(57)【要約】【課題】直流電力を供給する際の問題を回避しつつ、スペース効率を向上すると共に、局所的な熱の発生を抑制すること。【解決手段】入力された交流電力を直流電力に変換して複数の機械装置５に出力するＡＣ／ＤＣ変換器１と、ＡＣ／ＤＣ変換器１に設けられて機械装置５からＡＣ／ＤＣ変換器１に回生される回生電力を消費する回生電力消費装置２と、ＡＣ／ＤＣ変換器１に設けられて当該ＡＣ／ＤＣ変換器１が出力した直流電力の漏電を遮断する遮断装置３と、直流電力の供給ラインにおけるアーク放電やサージ吸収を抑止する保護装置６ｃとを備える。【選択図】図１
2011139562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された交流電力を直流電力に変換して複数の機械装置に出力するＡＣ／ＤＣ変換器と、
前記ＡＣ／ＤＣ変換器に設けられて前記機械装置から前記ＡＣ／ＤＣ変換器に回生される回生電力を消費する回生電力消費装置と、
前記ＡＣ／ＤＣ変換器に設けられて当該ＡＣ／ＤＣ変換器が出力した直流電力の漏電を遮断する遮断装置と、
前記直流電力の供給ラインにおけるアーク放電やサージ吸収を抑止する保護装置と、
を備えたことを特徴とする電力供給装置。
【請求項２】
入力された交流電力を直流電力に変換して出力するＡＣ／ＤＣ変換器と、
前記ＡＣ／ＤＣ変換器から出力された直流電力により作動する複数の機械装置と、
前記ＡＣ／ＤＣ変換器に設けられて前記機械装置から前記ＡＣ／ＤＣ変換器に回生される回生電力を消費する回生電力消費装置と、
前記ＡＣ／ＤＣ変換器に設けられて当該ＡＣ／ＤＣ変換器が出力する直流電力の漏電を遮断する遮断装置と、
前記直流電力の供給ラインにおけるアーク放電やサージ吸収を抑止する保護装置と、
を備えたことを特徴とする電力供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力供給装置および電力供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、原子炉容器の側面に設けられている管台と、当該管台に接続されている入口管や出口管との内周の溶接部を補修する場合、管台の位置に合わせた開口部を側面に有する有底筒状の架台を原子炉容器の内部に設置し、この架台を用いて補修作業を行うことが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記架台に多軸ロボットを複数配置し、これらの多軸ロボットを原子炉容器の外部から遠隔操作することで、放射線に曝される原子炉容器内への作業者の立ち入りを抑えることが可能である。複数の多軸ロボットのサーボドライバに供給される直流電力は、交流電力を変換するＡＣ／ＤＣ変換器により得られるもので、当該ＡＣ／ＤＣ変換器は、上記架台に設置される。ところが、架台は、原子炉容器内の狭隘な空間に設置されたものであり、ここに複数の多軸ロボットの各軸分のサーボドライバに対して直流電力を供給するＡＣ／ＤＣ変換器を配置することは、スペース効率が悪い。例えば、ＡＣ／ＤＣ変換器では、整流や整流後の波形の乱れを吸収するコンデンサなどに大きな容積が必要である。しかも、ＡＣ／ＤＣ変換器では、整流する過程でダイオードから熱が発生し、また、機械装置のモータから回生電力を直流電力に帰還し難いことから装備されている回生電力を消費する設備から熱が発生するため、この熱を冷却するための設備を設置する必要がある。
【０００４】
従来、例えば、特許文献２に記載の電力供給装置（サーボコントロール装置）は、放熱効果の向上を図る目的で、電源およびコントローラ（制御部）を搭載するコントロール部と、ロボット側の所要箇所に設けられる複数のサーボドライバと、電源とコントローラの各々に複数のサーボドライバを直列にデージーチェーンによって接続する電源線および信号線とで構成され、電源からサーボドライバに供給される直流電力を、コントロール部で交流電力から変換している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３４９５９６号公報
【特許文献２】実開平７−２７２９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、サーボドライバに供給する高電圧の直流電力では、アーク放電が発生し易い。直流電力は、常に一定電圧が掛かるので、一度流れ発生したアークは、他の条件が変わらない限り切れない。このため、コネクタ部分の絶縁距離などの設計の問題や、感電などの危険性の問題を解決しなければならない。また、漏電や感電時にも同様に一定電圧が掛かるため、感電などの危険を回避できない。さらに、雷、配電系統の切り替え、電源投入時の突入電流、静電気放電などによってサージ（荷電圧や過電流）が発生することが知られている。したがって、特許文献２に記載の電力供給装置のように、直流電力を分離された間の電源線に流すには、上記アーク放電、漏電や感電、およびサージに係る問題を解決しなければならない。
【０００７】
本発明は上述した課題を解決するものであり、直流電力を供給する際の問題を回避しつつ、スペース効率を向上すると共に、局所的な熱の発生を抑制することのできる電力供給装置および電力供給システム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】
【０００８】
上述の目的を達成するために、本発明の電力供給装置は、入力された交流電力を直流電力に変換して複数の機械装置に出力するＡＣ／ＤＣ変換器と、前記ＡＣ／ＤＣ変換器に設けられて前記機械装置から前記ＡＣ／ＤＣ変換器に回生される回生電力を消費する回生電力消費装置と、前記ＡＣ／ＤＣ変換器に設けられて当該ＡＣ／ＤＣ変換器が出力した直流電力の漏電を遮断する遮断装置と、前記直流電力の供給ラインにおけるアーク放電やサージ吸収を抑止する保護装置と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
この電力供給装置によれば、遮断装置によりＡＣ／ＤＣ変換器の出力した直流電力の漏電が遮断される。また、保護装置により直流電力の供給ラインにおけるアーク放電やサージ吸収が抑止される。このため、機械装置から離隔した場所にＡＣ／ＤＣ変換器を配置できる。しかも、ＡＣ／ＤＣ変換器が、整流や整流後の波形の乱れを吸収する大きな容積のコンデンサを要して大型化しても、機械装置付近の作業空間の省スペース化を図れる。しかも、ＡＣ／ＤＣ変換器を機械装置から離隔した場所に配置できることから、ＡＣ／ＤＣ変換器が、整流する過程でダイオードから熱を発生しても、ＡＣ／ＤＣ変換器を冷却環境下に配置することで、機械装置付近の作業空間での局所的な熱の発生を抑制できる。さらに、ＡＣ／ＤＣ変換器を機械装置から離隔した場所に配置できることから、母線系統に連結される機械装置のモータの回生電力を系統内に環流させて他の機械装置で消費でき、電力消費量を低減することができ、かつ機械装置ごとに回生電力を消費する設備が不要となるので、省スペース化および熱源の減少を実現できる。さらにまた、ＡＣ／ＤＣ変換器を機械装置から離隔した場所に配置できることから、機械装置付近の作業空間に至る電力供給線を、交流電力でのアースを含む４本から、直流電力でのアースを含む３本に減らすことができ、電力供給線の敷設に係る機械装置の作業空間における省スペース化を図れる。
【００１０】
上述の目的を達成するために、本発明の電力供給システムは、入力された交流電力を直流電力に変換して出力するＡＣ／ＤＣ変換器と、前記ＡＣ／ＤＣ変換器から出力された直流電力により作動する複数の機械装置と、前記ＡＣ／ＤＣ変換器に設けられて前記機械装置から前記ＡＣ／ＤＣ変換器に回生される回生電力を消費する回生電力消費装置と、前記ＡＣ／ＤＣ変換器に設けられて当該ＡＣ／ＤＣ変換器が出力する直流電力の漏電を遮断する遮断装置と、前記直流電力の供給ラインにおけるアーク放電やサージ吸収を抑止する保護装置と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
この電力供給システムによれば、上述した電力供給装置の効果を得ることができ、機械装置を作業空間内で作業に適応して効率よく配置することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、直流電力を供給する際の問題を回避しつつ、スペース効率を向上すると共に、局所的な熱の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る電力供給装置および電力供給システムの概略図である。
【図２】図２は、遮断装置の接地回路構成図である。
【図３】図３は、遮断装置の漏電検出器、開閉器をさらに備えた接地回路構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００１５】
図１に示すように、本実施の形態の電力供給装置は、ＡＣ／ＤＣ変換器１と、回生電力消費装置２と、遮断装置３とを備えている。
【００１６】
ＡＣ／ＤＣ変換器１は、入力された交流電力を直流電力に変換するものである。変換された直流電力は、ケーブル４を介して複数の機械装置５に供給される。すなわち、ＡＣ／ＤＣ変換器１は、単一で複数の機械装置５に対して直流電力を供給する。
【００１７】
機械装置５は、図には明示しないが、例えば、原子力容器の管台と、管台に接続される入口管や出口管との溶接部の点検作業や補修作業に適用されるものであり、複数のサーボモータの駆動により作動する多軸ロボット（マニプレータ）がある。本実施の形態では、機械装置５を多軸ロボットとして説明するが、機械装置５は、多軸ロボットに限らない。また、機械装置５は、原子炉容器の点検作業または補修作業への適用に限らず、工場などにおいて製造作業に適用されるものであってもよい。
【００１８】
ＡＣ／ＤＣ変換器１から出力された直流電力は、ＤＣ／ＤＣ変換器６で電圧変換され、サーボドライバ７で周波数が変えられて機械装置５のサーボモータに供給される。これにより、機械装置５が作動される。ＤＣ／ＤＣ変換器６およびサーボドライバ７は、制御部８に接続され、この制御部８により変換する電圧や周波数を制御される。
【００１９】
回生電力消費装置２は、ＡＣ／ＤＣ変換器１に設けられ、機械装置５からＡＣ／ＤＣ変換器１に回生される回生電力を消費するものである。回生電力は、機械装置５を停止した時に、サーボモータのコイルに残っている回生エネルギーである。この回生電力は、ＤＣ／ＤＣ変換器６において母線系統内に環流され、他の機械装置５で消費される。そして、機械装置５で消費されない回生電力は、ケーブル４を逆流してＡＣ／ＤＣ変換器１に供給される。回生電力消費装置２は、電圧を監視し、電圧が所定の閾値を超えた場合、ＦＥＴ（Field  Effect  Transistor）などの半導体でスイッチングすることで抵抗に回生電力を供給する。抵抗に供給された回生電力は、熱として排出される。なお、回生電力消費装置２において、回生電力を消費するものは抵抗に限らず、電力を消費するものであればよい。
【００２０】
ＤＣ／ＤＣ変換器６には、回生電力をＡＣ／ＤＣ変換器１に回生させるため、スイッチ６ａおよびダイオード６ｂが設けられている。スイッチ６ａは、ケーブル４を断続させるものである。スイッチ６ａは機械式、半導体式、に限らずチョッパ回路等の降圧兼半導体方式でも遮断の手段が取れれば良い。そして、スイッチ６ａを閉じたときは、ＡＣ／ＤＣ変換器１からの直流電力が機械装置５に至る。一方、スイッチ６ａを開けたときは、ダイオード６ｂを経て、回生電力がＡＣ／ＤＣ変換器１に回生される。このスイッチ６ａの開閉は、制御部８により制御される。
【００２１】
また、ＤＣ／ＤＣ変換器６には、保護装置６ｃが設けられている。保護装置６ｃは、直流電力の供給ラインにおけるアーク放電やサージ吸収を抑止するものである。すなわち、保護装置６ｃによって、アーク放電やサージ吸収を抑止することが可能となる。アーク放電の抑止のみであれば、コンデンサを装備することで対策が可能であるが、機械的な接点を有する場合や、サージ吸収の対策を講じる場合、特願２００９−２６４０１２の技術を用いる。
【００２２】
遮断装置３は、ＡＣ／ＤＣ変換器１に設けられ、ＡＣ／ＤＣ変換器１が出力する直流電力の漏電を遮断するものである。かかる遮断装置３は、特開２００９−２６１０３９号公報にて開示されたもので、図２に示すように、遮断装置３の接地回路は、直流電力を受ける端子Ｔ１、端子Ｔ２、給電路Ｌｉｎｅ１、給電路Ｌｉｎｅ２、負荷への給電端子、端子Ｔ３、端子Ｔ４が存在する。
【００２３】
給電路Ｌｉｎｅ１と給電路Ｌｉｎｅ２との間には、高抵抗の抵抗素子Ｒ１と抵抗素子Ｒ２との直列接続回路が接続され、抵抗素子Ｒ１と抵抗素子Ｒ２の接続点は接地されている。給電路Ｌｉｎｅ１と給電路Ｌｉｎｅ２との間には直流高電圧が印加され、高電直流給電である。このため、抵抗素子Ｒ１、抵抗素子Ｒ２は高抵抗値である。なお、端子Ｔ１に直流正極電位が印加され、端子Ｔ２に直流負極電位が印加され、給電路Ｌｉｎｅ１には正極電位、給電路Ｌｉｎｅ２には負極電位が印加されている。ここで、給電路Ｌｉｎｅ１、給電路Ｌｉｎｅ２における直流電位の正負極は、任意であり以下の回路動作に関係しない。
【００２４】
抵抗素子Ｒ１および抵抗素子Ｒ２は、両抵抗値に大きな差がある場合を除き、任意の抵抗値比でよい。また、抵抗素子Ｒ１と抵抗素子Ｒ２との抵抗値は同一である必要はないが、ここでは、説明を簡単にするため同一抵抗値として説明する。
【００２５】
抵抗素子Ｒ１と抵抗素子Ｒ２とにより分圧されて接地される。このため、接地電位を基準とした給電路Ｌｉｎｅ１および給電路Ｌｉｎｅ２の電位は、入力電圧ＤＣＶの電圧Ｖｉの１／２となる。
【００２６】
ここで、電圧の観点からすると、感電などが発生（人体が接地電位と給電路Ｌｉｎｅ１または給電路Ｌｉｎｅ２電位との差電位を受ける）しても電圧Ｖｉが１／２であり危険度が大幅に軽減される。
【００２７】
また、電流の観点からすると、接地点と給電路Ｌｉｎｅ１との間に抵抗素子Ｒ１が存在し、接地点と給電路Ｌｉｎｅ２との間に抵抗素子Ｒ２が存在しているため、感電などが発生しても、感電体に高抵抗の抵抗素子Ｒ１または抵抗素子Ｒ２が直列に入ることから電流制限され、感電時の電流が微少となり安全である。
【００２８】
また、接地効果の観点からすると、抵抗素子Ｒ１と抵抗素子Ｒ２との接続点が接地されているので給電路Ｌｉｎｅ１および給電路Ｌｉｎｅ２の帯電が確実に防止される。抵抗素子Ｒ１および抵抗素子Ｒ２が高抵抗であっても給電路Ｌｉｎｅ１および給電路Ｌｉｎｅ２の帯電は充分に防止できる。
【００２９】
図３では、図２に示す遮断装置３の接地回路に加え、漏電検出器Ｌｅ及び開閉器ＳＷをさらに備えたものを示している。図２と同一の構成のものは、同一符号を付して説明を省略する。なお、図２の接地回路と同様に、端子Ｔ１に直流正極電位が印加され、端子Ｔ２に直流負極電位が印加され、給電路Ｌｉｎｅ１には正極電位、給電路Ｌｉｎｅ２には負極電位が印加されている。ここで、給電路Ｌｉｎｅ１、給電路Ｌｉｎｅ２における直流電位の正負極は、任意であり以下の回路動作に関係しない。
【００３０】
漏電検出器Ｌｅは、給電路Ｌｉｎｅ１、給電路Ｌｉｎｅ２と接地間との漏洩電流を検出するものである。すなわち、接地点と給電路Ｌｉｎｅ１、給電路Ｌｉｎｅ２との間はそれぞれ高抵抗の抵抗素子Ｒ１、抵抗素子Ｒ２を介して導通しているので、給電路Ｌｉｎｅ１、給電路Ｌｉｎｅ２と接地との間に導電体が接続されると電流路が形成され該導電体および抵抗素子Ｒ１、抵抗素子Ｒ２に電流が流れる。給電路Ｌｉｎｅ１と接地との間に導電体が接続されると、抵抗素子Ｒ２を経由した電流が該導電体に流れ、給電路Ｌｉｎｅ２と接地との間に導電体が接続されると抵抗素子Ｒ１を経由した電流が該導電体に流れる。開閉器ＳＷは、漏電検出器による漏電（人体による感電も含む）検出により、漏電検出器から制御されて開閉器ＳＷの接点を切り替え接地を遮断するものである。また、漏電の発生がなくなると、漏電検出器により制御され開閉器ＳＷは導通される。
【００３１】
抵抗素子Ｒ１と抵抗素子Ｒ２との抵抗値比は、１対１とするのが通例であるが、必ずしも１対１である必要はない。漏電が発生しない状態では、抵抗素子Ｒ１、抵抗素子Ｒ２に分圧される電圧は、下記式（１）および式（２）のとおりである。ここでは、抵抗素子Ｒ１の抵抗値をｒ１、抵抗素子Ｒ２の抵抗値をｒ２、抵抗素子Ｒ１の両端電圧をＶｒ１、抵抗素子Ｒ２の両端電圧をＶｒ２、入力電圧ＤＣＶの電圧値をＶｉとする。
【００３２】
抵抗素子Ｒ１の両端電圧：Ｖｒ１＝Ｖｉ・ｒ１／（ｒ１＋ｒ２）・・・式（１）
抵抗素子Ｒ２の両端電圧：Ｖｒ２＝Ｖｉ・ｒ２／（ｒ１＋ｒ２）・・・式（２）
【００３３】
漏電が発生しない状態では、抵抗素子Ｒ２の両端電圧Ｖｒ２と、抵抗素子Ｒ１の両端電圧Ｖｒ１との比であるＶｒ１／Ｖｒ２＝Ｒａにおいて、Ｒａは一定の値をもつ。
【００３４】
上記式（１）、式（２）において、Ｖｒ１／Ｖｒ２＝ＲａにおけるＲａ値を漏電検出器Ｌｅが検出している状態で、給電路Ｌｉｎｅ１と接地との間に漏電が発生したとする。すると、抵抗素子Ｒ１に漏電原因である抵抗が並列に挿入されたことになり、抵抗素子Ｒ１の両端電圧が低下し、Ｖｒ１／Ｖｒ２＝Ｒａ１となり、Ｒａとは別の値のＲａ１を漏電検出器Ｌｅが検出する。このとき、Ｒａ１＜Ｒａであり、漏電が発生したと判別できる。これにより、漏電検出器Ｌｅが開閉器ＳＷを制御し、開閉器ＳＷの接点をＡからＢに切り替え、抵抗素子Ｒ１と抵抗素子Ｒ２との接続点の接地を解除する。ただし、接点Ｂは必要なものではない。このように、接地を解除することにより、接地点と給電路Ｌｉｎｅ１との間に存在する漏電原因導電体と抵抗素子Ｒ２で形成する電流路（すなわち、給電路Ｌｉｎｅ１→漏電原因導電体→抵抗素子Ｒ２→給電路Ｌｉｎｅ２の電流路）を遮断し、漏電電流を遮断する。
【００３５】
次に、給電路Ｌｉｎｅ２と接地との間に漏電が発生したとすると、抵抗素子Ｒ２に漏電原因である抵抗が並列に挿入されたことになり、抵抗素子Ｒ２に印加される電圧が低下し、Ｖｒ１／Ｖｒ２＝Ｒａ２となり、Ｒａとは別の値のＲａ２を漏電検出器Ｌｅが検出する。このとき、Ｒａ２＞Ｒａであり、同様に漏電が発生したと判別できる。これにより、漏電検出器Ｌｅが開閉器ＳＷを制御し、開閉器ＳＷの接点をＡからＢに切り替え、抵抗素子Ｒ１と抵抗素子Ｒ２との接続点の接地を解除する。ただし、接点Ｂは必要なものではない。このように、接地を解除することにより、接地点と給電路Ｌｉｎｅ２との間に存在する漏電原因導電体と抵抗素子Ｒ１で形成する電流路（すなわち、給電路Ｌｉｎｅ２→漏電原因導電体→抵抗素子Ｒ１→給電路Ｌｉｎｅ１の電流路（電流の向きは逆））を遮断し、漏電電流を遮断する。
【００３６】
上述では、Ｖｒ１／Ｖｒ２としてＶｒ２とＶｒ１の比の変化で漏電を検出したが、Ｖｒ１とＶｒ２の差分の変化で漏電を検出してもよい。
【００３７】
この場合、抵抗素子Ｒ１と抵抗素子Ｒ２との抵抗値は同一とし、ｒ１＝ｒ２とする。抵抗素子Ｒ１、抵抗素子Ｒ２の両端電圧の差分は、Ｖｒ１−Ｖｒ２＝Ｄｉ。Ｄｉは一定の値をもつ。この状態で給電路Ｌｉｎｅ１と接地との間に漏電が発生したとする。すると、抵抗素子Ｒ１の両端電圧は低下し、Ｖｒ１−Ｖｒ２＝Ｄｉ１となり、Ｄｉとは別の値のＤｉ１を漏電検出器Ｌｅが検出する。このとき、Ｄｉ１＜Ｄｉであり、同様に漏電が発生したと判別できる。これにより、漏電検出器Ｌｅが開閉器ＳＷを制御し、開閉器ＳＷの接点をＡからＢに切り替え、抵抗素子Ｒ１と抵抗素子Ｒ２との接続点の接地を解除する。ただし、接点Ｂは必要なものではない。このように、接地を解除することにより、接地点と給電路Ｌｉｎｅ１との間に存在する漏電原因導電体と抵抗素子Ｒ２で形成する電流路（すなわち、給電路Ｌｉｎｅ１→漏電原因導電体→抵抗素子Ｒ２→給電路Ｌｉｎｅ２の電流路）を遮断し、漏電電流を遮断する。
【００３８】
次に、給電路Ｌｉｎｅ２と接地との間に漏電が発生したとすると、抵抗素子Ｒ２の両端電圧は低下し、Ｖｒ１−Ｖｒ２＝Ｄｉ２となり、Ｄｉとは別の値のＤｉ２を漏電検出器Ｌｅが検出する。このとき、Ｄｉ２＞Ｄｉであり、同様に漏電が発生したと判別できる。これにより、漏電検出器Ｌｅが開閉器ＳＷを制御し、開閉器ＳＷの接点をＡからＢに切り替え、抵抗素子Ｒ１とＲ２の接続点の接地を解除する。ただし、接点Ｂは必要なものではない。このように、接地を解除することにより、接地点と給電路Ｌｉｎｅ２との間に存在する漏電原因導電体と抵抗素子Ｒ１で形成する電流路（すなわち、給電路Ｌｉｎｅ２→漏電原因導電体→抵抗素子Ｒ１→給電路Ｌｉｎｅ１の電流路（電流の向きは逆））を遮断し、漏電電流を遮断する。
【００３９】
抵抗素子Ｒ１の両端電圧と、抵抗素子Ｒ２の両端電圧との比または差分の乖離を漏電検出器Ｌｅが検出し、漏電検出器Ｌｅが開閉器ＳＷを制御し漏電遮断したいずれの場合でも、上記比または差分の乖離が無くなったことを漏電検出器Ｌｅが検出すると、漏電検出器Ｌｅは、開閉器ＳＷを制御して開閉器ＳＷを導通状態に戻す。すなわち、比においてはＶｒ１／Ｖｒ２＝Ｒａ、差分においてはＶｒ１−Ｖｒ２＝Ｄｉ、となるＲａ値、Ｄｉ値を漏電検出器Ｌｅが検出したときである。
【００４０】
漏電が復旧した場合（Ｖｒ１／Ｖｒ２＝Ｒａ又はＶｒ１−Ｖｒ２＝Ｄｉの状態）、漏電検出器Ｌｅが開閉器ＳＷを制御して、開閉器ＳＷにおいて、接点Ａに切り替え、抵抗素子Ｒ１と抵抗素子Ｒ２との接続点を接地する。
【００４１】
以上、いずれの漏電においても、接地を解除するのみで、負荷電流を遮断しない。すなわち、給電路Ｌｉｎｅ１および給電路Ｌｉｎｅ２の帯電を確実に防止しながら、漏電が発生したとき、接地を解除するのみでよい。
【００４２】
ここで、抵抗素子Ｒ１の両端電圧Ｖｒ１、抵抗素子Ｒ２の両端電圧Ｖｒ２の比または差分の変化で漏電を検出するいずれの場合でも、所定の変化値、すなわち、所定の乖離幅以上をもって漏電と判別することが望ましい。すなわち、極微少の乖離ですべて漏電と検出すると、誤動作の元となる。したがって、漏電検出器Ｌｅが漏電と判別するとき、ある一定（所定）の乖離幅の検出（漏電検出器Ｌｅによる検出）を以って、漏電と判別する。また、漏電が復旧したと判別する場合も、上記比または差分において、ある一定（所定）の乖離幅未満を検出して漏電なしと判別する。この場合、チャタリングを発生させないため、乖離幅にヒステリシスをもたせるのが有効である。
【００４３】
このように、本実施の形態の電力供給装置は、入力された交流電力を直流電力に変換して複数の機械装置５に出力するＡＣ／ＤＣ変換器１と、ＡＣ／ＤＣ変換器１に設けられて機械装置５からＡＣ／ＤＣ変換器１に回生される回生電力を消費する回生電力消費装置２と、ＡＣ／ＤＣ変換器１に設けられて当該ＡＣ／ＤＣ変換器１が出力した直流電力の漏電を遮断する遮断装置３とを備えている。
【００４４】
この電力供給装置によれば、遮断装置３によりＡＣ／ＤＣ変換器１の出力した直流電力の漏電が遮断される。また、保護装置６ｃにより直流電力の供給ラインにおけるアーク放電やサージ吸収が抑止される。このため、機械装置５から離隔した場所にＡＣ／ＤＣ変換器１を配置することが可能になる。
【００４５】
しかも、ＡＣ／ＤＣ変換器１が、整流や整流後の波形の乱れを吸収する大きな容積のコンデンサを要して大型化しても、機械装置５付近の作業空間の省スペース化を図ることが可能になる。
【００４６】
しかも、ＡＣ／ＤＣ変換器１を機械装置５から離隔した場所に配置できることから、ＡＣ／ＤＣ変換器１が、整流する過程でダイオードなどから熱を発生しても、ＡＣ／ＤＣ変換器１を冷却環境下に配置することで、機械装置５付近の作業空間での局所的な熱の発生を抑制することが可能になる。例えば、機械装置５が原子炉容器（原子炉容器の他の原子力設備であってもよい）内の点検作業や補修作業に適用される場合では、原子炉容器内の狭隘な作業空間での熱の発生を抑制できる。また、例えば、機械装置５が工場などでの製造作業に適用される場合では、機械装置５を設置した建屋内の作業空間での熱の発生を抑制できる。この結果、作業空間に、ＡＣ／ＤＣ変換器１が発生した熱を冷却する冷却設備を設ける必要がないので、機械装置５付近の作業空間の省スペース化に寄与することが可能であり、冷却に係るエネルギー消費を低減することが可能である。
【００４７】
さらに、ＡＣ／ＤＣ変換器１を機械装置５から離隔した場所に配置できることから、母線系統に連結される機械装置５のモータの回生電力を系統内に環流させて他の機械装置５で消費でき、電力消費量を低減することが可能になり、かつ機械装置５ごとに回生電力を消費する設備が不要となるので、省スペース化および熱源の減少を実現することが可能になる。ＡＣ／ＤＣ変換器１を機械装置５付近の作業空間に配置した場合では、機械装置５の回生電力は、ＡＣ／ＤＣ変換器１の回生電力消費装置２により消費されてしまうことから、回生電力を環流させて機械装置５で消費することは難しい。また、ＡＣ／ＤＣ変換器１を機械装置５付近の作業空間に配置した場合では、機械装置５の回生電力がＡＣ／ＤＣ変換器１の回生電力消費装置２により消費された際に熱が発生するため、この熱を冷却するための設備を設置する必要がある。この点、本実施の形態の電力供給装置によれば、ＡＣ／ＤＣ変換器１を機械装置５から離隔した場所に配置できることで、回生電力の環流が可能になる。また、回生電力の環流が可能になることで、ＡＣ／ＤＣ変換器１の回生電力消費装置２で消費する回生電力の量が低減できるので、回生電力消費装置２の容積の小型化が可能になり、かつ回生電力消費装置２が回生電力を消費する際に発生する熱量を低減することが可能になる。また、回生電力消費装置２が発生する熱量を低減できるので、この熱の冷却に係るエネルギー消費を低減することが可能である。
【００４８】
さらにまた、ＡＣ／ＤＣ変換器１を機械装置５から離隔した場所に配置できることから、機械装置５付近の作業空間に至る電力供給線を、交流電力でのアースを含む４本から、直流電力でのアースを含む３本に減らすことができ、電力供給線の敷設に係る機械装置５の作業空間における省スペース化を図ることが可能になる。
【００４９】
本実施の形態の電力供給システムは、入力された交流電力を直流電力に変換して出力するＡＣ／ＤＣ変換器１と、ＡＣ／ＤＣ変換器１から出力された直流電力により作動する複数の機械装置５と、ＡＣ／ＤＣ変換器１に設けられて機械装置５からＡＣ／ＤＣ変換器１に回生される回生電力を消費する回生電力消費装置２と、ＡＣ／ＤＣ変換器１に設けられて当該ＡＣ／ＤＣ変換器１が出力した直流電力の漏電を遮断する遮断装置３とを備えている。この電力供給システムによれば、上述した電力供給装置の効果を得ることができ、機械装置５を作業空間内で作業に適応して効率よく配置することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
以上のように、本発明に係る電力供給装置および電力供給システムは、直流電力を供給する際の問題を回避しつつ、スペース効率を向上すると共に、局所的な熱の発生を抑制することに適している。
【符号の説明】
【００５１】
１  ＡＣ／ＤＣ変換器
２  回生電力消費装置
３  遮断装置
４  ケーブル
５  機械装置
６  ＤＣ／ＤＣ変換器
６ａ  スイッチ
６ｂ  ダイオード
６ｃ  保護装置
７  サーボドライバ
８  制御部
Ｌｅ  漏電検出器
Ｌｉｎｅ１，Ｌｉｎｅ２  給電路
Ｒ１，Ｒ２  抵抗素子
ＳＷ  開閉器
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４  端子
【図１】
2011139562.tif 000003
【図２】
2011139562.tif 000004
【図３】
2011139562.tif 000005