JP2009081928A - 漏洩電流を検出する装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】非常に簡単な手段で安価に，電路の絶縁劣化を一般的な対地漏洩電流で判定するよりも正確に判断できる漏電電流を検出する装置を提供する。
【解決手段】電路の漏洩電流を零相で検出し，該漏洩電流が所定の大きさを超えたことを検出する手段を備えた配線用遮断器または漏電遮断器または漏電継電器において，前記所定の大きさは，電路が健全時に検出した零相漏洩電流の大きさを基にして絶縁不良時の対地漏洩電流を想定し再設定する手段を設けた。
【選択図】図１
【解決手段】電路の漏洩電流を零相で検出し，該漏洩電流が所定の大きさを超えたことを検出する手段を備えた配線用遮断器または漏電遮断器または漏電継電器において，前記所定の大きさは，電路が健全時に検出した零相漏洩電流の大きさを基にして絶縁不良時の対地漏洩電流を想定し再設定する手段を設けた。
【選択図】図１
Description
本件の発明は，簡易に抵抗分地絡電流を検出することを目的とした配線用遮断器や漏電遮断器あるいは漏電継電器のような装置に関する。
電路の対地漏洩電流に，電路の対地静電容量分を通じて流れる常時漏洩電流と，絶縁不良による抵抗分地絡電流があることはよく知られている。
前記の常時漏洩電流は，対地静電容量分を通じて流れる電流であるから，対地電圧に対して９０度位相が進み，絶縁不良による抵抗分地絡電流は対地電圧に対する位相のズレはない。従って，対地電圧すなわち電路電圧と対地漏洩電流の間には，常時漏洩電流と抵抗分地絡電流の大きさの比によって決まる位相差が生じる。
そこで，対地漏洩電流の大きさと，電路電圧との位相差を元にして絶縁不良による抵抗分地絡電流のみを分別する方法が知られている。
特開２００５−１４０５３２
特開２００６−７１３４１
しかしながら，従来例に見られる装置は構成が複雑で，コストが高いという欠点があった。その一方で，近年，特に緊急時の電路の遮断とは別に電路の絶縁状態を常時監視したいという要求が増えている。さらに現在，各家庭の絶縁状態は数年に一度，専門の調査員が調査に廻るが，近年の通信手段の高度化で，遠隔で監視することも要望されている。そのような絶縁監視では，できるだけ抵抗分地絡による絶縁不良のみを検出できることが望ましい。
そこで本件の発明は，非常に簡単な手段で安価に，電路の絶縁劣化を一般的な対地漏洩電流だけで判定するよりも正確に検出できるような装置を提供することを目的としている。
そこで，請求項１の発明は，電路の漏洩電流を零相で検出し，該漏洩電流が所定の大きさを超えたことを検出する手段を備えた装置において，前記所定の大きさは，電路が健全時に検出した零相漏洩電流の大きさを基にして絶縁不良時の対地漏洩電流を想定し再設定する手段を有することを特徴とする漏洩電流を検出する装置を提供したものである。
請求項２の発明は，電路の漏洩電流を零相で検出し，該漏洩電流が所定の大きさを超えたことを検出する手段を備えた装置において，前記所定の大きさは，電路が健全時に検出した零相漏洩電流の大きさを電路の常時漏洩電流とし，該常時漏洩電流と検出したい抵抗分地絡電流とのベクトル合成により求められる大きさに再設定する手段を有することを特徴とする漏洩電流を検出する装置を提供したものである。
請求項３の発明は，前記の漏洩電流を検出する装置は，所望の地絡電流を検出表示する機能付きの配線用遮断器または漏電遮断器または漏電継電器であることを特徴とする請求項１または請求項２の漏洩電流を検出する装置を提供したものである。
請求項４の発明は，前記の漏洩電流を検出する装置は，前記所定の大きさの漏洩電流で主回路接点を開離する漏電遮断器または外部出力接点を駆動する漏電継電器であることを特徴とする請求項１または請求項２の抵抗分地絡電流を検出する装置を提供したものである。
本件の発明によれば，電路が健全時に検出した零相漏洩電流の大きさを基にして，検出したい絶縁不良が発生したときの零相漏洩電流を想定して閾値として再設定することで，零相電流から絶縁不良を検出でき，装置として簡単で安価にできる。
本件発明の第一の実施例を図１に示す。図１は，地絡電流を検出表示する機能付の漏電遮断器で電路に設置した場合の例である。図１において，１は変圧器で電路２，２’に電路電圧を供給し，低圧側巻線の２’側端子は３のように接地してある。なお電路は単相２線式として説明するが単相３線式や三相３線式のΔ結線１点接地の電路でも原理は同様である。
１００１と１００２は開閉接点，１００３は過電流検出素子で，電路の電流が所定の値を超えると過電流検出素子１００３が電流の大きさに応じた時限で図示しない開閉機構に作用し，接点１００１と１００２を自動的に開離するように働く。１００４は零相変流器で，電路２と２’の往復電流の差分を検出する。なお，零相変流器１００４が検出する電流は，電路２の対地静電容量４に流れる常時漏洩電流Iocと絶縁不良による地絡抵抗５に流れる地絡漏洩電流Iorより成る零相漏洩電流Ioであるが，絶縁不良がない状態の零相電流は常時漏洩電流に等しい。
１００５は判定回路であり，零相変流器の検出信号を増幅した後にふたつの判定を行う。ひとつは，零相変流器の検知電流が第一の設定値を超えた場合にトリップコイル１００９を駆動して接点１００１と１００２を開離する判定であり，二つ目は感度設定手段１００６で手動で設定される第二の設定値を感知電流が超えた場合に表示出力手段１００７に出力を発生する判定である。１００８は，零相電流を表示する手段で，零相変流器が検知した電流の大きさをそのまま表示する。以上の漏電遮断器において，第二の設定値の設定について図２を用いて説明する。
漏電遮断器を電路に設置した当初は電路は健全であり，図２における抵抗分地絡電流Ｉｏｒは非常に小さいと思われるので，１００８の表示手段に表示される電流は，図の常時漏洩電流Ｉｏｃとなる。
ここで，検知したい抵抗分漏洩電流Ｉｏｒが新たに発生した場合，零相電流Ｉｏは図の常時漏洩電流Ｉｏｃと抵抗分地絡電流Ｉｏｒのベクトル合成となる。そこで，図２のベクトル合成値Ｉｏを第二の設定値とすれば，常時漏洩電流Ｉｏｃの大きさに係わらず，抵抗分地絡電流Ｉｏｒの発生を所望の値で検知できることになる。
ここで，検知したい抵抗分漏洩電流Ｉｏｒが新たに発生した場合，零相電流Ｉｏは図の常時漏洩電流Ｉｏｃと抵抗分地絡電流Ｉｏｒのベクトル合成となる。そこで，図２のベクトル合成値Ｉｏを第二の設定値とすれば，常時漏洩電流Ｉｏｃの大きさに係わらず，抵抗分地絡電流Ｉｏｒの発生を所望の値で検知できることになる。
次に，図１に示す漏電遮断器の使い方を説明する。まず電路に漏電遮断器を設置した際に，表示手段１００８によりそのときの零相電流値を読み取り，次に別途の数表のようなものから，対応する第二の設定値を求め，設定手段１００６により第二の設定値を設定する。なお設定手段は，可変抵抗のような方法で回路内の信号レベルを調整する方法でよい。この場合の判定回路１００５はアナログ式で構成すれば容易である。
このような漏電遮断器では， 前述の第一の設定値を３０ｍＡとして，第二の設定のもととなる抵抗分地絡電流検出レベル１ｍＡとすれば，感電等の緊急を要する事故による地絡の場合は電路を遮断し，絶縁不良のような軽微な地絡の場合は警報を発する漏電遮断器を容易に構成できる。
図３の漏電遮断器は，図１の漏電遮断器の零相電流の表示手段１００８と設定手段１００６の機能を自動化し，設定釦１０１１を押すと，判定回路１０１０がその時の零相電流値から第二の設定値を自動で設定するようにしたものの構成例である。この場合の判定回路１００５における零相電流の計測から所定の検知電流の再設定に至るプロセスは，マイコン等の演算ソフトにより容易に構成できる。
図４は，配線用遮断器の場合の構成例であり，図３の検出装置１００５，１００７，１０１１をベースにし，漏電によるトリップコイル１００９を備えていない。検出装置は図１の装置１００５，１００７，１００６，１００８をベースにしてもよい。図４に示す配線用遮断器は，漏電による遮断機能はないが，電路の漏洩電流を検出して絶縁状態を常に監視し，所定の絶縁不良の発生を検知して警報を発することができる。
図５は，漏電継電器の場合の構成例であり，図３の検出装置１００５，１００７，１０１１をベースにし，零相変流器１００４とで構成される。検出装置は図１の装置１００５，１００７，１００６，１００８をベースにしてもよい。零相変流器は電路に設置しているが変圧器のＢ種接地線に設置してもよい。１０１２は外部接点出力用の継電器である。
このような漏電継電器は，例えば５０ｍＡの対地漏洩電流を検知した場合は外部に接点出力で警報を発するが，それより別に所望の抵抗分地絡電流を検知して表示するので，プレアラーム的に表示を利用できる。
また，図１と図３の漏電遮断器，図５の漏電継電器において，１００７の表示を省き，第二の設定値で電路を遮断したり，警報接点出力を発生させることも可能である。このような漏電遮断器や漏電継電器では，設置された電路に応じ本来の検出したい抵抗分地絡電流が発生した場合の零相電流で回路を遮断したり，接点出力を発生できる。
なお，以上の実施例で，検出したい抵抗分地絡電流の値を段階的且つ選択的に切り替えられるようにすることや，高調波や高周波のノイズを除去するフィルターを設けることは任意である。また図１，図３，図４，図５において，回路用の電源については記載を省略している。
配線用遮断器や漏電遮断器，漏電継電器のほかに装置内の一部に回路を組み込んで使用することも可能である。また，遠隔で絶縁不良を監視する場合のセンサーとして利用できる。
１・・・変圧器
２，２’・・・電路
３・・・接地
１００１，１００２・・・接点
１００３・・・過電流検出素子
１００４・・・零相変流器
１００５・・・漏電検出回路
１００６・・・第二の設定値設定手段
１００７・・・表示出力手段
１００８・・・漏洩電流表示手段
１００９・・・トリップコイル
１０１１・・・自動設定起動手段
２，２’・・・電路
３・・・接地
１００１，１００２・・・接点
１００３・・・過電流検出素子
１００４・・・零相変流器
１００５・・・漏電検出回路
１００６・・・第二の設定値設定手段
１００７・・・表示出力手段
１００８・・・漏洩電流表示手段
１００９・・・トリップコイル
１０１１・・・自動設定起動手段
Claims (4)
- 電路の漏洩電流を零相で検出し，該漏洩電流が所定の大きさを超えたことを検出する手段を備えた装置において，前記所定の大きさは，電路が健全時に検出した零相漏洩電流の大きさを基にして絶縁不良時の対地漏洩電流を想定し再設定する手段を有することを特徴とする漏洩電流を検出する装置。
- 電路の漏洩電流を零相で検出し，該漏洩電流が所定の大きさを超えたことを検出する手段を備えた装置において，前記所定の大きさは，電路が健全時に検出した零相漏洩電流の大きさを電路の常時漏洩電流とし，該常時漏洩電流と検出したい抵抗分地絡電流とのベクトル合成により求められる大きさに再設定する手段を有することを特徴とする漏洩電流を検出する装置。
- 前記の漏洩電流を検出する装置は，所望の地絡電流を検出表示する機能付きの配線用遮断器または漏電遮断器または漏電継電器であることを特徴とする請求項１または請求項２の漏洩電流を検出する装置。
- 前記の漏洩電流を検出する装置は，前記所定の大きさの漏洩電流で主回路接点を開離する漏電遮断器または外部出力接点を駆動する漏電継電器であることを特徴とする請求項１または請求項２の漏洩電流を検出する装置。
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