JP2010257657A - Molded-case circuit breaker for counting duration of excess current - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、線路電流の検出値に基づき、CPUにより過電流を判定し、過電流の継続時間をカウントする電子式の配線用遮断器に関する。 The present invention relates to an electronic circuit breaker that determines overcurrent by a CPU based on a detected value of line current and counts the duration of the overcurrent.
従来、過電流の判定、過電流継続時間のカウントおよび遮断機構の制御をCPUで行う配線用遮断器が知られている。例えば、特許文献1に記載された遮断器は、線路電流を変流器で検出し、CPUが変流器の出力に基づいて過電流を判定し、その継続時間をカウントし、カウント値が上限値に達したとき、遮断機構にトリップ指令を出力し、線路電流が下限値以下になると、継続時間のカウント値を0リセットするように構成されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a circuit breaker for wiring is known in which a CPU performs overcurrent determination, overcurrent continuation time counting, and interruption mechanism control. For example, the circuit breaker described in
ところが、従来の配線用遮断器によると、線路電流が下限値以下になったときに、過電流の継続時間を0リセットするので、それまでの電流変化を履歴として残すことができなかった。このため、線路電流が上昇→下降→上昇→・・・を繰り返えすような通電状態を異常とみなすことができず、遮断機構を動作させるタイミングが遅れ、配線路の電線を発熱から充分に保護できないという問題点があった。 However, according to a conventional circuit breaker for wiring, when the line current becomes lower than the lower limit value, the overcurrent duration is reset to 0, so that the current change up to that time cannot be left as a history. For this reason, the energized state in which the line current repeats ascending, descending, ascending and so on cannot be regarded as abnormal, the timing for operating the shut-off mechanism is delayed, and the wires in the wiring path are sufficiently separated from heat generation. There was a problem that it could not be protected.
そこで、本発明の目的は、過電流の継続時間に線路電流の変化を履歴として残し、遮断機構を早期に動作させ、配線路を発熱から確実に保護できる配線用遮断器を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a circuit breaker capable of reliably protecting a wiring path from heat generation by leaving a change in line current as a history during the overcurrent duration, operating the breaking mechanism early. .
上記課題を解決するために、本発明は、線路電流の検出値に基づき、CPUにより過電流を判定し、過電流の継続時間をカウントし、継続時間が上限値に達したときに、遮断機構を動作させる配線用遮断器において、次のような構成を採用したことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an interrupting mechanism for determining an overcurrent by a CPU based on a detected value of a line current, counting a duration of the overcurrent, and when the duration reaches an upper limit value. In the circuit breaker for wiring that operates, the following configuration is adopted.
(1)CPUが、線路電流の上昇時に、過電流の継続時間を所定の加算係数で累算し、線路電流の下降時に、上昇時の累計値を所定の減算係数で累算することを特徴とする配線用遮断器。 (1) The CPU accumulates the duration of the overcurrent with a predetermined addition coefficient when the line current increases, and accumulates the accumulated value with the predetermined subtraction coefficient when the line current decreases. Wiring circuit breaker.
(2)減算係数が線路電流の下降初期に用いられる第1減算係数と、その後に用いられる第2減算係数とを含み、第1減算係数が第2減算係数よりも大きな値に設定されていることを特徴とする配線用遮断器。 (2) The subtraction coefficient includes a first subtraction coefficient used at the beginning of the drop of the line current and a second subtraction coefficient used thereafter, and the first subtraction coefficient is set to a value larger than the second subtraction coefficient. A circuit breaker for wiring.
(3)加算係数が第1減算係数よりも小さく、第2減算係数よりも大きな値に設定されていることを特徴とする配線用遮断器。 (3) The circuit breaker for wiring, wherein the addition coefficient is set to a value smaller than the first subtraction coefficient and larger than the second subtraction coefficient.
上記(1)の配線用遮断器によれば、CPUが線路電流の上昇、下降に合わせて加算係数と減算係数を交互に切り替え、過電流の継続時間を連続的に累算するので、継続時間の累計値に線路電流の変化を履歴として残し、遮断機構を早期に動作させて、配線路を発熱から確実に保護できるという効果がある。 According to the circuit breaker of (1) above, the CPU switches the addition coefficient and the subtraction coefficient alternately in accordance with the rise and fall of the line current, and continuously accumulates the overcurrent duration. The change of the line current is left as a history in the accumulated value of the above, and the interruption mechanism is operated at an early stage so that the wiring path can be reliably protected from heat generation.
上記(2)の配線用遮断器によれば、線路電流の下降初期に大きな値の第1減算係数を用い、その後に小さな値の第2減算係数を用いるので、特に、電線温度の降下特性に近似する累計値が得られ、遮断機構を適正なタイミングで動作させることができる。 According to the circuit breaker of (2) above, the first subtraction coefficient having a large value is used at the beginning of the fall of the line current and the second subtraction coefficient having a small value is used thereafter. An approximate cumulative value is obtained, and the shut-off mechanism can be operated at an appropriate timing.
上記(3)の配線用遮断器によれば、加算係数を第1減算係数よりも小さく第2減算係数よりも大きな値に設定したので、電線温度の上昇特性と降下特性の両方に近似する累計値が得られ、遮断機構をより適正なタイミングで動作させることができる。 According to the circuit breaker of (3) above, since the addition coefficient is set to a value that is smaller than the first subtraction coefficient and larger than the second subtraction coefficient, the total that approximates both the rise characteristic and the drop characteristic of the wire temperature. A value is obtained and the shut-off mechanism can be operated at a more appropriate timing.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1に示すように、この配線用遮断器1では、トリップコイル2とその駆動回路3が単相3線式配線路4の主接点5を開く遮断機構を構成している。配線路4には、電線(X,Y,N)に流れる線路電流を検出する電流センサ6と、CPU7に動作電圧を供給する電源回路8とが設けられている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, in the
CPU7には、A/D変換部10、制御プログラム11、データ記憶部12、演算制御部13が設けられている。A/D変換部10は、電流センサ6から入力したアナログ信号をデジタル信号に変換して演算制御部13に送信する。データ記憶部12には、電流判定用の定格電流値、継続時間累計用の加算係数と減算係数、遮断タイミングを設定する上限値等の各種パラメータが記憶されている。
The CPU 7 is provided with an A /
そして、演算制御部13は、制御プログラム11に従って、線路電流の検出値と定格電流値に基づいて過電流を判定し、加算係数と減算係数を用い過電流の継続時間を累計して計時カウンタ14の値を更新し、累計値が基準値に達したときに、駆動回路3を介してトリップコイル2を動作させ、配線路4の遮断状態を表示部15に表示させるようになっている。
Then, the arithmetic control unit 13 determines an overcurrent based on the detected value of the line current and the rated current value according to the control program 11, accumulates the duration of the overcurrent using the addition coefficient and the subtraction coefficient, and measures the
次に、過電流継続時間の累計手順と配線路4の遮断方法について説明する。図2に示すように、手動操作ハンドル(図示略)によって主接点5が閉じられると、CPU7は制御プログラム11を開始し、まず、計時カウンタ14の値を初期化する(S1)。次に、電流センサ6から線路電流の検出値を入力し、検出値と定格電流値とを比較し、配線路4の過電流を判定する(S2)。
Next, a cumulative procedure of overcurrent duration and a method of interrupting the
続いて、電流センサ6の出力に基づいて、線路電流の上昇または下降を判断し(S3)、上昇時に過電流の継続時間を所定の加算係数で累算する(S4)。そして、累計値が予め設定した上限値(例えば、図3に示す100カウント)に達した時点で(S5)、駆動回路3にトリップ指令を出力し、トリップコイル2を動作させて、主接点5を開放する(S6)。
Subsequently, the rise or fall of the line current is determined based on the output of the current sensor 6 (S3), and the continuation time of the overcurrent is accumulated with a predetermined addition coefficient at the time of rise (S4). When the cumulative value reaches a preset upper limit value (for example, 100 counts shown in FIG. 3) (S5), a trip command is output to the drive circuit 3, the
一方、線路電流の下降時には、上昇時に求めた継続時間の累計値を2つの減算係数で累算する。すなわち、線路電流が上昇から下降に転じた直後の下降初期区間(図3参照)において、上昇時に求めた継続時間を第1減算係数で累算し(S7→S8)、下降初期区間が終了した後に、続いて継続時間を第2減算係数で累算する(S7→S9)。 On the other hand, when the line current is lowered, the cumulative value of the duration time obtained at the time of rise is accumulated with two subtraction coefficients. That is, in the initial fall period (see FIG. 3) immediately after the line current has changed from the rise to the fall (see FIG. 3), the duration obtained at the rise is accumulated by the first subtraction coefficient (S7 → S8), and the initial fall period is completed. Later, the duration is subsequently accumulated with the second subtraction coefficient (S7 → S9).
そして、累計値が0になったときに、継続時間の累算を終了し(S10→エンド)、累計値が残っている場合に、過電流の判定処理に復帰する(S10→S2)。その後、線路電流の下降時に求めた累計値を上昇時に累増させ、線路電流の上昇時に求めた累計値を下降時に累減させ、一連の処理を繰り返して、配線路4の監視を継続する。
When the accumulated value becomes 0, the accumulation of the duration time is finished (S10 → end), and when the accumulated value remains, the process returns to the overcurrent determination process (S10 → S2). Thereafter, the cumulative value obtained when the line current decreases is increased when the line current is increased, the cumulative value determined when the line current is increased is decreased when the line current is decreased, and a series of processes is repeated to continue monitoring the
ここで、過電流継続時間の累計値は、図3に一つのモデルを例示するように、過電流の判定から主接点5が開くまでの期間において、加算係数に相当する勾配の直線L1に沿って累増し、主接点5が開いてから0になるまでの期間で、第1減算係数に相当する勾配の直線L2に沿って累減した後に、第2減算係数に相当する勾配の直線L3に沿って累減する。
Here, the cumulative value of the overcurrent duration is along a straight line L1 having a gradient corresponding to the addition coefficient in the period from the determination of the overcurrent to the opening of the
累計値の変化が電線の温度変化と近似するように、3つの係数の絶対値は、第1減算係数>加算係数>第2減算係数となるように設定されている。例えば、線路電流の上昇時に0.07カウント/秒の加算係数を適用し、線路電流の下降初期区間に0.2カウント/秒の第1減算係数を適用し、その後に0.006カウント/秒の第2減算係数を適用することができる。 The absolute values of the three coefficients are set such that the first subtraction coefficient> the addition coefficient> the second subtraction coefficient so that the change in the cumulative value approximates the temperature change of the electric wire. For example, an addition coefficient of 0.07 counts / second is applied when the line current rises, a first subtraction coefficient of 0.2 counts / second is applied to the initial fall of the line current, and then 0.006 counts / second. The second subtraction coefficient can be applied.
なお、第1減算係数が適用される下降初期区間は、主接点5が開いた直後に電線温度が急降下する時間に合わせ、例えば、0.1時間(6分)程度に設定することができる。図3に示す温度変化は、90℃を許容温度とするトリプレックス型ビニル絶縁電線CVT22mmの温度変化である。
Note that the initial fall period to which the first subtraction coefficient is applied can be set to, for example, about 0.1 hour (6 minutes) in accordance with the time when the wire temperature rapidly drops immediately after the
この実施形態の配線用遮断器1では、図4に示すように、CPU7が線路電流の上昇、下降に合わせ、加算係数と減算係数を交互に切り替えて、過電流の継続時間を連続的に累算する。このため、線路電流の変化を継続時間の累計値に履歴として残し、上昇、下降を繰り返すような通電状態で、累計値を上限値に速やかに導き、トリップコイル2を早期に動作させ、過電流による電線の発熱量を抑えることができる。また、3つの係数の値を第1減算係数>加算係数>第2減算係数となるように設定したので、継続時間の累計値を電線の温度変化に近似させて、トリップコイル2を最適時に動作させることもできる。
In the
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、単相2線式または3相3線式の配線用遮断器に適用したり、加算係数と減算係数の値を適宜に変更するなど、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各部の構成を変更して実施することも可能である。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, For example, it applies to the circuit breaker of a
1 配線用遮断器
2 トリップコイル
3 駆動回路
4 配線路
5 主接点
6 電流センサ
7 CPU
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記CPUが、線路電流の上昇時に、過電流の継続時間を所定の加算係数で累算し、線路電流の下降時に、上昇時の累計値を所定の減算係数で累算することを特徴とする配線用遮断器。 On the basis of the detected value of the line current, the CPU determines the overcurrent, counts the duration of the overcurrent, and when the duration reaches the upper limit value,
The CPU accumulates the overcurrent duration with a predetermined addition coefficient when the line current increases, and accumulates the accumulated value at the time of increase with a predetermined subtraction coefficient when the line current decreases. Circuit breaker for wiring.
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