CN115777071A - 电弧检测装置、电弧检测***、电弧检测方法、以及程序 - Google Patents

Abstract

电弧检测装置(1)具备获得部(11)以及判断部(12)。获得部(11)获得由直流电源(2)提供电力而施加给多个馈电线(L1)中的任一个对象馈电线(L0)的电压(V1)的测量结果。判断部(12)根据由获得部(11)获得的电压(V1)的测量结果中的特定的频带的成分，对在多个馈电线(L1)中是否有发生电弧故障的可能性进行判断。

Description

电弧检测装置、电弧检测***、电弧检测方法、以及程序

技术领域

本发明涉及对在馈电线中是否有发生电弧故障的可能性进行判断的电弧检测装置、电弧检测***、电弧检测方法、以及程序。

背景技术

专利文献1公开了一种用于对电弧进行检测的电弧检测单元。该电弧检测单元具备：电压检测单元，对向端子台输入的输入侧的电线和从端子台输出的输出侧的电线之间的电压值进行测量；以及电流检测单元，对从端子台输出的输出侧的电线的电流值进行测量。并且，该电弧检测单元通过同时对电压检测单元的电压值的变动以及电流检测单元的电流值的变动进行检测，来识别电气噪声等以及端子台中的电弧。

(现有技术文献)

(专利文献)

专利文献1：日本特开2011/7765号公报

发明内容

本发明提供一种能够在从直流电源分支的多个馈电线中的电弧故障的发生进行检测的电弧检测装置、电弧检测***、电弧检测方法、以及程序。

本发明的一个形态所涉及的电弧检测装置具备获得部以及判断部。所述获得部获得电压的测量结果，所述电压是由直流电源提供电力而施加给多个馈电线中的任一个对象馈电线的电压。所述判断部根据由所述获得部获得的所述电压的测量结果中的特定的频带的成分，对在所述多个馈电线中是否有发生电弧故障的可能性进行判断。

本发明的一个形态所涉及的电弧检测装置具备获得部以及判断部。所述获得部获得电压的测量结果以及电流的测量结果，所述电压是由直流电源提供电力而施加给多个馈电线中的任一个对象馈电线的电压，所述电流是在所述对象馈电线中流动的电流。所述判断部根据由所述获得部获得的所述电压的测量结果中的瞬时电压和由所述获得部获得的所述电流的测量结果中的瞬时电流的乘积中的特定的频带的成分，对在所述多个馈电线中是否有发生电弧故障的可能性进行判断。

本发明的一个形态所涉及的电弧检测***具备上述的电弧检测装置以及向所述多个馈电线提供电力的所述直流电源。

本发明的一个形态所涉及的电弧检测方法包括获得步骤以及判断步骤。在所述获得步骤中，获得电压的测量结果，所述电压是由直流电源提供电力而施加给多个馈电线中的任一个对象馈电线的电压。在所述判断步骤中，根据所述获得步骤中获得的所述电压的测量结果中的特定的频带的成分，对在所述多个馈电线中是否有发生电弧故障的可能性进行判断。

本发明的一个形态所涉及的电弧检测方法包括获得步骤以及判断步骤。在所述获得步骤中，获得电压的测量结果以及电流的测量结果，所述电压是由直流电源提供电力而施加给多个馈电线中的任一个对象馈电线的电压，所述电流是在所述对象馈电线中流动的电流。在所述判断步骤中，根据所述获得步骤中获得的所述电压的测量结果中的瞬时电压和所述获得步骤中获得的所述电流的测量结果中的瞬时电流的乘积中的特定的频带的成分，对在所述多个馈电线中是否有发生电弧故障的可能性进行判断。

本发明的一个形态所涉及的程序使一个以上的处理器执行上述的电弧检测方法。

本发明的一个形态具有能够对在从直流电源分支的多个馈电线中的电弧故障的发生进行检测的优点。

附图说明

图1是示出实施方式1所涉及的适用了电弧检测装置的电弧检测***的构成的概要图。

图2是示出实施方式1所涉及的电弧检测装置的工作例的流程图。

图3是示出具有两个直流电源的DC配电网的一个例子的概要图。

图4是示出实施方式2所涉及的适用了电弧检测装置的电弧检测***的构成的概要图。

图5是示出实施方式2所涉及的电弧检测装置的工作例的流程图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。以下将要说明的实施方式均为示出本发明的一个具体的例子。因此，以下的实施方式所示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接方式、步骤、步骤的顺序等均为一个例子，其主旨并非是对本发明进行限定。

另外，各个图为模式图，并非严谨的图示。并且，在各个图中，对于实质上相同的构成赋予相同的符号，并省略或简化重复说明。

(实施方式1)

[构成]

利用图1对实施方式1所涉及的电弧检测装置以及电弧检测***进行说明。图1是示出实施方式1所涉及的适用了电弧检测装置1的电弧检测***100的构成的概要图。

电弧检测装置1是用于对在由直流电源2提供电力的多个馈电线L1中是否有发生电弧故障的可能性进行判断的装置。即，馈电线L1例如有因为外部原因或多年的老化等引起破损或断裂的可能性，而因这样的破损等进而导致电弧(电弧放电)发生，结果就是会有发生电弧故障的可能性。因此，电弧检测装置1用于检测在馈电线L1中有可能发生的电弧故障。在此所指的“是否有发生电弧故障的可能性”不仅包括“是否发生了电弧故障”，还包括“虽然现在还没有发生电弧故障，但在不久的将来有可能发生电弧故障”。

电弧检测装置1和直流电源2一起构成电弧检测***100。换而言之，电弧检测***100具备电弧检测装置1以及向多个馈电线L1提供电力的直流电源2。

具体而言，电弧检测装置1被用于所谓的DC(Direct Current：直流)配电网300。在实施方式1中，如图1所示，DC配电网300被构成为包括直流电源2与分支点P1之间的主馈电线L11、以及相对于分支点P1并联连接且每一个都能够与一个以上的负载3连接的多个分支馈电线L12。主馈电线L11以及多个分支馈电线L12中的任一个都是“馈电线L1”。也就是说，多个馈电线L1包括相对于分支点P1并联连接且每一个都能够与一个以上的负载3连接的多个分支馈电线L12。

各馈电线L1由与直流电源2的输出侧的正极连接的正极一侧的馈电线、以及与直流电源2的输出侧的负极连接的负极一侧的馈电线的这一对馈电线构成。因此，在实施方式1中，分支点P1是如下的两个连接点的组合，其中的一个连接点是指，主馈电线L11的正极一侧的馈电线与各分支馈电线L12的正极一侧的馈电线的连接点，另一个连接点是指，主馈电线L11的负极一侧的馈电线与各分支馈电线L12的负极一侧的馈电线的连接点。

另外，DC配电网300不仅可以具有一个分支点P1，还可以具有多个分支点P1。在这种情况下，DC配电网300按每个分支点P1来具有多个分支馈电线L12。并且，DC配电网300不仅可以具有一个直流电源2，还可以具有多个直流电源2。

以下，如图1所示，假设DC配电网300包括的直流电源2有一个，DC配电网300包括的分支点P1有一个，与分支点P1连接的分支馈电线L12有三个，并对其进行说明。也就是说，图1所示的DC配电网300具有一个主馈电线L11以及三个分支馈电线L12，也就是共具有四个馈电线L1。

在实施方式1中，直流电源2是具备AC/DC转换器21的电力转换器。直流电源2将从电力***200输出的交流电转换为直流电，并将转换后的直流电向主馈电线L11输出。向主馈电线L11输出的直流电经由分支点P1也向各分支馈电线L12输出。另外，直流电源2只要是对直流电进行输出的构成即可，也可以是太阳能电池等分布式电源或蓄电池等电源、或者是这些电源与电力转换器(例如，具备DC/DC转换器电路的电力转换器)的组合。

各分支馈电线L12例如由管道导轨构成，能够与一个以上的负载3连接。也就是说，一个以上的负载3能够自由地被配置在各分支馈电线L12的任意位置。当然，也可以预先决定能够与一个以上的负载3连接的各分支馈电线L12的设置场所。在实施方式1中，虽然各分支馈电线L12被配置在设施的天花板，但也可以被设置在设施的地板、墙壁、或家具上等。

负载3通过与分支馈电线L12进行连接，从而经由该分支馈电线L12来接受由直流电源2提供的直流电并进行驱动。在实施方式1中，虽然负载3是照明器具，但例如也可以是扬声器、摄像头、传感器、或USB PD(USB Power Delivery：功率传输协议)等。也就是说，负载3只要是能接受直流电并进行驱动的构成，则也可以是照明器具以外的设备。并且，在实施方式1中，虽然与各分支馈电线L12连接的负载3都是照明器具，种类仅有一种，但与各分支馈电线L12连接的负载3的种类也可以是多种。例如，与各分支馈电线L12连接的也可以是照明器具、扬声器、摄像头、传感器、USB PD。这些设备可以全部都与一个分支馈电线L12连接，也可以分开与多个分支馈电线L12连接。

对于多个分支馈电线L12，由直流电源2分别施加同等大小的电压。在此所指的“同等”不仅包括“完全相同”，也包括“几乎一致”。也就是说，施加给多个分支馈电线L12的每一个的电压之间可以有百分之几左右的误差。并且，根据与各分支馈电线L12连接的一个以上的负载3的状态(电源开关的开启/关闭等)，而在各分支馈电线L12中基本上流动着互不相同的电流。当然，根据分支馈电线L12的不同，在所连接的所有负载3的电源开关都关闭等的情况下，在该分支馈电线L12中也有可能几乎没有或完全没有电流流动。

电弧检测装置1作为用于对是否有发生电弧故障的可能性进行判断的功能构成要素而具备获得部11、判断部12、限流部13、辅助判断部14以及通知部15。电弧检测装置1例如是微机或者是具备微机的装置。微机是具有存放程序的ROM(Read Only Memory：只读存储器)和RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、执行程序的处理器(CPU：CentralProcessing Unit(中央处理器))、计时器、A/D转换器、以及D/A转换器等的半导体集成电路等。获得部11、判断部12、限流部13、辅助判断部14、以及通知部15中的任一个都可以由处理器执行上述的程序来实现。

获得部11获得由直流电源2提供电力而施加给多个馈电线L1中的任一个对象馈电线L0的电压V1的测量结果。在实施方式1中，获得部11通过由电压表22在规定周期(采样周期)进行采样测量，来获得所测量的电压V1的测量结果。也就是说，获得部11从电压表22获得在规定周期对电压V1的测量结果。电压表22被设置在直流电源2，对主馈电线L11的正极一侧的馈电线与负极一侧的馈电线之间的线电压(也就是施加在对象馈电线L0的电压V1)进行测量。

另外，电压表22也可以不设置在直流电源2，可以是设置在直流电源2之外的设备。在这种情况下，电压表22不限于设置在主馈电线L11，而能够设置在多个分支馈电线L12中的任一个。因此，获得部11根据电压表22的测量对象，来获得施加在主馈电线L11以及多个分支馈电线L12中的任一个馈电线L1的电压V1的测量结果。

判断部12根据由获得部11获得的电压V1的测量结果中的特定的频带的成分，对在多个馈电线L1中是否有发生电弧故障的可能性进行判断。以下，对由判断部12进行的第1判断例以及第2判断例进行说明。在实施方式1中，判断部12按照第1判断例以及第2判断例中的任一个来进行判断。

在第1判断例中，判断部12对由获得部11获得的电压V1的测量结果进行频率分析。频率分析是指，例如通过对电压V1的测量结果的时间波形进行傅立叶变换(在此为FFT(Fast Fourier Transform：快速傅立叶变换))，来算出电压V1的测量结果的频谱。然后，判断部12通过参照算出的频谱，在电压V1的测量结果中包括特定的频带的成分的情况下判断为有发生电弧故障的可能性。特定的频带例如是包括在发生了电弧故障的情况下或在有发生电弧故障的可能性的情况下所产生的噪声的频带。作为一个例子，特定的频带为数十kHz，是较高频率的频带。另外，在上述情况下所产生的噪声频率能够通过实验来求出。

在第2判断例中，判断部12在执行了对由获得部11获得的电压V1的测量结果进行规范化的计算之后，再对进行了规范化的电压V1的测量结果进行频率分析并判断。也就是说，判断部12根据通过抽取由获得部11获得的测量结果(在此为电压V1的测量结果)中的特定的频带的成分并对其进行规范化而得到的值，对在多个馈电线L1中是否有发生电弧故障的可能性进行判断。通过对电压V1的测量结果进行规范化，判断部12能够把焦点放在如下的电压V1的相应变化上并进行频率分析，该电压V1是指，在有发生电弧故障的可能性的情况下而有可能产生的电压。其结果是，能够提高判断所需的运算的分辨率、或将动态范围限定在特定的频带的成分上并提高增益，进而能够期待提高判断部12的判断精度。

以下对由判断部12对电压V1的测量结果进行规范化的运算例进行列举。在实施方式1中，判断部12按照以下所示的运算例中的任一个，对电压V1的测量结果进行规范化。另外，判断部12也可以使用与以下所示的运算例不同的方法，来对电压V1的测量结果进行规范化，以下所示的运算例是指，抽取电压V1的测量结果中的特定的频带的成分并对其进行的运算的例子。

在第1运算例中，判断部12通过将移动平均电压除以由获得部11获得的电压V1的测量结果中的瞬时电压，来对电压V1的测量结果进行规范化。移动平均电压例如是最近的n(“n”为自然数)个瞬时电压的平均值，该平均值没有被赋予权重(也就是单纯的移动平均值)。第1运算例与以下所示的第2运算例以及第3运算例相比，由于运算负荷一直变大而能够仅对电压V1的测量结果的比率变化进行捕捉，因此，能够期待提高判断部12的判断精度。

在第2运算例中，判断部12通过从由获得部11获得的电压V1的测量结果中的瞬时电压中减去移动平均电压，来对电压V1的测量结果进行规范化。移动平均电压通过与第1运算例相同的运算方法来算出。在第2运算例中，由于能够以已从电压V1的测量结果中除去了直流成分的值来进行频率分析，因此，能够扩大与特定的频带的成分有关的动态范围，结果就是能够期待提高判断部12的判断精度。

在第3运算例中，判断部12通过从由获得部11获得的电压V1的测量结果中的瞬时电压中减去上一次采样之前的瞬时电压，来对电压V1的测量结果进行规范化。第3运算例与第2运算例相同，由于能够以已从电压V1的测量结果中除去了直流成分的值来进行频率分析，因此，能够扩大与特定的频带的成分有关的动态范围，结果就是能够期待提高判断部12的判断精度。并且，第3运算例与第1运算例以及第2运算例相比，具有运算负荷小的优点。

如上所述，当在多个馈电线L1中的任一个馈电线L1中发生了电弧故障的情况下或有发生电弧故障可能性的情况下，由于在电压V1的测量结果中会产生特定的频带的成分，因此，能够判断出有发生电弧故障的可能性。然而，导致施加在馈电线L1的电压V1发生变化的原因，除了发生电弧故障以外还有干扰噪声的混入等，因此有必要对实际上是否发生了电弧故障进行判断。因此，在实施方式1中，电弧检测装置1通过利用限流部13以及辅助判断部14，来对实际上是否发生了电弧故障进行判断。也就是说，在实施方式1中，由判断部12进行第一次的判断，再由辅助判断部14进行第二次的判断。

限流部13在判断部12判断为有发生电弧故障的可能性的情况下，暂时降低在多个馈电线L1中流动的电流。在实施方式1中，限流部13在判断部12判断为有发生电弧故障的可能性的情况下，暂时停止在多个馈电线L1中流动的电流。据此，在因电弧故障而产生了电弧放电的情况下，消除电弧放电。

限流部13例如通过对与主馈电线L11连接的开关进行控制，暂时停止在主馈电线L11中流动的电流，也就是在多个馈电线L1中流动的电流。开关例如是机械开关或半导体开关。机械开关例如是继电器或断路器等开关，半导体开关例如是晶体管或者二极管等开关。

另外，与主馈电线L11连接的开关可以是与主馈电线L11直接连接的开关，也可以是与主馈电线L11间接连接的开关。例如，该开关是用于实现AC/DC转换器21中的AC/DC转换功能的开关。即使该开关没有与主馈电线L11直接连接，但还是与主馈电线L11间接连接，因此，可以成为与主馈电线L11连接的开关。限流部13例如通过对该开关进行控制来使开启该开关的工作暂时停止，从而暂时停止在主馈电线L11中流动的电流。并且，限流部13在使在主馈电线L11中流动的电流停止的规定时间之后(例如，大约1秒钟之后)，解除暂时对在主馈电线L11中流动的电流的停止。即，限流部13对该开关进行控制，并启动AC/DC转换功能(换而言之，使电流再次在主馈电线L11(也就是多个馈电线L1)中流动)。另外，对规定时间并没有特别的限定，可以适当地进行決定。

另外，开关也可以被构成为在直流电源2的开启和关闭之间进行切换。在这种情况下，限流部13通过对该开关进行控制来暂时关闭直流电源2，从而暂时停止在主馈电线L11中流动的电流。并且，限流部13通过在使在主馈电线L11中流动的电流停止的规定时间之后，对该开关进行控制使直流电源2开启，从而解除暂时对在主馈电线L11中流动的电流的停止。

并且也可以被构成为，开关设置在主馈电线L11上，通过该开关对主馈电线L11的接通和断开进行切换。例如也可以是，限流部13通过对该开关进行控制来使主馈电线L11间断开，从而暂时停止在主馈电线L11中流动的电流。并且，限流部13通过在使在主馈电线L11中流动的电流停止的规定时间之后，对该开关进行控制并使主馈电线L11接通，从而解除暂时对在主馈电线L11中流动的电流的停止。

在限流部13解除了暂时对在多个馈电线L1中流动的电流的降低之后，辅助判断部14对在多个馈电线L1中是否发生了电弧故障进行判断。具体而言，在解除了暂时对在主馈电线L11中流动的电流的停止之后，辅助判断部14根据由获得部11获得的电压V1的测量结果，对是否发生了电弧故障进行判断。例如，在电压V1的测量结果中的瞬时电压小于规定值的情况下，辅助判断部14判断为发生了电弧故障。规定值例如是没有发生电弧故障时正常状态下的瞬时电压。也就是说，辅助判断部14根据由获得部11获得的电压V1的测量结果中的直流成分，对在多个馈电线L1中是否有发生电弧故障的可能性进行判断。

当在某个馈电线L1中发生了电弧故障的情况下，由于该馈电线L1因电弧故障而断裂或者几乎断裂，因此，即使暂时对在主馈电线L11中流动的电流的停止被解除，在该馈电线L1中也几乎没有或完全没有电流流动。由此，在任一个馈电线L1发生了电弧故障的情况下，瞬时电压与正常状态下的电压不同，而成为异常的电压(例如小于规定值)。因此，辅助判断部14能够根据由获得部11获得的电压V1的测量结果中的瞬时电压(也就是直流成分)，对是否发生了电弧故障进行判断。

通知部15例如通过亮灯、或发出蜂鸣声等来向周围通知有发生电弧故障的可能性。并且，通知部15也可以通过将示出有发生电弧故障的可能性的信息发送到电弧检测***100的拥有者或管理者等所具有的信息终端，来通知有发生电弧故障的可能性。作为一个例子，信息终端除智能手机或平板电脑等便携式终端以外，还可以包括个人计算机等。

[工作]

以下，利用图2对实施方式1所涉及的电弧检测装置1的工作的一个例子进行说明。图2是示出实施方式1所涉及的电弧检测装置1的工作例的流程图。以下假设判断部12按照第1判断例来进行判断。

首先，获得部11从电压表22获得在规定周期对电压V1的测量结果(S11)。处理S11相当于电弧检测方法的获得步骤ST11。并且，判断部12根据由获得部11获得的电压V1的测量结果中的特定的频带的成分，对在多个馈电线L1中是否有发生电弧故障的可能性进行判断(S12)。在此，判断部12通过对由获得部11获得的电压V1的测量结果进行频率分析来进行判断。处理S12相当于电弧检测方法中的判断步骤ST12。

在判断部12判断为有发生电弧故障的可能性的情况下(S13的“是”)，限流部13暂时使在多个馈电线L1中流动的电流停止(S14)。另一方面，在判断部12判断为没有发生电弧故障的可能性的情况下(S13的“否”)，则结束电弧检测装置1的处理。并且，限流部13在停止了在多个馈电线L1中流动的电流的规定时间之后，解除暂时对在多个馈电线L1中流动的电流的停止(S15)。在这以后，辅助判断部14根据由获得部11获得的电压V1的测量结果，对在多个馈电线L1中是否发生了电弧故障进行判断(S16)。

在辅助判断部14判断为发生了电弧故障的情况下(S17的“是”)，通知部15通知发生了电弧故障(S18)。另一方面，在辅助判断部14判断为没有发生电弧故障的情况下(S17的“否”)，则结束电弧检测装置1的处理。以下，反复进行上述一系列的处理S11至S18。

[优点]

以下，对实施方式1所涉及的电弧检测装置1的优点进行说明。实施方式1所涉及的电弧检测装置1根据施加在多个馈电线L1中的任一个对象馈电线L0的电压V1的测量结果中的特定的频带的成分，对是否有发生电弧故障的可能性进行判断。由此，实施方式1所涉及的电弧检测装置1不仅能够对在对象馈电线L0中是否有发生电弧故障的可能性，还能够对在其他的馈电线L1中是否有发生电弧故障的可能性进行判断。因此，实施方式1所涉及的电弧检测装置1具有能够对在从直流电源2分支的多个馈电线L1中的电弧故障的发生进行检测的优点。

在此，一边与对比例中的电弧检测装置进行对比，一边对实施方式1所涉及的电弧检测装置1的优点进行说明。对比例的电弧检测装置在根据在对象馈电线L0中流动的电流的测量结果来判断是否有发生电弧故障的可能性的这一点上，与实施方式1所涉及的电弧检测装置1不同。

在对比例的电弧检测装置中，存在如下的问题：例如在对象馈电线L0中没有电流流过的情况下，也就是在相当于关闭了与对象馈电线L0连接的所有负载3的电源的情况下，不能对在对象馈电线L0中是否有发生电弧故障的可能性进行判断。并且在对比例的电弧检测装置中还存在如下这样的问题：不能对在对象馈电线L0以外的馈电线L1中是否有发生电弧故障的可能性进行判断，若想进行判断，则必须在每个馈电线L1设置对比例中的电弧检测装置。

相对于此，在实施方式1所涉及的电弧检测装置1中，由于是根据施加在对象馈电线L0的电压V1的测量结果来进行判断，因此，即使在对象馈电线L0中没有电流流过的情况下，也能够对在对象馈电线L0中是否有发生电弧故障的可能性进行判断。并且，在实施方式1所涉及的电弧检测装置1中，也能够对在对象馈电线L0以外的馈电线L1中是否有发生电弧故障的可能性进行判断。即，在对象馈电线L0以外的任一个馈电线L1中发生了电弧故障的情况下或有发生电弧故障的可能性的情况下，不仅施加在该馈电线L1的电压会产生噪声，施加在其他的馈电线L1电压也同样有可能会产生噪声。由此，在实施方式1所涉及的电弧检测装置1中，只要在多个馈电线L1中的任一个馈电线L1(对象馈电线L0)设置电弧检测装置1即可，而并不需要按每一个馈电线L1来设置电弧检测装置1。进一步，在实施方式1所涉及的电弧检测装置1中，只要在多个馈电线L1中的任一个馈电线L1(对象馈电线L0)设置电弧检测装置1即可，并且由于对设置场所没有限定，因此还具有设置自由度高的优点。

以下，通过图1所示的DC配电网300的情况以及图3所示的DC配电网301情况来分别对实施方式1所涉及的电弧检测装置1的设置例进行说明。图3是示出具有两个直流电源2的DC配电网301的一个例子的概要图。在图3所示的DC配电网301中，两个直流电源2相对于分支点P1并联连接。也就是说，图3所示的DC配电网301具有两个主馈电线L11、三个分支馈电线L12，也就是共具有五个馈电线L1。另外，在图3中，省略了对电弧检测装置1以及电力***200的图示。

若是如图1所示的DC配电网300，则能够将电弧检测装置1设置在一个主馈电线L11以及三个分支馈电线L12中的任一个馈电线。例如，假设将电弧检测装置1设置在三个分支馈电线L12中的任一个分支馈电线L12。在这种情况下，即使在主馈电线L11或其他的分支馈电线L12的任一个之中发生了电弧故障，电弧检测装置1也能够对发生了的电弧故障进行判断。

若是如图5所示的DC配电网301，则能够将电弧检测装置1设置在两个主馈电线L11以及三个分支馈电线L12中的任一个馈电线。例如，假设将电弧检测装置1设置两个主馈电线L11中的一方的主馈电线L11。在这种情况下，即使在另一方的主馈电线L11或三个分支馈电线L12的任一个之中发生了电弧故障，电弧检测装置1也能够对发生了的电弧故障进行判断。

(实施方式2)

[构成]

以下，利用图4对实施方式2所涉及的电弧检测装置1进行说明。图4是示出实施方式2所涉及的适用了电弧检测装置1的电弧检测***100的构成的概要图。实施方式2所涉及的电弧检测装置1根据提供给对象馈电线L0的电力的测量结果，对是否有发生电弧故障的可能性进行判断的这一点上，与实施方式1所涉及的电弧检测装置1不同。以下主要对与实施方式1的不同之处进行说明，而适当地省略对与实施方式1相同部分的说明。

在实施方式2中，获得部11进一步获得在对象馈电线L0中流动的电流I1的测量结果。在实施方式2中，获得部11通过由电流表23在规定周期(采样周期)进行采样测量，来获得所测量的电流I1的测量结果。也就是说，获得部11从电流表23获得在规定周期对电流I1的测量结果。该规定周期与从电压表22获得电压V1的测量结果时的规定周期相同。电流表23被设置在直流电源2，对在主馈电线L11的正极一侧的馈电线中流动的电流(也就是在对象馈电线L0中流动的电流I1)进行测量。

在实施方式2中，判断部12根据由获得部11获得的电压V1的测量结果中的瞬时电压和由获得部11获得的电流I1的测量结果中的瞬时电流的乘积中的特定的频带的成分，对在多个馈电线L1中是否有发生电弧故障的可能性进行判断。具体而言，判断部12通过对由获得部11获得的电压V1的测量结果中的瞬时电压和由获得部11获得的电流I1的测量结果中的瞬时电流的乘积进行运算，来求出提供给对象馈电线L0的瞬时电力。然后，判断部12对通过运算而求出的瞬时电力进行频率分析，并在瞬时电力中包括特定的频带的成分的情况下判断为有发生电弧故障的可能性。

另外，判断部12也可以在执行对由获得部11获得的瞬时电压的测量结果和瞬时电流的测量结果进行规范化的运算之后，对进行了规范化的瞬时电压和瞬时电流的乘积进行运算。也就是说，判断部12也可以根据通过抽取由获得部11获得的测量结果(在此为电压V1的测量结果以及电流I1的测量结果)中的特定的频带的成分并对其进行规范化而得到的值，对在多个馈电线L1中是否有发生电弧故障的可能性进行判断。对电流I1的测量结果进行规范化的运算例可以是将实施方式1所示的第1运算例至第3运算例的每一个中的“电压”置换为“电流”而加以利用的例子。

[工作]

以下，利用图5对实施方式2所涉及的电弧检测装置1的工作的一个例子进行说明。图5是示出实施方式2所涉及的电弧检测装置1的工作例的流程图。

首先，获得部11从电压表22获得在规定周期对电压V1的测量结果(S21)。另外，获得部11从电流表23获得在规定周期对电流I1的测量结果(S22)。处理S21和S22相当于电弧检测方法中的获得步骤ST21。

接下来，判断部12通过对由获得部11获得的电压V1的测量结果中的瞬时电压和由获得部11获得的电流I1的测量结果中的瞬时电流的乘积进行运算，来求出提供给对象馈电线L0的瞬时电力(S23)。然后，判断部12对通过运算而求出的瞬时电力进行频率分析，从而对在多个馈电线L1中是否有发生电弧故障的可能性进行判断(S24)。处理S23和S24相当于电弧检测方法中的判断步骤ST22。

在判断部12判断为有发生电弧故障的可能性的情况下(S25的“是”)，限流部13暂时使在多个馈电线L1中流动的电流停止(S26)。另一方面，在判断部12判断为没有发生电弧故障的可能性的情况下(S25的“否”)，则结束电弧检测装置1的处理。然后，限流部13在使在多个馈电线L1流动的电流停止的规定时间之后，解除暂时对在多个馈电线L1中流动的电流的停止(S27)。在这以后，辅助判断部14根据由获得部11获得的电压V1的测量结果，对在多个馈电线L1中是否发生了电弧故障进行判断(S28)。

在辅助判断部14判断为发生了电弧故障的情况下(S29的“是”)，通知部15通知发生了电弧故障(S30)。另一方面，在辅助判断部14判断为没有发生电弧故障的情况下(S29的“否”)，则结束电弧检测装置1的处理。以下，反复进行上述一系列的处理S21至S30。

[优点]

以下，对实施方式2所涉及的电弧检测装置1的优点进行说明。实施方式2所涉及的电弧检测装置1与实施方式1相同，不仅能够对在对象馈电线L0中是否有发生电弧故障的可能性进行判断，还能够对在其他的馈电线L1中是否有发生电弧故障的可能性进行判断。因此，实施方式2所涉及的电弧检测装置具有能够对在从直流电源2分支的多个馈电线L1中的电弧故障的发生进行检测的优点。并且，实施方式2所涉及的电弧检测装置1与实施方式1相同，只要在多个馈电线L1中的任一个馈电线L1(对象馈电线L0)设置电弧检测装置1即可，并且由于对设置场所没有限定，因此还具有设置自由度高的优点。

然而，施加在对象馈电线L0的电压V1因电流I1在具有电阻的对象馈电线L0中流动时所产生的电压下降而容易衰减。由此，为了提高判断部12的判断精度，希望不仅参照电压V1的测量结果，还参照在对象馈电线L0中流动的电流I1的测量结果来进行判断。即，这是因为当在对象馈电线L0中发生了电弧故障或者有发生电弧故障的可能性的情况下，在对象馈电线L0中流动的电流I1也会产生噪声。并且，即使在对象馈电线L0以外的任一个馈电线L1中发生了电弧故障或者有发生电弧故障的可能性的情况下，虽然微弱但还是会在对象馈电线L0中流动的电流I1中产生噪声。

在此，虽然可以认为判断部12对由获得部11获得的电压V1的测量结果以及电流I1的测量结果的每一个进行频率分析，但在这种情况下，运算负荷容易变大。因此，在实施方式2中，判断部12首先通过对由获得部11获得的电压V1的测量结果中的瞬时电压和电流I1的测量结果中的瞬时电流的乘积进行运算，来求出提供给对象馈电线L0的瞬时电力。然后由判断部12进行对通过运算求出的瞬时电力的频率分析。因此，实施方式2所涉及的电弧检测装置1与对由获得部11获得的电压V1的测量结果以及电流I1的测量结果的每一个进行频率分析的情况相比，还具有能够减低运算负荷的优点。

(其他的实施方式)

以上虽然对实施方式1、2进行了说明，但本发明并非受上述的实施方式1、2所限。以下，对实施方式1、2的变形例进行列举。也可以对以下将要说明的变形例适当地进行组合。

在实施方式1、2中，虽然电压表22是设置在电弧检测装置1之外的设备，但也可以内置于电弧检测装置1。同样，在实施方式2中，虽然电流表23是设置在电弧检测装置1之外的设备，但也可以内置于电弧检测装置1。

在实施方式1、2中，虽然电弧检测装置1被设置在直流电源2，但并非受此所限。电弧检测装置1例如也可以作为设置在直流电源2之外的设备而与馈电线L1连接。在这种情况下，只要电弧检测装置1被构成为与直流电源2能够通过有线通信或无线通信而进行通信，则能够按照判断部12的判断结果来向直流电源2提供指示。

并且，电弧检测装置1也可以与多个分支馈电线L12中的任一个分支馈电线L12连接。在这种情况下，通过将其安装在负载3的一侧，从而具有能够容易地调整在负载3中流动的电流的优点。例如，通过将电弧检测装置1与分支馈电线L12连接，从而使辅助判断部14容易进行判断。

在实施方式1、2中，限流部13也可以以暂时限制在各馈电线L1中流动的电流来代替暂时停止在各馈电线L1中流动的电流。例如，限流部13也可以暂时限制各馈电线L1中流动的电流直到电弧放电无法维持的程度为止。

在实施方式2中，当在对象馈电线L0中流动的电流I1为零或几乎为零的情况下，则难以算出瞬时电力。因此，在像这样的情况下，判断部12也可以与实施方式1一样，根据由获得部11获得的电压V1的测量结果中的特定的频带的成分，对在多个馈电线L1中是否有发生电弧故障的可能性进行判断。

在实施方式1、2中，电弧检测装置1也可以不具备限流部13以及辅助判断部14。也就是说，电弧检测装置1也可以仅由判断部12进行一次判断，对是否有发生电弧故障的可能性进行判断。

在实施方式1、2中，电弧检测装置1也可以不具备通知部15。

例如，本发明不仅能够作为电弧检测装置1等来实现，也能够作为包括构成电弧检测装置1的各构成要素所进行的步骤(处理)的电弧检测方法来实现。

具体而言，电弧检测方法包括获得步骤ST11以及判断步骤ST12。在获得步骤ST11中，获得由直流电源2提供电力而施加给多个馈电线L1中的任一个对象馈电线L0的电压V1的测量结果。在判断步骤ST12中，根据获得步骤ST11中获得的电压V1的测量结果中的特定的频带的成分，对在多个馈电线L1中是否有发生电弧故障的可能性进行判断。

并且，电弧检测方法包括获得步骤ST21以及判断步骤ST22。在获得步骤ST21中，获得由直流电源2提供电力而施加给多个馈电线L1中的任一个对象馈电线L0的电压V1的测量结果以及在对象馈电线L0中流动的电流I1的测量结果。在判断步骤ST22中，根据获得步骤ST21中获得的电压V1的测量结果中的瞬时电压和获得步骤ST21中获得的电流I1的测量结果中的瞬时电流的乘积中的特定的频带的成分，对在多个馈电线L1中是否有发生电弧故障的可能性进行判断。

例如，这些步骤也可以由具有一个以上的处理器的计算机(计算机***)来执行。并且，本发明可以由作为用于使计算机执行包括在这些方法中的步骤的程序来实现。进一步，本发明也可以由作为计算机可读取的记录程序的CD-ROM等非暂时性的记录介质来实现。具体而言，程序使一个以上的处理器执行上述的电弧检测方法。

虽然上述各实施方式所涉及的电弧检测装置1由微机执行软件来实现，但也可以以在个人计算机等通用计算机中执行软件的方式来实现。进一步，电弧检测装置1也可以以A/D转换器、逻辑电路、门阵列、以及D/A转换器等构成的专用电子电路的硬件来实现。

另外，将本领域技术人员所能够想到的各种变形执行于各个实施方式而得到的形态、以及对在不脱离本发明的主旨的范围内的构成要素和功能进行组合而实现的形态，均包括在本发明之内。

(总结)

如上所述，电弧检测装置1具备获得部11以及判断部12。获得部11获得由直流电源2提供电力而施加给多个馈电线L1中的任一个对象馈电线L0的电压V1的测量结果。判断部12根据由获得部11获得的电压V1的测量结果中的特定的频带的成分，对在多个馈电线L1中是否有发生电弧故障的可能性进行判断。

通过这样的电弧检测装置1，不仅能够对在对象馈电线L0中是否有发生电弧故障的可能性进行判断，还能够对在其他的馈电线L1中是否有发生电弧故障的可能性进行判断。因此，这样的电弧检测装置1具有能够对从直流电源2分支的多个馈电线L1中的电弧故障的发生进行检测的优点。

并且，电弧检测装置1例如具备获得部11以及判断部12。获得部11获得由直流电源2提供电力而施加给多个馈电线L1中的任一个对象馈电线L0的电压V1的测量结果以及在对象馈电线L0中流动的电流I1的测量结果。判断部12根据由获得部11获得的电压V1的测量结果中的瞬时电压和由获得部11获得的电流I1的测量结果中的瞬时电流的乘积中的特定的频带的成分，对在多个馈电线L1中是否有发生电弧故障的可能性进行判断。

通过这样的电弧检测装置1，不仅能够对在对象馈电线L0中是否有发生电弧故障的可能性进行判断，还能够对在其他的馈电线L1中是否有发生电弧故障的可能性进行判断。因此，这样的电弧检测装置1具有能够对从直流电源2分支的多个馈电线L1中的电弧故障的发生进行检测的优点。

并且，在电弧检测装置1中，判断部12例如根据通过抽取由获得部11获得的测量结果中的特定的频带的成分并对其进行规范化而得到的值，对在多个馈电线L1中是否有发生电弧故障的可能性进行判断。

通过这样的电弧检测装置1，由于能够把焦点放在在有发生电弧故障的可能性的情况下而有可能产生的测量结果的相应变化上来进行判断，因此，能够期待提高判断部12的判断精度。

并且，电弧检测装置1例如进一步具备限流部13以及辅助判断部14。限流部13在判断部12判断为有发生电弧故障的可能性的情况下，暂时降低在多个馈电线L1中流动的电流。辅助判断部14在由限流部13解除了暂时对在多个馈电线L1中流动的电流的降低之后，对在多个馈电线L1中是否发生了电弧故障进行判断。

通过这样的电弧检测装置1，容易防止对在多个馈电线L1中是否发生了电弧故障做出错误的判断。

并且，在电弧检测装置1中，辅助判断部14例如根据由获得部11获得的电压V1的测量结果中的直流成分，对在多个馈电线L1中是否发生了电弧故障进行判断。

通过这样的电弧检测装置1，与对电压V1的测量结果进行频率分析的情况相比，减小了运算负荷。

并且，在电弧检测装置1中，多个馈电线L1例如包括相对于分支点P1并联连接且每一个都能够与一个以上的负载3连接的多个分支馈电线L12。电弧检测装置1与多个分支馈电线L12中的任一个分支馈电线L12连接。

通过将这样的电弧检测装置1安装在负载3的一侧，从而具有能够容易地调整在负载3中流动的电流的优点。例如，通过这样的电弧检测装置1，从而使辅助判断部14容易进行判断。

并且，电弧检测***100例如具备上述的电弧检测装置1以及向多个馈电线L1提供电力的直流电源2。

这样的电弧检测***100具有能够对在从直流电源2分支的多个馈电线L1中的电弧故障的发生进行检测的优点。

并且，电弧检测方法例如包括获得步骤ST11以及判断步骤ST12。在获得步骤ST11中，获得由直流电源2提供电力而施加给多个馈电线L1中的任一个对象馈电线L0的电压V1的测量结果。在判断步骤ST12中，根据获得步骤ST11中获得的电压V1的测量结果中的特定的频带的成分，对在多个馈电线L1中是否有发生电弧故障的可能性进行判断。

这样的电弧检测方法具有能够对在从直流电源2分支的多个馈电线L1中的电弧故障的发生进行检测的优点。

并且，电弧检测方法例如包括获得步骤ST21以及判断步骤ST22。在获得步骤ST21中，获得由直流电源2提供电力而施加给多个馈电线L1中的任一个对象馈电线L0的电压V1的测量结果以及在对象馈电线L0中流动的电流I1的测量结果。在判断步骤ST22中，根据获得步骤ST21中获得的电压V1的测量结果中的瞬时电压和获得步骤ST21中获得的电流I1的测量结果中的瞬时电流的乘积中的特定的频带的成分，对在多个馈电线L1中是否有发生电弧故障的可能性进行判断。

这样的电弧检测方法具有能够对在从直流电源2分支的多个馈电线L1中的电弧故障的发生进行检测的优点。

并且，程序例如使一个以上的处理器执行上述的电弧检测方法。

这样的程序具有能够对在从直流电源2分支的多个馈电线L1中的电弧故障的发生进行检测的优点。

符号说明

100 电弧检测***

1 电弧检测装置

11 获得部

12 判断部

13 限流部

14 辅助判断部

2 直流电源

3 负载

I1 电流

L1 馈电线

L0 对象馈电线

L12 分支馈电线

P1 分支点

ST11，ST21 获得步骤

ST12，ST22 判断步骤

V1 电压

Claims (10)

1.一种电弧检测装置，具备：

获得部，获得电压的测量结果，所述电压是由直流电源提供电力而施加给多个馈电线中的任一个对象馈电线的电压；以及

判断部，根据由所述获得部获得的所述电压的测量结果中的特定的频带的成分，对在所述多个馈电线中是否有发生电弧故障的可能性进行判断。

2.一种电弧检测装置，具备：

获得部，获得电压的测量结果以及电流的测量结果，所述电压是由直流电源提供电力而施加给多个馈电线中的任一个对象馈电线的电压，所述电流是在所述对象馈电线中流动的电流；以及

判断部，根据由所述获得部获得的所述电压的测量结果中的瞬时电压和由所述获得部获得的所述电流的测量结果中的瞬时电流的乘积中的特定的频带的成分，对在所述多个馈电线中是否有发生电弧故障的可能性进行判断。

3.如权利要求1或2所述的电弧检测装置，

所述判断部根据通过抽取由所述获得部获得的测量结果中的所述特定的频带的成分并对其进行规范化而得到的值，对在所述多个馈电线中是否有发生所述电弧故障的可能性进行判断。

4.如权利要求1至3的任一项所述的电弧检测装置，

所述电弧检测装置进一步具备：

限流部，在所述判断部判断为有发生所述电弧故障的可能性的情况下，暂时降低在所述多个馈电线中流动的电流；以及

辅助判断部，在由所述限流部解除了暂时对在所述多个馈电线中流动的电流的降低之后，对在所述多个馈电线中是否发生了所述电弧故障进行判断。

5.如权利要求4所述的电弧检测装置，

所述辅助判断部根据由所述获得部获得的所述电压的测量结果中的直流成分，对在所述多个馈电线中是否发生了所述电弧故障进行判断。

6.如权利要求1至5的任一项所述的电弧检测装置，

所述多个馈电线包括相对于分支点并联连接且每一个都能够与一个以上的负载连接的多个分支馈电线，

所述电弧检测装置与所述多个分支馈电线中的任一个分支馈电线连接。

7.一种电弧检测***，

所述电弧检测***具备权利要求1至6的任一项所述的电弧检测装置以及向所述多个馈电线提供电力的所述直流电源。

8.一种电弧检测方法，包括：

获得步骤，获得电压的测量结果，所述电压是由直流电源提供电力而施加给多个馈电线中的任一个对象馈电线的电压；以及

判断步骤，根据所述获得步骤中获得的所述电压的测量结果中的特定的频带的成分，对在所述多个馈电线中是否有发生电弧故障的可能性进行判断。

9.一种电弧检测方法，包括：

获得步骤，获得电压的测量结果以及电流的测量结果，所述电压是由直流电源提供电力而施加给多个馈电线中的任一个对象馈电线的电压，所述电流是在所述对象馈电线中流动的电流；以及

判断步骤，根据所述获得步骤中获得的所述电压的测量结果中的瞬时电压和所述获得步骤中获得的所述电流的测量结果中的瞬时电流的乘积中的特定的频带的成分，对在所述多个馈电线中是否有发生电弧故障的可能性进行判断。

10.一种程序，

所述程序使一个以上的处理器执行权利要求8或9所述的电弧检测方法。

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