交流回路における接地モニタリング用システム、およびこのような接地モニタリングシステムを備える電力供給装置
【課題】 交流回路における接地モニタリング用システム、およびこのような接地モニタリングシステムを備える電力供給装置を提供する。
【解決手段】 本発明は、交流回路における中性線（Ｎ’）側と接地導体（ＰＥ）側またはグランド側との間の交流回路を、抵抗（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）の直列接続部による接地モニタリング用システム（１０）であって、該直列接続部は中性線（Ｎ’）のための第１の接続部（１０１）と接地導体（ＰＥ）またはグランドのための第２の接続部（１０２）とを備える、システムにおいて、該システムは、直列接続部の抵抗（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）のうちの１つの破損を検出するための破損検出手段を少なくとも備えるシステムに関する。
【解決手段】 本発明は、交流回路における中性線（Ｎ’）側と接地導体（ＰＥ）側またはグランド側との間の交流回路を、抵抗（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）の直列接続部による接地モニタリング用システム（１０）であって、該直列接続部は中性線（Ｎ’）のための第１の接続部（１０１）と接地導体（ＰＥ）またはグランドのための第２の接続部（１０２）とを備える、システムにおいて、該システムは、直列接続部の抵抗（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）のうちの１つの破損を検出するための破損検出手段を少なくとも備えるシステムに関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流回路の中性線側と接地導体側またはグランド側との間の交流回路における接地モニタリング用システムに関する。本発明はさらにまた、ポリシリコン反応炉用電力供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
このようなシステムは図１に示され、参照符号１０で示される。かかるシステムは、直列に接続された抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を含み、この直列接続部は、中性線Ｎ’用の第１の接続部１０１と、接地導体ＰＥまたはグランド用の第２の接続部１０２とを含む。
【０００３】
図１に示されたポリシリコン反応炉用電力供給装置１において、ポリシリコン反応炉には、シーメンス法に従ってポリシリコンを製造するためのシリコンバーまたはシリコン薄板の直列接続部が設けられる。この直列接続部２も図１に示されている。この場合、直列接続部２は、電力供給装置１に負荷として接続可能である。電力供給装置１は、変圧器１１であって、その一次側１１１は電圧供給網Ｌ１，Ｎに接続可能であり、二次側１１２は、複数のタップ１１２１，１１２２，１１２３を含む、変圧器１１と、制御部１２と接地モニタリング用システム１０とを含んでなる。二次側１１２のタップ１１２３は電力供給装置１の出力部の中性線接続部と結合され、少なくとも２つのタップ１１２１，１１２２は、出力調整部１３を介して、電力供給装置の出力部の外部導体接続部と結合される。出力部の各接続部は、中性線Ｎ’と外部導体Ｌ１と結合される。制御部１２を介して、電力供給装置１の出力調整部１３は電圧シーケンス制御が可能である。
【０００４】
ポリシリコン反応炉用電力供給装置１において利用される知られた接地モニタリング用システムの場合、接地部では、電流は、接地導体ＰＥ、システム１０の第２の接続部１０２、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の直列接続部を通り、接地モニタリング用システム１０の第１の接続部１０１に、したがって電力供給装置１の中性線Ｎ’に流れる。接地モニタリング用システム１０は、電流強度検出手段Ｉｍａｘを備え、該電流強度検出手段Ｉｍａｘは、第２の接続部１０２から、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の直列接続部を通って、第１の接続部１０１まで流れる電流を検出する。抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の直列接続部を通過して十分な大きさの電流が流れるならば、電流強度検出手段Ｉｍａｘによって接地が認識される。
【０００５】
接地に基づいて抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の直列接続部を通過して流れる電流は、該直列接続部の各抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３で、接地モニタリング用システムの第２の接続部１０２と比べて電圧の低下を伴う。知られた接地モニタリング用システムの場合、直列接続部の２つの抵抗Ｒ２，Ｒ３の間の少なくとも１つの結節部１０３に電圧検出手段Ｕｍａｘが接続され、該電圧検出手段Ｕｍａｘが、少なくとも１つの抵抗Ｒ３と接地モニタリング用システムの第２の接続部１０２とを亘る電圧を検出する。
【０００６】
電流強度検出手段Ｉｍａｘと電圧検出手段Ｕｍａｘとは、出力部を含み、各出力部はバスとインターフェース１０３とを介して制御部１２と結合されている。
【０００７】
制御部において、インターフェース１０３を介して、システム１０から付与される信号が評価されて、接地に適した基準が準備される。たとえば、電力供給装置１をオフとする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
冒頭で述べたタイプの、ポリシリコン反応炉用電力供給装置１における、冒頭で述べたタイプの接地モニタリング用システム１０は、特に、電力供給装置１によって供給されるシリコンバーまたはシリコン薄板の直列接続部２の少なくとも一部を通過して、中性線Ｎ’と接地導体ＰＥとの間を高オーミック結合する場合に、確実に機能する。基本的に、このような接地モニタリング用システム１０によって、中性線Ｎ’と接地導体ＰＥとの間の低オーミック結合でも、電力供給装置１によって供給されるシリコンバーまたはシリコン薄板の直列接続部２の一部を介して検出可能である。かかる場合、いずれにせよ、中性線Ｎ’と接地導体ＰＥとの間で電圧降下は、場合によってはごくわずかであり、小電流が、接地モニタリング用システム１０の抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を通過するにすぎない。第２の接続部１０２から、接地モニタリング用システム１０の抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の直列接続部を通過して第１接続部１０１まで流れる電流の電流強度検出手段Ｉｍａｘは、たしかに基本的にこのような小さな電流を検出するが、安全性には関連しない短絡、または他のごく短期の事象のために、電力供給装置１全体のオフを招き、よってポリシリコンの製造プロセスがストップしてしまう、または少なくとも中断することになり、これは望ましくないことである。したがって、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の直列接続部を流れる電流が越える必要がある閾値であって、適切な安全装置を作動させ、電力供給装置１を停止させる閾値は、安全性には関連しない短絡、または他のごく短期の事象が電力供給装置１までをもオフにはしないような高さに調整される。したがって、このような接地モニタリング用システム１０は、中性線Ｎ’と接地導体ＰＥとの間が低オーミック結合である場合でも、電力供給装置１によって供給されるシリコンバーまたはシリコン薄板の直列接続部２の一部を介して応答しない。
【０００９】
このような接地モニタリング用システム１０のさらなる短所は、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の直列接続部に破損があった場合に接地を検出することがもはやできないという点である。したがって、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の直列接続部に破損が認められる場合には、電力供給装置１はオフにできることが望ましい。なぜなら、電力供給装置は、機能的な接地モニタリングを自由に行うことができないからである。
【００１０】
本発明は、低オーミックを、重大ではない状況と確実に区別することが可能であり、抵抗の直列接続部に破損による接地モニタリング用システムの欠損をも検出することが可能となるように、接地モニタリング用システムを改良することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
抵抗の直列接続部における破損の検出に関して、接地モニタリング用システムは、直列接続部の抵抗の１つの破損を検出するための手段を少なくとも備えていることで課題が解決される。直列接続部に破損がある場合、それが検出され、接地モニタリング用システムを停止する信号を出力することが可能であり、それによって電力供給装置がオフになる。
【００１２】
低オーミック接地の確実な検出に関しては、接地モニタリング用システムが直列接続部を通過して第１の接続部から第２の接続部に流れる電流を積分するための積分手段を備えることで課題が解決される。電流の積分によって、接地部を流れるエネルギを取得することができる。これが重大な量に達するときは、低オーミック接地を安全性とは関係がない結果から確実に区別することができる。
【００１３】
両解決手段は、接地モニタリング用システムに共にまたは互いに隣接して使用可能である。
【００１４】
第１の破損検出手段は、第１の電圧源と第１の結合ネットワークとを有してもよく、該第１の結合ネットワークを介して、直列接続部の少なくとも第１の抵抗が第１の電圧源に接続される。結合ネットワークは、変圧器であってもよく、これによって、第１の電圧源は第１の抵抗から直流的に絶縁される。第１の破損検出手段は、第１の電圧源から第１の抵抗を通過して流れる電流を検出する第１の電流強度検出手段を有してもよい。あるいは、第１の電流強度検出手段は、第１の電圧源を通過して流れる電流も取得してもよい。
【００１５】
さらに、第１の破損検出手段は、第２の電圧源と第２の結合ネットワークとを有してもよく、該第２の結合ネットワークを介して、少なくとも第２の抵抗が第２の電圧源に接続される。また、第２の結合ネットワークは変圧器を介して構成されてもよい。第１の破損検出手段は、第２の電圧源から第２の抵抗を通過して流れる電流を検出する第２の電流強度検出手段を有してもよい。あるいは、第２の電流強度検出手段は、第２の電圧源を通過する電流を取得してもよい。
【００１６】
第１の抵抗および第２の抵抗は、抵抗の直列接続部において、互いに隣接して設けられてもよい。それらの間には、共通結節部が設けられる。
【００１７】
第１の電圧源から印加され第１の抵抗で降下する電圧と、第２の電圧源から印加され第２の抵抗で降下する電圧との総計は、好ましくは０または略０に等しい。したがって、第１の抵抗と第２の抵抗とからなる直列接続部では、破損検出に起因する電圧降下は生じない。しかしながら、第１の抵抗と第２の抵抗とからなる直列接続部では、接地の場合、発明に従った接地モニタリング用システムの一部であってもよい電圧検出手段によって検出され得る電圧が降下する。
【００１８】
発明に従った接地モニタリング用システムは、第２の破損検出手段を少なくとも備えてもよい。第２の破損検出手段は、第３の電圧源と第３の結合ネットワークとを有してもよく、該第３の結合ネットワークを介して、少なくとも第３の抵抗は第３の電圧源に接続される。第３の結合ネットワークは、変圧器によって形成されてもよい。第２の破損検出手段は、第３の電圧源から第３の抵抗を通過して流れる電流、または第３の電流源を通過する電流を検出する第３の電流強度検出手段を有してもよい。
【００１９】
発明に従った接地モニタリング用システムは、第１の接続部から直列接続部を通過して第２の接続部に流れる電流を検出する第４の電流強度検出手段を備えてもよい。
【００２０】
接地モニタリング用システムは、分岐部を備え、該分岐部は、第１の接続部、直列接続部の２つの抵抗の間の結節部、直列接続部の２つの抵抗の間のさらなる結節部および／または第２の接続部に互いに接続され、かつ該分岐部は、第４の電圧源と制御可能なスイッチとを有し、該スイッチは各不連続な時点で制御部によって選択的に閉じてもよい。また有利なことに、各不連続な時点で、第１の破損検出手段と第２の破損検出手段とは動作しない。スイッチが閉じた状態において、第４の電圧源から、スイッチ、第１の接続部、直列接続部の２つの抵抗の間の結節部、直列接続部の２つの抵抗の間のさらなる結節部、および／または第２の接続部を介して、したがって抵抗からなる直列接続部の少なくとも一部を介して、電流が流れてもよい。第５の電流強度検出手段は、スイッチを通過して流れる電流を検出することができる。閉じられた制御可能なスイッチにもかかわらず、第４の電圧源からの電流が流れない場合、発明に従った接地モニタリング用システムの抵抗の直列接続部における破損が存在し得る。この制御可能なスイッチは、リレーであってもよい。
【００２１】
発明に従った接地モニタリング用システムにおける電流検出手段は、電流リレーであってもよい。
【００２２】
さらに詳しくは、本発明は、交流回路における中性線（Ｎ’）側と接地導体（ＰＥ）側またはグランド側との間の交流回路を、抵抗（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）の直列接続部による接地モニタリングのためのシステム（１０）であって、該直列接続部は中性線（Ｎ’）のための第１の接続部（１０１）と接地導体（ＰＥ）またはグランドのための第２の接続部（１０２）とを備える、システムにおいて、
該システムは、直列接続部の抵抗（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）のうちの１つの破損を検出するための破損検出手段を少なくとも備えることを特徴とするシステムである。
【００２３】
本発明において、破損検出手段のうちの第１の破損検出手段は、第１の電圧源（Ｕｍ１）と、第１の結合ネットワーク（Ｋ１）とを有し、該結合ネットワークを介して、抵抗（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）のうちの少なくとも１つの第１の抵抗（Ｒ１）が第１の電圧源（Ｕｍ１）に接続されることを特徴とする。
【００２４】
また本発明において、第１の破損検出手段は、第１の電圧源から第１の抵抗（Ｒ１）を通過して流れる電流（Ｉｍ１）を検出する第１の電流強度検出手段（Ｉｍ１ｍａｘ）を有することを特徴とする。
【００２５】
また本発明において、第１の破損検出手段は、第２の電圧源（Ｕｍ２）と、第２の結合ネットワーク（Ｋ２）とを有し、該結合ネットワークを介して、抵抗（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）のうちの少なくとも１つの第２の抵抗（Ｒ２）は第２の電圧源（Ｕｍ２）に接続されることを特徴とする。
【００２６】
また本発明において、第１の破損検出手段は、第２の電圧源（Ｕｍ２）から第２の抵抗（Ｒ２）を通過して流れる電流（Ｉｍ２）を検出する第２の電流強度検出手段（Ｉｍ２ｍａｘ）を有することを特徴とする。
【００２７】
また本発明において、抵抗（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）の直列接続部における第１の抵抗（Ｒ１）および第２の抵抗（Ｒ２）は、互いに隣接して設けられることを特徴とする。
【００２８】
また本発明において、第１の電圧源（Ｕｍ１）から印加され第１の抵抗（Ｒ１）で降下する電圧と、第２の電圧源（Ｕｍ２）から印加され第２の抵抗（Ｒ２）で降下する電圧との総計が０または略０に等しいことを特徴とする。
【００２９】
また本発明において、接地モニタリング用システムは、第３の電圧源（Ｕｍ３）と第３の結合ネットワーク（Ｋ３）とを有する第２の破損検出手段を備え、該結合ネットワークを介して、抵抗（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）のうちの少なくとも１つの第３の抵抗（Ｒ３）が第３の電圧源（Ｕｍ３）に接続されることを特徴とする。
【００３０】
また本発明において、第２の破損検出手段は、第３の電圧源（Ｕｍ３）から第３の抵抗（Ｒ３）を通過して流れる電流（Ｉｍ３）を検出する第３の電流強度検出手段（Ｉｍ３ｍａｘ）を有することを特徴とする。
【００３１】
また本発明において、接地モニタリング用システムは、第２の接続部（１０２）から抵抗（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）の直列接続部を通過して第１の接続部（１０１）に流れる電流（Ｉ）を検出する第４の電流強度検出手段（Ｉｍａｘ）を備えることを特徴とする。
【００３２】
また本発明において、接地モニタリング用システムは、抵抗（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）の直列接続部を通過して流れる電流（Ｉ）を積分する積分手段（Ｉｎｔ）を備えることを特徴とする。
【００３３】
また本発明において、接地モニタリング用システムは、直列接続部の抵抗（Ｒ１，Ｒ２）の少なくとも一部に並列に配置される分岐部を備え、該分岐部は第４の電圧源（Ｕｔ）と、制御可能なスイッチ（１０９）とを有し、該スイッチは各不連続な時点で制御部（１０９）によって選択的に閉じることを特徴とする。
【００３４】
また本発明において、スイッチ（１０９）が閉じた状態において、第４の電圧源（Ｕｔ）は、スイッチ（１０９）を通過して電流（Ｉｔ）を流すことを特徴とする。
【００３５】
また本発明において、接地モニタリング用システムは、スイッチ（１０９）を通過して流れる電流（Ｉｔ）を検出する第５の電流強度検出手段（Ｉｔｍａｘ）を備えることを特徴とする。
【００３６】
また本発明は、シーメンス法に従ってポリシリコンを製造するためのシリコンバーまたはシリコン薄板の直列接続部（２）が設けられる、ポリシリコン反応炉用電力供給装置（１）であって、負荷としての直列接続部（２）が電力供給装置（１）に接続可能であり、
変圧器（１１）であって、その一次側（１１１）が電圧供給回路（Ｌ１，Ｎ）に接続可能であり、その二次側（１１２）が複数のタップ（１１２１，１１２２，１１２３）を含み、１つのタップ（１１２３）は電力供給装置の出力部の中性線接続部と結合され、少なくとも２つのタップ（１１２１，１１２２）は出力調整部（１３）を介して電力供給装置の出力部の外部導体接続部と結合される、変圧器（１１）と、
制御部（１２）であって、該制御部を介して、電力供給装置（１）の出力調整部（１３）が電圧シーケンス制御可能である制御部（１２）と、
接地モニタリング用システム（１０）とを含む、電力供給装置において、
上述の接地モリタリング用システム（１０）が設けられることを特徴とする電力供給装置である。
【００３７】
前述の発明のさらなる特徴と利点は、添付の図を参照した以下の説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】交流回路における接地モニタリング用システムを備える電流供給装置を示す。
【図２】発明に従った、第１の接地モニタリング用システムを示す。
【図３】発明に従った、第２の接地モニタリング用システムを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１、図２、図３に示す、各接地モニタリング用システムは、複数の同じまたは機能的に同じ構成エレメントまたは構成要素を備える。これらの構成エレメントまたは構成要素は、図においては、同じ参照符号が付されている。図２および図３に示された、発明に従った２つのシステムの構成エレメント、構成要素、および／または部品は、すべて、または部分的に、さらなる発明に従ったシステムを創るために組み合わせることが可能である。
【００４０】
図２と図３とに示す接地モニタリング用システム１０は、図１に示された接地モニタリング用システム１０の代わりに、図１において同じように示された電力供給装置に利用することが可能である。
【００４１】
図２に示す、接地モニタリング用システム１０は、第１の破損検出手段を備える。該第１の破損検出手段は、第１の電圧源Ｕｍ１と、第１の結合ネットワークＫ１とを含み、変圧器を介して形成される。この第１の電圧源Ｕｍ１は、変圧器Ｋ１と一次側で結合される。二次側では、接地モニタリング用システムの抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の直列接続部の第１の抵抗Ｒ１が接続される。
【００４２】
第１の破損検出手段は、さらにまた、第２の電圧源Ｕｍ２と、第２の結合ネットワークＫ２とを含み、同様に変圧器を介して形成される。第２の電圧源Ｕｍ２は、変圧器Ｋ２と一次側で結合される。二次側では、接地モニタリング用システム１０の抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の直列接続部の第２の抵抗Ｒ２が接続される。
【００４３】
第１の電圧源Ｕｍ１、第２の電圧源Ｕｍ２、変圧器Ｋ１、および変圧器Ｋ２は、二次側電圧が相殺され、そして第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２とからなる直列接続部を介して、第１の電圧源Ｕｍ１または第２の電圧源Ｕｍ２に由来するであろう電圧が総計においては低下しないように構成されてなり、電圧源Ｕｍ１，Ｕｍ２によって自由に使用可能となる電圧が査定される。外部電圧源の破損を検出する第１の破損検出手段に起因する電圧の降下が、第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２とからなる直列接続部に起こり得る。
【００４４】
第１の破損検出手段は、さらにまた第１の電力強度検出手段Ｉｍ１ｍａｘ、たとえば、第１の電圧源Ｕｍ１から第１の抵抗Ｒ１を通過して流れる電流Ｉｍ１を検出する電流リレーを含む。さらに、第１の電力強度検出手段Ｉｍ１ｍａｘは、変圧器Ｋ１の二次側と第１の抵抗Ｒ１とによって形成される回路内に設けられる取得要素１０６を含む。この場合、取得要素１０６は、変圧器Ｋ１の二次側に直列に設けられている。
【００４５】
第１の抵抗Ｒ１を通過した電流Ｉｍ１が十分大きい場合、第１の抵抗Ｒ１は破損していないと確定される。しかしながら、電流Ｉｍ１が存在しない場合は、第１の抵抗Ｒ１は破損していると判断せざるを得ない。
【００４６】
第１の破損検出手段はさらにまた、第２の電流強度検出手段Ｉｍ２ｍａｘと、第２の電圧源Ｕｍ２から第２の抵抗Ｒ２を通過して流れる電流Ｉｍ２を検出する電流リレーとを含む。ここにおいて、抵抗Ｒ２を通過した電流Ｉｍ２が、十分な強度である場合、抵抗Ｒ２は破損していないと確定される。電流Ｉｍ２が存在しない場合には、第２の抵抗Ｒ２は破損していると判断せざるを得ない。
【００４７】
第２の電流強度検出手段Ｉｍ２ｍａｘは、変圧器Ｋ２の二次側と第２の抵抗Ｒ２とによって形成される回路内に設けられる取得要素１０７を含む。この場合、取得要素１０７は、変圧器Ｋ２の二次側に直列に設けられ、したがって、電流Ｉｍ２だけが取得要素１０７を通過して流れることができる。
【００４８】
図３に示す、接地モニタリング用システム１０はさらにまた、第２の破損検出手段を備える。該第２の破損検出手段は、第３の電圧源Ｕｍ３と、第３の結合ネットワークＫ３と、第３の電圧源Ｕｍ３から、抵抗Ｒ３を通過して流れる電流を検出する第３の電流強度検出手段Ｉｍ３ｍａｘとを含む。該第３の抵抗Ｒ３は、変圧器を介して形成される結合ネットワークＫ３を介して、第３の電圧源Ｕｍ３に結合される。第３の電流強度検出手段Ｉｍ３ｍａｘは、変圧器Ｋ３の二次側に直列に設けられる取得要素１０８を含む。第３の電流強度検出手段Ｉｍ３ｍａｘは電流リレーであってもよい。
【００４９】
第３の抵抗Ｒ３が破損していない限り、第３の電圧源Ｕｍ３は、電流を、変圧器Ｋ３の二次側と、取得要素１０８と、第３の抵抗Ｒ３によって形成される回路を通過させることが可能である。反対に、第３の抵抗Ｒ３が破損している場合には、この電流は流れない。第３の電流強度検出手段Ｉｍ３ｍａｘは、これを検出し、電力供給装置１の制御部１２に接続した接地モニタリング用システムの出力部１０３を介して破損を報知する。
【００５０】
図２に従った、発明に従うシステム１０はさらにまた、第２の接続部１０２から、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の直列接続部を通過して第１の接続部に流れる電流を検出する第４の電流強度検出手段Ｉｍａｘを含む。さらに、該第４の電流強度検出手段Ｉｍａｘは、第１の接続部１０１よりも後段に設けられる取得要素１０９を含む。該第４の電流強度検出手段Ｉｍａｘの場合も、電流リレーであってもよい。第４の電流強度検出手段Ｉｍａｘによって検出され、電力供給装置１の制御部１２に接続される接地モニタリング用システム１０の接続部１０３を介して報知される電流が、接地の場合、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の直列接続部を通過する。
【００５１】
取得要素１０９はさらにまた、取得された電流を積分する積分手段Ｉｎｔと結合される。抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の直列接続部を通過して流れる電流の積分は、接地において流れるエネルギを保証することになる。流出するエネルギのパッケージは、接地と他の安全性にとって問題とならない現象との区別に利用することが可能である。
【００５２】
図２に示す接地モニタリング用システムは、抵抗Ｒ２とＲ３との間にある結節部１０４と、第２の接続部すなわち接地導体ＰＥとの間で、低下する電圧を検出する、電圧検出手段Ｕｍａｘを備える。電流が、接地のために抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の直列接続部を流れる場合、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の直列接続部を通過した後、電圧は低下する。この電圧は、電圧検出手段Ｕｍａｘによって検出され、制御部によって、接地に関する指標として利用することが可能である。
【００５３】
図３に示す、発明に従った接地モニタリング用システム１０は、図２に示すものと大半において対応する。図２に示す接地モニタリング用システムとは異なり、図３に示す接地モニタリング用システム１０には第１の破損検出手段が設けられていない。単に第２の破損検出手段が設けられているのみであり、該破損検出手段によって、第３の抵抗Ｒ３の破損について連続的に監視される。
【００５４】
それに対して、抵抗Ｒ１およびＲ２については連続した破損検出は行われない。抵抗Ｒ１およびＲ２ついては、たとえば、電力供給装置１からの直列接続部２への電力供給を開始する前に、各不連続な時点で破損について検査することが可能な手段が設けられる。
【００５５】
各不連続な時点で破損を検出する手段は、第１の接続部１０１と結節部１０４とを互いに結合し、第４の電圧源Ｕｔと制御可能なスイッチ１０９とを有する分岐部を含み、該スイッチは各不連続な時点で、接続部に対する制御部１２を介して制御可能である。スイッチが閉じた状態である場合、第４の電圧源Ｕｔは、スイッチ１０９と、抵抗Ｒ１およびＲ２とを通過する電流Ｉｔを流す。分岐部を通過して流れる電流Ｉｔは、第５の電流強度検出手段Ｉｔｍａｘによって検出される。したがって、不連続な時点で、抵抗Ｒ１とＲ２とが破損しているか否かを確認することが可能である。第５の電流強度検出手段Ｉｔｍａｘの出力部は、インターフェース１０３を介して制御部１２と結合されている。
【符号の説明】
【００５６】
１ 電力供給装置
２ 直列接続部
１０ 接地モニタリング用システム
１０１ 第１の接続部
１０２ 第２の接続部
１１ 変圧器
１１１ 一次側
１１２ 二次側
１１２１，１１２２，１１２３ タップ
１２ 制御部
１３ 出力調整部
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ 抵抗
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流回路の中性線側と接地導体側またはグランド側との間の交流回路における接地モニタリング用システムに関する。本発明はさらにまた、ポリシリコン反応炉用電力供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
このようなシステムは図１に示され、参照符号１０で示される。かかるシステムは、直列に接続された抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を含み、この直列接続部は、中性線Ｎ’用の第１の接続部１０１と、接地導体ＰＥまたはグランド用の第２の接続部１０２とを含む。
【０００３】
図１に示されたポリシリコン反応炉用電力供給装置１において、ポリシリコン反応炉には、シーメンス法に従ってポリシリコンを製造するためのシリコンバーまたはシリコン薄板の直列接続部が設けられる。この直列接続部２も図１に示されている。この場合、直列接続部２は、電力供給装置１に負荷として接続可能である。電力供給装置１は、変圧器１１であって、その一次側１１１は電圧供給網Ｌ１，Ｎに接続可能であり、二次側１１２は、複数のタップ１１２１，１１２２，１１２３を含む、変圧器１１と、制御部１２と接地モニタリング用システム１０とを含んでなる。二次側１１２のタップ１１２３は電力供給装置１の出力部の中性線接続部と結合され、少なくとも２つのタップ１１２１，１１２２は、出力調整部１３を介して、電力供給装置の出力部の外部導体接続部と結合される。出力部の各接続部は、中性線Ｎ’と外部導体Ｌ１と結合される。制御部１２を介して、電力供給装置１の出力調整部１３は電圧シーケンス制御が可能である。
【０００４】
ポリシリコン反応炉用電力供給装置１において利用される知られた接地モニタリング用システムの場合、接地部では、電流は、接地導体ＰＥ、システム１０の第２の接続部１０２、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の直列接続部を通り、接地モニタリング用システム１０の第１の接続部１０１に、したがって電力供給装置１の中性線Ｎ’に流れる。接地モニタリング用システム１０は、電流強度検出手段Ｉｍａｘを備え、該電流強度検出手段Ｉｍａｘは、第２の接続部１０２から、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の直列接続部を通って、第１の接続部１０１まで流れる電流を検出する。抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の直列接続部を通過して十分な大きさの電流が流れるならば、電流強度検出手段Ｉｍａｘによって接地が認識される。
【０００５】
接地に基づいて抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の直列接続部を通過して流れる電流は、該直列接続部の各抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３で、接地モニタリング用システムの第２の接続部１０２と比べて電圧の低下を伴う。知られた接地モニタリング用システムの場合、直列接続部の２つの抵抗Ｒ２，Ｒ３の間の少なくとも１つの結節部１０３に電圧検出手段Ｕｍａｘが接続され、該電圧検出手段Ｕｍａｘが、少なくとも１つの抵抗Ｒ３と接地モニタリング用システムの第２の接続部１０２とを亘る電圧を検出する。
【０００６】
電流強度検出手段Ｉｍａｘと電圧検出手段Ｕｍａｘとは、出力部を含み、各出力部はバスとインターフェース１０３とを介して制御部１２と結合されている。
【０００７】
制御部において、インターフェース１０３を介して、システム１０から付与される信号が評価されて、接地に適した基準が準備される。たとえば、電力供給装置１をオフとする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
冒頭で述べたタイプの、ポリシリコン反応炉用電力供給装置１における、冒頭で述べたタイプの接地モニタリング用システム１０は、特に、電力供給装置１によって供給されるシリコンバーまたはシリコン薄板の直列接続部２の少なくとも一部を通過して、中性線Ｎ’と接地導体ＰＥとの間を高オーミック結合する場合に、確実に機能する。基本的に、このような接地モニタリング用システム１０によって、中性線Ｎ’と接地導体ＰＥとの間の低オーミック結合でも、電力供給装置１によって供給されるシリコンバーまたはシリコン薄板の直列接続部２の一部を介して検出可能である。かかる場合、いずれにせよ、中性線Ｎ’と接地導体ＰＥとの間で電圧降下は、場合によってはごくわずかであり、小電流が、接地モニタリング用システム１０の抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を通過するにすぎない。第２の接続部１０２から、接地モニタリング用システム１０の抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の直列接続部を通過して第１接続部１０１まで流れる電流の電流強度検出手段Ｉｍａｘは、たしかに基本的にこのような小さな電流を検出するが、安全性には関連しない短絡、または他のごく短期の事象のために、電力供給装置１全体のオフを招き、よってポリシリコンの製造プロセスがストップしてしまう、または少なくとも中断することになり、これは望ましくないことである。したがって、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の直列接続部を流れる電流が越える必要がある閾値であって、適切な安全装置を作動させ、電力供給装置１を停止させる閾値は、安全性には関連しない短絡、または他のごく短期の事象が電力供給装置１までをもオフにはしないような高さに調整される。したがって、このような接地モニタリング用システム１０は、中性線Ｎ’と接地導体ＰＥとの間が低オーミック結合である場合でも、電力供給装置１によって供給されるシリコンバーまたはシリコン薄板の直列接続部２の一部を介して応答しない。
【０００９】
このような接地モニタリング用システム１０のさらなる短所は、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の直列接続部に破損があった場合に接地を検出することがもはやできないという点である。したがって、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の直列接続部に破損が認められる場合には、電力供給装置１はオフにできることが望ましい。なぜなら、電力供給装置は、機能的な接地モニタリングを自由に行うことができないからである。
【００１０】
本発明は、低オーミックを、重大ではない状況と確実に区別することが可能であり、抵抗の直列接続部に破損による接地モニタリング用システムの欠損をも検出することが可能となるように、接地モニタリング用システムを改良することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
抵抗の直列接続部における破損の検出に関して、接地モニタリング用システムは、直列接続部の抵抗の１つの破損を検出するための手段を少なくとも備えていることで課題が解決される。直列接続部に破損がある場合、それが検出され、接地モニタリング用システムを停止する信号を出力することが可能であり、それによって電力供給装置がオフになる。
【００１２】
低オーミック接地の確実な検出に関しては、接地モニタリング用システムが直列接続部を通過して第１の接続部から第２の接続部に流れる電流を積分するための積分手段を備えることで課題が解決される。電流の積分によって、接地部を流れるエネルギを取得することができる。これが重大な量に達するときは、低オーミック接地を安全性とは関係がない結果から確実に区別することができる。
【００１３】
両解決手段は、接地モニタリング用システムに共にまたは互いに隣接して使用可能である。
【００１４】
第１の破損検出手段は、第１の電圧源と第１の結合ネットワークとを有してもよく、該第１の結合ネットワークを介して、直列接続部の少なくとも第１の抵抗が第１の電圧源に接続される。結合ネットワークは、変圧器であってもよく、これによって、第１の電圧源は第１の抵抗から直流的に絶縁される。第１の破損検出手段は、第１の電圧源から第１の抵抗を通過して流れる電流を検出する第１の電流強度検出手段を有してもよい。あるいは、第１の電流強度検出手段は、第１の電圧源を通過して流れる電流も取得してもよい。
【００１５】
さらに、第１の破損検出手段は、第２の電圧源と第２の結合ネットワークとを有してもよく、該第２の結合ネットワークを介して、少なくとも第２の抵抗が第２の電圧源に接続される。また、第２の結合ネットワークは変圧器を介して構成されてもよい。第１の破損検出手段は、第２の電圧源から第２の抵抗を通過して流れる電流を検出する第２の電流強度検出手段を有してもよい。あるいは、第２の電流強度検出手段は、第２の電圧源を通過する電流を取得してもよい。
【００１６】
第１の抵抗および第２の抵抗は、抵抗の直列接続部において、互いに隣接して設けられてもよい。それらの間には、共通結節部が設けられる。
【００１７】
第１の電圧源から印加され第１の抵抗で降下する電圧と、第２の電圧源から印加され第２の抵抗で降下する電圧との総計は、好ましくは０または略０に等しい。したがって、第１の抵抗と第２の抵抗とからなる直列接続部では、破損検出に起因する電圧降下は生じない。しかしながら、第１の抵抗と第２の抵抗とからなる直列接続部では、接地の場合、発明に従った接地モニタリング用システムの一部であってもよい電圧検出手段によって検出され得る電圧が降下する。
【００１８】
発明に従った接地モニタリング用システムは、第２の破損検出手段を少なくとも備えてもよい。第２の破損検出手段は、第３の電圧源と第３の結合ネットワークとを有してもよく、該第３の結合ネットワークを介して、少なくとも第３の抵抗は第３の電圧源に接続される。第３の結合ネットワークは、変圧器によって形成されてもよい。第２の破損検出手段は、第３の電圧源から第３の抵抗を通過して流れる電流、または第３の電流源を通過する電流を検出する第３の電流強度検出手段を有してもよい。
【００１９】
発明に従った接地モニタリング用システムは、第１の接続部から直列接続部を通過して第２の接続部に流れる電流を検出する第４の電流強度検出手段を備えてもよい。
【００２０】
接地モニタリング用システムは、分岐部を備え、該分岐部は、第１の接続部、直列接続部の２つの抵抗の間の結節部、直列接続部の２つの抵抗の間のさらなる結節部および／または第２の接続部に互いに接続され、かつ該分岐部は、第４の電圧源と制御可能なスイッチとを有し、該スイッチは各不連続な時点で制御部によって選択的に閉じてもよい。また有利なことに、各不連続な時点で、第１の破損検出手段と第２の破損検出手段とは動作しない。スイッチが閉じた状態において、第４の電圧源から、スイッチ、第１の接続部、直列接続部の２つの抵抗の間の結節部、直列接続部の２つの抵抗の間のさらなる結節部、および／または第２の接続部を介して、したがって抵抗からなる直列接続部の少なくとも一部を介して、電流が流れてもよい。第５の電流強度検出手段は、スイッチを通過して流れる電流を検出することができる。閉じられた制御可能なスイッチにもかかわらず、第４の電圧源からの電流が流れない場合、発明に従った接地モニタリング用システムの抵抗の直列接続部における破損が存在し得る。この制御可能なスイッチは、リレーであってもよい。
【００２１】
発明に従った接地モニタリング用システムにおける電流検出手段は、電流リレーであってもよい。
【００２２】
さらに詳しくは、本発明は、交流回路における中性線（Ｎ’）側と接地導体（ＰＥ）側またはグランド側との間の交流回路を、抵抗（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）の直列接続部による接地モニタリングのためのシステム（１０）であって、該直列接続部は中性線（Ｎ’）のための第１の接続部（１０１）と接地導体（ＰＥ）またはグランドのための第２の接続部（１０２）とを備える、システムにおいて、
該システムは、直列接続部の抵抗（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）のうちの１つの破損を検出するための破損検出手段を少なくとも備えることを特徴とするシステムである。
【００２３】
本発明において、破損検出手段のうちの第１の破損検出手段は、第１の電圧源（Ｕｍ１）と、第１の結合ネットワーク（Ｋ１）とを有し、該結合ネットワークを介して、抵抗（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）のうちの少なくとも１つの第１の抵抗（Ｒ１）が第１の電圧源（Ｕｍ１）に接続されることを特徴とする。
【００２４】
また本発明において、第１の破損検出手段は、第１の電圧源から第１の抵抗（Ｒ１）を通過して流れる電流（Ｉｍ１）を検出する第１の電流強度検出手段（Ｉｍ１ｍａｘ）を有することを特徴とする。
【００２５】
また本発明において、第１の破損検出手段は、第２の電圧源（Ｕｍ２）と、第２の結合ネットワーク（Ｋ２）とを有し、該結合ネットワークを介して、抵抗（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）のうちの少なくとも１つの第２の抵抗（Ｒ２）は第２の電圧源（Ｕｍ２）に接続されることを特徴とする。
【００２６】
また本発明において、第１の破損検出手段は、第２の電圧源（Ｕｍ２）から第２の抵抗（Ｒ２）を通過して流れる電流（Ｉｍ２）を検出する第２の電流強度検出手段（Ｉｍ２ｍａｘ）を有することを特徴とする。
【００２７】
また本発明において、抵抗（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）の直列接続部における第１の抵抗（Ｒ１）および第２の抵抗（Ｒ２）は、互いに隣接して設けられることを特徴とする。
【００２８】
また本発明において、第１の電圧源（Ｕｍ１）から印加され第１の抵抗（Ｒ１）で降下する電圧と、第２の電圧源（Ｕｍ２）から印加され第２の抵抗（Ｒ２）で降下する電圧との総計が０または略０に等しいことを特徴とする。
【００２９】
また本発明において、接地モニタリング用システムは、第３の電圧源（Ｕｍ３）と第３の結合ネットワーク（Ｋ３）とを有する第２の破損検出手段を備え、該結合ネットワークを介して、抵抗（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）のうちの少なくとも１つの第３の抵抗（Ｒ３）が第３の電圧源（Ｕｍ３）に接続されることを特徴とする。
【００３０】
また本発明において、第２の破損検出手段は、第３の電圧源（Ｕｍ３）から第３の抵抗（Ｒ３）を通過して流れる電流（Ｉｍ３）を検出する第３の電流強度検出手段（Ｉｍ３ｍａｘ）を有することを特徴とする。
【００３１】
また本発明において、接地モニタリング用システムは、第２の接続部（１０２）から抵抗（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）の直列接続部を通過して第１の接続部（１０１）に流れる電流（Ｉ）を検出する第４の電流強度検出手段（Ｉｍａｘ）を備えることを特徴とする。
【００３２】
また本発明において、接地モニタリング用システムは、抵抗（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）の直列接続部を通過して流れる電流（Ｉ）を積分する積分手段（Ｉｎｔ）を備えることを特徴とする。
【００３３】
また本発明において、接地モニタリング用システムは、直列接続部の抵抗（Ｒ１，Ｒ２）の少なくとも一部に並列に配置される分岐部を備え、該分岐部は第４の電圧源（Ｕｔ）と、制御可能なスイッチ（１０９）とを有し、該スイッチは各不連続な時点で制御部（１０９）によって選択的に閉じることを特徴とする。
【００３４】
また本発明において、スイッチ（１０９）が閉じた状態において、第４の電圧源（Ｕｔ）は、スイッチ（１０９）を通過して電流（Ｉｔ）を流すことを特徴とする。
【００３５】
また本発明において、接地モニタリング用システムは、スイッチ（１０９）を通過して流れる電流（Ｉｔ）を検出する第５の電流強度検出手段（Ｉｔｍａｘ）を備えることを特徴とする。
【００３６】
また本発明は、シーメンス法に従ってポリシリコンを製造するためのシリコンバーまたはシリコン薄板の直列接続部（２）が設けられる、ポリシリコン反応炉用電力供給装置（１）であって、負荷としての直列接続部（２）が電力供給装置（１）に接続可能であり、
変圧器（１１）であって、その一次側（１１１）が電圧供給回路（Ｌ１，Ｎ）に接続可能であり、その二次側（１１２）が複数のタップ（１１２１，１１２２，１１２３）を含み、１つのタップ（１１２３）は電力供給装置の出力部の中性線接続部と結合され、少なくとも２つのタップ（１１２１，１１２２）は出力調整部（１３）を介して電力供給装置の出力部の外部導体接続部と結合される、変圧器（１１）と、
制御部（１２）であって、該制御部を介して、電力供給装置（１）の出力調整部（１３）が電圧シーケンス制御可能である制御部（１２）と、
接地モニタリング用システム（１０）とを含む、電力供給装置において、
上述の接地モリタリング用システム（１０）が設けられることを特徴とする電力供給装置である。
【００３７】
前述の発明のさらなる特徴と利点は、添付の図を参照した以下の説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】交流回路における接地モニタリング用システムを備える電流供給装置を示す。
【図２】発明に従った、第１の接地モニタリング用システムを示す。
【図３】発明に従った、第２の接地モニタリング用システムを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１、図２、図３に示す、各接地モニタリング用システムは、複数の同じまたは機能的に同じ構成エレメントまたは構成要素を備える。これらの構成エレメントまたは構成要素は、図においては、同じ参照符号が付されている。図２および図３に示された、発明に従った２つのシステムの構成エレメント、構成要素、および／または部品は、すべて、または部分的に、さらなる発明に従ったシステムを創るために組み合わせることが可能である。
【００４０】
図２と図３とに示す接地モニタリング用システム１０は、図１に示された接地モニタリング用システム１０の代わりに、図１において同じように示された電力供給装置に利用することが可能である。
【００４１】
図２に示す、接地モニタリング用システム１０は、第１の破損検出手段を備える。該第１の破損検出手段は、第１の電圧源Ｕｍ１と、第１の結合ネットワークＫ１とを含み、変圧器を介して形成される。この第１の電圧源Ｕｍ１は、変圧器Ｋ１と一次側で結合される。二次側では、接地モニタリング用システムの抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の直列接続部の第１の抵抗Ｒ１が接続される。
【００４２】
第１の破損検出手段は、さらにまた、第２の電圧源Ｕｍ２と、第２の結合ネットワークＫ２とを含み、同様に変圧器を介して形成される。第２の電圧源Ｕｍ２は、変圧器Ｋ２と一次側で結合される。二次側では、接地モニタリング用システム１０の抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の直列接続部の第２の抵抗Ｒ２が接続される。
【００４３】
第１の電圧源Ｕｍ１、第２の電圧源Ｕｍ２、変圧器Ｋ１、および変圧器Ｋ２は、二次側電圧が相殺され、そして第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２とからなる直列接続部を介して、第１の電圧源Ｕｍ１または第２の電圧源Ｕｍ２に由来するであろう電圧が総計においては低下しないように構成されてなり、電圧源Ｕｍ１，Ｕｍ２によって自由に使用可能となる電圧が査定される。外部電圧源の破損を検出する第１の破損検出手段に起因する電圧の降下が、第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２とからなる直列接続部に起こり得る。
【００４４】
第１の破損検出手段は、さらにまた第１の電力強度検出手段Ｉｍ１ｍａｘ、たとえば、第１の電圧源Ｕｍ１から第１の抵抗Ｒ１を通過して流れる電流Ｉｍ１を検出する電流リレーを含む。さらに、第１の電力強度検出手段Ｉｍ１ｍａｘは、変圧器Ｋ１の二次側と第１の抵抗Ｒ１とによって形成される回路内に設けられる取得要素１０６を含む。この場合、取得要素１０６は、変圧器Ｋ１の二次側に直列に設けられている。
【００４５】
第１の抵抗Ｒ１を通過した電流Ｉｍ１が十分大きい場合、第１の抵抗Ｒ１は破損していないと確定される。しかしながら、電流Ｉｍ１が存在しない場合は、第１の抵抗Ｒ１は破損していると判断せざるを得ない。
【００４６】
第１の破損検出手段はさらにまた、第２の電流強度検出手段Ｉｍ２ｍａｘと、第２の電圧源Ｕｍ２から第２の抵抗Ｒ２を通過して流れる電流Ｉｍ２を検出する電流リレーとを含む。ここにおいて、抵抗Ｒ２を通過した電流Ｉｍ２が、十分な強度である場合、抵抗Ｒ２は破損していないと確定される。電流Ｉｍ２が存在しない場合には、第２の抵抗Ｒ２は破損していると判断せざるを得ない。
【００４７】
第２の電流強度検出手段Ｉｍ２ｍａｘは、変圧器Ｋ２の二次側と第２の抵抗Ｒ２とによって形成される回路内に設けられる取得要素１０７を含む。この場合、取得要素１０７は、変圧器Ｋ２の二次側に直列に設けられ、したがって、電流Ｉｍ２だけが取得要素１０７を通過して流れることができる。
【００４８】
図３に示す、接地モニタリング用システム１０はさらにまた、第２の破損検出手段を備える。該第２の破損検出手段は、第３の電圧源Ｕｍ３と、第３の結合ネットワークＫ３と、第３の電圧源Ｕｍ３から、抵抗Ｒ３を通過して流れる電流を検出する第３の電流強度検出手段Ｉｍ３ｍａｘとを含む。該第３の抵抗Ｒ３は、変圧器を介して形成される結合ネットワークＫ３を介して、第３の電圧源Ｕｍ３に結合される。第３の電流強度検出手段Ｉｍ３ｍａｘは、変圧器Ｋ３の二次側に直列に設けられる取得要素１０８を含む。第３の電流強度検出手段Ｉｍ３ｍａｘは電流リレーであってもよい。
【００４９】
第３の抵抗Ｒ３が破損していない限り、第３の電圧源Ｕｍ３は、電流を、変圧器Ｋ３の二次側と、取得要素１０８と、第３の抵抗Ｒ３によって形成される回路を通過させることが可能である。反対に、第３の抵抗Ｒ３が破損している場合には、この電流は流れない。第３の電流強度検出手段Ｉｍ３ｍａｘは、これを検出し、電力供給装置１の制御部１２に接続した接地モニタリング用システムの出力部１０３を介して破損を報知する。
【００５０】
図２に従った、発明に従うシステム１０はさらにまた、第２の接続部１０２から、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の直列接続部を通過して第１の接続部に流れる電流を検出する第４の電流強度検出手段Ｉｍａｘを含む。さらに、該第４の電流強度検出手段Ｉｍａｘは、第１の接続部１０１よりも後段に設けられる取得要素１０９を含む。該第４の電流強度検出手段Ｉｍａｘの場合も、電流リレーであってもよい。第４の電流強度検出手段Ｉｍａｘによって検出され、電力供給装置１の制御部１２に接続される接地モニタリング用システム１０の接続部１０３を介して報知される電流が、接地の場合、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の直列接続部を通過する。
【００５１】
取得要素１０９はさらにまた、取得された電流を積分する積分手段Ｉｎｔと結合される。抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の直列接続部を通過して流れる電流の積分は、接地において流れるエネルギを保証することになる。流出するエネルギのパッケージは、接地と他の安全性にとって問題とならない現象との区別に利用することが可能である。
【００５２】
図２に示す接地モニタリング用システムは、抵抗Ｒ２とＲ３との間にある結節部１０４と、第２の接続部すなわち接地導体ＰＥとの間で、低下する電圧を検出する、電圧検出手段Ｕｍａｘを備える。電流が、接地のために抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の直列接続部を流れる場合、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の直列接続部を通過した後、電圧は低下する。この電圧は、電圧検出手段Ｕｍａｘによって検出され、制御部によって、接地に関する指標として利用することが可能である。
【００５３】
図３に示す、発明に従った接地モニタリング用システム１０は、図２に示すものと大半において対応する。図２に示す接地モニタリング用システムとは異なり、図３に示す接地モニタリング用システム１０には第１の破損検出手段が設けられていない。単に第２の破損検出手段が設けられているのみであり、該破損検出手段によって、第３の抵抗Ｒ３の破損について連続的に監視される。
【００５４】
それに対して、抵抗Ｒ１およびＲ２については連続した破損検出は行われない。抵抗Ｒ１およびＲ２ついては、たとえば、電力供給装置１からの直列接続部２への電力供給を開始する前に、各不連続な時点で破損について検査することが可能な手段が設けられる。
【００５５】
各不連続な時点で破損を検出する手段は、第１の接続部１０１と結節部１０４とを互いに結合し、第４の電圧源Ｕｔと制御可能なスイッチ１０９とを有する分岐部を含み、該スイッチは各不連続な時点で、接続部に対する制御部１２を介して制御可能である。スイッチが閉じた状態である場合、第４の電圧源Ｕｔは、スイッチ１０９と、抵抗Ｒ１およびＲ２とを通過する電流Ｉｔを流す。分岐部を通過して流れる電流Ｉｔは、第５の電流強度検出手段Ｉｔｍａｘによって検出される。したがって、不連続な時点で、抵抗Ｒ１とＲ２とが破損しているか否かを確認することが可能である。第５の電流強度検出手段Ｉｔｍａｘの出力部は、インターフェース１０３を介して制御部１２と結合されている。
【符号の説明】
【００５６】
１ 電力供給装置
２ 直列接続部
１０ 接地モニタリング用システム
１０１ 第１の接続部
１０２ 第２の接続部
１１ 変圧器
１１１ 一次側
１１２ 二次側
１１２１，１１２２，１１２３ タップ
１２ 制御部
１３ 出力調整部
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ 抵抗
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流回路における中性線（Ｎ’）側と接地導体（ＰＥ）側またはグランド側との間の交流回路における、抵抗（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）の直列接続部による接地モニタリングのためのシステム（１０）であって、該直列接続部は中性線（Ｎ’）のための第１の接続部（１０１）と接地導体（ＰＥ）またはグランドのための第２の接続部（１０２）とを含む、システムにおいて、
該システムは、直列接続部の抵抗（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）のうちの１つの破損を検出するための破損検出手段を少なくとも備えることを特徴とするシステム。
【請求項２】
破損検出手段のうちの第１の破損検出手段は、第１の電圧源（Ｕｍ１）と、第１の結合ネットワーク（Ｋ１）とを有し、該結合ネットワークを介して、抵抗（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）のうちの少なくとも１つの第１の抵抗（Ｒ１）が第１の電圧源（Ｕｍ１）に接続されることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
第１の破損検出手段は、第１の電圧源から第１の抵抗（Ｒ１）を通過して流れる電流（Ｉｍ１）を検出する第１の電流強度検出手段（Ｉｍ１ｍａｘ）を有することを特徴とする、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
第１の破損検出手段は、第２の電圧源（Ｕｍ２）と、第２の結合ネットワーク（Ｋ２）とを有し、該結合ネットワークを介して、抵抗（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）のうちの少なくとも１つの第２の抵抗（Ｒ２）は第２の電圧源（Ｕｍ２）に接続されることを特徴とする、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
第１の破損検出手段は、第２の電圧源（Ｕｍ２）から第２の抵抗（Ｒ２）を通過して流れる電流（Ｉｍ２）を検出する第２の電流強度検出手段（Ｉｍ２ｍａｘ）を有することを特徴とする、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
抵抗（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）の直列接続部における第１の抵抗（Ｒ１）および第２の抵抗（Ｒ２）は、互いに隣接して設けられることを特徴とする、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
第１の電圧源（Ｕｍ１）から印加され第１の抵抗（Ｒ１）で降下する電圧と、第２の電圧源（Ｕｍ２）から印加され第２の抵抗（Ｒ２）で降下する電圧との総計が０または略０に等しいことを特徴とする、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
第３の電圧源（Ｕｍ３）と第３の結合ネットワーク（Ｋ３）とを有する第２の破損検出手段を備え、該結合ネットワークを介して、抵抗（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）のうちの少なくとも１つの第３の抵抗（Ｒ３）が第３の電圧源（Ｕｍ３）に接続されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９】
第２の破損検出手段は、第３の電圧源（Ｕｍ３）から第３の抵抗（Ｒ３）を通過して流れる電流（Ｉｍ３）を検出する第３の電流強度検出手段（Ｉｍ３ｍａｘ）を有することを特徴とする、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
第２の接続部（１０２）から抵抗（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）の直列接続部を通過して第１の接続部（１０１）に流れる電流（Ｉ）を検出する第４の電流強度検出手段（Ｉｍａｘ）を備えることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１１】
抵抗（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）の直列接続部を通過して流れる電流（Ｉ）を積分する積分手段（Ｉｎｔ）を備えることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１２】
直列接続部の抵抗（Ｒ１，Ｒ２）の少なくとも一部に並列に配置される分岐部を備え、該分岐部は第４の電圧源（Ｕｔ）と、制御可能なスイッチ（１０９）とを有し、該スイッチは各不連続な時点で制御部（１０９）によって選択的に閉じることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３】
スイッチ（１０９）が閉じた状態において、第４の電圧源（Ｕｔ）は、スイッチ（１０９）を通過して電流（Ｉｔ）を流すことを特徴とする、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
スイッチ（１０９）を通過して流れる電流（Ｉｔ）を検出する第５の電流強度検出手段（Ｉｔｍａｘ）を備えることを特徴とする、請求項１２または１３に記載のシステム。
【請求項１５】
シーメンス法に従ってポリシリコンを製造するためのシリコンバーまたはシリコン薄板の直列接続部（２）が設けられる、ポリシリコン反応炉用電力供給装置（１）であって、負荷としての直列接続部（２）が電力供給装置（１）に接続可能であり、
変圧器（１１）であって、その一次側（１１１）が電圧供給回路（Ｌ１，Ｎ）に接続可能であり、その二次側（１１２）が複数のタップ（１１２１，１１２２，１１２３）を含み、１つのタップ（１１２３）は電力供給装置の出力部の中性線接続部と結合され、少なくとも２つのタップ（１１２１，１１２２）は出力調整部（１３）を介して電力供給装置の出力部の外部導体接続部と結合される、変圧器（１１）と、
制御部（１２）であって、該制御部を介して、電力供給装置（１）の出力調整部（１３）が電圧シーケンス制御可能である制御部（１２）と、
接地モニタリング用システム（１０）とを含む、電力供給装置において、
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の接地モリタリング用システム（１０）が設けられることを特徴とする電力供給装置。
【請求項１】
交流回路における中性線（Ｎ’）側と接地導体（ＰＥ）側またはグランド側との間の交流回路における、抵抗（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）の直列接続部による接地モニタリングのためのシステム（１０）であって、該直列接続部は中性線（Ｎ’）のための第１の接続部（１０１）と接地導体（ＰＥ）またはグランドのための第２の接続部（１０２）とを含む、システムにおいて、
該システムは、直列接続部の抵抗（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）のうちの１つの破損を検出するための破損検出手段を少なくとも備えることを特徴とするシステム。
【請求項２】
破損検出手段のうちの第１の破損検出手段は、第１の電圧源（Ｕｍ１）と、第１の結合ネットワーク（Ｋ１）とを有し、該結合ネットワークを介して、抵抗（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）のうちの少なくとも１つの第１の抵抗（Ｒ１）が第１の電圧源（Ｕｍ１）に接続されることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
第１の破損検出手段は、第１の電圧源から第１の抵抗（Ｒ１）を通過して流れる電流（Ｉｍ１）を検出する第１の電流強度検出手段（Ｉｍ１ｍａｘ）を有することを特徴とする、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
第１の破損検出手段は、第２の電圧源（Ｕｍ２）と、第２の結合ネットワーク（Ｋ２）とを有し、該結合ネットワークを介して、抵抗（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）のうちの少なくとも１つの第２の抵抗（Ｒ２）は第２の電圧源（Ｕｍ２）に接続されることを特徴とする、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
第１の破損検出手段は、第２の電圧源（Ｕｍ２）から第２の抵抗（Ｒ２）を通過して流れる電流（Ｉｍ２）を検出する第２の電流強度検出手段（Ｉｍ２ｍａｘ）を有することを特徴とする、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
抵抗（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）の直列接続部における第１の抵抗（Ｒ１）および第２の抵抗（Ｒ２）は、互いに隣接して設けられることを特徴とする、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
第１の電圧源（Ｕｍ１）から印加され第１の抵抗（Ｒ１）で降下する電圧と、第２の電圧源（Ｕｍ２）から印加され第２の抵抗（Ｒ２）で降下する電圧との総計が０または略０に等しいことを特徴とする、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
第３の電圧源（Ｕｍ３）と第３の結合ネットワーク（Ｋ３）とを有する第２の破損検出手段を備え、該結合ネットワークを介して、抵抗（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）のうちの少なくとも１つの第３の抵抗（Ｒ３）が第３の電圧源（Ｕｍ３）に接続されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９】
第２の破損検出手段は、第３の電圧源（Ｕｍ３）から第３の抵抗（Ｒ３）を通過して流れる電流（Ｉｍ３）を検出する第３の電流強度検出手段（Ｉｍ３ｍａｘ）を有することを特徴とする、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
第２の接続部（１０２）から抵抗（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）の直列接続部を通過して第１の接続部（１０１）に流れる電流（Ｉ）を検出する第４の電流強度検出手段（Ｉｍａｘ）を備えることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１１】
抵抗（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）の直列接続部を通過して流れる電流（Ｉ）を積分する積分手段（Ｉｎｔ）を備えることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１２】
直列接続部の抵抗（Ｒ１，Ｒ２）の少なくとも一部に並列に配置される分岐部を備え、該分岐部は第４の電圧源（Ｕｔ）と、制御可能なスイッチ（１０９）とを有し、該スイッチは各不連続な時点で制御部（１０９）によって選択的に閉じることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３】
スイッチ（１０９）が閉じた状態において、第４の電圧源（Ｕｔ）は、スイッチ（１０９）を通過して電流（Ｉｔ）を流すことを特徴とする、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
スイッチ（１０９）を通過して流れる電流（Ｉｔ）を検出する第５の電流強度検出手段（Ｉｔｍａｘ）を備えることを特徴とする、請求項１２または１３に記載のシステム。
【請求項１５】
シーメンス法に従ってポリシリコンを製造するためのシリコンバーまたはシリコン薄板の直列接続部（２）が設けられる、ポリシリコン反応炉用電力供給装置（１）であって、負荷としての直列接続部（２）が電力供給装置（１）に接続可能であり、
変圧器（１１）であって、その一次側（１１１）が電圧供給回路（Ｌ１，Ｎ）に接続可能であり、その二次側（１１２）が複数のタップ（１１２１，１１２２，１１２３）を含み、１つのタップ（１１２３）は電力供給装置の出力部の中性線接続部と結合され、少なくとも２つのタップ（１１２１，１１２２）は出力調整部（１３）を介して電力供給装置の出力部の外部導体接続部と結合される、変圧器（１１）と、
制御部（１２）であって、該制御部を介して、電力供給装置（１）の出力調整部（１３）が電圧シーケンス制御可能である制御部（１２）と、
接地モニタリング用システム（１０）とを含む、電力供給装置において、
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の接地モリタリング用システム（１０）が設けられることを特徴とする電力供給装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−２２０５０１（Ｐ２０１２−２２０５０１Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−９２５１７（Ｐ２０１２−９２５１７）
【出願日】平成２４年４月１３日（２０１２．４．１３）
【出願人】（５１１０１１８６１）
【氏名又は名称原語表記】ＡＥＧ Ｐｏｗｅｒ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ Ｂ．Ｖ．
【住所又は居所原語表記】Ｗｅｅｒｅｎｗｅｇ ２９ Ｚｗａｎｅｎｂｕｒｇ Ｔｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年４月１３日（２０１２．４．１３）
【出願人】（５１１０１１８６１）
【氏名又は名称原語表記】ＡＥＧ Ｐｏｗｅｒ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ Ｂ．Ｖ．
【住所又は居所原語表記】Ｗｅｅｒｅｎｗｅｇ ２９ Ｚｗａｎｅｎｂｕｒｇ Ｔｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ
【Ｆターム（参考）】
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