JP2008103085A - 漏電遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】漏電遮断器に搭載した電源回路について、限られたサイズの回路基板上に並置実装した３相主回路の各相に対応する制限抵抗の相互間に十分な沿面絶縁距離を確保してインパルス耐電圧の増強化が図れるように組立構造を改良する。
【解決手段】多相交流電路に対応の漏電遮断器に搭載し、その主回路から直流に変換して漏電検出回路に給電する電源回路であって、該電源回路９はその整流スタック９ａの入力側に主回路の各相（Ｒ，Ｓ，Ｔ相）に対応する制限抵抗９ｄを接続した上で、該制限抵抗（リード線形抵抗器）および回路部品を回路基板１５に実装して基板ケース１６に収容した組立構造になるものにおいて、前記制限抵抗（３個）を左右に並べて回路基板に実装した上で、該回路基板に隣り合う制限抵抗の相互間に沿ってスリット１５ａを切欠き形成するとともに、基板ケースには前記スリットに嵌合して制限抵抗の相間隔壁として機能するリブ１６ａを設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、低電圧配電系統に適用する漏電遮断器に関し、詳しくはその本体ケースに搭載した制御用の電源回路に係わる。

周知のように、漏電遮断器は交流電路の負荷側に漏電（接地事故，漏れ電流）が発生し、その漏電電流があらかじめ設定した定格感度電流を超えた際にトリップ動作させて主回路開閉接点を開極するものであり、遮断器の本体ケースに主回路開閉接点、接点開閉機構、漏電電流を検出する零相変流器、漏電検出回路、漏電検出回路の出力信号を受けて主回路開閉接点を開極させる引外し装置、および主回路から漏電検出回路に電力を供給する電源回路を搭載した構成になる。

次に、従来における３極用漏電遮断器の回路および前記電源回路の組立構造を図３〜図６に示す。まず図３の回路図において、1はＲ，Ｓ，Ｔ相の主回路、２は主回路１の開閉接点、３は主回路１を一次巻線として交流電路の漏電電流を検出する零相変流器、４は零相変流器３の出力電流から漏電発生を判別する漏電検出回路、５は漏電検出回路４の出力信号によって開閉接点２を開極させる引外し装置（トリップコイル）、６はテスト回路、７は商用電源、８は負荷、９が主回路１の相間電圧（Ｒ−Ｔ相間の電圧）を整流して漏電検出回路４に給電する電源回路である。

また、電源回路９は図４で示すように整流スタック９ａ，定電流／定電圧回路９ｂ，平滑コンデンサ９ｃ，および整流スタック（単相ブリッジ回路）９ａの入力側に接続して主回路側から侵入する突入電流を低減する制限抵抗９ｄ（リード線形抵抗器）との組合せからなり、これら各部品を図６で示す回路基板（プリント板）１５に実装した上で、基板ケース１６に収容し、この組立体を次記のように遮断器の本体ケースの内部に搭載するようにしている。

すなわち、図５は漏電遮断器の組立図で、１０は本体ケース（ケースカバーは省略）、１１は主回路端子、１１ａは主回路導体、１２は操作ハンドル、１３は開閉機構部、１４はトリップクロスバーであり、本体ケース１０の内部には前記の各部品のほかに先記した零相変流器３，漏電検出回路４，引外し装置のトリップコイル５，テスト回路６，および電源回路９を組み込んで漏電遮断器を構成している。

ここで、漏電検出回路４，テスト回路６，電源回路９の組立体は、本体ケース１０の負荷側寄りの中央に配置した零相変流器３の左右両側に振り分けて、零相変流器３を貫通するＲ相，Ｔ相の主回路導体１ａ（コ字形に屈曲している）で囲まれた狭いスペース内部に挿入セットされている。なお、図６に示した電源回路９では回路基板１５に実装した各回路部品を樹脂封止して主回路導体１１ａとの間の絶縁を確保するようにしている。また、これとは別に、電源回路の回路基板１５に実装した制限抵抗９ｄに関して、他の実装電子部品との間の絶縁（沿面距離）を確保するために、制限抵抗９ｄの抵抗体周域に電気絶縁材製のカバーを被せた構成も知られている（特許文献１参照）。
特開平８−１７３２５号公報（第２頁）

漏電遮断器の国内規格（ＪＩＳ規格）については、最近ＩＥＣ規格（国際規格）への統合化が進められており、このＩＥＣ規格では漏電遮断器に欠相保護の対応機能が求められている。かかる点、図３に示した漏電遮断器の回路では３相主回路１のうち２相間に電源回路９が接続されているために、電源回路９を接続した主回路の相が欠相している状態になると漏電検出回路４への給電が正常に行えなくなる。

そこで、前記の欠相対策として電源回路９の整流スタック９ａを３相ブリッジに換え、その入力側に図４で述べた制限抵抗９ｄを接続した上で３相主回路１のＲ，Ｓ，Ｔ各相に接続するようにした電源回路の採用，実施化が進められている。
ところで、３相全波整流の電源回路を採用する場合に、図４に示した２相全波整流の電源回路と同様に制限抵抗を回路基板（プリント板）１５に実装すると、抵抗器の数が２個から３個に増えることになるが、一方では図５で述べたように電源回路９の組立体を搭載する遮断器の本体ケース１０には余裕のある収容スペースの確保が困難であることから、回路基板１５の外形サイズも自ずと本体ケース内部のスペースによって制限される。

このために、図６に示した回路基板１５と同じ外形サイズの回路基板に３個の制限抵抗９ｄ（リード線形抵抗器）を左右に並べて実装すると、抵抗器の相互間に十分な絶縁距離を確保することが困難となる。特に、制限抵抗９ｄの入力側電極は主回路１に接続されているので、雷サージなどが侵入すると隣接する別な相の制限抵抗９ｄの間に非常に高いインパルス電圧（低圧配電系統でもインパルス電圧は６ＫＶに達する）が印加され、抵抗器間の絶縁距離（沿面距離）が不足すると閃絡を引き起こすおそれがある。

この点については、先記のように回路基板１５に実装した制限抵抗９ｄの抵抗体周域を樹脂封止するなどの対策もあるが、回路の組立て後に樹脂封止することは製造工程が増してコスト高となるほか、抵抗器の放熱性も低下し、さらに回路基板１５の実装部品を交換する場合にも簡単に対応できないといった問題がある。
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、その目的は前記課題を解決し、限られたサイズの回路基板上に並置実装した３相主回路の各相に対応する制限抵抗の相互間に十分な沿面絶縁距離を確保してインパルス耐電圧の増強化が図れるように組立構造を改良した漏電遮断器の電源回路を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明によれば、本体ケースに主回路開閉接点、漏電電流を検出する零相変流器、漏電検出回路、漏電検出回路の出力信号を受けて主回路開閉接点を開極させる引外し装置、および主回路から交流を直流に変換して漏電検出回路に給電する電源回路を搭載した多相交流電路に対応の漏電遮断器であって、前記電源回路はその入力側に主回路の各相に対応する制限抵抗を接続した上で、該制限抵抗および回路素子を回路基板上に実装して基板ケースに収容した組立構造になるものにおいて、
前記制限抵抗を左右に並べて回路基板に実装した上で、該回路基板に隣り合う制限抵抗の相互間に沿ってスリットを切欠き形成するとともに、基板ケースには前記スリットに嵌挿して制限抵抗の相間隔壁として機能するリブを設けるものとし（請求項１）、具体的には次記のような態様で構成する。
（１）前記の基板ケースが鞘形の樹脂ケースになり、その内壁面上に回路基板のスリットに嵌挿するリブを一体形成する（請求項２）。
（２）前記基板ケースのリブを、制限抵抗の入力側電極から出力側電極に向け回路基板のスリットに沿って延在するように形成する（請求項３）。

上記構成により、電源回路の回路基板を基板ケースに収容した組立状態では、基板ケースに形成したリブが回路基板に形成したスリットに嵌入し、このリブが回路基板上に並置実装した制限抵抗（リード線形抵抗器）の相互間に突き出して絶縁隔壁を形成する。したがって、回路基板のサイズ制約から該基板上に並置した制限抵抗の相互間の間隔が狭くても、リブの介在により制限抵抗間には実効的に大きな沿面絶縁距離が確保されてインパルス耐電圧，サージ耐量の増強化が図れる。

しかも、回路基板を収容する基板ケースは鞘形で、制限抵抗を含む各電子部品を実装した基板を包囲しているので回路基板には格別な樹脂封止などの絶縁措置が不要であり、この回路組立体を遮断器の本体ケース内部に搭載した状態でも、その周囲に近接配置されている主回路導体との間の絶縁を確保することができる。

以下、本発明の実施の形態を図１および図２に示す実施例に基づいて説明する。なお、図１は電源回路の組立体構造図、図２は電源回路の回路図であり、図４，図６に対応する部材には同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
まず、図２の回路図において、電源回路９は３相ブリッジの整流スタック９ａ，定電流／定電圧回路９ｂ，平滑コンデンサ９ｃ，および整流スタック９ａの入力側に接続した主回路のＲ，Ｓ，Ｔ各相に対応する３個の制限抵抗９ｄの組合せからなる。

次に、図２に示した電源回路９の組立構造を図１（ａ）〜（ｃ）で説明する。すなわち、電源回路９は整流スタック９ａ，定電流／定電圧回路９ｂの構成部品（トランジスタ，ツェナーダイオード，抵抗素子など）９ｂ−１，平滑コンデンサ９ｃ，および各相に対応する３個の制限抵抗９ｄの各部品を回路基板（プリント板）１５に実装し、この回路基板１５を基板ケース１６に収容した組立体になる。

ここで、３個の制限抵抗（リード線形抵抗器）９ｄは左右に並べて回路基板１５に実装され、かつ回路基板１５には制限抵抗９ｄの配列に沿って隣り合う抵抗器の相互間に入力端側から奥に向けて延在するスリット１５ａが切欠き形成されている。一方、基板ケース１６は鞘形の樹脂成型品で、そのケース内側には回路基板１５の前記スリット１５ａに対応して内壁面から起立する２条のリブ１６ａが一体形成されている。

このリブ１６ａは制限抵抗９ｄの相間隔壁として機能するもので、前記回路基板１５を基板ケース１６の開口端からケース内に挿入した図１（ｃ）で示す電源回路９の組立状態では、リブ１６ａが前記スリット１５ａに嵌合して突き出し、基板上に実装した制限抵抗９ｄの相互間を隔離する。
これにより、左右に並べて回路基板１５の基板上に実装した制限抵抗９ｄの抵抗器相互間の絶縁沿面距離は、リブ１６ａの介在により増加することになる。したがって、回路基板上における制限抵抗９ｄの相互間隔寸法が狭くても、実効的な絶縁距離が増大して所要のインパルス耐電圧を確保することができる。なお、リブ１６ａの高さは、想定されるインパルス電圧に合わせて設定するようにする。また、図示例ではリブ１６ａが制限抵抗９ｄの入力端から出力端側の全長域に亘って延在するようにしているが、制限抵抗９ｄの電圧降下分を考慮してリブ１６ａの入力端側からの奥行き長さを短縮することも可能である。

また、基板ケース１６は鞘形としてここに収容した回路基板１５の周域を包囲するようにしているので、図５で述べたように遮断器の本体ケース１０に搭載セットした状態で電源回路９の周辺に近接する主回路導体１１ａとの間の絶縁を基板ケース１６により確保することできる。したがって、従来構造のように回路基板１５の実装部品を樹脂封止したり、制限抵抗に絶縁カバーを被せたりする絶縁措置（特許文献１参照）の必要がなく、これにより組立工数が少なくて済むほか、制限抵抗９ｄに対する放熱性も向上する。また、回路基板１５に実装した部品の交換にも容易に対応できる。

本発明の実施例による電源回路の組立構造図で、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は組立状態の外観図、（ｃ）は（ｂ）における矢視Ｘ−Ｘ断面図 図１の電源回路の回路図 従来における漏電遮断器の回路図 図３における電源回路の回路図 漏電遮断器全体の組立構造図 図４に対応する電源回路の組立構造図で、（ａ）は組立状態の外観斜視図、（ｂ）は（ａ）の分解図

符号の説明

１ 主回路
２ 主回路開閉接点
３ 零相変流器
４ 漏電検出回路
５ トリップコイル
９ 電源回路
９ａ 整流スタック
９ｂ 定電流／定電圧回路
９ｂ−１ 回路素子
９ｃ 平滑コンデンサ
１０ 本体ケース
１５ 回路基板
１５ａ スリット
１６ 基板ケース
１６ａ リブ

Claims (3)

1. 本体ケースに主回路開閉接点、漏電電流を検出する零相変流器、漏電検出回路、漏電検出回路の出力信号を受けて主回路開閉接点を開極させる引外し装置、および主回路から交流を直流に変換して漏電検出回路に給電する電源回路を搭載した多相交流電路に対応の漏電遮断器であって、前記電源回路はその入力側に主回路の各相に対応する制限抵抗を接続した上で、該制限抵抗および回路部品を回路基板に実装して基板ケースに収容した組立構造になるものにおいて、
   前記制限抵抗を左右に並べて回路基板に実装した上で、該回路基板には隣り合う制限抵抗の相互間に沿ってスリットを切欠き形成するとともに、基板ケースに前記スリットに嵌合して制限抵抗の相間隔壁として機能するリブを設け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、基板ケースは鞘形の樹脂ケースになり、その内壁面上に回路基板のスリットに嵌挿するリブを一体形成したことを特徴とする漏電遮断器。
3. 請求項２に記載の漏電遮断器において、基板ケースのリブが、制限抵抗の入力側電極から出力側電極に向け回路基板のスリットに沿って延在していることを特徴とする漏電遮断器。

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