JPH06153301A

JPH06153301A - 漏電検出装置

Info

Publication number: JPH06153301A
Application number: JP4292461A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Maki; 一郎槇; Yoichiro Tsuruta; 陽一郎鶴田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-10-30
Filing date: 1992-10-30
Publication date: 1994-05-31

Abstract

(57)【要約】【目的】漏電検出の不感帯をなくして確実に漏電検出
するとともに、漏電部位を推定できる優れた漏電検出装
置を提供する。【構成】電気自動車、電車などに搭載された高圧直流
電源１と、この高圧直流電源のプラス及びマイナス側の
間に直列に結線された検出用抵抗３及び４と、これらの
検出用抵抗３及び４の一端をボデーグランドへ接地する
スイッチ８と、漏電を判定する漏電判定部９とを備え、
スイッチ８の切換えにより、検出用抵抗３及び４を順次
ボデーグランドに接地して、その時の検出用抵抗３及び
４に生じる検出電圧６及び７測定し、これらの値を比較
計算することにより、漏電の検出及び漏電箇所の推測を
行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気自動車、電車、トロ
リーバスなど直流を動力とする車両等に利用する漏電検
出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来の漏電検出装置の構成を示し
ている。図３において、２１はバッテリー等で構成させ
た高圧電源である。２２、２３及び２４はそれぞれ抵抗
Ｒ₁1、Ｒ₂、Ｒ_Sであり、２５は抵抗２４の両端に生じる
検出電圧Ｖ₁である。

【０００３】次に上記従来例の動作について説明する。
一般に電気自動車等に使用される２００〜３００Ｖの直
流高圧電源は、人が高圧電源にふれても感電しないよう
に、車両のボデーグランドから分離されたフローティン
グ状態になっている。しかし、絶縁破壊が起きている場
合、人が高圧系に触れると電流が流れるパスができるた
め感電する。高電圧系とグランド間に絶縁破壊が発生し
ても、人が高圧系に触れない限り高電圧系がグランドと
分離されているため、絶縁破壊を起こした抵抗には、電
流も電圧も生じないので漏電の検出はできない。そのた
め、図３のように高圧電源２１(＋Ｂ）に対し抵抗２
２、２３で中性点をとっている。

【０００４】図４に示すものは、抵抗中性点にグランド
をとる方式のものである。図４において、２６は絶縁破
壊抵抗（ｒ）、２７は人体抵抗（Ｚ）である。高圧直流
電源２１の電圧を＋Ｂボルト、抵抗２２及び２３の値Ｒ
₁、Ｒ₂を絶縁破壊抵抗（ｒ）に比べ十分大きくとれば、
人体に流れる漏電電流Ｉ₁はＩ₁＝＋Ｂ／（ｒ＋Ｚ）・・・・・（１）となる。

【０００５】上記（１）式に示すように、漏電電流Ｉ₁
及び人体抵抗Ｚをある所定の値に設定することにより、
絶縁破壊抵抗２６の値ｒが求められる。次に、人体が高
圧系にふれていない時抵抗２７（Ｚ＝∞）、絶縁破壊に
よって生じる抵抗２４（Ｒ_S）の検出電圧２５（Ｖ₁）の
値を求める。当然のことながら絶縁破壊が起こっていな
い時（抵抗２６の値ｒ＝∞）は、検出電圧２５には電圧
が発生しない。抵抗２２及び２３の値Ｒ₁、Ｒ₂を、抵抗
２４の値Ｒ_S、絶縁破壊抵抗２６の値ｒより十分大きく
設定するとすると、図４のように抵抗２２、２４及び絶
縁破壊抵抗２６を流れる電流はｉ＝＋Ｂ／（Ｒ₁＋Ｒ_S＋ｒ）・・・・・（２）となる。

【０００６】従って、抵抗２４に生じる検出電圧２５の
値Ｖ₁はＶ₁＝＋Ｂ×Ｒ_S／（Ｒ₁＋Ｒ_S＋ｒ）・・・・（３）となり、上記（１）式及び（３）式より感電電流に対応
した検出電圧Ｖ₁が求められる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の漏電検出装置ではフローテングされた高圧電源２１
の中性点を抵抗２２、２３及び２４でとっているため、
図５に示すように複数個のバッテリーで構成された高圧
直流電源２１の中間で絶縁破壊を生じた場合に於いて、
漏電検出ができない不感帯及び検出感度が低くなると問
題があった。図５において、抵抗２８はバッテリーの中
点で漏電破壊が起こったことを示しており、漏電検出用
抵抗Ｒ_Sに流れる電流はｉ₁及びｉ₂である。

【０００８】ここで、抵抗２２と抵抗２３の値が等しい
（Ｒ₁＝Ｒ₂）とすれば電流ｉ₁とｉ₂は大きさが等しく、
方向が逆であるため、検出電圧２５（Ｖ₁）は漏電して
いるにもかかわらず検出電圧がゼロとなり、漏電を検出
することができない。たとえ、抵抗２２と抵抗２３の値
が異なったとしても、バッテリー間のどこかのポイント
で漏電すれば、検出電圧がゼロとなる箇所が発生し、こ
の付近では必ず漏電検出の不感帯を生じることになる。
また、電流ｉ₁とｉ₂は互いに打ち消す方向であるため、
検出電圧２５の値Ｖ₁は小さな値となり感度が低下し
て、漏電検出が難しいという問題があった。

【０００９】本発明はこのような従来の問題を解決する
ものであり、漏電検出の不感帯をなくして確実に漏電検
出するとともに、漏電部位を推定できる優れた漏電検出
装置を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、電気自動車、電車などに搭載された高圧直
流電源と、この高圧直流電源のプラス及びマイナス側の
間に直列に結線された複数の保護用抵抗及び検出用抵抗
と、これらの検出用抵抗の一端を電気自動車、電車など
のボデーグランドへ接地するスイッチと、電気自動車、
電車などの漏電を判定する漏電判定部とを備えて、漏電
検出の不感帯をなくすとともに、漏電部位を推定できる
ようにしたものである。

【００１１】

【作用】したがって、本発明によれば、高圧直流電源の
プラス、マイナス側のそれぞれの検出用抵抗の片端をス
イッチによりボデーグランドに接地して、その時の検出
抵抗に生じる電圧または電流をそれぞれ計測し、その２
つの値を比較計算することにより、漏電の検出及び漏電
カ所の推測を行うことができる。

【００１２】

【実施例】図１は本発明の一実施例の構成を示すもので
ある。図１において、１は車両のグランドと分離してい
る複数のバッテリーなどから成る高圧直流電源（＋Ｂ）
である。２及び５は十分大きい値の電流制限用の保護用
抵抗であり、３及び４は検出用抵抗である。６及び７は
検出用抵抗３及び４の両端電圧の値であり、８はトラン
ジスタ、ＦＥＴ、アナログスイッチ等のような半導体素
子もしくはリレーなどのようなスイッチ（以下ＳＷと称
す）であり、検出用抵抗３及び４の片端をグランドに接
地するものである。９は漏電の有無および漏電発生部位
を推定する漏電判定部であり、１０は漏電検出出力端子
である。１１及び１２は高圧直流電源１のプラス、マイ
ナス端子であり、１３は絶縁破壊した時の絶縁抵抗（ｒ
₁）であり、このときの漏電部位の電圧が（Ｖa）であ
る。

【００１３】次に上記実施例の動作について説明する。
図１の実施例において、絶縁破壊が起きた場合におい
て、絶縁破壊抵抗１３（ｒ₁）により高圧直流電源１３
が絶縁破壊点で（＋Ｂ−Ｖaボルト）とＶaボルトで分け
られいる場合を考える。

【００１４】この時、ＳＷ８がａ側で閉、即ち検出用抵
抗３（Ｒ_S1）のみがグランドに接地され、検出抵抗３に
生じる電圧６（Ｖ_S1）はＶ_S1＝Ｒ_S1×（＋Ｂ−Ｖa）／（Ｒ_h1＋Ｒ_S1＋ｒ₁）・・・・・（４）この場合、検出抵抗４（Ｒ_S2）には電圧、電流は生じな
い。次に、ＳＷ８がｂ側で閉（検出抵抗４のみがグラン
ドに接地）の時の検出抵抗４（Ｒ_S2）の両端電圧７（Ｖ
_S2）はＶ_S2＝−Ｒ_S2×Ｖa／（Ｒ_h2＋Ｒ_S2＋ｒ₁）・・・・・（５）上記の（５）式の右辺にマイナス負号をつけたのは（Ｖ
_S2）を正の値にするためである。この場合、検出用抵抗
３（Ｒ_S1）の両端には電圧も電流も生じない。このよう
にして、絶縁破壊が起きていれば、（４）式または
（５）式で示したように検出用抵抗３及び４の両端に電
圧が生じるため、漏電を検出することができる。

【００１５】次にこの方式により漏電部位を推定できる
ことについて説明する。保護用抵抗２及び５は同値（Ｒ
_h1＝Ｒ_h2）で、かつ検出用抵抗３及び４が同値（Ｒ_S1＝
Ｒ_S2）であるとする。ここで、漏電部位の電圧（Ｖa）
を、０から＋Ｂボルトまで変化させたときの漏電検出電
圧６、７（Ｖ_S1、Ｖ_S2）を図２に示す。図２において、
Ｖ_S1またはＶ_S2の値により漏電している箇所の電位（Ｖ
a）が解ることにより、漏電部位を推定することができ
る。即ち、漏電判定部９において、ＳＷ８をａ側及びｂ
側に順次切り換えて、検出電圧Ｖ_S1とＶ_S2を測定し、そ
の結果から漏電のレベル及び漏電部位を検出する。さら
に、検出電圧Ｖ_S1とＶ_S2をそれぞれ測定することによ
り、一方の検出出力が小さな値であっても、他方が大き
い値となるため、検出出力が大きい方の値を使用して正
確に漏電部位を判定できる。漏電判定部９は測定結果か
ら漏電のレベル及び漏電部位を検出し、検出結果を漏電
出力１０へ出力する。

【００１６】このように、上記実施例によれば、ＳＷ８
をａ側及びｂ側に順次切り換えて、検出用抵抗３及び４
をグランドにそれぞれ接地し、そのときの検出電圧Ｖ_S1
とＶ _S2を測定することにより、漏電判定部９において漏
電の発生及び発生部位を判定できるという利点を有す
る。さらに検出電圧Ｖ_S1とＶ_S2の値は、図２に示すよう
に、一方が小さくとも他方が大きいため、漏電部位によ
らず検出感度が高くとれ、正確に検出できる。また、さ
らに検出電圧Ｖ_S1とＶ_S2の２つの値を測定することによ
り、漏電部位がどこで発生しても不感帯が発生すること
もなく、必ず正確に漏電検出できるという利点を有す
る。

【００１７】なお、上記実施例においては、検出用抵抗
３及び４をグランドにそれぞれ接地し、そのときの検出
電圧Ｖ_S1とＶ_S2を測定するように構成しているが、検出
用抵抗３及び４に流れる電流値を検出するようにしても
よい。

【００１８】

【発明の効果】本発明は上記実施例から明らかなよう
に、高圧直流電源のプラス及びマイナス側の間に複数の
保護用抵抗及び検出用抵抗を直列に結線し、これらの検
出用抵抗の片端をスイッチにより順次ボデーグランドに
接地して、その時の検出用抵抗に生じる電圧または電流
をそれぞれ計測し、これらの値を比較計算することによ
り、漏電の有無及びそのレベルがわかると同時に漏電発
生部位を検出できるという効果を有する。

【００１９】さらに本発明によれば、複数の検出用抵抗
により漏電検出を行うために、漏電発生部位による漏電
検出の不感帯をなくし、検出感度を高めることができる
という効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における漏電検出装置のブロ
ック図

【図２】同装置における漏電箇所と漏電検出電圧との関
係を示す図

【図３】従来の漏電検出装置のブロック図

【図４】同装置におけるブロック図

【図５】同装置における絶縁破壊により漏電が発生した
時のブロック図

【符号の説明】１高圧電流電源２保護用抵抗３，４検出用抵抗５保護用抵抗６，７検出電圧８スイッチ９漏電判定部１０漏電検出出力１１高圧直流電源のプラス端子１２高圧直流電源のマイナス端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気自動車、電車などに搭載された高圧
直流電源と、この高圧直流電源のプラス及びマイナス側
の間に直列に結線された複数の保護用抵抗及び検出用抵
抗と、これらの検出用抵抗の一端を電気自動車、電車な
どのボデーグランドへ接地するスイッチと、電気自動
車、電車などの漏電を判定する漏電判定部とを備えた漏
電検出装置。
【請求項２】前記高圧直流電源及び高圧電源ライン
は、それが搭載されている電気自動車、電車などのボデ
ーグランドから分離されている請求項１記載の漏電検出
装置。
【請求項３】前記高圧直流電源は複数個のバッテリー
で構成されている請求項１記載の漏電検出装置。
【請求項４】検出抵抗の片端を接地させるスイッチ
は、トランジスタ、ＦＥＴ、アナログスイッチ等のよう
な半導体素子もしくはリレーである請求項１記載の漏電
検出装置。
【請求項５】漏電判定部は、高圧直流電源ラインのプ
ラス及びマイナス側に結合している検出抵抗の片端をグ
ランドに接地させるため、スイッチを順次開閉させ、ス
イッチが閉となった検出抵抗の両端電圧または電流値を
計測することにより、漏電の有無及び漏電部位を検出す
るようにした請求項１記載の漏電検出装置。