JP2005340082A - 漏電遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】 三相交流電路のどの電路を単相電路として使用してもテスト回路が動作するようにする。
【解決手段】 多相交流電路の漏電を検知する零相変流器４に設けられたテスト巻線４ｃに前記多相交流電路の２つの相を電源とした擬似漏電電流を流して漏電遮断作動テストを行うテスト回路７を有する漏電遮断器において、前記テスト回路７による前記漏電遮断作動テストを他の相を電源として行えるように当該他の相と前記テスト回路７との間に所定のインピ−ダンス要素８，９を接続したものである。
【選択図】図１

Description

この発明は、交流電路に漏電や地絡が発生したときに、その電路を遮断する漏電遮断器に係り、特に、漏電をテストするテスト回路を有する漏電遮断器に関するものである。

従来の漏電遮断器は、例えば特開２００２−１７０４７７号公報（特許文献１）に示されているように、三相交流電路の漏電電流を検知するようになされた零相変流器と、三相交流電路の何れか２相の１次導体間に接続されると共にテストスイッチおよびテスト抵抗とからなり零相変流器の三次巻線の回路に擬似漏電を生じさせて漏電テストをするように構成されたテスト回路とを備え、テストスイッチを操作すると零相変流器が擬似漏電を検知し漏電検出部が漏電電流のレベル判定をして交流電路を遮断するように構成されている。

特開２００２−１７０４７７号公報（図１、図４及びその説明）

従来の漏電遮断器は、そのテスト回路が三相交流電路の何れか２相の１次導体間に接続されているので、三相交流電路を単相電路として使用する場合に適用すると、一般的に単相電路は三相交流電路のどの相を使用するか特定されていないので、結果的に、使用されている単相電路にテスト回路が接続される場合においては漏電テストができるが、使用されている単相電路にテスト回路が接続されてない場合においては、テスト回路が動作しないという問題が生じる。従って、三相交流電路のどの電路を単相電路として使用してもテスト回路が動作するようにすることが好ましい。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、三相交流電路のどの電路を単相電路として使用してもテスト回路が動作するようにすることを目的としている。

この発明に係る漏電遮断器は、多相交流電路の漏電を検知する零相変流器に設けられたテスト巻線に前記多相交流電路の２つの相を電源とした擬似漏電電流を流して漏電遮断作動テストを行うテスト回路を有する漏電遮断器において、前記テスト回路による前記漏電遮断作動テストを他の相を電源として行えるように当該他の相と前記テスト回路との間に所定のインピ−ダンス要素を接続したものである。

この発明は、多相交流電路の漏電を検知する零相変流器に設けられたテスト巻線に前記多相交流電路の２つの相を電源とした擬似漏電電流を流して漏電遮断作動テストを行うテスト回路を有する漏電遮断器において、前記テスト回路による前記漏電遮断作動テストを他の相を電源として行えるように当該他の相と前記テスト回路との間に所定のインピ−ダンス要素を接続したので、三相交流電路のどの電路を単相電路として使用してもテスト回路が動作するという効果がある。

実施の形態１．
以下この発明の実施の形態１を、回路構成の一例を示す図１により説明する。

図１において、漏電遮断器１は、遮断部２と、引外し部３と、零相変流器４と、漏電検出部５と、電源回路部６と、ダイオードブリッジ６ａと：、テスト回路７と、第１のインピーダンス素子８と、第２のテストインピーダンス素子９と、実装基板１０と、電源側端子Ｒと、電源側端子Ｓと、電源側端子Ｔと、負荷側端子Ｕと、負荷側端子Ｖと、負荷側端子Ｗと、１次導体ＲＵと、１次導体ＳＶと、１次導体ＴＷとを備えている。

前記零相変流器４は、環状鉄心４ａと、２次巻線４ｂと、テスト巻線４ｃとを備えている。

前記テスト回路７は、テストスイッチ７ａ、抵抗７ｂと、接続端子７ｃと、接続端子７ｄとを備えている。

前記電源側端子Ｒは、前記負荷側端子Ｕに対応しており、前記負荷側端子Ｕと同一相である。これら電源側端子Ｒと負荷側端子Ｕとは、前記零相変流器４の一次導体ＲＵで接続されている。前記電源側端子Ｓは、前記負荷側端子Ｖに対応しており、前記負荷側端子Ｖと同一相である。これら電源側端子Ｓと負荷側端子Ｖとは、前記零相変流器４の一次導体ＳＶで接続されている。前記電源側端子Ｔは、前記負荷側端子Ｗに対応しており、前記負荷側端子Ｗと同一相である。これら電源側端子Ｔと負荷側端子Ｗとは、前記零相変流器４の一次導体ＴＷで接続されている。

前記遮断部２は、前記漏電遮断器１内に設けられており、前記電源側端子Ｒ，Ｓ，Ｔと前記負荷側端子Ｕ，Ｖ，Ｗとを結ぶ前記１次導体ＲＵ，ＳＶ，ＴＷの開閉を行う接点２ＲＵ，２ＳＶ，２ＴＷからなる。これら接点２ＲＵ，２ＳＶ，２ＴＷは、前記各１次導体ＲＵ，ＳＶ，ＴＷ毎の過電流を検出する過電流検出部（図示省略してある）により、その過電流検出時に前記引外し部３を介して開放される。また、これら接点２ＲＵ，２ＳＶ，２ＴＷの開放後の投入は、ハンドル（図示省略してある）を手動操作することによって行われる。

前記零相変流器４、自身の前記環状鉄心４ａを貫通鎖交する前記１次導体ＲＵ，ＳＶ，ＴＷを流れる電流（本例では３相分の電流）に含まれる零相分の電流（零相電流ともいい、負荷側の漏電や地絡によって流れる）を検出するためのものである。また、前記零相変流器４の前記鉄心４ａには前記零相電流を取出すための前記２次巻線４ｂ、漏電遮断機能テスト用の前記テスト巻線４ｃが巻回されている。

前記漏電検出部５は、前記１次導体ＲＵ，ＳＶ，ＴＷ間の三相交流電圧を全波整流するダイオードブリッジ６ａからなる前記電源回路部６の直流出力を電源として、前記１次導体ＲＵ，ＳＶ，ＴＷの零相電流に対応する前記２次巻線４ｂの電流が所定のしきい値を超えたとき、三相交流電路を遮断すべき漏電が発生したとして、前記引外し部３を動作させる。

前記テスト回路７は、前記漏電遮断器１の外部から、テスト釦（図示省略してある）を押圧操作することにより、その前記テストスイッチ７ａを閉じて前記漏電遮断器１が動作可能の状態にあるか否かをテストするものであり、前記テスト釦の押圧により、前記テスト抵抗７ｂと前記テストスイッチ７ａとを介し、前記テスト巻線４ｃにしきい値レベル以上の零相電流に対応する励磁電流を流し、前記環状鉄心４ａに発生した磁束によって前記２次巻線４ｂに発生した電流を前記漏電検出部５が検出し、前記引外し部４によって前記遮断部２の遮断動作が行われるか否かを確認することができるものである。

前記テスト回路７の前記接続端子７ｃ，７ｄは、３相の内の２つの相の前記１次導体ＲＵ，ＴＷに接続されており、当該２相の１次導体のＲＵ，ＴＷと前記テスト回路７が接続されてない相の１次導体ＳＶとの夫々の間には、それぞれコンデンサで形成された前記第１のインピーダンス素子８および前記第２のインピーダンス素子９が、図示のように接続されている。

即ち、前記第１のインピーダンス素子８は、前記テスト回路７が接続された前記１次導体ＴＷと前記ダイオードブリッジ６ａの対応ア−ムとを接続する接続線TWDBと、前記テスト回路７が接続されていない前記１次導体ＳＶと前記ダイオードブリッジ６ａの対応ア−ムとを接続する接続線SVDBととの間に接続されている。前記第２のインピーダンス素子９は、前記テスト回路７が接続された前記１次導体ＲＵと前記ダイオードブリッジ６ａの対応ア−ムとを接続する接続線RUDBと、前記テスト回路７が接続されていない前記１次導体ＳＶと前記ダイオードブリッジ６ａの対応ア−ムとを接続する接続線SVDBととの間に接続されている。

なお、前記引外し部３、前記漏電検出部５、前記電源回路部６、前記第１のインピーダンス素子８、及び前記第２のインピーダンス素子９は、前記漏電遮断器１に内蔵されている実装基板１０に実装されている。換言すれば、前記実装基板１０は、前記引外し部３、前記漏電検出部５、前記電源回路部６、前記第１のインピーダンス素子８、及び前記第２のインピーダンス素子９に対する共通の実装基板としてある。また、前記実装基板１０は、プリント基板であり、前記引外し部３、前記漏電検出部５、前記電源回路部６、前記第１のインピーダンス素子８、及び前記第２のインピーダンス素子９の図示の相互間接続は、前記実装基板１０自体の印刷配線を介して行ってある。

次に、以上のように構成されたこの発明の実施の形態１における漏電遮断器の漏電テストについて説明する。

三相交流電路のうち、単相交流電圧が、前記テスト回路７の前記接続端子７ｃ，７ｄが接続された前記２相の１次導体ＲＵ，ＴＷに印加されている場合は、前記テストスイッチ７ａを閉じれば、前記テスト巻線４ｃに所定の擬似漏電電流が通電されるので、当該擬似漏電電流により前記環状鉄心４ａに発生した磁束によって前記２次巻線４ｂに電流が発生し、その電流を前記漏電検出部５が検出することにより前記遮断部２の遮断動作が行われ、漏電テストをすることができる。

次に、三相交流電路のうち、単相交流電圧が、前記テスト回路７の前記接続端子７ｃ，７ｄが接続された前記２相の１次導体のＲＵ，ＴＷに印加されていないで、前記１次導体ＲＵと前記１次導体ＳＶとで形成される単相電路に単相交流電圧が印加している場合の動作について、動作順に説明する。

（１）前記漏電遮断器１の外部からテスト釦（図示省略）を押圧操作することにより、
テストスイッチ７ａを閉路させる。
（２）前記１次導体ＲＵから、前記接続端子７ｄ、前記テストスイッチ７ａ、前記テス
ト抵抗７ｂ、前記テスト巻線４ｃ、前記接続端子７ｃ、及び前記第１のインピー
ダンス素子８を介して、前記１次導体ＳＶへ擬似漏電電流が通電される。

（３）前記テスト巻線４ｃに流れる前記擬似漏電電流によって前記環状鉄心４ａに発生
した磁束によって前記２次巻線４ｂに電流が発生し、その電流を前記漏電検出部
５が検出する。
ここで、前記漏電検出部５に流れる電流は、漏電検出部５に設定された漏電検出
部５が引外し部４を動作させるしきい値以上になるように設定されている。
なお、前記漏電検出部５を確実に動作させるためには、前記テスト回路７に十分
な大きさの擬似漏電電流を流す必要があるが、交流電路の電圧が８０〜６００Ｖ
の場合、前記テスト巻線４ｃの巻数は１〜１００巻、前記テスト抵抗７ｂの抵抗
値は１〜１０ｋΩ、前記第１のインピーダンス素子８、及び前記第２のインピー
ダンス素子９の静電容量は０．０１〜１μＦに設定されている。
（４）前記漏電検出部５が前記検出動作をすると、前記引外し部４によって前記遮断部
２の遮断動作が行われ、漏電テストをすることができる。

なお、前記１次導体ＴＷと前記１次導体ＳＶとで形成される単相電路に単相交流電圧が印加している場合についても、前記擬似漏電電流は前記第２のインピーダンス素子９を介して通電されるので、上記の動作と同様に漏電テストをすることができる。

また、前記第１のインピーダンス素子８、及び前記第２のインピーダンス素子９を、コンデンサで形成すれば、当該インピーダンス素子８，９を他の抵抗器などで形成する場合と比較すると、通電によるジュール熱発生による損失がない。

更にまた、前記第１のインピーダンス素子８、及び前記第２のインピーダンス素子９は、前記引外し部３、前記漏電検出部５、および前記電源回路部６等の漏電遮断機能構成要素が実装されている前記実装基板１０に一体的に装着されているので、低コストでかつ、振動に対して信頼性が高い。

前述のように、この発明の実施の形態１は、三相交流電路の漏電電流を検知するようになされた前記零相変流器４と、テストスイッチ７ａおよびテスト抵抗７ｂからなり三相交流電路の何れかの２相間に接続されて前記テストスイッチ７ａを閉路させ前記零相変流器の前記テスト巻線４ｃに前記擬似漏電電流を流して漏電テストをするように構成された前記テスト回路７とを備え、前記零相変流器４の二次巻線４ｂが検知した漏電電流のレベル判定を漏電検出部５で行なって三相交流電路を遮断する漏電遮断器１において、直列接続された前記第１のインピーダンス素子８及び第２のインピーダンス素子９の両端を前記テスト回路７が接続された２相の前記１次導体ＲＵ，ＴＷに接続すると共に前記第１のインピーダンス素子８と前記第２のインピーダンス素子９とのの接続点89SVDBを、前記テスト回路７が接続されてない１相の前記１次導体ＳＶに接続し、前記第１のインピーダンス素子８及び前記第２のインピーダンス素子９のインピーダンスを、前記テストスイッチ７ａを閉路させたときに所定の擬似漏電電流が流れる値に設定したものである。

上位概念で換言すれば、多相交流電路の漏電を検知する前記零相変流器４に設けられた前記テスト巻線４ｃに前記多相交流電路の２つの相を電源とした擬似漏電電流を流して漏電遮断作動テストを行うテスト回路７を有する漏電遮断器１において、前記テスト回路７による前記漏電遮断作動テストを他の相を電源として行えるように当該他の相と前記テスト回路７との間に所定のインピ−ダンス要素を接続したものである。

従って、前述のように、三相交流電路のどの電路を単相電路として使用してもテスト回路７が正しく動作する。

実施の形態２．
以下この発明の実施の形態２を、回路構成の一例を示す図２により説明する。なお、図２において、図１と同一または相当部分には同一符号を付してある。

図２において、直列接続された前記第１のインピーダンス素子８および前記第２のインピーダンス素子９の両端と前記２相の１次導体のＲＵ，ＴＷとの間に、第３のインピーダンス素子１１、第４のインピーダンス素子１２を夫々配設すると共に、前記第１のインピーダンス素子８と前記第２のインピーダンス素子９との前記接続点89SVDBと前記１次導体ＳＶとの間に第５のインピーダンス素子１３を設けている以外は、前述の実施の形態１における漏電遮断器の回路構成図と同様であり説明を省略する。

前記第３のインピーダンス素子１１は、具体的には、例えばコンデンサからなり、前記接続線RUDBと前記１次導体ＲＵとの接続点RUDBRUと前記第２のインピーダンス素子９の一方の接続点9RUDBとの間に接続されている。

前記第４のインピーダンス素子１２は、具体的には、例えばコンデンサからなり、前記テスト回路７が接続されていない前記１次導体ＳＶと前記接続線SVDBとの接続点SVDBSVと、前記第１のインピーダンス素子８と前記第２のインピーダンス素子９との接続点89SVDBとの間に接続されている。

前記第５のインピーダンス素子１３は、具体的には、例えばコンデンサからなり、前記接続線TWDBと前記１次導体ＴＷとの接続点TWDBTWと前記第１のインピーダンス素子１の他方の接続点8TWDBとの間に接続されている。

なお、前記第３のインピーダンス素子１１、前記第４のインピーダンス素子１２、及び前記第５のインピーダンス素子１３の静電容量は、０．１から１μＦに設定されている。

次に、以上のように構成されたこの発明の実施の形態２における漏電遮断器の漏電テストについて説明する。
三相交流電路のうち、単相交流電圧が、前記テスト回路７の前記接続端子７ｃ，７ｄが接続された前記２相の１次導体ＲＵ，ＴＷに印加されている場合は、前記テストスイッチ７ａを閉じれば、前記テスト巻線４ｃに所定の擬似漏電電流が通電されるので、当該擬似漏電電流により前記環状鉄心４ａに発生した磁束によって前記２次巻線４ｂに電流が発生し、その電流を前記漏電検出部５が検出することにより前記遮断部２の遮断動作が行われ、漏電テストをすることができる。

次に、三相交流電路のうち、単相交流電圧が、前記テスト回路７の前記接続端子７ｃ，７ｄが接続された前記２相の１次導体のＲＵ，ＴＷに印加されていないで、前記１次導体ＲＵと前記１次導体ＳＶとで形成される単相電路に単相交流電圧が印加している場合の動作について、動作順に説明する。

（１）前記漏電遮断器１の外部からテスト釦（図示省略）を押圧操作することにより、
テストスイッチ７ａを閉路させる。
（２）前記１次導体ＲＵから、前記接続端子７ｄ、前記テストスイッチ７ａ、前記テス
ト抵抗７ｂ、前記テスト巻線４ｃ、前記接続端子７ｃ、前記第３のインピーダン
ス素子１１、前記第１のインピーダンス素子８、及び前記第５のインピーダンス
素子１３を介して、前記１次導体ＳＶへ擬似漏電電流が通電される。

（３）前記テスト巻線４ｃに流れる前記擬似漏電電流によって前記環状鉄心４ａに発生
した磁束によって前記２次巻線４ｂに電流が発生し、その電流を前記漏電検出部
５が検出する。
ここで、前記漏電検出部５に流れる電流は、漏電検出部５に設定された漏電検出
部５が引外し部４を動作させるしきい値以上になるように設定されている。
（４）前記漏電検出部５が前記検出動作をすると、前記引外し部４によって前記遮断部
２の遮断動作が行われ、漏電テストをすることができる。

なお、前記１次導体ＴＷと前記１次導体ＳＶとで形成される単相電路に単相交流電圧が印加している場合についても、前記擬似漏電電流は、前記第５のインピーダンス素子１３、前記第２のインピーダンス素子９、前記第４のインピーダンス素子１２を介して通電されるので、上記の動作と同様に漏電テストをすることができる。

また、この発明の実施の形態２における漏電遮断器は、前記第１のインピーダンス素子８及び前記第２のインピーダンス素子９に対して、前記第３のインピーダンス素子１１、前記第４のインピーダンス素子１２、及び前記第５のインピーダンス素子１３が直列に接続されているので、前記第３のインピーダンス素子１１、前記第４のインピーダンス素子１２、及び前記第５のインピーダンス素子１３の静電容量の値の選択により、前記テスト巻線４ｃに流す擬似漏電電流を最適な値に調整することができる。

更にまた、前記電源回路部６に対して、前記第３のインピーダンス素子１１、前記第４のインピーダンス素子１２、及び前記第５のインピーダンス素子１３が直列に接続されているので、前記第３のインピーダンス素子１１、前記第４のインピーダンス素子１２、及び前記第５のインピーダンス素子１３の静電容量の値の選択をすることにより、これらのインピーダンス素子１１，１２，１３で所望の電圧降下を発生させることができるので、前記電源回路部６に供給する電圧を最適な値に調整できるという効果もある。

更にまた、前記第１のインピーダンス素子８、前記第２のインピーダンス素子９、前記第３のインピーダンス素子１１、前記第４のインピーダンス素子１２、及び前記第５のインピーダンス素子１３は、前記引外し部３、前記漏電検出部５、および前記電源回路部６等の漏電遮断機能構成要素が実装されている前記実装基板１０に一体的に装着されているので、低コストでかつ、振動に対して信頼性が高い。

この発明の実施の形態１を示す図で、漏電遮断器の回路構成の一例を示す図である。 この発明の実施の形態２を示す図で、漏電遮断器の回路構成の一例を示す図である。

符号の説明

１ 漏電遮断器、
２ 遮断部、
２ＲＵ 接点、
２ＳＶ 接点、
２ＴＷ 接点、
３ 引外し部、
４ 零相変流器、
４ａ 環状鉄心、
４ｂ ２次巻線、
４ｃ テスト巻線、
６ 電源回路部、
６ａ ダイオードブリッジ、
７ テスト回路、
７ａ テストスイッチ、
７ｂ テスト抵抗、
７ｃ 接続端子、
７ｄ 接続端子、
８ 第１のインピーダンス素子、
９ 第２のインピーダンス素子、
１０ 実装基板、
１１ 第３のインピーダンス素子、
１２ 第４のインピーダンス素子、
１３ 第５のインピーダンス素子、
Ｒ 電源側端子、
Ｓ 電源側端子、
Ｔ 電源側端子、
Ｕ 負荷側端子、
Ｖ 負荷側端子、
Ｗ 負荷側端子、
ＲＵ １次導体、
ＳＶ １次導体、
ＴＷ １次導体、
RUDB 接続線、
SVDB 接続線、
TWDB 接続線、
8TWDB 接続点、
89SVDB 接続点、
9RUDB 接続点、
RUDBRU 接続点、
SVDBSV 接続点、
TWDBTW 接続点。

Claims (5)

1. 多相交流電路の漏電を検知する零相変流器に設けられたテスト巻線に前記多相交流電路の２つの相を電源とした擬似漏電電流を流して漏電遮断作動テストを行うテスト回路を有する漏電遮断器において、前記テスト回路による前記漏電遮断作動テストを他の相を電源として行えるように当該他の相と前記テスト回路との間に所定のインピ−ダンス要素を接続したことを特徴とする漏電遮断器。
2. 請求項１に記載の漏電遮断器において、前記インピ−ダンス要素が複数個設けられていることを特徴とする漏電遮断器。
3. 請求項１および請求項２の何れか一に記載の漏電遮断器において、前記インピ−ダンス要素のインピ−ダンスの値の選択により、前記擬似漏電電流を調整することを特徴とする漏電遮断器。
4. 請求項１〜３の何れか一に記載の漏電遮断器において、前記インピ−ダンス要素がコンデンサであることを特徴とする漏電遮断器。
5. 請求項１〜４の何れか一に記載の漏電遮断器において、前記インピ−ダンス要素を、漏電遮断機能構成要素と共通の実装基板に装着したことを特徴とする漏電遮断器。

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