(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源及び前記交流電源から供給される交流電力を直流に変換する直流電源装置の間をそれぞれ電気的に接続する一対の導電体に電磁的に結合される磁心と、
前記磁心に巻き付けられた巻線と、
交流の励磁電流を前記巻線に供給する励磁部と、
前記巻線に流れる電流の電流値を検出する電流検出部と、
前記電流検出部によって検出された電流値から直流成分の大きさを検出する直流成分検出部と、
前記一対の導電体のそれぞれに電気的に接続された一対の接点部と、
前記直流成分検出部によって検出された直流成分の大きさが閾値を超えると前記一対の接点部をオフにする判定部とを備え、
前記判定部は、前記交流電源から前記直流電源装置に交流電力が供給されていない給電停止状態では前記一対の接点部をオフにすることを特徴とする遮断装置。
【請求項２】
前記一対の接点部がオフの状態で前記直流成分検出部によって検出された直流成分の大きさを記憶する記憶部をさらに備え、
前記判定部は、前記一対の接点部がオンの状態で前記直流成分検出部によって検出された直流成分の大きさ、及び、前記閾値のうちの何れか一方を、前記記憶部に記憶された直流成分の大きさで補正することを特徴とする請求項１に記載の遮断装置。
【請求項３】
前記判定部は、前記記憶部に記憶された直流成分の大きさに応じて、抵抗器と半導体スイッチとを用いた回路で前記閾値を設定するように構成されたことを特徴とする請求項２に記載の遮断装置。
【請求項４】
前記電流検出部は、前記巻線に流れる電流の電流値に比例した電圧信号を発生するインピーダンス回路を備え、
前記励磁部は、前記インピーダンス回路に発生した電圧信号の大きさに応じた振幅の前記励磁電流を前記巻線に供給しており、
前記励磁部は、前記インピーダンス回路のインピーダンス値を設定する設定回路を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の遮断装置。
【請求項５】
前記設定回路は、前記インピーダンス回路が有する抵抗器と半導体スイッチとを用いて、前記インピーダンス回路のインピーダンス値を設定することを特徴とする請求項４に記載の遮断装置。
【請求項６】
前記設定回路は、前記一対の接点部がオフの状態で前記巻線に供給する前記励磁電流の振幅を、前記磁心を消磁するために必要な第１振幅とした状態から、前記第１振幅よりも小さい第２振幅とするように、前記インピーダンス回路のインピーダンス値を変化させることを特徴とする請求項４又は５に記載の遮断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遮断装置に関し、より詳細には、電力供給を遮断する遮断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽電池と、太陽電池の直流電圧を交流電圧に変換する分散電源と、太陽電池と分散電源との間を接続する直流電路の地絡を検出する地絡検出回路とを備えた太陽光発電システムがあった（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載された地絡検出回路は、検出コアに直流電路が通された零相変流器を備え、検出コアに巻き付けられた２次巻線の出力から２次巻線に流れる地絡電流を検出していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２３３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された地絡検出回路では、直流電路に電磁的に結合されるように検出コアが配置されているため、直流電路に流れる直流電流によって検出コアが磁化される可能性があり、検出コアが磁化されると、電流の検出精度が悪化する可能性があった。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされ、直流電流の検出精度の悪化を抑制できる遮断装置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】
【０００７】
本発明の遮断装置は、交流電源及び前記交流電源から供給される交流電力を直流に変換する直流電源装置の間をそれぞれ電気的に接続する一対の導電体に電磁的に結合される磁心と、前記磁心に巻き付けられた巻線と、交流の励磁電流を前記巻線に供給する励磁部と、前記巻線に流れる電流の電流値を検出する電流検出部と、前記電流検出部によって検出された電流値から直流成分の大きさを検出する直流成分検出部と、前記一対の導電体のそれぞれに電気的に接続された一対の接点部と、前記直流成分検出部によって検出された直流成分の大きさが閾値を超えると前記一対の接点部をオフにする判定部とを備え、前記判定部は、前記交流電源から前記直流電源装置に交流電力が供給されていない給電停止状態では前記一対の接点部をオフにすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の遮断装置によれば、直流電流の検出精度の悪化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態１の遮断装置の回路図である。
【図２】実施形態１の遮断装置が備える磁心のＢ−Ｈ特性を説明する説明図である。
【図３】実施形態２の遮断装置を示す要部の回路図である。
【図４】実施形態２の遮断装置の変形例を示す要部の回路図である。
【図５】実施形態３の遮断装置を示す要部の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施形態１）
以下では、本発明に係る遮断装置が、ＣＣＩＤとよばれる充電制御装置に備えられた実施形態について説明する。充電制御装置は、交流電源と電動車両（ハイブリッド車（ＨＥＶ）やプラグ・イン・ハイブリッド車（ＰＨＥＶ）や電気自動車（ＥＶ）など）とをつなぐ充電ケーブルに設けられ、直流の漏電電流を検知すると電動車両への電力供給を遮断する。なお、遮断装置の用途は充電制御装置に限定されず、交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換して蓄電池を充電する蓄電システムにも適用が可能である。以下に説明する構成は本発明の一例にすぎない。本発明は、以下の実施形態に限定されず、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【００１１】
図１は、充電制御装置が備える遮断装置１の回路図である。遮断装置１は充電制御装置のケースに収納されている。充電制御装置は一対の電源ケーブル３００を介して商用電源などの交流電源１００に接続され、一対の電源ケーブル３０１を介して電動車両２００に接続される。一対の電源ケーブル３００の各々は、充電制御装置のケース内部に収納された導電体９０を介して、対応する電源ケーブル３０１に電気的に接続されている。ここにおいて、遮断装置１、遮断装置１を収納するケース、導電体９０、電源ケーブル３００，３０１などで充電制御装置は構成されている。また、電動車両２００は、交流電源１００から供給される交流電力を直流電力に変換する直流電源装置２０１と、直流電源装置２０１から出力される直流電力で充電されるバッテリ２０２とを備えている。
【００１２】
次に、本実施形態の遮断装置１について説明する。
【００１３】
遮断装置１は、磁心１０と、巻線２０と、励磁部３０と、電流検出部４０と、直流成分検出部５０と、判定部６０と、一対の接点部７０とを備える。
【００１４】
磁心１０は、一対の導電体９０と電磁的に結合されている。本実施形態では磁心１０は軟磁性材料によって円環状に形成されており、磁心１０の孔に一対の導電体９０が通されている。なお、磁心１０を形成する軟磁性材料としては、ナノ液晶材料、非晶質金属材料(アモルファスリボンやアモルファスワイヤなど)、フェライト、磁性流体などが好適である。
【００１５】
巻線２０は磁心１０に巻き付けられている。巻線２０の一端は励磁部３０の出力端に接続されている。巻線２０の他端は、抵抗器４１を介して定電圧源３４に接続されている。ここで、磁心１０は一対の導電体９０と電磁的に結合されているので、一対の導電体９０に電流が流れると、導電体９０の周りに発生した磁束が磁心１０に鎖交することで、磁束に応じた電流が巻線２０に発生する。
【００１６】
励磁部３０は、オペアンプ３１と、抵抗器３２，３３と、定電圧源３４とを用いたヒステリシス・コンパレータ回路である。
【００１７】
オペアンプ３１は片電源駆動であり、定電圧源３４から供給される直流電圧の電圧値はオペアンプ３１の電源電圧Ｖｃｃの約半分の電圧となっている。オペアンプ３１の反転入力端子は巻線２０と抵抗器４１との接続点に接続されており、オペアンプ３１の反転入力端子には電流検出部４０の出力電圧（巻線２０と抵抗器４１との接続点の電圧）が入力されている。オペアンプ３１の非反転入力端子には、オペアンプ３１の出力電圧と定電圧源３４から供給される直流電圧との差電圧を、抵抗器３２，３３で分圧して得たしきい値電圧が入力されている。電流検出部４０の出力電圧がしきい値電圧を超えると、オペアンプ３１の出力電圧はロー（ゼロボルト）になる。電流検出部４０の出力電圧がしきい値電圧を下回ると、オペアンプ３１の出力電圧はハイ（電源電圧Ｖccとほぼ同じ電圧）になる。
【００１８】
電流検出部４０は、巻線２０の他端と定電圧源３４との間に接続された抵抗器４１を備える。本実施形態では、電流検出部４０の抵抗器４１と、巻線２０のインダクタンスとでＬＲ共振回路が構成されている。オペアンプ３１の出力がローからハイに反転すると、ＬＲ共振回路が共振動作を行い、巻線２０と抵抗器４１との接続点の電圧がオペアンプ３１のしきい値電圧を上回ると、オペアンプ３１の出力がハイからローに反転する。その後、ＬＲ共振回路の共振動作によって、巻線２０と抵抗器４１との接続点の電圧がオペアンプ３１のしきい値電圧を下回ると、オペアンプ３１の出力がローからハイに反転するので、励磁部３０から、一定の周期で電圧レベルのハイ／ローが反転する矩形波のパルス電圧が巻線２０に印加される。オペアンプ３１の出力がハイの期間では、オペアンプ３１の出力端子から巻線２０と抵抗器４１とを介して定電圧源３４に電流が流れる。オペアンプ３１の出力電圧がローの期間では、定電圧源３４から抵抗器４１と巻線２０とを介してオペアンプ３１の出力端子に電流が流れることになる。これにより、励磁部３０から巻線２０に交流の励磁電流が供給されることになる。そして、電流検出部４０は、定電圧源３４から供給される直流電圧に、抵抗器４１の両端間に発生する電圧を加えた電圧を励磁部３０と直流成分検出部５０とに出力する。
【００１９】
直流成分検出部５０は、例えばオペアンプ５１と抵抗器５２，５３とコンデンサ５４とで構成されるローパスフィルタである。直流成分検出部５０は、電流検出部４０の出力電圧に含まれる高周波成分を減衰させることで、電流検出部４０の出力電圧に含まれる直流成分を判定部６０に出力する。ここで、直流成分検出部５０から出力される出力電圧は、導電体９０に流れる直流の漏電電流の大きさに比例した電圧値となる。
【００２０】
判定部６０は、オペアンプ６１と抵抗器６２，６３とを用いた比較回路で構成されている。オペアンプ６１の非反転入力端子には直流成分検出部５０の出力電圧が入力されている。オペアンプ６１の反転入力端子には、一定の電源電圧Ｖccを抵抗器６２，６３で分圧して作成した基準電圧（閾値となる電圧値）が入力されている。判定部６０は、直流成分検出部５０の出力電圧が基準電圧を超えると、一対の接点部７０をオフさせる充電停止信号を一対の接点部７０に出力する。
【００２１】
遮断装置１は一対の接点部７０を備え、一対の導電体９０の各々に接点部７０が１つずつ設けられている。一対の接点部７０は例えば電磁継電器の接点であり、判定部６０から充電停止信号が入力されると一対の接点部７０はオフになり、交流電源１００から直流電源装置２０１への電力供給が遮断される。
【００２２】
次に、本実施形態の遮断装置１の動作を説明する。
【００２３】
励磁部３０が巻線２０に交流の励磁電流を供給すると、磁心１０に磁束（磁界）が発生する。この磁束は、励磁部３０が巻線２０に供給する励磁電流に同期して向きと大きさが変化する。導電体９０に電流が流れていない場合には、磁心１０に発生する磁束は、励磁部３０が巻線２０に供給した励磁電流による磁束のみであるから、磁心１０の磁化特性（Ｂ−Ｈ特性）は、図２に破線で示すように原点に対して点対称な波形となる。
【００２４】
本実施形態の遮断装置１はフラックスゲート方式の磁束検知方法を採用しており、磁心１０を磁気飽和させることで巻線２０に供給する励磁電流を急激に変化させている。遮断装置１は、巻線２０に流れる電流の直流成分を検出することで、巻線２０に流れる電流の平均値を検出しており、直流の漏電電流が導電体９０に流れていない状態では、巻線２０に流れる電流に含まれる直流成分はゼロになる。一方、直流電源装置２０１から交流電源１００の接地点を介して直流の漏電電流が流れると、導電体９０に直流の漏電電流が流れることで、導電体９０の周囲に配置される磁心１０に漏電電流に応じた磁束（磁界）が発生する。そのため、磁心１０の磁気特性が変化し、磁心１０の磁気特性は例えば図２に実線で示すように原点に対して非対称な波形となる。
【００２５】
電流検出部４０の出力電圧は、巻線２０に流れる電流の大きさに比例する。ここで、巻線２０に流れる電流は、励磁部３０が巻線２０に供給した励磁電流と、導電体９０に流れる電流によって磁心１０に発生した磁束によって巻線２０に発生する電流とを足し合わせた電流となる。直流成分検出部５０は、電流検出部４０の出力電圧に含まれる高周波成分を減衰させることで、電流検出部４０の出力電圧に含まれる直流成分を出力する。したがって、直流成分検出部５０の出力電圧は、電流検出部４０によって検出された電流値に含まれる直流成分の大きさに比例した電圧となる。本実施形態では、直流成分検出部５０が、電流検出部４０の出力電圧から高周波成分を減衰させることで、電流検出部４０の出力電圧に含まれる直流成分を検出しているので、電流検出部４０の出力の絶対値を求める絶対値回路が不要である。
【００２６】
判定部６０は、直流成分検出部５０の出力電圧と基準電圧との高低を比較しており、導電体９０に流れる直流電流が増加して、直流成分検出部５０の出力電圧が基準電圧を超えると、充電停止信号を一対の接点部７０に出力する。一対の接点部７０は、充電停止信号が入力されるとオフになり、交流電源１００から直流電源装置２０１への電力供給を遮断する。したがって、漏電などの異常発生時には交流電源１００から直流電源装置２０１への電力供給が遮断される。なお、直流成分検出部５０の出力電圧が基準電圧以下であれば、判定部６０は、充電停止信号を一対の接点部７０に出力せず、交流電源１００から直流電源装置２０１への電力供給を継続する。なお、本実施形態の遮断装置１では、一対の接点部７０がオフの状態でも、励磁部３０、直流電流検出部５０、判定部６０などに動作電力を供給する定電圧源が、交流電源１００から電力を得て動作するように構成されている。
【００２７】
なお、本実施形態の遮断装置１では、一対の導電体９０において磁心１０が電磁的に結合されている部位よりも直流電源装置２０１に近い位置に一対の接点部７０が設けられているが、一対の接点部７０の位置は上記の位置に限定されない。一対の導電体９０において磁心１０が電磁的に結合されている部位よりも交流電源１００に近い位置に一対の接点部７０が設けられてもよい。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態の遮断装置１は、磁心１０と、巻線２０と、励磁部３０と、電流検出部４０と、直流成分検出部５０と、一対の接点部７０と、判定部６０とを備えている。磁心１０は、交流電源１００及び直流電源装置２０１の間をそれぞれ電気的に接続する一対の導電体９０に電磁的に結合される。直流電源装置２０１は交流電源１００から供給される交流電力を直流に変換する。巻線２０は磁心１０に巻き付けられている。励磁部３０は交流の励磁電流を巻線２０に供給する。電流検出部４０は巻線２０に流れる電流の電流値を検出する。直流成分検出部５０は、電流検出部４０によって検出された電流値から直流成分の大きさを検出する。一対の接点部７０は、一対の導電体９０のそれぞれに電気的に接続される。判定部６０は、直流成分検出部５０によって検出された直流成分の大きさが閾値を超えると一対の接点部７０をオフにする。判定部６０は、交流電源１００から直流電源装置２０１に交流電力が供給されていない給電停止状態では一対の接点部７０をオフにすることを特徴とする。
【００２９】
このように、磁心１０は、交流電源１００と直流電源装置２０１との間を接続する導電体９０であって、交流電流が流れる経路に電磁的に結合されているので、直流電流が流れる経路に電磁的に結合された場合に比べて磁心１０が磁化されにくい。すなわち、直流電流が流れる経路に磁心１０が電磁的に結合されていると、定常的に流れている直流電流によって磁心１０が磁化され、磁心１０に発生した残留磁気によって直流電流の検出精度が悪化する可能性がある。それに対して、本実施形態の遮断装置１では、交流電流が流れる導電体９０に電磁的に結合されるように磁心１０が配置されている。したがって、導電体９０に交流電流が流れている通常の状態では磁心１０に残留磁気が発生しにくくなり、直流漏電を検出する場合に電流の検出精度が悪化しにくくなる。よって、直流電流の検出精度の悪化を抑制した遮断装置を実現できる。また、給電停止状態では一対の接点部７０がオフになっており、一対の導電体９０が両方共に遮断されているので、磁心１０を磁化する要因となる漏れ電流が導電体９０に流れにくくなり、磁心１０が磁化されにくくなる。
【００３０】
また、直流電源装置２０１がトランスを備え、直流電源装置２０１の１次側と２次側との間が電気的に絶縁されている場合に、直流電源装置２０１の１次側で地絡を検出するためには、直流電源装置２０１の１次側に接地線を接続する必要がある。すなわち、バッテリ２０２と直流電源装置２０１との間をつなぐ一対の導電線のそれぞれに接地線を接続し、この接地線と磁気的に結合されるように磁心を配置する必要があるから、接地線を余分に配線する必要があり、配線作業の手間が余分にかかることになる。それに対して、本実施形態の遮断装置１では、交流電流が流れる経路に磁心１０が配置されている。交流電源１００は分電盤で接地されているので、直流電源装置２０１と交流電源１００との間を接続する導電体（導電体９０又は充電ケーブル３００）と電磁的に結合されるように磁心１０が配置されればよい。したがって、接地線を新たに施工する必要が無く、磁心１０の取付作業が簡単である。
【００３１】
また、本実施形態の遮断装置１では、一対の接点部７０は、交流電流が流れる導電体（導電体９０及び充電ケーブル３００）において、磁心１０が電磁的に結合される部位よりも、直流電源装置２０１に近い位置に設けられている。判定部６０は、交流電源１００から直流電源装置２０１に交流電力が供給されていない給電停止状態では一対の接点部７０をオフにしている。したがって、給電停止状態ではバッテリ２０２などから、導電体９０において磁心１０が電磁的に結合された部位に電流が流れなくなる。ここで、導電体９０に交流電流が流れる場合、交流電流は流れる方向が周期的に変化するため、磁心１０は磁化されにくい。それに対して、導電体９０に直流電流が流れると、導電体９０には一方向の電流が流れ続けるため、磁心１０が磁化されやすくなり、直流電流によって磁心１０が磁化されると電流の検出精度が悪化する可能性がある。本実施形態では、導電体９０において磁心１０が電磁的に結合されている部位よりも直流電源装置２０１に近い位置に一対の接点部７０が設けられている。したがって、一対の接点部７０がオフの状態では、地絡が発生して直流電源装置２０１からの漏電電流が導電体９０に流れたとしても、磁心１０が電磁的に結合されている導電体９０の部位に漏電電流が流れることはない。よって、直流の漏電電流によって磁心１０が磁化されにくくなる。
【００３２】
（実施形態２）
実施形態２の遮断装置１を図３に基づいて説明する。
【００３３】
実施形態２の遮断装置１は、実施形態１の遮断装置１が備える構成要素に加えて、一対の接点部７０がオフの状態で直流成分検出部５０によって検出された直流成分の大きさを記憶する記憶部８０を備えている。なお、記憶部８０以外の構成は実施形態１で説明した遮断装置１と同様であるから、同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。また、本実施形態の構成は以下に説明する実施形態３にも適用が可能である。
【００３４】
記憶部８０は、例えばＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）などの不揮発性メモリである。記憶部８０は、直流成分検出部５０によって検出された直流成分の大きさをデジタル値に変換して不揮発性メモリに記憶する。また、記憶部８０は、不揮発性メモリに記憶した直流成分の大きさをアナログ値に変換して出力する機能も備えている。なお、記憶部８０は、直流成分検出部５０によって検出された直流成分の大きさを保持するサンプルホールド回路でもよい。
【００３５】
判定部６０は、一対の接点部７０に充電停止信号を出力すると、一対の接点部７０がオフの状態で直流成分検出部５０によって検出された直流成分の大きさ（オフセット値）を記憶部８０に記憶させる。ここで、一対の接点部７０がオフの状態で直流成分検出部５０によって検出された直流成分の大きさは、磁心１０に残った残留磁気の大きさに比例する。
【００３６】
その後、判定部６０は、一対の接点部７０がオンの状態で直流成分検出部５０によって検出された直流成分の大きさを、記憶部８０に記憶された直流成分の大きさで補正する。例えば、判定部６０は、一対の接点部７０がオンの状態で直流成分検出部５０によって検出された直流成分の大きさから、記憶部８０に記憶された直流成分の大きさを減算回路で減算しており、減算後（補正後）の値が閾値を超えると一対の接点部７０をオフにする。これにより、磁心１０が磁化されて、磁心１０に残留磁気が発生している場合でも、直流成分検出部５０によって検出された直流成分の大きさから、磁心１０の残留磁気による検出誤差を補正することで、直流電流の検出精度が向上する。
【００３７】
なお、判定部６０は、記憶部８０に記憶された直流成分の大きさで閾値を補正してもよい。図４は、判定部６０が記憶部８０に記憶された直流成分の大きさで閾値を補正する変形例の回路図である。この変形例の構成は、以下に説明する実施形態３にも適用が可能である。
【００３８】
判定部６０は、オペアンプ６１と、制御回路６９と、閾値設定回路６００とを備えている。
【００３９】
オペアンプ６１の非反転入力端子には直流成分検出部５０の出力電圧が入力されている。オペアンプ６１の反転入力端子には、閾値設定回路６００によって設定された基準電圧（閾値となる電圧値）が入力されている。
【００４０】
閾値設定回路６００は、抵抗器６２，６３，６５，６７と、ＭＯＳＦＥＴのような半導体スイッチ６４，６６，６８とを備えている。なお、半導体スイッチ６４，６６，６８はＭＯＳＦＥＴに限定されず、バイポーラトランジスタなどの半導体スイッチでもよい。
【００４１】
抵抗器６３の一端は回路のグランドに接続され、抵抗器６３の他端には半導体スイッチ６４，６６，６８の一端が接続されている。半導体スイッチ６４の他端には抵抗器６２の一端が接続され、抵抗器６２の他端には一定の電源電圧Ｖccを出力する定電圧源が接続されている。半導体スイッチ６６の他端には抵抗器６５の一端が接続され、抵抗器６５の他端には定電圧源が接続されている。半導体スイッチ６８の他端には抵抗器６７の一端が接続され、抵抗器６７の他端には定電圧源が接続されている。ここで、半導体スイッチ６４，６６，６８の制御端子にはそれぞれ制御回路６９の出力端子が接続されている。半導体スイッチ６４の制御端子に制御回路６９から制御信号が入力されると、半導体スイッチ６４がオンになり、半導体スイッチ６４の制御端子に制御信号が入力されなくなると、半導体スイッチ６４がオフになる。半導体スイッチ６６，６８の動作は半導体スイッチ６４の動作と同様であり、半導体スイッチ６６，６８の制御端子に制御回路６９から制御信号が入力されると、半導体スイッチ６６，６８はオンになる。
【００４２】
半導体スイッチ６４のみがオンになると、定電圧源から供給される一定の電圧Ｖccを、抵抗器６２，６３で分圧した電圧が閾値の電圧値となる。
【００４３】
半導体スイッチ６４，６６がオンになると、抵抗器６２，６５が並列に接続された状態となる。この場合、電圧Ｖccを、抵抗器６２，６５の並列回路と抵抗器６３とで分圧した電圧が閾値の電圧値となるので、半導体スイッチ６４のみがオンになる場合に比べて閾値の電圧が高くなる。
【００４４】
半導体スイッチ６４，６６，６８がオンになると、抵抗器６２，６５，６７が並列に接続された状態となる。この場合、電圧Ｖccを、抵抗器６２，６５，６７の並列回路と抵抗器６３とで分圧した電圧が閾値の電圧値となるので、半導体スイッチ６４，６６がオンになる場合に比べて閾値の電圧がさらに高くなる。
【００４５】
制御回路６９は、記憶部８０に記憶された直流成分の大きさに応じて半導体スイッチ６４，６６，６８のオン／オフを制御する。制御回路６９は、記憶部８０に記憶された直流成分の大きさと、予め設定された第１基準レベルおよび第２基準レベルとの高低を比較する。ここで、第２基準レベルは第１基準レベルよりも高い電圧値に設定されている。
【００４６】
記憶部８０に記憶された直流成分の大きさが第１基準レベルよりも低ければ、制御回路６９は半導体スイッチ６４の制御端子のみに制御信号を出力して、半導体スイッチ６４のみをオンにし、一定の電圧Ｖccを抵抗器６２，６３で分圧した電圧値を閾値の電圧値とする。
【００４７】
一方、記憶部８０に記憶された直流成分の大きさが第１基準レベル以上で、かつ、第２基準レベル未満になると、制御回路６９は半導体スイッチ６４，６６をオンにして、一定の電圧Ｖccを、抵抗器６２，６５の並列回路と抵抗器６３とで分圧した電圧とする。これにより、半導体スイッチ６４のみがオンの場合に比べて、閾値の電圧値が高くなり、磁心１０が着磁することで直流成分検出部５０の出力が増加した場合でも、誤検知が発生しにくくなる。
【００４８】
また、記憶部８０に記憶された直流成分の大きさが第２基準レベル以上になると、制御回路６９は半導体スイッチ６４，６６，６８をオンにして、一定の電圧Ｖccを、抵抗器６２，６５，６７の並列回路と抵抗器６３とで分圧した電圧とする。これにより、半導体スイッチ６４，６６がオンの場合に比べて、閾値の電圧値がさらに高くなり、磁心１０が着磁することで直流成分検出部５０の出力が増加した場合でも、誤検知が発生しにくくなる。
【００４９】
以上説明したように、遮断装置１は、一対の接点部７０がオフの状態で直流成分検出部５０によって検出された直流成分の大きさを記憶する記憶部８０をさらに備えてもよい。判定部６０は、一対の接点部７０がオンの状態で直流成分検出部５０によって検出された直流成分の大きさ、及び、閾値のうちの何れか一方を、記憶部８０に記憶された直流成分の大きさで補正する。
【００５０】
磁心１０が磁化されることで、一対の接点部７０がオフの状態で直流成分検出部５０の出力にオフセット値が発生した場合でも、このオフセット値を記憶部８０に記憶させておくことができる。そして、判定部６０は、一対の接点部７０がオンの状態で直流成分検出部５０によって検出された直流電流の大きさ、及び、閾値のうちの何れか一方を、記憶部８０に記憶されたオフセット値で補正している。したがって、磁心１０が磁化されたことによって直流成分検出部５０の検出値に誤差が発生したとしても、判定部６０の誤動作が起こりにくくなる。
【００５１】
また、遮断装置１は、一対の接点部７０がオフの状態、すなわち交流電源１００から直流電源装置２０１への電力供給が停止している状態で、直流成分検出部５０によって検出された直流成分の大きさを記憶部８０に記憶させている。したがって、遮断装置１が頻繁に停止し、その後に起動する場合でも、停止時や起動時に直流成分検出部５０によって検出された直流成分の大きさを記憶部８０が記憶する動作を行っていないから、記憶部８０が記憶動作を行う待ち時間を無くすことができる。
【００５２】
また、判定部６０は、記憶部８０に記憶された直流成分の大きさに応じて、抵抗器と半導体スイッチとを用いた回路（閾値設定回路６００）で閾値を設定してもよい。
【００５３】
判定部６０が、記憶部８０に記憶された直流成分の大きさに応じて閾値を設定することで、磁心１０が磁化されたことによって直流成分検出部５０の検出値に誤差が発生したとしても、判定部６０の誤動作が起こりにくくなる。また、閾値を設定する回路は、抵抗器（抵抗器６２，６３，６５，６７）と半導体スイッチ（半導体スイッチ６４，６６，６７）とで構成されており、機械式スイッチを用いる場合に比べて耐久性が向上し、小型化を実現できる。
【００５４】
なお、本実施形態では、閾値を設定する回路（閾値設定回路６００）を、複数の抵抗器を用いた分圧回路で構成している。複数の抵抗器の一部又は全部に１〜複数の半導体スイッチを接続（直列接続又は並列接続）し、１〜複数の半導体スイッチをそれぞれオン／オフさせることで、分圧回路の分圧比を変化させ、それによって閾値を設定すればよい。
【００５５】
（実施形態３）
実施形態３の遮断装置１について図５に基づいて説明する。
【００５６】
実施形態３の遮断装置１では、実施形態１で説明した遮断装置１において、電流検出部４０が、巻線２０に流れる電流の電流値に比例した電圧信号を発生するインピーダンス回路４００を備えている。励磁部３０は、インピーダンス回路４００に発生した電圧信号の大きさに応じた振幅の励磁電流を巻線２０に供給しており、インピーダンス回路４００のインピーダンス値を設定する設定回路３５を有している。ここで、励磁部３０の出力電圧が一定であれば、インピーダンス回路４００のインピーダンス値が大きくなるほど、巻線２０に供給される励磁電流の振幅は小さくなる。なお、インピーダンス回路４０００及び設定回路３５以外の構成は実施形態１と同様であるので、共通の構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００５７】
インピーダンス回路４００は、抵抗器４１，４２，４３と、半導体スイッチ４４，４５とを有している。抵抗器４１の一端は巻線２０に接続され、抵抗器４１の他端は定電圧源３４に接続されている。抵抗器４１の両端間には、ＭＯＳＦＥＴのような半導体スイッチ４４と抵抗器４２との直列回路が接続されている。また、抵抗器４１の両端間には、ＭＯＳＦＥＴのような半導体スイッチ４５と抵抗器４３との直列回路が接続されている。半導体スイッチ４４，４５の制御端子には設定回路３５が接続されている。設定回路３５から半導体スイッチ４４の制御端子に制御信号が入力されると、半導体スイッチ４４がオンになり、設定回路３５から半導体スイッチ４４の制御端子に制御信号が入力されなくなると、半導体スイッチ４４がオフになる。半導体スイッチ４５の動作は半導体スイッチ４４の動作と同様であるので、その説明は省略する。なお、半導体スイッチ４４，４５はＭＯＳＦＥＴに限定されず、バイポーラトランジスタのような半導体スイッチでもよい。
【００５８】
設定回路３５が、半導体スイッチ４４，４５をオフにすると、インピーダンス回路４００は抵抗器４１のみで構成され、インピーダンス回路４００のインピーダンス値は最大となる。インピーダンス回路４００のインピーダンス値が最大になると、インピーダンス回路４００に流れる電流は最小になり、励磁部３０が巻線２０に供給する励磁電流も最小になる。
【００５９】
設定回路３５が、半導体スイッチ４４をオン、半導体スイッチ４５をオフにすると、インピーダンス回路４００は抵抗器４１，４２の並列回路で構成され、インピーダンス回路４００のインピーダンス値は半導体スイッチ４４，４５がオフの場合に比べて低下する。インピーダンス回路４００のインピーダンス値が半導体スイッチ４４，４５がオフの場合に比べて低下すると、インピーダンス回路４００に流れる電流は増加し、励磁部３０が巻線２０に供給する励磁電流が増加する。
【００６０】
また、設定回路３５が、半導体スイッチ４４，４５をオンにすると、インピーダンス回路４００は抵抗器４１，４２，４３の並列回路で構成される。この場合、インピーダンス回路４００のインピーダンス値は、半導体スイッチ４４をオン、半導体スイッチ４５がオフの場合に比べて低下し、インピーダンス回路４００に流れる電流が大きくなるので、励磁部３０が巻線２０に供給する励磁電流が最大になる。このとき、励磁部３０が巻線２０に供給する励磁電流の振幅は、磁心１０を磁気飽和させることができる程度の振幅になるように設定されている。
【００６１】
ここにおいて、半導体スイッチ４４，４５がオンとなる場合の励磁電流の振幅は、磁心１０を磁気飽和させることができる程度の振幅となり、この振幅を第１振幅という。また、半導体スイッチ４４，４５がオンとなる場合の励磁電流の振幅は第１振幅よりも小さくなり、この振幅を第２振幅という。
【００６２】
設定回路３５は、通常の動作時には、半導体スイッチ４４，４５をオフにして、励磁部３０が巻線２０に供給する励磁電流を最小にする。
【００６３】
判定部６０が漏電を検知して一対の接点部７０をオフにすると、設定回路３５は、半導体スイッチ４４，４５をオンにして励磁部３０が巻線２０に供給する励磁電流の振幅を最大にする。このとき、巻線２０の周りに発生する磁束によって、磁心１０は磁気飽和し、磁心１０の残留磁気がリセットされる。
【００６４】
その後、設定回路３５は、半導体スイッチ４４をオン、半導体スイッチ４５をオフにして、励磁部３０が巻線２０に供給する励磁電流を減少させた後、半導体スイッチ４４，４５を全てオフにして、励磁部３０が巻線２０に供給する励磁電流を最小にする。この状態で、励磁部３０が、巻線２０に供給する励磁電流を停止させれば、励磁電流の振幅は最小になっているので、磁心１０に残る残留磁気は小さくできる。これにより、磁心１０が磁化されることによって、磁心１０に発生した残留磁気の影響を低減でき、直流電流の検出精度を向上させることができる。また、直流電流の検出精度が向上するから、判定部６０の誤動作が発生しにくくなる。
【００６５】
以上のように、本実施形態の遮断装置１では、電流検出部４０は、巻線２０に流れる電流の電流値に比例した電圧信号を発生するインピーダンス回路４００を備えている。励磁部３０は、インピーダンス回路４００に発生した電圧信号の大きさに応じた振幅の励磁電流を巻線２０に供給する。そして、励磁部３０は、インピーダンス回路４００のインピーダンス値を設定する設定回路３５を有している。
【００６６】
このように、設定回路３５がインピーダンス回路４００のインピーダンス値を設定することによって、励磁部３０が巻線２０に供給する励磁電流を変化させることができる。
【００６７】
また、設定回路３５は、インピーダンス回路４００が有する抵抗器（４１，４２，４３）と半導体スイッチ（半導体スイッチ４４，４５）とを用いて、インピーダンス回路４００のインピーダンス値を設定してもよい。
【００６８】
設定回路３５は、抵抗器と半導体スイッチとを用いてインピーダンス回路４００のインピーダンス値を設定することで、励磁電流の振幅を変化させている。したがって、励磁電流の振幅を変化する回路を増幅器で構成する場合に比べて、回路構成が簡単になり、遮断装置１の小型化を図ることができる。また、インピーダンス回路４００は、半導体スイッチを用いているので、機械式スイッチを用いる場合に比べて耐久性が向上し、小型化を実現できる。
【００６９】
なお、インピーダンス回路４００は、直列又は並列に接続された複数の抵抗器と、複数の抵抗器の一部又は全部に接続（並列接続又は直列接続）された１〜複数の半導体スイッチとを有している。設定回路３５は、インピーダンス回路４００が有する１〜複数の半導体スイッチをそれぞれオン又はオフさせることによって、インピーダンス回路４００のインピーダンス値を変化させている。
【００７０】
また、本実施形態の遮断装置１において、設定回路３５は、一対の接点部７０がオフの状態で巻線２０に供給する励磁電流の振幅を第１振幅から第２振幅とするように、インピーダンス値を変化させてもよい。ここで、第１振幅は磁心１０を消磁するために必要な振幅であり、第２振幅は第１振幅よりも小さい振幅である。
【００７１】
このように、設定回路３５の設定によって、一対の接点部７０がオフの状態で、巻線２０に供給される励磁電流の振幅が第１振幅から第２振幅へと変化するから、磁心１０が磁化されることによって磁心１０に残った残留磁気を低減できる。磁心１０に残った残留磁気が低減されるから、遮断装置１の誤動作が発生しにくくなる。
【００７２】
本実施形態の構成は実施形態２の遮断装置１にも適用可能である。なお、実施形態３の遮断装置１において、実施形態２の構成は必須ではなく、必要に応じて実施形態２の構成を採用すればよい。
【００７３】
また、上述の実施形態では磁心１０が円環状に形成され、磁心１０の孔に導電体９０が通されているが、磁心１０の形状および配置は本実施形態に限定されない。導電体９０に電流が流れることによって導電体９０の周りに発生する磁束が磁心１０に鎖交する位置に配置され、磁心１０が導電体９０と電磁的に結合されるのであれば、磁心１０は矩形枠状の磁心でもよいし、棒状の磁心でもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１  遮断装置
１０  磁心
２０  巻線
３０  励磁部
３５  設定回路
４０  電流検出部
４１，４２，４３  抵抗器
４４，４５  半導体スイッチ
５０  直流成分検出部
６０  判定部
６２，６３，６５，６７  抵抗器
６４，６６，６８  半導体スイッチ
６９  制御回路
７０  接点部（一対の接点部）
８０  記憶部
９０  導電体
１００  交流電源
２０１  直流電源装置
４００  インピーダンス回路
６００  閾値設定回路
【図１】
0006429153.tif 000002
【図２】
0006429153.tif 000003
【図３】
0006429153.tif 000004
【図４】
0006429153.tif 000005
【図５】
0006429153.tif 000006