JP6039912B2 - 抵抗値算出装置 - Google Patents

Description

本発明は、抵抗値算出装置に関する。

直流回路の地絡を検出する装置としては、地絡検出継電器が知られている。地絡検出継電器は、例えば、直流回路の正極側の電圧及び負極側の電圧の差が所定値より大きくなると地絡を検出する（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−６０８９３号公報

ところで、地絡検出継電器には、地絡事故等を確実に検出させる必要があるため、地絡検出継電器が地絡を検出する際の絶縁抵抗を一般に小さい値（例えば、１２ｋΩ）となっている。したがって、地絡検出継電器が動作する際には、かなり絶縁抵抗が低下してしまっている。

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、直流回路の絶縁抵抗を算出可能な抵抗値算出装置を提供する。

上記目的を達成するため、本発明の一つの側面に係る抵抗値算出装置は、正極側の第１電源線及び負極側の第２電源線と、前記第１電源線に接続された第１接地抵抗及び前記第２電源線に接続された第２接地抵抗と、を備える直流回路の前記第１及び第２電源線のうち、前記第１電源線に地絡抵抗を接続する第１接続部と、前記第１電源線に前記地絡抵抗が接続された際の前記第１電源線に発生する第１電圧を測定する第１測定部と、前記第１及び第２電源線のうち、前記第２電源線に前記地絡抵抗を接続する第２接続部と、前記第２電源線に前記地絡抵抗が接続された際の前記第２電源線に発生する第２電圧を測定する第２測定部と、前記第１及び第２電圧の各値と、前記第１及び第２電源線の間の電圧の値と、前記第１及び第２接地抵抗と前記地絡抵抗との各抵抗値とに基づいて、前記直流回路の対地絶縁抵抗の抵抗値を算出する算出部と、計時装置と、所定の時間間隔毎に所定の処理を実行する制御部であって、前記処理において、前記計時装置から取得した現在の時刻が、前記対地絶縁抵抗の抵抗値を算出する所定の時刻となったか否かを判定し、現在の時刻が前記所定の時刻でないと、前記第１電源線に発生する電圧及び前記第２電源線に発生する電圧を測定し、前記第１電源線に発生する電圧の絶対値及び前記第２電源線に発生する電圧の絶対値の差電圧を算出し、今回の処理において算出された差電圧と、前回の処理において算出された差電圧との間の時間変化の大きさが所定値より大きい場合、前記対地絶縁抵抗の抵抗値を算出するために、前記第１及び第２接続部のうち一方の接続部に前記地絡抵抗を接続させ、その後、前記第１及び第２接続部のうち他方の接続部に前記地絡抵抗を接続させる制御部と、を備える。

直流回路の絶縁抵抗を算出可能な抵抗値算出装置を提供することができる。

本発明の一実施形態である直流回路監視装置１６が設けられた直流電源装置１０を示した図である。 母線２１に地絡抵抗４１が接続された状態を示す図である。 母線２２に地絡抵抗４１が接続された状態を示す図である。 記憶装置４３の記憶領域の一例を示す図である。 マイコン４４が実現する機能ブロックの一例を示す図である。 ノードＡに地絡が発生した状態を示す図である。 マイコン４４が実行する処理の一例を示すフローチャートである。 絶縁抵抗算出処理Ｓ１０５の一例を示すフローチャートである。

本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。

図１は、本発明を適用した直流電源装置１０の構成例を示す図である。直流電源装置１０（直流回路）は、例えば電気所に設けられた各種電気機器を動作させるための直流電源を生成する装置であり、蓄電池２０、及び母線２１，２２を含んで構成される。

蓄電池２０は、交流を直流に変換する整流器（不図示）により充電され、例えば、１１０Ｖの電圧を生成する。母線２１（第１電源線）は、蓄電池２０の正極側の電圧が印加される電線ケーブルであり、母線２２（第２電源線）は、蓄電池２０の負極側の電圧が印加される電線ケーブルである。また、直流電源装置１０では、正極側の母線２１とグランドの間に対地絶縁抵抗２５が存在し、負極側の母線２２とグランドの間に対地絶縁抵抗２６が存在する。なお、本実施形態では、対地絶縁抵抗２５，２６の抵抗値を夫々Ｒｐ０，Ｒｎ０とする。

直流電源装置１０の母線２１，２２の間には、地絡検出継電器１５、直流回路監視装置１６、継電器５０，５１、及びスイッチ５２〜５４が設けられている。なお、継電器５０，５１、及びスイッチ５２〜５４の構成は一例であり、これらの構成に限られない。

地絡検出継電器１５（地絡検出装置）は、母線２１，２２の間に接続され、直流電源装置１０を含む直流回路全体に地絡が発生しているか否かを検出する装置である。地絡検出継電器１５は、抵抗３０，３１、及び判定装置３２を含んで構成される。

抵抗３０（第１接地抵抗）は、母線２１を接地する接地抵抗であり、抵抗３１（第２接地抵抗）は、母線２２を接地する接地抵抗である。なお、本実施形態では、抵抗３０，３１の抵抗値が対地絶縁抵抗２５，２６の抵抗値より十分小さくなるよう、例えば、抵抗３０の抵抗値Ｚｐ、抵抗３１の抵抗値Ｚｎをともに１２ｋΩとしている。このような場合、母線２１に発生する電圧Ｖｐ（母線２１及びグランドの間の電圧）は、およそ５５Ｖとなり、母線２２に発生する電圧Ｖｎ（母線２２及びグランドの間の電圧）もおよそ５５Ｖとなる。

判定装置３２は、電圧Ｖｐ，Ｖｎに基づいて、直流電源装置１０に地絡が発生しているか否かを判定する。具体的には、判定装置３２は、電圧Ｖｐ及び電圧Ｖｎの差電圧Ｖｄ（＝｜Ｖｐ｜−｜Ｖｎ｜）が、例えば４１Ｖ（第１の値）より大きくなるか−４１Ｖより小さくなると、直流電源装置１０に地絡が発生していると判定する。

直流回路監視装置１６（抵抗値算出装置）は、直流電源装置１０を含む直流回路全体の監視を行う装置である。具体的には、直流回路監視装置１６電圧Ｖｐ，Ｖｎに基づいて、直流電源装置１０の絶縁抵抗２５，２６の抵抗値Ｒｐ０，Ｒｎ０を算出する。直流回路監視装置１６は、スイッチ４０、地絡抵抗４１、ＡＤコンバータ４２、記憶装置４３、マイコン４４、表示装置４５、警報装置４６、及び計時装置４７を含んで構成される。

スイッチ４０は、マイコン４４からの指示に基づいて、母線２１，２２の何れか一方を、地絡抵抗４１を介して強制的に地絡させるためのスイッチである。

ＡＤコンバータ（ＡＤＣ）４２は、電圧Ｖｐ，Ｖｎの値をデジタル値に変換してマイコン４４へ出力する。

記憶装置４３は、マイコン４４が実行するプログラムデータや、マイコン４４が各種処理を実行する際に使用するデータを記憶する。

マイコン４４は、直流回路監視装置１６を統括制御するとともに、電圧Ｖｐ，Ｖｎや記憶装置４３に記憶された各種データに基づいて、絶縁抵抗２５，２６の抵抗値Ｒｐ０，Ｒｎ０を算出する。またマイコン４４は、算出した抵抗値Ｒｐ０，Ｒｎ０を、時刻とともに記憶装置４３に格納する。なお、記憶装置４３やマイコン４４の詳細については後述する。

表示装置４５は、例えば、直流回路監視装置１６が動作しているか、停止しているか等を示す情報等の各種情報を表示する。

警報装置４６は、マイコン４４が算出した抵抗値Ｒｐ０，Ｒｎ０が、所定値より小さい場合、直流電源装置１０の絶縁抵抗２５，２６が低下していることを示す警報を出力する。

計時装置４７は、現在の時刻Ｔを計時する。また、計時装置４７は、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）受信機（不図示）を備えており、正確な時刻を計時することができる。なお、本実施形態の計時装置４７は、ＧＰＳ受信機を備えることとしたが、これに限られない。例えば、電気所の他のテレコン等の機器と同期をとることにより、時刻を補正しても良い。また、計時装置４７は、ＬＡＮ（Local Area Network）を介して適宜時刻同期をとっても良い。

継電器５０（機器）は、例えば遮断器（不図示）の投入、遮断を制御する継電器である。継電器５０は、継電器５０に直列に接続されるスイッチ５２が投入されると（オンとなると）、動作を開始する。なお、本実施形態では、継電器５０及びスイッチ５２が接続されるノードをノードＡとする。

継電器５１（機器）は、例えば、断路器（不図示）の投入、遮断を制御する継電器である。継電器５１は、継電器５１に直列に接続されるスイッチ５３，５４がともに投入されると、動作を開始する。また、本実施形態では、スイッチ５３，５４が接続されるノードの電圧をノードＢとする。

＝＝絶縁抵抗２５，２６の抵抗値Ｒｐ０，Ｒｎ０の算出方法について＝＝
ここで、図２，３を参照しつつ、直流電源装置１０における絶縁抵抗２５，２６の抵抗値Ｒｐ０，Ｒｎ０の算出方法について説明する。図２は、直流電源装置１０の正極側の母線２１に、地絡抵抗４１が接続されている状態を示す図である。図３は、直流電源装置１０の正極側の母線２２に、地絡抵抗４１が接続されている状態を示す図である。なお、ここでは、地絡抵抗４１の抵抗値をＲｇ１とし、抵抗３０及び対地絶縁抵抗２５の抵抗値をＲｐ（＝Ｚｐ／／Ｒｐ０）とし、抵抗３１及び対地絶縁抵抗２６の抵抗値をＲｎ（＝Ｚｎ／／Ｒｎ０）としている。

地絡抵抗４１が母線２１に接続されている際の母線２１と対地間の電圧Ｖｐｇとし、母線２１，２２の間の電圧（蓄電池２０の電圧）を電圧Ｖとすると、電圧Ｖｐｇ，Ｖの間には、下記の関係が成立する。
Ｖｐｇ：（Ｖ−Ｖｐｇ）＝Ｒｐ×Ｒｇ１／（Ｒｐ＋Ｒｇ１）：Ｒｎ・・・（１）
また、図３に示すように、地絡抵抗４１が母線２２に接続されている際の母線２２と対地間の電圧Ｖｎｇとすると、電圧Ｖｎｇ，Ｖの間には、下記の関係が成立する。
Ｖｎｇ：（Ｖ−Ｖｎｇ）＝Ｒｎ×Ｒｇ１／（Ｒｎ＋Ｒｇ１）：Ｒｐ・・・（２）
上述した、式（１），（２）から、下記の式（３），（４）が得られる。
Ｒｐ＝（（Ｖ−Ｖｎｇ−Ｖｐｇ）×Ｒｇ１）／Ｖｎｇ・・・（３）
Ｒｎ＝（（Ｖ−Ｖｎｇ−Ｖｐｇ）×Ｒｇ１）／Ｖｐｇ・・・（４）

また、抵抗値Ｒｐ，Ｒｎのそれぞれには、Ｒｐ＝Ｚｐ／／Ｒｐ０、Ｒｎ＝Ｚｎ／／Ｒｎ０の関係がある。さらに、抵抗値Ｚｐ，Ｚｎはともに等しいため、これらの抵抗値をＲｘ（＝Ｚｐ＝Ｚｎ）とすると、対地絶縁抵抗２５の抵抗値Ｒｐ０、対地絶縁抵抗２６の抵抗値Ｒｎ０は、以下の式で表される。
Ｒｐ０＝（Ｖｎｇ／（（Ｖ−Ｖｎｇ−Ｖｐｇ）×Ｒｇ１）−１／Ｒｘ）−１・・・（５）
Ｒｎ０＝（Ｖｐｇ／（（Ｖ−Ｖｐｇ−Ｖｎｇ）×Ｒｇ１）−１／Ｒｘ）−１・・・（６）
このように、電圧Ｖｐｇ，Ｖｎｇ，Ｖの値と、抵抗値Ｒｘ，Ｒｇ１の値に基づいて、対地絶縁抵抗２５，２６のそれぞれの抵抗値Ｒｐ０，Ｒｎ０が算出できる。

＝＝地絡抵抗４１の抵抗値Ｒｇ１について＝＝
ここで、地絡抵抗４１の抵抗値Ｒｇ１について説明する。前述の式（５），（６）を用いて対地絶縁抵抗２５，２６の抵抗値Ｒｐ０，Ｒｎ０を算出する場合、理論的には、地絡抵抗４１の抵抗値Ｒｇ１はどのような値であってもよい。ただし、実際には、抵抗値Ｒｇ１が抵抗値Ｒｐ０，Ｒｎ０より非常に大きい場合、地絡抵抗４１を母線２１，２２に接続した際の電圧Ｖｐｇ，Ｖｎｇがほぼ等しくなり、精度良く抵抗値Ｒｐ０，Ｒｎ０を算出できないことがある。一方、抵抗値Ｒｇ１が小さい場合、地絡抵抗４１が母線２１，２２に接続されると、地絡検出継電器１５が動作してしまうことがある。このため、本実施形態では、対地絶縁抵抗２５，２６の抵抗値より小さく、地絡検出継電器１５が地絡を検出する際の抵抗値（地絡検出継電器１５の動作設定値）より大きい抵抗値Ｒｇ１を用いている。

具体的には、例えば、対地絶縁抵抗２５の抵抗値Ｒｐ０が２０００ｋΩ、対地絶縁抵抗２６の抵抗値Ｒｎ０が１００ｋΩ、地絡継電器１５の抵抗３０，３１の抵抗値Ｒｘ（＝Ｚｐ＝Ｚｎ）が１２ｋΩであり、さらに、地絡検出継電器１５の動作設定値が１０ｋΩである場合、抵抗値Ｒｇ１として例えば５０ｋΩ（１０ｋΩ＜５０ｋΩ＜１００ｋΩ）を選択する。

このような場合において、地絡抵抗４１が母線２１に接続された状態では、正極側の対地間の合成抵抗は、約９．６ｋΩ（Ｒｐ０／／Ｒｘ／／Ｒｇ１）となり、負極側の対地間の合成抵抗は、約１０．７ｋΩ（Ｒｎ０／／Ｒｘ）となる。そして、蓄電池２０の電圧、つまり母線２１，２２の間の電圧Ｖは１１０Ｖであるため、電圧Ｖｐの大きさは約５２．１Ｖ、電圧Ｖｎの大きさは約５７．９Ｖとなる。このため、差電圧Ｖｄ（＝｜Ｖｐ｜−｜Ｖｎ｜）は、−５．８Ｖとなる。

一方、地絡抵抗４１が母線２２に接続された状態では、負極側の対地間の合成抵抗は、約１１．９ｋΩ（Ｒｐ０／／Ｒｘ）となり、負極側の対地間の合成抵抗は、約８．８ｋΩ（Ｒｎ０／／Ｒｘ／／Ｒｇ１）となる。このため、この際の電圧Ｖｐの大きさは約６３．２Ｖ、電圧Ｖｎの大きさは約４６．８Ｖとなり、差電圧Ｖｄ（＝｜Ｖｐ｜−｜Ｖｎ｜）は、１６．５Ｖとなる。

前述のように、地絡検出継電器１５の動作設定値が１０ｋΩである場合、差電圧Ｖｄが、４１Ｖより大きいか、−４１Ｖより小さい場合に地絡検出継電器１５が地絡を検出することになる。したがって、本実施形態の地絡抵抗４１が母線２１，２２の何れかに接続された場合には、差電圧Ｖｄは±４１Ｖを超えることはないため、地絡検出継電器１５は地絡を検出することはない。

＝＝記憶装置４３及びマイコン４４の詳細について＝＝
ここで、記憶装置４３及びマイコン４４の詳細について説明する。記憶装置４３（記憶部）の記憶領域には、図４に示すように少なくとも、プログラム記憶部６０、抵抗値記憶部６１、及びデータ記憶部６２が設けられている。

プログラム記憶部６０は、マイコン４４が実行する各種プログラムを記憶する。抵抗値記憶部６１は、地絡継電器１５の抵抗３０，３１の抵抗値Ｒｘ（１２ｋΩ）、地絡抵抗４１の抵抗値Ｒｇ１（５０ｋΩ）を記憶する。

データ記憶部６２は、例えば、マイコン４４で算出された抵抗値Ｒｐ０，Ｒｎ０、抵抗値Ｒｐ０，Ｒｎ０を算出した際の時刻、各種電圧（電圧Ｖｐ，Ｖｎ，Ｖｄ，Ｖｐｇ，Ｖｎｇ）等を記憶する。

図５は、マイコン４４が記憶装置４３に記憶されるプログラムデータを実行することにより、マイコン４４に実現される機能ブロックを示す図である。マイコン４４は、時刻判定部７０、測定部７１、差電圧算出部７２、差電圧判定部７３、制御部７４、接続部７５、算出部７６、地絡点判定部７７、及び警報出力部７８の機能を実現する。

時刻判定部７０は、計時装置４７から現在の時刻Ｔを取得し、現在の時刻Ｔが、絶縁抵抗２５，２６の抵抗値を算出する所定の時刻ＴＡとなったか否かを判定する。なお、所定の時刻は、１日に２回であれば、例えば１２時、２４時であり、利用者により設定される。

測定部７１（第１及び第２測定部）は、ＡＤコンバータ４２からの出力を取得して、電圧Ｖｓｐ，Ｖｎを測定する。また、測定部７１は、測定した電圧Ｖｐ，Ｖｎを記憶装置４３のデータ記憶部６２に適宜格納する。

差電圧算出部７２は、測定部７１で測定された電圧Ｖｐ，Ｖｎに基づいて、差電圧Ｖｄ（＝｜Ｖｐ｜−｜Ｖｎ｜）を算出する。

差電圧判定部７３は、地絡発生の兆候を検出すべく、差電圧Ｖｄの時間変化であるΔＶｄ（現在の差電圧Ｖｄと、前回の差電圧Ｖｄとの差）を算出し、差電圧Ｖｄの時間変化ΔＶｄの大きさが所定値（１０Ｖ：第２の値）より大きいか否か（ΔＶｄ＞１０Ｖ、又はΔＶｄ＜−１０Ｖ）を判定する。なお、１０Ｖは一例であり、他の値であっても良い。

制御部７４は、現在の時刻Ｔが所定の時刻ＴＡとなるか、差電圧Ｖｄの時間変化ΔＶｄが所定値より大きくなると、電圧Ｖｐ，Ｖｎに基づいて母線２１，２２間の電圧Ｖを算出した後に、接続部７５を制御する。

接続部７５（第１及び第２接続部）は、制御部７４からの指示に基づいて、地絡抵抗４１を母線２１，２２に順次接続する。

算出部７６は、取得された電圧Ｖｐｇ，Ｖｎｇ，Ｖと、抵抗値Ｒｘ，Ｒｇ１の値に基づいて、対地絶縁抵抗２５，２６の抵抗値Ｒｐ０，Ｒｎ０を算出する。また、算出部７６は、取得した電圧や、算出した抵抗値等の各種データを記憶装置４３に記録する。

地絡点判定部７７は、差電圧Ｖｄの極性の変化に基づいて、所定の位置で地絡が発生しているか否かを判定する。なお、地絡点判定部７７の詳細については後述する。

警報出力部７８は、算出部７６で算出された抵抗値Ｒｐ０，Ｒｎ０が所定値以下である場合、つまり、直流電源装置１０の絶縁抵抗が低下している場合、警報装置４６に警報を出力させる。

＝＝地絡点判定部７７の詳細＝＝
ここで、地絡点判定部７７の詳細について説明する。地絡点判定部７７は、前回の差電圧Ｖｄの値と、今回（現在）の差電圧Ｖｄの値の極性が異なる場合、つまり差電圧Ｖｄの極性が反転（変化）した場合に、所定の位置で地絡が発生していることを判定する。ここで、差電圧Ｖｄの極性の変化は、図６に示すように、例えばノードＡに地絡が発生している場合に観測される。図６は、ノードＡに、地絡が発生した状態を示す図であり、便宜上、直流回路監視装置１６等を適宜省略している。また、ここでは、抵抗３０，３１の抵抗値を１２ｋΩ、対地絶縁抵抗２５，２６の抵抗値を１ＭΩ、継電器５０の内部抵抗を１０ｋΩ、ノードＡにおける地絡抵抗５５の値を２０ｋΩとしている。

ここで、スイッチ５２が投入されていない場合、つまり、スイッチ５２がオフの場合、地絡抵抗５５は、継電器５０の内部抵抗を介して負極側の母線２２に接続されることになる。つまり、直列接続された継電器５０の内部抵抗及び地絡抵抗５５（３０ｋΩ＝１０ｋΩ＋２０ｋΩ）が、抵抗３１、対地絶縁抵抗２６に並列に接続されることになる。このため、正極側の対地間抵抗は、約１１．９ｋΩ（＝１２ｋΩ／／１ＭΩ）となり、負極側の対地間抵抗は、約８．５ｋΩ（＝１２ｋΩ／／１ＭΩ／／３０ｋΩ）となる。したがって、電圧Ｖｐは、約６４Ｖとなり、電圧Ｖｎは、約４６Ｖとなるため、差電圧Ｖｄは１８Ｖとなる。

一方、スイッチ５２が投入されると、つまり、スイッチ５２がオンとなる場合、地絡抵抗５５は、正極側の母線２１に接続される。このため、正極側の対地間抵抗は、約７．４ｋΩ（＝１２ｋΩ／／１ＭΩ／／２０ｋΩ）となり、負極側の対地間抵抗は、約１１．９ｋΩ（＝１２ｋΩ／／１ＭΩ）となる。したがって、電圧Ｖｐは、約４２Ｖとなり、電圧Ｖｎは、約６７Ｖとなるため、差電圧Ｖｄは−２５Ｖとなる。

このように、スイッチ５２と継電器５０とが接続されるノードＡに地絡が発生している場合、スイッチ５２の状態によって差電圧Ｖｄの極性が変化する。なお、ここでは、ノードＡに地絡が発生している場合について説明したが、例えば、ノードＢに地絡が発生する場合も同様である。このような現象に基づいて、地絡点判定部７７は、差電圧Ｖｄの極性が変化した場合に、ノードＡ，Ｂ等の位置（中性相）で地絡が発生していることを判定する。

なお、ここでは、地絡点判定部７７は、差電圧Ｖｄの極性の変化した場合にノードＡ等の所定の位置で地絡が発生していることを判定したがこれに限られない。例えば、スイッチ５２がオフ状態からオンとなり、その後再びオフとなると、差電圧Ｖｄは、１８Ｖから−２５Ｖに変化した後に１８Ｖとなる。したがって、スイッチ５２の動作時刻に応じて、差電圧Ｖｄがほぼ元の値（１８Ｖ）に短時間で戻るか否かを判定することにより、ノードＡ，Ｂ等の位置で地絡が発生していることを判定しても良い。

＝＝マイコン４４が実行する処理について＝＝
ここで、図７、図８を参照しつつ、対地絶縁抵抗２５，２６の抵抗値Ｒｐ０，Ｒｎ０を算出する際にマイコン４４が実行する処理の一例について説明する。なお、図７に示す処理は、例えば所定の時間間隔毎に実行される。

まず、時刻判定部７０は、現在の時刻Ｔが、絶縁抵抗２５，２６の抵抗値を算出する所定の時刻ＴＡとなったか否かを判定する（Ｓ１００）。そして、現在の時刻Ｔが所定の時刻ＴＡとなると（Ｓ１００：ＹＥＳ）、絶縁抵抗算出処理（Ｓ１０５）が実行される。一方、現在の時刻Ｔが所定の時刻ＴＡでないと（Ｓ１００：ＮＯ）、測定部７１は、電圧Ｖｐ，Ｖｎを測定する（Ｓ１０１）。また、電圧Ｖｐ，Ｖｎが測定されると、差電圧算出部７２は、差電圧Ｖｄ（＝｜Ｖｐ｜−｜Ｖｎ｜）を算出する（Ｓ１０２）。差電圧判定部７３は、処理Ｓ１０２で算出された現在の差電圧Ｖｄと、前回算出された差電圧Ｖｄとから、差電圧Ｖｄの時間変化であるΔＶｄを算出し、時間変化ΔＶｄの大きさが所定値（１０Ｖ）より大きいか否かを判定する（Ｓ１０３）。なお、前回算出された差電圧Ｖｄは、予め記憶装置４３のデータ記憶部６２に記憶されている。そして、時間変化ΔＶｄの大きさが所定値（１０Ｖ）より小さい場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、差電圧算出部７２は、電圧Ｖｐ，Ｖｎや、現在の差電圧Ｖｄを記憶装置４３のデータ記憶部６２に記録する（Ｓ１０４）。一方、時間変化ΔＶｄの大きさが所定値（１０Ｖ）より大きい場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、絶縁抵抗算出処理（Ｓ１０５）が実行される。

図８は、絶縁抵抗算出処理（Ｓ１０５）の一例を示すフローチャートである。まず、制御部７４は、電圧Ｖｐ，Ｖｎに基づいて母線２１，２２間の電圧Ｖを算出する（Ｓ２００）。その後、接続部７５は、制御部７４からの指示に基づいて、母線２１に地絡抵抗４１を接続する（Ｓ２０１）。測定部７１は、電圧Ｖｐが安定すると、地絡抵抗４１が母線２１に接続されている際の電圧Ｖｐを測定し、電圧Ｖｐｇとしてデータ記憶部６２に記録する（Ｓ２０２）。電圧Ｖｐｇが記録されると、接続部７５は、地絡抵抗４１を切り離す（Ｓ２０３）。そして、接続部７５は、地絡抵抗４１が切り離された後に電圧Ｖｐ，Ｖｎが安定化するまでの所定時間τが経過すると（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、母線２２に地絡抵抗４１を接続する（Ｓ２０５）。また、測定部７１は、電圧Ｖｎが安定すると、地絡抵抗４１が母線２２に接続されている際の電圧Ｖｎを測定し、電圧Ｖｎｇとしてデータ記憶部６２に記録する（Ｓ２０６）。電圧Ｖｎｇが記録されると、接続部７５は、地絡抵抗４１を切り離す（Ｓ２０７）。そして、算出部７６は、取得された電圧Ｖｐｇ，Ｖｎｇ，Ｖと、データ記憶部６２に格納されている抵抗値Ｒｘ，Ｒｇ１の値に基づいて、対地絶縁抵抗２５，２６の抵抗値Ｒｐ０，Ｒｎ０を算出する（Ｓ２０８）。なお、この際、算出部７６は、前述した式（５），（６）を用いて抵抗値Ｒｐ０，Ｒｎ０を算出する。

処理Ｓ１０５において抵抗値Ｒｐ０，Ｒｎ０が算出されると、地絡点判定部７７は、今回の差電圧Ｖｄと、前回の差電圧Ｖｄとを比較し、差電圧Ｖｄの極性が変化したか否かを判定する（Ｓ１０６）。差電圧Ｖｄの極性が変化した場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、地絡点判定部７７は、ノードＡ，Ｂ等のスイッチと継電器とが接続されているノードに地絡が発生していることを判定する（Ｓ１０７）。処理Ｓ１０７が実行された場合、または差電圧Ｖｄの極性が変化しない場合（Ｓ１０６：ＮＯ）、警報出力部７８は、算出された抵抗値Ｒｐ０，Ｒｎ０と所定値とを比較する（Ｓ１０８）。算出された抵抗値Ｒｐ０，Ｒｎ０が所定値以下の場合（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、警報出力部７８は、警報装置４６に警報を出力させる（Ｓ１０９）。また、処理Ｓ１０９が実行された場合、または、算出された抵抗値Ｒｐ０，Ｒｎ０が所定値より大きい場合（Ｓ１０８：ＮＯ）、例えば、算出部７６等は、取得された電圧Ｖｐｇ，Ｖｎｇ，Ｖ、算出された抵抗値Ｒｐ０，Ｒｎ０、処理Ｓ１０６の判定結果（地絡点の判定結果）を、現在の時刻Ｔとともにデータ記憶部６２に記録する（Ｓ１１０）。

以上、本発明の一実施形態である直流回路監視装置１６が設けられた直流電源装置１０について説明した。直流回路監視装置１６は、地絡検出継電器１５の動作を停止させることなく対地絶縁抵抗２５，２６の抵抗値Ｒｐ０，Ｒｎ０を算出することが可能である。

また、地絡抵抗４１が母線２１，２２に接続された場合であっても、差電圧Ｖｄの値は、地絡検出継電器１５が地絡を検出する際の電圧である４１Ｖ（第１の値）よりも小さい。このため、抵抗値Ｒｐ０，Ｒｎ０が算出されている際に地絡が発生しても、地絡検出継電器１５は確実に地絡を検出できる。

また、制御部７４は、現在の時刻が所定の時刻ＴＡ（所定のタイミング）となると、接続部７５を制御し、抵抗値Ｒｐ０，Ｒｎ０を算出させることができる。

また、制御部７４は、現在の時刻が所定の時刻ＴＡとならない場合であっても、地絡の兆候が発生すると、接続部７５を制御し、抵抗値Ｒｐ０，Ｒｎ０を算出させることができる。

また、地絡点判定部７７は、差電圧Ｖｄの極性の変化に基づいて、ノードＡ，Ｂ等の位置（中性相）で地絡が発生しているか否かを判定することができる。また、スイッチ５２等の装置動作データ時刻と電気所設備の運転記録（時刻）を照合することで，地絡点の把握が容易になる。

また、算出された抵抗値Ｒｐ０，Ｒｎ０等は時刻とともに記憶装置４３に記録される。これにより、直流回路監視装置１６はデータロガー（記録計）の機能を有することになるため、作業者は、抵抗値Ｒｐ０，Ｒｎ０の経年変化や地絡の兆候を把握することができる。

また、算出された抵抗値Ｒｐ０，Ｒｎ０が所定値以下である場合、警報装置４６は警報を出力する。これにより、作業者は、絶縁抵抗の低下を直ちに知ることが可能となる。

なお、上記実施例は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。

１０ 直流電源装置
１５ 地絡検出継電器
１６ 直流回路監視装置
２０ 蓄電池
２１，２２ 母線
２５，２６ 対地絶縁抵抗
３０，３１ 抵抗
３２ 判定装置
４０，５２〜５４ スイッチ
４１ 地絡抵抗
４２ ＡＤコンバータ
４３ 記憶装置
４４ マイコン
４５ 表示装置
４６ 警報装置
４７ 計時装置
５０，５１ 継電器
６０ プログラム記憶部
６１ 抵抗値記憶部
６２ データ記憶部
７０ 時刻判定部
７１ 測定部
７２ 差電圧算出部
７３ 差電圧判定部
７４ 制御部
７５ 接続部
７６ 算出部
７７ 地絡点判定部
７８ 警報出力部

Claims (5)

1. 正極側の第１電源線及び負極側の第２電源線と、前記第１電源線に接続された第１接地抵抗及び前記第２電源線に接続された第２接地抵抗と、を備える直流回路の前記第１及び第２電源線のうち、前記第１電源線に地絡抵抗を接続する第１接続部と、
   前記第１電源線に前記地絡抵抗が接続された際の前記第１電源線に発生する第１電圧を測定する第１測定部と、
   前記第１及び第２電源線のうち、前記第２電源線に前記地絡抵抗を接続する第２接続部と、
   前記第２電源線に前記地絡抵抗が接続された際の前記第２電源線に発生する第２電圧を測定する第２測定部と、
   前記第１及び第２電圧の各値と、前記第１及び第２電源線の間の電圧の値と、前記第１及び第２接地抵抗と前記地絡抵抗との各抵抗値とに基づいて、前記直流回路の対地絶縁抵抗の抵抗値を算出する算出部と、
   計時装置と、
   所定の時間間隔毎に所定の処理を実行する制御部であって、前記処理において、前記計時装置から取得した現在の時刻が、前記対地絶縁抵抗の抵抗値を算出する所定の時刻となったか否かを判定し、現在の時刻が前記所定の時刻でないと、前記第１電源線に発生する電圧及び前記第２電源線に発生する電圧を測定し、前記第１電源線に発生する電圧の絶対値及び前記第２電源線に発生する電圧の絶対値の差電圧を算出し、今回の処理において算出された差電圧と、前回の処理において算出された差電圧との間の時間変化の大きさが所定値より大きい場合、前記対地絶縁抵抗の抵抗値を算出するために、前記第１及び第２接続部のうち一方の接続部に前記地絡抵抗を接続させ、その後、前記第１及び第２接続部のうち他方の接続部に前記地絡抵抗を接続させる制御部と、
   を備えることを特徴とする抵抗値算出装置。
2. 請求項１に記載の抵抗値算出装置であって、
   前記直流回路は、
   前記第１電源線に発生する電圧及び前記第２電源線に発生する電圧の差電圧の値が前記所定値より大きい第１の値より大きくなると、前記直流回路に地絡が発生していることを検出する地絡検出装置を更に含み、
   前記地絡抵抗は、
   前記地絡抵抗が前記第１または第２電源線に接続された際の、前記第１電源線に発生する電圧及び前記第２電源線に発生する電圧の差電圧の値が前記第１の値より小さくなる抵抗値を有すること、
   を特徴とする抵抗値算出装置。
3. 請求項１又は２に記載の抵抗値算出装置であって、
   前記直流回路は、
   スイッチと、前記スイッチに直列接続され、前記スイッチがオンされると記第１及び第２電源線の間の電圧が印加される機器と、を更に含み、
   前記第１電源線に発生する電圧及び前記第２電源線に発生する電圧の差電圧の極性の変化、又は、前記スイッチがオフ状態からオンした後に再びオフしたときの前記差電圧が、前記スイッチがオンする前の前記差電圧と同じ値に戻ることに基づいて、前記スイッチ及び前記機器が接続されるノードに地絡が発生しているか否かを判定する判定部と、
   を更に備えること、
   を特徴とする抵抗値算出装置。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載の抵抗値算出装置であって、
   前記算出部が前記対地絶縁抵抗の抵抗値が算出する毎に、前記対地絶縁抵抗の抵抗値が算出された時刻を示す情報と、算出された前記対地絶縁抵抗の抵抗値とを記憶する記憶部を更に備えること、
   を特徴とする抵抗値算出装置。
5. 請求項１〜４の何れか一項に記載の抵抗値算出装置であって、
   算出された前記対地絶縁抵抗の抵抗値が所定値以下である場合、警報を出力する警報出力部を更に備えること、
   を特徴とする抵抗値算出装置。

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