(57)【要約】  【課題】  環境温度の変化によって直流地絡電流の発生有無を正確に検出することができない。  【解決手段】  電源線１１０Ａ，１１０Ｂを挿通し、分圧抵抗１２に直列に接続されたＺＣＴ１０と、ＺＣＴのインピーダンス変化に応じてＺＣＴ及び分圧抵抗間で分圧された電圧値Ｖ２に基づいて比較電圧値Ｖ５を生成する比較電圧値生成回路１３と、所定温度における直流地絡判定用電圧変化量ΔＶを記憶した直流地絡判定用メモリ２１と、現在温度の比較電圧値を生成すると、現在温度の比較電圧値の現在電圧変化量を検出する現在電圧変化量検出回路２２と、現在電圧変化量を検出すると、この現在電圧変化量が直流地絡判定用電圧変化量以上であるか否かを判定し、この直流地絡判定用電圧変化量以上であると判定すると、この直流地絡電流が発生したものと判断する制御回路１４とを有している。【選択図】  図１
2005057905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源線を挿通することで、各電源線の電流差を磁気的に検出し、この電流差で生じる磁界変化に応じて自己インピーダンスを変動する、分圧抵抗に直列に接続された零相変流器と、この零相変流器のインピーダンス変化に応じて前記零相変流器及び前記分圧抵抗値間で分圧された電圧値に基づいて比較電圧値を生成する比較電圧値生成回路と、この比較電圧値生成回路にて生成した比較電圧値に基づいて直流地絡電流の発生の有無を判定する制御回路とを有する直流地絡電流検出回路であって、
所定温度における直流地絡電流値がゼロに対応する比較電圧値と、同所定温度における直流地絡電流発生判断時の直流地絡電流値に対応する比較電圧値との電圧変化量を直流地絡判定用電圧変化量として記憶した直流地絡判定用メモリと、
前記比較電圧値生成回路にて現在温度の比較電圧値を生成すると、現在温度の比較電圧値と、同現在温度における直流地絡電流値がゼロに対応する比較電圧値との現在電圧変化量を検出する現在電圧変化量検出回路とを有し、
前記制御回路は、
前記現在電圧変化量検出回路にて現在電圧変化量を検出すると、この現在電圧変化量が前記直流地絡判定用メモリに記憶済みの直流地絡判定用電圧変化量以上であるか否かを判定し、この直流地絡判定用電圧変化量以上であると判定すると、この直流地絡電流が発生したものと判断し、前記直流地絡判定用電圧変化量以上でないと判定されると、前記直流地絡電流が発生していないものと判断することを特徴とする直流地絡電流検出回路。
【請求項２】
電源線を挿通することで、各電源線の電流差を磁気的に検出し、この電流差で生じる磁界変化に応じて自己インピーダンスを変動する零相変流器と、
この零相変流器に直列に接続され、前記零相変流器と同一特性の温度補償用零相変流器と、
前記零相変流器のインピーダンス変化に応じて前記零相変流器及び前記温度補償用零相変流器間で分圧された電圧値に基づいて比較電圧値を生成する比較電圧値生成回路と、
この比較電圧値生成回路にて生成した比較電圧値が地絡判定用閾値以上であるか否かを判定し、前記地絡判定用閾値以上であると判定されると、前記電源線に関わる直流地絡電流が発生したものと判断し、前記地絡判定用閾値以上でないと判定されると、前記電源線に関わる直流地絡電流が発生していないものと判断する制御回路とを有することを特徴とする直流地絡電流検出回路。
【請求項３】
電源線を挿通することで、各電源線の電流差を磁気的に検出し、この電流差で生じる磁界変化に応じて自己インピーダンスを変動する、分圧抵抗に直列に接続された零相変流器と、
この零相変流器に並列に接続され、前記零相変流器と同一特性の温度補償用零相変流器と、
この温度補償用零相変流器に直列に接続された、前記分圧抵抗と同一特性の温度補償用分圧抵抗と、
前記零相変流器のインピーダンス変化に応じて前記零相変流器及び前記分圧抵抗間で分圧された電圧値と、前記温度補償用零相変流器及び前記温度補償用分圧抵抗間で分圧された電圧値とを差動することで差動電圧を生成し、この差動電圧に基づいて比較電圧値を生成する比較電圧値生成回路と、
この比較電圧値生成回路にて生成した比較電圧値が地絡判定用閾値以上であるか否かを判定し、前記地絡判定用閾値以上であると判定されると、前記電源線に関わる直流地絡電流が発生したものと判断し、前記地絡判定用閾値以上でないと判定されると、前記電源線に関わる直流地絡電流が発生していないものと判断する制御回路とを有することを特徴とする直流地絡電流検出回路。
【請求項４】
電源線を挿通することで、各電源線の電流差を磁気的に検出し、この電流差で生じる磁界変化に応じて自己インピーダンスを変動する、分圧抵抗に直列に接続された零相変流器と、この零相変流器のインピーダンス変化に応じて前記零相変流器及び前記分圧抵抗間で分圧された電圧値に基づいて比較電圧値を生成する比較電圧値生成回路と、この比較電圧値生成回路にて生成した比較電圧値が地絡判定用閾値以上であるか否かを判定し、前記地絡判定用閾値以上であると判定されると、前記電源線に関わる直流地絡電流が発生したものと判断し、前記地絡判定用閾値以上でないと判定されると、前記電源線に関わる直流地絡電流が発生していないものと判断する制御回路とを有する直流地絡電流検出回路であって、
前記零相変流器に挿通される基準電流用電線と、
この基準電流用電線に対して、所定周期毎に基準電流を流す基準電流発生回路と、
前記所定周期毎に、前記基準電流に対応した基準電流用閾値を検出する基準電流用閾値検出回路と、
前記所定周期毎に、前記基準電流用閾値検出回路にて検出した基準電流用閾値と前回に検出した基準電流用閾値との偏差量に基づいて、前記地絡判定用閾値を調整し、この調整した地絡判定用閾値を前記制御回路に設定する設定回路とを有することを特徴とする直流地絡電流検出回路。
【請求項５】
電源線を挿通することで、各電源線の電流差を磁気的に検出し、この電流差で生じる磁界変化に応じて自己インピーダンスを変動する、分圧抵抗に直列に接続された零相変流器と、この零相変流器のインピーダンス変化に応じて前記零相変流器及び前記分圧抵抗間で分圧された電圧値に基づいて比較電圧値を生成する比較電圧値生成回路と、この比較電圧値生成回路にて生成した比較電圧値が地絡判定用閾値以上であるか否かを判定し、この地絡判定用閾値以上であると判定されると、前記電源線に関わる直流地絡電流が発生したものと判断し、前記地絡判定用閾値以上でないと判定されると、前記電源線に関わる直流地絡電流が発生していないものと判断する制御回路とを有する直流地絡電流検出回路であって、
前記零相変流器の周辺温度を検出する温度検出回路と、
前記零相変流器の周辺温度毎に地絡判定用閾値を記憶管理する温度対応閾値管理テーブルと、
前記温度検出回路にて前記零相変流器の周辺温度を検出すると、この周辺温度に対応した地絡判定用閾値を前記温度対応閾値管理テーブルから読み出し、この読み出した地絡判定用閾値を前記制御回路に設定する設定回路とを有することを特徴とする直流地絡電流検出回路。
【請求項６】
電源線を挿通することで、各電源線の電流差を磁気的に検出し、この電流差で生じる磁界変化に応じて自己インピーダンスを変動する、分圧抵抗に直列に接続された零相変流器と、
この零相変流器のインピーダンス変化に応じて前記零相変流器及び前記分圧抵抗値間で分圧された電圧値に基づいて比較電圧値を生成する比較電圧値生成回路と、
所定温度における直流電流値がゼロに対応する比較電圧値と、同所定温度における所定直流電流値発生時の直流電流値に対応する比較電圧値との電圧変化量を直流判定用電圧変化量として記憶した直流判定用メモリと、
前記比較電圧値生成回路にて現在温度の比較電圧値を生成すると、現在温度の比較電圧値と、同現在温度における直流電流値がゼロに対応する比較電圧値との現在電圧変化量を検出する現在電圧変化量検出回路と、
前記現在電圧変化量検出回路にて現在電圧変化量を検出すると、この現在電圧変化量が前記直流判定用メモリに記憶済みの直流判定用電圧変化量であるか否かを判定し、この直流判定用電圧変化量であると判定すると、前記所定直流電流値の発生を検出する制御回路とを有することを特徴とする直流電流検出回路。
【請求項７】
電源線を挿通することで、各電源線の電流差を磁気的に検出し、この電流差で生じる磁界変化に応じて自己インピーダンスを変動する零相変流器と、
この零相変流器に直列に接続され、前記零相変流器と同一特性の温度補償用零相変流器と、
前記零相変流器のインピーダンス変化に応じて前記零相変流器及び前記温度補償用零相変流器間で分圧された電圧値に基づいて比較電圧値を生成する比較電圧値生成回路と、
この比較電圧値生成回路にて生成した比較電圧値に基づいて直流電流値を検出する制御回路とを有することを特徴とする直流電流検出回路。
【請求項８】
電源線を挿通することで、各電源線の電流差を磁気的に検出し、この電流差で生じる磁界変化に応じて自己インピーダンスを変動する、分圧抵抗に直列に接続された零相変流器と、
この零相変流器に並列に接続され、前記零相変流器と同一特性の温度補償用零相変流器と、
この温度補償用零相変流器に直列に接続された、前記分圧抵抗と同一特性の温度補償用分圧抵抗と、
前記零相変流器のインピーダンス変化に応じて前記零相変流器及び前記分圧抵抗間で分圧された電圧値と、前記温度補償用零相変流器及び前記温度補償用分圧抵抗間で分圧された電圧値とを差動することで差動電圧を生成し、この差動電圧に基づいて比較電圧値を生成する比較電圧値生成回路と、
この比較電圧値生成回路にて生成した比較電圧値に基づいて直流電流値を検出する制御回路とを有することを特徴とする直流電流検出回路。
【請求項９】
電源線を挿通することで、各電源線の電流差を磁気的に検出し、この電流差で生じる磁界変化に応じて自己インピーダンスを変動する、分圧抵抗に直列に接続された零相変流器と、
この零相変流器のインピーダンス変化に応じて前記零相変流器及び前記分圧抵抗間で分圧された電圧値に基づいて比較電圧値を生成する比較電圧値生成回路と、
前記零相変流器の周辺温度を検出する温度検出回路と、
前記零相変流器の周辺温度毎に、前記比較電圧値に対応した電流値を記憶管理する温度対応電流値管理テーブルと、
前記比較電圧値生成回路にて比較電圧値を生成すると、前記温度検出回路にて前記零相変流器の周辺温度を検出し、この周辺温度の比較電圧値に対応する電流値を前記温度対応電流値管理テーブルから読み出し、この電流値を直流電流値として検出する制御回路とを有することを特徴とする直流電流検出回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パーマロイ等の磁性材料を利用した零相変流器（以下、単にＺＣＴと称する）を使用して、直流地絡電流の発生の有無を検出する、例えば連系系統装置の連系保護に使用される直流地絡電流検出回路及び、ＺＣＴを使用して直流電流を検出する直流電流検出回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような直流地絡電流検出回路としては、例えば直流電源の直流電力を交流電力に変換する連系系統装置に使用され、変流器にて直流電源の正極側から流れ出る電流と負極側から流れ出る電流との電流差を検出し、この電流差のレベルに応じて直流地絡電流が発生したか否かを判定する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
このような特許文献１の直流地絡電流検出回路によれば、変流器にて検出した電流差が所定レベルを超えると、直流地絡電流が発生したと判断し、電流差が所定レベルを超えていないと、直流地絡電流が発生していないものと判断するようにしたので、この直流地絡電流の発生の有無に基づいて系統連系装置の直流地絡事故に対処することができる。
【０００４】
では、このような直流地絡電流検出回路を使用する系統連系システムにおいて、この直流地絡電流検出回路がどのように使用されるかについて説明する。図８は一般的な系統連系システムの概略構成を示すブロック図である。
【０００５】
図８に示す系統連系システム１００は、太陽電池等の直流電源１０１と、例えば単相３線式の交流系統１０２と、これら直流電源１０１及び交流系統１０２間に配置され、直流電源１０１の直流電力を交流電力に変換する系統連系装置１０３とを有し、この系統連系装置１０３は、直流電源１０１からの直流電力を交流電力に変換するインバータ１０４と、交流系統１０２との連系をＯＮ／ＯＦＦ制御する連系リレー１０５と、インバータ１０４及び交流系統１０２間のＵ相の電源線１１０Ａ及びＷ相の電源線１１０Ｂ間の電流差を磁気的に検出するＺＣＴ１０と、このＺＣＴ１０にて検出された電流差に基づいて直流地絡電流の発生の有無を検出する直流地絡電流検出回路１０７と、この直流地絡電流検出回路１０７の検出結果に基づいてインバータ１０４及び連系リレー１０５等を制御するＣＰＵ１０８とを有している。
【０００６】
系統連系装置１０３のＣＰＵ１０８は、直流地絡電流検出回路１０７にて直流地絡電流が発生したとの検出結果を得ると、連系リレー１０５をＯＦＦ制御することで、交流系統１０２との連系を遮断するものである。
【０００７】
図９は直流地絡電流検出回路１０７内部の概略構成を示すブロック図である。図１０は直流地絡電流検出回路１０７内部の各出力波形を通じて同直流地絡電流検出回路１０７の動作を端的に示す説明図、図１０（ａ）は直流地絡電流の発生と判断しない場合、図１０（ｂ）は直流地絡電流の発生と判断する場合である。
【０００８】
直流地絡電流検出回路１０７は、Ｕ相の電源線１１０Ａ及びＷ相の電源線１１０Ｂを挿通することで、各電源線１１０Ａ，１１０Ｂの電流差を磁気的に検出し、この電流差で生じる磁界変化に応じて自己インピーダンスを変動する、前述したＺＣＴ１０と、所定電圧Ｖ１を発生する発振回路１１と、ＺＣＴ１０と直列に接続された分圧抵抗１２と、ＺＣＴ１０のインピーダンス変化に応じてＺＣＴ１０及び分圧抵抗１２間で分圧された電圧値Ｖ２に基づいて比較電圧値Ｖ５を生成する比較電圧値生成回路１３と、この比較電圧値生成回路１３にて生成した比較電圧値Ｖ５が地絡判定用閾値以上であるか否かを判定し、この判定結果に基づいて直流地絡電流の発生有無を検出する制御回路１４とを有している。尚、電圧値Ｖ２は、ＺＣＴ１０のインピーダンスをＺ１、分圧抵抗１２の抵抗値をＲ１とすると、Ｚ１／（Ｚ１＋Ｒ１）＊Ｖ１で求めることができる。
【０００９】
比較電圧値生成回路１３は、図１０（ａ）又は（ｂ）に示すように、電圧値Ｖ２を検出すると、この電圧値Ｖ２を整流する整流回路１３１と、この整流回路１３１からの出力電圧Ｖ３をオフセット増幅するオフセット増幅回路１３２と、このオフセット増幅回路１３２からの出力電圧Ｖ４をフィルタ処理することで比較電圧値Ｖ５を出力するフィルタ回路１３３とを有している。
【００１０】
制御回路１４は、図１０（ｂ）に示すように、比較電圧値生成回路１３からの比較電圧値Ｖ５が地絡判定用閾値（所定レベル）以上であると判定されると、電源線１１０Ａ，１１０Ｂに直流地絡電流が発生したものと判断するものである。
【００１１】
また、制御回路１４は、図１０（ａ）に示すように、比較電圧値Ｖ５が地絡判定用閾値以上でないと判定されると、直流地絡電流が発生していないものと判断するものである。
【００１２】
従って、従来の直流地絡電流検出回路１０７によれば、ＺＣＴ１０のインピーダンス変化に応じてＺＣＴ１０及び分圧抵抗１２間で分圧された電圧値Ｖ２に基づいて比較電圧値Ｖ５を生成し、この比較電圧値Ｖ５が地絡判定用閾値以上であると判定されると、直流地絡電流が発生したものと判断し、地絡判定用閾値以上でないと判定されると、直流地絡電流が発生していないものと判断するようにしたので、直流地絡電流の発生の有無を確実に検出することができる。
【００１３】
尚、図８に示す系統連系装置１００においては、単相３線方式の交流系統１０２を例にあげて、Ｕ相の電源線１１０Ａ及びＷ相の電源線１１０ＢをＺＣＴ１０に挿通させるようにしたが、例えば単相２線方式の交流系統１０２の場合、Ｌ相の電源線及びＮ相の電源線をＺＣＴ１０に挿通させることで、直流地絡電流検出回路１０７では、単相２線方式であっても、同様に直流地絡電流の発生の有無を確実に認識することができるものである。
【特許文献１】特開平１１−１２２８１９号公報（従来技術及び図３参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上記従来の直流地絡電流検出回路１０７によれば、電源線１１０Ａ，１１０Ｂの電流差を検出するＺＣＴ１０は磁性材料のパーマロイを使用しているため、そのＺＣＴ１０の透磁率−磁化電流特性は環境温度の変化に応じて、図１１に示すように、透磁率方向に大きく変動してしまう。
【００１５】
つまり、上記従来の直流地絡電流検出回路１０７によれば、環境温度の変化に応じてＺＣＴ１０のインピーダンスが変動してしまうため、ＺＣＴ１０及び分圧抵抗１２間で分圧された電圧値Ｖ２が変動し、ひいては図１２に示す比較電圧値Ｖ５までが変動してしまうことになるため、その結果、この比較電圧値Ｖ５の変動によって直流地絡電流の発生の有無を正確に検出することができなくなる。
【００１６】
また、直流地絡電流検出回路１０７に限らず、一般的な直流電流検出回路においても、同様に、ＺＣＴ１０の環境温度が変動すると、ＺＣＴ１０のインピーダンスが変動してしまうことから、その結果、現在の直流電流値を正確に検出することができなくなる。
【００１７】
本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、環境温度が変化したとしても、直流地絡電流の発生有無を正確に検出することができる直流地絡電流検出回路を提供することにある。
【００１８】
また、本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、環境温度が変化したとしても、正確に現在の直流電流値を検出することができる直流電流検出回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するために本発明の直流地絡電流検出回路は、電源線を挿通することで、各電源線の電流差を磁気的に検出し、この電流差で生じる磁界変化に応じて自己インピーダンスを変動する、分圧抵抗に直列に接続された零相変流器と、この零相変流器のインピーダンス変化に応じて前記零相変流器及び前記分圧抵抗値間で分圧された電圧値に基づいて比較電圧値を生成する比較電圧値生成回路と、この比較電圧値生成回路にて生成した比較電圧値に基づいて直流地絡電流の発生の有無を判定する制御回路とを有する直流地絡電流検出回路であって、所定温度における直流地絡電流値がゼロに対応する比較電圧値と、同所定温度における直流地絡電流発生判断時の直流地絡電流値に対応する比較電圧値との電圧変化量を直流地絡判定用電圧変化量として記憶した直流地絡判定用メモリと、前記比較電圧値生成回路にて現在温度の比較電圧値を生成すると、現在温度の比較電圧値と、同現在温度における直流地絡電流値がゼロに対応する比較電圧値との現在電圧変化量を検出する現在電圧変化量検出回路とを有し、前記制御回路は、前記現在電圧変化量検出回路にて現在電圧変化量を検出すると、この現在電圧変化量が前記直流地絡判定用メモリに記憶済みの直流地絡判定用電圧変化量以上であるか否かを判定し、この直流地絡判定用電圧変化量以上であると判定すると、この直流地絡電流が発生したものと判断し、前記直流地絡判定用電圧変化量以上でないと判定されると、前記直流地絡電流が発生していないものと判断するようにした。
【００２０】
また、本発明の直流地絡電流検出回路は、電源線を挿通することで、各電源線の電流差を磁気的に検出し、この電流差で生じる磁界変化に応じて自己インピーダンスを変動する零相変流器と、この零相変流器に直列に接続され、前記零相変流器と同一特性の温度補償用零相変流器と、前記零相変流器のインピーダンス変化に応じて前記零相変流器及び前記温度補償用零相変流器間で分圧された電圧値に基づいて比較電圧値を生成する比較電圧値生成回路と、この比較電圧値生成回路にて生成した比較電圧値が地絡判定用閾値以上であるか否かを判定し、前記地絡判定用閾値以上であると判定されると、前記電源線に関わる直流地絡電流が発生したものと判断し、前記地絡判定用閾値以上でないと判定されると、前記電源線に関わる直流地絡電流が発生していないものと判断する制御回路とを有するようにした。
【００２１】
また、本発明の直流地絡電流検出回路は、電源線を挿通することで、各電源線の電流差を磁気的に検出し、この電流差で生じる磁界変化に応じて自己インピーダンスを変動する、分圧抵抗に直列に接続された零相変流器と、この零相変流器に並列に接続され、前記零相変流器と同一特性の温度補償用零相変流器と、この温度補償用零相変流器に直列に接続された、前記分圧抵抗と同一特性の温度補償用分圧抵抗と、前記零相変流器のインピーダンス変化に応じて前記零相変流器及び前記分圧抵抗間で分圧された電圧値と、前記温度補償用零相変流器及び前記温度補償用分圧抵抗間で分圧された電圧値とを差動することで差動電圧を生成し、この差動電圧に基づいて比較電圧値を生成する比較電圧値生成回路と、この比較電圧値生成回路にて生成した比較電圧値が地絡判定用閾値以上であるか否かを判定し、前記地絡判定用閾値以上であると判定されると、前記電源線に関わる直流地絡電流が発生したものと判断し、前記地絡判定用閾値以上でないと判定されると、前記電源線に関わる直流地絡電流が発生していないものと判断する制御回路とを有するようにした。
【００２２】
本発明の直流地絡電流検出回路は、電源線を挿通することで、各電源線の電流差を磁気的に検出し、この電流差で生じる磁界変化に応じて自己インピーダンスを変動する、分圧抵抗に直列に接続された零相変流器と、この零相変流器のインピーダンス変化に応じて前記零相変流器及び前記分圧抵抗間で分圧された電圧値に基づいて比較電圧値を生成する比較電圧値生成回路と、この比較電圧値生成回路にて生成した比較電圧値が地絡判定用閾値以上であるか否かを判定し、前記地絡判定用閾値以上であると判定されると、前記電源線に関わる直流地絡電流が発生したものと判断し、前記地絡判定用閾値以上でないと判定されると、前記電源線に関わる直流地絡電流が発生していないものと判断する制御回路とを有する直流地絡電流検出回路であって、前記零相変流器に挿通される基準電流用電線と、この基準電流用電線に対して、所定周期毎に基準電流を流す基準電流発生回路と、前記所定周期毎に、前記基準電流に対応した基準電流用閾値を検出する基準電流用閾値検出回路と、前記所定周期毎に、前記基準電流用閾値検出回路にて検出した基準電流用閾値と前回に検出した基準電流用閾値との偏差量に基づいて、前記地絡判定用閾値を調整し、この調整した地絡判定用閾値を前記制御回路に設定する設定回路とを有するようにした。
【００２３】
本発明の直流地絡電流検出回路は、電源線を挿通することで、各電源線の電流差を磁気的に検出し、この電流差で生じる磁界変化に応じて自己インピーダンスを変動する、分圧抵抗に直列に接続された零相変流器と、この零相変流器のインピーダンス変化に応じて前記零相変流器及び前記分圧抵抗間で分圧された電圧値に基づいて比較電圧値を生成する比較電圧値生成回路と、この比較電圧値生成回路にて生成した比較電圧値が地絡判定用閾値以上であるか否かを判定し、この地絡判定用閾値以上であると判定されると、前記電源線に関わる直流地絡電流が発生したものと判断し、前記地絡判定用閾値以上でないと判定されると、前記電源線に関わる直流地絡電流が発生していないものと判断する制御回路とを有する直流地絡電流検出回路であって、前記零相変流器の周辺温度を検出する温度検出回路と、前記零相変流器の周辺温度毎に地絡判定用閾値を記憶管理する温度対応閾値管理テーブルと、前記温度検出回路にて前記零相変流の周辺温度を検出すると、この周辺温度に対応した地絡判定用閾値を前記温度対応閾値管理テーブルから読み出し、この読み出した地絡判定用閾値を前記制御回路に設定する設定回路とを有するようにした。
【００２４】
また、上記目的を達成するために本発明の直流電流検出回路は、電源線を挿通することで、各電源線の電流差を磁気的に検出し、この電流差で生じる磁界変化に応じて自己インピーダンスを変動する、分圧抵抗に直列に接続された零相変流器と、この零相変流器のインピーダンス変化に応じて前記零相変流器及び前記分圧抵抗値間で分圧された電圧値に基づいて比較電圧値を生成する比較電圧値生成回路と、所定温度における直流電流値がゼロに対応する比較電圧値と、同所定温度における所定直流電流値発生時の直流電流値に対応する比較電圧値との電圧変化量を直流判定用電圧変化量として記憶した直流判定用メモリと、前記比較電圧値生成回路にて現在温度の比較電圧値を生成すると、現在温度の比較電圧値と、同現在温度における直流電流値がゼロに対応する比較電圧値との現在電圧変化量を検出する現在電圧変化量検出回路と、前記現在電圧変化量検出回路にて現在電圧変化量を検出すると、この現在電圧変化量が前記直流判定用メモリに記憶済みの直流判定用電圧変化量であるか否かを判定し、この直流判定用電圧変化量であると判定すると、前記所定直流電流値の発生を検出する制御回路とを有するようにした。
【００２５】
本発明の直流電流検出回路は、電源線を挿通することで、各電源線の電流差を磁気的に検出し、この電流差で生じる磁界変化に応じて自己インピーダンスを変動する零相変流器と、この零相変流器に直列に接続され、前記零相変流器と同一特性の温度補償用零相変流器と、前記零相変流器のインピーダンス変化に応じて前記零相変流器及び前記温度補償用零相変流器間で分圧された電圧値に基づいて比較電圧値を生成する比較電圧値生成回路と、この比較電圧値生成回路にて生成した比較電圧値に基づいて直流電流値を検出する制御回路とを有するようにした。
【００２６】
本発明の直流電流検出回路は、電源線を挿通することで、各電源線の電流差を磁気的に検出し、この電流差で生じる磁界変化に応じて自己インピーダンスを変動する、分圧抵抗に直列に接続された零相変流器と、この零相変流器に並列に接続され、前記零相変流器と同一特性の温度補償用零相変流器と、この温度補償用零相変流器に直列に接続された、前記分圧抵抗と同一特性の温度補償用分圧抵抗と、前記零相変流器のインピーダンス変化に応じて前記零相変流器及び前記分圧抵抗間で分圧された電圧値と、前記温度補償用零相変流器及び前記温度補償用分圧抵抗間で分圧された電圧値とを差動することで差動電圧を生成し、この差動電圧に基づいて比較電圧値を生成する比較電圧値生成回路と、この比較電圧値生成回路にて生成した比較電圧値に基づいて直流電流値を検出する制御回路とを有するようにした。
【００２７】
本発明の直流電流検出回路は、電源線を挿通することで、各電源線の電流差を磁気的に検出し、この電流差で生じる磁界変化に応じて自己インピーダンスを変動する、分圧抵抗に直列に接続された零相変流器と、この零相変流器のインピーダンス変化に応じて前記零相変流器及び前記分圧抵抗間で分圧された電圧値に基づいて比較電圧値を生成する比較電圧値生成回路と、前記零相変流器の周辺温度を検出する温度検出回路と、前記零相変流器の周辺温度毎に、前記比較電圧値に対応した電流値を記憶管理する温度対応電流値管理テーブルと、前記比較電圧値生成回路にて比較電圧値を生成すると、前記温度検出回路にて前記零相変流器の周辺温度を検出し、この周辺温度の比較電圧値に対応する電流値を前記温度対応電流値管理テーブルから読み出し、この電流値を直流電流値として検出する制御回路とを有するようにした。
【発明の効果】
【００２８】
上記のように構成された本発明の直流地絡電流検出回路によれば、所定温度における直流地絡電流値がゼロに対応する比較電圧値と、同所定温度における直流地絡電流発生判断時の直流地絡電流値に対応する比較電圧値との電圧変化量を直流地絡判定用電圧変化量として予め記憶しておき、現在電圧変化量を検出すると、この現在電圧変化量が直流地絡判定用電圧変化量以上であるか否かを判定し、この直流地絡判定用電圧変化量以上であると判定すると、この直流地絡電流が発生したものと判断するようにした、すなわち、発明者は環境の温度が変化したとしても、ＺＣＴの透磁率−磁化電流特性の傾きが大きく変動しない、つまり、直流地絡電流ゼロの比較電圧値から直流地絡電流判断時の直流地絡電流値の比較電圧値までの電圧変化量の変動は微小であることに着目し、環境温度変化の影響が少ない電圧変化量を利用して直流地絡電流の発生の有無を判断するため、環境温度が変化したとしても、直流地絡電流の発生有無を正確に検出することができる。
【００２９】
また、本発明の直流地絡電流検出回路によれば、零相変流器と同一特性の温度補償用零相変流器を、各電源線の電流差を検出する零相変流器に直列に接続し、前記零相変流器のインピーダンス変化に応じて前記零相変流器及び温度補償用零相変流器間で分圧された電圧値に基づいて比較電圧値を生成するようにした、すなわち、零相変流器及び温度補償用零相変流器の環境温度によるインピーダンス変化はほぼ等しいことから、変流器分のインピーダンス変化を打ち消すことで、比較電圧値が温度変化の影響を受けることがないため、環境温度が変化したとしても、直流地絡電流の発生有無を正確に検出することができる。
【００３０】
本発明の直流地絡電流検出回路によれば、零相変流器と同一特性の温度補償用零相変流器を、各電源線の電流差を検出する零相変流器に並列に接続し、前記零相変流器のインピーダンス変化に応じて前記零相変流器及び分圧抵抗間で分圧された電圧値と、前記温度補償用零相変流器及び温度補償用分圧抵抗間で分圧された電圧値とを差動し、この差動電圧に基づいて比較電圧値を生成するようにした、すなわち、零相変流器及び温度補償用零相変流器の環境温度によるインピーダンス変化はほぼ等しいことから、変流器分の電圧変化を打ち消すことで、比較電圧値が温度変化の影響を受けることがないため、環境温度が変化したとしても、直流地絡電流の発生有無を正確に検出することができる。
【００３１】
本発明の直流地絡電流検出回路によれば、前記零相変流器に挿通された基準電流用電線に対して、所定周期毎に基準電流を流し、この基準電流に対応した基準電流用閾値を検出し、この基準電流用閾値と前回に検出した基準電流用閾値との偏差量に基づいて、直流地絡電流の発生の有無を判断するための地絡判定用閾値を調整するようにした、つまり、前記偏差量に基づいて、環境温度の変動分に対応した地絡判定用閾値を制御回路に設定するようにしたので、環境温度が変動したとしても、直流地絡電流の発生有無を正確に検出することができる。
【００３２】
本発明の直流地絡電流検出回路によれば、零相変流器の周辺温度毎に、直流地絡電流の発生の有無を判定する地絡判定用閾値を予め記憶管理しておき、零相変流器の周辺温度を検出すると、この周辺温度に対応した地絡判定用閾値を読み出し、この地絡判定用閾値を制御回路に設定するようにした、すなわち環境温度の変動に対応した地絡判定用閾値を設定するようにしたので、環境温度が変動したとしても、直流地絡電流の発生有無を正確に検出することができる。
【００３３】
上記のように構成された直流電流検出回路によれば、所定温度における直流電流値がゼロに対応する比較電圧値と、同所定温度における所定直流電流値発生時の直流電流値に対応する比較電圧値との電圧変化量を直流判定用電圧変化量として予め記憶しておき、現在電圧変化量を検出すると、この現在電圧変化量が直流判定用電圧変化量であるか否かを判定し、この直流地絡判定用電圧変化量であると判定すると、前記所定直流電流値の発生を検出するようにした、すなわち、発明者は環境の温度が変化したとしても、ＺＣＴの透磁率−磁化電流特性の傾きが大きく変動しない、つまり、直流電流値ゼロの比較電圧値から所定直流電流値の比較電圧値までの電圧変化量の変動は微小であることに着目し、環境温度変化の影響が少ない電圧変化量を利用して、所定直流電流の発生を検出するようにしたので、環境温度が変化したとしても、正確に現在の直流電流値を検出することができる。
【００３４】
また、本発明の直流電流検出回路によれば、零相変流器と同一特性の温度補償用零相変流器を、各電源線の電流差を検出する零相変流器に直列に接続し、前記零相変流器のインピーダンス変化に応じて前記零相変流器及び温度補償用零相変流器間で分圧された電圧値に基づいて比較電圧値を生成するようにした、すなわち、零相変流器及び温度補償用零相変流器の環境温度によるインピーダンス変化はほぼ等しいことから、変流器分のインピーダンス変化を打ち消すことで、比較電圧値が温度変化の影響を受けることがないため、環境温度が変化したとしても、正確に現在の直流電流値を検出することができる。
【００３５】
本発明の直流電流検出回路によれば、零相変流器と同一特性の温度補償用零相変流器を、各電源線の電流差を検出する零相変流器に並列に接続し、前記零相変流器のインピーダンス変化に応じて前記零相変流器及び分圧抵抗間で分圧された電圧値と、前記温度補償用零相変流器及び温度補償用分圧抵抗間で分圧された電圧値とを差動し、この差動電圧に基づいて比較電圧を生成するようにした、すなわち、零相変流器及び温度補償用零相変流器の環境温度によるインピーダンス変化はほぼ等しいことから、変流器分の電圧変化を打ち消すことで、比較電圧値が温度変化の影響を受けることがないため、環境温度が変化したとしても、正確に現在の直流電流値を検出することができる。
【００３６】
本発明の直流電流検出回路によれば、零相変流器の周辺温度毎に、比較電圧値に対応した電流値を予め記憶しておき、零相変流器の周辺温度を検出すると、この周辺温度の比較電圧値に対応した電流値を読み出し、この電流値を直流電流値として検出するようにしたので、環境温度が変動したとしても、正確に現在の直流電流値を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、図面に基づいて本発明の直流地絡電流検出回路（直流電流検出回路）における実施の形態について説明する。尚、図８及び図９に示す直流地絡検出回路と同一の構成については、同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。
【００３８】
（実施の形態１）
図１は第１の実施の形態を示す直流地絡電流検出回路内部の概略構成を示すブロック図である。
【００３９】
図１に示す直流地絡電流検出回路１Ａは、電源線１１０Ａ及び１１０Ｂを挿通するＺＣＴ１０、発振回路１１、分圧抵抗１２及び比較電圧値生成回路１３の他に、所定温度における直流地絡電流値がゼロに対応する比較電圧値Ｖ５と、同所定温度における直流地絡電流発生判断時の直流地絡電流値に対応する比較電圧値Ｖ５との電圧変化量を直流地絡判定用電圧変化量ΔＶとして、予め記憶した直流地絡判定用メモリ２１と、比較電圧値生成回路１３にて現在温度の比較電圧値Ｖ５を生成すると、現在温度の比較電圧値Ｖ５と、同現在温度における直流地絡電流値がゼロに対応する比較電圧値Ｖ５との現在電圧変化量を検出する現在電圧変化量検出回路２２と、この現在電圧変化量検出回路２２にて現在電圧変化量を検出すると、この現在電圧変化量が直流地絡判定用メモリ２１に記憶済みの直流地絡判定用電圧変化量ΔＶ以上であるか否かを判定し、この判定結果に基づいて直流地絡電流の発生の有無を判断する制御回路１４Ａとを有している。
【００４０】
制御回路１４Ａは、現在電圧変化量が直流地絡判定用電圧変化量ΔＶ以上であると判定されると、電源線１１０Ａ及び電源線１１０Ｂに直流地絡電流が発生したものと判断し、現在電圧変化量が直流地絡判定用電圧変化量ΔＶ以上でないと判定されると、直流地絡電流が発生していないものと判断するものである。
【００４１】
では、直流地絡判定用メモリ２１で記憶管理する直流地絡判定用電圧変化量ΔＶについて説明する。図２は第１の実施の形態を示す直流地絡電流検出回路１Ａの重要な要素である直流地絡判定用電圧変化量ΔＶの原理を示す説明図である。
【００４２】
前述したようにＺＣＴ１０は、パーマロイの磁性材料で構成することから、図２（ａ）に示すように、環境温度の変動に応じて透磁率−磁化電流特性は透磁率方向に大きく変動する。そこで、発明者は、ＺＣＴ１０の環境温度が変動したとしても、その透磁率−磁化電流特性の傾きの変化が少ないことに着目した。
【００４３】
ＺＣＴ１０の透磁率−磁化電流特性の傾きが環境温度の影響を受けにくいということは、図２（ｂ）に示す比較電圧値Ｖ５−直流地絡電流特性の傾きも環境温度の影響を受けにくく、環境温度が変動したとしても、その電圧変化量ΔＶで直流地絡電流の発生の有無を判定することができることが判明した。
【００４４】
図２（ｂ）に示すように直流地絡電流発生判断時の地絡電流値を“Ｘ”とし、所定温度時における比較電圧値−直流地絡電流値の特性を“Ａ”、他の温度時における比較電圧値−直流地絡電流値の特性を“Ｂ”とする。
【００４５】
所定温度時の特性Ａでは、直流地絡電流値が“０”のとき、比較電圧値Ｖ５は“Ｖａ”、直流地絡電流値が“Ｘ”のとき、比較電圧値Ｖ５は“Ｖｃ”となり、その直流地絡判定用電圧変化量ΔＶは（Ｖｃ−Ｖａ）ということになる。
【００４６】
さらに、他の温度時の特性Ｂでは、直流地絡電流値が“０”のとき、比較電圧値Ｖ５は“Ｖｂ”、直流地絡電流値が“Ｘ”のとき、比較電圧値Ｖ５は“Ｖｄ”となり、その直流地絡判定用電圧変化量ΔＶは（Ｖｄ−Ｖｂ）ということになる。
【００４７】
つまり、所定温度時の特性Ａの直流地絡判定用電圧変化量（Ｖｃ−Ｖａ）と他の温度時の特性Ｂの直流地絡判定用電圧変化量（Ｖｄ−Ｖｂ）とは、環境温度が異なるものの、その特性の傾きがほぼ同一であることから、特性Ａと特性Ｂとの直流地絡判定用電圧変化量ΔＶはほぼ同一となることが解る。
【００４８】
従って、制御回路１４Ａでは、環境温度が異なっても、直流地絡判定用電圧変化量ΔＶはほぼ同一であることから、現在電圧変化量を常時検出し、この現在電圧変化量が直流地絡判定用電圧変化量ΔＶ以上となったときに、直流地絡電流が発生したものと判断するものである。
【００４９】
尚、請求項１記載の直流地絡電流検出回路及び請求項６記載の直流電流検出回路は直流地絡電流検出回路１Ａ、直流判定用メモリは直流地絡判定用メモリ２１、制御回路は制御回路１４Ａに相当するものである。
【００５０】
次に第１の実施の形態を示す直流地絡電流検出回路１Ａの動作について説明する。
【００５１】
比較電圧値検出回路１３は、ＺＣＴ１０のインピーダンス変動に応じてＺＣＴ１０及び分圧抵抗１２間で分圧される電圧値Ｖ２を検出すると、この電圧値Ｖ２に基づいて比較電圧値Ｖ５を生成し、この比較電圧値Ｖ５を現在電圧変化量検出回路２２に伝送する。
【００５２】
現在電圧変量検出回路２２は、比較電圧値生成回路１３からの比較電圧値Ｖ５を検出すると、この比較電圧値Ｖ５に関わる温度時の直流地絡電流値“０”の比較電圧値Ｖ５から現在比較電圧値Ｖ５までの現在電圧変化量を検出し、この現在電圧変化量を制御回路１４Ａに伝送する。
【００５３】
制御回路１４Ａは、現在電圧変化量検出回路２２にて検出した現在電圧変化量が直流地絡判定用メモリ２１に記憶済みの直流地絡判定用電圧変化量ΔＶ以上であるか否かを判定し、直流地絡判定用電圧変化量ΔＶ以上であると判定すると、直流地絡電流が発生したものと判断する。
【００５４】
また、制御回路１４Ａは、現在電圧変化量が直流地絡判定用電圧変化量ΔＶ以上でないと判定されると、直流地絡電流が発生していなものと判断する。
【００５５】
第１の実施の形態によれば、所定温度における直流地絡電流値がゼロに対応する比較電圧値と、同所定温度における直流地絡電流発生判断時の直流地絡電流値に対応する比較電圧値との電圧変化量を直流地絡判定用電圧変化量ΔＶとして予め記憶しておき、現在電圧変化量を常時検出すると、この現在電圧変化量が直流地絡判定用電圧変化量ΔＶ以上であるか否かを判定し、この直流地絡判定用電圧変化量ΔＶ以上であると判定すると、この直流地絡電流が発生したものと判断するようにした、すなわち、環境温度変化の影響が少ない電圧変化量を利用して直流地絡電流の発生の有無を判断するため、環境温度が変化したとしても、直流地絡電流の発生有無を正確に検出することができる。
【００５６】
尚、上記第１の実施の形態においては、直流地絡電流発生判断時の直流地絡電流値を検出するために電圧変化量ΔＶを使用した直流地絡電流検出回路１Ａについて説明したが、現在の直流電流値を検出する直流電流検出回路についても適用可能であり、この場合、直流地絡電流値に限らず、電流値毎に電圧変化量ΔＶを予め記憶しておくことで、温度変化に影響を受けることなく、アナログ的又はデジタル的に現在の直流電流値を正確に検出することができる。
【００５７】
（実施の形態２）
図３は第２の実施の形態を示す直流地絡電流検出回路内部の概略構成を示すブロック図である。
【００５８】
図３に示す直流地絡電流検出回路１Ｂは、電源線１１０Ａ及び１１０Ｂを挿通するＺＣＴ１０、発振回路１１、比較電圧値生成回路１３及び制御回路１４の他に、ＺＣＴ１０に直列に接続され、ＺＣＴ１０と同一特性の温度補償用ＺＣＴ３０を有している。尚、温度補償用ＺＣＴ３０は、ＺＣＴ１０と同一の環境温度でＺＣＴ１０と直列に接続されているものとする。
【００５９】
尚、請求項２記載の直流地絡電流検出回路及び請求項７記載の直流電流検出回路は直流地絡電流検出回路１Ｂに相当するものである。
【００６０】
次に第２の実施の形態を示す直流地絡電流検出回路１Ｂの動作について説明する。
【００６１】
比較電圧値生成回路１３は、ＺＣＴ１０のインピーダンス変化に応じてＺＣＴ１０及び温度補償用ＺＣＴ３０間で分圧された電圧値Ｖ２に基づいて比較電圧値Ｖ５を生成し、この比較電圧値Ｖ５を制御回路１４に伝送する。尚、電圧値Ｖ２はＺＣＴ１０及び温度補償用ＺＣＴ３０の変流器分のインピーダンス、すなわち温度変動分のインピーダンスが打ち消され、ＺＣＴ１０で検出した電流差に対応した電圧値が得られることになる。
【００６２】
制御回路１４は、この比較電圧値生成回路１３にて生成した比較電圧値Ｖ５が地絡判定用閾値以上であるか否かを判定し、比較電圧値Ｖ５が地絡判定閾値以上であると判定されると、電源線１１０Ａ，１１０Ｂに関わる直流地絡電流が発生したものと判断する。
【００６３】
また、制御回路１４は、比較電圧値Ｖ５が地絡判定用閾値以上でないと判定されると、電源線１１０Ａ，１１０Ｂに関わる直流地絡電流が発生していないものと判断する。
【００６４】
第２の実施の形態によれば、ＺＣＴ１０と同一特性の温度補償用ＺＣＴ３０を、各電源線１１０Ａ、１１０Ｂの電流差を検出するＺＣＴ１０に直列に接続し、ＺＣＴ１０のインピーダンス変化に応じてＺＣＴ１０及び温度補償用ＺＣＴ３０間で分圧された電圧値Ｖ２に基づいて比較電圧値Ｖ５を生成するようにした、すなわち、ＺＣＴ１０及び温度補償用ＺＣＴ３０が同一特性であるため、その環境温度による変流器分のインピーダンス変化を打ち消すことで、比較電圧値Ｖ５が温度変化の影響を受けることがないため、環境温度が変化したとしても、直流地絡電流の発生有無を正確に検出することができる。
【００６５】
尚、上記第２の実施の形態においては、直流地絡電流の発生有無を検出する直流地絡電流検出回路１Ｂについて説明したが、現在の直流電流値を検出する直流電流検出回路についても適用可能であり、環境温度が変化したとしても、現在の直流電流値を正確に検出することができる。
【００６６】
（実施の形態３）
図４は第３の実施の形態を示す直流地絡電流検出回路内部の概略構成を示すブロック図である。
【００６７】
図４に示す直流地絡電流検出回路１Ｃは、電源線１１０Ａ及び電源線１１０Ｂを挿通したＺＣＴ１０、発振回路１１、分圧抵抗１２、比較電圧値生成回路１３及び制御回路１４の他に、このＺＣＴ１０に並列に接続され、ＺＣＴ１０と同一特性の温度補償用ＺＣＴ４０と、この温度補償用ＺＣＴ４０に直列に接続された、分圧抵抗１２と同一特性の温度補償用分圧抵抗４１と、ＺＣＴ１０のインピーダンス変化に応じてＺＣＴ１０及び分圧抵抗１２間で分圧された電圧値Ｖ２１と、温度補償用ＺＣＴ４０及び温度補償用分圧抵抗４１間で分圧された電圧値Ｖ２２とを差動することで差動電圧を生成し、この差動電圧に基づいて電圧値Ｖ２を生成する差動増幅回路４２とを有している。尚、温度補償用ＺＣＴ４０は、ＺＣＴ１０と同一の環境温度でＺＣＴ１０と並列に接続されているものとする。また、温度補償用分圧抵抗４１は、分圧抵抗１２と同一の環境温度で分圧抵抗１２と並列に接続されているものとする。
【００６８】
尚、請求項３記載の直流地絡電流検出回路及び請求項８記載の直流電流検出回路は直流地絡電流検出回路１Ｃに相当するものである。
【００６９】
次に第３の実施の形態を示す直流地絡電流検出回路１Ｃの動作について説明する。
【００７０】
差動増幅回路４２は、環境温度を含むＺＣＴ１０のインピーダンス変化に応じてＺＣＴ１０及び分圧抵抗１２間で分圧された電圧値Ｖ２１と、環境温度による温度補償用ＺＣＴ４０のインピーダンス変化に応じて温度補償用ＺＣＴ４０及び温度補償用分圧抵抗４１間で分圧された電圧値Ｖ２２とを差動することで差動電圧を生成し、この差動電圧を増幅することで電圧値Ｖ２、すなわち温度変動による変流器分の電圧値が打ち消され、ＺＣＴ４０で検出した電源線１１０Ａ，１１０Ｂ間の電流差に対応する電圧値が得られることになる。
【００７１】
比較電圧値生成回路１３は、差動増幅回路４２にて生成した電圧値Ｖ２に基づいて比較電圧値Ｖ５を生成し、この比較電圧値Ｖ５を制御回路１４に伝送する。
【００７２】
制御回路１４は、比較電圧値Ｖ５が地絡判定用閾値以上であるか否かを判定し、比較電圧値Ｖ５が地絡判定用閾値以上であると判定されると、直流地絡電流が発生したものと判断する。
【００７３】
また、制御回路１４は、比較電圧値Ｖ５が地絡判定用閾値以上でないと判定されると、直流地絡電流が発生していないものと判断する。
【００７４】
第３の実施の形態によれば、ＺＣＴ１０と同一特性の温度補償用ＺＣＴ４０を、各電源線１１０Ａ，１１０Ｂの電流差を検出するＺＣＴ１０に並列に接続し、ＺＣＴ１０のインピーダンス変化に応じてＺＣＴ１０及び分圧抵抗１２間で分圧された電圧値Ｖ２１と、温度補償用ＺＣＴ４０及び温度補償用分圧抵抗４１間で分圧された電圧値Ｖ２２とを差動し、この差動電圧に基づいて比較電圧値Ｖ５を生成するようにした、すなわち、ＺＣＴ１０及び温度補償用ＺＣＴ４０が同一特性であるため、その環境温度による変流器分の電圧変化を打ち消すことで、比較電圧値Ｖ５が温度変化の影響を受けることがなく、環境温度が変化したとしても、直流地絡電流の発生有無を正確に検出することができる。
【００７５】
尚、上記第３の実施の形態においては、直流地絡電流の発生有無を検出する直流地絡電流検出回路１Ｃについて説明したが、現在の直流電流値を検出する直流電流検出回路についても適用可能であり、環境温度が変化したとしても、現在の直流電流値を正確に検出することができる。
【００７６】
（実施の形態４）
図５は第４の実施の形態を示す直流地絡電流検出回路内部の概略構成を示すブロック図、図６は直流地絡電流検出回路の要部である閾値調整回路内部の概略構成を示すブロック図である。
【００７７】
図５に示す直流地絡電流検出回路１Ｄは、電源線１１０Ａ、１１０Ｂを挿通するＺＣＴ１０、発振回路１１、分圧抵抗１２、比較電圧値生成回路１３及び制御回路１４の他に、ＺＣＴ１０に挿通される基準電流用電線５１と、この基準電流用電線５１に対して、所定周期毎に基準電流を流す基準電流発生回路５２と、比較電圧値生成回路１３にて生成した基準電流に対応した比較電圧値Ｖ５を抽出し、この基準電流に対応した比較電圧値Ｖ５に基づいて地絡判定用閾値を調整し、この調整した地絡判定用閾値を制御回路１４に設定する閾値調整回路５３とを有している。
【００７８】
この直流地絡電流検出回路１Ｄは、所定周期（例えば１分間）毎に基準電流用電線５１に基準電流（例えば３０ｍＡの基準電流を１００ミリ秒間）を流すのであるが、その際には、電源線１１０Ａ，１１０Ｂには電流を流さないものとする。
【００７９】
つまり、比較電圧値生成回路１３は、基準電流が流れていない場合、すなわち電源線１１０Ａ，１１０Ｂに電流が流れている場合、ＺＣＴ１０のインピーダンス変化に応じてＺＣＴ１０及び分圧抵抗１２間で分圧された電圧値Ｖ２に基づいて比較電圧値Ｖ５を生成し、この生成した比較電圧値Ｖ５を制御回路１４に伝送することになる。
【００８０】
また、比較電圧値生成回路１３は、基準電流が流れている場合、ＺＣＴ１０のインピーダンス変化に応じてＺＣＴ１０及び分圧抵抗１２間で分圧された電圧値Ｖ２に基づいて、基準電流に対応して比較電圧値Ｖ５を生成し、この生成した比較電圧値Ｖ５を制御回路１４に伝送するのではなく、閾値調整回路５３に伝送することになる。
【００８１】
図６に示す閾値調整回路５３は、比較電圧値生成回路１３にて基準電流に対応した比較電圧値Ｖ５を検出すると、この比較電圧値Ｖ５に基づいて基準電流用閾値を検出する基準電流用閾値検出部６１と、この基準電流用閾値検出部６１にて検出した基準電流用閾値と前回に検出した基準電流用閾値との偏差量を算出する閾値偏差量算出部６２と、この閾値偏差量算出部６２にて算出した偏差量に基づいて、現在の地絡判定用閾値を調整する地絡判定閾値調整部６３と、この地絡判定閾値調整部６３にて調整した地絡判定用閾値を制御回路１４に設定する地絡判定閾値設定部６４とを有している。尚、偏差量とは、環境温度変化に対応した変動量に相当するものである。
【００８２】
制御回路１４は、地絡判定閾値設定部６４にて地絡判定用閾値が設定されると、比較電圧値生成回路１３からの比較電圧値Ｖ５が地絡判定用閾値以上であるか否かを判定し、直流地絡電流の発生有無を判断するものである。
【００８３】
尚、請求項４記載の直流地絡電流検出回路は直流地絡電流検出回路１Ｄ、基準電流用閾値検出回路は基準電流用閾値検出部６１、設定回路は閾値偏差量算出部６２、地絡判定閾値調整部６３及び地絡判定閾値設定部６４に相当するものである。
【００８４】
次に第４の実施の形態を示す直流地絡電流検出回路１Ｄの動作について説明する。
【００８５】
比較電圧値生成回路１３は、基準電流発生回路５２にて基準電流用電線５１に基準電流が流れると、ＺＣＴ１０のインピーダンス変動に応じてＺＣＴ１０及び分圧抵抗１２間に分圧される電圧値Ｖ２に基づいて、基準電流に対応した比較電圧値Ｖ５を生成し、この比較電圧値Ｖ５を閾値調整回路５３に伝送する。
【００８６】
閾値調整回路５３の基準電流用閾値検出部６１は、基準電流に対応した比較電圧値Ｖ５に基づいて基準電流用閾値を検出し、この基準電流用閾値を閾値偏差量算出部６２に伝送する。
【００８７】
閾値偏差量算出部６２は、この基準電流用閾値検出部６１にて検出した基準電流用閾値と前回に検出した基準電流用閾値との偏差量を算出し、この偏差量を地絡判定閾値調整部６３に伝送する。
【００８８】
地絡判定閾値調整部６３は、この偏差量に基づいて現在設定中の地絡判定用閾値を調整し、この調整した地絡判定用閾値を地絡判定閾値設定部６４に伝送する。
【００８９】
そして、地絡判定閾値設定部６４は、この調整した地絡判定用閾値を制御回路１４に設定する。つまり、制御回路１４では、現在の環境温度に対応した地絡判定用閾値を所定周期毎に設定更新している。
【００９０】
比較電圧値生成回路１３は、基準電流が流れていない場合、すなわち電源線１１０Ａ及び１１０Ｂに電流が流れている場合、ＺＣＴ１０のインピーダンス変動に応じてＺＣＴ１０及び分圧抵抗１２間に分圧された電圧値Ｖ２に基づいて比較電圧値Ｖ５を生成し、この比較電圧値Ｖ５を制御回路１４に伝送する。
【００９１】
制御回路１４は、比較電圧値Ｖ５が設定中の地絡判定用閾値であるか否かを判定し、比較電圧値Ｖ５が地絡判定用閾値以上であると判定されると、直流地絡電流が発生したものと判断する。
【００９２】
また、制御回路１４は、比較電圧値Ｖ５が設定中の地絡判定用閾値以上でないと判定されると、直流地絡電流が発生していないものと判断する。
【００９３】
第４の実施の形態によれば、ＺＣＴ１０に挿通された基準電流用電線５１に対して、所定周期毎に基準電流を流し、この基準電流に対応した基準電流用閾値を検出し、この基準電流用閾値と前回に検出した基準電流用閾値との偏差量に基づいて、直流地絡電流の発生の有無を判断するための地絡判定用閾値を調整するようにした、つまり、偏差量に基づいて、環境温度の変動分に対応した地絡判定用閾値を設定するようにしたので、環境温度が変動したとしても、直流地絡電流の発生有無を正確に検出することができる。
【００９４】
尚、第４の実施の形態においては、基準電流発生回路５２にて基準電流を流す場合、電源線１１０Ａ及び１１０Ｂに電流が流れないような構成としたが、例えば基準電流発生回路５２にて基準電流が流れてても、電源線１１０Ａ及び１１０Ｂに電流を流すような構成としても良く、この場合、基準電流が流れている場合には、現在設定中の地絡判定用閾値に前回の基準電流に対応した基準電流用閾値分をシフトさせることで、基準電流が流れている間でも直流地絡電流の発生の有無を認識することができるものである。
【００９５】
（実施の形態５）
図７は第５の実施の形態を示す直流地絡電流検出回路内部の概略構成を示すブロック図である。
【００９６】
図７に示す直流地絡電流検出回路１Ｅは、電源線１１０Ａ及び電源線１１０Ｂを挿通したＺＣＴ１０、発振回路１１、分圧抵抗１２、比較電圧値生成回路１３及び制御回路１４の他に、ＺＣＴ１０の周辺温度を検出する温度センサ７１と、ＺＣＴ１０の周辺温度毎に地絡判定用閾値を記憶管理する温度対応閾値管理テーブル７２と、温度センサ７１にてＺＣＴ１０の周辺温度を検出すると、この周辺温度に対応した地絡判定用閾値を温度対応閾値管理メモリ７２から読み出し、この読み出した地絡判定用閾値を制御回路１４に設定する地絡判定用閾値設定回路７３とを有している。
【００９７】
尚、請求項５記載の直流地絡電流検出回路及び請求項６記載の直流電流検出回路は直流地絡電流検出回路１Ｅ、温度検出回路は温度センサ７１、温度対応電流値管理テーブルは温度対応閾値管理テーブル７２、設定回路は地絡判定用閾値設定回路７３に相当するものである。
【００９８】
次に第５の実施の形態を示す直流地絡電流検出回路１Ｅの動作について説明する。
【００９９】
地絡判定用閾値設定回路７３は、温度センサ７１を通じてＺＣＴ１０の周辺温度を検出すると、この周辺温度に対応した地絡判定用閾値を地絡判定用閾値テーブル７２から読み出し、この地絡判定用閾値を制御回路１４に設定する。
【０１００】
比較電圧値生成回路１３は、ＺＣＴ１０のインピーダンス変化に応じてＺＣＴ１０及び分圧抵抗１２間で分圧された電圧値Ｖ２に基づいて比較電圧値Ｖ５を生成し、この比較電圧値Ｖ５を制御回路１４に伝送する。
【０１０１】
制御回路１４は、この比較電圧値生成回路１３にて生成した比較電圧値Ｖ５が地絡判定用閾値以上であるか否かを判定し、比較電圧値Ｖ５が地絡判定用閾値以上であると判定されると、電源線１１０Ａ，１１０Ｂに関わる直流地絡電流が発生したものと判断する。
【０１０２】
また、制御回路１４は、比較電圧値Ｖ５が地絡判定用閾値以上でないと判定されると、電源線１１０Ａ，１１０Ｂに関わる直流地絡電流が発生していないものと判断する。
【０１０３】
第５の実施の形態によれば、ＺＣＴ１０の周辺温度毎に、直流地絡電流の発生の有無を判定する地絡判定用閾値を予め記憶管理しておき、ＺＣＴ１０の周辺温度を検出すると、この周辺温度に対応した地絡判定用閾値を読み出し、この地絡判定用閾値を制御回路１４に設定するようにした、すなわち環境温度の変動に対応した地絡判定用閾値を設定するようにしたので、環境温度が変動したとしても、直流地絡電流の発生有無を正確に検出することができる。
【０１０４】
尚、上記第５の実施の形態においては、ＺＣＴ１０の周辺温度毎に、直流地絡電流の発生の有無を判定する地絡判定用閾値を記憶管理した直流地絡電流検出回路１Ｅについて説明したが、直流電流検出回路についても適用可能であり、この場合には、ＺＣＴ１０の周辺温度毎に、各比較電圧値Ｖ５に対応した電流値を記憶管理しておけばよく、その周辺温度を検出すると、この周辺温度の比較電圧値に対応した電流値を読み出し、この電流値を直流電流値として検出するようにすれば、環境温度が変動したとしても、現在の直流電流値を正確に検出することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明の直流地絡電流検出回路は、環境温度が変動したとしても、正確に直流地絡電流の発生有無を検出することができる、ＺＣＴを使用した直流地絡電流検出回路に有用である。
【０１０６】
また、本発明の直流電流検出回路は、環境温度が変動したとしても、現在の直流電流値を正確に検出することができる、ＺＣＴを使用した直流電流検出回路に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明における第１の実施の形態を示す直流地絡電流検出回路内部の概略構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施の形態を示す直流地絡電流検出回路の重要な要素である直流地絡判定用電圧変化量の原理を示す説明図である。
【図３】本発明における第２の実施の形態を示す直流地絡電流検出回路内部の概略構成を示すブロック図である。
【図４】本発明における第３の実施の形態を示す直流地絡電流検出回路内部の概略構成を示すブロック図である。
【図５】本発明における第４の実施の形態を示す直流地絡電流検出回路内部の概略構成を示すブロック図である。
【図６】第４の実施の形態を示す直流地絡電流検出回路の要部である閾値調整回路内部の概略構成を示すブロック図である。
【図７】本発明における第５の実施の形態を示す直流地絡電流検出回路内部の概略構成を示すブロック図である。
【図８】一般的な系統連系システム全体の概略構成を示すブロック図である。
【図９】従来の直流地絡電流検出回路内部の概略構成を示すブロック図である。
【図１０】従来の直流地絡電流検出回路内部の各出力波形を通じて、同直流地絡電流検出回路の動作を端的に示す説明図である。ａ）直流地絡電流が発生していないと判断する場合の出力波形  ｂ）直流地絡電流が発生したと判断する場合の出力波形
【図１１】従来の直流地絡電流検出回路におけるＺＣＴの透磁率−磁化電流の特性が環境温度の変化によって変動する原理内容を端的に示す説明図である。
【図１２】従来の直流地絡電流検出回路における地絡電流と地絡判定用閾値との関係が環境温度の変化に影響を受けやすいとする原理内容を端的に示す説明図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１Ａ、１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ  直流地絡電流検出回路
１０  ＺＣＴ（零相変流器）
１２  分圧抵抗
１３  比較電圧値生成回路
１４、１４Ａ  制御回路
２１  直流地絡判定用メモリ（直流判定用メモリ）
２２  現在電圧変化量検出回路
３０、４０  温度補償用ＺＣＴ（温度補償用零相変流器）
４１  温度補償用分圧抵抗
５１  基準電流用電線
５２  基準電流発生回路
６１  喜寿電流用閾値検出部（基準電流用閾値検出回路）
６２  閾値偏差量算出部（設定回路）
６３  地絡判定閾値調整部（設定回路）
６４  地絡判定閾値設定部（設定回路）
７１  温度センサ（温度検出回路）
７２  温度対応閾値管理テーブル（温度対応電流値管理テーブル）
７３  地絡判定用閾値設定回路（設定回路）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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