JP2010257658A - Electronic circuit breaker - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電路を保護する回路遮断器に関し、特に電路電流を計測して、この電流値が所定の条件を満たしたら電路を遮断する電子式回路遮断器に関する。 The present invention relates to a circuit breaker that protects an electric circuit, and more particularly to an electronic circuit breaker that measures an electric circuit current and interrupts the electric circuit when the current value satisfies a predetermined condition.
回路遮断器には、バイメタル等の過電流検知素子を使用せずに、電路電流を読み取って電子制御により過電流を検知して遮断操作する電子制御式の回路遮断器がある。この電子式回路遮断器は、電路の遮断/接続をするための主接点、この接点を開動作させる遮断機構部、電路に所定の条件を満たす電流が流れたら遮断機構部を動作させる遮断制御回路、この遮断制御回路に電源を供給する電源回路等が組み込まれている。
このような電子式回路遮断器は、遮断機構部が動作して主接点が開動作したら遮断制御回路への電源供給も停止するよう構成されている。そのため、電力を蓄積するコンデンサの容量を大きくする等の対策が成され、遮断動作後しばらくは遮断制御回路が動作し、必要な情報の保持等が行われるよう工夫されていた(例えば、特許文献1参照)。
Circuit breakers include electronically controlled circuit breakers that do not use an overcurrent detection element such as a bimetal, but detect an overcurrent by electronic circuit control by reading the circuit current and perform a break operation. This electronic circuit breaker includes a main contact for breaking / connecting an electric circuit, a breaker mechanism for opening the contact, and a breaker control circuit for operating the breaker mechanism when a current that satisfies a predetermined condition flows in the circuit A power supply circuit for supplying power to the shutoff control circuit is incorporated.
Such an electronic circuit breaker is configured to stop the power supply to the break control circuit when the break mechanism is activated and the main contact is opened. For this reason, measures such as increasing the capacity of a capacitor for storing electric power have been taken, and the shut-off control circuit operates for a while after the shut-off operation, and has been devised so that necessary information is retained (for example, patent documents) 1).
しかしながら、コンデンサの容量を大きくする対策は、回路遮断器の限られた空間の中では制限があり、十分な容量のものを使用するのが難しかった。特に、過負荷等の過電流により遮断した場合は電路が加熱状態にあるため、冷却するまで少なくとも数十分は必要である。そのため、その間は遮断制御回路を能動状態にしておき、温度を加味した制御を行わせるのが望ましいが、そのような長時間に亘り遮断制御回路の制御動作を継続させることは出来なかった。 However, measures for increasing the capacity of the capacitor are limited in a limited space of the circuit breaker, and it is difficult to use a capacitor having a sufficient capacity. In particular, when the circuit is interrupted by an overcurrent such as an overload, the electric circuit is in a heated state, so at least several tens of minutes are required until the electric circuit is cooled. For this reason, it is desirable to keep the shutoff control circuit in an active state during that time and to perform control taking temperature into account, but the control operation of the shutoff control circuit cannot be continued for such a long time.
また、このような電子式回路遮断器は、主接点の二次側に電源回路が接続されているためこのような問題が発生するので、対応策として電源を遮断動作の影響を受けない主接点の一次側から採る構成が考えられる。ところが、主接点の一次側から電源を採ると、電路が遮断されても、また操作ハンドルをオフ操作しても、電源回路、遮断制御回路は常時通電された状態となる。
こうなると、メンテナンスやテスト等で遮断器を操作する場合は、一次側の通電まで停止しなければならない。これは厄介であり好ましい状態ではない。また、省エネルギーの観点からも逆行するし、遮断動作時の電路の一次と二次の責任分解点が不明確となり好ましくない。
In addition, since such an electronic circuit breaker has such a problem because the power circuit is connected to the secondary side of the main contact, the main contact that is not affected by the power-off operation as a countermeasure. The structure taken from the primary side can be considered. However, when the power is taken from the primary side of the main contact, the power supply circuit and the cutoff control circuit are always energized even if the electric circuit is cut off or the operation handle is turned off.
When this happens, when operating the circuit breaker for maintenance, testing, etc., it must be stopped until the primary side is energized. This is cumbersome and not desirable. Moreover, it goes backward from the viewpoint of energy saving, and the primary and secondary responsible disassembly points of the electric circuit during the interruption operation are unclear, which is not preferable.
そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、電源コンデンサの容量を大きくする等の対策を講ずること無く、遮断動作後も良好に遮断制御回路が制御を継続し、且つ電路の冷却期間を加味した一定時間が経過したら遮断制御回路への電源供給を停止する電子式回路遮断器を提供することを目的とする。 Therefore, in view of such problems, the present invention allows the interruption control circuit to continue to control well after the interruption operation without taking measures such as increasing the capacity of the power supply capacitor, and to take into consideration the cooling period of the electric circuit. An object of the present invention is to provide an electronic circuit breaker that stops the power supply to the shut-off control circuit after a certain time has elapsed.
上記課題を解決する為に、請求項1の発明は、電路を開閉するための主接点と、前記主接点を開動作させる遮断機構部と、前記電路に所定の条件を満たす過電流が流れたら前記遮断機構部を遮断動作させる遮断制御回路と、前記遮断制御回路に電源を供給する電源回路と、前記主接点を開閉操作するための操作ハンドルと、を有する電子式回路遮断器であって、前記電源回路は、並列に接続された第1、第2のスイッチ手段を備えて断路可能な電源線を介して主接点の一次側に接続され、前記第1のスイッチ手段は前記主接点の開閉動作に連動して開閉動作する一方、前記第2のスイッチ手段は前記遮断制御回路の制御により開動作し、前記遮断制御回路は、前記過電流により遮断操作したら、遮断操作してから前記電路を冷却させるための一定時間の経過を待って前記第2のスイッチ手段を開操作することを特徴とする。
この構成によれば、電路の一次側から遮断制御回路に電源を供給するため、遮断動作後も、遮断制御回路の機能を継続させることが可能となる。そのため、電源回路のコンデンサ容量を大きくする等の処置を講ずることなく、遮断後も遮断制御回路による制御を継続させることができ、遮断時の電流情報や遮断経過時間等に基づいて電路の温度を類推し、適切な遮断制御が可能となる。
また、主接点が開操作されてから一定時間が経過したら、電源の供給は停止されるので、遮断動作しても永遠に遮断制御回路が充電され続けることが無く、無駄な電力を消費することもない。
In order to solve the above problems, the invention of claim 1 is directed to a main contact for opening and closing an electric circuit, a shut-off mechanism for opening the main contact, and an overcurrent that satisfies a predetermined condition flows in the electric circuit. An electronic circuit breaker having a shutoff control circuit for shutting down the shutoff mechanism, a power supply circuit for supplying power to the shutoff control circuit, and an operation handle for opening and closing the main contact, The power supply circuit includes first and second switch means connected in parallel, and is connected to the primary side of the main contact via a disconnectable power supply line, and the first switch means opens and closes the main contact. While the opening and closing operation is interlocked with the operation, the second switch means is opened by the control of the cutoff control circuit, and when the cutoff control circuit performs a cutoff operation due to the overcurrent, the cutoff operation is performed and then the electric circuit is opened. For cooling Characterized by opening operation of the second switch means after waiting for the constant time.
According to this configuration, since power is supplied to the cutoff control circuit from the primary side of the electric circuit, it is possible to continue the function of the cutoff control circuit even after the cutoff operation. Therefore, control by the shutoff control circuit can be continued even after shutting down without taking measures such as increasing the capacitor capacity of the power supply circuit, and the temperature of the electric circuit can be adjusted based on current information at shutoff and the elapsed time of shutoff. By analogy, appropriate shut-off control is possible.
In addition, the supply of power is stopped after a certain period of time has elapsed since the main contact was opened, so that even if the shut-off operation is performed, the shut-off control circuit does not continue to be charged forever, and wasteful power is consumed. Nor.
請求項2の発明は、請求項1に記載の構成において、前記第2のスイッチ手段は、前記遮断制御回路の起動時に出力されるセットアップ完了信号を受けて閉動作することを特徴とする。
この構成によれば、第2のスイッチ手段が開状態にあっても操作ハンドルのオン操作により閉動作するので、その直後に過電流等による遮断動作が発生しても、遮断制御回路は良好な制御を継続できる。
According to a second aspect of the present invention, in the configuration according to the first aspect, the second switch means performs a closing operation in response to a setup completion signal output when the shut-off control circuit is activated.
According to this configuration, even if the second switch means is in the open state, the closing operation is performed by turning on the operation handle. Control can continue.
請求項3の発明は、請求項1又は2に記載の構成において、前記遮断機構部が遮断動作し、且つ前記第2のスイッチ手段が閉状態にある場合を表示する表示部を有することを特徴とする。
この構成によれば、遮断動作した回路遮断器の制御動作状態を一目で認識できるので、回路遮断器の状態を把握し易い。
According to a third aspect of the present invention, in the configuration according to the first or second aspect of the present invention, the apparatus has a display unit that displays a case where the blocking mechanism section performs a blocking operation and the second switch means is in a closed state. And
According to this configuration, since the control operation state of the circuit breaker that has performed the breaking operation can be recognized at a glance, it is easy to grasp the state of the circuit breaker.
本発明によれば、電路の一次側から遮断制御回路に電源を供給するため、遮断動作後も、遮断制御回路の機能を継続させることが可能となる。そのため、電源回路のコンデンサ容量を大きくする等の処置を講ずることなく、遮断後も遮断制御回路による制御を継続させることができ、遮断時の電流情報や遮断経過時間等に基づいて電路の温度を類推し、適切な遮断制御が可能となる。
また、主接点が開操作されてから一定時間が経過したら、電源の供給は停止されるので、遮断動作しても永遠に遮断制御回路が充電され続けることが無く、無駄な電力を消費することもない。
According to the present invention, since the power is supplied to the cutoff control circuit from the primary side of the electric circuit, the function of the cutoff control circuit can be continued even after the cutoff operation. Therefore, control by the shutoff control circuit can be continued even after shutting down without taking measures such as increasing the capacitor capacity of the power supply circuit, and the temperature of the electric circuit can be adjusted based on current information at shutoff and the elapsed time of shutoff. By analogy, appropriate shut-off control is possible.
In addition, the supply of power is stopped after a certain period of time has elapsed since the main contact was opened, so that even if the shut-off operation is performed, the shut-off control circuit does not continue to be charged forever, and wasteful power is consumed. Nor.
以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明に係る電子式回路遮断器の一例を示す回路ブロック図であり、1は電源側である一次側端子、2は負荷側である二次側端子、3は電路、4は電路3を開閉する主接点、5は電路電流の状態に応じて遮断信号を出力する遮断制御回路、6は遮断制御回路5に電源を供給する電源回路、7は主接点4を開動作させて電路3の遮断動作を実施するためのトリップコイル、8は遮断動作後の遮断器の状態を表示するLEDから成る表示部である。トリップコイル7は、そのトリップ動作により図示しない遮断機構部を動作させて主接点4が開動作する。
尚、主接点4は、図示しない操作ハンドルの開閉操作により開閉動作する。また、電路3は、ここでは3線からなる電路、例えば単相3線式或いは三相で構成される電路を示しているが、2線式電路であっても良い。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit block diagram showing an example of an electronic circuit breaker according to the present invention, wherein 1 is a primary side terminal which is a power source side, 2 is a secondary side terminal which is a load side, 3 is an electric circuit, and 4 is an electric circuit
The main contact 4 is opened and closed by opening and closing an operation handle (not shown). In addition, the electric circuit 3 is an electric circuit composed of three wires, for example, a single-phase three-wire type or a three-phase electric circuit, but may be a two-wire type electric circuit.
電源回路6は、主接点4の一次側の電路3に電源線10を介して接続され、電源線10の途中には第1のスイッチ手段としてのマイクロスイッチ11と、第2のスイッチ手段としてのリレー接点12とが並列に設けられている。
マイクロスイッチ11は、主接点4の開閉動作に連動して開閉動作するよう構成され、遮断動作により開動作するし、操作ハンドルの操作で開閉する。一方、リレー接点12を備えたリレーは、リレーコイル13がリレー駆動回路14を介して遮断制御回路5に接続され、遮断制御回路5の制御で開閉する。
The
The microswitch 11 is configured to open and close in conjunction with the opening and closing operation of the main contact 4, and opens and closes by operating the operating handle. On the other hand, the relay provided with the
遮断制御回路5は、各種制御信号を出力するポート20、所定時間をカウントするタイマ21、変流器16が検出した電路3の電流情報をA/D変換するA/D変換部22、各種情報を記憶する記憶部23、CPUから成る演算制御部24等を備えている。
The
ポート20には、トリップコイル7を駆動するためのトリップコイル駆動回路17、リレー接点12を開閉操作するリレー駆動回路18、表示部8を点滅動作させる表示部駆動回路19が接続され、演算制御部24から個々に制御信号が出力される。また記憶部23には、制御プログラム、遮断時の電流情報や時刻情報等から成る遮断情報に加え、遮断を判断する電流値と時間を関連付けた電流マップ情報が記憶されている。
A trip
このように構成された電子式回路遮断器は次のように動作する。主接点4が閉状態にあり、二次側端子2に接続された図示しない負荷に電力を供給している定常状態では、変流器16により検出された電路電流は、A/D変換部22でA/D変換されて演算制御部24に送られる。演算制御部24は、電路電流を常時監視し、記憶部23に記憶された電流マップ情報を基に、電流と時間の関係等が条件を満たしたら遮断信号を出力する。例えば、定格の125%の電流が60分流れた場合に遮断するという遮断条件が記憶され、このような条件を満たしたら過電流の発生と判断して遮断信号を出力する。
The electronic circuit breaker configured as described above operates as follows. In a steady state where the main contact 4 is in a closed state and power is supplied to a load (not shown) connected to the
この遮断信号は、ポート20からトリップコイル駆動信号として出力され、トリップコイル駆動回路17はトリップコイル7に駆動電流を通電する。こうして、トリップコイル7はトリップ動作し、主接点4は開動作する。即ち回路遮断器は遮断動作する。また、主接点4の開動作を受けて、マイクロスイッチ11も開動作する。但し、リレーは動作せず、リレー接点12は閉状態のままである。
This cutoff signal is output as a trip coil drive signal from the
遮断信号を出力した演算制御部24は、またタイマ21をスタートさせて所定時間のカウントを開始すると共に、表示部駆動回路19を起動させて表示部8の点滅を開始させる。タイマ21は、過電流の通電により二次側端子2に接続された負荷電路が冷却するまでの時間、例えば60分とした所定時間をカウントする。
The
所定時間が経過してタイマ21がカウントアップしたら、演算制御部24はカウントアップ信号を出力する。このカウントアップ信号は、ポート20からリレー駆動回路14にオフ信号として送出され、表示部駆動回路19に停止信号として出力される。
その結果、リレー接点12が開動作して電路3と電源回路6の間が切断され、遮断制御回路5への電源の供給が停止する。また、表示部8は点滅を停止する。
When the
As a result, the
こうして、電路3を遮断し、且つ遮断制御回路5が停止した電子式回路遮断器は、操作ハンドルを投入操作(閉操作)すれば、主接点4が閉動作して電路3は再接続される。また、マイクロスイッチ11も閉状態となり、遮断制御回路5はセットアップ動作を開始する。マイクロスイッチ11の閉動作によりセットアップが完了し、立ち上がった遮断制御回路5は、ポート20を介してリレー駆動回路14に閉信号を出力し、リレー接点12も閉動作する。即ち、操作ハンドル投入に連動して、その直後にリレー接点12も閉動作し、電子式回路遮断器は電路電流を監視する定常状態に復帰する。
Thus, in the electronic circuit breaker in which the electric circuit 3 is interrupted and the
尚、タイマ21がカウントアップする前に、操作ハンドルが投入操作されると、この場合も主接点4が閉動作して電路が通電される。しかし、このタイマカウント中の遮断制御回路5は制御動作を継続しているため、演算制御部24は遮断時の電路電流値や遮断経過時間、更には投入後の電路電流値等を加味して、遮断信号を出力する。
If the operating handle is turned on before the
このように、電路の一次側から遮断制御回路に電源を供給するため、遮断動作後も、遮断制御回路の機能を継続させることが可能となる。そのため、電源回路のコンデンサ容量を大きくする等の処置を講ずることなく、遮断後も遮断制御回路による制御を継続させることができ、遮断時の電流情報や遮断経過時間等に基づいて電路の温度を類推し、適切な遮断制御が可能となる。
また、主接点が開操作されてから一定時間が経過したら、電源の供給は停止されるので、遮断動作しても永遠に遮断制御回路が充電され続けることが無く、無駄な電力を消費することもないし、一次側と二次側の責任分解点が不明確になることもない。
更に、リレー接点12が開状態にあっても回路遮断器の電源投入操作により閉動作するので、その直後に過電流等による遮断動作が発生しても、遮断制御回路5は良好な制御を継続できるし、表示部8により、遮断動作した回路遮断器の制御動作状態を一目で認識できるので、回路遮断器の状態を把握し易い。
Thus, since power is supplied to the cutoff control circuit from the primary side of the electric circuit, the function of the cutoff control circuit can be continued even after the cutoff operation. Therefore, control by the shutoff control circuit can be continued even after shutting down without taking measures such as increasing the capacitor capacity of the power supply circuit, and the temperature of the electric circuit can be adjusted based on current information at shutoff and the elapsed time of shutoff. By analogy, appropriate shut-off control is possible.
In addition, the supply of power is stopped after a certain period of time has elapsed since the main contact was opened, so that even if the shut-off operation is performed, the shut-off control circuit does not continue to be charged forever, and wasteful power is consumed. In addition, the primary and secondary responsibility resolution points will not be unclear.
Further, even when the
尚、上記実施形態では、タイマ21のカウントアップ時間を60分としているが、この時間は任意であり、負荷に至る電線の特性により変更することができる。
In the above-described embodiment, the count-up time of the
3・・電路、4・・主接点、5・・遮断制御回路、6・・電源回路、8・・表示部、11・・マイクロスイッチ(第1のスイッチ手段)、12・・リレー接点(第2のスイッチ手段)、21・・タイマ。 3 .... Electric circuit, 4 .... Main contact, 5 .... Shut-off control circuit, 6 .... Power supply circuit, 8 .... Display section, 11 .... Micro switch (first switch means), 12 .... Relay contact (No. 1) 2 switch means), 21..Timer.
Claims (3)
前記電源回路は、並列に接続された第1、第2のスイッチ手段を備えて断路可能な電源線を介して主接点の一次側に接続され、
前記第1のスイッチ手段は前記主接点の開閉動作に連動して開閉動作する一方、前記第2のスイッチ手段は前記遮断制御回路の制御により開動作し、
前記遮断制御回路は、前記過電流により遮断操作したら、遮断操作してから前記電路を冷却させるための一定時間の経過を待って前記第2のスイッチ手段を開操作することを特徴とする電子式回路遮断器。 A main contact for opening and closing an electric circuit; an interrupting mechanism for opening the main contact; an interrupt control circuit for operating the interrupting mechanism when an overcurrent that satisfies a predetermined condition flows in the electric circuit; and the interrupt An electronic circuit breaker having a power supply circuit for supplying power to the control circuit, and an operation handle for opening and closing the main contact,
The power supply circuit is connected to the primary side of the main contact through a power line that can be disconnected with first and second switch means connected in parallel,
The first switch means opens and closes in conjunction with the opening and closing operation of the main contact, while the second switch means opens by the control of the cutoff control circuit,
The shut-off control circuit is configured to open the second switch means after waiting for a predetermined time for cooling the electric circuit after the shut-off operation when the shut-off operation is performed due to the overcurrent. Circuit breaker.
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