JP3960074B2 - 漏電検出装置のテスト回路 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１次導体となる漏電検出対象の主電路に鎖交されると共に、該主電路内の漏電または地絡に基づく零相電流を取出す２次巻線が巻かれた鉄心を持ち、該鉄心にはさらにこの漏電検出装置の機能をテストする際に前記鉄心を励磁するためのテスト巻線が巻かれた零相変流器を備え、前記２次巻線から取出された零相電流が所定のしきい値を超えたことを判別して、少なくとも、非正常なレベルの漏電が発生した旨を示す信号を出力する漏電検出装置（漏電遮断器、漏電保護リレー等）のテスト回路に関するもので、
特に前記２次巻線とテスト巻線との間に存在する浮遊容量によって漏電検出の感度が変化することを防ぐようにした漏電検出装置のテスト回路に関する。
【０００２】
なお、以下各図において同一の符号は同一もしくは相当部分を示す。
【０００３】
【従来の技術】
図３は従来の３相電源用の漏電遮断器の回路構成例を示す。同図において１は漏電遮断器、Ｒ，Ｓ，Ｔは漏電遮断器１の電源側端子、Ｕ，Ｖ，Ｗはそれぞれ電源側端子Ｒ，Ｓ，Ｔに対応する負荷側端子である。
漏電遮断器１内において、２は電源と負荷を結ぶ各主電路（Ｒ−Ｕ），（Ｓ−Ｖ），（Ｔ−Ｗ）の開閉を行う接点からなる遮断部、３は各主電路（Ｒ−Ｕ），（Ｓ−Ｖ），（Ｔ−Ｗ）毎の過電流を検出し、引外し装置１３を介して遮断部２の接点を開放させる過電流検出装置である。
【０００４】
また、７は次に述べる漏電検出部６による励磁によって引外し装置１３を介し遮断部２の接点を開放させる電磁石の励磁コイルとしてのトリップコイルである。なお遮断部２の接点の投入は図外のハンドルを手動操作することによって行われる。
４は自身の環状鉄心４ａを貫通鎖交する１次導体としての主電路（Ｒ−Ｕ），（Ｓ−Ｖ），（Ｔ−Ｗ）を流れる（本例では３相分の）電流に含まれる零相分の電流（零相電流ともいう、負荷側の漏電や地絡によって流れる）を検出するための零相変流器、５は零相変流器４の鉄心４ａに巻かれた前記零相電流を取出すための２次巻線、１１は同じく鉄心４ａに巻かれた漏電遮断機能テスト用のテスト巻線である。
【０００５】
１０は、本例では１次導体（Ｒ−Ｕ），（Ｔ−Ｗ）間の交流電圧を全波整流するダイオードブリッジからなる整流回路、６は整流回路１０の直流出力を電源とする漏電検出部で、この漏電検出部６は、１次導体の零相電流に対応する２次巻線５の電流が所定のしきい値を超えたとき、主電路を遮断すべき漏電が発生したとして、トリップコイル７を付勢する。
【０００６】
８は漏電遮断器１の外部からの押圧操作により、テスト接点９を閉じて漏電遮断器１が動作可能の状態にあるか否かをテストするテスト釦で、このテスト釦８の押圧により、１次導体（Ｒ−Ｕ），（Ｔ−Ｗ）間の電圧によってテスト抵抗１２とテスト接点９を介し、テスト巻線１１にしきい値レベル以上の零相電流に対応する励磁電流を流し、トリップコイル７を介する遮断部２の遮断動作が行われるか否かを確認することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図３に示した従来の漏電遮断器の回路構成において、2 次巻線５とテスト巻線１１の間には目に見えない浮遊容量Ｃ０が存在する。そして、整流回路１０の直流出力の負側端子は、漏電検出部６等を構成する電子回路のグランド側としてのシグナルグランドＳＧに接続され、漏電検出部６に接続されている２次巻線５は、ほぼシグナルグランドＳＧの電位にある。
【０００８】
一方、テスト巻線１１は、常時（つまり、テスト接点９が開かれ、漏電遮断器１が漏電を監視している状態）においては整流回路１０への交流入力ラインの一方、この例ではＲ相の電位にあり、シグナルグランドＳＧは本例では整流回路１０のダイオードブリッジの下側アームを構成する２つのダイオードＤｒ２，Ｄｔ２の導通状態に応じて、それぞれＲ相またはＴ相の電位となる。
【０００９】
このため、テスト巻線１１と２次巻線５の間には、図４に示す半波整流波形のＲＴ相間電圧ｅが印加され、この電圧ｅにより浮遊容量Ｃ０、漏電検出部６の入力信号線「ロ」、漏電検出部６、漏電検出部６への負側の直流電源線（グランドラインともいう）「イ」の経路で図３に示すノイズ電流「ｉ」が流れる。
ところで、対をなす入力信号線「ロ」が接続された漏電検出部６の対の入力端子は図外の比較増幅器の入力端子であり、この対の入力端子からそれぞれグランドライン「イ」側を見たインピーダンス構成は平衡ではない。
【００１０】
このため、ノイズ電流「ｉ」によって漏電検出部６の対の入力端子間には図３に示す誘導電圧ｅ1 が発生し、漏電遮断器１の動作感度が変化してしまうという問題があった。
本発明はテスト巻線１１と２次巻線５の間に存在する浮遊容量Ｃ０によっても動作感度が変化しない漏電検出装置のテスト回路を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために請求項１の漏電検出装置のテスト回路は、
１次導体となる漏電検出対象の複数の主電路〔（Ｒ−Ｕ），（Ｓ−Ｖ），（Ｔ−Ｗ）など〕に鎖交されると共に、該主電路に流れる電流の零相分を取出す２次巻線（５）が巻かれた鉄心（４ａ）を持ち、該鉄心にはさらにこの漏電検出装置の機能をテストする際に前記鉄心を励磁するためのテスト巻線（１１）が巻かれた零相変流器（４）と、
前記２次巻線から取出された前記電流の零相分が所定のしきい値を超えたことを判別してその旨を示す信号を出力する漏電検出手段（漏電検出部６）と、
前記主電路あるいは複数の交流ライン〔本例では主電路（Ｒ−Ｕ）と（Ｔ−Ｗ）、あるいは整流回路電源端子ＸとＹに接続された何らかの交流ライン〕の電圧を整流して前記漏電検出手段への直流電源を生成すると共に、該直流電源の対の直流給電路のうち、前記漏電検出手段のシグナルグランド（ＳＧ）側に接続された直流給電路（ライン「イ」、以下、グランドラインという）が少なくとも前記主電路あるいは交流ラインのいずれかと（ダイオードＤｒ２などを介し）通電可能に結合されてなるような整流手段とを備えた漏電検出装置（漏電遮断器１，漏電保護リレー１Ａなど）において、
前記テスト巻線の一端が前記グランドラインに接続され、前記テスト巻線の他端が少なくとも前記テストの際に（テスト釦８の押圧などによって）閉じられる接点（テスト接点９）を介し、前記主電路あるいは交流ラインのうち前記テスト巻線への通電が可能な電位を持つ主電路あるいは交流ライン〔本例では主電路（Ｔ−Ｗ）、あるいは整流回路電源端子Ｘに接続された交流ライン〕に接続されてなるようにする。
【００１２】
また請求項２の漏電検出装置のテスト回路は、請求項１に記載の漏電検出装置のテスト回路において、
前記整流手段がブリッジ整流回路（１０）からなるようにする。
本発明の作用は、テスト回路を構成するテスト巻線１１の非テスト接点側の一端の接続先を、整流回路１０の交流入力ライン側から整流回路１０の直流出力のグランドライン側に変えて、テスト巻線１１と２次巻線５との間の常時の電位差を無くし、ノイズ電流ｉが流れないようにするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
図１は本発明の第１の実施例としての漏電遮断器１の回路構成を示す。図１の図３との相違点は、テスト巻線１１のテスト接点９に接続されない側の一端が整流回路１０の負側の直流出力ライン、つまり漏電検出部６のシグナルグランドＳＧに接続されたグランドライン「イ」に接続されている点である。
【００１４】
図１の接続により、常時（つまり、テスト接点９が開かれ、漏電遮断器１が漏電を監視している状態）において、テスト巻線１１と２次巻線５との電位はほぼ等しくなり、図３で述べた浮遊容量Ｃ０を介するノイズ電流ｉは流れなくなる。従って、図３で述べた誘導電圧ｅ1 は発生しなくなり、漏電遮断器１の動作感度も変化しない。
【００１５】
また、テスト巻線１１を図１のように接続しても、漏電検出機能の動作確認時には、テスト釦８を介しテスト接点９を閉じることにより、主電路（Ｔ−Ｗ）→テスト抵抗１２→テスト接点９→テスト巻線１１→グランドライン「イ」→整流回路１０のダイオードＤｒ２→主電路（Ｒ−Ｕ）の経路で図５に示す半波整流された電流としてのテスト電流ｉｔが流れて零相変流器４を励磁するので、テスト動作を行うことができる。
【００１６】
図１の実施例では、テスト巻線１１および整流回路１０への入力電源を、３極品のＲ，Ｔ相から取っているが、２極品や他の相から電源を取った場合でも本発明が同様に適用できることは明らかである。また、整流回路１０がＲ，Ｓ，Ｔの３相の主電路の交流入力を整流する３相ブリッジ整流回路であっても本発明を同様に適用することができる。
【００１７】
（実施例２）
図２は本発明の第２の実施例としての漏電保護リレー１Ａの回路構成を示す。図２においては、図１に対し引外し装置１３と主電路上の遮断部２および過電流検出装置３が取り除かれて外部出力接点２Ａが新設され、漏電検出部６によって付勢されるトリップコイル７がリレーコイル７Ａに置き換わっている。
【００１８】
そして、２次巻線５を流れる主電路（Ｒ−Ｕ），（Ｓ−Ｖ），（Ｔ−Ｗ）の零相電流が所定のしきい値を越えると、漏電検出部６によりリレーコイル７Ａが付勢されて外部出力接点２Ａが切換わり、非正常なレベルの漏電が発生したことを外部に伝えるように構成されている。
また、図２においては、整流回路１０およびテスト巻線１１に対する交流電源端子が図１のように主電路に直接接続されることなく、整流回路電源端子Ｘ，Ｙとして外部からの接続が可能に構成されている。
【００１９】
この整流回路電源端子Ｘ，Ｙに接続される交流電源ラインは上記の主電路に限らず、任意のものでよい。また整流回路１０を３相ブリッジ型として整流回路電源端子を３つ設け、この電源端子に３相の任意の交流電源ラインを接続するようにしてもよい。
なお、漏電保護リレーには主電路（Ｒ−Ｕ），（Ｓ−Ｖ），（Ｔ−Ｗ）が無く、漏電保護リレーの利用者が漏電検出対象の任意の交流電路を、零相変流器４の環状鉄心４ａに貫通鎖交させて使用する構造のものもある。
【００２０】
図２の構成においても図１の場合と同様、漏電監視時にテスト巻線１１と２次巻線５とがほぼ同電位に保たれ、漏電検出感度の変化を防止できることには変わりがない。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、テスト巻線１１の非テスト接点側の一端を漏電検出部６のシグナルグランドＳＧ側の直流電源ライン（グランドライン）「イ」に接続するようにしたので、漏電検出装置が漏電を監視する定常状態において、テスト巻線１１と２次巻線５とはほぼ同電位となり、テスト巻線１１と２次巻線５との間の浮遊容量Ｃ０によるノイズ電流ｉは流れなくなる。従って漏電検出装置の漏電検出動作時の感度電流を安定にすることができる。
【００２２】
特に漏電検出装置が漏電保護リレーの場合、零相変流器には大型のものがあり、テスト巻線と２次巻線間の結合容量は大きくなる傾向にあるため、本発明の効果が、より期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例としての漏電遮断器の構成を示す回路図
【図２】本発明の第２の実施例としての漏電保護リレーの構成を示す回路図
【図３】図１，図２に対応する従来の回路図
【図４】従来の漏電遮断器のテスト巻線と２次巻線の間に加わる電圧の波形図
【図５】本発明の漏電遮断器および漏電保護リレーのテスト電流の波形図
【符号の説明】
１ 漏電遮断器
１Ａ 漏電保護リレー
２ 遮断部
２Ａ 外部出力接点
３ 過電流検出装置
４ 零相変流器
４ａ 環状鉄心
５ ２次巻線
６ 漏電検出部
７ トリップコイル
７Ａ リレーコイル
８ テスト釦
９ テスト接点
１０ 整流回路
１１ テスト巻線
１２ テスト抵抗
１３ 引外し装置
ＳＧ シグナルグランド
イ グランドライン
Ｄｒ２ 整流回路１０のダイオード
ｉｔ テスト電流

Claims (2)

1. １次導体となる漏電検出対象の複数の主電路に鎖交されると共に、該主電路に流れる電流の零相分を取出す２次巻線が巻かれた鉄心を持ち、該鉄心にはさらにこの漏電検出装置の機能をテストする際に前記鉄心を励磁するためのテスト巻線が巻かれた零相変流器と、前記２次巻線から取出された前記電流の零相分が所定のしきい値を超えたことを判別してその旨を示す信号を出力する漏電検出手段と、前記主電路あるいは複数の交流ラインの電圧を整流して前記漏電検出手段への直流電源を生成すると共に、該直流電源の対の直流給電路のうち、前記漏電検出手段のシグナルグランド側に接続された直流給電路（以下、グランドラインという）が少なくとも前記主電路あるいは交流ラインのいずれかと通電可能に結合されてなるような整流手段とを備えた漏電検出装置において、
   前記テスト巻線の一端が前記グランドラインに接続され、前記テスト巻線の他端が少なくとも前記テストの際に閉じられる接点を介し、前記主電路あるいは交流ラインのうち前記テスト巻線への通電が可能な電位を持つ主電路あるいは交流ラインに接続されてなることを特徴とする漏電検出装置のテスト回路。
2. 請求項１に記載の漏電検出装置のテスト回路において、
   前記整流手段がブリッジ整流回路からなることを特徴とする漏電検出装置のテスト回路。

Images