JP2011009152A - 電子式回路遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】時限特性を更新中に、電路に流れる電流を検出する変流器からの電力が供給されなくなった場合でも、正常に時限特性の更新を行うことが可能な電子式回路遮断器を得る。
【解決手段】時限特性を外部から入力する時限特性入力回路５７と、制御部５４に外部から電力を供給する外部電源入力回路５６とを備え、外部電源入力回路５６から規定値以上の電圧が供給された時に時限特性入力回路５７から入力された時限特性が記憶手段５４ｆに記憶されるようにした。
【選択図】図３

Description

本発明は、所定の時限特性で電路を保護する電子式回路遮断器に関するものである。

従来の電子式回路遮断器は、電路に流れる電流を変流器で検出し変流器の二次側に設けられた電流検出回路で検出後、Ａ／Ｄ変換回路でアナログ出力をデジタル信号に変換して制御部に出力する。この制御部はマイクロコンピュータを含んで構成され、マイクロコンピュータに付随する記憶手段には規定の時限特性が記憶保有されている。電路に流れる過電流に対応した時限特性と比較し、比較した結果の出力信号により開閉接点を開離して電路の負荷電流を遮断する。（例えば、特許文献１ 図１参照）
また、電路に流れる電流を検出する変流器出力を規定電圧に変換することにより制御部に電力を供給していた。（例えば、特許文献２ 図４参照）

特開２００１−１２８３５４号公報 特開２００２−２７６５６号公報

従来の電子式回路遮断器は、電路に流れる電流を変流器で検出し、変流器の二次側に設けられた電流検出回路で検出後、Ａ／Ｄ変換回路でアナログ出力をデジタル信号に変換して制御部に出力する。この制御部はマイクロコンピュータを含んで構成されており、回路の電源として、電路に流れる電流を検出する変流器から電力を供給していたので、時限特性設定途中に電路の上流側で電流が止められた場合や、誤って本電子式回路遮断器をＯＦＦにして電路の電流を切った場合に、誤った時限特性が書き込まれるという問題があった。
具体的には、時限特性設定装置から制御部に時限特性値を送信すると、この時限特性値を制御部のマイコンが受信するが、マイクロコンピュータは内部のＲＡＭに一時記憶し、電源がＯＦＦされても記憶内容が消えない不揮発メモリーを使用した記憶手段に対して時限特性値を従来のデータに上書きし、時限特性値を更新する。
この時、上書きの最中に電子式回路遮断器より上流の電源が事故等でＯＦＦとなった場合に、書き込み動作が途中で終わってしまい、時限特性のデータが異常なままとなってしまい、再度電源が投入された場合に、時限特性が異常のまま動作することとなる。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、時限特性を誤りなく設定することができる電子式回路遮断器を提供することを目的とするものである。

本発明に係る電子式回路遮断器は、電路に流れる電流を検出する検出手段と、電路を遮断する遮断部と、検出手段で検出した信号を整流し電源を生成する内部電源部と、この内部電源部から電力が供給され検出手段で検出した信号に基づいて演算処理して電路に流れる電流が定格電流を超えたときに記憶手段に記憶された所定の時限特性でもって遮断部を動作させる制御部と、時限特性の設定値を表示する表示部と、この表示部で表示される通電情報を検出し演算する制御部と、制御部から出力された信号により遮断部を操作して、電路を遮断する電子式回路遮断器において、時限特性を外部から入力する時限特性入力回路と、制御部に外部から電力を供給する外部電源入力回路とを備え、外部電源入力回路から規定値以上の電圧が供給された時に時限特性入力回路から入力された時限特性が記憶手段に記憶されるようにしたものである。

本発明は、外部電源入力回路から規定値以上の電圧が供給された時に時限特性入力回路から入力された時限特性が制御部に記憶されるようにしたので、所定の電圧未満での記憶手段への書き込みが防止され、電子式回路遮断器の誤動作を防ぐことが出来る。

本発明の実施の形態１における電子式回路遮断器の外観斜視図である。 図１の要部縦側断面図である。 実施の形態１における電子式回路遮断器のブロック図である。 実施の形態１における時限特性書込み手順のフローチャートである。 実施の形態１における時限特性書込み時に電源電圧を判定する判定回路の概略図である。 本発明の実施形態２における電子式回路遮断器のブロック図である。 実施の形態２における時限特性書込み手順のフローチャートである。 実施の形態２における時限特性書込み時に電源電圧を判定する判定回路の概略図である。

実施の形態１．
以下図１乃至５にもとづき、実施の形態１について詳細に説明する。

図１〜３において、電路である導電主導体４に流れる電流を遮断する遮断機構を収納する電子式回路遮断器１００は、取り付けられる導電主導体４の電源側用に電源側端子２、負荷１１０側用に負荷側端子７が設けられ、電源側端子２と負荷側端子７をつなぐように通電主導体４が取り付けられている。通電主導体４には、過電流引き外し装置５により通電主導体４の電流をＯＮ・ＯＦＦする開閉接点３が取り付けられている。また、通電主導体４には、通電主導体４に流れる電流に比例した電流信号を検出する計器用変流器８が取り付けられている。

電子式回路遮断器１００の表面には突出した突出部２０が配設され、突出部２０には、開閉接点３を外部よりＯＮ・ＯＦＦ操作するハンドル２１が配設されている。また、電子式回路遮断器１００には、警報スイッチや補助スイッチ等で構成される内部付属装置を収納する内部付属装置収納部１３が設けられ、突出部２０には内部付属装置収納部１３を覆うと共に突出部２０の突出方向に開閉可能に形成された開閉カバー２２が配設される。
なお、突出部２０は、電子式回路遮断器１００が配電盤などに装着される場合、この突出部２０または突出部２０の一部が配電盤カバー４０から突出されるものである。

図２において、開閉カバー２２には、開閉するための回転軸ピン２３が設けられ、開閉カバー２２は回転軸ピン２３を軸に開閉することができる。

図３において、計器用変流器８は、導電主導体４に流れる電流信号を検出し制御部５４に出力する。また、計器用変流器８の出力から内部電源部５５に入力され、制御部５４への電源供給を行う。
制御部５４は、計器用変流器８の二次側出力を直流電流に変換する整流回路５４ａ、負担回路５４ｂおよび負担回路５４ｂに誘起する出力信号の実効値を得るための波形変換回路５４ｃ、アナログ出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路５４ｄ、各相電流の波形データを取得し、通電情報（各相電流、高調波電流、漏洩電流等）を算出するマイクロコンピュータ５４ｅ、及び不揮発性メモリーである記憶手段５４ｆから構成されている。
過電流引き外し装置５は制御部５４からの出力により開閉接点３を開離して導電主導体４を遮断する回路である。

表示部３０はマイクロコンピュータ５４ｅで算出した通電情報を表示する表示装置、操作部５９は表示の画面切り替えや、画面内のカーソルを移動させるためのものである。
時限特性設定装置７０は、時限特性のデータを電子式回路遮断器に入力する装置、時限特性設定用コネクタ８０は時限特性設定装置７０を接続するコネクタであり、信号用の端子と電源入力用の端子がある。信号用の端子は入力ドライバー回路から構成される時限特性入力回路５７を経由して制御部５４に入力され、電源入力用の端子は入力電源の電圧値を判定する外部電源入力回路５６を経由し、突き合わせ用ダイオード５５ａ，５６ｂにより内部電源部５５からの電源と突き合わせて制御部５４に電力を供給する。

動作について説明する。導電主導体４に流れる電流が計器用変流器８により検出され、整流回路５４ａからＡ／Ｄ変換回路５４ｄまでを経由して、電流の実効値がマイクロコンピュータ５４ｅに入力される。マイクロコンピュータ５４ｅはあらかじめ記憶手段５４ｆから入力していた時限特性値と電路に流れる電流の実効値を比較し、時限特性を超えた電流が導電主導体４を流れた場合に、規定の時間以内に過電流引き外し装置５を介して、開閉接点３を開離して、導電主導体４に流れる電流を遮断する。

次に、以上のように構成された電子式回路遮断器の時限特性の書き込み動作について説明する。
時限特性書込み手順の詳細を図４のフローチャートにしたがって説明する。
時限特性設定装置７０を電子式回路遮断器１００にケーブルで接続する。この時、時限特性入力回路５７と、外部電源入力回路５６が接続される（ステップＳ１１）。
時限特性設定装置７０から制御部５４に時限特性値を送信する（ステップＳ１２）。この時限特性値を制御部５４のマイクロコンピュータ５４ｅが受信するが、マイクロコンピュータ５４ｅは図示しない内部のＲＡＭに一時記憶（ステップＳ１３）し、不揮発メモリーで構成している記憶手段５４ｆに対して時限特性値を従来のデータに上書きし、時限特性値を更新する。

この時、上書きの最中に電路の上流側で電流が止められた場合や、誤って遮断器をＯＦＦにして電路の電流を切ってしまい、制御部５４に電源が供給されなくなった場合に、書き込み動作が途中で終わり、時限特性のデータが異常な状態となり、異常な時限特性のまま動作することになる。
上記を防ぐために、外部電源入力回路５６から規定値以上の電圧が入力されていることを判定し、規定電圧以上の場合に時限特性値を記憶手段に書き込みする（ステップＳ１４，Ｓ１５）。

次に、外部電源入力回路５６で規定値以上の電圧をチェックする方法について図５を用いて説明する。判定回路５６ａは、抵抗５６ａ１、抵抗５６ａ２、及びトランジスタ５６ａ３で構成されている。
外部からの電力として、時限特性設定装置７０から電力が供給された場合に、電源が外部電源入力回路５６を経由して電気回路部に供給されるが、外部電源入力回路５６で電源を抵抗５６ａ１、５６ａ２で分圧し、分圧した信号をトランジスタ５６ａ３のベースに供給する。ここで分圧された電圧値があらかじめ設定した電圧以上ならトランジスタ５６ａ３はＯＮとなり、判定信号はＬレベルとなり、設定した電圧未満ならトランジスタ５６ａ３はOＦＦとなり、判定信号はＨレベルとなる。

トランジスタのベースに供給される電圧は、制御部５４に供給される外部電源の電圧の抵抗比：Ｒ２/(Ｒ１＋Ｒ２)（ここで５６ａ１の抵抗値：Ｒ１、５６ａ２の抵抗値Ｒ２）となるので、時限特性値を記憶手段に書き込みする規定電圧をＥとすると、Ｅ×Ｒ２/(Ｒ１＋Ｒ２)以上の時に、トランジスタがＯＮとなるようにトランジスタと抵抗を決めておくことにより、判定信号のＬレベル／Ｈレベルで外部電源の電圧値は規定値以上／未満であることが判定できる。
なお、上記を計算する場合に、外部入力の電圧Ｅに対し、実際に電気回路部に供給する電源は、電源部との突き合わせ用ダイオード５６ｂの電圧降下分を考慮しておく必要がある。

以上のように本発明の実施の形態１によれば、時限特性を更新する場合に、導電主導体４の電源の状態によらず、規定値以上の電圧が入力されている時に時限特性を更新（書き込み）することで、時限特性値の更新を失敗する恐れが無くなる。

実施の形態２．
以下図６乃至８にもとづき、実施の形態２について詳細に説明する。
図６は本発明の実施の形態２における電子式回路遮断器のブロック図である。
電子式回路遮断器１００は、付属装置用コネクタ８１を介して遠隔の外部表示装置や、表示機能を有してないデータ収集装置等の付属装置７１に測定データを送信する機能を有している。この付属装置７１は付属装置用コネクタ８１を介して外部電源入力回路５６に接続されると共に、付属装置用入出力回路５８を介して制御部５４に接続されている。
また、制御部５４内のマイクロコンピュータ５４ｅにて処理した通電情報を表示する表示部３０を有すると共に、付属装置７１は装置の目的として、時限特性を送信する機能を持たせていないが、マイクロコンピュータ５４ｅにて処理した通電情報を電路の状態にかかわらず電子式回路遮断器１００から受信するため、電路より上流の電源が切れるなどして、不正なデータを吸い上げることを防ぐため、外部電源を供給するようにしている。
制御部５４への電力を付属装置７１から供給した場合は、表示部３０に設定内容を表示させながら操作部５９により時限特性の設定を行えるようにする。

時限特性の書き込みについて、図７、図８で説明する。
図８のように付属装置７１が接続された場合に外部電源入力回路５６により、付属装置７１が接続されていること、及び規定の電圧以上の電力が供給されていることを制御部５４が認識することができる。
具体的な動作として、図７のフローチャートに示すように、付属装置７１が外部電源入力回路５６と接続されたことを認識し（ステップＳ２１，Ｓ２２）、さらに表示部３０，操作部５９で時限特性値変更用の画面へ移行する操作を行い、付属装置７１から供給される電源電圧が規定電圧以上の場合に、表示部３０に時限特性値変更用の画面に移行する（ステップＳ２３，Ｓ２４，Ｓ２５）。
次に、表示部３０と操作部５９により、マイクロコンピュータ５４ｅの内部ＲＡＭに時限特性値を設定し、記憶手段５４ｆに対して時限特性値を従来のデータに上書きし、時限特性値を更新する（ステップＳ２６，Ｓ２７）。

以上のように実施の形態２によれば、表示部を有していない付属装置７１において、時限特性を更新する場合に、主電源の状態によらず、付属装置７１から規定値以上の電圧が入力されている時には表示部３０に設定内容を表示させながら操作部５９により時限特性の設定を行え、確実に時限特性を更新することが可能となる。
時限特性は電子式回路遮断器１００の設置時や、設備の配電系統を変更する場合以外は変更することが少なく、実施の形態１で必要となる時限特性設定装置７０を常時接続しているケースが少ない。そのため設備や装置のトラブル等で急に時限特性を変更する必要が発生した場合に、電子式回路遮断器１００の近くに時限特性設定装置７０が無い場合が想定される。
一方、付属装置７１は常時、もしくは定期的に可動しているため、常時接続されており、時限特性を急に変更する場合に対応可能となる。

１００ 電子式回路遮断器
２ 電源側端子
３ 開閉接点
４ 通電主導体
５ 過電流引き外し装置
７ 負荷側端子
８ 計器用変流器
１３ 内部付属装置収納部
２０ 突出部
２１ ハンドル
２２ 開閉カバー
２３ 回転軸ピン
３０ 表示部
４０ 配電盤カバー
５４ 制御部、 ５４ａ 整流回路、 ５４ｂ 負担回路、 ５４ｃ 波形変換回路
５４ｄ Ａ／Ｄ変換回路、 ５４ｅ マイクロコンピュータ、 ５４ｆ 記憶手段
５５ 内部電源部、 ５５ａ 突き合わせ用ダイオード
５６ 外部電源入力回路、 ５６ａ 判定回路、 ５６ｂ 突き合わせ用ダイオード
５７ 時限特性入力回路
５８ 付属装置用入出力回路
５９ 操作部
７０ 時限特性設定装置
７１ 付属装置
８０ 時限特性設定用コネクタ
８１ 付属装置用コネクタ
１１０ 負荷

Claims (3)

1. 電路に流れる電流を検出する検出手段と、
   前記電路を遮断する遮断部と、
   前記検出手段で検出した信号を整流し電源を生成する内部電源部と、
   この内部電源部から電力が供給され前記検出手段で検出した信号に基づいて演算処理して前記電路に流れる電流が定格電流を超えたときに記憶手段に記憶された所定の時限特性でもって前記遮断部を動作させる制御部と、
   前記時限特性の設定値を表示する表示部と、
   この表示部で表示される通電情報を検出し演算する制御部と、
   前記制御部から出力された信号により前記遮断部を操作して、前記電路を遮断する電子式回路遮断器において、
   前記時限特性を外部から入力する時限特性入力回路と、
   前記制御部に外部から電力を供給する外部電源入力回路とを備え、
   前記外部電源入力回路から規定値以上の電圧が供給された時に前記時限特性入力回路から入力された時限特性が前記記憶手段に記憶されるようにした
   ことを特徴とする電子式回路遮断器。
2. 前記制御部に前記内部電源部と前記外部電源入力回路の電力の双方が並行して供給されるものとし、前記外部電源入力回路から規定値以上の電圧が供給された時に、この供給信号に基いて前記制御部に判定信号を出力する判定回路を前記外部電源入力回路に備えたことを特徴とする請求項１記載の電子式回路遮断器。
3. 前記時限特性を外部に対して入出力する付属装置用入出力回路を備え、
   付属装置から規定値以上の電圧が供給された時に、前記時限特性を設定する操作部から入力された時限特性が前記記憶手段に記憶されると共に、前記表示部に前記時限特性が表示されることを特徴とする請求項１または２記載の電子式回路遮断器。

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