JP2012083175A - Grounding detecting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、地絡検出装置に係り、特に、正極母線または負極母線が地絡されたことを検出する地絡検出装置に関する。 The present invention relates to a ground fault detection apparatus, and more particularly, to a ground fault detection apparatus that detects that a positive or negative bus is grounded.
二次電池等の蓄電装置を利用することで、エネルギの有効活用がなされている。例えば、近年、環境に優しいクリーンエネルギとして太陽光発電システムの開発が盛んに行なわれているが、太陽光を電力に変換する光電変換モジュールは蓄電機能を備えていないため、二次電池と組み合わせて使用されることがある。例えば、光電変換モジュールにより発電された電力を一旦二次電池に充電して、外部負荷の要求等に応じて二次電池から放電する充放電制御によってエネルギの有効活用が行なわれている。 Energy is effectively used by using a power storage device such as a secondary battery. For example, in recent years, a photovoltaic power generation system has been actively developed as environmentally friendly clean energy, but since a photoelectric conversion module that converts sunlight into electric power does not have a storage function, it is combined with a secondary battery. Sometimes used. For example, energy is effectively used by charge / discharge control in which electric power generated by a photoelectric conversion module is once charged in a secondary battery and discharged from the secondary battery in response to a request from an external load or the like.
本発明に関連する技術として、例えば、特許文献1には、太陽電池と、この太陽電池で充電される複数の二次電池と、各々の二次電池と太陽電池との間に接続されて二次電池の充電を制御する充電スイッチと、各々の二次電池と負荷との間に接続してなる放電スイッチと、充電スイッチと放電スイッチとを制御する制御回路とを備える太陽電池の電源装置が開示されている。ここでは、制御回路が、複数の充電スイッチを制御して充電する二次電池の優先順位を特定し、優先順位の高い二次電池を優先順位の低い二次電池よりも先に充電し、優先順位の高い二次電池が所定容量充電されると、優先順位の低い二次電池を充電するようにしてなることが開示されている。
As a technique related to the present invention, for example,
ところで、二次電池の正極側端子に接続される正極母線及び二次電池の負極側端子に接続される負極母線が、接地(アース)されていない電力供給システムがある。この場合に、正極母線または負極母線が地絡したときに、電位が変動するため好適な電力供給をすることができない可能性があるため、地絡の発生を検出することが望まれる。 By the way, there is a power supply system in which the positive bus connected to the positive terminal of the secondary battery and the negative bus connected to the negative terminal of the secondary battery are not grounded. In this case, when the positive bus or the negative bus has a ground fault, it may be impossible to supply a suitable power because the potential fluctuates. Therefore, it is desirable to detect the occurrence of a ground fault.
本発明の目的は、地絡の発生を検出する地絡検出装置を提供することである。 The objective of this invention is providing the ground fault detection apparatus which detects generation | occurrence | production of a ground fault.
本発明に係る地絡検出装置は、二次電池部の正極側に接続される正極母線と接地電位箇所との第1経路を接続/遮断する第1スイッチ回路と、二次電池部の負極側に接続される負極母線と接地電位箇所との第2経路を接続/遮断する第2スイッチ回路と、第1経路又は第2経路の電流に基づいて正極母線又は負極母線が地絡していることを検出する地絡検出部と、を備えることを特徴とする。 A ground fault detection device according to the present invention includes a first switch circuit that connects / cuts off a first path between a positive electrode bus connected to a positive electrode side of a secondary battery unit and a ground potential location, and a negative electrode side of the secondary battery unit The second switch circuit for connecting / cutting off the second path between the negative electrode bus connected to the ground and the ground potential location, and the positive or negative bus is grounded based on the current in the first path or the second path And a ground fault detection unit for detecting.
上記構成の地絡検出装置によれば、第1経路又は第2経路の電流に基づいて正極母線又は負極母線が地絡していることを検出することができる。 According to the ground fault detection device having the above configuration, it is possible to detect that the positive bus or the negative bus is grounded based on the current of the first path or the second path.
以下に図面を用いて、本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。以下では、二次電池は、リチウムイオン二次電池であるものとして説明するが、これ以外の充放電可能な蓄電池であってもよい。例えば、ニッケル水素二次電池、ニッケルカドミウム蓄電池、鉛蓄電池、金属リチウムイオン二次電池等であってもよい。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following description, the secondary battery is described as being a lithium ion secondary battery, but other storage batteries that can be charged and discharged may be used. For example, a nickel hydride secondary battery, a nickel cadmium storage battery, a lead storage battery, a metal lithium ion secondary battery, or the like may be used.
また、以下では、全ての図面において、同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。 Also, in the following, in all the drawings, the same symbols are attached to the same elements, and the duplicate description is omitted. In the description in the text, the symbols described before are used as necessary.
図1は、地絡検出装置100と、制御部70と、地絡検出装置100によって地絡検出される電力供給システム10と、を示す図である。最初に、電力供給システム10について説明し、その後に地絡検出装置100、制御部70について説明する。
FIG. 1 is a diagram illustrating a ground
電力供給システム10は、太陽電池モジュール20と、ブレーカ部25a,25b,25cと、二次電池部30a,30b,30cと、切替装置40と、負荷75とを含んで構成される。
The
太陽電池モジュール20は、太陽光を電力に変換する光電変換装置である。太陽電池モジュール20の正極側端子は、正極母線1によって充電用スイッチ回路402の一方側端子402aに接続されている。太陽電池モジュール20の負極側端子は、負極母線2によってブレーカ部25a,25b,25cの負極側ブレーカ252,254,256の負極側端子252b,254b,256bと、負荷75の負極側端子に接続されている。なお、太陽電池モジュール20によって発電された発電電力は直流電力である。
The
二次電池部30a,30b,30cは、それぞれ複数の二次電池を直列に接続して構成されている。なお、各二次電池は、炭素物質で構成された負極と、リチウムイオンが移動するための電解液と、リチウムイオンを可逆的に出し入れできる正極活物質とを含んで構成される。
Each of the
二次電池部30aの正極側端子は、ブレーカ部25aの正極側ブレーカ251を介して並列処理回路部404に接続され、負極側端子は、ブレーカ部25aの負極側ブレーカ252を介して負極母線2に接続されている。また、図1に示されるように、二次電池部30b及び二次電池30cも二次電池30aと同様の構成を有する。
The positive electrode side terminal of the
ブレーカ部25a,25b,25cは、二次電池部30a,30b,30cを保護する必要がある時に、制御部70によって遮断制御される装置である。
The
ブレーカ部25aは、正極側ブレーカ251と負極側ブレーカ252とを含んで構成される。正極側ブレーカ251は、一方側端子251aが並列処理回路部404に接続され、他方側端子251bが二次電池部30aの正極側端子に接続される遮断回路である。負極側ブレーカ252は、一方側端子252aが二次電池部30aの負極側端子に接続され、他方側端子252bが負極母線2に接続される遮断回路である。また、図1に示されるように、ブレーカ部25b及びブレーカ部25cもブレーカ部25aと同様の構成を有する。
The
切替装置40は、充電用スイッチ回路402と、並列処理回路部404と、放電用スイッチ回路406とを含んで構成される。
The
並列処理回路部404は、スイッチ回路41a,41b,41cと、抵抗素子42a,42b,42cと、を含んで構成される。
The parallel
スイッチ回路41aは、一方側端子410aが充電用スイッチ回路402の他方側端子402bと放電用スイッチ回路406の一方側端子406aとに接続され、他方側端子411aが正極側ブレーカ251の一方側端子251aと接続されるスイッチである。スイッチ回路41aは、例えば、電界効果トランジスタ(FET)を用いて構成することができ、この場合、一方側端子402aにカソード端子が接続され、他方側端子402bにアノード端子が接続される寄生ダイオードが形成される。また、図1に示されるように、スイッチ回路41b及びスイッチ回路41cもスイッチ回路41aと同様の構成を有する。
In the switch circuit 41a, one
抵抗素子42aは、一方側端子が充電用スイッチ回路402の他方側端子402bと放電用スイッチ回路406の一方側端子406aとに接続され、他方側端子が正極側ブレーカ251の一方側端子251aと接続される。つまり、抵抗素子42aは、スイッチ回路41aに対して並列に接続されている。また、抵抗素子42b及び抵抗素子42cも抵抗素子41aと同様の構成を有する。
The resistance element 42 a has one terminal connected to the
ここで、並列処理回路部404の作用について述べると、通常動作時は、スイッチ回路41a,41b,41cは、制御部70により、正極側端子側の電圧の電位差に応じてオン/オフ制御されている。また、スイッチ回路41a,41b,41cのオン抵抗値は、それぞれ抵抗素子42a,42b,42cの抵抗値に比べて小さい。したがって、制御部70によって充電用スイッチ回路402もオンに制御されている場合には、太陽電池モジュール20によって発電された発電電力がスイッチ回路41a,41b,41cを介してそれぞれ二次電池部30a,30b,30cに充電される。
Here, the operation of the parallel
そして、例えば、二次電池部30bを交換した場合、正極側ブレーカ253の一方側端子253aと正極側ブレーカ251,255の一方側端子251a,255aとの間で電圧差ができ、このとき制御部70によって、スイッチ回路41bはオフに制御される。これにより、太陽電池モジュール20によって発電された発電電力は、スイッチ回路41a,41cを介して二次電池部30a,30cには充電されるが二次電池30bには充電されないこととなる。そして、二次電池部30bの電圧が二次電池部30a、30bの電圧よりも小さい場合、正極側ブレーカ251,255の一方側端子251a,255aと正極側ブレーカ253の一方側端子253aとの間で電圧差が発生するため、抵抗素子42a及び抵抗素子42b、あるいは、抵抗素子42c及び抵抗素子42bを介して正極側ブレーカ253側に向かって電流が流れ、上記電圧差が小さくなる。
For example, when the
充電用スイッチ回路402は、一方側端子402aが正極母線1によって太陽電池モジュール20の正極側端子に接続され、他方側端子402bが正極母線1によってスイッチ回路41a,41b,41cの一方側端子410a,410b,410c及び抵抗素子42a,42b,42cの一方側端子と放電用スイッチ回路406の一方側端子406aとに接続されるスイッチである。充電用スイッチ回路402のスイッチング制御は、制御部70の制御によってなされる。なお、充電用スイッチ回路402は、例えば、電界効果トランジスタ(FET)を用いて構成することができ、この場合、他方側端子402bにアノード端子が接続され、一方側端子402aにカソード端子が接続される寄生ダイオードが形成される。
In the charging
放電用スイッチ回路406は、一方側端子406aが正極母線1によって充電用スイッチ回路402の他方側端子402bとスイッチ回路41a,41b,41cの一方側端子410a,410b,410c及び抵抗素子42a,42b,42cの一方側端子に接続されるスイッチである。また、放電用スイッチ回路406は、他方側端子406bが正極母線1によって負荷75に接続されるスイッチである。放電用スイッチ回路406のスイッチング制御は、制御部70の制御によってなされる。なお、放電用スイッチ回路406は、例えば、電界効果トランジスタ(FET)を用いて構成することができ、この場合、一方側端子406aにカソード端子が接続され、他方側端子406bにアノード端子が接続される寄生ダイオードが形成される。
The
負荷75は、一方側端子が正極母線1によって放電用スイッチ回路406の他方側端子406bと接続され、他方側端子が正極母線2に接続される負荷装置である。ここでは、負荷75は、直流電力で動作する負荷であり、例えば、パーソナルコンピュータ等を用いることができる。
The
次に、地絡検出装置100について説明する。地絡検出装置100は、第1抵抗素子80と、第1スイッチ回路82と、地絡検出部90と、第2スイッチ回路84と、第2抵抗素子86とを含んで構成される。
Next, the ground
第1抵抗素子80は、一方側端子が正極母線1と接続され、他方側端子が第1スイッチ回路82の一方側端子82aと接続される抵抗素子である。なお、第1抵抗素子80の抵抗値は、負極母線2が地絡した際に流れる電流値を抑制するために予め定められた値である。
The
第1スイッチ回路82は、一方側端子82aが第1抵抗素子80の他方側端子と接続され、他方側端子82bが第2スイッチ回路84の一方側端子84aと地絡検出部90の一方側端子90aとに接続される。また、第1スイッチ回路82は、例えば、電界効果トランジスタ(FET)を用いて構成することができ、この場合、一方側端子82aにアノード端子が接続され、他方側端子82bにカソード端子が接続される寄生ダイオードが形成される。なお、第1スイッチ回路82のスイッチング制御は、制御部70によってなされる。
The
第2スイッチ回路84は、一方側端子84aが第1スイッチ回路82の他方側端子82bと地絡検出部90の一方側端子90aとに接続され、他方側端子84bが第2抵抗素子86の一方側端子に接続される。また、第2スイッチ回路84は、例えば、電界効果トランジスタ(FET)を用いて構成することができ、この場合、一方側端子84aにカソード端子が接続され、他方側端子84bにアノード端子が接続される寄生ダイオードが形成される。なお、第2スイッチ回路84のスイッチング制御は、制御部70によってなされる。
The second switch circuit 84 has one terminal 84 a connected to the
第2抵抗素子86は、一方側端子が第2スイッチ回路84の他方側端子と接続され、他方側端子が負極母線2と接続される抵抗素子である。なお、第2抵抗素子86の抵抗値は、正極母線1が地絡した際に流れる電流値を抑制するために予め定められた値である。
The
地絡検出部90は、I/V変換用抵抗素子91と、高周波数用フィルタ92と、全波整流回路93と、低周波数用フィルタ94と、コンパレータ95と、基準電圧回路96と、抵抗素子97、容量素子98と、判定回路99とを含んで構成される。地絡検出部90は、一方側端子90aが第1スイッチ回路82と第2スイッチ回路84の接続点に接続され、他方側端子90bが接地される。
The
I/V変換用抵抗素子91は、一方側端子が一方側端子90aを介して第1スイッチ回路82と第2スイッチ回路84との接続点に接続され、他方側端子が他方側端子90bを介して接地される抵抗素子である。そして、I/V変換用抵抗素子91を流れる電流は、その抵抗成分によって電圧に変換される。
The I / V
高周波数用フィルタ92は、2つの入力側端子がI/V変換用抵抗素子91の両側端子に接続され、出力側端子が全波整流回路93の入力側端子に接続されるフィルタ回路である。そして、高周波数用フィルタ92は、I/V変換用抵抗素子91から出力される電圧信号を入力として受け取り、当該電圧信号のうち、高周波数(例えば、15kHz〜20kHz)成分をカットするフィルタとして機能する。
The
全波整流回路93は、入力側端子が高周波数用フィルタ92の出力側端子と接続され、出力側端子が低周波数用フィルタ94の入力側端子と接続される整流回路である。そして、全波整流回路93は、高周波数用フィルタ92によってフィルタリングされた電圧信号を全波整流する整流回路として機能する。
The full-
低周波数用フィルタ94は、入力側端子が全波整流回路93の出力側端子と接続され、出力側端子がコンパレータ95の第1入力側端子に接続されるフィルタ回路である。そして、低周波数用フィルタ94は、全波整流回路93によって整流された電圧信号のうち、低周波数(例えば、100Hz〜120Hz)成分をカットするフィルタ回路である。
The
基準電圧回路96は、一方側端子がコンパレータ95の第2入力側端子と接続され、他方側端子が接地される回路である。そして、基準電圧回路96は、正極母線1または負極母線2が地絡したことを検出するために予め定められた基準電圧値(閾値)を出力する機能を有する。
The
コンパレータ95は、第1入力側端子が低周波数用フィルタ94の出力側端子と接続され、第2入力側端子が基準電圧回路96の一方側端子と接続され、出力側端子が抵抗素子97の一方側端子と接続される比較回路である。そして、コンパレータ95は、低周波数用フィルタ94によってフィルタリングされた電圧信号と、基準電圧回路96によって出力される電圧値とを比較する機能を有する。また、コンパレータ95は、当該電圧信号の値が基準電圧値よりも大きいときにはLowを出力し、当該電圧信号の値が基準電圧値よりも小さいときにはHighを出力する。
The
抵抗素子97は、一方側端子がコンパレータ95の出力側端子と接続され、他方側端子が容量素子98の一方側端子と判定回路99の入力側端子と接続される抵抗素子である。
The
容量素子98は、一方側端子が抵抗素子97の他方側端子と判定回路99の入力側端子と接続され、他方側端子が接地される容量素子である。ここで、抵抗素子97と容量素子98とを併せて時定数回路として機能し、具体的には、コンパレータ95の出力値の変化に基づいて、抵抗素子97の抵抗値と容量素子98の容量値により定まる時定数で値を変化させる時定数回路として機能する。
The
判定回路99は、入力側端子は抵抗素子97の他方側端子と容量素子98の一方側端子と接続され、出力側端子が制御部70と接続される回路である。また、判定回路99は、抵抗素子97と容量素子98により形成される時定数回路の出力値(抵抗素子97の他方側端子と容量素子98の一方側端子の電位)がLowからHighに向かって変化している時間が予め定められた判定時間(例えば、2秒)を超えているか否かを判断する。そして、判定回路99は、上述した時定数回路の出力値の変化信号が当該判定時間を超えていない場合は地絡が発生していないと判定してLowを出力し、当該変化信号が当該判定時間を超えている場合に地絡が発生していると判定してHighを出力する機能を有する。
The
次に、制御部70について説明する。制御部70は、充放電処理部702と地絡対応処理部704とを含んで構成される。なお、制御部70の各構成は、ハードウェアで構成してもよく、ソフトウェアで構成することも可能である。
Next, the
充放電処理部702は、充電用スイッチ回路402、放電用スイッチ回路406のオンオフ制御を行う機能を有する。また、充放電処理部702は、太陽電池モジュール20によって発電された発電電力を一旦二次電池部30a,30b,30cに充電し、二次電池部30a,30b,30cから放電された放電電力を負荷75に供給するために、充電用スイッチ回路402及び放電用スイッチ回路406をオンする機能を有する。
The charge /
さらに、充放電処理部702は、二次電池部30a,30b,30cのSOCを取得し、二次電池部30a,30b,30cのSOCのうち少なくとも1つが所定の過充電基準値よりも大きくなったときに、二次電池部30a,30b,30cが過充電状態となることを防止するために、充電用スイッチ回路402をオフする機能を有する。
Further, the charge /
また、充放電処理部702は、二次電池部30a,30b,30cのSOCを取得し、二次電池部30a,30b,30cのSOCのうち少なくとも1つが所定の過放電基準値よりも小さくなったときに、二次電池部30a,30b,30cが過放電状態となることを防止するために、放電用スイッチ回路406をオフする機能を有する。
Further, the charge /
地絡対応処理部704は、第1スイッチ回路82、第2スイッチ回路84、ブレーカ部25a,25b,25cを制御する機能を有する。
The ground fault
また、地絡対応処理部704は、正極母線1が地絡しているか否かを検知するために、第1スイッチ回路82をオフし、第2スイッチ回路84をオンする機能を有する。ここで、正極母線1が地絡している場合には、接地側からI/V変換用抵抗素子91、第2スイッチ回路84、第2抵抗素子86を介して負極母線2側に電流が流れる電流パスが形成される。そして、正極母線1が地絡している場合には、地絡検出部90によって地絡していることが検知され、判定回路99の出力信号がHighとなる。このとき地絡対応処理部704は、正極母線1が地絡していると判断し、ブレーカ部25a,25b,25cを遮断する。
The ground fault
さらに、地絡対応処理部704は、負極母線2が地絡しているか否かを検知するために、第1スイッチ回路82をオンし、第2スイッチ回路84をオフする。ここで、負極母線2が地絡している場合には、正極母線1側から第1抵抗素子80、第1スイッチ回路82、I/V変換用抵抗素子91を介して接地側に電流が流れる電流パスが形成される。そして、負極母線2が地絡している場合には、地絡検出部90によって地絡していることが検知され、判定回路99の出力信号がHighとなる。このとき地絡対応処理部704は、負極母線2が地絡していると判断し、ブレーカ部25a,25b,25cを遮断する。
Further, the ground fault
続いて、上記構成の作用について、図2を用いて説明する。図2は、地絡検出装置100によって地絡検出される手順を示すフローチャートである。まず、最初に、第1スイッチ回路82及び第2スイッチ回路84をオフし、I/V変換用抵抗素子91に電流が流れていないことを確認する(S2)。この工程は、制御部70の地絡対応処理部704の機能によって実行される。これにより、地絡検出装置100が正常な状態にあるかどうかを確認する初期チェックを行う。
Next, the operation of the above configuration will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart showing a procedure for detecting a ground fault by the ground
次に、第1スイッチ回路82をオンする(S4)。この工程は、制御部70の地絡対応処理部704の機能によって実行される。これにより、負極母線2が地絡しているか否かの検知を開始する。次に、負極母線2の地絡検出が開始されてから5秒が経過したか否かを判断する(S6)。この工程は、制御部70の地絡対応処理部704の機能によって実行される。負極母線2の地絡検出が開始されてから5秒が経過したと判断したときは、S12へと進む。
Next, the
負極母線2の地絡検出が開始されてから5秒が経過していないと判断したときは、判定回路99の出力信号がHighであるか否かを判断する(S8)。この工程は、制御部70の地絡対応処理部704の機能により実行される。判定回路99の出力信号がLowのときは、再びS6へと戻る。
When it is determined that 5 seconds have not elapsed since the detection of the ground fault of the
判定回路99の出力信号がHighのときは、負極母線2が地絡していると判断し、ブレーカ部25a,25b,25cを遮断する(S10)。この工程は、制御部70の地絡対応処理部704の機能により実行される。
When the output signal of the
S12の工程において、第1スイッチ回路82をオフにてから3秒経過させた後(S12)、第2スイッチ回路84をオンにする(S14)。この工程は、制御部70の地絡対応処理部704の機能により実行される。これにより、負極母線2に関する地絡検出を終えて、正極母線1が地絡しているか否かの検知を開始する。なお、第1スイッチ回路82をオフにし、3秒経過してから第2スイッチ回路84をオンにしているのは、第1スイッチ回路82がオフに切り替わる直前で負極母線2が地絡していると検知され、コンパレータ95の出力がHighからLowに切り替わった際に、そのHigh信号が2秒以上経過しているか否かを判断する必要があることを考慮したことによる。
In step S12, after 3 seconds have elapsed since the
次に、正極母線1の地絡検出が開始されてから5秒が経過したか否かを判断する(S16)。この工程は、制御部70の地絡対応処理部704の機能によって実行される。正極母線1の地絡検出が開始されてから5秒が経過したと判断したときは、END処理へと進む。
Next, it is determined whether or not 5 seconds have elapsed since the detection of the ground fault of the
正極母線1の地絡検出が開始されてから5秒が経過していないと判断したときは、判定回路99の出力信号がHighであるか否かを判断する(S18)。この工程は、制御部70の地絡対応処理部704の機能により実行される。判定回路99の出力信号がLowのときは、再びS16へと戻る。
When it is determined that 5 seconds have not elapsed since the detection of the ground fault of the
判定回路99の出力信号がHighのときは、正極母線1が地絡していると判断し、ブレーカ部25a,25b,25cを遮断する(S18)。この工程は、制御部70の地絡対応処理部704の機能により実行される。
When the output signal of the
上記構成によれば、地絡検出装置100によって地絡検出された結果に基づいて、地絡が発生しているときに、ブレーカ部25a,25b,25cが遮断される。これにより、正極母線1または負極母線2が地絡したときに、万一、人が当該正極母線1または負極母線2に触った場合であっても感電することを防止することができる。
According to the above configuration, when the ground fault is generated based on the result of the ground fault detection performed by the ground
また、上記構成によれば、第1スイッチ回路82をオンして、第2スイッチ回路84をオフしたときに、負極母線2の地絡を検出できるとともに、第1スイッチ回路82をオンして、第2スイッチ回路84をオンしたときに、正極母線1の地絡を検出することができる。また、正極母線1または負極母線2ではなく、二次電池部30a,30b,30cにおいて、それぞれ直列接続された複数の二次電池の間で地絡が発生したときは、上記の正極母線1の地絡の検出の際及び負極母線2の地絡の検出の際のいずれの場合にも地絡が発生していると検出される。これにより、複数の二次電池の間で地絡が発生している場合であってもブレーカ部25a,25b,25cが遮断されるため、万一、人が当該正極母線1または負極母線2に触った場合であっても感電することを防止することができる。
In addition, according to the above configuration, when the
なお、上記構成によって、電力供給システム10において、地絡が発生していることが検出される一例について、図3を用いて説明する。図3は、正極母線1が地絡している場合に、その地絡の発生が検知されるときのタイミングチャートである。
Note that an example in which a ground fault is detected in the
まず、第1スイッチ回路82を5秒間オンして、負極母線2が地絡しているか否かを判定する。このとき、負極母線2では地絡が発生していないため、低周波数用フィルタ94の出力信号である電圧信号は基準電圧値(閾値)を超えていない。このため、コンパレータ95の出力もLowのままである。
First, the
そして、第1スイッチ回路82をオフしてから3秒経過させた後に、第2スイッチ回路84を5秒間オンして、正極母線1が地絡しているか否かを判定する。このとき、正極母線1で地絡が発生しており、低周波数用フィルタ94の電圧信号が閾値を超える期間は2秒以上継続する。これにより、判定回路99は、地絡が発生していると判定し、制御部70に対する出力信号をLowからHighへと変化させている。したがって、上記出力信号を受け取った制御部70は、地絡が発生している際の対応として、ブレーカ部25a,25b,25cの遮断を行うことができる。
Then, after 3 seconds have passed since the
なお、上記構成による地絡の検出は、例えば1日において1回程度行われる。この場合、地絡の検出は、充電用スイッチ回路402及び放電用スイッチ回路406がいずれもオン状態となっているときに行われることが好ましい。そのために、所定の間隔(例えば、10分)で地絡の検出を行う機会を設けて地絡検出をリトライさせるものとすることができる。具体的には、充電用スイッチ回路402及び放電用スイッチ回路406がいずれもオン状態となっている場合で地絡検出が行なえたときは、その日の地絡検出を終了させる。そして、充電用スイッチ回路402及び放電用スイッチ回路406のうち、いずれか一方のスイッチ回路がオン状態で他方がオフ状態となっている場合は、その状態で一旦地絡検出を行った後に、他方のスイッチ回路がオン状態となるまで地絡検出をリトライさせるようにすることができる。
In addition, the detection of the ground fault by the said structure is performed about once per day, for example. In this case, the ground fault is preferably detected when both the charging
1 正極母線、2 負極母線、10 電力供給システム、20 太陽電池モジュール、25a,25b,25c ブレーカ部、30a,30b,30c 二次電池部、40 切替装置、41a,41b,41c スイッチ回路、42a,42b,42c 抵抗素子、70 制御部、75 負荷、80 第1抵抗素子、82 第1スイッチ回路、84 第2スイッチ回路、86 第2抵抗素子、90 地絡検出部、91 I/V変換用抵抗素子、92 高周波数用フィルタ、93 全波整流回路、94 低周波数用フィルタ、95 コンパレータ、96 基準電圧回路、97 抵抗素子、98 容量素子、99 判定回路、100 地絡検出装置、251,253,255 正極側ブレーカ、252,254,256 負極側ブレーカ、402 充電用スイッチ回路、404 並列処理回路部、406 放電用スイッチ回路、702 充放電処理部、704 地絡対応処理部。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記二次電池部の負極側に接続される負極母線と前記接地電位箇所との第2経路を接続/遮断する第2スイッチ回路と、
前記第1経路又は前記第2経路の電流に基づいて前記正極母線又は前記負極母線が地絡していることを検出する地絡検出部と、を備えることを特徴とする地絡検出装置。 A first switch circuit for connecting / cutting off the first path between the positive electrode bus connected to the positive electrode side of the secondary battery unit and the ground potential location;
A second switch circuit for connecting / blocking a second path between the negative electrode bus connected to the negative electrode side of the secondary battery unit and the ground potential portion;
A ground fault detection device, comprising: a ground fault detection unit that detects that the positive bus or the negative bus is grounded based on the current of the first path or the second path.
前記地絡検出部は、前記第1経路又は前記第2経路のいずれか一方のみが接続されている状態において、前記電流に基づいて前記地絡を検出することを特徴とする地絡検出装置。 The ground fault detection device according to claim 1,
The ground fault detection device detects the ground fault based on the current in a state where only one of the first path and the second path is connected.
前記二次電池部は、複数の二次電池が直列接続されており、
前記地絡検出部は、
前記第1経路が接続されている状態における前記第1経路の電流と、前記第2経路が接続されている状態における前記第2経路の電流と、に基づいて前記複数の二次電池の間が地絡していることを検出することを特徴とする地絡検出装置。 The ground fault detection device according to claim 2,
In the secondary battery unit, a plurality of secondary batteries are connected in series,
The ground fault detector is
Based on the current of the first path in a state where the first path is connected and the current of the second path in a state where the second path is connected, between the plurality of secondary batteries. A ground fault detection device characterized by detecting a ground fault.
前記地絡検出部は、
地絡を検出したときに、前記二次電池部と直列に接続される遮断回路を遮断させるための信号を出力することを特徴とする地絡検出装置。 In the ground fault detection apparatus of any one of Claims 1-3,
The ground fault detector is
When detecting a ground fault, a ground fault detection device that outputs a signal for shutting off a cutoff circuit connected in series with the secondary battery unit.
前記地絡検出部は、
前記第1経路の電流又は前記第2経路の電流を電圧値に変換するI/V変換部と、
前記I/V変換部の出力値と前記所定の閾値とを比較する比較部と、
前記I/V変換部の出力値が前記所定の閾値を超えている時間が所定時間継続しているときに、地絡が発生していると判定する判定部と、
を含むことを特徴とする地絡検出装置。 In the ground fault detection apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The ground fault detector is
An I / V converter that converts the current of the first path or the current of the second path into a voltage value;
A comparator that compares the output value of the I / V converter with the predetermined threshold;
A determination unit that determines that a ground fault has occurred when a time during which an output value of the I / V conversion unit exceeds the predetermined threshold continues for a predetermined time;
A ground fault detection device comprising:
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