JP3748314B2 - Earth leakage detector - Google Patents

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JP3748314B2
JP3748314B2 JP12465997A JP12465997A JP3748314B2 JP 3748314 B2 JP3748314 B2 JP 3748314B2 JP 12465997 A JP12465997 A JP 12465997A JP 12465997 A JP12465997 A JP 12465997A JP 3748314 B2 JP3748314 B2 JP 3748314B2
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秀文 小田原
喜一 大前
忠孝 林
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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、漏電遮断器に用いる漏電検出器に関するもので、特に外部からのサージに対して誤動作しない漏電検出器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、交流電路に流れる漏洩電流を検出する漏電検出器には、漏洩電流を零相変流器で検出し、この零相変流器から出力される漏電信号が一定の波高値および幅(時間)を越えた場合に、漏電と判断するものがあった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記、漏電と判断するもの、すなわち漏電検出器を組み込んだ漏電遮断器の種類には、高速形(0. 1秒以内動作)・時延形(0. 1秒を超え2秒以内動作)・反限時形(漏電の大きさに反比例して動作)があり、それぞれの性能等は、JIS C 8371・電気用品取締法技術基準などの規格によって規定されている。
時延形漏電遮断器には前記電気用品取締法技術基準の中で、漏電時における動作時間・慣性不動作電流(基準:10Aの漏洩電流または定格感度電流の20倍の漏洩電流)を一定時間(動作時間の50%の時間)通電して不動作であることなどが規定されており、これらの規格に適合させる必要がある。
例えば定格感度電流0. 5A・動作時間0. 3秒の時延形漏電遮断器の場合、10Aの慣性不動作電流を0. 15秒間通電して不動作であり、0. 5Aの漏洩電流を通電したとき0. 15秒から0. 45秒の間に遮断動作するというものである。
ところが、10Aの慣性不動作電流を0. 15秒通電した直後に、漏電を検知するためのセンサとして使用している零相変流器の内部インダクタンスにより逆起電力が長時間(0. 1秒程度)発生するので、その時間分、動作時間の下限値(上記例では0. 15秒)を上げることが必要になり、動作時間の規格幅が狭く(上記例では0. 25から0. 45秒)なる。
また、漏電検出器の回路を構成している電子部品の温度特性による誤差や、遮断器のメカ動作に要する時間等を考慮すると、動作時間の規格幅はさらに狭くなる。
以上のように従来の技術には、漏電による動作時間の規格幅が狭くなり、漏電遮断器の製造時に電子部品のバラツキ等によって動作時間が規格を外れるものが発生するので、動作時間の規格に合格させるための調整作業(時延用のコンデンサ等を取り替える作業)が余分にかかる欠点があった。
また、高速形漏電遮断器では、雷等によるサージ電流(衝撃波電流)で誤動作し易いという問題があった。
【0004】
【発明の目的】
そこで本発明は、漏電遮断器においてこのような不要な調整作業をなくして製造コストを低減すると共に、外部からのサージによって誤動作しない漏電検出器を提供することを目的とした。
【0005】
【課題を解決するための手段及び作用】
交流電路の漏洩電流を検出してこの漏洩電流の大きさに比例した漏電信号を発生し、この漏電信号の大きさが所定の大きさを超えるときスイッチング素子を介して作動して交流電路を遮断する漏電検出器において、前記漏電信号を増幅する増幅回路と、前記増幅回路の出力が所定の大きさを超えたときに出力を発生する第一の判定回路と、前記第一の判定回路の出力を微分する微分回路と、前記微分回路の出力が所定の大きさを超えるかどうかを判定し所定の大きさを超えたとき出力を発生する第二の判定回路と、前記微分回路の出力が所定の大きさを超えるときリセットコンデンサを瞬時に放電し所定の大きさ以下のとき一定の電流で前記リセットコンデンサを徐々に積分するリセット回路と、前記リセット回路の出力が所定の大きさ以下のとき一定の電流で積分コンデンサを積分する積分回路 と、前記積分回路の出力が所定の大きさを超えるとき出力を発生する第三の判定回路と、前記第二の判定回路の出力と前記第三の判定回路の出力との論理積によりスイッチング素子をトリガさせて作動する漏電検出器を遮断器に組み込むことにより、時延形においては慣性不動作電流等の過大電流によって発生する零相変流器の逆起電力を短時間で判定して一定以上の時間を無視し、動作時間の規格下限値を下げて規格の幅を広げ、また、高速形においては雷等によるサージ電流に対し誤動作しない性能としたものである。
【0006】
【実施例の説明】
図1は、本発明の実施例を示す漏電検出器の回路ブロック図である。
【0007】
まず、図1のブロック構成を説明する。
ZCTは、零相変流器で交流電路の漏洩電流を検出し、漏洩電流の大きさに比例した電圧を出力する。
増幅部は、前記零相変流器の出力を増幅し、漏電信号として出力するアナログ回路である。
第一の判定回路は、前記増幅部により増幅された漏電信号の瞬時の値が所定の大きさを超えるときに出力を発生する回路である。
微分回路は、前記第一の判定回路の出力を微分し、出力する微分回路である。第二の判定回路は、前記微分回路の出力が所定の大きさ以上であるかどうかを判定し所定の大きさを超えたとき出力を発生する回路である。
リセット回路は、前記微分回路の出力が所定の大きさを超えるときリセットコンデンサを瞬時に放電し、所定の大きさ以下のとき一定の電流で前記リセットコンデンサを徐々に積分する回路である。
積分回路は、前記リセット回路の出力が所定の大きさ以下のとき、一定の電流で積分コンデンサを積分する積分回路である。
第三の判定回路は、前記積分回路の出力が所定の大きさ以上のとき出力を発生する回路である。
論理積回路は、前記第二の判定回路の出力と、第三の判定回路の出力との論理積により出力する回路である。
SCRは、前記論理積回路の出力により作動するスイッチング素子である。
【0008】
次に、図4のタイムチャートのA〜Gの波形を図1の各ブロックの機能に対応させて説明する。
Aは、交流電路(零相変流器一次側)の漏洩電流波形である。
Bは、図1の増幅部の出力波形である。
Cは、図1の第一の判定回路の出力波形である。
Dは、図1の微分回路の出力波形である。
Eは、図1のリセット回路の出力波形である。
Fは、図1の積分回路の出力波形である。
Gは、図1の第二の判定回路出力波形である。
Hは、図1の第三の判定回路出力波形である。
Iは、図1の論理積回路出力波形である。
【0009】
次に、図1により本発明の微分回路の動作説明をする。
零相変流器の一次側電路に漏電が発生し、零相変流器の出力が判定回路1の判定値VH1を超えると、定電流回路によりI1 の電流が供給される。
この電流により、C1 およびC2 に電荷がたまり、C1 の両端の電圧VC1およびR1 の両端の電圧VR1は、下記(1)に示す▲1▼および▲2▼の理論式により上昇する。
設定された内部回路により、VC1の電圧は、判定回路2の判定値VH2+0.6V(=VMAX)となるように設定する。
VR1は、VC1がVMAX に上昇した時点で最高となる。
理論式▲3▼によりVC1がVMAX 一定となると、VR1は下記(2)に示す理論式▲4▼により徐々に降下する。
(1)VC1=VMAX に上昇するまでの理論式
▲1▼VC1(t)=I1×{(A/B)×t+(C/B)×(1-EXP(-B×t))}/C11
ここで、A=1/(C2 ×R1 )
B=(C1 +C2 )/(C1 ×C2 ×R1 )
C=1ー(A/B)
▲2▼VR1(t)=I1 ×(1ーEXP(-t/D))/D
ここで、D=(C2 ×R1 )/(C1 +C2 )
(2)VC1(t)=VMAX に上昇した後の理論式
VC1(t)=VMAX となるまでの時間をt1 とすると
▲3▼VC1(t1 )=VMAX (一定)
▲4▼VR1(t)=VR(t1)×EXP{ー(tーt1)/(C2 ×R1 )}
(3)その後VR1(t)が再びVH2まで降下するまでの時間t2を求めると
▲4▼式より、t2=−ln{VH2/VR1(t1)}/A+t1 となる。
(4)第一の判定回路出力がVH1以下になった時、C1 は瞬時に放電され、VR1は、ローレベルとなる。
【0010】
図2は、漏電が発生した場合の本発明の動作説明波形図(タイムチャート)である。
Aは、交流電路(零相変流器一次側)の漏洩電流波形である。
Bは、増幅された零相変流器出力の漏電信号波形である。
Cは、第一の判定出力の波形で、Bの電圧が判定レベルVH1以上でハイレベルとなる。
Dは、微分回路出力の波形で、第一の判定出力によりハイレベルとなり、次の理論式により徐々に電圧が下がる。
V(t)=VMAX × EXP(-t/T), ここで、T=C30×R30
Eは、リセット回路出力の波形で、正常時ハイレベル、漏電検出中ローレベルとなる。
Fは、積分回路出力の波形で、Eのリセット回路の出力電圧が判定値VH3以下でコンデンサC4 を一定電流で積分し始め、Eがハイレベルのとなった時、積分コンデンサを瞬時に放電しリセットする。
Gは、第二の判定回路の出力波形であり、微分回路出力が第二の判定回路の判定値VH2を越えているときハイレベルになり、VH2以下の時ローレベルとなる。
Hは、第三の判定回路の出力であり、積分回路出力が第三の判定回路VH4を越えたときハイレベルになり、VH4以下の時、ローレベルとなる。
Iは、論理積回路の出力で第二の判定回路及び第三の判定回路が同時にハイレベルの時、スイッチング素子へトリガ出力する。
【0011】
次に、本考案の回路を時延型漏電遮断器に適用した場合に、動作時間の製造上の規格巾を従来より広くする事が可能となり、製作作業効率を大幅に改善可能となることを従来例と比較しながら、図3及び図6で説明する。
図3は、本考案回路での慣性不動作試験時のタイムチャートを示し図5は、従来回路例、図6は、従来回路でのタイムチャートを示す。
Aは、零相変流器の一次側に流れる慣性不動作電流(10Aまたは感度電流×20倍の電流)を慣性不動作時間T(前述の例では0. 15秒間)通電した波形。
このとき、Bの零相変流器出力には、慣性不動作電流通電後、零相変流器の内部インダクタンスによる逆起電力が発生し、約0. 1秒間続く。
Cの第一の判定出力の波形は、零相変流器の逆起電力が継続する間(TG ) 中、ハイレベルとなる。
Dの微分回路出力の波形は、前述の微分回路の理論式により、零相変流器の逆起電力発生後、約0. 01秒(t1+t2)で第二の判定値VH1を下回る。
以降、微分回路の波形がVH2を上回ることはないので、不動作時間はT+t1+t2に設定しておけばよい。従って、従来の不動作時間との差は(T+TG )− (T+t1+t2)=TG −(t1+t2)となり、例えばt1+t2=0.01秒 と設定すれば、TG −(t1 +t2 )=0.1−0.01=0.09秒 動作時間の製造規格下限値を下げることができる。
Eのリセット回路出力の波形は、Dの出力がローレベルのとき積分を開始し、判定レベルVH3を超えるとゼロリセットする。
Fの積分回路出力の波形は、零相変流器の逆起電力発生後しばらくして、判定値レベルVH3を超えてハイレベルとなる。
Gの第二の判定回路出力は、Dの微分出力を受けて、慣性不動作電流通電直後から、t1+t2の間ハイレベルとなった後は、ローレベルのままとなる。
Hの第三の判定回路出力は、積分回路の出力がリセット回路の出力がVH3を越えるまで、ローレベルのままである。
Iの論理積回路は、この場合同時にハイレベルとならないので、SCRトリガ出力を出さない。
従って、慣性不動作試験で誤動作することがなく、試験に合格する。
しかし、従来の漏電検出器には図5に示すように微分回路・第二の判定回路の機能がなく(第二の判定回路の機能がないので論理積回路もない)、第三の判定回路のみの判定で作動する為、図5のFの値が判定レベルのVH3を超えた時点で動作してしまうので、図6で示すように動作時間を0.15s+0.1s +trs 秒と長くする必要がある。ここでtrs は、第一の判定回路出力がなくなった後、リセット回路が復帰するまでの時間である。
【0012】
次に、本考案を高速型漏電遮断器に適用した場合、雷等による大きな衝撃波電流による、誤動作が本考案により、いかに解決されたかを図4、図7により説明する。図4は、本考案実施の場合、図7は、従来回路の場合を示す。
Aは、零相変流器の一次側に流れる衝撃波電流(2000A, 8×20μS)通電した波形。
このとき、Bの零相変流器出力には、衝撃波電流通電後、零相変流器の内部インダクタンスによる逆起電力が発生し、約0. 1秒間続く。
Cの第一の判定出力の波形は、零相変流器の逆起電力が継続する間TG2中、ハイレベルとなる。
Dの微分回路出力の波形は、前述の微分回路の理論式により、零相変流器の逆起電力発生後、t1+t2で判定値レベルVH2をしたまわる設定とする。
以降、微分回路の波形が判定値レベルを上回ることはない。例えば、t1+t2=0.01秒と設定し、動作時間を0.02〜0.1秒で設定すると、衝撃電流による誤動作は発生しない。
Eのリセット回路出力の波形は、Dの出力がゼロレベルのとき積分を開始し、判定レベルVH3を超えると積分回路をゼロリセットする。
Fの積分回路出力の波形は、リセット回路出力が、VH3以下となった時から、一定の電流で積分する。リセット回路がVH3を越えると、ゼロリセットする。
Gは、第二の判定回路出力で、微分回路出力がVH2以上の時、ハイレベルとなる。
Hは、第三の判定回路出力で、VH4以上の時ハイレベルとなる。
Iは、論理積出力であり、第二の判定出力と第三の判定出力が同時にハイレベルとならないので、SCRへのトリガ出力は発生せず、誤動作しない。
従って、衝撃波不動作試験で誤動作することがなく、試験に合格する。
しかし、従来の漏電検出器には図5に示すように微分回路・第二の判定回路の機能がなく(第二の判定回路の機能がないので論理積回路もない)、第三の判定回路のみの判定で作動するので図7のFの値が判定レベルVH4を超えた時点で動作してしまうので誤動作は、避けられなかった。
【0013】
【発明の効果】
本発明を実施することにより、時延形においては動作時間の製造上の下限規格値を大幅に下げられ、規格幅を広げることができるので、動作時間の調整作業がなくなり、製造コストが安く、慣性不動作性能を満足するものとなる、また、高速形においては雷等によるサージ(衝撃波)に対して誤動作しない漏電遮断器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の漏電検出器の回路ブロック図である。
【図2】本発明の漏電検出器の一次電力線に漏電が発生した場合の動作説明波形図(タイムチャート)である。
【図3】本発明の時延形漏電検出器の一次電力線に慣性不動作試験電流を通電した場合の動作説明波形図(タイムチャート)である。
【図4】本発明の漏電検出器の一次電力線に衝撃波電流を通電した場合の動作説明波形図(タイムチャート)である。
【図5】従来の漏電検出器の回路ブロック図である。
【図6】従来の時延形漏電検出器の一次電力線に慣性不動作試験電流を通電した場合の動作説明波形図(タイムチャート)である。
【図7】従来の漏電検出器の一次電力線に衝撃波電流を通電した場合の動作説明波形図(タイムチャート)である。
[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a leakage detector used for a leakage breaker, and more particularly to a leakage detector that does not malfunction due to an external surge.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a leakage detector that detects leakage current flowing in an AC circuit, the leakage current is detected by a zero-phase current transformer, and the leakage signal output from this zero-phase current transformer has a constant peak value and width (time). ) Exceeded the limit, some were judged to be leaking.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The types of earth leakage breakers that are judged to be leaking, that is, the type of earth leakage breaker incorporating the earth leakage detector are high-speed type (operating within 0.1 second), time delay type (operating within 0.1 second and within 2 seconds). There is an inverse time type (operation is inversely proportional to the magnitude of electric leakage), and the performance and the like of each is defined by standards such as JIS C 8371 and the Electrical Appliance and Material Control Law technical standards.
In the time delay type earth leakage breaker, within the technical standards of the Electrical Appliance and Material Control Law, the operating time / inertia non-operating current at the time of the earth leakage (standard: leakage current of 10A or leakage current 20 times the rated sensitivity current) is fixed for a certain time. (50% of operation time) It is specified that the device is not operated when energized, and it is necessary to conform to these standards.
For example, in the case of a time-delayed earth leakage circuit breaker with a rated sensitivity current of 0.5 A and an operating time of 0.3 seconds, a 10 A inertial non-operating current is energized for 0.15 seconds, and a 0.5 A leakage current is generated. When the power is turned on, the operation is interrupted between 0.15 seconds and 0.45 seconds.
However, immediately after the 10 A inertial non-operating current is applied for 0.15 seconds, the back electromotive force is long (0.1 seconds) due to the internal inductance of the zero-phase current transformer used as a sensor for detecting leakage. Therefore, it is necessary to increase the lower limit value (0.15 seconds in the above example) of the operation time, and the standard range of the operation time is narrow (0.25 to 0.45 in the above example). Second).
Further, considering the error due to the temperature characteristics of the electronic components constituting the circuit of the earth leakage detector, the time required for the mechanical operation of the circuit breaker, etc., the standard range of the operation time becomes further narrow.
As described above, the conventional technology has a narrow operating time standard due to electric leakage, and when the leakage breaker is manufactured, there are cases where the operating time is out of specification due to variations in electronic components. There was a disadvantage that extra adjustment work (work to replace a time delay capacitor, etc.) was required.
Further, the high-speed earth leakage breaker has a problem that it is likely to malfunction due to a surge current (shock wave current) caused by lightning or the like.
[0004]
OBJECT OF THE INVENTION
Accordingly, the present invention has an object to provide a leakage detector that eliminates such unnecessary adjustment work in the leakage breaker and reduces the manufacturing cost, and that does not malfunction due to an external surge.
[0005]
[Means and Actions for Solving the Problems]
The leakage current in the AC circuit is detected and a leakage signal proportional to the leakage current is generated. When the leakage signal exceeds a specified level, the AC circuit is interrupted by operating via a switching element. In the leakage detector, an amplification circuit that amplifies the leakage signal, a first determination circuit that generates an output when an output of the amplification circuit exceeds a predetermined magnitude, and an output of the first determination circuit A differentiating circuit that differentiates the output of the differentiating circuit, a second determining circuit that determines whether or not the output of the differentiating circuit exceeds a predetermined magnitude and generates an output when the predetermined magnitude is exceeded, and an output of the differentiating circuit is predetermined. A reset circuit that instantaneously discharges the reset capacitor when the size exceeds a predetermined value and gradually integrates the reset capacitor with a constant current when the size is equal to or less than a predetermined size, and the output of the reset circuit is less than a predetermined size An integration circuit that integrates the integration capacitor with a constant current, a third determination circuit that generates an output when the output of the integration circuit exceeds a predetermined magnitude, an output of the second determination circuit, and the third A zero-phase current transformer that is generated by an excessive current such as an inertial non-operating current in the time delay type by incorporating a leakage detector that operates by triggering the switching element by the logical product with the output of the determination circuit The back electromotive force is judged in a short time, neglecting a certain period of time, lowering the lower limit of the operating time standard to widen the standard, and in the high-speed type, it does not malfunction due to surge currents caused by lightning, etc. It is what.
[0006]
[Explanation of Examples]
FIG. 1 is a circuit block diagram of a leakage detector showing an embodiment of the present invention.
[0007]
First, the block configuration of FIG. 1 will be described.
ZCT detects a leakage current of an AC circuit with a zero-phase current transformer, and outputs a voltage proportional to the magnitude of the leakage current.
The amplifying unit is an analog circuit that amplifies the output of the zero-phase current transformer and outputs it as a leakage signal.
The first determination circuit is a circuit that generates an output when an instantaneous value of the leakage signal amplified by the amplification unit exceeds a predetermined magnitude.
The differentiation circuit is a differentiation circuit that differentiates and outputs the output of the first determination circuit. The second determination circuit is a circuit that determines whether or not the output of the differentiating circuit is greater than or equal to a predetermined magnitude and generates an output when the output exceeds a predetermined magnitude.
The reset circuit is a circuit that discharges the reset capacitor instantaneously when the output of the differentiating circuit exceeds a predetermined magnitude, and gradually integrates the reset capacitor with a constant current when the output is below a predetermined magnitude.
The integration circuit is an integration circuit that integrates the integration capacitor with a constant current when the output of the reset circuit is equal to or less than a predetermined magnitude.
The third determination circuit is a circuit that generates an output when the output of the integration circuit is greater than or equal to a predetermined magnitude.
The logical product circuit is a circuit that outputs a logical product of the output of the second determination circuit and the output of the third determination circuit.
The SCR is a switching element that operates according to the output of the AND circuit.
[0008]
Next, waveforms A to G in the time chart of FIG. 4 will be described in association with the functions of the respective blocks of FIG.
A is a leakage current waveform of the AC circuit (zero-phase current transformer primary side).
B is the output waveform of the amplifier of FIG.
C is an output waveform of the first determination circuit of FIG.
D is the output waveform of the differentiating circuit of FIG.
E is an output waveform of the reset circuit of FIG.
F is the output waveform of the integrating circuit of FIG.
G is an output waveform of the second determination circuit in FIG.
H is the third determination circuit output waveform of FIG.
I is the AND circuit output waveform of FIG.
[0009]
Next, the operation of the differentiation circuit of the present invention will be described with reference to FIG.
When a leakage occurs in the primary circuit of the zero-phase current transformer and the output of the zero-phase current transformer exceeds the judgment value VH1 of the judgment circuit 1, the current I1 is supplied by the constant current circuit.
Due to this current, charges are accumulated in C1 and C2, and the voltage VC1 across C1 and the voltage VR1 across R1 rise according to the theoretical formulas (1) and (2) shown in (1) below.
By the set internal circuit, the voltage of VC1 is set to be the determination value VH2 + 0.6V (= VMAX) of the determination circuit 2.
VR1 is highest when VC1 rises to VMAX.
When VC1 becomes VMAX constant according to the theoretical formula (3), VR1 gradually decreases according to the theoretical formula (4) shown in the following (2).
(1) Theoretical formula until VC1 = VMAX (1) VC1 (t) = I1 × {(A / B) × t + (C / B) × (1-EXP (-B × t))} / C11
Where A = 1 / (C2 × R1)
B = (C1 + C2) / (C1 x C2 x R1)
C = 1- (A / B)
(2) VR1 (t) = I1 × (1-EXP (-t / D)) / D
Here, D = (C2 × R1) / (C1 + C2)
(2) Assuming that the time until VC1 (t) = VMAX after reaching VC1 (t) = VMAX is t1, (3) VC1 (t1) = VMAX (constant)
(4) VR1 (t) = VR (t1) × EXP {-(t-t1) / (C2 × R1)}
(3) Thereafter, when the time t2 until VR1 (t) falls again to VH2 is obtained, t2 = −ln {VH2 / VR1 (t1)} / A + t1 from the equation (4).
(4) When the output of the first determination circuit becomes VH1 or less, C1 is instantaneously discharged and VR1 becomes low level.
[0010]
FIG. 2 is a waveform diagram (time chart) for explaining the operation of the present invention when leakage occurs.
A is a leakage current waveform of the AC circuit (zero-phase current transformer primary side).
B is the leakage signal waveform of the amplified zero-phase current transformer output.
C is a waveform of the first determination output, and becomes a high level when the voltage of B is equal to or higher than the determination level VH1.
D is a waveform of the differentiation circuit output, and becomes a high level by the first determination output, and the voltage gradually decreases according to the following theoretical formula.
V (t) = VMAX × EXP (−t / T), where T = C30 × R30
E is the waveform of the reset circuit output, which is high during normal operation and low during leakage detection.
F is the waveform of the integration circuit output. When the output voltage of the reset circuit of E is lower than the judgment value VH3, the capacitor C4 starts to be integrated at a constant current. When E becomes high level, the integration capacitor is instantaneously discharged. Reset.
G is an output waveform of the second determination circuit, and becomes high level when the differentiation circuit output exceeds the determination value VH2 of the second determination circuit, and becomes low level when VH2 or less.
H is an output of the third determination circuit, and becomes high level when the integration circuit output exceeds the third determination circuit VH4, and becomes low level when VH4 or less.
I is an output of the AND circuit, and when the second determination circuit and the third determination circuit are simultaneously at the high level, a trigger is output to the switching element.
[0011]
Next, when the circuit of the present invention is applied to a time delay type earth leakage circuit breaker, it is possible to widen the manufacturing standard width of the operating time than before, and to greatly improve the production work efficiency. This will be described with reference to FIGS. 3 and 6 in comparison with the conventional example.
3 shows a time chart during an inertial non-operation test in the inventive circuit, FIG. 5 shows a conventional circuit example, and FIG. 6 shows a time chart in the conventional circuit.
A is a waveform in which an inertial non-operating current (10 A or sensitivity current × 20 times current) flowing on the primary side of the zero-phase current transformer is energized for an inertia non-operating time T (0.15 seconds in the above example).
At this time, the back electromotive force due to the internal inductance of the zero-phase current transformer is generated at the output of the zero-phase current transformer B after the inertial inactive current is applied, and it continues for about 0.1 second.
The waveform of the first judgment output of C becomes high level while the counter electromotive force of the zero-phase current transformer continues (TG).
The waveform of the differential circuit output of D falls below the second determination value VH1 in about 0.01 seconds (t1 + t2) after the generation of the counter electromotive force of the zero-phase current transformer, according to the above-described theoretical formula of the differential circuit.
Thereafter, since the waveform of the differentiating circuit does not exceed VH2, the non-operation time may be set to T + t1 + t2. Therefore, the difference from the conventional non-operation time is (T + TG) − (T + t1 + t2) = TG− (t1 + t2). For example, if t1 + t2 = 0.01 seconds, TG− (t1 + t2) = 0 .1-0.01 = 0.09 seconds The manufacturing standard lower limit of the operating time can be lowered.
The waveform of the reset circuit output of E starts integration when the output of D is at a low level, and resets to zero when it exceeds the determination level VH3.
The waveform of the F integration circuit output becomes a high level exceeding the judgment value level VH3 for a while after the generation of the counter electromotive force of the zero-phase current transformer.
The second determination circuit output of G remains at the low level after receiving the differential output of D, and immediately after energization of the inertial non-operational current and becomes high for t1 + t2.
The third decision circuit output of H remains at the low level until the output of the integrating circuit exceeds VH3.
Since the AND circuit of I does not simultaneously become high level in this case, it does not output the SCR trigger output.
Therefore, the test fails without malfunction in the inertial malfunction test.
However, as shown in FIG. 5, the conventional leakage detector does not have the function of the differentiation circuit / second determination circuit (there is no logical product circuit because there is no function of the second determination circuit), and the third determination circuit. 5 is operated at the time when the value of F in FIG. 5 exceeds the determination level VH3, so that the operation time needs to be increased to 0.15 s + 0.1 s + trs seconds as shown in FIG. There is. Here, trs is the time until the reset circuit returns after the first determination circuit output is lost.
[0012]
Next, when the present invention is applied to a high-speed earth leakage breaker, how the malfunction due to a large shock wave current caused by lightning or the like is solved by the present invention will be described with reference to FIGS. 4 shows the case of the present invention, and FIG. 7 shows the case of the conventional circuit.
A is a waveform when a shock wave current (2000 A, 8 × 20 μS) flowing through the primary side of the zero-phase current transformer is energized.
At this time, the back electromotive force due to the internal inductance of the zero-phase current transformer is generated at the output of the zero-phase current transformer B after the shock wave current is applied, and continues for about 0.1 second.
The waveform of the first judgment output of C becomes high level during TG2 while the back electromotive force of the zero-phase current transformer continues.
The waveform of the differential circuit output of D is set so that the judgment value level VH2 is rotated at t1 + t2 after the back electromotive force of the zero-phase current transformer is generated according to the above-described theoretical formula of the differential circuit.
Thereafter, the waveform of the differentiating circuit does not exceed the judgment value level. For example, when t1 + t2 = 0.01 seconds is set and the operation time is set between 0.02 and 0.1 seconds, no malfunction occurs due to the impact current.
The waveform of the reset circuit output of E starts integration when the output of D is at the zero level, and resets the integration circuit to zero when it exceeds the determination level VH3.
The waveform of the F integration circuit output is integrated with a constant current from when the reset circuit output becomes VH3 or less. When the reset circuit exceeds VH3, it is reset to zero.
G is the output of the second determination circuit, and is high when the differentiation circuit output is VH2 or higher.
H is the output of the third determination circuit, and is high when VH4 or higher.
I is a logical product output, and since the second determination output and the third determination output do not simultaneously become high level, a trigger output to the SCR does not occur and no malfunction occurs.
Therefore, it does not malfunction in the shock wave non-operation test and passes the test.
However, as shown in FIG. 5, the conventional leakage detector does not have the function of the differentiation circuit / second determination circuit (there is no logical product circuit because there is no function of the second determination circuit), and the third determination circuit. Since the operation is performed only by the determination, the operation is performed when the value of F in FIG. 7 exceeds the determination level VH4.
[0013]
【The invention's effect】
By implementing the present invention, in the time-delayed form, the lower limit specification value for the operation time can be greatly lowered, and the standard range can be widened, so there is no adjustment work for the operation time, the manufacturing cost is low, An earth leakage circuit breaker that satisfies the inertial non-operation performance and that does not malfunction due to a surge (shock wave) caused by lightning or the like in the high-speed type can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit block diagram of a leakage detector of the present invention.
FIG. 2 is an operation explanatory waveform diagram (time chart) when a leakage occurs in the primary power line of the leakage detector of the present invention.
FIG. 3 is an operation explanatory waveform diagram (time chart) when an inertial non-operation test current is applied to the primary power line of the time-delayed leakage detector of the present invention.
FIG. 4 is an operation explanatory waveform diagram (time chart) when a shock wave current is applied to the primary power line of the leakage detector of the present invention.
FIG. 5 is a circuit block diagram of a conventional leakage detector.
FIG. 6 is an operation explanatory waveform diagram (time chart) when an inertial non-operation test current is applied to a primary power line of a conventional time delay type leakage detector.
FIG. 7 is an operation explanatory waveform diagram (time chart) when a shock wave current is applied to a primary power line of a conventional leakage detector.

Claims (1)

交流電路の漏洩電流を零相変流器により検出してこの漏洩電流の大きさに比例した漏電信号を発生し、この漏電信号の大きさが所定の大きさを超えるときスイッチング素子を介して作動して交流電路を遮断する漏電検出器において、前記漏電信号を増幅する増幅回路と、前記増幅回路の出力が所定の大きさを超えたときに出力を発生する第一の判定回路と、前記第一の判定回路の出力を微分する微分回路と、前記微分回路の出力が所定の大きさを超えるかどうかを判定し所定の大きさを超えたとき出力を発生する第二の判定回路と、前記微分回路の出力が所定の大きさを超えるときリセットコンデンサを瞬時に放電し所定の大きさ以下のとき一定の電流で前記リセットコンデンサを徐々に積分するリセット回路と、前記リセット回路の出力が所定の大きさ以下のとき一定の電流で積分コンデンサを積分する積分回路と、前記積分回路の出力が所定の大きさを超えるとき出力を発生する第三の判定回路と、前記第二の判定回路の出力と前記第三の判定回路の出力との論理積によりスイッチング素子をトリガさせて作動することを特徴とする漏電検出器。The leakage current in the AC circuit is detected by a zero-phase current transformer, and a leakage signal proportional to the magnitude of this leakage current is generated. When the magnitude of this leakage signal exceeds a specified value, the switching element is activated. In the leakage detector that interrupts the AC circuit, the amplification circuit that amplifies the leakage signal, the first determination circuit that generates an output when the output of the amplification circuit exceeds a predetermined magnitude, and the first A differentiating circuit for differentiating the output of one determining circuit; a second determining circuit for determining whether the output of the differentiating circuit exceeds a predetermined magnitude and generating an output when the predetermined magnitude is exceeded; A reset circuit that instantaneously discharges the reset capacitor when the output of the differentiating circuit exceeds a predetermined magnitude and gradually integrates the reset capacitor with a constant current when the output is below a predetermined magnitude, and the output of the reset circuit is An integration circuit that integrates an integration capacitor with a constant current when a predetermined magnitude or less, a third determination circuit that generates an output when the output of the integration circuit exceeds a predetermined magnitude, and the second determination circuit And an operation of the switching element triggered by a logical product of the output of the third determination circuit and the output of the third determination circuit.
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