JP2010003513A - 回路遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】回路遮断器の各相の接点の開閉回数の平均化を図り、接点寿命、開閉の耐久性を向上することができる回路遮断器を提供する。
【解決手段】複数の電路１に設けられ、各電路に流れる電流を検出する電流検出手段３と、この電流検出手段の検出信号にもとづいて各電路ごとの電流実効値を演算する演算手段６と、この演算手段が演算した電流実効値にもとづいて各電路の通電電流における変動周期を検出する変動周期検出手段７と、各電路を開離する開閉器２と、この開閉器が開離したときの演算手段の電流実効値にもとづいて各電路ごとに求めた開閉履歴情報を記憶する開閉履歴情報記憶手段８と、演算手段の電流実効値が所定値以上の時、開閉履歴情報記憶手段の開閉履歴情報が最大である電路の電流実効値が小さくなるタイミングを変動周期検出手段の変動周期から求めて開閉器を開離させる引き外し手段９とを備えた構成。
【選択図】図１

Description

この発明は、複数の電路における開離時の電流値や開離回数の累積値に応じて開閉器を遮断する回路遮断器、特に、開閉器の耐久性能の改良に関するものである。

従来のこの種回路遮断器は、開閉器の開閉接点の正常開離回数または異常開離回数を計数して累積計数し、累積回数に応じて通報手段で通報することにより、接点寿命の到来前に保守作業を実施するようにしていた。（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−１４０９７４号公報（図１）

従来の回路遮断器は以上のように構成されていたが、遮断器の各相に通電電流の偏りがあり、特定の相の開閉接点の正常開離回数または異常開離回数が大きくなった場合はその相の正常開離回数または異常開離回数の寿命によって回路遮断器全体の接点寿命が決まり開閉の耐久性が短くなるという問題点があった。

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、各相の接点寿命の平均化を図り接点寿命、開閉の耐久性を向上することができる回路遮断器を提供することを目的とする。

この発明に係る回路遮断器は、複数の電路に設けられ、各電路に流れる電流を検出する電流検出手段と、この電流検出手段の検出信号にもとづいて各電路ごとの電流実効値を演算する演算手段と、この演算手段が演算した電流実効値にもとづいて前記各電路の通電電流における変動周期を検出する変動周期検出手段と、前記各電路を開離する開閉器と、この開閉器が開離したときの前記演算手段の電流実効値にもとづいて各電路ごとに求めた開閉履歴情報を記憶する開閉履歴情報記憶手段と、前記演算手段の電流実効値が所定値以上のとき、前記開閉履歴情報記憶手段の開閉履歴情報が最大である電路における前記変動周期にもとづいて前記開閉器を開離させる引き外し手段とを備えたものである。

この発明は以上のように構成され、回路遮断器がトリップする場合、記憶された開閉履歴情報にもとづいて電流値、正常開離回数、異常開離回数を各相ごとに累積計数し、累積値が最大の相の電流値が最小となるタイミングでトリップするようにしたので、各相の接点寿命を平均化することができ、開閉性能を向上することができる。

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による回路遮断器の構成を示すブロック図、図２は、実施の形態１における変動周期検出手段の構成を示すブロック図、図３は、図１に示す回路遮断器の動作を説明するためのタイムチャート、図４は、実施の形態１における開閉履歴情報記憶手段に記憶されたデータの一例を示す記憶テーブルである。

図1において、回路遮断器１００は、複数の電路１にそれぞれ設けられた開閉接点２と、各電路１ごとに設けられ、各電路１に流れる各相の電流を検出する変流器等の電流検出手段３と、電流検出手段３の出力を整流する整流回路４と、整流回路４の出力を通電電流に比例した電圧に変換する負担回路５と、負担回路５の信号にもとづいて各相の電流実効値を演算する演算手段６と、演算手段６で演算した各相の電流実効値にもとづいて各相の電流実効値の変動周期を検出する変動周期検出手段７と、遮断時の通電電流およびその時の相を記憶する開閉履歴情報記憶手段８と、演算手段６で演算した電流実効値が所定値を超え、かつ一定時間流れた場合に、変動周期検出手段７および開閉履歴情報記憶手段８の情報にもとづいて引き外し信号を出力し開閉接点２を開離させる引き外し手段９とから構成されている。

変動周期検出手段７は、図２に示すように、演算手段６の出力信号である各相の電流実効値から各相の平均値を演算する平均値回路１０と、平均値回路１０で演算された各相の平均値と演算手段６の各相の電流実効値とを比較して電流実効値が平均値を超えたとき信号を出力する比較手段１１と、比較手段１１の出力した信号により電流の変動周期を検出し引き外し手段９に検出結果を出力する周期カウント回路１２とから構成されている。

次に、以上のように構成された実施の形態１の動作について説明する。
電路１に流れる各相の電流は電流検出手段３により検出され、検出された信号は整流回路４で整流される。負担回路５は各相の電流を電圧信号に変換する。
演算手段６は負担回路５の信号にもとづいて各相の電流実効値を演算する。
変動周期検出手段７は図２に示す平均値回路１０で各相の平均値を検出し比較手段１１により各相の電流実効値および前記の平均値を比較し周期カウント回路１２で各電路１を流れる電流の変動周期を検出する。即ち、図３に示すように、例えばＳ相通電電流に変動がある場合、Ｓ相の平均値とＳ相通電電流とを比較し、通電電流が例えばＨからＬ側へ変化して平均値と交差した時点、即ちステップ１から次に同様にＨからＬ側へ変化して平均値と交差する時点、即ちステップ２までの時間を検出して周期Ｔを検出する。

また、開閉履歴情報記憶手段８は演算手段６で演算した電流実効値にもとづいて開閉接点２が開離した時の相ごとの電流実効値と相ごとの累積電流値とを開閉履歴情報として記憶する。図４は開閉履歴情報記憶手段８が記憶している情報の一例を示す。図４において、開閉履歴情報としての電流累積値は開閉、トリップ回数が２回目まではＳ相が最大である。
引き外し手段９は演算手段６で検出した各相の電流実効値が所定値を越え、かつ一定時間流れた時、ステップ３で示すように開閉接点２の引き外しを決定する。
引き外し手段９は、ステップ３で引き外しを決定した後、開閉履歴情報記憶手段８の情報から開閉履歴情報の多い相において変動周期検出手段７にて検出された周期Ｔの経過後、即ち通電電流がＨ→Ｌに変化するステップ２以降、周期Ｔの１／４が経過したステップ４において引き外し装置駆動信号を出力する。即ち、Ｓ相のトリップ回数が多い場合、Ｓ相の電流値が最小の時にトリップさせ、各相の接点消耗が平均化するようにしている。

なお、以上の説明では、開閉履歴情報記憶手段８に開閉接点２が開離した時における相ごとの累積電流値を開閉履歴情報として記憶させたが、開閉履歴情報としては開閉接点２が開離した時における相ごとの電流実効値の２乗値を累積した２乗電流累積値を記憶させてもよい。また、開閉接点２が異常開離したとき最大の電流が流れていた電路とその累積回数である電路ごとの異常開離回数を開閉履歴情報としてもよい。

実施の形態１は以上のように構成され、累積電流値、または２乗電流累積値、あるいは異常開離回数が多い相の電流が小さくなるタイミングで開閉接点の引き外しを行うようにしているため、各相の接点消耗を平均化することができ、回路遮断器の開閉性能を向上することができる。

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２を図にもとづいて説明する。図５は、実施の形態２による回路遮断器の構成を示すブロック図、図６は、実施の形態２における電気操作装置の構成を示すブロック図、図７は、図５に示す回路遮断器の動作を示すタイムチャート、図８は、開閉履歴情報記憶手段に記憶されたデータの一例を示す記憶テーブルである。

図５において、回路遮断器１００は、複数の電路１にそれぞれ設けられた開閉接点２と、各電路１ごとに設けられ、各電路１に流れる各相の電流を検出する変流器等の電流検出手段３と、電流検出手段３の出力を整流する整流回路４と、整流回路４の出力を通電電流に比例した電圧に変換する負担回路５と、負担回路５の信号にもとづいて各相の電流を演算する演算手段６と、演算手段６で演算した各相の電流にもとづいて各相電流の変動周期を検出する変動周期検出手段７と、遮断時および開閉時の通電電流およびその時の相を記憶する開閉履歴情報記憶手段８と、外部からの開閉指令により開閉接点２を開閉する電気操作装置１３と、演算手段６で演算した電流が所定値を超え、かつ一定時間流れた場合に、変動周期検出手段７および開閉履歴情報記憶手段８の情報にもとづいて引き外し信号を出力し、あるいは電気操作装置１３からオフ操作の指令出力があった時に開閉接点２を開離させる引き外し手段９とから構成されている。

電気操作装置１３は図６に示すように、外部からのオフ指令を検出して引き外し手段９にオフ操作の指令を出力するオフ指令検出回路１４と、外部からのオン指令を検出するオン指令検出回路１５と、オン指令検出回路１５がオン指令を検出した時、あるいは別の系統からオフ駆動信号を受けた時に開閉接点２のオンあるいはオフ信号を出力するオンオフ操作手段１６とから構成されている。

次に、実施の形態２の動作について説明する。
電路１に流れる各相の電流は変流器３により検出される。検出された信号は整流回路４で整流され、負担回路５は整流回路４の出力にもとづいて各相の電流を電圧信号に変換する。演算手段６は負担回路５の信号にもとづいて各相の電流値を演算する。
変動周期検出手段７は図２に示す平均値回路１０で各相の平均値を検出し比較手段１１により各相の電流値および前記の平均値を比較し周期カウント回路１２で各電路を流れる電流の変動周期を検出する。即ち図７に示すように、例えばＳ相通電電流に変動がある場合、Ｓ相の平均値とＳ相通電電流とを比較し通電電流が例えばＨからＬ側へ変化して平均値と交差した時点、即ちステップ２から次に同様にＨからＬ側へ変化して平均値と交差する時点、即ちステップ３までの時間を検出して周期Ｔを検出する。

また、開閉履歴情報記憶手段８は演算手段６で検出した電流にもとづいてトリップ時および開閉時の相および電流値を記憶する。図８は、開閉履歴情報記憶手段８が記憶している情報の一例を示す。
電気操作装置１３は外部からのオフ指令により引き外し手段９に対してオフ指令を出力する。このオフ指令にもとづいて引き外し手段９は、開閉履歴情報記憶手段８の情報からトリップ回数、正常開離回数、電流の多い（電流累積値が大きい）相において変動周期検出手段７にて検出された周期Ｔの経過後、即ち通電電流がＨ→Ｌに変化するステップ３以降、周期Ｔの１／４が経過したステップ５において電気操作装置１３へのオフ駆動信号を出力する。電気操作装置１３はオフ駆動信号にもとづいて開閉接点２を開離する。

この実施の形態によれば、正常開離回数、異常開離回数、電流が多い相の電流が最小となるタイミングで電気操作装置１３の開離を行うようにしているため、接点消耗を平均化することができ、回路遮断器の開閉性能を向上することができる。

この発明の実施の形態１による回路遮断器の構成を示すブロック図である。 実施の形態１における変動周期検出手段の構成を示すブロック図である。 図１に示す回路遮断器の動作を説明するためのタイムチャートである。 実施の形態１における開閉履歴情報記憶手段に記憶されたデータの一例を示す記憶テーブルである。 この発明の実施の形態２による回路遮断器の構成を示すブロック図である。 実施の形態２における電気操作装置の構成を示すブロック図である。 図５に示す回路遮断器の動作を説明するためのタイムチャートである。 実施の形態２における開閉履歴情報記憶手段に記憶されたデータの一例を示す記憶テーブルである。

符号の説明

１ 電路、 ２ 開閉接点、 ３ 変流器、 ４ 整流回路、 ５ 負担回路、
６ 演算手段、 ７ 変動周期検出手段、 ８ 開閉履歴情報記憶手段、 ９ 引き外し手段、 １０ 平均値回路、 １１ 比較回路、 １２ 周期カウント回路、
１３ 電気操作装置、 １４ オフ指令検出回路、 １５ オン指令検出回路、
１６ オンオフ操作手段。

Claims (7)

1. 複数の電路に設けられ、各電路に流れる電流を検出する電流検出手段と、この電流検出手段の検出信号にもとづいて各電路ごとの電流実効値を演算する演算手段と、この演算手段が演算した電流実効値にもとづいて前記各電路の通電電流における変動周期を検出する変動周期検出手段と、前記各電路を開離する開閉器と、この開閉器が開離したときの前記演算手段の電流実効値にもとづいて各電路ごとに求めた開閉履歴情報を記憶する開閉履歴情報記憶手段と、前記演算手段の電流実効値が所定値以上のとき、前記開閉履歴情報記憶手段の開閉履歴情報が最大である電路における前記変動周期にもとづいて前記開閉器を開離させる引き外し手段とを備えた回路遮断器。
2. 前記開閉履歴情報記憶手段が記憶する開閉履歴情報は、前記開閉器の開離時における電流実効値の２乗値を累積した２乗電流累積値であることを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。
3. 前記開閉履歴情報記憶手段が記憶する開閉履歴情報は、前記開閉器の開離時における電流実効値を累積した電流累積値であることを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。
4. 前記開閉履歴情報記憶手段が記憶する開閉履歴情報は、前記開閉器が異常開離したとき最大の電流が流れていた電路と、電路ごとの異常開離回数であることを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。
5. 前記引き外し手段は、通電周期検出手段で検出した変動周期にもとづいて前記変動周期の４分の１のタイミングで遮断させることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載の回路遮断器。
6. 前記変動周期検出手段は、電路ごとの電流実効値の平均値を算出する平均値算出手段と、前記電流実効値と前記平均値とを比較し前記電流実効値が前記平均値より減少したときに出力する比較手段と、この比較手段の出力により変動周期を検出する周期カウント手段とを備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項記載の回路遮断器。
7. 外部からの開閉指令にもとづいて前記引き外し手段にオフ指令を出力し、あるいは前記開閉器をオン駆動する電気操作装置を設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項記載の回路遮断器。

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