JP2880331B2 - 漏電警報付遮断器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回路遮断器に係り、特
に漏電検出用電源に降圧変圧器を用いることなく漏電警
報機能を得るのに好適な回路遮断器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の漏電警報付遮断器は、降圧変圧器
を使用して警報出力リレーのコイル付勢電流を供給して
いた。また、電圧引外し装置も交流直接駆動コイルを使
用していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、降圧
変圧器を使用しており、また、電圧引外し装置も交流直
接駆動コイルを使用するものであったため、遮断器ケー
ス内に警報出力リレーを収めるスペースがない場合であ
って、しかも、動作を保持する電流が制限されるような
仕様の回路遮断器には適用できないものであった。更
に、電圧引外し装置にあっては、部品標準化の観点から
漏電遮断器の引外し装置との同一品使用が望ましいが、
漏電遮断器の引外し装置は短時間定格の駆動コイルを有
する直流駆動のものであることから、従来技術では適用
に問題があった。

【０００４】本発明の目的は、小型で電力損失の少ない
電源回路を有して広範な電圧入力に対応できるととも
に、直流駆動用の外部引外しコイルを交流で駆動できて
部品の標準化を図ることができる漏電警報付き遮断器を
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、直流駆動用
の外部引外しコイルを有して電路を開閉する開閉手段
と、この開閉手段の負荷側に接続された主回路導体と、
この主回路導体に接続されて直流を出力する制限回路を
有する電源回路と、主回路導体を流れる電流の不平衡を
検出する零相変流器と、この零相変流器の出力を検出す
る検出回路と、この検出回路の出力により動作するスイ
ッチング手段と、このスイッチング手段の動作に基づい
て駆動されるリレーコイルを有する警報手段と、この警
報手段に電源回路から供給される駆動電流を制御する制
御回路と、外部引外しコイルを駆動する外部引外しコイ
ル駆動回路を備え、電源回路はそれぞれ半サイクルの順
方向電流が流れるように接続された定電圧ダイオードと
定電流ダイオードとの第１の並列回路とこの定電圧ダイ
オードと定電流ダイオードとの第１の並列回路に接続さ
れた第１の整流ブリッジとを含む制限回路を有して主回
路導体から供給される電気量を制限するよう構成され、
制御回路は警報手段の駆動開始から所定時間経過後リレ
ーコイルの駆動電流をその最低保持電流まで減少させる
よう構成され、外部引外しコイル駆動回路は電源回路及
び制御回路から独立して設けられるとともに第２の整流
ブリッジとこの第２の整流ブリッジの直流出力側に接続
された定電圧ダイオードと定電流ダイオードとの第２の
並列回路と第２の整流ブリッジの交流入力側に接続され
た入力端子を有し、外部引外しコイルは定電圧ダイオー
ドと定電流ダイオードの第２の並列回路と第２の整流ブ
リッジを介して入力端子に接続されるよう構成された漏
電警報付遮断器により達成される。

【０００６】

【作用】電源回路の制限回路は主回路から供給される電
気量を制限し、整流回路の電圧を所望の電圧にする。警
報手段の制御回路はスイッチング手段投入から所定時間
経過後に警報手段のリレーコイルの駆動電流をその最低
保持電流まで減少させる。これにより投入から所定時間
までの間はリレーコイルに十分な電気量を供給できて警
報手段を確実に動作させることができるとともに、所定
時間経過後は警報出力リレーコイルの最低保持電流まで
電流を減少させるため、電源回路の電力損失を軽減でき
る。また、制限回路により電源回路の小型化がはかれ、
さらに変圧器を用いることなく適用電圧範囲拡大が可能
となる。外部引外しコイル駆動回路は電源回路及び制御
回路から独立して設けられるので電源回路の電力を消費
することがなく、電源回路の電力損失軽減に貢献する。
また、外部引外しコイルは定電圧ダイオードと定電流ダ
イオードの第２の並列回路と第２の整流ブリッジを介し
て入力端子に接続されるので入力端子に交流電圧が印加
されても直流駆動用の外部引外しコイルをなんら問題な
く駆動することができる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を第１図乃至第１０
図により説明する。

【０００８】本発明の一実施例における漏電遮断器の回
路構成を図１に示す。

【０００９】まずそのブロック構成を説明すると、主回
路の負荷側の接続点Ａ、Ｂには電源回路１０が接続さ
れ、この電源回路１０には制御回路としての警報コイル
駆動回路５０と、検出回路２０が接続される。

【００１０】一方、外部引き外し装置駆動コイル３に接
続されて入力端子６８を備えた外部引き外しコイル駆動
回路６０が上記電源回路１０、警報コイル駆動回路５０
から独立して設けられている。

【００１１】電源回路１０は、負荷側主回路接続点Ａに
接続された抵抗器８と、この抵抗器８に接続された定電
流ダイオード４および定電圧ダイオード６の並列回路
と、負荷側主回路接続点Ｂに接続された抵抗器９と、こ
の抵抗器９に接続された定電流ダイオード５と定電圧ダ
イオード７の並列回路と、一方の交流入力端子が定電流
ダイオード４および定電圧ダイオード６の並列回路に接
続され、他方の交流入力端子に定電流ダイオード５と定
電圧ダイオード７の並列回路がそれぞれ接続されたブリ
ッジ回路に組まれた整流器１４と、この整流器１４の直
流出力側の正極、負極間に接続された電源コンデンサ１
６と、アノードが整流器１４の正極に接続された定電圧
ダイオード１８と、この定電圧ダイオード１８のカソー
ドと整流器１４の負極間に接続された電源コンデンサ１
７と、この電源コンデンサ１７に並列接続された定電圧
ダイオード１９により構成されている。

【００１２】電源コンデンサ１７の正極は、リセット用
光結合素子３０の発光部を介して漏電検出回路２０の電
源端子に接続されている。一方、検出回路２０には、零
相変流器１の二次出力が、又、検出回路２０の出力端子
には、サイリスタ２１の制御端子が接続されている。

【００１３】サイリスタ２１はカソードが整流器１４の
負極側に接続され、そのアノードはリセット用光結合素
子３０の受光部、警報動作表示用ＬＥＤ７２、警報出力
接点７１のコイル７０を介して警報コイル駆動回路５０
に接続されている。

【００１４】警報コイル駆動回路５０は、ＰＮＰトラン
ジスタ５２と、このＰＮＰトランジスタ５２のエミッタ
−ベース間に逆並列接続されたダイオード５４と、この
トランジスタ５２のコレクタ−ベース間に接続されたコ
ンデンサ５３と、このトランジスタ５２のエミッタ−コ
レクタ間に並列接続された抵抗５１を有している。

【００１５】一方、外部引外し装置駆動コイル３は引き
外しコイル駆動回路６０を介し、入力端子６８に接続さ
れている。

【００１６】引き外しコイル駆動回路６０は、整流ブリ
ッジ６１の直流出力に接続された電源コンデンサ６２
と、このコンデンサ６２の正極側に接続された二端子ト
リガ素子６３と、この二端子トリガ素子６３に直列に接
続された定電流ダイオード６５および定電圧ダイオード
６４の並列回路と、この定電流ダイオード６５および定
電圧ダイオード６４の並列回路に直列に接続された抵抗
６６とコンデンサ６７の並列回路を有し、外部引外し装
置駆動コイル３は、この抵抗６６とコンデンサ６７の並
列回路と整流ブリッジ６１の負極側に接続される。

【００１７】次に、各回路の動作について図２乃至図４
により説明する。

【００１８】まず、電源回路１０の動作を図２により説
明する。今、開閉極２が閉極されると、図示しない上位
交流電源から図２の（ａ）に示す電圧が主回路の接続点
Ａ，Ｂから入力される。これによる入力電流の変化を図
２（ｂ）に示す。領域Ａでは、入力電流が定電流ダイオ
ード４の定格電流に満たないため、入力電圧の増加に伴
い抵抗器８，９により制限された値で漸増する。領域Ｂ
になると、入力電流は定電流ダイオード４の定格電流に
達するため、定電流となる。このとき、ダイオード４の
極間電圧は図２の（ｃ）に示すように漸増する。領域Ｃ
においては入力電圧が定電圧ダイオード６のツェナ電圧
を越える電圧となるため、入力電流は、定電流ダイオー
ド４の電流と定電圧ダイオード６の電流の和となる。領
域Ｄになると、入力電圧が定電圧ダイオード６のツェナ
電圧より低い電圧となり、入力電流は再び定電流ダイオ
ード４の定格電流で定められた定電流となる。領域Ｅに
なると、入力電流が定電流ダイオード４の定格電流より
低い値となり、入力電圧の減少に伴い抵抗器８，９によ
り制限された値で漸減する。なお、負の半サイクルでは
定電流ダイオード５と定電圧ダイオード７により入力電
流はゼロレベルに対して正の半サイクルと対称な波形に
なる。図４（ｄ）は定電流ダイオード５の電流波形を示
す。

【００１９】尚、コンデンサ１６の電圧は、定電圧ダイ
オード１８，１９により、又、コンデンサ１７の電圧
は、定電圧ダイオード１９により安定化され、検出回路
に供給される。

【００２０】本実施例によれば、整流ブリッジの逆電圧
を低く抑えることができるので、汎用の小パッケージブ
リッジを使用することができると共に、沿面距離を小さ
くすることができるので小形化が可能となる。

【００２１】又、定電流ダイオードと定電圧ダイオード
には、半サイクルの順方向電流しか流れないので、個々
の消費電力を軽減することができる。

【００２２】次に、警報コイル駆動回路５０の動作を図
３により説明する。今、サイリスタ２１がターンオンす
ると、光結合素子３０の受光部は導通状態となっている
ので、コイル７０の電流は図３に示す如く流れる。即
ち、駆動初期においては、コイル７０の電流はトランジ
スタ５２のエミッタからベースを通りコンデンサ５３を
通って流れるが、漸次トランジスタ５２のコレクタ−エ
ミッタ間飽和電圧が大きくなるとトランジスタ５２が最
終的にはカットオフするので、コイル７０の電流は抵抗
５１とコイル７０自体の抵抗の和で制限される値とな
る。尚、この時の抵抗５１の値は、コイル７０の電流が
最低保持電流になるよう設定されている。

【００２３】本実施例によれば、警報出力リレー用コイ
ルの電流が保持電流に減衰されるので、電源回路の消費
電力を低く抑えることができる。

【００２４】又、光結合素子３０としてのフォトインタ
ラプタ３０はカバー内部に設けられ、このカバーを貫通
するよう設けられた押しボタン８０によりフォトインタ
ラプタ３０の発光部と受光部の間を遮蔽することによ
り、フォトインタラプタ３０の受光部がターンオフし、
警報出力はリセットされる。

【００２５】尚、リセットの方法としては、マイクロス
イッチｂ接点を図１のア乃至カの位置に直列に挿入する
か、或いは、サイリスタ２１の主電極間に並列接続する
等によっても可能である。

【００２６】又、フォトインタラプタ３０の発光電流は
検出回路２０の電流と共用しているので、電源回路１０
の消費電力を低減できる。

【００２７】又、マイクロスイッチｂ接点開極時の印加
電圧は、警報装置コイル７０の付勢電圧程度の低い値に
抑えることができるので小形品を使用でき、遮断器小形
化を阻害しない。

【００２８】次に、外部引外しコイル３の駆動回路６０
の動作を図４により説明する。同図（ａ）に示すように
入力端子６８に交流電圧が印加されると整流器６１によ
り全波整流され、同図（ｂ）に示すように電源コンデン
サ６２により平滑される。コンデンサ６２の電圧がトリ
ガ素子６３のトリガ電圧よりも大きくなると同図（ｃ）
に示すようにコイル３に電流が流れ、開閉極２を開極す
る。コイル３の電流は、そのピーク値を定電流ダイオー
ド６５と定電圧ダイオード６４の並列回路を制限され、
更に、開極動作後は、コンデンサ６７と抵抗器６６の並
列回路で漸減される。

【００２９】これにより、外部引外し装置６０の交流駆
動が可能となる。外部引外し装置駆動回路６０は、平滑
コンデンサ６２に駆動に十分な電荷を蓄えてからコイル
３を付勢するので誤動作しない。動作後はコイル３の電
流を極小値に抑えるため、コイル焼損を生ずることはな
い。

【００３０】又、上記実施例の回路は全てハイブリッド
ＩＣ、又はモノリシックＩＣ化が可能であり、これによ
りさらなる小形化が可能となる。

【００３１】図５乃至図７は、リセット釦を中心とした
実装例を示した断面図であって、図５は本発明のリセッ
ト釦部分の断面図、図６はリセット釦の待機時とリセッ
ト時の断面図を示す。図７は部品標準化の対称となる漏
電遮断器の断面図である。図５の構成は、リセット釦８
０をカバー内に配し、フォトインタラプタ３０は、検出
回路搭載プリント基板８５に搭載されている。次に、そ
の動作を図６により説明すると、待機時は発光部、受光
部間の光遮蔽が行なわれないので、受光部は導通状態で
ある。リセットすべく釦８０を押下することにより、イ
ンタラプタ３０の発光部、受光部間は光遮蔽されるので
受光部はターンオフし、警報出力７１はリセットされ
る。本実施例は光結合素子３０を用いたものであるが、
前述したマイクロスイッチを該プリント板上、若しく
は、釦８０のストローク上に配置することにより同等の
動作を期待することができる。

【００３２】本実施例によれば、部品標準化の対称とな
る漏電遮断器の構造を変更することなくリセット釦とイ
ンタラプタ，マイクロスイッチを付加するだけでパネル
カット時の窓枠内にリセット釦を配することができるの
で、部品共用化，寸法互換，同等の使い勝手が図れる。

【００３３】図８乃至図１０は、本発明の一実施例を示
す外観図と、付加回路の内部構造図である。その構成
は、付加回路としての警報コイル駆動回路５０、引き外
しコイル駆動回路６０を図１０に示すようにプリント基
板上に搭載し、該プリント基板をそれぞれ端子を備えた
ケース９１、９０内に配し、これを遮断器本体の左側面
に取り付けたものである。ケース９０内の引き外しコイ
ル駆動回路６０は検出回路基板８５及びコイル３と配線
９２で接続されている。また、ケース９１内には警報コ
イル駆動回路５０が警報出力接点７１およびそのコイル
７０とともに収納され、警報コイル駆動回路５０および
コイル７０と検出回路基板８５は配線９３で接続されて
いる。又、ケース９０，９１と遮断器ケースとの取り付
け部分は、一般的に用いられる補助接点出力等の内部付
属装置（図示せず）の端子台取付部と同一構造とするこ
とによりこれらと互換性をもたせている。

【００３４】又、ケース９０、９１に電気的コネクタ
（図示せず）をそれぞれ設け、配線９２、９３をそれぞ
れこれらのコネクタに接続するとともに、本体ケース側
のケース９０、９１の取付部に導電部を設け、上記コネ
クタとこの導電部を導電接続するような構造としてもよ
い。

【００３５】又、遮断器内部に該回路５０，６０の収納
スペースがあれば、そこに配しても良い。

【００３６】本実施例によれば、部品標準化の対称とな
る漏電遮断器の構造を変更することなく、簡易に取付可
能なケース内、若しくは、遮断器ケース内に付加回路を
収納できるので、容易に製作することができる。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、小型で電力損失の少な
い電源回路を有して広範な電圧入力に対応できるととも
に、直流駆動用の外部引外しコイルを交流で駆動できて
部品の標準化を図ることができる漏電警報付き遮断器を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における漏電遮断器の回路接
続図

【図２】本実施例の電源回路の各部波形を示す波形図

【図３】本実施例の警報出力コイル電流を示す波形図

【図４】本実施例の外部引外し装置駆動回路の各部波形
を示す波形図

【図５】本実施例の本発明の実施例の遮断器内部構成を
示す断面図

【図６】本実施例のリセット釦部の断面図で（ａ）は待
機状態を、（ｂ）はリセット時をそれぞれ示す図

【図７】本実施例の部品標準化の対称となる漏電遮断器
の断面図

【図８】本実施例の漏電遮断器の外観を示す平面図

【図９】本実施例の漏電遮断器の外観を示す正面図

【図１０】本実施例の付加回路の内部構造を示す斜視図

【符号の説明】

１０：電源回路、２０：漏電検出回路、３０：光結合素
子、５０：警報出力用コイル駆動回路、６０：外部引外
し装置駆動回路、７０：警報出力リレーコイル、７１：
漏電警報出力接点、８０：リセット釦、９０，９１：収
納ケース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桐生 富義 東京都千代田区神田駿河台四丁目３番地 日立テクノエンジニアリング株式会社 内 (56)参考文献 特開 昭63−154015（ＪＰ，Ａ) 特表 昭62−503071（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01H 71/00 - 83/22 H02H 3/16

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】直流駆動用の外部引外しコイルを有して電
   路を開閉する開閉手段と、この開閉手段の負荷側に接続
   された主回路導体と、この主回路導体に接続されて直流
   を出力する電源回路と、前記主回路導体を流れる電流の
   不平衡を検出する零相変流器と、この零相変流器の出力
   を検出する検出回路と、この検出回路の出力により動作
   するスイッチング手段と、このスイッチング手段の動作
   に基づいて駆動されるリレーコイルを有する警報手段
   と、この警報手段に前記電源回路から供給される駆動電
   流を制御する制御回路と、前記外部引外しコイルを駆動
   する外部引外しコイル駆動回路を備え、前記電源回路は
   それぞれ半サイクルの順方向電流が流れるように接続さ
   れた定電圧ダイオードと定電流ダイオードとの第１の並
   列回路とこの定電圧ダイオードと定電流ダイオードとの
   第１の並列回路に接続された第１の整流ブリッジとを含
   む制限回路を有して前記主回路導体から供給される電気
   量を制限するよう構成され、前記制御回路は前記警報手
   段の駆動開始から所定時間経過後前記リレーコイルの駆
   動電流をその最低保持電流まで減少させるよう構成さ
   れ、前記外部引外しコイル駆動回路は前記電源回路及び
   前記制御回路から独立して設けられるとともに第２の整
   流ブリッジとこの第２の整流ブリッジの直流出力側に接
   続された定電圧ダイオードと定電流ダイオードとの第２
   の並列回路と前記第２の整流ブリッジの交流入力側に接
   続された入力端子を有し、前記外部引外しコイルは前記
   定電圧ダイオードと定電流ダイオードの第２の並列回路
   と前記第２の整流ブリッジを介して前記入力端子に接続
   されるよう構成されたことを特徴とする漏電警報付遮断
   器。