JP2017091935A - 電力開閉装置および電気機器 - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、遮断器では、遮断器の負荷側(出力側)で既定以上の電流が流れた場合、又は、既定以上の漏電が有った場合に、これを検知して遮断器が自動的に遮断し、その後は、故意に接続投入しない限りは、遮断したままになっている。図10には、多く知られた遮断器の例を示し、負荷側の電流を検出して、既定以上の電流が流れたか、既定以上の漏電が有ったかを検出して、回路接続スイッチを切断している。特許文献1や、市販の遮断器に多く見ることができるので、詳述は省略する。
ところが、従来の電力開閉装置、特に遮断器においても、送電側が送電を止めて、遮断器に入力側の電圧が下がった場合には、何ら、回路接続スイッチを切断することはない。このため、以下のような、不都合があった。例えば、回路接続スイッチが接続した状態で、送電側の都合、例えば、地震によるリスク回避のための送電停止、又は、送電線の補修や維持のための送電停止などでは、回路接続スイッチが接続したままになってしまう。或いは、長い間、送電が行われないために回路接続スイッチが接続した状態で安全が確保していた状態であったという場合がある。
このような状況では、遮断器の負荷側でつながった装置の不具合や配線の短絡などが発生していることがあると、送電が再開した場合に、回路接続スイッチが接続しているため、火災などの事故になってしまう。また、同様に、電熱器等の装置の主スイッチにおいても、同様に、送電停止後に主スイッチが接続し続けていて問題になることが起こっている。
以下、請求項に沿って記述する。
送電側配線と負荷側配線の間に接続され、両配線の間を断続可能な第一の接続スイッチと、前記送電側配線の交流電圧を検出して、所望の電圧より小さい場合は、送電が無いと判断して第一の接続スイッチを遮断する制御手段と、を備え、前記電圧が所望の値に復帰しても、意図的に第一の接続スイッチを接続しなければ、第一の接続スイッチの遮断状態を継続することを特徴とする。
前記交流電圧が所望の電圧より小さい場合は、
第一の接続スイッチ自体が遮断状態であるか、又は、第一の接続スイッチを電磁力で駆動するためのものであって、前記制御手段が有するリレーコイルの励磁電流が小さいことで第一の接続スイッチが遮断状態であるか、を特徴とする。
第一の接続スイッチと前記負荷側配線の間に、第二の接続スイッチを介在させ、前記負荷側配線を流れる電流を検出する回路電流・漏れ電流検出手段を備え、前記回路電流・漏れ電流検出手段により、第二の接続スイッチを遮断することを特徴とする。
第一の接続スイッチと第二の接続スイッチを共通の1つの接続スイッチとし、前記制御手段と前記回路電流・漏れ電流検出手段で駆動することを特徴とする。
前記送電側配線側に接続された請求項1から請求項4のいずれか1つに記載の電力開閉装置と、前記負荷側配線に接続された電気的機能を行う電気機器機能本体を有することを特徴とする。
以下図に沿って説明する。
本発明の電力開閉装置は、図1のように、回路Aと回路Bを備えている。ここでは、遮断器を例に示すが、これにこだわらない。
枠Bに囲まれた回路Bの部分は、図10で示した従来の遮断器部分であり、枠Aで囲まれた回路Aが、従来の遮断器部分の送電側(入力側)に備えられている。回路Aは、送電側と回路Bの入力端との間に接続した接続スイッチ110Aと、接続スイッチ110Aの接続/遮断を制御する制御手段120Aとを有し、制御手段120Aは、送電側配線130Aの交流電圧の有無を検出して、所望の電圧より小さい場合は、送電が無いと判断して接続スイッチ110Aを遮断し、電源が復帰しても、意図的に接続スイッチ110Aを接続しなければ、接続スイッチ110Aの遮断を継続するものである。
尚、回路Bは、従来の遮断器部になっており、接続スイッチ110Bとこれを遮断・接続をするための回路電流・漏れ電流検出手段120Bを備えていて、回路電流・漏れ電流検出手段120Bは、負荷側配線130Bの電流を検出している。電流の検出は、従来の遮断器で行われているように、短絡電流では、配線を囲んだコイルを、漏れ電流では、一般にゼロ相変流器が使用されている。回路電流・漏れ電流検出手段120Bは、配線の電流を検出し増幅する増幅器と、検出結果が所望の値以上ならば、接続スイッチ110Bを遮断するように駆動されるリレーコイルを備えている。接続スイッチ110Bは、一旦遮断されると故意に接続投入しなければ接続しないことはよく知られた通りである。
図1では、接続スイッチ110B、110Aが、回路Bと回路Aで別々にあって、回路B側では、負荷側の電流(回路電流・漏れ電流)の検出結果により、回路B側の接続スイッチ110Bが遮断するようになっている。前述のように、回路A側の接続スイッチ110Aは、送電側配線130Aの交流電圧の有無を受けた制御手段120Aにより、接続・遮断が行われていた。
図1との違いを示すと、図2では、図1の回路B側と回路A側の各接続スイッチ110B、110Aを共通の接続スイッチ110として1つにまとめ、回路B側の回路電流・漏れ電流検出手段120B、回路A側の制御手段120Aのいずれでも遮断できるようにしたものである。
3−Aでは、図1、図2との違いは、接続スイッチ110のみ存在し、これを断続する回路電流・漏れ電流検出手段120Bが無いために、負荷側配線130Bの電流を検出していないことである。そのため、接続スイッチ110は、電源を接続又は遮断するスイッチになっている。但し、接続スイッチ110は、図1、図2と同じく、制御手段120Aを備えて、これが、送電側配線130Aの交流電圧の有無を検出して、所望の電圧より小さい場合は、送電が無いと判断して接続スイッチ110を遮断し、電源が復帰しても、意図的にスイッチ起動手段140によって接続スイッチ110を接続しなければ、接続スイッチ110の遮断を継続するものであることは同じである。スイッチ起動手段140は、手動ノブ、プッシュボタン、切替ハンドルなどの各種の形態がある。
尚、図1のように接続スイッチA、接続スイッチの両者があるものに適用しても同様である。
図4は、本発明の電力開閉装置の制御手段の一実施態様を示す図である。
制御手段120Aは、図1、図2に見るように、送電側配線130Aを受ける入力端子とその結果、接続スイッチ110又は110Aを遮断駆動する制御出力を持っているが、制御出力としては、リレーコイルからの電磁力を利用できる。電磁力によって、接続スイッチ110又は110Aの電気切片が動き、遮断を行う。半導体スイッチ等は、内部抵抗が大きく好ましくない。
先ず、送電側配線に送電がなされていて、配線間に電圧がある場合から説明する。
送電線U、W間の電圧が下がるため、第一のリレーコイルT1,313を流れる電流は下がり、或いは無くなって、電磁力も低下し、第二のメーク接点S2,320は非接続となり、第三のリレーコイルT3,330の電流もなくなって、接続スイッチ110又は110Aと第四のメーク接点S4,340は非接続になる。従って、送電が停止すると、接続スイッチ110又は110Aは、一旦遮断されることになる。勿論意図的にリセットスイッチRS312を押しても同じである。
直流リレーを使用した例である。
図4の交流リレーを利用した場合に比べて、整流回路等が必要な分、余計になる。
図5において、送電線U、W間の配線を整流器410で受けて、交流電圧を直流電圧に直す。コンデンサ420で平滑して直流電圧の安定化を図っている。二次電池430に蓄電しているが、必ずしも必要ではない。なぜなら、送電線U、W間に電圧があるときには、整流した直流電圧が得られ、停電により送電線U、W間に電圧が無くなったときには、コンデンサ420に蓄電している時間遅れを持って、接続駆動部310、第二のメーク接点S2,320、第三のリレーコイルT3,330、第四のメーク接点S4,340が動作する。これらは、図3で説明したことと全く同じであるので、動作説明は省略する。違いは、図4では、交流で動作するものだったが、図5では直流で動作する部品を使用する。
図5と図6の違いは、第四のメーク接点S4,340が無いだけである。図4においても第四のメーク接点S4,340が無いものが可能である。図5では、自己保持回路の動作タイミングが第三のリレーコイルT3,330の動作タイミング、すなわち、接続スイッチ110又は110Aの動作タイミングと同じになる点が違う。図6では、自己保持回路の動作タイミングが、接続スイッチ110又は110Aの動作タイミングより早く起こる。
送電線U、W、Vの配線の電圧を検出し、所望の値より電圧が低い場合は、第三のメーク接点S3,350を非接続にする電源電圧検出手段600を備える。第三のメーク接点S3,350は、図のように、第二のメーク接点S2,320と第三のリレーコイルT3,330に直列に接続している。従って、送電線U、W、Vの配線の電圧が送電状態にあれば、第三のメーク接点S3,350を接続し、送電線U、W、Vの配線の電圧が停電状態にあれば、第三のメーク接点S3,350は非接続となる。
送電線U、W、Vの配線の電圧が送電状態において、手動スイッチPS311を接続すると、第一のリレーコイルT1,313に電流が流れて、第一のメーク接点S1,314と第二のメーク接点S2,320が接続され、第三のメーク接点S3,350が接続状態にあるため、第三のリレーコイルT3,330に電流が流れ、接続スイッチ110又は110Aが接続し、負荷側に電源が伝達する。同時に第四のメーク接点S4,340が接続し、自己保持状態となる。停電により、送電線U、W、Vの配線の電圧が低下すると、電源電圧検出手段600で電圧の低下を検出して、第三のメーク接点S3,350を非接続とし、第三のリレーコイルT3,330に電流が流れなくなる。故に、接続スイッチ110又は110Aが非接続となる。同時に、第四のメーク接点S4,340が非接続になり、自己保持回路が保持を解除する。従って、第一のリレーコイルT1,313の電流も流れなくなって、第一のメーク接点S1,314と第二のメーク接点S2,320が非接続が確定する。このような状態で、停電状態から送電状態に復帰しても、第三のメーク接点S3,350が接続状態になるだけで、第一のメーク接点S1,314,と第二のメーク接点S2,320が非接続なので、第三のリレーコイルT3,330に電流が流れずに、接続スイッチ110又は110Aは遮断状態のままである。遮断状態を脱するには、意図的に手動スイッチPS311を接続にする必要がある。
図7との違いは、第四のメーク接点S4がない。送電線U、W、Vの配線の電圧が送電状態にある時は、図7と違いはない。停電により、送電線U、W、Vの配線の電圧が低下すると、電源電圧検出手段600がそれを検出して、第三のメーク接点S3,350が非接続となり、第三のリレーコイルT3,330に電流が流れなくなる。その結果、接続スイッチ110又は110Aが遮断となる。第四のメーク接点S4,340がないので、自己保持状態は続いている。そのため、送電線U、W、Vの配線の電圧が短時間に復活すると第三のメーク接点S3,350が再度接続になり、第三のリレーコイルT3,330に電流が流れて、接続スイッチ110又は110Aが接続に戻る。このように、送電線U、W、Vの配線の電圧が変化する間、動作が不安定になる恐れがある。故に、電源電圧検出手段600を用いた場合は、第四のメーク接点S4,340がある方が安定な動作が可能である。第四のメーク接点S4,340が無い場合は、送電線U、W、Vの配線が無くなって、二次電池430の蓄電電圧が低下すると、第一のリレーコイルT1,313の電流も流れなくなって、自己保持状態が解除される。従って、二次電池430、二次電池430が無い場合はコンデンサ420、の電荷が無くなった後は、自己保持状態が解除されているので、短時間以外は問題とはならない。例えば、停電の場合は、少なくとも時間的に秒単位以上の長い停電が普通なので、そのような短時間に事故に至る不都合があるとは考えられず、電源が復帰しても事故には至らない。従って、余り問題にはならない。
送電線U、W、Vの配線の電圧を整流回路で整流して、所望の閾電圧と比較し、その結果でリレーコイルを駆動する。ここは、色々の回路が使用できる。
120A 制御手段
120B 回路電流・漏れ電流検出手段
130A 送電側配線
130B 負荷側配線
140 スイッチ起動手段
150 電気機器機能本体
310 接続駆動部
311 手動スイッチPS
312 リセットスイッチRS
313 第一のリレーコイルT1
314 第一のメーク接点S1
320 第二のメーク接点S2
330 第三のリレーコイルT3
340 第四のメーク接点S4
350 第三のメーク接点S3
410 整流器
420 コンデンサ
430 二次電池
600 電源電圧検出手段
Claims (5)
- 送電側配線と負荷側配線の間に接続され、両配線の間を断続可能な第一の接続スイッチと、前記送電側配線の交流電圧を検出して、所望の電圧より小さい場合は、送電が無いと判断して第一の接続スイッチを遮断する制御手段と、を備え、前記電圧が所望の値に復帰しても、意図的に第一の接続スイッチを接続しなければ、第一の接続スイッチの遮断状態を継続することを特徴とする電力開閉装置。
- 前記交流電圧が所望の電圧より小さい場合は、
第一の接続スイッチ自体が遮断状態であるか、又は、第一の接続スイッチを電磁力で駆動するためのものであって、前記制御手段が有するリレーコイルの励磁電流が小さいことで第一の接続スイッチが遮断状態であるか、を特徴とする請求項1記載の電力開閉装置。 - 第一の接続スイッチと前記負荷側配線の間に、第二の接続スイッチを介在させ、前記負荷側配線を流れる電流を検出する回路電流・漏れ電流検出手段を備え、前記回路電流・漏れ電流検出手段により、第二の接続スイッチを遮断することを特徴とする請求項1または請求項2記載の電力開閉装置。
- 第一の接続スイッチと第二の接続スイッチを共通の1つの接続スイッチとし、前記制御手段と前記回路電流・漏れ電流検出手段で駆動することを特徴とする請求項3記載の電力開閉装置。
- 前記送電側配線側に接続された請求項1から請求項4のいずれか1つに記載の電力開閉装置と、前記負荷側配線に接続された電気的機能を行う電気機器機能本体を有することを特徴とする電気機器。
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JPS6037616A (ja) * | 1983-08-08 | 1985-02-27 | 樋渡 勝 | 停電復旧時開路型小形スイツチ |
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