JP2001124814A - インバータ装置における絶縁劣化検出装置及びそれを用いた太陽光発電システム並びに電気自動車 - Google Patents
インバータ装置における絶縁劣化検出装置及びそれを用いた太陽光発電システム並びに電気自動車Info
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- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
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- Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】絶縁劣化検出装置及びそれを用いた太陽光発電
システムや電気自動車の使い勝手を良くする。 【解決手段】絶縁劣化検出装置１は、低周波数の交流電
圧を供給する交流電圧供給手段と、コンセント１６に流
れる電流の差（不平衡電流）を検出する零相変流器２
と、零相変流器２の２次側に生じる検出電流から交流電
圧源１１の周波数近傍の成分以外を除去するフィルタ３
と、フィルタ３を通過した検出電流が所定値を超えてい
るか否かによって絶縁劣化の有無を判別する判別回路４
とを備える。インバータ装置２１におけるコンセント１
６への出力側で絶縁劣化を検出可能であるから、インバ
ータ装置２１が複数ある場合やコンセント１６が複数接
続されるような場合には複数のインバータ装置２１又は
複数のコンセント１６の特定部位のみについて絶縁劣化
の管理を行うことができて使い勝手の向上が図れる。
システムや電気自動車の使い勝手を良くする。 【解決手段】絶縁劣化検出装置１は、低周波数の交流電
圧を供給する交流電圧供給手段と、コンセント１６に流
れる電流の差（不平衡電流）を検出する零相変流器２
と、零相変流器２の２次側に生じる検出電流から交流電
圧源１１の周波数近傍の成分以外を除去するフィルタ３
と、フィルタ３を通過した検出電流が所定値を超えてい
るか否かによって絶縁劣化の有無を判別する判別回路４
とを備える。インバータ装置２１におけるコンセント１
６への出力側で絶縁劣化を検出可能であるから、インバ
ータ装置２１が複数ある場合やコンセント１６が複数接
続されるような場合には複数のインバータ装置２１又は
複数のコンセント１６の特定部位のみについて絶縁劣化
の管理を行うことができて使い勝手の向上が図れる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽光発電システ
ムや電気自動車に用いられるインバータ装置における絶
縁抵抗の劣化を検出する絶縁劣化検出装置及びそれを用
いた太陽光発電システム並びに電気自動車に関するもの
である。
ムや電気自動車に用いられるインバータ装置における絶
縁抵抗の劣化を検出する絶縁劣化検出装置及びそれを用
いた太陽光発電システム並びに電気自動車に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】現在、特に地球環境保護の観点から、住
宅に自家発電用として太陽電池を設置し、太陽電池の出
力を電力変換して商用電源と系統連系運転を行う太陽光
発電システムが普及しつつある。このような太陽光発電
システムは、例えば太陽電池より出力される直流電力を
インバータ装置（以下、「パワーコンディショナ」と呼
ぶ）を用いて交流電力に電力変換する分散電源を設け、
分散電源と商用電源との送電系統を連絡して系統連系を
行うものである。
宅に自家発電用として太陽電池を設置し、太陽電池の出
力を電力変換して商用電源と系統連系運転を行う太陽光
発電システムが普及しつつある。このような太陽光発電
システムは、例えば太陽電池より出力される直流電力を
インバータ装置（以下、「パワーコンディショナ」と呼
ぶ）を用いて交流電力に電力変換する分散電源を設け、
分散電源と商用電源との送電系統を連絡して系統連系を
行うものである。
【０００３】ここで、一般家庭で用いられる電気機器
は、電気に対して素人の使用者が多く使用するために非
接地での運用が成されているのが現状であり、上述のよ
うな太陽光発電システム用のパワーコンディショナも以
前はその出力が絶縁されていた。それに対して、最近、
非絶縁型のパワーコンディショナが開発されている。
は、電気に対して素人の使用者が多く使用するために非
接地での運用が成されているのが現状であり、上述のよ
うな太陽光発電システム用のパワーコンディショナも以
前はその出力が絶縁されていた。それに対して、最近、
非絶縁型のパワーコンディショナが開発されている。
【０００４】このような非絶縁型のパワーコンディショ
ナを備えた住宅用の太陽光発電システムとしては、図４
に示すように、単相３線の商用電源ＡＣから電流制限器
（以下、リミッタという）３１及び漏電ブレーカよりな
る主幹ブレーカ３２を介して接続されている幹線に、連
系ブレーカ３５及び解列開閉器２２ａ，２２ｂを介し
て、太陽電池２０の出力を電力変換するパワーコンディ
ショナ２１を接続したものがある。ここに、太陽電池２
０とパワーコンディショナ２１とで分散電源を構成して
いる。リミッタ３１は需要家の負荷電流を電力会社との
間の契約値以下に制限するために設けられたブレーカで
ある。パワーコンディショナ２１は、ＩＧＢＴ（絶縁ゲ
ート型トランジスタ）等から成る複数のスイッチング素
子Ｑ１〜Ｑ６を有するスイッチング回路２３と、スイッ
チング回路２３の各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６をオン
オフ制御することで太陽電池２０から出力された直流電
圧を交流電圧に変換する制御回路２７とを備えている。
主幹ブレーカ３２と連系ブレーカ３５との間の幹線に
は、それぞれ分岐ブレーカ３３を介して複数の分岐回路
Ｌｂが接続されている。すなわち、分岐ブレーカ３３を
介して負荷への電源が供給される。リミッタ３１、主幹
ブレーカ３２、分岐ブレーカ３３、連系ブレーカ３５は
分電盤（図示せず）に収納され、太陽電池２０は住宅の
屋根などに設置され、太陽電池２０とパワーコンディシ
ョナ２１とは接続箱５内で接続される。
ナを備えた住宅用の太陽光発電システムとしては、図４
に示すように、単相３線の商用電源ＡＣから電流制限器
（以下、リミッタという）３１及び漏電ブレーカよりな
る主幹ブレーカ３２を介して接続されている幹線に、連
系ブレーカ３５及び解列開閉器２２ａ，２２ｂを介し
て、太陽電池２０の出力を電力変換するパワーコンディ
ショナ２１を接続したものがある。ここに、太陽電池２
０とパワーコンディショナ２１とで分散電源を構成して
いる。リミッタ３１は需要家の負荷電流を電力会社との
間の契約値以下に制限するために設けられたブレーカで
ある。パワーコンディショナ２１は、ＩＧＢＴ（絶縁ゲ
ート型トランジスタ）等から成る複数のスイッチング素
子Ｑ１〜Ｑ６を有するスイッチング回路２３と、スイッ
チング回路２３の各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６をオン
オフ制御することで太陽電池２０から出力された直流電
圧を交流電圧に変換する制御回路２７とを備えている。
主幹ブレーカ３２と連系ブレーカ３５との間の幹線に
は、それぞれ分岐ブレーカ３３を介して複数の分岐回路
Ｌｂが接続されている。すなわち、分岐ブレーカ３３を
介して負荷への電源が供給される。リミッタ３１、主幹
ブレーカ３２、分岐ブレーカ３３、連系ブレーカ３５は
分電盤（図示せず）に収納され、太陽電池２０は住宅の
屋根などに設置され、太陽電池２０とパワーコンディシ
ョナ２１とは接続箱５内で接続される。
【０００５】解列開閉器２２ａ，２２ｂは、異常時や商
用電源ＡＣの停電時に商用電源ＡＣとスイッチング回路
２３とを切り離すために設けられている。つまり、解列
開閉器２２ａ，２２ｂがオンのときに系統連系が行わ
れ、解列開閉器２２ａ，２２ｂがオフの状態（つまり、
解列された状態）では系統分離がなされる。具体的に
は、解列開閉器２２ａ，２２ｂは、系統異常時に発生す
る過電圧や不足電圧等、あるいは商用電源ＡＣの停電が
連系保護回路２５により検出されたときに解列するもの
であって、連系保護回路２５は連系ブレーカ３５と解列
開閉器２２との間の幹線に接続されて異常や停電を検出
する。すなわち、幹線に流れる電流、線間の電圧を検出
することにより、異常や停電を検出することができる。
解列開閉器２２はスイッチング回路２３と分岐ブレーカ
３３との間に挿入されているから、異常時や停電時には
太陽電池２０による発電が行われていても分岐回路Ｌｂ
には電力を供給することができなくなる。そこで、スイ
ッチング回路２３と解列開閉器２２ｂとの間に自立用分
岐ブレーカ２９を介して負荷Ｌを接続すれば、系統連系
時と系統分離時とにかかわらず、負荷Ｌへの電力供給が
可能になる。つまり、異常時や停電時であってもスイッ
チング回路２３から正常に出力が得られていれば負荷Ｌ
への電力供給が可能となり、図５に示すような太陽光発
電システムの自立運転が可能になる。その結果、電話機
などの通信機器のように優先的に電力を供給する必要が
ある負荷Ｌに電力を供給できる可能性が高くなる。な
お、詳しい説明は省略するが、上記非絶縁型のパワーコ
ンディショナ２１においては直流成分が交流側に流出し
たときに動作を停止する機能も有している。
用電源ＡＣの停電時に商用電源ＡＣとスイッチング回路
２３とを切り離すために設けられている。つまり、解列
開閉器２２ａ，２２ｂがオンのときに系統連系が行わ
れ、解列開閉器２２ａ，２２ｂがオフの状態（つまり、
解列された状態）では系統分離がなされる。具体的に
は、解列開閉器２２ａ，２２ｂは、系統異常時に発生す
る過電圧や不足電圧等、あるいは商用電源ＡＣの停電が
連系保護回路２５により検出されたときに解列するもの
であって、連系保護回路２５は連系ブレーカ３５と解列
開閉器２２との間の幹線に接続されて異常や停電を検出
する。すなわち、幹線に流れる電流、線間の電圧を検出
することにより、異常や停電を検出することができる。
解列開閉器２２はスイッチング回路２３と分岐ブレーカ
３３との間に挿入されているから、異常時や停電時には
太陽電池２０による発電が行われていても分岐回路Ｌｂ
には電力を供給することができなくなる。そこで、スイ
ッチング回路２３と解列開閉器２２ｂとの間に自立用分
岐ブレーカ２９を介して負荷Ｌを接続すれば、系統連系
時と系統分離時とにかかわらず、負荷Ｌへの電力供給が
可能になる。つまり、異常時や停電時であってもスイッ
チング回路２３から正常に出力が得られていれば負荷Ｌ
への電力供給が可能となり、図５に示すような太陽光発
電システムの自立運転が可能になる。その結果、電話機
などの通信機器のように優先的に電力を供給する必要が
ある負荷Ｌに電力を供給できる可能性が高くなる。な
お、詳しい説明は省略するが、上記非絶縁型のパワーコ
ンディショナ２１においては直流成分が交流側に流出し
たときに動作を停止する機能も有している。
【０００６】また、現在提供されている太陽光発電シス
テムには、図６に示すように概ね１ｋＷ単位の太陽電池
２０を１０ｋＷ程度まで複数まとめて接続箱５内でパワ
ーコンディショナ２１に接続し、１つのパワーコンディ
ショナ２１により集中して変換する方式（以下、「集中
方式」という）のものと、図７に示すように概ね１ｋＷ
程度の太陽電池２０にそれぞれ設けたパワーコンディシ
ョナ２１1〜２１5の出力を並列接続した方式（以下、
「並列方式」という）のものとが存在する。なお、並列
方式に用いられる複数のパワーコンディショナ２１1〜
２１5を特にストリングインバータと呼ぶこともある。
テムには、図６に示すように概ね１ｋＷ単位の太陽電池
２０を１０ｋＷ程度まで複数まとめて接続箱５内でパワ
ーコンディショナ２１に接続し、１つのパワーコンディ
ショナ２１により集中して変換する方式（以下、「集中
方式」という）のものと、図７に示すように概ね１ｋＷ
程度の太陽電池２０にそれぞれ設けたパワーコンディシ
ョナ２１1〜２１5の出力を並列接続した方式（以下、
「並列方式」という）のものとが存在する。なお、並列
方式に用いられる複数のパワーコンディショナ２１1〜
２１5を特にストリングインバータと呼ぶこともある。
【０００７】ここで、上述のような太陽光発電システム
に用いられる太陽電池２０の出力電圧は乾電池のように
低電圧ではなく比較的に高電圧となっており、対地との
絶縁抵抗の劣化（以下、「絶縁劣化」という）の対策が
必要となっている。このような絶縁劣化の有無を検出す
る方法としては、例えば、変電所の制御装置に用いられ
る機能接地方式がある。この機能接地方式は、制御装置
で使用される直流高電圧間を高抵抗で接続し且つ中点を
接地し、大地に漏れる漏洩電流を電圧のバランス差に基
づいて絶縁劣化の検出を行うものである。なお、上述の
ような非絶縁型のパワーコンディショナ２１を用いた太
陽光発電システムにおいては、直流側と交流側が連系し
ているために交流側でも直流側の地絡を検出することが
可能である。しかしながら、従来のパワーコンディショ
ナ２１に設置されている絶縁検出回路（直流地絡検出回
路）は接地された系統と連系していることを前提に構成
されており、自立運転時のような非接地状態で使用する
場合の直流地絡検出には対応していない。
に用いられる太陽電池２０の出力電圧は乾電池のように
低電圧ではなく比較的に高電圧となっており、対地との
絶縁抵抗の劣化（以下、「絶縁劣化」という）の対策が
必要となっている。このような絶縁劣化の有無を検出す
る方法としては、例えば、変電所の制御装置に用いられ
る機能接地方式がある。この機能接地方式は、制御装置
で使用される直流高電圧間を高抵抗で接続し且つ中点を
接地し、大地に漏れる漏洩電流を電圧のバランス差に基
づいて絶縁劣化の検出を行うものである。なお、上述の
ような非絶縁型のパワーコンディショナ２１を用いた太
陽光発電システムにおいては、直流側と交流側が連系し
ているために交流側でも直流側の地絡を検出することが
可能である。しかしながら、従来のパワーコンディショ
ナ２１に設置されている絶縁検出回路（直流地絡検出回
路）は接地された系統と連系していることを前提に構成
されており、自立運転時のような非接地状態で使用する
場合の直流地絡検出には対応していない。
【０００８】ところで、上述の太陽光発電システムと同
様に高電圧の電池を使用するものとして、図８に示すよ
うに走行用の駆動源であるモータＭと、電池（バッテ
リ）の直流出力を交流出力に変換してモータＭを駆動す
るインバータ装置（以下、「モータインバータ」と呼
ぶ）４０とを備えた電気自動車（ガソリンエンジンと併
用する所謂ハイブリッド車を含む）がある。すなわち、
このような電気自動車ではセルモータや電装品に電源を
供給するために搭載されている低電圧（例えば１２Ｖ）
のバッテリ（図示せず）とは別に、上記モータＭを駆動
するために２００Ｖ〜３００Ｖの直流高電圧を出力する
電池（バッテリ）４１を搭載しており、その正極側及び
負極側とも上記低電圧のバッテリ（以下、「低圧バッテ
リ」と呼ぶ）の系統とは完全に分離されている。なお、
上記低圧バッテリは負極側が車体（シャーシ）に接続さ
れている。
様に高電圧の電池を使用するものとして、図８に示すよ
うに走行用の駆動源であるモータＭと、電池（バッテ
リ）の直流出力を交流出力に変換してモータＭを駆動す
るインバータ装置（以下、「モータインバータ」と呼
ぶ）４０とを備えた電気自動車（ガソリンエンジンと併
用する所謂ハイブリッド車を含む）がある。すなわち、
このような電気自動車ではセルモータや電装品に電源を
供給するために搭載されている低電圧（例えば１２Ｖ）
のバッテリ（図示せず）とは別に、上記モータＭを駆動
するために２００Ｖ〜３００Ｖの直流高電圧を出力する
電池（バッテリ）４１を搭載しており、その正極側及び
負極側とも上記低電圧のバッテリ（以下、「低圧バッテ
リ」と呼ぶ）の系統とは完全に分離されている。なお、
上記低圧バッテリは負極側が車体（シャーシ）に接続さ
れている。
【０００９】このような電気自動車においては、上記高
電圧のバッテリ（以下、「高圧バッテリ」と呼ぶ）４１
の系統を車体に短絡あるいは抵抗を介して接続したとし
ても、原理的には短絡や漏電の電流が流れる経路（ルー
プ）が形成されないから感電事故が起きる虞はない。し
かしながら、高圧バッテリ４１は上記モータインバータ
４０に接続されており、ノイズ低減のためにコンデンサ
（カップリングコンデンサ）を介して高周波ノイズ成分
を車体に流すようにしている場合が多い。そのため、カ
ップリングコンデンサの劣化、あるいは配線被覆の劣化
などで、本来完全に絶縁されている高圧バッテリ系と車
体との絶縁劣化を検出した方がより安全である。このよ
うなことから、高圧バッテリ系を完全に絶縁しつつ絶縁
劣化を検出するための装置を搭載する必要がある。
電圧のバッテリ（以下、「高圧バッテリ」と呼ぶ）４１
の系統を車体に短絡あるいは抵抗を介して接続したとし
ても、原理的には短絡や漏電の電流が流れる経路（ルー
プ）が形成されないから感電事故が起きる虞はない。し
かしながら、高圧バッテリ４１は上記モータインバータ
４０に接続されており、ノイズ低減のためにコンデンサ
（カップリングコンデンサ）を介して高周波ノイズ成分
を車体に流すようにしている場合が多い。そのため、カ
ップリングコンデンサの劣化、あるいは配線被覆の劣化
などで、本来完全に絶縁されている高圧バッテリ系と車
体との絶縁劣化を検出した方がより安全である。このよ
うなことから、高圧バッテリ系を完全に絶縁しつつ絶縁
劣化を検出するための装置を搭載する必要がある。
【００１０】而して、上述のような電気自動車用の絶縁
劣化検出装置として、図８に示すように高圧バッテリ４
１の正極に直流阻止用のコンデンサ（カップリングコン
デンサ）１２を介して検出抵抗１３並びに交流電圧源１
１の直列回路を接続するとともに交流電圧源１１の一端
を接地し、地絡電流が流れた場合に検出抵抗１３の両端
に生じる電圧降下をオペアンプ１４で増幅して検出出力
を得るものがある（特開平８−７０５０３号公報参
照）。
劣化検出装置として、図８に示すように高圧バッテリ４
１の正極に直流阻止用のコンデンサ（カップリングコン
デンサ）１２を介して検出抵抗１３並びに交流電圧源１
１の直列回路を接続するとともに交流電圧源１１の一端
を接地し、地絡電流が流れた場合に検出抵抗１３の両端
に生じる電圧降下をオペアンプ１４で増幅して検出出力
を得るものがある（特開平８−７０５０３号公報参
照）。
【００１１】ところで、電気自動車には上述のように２
００〜３００Ｖの高圧バッテリ４１が搭載されているか
ら、図８及び図９に示すように高圧バッテリ４１の直流
高電圧を１００Ｖ程度の交流電圧に変換するインバータ
装置５０を搭載するとともに、交流１００Ｖを電源とす
る一般の電気機器６０を接続するためのアウトレット
（コンセント）５１をフィルタ回路５２を介してインバ
ータ装置５０の出力側に設けた電気自動車が提供され始
めている。
００〜３００Ｖの高圧バッテリ４１が搭載されているか
ら、図８及び図９に示すように高圧バッテリ４１の直流
高電圧を１００Ｖ程度の交流電圧に変換するインバータ
装置５０を搭載するとともに、交流１００Ｖを電源とす
る一般の電気機器６０を接続するためのアウトレット
（コンセント）５１をフィルタ回路５２を介してインバ
ータ装置５０の出力側に設けた電気自動車が提供され始
めている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図９に示す
ように電気自動車のコンセント５１に接続された電気機
器６０の電源ケーブルや筐体に事故が生じて車体に漏電
したり地絡した場合、上記絶縁劣化検出装置１０が動作
して高圧バッテリ４１からの電源供給を停止して走行不
能になったり、モータインバータ４０やモータＭ等の駆
動系で絶縁劣化が生じたと誤判断してしまうという問題
がある。
ように電気自動車のコンセント５１に接続された電気機
器６０の電源ケーブルや筐体に事故が生じて車体に漏電
したり地絡した場合、上記絶縁劣化検出装置１０が動作
して高圧バッテリ４１からの電源供給を停止して走行不
能になったり、モータインバータ４０やモータＭ等の駆
動系で絶縁劣化が生じたと誤判断してしまうという問題
がある。
【００１３】一方、上述の太陽光発電システムの自立運
転時には商用電源ＡＣと切り離されて非接地状態になっ
ているから、インバータ装置４０及びコンセント５１を
備えた電気自動車の回路構成と太陽光発電システムの自
立運転時の回路構成とは同等とみなせる。したがって、
電気自動車と同様に特開平８−７０５０３号公報に記載
されている絶縁劣化検出の方式を適用して直流側の絶縁
抵抗劣化を監視することができる。すなわち、図５に示
すようにパワーコンディショナ２１の直流入力端の正極
と接地との間に系統とは別の交流電圧源１１とカップリ
ングコンデンサ１２と検出抵抗１３を直列に接続して成
る交流電圧供給手段を有するとともに地絡電流による検
出抵抗１３の電圧降下をオペアンプ１４で増幅して得ら
れる検出電圧を連系保護回路２５に出力するようにした
絶縁劣化検出装置１０を設ける。この絶縁劣化検出装置
１０では、絶縁が良好なときに交流電圧供給手段から電
流が供給されず、検出抵抗１３に電圧降下が生じない
が、絶縁が劣化すると交流電圧供給手段から検出抵抗１
３とカップリングコンデンサ１２を通して、劣化箇所か
ら大地へ地絡電流が流れる。このとき、絶縁劣化状態に
応じて検出抵抗１３の両端に電圧差（電圧降下）が発生
するから、その電圧差をオペアンプ１４で増幅して連系
保護回路２５に入力して絶縁劣化度合を判断し、自立用
分岐ブレーカ２９をオフしてシステムを停止させる。
転時には商用電源ＡＣと切り離されて非接地状態になっ
ているから、インバータ装置４０及びコンセント５１を
備えた電気自動車の回路構成と太陽光発電システムの自
立運転時の回路構成とは同等とみなせる。したがって、
電気自動車と同様に特開平８−７０５０３号公報に記載
されている絶縁劣化検出の方式を適用して直流側の絶縁
抵抗劣化を監視することができる。すなわち、図５に示
すようにパワーコンディショナ２１の直流入力端の正極
と接地との間に系統とは別の交流電圧源１１とカップリ
ングコンデンサ１２と検出抵抗１３を直列に接続して成
る交流電圧供給手段を有するとともに地絡電流による検
出抵抗１３の電圧降下をオペアンプ１４で増幅して得ら
れる検出電圧を連系保護回路２５に出力するようにした
絶縁劣化検出装置１０を設ける。この絶縁劣化検出装置
１０では、絶縁が良好なときに交流電圧供給手段から電
流が供給されず、検出抵抗１３に電圧降下が生じない
が、絶縁が劣化すると交流電圧供給手段から検出抵抗１
３とカップリングコンデンサ１２を通して、劣化箇所か
ら大地へ地絡電流が流れる。このとき、絶縁劣化状態に
応じて検出抵抗１３の両端に電圧差（電圧降下）が発生
するから、その電圧差をオペアンプ１４で増幅して連系
保護回路２５に入力して絶縁劣化度合を判断し、自立用
分岐ブレーカ２９をオフしてシステムを停止させる。
【００１４】しかしながら、上述の並列方式の場合に自
立運転中に絶縁劣化すると連系保護回路２５により絶縁
劣化が生じていないパワーコンディショナ２１を含むシ
ステム全体が停止してしまうという問題がある。
立運転中に絶縁劣化すると連系保護回路２５により絶縁
劣化が生じていないパワーコンディショナ２１を含むシ
ステム全体が停止してしまうという問題がある。
【００１５】このように従来の絶縁劣化検出装置は直流
電源（太陽電池２０や高圧バッテリ４１）より後段の回
路全ての絶縁劣化を検出するものであり、多重に接続さ
れたインバータ装置２１1…を個別に管理したり、多数
接続されたインバータ装置５０の負荷回路（負荷Ｌやコ
ンセント５１）の個々についての個別管理ができないも
のであった。したがって、何れかのインバータ装置ある
いは負荷回路の一つの絶縁劣化であっても全てが問題あ
るものとして対処すべきこととなっており、使い勝手の
良くないものであった。
電源（太陽電池２０や高圧バッテリ４１）より後段の回
路全ての絶縁劣化を検出するものであり、多重に接続さ
れたインバータ装置２１1…を個別に管理したり、多数
接続されたインバータ装置５０の負荷回路（負荷Ｌやコ
ンセント５１）の個々についての個別管理ができないも
のであった。したがって、何れかのインバータ装置ある
いは負荷回路の一つの絶縁劣化であっても全てが問題あ
るものとして対処すべきこととなっており、使い勝手の
良くないものであった。
【００１６】本発明は上記事情に鑑みて為されたもので
あり、その目的とするところは、太陽光発電システムや
電気自動車に用いる場合の使い勝手を良くしたインバー
タ装置における絶縁劣化検出装置及びそれを用いた太陽
光発電システム並びに電気自動車を提供することにあ
る。
あり、その目的とするところは、太陽光発電システムや
電気自動車に用いる場合の使い勝手を良くしたインバー
タ装置における絶縁劣化検出装置及びそれを用いた太陽
光発電システム並びに電気自動車を提供することにあ
る。
【００１７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
目的を達成するために、非接地の直流電源の直流出力を
非接地の交流出力に変換して負荷に供給するインバータ
装置における絶縁抵抗の劣化を検出する絶縁劣化検出装
置であって、前記インバータ装置の一方の入力端と接地
間に挿入されたコンデンサ及び交流電圧源の直列回路を
具備する交流電圧供給手段と、前記インバータ装置の出
力経路に流れる電流の差を検出する差電流検出手段と、
前記差電流検出手段の検出結果に基づいて絶縁劣化の有
無を判別する判別手段とを備えたことを特徴とし、イン
バータ装置から負荷側の回路に絶縁劣化が生じた場合に
は交流電圧供給手段から供給される電流によってインバ
ータ装置の出力経路に流れる電流に差が生じる（不平衡
となる）から、この差を差電流検出手段で検出して絶縁
劣化の発生を検出することができる。特に、インバータ
装置における負荷への出力側で絶縁劣化を検出すること
が可能であるから、インバータ装置が複数ある場合や負
荷が複数接続されるような場合には各インバータ装置又
は負荷毎に絶縁劣化の検出を行うことができ、複数のイ
ンバータ装置又は複数の負荷の特定部位のみについて絶
縁劣化の管理を行うことができて使い勝手の向上が図れ
る。
目的を達成するために、非接地の直流電源の直流出力を
非接地の交流出力に変換して負荷に供給するインバータ
装置における絶縁抵抗の劣化を検出する絶縁劣化検出装
置であって、前記インバータ装置の一方の入力端と接地
間に挿入されたコンデンサ及び交流電圧源の直列回路を
具備する交流電圧供給手段と、前記インバータ装置の出
力経路に流れる電流の差を検出する差電流検出手段と、
前記差電流検出手段の検出結果に基づいて絶縁劣化の有
無を判別する判別手段とを備えたことを特徴とし、イン
バータ装置から負荷側の回路に絶縁劣化が生じた場合に
は交流電圧供給手段から供給される電流によってインバ
ータ装置の出力経路に流れる電流に差が生じる（不平衡
となる）から、この差を差電流検出手段で検出して絶縁
劣化の発生を検出することができる。特に、インバータ
装置における負荷への出力側で絶縁劣化を検出すること
が可能であるから、インバータ装置が複数ある場合や負
荷が複数接続されるような場合には各インバータ装置又
は負荷毎に絶縁劣化の検出を行うことができ、複数のイ
ンバータ装置又は複数の負荷の特定部位のみについて絶
縁劣化の管理を行うことができて使い勝手の向上が図れ
る。
【００１８】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記インバータ装置に前記直流電源を入力とする異
なる他のインバータ装置が接続されていることを特徴と
し、請求項１の発明の作用に加えて、複数のインバータ
装置が接続されている場合でも特定のインバータ装置に
ついて絶縁劣化を検出することができ、複数のインバー
タ装置の個別管理が可能となって使い勝手の向上が図れ
る。
て、前記インバータ装置に前記直流電源を入力とする異
なる他のインバータ装置が接続されていることを特徴と
し、請求項１の発明の作用に加えて、複数のインバータ
装置が接続されている場合でも特定のインバータ装置に
ついて絶縁劣化を検出することができ、複数のインバー
タ装置の個別管理が可能となって使い勝手の向上が図れ
る。
【００１９】請求項３の発明は、請求項１又は２の発明
において、前記インバータ装置の出力に複数の負荷が接
続されるとともに特定の負荷への供給経路に差電流検出
手段を設けて成ることを特徴とし、請求項１又は２の発
明の作用に加えて、複数の負荷が接続されている場合で
も特定の負荷への経路について絶縁劣化を検出すること
ができ、複数の負荷の個別管理が可能となって使い勝手
の向上が図れる。
において、前記インバータ装置の出力に複数の負荷が接
続されるとともに特定の負荷への供給経路に差電流検出
手段を設けて成ることを特徴とし、請求項１又は２の発
明の作用に加えて、複数の負荷が接続されている場合で
も特定の負荷への経路について絶縁劣化を検出すること
ができ、複数の負荷の個別管理が可能となって使い勝手
の向上が図れる。
【００２０】請求項４の発明は、請求項１又は２又は３
の発明において、前記判別手段で絶縁劣化有りと判別さ
れた場合に回路を遮断する接点を差電流検出手段が設け
られた出力経路又は前記インバータ装置の入力側経路に
設けたことを特徴とし、請求項１又は２又は３の発明の
作用に加えて、絶縁劣化が生じた場合に接点を開成する
ことで回路遮断がされて安全性を確保することができ
る。特に差電流検出手段が設けられた出力経路では特定
の回路のみの遮断で他への影響を与えずに個別管理が可
能となり、またインバータ装置の入力側経路では特定の
インバータのみの遮断で他のインバータへの遮断影響を
与えず個別管理が可能となる。
の発明において、前記判別手段で絶縁劣化有りと判別さ
れた場合に回路を遮断する接点を差電流検出手段が設け
られた出力経路又は前記インバータ装置の入力側経路に
設けたことを特徴とし、請求項１又は２又は３の発明の
作用に加えて、絶縁劣化が生じた場合に接点を開成する
ことで回路遮断がされて安全性を確保することができ
る。特に差電流検出手段が設けられた出力経路では特定
の回路のみの遮断で他への影響を与えずに個別管理が可
能となり、またインバータ装置の入力側経路では特定の
インバータのみの遮断で他のインバータへの遮断影響を
与えず個別管理が可能となる。
【００２１】請求項５の発明は、請求項１〜４の何れか
の発明において、前記交流電圧供給手段の交流電圧源の
周波数成分を通過させるフィルタを前記差電流検出手段
の出力側に設けたことを特徴とし、請求項１〜４の何れ
かの発明の作用に加えて、フィルタを設けたことで交流
電圧供給手段から供給される低周波交流電圧とインバー
タ装置から出力される交流電圧との差異を明確にして絶
縁劣化の誤検出を防止できる。
の発明において、前記交流電圧供給手段の交流電圧源の
周波数成分を通過させるフィルタを前記差電流検出手段
の出力側に設けたことを特徴とし、請求項１〜４の何れ
かの発明の作用に加えて、フィルタを設けたことで交流
電圧供給手段から供給される低周波交流電圧とインバー
タ装置から出力される交流電圧との差異を明確にして絶
縁劣化の誤検出を防止できる。
【００２２】請求項６の発明は、請求項１〜５の何れか
の発明において、前記差電流検出手段を零相変流器とし
たことを特徴とし、請求項１〜５の何れかの発明の作用
に加えて、交流用の零相変流器が採用できることから装
置が小型且つ安価になる。
の発明において、前記差電流検出手段を零相変流器とし
たことを特徴とし、請求項１〜５の何れかの発明の作用
に加えて、交流用の零相変流器が採用できることから装
置が小型且つ安価になる。
【００２３】請求項７の発明は、請求項１〜６の何れか
の発明において、前記交流電圧供給手段に流れる電流を
検出する電流検出回路を備え、該電流検出回路の感度を
前記判別手段の感度より鈍くしたことを特徴とし、請求
項１〜６の何れかの発明の作用に加えて、直流電源以降
の回路全体の絶縁劣化の検出と個別の回路の絶縁劣化の
検出とを相互に協調させて回路全体の絶縁劣化に対する
管理が可能となる。
の発明において、前記交流電圧供給手段に流れる電流を
検出する電流検出回路を備え、該電流検出回路の感度を
前記判別手段の感度より鈍くしたことを特徴とし、請求
項１〜６の何れかの発明の作用に加えて、直流電源以降
の回路全体の絶縁劣化の検出と個別の回路の絶縁劣化の
検出とを相互に協調させて回路全体の絶縁劣化に対する
管理が可能となる。
【００２４】請求項８の発明は、上記目的を達成するた
めに、前記直流電源としての太陽電池と、前記太陽電池
の直流出力を交流出力に変換して前記負荷に供給する前
記インバータ装置と、請求項１〜７の何れかに記載の絶
縁劣化検出装置とを備えたことを特徴とし、絶縁劣化検
出装置によってインバータ装置における負荷への出力側
で絶縁劣化を検出することが可能であるから、インバー
タ装置が複数ある場合や負荷が複数接続されるような場
合には各インバータ装置又は負荷毎に絶縁劣化の検出を
行うことができ、複数のインバータ装置又は複数の負荷
の特定部位のみについて絶縁劣化の管理を行うことがで
きて使い勝手の良い太陽光発電システムが提供できる。
めに、前記直流電源としての太陽電池と、前記太陽電池
の直流出力を交流出力に変換して前記負荷に供給する前
記インバータ装置と、請求項１〜７の何れかに記載の絶
縁劣化検出装置とを備えたことを特徴とし、絶縁劣化検
出装置によってインバータ装置における負荷への出力側
で絶縁劣化を検出することが可能であるから、インバー
タ装置が複数ある場合や負荷が複数接続されるような場
合には各インバータ装置又は負荷毎に絶縁劣化の検出を
行うことができ、複数のインバータ装置又は複数の負荷
の特定部位のみについて絶縁劣化の管理を行うことがで
きて使い勝手の良い太陽光発電システムが提供できる。
【００２５】請求項９の発明は、上記目的を達成するた
めに、前記直流電源としての電池と、走行用の駆動源と
なるモータと、当該電池の直流出力を交流出力に変換し
て前記モータに供給するモータ用インバータ装置と、前
記電池の直流出力を交流出力に変換して前記負荷に供給
する前記インバータ装置と、請求項１〜７の何れかに記
載の絶縁劣化検出装置とを備えたことを特徴とし、絶縁
劣化検出装置によってインバータ装置における負荷への
出力側で絶縁劣化を検出することが可能であるから、イ
ンバータ装置が複数ある場合や負荷が複数接続されるよ
うな場合には各インバータ装置又は負荷毎に絶縁劣化の
検出を行うことができ、複数のインバータ装置又は複数
の負荷の特定部位のみについて絶縁劣化の管理を行うこ
とができて使い勝手の良い電気自動車が提供できる。
めに、前記直流電源としての電池と、走行用の駆動源と
なるモータと、当該電池の直流出力を交流出力に変換し
て前記モータに供給するモータ用インバータ装置と、前
記電池の直流出力を交流出力に変換して前記負荷に供給
する前記インバータ装置と、請求項１〜７の何れかに記
載の絶縁劣化検出装置とを備えたことを特徴とし、絶縁
劣化検出装置によってインバータ装置における負荷への
出力側で絶縁劣化を検出することが可能であるから、イ
ンバータ装置が複数ある場合や負荷が複数接続されるよ
うな場合には各インバータ装置又は負荷毎に絶縁劣化の
検出を行うことができ、複数のインバータ装置又は複数
の負荷の特定部位のみについて絶縁劣化の管理を行うこ
とができて使い勝手の良い電気自動車が提供できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】（実施形態１）図１は本発明に係
る絶縁劣化検出装置１を備えた太陽光発電システムのシ
ステム構成図である。なお、太陽光発電システムの構成
は従来例で説明した自立型のもの（図５参照）と共通す
るので、共通する構成には同一の符号を付して説明を省
略する。
る絶縁劣化検出装置１を備えた太陽光発電システムのシ
ステム構成図である。なお、太陽光発電システムの構成
は従来例で説明した自立型のもの（図５参照）と共通す
るので、共通する構成には同一の符号を付して説明を省
略する。
【００２７】本実施形態の絶縁劣化検出装置１は、イン
バータ装置（パワーコンディショナ）２１の正極側の入
力端と接地間に挿入されたカップリングコンデンサ１２
及び交流電圧源１１の直列回路を具備する交流電圧供給
手段と、インバータ装置２１の出力経路、すなわち自立
用分岐ブレーカ２９に接続された負荷回路（コンセン
ト）１６に流れる電流の差（不平衡電流）を検出する差
電流検出手段たる零相変流器２と、零相変流器２の２次
側に生じる検出電流から交流電圧源１１の周波数近傍の
成分以外を除去するフィルタ３と、フィルタ３を通過し
た検出電流が所定値を超えているか否かによって絶縁劣
化の有無を判別する判別回路４とを備えている。また、
本実施形態の太陽光発電システムは従来例と同様に交流
電圧源１１とカップリングコンデンサ１２の間に挿入さ
れた検出抵抗１３とオペアンプ１４から成る絶縁劣化検
出装置１０も併せて設けてある。
バータ装置（パワーコンディショナ）２１の正極側の入
力端と接地間に挿入されたカップリングコンデンサ１２
及び交流電圧源１１の直列回路を具備する交流電圧供給
手段と、インバータ装置２１の出力経路、すなわち自立
用分岐ブレーカ２９に接続された負荷回路（コンセン
ト）１６に流れる電流の差（不平衡電流）を検出する差
電流検出手段たる零相変流器２と、零相変流器２の２次
側に生じる検出電流から交流電圧源１１の周波数近傍の
成分以外を除去するフィルタ３と、フィルタ３を通過し
た検出電流が所定値を超えているか否かによって絶縁劣
化の有無を判別する判別回路４とを備えている。また、
本実施形態の太陽光発電システムは従来例と同様に交流
電圧源１１とカップリングコンデンサ１２の間に挿入さ
れた検出抵抗１３とオペアンプ１４から成る絶縁劣化検
出装置１０も併せて設けてある。
【００２８】交流電圧供給手段においては、カップリン
グコンデンサ１２によって直流分が絶縁されていて交流
電圧源１１から供給される低周波数の交流電流は、絶縁
が正常ならば流れない。しかしながら、コンセント１６
に接続された電気機器６０の絶縁が劣化すると、インバ
ータ装置２１から出力される５０又は６０Ｈｚの交流成
分はループができないので漏れないが、自立用分岐ブレ
ーカ２９及びコンセント１６から電気機器６０の経路に
は電流が流れるループが形成されるため、交流電圧供給
手段から供給される低周波数（インバータ装置２１から
出力される５０又は６０Ｈｚの交流成分と区別可能な周
波数）の電流が上記ループを経由して流れることにな
る。上記経路に電流が流れると零相変流器２を貫通する
電流が不平衡となって零相変流器２の２次側にその差電
流に応じた検出電流が生じる。そして、フィルタ３によ
って零相変流器２の２次側に生じる検出電流から交流電
圧源１１の周波数近傍の周波数成分以外を除去し、判別
回路４においてフィルタ３を通過した検出電流が所定値
を超えている場合に絶縁劣化が生じていると判別する。
判別回路４の判別結果が連系保護回路２５に与えられ、
連系保護回路２５では絶縁劣化が生じている場合には制
御回路２７により自立用分岐ブレーカ２９をオフさせて
システムを停止させる。
グコンデンサ１２によって直流分が絶縁されていて交流
電圧源１１から供給される低周波数の交流電流は、絶縁
が正常ならば流れない。しかしながら、コンセント１６
に接続された電気機器６０の絶縁が劣化すると、インバ
ータ装置２１から出力される５０又は６０Ｈｚの交流成
分はループができないので漏れないが、自立用分岐ブレ
ーカ２９及びコンセント１６から電気機器６０の経路に
は電流が流れるループが形成されるため、交流電圧供給
手段から供給される低周波数（インバータ装置２１から
出力される５０又は６０Ｈｚの交流成分と区別可能な周
波数）の電流が上記ループを経由して流れることにな
る。上記経路に電流が流れると零相変流器２を貫通する
電流が不平衡となって零相変流器２の２次側にその差電
流に応じた検出電流が生じる。そして、フィルタ３によ
って零相変流器２の２次側に生じる検出電流から交流電
圧源１１の周波数近傍の周波数成分以外を除去し、判別
回路４においてフィルタ３を通過した検出電流が所定値
を超えている場合に絶縁劣化が生じていると判別する。
判別回路４の判別結果が連系保護回路２５に与えられ、
連系保護回路２５では絶縁劣化が生じている場合には制
御回路２７により自立用分岐ブレーカ２９をオフさせて
システムを停止させる。
【００２９】ここで、本実施形態では従来例で説明した
ように絶縁劣化検出装置１０によって太陽光発電システ
ム全体の絶縁劣化を検出可能にするとともに、例えば本
発明に係る絶縁劣化検出装置１の判別回路４におけるし
きい値を低く設定して上記絶縁劣化検出装置１０よりも
感度を高く（検出時間を短く）すれば、２種類の絶縁劣
化検出装置１，１０によってより高度な保護協調が取
れ、安全性を高めることができる。
ように絶縁劣化検出装置１０によって太陽光発電システ
ム全体の絶縁劣化を検出可能にするとともに、例えば本
発明に係る絶縁劣化検出装置１の判別回路４におけるし
きい値を低く設定して上記絶縁劣化検出装置１０よりも
感度を高く（検出時間を短く）すれば、２種類の絶縁劣
化検出装置１，１０によってより高度な保護協調が取
れ、安全性を高めることができる。
【００３０】ところで、図２に示すように複数のインバ
ータ装置２１1〜２１5に対してそれぞれ本実施形態の絶
縁劣化検出装置１1〜１5を設け、各インバータ装置２１
1の出力同士を接続して従来例で説明した並列方式の太
陽光発電システムを構成することもできる。この場合、
各絶縁劣化検出装置１1〜１5により複数のインバータ装
置２１1〜２１5毎に個別に絶縁劣化を検出することがで
きるから、並列方式において絶縁劣化が生じたインバー
タ装置２１1…を特定することができる。このため、複
数のインバータ装置２１1…を備えた並列方式におい
て、絶縁劣化が生じたインバータ装置２１1…のみを停
止させるといったように複数のインバータ装置２１1…
の個別管理が可能となり、太陽光発電システムの使い勝
手が向上する。
ータ装置２１1〜２１5に対してそれぞれ本実施形態の絶
縁劣化検出装置１1〜１5を設け、各インバータ装置２１
1の出力同士を接続して従来例で説明した並列方式の太
陽光発電システムを構成することもできる。この場合、
各絶縁劣化検出装置１1〜１5により複数のインバータ装
置２１1〜２１5毎に個別に絶縁劣化を検出することがで
きるから、並列方式において絶縁劣化が生じたインバー
タ装置２１1…を特定することができる。このため、複
数のインバータ装置２１1…を備えた並列方式におい
て、絶縁劣化が生じたインバータ装置２１1…のみを停
止させるといったように複数のインバータ装置２１1…
の個別管理が可能となり、太陽光発電システムの使い勝
手が向上する。
【００３１】（実施形態２）図３は本発明に係る絶縁劣
化検出装置１を備えた電気自動車（ガソリンエンジンと
併用する所謂ハイブリット車を含む）の概略回路構成図
である。なお、電気自動車の回路構成は従来例で説明し
たもの（図８参照）と共通するので、共通する構成には
同一の符号を付して説明を省略する。
化検出装置１を備えた電気自動車（ガソリンエンジンと
併用する所謂ハイブリット車を含む）の概略回路構成図
である。なお、電気自動車の回路構成は従来例で説明し
たもの（図８参照）と共通するので、共通する構成には
同一の符号を付して説明を省略する。
【００３２】図３に示すように、電気自動車のインバー
タ装置５０は高圧バッテリ４１の直流電力を交流電力
（電源周波数は５０又は６０Ｈｚ）に変換して複数（本
実施形態では２つ）のコンセント５１1，５１2に供給し
ている。また、高圧バッテリ４１の正極には交流電圧供
給手段と電気自動車全体の絶縁劣化を検出するために絶
縁劣化検出装置１０とが設けてある。
タ装置５０は高圧バッテリ４１の直流電力を交流電力
（電源周波数は５０又は６０Ｈｚ）に変換して複数（本
実施形態では２つ）のコンセント５１1，５１2に供給し
ている。また、高圧バッテリ４１の正極には交流電圧供
給手段と電気自動車全体の絶縁劣化を検出するために絶
縁劣化検出装置１０とが設けてある。
【００３３】本実施形態では、インバータ装置５０から
２つのコンセント５１1，５１2への経路中にそれぞれ絶
縁劣化検出装置１1，１2並びに上記経路を開閉する接点
１７（片方のみを図示）が設けてある。なお、絶縁劣化
検出装置１1，１2の構成は実施形態１と共通するから説
明は省略する。
２つのコンセント５１1，５１2への経路中にそれぞれ絶
縁劣化検出装置１1，１2並びに上記経路を開閉する接点
１７（片方のみを図示）が設けてある。なお、絶縁劣化
検出装置１1，１2の構成は実施形態１と共通するから説
明は省略する。
【００３４】而して、コンセント５１1，５１2に接続さ
れた電気機器６０の絶縁が良好な場合にはコンセント５
１1，５１2に供給される交流電流（周波数５０又は６０
Ｈｚ）が平衡しているために零相変流器２の２次側に検
出電流が生じないが、電気機器６０の絶縁が劣化して地
絡電流が流れると零相変流器２を貫通する電流が不平衡
となって零相変流器２の２次側にその差電流に応じた検
出電流が生じる。そして、フィルタ３によって零相変流
器２の２次側に生じる検出電流から交流電圧源１１の周
波数近傍の周波数成分以外を除去し、判別回路４におい
てフィルタ３を通過した検出電流が所定値を超えている
場合に絶縁劣化が生じていると判別して接点１７を開成
し、インバータ装置５０から絶縁劣化が検出されたコン
セント５１1，５１2に対する電力供給を遮断する。ここ
で、インバータ装置５０の出力側に設けた絶縁劣化検出
装置１1，１2の感度を他方の絶縁劣化検出装置１０の感
度よりも高くしておくことにより、従来例で説明したよ
うに絶縁劣化検出装置１０が絶縁劣化を検出して電気自
動車全体を停止するよりも早く絶縁劣化の生じた負荷
（コンセント５１1，５１2）への電力供給を停止するこ
とができて使い勝手が向上できるものである。なお、モ
ータインバータ４０やモータＭで生じた絶縁劣化につい
ては従来例と同様に絶縁劣化検出装置１０で検出してお
り、本発明に係る絶縁劣化検出装置１1，１2と協調させ
ることでさらに電気自動車の安全性を高めることができ
る。
れた電気機器６０の絶縁が良好な場合にはコンセント５
１1，５１2に供給される交流電流（周波数５０又は６０
Ｈｚ）が平衡しているために零相変流器２の２次側に検
出電流が生じないが、電気機器６０の絶縁が劣化して地
絡電流が流れると零相変流器２を貫通する電流が不平衡
となって零相変流器２の２次側にその差電流に応じた検
出電流が生じる。そして、フィルタ３によって零相変流
器２の２次側に生じる検出電流から交流電圧源１１の周
波数近傍の周波数成分以外を除去し、判別回路４におい
てフィルタ３を通過した検出電流が所定値を超えている
場合に絶縁劣化が生じていると判別して接点１７を開成
し、インバータ装置５０から絶縁劣化が検出されたコン
セント５１1，５１2に対する電力供給を遮断する。ここ
で、インバータ装置５０の出力側に設けた絶縁劣化検出
装置１1，１2の感度を他方の絶縁劣化検出装置１０の感
度よりも高くしておくことにより、従来例で説明したよ
うに絶縁劣化検出装置１０が絶縁劣化を検出して電気自
動車全体を停止するよりも早く絶縁劣化の生じた負荷
（コンセント５１1，５１2）への電力供給を停止するこ
とができて使い勝手が向上できるものである。なお、モ
ータインバータ４０やモータＭで生じた絶縁劣化につい
ては従来例と同様に絶縁劣化検出装置１０で検出してお
り、本発明に係る絶縁劣化検出装置１1，１2と協調させ
ることでさらに電気自動車の安全性を高めることができ
る。
【００３５】ここで、図３に示すように絶縁劣化検出装
置１1，１2で絶縁劣化が検出されたときに開成する接点
１７’をインバータ装置５０の入力側に設けても良く、
このような構成ではモータインバータ４０に影響を与え
ることなくインバータ装置５０のみを動作停止させて個
別管理が可能となる。なお、接点１７”を高圧バッテリ
４１の負極近傍に設けて絶縁劣化が検出された場合に高
圧バッテリ４１からモータインバータ４０及びインバー
タ装置５０への電力供給を双方とも停止するようにして
も良い。
置１1，１2で絶縁劣化が検出されたときに開成する接点
１７’をインバータ装置５０の入力側に設けても良く、
このような構成ではモータインバータ４０に影響を与え
ることなくインバータ装置５０のみを動作停止させて個
別管理が可能となる。なお、接点１７”を高圧バッテリ
４１の負極近傍に設けて絶縁劣化が検出された場合に高
圧バッテリ４１からモータインバータ４０及びインバー
タ装置５０への電力供給を双方とも停止するようにして
も良い。
【００３６】
【発明の効果】請求項１の発明は、非接地の直流電源の
直流出力を非接地の交流出力に変換して負荷に供給する
インバータ装置における絶縁抵抗の劣化を検出する絶縁
劣化検出装置であって、前記インバータ装置の一方の入
力端と接地間に挿入されたコンデンサ及び交流電圧源の
直列回路を具備する交流電圧供給手段と、前記インバー
タ装置の出力経路に流れる電流の差を検出する差電流検
出手段と、前記差電流検出手段の検出結果に基づいて絶
縁劣化の有無を判別する判別手段とを備えたことを特徴
とし、インバータ装置から負荷側の回路に絶縁劣化が生
じた場合には交流電圧供給手段から供給される電流によ
ってインバータ装置の出力経路に流れる電流に差が生じ
る（不平衡となる）から、この差を差電流検出手段で検
出して絶縁劣化の発生を検出することができるという効
果がある。特に、インバータ装置における負荷への出力
側で絶縁劣化を検出することが可能であるから、インバ
ータ装置が複数ある場合や負荷が複数接続されるような
場合には各インバータ装置又は負荷毎に絶縁劣化の検出
を行うことができ、複数のインバータ装置又は複数の負
荷の特定部位のみについて絶縁劣化の管理を行うことが
できて使い勝手の向上が図れるという効果がある。
直流出力を非接地の交流出力に変換して負荷に供給する
インバータ装置における絶縁抵抗の劣化を検出する絶縁
劣化検出装置であって、前記インバータ装置の一方の入
力端と接地間に挿入されたコンデンサ及び交流電圧源の
直列回路を具備する交流電圧供給手段と、前記インバー
タ装置の出力経路に流れる電流の差を検出する差電流検
出手段と、前記差電流検出手段の検出結果に基づいて絶
縁劣化の有無を判別する判別手段とを備えたことを特徴
とし、インバータ装置から負荷側の回路に絶縁劣化が生
じた場合には交流電圧供給手段から供給される電流によ
ってインバータ装置の出力経路に流れる電流に差が生じ
る（不平衡となる）から、この差を差電流検出手段で検
出して絶縁劣化の発生を検出することができるという効
果がある。特に、インバータ装置における負荷への出力
側で絶縁劣化を検出することが可能であるから、インバ
ータ装置が複数ある場合や負荷が複数接続されるような
場合には各インバータ装置又は負荷毎に絶縁劣化の検出
を行うことができ、複数のインバータ装置又は複数の負
荷の特定部位のみについて絶縁劣化の管理を行うことが
できて使い勝手の向上が図れるという効果がある。
【００３７】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記インバータ装置に前記直流電源を入力とする異
なる他のインバータ装置が接続されていることを特徴と
し、請求項１の発明の効果に加えて、複数のインバータ
装置が接続されている場合でも特定のインバータ装置に
ついて絶縁劣化を検出することができ、複数のインバー
タ装置の個別管理が可能となって使い勝手の向上が図れ
るという効果がある。
て、前記インバータ装置に前記直流電源を入力とする異
なる他のインバータ装置が接続されていることを特徴と
し、請求項１の発明の効果に加えて、複数のインバータ
装置が接続されている場合でも特定のインバータ装置に
ついて絶縁劣化を検出することができ、複数のインバー
タ装置の個別管理が可能となって使い勝手の向上が図れ
るという効果がある。
【００３８】請求項３の発明は、請求項１又は２の発明
において、前記インバータ装置の出力に複数の負荷が接
続されるとともに特定の負荷への供給経路に差電流検出
手段を設けて成ることを特徴とし、請求項１又は２の発
明の効果に加えて、複数の負荷が接続されている場合で
も特定の負荷への経路について絶縁劣化を検出すること
ができ、複数の負荷の個別管理が可能となって使い勝手
の向上が図れるという効果がある。
において、前記インバータ装置の出力に複数の負荷が接
続されるとともに特定の負荷への供給経路に差電流検出
手段を設けて成ることを特徴とし、請求項１又は２の発
明の効果に加えて、複数の負荷が接続されている場合で
も特定の負荷への経路について絶縁劣化を検出すること
ができ、複数の負荷の個別管理が可能となって使い勝手
の向上が図れるという効果がある。
【００３９】請求項４の発明は、請求項１又は２又は３
の発明において、前記判別手段で絶縁劣化有りと判別さ
れた場合に回路を遮断する接点を差電流検出手段が設け
られた出力経路又は前記インバータ装置の入力側経路に
設けたことを特徴とし、請求項１又は２又は３の発明の
効果に加えて、絶縁劣化が生じた場合に接点を開成する
ことで回路遮断がされて安全性を確保することができ、
特に差電流検出手段が設けられた出力経路では特定の回
路のみの遮断で他への影響を与えずに個別管理が可能と
なり、またインバータ装置の入力側経路では特定のイン
バータのみの遮断で他のインバータへの遮断影響を与え
ず個別管理が可能となるという効果がある。
の発明において、前記判別手段で絶縁劣化有りと判別さ
れた場合に回路を遮断する接点を差電流検出手段が設け
られた出力経路又は前記インバータ装置の入力側経路に
設けたことを特徴とし、請求項１又は２又は３の発明の
効果に加えて、絶縁劣化が生じた場合に接点を開成する
ことで回路遮断がされて安全性を確保することができ、
特に差電流検出手段が設けられた出力経路では特定の回
路のみの遮断で他への影響を与えずに個別管理が可能と
なり、またインバータ装置の入力側経路では特定のイン
バータのみの遮断で他のインバータへの遮断影響を与え
ず個別管理が可能となるという効果がある。
【００４０】請求項５の発明は、請求項１〜４の何れか
の発明において、前記交流電圧供給手段の交流電圧源の
周波数成分を通過させるフィルタを前記差電流検出手段
の出力側に設けたことを特徴とし、請求項１〜４の何れ
かの発明の効果に加えて、フィルタを設けたことで交流
電圧供給手段から供給される低周波交流電圧をインバー
タ装置から出力される交流電圧との差異を明確にして絶
縁劣化の誤検出を防止できるという効果がある。
の発明において、前記交流電圧供給手段の交流電圧源の
周波数成分を通過させるフィルタを前記差電流検出手段
の出力側に設けたことを特徴とし、請求項１〜４の何れ
かの発明の効果に加えて、フィルタを設けたことで交流
電圧供給手段から供給される低周波交流電圧をインバー
タ装置から出力される交流電圧との差異を明確にして絶
縁劣化の誤検出を防止できるという効果がある。
【００４１】請求項６の発明は、請求項１〜５の何れか
の発明において、前記差電流検出手段を零相変流器とし
たことを特徴とし、請求項１〜５の何れかの発明の効果
に加えて、交流用の零相変流器が採用できることから装
置が小型且つ安価になるという効果がある。
の発明において、前記差電流検出手段を零相変流器とし
たことを特徴とし、請求項１〜５の何れかの発明の効果
に加えて、交流用の零相変流器が採用できることから装
置が小型且つ安価になるという効果がある。
【００４２】請求項７の発明は、請求項１〜６の何れか
の発明において、前記交流電圧供給手段に流れる電流を
検出する電流検出回路を備え、該電流検出回路の感度を
前記判別手段の感度より鈍くしたことを特徴とし、請求
項１〜６の何れかの発明の効果に加えて、直流電源以降
の回路全体の絶縁劣化の検出と個別の回路の絶縁劣化の
検出とを相互に協調させて回路全体の絶縁劣化に対する
管理が可能となるという効果がある。
の発明において、前記交流電圧供給手段に流れる電流を
検出する電流検出回路を備え、該電流検出回路の感度を
前記判別手段の感度より鈍くしたことを特徴とし、請求
項１〜６の何れかの発明の効果に加えて、直流電源以降
の回路全体の絶縁劣化の検出と個別の回路の絶縁劣化の
検出とを相互に協調させて回路全体の絶縁劣化に対する
管理が可能となるという効果がある。
【００４３】請求項８の発明は、前記直流電源としての
太陽電池と、前記太陽電池の直流出力を交流出力に変換
して前記負荷に供給する前記インバータ装置と、請求項
１〜７の何れかに記載の絶縁劣化検出装置とを備えたこ
とを特徴とし、絶縁劣化検出装置によってインバータ装
置における負荷への出力側で絶縁劣化を検出することが
可能であるから、インバータ装置が複数ある場合や負荷
が複数接続されるような場合には各インバータ装置又は
負荷毎に絶縁劣化の検出を行うことができ、複数のイン
バータ装置又は複数の負荷の特定部位のみについて絶縁
劣化の管理を行うことができて使い勝手の良い太陽光発
電システムが提供できるという効果がある。
太陽電池と、前記太陽電池の直流出力を交流出力に変換
して前記負荷に供給する前記インバータ装置と、請求項
１〜７の何れかに記載の絶縁劣化検出装置とを備えたこ
とを特徴とし、絶縁劣化検出装置によってインバータ装
置における負荷への出力側で絶縁劣化を検出することが
可能であるから、インバータ装置が複数ある場合や負荷
が複数接続されるような場合には各インバータ装置又は
負荷毎に絶縁劣化の検出を行うことができ、複数のイン
バータ装置又は複数の負荷の特定部位のみについて絶縁
劣化の管理を行うことができて使い勝手の良い太陽光発
電システムが提供できるという効果がある。
【００４４】請求項９の発明は、前記直流電源としての
電池と、走行用の駆動源となるモータと、当該電池の直
流出力を交流出力に変換して前記モータに供給するモー
タ用インバータ装置と、前記電池の直流出力を交流出力
に変換して前記負荷に供給する前記インバータ装置と、
請求項１〜７の何れかに記載の絶縁劣化検出装置とを備
えたことを特徴とし、絶縁劣化検出装置によってインバ
ータ装置における負荷への出力側で絶縁劣化を検出する
ことが可能であるから、インバータ装置が複数ある場合
や負荷が複数接続されるような場合には各インバータ装
置又は負荷毎に絶縁劣化の検出を行うことができ、複数
のインバータ装置又は複数の負荷の特定部位のみについ
て絶縁劣化の管理を行うことができて使い勝手の良い電
気自動車が提供できるという効果がある。
電池と、走行用の駆動源となるモータと、当該電池の直
流出力を交流出力に変換して前記モータに供給するモー
タ用インバータ装置と、前記電池の直流出力を交流出力
に変換して前記負荷に供給する前記インバータ装置と、
請求項１〜７の何れかに記載の絶縁劣化検出装置とを備
えたことを特徴とし、絶縁劣化検出装置によってインバ
ータ装置における負荷への出力側で絶縁劣化を検出する
ことが可能であるから、インバータ装置が複数ある場合
や負荷が複数接続されるような場合には各インバータ装
置又は負荷毎に絶縁劣化の検出を行うことができ、複数
のインバータ装置又は複数の負荷の特定部位のみについ
て絶縁劣化の管理を行うことができて使い勝手の良い電
気自動車が提供できるという効果がある。
【図１】本発明に係る絶縁劣化検出装置を用いた太陽光
発電システムの実施形態を示すシステム構成図である。
発電システムの実施形態を示すシステム構成図である。
【図２】同上の並列方式の太陽光発電システムを示すシ
ステム構成図である。
ステム構成図である。
【図３】本発明に係る絶縁劣化検出装置を用いた電気自
動車の実施形態を示す概略回路構成図である。
動車の実施形態を示す概略回路構成図である。
【図４】従来の太陽光発電システムの全体構成を示すシ
ステム構成図である。
ステム構成図である。
【図５】同上の自立運転時のシステム構成図である。
【図６】同上の集中方式の太陽光発電システムを示すシ
ステム構成図である。
ステム構成図である。
【図７】同上の並列方式の太陽光発電システムを示すシ
ステム構成図である。
ステム構成図である。
【図８】従来の電気自動車を示す概略回路構成図であ
る。
る。
【図９】同上の概略構成図である。
１ 絶縁劣化検出装置 ２ 零相変流器 ３ フィルタ ４ 判別回路 １１ 交流電圧源 １２ カップリングコンデンサ １５ 交流電圧供給手段 ２０ 太陽電池 ２１ インバータ装置 ２２ａ，２２ｂ 解列開閉器 ２３ スイッチング回路 ２５ 連系保護回路 ２９ 自立用分岐ブレーカ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 潔 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Ｆターム(参考） 2G014 AA17 AB02 AC18 5G066 HA13 HB06 5H115 PA08 PG04 PI17 PI29 PU08 PV09 TO12 TR01 TU01 TW10 TZ04
Claims (9)
- 【請求項１】 非接地の直流電源の直流出力を非接地の
交流出力に変換して負荷に供給するインバータ装置にお
ける絶縁抵抗の劣化を検出する絶縁劣化検出装置であっ
て、前記インバータ装置の一方の入力端と接地間に挿入
されたコンデンサ及び交流電圧源の直列回路を具備する
交流電圧供給手段と、前記インバータ装置の出力経路に
流れる電流の差を検出する差電流検出手段と、前記差電
流検出手段の検出結果に基づいて絶縁劣化の有無を判別
する判別手段とを備えたことを特徴とするインバータ装
置における絶縁劣化検出装置。 - 【請求項２】 前記インバータ装置に前記直流電源を入
力とする異なる他のインバータ装置が接続されているこ
とを特徴とする請求項１記載のインバータ装置における
絶縁劣化検出装置。 - 【請求項３】 前記インバータ装置の出力に複数の負荷
が接続されるとともに特定の負荷への供給経路に差電流
検出手段を設けて成ることを特徴とする請求項１又は２
記載のインバータ装置における絶縁劣化検出装置。 - 【請求項４】 前記判別手段で絶縁劣化有りと判別され
た場合に回路を遮断する接点を差電流検出手段が設けら
れた出力経路又は前記インバータ装置の入力側経路に設
けたことを特徴とする請求項１又は２又は３記載のイン
バータ装置における絶縁劣化検出装置。 - 【請求項５】 前記交流電圧供給手段の交流電圧源の周
波数成分を通過させるフィルタを前記差電流検出手段の
出力側に設けたことを特徴とする請求項１〜４の何れか
に記載のインバータ装置における絶縁劣化検出装置。 - 【請求項６】 前記差電流検出手段を零相変流器とした
ことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のインバ
ータ装置における絶縁劣化検出装置。 - 【請求項７】 前記交流電圧供給手段に流れる電流を検
出する電流検出回路を備え、該電流検出回路の感度を前
記判別手段の感度より鈍くしたことを特徴とする請求項
１〜６の何れかに記載のインバータ装置における絶縁劣
化検出装置。 - 【請求項８】 前記直流電源としての太陽電池と、前記
太陽電池の直流出力を交流出力に変換して前記負荷に供
給する前記インバータ装置と、請求項１〜７の何れかに
記載の絶縁劣化検出装置とを備えたことを特徴とする太
陽光発電システム。 - 【請求項９】 前記直流電源としての電池と、走行用の
駆動源となるモータと、当該電池の直流出力を交流出力
に変換して前記モータに供給するモータ用インバータ装
置と、前記電池の直流出力を交流出力に変換して前記負
荷に供給する前記インバータ装置と、請求項１〜７の何
れかに記載の絶縁劣化検出装置とを備えたことを特徴と
する電気自動車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30753599A JP2001124814A (ja) | 1999-10-28 | 1999-10-28 | インバータ装置における絶縁劣化検出装置及びそれを用いた太陽光発電システム並びに電気自動車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30753599A JP2001124814A (ja) | 1999-10-28 | 1999-10-28 | インバータ装置における絶縁劣化検出装置及びそれを用いた太陽光発電システム並びに電気自動車 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001124814A true JP2001124814A (ja) | 2001-05-11 |
Family
ID=17970273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30753599A Withdrawn JP2001124814A (ja) | 1999-10-28 | 1999-10-28 | インバータ装置における絶縁劣化検出装置及びそれを用いた太陽光発電システム並びに電気自動車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001124814A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003230284A (ja) * | 2002-01-31 | 2003-08-15 | Toshiba Corp | インバータ装置 |
| JP2006288153A (ja) * | 2005-04-04 | 2006-10-19 | Toyota Motor Corp | 移動体の制御装置 |
| JP2007209158A (ja) * | 2006-02-03 | 2007-08-16 | Toyota Motor Corp | 電源装置 |
| KR100769011B1 (ko) | 2004-01-13 | 2007-10-23 | 산요덴키가부시키가이샤 | 계통 연계용 인버터 장치 |
| JP2008170330A (ja) * | 2007-01-12 | 2008-07-24 | Omron Corp | 故障電流検出回路及び故障電流検出方法 |
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-
1999
- 1999-10-28 JP JP30753599A patent/JP2001124814A/ja not_active Withdrawn
Cited By (23)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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