【手続補正書】
【提出日】平成27年10月29日(2015.10.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る太陽光発電システム及びＤＣアーク検知装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のＡＣ成分抽出回路１１の詳細較正を示す回路図である。
【図３】図１の遮断器２が閉極するときの電圧Ｖｄｃ１、Ｖａｃ、Ｖｄｃ２の変化を示すタイミングチャートである。
【図４】図１の遮断器２が開極するときの電圧Ｖｄｃ１、Ｖａｃ、Ｖｄｃ２の変化を示すタイミングチャートである。
【図５】図１のＡＣ成分抽出回路１１の上流で直列ＤＣアークが発生したときの電圧Ｖｄｃ１、Ｖａｃ、Ｖｄｃ２の変化を示すタイミングチャートである。
【図６】図１のＡＣ成分抽出回路１１の下流で直列ＤＣアークが発生したときの電圧Ｖｄｃ１、Ｖａｃ、Ｖｄｃ２の変化を示すタイミングチャートである。
【図７】図１のＡＣ成分抽出回路１１の上流又は下流で並列ＤＣアークが発生したときの電圧Ｖｄｃ１、Ｖａｃ、Ｖｄｃ２の変化を示すタイミングチャートである。
【図８】図１の判定回路１８による判定結果を示す表である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る太陽光発電システム及びＤＣアーク検知装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】比較例に係る太陽光発電システム及びＤＣアーク検知装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０の遮断器２が閉極するときの電圧Ｖｄｃ１、Ｖａｃ、Ｖｄｃ２の変化を示すタイミングチャートである。
【図１２】図１０の遮断器２が開極するときの電圧Ｖｄｃ１、Ｖａｃ、Ｖｄｃ２の変化を示すタイミングチャートである。
【図１３】図１０のＡＣ成分抽出回路１１の上流で直列ＤＣアークが発生したときの電圧Ｖｄｃの変化を示すタイミングチャートである。
【図１４】図１０のＡＣ成分抽出回路１１の下流で直列ＤＣアークが発生したときの電圧Ｖｄｃの変化を示すタイミングチャートである。
【図１５】図１０のＡＣ成分抽出回路１１の上流又は下流で並列ＤＣアークが発生したときの電圧Ｖｄｃの変化を示すタイミングチャートである。
【図１６】太陽光発電装置１のＩＶ特性を示すグラフである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
図１３は、図１０のＡＣ成分抽出回路１１の上流で直列ＤＣアークが発生したときの電圧Ｖｄｃの変化を示すタイミングチャートである。直列ＤＣアークが発生した瞬間（すなわち、電流経路に不連続区間が発生した瞬間）、ＰＶラインのＤＣ電圧Ｖｄｃは、１０〜１５Ｖの幅にわたって急減に低下する。この１０〜１５Ｖという電圧の低下幅は、ＤＣアークが発生する際の陰極降下電圧である。電圧の低下幅は、電流経路の不連続区間の長さに応じて変動する。太陽光発電システムでは、ねじの緩みによるＤＣアークの発生を想定しているので、電圧の低下幅の変動は、１０〜１５Ｖよりも若干大きな値になる程度であると考えられる。また、電圧の低下幅の時間変動の速さは、ＤＣアークが発生した瞬間における電圧の急激な変化に比べれば遅い。図１３では、説明の簡単化のため、ＤＣ電圧ＶｄｃはＤＣアーク発生後において変動しないように示している。以後の図においても同様に示す。ＡＣ成分抽出回路１１の上流でＤＣアークが発生したことは、ＤＣ電圧Ｖｄｃが太陽光発電装置１の出力電圧より低いしきい値Ｖｔｈ１３よりも一定時間ｔ１３にわたって低くなったとき、検知することができる。しきい値Ｖｔｈ１３は、太陽光発電装置１の出力電圧と、その電圧よりも１０〜１５Ｖ低い電圧とを区別するように設定される。一定時間ｔ１３が必要なのは、ノイズによる影響を除去するためである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
図１４は、図１０のＡＣ成分抽出回路１１の下流で直列ＤＣアークが発生したときの電圧Ｖｄｃの変化を示すタイミングチャートである。ＤＣアークが発生すると、パワーコンディショナ３にかかる電圧は１０〜１５Ｖ低下する。この低下は急激であるので、パワーコンディショナ３の負荷制御は追従できず、ＤＣアーク発生時において負荷は一定であると考えられる。図１６は、太陽光発電装置１のＩＶ特性を示すグラフである。パワーコンディショナ３は、太陽光発電装置１のＩＶ特性において最大の電力が取り出せるように負荷を制御する。図１６において、Ａ点において最大電力を取り出せると想定する。ＤＣアーク電圧が発生したとき、パワーコンディショナ３に掛かる電圧が低下する。そのため、太陽光発電装置１の出力電流は瞬時に低下する。すると、図１６のＩＶ特性において電流が低下したことにより、動作点がＡ点からＢ点に移動するので、太陽光発電装置１の出力電圧が上昇する。この出力電圧の上昇幅は、出力電流の大きさ及び太陽光発電装置１の仕様にもよるが、１０Ｖ程度である。太陽光発電装置１の出力電圧が過渡特性を持つので、出力電圧は瞬間的には上昇しないが、その上昇速度は、日射量などによる変化に比べれば十分に速い。よって、ＡＣ成分抽出回路１１の下流でＤＣアークが発生したことは、ＤＣ電圧Ｖｄｃが太陽光発電装置１の通常の出力電圧よりも増大し、一定時間ｔ１４以内にしきい値Ｖｔｈ１４よりも高くなったとき、検知することができる。しきい値Ｖｔｈ１３は、太陽光発電装置１の通常の出力電圧と、その電圧よりも１０程度高い電圧とを区別するように設定される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
図１５は、図１０のＡＣ成分抽出回路１１の上流又は下流で並列ＤＣアークが発生したときの電圧Ｖｄｃの変化を示すタイミングチャートである。ＡＣ成分抽出回路１１の上流で並列ＤＣアークが発生した場合でも、下流で並列ＤＣアークが発生した場合でも、ＰＶラインのＤＣ電圧Ｖｄｃは同様に変動する。並列ＤＣアークが発生すると、ＰＶラインのＤＣ電圧Ｖｄｃは１０〜１５Ｖ程度に急激に低下する。よって、並列ＤＣアークが発生したことは、ＤＣ電圧Ｖｄｃが一定時間ｔ１５にわたって２つのしきい値Ｖｔｈ１２及びＶｔｈ１５の範囲内にあるとき、検知することができる。一方のしきい値Ｖｔｈ１２は、遮断器２の開極と識別するためのしきい値である（図１２参照）。他方のしきい値Ｖｔｈ１５は、しきい値Ｖｔｈ１２よりも高い、電圧の急激な低下を検知するためのしきい値である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
図５は、図１のＡＣ成分抽出回路１１の上流で直列ＤＣアークが発生したときの電圧Ｖｄｃ１、Ｖａｃ、Ｖｄｃ２の変化を示すタイミングチャートである。ＡＣ成分抽出回路１１の上流で直列ＤＣアークが発生すると、ＰＶライン電圧Ｖｄｃ１が１０〜１５Ｖ程度低下する。このとき電圧変化成分Ｖａｃは、図５の中段に示すような信号になる。ＡＣ成分抽出回路１１に含まれる各素子の定数は、抽出するＡＣ電圧の成分が発振しないで急峻な変化を表すだけの信号になるように調整される。しきい値Ｖｔｈ２は、１０〜１５Ｖの急峻な電圧低下を検知できるように設定される。電圧変化成分Ｖａｃがしきい値Ｖｔｈ２又はＶｔｈ３を下回ったことを検知すると、イベント時ノイズ検知回路１６が起動される。イベント時ノイズ検知回路１６は、不感時間ｔ０にわたって待機し、その後、高周波ノイズの大きさが時間ｔ１にわたってしきい値Ｖｔｈ４を越えたときに、ＤＣアークノイズの発生を検知する。ＤＣ電圧Ｖｄｃ２は、数ｍＶレベルのＤＣアークノイズでも検知できるように電圧変化成分Ｖａｃに対して大きな増幅を行って取得するで、飽和している可能性がある。従って、不感時間ｔ０は、ＤＣ電圧Ｖｄｃ２が０Ｖ付近に落ちつくまでの時間を待つために設定する。この時間は、電圧変化成分Ｖａｃの大きさ、ＤＣ電圧Ｖｄｃ２の大きさ、整流回路１５内の増幅器の増幅率及び電源電圧などに応じて、適切に設定される。また、不感時間ｔ０は、前述した遮断器２が開極するときに発生するアーク時間よりも長く設定される。時間ｔ１は、１０ミリ秒程度以上の値が設定される。ＤＣアークノイズ以外のノイズの影響を少なくするためには、長い時間ｔ１を設定すればよい。但し、あまり長くすると検知時間が延びるので、最大で１００ミリ秒程度までが適切な値である。イベント時ノイズ検知回路１６は、時間ｔ１のうちの連続又は不連続な９０％程度の時間にわたって高周波ノイズの大きさがしきい値Ｖｔｈ４を越えたとき、高周波ノイズの大きさが時間ｔ１にわたってしきい値Ｖｔｈ４を越えたと判断し、ＤＣアークノイズの発生を検知してもよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
図６は、図１のＡＣ成分抽出回路１１の下流で直列ＤＣアークが発生したときの電圧Ｖｄｃ１、Ｖａｃ、Ｖｄｃ２の変化を示すタイミングチャートである。ＡＣ成分抽出回路１１の下流で直列ＤＣアークが発生すると、ＰＶライン電圧Ｖｄｃ１が１０Ｖ程度上昇する。この上昇に対応する電圧変化成分Ｖａｃの変化は、しきい値Ｖｔｈ１では検知できないレベルである。常時ノイズ検知回路１７には、遮断器２の開極時及び閉極時に発生するアークの持続時間よりも長い時間ｔ２を設定しているので、常時ノイズ検知回路１７は事故時のＤＣアークのみを検知する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
図７は、図１のＡＣ成分抽出回路１１の上流又は下流で並列ＤＣアークが発生したときの電圧Ｖｄｃ１、Ｖａｃ、Ｖｄｃ２の変化を示すタイミングチャートである。並列ＤＣアークが発生すると、ＰＶライン電圧Ｖｄｃ１は急激に１０〜１５Ｖ程度の電圧になる。しきい値Ｖｔｈ３は、（アーク発生前ＰＶライン電圧Ｖｄｃ１）−（１０〜１５Ｖ）の電圧降下を検知できるように設定される。電圧大降下検知回路１４は、電圧変化成分Ｖａｃがしきい値Ｖｔｈ３よりも低くなったことを検知する。