本發(fā)明涉及一種用于檢查DC電源的泄漏，并且用于檢查設(shè)置在DC電源和電氣裝置之間的開(kāi)關(guān)的短路故障的故障檢查系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

已知故障檢查系統(tǒng)具有：將DC電源連接至電氣裝置的一對(duì)電源線、設(shè)置在電源線中的開(kāi)關(guān)、以及判斷是否存在DC電源的漏電流故障或開(kāi)關(guān)的短路故障的判斷部(參見(jiàn)JP-A-2015-065143)。

故障檢查系統(tǒng)包括耦合在電源線和地電位之間的電容器，每個(gè)電容器設(shè)置在電源線的比開(kāi)關(guān)更接近于電氣裝置的位置處。故障檢查系統(tǒng)還包括：生成AC信號(hào)的信號(hào)發(fā)生部，以及測(cè)量AC信號(hào)的電壓的測(cè)量部。信號(hào)發(fā)生部和測(cè)量部被設(shè)置在比開(kāi)關(guān)更接近于DC電源的位置處。當(dāng)存在開(kāi)關(guān)的短路時(shí)，由信號(hào)發(fā)生部生成的AC信號(hào)通過(guò)開(kāi)關(guān)，并流經(jīng)電容器到地電位，從而由測(cè)量部測(cè)得的AC信號(hào)的電壓變得降低。判斷部判斷：例如，當(dāng)AC信號(hào)的測(cè)得的電壓下降到低于預(yù)定閾值時(shí)，則存在故障。

此外，當(dāng)DC電源中發(fā)生漏電流故障時(shí)，由信號(hào)發(fā)生部生成的AC信號(hào)通過(guò)漏電位置，并且流到地電位，使得AC信號(hào)的電壓的測(cè)得值降低。

因此，在這種情況下，如果AC信號(hào)的電壓的測(cè)得值下降到低于預(yù)定閾值，則可判斷已發(fā)生故障。

然而，上述故障檢查系統(tǒng)遭受不能區(qū)分漏電流故障的發(fā)生與短路故障的發(fā)生的問(wèn)題。也就是說(shuō),當(dāng)發(fā)生漏電流故障時(shí)，AC信號(hào)經(jīng)過(guò)漏電流位置流至地電位，使得AC信號(hào)電壓的測(cè)得值變得降低。當(dāng)發(fā)生開(kāi)關(guān)的短路故障時(shí)，AC信號(hào)經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)和電容器流至地電位，使得同樣地，AC信號(hào)電壓的測(cè)得值變得降低。因此，在任一情況下，AC信號(hào)電壓的測(cè)得值下降，使得不可能區(qū)分兩種類型的故障。

考慮到上述情況，本發(fā)明的示例性實(shí)施例致力于提供一種故障檢查系統(tǒng)，其使用AC信號(hào)來(lái)確定兩種類型的故障中的哪一種已發(fā)生，具體而言，確定是漏電流故障還是短路故障發(fā)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，提供一種故障檢查系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：主電路部、導(dǎo)電構(gòu)件、多個(gè)電容器、信號(hào)發(fā)生部、測(cè)量部、以及判斷部，其中主電路部包括DC電源、將DC電源連接至電氣裝置的一對(duì)電源線、以及分別連接至電源線中的對(duì)應(yīng)電源線的一對(duì)開(kāi)關(guān)；導(dǎo)電構(gòu)件連接至地電位并且與電源線電絕緣；多個(gè)電容器分別耦合在導(dǎo)電構(gòu)件和電源線之間，每個(gè)電容器在比開(kāi)關(guān)中的對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)更接近于電氣裝置的位置處連接至電源線；信號(hào)發(fā)生部電連接至主電路第一部并且被配置成生成兩種類型的AC信號(hào)，包括具有相對(duì)高頻率的高頻AC信號(hào)以及具有比高頻AC信號(hào)低的頻率的低頻AC信號(hào)，主電路第一部是主電路部的一部分，并且在比該一對(duì)開(kāi)關(guān)更接近于DC電源的位置處；測(cè)量部電連接至主電路第一部，并被配置成測(cè)量?jī)煞N類型的AC信號(hào)的電壓或電流的相應(yīng)值；以及判斷部被配置成基于由測(cè)量部獲得的AC信號(hào)電壓或AC信號(hào)電流的測(cè)得值來(lái)檢測(cè)DC電源中的漏電流故障和開(kāi)關(guān)中的短路故障中的任一種。判斷部被配置成基于由測(cè)量部獲得的高頻AC信號(hào)的測(cè)得值判斷兩種類型的故障中的任一種的發(fā)生，并且當(dāng)判斷出正發(fā)生兩種類型的故障中的任一種時(shí)，基于由測(cè)量部獲得的低頻AC信號(hào)的測(cè)得值來(lái)指定該故障是短路故障還是漏電流故障。

這樣的故障檢查系統(tǒng)的信號(hào)發(fā)生部被配置成生成兩種類型的AC信號(hào)，即，高頻AC信號(hào)和低頻AC信號(hào)。因此，判斷部能夠指定已發(fā)生哪種故障，是漏電流故障還是短路故障。

具體而言，判斷部被配置成首先通過(guò)使用高頻AC信號(hào)的測(cè)得值來(lái)確定是否已發(fā)生兩種類型的故障中的任一種。使用高頻AC信號(hào)能夠進(jìn)行關(guān)于是否已發(fā)生漏電流故障和短路故障中的任一種的判斷，但不能在故障之間作出區(qū)分。更具體地，如果存在開(kāi)關(guān)的短路故障，則高頻AC信號(hào)將通過(guò)該開(kāi)關(guān)，然后經(jīng)過(guò)電容器，流至地電位。如果存在DC電源的漏電流故障，則高頻AC信號(hào)將通過(guò)漏電流部分并流至地電位。因此，當(dāng)測(cè)量部測(cè)量高頻AC信號(hào)的電壓時(shí)，如果已發(fā)生兩種類型的故障中的任一種，則該電壓的測(cè)得值將變得降低。因此，如果電壓的測(cè)得值低于預(yù)定值，則可以判斷已發(fā)生故障，但不能確定故障的具體類型。

判斷部進(jìn)一步被配置成使得：如果已通過(guò)使用高頻AC信號(hào)確定已發(fā)生故障，低頻AC信號(hào)則被用于指定已發(fā)生兩種類型的故障中的哪一種，短路故障還是漏電流故障。例如，如果存在開(kāi)關(guān)的短路故障，并且沒(méi)有漏電流故障，則低頻AC信號(hào)可通過(guò)相關(guān)的開(kāi)關(guān)。然而，由于電容器中的每一個(gè)呈現(xiàn)對(duì)低頻AC信號(hào)的高阻抗，因此低頻AC信號(hào)不能通過(guò)電容器。因此，低頻AC信號(hào)不能流至地電位。因而，由測(cè)量部測(cè)得的低頻AC信號(hào)電壓的測(cè)得值將保持為高。同樣地，當(dāng)發(fā)生漏電流故障但不存在短路故障時(shí)，低頻AC信號(hào)將通過(guò)泄漏部分并且流至地電位。因而，如測(cè)量部測(cè)得的低頻AC信號(hào)電壓的測(cè)得值將變得降低。因此，如果高頻AC信號(hào)電壓的測(cè)得值高于預(yù)定閾值，則確定已發(fā)生短路故障，但是如果被發(fā)現(xiàn)低于預(yù)定閾值，則確定已發(fā)生漏電流故障。

如果利用AC信號(hào)的測(cè)得的電流值，有可能類似地指定已發(fā)生哪一種故障，短路故障還是漏電流故障。

通過(guò)本發(fā)明的上述形式，提供一種故障檢查系統(tǒng)，其能夠利用低頻AC信號(hào)來(lái)判斷已發(fā)生兩種類型的故障中的哪一種，即，漏電流故障還是短路故障。

如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)開(kāi)關(guān)的“短路故障”被理解為意味著如果開(kāi)關(guān)被控制成斷開(kāi)，而開(kāi)關(guān)卻保持在接通狀態(tài)。例如，短路故障可能由于開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)被焊接在一起，或可能由于繼電器中的彈簧構(gòu)件或驅(qū)動(dòng)電路的故障。

附圖說(shuō)明

圖1顯示示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的在既沒(méi)有發(fā)生短路故障也沒(méi)有發(fā)生漏電流故障時(shí)生成高頻AC信號(hào)的情況下的故障檢查系統(tǒng)的電路圖；

圖2是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的在存在開(kāi)關(guān)的短路故障、而沒(méi)有發(fā)生漏電流故障時(shí)生成高頻AC信號(hào)的情況下的故障檢查系統(tǒng)的電路圖；

圖3是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的在存在開(kāi)關(guān)的短路故障、而沒(méi)有發(fā)生漏電流故障時(shí)生成低頻AC信號(hào)的情況下的故障檢查系統(tǒng)的電路圖；

圖4是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的在存在漏電流故障、而沒(méi)有發(fā)生開(kāi)關(guān)的短路故障時(shí)生成高頻AC信號(hào)的情況下的故障檢查系統(tǒng)的電路圖；

圖5是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的在存在漏電流故障、而沒(méi)有發(fā)生開(kāi)關(guān)的短路故障時(shí)生成低頻AC信號(hào)的情況下的故障檢查系統(tǒng)的電路圖；

圖6是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的在既沒(méi)有發(fā)生短路故障也沒(méi)有發(fā)生漏電流故障的情況下的AC信號(hào)電壓的波形圖；

圖7是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的在存在短路故障但沒(méi)有發(fā)生漏電流故障的情況下的AC信號(hào)電壓的波形圖；

圖8是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的在存在漏電流故障但沒(méi)有發(fā)生短路故障的情況下的AC信號(hào)電壓的波形圖；

圖9是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的故障檢查系統(tǒng)的操作的流程圖；

圖10是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的故障檢查系統(tǒng)的電路圖；

圖11是示出了根據(jù)第二實(shí)施例的在既沒(méi)有發(fā)生短路故障也沒(méi)有發(fā)生漏電流故障的情況下的組合AC信號(hào)電壓的波形圖；

圖12是示出了從圖11的組合AC信號(hào)提取的高頻AC信號(hào)的波形圖；

圖13是示出了從圖11的組合AC信號(hào)提取的低頻AC信號(hào)的波形圖；

圖14是示出了根據(jù)第二實(shí)施例的在存在開(kāi)關(guān)的短路故障但沒(méi)有發(fā)生漏電流故障的情況下的組合AC信號(hào)電壓的波形圖。

圖15是示出了從圖14的組合AC信號(hào)提取的高頻AC信號(hào)的波形圖；

圖16是示出了從圖14的組合AC信號(hào)提取的低頻AC信號(hào)的波形圖；

圖17是示出了根據(jù)第二實(shí)施例的在存在漏電流故障但沒(méi)有發(fā)生開(kāi)關(guān)的短路故障的情況下的組合AC信號(hào)電壓的波形圖；

圖18是示出了從圖17的組合AC信號(hào)提取的高頻AC信號(hào)的波形圖；

圖19是示出了從圖17的組合AC信號(hào)提取的低頻AC信號(hào)的波形圖；

圖20是示出了根據(jù)第二實(shí)施例的故障檢查系統(tǒng)的操作的流程圖；

圖21是示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的故障檢查系統(tǒng)的電路圖；

圖22是示出了根據(jù)第三實(shí)施例的在既沒(méi)有發(fā)生短路故障也沒(méi)有發(fā)生漏電流故障的情況下的AC信號(hào)電流的波形圖；

圖23是示出了根據(jù)第三實(shí)施例的在存在開(kāi)關(guān)中的短路故障但沒(méi)有發(fā)生漏電流故障的情況下的AC信號(hào)電流的波形圖；

圖24是示出了根據(jù)第三實(shí)施例的在存在漏電流故障但沒(méi)有發(fā)生開(kāi)關(guān)中的短路故障的情況下的AC信號(hào)電流的波形圖；

圖25是示出了根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的故障檢查系統(tǒng)的電路圖；

圖26是示出了根據(jù)第四實(shí)施例的在強(qiáng)制接地開(kāi)關(guān)處于接通狀態(tài)的情況下的故障檢查系統(tǒng)的電路圖；

圖27和28構(gòu)成示出了根據(jù)第四實(shí)施例的故障檢查系統(tǒng)的操作的流程圖；

圖29是示出了根據(jù)第四實(shí)施例的當(dāng)信號(hào)線不處于開(kāi)路狀態(tài)的同時(shí)中間頻率信號(hào)通過(guò)高通濾波器時(shí)的電壓的波形圖；以及

圖30是示出了根據(jù)第四實(shí)施例的當(dāng)信號(hào)線處于開(kāi)路狀態(tài)的同時(shí)中間頻率信號(hào)通過(guò)高通濾波器時(shí)的電壓的波形圖。

具體實(shí)施方式

以下將參照所附附圖更全面地描述本發(fā)明的實(shí)施例。然而，本發(fā)明可按許多不同的形式體現(xiàn)并不應(yīng)當(dāng)被解釋成局限于本文描述的各實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例以使本公開(kāi)將變得透徹和完整，并且將完整地將本發(fā)明的范圍傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。通篇中相同的數(shù)字指示相同的元件。

根據(jù)本發(fā)明的故障檢查系統(tǒng)可應(yīng)用作為車用故障檢查系統(tǒng)，用于安裝在電動(dòng)車輛、混合動(dòng)力車輛等上。

第一實(shí)施例

參照?qǐng)D1至9，將描述故障檢查系統(tǒng)的第一實(shí)施例。如圖1所示，故障檢查系統(tǒng)1包括主電路部4、導(dǎo)電的導(dǎo)電構(gòu)件12、電容器5、信號(hào)發(fā)生部6、測(cè)量部7、和判斷部8。主電路部4包括DC電源10、一對(duì)電源線2(2p、2n)和一對(duì)開(kāi)關(guān)3(3p、3n)。

該對(duì)電源線2(2p、2n)將DC電源10連接至電氣裝置11。該對(duì)開(kāi)關(guān)3(3p、3n)分別安裝在該對(duì)電源線2(2p、2n)中。

導(dǎo)電構(gòu)件12與電源線2電絕緣并且連接至地電位。在導(dǎo)電構(gòu)件12與電源線2p、2n之間耦合的電容器5被分別設(shè)置在比該對(duì)開(kāi)關(guān)3p、3n更接近于電氣裝置11的位置處。

信號(hào)發(fā)生部6電連接至主電路第一部41，該主電路第一部41在比主電路部4中的開(kāi)關(guān)3p、3n更接近于DC電源10的位置處。信號(hào)發(fā)生部6生成兩種類型的AC信號(hào)S，即，具有相對(duì)高頻率的高頻AC信號(hào)S_H(參見(jiàn)圖2)，以及具有比高頻AC信號(hào)S_H低的頻率的低頻AC信號(hào)S_L(參見(jiàn)圖3)。

測(cè)量部7電連接至主電路第一部41，并且測(cè)量AC信號(hào)S的電壓。

基于由測(cè)量部7測(cè)得的AC信號(hào)S的電壓，判斷部8判斷是否已經(jīng)發(fā)生兩種類型的故障中的任一種。兩種類型的故障由漏電流故障(藉此漏電流從DC電源10流出)以及短路故障(藉此開(kāi)關(guān)3處于短路狀態(tài))組成。

基于由測(cè)量部7獲得的AC信號(hào)S_H的測(cè)得值，判斷部8判斷是否已經(jīng)發(fā)生兩種類型的故障中的任一種。如果判斷已經(jīng)發(fā)生故障，則判斷部8被配置成基于由測(cè)量部7獲得的低頻AC信號(hào)S_L的測(cè)得值指定已發(fā)生哪種故障，漏電流故障還是短路故障。

故障檢查系統(tǒng)1可應(yīng)用作為車用系統(tǒng)，用于安裝在電動(dòng)車輛、混合動(dòng)力車輛等上。

電氣裝置11是功率轉(zhuǎn)換器裝置，將DC電源10的DC功率轉(zhuǎn)換成AC功率。由此獲得的AC功率被用于驅(qū)動(dòng)3相AC電機(jī)16以使車輛運(yùn)行。

如圖1所示，電源線2由正側(cè)電源線2p和負(fù)側(cè)電源線2n構(gòu)成，該正側(cè)電源線2p將DC電源10的正極端子101連接至電氣裝置11，該負(fù)側(cè)電源線2n將DC電源10的負(fù)極端子102連接至電氣裝置11。開(kāi)關(guān)3由安裝在正側(cè)電源線2p中的正側(cè)開(kāi)關(guān)3p和安裝在負(fù)側(cè)電源線2n中的負(fù)側(cè)開(kāi)關(guān)3n構(gòu)成。這兩個(gè)開(kāi)關(guān)3p、3n與單磁線圈31一起包含在繼電器30內(nèi)。繼電器30被配置成使得：當(dāng)電流通過(guò)磁路31時(shí)，開(kāi)關(guān)3p、3n都接通，而當(dāng)電流流動(dòng)停止時(shí)，開(kāi)關(guān)3p、3n都斷開(kāi)。

平滑電容器13與電氣裝置11并聯(lián)連接，用于平滑施加至電氣裝置11的DC電壓。充電裝置15并聯(lián)連接至平滑電容器13。充電裝置15用于在啟動(dòng)電氣裝置11之前對(duì)平滑電容器13充電。由此可防止在開(kāi)關(guān)3p、3n接通的時(shí)刻電流突然涌入平滑電容器13。例如，充電裝置15可以是雙向DC到DC轉(zhuǎn)換器。

而且，如上所述，實(shí)施例進(jìn)一步包括導(dǎo)電構(gòu)件12，該導(dǎo)電構(gòu)件12連接至地電位并且由車身構(gòu)成。電容器5耦合在電源線2和導(dǎo)電構(gòu)件12之間并且在比開(kāi)關(guān)3更接近于電氣裝置11的位置處。根據(jù)該實(shí)施例，電容器5由諸如陶瓷電容器之類的特定電子部件構(gòu)成。電容器5具有給定電容，以使高頻AC信號(hào)S_H通過(guò)，而幾乎不使低頻AC信號(hào)S_L通過(guò)。

如圖1所示，電阻器14被插入在DC電源10和導(dǎo)電構(gòu)件12之間以使DC電源10與導(dǎo)電構(gòu)件12之間電絕緣(insulate)。當(dāng)發(fā)生漏電流故障時(shí)，電流從DC電源10流經(jīng)電阻器14。寄生電容器(未示出)與電阻器14并聯(lián)連接，然而，由于這樣的寄生電容器的電容值遠(yuǎn)小于電容器5的電容值，因此它們?cè)诟綀D中未被指出。

信號(hào)發(fā)生部6經(jīng)由信號(hào)線69在主電路第一部41中的具有與DC電源10的負(fù)極端子102相同電勢(shì)的位置(連接點(diǎn)A)處電連接至主電路第一部41。測(cè)量電容器61被設(shè)置在連接點(diǎn)A和信號(hào)發(fā)生部6之間，并且用以將信號(hào)發(fā)生部6與DC電源10電隔離。測(cè)量電容器61的電容值被預(yù)定成使得高頻AC信號(hào)S_H和低頻AC信號(hào)S_L都可通過(guò)電容器。

高頻濾波器71_H和低頻濾波器71_L連接在測(cè)量部7和信號(hào)線69之間。高頻濾波器71_H僅使由信號(hào)發(fā)生部6生成的AC信號(hào)S的高頻AC信號(hào)S_H通過(guò)，而低頻濾波器71_L僅使低頻AC信號(hào)S_L通過(guò)。低頻濾波器71_L在比測(cè)量電容器61更接近于信號(hào)發(fā)生部6的位置(第一連接點(diǎn)C)處連接至信號(hào)線69。高頻濾波器71_H在比測(cè)量電容器61更遠(yuǎn)離信號(hào)發(fā)生部6的位置(第二連接點(diǎn)D)處連接至信號(hào)線69。

判斷部8被連接至測(cè)量部7，并且用以在啟動(dòng)電氣裝置11之前檢測(cè)是否存在開(kāi)關(guān)3的短路故障或DC電源10的漏電流故障。在該檢測(cè)操作中，判斷部8首先從信號(hào)發(fā)生部6生成高頻AC信號(hào)S_H。假設(shè)，如圖2所示，存在正側(cè)開(kāi)關(guān)3p的短路故障，而不存在漏電流故障，那么高頻AC信號(hào)S_H將流經(jīng)正側(cè)開(kāi)關(guān)3p。由于每個(gè)電容器5的阻抗相對(duì)于高頻AC信號(hào)S_H為低，高頻AC信號(hào)S_H則將流經(jīng)電容器5至地電位。作為結(jié)果，由測(cè)量部7測(cè)得的高頻AC信號(hào)S_H的峰值電壓Vp的值將變得降低，如圖7所示，并且將下降至低于第一閾值V1。如下文所描述，當(dāng)發(fā)生漏電流故障時(shí)，高頻AC信號(hào)S_H的峰值電壓Vp也將下降至低于第一閾值V1。因此，如果高頻AC信號(hào)S_H電壓下降至低于第一閾值V1，則判斷部8不能指定已發(fā)生的故障的類型(漏電流故障或短路故障)，但能判斷已發(fā)生兩種類型的故障中的一種。

當(dāng)已經(jīng)判斷存在故障時(shí)，如圖3的示例中，則從信號(hào)發(fā)生部6生成低頻AC信號(hào)S_L。每個(gè)電容器5對(duì)低頻AC信號(hào)S_L呈現(xiàn)高阻抗值，使得信號(hào)不能流經(jīng)電容器5至地電位。而且，如果不存在漏電流故障，漏電流不能流經(jīng)電阻器14至地電位。因此，如圖7所示，由測(cè)量部7測(cè)得的低頻AC信號(hào)S_L的峰值電壓Vp具有高值，并且保持高于第二閾值V2。如果低頻AC信號(hào)S_L的峰值電壓Vp高于第二閾值V2，則判斷部8判斷存在短路故障。

圖2和3顯示了其中已發(fā)生正側(cè)開(kāi)關(guān)3p的短路故障的情況，然而，當(dāng)存在正側(cè)開(kāi)關(guān)3n的短路故障時(shí)，或當(dāng)存在開(kāi)關(guān)3p、3n兩者的短路故障時(shí)，AC信號(hào)S的電壓波形將相同。

如果不存在開(kāi)關(guān)3p、3n中的任一個(gè)的短路故障而存在DC電源10的漏電流故障，如圖4的示例中，則當(dāng)從信號(hào)發(fā)生部6生成高頻AC信號(hào)S_H時(shí)，高頻AC信號(hào)S_H將流經(jīng)電阻器14至地電位。作為結(jié)果，如圖8所示，由測(cè)量部7測(cè)得的高頻AC信號(hào)S_H的峰值電壓Vp將變得降低并且將下降至低于第一閾值V1。

如果高頻AC信號(hào)S_H的峰值電壓Vp低于第一閾值V1，則判斷部8判斷已發(fā)生兩種類型的故障中的一種(即，漏電流故障或短路故障)，但是如上所描述的不能指定已發(fā)生的故障的類型。因此，如圖5所示，從信號(hào)發(fā)生部6生成低頻AC信號(hào)S_L。電阻器14的阻抗與頻率無(wú)關(guān)，使得類似于高頻AC信號(hào)S_H，低頻AC信號(hào)S_L將通過(guò)電阻器14至地電位。因此，如圖8所示，由測(cè)量部7測(cè)得的低頻AC信號(hào)S_L的峰值電壓Vp將變得降低并且將為第二閾值V2或更低。如果低頻AC信號(hào)S_L的峰值電壓Vp不大于第二閾值，則判斷部8判斷存在漏電流故障。

如果既不存在漏電流故障也不存在短路故障，如圖1的示例中，那么由信號(hào)發(fā)生部6生成的高頻AC信號(hào)S_H不通過(guò)開(kāi)關(guān)3或電阻器4中的任一個(gè)。作為結(jié)果，如圖6所示，由測(cè)量部7測(cè)得的高頻AC信號(hào)S_H的峰值電壓Vp將具有超過(guò)第一閾值V1的高值。在這種情況下，判斷部8判斷不存在漏電流故障或短路故障。

現(xiàn)將描述故障檢查系統(tǒng)1的操作的流程圖。如圖9所示，在啟動(dòng)電氣裝置11之前(參見(jiàn)圖1)，故障檢查系統(tǒng)1首先從信號(hào)發(fā)生部6生成高頻AC信號(hào)S_H(步驟S1)。接著，操作進(jìn)入步驟S2，在步驟S2中作出關(guān)于高頻AC信號(hào)S_H的峰值電壓Vp是否低于第一閾值V1的判決。如果是“否”判決，即，峰值電壓Vp超過(guò)第一閾值V1(參見(jiàn)圖6)，則操作進(jìn)入步驟S3，在步驟S3中判斷既不存在漏電流故障也不存在短路故障。

如果在步驟S2是“是”判決，即，如果判斷高頻AC信號(hào)S_H的峰值電壓Vp低于第一閾值V1(參見(jiàn)圖7)并且已發(fā)生兩種類型的故障中的任一種，則操作進(jìn)入步驟S4，在步驟S4中生成低頻AC信號(hào)S_L。接著，操作進(jìn)入步驟S5，在步驟S5中作出關(guān)于低頻AC信號(hào)S_L的峰值電壓Vp是否不大于第二閾值V2的判決。如果是“是”判決，即，如果判斷低頻AC信號(hào)S_L的峰值電壓Vp不大于第二閾值V2(參見(jiàn)圖8)，則操作進(jìn)入步驟S6，在步驟S6中判斷存在漏電流故障。如果在步驟S5是“否”判決，即，如果判斷低頻AC信號(hào)S_L的峰值電壓Vp超過(guò)第二閾值V2(參見(jiàn)圖7)，則操作進(jìn)入步驟S7，在步驟S7中判斷存在短路故障。

根據(jù)該實(shí)施例，如果操作進(jìn)入步驟S3，在步驟S3中判斷兩種類型的故障都沒(méi)有發(fā)生，則啟動(dòng)電氣裝置11(參見(jiàn)圖1)。具體而言，首先通過(guò)使用充電裝置15對(duì)平滑電容器13充電，接著開(kāi)關(guān)3p、3n被接通。然后，經(jīng)由開(kāi)關(guān)3p、3n向電氣裝置11供應(yīng)DC電源10的DC功率。

而且，根據(jù)該實(shí)施例，如果判斷正發(fā)生漏電流故障或短路故障(步驟S7或S8)，則不啟動(dòng)電氣裝置11。也就是說(shuō)，確保開(kāi)關(guān)3p、3n被控制成不被接通。

該實(shí)施例的有益效果如下。信號(hào)發(fā)生部6被配置用于生成兩種類型的AC信號(hào)S，即，高頻AC信號(hào)S_H和低頻AC信號(hào)S_L。作為結(jié)果，判斷部8可指定已發(fā)生漏電流故障和短路故障中的哪一種。即，如圖7和8所示，如果高頻AC信號(hào)S_H的峰值電壓Vp不大于第一閾值V1，則判斷正發(fā)生這兩種類型的故障中的一種，但不能確定故障的具體類型。如果判斷已發(fā)生故障，低頻AC信號(hào)S_L則被用于指定特定類型的故障為漏電流故障或短路故障(參見(jiàn)圖7和8)。

具體而言，如圖3所示，當(dāng)存在開(kāi)關(guān)的短路故障時(shí)，由于電容器5對(duì)低頻AC信號(hào)S_L呈現(xiàn)的高阻抗，低頻AC信號(hào)S_L不流經(jīng)電容器5至地電位。因此，低頻AC信號(hào)S_L的峰值電壓Vp變得高，并且超過(guò)第二閾值V2(參見(jiàn)圖7)。而且，當(dāng)發(fā)生漏電流故障時(shí)，如圖5所示，低頻AC信號(hào)S_L流經(jīng)電阻器14至地電位。低頻AC信號(hào)S_L的峰值電壓Vp由此變低，并且下降至低于第二閾值V2(參見(jiàn)圖8)。因此，通過(guò)判斷低頻AC信號(hào)S_L的峰值電壓Vp是否大于第二閾值V2，可作出關(guān)于已發(fā)生的故障是短路故障還是漏電流故障的判決。

而且，在執(zhí)行根據(jù)本實(shí)施例的故障檢查時(shí)，如圖9所示，首先生成高頻AC信號(hào)S_H(步驟S1)。作為結(jié)果，可迅速作出關(guān)于是否正發(fā)生故障的判決。在例如首先生成低頻AC信號(hào)S_L的情況下，可通過(guò)使用低頻AC信號(hào)S_L來(lái)檢測(cè)漏電流故障，然而，將不能檢測(cè)開(kāi)關(guān)3的短路故障。因此，將有必要在生成低頻AC信號(hào)S_L之后生成高頻AC信號(hào)S_H來(lái)檢測(cè)是否已發(fā)生短路故障。這是因?yàn)榈皖lAC信號(hào)S_L不流經(jīng)電容器5，因此如果存在短路故障，則低頻AC信號(hào)S_L的峰值電壓Vp將不會(huì)變低。

因此，為了判斷沒(méi)有一個(gè)故障發(fā)生，有必要生成高頻AC信號(hào)S_H和低頻AC信號(hào)S_L兩者，因此，將需要更長(zhǎng)時(shí)間來(lái)達(dá)到這樣的判決。相反，當(dāng)存在漏電流故障或短路故障時(shí)，高頻AC信號(hào)S_H的峰值電壓Vp變得降低。因此，根據(jù)上述實(shí)施例，首先生成高頻AC信號(hào)S_H，使得僅通過(guò)確認(rèn)高頻AC信號(hào)S_H的峰值電壓Vp來(lái)檢測(cè)兩種類型的故障都沒(méi)有發(fā)生成為了可能。因此，能夠在短時(shí)間內(nèi)完成故障檢查。

上述的實(shí)施例提供了一種故障檢查系統(tǒng)，該故障檢查系統(tǒng)使用AC信號(hào)來(lái)指定正在發(fā)生哪一種故障，漏電流故障還是短路故障。

根據(jù)上述實(shí)施例的信號(hào)發(fā)生部6，僅高頻AC信號(hào)S_H和低頻AC信號(hào)S_L被生成作為AC信號(hào)S。然而，本發(fā)明不限于此。例如，根據(jù)下文所描述的第四實(shí)施例，可生成具有與高頻AC信號(hào)S_H和低頻AC信號(hào)S_L的頻率不同的頻率的AC信號(hào)S，以用于檢測(cè)除漏電流故障和短路故障之外的故障。

根據(jù)以上實(shí)施例，通過(guò)測(cè)量部7來(lái)測(cè)量AC信號(hào)S_H和S_L的峰值電壓Vp的值。然而，本發(fā)明不限于此，可測(cè)量AC信號(hào)S_H和S_L的平均值。替代地，如下文所述，測(cè)量部7可測(cè)量AC信號(hào)S_H和S_L的電流的值(參見(jiàn)圖21至24)。

而且，電容器5由諸如陶瓷電容器之類的特定電子部件構(gòu)成。然而，本發(fā)明不限于此，電容器可由寄生電容構(gòu)成。例如，可使電源線2p、2n中的每一個(gè)與導(dǎo)電構(gòu)件12之間的間距較小以使用其間的所產(chǎn)生的寄生電容作為電容器5。

此外，根據(jù)上述實(shí)施例，如圖1所示，信號(hào)發(fā)生部6和測(cè)量部7在與DC電源10的負(fù)極端子102處于相同電勢(shì)的位置(連接點(diǎn)A)處連接至主電路第一部41。然而，本發(fā)明不限于此。具體而言，可在與DC電源10的正極端子101處于相同電勢(shì)的位置(連接點(diǎn)B)處進(jìn)行連接。替代地，可在DC電源10內(nèi)的一位置處進(jìn)行連接。

第二實(shí)施例

根據(jù)以下實(shí)施例，附圖中所使用的與第一實(shí)施例的附圖標(biāo)記相同的附圖標(biāo)記指示與第一實(shí)施例相同的構(gòu)成元件，除非另外說(shuō)明。

在第二實(shí)施例中，由信號(hào)發(fā)生部6生成的AC信號(hào)S的波形與第一實(shí)施例的不同。如圖10所示，本實(shí)施例的信號(hào)發(fā)生部6包括高頻發(fā)生部62、低頻發(fā)生部63和加法電路64。高頻發(fā)生部62生成高頻AC信號(hào)S_H，低頻發(fā)生部63生成低頻AC信號(hào)S_L。加法電路64將高頻AC信號(hào)S_H和低頻AC信號(hào)S_L相加在一起以生成組合AC信號(hào)S_S。

與第一實(shí)施例類似，高頻濾波器71_H和低頻濾波器71_L被安裝在測(cè)量部7和信號(hào)發(fā)生部6之間，通過(guò)高頻濾波器71_H從組合AC信號(hào)S_S提取高頻AC信號(hào)S_H，以及通過(guò)低頻濾波器71_L類似地提取低頻AC信號(hào)S_L。測(cè)量部7測(cè)量由高頻濾波器71_H提取的高頻AC信號(hào)S_H和由低頻濾波器71_L提取的低頻AC信號(hào)S_L的相應(yīng)的峰值電壓Vp。

如圖11所示，組合AC信號(hào)S_S具有作為高頻AC信號(hào)S_H(參見(jiàn)圖12)和低頻AC信號(hào)S_L(參見(jiàn)圖13)的波形的組合的波形。通過(guò)高頻濾波器71_H從組合AC信號(hào)S_S提取如圖12所示的高頻AC信號(hào)S_H，以及通過(guò)低頻濾波器71_L從組合AC信號(hào)S_S提取如圖13所示的低頻AC信號(hào)S_L。

如果在開(kāi)關(guān)3中發(fā)生短路故障，則高頻AC信號(hào)S_H通過(guò)相關(guān)的開(kāi)關(guān)3以及經(jīng)過(guò)電容器5并流至地電位。作為結(jié)果，如圖15所示，高頻AC信號(hào)S_H的峰值電壓Vp將變低并且將下降至低于第一閾值V1。如果不存在漏電流故障，則低頻AC信號(hào)S_L將不流經(jīng)電阻器14至地電位。作為結(jié)果，如圖16所示，低頻AC信號(hào)S_L的峰值電壓Vp將為高，并且將超過(guò)第二閾值V2。在這種情況下，作為AC信號(hào)S_H和S_L的組合的組合AC信號(hào)S_S的波形將如圖14所示。當(dāng)高頻AC信號(hào)S_H的峰值電壓Vp不大于第一閾值V1，如圖15所示，則本實(shí)施例的判斷部8判斷正發(fā)生兩種類型的故障(短路故障和漏電流故障)中的一種。接著低頻AC信號(hào)S_L的峰值電壓Vp被確認(rèn)，并且如果該峰值電壓Vp超過(guò)第二閾值V2，如圖16所示，則判斷部8確定故障為短路故障。

如果發(fā)生漏電流故障，則高頻AC信號(hào)S_H將通過(guò)電阻器14并流至地電位。作為結(jié)果，如圖18所示，高頻AC信號(hào)S_H的峰值電壓Vp將下降至低于第一閾值V1。此外，當(dāng)發(fā)生漏電流故障，低頻AC信號(hào)S_L也將通過(guò)電阻器14并流至地電位。因此，如圖19所示，低頻AC信號(hào)S_L的峰值電壓Vp將下降至低于第二閾值V2。在這種情況下，作為AC信號(hào)S_H和S_L的組合的組合AC信號(hào)S_S的波形將如圖17所示。當(dāng)高頻AC信號(hào)S_H的峰值電壓Vp不大于第一閾值V1，如圖18所示，則本實(shí)施例的判斷部8判斷正發(fā)生兩種類型的故障(短路故障和漏電流故障)中的一種。接著，低頻AC信號(hào)S_L的峰值電壓Vp被確認(rèn)，如果該峰值電壓VP不大于第二閾值，如圖19所示，則判斷部8確定存在漏電流故障。

參照?qǐng)D20，將描述本實(shí)施例的故障檢查系統(tǒng)1的操作的流程圖。首先，故障檢查系統(tǒng)1使信號(hào)發(fā)生部6生成組合AC信號(hào)S_S(步驟11)。接著，操作進(jìn)入步驟S12，在步驟S12中作出關(guān)于高頻AC信號(hào)S_H的峰值電壓Vp是否不大于第一閾值V1的判決。如果是“否”判決，則操作進(jìn)入步驟S13，在步驟S13中確定兩種類型的故障都沒(méi)有發(fā)生。

然而，如果在步驟12中是“是”判決，即，高頻AC信號(hào)SH的峰值電壓Vp不大于第一閾值V1(參見(jiàn)圖15和18)從而判斷出正發(fā)生兩種類型的故障中的一種，操作進(jìn)入步驟S14。在步驟S14中，作出關(guān)于低頻AC信號(hào)S_L的峰值電壓Vp是否不大于第二閾值V2的判決。如果是“是”判決(參見(jiàn)圖19)，則操作進(jìn)入步驟S15，在步驟15中確定存在漏電流故障。然而，如果在步驟S14中是“否”判決(參見(jiàn)圖16)，則操作進(jìn)入步驟S16，在步驟S16中，確定存在開(kāi)關(guān)3的短路故障。

本實(shí)施例的有益效果如下。生成組合AC信號(hào)S_S，該組合AC信號(hào)S_S是高頻AC信號(hào)S_H和S_L的組合因此，可同時(shí)測(cè)量高頻AC信號(hào)S_H和低頻AC信號(hào)S_L的相應(yīng)的峰值電壓Vp。因此，如果高頻AC信號(hào)S_H的峰值電壓Vp不大于第一閾值V1(參見(jiàn)圖20的步驟S12)，從而判斷存在故障，然后可在不需要單獨(dú)生成低頻AC信號(hào)S_L的情況下，作出關(guān)于低頻AC信號(hào)S_L的峰值電壓Vp是否大于第二閾值V2的判決(參見(jiàn)步驟S14)。因此，能夠在短時(shí)間周期內(nèi)指定故障是漏電流故障還是短路故障。

在其他方面，本實(shí)施例的構(gòu)造和有益效果類似于第一實(shí)施例。

第三實(shí)施例

在第三實(shí)施例，測(cè)量部7和判斷部8的構(gòu)造與第一實(shí)施例的不同。如圖21所示，本實(shí)施例的測(cè)量部7測(cè)量AC信號(hào)S的電流的峰值A(chǔ)p，而判斷部8使用測(cè)得的電流的峰值A(chǔ)p來(lái)執(zhí)行故障檢測(cè)。

在本實(shí)施例的故障檢測(cè)操作中，與第一實(shí)施例類似，首先生成高頻AC信號(hào)S_H。如果存在開(kāi)關(guān)3的短路故障，則高頻AC信號(hào)S_H將通過(guò)開(kāi)關(guān)3并且經(jīng)過(guò)電容器5，并流至地電位。因此，如圖23所示，由測(cè)量部7測(cè)得的高頻AC信號(hào)S_H的峰值電流Ap將為高并且將為第一閾值A(chǔ)1或更高。在這種情況下，判斷部8將判斷正發(fā)生兩種類型的故障(短路故障和漏電流故障)中的一種。判斷部8接著生成低頻AC信號(hào)S_L。由于電容器5對(duì)低頻AC信號(hào)S_L呈現(xiàn)高阻抗，低頻AC信號(hào)S_L基本不通過(guò)電容器5并因此不流至地電位。因此，低頻AC信號(hào)S_L的峰值電流Ap將為低，并且將變得小于第二閾值A(chǔ)2，如圖23所示。在這種情況下，判斷部8判斷存在短路故障。

如果發(fā)生漏電流故障，則高頻AC信號(hào)S_H將通過(guò)電阻器14并流至地電位。因此，如圖24所示，由測(cè)量部7測(cè)得的高頻AC信號(hào)S_H的峰值電流Ap將為高并且將為第一閾值A(chǔ)1或更高。在這種情況下，判斷部8判斷正發(fā)生兩種類型的故障(短路故障和漏電流故障)中的任一種，并然后生成低頻AC信號(hào)S_L。由于電阻器14的阻抗與頻率無(wú)關(guān)，低頻AC信號(hào)S_L將像高頻AC信號(hào)S_H一樣通過(guò)電阻器14，并且將流至地電位。因此，如圖24所示，由測(cè)量部7測(cè)得的低頻AC信號(hào)S_L的峰值電流Ap將為高并且將為第二閾值A(chǔ)2或更高。在這種情況下，判斷部8判斷存在漏電流故障。

如果兩種故障都沒(méi)有發(fā)生，則高頻AC信號(hào)S_H將不通過(guò)開(kāi)關(guān)或不通過(guò)電阻器14，使得如圖22所示，峰值電流Ap將具有低值。如果高頻AC信號(hào)S_H的峰值電流Ap不大于第一閾值A(chǔ)1，則判斷部8確定兩種故障都沒(méi)有發(fā)生。

在其他方面，本實(shí)施例的構(gòu)造和效果類似于第一實(shí)施例。

第四實(shí)施例

在第四實(shí)施例中，確保由信號(hào)發(fā)生部6和測(cè)量部7形成的故障檢測(cè)電路690來(lái)確認(rèn)在電路690是否存在故障。如圖25所示，類似于第一實(shí)施例，本實(shí)施例的信號(hào)發(fā)生部6經(jīng)由信號(hào)線69連接至主電路第一部4。低頻濾波器71_L在相對(duì)接近信號(hào)發(fā)生部6的位置處連接至信號(hào)線69的連接點(diǎn)C。高頻濾波器71_H在比連接點(diǎn)C更遠(yuǎn)離信號(hào)發(fā)生部6的位置處連接至信號(hào)線69的連接點(diǎn)D。測(cè)量電容器61連接在連接點(diǎn)C和D之間。

信號(hào)發(fā)生部6被配置成生成在介于高頻AC信號(hào)S_H和低頻AC信號(hào)S_L中間的頻率范圍內(nèi)的中間AC信號(hào)S_M。中間AC信號(hào)S_M可通過(guò)高頻濾波器71_H和低頻濾波器71_L兩者。

此外，本實(shí)施例的故障檢查系統(tǒng)1包括由電阻器87和強(qiáng)制接地開(kāi)關(guān)88形成的強(qiáng)制接地電路89。強(qiáng)制接地電路89連接在信號(hào)線69和地電位之間。

參照?qǐng)D27，將描述本實(shí)施例的操作的流程圖。首先，在本實(shí)施例中，在強(qiáng)制接地開(kāi)關(guān)88斷開(kāi)的狀態(tài)下，通過(guò)信號(hào)發(fā)生部6生成中間AC信號(hào)S_M(步驟S21)。接著，操作進(jìn)入步驟S22，在步驟22中，作出關(guān)于已通過(guò)連接至第一連接點(diǎn)C的濾波器71(低頻濾波器71_L)的中間AC信號(hào)S_M的峰值電壓Vp是否超過(guò)預(yù)定值的判決。如果是“否”判決，則操作進(jìn)入步驟S23，在步驟S23中判斷存在連接至第一連接點(diǎn)C的濾波器71(低頻濾波器71_L)的故障。如果是“是”判決，則操作進(jìn)入步驟S24。

在步驟S24中，作出關(guān)于已通過(guò)連接至第二連接點(diǎn)D的濾波器71(高頻濾波器71_H)的中間AC信號(hào)S_M的電壓是否超過(guò)預(yù)定值的判決。如果中間AC信號(hào)S_M的電壓低于預(yù)定值(參見(jiàn)圖30的波形)，即“否”判決，則操作進(jìn)入步驟S25。在步驟S25中，判斷在將第一連接點(diǎn)C連接至第二連接點(diǎn)D的信號(hào)線69中存在開(kāi)路故障，或存在測(cè)量電容器61的故障。

如果已通過(guò)高頻濾波器71_H的中間AC信號(hào)S_M的電壓高于預(yù)定值(參見(jiàn)圖29)，即，在步驟S24中是“是”判決，則操作進(jìn)入步驟S26，在步驟S26中強(qiáng)制接地開(kāi)關(guān)88被接通。由此，信號(hào)線69被強(qiáng)制連接至地電位。在該情況下，在步驟S26中生成中間AC信號(hào)S_M。

如圖26所示，當(dāng)強(qiáng)制接地開(kāi)關(guān)88被接通并且信號(hào)線69被接地時(shí)，中間AC信號(hào)S_M流至地電位。作為結(jié)果，如果故障檢測(cè)電路690正常工作，則由測(cè)量部7測(cè)得的已通過(guò)兩個(gè)濾波器71_H和71_L的中間AC信號(hào)S_M的電壓值將應(yīng)當(dāng)變低。根據(jù)本實(shí)施例，如圖28所示，步驟S27在步驟S26之后執(zhí)行。在步驟S27中，作出關(guān)于已通過(guò)兩個(gè)濾波器71_H和71_L的中間AC信號(hào)S_M的電壓是否低于預(yù)定值的判決。如果是“否”判決，則操作進(jìn)入步驟S28，在步驟S28中判斷故障檢測(cè)電路690沒(méi)有正常工作。如果在步驟S27中是“是”判決，則操作進(jìn)入步驟S29，在步驟S29中判斷故障檢測(cè)電路690正常工作。然后，執(zhí)行用于檢測(cè)DC電源10的漏電流故障和開(kāi)關(guān)3的短路故障的操作。

本實(shí)施例的有益效果如下。除執(zhí)行檢查以檢測(cè)短路故障或漏電流故障之外，還能夠檢測(cè)信號(hào)線69的開(kāi)路故障和/或測(cè)量電容器61的故障。

在其他方面，本實(shí)施例的構(gòu)造和有益效果類似于第一實(shí)施例。

根據(jù)以上實(shí)施例，低頻濾波器71_L連接至第一連接點(diǎn)C，以及高頻濾波器71_H連接至第二連接點(diǎn)D。然而，同樣能夠使用這些連接的相反布置。