

ＤＵＴ＋端子およびＤＵＴ−端子を跨いで構成可能な抵抗負荷が存在してもよく、抵抗器は、０．１Ｏｈｍから１ＭＯｈｍの範囲で構成可能であってもよい。
次いで、本装置は、機器に対して取り付けられた３ポート・デバイスの任意の２つの端子間のインピーダンスの自動測定のために構成され得る。同じ２つの端子の間のＤＣ電圧が＋／−１０００Ｖの範囲であり得る、機器に対して取り付けられた３ポート・デバイスの任意の２つの端子間のインピーダンスのそのような自動測定。

本装置は、ＤＵＴ＋端子とＤＵＴ−端子との間のインピーダンスの測定を、それらの端子に対して取り付けられた機器の内部の構成可能なＤＣ負荷を用いて行うことも可能にする。

本装置は、全てのＤＵＴ端子上のＤＣ電圧の機器接地に対する測定も可能にする。
本装置は、全てのＤＵＴ端子上のＤＣ電圧の機器接地に対する測定も可能にし得、ここで、測定は、機器端子と機器接地との間に配置される独立して構成可能な抵抗負荷を跨いで実行される。

本装置は、全てのＤＵＴ端子のＤＣ電圧の機器接地に対する測定も可能にし得、ここで、測定は、機器端子と機器接地との間に配置される独立して構成可能な抵抗負荷を跨いで実行され、これらの測定値は、同じ抵抗負荷の２つ以上の異なる構成について収集され、その後、複数のＤＵＴ端子間の抵抗漏洩を求めるために分析される。

本装置は、全てのＤＵＴ端子上のＤＣ電圧の機器接地に対する測定も可能にし得、ここで、測定は、機器端子と機器接地との間に配置される独立して構成可能な抵抗負荷を跨いで実行され、これらの測定値は、同じ抵抗負荷の２つ以上の異なる構成について収集され、その後、複数のＤＵＴ端子間の抵抗漏洩を求めるために分析される。特に、ＤＵＴが、ＰＶシステムであり、興味のある漏洩抵抗が、システム接地に対する絶縁抵抗である場合。

本装置は、全てのＤＵＴ端子のＤＣ電圧の機器接地に対する複数の測定も可能にし得、ここで、測定は、機器端子と機器接地との間に配置される独立して構成可能な抵抗負荷を跨いで実行され、これらの測定値は、同じ抵抗負荷の２つ以上の異なる構成について収集され、その後、複数のＤＵＴ端子間の抵抗漏洩を求めるために分析される。特に、ＤＵＴが、ＰＶシステムであり、漏洩抵抗が、絶縁抵抗である場合。絶縁抵抗があまりにも低すぎる（典型的には、１ＭＯｈｍ未満）と分かった場合、および漏洩をＰＶシステム内の単一の場所に位置決めするために分析が実行される場合。

本装置は、全てのＤＵＴ端子のＤＣ電圧の機器接地に対する測定も可能にし得、ここで、測定は、機器端子と機器接地との間に配置される独立して構成可能な抵抗負荷を跨いで、ＤＵＴ＋端子とＤＵＴ−端子との間に取り付けられた機器の内部の構成可能なＤＣ負荷を用いて実行される。

本装置は、全てのＤＵＴ端子上のＤＣ電圧の機器接地に対する測定も可能にし得、ここで、測定は、機器端子と機器接地との間に配置される独立して構成可能な抵抗負荷を跨いで、ＤＵＴ＋端子とＤＵＴ−端子との間に取り付けられた機器の内部の構成可能なＤＣ負荷を用いて、ＤＵＴについてのＩＶ曲線上のいくつかのポイントを収集する目的で、実行される。

本装置は、ＤＵＴ＋端子とＤＵＴ−端子との間のインピーダンスと、ＤＵＴ＋端子とＤＵＴ−端子との間に取り付けられた機器の内部の構成可能なＤＣ負荷を有する全てのＤＵＴ端子上のＤＣ電圧との組み合わせられた測定も可能にし得、ここで、負荷は、「弱い」とみなされ、この負荷は、引き出されている電流の０〜１００ｍＡの範囲であり得る。

本装置は、ＤＵＴ＋端子とＤＵＴ−端子との間のインピーダンスと、ＤＵＴ＋端子とＤＵＴ−端子との間に取り付けられた機器の内部の構成可能なＤＣ負荷を有する全てのＤＵＴ端子上のＤＣ電圧との組み合わせられた測定も可能にし得、ここで、負荷は、「弱い」とみなされ、この負荷は、引き出されている電流の０〜１００ｍＡの範囲であってもよく、その目的は、ＰＶモジュールの正確な機能性をチェックすることである。

したがって、本装置は、多数の測定のために使用され得、これらの測定は、個々に、または組み合わせにおいて、障害検出および標定を可能にする。
一態様において、障害検出および標定装置は、ＤＣ試験信号を生成するように構成され、ＤＣ試験信号をコネクタに対して印加するように構成されたＤＣ源を備える。

このＤＣ源は、本装置または本装置内部のユニットの一体化された部分であってもよく、ＤＣ試験信号をＤＵＴに対して提供するように構成されてもよく、このＤＵＴは、直列に接続されたＤＣ源であってもよい。

これは、ＤＵＴ上で電圧が利用可能ではない状況、または不十分な電圧が利用可能である状況における検出を可能にする。
一態様において、検出および標定装置の電子インタフェース（２１２）は、全ての端子を切断することができるように構成されており、本装置は、試験信号のＡＣ源、ＤＣ源もしくは両方、検出器をセルフテストし、および／または比較器をセルフテストするように構成され得る。

検出および標定の一態様において、本装置は、端子（１４＋、１４−、１６）の容量結合４０タイプの結合をＤＣシステムに対して提供する結合コンデンサをさらに備える。
検出および標定の一態様において、電子インタフェースは、機器接地と正端子および負端子との間にそれぞれ位置付けられる個々に構成可能な抵抗器（Ｒ_１、Ｒ_２）を備える。さらに、試験抵抗器（Ｒ_ＴＥＳＴ）が、機器接地とシステム接地端子との間に配置される。

この特定の構成は、漏洩の分布特性に関する評価を可能にし、より局所的な検出を可能にする、標定および適当なさらなる評価を導くために、または障害およびその標定を選び出すために使用され得る。

検出および標定装置の一態様において、少なくとも構成可能な抵抗器（Ｒ_１、Ｒ_２）は
、可変であり、随意では、自動的に可変である。
これは、検出をさらに容易にし、検出の精緻化、またはＤＵＴの特定の構成に基づいた過去の評価の再利用を可能にする。

検出および標定装置の一態様において、比較器は、インピーダンス分光法（１４２）を用いて応答信号（２４）と試験信号（２２）とを比較するように構成される。
これは、本願明細書に援用される特許文献１または本文書のいずれかにおいて開示されるインピーダンス分光法の使用に基づいた検出または標定の利点を可能にする。

検出および標定の一態様において、本装置は、
− 接地障害（Ｒ_ＩＳＯ１、Ｒ_ＩＳＯ２、．．．Ｒ_{ＩＳＯＮ＋１}）の分布性を機能によって推定するために、構成可能な抵抗器（Ｒ１、Ｒ２）と試験抵抗器（Ｒ_ＴＥＳＴ）との値の２つ以上のセットを使用して、接地への総漏洩、すなわち、Ｒ_ＩＳＯの推定値を確立することによって、接地への漏洩の分布性に関する第１の評価を行い、条件に応じて、
− 直列に接続されたＤＣ源（１２）のストリングを分割する第１の電圧（Ｖ_１）および第２の電圧（Ｖ_２）に関する第２の評価を行い、
且つ支配的な接地障害（Ｒ_ＩＳＯ）の場所を選び出すように構成される。

その結果、当業者は、必要とされる機能を実装すること、および評価手順全体を通じて導かれることが可能になる。
第１に、評価は、複数の直列に接続された個々のＤＣ源を備えるＤＣシステム源などのＤＵＴの陽極および陰極における機器／装置接地電位を基準とした電圧の測定、およびＤＣシステム接地基準の測定であってもよい。

これらの電圧は、可変の抵抗器Ｒ_１／Ｒ_２およびＲ_ＴＥＳＴの２つ以上の異なる構成において測定され得、且つ第１に、ＤＣシステム源の総接地絶縁抵抗（Ｒ_ＩＳＯ）を算出し、条件に応じて、第２の評価を行うために使用され得る。

したがって、第１に、その評価は、総Ｒ_ＩＳＯの推定値をもたらし得る。この推定値が、一定の値未満である場合、この条件で第２の評価を行うことは意味をなし得る。典型的なＰＶ設置の場合、１ＭＯｈｍよりも小さいＲ_ＩＳＯ値は、第２の評価を行うための条件となり得る。

第２に、評価は、複数のＤＣ源の間の第１の電圧（Ｖ１）、および複数の直列に接続されたＤＣ源（１２）のうちの残りのＤＣ源の間の第２の電圧（Ｖ２）の算出のためのこれらの電圧の分析であり得、したがって、支配的な接地障害（Ｒ_ＩＳＯ）の場所を選び出すことであり得る。

障害の分布は、等しく重要な障害の「平坦な」分布であってもよく、または、この分布は、より局所化された分布を示すように「ピークに達し」てもよい。
同様に、当業者は、第２の評価を開始するために、必要とされる条件を実装することが可能である。

一目的は、複数の直列に接続されたＤＣ源を備えるＤＣシステムにおける障害の障害検出および標定の方法であって、
ａ）試験装置をＤＣシステムの少なくとも１つの正端子および１つの負端子に対して、およびＤＣシステム接地に対して接続する工程と、
以下の工程、すなわち、
ｂ）試験ＡＣ信号をＤＣシステムの１つ以上の正端子または負端子に対して印加する工程、
ｃ）正端子および負端子のいずれか１つだけまたは両方において、および／またはＤＣシステム接地において、試験ＡＣ信号に対する応答ＡＣ信号を検出する工程、および
ｄ）障害とＤＣシステムにおける障害の場所とを検出するために、応答ＡＣ信号を試験ＡＣ信号と比較する工程
の１回以上の反復と、
を備える、障害検出および標定の方法によっても達成され得る。

障害検出および標定の方法の特定の態様において、試験信号を印加するためのおよび端子のうちの２つ以上についての全ての順列から応答試験信号を受信するためのマルチプレクサ構成において、１つ以上のスイッチを使用して端子のうちの２つ以上を接続する工程が存在する。

障害検出および標定の方法は、機器接地と正端子および負端子との間に位置付けられる個々に構成可能な抵抗器（Ｒ_１、Ｒ_２）を備る電子インタフェースを使用して、総漏洩Ｒｉｓｏを推定する工程によって展開され得、試験抵抗器（Ｒ_ＴＥＳＴ）が、機器接地とシステム接地端子との間に配置される。

特に、
− 接地障害（Ｒ_ＩＳＯ１、Ｒ_ＩＳＯ２、．．．Ｒ_{ＩＳＯＮ＋１}）の分布性を機能によって推定するために、構成可能な抵抗器（Ｒ１、Ｒ２）と試験抵抗器（Ｒ_ＴＥＳＴ）との値の２つ以上のセットを使用して、接地への総漏洩（Ｒ_ＩＳＯ）の推定値を確立することによって、接地への漏洩の分布性に関する第１の評価を行う工程と、条件に応じて、
− 支配的な接地障害（Ｒ_ＩＳＯ）の場所を選び出すために、直列に接続されたＤＣ源のストリングを分割する第１の電圧（Ｖ_１）および第２の電圧（Ｖ_２）に関する第２の評価を行う工程と、
が存在してもよい。

したがって、本方法、または本装置は、一般に、接地への漏洩が正常であるか、次いで、「等しく」または「均一に」分布されているか否かを評価することが可能であり得る。これは、当業者によって知られている代数方程式によって総Ｒ_ＩＳＯの推定値をもたらす、Ｒ_１、Ｒ_２およびＲ_ＴＥＳＴの異なる値を用いた２つのセットの測定を行うことによって得られる。この推定された総Ｒ_ＩＳＯが、「正常」、すなわち常に存在する小さな漏洩に起因して期待通りである場合、評価は停止し、支配的な漏洩が存在しないことを示し得る。

総Ｒ_ＩＳＯが、期待されたよりも「小さい」場合、その漏洩は、支配的な漏洩または接地障害に起因し得る。総Ｒ_ＩＳＯを推定するために使用される同じ方法も第１の電圧Ｖ_１および第２の電圧Ｖ_２をもたらすので、支配的な漏洩または接地障害が実在することを条件に、Ｖ_１およびＶ_２はストリングを分割し、したがって、漏洩の場所が求められ得る。例えば、Ｖ_１とＶ_２とが等しい場合、および第１の評価が均質な漏洩を示す場合、障害は、ストリングの中央に位置する。当業者は、接地障害の場所を少なくとも推定または改善することが可能となり得、相違または小さい不均質な漏洩を認識し、それらを修正するであろう。

本発明は、図面を参照しつつ、例として説明されるにすぎない。

複数のＤＣ源を有するＤＣシステムの障害検出および標定の工程を例示する図。 ＤＣ源を停止するさらなる工程を例示する図。 障害検出および標定のための装置、ならびに障害検出および標定の方法が適用される、例示的な状況を示す図。 ＢＰＤ障害を検出して位置を突き止めるためのＰＶモジュールの個々の停止を伴う、障害検出および標定のための装置、ならびに障害検出および標定の方法が適用される、例示的な状況を示す図。 接続障害を検出し、位置を突き止めるために、障害検出および標定のための装置、ならびに障害検出および標定の方法が適用される、例示的な状況を示す図。 接地障害を検出し、位置を突き止めるために、障害検出および標定のための装置、ならびに障害検出および標定の方法が適用される、例示的な状況を示す図。 開示される方法およびシステムの例示的な使用法を示す図。 開示される方法およびシステムの例示的な使用法を示す図。 開示される方法およびシステムの例示的な使用法を示す図。 障害の分布を評価するために複数の電圧測定値を用いてセットアップされる接地障害標定方法および装置を例示する図。 障害を選び出すために複数の電圧測定値を用いてセットアップされる接地障害標定方法および装置を例示する図。

以下の文章では、図面が１枚ずつ記載されているので、それらの異なる図面では、それらの図面において異なって見られる部分および位置に同じ番号がつけられる。特定の図面において示される全ての部分および位置は、必ずしもその図面と共に議論されるとは限らない。

図１は、複数の直列に接続されたＤＣ源を備えるＤＣシステムにおける障害の障害検出および標定の工程１００を例示する。試験装置をＤＣシステムの１つ以上の端子に対しておよびＤＣシステム接地に対して接続する工程１１０が開示されている。

その後、試験ＡＣ信号をＤＣシステムの１つ以上の端子に対して印加する工程１２０と、いずれか１つの端子だけにおいて、および／またはＤＣシステム接地において、試験ＡＣ信号に対する応答ＡＣ信号２４を検出する工程１３０と、試験ＡＣ信号を応答ＡＣ信号と比較して、障害とＤＣシステムにおける障害の場所とを検出する工程１４０とが存在する。

前述の特徴は、下記の図面において例証されるであろう。
図２は、続いて、直列に接続されたＤＣ源のうちの１つ以上を停止するさらなる工程１５０を例示する。停止すること（１５０）とは、遮断すること、切断すること、スイッチを切ること、または、単一の源もしくはユニットが作用することを停止する任意の他の同様のアクションと理解される。

図３は、障害検出および標定の方法１００が使用され得る例示的な状況を示しており、使用され得る試験装置１０または障害検出および標定装置２００の考え得る実施形態を例示する。

複数の直列に接続されたＤＣ源１２を備えるＤＣシステム１０における障害の検出および標定のための障害検出および標定装置２００。ここでは、１２ｉ、．．．、１２ｉｖとして例示される。

障害検出および標定装置２００は、装置２００をＤＣシステム１０の１つ以上の端子１４に対しておよびＤＣシステム接地１６に対して接続するように構成されたコネクタ２１０を備える。

コネクタ２１０または接続は、容量結合４０タイプの結合であってもよい。
装置２００は、試験ＡＣ信号２２を生成するように構成され、試験ＡＣ信号２２をコネクタ２１０に対して印加するように構成されたＡＣ源２２０を備える。本装置は、印加された試験ＡＣ信号２２に対する応答ＡＣ信号２４を検出するように構成された検出器２３０を備える。これは、インピーダンス分光法１４２に適した測定値を提供するインピーダンス測定１３２を用いて実行され得る。

本装置は、インピーダンス分光法１４２を用いて試験ＡＣ信号２２と応答ＡＣ信号２４とを比較し、障害５の検出の結果とＤＣシステム１０におけるこの障害の場所６とを出力するように構成された比較器２４０を備える。

この特定の例は、ＤＣ源１２の健全で欠陥のないＤＣシステム１０を示す。各ＤＣ源１２は、ＢＰＤ５１により、および、システム接地に対する静電容量により保護され、静電容量は、異なるＤＣ源１２間でサイズがほとんど変わらないものと仮定される。

ＰＶモジュール（各々２５０Ｗｐまで出力する）の典型的な産業用ＰＶシステム１３の場合、この静電容量は、０．１〜１ｎＦのオーダである。
そのシステムは、その端子および接地が障害検出および標定装置２００に対して接続されている。

ＰＶパネルのストリングの測定の場合、装置２００は、典型的には、ＤＣ／ＡＣインバータが通常取り付けられる端子に対して接続される。
そのようなシステムにおいては、典型的には、数メートルのケーブル５７が存在しており、ケーブル５７は、障害５８が存在するかもしれず、または存在しないかもしれないことを示すために図示されるケーブル障害５８を経験し得る。ケーブル５７は、ＰＶモジュールのストリングの設置のために、コンバータの地下に配置されることが多い。

ケーブル５７は、典型的には１０〜１００ｐＦ／メートルの、計算の要素に入れられる必要がある接地に対する静電容量も有する。
ＢＰＤ５１ｉは、電力を生成しないＤＣ源１２（例えば、部分的に覆われるＰＶパネルのストリング）を保護するように機能する。

図４は、前図に続いて必要に応じて必須の符号を参照し、負荷３０または弱い負荷３２が、一連のＤＣ源１２の複数の端子１４を跨いで配置されて、例えば１０ｍＡ〜１００ｍＡにある小さな直流がシステムを通じて流れることを確保することを例示する。

負荷３０または弱い負荷３２は、システムの一体の部分であり得る。代替的に、負荷３０または弱い負荷３２は、１つまたは複数のインサートとして供給されてもよい。
結果として、ＢＰＤ５１の機能性は、一度に１つのＤＣ源１２を連続的に停止（１５０）、切断または遮断し、直列に接続されたＤＣ源１２ｉ、．．．１２ｉｖのシステムの複数の端子１４にわたる測定されたインピーダンスにおける変化を監視することによって、チェックされ得る。

インピーダンスにおける変化がほとんどない場合、または全くない場合、停止され、関連付けられたＢＰＤ５１ｉｖを通じて流れなければならない、ＤＣ源１２ｉｖにおける電流は、したがって、ＢＰＤ５１ｉｖをオンにし、停止された（１５０）ＤＣ源１２ｉｖの周りに低インピーダンス経路を作り出し、これは、この場合、ＰＶユニット１３ｉｖとなる。

ＤＣシステム１０が、複数のＰＶユニット１３または複数のＰＶパネル１３を備える場合において、単一のＤＣ源１２ｉを停止する工程１５０は、試験されている単一のＢＰＤ５１ｉに対して関連付けられたパネルまたはパネルの一部を覆うことによって行われ得る。

１つの構成において、各パネルは、そのセルを、各々がそれら自体のＢＰＤによって保護される３つのサブストリングに分割されてもよい。したがって、例示は、そのようなサブストリングを示しており、パネル全体を示しているわけではない。

図５は、図３に続いて、ＤＣ源１２のストリングにおけるシリアル切断５３連続切断を例示する。この接続において、切断５３は、ＤＣ源１２ｉｉとＤＣ源１２ｉｉｉとの間に存在する。

切断５３の位置を突き止める（６）ため、２つの測定が行われる。まず、正端子１４＋から接地１６へのインピーダンス測定値１３２が測定され、接地１６またはＧＮＤ１６に対する静電容量が求められる（Ｃ＋）。

次に、負端子１４から接地１６へのインピーダンスが求められ、同様に、Ｃ−が算出される。
ｎ１およびｎ２を、それぞれ図中の切断の上部および下部のモジュールもしくは源１２の数、または、それぞれ正端子１４＋と切断５３との間のモジュール１２の数および負端子１４−と切断との間のモジュール１２の数であるとする。Ｎをモジュールの総数であるとする。Ｃは、単一の源１２（例えば、ＰＶパネル）からのＧＮＤに対する静電容量であり、Ｃｃは、機器へ伸びるケーブルからの静電容量である。

この回路モデルを使用すると、下記の３つの方程式が組み立てられ得る。
Ｎ＝ｎ１＋ｎ２
Ｃ＋＝ｎ１×Ｃ＋Ｃｃ
Ｃ−＝ｎ２×Ｃ＋Ｃｃ
ケーブルからの静電容量（Ｃｃ）を検出し（１３０）、Ｃ＋とＣ−との両方がＣｃよりも大きく、そのため、切断５３は、ＤＣ源１２のストリングと試験装置２００との間のケーブル配線中のどこかには存在しないことが確認されると仮定すると、ｎ１がここで求められ得る。

ｎ１＝Ｎ×（Ｃ＋ − Ｃｃ）／（Ｃ− ＋ Ｃ＋ −２×Ｃｃ）
これによって、障害５の位置または場所６が切断５３であることが求められる。
図６も、図３を考慮して、障害５がインピーダンスＺｉｓｏを有し、ＤＣ源１２のストリング中のどこかに位置する（６）絶縁障害５４であることを例示する。このような接続障害５４が存在しており、開示される試験装置２００および方法１００を使用することによって位置が突き止められ得る。検出は、一度に１つのＤＣ源１２ｉを停止（１５０）させながら、システム２００の端子１４の両方から接地１６への幾度かの反復される（１１５）インピーダンス測定１４２によって行われる。

この場合において、ＤＣシステム１０はＰＶシステム１１であり、ＰＶシステム１１において、ＤＣ源１２を停止させること（１５０）は、ＰＶパネル１３のうちの１つを覆うことによって行われる。この回路モデルを使用すると、正端子１４＋から接地１６への測定されるインピーダンス１３２は、Ｚ＋であり、
Ｚ＋＝Ｚｉｓｏ＋Ｚｓｍ
すなわち、絶縁インピーダンス（Ｚｉｓｏ）と、覆われたＰＶモジュール１３ｉｉのインピーダンス（Ｚｓｍ）との和である。ここで、照らされたＰＶモジュールのインピーダンスは、覆われたＰＶモジュールのインピーダンスよりもかなり大幅に小さく、省略されている。

この回路に従って、負端子１４−から接地１６への測定されたインピーダンスは、
Ｚ−＝Ｚｉｓｏ
である。

本発明は、本明細書において説明される実施形態に限定されず、下記の特許請求の範囲において説明されるような本発明の範囲から逸脱することなく、変形され、または適合され得る。

図７から図９は、開示されるシステムまたは方法の使用法の例を示す。
それらの図において、Ｚ１００は、本出願人（イメジーステクノロジーズアーペーエス（ＥｍａＺｙｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＡｐＳ））によって入手可能となるべき障害検出および標定装置またはインピーダンス・メータを指す。Ｚ１００は、低電圧電子機器であり、インピーダンス測定を行うために所与の被試験デバイス（ＤＵＴ：Ｄｅｖｉｃｅ Ｕｎｄｅｒ Ｔｅｓｔ）に対して印加されるＡＣ試験信号は、電圧が小さく、例えば、１Ｖのピーク・トゥ・ピークである。高電圧、例えば１０００ＶＤＣが発生するＤＵＴ中から、これらの小さな信号を切り離すことは、些細なタスクではない。

しかしながら、ＤＵＴへの結合がコンデンサを用いてなされる、開示される方法またはシステムを使用することは、これらの小さな信号を切り離すことを可能にする。容量結合は、低電圧機器を、ＤＵＴからの大きなＤＣ電流および低周波ＡＣ電流から遮蔽する。ＤＵＴに対するＺ１００機器の接続中に、コンデンサ中に流れる過渡の、潜在的には破壊的な電流に対する（ツェナー・ダイオードおよび電力レジスタによる）さらなる保護が存在する。

ＤＵＴへのＡＣ結合という事実は、既存のＤＣ方法、例えばＤＣ−ＩＶ曲線の記録と比較して、利点をもたらす。例えば、開路（ＯＣ：ｏｐｅｎ ｃｉｒｃｕｉｔ）状況下、例えばＢＰＤのスイッチが入れられていない状態下で、ＰＶパネルのインピーダンスを求めることができる。ＰＶラインにおける健全な状態を検出するための現在使用されているＤＣ方法（例えば、覆われたＰＶパネルについての）を用いる場合、ＢＰＤは、ＩＶ特性評価が行われると、直ちにスイッチを入れられ、それによって、影響（例えば、ＰＶパネル上の埃の）を低減する。

小さなＤＣ電流を引き込む可能性を有して、Ｚ１００機器は、ＰＶラインにおける異なるタイプの障害を区別するためのオプションを提供する。例えば、ＯＣ状況下でインピーダンス測定を行い、小さなＤＣ電流が引き込まれる場合に行われた測定と比較するだけで、例えばケーブル・コネクタにおける腐食から生じた抵抗障害と、ＰＶパネル内部の腐食から生じた抵抗障害とが区別され得る。

図７は、各々がＢＰＤを有する複数のＰＶパネルから成る構成の測定、および中央のＢＰＤに障害がある状況を例示する。障害検出および標定は、ＰＶパネルを繰り返し遮断し
（覆い）、各遮断について、述べられたようにインピーダンス測定を行うことによって行われ、それによって、ＢＰＤ障害およびその場所を検出する。

ＢＰＤは、個々のＰＶパネルに設けられており、パネルが照らされない場合には、そのパネルを、残りのＰＶシステムがその太陽電池を通じて電流を流すことから保護する。電流は、この場合において、その太陽電池を「迂回し（ｂｙｐａｓｓ）」、代わりに、これらのＢＰＤに流れる。

しかしながら、ＰＶシステムにおいて頻繁に発生する障害は、ＢＰＤが焼き切れ、それによって、もはやパネルを保護しなくなることである。これは、ＰＶシステムによる低減された電力生成、ならびに、影響を受けたモジュールにおけるホットスポット、剥離およびガラス亀裂を引き起こし得る。こうした障害は、電気アークをさらに引き起こし、それによって、設置機器および設置物の近くの人物（例えば、屋根にＰＶシステムが搭載された家屋の居住者）に対して、火災の危険を引き起こし得る。

焼き付いたダイオードがＰＶストリング内のあるポイントに存在するかを検出することができる技術が開発されている。これは、夜間に、ＤＣバイアスを印加し、印加された電圧に応じてＢＰＤを流れる結果として得られる電流を測定することによって行われる。焼き付いたＢＰＤを有するモジュールを標定するための技術も開発されてきた。

ＰＶラインにおいてパネルからパネルへ覆いを移動させるためには、数秒を要するにすぎず、同様に、Ｚ１００を用いてインピーダンス・スペクトルを測定するためには、約１秒を要する。これにより、ライン全体は、約１分間でチェックされることができ、これは、ラインにおける単一のパネルを各々隔離し、ＢＰＤの通過方向における各パネルについてのＤＣ測定を行うことと比較して、著しい改善である。このタスクは、設置のタイプに応じて、パネルごとに５〜２０分間を要し、さらに、パネルのすぐそばに人物が存在することを必要とするであろう。これは、パネルが例えば傾斜した屋根に搭載されている場合、それ自体が作業となることがある。本方法は、覆いの適用のみを必要とし、この覆いは、例えば、伸縮ロッド上に搭載された覆いを使用することによって、地上から行われ得る。

図８Ａ、図８Ｂおよび図８Ｃは、接地障害を有するＰＶシステムに関する。障害検出および標定は、ＰＶパネルを繰り返し遮断し（覆い）、各遮断について、述べられたようにインピーダンス測定を行うことによって行われる。

ＰＶシステム、接地障害は、多くの場所で発生する可能性があり、災害および回路遮断の源となる頻度が高い。後者は、典型的には、電気生成を完全に停止させる。典型的には、ＰＶパネルは、接地された金属スタンドに対して搭載され、ケーブルは、接地された金属レールにおいて伸びており、ＰＶフレームは、ほとんどの場合、同様に接地されている。安全上の理由から、インバータは、絶縁（Ｒｉｓｏ）の度合いを測定し、Ｒｉｓｏを通じて漏洩電流が測定され、最大レベル、例えば、３００ｍＡ、１ｋＯｈｍ／Ｖおよび少なくとも合計で５００ｋＯｈｍ未満に維持されることが必要とされる。

Ｒｉｓｏは、典型的には、１ＭＯｈｍを超えるが、例えば、ケーブル絶縁材料における経年劣化および亀裂は、絶縁の度合いを低減させる。加えて、ケーブル絶縁における破断が、システムを搭載する際に発生し、または、齧歯動物（例えばリス）の活動によって引き起こされ得る。

（特許文献１において開示されるような）インピーダンス・メータによって、絶縁インピーダンスを示された手法で測定し、それによって、新たなタイプの障害をライン・レベ
ルで検出することができる。本稿において、ＰＶラインの陽極は、Ｚ１００の正端子に対して接続されており、陰極は、フロートしている。陽極も、同様にフロートし得る。Ｚ１００の負端子は、例えばインバータにおいて、または例えば足場に付けられたケーブルによって、ＰＶシステムのアースに対して結合される。日光によって、測定されるインピーダンスＺＤＵＴは、絶縁インピーダンスおよび直列に配置され得るモジュールからのインピーダンスと等しくなり、すなわち、Ｚ_ＤＵＴ＝Ｚ_ＩＳＯ＋Ｚ_ＰＶである。

ＡＣ結合によって、さらに、ラインのどこで接地障害が出現したかを標定する可能性が提供される。ＰＶパネルに１つずつ覆いを適用することによって、どのモジュールがＺＩＳＯに対して直列に接続されており、どれが接続されていないかが分かり、覆いが移動された際にＤＵＴインピーダンスが変化する場所を観察することによって、接地障害がそこに存在することが確かめられ得る。

装置は、前述したＡＣ／インピーダンス分光法の方法に加えて、障害を標定するための２つの他の方法を行うために使用され得る。
一方の方法は、上述されたものと同じ方法を使用し、インバータによって使用される。本方法は、Ｚ１００機器から、陰極とＰＶ陽極とをそれぞれ交代に切り離し、代わりに、ＰＶシステムのＧＮＤ端子を接続することを必要とする。各場合において、ＰＶラインの極上で約１ＭＯｈｍの抵抗からアースまでの電位差が測定される。これらの電圧は記録を取られ、言及された方程式が解かれ、その後、技術者には、障害の位置だけでなく、大きさについての情報も与えられる。覆いを全く使用することなく！
他方の方法は、ＰＶストリングのＩＶ曲線が通常測定される、ＤＣ−ＩＶ（ＩＶ：電流電位）測定関数を使用する。代わりに、極のうちの１つ（例えば、陰極）とアースとが、機器に対して接続される。ユーザがケーブルを接続すると、ＧＯボタンが押下され、静電容量Ｃを有する大きな放電されたコンデンサを介して機器の負端子（この場合にはアース）に陽極がひきつけられることから、測定が開始される。このコンデンサは、ここでは、ｔａｕ＝Ｒｉｓｏ×Ｃによって決定される時定数「ｔａｕ」によりゆっくりと充電される。充電中に、Ｚ１００の複数の端子の間の（この場合は、ＰＶ陽極からアースまでの）電位と、有効充電電流が測定される。電圧対時間の充電手順の開始時の傾斜を観察することによって、Ｒｉｓｏ絶縁抵抗の大きさが決定される。コンデンサが完全に充電されると、電流はＲｉｓｏには流れず、アースに関して陽極上で測定された最終的な電圧は、接地障害の位置と機器の正端子との間に存在するパネルの数を反映する。例えば、約３００Ｖが測定され、１００Ｖ／ｍ２を超える日光放射照度が見られ、各パネルが６０Ｖを供給する場合、技術者は、３００Ｖ／パネルごとに６０Ｖの距離、すなわち、陽極からのラインにおいて、５つのパネル分の距離を歩いて戻る。これが障害の場所である。

後者の方法は、言うまでもなく、ラインにおけるパネルの数を示すだけで、および前述同様に対応する測定を行うために、個々のパネルの間の電圧から独立させられることができ、ＰＶライン陰極は機器上の負端子に対して結合されているが、ＰＶライン陽極はフロートすることが許容され、機器上の正端子はＰＶラインのアース基準に対して結合される。

図９Ａおよび図９Ｂは、欠陥のあるケーブルを有するＰＶシステムに関する。障害検出および標定は、ＰＶパネルを繰り返し遮蔽し（覆い）、各遮蔽について、述べられたようにインピーダンス測定を行うことによって行われる。

ＰＶシステムは、屋外に設けられており、長年にわたって風および気候によって影響を及ぼされるという、サービス寿命およびシステムの容量を制限する事実がある。その進行を加速させ得る複数の潜在的な要因が存在する。有害な動物は、例えば、ケーブルをかじり出すことがあり、システムの設置中にケーブルが損なわれる（例えば、挟まれたケーブ
ル）こと、またはケーブル配線用のガイドラインが守られないこと、および、例えば、生成者のガイドラインと比較して、あまりにも小さい曲げ直径がケーブルに対して適用されることも予期される。

したがって、ケーブルを時間と共に損傷させ得る複数の要因が存在する。ケーブルの伝導率が徐々に低減されるシナリオを予期することも可能であるが、このプロセスは、低減された伝導率が、ケーブルが既に弱くなっている所においてより大きな電力浪費をもたらすという事実によって加速される。そのため、ケーブルは、典型的には、電気抵抗の導入直後に焼けてしまい、これは、典型的なＰＶラインにおいて観察される高電力（しばしば、最大で数ｋＷ）に起因する。逆の状況は、例えば半田不良において問題が生じた場合に、局所的な加熱の一種として電力浪費によって導体が自動的に修復される場合に、予期され得る。

したがって、開接続がＰＶラインのどこかで生じることは、ＰＶ設置において頻繁に発生する障害のうちの１つである。障害を標定するタスクは、非常に時間がかかることがあり、典型的には、モジュールにおける全てのケーブル接続および銀回路を検査することによって発生する。

図１０および続いて図１１は、試験信号２２を印加するためのおよび端子１４＋、１４−、１６のうちの２つ以上についての全ての順列から応答ＡＣ試験信号２４を受信するためのマルチプレクサ構成において、１つ以上のスイッチ２１４を有する電子インタフェース２１２を例示する。端子は、ＤＵＴ（被試験デバイス）と称される。

この電子インタフェース２１２は、複数の直列に接続されたＤＣ源１２を備えるＤＣシステム１０における障害の検出および標定のための障害検出および標定装置２００（図示せず）の一部であり得る。

機器接地と正端子１４＋および負端子１４−との間には、個々に構成可能な抵抗器（Ｒ１、Ｒ２）が位置付けられてもよく、試験抵抗器（Ｒ_ＴＥＳＴ）は、機器接地１６とシステム接地端子との間に配置される。

検出および標定、電子インタフェースは、機器接地と正端子および負端子との間にそれぞれ位置付けられる個々に構成可能な抵抗器（Ｒ_１、Ｒ_２）を備える。さらに、試験抵抗器（Ｒ_ＴＥＳＴ）は、機器接地とシステム接地端子との間に配置される。

随意では、障害検出および標定装置２００は、ＤＣ試験信号２２を生成するように構成され、ＤＣ試験信号２２をコネクタ２１０に対して印加するように構成された内部ＤＣ源２２２を備え得る。

例示された構成は、開示される障害検出および標定装置２００として使用され得、接地障害（Ｒ_ＩＳＯ１、Ｒ_ＩＳＯ２、．．．Ｒ_{ＩＳＯＮ＋１}）の分布性を機能によって推定するために、構成可能な抵抗器（Ｒ_１、Ｒ_２）と試験抵抗器（Ｒ_ＴＥＳＴ）との値の２つ以上のセットを使用して、総漏洩Ｒ_ＩＳＯの推定値を確立することによって、接地障害の分布性に関する評価をまず行うように構成され得る。

総Ｒ_ＩＳＯが、予想されたよりも「小さい」場合、その漏洩は、主要な漏洩または接地障害に起因し得る。この状況において、図１１に示される第１の電圧（Ｖ_１）および第２の電圧（Ｖ_２）に関する評価は、直列に接続されたＤＣ源１２を分割し、支配的な接地障害（Ｒ_ＩＳＯ）の場所を選び出す。

したがって、要約すると、図１０は、１つだけの障害が存在するかを評価することをどのようにして手順が確立することができるかを例示する。ＲＴＥＳＴ、Ｒ１およびＲ２は、端子ＤＵＴ_＋、ＤＵＴ₋およびＤＵＴ_ＧＮＤに対して接続される。電圧Ｖ_＋、Ｖ₋およびＶ_ＧＮＤは、それぞれの抵抗器において示されている。Ｒ_１およびＲ_２は、ＤＵＴの性質に応じて可変であってもよい。個々のＤＣ源が示されており、これらの各々において、接地への経路は、異なるＲ_ＩＳＯ要素にまたがって例示されている。このセットアップは、地絡障害が、異なるＲＩＳＯ要素を通じた複数の漏洩の並列した組み合わせとして理解され得ることを例示する。

図１１は、単一の主要障害が存在するケース、すなわち、図１０に示される状況が単純化および簡略化された状況を例示する。Ｒ_ＴＥＳＴ、Ｒ_１およびＲ_２は、端子ＤＵＴ_＋、ＤＵＴ₋およびＤＵＴ_ＧＮＤに対して（依然として）接続されている。電圧Ｖ_＋、Ｖ₋およびＶ_ＧＮＤは、それぞれの抵抗器において示されている。個々のＤＣ源が示されており、接地障害は、ここでは、１つの単一のＲ_ＩＳＯ要素へと単純化されている。このセットアップは、どのようにして地絡障害の場所が決定され得るかを例示する。

Claims (36)

1. 複数の直列に接続されたＤＣ源（１２）を備えるＤＣシステム（１０）における障害（５）の障害検出および標定の方法（１００）であって、前記方法は、
   ａ）試験装置（２０）を前記ＤＣシステム（１０）の１つ以上の端子（１４）に対しておよびＤＣシステム接地（１６）に対して接続する工程（１１０）と、
   以下の工程、すなわち、
   ｂ）試験ＡＣ信号（２２）を前記ＤＣシステム（１０）の１つの端子（１４）に対して印加する工程（１２０）、
   ｃ）いずれか１つの端子（１４）だけにおいて、ＤＣシステム接地（１６）において、またはその両方において、前記試験ＡＣ信号（２２）に対する応答ＡＣ信号（２４）を検出する工程（１３０）、および
   ｄ）障害（５）と前記ＤＣシステム（１０）における前記障害（５）の場所（６）とを検出するために、前記応答ＡＣ信号（２４）を前記試験ＡＣ信号（２２）と比較する工程（１４０）
   の１回以上の反復（１１５）と、
   を備える、障害検出および標定の方法（１００）。
2. 比較する前記工程（１４０）は、インピーダンス分光法（１４２）の使用を伴う、請求項１に記載の障害検出および標定の方法（１００）。
3. 接続する前記工程（１１０）は、前記ＤＣシステムに対して負荷（３０）を印加することを伴う、請求項１または２に記載の障害検出および標定の方法。
4. 前記負荷（３０）は、弱い負荷（３２）である、請求項３に記載の障害検出および標定の方法。
5. 前記方法は、前記ＤＣシステム（１０）を特徴付ける工程と、前記ＤＣシステム（１０）を特徴付けた結果に基づいて前記負荷（３０）を決定する工程とを備え、決定された負荷（１０）は、使用時に非破壊的である、請求項３または４に記載の障害検出および標定の方法。
6. 前記直列に接続されたＤＣ源（１２）のうちの１つ以上を停止させる工程（１５０）をさらに備える、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の障害検出および標定の方法。
7. 接続する前記工程（１１０）は、前記試験装置（２０）と前記ＤＣシステム（１０）との間の容量結合（４０）の使用を伴う、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の障害検出および標定の方法。
8. 前記試験ＡＣ信号（２２）は、数Ｈｚから数ＭＨｚまでの範囲の周波数を有する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の障害検出および標定の方法（１００）。
9. 前記試験ＡＣ信号（２２）は、掃引周波数である、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の障害検出および標定の方法（１００）。
10. 前記反復は、前記試験装置（１０）によって、周期的なスロットまたは同期された時間スロットにおいて自動的に行われる、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の障害検出および標定の方法（１００）。
11. 前記ＤＣシステム（１０）はＰＶシステムであり、前記ＤＣ源（１２）はＰＶユニット
    であり、単一のＰＶユニットを停止させる前記工程（１５０）は、前記ＰＶユニットへの光を遮断する工程を備える、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の障害検出および標定の方法（１００）。
12. 障害（５）の前記検出および標定、障害（５）は、欠陥のあるダイオード（５２）などの半導体障害（５０）である、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の障害検出および標定の方法（１００）。
13. 障害（５）の前記検出および標定、障害（５）は、切断障害、絶縁障害、またスイッチング障害などの接続障害（５４）である、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の障害検出および標定の方法（１００）。
14. 障害（５）の前記検出および標定、障害（５）は、接地障害（５６）である、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の障害検出および標定の方法（１００）。
15. 電圧測定（Ｖ＋、Ｖ−、ＶＧ−ｇ）が、正端子と負端子と（１４＋、１４−）の間に配置された個々に構成可能な抵抗器（Ｒ_１、Ｒ_２）を使用して行われ、これらの間には、機器接地に対する試験抵抗器（Ｒ_ＴＥＳＴ）が存在する、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の障害検出および標定の方法（１００）。
16. 前記構成可能な抵抗器（Ｒ_１、Ｒ_２）は、自動的に変更される、請求項１５に記載の障害検出および標定の方法（１００）。
17. 複数の直列に接続されたＤＣ源（１２）を備えるＤＣシステム（１０）における障害の検出および標定のための障害検出および標定装置（２００）であって、
    − 前記装置（２００）を前記ＤＣシステムの１つ以上の端子（１４）に対しておよびＤＣシステム接地（１６）に対して接続するように構成されたコネクタ（２１０）と、
    − 試験ＡＣ信号（２２）を生成するように構成され、前記試験ＡＣ信号（２２）を前記コネクタ（２１０）に対して印加するように構成されたＡＣ源（２２０）と、
    − 印加された前記試験ＡＣ信号（２２）に対する応答ＡＣ信号（２４）を検出するように構成された検出器（２３０）と、
    − インピーダンス分光法（１４２）を用いて前記応答ＡＣ信号（２４）と前記試験ＡＣ信号（２２）とを比較し、障害（５）の検出の結果および前記ＤＣシステム（１０）における前記障害（５）の場所（６）を出力するように構成された比較器（２４０）と、
    を備える、障害検出および標定装置（２００）。
18. 前記コネクタ（２１０）は、試験ＡＣ信号（２２）を印加するためのおよび応答ＡＣ信号（２４）を受信するためのマルチプレクサ構成において、１つ以上のスイッチ（２１４）を有する電子インタフェース（２１２）を用いて構成される、請求項１７に記載の障害検出および標定装置（２００）。
19. 前記スイッチ（２２２）は、全ての端子（１４＋、１４−、１６）を切断するように構成されており、前記装置は、前記試験ＡＣ信号（２２）の源（２２０、２２２、２２４）、前記検出器（２３０）をセルフテストするか、前記比較器（２４０）をセルフテストするか、またはその両方を行うように構成される、請求項１８に記載の障害検出および標定装置（２００）。
20. 前記コネクタ（２１０）は、前記端子の容量結合をＤＣシステム（１０）に対して提供する結合コンデンサ（４０）を備える、請求項１７乃至１９のいずれか一項に記載の障害検出および標定装置（２００）。
21. 負荷（３０）、好ましくは、弱い負荷（３２）、より好ましくは、前記ＤＣシステム（１０）を特徴付けた結果として得られる非破壊的な負荷を用いてさらに構成される、請求項１７乃至２０のいずれか一項に記載の障害検出および標定装置（２００）。
22. 正端子と負端子と（１４＋、１４−）の間に配置された個々に構成可能な抵抗器（Ｒ_１、Ｒ_２）を用いた電圧測定（Ｖ_＋、Ｖ₋、Ｖ_Ｇ）のためにさらに構成されており、これらの間には、機器接地に対する試験抵抗器（Ｒ_ＴＥＳＴ）が存在する、請求項１７乃至２１のいずれか一項に記載の障害検出および標定装置（２００）。
23. 前記ＤＣシステム（１０）の前記端子の間の複数の電圧（Ｖ_＋、Ｖ₋、Ｖ_Ｇ）を測定するための手段を用いてさらに構成される、請求項１８乃至２２のいずれか一項に記載の障害検出および標定装置。
24. 前記装置（２００）は、可動式電源（１０）によって電力供給される、請求項１８乃至２３のいずれか一項に記載の障害検出および標定装置（２００）。
25. 複数の直列に接続されたＤＣ源（１２）を備えるＤＣシステム（１０）における障害の検出および標定のための障害検出および標定装置（２００）であって、
    − 前記装置（２００）を前記ＤＣシステムの少なくとも１つの正端子（１４＋）および１つの負端子（１４−）に対して、およびＤＣシステム接地（１６）に対して接続するように構成されたコネクタ（２１０）と、
    − ＡＣ試験信号（２２）を生成するように構成され、前記ＡＣ試験信号（２２）を前記コネクタ（２１０）に対して印加するように構成されたＡＣ源（２２０）と、
    − 印加された前記試験信号（２２）に対する応答ＡＣ試験信号（２４）を検出するように構成された検出器（２３０）と、
    − 前記応答試験信号（２４）と前記試験信号（２２）とを比較し、障害（５）の検出の結果と前記ＤＣシステム（１０）における前記障害（５）の場所（６）とを出力するように構成された比較器（２４０）と、
    − 試験信号（２２）を印加するためのおよび前記端子（１４＋、１４−、１６）のうちの２つ以上についての全ての順列から応答ＡＣ試験信号（２４）を受信するためのマルチプレクサ構成において、１つ以上のスイッチ（２１４）を有する電子インタフェース（２１２）と、
    を備える、障害検出および標定装置（２００）。
26. ＤＣ試験信号（２２）を生成するように構成され、前記ＤＣ試験信号（２２）を前記コネクタ（２１０）に対して印加するように構成されたＤＣ源（２２２）を備える、請求項２５に記載のＤＣシステム（１０）における障害の検出および標定のための障害検出および標定装置（２００）。
27. 前記電子インタフェース（２１２）は、全ての端子（１４＋、１４−、１６）を切断することができるように構成されており、前記装置は、前記試験信号（２２）の源（２２０、２２２、２２４）、前記検出器（２３０）をセルフテストするか、前記比較器（２４０）をセルフテストするか、またはその両方を行うように構成される、請求項２５または２６に記載の障害検出および標定装置（２００）。
28. 端子（１４＋、１４−、１６）の容量結合４０タイプの結合をＤＣシステム（１０）に対して提供する結合コンデンサを備える、請求項２５乃至２７のいずれか一項に記載の障害検出および標定装置（２００）。
29. 前記電子インタフェース（２１２）は、機器接地と前記正端子および前記負端子（１４＋、１４−）との間に位置付けられる個々に構成可能な抵抗器（Ｒ_１、Ｒ_２）を備え、試験抵抗器（Ｒ_ＴＥＳＴ）が、機器接地とシステム接地端子との間に配置される、請求項２５乃至２８のいずれか一項に記載の障害検出および標定装置（２００）。
30. 少なくとも前記構成可能な抵抗器（Ｒ_１、Ｒ_２）は、可変であり、随意では、自動的に可変である、請求項２５乃至２９のいずれか一項に記載の障害検出および標定装置（２００）。
31. 前記比較器は、インピーダンス分光法（１４２）を用いて前記応答信号（２４）と前記試験信号（２２）とを比較するように構成される、請求項２５乃至３０のいずれか一項に記載の障害検出および標定装置（２００）。
32. − 第１に、接地障害（Ｒ_ＩＳＯ１、Ｒ_ＩＳＯ２、．．．Ｒ_{ＩＳＯＮ＋１}）の分布性を機能によって推定するために、前記構成可能な抵抗器（Ｒ１、Ｒ２）と前記試験抵抗器（Ｒ_ＴＥＳＴ）との値の２つ以上のセットを使用して、接地への総漏洩（Ｒ_ＩＳＯ）の推定値を確立することによって、接地への漏洩の前記分布性に関する評価を行い、条件に応じて、
    − 第２に、支配的な接地障害（Ｒ_ＩＳＯ）の場所を選び出すために、直列に接続されたＤＣ源（１２）のストリングを分割する第１の電圧（Ｖ_１）および第２の電圧（Ｖ_２）に関する評価を行うように構成される、請求項２９乃至３１のいずれか一項に記載の障害検出および標定装置（２００）。
33. 複数の直列に接続されたＤＣ源（１２）を備えるＤＣシステム（１０）における障害（５）の障害検出および標定の方法（１００）であって、
    ａ）試験装置（２０）を前記ＤＣシステム（１０）の少なくとも１つの正端子（１４＋）および１つの負端子（１４−）に対しておよびＤＣシステム接地（１６）に対して接続する工程（１１０）と、
    以下の工程、すなわち、
    ｂ）試験ＡＣ信号（２２）を前記ＤＣシステム（１０）の少なくとも１つの正端子または負端子（１４＋、１４−）に対して印加する工程（１２０）、
    ｃ）正端子および負端子（１４＋、１４−）のいずれか１つだけまたは両方において、ＤＣシステム接地（１６）において、またはその両方において、前記試験ＡＣ信号（２２）に対する応答ＡＣ信号（２４）を検出する工程（１３０）、および
    ｄ）障害（５）と前記ＤＣシステム（１０）における前記障害（５）の場所（６）とを検出するために、前記応答ＡＣ信号（２４）を前記試験ＡＣ信号（２２）と比較する工程（１４０）
    の１回以上の反復（１１５）と、
    を備える、障害検出および標定の方法（１００）。
34. 試験信号（２２）を印加するためのおよび前記端子（１４＋、１４−、１６）のうちの２つ以上についての全ての順列から応答試験信号（２４）を受信するためのマルチプレクサ構成において、１つ以上のスイッチ（２１４）を使用して前記端子（１４＋、１４−、１６）のうちの２つ以上を接続する工程を備える、請求項３３に記載の障害検出および標定の方法（１００）。
35. 機器接地と前記正端子および前記負端子（１４＋、１４−）との間に位置付けられる個々に構成可能な抵抗器（Ｒ_１、Ｒ_２）を備える電子インタフェース（２１２）を使用して、総漏洩Ｒ_ＩＳＯを推定する工程を備え、試験抵抗器（Ｒ_ＴＥＳＴ）が、機器接地とシステム接地端子との間に配置される、請求項３３または３４に記載の障害検出および標定の
    方法（１００）。
36. − 第１に、接地障害（Ｒ_ＩＳＯ１、Ｒ_ＩＳＯ２、．．．Ｒ_{ＩＳＯＮ＋１}）の分布性を機能によって推定するために、前記構成可能な抵抗器（Ｒ１、Ｒ２）と前記試験抵抗器（Ｒ_ＴＥＳＴ）との値の２つ以上のセットを使用して、接地への総漏洩（Ｒ_ＩＳＯ）の推定値を確立することによって、接地への漏洩の前記分布性に関する評価を行う工程と、条件に応じて、
    − 第２に、支配的な接地障害（Ｒ_ＩＳＯ）の場所を選び出すために、直列に接続されたＤＣ源（１２）のストリングを分割する第１の電圧（Ｖ_１）および第２の電圧（Ｖ_２）に関する評価を行う工程と、
    を備える、請求項３３乃至３５のいずれか一項に記載の障害検出および標定の方法（１００）。