JP3266667B2 - 地絡検出装置 - Google Patents
地絡検出装置Info
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- JP3266667B2 JP3266667B2 JP28034092A JP28034092A JP3266667B2 JP 3266667 B2 JP3266667 B2 JP 3266667B2 JP 28034092 A JP28034092 A JP 28034092A JP 28034092 A JP28034092 A JP 28034092A JP 3266667 B2 JP3266667 B2 JP 3266667B2
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- circuit
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、漏洩電流や地絡電流等
を検出する地絡検出装置に関する。
を検出する地絡検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、この種の地絡検出装置は、交流
電路に装備した零相変流器の出力電圧を所定のしきい値
と比較し、この比較した出力に従ってコンデンサに充放
電を行い時延判別すると共に、このコンデンサの電圧が
所定のしきい値を越えた時に地絡信号を送出するように
している。
電路に装備した零相変流器の出力電圧を所定のしきい値
と比較し、この比較した出力に従ってコンデンサに充放
電を行い時延判別すると共に、このコンデンサの電圧が
所定のしきい値を越えた時に地絡信号を送出するように
している。
【０００３】しかし、上述の地絡検出装置にあっては、
例えば雷サージの如き異常なピーク電圧が交流電路に重
畳し、負荷機器を保護するために交流電路に装備される
バリスタや避雷器を通じて大地にピーク電流が流れた場
合に、そのピーク電流に対応した出力電圧が零相変流器
から出力されると共にその後にその反対側の極性に波尾
長の長い出力電圧が現れる現象が発生し、この反対側の
極性に出力される波尾長の長い出力電圧によって、コン
デンサの電圧が充分に充電され所定のしきい値を越えて
地絡信号を送出することがあった。
例えば雷サージの如き異常なピーク電圧が交流電路に重
畳し、負荷機器を保護するために交流電路に装備される
バリスタや避雷器を通じて大地にピーク電流が流れた場
合に、そのピーク電流に対応した出力電圧が零相変流器
から出力されると共にその後にその反対側の極性に波尾
長の長い出力電圧が現れる現象が発生し、この反対側の
極性に出力される波尾長の長い出力電圧によって、コン
デンサの電圧が充分に充電され所定のしきい値を越えて
地絡信号を送出することがあった。
【０００４】そのため、零相変流器から出力される波尾
長の長い出力電圧の発生に対して不要動作を起こさない
ようにするために、零相変流器から出力される出力電圧
の正側または負側の出力電圧の発生回数を計数して地絡
判別を行う方法が提案された。このものは、零相変流器
の出力電圧を正側または負側の所定のしきい値と比較し
てしきい値を越えた回数を計数することにより、単発的
に発生する雷サージの如き異常なピーク電圧に対して、
連続的に発生する地絡電流をその回数によって区別する
ことにより地絡判別を行うようになっている。
長の長い出力電圧の発生に対して不要動作を起こさない
ようにするために、零相変流器から出力される出力電圧
の正側または負側の出力電圧の発生回数を計数して地絡
判別を行う方法が提案された。このものは、零相変流器
の出力電圧を正側または負側の所定のしきい値と比較し
てしきい値を越えた回数を計数することにより、単発的
に発生する雷サージの如き異常なピーク電圧に対して、
連続的に発生する地絡電流をその回数によって区別する
ことにより地絡判別を行うようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
正側または負側の出力電圧の発生回数を計数して地絡判
別する地絡検出装置にあっては、次のような問題があっ
た。すなわち、交流電路の漏洩電流を検出する零相変流
器はコアの中心透孔に一次巻線となる交流電路の導体を
貫挿するようになっているが、この貫挿する導体が偏っ
て貫挿された場合には零相変流器に偏り特性が生じ、例
えば交流電路にモータ起動時の電流等大きな電流が流れ
た場合に、零相変流器から検出出力が発生すると同時に
この出力波形は歪み波形となって出力されることがあっ
た。
正側または負側の出力電圧の発生回数を計数して地絡判
別する地絡検出装置にあっては、次のような問題があっ
た。すなわち、交流電路の漏洩電流を検出する零相変流
器はコアの中心透孔に一次巻線となる交流電路の導体を
貫挿するようになっているが、この貫挿する導体が偏っ
て貫挿された場合には零相変流器に偏り特性が生じ、例
えば交流電路にモータ起動時の電流等大きな電流が流れ
た場合に、零相変流器から検出出力が発生すると同時に
この出力波形は歪み波形となって出力されることがあっ
た。
【０００６】この歪み波形の出力電圧は、正側または負
側の所定しきい値を、断続的に越えることとなり所定の
計数が行われ地絡判別をする要因となった。本発明は上
述の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とすると
ころは、雷サージ等の如き異常なピーク電圧の交流電路
への重畳に対して誤動作を少なくすると共に、零相変流
器の偏り特性により出力される歪み波形のある検出出力
に対しても誤動作を少なくした地絡検出装置を提供する
ことにある。
側の所定しきい値を、断続的に越えることとなり所定の
計数が行われ地絡判別をする要因となった。本発明は上
述の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とすると
ころは、雷サージ等の如き異常なピーク電圧の交流電路
への重畳に対して誤動作を少なくすると共に、零相変流
器の偏り特性により出力される歪み波形のある検出出力
に対しても誤動作を少なくした地絡検出装置を提供する
ことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、交流電路の漏
洩電流を検出する零相変流器と、この零相変流器の交番
する検出出力の正側の波形のレベルと基準レベルとを比
較する正側比較手段と、上記検出出力の負側の波形のレ
ベルと基準レベルとを比較する負側比較手段と、コンデ
ンサの充電を制御する充電手段と、上記コンデンサの放
電を制御する放電手段と、上記コンデンサの電圧と第１
の閾値とを比較する第１の判定手段と、上記コンデンサ
の電圧と第１の閾値より一定レベル高い第２の閾値とを
比較する第２の判定手段と、コンデンサの電圧と第２の
閾値より一定レベル高い第３の閾値とを比較する第３の
判定手段と、上記両比較手段及び第１〜第３の判定手段
の出力に基づいて上記充電手段及び放電手段を制御する
制御手段とを備え、制御手段は上記正側比較手段の最初
の出力の立ち上がりがあると、上記充電手段により上記
コンデンサを充電を行わせ、この充電過程で上記第１の
判定手段からの出力があると、充電を停止させて上記放
電手段により放電を行わせ、この放電過程で上記コンデ
ンサの電圧降下が一定範囲を超えるまでに上記負側比較
手段からの出力があれば、充電手段によってコンデンサ
の２回目の充電を行わせ、この充電過程で上記第２の判
定手段から出力があれば、充電を停止させて上記放電手
段により放電を行わせ、この放電過程で上記コンデンサ
の電圧降下が一定範囲を超えるまでに上記正側比較手段
からの２回目の出力があれば、上記充電手段によりコン
デンサの３回目の充電を行わせ、この充電過程で上記第
３の判定手段の出力があれば地絡検出信号を発生させる
ものである。
洩電流を検出する零相変流器と、この零相変流器の交番
する検出出力の正側の波形のレベルと基準レベルとを比
較する正側比較手段と、上記検出出力の負側の波形のレ
ベルと基準レベルとを比較する負側比較手段と、コンデ
ンサの充電を制御する充電手段と、上記コンデンサの放
電を制御する放電手段と、上記コンデンサの電圧と第１
の閾値とを比較する第１の判定手段と、上記コンデンサ
の電圧と第１の閾値より一定レベル高い第２の閾値とを
比較する第２の判定手段と、コンデンサの電圧と第２の
閾値より一定レベル高い第３の閾値とを比較する第３の
判定手段と、上記両比較手段及び第１〜第３の判定手段
の出力に基づいて上記充電手段及び放電手段を制御する
制御手段とを備え、制御手段は上記正側比較手段の最初
の出力の立ち上がりがあると、上記充電手段により上記
コンデンサを充電を行わせ、この充電過程で上記第１の
判定手段からの出力があると、充電を停止させて上記放
電手段により放電を行わせ、この放電過程で上記コンデ
ンサの電圧降下が一定範囲を超えるまでに上記負側比較
手段からの出力があれば、充電手段によってコンデンサ
の２回目の充電を行わせ、この充電過程で上記第２の判
定手段から出力があれば、充電を停止させて上記放電手
段により放電を行わせ、この放電過程で上記コンデンサ
の電圧降下が一定範囲を超えるまでに上記正側比較手段
からの２回目の出力があれば、上記充電手段によりコン
デンサの３回目の充電を行わせ、この充電過程で上記第
３の判定手段の出力があれば地絡検出信号を発生させる
ものである。
【０００８】
【作用】而して、本発明によれば、地絡発生時のように
零相変流器からの交番する検出出力の波形が正、負、正
と続く場合のみは地絡検出信号を発生させ、雷サージ等
による一過性の電流や、零相変流器の偏り特性によって
モータ起動時等に発生する波形歪みのある検出出力では
地絡検出信号を発生させることがなく、高い信頼性が得
られる。
零相変流器からの交番する検出出力の波形が正、負、正
と続く場合のみは地絡検出信号を発生させ、雷サージ等
による一過性の電流や、零相変流器の偏り特性によって
モータ起動時等に発生する波形歪みのある検出出力では
地絡検出信号を発生させることがなく、高い信頼性が得
られる。
【０００９】
【実施例】図２は本実施例の回路構成を示しており、こ
の実施例では図２に示すように交流電路を貫挿した零相
変流器ＣＴは交流電路に地絡で漏洩電流が流れたときに
検出出力を発生するもので、交番する検出出力はクラン
プダイオードＤ1 、Ｄ2 及び抵抗Ｒ1 、Ｒ2 ，コンデン
サＣ1 、Ｃ2 からなるローパスフィルタ等で構成された
波形整形回路部１を介してＩＣ回路からなる地絡電流検
出回路部２に入力する。
の実施例では図２に示すように交流電路を貫挿した零相
変流器ＣＴは交流電路に地絡で漏洩電流が流れたときに
検出出力を発生するもので、交番する検出出力はクラン
プダイオードＤ1 、Ｄ2 及び抵抗Ｒ1 、Ｒ2 ，コンデン
サＣ1 、Ｃ2 からなるローパスフィルタ等で構成された
波形整形回路部１を介してＩＣ回路からなる地絡電流検
出回路部２に入力する。
【００１０】この地絡電流検出回路部２は電磁引き外し
装置３の励磁コイルを介して交流電路に接続されるダイ
オードＤ3 、抵抗Ｒ3 、Ｒ4 、コンデンサＣ3 からなる
整流平滑回路により直流電源Ｖｃｃを得、地絡検出信号
OUT を上記電磁引き外し装置３と交流電路との間に挿入
されたサイリスタ４のトリガ回路に接続している。次に
この地絡電流検出回路部２の回路構成を図1 によって説
明する。
装置３の励磁コイルを介して交流電路に接続されるダイ
オードＤ3 、抵抗Ｒ3 、Ｒ4 、コンデンサＣ3 からなる
整流平滑回路により直流電源Ｖｃｃを得、地絡検出信号
OUT を上記電磁引き外し装置３と交流電路との間に挿入
されたサイリスタ４のトリガ回路に接続している。次に
この地絡電流検出回路部２の回路構成を図1 によって説
明する。
【００１１】まず波形整形回路１を介して零相変流器Ｃ
Ｔからの検出出力を夫々入力して、正側の波形のレベル
と基準レベルＬ1 とを比較する比較回路１０と、負側の
波形のレベルと基準レベルＬ1 ’とを比較する比較回路
１１と、外付けのコンデンサＣ4 の充電と放電とを行う
充放電回路１２と、コンデンサＣ4 の電圧と閾値Ｖｔｈ
1 とを比較する第１の判定回路１３と、コンデンサＣ4
の電圧と閾値Ｖｔｈ2とを比較する第２の判定回路１４
と、コンデンサＣ4 の電圧と閾値Ｖｔｈ3 とを比較する
第３の判定回路１５と、閾値Ｖｔｈ1 〜Ｖｔｈ3 を設定
するための抵抗Ｒ11〜Ｒ13との直列回路からなる閾値回
路１６と、上記比較回路１０、１１の出力Ｓ1 、Ｓ
2 と、判定回路１３、１４、１５の出力Ｓ3 、Ｓ4 、Ｓ
5 とに基づいて充放電回路１２の制御信号Ｏを作成する
ととともに、地絡検出信号OUT の発生を制御する論理回
路からなる制御回路１７と、比較回路１１、１２に基準
レベルＬ1 、Ｌ2 を与える基準電圧回路（図示せず）等
から構成される。
Ｔからの検出出力を夫々入力して、正側の波形のレベル
と基準レベルＬ1 とを比較する比較回路１０と、負側の
波形のレベルと基準レベルＬ1 ’とを比較する比較回路
１１と、外付けのコンデンサＣ4 の充電と放電とを行う
充放電回路１２と、コンデンサＣ4 の電圧と閾値Ｖｔｈ
1 とを比較する第１の判定回路１３と、コンデンサＣ4
の電圧と閾値Ｖｔｈ2とを比較する第２の判定回路１４
と、コンデンサＣ4 の電圧と閾値Ｖｔｈ3 とを比較する
第３の判定回路１５と、閾値Ｖｔｈ1 〜Ｖｔｈ3 を設定
するための抵抗Ｒ11〜Ｒ13との直列回路からなる閾値回
路１６と、上記比較回路１０、１１の出力Ｓ1 、Ｓ
2 と、判定回路１３、１４、１５の出力Ｓ3 、Ｓ4 、Ｓ
5 とに基づいて充放電回路１２の制御信号Ｏを作成する
ととともに、地絡検出信号OUT の発生を制御する論理回
路からなる制御回路１７と、比較回路１１、１２に基準
レベルＬ1 、Ｌ2 を与える基準電圧回路（図示せず）等
から構成される。
【００１２】充放電回路１２は制御回路１７からの制御
信号Ｏが”Ｈ”の時に充電を、”Ｌ”のときに放電を行
うものである。而して正常時には比較回路１０、１１の
出力Ｓ1 、Ｓ2 は共に”Ｈ”であり、コンデンサＣ4 が
充電されていないため、判定回路１３〜１５の出力Ｓ3
〜Ｓ5は共に”Ｌ”となっている。
信号Ｏが”Ｈ”の時に充電を、”Ｌ”のときに放電を行
うものである。而して正常時には比較回路１０、１１の
出力Ｓ1 、Ｓ2 は共に”Ｈ”であり、コンデンサＣ4 が
充電されていないため、判定回路１３〜１５の出力Ｓ3
〜Ｓ5は共に”Ｌ”となっている。
【００１３】この時制御回路１７のノアゲートＮＲ1 〜
ＮＲ3 の出力は共に”Ｌ”で、ノアゲートＮＲ4 の出力
は”Ｈ”、ノアゲートＮＲ5 の出力は”Ｌ”、ノアゲー
トＮＲ6 の出力は”Ｈ”となり、最終段のノアゲートＮ
Ｒ7 の出力は”Ｌ”となる。つまり制御回路１７の制御
信号Ｏが”Ｌ”となり、充放電回路１２は放電動作状態
となっている。
ＮＲ3 の出力は共に”Ｌ”で、ノアゲートＮＲ4 の出力
は”Ｈ”、ノアゲートＮＲ5 の出力は”Ｌ”、ノアゲー
トＮＲ6 の出力は”Ｈ”となり、最終段のノアゲートＮ
Ｒ7 の出力は”Ｌ”となる。つまり制御回路１７の制御
信号Ｏが”Ｌ”となり、充放電回路１２は放電動作状態
となっている。
【００１４】次に地絡が起きて零相変流器ＣＴに検出出
力が発生し、地絡電流検出回路部２に図３（ａ）に示す
ような波形の検出出力が波形整形回路１を通じて入力
し、入力波形の正側の最初の波形レベルが比較回路１０
の基準レベルＬ1 を超えた場合比較回路１０の出力Ｓ1
が”Ｌ”となり、そのため制御回路１７のノアゲートＮ
Ｒ1 の出力が”Ｈ”に反転し、そのためノアゲートＮＲ
6 の出力も”Ｌ”に反転する。この反転により最終段の
ノアゲートＮＲ7 の出力が”Ｈ”に反転する。
力が発生し、地絡電流検出回路部２に図３（ａ）に示す
ような波形の検出出力が波形整形回路１を通じて入力
し、入力波形の正側の最初の波形レベルが比較回路１０
の基準レベルＬ1 を超えた場合比較回路１０の出力Ｓ1
が”Ｌ”となり、そのため制御回路１７のノアゲートＮ
Ｒ1 の出力が”Ｈ”に反転し、そのためノアゲートＮＲ
6 の出力も”Ｌ”に反転する。この反転により最終段の
ノアゲートＮＲ7 の出力が”Ｈ”に反転する。
【００１５】尚最初に負側の波形レベルが比較回路１１
の基準レベルＬ1 ’を超えて、比較回路１１の出力Ｓ2
が”Ｌ”に反転した場合には、ノアゲートＮＲ2 の出力
が”Ｈ”に反転し、ノアゲートＮＲ4 の出力が”Ｈ”に
反転するが、ノアゲートＮＲ 5 、ＮＲ6 の出力は初期状
態のままであるため、制御回路１７の制御信号Ｏは”
Ｌ”のままである。
の基準レベルＬ1 ’を超えて、比較回路１１の出力Ｓ2
が”Ｌ”に反転した場合には、ノアゲートＮＲ2 の出力
が”Ｈ”に反転し、ノアゲートＮＲ4 の出力が”Ｈ”に
反転するが、ノアゲートＮＲ 5 、ＮＲ6 の出力は初期状
態のままであるため、制御回路１７の制御信号Ｏは”
Ｌ”のままである。
【００１６】さて上記のようにノアゲートＮＲ7 の出力
が”Ｈ”に反転し、制御回路１７の制御信号Ｏが”Ｈ”
になると、充放電回路１２は所定の充電時定数によりコ
ンデンサＣ4 に充電電流ＩＡを流して図３（ｂ）に示す
ように一回目の充電を行う。このコンデンサＣ4 の充
電電圧が上昇して、判定回路１３の閾値Ｖｔｈ1 に達す
ると、判定回路１３は出力Ｓ3 を”Ｌ”から”Ｈ”に反
転する。この反転により、制御回路１７のノアゲートＮ
Ｒ1 は出力を”Ｈ”から”Ｌ”に反転する。そのためノ
アゲートＮＲ6 の出力が”Ｈ”から”Ｌ”に反転するこ
とになり、その結果ノアゲートＮＲ7 の出力が”Ｌ”に
戻って制御回路１３の制御信号Ｏは”Ｌ”となる。充放
電回路１２はそのためコンデンサＣ4 の充電を停止し
て、充電時定数よりも大きな放電時定数でコンデンサＣ
4 の電荷を図３（ｂ）に示すように放電させる。この放
電開始後、入力波形の正側の波形レベルが比較回路１０
の基準レベルＬ1 を下回ると、この比較回路１０の出力
Ｓ1 は”Ｈ”に反転する。この反転では制御回路１７の
各ノアゲートＮＲ1 〜ＮＲ7 の出力は反転せず、従って
制御回路１７の制御信号Ｏも”Ｌ”のままで、充放電回
路１２は放電動作を継続する。
が”Ｈ”に反転し、制御回路１７の制御信号Ｏが”Ｈ”
になると、充放電回路１２は所定の充電時定数によりコ
ンデンサＣ4 に充電電流ＩＡを流して図３（ｂ）に示す
ように一回目の充電を行う。このコンデンサＣ4 の充
電電圧が上昇して、判定回路１３の閾値Ｖｔｈ1 に達す
ると、判定回路１３は出力Ｓ3 を”Ｌ”から”Ｈ”に反
転する。この反転により、制御回路１７のノアゲートＮ
Ｒ1 は出力を”Ｈ”から”Ｌ”に反転する。そのためノ
アゲートＮＲ6 の出力が”Ｈ”から”Ｌ”に反転するこ
とになり、その結果ノアゲートＮＲ7 の出力が”Ｌ”に
戻って制御回路１３の制御信号Ｏは”Ｌ”となる。充放
電回路１２はそのためコンデンサＣ4 の充電を停止し
て、充電時定数よりも大きな放電時定数でコンデンサＣ
4 の電荷を図３（ｂ）に示すように放電させる。この放
電開始後、入力波形の正側の波形レベルが比較回路１０
の基準レベルＬ1 を下回ると、この比較回路１０の出力
Ｓ1 は”Ｈ”に反転する。この反転では制御回路１７の
各ノアゲートＮＲ1 〜ＮＲ7 の出力は反転せず、従って
制御回路１７の制御信号Ｏも”Ｌ”のままで、充放電回
路１２は放電動作を継続する。
【００１７】ここで判定回路１３は閾値Ｖｔｈ1 から所
定割合まで入力電圧が降下するまでの範囲まで出力を保
持するヒステリシス機能を持ち、一方上記放電時定数は
電源周波の略半サイクルに対応する時間の間においてコ
ンデンサＣ4 の電圧が閾値Ｖｔｈ1 の上記所定割合の値
より降下しないように設定される。さて負側の波形レベ
ルが比較回路１１の基準レベルＬ1 ’を超えると、比較
回路１１は出力Ｓ2 を”Ｈ”から”Ｌ”に反転する。こ
の反転により制御回路１７のノアゲートＮＲ2 は出力
を”Ｌ”から”Ｈ”に反転し、ノアゲートＮＲ4 は”
Ｈ”から”Ｌ”に出力を反転する。このため判定回路１
３の出力Ｓ3 とノアゲートＮＯＲ4 の出力を入力してい
るノアゲートＮＲ5 は出力を”Ｌ”から”Ｈ”に反転す
る。従ってノアゲートＮＲ6 の出力は”Ｌ”になり、ノ
アゲートＮＯＲ7の出力、つまり制御回路１７の制御信
号Ｏが”Ｈ”となる。
定割合まで入力電圧が降下するまでの範囲まで出力を保
持するヒステリシス機能を持ち、一方上記放電時定数は
電源周波の略半サイクルに対応する時間の間においてコ
ンデンサＣ4 の電圧が閾値Ｖｔｈ1 の上記所定割合の値
より降下しないように設定される。さて負側の波形レベ
ルが比較回路１１の基準レベルＬ1 ’を超えると、比較
回路１１は出力Ｓ2 を”Ｈ”から”Ｌ”に反転する。こ
の反転により制御回路１７のノアゲートＮＲ2 は出力
を”Ｌ”から”Ｈ”に反転し、ノアゲートＮＲ4 は”
Ｈ”から”Ｌ”に出力を反転する。このため判定回路１
３の出力Ｓ3 とノアゲートＮＯＲ4 の出力を入力してい
るノアゲートＮＲ5 は出力を”Ｌ”から”Ｈ”に反転す
る。従ってノアゲートＮＲ6 の出力は”Ｌ”になり、ノ
アゲートＮＯＲ7の出力、つまり制御回路１７の制御信
号Ｏが”Ｈ”となる。
【００１８】充放電回路１２は制御回路１７の制御信号
Ｏが”Ｈ”になると、放電を停止して上述の充電時定数
でコンデンサＣ4 に充電電流ＩＡを流して２回目の充電
を行う。コンデンサＣ4 の電圧が２回目の充電で上昇
して閾値Ｖｔｈ2 に達すると、判定回路１４はその出力
Ｓ4 を”Ｌ”から”Ｈ”に反転させる。この反転によ
り、制御回路１７のノアゲートＮＲ2 は出力を”Ｈ”か
ら”Ｌ”に反転する。そのためノアゲートＮＲ4 の出力
が”Ｌ”から”Ｈ”に、ノアゲートＮＲ5 の出力が”
Ｈ”から”Ｌ”に反転し、更にノアゲートＮＲ6 の出力
が”Ｌ”から”Ｈ”に反転することになる。その結果ノ
アゲートＮＲ7 の出力が”Ｌ”に戻って制御回路１３の
制御信号Ｏは”Ｌ”となる。充放電回路１２はそのため
コンデンサＣ4 の充電を停止して、上記放電時定数でコ
ンデンサＣ4 の電荷を図３（ｂ）に示すように放電させ
る。この放電開始後、入力波形の負側の波形レベルが比
較回路１１の基準レベルＬ1 ’を下回ると、この比較回
路１１の出力Ｓ2 は”Ｈ”に反転する。この反転では制
御回路１７の各ノアゲートＮＲ1 〜ＮＲ7 の出力は反転
せず、従って制御回路１７の制御信号Ｏも”Ｌ”のまま
で、充放電回路１２は放電動作を継続する。
Ｏが”Ｈ”になると、放電を停止して上述の充電時定数
でコンデンサＣ4 に充電電流ＩＡを流して２回目の充電
を行う。コンデンサＣ4 の電圧が２回目の充電で上昇
して閾値Ｖｔｈ2 に達すると、判定回路１４はその出力
Ｓ4 を”Ｌ”から”Ｈ”に反転させる。この反転によ
り、制御回路１７のノアゲートＮＲ2 は出力を”Ｈ”か
ら”Ｌ”に反転する。そのためノアゲートＮＲ4 の出力
が”Ｌ”から”Ｈ”に、ノアゲートＮＲ5 の出力が”
Ｈ”から”Ｌ”に反転し、更にノアゲートＮＲ6 の出力
が”Ｌ”から”Ｈ”に反転することになる。その結果ノ
アゲートＮＲ7 の出力が”Ｌ”に戻って制御回路１３の
制御信号Ｏは”Ｌ”となる。充放電回路１２はそのため
コンデンサＣ4 の充電を停止して、上記放電時定数でコ
ンデンサＣ4 の電荷を図３（ｂ）に示すように放電させ
る。この放電開始後、入力波形の負側の波形レベルが比
較回路１１の基準レベルＬ1 ’を下回ると、この比較回
路１１の出力Ｓ2 は”Ｈ”に反転する。この反転では制
御回路１７の各ノアゲートＮＲ1 〜ＮＲ7 の出力は反転
せず、従って制御回路１７の制御信号Ｏも”Ｌ”のまま
で、充放電回路１２は放電動作を継続する。
【００１９】ここで判定回路１４も判定回路１３と同様
なヒステリシス機能を持ち、また放電時定数も同様に対
応するように設定される。さて２サイクル目に入り、そ
の正側の波形レベルが比較回路１０の基準レベルＬ1 を
超えると、比較回路１０は出力Ｓ1 を”Ｈ”から”Ｌ”
に再び反転する。この反転により比較回路１０の出力Ｓ
1 とともに判定回路１４の出力Ｓ4 の反転出力を入力し
ている制御回路１７のノアゲートＮＲ3 は出力を”Ｌ”
から”Ｈ”に反転する。そのためノアゲートＮＲ4 は”
Ｈ”から”Ｌ”に出力を反転し、この反転によりノアゲ
ートＮＲ5 は出力を”Ｌ”から”Ｈ”に反転する。従っ
てノアゲートＮＲ6 の出力は”Ｌ”になり、ノアゲート
ＮＯＲ7 の出力、つまり制御回路１７の制御信号Ｏが”
Ｈ”となる。
なヒステリシス機能を持ち、また放電時定数も同様に対
応するように設定される。さて２サイクル目に入り、そ
の正側の波形レベルが比較回路１０の基準レベルＬ1 を
超えると、比較回路１０は出力Ｓ1 を”Ｈ”から”Ｌ”
に再び反転する。この反転により比較回路１０の出力Ｓ
1 とともに判定回路１４の出力Ｓ4 の反転出力を入力し
ている制御回路１７のノアゲートＮＲ3 は出力を”Ｌ”
から”Ｈ”に反転する。そのためノアゲートＮＲ4 は”
Ｈ”から”Ｌ”に出力を反転し、この反転によりノアゲ
ートＮＲ5 は出力を”Ｌ”から”Ｈ”に反転する。従っ
てノアゲートＮＲ6 の出力は”Ｌ”になり、ノアゲート
ＮＯＲ7 の出力、つまり制御回路１７の制御信号Ｏが”
Ｈ”となる。
【００２０】充放電回路１２は制御回路１７の制御信号
Ｏが”Ｈ”になると、放電を停止して上述の充電時定数
でコンデンサＣ4 に充電電流ＩＡを流して３回目の充電
を行う。コンデンサＣ4 の電圧が３回目の充電で上昇
して閾値Ｖｔｈ3 に達すると、判定回路１５はその出力
Ｓ5 を”Ｌ”から”Ｈ”に反転させる。この反転により
トランジスタＱ1 がオンして、地絡電流検出回路部２は
図３（ｃ）に示す地絡検出信号OUT を発生する。この地
絡検出信号OUT はサイリスタ４をトリガして導通させ、
電磁引き外し装置３を駆動し、遮断器５により交流電路
を遮断させる。またトランジスタＱ2 がオンして閾値回
路１６の抵抗Ｒ11〜Ｒ13をトランジスタＱ2とダイオー
ドＤ10との直列回路で短絡して判定回路１５の出力Ｓ5
の状態を保持させる。更にトランジスタＱ3 をオンして
コンデンサＣ4 にトランジスタＱ3 に接続している抵抗
Ｒ0 を並列接続する。
Ｏが”Ｈ”になると、放電を停止して上述の充電時定数
でコンデンサＣ4 に充電電流ＩＡを流して３回目の充電
を行う。コンデンサＣ4 の電圧が３回目の充電で上昇
して閾値Ｖｔｈ3 に達すると、判定回路１５はその出力
Ｓ5 を”Ｌ”から”Ｈ”に反転させる。この反転により
トランジスタＱ1 がオンして、地絡電流検出回路部２は
図３（ｃ）に示す地絡検出信号OUT を発生する。この地
絡検出信号OUT はサイリスタ４をトリガして導通させ、
電磁引き外し装置３を駆動し、遮断器５により交流電路
を遮断させる。またトランジスタＱ2 がオンして閾値回
路１６の抵抗Ｒ11〜Ｒ13をトランジスタＱ2とダイオー
ドＤ10との直列回路で短絡して判定回路１５の出力Ｓ5
の状態を保持させる。更にトランジスタＱ3 をオンして
コンデンサＣ4 にトランジスタＱ3 に接続している抵抗
Ｒ0 を並列接続する。
【００２１】一方制御回路１７のノアゲートＮＲ7 の出
力、つまり制御回路１７の制御信号Ｏはは判定回路１５
の出力が”Ｈ”になるため、”Ｌ”に反転する。この反
転により充放電回路１２は放電を開始するが、上記のよ
うに抵抗Ｒ0 が並列接続されるため放電時定数が小さく
なり、１回目、２回目の放電電流ＩＤに比べて大きな放
電電流ＩＣが流れることになる。充放電回路１２はコン
デンサＣ4 の電圧が閾値Ｖｔｈ3 の一定割合の値よりも
降下した時に放電時定数を小さくして急速にコンデンサ
Ｃ4 を放電させる。
力、つまり制御回路１７の制御信号Ｏはは判定回路１５
の出力が”Ｈ”になるため、”Ｌ”に反転する。この反
転により充放電回路１２は放電を開始するが、上記のよ
うに抵抗Ｒ0 が並列接続されるため放電時定数が小さく
なり、１回目、２回目の放電電流ＩＤに比べて大きな放
電電流ＩＣが流れることになる。充放電回路１２はコン
デンサＣ4 の電圧が閾値Ｖｔｈ3 の一定割合の値よりも
降下した時に放電時定数を小さくして急速にコンデンサ
Ｃ4 を放電させる。
【００２２】上記の動作は地絡が生じて、零相変流器Ｃ
Ｔから交番する検出出力の波形が略サイクル以上の継続
した時の動作であるが、図４に示すように雷サージ等に
よって一過性の検出出力が零相変流器ＣＴから発生した
場合や、或いは図５に示すように零相変流器ＣＴの偏り
特性によってモータの起動時等に波形歪みのある検出出
力が発生した場合には、正、負、正の順序のパターンで
波形レベルが比較回路１０、１１の基準レベルＬ1 、Ｌ
1 ’を超えることが無いため、上述のような地絡検出信
号OUT は出力することはない。尚図４の（ａ）（ｂ）
（ｃ）及び図５の（ａ）（ｂ）（ｃ）は図３の（ａ）
（ｂ）（ｃ）に夫々対応し、又、も同様に対応す
る。
Ｔから交番する検出出力の波形が略サイクル以上の継続
した時の動作であるが、図４に示すように雷サージ等に
よって一過性の検出出力が零相変流器ＣＴから発生した
場合や、或いは図５に示すように零相変流器ＣＴの偏り
特性によってモータの起動時等に波形歪みのある検出出
力が発生した場合には、正、負、正の順序のパターンで
波形レベルが比較回路１０、１１の基準レベルＬ1 、Ｌ
1 ’を超えることが無いため、上述のような地絡検出信
号OUT は出力することはない。尚図４の（ａ）（ｂ）
（ｃ）及び図５の（ａ）（ｂ）（ｃ）は図３の（ａ）
（ｂ）（ｃ）に夫々対応し、又、も同様に対応す
る。
【００２３】つまり１回目の放電過程で入力波形の負の
波形レベルが比較回路１１の基準レベルＬ1 ’を超えな
ければ、２回目の充電が行われず、放電が継続される。
また例え２回目の充電が行われても、その充電に対応す
る放電過程で入力波形の正の波形レベルが比較回路１１
の基準レベルＬ1 を超えない場合には放電が継続され
る。そして充放電回路１２はコンデンサＣ4 の電圧降下
が夫々の放電過程で一定割合まで進むと、その時点で放
電時定数を小さくして急速放電を行うのである。
波形レベルが比較回路１１の基準レベルＬ1 ’を超えな
ければ、２回目の充電が行われず、放電が継続される。
また例え２回目の充電が行われても、その充電に対応す
る放電過程で入力波形の正の波形レベルが比較回路１１
の基準レベルＬ1 を超えない場合には放電が継続され
る。そして充放電回路１２はコンデンサＣ4 の電圧降下
が夫々の放電過程で一定割合まで進むと、その時点で放
電時定数を小さくして急速放電を行うのである。
【００２４】従って、３回目の充電が行われて判定回路
１５の閾値Ｖｔｈ3 にコンデンサＣ 4 の電圧が達しない
上記の場合には地絡検出時のように地絡検出信号OUT が
発生する条件が成立しないのである。
１５の閾値Ｖｔｈ3 にコンデンサＣ 4 の電圧が達しない
上記の場合には地絡検出時のように地絡検出信号OUT が
発生する条件が成立しないのである。
【００２５】
【発明の効果】本発明は、上述のように構成し、制御手
段は正側比較手段の最初の出力の立ち上がりがあると、
充電手段によりコンデンサを充電を行わせ、この充電過
程で第１の判定手段からの出力があると、充電を停止さ
せて放電手段により放電を行わせ、この放電過程で上記
コンデンサの電圧降下が一定範囲を超えるまでに負側比
較手段からの出力があれば、充電手段によってコンデン
サの２回目の充電を行わせ、この充電過程で第２の判定
手段から出力があれば、充電を停止させて上記放電手段
により放電を行わせ、この放電過程で上記コンデンサの
電圧降下が一定範囲を超えるまでに上記正側比較手段か
らの２回目の出力があれば、上記充電手段によりコンデ
ンサの３回目の充電を行わせ、この充電過程で上記第３
の判定手段の出力があれば地絡検出信号を発生させるも
のであるから、地絡発生時のように零相変流器からの交
番する検出出力の波形が正、負、正と続く場合のみに地
絡検出信号を発生させることができ、雷サージ等による
一過性の電流や零相変流器の偏り特性によってモータ起
動時等に発生する検出出力では地絡検出信号を発生させ
ることがなく、高い信頼性が得られるという効果があ
る。
段は正側比較手段の最初の出力の立ち上がりがあると、
充電手段によりコンデンサを充電を行わせ、この充電過
程で第１の判定手段からの出力があると、充電を停止さ
せて放電手段により放電を行わせ、この放電過程で上記
コンデンサの電圧降下が一定範囲を超えるまでに負側比
較手段からの出力があれば、充電手段によってコンデン
サの２回目の充電を行わせ、この充電過程で第２の判定
手段から出力があれば、充電を停止させて上記放電手段
により放電を行わせ、この放電過程で上記コンデンサの
電圧降下が一定範囲を超えるまでに上記正側比較手段か
らの２回目の出力があれば、上記充電手段によりコンデ
ンサの３回目の充電を行わせ、この充電過程で上記第３
の判定手段の出力があれば地絡検出信号を発生させるも
のであるから、地絡発生時のように零相変流器からの交
番する検出出力の波形が正、負、正と続く場合のみに地
絡検出信号を発生させることができ、雷サージ等による
一過性の電流や零相変流器の偏り特性によってモータ起
動時等に発生する検出出力では地絡検出信号を発生させ
ることがなく、高い信頼性が得られるという効果があ
る。
【図１】本発明の地絡電流検出回路部の回路図である。
【図２】同上の回路構成図である。
【図３】同上の動作説明用波形図である。
【図４】同上の雷サージ発生時の動作説明用波形図であ
る。
る。
【図５】同上の歪み波形発生時の動作説明用波形図であ
る。
る。
２ 地絡電流検出回路部 １０ 比較回路 １１ 比較回路 １２ 充放電回路 １３ 判定回路 １４ 判定回路 １５ 判定回路 １６ 閾値回路 １７ 制御回路
フロントページの続き (72)発明者 牧永 仁 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工 株式会社内 (72)発明者 北堂 正晴 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工 株式会社内 (72)発明者 黒田 稔 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工 株式会社内 (72)発明者 永井 康夫 群馬県高崎市西横手町111番地 株式会 社日立製作所高崎工場内 (72)発明者 津久井 勇次 東京都小平市上水本町５丁目22番１号 株式会社日立マイコンシステム内 (56)参考文献 特開 平３−226225（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02H 3/347
Claims (1)
- 【請求項１】交流電路の漏洩電流を検出する零相変流器
と、この零相変流器の交番する検出出力の正側の波形の
レベルと基準レベルとを比較する正側比較手段と、上記
検出出力の負側の波形のレベルと基準レベルとを比較す
る負側比較手段と、コンデンサの充電を制御する充電手
段と、上記コンデンサの放電を制御する放電手段と、上
記コンデンサの電圧と第１の閾値とを比較する第１の判
定手段と、上記コンデンサの電圧と第１の閾値より一定
レベル高い第２の閾値とを比較する第２の判定手段と、
コンデンサの電圧と第２の閾値より一定レベル高い第３
の閾値とを比較する第３の判定手段と、上記両比較手段
及び第１〜第３の判定手段の出力に基づいて上記充電手
段及び放電手段を制御する制御手段とを備え、制御手段
は上記正側比較手段の最初の出力の立ち上がりがある
と、上記充電手段により上記コンデンサを充電を行わ
せ、この充電過程で上記第１の判定手段からの出力があ
ると、充電を停止させて上記放電手段により放電を行わ
せ、この放電過程で上記コンデンサの電圧降下が一定範
囲を超えるまでに上記負側比較手段からの出力があれ
ば、充電手段によってコンデンサの２回目の充電を行わ
せ、この充電過程で上記第２の判定手段から出力があれ
ば、充電を停止させて上記放電手段により放電を行わ
せ、この放電過程で上記コンデンサの電圧降下が一定範
囲を超えるまでに上記正側比較手段からの２回目の出力
があれば、上記充電手段によりコンデンサの３回目の充
電を行わせ、この充電過程で上記第３の判定手段の出力
があれば地絡検出信号を発生させることを特徴とする地
絡検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28034092A JP3266667B2 (ja) | 1992-10-19 | 1992-10-19 | 地絡検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28034092A JP3266667B2 (ja) | 1992-10-19 | 1992-10-19 | 地絡検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06133447A JPH06133447A (ja) | 1994-05-13 |
| JP3266667B2 true JP3266667B2 (ja) | 2002-03-18 |
Family
ID=17623644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28034092A Expired - Lifetime JP3266667B2 (ja) | 1992-10-19 | 1992-10-19 | 地絡検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3266667B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117970037B (zh) * | 2024-03-29 | 2024-06-07 | 昆明理工大学 | 一种基于sod变化的输电线路多重雷识别方法 |
-
1992
- 1992-10-19 JP JP28034092A patent/JP3266667B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06133447A (ja) | 1994-05-13 |
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