JP3962340B2

JP3962340B2 - Earth leakage breaker

Info

Publication number: JP3962340B2
Application number: JP2003013660A
Authority: JP
Inventors: 俊英紙野; 隆史黒田; 雅宏原田
Original assignee: 寺崎電気産業株式会社
Priority date: 2003-01-22
Filing date: 2003-01-22
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2023-01-22
Also published as: JP2004227898A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主電路の漏電電流が所定値以上になったとき主電路を開放する漏電遮断器、特にその機能を確認するためのテスト回路を有する漏電遮断器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来の漏電遮断器の一例の構成を説明するブロック回路図である。この漏電遮断器は、図示されていない開閉機構によって主電路を開閉する開閉接触子１、三相の主電路導体２が貫通し漏電電流を検知する零相変流器３、零相変流器３の二次コイル４に接続され漏電電流が所定の動作設定値を超えたとき出力を発生する電子回路からなる漏電検出回路５及び漏電検出回路５から出力が発せられたとき動作して開閉機構を介して開閉接触子１を開離させる電磁石装置６を有する。
【０００３】
漏電検出回路５は、電源回路７及び比較回路８を含んでいる。電源回路７は、主電路の異相間に接続された全波整流素子９、全波整流素子９の出力電圧を分圧して比較回路８に低電位差の電源を供給するとともに比較回路８が確実に作動する電流が流れるように選定された定電流素子１０及び定電圧ダイオード１１を有する。
比較回路８は、動作設定値に応じた基準電圧を発生する基準電圧発生手段、この基準電圧と二次コイル４の電流に比例して発生する信号電圧とを比較する比較素子、信号電圧が基準電圧を超えたとき導通状態となり電磁石装置６を動作させるスイッチング素子を備える。なお、漏電遮断器には動作設定値を調整できるものがあり、この場合は基準電圧発生手段の電圧を調整できる可調整手段１２を備える。図５に示されている漏電遮断器の場合は、切替スイッチ１３を▲１▼、▲２▼及び▲３▼と切り替えて抵抗値の異なる抵抗素子１４、１５及び零抵抗を適宜選択的に接続して、動作設定値を３段階に切り替えることが可能である。
【０００４】
漏電遮断器には動作設定値以上の漏電電流が流れたとき確実に動作して主電路が開放されることを確認するために擬似的な漏電電流（以下、「テスト電流」という。）を流すテスト回路を設けることが求められている。従来の漏電遮断器のテスト回路は、互いに直列に接続されたテストボタン１６とテスト電流を調整するための抵抗素子１７とを有し、この直列回路が零相変流器３を挿通するように主電路の異相間に接続された構成となっている。
【特許文献１】
特開平１１−３３９６２９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような従来の漏電遮断器のテスト回路には次のような問題があった。
第1は、抵抗素子１７として大容量のものを使う必要があるという問題である。すなわち、主電路の電源が図５において漏電遮断器の下部端子に接続された逆接続状態においてテストされたとき、主電路が開放されてもテスト回路には主電路電圧の印可状態が継続する。テストボタン１６が押し続けられると抵抗素子１７にはテスト電流が流れ続けるためジュール熱により損傷する恐れがある。この損傷を防止するため抵抗素子１７は大容量のものを選択する必要があり、その結果、従来の漏電遮断器は寸法が大きく高価なものであった。
【０００６】
第2は、テスト電流が大きくなりすぎるという問題である。すなわち、テストはできるだけ動作設定値に近い電流で行われた方が信頼性があるが、複数の主電路電圧に共用できる漏電遮断器にあっては、例えば交流１００Ｖの主電路において適切なテスト電流値となるように抵抗素子１７を選定した漏電遮断器は、交流４００Ｖの主電路においてテストを行った時は、動作設定値が同じであるにも関わらず、１００Ｖにおけるテスト電流の約４倍のテスト電流が流れることとなる。また、動作設定値を変更できる漏電遮断器にあっては、動作設定値が５００ミリアンペアで５００ミリアンペア流れるように抵抗素子１７を選定した漏電遮断器を、動作設定値が１００ミリアンペアになるように切り替えてテストすると設定値の５倍のテスト電流が流れることになる。
【０００７】
さらに、主電路に動作設定値（Ｉset）未満の漏電電流（Ig）が流れている状態でテストを行う場合を想定するとテスト電流をより大きく設定しなければならないという問題がある。すなわち、このテストの場合漏電電流（Ig）とテスト電流（It）が干渉しあい、図６を参照して、特に両電流が逆位相になっていることを想定すると、零相変流器３の二次コイル４には（It−Ig）に相当する電流しか誘起されない。開閉接触子１を開離させるためには（It−Ig）が動作設定値（Ｉset）より大である必要があるため、特に（Ig≒Ｉset）の場合を想定すると、動作設定値の約２倍以上のテスト電流が流れるように抵抗素子１７を選定しておく必要がある。
したがって、本願発明は大容量の抵抗器を必要とすることのない小型・安価で、かつ、信頼性のある漏電遮断器を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以上のような目的を達成するために、請求項１の発明は、主電路導体（２）、主電路を開閉する開閉接触子（１）、主電路に流れる漏電電流を検知する零相変流器（３）、零相変流器（３）の二次コイル（４）が接続され漏電電流が動作設定値を超えたとき出力を発生する漏電検出回路（５）、漏電検出回路（５）の出力によって開閉接触子（１）を開離させる電磁石装置（６）及び主電路導体の相間に互いに直列に接続された接点（２０）と零相変流器（３）の一次側に配置された接続線（２２）とを有し該接点（２０）をＯＮにすることによって擬似的に漏電電流を通電させるテスト回路、を備えた漏電遮断器において、テスト回路は、接点（２０）及び接続線（２２）と直列に接続された定電流素子（１０，２１）を有することとしている。このような構成により、テスト回路に流れる電流は、定電流素子によって一定となるため、テスト電流を制限する大容量の抵抗素子が不要となるとともにテスト電流は主電路の電圧によって変動しない。
【０００９】
さらに、テスト回路は、主電路導体の相間に接続された全波整流素子（９）を有し、接点（２０）と定電流素子（１０，２１）は全波整流素子（９）の出力側に接続されることとしている。このような構成により、主電路に漏電電流が流れている状態でテストを行って、漏電電流とテスト電流との零相変流器の二次コイルに重畳して誘起される電流は、テスト電流が全波整流波形であるためテスト電流だけが流された場合より小さくならない。
【００１０】
さらに、請求項２の発明は、請求項１の発明において、漏電検出回路（５）は、テスト回路の全波整流素子（９）を兼ねる全波整流素子（９）を含む電源回路（７）及び漏電電流と動作設定値とを比較する比較回路（８）を有し、接点（２０）、定電流素子（２１）及び接続線（２２）は比較回路（８）と並列になるように接続されたこととしている。
【００１１】
また、請求項３の発明は、請求項１の発明において、漏電検出回路（５）は、テスト回路の全波整流素子（９）を兼ねる全波整流素子（９）及びテスト回路の定電流素子（１０）を兼ねる定電流素子（１０）を含む電源回路（７）並びに漏電電流と動作設定値とを比較する比較回路（８）を有し、テスト回路は定電流素子（１０）と直列に接続された抵抗素子（２７）を有し、抵抗素子（２７）は接点（２０）及び接続線（２２）と並列になるように接続されたこととして、漏電検出回路に流れる電流をテスト電流として利用することにしている。
【００１２】
さらに、請求項４の発明は、請求項２又は３の発明において、接続線（２２）は零相変流器（３）の鉄心にコイル状に巻かれて構成されるとともに、二次コイル（４）との電位差がより小さい部分において漏電検出回路（５）に接続されたこととしているため、零相変流器内部に配置されるコイル状の接続線（２２）と二次コイル（４）との絶縁を簡単なものにできる。
【００１３】
また、請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかの発明において、漏電検出回路（５）は動作設定値を切り替える第１切替装置（１３）を有し、テスト回路は第１切替装置（１３）と連動して切り替わる第２切替装置（２３）、定電流素子と常時直列に接続された抵抗素子（２４，２７）及び第２切替装置（２３）によって常時接続抵抗素子（２４，２７）と選択的に並列に接続される少なくとも１の抵抗素子（２５，２６，２８，２９）を有し、第１切換装置（１３）を切り替えたとき接続線（２２）に流れる電流が切り替えられた動作設定値に対応して切り替わることとしている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図１ないし図５に示されている第１実施例及び第２実施例の漏電遮断器において説明する。なお、従来技術と実質的に同等の部材については同じ符号を付してその説明を省略する。
【００１５】
図１に示されている第1実施例の漏電遮断器は、図５の従来の技術の漏電遮断器の構成からテストボタン１６と抵抗素子１７を取り去り、テストボタン２０、定電流素子２１、零相変流器３の鉄心に巻かれたテストコイル２２、切替スイッチ１３と連動して切り替わる切替スイッチ２３及び切替スイッチ２３によって選択的に接続される抵抗素子２５，２６を全波整流素子９の出力側に直列に接続するとともに、抵抗素子２４をテストコイル２２、切替スイッチ２３及び抵抗素子２５，２６の直列回路と並列に接続したテスト回路を含んだ構成となっている。テストコイル２２はテスト電流が小さくとも二次コイル４の誘起電流を大きくするために設けられたものであって、例えば巻数が１０回のものは零相変流器３を１回挿通する場合のテスト電流の１／１０のテスト電流によって二次コイル４には略等しい出力電流が誘起される。
【００１６】
切替スイッチ１３を▲１▼、▲２▼及び▲３▼に切り替えたとき動作設定値（Ｉset）がそれぞれ（Ｉset1）＞（Ｉset2）＞（Ｉset3）に切り替わるこの第1実施例の漏電遮断器の動作を以下に説明する。
図１の状態においてテストボタン２０をＯＮにすると、テスト回路の電流は、全波整流素子９の一端から定電流素子２１を経て、テストコイル２２と接点▲４▼に切り替えられている切替スイッチ２３を流れる経路と抵抗素子２４を流れる経路とに分流し、全波整流素子９の他端に至る経路で流れる。このとき、（抵抗素子２４に流れる電流）：（テストコイル２２に流れる電流）＝（テストコイル２２の抵抗値）：（抵抗素子２４の抵抗値）の関係がある。したがって、定電流素子２１、抵抗素子２４及びテストコイル２２は、動作設定値が最大値（Ｉset1）に設定されているときの最適のテスト電流（It1）がテストコイル２２に流れるようなものが選択されている。
【００１７】
次に、切替スイッチ１３を接点▲２▼に切り替えると切替スイッチ２３が接点▲５▼に切り替わり、電流は、抵抗素子２５とテストコイル２２との直列回路及び抵抗素子２４とに分流する。このとき、（抵抗素子２４に流れる電流）：（テストコイル２２に流れる電流）＝（抵抗素子２５とテストコイル２２の合成抵抗値）：（抵抗素子２４の抵抗値）の関係があり、抵抗素子２５は、動作設定値が（Ｉset2）に設定されているときの最適のテスト電流（It2）がテストコイル２２に流れるようなものが選択されている。
同様に、切替スイッチ１３を接点▲３▼に切り替えると切替スイッチ２３が接点▲６▼に切り替わり、電流は、抵抗素子２６とテストコイル２２との直列回路及び抵抗素子２４とに分流する。このとき、（抵抗素子２４に流れる電流）：（テストコイル２２に流れる電流）＝（抵抗素子２６とテストコイル２２の合成抵抗値）：（抵抗素子２４の抵抗値）の関係があり、抵抗素子２６は、動作設定値が（Ｉset3）に設定されているときの最適のテスト電流（It3）がテストコイル２２に流れるようなものが選択されている。
なお、図１から明らかなように比較回路８とテストコイル２２は並列に接続された関係にあり、比較回路８の消費電流となる定電流素子１０の電流とテスト電流を制御する定電流素子２１の電流は独立した関係にある。また、本実施例ではテストコイル２２が切替スイッチ２３と直列に接続されているが、この実施例の変形例1としてテストコイル２２を抵抗素子２４と直列に接続してもよく、この場合はテストコイル２２の内部抵抗と抵抗素子２４が常時接続抵抗素子として作用する。さらに、変形例２として変形例１から抵抗素子２４を省略してもよく、この場合はテストコイル２２の内部抵抗が常時接続抵抗素子として作用する。いずれの変形例の場合も、接点▲４▼に抵抗素子を接続するとともに、切替スイッチ２３が接点▲４▼、▲５▼及び▲６▼に切り替えられたときテストコイル２２にそれぞれテスト電流（It1）、（It2）及び（It3）が流れるような抵抗値を有する抵抗素子２４、２５，２６及び接点▲４▼に接続する抵抗素子を選択すればよい。
【００１８】
図２に示されている第２実施例の漏電遮断器は、図５に示されている従来の漏電遮断器からテストボタン１６と抵抗素子１７を省略し、定電流素子１０と直列に抵抗素子２７を接続し、抵抗素子２７と並列にテストボタン２０、テストコイル２２及び切替スイッチ２３が直列に接続されたテスト回路を含んだ構成となっている。
【００１９】
この漏電遮断器の動作について説明する。図２の状態において、常時は電源回路の電流は全波整流素子９→定電流素子１０→比較回路８→抵抗素子２７→全波整流素子９の経路で流れる。テストボタン２０をＯＮにすると、電流は抵抗素子２７の部分でテストボタン２０、テストコイル２２及び切替スイッチ２３から構成されている直列回路と抵抗素子２７とに分流する。このとき、（抵抗素子２７に流れる電流）：（テストコイル２２に流れる電流）＝（テストコイル２２の内部抵抗値）：（抵抗素子２７の抵抗値）の関係がある。したがって、定電流素子２１、抵抗素子２７及びテストコイル２２は、動作設定値が最大値（Ｉset1）に設定されているときの最適のテスト電流（It1）がテストコイル２２に流れるものが選択されている。
【００２０】
次に、切替スイッチ１３を接点▲２▼に切り替えると切替スイッチ２３が接点▲８▼に切り替わり、電流は、テストボタン２０、テストコイル２２、切替スイッチ２３及び抵抗素子２８とから構成される直列回路と抵抗素子２７とに分流する。このとき、（抵抗素子２７に流れる電流）：（テストコイル２２に流れる電流）＝（抵抗素子２８とテストコイル２２の合成抵抗値）：（抵抗素子２７の抵抗値）の関係があり、抵抗素子２８は動作設定値が（Ｉset2）に設定されているときの最適のテスト電流（It2）がテストコイル２２に流れるものが選択されている。
同様に、切替スイッチ１３を接点▲３▼に切り替えると切替スイッチ２３が接点▲９▼に切り替わり、電流は、テストボタン２０、テストコイル２２、切替スイッチ２３及び抵抗素子２９とから構成される直列回路と抵抗素子２９と抵抗素子２７とに分流する。このとき、（抵抗素子２７に流れる電流）：（テストコイル２２に流れる電流）＝（抵抗素子２９とテストコイル２２の合成抵抗値）：（抵抗素子２７の抵抗値）の関係があり、抵抗素子２９は動作設定値が（Ｉset3）に設定されているときの最適のテスト電流（It3）がテストコイル２２に流れるものが選択されている。
すなわち、前述した第1実施例とは異なり、第２実施例の漏電遮断器は、比較回路８とテストコイル２２が直列に接続された関係にあり、比較回路８の消費電流となる定電流素子１０の電流の一部がテストコイル２２に流れる電流となる。
【００２１】
以上のような構成の第1実施例及び第２実施例の漏電遮断器は、次のような特徴を有する。
第１に、第１実施例においては定電流素子２１、第２実施例においては定電流素子１０が電圧に関わりなく所定値以上の電流が流れないような機能を備えているため主電路の電圧によってテスト電流が変動することはない。
第２に、テストコイル２２に流れるテスト電流は、定電流素子２１、１０や抵抗素子２４，２５，２６，２７，２８、２９などの素子を選択することにより自由に設定できる。
第３に、切替スイッチ１３、２３や抵抗素子１４，１５、２４、２５、２６、２８，２９などを省略して動作設定値切替型でない漏電遮断器を構成できる。
【００２２】
第４に、零相変流器３を小形に構成できる。図１を参照して、第１実施例の漏電遮断器の切替スイッチ２３は、二次コイル４が漏電検出回路５に接続されている接続点Ａとほとんど電位差のない接続点Ｂにおいて漏電検出回路５に接続されている。また、抵抗素子２４、２５、２６及びテストコイル２２は、全波整流素子９の出力側の電位差の大部分が定電流素子２１によって分担されるような抵抗値のものが選択されている。このため、二次コイル４とテストコイル２２との電位差が小さい構成となっている。このような構成は、安価で小形の零相変流器３を実現することに寄与している。すなわち図３を参照して、零相変流器３は製作及び構成の容易性などから、鉄心３ａに絶縁物３０を介して二次コイル４を巻き、さらに絶縁物３１を介してテストコイル２２を巻いた２段積みの構成で、その外側を絶縁物３３で覆った構成となっている。二次コイル４に誘起される電流はわずかであるため、両コイルの間に漏れ電流があると誤動作する結果となることから、両コイル間は確実に絶縁する必要がある。しかし、本実施例の零相変流器３は両コイルの電位差が低いため両コイル間に介在させる絶縁部材３１は簡単なものでよい。この特徴は、第２実施例の漏電遮断器も同様である。
【００２３】
第５に、主電路の漏電電流の有無に関わらずテスト電流を一定にできる。すなわち、図４は、主電路に動作設定値（Ｉset）未満の漏電電流（Ig）が流れている状態で、テスト電流（It）を流した場合の両電流の波形を示している。図４に示されているテスト電流（It）は、漏電電流（Ig）と逆位相又は同一位相の交流電流が全波整流されたものであって定電流素子の作用によっていびつな波形となっているが、その値は漏電電流が流れていない状態でテストを行うときの最適の電流値となっている。なお、図４におけるテスト電流（It）は、テストコイル２２の巻数をＮとすると、上述したテストコイル２２に流すテスト電流（It1）、（It2）又は（It3）をＮ倍した電流で表されている。
【００２４】
このテスト電流（It）は一次側では正値のみであるが、二次コイル４に誘起される電流（It sec）は一次側の電流の半サイクルの時間中に正値及び負値を有する１サイクルが形成される交番電流となる。このテスト電流による誘起電流（It sec）の正値や負値及び波形は零相変流器の構成やテスト回路の構成などによって定まる。したがって、上述した第1及び第２の実施例では、動作設定値にできるだけ近いテスト電流を通電するため、テスト電流による誘起電流（It sec）の正のピーク値及び負のピーク値の絶対値のいずれか大きいほうの値が、動作設定値を二次コイル４の出力電流に換算した二次動作設定電流値（Ｉset sec）より大きく且つできるだけ小さいテスト電流（It）が流れるような回路構成となっている。なお、比較回路８は、二次コイル４に誘起される電流のピーク値を検知して基準値と比較して出力を発生するように構成されている。
【００２５】
このような電流値を有するテスト電流（It）を通電することによって、動作設定値未満の漏電電流が流れている状態でも漏電検出回路を動作させることができる。例えばテスト電流（It）による誘起電流（It sec）の正のピーク値を基準として決定されたテスト電流を通電した場合について検証する。整流されていない漏電電流（Ig）によって二次コイル４には一次側と同一サイクルで交番電流が誘起される。この状態でテスト電流が通電されると、漏電電流による誘起電流（Ig sec）にテスト電流の誘起電流（It sec）が重畳される。テスト電流による誘起電流（It sec）が重畳されたときの漏電電流による誘起電流（Ig sec）の最初の半波が負値であるとき、両電流の合成電流の正のピーク値はテスト電流による誘起電流（It sec）の正のピーク値より小さくなるため漏電検出回路は動作しないことがある。しかし、漏電電流による誘起電流（Ig sec）の次の半波は正値であるため合成電流の正のピーク値はテスト電流による誘起電流（It sec）の正のピーク値より大きくなるため漏電検出回路は動作する。テスト電流による誘起電流（It sec）の正のピーク値と漏電電流による誘起電流（Ig sec）の瞬時値が零値が同時に発生する場合も、当然漏電検出回路は動作する。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は、以上説明した形態で実施され、定電流素子によってテスト電流が制御されるように構成されており、大容量の抵抗素子が不要な小形で安価な漏電遮断器を提供できるとともに、テスト回路電圧によってテスト電流が左右されない信頼性の高い電圧共用形の漏電遮断器を提供できるという効果を奏する。
【００２７】
また、テスト電流が全波整流波形になるよう構成されていることにより、漏電電流が流れている状態でテストが行われても零相変流器の二次コイルに誘起される出力はテスト電流だけが流された場合より小さくならない。このため、漏電電流の有無並びにその位相を考慮してテスト電流を大きくする必要がないため、信頼性の高い漏電遮断器を提供できるという効果も奏する。
さらに、テスト回路は、漏電検出回路の整流素子などを兼用するためより小形で安価な漏電遮断器を提供できるという効果も奏する。
【００２８】
さらに、テスト電流を零相変流器に設けたテストコイルに流すように構成されていることによりテスト電流を小さくできるため、定電流素子や整流素子としてより小容量のものを選定できるほか、テストコイルと二次コイルが互いに電位差が小さくなる部分で漏電検出回路に接続されるように構成されているため零相変流器において両コイルの絶縁を簡単なものにできることによって、小形で安価な漏電遮断器を提供できるという効果も奏する。
【００２９】
また、テスト電流を切り替える抵抗素子が接続された第2切替装置（２３）を動作設定値を切り替える第1切替装置と連動して切り替わるように設けて各設定値に応じたテスト電流を流すことができるように構成したため、より信頼性の高い動作電流値可調整形の漏電遮断器を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の漏電遮断器を説明するブロック回路図である。
【図２】本発明の第２実施例の漏電遮断器を説明するブロック回路図である。
【図３】第1実施例及び第２実施例の漏電遮断器の零相変流器３を説明する断面図である。
【図４】第1実施例及び第２実施例の漏電遮断器の零相変流器の一次側の電流波形を説明する図である。
【図５】従来の漏電遮断器を説明するブロック回路図である。
【図６】図５の漏電遮断器の電流波形を説明する図である。
【符号の説明】
１開閉接触子
２主電路導体
３零相変流器
４二次コイル
５漏電検出回路
６電磁石装置
７電源回路
８比較回路
９全波整流素子
１０、２１定電流素子
１２可調整手段
１３、２３切替スイッチ
１４，１５、２４，２５，２６，２７，２８，２９抵抗素子
２０テストボタン
２２テストコイル
３１絶縁部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a circuit breaker that opens a main circuit when a leakage current of the main circuit becomes a predetermined value or more, and more particularly to a circuit breaker having a test circuit for confirming its function.
[0002]
[Prior art]
FIG. 5 is a block circuit diagram illustrating a configuration of an example of a conventional earth leakage breaker. This earth leakage circuit breaker includes an open / close contact 1 that opens and closes a main circuit by an unillustrated switching mechanism, a zero-phase current transformer 3 that detects a leakage current through a three-phase main circuit conductor 2, and a zero-phase current transformer. 3 is connected to the secondary coil 4, and the leakage detection circuit 5 is an electronic circuit that generates an output when the leakage current exceeds a predetermined operation set value. The electromagnet device 6 that opens and closes the open / close contact 1 is provided.
[0003]
The leakage detection circuit 5 includes a power supply circuit 7 and a comparison circuit 8. The power supply circuit 7 divides the output voltage of the full-wave rectifying element 9 and the full-wave rectifying element 9 connected between the different phases of the main electric circuit to supply a low-potential difference power source to the comparison circuit 8, and the comparison circuit 8 reliably It has the constant current element 10 and the constant voltage diode 11 which were selected so that the electric current which act | operates may flow.
The comparison circuit 8 includes a reference voltage generating means for generating a reference voltage corresponding to the operation set value, a comparison element for comparing the reference voltage with a signal voltage generated in proportion to the current of the secondary coil 4, and the signal voltage as a reference. A switching element is provided that is in a conductive state when the voltage is exceeded and that operates the electromagnet device 6. Some earth leakage circuit breakers can adjust the operation set value, and in this case, the earth leakage circuit breaker includes an adjustable means 12 that can adjust the voltage of the reference voltage generating means. In the case of the earth leakage breaker shown in FIG. 5, the changeover switch 13 is switched to (1), (2) and (3), and the resistance elements 14 and 15 having different resistance values and the zero resistance are selectively connected as appropriate. Thus, it is possible to switch the operation set value in three stages.
[0004]
A pseudo-leakage current (hereinafter referred to as “test current”) is passed through the earth leakage breaker in order to confirm that the main circuit is opened when the earth leakage current exceeding the operation set value flows. There is a need to provide a test circuit. A conventional ground fault circuit breaker test circuit has a test button 16 connected in series with each other and a resistance element 17 for adjusting a test current, and this series circuit is inserted through the zero-phase current transformer 3. It is configured to be connected between different phases of the main electric circuit.
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-339629
[Problems to be solved by the invention]
The conventional circuit breaker test circuit as described above has the following problems.
The first problem is that it is necessary to use a large-capacity resistor element 17. That is, when the power source of the main circuit is tested in a reverse connection state where the power source of the main circuit is connected to the lower terminal of the leakage breaker in FIG. 5, the main circuit voltage is continuously applied to the test circuit even if the main circuit is opened. If the test button 16 is kept pressed, a test current continues to flow through the resistance element 17 and may be damaged by Joule heat. In order to prevent this damage, it is necessary to select a resistor 17 having a large capacity. As a result, the conventional earth leakage breaker has a large size and is expensive.
[0006]
The second problem is that the test current becomes too large. That is, it is more reliable that the test is performed with a current as close to the operation set value as possible. However, in the case of an earth leakage breaker that can be shared by a plurality of main circuit voltages, for example, an appropriate test current in the main circuit of AC 100V The earth leakage circuit breaker in which the resistance element 17 is selected to have a value of about 4 times the test current at 100 V when the test is performed in the main circuit of AC 400 V, although the operation setting value is the same. A test current flows. In addition, in the earth leakage circuit breaker that can change the operation setting value, the earth leakage circuit breaker in which the resistance element 17 is selected so that the operation setting value flows at 500 milliamperes and 500 milliamperes is switched so that the operation setting value becomes 100 milliamperes. Test, a test current 5 times the set value flows.
[0007]
Furthermore, assuming that the test is performed in a state where the leakage current (Ig) less than the operation set value (Iset) flows in the main circuit, there is a problem that the test current must be set larger. That is, in the case of this test, the leakage current (Ig) and the test current (It) interfere with each other, and referring to FIG. 6, assuming that both currents are in opposite phases, the zero-phase current transformer 3 Only a current corresponding to (It−Ig) is induced in the secondary coil 4. Since it is necessary for (It−Ig) to be larger than the operation set value (Iset) in order to separate the open / close contact 1, about 2 of the operation set value is assumed especially in the case of (Ig≈Iset). It is necessary to select the resistance element 17 so that a test current more than twice flows.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a small, inexpensive, and reliable earth leakage breaker that does not require a large-capacity resistor.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 includes a main circuit conductor (2), an open / close contact (1) for opening and closing the main circuit, and a zero-phase current detection for detecting a leakage current flowing in the main circuit. Leakage detector circuit (5) and leakage detection circuit (5) that generate output when the leakage current exceeds the operation set value when the secondary coil (4) of the transformer (3) and zero-phase current transformer (3) is connected The electromagnetic device (6) that opens and closes the open / close contact (1) by the output of and the contact (20) connected in series between the phases of the main circuit conductor and the zero-phase current transformer (3) are arranged on the primary side. And a connection circuit (22), and a test circuit for supplying a leakage current in a pseudo manner by turning on the contact (20), the test circuit includes the contact (20) and the connection As having a constant current element (10, 21) connected in series with the line (22) That. With such a configuration, since the current flowing through the test circuit is constant by the constant current element, a large-capacity resistance element that limits the test current is not necessary, and the test current does not vary with the voltage of the main circuit.
[0009]
Further, the test circuit has a full-wave rectifying element (9) connected between the phases of the main circuit conductor, and the contact (20) and the constant current elements (10, 21) are on the output side of the full-wave rectifying element (9). To be connected to. With such a configuration, a test is performed in a state where a leakage current is flowing in the main circuit, and the current induced by superimposing the leakage current and the test current on the secondary coil of the zero-phase current transformer is the test current. Since it is a full-wave rectified waveform, it is not smaller than when only a test current is passed.
[0010]
Further, the invention of claim 2 is the power supply circuit (7) according to the invention of claim 1, wherein the leakage detection circuit (5) includes a full-wave rectifying element (9) that also serves as a full-wave rectifying element (9) of the test circuit. And a comparison circuit (8) for comparing the leakage current and the operation set value, and the contact (20), the constant current element (21) and the connection line (22) are connected in parallel with the comparison circuit (8). It has been done.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the leakage detection circuit (5) includes a full-wave rectifier element (9) that also serves as a full-wave rectifier element (9) of the test circuit, and a constant current element of the test circuit. A power supply circuit (7) including a constant current element (10) also serving as (10) and a comparison circuit (8) for comparing a leakage current with an operation set value, and the test circuit is connected in series with the constant current element (10). The resistance element (27) is connected, and the resistance element (27) is connected in parallel with the contact (20) and the connection line (22), and the current flowing through the leakage detection circuit is used as a test current. I will use it.
[0012]
Further, the invention of claim 4 is the invention of claim 2 or 3, wherein the connecting wire (22) is wound around the iron core of the zero-phase current transformer (3) in the form of a coil, and the secondary coil ( 4) Since the potential difference with respect to 4) is smaller, the leakage detection circuit (5) is connected to the coil-like connection line (22) and the secondary coil (4) arranged inside the zero-phase current transformer. Can be easily insulated.
[0013]
According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects , the leakage detection circuit (5) has a first switching device (13) for switching an operation set value, and the test circuit is a first switching unit. The second switching device (23) which is switched in conjunction with the device (13), the resistance element (24, 27) always connected in series with the constant current element and the second switching device (23) are always connected resistance elements (24, 27) which has at least one resistance element (25, 26, 28, 29) selectively connected in parallel, and the current flowing through the connection line (22) is switched when the first switching device (13) is switched. Switching is performed in accordance with the set operation set value.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the circuit breakers of the first and second embodiments shown in FIGS. In addition, about the member substantially equivalent to a prior art, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
[0015]
The earth leakage circuit breaker of the first embodiment shown in FIG. 1 removes the test button 16 and the resistance element 17 from the configuration of the conventional earth leakage circuit breaker of FIG. The test coil 22 wound around the iron core of the phase current transformer 3, the changeover switch 23 that switches in conjunction with the changeover switch 13, and the resistance elements 25 and 26 that are selectively connected by the changeover switch 23 are output from the full-wave rectifier element 9. And a test circuit in which the resistance element 24 is connected in parallel with the series circuit of the test coil 22, the changeover switch 23, and the resistance elements 25 and 26. The test coil 22 is provided to increase the induced current of the secondary coil 4 even if the test current is small. For example, a test coil 22 having 10 turns is used when the zero-phase current transformer 3 is inserted once. A substantially equal output current is induced in the secondary coil 4 by a test current that is 1/10 of the test current.
[0016]
When the changeover switch 13 is switched to (1), (2), and (3), the operation set value (Iset) switches to (Iset1)>(Iset2)> (Iset3), respectively. The operation will be described below.
When the test button 20 is turned on in the state shown in FIG. 1, the current of the test circuit is switched from one end of the full-wave rectifying element 9 through the constant current element 21 to the test coil 22 and the contact (4). And a path that flows through the resistance element 24, and a path that reaches the other end of the full-wave rectifying element 9. At this time, there is a relationship of (current flowing through the resistance element 24) :( current flowing through the test coil 22) = (resistance value of the test coil 22) :( resistance value of the resistance element 24). Therefore, the constant current element 21, the resistance element 24, and the test coil 22 are selected so that the optimum test current (It1) flows through the test coil 22 when the operation set value is set to the maximum value (Iset1). Has been.
[0017]
Next, when the changeover switch 13 is switched to the contact (2), the changeover switch 23 is switched to the contact (5), and the current is shunted to the series circuit of the resistance element 25 and the test coil 22 and the resistance element 24. At this time, there is a relationship of (current flowing through the resistance element 24) :( current flowing through the test coil 22) = (combined resistance value of the resistance element 25 and the test coil 22) :( resistance value of the resistance element 24). No. 25 is selected so that the optimum test current (It2) flows through the test coil 22 when the operation set value is set to (Iset2).
Similarly, when the changeover switch 13 is switched to the contact (3), the changeover switch 23 is switched to the contact (6), and the current is shunted to the series circuit of the resistance element 26 and the test coil 22 and the resistance element 24. At this time, there is a relationship of (current flowing through the resistance element 24) :( current flowing through the test coil 22) = (combined resistance value of the resistance element 26 and the test coil 22) :( resistance value of the resistance element 24). No. 26 is selected such that the optimum test current (It3) flows through the test coil 22 when the operation set value is set to (Iset3).
As is clear from FIG. 1, the comparison circuit 8 and the test coil 22 are connected in parallel, and the constant current element 21 that controls the current of the constant current element 10 that is the consumption current of the comparison circuit 8 and the test current. Currents are independent of each other. Further, in this embodiment, the test coil 22 is connected in series with the changeover switch 23. However, as a modification 1 of this embodiment, the test coil 22 may be connected in series with the resistance element 24. The internal resistance of the coil 22 and the resistance element 24 always function as a connection resistance element. Further, as the second modification, the resistance element 24 may be omitted from the first modification. In this case, the internal resistance of the test coil 22 always acts as a connection resistance element. In any of the modified examples, a resistance element is connected to the contact (4), and when the changeover switch 23 is switched to the contacts (4), (5), and (6), a test current (It1 ), (It2) and (It3) may be selected from the resistance elements 24, 25, and 26 and the resistance element connected to the contact (4) having resistance values.
[0018]
The earth leakage breaker of the second embodiment shown in FIG. 2 omits the test button 16 and the resistance element 17 from the conventional earth leakage breaker shown in FIG. 27 and a test circuit in which a test button 20, a test coil 22 and a changeover switch 23 are connected in series with the resistance element 27.
[0019]
The operation of this earth leakage breaker will be described. In the state of FIG. 2, the current of the power supply circuit always flows through the path of the full-wave rectifying element 9 → the constant current element 10 → the comparison circuit 8 → the resistance element 27 → the full-wave rectifying element 9. When the test button 20 is turned ON, the current is shunted to the resistance element 27 and the series circuit composed of the test button 20, the test coil 22 and the changeover switch 23 at the resistance element 27. At this time, there is a relationship of (current flowing through the resistance element 27) :( current flowing through the test coil 22) = (internal resistance value of the test coil 22) :( resistance value of the resistance element 27). Therefore, the constant current element 21, the resistance element 27, and the test coil 22 are selected so that the optimum test current (It 1) when the operation set value is set to the maximum value (Iset 1) flows to the test coil 22. Yes.
[0020]
Next, when the changeover switch 13 is switched to the contact (2), the changeover switch 23 is changed to the contact (8), and the current is a series circuit composed of the test button 20, the test coil 22, the changeover switch 23 and the resistance element. And the resistance element 27. At this time, there is a relationship of (current flowing through the resistance element 27) :( current flowing through the test coil 22) = (combined resistance value of the resistance element 28 and the test coil 22) :( resistance value of the resistance element 27). No. 28 is selected such that the optimum test current (It2) flows through the test coil 22 when the operation set value is set to (Iset2).
Similarly, when the changeover switch 13 is switched to the contact (3), the changeover switch 23 is changed to the contact (9), and the current is a series circuit composed of the test button 20, the test coil 22, the changeover switch 23, and the resistance element 29. The current is divided into the resistance element 29 and the resistance element 27. At this time, there is a relationship of (current flowing through the resistance element 27) :( current flowing through the test coil 22) = (combined resistance value of the resistance element 29 and the test coil 22) :( resistance value of the resistance element 27). 29 is selected such that an optimum test current (It3) flows through the test coil 22 when the operation set value is set to (Iset3).
That is, unlike the first embodiment described above, the earth leakage circuit breaker of the second embodiment has a relationship in which the comparison circuit 8 and the test coil 22 are connected in series, and is a constant current element that is a consumption current of the comparison circuit 8. A part of the current of 10 becomes a current flowing through the test coil 22.
[0021]
The earth leakage circuit breakers of the first embodiment and the second embodiment configured as described above have the following characteristics.
First, since the constant current element 21 in the first embodiment and the constant current element 10 in the second embodiment have a function to prevent a current exceeding a predetermined value from flowing regardless of the voltage, the voltage of the main electric circuit Does not change the test current.
Second, the test current flowing through the test coil 22 can be freely set by selecting elements such as the constant current elements 21 and 10 and the resistance elements 24, 25, 26, 27, 28, and 29.
Thirdly, an earth leakage circuit breaker that is not an operation set value switching type can be configured by omitting the changeover switches 13 and 23 and the resistance elements 14, 15, 24, 25, 26, 28, and 29.
[0022]
Fourth, the zero-phase current transformer 3 can be configured in a small size. Referring to FIG. 1, the changeover switch 23 of the ground fault circuit breaker of the first embodiment includes a ground fault detection circuit at a connection point A where the secondary coil 4 is connected to the ground fault detection circuit 5 and a connection point B having almost no potential difference. 5 is connected. The resistance elements 24, 25, 26 and the test coil 22 are selected to have resistance values such that most of the potential difference on the output side of the full-wave rectifying element 9 is shared by the constant current element 21. For this reason, the potential difference between the secondary coil 4 and the test coil 22 is small. Such a configuration contributes to realizing an inexpensive and small zero-phase current transformer 3. That is, referring to FIG. 3, the zero-phase current transformer 3 has the secondary coil 4 wound around the iron core 3 a via the insulator 30 and the test coil 22 via the insulator 31 for ease of manufacture and configuration. It is the structure which covered the outer side with the insulator 33 by the structure of the two-stage stacking which wound. Since the current induced in the secondary coil 4 is very small, if there is a leakage current between the two coils, a malfunction occurs. Therefore, it is necessary to reliably insulate the coils. However, since the zero-phase current transformer 3 of this embodiment has a low potential difference between the two coils, the insulating member 31 interposed between the two coils may be simple. This feature is the same as the earth leakage breaker of the second embodiment.
[0023]
Fifth, the test current can be made constant regardless of the presence or absence of the leakage current in the main circuit. That is, FIG. 4 shows the waveforms of both currents when a test current (It) is passed in a state where a leakage current (Ig) less than the operation set value (Iset) flows in the main circuit. The test current (It) shown in FIG. 4 is a full-wave rectified AC current having the opposite phase or the same phase as the leakage current (Ig), and has an irregular waveform due to the action of the constant current element. However, this value is the optimum current value when the test is performed in a state where the leakage current is not flowing. Note that the test current (It) in FIG. 4 is expressed as a current obtained by multiplying the test current (It1), (It2), or (It3) flowing through the test coil 22 by N, where N is the number of turns of the test coil 22. ing.
[0024]
This test current (It) has only a positive value on the primary side, but the current (It sec) induced in the secondary coil 4 has a positive value and a negative value during the half cycle time of the primary side current. This is an alternating current that forms a cycle. The positive value, negative value, and waveform of the induced current (It sec) due to the test current are determined by the configuration of the zero-phase current transformer and the configuration of the test circuit. Therefore, in the first and second embodiments described above, since the test current as close as possible to the operation set value is supplied, the absolute values of the positive peak value and the negative peak value of the induced current (It sec) due to the test current are set. The circuit configuration is such that the larger one of which is larger than the secondary operation setting current value (Iset sec) obtained by converting the operation setting value into the output current of the secondary coil 4 and the smallest possible test current (It) flows. ing. The comparison circuit 8 is configured to detect the peak value of the current induced in the secondary coil 4 and compare it with a reference value to generate an output.
[0025]
By supplying a test current (It) having such a current value, the leakage detection circuit can be operated even when a leakage current less than the operation set value flows. For example, the case where the test current determined based on the positive peak value of the induced current (It sec) due to the test current (It) is energized is verified. An alternating current is induced in the secondary coil 4 in the same cycle as the primary side by the leakage current (Ig) that has not been rectified. When the test current is applied in this state, the test current induced current (It sec) is superimposed on the induced current (Ig sec) due to the leakage current. When the first half wave of the induced current (Ig sec) due to leakage current when the induced current (It sec) due to the test current is superimposed is negative, the positive peak value of the combined current of both currents depends on the test current The leakage detection circuit may not operate because it is smaller than the positive peak value of the induced current (It sec). However, since the next half wave of the induced current (Ig sec) due to the leakage current is a positive value, the positive peak value of the combined current is larger than the positive peak value of the induced current (It sec) due to the test current, so that leakage detection is possible. The circuit works. Even when the positive peak value of the induced current (It sec) caused by the test current and the instantaneous value of the induced current (Ig sec) caused by the leakage current are zero simultaneously, the leakage detection circuit naturally operates.
[0026]
【The invention's effect】
The present invention is implemented in the form described above, and is configured such that the test current is controlled by a constant current element, and can provide a small and inexpensive earth leakage breaker that does not require a large-capacity resistance element, and can be tested. There is an effect that it is possible to provide a highly reliable voltage sharing type earth leakage breaker in which the test current is not influenced by the circuit voltage.
[0027]
In addition, since the test current is configured to be a full-wave rectified waveform, the output induced in the secondary coil of the zero-phase current transformer is the test current even if the test is performed with the leakage current flowing. It will not be smaller than if only was washed away. For this reason, it is not necessary to increase the test current in consideration of the presence / absence of the leakage current and the phase thereof, so that it is possible to provide a highly reliable leakage breaker.
Furthermore, since the test circuit also serves as a rectifying element for the leakage detection circuit, it is possible to provide a smaller and less expensive leakage breaker.
[0028]
In addition, since the test current can be reduced by flowing the test current through the test coil provided in the zero-phase current transformer, a smaller capacity constant current element or rectifier element can be selected. Since the coil and the secondary coil are configured to be connected to the leakage detection circuit at the portion where the potential difference becomes small, the insulation of both coils can be simplified in the zero-phase current transformer. There is also an effect that a circuit breaker can be provided.
[0029]
In addition, the second switching device (23) to which the resistance element for switching the test current is connected is provided so as to be switched in conjunction with the first switching device for switching the operation setting value, and a test current corresponding to each setting value is allowed to flow. Since it comprised so that it could do, there exists an effect that a more reliable operating current value adjustable type earth-leakage circuit breaker can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block circuit diagram for explaining a ground fault circuit breaker according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block circuit diagram for explaining a leakage breaker according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a zero-phase current transformer 3 of an earth leakage circuit breaker according to a first embodiment and a second embodiment.
FIG. 4 is a diagram for explaining a current waveform on the primary side of the zero-phase current transformer of the leakage breaker of the first embodiment and the second embodiment.
FIG. 5 is a block circuit diagram illustrating a conventional earth leakage breaker.
6 is a diagram for explaining a current waveform of the earth leakage circuit breaker of FIG. 5. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Opening and closing contact 2 Main electric circuit conductor 3 Zero phase current transformer 4 Secondary coil 5 Leakage detection circuit 6 Electromagnet apparatus 7 Power supply circuit 8 Comparison circuit 9 Full wave rectification element 10, 21 Constant current element 12 Adjustable means 13, 23 Switching Switches 14, 15, 24, 25, 26, 27, 28, 29 Resistance element 20 Test button 22 Test coil 31 Insulating member

Claims

Main circuit conductor (2), open / close contact (1) for opening and closing the main circuit, zero-phase current transformer (3) for detecting a leakage current flowing through the main circuit, and secondary of the zero-phase current transformer (3) A leakage detection circuit (5) that generates an output when the coil (4) is connected and the leakage current exceeds an operation set value, and the switching contact (1) is opened by the output of the leakage detection circuit (5) A contact (20) connected in series between the phases of the electromagnet device (6) and the main circuit conductor and a connection line (22) arranged on the primary side of the zero-phase current transformer (3); In the earth leakage circuit breaker provided with the test circuit which energizes the earth leakage current by turning on the contact (20) in a pseudo manner,
The test circuit includes a full-wave rectifying element (9) connected between phases of the main circuit conductor, and the contact (20) and the connection line (22) in series on the output side of the full-wave rectifying element (9). An earth leakage circuit breaker having a connected constant current element (10, 21).

The leakage detection circuit (5) includes a power supply circuit (7) including a full-wave rectification element (9) that also serves as a full-wave rectification element (9) of the test circuit, and a comparison circuit that compares the leakage current with an operation set value. (8)
The earth leakage breaker according to claim 1, wherein the contact (20), the constant current element (21) and the connection line (22) are connected in parallel with the comparison circuit (8) .

The leakage detection circuit (5) includes a full-wave rectifier (9) that also serves as a full-wave rectifier (9) of the test circuit and a constant-current element (10) that also serves as a constant-current element (10) of the test circuit. A power circuit (7) and a comparison circuit (8) for comparing the leakage current and the operation set value;
The test circuit includes a resistance element (27) connected in series with the constant current element (10), and the resistance element (27) is in parallel with the contact (20) and the connection line (22). The earth leakage circuit breaker according to claim 1, wherein

The connection line (22) is configured by being wound around the iron core of the zero-phase current transformer (3) in a coil shape, and the leakage detection circuit () at a portion where the potential difference from the secondary coil (4) is smaller. The earth leakage circuit breaker according to claim 2 or 3, characterized by being connected to 5) .

The leakage detection circuit (5) includes a first switching device (13) that switches the operation setting value, and the test circuit switches a second switching device (23) that switches in conjunction with the first switching device (13), The resistance element (24, 27) always connected in series with the constant current element and at least one of the constant connection resistance element (24, 27) selectively connected in parallel by the second switching device (23) Having resistance elements (25, 26, 28, 29),
5. The leakage breaker according to claim 1, wherein when the first switching device (13) is switched, a current flowing through the connection line (22) is switched in accordance with the switched operation setting value. vessel.