JP2010177067A - 漏電遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】漏電遮断器のテスト回路において、テスト電流制限抵抗に印加される電圧を低減し、その抵抗に電圧が印加される時間を短縮することで、その抵抗での消費電力量を低減し、小形の抵抗を適用したテスト回路を備えた漏電遮断機を実現することを目的とする。
【解決手段】テスト回路は、交流電路の一端側Ｗに直列に接続された抵抗５及びコンデンサ８と、抵抗５及びコンデンサ８における交流電路の他端側に接続され、抵抗５に印加される電圧を降下させる降圧回路１０と、コンデンサ８の両端に接続され、直列に接続されたテストスイッチ１１及び零相変流器２のテスト巻線２ｂとを有する。電磁装置１２を駆動する駆動スイッチ６は抵抗５及びコンデンサ８における交流電路の一端側と交流電路の他端側Ｕとの間に接続され、電磁装置１２は抵抗５及びコンデンサ８における交流電路の一端側Ｗに接続された。
【選択図】図１

Description

この発明は、交流電路に漏電や地絡が発生したときにその電路を遮断する漏電遮断器に関し、特に、電路に疑似漏電電流を流すテスト回路を備えた漏電遮断器に関するものである。

従来の漏電遮断器において、その内部の交流電路の電圧が生じている部位、例えば漏電遮断器の負荷側端子間等の電圧を用いて、テストスイッチ、テスト電流制限抵抗、テスト巻線の直列接続回路を零相変流器に貫通させ、テストスイッチを操作することで疑似漏電電流を流して零相変流器を励磁し、これを漏電検出部で検出及び電流値を判別し、遮断動作を確認するよう構成したものがある。

特開平８−１８０７９２号公報（０００２段乃至０００６段、図１２）

しかしながら、従来の漏電遮断器は、テストスイッチの閉極時にテスト電流制限抵抗に交流電路の全電圧が印加され、この状態が漏電遮断器の全遮断完了まで、すなわち漏電検出回路の時限動作時間、遮断機構の作動時間、遮断器の接点開離時におけるアーク消滅時間の合計時間の全期間に渡って、電圧の印加が継続する。このため、テスト電流制限抵抗として印加電力および電力容量の大きい抵抗器を使用する必要があり、テスト電流制限抵抗の実装に広い領域が必要となる問題があった。

また、テストスイッチを押し続けた場合に、テスト電流制限抵抗で無駄な電力量を消費するという問題があった。

この発明は、漏電遮断器のテスト回路におけるテスト電流制限抵抗に印加される電圧を低減し、テスト電流制限抵抗に電圧が印加される時間を短縮することで、テスト電流制限抵抗での消費電力量を低減し、小形のテスト電流制限抵抗を適用したテスト回路を備えた漏電遮断器を実現することを目的とする。

この発明に係る漏電遮断器のテスト回路は、交流電路の一端側に直列に接続された抵抗及びコンデンサと、抵抗及びコンデンサにおける交流電路の他端側に接続され、抵抗に印加される電圧を降下させる降圧回路と、コンデンサの両端に接続され、直列に接続されたテストスイッチ及び零相変流器のテスト巻線とを有する。電磁装置を駆動する駆動スイッチは抵抗及びコンデンサにおける交流電路の一端側と交流電路の他端側との間に接続され、電磁装置は抵抗及びコンデンサにおける交流電路の一端側に接続された。

この発明に係る漏電遮断器は、テスト電流制限抵抗に印加される電圧を低減し、テスト電流制限抵抗に電圧が印加される時間を短縮することで、テスト電流制限抵抗での消費電力量を低減し、小形のテスト電流制限抵抗を適用したテスト回路を構成できる。

この発明の実施の形態１における漏電遮断器のブロック図である。 図１に示す整流回路の回路図である。 実施の形態１のテスト回路を含む第１の交流回路を示す図である。 図１のテスト動作を示すタイムチャートである。 実施の形態１のテスト回路を含む第２の交流回路を示す図である。 実施の形態１のテスト回路を含む第３の交流回路を示す図である。 図６のテスト動作を示すタイムチャートである。 この発明の実施の形態２における漏電遮断器のブロック図である。 実施の形態２のテスト回路を含む第１の交流回路を示す図である。 実施の形態２のテスト回路を含む第２の交流回路を示す図である。 実施の形態２のテスト回路を含む第３の交流回路を示す図である。 この発明の実施の形態３における漏電遮断器のブロック図である。 実施の形態３のテスト回路を含む第１の交流回路を示す図である。 実施の形態３のテスト回路を含む第２の交流回路を示す図である。 実施の形態３のテスト回路を含む第３の交流回路を示す図である。 この発明の実施の形態４における漏電遮断器のブロック図である。 実施の形態４のテスト回路を含む第１の交流回路を示す図である。 実施の形態４のテスト回路を含む第２の交流回路を示す図である。 実施の形態４のテスト回路を含む第３の交流回路を示す図である。 この発明の実施の形態５における漏電遮断器のブロック図である。 実施の形態５のテスト回路を含む第１の交流回路を示す図である。 実施の形態５のテスト回路を含む第２の交流回路を示す図である。 実施の形態５のテスト回路を含む第３の交流回路を示す図である。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１における漏電遮断器の構成を示すブロック図であり、図２は図１の整流回路の回路図である。漏電遮断器１は、電源側端子Ｒ、Ｔと、電源側端子Ｒ、Ｔに対応する負荷側端子Ｕ、Ｗを有する。漏電遮断器１内には、電源側端子Ｒと負荷側端子Ｕとを結ぶ１次導体ＲＵ及び、電源側端子Ｔと負荷側端子Ｗとを結ぶ１次導体ＴＷの開閉を行う接点からなる遮断部９が設けられている。

漏電遮断器１は、１次導体ＲＵ、ＴＷを流れる電流に含まれる零相電流、即ち負荷側の漏電や地絡によって流れる電流を検出するための零相変流器２を有している。１次導体ＲＵ、ＴＷは環状鉄心２ｃを貫通鎖交しており、鉄心２ｃには零相電流を取出すための２次巻線２ａ、漏電遮断機能テスト用のテスト巻線２ｂが巻回されている。

負荷側端子Ｕと負荷側端子Ｗの間には、漏電検出の際に電源側端子Ｒ、Ｔと負荷側端子Ｕ、Ｗ間を開極、遮断する遮断部９を作動させる引き外し装置１３を駆動する電磁装置１２と、疑似漏電電流を流すテスト回路が接続されている。電磁装置１２は交流電路の一端側、即ち負荷側端子Ｗ側に接続される。テスト回路は、直列に接続されたテスト電流制限抵抗５及び整流回路３に交流電力を供給するコンデンサ８と、テスト電流制限抵抗５及びコンデンサ８における交流電路の他端側に接続され、テスト電流制限抵抗５に印加される電圧を降下させる降圧回路１０と、コンデンサ８の両端に接続され、直列に接続されたテストスイッチ１１及び零相変流器２のテスト巻線２ｂとを有する。

テスト電流制限抵抗５はテスト回路の疑似漏電電流値を制御している。テストスイッチ１１は零相変流器２に流れる疑似漏電電流を入り切りする。降圧回路１０は整流回路３と例えばツェナーダイオードなどの定電圧回路４から構成される。整流回路３は、交流側端子３ａ、３ｂに１次導体ＲＵ及び１次導体ＴＷ間からの交流電力が供給され、直流側端子３ｃ、３ｄから直流電力を出力する。

整流回路３は、図２のように４つのダイオード２０ａ乃至２０ｄがブリッジ接続されている。定電圧回路４は整流回路３の出力電圧を一定にする。整流回路３で整流された直流電力は漏電検出回路７に供給される。なお、直流側端子３ｃは正側端子であり、直流側端子３ｄは負側端子である。

漏電検出回路７は交流電路である１次導体ＲＵ、ＴＷの零相電流を検出し、その電流値を判別する。零相電流が所定の値を超えた場合に、出力信号ｃｓｉｇを出力する。電磁装置１２は電磁巻線を有し、一端は１次導体ＴＷに接続され、他端はテスト回路に接続される。漏電検出回路７の出力信号ｃｓｉｇにより制御され、電磁装置１２を駆動する駆動スイッチ６を構成するサイリスタ２１は、テスト回路の１次導体ＴＷ側と、他の１次導体ＲＵ側である整流回路３の直流側端子３ｄ側に接続される。なお、図１において漏電検出回路７の出力配線にｃｓｉｇを付し、この出力配線に信号ｃｓｉｇが出力されることを示している。他の図面においてもｃｓｉｇを同様に付す。

また、実施の形態１における漏電遮断器は、１次導体ＲＵ及び１次導体ＴＷ毎の過電流を検出し、図示しない引外し部を介して遮断部９の接点を開放させる図示しない過電流検出部を有している。遮断部９の接点の投入は、図示しないハンドルを手動操作することによって行われる。

漏電遮断器のテスト動作について図３及び図４を用いて説明する。図３は漏電遮断器のテスト回路を含む第１の交流回路を示す図であり、図４は漏電遮断器のテスト動作を示すタイムチャートである。図４（ａ）はテスト電流制限抵抗５に流れる電流Ｉの波形であり、図４（ｂ）は漏電検出回路７の出力信号ｃｓｉｇであり、図４（ｃ）は駆動スイッチ６の導通状態であり、図４（ｄ）は負荷側端子Ｕ、Ｗ間に印加される電圧Ｖの波形である。図４（ｄ）の電圧Ｖが正になるのは、負荷側端子Ｕを基準として負荷側端子Ｗに正電圧が印加された場合を示す。

漏電遮断器１の電源側端子Ｒ、Ｕに交流電源が接続され、遮断部９の接点が閉成されている状態を考える。１次導体ＲＵ、ＴＷ間の交流電圧が電源となるので、図３において負荷側端子Ｕ、Ｗに交流電源が接続された状態である。

まず、テストスイッチ１１の接点が開いている場合に、負荷側端子Ｗが負荷側端子Ｕに対して正電圧になると、交流電流は、負荷側端子Ｗから電磁装置１２、コンデンサ８、テスト電流制限抵抗５、整流回路３のダイオード２０ａ、定電圧回路４、整流回路３のダイオード２０ｂを通り負荷側端子Ｕに流れる。負荷側端子Ｗが負荷側端子Ｕに対して負電圧になると、交流電流は、負荷側端子Ｕから整流回路３のダイオード２０ｃ、定電圧回路４、整流回路３のダイオード２０ｄ、テスト電流制限抵抗５、コンデンサ８、電磁装置１２を通り負荷側端子Ｗに流れる。

降圧回路１０は、その整流回路３の交流側端子３ａ、３ｂ間に交流側端子３ｂを基準にして正電圧が印加されると、ダイオード２０ａ、２０ｂが導通する。ダイオード２０ａ、２０ｂの導通時の抵抗は極めて小さいので、定電圧回路４の両端の電圧が整流回路の交流側端子３ａ、３ｂ間に生じる。また、整流回路３の交流側端子３ａ、３ｂ間に交流側端子３ｂを基準にして負電圧が印加されると、ダイオード２０ｃ、２０ｄが導通し、定電圧回路４の両端の電圧が整流回路の交流側端子３ａ、３ｂ間に生じる。したがって、交流電路の電圧はテスト電流制限抵抗５、コンデンサ８、降圧回路１０で分圧される。すなわち
テスト電流制限抵抗５に印加される電圧は、コンデンサ８及び降圧回路１０によって交流電路の電圧から降圧され、テスト電流制限抵抗５に交流電路の全電圧が印加されることがない。テスト電流制限抵抗５に印加される電圧が低減されるので、テスト電流制限抵抗５で消費される電力量も低減することができる。また、降圧回路１０を漏電検出回路７に直流電力を供給する電源と共有することができるので、漏電検出回路７に直流電力を供給する電源を別途設けなくてもよい。

テストスイッチ１１の接点が閉じられると、交流電流は例えば１００ｋΩ程度のインピーダンスを有するコンデンサ８に代わって、コンデンサ８に比べて著しく小さなインピーダンスを有するテスト巻線２ｂへ流れる。電磁装置１２の巻線のインピーダンスもコンデンサ８に比べて著しく小さいため、交流電流はテスト電流制限抵抗５によって所定の電流値に制御される。この所定の電流値の交流電流が疑似漏電電流となる。この場合もテスト電流制限抵抗５に印加される電圧は降圧回路１０によって降圧され、テスト電流制限抵抗５に交流電路の全電圧が印加されることがない。テスト電流制限抵抗５に印加される電圧が低減されるので、テスト電流制限抵抗５で消費される電力量も低減することができる。

図４のように時刻ｔ_０にストスイッチ１１が閉じられると、疑似漏電電流がテスト巻線２ｂに流れ、これによって環状鉄心２ｃに発生した磁束に対応して２次巻線２ａに漏電信号が発生する。この漏電信号が漏電検出回路７に入力され、所定の時限動作時間（ｔａ）の経過後、漏電検出回路７が漏電発生と判定して、出力信号ｃｓｉｇを出力する。この出力信号ｃｓｉｇを受ける駆動スイッチ６は、交流電圧が正の期間に、サイリスタ２１の陽極が陰極に対して正電圧となり導通（ＯＮ）し、交流電圧が負の期間に、陽極が陰極に対して負電圧となり非導通（ＯＦＦ）となる。したがって、テスト電流制限抵抗５に流れる疑似漏電電流は、図４（ａ）のように駆動スイッチ６が導通（ＯＮ）している期間に、駆動スイッチ６によってバイパスされるので、テスト電流制限抵抗５に疑似漏電電流が流れない。このようにテスト電流制限抵抗５に電力が印加される時間が短縮される。

駆動スイッチ６がテスト電流制限抵抗５をバイパスする回路を構成すると、この回路のインピーダンスは極めて小さくなり、疑似漏電電流に比べて大きな電流が流れることで電磁装置１２が駆動される。このように駆動スイッチ６は、疑似漏電電流をテスト電流制限抵抗５からバイパスさせると共に大きな電流で電磁装置１２を駆動する。

電磁装置１２の作動により遮断部９が開極遮断作動する。信号ｃｓｉｇが出力されてから電磁装置１２が駆動する時間ｔｂ、電磁装置１２によって引き外し装置１３が作動し遮断部９の接点が開離する時間ｔｃ、遮断部９の接点に発生するアークが消滅する時間ｔｄの経過後に遮断部９が交流電路を開路することにより、漏電遮断器１の各回路への電圧印加は停止する。時刻ｔ_０にストスイッチ１１が閉じられてから、時間ｔａ、ｔｂ、ｔｃ、ｔｄの合計時間ｔｅの経過後に遮断部９が交流電路を開路して、漏電遮断器１のテスト動作が終了する。

以上のように、この発明の実施の形態１の漏電遮断器によれば、疑似漏電電流を流すテスト電流制限抵抗５と降圧回路を有するテスト回路１０を備え、テストの際に一部の時間に疑似漏電電流をテスト電流制限抵抗５からバイパスさせるように構成したので、テストの全期間にわたってテスト電流制限抵抗に負荷側端子Ｕ、Ｗ間の交流電圧が全て印加され、消費電力量が大きな従来の漏電遮断器とは異なり、テスト電流制限抵抗５に印加される電圧を低減し、テスト電流制限抵抗５に電圧が印加される時間を短縮することで、テスト電流制限抵抗５での消費電力量を低減することができる。

また、テスト電流制限抵抗５に印加される電圧を低減し、テスト電流制限抵抗５での消費電力量を低減したので、テスト電流制限抵抗５を小形で、印加電力および電力容量の小さい抵抗を使用できる。小さな抵抗器を適用することにより、抵抗器の実装領域を狭くすることができる。

また、小形の抵抗器としてチップ抵抗を使用するができる。これにより自動機を使用して高速に抵抗器を実装することができる。

なお、駆動スイッチ６として、電磁装置１２から整流回路３の直流側端子３ｄ側へ電流が流れるサイリスタ２１で説明したが、図５の第２の交流回路に示すように整流回路３の直流側端子３ｄ側から電磁装置１２へ電流が流れるように接続したサイリスタ２１を適用してもよい。

テストスイッチ１１の接点が閉じられると、漏電検出回路７が漏電発生と判定して、出力信号ｃｓｉｇを出力する。この出力信号ｃｓｉｇを受ける駆動スイッチ６は、負荷側端子Ｗが負荷側端子Ｕに対して正電圧になると非導通となる。この場合、電流は負荷側端子Ｗから電磁装置１２、テスト巻線２ｂ、テスト電流制限抵抗５、ダイオード２０ａ、定電圧回路４、ダイオード２０ｂを通って負荷側端子Ｕに流れる。負荷側端子Ｗが負荷側端子Ｕに対して負電圧になると駆動スイッチ６は導通する。この場合、電流は負荷側端子Ｕからダイオード２０ｃ、定電圧回路４、駆動スイッチ６、電磁装置１２を通って負荷側端子Ｗに流れる。

したがって駆動スイッチ６は、第１の交流回路と同様に、疑似漏電電流をテスト電流制限抵抗５からバイパスさせると共に大きな電流で電磁装置１２を駆動する。

また、駆動スイッチ６として、図６の第３の交流回路に示すように電磁装置１２と整流回路３の直流側端子３ｄ側との間を双方向に電流が流れるように接続したトライアック２２を適用してもよい。この場合、テスト動作を示すタイムチャートは図７のようになり、負荷側端子Ｗが負荷側端子Ｕに対して正電圧になる期間及び負電圧になる期間に、疑似漏電電流をテスト電流制限抵抗５からバイパスさせると共に大きな電流で電磁装置１２を駆動する。この第３の交流回路の場合は、第１及び第２の交流電路に比べてテスト電流制限抵抗５に電圧が印加される時間をさらに短縮することがでる。これにより、テスト電流制限抵抗５での消費電力量をさらに低減することができる。

なお、図６に示した第３の交流回路の場合、駆動スイッチ６は２つのサイリスタで、互いの陽極と陰極を接続し、制御電極を共通接続したものでも構わない。

実施の形態２．
図８は、この発明の実施の形態２における漏電遮断器の構成を示すブロック図である。実施の形態１とは、駆動スイッチ６がテスト電流制限抵抗５及びコンデンサ８の交流電路の一端側、即ち電磁装置１２側と、交流電路の他端側である整流回路３の交流側端子３ｂ側との間に接続された点で異なる。

漏電遮断器のテスト動作について図９を用いて説明する。図９は実施の形態２における漏電遮断器のテスト回路を含む第１の交流回路を示す図である。漏電遮断器のテスト動作を示すタイムチャートは図４と同様である。

テストスイッチ１１の接点が閉じられると、漏電検出回路７が漏電発生と判定して、出力信号ｃｓｉｇを出力する。この出力信号ｃｓｉｇを受ける駆動スイッチ６は、負荷側端子Ｗが負荷側端子Ｕに対して正電圧になると導通する。この場合、電流は負荷側端子Ｗから電磁装置１２、駆動スイッチ６を通って負荷側端子Ｕに流れる。負荷側端子Ｗが負荷側端子Ｕに対して負電圧になると駆動スイッチ６は非導通となる。この場合、電流は負荷側端子Ｕからダイオード２０ｃ、定電圧回路４、ダイオード２０ｄ、テスト電流制限抵抗５、テスト巻線２ｂ、電磁装置１２を通って負荷側端子Ｗに流れる。

したがって駆動スイッチ６は、疑似漏電電流をテスト電流制限抵抗５からバイパスさせると共に大きな電流で電磁装置１２を駆動する。テスト電流制限抵抗５に流れる疑似漏電電流は、駆動スイッチ６が導通している期間に、駆動スイッチ６にバイパスされるので疑似漏電電流が流れない。したがって、テスト電流制限抵抗５に電圧が印加される時間が短縮できる。

テストスイッチ１１が閉じらた後、駆動スイッチ６が非導通の場合、テスト電流制限抵抗５に印加される電圧は降圧回路１０によって降圧され、テスト電流制限抵抗５に交流電路の全電圧が印加されることがない。テスト電流制限抵抗５に印加される電圧が低減されるので、テスト電流制限抵抗５で消費される電力量も低減することができる。

なお、駆動スイッチ６として、電磁装置１２から整流回路３の交流側端子３ｂ側へ電流が流れるサイリスタ２１で説明したが、図１０に示す実施の形態２における第２の交流回路のように整流回路３の交流側端子３ｂ側から電磁装置１２へ電流が流れるように接続したサイリスタ２１を適用してもよい。

テストスイッチ１１の接点が閉じられると、漏電検出回路７が漏電発生と判定して、出力信号ｃｓｉｇを出力する。この出力信号ｃｓｉｇを受ける駆動スイッチ６は、負荷側端子Ｗが負荷側端子Ｕに対して正電圧になると非導通となる。この場合、電流は負荷側端子Ｗから電磁装置１２、テスト巻線２ｂ、テスト電流制限抵抗５、ダイオード２０ａ、定電圧回路４、ダイオード２０ｂを通って負荷側端子Ｕに流れる。負荷側端子Ｗが負荷側端子Ｕに対して負電圧になると駆動スイッチ６は導通する。この場合、電流は負荷側端子Ｕから駆動スイッチ６、電磁装置１２を通って負荷側端子Ｗに流れる。

したがって駆動スイッチ６は、第１の交流回路と同様に、疑似漏電電流をテスト電流制限抵抗５からバイパスさせると共に大きな電流で電磁装置１２を駆動する。

また、駆動スイッチ６として、図１１に示す実施の形態２における第３の交流回路のように電磁装置１２と整流回路３の交流側端子３ｂ側との間を双方向に電流が流れるように接続したトライアック２２を適用してもよい。この場合、テスト動作を示すタイムチャートは図７のようになり、負荷側端子Ｗが負荷側端子Ｕに対して正電圧になる期間及び負電圧になる期間に、疑似漏電電流をテスト電流制限抵抗５からバイパスさせると共に大きな電流で電磁装置１２を駆動する。この第３の交流回路の場合は、第１及び第２の交流電路に比べてテスト電流制限抵抗５に電圧が印加される時間をさらに短縮することがでる。これにより、テスト電流制限抵抗５での消費電力量をさらに低減することができる。

なお、図６に示した第３の交流回路の場合、駆動スイッチ６は２つのサイリスタで、互いの陽極と陰極を接続し、制御電極を共通接続したものでも構わない。

以上のように、実施の形態２の漏電遮断器は、実施の形態１と同様の効果が得られる。なお、駆動スイッチ６が導通している期間は整流回路３により直流電力への変換は行われないが、このようであっても一度駆動スイッチ６が導通すれば電磁装置１２が駆動されて遮断部９が開路し、漏電遮断器のテスト動作を終了することができる。

実施の形態３．
図１２は、この発明の実施の形態３における漏電遮断器の構成を示すブロック図である。実施の形態１とは、駆動スイッチ６がテスト電流制限抵抗５及びコンデンサ８の交流電路の一端側、即ち電磁装置１２側と、交流電路の他端側である整流回路３の交流側端子３ａ側との間に接続された点で異なる。

漏電遮断器のテスト動作について図１３を用いて説明する。図１３は実施の形態３における漏電遮断器のテスト回路を含む第１の交流回路を示す図である。漏電遮断器のテスト動作を示すタイムチャートは図４と同様である。

テストスイッチ１１の接点が閉じられると、漏電検出回路７が漏電発生と判定して、出力信号ｃｓｉｇを出力する。この出力信号ｃｓｉｇを受ける駆動スイッチ６は、負荷側端子Ｗが負荷側端子Ｕに対して正電圧になると導通する。この場合、電流は負荷側端子Ｗから電磁装置１２、駆動スイッチ６、ダイオード２０ａ、定電圧回路４、ダイオード２０ｂを通って負荷側端子Ｕに流れる。負荷側端子Ｗが負荷側端子Ｕに対して負電圧になると駆動スイッチ６は非導通となる。この場合、電流は負荷側端子Ｕからダイオード２０ｃ、定電圧回路４、ダイオード２０ｄ、テスト電流制限抵抗５、テスト巻線２ｂ、電磁装置１２を通って負荷側端子Ｗに流れる。

以上のように駆動スイッチ６は、疑似漏電電流をテスト電流制限抵抗５からバイパスさせると共に大きな電流で電磁装置１２を駆動する。テスト電流制限抵抗５に流れる疑似漏電電流は、駆動スイッチ６が導通している期間に、駆動スイッチ６にバイパスされるので疑似漏電電流が流れない。したがって、テスト電流制限抵抗５に電圧が印加される時間が短縮できる。

テストスイッチ１１が閉じらた後、駆動スイッチ６が非導通の場合、テスト電流制限抵抗５に印加される電圧は降圧回路１０によって降圧され、テスト電流制限抵抗５に交流電路の全電圧が印加されることがない。テスト電流制限抵抗５に印加される電圧が低減されるので、テスト電流制限抵抗５で消費される電力量も低減することができる。

なお、駆動スイッチ６として、電磁装置１２から整流回路３の交流側端子３ａ側へ電流が流れるサイリスタ２１で説明したが、図１４に示す実施の形態３における第２の交流回路のように整流回路３の交流側端子３ａ側から電磁装置１２へ電流が流れるように接続したサイリスタ２１を適用してもよい。

テストスイッチ１１の接点が閉じられると、漏電検出回路７が漏電発生と判定して、出力信号ｃｓｉｇを出力する。この出力信号ｃｓｉｇを受ける駆動スイッチ６は、負荷側端子Ｗが負荷側端子Ｕに対して正電圧になると非導通となる。この場合、電流は負荷側端子Ｗから電磁装置１２、テスト巻線２ｂ、テスト電流制限抵抗５、ダイオード２０ａ、定電圧回路４、ダイオード２０ｂを通って負荷側端子Ｕに流れる。負荷側端子Ｗが負荷側端子Ｕに対して負電圧になると駆動スイッチ６は導通する。この場合、電流は負荷側端子Ｕからダイオード２０ｃ、定電圧回路４、ダイオード２０ｄ、駆動スイッチ６、電磁装置１２を通って負荷側端子Ｗに流れる。

以上のように駆動スイッチ６は、第１の交流回路と同様に、疑似漏電電流をテスト電流制限抵抗５からバイパスさせると共に大きな電流で電磁装置１２を駆動する。

また、駆動スイッチ６として、図１５に示す実施の形態３における第３の交流回路のように電磁装置１２と整流回路３の交流側端子３ａ側との間を双方向に電流が流れるように接続したトライアック２２を適用してもよい。この場合、テスト動作を示すタイムチャートは図７のようになり、負荷側端子Ｗが負荷側端子Ｕに対して正電圧になる期間及び負電圧になる期間に、疑似漏電電流をテスト電流制限抵抗５からバイパスさせると共に大きな電流で電磁装置１２を駆動する。この第３の交流回路の場合は、第１及び第２の交流電路に比べてテスト電流制限抵抗５に電圧が印加される時間をさらに短縮することがでる。これにより、テスト電流制限抵抗５での消費電力量をさらに低減することができる。

なお、図６に示した第３の交流回路の場合、駆動スイッチ６は２つのサイリスタで、互いの陽極と陰極を接続し、制御電極を共通接続したものでも構わない。

以上のように、実施の形態３の漏電遮断器は、実施の形態１と同様の効果が得られる。

実施の形態４．
図１６は、この発明の実施の形態４における漏電遮断器の構成を示すブロック図である。実施の形態１とは、駆動スイッチ６がテスト電流制限抵抗５及びコンデンサ８の交流電路の一端側、即ち電磁装置１２側と交流電路の他端側である整流回路３の直流側端子３ｃ側との間に接続された点で異なる。

漏電遮断器のテスト動作について図１７を用いて説明する。図１７は実施の形態４における漏電遮断器のテスト回路を含む第１の交流回路を示す図である。漏電遮断器のテスト動作を示すタイムチャートは図４と同様である。

テストスイッチ１１の接点が閉じられると、漏電検出回路７が漏電発生と判定して、出力信号ｃｓｉｇを出力する。この出力信号ｃｓｉｇを受ける駆動スイッチ６は、負荷側端子Ｗが負荷側端子Ｕに対して正電圧になると導通する。この場合、電流は負荷側端子Ｗから電磁装置１２、駆動スイッチ６、定電圧回路４、ダイオード２０ｂを通って負荷側端子Ｕに流れる。負荷側端子Ｗが負荷側端子Ｕに対して負電圧になると駆動スイッチ６は非導通となる。この場合、電流は負荷側端子Ｕからダイオード２０ｃ、定電圧回路４、ダイオード２０ｄ、テスト電流制限抵抗５、テスト巻線２ｂ、電磁装置１２を通って負荷側端子Ｗに流れる。

したがって駆動スイッチ６は、疑似漏電電流をテスト電流制限抵抗５からバイパスさせると共に大きな電流で電磁装置１２を駆動する。テスト電流制限抵抗５に流れる疑似漏電電流は、駆動スイッチ６が導通している期間に、駆動スイッチ６にバイパスされるので疑似漏電電流が流れない。したがって、テスト電流制限抵抗５に電圧が印加される時間が短縮できる。

テストスイッチ１１が閉じらた後、駆動スイッチ６が非導通の場合、テスト電流制限抵抗５に印加される電圧は降圧回路１０によって降圧され、テスト電流制限抵抗５に交流電路の全電圧が印加されることがない。テスト電流制限抵抗５に印加される電圧が低減されるので、テスト電流制限抵抗５で消費される電力量も低減することができる。

なお、駆動スイッチ６として、電磁装置１２から整流回路３の直流側端子３ｃ側へ電流が流れるサイリスタ２１で説明したが、図１８に示す実施の形態４における第２の交流回路のように整流回路３の直流側端子３ｃ側から電磁装置１２へ電流が流れるように接続したサイリスタ２１を適用してもよい。

テストスイッチ１１の接点が閉じられると、漏電検出回路７が漏電発生と判定して、出力信号ｃｓｉｇを出力する。この出力信号ｃｓｉｇを受ける駆動スイッチ６は、負荷側端子Ｗが負荷側端子Ｕに対して正電圧になると非導通となる。この場合、電流は負荷側端子Ｗから電磁装置１２、テスト巻線２ｂ、テスト電流制限抵抗５、ダイオード２０ａ、定電圧回路４、ダイオード２０ｂを通って負荷側端子Ｕに流れる。負荷側端子Ｗが負荷側端子Ｕに対して負電圧になると駆動スイッチ６は導通する。この場合、電流は負荷側端子Ｕからダイオード２０ｃ、駆動スイッチ６、電磁装置１２を通って負荷側端子Ｗに流れる。

以上のように駆動スイッチ６は、第１の交流回路と同様に、疑似漏電電流をテスト電流制限抵抗５からバイパスさせると共に大きな電流で電磁装置１２を駆動する。

また、駆動スイッチ６として、図１９に示す実施の形態４における第３の交流回路のように電磁装置１２と整流回路３の直流側端子３ｃ側との間を双方向に電流が流れるように接続したトライアック２２を適用してもよい。この場合、テスト動作を示すタイムチャートは図７のようになり、負荷側端子Ｗが負荷側端子Ｕに対して正電圧になる期間及び負電圧になる期間に、疑似漏電電流をテスト電流制限抵抗５からバイパスさせると共に大きな電流で電磁装置１２を駆動する。この第３の交流回路の場合は、第１及び第２の交流電路に比べてテスト電流制限抵抗５に電圧が印加される時間をさらに短縮することがでる。これにより、テスト電流制限抵抗５での消費電力量をさらに低減することができる。

なお、図１９に示した第３の交流回路の場合、駆動スイッチ６は２つのサイリスタで、互いの陽極と陰極を接続し、制御電極を共通接続したものでも構わない。

以上のように、実施の形態４の漏電遮断器は、実施の形態１と同様の効果が得られる。なお、第２の交流電路に駆動スイッチ６が導通する場合及び第３の交流電路で電磁装置１２側へ電流が流れるように駆動スイッチ６が導通する場合に、整流回路３の直流側端子３ｃ側の電圧は急速に低下するが、このようであっても一度駆動スイッチ６が導通すれば電磁装置１２が駆動されて遮断部９が開路し、漏電遮断器のテスト動作を終了することができる。

実施の形態５．
図２０は、この発明の実施の形態５における漏電遮断器の構成を示すブロック図である。実施の形態１乃至４とは、降圧回路１０が漏電検出回路７に直流電力を供給する整流回路３及び定電圧回路４と共用することなく、独立に設けられた点で異なる。

降圧回路１０は、例えばコンデンサ１４であり、テスト回路は直列に接続されたテスト電流制限抵抗５、テストスイッチ１１、テスト巻線２ｂ、降圧回路１０を有している。駆動スイッチ６は、交流電路の一端側と他端側との間、即ちテスト回路の両端に接続される。図２０の交流回路において、駆動スイッチ６であるサイリスタ２１は電磁装置１２から負荷側端子Ｕへ電流が流れるように接続されている。

漏電遮断器のテスト動作について図２１を用いて説明する。図２１は実施の形態５における漏電遮断器のテスト回路を含む第１の交流回路を示す図である。漏電遮断器のテスト動作を示すタイムチャートは図４と同様である。

テストスイッチ１１の接点が閉じられると、漏電検出回路７が漏電発生と判定して、出力信号ｃｓｉｇを出力する。この出力信号ｃｓｉｇを受ける駆動スイッチ６は、負荷側端子Ｗが負荷側端子Ｕに対して正電圧になると導通する。この場合、電流は負荷側端子Ｗから電磁装置１２、駆動スイッチ６を通って負荷側端子Ｕに流れる。負荷側端子Ｗが負荷側端子Ｕに対して負電圧になると駆動スイッチ６は非導通となる。この場合、電流は負荷側端子Ｕから降圧回路１０、テスト電流制限抵抗５、テスト巻線２ｂ、電磁装置１２を通って負荷側端子Ｗに流れる。

以上のように駆動スイッチ６は、疑似漏電電流をテスト電流制限抵抗５からバイパスさせると共に大きな電流で電磁装置１２を駆動する。テスト電流制限抵抗５に流れる疑似漏電電流は、駆動スイッチ６が導通している期間に、駆動スイッチ６にバイパスされるので疑似漏電電流が流れない。したがって、テスト電流制限抵抗５に電圧が印加される時間が短縮できる。

テストスイッチ１１が閉じらた後、駆動スイッチ６が非導通の場合、テスト電流制限抵抗５に印加される電圧は降圧回路１０によって降圧され、テスト電流制限抵抗５に交流電路の全電圧が印加されることがない。テスト電流制限抵抗５に印加される電圧が低減されるので、テスト電流制限抵抗５で消費される電力量も低減することができる。

なお、駆動スイッチ６として、電磁装置１２から負荷側端子Ｕへ電流が流れるサイリスタ２１で説明したが、図２２に示す実施の形態４における第２の交流回路のように負荷側端子Ｕから電磁装置１２へ電流が流れるように接続したサイリスタ２１を適用してもよい。

テストスイッチ１１の接点が閉じられると、漏電検出回路７が漏電発生と判定して、出力信号ｃｓｉｇを出力する。この出力信号ｃｓｉｇを受ける駆動スイッチ６は、負荷側端子Ｗが負荷側端子Ｕに対して正電圧になると非導通となる。この場合、電流は負荷側端子Ｗから電磁装置１２、テスト巻線２ｂ、テスト電流制限抵抗５、降圧回路１０を通って負荷側端子Ｕに流れる。負荷側端子Ｗが負荷側端子Ｕに対して負電圧になると駆動スイッチ６は導通する。この場合、電流は負荷側端子Ｕから駆動スイッチ６、電磁装置１２を通って負荷側端子Ｗに流れる。

したがって駆動スイッチ６は、第１の交流回路と同様に、疑似漏電電流をテスト電流制限抵抗５からバイパスさせると共に大きな電流で電磁装置１２を駆動する。

また、駆動スイッチ６として、図２３に示す実施の形態５における第３の交流回路のように電磁装置１２と負荷側端子Ｕとの間を双方向に電流が流れるように接続したトライアック２２を適用してもよい。この場合、テスト動作を示すタイムチャートは図７のようになり、負荷側端子Ｗが負荷側端子Ｕに対して正電圧になる期間及び負電圧になる期間に、疑似漏電電流をテスト電流制限抵抗５からバイパスさせると共に大きな電流で電磁装置１２を駆動する。この第３の交流回路の場合は、第１及び第２の交流電路に比べてテスト電流制限抵抗５に電圧が印加される時間をさらに短縮することがでる。これにより、テスト電流制限抵抗５での消費電力量をさらに低減することができる。

なお、図２３に示した第３の交流回路の場合、駆動スイッチ６は２つのサイリスタで、互いの陽極と陰極を接続し、制御電極を共通接続したものでも構わない。

以上のように、実施の形態５の漏電遮断器は、実施の形態１と同様の効果が得られる。また、降圧回路１０は漏電検出回路７に直流電力を供給する電源と共用することがないので、降圧回路１０が降圧する電圧を任意に選定することができる。したがって降圧回路１０による降下電圧を高くすることで、実施の形態１乃至４に比べて、テスト電流制限抵抗５に印加される電圧を低くすることができる。テスト電流制限抵抗５に印加される電圧がさらに低減されるので、テスト電流制限抵抗５で消費される電力量もさらに低減することができる。

なお、降圧回路１０としてコンデンサ１４の例で説明したが、実施の形態１乃至４と同様の整流回路３及び定電圧回路４であっても構わない。

今まで、二相の交流電路を有する漏電遮断器で説明したが、多相の交流電路を有する漏電遮断器にも適用できる。

この発明に係る漏電遮断器は、テスト回路におけるテスト電流制限抵抗に印加される電圧を低減し、テスト電流制限抵抗に電圧が印加される時間を短縮したので、テスト回路を備えた漏電遮断器等に好適に適用できる。

１ 漏電遮断器 ２ 零相変流器
２ａ ２次巻線 ２ｂ テスト巻線
３ 整流回路 ４ 定電圧回路
５ テスト電流制限抵抗 ６ 駆動スイッチ
７ 漏電検出回路 ８ コンデンサ
９ 遮断部 １０ 降圧回路
１１ テストスイッチ １２ 電磁装置
２１ サイリスタ ２２ トライアック
ＲＵ １次導体 ＴＷ １次導体
ｃｓｉｇ 出力信号

Claims (6)

1. 交流電路に挿入され、２次巻線及びテスト巻線を有する零相変流器と、
   この零相変流器の２次巻線に接続され前記交流電路に流れる漏電電流が所定の値を超えた場合に信号を出力する漏電検出回路と、
   この漏電検出回路の信号により前記交流電路に挿入された遮断部を開極する電磁装置と、
   前記漏電検出回路の信号により制御され、前記電磁装置を駆動する駆動スイッチと、
   前記交流電路を電源とし、前記零相変流器に擬似漏電電流を流すようにされたテスト回路とを備えた漏電遮断器であって、
   前記テスト回路は、
   前記交流電路の一端側に直列に接続された抵抗及びコンデンサと、
   前記抵抗及びコンデンサにおける前記交流電路の他端側に接続され、前記抵抗に印加される電圧を降下させる降圧回路と、
   前記コンデンサの両端に接続され、直列に接続されたテストスイッチ及び前記零相変流器のテスト巻線とを有し、
   前記駆動スイッチは前記抵抗及びコンデンサにおける前記交流電路の一端側と前記交流電路の他端側との間に接続され、
   前記電磁装置は前記抵抗及びコンデンサにおける前記交流電路の一端側に接続されたことを特徴とした漏電遮断器。
2. 交流電路に挿入され、２次巻線及びテスト巻線を有する零相変流器と、
   この零相変流器の２次巻線に接続され前記交流電路に流れる漏電電流が所定の値を超えた場合に信号を出力する漏電検出回路と、
   この漏電検出回路の信号により前記交流電路に挿入された遮断部を開極する電磁装置と、
   前記漏電検出回路の信号により制御され、前記電磁装置を駆動する駆動スイッチと、
   前記交流電路を電源とし、前記零相変流器に擬似漏電電流を流すようにされたテスト回路とを備えた漏電遮断器であって、
   前記テスト回路は、
   前記交流電路の一端側に直列に接続された抵抗、テストスイッチ、前記抵抗に印加される電圧を降下させる降圧回路及び前記零相変流器のテスト巻線とを有する直列体を備え、
   前記駆動スイッチは前記直列体における前記交流電路の一端側と前記交流電路の他端側との間に接続され、
   前記電磁装置は前記直列体における前記交流電路の一端側に接続されたことを特徴とした漏電遮断器。
3. 前記降圧回路は整流回路と定電圧回路を有することを特徴とした請求項１記載の漏電遮断器。
4. 前記駆動スイッチはサイリスタであることを特徴とした請求項１乃至３のいずれか１項に記載の漏電遮断器。
5. 前記駆動スイッチはその接続端の間を双方向に接続することを特徴とした請求項１乃至３のいずれか１項に記載の漏電遮断器。
6. 前記駆動スイッチはトライアックであることを特徴とした請求項５記載の漏電遮断器。

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