JPH09182449A - 漏電検出装置 - Google Patents
漏電検出装置Info
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- JPH09182449A JPH09182449A JP7341862A JP34186295A JPH09182449A JP H09182449 A JPH09182449 A JP H09182449A JP 7341862 A JP7341862 A JP 7341862A JP 34186295 A JP34186295 A JP 34186295A JP H09182449 A JPH09182449 A JP H09182449A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
- Protection Of Static Devices (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】漏電電流に直流分、交流分が共に含まれるよう
な場合でも信頼性良く、しかも小形で経済的に漏電を検
出することが可能な漏電検出装置を得る。 【解決手段】複数のスイッチング素子３ａ，３ｂ，４
ａ，４ｂからなり、直流電源の直流電力を交流電力に変
換するインバータブリッジ４と、交流電源８，９を連系
接続するようにしたものにおいて、直流電源１，１と４
が接続されている直流回路に変流器１００の１次巻線１
００ｂを接続し、かつ鉄心１００ｃに巻回されている２
次巻線１００ａに、８，９の電源周波数より高い周波数
で励磁する交流発生器２４と、２４からの電流を整流し
直流出力とする整流回路２５と、２５の出力のピーク値
を検出するピーク検出回路２６と、２６の検出出力が設
定値以上になったかを検出するレベル検出回路２７，２
８と、２７，２８の検出出力を入力しこれにより漏電を
検出する故障検出回路１４からなるもの。
な場合でも信頼性良く、しかも小形で経済的に漏電を検
出することが可能な漏電検出装置を得る。 【解決手段】複数のスイッチング素子３ａ，３ｂ，４
ａ，４ｂからなり、直流電源の直流電力を交流電力に変
換するインバータブリッジ４と、交流電源８，９を連系
接続するようにしたものにおいて、直流電源１，１と４
が接続されている直流回路に変流器１００の１次巻線１
００ｂを接続し、かつ鉄心１００ｃに巻回されている２
次巻線１００ａに、８，９の電源周波数より高い周波数
で励磁する交流発生器２４と、２４からの電流を整流し
直流出力とする整流回路２５と、２５の出力のピーク値
を検出するピーク検出回路２６と、２６の検出出力が設
定値以上になったかを検出するレベル検出回路２７，２
８と、２７，２８の検出出力を入力しこれにより漏電を
検出する故障検出回路１４からなるもの。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数のスイッチン
グ素子からなり、太陽電池などの直流電源の直流電力を
交流電力に変換するインバータと、交流電源を連系接続
するようにシステムの漏電検出装置に関する。
グ素子からなり、太陽電池などの直流電源の直流電力を
交流電力に変換するインバータと、交流電源を連系接続
するようにシステムの漏電検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の漏電検出保護装置の一例につい
て、図６を参照してその構成と動作を説明する。２つの
うちの一方の直流電源１の正極と他方の直流電源１の負
極からの配線を、ほぼＣ字状の磁束検出器１０の鉄心１
０ｃに同方向に貫通させて、半導体スイッチング素子例
えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタＩＧＢＴ３ａ，
ＩＧＢＴ３ｂ，ＩＧＢＴ４ａ，ＩＧＢＴ４ｂからなるイ
ンバータブリッジ４の直流側へ供給し、インバータブリ
ッジ４の交流出力はリアクトル２ａ，２ｂを介し、出力
電流を電流検出器５で検出しながら、ブレーカ７を介し
て交流電源８，９からなる単相３線式電源の両端に接続
する。コンデンサ６はフィルタの目的でブレーカ７の両
端へ接続してインバータブリッジ４のＰＷＭに伴う高周
波分を通過させる。インバータ出力用電流基準１５Ｉ*
と電流検出器５の出力Ｉ1 を比較して誤差を増幅器１６
で増幅した出力と三角波発生器１８からの三角波出力を
ＰＷＭ信号器１７と比較してＰＷＭ信号に変換する。こ
のＰＷＭ信号は駆動回路２０を介してＩＧＢＴ４ａとＩ
ＧＢＴ３ｂをオン、オフする。
て、図６を参照してその構成と動作を説明する。２つの
うちの一方の直流電源１の正極と他方の直流電源１の負
極からの配線を、ほぼＣ字状の磁束検出器１０の鉄心１
０ｃに同方向に貫通させて、半導体スイッチング素子例
えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタＩＧＢＴ３ａ，
ＩＧＢＴ３ｂ，ＩＧＢＴ４ａ，ＩＧＢＴ４ｂからなるイ
ンバータブリッジ４の直流側へ供給し、インバータブリ
ッジ４の交流出力はリアクトル２ａ，２ｂを介し、出力
電流を電流検出器５で検出しながら、ブレーカ７を介し
て交流電源８，９からなる単相３線式電源の両端に接続
する。コンデンサ６はフィルタの目的でブレーカ７の両
端へ接続してインバータブリッジ４のＰＷＭに伴う高周
波分を通過させる。インバータ出力用電流基準１５Ｉ*
と電流検出器５の出力Ｉ1 を比較して誤差を増幅器１６
で増幅した出力と三角波発生器１８からの三角波出力を
ＰＷＭ信号器１７と比較してＰＷＭ信号に変換する。こ
のＰＷＭ信号は駆動回路２０を介してＩＧＢＴ４ａとＩ
ＧＢＴ３ｂをオン、オフする。
【０００３】一方、ＰＷＭ信号器１７の出力は反転回路
１９、駆動回路２１を介してＩＧＢＴ３ａ，ＩＧＢＴ４
ｂをオン、オフしている。以上のような構成により直流
電源１からインバータブリッジ４を介して交流電源に
８，９に連系して電力の流れを制御している。
１９、駆動回路２１を介してＩＧＢＴ３ａ，ＩＧＢＴ４
ｂをオン、オフしている。以上のような構成により直流
電源１からインバータブリッジ４を介して交流電源に
８，９に連系して電力の流れを制御している。
【０００４】ところが、直流電源１の一部（例えばＡ
点）が漏電した場合は火災などの危険があるため、これ
を検出して警報を出力したり交流電源から切り離したり
する必要がある。
点）が漏電した場合は火災などの危険があるため、これ
を検出して警報を出力したり交流電源から切り離したり
する必要がある。
【０００５】図６では、磁束検出器１０の鉄心１０ｃの
一部に空隙１０ｄを設け、ホール素子や磁気感動抵抗な
どからなる磁気センサ１０ｂを取り付け、その出力を増
幅器１１へ出力し、増幅器１１の出力は磁束検出器１０
の鉄心１０ｃに巻いた制御巻線１０ａに流れて抵抗１２
を通って検出される。
一部に空隙１０ｄを設け、ホール素子や磁気感動抵抗な
どからなる磁気センサ１０ｂを取り付け、その出力を増
幅器１１へ出力し、増幅器１１の出力は磁束検出器１０
の鉄心１０ｃに巻いた制御巻線１０ａに流れて抵抗１２
を通って検出される。
【０００６】制御巻線１０ａによる磁束は磁気センサ１
０ｂの出力を打ち消す方向に巻かれているので、磁気セ
ンサ１０ｂの出力が常にゼロになるよう増幅器１１によ
り制御巻線１０ａに電流を流し、この電流値を抵抗１２
の電圧降下で検出し、レベル検出器１３でレベルを検出
して設定値以上になると、故障検出回路１４を介して警
報回路２２を駆動して警報すると同時に駆動回路２０，
２１を停止してインバータブリッジ４のＩＧＢＴをオフ
させて運転を停止させる。
０ｂの出力を打ち消す方向に巻かれているので、磁気セ
ンサ１０ｂの出力が常にゼロになるよう増幅器１１によ
り制御巻線１０ａに電流を流し、この電流値を抵抗１２
の電圧降下で検出し、レベル検出器１３でレベルを検出
して設定値以上になると、故障検出回路１４を介して警
報回路２２を駆動して警報すると同時に駆動回路２０，
２１を停止してインバータブリッジ４のＩＧＢＴをオフ
させて運転を停止させる。
【０００７】磁束検出器１０の鉄心１０ｃの一次側に
は、直流電源１の正極からと直流電源１の負極からの配
線が同一方向に貫通しているので、正常時はこの電流値
は同じで、流れる方向が逆なため鉄心１０ｃの空隙１０
ｄには磁束は発生せず、このため抵抗１２で検出される
電圧もゼロである。
は、直流電源１の正極からと直流電源１の負極からの配
線が同一方向に貫通しているので、正常時はこの電流値
は同じで、流れる方向が逆なため鉄心１０ｃの空隙１０
ｄには磁束は発生せず、このため抵抗１２で検出される
電圧もゼロである。
【０００８】次に、例えばＡ点で漏電が発生した場合を
考える。Ａ点から交流電源の中点アース点ｃを通って交
流電源９→電流検出器５→リアクトル２ｂ→ＩＧＢＴ４
ｂ→直流電源１の負極へ流れる場合がある。一方、交流
電源８→リアクトル２ａ→ＩＧＢＴ３ａ→Ｂ点→Ａ点を
通る回路が構成される。
考える。Ａ点から交流電源の中点アース点ｃを通って交
流電源９→電流検出器５→リアクトル２ｂ→ＩＧＢＴ４
ｂ→直流電源１の負極へ流れる場合がある。一方、交流
電源８→リアクトル２ａ→ＩＧＢＴ３ａ→Ｂ点→Ａ点を
通る回路が構成される。
【０００９】このため漏電電流により鉄心１０ｃの空隙
１０ｄに磁束が発生し、これを検出して、この磁束を打
消すように増幅器１１が電流を流すので、この大きさを
抵抗１２の電圧降下として検出し、設定以上になるとレ
ベル検出器１３により漏電事故として検出し、警報回路
２２を動作させると共に、トリップ回路２３によりブレ
ーカ７のトリップコイル７ａを励磁してブレーカ７を開
路するものである。このような漏電検出の目的は、感電
保護と火災防止の２点であるが、前者では数十ｍＡ、後
者では数百ｍＡの漏電を検出する必要がある。
１０ｄに磁束が発生し、これを検出して、この磁束を打
消すように増幅器１１が電流を流すので、この大きさを
抵抗１２の電圧降下として検出し、設定以上になるとレ
ベル検出器１３により漏電事故として検出し、警報回路
２２を動作させると共に、トリップ回路２３によりブレ
ーカ７のトリップコイル７ａを励磁してブレーカ７を開
路するものである。このような漏電検出の目的は、感電
保護と火災防止の２点であるが、前者では数十ｍＡ、後
者では数百ｍＡの漏電を検出する必要がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図６に示す
従来の直流漏電検出保護装置では、以下に述べる２点の
問題点があった。 １）磁気センサ１０ｂには、出力電圧の温度ドリフトが
あり、温度が変化すると磁気センサ１０ｂの出力電圧の
ゼロ点が多少ドリフトする。このため、漏電電流を感度
良く検出するためには、このドリフトを無視できるよう
直流電源１からの２本の配線を鉄心１０ｃに貫通する回
数を増す必要がある。しかしながら、直流電源１，１の
電流容量が大きくなると、貫通回数を増加させることは
コストが増すばかりでなく、かつ貫通面積も増えること
から困難となる。
従来の直流漏電検出保護装置では、以下に述べる２点の
問題点があった。 １）磁気センサ１０ｂには、出力電圧の温度ドリフトが
あり、温度が変化すると磁気センサ１０ｂの出力電圧の
ゼロ点が多少ドリフトする。このため、漏電電流を感度
良く検出するためには、このドリフトを無視できるよう
直流電源１からの２本の配線を鉄心１０ｃに貫通する回
数を増す必要がある。しかしながら、直流電源１，１の
電流容量が大きくなると、貫通回数を増加させることは
コストが増すばかりでなく、かつ貫通面積も増えること
から困難となる。
【００１１】２）鉄心１０ｃに空隙１０ｄを設け、この
空隙１０ｄの磁束を検出しているので、外部の磁束がこ
の部分に交差する危険性が大となる。このため、漏電電
流がゼロでも、近くに変圧器やリアクトルや大電流が流
れる回路や、大きな磁石を使うような場所では磁束検出
器全体を磁気シールドする構成が必要となる。本発明の
目的は、従来の温度ドリフト対策や磁気シールドなどが
不要で、経済的で信頼性の高い漏電検出装置を提供する
ことにある。
空隙１０ｄの磁束を検出しているので、外部の磁束がこ
の部分に交差する危険性が大となる。このため、漏電電
流がゼロでも、近くに変圧器やリアクトルや大電流が流
れる回路や、大きな磁石を使うような場所では磁束検出
器全体を磁気シールドする構成が必要となる。本発明の
目的は、従来の温度ドリフト対策や磁気シールドなどが
不要で、経済的で信頼性の高い漏電検出装置を提供する
ことにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１に対応する発明は、複数のスイッチング素
子からなり、直流電源の直流電力を交流電力に変換する
インバータと、交流電源を連系接続するようにしたもの
において、前記直流電源と前記インバータが接続されて
いる直流回路に変流器の１次巻線を接続し、かつ鉄心に
巻回されている２次巻線に、前記交流電源の電源周波数
より高い周波数で励磁する励磁手段と、前記励磁手段か
らの電流を検出し、この検出が設定値以上になったこと
をもって漏電検出を行う電流検出手段と、からなる漏電
検出装置である。
め、請求項１に対応する発明は、複数のスイッチング素
子からなり、直流電源の直流電力を交流電力に変換する
インバータと、交流電源を連系接続するようにしたもの
において、前記直流電源と前記インバータが接続されて
いる直流回路に変流器の１次巻線を接続し、かつ鉄心に
巻回されている２次巻線に、前記交流電源の電源周波数
より高い周波数で励磁する励磁手段と、前記励磁手段か
らの電流を検出し、この検出が設定値以上になったこと
をもって漏電検出を行う電流検出手段と、からなる漏電
検出装置である。
【００１３】請求項１に対応する発明によれば、変流器
の１次巻線に直流分又は交流分が流れると、鉄心の磁束
密度が上昇し励磁電流が増加するので、これにより漏電
を検出することが可能になる。
の１次巻線に直流分又は交流分が流れると、鉄心の磁束
密度が上昇し励磁電流が増加するので、これにより漏電
を検出することが可能になる。
【００１４】前記目的を達成するため、請求項２に対応
する発明は、前記電流検出手段として、前記励磁手段の
励磁電流のピーク値、実効値、平均値のいずれかが設定
値以下になったことを検出するピーク検出手段を備えた
請求項１記載の漏電検出装置である。
する発明は、前記電流検出手段として、前記励磁手段の
励磁電流のピーク値、実効値、平均値のいずれかが設定
値以下になったことを検出するピーク検出手段を備えた
請求項１記載の漏電検出装置である。
【００１５】請求項２に対応する発明によれば、励磁電
源異常時に励磁電流が異常に低下した場合であっても、
漏電検出が可能になる。前記目的を達成するため、請求
項３に対応する発明は、複数のスイッチング素子からな
り、直流電源の直流電力を交流電力に変換するインバー
タと、複数の交流電源を連系接続するようにしたものに
おいて、前記直流電源と前記インバータが接続されてい
る直流回路に変流器の１次巻線を接続し、かつ鉄心に巻
回されている２次巻線に、前記交流電源の電源周波数よ
り高い周波数で励磁する励磁手段と、前記２つの交流電
源と前記インバータを連系する回路にそれぞれ流れる電
流を検出する２つの電流検出手段と、前記２つの電流検
出手段の出力の和または差が設定レベル以上になったこ
とをもって漏電検出を行う手段と、からなる漏電検出装
置である。
源異常時に励磁電流が異常に低下した場合であっても、
漏電検出が可能になる。前記目的を達成するため、請求
項３に対応する発明は、複数のスイッチング素子からな
り、直流電源の直流電力を交流電力に変換するインバー
タと、複数の交流電源を連系接続するようにしたものに
おいて、前記直流電源と前記インバータが接続されてい
る直流回路に変流器の１次巻線を接続し、かつ鉄心に巻
回されている２次巻線に、前記交流電源の電源周波数よ
り高い周波数で励磁する励磁手段と、前記２つの交流電
源と前記インバータを連系する回路にそれぞれ流れる電
流を検出する２つの電流検出手段と、前記２つの電流検
出手段の出力の和または差が設定レベル以上になったこ
とをもって漏電検出を行う手段と、からなる漏電検出装
置である。
【００１６】請求項３に対応する発明によれば、電流制
御に採用した電流検出手段の出力と制御されない電流検
出手段の差により漏電を検出することが可能である。前
記目的を達成するため、請求項４に対応する発明は、複
数のスイッチング素子からなり、直流電源の直流電力を
交流電力に変換するインバータと、複数の交流電源を連
系接続するようにしたものにおいて、前記直流電源と前
記インバータが接続されている直流回路に変流器の１次
巻線を接続し、かつ鉄心に巻回されている２次巻線に、
前記交流電源の電源周波数より高い周波数で励磁する励
磁手段と、前記２つの交流電源と前記インバータを連系
する回路にそれぞれ流れる電流を検出する２つの電流検
出手段と、前記２つの電流検出手段の出力の和から直流
成分および交流成分を分離する出力分離手段と、前記出
力分離手段で分離した直流成分および交流成分のいずれ
かが設定値以上であることをもって漏電検出を行う手段
と、からなる漏電検出装置である。
御に採用した電流検出手段の出力と制御されない電流検
出手段の差により漏電を検出することが可能である。前
記目的を達成するため、請求項４に対応する発明は、複
数のスイッチング素子からなり、直流電源の直流電力を
交流電力に変換するインバータと、複数の交流電源を連
系接続するようにしたものにおいて、前記直流電源と前
記インバータが接続されている直流回路に変流器の１次
巻線を接続し、かつ鉄心に巻回されている２次巻線に、
前記交流電源の電源周波数より高い周波数で励磁する励
磁手段と、前記２つの交流電源と前記インバータを連系
する回路にそれぞれ流れる電流を検出する２つの電流検
出手段と、前記２つの電流検出手段の出力の和から直流
成分および交流成分を分離する出力分離手段と、前記出
力分離手段で分離した直流成分および交流成分のいずれ
かが設定値以上であることをもって漏電検出を行う手段
と、からなる漏電検出装置である。
【００１７】請求項４に対応する発明によれば、分離し
た直流分又は交流分が設定値以上になったことにより漏
電を検出することができる。前記目的を達成するため、
請求項５に対応する発明は、前記２つの電流検出手段の
うちの一方の電流検出手段の出力により出力電流を制御
し、前記他方の電流検出手段の出力の直流分が設定値以
上であることを検出する手段を具備した請求項３または
４記載の漏電検出装置である。請求項５に対応する発明
によれば、電流制御をしない回路には漏電分が重畳され
ているので、この直流分を検出することができる。
た直流分又は交流分が設定値以上になったことにより漏
電を検出することができる。前記目的を達成するため、
請求項５に対応する発明は、前記２つの電流検出手段の
うちの一方の電流検出手段の出力により出力電流を制御
し、前記他方の電流検出手段の出力の直流分が設定値以
上であることを検出する手段を具備した請求項３または
４記載の漏電検出装置である。請求項５に対応する発明
によれば、電流制御をしない回路には漏電分が重畳され
ているので、この直流分を検出することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。 ＜第１の実施形態＞ （構成）図１は本発明の第１の実施形態を示す図であ
り、図６と同一部分は同一番号を付し説明を省略する。
て図面を参照して説明する。 ＜第１の実施形態＞ （構成）図１は本発明の第１の実施形態を示す図であ
り、図６と同一部分は同一番号を付し説明を省略する。
【００１９】図１では図６の磁束検出器１０に代えて交
流変流器１００とし、その鉄心１００ｃに巻回されてい
る２次巻線１００ａに、励磁用交流発生器２４の出力電
圧、すなわち交流電源８，９の周波数より数倍高い周波
数の交流を出力し鉄心１００ｃを励磁するように構成さ
れている。そして、交流発生器２４の出力電圧を２次巻
線１００ａに印加することにより、２次巻線１００ａに
流れる励磁電流を抵抗１２により検出し、整流回路２５
により直流に変換して出力Ｖ２５とする。このＶ２５を
ピーク検出回路２６を介してＨレベル（高レベル）検出
回路２７で検出し、故障検出回路１４へ入力する。一
方、Ｖ２５をピーク検出回路２６を介してＬレベル（低
レベル）検出回路２８で検出し故障検出回路１４へ入力
するようにしたものである。以上の点以外の構成は、図
６と同一である。
流変流器１００とし、その鉄心１００ｃに巻回されてい
る２次巻線１００ａに、励磁用交流発生器２４の出力電
圧、すなわち交流電源８，９の周波数より数倍高い周波
数の交流を出力し鉄心１００ｃを励磁するように構成さ
れている。そして、交流発生器２４の出力電圧を２次巻
線１００ａに印加することにより、２次巻線１００ａに
流れる励磁電流を抵抗１２により検出し、整流回路２５
により直流に変換して出力Ｖ２５とする。このＶ２５を
ピーク検出回路２６を介してＨレベル（高レベル）検出
回路２７で検出し、故障検出回路１４へ入力する。一
方、Ｖ２５をピーク検出回路２６を介してＬレベル（低
レベル）検出回路２８で検出し故障検出回路１４へ入力
するようにしたものである。以上の点以外の構成は、図
６と同一である。
【００２０】（作用）以上のような構成の実施形態の作
用効果について、図２および図３を参照して説明する。
図２のＩ0 （左側）は直流漏電電流が流れていない場合
を示し、図２のＩ1 （右側）は直流漏電電流が流れた場
合を示す。
用効果について、図２および図３を参照して説明する。
図２のＩ0 （左側）は直流漏電電流が流れていない場合
を示し、図２のＩ1 （右側）は直流漏電電流が流れた場
合を示す。
【００２１】先ず、図２のＩ0 について説明する。一般
に、鉄心１００ｃのＢ−Ｈ特性（磁束密度）は、ａ−ｂ
−ｃ−ｄ−ａに示すような特性となる。正常時は変流器
１００の一次巻線（一次側）１００ｂは高インピーダン
スのために電流は流れないので、この鉄心１００ｃに２
次巻線１００ａを巻き、交流発生器２４により電圧Ｖ２
４を印加すると、励磁電流のみ流れ、励磁電流Ｖ１２
（１）は、電圧Ｖ２４より９０°遅れた電流が流れる。
この時の鉄心１００ｃのＢ−Ｈ曲線（図２の左側の磁束
密度の斜線は、ｅ−ｆ−ｅに示すように鉄心１００ｃが
飽和しない範囲で動作するように設計されている。よっ
て、励磁電流検出Ｖ１２は大きなピークを持たない。
に、鉄心１００ｃのＢ−Ｈ特性（磁束密度）は、ａ−ｂ
−ｃ−ｄ−ａに示すような特性となる。正常時は変流器
１００の一次巻線（一次側）１００ｂは高インピーダン
スのために電流は流れないので、この鉄心１００ｃに２
次巻線１００ａを巻き、交流発生器２４により電圧Ｖ２
４を印加すると、励磁電流のみ流れ、励磁電流Ｖ１２
（１）は、電圧Ｖ２４より９０°遅れた電流が流れる。
この時の鉄心１００ｃのＢ−Ｈ曲線（図２の左側の磁束
密度の斜線は、ｅ−ｆ−ｅに示すように鉄心１００ｃが
飽和しない範囲で動作するように設計されている。よっ
て、励磁電流検出Ｖ１２は大きなピークを持たない。
【００２２】次に、変流器１００の一次巻線１００ｂに
直流漏電電流が流れると、鉄心１００ｃは偏磁し、図２
のＩ1 のＨ1 の点に移動した場合、交流発生器２４の出
力電圧Ｖ２４を２次巻線１００ａに加えると、鉄心１０
０ｃのＢ−Ｈ曲線（鉄心の磁束密度）上ｇ−ｈ−ｇ（斜
線部分）の間を移動することになり、励磁電流（Ｈに比
例）はＶ１２（１）に示すよう正側で飽和して大きなピ
ーク電流が流れる。よって、この電流を検出してピーク
電流Ｖ２６のレベルを検出することにより漏電電流が流
れたことを検出することができる。
直流漏電電流が流れると、鉄心１００ｃは偏磁し、図２
のＩ1 のＨ1 の点に移動した場合、交流発生器２４の出
力電圧Ｖ２４を２次巻線１００ａに加えると、鉄心１０
０ｃのＢ−Ｈ曲線（鉄心の磁束密度）上ｇ−ｈ−ｇ（斜
線部分）の間を移動することになり、励磁電流（Ｈに比
例）はＶ１２（１）に示すよう正側で飽和して大きなピ
ーク電流が流れる。よって、この電流を検出してピーク
電流Ｖ２６のレベルを検出することにより漏電電流が流
れたことを検出することができる。
【００２３】次に、図１のＡ点が地絡した場合を考える
と変流器１００の１次巻線１００ｂに流れる電流は、交
流電源８，９と直流電源１の電圧の一部の電圧が加算
（又は減算）されインバータブリッジ４を通って流れる
ことになり、地絡電流は直流分と交流分が重なった状態
で流れることになる。
と変流器１００の１次巻線１００ｂに流れる電流は、交
流電源８，９と直流電源１の電圧の一部の電圧が加算
（又は減算）されインバータブリッジ４を通って流れる
ことになり、地絡電流は直流分と交流分が重なった状態
で流れることになる。
【００２４】このような直流分と電源電圧の交流分が共
に流れることを検出する目的で本実施形態では、図３に
示すように、交流電源８，９の電源周波数よりも数倍以
上高い交流発生器出力Ｖ２４で変流器１００を励磁して
いる。このため変流器１００の鉄心１００ｃで考えると
交流電源８，９からの漏電電流は直流と考えてもよいよ
うになっている。
に流れることを検出する目的で本実施形態では、図３に
示すように、交流電源８，９の電源周波数よりも数倍以
上高い交流発生器出力Ｖ２４で変流器１００を励磁して
いる。このため変流器１００の鉄心１００ｃで考えると
交流電源８，９からの漏電電流は直流と考えてもよいよ
うになっている。
【００２５】このため、直流電源１が地絡して流れる直
流分電流と交流電源８，９から地絡点へ流れる交流分の
いずれも検出できる交直両用の漏電検出が可能となる。
また、図１のＬレベル検出回路２８を設けているので、
次のような故障検出もできる。すなわち、Ｌレベル検出
回路２８は図２の（Ｉ０）で漏電が無い場合の電圧Ｖ２
６を検出することができるので、このＶ２６が異常に低
下したり、ゼロになった場合は変流器１００の交流発生
器２４の異常や配線の断線等の故障検出ができる。
流分電流と交流電源８，９から地絡点へ流れる交流分の
いずれも検出できる交直両用の漏電検出が可能となる。
また、図１のＬレベル検出回路２８を設けているので、
次のような故障検出もできる。すなわち、Ｌレベル検出
回路２８は図２の（Ｉ０）で漏電が無い場合の電圧Ｖ２
６を検出することができるので、このＶ２６が異常に低
下したり、ゼロになった場合は変流器１００の交流発生
器２４の異常や配線の断線等の故障検出ができる。
【００２６】以上説明した第１の実施形態ではインバー
タブリッジ４と連系する交流電源８，９の周波数より数
倍高い周波数で変流器１００の鉄心１００ｃを励磁する
ことにより交流、直流共に検出できる漏電検出装置を容
易に構成できる。
タブリッジ４と連系する交流電源８，９の周波数より数
倍高い周波数で変流器１００の鉄心１００ｃを励磁する
ことにより交流、直流共に検出できる漏電検出装置を容
易に構成できる。
【００２７】＜第２の実施形態＞ （構成）図４に示すように、図１において電流検出器３
１を電流検出器５の反対側の交流電源側に接続し、これ
ら２組の電流検出器５，３１の出力をＩ1 ，Ｉ2 とし、
加算回路２９で加算し、その出力をレベル検出器３０で
検出して故障検出回路１４へ入力するようにした点のみ
が図１とは異なる。
１を電流検出器５の反対側の交流電源側に接続し、これ
ら２組の電流検出器５，３１の出力をＩ1 ，Ｉ2 とし、
加算回路２９で加算し、その出力をレベル検出器３０で
検出して故障検出回路１４へ入力するようにした点のみ
が図１とは異なる。
【００２８】（作用）図１で電流検出器５で検出した電
流Ｉ1 は電流基準Ｉ* １５に一致するよう高速電流制御
ループが構成されているので、Ａ点が比較的高い抵抗
（数１００Ω程度）で接地しても漏電電流も含めてＩ1
はＩ* に等しくなるよう制御されるのでＩ1 のみの検出
では漏電は検出されない。
流Ｉ1 は電流基準Ｉ* １５に一致するよう高速電流制御
ループが構成されているので、Ａ点が比較的高い抵抗
（数１００Ω程度）で接地しても漏電電流も含めてＩ1
はＩ* に等しくなるよう制御されるのでＩ1 のみの検出
では漏電は検出されない。
【００２９】リアクトル２ａ側に設けた電流検出器３１
に流れる電流Ｉ2 はフィードバック制御されないのでそ
のまま漏電電流が流れる。漏電がない場合はＩ1 ＝Ｉ2
となっているのでＩ1 ＋Ｉ2 を加算回路２９で求めると
常に直流分、交流分共にゼロとなる。
に流れる電流Ｉ2 はフィードバック制御されないのでそ
のまま漏電電流が流れる。漏電がない場合はＩ1 ＝Ｉ2
となっているのでＩ1 ＋Ｉ2 を加算回路２９で求めると
常に直流分、交流分共にゼロとなる。
【００３０】次に、Ａ点が漏電すると、Ｉ1 ＝Ｉ* であ
るがＩ2 は漏電電流を含んだものとなり、Ｉ1 ＋Ｉ2 に
は漏電にともなう直流分と交流分のみを検出することが
できる。この大きさをレベル検出回路３０で検出し故障
検出回路１４へ入力して保護することが可能となる。
るがＩ2 は漏電電流を含んだものとなり、Ｉ1 ＋Ｉ2 に
は漏電にともなう直流分と交流分のみを検出することが
できる。この大きさをレベル検出回路３０で検出し故障
検出回路１４へ入力して保護することが可能となる。
【００３１】（効果）第２の実施形態によれば交流電源
８，９の連系線にそれぞれ電流検出器５，３１を設け、
一方の電流検出器５の出力を電流制御ループに含ませ、
他方の電流検出器３１は電流制御ループ外とし２組の出
力の和が正常時にはゼロとなり、漏電時に増加すること
を利用して高精度で漏電を検出することができる。
８，９の連系線にそれぞれ電流検出器５，３１を設け、
一方の電流検出器５の出力を電流制御ループに含ませ、
他方の電流検出器３１は電流制御ループ外とし２組の出
力の和が正常時にはゼロとなり、漏電時に増加すること
を利用して高精度で漏電を検出することができる。
【００３２】＜変形例＞ （１）前述の実施形態の図１、図４では変流器１００は
２つの直流電源１の配線をすべて貫通させたが、交流電
源８，９の配線をすべて貫通させることでも直流、交流
両方の漏電電流を検出する本方式では可能なことは説明
するまでもない。
２つの直流電源１の配線をすべて貫通させたが、交流電
源８，９の配線をすべて貫通させることでも直流、交流
両方の漏電電流を検出する本方式では可能なことは説明
するまでもない。
【００３３】（２）前述の実施形態では、交流電源８，
９が単相の場合について説明したが、これに限らず３相
配線にも同様に適用できる。 （３）図１、図４のピーク検出回路は、図５（ａ）に示
すように実効値検出回路３２を設け、この出力をＨレベ
ル検出回路２７、Ｌレベル検出回路２８に接続する。図
２のＶ１２が図（Ｉ０）に比し、図（Ｉ１）では実効値
が増加していることから検出が可能なことは明確であ
る。
９が単相の場合について説明したが、これに限らず３相
配線にも同様に適用できる。 （３）図１、図４のピーク検出回路は、図５（ａ）に示
すように実効値検出回路３２を設け、この出力をＨレベ
ル検出回路２７、Ｌレベル検出回路２８に接続する。図
２のＶ１２が図（Ｉ０）に比し、図（Ｉ１）では実効値
が増加していることから検出が可能なことは明確であ
る。
【００３４】（４）図１、図４のピーク検出回路２６は
図５（ｂ）に示すように整流回路２５Ｌ、フィルタ回路
３４により平均値化してＬレベル検出回路２８に入力す
る。 （５）一方、Ｖ１２を高調波検出回路３３（例えばコン
デンサ回路を介して高周波分を検出）を介し高調波分を
検出し整流回路２５Ｈを介してＨレベル検出回路２７で
検出することも図２のＶ１２が図（Ｉ０）より図（Ｉ
１）の方が高調波分が急増していることから容易に実現
できることは明らかである。
図５（ｂ）に示すように整流回路２５Ｌ、フィルタ回路
３４により平均値化してＬレベル検出回路２８に入力す
る。 （５）一方、Ｖ１２を高調波検出回路３３（例えばコン
デンサ回路を介して高周波分を検出）を介し高調波分を
検出し整流回路２５Ｈを介してＨレベル検出回路２７で
検出することも図２のＶ１２が図（Ｉ０）より図（Ｉ
１）の方が高調波分が急増していることから容易に実現
できることは明らかである。
【００３５】（６）図４の加算回路２９の出力を直流分
と交流分に分離する回路を設け、それぞれをレベル検出
器３０を通して検出することにより漏電個所を直流側
か、交流側かを判別することが可能となる。
と交流分に分離する回路を設け、それぞれをレベル検出
器３０を通して検出することにより漏電個所を直流側
か、交流側かを判別することが可能となる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、漏
電電流に直流分、交流分が共に含まれるような場合でも
信頼性良く、しかも小形で経済的に漏電を検出すること
が可能で、この結果漏電電流の通路を開とし安全に火災
等から防ぐことが可能となる漏電検出装置を提供するこ
とができる。
電電流に直流分、交流分が共に含まれるような場合でも
信頼性良く、しかも小形で経済的に漏電を検出すること
が可能で、この結果漏電電流の通路を開とし安全に火災
等から防ぐことが可能となる漏電検出装置を提供するこ
とができる。
【図１】本発明の漏電検出装置の第１の実施形態を説明
するためのブロック図。
するためのブロック図。
【図２】図１の動作を説明する図。
【図３】図１の動作を説明する図。
【図４】本発明の漏電検出装置の第２の実施形態を説明
するためのブロック図。
するためのブロック図。
【図５】本発明の変形例を説明するための図。
【図６】従来の漏電検出保護装置の一例を説明するため
のブロック図。
のブロック図。
１…直流電源、 ２ａ，２ｂ…リアクトル、 ３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ…ＩＧＢＴ、 ４…インバータブリッジ、 ５…電流検出器、 ６…コンデンサ、 ７…ブレーカ、 ８，９…交流電源、 １０…磁束検出器、 １１…増幅器、 １２…抵抗、 １３…レベル検出器、 １４…故障検出回路、 １５…電流基準、 １６…増幅器、 １７…ＰＷＭ信号器、 １８…三角波発生器、 １９…反転回路、 ２０，２１…駆動回路、 ２２…警報回路、 ２３…トリップ回路、 ２４…交流発生器、 ２５…整流回路、 ２６…ピーク検出回路、 ２７…Ｈ（高さ）レベル検出回路、 ２８…Ｌ（低）レベル検出回路、 ２９…加算回路、 ３０…レベル検出回路、 ３１…電流検出器、 １００…交流変流器。
Claims (5)
- 【請求項１】 複数のスイッチング素子からなり、直流
電源の直流電力を交流電力に変換するインバータと、交
流電源を連系接続するようにしたものにおいて、 前記直流電源と前記インバータが接続されている直流回
路に変流器の１次巻線を接続し、かつ鉄心に巻回されて
いる２次巻線に、前記交流電源の電源周波数より高い周
波数で励磁する励磁手段と、 前記励磁手段からの電流を検出し、この検出が設定値以
上になったことをもって漏電検出を行う電流検出手段
と、 からなる漏電検出装置。 - 【請求項２】 前記電流検出手段として、前記励磁手段
の励磁電流のピーク値、実効値、平均値のいずれかが設
定値以下になったことを検出するピーク検出手段を備え
た請求項１記載の漏電検出装置。 - 【請求項３】 複数のスイッチング素子からなり、直流
電源の直流電力を交流電力に変換するインバータと、複
数の交流電源を連系接続するようにしたものにおいて、 前記直流電源と前記インバータが接続されている直流回
路に変流器の１次巻線を接続し、かつ鉄心に巻回されて
いる２次巻線に、前記交流電源の電源周波数より高い周
波数で励磁する励磁手段と、 前記２つの交流電源と前記インバータを連系する回路に
それぞれ流れる電流を検出する２つの電流検出手段と、 前記２つの電流検出手段の出力の和または差が設定レベ
ル以上になったことをもって漏電検出を行う手段と、 からなる漏電検出装置。 - 【請求項４】 複数のスイッチング素子からなり、直流
電源の直流電力を交流電力に変換するインバータと、複
数の交流電源を連系接続するようにしたものにおいて、 前記直流電源と前記インバータが接続されている直流回
路に変流器の１次巻線を接続し、かつ鉄心に巻回されて
いる２次巻線に、前記交流電源の電源周波数より高い周
波数で励磁する励磁手段と、 前記２つの交流電源と前記インバータを連系する回路に
それぞれ流れる電流を検出する２つの電流検出手段と、 前記２つの電流検出手段の出力の和から直流成分および
交流成分を分離する出力分離手段と、 前記出力分離手段で分離した直流成分および交流成分の
いずれかが設定値以上であることをもって漏電検出を行
う手段と、 からなる漏電検出装置。 - 【請求項５】 前記２つの電流検出手段のうちの一方の
電流検出手段の出力により出力電流を制御し、前記他方
の電流検出手段の出力の直流分が設定値以上であること
を検出する手段を具備した請求項３または４記載の漏電
検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7341862A JPH09182449A (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | 漏電検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7341862A JPH09182449A (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | 漏電検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09182449A true JPH09182449A (ja) | 1997-07-11 |
Family
ID=18349326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7341862A Pending JPH09182449A (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | 漏電検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09182449A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7486082B2 (en) | 2002-07-22 | 2009-02-03 | Fujitsu Limited | Anomaly detection in inverter system |
| US9030856B2 (en) | 2010-12-28 | 2015-05-12 | Ricoh Company, Ltd. | High voltage inverter device and electrical leakage detector thereof |
| CN107204606A (zh) * | 2017-07-27 | 2017-09-26 | 河北工业大学 | 一种任意波形下无死区漏电保护方法及装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0783987A (ja) * | 1993-09-01 | 1995-03-31 | Abb Manag Ag | 電気機械の導体上の地絡を決定する方法及び装置 |
| JPH07198754A (ja) * | 1993-12-29 | 1995-08-01 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 直流電流センサー |
| JPH07264873A (ja) * | 1994-03-18 | 1995-10-13 | Toshiba Corp | 電力変換装置 |
| JPH07296708A (ja) * | 1994-04-28 | 1995-11-10 | Matsushita Electric Works Ltd | 配線用遮断器 |
-
1995
- 1995-12-27 JP JP7341862A patent/JPH09182449A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0783987A (ja) * | 1993-09-01 | 1995-03-31 | Abb Manag Ag | 電気機械の導体上の地絡を決定する方法及び装置 |
| JPH07198754A (ja) * | 1993-12-29 | 1995-08-01 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 直流電流センサー |
| JPH07264873A (ja) * | 1994-03-18 | 1995-10-13 | Toshiba Corp | 電力変換装置 |
| JPH07296708A (ja) * | 1994-04-28 | 1995-11-10 | Matsushita Electric Works Ltd | 配線用遮断器 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7486082B2 (en) | 2002-07-22 | 2009-02-03 | Fujitsu Limited | Anomaly detection in inverter system |
| US7492162B2 (en) | 2002-07-22 | 2009-02-17 | Fujitsu Limited | Inverter system |
| US7598748B2 (en) | 2002-07-22 | 2009-10-06 | Fujitsu Limited | Inverter system |
| US9030856B2 (en) | 2010-12-28 | 2015-05-12 | Ricoh Company, Ltd. | High voltage inverter device and electrical leakage detector thereof |
| CN107204606A (zh) * | 2017-07-27 | 2017-09-26 | 河北工业大学 | 一种任意波形下无死区漏电保护方法及装置 |
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