电容性负载装置及电容性负载装置的异常检测方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102933973 A (43)申请公布日 2013.02.13 CN 102933973 A *CN102933973A* (21)申请号 201080067438.1 (22)申请日 2010.06.17 G01R 31/00(2006.01) C01B 13/11(2006.01) (71)申请人 三菱电机株式会社 地址 日本东京都 (72)发明人 仓桥一豪 熊谷隆 民田太一郎 中谷元 高內大辅 (74)专利代理机构 中国专利代理(香港)有限公 司 72001 代理人 毛立群 王忠忠 (54) 发明名称 电容性负载装置及电容性负载装置的异常检 测方法 (57) 。

2、摘要 本发明提供一种在将许多电容性负载连接于 交流电源的装置中能够以简单的结构可靠地检测 出异常的装置。在并联连接有多个电容性负载并 从交流电源向以这多个负载构成的负载组供给电 流的电容性负载装置中， 将负载组分割成多个小 负载组， 并且具备 ： 电流检测传感器， 在与分割成 该多个小负载组的分路点相比更靠近负载侧的一 侧检测至少一个小负载组中流过的电流 ； 以及电 流异常检测部， 根据由该电流检测传感器检测出 的电流检测信号， 判断负载的异常。 (85)PCT申请进入国家阶段日 2012.12.14 (86)PCT申请的申请数据 PCT/JP2010/060284 2010.06.17 (8。

3、7)PCT申请的公布数据 WO2011/158361 JA 2011.12.22 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 9 页 附图 12 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 9 页 附图 12 页 1/1 页 2 1. 一种电容性负载装置， 并联连接有多个电容性负载， 从交流电源向以这多个负载构 成的负载组供给电流， 所述电容性负载装置的特征在于， 将所述负载组分割成多个小负载组， 并且， 具备 ： 电流检测传感器， 在与分割成该多个 小负载组的分路点相比更靠近负载侧的一侧检测至少一个小负载组中流过的电流 ； 以及电 流异。

4、常检测部， 根据由该电流检测传感器检测出的电流检测信号， 判断负载的异常。 2. 根据权利要求 1 所述的电容性负载装置， 其特征在于， 具备 ： 电流检测传感器， 对在 多个小负载组中的 2 个负载组中流过的电流分别进行检测。 3. 根据权利要求 2 所述的电容性负载装置， 其特征在于， 求取来自各个电流检测传感 器的输出的差， 在该差变成规定阈值以上的情况下， 电流异常检测部判断为在负载中产生 了异常。 4. 根据权利要求 3 所述的电容性负载装置， 其特征在于， 将各个电流检测传感器的输 出乘以与各个小负载组的负载的数量对应的乘数来求取差。 5.根据权利要求2至4的任一项所述的电容性负载。

5、装置， 其特征在于， 将负载组分割成 2 个小负载组。 6. 根据权利要求 1 所述的电容性负载装置， 其特征在于， 在与分路点相比更靠近至少 一个小负载组侧的一侧设置有电流切断元件， 在电流异常检测部判断为在负载中产生了异 常的情况下， 以利用所述电流切断元件切断电流的方式进行控制。 7. 根据权利要求 1 所述的电容性负载装置， 其特征在于， 在与分路点相比更靠近至少 一个小负载组侧的一侧设置有熔断器。 8. 一种电容性负载装置的异常检测方法， 检测电容性负载装置的异常， 在所述电容性 负载装置中， 并联连接有多个电容性负载， 从交流电源向以这多个负载构成的负载组供给 电流， 所述异常检测。

6、方法的特征在于， 将所述负载组分割成多个小负载组， 并且， 对该多个小负载组的至少一个负载组中流 入的电流进行检测， 在该电流中产生了异常的情况下， 判断为在所述负载组中的任一个负 载中产生了异常。 9. 根据权利要求 8 所述的电容性负载装置的异常检测方法， 其特征在于， 在多个小负 载组中的两个小负载组中流过的电流的差为规定阈值以上的情况下， 判断为在所述两个小 负载组中的任一个小负载组的负载中产生了异常。 10. 根据权利要求 9 所述的电容性负载装置的异常检测方法， 其特征在于， 将负载组分 割成 2 个小负载组。 权 利 要 求 书 CN 102933973 A 2 1/9 页 3 。

7、电容性负载装置及电容性负载装置的异常检测方法 技术领域 0001 本发明涉及在将多个电容性负载连接于交流电源的装置中检测在一部分负载变 成短路等异常状态的情况下流过的异常电流的装置以及检测该异常电流的方法。 背景技术 0002 通常， 在由于装置的负载短路等故障导致流过异常电流的情况下， 通过感测异常 电流来切断电源、 或者将由异常电流熔断的熔断器 （fuse） 插入到电源与负载之间等的方法 来保护负载、 电源。然而， 在大容量的臭氧发生装置 （臭氧发生器） 中， 作为连接于交流电源 的负载， 使用了 100 根以上的放电管。在这样的臭氧发生器中， 由于放电管的偏差导致在 1 根放电管中发生短。

8、路放电， 并且有时在该放电管中发生电弧放电。 在这样的异常产生时， 为 了保护其它负载、 电源或者为了继续运转， 提出了各种技术。 0003 例如， 在具备多个放电元件的臭氧发生装置中， 当在臭氧发生装置运转中在一个 或多个放电元件中产生异常时， 通过与各放电元件连接的各个异常检测单元对该放电元件 的异常进行检测， 使交流电源电路的输出降低至规定的输出值。由此， 有以如下方式设计 的臭氧发生装置， 即， 在将产生了异常的放电元件电气式分离之后， 也不对其它正常的放电 元件流过成为过载 （overload） 的那样的电流， 能够避免正常的放电元件连锁地被损坏的情 况， 能够不中断臭氧的产生而通过。

9、剩余的正常放电元件继续运转。 （专利文献 1） 。 0004 此外， 在逆变器 （inverter） 的输出连接以玻璃管构成的放电管来产生臭氧的臭氧 发生器中， 有以如下方式构成的臭氧发生器， 即， 具备 ： 第一电压 V1 的输出电路， 在玻璃管 损坏等异常产生时， 以第一时间常数输出电压降 ； 以及第二电压 V2 的输出电路， 以比第一 时间常数慢的第二时间常数输出电压降， 在为第二电压输出V2第一电压输出V1时， 与它 们连接的比较器输出异常产生信号 （专利文献 2） 。 0005 现有技术文献 专利文献 专利文献 1 ： 日本特开平 1129306 号公报 ； 专利文献 2 ： 日本特。

10、开 2007217237 号公报。 发明内容 0006 发明要解决的问题 在专利文献 1 的装置中， 由于需要对各放电元件设置异常检测单元， 所以在如大容量 的臭氧发生装置那样连接有许多放电元件的情况下， 也需要许多异常检测单元， 存在装置 变得复杂的问题。 0007 此外， 在专利文献 2 的技术中， 由于通过电压的降低来判断异常， 所以当要在如大 容量的臭氧发生器那样在逆变器的输出连接有许多玻璃管的装置中应用该技术时， 由于在 仅一个玻璃管损坏了的情况下电压的降低较小， 所以存在难以感测异常的问题。 0008 本发明是为了解决上述那样的问题而完成的， 其目的在于， 提供一种在将许多负 说 。

11、明 书 CN 102933973 A 3 2/9 页 4 载、 特别是如大容量的臭氧发生器那样将许多电容性负载连接于交流电源的装置中能够以 简单的结构可靠地检测出异常的装置。 0009 用于解决问题的方案 本发明的电容性负载装置， 并联连接有多个电容性负载， 从交流电源向以这多个负载 构成的负载组供给电流， 其中， 将负载组分割成多个小负载组， 并且， 具备 ： 电流检测传感 器， 在与分割成该多个小负载组的分路点相比更靠近负载侧的一侧检测至少一个小负载组 中流过的电流 ； 以及电流异常检测部， 根据由该电流检测传感器检测出的电流检测信号， 判 断负载的异常。 0010 此外， 本发明的电容性。

12、负载装置的异常检测方法， 检测电容性负载装置的异常， 在 该电容性负载装置中， 并联连接有多个电容性负载， 从交流电源向以该多个负载构成的负 载组供给电流， 其中， 将负载组分割成多个小负载组， 并且， 对该多个小负载组的至少一个 负载组中流入的电流进行检测， 在该电流中产生了异常的情况下， 判断为在负载组中的任 一个负载中产生了异常。 0011 发明效果 由于本发明的电容性负载装置如上述那样构成， 所以能够以简单的结构可靠地检测出 异常。 附图说明 0012 图 1 是表示本发明实施方式 1 的电容性负载装置的概略结构的电路图。 0013 图 2 是用于说明本发明实施方式 1 的电容性负载装。

13、置的工作的示意图。 0014 图 3 是表示本发明实施方式 2 的电容性负载装置的概略结构的电路图。 0015 图 4 是用于说明本发明实施方式 2 的电容性负载装置的工作的示意图。 0016 图 5 是表示本发明实施方式 3 的电容性负载装置的概略结构的电路图。 0017 图 6 是用于说明本发明实施方式 3 的电容性负载装置的工作的示意图。 0018 图 7 是用于说明本发明实施方式 3 的电容性负载装置的其它工作的示意图。 0019 图 8 是表示本发明实施方式 4 的电容性负载装置的概略结构的电路图。 0020 图9是表示本发明实施方式4的电容性负载装置的另一电流检测传感器的细节的 图。

14、。 0021 图 10 是表示本发明实施方式 5 的电容性负载装置的概略结构的电路图。 0022 图 11 是表示本发明实施方式 6 的电容性负载装置的概略结构的电路图。 0023 图 12 是表示本发明实施方式 7 的电容性负载装置的概略结构的电路图。 0024 图 13 是表示本发明实施方式 7 的另一电容性负载装置的概略结构的电路图。 具体实施方式 0025 实施方式 1. 图 1 是表示本发明实施方式 1 的电容性负载装置的概略结构的电路图。在图 1 中， 1 表 示逆变器等产生高频交流的交流电源， 2表示电抗器， 31、 32、 3n表示所具备的n个负 载， 如果例如是臭氧发生器， 。

15、则表示具备的多个放电管中的 1 根 1 根放电管。有时也将负载 整体汇总地记载为负载组 3。在图 1 中示出了 n 10 的例子。10 是将 10 个负载中的 5 个 说 明 书 CN 102933973 A 4 3/9 页 5 汇总起来的第一小负载组， 20是将剩余的5个负载汇总起来的第二小负载组， 从交流电源1 经由分路点 4 分别向第一小负载组 10 和第二小负载组 20 供给电力。CT 是检测在第二小负 载组20中流过的电流的电流检测传感器， 5是根据电流检测传感器CT检测出的电流信号判 断电流的异常的电流异常检测部， 在判断为异常的情况下输出异常信号 SS。该异常信号 SS 例如被输。

16、入至交流电源 1， 在异常的情况下进行使交流电源 1 的输出电压降低、 停止交流电 源、 或者在暂时停止了交流电源后经过固定时间后重新起动电源等的控制。 0026 以下， 对负载组 3 是臭氧发生器的许多放电管的情况进行说明。臭氧发生器的放 电管采用如下结构 ： 在玻璃管等的介电管的内表面形成成为高压电极的金属膜， 将该玻璃 管插入到具有比该玻璃管的外径大的尺寸的内径的金属管中， 在玻璃管的外表面与金属管 的内表面之间的间隙中流过含氧的气体。 通过对作为高压电极的金属膜与金属管之间施加 高压的交流电压， 从而间隙中的气体放电， 将氧臭氧化。 在例如上水道的水处理中使用该臭 氧发生器的情况下， 。

17、由于处理的水的量大， 所以处理所需要的臭氧的量也大， 需要大容量的 臭氧发生器。在大容量的臭氧发生器中， 一个装置具备数百根放电管， 有时具备 1000 根以 上的放电管。在图 1 中为了进行说明作为负载示出了放电管为 10 个的例子， 但是实际上， 如上述那样连接负载的数量 n = 1000 等非常多的负载的情况也并不少见。 0027 如以上那样， 在臭氧发生器中， 应用了经由作为玻璃管的电介体对气体施加交流 电压使放电产生的所谓的无声放电。作为施加的交流频率， 为数百 Hz 10kHz 左右， 电压 的峰值为 5 12kV 左右。在无声放电中， 当从电源观察放电管时， 经由电介体向放电部分。

18、 供给电流， 因此作为负载， 为电容性负载。因此， 在图 1 中为各负载 31 等包括电容、 即电 容器的记载。 0028 以下， 使用图 1 对连接有许多放电管、 即电容性负载的装置的工作进行说明。如图 1 所示， 将流到第一小负载组 10 的电流、 即通过分路点 4 流到第一小负载组 10 的电流设为 I1， 将流到第二小负载组 20 的电流、 即通过分路点 4 流到第二小负载组 20 的电流设为 I2。 此外， 将从交流电源 1 通过电抗器 2 流入到分路点 4 的电流、 即从电源流入到第一小负载组 10和第二小负载组20的整体的电流设为I0。 在放电管正常的情况下， 根据从交流电源1通。

19、 过电抗器 2 施加到负载 31 3n 的交流电压， 在作为负载的放电管中发生放电并且流 过交流电流。 由于作为负载的放电管进行非线性的工作， 所以即使电源的电压为正弦波， 流 过的电流也不会变成与施加的电压对应的正弦波， 而是变成失真的波形， 但是在此为简单 起见， 也将电流作为正弦波进行说明。 0029 假设由于某些原因， 多个放电管中的一个损坏， 在损坏了的放电管中发生电弧放 电而发生短路的故障。在图 2 中示出例如在图 1 的第一小负载组 10 的一个负载 300 中发 生了短路的故障的情况下的示意性的电流波形。图 2 中从上起示出 I0、 I1、 I2的波形。当在 时刻 t1 在负载。

20、 300 中发生短路时， 积蓄在其它负载中的电荷流入到负载 300。因此， 如图 2 所示， 在 I1中产生流入到负载 300 的冲入电流， 在 I2中产生在第二小负载组 20 中积蓄的电 荷流出至负载 300 的冲出电流。另一方面， 关于 I0， 由于存在电抗器 2， 所以几乎不产生急 剧的冲入电流。此外， 在图 1 中， 在交流电源 1 与电抗器 2 以及负载整体谐振那样的条件下 施加电压。 这是为了提高施加到负载的电压， 但是当一个负载变为短路状态时， 从谐振条件 偏离， 因此施加到负载的电压下降， 在时刻 t1 以后从电源流入的电流降低。 0030 在本实施方式 1 中， 电流检测传感。

21、器 CT 设置成对在第二小负载组 20 中流过的电 说 明 书 CN 102933973 A 5 4/9 页 6 流 I2进行检测。在该情况下， 检测图 2 最下方的波形， 尽管在第一小负载组 10 的一个负载 中发生了短路， 通过对在第二小负载组 20 中流过的电流 I2进行检测的电流检测传感器 CT 也能感测在第一小负载组 10 的一个负载中发生的短路。在专利文献 1 中， 公开了以下技 术 ： 在各放电元件配备电流检测单元， 通过由电流检测单元得到的检测值超过了规定的上 限值， 从而判断为在配备有该电流检测单元的放电元件中产生了异常。以往， 如专利文献 1 所记载的那样， 考虑到许多放电。

22、元件的各自的异常仅能通过检测在该放电元件中流过的电 流来进行检测。 然而， 本发明者们注意到存在如下现象 ： 在如臭氧发生器那样并联连接有多 个电容性负载的装置中， 在一个负载中因放电损坏等发生了短路的故障的情况下， 从其它 负载向发生了故障的负载流入电荷， 本发明者们发现 ： 即使不检测全部负载的电流， 通过对 从未发生故障的负载流入到发生了故障的负载的电流进行检测， 也能够感测异常。 0031 如以上那样， 在第一小负载组 10 的一个负载中产生了短路的异常的情况下， 电流 检测传感器 CT 检测出图 2 的 I2那样的波形。根据该电流波形的信号， 电流异常检测部 5 在 例如作为绝对值检。

23、测出以图 2 中的横向虚线表示的规定阈值 i0 以上的电流的情况下判断 为产生了异常并输出异常信号 SS。根据异常信号 SS， 进行例如使交流电源 1 的输出降低、 或者使其停止等的控制， 由此能够防止对电源、 故障了的负载以外的负载的影响。 0032 再有， 在图 1、 图 2 中， 说明了在第一小负载组 10 中的一个负载中发生了短路故障 的情况， 但是在第二小负载组 20 中的一个负载中发生了短路故障的情况下， I2的波形变成 图 2 的 I1所示的波形的样子， I1的波形变成图 2 的 I2所示的波形的样子。在 I2中产生流 入到短路故障的负载的冲入电流， 根据图 1 的电流检测传感器。

24、 CT、 即检测第二小负载组 20 的电流 I2的电流检测传感器 CT 的信号， 能够在电流异常检测部 5 中判断异常的产生。 0033 在图 1 中， 在第一小负载组 10 和第二小负载组 20 中使负载的数量为相同数量， 但 是不必须在各小负载组中使负载为相同数量。即使不是相同数量， 积蓄在另外的小负载组 中的电荷也会流入到具有故障了的负载的小负载组， 产生冲入电流， 因此与在上述说明的 情况同样地能够判断异常的产生。 0034 像这样， 根据本发明的实施方式 1， 在并联连接有多个电容性负载的装置中， 将作 为这多个电容性负载的群的负载组分割成 2 个小负载组， 在图 1 中分割成第一小。

25、负载组 10 和第二小负载组 20， 通过在与从交流电源 1 分成两个小负载组供给电流的分路点 4 相比更 靠近负载侧的一侧检测至少一个小负载组中流过的电流， 从而具有无论在哪一个小负载组 中产生短路故障的异常都能够判断出异常的效果。 0035 在上述中， 说明了根据利用以交流电源 1、 电抗器 2 以及负载组 3 产生的谐振的电 压施加方法进行的电压施加， 但是即使电压的施加不利用谐振， 而是从交流电源 1 直接向 负载组 3 施加电压也可。此外， 也可以是从交流电源通过电抗器施加电压并且不利用谐振 的电压施加， 电压的施加方法可以是任何方法。 0036 实施方式 2. 图 3 是表示本发明。

26、实施方式 2 的电容性负载装置的概略结构的电路图。在图 3 中， 与 图 1 相同的附图标记表示相同或相当的部分。在本实施方式 2 中， 将负载组分割成 3 个小 负载组， 即， 第一小负载组10、 第二小负载组20、 第三小负载组30， 从交流电源1经由分路点 4 向各个小负载组供给电力。此外， 以检测在第三小负载组 30 中流过的电流的方式设置电 流检测传感器 CT。 说 明 书 CN 102933973 A 6 5/9 页 7 0037 在图 4 中示出在图 3 的 3 个小负载组中流过的电流波形。即， 在图 4 的最上部示 出的波形表示在第一小负载组10中流过的电流I1的波形， 在图4。

27、的中央示出的波形表示在 第二小负载组20中流过的电流I2的波形， 在图4的最下部示出的波形表示在第三小负载组 30 中流过的电流 I3的波形。在图 4 中， 示出在时刻 t1 第一小负载组 10 内的一个负载 300 短路损坏了的情况下的 I1、 I2、 I3的波形。如图 4 所示， 在时刻 t1 负载 300 短路损坏， 作为 第一小负载组 10 的电流 I1流过冲入电流。此外， 在第二小负载组 20 的电流 I2中产生积蓄 在第二小负载组 20 中的电荷流出至负载 300 的冲出电流。同样地， 在第三小负载组 30 的 电流 I3中产生积蓄在第三小负载组 30 中的电荷流出至负载 300 。

28、的冲出电流。 0038 如以上那样， 在第一小负载组 10 的一个负载 300 中产生了短路的异常的情况下， 检测第三小负载组 30 的电流的电流检测传感器 CT 检测出图 4 的 I3那样的波形。根据该电 流波形的信号， 电流异常检测部 5 在例如作为绝对值检测出以图 4 中的横向虚线表示的规 定阈值 i0 以上的电流的情况下判断为产生了异常并输出异常信号 SS。根据异常信号 SS， 进行例如使交流电源 1 的输出降低、 或者使其停止等的控制， 由此能够防止对电源、 故障了 的负载以外的负载的影响。 0039 再有， 在图 3、 图 4 中， 说明了在第一小负载组 10 中的一个负载中发生了。

29、短路故障 的情况， 但是在第二小负载组 20 中的一个负载中发生了短路故障的情况下， 第三小负载组 30的电流I3也变成与在上述的第一小负载组10中的一个负载中发生了短路故障的情况同 样的电流波形， 根据图 3 的电流检测传感器 CT 即检测第三小负载组 30 的电流 I3的电流检 测传感器 CT 的信号， 电流异常检测部 5 能够判断异常的产生。 0040 此外， 在第三小负载组 30 中的一个负载中发生了短路故障的情况下， I3的波形变 成图 4 的 I1所示的波形的样子， I1和 I2的波形变成图 4 的 I2所示的波形的样子。在 I3中 产生流入到短路故障的负载的冲入电流， 根据图3的。

30、电流检测传感器CT即检测第三小负载 组 30 的电流 I3的电流检测传感器 CT 的信号， 电流异常检测部 5 能够判断异常的产生。 0041 像这样， 根据本发明的实施方式 2， 在并联连接有多个电容性负载的装置中， 将作 为该多个电容性负载的群的负载组分割成3个小负载组， 在图3中分割成第一小负载组10、 第二小负载组 20、 以及第三小负载组 30， 通过在与从交流电源 1 分成三个小负载组供给电 流的分路点 4 相比更靠近负载侧的一侧检测至少一个小负载组中流过的电流， 从而具有无 论在哪一个负载组中产生了短路故障的异常都能够判断出异常的效果。进而， 使小负载组 的数量增加也是同样的， 。

31、只要小负载组的数量为 2 以上、 即多个， 就会取得本发明的效果。 0042 再有， 只要负载组整体的负载的数量是各负载组具有多个负载那样的数量， 那么 多少都可以。 0043 实施方式 3. 图 5 是表示本发明实施方式 3 的电容性负载装置的概略结构的电路图。在图 5 中， 与 图 1 相同的附图标记表示相同或相当的部分。图 5 的交流电源 1、 第一小负载组 10、 第二小 负载组 20、 分路点 4 等与图 1 是同样的。在本实施方式 3 中， 设置有对第一小负载组 10 中 流过的电流进行检测的电流检测传感器 CT1 和对第二小负载组 20 中流过的电流进行检测 的电流检测传感器 C。

32、T2 这 2 个电流检测传感器。在电流异常检测部 50 中， 通过差分放大器 53 求取电流检测传感器 CT1 的电流检测信号与电流检测传感器 CT2 的电流检测信号之差 Iminus， 通过比较器 54 将该 Iminus 与规定的阈值进行比较， 在 Iminus 为规定的阈值以上 说 明 书 CN 102933973 A 7 6/9 页 8 的情况下， 输出异常信号 SS。 0044 在图 6 中示出在时刻 t1 第一小负载组 10 中的一个负载 300 短路故障的情况下的 电流波形。在图 6 中， 从上起示出第一小负载组 10 的电流 I1、 第二小负载组 20 的电流 I2、 以及它们。

33、之差 Iminus 的波形。在时刻 t1 以前， 在第一小负载组 10 和第二小负载组 20 中 流过同相并且几乎相同的值的电流， 因此作为它们之差的差分放大器 53 的输出 Iminus 几 乎为 0。当在时刻 t1 在负载 300 中流过短路电流时， 第一小负载组 10 的电流 I1与第二小 负载组 20 的电流 I2流过相反的电流， 因此在作为它们之差的 Iminus 中出现大的峰值。通 过用比较器 54 将该 Iminus 与规定的阈值 i0（在图 6 的 Iminus 的波形图中以横向虚线表 示。 ） 进行比较， 从而能够检测出异常， 能够输出异常信号 SS。 0045 此外， 不仅。

34、在某个负载短路了的情况下， 而且在由于某些原因导致负载故障， 该负 载的电流变成与其它负载不同的电流波形的情况下也能进行感测。在图 7 中示出了该例 子。假设在第二小负载组 20 中， 在时刻 t2 由于某些原因导致在负载中产生异常， 电流减少 了。即， 在第二小负载组 20 的电流波形变成图 7 的 I2所示的那样的波形的情况下， 第一小 负载组 10 的电流 I1与第二小负载组 20 的电流 I2之差 Iminus 如图 7 的 Iminus 的波形所 示那样， 在时刻t2以前几乎为0， 但是在时刻t2以后出现值。 通过用比较器54将该Iminus 与规定的阈值 i0（在图 7 的 Imi。

35、nus 的波形图中以横向虚线表示。 ） 进行比较， 从而能够检 测出异常， 能够输出异常信号 SS。 0046 再有， 可设想有在负载正常工作的情况下， 由于各种因素， 电流的差分不为 0 的情 况。例如， 可设想有由于负载在制造时的偏差等原因使第一小负载组 10 中流过的电流与第 二小负载组 20 中流过的电流稍有不同的情况。此外， 可设想有电流检测传感器 CT1 与 CT2 的灵敏度稍有不同的情况。 作为这些的对策， 能够实施以下一般的各种补偿对策 ： 以在负载 正常时差分放大器 53 的输出 Iminus 为 0 的方式将差分放大器 53 的 2 个输入端子的放大 率设为不同的放大率 ；。

36、 或者将各电流检测传感器 CT1 和 CT2 的输出暂时分别输入至放大率 可变的放大器， 调整各个放大器的放大率 ； 或者在电流检测传感器是电流互感器 （current transformer） 的情况下， 将接受电流互感器的输出的电阻器作为可变电阻器进行调整等。 此外， 由于负载是电容性负载， 所以对于负载在制造时的偏差等为原因的不平衡， 也能够在 电容小的一侧的小负载组并联地插入伪电容器等电容性负载， 调整小负载组间的负载电流 的不平衡。或者， 也可设想有 2 个小负载组 10 和 20 的特性为非线性， 并且其非线性性不同 的情况。 在该情况下， 考虑以不同的非线性放大器对各个电流检测传。

37、感器的输出进行放大， 在将各个输出线性化之后进行差动放大。 显然， 以上的小负载组、 电流检测传感器的不平衡 的补偿在以下的实施方式中也能根据需要来实施。 0047 如以上那样， 在本实施方式 3 中， 通过求取第一小负载组 10 的电流 I1与第二小负 载组20的电流I2之差Iminus， 从而能够仅在异常时得到较大的信号， 因此能够非常高精度 地检测异常。 0048 实施方式 4. 图 8 是表示本发明实施方式 4 的电容性负载装置的概略结构的电路图。在图 8 中， 与 图 1 相同的附图标记表示相同或相当的部分。图 8 的交流电源 1、 第一小负载组 10、 第二小 负载组 20、 分路。

38、点 4 等与图 1 是同样的。在本实施方式 4 中， 以电流检测传感器 CT3 自身输 出在第一小负载组 10 中流过的电流 I1与第二小负载组 20 的电流 I2之差 Iminus。通过使 说 明 书 CN 102933973 A 8 7/9 页 9 电流检测传感器CT3为电流互感器， 以电流I1与电流I2反方向地流动的方式设为电流互感 器的输入， 从而在电流互感器的输出中显现电流 I1与电流 I2之差 Iminus。用比较器 54 将 该输出 Iminus 与规定的阈值进行比较， 在 Iminus 为阈值以上的情况下输出异常信号 SS。 0049 图9是表示本发明实施方式4的另一电流检测传。

39、感器的图。 虽然在图8中， 以一个 电流互感器输出电流 I1与电流 I2之差 Iminus， 但是如图 9 所示， 通过将检测电流 I1的电流 检测传感器即电流互感器CT11的输出和检测电流I2的电流检测传感器即电流互感器CT22 的输出反相位并且串联地连接， 从而作为输出， 得到与电流I1和电流I2之差Iminus成比例 的电流波形。用与图 8 相同的比较器 54 将该输出信号与规定的阈值进行比较， 在 Iminus 为阈值以上的情况下输出异常信号 SS。 0050 如以上那样， 在本实施方式 4 中， 由于以电流检测传感器自身输出在第一小负载 组 10 中流过的电流 I1与第二小负载组 2。

40、0 的电流 I2之差 Iminus， 所以不需要设置差分放 大器， 能够以更简单的结构高精度地检测异常。 0051 实施方式 5. 图 10 是表示本发明实施方式 5 的电容性负载装置的概略结构的电路图。在图 10 中， 与图 8 相同的附图标记表示相同或相当的部分。在实施方式 3、 实施方式 4 中， 在第一小负 载组 10 和第二小负载组 20 中使负载的数量为相同数量， 在两个小负载组中使正常工作时 流过的电流相同。在本实施方式 5 中， 在第一小负载组 11 和第二小负载组 21 中负载的数 量不同。像这样， 在负载的数量不同并且在正常工作时两个负载组中流过的电流也不同的 情况下， 通。

41、过乘法器等使任一个输出变为与其它输出相同来求取两者之差， 由此得到与实 施方式 4 同样的差的电流波形。 0052 例如如图 10 所示， 在第一小负载组 11 的负载的数量 n1 为 3、 第二小负载组 21 的 负载的数量n2为7的情况下， 通过乘法器56将对第一小负载组11中流过的电流I1的电流 进行检测的电流检测传感器 CT1 的输出乘以 n2/n1 倍、 即 7/3 倍， 通过差分放大器 53 输出 该得到的值与对第二小负载组 21 中流过的电流 I2的电流进行检测的电流检测传感器 CT2 的输出的差分， 由此能够在正常工作时使差分放大器的输出几乎为 0， 能够仅在异常时通过 差分放。

42、大器得到输出， 并且能够检测异常。 0053 进而， 在实施方式 4 中示出的以电流检测传感器自身得到差分输出的情况下， 通 过使电流I1的检测灵敏度与电流I2的检测灵敏度之比为各小负载组的负载的数量之比， 从 而也能够使正常工作时的输出几乎为 0， 能够仅在异常时得到输出。例如， 在电流检测传感 器是电流互感器的情况下， 通过使将电流I1作为输入的匝数比与将电流I2作为输入的匝数 比按照各小负载组的负载的数量之比而不同， 从而能够使正常工作时的输出几乎为 0。 0054 实施方式 6. 图 11 是表示本发明实施方式 6 的电容性负载装置的概略结构的电路图。在图 11 中， 与图 1 图 1。

43、0 相同的附图标记表示相同或相当的部分。在实施方式 3 5 中， 将负载组分 割成 2 个小负载组， 基于在各个负载组中流过的电流的差的信号检测出异常， 但是负载组 的分割数不限于2个。 在本实施方式6中， 将小负载组分割成第一小负载组12、 第二小负载 组 22 以及第三小负载组 32 这 3 个小负载组。 0055 以电流检测传感器 CT12 检测第一小负载组 12 的电流 I1， 以电流检测传感器 CT22 检测第二小负载组22的电流I2， 并以差动放大器531取得两个电流检测传感器的输出的差 说 明 书 CN 102933973 A 9 8/9 页 10 分， 由此得到电流 I1与电流。

44、 I2之差 Iminus12。用比较器 541 将该 Iminus12 与阈值 551 进 行比较， 在 Iminus12 比阈值 551 大的情况下输出异常信号 SS1。以这些差动放大器 531、 比 较器 541、 阈值 551 构成第一电流异常检测部 501。通过像这样构成， 从而在第一小负载组 12 的任一个负载、 或者第二小负载组 22 的任一个负载中发生了故障的情况下输出异常信 号 SS1。 0056 此外， 根据对第二小负载组 22 的电流 I2进行检测的电流检测传感器 CT22 的输出 和对第三小负载组 32 的电流 I3进行检测的电流检测传感器 CT32 的输出， 得到电流 。

45、I2与电 流 I3之差 Iminus23。由于第二小负载组 22 的负载的个数 n2 为 3、 第三小负载组 32 的负载 的个数 n3 为 4， 所以通过乘法器 562 将检测第二小负载组 22 的电流 I2的电流检测传感器 CT22 的输出乘以 n3/n2 倍、 即 4/3 倍， 将该得到的值与检测第三小负载组 32 的电流 I3的电 流检测传感器 CT32 的输出通过差动放大器 532 取得差分， 由此得到电流 I2的 4/3 倍与电 流 I2之差 Iminus23。用比较器 542 将该 Iminus23 与阈值 552 进行比较， 在 Iminus23 比阈 值 552 大的情况下输。

46、出异常信号 SS2。以这些乘法器 562、 差动放大器 532、 比较器 542、 阈 值 552 构成第二电流异常检测部 502。通过像这样构成， 从而在第二小负载组 22 的任一个 负载、 或者第三小负载组 32 的任一个负载中发生了故障的情况下输出异常信号 SS2。 0057 在从第一电流异常检测部 501 输出了异常信号 SS1 的情况下、 或者在从第二电流 异常检测部 502 输出了异常信号 SS2 的情况下， 即在取异常信号 SS1 与 SS2 的 “或” 以输出 任一个信号的情况下， 设为在负载中产生了异常， 使交流电源 1 的输出降低或者停止。 0058 如本实施方式 6 中所。

47、说明的那样， 负载组整体的向小负载组的分割不是必须为 2 个， 无论分割成多少， 通过采用对该多个小负载组中的 2 个小负载组的电流进行检测来求 取差的结构， 都会得到本发明的效果。 如果使负载组的数量增加， 那么在更窄的范围内更容 易确定产生了异常的部分。相反， 在负载组的数量少的情况下装置的结构变得更简单。 0059 实施方式 7. 图 12 是表示本发明实施方式 7 的电容性负载装置的概略结构的电路图。在图 12 中， 与图 1 相同的附图标记表示相同或相当的部分。在实施方式 1 6 中， 在检测出异常电流 的情况下， 进行例如停止交流电源的输出的控制， 但是即使停止交流电源的输出， 在。

48、某个负 载变成短路状态的情况下， 在其它电容性负载中积蓄的电荷结束放电之前， 来自其它电容 性负载的电荷流出也不会停止。当小负载组的负载的数量较多时， 存在该电荷量成为问题 的情况。因此， 在本实施方式 7 中， 在小负载组 10 与小负载组 20 之间设置开关 41 等电流 切断元件， 在检测出异常电流的情况下， 即在输出了异常信号 SS 的情况下， 停止交流电源 1 并且断开开关41来切断电流， 防止来自没有短路负载的小负载组 （在图12的例子中为小负 载组 20） 的电荷流出。 0060 图 13 是表示本发明实施方式 7 的另一电容性负载装置的概略结构的电路图。在 图 13 中， 与图。

49、 1 相同的附图标记表示相同或相当的部分。在图 13 中， 从分路点 4 在各个小 负载组侧设置有开关42和43。 电流异常检测部5还检测异常电流的方向， 在检测出异常电 流的情况下， 判断在小负载组 10 和 20 的哪一个中产生了异常， 并以断开开关 42 和 43 中产 生了异常的一侧的开关的方式进行控制。只要像这样进行控制， 就能够防止来自没有短路 负载的小负载组的电荷流出， 并且， 能够不停止交流电源 1 地继续进行未产生异常的小负 载组的运转。此外， 像这样对每个小负载组插入开关的结构也能应用于如实施方式 6 那样 说 明 书 CN 102933973 A 10 9/9 页 11 小负载组为 3 以上的情况。 0061 再有， 开关 41、 42、 43 等也可以是如熔断器那样靠自身切断电流的电流切断元件。 0062 附图标记的说明 ： 1 ： 交流电源 ； 3、 300、 31、 32、 3i、 3n ： 负载 ； 4 ： 分路点 ； 5、 50、 501、 502 ： 电。