特許 6262241 複数のＤＣ電圧源を保護するためのシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6262241

(24)【登録日】2017年12月22日

(45)【発行日】2018年1月17日

(54)【発明の名称】複数のＤＣ電圧源を保護するためのシステム

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20180104BHJP

【ＦＩ】

   H02M7/48 M

【請求項の数】13

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2015-537256(P2015-537256)

(86)(22)【出願日】2013年10月17日

(65)【公表番号】特表2015-532581(P2015-532581A)

(43)【公表日】2015年11月9日

(86)【国際出願番号】EP2013071744

(87)【国際公開番号】WO2014060527

(87)【国際公開日】20140424

【審査請求日】2016年9月16日

(31)【優先権主張番号】1259950

(32)【優先日】2012年10月18日

(33)【優先権主張国】FR

(73)【特許権者】

【識別番号】594083128

【氏名又は名称】シュネーデル、エレクトリック、インダストリーズ、エスアーエス

【氏名又は名称原語表記】ＳＣＨＮＥＩＤＥＲ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＩＮＤＵＳＴＲＩＥＳ ＳＡＳ

(74)【代理人】

【識別番号】100091982

【弁理士】

【氏名又は名称】永井 浩之

(74)【代理人】

【識別番号】100091487

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 行孝

(74)【代理人】

【識別番号】100082991

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 泰和

(74)【代理人】

【識別番号】100105153

【弁理士】

【氏名又は名称】朝倉 悟

(74)【代理人】

【識別番号】100117787

【弁理士】

【氏名又は名称】勝沼 宏仁

(74)【代理人】

【識別番号】100124372

【弁理士】

【氏名又は名称】山ノ井 傑

(74)【代理人】

【識別番号】100096921

【弁理士】

【氏名又は名称】吉元 弘

(72)【発明者】

【氏名】イジー、ステパネク

(72)【発明者】

【氏名】シモン、ティアン

(72)【発明者】

【氏名】エリック、ドムジャン

(72)【発明者】

【氏名】イバン、カドゥー

【審査官】 松尾 俊介

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０２８８１６７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｍ ７／４２−７／９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電圧インバータ（１２）の第１の入力端子（１６）と第２の入力端子（１８）との間に並列に接続されることが可能な複数のＤＣ電圧源（２０）を保護するためのシステム（３０）であって、前記電圧インバータ（１２）は、ＤＣ入力電圧をＡＣ出力電圧に変換することができ、各ＤＣ電圧源（２０）は、第１の電気導体（２２）によって前記第１の入力端子（１６）に、かつ第２の電気導体（２６）によって前記第２の入力端子（１８）に接続される、システム（３０）において、
各ＤＣ電圧源（２０）について、第１の遮断部材（３６）および電気接地（３２）に関する前記第１の電気導体（２２）の分離不良の第１の検出器（４８）を備え、前記第１の検出器（４８）およびそれに関連する前記第１の遮断部材（３６）が、それに対応する前記ＤＣ電圧源（２０）と前記電圧インバータ（１２）の前記第１の入力端子（１６）との間に直列に接続され、
システム（３０）が、前記分離不良が検出される場合に、前記第１の電気導体（２２）に対応する電気的リンクを開くために、それに関連する前記第１の遮断部材（３６）を始動させるための手段（４８；３００）を備え、
各ＤＣ電圧源（２０）について、第２の遮断部材（３８）および前記電気接地（３２）に関する前記第２の電気導体（２６）の分離不良の第２の検出器（５０）をさらに備え、前記第２の検出器（５０）およびそれに関連する前記第２の遮断部材（３８）が、それに対応する前記ＤＣ電圧源（２０）と前記電圧インバータ（１２）の前記第２の入力端子（１８）との間に直列に接続されること、および
前記分離不良が検出される場合に、前記第２の電気導体（２６）に対応する電気的リンクを開くために、それに関連する前記第２の遮断部材（３８）を始動させるための手段（５０；３００）を備えることを特徴とする、システム（３０）。

【請求項2】

所定の第１の基準信号を発生させるための第１の発生器（４４）をさらに備え、前記第１の発生器（４４）は、前記電気接地（３２）と前記第１の入力端子（１６）との間に接続されることが可能であり、前記第１の基準信号は、非ゼロの所定周波数を有し、
各第１の検出器（４８）は、不良検出のために前記第１の基準信号を検出することができ、前記第１の基準信号は、分離不良の場合に前記電気接地（３２）を介してそれに対応する前記第１の検出器（４８）と前記第１の発生器（４４）との間を流れることができる、請求項１に記載のシステム（３０）。

【請求項3】

所定の第２の基準信号の第２の発生器（４６）をさらに備え、前記第２の発生器（４６）は、前記電気接地（３２）と前記第２の入力端子（１８）との間に接続されることが可能であり、前記第２の基準信号は、非ゼロの所定周波数を有し、
各第２の検出器（５０）は、不良検出のために前記第２の基準信号を検出することができ、前記第２の基準信号は、分離不良の場合に前記電気接地（３２）を介してそれに対応する前記第２の検出器（５０）と前記第２の発生器（４６）との間を流れることができる、請求項１または２に記載のシステム（３０）。

【請求項4】

各ＤＣ電圧源（２０）について補助装置（４０）を備え、各補助装置（４０）は、保護筺体（４７）、第１の検出器（４８）および第２の検出器（５０）を備え、前記第１の検出器（４８）及び前記第２の検出器（５０）は、前記保護筺体（４７）中に位置決めされる、請求項１から３のいずれか一項に記載のシステム（３０）。

【請求項5】

前記第１の検出器（４８）は、前記第１の電気導体（２２）を流れるＤＣ電流の強さを測定することができる第１のＤＣ電流センサ（５００）を備え、前記第２の検出器（５０）は、前記第２の電気導体（２６）を流れるＤＣ電流の強さを測定することができる第２のＤＣ電流センサ（５０２）を備え、前記補助装置（４０）はさらに、両方の電気導体（２２、２６）を流れる電流の合計を測定するための電気変圧器（５０４）を備える、請求項４に記載のシステム（３０）。

【請求項6】

各検出器（４８、５０）は、前記対応する電気導体（２２、２６）を流れる電流の強さを測定することができる分流器などの電流センサ（５２）を備える、請求項１から５のいずれか一項に記載のシステム（３０）。

【請求項7】

各検出器（４８、５０）は、測定される電圧からＤＣ成分を除去するために、高域通過フィルタ（７０）を備える、請求項５または６に記載のシステム（３０）。

【請求項8】

各検出器（４８、５０）は、前記電流センサ（５２；５００、５０２）によって測定される強さからＤＣ電流の強さおよび逆電流の強さを計算することができる計算部材（５６）を備える、請求項５から７のいずれか一項に記載のシステム（３０）。

【請求項9】

前記検出される不良を集中させるための集中化デバイス（３００）をさらに備え、前記集中化デバイス（３００）は、各検出器（４８、５０）と通信することができ、もし１つまたは複数の分離不良が検出されると、始動信号を前記対応する遮断部材（３６、３８）に送ることができる、請求項１から８のいずれか一項に記載のシステム（３０）。

【請求項10】

入力ＤＣ電圧をＡＣ電圧に変換することができる電圧インバータ（１２）であって、前記ＡＣ電圧が、少なくとも１つの相を有し、前記電圧インバータ（１２）が、前記相または各相についての出力端子、ならびに第１の入力端子（１６）および第２の入力端子（１８）を備える、電圧インバータ（１２）と、
前記電圧インバータ（１２）の前記第１の入力端子（１６）と前記第２の入力端子（１８）にわたって並列に接続される複数のＤＣ電圧源（２０）であって、各ＤＣ電圧源（２０）が、第１の電気導体（２２）によって前記第１の入力端子（１６）にかつ第２の電気導体（２６）によって前記第２の入力端子（１８）に接続される、複数のＤＣ電圧源（２０）と、
前記複数のＤＣ電圧源（２０）を保護するためのシステム（３０）とを備え、
前記システム（３０）が、請求項１から９のいずれか一項に記載のシステム（３０）であることを特徴とする、ＡＣ電圧生成ユニット（１０）。

【請求項11】

各ＤＣ電圧源（２０）は、少なくとも１つの光起電パネル（３４）を備える、請求項１０に記載のユニット（１０）。

【請求項12】

電圧インバータ（１２）の第１の入力端子（１６）と第２の入力端子（１８）との間に並列に接続されるべき複数のＤＣ電圧源（２０）を保護するための方法であって、前記電圧インバータ（１２）は、ＤＣ入力電圧をＡＣ出力電圧に変換することができ、各ＤＣ電圧源（２０）は、第１の電気導体（２２）によって前記第１の入力端子（１６）に接続され、かつ第２の電気導体（２６）によって前記第２の入力端子（１８）に接続される、方法において、
分離不良の第１の検出器（４８）を使用することによって電気接地（３２）に対する前記第１の電気導体（２２）の第１の分離不良を検出するステップ（１１０）と、
第１の分離不良が前記電気接地（３２）に対して検出される場合に、前記第１の電気導体（２２）への対応する電気的リンクを開くために、それに関連する第１の遮断部材（３６）を始動させるステップ（１３０）であって、前記第１の検出器（４８）およびそれに関連する前記第１の遮断部材（３６）が、前記対応するＤＣ電圧源（２０）と前記電圧インバータ（１２）の前記第１の入力端子（１６）との間に直列に接続される、ステップ（１３０）と、
前記電気接地（３２）に対する前記第２の電気導体（２６）の第２の分離不良を検出するために分離不良の第２の検出器（５０）を使用して検出するステップ（２２０；４１０）と、
前記第２の分離不良が前記電気接地（３２）に対して検出される場合に、前記第２の電気導体（２６）への対応する電気的リンクを開くために、それに関連する第２の遮断部材（３８）を始動させるステップ（２４０、２５０；４７０、４８０）であって、前記第２の検出器（５０）およびそれに関連する前記第２の遮断部材（３８）が、前記対応するＤＣ電圧源（２０）と前記電圧インバータ（１２）の前記第２の入力端子（１８）との間に直列に接続される、ステップ（２４０、２５０；４７０、４８０）とを備えることを特徴とする、方法。

【請求項13】

第２の分離不良が前記電気接地（３２）に対して検出される場合の前記第２の遮断部材（３８）の前記始動させるステップ（２５０；４７０）の間に、前記第２の遮断部材（３８）の前記始動は、前記第１および第２の遮断部材（３６、３８）の同時の、好ましくは２０ｍｓ内の開放を有するために、前記第１の遮断部材（３６）の前記始動と同時に、好ましくは２０ｍｓ内に命令される、請求項１２に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電圧インバータの第１の入力端子と第２の入力端子との間に並列に接続されることが可能な複数のＤＣ電圧源を保護するためのシステムに関し、電圧インバータは、ＤＣ入力電圧をＡＣ出力電圧に変換することができ、各ＤＣ電圧源は、第１の電気導体によって第１の入力端子に接続され、かつ第２の電気導体によって第２の入力端子に接続される。

【0002】

本発明はまた、電圧インバータ、インバータの入力端子間に並列に接続される複数のＤＣ電圧源、および複数のＤＣ電圧源のためのそのような保護システムを備える、ＡＣ電圧生成ユニットにも関する。

【0003】

本発明はまた、複数のＤＣ電圧源を保護するための方法にも関する。

【背景技術】

【0004】

前述の種類の生成ユニットは、文書ＥＰ１，２９１，９９７Ａ２から知られている。その生成ユニットは、太陽電池場によって送られるＤＣ電圧を、配電網に供給されるＡＣ電圧に変換することができる電圧インバータを備える。太陽電池場は、並列にかつインバータの入力端子間に接続される複数のＤＣ電圧源を形成する。

【0005】

生成ユニットはまた、複数のＤＣ電圧源を保護するためのシステムも備え、保護システムは、接地不良検出器、すなわち電気接地に対する電気導体の絶縁不良を検出する検出器を備える。もし接地不良が、検出されると、検出器は、ＤＣ電圧源を分離するために電圧インバータの停止を命令する。

【0006】

しかしながら、もし接地不良が検出されると、電圧インバータは、停止させられ、生成ユニットはもはや、ＤＣ電圧を配電網に提供しないので、そのような保護システムは、著しい動作時損失を引き起こす。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の目的はしたがって、接地不良の場合に、すなわち電気接地に対する電気導体の分離不良の場合に、動作時損失を低減することを可能にする保護システムを提案することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

そのために、本発明は、各ＤＣ電圧源について、保護システムが、第１の遮断部材と、電気接地に関する第１の導体の分離不良の第１の検出器とを備え、第１の検出器および関連する第１の遮断部材が、対応するＤＣ電圧源とインバータの第１の入力端子との間に直列に接続されること、および
保護システムが、分離不良が検出される場合に、前記第１の導体に対応する電気的リンクを開くために、関連する第１の遮断部材を始動させるための手段を備えることを特徴とする、前述の種類の保護システムに関する。

【0009】

本発明の他の有利な態様によると、本保護システムは、単独でまたはすべての技術的に可能な組合せに従って考えられる次の特徴、
− 本システムはさらに、第１の所定基準信号を発生させるための第１の発生器を備え、第１の発生器は、電気接地と第１の入力端子との間に接続されることが可能であり、第１の基準信号は、非ゼロの所定周波数を有し、各第１の検出器は、不良検出のために第１の基準信号を検出することができ、第１の基準信号は、分離不良の場合に電気接地を介して第１の対応する検出器と第１の発生器との間を流れることができること、
− 本システムはさらに、各ＤＣ電圧源について、第２の遮断部材と、電気接地に対する第２の導体の分離不良を検出するための第２の検出器とを備え、第２の検出器および関連する第２の遮断部材は、対応するＤＣ電圧源とインバータの第２の入力端子との間に直列に接続され、本システムは、もし分離不良が検出されるならば、前記第２の導体への対応する電気的リンクを開くために、第２の関連する遮断部材を始動させるための手段を備えること、
− 本システムはさらに、第２の所定基準信号の第２の発生器を備え、第２の発生器は、電気接地と第２の入力端子との間に接続されることが可能であり、第２の基準信号は、非ゼロの所定周波数を有し、各第２の検出器は、不良検出のために第２の基準信号を検出することができ、第２の基準信号は、分離不良の場合に電気接地を介して第２の対応する検出器と第２の発生器との間を流れることができること、
− 本システムは、各ＤＣ電圧源について補助装置を備え、各補助装置は、保護筺体、第１の検出器および第２の検出器を備え、検出器は、保護筺体中に位置決めされること、
− 第１の検出器は、第１の電気導体を流れるＤＣ電流の強さを測定することができる第１のＤＣ電流センサを備え、第２の検出器は、第２の電気導体を流れるＤＣ電流の強さを測定することができる第２のＤＣセンサを備え、補助装置はさらに、両方の電気導体を流れる電流の合計を測定するための電気変圧器を備えること、
− 各検出器は、対応する電気導体を流れる電流の強さを測定することができる分流器などの電流センサを備えること、
− 各検出器は、測定される電圧からＤＣ成分を除去するために、高域通過フィルタを備えること、
− 各検出器は、電流センサによって測定される強さから、ＤＣ電流の強さおよび逆電流の強さを計算することができる計算部材を備えること、および
− 本システムはさらに、検出される不良を集中させるためのデバイスを備え、集中化デバイスは、各検出器と通信することができ、もし１つまたは複数の不良が検出されるならば、始動信号を対応する遮断部材（３６、３８）に送ることができることの１つまたは複数を備える。

【0010】

本発明はまた、
− 入力ＤＣ電圧をＡＣ電圧に変換することができる電圧インバータであって、ＡＣ電圧が、少なくとも１つの相を有し、インバータが、その相または各相のための出力端子、ならびに第１および第２の入力端子を備える、電圧インバータと、
− インバータの２つの入力端子にわたって並列に接続される複数のＤＣ電圧源であって、各ＤＣ電圧源が、第１の電気導体によって第１の入力端子にかつ第２の電気導体によって第２の入力端子に接続される、複数のＤＣ電圧源と、
− 複数のＤＣ電圧源を保護するための保護システムとを備え、
保護システムが、上で定義された通りであることを特徴とする、ＤＣ電圧生成ユニットにも関する。

【0011】

本発明の別の有利な態様によると、各ＤＣ電圧源は、少なくとも１つの光起電パネルを備える。

【0012】

本発明はまた、電圧インバータの第１の入力端子と第２の入力端子との間に並列に接続される複数のＤＣ電圧源を保護するための方法にも関し、電圧インバータは、ＤＣ入力電圧をＡＣ出力電圧に変換することができ、各ＤＣ電圧源は、第１の電気導体によって第１の入力端子に接続され、かつ第２の電気導体によって第２の入力端子に接続され、
本保護方法は、次のステップ、
− 第１の分離不良検出器によって、電気接地に対する第１の導体の第１の分離不良を検出するステップと、
− 第１の分離不良が電気接地に対して検出される場合に、前記第１の導体への対応する電気的リンクを開くために、第１の関連する遮断部材を始動させるステップであって、第１の検出器および関連する第１の遮断部材が、対応するＤＣ電圧源とインバータの第１の入力端子との間に直列に接続される、ステップとを備える。

【0013】

本発明の他の有利な態様によると、本保護方法は、単独でまたはすべての技術的に可能な組合せに従って考えられる次の特徴、
− 本保護方法はさらに、次のステップ、
＋ 第２の分離不良検出器を使用することによって、電気接地に対する第２の導体の第２の分離不良を検出するステップと、
＋ 第２の分離不良が電気接地に対して検出される場合に、前記第２の導体への対応する電気的リンクを開くために、関連する第２の遮断部材を始動させるステップであって、第２の検出器および関連する第２の遮断部材が、対応するＤＣ電圧源とインバータの第２の入力端子との間に直列に接続される、ステップとを備えること、および
− 第２の分離不良が電気接地に対して検出される場合に、第２の遮断部材を始動させるステップの間に、第２の遮断部材の始動は、第１および第２の遮断部材の同時の、好ましくは２０ｍｓ内までの開放を有するために、第１の遮断部材の始動と同時に、好ましくは２０ｍｓ内までに命令されることの１つまたは複数を備える。

【0014】

本発明のこれらの特徴および利点は、単に限定されない例として提供され、かつ添付の図面を参照してなされる次の説明を読むことで見えてくることになる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の第１の実施形態によるＡＣ電圧を生成するための生成ユニットの概略図であり、そのユニットは、電圧インバータ、並列にかつコンバータの入力端子間に接続される複数のＤＣ電圧源、ならびに遮断部材のためおよび電気接地に対する第１の導体の分離不良を検出するための第１の検出器のための保護システムを備え、第１の検出器および関連する第１の遮断部材は、対応するＤＣ電圧源と、インバータの第１の入力端子との間に直列に接続される。

【図2】図１の保護デバイスの概略図であり、その保護デバイスは、第１および第２の分離不良検出器を備える。

【図3】図２の各分離不良検出器の概略図であり、その検出器は、一方では基準信号検出ステージに、他方ではＤＣ電流および逆電流を計算するための部材に接続される電流センサを備える。

【図4】図３の検出段の概略図である。

【図5】第１の接地不良が出現するときの保護システムの動作流れ図である。

【図6】第２の接地不良が出現するときの保護システムの動作流れ図である。

【図7】本発明の第２の実施形態による、図１のそれに似た図である。

【図8】インバータの入力での逆電流とＤＣ電流の２つの極性間の電流差の出現時との第２の実施形態による保護システムの動作流れ図である。

【図9】第３の実施形態による図２のそれに似た図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

図１では、ＡＣ電圧を生成するためのユニット１０は、ＤＣ入力電圧をＡＣ電圧に変換することができる電圧インバータ１２を備え、ＡＣ電圧は、少なくとも１つの相を有し、インバータ１２は、その相または各相のための出力端子１４、ならびに第１の入力端子１６および第２の入力端子１８を備える。

【0017】

生成ユニット１０はまた、インバータの２つの入力端子１６、１８間に並列に接続される複数のＤＣ電圧源２０も備える。

【0018】

生成ユニット１０は、各それぞれのＤＣ電圧源２０を第１の入力端子１６とさらにリンクする複数の第１の電気導体２２を備え、第１の導体２２は、第１の電気配線２４によって互いにかつ第１の入力端子１６に電気的にリンクされる。

【0019】

生成ユニット１０はまた、各それぞれのＤＣ電圧源２０を第２の入力端子１８とリンクするための複数の第２の電気導体２６も備え、第２の電気導体２６は、第２の電気配線２８によって互いにかつ第２の入力端子１８に電気的に接続される。

【0020】

生成ユニット１０はまた、特に電気接地３２に対する第１および第２の電気導体２２、２６の中から１つまたは複数の電気導体の分離不良に関して、複数のＤＣ電圧源２０を保護するためのシステム３０も備える。

【0021】

図１の例示的実施形態では、インバータ１２によって送られるＡＣ電圧は、三相電圧であり、インバータ１２はその時、３つの出力端子１４を備える。

【0022】

電圧インバータ１２は、それ自体知られており、図示されない制御可能な電子スイッチを備え、電子スイッチは、入力ＤＣ電圧を三相出力電圧に変換するために、制御チャンネルに従って切り替えられる。

【0023】

図１の例示的実施形態では、第１の入力端子１６は、ＤＣ入力電圧の正極性に対応し、また正入力端子とも呼ばれる。第２の入力端子１８は、ＤＣ入力電圧の負極性に対応し、また負入力端子とも呼ばれる。

【0024】

各ＤＣ電圧源２０は、第１のそれぞれの導体２２によって第１の入力端子１６に接続され、かつ第２のそれぞれの導体２６によって第２の入力端子１８に接続される。各ＤＣ電圧源２０は、少なくとも１つの光起電パネル３４を備える。図１の例示的実施形態では、各ＤＣ電圧源２０は、光起電パネル３４を備える。

【0025】

図示されない代替案では、各ＤＣ電圧源２０は、入力端子１６、１８間に直列にまたは並列に接続される複数の光起電パネル３４を備える。

【0026】

図１の例示的実施形態では、第１の電気導体２２および第１の［電気］配線２４は、ＤＣ電圧の正極性に対応し、第１の配線２４はまた、正配線とも呼ばれる。第２の電気導体２６および第２の電気配線２８は、インバータ１２の入力に供給されるＤＣ電圧の負極性に対応し、第２の電気配線２８はまた、負配線とも呼ばれる。

【0027】

各ＤＣ電圧源２０について、保護システム３０は、対応する第１の導体２２に接続される第１の電気遮断部材３６、対応する第２の導体２６に接続される第２の電気遮断部材３８、ならびに第１および第２の遮断部材３６、３８と関連する補助装置４０を備える。第１の遮断部材３６、第２の遮断部材３８および補助装置４０は、図１および図２で示されるように、対応するＤＣ電圧源２０を保護するためのデバイス４２を形成する。

【0028】

図１の例示的実施形態では、保護システム３０は、各ＤＣ電圧源２０について対応する保護デバイス４２を備える。

【0029】

保護システム３０は、第１の所定基準信号の第１の発生器４４を備える。加えて、保護システム３０は、第２の所定基準信号を発生させる第２の発生器４６を備える。

【0030】

各第１の遮断部材３６および各第２の遮断部材３８は例えば、磁気熱回路遮断器などの回路遮断器である。図２の例示的実施形態では、同じ保護デバイス４２の第１および第２の遮断部材３６、３８は、四極回路遮断器によって形成され、各遮断部材３６、３８は、回路遮断器の２つの極に対応する。この例示的実施形態では、第１の遮断部材３６および第２の遮断部材３８は、第１および第２の遮断部材３６、３８の同時開放を可能にするために、図示されない始動バーによって機械的に結合される。

【0031】

各補助装置４０は、保護筺体４７と、電気接地３２に関して対応する第１の導体２２の分離不良を検出する第１の検出器４８とを備え、第１の検出器４８は、保護筺体４７内に位置決めされる。

【0032】

加えて、各補助装置４０は、電気接地３２に関して対応する第２の導体２６の分離不良を検出する第２の検出器５０を備え、第２の検出器５０は、保護筺体４７内に位置決めされる。

【0033】

第１の発生器４４は、第１の基準信号を第１の電気配線２４に投入するために、電気接地３２と第１の入力端子１６との間に接続される。第１の基準信号は、第１の電気配線２４および第１の導体２２を流れるＤＣ電流と結び付けられないように、例えば２．５Ｈｚに等しい、非ゼロの所定周波数を有する。

【0034】

第２の発生器４６は、第２の基準信号を第２の電気配線２８に投入するために、電気接地３２と第２の入力端子１８との間に接続される。第２の基準信号は、第２の電気配線２８および第２の電気導体２６を流れるＤＣ電流と結び付けられないように、例えば２．５Ｈｚに等しい、非ゼロの所定周波数を有する。

【0035】

図示されない代替案では、保護システム３０は、第１および第２の発生器４４、４６の間の単一発生器を備え、第１および第２の電気配線２４、２８の中の配線の１つに投入される基準信号は、第１の電気配線２４と第２の電気配線２８との間のインピーダンス結合を通じて、第１および第２の電気配線２４、２８の間のもう一方の配線に戻ることができる。第１および第２の電気配線２４、２８のインピーダンス結合は、例えば電圧インバータ１２を介して行われる。

【0036】

関連する第１の検出器４８および第１の回路遮断器３６は、対応するＤＣ電圧源２０とインバータの第１の入力端子１６との間に直列に接続される。

【0037】

第１の検出器４８は、分離不良を検出するために第１の基準信号を検出することができ、第１の基準信号は、分離不良の場合には電気接地３２を介して対応する第１の検出器４８と第１の発生器４４との間を流れる（矢印Ｆ１）。

【0038】

関連する第２の検出器５０および第２の回路遮断器３８は、対応するＤＣ電圧源２０と、インバータの第２の入力端子１８との間に直列に接続される。

【0039】

第２の検出器５０は、分離不良を検出するために第２の基準信号を検出することができ、第２の基準信号は、対応する第２の導体２６上での分離不良の場合には、電気接地３２を介して第２の検出器５０と第２の発生器４６との間を流れる（矢印Ｆ２）。

【0040】

各検出器４８、５０は、図３で示されるように、対応する電気導体２２、２６を流れる電流の強さを測定することができる電流センサ５２、第１または第２の基準信号を検出するためのステージ５４、ならびにＤＣ電流および逆電流を計算するための部材５６を備える。

【0041】

図２から図４の例示的実施形態では、電流センサ５２は、分流器である。

【0042】

述べられる実施形態では、各検出器４８、５０は、もし前記検出器が、電気接地３２に対して対応する導体２２、２６の分離不良を検出するならば、関連する遮断部材３６、３８を始動させることができる。言い換えれば、第１の検出器４８は、もし電気接地３２に対して対応する第１の導体２２の分離不良が、検出されるならば、第１の関連する回路遮断器３６のための始動手段を形成する。同様に、第２の検出器５０は、もし対応する第２の導体２６の分離不良が、電気接地３２に対して検出されるならば、関連する第２の回路遮断器３８を始動させるための手段を形成する。

【0043】

図４で示される検出段５４は、電流センサ５２の端部に接続される。検出段５４は、差動増幅器５８、差動増幅器５８の出力に直列に接続される第１のフィルタリング段６０、第２のフィルタリング段６２および第３のフィルタリング段６４、第３のフィルタリング段６４の出力に接続されるアナログ・デジタル変換器６６、ならびにデジタル・アナログ変換器６６の出力に接続される雑音抑制器６８を備える。検出段５４は、ＡＣ電流を、すなわち第１および／または第２の基準信号を検出することができる。

【0044】

図示されない代替案では、２つの検出器４８、５０の差動増幅器５８の出力は、一緒に加えられる。これは、電流センサから来る測定信号が低い値を有するときに、両方の電流センサ５２から来る測定信号を加えて、信号対雑音比を高めることを可能にする。

【0045】

計算部材５６は、それ自体知られており、電流センサ５２によって測定される強さからＤＣ電流の強さを計算することができる。計算部材５６はまた、電流センサ５２によって測定される強さから、逆電流の強さも計算することができ、逆電流は、もし二重分離不良が、電気接地３２に関して存在するならば、すなわち所与のＤＣ源について第１の導体２２の分離不良の後に、準同時に、別のＤＣ電圧源について電気接地３２に関する第２の導体２６の不良が続くならば、出現することができる。

【0046】

各フィルタリング段６０、６２、６４は、高域通過フィルタ７０と、高域通過フィルタ７０の出力に接続される低域通過フィルタ７２とを備える。

【0047】

高域通過フィルタ７０は、測定される強さのＤＣ成分を除去するように設計される。高域通過フィルタ７０は、例えば２．５Ｈｚに等しい第１または第２の基準周波数信号を保持しながらＤＣ成分を除去するために、好ましくは１Ｈｚを下回る値を有する第１の遮断周波数を有する。高域通過フィルタ７０の第１の遮断周波数は、第１または第２の基準信号の周波数よりも低い。

【0048】

高域通過フィルタ７０の出力に接続される低域通過フィルタ７２は、分離不良の場合にその信号を検出することができるために、第１または第２の基準信号のそれよりも高い周波数成分を除去するように設計される。高域通過フィルタ７２は、例えば１０Ｈｚに等しい値を有する第２の遮断周波数を有し、第１または第２の基準信号の周波数は、例えば２．５Ｈｚに等しい。低域通過フィルタ７２の第２の遮断周波数は、前記基準信号を維持するために、第１または第２の基準信号の周波数よりも高い。

【0049】

言い換えれば、各フィルタリング段６０、６２、６４は、第１の遮断周波数と第２の遮断周波数との間に含まれる周波数を、すなわち第１または第２の基準信号に対応する情報を基本的に維持するために、帯域通過フィルタを形成する。

【0050】

各フィルタリング・ステージ６０、６２、６４はさらに、かなりの利得を有し、３つのフィルタリング段６０、６２、６４の組は、１０００を超え、好ましくは１００，０００に等しい全利得を有する。

【0051】

本発明による保護システム３０の動作は、図５および図６を使用して今から説明されることになる。

【0052】

図５では、電気導体２２、２６の第１の分離不良が、電気接地３２に関して出現する場合には（ステップ１００）、分離不良を経験する導体が第１の導体２２かまたは第２の導体２６かに応じて、第１または第２の基準信号が、不良ループを流れる。第１または第２の基準信号は次いで、ステップ１１０の間に補助装置の対応する検出器４８、５０によって検出される。分離不良を検出した検出器４８、５０は次いで、その不良のために時間遅延または検証遅延を起動する。

【0053】

もし第２の不良が、ステップ１２０の間の時間遅延中に出現しないならば、その時不良を前に検出した検出器４８、５０は、影響される遮断部材３６、３８をステップ１３０の間の時間遅延の終わりに始動させる。

【0054】

述べられる実施形態では、問題になっている遮断部材３６、３８に対応する四極回路遮断器は、その場合には不良を前に検出した検出器４８、５０によって始動される。言い換えれば、分離不良によって影響されるＤＣ電圧源２０に対応する第１および第２の遮断部材３６、３８がその時、始動される。

【0055】

影響されるＤＣ電圧源２０は次いで、第１および第２の対応する遮断部材３６、３８を開くことによって生成ユニット１０の残りの部分から分離される。生成ユニット１０はその時、インバータ１２を停止させる必要がなく、インバータ１２と、不良を経験していない他のＤＣ電圧源２０とを使用してＡＣ電圧を生成し続けながら再度動作可能である。

【0056】

もし反対に、第２の不良が、ステップ１２０の間の時間遅延中に出現するならば、その時その第２の接地不良の出現（ステップ２００）は、逆電流および／または正極性と負極性との間の電流差の出現を引き起こす（ステップ２１０）。逆電流は、第１の不良から（矢印Ｆ１）第２の不良へ（矢印Ｆ２のそれと反対の方向）電気接地３２を介して流れる電流である。そのような逆電流は、第１および第２の不良のインピーダンスによってかつ電気接地３２の抵抗によって制限されるだけであるので、一般に著しい。

【0057】

この逆電流および／または２つの極性間のこの電流差は次いで、ステップ２２０の間に対応する補助装置４０の計算部材５６によって検出される。影響される検出器４８、５０は、時間遅延を起動する。

【0058】

次のステップ２３０の間に、もし逆電流が、同じ補助装置４０の２つの相について決定されるならば、その時２つの分離不良は、ステップ２４０の間にその補助装置４０と関連する第１および第２の遮断部材３６、３８の始動を介して、すなわち、述べられる実施形態では、その補助装置４０と関連する四極回路遮断器の始動を介して除去される。

【0059】

第１および第２の遮断部材３６、３８が、磁気熱回路遮断器である、述べられる例示的実施形態では、もし逆不良電流の強さが、Ｉｎと示される、対応する回路遮断器の公称強さの０．７倍未満であるならば、その時回路遮断器３６、３８は、閉じられたままである。もし逆不良電流の強さが、回路遮断器の曲線ＢについてＩｎの０．７倍からＩｎの３．２倍の間に含まれるならば、その時補助装置４０は、２０ｍｓから３０ｍｓの間に含まれる時間間隔で２つの回路遮断器３６、３８を始動させることになる。もし逆不良電流の強さが、Ｉｎの３．２倍からＩｎの７倍の間に含まれるならば、これは、補助装置４０と、影響される回路遮断器３６、３８の磁気回路との両方が、回路遮断器３６、３８の始動を命令してもよい動作領域に対応する。いずれにしても、始動に必要な時間間隔は、１０ｍｓから３０ｍｓの間に含まれることになり、それは、二重不良と関連する両方の回路遮断器３６、３８の準同時開放を有することを可能にする。最後に、もし逆不良電流の強さが、Ｉｎの７倍よりも大きいならば、その時２つの回路遮断器３６、３８の磁気回路は、回路遮断器３６、３８の始動を命令することになる。始動に必要な時間間隔は、１２ｍｓよりも短いことになり、それは、二重不良と関連する２つの回路遮断器３６、３８の開放のより良好な同時性を有することを可能にする。

【0060】

もし反対に、逆電流が、２つの異なる補助総理４０の正極性と負極性との間で決定されるならば、その時、影響される２つの補助装置４０の第１および第２の遮断部材３６、３８は、ステップ２５０の間の時間遅延の終わりに始動される。前記時間遅延は、好ましくは２０ｍｓよりも短い。

【0061】

述べられる実施形態では、２つの影響される補助装置４０に対応する２つの四極回路遮断器は、その場合にはそれらの２つの不良を前に検出した検出器４８、５０によって始動される。言い換えれば、二重不良は、２つの影響される補助装置４０と関連する２つの四極回路遮断器の始動を介して除去される。

【0062】

第１および第２の磁気熱回路遮断器３６、３８を始動させるための条件ならびに対応する始動に必要な時間間隔は、ステップ２４０について上で述べられたそれらと同一である。

【0063】

２つの四極回路遮断器は、電子的に管理される始動曲線を有し、したがって始動の非常に良好な正確さおよび再現性を可能にする。２つの四極回路遮断器はしたがって、同時のまたは準同時の開放を実行することになる。結果として、遮断電圧は、２つの四極回路遮断器の接点にわたって分配されることになる。インバータ１２の入力におけるＤＣ電圧Ｕについて、各回路遮断器３６、３８は、Ｕ／２に等しい電圧だけを遮断するように要求されることになる。インバータ１２の入力での電圧Ｕは、例えば１ｋＶに等しく、各回路遮断器３６、３８によって遮断されるべき電圧はその時、５００Ｖに等しい。これは、あまり高価でない回路遮断器３６、３８を使用することを可能にする。

【0064】

２つの影響されるＤＣ電圧源２０はしたがって、第１および第２の対応する遮断部材３６、３８を開くことによって、生成ユニット１０の残りの部分から分離される。

【0065】

それ故に、電気接地３２に対する異なる導体の二重分離不良の場合でさえ、電圧インバータ１２は、停止されず、それらの端部に分離不良を有するＤＣ電圧源２０だけが、生成ユニット１０の残りの部分から分離され、一方、不良を有さない他のＤＣ電圧源２０は、動作可能なままである。これは、分離不良の場所を突き止め、電圧インバータ１２を介してＡＣ電圧を生成し続けることを可能にする。

【0066】

本発明による保護システム３０は、ＤＣ電圧源２０を保護すること、すなわち光起電パネル３４、およびパネル３４を遮断部材３６、３８にリンクする電気的接続を保護することを可能にする。保護システム３０は、パネル３４の内部と電気接地３２との間の不良に関してまたは対応する遮断部材３６、３８へのパネル３４の電気的接続と電気接地３２との間の不良に関して、ＤＣ電圧源２０を特にパネル３４と遮断部材３６、３８との間の電気的接続不良から保護する。

【0067】

図７および図８は、本発明の第２の実施形態を例示し、それについて前に述べられた第１の実施形態に似た要素は、同一の参照記号を使用して識別され、再び述べられることはない。

【0068】

第２の実施形態によると、保護システム３０はさらに、検出される不良を集中させるためのデバイス３００を備え、集中化デバイス３００は、各検出器４８、５０と通信することができ、もし１つまたは複数の分離不良が検出されるならば、始動信号を対応する遮断部材３６、３８に送ることができる。

【0069】

言い換えれば、第２の実施形態によると、集中化デバイス３００は、もし対応する第１の導体２２の分離不良が、電気接地３２に対して検出されるならば、影響される第１の遮断部材３６を始動させるための手段を形成する。加えて、集中化デバイス３００は、もし対応する第２の導体２６の分離不良が、電気接地３２に対して検出されるならば、第２の影響される遮断部材３８を始動させるための手段を形成する。

【0070】

図７の例示的実施形態では、各ＤＣ電圧源２０と関連する保護デバイス４２はさらに、第１の検出器４８および第２の検出器５０の両方に接続される通信部材３０２を備え、通信部材３０２は、両方の検出器４８、５０によって共用され、データ・リンク３０４を介して、検出器４８、５０と集中化デバイス３００との間でデータの通信を可能にすることができる。

【0071】

図示されない代替案では、各検出器４８について、保護システム３０は、集中化デバイス３００と通信する第１の通信部材を備え、各第２の検出器５０について、集中化デバイス３００と通信する第２の通信デバイスを備える。

【0072】

データ・リンク３０４は、好ましくは無線リンクである。別法として、データ・リンク３０４は、有線リンクである。

【0073】

第２の実施形態による保護システム３０の動作は、上で述べられた第１の実施形態の動作に似ている。第２の実施形態による保護システム３０の動作は、二重分離不良の場合には図８の流れ図を使用してさらに詳述される。

【0074】

電気接地３２に対する二重分離不良の場合には、逆電流、および／または正極性と負極性との間の電流差が、ステップ４００の間に出現する。

【0075】

これらの分離不良は次いで、ステップ４１０の間に１つまたは複数の補助装置４０の検出器４８、５０によって検出される。検出器４８、５０によって検出される分離不良は次いで、対応する通信部材３０２を使用して集中化デバイス３００に伝達される。

【0076】

次のステップ４２０の間に、集中化デバイス３００は、決定された逆電流が同じ保護デバイス４２の両方の相に存在するかどうかを決定し、もし該当するならば、ステップ４３０の間に対応する保護デバイス４２の第１および第２の遮断部材３６、３８に始動信号を送る。述べられる例示的実施形態では、保護デバイス４２の第１および第２の遮断部材３６、３８に対応する四極回路遮断器が、始動される。第１および第２の磁気熱回路遮断器３６、３８についての始動条件ならびに対応する始動に必要な時間間隔は、図６のステップ２４０に照らして第１の実施形態について前に述べられたそれらと同一である。

【0077】

さもなければ、ステップ４６０の間に、集中化デバイスは、いくつかの補助装置４０が、電気接地３２に対するその分離不良をそれぞれ検出したかどうかを決定する。

【0078】

このステップ４６０の間に、もし単一補助装置４０の検出器４８、５０が、分離不良を検出したならば、その時その補助装置４０と関連する第１および第２の遮断部材３６、３８は、ステップ４８０の間に始動される。述べられる例示的実施形態では、対応する補助装置４０と関連する四極回路遮断器だけが次いで、集中化デバイス３００を介して始動される。

【0079】

第１および第２の磁気熱回路遮断器３６、３８についての始動条件ならびに対応する始動に必要な時間間隔はまたしても、図６のステップ２４０に照らして第１の実施形態について前に述べられたそれらと同一である。

【0080】

さもなければ、いくつかの補助装置４０が、それらのそれぞれの検出器４８、５０を介して分離不良を検出した場合には、その時分離不良を検出したそれらの補助装置４０のそれぞれと関連する第１および第２の遮断部材３６、３８は、集中化デバイス３００によって発せられる対応する信号によって始動される。言い換えれば、述べられる例示的実施形態では、分離不良を検出した補助装置４０と関連する四極回路遮断器は、始動され、影響される回路遮断器の始動は、限られた時間間隔、例えば２０ｍｓ未満の時間間隔で起こる。

【0081】

第１および第２の磁気熱回路遮断器３６、３８についての始動条件ならびに対応する始動に必要な時間間隔はまたしても、図６のステップ２４０に照らして第１の実施形態について前に述べられたそれらと同一である。

【0082】

２つの四極回路遮断器はしたがって、同時のまたは準同時の開放を行うことになる。結果として、遮断電圧は、２つの四極回路遮断器の接点にわたって分配されることになる。インバータ１２の入力でのＤＣ電圧Ｕについて、各回路遮断器接点３６、３８は、Ｕ／２に等しい電圧だけを遮断するように要求されることになる。

【0083】

影響される回路遮断器の始動の終わりには、それらの端部に分離不良を有するＤＣ電圧源２０はその時、生成ユニット１０の残りの部分から分離され、その結果生成ユニット１０はまたしても、ＡＣ電圧を電圧インバータ１２から送るために正常に動作する。インバータ１２は、それらの端子に分離不良を有さずかつ影響される回路遮断器の前の始動によって分離されていないＤＣ電圧源２０によって、入力に電力を供給される。

【0084】

第２の実施形態による保護システム３０はその結果、１つまたは複数の分離不良の出現に続いて、影響される遮断部材３６、３８の始動のより良好な調整を提示することを可能にする。第２の実施形態による保護システム３０は特に、電気接地３２に対するいくつかの分離不良の場合に、遮断部材３６、３８の組が始動される時間間隔をより良好に制御することを可能にする。

【0085】

この第２の実施形態の他の利点は、第１の実施形態のそれらと同一であり、再び述べられることはない。

【0086】

図９は、本発明の第３の実施形態を例示し、それについて前に述べられた第１の実施形態に似た要素は、同一の参照記号を使用して識別され、再び述べられることはない。

【0087】

第３の実施形態によると、第１の検出器４８は、対応する第１の電気導体２２を流れる電流の強さを測定することができる第１のＤＣ電流センサ５００を備える。第２の検出器５０は、対応する第２の電気導体２６を流れるＤＣ電流の強さを測定することができる第２のＤＣ電流センサ５０２を備える。

【0088】

補助装置４０はさらに、２つの電気導体２２、２６を流れる電流の合計を測定するための電気変圧器５０４を備える。

【0089】

言い換えれば、第３の実施形態によると、各補助装置４０は、第１および第２の実施形態の分流器などの２つの電流センサ５２の代わりに、第１のＤＣ電流センサ５００、第２のＤＣ電流センサ５０２および電気変圧器５０４を備える。

【0090】

変圧器５０４はさらに、第１の基準信号および／または第２の基準信号を検出することを可能にし、２つのＤＣ電流信号５００、５０２は、逆電流および／または正極性と負極性との間の電流差の検出を可能にする。

【0091】

第３の実施形態による保護システム３０は、第１および第２の実施形態の分流器５２を用いるよりも雑音に敏感でない電流測定結果を有することを可能にする。第１および第２の電気導体２２、２６を流れる電流についてのこの測定代替案は、しかしながら、第１および第２の実施形態について述べられた分流器を使用する場合よりも高価である。

【0092】

それ故に、本発明による保護システム３０は、電気接地３２に対する電気導体２２、２６の分離不良の場合に動作時損失を低減することを可能にすることが分かる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】