JP2009303397A - 開閉装置のトリップ操作回路の断線検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】微小電流でトリップ操作が行われる電子制御装置搭載遮断器に用いることができる安価で信頼性の高いトリップ操作回路の断線検出装置を提供する。
【解決手段】制御電源の一方の端子に第１の接続線を介して接続され、開閉装置にトリップ指令を与える入力回路と、上記制御電源の他方の端子に第２の接続線を介して接続されると共に、上記入力回路に第３の接続線を介して直列接続され、上記第１、第２及び第３の接続線のいずれかの断線を検出する断線検出手段とを備え、上記入力回路には上記開閉装置の閉状態において、上記入力回路に流れる電流が上記トリップ指令を与えるには十分でない電流となるようにトリップ操作回路の電流を分流する並列抵抗を接続した構成とする。
【選択図】図１

Description

この発明は遮断器等の開閉装置のトリップ操作回路の断線検出装置に関するものである。

ビルや工場の受配電に用いられる配電盤には、その主回路電流を入切するための遮断器と、それを開閉制御するための制御装置が収納されている。
制御回路は制御装置を動作させるものであり、外部指令付与や事故検出リレー動作などの、遮断器に動作が必要な時に制御装置を動作させるものである。制御動作のうち、必要な時に遮断器を確実にトリップさせることは重要な動作であるため、配電盤に設けられた遮断器のトリップ操作回路には、断線検出装置が設けられ、そのトリップ操作回路の健全性を監視することが行われている。（例えば特許文献１参照）。

図２は、従来の断線検出装置の一例を示すものである。この図において、制御電源（＋E v）が印加された接続端子１、２間に遮断器（図示せず）をトリップ操作するトリップ操作回路３が接続されている。トリップ操作回路３は、遮断器をトリップ操作するトリップ装置３１と、遮断器がトリップ動作した時に開放される接点３２と、トリップ操作回路３の断線を検出する断線検出装置３３との直列接続体として構成されている。

トリップ装置３１はトリップコイル３１ａと、その内部抵抗を外部抵抗の形で示した抵抗３１ｂとから構成され、断線検出装置３３はリレーコイル３３ｂと、その内部抵抗を外部抵抗の形で示した抵抗３３ｃとからなる断線監視リレー３３ａ及びこれに直列接続された保護ダイオード３３ｄとから構成されている。

また、接点３２には抵抗３４ａと、遮断器がトリップ動作した時に閉成される接点３４ｂとの直列接続体からなる誤動作防止回路３４が並列接続されている。
この誤動作防止回路３４は遮断器がトリップして接点３２が開放された時、断線監視リレー３３ａがトリップ操作回路３の断線と判断して誤動作することを防止するためトリップ操作回路３の電流を維持するようにしたものである。

このように構成されたトリップ操作回路３に、制御電源からトリップ操作に必要な電流より小さい電流（以下、断線監視電流という）を継続して流しておくことにより、トリップ操作回路のトリップコイルや回路の構成部品、接続線等に断線などが発生した場合には、断線監視電流が遮断されるので、これを遮断監視リレー３３ａで検出してリレーの警報接点を閉成することにより断線警報を発令することができる。

特開２０００−１１５９８５号公報

従来の遮断器トリップ操作回路の断線検出装置は、上述のように構成され、遮断器のトリップ操作に必要な電流が比較的大きい（数アンペア程度）トリップコイルを含むトリップ操作回路の断線監視用として使用されてきた。
この場合、断線監視は遮断器をトリップ動作させることなく行う必要があるので、トリップ操作回路に流す断線監視電流はトリップ操作に必要な電流よりも十分小さくなければならない。

従来の装置ではトリップ操作回路に直列に挿入された断線監視リレーを励磁吸引しておくための断線監視電流として、数十ミリアンペア程度が用いられていた。
しかしながら、近年普及している電子制御装置搭載遮断器では、トリップ操作は電子素子を介して行われ、その制御はフォトカプラなどの入力素子に入力される微小電流（数ミリアンペア〜数十ミリアンペア程度）により行われることが通常となっている。

この電子制御装置搭載遮断器のトリップ操作回路の断線監視に従来のトリップ操作回路の断線検出装置を適用するためには、遮断器をトリップ動作させることを避けつつ入力素子に流す断線監視電流を更に小さくすることが必要である。この場合、従来より更に小さい電流で動作する電流感度の高い断線監視リレーが必要となり、装置が高価になるという問題点があった。

また、断線監視電流がより微小となることから、トリップ操作回路の回路抵抗（特にスイッチやリレーの接点抵抗）や絶縁抵抗の変化が断線監視リレーの動作に及ぼす悪影響が大きくなり、信頼性が低下するという問題点もあった。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、電子制御装置搭載遮断器に用いることができる、安価で信頼性の高いトリップ操作回路の断線検出装置を提供することを目的とする。

この発明に係る開閉装置のトリップ操作回路の断線検出装置は、制御電源に接続され開閉装置をトリップ操作するトリップ操作回路において、上記制御電源の一方の端子に第１の接続線を介して接続され、上記開閉装置にトリップ指令を与える入力回路と、上記制御電源の他方の端子に第２の接続線を介して接続されると共に、上記入力回路に第３の接続線を介して直列接続され、上記第１、第２及び第３の接続線のいずれかの断線を検出する断線検出手段とを備え、上記入力回路には上記開閉装置の閉状態において、上記入力回路に流れる電流が上記トリップ指令を与えるには十分でない電流となるように上記トリップ操作回路の電流を分流する並列抵抗を接続したものである。

この発明によれば、トリップ操作回路に流す断線監視電流を更に微小化する必要がないので、従来よりも高い電流感度を有する断線監視リレーの使用が不要となる他、更なる微小電流化により深刻となるトリップ操作回路の回路抵抗（特にスイッチやリレーの接点抵抗）や絶縁抵抗の変化が断線監視の信頼性に及ぼす悪影響を避けることができる。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図にもとづいて説明する。図１は、実施の形態１による開閉装置のトリップ操作回路の断線検出装置の構成を示す回路図である。

この図において、制御電源（＋E v）が印加された接続端子１、２間に遮断器（図示せ
ず）をトリップ操作するトリップ操作回路３が接続されている。このトリップ操作回路３は次のように構成されている。即ち、制御電源の一方の端子２に第１の接続線４Ａを介して接続され、所定の大きさの電流で動作して上記遮断器をトリップ動作させるためのトリップ指令を与える入力回路を構成するフォトカプラ３５と、フォトカプラ３５を過電圧から保護する過電圧保護回路３６と、上記入力回路３５及び過電圧保護回路３６に並列接続された並列回路３８と、制御電源の他方の端子１に第２の接続線４Ｂを介して接続されると共に、上記入力回路３５及び過電圧保護回路３６に第３の接続線４Ｃを介して直列接続された断線検出手段３３とから構成されている。

フォトカプラ３５は例えば１０ミリアンペア以下の電流で動作するものが採用され、その出力が上記遮断器をトリップ動作させるための操作回路３７に供給されるようになっている。過電圧保護回路３６はノイズクリップとしてのサージアブソーバ３６ａと、直列抵抗３６ｂ、３６ｃと、コンデンサ３６ｄと、フォトカプラへの印加電圧を整合するための抵抗３６ｅとから構成されている。直列抵抗３６ｂ、３６ｃの抵抗値は一例として、それぞれ4.8ＫΩとされている。また、フォトカプラ３５と過電圧保護回路３６には、遮断器がトリップ動作した時に開放される接点３２と、抵抗３８ａとの直列接続体からなる並列回路３８が並列接続されている。抵抗３８ａの抵抗値は一例として0.92ＫΩとされており、上記過電圧保護回路３６の直列抵抗３６ｂ、３６ｃの合計抵抗値9.6ＫΩに対して10％弱とされている。換言すれば、上記遮断器の投入状態においては断線監視電流のほぼ1/10以下の電流、即ち、フォトカプラ３５が動作するには十分でない電流がフォトカプラ３５に流れるようにされている。

断線検出装置３３は、リレーコイル３３ｂと、その内部抵抗を外部抵抗の形で示した抵抗３３ｃとからなる断線監視リレー３３ａ及びこれに直列接続された保護ダイオード３３ｄとから構成されている。内部抵抗３３ｃの抵抗値は一例として2.7ＫΩとされている。また、断線検出装置３３には遮断器にトリップ指令を与える常開接点３９が並列接続されている。

遮断器の投入状態においては、制御電源からトリップ操作回路３に数十ミリアンペア程度の断線監視電流が供給されるが、フォトカプラ３５に接続された並列回路３８によって上述のように断線監視電流の大部分が抵抗３８ａに分流される結果、フォトカプラ３５にはその動作に至るには十分でない電流しか流入せず、従って遮断器がトリップ動作することはない。

一方、トリップ操作回路３のフォトカプラ３５、過電圧保護回路３６、操作回路３７及び並列回路３８は通常、基板化されている。従って、これらの個所においては断線が発生しにくい状態にあり、逆に云って、これらの個所においては断線検出が出来なくてもほとんど問題は生じない。

トリップ操作回路３において、断線が発生し易いのは第１の接続線４Ａ、第２の接続線４Ｂ、第３の接続線４Ｃ及び断線検出装置３３の内部回路に加えて接続端子１、２の先に接続された図示していないケーブルや接続端子１、２における接続不良が原因の断線であり、この発明の断線検出は上記の各部分における断線の検出に力点が置かれている。

これらの個所のいずれかにおいて、断線などが発生した場合には断線監視電流が遮断されるため、これを断線監視リレー３３ａで検出して図示していないリレーの警報接点を閉成することにより断線警報を発令することができる。

なお、遮断器がトリップすると並列回路３８の接点３２が開放されて抵抗３８ａに流れる電流を遮断するようにされているが、抵抗３８ａの耐熱容量がこれを通過する電流による発熱に対して十分大きくなるようにトリップ操作指令電流値を設定できる場合は接点３２を省略してもよい。

また、遮断器をトリップ動作させる場合には、常開接点３９を閉成する。これによって断線検出装置３３をバイパスして大きな電流がトリップ操作回路３に流れるため、フォトカプラ３５にその動作電流以上の電流が流れる結果、フォトカプラ３５の出力が操作回路３７に供給されて遮断器をトリップさせ、並列回路３８の接点３２が開放される。

なお、以上の説明では断線検出装置３３は機械的に開閉動作する断線監視リレーで構成した例を示したが、これを電子的に開閉動作するフォトカプラなどの電子スイッチング素子で構成しても同様な効果を期待することができる。

この発明は遮断器のトリップ操作回路の断線検出用のみならず、断路器等の同様な開閉装置の操作用回路の断線検出用にも用いることができる。

この発明の実施の形態１による開閉装置のトリップ操作回路の断線検出装置の構成を示す回路図である。 従来の開閉装置のトリップ操作回路の断線検出装置の構成を示す回路図である。

符号の説明

１、２ 接続端子、 ３ トリップ操作回路、 ４Ａ 第１の接続線、 ４Ｂ 第２の接続線、 ４Ｃ 第３の接続線、 ３１ トリップ装置、 ３２ 接点、 ３３ 断線検出装置、 ３３ａ 断線監視リレー、 ３３ｄ 保護ダイオード、 ３４ 誤動作防止回路、 ３５ フォトカプラ、 ３６ 過電圧保護回路、 ３７ 操作回路、 ３８ 並列回路、 ３８ａ 抵抗、 ３９ 常開接点。

Claims (5)

1. 制御電源に接続され開閉装置をトリップ操作するトリップ操作回路において、上記制御電源の一方の端子に第１の接続線を介して接続され、上記開閉装置にトリップ指令を与える入力回路と、上記制御電源の他方の端子に第２の接続線を介して接続されると共に、上記入力回路に第３の接続線を介して直列接続され、上記第１、第２及び第３の接続線のいずれかの断線を検出する断線検出手段とを備え、上記入力回路には上記開閉装置の閉状態において、上記入力回路に流れる電流が上記トリップ指令を与えるには十分でない電流となるように上記トリップ操作回路の電流を分流する並列抵抗を接続したことを特徴とする開閉装置のトリップ操作回路の断線検出装置。
2. 上記並列抵抗の抵抗値を上記入力回路の抵抗値のほぼ１０％あるいはそれ以下に設定したことを特徴とする請求項１記載の開閉装置のトリップ操作回路の断線検出装置。
3. 上記断線検出手段は機械的に開閉動作するリレーであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の開閉装置のトリップ操作回路の断線検出装置。
4. 上記断線検出手段は電子的に開閉動作するスイッチング素子であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の開閉装置のトリップ操作回路の断線検出装置。
5. 上記開閉装置の開動作時に開放される接点を上記並列抵抗と直列接続すると共に、上記断線検出手段を電子的に開閉動作するスイッチング素子で構成したことを特徴とする請求項１または請求項２あるいは請求項４記載の開閉装置のトリップ操作回路の断線検出装置。

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