JP2010086715A

JP2010086715A - トリップ回路

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Publication number: JP2010086715A
Application number: JP2008252776A
Authority: JP
Inventors: Satoe Takahashi; 聡栄高橋
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2008-09-30
Filing date: 2008-09-30
Publication date: 2010-04-15
Anticipated expiration: 2028-09-30
Also published as: JP5109908B2

Abstract

【課題】内部電源電圧が変化した際に、ブレーカが意図せずにトリップする誤作動を防止することができるトリップ回路を提供する。
【解決手段】ブレーカ１２のトリップコイル１５、ｂ接点の第１のリレー接点１９、及び、ａ接点の第２のリレー接点２０は、内部電源の２４Ｖの電源ラインとＧＮＤの電源ラインとの間に直列に接続される。操作スイッチ１６、及び、第１のリレーコイル２１は、２４Ｖの電源ラインとＧＮＤの電源ラインとの間に直列に接続される。第２のリレーコイル２２は、２４Ｖの電源ラインとＧＮＤの電源ラインとの間に接続される。誤動作防止回路（２４、２５）は、第１のリレーＲＬ１を、第２のリレーＲＬ２が状態変化する内部電源電圧よりも低い内部電源電圧で状態変化させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、トリップ回路に関し、更に詳しくは、ブレーカのトリップ回路に関する。

負荷に供給する負荷電源を遮断する遮断器（ブレーカ）がある。また、ブレーカをトリップさせるトリップ回路がある。ブレーカのトリップ回路は、トリップコイルを有する（例えば、特許文献１参照）。図４に、特許文献１に記載の遮断器のうちのトリップ回路に相当する部分を示す。遮断器５２は、主回路母線５１に接続されている。トリップコイル５５及び操作スイッチ５６は、正極の制御母線５３と、負極の制御母線５４との間に、直列に挿入されている。緊急時などに、操作者が、操作スイッチ５６を押下すると、トリップコイル５５に制御電圧が印加され、遮断器５２がトリップする。遮断器５２がトリップすることで、主回路母線５１から負荷に供給される電源が遮断され、負荷が保護される。
特開平１０−８２８２０号公報（図３）

ところで、図４では、操作スイッチ５６を操作することで、操作スイッチから直接にトリップコイル５５に電流が流れるように構成されている。これに対し、操作スイッチ５６の操作後に、リレーを介してトリップコイル５５に電流を流す構成も考えられる。その場合の構成を図５に示す。ブレーカ５２は、図示しないＡＣ電源装置と負荷５７との間に挿入される。第１のリレー接点５９及びリレーコイル６１は、第１のリレーＲＬａを構成する。第２のリレー接点６０及びリレーコイル６２は、第２のリレーＲＬｂを構成する。ＤＣ電源装置５８は、直流の制御用電源（内部電源）を生成する。例えば、ＤＣ電源装置５８は、負荷電源であるＡＣ１００Ｖから、内部電源ＤＣ２４Ｖを生成する。第１のリレーＲＬａ及び第２のリレーＲＬｂのコイル定格電圧は、２４Ｖである。

トリップコイル５５、第１のリレー接点５９、及び、第２のリレー接点６０は、ＤＣ電源装置５８が生成する内部電源の高電位側の電源ライン（２４Ｖ）と、低電位側の電源ライン（ＧＮＤ）との間に、直列に接続される。操作スイッチ５６及び第１のリレーＲＬａのリレーコイル（第１のリレーコイル）６１は、２４Ｖの電源ラインとＧＮＤの電源ラインとの間に直列に接続される。第２のリレーＲＬｂのリレーコイル（第２のリレーコイル）６２は、２４Ｖの電源ラインとＧＮＤの電源ラインとの間に接続される。

操作スイッチ５６及び第１のリレー接点５９は、ｂ接点である。操作者が、操作スイッチ５６を操作しないとき、つまり、操作スイッチ５６が閉状態のとき、第１のリレーコイル６１の両端に２４Ｖの内部電源電圧が現れ、第１のリレー接点５９は開状態となる。操作者が操作スイッチ５６を押下すると、第１のリレーコイル６１の両端の電圧は０Ｖになり、リレーコイルへの電流供給がなくなることで、第１のリレー接点５９は閉状態となる。ＡＣ電源側の停電などにより、ＤＣ電源装置５８が生成する内部電源電圧が０Ｖになったときも、第１のリレーコイル６１には電流が供給されなくなるので、第１のリレー接点５９は閉状態となる。

上記のように、第１のリレー接点５９は、第１のリレーコイル６１への電源供給が停止されると閉状態となるので、ＡＣ電源側の瞬停などにより、一時的にＤＣ電源装置５８が生成する内部電源電圧が低下したときも、閉状態となる。従って、第１のリレーＲＬａのみでトリップコイル５５を制御すると、ブレーカ５２は、停電のたびにトリップすることになる。これを防ぐために、第２のリレーＲＬｂを用いる。第２のリレー接点６０は、ａ接点である。第２のリレー接点６０は、ＤＣ電源装置５８が２４Ｖの内部電源を生成するとき、閉状態となる。ＤＣ電源装置５８が生成する内部電源電圧が低下すると、第２のリレーコイル６２に供給される電流が停止し、第２のリレー接点６０は開状態となる。

トリップコイル５５に対し、第１のリレー接点５９及び第２のリレー接点６０を直列に接続することで、トリップコイル５５の両端には、第１のリレー接点５９及び第２のリレー接点６０が共に閉状態になったときにのみ、内部電源電圧が現れ、トリップコイルに電流が供給される。内部電源電圧低下時は、第１のリレー接点５９は閉状態になるものの、第２のリレー接点６０が開状態となるので、トリップコイル５５には電流が供給されない。従って、内部電源電圧低下に伴うブレーカ５２のトリップを、防ぐことができる。

ここで、リレーを用いたブレーカのトリップ回路では、リレーの感動電圧のばらつきにより、リレーの動作タイミングが、リレーごとに異なる場合がある。図５の回路構成では、このタイミングずれに起因して、停電が復旧し、内部電源電圧が上昇していく際に、第１のリレー接点５９が開状態となる前に、第２のリレー接点６０が動作して閉状態になることがあった。第２のリレー接点６０が先に動作して閉状態になると、停電復旧時に、意図せずにトリップコイル５５に電流が流れ、ブレーカ５２がトリップする誤作動が生じる。以下、これについて説明する。

図６に、停電復旧時の各部の電圧変化の様子を示す。第２のリレーＲＬｂにおける開状態から閉状態に変化する際の感動電圧は、第１のリレーＲＬａにおける閉状態から開状態に変化する際の感動電圧よりも低いものとする。ＤＣ電源装置５８は、時刻ｔ３０で内部電源の生成を開始する。内部電源電圧は、定格である２４Ｖに向けて上昇していく。時刻ｔ３１で、第２のリレーコイル６２の両端の電圧Ｖ_ＲＬｂが第２のリレーＲＬｂの感動電圧に到達し、第２のリレー接点６０が動作して、開状態から閉状態に変化する。このとき、第１のリレーＲＬａでは、第１のリレーコイル６１の両端の電圧Ｖ_ＲＬａが感動電圧に達していないので、第１のリレー接点５９は閉状態のままである。

時刻ｔ３２で、第１のリレーコイル６１の両端の電圧Ｖ_ＲＬａが第１のリレーＲＬａの感動電圧に到達すると、第１のリレー接点５９が動作し、閉状態から開状態に変化する。第２のリレー接点６０が動作する時刻ｔ３１から、第１のリレー接点５９が動作する時刻ｔ３２までの間は、第１のリレー接点５９及び第２のリレー接点６０が共に閉状態になるので、トリップコイル５５の両端に電圧が印加され、ブレーカ５２がトリップ動作を起こすことがある。このように、図５に示すトリップ回路では、内部電源電圧の上昇時に、操作スイッチ５６が操作されていないにもかかわらず、ブレーカ５２が意図せずにトリップする誤作動が起こる危険性がある。

停電時に、内部電源電圧が下降していく際にも、上記と同様なことが起き、ブレーカ５２がトリップする誤作動が生じることがある。すなわち、第１のリレーＲＬａにおける開状態から閉状態に変化する際の感動電圧が、第２のリレーＲＬｂにおける閉状態から開状態に変化する際の感動電圧よりも高いと、内部電源電圧の下降時に、第２のリレー接点６０が閉状態から開状態に変化する前に、第１のリレー接点５９が開状態から閉状態に変化する。第１のリレー接点５９及び第２のリレー接点６０の双方が閉状態になることで、トリップコイル５５に電圧が印加され、ブレーカ５２がトリップする誤作動が生じる。

本発明は、上記問題点を解消し、内部電源電圧が変化した際に、ブレーカが意図せずにトリップする誤作動を防止することができるトリップ回路を提供する。

上記目的を達成するために、本発明のトリップ回路は、負荷に供給する負荷電源を遮断するブレーカをトリップさせるトリップ回路において、内部電源の高電位側電源ラインと低電位側電源ラインとの間に直列に接続された前記ブレーカのトリップコイル、ｂ接点の第１のリレー、及び、ａ接点の第２のリレーと、前記内部電源の高電位側電源ラインと低電位側電源ラインとの間に直列に接続された操作スイッチ、及び、前記第１のリレーのリレーコイルと、前記内部電源の高電位側電源ラインと低電位側電源ラインとの間に接続された前記第２のリレーのリレーコイルと、前記第１のリレーを、前記第２のリレーが状態変化する内部電源電圧よりも低い内部電源電圧で状態変化させる誤動作防止回路とを含むことを特徴とする。

本発明のトリップ回路は、内部電源電圧が変化した際に、ブレーカが意図せずにトリップする誤作動を防止することができる。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態のブレーカのトリップ回路を示している。トリップ回路は、トリップコイル１５、操作スイッチ１６、ＤＣ電源装置１８、第１のリレーＲＬ１、第２のリレーＲＬ２、抵抗２３、及び、ツェナーダイオード（定電圧素子）２４、２５を有する。本実施形態のトリップ回路は、図５に示すトリップ回路に、抵抗２３と、第１のツェナーダイオード２４、及び、第２のツェナーダイオード２５が追加された構成である。第１のリレーＲＬ１は、第１のリレー接点１９と第１のリレーコイル２１とを含む。第２のリレーＲＬ２は、第２のリレー接点２０と第２のリレーコイル２２とを含む。

ブレーカ１２（Ｓ１）は、図示しないＡＣ電源装置（負荷電源）と、負荷１７との間に接続されている。負荷１７は、例えばモータやヒータなどである。ＤＣ電源装置１８は、負荷電源から、内部電源（直流）を生成する。ＤＣ電源装置１８は、例えばＡＣ１００Ｖの負荷電源から、ＤＣ２４Ｖの内部電源を生成する。トリップコイル１５は、ブレーカ１２をトリップさせるためのコイルである。ブレーカ１２は、トリップコイル１５の両端に２４Ｖの内部電源電圧が供給されるとトリップし、負荷１７に供給する負荷電源を遮断する。

トリップコイル１５、第１のリレーＲＬ１のリレー接点１９、及び、第２のリレーＲＬ２のリレー接点２０は、ＤＣ電源装置１８が生成する内部電源の高電位側の電源ライン（２４Ｖ）と、低電位側の電源ライン（ＧＮＤ）との間に、直列に接続される。操作スイッチ１６、抵抗２３、及び、第１のリレーコイル２１は、高電位側（２４Ｖ）の電源ラインと低電位側（ＧＮＤ）の電源ラインとの間に直列に接続される。抵抗２３の抵抗値は、第１のリレーコイル２１の抵抗値に比して、十分に低くしておく。第１のリレーコイル２１の両端には、第１のツェナーダイオード（Ｘ１）２４が並列に接続される。第２のリレーコイル２２及び第２のツェナーダイオード（Ｘ２）２５は、２４Ｖの電源ラインとＧＮＤの電源ラインとの間に直列に接続される。

操作スイッチ１６及び第１のリレー接点１９は、ｂ接点である。操作者が、操作スイッチ１６（Ｓ２）を操作しないとき、つまり、操作スイッチ１６が閉状態のとき、第１のリレーコイル２１の両端に電圧が供給され、第１のリレー接点１９の接点は開状態となる。操作者が操作スイッチ１６を押下すると、第１のリレーコイル２１の両端に電圧が供給されなくなり、第１のリレー接点１９は閉状態となる。

ここで、第１のツェナーダイオード２４及び第２のツェナーダイオード２５は、第１のリレーＲＬ１を、第２のリレーＲＬ２が状態変化する内部電源電圧よりも低い内部電源電圧で状態変化させる誤動作防止回路を構成する。誤動作防止回路は、第１のリレーコイル２１の両端の電圧（Ｖ_ＲＬ１）を、２４Ｖの電源ラインとＧＮＤの電源ラインとの間の電位差よりも低い電圧にクランプするクランプ回路と、第２のリレーコイル２２の両端の電圧（Ｖ_ＲＬ２）を、２４Ｖの電源ラインとＧＮＤの電源ラインとの間の電位差から所定電圧分だけ減じた電圧する減圧回路とを有する。第１のツェナーダイオード２４は、クランプ回路を構成する。第２のツェナーダイオード２５は、減圧回路を構成する。

上記クランプ回路のクランプ電圧は、第１のツェナーダイオード２４のツェナー電圧で決まる。第１のツェナーダイオード２４のツェナー電圧は、内部電源電圧（２４Ｖ）の半分の１２Ｖとする。内部電源電圧が０Ｖから１２Ｖの範囲では、第１のリレーコイル２１の両端の電圧は内部電源電圧に等しい。内部電源電圧が１２Ｖよりも大きいとき、第１のリレーコイル２１の両端の電圧は１２Ｖになる。すなわち、クランプ電圧は１２Ｖになる。第１のリレーコイル２１の両端の電圧は最大で１２Ｖとなるので、第１のリレーＲＬ１には、コイル定格電圧が１２Ｖのリレーを用いる。

上記減圧回路による電圧減少分は、第２のツェナーダイオード２５の電圧降下分、すなわち、第２のツェナーダイオード２５のツェナー電圧で決まる。第２のツェナーダイオード２５のツェナー電圧は、１２Ｖとする。内部電源電圧が１２Ｖよりも大きいとき、第２のリレーコイル２２の両端の電圧は、内部電源電圧から第２のツェナーダイオード２５の電圧降下分（ツェナー電圧：１２Ｖ）を減じた電圧となる。内部電源電圧が第２のツェナーダイオード２５のツェナー電圧（１２Ｖ）以下のときは、第２のリレーコイル２２の両端の電圧は、０Ｖになる。

第２のリレー接点２０は、ａ接点である。第２のリレーコイル２２の両端の電圧は最大で１２Ｖとなるので、第２のリレーＲＬ２には、コイル定格電圧が１２Ｖのリレーを用いる。ＤＣ電源装置１８が２４Ｖの内部電源を生成するとき、第２のリレーコイル２２には、内部電源電圧２４Ｖから第２のツェナーダイオード２５のツェナー電圧１２Ｖ分を引いた１２Ｖが供給され、第２のリレー接点２０は閉状態となる。ＤＣ電源装置１８が生成する内部電源電圧が低下し、第２のリレーコイル２２の両端の電圧が感動電圧よりも低くなると、第２のリレー接点２０は開状態となる。

操作者は、ブレーカ１２を投入し、ＡＣ電源を負荷１７に供給させることで、負荷１７を動作させる。このとき、ＤＣ電源装置１８は２４Ｖの内部電源を生成しており、第２のリレー接点２０は閉状態になっている。操作者は、非常時などに、操作スイッチ１６を押す。操作者が操作スイッチ１６を押すと、第１のリレーコイル２１の両端の電圧は、第１のツェナーダイオード２４のツェナー電圧にほぼ等しくなり、第１のリレー接点１９が開状態から閉状態に変化する。第１のリレー接点１９が閉状態になることで、トリップコイル１５の両端に２４Ｖの内部電源電圧が供給され、ブレーカ１２がトリップする。ブレーカ１２がトリップし、負荷１７への電源供給が停止されることで、負荷や回路などを保護することができる。

ＡＣ電源側が停止すると、負荷１７への電源供給が停止される。また、ＤＣ電源装置１８への電源供給も停止され、内部電源電圧は０Ｖになる。内部電源電圧が０Ｖになると、第１のリレーコイル２１の両端の電圧は０Ｖになり、第１のリレー接点１９は、閉状態になる。また、第２のリレーコイル２２の両端の電圧も０Ｖになり、第２のリレー接点２０は、開状態になる。従って、ブレーカ１２が投入状態のときに、ＡＣ電源が停止し、それに伴って内部電源が停止しても、ブレーカ１２はトリップせずに、投入状態を維持する。

図２に、内部電源電圧が上昇する際の各部の電圧変化の様子を示す。停電などにより負荷電源が停止すると、ＤＣ電源装置１８が生成する内部電源も停止し、内部電源電圧は０Ｖになる。負荷電源が復旧すると、ＤＣ電源装置１８は、時刻ｔ１０で内部電源生成を開始し、内部電源電圧は上昇していく（図２の（Ｃ））。内部電源電圧は、時刻ｔ１１で１２Ｖになり、時刻ｔ１２で定格電圧である２４Ｖになる。

第１のリレーコイル２１の両端の電圧（Ｖ_ＲＬ１）は、内部電源電圧が１２Ｖよりも低いとき、内部電源電圧を抵抗２３と第１のリレーコイル２１のコイル抵抗とで分圧した電圧となる。抵抗２３の抵抗値は、第１のリレーコイル２１のコイル抵抗に比して十分に小さく設定されているので、第１のリレーコイル２１の両端の電圧は、内部電源電圧にほぼ等しくなる。このため、第１のリレーコイル２１の両端の電圧は、時刻ｔ１０から時刻ｔ１１の間では、内部電源電圧の上昇に伴って、０Ｖから１２Ｖに上昇していく（図２の（Ａ））。

第１のリレーコイル２１の両端の電圧は、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２の時間範囲では、第１のツェナーダイオード２４のツェナー電圧（１２Ｖ）にクランプされ、１２Ｖに維持される。第１のツェナーダイオード２４が、第１のリレーコイル２１の両端の電圧を所定の電圧にクランプするので、内部電源電圧が第１のリレーＲＬ１のコイル定格電圧である１２Ｖを超えて上昇したときでも、第１のリレーコイル２１の両端に、定格電圧を超える電圧が印加されることはない。

一方、第２のリレーコイル２２の両端の電圧（Ｖ_ＲＬ２）は、時刻ｔ１０から時刻ｔ１１の時間範囲では、内部電源電圧が第２のツェナーダイオード２５のツェナー電圧（１２Ｖ）よりも低いため、０Ｖに維持される（図２の（Ｂ））。第２のリレーコイル２２の両端の電圧は、内部電源電圧が１２Ｖよりも高くなると、内部電源電圧から、第２のツェナーダイオード２５のツェナー電圧を引いた電圧となる。従って、第２のリレーコイル２２の両端の電圧は、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２の時間範囲では、内部電源電圧の上昇に伴って、０Ｖから１２Ｖに上昇していく。このように、第２のリレーコイル２２には、第１のリレーコイル２１に比して、内部電源電圧が第２のツェナーダイオード２５のツェナー電圧に等しくなるまでの時間分だけ遅れて電圧が印加されることになる。

第１のリレーＲＬ１及び第２のリレーＲＬ２のコイル定格電圧は１２Ｖである。第１のリレー接点１９は、第１のリレーコイル２１の両端の電圧が、感動電圧となった時点で、閉状態から開状態に変化する。第１のリレーＲＬ１の感動電圧は１２Ｖよりも低いので、第１のリレー接点１９は、第１のリレーコイル２１の両端の電圧が１２Ｖになる時刻ｔ１１よりも前の時点で、確実に開状態になる。一方、第２のリレーＲＬ２は、時刻ｔ１１よりも以前は第２のリレーコイル２２の両端の電圧が０Ｖであるため、時刻ｔ１１よりも前に動作することはない。第２のリレー接点２０は、時刻ｔ１１以後、第２のリレーコイル２２の両端の電圧が感動電圧となった時点で、開状態から閉状態に変化する。

第２のリレーコイル２２に直列に接続された第２のツェナーダイオード２５は、内部電源電圧上昇時に、第２のリレーコイル２２の両端の電圧の上昇開始時点を、ツェナー電圧分だけ遅らせる役割りを果す。第２のツェナーダイオード２５を用い、内部電源電圧の上昇時に、第１のリレーコイル２１の両端の電圧が感動電圧に到達する時点での第２のリレーコイル２２の両端の電圧を、第２のリレーＲＬ２の感動電圧よりも低くする。このようにすることで、第１のリレー接点１９が動作する前に、第２のリレー接点２０が動作することを防ぐことができる。第１のリレー接点１９が先に動作し、接点が開けば、トリップコイル１５には電圧が加わらないため、停電復旧時などに、ブレーカ１２が意図せずにトリップする誤動作を防止できる。

図３に、内部電源電圧が下降する際の各部の電圧変化の様子を示す。時刻ｔ２０で、停電などにより負荷電源が停止すると、ＤＣ電源装置１８が生成する内部電源も停止し、内部電源電圧は、２４Ｖから０Ｖに低下していく（図３の（Ｃ））。内部電源電圧は、時刻ｔ２１で１２Ｖとなり、時刻ｔ２２で０Ｖになる。

第１のリレーコイル２１の両端の電圧は、内部電源電圧がクランプ電圧（１２Ｖ）よりも大きいとき、第１のツェナーダイオード２４によりクランプされる。従って、第１のリレーコイル２１の両端の電圧は、時刻ｔ２０から時刻ｔ２１の時間範囲では、１２Ｖに維持される（図３の（Ａ））。第１のリレーコイル２１の両端の電圧は、時刻ｔ２１から時刻ｔ２２の時間範囲では、内部電源電圧にほぼ等しく、内部電源電圧の低下に伴って、１２Ｖから０Ｖに低下していく。

一方、第２のリレーコイル２２の両端の電圧は、時刻ｔ２０から時刻ｔ２１の時間範囲では、内部電源電圧から第２のツェナーダイオード２５のツェナー電圧１２Ｖを引いた電圧となり、１２Ｖから０Ｖに低下していく（図３の（Ｂ））。第２のリレーコイル２２の両端の電圧は、時刻ｔ２１から時刻ｔ２２の時間範囲では、内部電源電圧が第２のツェナーダイオード２５のツェナー電圧よりも低いため、０Ｖに維持される。

第２のリレー接点２０は、第２のリレーコイル２２の両端の電圧が低下することで、閉状態から開状態に変化する。第２のリレー接点２０は、遅くとも、第２のリレーコイル２２の両端の電圧が０Ｖになる時刻ｔ２１よりも前の時点で、開状態になる。一方、第１のリレー接点１９は、時刻ｔ２１よりも以前は第１のリレーコイル２１の両端の電圧が１２Ｖであるため、時刻ｔ２１よりも前に動作することはない。第１のリレー接点１９は、時刻ｔ２１以後、第１のリレーコイル２１の両端の電圧が低下し始めた後に、開状態から閉状態に変化する。

第１のリレーコイル２１に並列に接続された第１のツェナーダイオード２４は、内部電源電圧下降時に、第１のリレーコイル２１の両端の電圧の下降開始時点を、ツェナー電圧分だけ遅らせる役割を果す。第１のツェナーダイオード２４を用い、内部電源電圧の下降時に、第２のリレーコイル２２の両端の電圧が感動電圧に到達する時点での第１のリレーコイル２１の両端の電圧を、第１のリレーＲＬ１の感動電圧よりも高くする。このようにすることで、第２のリレー接点２０が動作する前に、第１のリレー接点１９が動作することを防ぐことができる。第２のリレーＲＬ２が動作し、接点が開となった時点で、トリップコイル１５に電圧が加わることはないため、停電時などに、ブレーカ１２が意図せずにトリップする誤動作を防止できる。

本実施形態では、第１のリレーＲＬ１を、第２のリレーＲＬ２が動作（状態変化）する内部電源電圧よりも低い内部電源電圧で状態変化させる誤動作防止回路を設ける。誤動作防止回路により、第１のリレー接点１９が動作するときの内部電源電圧を、第２のリレー接点２０が動作するときの内部電源電圧よりも高くすることで、内部電源電圧の変化時に、内部電源電圧変化に起因して第１のリレー接点１９と第２のリレー接点２０との双方が閉状態になることを防ぐことができる。これにより、操作スイッチ１６が操作されないときに、意図せずにブレーカ１２がトリップする誤動作を防ぐことができる。

本実施形態では、誤動作防止回路は、内部電源電圧の上昇時に、第１のリレー接点１９を閉状態から開状態に変化させた後に、第２のリレー接点２０を開状態から閉状態に変化させる。この場合、例えば内部電源が停電状態から復帰した際などに、意図せずにブレーカ１２がトリップすることを防ぐことができる。また、本実施形態では、誤動作防止回路は、内部電源電圧の下降時に、第２のリレー接点２０を閉状態から開状態に変化させた後に、第１のリレー接点１９を開状態から閉状態に変化させる。この場合、例えば停電により内部電源が停止する際などに、意図せずブレーカ１２がトリップすることを防ぐことができる。

本実施形態では、誤動作防止回路は、第１のリレーコイル２１の両端の電圧を、内部電源の高電位側電源ラインと低電位側電源ラインとの間の電位差よりも低い所定の電圧にクランプするクランプ回路と、第２のリレーコイル２２の両端の電圧を、高電位側電源ラインと低電位側電源ラインとの間の電位差から所定の電圧分だけ減じた電圧にする減圧回路とを含む。減圧回路を用いることで、内部電源電圧上昇時に、第２のリレーコイル２２の両端の電圧の上昇を、第１のリレーコイル２１の両端の電圧上昇よりも遅らせることができ、ｂ接点の第１のリレー接点１９を開状態にした後に、ａ接点の第２のリレー接点２０を閉状態にすることができる。また、クランプ回路を用いることで、電圧下降時に、第１のリレーコイル２１の両端の電圧の下降を、第２のリレーコイル２２の両端の電圧下降よりも遅らせることができ、第２のリレー接点２０を開状態にした後に、第１のリレー接点１９を閉状態にすることができる。

本実施形態では、クランプ回路は、第１のリレーコイル２１の両端に並列に接続された定電圧素子を含み、減圧回路は、第２のリレーコイル２２と低電位側電源ラインとの間に直列に挿入された定電圧素子を含む。定電圧素子には、ツェナーダイオードを使用する。トリップ回路は、リレー、ツェナーダイオード、抵抗などで構成でき、低コストでの製作が可能である。

本実施形態では、第１のリレーＲＬ１及び第２のリレーＲＬ２の定格電圧を、それぞれ内部電源電圧（定格）の半分の電圧とする。クランプ回路は、第１のリレーコイル２１の両端を、内部電源電圧の半分の電圧にクランプし、減圧回路は、第２のリレーコイル２２の両端の電圧を、内部電源電圧から内部電源電圧の半分の電圧を減じた電圧にする。この場合、内部電源電圧が０Ｖから内部電源電圧の半分（１２Ｖ）の範囲で、第１のリレーコイル２１に０Ｖから１２Ｖの電圧が印加され、内部電源電圧が１２Ｖから内部電源電圧の定格（２４Ｖ）の範囲で、第２のリレーコイル２２に０Ｖから１２Ｖの電圧が印加される。このように、第１のリレーコイル２１に電圧が印加される内部電源電圧の範囲と、第２のリレーコイル２２に電圧が印加される内部電源電圧の範囲とを分離することで、確実に、第１のリレー接点１９を、第２のリレー接点２０が状態変化する内部電源電圧よりも低い内部電源電圧で状態変化させることができる。

例えば内部電源電圧が上昇していくときを考えると、第１のリレーコイル２１の両端の電圧は、内部電源電圧の上昇に伴って上昇し、第１のリレー接点１９は、内部電源電圧がコイル定格電圧である１２Ｖになる前に、開状態から閉状態に変化する。一方、第２のリレーコイル２２の両端の電圧は、第１のリレー接点１９が動作した段階ではまだ０Ｖであり、内部電源電圧が１２Ｖを超えてから上昇を始める。第１のリレーコイル２１にほぼ定格の電圧が加わった後に、第２のリレーコイル２２に電圧が加わり始めるため、確実に、第１のリレー接点１９を先に動作させることができる。第１のリレー接点１９が先に動作すれば、トリップコイル１５には電圧が加わらないため、内部電源電圧上昇時のブレーカ１２のトリップの誤動作を防ぐことができる。

なお、上記実施形態では、負荷電源を交流電源としたが、負荷電源が交流電源である必要はない。また、図１では、ＤＣ電源装置１８により、負荷電源から内部電源を生成したが、内部電源は、負荷電源とは異なる電源から生成してもよい。更には、負荷電源が直流のときなどは、ＤＣ電源装置１８を設けずに、負荷電源を内部電源として用いてもよい。ブレーカ１２については、負荷電源を切断するスイッチとしての機能を有していればよく、必ずしもアーク消孤機能を有する遮断器である必要はない。

また、上記実施形態では、ＤＣ電源生成装置１８が生成する内部電源電圧が２４Ｖで、第１及び第２のツェナーダイオード２４、２５のツェナー電圧がそれぞれ１２Ｖの例について説明したが、内部電源電圧とツェナー電圧の組み合わせは、上記したものに限定されない。例えば、内部電源電圧を１８Ｖとし、第１のツェナーダイオード２４のツェナー電圧を１２Ｖ、第２のツェナーダイオード２５のツェナー電圧を６Ｖとしてもよい。この場合、第１のリレーコイル２１には、内部電源電圧が０Ｖから１２Ｖの範囲で０Ｖから１２Ｖの電圧が印加され、第２のリレーコイル２２には、内部電源電圧が６Ｖから１２Ｖの範囲で０Ｖから１２Ｖの電圧が印加されることになる。第１のリレーコイル２１に電圧が印加されるときの内部電源電圧の範囲は、第２のリレーコイル２２に電圧が印加されるときの内部電源電圧の範囲よりも低電圧側にシフトしているため、第１のリレー接点１９を、第２のリレー接点２０が状態変化する内部電源電圧よりも低い内部電源電圧で動作させることができる。ただし、確実に、第１のリレー接点１９を、第２のリレー接点２０が状態変化する内部電源電圧よりも低い内部電源電圧で動作させるという観点からは、上記実施形態のように、第１のリレーコイル２１に電圧が印加される内部電源電圧の範囲と、第２のリレーコイル２２に電圧が印加される内部電源電圧の範囲とを分離することが好ましい。

第１のリレーＲＬ１のコイル定格電圧と、第２のリレーＲＬ２のコイル定格電圧とは、同一である必要はなく、第１のリレーＲＬ１と第２のリレーＲＬ２とで、コイル定格電圧が異なるリレーを用いてもよい。例えば、第１のリレーＲＬ１にコイル定格電圧が１２Ｖのリレーを用い、第２のリレーＲＬ２にコイル定格電圧が２４Ｖのリレーを用いてもよい。その場合、図１に示す回路から第２のツェナーダイオード２５を省いた構成とし、第２のリレーコイル２２に２４Ｖの電圧が加わるようにすればよい。このような構成の場合、第２のリレーＲＬ２のコイル定格電圧が第１のリレーＲＬ１のコイル定格電圧よりも高いことから、第１のリレー接点１９を、第２のリレー接点２０が動作する内部電源電圧よりも低い内部電源電圧で動作させることができる。ただし、確実性の観点からは、上記のように、第１のリレーコイル２１に電圧が印加されるときの内部電源電圧の範囲が、第２のリレーコイル２２に電圧が印加されるときの内部電源電圧の範囲よりも低電圧側にシフトしていることが好ましい。更に、第１のリレーコイル２１に電圧が印加される内部電源電圧の範囲と、第２のリレーコイル２２に電圧が印加される内部電源電圧の範囲とを分離することが、より好ましい。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明のトリップ回路は、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。

本発明の一実施形態のトリップ回路を示すブロック図。電圧上昇時の各部の電圧変化を示す図。電圧下降時の各部の電圧変化を示す図。特許文献１に記載の遮断器のトリップ回路部分を示すブロック図。リレーを用いて構成されたトリップ回路を示すブロック図。図５に示すトリップ回路における電圧上昇時の各部の電圧変化を示す図。

符号の説明

１２：ブレーカ
１５：トリップコイル
１６：操作スイッチ
１７：負荷
１８：ＤＣ電源装置
１９、２０：リレー接点
２１、２２：リレーコイル
２３：抵抗
２４、２５：ツェナーダイオード
ＲＬ１、ＲＬ２：リレー

Claims

負荷に供給する負荷電源を遮断するブレーカをトリップさせるトリップ回路において、
内部電源の高電位側電源ラインと低電位側電源ラインとの間に直列に接続された前記ブレーカのトリップコイル、ｂ接点の第１のリレー、及び、ａ接点の第２のリレーと、
前記内部電源の高電位側電源ラインと低電位側電源ラインとの間に直列に接続された操作スイッチ、及び、前記第１のリレーのリレーコイルと、
前記内部電源の高電位側電源ラインと低電位側電源ラインとの間に接続された前記第２のリレーのリレーコイルと、
前記第１のリレーを、前記第２のリレーが状態変化する内部電源電圧よりも低い内部電源電圧で状態変化させる誤動作防止回路とを含むブレーカのトリップ回路。
前記誤動作防止回路が、前記第１のリレーのリレーコイルの両端の電圧を、前記高電位側電源ラインと前記低電位側電源ラインとの間の電位差よりも低い所定の電圧にクランプするクランプ回路を含む、請求項１に記載のトリップ回路。
前記クランプ回路は、前記第１のリレーのリレーコイルの両端に並列に接続された定電圧素子を含む、請求項２に記載のトリップ回路。
前記誤動作防止回路が、前記第２のリレーのリレーコイルの両端の電圧を、前記高電位側電源ラインと前記低電位側電源ラインとの間の電位差から所定の電圧分だけ減じた電圧にする減圧回路を更に含む、請求項２又は３に記載のトリップ回路。
前記減圧回路は、前記第２のリレーのリレーコイルと前記低電位側電源ラインとの間に直列に挿入された定電圧素子を含む、請求項４に記載のトリップ回路。
前記第１及び第２のリレーのコイル定格電圧は、それぞれ前記内部電源電圧の半分の電圧であり、前記クランプ回路は、前記第１のリレーのリレーコイルの両端を、前記内部電源電圧の半分の電圧にクランプし、前記減圧回路は、前記第２のリレーのリレーコイルの両端の電圧を、前記内部電源電圧から前記内部電源電圧の半分の電圧を減じた電圧にする、請求項４又は５に記載のトリップ回路。