JPH0815345A - 絶縁状態測定方法、絶縁状態判定装置及びそれを用いた分散型発電システム - Google Patents
絶縁状態測定方法、絶縁状態判定装置及びそれを用いた分散型発電システムInfo
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- JPH0815345A JPH0815345A JP7089286A JP8928695A JPH0815345A JP H0815345 A JPH0815345 A JP H0815345A JP 7089286 A JP7089286 A JP 7089286A JP 8928695 A JP8928695 A JP 8928695A JP H0815345 A JPH0815345 A JP H0815345A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
- G01R31/1227—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
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- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、一端側に電源が接続された電路
の、もしくは電源そのものの絶縁状態を該電源の使用停
止時に監視することができ、不測の事態を未然に防止で
きる電力変換システムの絶縁状態測定方法及び判定装置
を提供することを目的とする。 【構成】 電路30の一端に接続された太陽電池アレイ
1を切換スイッチ24の作動により非接地状態とし、電
路30に作動回路251からの作動指令を受けた測定ス
イッチ252が高電圧を一時的に印加する。接続線路3
1に流れる微小電流を電流検出器254が検出し、その
データが絶縁判定回路253に送られると、印加された
電圧の大きさと、電流検出器254により検出された微
小電流の大きさから絶縁抵抗を算出し、異常があれば、
表示装置28にてその情報が表示することにすれば、不
測の事態を未然に回避することができる。
の、もしくは電源そのものの絶縁状態を該電源の使用停
止時に監視することができ、不測の事態を未然に防止で
きる電力変換システムの絶縁状態測定方法及び判定装置
を提供することを目的とする。 【構成】 電路30の一端に接続された太陽電池アレイ
1を切換スイッチ24の作動により非接地状態とし、電
路30に作動回路251からの作動指令を受けた測定ス
イッチ252が高電圧を一時的に印加する。接続線路3
1に流れる微小電流を電流検出器254が検出し、その
データが絶縁判定回路253に送られると、印加された
電圧の大きさと、電流検出器254により検出された微
小電流の大きさから絶縁抵抗を算出し、異常があれば、
表示装置28にてその情報が表示することにすれば、不
測の事態を未然に回避することができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電源の絶縁状態を測定
する方法及び判定する装置に関する。特に分散型発電シ
ステム、就中、太陽光発電システムに代表され、所定の
条件下で非接地となる電路を有する電力変換システムに
関し、更に詳細には分散型電源の非使用時における電路
および電源の絶縁状態の測定方法、判定装置及びそれを
用いた分散型発電システムに関するものである。
する方法及び判定する装置に関する。特に分散型発電シ
ステム、就中、太陽光発電システムに代表され、所定の
条件下で非接地となる電路を有する電力変換システムに
関し、更に詳細には分散型電源の非使用時における電路
および電源の絶縁状態の測定方法、判定装置及びそれを
用いた分散型発電システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、電力需要の増加に伴い、大規模発
電所を補完する役割を持つ系統連系分散型発電システム
が特に注目されてきている。しかしながら現在このよう
な分散型発電システムを運用するには電気設備技術基準
に規定されるような厳しいチェックを常にしておかなけ
ればならない。また、発電システムを独立に使用する場
合においても同様に厳しいチェックを常に行うことが好
ましい。
電所を補完する役割を持つ系統連系分散型発電システム
が特に注目されてきている。しかしながら現在このよう
な分散型発電システムを運用するには電気設備技術基準
に規定されるような厳しいチェックを常にしておかなけ
ればならない。また、発電システムを独立に使用する場
合においても同様に厳しいチェックを常に行うことが好
ましい。
【0003】分散型発電システムを一般家庭に普及させ
る為には、使用者に意識させることなく、安定的に電力
を供給しことさら安全な状態にしておくことが必要で、
その様な機能を持った電力変換システムが必要となる。
る為には、使用者に意識させることなく、安定的に電力
を供給しことさら安全な状態にしておくことが必要で、
その様な機能を持った電力変換システムが必要となる。
【0004】図12に直流地絡を検出する電力変換シス
テムによる太陽光発電システムの一例を示す。
テムによる太陽光発電システムの一例を示す。
【0005】直流電源である太陽電池アレイ101と電
力変換システムであるパワーコンディショナー109を
構成するインバータ回路102とを接続する電路103
には事故時(地絡時)にインバータ回路102をそれ以
降非作動状態にする手段である連系保護装置108を設
けた構成となっている。
力変換システムであるパワーコンディショナー109を
構成するインバータ回路102とを接続する電路103
には事故時(地絡時)にインバータ回路102をそれ以
降非作動状態にする手段である連系保護装置108を設
けた構成となっている。
【0006】直流地路を検出する手段としては、電路1
03の両電線の間に、2個の同抵抗値の分圧抵抗104
を接続しておき、その分圧点の接地線に電流検出器10
5を設け、電流検出器105の出力を受けて作動する地
絡電流判定回路106を設け、地絡電流判定回路106
の出力に応じてインバータ制御回路107を作動させる
ようにし、もって電路103の少なくとも一方の地絡の
有無を監視しうるようになっている。
03の両電線の間に、2個の同抵抗値の分圧抵抗104
を接続しておき、その分圧点の接地線に電流検出器10
5を設け、電流検出器105の出力を受けて作動する地
絡電流判定回路106を設け、地絡電流判定回路106
の出力に応じてインバータ制御回路107を作動させる
ようにし、もって電路103の少なくとも一方の地絡の
有無を監視しうるようになっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記太
陽光発電システムの構成では、実際に地絡電流が流れた
あと、つまり電源である太陽電池アレイ101のパネル
やその配線の充電部分等から漏電してしまったあとでな
ければ太陽電池アレイ101や電路103の異常を検知
することができない。更に付言すれば、太陽電池アレイ
101の+−のちょうど中間電位の部分で接地された場
合は、検知することもできない。したがって、漏電の危
険を予知することはできないという問題点を有する。
陽光発電システムの構成では、実際に地絡電流が流れた
あと、つまり電源である太陽電池アレイ101のパネル
やその配線の充電部分等から漏電してしまったあとでな
ければ太陽電池アレイ101や電路103の異常を検知
することができない。更に付言すれば、太陽電池アレイ
101の+−のちょうど中間電位の部分で接地された場
合は、検知することもできない。したがって、漏電の危
険を予知することはできないという問題点を有する。
【0008】本発明は、上記従来技術の課題を解決する
べくなされたものであり、一端側に電源が接続された電
路の、もしくは電源そのものの絶縁状態を電源の使用停
止時に監視することができ、不測の事態を未然に防止で
きる電源の絶縁状態測定方法、判定手段及びそれを用い
た分散型発電システムを提供することを目的とする。
べくなされたものであり、一端側に電源が接続された電
路の、もしくは電源そのものの絶縁状態を電源の使用停
止時に監視することができ、不測の事態を未然に防止で
きる電源の絶縁状態測定方法、判定手段及びそれを用い
た分散型発電システムを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の絶縁状態測定方法は、電力変換手段に電路
を通して接続される電源を短絡する電源短絡工程と、前
記短絡させた後に、前記電路と接地点との間に電圧を印
加する高電圧印加工程と、前記印加した電圧により流れ
る電流を測定する電流測定工程とを有し、前記電流から
前記電路もしくは前記電源の絶縁状態を測定することを
特徴とする。
に、本発明の絶縁状態測定方法は、電力変換手段に電路
を通して接続される電源を短絡する電源短絡工程と、前
記短絡させた後に、前記電路と接地点との間に電圧を印
加する高電圧印加工程と、前記印加した電圧により流れ
る電流を測定する電流測定工程とを有し、前記電流から
前記電路もしくは前記電源の絶縁状態を測定することを
特徴とする。
【0010】また、本発明の絶縁状態判定装置は、一端
に電源が接続される電路を短絡させる短絡手段と、該短
絡手段によって形成された前記電路を有する閉回路と接
地点との間に電圧を印加するための電圧印加手段と、前
記接地点に流れる電流を検出する電流検出手段と、該電
流検出手段の出力値に基づいて導通状態を測定する絶縁
状態判定手段と、を有することを特徴とする。
に電源が接続される電路を短絡させる短絡手段と、該短
絡手段によって形成された前記電路を有する閉回路と接
地点との間に電圧を印加するための電圧印加手段と、前
記接地点に流れる電流を検出する電流検出手段と、該電
流検出手段の出力値に基づいて導通状態を測定する絶縁
状態判定手段と、を有することを特徴とする。
【0011】さらに、本発明の電力変換システムは、一
端側に電源が接続され、かつ、該電源を短絡手段の作動
により非接地状態で短絡状態に構成された電路と、前記
短絡手段と前記電路と接地点との間に電圧を印加する電
圧印加手段と、該電圧印加手段によって前記電圧を前記
電路と接地点との間に接続するための接続線路と、該接
続線路の電流を検出する電流検出手段と、前記短絡手段
を作動させた後に前記電圧印加手段を作動させる作動手
段と、前記電流検出手段の出力を受けて前記電路もしく
は前記電源の絶縁状態を判定する絶縁判定手段とを備え
たことを特徴とする。
端側に電源が接続され、かつ、該電源を短絡手段の作動
により非接地状態で短絡状態に構成された電路と、前記
短絡手段と前記電路と接地点との間に電圧を印加する電
圧印加手段と、該電圧印加手段によって前記電圧を前記
電路と接地点との間に接続するための接続線路と、該接
続線路の電流を検出する電流検出手段と、前記短絡手段
を作動させた後に前記電圧印加手段を作動させる作動手
段と、前記電流検出手段の出力を受けて前記電路もしく
は前記電源の絶縁状態を判定する絶縁判定手段とを備え
たことを特徴とする。
【0012】
【作用】したがって、本発明の主たる構成によれば、電
路の一瑞に接続された分散型電源等の電路を短絡状態に
したうえで、電路に高電圧を印加する。その時に流れる
電流を検出し、その大きさから分散型電源やその配線回
りの絶縁状態を測定及び判定する。この判定結果が異常
で有ればその情報を表示し、その後に絶縁不良箇所を除
去する等して不測の事態を未然に回避することができ
る。なお、測定スイッチ等の電圧印加手段および測定は
例えば毎夜間の一回行うだけでも、不測の事態は十分に
回避される。
路の一瑞に接続された分散型電源等の電路を短絡状態に
したうえで、電路に高電圧を印加する。その時に流れる
電流を検出し、その大きさから分散型電源やその配線回
りの絶縁状態を測定及び判定する。この判定結果が異常
で有ればその情報を表示し、その後に絶縁不良箇所を除
去する等して不測の事態を未然に回避することができ
る。なお、測定スイッチ等の電圧印加手段および測定は
例えば毎夜間の一回行うだけでも、不測の事態は十分に
回避される。
【0013】以下、本発明を図面を用いて説明する。図
1は、本発明を用いた好適な系統連係させた分散型発電
システムの模式的断面図である。
1は、本発明を用いた好適な系統連係させた分散型発電
システムの模式的断面図である。
【0014】分散型電源1 分散型電源としては、負荷に電力を供給させられるもの
であればよく、太陽電池等の直流電源であっても、風力
発電等の交流電源でもよい。また、安定的電力を供給で
きる燃料電池やディーゼル発電機等でもよい。具体的に
は、太陽電池モジュールを複数直並列に電気的に接続さ
せた太陽電池アレイが好適に用いられる。
であればよく、太陽電池等の直流電源であっても、風力
発電等の交流電源でもよい。また、安定的電力を供給で
きる燃料電池やディーゼル発電機等でもよい。具体的に
は、太陽電池モジュールを複数直並列に電気的に接続さ
せた太陽電池アレイが好適に用いられる。
【0015】パワーコンディショナ2 入力される電力を所望に応じて使用する電力に変換する
装置である。分散型発電に太陽電池を使用する場合は、
直流電力を家庭で一般的に使われる交流電力に変換して
交流系統と接続できる装置が好ましいが、発電システム
の形態によっては、入力される直流電力の電圧を違う電
圧に変換して出力することもある。
装置である。分散型発電に太陽電池を使用する場合は、
直流電力を家庭で一般的に使われる交流電力に変換して
交流系統と接続できる装置が好ましいが、発電システム
の形態によっては、入力される直流電力の電圧を違う電
圧に変換して出力することもある。
【0016】コンバータ手段21 入力される電力を異なる形態の電力に変換するための回
路である。分散型電源1に太陽電池アレイを用いた場合
では直流/交流変換を行うインバータ回路を例として使
ったが、直流/直流のコンバータ回路であっても良い。
さらに、分散型電源1に応じて交流/交流コンバータ回
路を使用することもできる。具体的には、パワーデバイ
スとして、GTO(Gate Turn Off)サイリスタやIG
BT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、パワー
モスフェット(PowerMOSFET)等を用いて構成される。
路である。分散型電源1に太陽電池アレイを用いた場合
では直流/交流変換を行うインバータ回路を例として使
ったが、直流/直流のコンバータ回路であっても良い。
さらに、分散型電源1に応じて交流/交流コンバータ回
路を使用することもできる。具体的には、パワーデバイ
スとして、GTO(Gate Turn Off)サイリスタやIG
BT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、パワー
モスフェット(PowerMOSFET)等を用いて構成される。
【0017】コンバータ制御手段22 コンバータ手段21を制御するためのコンバータ制御手
段出ある。具体的には、コンバータ制御手段であるイン
バータ制御回路が系統に連系させるための機能など通常
必要な制御機能の他に、絶縁判定手段253の指示でイ
ンバータ回路21を停止する機能も合わせ持つことが好
ましい。この場合CPU等を用いて構成すればよい。
段出ある。具体的には、コンバータ制御手段であるイン
バータ制御回路が系統に連系させるための機能など通常
必要な制御機能の他に、絶縁判定手段253の指示でイ
ンバータ回路21を停止する機能も合わせ持つことが好
ましい。この場合CPU等を用いて構成すればよい。
【0018】連系保護手段23 コンバータ手段21であるインバータ回路の出力する電
力が系統に連系できる範囲の電力品質を越えた時、自動
的に系統と分散型電源1を切り離すための手段である。
分散型電源1を電気的に切り離すものであれば、パワー
コンディショナ2内でコンバータ手段21の系統側に配
置しても、分散型電源1とコンバータ手段21との間に
設けてもよい。さらに、パワーコンディショナ2の外で
設けられた通常の商用電力と負荷との間に設けられるブ
レーカーを利用した配電遮断手段と兼用しても良い。
力が系統に連系できる範囲の電力品質を越えた時、自動
的に系統と分散型電源1を切り離すための手段である。
分散型電源1を電気的に切り離すものであれば、パワー
コンディショナ2内でコンバータ手段21の系統側に配
置しても、分散型電源1とコンバータ手段21との間に
設けてもよい。さらに、パワーコンディショナ2の外で
設けられた通常の商用電力と負荷との間に設けられるブ
レーカーを利用した配電遮断手段と兼用しても良い。
【0019】切り換えスイッチ24 通常運転時と絶縁抵抗測定時のそれぞれの状態を電気的
に切り換えるためのスイッチである。絶縁抵抗測定状態
の時にはコンバータ手段を保護するためにコンバータ手
段であるインバータ回路21と入力が切り離される。
に切り換えるためのスイッチである。絶縁抵抗測定状態
の時にはコンバータ手段を保護するためにコンバータ手
段であるインバータ回路21と入力が切り離される。
【0020】作動手段251 絶縁抵抗測定を開始するための作動指令信号を出力する
ための手段である。切換スイッチ24が絶縁抵抗測定状
態に切り換わっていないかを判断し切り換わっていなけ
れば出力はしない回路構成とすることが好ましい。この
回路はコンパレータ回路等で形成される。
ための手段である。切換スイッチ24が絶縁抵抗測定状
態に切り換わっていないかを判断し切り換わっていなけ
れば出力はしない回路構成とすることが好ましい。この
回路はコンパレータ回路等で形成される。
【0021】測定スイッチ252 作動手段251からの作動指令信号によって切換スイッ
チ24により閉回路とされた分散型電源1と、電圧発生
手段とを電気的に接続させ電路30に高電圧を印可する
ためのスイッチ。
チ24により閉回路とされた分散型電源1と、電圧発生
手段とを電気的に接続させ電路30に高電圧を印可する
ためのスイッチ。
【0022】絶縁判定手段253 分散型電源1、及び閉回路を形成する電路30の絶縁状
態を判定する手段である。具体的には、電路30と大地
間を流れる微小電流の大きさを電流検出器により測定
し、絶縁判定手段253にて、得られた測定と、あらか
じめROM等に記憶してある値とを比較する等して、絶
縁状態を判定する。作動手段251や電流検出器等と一
体的に回路構成することも可能である。
態を判定する手段である。具体的には、電路30と大地
間を流れる微小電流の大きさを電流検出器により測定
し、絶縁判定手段253にて、得られた測定と、あらか
じめROM等に記憶してある値とを比較する等して、絶
縁状態を判定する。作動手段251や電流検出器等と一
体的に回路構成することも可能である。
【0023】電圧発生手段26 電力発生手段は、絶縁状態を判定するために、電路30
等に高電圧を印加する電圧発生手段である。電圧発生手
段は、一次電池262であるマンガン電池、リチウム電
池や、二次電池である鉛蓄電池、リチウムイオン電池等
さらには、系統の電源を電圧発生電源として利用する。
電圧発生電源の電圧が絶縁状態を判定するのに小さい場
合は、昇圧回路261を用いて好適な電圧に制御する。
等に高電圧を印加する電圧発生手段である。電圧発生手
段は、一次電池262であるマンガン電池、リチウム電
池や、二次電池である鉛蓄電池、リチウムイオン電池等
さらには、系統の電源を電圧発生電源として利用する。
電圧発生電源の電圧が絶縁状態を判定するのに小さい場
合は、昇圧回路261を用いて好適な電圧に制御する。
【0024】また、系統電源等の交流電源を電圧発生電
源として利用する場合は、交流電圧を直流電圧に変換す
るための回路である整流回路263を持つことが好まし
い。印加電圧は直流でもパルス状でもよい。なお、絶縁
状態を測定する機器の精度が優れていれば、高電圧(1
00〜2000V)を印加する必要はない。
源として利用する場合は、交流電圧を直流電圧に変換す
るための回路である整流回路263を持つことが好まし
い。印加電圧は直流でもパルス状でもよい。なお、絶縁
状態を測定する機器の精度が優れていれば、高電圧(1
00〜2000V)を印加する必要はない。
【0025】電圧検出器271、272 絶縁不良を起こしている場所や、絶縁抵抗が低下してい
る場所を特定するための検出器。表示装置28 絶縁不良が起きた場合、その旨を表示し、警告するため
の装置である。場合によっては、絶縁不良ではないが絶
縁抵抗が下がっていることを警告しても良い。表示装置
としては、LEDを使用しても良いし、液晶や電子線デ
ィスプレイを用いて表示しても良い。
る場所を特定するための検出器。表示装置28 絶縁不良が起きた場合、その旨を表示し、警告するため
の装置である。場合によっては、絶縁不良ではないが絶
縁抵抗が下がっていることを警告しても良い。表示装置
としては、LEDを使用しても良いし、液晶や電子線デ
ィスプレイを用いて表示しても良い。
【0026】記憶回路29 一定時間経過後の後日、絶縁不良を起こしている場所を
特定するために、絶縁不良が起きた時にその絶縁抵抗値
あるいは微小電流の電流値を記憶しておくための回路で
ある。具体的には、半導体メモリや、磁気記憶装置等が
用いられる。電路30 太陽電池1からコンバータ手段21に電力を供給するた
めの電路である。絶縁状態測定時にはコンバータ手段2
1から切り離し、高電圧を印可する。
特定するために、絶縁不良が起きた時にその絶縁抵抗値
あるいは微小電流の電流値を記憶しておくための回路で
ある。具体的には、半導体メモリや、磁気記憶装置等が
用いられる。電路30 太陽電池1からコンバータ手段21に電力を供給するた
めの電路である。絶縁状態測定時にはコンバータ手段2
1から切り離し、高電圧を印可する。
【0027】接続線路31 電路30に対して高電圧を供給するための線路である。分圧抵抗321 入力直流電源の地絡を検出するための分圧抵抗である。
2つの同抵抗値の抵抗器から構成される。
2つの同抵抗値の抵抗器から構成される。
【0028】電流検出器322 入力直流電流が地絡した時に流れる地絡電流を測定する
ための電流検出器。実施例3のように接続線路31に流
れる微小電流を測定するための電流検出器として共用し
ても良い。地絡電流判定手段323 電流検出器322からの検出レベルをみて地絡している
かどうかを判定するための手段をもつ。
ための電流検出器。実施例3のように接続線路31に流
れる微小電流を測定するための電流検出器として共用し
ても良い。地絡電流判定手段323 電流検出器322からの検出レベルをみて地絡している
かどうかを判定するための手段をもつ。
【0029】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。
【0030】(実施例1)図1に本発明を好適に用いた
分散型発電システムである太陽光発電システムの実施例
1を模式的に示した。
分散型発電システムである太陽光発電システムの実施例
1を模式的に示した。
【0031】以下、図1に基づいて説明する。電源とな
る太陽電池アレイ1からは、電路30を介して、電力変
換手段であるパワーコンディショナー2を構成するコン
バータ手段21のインバータ回路に直流電力が入力さ
れ、直流電力は交流に変換された後に出力端子2c、2
dを介して配電線に供給される様にした。パワーコンデ
ィショナー2の内部には通常、電源が直流電力を出力す
る場合直流電力を交流電力に変換するインバータ回路
(電源が、交流電力を出力する場合は、ACーACコン
バータが使用される)コンバータ手段21であるインバ
ータ回路を制御するためのコンバータ制御手段22であ
るインバータ制御回路、系統連系の為の連系保護手段2
3が、内蔵されている。
る太陽電池アレイ1からは、電路30を介して、電力変
換手段であるパワーコンディショナー2を構成するコン
バータ手段21のインバータ回路に直流電力が入力さ
れ、直流電力は交流に変換された後に出力端子2c、2
dを介して配電線に供給される様にした。パワーコンデ
ィショナー2の内部には通常、電源が直流電力を出力す
る場合直流電力を交流電力に変換するインバータ回路
(電源が、交流電力を出力する場合は、ACーACコン
バータが使用される)コンバータ手段21であるインバ
ータ回路を制御するためのコンバータ制御手段22であ
るインバータ制御回路、系統連系の為の連系保護手段2
3が、内蔵されている。
【0032】さらに、太陽電池アレイ1とインバータ回
路とを接続する電路30に、例えばリレーや半導体リレ
ーなどを使った2回路連動型切換スイッチ24を設け、
太陽電池アレイ1が機能しない夜間や判定のために、太
陽電池アレイへの入射光を阻止し、発電停止時等には入
力瑞子2a、2bを短絡させると共に、太陽電池アレイ
1をインバータ回路21から切り離すようにした。切換
スイッチ24の制御は、インバータ回路21が停止した
時に短絡させる様に制御し、別途手段によってインバー
タ回路21を起動させる時にインバータ回路21に接続
する様に制御すれば良い。必要に応じて手動で切り換え
るようにしても差し支えない。
路とを接続する電路30に、例えばリレーや半導体リレ
ーなどを使った2回路連動型切換スイッチ24を設け、
太陽電池アレイ1が機能しない夜間や判定のために、太
陽電池アレイへの入射光を阻止し、発電停止時等には入
力瑞子2a、2bを短絡させると共に、太陽電池アレイ
1をインバータ回路21から切り離すようにした。切換
スイッチ24の制御は、インバータ回路21が停止した
時に短絡させる様に制御し、別途手段によってインバー
タ回路21を起動させる時にインバータ回路21に接続
する様に制御すれば良い。必要に応じて手動で切り換え
るようにしても差し支えない。
【0033】一方の電路30には、例えばリレーや半導
体リレーなどを使った測定スイッチ252を設ける。測
定スイッチ252は通常時、(すなわち太陽電池アレイ
1の使用時)にはオフ状態となる様にし、作動手段であ
る作動回路251により作動回路251からの作動指令
によりオン状態となる様制御した。測定スイッチ252
には、高電圧発生電源26を接続した。ここでは、電圧
発生手段26を一次電池262と、一次電池262の電
圧を昇圧する一方の線路が接地された昇圧回路261
と、から構成した。電圧発生手段26を接続線路31を
介して電路30に判定に必要な時間だけ接続させた。判
定は切換スイッチ24が短絡状態になっていることが条
件なので、切換スイッチ24を短絡状態にした後に作動
手段251から作動指令を出力させた。
体リレーなどを使った測定スイッチ252を設ける。測
定スイッチ252は通常時、(すなわち太陽電池アレイ
1の使用時)にはオフ状態となる様にし、作動手段であ
る作動回路251により作動回路251からの作動指令
によりオン状態となる様制御した。測定スイッチ252
には、高電圧発生電源26を接続した。ここでは、電圧
発生手段26を一次電池262と、一次電池262の電
圧を昇圧する一方の線路が接地された昇圧回路261
と、から構成した。電圧発生手段26を接続線路31を
介して電路30に判定に必要な時間だけ接続させた。判
定は切換スイッチ24が短絡状態になっていることが条
件なので、切換スイッチ24を短絡状態にした後に作動
手段251から作動指令を出力させた。
【0034】もし、作動手段251を例えば時計回路等
から構成し、例えば毎夜12時に5秒程度の作動指令を
出力する様にすれば、絶縁判定を一日に何度も行わずに
済むので、一次電池262の消耗を防ぐことができ、よ
り望ましい構成といえる。もちろん必要に応じて切換ス
イッチ24が短絡状態の時に手動で測定スイッチ252
を押す様にしても良い。
から構成し、例えば毎夜12時に5秒程度の作動指令を
出力する様にすれば、絶縁判定を一日に何度も行わずに
済むので、一次電池262の消耗を防ぐことができ、よ
り望ましい構成といえる。もちろん必要に応じて切換ス
イッチ24が短絡状態の時に手動で測定スイッチ252
を押す様にしても良い。
【0035】なお、この実施例の場合、昇圧回路261
は一次電池262から昇圧する様に構成したが、一次電
池に代えて、例えば充電型の二次電池や別途配電した系
統からの電源、あるいは他の発電システム等を用いた場
合であっても同様に作動する。
は一次電池262から昇圧する様に構成したが、一次電
池に代えて、例えば充電型の二次電池や別途配電した系
統からの電源、あるいは他の発電システム等を用いた場
合であっても同様に作動する。
【0036】測定スイッチ252が閉じられると、接続
線路31に流れる微小電流を電流検出器254が検出
し、そのデータを例えばオペアンプやコンパレータなど
から構成される絶縁判定手段253に送る様に構成し
た。絶縁判定手段253は電圧発生電源26により印加
された電圧の大きさと、電流検出器254により検出さ
れた微小電流の大きさから絶縁抵抗を算出し、仮に絶縁
抵抗が規定の値未満の場合は、その情報がインバータ制
御回路22に伝えられると共に、表示装置28にてその
情報が表示されるようにした。(なお、絶縁抵抗の規定
の値とは、例えば日本の電気設備技術基準第14条に規
定された値であり、図11に示す様なものであることが
望ましい。)
線路31に流れる微小電流を電流検出器254が検出
し、そのデータを例えばオペアンプやコンパレータなど
から構成される絶縁判定手段253に送る様に構成し
た。絶縁判定手段253は電圧発生電源26により印加
された電圧の大きさと、電流検出器254により検出さ
れた微小電流の大きさから絶縁抵抗を算出し、仮に絶縁
抵抗が規定の値未満の場合は、その情報がインバータ制
御回路22に伝えられると共に、表示装置28にてその
情報が表示されるようにした。(なお、絶縁抵抗の規定
の値とは、例えば日本の電気設備技術基準第14条に規
定された値であり、図11に示す様なものであることが
望ましい。)
【0037】なお、高電圧発生電源26により印加され
た電圧が常に一定のものならば、絶縁判定回路253の
内部で絶縁抵抗を算出しなくても、電流検出器254に
より検出された微小電流の大きさだけで絶縁状態を判定
することができる。この場合、回路設計上、より簡易に
実現できるため装置構造を単純化し、より故障が少なく
安価に形成できる。絶縁抵抗が規定の値未満であるよう
な場合には、切換スイッチ24をそのまま切り換えるこ
となく、インバータ制御回路22は太陽電池アレイ1か
ら電力が出力されるべき翌朝になってもインバータ回路
21を起動させることなく、故障モードに入るように制
御した。
た電圧が常に一定のものならば、絶縁判定回路253の
内部で絶縁抵抗を算出しなくても、電流検出器254に
より検出された微小電流の大きさだけで絶縁状態を判定
することができる。この場合、回路設計上、より簡易に
実現できるため装置構造を単純化し、より故障が少なく
安価に形成できる。絶縁抵抗が規定の値未満であるよう
な場合には、切換スイッチ24をそのまま切り換えるこ
となく、インバータ制御回路22は太陽電池アレイ1か
ら電力が出力されるべき翌朝になってもインバータ回路
21を起動させることなく、故障モードに入るように制
御した。
【0038】図10には、徐々に絶縁抵抗不良となって
行く場合の絶縁抵抗値の経日変化の一例を示した。この
場合、規定の値を第1のしきい値とするならば、さら
に第2のしきい値を設定することにより、不測の事態
の発生をより一層確実に回避することもできる。最初の
設置時にそのシステムにおける絶縁抵抗を測定し初期値
として記憶するようにした。絶縁抵抗は測定状態の時々
によってかなりばらつくものなので計算により誤差範囲
を定め、記憶してある初期絶縁抵抗値に対する当該誤差
範囲を逸脱する線をしきい値として定めた。
行く場合の絶縁抵抗値の経日変化の一例を示した。この
場合、規定の値を第1のしきい値とするならば、さら
に第2のしきい値を設定することにより、不測の事態
の発生をより一層確実に回避することもできる。最初の
設置時にそのシステムにおける絶縁抵抗を測定し初期値
として記憶するようにした。絶縁抵抗は測定状態の時々
によってかなりばらつくものなので計算により誤差範囲
を定め、記憶してある初期絶縁抵抗値に対する当該誤差
範囲を逸脱する線をしきい値として定めた。
【0039】測定した絶縁抵抗値がしきい値以下でし
きい値以上である場合には、故障モードには入らない
ようにし、警戒状態という位置付けにして、警報のみを
表示するようにする。したがって、太陽電池アレイ1は
通常通り運転できるようにした。
きい値以上である場合には、故障モードには入らない
ようにし、警戒状態という位置付けにして、警報のみを
表示するようにする。したがって、太陽電池アレイ1は
通常通り運転できるようにした。
【0040】この様にして、太陽電池アレイ1および接
続される電路30の絶縁抵抗を定期的に(毎晩)測定
し、異常が発生した時は入力端子2a、2bを短絡させ
ることで電圧の発生を無くして装置等の保護を行いつ
つ、表示装置28により使用者等に警告を発したり、電
話回線を通じて施設管理者等に警告を発することができ
る。特に樹脂封止した太陽電池を使用した場合に、地絡
が発生した場合は、地絡が徐々に進行することがあり、
本発明は特に有効である。
続される電路30の絶縁抵抗を定期的に(毎晩)測定
し、異常が発生した時は入力端子2a、2bを短絡させ
ることで電圧の発生を無くして装置等の保護を行いつ
つ、表示装置28により使用者等に警告を発したり、電
話回線を通じて施設管理者等に警告を発することができ
る。特に樹脂封止した太陽電池を使用した場合に、地絡
が発生した場合は、地絡が徐々に進行することがあり、
本発明は特に有効である。
【0041】なお、本実施例においては発電システムを
系統連系システムとしたが、連系されない独立型システ
ムであっても適用することができる。なお、図7、8、
9にそれぞれ絶縁判定手段、作動手段、太陽電池動作の
切換スイッチ制御をフローチャートで示した。
系統連系システムとしたが、連系されない独立型システ
ムであっても適用することができる。なお、図7、8、
9にそれぞれ絶縁判定手段、作動手段、太陽電池動作の
切換スイッチ制御をフローチャートで示した。
【0042】(実施例2)図2に本発明を好適に用いた
太陽光発電システムの別の実施例を示した。実施例2で
は高電圧発生電源26の構成を、実施例1における一次
電池262に代えて、系統側の交流電圧を整流回路26
3により整流したものを使用した。実施例2では常時安
定的に高電圧発生電源として使用することが出来る。本
実施例の構成にすれば電圧発生電源となる電池の交換等
は不要である。
太陽光発電システムの別の実施例を示した。実施例2で
は高電圧発生電源26の構成を、実施例1における一次
電池262に代えて、系統側の交流電圧を整流回路26
3により整流したものを使用した。実施例2では常時安
定的に高電圧発生電源として使用することが出来る。本
実施例の構成にすれば電圧発生電源となる電池の交換等
は不要である。
【0043】また、本実施例では測定スイッチ252を
接続線路31上には設けず、電圧発生手段26の内部に
設けてある。かかる構成にしても、本発明の目的を達成
することはできる。これは実施例1においても全く同様
で、測定スイッチ252は、電路30と接地点との間に
高電圧を印加する為の電圧印加手段という機能を達成で
きるなら、接続線路31上以外に設けることもできる。
他の作動は実施例1と同様にした。
接続線路31上には設けず、電圧発生手段26の内部に
設けてある。かかる構成にしても、本発明の目的を達成
することはできる。これは実施例1においても全く同様
で、測定スイッチ252は、電路30と接地点との間に
高電圧を印加する為の電圧印加手段という機能を達成で
きるなら、接続線路31上以外に設けることもできる。
他の作動は実施例1と同様にした。
【0044】(実施例3)図3に本発明を好適に用いた
太陽光発電システムのさらに別の実施例を示した。この
実施例では切換スイッチ24を2回路連動型から3回路
連動型に変更し、測定スイッチ252を切換型にしたこ
とで、地絡電流検出用の電流検出器322を絶縁抵抗検
出用として兼用することができる。
太陽光発電システムのさらに別の実施例を示した。この
実施例では切換スイッチ24を2回路連動型から3回路
連動型に変更し、測定スイッチ252を切換型にしたこ
とで、地絡電流検出用の電流検出器322を絶縁抵抗検
出用として兼用することができる。
【0045】切換スイッチ24は、太陽電池アレイ1が
機能しない夜間等には入力端子2a、2bを短絡させる
ようにし、太陽電池アレイ1をコンバータ手段であるイ
ンバータ回路21から切り離すとともに電流検出器32
2を通して接地させるようにした。
機能しない夜間等には入力端子2a、2bを短絡させる
ようにし、太陽電池アレイ1をコンバータ手段であるイ
ンバータ回路21から切り離すとともに電流検出器32
2を通して接地させるようにした。
【0046】測定スイッチ252は通常時には、接地側
に接続されている一方、作動手段251からの作動指令
が入力されると、電圧発生手段26の高電圧が電路30
に印加される。電圧発生手段26が電路30の判定に必
要な時間だけ接続した。測定時間は、各検出器の精度や
電源の構成にもよるが、好ましくは2〜10秒である。
に接続されている一方、作動手段251からの作動指令
が入力されると、電圧発生手段26の高電圧が電路30
に印加される。電圧発生手段26が電路30の判定に必
要な時間だけ接続した。測定時間は、各検出器の精度や
電源の構成にもよるが、好ましくは2〜10秒である。
【0047】電流検出器322は、このときに流れる微
小電流を検出し、そのデータを絶縁判定手段253に送
るが、絶縁判定手段253は印加された電圧とその微小
電流から絶縁抵抗を算出し、仮に絶縁抵抗が規定の値未
満の場合は、その情報をコンバータ制御手段22に伝え
ると共に、表示装置28にてその情報が表示されるよう
にした。また、実施例1と同様絶縁抵抗が規定の値未満
である場合、切換スイッチ24を切り換えることなく、
太陽電池アレイ1を接地状態にし、故障モードとした。
小電流を検出し、そのデータを絶縁判定手段253に送
るが、絶縁判定手段253は印加された電圧とその微小
電流から絶縁抵抗を算出し、仮に絶縁抵抗が規定の値未
満の場合は、その情報をコンバータ制御手段22に伝え
ると共に、表示装置28にてその情報が表示されるよう
にした。また、実施例1と同様絶縁抵抗が規定の値未満
である場合、切換スイッチ24を切り換えることなく、
太陽電池アレイ1を接地状態にし、故障モードとした。
【0048】また、通常時においての分圧抵抗321、
電流検出器322、地絡電流判定手段323の各動作
は、比較例に示す分圧抵抗104、電流検出器105、
地絡電流判定手段106の各動作と同様な制御を行って
いる。
電流検出器322、地絡電流判定手段323の各動作
は、比較例に示す分圧抵抗104、電流検出器105、
地絡電流判定手段106の各動作と同様な制御を行って
いる。
【0049】実施例3において、実施例1、2における
電流検出器254と地絡判定用に兼用できるので、その
分コストダウンを図ることができる。また、地絡時に作
動する地絡電流判定手段323等との協調を図ることが
できて便利である。事故時における太陽電池アレイ1を
接地状態にすることができ、本実施例は、実施例1、2
に比較して、より安全性を向上し得たものとなった。
電流検出器254と地絡判定用に兼用できるので、その
分コストダウンを図ることができる。また、地絡時に作
動する地絡電流判定手段323等との協調を図ることが
できて便利である。事故時における太陽電池アレイ1を
接地状態にすることができ、本実施例は、実施例1、2
に比較して、より安全性を向上し得たものとなった。
【0050】なお、実施例1、2ではいずれの場合も、
夜間に絶縁抵抗を測定する様に構成したが、入力端子2
a、2bおよび2回路連動型切換スイッチ24を含む短
絡回路が、接続される太陽電池アレイ1の短絡電流に耐
える容量を有してさえいれば、昼間行うように構成して
も差し支えない。ただし、システムによってはその短絡
電流が数10Aにも達する場合もあるので、仮にそれだ
けの容量を有していたとしても、夜間に測定する方が好
ましい使い方といえる。
夜間に絶縁抵抗を測定する様に構成したが、入力端子2
a、2bおよび2回路連動型切換スイッチ24を含む短
絡回路が、接続される太陽電池アレイ1の短絡電流に耐
える容量を有してさえいれば、昼間行うように構成して
も差し支えない。ただし、システムによってはその短絡
電流が数10Aにも達する場合もあるので、仮にそれだ
けの容量を有していたとしても、夜間に測定する方が好
ましい使い方といえる。
【0051】(実施例4)図4に本発明に係る太陽光発
電システムの実施例を示した。この実施例は実施例1〜
3に付加する回路として、絶縁不良が生じている場所を
特定する為の手段を設けたものである。すなわち、切換
スイッチ24のインバータよりの電路において、入力端
子2a側、2b側と大地間にて夫々電圧検出器271,
272を設け、各電圧検出器271,272にて夫々の
電路の電圧を検出し、各検出された電圧を絶縁判定手段
253に供給する様にした。
電システムの実施例を示した。この実施例は実施例1〜
3に付加する回路として、絶縁不良が生じている場所を
特定する為の手段を設けたものである。すなわち、切換
スイッチ24のインバータよりの電路において、入力端
子2a側、2b側と大地間にて夫々電圧検出器271,
272を設け、各電圧検出器271,272にて夫々の
電路の電圧を検出し、各検出された電圧を絶縁判定手段
253に供給する様にした。
【0052】かかる構成にすると、両電圧検出器27
1,272にて検出した電圧値の差の値に応じて、太陽
電池アレイ1のいずれの部分が絶縁不良を起こしている
のかを推定することができる。
1,272にて検出した電圧値の差の値に応じて、太陽
電池アレイ1のいずれの部分が絶縁不良を起こしている
のかを推定することができる。
【0053】例えば、分圧抵抗321を構成する二つの
抵抗を各々1MΩとし、太陽電池アレイ1が20V太陽
電池モジュール10枚直列で構成されているとすると、
入力端子2a側が絶縁抵抗100kΩで接地された場
合、一方の電圧検出器271はOVを、他方の電圧検出
器272は182Vを示すようになる。これに対して入
力瑞子2b側で絶縁不良があった場合は逆に電圧検出器
271は182V、電圧検出器272はOVを示すよう
になる。そして下から3枚目と4枚目の間のケーブルで
同様に100kΩの絶縁不良があった場合は、電圧検出
器271は127V、電圧検出器272は55Vを示
す。つまり、それぞれの電圧値を観測することにより、
太陽電池アレイ1のどの位置で絶縁抵抗が落ちているの
かの推定をすることができる。
抵抗を各々1MΩとし、太陽電池アレイ1が20V太陽
電池モジュール10枚直列で構成されているとすると、
入力端子2a側が絶縁抵抗100kΩで接地された場
合、一方の電圧検出器271はOVを、他方の電圧検出
器272は182Vを示すようになる。これに対して入
力瑞子2b側で絶縁不良があった場合は逆に電圧検出器
271は182V、電圧検出器272はOVを示すよう
になる。そして下から3枚目と4枚目の間のケーブルで
同様に100kΩの絶縁不良があった場合は、電圧検出
器271は127V、電圧検出器272は55Vを示
す。つまり、それぞれの電圧値を観測することにより、
太陽電池アレイ1のどの位置で絶縁抵抗が落ちているの
かの推定をすることができる。
【0054】従って、夜間に絶縁抵抗を測定した際に異
常が認められた日があったとすると、その翌日に太陽電
池の電圧が十分上がった時点で、作動回路251の自動
的にまたは手動的な作動時に、一時的に電圧を検出する
ことで、その電圧バランスからどの場所で絶縁抵抗が落
ちているのかを表示装置28にて表示することができ
る。
常が認められた日があったとすると、その翌日に太陽電
池の電圧が十分上がった時点で、作動回路251の自動
的にまたは手動的な作動時に、一時的に電圧を検出する
ことで、その電圧バランスからどの場所で絶縁抵抗が落
ちているのかを表示装置28にて表示することができ
る。
【0055】また、昼間の内に測定したそれぞれの電圧
値をRAM等から構成される回路に記憶しておき、夜間
に絶縁抵抗を測定した際に異常が認められた場合、その
情報をコンバータ制御手段22に伝える一方、表示装置
28にていずれの箇所で絶縁抵抗が落ちているかを表示
できる構成とすることもできる。
値をRAM等から構成される回路に記憶しておき、夜間
に絶縁抵抗を測定した際に異常が認められた場合、その
情報をコンバータ制御手段22に伝える一方、表示装置
28にていずれの箇所で絶縁抵抗が落ちているかを表示
できる構成とすることもできる。
【0056】(実施例5)図5に本発明に係る分散型発
電システムのさらに別の実施例を示した。この実施例は
実施例4と同様、実施例1〜3に付加する回路として、
絶縁不良が生じている場所を特定する為の回路を設けた
ものである。ただし、切換スイッチ24のインバータよ
りの電路には、電圧検出器271を一つだけ設け、電圧
検出器271にて電路の一方の電圧を検出し、検出され
た電圧を絶縁判定手段253に供給する様にした。さら
に絶縁判定手段253に例えば半導体メモリや磁気記憶
装置のような記憶回路29を設け、夜間に測定した絶縁
抵抗を記憶しておけるような構成とした。
電システムのさらに別の実施例を示した。この実施例は
実施例4と同様、実施例1〜3に付加する回路として、
絶縁不良が生じている場所を特定する為の回路を設けた
ものである。ただし、切換スイッチ24のインバータよ
りの電路には、電圧検出器271を一つだけ設け、電圧
検出器271にて電路の一方の電圧を検出し、検出され
た電圧を絶縁判定手段253に供給する様にした。さら
に絶縁判定手段253に例えば半導体メモリや磁気記憶
装置のような記憶回路29を設け、夜間に測定した絶縁
抵抗を記憶しておけるような構成とした。
【0057】かかる構成により、夜間に絶縁抵抗を測定
した際に異常が認められた日があったなら、絶縁抵抗を
記憶回路29に記憶しておき、その翌日に太陽電池の電
圧が十分上がった時点で、作動回路251の自動的にま
たは手動的な作動時に、一時的に電圧を検出し、電圧の
大きさと、記憶しておいた前記絶縁抵抗とから上記第4
の実施例における電圧バランスを逆算することができ
る。その電圧バランスからどの場所で絶縁抵抗が落ちて
いるのかを表示装置28である液晶ディスプレイ上に表
示するようにした。
した際に異常が認められた日があったなら、絶縁抵抗を
記憶回路29に記憶しておき、その翌日に太陽電池の電
圧が十分上がった時点で、作動回路251の自動的にま
たは手動的な作動時に、一時的に電圧を検出し、電圧の
大きさと、記憶しておいた前記絶縁抵抗とから上記第4
の実施例における電圧バランスを逆算することができ
る。その電圧バランスからどの場所で絶縁抵抗が落ちて
いるのかを表示装置28である液晶ディスプレイ上に表
示するようにした。
【0058】他の作動は実施例4と同様とした。かかる
構成とすることで、電圧検出器が1台ですむにもかかわ
らず、実施例4と同様の効果を得ることができる。
構成とすることで、電圧検出器が1台ですむにもかかわ
らず、実施例4と同様の効果を得ることができる。
【0059】(実施例6)本発明に係る絶縁判定装置を
独立運転方発電システムの例で示した。この実施例で
は、実施例1の太陽電池アレイに代えて風力発電機を電
源として用いた。それに伴いコンバータ手段をDC−A
CインバータからAC−DCコンバータに置き換えた。
また、電源からみて負荷となる系統を通常の蓄電手段及
び/又は照明等の負荷に置き換えた。さらに、絶縁状態
等を表示する表示装置に置き換えて、無線手段にて、絶
縁状態を示す信号を送付し、別の場所で表示した。この
実施例においても、実施例1と同様、絶縁状態を判定す
ることができた。
独立運転方発電システムの例で示した。この実施例で
は、実施例1の太陽電池アレイに代えて風力発電機を電
源として用いた。それに伴いコンバータ手段をDC−A
CインバータからAC−DCコンバータに置き換えた。
また、電源からみて負荷となる系統を通常の蓄電手段及
び/又は照明等の負荷に置き換えた。さらに、絶縁状態
等を表示する表示装置に置き換えて、無線手段にて、絶
縁状態を示す信号を送付し、別の場所で表示した。この
実施例においても、実施例1と同様、絶縁状態を判定す
ることができた。
【0060】
【発明の効果】以上のように、請求項1、7、11の発
明によれば、電力変換システムによって入力側の電路や
発電機、太陽電池パネル等の電路の絶縁状態をユーザー
が特段の意識をすることなく、手動及び/又は自動的に
測定及び判定することができるようになり、漏電等によ
る不測の事態を未然に防止することができ、ユーザーの
安全確保上きわめて好ましいものとなる。ひいては太陽
光発電システムのようなクリーンエネルギーの分散型発
電システムを一般家庭にまで普及させることができる様
になり、地球規模での環境問題の改善にも寄与すること
ができる。
明によれば、電力変換システムによって入力側の電路や
発電機、太陽電池パネル等の電路の絶縁状態をユーザー
が特段の意識をすることなく、手動及び/又は自動的に
測定及び判定することができるようになり、漏電等によ
る不測の事態を未然に防止することができ、ユーザーの
安全確保上きわめて好ましいものとなる。ひいては太陽
光発電システムのようなクリーンエネルギーの分散型発
電システムを一般家庭にまで普及させることができる様
になり、地球規模での環境問題の改善にも寄与すること
ができる。
【0061】請求項2の発明によれば、電力変換システ
ムの絶縁状態判定において、前記高電圧の大きさと前記
電流の大きさから絶縁抵抗を求め、絶縁抵抗の大きさか
ら前記電路もしくは前記電源の絶縁状態を判定すること
を特徴とするので、請求項1の発明の効果に加え、直接
絶縁抵抗の規定の値をもって絶縁状態の測定及び判定が
容易になる。また、システム設計上簡便になり、より好
ましい。
ムの絶縁状態判定において、前記高電圧の大きさと前記
電流の大きさから絶縁抵抗を求め、絶縁抵抗の大きさか
ら前記電路もしくは前記電源の絶縁状態を判定すること
を特徴とするので、請求項1の発明の効果に加え、直接
絶縁抵抗の規定の値をもって絶縁状態の測定及び判定が
容易になる。また、システム設計上簡便になり、より好
ましい。
【0062】請求項3の発明によれば、前記絶縁抵抗
が、2つの違う大きさのしきい値をそれぞれ超えている
か否かを判断するため、請求項2の発明の効果に加え、
絶縁不良の状態を段階的に知ることができる。そのため
システムの運営上より好ましい。
が、2つの違う大きさのしきい値をそれぞれ超えている
か否かを判断するため、請求項2の発明の効果に加え、
絶縁不良の状態を段階的に知ることができる。そのため
システムの運営上より好ましい。
【0063】請求項4の発明によれば、前記電路は、直
流2線式電路であることを特徴とするので、請求項1か
ら請求項3までの発明の効果に加え、一般的な直流交流
変換システムにも適用できる。
流2線式電路であることを特徴とするので、請求項1か
ら請求項3までの発明の効果に加え、一般的な直流交流
変換システムにも適用できる。
【0064】請求項5の発明によれば、請求項1に記載
の絶縁状態測定方法によって求められた絶縁抵抗の大き
さを記憶し、前記電源を再度接続させた後に前記電路の
一方と接地点の間の電圧を測定して、電圧の大きさと前
記絶縁抵抗の大きさとから絶縁不良の発生場所を推定す
るため、請求項2の発明の効果に加え前記電源のどの位
置で絶縁不良が生じているのかを推定できる。
の絶縁状態測定方法によって求められた絶縁抵抗の大き
さを記憶し、前記電源を再度接続させた後に前記電路の
一方と接地点の間の電圧を測定して、電圧の大きさと前
記絶縁抵抗の大きさとから絶縁不良の発生場所を推定す
るため、請求項2の発明の効果に加え前記電源のどの位
置で絶縁不良が生じているのかを推定できる。
【0065】請求項6の発明によれば、電圧印加手段に
用いられる電源の消耗を抑えつつ、絶縁状態を測定でき
る。請求項7の発明によれば、簡便なシステムを用いて
電路の絶縁状態を判定できる。
用いられる電源の消耗を抑えつつ、絶縁状態を測定でき
る。請求項7の発明によれば、簡便なシステムを用いて
電路の絶縁状態を判定できる。
【0066】請求項8の発明によれば、一般的な直流交
流交換システムにも適用できる。請求項9の発明によれ
ば、入手が比較的簡単である一次電池、二次電池や安定
的な電力供給源としての商用電源を電圧印加手段の電源
に用いられる。
流交換システムにも適用できる。請求項9の発明によれ
ば、入手が比較的簡単である一次電池、二次電池や安定
的な電力供給源としての商用電源を電圧印加手段の電源
に用いられる。
【0067】請求項11の発明によれば、一端側に電源
が接続され、かつ、電源を短絡手段の作動により非接地
状態で短絡状態とする様に構成された電路を有する電力
変換システムの絶縁状態監視装置において、直流もしく
はパルス状の高電圧を発生する為の高電圧発生電源と、
前記電路と接地点との間に前記直流もしくはパルス状の
高電圧を印加する為の電圧印加手段と、電圧印加手段に
よって前記高電圧を前記短絡手段と前記電路と接地点と
の間に接続するための接続線路と、接続線路の電流を検
出する電流検出手段と、前記短絡手段を作動させた後に
前記電圧印加手段を一時的に作動させる作動手段と、前
記電流検出器の出力を受けて前記電路もしくは前記電源
の絶縁状態を判定する絶縁判定手段と、を備えたことを
特徴とするので、電力変換システムによって入力側の電
路や発電機、太陽電池パネル等の電路の絶縁状態をユー
ザーが特段の意識することなく、自動的に判定すること
ができるようになり、漏電による不測の事態を未然に防
止することができ、ユーザーの使用管理上きわめて好ま
しいものとなる。ひいては太陽光発電システムのような
クリーンエネルギーの分散型発電システムを一般家庭に
まで普及させることができる様になり、地球規模での環
境問題の改善にも寄与することができる。
が接続され、かつ、電源を短絡手段の作動により非接地
状態で短絡状態とする様に構成された電路を有する電力
変換システムの絶縁状態監視装置において、直流もしく
はパルス状の高電圧を発生する為の高電圧発生電源と、
前記電路と接地点との間に前記直流もしくはパルス状の
高電圧を印加する為の電圧印加手段と、電圧印加手段に
よって前記高電圧を前記短絡手段と前記電路と接地点と
の間に接続するための接続線路と、接続線路の電流を検
出する電流検出手段と、前記短絡手段を作動させた後に
前記電圧印加手段を一時的に作動させる作動手段と、前
記電流検出器の出力を受けて前記電路もしくは前記電源
の絶縁状態を判定する絶縁判定手段と、を備えたことを
特徴とするので、電力変換システムによって入力側の電
路や発電機、太陽電池パネル等の電路の絶縁状態をユー
ザーが特段の意識することなく、自動的に判定すること
ができるようになり、漏電による不測の事態を未然に防
止することができ、ユーザーの使用管理上きわめて好ま
しいものとなる。ひいては太陽光発電システムのような
クリーンエネルギーの分散型発電システムを一般家庭に
まで普及させることができる様になり、地球規模での環
境問題の改善にも寄与することができる。
【0068】請求項12の発明によれば、前記短絡手段
と電源との間の電路は、直流2線式電路であることを特
徴とするので、請求項11の発明の効果に加えて、一般
的な直流交流変換システムにも適用できる。
と電源との間の電路は、直流2線式電路であることを特
徴とするので、請求項11の発明の効果に加えて、一般
的な直流交流変換システムにも適用できる。
【0069】請求項13の発明によれば、前記直流2線
式電路は、一端側に電源として直流電源が接続され、他
端側にインバータを介して配電系統に接続されることを
特徴とするので請求項12の発明の効果に加え、一般の
分散型発電システムに適用できる。また、請求項14の
発明のように、前記直流電源を太陽電池にすれば、普及
度の著しい太陽光発電システムに適用でき、請求項15
の発明のように、前記太陽電池を可とう性の太陽電池モ
ジュールで構成すれば更に普及性を向上できる。
式電路は、一端側に電源として直流電源が接続され、他
端側にインバータを介して配電系統に接続されることを
特徴とするので請求項12の発明の効果に加え、一般の
分散型発電システムに適用できる。また、請求項14の
発明のように、前記直流電源を太陽電池にすれば、普及
度の著しい太陽光発電システムに適用でき、請求項15
の発明のように、前記太陽電池を可とう性の太陽電池モ
ジュールで構成すれば更に普及性を向上できる。
【0070】請求項16の発明によれば、前記電圧発生
電源は、前記配電系統の電圧を昇圧する昇圧回路と、昇
圧回路の出力を整流する整流回路とから成ることを特徴
とするので、一次電池のような面倒な交換作業を省略で
きる。
電源は、前記配電系統の電圧を昇圧する昇圧回路と、昇
圧回路の出力を整流する整流回路とから成ることを特徴
とするので、一次電池のような面倒な交換作業を省略で
きる。
【0071】請求項17の発明によれば、前記直流2線
式電路は、一方の電路と接地点の問、及び他方の電路と
接地点の問に夫々電圧検出器が接続されており、前記絶
縁判定手段は各電圧検出器の出力を受けて絶縁不良の発
生場所を推定することを特徴とするので、請求項12の
発明の効果に加え、長い太陽電池モジュールのいずれの
箇所で、または複雑な電源装置のおおまかにどの位置
で、絶縁不良が生じているのかを容易に推定できる。
式電路は、一方の電路と接地点の問、及び他方の電路と
接地点の問に夫々電圧検出器が接続されており、前記絶
縁判定手段は各電圧検出器の出力を受けて絶縁不良の発
生場所を推定することを特徴とするので、請求項12の
発明の効果に加え、長い太陽電池モジュールのいずれの
箇所で、または複雑な電源装置のおおまかにどの位置
で、絶縁不良が生じているのかを容易に推定できる。
【0072】請求項18の発明によれば、前記直流2線
式電路は、いずれか一方の電路と接地点の間に電圧検出
器が接続されており、本発明の絶縁状態測定方法によっ
て求められた絶縁抵抗の大きさを記憶する手段を設け、
前記絶縁判定手段は前記電圧検出器の出力と前記記憶し
た絶縁抵抗の大きさとを受けて絶縁不良の発生場所を推
定することを特徴とするので、請求項12の発明の効果
に加え、簡易な回路で、長い太陽電池モジュールのいず
れの箇所で、または複雑な電源装置のおおまかにどの位
置で、絶縁不良が生じているのかを容易に推定できる。
式電路は、いずれか一方の電路と接地点の間に電圧検出
器が接続されており、本発明の絶縁状態測定方法によっ
て求められた絶縁抵抗の大きさを記憶する手段を設け、
前記絶縁判定手段は前記電圧検出器の出力と前記記憶し
た絶縁抵抗の大きさとを受けて絶縁不良の発生場所を推
定することを特徴とするので、請求項12の発明の効果
に加え、簡易な回路で、長い太陽電池モジュールのいず
れの箇所で、または複雑な電源装置のおおまかにどの位
置で、絶縁不良が生じているのかを容易に推定できる。
【0073】請求項19の発明によれば、樹脂の絶縁性
が経時的に変化するため、予め絶縁状態が不良となる凡
その期間が推定される。請求項19及び20により、分
散型発電システムや独立型発電システムとして好適に普
及させることができる。
が経時的に変化するため、予め絶縁状態が不良となる凡
その期間が推定される。請求項19及び20により、分
散型発電システムや独立型発電システムとして好適に普
及させることができる。
【図1】本発明の構成を示す好適なブロック図である。
【図2】本発明の電圧発生手段として連続の電源を用い
た構成を示す好適なブロック図である。
た構成を示す好適なブロック図である。
【図3】本発明の構成を示す別のブロック図である。
【図4】本発明の構成を示す他のブロック図である。
【図5】本発明の構成を示すさらに別のブロック図であ
る。
る。
【図6】本発明の構成を示すブロック図である。
【図7】本発明に用いられる絶縁判定手段の動作を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図8】本発明に用いられる作動手段の動作を示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図9】本発明に好適に用いられる切換スイッチの制御
手段の動作を示すフローチャートである。
手段の動作を示すフローチャートである。
【図10】絶縁抵抗のしきい値の設定例を示すグラフで
ある。
ある。
【図11】絶縁抵抗の規定の値を説明するための区分図
である。
である。
【図12】本発明と比較のための電力変換システムであ
る太陽光発電システムの構成例を示すブロック図であ
る。
る太陽光発電システムの構成例を示すブロック図であ
る。
1 分散型電源、 2 パワーコンディショナー、 21 コンバータ手段、 22 インバータ制御手段、 23 連系保護手段、 24 切換スイッチ、 251 作動手段、 252 測定スイッチ、 253 絶縁判定手段、 26 電圧発生手段、 261 昇圧回路、 262 一次電池、 263 整流回路、 271、272 電圧検出器、 28 表示装置、 29 記憶回路、 30 電路、 31 接続線路、 321 分圧抵抗、 322 電流検出器、 323 地絡電流判定回路、 101 太陽電池アレイ、 102 インバータ回路、 103 電路、 104 分圧抵抗、 105 電流検出器、 106 地絡電流判定回路、 107 インバータ制御回路 109 パワーコンディショナー。
Claims (21)
- 【請求項1】 電力変換手段に電路を通して接続される
電源を短絡する電源短絡工程と、 前記短絡させた後に、前記電路と接地点との間に電圧を
印加する高電圧印加工程と、 前記印加した電圧により流れる電流を測定する電流測定
工程とを有し、 前記電流から前記電路もしくは前記電源の絶縁状態を測
定することを特徴とする絶縁状態測定方法。 - 【請求項2】 前記電圧値と前記電流値から絶縁抵抗を
求め、該絶縁抵抗値から前記電路もしくは前記電源の絶
縁状態を判定することを特徴とする請求項1に記載の絶
縁状態測定方法。 - 【請求項3】 前記絶縁抵抗が、2つの異なる大きさの
しきい値をそれぞれ超えているか否かに基づいて前記測
定を行うことを特徴とする請求項2に記載の絶縁状態測
定方法。 - 【請求項4】 前記電路は、直流2線式電路であること
を特徴とする請求項1項に記載の絶縁状態測定方法。 - 【請求項5】 前記絶縁抵抗の大きさを記憶し、前記電
源を再度接続させた後に前記電路の一方と接地点の間の
電圧を測定して、該電圧の大きさと前記絶縁抵抗の大き
さとから絶縁不良の発生場所を推定することを特徴とす
る請求項2に記載の絶縁状態測定方法。 - 【請求項6】 前記電圧印加時間が2〜5秒であること
を特徴とする請求項1に記載の絶縁状態測定方法。 - 【請求項7】 一端に電源が接続される電路を短絡させ
る短絡手段と、該短絡手段によって形成された前記電路
を有する閉回路と接地点との間に電圧を印加するための
電圧印加手段と、前記接地点に流れる電流を検出する電
流検出手段と、該電流検出手段の出力値に基づいて導通
状態を測定する絶縁状態判定手段と、を有することを特
徴とする絶縁状態判定装置。 - 【請求項8】 前記電路が直流2線式電路であることを
特徴とする請求項7に記載の絶縁状態判定装置。 - 【請求項9】 前記電圧発生手段は、一次電池、二次電
池、商用系統の少なくとも一つを電源としていることを
特徴とする請求項7に記載の絶縁状態判定装置。 - 【請求項10】 請求項7に記載の絶縁状態判定装置を
有することを特徴とする電力変換装置。 - 【請求項11】 一端側に電源が接続され、かつ、該電
源を短絡手段の作動により非接地状態で短絡状態に構成
された電路と、 前記短絡手段と前記電路と接地点との間に電圧を印加す
る電圧印加手段と、 該電圧印加手段によって前記電圧を前記電路と接地点と
の間に接続するための接続線路と、 該接続線路の電流を検出する電流検出手段と、 前記短絡手段を作動させた後に前記電圧印加手段を作動
させる作動手段と、 前記電流検出手段の出力を受けて前記電路もしくは前記
電源の絶縁状態を判定する絶縁判定手段とを備えたこと
を特徴とする電力変換システム。 - 【請求項12】 前記短絡手段と電源との間の電路は、
直流2線式電路であることを特徴とする請求項11に記
載の電力変換システム。 - 【請求項13】 前記直流2線式電路は、一端側に電源
として直流電源が接続され、他端側にコンバータ手段を
介して負荷に接続されることを特徴とする請求項12に
記載の電力変換システム。 - 【請求項14】 前記直流電源は、太陽電池であること
を特徴とする請求項13に記載の電力変換システム。 - 【請求項15】 前記太陽電池は、可とう性の太陽電池
モジュールで構成されていることを特徴とする請求項1
4に記載の電力変換システム。 - 【請求項16】 前記電圧発生手段は、前記配電系統の
電圧を昇圧する昇圧回路と、該昇圧回路の出力を整流す
る整流回路とを有することを特徴とする請求項に記載の
電力変換システム。 - 【請求項17】 前記直流2線式電路は、一方の電路と
接地点の間、及び他方の電路と接地点の間に夫々電圧検
出器が接続されており、前記絶縁判定手段は各電圧検出
器の出力を受けて絶縁不良の発生場所を推定することを
特徴とする請求項11に記載の電力変換システム。 - 【請求項18】 前記直流2線式電路は、いずれか一方
の電路と接地点の間に電圧検出器が接続されており、絶
縁状態判定方法によって求められた絶縁抵抗の大きさを
記憶する記憶手段を設け、前記絶縁判定手段は前記電圧
検出器の出力と前記記憶した絶縁抵抗の大きさとを受け
て絶縁不良の発生場所を推定することを特徴とする請求
項11に記載の電力変換システム。 - 【請求項19】 前記太陽電池は、樹脂封止された太陽
電池モジュールで構成されていることを特徴とする請求
項14に記載の電力変換システム。 - 【請求項20】 前記負荷が配電系統であることを特徴
とする請求項13に記載の電力変換システム。 - 【請求項21】 前記負荷が蓄電手段であることを特徴
とする請求項13に記載の電力変換システム。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7089286A JP2943133B2 (ja) | 1994-04-30 | 1995-04-14 | 絶縁状態測定方法、絶縁状態判定装置及びそれを用いた分散型発電装置 |
US08/429,228 US5712572A (en) | 1994-04-30 | 1995-04-25 | Insulation state measurement method, insulation state judgement apparatus, and dispersion type power generating system using the same |
CN95105035A CN1057840C (zh) | 1994-04-30 | 1995-04-27 | 绝缘状态测量方法、判断装置及 使用其分散型发电*** |
EP95302930A EP0679898B1 (en) | 1994-04-30 | 1995-04-28 | Insulation state measurement method and apparatus for decentralized power generating system |
DE69533382T DE69533382T2 (de) | 1994-04-30 | 1995-04-28 | Verfahren und Vorrichtung zur Messung des Isolationszustandes eines dezentralen Energieversorgungssystems |
ES95302930T ES2224116T3 (es) | 1994-04-30 | 1995-04-28 | Metodo de medicion del estado de aislamiento y aparato para un sistema descentralizado generador de energia. |
KR1019950010628A KR0184651B1 (ko) | 1994-04-30 | 1995-04-29 | 절연 상태 측정 방법, 절연 상태 판단 장치, 및 이를 이용한 분산형 전력 발전 시스템 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6-114110 | 1994-04-30 | ||
JP11411094 | 1994-04-30 | ||
JP7089286A JP2943133B2 (ja) | 1994-04-30 | 1995-04-14 | 絶縁状態測定方法、絶縁状態判定装置及びそれを用いた分散型発電装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0815345A true JPH0815345A (ja) | 1996-01-19 |
JP2943133B2 JP2943133B2 (ja) | 1999-08-30 |
Family
ID=26430715
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7089286A Expired - Lifetime JP2943133B2 (ja) | 1994-04-30 | 1995-04-14 | 絶縁状態測定方法、絶縁状態判定装置及びそれを用いた分散型発電装置 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5712572A (ja) |
EP (1) | EP0679898B1 (ja) |
JP (1) | JP2943133B2 (ja) |
KR (1) | KR0184651B1 (ja) |
CN (1) | CN1057840C (ja) |
DE (1) | DE69533382T2 (ja) |
ES (1) | ES2224116T3 (ja) |
Cited By (22)
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