WO2016166984A1 - 漏電検出装置 - Google Patents

漏電検出装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2016166984A1
WO2016166984A1 PCT/JP2016/002021 JP2016002021W WO2016166984A1 WO 2016166984 A1 WO2016166984 A1 WO 2016166984A1 JP 2016002021 W JP2016002021 W JP 2016002021W WO 2016166984 A1 WO2016166984 A1 WO 2016166984A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
control unit
value
leakage
current
detection device
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/002021
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
生島　剛
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by パナソニックＩｐマネジメント株式会社 filed Critical パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Publication of WO2016166984A1 publication Critical patent/WO2016166984A1/ja

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
    • G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/16—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to fault current to earth, frame or mass
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/26—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents
    • H02H3/32—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors
    • H02H3/34—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors of a three-phase system
    • H02H3/347—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors of a three-phase system using summation current transformers

Definitions

  • the present invention generally relates to a leakage detection device, and more specifically, relates to a leakage detection device that detects a measured current generated in a measured wire.
  • a flux gate type leakage detection device (hereinafter referred to as a leakage detection device) that detects a measured current generated in a measured wire made up of a pair of wires and detects a leakage based on the detected measured current. ) Is used.
  • a conventional leakage detection device is made of a highly permeable material, and includes a magnetic core having an opening through which a measured electric wire passes.
  • An exciting coil is wound around the magnetic core.
  • the leakage detecting device applies an excitation voltage of an AC rectangular wave having a predetermined period to the excitation coil, and generates an excitation current.
  • the leakage detection device converts the excitation current flowing in the excitation coil into a detection voltage using a resistor, and outputs a PWM (pulse width modulation) signal based on the magnitude relationship between the detection voltage and the threshold value.
  • the leakage detection device outputs an integral value of the PWM signal as an output voltage.
  • the leakage detecting device detects a leakage by detecting a measured current generated in the measured wire based on the output voltage.
  • an offset value is calculated before the start of the leakage detection operation, and the measured object detected while the leakage detection operation is being performed.
  • the current is corrected with the offset value.
  • the current to be measured detected by the leakage detector may change depending on the temperature of the magnetic core. Therefore, in the apparatus described in Patent Document 1, if the detection operation time becomes long, the detected current to be measured is affected by the temperature of the magnetic core. There is a possibility that the accuracy of detection is deteriorated.
  • an object of the present invention is to provide a leakage detection device capable of performing leakage detection with high accuracy even under a situation where the temperature of the magnetic core changes. It is in.
  • the leakage detection device detects a leakage of a measured wire between a power source and a load.
  • the leakage detection device includes a relay, a magnetic core, an excitation coil, a detection circuit, and a control unit.
  • the relay is provided on the wire to be measured, and a connection state in which the power source and the load are electrically connected by opening and closing a switch, and a non-connection state in which the relay is not electrically connected Switch.
  • the magnetic core has an opening through which the wire to be measured is inserted.
  • the exciting coil is wound around the magnetic core.
  • the detection circuit detects a current obtained by averaging an excitation current generated by applying an excitation voltage having a predetermined frequency to the excitation coil.
  • the control unit holds an offset value for subtracting from a current value detected by the detection circuit in the connected state.
  • the control unit subtracts the value of the current detected by the detection circuit while the excitation current is flowing in the excitation coil in the connected state by the offset value, and sets the value after subtraction as a predetermined threshold value. The presence or absence of electric leakage is detected by comparison.
  • the control unit controls the relay so as to be in the disconnected state when the predetermined condition is satisfied while the exciting current is flowing in the exciting coil in the connected state, and the offset value is not connected to the disconnected state.
  • An update process is performed to update and hold the current value detected by the detection circuit in the state.
  • leakage detection device it is possible to detect leakage with high accuracy even under a situation where the temperature of the magnetic core changes.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration of a leakage detection device 10 according to the present embodiment, and FIG.
  • the leakage detection device 10 is a device that detects a leakage of the measured wire 22 by detecting a measured current (unbalanced current) generated in the measured wire 22 formed of a pair of wires.
  • the current to be measured is a difference current between a current flowing through one electric wire and a current flowing through the other electric wire.
  • the leakage detection device 10 is used in a charging system that charges a storage battery of an electric vehicle (load) 21.
  • the electric vehicle 21 include an electric vehicle and a plug-in hybrid vehicle.
  • a power source (commercial system) 20 that supplies commercial power and an electric vehicle 21 are connected via a converter 30.
  • the leakage detection device 10 is interposed between the power supply 20 and the conversion device 30, and detects a leakage of the measured wire 22 that connects the power supply 20 and the conversion device 30.
  • the conversion device 30 has a function of converting AC power into DC power and converting DC power into AC power.
  • the current to be measured 22 flows from the power source 20 to the electric vehicle 21 in the direction of the first electric wire to be measured 22a (see FIG. 1) and from the electric vehicle 21 to the power source 20 in the direction of current. It has the 2nd to-be-measured electric wire 22b (refer FIG. 1).
  • the leakage detection device 10 can detect the presence or absence of a leakage of the measured wire 22 according to the value of the measured current.
  • the leakage detection device 10 of the present embodiment has a function of updating the offset value used for detecting the current to be measured every time a predetermined time elapses.
  • the leakage detection device 10 can perform highly accurate leakage detection by updating the offset value.
  • the leakage detection device 10 includes a relay 11, a magnetic core 12, an excitation coil 13, an excitation circuit 14, a detection circuit 15, and a control unit 16.
  • the relay 11 is a switch that switches between a connected state in which the power source 20 and the electric vehicle 21 are electrically connected and a non-connected state in which the power source 20 and the electric vehicle 21 are not electrically connected under the control of the control unit 16 described later. It is.
  • the relay 11 when the relay 11 is in the ON state, that is, when the switch is in the closed state, the connection state is established, and when the relay 11 is in the OFF state, that is, when the switch is in the open state, the connection state is established.
  • the magnetic core 12 is an annular magnetic core having an opening through which the wire to be measured 22 is inserted, and the excitation coil 13 is a coil wound around the magnetic core 12.
  • the excitation circuit 14 is a circuit that applies an excitation voltage to the excitation coil 13. Specifically, the excitation circuit 14 generates an excitation clock that oscillates at a predetermined frequency. As a method for generating the excitation clock, there are a method of using a crystal oscillator or a method of feeding back an output signal from the excitation coil 13 to oscillate by itself. The excitation circuit 14 amplifies the generated excitation clock, generates a square wave signal (excitation voltage) having a predetermined voltage amplitude, and outputs the square wave signal to the excitation coil 13. As a result, the excitation voltage is applied to the excitation coil 13.
  • the detection circuit 15 is a circuit that detects a current obtained by averaging the excitation current output from the excitation coil 13. Specifically, the excitation current output from the excitation coil 13 is converted into a detection voltage. The detection circuit 15 averages the detection voltage. The average value of the detection voltage changes linearly with respect to the magnitude of the leakage current. Thereby, the detection circuit 15 can detect the leakage current based on the current obtained by averaging the excitation current.
  • the control unit 16 includes a device including a processor that operates according to a program as a main hardware element.
  • a device provided with a processor may be a micro controller in addition to a microprocessor.
  • the program executed by the processor is written in a ROM (Read Only Memory) in advance, and is provided through an electric communication line such as the Internet or a computer-readable recording medium.
  • the control unit 16 controls the opening and closing of the relay 11, acquires the offset value, and determines whether or not there is a leakage. Specifically, the control unit 16 controls the relay 11 so that the power source 20 and the electric vehicle 21 are electrically disconnected when the leakage detection device 10 is activated and whenever a predetermined condition is satisfied. To do. The control unit 16 acquires and holds the average value of the excitation current obtained in the open state as an offset value. When the control unit 16 holds the offset value, the control unit 16 controls the relay 11 so that the power source 20 and the electric vehicle 21 are electrically connected.
  • the control unit 16 detects the presence or absence of electric leakage based on the signal averaged by the detection circuit 15 when the power source 20 and the electric vehicle 21 are in an electrically connected state.
  • the control unit 16 stores in advance an average value (reference value) of the excitation current in a state where no leakage occurs, that is, an unbalanced current does not flow through the measured wire 22. If a leakage occurs, that is, if an unbalanced current flows through the wire 22 to be measured, the electric field of the magnetic core 12 changes, and the detected voltage to be detected also changes.
  • the control unit 16 subtracts the value of the current detected by the detection circuit 15 by the offset value currently held, and compares the value after subtraction with a reference value (predetermined threshold) (after subtraction). The leakage is detected based on the difference (change amount) between the value and the reference value.
  • the establishment of a predetermined condition means that a predetermined time elapses after the leakage detection device 10 is activated or the offset value is updated.
  • the predetermined time is, for example, 1 minute.
  • this numerical value is an example, Comprising: It is not the meaning limited to this numerical value.
  • the predetermined time may be a time within a range of several tens of seconds to several minutes.
  • the control unit 16 turns off the relay 11 at the time of activation (step S5). That is, the control unit 16 turns off the relay 11 to bring the power source 20 and the electric vehicle 21 into a disconnected state.
  • the control part 16 starts the excitation circuit 14 and the detection circuit 15 (step S10).
  • the control unit 16 acquires and holds the current value detected by the detection circuit 15 as an offset value in a state where the power source 20 and the electric vehicle 21 are disconnected (step S15). Specifically, the excitation circuit 14 applies an excitation voltage to the excitation coil 13 in a state where the power source 20 and the electric vehicle 21 are not connected.
  • the detection circuit 15 converts the excitation current output from the excitation coil 13 into a detection voltage, and acquires and holds the average value of the converted detection voltage as an offset value.
  • control unit 16 When the control unit 16 holds the offset value in the disconnected state, the control unit 16 turns on the relay 11 (step S20). That is, the control part 16 makes the connection state between the power supply 20 and the electric vehicle 21 by turning on the relay 11.
  • the control unit 16 performs a leakage detection process (step S25). Specifically, the excitation circuit 14 applies an excitation voltage to the excitation coil 13 in a state where the power source 20 and the electric vehicle 21 are connected.
  • the detection circuit 15 detects a current obtained by averaging the excitation current output from the excitation coil 13.
  • the control unit 16 subtracts (corrects) the current detected by the detection circuit 15 using the held offset value.
  • the control unit 16 determines whether or not there is a leakage (step S30). If it is determined that there is a leakage (“Yes” in step S30), the control unit 16 stops the process.
  • step S30 When it is not determined that there is an electric leakage (“No” in step S30), the control unit 16 determines whether or not a predetermined condition is satisfied, that is, after the electric leakage detection device 10 is activated or the offset value is updated. It is determined whether or not a predetermined time has passed (step S35). When it is determined that the predetermined time has not elapsed (“No” in step S35), the control unit 16 performs the leakage detection process again (step S25).
  • step S35 When it is determined that the predetermined time has elapsed (“Yes” in step S35), the control unit 16 turns off the relay 11 (step S40).
  • the control unit 16 updates and holds the held offset value to the current value (new offset value) detected by the detection circuit 15 in the disconnected state (step S45). For example, the control unit 16 discards the offset value that has already been held and holds a new offset value.
  • the control unit 16 holds the new offset value (updates the offset value), turns on the relay 11 (step S50), and performs a detection process (step S25). After holding the new offset value, the control unit 16 subtracts (corrects) the held new offset value from the value of the measured current detected by the detection circuit 15.
  • the predetermined condition is different from that in the first embodiment.
  • that the predetermined condition is satisfied means that the temperature change of the magnetic core 12 becomes a predetermined value or more.
  • symbol is attached
  • the earth leakage detection device 10 of the present embodiment further includes a temperature sensor 17 as shown in FIG.
  • the temperature sensor 17 is a sensor that measures the temperature of the magnetic core 12, and is, for example, a thermistor.
  • the temperature sensor 17 measures the temperature, for example, by bringing the temperature measurement part of the thermistor into contact with the surface of the magnetic core 12.
  • the temperature measurement method is not limited to this.
  • the temperature sensor 17 measures the ambient temperature of the magnetic core 12 by pulling it away from the magnetic core 12 by several millimeters to several centimeters unless a heat generating component as a heat source is arranged around the magnetic core 12.
  • the measurement result may be the temperature of the magnetic core 12.
  • the control unit 16 periodically acquires the measurement result of the temperature sensor 17 and holds the acquired measurement result. Specifically, the control unit 16 acquires the temperature converted from the resistance value of the thermistor that is the temperature sensor 17 as a measurement result.
  • the control unit 16 Relay 11 is controlled so that 20 and electrically powered vehicle 21 are electrically disconnected.
  • the control unit 16 opens the relay 11 every time the difference between the measurement results becomes a predetermined value or more, the control unit 16 holds the average value of the excitation current obtained in the open state as an offset value.
  • the interval at which the control unit 16 periodically acquires the measurement result of the temperature sensor 17 is, for example, 1 minute.
  • this numerical value is an example, Comprising: It is not the meaning limited to this numerical value.
  • the interval at which the control unit 16 periodically acquires the measurement result of the temperature sensor 17 may be a time within the range of several tens of seconds to several minutes.
  • step S35 the controller 16 of the leakage detection device 10 of the present embodiment determines whether or not the temperature change is equal to or greater than a predetermined value. Specifically, whenever the control unit 16 periodically acquires the measurement result (temperature) of the temperature sensor 17, the control unit 16 calculates the difference from the measurement result (temperature) acquired and held last time. It is determined whether or not the difference is greater than or equal to a predetermined value.
  • control unit 16 When it is determined that the temperature change is equal to or greater than the predetermined value, the control unit 16 performs the operation after step S40. When determining that the temperature change is not greater than or equal to the predetermined value, the control unit 16 performs the leakage detection process again in step S25.
  • a thermistor is used as the temperature sensor 17, but the present invention is not limited to this.
  • the temperature sensor 17 is a sensor that measures the temperature of the magnetic core 12, its type and measurement method are not limited.
  • the magnetic core 12 has an annular shape, but is not limited thereto.
  • the shape of the magnetic core 12 may be any shape that forms a closed magnetic path.
  • control unit 16 when the leakage current is detected, the control unit 16 preferably notifies that a leakage has occurred in the measured wire 22.
  • the user can know that the electric leakage has occurred in the measured electric wire 22 and can quickly perform the subsequent measures, for example, the exchange of the measured electric wire 22 or the like.
  • the leakage detection device 10 of the first aspect detects a leakage of the wire to be measured 22 between the power supply 20 and the electric vehicle 21 (load).
  • the leakage detection device 10 includes a relay 11, a magnetic core 12, an excitation coil 13, a detection circuit 15, and a control unit 16.
  • the relay 11 is provided in the electric wire 22 to be measured, and a connection state in which the power source 20 and the electric vehicle 21 are electrically connected by opening / closing a switch and a non-connection state in which the power supply 20 and the electric vehicle 21 are not electrically connected Switch.
  • the magnetic core 12 has an opening through which the wire to be measured 22 is inserted.
  • the exciting coil 13 is wound around the magnetic core 12.
  • the detection circuit 15 detects a current obtained by averaging an excitation current generated by applying an excitation voltage having a predetermined frequency to the excitation coil 13.
  • the control unit 16 holds an offset value for subtraction from the current value detected by the detection circuit 15 in the connected state.
  • the control unit 16 subtracts the value of the current detected by the detection circuit 15 while the exciting current is flowing in the exciting coil 13 in the connected state by the offset value, and compares the value after the subtraction with a predetermined threshold value. Detects whether there is a leak.
  • the control unit 16 controls the relay 11 so as to be in a disconnected state when a predetermined condition is satisfied while the exciting current is flowing in the exciting coil 13 in the connected state, and detects the offset value in the disconnected state in the detection circuit 15. Update processing is performed to update and hold the current value detected by.
  • the leakage detection device 10 updates and holds the offset value each time a predetermined condition is satisfied while the exciting current flows in the exciting coil 13 in the connected state, and detects in the subsequent connected state.
  • the current detected by the circuit 15 can be corrected with the updated offset value.
  • the leakage detection device 10 can detect leakage with high accuracy even under a situation where the temperature of the magnetic core 12 changes by updating the offset value every time a predetermined condition is satisfied.
  • the control unit 16 determines that a predetermined condition is satisfied when a predetermined time has elapsed after the update process is performed.
  • the leakage detection device 10 updates and holds the offset value every time a predetermined time elapses, so that even when the temperature of the magnetic core 12 changes, the leakage detection device performs highly accurate leakage detection. be able to.
  • the leakage detection device 10 of the third aspect according to the present invention further includes a temperature sensor 17 for measuring the temperature of the magnetic core 12.
  • the control unit 16 periodically acquires the measurement result of the temperature sensor 17, the first measurement result acquired at one time point, and the second measurement result acquired at one time point before the one time point, Is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that a predetermined condition is satisfied.
  • the leakage detection device 10 since the leakage detection device 10 updates and holds the offset value every time the temperature change of the magnetic core 12 becomes a predetermined value or more, it is under a situation where the temperature of the magnetic core 12 changes. In addition, highly accurate leakage detection can be performed.
  • the temperature sensor 17 is a thermistor.
  • the control unit 16 periodically acquires the temperature converted from the resistance value indicated by the thermistor as a measurement result.
  • the leakage detection device 10 can acquire the temperature of the magnetic core 12 using the thermistor.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)

Abstract

磁性体コアの温度が変化する状況下であっても精度の高い漏電検出を行うことができる漏電検出装置を提供する。漏電検出装置（１０）は、リレー（１１）と磁性体コア（１２）と励磁コイル（１３）と検出回路（１５）と制御部（１６）とを備える。制御部（１６）は、オフセット値を保持しており、接続状態では検出回路（１５）が検出した被測定電流の値をオフセット値で補正する。制御部（１６）は、接続状態で検出回路（１５）が被測定電流の有無を検出している間に、所定の条件が成立すると、非接続状態となるようにリレー（１１）を制御する。制御部（１６）は、非接続状態で検出回路（１５）が検出した被測定電流の値を新たなオフセット値として保持する。

Description

漏電検出装置
　本発明は、一般に漏電検出装置、より詳細には被測定電線で発生する被測定電流を検出する漏電検出装置に関する発明である。
　近年、電子機器には、一対の電線からなる被測定電線で発生する被測定電流を検出し、検出した被測定電流を基に漏電を検出するフラックスゲート型の漏電検出装置（以下、漏電検出装置）が用いられている。
　従来の漏電検出装置は、高透磁性材料からなり、被測定電線が貫通する開口部を有する磁性体コアを備えている。この磁性体コアには励磁コイルが巻回されている。漏電検出装置は、所定の周期の交流矩形波の励磁電圧を励磁コイルに印加し、励磁電流を発生させる。漏電検出装置は、抵抗を用いて励磁コイルに流れる励磁電流を検出電圧に変換し、検出電圧と閾値との大小関係に基づくＰＷＭ（pulse width modulation）信号を出力する。漏電検出装置は、ＰＷＭ信号の積分値を出力電圧として出力する。漏電検出装置は、この出力電圧に基づいて被測定電線で発生する被測定電流を検出することで、漏電を検出している。
　この漏電検出の精度を上げるために、例えば特許文献１で記載された装置では、漏電の検出動作開始前にオフセット値を算出し、漏電の検出動作が行われている間に検出された被測定電流をオフセット値で補正している。
　しかしながら、漏電検出装置で検出される被測定電流は、磁性体コアの温度に応じて変化することがある。そのため、特許文献１で記載された装置では、検出動作の時間が長くなると、検出される被測定電流は磁性体コアの温度の影響を受けているため、オフセット値による補正を行っても、漏電検出の精度が悪くなる可能性がある。
特許４１１８２５９号公報
　そこで、本発明は、上記事由に鑑みてなされており、その目的は、磁性体コアの温度が変化する状況下であっても精度の高い漏電検出を行うことができる漏電検出装置を提供することにある。
　本発明の一態様である漏電検出装置は、電源と負荷との間の被測定電線の漏電を検出する。前記漏電検出装置は、リレーと、磁性体コアと、励磁コイルと、検出回路と、制御部とを備える。前記リレーは、前記被測定電線に設けられ、スイッチの開閉により前記電源と前記負荷とが電気的に接続された状態である接続状態と、電気的に接続されていない状態である非接続状態とを切り替える。前記磁性体コアは、前記被測定電線が挿通される開口部を有する。前記励磁コイルは、前記磁性体コアに巻回されている。前記検出回路は、所定の周波数の励磁電圧を前記励磁コイルに印加して生成される励磁電流を平均化した電流を検出する。前記制御部は、前記接続状態で前記検出回路が検出する電流の値から減算するためのオフセット値を保持している。前記制御部は、前記接続状態で前記励磁コイルに前記励磁電流が流れている間に前記検出回路が検出した前記電流の値を前記オフセット値で減算して、減算後の値を所定の閾値と比較することにより漏電の有無を検出する。前記制御部は、前記接続状態で前記励磁コイルに前記励磁電流が流れている間に所定の条件が成立すると、前記非接続状態となるように前記リレーを制御し、前記オフセット値を前記非接続状態で前記検出回路が検出した前記電流の値に更新して保持する更新処理を行う。
　上述した漏電検出装置によると、磁性体コアの温度が変化する状況下であっても精度の高い漏電検出を行うことができる。
本発明に係る実施形態１の漏電検出装置の構成を示すブロック図である。 同上の漏電検出装置の利用用途を示す概略図である。 同上の漏電検出装置の動作を説明する流れ図である。 本発明に係る実施形態２の漏電検出装置の構成を示すブロック図である。
　（実施形態１）
　以下、本実施形態のフラックスゲート型の漏電検出装置（以下、漏電検出装置）１０について説明する。図１は、本実施形態の漏電検出装置１０の構成を説明する図であり、図２は、漏電検出装置１０の利用用途を説明する図である。
　漏電検出装置１０は、一対の電線からなる被測定電線２２で発生する被測定電流（不平衡な電流）を検出することで、被測定電線２２の漏電を検出する装置である。ここで、被測定電流とは、一方の電線で流れる電流と他方の電線で流れる電流との差分電流である。漏電検出装置１０は、図２に示すように、電動車両（負荷）２１の蓄電池を充電する充電システムで用いられる。電動車両２１として、例えば電気自動車やプラグインハイブリッド車などがある。具体的には、充電システムは、商用電源を供給する電源（商用系統）２０と、電動車両２１とが、変換装置３０を介して接続される。そして、漏電検出装置１０は、電源２０と変換装置３０との間に介在し、電源２０と変換装置３０とを接続する被測定電線２２の漏電を検出する。なお、変換装置３０は、交流電源を直流電源に変換、および直流電源を交流電源に変換する機能を備える。ここで、被測定電線２２には、電源２０から電動車両２１の方向へと電流が流れる第１の被測定電線２２ａ（図１参照）と、電動車両２１から電源２０の方向へと電流が流れる第２の被測定電線２２ｂ（図１参照）とを有している。被測定電線２２で漏電が発生していない場合には第１の被測定電線２２ａに流れる電流の量と第２の被測定電線２２ｂに流れる電流の量とは同一であるため被測定電流の値は０となる。しかしながら、漏電が発生している場合には、第１の被測定電線２２ａに流れる電流の量と第２の被測定電線２２ｂに流れる電流の量とは異なるため被測定電流の値は０以外の値となる。漏電検出装置１０は、被測定電流の値に応じて被測定電線２２の漏電の有無を検出することができる。
　本実施形態の漏電検出装置１０は、被測定電流の検出に用いるオフセット値を、所定時間が経過する度に更新する機能を有している。漏電検出装置１０は、オフセット値の更新を行うことで、精度の高い漏電検出を行うことができる。
　先ず、本実施形態の漏電検出装置１０の構成について説明する。漏電検出装置１０は、図１に示すように、リレー１１、磁性体コア１２、励磁コイル１３、励磁回路１４、検出回路１５および制御部１６を備えている。
　リレー１１は、後述する制御部１６の制御により電源２０と電動車両２１とが電気的に接続された状態である接続状態と、電気的に接続されていない状態である非接続状態とを切り替えるスイッチである。以下、リレー１１がＯＮ状態、つまりスイッチが閉状態である場合に接続状態となり、リレー１１がＯＦＦ状態、つまりスイッチが開状態である場合に非接続状態となる。
　磁性体コア１２は、被測定電線２２が挿通される開口部を有する環状の磁心であり、励磁コイル１３は、磁性体コア１２に巻回されたコイルである。
　励磁回路１４は、励磁電圧を励磁コイル１３に印加する回路である。具体的には、励磁回路１４は、所定の周波数で発振される励磁クロックを生成する。励磁クロックの発生方法としては、水晶発振器を用いるか、もしくは励磁コイル１３からの出力信号をフィードバックして自励発振させる等の方法がある。 励磁回路１４は、生成した励磁クロックを増幅し、所定の電圧振幅を有する方形波信号（励磁電圧）を生成し、方形波信号を励磁コイル１３へ出力する。これにより、励磁電圧が励磁コイル１３に印加されることとなる。
　検出回路１５は、励磁コイル１３から出力される励磁電流を平均化した電流を検出する回路である。具体的には、励磁コイル１３から出力される励磁電流を、検出電圧に変換する。検出回路１５は、検出電圧を平均化する。検出電圧の平均値は、漏電電流の大きさに対し線形に変化する。これにより、検出回路１５は、励磁電流を平均化した電流に基づいて漏電電流を検出することができる。
　制御部１６は、プログラムに従って動作するプロセッサを備えたデバイスを主なハードウェア要素として備える。プロセッサを備えるデバイスは、マイクロプロセッサのほか、マイコン（microcontroller）であってもよい。プロセッサで実行されるプログラムは、あらかじめＲＯＭ（Read Only Memory）に書き込まれるほか、インターネットのような電気通信回線を通して提供されるか、コンピュータで読取可能な記録媒体により提供される。
　制御部１６は、リレー１１の開閉の制御、およびオフセット値の取得、および漏電の有無の判断を行う。具体的には、制御部１６は、漏電検出装置１０の起動時、および所定の条件が成立する度に、電源２０と電動車両２１とが電気的に非接続状態となるようにリレー１１を制御する。制御部１６は、開状態で得られる励磁電流の平均値をオフセット値として取得して保持する。制御部１６は、オフセット値を保持すると、電源２０と電動車両２１とが電気的に接続状態となるようにリレー１１を制御する。
　制御部１６は、電源２０と電動車両２１とが電気的に接続状態となっている場合に、検出回路１５で平均化された信号を基に漏電の有無を検出する。制御部１６は、漏電が生じていない、つまり被測定電線２２に不平衡な電流が流れていない状態での励磁電流の平均値（基準値）を予め記憶している。漏電が生じている、つまり被測定電線２２に不平衡な電流が流れていると、磁性体コア１２の電界に変化が生じ、検出される検出電圧も変化する。制御部１６は、検出回路１５で検出された電流の値を、現時点で保持しているオフセット値で減算し、減算後の値を基準値（所定の閾値）と比較することにより（減算後の値と基準値との差分（変化量）に基づいて）漏電を検出する。
　ここで、所定の条件が成立するとは、漏電検出装置１０が起動してから、またはオフセット値が更新されてから所定時間が経過することである。所定時間は、例えば１分である。なお、この数値は一例であって、この数値に限定する趣旨ではない。所定時間は、数十秒～数分の範囲内の時間であればよい。
　次に、漏電検出装置１０の動作について、図３に示す流れ図を用いて説明する。
　制御部１６は、起動時にリレー１１をＯＦＦにする（ステップＳ５）。つまり、制御部１６は、リレー１１をＯＦＦにすることで、電源２０と電動車両２１との間を非接続状態にする。制御部１６は、励磁回路１４および検出回路１５を起動する（ステップＳ１０）。
　制御部１６は、電源２０と電動車両２１とが非接続である状態で検出回路１５が検出した電流の値をオフセット値として取得し、保持する（ステップＳ１５）。具体的には、励磁回路１４は、電源２０と電動車両２１とが非接続である状態で励磁電圧を励磁コイル１３に印加する。検出回路１５は、励磁コイル１３から出力される励磁電流を検出電圧に変換し、変換した検出電圧の平均値をオフセット値として取得して保持する。
　制御部１６は、非接続状態でのオフセット値を保持すると、リレー１１をＯＮにする（ステップＳ２０）。つまり、制御部１６は、リレー１１をＯＮにすることで、電源２０と電動車両２１との間を接続状態にする。
　制御部１６は、漏電の検出処理を行う（ステップＳ２５）。具体的には、励磁回路１４は、電源２０と電動車両２１とが接続されている状態で励磁電圧を励磁コイル１３に印加する。検出回路１５は、励磁コイル１３から出力される励磁電流を平均化した電流を検出する。制御部１６は、検出回路１５が検出した電流を、保持しているオフセット値で減算（補正）する。
　制御部１６は、漏電の有無を判断する（ステップＳ３０）。漏電有と判断した場合には（ステップＳ３０における「Ｙｅｓ」）、制御部１６は、処理を中止する。
　漏電有と判断しない場合には（ステップＳ３０における「Ｎｏ」）、制御部１６は、所定の条件が成立したか否か、つまり漏電検出装置１０が起動してから、またはオフセット値が更新されてから所定時間が経過したか否かを判断する（ステップＳ３５）。所定時間が経過していないと判断する場合には（ステップＳ３５における「Ｎｏ」）、制御部１６は、再度漏電の検出処理を行う（ステップＳ２５）。
　所定時間が経過したと判断する場合には（ステップＳ３５における「Ｙｅｓ」）、制御部１６は、リレー１１をＯＦＦにする（ステップＳ４０）。
　制御部１６は、保持しているオフセット値を、非接続状態で検出回路１５が検出した電流の値（新たなオフセット値）に更新して保持する（ステップＳ４５）。例えば、制御部１６は、既に保持していたオフセット値を破棄し、新たなオフセット値を保持する。
　制御部１６は、新たなオフセット値を保持する（オフセット値を更新する）と、リレー１１をＯＮにし（ステップＳ５０）、検出処理を行う（ステップＳ２５）。制御部１６は新たなオフセット値を保持した後は、検出回路１５で検出された被測定電流の値から保持した新たなオフセット値を減算（補正）する。
　以降、所定時間が経過する度に、オフセット値を更新する更新処理が行われる。
　（実施形態２）
　本実施形態における漏電検出装置１０について、実施形態１とは異なる点を中心に説明する。本実施形態では、所定の条件が、実施形態１とは異なる。本実施形態では、所定の条件が成立するとは、磁性体コア１２の温度変化が所定値以上となることである。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。
　本実施形態の漏電検出装置１０は、図４に示すように、さらに温度センサ１７を備える。
　温度センサ１７は、磁性体コア１２の温度を計測するセンサであり、例えばサーミスタである。温度センサ１７は、例えばサーミスタの温度計測部位を磁性体コア１２の表面に接触させて温度を計測する。なお、温度の計測方法は、これに限定されない。温度センサ１７は、磁性体コア１２の周辺に熱源となる発熱部品が配置されていなければ、磁性体コア１２から数ミリメートル～数センチメートル程度だけ引き離して磁性体コア１２の周辺温度を計測し、計測結果を磁性体コア１２の温度としてもよい。
　制御部１６は、温度センサ１７の計測結果を定期的に取得し、取得した計測結果を保持する。具体的には、制御部１６は、温度センサ１７であるサーミスタの抵抗値から変換された温度を計測結果として取得する。制御部１６は、ある時点で取得した計測結果（第１計測結果）と、前回取得し、保持している計測結果（第２計測結果）との差分が所定値以上である場合には、電源２０と電動車両２１とが電気的に非接続状態となるように、リレー１１を制御する。制御部１６は、計測結果の差分が所定値以上となる度にリレー１１を開状態にすると、開状態で得られる励磁電流の平均値をオフセット値として保持する。なお、制御部１６が定期的に温度センサ１７の計測結果を取得する間隔は、例えば１分である。なお、この数値は一例であって、この数値に限定する趣旨ではない。制御部１６が定期的に温度センサ１７の計測結果を取得する間隔は、数十秒～数分の範囲内の時間であればよい。
　次に、本実施形態の漏電検出装置１０の動作について、実施形態１と異なる点を中心に説明する。
　本実施形態の漏電検出装置１０では、図３に示すステップＳ３５での判定条件が異なる。本実施形態の漏電検出装置１０の制御部１６は、ステップＳ３５で、温度変化が所定値以上であるか否かを判断する。具体的には、制御部１６は、定期的に温度センサ１７の計測結果（温度）を取得する度に、前回取得して保持している計測結果（温度）との差分を算出し、算出した差分が所定値以上であるか否かを判断する。
　温度変化が所定値以上であると判断する場合には、制御部１６は、ステップＳ４０以降の動作を行う。温度変化が所定値以上でないと判断する場合には、制御部１６は、ステップＳ２５で再度漏電の検出処理を行う。
　なお、本実施形態では、温度センサ１７としてサーミスタを用いたが、これに限定されない。温度センサ１７は、磁性体コア１２の温度を計測するセンサであれば、その種別および計測方法は問わない。
　（変形例）
　以上、実施形態１および実施形態２に基づいて本発明について説明したが、本発明は上述した実施形態に限られない。例えば、以下のような変形例が考えられる。
　（１）上記各実施形態において、磁性体コア１２の形状を環状としたが、これに限定されない。磁性体コア１２の形状は、閉磁路が形成される形状であればよい。
　（２）上記各実施形態において、制御部１６は、漏電を検出した場合、被測定電線２２で漏電が発生していることを通知することが好ましい。
　これにより、ユーザは、被測定電線２２で漏電が発生していることを知ることができ、その後の対処、例えば被測定電線２２の交換等を早急に行うことができる。
　（３）上記実施形態および変形例を組み合わせてもよい。
　（まとめ）
　以上述べた各実施形態から明らかなように、本発明に係る第１の態様の漏電検出装置１０は、電源２０と電動車両２１（負荷）との間の被測定電線２２の漏電を検出する。漏電検出装置１０は、リレー１１と、磁性体コア１２と、励磁コイル１３と、検出回路１５と、制御部１６とを備える。リレー１１は、被測定電線２２に設けられ、スイッチの開閉により電源２０と電動車両２１が電気的に接続された状態である接続状態と、電気的に接続されていない状態である非接続状態とを切り替える。磁性体コア１２は、被測定電線２２が挿通される開口部を有する。励磁コイル１３は、磁性体コア１２に巻回されている。検出回路１５は、所定の周波数の励磁電圧を励磁コイル１３に印加して生成される励磁電流を平均化した電流を検出する。制御部１６は、接続状態で検出回路１５が検出する電流の値から減算するためのオフセット値を保持している。制御部１６は、接続状態で励磁コイル１３に励磁電流が流れている間に検出回路１５が検出した電流の値をオフセット値で減算して、減算後の値を所定の閾値と比較することにより漏電の有無を検出する。制御部１６は、接続状態で励磁コイル１３に励磁電流が流れている間に所定の条件が成立すると、非接続状態となるようにリレー１１を制御し、オフセット値を非接続状態で検出回路１５が検出した電流の値に更新して保持する更新処理を行う。
　この構成によると、漏電検出装置１０は、接続状態で励磁コイル１３に励磁電流が流れている間に所定の条件が成立する度に、オフセット値を更新して保持し、その後の接続状態で検出回路１５が検出した電流を更新後のオフセット値で補正することができる。つまり、漏電検出装置１０は、所定の条件が成立する度にオフセット値を更新することで、磁性体コア１２の温度が変化する状況下であっても精度の高い漏電検出を行うことができる。
　本発明に係る第２の態様の漏電検出装置１０では、第１の態様において、制御部１６は、更新処理が実施されてから所定時間が経過すると、所定の条件が成立したと判断する。
　この構成によると、漏電検出装置１０は、所定時間が経過する度にオフセット値を更新して保持するので、磁性体コア１２の温度が変化する状況下であっても精度の高い漏電検出を行うことができる。
　本発明に係る第３の態様の漏電検出装置１０は、第１の態様において、磁性体コア１２の温度を計測するための温度センサ１７をさらに備える。制御部１６は、温度センサ１７の計測結果を定期的に取得しており、一の時点で取得した第１計測結果と、当該一の時点より１つ前の時点で取得した第２計測結果との差分が所定値以上である場合に、所定の条件が成立したと判断する。
　この構成によると、漏電検出装置１０は、磁性体コア１２の温度変化が所定値以上となる度にオフセット値を更新して保持するので、磁性体コア１２の温度が変化する状況下であっても精度の高い漏電検出を行うことができる。
　本発明に係る第４の態様の漏電検出装置１０では、第３の態様において、温度センサ１７は、サーミスタである。制御部１６は、サーミスタが示す抵抗値から変換された温度を計測結果として定期的に取得する。
　この構成によると、漏電検出装置１０は、サーミスタを用いて磁性体コア１２の温度を取得することができる。
　　　１０　　漏電検出装置
　　　１１　　リレー
　　　１２　　磁性体コア
　　　１３　　励磁コイル
　　　１５　　検出回路
　　　１６　　制御部
　　　１７　　温度センサ
　　　２０　　電源
　　　２１　　電動車両（負荷）
　　　２２　　被測定電線

Claims (4)

  1. 　電源と負荷との間の被測定電線の漏電を検出する漏電検出装置であって、
    　前記被測定電線に設けられ、スイッチの開閉により前記電源と前記負荷とが電気的に接続された状態である接続状態と、電気的に接続されていない状態である非接続状態とを切り替えるリレーと、
    　前記被測定電線が挿通される開口部を有する磁性体コアと、
    　前記磁性体コアに巻回された励磁コイルと、
    　所定の周波数の励磁電圧を前記励磁コイルに印加して生成される励磁電流を平均化した電流を検出する検出回路と、
    　制御部とを備え、
    　前記制御部は、前記接続状態で前記検出回路が検出する電流の値から減算するためのオフセット値を保持しており、前記接続状態で前記励磁コイルに前記励磁電流が流れている間に前記検出回路が検出した前記電流の値を前記オフセット値で減算して、減算後の値を所定の閾値と比較することにより漏電の有無を検出し、前記接続状態で前記励磁コイルに前記励磁電流が流れている間に所定の条件が成立すると、前記非接続状態となるように前記リレーを制御し、前記オフセット値を前記非接続状態で前記検出回路が検出した前記電流の値に更新して保持する更新処理を行う
    　ことを特徴とする漏電検出装置。
  2. 　前記制御部は、前記更新処理が実施されてから所定時間が経過すると、前記所定の条件が成立したと判断する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の漏電検出装置。
  3. 　前記磁性体コアの温度を計測するための温度センサをさらに備え、
    　前記制御部は、前記温度センサの計測結果を定期的に取得しており、一の時点で取得した第１計測結果と、当該一の時点より１つ前の時点で取得した第２計測結果との差分が所定値以上である場合に、前記所定の条件が成立したと判断する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の漏電検出装置。
  4. 　前記温度センサは、サーミスタであり、
    　前記制御部は、前記サーミスタが示す抵抗値から変換された温度を前記計測結果として定期的に取得する
    　ことを特徴とする請求項３に記載の漏電検出装置。
PCT/JP2016/002021 2015-04-16 2016-04-14 漏電検出装置 WO2016166984A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-084460 2015-04-16
JP2015084460A JP2018091626A (ja) 2015-04-16 2015-04-16 漏電検出装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016166984A1 true WO2016166984A1 (ja) 2016-10-20

Family

ID=57126468

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/002021 WO2016166984A1 (ja) 2015-04-16 2016-04-14 漏電検出装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2018091626A (ja)
WO (1) WO2016166984A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108710055A (zh) * 2018-06-22 2018-10-26 沈阳长顺电缆制造有限责任公司 一种线缆在线断线检测装置及方法
JP2022163672A (ja) * 2021-04-14 2022-10-26 愛盛科技股▲ふん▼有限公司 リーク電流検出回路及びフラックスゲートドライバ

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112021007937T5 (de) * 2021-07-08 2024-04-25 Mitsubishi Electric Corporation Leckstromsensor und schutzsystem für einen elektrischen pfad

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06174765A (ja) * 1992-12-11 1994-06-24 Toshiba Corp 電力乗算回路
JP4118259B2 (ja) * 2004-06-28 2008-07-16 愛知電機株式会社 直流地絡検出装置
JP2014126522A (ja) * 2012-12-27 2014-07-07 Yokogawa Electric Corp 測定装置
JP2014235086A (ja) * 2013-06-03 2014-12-15 三菱電機株式会社 電流検出装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06174765A (ja) * 1992-12-11 1994-06-24 Toshiba Corp 電力乗算回路
JP4118259B2 (ja) * 2004-06-28 2008-07-16 愛知電機株式会社 直流地絡検出装置
JP2014126522A (ja) * 2012-12-27 2014-07-07 Yokogawa Electric Corp 測定装置
JP2014235086A (ja) * 2013-06-03 2014-12-15 三菱電機株式会社 電流検出装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108710055A (zh) * 2018-06-22 2018-10-26 沈阳长顺电缆制造有限责任公司 一种线缆在线断线检测装置及方法
JP2022163672A (ja) * 2021-04-14 2022-10-26 愛盛科技股▲ふん▼有限公司 リーク電流検出回路及びフラックスゲートドライバ
JP7336490B2 (ja) 2021-04-14 2023-08-31 愛盛科技股▲ふん▼有限公司 リーク電流検出回路及びフラックスゲートドライバ

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018091626A (ja) 2018-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2016205866A (ja) 漏電検出装置
CN102422174B (zh) 闭环磁通门电流传感器
WO2016166984A1 (ja) 漏電検出装置
KR101852285B1 (ko) 전자석 구동 장치
JP2011017618A (ja) 電流センサ
JP2012519849A (ja) コイル接地経路検出機能付き磁気流量計
CN106932036B (zh) 用于通过磁性感应的流量测量器件进行流量测量的方法
JP6200445B2 (ja) 電流検出器
JP6220748B2 (ja) 直流漏洩電流検出装置
JP2012182920A (ja) 電流センサ制御装置
JP2015152378A (ja) 零磁束制御型電流センサ
JP5855070B2 (ja) 計測装置及び電流トランスの設置状態判定方法
JP2016205867A (ja) 漏電検出装置
RU2016123128A (ru) Способ управления контактором и блок управления
US9551602B2 (en) Electromagnetic flow meter and magnetic excitation control method
JP2014216144A (ja) リレー制御装置
JP5629030B1 (ja) 床暖房制御装置
JP6229383B2 (ja) ガス警報器
JP2009216550A (ja) 加熱検知用サーミスタの補正値検査方法および加熱検知用サーミスタを備えた装置の制御方法
JP6104771B2 (ja) 電気車両用充電装置
JP6229243B2 (ja) 電流検出装置
JP2019184544A (ja) 電磁流量計の変換器、電磁流量計、及び流量演算方法
WO2016038756A1 (ja) 溶接電流測定装置、抵抗溶接監視装置及び抵抗溶接制御装置
JP2023076122A (ja) 磁気センサ
JP6594704B2 (ja) ガス警報器

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16779778

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16779778

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP