JP3319799B2 - 地絡検出装置 - Google Patents

地絡検出装置

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JP3319799B2
JP3319799B2 JP03296693A JP3296693A JP3319799B2 JP 3319799 B2 JP3319799 B2 JP 3319799B2 JP 03296693 A JP03296693 A JP 03296693A JP 3296693 A JP3296693 A JP 3296693A JP 3319799 B2 JP3319799 B2 JP 3319799B2
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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、交流電路に地絡が発生
した場合、その交流電路を遮断する地絡検出装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、交流電路に地絡が発生した時、そ
の交流電路を遮断する地絡検出装置は、地絡を検出する
零相変流器の地絡成分が所定の大きさ以上の時、スイッ
チング素子を作動させるが、上記地絡成分の信号幅検出
装置にフリップフロップを用い、そのトリガ信号に漏電
信号のレベルを検出した信号を用いた構成をしていた。
【0003】図6は従来の地絡検出装置のブロック図を
示し、特開平4−200229号公報に記載されている
ものである。負荷2に電源を供給する交流電路1には電
磁接触器3が介装され、また、交流電路1に零相変流器
4が設けてある。零相変流器4の2次側出力は、正側レ
ベル判別器11、負側レベル判別器12、正側信号幅判
別器13、負側信号幅判別器14に送られ、漏電を検出
した場合には、パルスカウント判別回路15の出力によ
りスイッチング素子であるサイリスタ6をオンさせ、励
磁コイル5を励磁させることで、電磁接触器3を開放
し、交流電路1を遮断するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】かかる従来例において
は、正側、負側両レベル判別器(コンパレータ)11,
12の出力信号をコンデンサ16,17にてチャージさ
せ、ある基準レベル以上にチャージされると、漏電検出
信号をパルスカウント判別回路15を介してサイリスタ
6に出力し、地絡検出装置を作動させていた。
【0005】しかしながら、従来例においては、インバ
ータ装置などの起動時における投入電流は、雷、ライン
ノイズなどの外来雑音がコンデンサ16,17を、ある
基準レベル以上にチャージすることにより、漏電と認識
し、誤動作するという問題があった。また、地絡及び漏
電検出レベルの精度が、正側、負側両レベル判別器(コ
ンパレータ)11,12の出力信号に依存しているた
め、上記コンパレータの出力精度が高くなければ、検出
精度も得られないといった問題があった。
【0006】すなわち、判別レベル近傍における信号が
入力された場合、従来例では、フリップフロップで構成
されるパルスカウント判別回路15にトリガパルスが不
規則に入力され、漏電と検出する場合があった。本発明
は、上述の点に鑑みて提供したものであって、通常の地
絡又は漏電とは異なる雷などの外来雑音に対して、誤動
作しにくく且つ漏電検出精度を向上させることを目的と
した地絡検出装置を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、交流電路に地
絡が発生した時、該交流電路をスイッチング素子により
遮断する地絡検出装置において、上記地絡成分である正
側及び負側の波形毎に所定の大きさを越えるとき出力信
号を発生する複数の基準レベルを持った正側レベル判別
器及び負側レベル判別器と、上記正側レベル判別器及び
負側レベル判別器の各々の出力信号が所定のパルス幅以
上であることを判別する一定周期のクロックパルスで計
数される正側及び負側信号幅判別器と、上記正側及び負
側信号幅判別器の出力信号を加算する加算器とを備え、
上記加算器の出力により上記スイッチング素子を動作さ
せるようにしたものである。
【0008】また、請求項2においては、交流電路に地
絡が発生した時、該交流電路をスイッチング素子により
遮断する地絡検出装置において、上記地絡成分である正
側及び負側の波形毎に所定の大きさを越えるとき出力信
号を発生する複数の基準レベルを持った正側レベル判別
器及び負側レベル判別器と、上記正側レベル判別器及び
負側レベル判別器の各々の出力信号が所定の漏電検出レ
ベル以上であることを判別する正側及び負側加算器と、
上記加算器の加算結果を一定周期のクロックパルスで出
力させるフリップフロップ回路と、上記正側及び負側加
算器の各々の出力信号が複数回入力されたことを認識す
るカウンタ回路とを備え、上記カウンタ回路の出力によ
り上記スイッチング素子を動作させるようにしたもので
ある。
【0009】
【作用】本発明によれば、通常の地絡又は漏電とは異な
る雷やラインノイズなど外来雑音に対して加算器により
レベルを加算することで、高周波成分の雑音をカットす
ることができ、誤動作しにくい地絡検出装置を実現する
ことができる。また、一定周期のクロックパルスで計数
されるカウンタ回路の計数値を変化させたり、クロック
パルスのパルス幅を小さくすることで、漏電検出レベル
をより高精度に制御することができるものである。
【0010】また、請求項2によれば、請求項1と同様
に、通常の地絡又は漏電とは異なる雷やラインノイズな
ど外来雑音に対して加算器によりレベルを加算すること
で、高周波成分の雑音をカットすることができ、誤動作
しにくい地絡検出装置を実現することができる。また、
一定周期のクロックパルスで計数されるカウンタ回路の
計数値を変化させたり、クロックパルスのパルス幅を小
さくすることで、漏電検出レベルをより高精度に制御す
ることができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。本発明は、正側及び負側レベル判別器各々の出力
信号を加算器を用いて漏電検出を判別し、地絡検出装置
を作動させるものである。つまり、交流電路の地絡成分
を正側レベル判別器及び負側レベル判別器に入力し、あ
る一定の基準値を越えた時、信号を発生する出力信号を
一定周期のクロックパルスで計数されるフリップフロッ
プ回路で正側レベル判別器の出力信号、また負側レベル
判別器の出力信号は各々加算器によって加算され、予め
設定した値を越えた場合、加算器から出力信号を発生さ
せることにより、正側信号幅及び負側信号幅の判別を行
う。
【0012】この時加算器から出力信号が発生されなけ
れば漏電信号とは見なされない。上記カウント回路から
の信号が複数回出力されたことを認識するカウンタによ
り漏電検出信号をサイリスタに出力し、地絡検出装置を
作動させるようになっている。以下、具体的な実施例に
ついて説明する。図1は請求項1に対応した実施例を示
し、正側のブロック図を示している。正側レベル判別
0は、5個のコンパレータ21〜25からなり、−端
子に入力されたそれぞれ異なる基準値1〜5と+端子に
入力された入力信号とを比較するようになっている。
お図示は省略しているが、負側のブロックも正側のブロ
ックと同じ構成を有しており、負側レベル判別器20の
5個のコンパレータ21〜25において、+端子に入力
されたそれぞれ異なる基準値1〜5と−端子に入力され
た入力信号とを比較するようになっている。
【0013】つまり、漏電信号の成分である正側及び負
側の波形毎に所定の大きさを越えるとき各々の電圧基準
レベル(上記基準値1〜5)に応じた出力信号を発生す
るものである。正側及び負側信号幅判別器30は5個の
フリップフロップ31〜35からなり、上記各コンパレ
ータ21〜25の出力がD入力端に入力されるようにな
っている。
【0014】この正側及び負側信号幅判別器30は、上
記正側及び負側レベル判別器20の各々の出力信号が所
定のパルス幅以上であることを判別する一定周期のクロ
ックパルスで計数するようにしている。正側及び負側信
号幅判別器30の各々の出力信号は加算器40で加算さ
れるようになっており、加算器40の出力が一定回数出
力されると、パルスカウント回路50からサイリスタを
オンさせて交流電路を遮断する信号が出力される。
【0015】次に、図1に示す回路の動作を図2を参照
して説明する。図2(a)に示すように、漏電信号のピ
ーク電圧値がコンパレータ21〜25のしきい値TH1
〜TH5を越えると、正側レベル判別器及び負側レベル
判別器20が出力信号を発生する。その出力信号のデー
タを各基準レベル以上になった場合、図2(b)に示す
ように加算器40にて加算され、ある一定値まで加算さ
れると出力信号(キャリー信号)を発生する(図2
(c)参照)。
【0016】この出力信号が複数回出力されたことをパ
ルスカウント回路50にて計数し、例えば、3カウント
すると図2(d)に示すように、OUT信号を発生す
る。このOUT信号が発生すると、図3に示すようにサ
イリスタ6を作動させ、励磁コイル5を励磁し、電磁接
触器3を開放して交流電路1を遮断するようになってい
る。
【0017】(実施例2)図4は実施例2を示し、請求
項2に対応した実施例である。本実施例は、漏電信号の
成分である正側及び負側の波形毎に所定の大きさを越え
るとき、各々の電圧基準レベルに応じた出力信号を発生
する正側レベル判別器61及び負側レベル判別器62
と、上記正側レベル判別器61及び負側レベル判別器6
2の各々の出力信号が所定の電圧レベル以上あることを
判別する加算器64,66と、加算器64,66の加算
結果を一定周期のクロックパルスで出力させるフリップ
フロップ回路63,65と、上記加算器64,66の出
力信号が複数回出力されたことを認識するカウンタ67
よりなるパルスカウント検出回路で構成されている。
【0018】図5は図4のタイミングチャートを示し、
図5(a)に示す入力信号(漏電信号)が、正側基準電
圧、負側基準電圧を越えた場合には、図5(b)(c)
に示すように、フリップフロップ回路63,65からの
信号が加算器64,66において、4クロックカウント
すると、OUT信号を発生するようになっている(図5
(d)〜(g)参照)。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、交流電路に地絡が発生
した時、該交流電路をスイッチング素子により遮断する
地絡検出装置において、上記地絡成分である正側及び負
側の波形毎に所定の大きさを越えるとき出力信号を発生
する複数の基準レベルを持った正側レベル判別器及び負
側レベル判別器と、上記正側レベル判別器及び負側レベ
ル判別器の各々の出力信号が所定のパルス幅以上である
ことを判別する一定周期のクロックパルスで計数される
正側及び負側信号幅判別器と、上記正側及び負側信号幅
判別器の出力信号を加算する加算器とを備え、上記加算
器の出力により上記スイッチング素子を動作させるよう
にしたものであるから、通常の地絡又は漏電とは異なる
雷やラインノイズなど外来雑音に対して加算器によりレ
ベルを加算することで、高周波成分の雑音をカットする
ことができ、誤動作しにくい地絡検出装置を実現するこ
とができる。また、一定周期のクロックパルスで計数さ
れるカウンタ回路の計数値を変化させたり、クロックパ
ルスのパルス幅を小さくすることで、漏電検出レベルを
より高精度に制御することができる効果を奏するもので
ある。
【0020】また、請求項2においては、交流電路に地
絡が発生した時、該交流電路をスイッチング素子により
遮断する地絡検出装置において、上記地絡成分である正
側及び負側の波形毎に所定の大きさを越えるとき出力信
号を発生する複数の基準レベルを持った正側レベル判別
器及び負側レベル判別器と、上記正側レベル判別器及び
負側レベル判別器の各々の出力信号が所定の漏電検出レ
ベル以上であることを判別する正側及び負側加算器と、
上記加算器の加算結果を一定周期のクロックパルスで出
力させるフリップフロップ回路と、上記正側及び負側加
算器の各々の出力信号が複数回入力されたことを認識す
るカウンタ回路とを備え、上記カウンタ回路の出力によ
り上記スイッチング素子を動作させるようにしたもので
あるから、請求項1と同様に、通常の地絡又は漏電とは
異なる雷やラインノイズなど外来雑音に対して加算器に
よりレベルを加算することで、高周波成分の雑音をカッ
トすることができ、誤動作しにくい地絡検出装置を実現
することができる。また、一定周期のクロックパルスで
計数されるカウンタ回路の計数値を変化させたり、クロ
ックパルスのパルス幅を小さくすることで、漏電検出レ
ベルをより高精度に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例のブロック図である。
【図2】同上の図1のタイミングチャートである。
【図3】同上の地絡検出装置全体の概略のブロック図で
ある。
【図4】同上の実施例2のブロック図である。
【図5】同上の図4のタイミングチャートである。
【図6】従来例の地絡検出装置のブロック図である。
【符号の説明】
1 交流電路 2 負荷 4 零相変流器 6 サイリスタ 20 正側及び負側レベル判別器 30 正側及び負側信号幅判別器 40 加算器 50 パルスカウント回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02H 3/08 - 3/52

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流電路に地絡が発生した時、該交流電
    路をスイッチング素子により遮断する地絡検出装置にお
    いて、上記地絡成分である正側及び負側の波形毎に所定
    の大きさを越えるとき出力信号を発生する複数の基準レ
    ベルを持った正側レベル判別器及び負側レベル判別器
    と、上記正側レベル判別器及び負側レベル判別器の各々
    の出力信号が所定のパルス幅以上であることを判別する
    一定周期のクロックパルスで計数される正側及び負側信
    号幅判別器と、上記正側及び負側信号幅判別器の出力信
    号を加算する加算器とを備え、上記加算器の出力により
    上記スイッチング素子を動作させるようにした地絡検出
    装置。
  2. 【請求項2】 交流電路に地絡が発生した時、該交流電
    路をスイッチング素子により遮断する地絡検出装置にお
    いて、上記地絡成分である正側及び負側の波形毎に所定
    の大きさを越えるとき出力信号を発生する複数の基準レ
    ベルを持った正側レベル判別器及び負側レベル判別器
    と、上記正側レベル判別器及び負側レベル判別器の各々
    の出力信号が所定の漏電検出レベル以上であることを判
    別する正側及び負側加算器と、上記加算器の加算結果を
    一定周期のクロックパルスで出力させるフリップフロッ
    プ回路と、上記正側及び負側加算器の各々の出力信号が
    複数回入力されたことを認識するカウンタ回路とを備
    え、上記カウンタ回路の出力により上記スイッチング素
    子を動作させるようにした地絡検出装置。
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