JP2629984B2 - 漏電検出装置および漏電しゃ断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、雷サージ電圧等による誤動作を防止した漏
電検出装置および漏電しゃ断装置に関する。

従来の技術 雷サージ電圧、開閉サージ電圧等によるサージ電流
は、短時間に減衰するが、波高値は比較的大きい。この
ため、このようなサージ電流によっても漏電しゃ断装置
が動作してしまうことがある。このようなしゃ断動作
は、漏電ではないにもかかわらず動作して使用者に不便
を与えるいわゆる不要動作であるため、防止する必要が
ある。しかし、これまで有効なものが提案されていなか
った。

従来のこの種の漏電検出装置の第一の形式として、実
開昭62−4844号公報のものが知られている。このもの
は、第５図に示すように、電源線51,51に零相変流器52
を設け、この零相変流器52の出力を増幅器53により増幅
して、漏電を検知するようにしている。また、電源電圧
を整流器54により整流して前記増幅器53に電力を供給す
るとともに、電源線51,51の間に整流器54の一方の入出
力端子を介して駆動コイル55およびサイリスタ56の直列
回路を設けている。前記サイリスタ56のゲートには前記
増幅器53の出力を供給するようにしている。また、駆動
コイル55は、励磁されて開閉接点57を開放するものであ
る。そして、この従来技術は、前記サイリスタ56と並列
にサージ電圧吸収用のコンデンサ58を設けている。

このものは、漏電が生じると、これを零相変流器52に
て検出し、増幅器53で増幅した後判定して、所定値以上
の漏電である場合、サイリスタ56のゲートにゲート信号
を入力する。これにより、サイリスタ56がオンし、駆動
コイル55は励磁されるから、開閉接点57を開放する。ま
た、このものは、電源線51,51に落雷等によるサージ電
圧が重畳されると、サージ電圧吸収用のコンゼンサ58が
これを吸収してサージ電圧によりサイリスタ56が誤って
オンすることを防止している。

従来のこの種の漏電検出装置の第二の形式として、例
えば、特開昭59−44921号公報に記載されているよう
に、漏電信号の正方向と負方向との両方の信号を用いて
その動作制御を行なうようにしたものがある。すなわ
ち、この従来技術は、零相変流器の正負それぞれの出力
を時定数回路に加えるようにし、時定数回路の積分値が
所定レベルに達すると、漏電検知信号を出力するように
構成されている。

発明が解決しようとする課題 従来の第一の形式の装置においては、サイリスタ56の
両主極間に印加しようとするサージ電圧に対しては誤動
作を防止できるかも知れない。しかしながら、雷等のサ
ージ電圧に基づくサージ電流による誤動作を防止し得な
いものであった。この理由は、前記サージ電流が発生す
ると、零相変流器52がこれを検出しサイリスタ56をオン
させてしまうからである。すなわち、従来の漏電検出装
置においては、漏電検出信号の正方向、または、負方向
のどちらか一方の信号だけで判定して開閉接点等の回路
しゃ断装置の動作制御を行なっている。このため、落雷
時のように一方向に大きなサージ電流が流れた場合で
も、その検出信号が漏電検出装置の動作方向に信号とな
った場合には、これを漏電と誤って判定してしまう。こ
のものにおいて、仮に遅延時間を持たせると、実際の漏
電時の反応が鈍くなることになる。

また、従来の第二の形式の装置は、漏電電流が発生し
た時に、不動作時間が発生することを防止する目的のも
のであり、漏電電流の正および負の双方の周期で出力を
得ることができるようにして不動作時間が発生すること
を防止しているものである。そのため、雷等のような一
方向の信号であっても正または負の一方の検出出力で時
定数回路の出力が所定レベルに達すると漏電信号を発生
するものである。

本発明は、このような従来の課題を解決するためにな
されたもので、雷サージ電圧等による誤動作を極力防止
し、かつ、実際の漏電発生時にはこれを速やかに検出し
得る漏電検出装置および漏電しゃ断装置を提供すること
を目的とする。

課題を解決するための手段 請求項１記載の漏電検出装置は、零相変流器の正方向
の出力が所定値を越えたことを判定する第１の信号処理
手段と；零相変流器の負方向の出力が所定値を越えたこ
とを判定する第２の信号処理手段と；第１および第２の
信号処理手段の両方がそれぞれ所定値を越えたと判定し
たとき漏電と判定する判定手段と；を具備していること
を特徴とする。

本発明および以下の発明において、「所定値」とは、
零相変流器の出力にノイズ等の微小信号が現れた場合に
誤動作しないようにするとともに、検出感度が鈍くなり
過ぎないようにするために設定されるレベルである。そ
して、このレベルは必要とされる検知感度に合わせて任
意に設定可能である。

請求項２記載の漏電しゃ断装置は、零相変流器と；零
相変流器の正方向の出力が所定値を越えたことを判定す
る第１の信号処理手段と、零相変流器の負方向の出力が
所定値を越えたことを判定する第２の信号処理手段と、
第１および第２の信号処理手段の両方がそれぞれ所定値
を越えたと判定したとき漏電と判定する判定手段とを有
する漏電検出装置と；漏電検出装置からの出力に応じて
作動して回路をしゃ断する回路しゃ断手段とを具備して
いることを特徴とする。

請求項３記載の漏電しゃ断装置は、零相変流器と；零
相変流器の出力を増幅する増幅手段と；増幅手段の正方
向の出力が所定値を越えたことを判定する第１の信号処
理手段と、増幅手段の負方向の出力が所定値を越えたこ
とを判定する第２の信号処理手段と、第１および第２の
信号処理手段の両方がそれぞれ所定値を越えたと判定し
たとき漏電と判定する判定手段とを有する漏電検出装置
と；漏電検出装置からの出力により動作するスイッチン
グ素子およびスイッチング素子の動作により作動して回
路をしゃ断する回路しゃ断機構を含んで構成された回路
しゃ断手段とを具備していることを特徴とする。

請求項４記載の漏電しゃ断装置は、零相変流器と；零
相変流器の出力を増幅する増幅手段、増幅手段の出力に
直流電圧を加算する直流電圧重畳手段、直流電圧重畳手
段の出力から正方向の出力と負方向の出力とを同極性と
して別個に取出す第１および第２の信号処理手段ならび
に各信号処理手段からの信号を検出して漏電を判定する
判定手段を含んで構成された漏電検出装置と；漏電検出
装置からの出力により動作するスイッチング素子および
スイッチング素子の動作により作動して回路をしゃ断す
る回路しゃ断機構を含んで構成された回路しゃ断手段と
を備えていることを特徴とする。

作用 請求項１記載の発明は、零相変流器に正方向および負
方向の両方の出力がそれぞれ所定値を越えた場合にのみ
漏電と判定する。したがって、短時間（商用電源の半サ
イクルよりも短時間）で大きな漏電状態を呈する雷等に
より正方向または負方向の一方向のみ大きな検出出力が
発生した場合には、漏電と判定することがない。

なお、零相変流器が正方向または負方向の大きな雷サ
ージ電流等によるエネルギを蓄積して、つぎの半サイク
ルまでの検出出力を継続出力したとしても、前記「所定
値」のレベルの設定により、「所定値」を越えないよう
にすることができる。

請求項２記載の発明は、零相変流器が検出出力を発生
した場合、この検出出力の正方向および負方向の両方の
出力が所定値を越えている場合のみ漏電を判定する。回
路しゃ断手段はこれに応じて回路を遮断する。雷サージ
電流等により正方向または負方向の一方向にのみ大きな
検出出力が発生した場合には、漏電と判定することがな
く、したがって、回路を遮断することがない。

請求項３記載の発明は、零相変流器からの出力が増幅
手段により増幅され、正方向と負方向との出力が第１、
２の信号処理手段にて取出される。判定手段は、各信号
処理手段の信号を検出して漏電を判定する。そして、ス
イッチング素子を動作させて、回路しゃ断手段を動作さ
せる。したがって、雷サージ電流等により正方向または
負方向の一方向のみに大きな検出出力が発生した場合に
は、漏電と判定することがなく、回路をしゃ断すること
がない。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明の作用に
加えて、直流電圧重畳手段により直流電圧が加算させた
後に、正方向と負方向との両方向出力を同極性として取
出すから、信号処理手段を同極性のもので構成できて比
較的簡単化できる。

実施例 本発明の一実施例を第１図ないし第４図を参照して説
明する。第１図は本願発明の概念を示すブロック図、第
２図は実施例の構成を示す回路図であり、第３図および
第４図は作用を示す各部の電圧波形図である。

１は零相変流器である。この零相変流器１は、負荷
（図示しない。）に給電する回路の漏電の有無を検出す
るもので電源線2,2に設けられている。

３は漏電検出装置であり、前記零相変流器１の検出出
力の正方向の出力および負方向の出力それぞれが所定値
を越えたことを検出して、漏電を判定するものである。

４は回路しゃ断手段であり、前記漏電検出装置３から
の漏電検出信号を受けて負荷への給電回路をしゃ断す
る。この回路しゃ断手段４は、たとえば前記漏電検出装
置３からの出力を供給されて動作するスイッチング素子
５と、このスイッチング素子５が動作することにより作
動して前記回路をしゃ断する回路しゃ断機構６とから構
成される。また、回路しゃ断機構６としては、電源線2,
2それぞれに介挿された開閉接点7,7と、前記スイッチン
グ素子５に付勢を制御される励磁コイル８とから構成さ
れる。

つぎに作用を説明する。雷サージ電圧によるサージ電
流が発生した場合、このサージ電流による零相変流器１
の検出出力は、正方向または負方向のいずれか一方にお
いては所定値を越えることがあるが、他方向においては
所定値を越えることがない。したがって、漏電検出装置
３は漏電を判定しない。このため、回路しゃ断手段４も
回路をしゃ断することがない。

これに対して、負荷としての電気機器の絶縁破壊や絶
縁劣化等による漏電が発生した場合、この漏電による零
相変流器１の検出出力は継続し、正方向および負方向の
いずれにおいても所定値を越える。これにより、漏電検
出装置３は漏電を判定する。また、この漏電検出装置３
からの出力により回路しゃ断手段４は回路をしゃ断す
る。

つぎに、第２図を参照して実施例を説明する。第２図
において、第１図と同じ部分には同じ符号を付してあ
る。本実施例において漏電検出装置３は、零相変流器１
出力をコンデンサ９、双方向性の定電圧素子10、抵抗11
を介して増幅手段12に入力するようになっている。ま
た、この増幅手段12の出力を第１の信号処理手段13、第
２の信号処理手段14それぞれに入力するようになってい
る。前記第１の信号処理手段13は、増幅手段12の出力か
ら正方向の出力を取出し、前記第２の信号処理手段14
は、増幅手段12の出力から負方向の出力を取出す。な
お、必要に応じて、第１、第２の信号処理手段13、14そ
れぞれに入力する増幅手段12からの出力を同極性にする
ことができる。本実施例では、前記増幅手段12の出力に
直流電圧を重畳する直流電圧重畳手段15を設けることに
よって同極性にしている。したがって、本実施例におし
ては、第１および第２の信号処理手段13、14に入力され
る電圧は、交流の信号をあるレベルの直流電圧で持ち上
げられた電圧である。そして、第１の信号処理手段13は
第１のコンパレータ16および第１のワンショット回路17
により構成されている。また、第２の信号処理手段14
は、第２のコンパレータ18、インバータ回路19および第
２のワンショット回路20により構成されている。

第１および第２の信号処理手段13、14の出力は、判定
手段21に入力される。本実施例の判定手段21は、アンド
回路22と、このアンド回路22に接続された出力回路23と
を有している。

回路しゃ断手段４は、前記漏電検出装置３の判定手段
21からの出力をゲートに供給されて動作するスイッチン
グ素子24と、このスイッチング素子24の動作に応じて作
動する回路しゃ断機構６とから構成されている。

つぎに本実施例の作用を説明する。最初に実際の漏電
が発生した場合の動作を第３図を参照しながら説明す
る。漏電時の電圧波形は、正方向および負方向に漏電が
発生することにより略正弦波であるため、漏電検出装置
３の増幅手段12の出力も第３図（ａ）のように正弦波で
ある。そして、この増幅手段12の出力に、直流電圧重畳
手段15によって、その出力電圧が正方向になるように直
流電圧が加算される｛図（ｂ）｝。

この出力電圧がそれぞれ第１、２の信号処理手段13、
14に入力される。第１、２の信号処理手段13、14では、
それぞれ所定値に設定された所定値としての比較電圧を
有する第１および第２のコンパレータ16、18が、所定値
と入力された電圧とを比較する。そして、その結果が同
図（ｃ）、（ｅ）のように出力される。したがって、第
１の信号処理手段13は、コンパレータ16の出力の立上が
りで第１のワンショット回路17から出力を発生する｛図
（ｄ）｝。一方、第２の信号処理手段14は、コンパレー
タ18の出力をインバータ回路19で反転して第２のワンシ
ョット回路20に入力する。このため、第２のワンショッ
ト回路20は結果的にコンパレータ18の出力の立上がりで
出力を発生する｛図（ｇ）｝。判定手段21は、第１、２
の信号処理手段13、14からの信号を検出すると直ちに漏
電を判定する。すなわち、本実施例では、第２のワンシ
ョット回路20からの出力と同時にアンド回路22から漏電
信号を出力する。これにより、出力回路23を経て回路し
ゃ断手段４が動作する。すなわち、スイッチング素子24
がターンオンし、回路しゃ断機構６が回路を開放する。

つぎに、雷等によるサージ電流が生じた場合の動作を
第４図を参照しながら説明する。雷サージ電流が発生し
た場合の検出信号は、正方向または負方向の一方向の信
号であるため、増幅手段12からの出力は第４図（ａ）に
示すように正方向または負方向のいずれか一方のもので
ある。このため、第１の信号処理手段13は、第１のコン
パレータ16の出力により第１のワンショット回路17を立
ち上げる。しかし、第２の信号処理手段14は、第２のコ
ンパレータ18の出力が常にハイレベルにある。したがっ
て、インバータ回路19からの出力はなく、第２のワンシ
ョット回路20は立ち上がることがない。このため、判定
手段21は漏電と判定することがない。すなわち、アンド
回路22は漏電信号を出力しない。このため、回路しゃ断
手段４はスイッチング素子24をターンオンすることがな
い。このようにして、雷サージ電流等のように正方向ま
たは負方向の一方向のみに大きい電流によっては、漏電
検出装置３が漏電として判定することがなく、回路しゃ
断手段４も動作することがない。

発明の効果 請求項１の発明は、零相変流器の正方向および負方向
の両方の出力がそれぞれ所定値を越えた場合にのみ漏電
と判定するから、短時間（商用電源の半サイクルよりも
短時間）で大きな漏電状態を呈する雷等により正方向ま
たは負方向の一方向のみ大きな検出出力が発生した場合
には、漏電と判定することを極力防止することができ、
また、正方向および負方向の両方向の出力が所定値を越
えた場合には、確実に漏電を判定可能である。

請求項２記載の発明は、零相変流器の正方向および負
方向の両方の出力が所定値を越えている場合のみ漏電を
判定して、回路をしゃ断するから、雷サージ電流等によ
り検出信号が正方向または負方向の一方向にのみ大きく
発生した場合には、誤って漏電と判定することおよび回
路をしゃ断することを極力防止できる。また、正方向お
よび負方向の両方向の出力が所定値を越えた場合には、
速やかに漏電を判定して、回路をしゃ断することが可能
である。

請求項３記載の発明は、増幅手段により増幅し、正方
向と負方向との両方向出力を検出して、スイッチング素
子を動作させて、回路しゃ断手段を動作させるから、請
求項２記載の発明と同様の効果を得られる。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明に加え
て、比較的簡単に構成でき、安価に提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略構成を示すブロック
図、第２図は本発明の一実施例の具体構成を示す回路
図、第３図は通常の漏電状態における各部の出力電圧波
形図、第４図は雷等の一方向のみの信号状態における各
部の出力電圧波形図、第５図は従来技術を示す回路図で
ある。 １……零相変流器、３……漏電検出装置、４……回路し
ゃ断手段、５、24……スイッチング素子、６……回路し
ゃ断機構、12……増幅手段、13……第１の信号処理手
段、14……第２の信号処理手段、15……直流電圧重畳手
段、21……判定手段

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】零相変流器の正方向の出力が所定値を越え
   たことを判定する第１の信号処理手段と； 零相変流器の負方向の出力が所定値を越えたことを判定
   する第２の信号処理手段と； 第１および第２の信号処理手段の両方がそれぞれ所定値
   を越えたと判定したとき漏電と判定する判定手段と； を具備していることを特徴とする漏電検出装置。
2. 【請求項２】零相変流器と； 零相変流器の正方向の出力が所定値を越えたことを判定
   する第１の信号処理手段と、零相変流器の負方向の出力
   が所定値を越えたことを判定する第２の信号処理手段
   と、第１および第２の信号処理手段の両方がそれぞれ所
   定値を越えたと判定したとき漏電と判定する判定手段と
   を有する漏電検出装置と； 漏電検出装置からの出力に応じて作動して回路をしゃ断
   する回路しゃ断手段と； を具備していることを特徴とする漏電しゃ断装置。
3. 【請求項３】零相変流器と； 零相変流器の出力を増幅する増幅手段と； 増幅手段の正方向の出力が所定値を越えたことを判定す
   る第１の信号処理手段と、増幅手段の負方向の出力が所
   定値を越えたことを判定する第２の信号処理手段と、第
   １および第２の信号処理手段の両方がそれぞれ所定値を
   越えたと判定したとき漏電と判定する判定手段とを有す
   る漏電検出装置と； 漏電検出装置からの出力により動作するスイッチング素
   子およびスイッチング素子の動作により作動して回路を
   しゃ断する回路しゃ断機構を含んで構成された回路しゃ
   断手段と； を具備していることを特徴とする漏電しゃ断装置。
4. 【請求項４】零相変流器と； 零相変流器の出力を増幅する増幅手段、増幅手段の出力
   に直流電圧を加算する直流電圧重畳手段、直流電圧重畳
   手段の出力から正方向の出力と負方向の出力とを同極性
   として別個に取出す第１および第２の信号処理手段なら
   びに各信号処理手段からの信号を検出して漏電を判定す
   る判定手段を含んで構成された漏電検出装置と； 漏電検出装置からの出力により動作するスイッチング素
   子およびスイッチング素子の動作により作動して回路を
   しゃ断する回路しゃ断機構を含んで構成された回路しゃ
   断手段と； を具備していることを特徴とする漏電しゃ断装置。