TWI443348B - 接地故障檢測電路 - Google Patents

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TWI443348B
TWI443348B TW100117730A TW100117730A TWI443348B TW I443348 B TWI443348 B TW I443348B TW 100117730 A TW100117730 A TW 100117730A TW 100117730 A TW100117730 A TW 100117730A TW I443348 B TWI443348 B TW I443348B
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Tomoaki Tanabe
Toyohiko Kiyohara
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Toshiba Mitsubishi Elec Inc
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Description

接地故障檢測電路
本發明係有關於接地故障檢測電路之相關技術。
例如日本特開昭62-1017號公報(專利文獻1)係揭示將負電阻負載加熱用之加熱電源裝置。該電源裝置係具備電源變壓器、以及連接於該電源變壓器之複數個閘流體整流器。於各閘流體整流器連接著負載。電源裝置係復具備半導體開關，該開關係用於對複數個閘流體整流器中之至少1個串聯、並聯、或串並聯地連接複數個負載。
此外，亦提案有用以檢測連接於電源裝置之負載的接地故障之構成。例如日本特開昭58-175922號公報(專利文獻2)係揭示具有以下的構成之半導體電力變換系統。亦即，半導體電力變換系統係具有串聯路徑，該串聯路徑係由下列構件所構成：交流電源，其係供應和半導體電力變換裝置的輸出頻率不同的頻率之交流輸出；串聯共振用元件，其係具有該交流電源的頻率作為共振頻率；以及阻抗元件，其係用以監視接地電流。該串聯路徑係插入於半導體電力變換裝置的負載和接地之間。
先前技術文獻： 專利文獻：
專利文獻1：日本特開昭62-1017號公報
專利文獻2：日本特開昭58-175922號公報
根據日本特開昭58-175922號公報(專利文獻2)所揭示的構成，係於各負載設置接地故障檢測電路。因此，可推測能將接地故障位置予以特別界定。但，接地故障檢測電路的構成則趨於複雜化。
本發明之目的係提供接地故障檢測電路，其係能藉由簡單的構成而檢測出接地故障位置。
本發明之要點，係用以檢測分別連接於電源裝置之複數個負載之接地故障之接地故障檢測電路。接地故障檢測電路係具備交流電源、以及複數個共振電路。複數個共振電路係連接於由複數個負載所形成之至少1個電流路徑和交流電源之間。複數個共振電路係分別具有和交流電源的頻率相同之共振頻率。
根據本發明，則能藉由簡單的構成來檢測出複數個負載中之1個負載的接地故障之情形。
在以下中，參照圖式而詳細說明本發明之實施形態。又，圖中相同或相當部份係賦予相同的符號而不作重覆說明。
第1圖係概略性地表示使用本發明之實施形態的接地故障檢測電路之電源裝置之一例圖。參閱第1圖，電源裝置100係具備變壓器1、以及整流器2。整流器2係具備閘流體整流電路TB1至TB4。負載11至14係連接於整流器2。
變壓器1係從系統接收交流電力。整流器2係將來自變壓器1的交流電力變換成直流電力，並將該直流電力供應於負載11至14。第1圖中之箭頭係表示電流的流動方向。
例如負載11至14係具有負電阻的負載。就其一例而言，負載11至14分別為多結晶矽負載。負載11至14係藉由從整流器2所供應的直流電力而被加熱。又，負載的種類並不限定為如上述者。
第2圖係表示第1圖所示之電源裝置之詳細的構成之圖。參照第2圖，整流器2係具備閘流體整流電路TB1至TB4、閘流體開關TS1至TS9、電流限制電路(第2圖中以ACL表示)4、5、以及可飽和電抗器L1至L9。
變壓器1係三相4線式之變壓器。閘流體整流電路TB1至TB4係連接於變壓器1的2次繞組。閘流體整流電路TB1至TB4係分別為6相閘流體整流電路。第2圖所示之構成係閘流體整流電路TB1、TB2為直接連接於變壓器1的2次繞組。另一方面，閘流體整流電路TB3、TB4為分別經由電流限制電路4、5而連接於變壓器1的2次繞組。
負載11至14係分別連接於閘流體整流電路TB2、TB4、TB1、TB3。閘流體開關TS1至TS9係設置於連接閘流體整流電路TB1至TB4和負載11至14的電路(線路)。可飽和電抗器L1至L9係分別對應於閘流體開關TS1至TS9而設置。可飽和電抗器L1至L9係分別和對應的閘流體開關作串聯連接。
繼而說明有關於第2圖所示之電源裝置100的動作。電源裝置100係具有3個模式(模式A、模式B、以及模式C)。因應於負載的大小而選擇3個模式中之1個。閘流體開關TS1至TS9係在模式A、模式B、以及模式C之間，將對應於至少1個閘流體整流電路之複數個負載的連接模式進行切換。
(模式A)
第3圖係表示模式A之電源裝置的動作圖。第4圖係用以說明在模式A中，施加於負載的電壓之圖。參照第3圖及第4圖，模式A係閘流體整流電路TB1至TB4的全部、以及閘流體開關TS2、TS3、TS5為呈現導通狀態。該模式中，負載11、12、13、14係分別連接於閘流體整流電路TB2、TB4、TB1、TB3。因此，流動於負載11至14的電流係由第3圖中的箭頭予以表示。如第4圖所示，分別施加電壓V1 、V2 、V3 、V4 於負載11至14。第4圖中之符號LT1至LT5係表示連接於負載11至14的配線。
(模式B)
第5圖係表示模式B之電源裝置的動作圖。第6圖係用以說明在模式B中，施加於負載的電壓之圖。參照第5圖及第6圖，模式B係閘流體整流電路TB1、TB2、以及閘流體開關TS1、TS3、TS4為呈現導通狀態。該模式中，負載11、12為串聯連接於閘流體整流電路TB2，且負載13、14串聯連接於閘流體整流電路TB1。因此，負載11至14係串並聯地連接於至少1個閘流體整流電路。
流動於負載11至14的電流係由第5圖中的箭頭予以表示。如第6圖所示，負載11、12係施加有電壓V12 ，負載13、14係施加有電壓V34 。
(模式C)
第7圖係表示模式C之電源裝置的動作圖。第8圖係用以說明在模式C中，施加於負載的電壓之圖。參照第7圖和第8圖，模式C係閘流體整流電路TB1、TB2、以及閘流體開關TS1、TS6、TS7、TS8、TS9為呈現導通狀態。該模式中，負載11、12、13、14係串聯連接於閘流體整流電路TB1或TB2。因此，流動於負載11至14的電流係由第7圖中的箭頭予以表示。如第8圖所示，施加電壓V14 於負載11、12、13、14。
負載11至14係具有負電阻。因此，於通電初期為需要高電壓、以及小電流。另一方面，於最終時則需要低電壓、以及大電流。在通電初期中，負載11至14係並聯地連接，另一方面，最終時則為串聯連接著負載11至14。據此而大致能將相對於變壓器1的負載之大小作成固定。基於該理由，則於通電初期係選擇模式A。藉由多結晶矽的成長而使負載的電阻值降低。據此而電源裝置100的模式即依序自模式A而切換為模式B、進而切換為模式C。在模式B中，2個閘流體整流電路係分別串聯連接著2個負載。據此，由於閘流體整流電路TB1、TB2的直流輸出電壓係形成模式A之直流輸出電壓的2倍，故得以改善其電力 因數。
在模式B中，負載11至14的電阻值更為降低時，則直流電壓亦降低。據此而使電力因數趨於惡化。當電力因數達於預定值時，電源裝置100的模式即自模式B切換為模式C。由於模式C係串聯連接著負載11至14，故閘流體整流電路TB1、TB2的輸出直流電壓即形成模式B之直流輸出電壓的2倍。據此而得以改善其電力因數。此外，由於閘流體整流電路TB1、TB2係並聯運轉，故能使模式B之電流的2倍之電流流動於負載11至14。
〔接地故障檢測電路〕
第9圖係表示本發明之實施形態的接地故障檢測電路之基本構成圖。參照第9圖，接地故障檢測電路10係檢測負載11至14中任意一個之接地故障之情形。接地故障檢測電路10係具備產生交流電壓V的交流電源20、以及共振電路21、22。
共振電路21、22係分別設置於由負載11至14所形成之電流路徑和交流電源20之間。具體而言，共振電路21係具備串聯連接於交流電源20和負載配線LT2之間的電感器LE1 、以及電容器CE1 。共振電路22係具備串聯連接於交流電源20和負載配線LT4之間的電感器LE2 、以及電容器CE2 。
繼而藉由代表性地表示共振電路21而說明接地故障檢測電路10之基本動作。第10圖係等效地表示複數條負載配線中之任意1條均無接地故障之狀態的共振電路之電路圖。第11圖係等效地表示負載配線LT5為接地故障之狀態的共振電路之電路圖。參照第10圖及第11圖，交流電壓V的頻率為60Hz。將負載12至14之各電阻值設為55Ω，電容器CE1 的容量值設為10μF，電感器LE1 的電感值設為3H，相對於接地的絕緣電阻之值設為33kΩ，存在於負載配線和接地之間的浮游電容器CL 的電容值設為0.047μF，負載配線為接地故障之狀態時的負載配線和接地之間的絕緣電阻RE 的電阻值設為100Ω。此等之數值為其中一例，本發明並不限定於此等之數值。該情形時，則可求得共振電路21的共振頻率為30Hz。亦即，共振電路21的共振頻率和交流電壓V的頻率並不相同。
對應於各元件而記載之電阻值係表示頻率為30Hz時之阻抗。電感器LE1 、電容器CE1 、以及浮游電容器CL 的電阻值係表示複數阻抗的虛軸成份，負載12至14之電阻值係表示複數阻抗的實軸成份。
當負載配線LT5非為接地故障之狀態時，則負載配線LT5和接地之間的絕緣電阻RE 的電阻值為極高。因此，電流幾乎不會流動於接地故障檢測電路10。另一方面，當負載配線LT5為接地故障之狀態時，則絕緣電阻RE 的電阻值即變低。因此，流動於接地故障檢測電路10的電流則增加。由於流動於接地故障檢測電路10的電流之增加而能檢測出接地故障之情形。
第12圖係等效地表示負載配線LT5為接地故障之狀態的接地故障檢測電路10之圖。第13圖係說明第12圖所示之構成之中由虛線所圍繞的部份之阻抗之圖。參照第12圖及第13圖，共振電路21、22係互相具有相同的構成。根據上述之例，電容器CE1 和CE2 的電容值均為10μF，電感器LE1 和LE2 的電感值均為3H。因此，共振電路21、22的各共振頻率均大約為30Hz。
第13圖所示之「接地故障檢測電路1」、以及「接地故障檢測電路2」係分別對應於共振電路21、22。如第13圖所示，共振電路的共振頻率和交流電源的頻率不相同時，則虛軸(Im)成份之阻抗相較於實軸(Re)成份之阻抗，亦即相較於負載之阻抗時係形成超高之值。
亦即，第13圖係表示即使產生接地故障之情形時，共振電路21、22之各電流值亦不會產生大的變化。因此，根據電流而判斷難以檢測接地故障之位置。
如以上說明，根據第9圖所示之構成，雖具有能檢測有無接地故障情形之可能性，但無法將接地故障之位置予以特別界定。因此，為了根第9圖所示之構成而將接地故障之位置予以特別界定，需要在暫時停止電源裝置100之後，調查所有的負載。但，亦產生必須再起動電源裝置100之情形。再起動電源裝置100即必須花費某種程度的時間。該情形即形成課題。
相對於此，根據本發明之實施形態，則不僅能檢測有無接地故障之情形，亦可將接地故障之位置予以特別界定。此外，由於將接地故障之位置予以特別界定而不須要停止電源裝置100。此外，由於為檢測接地故障而使用之交流電源數量為1個，故可迴避接地故障檢測電路的構成趨於複雜化。
詳細說明有關於本發明之實施形態的接地故障檢測電路如下。
第14圖係本發明之實施形態的接地故障檢測電路之構成圖。參照第14圖，接地故障檢測電路30係具備產生交流電壓V之交流電源20、共振電路21至23、以及電感器LVE 。
共振電路21至23係分別連接於由負載11至14所形成之電流路徑。此外，共振電路21至23係經由電感器LVE 而並聯連接於交流電源20。
共振電路21係具備串聯連接於電感器LVE 和負載配線LT2之間的電感器LE1 、以及電容器CE1 。共振電路22係具備串聯連接於電感器LVE 和負載配線LT3之間的電感器LE2 、以及電容器CE2 。共振電路23係具備串聯連接於電感器LVE 和負載配線LT4之間的電感器LE3 、以及電容器CE3 。電感器LVE 係用以減流之電感器。電感器LE1 、LE2 、以及LE3 係用以檢測接地故障之電感器。電容器CE1 、CE2 、CE3 係檢測接地故障用之電容器。
基本的動作原理、以及接地故障檢測方法之點中，接地故障檢測電路30和第9圖所示之接地故障檢測電路10為相同。亦即，根據流動於接地故障檢測電路30的電流，即能檢測有無接地故障之情形。
第15圖係等效地表示負載配線LT5為接地故障之狀態的接地故障檢測電路30之電路圖。第16圖係說明第15圖所示之構成之中的虛線所圍繞的部份之阻抗圖。參照第15圖及第16圖，共振電路21、22、23係互相具有相同的構成。例如電容器CE1 、CE2 、CE3 的電容值均為2.35μF，電感器LE1 、LE2 、LE3 的電感值為3H，電感器LEV 的電感值為3H。此外，將絕緣電阻RE 的接地故障時之電阻值設為100Ω，負載12、13、14之電阻值設為55Ω。該情形時，共振電路21至23的共振頻率則成為60Hz。交流電壓V的頻率亦成為60Hz。亦即，本發明之實施形態中，共振電路21至23的共振頻率係等於交流電源的頻率。
記載於各元件的上部之電阻值係表示頻率為60Hz時之阻抗。記載於電感器LVE 、LE1 、LE2 、LE3 的上部之電阻值係表示複數阻抗的虛軸成份，記載於負載12至14的上部之電阻值係表示複數阻抗的實軸成份。
共振電路21係連接於負載12、13、14、以及絕緣電阻RE 。共振電路22係連接於負載13、14、以及絕緣電阻RE 。共振電路23係連接於負載14以及絕緣電阻RE 。因此，共振電路21至23之間其負載電阻之阻抗大小並不相同。此外，由於共振電路21至23之各共振頻率等於交流電源20之頻率，故共振電路21至23之各個複數阻抗的虛軸成份變小。因此，如第16圖所示，因應於負載電阻之阻抗而使複數阻抗產生變化。第16圖所示之「接地故障檢測電路1」、「接地故障檢測電路2」、以及「接地故障檢測電路3」係分別對應於共振電路21、22、以及23。
根據本發明之實施形態，因應於負載電阻之阻抗而使複數阻抗產生變化。因此，流動於共振電路之電流係依存於負載電阻之阻抗。如第15圖所示，於負載配線LT5為接地故障之狀態時，流動於最接近接地故障位置的共振電路之電流為最大，距離該接地故障位置最遠的檢測電路，其流動於共振電路之電流為最小。亦即，電流值係依共振電路21、共振電路22、以及共振電路23之順序而變大。基於如上的理由，根據共振電路23、共振電路22、以及共振電路21之各電流值即能檢測接地故障之情形。
但，負載配線LT1、LT2中之任意一個為接地故障之狀態時，其電流值之大小順序亦形成共振電路21、共振電路22、以及共振電路23。相同地，負載配線LT4、LT5中之任意一個為接地故障之狀態時，其電流值之大小順序亦形成共振電路23、共振電路22、以及共振電路21。因此，僅靠電流值來將接地故障之位置予以特別界定係較為困難。因此，本發明之實施形態係根據分別流動於共振電路21至23之電流、以及各負載配線LT1至LT5和接地之間的電壓(換言之，則為負載11至14之各個電壓)，將接地故障之位置予以特別界定。
以下，依各模式，說明接地故障之位置的特別界定之方法。
(模式A)
第17圖係用以說明模式A之負載配線LT1至LT5的各個電壓VLT1 至VLT5 之圖。第18圖係用以說明負載配線LT1 至LT5中之任意一條為接地故障時之電壓VLT1 至VLT5 之圖。參照第17圖和第18圖，電壓VLT1 至VLT5 係規定為相對於接地之負載配線LT1至LT5的電壓。第18圖之(a)至(e)係分別表示負載配線LT1至LT5為接地故障時之電壓VLT1 至VLT5 。例如負載配線LT1為接地故障之狀態係對應於存在於負載配線LT1和接地之間的絕緣電阻RE 的電阻值降低之狀態。
負載配線LT1為接地故障之狀態時，電壓VLT1 、VLT3 、VLT5 為0，電壓VLT2 、VLT4 為-V1 (第18圖(a))。此時之電流值的大小順序為共振電路21、22、23。
負載配線LT2為接地故障之狀態時，電壓VLT1 、VLT3 、VLT5 為V1 ，電壓VLT2 、VLT4 為0(第18圖(b))。此時之電流值的大小順序為共振電路21、22、23。
負載配線LT3為接地故障之狀態時，電壓VLT1 、VLT3 、VLT5 為0，電壓VLT2 、VLT4 為-V1 (第18圖(c))。此時之共振電路22之電流值為大於共振電路21、23中之任意一個。又，可推測共振電路21之電流值和共振電路23之電流值為相等。
負載配線LT4為接地故障之狀態時，電壓VLT1 、VLT3 、VLT5 為V1 ，電壓VLT2 、VLT4 為0(第18圖(d))。此時之電流值的大小順序為共振電路23、22、21。
負載配線LT5為接地故障之狀態時，電壓VLT1 、VLT3 、VLT5 為0，電壓VLT2 、VLT4 為-V1 (第18圖(e))。此時之電流值的大小順序為共振電路23、22、21。
如上述，負載配線LT1之接地故障時和負載配線LT2之接地故障時，其共振電路21至23之間的電流值之大小順位不變，另一方面，電壓VLT1 至VLT5 之值則不同。因此，根據電流值和電壓值之組合，即能檢測負載配線LT1、LT2中之任意一個為接地故障之狀態。有關於負載配線LT4、LT5亦相同。此外，負載配線LT3之接地故障時和負載配線LT1或LT5之接地故障時，其電壓VLT1 至VLT5 為相同，另一方面，流動於共振電路21至23的電流則不同。因此，根據電流值和電壓值，即能檢測負載配線LT3的接地故障。
(模式B)
第19圖係用以說明模式B之負載配線LT1至LT5的各個電壓VLT1 至VLT5 之圖。第20圖係用以說明負載配線LT1至LT5中之任意一條為接地故障時之電壓VLT1 至VLT5 之圖。參照第19圖及第20圖，電壓VLT1 至VLT5 和第17圖所示之電壓VLT1 至VLT5 為相同。第20圖之(a)至(e)係分別表示負載配線LT1至LT5為接地故障時之電壓VLT1 至VLT5 。
負載配線LT1為接地故障之狀態時，電壓VLT3 為V12 ，電壓VLT2 、VLT4 為V12 /2，電壓VLT1 、VLT5 為0(第20圖(a))。此時之電流值的大小順序為共振電路21、22、23。
負載配線LT2為接地故障之狀態時，電壓VLT3 為V12 /2，電壓VLT2 、VLT4 為0，電壓VLT1 、VLT5 為-V12 /2(第20圖(b))。此時之電流值的大小順序為共振電路21、22、23。
負載配線LT3為接地故障之狀態時，電壓VLT3 為0，電壓VLT2 、VLT4 為-V12 /2，電壓VLT1 、VLT5 為-V12 (第20圖(c))。 此時之共振電路22之電流值係大於共振電路21、23中之任意一個的電流值。又，可推測共振電路21之電流值和共振電路23之電流值為相等。
負載配線LT4為接地故障之狀態時，電壓VLT3 為V12 /2，電壓VLT2 、VLT4 為0，電壓VLT1 、VLT5 為-V12 /2(第20圖(d))。此時之電流值的大小順序為共振電路23、22、21。
負載配線LT5為接地故障之狀態時，電壓VLT3 為V12 ，電壓VLT2 、VLT4 為V12 /2，電壓VLT1 、VLT5 為0(第20圖(e))。此時之電流值的大小順序為共振電路23、22、21。
和模式A之情形相同，負載配線LT1之接地故障時和負載配線LT2之接地故障時，其共振電路21至23之間的電流值之大小順位不變，另一方面，電壓VLT1 至VLT5 之值則不同。因此，能檢測負載配線LT1、LT2中之任意一條為接地故障之狀態。有關於負載配線LT4、LT5亦相同。此外，負載配線LT3之接地故障時之電壓VLT1 至VLT5 為和負載配線LT1、LT2、LT4、LT5中之任意一個為接地故障時之電壓VLT1 至VLT5 則不同。因此，能檢測負載配線LT3的接地故障之狀態。如此，即能根據電壓VLT1 至VLT5 、以及流動於共振電路21至23的電流之值的組合而將接地故障之位置予以特別界定。
(模式C)
第21圖係用以說明模式C之負載配線LT1至LT5的各個電壓VLT1 至VLT5 之圖。第22圖係用以說明負載配線LT1至LT5中之任意一條為接地故障時之電壓VLT1 至VLT5 之圖。 參照第21圖和第22圖，電壓VLT1 至VLT5 和第17圖所示之電壓VLT1 至VLT5 為相同。第22圖之(a)至(e)係分別表示負載配線LT1至LT5為接地故障時之電壓VLT1 至VLT5 。
負載配線LT1為接地故障之狀態時，電壓VLT1 、VLT2 、VLT3 、VLT4 、VLT5 係分別為0、-V14 /4、-2V14 /4、-3V14 /4、-V14 (第22圖(a))。
負載配線LT2為接地故障之狀態時，電壓VLT1 、VLT2 、VLT3 、VLT4 、VLT5 係分別為V14 /4、0、-V14 /4、-2V14 /4、-3V14 /4(第22圖(b))。
負載配線LT3為接地故障之狀態時，電壓VLT1 、VLT2 、VLT3 、VLT4 、VLT5 係分別為2V14 /4、V14 /4、0、-V14 /4、-2V14 /4(第22圖(c))。
負載配線LT4為接地故障之狀態時，電壓VLT1 、VLT2 、VLT3 、VLT4 、VLT5 係分別為3V14 /4、2V14 /4、V14 /4、0、-V14 /4(第22圖(d))。
負載配線LT5為接地故障之狀態時，電壓VLT1 、VLT2 、VLT3 、VLT4 、VLT5 係分別為V14 、3V14 /4、2V14 /4、V14 /4、0(第22圖(e))。
模式C之情形時，電壓VLT1 、VLT2 、VLT3 、VLT4 、VLT5 係因應於接地故障之位置而產生變化。因此，能根據電壓VLT1 、VLT2 、VLT3 、VLT4 、VLT5 而將接地故障之位置予以特別界定。
第23圖係表示根據本發明之實施形態的接地故障檢測電路之另一構成例圖。參照第14圖及第23圖，接地故障檢測電路31復具備電壓檢測器41至45、電流檢測器46 至48、以及接地故障監視部50，此點和接地故障檢測電路30並不相同。電壓檢測器41至45係分別檢測負載配線LT1至LT5的電壓(電壓VLT1 至VLT5 )。電流檢測器46至48係分別檢測流動於共振電路21至23的電流。接地故障監視部50係分別自電壓檢測器41至45接收電壓值，並自電流檢測器46至48接收電流值。接地故障監視部50係根據該電壓值、以及電流值而檢測有無接地故障之情形。進而於產生接地故障之情形時，接地故障監視部50則將接地故障之位置予以特別界定。接地故障監視部50係例如可藉由微電腦而實現。又，接地故障監視部50係可自動地判別電源裝置100的模式，亦可藉由輸入電源裝置100的模式之相關資訊於接地故障監視部50而判別電源裝置100的模式。
接地故障監視部50係根據對應於上述之模式A至C的各個之方法而將接地故障之位置予以特別界定。亦即，接地故障監視部50係根據電壓VLT1 至VLT5 、以及流動於共振電路21至23的電流之組合而將接地故障之位置予以特別界定。又，亦可省略接地故障監視部50。
如上述，根據本發明之實施形態，則共振電路之共振頻率係等於交流電源之頻率。此外，共振電路係連接於連接著2個負載的連接點。據此，根據該連接點之電壓、以及流動於共振電路的電流，即可將接地故障之位置予以特別界定。
此外，根據本發明之實施形態，則對複數個共振電路共通地設置1個交流電源。根據本發明之實施形態，即能迴避用以檢測接地故障之位置的構成趨於複雜化。因此，可藉由簡單的構成而檢測接地故障之位置。
又，負載的數量只要為複數，則並不限定為4。串聯連接著m個(m為2以上)之複數負載時，則連接著2個負載的連接點之數量為(m-1)個。本發明之接地故障檢測電路只要具備(m-1)個之共振電路即可。(m-1)個之共振電路的各共振頻率係等於交流電源之共振頻率。因此，負載的數量亦可例如大於4。
此外，電源裝置之構成、以及動作模式並不限定於上述之構成、以及動作模式，而可能有各種之變形。
本次揭示之實施形態全部為例示，而應視為不作限制。本發明之範圍並非上述之說明而為由申請專利範圍表示，且包含和申請專利範圍均等的意義、以及範圍內之全部的變更。
1．．．變壓器
2．．．整流器
4、5．．．電流限制電路
10、30、31．．．接地故障檢測電路
11至14．．．負載
20．．．交流電源
21至23．．．共振電路
41至45．．．電壓檢測器
46至48．．．電流檢測器
50．．．接地故障監視部
CE1 至CE3 ．．．電容器(接地故障檢測用)
CL ．．．浮遊電容器
L1至L9．．．可飽和電抗器
LE1 至LE3 ．．．電感器(接地故障檢測用)
LT1至LT5．．．負載配線
LVE ．．．電感器(減流用)
RE ．．．絕緣電阻
TB1至TB4．．．閘流體整流電路
TS1至TS9．．．閘流體開關
第1圖係概略性表示使用本發明之實施形態的接地故障檢測電路之電源裝置之一例圖。
第2圖係表示第1圖所示之電源裝置之詳細的構成之圖。
第3圖係表示模式A之電源裝置的動作圖。
第4圖係用以說明在模式A中施加於負載的電壓之圖。
第5圖係表示模式B之電源裝置的動作圖。
第6圖係用以說明在模式B中施加於負載的電壓之圖。
第7圖係表示模式C之電源裝置的動作圖。
第8圖係用以說明在模式C中施加於負載的電壓之圖。
第9圖係表示本發明之實施形態的接地故障檢測電路之基本構成圖。
第10圖係等效地表示複數條負載配線中之任意1條均無接地故障之狀態的共振電路之電路圖。
第11圖係等效地表示負載配線LT5為接地故障之狀態的共振電路之電路圖。
第12圖係等效地表示負載配線LT5為接地故障之狀態的接地故障檢測電路10之圖。
第13圖係說明第12圖所示之構成中的由虛線所圍繞的部份之阻抗之圖。
第14圖係本發明之實施形態的接地故障檢測電路之構成圖。
第15圖係等效地表示負載配線LT5為接地故障之狀態的接地故障檢測電路30之電路圖。
第16圖係說明第15圖所示之構成中的由虛線所圍繞的部份之阻抗之圖。
第17圖係用以說明模式A之負載配線LT1至LT5的各個電壓VLT1 至VLT5 之圖。
第18圖係用以說明負載配線LT1至LT5中之任意1條為接地故障時之電壓VLT1 至VLT5 之圖。
第19圖係用以說明模式B之負載配線LT1至LT5的各個電壓VLT1 至VLT5 之圖。
第20圖係用以說明負載配線LT1至LT5中之任意1條為接地故障時之電壓VLT1 至VLT5 之圖。
第21圖係用以說明模式C之負載配線LT1至LT5的各個電壓VLT1 至VLT5 之圖。
第22圖係用以說明負載配線LT1至LT5之中之任意1條為接地故障時之電壓VLT1 至VLT5 之圖。
第23圖係表示根據本發明之實施形態的接地故障檢測電路之另一構成例圖。
1．．．變壓器
2．．．整流器
4、5．．．電流限制電路
10、30、31．．．接地故障檢測電路
11至14．．．負載
20．．．交流電源
21至23．．．共振電路
41至45．．．電壓檢測器
46至48．．．電流檢測器
50．．．接地故障監視部
CE1 至CE3 ．．．電容器(接地故障檢測用)
CL ．．．浮遊電容器
L1至L9．．．可飽和電抗器
LE1 至LE3 ．．．電感器(接地故障檢測用)
LT1至LT5．．．負載配線
LVE ．．．電感器(減流用)
RE ．．．絕緣電阻
TB1至TB4．．．閘流體整流電路
TS1至TS9．．．閘流體開關

Claims (5)

  1. 一種接地故障檢測電路，係用以檢測分別連接於電源裝置(100)之複數個負載(11至14)之接地故障，其具備：交流電源(20)；複數個共振電路(21至23)，係連接於由前述複數個負載(11至14)所形成之至少1個電流路徑和前述交流電源(20)之間；複數個電流檢測器(46至48)，係分別對應於前述複數個共振電路(21至23)而設置，且用以檢測從前述交流電源(20)經由所對應的共振電路而流動於前述至少1個電流路徑的電流；以及複數個電壓檢測器(41至45)，係分別對應於前述複數個負載(11至14)而設置，且用以檢測所對應的負載之電壓，前述複數個共振電路(21至23)係分別具有和前述交流電源(20)的頻率相同之共振頻率。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之接地故障檢測電路，其中，前述電源裝置(100)係含有：變壓器(1)；複數個整流電路(TB1至TB4)，係分別對應於前述複數個負載(11至14)而設置，且各自連接於前述變壓器(1)；以及至少1個半導體開關(TS1至TS9)，係在第1、第2、 以及第3模式之間，切換相對於前述複數個整流電路(TB1至TB4)中之至少1個整流電路的前述複數個負載(11至14)的連接之模式，前述第1模式係對前述至少1個整流電路並聯連接著前述複數個負載(11至14)之模式，前述第2模式係對前述至少1個整流電路串並聯連接著前述複數個負載(11至14)之模式，前述第3模式係對前述至少1個整流電路串聯連接著前述複數個負載(11至14)之模式。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之接地故障檢測電路，其中，復具備接地故障監視部(50)，係構成為使用藉由前述複數個電流檢測器(46至48)各自所檢測之前述電流、以及藉由前述複數個電壓檢測器(41至45)所檢測之前述對應的負載之前述電壓而能將接地故障之位置予以特別界定。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之接地故障檢測電路，其中，前述複數個負載(11至14)係第1至第4的負載，在前述第2模式中，串聯連接著前述第1及第2負載(11、12)，並串聯連接著前述第3及第4負載(13、14)，在前述第3模式中，串聯連接著前述第1至第4的負載， 前述複數個共振電路(21至23)係含有：第1共振電路(21)，係連接於前述第1及第2負載的連接點；第2共振電路(22)，係連接於前述第2及第3負載的連接點；第3共振電路(23)，係連接於前述第3及第4負載的連接點。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之接地故障檢測電路，其中，前述接地故障監視部(50)係構成為分別在前述第1及第2模式中，根據分別流動於前述第1至第3的共振電路的電流、以及前述第1至第4的負載各自之電壓而能將接地故障之位置予以特別界定，在前述第3模式中，根據從前述第1至第4的負載各自之電壓而能將接地故障之位置予以特別界定。
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