JP7117630B2 - Arc detection circuit, breaker, power conditioner, solar panel, module attached to solar panel, junction box, arc detection method and program - Google Patents
Arc detection circuit, breaker, power conditioner, solar panel, module attached to solar panel, junction box, arc detection method and program Download PDFInfo
- Publication number
- JP7117630B2 JP7117630B2 JP2020516106A JP2020516106A JP7117630B2 JP 7117630 B2 JP7117630 B2 JP 7117630B2 JP 2020516106 A JP2020516106 A JP 2020516106A JP 2020516106 A JP2020516106 A JP 2020516106A JP 7117630 B2 JP7117630 B2 JP 7117630B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- arc
- predetermined
- frequency
- intensity
- ratio
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
- Testing Relating To Insulation (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)
Description
本発明は、伝送路におけるアークを検出するアーク検出回路等に関する。 The present invention relates to arc detection circuits and the like for detecting arcs in transmission lines.
従来、PV(Photo Voltaic)パネル(太陽光パネル)などの電力供給装置から伝送路を介して供給される直流電力をパワーコンディショナ(パワコン)で交流電力に変換するシステムが知られている。PVパネルとパワコンとを接続する伝送路は、外的要因や経年劣化等によって損傷、破断を引き起こすことが報告されている。このような伝送路の損傷等に起因してアーク(つまりアーク放電)が発生する場合がある。そこで、アークを検出するためのアーク検出装置が提案されている(例えば、特許文献1)。特許文献1に開示されたアーク検出装置は、伝送路を流れる電流の検出結果から、パワースペクトルを生成し、高周波のパワースペクトルの積分値を特徴量として、所定の閾値と比較することでアークを検出する。
2. Description of the Related Art Conventionally, a system is known in which DC power supplied from a power supply device such as a PV (Photo Voltaic) panel (solar panel) through a transmission line is converted into AC power by a power conditioner. It has been reported that a transmission line connecting a PV panel and an inverter is damaged or broken due to external factors, aged deterioration, or the like. An arc (that is, an arc discharge) may occur due to such damage to the transmission line. Therefore, an arc detection device for detecting arcs has been proposed (for example, Patent Document 1). The arc detection device disclosed in
しかしながら、特許文献1に開示されたアーク検出装置では、例えば、瞬間的に全周波数帯域で強度が増加するブレーカ等によるノイズを、アークの発生によるノイズであると誤検知する場合があり、アークを正確に検出できないことがある。
However, in the arc detection device disclosed in
そこで、本発明は、伝送路において発生するアークを正確に検出できるアーク検出回路等を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an arc detection circuit or the like capable of accurately detecting an arc occurring in a transmission line.
上記目的を達成するために、本発明に係るアーク検出回路の一態様は、伝送路を流れる電流を検出する電流検出器と、前記電流検出器が検出した電流測定結果を周波数分析することで、前記伝送路におけるアークの発生を判定するアーク判定部と、を備え、前記アーク判定部は、周波数分析した前記電流測定結果において、所定の時間範囲に含まれる連続する複数のタイミングのそれぞれについて、所定の周波数帯域における、全周波数成分数に対する所定の強度以上となっている周波数成分数の比率を算出し、算出した前記複数のタイミングのそれぞれについての前記比率のうちの最小の比率が所定の比率以上となっている場合に、アークが発生したと判定する。 In order to achieve the above object, one aspect of the arc detection circuit according to the present invention is a current detector that detects a current flowing through a transmission line, and frequency analysis of the current measurement result detected by the current detector, and an arc determination unit that determines the occurrence of an arc in the transmission line, wherein the arc determination unit determines, for each of a plurality of consecutive timings included in a predetermined time range, a predetermined calculating the ratio of the number of frequency components having a predetermined intensity or more to the total number of frequency components in the frequency band, and determining that the minimum ratio among the ratios for each of the plurality of calculated timings is a predetermined ratio or more , it is determined that an arc has occurred.
また、上記目的を達成するために、本発明に係るアーク検出回路の一態様は、伝送路に流れる電流を検出する電流検出器と、前記電流検出器が検出した電流測定結果を周波数分析することで、前記伝送路におけるアークの発生を判定するアーク判定部と、を備え、前記アーク判定部は、周波数分析した前記電流測定結果において、所定の時間範囲に含まれる連続する複数のタイミングのそれぞれについて、所定の周波数帯域における、所定の強度以上となっている周波数成分数を算出し、算出した前記複数のタイミングのそれぞれについての前記周波数成分数のうちの最小の周波数成分数が所定の最小周波数成分数以上となっている場合に、アークが発生したと判定する。 Further, in order to achieve the above object, one aspect of the arc detection circuit according to the present invention includes a current detector for detecting current flowing in a transmission line, and frequency analysis of the current measurement result detected by the current detector. and an arc determination unit that determines the occurrence of an arc in the transmission line, wherein the arc determination unit determines, in the current measurement result obtained by frequency analysis, for each of a plurality of consecutive timings included in a predetermined time range , in a predetermined frequency band, the number of frequency components having a predetermined intensity or more is calculated, and the minimum number of frequency components among the number of frequency components for each of the plurality of calculated timings is a predetermined minimum frequency component If the number is greater than or equal to the number, it is determined that an arc has occurred.
また、上記目的を達成するために、本発明に係るブレーカの一態様は、上記のアーク検出回路を備える。 Moreover, in order to achieve the above object, one aspect of the breaker according to the present invention includes the arc detection circuit described above.
また、上記目的を達成するために、本発明に係るパワーコンディショナの一態様は、上記のアーク検出回路を備える。 Moreover, in order to achieve the above object, one aspect of a power conditioner according to the present invention includes the above arc detection circuit.
また、上記目的を達成するために、本発明に係る太陽光パネルの一態様は、上記のアーク検出回路を備える。 Moreover, in order to achieve the above object, one aspect of the solar panel according to the present invention includes the above arc detection circuit.
また、上記目的を達成するために、本発明に係る太陽光パネル付属モジュールの一態様は、上記のアーク検出回路を備え、太陽光パネルから出力される信号の変換を行う。 In order to achieve the above object, one aspect of a solar panel attached module according to the present invention includes the arc detection circuit described above, and converts a signal output from the solar panel.
また、上記目的を達成するために、本発明に係る接続箱の一態様は、上記のアーク検出回路を備え、太陽光パネルとパワーコンディショナとを接続する。 Moreover, in order to achieve the above object, one aspect of the junction box according to the present invention includes the arc detection circuit described above, and connects a solar panel and a power conditioner.
また、上記目的を達成するために、本発明に係るアーク検出方法の一態様は、伝送路におけるアークの発生を判定するアーク検出方法であって、前記伝送路に流れる電流を検出する電流検出器が検出した電流測定結果を周波数分析し、周波数分析した前記電流測定結果において、所定の時間範囲に含まれる連続する複数のタイミングのそれぞれについて、所定の周波数帯域における、全周波数成分数に対する、所定の強度以上となっている周波数成分数の比率を算出し、算出した前記複数のタイミングのそれぞれについての前記比率のうちの最小の比率が所定の比率以上となっている場合に、アークが発生したと判定する。 Further, in order to achieve the above object, one aspect of the arc detection method according to the present invention is an arc detection method for determining the occurrence of an arc in a transmission line, comprising a current detector for detecting a current flowing in the transmission line. frequency-analyzes the detected current measurement result, and in the frequency-analyzed current measurement result, for each of a plurality of consecutive timings included in a predetermined time range, a predetermined number of frequency components in a predetermined frequency band. A ratio of the number of frequency components having an intensity equal to or higher than the intensity is calculated, and if the minimum ratio among the ratios for each of the plurality of calculated timings is equal to or higher than a predetermined ratio, it is determined that an arc has occurred. judge.
上記目的を達成するために、本発明に係るプログラムの一態様は、上記のアーク検出方法をコンピュータに実行させるプログラムである。 In order to achieve the above object, one aspect of a program according to the present invention is a program that causes a computer to execute the above arc detection method.
本発明の一態様によれば、伝送路において発生するアークを正確に検出できる。 According to one aspect of the present invention, an arc generated in a transmission line can be accurately detected.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態等は、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. All of the embodiments described below represent specific examples of the present invention. Therefore, the numerical values, shapes, materials, constituent elements, arrangement positions of constituent elements, connection forms, and the like shown in the following embodiments are examples and are not intended to limit the present invention. Therefore, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in independent claims representing the highest level concept of the present invention will be described as optional constituent elements.
なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化する。 Each figure is a schematic diagram and is not necessarily strictly illustrated. Moreover, in each figure, the same code|symbol is attached|subjected to the substantially same structure, and the overlapping description is abbreviate|omitted or simplified.
(実施の形態)
実施の形態に係るアーク検出回路について、図面を用いて説明する。(Embodiment)
Arc detection circuits according to embodiments will be described with reference to the drawings.
図1は、実施の形態に係るアーク検出回路10が適用されたシステムの一例を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a system to which an
アーク検出回路10は、電力供給装置から電力変換器への電力の伝送路L1において発生するアークを検出する回路である。
The
電力供給装置とは、例えば、太陽光パネル31等であり、発電等による直流電力を伝送路L1に供給する装置のことである。また、電力変換器は、電力供給装置から伝送路L1を介して供給された直流電力を交流電力に変換する例えばパワーコンディショナ(パワコン)50等である。パワコン50は、例えばMPPT(Maximum Power Point Tracking)方式を採用しており、太陽光パネル31から供給される直流電力の電流および電圧を、それぞれ電力が最大となる値に調整する。例えば、パワコン50は電圧100V、周波数50Hzまたは60Hzの交流電力に変換する。当該変換された交流電力は、家庭用電気機器等で使用される。
The power supply device is, for example, the
伝送路L1は、外的要因や経年劣化等によって損傷または破断を引き起こすことが報告されている。このような伝送路L1の損傷等に起因してアーク(つまりアーク放電)が発生する場合がある。 It has been reported that the transmission line L1 is damaged or broken due to external factors, aged deterioration, and the like. An arc (that is, an arc discharge) may occur due to such damage to the transmission line L1.
アーク検出回路10は、アーク判定部11および電流検出器12を備える。
The
電流検出器12は、太陽光パネル31とパワコン50とを接続する伝送路L1を流れる電流を検出する。電流検出器12は、例えば、微小な抵抗値を有する抵抗素子から構成される。このような抵抗素子を伝送路L1に挿入し、抵抗に印加される電圧を検出することで、伝送路L1に流れる電流に相当する値を検出できる。なお、電流検出器12は、IC(Intergrated Circuit)等のセンサから構成されていてもよい。例えば、電流検出器12は、ホール素子および磁気コアを用いたセンサから構成されていてもよい。この場合、伝送路L1が磁気コアを貫通するように磁気コアが配置されることで、磁気コアに伝送路L1を流れる電流に応じた磁界が発生する。そして、ホール素子が、当該磁界中に置かれることで、当該磁界(つまり伝送路L1を流れる電流)に応じた電圧を発生する。これにより、電流検出器12は、伝送路L1を流れる電流に相当する値を検出できる。
アーク判定部11は、電流検出器12が検出した電流測定結果を周波数分析することで、伝送路L1におけるアークの発生を判定する。当該周波数分析とは、例えば、当該電流測定結果(電流信号)の時間波形をフーリエ変換することで電流信号の周波数スペクトルを算出し、さらに、当該周波数スペクトルの時間変化を算出して、周波数と時間と強度との関係を表すスペクトログラム(後述する図3)を算出することである。
The
アーク判定部11は、例えばマイコン(マイクロコントローラ)により実現される。マイコンは、プログラムが格納されたROM、RAM、プログラムを実行するプロセッサ(CPU:Central Processing Unit)、タイマ、A/D変換器、D/A変換器等を有する半導体集積回路等である。例えばプロセッサが、プログラムに従って動作することにより、アーク判定部11の機能は実現される。
The
アーク判定部11は、アークは発生していると判定した場合、例えば、外部にアークが発生したことを示す信号(アーク発生信号)を出力する。例えば、アーク判定部11は、アーク発生信号をブレーカ制御部42に出力する。ブレーカ制御部42は、アーク判定部11からアーク発生信号を取得することで、ブレーカ41を動作させ、伝送路L1における電力伝送を遮断する。これにより、アークが発生している状態では、電力が伝送されることを抑制できる。
When the
次に、アーク検出回路10の動作の詳細について説明する。
Next, details of the operation of the
図2は、実施の形態に係るアーク検出回路10の動作の一例を示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flow chart showing an example of the operation of the
まず、電流検出器12は、伝送路L1を流れる電流を検出し、アーク判定部11は、電流検出器12が検出した電流測定結果を周波数分析する(ステップS11)。ここで、周波数分析された電流測定結果について図3を用いて説明する。
First, the
図3は、実施の形態に係るアーク判定部11が周波数分析した電流測定結果の一例を示すスペクトログラムである。例えば、アーク判定部11は、電流検出器12が検出した電流測定結果を周波数分析することで、図3に示されるようなスペクトログラムを導出する。図3において、x軸は時間であり、y軸は周波数であり、z軸は強度(検出した電流の強度成分)である。
FIG. 3 is a spectrogram showing an example of a current measurement result frequency-analyzed by the
次に、アーク判定部11は、周波数分析した電流測定結果において、所定の時間範囲に含まれる連続する複数のタイミングのそれぞれについて、所定の周波数帯域における、全周波数成分数に対する、所定の強度以上となっている周波数成分数の比率を算出する(ステップS12)。周波数成分数とは、スペクトルにおけるビンの数のことである。図3には、所定の時間範囲T、所定の周波数帯域Fを示している。
Next, the
所定の時間範囲Tは、設定により変更可能となっている。所定の時間範囲Tの設定方法については、後述する図8Aおよび図8Bで説明する。 The predetermined time range T can be changed by setting. A method for setting the predetermined time range T will be described later with reference to FIGS. 8A and 8B.
所定の周波数帯域Fは、設定により変更可能となっている。言い換えると、所定の周波数帯域Fの上限周波数および下限周波数は、設定により変更可能となっている。所定の周波数帯域Fは、例えば、アークが発生した場合にアークに起因するノイズが発生する周波数を含む周波数帯域となるように設定される。アークに起因するノイズが発生する周波数は、実験的に求めることができる。また、所定の周波数帯域Fは、例えば、パワコン50からのノイズの影響をなるべく抑制するために、パワコン50の動作周波数もしくはその倍数等が含まれないように設定される。
The predetermined frequency band F can be changed by setting. In other words, the upper limit frequency and lower limit frequency of the predetermined frequency band F can be changed by setting. The predetermined frequency band F is set, for example, to be a frequency band including a frequency at which noise due to an arc occurs when an arc occurs. The frequency at which arc-induced noise occurs can be obtained experimentally. Further, the predetermined frequency band F is set so as not to include the operating frequency of the
ここで、ステップS12での処理をわかりやすくするために、図4および図5Aから図5Eを用いて説明する。 Here, in order to make the processing in step S12 easier to understand, it will be explained using FIG. 4 and FIGS. 5A to 5E.
図4は、連続する複数のタイミングにおけるスペクトログラムを模式的に示す図である。図4では、説明を簡単にするために、所定の時間範囲Tに含まれる連続する複数のタイミングをタイミングT1~T5と5つのタイミングのみとし、所定の周波数帯域Fにおける全周波数成分数を4つのみとしている。実際には、所定の時間範囲Tに含まれる連続する複数のタイミング、および、所定の周波数帯域Fにおける全周波数成分数は、アーク判定部11(マイコン)の性能等に基づく時間分解能、周波数分解能に応じて定められるタイミング数、周波数成分数となる。また、図4には、所定の強度Aを示している。 FIG. 4 is a diagram schematically showing spectrograms at a plurality of consecutive timings. In FIG. 4, in order to simplify the explanation, the plurality of continuous timings included in the predetermined time range T are only timings T1 to T5 and five timings, and the total number of frequency components in the predetermined frequency band F is four. Only In practice, a plurality of continuous timings included in the predetermined time range T and the total number of frequency components in the predetermined frequency band F are determined by the time resolution and frequency resolution based on the performance of the arc determination unit 11 (microcomputer). The number of timings and the number of frequency components are determined accordingly. Further, FIG. 4 shows a predetermined strength A. As shown in FIG.
所定の強度Aは、設定により変更可能となっている。所定の強度Aは、ノイズが発生していない状態でのスペクトルの強度よりも高い値、かつ、アークに起因するノイズが発生している状態でのスペクトルの強度よりも低い値に設定される。所定の強度Aは、実験的に求めることができる。 The predetermined intensity A can be changed by setting. The predetermined intensity A is set to a value higher than the intensity of the spectrum without noise and lower than the intensity of the spectrum with arc-induced noise. The predetermined strength A can be determined experimentally.
図4および後述する図5A~図5Eでは、所定の周波数帯域Fにおける周波数成分を実線で示し、所定の周波数帯域F外における周波数成分を点線で示している。アーク判定部11は、所定の時間範囲Tに含まれる連続する複数のタイミングT1~T5のそれぞれについて、所定の周波数帯域Fにおける、全周波数成分数(ここでは4つ)に対する、所定の強度A以上となっている周波数成分数の比率を算出する際に、点線で示される所定の周波数帯域F外における周波数成分を用いず、実線で示される所定の周波数帯域Fにおける周波数成分を用いる。図4では、複数のタイミングT1~T5のそれぞれについて、所定の強度以上となっている周波数成分がわかりづらいため、各タイミングの周波数スペクトルを図5Aから図5Eに示す。
4 and FIGS. 5A to 5E, which will be described later, frequency components in a predetermined frequency band F are indicated by solid lines, and frequency components outside the predetermined frequency band F are indicated by dotted lines. The
図5A~図5Eは、タイミングT1~T5における周波数スペクトルを示す図である。 5A to 5E are diagrams showing frequency spectra at timings T1 to T5.
図5A~図5Eに示されるように、所定の周波数帯域Fにおける、所定の強度A以上となっている周波数成分数は、タイミングT1では1つ、タイミングT2では3つ、タイミングT3では2つ、タイミングT4では4つ、タイミングT5では4つとなっている。これらから、複数のタイミングT1~T5のそれぞれについて、所定の周波数帯域Fにおける、全周波数成分数に対する、所定の強度A以上となっている周波数成分数の比率を図6にまとめる。 As shown in FIGS. 5A to 5E, the number of frequency components having a predetermined intensity A or more in a predetermined frequency band F is 1 at timing T1, 3 at timing T2, 2 at timing T3, There are four at timing T4 and four at timing T5. From these, the ratio of the number of frequency components having a predetermined strength A or more to the total number of frequency components in the predetermined frequency band F for each of the plurality of timings T1 to T5 is summarized in FIG.
図6は、複数のタイミングT1~T5のそれぞれについての所定の周波数帯域Fにおける、全周波数成分数に対する、強度が所定の強度A以上となっている周波数成分数の比率を示す図である。 FIG. 6 is a diagram showing the ratio of the number of frequency components whose intensity is greater than or equal to a predetermined intensity A to the total number of frequency components in a predetermined frequency band F for each of a plurality of timings T1 to T5.
図6に示されるように、当該比率は、タイミングT1では1/4(25%)、タイミングT2では3/4(75%)、タイミングT3では2/4(50%)、タイミングT4では4/4(100%)、タイミングT5では4/4(100%)となっている。アーク判定部11が算出した複数のタイミングT1~T5のそれぞれについての当該比率のうちの最小の比率は、タイミングT1における1/4である。
As shown in FIG. 6, the ratio is 1/4 (25%) at timing T1, 3/4 (75%) at timing T2, 2/4 (50%) at timing T3, and 4/4 at timing T4. 4 (100%), and 4/4 (100%) at timing T5. The minimum ratio among the ratios for each of the plurality of timings T1 to T5 calculated by the
そして、アーク判定部11は、算出した複数のタイミングT1~T5のそれぞれについての当該比率のうちの最小の比率が所定の比率以上となっているか否かを判定する(ステップS13)。
Then, the
所定の比率は、設定により変更可能となっている。所定の比率は、ノイズが発生していない状態での上記比率よりも高い値、かつ、アークに起因するノイズが発生している状態での上記比率よりも低い値に設定される。所定の比率は、実験的に求めることができる。 The predetermined ratio can be changed by setting. The predetermined ratio is set to a value that is higher than the above ratio when noise is not generated and lower than the above ratio when noise is generated due to an arc. The predetermined ratio can be determined experimentally.
例えば、所定の比率が1/4(25%)に設定されているとすると、タイミングT1における最小の比率は1/4であるため、最小の比率が所定の比率以上となっている。アーク判定部11は、最小の比率が所定の比率以上となっている場合(ステップS23でYes)、アークが発生したと判定する(ステップS24)。一方で、アーク判定部11は、最小の比率が所定の比率以上となっていない場合(ステップS23でNo)、アークが発生していないと判定する(ステップS25)。
For example, if the predetermined ratio is set to 1/4 (25%), the minimum ratio at timing T1 is 1/4, so the minimum ratio is equal to or greater than the predetermined ratio. When the minimum ratio is equal to or greater than the predetermined ratio (Yes in step S23), the
なお、アーク判定部11は、周波数分析した電流測定結果において、所定の時間範囲Tに含まれる連続する複数のタイミングT1~T5のそれぞれについて、所定の周波数帯域Fにおける、全周波数成分数に対する、所定の強度A以上となっている周波数成分数の比率を算出したが、これに限らない。例えば、アーク判定部11は、周波数分析した電流測定結果において、所定の時間範囲Tに含まれる連続する複数のタイミングT1~T5のそれぞれについて、所定の周波数帯域Fにおける、所定の強度A以上となっている周波数成分数を算出してもよい。アーク判定部11がこのような処理を行う場合のアーク検出回路10の動作について、図7を用いて説明する。
In addition, the
図7は、実施の形態に係るアーク検出回路10の動作の他の一例を示すフローチャートである。なお、ステップS21、ステップS24およびステップS25については、図2におけるステップS11、ステップS14およびステップS15と同じ処理であるため、説明は省略する。
FIG. 7 is a flow chart showing another example of the operation of the
アーク判定部11は、周波数分析した電流測定結果において、所定の時間範囲Tに含まれる連続する複数のタイミングT1~T5のそれぞれについて、所定の周波数帯域Fにおける、所定の強度A以上となっている周波数成分数を算出する(ステップS22)。例えば、所定の周波数帯域Fにおける全周波数成分数が固定の場合には、比率を算出する必要がなく、単に、所定の強度A以上となっている周波数成分数を算出するだけで、比率を算出することと同じことになるためである。そして、アーク判定部11は、算出した複数のタイミングT1~T5のそれぞれについての周波数成分数のうちの最小の周波数成分数が所定の最小周波数成分数以上となっているか否かを判定する(ステップS23)。
The
所定の最小周波数成分数は、設定により変更可能となっている。所定の最小周波数成分数は、ノイズが発生していない状態での最小周波数成分数よりも高い値、かつ、アークに起因するノイズが発生している状態での最小周波数成分数よりも低い値に設定される。所定の最小周波数成分数は、実験的に求めることができる。 The predetermined minimum number of frequency components can be changed by setting. The specified minimum number of frequency components is a value higher than the minimum number of frequency components when noise is not generated, and a value lower than the minimum number of frequency components when noise is generated due to an arc. set. The predetermined minimum number of frequency components can be determined experimentally.
具体的には、所定の周波数帯域Fにおける全周波数成分数が4つとわかっており、所定の最小周波数成分数が1つの場合、所定の最小周波数成分数1つは、ステップS13における所定の比率1/4(25%)と同じことになる。 Specifically, if the total number of frequency components in the predetermined frequency band F is known to be 4, and the predetermined minimum number of frequency components is 1, then the predetermined minimum number of frequency components of 1 corresponds to the predetermined ratio of 1 in step S13. /4 (25%).
このように、例えば、所定の周波数帯域Fにおける全周波数成分数が固定の場合には、上記比率の算出までしなくてもよく、所定の強度A以上となっている周波数成分数の算出で足りる。 Thus, for example, when the total number of frequency components in the predetermined frequency band F is fixed, it is not necessary to calculate the above ratio, and it is sufficient to calculate the number of frequency components having a predetermined intensity A or more. .
ここで、ステップS12またはステップS22での所定の時間範囲Tについて説明する。 Here, the predetermined time range T in step S12 or step S22 will be explained.
例えば、所定の時間範囲Tは、時刻に応じて対象となる範囲が一部重なりつつシフトする。具体的には、所定の時間範囲を4つのタイミングを含む範囲とし、連続する複数のタイミングが時刻に応じてタイミングT1、T2、・・・と進んでいくとする。さらに、例えば、現時刻をタイミングT4とし、所定の時間範囲Tを現時刻の直近の時間範囲とすると、現時刻での所定の時間範囲は、タイミングT1~T4となる。つまり、現時刻(タイミングT4)において、ステップS12またはステップS22での処理を行う際に、所定の時間範囲Tにおける複数のタイミングは、タイミングT1~T4となる。そして、時刻が進み、現時刻がタイミングT5となると、現時刻(タイミングT5)において、ステップS12またはステップS22での処理を行う際に、所定の時間範囲Tにおける複数のタイミングは、タイミングT2~T5となる。つまり、タイミングT4の時点と比べて、タイミングT5では、所定の時間範囲Tから一番古いタイミングT1が除かれ、新たなタイミングT5が加わり、タイミングT2~T4は含まれたままとなっている。なお、所定の時間範囲Tは、現時刻の直近の時間範囲でなくてもよく、現時刻よりも以前のタイミングの直近の時間範囲としてもよい。この場合、例えば、ステップS12またはステップS22での処理を行う際に、現時刻(例えばタイミングT5)において、所定の時間範囲Tにおける複数のタイミングは、タイミングT1~T4となり、時刻が進み、現時刻(タイミングT6)において、所定の時間範囲Tにおける複数のタイミングは、タイミングT2~T5というようになってもよい。 For example, the predetermined time range T shifts with the target range partially overlapping. Specifically, it is assumed that the predetermined time range is a range including four timings, and a plurality of consecutive timings advances to timings T1, T2, . . . according to time. Further, for example, if the current time is timing T4 and the predetermined time range T is the time range immediately preceding the current time, the predetermined time range at the current time is timings T1 to T4. That is, at the current time (timing T4), when performing the process in step S12 or step S22, the plurality of timings in the predetermined time range T are timings T1 to T4. Then, when the time progresses and the current time reaches timing T5, at the current time (timing T5), when performing the process in step S12 or step S22, the plurality of timings in the predetermined time range T are the timings T2 to T5. becomes. In other words, compared to timing T4, at timing T5, the oldest timing T1 is removed from the predetermined time range T, a new timing T5 is added, and timings T2 to T4 are still included. Note that the predetermined time range T may not be the time range immediately preceding the current time, and may be the time range immediately preceding the current time. In this case, for example, when performing the process in step S12 or step S22, at the current time (for example, timing T5), the plurality of timings in the predetermined time range T are timings T1 to T4, the time advances, and the current time At (timing T6), the plurality of timings in the predetermined time range T may be timings T2 to T5.
また、例えば、所定の時間範囲Tは、時刻に応じて対象となる範囲が重ならないようにシフトしてもよい。具体的には、所定の時間範囲を4つのタイミングを含む範囲とし、連続する複数のタイミングが時刻に応じてタイミングT1、T2、・・・と進んでいくとする。さらに、例えば、現時刻をタイミングT4とし、所定の時間範囲Tを現時刻の直近の時間範囲とすると、現時刻での所定の時間範囲は、タイミングT1~T4となる。そして、所定の時間範囲Tは、時刻に応じて対象となる範囲が重ならないようにシフトするため、時刻が進み、現時刻がタイミングT8となると、現時刻での所定の時間範囲は、タイミングT5~T8となる。つまり、ステップS12またはステップS22での処理を行うタイミングは、タイミングT4の次にタイミングT8というようにして、所定の時間範囲Tが、時刻に応じて対象となる範囲が重ならないようにシフトするようにしてもよい。 Further, for example, the predetermined time range T may be shifted according to time so that the target ranges do not overlap. Specifically, it is assumed that the predetermined time range is a range including four timings, and a plurality of consecutive timings advances to timings T1, T2, . . . according to time. Further, for example, if the current time is timing T4 and the predetermined time range T is the time range immediately preceding the current time, the predetermined time range at the current time is timings T1 to T4. Since the predetermined time range T shifts according to the time so that the target ranges do not overlap, when the time advances and the current time reaches timing T8, the predetermined time range at the current time shifts to timing T5. ~T8. In other words, the timing of performing the processing in step S12 or step S22 is such that timing T4 is followed by timing T8, and the predetermined time range T is shifted according to the time so that the target ranges do not overlap. can be
次に、アーク検出回路10により奏される効果について説明する。
Next, the effect produced by the
図8Aは、アークに起因するノイズを模式的に示す図である。図8Bは、ブレーカ等に起因するノイズを模式的に示す図である。具体的には、図8Aおよび図8Bは、所定の周波数帯域Fにおけるスペクトルの強度平均をプロットしていったものを模式的に示している。強度平均と、全周波数成分数に対する所定の強度A以上となっている周波数成分数の比率、および、所定の強度A以上となっている周波数成分数とは、相関している。したがって、図8Aおよび図8Bにおいて強度平均が大きいほど、所定の周波数帯域Fにおける、全周波数成分数に対する所定の強度A以上となっている周波数成分数の比率、または、所定の強度A以上となっている周波数成分数が大きくなることを意味する。 FIG. 8A is a diagram schematically showing noise caused by an arc. FIG. 8B is a diagram schematically showing noise caused by a breaker or the like. Specifically, FIGS. 8A and 8B schematically show plots of intensity averages of spectra in a predetermined frequency band F. FIG. The intensity average, the ratio of the number of frequency components having a predetermined intensity A or more to the total number of frequency components, and the number of frequency components having a predetermined intensity A or more are correlated. Therefore, in FIGS. 8A and 8B, the larger the average intensity, the more the ratio of the number of frequency components having a predetermined intensity A or more to the total number of frequency components in the predetermined frequency band F, or the ratio of the number of frequency components having a predetermined intensity A or more. This means that the number of frequency components in the
一般的に、図8Bに示されるように、ブレーカ等に起因するノイズは瞬間的であるのに対して、図8Aに示されるように、アークに起因するノイズは継続的となっている。図8Aでは、アークに起因するノイズのパルス幅ta、図8Bでは、ブレーカ等に起因するノイズのパルス幅tbを示しており、パルス幅ta>パルス幅tbであることがわかる。 In general, noise caused by a breaker or the like is instantaneous, as shown in FIG. 8B, whereas noise caused by an arc is continuous, as shown in FIG. 8A. FIG. 8A shows the pulse width ta of noise caused by an arc, and FIG. 8B shows the pulse width tb of noise caused by a breaker or the like, and it can be seen that pulse width ta>pulse width tb.
所定の時間範囲Tは、例えば、アークに起因するノイズのパルス幅taおよびブレーカ等に起因するノイズのパルス幅tbに応じて設定される。例えば、図8Aおよび図8Bに示されるように、所定の時間範囲Tは、ブレーカ等に起因するノイズのパルス幅tbよりも長く、アークに起因するノイズのパルス幅taよりも短くなるように設定される。 The predetermined time range T is set, for example, according to the pulse width ta of the noise caused by the arc and the pulse width tb of the noise caused by the breaker or the like. For example, as shown in FIGS. 8A and 8B, the predetermined time range T is set to be longer than the pulse width tb of noise caused by a breaker or the like and shorter than the pulse width ta of noise caused by an arc. be done.
そして、本発明では、所定の時間範囲Tにおける複数のタイミングのそれぞれについての、所定の周波数帯域Fにおける、全周波数成分数に対する、所定の強度A以上となっている周波数成分数の比率のうちの最小の比率、もしくは、所定の強度A以上となっている周波数成分数のうちの最小の周波数成分数に着目し、最小の比率または最小の周波数成分数が所定の比率または所定の最小周波数成分数(これらを所定の基準とも呼ぶ)以上となっている場合に、アークが発生したと判定する。つまり、所定の時間範囲Tにおいて、最小の比率または最小の周波数成分数でさえも所定の基準以上となっている場合に、アークが発生したと判定する。 Then, in the present invention, for each of a plurality of timings in a predetermined time range T, the ratio of the number of frequency components having a predetermined intensity A or more to the total number of frequency components in a predetermined frequency band F Focusing on the minimum ratio or the minimum number of frequency components among the number of frequency components having a predetermined intensity A or more, the minimum ratio or the minimum number of frequency components is the predetermined ratio or the predetermined minimum number of frequency components. (These are also referred to as predetermined criteria) or more, it is determined that an arc has occurred. In other words, it is determined that an arc has occurred when even the minimum ratio or the minimum number of frequency components in a predetermined time range T is equal to or greater than a predetermined reference.
例えば、図8AにおけるP点の強度平均が所定の基準に対応しているとし、時刻に応じて所定の時間範囲Tをシフトさせていきながら、ステップS11~ステップS15での処理またはステップS21~ステップS25での処理を繰り返すとする。所定の時間範囲Tは、アークに起因するノイズのパルス幅taよりも短くなるように設定されるため、アークに起因するノイズが発生すると、最小の比率または最小の周波数成分数が所定の基準を超える。具体的には、図8Aにおいて、所定の時間範囲Tが時刻に応じてシフト(図8A中では右に移動)していくと、図8Aで示されている状態で、最小の比率または最小の周波数成分数が所定の基準を超え、アークが発生したと判定できる。一方で、所定の時間範囲Tは、ブレーカ等に起因するノイズのパルス幅tbよりも長くなるように設定されるため、ブレーカ等に起因するノイズが発生しても、最小の比率または最小の周波数成分数が所定の基準を超えない。具体的には、図8Bにおいて、所定の時間範囲Tが時刻に応じてシフト(図8B中では右に移動)していっても、図8Bに示されるように、所定の時間範囲Tには、最小の比率または最小の周波数成分数が所定の基準を超えないレベルBが存在することになるため、アークが発生していないと判定できる。 For example, assuming that the intensity average at point P in FIG. 8A corresponds to a predetermined standard, while shifting the predetermined time range T according to the time, the processing in steps S11 to S15 or steps S21 to step Suppose that the processing in S25 is repeated. Since the predetermined time range T is set to be shorter than the pulse width ta of the noise caused by the arc, when the noise caused by the arc occurs, the minimum ratio or the minimum number of frequency components exceeds the predetermined standard. Exceed. Specifically, in FIG. 8A, when the predetermined time range T shifts (moves to the right in FIG. 8A) according to time, the minimum ratio or the minimum When the number of frequency components exceeds a predetermined standard, it can be determined that an arc has occurred. On the other hand, the predetermined time range T is set to be longer than the pulse width tb of noise caused by a breaker or the like. The number of components does not exceed the prescribed criteria. Specifically, in FIG. 8B, even if the predetermined time range T shifts (moves to the right in FIG. 8B) according to time, the predetermined time range T has , there exists a level B in which the minimum ratio or the minimum number of frequency components does not exceed a predetermined standard, so it can be determined that no arc has occurred.
これにより、所定の時間範囲Tよりも長いパルス幅のノイズはアークに起因するものである(つまりアークが発生している)と判定しやすくなり、所定の時間範囲Tよりも短いパルス幅のノイズはアークに起因しないものである(つまりアークが発生していない)と判定しやすくなる。したがって、瞬間的に全周波数帯域で強度が増加するブレーカ等によるノイズを、アークの発生によるノイズであると誤検知してしまうことを抑制でき、伝送路L1において発生するアークを正確に検出できる。 As a result, it becomes easier to determine that noise with a pulse width longer than the predetermined time range T is caused by an arc (that is, an arc is occurring), and noise with a pulse width shorter than the predetermined time range T is not caused by an arc (that is, no arc is generated). Therefore, it is possible to suppress erroneous detection of noise caused by a breaker or the like, which momentarily increases in strength over the entire frequency band, as noise caused by arc generation, and to accurately detect an arc generated in the transmission line L1.
次に、アーク検出回路10の適用例について説明する。
Next, application examples of the
図9は、実施の形態に係るアーク検出回路10の適用例を説明するための図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining an application example of the
上述したように、アーク検出回路10は、例えば、太陽光パネル31から伝送路L1を介して供給される直流電力をパワコン50で交流電力に変換するシステムに適用される。本適用例では、3つの太陽光パネル31が1つのストリング60によって直列に接続されたものが3つ並べられて、太陽電池アレイ30を形成している。各ストリング60は、接続箱40によってまとめられて、パワコン50へ接続される。
As described above, the
例えば、ストリング60毎にブレーカ41が設けられており、ここでは、接続箱40内にブレーカ41が設けられている。なお、ブレーカ41は、接続箱40内に設けられなくてもよい。例えば、ブレーカ41は、接続箱40と太陽電池アレイ30との間に設けられていてもよいし、ストリング60毎に設けられず接続箱40とパワコン50との間に設けられていてもよい。
For example, a
太陽光パネル31は、例えば、太陽光パネル31から出力される信号の変換を行う、太陽光パネル付属モジュール32を有する。なお、太陽光パネル31は、太陽光パネル付属モジュール32を有していなくてもよい。太陽光パネル付属モジュール32は、例えば、太陽光パネル31毎の発電量を最適化するDC/DCコンバータである。
The
例えば、ブレーカ41がアーク検出回路10を備えていてもよい。この場合、伝送路L1は、ブレーカ41に接続された伝送路(例えばストリング60)となり、アークが発生したストリング60に流れる電流を遮断することができる。例えば、アーク判定部11が、アークが発生したと判定することで、ブレーカ41は、アークが発生したストリング60に流れる電流を遮断する。アークが発生していないストリング60については、電流を遮断せずに使用することができる。
For example,
また、例えば、パワコン50がアーク検出回路10を備えていてもよい。この場合、伝送路L1は、パワコン50に接続された伝送路となり、アークの発生に応じてパワコン50を停止することができる。例えば、アーク判定部11が、アークが発生したと判定することで、パワコン50は停止する。
Also, for example, the
また、例えば、太陽光パネル31または太陽光パネル付属モジュール32がアーク検出回路10を備えていてもよい。この場合、伝送路L1は、太陽光パネル31に接続された伝送路(例えばストリング60)となり、アークが発生したストリング60への出力を停止することができる。例えば、アーク判定部11が、アークが発生したと判定することで、太陽光パネル31または太陽光パネル付属モジュール32は、アークが発生したストリング60への出力を停止する。アークが発生していないストリング60については、出力を停止せずに使用することができる。
Further, for example, the
また、例えば、接続箱40がアーク検出回路10を備えていてもよい。この場合、伝送路L1は、接続箱40に接続された伝送路(例えばストリング60)となり、例えばブレーカ41等を介して、アークが発生したストリング60に流れる電流を遮断することができる。例えば、アーク判定部11が、アークが発生したと判定することで、接続箱40は、アークが発生したストリング60に流れる電流を遮断する。アークが発生していないストリング60については、電流を遮断せずに使用することができる。
Also, for example, the
なお、アーク検出回路10は、上記システムに限らず、アークの発生の検出が必要なシステム全般に適用できる。
The
以上説明したように、本実施の形態に係るアーク検出回路10は、伝送路L1を流れる電流を検出する電流検出器12と、電流検出器12が検出した電流測定結果を周波数分析することで、伝送路L1におけるアークの発生を判定するアーク判定部11と、を備える。アーク判定部11は、周波数分析した電流測定結果において、所定の時間範囲Tに含まれる連続する複数のタイミングのそれぞれについて、所定の周波数帯域Fにおける、全周波数成分数に対する、所定の強度A以上となっている周波数成分数の比率を算出する。そして、アーク判定部11は、算出した複数のタイミングのそれぞれについての当該比率のうちの最小の比率が所定の比率以上となっている場合に、アークが発生したと判定する。もしくは、本実施の形態に係るアーク検出回路10は、伝送路L1を流れる電流を検出する電流検出器12と、電流検出器12が検出した電流測定結果を周波数分析することで、伝送路L1におけるアークの発生を判定するアーク判定部11と、を備える。アーク判定部11は、周波数分析した電流測定結果において、所定の時間範囲Tに含まれる連続する複数のタイミングのそれぞれについて、所定の周波数帯域Fにおける、所定の強度A以上となっている周波数成分数を算出する。そして、アーク判定部11は、算出した複数のタイミングのそれぞれについての当該周波数成分数のうちの最小の周波数成分数が所定の最小周波数成分数以上となっている場合に、アークが発生したと判定する。
As described above, the
これによれば、所定の時間範囲Tよりも長いパルス幅のノイズはアークに起因するものであると判定しやすくなり、所定の時間範囲Tよりも短いパルス幅のノイズはアークに起因しないものであると判定しやすくなる。したがって、瞬間的に全周波数帯域で強度が増加するブレーカ等によるノイズを、アークの発生によるノイズであると誤検知してしまうことを抑制でき、伝送路L1において発生するアークを正確に検出できる。 According to this, it becomes easy to determine that noise with a pulse width longer than the predetermined time range T is caused by the arc, and noise with a pulse width shorter than the predetermined time range T is not caused by the arc. Easier to determine if there is. Therefore, it is possible to suppress erroneous detection of noise caused by a breaker or the like, which momentarily increases in strength over the entire frequency band, as noise caused by arc generation, and to accurately detect an arc generated in the transmission line L1.
また、所定の時間範囲T、所定の周波数帯域F、所定の強度Aおよび所定の比率は、それぞれ設定により変更可能となっていてもよい。もしくは、所定の時間範囲T、所定の周波数帯域F、所定の強度Aおよび所定の最小周波数成分数は、それぞれ設定により変更可能となっていてもよい。 Also, the predetermined time range T, the predetermined frequency band F, the predetermined intensity A, and the predetermined ratio may be changed by setting. Alternatively, the predetermined time range T, the predetermined frequency band F, the predetermined intensity A, and the predetermined minimum number of frequency components may be changed by setting.
これによれば、所定の時間範囲T、所定の周波数帯域F、所定の強度A、所定の比率および最小周波数成分数を、アーク検出回路10の置かれる環境等に応じて柔軟に最適な値に設定することができる。
According to this, the predetermined time range T, the predetermined frequency band F, the predetermined intensity A, the predetermined ratio, and the minimum number of frequency components can be flexibly optimized according to the environment in which the
また、ブレーカ41は、アーク検出回路10を備えていてもよい。また、パワーコンディショナ50は、アーク検出回路10を備えていてもよい。また、太陽光パネル31は、アーク検出回路10を備えていてもよい。また、太陽光パネル付属モジュール32は、アーク検出回路10を備え、太陽光パネルから出力される信号の変換を行ってもよい。また、接続箱40は、アーク検出回路10を備え、太陽光パネル31とパワーコンディショナ50とを接続してもよい。
Also, the
(その他の実施の形態)
以上、実施の形態に係るアーク検出回路10等について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。(Other embodiments)
Although the
例えば、上記実施の形態では、所定の時間範囲T、所定の周波数帯域F、所定の強度A、所定の比率および所定の最小周波数成分数は、それぞれ設定により変更可能となっているが、当該設定は、アーク検出回路10を備える装置が有する入出力インタフェース(ディスプレイ、キーボード、マウス、タッチパネル等)により、値等が入力されたり選択されたりすることで指定されてもよい。
For example, in the above embodiment, the predetermined time range T, the predetermined frequency band F, the predetermined intensity A, the predetermined ratio, and the predetermined minimum number of frequency components can be changed by setting. may be specified by inputting or selecting a value or the like through an input/output interface (display, keyboard, mouse, touch panel, etc.) of the device including the
また、本発明は、アーク検出回路10として実現できるだけでなく、アーク検出回路10を構成する各構成要素が行うステップ(処理)を含むアーク検出方法として実現できる。
Further, the present invention can be realized not only as the
具体的には、図2に示されるように、アーク検出方法は、伝送路L1におけるアークの発生を判定するアーク検出方法であって、伝送路L1に流れる電流を検出する電流検出器12が検出した電流測定結果を周波数分析し(ステップS11)、周波数分析した電流測定結果において、所定の時間範囲Tに含まれる連続する複数のタイミングのそれぞれについて、所定の周波数帯域Fにおける、全周波数成分数に対する、所定の強度A以上となっている周波数成分数の比率を算出し(ステップS12)、算出した複数のタイミングのそれぞれについての当該比率のうちの最小の比率が所定の比率以上となっている場合に(ステップS13でYes)、アークが発生したと判定する(ステップS14)。 Specifically, as shown in FIG. 2, the arc detection method is a method for determining the occurrence of an arc in the transmission line L1. frequency-analyzed current measurement results (step S11), and in the frequency-analyzed current measurement results, for each of a plurality of consecutive timings included in a predetermined time range T, for the total number of frequency components in a predetermined frequency band F , the ratio of the number of frequency components having a predetermined intensity A or higher is calculated (step S12), and the minimum ratio among the calculated ratios for each of the plurality of timings is a predetermined ratio or higher Then (Yes in step S13), it is determined that an arc has occurred (step S14).
例えば、それらのステップは、コンピュータ(コンピュータシステム)によって実行されてもよい。そして、本開示は、それらの方法に含まれるステップを、コンピュータに実行させるためのプログラムとして実現できる。さらに、本開示は、そのプログラムを記録したCD-ROM等である非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体として実現できる。 For example, those steps may be performed by a computer (computer system). The present disclosure can be realized as a program for causing a computer to execute the steps included in those methods. Furthermore, the present disclosure can be implemented as a non-temporary computer-readable recording medium such as a CD-ROM recording the program.
上記実施の形態に係るアーク検出回路10は、マイコンによってソフトウェア的に実現されたが、パーソナルコンピュータなどの汎用コンピュータにおいてソフトウェア的に実現されてもよい。さらに、アーク検出回路10は、A/D変換器、論理回路、ゲートアレイ、D/A変換器等で構成される専用の電子回路によってハードウェア的に実現されてもよい。
Although the
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素および機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。 In addition, it is realized by applying various modifications to each embodiment that a person skilled in the art can think of, and by arbitrarily combining the constituent elements and functions of each embodiment without departing from the spirit of the present invention. Forms are also included in the present invention.
10 アーク検出回路
11 アーク判定部
12 電流検出器
31 太陽光パネル
32 太陽光パネル付属モジュール
40 接続箱
41 ブレーカ
42 ブレーカ制御部
50 パワーコンディショナ(パワコン)
L1 伝送路
A 所定の強度
F 所定の周波数帯域
T 所定の時間範囲REFERENCE SIGNS
L1 Transmission line A Predetermined intensity F Predetermined frequency band T Predetermined time range
Claims (11)
前記電流検出器が検出した電流測定結果を周波数分析することで、前記伝送路におけるアークの発生を判定するアーク判定部と、を備え、
前記アーク判定部は、
周波数分析した前記電流測定結果において、所定の時間範囲に含まれる連続する複数のタイミングのそれぞれについて、所定の周波数帯域における、全周波数成分数に対する所定の強度以上となっている周波数成分数の比率を算出し、
算出した前記複数のタイミングのそれぞれについての前記比率のうちの最小の比率が所定の比率以上となっている場合に、アークが発生したと判定し、
前記所定の時間範囲は、アークに起因するノイズのパルス幅よりも短く、
前記所定の周波数帯域は、アークが発生した場合にアークに起因するノイズが発生する周波数を含む周波数帯域であり、
前記所定の強度は、ノイズが発生していない状態での強度よりも高い値、かつ、アークに起因するノイズが発生している状態での強度よりも低い値であり、
前記所定の比率は、ノイズが発生していない状態での前記最小の比率よりも高い値、かつ、アークに起因するノイズが発生している状態での前記最小の比率よりも低い値である、
アーク検出回路。 a current detector that detects current flowing through the transmission line;
an arc determination unit that determines the occurrence of an arc in the transmission line by frequency-analyzing the current measurement result detected by the current detector;
The arc determination unit
In the frequency-analyzed current measurement result, for each of a plurality of consecutive timings included in a predetermined time range, the ratio of the number of frequency components having a predetermined intensity or more to the total number of frequency components in a predetermined frequency band calculate,
determining that an arc has occurred when a minimum ratio among the ratios for each of the plurality of calculated timings is equal to or greater than a predetermined ratio;
the predetermined time range is shorter than the pulse width of the noise caused by the arc;
The predetermined frequency band is a frequency band including a frequency at which noise due to an arc occurs when an arc occurs,
The predetermined intensity is a value higher than the intensity in a state where noise is not generated and a value lower than the intensity in a state where noise caused by an arc is generated,
The predetermined ratio is a value higher than the minimum ratio when no noise is generated and a value lower than the minimum ratio when noise caused by an arc is generated.
Arc detection circuit.
請求項1に記載のアーク検出回路。 The predetermined time range, the predetermined frequency band, the predetermined intensity and the predetermined ratio can be changed by setting,
2. The arc detection circuit of claim 1.
前記電流検出器が検出した電流測定結果を周波数分析することで、前記伝送路におけるアークの発生を判定するアーク判定部と、を備え、
前記アーク判定部は、
周波数分析した前記電流測定結果において、所定の時間範囲に含まれる連続する複数のタイミングのそれぞれについて、所定の周波数帯域における、所定の強度以上となっている周波数成分数を算出し、
算出した前記複数のタイミングのそれぞれについての前記周波数成分数のうちの最小の周波数成分数が所定の最小周波数成分数以上となっている場合に、アークが発生したと判定し、
前記所定の時間範囲は、アークに起因するノイズのパルス幅よりも短く、
前記所定の周波数帯域は、アークが発生した場合にアークに起因するノイズが発生する周波数を含む周波数帯域であり、
前記所定の強度は、ノイズが発生していない状態での強度よりも高い値、かつ、アークに起因するノイズが発生している状態での強度よりも低い値であり、
前記所定の最小周波数成分数は、ノイズが発生していない状態での前記の最小の周波数成分数よりも高い値、かつ、アークに起因するノイズが発生している状態での前記の最小の周波数成分数よりも低い値である、
アーク検出回路。 a current detector that detects the current flowing through the transmission line;
an arc determination unit that determines the occurrence of an arc in the transmission line by frequency-analyzing the current measurement result detected by the current detector;
The arc determination unit
calculating the number of frequency components having a predetermined intensity or more in a predetermined frequency band for each of a plurality of consecutive timings included in a predetermined time range in the current measurement result obtained by frequency analysis;
determining that an arc has occurred when the minimum number of frequency components among the number of frequency components for each of the plurality of calculated timings is equal to or greater than a predetermined minimum number of frequency components;
the predetermined time range is shorter than the pulse width of the noise caused by the arc;
The predetermined frequency band is a frequency band including a frequency at which noise due to an arc occurs when an arc occurs,
The predetermined intensity is a value higher than the intensity in a state where noise is not generated and a value lower than the intensity in a state where noise caused by an arc is generated,
The predetermined minimum number of frequency components is a value higher than the minimum number of frequency components when noise is not generated, and the minimum frequency when noise caused by an arc is generated. which is lower than the number of components,
Arc detection circuit.
請求項3に記載のアーク検出回路。 The predetermined time range, the predetermined frequency band, the predetermined intensity and the predetermined minimum number of frequency components can be changed by setting,
4. The arc detection circuit of claim 3.
ブレーカ。 Equipped with the arc detection circuit according to any one of claims 1 to 4,
breaker.
パワーコンディショナ。 Equipped with the arc detection circuit according to any one of claims 1 to 4,
power conditioner.
太陽光パネル。 Equipped with the arc detection circuit according to any one of claims 1 to 4,
solar panel.
太陽光パネルから出力される信号の変換を行う、
太陽光パネル付属モジュール。 Equipped with the arc detection circuit according to any one of claims 1 to 4,
converts the signal output from the solar panel,
Module with solar panel.
太陽光パネルとパワーコンディショナとを接続する、
接続箱。 Equipped with the arc detection circuit according to any one of claims 1 to 4,
connecting solar panels and inverters,
junction box.
前記伝送路に流れる電流を検出する電流検出器が検出した電流測定結果を周波数分析し、
周波数分析した前記電流測定結果において、所定の時間範囲に含まれる連続する複数のタイミングのそれぞれについて、所定の周波数帯域における、全周波数成分数に対する、所定の強度以上となっている周波数成分数の比率を算出し、
算出した前記複数のタイミングのそれぞれについての前記比率のうちの最小の比率が所定の比率以上となっている場合に、アークが発生したと判定し、
前記所定の時間範囲は、アークに起因するノイズのパルス幅よりも短く、
前記所定の周波数帯域は、アークが発生した場合にアークに起因するノイズが発生する周波数を含む周波数帯域であり、
前記所定の強度は、ノイズが発生していない状態での強度よりも高い値、かつ、アークに起因するノイズが発生している状態での強度よりも低い値であり、
前記所定の比率は、ノイズが発生していない状態での前記最小の比率よりも高い値、かつ、アークに起因するノイズが発生している状態での前記最小の比率よりも低い値である、
アーク検出方法。 An arc detection method for determining the occurrence of an arc in a transmission line,
frequency-analyzing a current measurement result detected by a current detector that detects a current flowing through the transmission line;
In the frequency-analyzed current measurement result, the ratio of the number of frequency components having a predetermined intensity or more to the total number of frequency components in a predetermined frequency band for each of a plurality of consecutive timings included in a predetermined time range. to calculate
determining that an arc has occurred when a minimum ratio among the ratios for each of the plurality of calculated timings is equal to or greater than a predetermined ratio;
the predetermined time range is shorter than the pulse width of the noise caused by the arc;
The predetermined frequency band is a frequency band including a frequency at which noise due to an arc occurs when an arc occurs,
The predetermined intensity is a value higher than the intensity in a state where noise is not generated and a value lower than the intensity in a state where noise caused by an arc is generated,
The predetermined ratio is a value higher than the minimum ratio when no noise is generated and a value lower than the minimum ratio when noise caused by an arc is generated.
Arc detection method.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018083990 | 2018-04-25 | ||
JP2018083990 | 2018-04-25 | ||
PCT/JP2019/011159 WO2019208026A1 (en) | 2018-04-25 | 2019-03-18 | Arc detection circuit, breaker, power conditioner, solar panel, solar panel attached module, connection box, arc detection method, and program |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2019208026A1 JPWO2019208026A1 (en) | 2021-07-01 |
JP7117630B2 true JP7117630B2 (en) | 2022-08-15 |
Family
ID=68293517
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020516106A Active JP7117630B2 (en) | 2018-04-25 | 2019-03-18 | Arc detection circuit, breaker, power conditioner, solar panel, module attached to solar panel, junction box, arc detection method and program |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7117630B2 (en) |
WO (1) | WO2019208026A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021063663A (en) * | 2019-10-10 | 2021-04-22 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Arc detection device, breaker, power conditioner, photovoltaic panel, photovoltaic panel attachment module, junction box, arc detection system, and arc detection method |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021182261A1 (en) * | 2020-03-11 | 2021-09-16 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Arc detection device, indoor power line system, solar power generation system, and storage battery system |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130092208A1 (en) | 2011-10-13 | 2013-04-18 | Steven Andrew Robbins | System and Apparatus for Arc Detection and Location in Solar Arrays |
JP2016151514A (en) | 2015-02-18 | 2016-08-22 | オムロン株式会社 | Arc detector and method for detecting arc |
JP2017190996A (en) | 2016-04-13 | 2017-10-19 | 富士電機機器制御株式会社 | Arc failure detection device |
WO2017221493A1 (en) | 2016-06-21 | 2017-12-28 | 三菱電機株式会社 | Dc electric circuit protection device and arc detection method |
-
2019
- 2019-03-18 JP JP2020516106A patent/JP7117630B2/en active Active
- 2019-03-18 WO PCT/JP2019/011159 patent/WO2019208026A1/en active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130092208A1 (en) | 2011-10-13 | 2013-04-18 | Steven Andrew Robbins | System and Apparatus for Arc Detection and Location in Solar Arrays |
JP2016151514A (en) | 2015-02-18 | 2016-08-22 | オムロン株式会社 | Arc detector and method for detecting arc |
JP2017190996A (en) | 2016-04-13 | 2017-10-19 | 富士電機機器制御株式会社 | Arc failure detection device |
WO2017221493A1 (en) | 2016-06-21 | 2017-12-28 | 三菱電機株式会社 | Dc electric circuit protection device and arc detection method |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021063663A (en) * | 2019-10-10 | 2021-04-22 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Arc detection device, breaker, power conditioner, photovoltaic panel, photovoltaic panel attachment module, junction box, arc detection system, and arc detection method |
JP7325010B2 (en) | 2019-10-10 | 2023-08-14 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Arc detection device, breaker, power conditioner, solar panel, junction box, arc detection system and arc detection method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2019208026A1 (en) | 2021-07-01 |
WO2019208026A1 (en) | 2019-10-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6464799B2 (en) | Arc detection apparatus and arc detection method | |
EP3270172B1 (en) | Arc detection device and arc detection method | |
JP7117630B2 (en) | Arc detection circuit, breaker, power conditioner, solar panel, module attached to solar panel, junction box, arc detection method and program | |
JP6807552B2 (en) | Arc detection circuit, switch system, power conditioner system and arc detection method | |
JP6116495B2 (en) | DC arc detection apparatus and method | |
JP7170221B2 (en) | Arc detection circuit, breaker, power conditioner, solar panel, module attached to solar panel, junction box, arc detection method and program | |
JP2010261862A (en) | Ac line signal detection device, method therefor, and power supply device | |
JP6895647B2 (en) | Arc detection circuit, switch system, power conditioner system and arc detection method | |
US7928723B2 (en) | Measurement of dissipated power | |
US20080284450A1 (en) | Arc wave generator for testing an arc-fault circuit interrupter | |
JP6865406B2 (en) | Arc detection circuit, breaker system, junction box system, power conditioner, microinverter, DC optimizer and arc detection method | |
JP7325010B2 (en) | Arc detection device, breaker, power conditioner, solar panel, junction box, arc detection system and arc detection method | |
JP6501426B2 (en) | Maximum power point tracking method and maximum power point tracking system | |
US20150153396A1 (en) | Detecting shorted diodes | |
WO2019208027A1 (en) | Arc detecting circuit, breaker, power conditioner, solar panel, module with solar panel, and connection box | |
WO2022168255A1 (en) | Arc detector, breaker, power conditioner, solar panel, solar panel-attached module, connection box, arc detection system, and arc detection method | |
US7405912B2 (en) | Arc fault detection apparatus using microcomputer | |
JP2019045422A (en) | Arc detector | |
JP2011053108A (en) | Reverse phase/phase interruption detecting device | |
JPH11271366A (en) | Apparatus for detecting voltage drop | |
JP2003125532A (en) | Tracking breaker | |
JP7101133B2 (en) | Power supply for induction heating and its abnormality detection method | |
JP6548841B1 (en) | Overcurrent relay | |
JP2021136007A (en) | Apparatus for detecting phase interruption and blockage in a three-phase ac power source and method of detecting same | |
JP2011151576A (en) | Signal detection circuit, and incorrect detection preventing method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210121 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220111 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220210 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220607 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220621 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7117630 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |