JP2011210456A

JP2011210456A - 電子式回路遮断器

Info

Publication number: JP2011210456A
Application number: JP2010075561A
Authority: JP
Inventors: Kenta Suzuki; 健太鈴木
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2010-03-29
Filing date: 2010-03-29
Publication date: 2011-10-20
Anticipated expiration: 2030-03-29
Also published as: JP5433480B2

Abstract

【課題】電流検出変流器の大きさ、性能を維持しつつ寸法小型化を図った電子式回路遮断器を提供する
【解決手段】電源側端子と負荷側端子間に接続された各相の主回路導体と、上記主回路導体が貫通し各相の主回路電流を検出する電流検出変流器と、上記変流器で過電流が検知されたとき過電流信号を出力する引外し制御回路と、上記引外し信号により引外し動作を起す過電流引外し装置を備えた電子式回路遮断器において、電流検出変流器の配置構造を同一直線上に配置せず、電源−負荷側方向、相方向にずらして配置し、各相の電流検出変流器を密集させることで、電流検出変流器の大きさを変更せず回路遮断器リレー部の横幅寸法を小さくした。
【選択図】図２

Description

本発明は、過電流から電路を保護する電子式回路遮断器に関するものである。

図１に電子式回路遮断器の一例の構造図を示す。電子式回路遮断器は、主回路を遮断する接点部１１からなり、主回路の電流を検出する電流検出変流器１２を備え、過電流引外し制御回路１３によって所定の電流値を超えた場合過電流とみなして引外し信号を発生し、この引き外し信号を過電流引外し装置１４に送って引外し動作させて機構部１５を引外し、電子式回路遮断器をトリップ動作させる。

従来の電子式回路遮断器は、特許文献１（特開平１１−０９６８８２号公報）に示すように、三相の各主回路に電流検出変流器を備え、この電流検出変流器から負荷電流を検出して電子回路からなる過電流引外し装置ユニットに供給し、信号処理装置で過電流を検出して引き外し動作を生じさせている。従来の電子式回路遮断器の電流検出変流器の配置構造を図３に示す。従来の電子式回路遮断器では、三相の各負荷側端子２３から電源側に伸びる各主回路導体２４にこの導体が貫通するように磁気コア２１が設けられ、この磁気コア２１に電流検出コイル２２が巻装されている。各主回路導体２４に流れる負過電流により磁気コア２１に磁束が流れ、この磁束によりコイル２２で負過電流の大きさに応じた電流が流れ、負過電流を検出するように構成されている。

三相の主回路の各電流検出変流器２１は、電源−負荷側方向に対し各相同一直線上に配置されている。すなわち、電流検出変流器２１の磁気コア２１・電流検出コイル２２の中心と負荷側端子２３、主回路導体２４の中心とが同一線上に配置される構造であった。

特開平１１−０９６８８２号公報

従来の技術においては、上記のように電流検出変流器を電源−負荷方向に対し同一直線上に配置されているが、電流検出変流器が大きなスペースを占めており、これらが収納されるように電子式回路遮断器の横方向寸法が決められている。このため、電子式回路遮断器の寸法小形化のためには、電流検出変流器の寸法すなわち、磁気コアおよびコイルの小形化が必須となる。しかし、磁気コアおよびコイルの小形化は、磁気コアの磁束減少による電流検出精度の低下、および変流器コイルの巻数減少による検出電流増加による発熱量の増加につながり、また電流検出変流器に通す主回路貫通導体の断面積も縮小しなければならないため、電気抵抗の増加によって主回路貫通導体周囲部品および遮断器端子温度の上昇となる。

本発明の目的は、従来技術の欠点に鑑み、電流検出変流器の大きさ、性能を維持しつつ寸法小型化を図った電子式回路遮断器を提供することにある。

本発明は、電源側端子と負荷側端子間に接続された各相の主回路導体と、上記主回路導体が貫通し各相の主回路電流を検出する電流検出変流器と、上記変流器で過電流が検知されたとき過電流信号を出力する引外し制御回路と、上記引外し信号により引外し動作を起す過電流引外し装置を備えた電子式回路遮断器において、
隣接する相の電流検出変流器を電源−負荷側方向に位置をずらして配置したことを特徴とする。

また、上記に記載の電子式回路遮断器において、隣接相の電流検出変流器を主回路導体に沿って位置をずらして配置したことを特徴とする。また、上記に記載の電子式回路遮断器において、隣接相の電流検出変流器を相方向に位置をずらして配置したことを特徴とする。

また、上記に記載の電子式回路遮断器において、隣接相の電流検出変流器を千鳥状に配置したことを特徴とする。また、上記に記載の電子式回路遮断器において、隣接相の主回路導体の一方は電流検出変流器を貫通する部分で隣接相側に変位するように形成されたことを特徴とする。また、上記に記載の電子式回路遮断器において、隣接相の主回路導体の一方は電流検出変流器の偏心位置を貫通するように形成されたことを特徴とする。

また、上記に記載の電子式回路遮断器において、上記電流検出変流器は三相からなり、両端相の電流検出変流器を中央相側に位置をずらして配置したことを特徴とする。また、上記に記載の電子式回路遮断器において、上記主回路導体は三相からなり、両端相の主回路導体を中央相側に変位するように配置したことを特徴とする電子式回路遮断器。

また、電流検出変流器の配置構造を同一直線上に配置せず、電源−負荷側にオフセットさせ電流検出変流器を配置した。さらに電流検出変流器を相方向にずらすことで、各相の電流検出変流器を横幅方向に詰めることができ、電流検出変流器を密集させる構造とした。

本発明によれば、主回路の負過電流の検出性能を低下することなく、回路遮断器の寸法を縮小することができる。また、主回路導体、電流検出変流器コイルの温度上昇の抑制を図ることができ、さらに、各相の電流検出変流器を同じ部品で構成でき、部品の共用化が図れる。

本発明実施例の電子式回路遮断器の縦断面図である。本発明実施例の電流検出変流器の配置構造図である。従来の電流検出変流器の配置構造図である。

図に基いて本発明の実施例を説明する。図１は実施例として三相の電子式回路遮断器の構造を示し、主回路の系統については三相のうち一相分の構成が示され、図２は三相の電流検出変流器の配置構造を示す。

図１において回路遮断器は、負荷側端子１９と電源側端子２０の間に接続された主回路導体１８の電流を断続するための接点部１１と、接点部を開閉するための開閉機構部１５と、過電流のなどの条件で開閉機構部１５を引外し動作させる過電流引外し装置１４によって構成される。上記主回路導体１８には、負荷側端子１９の近傍に電流検出変流器１２が配置される。電流検出変流器１２は、磁気コア１６が導体１８によって貫通され、磁気コア１６の下辺に電流検出コイル１７が巻装されている。

図２において、負荷側端子１９、２９、３９から電源側に伸びる各相の主回路導体１８、２８、３８には、それぞれ各相導体が貫通するように磁気コア１６、２６、３６が取付けられている。各磁気コアにはそれぞれ電流検出コイル１７、２７、３７が巻装されている。主回路導体１８、２８、３８をそれぞれ三相のＲ相、Ｓ相、Ｔ相とすると、Ｒ相の電流検出変流器１２は磁気コア１６と電流検出コイル１７によって構成され、Ｓ相の電流検出変流器は磁気コア２６と電流検出コイル２７によって構成され、Ｔ相の電流検出変流器は磁気コア３６と電流検出コイル３７によって構成される。

各主回路導体の負過電流は各相に設置された上記各電流検出変流器によって検知され、各電流検出コイルによって負荷電流を微少電流に変換し、過電流が流れた場合に二次出力された過電流信号として引外し制御回路（引外し制御基板が内蔵）１３の信号を受け、引外し装置１４が動作する。引外し制御回路１３と引外し装置１４は一組のみ備え、いずれかの相の電流検出コイルが過電流を検出したとき、引き外し動作が行なわれる。

本実施例では、図２に示すように各相の電流検出変流器の配置に特徴を有している。隣接する相の電流検出変流器を電源−負荷側方向に位置をずらして配置している。具体的には、両端相のＲ相の電流検出変流器（１６、１７）とＴ相の電流検出変流器（３６、３７）に比べ、中央相のＳ相の電流検出変流器（２６、２７）を電源側に向けて主回路導体に沿って（図２で上方に）位置をずらして千鳥状に配置している。

上記配置により隣接相の電流検出変流器を相方向に位置をずらして配置することができる。すなわち、両端相のＲ相とＴ相の磁気コア１６と３６を中央相のＳ相の磁気コア２６に接近させて（ずらして）磁気コア同士を部分的に重ねて配置することができる。図２では、Ｒ相の磁気コア１６の左端とＳ相の磁気コア２６の右端が一部重なっており、Ｔ相の磁気コア３６の右端とＳ相の磁気コア２６の左端が一部重なっている。

また、上記隣接相の電流検出変流器を相方向に位置をずらしたことに伴い、位置をずらした相の主回路導体は隣接相側に変位するように加工形成されている。Ｓ相の主回路導体１８についてみると、磁気コア１６を貫通する部分で隣接相のＳ相側に形状が変位するように加工形成されている。Ｔ相の主回路導体３８についてみると、磁気コア３６を貫通する部分で隣接相のＳ相側に形状が変位するように加工形成されている。この加工形成されている部分の導体は断面積が変化しないように形成され、通過電流容量が低下しないように構成される。

上記主回路導体１８と３８を隣接のＳ相方向に大きく変位すると、導体の相間絶縁距離が短くなり絶縁性能が低下する恐れがある。従って、本実施例では変位が形成された主回路導体１８、３８がそれぞれ磁気コア１６、３６の偏心位置を貫通するようにして、変位が大きくならないように構成されている。

本実施例は図２に示すように、各相の電流検出変流器が干渉しないようにその配置を電源−負荷側方向および相方向へずらし、各相の電流検出変流器を横幅方向に詰めることができ、電流検出変流器を密集させることができる。これによって、電流検出変流器の仕様を維持しつつ、回路遮断器全体の横幅寸法を小形化することが可能である。

また本実施例では、回路遮断器のＲ、Ｔ相に関し、主回路導体１８、３８と電流検出変流器の中心位置を外す（偏心位置）ことで、主回路導体１８、３８と電流検出変流器磁気コア１６、３８の干渉を避けて、主回路導体の断面積と、相間絶縁距離を確保することができる。

以上説明した電流検出変流器の配置構造および主回路導体の形状により、電流検出変流器の大きさを維持しつつ、回路遮断器の横幅方向に小形化することができる。従って、回路遮断器の小形化や寸法を変えない場合は回路遮断器ケースの肉厚余裕を確保することができ、主回路導体の断面積、電流検出変流器コイル仕様を変えることないので、各部品の温度上昇を抑制することができる。

１１…接点部、１２…電流検出変流器、１３…引外し制御回路、１４…過電流引外し装置、１５…開閉機構部、１６、２６、３６…磁気コア、１７、２７、３７…電流検出コイル、１６・１７、２６・２７、３６・３７…電流検出変流器、１８、２８、３８…主回路導体、１９、２９、３９…負荷側端子、２０…電源側端子、１６・１７、３６・３７…両端相の電流検出変流器、２６・２７…中央相の電流検出変流器、１８、３８…両端相の主回路導体、２８…中央相の主回路導体。

Claims

電源側端子と負荷側端子間に接続された各相の主回路導体と、上記主回路導体が貫通し各相の主回路電流を検出する電流検出変流器と、上記変流器で過電流が検知されたとき過電流信号を出力する引外し制御回路と、上記引外し信号により引外し動作を起す過電流引外し装置を備えた電子式回路遮断器において、
隣接する相の電流検出変流器を電源−負荷側方向に位置をずらして配置したことを特徴とする電子式回路遮断器。
請求項１に記載の電子式回路遮断器において、隣接相の電流検出変流器を主回路導体に沿って位置をずらして配置したことを特徴とする電子式回路遮断器。
請求項１または２に記載の電子式回路遮断器において、隣接相の電流検出変流器を相方向に位置をずらして配置したことを特徴とする電子式回路遮断器。
請求項１〜３のいずれかに記載の電子式回路遮断器において、隣接相の電流検出変流器を千鳥状に配置したことを特徴とする電子式回路遮断器。
請求項１〜４のいずれかに記載の電子式回路遮断器において、隣接相の主回路導体の一方は電流検出変流器を貫通する部分で隣接相側に変位するように形成されたことを特徴とする電子式回路遮断器。
請求項１〜５のいずれかに記載の電子式回路遮断器において、隣接相の主回路導体の一方は電流検出変流器の偏心位置を貫通するように形成されたことを特徴とする電子式回路遮断器。
請求項１〜４のいずれかに記載の電子式回路遮断器において、上記電流検出変流器は三相からなり、両端相の電流検出変流器を中央相側に位置をずらして配置したことを特徴とする電子式回路遮断器。
請求項１、５または６のいずれかに記載の電子式回路遮断器において、上記主回路導体は三相からなり、両端相の主回路導体を中央相側に変位するように配置したことを特徴とする電子式回路遮断器。