JP2013027248A - 直流給電絶縁故障検出回路 - Google Patents

Abstract

【課題】直流給電絶縁故障検出回路の提供。
【解決手段】給電システムの各回路の正端子及び負端子に設けられた複数の停電素子と、給電システムの検知したい回路に設けられた少なくとも一つの漏電流検知器と、給電システムの正端子に接続された少なくとも一つの正電圧遷移補償器と、給電システムの負端子に接続された少なくとも一つの負電圧遷移補償器とを包含する。正電圧遷移補償器と負電圧遷移補償器の充放電回路を利用し、エネルギー保存回路に電気エネルギーを充電保存させ、漏電流検知器の出力負荷側の正端子或いは負端子に対地絶縁劣化が発生すると、漏電流復流の通路を提供し、そのエネルギー保存器に放電させ、漏電流検知器に正端子、負端子の電流値の差異の変化を検出させて警告メッセージを発生させるか、停電素子を制御させて該当回路の給電を停止させ、高感度の検出の目的を達成する。
【選択図】図２

Description

本発明は一種の直流給電絶縁故障検出回路に係り、特に一種の、直流給電中に自動オンラインで各回路の漏電検出を行える直流給電絶縁故障検出回路に関する。

図１を参照されたい。非接地型或いは高抵抗接地型の直流給電システム９の回路絶縁劣化に対する検出方式は、いずれも電力源９１に接地警告装置９２を設けて、給電システム９の正端子の対地電圧の変化及び負端子の対地電圧の変化を測定して全体の給電システム９が線路の対地絶縁劣化の異常を有しているかを判断する。

もし、給電システム９が複数の分路９３を連結したものであれば、そのうち一つの分路９３に絶縁劣化の接地故障９４が発生すると、給電システム９の接地警告装置９２はただ給電システム９の正端子と大地間の電圧差を測定するか、或いは負端子と大地間の電圧差を測定して、該給電システム９に接地故障９４が発生したことを検出することにより、警告信号を提供し、且つ機械を停止させ並びに各分路９３に対して絶縁検出を実行することでしか、どの分路９３に接地故障９４が発生したのかを知ることができず、自動オンラインでリアルタイムで接地故障９４のある分路９３を検出して警告することはできず、さらにリアルタイムで接地故障９４のある分路９３への給電を停止することはできない。

本発明は一種の直流給電絶縁故障検出回路を提供し、現在ある非接地型或いは高抵抗接地型の給電システムに絶縁劣化或いは接地故障が発生した時、高感度の漏電流検出警告が行えず、また、接地故障を起こした回路を判断できないという欠点を解決することを目的としている。

上述の本発明の目的を達成するため、本発明は一種の直流給電絶縁故障検出回路を提供し、それは、複数の停電素子、少なくとも一つの漏電流検知器、少なくとも一つの正電圧遷移補償器及び少なくとも一つの負電圧遷移補償器を包含する。
該停電素子は、給電システムの各回路の正端子及び負端子に接続される。
該漏電流検知器は給電システムの回路に設けられる。
該正電圧遷移補償器は充放電回路、エネルギー保存回路及び放電回路で構成される。該充放電回路は抵抗とされ、該抵抗の一端は給電システムの正端子に接続され、別端は該エネルギー保存回路に直列接続され、該エネルギー保存回路の別端は接地され、該エネルギー保存回路は抵抗とエネルギー保存器が並列接続されてなる。該放電回路は該充放電回路に並列接続され、該放電回路は一方向放電器と抵抗が直列接続されてなる。
該負電圧遷移補償器は充放電回路、エネルギー保存回路及び放電回路で構成される。該充放電回路は抵抗とされ、該抵抗の一端は給電システムの負端子に接続され、別端は該エネルギー保存回路に直列接続され、該エネルギー保存回路の別端は接地され、該エネルギー保存回路は抵抗とエネルギー保存器が並列接続されてなる。該放電回路は該充放電回路に並列接続され、該放電回路は一方向放電器と抵抗が直列接続されてなる。

本発明の正電圧遷移補償器及び負電圧遷移補償器はもう一つの回路態様を有し、それによると、複数の正電圧遷移補償器と複数の負電圧遷移補償器が給電システムの各回路に設けられ、すなわち給電システムの各回路がいずれも正電圧遷移補償器と負電圧遷移補償器を有する。

本発明の正電圧遷移補償器と負電圧遷移補償器は給電システムの直流バス（ＤＣ Ｂｕｓ）に設けられ、並びに各回路の漏電流検知器と組み合わされても、漏電流検出の目的を達成できる。

本発明は既存の直流給電システムの対地絶縁劣化の検出の盲点を改良し、それは、正電圧遷移補償器の充放電回路の抵抗を利用し、エネルギー保存回路にエネルギーを充電保存させ、漏電流検知器の出力負荷側の正端子に対地絶縁劣化が発生した時、漏電流が接地マットとエネルギー保存器をとおり接地し、漏電流復流の通路を形成し、そのエネルギー保存器が放電回路の一方向放電器を通して放電し、漏電流検知器に正端子と負端子を通る電流値の差異変化を検出させ、並びに警告信号を発生させるか、或いは停電素子に該回路に対する給電を停止させ、高感度検出の目的を達成し、並びに人員がリアルタイムに該回路にすでに対地絶縁劣化の異常が発生したことを知るのを助け、動作中に各回路の線上でリアルタイムの漏電警告を実行する機能を提供する。漏電流検知器の出力負荷側の負端子回路の対地絶縁劣化が発生した時は、漏電流は負電圧遷移補償器の接地に復流し、同じ検出の目的を達成できる。

本発明は正電圧遷移補償器と負電圧遷移補償器のエネルギー保存器の接地を利用し、漏電流復流の通路を提供し、そのエネルギー保存器が一方向放電器を通して放電し、漏電流検知器に正端子と負端子を通過する電流値の差異の変化を検出させ、漏電流検知器に高感度検出を達成させる。

周知の直流給電システムの正端子対地電圧と負端子対地電圧を検出して設置故障を検知する回路図である。 本発明の直流給電絶縁故障検出回路の回路図である。 本発明が各回路に設置された漏電流フロー図である。 本発明が直流バスに設置された漏電流フロー図である。 本発明が電力ソースヘッドと直流バスの間に設置された漏電流フロー図である。 本発明の単一回路設置応用図である。

図２及び図３に示されるように、本発明の直流給電絶縁故障検出回路は、
給電システム１の各回路１１の正端子及び負端子に設けられて該回路１１の給電を停止可能な複数の停電素子２と、
給電システム１の回路１１に設けられて、回路１１の漏電流値を検出し、異常な漏電流を検出した時に、警告メッセージを発生するか、停電素子２を制御して該回路１１への給電を停止させる、複数の漏電流検知器３と、
給電システム１の各回路１１に設けられ、充放電回路４１、エネルギー保存回路４２及び放電回路４３で構成され、該充放電回路４１は抵抗４１１とされ、該抵抗４１１の一端は給電システム１の正端子に接続され、別端のエネルギー保存回路４２に直列接続され、該エネルギー保存回路４２の別端は接地し、該エネルギー保存回路４２は抵抗４２１とエネルギー保存器４２２が並列接続されてなり、該放電回路４３は該充放電回路４１に並列接続され、該放電回路４３は一方向放電器４３１と抵抗４３２が直列接続されてなる、複数の正電圧遷移補償器４と、
給電システム１の各回路１１に設けられ、充放電回路５１、エネルギー保存回路５２及び放電回路５３で構成され、該充放電回路５１は抵抗５１１とされ、該抵抗５１１の一端は給電システム１の負端子に接続され、別端のエネルギー保存回路５２に直列接続され、該エネルギー保存回路５２の別端は接地し、該エネルギー保存回路５２は抵抗５２１とエネルギー保存器５２２が並列接続されてなり、該放電回路５３は該充放電回路５１に並列接続され、該放電回路５３は一方向放電器５３１と抵抗５３２が直列接続されてなる、複数の負電圧遷移補償器５と、
を包含する。

本発明の正電圧遷移補償器４と負電圧遷移補償器５の充放電回路４１、５１は、エネルギー保存器４２２、５２２に、抵抗４２１、５２１を通して電気エネルギーを充電保存させる。その放電回路４３、５３は線路対地絶縁劣化１９が発生する時、エネルギー保存回路４２、５２に、即時一方向放電器４３１、５３１を通して放電させる。

図３に示されるように、動作中の回路１１において、漏電流検知器３の出力負荷１５側の正端子或いは負端子に対地絶縁劣化１９が発生する時、漏電流は接地マットとエネルギー保存器４２２、５２２を通り接地し、漏電流復流を形成する。該エネルギー保存器４２２、５２２は一方向放電器４３１、５３１を通して放電し、漏電流検知器３に正端子と負端子を通る電流値の差異の変化を検出させ、これにより漏電流検知器３に警告メッセージを発生させるか或いは停電素子２を制御させ該回路１１への給電を停止させ、こうして高感度検出の目的を達成し、並びに作業員が即時に該回路１１にすでに対地絶縁劣化１９の異常が発生していることを知るのを助ける。

図４を参照されたい。本発明のある実施例によると、給電システム１の直流バス１４（ＤＣ Ｂｕｓ）に正電圧遷移補償器４と負電圧遷移補償器５が設けられて、各回路１１の漏電流復流の共用通路を提供し、これにより漏電流検知器３が順調に漏電流を検出できる。

図５を参照されたい。本発明のある実施例によると、その正電圧遷移補償器４と負電圧遷移補償器５は給電システム１の電力ソースヘッド１２と直流バス１４の間に設けられ、漏電流復流の通路を提供する。

図６を参照されたい。正電圧遷移補償器４と負電圧遷移補償器５は、漏電流検知器３が取り付けられていない回路１１に設置され、漏電流復流の通路を提供し、その他の回路１１の漏電流検知器３は漏電流検出の機能を有する。

本発明の直流給電絶縁故障検出回路は以下の長所を有する。
１．正電圧遷移補償器と負電圧遷移補償器を利用して漏電流検知器に高感度検出の目的を達成させる。
２．各回路の漏電流検知器は自動で線上でリアルタイムに個別の回路の対地絶縁劣化の状況を警告できる。

１ 給電システム
１１ 回路
２ 停電素子
３ 漏電流検知器
４ 正電圧遷移補償器
４１ 充放電回路
４２ エネルギー保存回路
４３ 放電回路
４１１ 抵抗
４２１ 抵抗
４２２ エネルギー保存器
４３１ 一方向放電器
４３２ 抵抗
５ 負電圧遷移補償器
５１ 充放電回路
５２ エネルギー保存回路
５３ 放電回路
５１１ 抵抗
５２１ 抵抗
５２２ エネルギー保存器
５３１ 一方向放電器
５３２ 抵抗
１５ 出力負荷
１９ 対地絶縁劣化
１４ 直流バス

Claims (7)

1. 直流給電絶縁故障検出回路において、
   給電システム（１）の回路（１１）に設けられて該回路（１１）の漏電流値を検出するのに用いられる、少なくとも一つの漏電流検知器（３）と、
   充放電回路（４１）とエネルギー保存回路（４２）で構成されて、該充放電回路（４１）は抵抗（４１１）とされ、該抵抗（４１１）の一端は該給電システム（１）の正端子に接続され、別端は該エネルギー保存回路（４２）に直列接続され、該エネルギー保存回路（４２）の別端は接地し、該エネルギー保存回路（４２）は抵抗（４２１）とエネルギー保存器（４２２）が並列接続されてなる、少なくとも一つの正電圧遷移補償器（４）と、
   充放電回路（５１）とエネルギー保存回路（５２）で構成されて、該充放電回路（５１）は抵抗（５１１）とされ、該抵抗（５１１）の一端は該給電システム（１）の負端子に接続され、別端はエネルギー保存回路（５２）に直列接続され、該エネルギー保存回路（５２）の別端は接地し、該エネルギー保存回路（５２）は抵抗（５２１）とエネルギー保存器（５２２）が並列接続されてなる、少なくとも一つの負電圧遷移補償器（５）と、
   を包含することを特徴とする、直流給電絶縁故障検出回路。
2. 請求項１記載の直流給電絶縁故障検出回路において、該給電システム（１）の各該回路（１１）にそれぞれ正電圧遷移補償器（４）と負電圧遷移補償器（５）が設けられたことを特徴とする、直流給電絶縁故障検出回路。
3. 請求項１記載の直流給電絶縁故障検出回路において、該正電圧遷移補償器（４）及び負電圧遷移補償器（５）は給電システム（１）の直流バス（ＤＣ Ｂｕｓ）（１４）に設けられたことを特徴とする、直流給電絶縁故障検出回路。
4. 請求項１記載の直流給電絶縁故障検出回路において、該正電圧遷移補償器（４）の充放電回路（４１）にさらに放電回路（４３）が並列接続され、該放電回路（４３）は一方向放電器（４３１）を具えたことを特徴とする、直流給電絶縁故障検出回路。
5. 請求項４記載の直流給電絶縁故障検出回路において、該放電回路（４３）の一方向放電器（４３１）にさらに抵抗（４３２）が直列接続されたことを特徴とする、直流給電絶縁故障検出回路。
6. 請求項１記載の直流給電絶縁故障検出回路において、該負電圧遷移補償器（５）の充放電回路（５１）にさらに放電回路（５３）が並列接続され、該放電回路（５３）は一方向放電器（５３１）を具えたことを特徴とする、直流給電絶縁故障検出回路。
7. 請求項６記載の直流給電絶縁故障検出回路において、該放電回路（５３）の一方向放電器（５３１）にさらに抵抗（５３２）が直列接続されたことを特徴とする、直流給電絶縁故障検出回路。

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