JP2004266894A

JP2004266894A - ３相４線式欠相保護付き回路遮断器

Info

Publication number: JP2004266894A
Application number: JP2003052454A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Toyama; 博之外山
Original assignee: Kawamura Electric Inc
Current assignee: Kawamura Electric Inc
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2004-09-24

Abstract

【課題】３相４線式電路のすべての線において欠相を保護することができる３相４線式欠相保護付き回路遮断器を提供する。
【解決手段】３相４線式電路の各電圧線Ｌ１〜Ｌ３に接続した電源線２に同じ抵抗値の抵抗器Ｒ１〜Ｒ３の一方側を接続して他方側を一括して接続し、接続点はフォトカプラＰＣの発光ダイオードを介して中性線Ｎに接続する。また、フォトカプラＰＣのトランジスタをプラス側電源ライン５と分圧抵抗Ｒ６，Ｒ７の接続点７の間に接続し、接続点７は集積回路ＩＣの端子にも接続する。欠相が発生すると、フォトカプラＰＣの発光ダイオードが発光してトランジスタがオンし、集積回路ＩＣに入力される分圧抵抗Ｒ６，Ｒ７の分圧電圧はしきい値を超える。集積回路ＩＣはコンデンサＣ２を充電し、既定値まで充電されるとトリガ信号を出力してサイリスタＳＣＲをオンし、トリップコイルＴＣが励磁駆動して開閉接点４を開離させ、３相４線式電路が遮断する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、３相４線回路の欠相を検出して回路を遮断する３相４線式欠相保護付き回路遮断器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、３相４線式欠相保護付き回路遮断器は、定常時、大部分の電流が分圧抵抗と感度調整抵抗を介して流れ、感度調整抵抗の電圧はしきい値まで上がらないため、比較器はトリガ回路に引き外し信号を出力せず、主回路接点は動作しない。また、中性線の欠相時には、負荷から中性線に異常電圧が流れるため、分圧抵抗に過大電流が通電し、感度調整抵抗の電圧はしきい値よりも高い値となり、比較器は引き外し信号をトリガ回路に出力し、リレー回路は主回路接点を動作させる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−３３６８８１号公報（第５頁、第５図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の３相４線式欠相保護付き回路遮断器は中性線しか欠相を保護することができないという欠点があった。
【０００５】
そこで上記問題点に鑑み、本発明の目的は、３相４線式電路のすべての線において欠相を保護することができる３相４線式欠相保護付き回路遮断器を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明によれば、３相４線式電路の電圧線の各線に夫々接続した電源線と、電源線に一方端を接続した互いに同じ抵抗値の３つの抵抗器と、３つの抵抗器の他方端を一括して接続した接続点と３相４線式電路の中線線との間の電位差を検出する検出手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の３相４線式欠相保護付き回路遮断器において、過電圧検出機能を有する集積回路と、検出手段の電位差の検出により集積回路にしきい値を越える分圧電圧を印加する分圧抵抗と、集積回路の出力によりオンするトリガ回路と、トリガ回路のオンにより駆動して３相４線式電路の開閉接点を開離するトリップコイルとを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の３相４線式欠相保護付き回路遮断器において、集積回路は分圧抵抗からしきい値を越える分圧電圧が印加されると充電回路を充電し、充電回路が既定値まで充電されるとトリガ回路にトリガ信号を出力することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明によれば、請求項２又は請求項３に記載の３相４線式欠相保護付き回路遮断器において、検出手段はフォトカプラであり、３つの抵抗器の接続点と中性線との間にフォトカプラの発光ダイオードを接続し、フォトカプラのトランジスタを分圧抵抗の接続点に接続し、欠相が発生した際にフォトカプラの発光ダイオードが発光し、トランジスタがオンして分圧抵抗の分圧電圧が集積回路のしきい値を越えるようにしたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
３相４線式電路の各電圧線に電源線を接続し、夫々の電源線に同じ抵抗値の抵抗器の一方端を接続し、この３つの抵抗値の他方端を一括して接続し、接続点は抵抗器とフォトカプラの発光ダイオードを介して中性線に接続する。また、フォトカプラのトランジスタを分圧抵抗の接続点と集積回路のプラス側電源ラインとの間に接続し、分圧抵抗の接続点は集積回路にも接続する。欠相が発生すると、フォトカプラの発光ダイオードが発光してトランジスタがオンし、集積回路に入力される分圧抵抗の分圧電圧はしきい値を超える。集積回路はコンデンサを充電し、既定値まで充電されるとトリガ信号を出力してサイリスタをオンし、トリップコイルが励磁駆動して開閉接点を開離させ、３相４線式電路が遮断する。欠相が発生していない場合はフォトカプラの発光ダイオードは発光せず、トランジスタもオンせず、分圧抵抗の分圧電圧は集積回路のしきい値を超えない。
【００１１】
【実施例】
本発明に係る３相４線式欠相保護付き回路遮断器の一実施例を図１〜図４の添付図面に基づいて説明する。
【００１２】
３相４線式欠相保護付き回路遮断器１は、３相４線式電路の電圧線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の各線に電源線２を接続している。電源線２には互いに同じ抵抗値の３つの抵抗器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の一方端が接続され、この３つの抵抗器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の他方端は一括して接続され、この接続点は抵抗器Ｒ４と検出手段としてのフォトカプラＰＣの発光ダイオードを介して３相４線式電路の中性線Ｎに接続されている。フォトカプラＰＣの発光ダイオードと順接されたダイオードＤ１及び並列に逆接されたダイオードＤ２はフォトカプラＰＣを保護するためのものである。
【００１３】
また、電源線２には３相全波整流回路３が接続され、３相全波整流回路３の出力端間に３相４線式電路の開閉接点４を開離させるためのトリップコイルＴＣとトリガ回路としてのサイリスタＳＣＲが直列に接続され、サイリスタＳＣＲのゲートは過電圧検出機能を備えた集積回路ＩＣの８番端子に接続されている。また、３相全波整流回路３から集積回路ＩＣに接続されるプラス側電源ライン５に降圧用の抵抗器Ｒ５が接続され、プラス側電源ライン５とマイナス側電源ライン６との間に平滑コンデンサＣ１と、定電圧ダイオードＺＤが接続されて集積回路ＩＣに直流電源を供給している。更に、プラス側電源ライン５とマイナス側電源ライン６との間に分圧抵抗Ｒ６，Ｒ７が直列に接続され、分圧抵抗Ｒ６，Ｒ７の接続点７は集積回路ＩＣの過電圧検出のための１１番端子と、フォトカプラＰＣのトランジスタのエミッタとに接続され、トランジスタのコレクタはプラス側電源ライン５に接続されている。分圧抵抗Ｒ６，Ｒ７はフォトカプラＰＣのトランジスタがオフの際、集積回路ＩＣに入力する分圧電圧が過電圧判定基準のしきい値を越えないように設定され、フォトカプラＰＣのトランジスタがオンの際、しきい値を越えるように設定されている。集積回路ＩＣの１０番端子とマイナス側電源ライン６との間には充電回路としてのコンデンサＣ２が接続されている。
【００１４】
次に動作について説明する。３相４線式電路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｎが正常に通電している場合、即ち、どの相も欠相していない場合、３つの抵抗器Ｒ１〜Ｒ３を一括して接続した接続点を仮想中性点Ｎ０とすると、図２に示すように仮想中性点Ｎ０と中性線Ｎは同電位である。従って、フォトカプラＰＣの発光ダイオードは発光せず、トランジスタはオンしないので集積回路ＩＣに入力される分圧抵抗Ｒ６，Ｒ７の分圧電圧はしきい値を超えない。よって、集積回路ＩＣはトリガ信号を出力せず、サイリスタＳＣＲがオンしないのでトリップコイルＴＣは駆動せず、３相４線式電路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｎは遮断しない。
【００１５】
また、３相４線式電路の電圧線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の何れか１相が欠相した場合、図３に示すように仮想中性点Ｎ０と中性線Ｎに電位差が生じる。そして、３相４線式電路の中性線Ｎが欠相し、各相の負荷バランスによりＬ１−Ｎ，Ｌ２−Ｎ，Ｌ３−Ｎ間に異常電圧が印加された場合も図４に示すように仮想中性点Ｎ０と中性線Ｎとの間に電位差が生じる。このため、フォトカプラＰＣの発光ダイオードは発光し、トランジスタがオンするので集積回路ＩＣに入力される分圧抵抗Ｒ６，Ｒ７の分圧電圧はしきい値を超える。すると、集積回路ＩＣはコンデンサＣ２を充電し、コンデンサＣ２が既定値まで充電されると８番端子からトリガ信号を出力してサイリスタＳＣＲをオンし、トリップコイルＴＣが励磁駆動して開閉接点４を開離させ、３相４線式電路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｎが遮断する。
【００１６】
尚、何らかの理由により３相４線式電路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｎの何れかの相の通電が瞬時停止してフォトカプラＰＣの発光ダイオードが発光してもコンデンサＣ２が既定値まで充電されない限りトリップコイルＴＣが駆動しないので誤動作を防止することができる。
【００１７】
また、本発明において図５に示すように集積回路ＩＣに漏電検出機能を有するものを使用し、零相変流器８を追加することにより、少ない部品点数で簡単に３相４線式欠相保護付き漏電遮断器に変更することができる。尚、９は漏電テスト回路である。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載の発明によれば、３相４線式電路の電圧線の各線に夫々接続した電源線と、電源線に一方端を接続した互いに同じ抵抗値の３つの抵抗器と、３つの抵抗器の他方端を一括して接続した接続点と３相４線式電路の中線線との間の電位差を検出する検出手段とを備えたことにより、３相４線式電路のすべての線において欠相を検出することができるという効果がある。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の３相４線式欠相保護付き回路遮断器において、過電圧検出機能を有する集積回路と、検出手段の電位差の検出により集積回路にしきい値を越える分圧電圧を印加する分圧抵抗と、集積回路の出力によりオンするトリガ回路と、トリガ回路のオンにより駆動して３相４線式電路の開閉接点を開離するトリップコイルとを備えたことにより、集積回路に漏電検出機能を有するものを使用し、零相変流器を追加するだけで、少ない部品点数で簡単に３相４線式欠相保護付き漏電遮断器に変更することができるという効果がある。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の３相４線式欠相保護付き回路遮断器において、集積回路は分圧抵抗からしきい値を越える分圧電圧が印加されると充電回路を充電し、充電回路が既定値まで充電されるとトリガ回路にトリガ信号を出力することにより、サージや瞬時電圧停止による誤動作を防止することができるという効果がある。
【００２１】
請求項４に記載の発明によれば、請求項２又は請求項３に記載の３相４線式欠相保護付き回路遮断器において、検出手段はフォトカプラであり、３つの抵抗器の接続点と中性線との間にフォトカプラの発光ダイオードを接続し、フォトカプラのトランジスタを分圧抵抗の接続点に接続し、欠相が発生した際にフォトカプラの発光ダイオードが発光し、トランジスタがオンして分圧抵抗の分圧電圧が集積回路のしきい値を越えるようにしたことにより、安価に製造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】本発明に係る３相４線式欠相保護付き回路遮断器の回路図である。
【図２】３相４線式電路が欠相していない場合の抵抗器Ｒ１〜Ｒ３のベクトル図である。
【図３】電圧線が欠相した場合の抵抗器Ｒ１〜Ｒ３のベクトル図である。
【図４】中性線が欠相した場合の抵抗器Ｒ１〜Ｒ３のベクトル図である。
【図５】本発明に係る３相４線式欠相保護付き回路遮断器の変形実施例である。
【符号の説明】
１…３相４線式欠相保護付き回路遮断器
２…電源線
３…３相全波整流回路
４…開閉接点
５…プラス側電源ライン
６…マイナス側電源ライン
７…接続点
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３…３相４線式電路の電圧線
Ｎ…３相４線式電路の中性線
Ｎ０…仮想中性点
Ｒ１〜Ｒ５…抵抗器
Ｒ６，Ｒ７…分圧抵抗
ＰＣ…フォトカプラ
Ｄ１，Ｄ２…ダイオード
ＴＣ…トリップコイル
ＳＣＲ…サイリスタ
ＩＣ…集積回路
Ｃ１…平滑コンデンサ
Ｃ２…コンデンサ
ＺＤ…定電圧ダイオード

Claims

３相４線式電路の電圧線の各線に夫々接続した電源線と、該電源線に一方端を接続した互いに同じ抵抗値の３つの抵抗器と、該３つの抵抗器の他方端を一括して接続した接続点と前記３相４線式電路の中線線との間の電位差を検出する検出手段とを備えたことを特徴とする３相４線式欠相保護付き回路遮断器。
過電圧検出機能を有する集積回路と、前記検出手段の電位差の検出により前記集積回路にしきい値を越える分圧電圧を印加する分圧抵抗と、前記集積回路の出力によりオンするトリガ回路と、該トリガ回路のオンにより駆動して３相４線式電路の開閉接点を開離するトリップコイルとを備えたことを特徴とする請求項１に記載の３相４線式欠相保護付き回路遮断器。
前記集積回路は前記分圧抵抗からしきい値を越える分圧電圧が印加されると充電回路を充電し、該充電回路が既定値まで充電されると前記トリガ回路にトリガ信号を出力することを特徴とする請求項２に記載の３相４線式欠相保護付き回路遮断器。
前記検出手段はフォトカプラであり、前記３つの抵抗器の接続点と前記中性線との間に前記フォトカプラの発光ダイオードを接続し、前記フォトカプラのトランジスタを前記分圧抵抗の接続点に接続し、欠相が発生した際に前記フォトカプラの発光ダイオードが発光し、トランジスタがオンして前記分圧抵抗の分圧電圧が前記集積回路のしきい値を越えるようにしたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の３相４線式欠相保護付き回路遮断器。