JPH0769378B2 - 電池用地絡検出方法及びその装置 - Google Patents
電池用地絡検出方法及びその装置Info
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- JPH0769378B2 JPH0769378B2 JP4071490A JP7149092A JPH0769378B2 JP H0769378 B2 JPH0769378 B2 JP H0769378B2 JP 4071490 A JP4071490 A JP 4071490A JP 7149092 A JP7149092 A JP 7149092A JP H0769378 B2 JPH0769378 B2 JP H0769378B2
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- battery
- ground fault
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ナトリウム−硫黄電
池等で構成された高電圧電池において地絡を検出する電
池用地絡検出方法及びその装置に関するものである。
池等で構成された高電圧電池において地絡を検出する電
池用地絡検出方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の電池用地絡検出装置とし
ては、例えば、図３に示すような中点電流検出方式が知
られている。すなわち、この従来方式においては、電池
２１のプラス極とマイナス極とを、接地抵抗器２２及び
接地継電器２３を介して接地し、電池２１の中点を接地
抵抗器２２の分圧方式で作って、地絡抵抗ｘの変化に伴
う不平衡電流の発生を接地継電器２３により検出するよ
うになっている。
ては、例えば、図３に示すような中点電流検出方式が知
られている。すなわち、この従来方式においては、電池
２１のプラス極とマイナス極とを、接地抵抗器２２及び
接地継電器２３を介して接地し、電池２１の中点を接地
抵抗器２２の分圧方式で作って、地絡抵抗ｘの変化に伴
う不平衡電流の発生を接地継電器２３により検出するよ
うになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来方
式においては、多数のナトリウム−硫黄電池よりなる集
合電池等の高電圧電池に適用した場合、接地抵抗器２２
を介して電池２１の両電極を接地したとき、電池２１が
短絡して破損するおそれがあるため、適用することが難
しいという問題があった。
式においては、多数のナトリウム−硫黄電池よりなる集
合電池等の高電圧電池に適用した場合、接地抵抗器２２
を介して電池２１の両電極を接地したとき、電池２１が
短絡して破損するおそれがあるため、適用することが難
しいという問題があった。
【０００４】また、この従来方式においては、各電池２
１の中央部付近で地絡事故が発生した場合、分圧でバラ
ンスがとれて不平衡電流が発生しないため、その地絡事
故を検出することができないという問題もあった。
１の中央部付近で地絡事故が発生した場合、分圧でバラ
ンスがとれて不平衡電流が発生しないため、その地絡事
故を検出することができないという問題もあった。
【０００５】この発明は、このような従来の技術に存在
する問題点に着目してなされたものであって、その目的
とするところは、ナトリウム−硫黄電池等の高電圧電池
に適用した場合でも、電池の両電極を接地することな
く、かつ地絡位置によらず正確な地絡抵抗を演算するこ
とができ、このため正確な地絡検出感度を得ることがで
き、地絡を容易かつ確実に検出して、充放電を速やかに
停止させることができる電池用地絡検出方法及びその装
置を提供することにある。
する問題点に着目してなされたものであって、その目的
とするところは、ナトリウム−硫黄電池等の高電圧電池
に適用した場合でも、電池の両電極を接地することな
く、かつ地絡位置によらず正確な地絡抵抗を演算するこ
とができ、このため正確な地絡検出感度を得ることがで
き、地絡を容易かつ確実に検出して、充放電を速やかに
停止させることができる電池用地絡検出方法及びその装
置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第１の発明の電池用地絡検出方法においては、電
池のプラス極とマイナス極とを交互に切り換えて抵抗を
介して接地し、プラス側に接続した場合とマイナス側に
接続した場合の上記抵抗の両端間の電圧Ｖ１，Ｖ２をそ
れぞれ測定するとともに、電池のプラス極とマイナス極
間のトータル電圧ｅ０を測定し、前記各電圧Ｖ１，Ｖ
２，ｅ０の測定値を入力し演算する制御手段によって地
絡箇所の地絡抵抗を演算し、地絡抵抗が所定値以下であ
るときに電池の充放電回路を遮断することを特徴とする
ものである。
めに、第１の発明の電池用地絡検出方法においては、電
池のプラス極とマイナス極とを交互に切り換えて抵抗を
介して接地し、プラス側に接続した場合とマイナス側に
接続した場合の上記抵抗の両端間の電圧Ｖ１，Ｖ２をそ
れぞれ測定するとともに、電池のプラス極とマイナス極
間のトータル電圧ｅ０を測定し、前記各電圧Ｖ１，Ｖ
２，ｅ０の測定値を入力し演算する制御手段によって地
絡箇所の地絡抵抗を演算し、地絡抵抗が所定値以下であ
るときに電池の充放電回路を遮断することを特徴とする
ものである。
【０００７】また、第２の発明の電池用地絡検出装置に
おいては、電池のプラス極とマイナス極とを交互に切り
換えて抵抗を介して接地する切換接地手段と、プラス側
に接続した場合とマイナス側に接続した場合の上記抵抗
の両端間の電圧Ｖ１，Ｖ２をそれぞれ測定する測定手段
と、電池のプラス極とマイナス極間のトータル電圧ｅ０
を測定する測定手段と、各電圧Ｖ１，Ｖ２，ｅ０の測定
値から地絡抵抗を求めて、その地絡抵抗が所定値になっ
たとき、電池の充放電回路を遮断する制御手段とを備え
たことを特徴とするものである。
おいては、電池のプラス極とマイナス極とを交互に切り
換えて抵抗を介して接地する切換接地手段と、プラス側
に接続した場合とマイナス側に接続した場合の上記抵抗
の両端間の電圧Ｖ１，Ｖ２をそれぞれ測定する測定手段
と、電池のプラス極とマイナス極間のトータル電圧ｅ０
を測定する測定手段と、各電圧Ｖ１，Ｖ２，ｅ０の測定
値から地絡抵抗を求めて、その地絡抵抗が所定値になっ
たとき、電池の充放電回路を遮断する制御手段とを備え
たことを特徴とするものである。
【０００８】
【作用】上記のように構成された電池用地絡検出装置に
おいては、切換接地手段により電池のプラス極とマイナ
ス極とが交互に切り換えて抵抗を介して接地され、それ
らの接地状態において、プラス側に接続した場合とマイ
ナス側に接続した場合の上記抵抗の両端間の電圧Ｖ１，
Ｖ２がそれぞれ測定されるとともに、電池のプラス極と
マイナス極間のトータル電圧ｅ０が測定され、前記各電
圧Ｖ１，Ｖ２，ｅ０の測定値が制御手段に入力される。
この制御手段により、前記の各電圧測定値から地絡抵抗
が求められ、その地絡抵抗が所定値になったとき、電池
の充放電回路が遮断される。
おいては、切換接地手段により電池のプラス極とマイナ
ス極とが交互に切り換えて抵抗を介して接地され、それ
らの接地状態において、プラス側に接続した場合とマイ
ナス側に接続した場合の上記抵抗の両端間の電圧Ｖ１，
Ｖ２がそれぞれ測定されるとともに、電池のプラス極と
マイナス極間のトータル電圧ｅ０が測定され、前記各電
圧Ｖ１，Ｖ２，ｅ０の測定値が制御手段に入力される。
この制御手段により、前記の各電圧測定値から地絡抵抗
が求められ、その地絡抵抗が所定値になったとき、電池
の充放電回路が遮断される。
【０００９】従って、ナトリウム−硫黄電池等の高電圧
電池に適用した場合でも、電池の両電極を接地すること
なく、かつ地絡位置によらず正確な地絡抵抗を演算する
ことができ、このため正確な地絡検出感度を得ることが
でき、電池の地絡を容易かつ確実に検出することができ
て、充放電を速やかに停止させることができる。
電池に適用した場合でも、電池の両電極を接地すること
なく、かつ地絡位置によらず正確な地絡抵抗を演算する
ことができ、このため正確な地絡検出感度を得ることが
でき、電池の地絡を容易かつ確実に検出することができ
て、充放電を速やかに停止させることができる。
【００１０】
【実施例】以下、この発明を具体化した電池用地絡検出
装置及びこの装置を用いた地絡検出方法の一実施例を、
図１及び図２に基づいて詳細に説明する。
装置及びこの装置を用いた地絡検出方法の一実施例を、
図１及び図２に基づいて詳細に説明する。
【００１１】図１に示すように、高電圧電池１はナトリ
ウム−硫黄電池等よりなる単電池を複数個集合させて構
成され、その充放電回路には交直変換器２及び直流遮断
器３が接続されている。切換接地手段としてのリレー４
は高電圧電池１の両電極間に接続され、その切換端子に
は第１絶縁アンプ５及び第２絶縁アンプ６が接続される
とともに、入力端子間には第３絶縁アンプ７が接続され
ている。そして、この実施例においては、リレー４が電
圧安定時間を確保するため約１０秒間隔で切り換えら
れ、高電圧電池１のプラス極とマイナス極とが第１及び
第２絶縁アンプ５，６の入力インピーダンス（１ＭΩ程
度）を介して交互に接地される。
ウム−硫黄電池等よりなる単電池を複数個集合させて構
成され、その充放電回路には交直変換器２及び直流遮断
器３が接続されている。切換接地手段としてのリレー４
は高電圧電池１の両電極間に接続され、その切換端子に
は第１絶縁アンプ５及び第２絶縁アンプ６が接続される
とともに、入力端子間には第３絶縁アンプ７が接続され
ている。そして、この実施例においては、リレー４が電
圧安定時間を確保するため約１０秒間隔で切り換えら
れ、高電圧電池１のプラス極とマイナス極とが第１及び
第２絶縁アンプ５，６の入力インピーダンス（１ＭΩ程
度）を介して交互に接地される。
【００１２】電圧計８はマルチプレクサ９を介して前記
第１〜第３絶縁アンプ５〜７に接続され、この電圧計８
と各絶縁アンプ５〜７とによって、電圧を測定するため
の測定手段が構成されている。中央処理装置（ＣＰＵ）
１０は制御手段を構成し、電圧計８から電圧測定信号を
入力するとともに、前記マルチプレクサ９、地絡抵抗表
示器１１及びインタフェース１２を介してリレー４に作
動信号等を出力する。また、ＣＰＵ１０はインタフェー
ス１２を介して、前記交直変換器２及び直流遮断器３に
停止信号等を出力するとともに、ブザーやランプよりな
る警報器１３に作動信号を出力する。
第１〜第３絶縁アンプ５〜７に接続され、この電圧計８
と各絶縁アンプ５〜７とによって、電圧を測定するため
の測定手段が構成されている。中央処理装置（ＣＰＵ）
１０は制御手段を構成し、電圧計８から電圧測定信号を
入力するとともに、前記マルチプレクサ９、地絡抵抗表
示器１１及びインタフェース１２を介してリレー４に作
動信号等を出力する。また、ＣＰＵ１０はインタフェー
ス１２を介して、前記交直変換器２及び直流遮断器３に
停止信号等を出力するとともに、ブザーやランプよりな
る警報器１３に作動信号を出力する。
【００１３】さらに、前記ＣＰＵ１０は、各絶縁アンプ
５〜７から電圧計８を介して入力される電圧測定値に基
づいて地絡抵抗を演算し、その地絡抵抗を予め記憶され
た基準抵抗値と比較する。そして、地絡抵抗が基準抵抗
値以下になったとき、ＣＰＵ１０は、交直変換器２に停
止信号を出力するとともに、直流遮断器３に遮断信号を
出力し、警報器１３に作動信号を出力する。
５〜７から電圧計８を介して入力される電圧測定値に基
づいて地絡抵抗を演算し、その地絡抵抗を予め記憶され
た基準抵抗値と比較する。そして、地絡抵抗が基準抵抗
値以下になったとき、ＣＰＵ１０は、交直変換器２に停
止信号を出力するとともに、直流遮断器３に遮断信号を
出力し、警報器１３に作動信号を出力する。
【００１４】次に、前記のように構成された電池用地絡
検出装置について作用を説明する。さて、この地絡検出
装置を等価回路で表わすと、図２に示すようになる。図
において、第１及び第２絶縁アンプ５，６の内部抵抗を
Ｒ、地絡抵抗をｘ、高電圧電池１の分圧値をｅ1 ，ｅ2
としたとき、トータル電圧ｅ0 、電池１のプラス極とア
ースＥ間の電圧Ｖ1 、及びマイナス極とアースＥ間の電
圧Ｖ2 は、次式のようになる。
検出装置について作用を説明する。さて、この地絡検出
装置を等価回路で表わすと、図２に示すようになる。図
において、第１及び第２絶縁アンプ５，６の内部抵抗を
Ｒ、地絡抵抗をｘ、高電圧電池１の分圧値をｅ1 ，ｅ2
としたとき、トータル電圧ｅ0 、電池１のプラス極とア
ースＥ間の電圧Ｖ1 、及びマイナス極とアースＥ間の電
圧Ｖ2 は、次式のようになる。
【００１５】ｅo ＝ｅ1 ＋ｅ2 Ｖ1 ＝｛Ｒ／（Ｒ＋ｘ）｝ｅ1 Ｖ2 ＝｛Ｒ／（Ｒ＋ｘ）｝ｅ2 上記の各式から、地絡抵抗ｘを求めると、次のようにな
る。
る。
【００１６】 Ｖ1 ＋Ｖ2 ＝｛Ｒ／（Ｒ＋ｘ）｝（ｅ1 ＋ｅ2 ） ＝｛Ｒ／（Ｒ＋ｘ）｝ｅ0 Ｒ＋ｘ＝｛Ｒ／（Ｖ1 ＋Ｖ2 ）｝ｅ0 ｘ＝Ｒ［｛ｅ0 ／（Ｖ1 ＋Ｖ2 ）｝−１］ そして、図１に示す電池用地絡検出装置の動作時には、
リレー４の切り換えにより電池１のプラス極とマイナス
極とが交互に接地され、それらの接地状態において、第
１絶縁アンプ５により電池１のプラス極とアースＥ間の
電圧Ｖ1 が測定されるとともに、第２絶縁アンプ６によ
りマイナス極とアースＥ間の電圧Ｖ2 が測定される。ま
た、第３絶縁アンプ７によりトータル電圧ｅ0 も測定さ
れる。
リレー４の切り換えにより電池１のプラス極とマイナス
極とが交互に接地され、それらの接地状態において、第
１絶縁アンプ５により電池１のプラス極とアースＥ間の
電圧Ｖ1 が測定されるとともに、第２絶縁アンプ６によ
りマイナス極とアースＥ間の電圧Ｖ2 が測定される。ま
た、第３絶縁アンプ７によりトータル電圧ｅ0 も測定さ
れる。
【００１７】さらに、ＣＰＵ１０により前記の演算式に
基づいて、この電圧測定値Ｖ1 ，Ｖ2 ，ｅ0 から地絡抵
抗ｘが求められ、その地絡抵抗ｘが予め記憶された基準
抵抗値、例えば１００ kΩと比較される。そして、地絡
事故の発生により地絡抵抗ｘが基準抵抗値以下になった
とき、ＣＰＵ１０から交直変換器２に停止信号が出力さ
れるとともに、直流遮断器３に遮断信号が出力されて、
電池１に対する充放電が停止される。また、このときＣ
ＰＵ１０から警報器１３に作動信号が出力され、その警
報器１３が作動されて地絡事故が報知される。
基づいて、この電圧測定値Ｖ1 ，Ｖ2 ，ｅ0 から地絡抵
抗ｘが求められ、その地絡抵抗ｘが予め記憶された基準
抵抗値、例えば１００ kΩと比較される。そして、地絡
事故の発生により地絡抵抗ｘが基準抵抗値以下になった
とき、ＣＰＵ１０から交直変換器２に停止信号が出力さ
れるとともに、直流遮断器３に遮断信号が出力されて、
電池１に対する充放電が停止される。また、このときＣ
ＰＵ１０から警報器１３に作動信号が出力され、その警
報器１３が作動されて地絡事故が報知される。
【００１８】このように、この実施例の電池用地絡検出
装置は構成が簡易であるとともに、この装置をナトリウ
ム−硫黄電池等の高電圧電池に適用した場合でも、電池
の両電極を接地することなく、電池の地絡を容易かつ確
実に検出することができて、充放電を速やかに停止させ
ることができる。特に、前記実施例では地絡抵抗ｘを求
める式 ｘ＝Ｒ［｛（ｅ０／（Ｖ１＋Ｖ２）｝−１］） から明らかなように、地絡位置と無関係に地絡抵抗ｘが
求められ、このため検出感度を同じにすることができ、
地絡を確実に検出することができる。
装置は構成が簡易であるとともに、この装置をナトリウ
ム−硫黄電池等の高電圧電池に適用した場合でも、電池
の両電極を接地することなく、電池の地絡を容易かつ確
実に検出することができて、充放電を速やかに停止させ
ることができる。特に、前記実施例では地絡抵抗ｘを求
める式 ｘ＝Ｒ［｛（ｅ０／（Ｖ１＋Ｖ２）｝−１］） から明らかなように、地絡位置と無関係に地絡抵抗ｘが
求められ、このため検出感度を同じにすることができ、
地絡を確実に検出することができる。
【００１９】なお、この発明は前記実施例の構成に限定
されるものではなく、例えば、地絡事故発生時に直流遮
断器３のみを遮断するように構成したり、第１絶縁アン
プ５と第２絶縁アンプ６とを１台の切換え機能を有する
絶縁アンプで構成したり、切換接地手段や測定手段を適
宜に変更する等、この発明の趣旨から逸脱しない範囲
で、各部の構成を任意に変更して具体化してもよい。
されるものではなく、例えば、地絡事故発生時に直流遮
断器３のみを遮断するように構成したり、第１絶縁アン
プ５と第２絶縁アンプ６とを１台の切換え機能を有する
絶縁アンプで構成したり、切換接地手段や測定手段を適
宜に変更する等、この発明の趣旨から逸脱しない範囲
で、各部の構成を任意に変更して具体化してもよい。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように構成されているた
め、第１の発明によれば、ナトリウム−硫黄電池等の高
電圧電池に適用した場合でも、電池の両電極を接地する
ことなく、かつ地絡位置によらず正確な地絡抵抗を演算
することができ、このため正確な地絡検出感度を得るこ
とができ、電池の地絡を容易かつ確実に検出して、充放
電を速やかに停止させることができるという優れた効果
を奏する。また、本発明は正確な地絡抵抗を算出できる
ため、従来方式では不可能であった運転中の電池の絶縁
抵抗を常時データとして得ることができる。特に毎日の
運用上、長期間システムを停止することができず、無人
運用される電力貯蔵用二次電池システムにおいては、電
池の絶縁抵抗の劣化を正確なトレンドとして得ることが
できるため、劣化予測が可能となり、かつ、絶縁抵抗に
対し数段階の予防警報アラームを設定することも可能と
なる。また、第２の発明によれば、簡易な装置で電池の
地絡の検出を高感度で容易に行うことができるととも
に、充放電回路を速やかに遮断できるという優れた効果
を奏する。
め、第１の発明によれば、ナトリウム−硫黄電池等の高
電圧電池に適用した場合でも、電池の両電極を接地する
ことなく、かつ地絡位置によらず正確な地絡抵抗を演算
することができ、このため正確な地絡検出感度を得るこ
とができ、電池の地絡を容易かつ確実に検出して、充放
電を速やかに停止させることができるという優れた効果
を奏する。また、本発明は正確な地絡抵抗を算出できる
ため、従来方式では不可能であった運転中の電池の絶縁
抵抗を常時データとして得ることができる。特に毎日の
運用上、長期間システムを停止することができず、無人
運用される電力貯蔵用二次電池システムにおいては、電
池の絶縁抵抗の劣化を正確なトレンドとして得ることが
できるため、劣化予測が可能となり、かつ、絶縁抵抗に
対し数段階の予防警報アラームを設定することも可能と
なる。また、第２の発明によれば、簡易な装置で電池の
地絡の検出を高感度で容易に行うことができるととも
に、充放電回路を速やかに遮断できるという優れた効果
を奏する。
【図１】この発明を具体化した電池用地絡検出装置の一
実施例を示す電気回路図である。
実施例を示す電気回路図である。
【図２】その電池用地絡検出装置の等価回路図である。
【図３】従来の電池用地絡検出装置の電気回路図であ
る。
る。
１…電池としての高電圧電池、３…直流遮断器、４…切
換接地手段としてのリレー、５〜７…測定手段としての
絶縁アンプ、８…測定手段としての電圧計、１０…制御
手段としてのＣＰＵ。
換接地手段としてのリレー、５〜７…測定手段としての
絶縁アンプ、８…測定手段としての電圧計、１０…制御
手段としてのＣＰＵ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実公 昭63−21148（ＪＰ，Ｙ２)
Claims (2)
- 【請求項１】 電池のプラス極とマイナス極とを交互に
切り換えて抵抗を介して接地し、プラス側に接続した場
合とマイナス側に接続した場合の上記抵抗の両端間の電
圧Ｖ１，Ｖ２をそれぞれ測定するとともに、電池のプラ
ス極とマイナス極間のトータル電圧ｅ０を測定し、前記
各電圧Ｖ１，Ｖ２，ｅ０の測定値を入力し演算する制御
手段によって地絡箇所の地絡抵抗を演算し、地絡抵抗が
所定値以下であるときに電池の充放電回路を遮断する電
池用地絡検出方法。 - 【請求項２】 電池のプラス極とマイナス極とを交互に
切り換えて抵抗を介して接地する切換接地手段と、プラ
ス側に接続した場合とマイナス側に接続した場合の上記
抵抗の両端間の電圧Ｖ１，Ｖ２をそれぞれ測定する測定
手段と、電池のプラス極とマイナス極間のトータル電圧
ｅ０を測定する測定手段と、各電圧Ｖ１，Ｖ２，ｅ０の
測定値から地絡抵抗を求めて、その地絡抵抗が所定値に
なったとき、電池の充放電回路を遮断する制御手段とを
備えたことを特徴とする電池用地絡検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4071490A JPH0769378B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 電池用地絡検出方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4071490A JPH0769378B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 電池用地絡検出方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05273287A JPH05273287A (ja) | 1993-10-22 |
| JPH0769378B2 true JPH0769378B2 (ja) | 1995-07-31 |
Family
ID=13462158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4071490A Expired - Lifetime JPH0769378B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 電池用地絡検出方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0769378B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4702592B2 (ja) * | 2004-04-28 | 2011-06-15 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム及びその運転方法 |
| JP4785627B2 (ja) * | 2006-06-08 | 2011-10-05 | 三洋電機株式会社 | 電動車両用漏電検出回路および電動車両用漏電検出方法 |
| US8421467B2 (en) | 2009-11-19 | 2013-04-16 | Valence Technology, Inc. | Battery insulation resistance measurement methods, insulation resistance measurement methods, insulation resistance determination apparatuses, and articles of manufacture |
| WO2011067847A1 (ja) | 2009-12-03 | 2011-06-09 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 二次電池システム |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6321148U (ja) * | 1986-07-25 | 1988-02-12 |
-
1992
- 1992-03-27 JP JP4071490A patent/JPH0769378B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05273287A (ja) | 1993-10-22 |
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