(57)【要約】【課題】電力線において発生するアークを正確に検出できるアーク検出装置等を提供する。【解決手段】直流電源３１と、直流電源３１の出力電力が供給される負荷装置５０と、直流電源３１の正極と負荷装置５０とを接続する電力線Ｌ１と、直流電源３１の負極と負荷装置５０とを接続する電力線Ｌ２と、を備えた直流電源システム１に適用されるアーク検出装置１０は、電力線Ｌ１および電力線Ｌ２が貫通する磁気コア２１を有し、磁気コア２１に発生する磁界に応じて電力線Ｌ１および電力線Ｌ２に流れる電流を検出する電流検出部２０と、磁気コア２１と負荷装置５０との間における電力線Ｌ１上の接続点ｘ１と、直流電源３１の負極と磁気コア２１との間における電力線Ｌ２上の接続点ｘ２とを結ぶバイパス経路Ｌ２に設けられたコンデンサＣと、電流検出部２０により検出された電流に基づいて、アークの発生を判定するアーク判定部２３と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源と、前記直流電源の出力電力が供給される負荷装置と、前記直流電源の正極および負極のうちの一方と前記負荷装置とを接続する第１電力線と、前記直流電源の正極および負極のうちの他方と前記負荷装置とを接続する第２電力線と、を備えた直流電源システムに適用されるアーク検出装置であって、
前記第１電力線および前記第２電力線が貫通する磁気コアを有し、前記磁気コアに発生する磁界に応じて前記第１電力線および前記第２電力線に流れる電流を検出する電流検出部と、
前記磁気コアと前記負荷装置との間における前記第１電力線上の接続点と、前記直流電源の正極および負極のうちの他方と前記磁気コアとの間における前記第２電力線上の接続点とを結ぶバイパス経路に設けられたコンデンサと、
前記電流検出部により検出された電流に基づいて、アークの発生を判定するアーク判定部と、を備える
アーク検出装置。
【請求項２】
前記アーク判定部は、前記電流検出部により検出された前記第１電力線に流れる電流と前記第２電力線に流れる電流との差分に基づいて、アークの発生を判定する
請求項１に記載のアーク検出装置。
【請求項３】
前記アーク検出装置は、さらに、前記電流検出部により検出された電流に基づいて、漏電の発生を判定する漏電判定部を備える
請求項１または２に記載のアーク検出装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のアーク検出装置を備え、
アークが発生したと判定された場合に、前記第１電力線および前記第２電力線に流れる電流を遮断する
ブレーカ。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のアーク検出装置と、
前記直流電源の出力電力を変換する前記負荷装置と、を備える
パワーコンディショナ。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のアーク検出装置と、
太陽光により発電する前記直流電源と、を備える
太陽光パネル。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のアーク検出装置を備え、
太陽光パネルから出力される信号の変換を行う
太陽光パネル付属モジュール。
【請求項８】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のアーク検出装置を備え、
太陽光パネルとパワーコンディショナとを接続する
接続箱。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力線におけるアークを検出するアーク検出装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＰＶ（Ｐｈｏｔｏ  Ｖｏｌｔａｉｃ）パネル（太陽光パネル）などの直流電源から電力線を介して供給される直流電力をパワーコンディショナ（パワコン）で交流電力に変換するシステムが知られている。ＰＶパネルとパワコンとを接続する電力線は、外的要因又は経年劣化等によって損傷または破断を引き起こすことが報告されている。このような電力線の損傷等に起因してアーク（つまりアーク放電）が発生する場合がある。そこで、アークを検出するためのアーク検出手段が提案されている（例えば、特許文献１）。特許文献１に開示されたアーク検出手段においては、電力線に印加される電圧及び電流に基づいてアークを検出しようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−７７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電力線に流れる電流によって電流センサに発生する磁界を検出し、当該磁界に応じた電流に基づいてアークを検出する方法がある。しかしながら、当該方法では、電流センサの磁気コアにおいて磁気飽和が発生して、アークを正確に検出できないことがある。
【０００５】
そこで、本発明は、電力線において発生するアークを正確に検出できるアーク検出装置等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係るアーク検出装置の一態様は、直流電源と、前記直流電源の出力電力が供給される負荷装置と、前記直流電源の正極および負極のうちの一方と前記負荷装置とを接続する第１電力線と、前記直流電源の正極および負極のうちの他方と前記負荷装置とを接続する第２電力線と、を備えた直流電源システムに適用されるアーク検出装置であって、前記第１電力線および前記第２電力線が貫通する磁気コアを有し、前記磁気コアに発生する磁界に応じて前記第１電力線および前記第２電力線に流れる電流を検出する電流検出部と、前記磁気コアと前記負荷装置との間における前記第１電力線上の接続点と、前記直流電源の正極および負極のうちの他方と前記磁気コアとの間における前記第２電力線上の接続点とを結ぶバイパス経路に設けられたコンデンサと、前記電流検出部により検出された電流に基づいて、アークの発生を判定するアーク判定部と、を備える。
【０００７】
また、上記目的を達成するために、本発明に係るブレーカの一態様は、上記のアーク検出装置を備え、アークが発生したと判定された場合に、前記第１電力線および前記第２電力線に流れる電流を遮断する。
【０００８】
また、上記目的を達成するために、本発明に係るパワーコンディショナの一態様は、上記のアーク検出装置と、前記直流電源の出力電力を変換する前記負荷装置と、を備える。
【０００９】
また、上記目的を達成するために、本発明に係る太陽光パネルの一態様は、上記のアーク検出装置と、太陽光により発電する前記直流電源と、を備える。
【００１０】
また、上記目的を達成するために、本発明に係る太陽光パネル付属モジュールの一態様は、上記のアーク検出装置を備え、太陽光パネルから出力される信号の変換を行う。
【００１１】
また、上記目的を達成するために、本発明に係る接続箱の一態様は、上記のアーク検出装置を備え、太陽光パネルとパワーコンディショナとを接続する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一態様によれば、電力線において発生するアークを正確に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施の形態１に係るアーク検出装置が適用された直流電源システムの一例を示す構成図である。
【図２】図２は、アークが発生したときの各電力線に流れる電流の一例を示す図である。
【図３】図３は、アークが発生したときの各電力線に流れる電流の他の一例を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態１の変形例に係るアーク検出装置が適用された直流電源システムの一例を示す構成図である。
【図５】図５は、実施の形態１及びその変形例に係るアーク検出装置の適用例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態等は、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００１５】
なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
【００１６】
（実施の形態１）
実施の形態１に係るアーク検出装置について、図面を用いて説明する。
【００１７】
図１は、実施の形態１に係るアーク検出装置１０が適用されたシステムの一例を示す構成図である。
【００１８】
アーク検出装置１０は、直流電源３１と、直流電源３１の出力電力（直流電力）が供給される負荷装置５０と、直流電源３１の正極および負極のうちの一方と負荷装置５０とを接続する第１電力線と、直流電源３１の正極および負極のうちの他方と負荷装置５０とを接続する第２電力線と、を備えた直流電源システム１に適用される装置である。アーク検出装置１０は、電流検出部２０と異常検出部２２とコンデンサＣとを備える。
【００１９】
直流電源３１は、発電または充放電する電源であり、例えば、太陽光パネルまたは充電池等により実現されるが、直流電力を発生させるものであれば、他の電源であってもよい。
【００２０】
負荷装置５０は、直流電源３１の出力電力を消費または変換する装置であり、例えば、電気機器、または、パワーコンディショナ（パワコン）等により実現されるが、直流電源３１の出力電力が供給されるものであれば、他の装置であってもよい。例えば、負荷装置５０がパワコンによって実現される場合、パワコンは、直流電源３１から電力線Ｌ１を介して供給される直流電力を交流電力に変換する。パワコンは、例えばＭＰＰＴ（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｐｏｗｅｒ  Ｐｏｉｎｔ  Ｔｒａｃｋｉｎｇ）方式を採用しており、直流電源３１から供給される直流電力の電流及び電圧を、それぞれ電力が最大となる値に調整する。例えば、パワコンは、直流電力を電圧１００Ｖ、周波数５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの交流電力に変換する。当該交流電力は、家庭用電気機器等で使用される。
【００２１】
電力線Ｌ１は、直流電源の正極および負極のうちの一方として例えば正極と負荷装置５０とを接続する第１電力線である。電力線Ｌ２は、直流電源３１の正極および負極のうちの他方として例えば負極と負荷装置５０とを接続する第２電力線である。
【００２２】
電力線Ｌ１およびＬ２は、外的要因や経年劣化等によって損傷または破断を引き起こすことが報告されている。このような損傷等に起因してアーク（つまりアーク放電）が発生する場合がある。
【００２３】
電流検出部２０は、電力線Ｌ１およびＬ２が貫通する磁気コア２１を有し、磁気コア２１に発生する磁界に応じて電力線Ｌ１および電力線Ｌ２に流れる電流を検出する。磁気コア２１は、電力線が貫通可能な環状形状（本実施の形態では、円環形状）となっており、自身の孔を貫通する電力線に流れる電流によって、当該電流に応じた磁界がコアに発生する。なお、磁気コア２１は、円環形状に限らず、矩形状の環状形状等であってもよい。また、電流検出部２０は、例えば、磁気コア２１に発生する磁界を検出して、磁気コア２１に発生する磁界に応じた電圧を発生するホール素子（図示せず）を備える。ホール素子が発生する電圧は、磁気コア２１に発生した磁界、つまり、磁気コア２１を貫通する電力線Ｌ１またはＬ２に流れる電流を示す信号として異常検出部２２に入力される。
【００２４】
異常検出部２２は、アークの発生を判定する回路である。なお、異常検出部２２は、漏電の発生を判定する機能も有している。図１には、アークの発生を判定する機能をアーク判定部２３として示し、漏電の発生を判定する機能を漏電判定部２４として示している。例えば、アークが検出された場合、電力線Ｌ１およびＬ２に流れる電流を遮断する必要がある。これに対して、アーク判定部２３での判定結果に基づいて、負荷装置５０（パワコン）を停止させることで、電力線Ｌ１およびＬ２に流れる電流を遮断することができる。このため、アークの発生の判定が行われる。また、漏電が発生したときもアークが発生したときと同様に、電力線Ｌ１およびＬ２に流れる電流を遮断する必要があるため、漏電の発生の判定が行われる。
【００２５】
異常検出部２２は、例えばＡＤ変換機能を有するマイコン（マイクロコントローラ）により実現される。マイコンは、プログラムが格納されたＲＯＭ、ＲＡＭ、プログラムを実行するプロセッサ（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、タイマ、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器等を有する半導体集積回路等である。アーク判定部２３および漏電判定部２４は、プロセッサが上記プログラムを実行することにより実現される。なお、異常検出部２２は、パーソナルコンピュータなどの汎用コンピュータにおいてソフトウェア的に実現されてもよい。さらに、異常検出部２２は、Ａ／Ｄ変換器、論理回路、ゲートアレイ、Ｄ／Ａ変換器等で構成される専用の電子回路によってハードウェア的に実現されてもよい。例えば、異常検出部２２は、コンパレータによって実現されてもよい。これにより、異常検出部２２をマイコンで実現する場合よりも簡略化でき、小型化および低コスト化が可能となる。
【００２６】
アーク判定部２３は、電流検出部２０により検出された電流に基づいて、アークの発生を判定する。具体的には、アーク判定部２３は、電流検出部２０により検出された電力線Ｌ１に流れる電流と電力線Ｌ２に流れる電流との差分に基づいて、アークの発生を判定する。アーク判定部２３による判定の具体例については、後述する。
【００２７】
漏電判定部２４は、電流検出部２０により検出された電流に基づいて、漏電の発生を判定する。具体的には、漏電判定部２４は、電流検出部２０により検出された電力線Ｌ１に流れる直流電流と電力線Ｌ２に流れる直流電流との差分に基づいて、漏電の発生を判定する。漏電判定部２４による判定の具体例については、後述する。
【００２８】
一般的には、電力線Ｌ１およびＬ２の一方のみ（例えば電力線Ｌ１のみ）が貫通するように磁気コア２１を設けることが考えられるが、その場合、電力線Ｌ１には直流電源３１からの大きな直流電流が流れており、磁気コア２１に磁気飽和が生じ得る。このため、電力線Ｌ１にアークが発生した場合、直流電流による磁気飽和によって、電力線Ｌ１に流れる直流電流に重畳したアークによる微少な交流電流を正確に検出できないことがある。
【００２９】
また、単に、電力線Ｌ１およびＬ２の両方が貫通するように磁気コア２１を設けるだけの場合、電力線Ｌ１を流れる電流の向きと電力線Ｌ２を流れる電流の向きとが逆となるため、電力線Ｌ１を流れる直流電流による磁界と電力線Ｌ２を流れる直流電流による磁界とを相殺でき磁気飽和を防止できるが、アーク（微少な交流電流）による磁界についても同様に相殺されてしまい、アークの発生の検出が難しい。
【００３０】
そこで、アーク検出装置１０は、磁気コア２１と負荷装置５０との間における電力線Ｌ１上の接続点ｘ１と、直流電源３１の正極および負極のうちの他方（ここでは負極）と磁気コア２１との間における電力線Ｌ２上の接続点ｘ２とを結ぶバイパス経路Ｌ３に設けられたコンデンサＣを備える。
【００３１】
コンデンサＣは、直流電流を遮断し、交流電流を通過させる素子であり、電力線Ｌ１を流れる電流に含まれる交流成分の電流を電力線Ｌ１からバイパス経路Ｌ３へ流す。アーク検出装置１０がこのようなコンデンサＣを備えることによりアークを正確に検出できるようになる原理について、図２および図３を用いて説明する。
【００３２】
図２は、アークが発生したときの各電力線に流れる電流の一例を示す図である。図２では、直流電源３１の正極と磁気コア２１との間における電力線Ｌ１上でアークが発生したとする。
【００３３】
図２および後述する図３において、矢印で示す直流電流Ａ１は、直流電源３１から負荷装置５０へ電力線Ｌ１を流れる直流電流であり、また、矢印で示す直流電流Ａ２は、負荷装置５０から直流電源３１へ電力線Ｌ２を流れる直流電流である。また、破線で示す交流電流Ａ３は、アークの発生により生じた交流電流である。
【００３４】
上述したように、磁気コア２１において発生する直流電流Ａ１による磁界と直流電流Ａ２による磁界とは相殺され磁気飽和を防止できる。また、直流電流Ａ１およびＡ２は、直流電流を遮断するコンデンサＣによってバイパス経路Ｌ３へは流れない。
【００３５】
一方で、アークによる交流電流Ａ３は、磁気コア２１内の電力線Ｌ１を流れ、接続点ｘ１においてバイパス経路Ｌ３を流れる。交流電流Ａ３は、接続点ｘ１と負荷装置５０とを結ぶ電力線Ｌ１上の経路ではなく、負荷装置５０よりもインピーダンスが低いコンデンサＣが設けられたバイパス経路Ｌ３を流れようとするためである。そして、交流電流Ａ３は、接続点ｘ２と直流電源３１とを結ぶ経路を流れる。つまり、バイパス経路Ｌ２は、接続点ｘ１と接続点ｘ２とを負荷装置５０を介して結ぶ経路を迂回する経路となる。このため、交流電流Ａ３は、磁気コア２１内において、電力線Ｌ１を流れるのに対して電力線Ｌ２には流れない。したがって、磁気コア２１には、磁気コア２１内の電力線Ｌ１を流れる電流と電力線Ｌ２を流れる電流との差分、つまり、電力線Ｌ１を流れる直流電流Ａ１と電力線Ｌ２を流れる直流電流Ａ２とはほぼ同じになることから、当該差分として磁気コア２１内の電力線Ｌ１を流れる交流電流Ａ３に応じた磁界が発生する。当該磁界は、例えばホール素子によって電圧信号として異常検出部２２に出力され、当該電圧信号からアーク判定部２３は、アークが発生したと判定できる。
【００３６】
図３は、アークが発生したときの各電力線に流れる電流の他の一例を示す図である。図３では、磁気コア２１と負荷装置５０との間における電力線Ｌ２上でアークが発生したとする。
【００３７】
図３において、矢印で示す直流電流Ａ１は、直流電源３１から負荷装置５０へ電力線Ｌ１を流れる直流電流であり、また、矢印で示す直流電流Ａ２は、負荷装置５０から直流電源３１へ電力線Ｌ２を流れる直流電流である。また、破線で示す交流電流Ａ３は、アークの発生により生じた交流電流である。
【００３８】
上述したように、磁気コア２１において発生する直流電流Ａ１による磁界と直流電流Ａ２による磁界とは相殺され磁気飽和を防止できる。また、直流電流Ａ１およびＡ２は、直流電流を遮断するコンデンサＣによってバイパス経路Ｌ３へは流れない。
【００３９】
アークによる交流電流Ａ３は、磁気コア２１内の電力線Ｌ２を流れ、接続点ｘ２においてバイパス経路Ｌ３を流れる。交流電流Ａ３は、接続点ｘ２と直流電源３１とを結ぶ電力線Ｌ１上の経路ではなく、直流電源３１よりもインピーダンスが低いコンデンサＣが設けられたバイパス経路Ｌ３を流れようとするためである。そして、交流電流Ａ３は、接続点ｘ１と負荷装置５０とを結ぶ経路を流れる。つまり、バイパス経路Ｌ２は、接続点ｘ１と接続点ｘ２とを直流電源３１を介して結ぶ経路を迂回する経路となる。このため、交流電流Ａ３は、磁気コア２１内において、電力線Ｌ２を流れるのに対して電力線Ｌ１には流れない。したがって、磁気コア２１には、磁気コア２１内の電力線Ｌ１を流れる電流と電力線Ｌ２を流れる電流との差分、つまり、電力線Ｌ１を流れる直流電流Ａ１と電力線Ｌ２を流れる直流電流Ａ２とはほぼ同じになることから、当該差分として磁気コア２１内の電力線Ｌ２を流れる交流電流Ａ３に応じた磁界が発生する。当該磁界は、例えばホール素子によって電圧信号として異常検出部２２に出力され、当該電圧信号からアーク判定部２３は、アークが発生したと判定できる。
【００４０】
次に、漏電が発生した場合に、漏電を検出できる原理について説明する。
【００４１】
例えば、電力線Ｌ１の直流電源３１と磁気コア２１との間における部分において直流電流がグランドに漏電した場合、当該部分と負荷装置５０のグランドとの間で漏電した直流電流が流れる経路が発生する。この場合、磁気コア２１内における電力線Ｌ１を流れる直流電流は、上記経路に直流電流が漏電する分小さくなる。一方で、磁気コア２１内における電力線Ｌ２を流れる直流電流については、電力線Ｌ１において漏電が発生していない場合と大きく変わらない。電力線Ｌ１において漏電した直流電流は負荷装置５０のグランドを介して負荷装置５０へ戻ってきており、電力線Ｌ２への影響は少ないためである。したがって、磁気コア２１には、磁気コア２１内の電力線Ｌ１を流れる直流電流と電力線Ｌ２を流れる直流電流との差分、つまり、電力線Ｌ１における漏電による直流電流の減少量に応じた磁界が発生する。当該磁界は、例えばホール素子によって電圧信号として異常検出部２２に出力され、当該電圧信号から漏電判定部２４は、漏電が発生したと判定できる。
【００４２】
以上説明したように、本実施の形態に係るアーク検出装置１０は、直流電源３１と、直流電源３１の出力電力が供給される負荷装置５０と、直流電源３１の正極および負極のうちの一方（例えば正極）と負荷装置５０とを接続する電力線Ｌ１と、直流電源３１の正極および負極のうちの他方（例えば負極）と負荷装置５０とを接続する電力線Ｌ２と、を備えた直流電源システム１に適用される装置である。アーク検出装置１０は、電力線Ｌ１および電力線Ｌ２が貫通する磁気コア２１を有し、磁気コア２１に発生する磁界に応じて電力線Ｌ１および電力線Ｌ２に流れる電流を検出する電流検出部２０と、磁気コア２１と負荷装置５０との間における電力線Ｌ１上の接続点ｘ１と、直流電源３１の正極および負極のうちの他方（例えば負極）と磁気コア２１との間における電力線Ｌ２上の接続点ｘ２とを結ぶバイパス経路Ｌ２に設けられたコンデンサＣと、電流検出部２０により検出された電流に基づいて、アークの発生を判定するアーク判定部２３と、を備える。
【００４３】
これによれば、電力線Ｌ１およびＬ２の一方だけではなく両方が磁気コア２１を貫通しているため、磁気コア２１において発生する電力線Ｌ１を流れる直流電流Ａ１による磁界と電力線Ｌ２を流れる直流電流Ａ２による磁界とは相殺されて磁気飽和を防止でき、かつ、磁気コア２１内の電力線Ｌ１およびＬ２のいずれか一方のみにアークによる交流電流Ａ３が流れるようにコンデンサＣが設けられているため、電力線において発生するアークを正確に検出できる。
【００４４】
具体的には、アーク判定部２３は、電流検出部２０により検出された電力線Ｌ１に流れる電流と電力線Ｌ２に流れる電流との差分に基づいて、アークの発生を判定してもよい。
【００４５】
このように、磁気コア２１内の電力線Ｌ１およびＬ２の一方のみにアークによる交流電流Ａ３が流れるため、交流電流Ａ３が上記差分となってアークを検出できるようになる。
【００４６】
また、アーク検出装置１０は、さらに、電流検出部２０により検出された電流に基づいて、漏電の発生を判定する漏電判定部２４を備えていてもよい。
【００４７】
これによれば、さらに、アークの発生を判定するための構成（例えば電流検出部２０および異常検出部２２（マイコン等））をそのまま流用して、漏電の発生も検出できる。
【００４８】
なお、コンデンサＣは、上記説明では、磁気コア２１と負荷装置５０との間における電力線Ｌ１上の接続点ｘ１と、直流電源３１の負極と磁気コア２１との間における電力線Ｌ２上の接続点ｘ２とを結ぶバイパス経路Ｌ３に設けられたが、これに限らない。これについて、図４を用いて説明する。
【００４９】
図４は、実施の形態の変形例に係るアーク検出装置１０ａが適用された直流電源システム１ａの一例を示す構成図である。
【００５０】
図４に示されるように、コンデンサＣは、磁気コア２１と負荷装置５０との間における電力線Ｌ２上の接続点ｘ３と、直流電源３１の正極と磁気コア２１との間における電力線Ｌ１上の接続点ｘ４とを結ぶバイパス経路Ｌ３に設けられてもよい。この場合、電力線Ｌ２が、直流電源の正極および負極のうちの一方として負極と負荷装置５０とを接続する第１電力線となり、電力線Ｌ１が、直流電源３１の正極および負極のうちの他方として正極と負荷装置５０とを接続する第２電力線となる。変形例に係るアーク検出装置１０ａであっても、アーク検出装置１０と同様の原理でアークの発生および漏電の発生を判定できるため詳細な説明は省略する。
【００５１】
（実施の形態２）
実施の形態２では、アーク検出装置１０、１０ａの適用例について説明する。
【００５２】
図５は、実施の形態１及びその変形例に係るアーク検出装置１０、１０ａの適用例を説明するための図である。
【００５３】
アーク検出装置１０、１０ａは、例えば、太陽光パネル３３から電力線を介して供給される直流電力を、パワコン５１で交流電力に変換するシステムに適用される。この場合、直流電源３１は、太陽光により発電する電源となり、太陽光パネル３３に備えられる。言い換えると、太陽光パネル３３は、直流電源３１として太陽光により発電する機能を有する。また、負荷装置５０は、直流電源３１の出力電力を変換する電力変換装置となり、パワコン５１に備えられる。言い換えると、パワコン５１は、負荷装置５０として直流電源３１の出力電力を変換する電力変換機能を有する。本適用例では、３つの太陽光パネル３３が１つのストリング６０によって直列に接続されたものが３つ並べられて、太陽電池アレイ３０を形成している。各ストリング６０は、接続箱４０によってまとめられて、パワコン５１へ接続される。
【００５４】
例えば、ストリング６０毎にブレーカ４１が設けられており、ここでは、接続箱４０内にブレーカ４１が設けられている。なお、ブレーカ４１は、接続箱４０内に設けられなくてもよい。例えば、ブレーカ４１は、接続箱４０と太陽電池アレイ３０との間に設けられていてもよいし、ストリング６０毎に設けられず接続箱４０とパワコン５１との間に設けられていてもよい。
【００５５】
太陽光パネル３３は、例えば、太陽光パネル３３から出力される信号の変換を行う太陽光パネル付属モジュール３２を有する。なお、太陽光パネル３３は、太陽光パネル付属モジュール３２を有していなくてもよい。太陽光パネル付属モジュール３２は、例えば、太陽光パネル３３毎の発電量を最適化するＤＣ／ＤＣコンバータである。
【００５６】
例えば、ブレーカ４１がアーク検出装置１０、１０ａを備えていてもよい。この場合、電力線Ｌ１およびＬ２は、ブレーカ４１に接続された電力線（例えばストリング６０）となり、ブレーカ４１は、アークが発生したと判定された場合に、電力線Ｌ１および電力線Ｌ２（ストリング６０）に流れる電流を遮断する。アークが発生していないストリング６０については、電流を遮断せずに使用することができる。
【００５７】
また、例えば、パワコン５１がアーク検出装置１０、１０ａを備えていてもよい。この場合、電力線Ｌ１およびＬ２は、パワコン５１に接続された電力線となり、アークの発生に応じてパワコン５１を停止することができる。例えば、アーク判定部２３が、アークが発生したと判定することで、パワコン５１は停止する。
【００５８】
また、例えば、太陽光パネル３３または太陽光パネル付属モジュール３２がアーク検出装置１０、１０ａを備えていてもよい。この場合、電力線Ｌ１およびＬ２は、太陽光パネル３３に接続された電力線（例えばストリング６０）となり、アークが発生したストリング６０への出力を停止することができる。例えば、アーク判定部２３が、アークが発生したと判定することで、太陽光パネル３３または太陽光パネル付属モジュール３２は、アークが発生したストリング６０への出力を停止する。アークが発生していないストリング６０については、出力を停止せずに使用することができる。
【００５９】
また、例えば、接続箱４０がアーク検出装置１０、１０ａを備えていてもよい。この場合、電力線Ｌ１は、接続箱４０に接続された電力線（例えばストリング６０）となり、例えばブレーカ４１等を介して、アークが発生したストリング６０に流れる電流を遮断することができる。例えば、アーク判定部２３が、アークが発生したと判定することで、接続箱４０は、アークが発生したストリング６０に流れる電流を遮断する。アークが発生していないストリング６０については、電流を遮断せずに使用することができる。
【００６０】
なお、アーク検出装置１０、１０ａは、上記システムに限らず、アークの発生の検出が必要なシステム全般に適用できる。
【００６１】
このように、ブレーカ４１は、アーク検出装置１０、１０ａを備え、アークが発生したと判定された場合に、電力線Ｌ１およびＬ２に流れる電流を遮断してもよい。また、パワーコンディショナ５１は、アーク検出装置１０、１０ａと、直流電源３１の出力電力を変換する負荷装置５０と、を備えていてもよい。また、太陽光パネル３３は、アーク検出装置１０、１０ａと、太陽光により発電する直流電源３１と、を備えていてもよい。また、太陽光パネル付属モジュール３２は、アーク検出装置１０、１０ａを備え、太陽光パネル３３から出力される信号の変換を行ってもよい。また、接続箱４０は、アーク検出装置１０、１０ａを備え、太陽光パネル３３とパワーコンディショナ５１とを接続してもよい。
【００６２】
（その他の実施の形態）
以上、実施の形態に係るアーク検出装置１０等について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
【００６３】
例えば、上記実施の形態では、アーク検出装置１０、１０ａは、漏電判定部２４を備えているが、漏電判定部２４を備えていなくてもよい。つまり、アーク検出装置１０、１０ａは、漏電を検出する機能を有していなくてもよい。アーク検出装置１０、１０ａが漏電判定部２４を備えていない場合であっても、漏電が発生したときには、アーク判定部２３は、電力線Ｌ１に流れる電流と電力線Ｌ２に流れる電流とに差分が生じ、アークの発生か漏電の発生のいずれであるかを判定できないにしても、異常が発生していることを検出できる。なお、アークの発生の場合には、電力線Ｌ１に流れる電流と電力線Ｌ２に流れる電流とで交流電流による差分が生じることが多く、また、漏電の発生の場合には、電力線Ｌ１に流れる電流と電力線Ｌ２に流れる電流とで直流電流による差分が生じることが多いため、アーク検出装置１０、１０ａが周波数分析機能を有していることで、アークが発生したか、漏電が発生したかを判別できる場合がある。
【００６４】
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００６５】
１、１ａ  直流電源システム
１０、１０ａ  アーク検出装置
２０  電流検出部
２１  磁気コア
２２  異常検出部
２３  アーク判定部
２４  漏電判定部
３１  直流電源
３２  太陽光パネル付属モジュール
３３  太陽光パネル
４０  接続箱
４１  ブレーカ
５０  負荷装置
５１  パワコン
Ｃ  コンデンサ
Ｌ１、Ｌ２  電力線
Ｌ３  バイパス経路
ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４  接続点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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