WO2022044626A1 - アーク検出装置、アーク検出システム、アーク検出方法、及びプログラム - Google Patents

アーク検出装置、アーク検出システム、アーク検出方法、及びプログラム Download PDF

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WO2022044626A1
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power supply
arc
arc detection
voltage
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和憲 木寺
達雄 古賀
貴大 大堀
圭太 金森
和哉 大島
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • G01R31/081—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors
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    • G01R31/1227—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
    • G01R31/1263—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation
    • G01R31/1272—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation of cable, line or wire insulation, e.g. using partial discharge measurements

Definitions

  • the present invention relates to an arc detection device, an arc detection system, an arc detection method, and a program for determining whether or not an arc failure may occur in a power supply path.
  • Patent Document 1 discloses an arc detecting means for detecting an arc.
  • This arc detecting means includes a voltage detecting means for measuring the voltage value between the input side wiring to the terminal block and the output side wiring from the terminal block, and a current detecting means for measuring the current value of the output side wiring from the terminal block. Means and.
  • the arc detection means simultaneously detects fluctuations in the voltage value of the voltage detection means and fluctuations in the current value of the current detection means to distinguish between electrical noise and the like and the arc in the terminal block.
  • the present invention provides an arc detection device, an arc detection system, an arc detection method, and a program capable of detecting the occurrence of an arc failure in a plurality of power supply paths branched from a DC power supply.
  • the arc detection device includes an acquisition unit and a determination unit.
  • the acquisition unit acquires the measurement result of the voltage applied to any one of the plurality of power supply paths to which power is supplied from the DC power supply.
  • the determination unit determines whether or not there is a possibility of an arc failure in the plurality of feeding paths based on the component of a specific frequency band in the measurement result of the voltage acquired by the acquisition unit. do.
  • the arc detection device includes an acquisition unit and a determination unit.
  • the acquisition unit obtains the measurement result of the voltage applied to the target power supply path of any one of the plurality of power supply paths to which power is supplied from the DC power supply and the measurement result of the current flowing through the target power supply path. get.
  • the determination unit has a specific frequency band of the product of the instantaneous voltage of the voltage measurement results acquired by the acquisition unit and the instantaneous current of the current measurement results acquired by the acquisition unit. Based on the component of, it is determined whether or not there is a possibility of arc failure in the plurality of power supply paths.
  • the arc detection system includes the above arc detection device and the DC power supply that supplies electric power to the plurality of power supply paths.
  • the arc detection method includes an acquisition step and a determination step.
  • the acquisition step the measurement result of the voltage applied to any one of the plurality of power supply paths to which power is supplied from the DC power supply is acquired.
  • the determination step it is determined whether or not there is a possibility of arc failure in the plurality of feeding paths based on the component of a specific frequency band in the measurement result of the voltage acquired in the acquisition step. do.
  • the arc detection method includes an acquisition step and a determination step.
  • the acquisition step the measurement result of the voltage applied to the target power supply path of any one of the plurality of power supply paths to which power is supplied from the DC power supply and the measurement result of the current flowing through the target power supply path are obtained. get.
  • the determination step a specific frequency band of the product of the instantaneous voltage in the measurement result of the voltage acquired in the acquisition step and the instantaneous current in the measurement result of the current acquired in the acquisition step. Based on the component of, it is determined whether or not there is a possibility of arc failure in the plurality of feeding paths.
  • the program according to one aspect of the present invention causes one or more processors to execute the above arc detection method.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an arc detection system to which the arc detection device according to the first embodiment is applied.
  • FIG. 2 is a flowchart showing an operation example of the arc detection device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a DC distribution network having two DC power supplies.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration of an arc detection system to which the arc detection device according to the second embodiment is applied.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an operation example of the arc detection device according to the second embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an arc detection system 100 to which the arc detection device 1 according to the first embodiment is applied.
  • the arc detection device 1 is a device for determining whether or not there is a possibility of an arc failure in a plurality of power supply paths L1 to which power is supplied from the DC power supply 2. That is, the power supply path L1 may be damaged or broken due to, for example, an external factor or aged deterioration, and an arc (arc discharge) is generated due to such damage, resulting in an arc failure. there's a possibility that. Therefore, the arc detection device 1 is used to detect an arc failure that may occur in the feeding path L1. "Whether or not there is a possibility of arc failure" here includes whether or not an arc failure has occurred, and whether or not an arc failure has occurred but an arc failure may occur in the near future. May include whether or not.
  • the arc detection device 1 constitutes the arc detection system 100 together with the DC power supply 2.
  • the arc detection system 100 includes an arc detection device 1 and a DC power supply 2 that supplies electric power to a plurality of power supply paths L1.
  • the arc detection device 1 is used in a so-called DC (Direct Current) distribution network 300.
  • the DC distribution network 300 is connected in parallel to the main electric circuit L11 between the DC power supply 2 and the branch point P1 and the branch point P1 to be one or more, respectively. It is configured to include a plurality of branch paths L12 to which the load 3 can be connected.
  • the main electric line L11 and the plurality of branch lines L12 are both "power supply paths L1". That is, the plurality of power supply paths L1 include a plurality of branch paths L12 that are connected in parallel to the branch point P1 and to which one or more loads 3 can be connected.
  • Each power supply path L1 is composed of a pair of electric circuits, that is, a positive power supply path connected to the positive electrode on the output side of the DC power supply 2 and a negative power supply path connected to the negative electrode on the output side of the DC power supply 2.
  • the branch point P1 is a connection point between the positive power supply path of the main electric circuit L11 and the positive power supply path of each branch path L12, and the negative side supply path of the main electric circuit L11 and each branch path L12. It is a combination of two points of connection point with the negative side feeding path of.
  • the DC distribution network 300 may have not only one branch point P1 but also a plurality of branch points P1. In this case, the DC distribution network 300 will have a plurality of branch paths L12 for each branch point P1. Further, the DC distribution network 300 may have not only one DC power supply 2 but also a plurality of DC power supplies 2.
  • the DC distribution network 300 shown in FIG. 1 has one main electric circuit L11, three branch circuits L12, and a total of four power supply paths L1.
  • the DC power supply 2 is a power converter including an AC / DC converter 21.
  • the DC power supply 2 converts the AC power output from the power system 200 into DC power, and outputs the converted DC power to the main electric line L11.
  • the DC power output to the main electric circuit L11 is output to each branch circuit L12 via the branch point P1.
  • the DC power supply 2 may be any mode as long as it outputs DC power, and is provided with a distributed power source such as a solar cell or a power source such as a storage battery, or a power source thereof and a power converter (for example, a DC / DC converter circuit). It may be a combination with a power converter).
  • Each branch path L12 is composed of, for example, a duct rail, and one or more loads 3 can be connected. That is, in each branch path L12, one or more loads 3 can be arranged at free positions. Of course, each branch path L12 may have a mode in which a place to which one or more loads 3 can be connected is predetermined. In the first embodiment, each branch road L12 is arranged on the ceiling of the facility, but may be installed on the floor, wall, furniture, or the like of the facility.
  • the load 3 is connected to the branch path L12 and is driven by receiving the DC power supplied from the DC power supply 2 via the branch path L12.
  • the load 3 is a lighting fixture, but may be, for example, a speaker, a camera, a sensor, a USB PD (Power Delivery), or the like. That is, the load 3 may be a device other than the lighting fixture as long as it is driven by receiving DC power.
  • the load 3 connected to each branch path L12 is all a lighting fixture and has one type, but the load 3 connected to each branch path L12 may have a plurality of types. good.
  • a lighting fixture, a speaker, a camera, a sensor, and a USB PD may be connected to each branch path L12. All of these devices may be connected to one branch path L12, or may be divided and connected to a plurality of branch paths L12.
  • a voltage of the same magnitude is applied to each of the plurality of branch paths L12 from the DC power supply 2.
  • the term "equivalent” as used herein includes not only being exactly the same but also including being almost identical. That is, it is permissible that the voltages applied to each of the plurality of branch paths L12 have an error of about several percent from each other. Further, basically different currents flow in each branch path L12 depending on the state of one or more loads 3 connected to each branch path L12 (on / off of the power switch, etc.). Of course, depending on the branch path L12, when the power switches of all the connected loads 3 are turned off, it is possible that almost no current flows through the branch path L12 or no current flows at all.
  • the arc detection device 1 includes an acquisition unit 11, a determination unit 12, a current limiting unit 13, and an auxiliary determination unit 14 as functional components for determining whether or not an arc failure may occur. It is provided with a notification unit 15.
  • the arc detection device 1 is, for example, a microcomputer or a device including a microcomputer.
  • the microcomputer is a semiconductor integrated circuit having a ROM and RAM in which a program is stored, a processor (CPU: Central Processing Unit) for executing the program, a timer, an A / D converter, a D / A converter, and the like.
  • the acquisition unit 11, the determination unit 12, the current limiting unit 13, the auxiliary determination unit 14, and the notification unit 15 are all realized by the processor executing the above program.
  • the acquisition unit 11 acquires the measurement result of the voltage V1 applied to the target power supply path L0 of any one of the plurality of power supply paths L1 to which power is supplied from the DC power supply 2.
  • the acquisition unit 11 acquires the measurement result of the voltage V1 measured by sampling at a predetermined cycle (sampling cycle) with the voltmeter 22. That is, the acquisition unit 11 acquires the measurement result of the voltage V1 from the voltmeter 22 at a predetermined cycle.
  • the voltmeter 22 is provided in the DC power supply 2 and measures the line voltage between the positive side feeding path and the negative side feeding path of the main electric circuit L11 (that is, the voltage V1 applied to the target feeding path L0). do.
  • the voltmeter 22 may not be provided in the DC power supply 2, and may be a device different from the DC power supply 2.
  • the voltmeter 22 is not limited to the main electric circuit L11, but may be provided in any of a plurality of branch paths L12. Therefore, the acquisition unit 11 acquires the measurement result of the voltage V1 applied to the feeding path L1 of any one of the main electric circuit L11 and the plurality of branch paths L12 according to the measurement target of the voltmeter 22. Become.
  • the determination unit 12 determines whether or not there is a possibility of an arc failure in the plurality of power supply paths L1 based on the component of the specific frequency band in the measurement result of the voltage V1 acquired by the acquisition unit 11. do.
  • a first determination example and a second determination example by the determination unit 12 will be described.
  • the determination unit 12 determines according to any one of the first determination example and the second determination example.
  • the determination unit 12 frequency-analyzes the measurement result of the voltage V1 acquired by the acquisition unit 11.
  • the frequency analysis is to calculate the frequency spectrum of the measurement result of the voltage V1 by, for example, Fourier transforming (here, FFT (FastFourier Transform)) the time waveform of the measurement result of the voltage V1.
  • FFT FastFastFourier Transform
  • the determination unit 12 determines that an arc failure may occur when the measurement result of the voltage V1 includes a component in a specific frequency band.
  • the specific frequency band is, for example, a band including the frequency of noise generated when an arc failure occurs or when an arc failure may occur.
  • the specific frequency band is, for example, a tens of kHz band, which is a relatively high frequency band. The frequency of noise generated in the above cases can be obtained experimentally.
  • the determination unit 12 executes a normalization operation on the measurement result of the voltage V1 acquired by the acquisition unit 11, and then frequency-analyzes the measurement result of the normalized voltage V1 for determination. do. That is, the determination unit 12 has a plurality of values based on the values normalized so as to extract the components of a specific frequency band from the measurement results (here, the measurement results of the voltage V1) acquired by the acquisition unit 11. It is determined whether or not there is a possibility of an arc failure in the power supply path L1. By normalizing the measurement result of the voltage V1, the determination unit 12 can perform frequency analysis focusing on the change in the voltage V1 that may occur when there is a possibility of arc failure. As a result, the resolution of the calculation required for the determination can be improved, the dynamic range can be limited to the components of a specific frequency band, and the gain can be improved, and the determination unit 12 can be expected to improve the determination accuracy. ..
  • the determination unit 12 normalizes the measurement result of the voltage V1 according to any one of the following calculation examples.
  • the determination unit 12 may normalize the measurement result of the voltage V1 by a method different from the calculation example shown below so as to extract the component of the specific frequency band from the measurement result of the voltage V1.
  • the determination unit 12 normalizes the measurement result of the voltage V1 by dividing the instantaneous voltage among the measurement results of the voltage V1 acquired by the acquisition unit 11 by the moving average voltage.
  • the moving average voltage is, for example, an unweighted average value (that is, a simple moving average value) of the latest n (“n” is a natural number) instantaneous voltages.
  • the calculation load is larger than that in the second calculation example and the third calculation example shown below, but only the change in the ratio of the measurement result of the voltage V1 can be captured, so that the determination unit 12 determines. Improvement of judgment accuracy can be expected.
  • the determination unit 12 normalizes the measurement result of the voltage V1 by subtracting the moving average voltage from the instantaneous voltage of the measurement results of the voltage V1 acquired by the acquisition unit 11.
  • the moving average voltage is calculated by the same calculation as in the first calculation example.
  • the frequency analysis can be performed with the value obtained by removing the DC component from the measurement result of the voltage V1
  • the dynamic range can be widened for the component of a specific frequency band, and as a result, the determination unit 12 determines. Improvement of judgment accuracy can be expected.
  • the determination unit 12 normalizes the measurement result of the voltage V1 by subtracting the instantaneous voltage one sampling before from the instantaneous voltage of the measurement results of the voltage V1 acquired by the acquisition unit 11.
  • the frequency analysis can be performed with the value obtained by removing the DC component from the measurement result of the voltage V1, so that the dynamic range can be widened for the component in a specific frequency band. As a result, it can be expected that the determination unit 12 will improve the determination accuracy.
  • the third calculation example has an advantage that the calculation load is smaller than that of the first calculation example and the second calculation example.
  • the arc detection device 1 determines whether or not an arc failure has actually occurred by using the current limiting unit 13 and the auxiliary determination unit 14. That is, in the first embodiment, the determination unit 12 performs the first determination and the auxiliary determination unit 14 performs the second determination.
  • the current limiting unit 13 temporarily reduces the current flowing through the plurality of power supply paths L1 when the determination unit 12 determines that an arc failure may occur.
  • the current limiting unit 13 temporarily stops the current flowing through the plurality of power supply paths L1 when the determination unit 12 determines that an arc failure may occur. As a result, if an arc discharge is generated due to an arc failure, the arc discharge disappears.
  • the current limiting unit 13 temporarily stops the current flowing through the main electric circuit L11, that is, the current flowing through the plurality of feeding paths L1 by controlling the switch connected to the main electric circuit L11.
  • the switch is, for example, a mechanical switch or a semiconductor switch.
  • the mechanical switch is, for example, a switch such as a relay or a breaker
  • the semiconductor switch is a switch such as a transistor or a diode.
  • the switch connected to the main electric line L11 may be a switch directly connected to the main electric line L11 or a switch indirectly connected to the main electric line L11.
  • the switch is a switch for realizing the AC / DC conversion function in the AC / DC converter 21. Even if the switch is not directly connected to the main electric line L11, it is indirectly connected to the main electric line L11, so that the switch is connected to the main electric line L11.
  • the current limiting unit 13 controls the switch to temporarily stop the switching operation of the switch, thereby temporarily stopping the current flowing through the main electric circuit L11.
  • the current limiting unit 13 releases the temporary stop of the current flowing in the main electric circuit L11 after a predetermined time (for example, about 1 second) after the current flowing in the main electric circuit L11 is stopped. That is, the current limiting unit 13 controls the switch to turn on the AC / DC conversion function (in other words, the current is tried to flow again to the main electric circuit L11 (that is, the plurality of power supply paths L1)).
  • the predetermined time is not particularly limited and may be appropriately determined.
  • the switch may be configured to switch the DC power supply 2 on and off.
  • the current limiting unit 13 controls the switch to temporarily turn off the DC power supply 2, thereby temporarily stopping the current flowing through the main electric circuit L11. Then, the current limiting unit 13 temporarily stops the current flowing in the main electric circuit L11 by controlling the switch and turning on the DC power supply 2 after a predetermined time after stopping the current flowing in the main electric circuit L11. To release.
  • the switch may be provided on the main electric line L11, and the switch may be configured to switch the opening and closing of the main electric line L11.
  • the current limiting unit 13 may temporarily stop the current flowing through the main electric circuit L11 by controlling the switch to open the main electric circuit L11. Then, the current limiting unit 13 releases the temporary stop of the current flowing in the main electric circuit L11 by controlling the switch and closing the main electric circuit L11 after a predetermined time after stopping the current flowing in the main electric circuit L11. do.
  • the auxiliary determination unit 14 determines whether or not an arc failure has occurred in the plurality of power supply paths L1 after the temporary decrease in the current flowing through the plurality of power supply paths L1 due to the current limiting unit 13 is canceled. Specifically, whether the auxiliary determination unit 14 has an arc failure based on the measurement result of the voltage V1 acquired by the acquisition unit 11 after the temporary stop of the current flowing through the main electric circuit L11 is released. Judge whether or not. For example, the auxiliary determination unit 14 determines that an arc failure has occurred when the instantaneous voltage in the measurement result of the voltage V1 is less than a predetermined value.
  • the predetermined value is, for example, an instantaneous voltage in a normal state in which no arc failure has occurred. That is, the auxiliary determination unit 14 determines whether or not there is a possibility of an arc failure in the plurality of power supply paths L1 based on the DC component of the measurement result of the voltage V1 acquired by the acquisition unit 11. ..
  • the feeding path L1 When an arc failure occurs in any of the feeding paths L1, the feeding path L1 is disconnected or partially disconnected due to the arc failure, so that the temporary stop of the current flowing through the main circuit L11 is released. However, no current flows or almost no current flows in the power supply path L1. Therefore, when an arc failure occurs in any of the feeding paths L1, the instantaneous voltage is different from the voltage in the normal state and becomes an abnormal voltage (for example, less than a predetermined value). Therefore, the auxiliary determination unit 14 can determine whether or not an arc failure has occurred based on the instantaneous voltage (that is, the DC component) in the measurement result of the voltage V1 acquired by the acquisition unit 11. Is.
  • the notification unit 15 notifies the surroundings that an arc failure may occur by, for example, turning on a lamp or sounding a buzzer. Further, the notification unit 15 transmits information indicating that an arc failure may occur to an information terminal owned by the owner or administrator of the arc detection system 100, whereby the possibility of an arc failure may occur. You may notify that there is.
  • the information terminal may include a personal computer or the like as well as a mobile terminal such as a smartphone or a tablet.
  • FIG. 2 is a flowchart showing an operation example of the arc detection device 1 according to the first embodiment.
  • the determination unit 12 makes a determination according to the first determination example.
  • the acquisition unit 11 acquires the measurement result of the voltage V1 from the voltmeter 22 at a predetermined cycle (S11).
  • the process S11 corresponds to the acquisition step ST11 of the arc detection method.
  • the determination unit 12 determines whether or not there is a possibility of an arc failure in the plurality of power supply paths L1 based on the component of the specific frequency band in the measurement result of the voltage V1 acquired by the acquisition unit 11. Is determined (S12).
  • the determination unit 12 determines by frequency analysis of the measurement result of the voltage V1 acquired by the acquisition unit 11.
  • the process S12 corresponds to the determination step ST12 of the arc detection method.
  • the current limiting unit 13 temporarily stops the current flowing through the plurality of power supply paths L1 (S14).
  • the determination unit 12 determines that there is no possibility of an arc failure (S13: No)
  • the processing of the arc detection device 1 ends.
  • the current limiting unit 13 cancels the temporary stop of the current flowing through the plurality of feeding paths L1 after a predetermined time has passed since the current flowing through the plurality of feeding paths L1 is stopped (S15).
  • the auxiliary determination unit 14 determines whether or not an arc failure has occurred in the plurality of power supply paths L1 based on the measurement result of the voltage V1 acquired by the acquisition unit 11 (S16).
  • the notification unit 15 notifies the occurrence of an arc failure (S18).
  • the processing of the arc detection device 1 ends.
  • the above series of processes S11 to S18 are repeated.
  • the arc detection device 1 according to the first embodiment is based on a component of a specific frequency band in the measurement result of the voltage V1 applied to the target power supply path L0 of any one of the plurality of power supply paths L1. It is determined whether or not there is a possibility of arc failure. Therefore, in the arc detection device 1 according to the first embodiment, not only whether or not there is a possibility of arc failure in the target feed path L0, but also the possibility of arc failure in another feed path L1 may occur. It is possible to determine whether or not there is. Therefore, the arc detection device 1 according to the first embodiment has an advantage that it can detect the occurrence of an arc failure in a plurality of power supply paths L1 branched from the DC power supply 2.
  • the arc detection device 1 of the comparative example is the arc detection device 1 according to the first embodiment in that it determines whether or not there is a possibility of an arc failure based on the measurement result of the current flowing through the target power supply path L0. Is different from.
  • the target power supply path L0 is used. There is a problem that it is not possible to determine whether or not there is a possibility of an arc failure. Further, the arc detection device of the comparative example cannot determine whether or not there is a possibility of an arc failure in the feeding path L1 other than the target feeding path L0, and if it is to be determined, the feeding path L1 There is a problem that an arc detection device of a comparative example must be provided for each.
  • the arc detection device 1 since the determination is made based on the measurement result of the voltage V1 applied to the target feed path L0, even when no current is flowing in the target feed path L0. It is possible to determine whether or not there is a possibility of an arc failure in the target power supply path L0. Further, in the arc detection device 1 according to the first embodiment, it is possible to determine whether or not there is a possibility of an arc failure occurring in the feeding path L1 other than the target feeding path L0. That is, when an arc failure occurs in any of the feeding paths L1 other than the target feeding path L0, or when there is a possibility that an arc failure occurs, only noise is generated in the voltage applied to the feeding path L1.
  • the arc detection device 1 may be provided only in the power supply path L1 (target power supply path L0) of any one of the plurality of power supply paths L1. It is not necessary to provide the arc detection device 1 for each L1. Further, in the arc detection device 1 according to the first embodiment, the arc detection device 1 may be provided in any one of the plurality of power supply paths L1 (target power supply path L0), and the location thereof. There is also an advantage that the degree of freedom of installation is high because it is not limited.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a DC distribution network 301 having two DC power supplies 2.
  • the DC distribution network 301 shown in FIG. 3 two DC power supplies 2 are connected in parallel to the branch point P1. That is, the DC distribution network 301 shown in FIG. 3 has two main power lines L11 and three branch lines L12, and has a total of five power supply lines L1. Note that FIG. 3 omits the illustration of the arc detection device 1 and the power system 200.
  • the arc detection device 1 With the DC distribution network 300 shown in FIG. 1, it is possible to install the arc detection device 1 in any of one main electric line L11 and three branch lines L12. For example, it is assumed that the arc detection device 1 is installed in any one of the three branch paths L12. In this case, even if an arc failure occurs in either the main electric line L11 or the other branch path L12, the arc detection device 1 can determine that the arc failure has occurred.
  • the arc detection device 1 can be installed in any of the two main electric lines L11 and the three branch lines L12. For example, it is assumed that the arc detection device 1 is installed in one of the two main electric lines L11. In this case, even if an arc failure occurs in either the other main electric line L11 or the three branch paths L12, the arc detection device 1 can determine that the arc failure has occurred.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration of an arc detection system 100 to which the arc detection device 1 according to the second embodiment is applied.
  • the arc detection device 1 according to the second embodiment determines whether or not there is a possibility of an arc failure based on the measurement result of the electric power supplied to the target power supply path L0. It is different from the arc detection device 1.
  • the differences from the first embodiment will be mainly described, and the common points with the first embodiment will be omitted as appropriate.
  • the acquisition unit 11 further acquires the measurement result of the current I1 flowing in the target power supply path L0.
  • the acquisition unit 11 acquires the measurement result of the current I1 measured by sampling at a predetermined cycle (sampling cycle) with the ammeter 23. That is, the acquisition unit 11 acquires the measurement result of the current I1 from the ammeter 23 at a predetermined cycle.
  • This predetermined cycle is the same as the predetermined cycle when the measurement result of the voltage V1 is acquired from the voltmeter 22.
  • the ammeter 23 is provided in the DC power supply 2 and measures the current flowing in the positive power supply path of the main electric circuit L11 (that is, the current I1 flowing in the target power supply path L0).
  • the determination unit 12 determines that the instantaneous voltage among the measurement results of the voltage V1 acquired by the acquisition unit 11 and the instantaneous current among the measurement results of the current I1 acquired by the acquisition unit 11. Based on the components of a particular frequency band of the product, it is determined whether or not there is a possibility of arc failure in the plurality of feed paths L1.
  • the determination unit 12 is the product of the instantaneous voltage of the measurement result of the voltage V1 acquired by the acquisition unit 11 and the instantaneous current of the measurement result of the current I1 acquired by the acquisition unit 11. Is calculated to obtain the instantaneous power supplied to the target power supply path L0. Then, the determination unit 12 frequency-analyzes the instantaneous power obtained by calculation, and determines that there is a possibility of arc failure when the instantaneous power includes a component in a specific frequency band.
  • the determination unit 12 calculates the product of the normalized instantaneous voltage and the instantaneous voltage after executing the calculation for normalizing the measurement result of the instantaneous voltage and the measurement result of the instantaneous current acquired by the acquisition unit 11. You may. That is, the determination unit 12 is a value normalized so as to extract a component of a specific frequency band from the measurement results acquired by the acquisition unit 11 (here, the measurement result of the voltage V1 and the measurement result of the current I1). Based on the above, it may be determined whether or not there is a possibility of arc failure in the plurality of power supply paths L1. In the calculation example for normalizing the measurement result of the current I1, "voltage" may be replaced with "current” in each of the first calculation example to the third calculation example shown in the first embodiment.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an operation example of the arc detection device 1 according to the second embodiment.
  • the acquisition unit 11 acquires the measurement result of the voltage V1 from the voltmeter 22 at a predetermined cycle (S21). Further, the acquisition unit 11 acquires the measurement result of the current I1 from the ammeter 23 at a predetermined cycle (S22).
  • the processes S21 and S22 correspond to the acquisition step ST21 of the arc detection method.
  • the determination unit 12 calculates the product of the instantaneous voltage of the measurement result of the voltage V1 acquired by the acquisition unit 11 and the instantaneous current of the measurement result of the current I1 acquired by the acquisition unit 11. By doing so, the instantaneous power supplied to the target power supply path L0 is obtained (S23). Then, the determination unit 12 determines whether or not there is a possibility of an arc failure in the plurality of power supply paths L1 by frequency analysis of the instantaneous power obtained by calculation (S24). The processes S23 and S24 correspond to the determination step ST22 of the arc detection method.
  • the current limiting unit 13 temporarily stops the current flowing through the plurality of power supply paths L1 (S26).
  • the determination unit 12 determines that there is no possibility of an arc failure (S25: No)
  • the processing of the arc detection device 1 ends.
  • the current limiting unit 13 cancels the temporary stop of the current flowing through the plurality of feeding paths L1 after a predetermined time has passed since the current flowing through the plurality of feeding paths L1 is stopped (S27).
  • the auxiliary determination unit 14 determines whether or not an arc failure has occurred in the plurality of power supply paths L1 based on the measurement result of the voltage V1 acquired by the acquisition unit 11 (S28).
  • the notification unit 15 notifies the occurrence of an arc failure (S30).
  • the processing of the arc detection device 1 ends.
  • the series of processes S21 to S30 described above are repeated.
  • the advantages of the arc detection device 1 according to the second embodiment will be described. Similar to the first embodiment, the arc detection device 1 according to the second embodiment not only determines whether or not there is a possibility of an arc failure in the target power supply path L0, but also causes an arc failure in the other power supply path L1. It is possible to determine whether or not there is a possibility of occurrence. Therefore, the arc detection device 1 according to the second embodiment has an advantage that it can detect the occurrence of an arc failure in a plurality of power supply paths L1 branched from the DC power supply 2.
  • the arc detection device 1 according to the second embodiment is provided with the arc detection device 1 in the power supply path L1 (target power supply path L0) of any one of the plurality of power supply paths L1 as in the first embodiment.
  • the degree of freedom of installation is high because the location is not limited.
  • the voltage V1 applied to the target feeding path L0 is likely to be attenuated by the voltage drop due to the current I1 flowing through the resistance of the target feeding path L0. Therefore, in order to improve the determination accuracy by the determination unit 12, it is preferable to refer not only to the measurement result of the voltage V1 but also to the measurement result of the current I1 flowing in the target feeding path L0. That is, when an arc failure occurs in the target power supply path L0, or when there is a possibility that an arc failure occurs, noise is generated in the current I1 flowing in the target power supply path L0.
  • the determination unit 12 performs frequency analysis on each of the measurement result of the voltage V1 and the measurement result of the current I1 acquired by the acquisition unit 11, but in this case, the calculation load tends to be large. .. Therefore, in the second embodiment, the determination unit 12 first calculates the product of the instantaneous voltage of the measurement result of the voltage V1 acquired by the acquisition unit 11 and the instantaneous current of the measurement result of the current I1. As a result, the instantaneous power supplied to the target power supply path L0 is obtained. Then, the determination unit 12 performs frequency analysis on the instantaneous power obtained by calculation.
  • the arc detection device 1 reduces the calculation load as compared with the case where the frequency analysis is performed for each of the measurement result of the voltage V1 and the measurement result of the current I1 acquired by the acquisition unit 11. It also has the advantage of being able to.
  • the voltmeter 22 is a device different from the arc detection device 1, but may be built in the arc detection device 1.
  • the ammeter 23 is a device different from the arc detection device 1, but may be built in the arc detection device 1.
  • the arc detection device 1 is provided in the DC power supply 2, but the present invention is not limited to this.
  • the arc detection device 1 may be connected to the power supply path L1 as a device separate from the DC power supply 2. In this case, if the arc detection device 1 is configured to be able to communicate with the DC power supply 2 by wire communication or wireless communication, the arc detection device 1 gives an instruction to the DC power supply 2 according to the determination result of the determination unit 12. Is possible.
  • the arc detection device 1 may be connected to any one of the plurality of branch paths L12. In this case, by attaching it to the load 3 side, there is an advantage that the current flowing through the load 3 can be easily adjusted. For example, by connecting the arc detection device 1 to the branch path L12, it becomes easier for the auxiliary determination unit 14 to make a determination.
  • the current limiting unit 13 may temporarily limit the current flowing through each feeding path L1 instead of temporarily stopping the current flowing through each feeding path L1. For example, the current limiting unit 13 may temporarily limit the current flowing through each feeding path L1 to the extent that the arc discharge cannot be maintained.
  • the determination unit 12 has a plurality of power supply paths L1 based on the component of the specific frequency band in the measurement result of the voltage V1 acquired by the acquisition unit 11. In, it may be determined whether or not there is a possibility of arc failure.
  • the arc detection device 1 may not include the current limiting unit 13 and the auxiliary determination unit 14. That is, the arc detection device 1 may determine whether or not there is a possibility of an arc failure with only one determination by the determination unit 12.
  • the arc detection device 1 does not have to include the notification unit 15.
  • the present invention can be realized not only as an arc detection device 1 or the like, but also as an arc detection method including steps (processes) performed by each component constituting the arc detection device 1.
  • the arc detection method includes acquisition step ST11 and determination step ST12.
  • acquisition step ST11 the measurement result of the voltage V1 applied to the target power supply path L0 of any one of the plurality of power supply paths L1 to which power is supplied from the DC power supply 2 is acquired.
  • determination step ST12 it is determined whether or not there is a possibility of arc failure in the plurality of power supply paths L1 based on the component of the specific frequency band in the measurement result of the voltage V1 acquired in the acquisition step ST11. do.
  • the arc detection method includes acquisition step ST21 and determination step ST22.
  • the acquisition step ST21 the measurement result of the voltage V1 applied to the target power supply path L0 of any one of the plurality of power supply paths L1 to which power is supplied from the DC power supply 2 and the current I1 flowing through the target power supply path L0. Get the measurement result and.
  • the determination step ST22 a specific frequency band of the product of the instantaneous voltage of the measurement result of the voltage V1 acquired in the acquisition step ST21 and the instantaneous current of the measurement result of the current I1 acquired in the acquisition step ST21. Based on the component of, it is determined whether or not there is a possibility of arc failure in the plurality of power supply paths L1.
  • those steps may be performed by a computer (computer system) having one or more processors.
  • the present invention can be realized as a program for causing a computer to execute the steps included in those methods.
  • the present invention can be realized as a non-temporary computer-readable recording medium such as a CD-ROM in which the program is recorded.
  • the program causes one or more processors to execute the above arc detection method.
  • the arc detection device 1 is realized by software by a microcomputer, it may be realized by software in a general-purpose computer such as a personal computer. Further, the arc detection device 1 may be realized by hardware by a dedicated electronic circuit composed of an A / D converter, a logic circuit, a gate array, a D / A converter and the like.
  • the arc detection device 1 includes an acquisition unit 11 and a determination unit 12.
  • the acquisition unit 11 acquires the measurement result of the voltage V1 applied to the target power supply path L0 of any one of the plurality of power supply paths L1 to which power is supplied from the DC power supply 2.
  • the determination unit 12 determines whether or not there is a possibility of an arc failure in the plurality of power supply paths L1 based on the component of the specific frequency band in the measurement result of the voltage V1 acquired by the acquisition unit 11. do.
  • such an arc detection device 1 not only whether or not there is a possibility of arc failure in the target power supply path L0, but also whether or not there is a possibility of arc failure in another power supply path L1. Can be determined. Therefore, such an arc detection device 1 has an advantage that it is possible to detect the occurrence of an arc failure in a plurality of power supply paths L1 branched from the DC power supply 2.
  • the arc detection device 1 includes an acquisition unit 11 and a determination unit 12.
  • the acquisition unit 11 measures the measurement result of the voltage V1 applied to the target power supply path L0 of any one of the plurality of power supply paths L1 to which power is supplied from the DC power supply 2, and the current I1 flowing through the target power supply path L0. Get the measurement result and.
  • the determination unit 12 has a specific frequency band of the product of the instantaneous voltage of the measurement result of the voltage V1 acquired by the acquisition unit 11 and the instantaneous current of the measurement result of the current I1 acquired by the acquisition unit 11. Based on the component of, it is determined whether or not there is a possibility of arc failure in the plurality of power supply paths L1.
  • such an arc detection device 1 not only whether or not there is a possibility of arc failure in the target power supply path L0, but also whether or not there is a possibility of arc failure in another power supply path L1. Can be determined. Therefore, such an arc detection device 1 has an advantage that it is possible to detect the occurrence of an arc failure in a plurality of power supply paths L1 branched from the DC power supply 2.
  • the determination unit 12 has a plurality of power supply paths based on a value normalized so as to extract a component of a specific frequency band from the measurement results acquired by the acquisition unit 11. It is determined whether or not there is a possibility of arc failure in L1.
  • the determination can be made by focusing on the change in the measurement result that may occur when there is a possibility of an arc failure, so that the determination unit 12 can be expected to improve the determination accuracy.
  • the arc detection device 1 further includes a current limiting unit 13 and an auxiliary determination unit 14.
  • the current limiting unit 13 temporarily reduces the current flowing through the plurality of power supply paths L1 when the determination unit 12 determines that an arc failure may occur.
  • the auxiliary determination unit 14 determines whether or not an arc failure has occurred in the plurality of power supply paths L1 after the temporary decrease in the current flowing through the plurality of power supply paths L1 by the current limiting unit 13 is canceled.
  • auxiliary determination unit 14 determines whether the auxiliary determination unit 14 has an arc failure in a plurality of power supply paths L1 based on the DC component of the measurement result of the voltage V1 acquired by the acquisition unit 11. Judge whether or not.
  • the calculation load can be small as compared with the case where the frequency analysis is performed on the measurement result of the voltage V1.
  • the plurality of power supply paths L1 include a plurality of branch paths L12 that are connected in parallel to the branch point P1 and to which one or more loads 3 can be connected.
  • the arc detection device 1 is connected to any one of the plurality of branch paths L12.
  • the arc detection system 100 includes the above-mentioned arc detection device 1 and a DC power supply 2 for supplying electric power to a plurality of power supply paths L1.
  • Such an arc detection system 100 has an advantage that it is possible to detect the occurrence of an arc failure in a plurality of power supply paths L1 branched from the DC power supply 2.
  • the arc detection method includes acquisition step ST11 and determination step ST12.
  • acquisition step ST11 the measurement result of the voltage V1 applied to the target power supply path L0 of any one of the plurality of power supply paths L1 to which power is supplied from the DC power supply 2 is acquired.
  • determination step ST12 it is determined whether or not there is a possibility of arc failure in the plurality of power supply paths L1 based on the component of the specific frequency band in the measurement result of the voltage V1 acquired in the acquisition step ST11. do.
  • the arc detection method includes acquisition step ST21 and determination step ST22.
  • the acquisition step ST21 the measurement result of the voltage V1 applied to the target power supply path L0 of any one of the plurality of power supply paths L1 to which power is supplied from the DC power supply 2 and the current I1 flowing through the target power supply path L0. Get the measurement result and.
  • the determination step ST22 a specific frequency band of the product of the instantaneous voltage of the measurement result of the voltage V1 acquired in the acquisition step ST21 and the instantaneous current of the measurement result of the current I1 acquired in the acquisition step ST21. Based on the component of, it is determined whether or not there is a possibility of arc failure in the plurality of power supply paths L1.
  • the program causes one or more processors to execute the above arc detection method.
  • Arc detection system 1 Arc detection device 11 Acquisition unit 12 Judgment unit 13 Limitation unit 14 Auxiliary judgment unit 2 DC power supply 3 Load I1 Current L1 Power supply path L0 Target power supply path L12 Branch path P1 Branch point ST11, ST21 Acquisition step ST12, ST22 Judgment step V1 voltage

Landscapes

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Abstract

アーク検出装置（１）は、取得部（１１）と、判定部（１２）と、を備える。取得部（１１）は、直流電源（２）から電力が供給される複数の給電路（Ｌ１）のうちのいずれか１つの対象給電路（Ｌ０）に印加される電圧（Ｖ１）の測定結果を取得する。判定部（１２）は、取得部（１１）にて取得した電圧（Ｖ１）の測定結果のうちの特定の周波数帯域の成分に基づいて、複数の給電路（Ｌ１）においてアーク故障の発生の可能性があるか否かを判定する。

Description

アーク検出装置、アーク検出システム、アーク検出方法、及びプログラム
　本発明は、給電路においてアーク故障の発生の可能性があるか否かを判定するアーク検出装置、アーク検出システム、アーク検出方法、及びプログラムに関する。
　特許文献１には、アークを検出するためのアーク検出手段が開示されている。このアーク検出手段は、端子台への入力側配線と端子台からの出力側配線との間の電圧値を測定する電圧検出手段と、端子台からの出力側配線の電流値を測定する電流検出手段と、を備える。そして、このアーク検出手段では、電圧検出手段の電圧値の変動及び電流検出手段の電流値の変動を同時に検出することで、電気ノイズ等と、端子台におけるアークとを識別している。
特開２０１１－７７６５号公報
　本発明は、直流電源から分岐した複数の給電路でのアーク故障の発生を検出することができるアーク検出装置、アーク検出システム、アーク検出方法、及びプログラムを提供する。
　本発明の一態様に係るアーク検出装置は、取得部と、判定部と、を備える。前記取得部は、直流電源から電力が供給される複数の給電路のうちのいずれか１つの対象給電路に印加される電圧の測定結果を取得する。前記判定部は、前記取得部にて取得した前記電圧の測定結果のうちの特定の周波数帯域の成分に基づいて、前記複数の給電路においてアーク故障の発生の可能性があるか否かを判定する。
　本発明の一態様に係るアーク検出装置は、取得部と、判定部と、を備える。前記取得部は、直流電源から電力が供給される複数の給電路のうちのいずれか１つの対象給電路に印加される電圧の測定結果と、前記対象給電路に流れる電流の測定結果と、を取得する。前記判定部は、前記取得部にて取得した前記電圧の測定結果のうちの瞬時電圧と、前記取得部にて取得した前記電流の測定結果のうちの瞬時電流と、の積の特定の周波数帯域の成分に基づいて、前記複数の給電路においてアーク故障の発生の可能性があるか否かを判定する。
　本発明の一態様に係るアーク検出システムは、上記のアーク検出装置と、前記複数の給電路に電力を供給する前記直流電源と、を備える。
　本発明の一態様に係るアーク検出方法は、取得ステップと、判定ステップと、を含む。前記取得ステップでは、直流電源から電力が供給される複数の給電路のうちのいずれか１つの対象給電路に印加される電圧の測定結果を取得する。前記判定ステップでは、前記取得ステップにて取得した前記電圧の測定結果のうちの特定の周波数帯域の成分に基づいて、前記複数の給電路においてアーク故障の発生の可能性があるか否かを判定する。
　本発明の一態様に係るアーク検出方法は、取得ステップと、判定ステップと、を含む。前記取得ステップでは、直流電源から電力が供給される複数の給電路のうちのいずれか１つの対象給電路に印加される電圧の測定結果と、前記対象給電路に流れる電流の測定結果と、を取得する。前記判定ステップでは、前記取得ステップにて取得した前記電圧の測定結果のうちの瞬時電圧と、前記取得ステップにて取得した前記電流の測定結果のうちの瞬時電流と、の積の特定の周波数帯域の成分に基づいて、前記複数の給電路においてアーク故障の発生の可能性があるか否かを判定する。
　本発明の一態様に係るプログラムは、１以上のプロセッサに、上記のアーク検出方法を実行させる。
　本発明の一態様によれば、直流電源から分岐した複数の給電路でのアーク故障の発生を検出することができる、という利点がある。
図１は、実施の形態１に係るアーク検出装置が適用されたアーク検出システムの構成を示す概要図である。 図２は、実施の形態１に係るアーク検出装置の動作例を示すフローチャートである。 図３は、２つの直流電源を有するＤＣ配電網の一例を示す概要図である。 図４は、実施の形態２に係るアーク検出装置が適用されたアーク検出システムの構成を示す概要図である。 図５は、実施の形態２に係るアーク検出装置の動作例を示すフローチャートである。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。
　なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
　（実施の形態１）
　［構成］
　実施の形態１に係るアーク検出装置及びアーク検出システムについて、図１を用いて説明する。図１は、実施の形態１に係るアーク検出装置１が適用されたアーク検出システム１００の構成を示す概要図である。
　アーク検出装置１は、直流電源２から電力が供給される複数の給電路Ｌ１においてアーク故障の発生の可能性があるか否かを判定するための装置である。すなわち、給電路Ｌ１は、例えば外的要因又は経年劣化等によって損傷又は破断を引き起こす可能性があり、このような損傷等に起因してアーク（アーク放電）が発生し、結果としてアーク故障が発生する可能性がある。そこで、アーク検出装置１は、給電路Ｌ１で発生し得るアーク故障を検出するために用いられる。ここでいう「アーク故障の発生の可能性があるか否か」とは、アーク故障が発生しているか否かを含む他、アーク故障は発生していないが近い将来アーク故障が発生し得るか否かを含み得る。
　アーク検出装置１は、直流電源２と共にアーク検出システム１００を構成する。言い換えれば、アーク検出システム１００は、アーク検出装置１と、複数の給電路Ｌ１に電力を供給する直流電源２と、を備えている。
　具体的には、アーク検出装置１は、いわゆるＤＣ（Direct Current）配電網３００にて用いられる。実施の形態１では、ＤＣ配電網３００は、図１に示すように、直流電源２と分岐点Ｐ１との間の主電路Ｌ１１と、分岐点Ｐ１に対して並列に接続されてそれぞれ１以上の負荷３が接続可能な複数の分岐路Ｌ１２と、を含むように構成されている。主電路Ｌ１１及び複数の分岐路Ｌ１２は、いずれも「給電路Ｌ１」である。つまり、複数の給電路Ｌ１は、分岐点Ｐ１に対して並列に接続されてそれぞれ１以上の負荷３が接続可能な複数の分岐路Ｌ１２を含んでいる。
　各給電路Ｌ１は、直流電源２の出力側の正極に接続される正側給電路と、直流電源２の出力側の負極に接続される負側給電路と、の一対の電路により構成されている。したがって、実施の形態１では、分岐点Ｐ１は、主電路Ｌ１１の正側給電路と各分岐路Ｌ１２の正側給電路との接続点、及び主電路Ｌ１１の負側給電路と各分岐路Ｌ１２の負側給電路との接続点の２点の組み合わせである。
　なお、ＤＣ配電網３００は、１つの分岐点Ｐ１だけでなく、複数の分岐点Ｐ１を有していてもよい。この場合、ＤＣ配電網３００は、分岐点Ｐ１ごとに複数の分岐路Ｌ１２を有することになる。また、ＤＣ配電網３００は、１つの直流電源２だけでなく、複数の直流電源２を有していてもよい。
　以下では、図１に示すように、ＤＣ配電網３００に含まれる直流電源２が１つであり、ＤＣ配電網３００に含まれる分岐点Ｐ１が１つであり、分岐点Ｐ１に接続される分岐路Ｌ１２が３つである、と仮定して説明する。つまり、図１に示すＤＣ配電網３００は、１つの主電路Ｌ１１と、３つの分岐路Ｌ１２と、で計４つの給電路Ｌ１を有している。
　実施の形態１では、直流電源２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２１を備えた電力変換器である。直流電源２は、電力系統２００から出力される交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を主電路Ｌ１１へ出力する。主電路Ｌ１１へ出力された直流電力は、分岐点Ｐ１を介して各分岐路Ｌ１２へ出力される。なお、直流電源２は、直流電力を出力する態様であればよく、太陽光電池等の分散型電源若しくは蓄電池等の電源、又はこれらの電源と電力変換器（例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路を備えた電力変換器）との組み合わせであってもよい。
　各分岐路Ｌ１２は、例えばダクトレールにより構成されており、１以上の負荷３が接続可能である。つまり、各分岐路Ｌ１２においては、１以上の負荷３を自由な位置に配置することが可能である。もちろん、各分岐路Ｌ１２は、１以上の負荷３が接続可能な場所があらかじめ定められている態様であってもよい。実施の形態１では、各分岐路Ｌ１２は、施設の天井に配置されているが、施設の床、壁、又は什器等に設置されていてもよい。
　負荷３は、分岐路Ｌ１２に接続されることにより、直流電源２から当該分岐路Ｌ１２を介して供給される直流電力を受けて駆動する。実施の形態１では、負荷３は照明器具であるが、例えばスピーカ、カメラ、センサ、又はＵＳＢ　ＰＤ（Power Delivery）等であってもよい。つまり、負荷３は、直流電力を受けて駆動する態様であれば、照明器具以外の機器であってもよい。また、実施の形態１では、各分岐路Ｌ１２に接続されている負荷３は全て照明器具であって１種類であるが、各分岐路Ｌ１２に接続される負荷３の種類は複数であってもよい。例えば、各分岐路Ｌ１２には、照明器具と、スピーカと、カメラと、センサと、ＵＳＢ　ＰＤと、が接続されていてもよい。これらの機器は、１つの分岐路Ｌ１２に全て接続されていてもよいし、複数の分岐路Ｌ１２に分かれて接続されていてもよい。
　複数の分岐路Ｌ１２には、直流電源２からそれぞれ同等の大きさの電圧が印加される。ここでいう「同等」は、完全に同じであることを含む他、殆ど一致することを含む。つまり、複数の分岐路Ｌ１２のそれぞれに印加される電圧には、互いに数％程度の誤差があることが許容される。また、各分岐路Ｌ１２には、各分岐路Ｌ１２に接続される１以上の負荷３の状態（電源スイッチのオン／オフ等）に応じて、基本的には互いに異なる電流が流れる。もちろん、分岐路Ｌ１２によっては、接続されている全ての負荷３の電源スイッチがオフしている場合等では、当該分岐路Ｌ１２に電流が殆ど流れないか、電流が全く流れないこともあり得る。
　アーク検出装置１は、アーク故障の発生の可能性があるか否かを判定するための機能構成要素として、取得部１１と、判定部１２と、限流部１３と、補助判定部１４と、報知部１５と、を備えている。アーク検出装置１は、例えばマイコン、又は、マイコンを備える装置である。マイコンは、プログラムが格納されたＲＯＭ及びＲＡＭ、プログラムを実行するプロセッサ（ＣＰＵ：Central Processing Unit）、タイマ、Ａ／Ｄ変換器、並びに、Ｄ／Ａ変換器等を有する半導体集積回路等である。取得部１１、判定部１２、限流部１３、補助判定部１４及び報知部１５は、いずれもプロセッサが上記プログラムを実行することにより実現される。
　取得部１１は、直流電源２から電力が供給される複数の給電路Ｌ１のうちのいずれか１つの対象給電路Ｌ０に印加される電圧Ｖ１の測定結果を取得する。実施の形態１では、取得部１１は、電圧計２２により所定周期（サンプリング周期）でサンプリングすることで測定された電圧Ｖ１の測定結果を取得する。つまり、取得部１１は、電圧計２２から所定周期で電圧Ｖ１の測定結果を取得する。電圧計２２は、直流電源２に設けられており、主電路Ｌ１１の正側給電路と負側給電路との間の線間電圧（つまり、対象給電路Ｌ０に印加される電圧Ｖ１）を測定する。
　なお、電圧計２２は、直流電源２に設けられていなくてもよく、直流電源２とは別の機器であってもよい。この場合、電圧計２２は、主電路Ｌ１１に限らず、複数の分岐路Ｌ１２のいずれかに設けることも可能である。したがって、取得部１１は、電圧計２２の測定対象に応じて、主電路Ｌ１１及び複数の分岐路Ｌ１２のうちのいずれか１つの給電路Ｌ１に印加される電圧Ｖ１の測定結果を取得することになる。
　判定部１２は、取得部１１にて取得した電圧Ｖ１の測定結果のうちの特定の周波数帯域の成分に基づいて、複数の給電路Ｌ１においてアーク故障の発生の可能性があるか否かを判定する。以下、判定部１２による第１判定例及び第２判定例について説明する。実施の形態１では、判定部１２は、第１判定例及び第２判定例のいずれか１つの例に従って判定する。
　第１判定例では、判定部１２は、取得部１１にて取得した電圧Ｖ１の測定結果を周波数分析する。周波数分析とは、例えば、電圧Ｖ１の測定結果の時間波形をフーリエ変換（ここでは、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform））することで、電圧Ｖ１の測定結果の周波数スペクトルを算出することである。そして、判定部１２は、算出した周波数スペクトルを参照することにより、電圧Ｖ１の測定結果に特定の周波数帯域の成分が含まれる場合に、アーク故障の発生の可能性があると判定する。特定の周波数帯域は、例えば、アーク故障が発生した場合、又はアーク故障が発生する可能性がある場合に発生するノイズの周波数を含む帯域である。特定の周波数帯域は、一例として、数十ｋＨｚ帯であって、比較的高周波の周波数帯域である。なお、上記のような場合に発生するノイズの周波数は、実験的に求めることが可能である。
　第２判定例では、判定部１２は、取得部１１にて取得した電圧Ｖ１の測定結果に対して正規化する演算を実行した上で、正規化した電圧Ｖ１の測定結果を周波数分析して判定する。つまり、判定部１２は、取得部１１にて取得した測定結果（ここでは、電圧Ｖ１の測定結果）のうちの特定の周波数帯域の成分を抽出するように正規化した値に基づいて、複数の給電路Ｌ１においてアーク故障の発生の可能性があるか否かを判定する。電圧Ｖ１の測定結果を正規化することにより、判定部１２は、アーク故障の発生の可能性がある場合に生じ得る電圧Ｖ１の変化分に焦点を当てて周波数分析することができる。その結果、判定に要する演算の分解能の向上を図ったり、ダイナミックレンジを特定の周波数帯域の成分に限定してゲインの向上を図ったりすることができ、判定部１２による判定精度の向上が期待できる。
　以下、判定部１２による電圧Ｖ１の測定結果を正規化する演算例を列挙する。実施の形態１では、判定部１２は、以下に示す演算例のいずれか１つの例に従って、電圧Ｖ１の測定結果を正規化する。なお、判定部１２は、電圧Ｖ１の測定結果のうちの特定の周波数帯域の成分を抽出するように、以下に示す演算例とは別の手法により電圧Ｖ１の測定結果を正規化してもよい。
　第１演算例では、判定部１２は、取得部１１にて取得した電圧Ｖ１の測定結果のうちの瞬時電圧を移動平均電圧で除すことにより、電圧Ｖ１の測定結果を正規化する。移動平均電圧は、例えば直近のｎ（“ｎ”は自然数）個の瞬時電圧の重み付けのない平均値（つまり、単純移動平均値）である。第１演算例では、以下に示す第２演算例及び第３演算例と比較して演算負荷が大きくなる一方、電圧Ｖ１の測定結果の比率の変化だけを捉えることができるため、判定部１２による判定精度の向上が期待できる。
　第２演算例では、判定部１２は、取得部１１にて取得した電圧Ｖ１の測定結果のうちの瞬時電圧から移動平均電圧を減じることにより、電圧Ｖ１の測定結果を正規化する。移動平均電圧は、第１演算例と同様の演算により算出する。第２演算例では、電圧Ｖ１の測定結果から直流成分を除去した値で周波数分析を行うことができるため、特定の周波数帯域の成分についてダイナミックレンジを広くとることができ、結果として判定部１２による判定精度の向上が期待できる。
　第３演算例では、判定部１２は、取得部１１にて取得した電圧Ｖ１の測定結果のうちの瞬時電圧から１サンプリング前の瞬時電圧を減じることにより、電圧Ｖ１の測定結果を正規化する。第３演算例では、第２演算例と同様に、電圧Ｖ１の測定結果から直流成分を除去した値で周波数分析を行うことができるため、特定の周波数帯域の成分についてダイナミックレンジを広くとることができ、結果として判定部１２による判定精度の向上が期待できる。また、第３演算例は、第１演算例及び第２演算例と比較して演算負荷が小さい、という利点がある。
　上述のように、複数の給電路Ｌ１のうちのいずれか１つの給電路Ｌ１にてアーク故障が発生した場合、又はアーク故障が発生する可能性がある場合に、電圧Ｖ１の測定結果に特定の周波数帯域の成分が生じるため、アーク故障の発生の可能性があることを判定することが可能である。しかしながら、給電路Ｌ１に印加される電圧Ｖ１が変化する要因としては、アーク故障の発生以外にも外乱ノイズの混入等があり、アーク故障が実際に発生したか否かを判定する必要がある。そこで、実施の形態１では、アーク検出装置１は、限流部１３及び補助判定部１４を用いることで、アーク故障が実際に発生しているか否かを判定する。つまり、実施の形態１では、判定部１２による１回目の判定と、補助判定部１４による２回目の判定と、を行う。
　限流部１３は、判定部１２にてアーク故障の発生の可能性があると判定された場合に、複数の給電路Ｌ１に流れる電流を一時的に低下させる。実施の形態１では、限流部１３は、判定部１２にてアーク故障の発生の可能性があると判定された場合に、複数の給電路Ｌ１に流れる電流を一時的に停止する。これにより、アーク故障によりアーク放電が発生していた場合には、アーク放電が消滅する。
　例えば、限流部１３は、主電路Ｌ１１に接続されたスイッチを制御することで、主電路Ｌ１１に流れる電流、つまり複数の給電路Ｌ１に流れる電流を一時的に停止する。スイッチは、例えば、メカスイッチ又は半導体スイッチである。メカスイッチは、例えば、リレー又はブレーカ等のスイッチであり、半導体スイッチは、トランジスタ又はダイオード等のスイッチである。
　なお、主電路Ｌ１１に接続されたスイッチとは、主電路Ｌ１１に直接的に接続されたスイッチであってもよいし、主電路Ｌ１１に間接的に接続されたスイッチであってもよい。例えば、当該スイッチは、ＡＣ／ＤＣコンバータ２１におけるＡＣ／ＤＣ変換機能を実現するためのスイッチである。当該スイッチは、主電路Ｌ１１に直接的に接続されていなくても、間接的には主電路Ｌ１１に接続されることになるため、主電路Ｌ１１に接続されたスイッチとなる。例えば、限流部１３は、当該スイッチを制御して当該スイッチのスイッチング動作を一時的に停止することで、主電路Ｌ１１に流れる電流を一時的に停止する。そして、限流部１３は、主電路Ｌ１１に流れる電流を停止してから所定時間後（例えば、約１秒後）、主電路Ｌ１１に流れる電流の一時的な停止を解除する。すなわち、限流部１３は、当該スイッチを制御して、ＡＣ／ＤＣ変換機能をオンする（言い換えると、主電路Ｌ１１（つまり、複数の給電路Ｌ１）に再度電流を流そうとする）。なお、所定時間は特に限定されず、適宜決定されてもよい。
　なお、スイッチは、直流電源２のオン及びオフを切り替えるように構成されていてもよい。この場合、限流部１３は、当該スイッチを制御して直流電源２を一時的にオフすることで、主電路Ｌ１１に流れる電流を一時的に停止する。そして、限流部１３は、主電路Ｌ１１に流れる電流を停止してから所定時間後、当該スイッチを制御して直流電源２をオンすることで、主電路Ｌ１１に流れる電流の一時的な停止を解除する。
　また、スイッチは主電路Ｌ１１上に設けられていてもよく、当該スイッチは主電路Ｌ１１の開閉を切り替えるように構成されていてもよい。例えば、限流部１３は、当該スイッチを制御して主電路Ｌ１１を開放することで、主電路Ｌ１１に流れる電流を一時的に停止してもよい。そして、限流部１３は、主電路Ｌ１１に流れる電流を停止してから所定時間後、当該スイッチを制御して主電路Ｌ１１を閉じることで、主電路Ｌ１１に流れる電流の一時的な停止を解除する。
　補助判定部１４は、限流部１３による複数の給電路Ｌ１に流れる電流の一時的な低下が解除された後に、複数の給電路Ｌ１においてアーク故障が発生しているか否かを判定する。具体的には、補助判定部１４は、主電路Ｌ１１に流れる電流の一時的な停止の解除後において、取得部１１にて取得した電圧Ｖ１の測定結果に基づいて、アーク故障が発生しているか否かを判定する。例えば、補助判定部１４は、電圧Ｖ１の測定結果のうちの瞬時電圧が所定値未満の場合に、アーク故障が発生したと判定する。所定値は、例えば、アーク故障が発生していない正常状態における瞬時電圧である。つまり、補助判定部１４は、取得部１１にて取得した電圧Ｖ１の測定結果のうちの直流成分に基づいて、複数の給電路Ｌ１においてアーク故障の発生の可能性があるか否かを判定する。
　いずれかの給電路Ｌ１にアーク故障が発生している場合には、当該給電路Ｌ１はアーク故障により断線又は半断線しているため、主電路Ｌ１１に流れる電流の一時的な停止が解除されても当該給電路Ｌ１に電流は流れないか、又は殆ど流れない。このため、いずれかの給電路Ｌ１にアーク故障が発生している場合、瞬時電圧は正常状態における電圧とは異なり、異常な電圧（例えば所定値未満）となる。したがって、補助判定部１４は、取得部１１にて取得した電圧Ｖ１の測定結果のうちの瞬時電圧（つまり、直流成分）に基づいて、アーク故障が発生しているか否かを判定することが可能である。
　報知部１５は、例えばランプを点灯したり、ブザーを鳴らしたりすることでアーク故障の発生の可能性があることを周囲に報知する。また、報知部１５は、アーク故障の発生の可能性があることを示す情報をアーク検出システム１００の所有者又は管理者等が有する情報端末に送信することで、アーク故障の発生の可能性があることを報知してもよい。情報端末は、一例として、スマートフォン又はタブレット等の携帯端末の他、パーソナルコンピュータ等を含み得る。
　［動作］
　以下、実施の形態１に係るアーク検出装置１の動作の一例について図２を用いて説明する。図２は、実施の形態１に係るアーク検出装置１の動作例を示すフローチャートである。以下では、判定部１２は、第１判定例に従って判定する、と仮定する。
　まず、取得部１１は、電圧計２２から所定周期で電圧Ｖ１の測定結果を取得する（Ｓ１１）。処理Ｓ１１は、アーク検出方法の取得ステップＳＴ１１に相当する。そして、判定部１２は、取得部１１にて取得した電圧Ｖ１の測定結果のうちの特定の周波数帯域の成分に基づいて、複数の給電路Ｌ１においてアーク故障の発生の可能性があるか否かを判定する（Ｓ１２）。ここでは、判定部１２は、取得部１１にて取得した電圧Ｖ１の測定結果を周波数分析することで判定する。処理Ｓ１２は、アーク検出方法の判定ステップＳＴ１２に相当する。
　判定部１２にてアーク故障の発生の可能性があると判定された場合（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、限流部１３は、複数の給電路Ｌ１に流れる電流を一時的に停止させる（Ｓ１４）。一方、判定部１２にてアーク故障の発生の可能性がないと判定された場合（Ｓ１３：Ｎｏ）、アーク検出装置１の処理が終了する。そして、限流部１３は、複数の給電路Ｌ１に流れる電流を停止してから所定時間後に、複数の給電路Ｌ１に流れる電流の一時的な停止を解除する（Ｓ１５）。その後、補助判定部１４は、取得部１１にて取得した電圧Ｖ１の測定結果に基づいて、複数の給電路Ｌ１においてアーク故障が発生しているか否かを判定する（Ｓ１６）。
　補助判定部１４にてアーク故障が発生していると判定された場合（Ｓ１７：Ｙｅｓ）、報知部１５は、アーク故障の発生を報知する（Ｓ１８）。一方、補助判定部１４にてアーク故障が発生していないと判定された場合（Ｓ１７：Ｎｏ）、アーク検出装置１の処理が終了する。以下、上記の一連の処理Ｓ１１～Ｓ１８が繰り返される。
　［利点］
　以下、実施の形態１に係るアーク検出装置１の利点について説明する。実施の形態１に係るアーク検出装置１は、複数の給電路Ｌ１のうちのいずれか１つの対象給電路Ｌ０に印加される電圧Ｖ１の測定結果のうちの特定の周波数帯域の成分に基づいて、アーク故障の発生の可能性があるか否かを判定している。このため、実施の形態１に係るアーク検出装置１では、対象給電路Ｌ０でアーク故障の発生の可能性があるか否かのみならず、他の給電路Ｌ１でアーク故障の発生の可能性があるか否かを判定することが可能である。したがって、実施の形態１に係るアーク検出装置１は、直流電源２から分岐した複数の給電路Ｌ１でのアーク故障の発生を検出することができる、という利点がある。
　ここで、比較例のアーク検出装置との比較を交えて、実施の形態１に係るアーク検出装置１の利点について説明する。比較例のアーク検出装置は、対象給電路Ｌ０に流れる電流の測定結果に基づいて、アーク故障の発生の可能性があるか否かを判定する点で、実施の形態１に係るアーク検出装置１と相違する。
　比較例のアーク検出装置では、例えば対象給電路Ｌ０に接続されている全ての負荷３の電源がオフしている等して、対象給電路Ｌ０に電流が流れていない場合、対象給電路Ｌ０でのアーク故障の発生の可能性があるか否かを判定することができない、という問題がある。また、比較例のアーク検出装置では、対象給電路Ｌ０以外の給電路Ｌ１でのアーク故障の発生の可能性があるか否かを判定することができず、判定しようと思えば、給電路Ｌ１ごとに比較例のアーク検出装置を設けなければならない、という問題がある。
　これに対して、実施の形態１に係るアーク検出装置１では、対象給電路Ｌ０に印加される電圧Ｖ１の測定結果に基づいて判定するため、対象給電路Ｌ０に電流が流れていない場合でも、対象給電路Ｌ０でのアーク故障の発生の可能性があるか否かを判定することが可能である。また、実施の形態１に係るアーク検出装置１では、対象給電路Ｌ０以外の給電路Ｌ１でのアーク故障の発生の可能性があるか否かを判定することが可能である。すなわち、対象給電路Ｌ０以外のいずれかの給電路Ｌ１にてアーク故障が発生した場合、又はアーク故障の発生の可能性がある場合、当該給電路Ｌ１に印加される電圧にノイズが生じるだけでなく、他の給電路Ｌ１に印加される電圧にも同様にノイズが生じ得るからである。このため、実施の形態１に係るアーク検出装置１では、複数の給電路Ｌ１のうちのいずれか１つの給電路Ｌ１（対象給電路Ｌ０）のみにアーク検出装置１を設ければよく、給電路Ｌ１ごとにアーク検出装置１を設ける必要がない。さらに、実施の形態１に係るアーク検出装置１では、複数の給電路Ｌ１のうちのいずれか１つの給電路Ｌ１（対象給電路Ｌ０）にアーク検出装置１を設ければよく、かつ、その場所も限定されないことから、設置の自由度が高い、という利点もある。
　以下、実施の形態１に係るアーク検出装置１の設置例について、図１に示すＤＣ配電網３００の場合と、図３に示すＤＣ配電網３０１の場合と、でそれぞれ説明する。図３は、２つの直流電源２を有するＤＣ配電網３０１の一例を示す概要図である。図３に示すＤＣ配電網３０１では、分岐点Ｐ１に対して２つの直流電源２が並列に接続されている。つまり、図３に示すＤＣ配電網３０１は、２つの主電路Ｌ１１と、３つの分岐路Ｌ１２と、で計５つの給電路Ｌ１を有している。なお、図３では、アーク検出装置１及び電力系統２００の図示を省略している。
　図１に示すＤＣ配電網３００であれば、１つの主電路Ｌ１１及び３つの分岐路Ｌ１２のいずれにもアーク検出装置１を設置することが可能である。例えば、３つの分岐路Ｌ１２のうちのいずれか１つの分岐路Ｌ１２にアーク検出装置１を設置した、と仮定する。この場合、主電路Ｌ１１又は他の分岐路Ｌ１２のいずれかにてアーク故障が発生したとしても、アーク検出装置１はアーク故障が発生したことを判定することが可能である。
　図５に示すＤＣ配電網３０１であれば、２つの主電路Ｌ１１及び３つの分岐路Ｌ１２のいずれにもアーク検出装置１を設置することが可能である。例えば、２つの主電路Ｌ１１のうちの一方の主電路Ｌ１１にアーク検出装置１を設置した、と仮定する。この場合、他方の主電路Ｌ１１又は３つの分岐路Ｌ１２のいずれかにてアーク故障が発生したとしても、アーク検出装置１はアーク故障が発生したことを判定することが可能である。
　（実施の形態２）
　［構成］
　以下、実施の形態２に係るアーク検出装置１について、図４を用いて説明する。図４は、実施の形態２に係るアーク検出装置１が適用されたアーク検出システム１００の構成を示す概要図である。実施の形態２に係るアーク検出装置１は、対象給電路Ｌ０に供給される電力の測定結果に基づいてアーク故障の発生の可能性があるか否かを判定する点で、実施の形態１に係るアーク検出装置１と相違する。以下では、実施の形態１との相違点について主として説明し、実施の形態１との共通点については説明を適宜省略する。
　実施の形態２では、取得部１１は、対象給電路Ｌ０に流れる電流Ｉ１の測定結果を更に取得する。実施の形態２では、取得部１１は、電流計２３により所定周期（サンプリング周期）でサンプリングすることで測定された電流Ｉ１の測定結果を取得する。つまり、取得部１１は、電流計２３から所定周期で電流Ｉ１の測定結果を取得する。この所定周期は、電圧計２２から電圧Ｖ１の測定結果を取得する際の所定周期と同じである。電流計２３は、直流電源２に設けられており、主電路Ｌ１１の正側給電路に流れる電流（つまり、対象給電路Ｌ０に流れる電流Ｉ１）を測定する。
　実施の形態２では、判定部１２は、取得部１１にて取得した電圧Ｖ１の測定結果のうちの瞬時電圧と、取得部１１にて取得した電流Ｉ１の測定結果のうちの瞬時電流と、の積の特定の周波数帯域の成分に基づいて、複数の給電路Ｌ１においてアーク故障の発生の可能性があるか否かを判定する。具体的には、判定部１２は、取得部１１にて取得した電圧Ｖ１の測定結果のうちの瞬時電圧と、取得部１１にて取得した電流Ｉ１の測定結果のうちの瞬時電流と、の積を演算することにより、対象給電路Ｌ０に供給される瞬時電力を求める。そして、判定部１２は、演算により求めた瞬時電力を周波数分析し、瞬時電力に特定の周波数帯域の成分が含まれる場合にアーク故障の発生の可能性があると判定する。
　なお、判定部１２は、取得部１１にて取得した瞬時電圧の測定結果及び瞬時電流の測定結果に対して正規化する演算を実行した上で、正規化した瞬時電圧及び瞬時電圧の積を演算してもよい。つまり、判定部１２は、取得部１１にて取得した測定結果（ここでは、電圧Ｖ１の測定結果及び電流Ｉ１の測定結果）のうちの特定の周波数帯域の成分を抽出するように正規化した値に基づいて、複数の給電路Ｌ１においてアーク故障の発生の可能性があるか否かを判定してもよい。電流Ｉ１の測定結果を正規化する演算例は、実施の形態１にて示す第１演算例～第３演算例の各々において、「電圧」を「電流」に置き換えればよい。
　［動作］
　以下、実施の形態２に係るアーク検出装置１の動作の一例について図５を用いて説明する。図５は、実施の形態２に係るアーク検出装置１の動作例を示すフローチャートである。
　まず、取得部１１は、電圧計２２から所定周期で電圧Ｖ１の測定結果を取得する（Ｓ２１）。また、取得部１１は、電流計２３から所定周期で電流Ｉ１の測定結果を取得する（Ｓ２２）。処理Ｓ２１，Ｓ２２は、アーク検出方法の取得ステップＳＴ２１に相当する。
　次に、判定部１２は、取得部１１にて取得した電圧Ｖ１の測定結果のうちの瞬時電圧と、取得部１１にて取得した電流Ｉ１の測定結果のうちの瞬時電流と、の積を演算することにより、対象給電路Ｌ０に供給される瞬時電力を求める（Ｓ２３）。そして、判定部１２は、演算により求めた瞬時電力を周波数分析することで、複数の給電路Ｌ１においてアーク故障の発生の可能性があるか否かを判定する（Ｓ２４）。処理Ｓ２３，Ｓ２４は、アーク検出方法の判定ステップＳＴ２２に相当する。
　判定部１２にてアーク故障の発生の可能性があると判定された場合（Ｓ２５：Ｙｅｓ）、限流部１３は、複数の給電路Ｌ１に流れる電流を一時的に停止させる（Ｓ２６）。一方、判定部１２にてアーク故障の発生の可能性がないと判定された場合（Ｓ２５：Ｎｏ）、アーク検出装置１の処理が終了する。そして、限流部１３は、複数の給電路Ｌ１に流れる電流を停止してから所定時間後に、複数の給電路Ｌ１に流れる電流の一時的な停止を解除する（Ｓ２７）。その後、補助判定部１４は、取得部１１にて取得した電圧Ｖ１の測定結果に基づいて、複数の給電路Ｌ１においてアーク故障が発生しているか否かを判定する（Ｓ２８）。
　補助判定部１４にてアーク故障が発生していると判定された場合（Ｓ２９：Ｙｅｓ）、報知部１５は、アーク故障の発生を報知する（Ｓ３０）。一方、補助判定部１４にてアーク故障が発生していないと判定された場合（Ｓ２９：Ｎｏ）、アーク検出装置１の処理が終了する。以下、上記の一連の処理Ｓ２１～Ｓ３０が繰り返される。
　［利点］
　以下、実施の形態２に係るアーク検出装置１の利点について説明する。実施の形態２に係るアーク検出装置１は、実施の形態１と同様に、対象給電路Ｌ０でアーク故障の発生の可能性があるか否かのみならず、他の給電路Ｌ１でアーク故障の発生の可能性があるか否かを判定することが可能である。したがって、実施の形態２に係るアーク検出装置１は、直流電源２から分岐した複数の給電路Ｌ１でのアーク故障の発生を検出することができる、という利点がある。また、実施の形態２に係るアーク検出装置１は、実施の形態１と同様に、複数の給電路Ｌ１のうちのいずれか１つの給電路Ｌ１（対象給電路Ｌ０）にアーク検出装置１を設ければよく、かつ、その場所も限定されないことから、設置の自由度が高い、という利点もある。
　ところで、対象給電路Ｌ０に印加される電圧Ｖ１は、対象給電路Ｌ０の有する抵抗に電流Ｉ１が流れることによる電圧降下によって減衰しやすい。このため、判定部１２による判定精度を向上するためには、電圧Ｖ１の測定結果のみならず、対象給電路Ｌ０に流れる電流Ｉ１の測定結果も参照して判定することが好ましい。すなわち、対象給電路Ｌ０にてアーク故障が発生した場合、又はアーク故障の発生の可能性がある場合、対象給電路Ｌ０に流れる電流Ｉ１にノイズが生じるからである。また、対象給電路Ｌ０以外のいずれかの給電路Ｌ１にてアーク故障が発生した場合、又はアーク故障の発生の可能性がある場合でも、微弱ではあるが対象給電路Ｌ０に流れる電流Ｉ１にノイズが生じ得るからである。
　ここで、判定部１２が、取得部１１にて取得した電圧Ｖ１の測定結果及び電流Ｉ１の測定結果の各々について周波数分析を行うことが考えられるが、この場合、演算負荷が大きくなりがちである。そこで、実施の形態２では、判定部１２は、まず取得部１１にて取得した電圧Ｖ１の測定結果のうちの瞬時電圧と、電流Ｉ１の測定結果のうちの瞬時電流と、の積を演算することにより、対象給電路Ｌ０に供給される瞬時電力を求めている。そして、判定部１２は、演算により求めた瞬時電力について周波数分析を行っている。したがって、実施の形態２に係るアーク検出装置１は、取得部１１にて取得した電圧Ｖ１の測定結果及び電流Ｉ１の測定結果の各々について周波数分析を行う場合と比較して、演算負荷を低減することができる、という利点もある。
　（その他の実施の形態）
　以上、実施の形態１，２について説明したが、本発明は、上記実施の形態１，２に限定されるものではない。以下、実施の形態１，２の変形例について列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせてもよい。
　実施の形態１，２では、電圧計２２はアーク検出装置１とは別の機器であるが、アーク検出装置１に内蔵されていてもよい。同様に、実施の形態２では、電流計２３はアーク検出装置１とは別の機器であるが、アーク検出装置１に内蔵されていてもよい。
　実施の形態１，２では、アーク検出装置１は直流電源２に設けられているが、これに限定されない。例えば、アーク検出装置１は、直流電源２とは別の機器として給電路Ｌ１に接続されていてもよい。この場合、アーク検出装置１は、直流電源２との間で有線通信又は無線通信により通信可能に構成されていれば、直流電源２に対して判定部１２の判定結果に応じた指示を与えることが可能である。
　また、アーク検出装置１は、複数の分岐路Ｌ１２のうちのいずれか１つの分岐路Ｌ１２に接続されていてもよい。この場合、負荷３側に取り付けることで、負荷３に流れる電流を調整しやすくなる、という利点がある。例えば、アーク検出装置１を分岐路Ｌ１２に接続することで、補助判定部１４による判定が行いやすくなる。
　実施の形態１，２において、限流部１３は、各給電路Ｌ１に流れる電流を一時的に停止する代わりに、各給電路Ｌ１に流れる電流を一時的に限流してもよい。例えば、限流部１３は、アーク放電が維持できない程度まで各給電路Ｌ１に流れる電流を一時的に限流してもよい。
　実施の形態２では、対象給電路Ｌ０に流れる電流Ｉ１が零であるか、又は殆ど零である場合、瞬時電力を算出することが難しい。そこで、このような場合、判定部１２は、実施の形態１と同様に、取得部１１にて取得した電圧Ｖ１の測定結果のうちの特定の周波数帯域の成分に基づいて、複数の給電路Ｌ１においてアーク故障の発生の可能性があるか否かを判定してもよい。
　実施の形態１，２において、アーク検出装置１は、限流部１３及び補助判定部１４は備えていなくてもよい。つまり、アーク検出装置１は、判定部１２による１回の判定のみで、アーク故障の発生の可能性があるか否かを判定してもよい。
　実施の形態１，２において、アーク検出装置１は、報知部１５を備えていなくてもよい。
　例えば、本発明は、アーク検出装置１等として実現できるだけでなく、アーク検出装置１を構成する各構成要素が行うステップ（処理）を含むアーク検出方法として実現できる。
　具体的には、アーク検出方法は、取得ステップＳＴ１１と、判定ステップＳＴ１２と、を含む。取得ステップＳＴ１１では、直流電源２から電力が供給される複数の給電路Ｌ１のうちのいずれか１つの対象給電路Ｌ０に印加される電圧Ｖ１の測定結果を取得する。判定ステップＳＴ１２では、取得ステップＳＴ１１にて取得した電圧Ｖ１の測定結果のうちの特定の周波数帯域の成分に基づいて、複数の給電路Ｌ１においてアーク故障の発生の可能性があるか否かを判定する。
　また、アーク検出方法は、取得ステップＳＴ２１と、判定ステップＳＴ２２と、を含む。取得ステップＳＴ２１では、直流電源２から電力が供給される複数の給電路Ｌ１のうちのいずれか１つの対象給電路Ｌ０に印加される電圧Ｖ１の測定結果と、対象給電路Ｌ０に流れる電流Ｉ１の測定結果と、を取得する。判定ステップＳＴ２２では、取得ステップＳＴ２１にて取得した電圧Ｖ１の測定結果のうちの瞬時電圧と、取得ステップＳＴ２１にて取得した電流Ｉ１の測定結果のうちの瞬時電流と、の積の特定の周波数帯域の成分に基づいて、複数の給電路Ｌ１においてアーク故障の発生の可能性があるか否かを判定する。
　例えば、それらのステップは、１以上のプロセッサを有するコンピュータ（コンピュータシステム）によって実行されてもよい。そして、本発明は、それらの方法に含まれるステップを、コンピュータに実行させるためのプログラムとして実現できる。さらに、本発明は、そのプログラムを記録したＣＤ－ＲＯＭ等である非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体として実現できる。具体的には、プログラムは、１以上のプロセッサに、上記のアーク検出方法を実行させる。
　上記各実施の形態に係るアーク検出装置１は、マイコンによってソフトウェア的に実現されたが、パーソナルコンピュータなどの汎用コンピュータにおいてソフトウェア的に実現されてもよい。さらに、アーク検出装置１は、Ａ／Ｄ変換器、論理回路、ゲートアレイ、Ｄ／Ａ変換器等で構成される専用の電子回路によってハードウェア的に実現されてもよい。
　その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
　（まとめ）
　以上述べたように、アーク検出装置１は、取得部１１と、判定部１２と、を備える。取得部１１は、直流電源２から電力が供給される複数の給電路Ｌ１のうちのいずれか１つの対象給電路Ｌ０に印加される電圧Ｖ１の測定結果を取得する。判定部１２は、取得部１１にて取得した電圧Ｖ１の測定結果のうちの特定の周波数帯域の成分に基づいて、複数の給電路Ｌ１においてアーク故障の発生の可能性があるか否かを判定する。
　このようなアーク検出装置１によれば、対象給電路Ｌ０でアーク故障の発生の可能性があるか否かのみならず、他の給電路Ｌ１でアーク故障の発生の可能性があるか否かを判定することが可能である。したがって、このようなアーク検出装置１によれば、直流電源２から分岐した複数の給電路Ｌ１でのアーク故障の発生を検出することができる、という利点がある。
　また、例えば、アーク検出装置１は、取得部１１と、判定部１２と、を備える。取得部１１は、直流電源２から電力が供給される複数の給電路Ｌ１のうちのいずれか１つの対象給電路Ｌ０に印加される電圧Ｖ１の測定結果と、対象給電路Ｌ０に流れる電流Ｉ１の測定結果と、を取得する。判定部１２は、取得部１１にて取得した電圧Ｖ１の測定結果のうちの瞬時電圧と、取得部１１にて取得した電流Ｉ１の測定結果のうちの瞬時電流と、の積の特定の周波数帯域の成分に基づいて、複数の給電路Ｌ１においてアーク故障の発生の可能性があるか否かを判定する。
　このようなアーク検出装置１によれば、対象給電路Ｌ０でアーク故障の発生の可能性があるか否かのみならず、他の給電路Ｌ１でアーク故障の発生の可能性があるか否かを判定することが可能である。したがって、このようなアーク検出装置１によれば、直流電源２から分岐した複数の給電路Ｌ１でのアーク故障の発生を検出することができる、という利点がある。
　また、例えば、アーク検出装置１では、判定部１２は、取得部１１にて取得した測定結果のうちの特定の周波数帯域の成分を抽出するように正規化した値に基づいて、複数の給電路Ｌ１においてアーク故障の発生の可能性があるか否かを判定する。
　このようなアーク検出装置１によれば、アーク故障の発生の可能性がある場合に生じ得る測定結果の変化分に焦点を当てて判定できるので、判定部１２による判定精度の向上が期待できる。
　また、例えば、アーク検出装置１は、限流部１３と、補助判定部１４と、を更に備える。限流部１３は、判定部１２にてアーク故障の発生の可能性があると判定された場合に、複数の給電路Ｌ１に流れる電流を一時的に低下させる。補助判定部１４は、限流部１３による複数の給電路Ｌ１に流れる電流の一時的な低下が解除された後に、複数の給電路Ｌ１においてアーク故障が発生しているか否かを判定する。
　このようなアーク検出装置１によれば、複数の給電路Ｌ１においてアーク故障が発生しているか否かを誤って判定してしまうのを防ぎやすい。
　また、例えば、アーク検出装置１では、補助判定部１４は、取得部１１にて取得した電圧Ｖ１の測定結果のうちの直流成分に基づいて、複数の給電路Ｌ１においてアーク故障が発生しているか否かを判定する。
　このようなアーク検出装置１によれば、電圧Ｖ１の測定結果について周波数分析を行う場合と比較して、演算負荷が小さくて済む。
　また、例えば、アーク検出装置１では、複数の給電路Ｌ１は、分岐点Ｐ１に対して並列に接続されてそれぞれ１以上の負荷３が接続可能な複数の分岐路Ｌ１２を含んでいる。アーク検出装置１は、複数の分岐路Ｌ１２のうちのいずれか１つの分岐路Ｌ１２に接続される。
　このようなアーク検出装置１によれば、負荷３側に取り付けることで、負荷３に流れる電流を調整しやすくなる、という利点がある。例えば、このようなアーク検出装置１によれば、補助判定部１４による判定が行いやすくなる。
　また、例えば、アーク検出システム１００は、上記のアーク検出装置１と、複数の給電路Ｌ１に電力を供給する直流電源２と、を備える。
　このようなアーク検出システム１００によれば、直流電源２から分岐した複数の給電路Ｌ１でのアーク故障の発生を検出することができる、という利点がある。
　また、例えば、アーク検出方法は、取得ステップＳＴ１１と、判定ステップＳＴ１２と、を含む。取得ステップＳＴ１１では、直流電源２から電力が供給される複数の給電路Ｌ１のうちのいずれか１つの対象給電路Ｌ０に印加される電圧Ｖ１の測定結果を取得する。判定ステップＳＴ１２では、取得ステップＳＴ１１にて取得した電圧Ｖ１の測定結果のうちの特定の周波数帯域の成分に基づいて、複数の給電路Ｌ１においてアーク故障の発生の可能性があるか否かを判定する。
　このようなアーク検出方法によれば、直流電源２から分岐した複数の給電路Ｌ１でのアーク故障の発生を検出することができる、という利点がある。
　また、例えば、アーク検出方法は、取得ステップＳＴ２１と、判定ステップＳＴ２２と、を含む。取得ステップＳＴ２１では、直流電源２から電力が供給される複数の給電路Ｌ１のうちのいずれか１つの対象給電路Ｌ０に印加される電圧Ｖ１の測定結果と、対象給電路Ｌ０に流れる電流Ｉ１の測定結果と、を取得する。判定ステップＳＴ２２では、取得ステップＳＴ２１にて取得した電圧Ｖ１の測定結果のうちの瞬時電圧と、取得ステップＳＴ２１にて取得した電流Ｉ１の測定結果のうちの瞬時電流と、の積の特定の周波数帯域の成分に基づいて、複数の給電路Ｌ１においてアーク故障の発生の可能性があるか否かを判定する。
　このようなアーク検出方法によれば、直流電源２から分岐した複数の給電路Ｌ１でのアーク故障の発生を検出することができる、という利点がある。
　また、例えば、プログラムは、１以上のプロセッサに、上記のアーク検出方法を実行させる。
　このようなプログラムによれば、直流電源２から分岐した複数の給電路Ｌ１でのアーク故障の発生を検出することができる、という利点がある。
　１００　アーク検出システム
　１　アーク検出装置
　１１　取得部
　１２　判定部
　１３　限流部
　１４　補助判定部
　２　直流電源
　３　負荷
　Ｉ１　電流
　Ｌ１　給電路
　Ｌ０　対象給電路
　Ｌ１２　分岐路
　Ｐ１　分岐点
　ＳＴ１１，ＳＴ２１　取得ステップ
　ＳＴ１２，ＳＴ２２　判定ステップ
　Ｖ１　電圧

Claims (10)

  1. 　直流電源から電力が供給される複数の給電路のうちのいずれか１つの対象給電路に印加される電圧の測定結果を取得する取得部と、
    　前記取得部にて取得した前記電圧の測定結果のうちの特定の周波数帯域の成分に基づいて、前記複数の給電路においてアーク故障の発生の可能性があるか否かを判定する判定部と、を備える、
    　アーク検出装置。
  2. 　直流電源から電力が供給される複数の給電路のうちのいずれか１つの対象給電路に印加される電圧の測定結果と、前記対象給電路に流れる電流の測定結果と、を取得する取得部と、
    　前記取得部にて取得した前記電圧の測定結果のうちの瞬時電圧と、前記取得部にて取得した前記電流の測定結果のうちの瞬時電流と、の積の特定の周波数帯域の成分に基づいて、前記複数の給電路においてアーク故障の発生の可能性があるか否かを判定する判定部と、を備える、
    　アーク検出装置。
  3. 　前記判定部は、前記取得部にて取得した測定結果のうちの前記特定の周波数帯域の成分を抽出するように正規化した値に基づいて、前記複数の給電路において前記アーク故障の発生の可能性があるか否かを判定する、
    　請求項１又は２に記載のアーク検出装置。
  4. 　前記判定部にて前記アーク故障の発生の可能性があると判定された場合に、前記複数の給電路に流れる電流を一時的に低下させる限流部と、
    　前記限流部による前記複数の給電路に流れる電流の一時的な低下が解除された後に、前記複数の給電路において前記アーク故障が発生しているか否かを判定する補助判定部と、を更に備える、
    　請求項１～３のいずれか１項に記載のアーク検出装置。
  5. 　前記補助判定部は、前記取得部にて取得した前記電圧の測定結果のうちの直流成分に基づいて、前記複数の給電路において前記アーク故障が発生しているか否かを判定する、
    　請求項４に記載のアーク検出装置。
  6. 　前記複数の給電路は、分岐点に対して並列に接続されてそれぞれ１以上の負荷が接続可能な複数の分岐路を含んでおり、
    　前記アーク検出装置は、前記複数の分岐路のうちのいずれか１つの分岐路に接続される、
    　請求項１～５のいずれか１項に記載のアーク検出装置。
  7. 　請求項１～６のいずれか１項に記載のアーク検出装置と、
    　前記複数の給電路に電力を供給する前記直流電源と、を備える、
    　アーク検出システム。
  8. 　直流電源から電力が供給される複数の給電路のうちのいずれか１つの対象給電路に印加される電圧の測定結果を取得する取得ステップと、
    　前記取得ステップにて取得した前記電圧の測定結果のうちの特定の周波数帯域の成分に基づいて、前記複数の給電路においてアーク故障の発生の可能性があるか否かを判定する判定ステップと、を含む、
    　アーク検出方法。
  9. 　直流電源から電力が供給される複数の給電路のうちのいずれか１つの対象給電路に印加される電圧の測定結果と、前記対象給電路に流れる電流の測定結果と、を取得する取得ステップと、
    　前記取得ステップにて取得した前記電圧の測定結果のうちの瞬時電圧と、前記取得ステップにて取得した前記電流の測定結果のうちの瞬時電流と、の積の特定の周波数帯域の成分に基づいて、前記複数の給電路においてアーク故障の発生の可能性があるか否かを判定する判定ステップと、を含む、
    　アーク検出方法。
  10. 　１以上のプロセッサに、
    　請求項８又は９に記載のアーク検出方法を実行させる、
    　プログラム。
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