JP2011040274A - 回路遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】必要に応じて配線用遮断器，あるいは漏電遮断器として運用できるように、遮断器の保護機能を簡単なボタン操作で選択的に切換えられる回路遮断器を提供する。
【解決手段】本体ケースに主回路接点２，開閉機構部３，操作ハンドル４，過電流引外し装置５，零相変流器６，漏電検出回路７，トリップコイルユニット８を搭載した構成になる過電流保護，地絡保護機能を備えた回路遮断器において、主回路１から漏電検出回路７に給電する電源線９の配線路に押ボタン１６でＯＮ，ＯＦＦ操作するモード切換スイッチユニット１１を介挿接続して地絡保護機能を“有効”，“無効”に選択設定するようにする。
【選択図】図１

Description

この発明は、低電圧配電系統に適用する過電流保護機能，および地絡保護機能を備えた回路遮断器に関する。

周知のように、低電圧配電系統に適用する回路遮断器は過電流保護機能を有する配線用遮断器（MCCB：Molded Case Circuit Breaker）と、過電流保護機能と地絡保護機能を備えた漏電遮断器(ELCB：Earth Leakage Circuit Breaker）がある。

上記の配線用遮断器は、遮断器の本体ケース（モールド樹脂ケース）に主回路接点，開閉機構部，操作ハンドル，および過電流引外し装置の各機能部品を搭載した構成になる。これに対して、漏電遮断器は、配線用遮断器と同様な過電流保護機能部品のほかに、主回路を一次導体として主回路の不平衡電流を検出する零相変流器、および零相変流器の二次出力レベルから地絡事故発生を検知する漏電検出回路（ＩＣを含む電子回路），および漏電検出回路の出力信号を受けて遮断器の開閉機構部をトリップ動作させるトリップコイルユニットを装備した構成になる。なお、漏電検出回路の制御電源として通常は、主回路の相間電圧を整流して漏電検出回路に給電するようにしている。

なお、現在国内で生産している配線用遮断器，漏電遮断器の汎用製品は、ユーザーの使い勝手性を高めるために、配線用遮断器，漏電遮断器を同じ外形サイズの本体ケースとして、この本体ケースに共用の保護機能部品を搭載した構成が主流となっている。

一方、配線用遮断器，漏電遮断器の製品については、主回路の相間絶縁耐力が規格で規定されており、その試験は遮断器の主回路の接点を開極した状態で外部から試験電圧（高電圧）を印加して製品の絶縁強度を測定するようにしている。この場合に、漏電遮断器では、主回路に分岐接続した制御電源回路には電子回路で構成した漏電検出回路が接続されていることから、この漏電検出回路を前記の試験電圧から保護するためには、耐電圧試験時に漏電検出回路を主回路から切り離しておくことが必要である。そこで、漏電遮断器の開閉機構部に連係させた耐電圧テスト用のスイッチ（メガテスト用スイッチ）を追加装備し、耐電圧試験の実施時に前記スイッチをＯＦＦ操作して漏電検出回路に通じる電源回路を断路すると同時に、このスイッチ操作に連動して遮断器の開閉機構部を機械的に強制トリップして主回路接点を開極するとともに、遮断器をこの開極状態に拘束保持させるようにした構成の漏電遮断器も知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−３１７３６１号公報

ところで、低圧配電設備で使用する回路遮断器について、ユーザーは所内の配電設備，使用負荷の種類などの状況に応じて配線用遮断器，漏電遮断器のいずれかを選択するのが一般的である。しかしながら、ユーザーによっては新たに立ち上げた所内配電設備の運用開始に当たって、当初は漏電遮断器を採用して配電回路に生じる漏洩電流（地絡電流）の有無，漏洩電流の大きさを確認し、その後は低い漏洩電流で遮断器がトリップして負荷（例えばモータ）の運転が停止してしまうのを嫌って配線用遮断器に取替えて運用する使い方をしているユーザーも多い。また、配電設備で使用する負荷を変更する場合に、負荷の種類によっては今まで使用していた配線用遮断器を漏電遮断器に付替える場合もある。

しかしながら、従来では低圧配電系統で使用する回路遮断器の機種は、配線用遮断器と漏電遮断器の二種類であり、１台で過電流保護，地絡保護の機能をユーザーが選択的に使い分けて使用できるようにした回路遮断器の製品は現在無いのが現状である。また、先記の特許文献１では漏電検出回路に給電する電源回路にメガテスト用スイッチを介挿しているが、このメガテスト用スイッチは遮断器の開閉機構部に連係しているために、漏電保護機能を無効にして配線用遮断器として使用することはできない。

そこで、この発明はユーザーが必要に応じて配線用遮断器として使用する，あるいは漏電遮断器として使用できるように、遮断器の保護機能を簡単な操作で選択的に切り換えられるようにした新規な回路遮断器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、この発明によれば、本体ケースに主回路接点，開閉機構部，過電流引外し装置、および零相変流器，漏電検出回路を含む漏電引外し装置を搭載した構成になる過電流保護機能と地絡保護機能を備えた回路遮断器において、
主回路から漏電検出回路に給電する電源回路に介挿した接点をＯＮ，ＯＦＦして地絡保護機能を“有効”，“無効”に選択設定するモード切換スイッチユニットを装備し（請求項１）、そのモード切換スイッチは具体的に次記のような態様で構成するものとする。
（１）前記構成の回路遮断器において、モード切換スイッチが、遮断器の本体ケースに内装して主回路と漏電検出回路との間の給電回路に接続したスイッチ本体と、該スイッチ本体の操作端に連繋したアクチュエータを介してスイッチをＯＮ，ＯＦＦ操作する押ボタン式スイッチ操作部とからなり、そのスイッチ操作部の押ボタンの操作端を外部に臨ませて遮断器の本体ケースのカバーに装着する（請求項２）。
（２）前項（１）において、スイッチ本体は、各極の間が仕切られた絶縁物製のスイッチケースと、左右一対の接触子を組みとして前記スイッチケースの底部側に配した固定電極と、前記固定電極に対向配置した橋絡形の可動接触子と、各極の可動接触子を一括保持してスイッチケースの上方に引出した操作ロッドとの組立体になり、該スイッチ本体を遮断器の本体ケースに搭載した零相変流器と本体ケースの側壁との間の空きスペースに配置する（請求項３）。
（３）前項（１）において、アクチュエータが付勢ばねと組合せた揺動式レバーであり、その枢支軸部の両側に延在する一方のレバーアームをスイッチ本体の操作ロッドに連繋し、他方のレバーアームを押ボタンの先端に対峙させて配置する（請求項４）。
（４）前項（１）において、スイッチ操作部は、プッシュ／捻回ロック式の押ボタンと、該押ボタンおよびその復帰ばねを包囲して遮断器本体ケースのカバーに装着した筒状支持ガイドとの組立体になり、かつ前記筒状ガイドの周面には押ボタンの先端側に形成した突起を嵌入して押ボタンをＯＮ／ＯＦＦ方向に案内する縦向きのスリット、および該スリットの下側終端から周方向に延びて押ボタンをロック位置に係止保持する係合段部を形成する（請求項５）。

上記構成によれば、回路遮断器に装備したモード切換スイッチユニットの押ボタンを切換操作するだけで、回路遮断器の地絡保護機能を“有効”，“無効”のモードに選択設定することができる。これにより、ユーザーサイドで所内配電設備の配電回路に漏洩電流が流れてないか否かを確かめるために回路遮断器の地絡保護機能を一時的に“有効”に切換え、その後は地絡保護機能を“無効”に切換えて配線用遮断器として使用する。あるいは、地絡保護機能を“無効”に設定して配線用遮断器として使用していた回路遮断器を、その地絡保護機能を“有効”に戻して漏電遮断器として運用することが可能になる。

この発明の実施例による回路遮断器の回路図である。 図１に対応する回路遮断器の組立構造を表す分解斜視図である。 図１におけるモード切換スイッチユニットの構成図であり、（ａ）はユニット全体の分解斜視図、（ｂ）は筒状ガイドの下面側から見た斜視図である。 図３におけるスイッチ本体の内部構造図であり、（ａ），（ｂ）はそれぞれスイッチＯＮ，ＯＦＦの状態を表す図である。 図３に示したモード切換スイッチの動作説明図あり、（ａ），（ｂ）はそれぞれ押ボタンの引き上げ，押込み状態を表す図である。

以下、この発明の実施の形態を図１〜図５に示す実施例に基づいて説明する。
まず、図１この発明による回路遮断器の回路図であり、図において、１はＲ，Ｓ，Ｔの各相に対応する主回路、２は主回路接点、３は主回路接点２の開閉機構部、４は操作ハンドル、５は主回路１の過負荷電流，短絡電流を検出して開閉機構部３をトリップ動作させる過電流引外し装置である。また、配電路の地絡電流を検出して開閉機構部３をトリップさせる漏電引外し装置は、Ｒ，Ｓ，Ｔ各相の主回路１を一次導体としてその不平衡電流を検出する零相変流器６と、零相変流器６の二次出力レベルから地絡発生を検知する漏電検出回路（ＩＣを含む電子回路）７と、漏電検出回路７からの出力信号を受けて開閉機構部３をトリップ動作させるトリップコイルユニット８からなる。

ここで、漏電検出回路７はその制御電源として、各相の主回路１に分岐接続した電源線９，整流回路１０を介して主回路の相間電圧を給電するようにし、この電源回路にはこの発明によるモード切換スイッチユニット１１が接続されている。なお、モード切換スイッチユニット１１の詳細な構造については後述する。また、図示例では主回路のＲ，Ｓ，Ｔ相の各相電圧を直流変換して給電しているが、Ｒ−Ｔ相の相間電圧を漏電検出回路７に給電する場合もある。

次に、前記のモード切換スイッチユニット１１を搭載した回路遮断器全体の組立構造を図２に示す。図２において、１２はケース１２ａ，カバー１２ｂおよびトップカバー１２ｃの分割構造になる回路遮断器の本体ケースである。ここで、本体ケース１２には、開閉機構部３、操作ハンドル４、過電流引外し装置５、零相変流器６、漏電検出回路７、トリップコイルユニット８、Ｒ，Ｓ，Ｔ相の各相に対応する主回路導体１３、消弧室１４、およびトリップコイルユニット８の機械的な出力信号を受けて開閉機構部３をトリップ動作させるトリップクロスバー１５の各機能部品が図示のようにレイアウトして搭載されている。

また、零相変流器６の環状コア，ケース１２ａの側壁，および零相変流器の環状コアに嵌挿したＵ字状の主回路導体（Ｒ相）１３で囲まれたケース内のスペースには前記のモード切換スイッチユニット１１のアセンブリーが収納配備されている。さらに、前記カバー１２ｂにはモード切換スイッチユニット１１に対向して該ユニットのスイッチ本体をＯＮ／ＯＦＦ操作する押ボタン１６を組み付けた上で、トップカバー１２ｃには押ボタン１６に対応する操作窓穴１２ｃ−１が開口している。

次に、前記したモード切換スイッチユニット１１および押ボタン１６の詳細構造を図３を参照して説明する。このモード切換スイッチユニット１１は、スイッチ本体１７と、該スイッチ本体１７の操作端に連係したアクチュエータ１８と、ユニットケース１９との組立体からなる
ここで、スイッチ本体１７は、図４で示すように内部が隔壁で仕切られた箱形のスイッチケース（モールド樹脂ケース）１７ａと、左右一対の接点を組みとしてスイッチケース１７ａの下部側に組み込んだ固定電極１７ｂと、該固定電極１７ｂに対向する橋絡形の可動接触子１７ｃと、各極の可動接触子１７ｃを一括保持してその操作端をスイッチケース１７ａから上方に引き出した可動接触子ホルダ１７ｄとからなり、接触子ホルダ１７ｄの先端にはフック形の摘み部１７ｄ−１が形成されている。

上記の構成で、摘み部１７ｄ−１を図４（ａ）の矢印Ａ方向に押し込むと、可動接触子１７ｃが固定電極１７ｂに接触してスイッチがＯＮとなる。また、接触子ホルダ１７ｃを図４（ｂ）の矢印Ｂ方向に引き上げると可動接触子１７ｃが固定電極１７ｂから開離してスイッチがＯＦＦとなる。

そして、このスイッチ本体１７は、図３で示すようにユニットケース１９の中段位置に形成したスイッチ支持段部１９ａに嵌め込んで取付けられる。なお、２０はスイッチ本体１７の固定電極１７ｂに配線してスイッチケース１７ａから引き出したリード線である。

また、前記ユニットケース１９の外側面には係合凸部１９ｃが形成されており、図２で表すように遮断器の本体ケース１２にモード切換スイッチユニット１１を装着した状態で、前記係合凸部１９ｃをケース１２ａの側壁上端縁に切欠き形成した係合溝１２ａ−１に嵌め込んで定位置に位置決め保持するようにしている。

また、前記のアクチュエータ１８は、軸部１８ａを揺動支点としてその左右両側にレバーアーム１８ｂ，１８ｃが伸びた揺動式レバーを基体として、前記軸部１８ａに付勢ばね１８ｄ（捩じりコイルばね）を組合せた構成になり、その軸部１８ａをユニットケース１９の頂部に設けた軸受部１９ｂに軸支して揺動可能に組み付ける。また、前記軸部１８ａから右側に伸びるレバーアーム１８ｂの先端には前記スイッチ本体１７から上方に引き出した摘み部１７ｄ−１に引っ掛ける係合腕部１８ｂが形成されている。また、軸部１８ａから左側に伸びるレバーアーム１８ｃは後記のようにケースカバー１２に配した押ボタン１６の先端と対峙させるようにしている。なお、前記アクチュエータ１８に組み付けた付勢ばね１８ｄは、アクチュエータの自由状態でレバーアーム１８ｂを時計方向に付勢してスイッチ本体１７をＯＮ位置に押し込み駆動する。

一方、押ボタン１６はプッシュ／捻回ロック式のボタンで、復帰ばね２１（圧縮コイルばね）と組合せて本体ケース１２のカバー１２ｂに一体成形した筒状ガイド２２に嵌入保持されており、この嵌入位置で押ボタン１６の先端が前記アクチュエータ１８のレバーアーム１８ｃに対峙する。

また、押ボタン１６の頭部にはドライバー（工具）を差し込む溝が切り込まれ、この頭部から下方に延在する軸部の先端に形成した係合突起１６ａを筒状ガイド２２の先端に係合して抜け止め保持されている。また、押ボタン１６の頭部周面にはガイド用の突起１６ｂを形成し、この突起１６ｂに対応して筒状ガイド２２の周面には縦方向の案内用スリット２２ａ、およびスリット２２ａの終端から周方向に延びる係合段部２２ｂが形成されている（図３（ｂ）参照）。この構造により押ボタン１６を押込み方向にガイドし、またプッシュ／捻回操作により押ボタン１６を押込み位置に係止保持するようにしている。

次に、図５（ａ），（ｂ）を参照して、モード切換スイッチユニット１１および押ボタン１６の動作，機能を説明する。すなわち、メーカーから出荷した回路遮断器の初期状態では、図５（ａ）のように押ボタン１６は復帰ばね２１のばね力を受けて筒状ガイド２２の上方に押し上げられている。この状態ではモード切換スイッチユニット１１のアクチュエータ１８が付勢ばね１８ｄ（図３参照）のばね力を受けて時計方向に揺動し、スイッチ本体１７の可動接触子ホルダ１７ｄ（図４参照）を押し下げて接点ＯＮの状態に保持している。これにより、図１に示した主回路１と漏電検出回路７との間が電源線９を介して接続され、主回路１の相間電圧が整流回路１０を介して漏電検出回路７に給電される。したがって、この状態では回路遮断器は漏電遮断器として機能する。

一方、外部からドライバーなどの工具を使って押ボタン１６を図５（ｂ）の矢印Ａ方向へ一杯に押し込んで捻回操作すると、押ボタン１６の先端がモード切換スイッチユニット１１のアクチュエータ１８を突き押してそのレバーアーム１８ｃを反時計方向に駆動するとともに、押ボタン１６自身はその頭部の突起１６ｂが筒状ガイド２２に形成した係合段部２２ｂに係合し、復帰ばね２１のばね力を受けて押込み位置に係止保持される。また、アクチュエータ１８も押ボタン１９に抑え込まれてこの位置に拘束保持される。

これにより、スイッチ本体１７は図４（ｂ）で示すように接触子ホルダ１７ｄが矢印Ｂ方向に引き上げられて接点がＯＦＦし、図１における電源線９の回路を断路する。その結果、漏電検出回路７は主回路１から切り離されて漏電遮断器としての機能が解除され、回路遮断器は配線用遮断器として機能するようになる。

また、この状態から漏電検出回路７に主回路電圧を給電して当該回路遮断器を漏電遮断器として機能させるには、遮断器ケースの外方から押ボタン１６を前記と逆方向に捻回操作する。これにより、押ボタン１６の突起１６ｂが筒状ガイド２２の係合段部２２ｂから外れ、復帰ばね２１のばね力を受けて押ボタン１６が上方に押し上げられる。したがって、いままで押ボタン１６に押さえ込まれていたアクチュエータ１８のレバーアームが付勢ばね１８ｄのばね力で時計方向に揺動し、スイッチ本体１７の可動接触子ホルダ１７ｄを押し込んでスイッチＯＮの状態に戻す。その結果、漏電検出回路７が主回路１から給電された状態に復帰して当該回路遮断器が漏電遮断器として機能するようになる。

上記の説明で判るように、押ボタン１６を押込み，釈放操作することにより、この操作に連動して図１の主回路１と漏電検出回路７との間の電源回路に接続したモード切換スイッチユニット１１のスイッチ接点をＯＮ，ＯＦＦして当該回路遮断器の地絡保護機能を“有効”，“無効”に設定できる。これにより、ユーザーは配電設備に装備した回路遮断器を必要に応じて漏電遮断器，あるいは配線用遮断器として使用することが可能となる。

なお、漏電遮断器として使用している状態で、回路遮断器の耐電圧試験（メガテスト）を実施する場合には、前記のモード切換スイッチをＯＦＦ操作することにより、電子回路の漏電検出回路を回路遮断器の主回路から切り離して試験電圧から安全に保護することができる。

１ 主回路
２ 主回路接点
３ 主回路接点の開閉機構部
５ 過電流引外し装置
６ 零相変流器
７ 漏電検出回路
８ トリップコイルユニット
９ 漏電検出回路の電源線
１１ モード切換スイッチユニット
１２ 遮断器の本体ケース
１６ 押ボタン
１７ スイッチ本体
１７ｂ 固定電極
１７ｃ 可動接触子
１７ｄ 可動接触子ホルダ
１８ アクチュエータ
１９ ユニットケース
２１ 復帰ばね
２２ 筒状ガイド

Claims (5)

1. 本体ケースに主回路接点，開閉機構部，過電流引外し装置、および零相変流器，漏電検出回路を含む漏電引外し装置を搭載した構成になる過電流保護機能と地絡保護機能を備えた回路遮断器において、
   主回路から漏電検出回路に給電する電源回路に介挿した接点をＯＮ，ＯＦＦして地絡保護機能を“有効”，“無効”に選択設定するモード切換スイッチユニットを装備したことを特徴とする回路遮断器。
2. 請求項１に記載の回路遮断器において、モード切換スイッチユニットが、遮断器の本体ケースに内装して主回路と漏電検出回路との間の給電回路に接続したスイッチ本体と、該スイッチ本体の操作端に連繋したアクチュエータを介してスイッチをＯＮ，ＯＦＦ操作する押ボタン式スイッチ操作部とからなり、そのスイッチ操作部の押ボタンの操作端を外部に臨ませて遮断器の本体ケースのカバーに装着したことを特徴とする回路遮断器。
3. 請求項２に記載の回路遮断器において、スイッチ本体が、各極の間が仕切られた絶縁物製のスイッチケースと、左右一対の接触子を組みとして前記スイッチケースの底部側に配した固定電極と、前記固定電極に対向配置した橋絡形の可動接触子と、各極の可動接触子を一括保持してスイッチケースの上方に引出した操作ロッドとの組立体になり、該スイッチ本体を遮断器の本体ケースに搭載した零相変流器と本体ケースの側壁との間の空きスペースに配置したことを特徴とする回路遮断器。
4. 請求項２に記載の回路遮断器において、アクチュエータが付勢ばねと組合せた揺動式レバーであり、その枢支軸部の両側に延在する一方のレバーアームをスイッチ本体の操作ロッドに連繋し、他方のレバーアームを押ボタンの先端に対峙させて配置したことを特徴とする回路遮断器。
5. 請求項２に記載の回路遮断器において、スイッチ操作部がプッシュ／捻回ロック式の押ボタンと、該押ボタンおよびその復帰ばねを包囲して遮断器本体ケースのカバーに装着した筒状支持ガイドとの組立体になり、かつ前記筒状ガイドの周面には押ボタンの先端側に形成した突起を嵌入して押ボタンをＯＮ／ＯＦＦ方向に案内する縦向きのスリット、および該スリットの下側終端から周方向に延びて押ボタンをロック位置に係止保持する係合段部を形成したことを特徴とする回路遮断器。