JP2705952B2 - 成型ケース遮断器の固体引外し装置 - Google Patents

成型ケース遮断器の固体引外し装置

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JP2705952B2 JP63253676A JP25367688A JP2705952B2 JP 2705952 B2 JP2705952 B2 JP 2705952B2 JP 63253676 A JP63253676 A JP 63253676A JP 25367688 A JP25367688 A JP 25367688A JP 2705952 B2 JP2705952 B2 JP 2705952B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、閉成位置においては弾性的に押されて接触
させられ、障害発生時に操作機構の作用により分離でき
る接点対を極ごとに有し、これらの接点対により保護さ
れる導体を流れる電流が変化したときセンサが障害信号
を発生し、この障害信号を処理器に入力すると、前記障
害信号の値が予め設定されたしきい値を超えたときに前
記障害信号の値に従って遅延させられた障害引外し指令
を発生して前記操作機構に与える成型ケース遮断器の固
体引外し装置に関するものである。
(従来の技術) 接触および反発のどのような中間位置をも避けるため
に遮断器の接点は完全に開かなければならないが、それ
でも接点間に生じて、消さなければならないアークに対
しては接点の分離が不十分なことがある。不完全に開か
れた接点の間にアークが生じてこれが継続すると遮断器
が過熱されて損傷を受ける。流れる電流が予め設定され
ている反発しきい値を超えた時に電流力の作用で接点の
反発が起きる。そのしきい値は遮断器の電流定格と、電
極の設定特性とに依存する。
遮断器が接触および反発の中間位置に留まらないよう
にするために、障害発生時の引外ししきい値は、一般に
反発しきい値より低い値に設定される。反発しきい値と
引外ししきい値とが完全に定められた遮断器を得ること
は困難で、仮りに得られたとしても費用がかさむことに
なる。そこでそれらの不正確さに対して引外ししきい値
を反発しきい値より20〜50%低くすることがしばしば選
択される。そうすると感度がかなり低くなる。
(発明が解決しようとする課題) 本発明の目的は、引外ししきい値と反発しきい値とが
同じである引外し装置を得ることである。
本発明の別の目的は、遮断器に障害が起きた時に瞬時
に引外す引外し装置を得ることである。
(課題を解決するための手段) 本発明の引外し装置は、接点対に対応してそれぞれ接
点が分離した時に発生されるアーク光を検出してアーク
引外し指令を発生するアーク検出器を設け、このアーク
引外し指令を処理器に加え、このアーク引外し指令と上
記障害引外し指令との両方が加わった時、瞬時に前記操
作機構に引外し指令を与えることを特徴とするものであ
る。
とくに電流力により、接点が開かれると火花放電すな
わちアークが生じ、そのために光が放射される。その光
は光電変換器のような光センサにより容易に検出でき
る。この光センサはアーク発生領域から離れた場所に設
けることが好ましい。光センサは光ファイバのような光
導体によりアーク発生領域に結ばれる。本発明に従って
成型ケースの内部にアークセンサすなわちアーク検出器
を配置することにより、外部の光による妨害がとくに簡
単なやり方で避けられる。アーク信号と障害信号が同時
に存在した時に遮断器を瞬時に引外すことにより、正常
な遮断器のメーク動作とブレーク動作が行われた時に接
点の間に発生されるアークに起因するための引外しが避
けられる。アークの検出と障害電流の検出には高い確度
を必要とせず、アークにより放射された光は過剰であ
り、接点を反発させることができる電流と定格遮断電流
との差は非常に大きい。電流の分布または電極の特性に
従って、電流力反発が一対の遮断器接点で起こることが
あり、アーク検出器を遮断器の各接点対に対応して設け
ることによりその反発を検出することが重要である。光
ファイバの場合には、遮断器の任意の1つの電極から放
射された光は、接点対に近い種々のアーク発生室を通し
た光ファイバにより集めることができるが、任意の一対
の接点により放射された光を成型ケースの内部区画に設
けられている穴を通じて見ることができる場所に検出器
を設け得ることがわかる。各接点対には、光を処理器へ
伝えることができる光ファイバが設けられる。
接点の反発を検出するために光を用いることにより、
電流力反発の作用で接点が分離される前に引外されるこ
とが阻止され、遮断器の任意の一対の接点の反発が起き
た時に直ちに遮断器の瞬時引外しが確実に行われる。接
点が反発した時に動作する引外し装置を組合わせると有
利であり、または、そのような引外し装置は、そのよう
な引外し作用に加えて、過負荷時、または遮断器の反発
しきい値より振幅の障害が生じた時に通常の長い遅延ま
たは短い遅延の保護引外しを行う。
本発明の固体引外し装置はアナログ処理回路とデジタ
ル処理回路の少なくとも1つを有し、接点反発による瞬
時引外し回路は、応答時間を非常に短くするためにアナ
ログ回路とする方が有利である。アーク信号と障害信号
が同時に存在した時の瞬時引外しを、適当な手段、とく
に入力端子にアーク引外し信号と障害引外し信号とを受
けるアンド回路により行うことができる。
本発明の固体引外し装置は、障害時に遮断器が閉じら
れた時の瞬時保護も行う。この場合には、引外しの感度
に適合する遅延時間を供給する短い遅延時間の引外し回
路と長い遅延時間の引外し回路とは独立に、遮断器を直
ちに遮断することが重要である。障害時に遮断器を閉じ
たとすると、接点間にアークを生じ、かつ、障害信号を
出力する過電流が流れる。そのアークはアーク検出器に
より検出され、障害信号の存在のもとで遮断器を遮断す
る。本発明の装置は、ある時間後の瞬時引外しを禁止す
る遅延接点の代りに用いると有利である。
(実施例) 以下、図面を参照して本発明を詳しく説明する。
図において、負荷(図示せず)に電力を供給する3本
の導体R,S,Tを有する配電装置が、回路を断つことので
きる遮断器10を有する。遮断器10の操作機構12は、過負
荷または短絡時に遮断器の引外しを制御する有極リレー
14により制御される。遮断器10の主接点17R,17S,17Tと
連動する補助接点16がそれらの主接点17R,17S,17Tの位
置を示す信号を発生する。各導体R,S,Tには変流器18が
装着される。この変流器は、それぞれの導体を流れる電
流に比例する信号を発生する。この信号は全波整流ブリ
ッジ20に加えられる。3個の全波整流ブリッジ20の出力
端子は直列接続され、その両端が、抵抗22、ツエナーダ
イオード24およびダイオード26の直列回路に接続されて
いる。そして、抵抗22の端子間に導体R,S,Tを流れる電
流の最大値に比例する電圧信号が発生し、ダイオード24
の両端に電子回路に供給する電圧信号を生ずる。この電
圧信号は増幅器28の入力端子へ供給される。この増幅器
28の出力端はアナログ−デジタル変換器30に接続され
る。このアナログ−デジタル変換器30の出力端子はマイ
クロプロセッサ32の入力端子1に接続される。このマイ
クロプロセッサ32の出力端子2は有極リレー14に接続さ
れ、入力端子3はクロック発生器34に接続され、入力端
子4はキー44を有するキーボード36に接続され、入力端
子6は読出し専用メモリ37に接続され、入力/出力端子
5がランダムアクセスメモリNOVRAM40に接続され、出力
端子7が表示器42に接続され、入力端子8には補助接点
16が接続される。
第1図に示されている引外し装置は保護機能、とく
に、過負荷すなわち導体R,S,Tの回路に障害が生じた時
に長い遅延の引外しと短い遅延の引外しの少なくとも1
つを行う。導体R,S,Tを流れる電流の最大値を表すデジ
タル信号がマイクロプロセッサ32の入力端子1に加えら
れ、ここでメモリに格納されているしきい値と比較さ
れ、このしきい値より大きいオーバーシュートを検出
し、遅延引外し指令または瞬時引外し指令を発生する。
この指令はリレー14に供給されて遮断器10を開かせる。
もちろん、引外し装置は他の機能、とくに地絡保護を行
う。ここで説明している種類の引外し装置は当業者に周
知のものであって、たとえば、特開昭63−121422号公報
に記載されている。
本発明は任意の固体引外し装置に使用でき、ここで説
明した種類の引外し装置に限定されるものではない。非
限定的な例をあげるために、電流検出器は、電流の微分
di/dtを表すアナログ信号を供給する電流センサを有す
ることができる。それの出力端子は積分回路に接続され
る。この積分回路の出力信号はアナログ−デジタル変換
器を介してマイクロプロセッサに供給される。固体引外
し装置はアナログ型とすることもできる。本発明によれ
ば、遮断器10は成型ケース型の外囲器を有し、その外囲
器の内部に遮断器の3つの電極の主接点17R,17S,17Tが
配置される。3つの電極R,S,Tは成型ケースの内部隔室
を形成する壁により分離され、各電極には、主接点17R,
17S,17Tの近くに配置されたアーク検出器46R,46S,46Tが
設けられる。アーク検出器46R,46S,46Tによって集めら
れた光は光ファイバ48により光電変換器50に送られる。
この光電変換器は集められた光に比例する電気信号を発
生するようになっており、その出力端子はアンド回路52
の1つの入力端子に接続される。このアンド回路52の他
の入力端子にはしきい値回路54の出力端子が接続され
る。このしきい値回路の入力端子は増幅器28の出力端子
に接続される。アンド回路52の出力端子はダイオード56
を介して有極リレー14に接続される。マイクロプロセッ
サ32と瞬時アーク反発引外し回路によりそれぞれ有極リ
レー14に供給される引外し信号の間の干渉を避けるため
に、マイクロプロセッサ32の出力端子2と有極リレー14
の間にダイオード58が接続される。
次に、本発明の固体引外し装置の動作を説明する。
過負荷すなわち障害が起ると、マイクロプロセッサ32
は遮断器10に通常の引外しを行わせる。その引外しには
おそらくある遅延時間が伴う。接点17R,17S,17Tが離れ
ると光が放射される。その光はアーク検出器46R,46S,46
Tにより検出され、光ファイバ48により光電変換器50に
伝えられる。この光電変換器は信号をアンド回路52に加
える。他の入力端子に障害信号を受けるアンド回路52は
余分な引外し指令を有極リレー14に送る。この有極リレ
ーは既に遮断器10を引外している。その付加指令は引外
し装置の動作を乱すことはない。
主接点17R,17S,17Tまたはそれらの主接点の任意の1
つに反発しきい値よりも高い短絡電流が生ずると、主接
点は離れてアークが生ずる。そのアークはアーク検出器
46R,46S,46Tにより検出される。増幅器28としきい値回
路54から障害信号を受けているアンド回路52がアーク信
号を受けると、このアンド回路52は引外し指令を発生
し、この引外し指令は有極リレー14に加えられる。その
引外しは瞬時に行われて、遮断器10の接点を直ちに開く
ことにより、遮断器を過熱すると共に、遮断器を破壊す
るおそれのある接点の中間位置を避ける。成型ケースの
内部に配置されているアーク検出器46R,46S,46Tは外部
の光から遮断されているから、遮断器が誤って引外され
る危険性はない。しかし、アーク検出器46R,46S,46T
は、遮断器10の正常なメーク動作または正常なブレーク
動作が行われた時に(とくに、手動で)主接点17R,17S,
17Tに生ずる火花放電すなわちアークを検出するが、ア
ーク信号は、入力端子に障害信号を受けていないアンド
回路52によりアーク信号は阻止される。したがって、遮
断器10の誤った引外しと再開放が避けられ、主接点17R,
17S,17Tの反発が起きた時だけ瞬時引外しが行われる。
短い遅延時間の引外しと長い遅延時間の引外しの各しき
い値を接点反発しきい値に近く選択でき、どのようなオ
ペレータの誤りも本発明のアーク検出器により避けられ
る。
瞬時引外しアーク信号の禁止は異なる手段、とくに、
短い遅延時間の引外しと長い遅延時間の引外しを制御す
るセンサとは独立している過負荷検出器により行えるこ
とはもちろんである。光導体はプラスチック製の光ファ
イバを使用できる。主接点17R,17S,17Tに近いその光フ
ァイバの端部はアーク光を受けるために短い長さだけ露
出させられる。この光ファイバの露出端部はアーク検出
器を構成する。もちろん、3本の独立した光ファイバを
使用できる。各光ファイバは一対の接点毎に設けられ
る。これら3本の光ファイバは光電変換器50を制御す
る。この光電変換器はたとえば光ダイオードまたはフォ
トトランジスタで構成できる。アーク検出器を構成する
光ファイバ48の露出端部はアークによる汚染から遮へい
される場所に設けることが好ましく、さらには、遮断器
が動作するたびに適切な手段たとえば機械的な手段で掃
除されるように配置することが好ましい。
本発明の瞬時引外し装置は各種の標準型遮断器とくに
アナログ型遮断器にもちろん使用できる。
本発明の引外し装置は、障害発生により遮断器が動作
した時に下記のようにして瞬時保護も行う。
障害発生で遮断器が動作すると、主接点17R,17S,17T
にアークが生じ、そのアークはアーク検出器46R,46S,46
Tにより検出される。それらのアーク検出器はアーク信
号を発生し、それらのアーク信号はアンド回路52に加え
られる。障害が発生して遮断器が動作すると、障害電流
が回路54により検出される。そうするとその回路54は障
害信号をアンド回路52に送って遮断器10を瞬時に引外さ
せる。正常な動作においては、アーク検出器46R,46S,46
Tは信号を発生せず、長い遅延時間の引外し装置と短い
遅延時間の引外し装置だけが保護を行う。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の引外し装置のブロック図である。 10……遮断器、12……操作機構、14……有極リレー、16
……補助接点、17R,17S,17T……主接点、18……センサ
(変流器)、20……全波整流ブリッジ、28……増幅器、
30……アナログ−デジタル変換器、32……マイクロプロ
セッサ、34……クロック発生器、38……ROM、40……ラ
ンダムアクセスメモリ、46R,46S,46T……アーク検出
器、48……光ファイバ、50……光電変換器、52……アン
ド回路。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】閉成位置においては弾性的に押されて接触
    させられ、障害発生時に操作機構(12)により分離でき
    る接点対(17R,17S,17T)を極ごとに有する成型ケース
    遮断器の固体引外し装置において、 前記遮断器によって保護される導体(R,S,T)に流れる
    電流が変化したとき障害信号を発生するセンサ(18)
    と、 前記障害信号が予め設定されたしきい値を越えたとき
    に、前記障害信号の値に従って遅延させられた遮断器引
    外し指令を発生する処理器(20〜32,50〜54)と、 前記接点がそれぞれ分離した時に発生されるアーク光を
    接点対(17R,17S,17T)ごとに検出し、前記障害信号が
    予め設定された前記しきい値を越えると同時に瞬時引外
    しをさせるアーク信号を前記処理器に加えるアーク検出
    器(46R,46S,46T)と、 を備え、前記処理器は前記障害信号とアーク信号とがそ
    れぞれ入力されるAND回路(52)を有することを特徴と
    する成型ケース遮断器の固体引外し装置。
  2. 【請求項2】前記処理器(20〜32)は、前記瞬時引外し
    に加えて、長い遅延の引外し機能と、短い遅延の引外し
    機能とを有することを特徴とする請求項1に記載の成型
    ケース遮断器の固体引外し装置。
  3. 【請求項3】前記アーク検出器(46R,46S,46T)は、遮
    断器のアーク発生領域から前記処理器へ光を送る光ファ
    イバ(48)の露出部により形成されたことを特徴とする
    請求項1または2に記載の成型ケース遮断器の固体引外
    し装置。
  4. 【請求項4】前記処理器は光電変換器(50)を備え、こ
    の光電変換器は1つまたは複数の光導体(48)を介して
    遮断器のアーク発生領域に接続されたことを特徴とする
    請求項1ないし3のいずれかに記載の成型ケース遮断器
    の固体引外し装置。
  5. 【請求項5】瞬時引外し処理器(50〜54)はアナログ回
    路であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか
    に記載の成型ケース遮断器の固体引外し装置。
JP63253676A 1987-10-09 1988-10-07 成型ケース遮断器の固体引外し装置 Expired - Fee Related JP2705952B2 (ja)

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