CN1309135C

CN1309135C - 断路器

Info

Publication number: CN1309135C
Application number: CNB031070213A
Authority: CN
Inventors: 西村貢一; 黑崎剛史; 広常弘二
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-09-06
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2007-04-04
Anticipated expiration: 2023-02-28
Also published as: JP4096668B2; CN1481058A; JP2004103308A

Abstract

本发明提供一种根据断路器触头的开关状态及负载电流的通电状态自动进行时限脱扣动作设定的断路器。在检测流过电路(1)的负载电流并用控制单元(6)对该检测信号进行运算处理后利用断路器触头(3)切断负载电流的断路器(2a)中，包括根据电路(1)输入的电压输出规定的时间延迟信号的第1延迟装置(10)，以及根据第1延迟装置(10)输入的信号及信号变换单元(5)输入的信号、判断断路器触头(3)的开闭状态及负载电流的通电状态并将该判断结果输出给控制单元的判断单元(11)，控制单元(6)根据判断单元(11)的判断结果，对时限脱扣动作进行设定。

Description

断路器

技术领域

本发明涉及根据电路中流过的负载电流进行脱扣动作的断路器，特别涉及能够根据断路器触头的开闭状态及负载电流的通电状态改变时限脱扣动作(长时限脱扣动作、短时限脱扣动作及瞬时脱扣动作)设定的断路器。

背景技术

图6表示例如日本专利特开平6-245362号公报所示的以往的断路器构成方框图。

在图中，1为电路，2为断路器，3为开闭流过1的电流的断路器触头，4为检测流过电路1的电流的电流检测装置即电流传感器，5为将电流传感器4检测的信号变换为规定信号的信号变换单元，6为对信号变换单元5输出的信号进行运算处理并将与该信号对应的脱扣信号输出给后述的脱扣线圈7的控制单元，在电路1中流过过电流时，从电流传感器4通过信号变换单元5输入信号，将与该输入的信号对应的脱扣信号输出给脱扣线圈7。

7为脱扣线圈，众所周知包括由电磁铁构成的机构部分，接受控制单元6输出的时限动作信号后，利用动铁心(可动部分)的运动，使断路器触头3产生断开动作。8为利用流过电路1的电流对电源电路9供给电流的电流互感器，电源电路9利用电流互感器8输入的电流，产生供给信号处理单元5及控制单元6的功率。

如上所述构成的断路器2根据电路1中流过的负载电流的大小，进行断路器的众所周知的时限脱扣动作，即长时限脱扣动作、短时限脱扣动作及瞬时脱扣动作等三个动作。

以往的断路器包括如上所述的构成，根据电路中流过的负载电流的大小进行设定，使其进行长时限脱扣动作、短时限脱扣动作及瞬时脱扣动作等三个动作，但是例如电路中连接的负载是变压器等冲击电流比较大的负载时，为了防止因冲击电流而产生的误动作，在将回路断路器合闸时，必须使其丧失瞬时脱扣动作时。

但是，在仅仅简单地使其丧失瞬时脱扣动作时，由于在断路器合闸后，若在负载侧产生短路事故等情况下，不能够包括断路器本来的保护电路的功能，因此必须使其仅仅在断路器合闸时使瞬时脱扣功能动作。作为该相应的方法有，通过机械方式来检测断路器的合闸动作，根据检测结果，使其丧失瞬时脱扣动作，但是该方式是将手柄，弹簧，重块，开关等机构零部件组合构成，存在的问题是构造复杂，成本高，同时由于是机械零部件构成，因此耐久性差。

本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供构造简单而且可靠性高，能够根据断路器触头的开闭状态及负载电流的通电状态自动进行时限脱扣动作设定的断路器。

发明内容

本发明的断路器包括开闭流过电路的电流的断路器触头，使该断路器触头产生断开动作的脱扣线圈，检测流过所述电路的电流的电流检测装置，将该电流检测装置检测的信号变换为规定信号的信号变换单元，以及对该信号变换单元输入的信号进行运算处理并将与该信号对应的脱扣信号输出给所述脱扣线圈的控制单元，与所述电路的所述断路器触头相比、设置在负载侧，并根据所述电路输入的电压输出延迟规定的时间的信号的第1延迟装置，以及根据该第1延迟装置输入的信号及所述信号变换单元输入的信号、判断所述断路器触头的开闭状态及负载电流的通电状态并将该判断结果输出给所述控制单元的判断单元，在所述电路处于负载电流通电状态下并使断路器触头闭合时，在控制单元设定长时限脱扣动作、短时限脱扣动作及瞬时脱扣动作后，经规定时间后设定长时限脱扣动作及短时限脱扣动作，同时在所述断路器触头闭合并且所述电路从无负荷状态成为负载状态时，在控制单元设定长时限脱扣动作、短时限脱扣动作。

另外，在电路处于负载电流通电状态下并使断路器触头闭合时，在控制单元设定长时限脱扣动作、短时限脱扣动作及瞬时脱扣动作后，经规定时间后设定长时限脱扣动作及短时限脱扣动作。

另外，第1延迟装置由将电路的电压进行整流的整流电路，以及使该整流电路输入的信号延迟后输出的延迟电路构成。

另外，延迟电路包括电压限制装置。

另外，包括设置在电路的相对于断路器触头是位于电源侧并根据所述电路输入的电压输出规定的时间延迟信号第2延迟装置，判断单元根据第1延迟装置及所述第2延迟装置输入的信号及信号变换单元输入的信号、判断断路器触头的开闭状态及负载电流的通电状态，并将该判断结果输出给控制单元，该控制单元根据所述判断单元的判断结果，对时限脱扣动作进行设定。

附图说明

图1表示本发明实施形态1的断路器的构成方框图。

图2表示构成图1的断路器的第1延迟装置的电路构成。

图3表示本发明实施形态1的断路器的动作时序图。

图4表示本发明实施形态2的断路器的构成方框图。

图5表示本发明实施形态2的断路器的动作时序图。

图6表示以往的断路器的构成方框图。

标号说明

1电路，2a，2b断路器，3断路器触头，4电流传感器(电流检测装置)，5信号变换单元，6控制单元，7脱扣线圈，10第1延迟装置，10a整流电路，10b延迟电路，10b3电压限制装置，11判断单元，12第2延迟装置。

具体实施方式

实施形态1

图1表示本发明实施形态1的断路器的构成方框图。

在图中，1为电路，2a为断路器，3为开闭流过电路1的电流的断路器触头，4为检测流过电路1的电流的电流检测装置即电流传感器，5为将电流传感器4检测的信号变换为规定信号的信号变换单元。

6为控制单元，它根据后述的判断单元11的判断结果，从长时限脱扣动作、短时限脱扣动作及瞬时脱扣动作等三个时限脱扣动作中选择规定的时限脱扣动作进行设定，同时在电路1中流过过电流时，从电流传感器4通过信号变换单元5输入信号，将与该输入的信号对应的脱扣信号输出给后述的脱扣线圈7。

7为脱扣线圈，众所周知包括由电磁铁构成的机构部分，接受控制单元6输出的时限动作信号后，利用动铁心(可动部分)的运动，使断路器触头3产生断开动作。8为利用流过电路1的电流对电源电路9供给电流的电流互感器，电源电路9利用电流互感器8输入的电流，产生供给信号处理单元5，控制单元6及后述的判断单元11的功率。

10为第1延迟装置，由整流电路10a及延迟电路10b构成，由将电路1的负载侧输入的电压整流后进行滤波的整流电路10a，以及包括将整流电路10a输入的电压延迟规定时间例如100ms左右的功能的延迟电路10b构成。11为根据第1延迟装置10B输入的信号及信号变换单元5输入的信号、判断断路器触头3的开闭状态及负载电流的通电状态并将判断结果送至控制单元6的判断单元。

图2表示第1延迟装置10的电路构成，整流电路10a由二极管桥式电路10a1及滤波电容器10a2构成，延迟电路10b由电阻器10b1，电解电容器10b2及电压限制装置的稳压二极管10b3构成，电阻器10b1及电解电容器10b2的各自的数值这样设定，使得第1延迟装置10的输出比信号变换单元5开始输出的时间(例如10ms)要延迟规定时间例如100ms。

另外，稳压二极管10b3的稳压特性这样设定，使得第1延迟装置10输出的电压若不达到规定值(例如10V)以上则没有输出，通过设置该稳压二极管10b3，能够防止因电路1输入的噪声信号引起的判断单元11的误动作。

图3表示本发明实施形态1的断路器地动作时序图。

下面说明上述构成的本发明实施形态1的断路器动作。

首先用图3(a)说明将负载与电路1连接状态(负载电流通电状态)下断路器2a合闸的情况。

(1)断路器触头3闭合(S1)。

(2)电流互感器8检测流过电路1的负载电流，将电流供给电源电路9。

(3)电源电路9产生电压(S2)，对信号变换单元5，控制单元b及判断单元11供给功率。

(4)电流传感器4检测流过电路1的负载电流，将与负载电流对应的信号输出给信号变换单元5。

(5)信号变换单元5将输入的信号变换为规定信号，输出给控制单元6，同时将电路1中有负载电流流过这样的信号输出给判断单元11(S3)。

(6)判断单元11根据第1延迟装置10输入的信号(无输出信号)及信号变换单元5输入的信号(有输出信号)，检测出断路器触头3已合闸，将结果送至控制单元6(S4)。

(7)在控制单元6根据来自判断单元11的信号，设定规定时间(T2)例如100ms进行长时限脱扣动作、短时限脱扣动作及瞬时脱扣动作(S5)。这时，若进行瞬时脱扣动作等级的电流流过电路1，则驱动脱扣线圈7，使断路器触头3断开。

(8)经过规定时间(T2)后，在控制单元6设定进行长时限脱扣动作及短时限脱扣动作(S6)。

(9)第1延迟装置10将输入的电路的电压用整流电路10a的二极管桥式电路10a1进行整流后，用滤波电容器10a2进行滤波，输入型延迟电路10b，通过电阻器10b1对电解电容器10b2充电。电解电容器10b2的电压以电阻器10b1及电解电容器10b2决定的时间常数慢慢增加，若电压达到稳压二极管10b3的稳压值(T2)，则自判断单元11输出(S7)。

另外，在该时刻结束了在单元6的设定处理，输出信号(S7)可忽略。

然后，用图3(b)说明在断路器2a合闸状态下从空载变为负载状态的情况。

(1)在空载(对电路1加上电压的状态下不流过负载电流的状态)情况下，第2延迟装置10的输出电压(S11)。

(2)电路1中通过负载电流(S12)。

(3)电源电路9产生电压(S13)，对信号变换单元5，控制单元6及判断单元11供给功率。

(5)信号变换单元5将输入的信号变换为规定信号，输出给控制单元6，同时将电路1中有负载电流流过这样的信号输出给判断单元11(S14)。

(6)判断单元11根据第1延迟装置10输入的信号(有输出信号)及信号变换单元5输入的信号(有输出信号)，检测断路器触头3合闸状态时电路1有负载电流流过，将结束送至控制单元6(S15)。

(7)在控制单元6设定进行长时间脱扣动作及短时限脱动作(S16)。

如上所述，本发明实施形态1的断路器能够从简单的构造而且高可靠性的构成，根据断路器触头的开闭状态及负载电流的通电状态，自动进行时限脱扣动作的设定。

实施形态2

图4表示本发明实施形态2的断路器的构成方框图，图5表示本发明实施形态2的断路器的动作时序图。

在图中，2b为断路器，12为利用整流电流电路12a及延迟电路10b构成的第2延迟装置，该第2延迟装置10b的电路构成与上述实施形态1中的第1延迟电路10相同。

另外，关于1，3～11，则与上述实施形态1相同，附加同一编号并省略说明。

下面说明上述构成的本发明实施形态2的断路器动作。

首先用图5(a)说明将负载与电路1连接状态(负载电流通电状态)下断路器10b合闸的情况。

(1)断路器触头3闭合(S21)。

(2)第2延迟装置12是在对电路1加上电压状态下保持输出电压状态(S22)。

(3)电流互感器8检测流过电路1的负载电流，将电流供给电源电路9。

(4)电源电路9产生电压(S23)，对信号变换单元5，控制单元6及判断单元11供给功率。

(5)电流传感器4检测流过电路1的负载电流，将与负载电流对应的信号输出给信号变换单元5。

(6)信号变换单元5将输入的信号变换为规定信号，输出给控制单元6，同时将电路1中有负载电流流过这样的信号输出给判断单元11(S24)。

(7)判断单元11根据第1延迟装置10输入的信号(无输出信号)，第2延迟装置12输入的信号(有输出信号)及信号变换单元5输入的信号(有输出信号)，检测出断路器触头3已合闸，将结果送至控制单元6(S25)。

(8)在控制单元6根据来自判断单元11的信号，设定规定时间(T3)例如100ms进行长时限脱扣动作、短时限脱扣动作及瞬时脱扣动作(S26)。这时，若进行瞬时脱扣动作等级的电流流过电路1，则驱动脱扣线圈7，使断路器触头3断开。

(8)经过规定时间(T3)后，在控制单元设定进行长时限脱扣动作及短时限脱扣动作(S27)。

(9)第1延迟装置10将输入的电路1的电压用整流电路10a的二极管桥式电路10a1进行整流后，用滤波电容器10a2进行滤波，输入至延迟电路10b，通过电阻器10b1对电解电容器10b2充电。电解电容器10b2的电压以电阻器10b1及电解电容器10b2决定的时间常数慢慢增加，若电压达到稳压二极管10b3的稳压值(T4)，则向判断单元11输出信号(S28)。

另外，在该时刻结束了在控制单元6的设定处理，输出信号(S28)可忽略。

然后，用图书馆(b)说明在断路器2a合闸状态下从空载为负载状态的情况。

(1)在空载(对电路1加上电压的状态下不流过负载电流的状态)情况下，第1延迟装置10及第2延迟装置12输出电压(S31及S32)。

(2)电路1中通过负载电流(S33)。

(3)电源电路9产生电压(S34)，对信号变换单元5，控制单元6及判断单元11供给功率。

(5)信号变换单元5将输入信号变换为规定信号，输出给控制单元6，同时将电路1中有负载电流流过这样的信号输出给判断单元11(S35)。

(6)判断单元11根据第1延迟装置10输入的信号(有输出信号)，第2延迟装置12输入的信号(有输出信号)及信号变换单元5输入的信号(有输出信号)，检测出断路器触头3合闸状态时电路1有负载电流流过，将结果送至控制单元6(S36)。

(7)在控制单元设定进行长时限脱扣动作及短时限脱扣动作(S37)。

另外，本发明实施形态2的断路器如图4所示，在电源侧及负载侧的两方面设置延迟装置即第1延迟装置10及第2延迟装置12，在相对于电路1将断路器10b反向连接时，也进行与上述相同的动作。

如上所述，本发明实施形态2的断路器与本发明实施形态1的断路器仅在负载侧设置延迟装置的情况下同，由于在电源侧及负载侧的两方面设置延迟装置，因此即使在相对于电路1将断路器10b反向连接时，也能够以简单的构造而且高可靠性的构成，根据断路器触头的开闭状态及负载电流的通电状态，自动进行时限脱扣动作的设定。

根据本发明，由于在包括开闭流过电路的电流的断路器触头，使该断路器触头关系到断开动作的脱扣线圈，检测流过电路的电流的电流检测装置，将该电流检测装置检测的信号变换为规定信号的信号变换单元，以及对该信号变换单元输出的信号进行运算处理并将与该信号对应的脱扣信号输出给脱扣线圈的控制单元的断路器中，包括设置在电路的相对于所述断路器触头是位于负载侧并根据电路输入的电压输出规定的时间延迟信号的第1延迟装置，以及根据该第1延迟装置输入的信号及所述信号变换单元输入的信号、判断断路器触头的开闭状态及负载电流的通电状态并将该判断结果输出给控制单元的判断单元，控制单元根据判断单元的判断结果，对时限脱扣动作进行设定，因此能够以简单的构造而且高可靠性的构成，根据断路器触头的开闭状态及负载电流的通电状态，自动进行脱扣动作的设定。

另外，由于在电路处于负载电流通电状态下并使断路器触头闭合时，在控制单元设定长时限脱扣动作、短时限脱扣动作及瞬时脱扣动作后，经规定时间后设定时限脱扣动作及短时限脱扣动作，因此在与电路连接的负载是变压器等冲击电流比较大的负载时，不会产生因冲击电流引起的误动作。

另外，由于第1延迟装置由将电路的电压进行整流的整流电路，以及使该整流电路输入的信号延迟后输出的延迟电路构成，因此能够以简单的构成产生延迟信号。

另外，由于延迟电路包括电压限制装置，因此能够防止因电路输入的哭声信号引起的判断单元的误动作。

另外，由于包括设置在电路的相对于断路器触点是位于电源侧并根据所述电路输入的电压输出规定的时间延迟信号的第2延迟装置，判断单元根据第1延迟装置及所述第2延迟装置输入的信号及信号变换单元输入的信号、判断断路器触头的开闭状态及负载电流的通电状态并将该判断结果输出给控制单元，该控制单元根据所述判断单元的判断结果，对时限脱扣动作进行设定，因此即使在相对于电路将断路器反向连接时，也能够以简单的构造而且高可靠性的构成，根据断路器触头的开闭状态及负载电流的通电状态，自动进行时限脱扣动作的设定。

另外，由于在电路处于负载电流通过状态下并使断路器触头闭合时，在控制单元设定长时限脱扣动作、短时限脱扣动作及瞬时脱扣动作后，经规定时间后设定长时限脱扣动作及短时限脱扣动作，因此在与电路连接的负载是变压器等冲击电流比较大的负载时，不会产生因冲击电流引起的误动作。

Claims

1.一种断路器，包括

开闭流过电路的电流的断路器触头，

使该断路器触头产生断开动作的脱扣线圈，

检测流过所述电路的电流的电流检测装置，

将该电流检测装置检测的信号变换为规定信号的信号变换单元，以及

对该信号变换单元输出的信号进行运算处理，并将与该信号对应的脱扣信号输出给所述脱扣线圈的控制单元，

其特征在于，包括

与所述电路的所述断路器触头相比、设置在负载侧，并根据所述电路输入的电压输出延迟规定的时间的信号的第1延迟装置，以及

根据该第1延迟装置输入的信号及所述信号变换单元输入的信号，判断所述断路器触头的开闭状态及负载电流的通电状态，并将该判断结果输出给所述控制单元的判断单元，

在所述电路处于负载电流通电状态下并使断路器触头闭合时，在控制单元设定长时限脱扣动作、短时限脱扣动作及瞬时脱扣动作后，经规定时间后设定长时限脱扣动作及短时限脱扣动作，同时在所述断路器触头闭合并且所述电路从无负荷状态成为负载状态时，在控制单元设定长时限脱扣动作、短时限脱扣动作。

2.如权利要求1所述的断路器，其特征在于，

第1延迟装置由将电路的电压进行整流的整流电路，以及使由该整流电路输入的信号延迟后输出的延迟电路构成。

3.如权利要求1所述的断路器，其特征在于，包括

设置在电路的相对于断路器触头是位于电源侧，并根据由所述电路输入的电压输出延迟规定的时间的信号的第2延迟装置，

判断单元根据第1延迟装置及所述第2延迟装置输入的信号及信号变换单元输入的信号、判断断路器触头的开闭状态及负载电流的通电状态，并将该判断结果输出到控制单元。