JP2824369B2 - 回路遮断器の電源回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、回路遮断器を挿入し
た主回路に流れる負荷電流をもとに回路遮断器を構成す
る諸回路の電源電圧を発生する回路遮断器の電源回路に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来の回路遮断器の構成を示すブ
ロック図である。図において、Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｎは交流電
源（図示しない）の各相、１は各相と負荷を結ぶ相導体
からなる主回路、３はトリップコイルであり、励磁され
た時に遮断機構４を介して遮断器接点２を開かせ、また
消磁された時に閉じさせる。５は主回路１の各相導体を
１次巻線とする変流器、６は変流器５の二次側に接続さ
れ主回路１の交流を直流に変換する整流回路、７はこの
整流回路６に接続され後述する諸回路に電源電圧を供給
する電源回路、８はこの電源回路７の両端間でトリップ
コイル３と共に直列に接続された電子式スイッチであ
り、この電子式スイッチ８の閉成によりＡＬ出力回路８
Ａが作動しＡＬ出力リレー８Ｂを励磁させる。

【０００３】９は主回路１の各相導体に電磁結合された
電流検出コイルとしての空心コイルであり、各相導体に
発生した磁束により主回路１に流れる負荷電流を検出す
るとコイル両端に誘起電圧を発生する。１０はこれら空
心コイル９の両端に接続され、発生した誘起電圧を電流
信号に再生する過電流信号再生回路、１１は空心コイル
９の両端に発生した誘起電圧からなる電流信号のベクト
ル合成に従って零相電流に相当する地絡電流信号を再生
する地絡信号再生回路、１２は地絡信号再生回路１１に
よる地絡検出時に地絡引外し信号を電子式スイッチ８に
出力しオン動作させる地絡引外し回路、１３は地絡引外
し回路１４からの地絡引外し信号によって作動しＬＥＤ
やランプを点灯させる地絡動作表示回路である。これら
以外の諸回路はこの発明に直接関係しないので、ここで
はその説明を省略する。

【０００４】尚、回路遮断器を構成する各回路は、主回
路１より変流器５で検出した負荷電流の検出電圧をもと
に電源回路７で生成された直流電源電圧が供給されてて
いる。しかしながら地絡信号再生回路１１は回路遮断器
の定格電流（１６００Ａ）の１０％である１６０Ａの負
荷電流の範囲で地絡検出を行っている。従って、電源回
路７がこの負荷電流検出値をもとに直流電圧を生成した
場合、各全回路に電圧を供給出来るだけの電力が賄い切
れない。そこで地絡信号再生回路１１、地絡引外し回路
１２に関しては外部より回路電源を供給し、負荷電流が
小さい場合の電源回路７の電力不足を補っている。

【０００５】以上の様に構成された回路遮断器におい
て、地絡引外し回路１２を含む各引外し回路の出力側の
接点が閉じている状態で、例えば地絡引外し回路１２が
地絡信号再生回路１１より地絡検出信号を受けてトリッ
プ信号を出力すると、このトリップ信号によって電子式
スイッチ８が閉じられトリップコイル３が励磁される。

【０００６】この結果遮断機構４が動作し遮断接点２が
開かれる。即ち回路遮断器がトリップする。これと同時
に、トリップ信号によってＡＬ出力回路８ＡひいてはＡ
Ｌ出力リレー８Ｂが作動する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の回路遮断器の電
源回路は、負荷電流が小さい時の電力不足に備えて地絡
信号再生回路、地絡引外し回路の電源を外部より取り込
んでいた。そのため外部電源を備える必要があり使い勝
手に劣ると共に、外部電源が何等かの理由で停電した場
合には地絡検出が停止してしまうといった問題点があっ
た。

【０００８】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、負荷電流が小さい間は地絡信号
再生回路、地絡引外し回路のみに電源を供給し、負荷電
流が増加した場合に他の回路にも電源を供給することが
できる回路遮断器の電源回路を得ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る回路遮断
器の電源回路は、主回路中に接続された遮断器接点を、
前記主回路に流れる漏電電流および負荷電流を対応する
各制御回路で検知してその値に応じて遮断する回路遮断
器の電源回路において、前記主回路に流れる負荷電流の
大きさに応じた出力を発生する電圧発生部と、この電圧
発生部の出力レベルを予め設定した基準レベルと比較
し、前記出力レベルが前記基準レベルを超過した時に信
号を出力する比較器と、この出力された信号をもとに、
前記電圧発生部より出力される電力を負荷電流制御回路
に供給する出力供給経路を形成する経路形成手段とを備
えたものである。

【００１０】

【作用】この発明における回路遮断器の電源回路は、電
圧発生部より発生される出力、即ち電力が基準レベル以
下の時は回路遮断器中において最小の回路のみに電源を
供給し、電力が基準レベルを越えた時には他の複数の回
路に対しても電源を供給できる経路を形成するものであ
る。

【００１１】

【実施例】実施例１．以下、この発明の一実施例を図に
ついて説明する。図１は本実施例による回路遮断器の全
体構成を示すブロック図である。尚、図中図３と同一符
号は同一又は相当部分を示す。図において、７Ａは本実
施例による電源回路であり、電源ラインＰ、Ｎは常時本
実施例よる地絡信号再生回路１１Ａ、地絡引外し回路１
２Ａの電源端子に接続され回路電源を供給している。ま
た電源ラインＰ１、Ｎ１は回路遮断器を構成する複数の
回路の電源端子に接続されているが、電源出力すなわち
電力が一定値以下の時は、電源ラインＰ１、Ｎ１に接続
される図示しないリレー接点が開放され回路電源の供給
は遮断される。Ｄは電子式スイッチ８が開放時に電源電
圧がトリップコイル３の両端に印加されるのを阻止する
ためのダイオードである。

【００１２】図２は本実施例による電源回路７Ａの内部
構成を示す回路図である。図において、７０は定電圧回
路であり、整流回路６より出力される全波整流後の変流
器５の出力に従って一定レベルの直流電圧をプラス、マ
イナスの電源ラインＰ，Ｎに出力すると共に、基準電源
ラインＸを通して０．５Ｖの基準電圧Ｖ_REFを出力す
る。７１はプラス電源ラインＰを遮断制御するスイッチ
ング回路であり、トランジスタ７１Ｑのエミッタとコレ
クタがコレクタ抵抗７１Ｃを介してプラス電源ラインＰ
間に直列に接続され、ベースとコレクタ間にはコレクタ
抵抗７１Ｃを介してベース抵抗７１Ｂが接続されてい
る。従って、トランジスタ７１Ｑは通常ベース抵抗７１
Ｂによってベース電圧を受けてオン状態となっており、
図１に示す電子式スイッチ８がＯＮになるとベースの電
位は電子式スイッチ８を通してマイナス電位に下がるた
めトランジスタ７１ＱはＯＦＦする。

【００１３】７２はスイッチング回路７１を通して定電
圧回路７０より入力した直流電圧をもとに一定電圧レベ
ルのプラス、マイナス電圧を発生する電圧発生部であ
る。その構成として各コンデンサ７２Ａ，７２Ｂのそれ
ぞれがグランドＧＧとプラス電源ラインＰ、マイナス電
源ラインＮ間に接続されると共に、コンデンサ７２Ａに
はツェナーダイオード７２Ｃが並列接続され、コンデン
サ７２Ｂには抵抗７２Ｄが並列接続されている。

【００１４】７３はマイナス電源ラインＮ間に接続され
た１０Ω程度の電流検出抵抗であり、電圧発生部７２よ
り負荷である地絡信号再生回路１１Ａ、地絡引外し回路
１２Ａに流れる電流を電圧換算にして検出する。７４は
比較器であり、基準電圧Ｖ_{RE F}と電流検出抵抗７３間に
発生した電位を比較し、その電位が基準電圧Ｖ_REFを超
えた時に出力信号７４Ａ，７４Ｂの信号レベルは反転す
る。

【００１５】７５は比較器７４の出力信号７４Ｂのレベ
ルが反転時にＯＮからＯＦＦに切り替わるリレー接点で
あり、抵抗７６、ツェナーダイオード７７と共に直列回
路を構成しプラス電源ラインＰとマイナス電源ラインＮ
間に接続されている。７８は比較器７４の出力信号７４
Ａのレベルが反転時にＯＦＦかＯＮに切り替わるリレー
接点であり夫々プラス電源ラインＰ、マイナス電源ライ
ンＮより分岐したプラス電源ラインＰ１、マイナス電源
ラインＮ１に挿入されている。尚、比較器７４とリレー
接点７８で経路形成手段を構成している。

【００１６】次に、本実施例の動作を電源回路７Ａの動
作に注目して説明する。遮断器接点２の投入直後、或は
主回路１に接続された負荷が小さい内は、主回路１に流
れる負荷電流は回路遮断器の定格電流の１０％程度であ
る。従って、このような値の負荷電流をもとに定電圧回
路７０で生成された直流電圧は、比較的低い不安定な電
圧レベルである。このため、電圧発生部７２は低電圧レ
ベルの直流電圧でコンデンサ７２Ａ，７２Ｂを充電し、
充電電圧を電源電圧とした場合、電力が低く回路遮断器
の諸回路に回路電源を供給することはできない。

【００１７】そこで諸回路への回路電源供給を決めるた
め、比較器７４は電圧発生部７２の出力電流が流れる電
流検出抵抗７３の端子間電圧と定電圧回路７０より出力
された基準電圧Ｖ_REFとを比較する。この時、端子間電
圧が基準電圧Ｖ_REFより低いと判定されたならば、比較
器７４の各出力信号７４Ａ，７４Ｂの信号レベルは反転
せず、リレー接点７５をＯＮ，リレー接点７８をＯＦＦ
にして地絡信号再生回路１１Ａ、地絡引外し回路１２Ａ
のみにプラス、マイナス電源ラインＰ，Ｎを介して回路
電源を供給する。

【００１８】だが、主回路１に定格電流の１５％の負荷
電流が流れると、それに伴って定電圧回路７０の出力電
圧が増加するため電圧発生部７２のコンデンサ充電電圧
も上昇し、地絡信号再生回路１１Ａ、地絡引外し回路１
２Ａとっては過大な出力が供給されることになり、これ
を余剰エネルギとして消費する必要がある。そのためリ
レー接点７５を介してツェナーダイオード７７に過大な
電源電圧がかかると、ツェナーダイオード７７はブレー
クダウンを起こし、地絡信号再生回路１１Ａ、地絡引外
し回路１２Ａにはツェナーダイオード７７で制限された
だけの電源電圧が供給される。

【００１９】しかして、主回路１に定格電流の２０％の
負荷電流が流れると電圧発生部７２の電力も増加し、現
在の負荷電流値に対応した５０ｍＡ以上の電流が電流検
出抵抗７３に流れると端子間電圧は基準電圧Ｖ_REFの
０．５Ｖを超え比較器７４の出力信号７４Ａ，７４Ｂは
信号レベルを反転する。この結果リレー接点７５はＯＮ
からＯＦＦに切り替わり、またリレー接点７８はＯＦＦ
からＯＮに切り替わることで地絡信号再生回路１１Ａ、
地絡引外し回路１２Ａ以外の総ての回路に対しプラス、
マイナス電源ラインＰ１、Ｎ１を介して回路電源が供給
される。だが、負荷電流が定格電流の２０％を下廻った
ことを、電流検出抵抗７３の端子間電圧より検出された
ならば地絡信号再生回路１１Ａ、地絡引外し回路１２Ａ
の動作を保護するためリレー接点７８をＯＦＦにし諸回
路への回路電源の供給を遮断する。

【００２０】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、主回路
中に接続された遮断器接点を、前記主回路に流れる漏電
電流および負荷電流を対応する各制御回路で検知してそ
の値に応じて遮断する回路遮断器の電源回路において、
前記主回路に流れる負荷電流の大きさに応じた出力を発
生する電圧発生部と、この電圧発生部の出力レベルを予
め設定した基準レベルと比較し、前記出力レベルが前記
基準レベルを超過した時に信号を出力する比較器と、こ
の出力された信号をもとに、前記電圧発生部より出力さ
れる電力を負荷電流制御回路に供給する出力供給経路を
形成する経路形成手段負荷電流の大きさに応じて電源供
給を行う回路の数を増やすことができるため電源供給範
囲の設定が容易になると共に、負荷電流の大きさに応じ
て外部電源を回路遮断器に備える必要がないため使い勝
手に優れた回路遮断器が得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による回路遮断器の一実施例の構成を
示すブロック図である。

【図２】本実施例による回路遮断器の電源回路の構成を
示す回路図である。

【図３】従来の回路遮断器の構成を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１ 主回路 ７Ａ 電源回路 ７２ 電圧発生部 ７４ 比較器 ７８ リレー接点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柏原 明夫 広島県福山市水呑町194番地の１ 福山 電子株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−270631（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H02H 3/08 - 3/52

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主回路中に接続された遮断器接点を、前
   記主回路に流れる漏電電流および負荷電流を対応する各
   制御回路で検知してその値に応じて遮断する回路遮断器
   の電源回路において、前記主回路に流れる負荷電流の大
   きさに応じた出力を発生する電圧発生部と、この電圧発
   生部の出力レベルを予め設定した基準レベルと比較し、
   前記出力レベルが前記基準レベルを超過した時に信号を
   出力する比較器と、この出力された信号をもとに、前記
   電圧発生部より出力される電力を負荷電流制御回路に供
   給する出力供給経路を形成する経路形成手段とを備えた
   ことを特徴とする回路遮断器の電源回路。