JP5507297B2 - 地絡検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、直流電源回路における地絡を検出する地絡検出装置に関する。

従来より、発電所、変電所等における電気機器及びその制御装置は、直流電源回路を有しており、この直流電源回路により電気機器及びその制御装置に対して電源が供給される。直流電源回路は、雨季等の湿度の高い時期に絶縁不良が発生し、地絡事故が発生する場合がある。

このような地絡事故を防ぐために、直流地絡検出リレー（６４Ｄ）により電圧の変化を検出する回路や、電流の変化を検出するセンサ等を用いて地絡を検出し、地絡が検出されたことに基づいて直流電源回路を保護する技術が提案されている。また、直流電源回路における地絡電流を高精度で検出する技術が提案されている（例えば、特許文献１から３参照）。

実開昭５９−８１２３５号公報 特開昭６２−１６０１５号公報 特開２００５−５７９０５号公報

しかし、一般的に、直流電源回路における地絡電流は小さいため、特許文献１から３に記載された技術では、地絡電流を検出できても、直流電源回路の複数のフィーダー線のうちのいずれのフィーダー線が地絡しているかを検出することは困難であった。

そこで、本発明は、直流電源回路のフィーダー線における地絡電流を高感度で検出できる地絡検出装置を提供することを目的とする。

本発明の地絡検出装置は、直流電源と該直流電源の正極側及び負極側に接続される複数のフィーダー線とを有する直流電源回路における地絡を検出する地絡検出装置であって、前記直流電源の正極側又は負極側のいずれか一方の地絡電流を検出する第１地絡電流検出手段と、前記第１地絡電流検出手段により前記地絡電流が検出されると、前記地絡電流が流れる経路の抵抗値を地絡電流の非検出時よりも小さくして前記地絡電流を増大させる地絡電流増大手段と、前記地絡電流増大手段により増大された前記地絡電流が前記複数のフィーダー線のいずれか一つに流れていることを検出する第２地絡電流検出手段と、前記第２地絡電流検出手段により地絡電流が検出されたフィーダー線を地絡していると判定することにより該フィーダー線の地絡を検出する地絡判定手段とを備えることを特徴とする。

この発明によれば、検出された地絡電流が流れる経路の抵抗値を地絡電流の非検出時よりも小さくして地絡電流を増大させる。次に、増大された地絡電流が複数のフィーダー線のいずれか一つに流れていることを検出する。そして、地絡電流が検出されたフィーダー線を地絡していると判定することによりフィーダー線の地絡を検出する。

これにより、地絡検出装置は、増大された地絡電流を検出するため、地絡電流が複数のフィーダー線のうちのいずれのフィーダー線に流れているかを高感度で検出できる。よって、地絡検出装置を適用することにより、地絡発生後にいずれのフィーダー線において地絡が発生したかを判断するための事故探査が容易になり、事故探査の時間を短縮することができる。

また、前記地絡電流増大手段は、前記経路において直列に接続される第１の抵抗及び第２の抵抗と、該第１の抵抗又は該第２の抵抗のいずれか一方と並列に接続され、前記地絡電流増大手段により制御されるスイッチとを有し、前記第１地絡電流検出手段により地絡電流が検出されると、前記スイッチをＯＮ状態に制御して、前記第１地絡電流検出手段により検出された地絡電流が前記経路における前記第１の抵抗又は前記第２の抵抗のいずれか一方を流れることにより、前記経路の抵抗値を地絡の非検出時よりも小さくして前記地絡電流を増大させることが好ましい。

これにより、地絡検出装置は、直流電源回路に第１の抵抗、第２の抵抗及びスイッチを設けることにより、簡易な構成で地絡電流を増大させることができる。

本発明によれば、直流電源回路における地絡を高感度で検出できる地絡検出装置を提供することができる。

本発明の一実施形態である地絡検出装置１の構成を示す回路図である。 制御回路１１において、地絡が発生しているか否かを判定する際の処理を示す図である。 制御回路１１によるフィーダー線Ｆ_１，Ｆ_２・・・Ｆ_Ｎのうちのいずれか一つのフィーダー線において地絡電流が流れていることを検出する処理について示す図である。 他の地絡検出装置１００の構成を示す回路図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態である地絡検出装置１の構成を示す回路図である。図１の回路図は、直流電源回路１０を構成する直流電源Ｅの正極側において、地絡が発生し、地絡電流Ｉ_ｇが流れた際の状態を示している。
図１に示すように、本実施形態の地絡検出装置１は、直流電源回路１０の地絡電流を検出する。地絡検出装置１は、直流電源回路１０と、制御回路１１と（第１地絡電流検出手段、地絡電流増大手段、地絡判定手段）を備える。直流電源回路１０は、直流電源Ｅと、抵抗Ｒ_１と、抵抗Ｒ_２と、地絡抵抗ｒ_ｇと、スイッチＮ_Ｓ（地絡電流増大手段）と、スイッチＰ_Ｓ（地絡電流増大手段）と、フィーダー線Ｆ_１，Ｆ_２・・・Ｆ_Ｎと、クランプ電流検出器ＣＬ_１，ＣＬ_２・・・ＣＬ_Ｎ（第２地絡電流検出手段）とを備える。

抵抗Ｒ_１及び抵抗Ｒ_２は、直流電源Ｅと直列に接続される。抵抗Ｒ_１及び抵抗Ｒ_２の抵抗値は、Ｒである。
抵抗Ｒ_１は、抵抗Ｒ_１１（地絡電流増大手段）及び抵抗Ｒ_１２からなる。抵抗Ｒ_１１は、一端が直流電源ＥのＰ側（正極側）と接続され、他端が抵抗Ｒ_１２と接続される。抵抗Ｒ_１２は、一端が抵抗Ｒ_１１と接続され、他端が抵抗Ｒ_２１と接続される。また、抵抗Ｒ_１１及び抵抗Ｒ_１２の抵抗値は、それぞれＲ／２である。
抵抗Ｒ_２は、抵抗Ｒ_２１及び抵抗Ｒ_２２（地絡電流増大手段）からなる。抵抗Ｒ_２１は、一端が抵抗Ｒ_１２と接続され、他端が抵抗Ｒ_２２と接続される。抵抗Ｒ_２２は、一端が抵抗Ｒ_２１と接続され、他端が直流電源ＥのＮ側（負極側）と接続される。また、抵抗Ｒ_２１及び抵抗Ｒ_２２の抵抗値は、それぞれＲ／２である。

スイッチＮ_Ｓは、抵抗Ｒ_１２と並列に接続される。スイッチＰ_Ｓは、抵抗Ｒ_２１と並列に接続される。スイッチＮ_Ｓ及びスイッチＰ_Ｓは、制御回路１１と接続されており（図示せず）、制御回路１１の制御に従って、ＯＮ状態又はＯＦＦ状態となる。

フィーダー線Ｆ_１，Ｆ_２・・・Ｆ_Ｎは、それぞれ直流電源Ｅの正極側と一端が接続され、直流電源Ｅの負極側と他端が接続される。

クランプ電流検出器ＣＬ_１，ＣＬ_２・・・ＣＬ_Ｎは、それぞれフィーダー線Ｆ_１，Ｆ_２・・・Ｆ_Ｎに対応して接続される。クランプ電流検出器ＣＬ_１，ＣＬ_２・・・ＣＬ_Ｎは、フィーダー線Ｆ_１，Ｆ_２・・・Ｆ_Ｎにおける直流電源Ｅの正極側と一端が接続され、フィーダー線Ｆ_１，Ｆ_２・・・Ｆ_Ｎにおける直流電源Ｅの負極側と他端が接続される。
例えば、クランプ電流検出器ＣＬ_１は、接続端子ＣＬ_１１及び接続端子ＣＬ_１２を有する。接続端子ＣＬ_１１は、直流電源Ｅの正極側と接続される。接続端子ＣＬ_１２は、直流電源Ｅの負極側と接続される。
なお、クランプ電流検出器ＣＬ_１，ＣＬ_２・・・ＣＬ_Ｎが配置される位置は、図１に示す位置に限らず、フィーダー線Ｆ_１，Ｆ_２・・・Ｆ_Ｎにおける地絡電流Ｉ_ｇａが検出可能な位置に接続される。

そして、クランプ電流検出器ＣＬ_１，ＣＬ_２・・・ＣＬ_Ｎは、それぞれフィーダー線Ｆ_１，Ｆ_２・・・Ｆ_Ｎにおける地絡電流Ｉ_ｇａを検出する。

制御回路１１は、抵抗Ｒ_１のＰ側及び抵抗Ｒ_２のＮ側と接続される。制御回路１１は、後述する接地間電圧Ｖ_Ｐ及び接地間電圧Ｖ_Ｎを測定可能に構成される。
そして、地絡発生時には、フィーダー線Ｆ_１，Ｆ_２・・・Ｆ_Ｎのいずれか一つにおいて、地絡抵抗ｒ_ｇが発生するとみなされる。地絡抵抗ｒ_ｇは、一端が抵抗Ｒ_１の正極側と接続され、他端がグランド（ＧＮＤ）と接続される。

地絡発生時には、地絡抵抗ｒ_ｇのグランド側と、抵抗Ｒ_１及び抵抗Ｒ_２のグランド側とが電気的に接続し、地絡電流Ｉ_ｇａが地絡抵抗ｒ_ｇからグランドを介して、抵抗Ｒ_１又は抵抗Ｒ_２へと流れる。このとき、直流電源Ｅでは、電流Ｉ_０が流れ、抵抗Ｒ_１では、電流Ｉが流れる。

本実施形態の地絡検出装置１において、制御回路１１は、上述したような地絡発生時に、以下のような処理を実行することにより地絡電流Ｉ_ｇａを検出する。
まず、地絡発生時に、スイッチＮ_Ｓ及びスイッチＰ_ＳがＯＦＦされた状態で、制御回路１１は、直流電源回路１０を構成する直流電源ＥのＰ側の接地間電圧Ｖ_Ｐ及び直流電源ＥのＮ側の接地間電圧Ｖ_Ｎを測定する。

ここで、正極側の接地間電圧Ｖ_Ｐ及び負極側の接地間電圧Ｖ_Ｎは、下記の式（１）及び（２）を用いて、それぞれ測定することができる。

そして、制御回路１１は、測定されたＰ側の接地間電圧Ｖ_Ｐ及びＮ側の接地間電圧Ｖ_Ｎに基づいて、不平衡率αを算出する。具体的には、制御回路１１は、測定されたＰ側の接地間電圧Ｖ_Ｐと、Ｎ側の接地間電圧Ｖ_Ｎとの比である不平衡率αを、下記の式（３）を用いて、算出する。

なお、正常時（平衡状態）の直流電源回路１０では、地絡抵抗ｒ_ｇ＝∞となるため、式（３）において、α≒１となる。
そして、制御回路１１は、算出された不平衡率αが所定の閾値Ｔを超えるか否かを判定する。

具体的には、制御回路１１は、不平衡率αとして、測定されたＰ側の接地間電圧Ｖ_Ｐと、Ｎ側の接地間電圧Ｖ_Ｎとの比である不平衡率α_１（第１の不平衡率）及び不平衡率α_２（第２の不平衡率）を、用いる。不平衡率α_１及び不平衡率α_２は、下記の式（４）及び（５）を用いて算出する。なお、式（３）及び（４）に示すように、不平衡率αと不平衡率α_１とは、同一の値である。

次に、制御回路１１は、以下の処理を実行することで、フィーダー線Ｆ_１，Ｆ_２・・・Ｆ_Ｎのうちのいずれか一つのフィーダー線において地絡電流が流れていることを検出する。

制御回路１１は、直流電源回路１０のＰ側又はＮ側のいずれかで地絡が発生していることを検出する。具体的には、制御回路１１は、不平衡率α_１が所定の閾値Ｔを超える場合には、Ｐ側に地絡電流が流れていると判定し、Ｐ側に地絡が発生していることを検出する。
又は、制御回路１１は、不平衡率α_２が所定の閾値Ｔを超える場合には、Ｎ側に地絡電流が流れていると判定し、Ｎ側に地絡が発生していることを検出する。

直流電源回路１０のＰ側又はＮ側に地絡が発生していることが制御回路１１により検出されると、制御回路１１と接続された警報装置は、直流電源回路１０のＰ側又はＮ側に地絡が発生していることを警報表示する。

制御回路１１は、直流電源回路１０のＰ側に地絡電流が検出されると、スイッチＰ_ＳをＯＮ状態に制御する。地絡電流Ｉ_ｇａは、制御回路１１によりスイッチＰ_ＳがＯＮ状態に制御されると、スイッチＰ_Ｓ及び抵抗Ｒ_２２を流れることとなる（図１参照）。
すなわち、制御回路１１は、スイッチＰ_ＳをＯＮ状態に制御して、検出された地絡電流Ｉ_ｇａが流れる経路（スイッチＰ_Ｓ及び抵抗Ｒ_２２）の抵抗値を、地絡の非検出時の抵抗値Ｒから、地絡の非検出時の抵抗値Ｒよりも小さい抵抗値Ｒ／２とすることにより、地絡電流が抵抗Ｒ_２１及び抵抗Ｒ_２２を流れた場合に比して地絡電流Ｉ_ｇａを増大させる。

一方、制御回路１１は、直流電源回路１０のＮ側に地絡が発生していることが検出されると、スイッチＮ_ＳをＯＮ状態に制御する。地絡電流Ｉ_ｇａは、制御回路１１によりスイッチＮ_ＳがＯＮ状態に制御されると、スイッチＮ_Ｓ及び抵抗Ｒ_１１を流れることとなる。
すなわち、制御回路１１は、スイッチＮ_ＳをＯＮ状態に制御検出された地絡電流Ｉ_ｇａが流れる経路（スイッチＮ_Ｓ及び抵抗Ｒ_１１）の抵抗値を、地絡電流の非検出時の抵抗値Ｒから、地絡電流の非検出時の抵抗値Ｒよりも小さい抵抗値Ｒ／２とすることにより、地絡電流が抵抗Ｒ_１１及び抵抗Ｒ_１２を流れた場合に比して地絡電流Ｉ_ｇａを増大させる。

ここで、図１に示す地絡電流Ｉ_ｇａは、下記の（６）式を用いて算出することができる。

クランプ電流検出器ＣＬ_１，ＣＬ_２・・・ＣＬ_Ｎは、増大された地絡電流Ｉ_ｇａが複数のフィーダー線Ｆ_１，Ｆ_２・・・Ｆ_Ｎのうちのいずれか一つに流れていることを検出する。

具体的には、クランプ電流検出器ＣＬ_１，ＣＬ_２・・・ＣＬ_Ｎのうちいずれか一つは、地絡が発生した際に、直流電源Ｅの正極側のフィーダー線Ｆ_１，Ｆ_２・・・Ｆ_Ｎのうちのいずれか一つを流れる電流（Ｉ_Ｌ＋Ｉ_ｇａ）を検出すると共に、直流電源Ｅの負極側のフィーダー線Ｆ_１，Ｆ_２・・・Ｆ_Ｎのうちのいずれか一つを流れる電流Ｉ_Ｌを検出する。そして、（Ｉ_Ｌ＋Ｉ_ｇａ）−Ｉ_Ｌ＝Ｉ_ｇａとなるため、クランプ電流検出器ＣＬ_１，ＣＬ_２・・・ＣＬ_Ｎのうちのいずれか一つは、増大された地絡電流Ｉ_ｇａが複数のフィーダー線Ｆ_１，Ｆ_２・・・Ｆ_Ｎのうちのいずれか一つに流れていることを検出することができる。

例えば、図１に示すように、クランプ電流検出器ＣＬ_１は、地絡が発生した際に、直流電源Ｅの正極側のフィーダー線Ｆ_１を流れる電流（Ｉ_Ｌ＋Ｉ_ｇａ）を検出すると共に、直流電源Ｅの負極側のフィーダー線Ｆ_１を流れる電流Ｉ_Ｌを検出する。これにより、クランプ電流検出器ＣＬは、増大された地絡電流Ｉ_ｇａがフィーダー線Ｆ_１に流れていることを検出することができる。

制御回路１１は、クランプ電流検出器ＣＬ_１，ＣＬ_２・・・ＣＬ_Ｎのうちのいずれか一つより、増大された地絡電流Ｉ_ｇａが複数のフィーダー線Ｆ_１，Ｆ_２・・・Ｆ_Ｎのうちのいずれか一つに流れていることが検出されると、増大された地絡電流Ｉ_ｇａが検出されたフィーダー線Ｆ_１，Ｆ_２・・・Ｆ_Ｎのうちのいずれか一つを地絡していると判定することにより、フィーダー線の地絡を検出する。
そして、制御回路１１は、例えば、警報装置と接続している。制御回路１１と接続された警報装置は、フィーダー線Ｆ_１，Ｆ_２・・・Ｆ_Ｎのうちのいずれか一つに地絡が発生していることを警報表示する。

例えば、制御回路１１は、クランプ電流検出器ＣＬ_１により、増大された地絡電流Ｉ_ｇａがフィーダー線Ｆ_１に流れていることが検出されると、増大された地絡電流Ｉ_ｇａが検出されたフィーダー線Ｆ_１を地絡していると判定することにより、フィーダー線Ｆ_１の地絡を検出する。
そして、制御回路１１と接続された警報装置は、フィーダー線Ｆ_１に地絡が発生していることを警報表示する。

図２は、制御回路１１において、地絡が発生しているか否かを判定する際の処理を示す図である。
図２に示すように、制御回路１１は、算出された不平衡率α_１及び不平衡率α_２が所定の閾値Ｔを超えるか否か判定する。制御回路１１は、不平衡率α_１が所定の閾値Ｔを超える場合には、Ｐ側に地絡電流が流れていると判定し、Ｐ側に地絡が発生していることを検出する。なお、所定の閾値Ｔは、１．５であることが好ましい。

一方、制御回路１１は、不平衡率α_２が所定の閾値Ｔを超える場合には、Ｎ側に地絡電流が流れていると判定し、Ｎ側に地絡が発生していることを検出する。
また、制御回路１１は、不平衡率α_１及び不平衡率α_２が所定の閾値Ｔを超えない場合には、地絡電流が流れていないと判定する。

これにより、制御回路１１は、不平衡率α_１及び不平衡率α_２を用いて、直流電源回路１０のＰ側、又はＮ側で地絡が発生しているか、或いは、直流電源回路１０において地絡が発生していないかを判定することができる。

そして、制御回路１１により直流電源回路１０のＰ側又はＮ側に地絡が発生していることが検出されると、例えば、制御回路１１と接続された警報装置は、直流電源回路１０のＰ側又はＮ側に地絡が発生していることを警報表示する。

図３は、制御回路１１によるフィーダー線Ｆ_１，Ｆ_２・・・Ｆ_Ｎのうちのいずれか一つのフィーダー線において地絡電流が流れていることを検出する処理について示す図である。
なお、直流電源回路１０において、地絡電流が流れていない場合には、スイッチＮ_Ｓ及びスイッチＰ_Ｓは、ＯＦＦ状態となっているものとする。

状態１において、制御回路１１は、直流電源回路１０のＰ側又はＮ側のいずれかで地絡が発生していることを検出する。

状態２において、直流電源回路１０のＰ側又はＮ側に地絡が発生していることが制御回路１１により検出されると、制御回路１１と接続された警報装置は、直流電源回路１０のＰ側又はＮ側に地絡が発生していることを警報表示させる。

状態３において、制御回路１１は、直流電源回路１０のＰ側に地絡電流が検出されると、スイッチＰ_ＳをＯＮ状態に制御する。地絡電流Ｉ_ｇａは、制御回路１１によりスイッチＰ_ＳがＯＮ状態に制御されると、スイッチＰ_Ｓ及び抵抗Ｒ_２２を流れることとなる（図１参照）。
すなわち、制御回路１１は、スイッチＰ_ＳをＯＮ状態に制御して、検出された地絡電流Ｉ_ｇａが流れる経路（スイッチＰ_Ｓ及び抵抗Ｒ_２２）の抵抗値を、地絡の非検出時の抵抗値Ｒから、地絡の非検出時の抵抗値Ｒよりも小さい抵抗値Ｒ／２とすることにより、地絡電流が抵抗Ｒ_２１及び抵抗Ｒ_２２を流れた場合に比して地絡電流Ｉ_ｇａを増大させる。

一方、制御回路１１は、直流電源回路１０のＮ側に地絡が発生していることが検出されると、スイッチＮ_ＳをＯＮ状態に制御する。地絡電流Ｉ_ｇａは、制御回路１１によりスイッチＮ_ＳがＯＮ状態に制御されると、スイッチＮ_Ｓ及び抵抗Ｒ_１１を流れることとなる。
すなわち、制御回路１１は、スイッチＮ_ＳをＯＮ状態に制御検出された地絡電流Ｉ_ｇａが流れる経路（スイッチＮ_Ｓ及び抵抗Ｒ_１１）の抵抗値を、地絡の非検出時の抵抗値Ｒから、地絡の非検出時の抵抗値Ｒよりも小さい抵抗値Ｒ／２とすることにより、地絡電流が抵抗Ｒ_１１及び抵抗Ｒ_１２を流れた場合に比して地絡電流Ｉ_ｇａを増大させる。

状態４において、クランプ電流検出器ＣＬ_１，ＣＬ_２・・・ＣＬ_Ｎは、増大された地絡電流Ｉ_ｇａが複数のフィーダー線Ｆ_１，Ｆ_２・・・Ｆ_Ｎのうちのいずれか一つに流れていることを検出する。

状態５において、制御回路１１は、クランプ電流検出器ＣＬ_１，ＣＬ_２・・・ＣＬ_Ｎのうちのいずれか一つより、増大された地絡電流Ｉ_ｇａが複数のフィーダー線Ｆ_１，Ｆ_２・・・Ｆ_Ｎのうちのいずれか一つに流れていることが検出されると、増大された地絡電流Ｉ_ｇａが検出されたフィーダー線Ｆ_１，Ｆ_２・・・Ｆ_Ｎのうちのいずれか一つを地絡していると判定することにより、フィーダー線の地絡を検出する。
そして、制御回路１１は、例えば、警報装置を制御して、フィーダー線Ｆ_１，Ｆ_２・・・Ｆ_Ｎのうちのいずれか一つに地絡が発生していることを警報表示させる。

図４は、他の地絡検出装置１００の構成を示す回路図である。図４に示す回路図は、直流電源回路１１０を構成する直流電源Ｅの正極側において、地絡が発生し、地絡電流Ｉ_ｇが流れた際の状態を示している。なお、他の地絡検出装置１００においては、本実施形態に係る地絡検出装置１と同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。

他の地絡検出装置１００は、直流電源回路１１０と、制御回路１２０とを備える。
他の地絡検出装置１００は、直流電源回路１１０において抵抗Ｒ_Ｄを有する点が主として本実施形態の地絡検出装置１とは異なる。

抵抗Ｒ_Ｄは、一端が抵抗Ｒ_１と抵抗Ｒ_２との間に接続され、他端がグランドに接続される。また、本実施形態の地絡検出装置１において、抵抗Ｒ_１は、抵抗Ｒ_１１及び抵抗Ｒ_１２からなり、抵抗Ｒ_１は、抵抗Ｒ_１１及び抵抗Ｒ_１２からなる。一方、他の地絡検出装置１００において、抵抗Ｒ_１及び抵抗Ｒ_２は、それぞれ一体に構成される。

他の地絡検出装置１００を構成する直流電源Ｅの正極側において、地絡が発生し、地絡電流Ｉ_ｇが流れた際には、地絡電流Ｉ_ｇは、下記の（７）式を用いて算出することができる。

ここで、Ｅ＝１１０Ｖ、Ｒ＝２０ｋΩ、Ｒ_Ｄ＝２０ｋΩ、Ｒ_ｇ＝１０ｋΩとした場合に、（６）式及び（７）式を用いて、他の地絡検出装置１００における地絡電流Ｉ_ｇの値と、本実施形態に係る地絡検出装置１における地絡電流Ｉ_ｇａの値とを求めた。
その結果、Ｉ_ｇ≒１．８３ｍＡとなり、Ｉ_ｇａ≒４．４ｍＡとなった。

これにより、本実施形態に係る地絡検出装置１における地絡電流Ｉ_ｇａは、他の地絡検出装置１００における地絡電流Ｉ_ｇに比して、２倍以上の地絡電流を流すことができることがわかった。

クランプ電流検出器ＣＬ_１，ＣＬ_２・・・ＣＬ_Ｎは、数ｍＡ程度の電流を検出可能であるため、本実施形態に係る地絡検出装置１における地絡電流Ｉ_ｇａは、クランプ電流検出器ＣＬ_１，ＣＬ_２・・・ＣＬ_Ｎにより充分に検出可能な値に増大されることがわかった。

以上説明したように、本実施形態の地絡検出装置１によれば、以下の効果を奏することができる。
制御回路１１は、スイッチＰ_Ｓ又はスイッチＮ_Ｓのいずれか一方をＯＮ状態に制御して、検出された地絡電流Ｉ_ｇａが流れる経路の抵抗値を、地絡の非検出時の抵抗値Ｒから、地絡の非検出時の抵抗値Ｒよりも小さい抵抗値Ｒ／２とすることにより、抵抗Ｒ_１又は抵抗Ｒ_２を地絡電流Ｉ_ｇａが流れた場合に比して地絡電流Ｉ_ｇａを増大させる。

クランプ電流検出器ＣＬ_１，ＣＬ_２・・・ＣＬ_Ｎのうちのいずれか一つは、増大された地絡電流Ｉ_ｇａがフィーダー線Ｆ_１，Ｆ_２・・・Ｆ_Ｎのいずれか一つに流れていることを検出する。そして、制御回路１１は、クランプ電流検出器ＣＬ_１，ＣＬ_２・・・ＣＬ_Ｎのうちのいずれか一つにより地絡電流Ｉ_ｇａが検出されたフィーダー線Ｆ_１，Ｆ_２・・・Ｆ_Ｎのうちのいずれか一つを地絡していると判定することにより、フィーダー線Ｆ_１，Ｆ_２・・・Ｆ_Ｎのうちのいずれか一つのフィーダー線の地絡を検出する。

これにより、地絡検出装置１は、増大された地絡電流Ｉ_ｇａをクランプ電流検出器ＣＬ_１，ＣＬ_２・・・ＣＬ_Ｎのうちのいずれか一つにより検出するため、地絡電流Ｉ_ｇａがフィーダー線Ｆ_１，Ｆ_２・・・Ｆ_Ｎのうちのいずれのフィーダー線に流れているかを高感度で検出できる。よって、地絡検出装置１を適用することにより、地絡発生後にいずれのフィーダー線Ｆ_１，Ｆ_２・・・Ｆ_Ｎにおいて地絡が発生したかを判断するための事故探査が容易になり、事故探査の時間を短縮することができる。

また、地絡検出装置１は、検出された地絡電流Ｉ_ｇａが流れる経路において、直列に接続される抵抗Ｒ_１１及び抵抗Ｒ_１２（抵抗Ｒ_２１及び抵抗Ｒ_２２）と、抵抗Ｒ_１１又は抵抗Ｒ_１２（抵抗Ｒ_２１又は抵抗Ｒ_２２）のいずれか一方と並列に接続され、制御回路１１により制御されるスイッチＰ_Ｓ（スイッチＮ_Ｓ）とを有する。

そして、制御回路１１は、地絡電流が検出されると、スイッチＰ_Ｓ（スイッチＮ_Ｓ）をＯＮ状態に制御して、検出された地絡電流Ｉ_ｇａが、地絡電流が流れる経路における抵抗Ｒ_２２（Ｒ_１１）を流れることにより、地絡電流Ｉ_ｇａが流れる経路の抵抗値を地絡電流の非検出時よりも小さくして地絡電流を増大させる。
これにより、地絡検出装置１は、直流電源回路１０に抵抗Ｒ_１１、抵抗Ｒ_１２、抵抗Ｒ_２１、抵抗Ｒ_２２、スイッチＰ_Ｓ及びスイッチＮ_Ｓを設けることにより、簡易な構成で地絡電流Ｉ_ｇａを増大させることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。例えば、本実施形態では、抵抗Ｒ_１１と抵抗Ｒ_１２との比、及び抵抗Ｒ_１１と抵抗Ｒ_１２との比をそれぞれ１対１として、抵抗Ｒ_１２及び抵抗Ｒ_２２の値を、抵抗Ｒ_１１及び抵抗Ｒ_２１と同一の値であるＲ／２としたが、本発明はこれに限らない。例えば、抵抗Ｒ_１１と抵抗Ｒ_１２との比、及び抵抗Ｒ_１１と抵抗Ｒ_１２との比を変えて、抵抗Ｒ_１２及び抵抗Ｒ_２２の値を、抵抗Ｒ_１１及び抵抗Ｒ_２１よりも小さな値とすることで、さらに地絡電流の値を増大させることができる。

また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。

１ 地絡検出装置
１０ 直流電源回路
１１ 制御回路
ＣＬ_１，ＣＬ_２・・・ＣＬ_Ｎ クランプ電流検出器
Ｆ_１，Ｆ_２・・・Ｆ_Ｎ フィーダー線
Ｅ 直流電源
Ｐ_Ｓ スイッチ
Ｎ_Ｓ スイッチ
Ｒ_１，Ｒ_２，Ｒ_１１，Ｒ_１２，Ｒ_２１，Ｒ_２２ 抵抗

Claims (1)

1. 直流電源回路における地絡を検出する地絡検出装置であって、
   直流電源の正極側と接続される第１の抵抗と、
   前記第１の抵抗と接続される第２の抵抗と、
   前記第２の抵抗と接続される第３の抵抗と、
   一端が前記第３の抵抗と接続され、他端が前記直流電源の負極側と接続される第４の抵抗と、
   前記第２の抵抗と並列に接続される第１のスイッチと、
   前記第３の抵抗と並列に接続される第２のスイッチと、
   それぞれが前記直流電源の前記正極側と一端が接続され、前記直流電源の前記負極側と他端が接続される複数のフィーダー線と、
   前記複数のフィーダー線のそれぞれに対応して接続され、前記複数のフィーダー線のそれぞれにおける地絡電流を検出するクランプ電流検出器と、
   前記第１の抵抗の前記正極側及び前記第４の抵抗の前記負極側と接続される制御回路と、を備え、
   前記制御回路は、
   地絡発生時に、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチがＯＦＦされた状態で、前記直流電源の前記正極側の接地間電圧及び前記直流電源の前記負極側の接地間電圧を測定し、
   前記正極側の接地間電圧及び前記負極側の接地間電圧に基づいて、第１の不平衡率及び第２の不平衡率を算出し、
   前記第１の不平衡率が所定の閾値を超える場合には、前記正極側に前記地絡電流が流れていると判定し、前記正極側に地絡が発生していることを検出し、
   前記第２の不平衡率が前記所定の閾値を超える場合には、前記負極側に前記地絡電流が流れていると判定し、前記負極側に地絡が発生していることを検出し、
   前記正極側に前記地絡電流が検出されると、前記第２のスイッチをＯＮ状態に制御して、検出された前記地絡電流が流れる経路である前記第２のスイッチ及び前記第４の抵抗の抵抗値を、地絡の非検出時の抵抗値よりも小さい抵抗値とすることにより、前記地絡電流が前記第３の抵抗及び前記第４の抵抗を流れた場合に比して前記地絡電流を増大させ、
   前記負極側に地絡が発生していることが検出されると、前記第１のスイッチをＯＮ状態に制御して、検出された前記地絡電流が流れる経路である前記第１のスイッチ及び前記第１の抵抗の抵抗値を、前記地絡電流の非検出時の抵抗値よりも小さい抵抗値とすることにより、前記地絡電流が前記第１の抵抗及び前記第２の抵抗を流れた場合に比して前記地絡電流を増大させ、
   前記クランプ電流検出器のうちのいずれか一つは、増大された前記地絡電流が前記フィーダー線のいずれか一つに流れていることを検出し、
   前記制御回路は、前記クランプ電流検出器のうちのいずれか一つにより前記地絡電流が検出された前記フィーダー線のうちのいずれか一つを地絡していると判定することにより、前記フィーダー線のうちのいずれか一つのフィーダー線の地絡を検出することを特徴とする地絡検出装置。

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