JP2531294B2 - 漏電検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、負荷に流れる漏洩電流を検出する漏電検出
装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、この種の漏電検出装置には、第４図及び第５
図の如きものがあった。

すなわち、２次巻線1aを巻回する磁性鉄芯1bに交流電
路２を貫通させて零相変流器１を設け、この零相変流器
１の２次巻線1aに負荷抵抗3a及び互いに逆向きにした一
対の過電圧防止用ダイオード3bを並列接続して、交流電
路２の負荷側で漏電が発生し第５図（ａ）のような漏洩
電流が流れると、第５図（ｂ）の如き検出電圧を出力さ
せる。

この零相変流器１の検出電圧は、第１の比較回路４に
入力され、第１の比較回路４では、入力された第５図
（ｂ）の如き検出電圧と片側の所定値V1とを比較して、
充放電制御回路５に出力する。この第１の比較回路４の
出力に応じ、充放電制御回路５では、第５図（ｃ）の如
く、検出電圧が所定値V1以上の際にコンデンサ６に充電
を行う。尚、検出電圧が所定値V1以下の際にはコンデン
サ６の電荷を放電させる。

このコンデンサ６の第５図（ｃ）の如き電圧は、第２
の比較回路７に入力され、第２の比較回路７では、コン
デンサ５の電圧が所定値V2以上になった時点で、第５図
（ｃ）の如く、漏電信号を出力する。

この第２の比較回路７の第５図（ｃ）の如き漏電信号
に応答して、充放電制御回路５はコンデンサ６の充電電
荷を放電させると共に、第２の比較回路７は所定値V2を
低レベルに下げて、漏電信号の時間を確保する。

しかも、この第２の比較回路７から出力される漏電信
号は、出力回路８を介してスイッチング素子９に送出さ
れ、スイッチング素子９がオン動作して引外しコイル10
を励磁し、交流電路２に設けた主接点11を開極させる。

また、零相変流器１の磁性鉄心1bを挿通して交流電路
２にテストスイッチ12a及び抵抗12bの直列回路を接続し
たテスト回路12を設けている。このテストスイッチ12a
の操作により、テスト回路12に通電して零相変流器１の
磁性鉄芯1bに磁束を与え、零相変流器１の２次巻線1aよ
り検出電圧を出力させてテスト動作を行う。

尚、第１及び第２の比較回路４、７と充放電制御回路
５と出力回路８とには、交流電路２から降圧用抵抗13a
とダイオード13bと平滑用コンデンサ13cと定電圧電源を
出力する電源回路13dとでなる電源供給手段を通じて、
電源供給が行われている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかして、上述の漏電検出装置にあっては、雷サージ
或いは開閉サージ等の異常サージに対し、第６図及び第
７図に示すような現象を発生した。

すなわち、まず時間t1で、電路２に第６図（ａ）の如
き、検出側（所定値V1を設けた側）の異常サージが発生
すると、零相変流器４からは、第６図（ｂ）の如く、第
１の比較回路４が判別する片側の所定値V1方向に零相変
流器１から異常サージに対応した電圧を発生すると共
に、この異常サージに対応して反対側の方向に異常サー
ジより長時間の逆起電圧が発生する。

この零相変流器１の検出電圧に対応して、充放電制御
回路５は、異常サージ部分に対応した時間のみコンデン
サ６を充電するが、第６図（ｃ）の如く、その異常サー
ジ部分の時間は短く、第２の比較回路７の所定値V2を越
えないため、誤った漏電信号は出力しない。

次に、時間t2で、電路２に第６図（ａ）の如き非検出
側（所定値V1を設けた反対側）の異常サージが発生する
と、零相変流器４からは上述した検出側の異常サージと
対称的な検出電圧を出力する。

この零相変流器１の検出電圧に対応して、充放電制御
回路５は、逆起電圧部分に対応した時間、すなわち異常
サージ部分に対応した時間より長い時間、コンデンサ６
を充電する。

このコンデンサ６に充電する時間を見込んで、第２の
比較回路７の所定値V2を設定することにより、誤った漏
電信号は出力されない。

しかしながら、時間t3乃至時間tnの如く、電路２に、
第６図（ａ）の如き時間t2と同方向である非検出側の異
常サージが何度も発生すると、零相変流器４から出力さ
れる逆起電圧の最大値は徐々に大きく、これに伴って逆
起電圧部分に対応した時間も長くなり、ついには、その
時間が設定された時間、すなわち所定値V1に達する時間
よりも長くなり、コンデンサ６の電圧が第２の比較回路
７の所定値V2以上となり、時間tn−１で第６図（ｄ）の
如く、誤った漏電信号を出力していた。

この非検出側の異常サージの発生回路ｎと、コンデン
サ６の電圧が第２の比較回路７の所定値V2に達する時間
ｔとの関係は、零相変流器１の磁性鉄心1bの磁化状態に
関係して、第７図の如き特性となる。

本発明は、かかる事由に鑑みて成したもので、その目
的とするところは、非検出側の異常サージの発生に対し
て誤動作の少ない漏電検出装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

かかる課題を解決するため、本発明の漏電検出装置
は、交流電路を貫通させた磁性鉄芯に２次巻線を巻回す
る零相変流器と、この零相変流器の２次巻線から出力さ
れる検出電圧の片側が所定の大きさと時間との積を越え
た時に漏電信号を出力する信号処理手段と、前記交流電
路に接続したテストスイッチ及び抵抗の直列回路でなり
このテストスイッチの操作で前記零相変流器の磁性鉄芯
に磁束を与えるよう通電するテスト回路とで構成した漏
電検出装置に於いて、前記テスト回路に、前記信号処理
手段が判別する片側の検出電圧を発生させる方向のダイ
オードを直列接続してなるものである。

〔作用〕

本発明の漏電検出装置は、テストスイッチの操作によ
って漏電検出装置のテスト動作を行うに当たり、零相変
流器の磁性鉄芯に検出側の磁束のみを与える関係で、非
検出側の複数もの異常サージによる磁性鉄芯の磁化状態
を、初期方向に戻すよう作用させることが可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図乃至第３図に基づ
き、従来の技術の構成と同様のものには同符号を付し
て、説明する。

すなわち、フェライト或いは珪素鋼板等の磁性鉄芯1b
に２次巻線1aを巻回した零相交流器１に、電源と負荷と
を接続する交流電路２を挿通させている。

この零相変流器１の２次巻線1aには、負荷抵抗3a及び
互いに逆向きにした一対の過電圧防止用ダイオード3bを
並列接続している。

この零相変流器１の２次巻線1aから出力される検出電
圧は第１の比較回路４に入力される。

この第１の比較回路４では、入力された検出電圧と片
側の所定値V1とを比較し、検出電圧が片側の所定値V1以
下の場合には低レベルの信号を、検出電圧が片側の所定
値V1以上の場合には高レベルの信号を出力する。

この第１の比較回路４の出力は、充放電制御回路５に
入力されて、第１の比較回路４の出力に応答して、コン
デンサ６を充放電する。

この充放電制御回路５では、第１の比較回路４が低レ
ベルの信号の場合には、コンデンサ６の電荷を放電し、
第１の比較回路４が高レベルの信号の場合には、コンデ
ンサ６を充電する。

このコンデンサ６の電圧は、第２の比較回路７に入力
され、第２の比較回路７ではコンデンサ６の電圧と所定
値V2とを比較し、コンデンサ６の電圧が所定値V2以上と
なった時点で高レベルの漏電信号を出力する。

この第２の比較回路７の漏電信号の出力に応答して、
充放電制御回路５はコンデンサ６の充電を停止して電荷
を徐々に放電させると共に、第２の比較回路７は所定値
V2を低レベルに下げて、漏電信号の時間を確保する。

しかして、この第１の比較回路４と充放電制御回路５
とコンデンサ６と第２の比較回路７とで、零相変流器１
の２次巻線1bから出力される検出電圧の片側が所定の大
きさと時間との積を越えた時に漏電信号を出力する信号
処理手段Ａを構成している。

さらに、この第２の比較回路７から出力される漏電信
号は出力回路８に入力され、出力回路８にて増幅されて
スイッチング素子９に送出される。

このスイッチング素子９は、交流電路２に設けた主接
点11を開極させる引外しコイル10を介して交流電路２に
接続されている。

また、零相変流器１の磁性鉄芯1bを挿通して、交流電
路２に、テストスイッチ12aと抵抗12bとダイオード12c
とを直列接続したテスト回路12を接続している。

このダイオード12cは、テストスイッチ12aを閉極して
テスト回路12に通電した時に、零相変流器１の２時巻線
1bの出力が第１の比較回路４の片側の所定値V1側となる
方向に、すなわち零相変流器１が信号処理手段Ａが判別
する片側の検出電圧を発生させる方向に接続されてい
る。

さらに、第１及び第２の比較回路４、７と充放電制御
回路５と出力回路８とには、交流電路２から降圧用抵抗
13aとダイオード13bと平滑用コンデンサ13cと定電圧電
源を出力する電源回路13dとでなる電源供給手段を通じ
て、電源供給が行われている。

しかして、この漏電検出装置の漏電検出動作状態を第
２図に基づき説明すると、第２図（ａ）の如く、時間t1
より徐々に漏電電流が増加する時に、第２図（ｂ）の如
く、時間t2で第１の比較回路４の所定値V1を超えて、第
２図（ｃ）の如く、充放電制御回路５がコンデンサ６を
充電するものの、第１の比較回路４の所定値V1以下なる
時間t3までの時間が短く、コンデンサ６の電圧は第２の
比較回路７の所定値V2を超えず、第２の比較回路７は漏
電信号を出力しない。

つぎに、さらに漏電電流が増加した時間t4で、第１の
比較回路４の所定値V1を超えて充放電制御回路５がコン
デンサ６を充電すると、時間t5でコンデンサ６の電圧は
第２の比較回路７の所定値V2以上となり、第２の比較回
路７は漏電信号を出力する。

このとき、充放電制御回路５はコンデンサ６の電荷を
徐々に放電させると共に、第２の比較回路７はコンデン
サ６の電圧と比較する所定値V2を低レベルとし、漏電信
号の出力時間を確保する。

この第２の比較回路７の漏電信号に応答して、出力回
路８は、スイッチング素子９をオン動作させて引外しコ
イル10を励磁し、主接点11を開極して電路２を遮断す
る。

次に、この漏電検出装置の雷サージ或いは開閉サージ
等を異常サージに対する動作及びテスト動作状態を第３
図に基づき説明する。

まず、第３図（ａ）の如く、時間t6で非検出側（所定
値V1を設けた反対側）の異常サージが電路２に発生する
と、第２図（ｂ）の如く、第１の比較回路４の所定値V1
を超える逆起電圧が発生するものの時間が短く、第２図
（ｃ）の如く、コンデンサ６の電圧が第１の比較回路７
の所定値V2よりも小さく、漏電信号を出力しない。

つぎに、時間t7で非検出側の異常サージが続いて電路
２に発生すると、第２図（ｂ）の如く、前回のものより
大きい第１の比較回路４の所定値V1を超える逆起電圧が
発生するものの、未だ時間が短く、第２図（ｃ）の如
く、コンデンサ６の電圧が第１の比較回路７の所定値V2
よりも小さく、漏電信号を出力しない。

尚、この経過からすると、次の非検出側の異常サージ
が電路２に発生したならば、逆起電圧がさらに大きくな
り、漏電信号を出力する恐れがある。

しかしながら、次の非検出側の異常サージが発生する
以前の時間t8で、テストスイッチ12aを操作してテスト
回路12にダイオード12cを通じて半波の電流を通電する
と、零相変流器１の磁性鉄芯1bに磁束が与えられて２次
巻線1aより検出側の電圧が出力される。

このとき、零相変流器１の磁性鉄芯1bに磁束が与えら
ることに伴って、零相変流器１の磁性鉄芯1bの磁化特性
が初期の方向に戻される。

さらに、この零相変流器１の検出電圧が、第１の比較
回路４の所定値V1を超えた時間t9よりコンデンサ６は充
電され、コンデンサ６の電圧が第１の比較回路７の所定
値V2以上となった時間t10で漏電信号を出力し、出力回
路８、スイッチング素子９、引外しコイル10を通して、
主接点11の開極動作を行う。

このテスト動作により、次に非検出側の異常サージが
発生する時間t11では、零相変流器１の２次巻線1aよ
り、第１の比較回路４の所定値V1を超える逆起電圧が発
生するものの、時間t7で発生した非検出側の異常サージ
のものよりも抑制され、その時間が短く、第２図（ｃ）
の如く、コンデンサ６の電圧が第１の比較回路７の所定
値V2よりも小さく、漏電信号を出力しない。

尚、異常サージの中で特にサージ電流の大きい雷サー
ジに応答して漏電検出装置が誤動作を起こす可能性が大
きいが、雷サージは数回／年と回数が少なく、またテス
ト動作も数回／年程度の実施が推奨されており、この頻
度からしてもテスト動作による零相変流器１への作用は
有効なものに出来る。

また、一実施例では、テスト回路12は、零相変流器１
の磁性鉄芯1bを貫通させて交流電路２に接続したが、零
相変流器１の磁性鉄芯1bを跨がせて交流電路２に接続
し、テスト回路12への通電により零相変流器の磁性鉄芯
に磁束を与えるようにしてもよい。

また、零相変流器の２次巻線から出力される検出電圧
の片側が所定の大きさと時間との積を越えた時に漏電信
号を出力する信号処理手段を、第１の比較回路４と充放
電制御回路５とコンデンサ６と第２の比較回路７とで構
成したが、デジタル変換してコンピータにより信号処理
させるものでもよい。

〔発明の効果〕

かように、本発明の漏電検出装置は、交流電路を貫通
させた磁性鉄芯に２次巻線を巻回する零相変流器と、こ
の零相変流器の２次巻線から出力される検出電圧の片側
が所定の大きさと時間との積を越えた時に漏電信号を出
力する信号処理手段と、前記交流電路に接続したテスト
スイッチ及び抵抗の直列回路でなりこのテストスイッチ
の操作で前記零相変流器の磁性鉄芯に磁束を与えるよう
通電するテスト回路とで構成した漏電検出装置に於い
て、前記テスト回路に、前記信号処理手段が判別する片
側の検出電圧を発生させる方向のダイオードを直列接続
したので、テストスイッチの操作によって漏電検出装置
のテスト動作を行うに当たり、零相変流器の磁性鉄芯に
検出側の磁束のみを与える関係で、非検出側の複数もの
異常サージによる磁性鉄芯の磁化状態を、初期方向に戻
すように作用させることが可能となり、もって漏電検出
装置のテスト動作の実施により異常サージに対しての誤
動作を抑制させることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す回路図、 第２図は、第１図の動作特性図、 第３図は、第１図の別の動作特性図、 第４図は、従来の回路図、 第５図は、第４図の動作特性図、 第６図は、第４図の別の動作特性図、 第７図は、第４図の零相変流器の特性図である。 １……零相変流器、1a……２次巻線、1b……磁性鉄芯、
２……交流電路、Ａ……信号処理手段、４……第１の比
較回路、５……充放電制御回路、６……コンデンサ、７
……第２の比較回路、８……出力回路、９……スイッチ
ング素子、10……引外しコイル、11……主接点、12……
テスト回路、12a……テストスイッチ、12b……抵抗、12
c……ダイオード。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】交流電路を貫通させた磁性鉄芯に２次巻線
   を巻回する零相変流器と、この零相変流器の２次巻線か
   ら出力される検出電圧の片側が所定の大きさと時間との
   積を越えた時に漏電信号を出力する信号処理手段と、前
   記交流電路に接続したテストスイッチ及び抵抗の直列回
   路でなりこのテストスイッチの操作で前記零相変流器の
   磁性鉄芯に磁束を与えるよう通電するテスト回路とで構
   成した漏電検出装置に於いて、前記テスト回路に、前記
   信号処理手段が判別する片側の検出電圧を発生させる方
   向のダイオードを直列接続したことを特徴とする漏電検
   出装置。