JP2017106881A - 配電器と障害検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】使用者の感電のリスクを低下させ、安全性の向上を図る配電器を提供する。【解決手段】正極電源コードと負極電源コードに電気的に接続され、高電圧直流電圧を受ける入力端子１１０と、正極電源コードや負極電源コードと接地端との間の絶縁抵抗値を検査する絶縁検査回路１２０とを備え、絶縁検査回路１２０は、正極電源コードと接地端との間に第１のスイッチユニットを介して第１の抵抗を接続し、負極電源コードと接地端との間に第２のスイッチユニットを介して第２の抵抗を接続する。第１の抵抗及び第２の抵抗の端子間に、それぞれ第１の電圧検査ユニットおよび第２の電圧検査ユニットが接続され、第１のスイッチユニット及び第２のスイッチユニットをオン・オフし、第１および第２の電圧検査ユニットの電圧信号ＶＳを測定して絶縁抵抗値を算出し、この絶縁抵抗値に基づいて警告信号を発する処理回路１４０を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、配電器に関し、特に、高電圧直流電力を供給する配電器に関する。

近来、環境保護意識の向上につれて、電源の変換効率の向上、及び冷却システムのコスト低下を図るために、高電圧直流電力を供給する電源がますます多くなっている。

しかしながら、高電圧直流電力を供給するシステムは、電圧範囲が安全仕様に定義される危険電圧に属するため、対地絶縁が不良であると、漏電しやすく、使用者が装置のケースに接触する場合に事故が起こりやすい。

そのため、如何に電源装置に高電圧直流電力供給用のシステムを採用する場合の安全性を向上させ、使用者の感電のリスクを低下させるかは、確かに本技術分野における重要な課題である。

上記問題を解決するために、本発明の一態様は、正極電源コードと負極電源コードに電気的に接続され、高電圧直流電圧を受ける入力端子と、正極電源コードや負極電源コードと接地端との間の絶縁抵抗値を検査する絶縁検査回路と、絶縁抵抗値に基づいて警告信号を発する処理回路と、を備える配電器である。

本発明の一部の実施例において、配電器は、高電圧直流電圧を出力する出力端子と、出力分岐路における電流を検査し、それに応じて電流検査信号を出力するリーク電流検査ユニットと、を含む少なくとも１つの出力分岐路を更に備え、処理回路は、電流検査信号に基づいて、対応する警告信号を発する。

本発明の一部の実施例において、出力分岐路は、対応する警告信号に基づいて選択的にオフにすることで、対応する出力端子が高電圧直流電圧の出力を停止するようにする出力スイッチを更に含む。

本発明の一部の実施例において、処理回路は、更に、警告信号に基づいて、制御信号を対応する出力スイッチに出力して、出力スイッチを選択的にオフにする。

本発明の一部の実施例において、リーク電流検査ユニットは、更に、対応する出力端子から流れ出す第１の電流及びそれに流れ込む第２の電流を検査して、第１の電流及び第２の電流に基づいて電流検査信号を出力する。

本発明の一部の実施例において、絶縁検査回路は、更に、対応する絶縁抵抗値の第１の電圧信号及び第２の電圧信号を出力し、処理回路は、更に、第１の電圧信号及び第２の電圧信号に基づいて算出し、絶縁抵抗値を判断する。

本発明の一部の実施例において、絶縁検査回路は、第１のスイッチユニットと、第２のスイッチユニットと、第１のスイッチユニットを介して正極電源コードと接地端との間に電気的に接続される第１の抵抗と、第２のスイッチユニットを介して接地端と負極電源コードとの間に電気的に接続される第２の抵抗と、第１の抵抗の両端のステップ電圧を測定し、それに応じて第１の電圧信号を出力する第１の電圧検査ユニットと、第２の抵抗の両端のステップ電圧を測定し、それに応じて第２の電圧信号を出力する第２の電圧検査ユニットと、を含む。

本発明の一部の実施例において、処理回路は、更に、第１のスイッチユニットと第２のスイッチユニットのオンとオフを制御して、第１のスイッチユニットがオンにされ且つ第２のスイッチユニットがオフにされる場合や、第１のスイッチユニットがオフにされ且つ第２のスイッチユニットがオンにされる場合に測定した第１の電圧信号及び第２の電圧信号に基づいて、絶縁抵抗値を算出する。

本発明の一部の実施例において、第１のスイッチユニットは、互いに直列する第１のスイッチと第３の抵抗を含み、第２のスイッチユニットは、互いに直列する第２のスイッチと第４の抵抗を含む。

本発明の別の態様は、正極電源コードに電気的に接続される正極端と、負極電源コードに電気的に接続される負極端と、を含み、高電圧直流電圧を受ける入力端子と、高電圧直流電圧を出力する出力端子と、出力分岐路における電流を検査し、それに応じて電流検査信号を出力するリーク電流検査ユニットと、を含む少なくとも１つの出力分岐路と、電流検査信号に基づいて、対応する警告信号を発する処理回路と、を備える配電器である。

本発明の一部の実施例において、出力分岐路は、対応する警告信号に基づいて選択的にオフにすることで、対応する出力端子が高電圧直流電圧の出力を停止するようにする出力スイッチを更に含む。

本発明の一部の実施例において、処理回路は、更に、警告信号に基づいて、制御信号を対応する出力スイッチに出力して、出力スイッチを選択的にオフにする。

本発明の一部の実施例において、リーク電流検査ユニットは、更に、対応する出力端子から流れ出す第１の電流及びそれに流れ込む第２の電流を検査し、第１の電流及び第２の電流に基づいて電流検査信号を出力する。

本発明の一部の実施例において、配電器は、正極電源コードと負極電源コードに電気的に接続于され、正極電源コードや負極電源コードと接地端との間の絶縁抵抗値を検査する絶縁検査回路を更に備え、処理回路は、絶縁検査回路及びリーク電流検査ユニットに電気的に接続され、絶縁抵抗値が安全値により低くなると、電流検査信号に基づいて対応する警告信号を発する。

本発明の一部の実施例において、絶縁検査回路は、更に、対応する絶縁抵抗値の第１の電圧信号及び第２の電圧信号を出力し、処理回路は、更に、第１の電圧信号及び第２の電圧信号に基づいて算出し、絶縁抵抗値を判断する。

本発明のまた１つの態様は、絶縁検査回路によって、入力端子の正極電源コードや負極電源コードと接地端との間に電気的に接続される絶縁抵抗値を検査することと、絶縁抵抗値に基づいて、配電器に接地障害が発生したかを判断することと、接地障害が発生した場合、処理回路によって警告信号を発することと、を備える障害検出方法である。

一部の実施例において、障害検出方法は、リーク電流検査ユニットによって出力分岐路における電流を検査し、それに応じて電流検査信号を出力することと、処理回路によって、電流検査信号に基づいて出力分岐路が漏電したかを判断することと、出力分岐路が漏電すると、処理回路によって対応する警告信号を発することと、を更に備える。

一部の実施例において、障害検出方法は、出力分岐路が漏電すると、処理回路によって対応する制御信号を出力し、出力分岐路の出力スイッチをオフにすることで、出力分岐路の出力端子が電力供給を停止する工程を更に備える。

一部の実施例において、絶縁抵抗値を検査する工程は、絶縁検査回路出力によって絶縁抵抗値に対応する第１の電圧信号及び第２の電圧信号を出力することと、処理回路によって、第１の電圧信号及び第２の電圧信号に基づいて絶縁抵抗値を判断することと、を含む。

一部の実施例において、絶縁抵抗値を検査する工程は、処理回路によって絶縁検査回路の第１のスイッチユニットをオンに制御することと、絶縁検査回路によって第１のスイッチユニットがオンにされる場合の第１の電圧信号及び第２の電圧信号を出力することと、処理回路によって絶縁検査回路の第２のスイッチユニットをオンに制御することと、絶縁検査回路によって第２のスイッチユニットがオンにされる場合の第１の電圧信号及び第２の電圧信号を出力することと、を含む。

上記をまとめると、本発明は、配電器に漏電状況を検査する絶縁検査回路及びリーク電流検査ユニットを設け、処理回路によって対応する警告信号を発することで、使用者が知らずに漏電した配電器のケースに接触して障害が発生することを回避し、直流高圧配電器の安全性を向上させることができる。

本発明の一実施例に係る配電器を示す模式図である。 本発明の一実施例に係る配電器を示す模式図である。 本発明の一実施例による絶縁検査回路を示す模式図である。 本発明の別の実施例による配電器を示す模式図である。 本発明の一実施例による障害検出方法を示す流れ図である。

以下、実施例を例として図面に合わせて詳しく説明するが、提供した実施例は、本発明の範囲を制限するためのものではなく、構造操作についての記述がその実行順序を制限するためのものではなく、素子を改めて組み合わせた如何なる構造により等価効果が達成される装置は、何れも本発明に属する。また、当該領域の基準及び一般的な手段によると、図面は、説明するためのものだけであり、本来のサイズに基づいて描かれたものではない。実際に、説明しやすくするために、各種の特徴なサイズを任意に増加し又は減少してもよい。理解しやすくするために、以下の説明では、同一素子に同一符号を付けて説明する。

本明細書及び特許請求の範囲に用いる用語（ｔｅｒｍｓ）については、特に明記される以外、通常、用語ごとにこの分野、この開示の内容と特殊内容に使用される一般的な意味を持つ。当業者へ本開示に関する記述以外の案内を提供するように、本開示を記述するためのある用語について、以下又はこの明細書の別所で検討する。

また、本明細書に用いる「含む」、「備える」、「有する」、「含有」等は、何れも開放性の用語であり、つまり、「含むがそれのみに限定されない」ことを指す。また、本明細書に用いる「及び／又は」は、関連する例示アイテムの１つ又は複数のアイテムの何れか１つ及びその如何なる組み合わせを含む。

また、本明細書に用いる「接続」又は「結合」とは、「電気的接続」又は「電気的結合」を指してもよい。「接続」又は「結合」とは、何れも２つ又は複数の素子が互いに操作し又は作動してもよい。本明細書では、「第１の」、「第２の」等で異なる素子を説明する。この用語は、素子又は操作を区別することに用いられる。文脈で明示的に規定しない限り、順序又は順位を特定し又は暗示するものではなく、本発明を限定するためのものでもない。

図１を参照されたい。図１は、本発明の一実施例による配電器（Ｐｏｗｅｒ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｕｎｉｔ；ＰＤＵ）１００を示す模式図である。図１に示す実施例において、配電器１００は、入力端子１１０と、出力分岐路１３０、１５０と、絶縁検査回路１２０と、処理回路１４０と、を備える。一部の実施例において、配電器１００は、入力端子１１０から高電圧直流電圧ＶＩＮを受け、高電圧直流電圧ＶＩＮを出力分岐路１３０、１５０に配分して、後端回路及び装置に電力を供給するための高電圧直流（Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ、ＨＶＤＣ）配電器である。一部の実施例において、高電圧直流の供給する高電圧直流電圧ＶＩＮは、２６０Ｖ〜４００Ｖの高電圧直流電圧であってもよく、例えば、およそ３８０Ｖの高電圧直流電圧であってもよい。

絶縁検査回路１２０は、入力端子１１０に電気的に接続されており、配電器１００の絶縁抵抗値を検査して、絶縁抵抗値に対応する電圧信号ＶＳを処理回路１４０に出力することに用いられる。

処理回路１４０は、絶縁検査回路１２０に電気的に接続されており、絶縁抵抗値に基づいて警告信号を発することに用いられる。つまり、処理回路１４０は、配電器１００の絶縁状態を判断し、接地障害等の異常な状態により絶縁抵抗値が異常となる場合、警告信号を出力して使用者及び維持者に知らせることができる。具体的には、一部の実施例において、処理回路１４０は、絶縁検査回路１２０の出力した電圧信号ＶＳを受信して、電圧信号ＶＳに基づいて、配電器１００の絶縁抵抗値に異常が発生したかを判断する。

一部の実施例において、出力分岐路１３０、１５０は、それぞれリーク電流検査ユニット１３２、１５２及び出力端子１３４、１５４を含む。リーク電流検査ユニット１３２、１５２は、処理回路１４０に電気的に接続されており、それぞれ出力分岐路１３０、１５０における電流を検査し、それに応じて電流検査信号ＬＤ１、ＬＤ２を処理回路１４０に出力することに用いられる。出力端子１３４、１５４は、高電圧直流電圧ＶＩＮを出力して、それぞれ異なる後端回路又は装置に電力を供給することに用いられる。

これにより、処理回路１４０は、電流検査信号ＬＤ１、ＬＤ２に基づいて、対応する警告信号を発することができる。具体的には、処理回路１４０は、電圧信号ＶＳに基づいて配電器１００に漏電が発生したと判断すると、更に、電流検査信号ＬＤ１、ＬＤ２に基づいて、漏電現象が出力分岐路１３０又は出力分岐路１５０に発生したかを判断して、対応する警告信号を提供することができる。

このように、障害により配電器１００に漏電現象が発生した場合、使用者は、情報を即時に把握して、配電器１００の操作及びメンテナンスを安全的に行うことができる。例としては、処理回路１４０の出力した警告信号は、相応的に音源モジュール、発光モジュール又は表示モジュール等に合わせて制御し、使用者が保護されない場合に配電器１００に接触しないように、音、光等の形態で現場の使用者及び維持者に警告を与えることができる。

また、電源測定モジュール及び通信モジュールを含む知能型配電器１００に適用される場合、処理回路１４０から出力した警告信号は、更に、障害情報を通信モジュールによって遠端使用者に知らせ、又は電源測定モジュールによって配電器１００における電源情報を収集し、通信モジュールによって異常記録を遠端使用者に返信して障害分析を行うことができる。一部の実施例において、処理回路１４０は、漏電による更なる危害を回避するために、更に、障害のレベルに応じて、遠端使用者による指令の手動出力、又は処理回路１４０による指令の自動出力を選択して、配電器１００における出力分岐路に対応する操作を停止することができる。

下記段落において、絶縁検査回路１２０、リーク電流検査ユニット１３２、１５２の具体的な操作形態については、対応する図面に示す実施例に合わせて説明する。

図２を参照されたい。図２は、本発明の一実施例による配電器１００を示す模式図である。図２に示す実施例において、配電器１００は、出力分岐路１３０、１５０、１７０、１９０を備える。注意すべきなのは、本実施例において、出力分岐路の数は、本発明を制限するものではなく、例示的なものだけである。当業者であれば、実際の要求に応じて、配電器１００に１つ又は複数の出力分岐路を設けてもよい。

図２に示すように、入力端子１１０は、正極端１１２と負極端１１４を含む。正極端１１２と負極端１１４は、それぞれ絶縁検査回路を介して、正極電源コードＶＢＵＳ＋と負極電源コードＶＢＵＳ−に電気的に接続される。例としては、一部の実施例において、正極電源コードＶＢＵＳ＋の電圧値は＋１９０Ｖであってもよく、負極電源コードＶＢＵＳ−の電圧値は−１９０Ｖであってもよい。

出力分岐路１３０、１５０、１７０、１９０の各々は、リーク電流検査ユニット１３２、１５２、１７２、１９２と出力端子１３４、１５４、１７４、１９４を含む。出力端子１３４〜１９４は、第１の端が正極電源コードＶＢＵＳ＋に電気的に接続され、第１の端が負極電源コードＶＢＵＳ−に電気的に接続されて、互いに並列する出力端子１３４〜１９４が各々高電圧直流電圧ＶＩＮを出力できるようになって、異なる後端回路又は装置電力を供給する。

本実施例において、リーク電流検査ユニット１３２〜１９２は、対応する出力端子１３４〜１９４から流れ出す第１の電流Ｉ１及び出力端子１３４〜１９４に流れ込む第２の電流Ｉ２を検査して、第１の電流Ｉ１及び第２の電流Ｉ２に基づいて電流検査信号ＬＤ１〜ＬＤ４を出力することができる。

具体的には、一部の実施例において、リーク電流検査ユニット１３２〜１９２は、ホール効果を適用可能な様々な電流感知素子によって実作されてもよい。説明しやすくするために、下記段落では、出力分岐路１３０を例として説明する。

電力供給が正常である状況で、出力分岐路１３０にリーク電流が発生しない。この場合、正極電源コードＶＢＵＳ＋から出力端子１３４を介して流れ出す電流Ｉ１と、出力端子１３４から負極電源コードＶＢＵＳ−へ流れる電流Ｉ２とは、大きさが同じく、方向が反対である。電流Ｉ１、Ｉ２がリーク電流検査ユニット１３２を流れる場合、リーク電流検査ユニット１３２の出力した電流検査信号ＬＤ１はゼロである。

それに対して、出力分岐路１３０に接地障害が発生した場合、電流Ｉ１、Ｉ２は、大きさが同じではない。この場合、リーク電流検査ユニット１３２は、差電流が流れるので、差電流の大きさ（つまり、リーク電流の大きさ）に応じて、非ゼロの電流検査信号ＬＤ１を出力する。

そのため、処理回路１４０は、電流検査信号ＬＤ１〜ＬＤ４に基づいて、出力分岐路１３０〜１９０の何れに接地障害が発生したか、及び漏電のレベルを判断して、対応する警告信号を出力することができる。例としては、電流検査信号ＬＤ１が第１の所定値より大きくなると、処理回路１４０は、第１の警告信号を発して、使用者に問題の原因を確認して障害を排除するように注意することができる。電流検査信号ＬＤ１が第２の所定値より大きくなると、処理回路１４０は、第２の警告信号を発して、漏電が厳しく、停電した後でシステムのメンテナンスを実行するように、使用者に警告を与えることができる。

合わせて図３を参照されたい。図３は、本発明の一実施例に係る絶縁検査回路１２０を示す模式図である。図３に示す絶縁検査回路１２０は、図１又は図２に示す配電器１００に適用されてもよい。説明しやすくするために、下記段落では、図２に示す実施例に合わせて、絶縁検査回路１２０の具体的な操作を説明するが、本発明はこれに制限されない。

図２に示すように、絶縁検査回路１２０は、処理回路１４０、正極電源コードＶＢＵＳ＋及び負極電源コードＶＢＵＳ−に電気的に接続される。絶縁検査回路１２０は、配電器１００の絶縁抵抗値に対応する電圧信号ＶＳ１、ＶＳ２を出力し、処理回路１４０は、それに対応して、電圧信号ＶＳ１、ＶＳ２を受信して、電圧信号ＶＳ１、ＶＳ２に基づいて絶縁抵抗値を判断する。

図３に示すように、一部の実施例において、絶縁検査回路１２０は、スイッチユニット１２２、１２４、抵抗Ｒ１、Ｒ２、及び電圧検査ユニット１２６、１２８を含む。構造としては、抵抗Ｒ１がスイッチユニット１２２を介して正極電源コードＶＢＵＳ＋と接地端ＧＮＤとの間に電気的に接続され、抵抗Ｒ２がスイッチユニット１２４を介して接地端ＧＮＤと負極電源コードＶＢＵＳ−との間に電気的に接続される。

電圧検査ユニット１２６は、抵抗Ｒ１の両端に電気的に接続されており、抵抗Ｒ１両端のステップ電圧ＶＲ１を測定し、それに応じて電圧信号ＶＳ１を出力することに用いられる。電圧検査ユニット１２８は、抵抗Ｒ２の両端に電気的に接続されており、抵抗Ｒ２の両端のステップ電圧ＶＲ２を測定して、それに応じて電圧信号ＶＳ２を出力することに用いられる。

具体的には、本実施例において、絶縁検査回路１２０は、処理回路１４０の操作に合わせて正極電源コードＶＢＵＳ＋と接地端ＧＮＤとの間の絶縁抵抗値Ｒ＋、又は負極電源コードＶＢＵＳ−と接地端ＧＮＤとの間の絶縁抵抗値Ｒ−を測定することに用いられる。絶縁抵抗値Ｒ＋、Ｒ−が変化すると、抵抗Ｒ１、Ｒ２を流れる電流もそれに連れて変わり、更に、抵抗Ｒ１、Ｒ２の両端のステップ電圧ＶＲ１、ＶＲ２が変わる。つまり、電圧検査ユニット１２６、１２８の出力する電圧信号ＶＳ１、ＶＳ２の大きさは、絶縁抵抗値Ｒ＋、Ｒ−の大きさに対応する。

処理回路１４０は、スイッチユニット１２２とスイッチユニット１２４との開閉を制御する対応的な信号を出力することができる。スイッチユニット１２２がオンにされ且つスイッチユニット１２４がオフにされる場合、絶縁検査回路１２０における電圧検査ユニット１２６、１２８は、この時の測定した電圧信号ＶＳ１及び電圧信号ＶＳ２を処理回路１４０に出力する。次に、同様に、スイッチユニット１２４がオンにされ且つスイッチユニット１２２がオフにされる場合、絶縁検査回路１２０における電圧検査ユニット１２６、１２８は、この時の測定した電圧信号ＶＳ１及び電圧信号ＶＳ２を処理回路１４０に出力する。

図３に示すように、一部の実施例において、スイッチユニット１２２は、互いに直列するスイッチＳＷ１と抵抗ＲＸ１を含む。スイッチユニット１２４は、互いに直列するスイッチＳＷ２と抵抗ＲＸ２を含む。処理回路１４０は、ステップ電圧ＶＲ１、ＶＲ２に対応する電圧信号ＶＳ１、ＶＳ２に基づいて、絶縁抵抗値Ｒ＋、Ｒ−を算出することができる。具体的には、一部の実施例において、電圧信号ＶＳ１、ＶＳ２と絶縁抵抗値Ｒ＋、Ｒ−との換算が抵抗ＲＸ１と抵抗Ｒ１との比例関係及び抵抗ＲＸ２と抵抗Ｒ２との比例関係に依存するので、処理回路１４０によって算出することができる。

このように、スイッチＳＷ１、ＳＷ２の開閉を切り替えることで、処理回路１４０は、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２によってそれぞれ２つの異なる組み合わせをオンにする状態での電圧信号ＶＳ１、ＶＳ２の変化に基づいて、絶縁抵抗値Ｒ＋、Ｒ−の大きさを算出し、更に、配電器１００に漏電又は他の異常状況が発生したかを判断することができる。

一部の実施例において、処理回路１４０は、電圧信号ＶＳ１、ＶＳ２に基づいて漏電したかを判断してから、電流検査信号ＬＤ１〜ＬＤ４に基づいて複数の出力分岐路の何れに漏電が発生したかを判断することができる。例としては、処理回路１４０は、得られた絶縁抵抗値Ｒ＋、Ｒ−が安全値より低くなると算出した場合、電流検査信号ＬＤ１〜ＬＤ４に基づいて漏電位置と漏電程度を判断し、これにより異なる警告信号を出力することができる。

図４を参照されたい。図４は、本発明の別の実施例による配電器１００を示す模式図である。図４に示す配電器１００は、知能型配電器（Ｓｍａｒｔ ＰＤＵ）である。図２に示す配電器１００に比べ、本実施例において、出力分岐路１３０〜１９０は、更に、それぞれ対応する出力スイッチＱ１〜Ｑ４を含む。

出力スイッチＱ１〜Ｑ４は、それぞれ対応する出力端子１３４〜１９４と正極電源コードＶＢＵＳ＋との間に電気的に接続されるが、本発明はこれに制限されない。一部の実施例において、出力スイッチＱ１〜Ｑ４は、それぞれ対応する出力端子１３４〜１９４と負極電源コードＶＢＵＳ−との間に電気的に接続されてもよい。

出力スイッチＱ１〜Ｑ４は、対応する警告信号に基づいて、対応する出力端子１３４〜１９４が高電圧直流電圧ＶＩＮを停止させるように、選択的にオフにすることに用いられる。具体的には、処理回路１４０は、警告信号に基づいて、それぞれ出力スイッチＱ１〜Ｑ４のオンやオフを制御するための制御信号を出力する。このように、処理回路１４０は、電流検査信号ＬＤ１〜ＬＤ４に基づいて出力分岐路１３０〜１９０におけるある回路に漏電が発生したと判断した場合、漏電状況の悪化を回避し、配電器１００における他の出力分岐路の正常操作を維持するために、その中の出力スイッチＱ１〜Ｑ４を選択的にオフにしてもよい。

注意すべきなのは、前記のように、知能型の配電器１００において、処理回路１４０によって制御信号を出力し、対応する出力スイッチＱ１〜Ｑ４をオフにすることで、対応する出力端子１３４〜１９４が出力高電圧直流電圧ＶＩＮを停止させる操作は、遠端使用者が通信モジュールによって処理回路１４０を制御する指令を出力し、又は処理回路１４０によって電流検査信号ＬＤ１〜ＬＤ４に基づいて指令を自動的に出力するように、異なる形態で達成されることができる。一部の実施例において、処理回路１４０は、更に、漏電のレベルによって、遠端使用者が手動的に操作して停電させ、又は自動操作に切り替えて停電保護を行うように設定することができる。

図５を参照されたい。図５は、本発明の一実施例に係る障害検出方法５００を示す流れ図である。一部の実施例において、障害検出方法５００は、配電器１００に用いられてもよい。障害検出方法５００は、工程Ｓ５１０〜Ｓ５３０を備え、具体的に、下記のように説明する。明確に説明しやすくするために、下記障害検出方法５００については、図１〜図４に示す実施例に合わせて説明するが、これらに限定されない。当業者であれば、誰でも本発明の精神や範囲から逸脱しない限り、各種の変更や修正を加えることができる。

まず、工程Ｓ５１０において、絶縁検査回路１２０によって、入力端子１１０の正極電源コードＶＢＵＳ＋や負極電源コードＶＢＵＳ−と接地端ＧＮＤとの間に電気的に接続される絶縁抵抗値Ｒ＋、Ｒ−を検査する。

次に、工程Ｓ５２０において、絶縁抵抗値Ｒ＋、Ｒ−に基づいて、配電器１００に接地障害が発生したかを判断する。

最後、工程Ｓ５３０において、接地障害が発生した場合、処理回路１４０によって警告信号を発する。

一部の実施例において、障害検出方法５００は、工程Ｓ５４０〜Ｓ５６０を備える。接地障害が発生した場合、障害検出方法５００は、更に、工程Ｓ５４０〜Ｓ５６０を実行することができる。

まず、工程Ｓ５４０において、リーク電流検査ユニット１３２〜１９２によって出力分岐路１３０〜１９０における電流を検査し、それに応じて電流検査信号ＬＤ１〜ＬＤ４を出力する。次に、工程Ｓ５５０において、処理回路１４０によって、電流検査信号ＬＤ１〜ＬＤ４に基づいて出力分岐路１３０〜１９０が漏電したかを判断する。最後、工程Ｓ５６０において、出力分岐路１３０〜１９０の何れか1つが漏電すると、処理回路１４０によって対応する警告信号を発する。

一部の実施例において、障害検出方法５００は、工程Ｓ５７０を更に備える。工程Ｓ５７０において、出力分岐路１３０〜１９０の何れか1つが漏電すると、処理回路１４０によって対応する制御信号を出力して漏電した出力分岐路１３０〜１９０に対応する出力スイッチをオフにすることで（つまり、スイッチＱ１〜Ｑ４の何れか１つを出力し）、漏電した出力分岐路１３０〜１９０に対応する出力端子（つまり、出力端子１３４〜１９４の何れか１つ）が電力供給を停止する。

例としては、一部の実施例において、出力分岐路１３０が漏電すると、処理回路１４０は、制御信号を出力して出力分岐路１３０に対応する出力スイッチＱ１をオフにすることで、出力分岐路１３０に対応する出力端子１３４が電力供給を停止することができる。

また、一部の実施例において、出力分岐路１３０〜１９０の何れか1つが漏電すると、処理回路１４０は、制御信号を出力すると共に、全ての出力分岐路１３０〜１９０の出力スイッチＱ１〜Ｑ４をオフにすることで、出力端子１３４〜１９４が同時に電力供給を停止することもできる。

注意すべきなのは、一部の実施例において、絶縁抵抗値Ｒ＋、Ｒ−を検査する工程は、絶縁検査回路１２０によって絶縁抵抗値Ｒ＋、Ｒ−に対応する電圧信号ＶＳ１及び電圧信号ＶＳ２を出力することと、処理回路１４０によって電圧信号ＶＳ１及び電圧信号ＶＳ２に基づいて絶縁抵抗値Ｒ＋、Ｒ−を判断することと、を含む。

一部の実施例において、絶縁抵抗値Ｒ＋、Ｒ−を検査する工程は、更に、処理回路１４０によって絶縁検査回路１２０のスイッチユニット１２２をオンにするように制御することと、スイッチユニット１２２がオンにされる場合の電圧信号ＶＳ１及び電圧信号ＶＳ２を絶縁検査回路１２０によって出力することと、処理回路１４０によって絶縁検査回路１２０のスイッチユニット１２４をオンにするように制御することと、スイッチユニット１２４がオンにされる場合の電圧信号ＶＳ１及び電圧信号ＶＳ２を絶縁検査回路１２０によって出力することと、を含む。

本発明は、上記工程によって、配電器１００に漏電が発生したかを検出し、警告信号を出力し又は対応する制御を行って、漏電による危害を低下させることができる。

当業者であれば、この方法５００によって、どのように上記複数の異なる実施例における配電器１００に基づいてこれらの操作及び機能を実行するかを直接理解できるので、ここで詳しく説明しない。

上記の内容には、例示的な工程を備える。しかしながら、これらの工程を順次に実行する必要はない。本実施形態に言及した工程については、その順次が特に説明されたない限り、何れも実際な要求に応じて前後の順序を調整し、ひいては同時に又はその一部を同時に実行してもよい。

また、上記実施例において、処理回路１４０は、マイクロコントローラーユニット（Ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｕｎｉｔ；ＭＣＵ）、プログラマブルロジックデバイス（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ；ＣＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（Ｆｉｅｌｄ-ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ；ＦＰＧＡ）等の形態で実作することができる。電圧検査ユニット１２６、１２８及びリーク電流検査ユニット１３２〜１９２は、各種の電圧と電流感知素子によって実作することができる。出力スイッチＱ１〜Ｑ４及びスイッチＳＷ１、ＳＷ２、及び抵抗Ｒ１、Ｒ２、ＲＸ１、ＲＸ２等は、各種の適当な電力電子素子によって実作することができる。

上記をまとめると、本発明は、上記実施例を適用し、配電器に漏電状況を検査する絶縁検査回路及びリーク電流検査ユニットを設け、処理回路によって対応する警告信号を発することで、使用者が知らずに漏電した配電器のケースに接触して障害が発生することを回避し、直流高圧配電器の安全性を向上させることができる。

本発明の実施形態を前述の通りに開示したが、これは、本発明を限定するものではなく、当業者であれば、本発明の思想と範囲から逸脱しない限り、多様の変更や修正を加えることができ、したがって、本発明の保護範囲は、下記添付の特許請求の範囲で指定した内容を基準とするものである。

１００ 配電器
１１０ 入力端子
１２０ 絶縁検査回路
１２２、１２４ スイッチユニット
１２６、１２８ 電圧検査ユニット
１３０、１５０、１７０、１９０ 出力分岐路
１３２、１５２、１７２、１９２ リーク電流検査ユニット
１３４、１５４、１７４、１９４ 出力端子
１４０ 処理回路
５００ 方法
ＧＮＤ 接地端
Ｉ１、Ｉ２ 電流
ＬＤ１〜ＬＤ４ 電流検査信号
Ｑ１〜Ｑ４ 出力スイッチ
Ｒ１、Ｒ２、ＲＸ１、ＲＸ２ 抵抗
Ｒ＋、Ｒ− 絶縁抵抗値
Ｓ５１０〜Ｓ５７０ 工程
ＳＷ１、ＳＷ２ スイッチ
ＶＢＵＳ＋ 正極電源コード
ＶＢＵＳ− 負極電源コード
ＶＩＮ 高電圧直流電圧
ＶＲ１、ＶＲ２ ステップ電圧
ＶＳ、ＶＳ１、ＶＳ２ 電圧信号

Claims (17)

1. 正極電源コードと負極電源コードに電気的に接続され、高電圧直流電圧を受ける入力端子と、
   前記正極電源コードまたは前記負極電源コードと接地端との間の絶縁抵抗値を検査する絶縁検査回路と、
   前記絶縁抵抗値に基づいて警告信号を発する処理回路と、
   を備える配電器。
2. 前記高電圧直流電圧を出力する出力端子と、出力分岐路における電流を検査し、それに応じて電流検査信号を出力するリーク電流検査ユニットと、を含む少なくとも１つの出力分岐路、を更に備え、
   前記処理回路は、前記電流検査信号に基づいて、対応する前記警告信号を発する請求項１に記載の配電器。
3. 前記少なくとも１つの出力分岐路は、
   対応する前記警告信号に基づいて選択的にオフにすることで、対応する前記出力端子が前記高電圧直流電圧の出力を停止するようにする出力スイッチを更に含む請求項２に記載の配電器。
4. 前記処理回路は、更に、前記警告信号に基づいて、制御信号を対応する前記出力スイッチに出力して、前記出力スイッチを選択的にオフにする請求項３に記載の配電器。
5. 前記リーク電流検査ユニットは、対応する出力端子から流れ出す第１の電流及びそれに流れ込む第２の電流を検査して、前記第１の電流及び前記第２の電流に基づいて前記電流検査信号を出力する請求項２〜４の何れか１項に記載の配電器。
6. 前記絶縁検査回路は、前記絶縁抵抗値に対応する第１の電圧信号及び第２の電圧信号を出力し、前記処理回路は、前記第１の電圧信号及び前記第２の電圧信号に基づいて前記絶縁抵抗値を判断する請求項１〜５の何れか１項に記載の配電器。
7. 前記絶縁検査回路は、
   第１のスイッチユニットと、
   第２のスイッチユニットと、
   前記第１のスイッチユニットを介して前記正極電源コードと前記接地端との間に電気的に接続される第１の抵抗と、
   前記第２のスイッチユニットを介して前記接地端と前記負極電源コードとの間に電気的に接続される第２の抵抗と、
   前記第１の抵抗の両端のステップ電圧を測定し、それに応じて前記第１の電圧信号を出力する第１の電圧検査ユニットと、
   前記第２の抵抗の両端のステップ電圧を測定し、それに応じて前記第２の電圧信号を出力する第２の電圧検査ユニットと、を含む請求項６に記載の配電器。
8. 前記処理回路は、更に、前記第１のスイッチユニットと前記第２のスイッチユニットのオンとオフを制御して、前記第１のスイッチユニットがオンにされ且つ前記第２のスイッチユニットがオフにされる場合及び、前記第１のスイッチユニットがオフにされ且つ前記第２のスイッチユニットがオンにされる場合に測定した前記第１の電圧信号及び前記第２の電圧信号の値に基づいて、前記絶縁抵抗値を算出する請求項７に記載の配電器。
9. 正極電源コードに電気的に接続される正極端と、負極電源コードに電気的に接続される負極端と、を含み、高電圧直流電圧を受ける入力端子と、
   前記高電圧直流電圧を出力する出力端子と、出力分岐路における電流を検査し、それに応じて電流検査信号を出力するリーク電流検査ユニットと、を含む少なくとも１つの出力分岐路と、
   前記電流検査信号に基づいて、対応する警告信号を発する処理回路と、
   を備える配電器。
10. 前記少なくとも１つの出力分岐路は、
    対応する前記警告信号に基づいて選択的にオフにすることで、対応する前記出力端子が前記高電圧直流電圧の出力を停止するようにする出力スイッチを更に含む請求項９に記載の配電器。
11. 前記処理回路は、更に、前記警告信号に基づいて制御信号を対応する出力スイッチに出力して、前記出力スイッチを選択的にオフにする請求項１０に記載の配電器。
12. 前記リーク電流検査ユニットは、更に、対応する出力端子から流れ出す第１の電流及びそれに流れ込む第２の電流を検査し、前記第１の電流及び前記第２の電流に基づいて、前記電流検査信号を出力する請求項９〜１１の何れか１項に記載の配電器。
13. 前記正極電源コードと前記負極電源コードに電気的に接続され、前記正極電源コードまたは前記負極電源コードと接地端との間の絶縁抵抗値を検査する絶縁検査回路を更に備え、
    前記処理回路は、前記絶縁検査回路及び前記リーク電流検査ユニットに電気的に接続され、更に、前記絶縁抵抗値が安全値より低くなると、前記電流検査信号に基づいて対応する警告信号を発する請求項９〜１２の何れか１項に記載の配電器。
14. 入力端子と、絶縁検査回路と、処理回路と、を備える配電器用の障害検出方法において、
    前記絶縁検査回路によって、前記入力端子の正極電源コードまたは負極電源コードと接地端との間に電気的に接続される絶縁抵抗値を検査することと、
    前記絶縁抵抗値に基づいて、前記配電器に接地障害が発生したかを判断することと、
    接地障害が発生した場合、前記処理回路によって警告信号を発することと、
    を備える配電器用の障害検出方法。
15. 前記配電器が少なくとも１つの出力分岐路を更に備える障害検出方法において、
    リーク電流検査ユニットによって前記出力分岐路における電流を検査し、それに応じて電流検査信号を出力することと、
    前記処理回路によって、前記電流検査信号に基づいて前記出力分岐路が漏電したかを判断することと、
    前記出力分岐路が漏電すると、前記処理回路によって対応する警告信号を発することと、を更に備える請求項１４に記載の障害検出方法。
16. 前記絶縁抵抗値を検査する工程は、
    前記絶縁検査回路によって前記絶縁抵抗値に対応する第１の電圧信号及び第２の電圧信号を出力することと、
    前記処理回路によって、前記第１の電圧信号及び前記第２の電圧信号に基づいて前記絶縁抵抗値を判断することと、
    を含む請求項１４又は１５に記載の障害検出方法。
17. 前記絶縁抵抗値を検査する工程は、
    前記処理回路によって前記絶縁検査回路の第１のスイッチユニットをオンに制御することと、
    前記絶縁検査回路によって前記第１のスイッチユニットがオンにされる場合の前記第１の電圧信号及び前記第２の電圧信号を出力することと、
    前記処理回路によって前記絶縁検査回路の第２のスイッチユニットをオンに制御することと、
    前記絶縁検査回路によって前記第２のスイッチユニットがオンにされる場合の前記第１の電圧信号及び前記第２の電圧信号を出力することと、
    を含む請求項１６に記載の障害検出方法。

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