JP2010040326A - 漏電遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】電源回路の線間サージ対策として三相全波整流回路の入力側電源線に接続したサージアブソーバを巧みに活用してテスト回路に流す模擬漏洩電流のリップル率を高め、しかも三相のいずれかの相が欠相した場合でも漏電テスト機能が適正に動作するように改良した漏電遮断器のテスト回路を提供する
【解決手段】三相電路の各相を一次導体とする零相変流器４、該零相変流器の二次出力から電路の地絡発生を検知する漏電検出回路５、三相電路から漏電検出回路の電源回路９に電力を供給する三相全波整流回路１０、およびテスト回路１１を装備した漏電遮断器において、前記三相全波整流回路１０の入力側電源線の各相線間に３個のサージアブソーバ１４をスター結線して接続した上で、そのスター結線のセンタータップＯと三相全波整流回路１０の＋側出力線Ｐとの間にテスト回路１１を接続し、サージアブソーバ１４の制限電圧を利用してリップル率の高いテスト電流を得るようにする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、三相，ないしは三相四線式の電路に適用する漏電遮断器に関し、詳しくは漏電テスト回路に係わる。

周知のように、頭記の漏電遮断器は、三相電路の各相を一次導体とする零相変流器、該零相変流器の二次出力信号から電路の地絡発生を検知する漏電検出回路、漏電検出回路の出力信号を受けて電路の主回路接点を開極するトリップコイル、前記三相電路から漏電検出回路およびトリップコイルの電源回路に電力を供給する整流回路、および平時の使用状態で漏電遮断器の保護機能が正常に動作するかをチエックするテスト回路を装備した構成になる。

また、この漏電遮断器について、最新の国際規格（ＩＥＣ６０９４７-２-２００３）では三相電路の一相が欠相しても漏電保護機能が正常に動作することが求められ、これに適合させるために三相電路から前記の電源回路に電力を供給する整流回路に三相全波整流回路を採用し、さらにテスト回路を三相全波整流回路の出力側端子間に接続した漏電遮断器が知られており（例えば、特許文献１参照）、その回路図を図５に示す。

図５において、１は三相電路に接続する電源側端子、２は負荷側端子、３は電流遮断部、４は三相電路を一次導体とする零相変流器、５は零相変流器４の二次側に感度切換装置６を介して接続した漏電検出回路、７は漏電検出回路６の出力信号を受けて電流遮断部３の接点を開極するトリップコイル、８は漏電表示ボタン、９は漏電検出回路５の電源回路、１０は三相電路から電源回路９に電力を供給する三相全波整流回路、１１は漏電テスト時に零相変流器４に疑似漏洩電流を流すテスト回路、１２はテストスイッチ、１３はテスト抵抗であり、前記テスト回路１１は三相全波整流回路１０の出力端子間（＋極と−極の間）に接続されている。なお、図示してないが、漏電遮断器には三相電路を通じて漏電遮断器に侵入する線間サージから漏電検出回路５，電源回路９の電子回路を保護するために、三相全波整流回路１０の入力側電源線（Ｒ，Ｓ，Ｔ相）には各相間に１個ずつ合計３個のサージアブソーバ（バリスタ，ツェナーダイオードなど）をデルタ結線して接続されている。

上記のように電源回路９に電力を供給する整流回路に三相全波整流回路１０を採用することにより、三相電路のいずれかの相に欠相が生じても電源回路９に供給する電力が中断することがないので、漏電遮断器の漏電保護機能に支障を来すことがない。
また、テスト回路１１についても、その駆動電源を三相全波整流回路１０の出力側から得るようにしていることにより、三相電路のいずれかの相に欠相が生じた状態でテストスイッチ１２を押しても、テスト回路１１には脈流状のテスト電流（疑似漏洩電流）ｉが流れ、零相変流器４はこのテスト電流ｉに対応した二次信号を出力するので、漏電テスト機能を確保できる。なお、図６（ａ）〜（ｃ）は図５に対応したテスト回路の電圧，電流波形図であり、（ａ）は三相各相の相間電圧波形、（ｂ）は三相全波整流回路１０の出力電圧波形、（ｃ）はテスト回路１１に通流するテスト電流波形を表している。
特開２００７−１４９６０３号公報

ところで、図５に示した従来例（特許文献１）の漏電遮断器では次記のような問題がある。すなわち、図５のテスト回路１１では三相全波整流回路１０の出力を駆動電源としてテスト電流（模擬漏洩電流）を得るようにしていることから、テスト電流ｉは図６（ｃ）で表すように直流成分が大きくてリップルが小さい６相整流波形となる。
そのために、前記テスト電流を模擬漏洩電流とする零相変流器４の二次出力は小さく、かつテスト電流の直流成分によって零相変流器の鉄心が大きく直流偏磁されて飽和し易くなる。これに対して、零相変流器４の二次出力は、前記テスト電流ｉの交流信号（脈流成分）に対応した出力信号である。したがって、テスト電流のリップルが小さいと零相変流器４から充分な大きさの二次出力が得られず、このままでは漏電遮断器の漏電テスト機能が正常に動作しなくなることがある。

この発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、電源回路の線間サージ対策として前記三相全波整流回路の入力側電源線に接続したサージアブソーバの電圧依存抵抗特性を巧みに活用することにより、テスト回路に流す模擬漏洩電流のリップル率を高め、しかも三相のいずれかの相が欠相した場合でも漏電テスト機能が適正に動作するように改良した漏電遮断器のテスト回路を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、この発明によれば、三相電路の各相を一次導体とする零相変流器と、該零相変流器の二次出力から電路の地絡発生を検知する漏電検出回路と、漏電テスト時に零相変流器にテスト電流を流すテスト回路と、前記三相電路から漏電検出回路の電源回路に電力を供給する三相全波整流回路を装備し、かつ前記三相全波整流回路の入力側電源線の各相線間にサージアブソーバを接続した漏電遮断器において、
前記サージアブソーバをスター結線した上で、そのスター結線のセンタータップと三相全波整流回路の出力側との間にテスト回路を接続する（請求項１）。

また、前記サージアブソーバについては、各相の電源線間にサージアブソーバをデルタ結線で接続した場合と同等な制限電圧を確保するために、スター結線した個々のサージアブソーバの使用回路電圧，制限電圧を相間電圧相当の１／２に選定する（請求項２）。

上記の回路構成により、漏電テスト時にテストスイッチを押してテスト回路を閉路すると、テスト回路を通じて［（三相電路の相間電圧）−（サージアブソーバ１個の制限電圧）］÷（テスト抵抗）に相応したテスト電流（脈流）が零相変流器に流れる。このテスト電流は、図６（ｃ）に示した三相全波整流回路の出力を駆動電源としたテスト電流と比べてリップルが大きく、かつ直流偏磁が小さくなるので、これによりテスト抵抗を適正に選定すれば、漏電テスト機能の適正動作に必要なテスト電流を確保することができる。

しかも、漏電遮断器の線間サージ対策として在来の漏電遮断器にはサージアブソーバを装備しているので、新たな部品の追加，コスト増加なしに対応できる。

以下、この発明の実施の形態を図１〜図４に示す実施例に基づいて説明する。なお、図１，図３はそれぞれ実施例１，実施例２に係わる漏電遮断器の回路図、図２，図４は実施例１，２に対応したテスト回路の電圧，電流波形図であり、図５に対応した部分には同じ符号を付してその説明は省略する。

図１において、この実施例では三相電路から電源回路９に電力を供給する三相全波整流回路１０の入力側の各相電源線には、図示のようにスター結線した３個のサージアブソーバ１４が相間接続されており、テスト回路１１はその両端がスター結線したサージアブソーバ１４のセンタータップＯと三相全波整流回路１０の出力側＋端子Ｐとの間に接続されている。なお、サージアブソーバ１４には、バリスタ，ツェナーダイオードなどのクランピング型の電圧依存性素子が適用できる。

上記のようにスター結線した３個のサージアブソーバ１４を三相電源線に接続すると、各相の相間には２個のサージアブソーバ１４が直列に挿入されて相間電圧を分担することになる。そこで、相間に１個ずつ合計３個のサージアブソーバをデルタ結線して接続（１個のサージアブソーバに相間電圧が加わる）した場合と同等な制限電圧を確保するために、この実施例では基本的に個々のサージアブソーバ１４の使用回路電圧，制限電圧を相間電圧相当の１／２に選定するようにしている。なお、三相全波整流回路１０の出力側に接続した電源回路９，漏電検出回路５などの電子回路の耐電圧性能が充分に高ければ、サージアブソーバ１４の使用回路電圧，制限電圧は前記のように相間電圧相当の１／２に選定する必要はなく、それより大に選定しても支障はない。

上記の構成で、漏電遮断器のテスト時にテストスイッチ１２を押してテスト回路１１を閉路すると、テスト回路１１には図中のＰ点（三相全波整流回路１０の＋側出力線）より、
［（相間電圧）−（サージアブソーバ１個の制限電圧）］÷テスト抵抗
に相当したテスト電流ｉが流れる。

この場合に、図２（ａ）の相間電圧波形，（ｂ）に示す三相全波整流回路１０の出力電圧波形は図６（ａ），（ｂ）の電圧波形と同じとして、図１ではテスト回路１１の一端をスター結線したサージアブソーバ１４を介して三相全波整流回路１０の入力側電源線に接続したので、このテスト回路１１には［（相間電圧）−（サージアブソーバ１個の制限電圧）］の電圧が加わることになる。したがって、テスト電流波形のリップルは図２（ｃ）のＢで表すようになり、図６（ｃ）に示したテスト電流波形のリップルＡに比べて大きく、かつ直流成分による零相変流器４の鉄心の偏磁は小さくなる。

これにより、テスト抵抗１３の抵抗値を適正に選定することで、漏電テスト機能の動作に最適なテスト電流を得ることができる。

次に、この発明の応用実施例の回路図を図３に示す。すなわち、先記実施例１ではテスト回路１１の一端を三相全波整流回路１０の＋側出力線に接続しているのに対して、この実施例ではテスト回路１１の一端を三相全波整流回路１０の−側出力線Ｑに接続している。また、図４（ａ）に三相の相間電圧波形、（ｂ）にテスト電流波形を示す。
上記の回路構成により、実施例１と同様にテスト電流ｉのリップルを大きくとって漏電テスト機能の動作に適正なテスト電流を得ることができる。

なお、図示実施例は漏電遮断器について述べたが、漏電保護リレーに装備したテスト回路についても同様に実施適用できる。

この発明の実施例１による漏電遮断器の回路図 図１におけるテスト回路の電圧，電流波形図で、（ａ）は三相の相間電圧波形、（ｂ）は三相全波整流回路の出力電圧波形、（ｃ）はテスト電流波形を表す図 この発明の実施例２による漏電遮断器の回路図 図３におけるテスト回路の電圧，電流波形図で、（ａ）は三相の相間電圧波形、（ｂ）はテスト電流波形を表す図 テスト回路を三相全波整流回路の出力端に接続した従来例の漏電遮断器の回路図 図５におけるテスト回路の電圧，電流波形図で、（ａ）は三相の相間電圧波形、（ｂ）は三相全波整流回路の出力電圧波形、（ｃ）はテスト電流波形を表す図

符号の説明

１ 三相電路の入力端子
３ 電流遮断部
４ 零相変流器
５ 漏電検出回路
７ トリップコイル
９ 電源回路
１０ 三相全波整流回路
１１ テスト回路
１２ テストスイッチ
１３ テスト抵抗
１４ サージアブソーバ
Ｏ スター結線のセンタータップ

Claims (2)

1. 三相電路の各相を一次導体とする零相変流器と、該零相変流器の二次出力から電路の地絡発生を検知する漏電検出回路と、漏電テスト時に零相変流器にテスト電流を流すテスト回路と、前記三相電路から漏電検出回路の電源回路に電力を供給する三相全波整流回路を装備し、かつ前記三相全波整流回路の入力側電源線の各相線間にサージアブソーバを接続した漏電遮断器において、
   前記サージアブソーバをスター結線した上で、そのスター結線のセンタータップと三相全波整流回路の出力側との間にテスト回路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、スター結線した個々のサージアブソーバの使用回路電圧，制限電圧を相間電圧相当の１／２に選定したことを特徴とする漏電遮断器。

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