JP2001268779A - 漏電遮断装置 - Google Patents

漏電遮断装置

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JP2001268779A JP2000072992A JP2000072992A JP2001268779A JP 2001268779 A JP2001268779 A JP 2001268779A JP 2000072992 A JP2000072992 A JP 2000072992A JP 2000072992 A JP2000072992 A JP 2000072992A JP 2001268779 A JP2001268779 A JP 2001268779A
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leakage
resistor
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Kiyoshi Goto
潔 後藤
Yoichi Kunimoto
洋一 国本
Yoshihisa Ishigami
義久 石神
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Abstract

(57)【要約】 【課題】高周波漏電による誤動作を防止することができ
る漏電遮断装置を提供する。 【解決手段】漏電遮断装置Ａは、接地された商用電源１
と負荷３との間の主電路２に流れる不平衡電流を検出す
る零相変流器５と、この零相変流器５の終端間に接続さ
れ零相変流器５に流れる電流を電圧信号に変換する検出
用抵抗６と、検出用抵抗６により変換された電圧信号に
基づいて主電路２に挿入された接点４，４を開放させる
漏電制御部たる漏電検出回路８とを備えている。検出用
抵抗６と漏電検出回路８との間に挿入され検出用抵抗６
による検出信号の高周波成分を除去するフィルタ７を備
えている。フィルタ７は、入力側抵抗９とコンデンサ１
０とを有するＣＲフィルタよりなり、入力側抵抗９が漏
電検出回路８への入力電流を制限する制限抵抗を兼ねて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主電路の不平衡電
流を検出すると主電路に挿入された接点を開放させる漏
電遮断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、図４に示すような構成の漏電
遮断装置Ａ’が知られている。この漏電遮断装置Ａ’
は、接地された商用電源（図示せず）と負荷（図示せ
ず）との間の主電路２に流れる不平衡電流（差電流）を
検出する零相変流器５と、この零相変流器５の出力（二
次側）に接続され零相変流器５に流れる電流を電圧信号
に変換する検出用抵抗６と、検出用抵抗６により変換さ
れた電圧信号に基づいて主電路２に挿入された接点４，
４を開放させる漏電制御部たる漏電検出回路８とを備え
ている。ここに、漏電検出回路８は、ＩＣにより構成さ
れ、検出用抵抗６により変換された検出信号を増幅する
増幅部８ａと、増幅部８ａの出力信号に基づいて漏電を
検出すると主電路２に挿入された接点４，４を開放させ
る漏電判断部８ｂとを備えている。
【０００３】また、図４に示す構成の漏電遮断装置Ａ’
では、雷サージなどにより零相変流器５に大きな出力が
発生した場合に漏電検出回路８が破壊するのを防止する
ために、零相変流器５と漏電検出回路８との間に漏電検
出回路８への入力電流を制限する制限抵抗Ｒ１が挿入さ
れ、さらに、一対のダイオードＤ１，Ｄ２よりなるクリ
ップ回路が検出用抵抗６に並列接続されている。
【０００４】しかしながら、図４に示す構成の漏電遮断
装置Ａ’では、漏電検出回路８へ高周波信号が入力され
たときにも漏電判断部８ｂにて漏電が検出され接点４，
４が開放されるので、負荷としてインバータ機器が用い
られた場合、不必要に接点４，４が開放されてしまうこ
とがある。そこで、高周波による誤動作によって接点
４，４が開放されることを防止するために、図５に示す
ように、漏電検出回路８’に零相変流器５の出力の高周
波成分をカットするフィルタ８ｃを設けたものが提案さ
れている。なお、この漏電検出回路８’もＩＣにより構
成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、最近では、
インバータ機器の増加および高容量のインバータ機器の
出現に伴い、高周波の漏電電流量が増加している。一
方、図５に示した漏電遮断装置Ａ’においてはフィルタ
８ｃの周波数特性が高周波を十分にカットできる性能で
あるにもかかわらず、高周波漏電電流の増加に伴い不必
要に接点４，４が開放されてしまう誤動作が発生するこ
とがあった。
【０００６】このような誤動作は、高周波漏電がある
と、零相変流器５に接続された検出用抵抗６の両端電圧
が上記クリップ回路によってクリップされ（具体的には
ダイオードＤ１，Ｄ２の順方向電圧降下が約０．７Ｖ程
度あるので、零相変流器５の出力が大きい場合には、検
出用抵抗６の両端電圧が０．７Ｖで一定出力となる期間
が現れる）、このクリップされた期間の電圧信号は周波
数成分として低周波になるので、ほぼＤＣ成分がフィル
タ８ｃを通過してしまうことになるために起こってしま
う。
【０００７】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、高周波漏電による誤動作を防止する
ことができる漏電遮断装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
目的を達成するために、商用電源と負荷との間の主電路
に流れる不平衡電流を検出する零相変流器と、零相変流
器の出力に並列接続された検出用抵抗と、検出用抵抗に
よる検出信号に基づいて主電路に挿入された接点を開放
させる漏電制御部と、検出用抵抗と漏電制御部との間に
挿入され検出用抵抗による検出信号の高周波成分を除去
するフィルタとを備え、前記フィルタは、検出用抵抗と
漏電制御部との間に挿入された入力側抵抗と漏電制御部
の入力端間に接続されたコンデンサとを有するＣＲフィ
ルタよりなり、前記入力側抵抗が漏電制御部への入力電
流を制限する制限抵抗を兼ねることを特徴とするもので
あり、漏電制御部とは別途に設けたＣＲフィルタによっ
て検出用抵抗による検出信号の高周波成分をカットで
き、しかもＣＲフィルタの入力側抵抗が漏電制御部への
電流を制限する制限抵抗を兼ねるので、従来のようなク
リップ回路を設ける必要がなく、大電流の高周波漏電が
起こっても従来のように低周波成分の信号が発生するこ
とがないから、負荷として高容量のインバータ機器を用
いても高周波漏電による誤動作によって接点が開放され
るのを防止することができる。
【０００９】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記主電路が挿通された地絡検出用の変流器と、前
記地絡検出用の変流器へ励磁電流を供給する交流電源と
を備えるので、前記主電路の中性線側で地絡が発生した
場合、前記地絡検出用の変流器の２次側出力として、事
故点→大地→柱上変圧器の接地線→中性線の経路で電流
が流れ、零相変流器により不平衡電流が検出されて、結
果的に接点が開放される。
【００１０】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、前記主電路が挿通された地絡検出用の変流器と、前
記商用電源を整流する整流器とを備え、整流器の出力端
間にコンデンサを介して前記地絡検出用の変流器を接続
してなるので、前記主電路の中性線側で地絡が発生した
場合、前記地絡検出用の変流器の２次側出力として、事
故点→大地→柱上変圧器の接地線→中性線の経路で電流
が流れ、零相変流器により不平衡電流が検出されて、結
果的に接点が開放されるから、請求項２の発明のように
別途に交流電源を設けることなしに前記主電路の中性線
側の地絡を検出できる。
【００１１】請求項４の発明は、請求項１の発明におい
て、前記主電路が挿通された地絡検出用の変流器と、前
記商用電源と前記地絡検出用の変流器との間に挿入され
るコンデンサとを備えるので、前記主電路の中性線側で
地絡が発生した場合、前記地絡検出用の変流器の２次側
出力として、事故点→大地→柱上変圧器の接地線→中性
線の経路で電流が流れ、零相変流器により不平衡電流が
検出されて、結果的に接点が開放されるから、請求項
２、３の発明に比べて簡単な回路構成で、前記主電路の
中性線側の地絡を検出でき、しかも、地絡検出用の変流
器が商用電源の電源周波数で励磁されるから、地絡検出
用の変流器の励磁電流の周波数を小さくすることができ
る。
【００１２】請求項５の発明は、請求項２の発明におい
て、前記フィルタは、前記交流電源の周波数までの周波
数成分を通過させる特性を有するので、漏電検出の対象
となる周波数帯域をより低い周波数側に設定することが
でき、高周波漏電による誤動作をより確実に防止するこ
とができる。
【００１３】請求項６の発明は、請求項３または請求項
４の発明において、前記フィルタは、略２００Ｈｚまで
の周波数成分を通過させる特性を有するので、漏電検出
の対象となる周波数帯域をより低い周波数側に設定する
ことができ、高周波漏電による誤動作をより確実に防止
することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】（実施形態１）本実施形態の漏電
遮断装置Ａは、漏電遮断器であって、図１に示すよう
に、接地された商用電源１と負荷３との間の主電路２に
流れる不平衡電流（差電流）を検出する零相変流器５
と、この零相変流器５の出力（二次側）に接続され零相
変流器５に流れる電流を電圧信号に変換する検出用抵抗
６と、検出用抵抗６により変換された電圧信号に基づい
て主電路２に挿入された接点４，４を開放させる漏電制
御部たる漏電検出回路８とを備えている。ここに、漏電
検出回路８は、ＩＣにより構成され、図４に示した従来
構成と同様に、検出用抵抗６により変換された検出信号
を増幅する増幅部と、増幅部の出力信号に基づいて漏電
を検出すると主電路２に挿入された接点４，４を開放さ
せる漏電判断部とを備えている。
【００１５】また、漏電遮断装置Ａは、漏電検出回路８
へ直流電圧を供給する直流電源１３を備えている。直流
電源１３は、商用電源１を整流する整流器１４と、整流
器１４の出力を平滑する平滑回路１５とで構成される。
【００１６】ところで、本実施形態の漏電遮断装置Ａ
は、検出用抵抗６と漏電検出回路８との間に挿入され検
出用抵抗６による検出信号の高周波成分を除去するフィ
ルタ７を備えている。このフィルタ７は、検出用抵抗６
と漏電検出回路８との間に挿入された入力側抵抗９と漏
電検出回路８の信号入力端間に接続されたコンデンサ１
０とを有するＣＲフィルタよりなり、入力側抵抗９が漏
電検出回路８への入力電流を制限する制限抵抗を兼ねて
いる。要するに、フィルタ７を構成する入力側抵抗９と
コンデンサ１０とは当該フィルタ７で高周波成分を十分
にカットでき、かつ、雷サージによって零相変流器５に
大きな出力が発生しても当該フィルタ７を通して漏電検
出回路８へ流れ込む入力電流により漏電検出回路８が破
壊されないように定数を設定してある。
【００１７】また、本実施形態の漏電遮断装置Ａでは、
主電路２が挿通された地絡検出用の変流器１２と、地絡
検出用の変流器１２へ励磁電流を供給する交流電源たる
発振回路１１とを備えており、地絡検出用の変流器１２
は常時励磁されている。
【００１８】しかして、本実施形態の漏電遮断装置Ａで
は、漏電検出回路８とは別途に設けたフィルタ７によっ
て高周波成分をカットでき、しかもフィルタ７の入力側
抵抗９が漏電検出回路８への入力電流を制限する制限抵
抗を兼ねるので、図４に示した従来例のような一対のダ
イオードＤ１，Ｄ２よりなるクリップ回路を設ける必要
がなく、大電流の高周波漏電が起こっても上記従来例の
ように低周波成分の信号が発生することがないから、負
荷３として高容量のインバータ機器を用いても高周波漏
電による誤動作によって接点４，４が開放されるのを防
止することができる。
【００１９】また、主電路２が挿通された地絡検出用の
変流器１２と、地絡検出用の変流器１２へ励磁電流を供
給する発振回路１１とを備え、変流器１２が常時励磁さ
れているので、主電路２の中性線側で地絡が発生した場
合、地絡検出用の変流器１２の２次側出力として、事故
点→大地→柱上変圧器の接地線→中性線の経路で電流が
流れ、零相変流器５により不平衡電流が検出されて、結
果的に接点４，４が開放される。つまり、本実施形態の
漏電遮断装置Ａでは、主電路２の中性線側の地絡を検出
して接点４，４を開放させることができる。
【００２０】（実施形態２）本実施形態の漏電遮断装置
Ａの基本構成は図１に示した実施形態１と略同じであっ
て、実施形態１における発振回路１１を設けず、図２に
示すように、整流器１４の出力端間にコンデンサ１６を
介して地絡検出用の変流器１２を接続している点、整流
器１４と平滑回路１５との間にダイオードＤ３が接続さ
れている点が相違する。他の構成は実施形態１と同じな
ので、同一の構成要素には同じ符号を付して説明を省略
する。
【００２１】ここに、整流器１４と地絡検出用の変流器
１２との間に挿入されるコンデンサ１６は、変流器１２
への励磁電流を制限するものであり、変流器１２のイン
ダクタンス成分とコンデンサ１６とで励磁電流を決定し
ている。したがって、変流器１２への励磁電流を抵抗に
より制限する場合に比べて発熱を抑制することができ
る。
【００２２】しかして、本実施形態の漏電遮断装置Ａで
は、実施形態１と同様、漏電検出回路８とは別途に設け
たフィルタ７によって高周波成分をカットでき、しかも
フィルタ７の入力側抵抗９が漏電検出回路８への入力電
流を制限する制限抵抗を兼ねるので、図４に示した従来
例のような一対のダイオードＤ１，Ｄ２よりなるクリッ
プ回路を設ける必要がなく、大電流の高周波漏電が起こ
っても上記従来例のように低周波成分の信号が発生する
ことがないから、負荷３として高容量のインバータ機器
を用いても高周波漏電による誤動作によって接点４，４
が開放されるのを防止することができる。
【００２３】また、本実施形態では、主電路２の中性線
側で地絡が発生した場合、地絡検出用の変流器１２の２
次側出力として、事故点→大地→柱上変圧器の接地線→
中性線の経路で電流が流れ、零相変流器５により不平衡
電流が検出されて、結果的に接点４，４が開放されるか
ら、実施形態１のように別途に発振回路１１を設けるこ
となしに主電路２の中性線側の地絡を検出できる。
【００２４】ところで、フィルタ７の周波数特性として
交流電源たる発振回路１１の周波数までの周波数成分ま
でを通過するような周波数特性を持たせれば（フィルタ
７の周波数特性として変流器１２の二次側出力の周波数
成分までを通過させるような周波数特性を持たせれ
ば）、漏電検出の対象となる周波数帯域をより低い周波
数側に設定することができ、高周波漏電による誤動作を
より確実に防止することができる。
【００２５】（実施形態３）本実施形態の漏電遮断装置
Ａの基本構成は図１に示した実施形態１と略同じであっ
て、実施形態１における発振回路１１を設けず、図３に
示すように、地絡検出用の変流器１２の励磁電流を商用
電源１からコンデンサ１６を介して供給している点、整
流器１４と平滑回路１５との間にダイオードＤ３が接続
されている点が相違する。他の構成は実施形態１と同じ
なので、同一の構成要素には同じ符号を付して説明を省
略する。
【００２６】ここに、商用電源１と地絡検出用の変流器
１２との間に挿入されるコンデンサ１６は、変流器１２
への励磁電流を制限するものであり、変流器１２のイン
ダクタンス成分とコンデンサ１６とで励磁電流を決定し
ている。したがって、変流器１２への励磁電流を抵抗に
より制限する場合に比べて発熱を抑制することができ
る。
【００２７】しかして、本実施形態の漏電遮断装置Ａで
は、実施形態１と同様、漏電検出回路８とは別途に設け
たフィルタ７によって高周波成分をカットでき、しかも
フィルタ７の入力側抵抗９が漏電検出回路８への入力電
流を制限する制限抵抗を兼ねるので、図４に示した従来
例のような一対のダイオードＤ１，Ｄ２よりなるクリッ
プ回路を設ける必要がなく、大電流の高周波漏電が起こ
っても上記従来例のように低周波成分の信号が発生する
ことがないから、負荷３として高容量のインバータ機器
を用いても高周波漏電による誤動作によって接点４，４
が開放されるのを防止することができる。
【００２８】また、本実施形態では、主電路２の中性線
側で地絡が発生した場合、地絡検出用の変流器１２の２
次側出力として、事故点→大地→柱上変圧器の接地線→
中性線の経路で電流が流れ、零相変流器５により不平衡
電流が検出されて、結果的に接点４，４が開放されるか
ら、実施形態１のように別途に発振回路１１を設けるこ
となしに主電路２の中性線側の地絡を検出できる。
【００２９】また、上記実施形態２，３において、商用
電源１を利用した変流器１２の励磁により中性線側の地
絡検出を行い且つ高周波の漏電により接点４，４が開放
されるのを防止するには、フィルタ７に、略２００Ｈｚ
までの周波数成分を通過させる特性を持たせることが望
ましい。
【００３０】
【発明の効果】請求項１の発明は、商用電源と負荷との
間の主電路に流れる不平衡電流を検出する零相変流器
と、零相変流器の出力に並列接続された検出用抵抗と、
検出用抵抗による検出信号に基づいて主電路に挿入され
た接点を開放させる漏電制御部と、検出用抵抗と漏電制
御部との間に挿入され検出用抵抗による検出信号の高周
波成分を除去するフィルタとを備え、前記フィルタは、
検出用抵抗と漏電制御部との間に挿入された入力側抵抗
と漏電制御部の入力端間に接続されたコンデンサとを有
するＣＲフィルタよりなり、前記入力側抵抗が漏電制御
部への入力電流を制限する制限抵抗を兼ねるものであ
り、漏電制御部とは別途に設けたＣＲフィルタによって
検出用抵抗による検出信号の高周波成分をカットでき、
しかもＣＲフィルタの入力側抵抗が漏電制御部への電流
を制限する制限抵抗を兼ねるので、従来のようなクリッ
プ回路を設ける必要がなく、大電流の高周波漏電が起こ
っても従来のように低周波成分の信号が発生することが
ないから、負荷として高容量のインバータ機器を用いて
も高周波漏電による誤動作によって接点が開放されるの
を防止することができるという効果がある。
【００３１】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記主電路が挿通された地絡検出用の変流器と、前
記地絡検出用の変流器へ励磁電流を供給する交流電源と
を備えるので、前記主電路の中性線側で地絡が発生した
場合、前記地絡検出用の変流器の２次側出力として、事
故点→大地→柱上変圧器の接地線→中性線の経路で電流
が流れ、零相変流器により不平衡電流が検出されて、結
果的に接点が開放されるという効果がある。
【００３２】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、前記主電路が挿通された地絡検出用の変流器と、前
記商用電源を整流する整流器とを備え、整流器の出力端
間にコンデンサを介して前記地絡検出用の変流器を接続
してなるので、前記主電路の中性線側で地絡が発生した
場合、前記地絡検出用の変流器の２次側出力として、事
故点→大地→柱上変圧器の接地線→中性線の経路で電流
が流れ、零相変流器により不平衡電流が検出されて、結
果的に接点が開放されるから、請求項２の発明のように
別途に交流電源を設けることなしに前記主電路の中性線
側の地絡を検出できるという効果がある。
【００３３】請求項４の発明は、請求項１の発明におい
て、前記主電路が挿通された地絡検出用の変流器と、前
記商用電源と前記地絡検出用の変流器との間に挿入され
るコンデンサとを備えるので、前記主電路の中性線側で
地絡が発生した場合、前記地絡検出用の変流器の２次側
出力として、事故点→大地→柱上変圧器の接地線→中性
線の経路で電流が流れ、零相変流器により不平衡電流が
検出されて、結果的に接点が開放されるから、請求項
２、３の発明に比べて簡単な回路構成で、前記主電路の
中性線側の地絡を検出でき、しかも、地絡検出用の変流
器が商用電源の電源周波数で励磁されるから、地絡検出
用の変流器の励磁電流の周波数を小さくすることができ
るという効果がある。
【００３４】請求項５の発明は、請求項２の発明におい
て、前記フィルタは、前記交流電源の周波数までの周波
数成分を通過させる特性を有するので、漏電検出の対象
となる周波数帯域をより低い周波数側に設定することが
でき、高周波漏電による誤動作をより確実に防止するこ
とができるという効果がある。
【００３５】請求項６の発明は、請求項３または請求項
４の発明において、前記フィルタは、略２００Ｈｚまで
の周波数成分を通過させる特性を有するので、漏電検出
の対象となる周波数帯域をより低い周波数側に設定する
ことができ、高周波漏電による誤動作をより確実に防止
することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１を示す回路ブロック図である。
【図２】実施形態２を示す回路ブロック図である。
【図３】実施形態３を示す回路ブロック図である。
【図４】従来例を示す回路ブロック図である。
【図５】他の従来例を示す回路ブロック図である。
【符号の説明】
１ 商用電源 ２ 主電路 ３ 負荷 ４ 接点 ５ 零相変流器 ６ 検出用抵抗 ７ フィルタ ８ 漏電検出回路 ９ 入力側抵抗 １０ コンデンサ １１ 発振回路 １２ 変流器 １３ 直流電源 １４ 整流器 １５ 平滑回路 １６ コンデンサ Ａ 漏電遮断装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石神 義久 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Ｆターム(参考） 2G014 AA16 AB09 AC18 2G035 AA07 AB08 AC01 AC16 AD10 AD13 AD19 AD51 AD55 AD58 5G004 AA01 AB02 BA01 CA04 DA01 DB03 DC04 FA01 5G030 AB00 AC00 XX01 YY13 5G058 BB02 BC01 BD07

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 商用電源と負荷との間の主電路に流れる
    不平衡電流を検出する零相変流器と、零相変流器の出力
    に並列接続された検出用抵抗と、検出用抵抗による検出
    信号に基づいて主電路に挿入された接点を開放させる漏
    電制御部と、検出用抵抗と漏電制御部との間に挿入され
    検出用抵抗による検出信号の高周波成分を除去するフィ
    ルタとを備え、前記フィルタは、検出用抵抗と漏電制御
    部との間に挿入された入力側抵抗と漏電制御部の入力端
    間に接続されたコンデンサとを有するＣＲフィルタより
    なり、前記入力側抵抗が漏電制御部への入力電流を制限
    する制限抵抗を兼ねることを特徴とする漏電遮断装置。
  2. 【請求項２】 前記主電路が挿通された地絡検出用の変
    流器と、前記地絡検出用の変流器へ励磁電流を供給する
    交流電源とを備えることを特徴とする請求項１記載の漏
    電遮断装置。
  3. 【請求項３】 前記主電路が挿通された地絡検出用の変
    流器と、前記商用電源を整流する整流器とを備え、整流
    器の出力端間にコンデンサを介して前記地絡検出用の変
    流器を接続してなることを特徴とする請求項１記載の漏
    電遮断装置。
  4. 【請求項４】 前記主電路が挿通された地絡検出用の変
    流器と、前記商用電源と前記地絡検出用の変流器との間
    に挿入されるコンデンサとを備えることを特徴とする請
    求項１記載の漏電遮断装置。
  5. 【請求項５】 前記フィルタは、前記交流電源の周波数
    までの周波数成分を通過させる特性を有することを特徴
    とする請求項２記載の漏電遮断装置。
  6. 【請求項６】 前記フィルタは、略２００Ｈｚまでの周
    波数成分を通過させる特性を有することを特徴とする請
    求項３または請求項４記載の漏電遮断装置。
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