JP3055825B2

JP3055825B2 - 予告警報機能付電磁式回路遮断器

Info

Publication number: JP3055825B2
Application number: JP3248935A
Authority: JP
Inventors: 和彦加藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-09-27
Filing date: 1991-09-27
Publication date: 2000-06-26
Anticipated expiration: 2015-06-26
Also published as: JPH0589764A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、漏電遮断器等の電磁式
回路遮断器に係り、特に、予告警報機能を備え予告中に
電源断等に対する対策を講させるのに好適な電磁式回路
遮断器に関する。

【０００２】

【従来の技術】電磁式回路遮断器の一例である従来の漏
電遮断器に関するものとして、例えば実公平３−７０１
３号公報記載のものがある。この従来技術では、電源に
取り付けた漏電遮断器が電流の大きさから負荷状態を検
知し、定格電流の１．１倍を超えたときから作動を開始
し、この状態がある程度継続したとき、電源を遮断する
構成となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の漏電遮
断器は、電源に接続されている電気機器の保護という観
点から構成されており、過負荷状態が継続し電源に接続
されている電気機器に故障が発生する前に電源を遮断す
るようになっている。従来の漏電遮断器はこの遮断がい
きなり発生するため、例えばワードプロセッサ等で文書
を作成中に電源遮断が発生すると、ワードプロセッサの
メインメモリに格納されている作成中文書のデータが消
滅してしまうという問題がある。もし、遮断前に遮断の
予告がされるのであれば、フロッピィーディスク等に作
成文書のデータを保存することができるが、従来はこの
遮断予告についての配慮がなかった。

【０００４】本発明の目的は、遮断に至る前に遮断を予
告する予告機能付の電磁式回路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】上記目的を達成するため
の本発明は、第１外部接続端子に接続された固定接点
と、該固定接点に接離可能に設けられ可動接点と、一端
側が該可動接点に接続され他端側が第２外部接続端子に
接続された電流コイルと、該電流コイルが外周に巻回さ
れ内部に時限素子が内蔵されたシリンダと、該シリンダ
に吸引可能に配された可動片と、該可動片が前記シリン
ダに吸引されたとき前記可動接点を前記固定接点から引
き離す電磁引き外し機構とを備えた予告警報機能付電磁
式回路遮断器において、前記電流コイルとは独立の閉回
路を形成するように前記引き外し機構を構成するヨーク
に巻回され、電磁誘導により該電流コイルに流れる電流
の大きさを検出する検出コイルと、該検出コイルの出力
信号と予め設定した設定値とを比較する比較器と、該比
較器における前記検出コイルの電流が前記設定値以上の
とき予告警報指令を出力する予告警報出力手段とを具備
したことを特徴としている。また、本発明は、前記特徴
を有する予告警報機能付電磁式回路遮断器において、前
記比較器における前記検出コイルの電流が前記設定値以
上のとき所定時間経過後予告警報指令を出力することを
特徴としている。

【０００６】

【作用】電磁式回路遮断器は、過電流が流れるすぐに回
路を遮断するのではなく、時限素子を備え、過電流が流
れる状態が所定時間継続したときに始めて回路を遮断す
る構成となっているのが通例である。そこで、この所定
時間の開始された初期の段階で過電流状態となっている
ことを知り、遮断予告を警報することで、ユーザは電源
断に対する対策を電源断前に講じることが可能となる。

【０００７】

【実施例】本発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。図３は、本発明の第１実施例に係る予告警報機能付
電磁式回路遮断器の予告警報回路の詳細回路構成図であ
り、図１は図３に示す回路及び電子式回路遮断器の要部
を機能ブロックで示した構成図である。図１に示す電磁
引外し機構を構成するヨーク１，シリンダ組立品２及び
可動鉄片３は磁気回路を構成し、負荷電流に応じて起磁
力を発生する電流コイル４による磁束で可動鉄片３を吸
引する構成となっている。この構成は、従来と同じであ
る。本実施例では、これに加え、ヨーク１に検出コイル
５を巻回している。この検出コイル５の端子間には、電
流コイル４に流れる負荷電流に応じて発生する磁束φに
比例（０付近は非線形）した電圧が出力される。この出
力を増幅器６にかけて電圧増幅し、増幅した検出コイル
５の出力を、整流回路７でＤＣ電圧に変換する。電流値
設定回路９は、予告警報のしきい値となる電流が設定さ
れており、上記負荷電流である検出コイル５の出力（整
流回路７の出力）としきい値とが比較器８にて比較され
る。この比較器８による比較結果は、時延回路１０で一
定時間保持された後、トランジスタ１１のベースに印加
される。このトランジスタ１１のコレクタには、リレー
１２のコイルが介装されている。電源回路１３は、電流
コイル４を通して図示しない電気機器等の負荷に電力を
供給する主電源とは別の電源であり、増幅回路６，比較
器８，時延回路１０及びリレー１２に電力を供給してい
る。

【０００８】図２は、検出コイル５の出力特性を示すグ
ラフである。ヨーク１に設けた検出コイル５は、負荷電
流ｉ1の大きさに応じた電流値を出力するが、０点付近
では、鉄心の磁化特性の為、非線形となる。しかし、こ
の非線形領域は予告警報動作をする領域ではないので、
問題は無い。

【０００９】上記の構成で、電流コイル４に流れる負荷
電流ｉ1が何等かの原因で増大すると、シリンダ組立品
２の中に組み込まれた時延素子が作動し始め、所定時間
経つと可動鉄片３を吸引し電源と負荷とを遮断する。こ
の遮断前に、前記の負荷電流ｉ1の増大に基づき、検出
コイル５の出力電圧ｖ2が徐々に増大し、その電流値が
電流値設定回路８の設定値を超えた場合は、比較器８の
出力はＨｉ−レベルになり、時延回路１０が動作を開始
する。この時延回路は内蔵したコンデンサと抵抗による
時定数で時間をカウントし、前記所定時間より短い一定
時間後に、トランジスタ１１をＯＮさせ、リレー１２の
コイルを励磁する。これにより、出力接点が閉じられ、
警報装置が作動して遮断発生を予告する。

【００１０】ここで、時延回路１０で時間遅れを持たせ
ているのは、負荷が電動機等の場合、電動機始動時にそ
の突入電流でこの予告機能付電磁式回路遮断機が動作し
たとき予告警報が出力されないようにするためである。
つまり、突入電流で比較器８の出力がＨｉ−レベルにな
っても突入電流はすぐに低下するので、比較器８の出力
は元のＬ−レベルになり、これにより、リレー１２は励
磁されない。尚、電流値設定回路９の設定電流値（予告
警報を出力させるしきい値）は可変であり、希望の電流
値（定格電流の７０〜１００％程度増しまで）に設定で
きるようにすると便利である。

【００１１】図４は、本発明の第２実施例に係る予告警
報回路の機能ブロック構成図である。本実施例では、図
１に示す実施例のトランジスタ１１の代わりにサイリス
タ１４を用いてリレー１２を駆動する構成としている。
そして更に、手動復帰スイッチＳを設け、リレー１２の
通電をこの手動復帰スイッチＳにてオフし予告警報を停
止させる構成となっている。

【００１２】図５は、本発明の第３実施例に係る予告警
報回路の機能ブロック構成図である。本実施例では、時
延回路１０に、予告警報出力開始時間を設定する回路１
５を設け、比較器８がＨｉ−レベル信号を出力してから
警報開始までの時間を任意に設定，変更することができ
ようにしてある。具体的な回路としては、時延回路１０
のオペアンプで構成した無安定マルチバイブレータの発
振周波数を外付け抵抗で変化させることで構成できる。
図６は、予告警報の出力特性を示すグラフである。この
実施例における回路１５による時間設定，変更は、時間
軸上に示したｔ（ｔ1，ｔ2）を上下方向に移動させて行
う。

【００１３】図７は、本発明の第４実施例に係る予告警
報回路の機能ブロック構成図である。本実施例では、予
告警報回路の電源を回路遮断器の主回路より得る方式を
採用しており、別電源を必要としないので、使い勝手を
向上させることができる。

【００１４】図８は、前述した第１実施例〜第４実施例
に係る予告警報回路を内蔵した電磁式回路遮断器の断面
図である。この回路遮断器２０は、その外部接続端子２
１が電源線に接続され、外部接続端子２２に図示しない
電気機器が接続される。手動操作スイッチ２３を矢印Ａ
方向にバネ２４の引っ張り力に抗して移動させると（図
示の状態）、可動接点２５が固定接点２６に接触する。
このため、電源線の電力は、端子２１→固定接点２６→
可動接点２５→電流コイル４→接点２２の主回路を流
れ、電気機器に供給される。電流コイル４に電流が流れ
ると、シリンダ２に発生する磁界が可動鉄片３を吸引し
ようとするが、電流が定格電流であればこの吸引力は弱
く、可動鉄片３は移動しない。何らかの原因で電流コイ
ル４に過電流が流れると、シリンダ２内に内蔵された時
限素子である図示しないプランジャがシリンダ２内を上
昇し、所定時間後にこのプランジャがシリンダ２の上部
に到達する。すると、シリンダ２が可動鉄片３を吸引す
る磁力がプランジャにより増力され、可動鉄片３はシリ
ンダ２に吸引される。可動鉄片３が回動すると可動鉄片
３の他片側か引き外し棒を移動させ、これによりバネ２
４が可動接点２５を固定接点２６から引き離し、主回路
が遮断され、電気機器への電力供給が遮断される。

【００１５】この回路遮断器２０の、シリンダ２と電流
コイル４で構成される過電流電磁リレーのヨーク１に、
検出コイル５を設け、この検出コイル５の出力が、予告
警報回路１６の端子１６−ａに接続される。予知警報回
路１６の出力は端子部１６−ｂから取り出され、図示し
ない制御盤等に設けられた警報機に接続される。そし
て、過電流が電流コイル４に流れたとき、これを検出コ
イル５が検知し、プランジャがシリンダ２の上端に達し
て可動鉄片３が動き出す前に、前述したように予告警報
を出力するようになっている。

【００１６】尚、過負荷状態の場合のシリンダ組立品内
部のプランジャの動きを検出し、回路遮断器がトリップ
する前に警報を出すトリップ警報特性とすることも可能
である。この場合には、第１実施例の検出電流のしきい
値を上げるだけでよい。

【００１７】以上述べた実施例によれば、過電流電磁リ
レーを用いて予告警報回路を構成しているので、過電流
電磁リレーを採用している比較的定格電流の小さな回路
遮断器で予告警報が実現可能となり、分岐回路の端部ま
でもきめ細かく、負荷状態の監視が可能となり、突然の
電源ダウン等が避けられ、電源の安定供給が可能とな
る。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、電磁式回路遮断で遮断
に至る前に予告がされるので、ユーザは電源断に対する
対策を講じる余裕ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る予告警報機能回路の
機能ブロック構成図である。

【図２】図１に示す検出コイルの出力特性図である。

【図３】図１に示す予告警報回路の詳細回路構成図であ
る。

【図４】本発明の第２実施例に係る予告警報機能回路の
機能ブロック構成図である。

【図５】本発明の第３実施例に係る予告警報機能回路の
機能ブロック構成図である。

【図６】予告警報出力特性グラフである。

【図７】本発明の第４実施例に係る予告警報機能回路の
機能ブロック構成図である。

【図８】予告警報機能付電磁式回路遮断器の断面図であ
る。

【符号の説明】

１…ヨーク、２…シリンダ組立品、３…可動鉄片、４…
電流コイル、５…検出コイル、６…増幅回路、７…整流
回路、８…比較器、１０…時延回路、１１…トランジス
タ、１２…リレー、１３…電源回路、１４…サイリス
タ、１６…検出回路、２０…電磁式回路遮断器、２１，
２２…外部接続端子、２３…手動操作スイッチ、２４…
バネ、２５…可動接点、２６…固定接点。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】第１外部接続端子に接続された固定接点
と、該固定接点に接離可能に設けられ可動接点と、一端
側が該可動接点に接続され他端側が第２外部接続端子に
接続された電流コイルと、該電流コイルが外周に巻回さ
れ内部に時限素子が内蔵されたシリンダと、該シリンダ
に吸引可能に配された可動片と、該可動片が前記シリン
ダに吸引されたとき前記可動接点を前記固定接点から引
き離す電磁引き外し機構とを備えた予告警報機能付電磁
式回路遮断器において、前記電流コイルとは独立の閉回
路を形成するように前記電磁引き外し機構を構成するヨ
ークに巻回され、電磁誘導により該電流コイルに流れる
電流の大きさを検出する検出コイルと、該検出コイルの
出力信号と予め設定した設定値とを比較する比較器と、
該比較器における前記検出コイルの電流が前記設定値以
上のとき予告警報指令を出力する予告警報出力手段とを
具備したことを特徴とする予告警報機能付電磁式回路遮
断器。
【請求項２】請求項１に記載の予告警報機能付電磁式
回路遮断器において、前記比較器における前記検出コイ
ルの電流が前記設定値以上のとき所定時間経過後予告警
報指令を出力することを特徴とする予告警報機能付電磁
式回路遮断器。