JP4154812B2

JP4154812B2 - 漏電ブレーカ

Info

Publication number: JP4154812B2
Application number: JP28015599A
Authority: JP
Inventors: 拓也山本; 洋一青山
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1999-09-30
Filing date: 1999-09-30
Publication date: 2008-09-24
Anticipated expiration: 2019-09-30
Also published as: JP2001101963A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、住宅用分電盤などに配設される主幹用の漏電ブレーカに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は日本の一般住宅における単相３線の配電例を示しており、この配電例では、引込み口ＩＮから住宅Ｈ内引き込まれたＬ１極、中性極（以下Ｎ極という），Ｌ２極の３線を分電盤に配設された主幹用の漏電ブレーカＢ（さらには分岐用ブレーカ）を介して負荷機器ＲＬが接続される。この場合柱状トランスＴｒ側ではＢ種接地が施され、住宅Ｈ側では負荷機器ＲＬに対してＤ種接地が施される。この図示する場合の接地方式が所謂ＴＴ接地方式である。
【０００３】
一方欧米ではＴＮ接地方式という接地方式を用いた配電が為される。図６は米国における単相３線の配電例を示しており、この配電例から分かるように住宅Ｈの引込み口ＩＮ側において、負荷機器ＲＬの接地とは別に、Ｎ極の線に対してＤ種接地を施してある。
【０００４】
ところで日本で採用されているＴＴ接地方式では、落雷などによって接地電位が上昇した場合、Ｂ種接地と、Ｄ種接地間に電位差が生じて負荷機器ＲＬにストレスを与えるという問題点がある。これに対して欧米で採用されているＴＮ接地方式では、引込み口ＩＮ側でＮ極を接地するため、落雷があってもＢ種接地と、Ｄ種接地間に電位差が生じず負荷機器ＲＬにストレスを与えないという特徴がある。
【０００５】
そこで日本では、ＴＴ接地方式にＧＡＰアレスタのようなアレスタ素子ＡＲを図７に示すように引込み口ＩＮ側のＮ極の線とＤ種接地との間に接続することにより、落雷が起きたときにアレスタ素子ＡＲが導通し、この導通により引込み口ＩＮ側のＮ極の線を接地し、ＴＮ接地方式と同様な効果を得る方式が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが図７の方式を採用する場合漏電ブレーカＢとアレスタ素子ＡＲとの接続時に問題が生じることがある。
【０００７】
つまり、漏電ブレーカＢの電源出力側（二次側）のＮ極の端子にアレスタ素子ＡＲを接続した場合、漏電ブレーカＢ内の零相変流器による漏電検出ができなくなったり、配線のために分電盤の内部構造の複雑化し、更に接続の作業効率が悪い等の問題がある。
【０００８】
そこで図７に示すように漏電ブレーカＢの電源入力側（一次側）での接続が望ましい。しかし、この接続工事は活線工事となるため作業中に危険が伴うばかりでなく、需要家側の工事となるため、電力会社との関係上接続が難しいという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に鑑みて為されたもので、その目的とするところは漏電ブレーカの本来の機能を損なわず、配線作業時の安全を確保でき、しかも作業効率が向上した漏電ブレーカを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために請求項１の発明では、単相３線の各極の電源入力側端子と電源出力側端子との間を結ぶ電路に接続挿入され、開閉機構に連動して開閉する開閉接点と、開閉接点と電源出力側端子との間の電路を１次側とする漏電検出用零相変流器と、各極毎に設けられ対応する極の電路に流れる過電流を検出する過電流検出素子とを備え、該零相変流器の漏電検出若しくは上記過電流検出素子の過大電流検出があると上記開閉機構をトリップ動作させて上記開閉接点を開極させる漏電ブレーカにおいて、中性極の上記開閉接点と、上記漏電検出用零相変流器との間の中性極の電路から接地用電路を導出したことを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、中性極の電路の過電流を検出する上記過電流検出素子の接続挿入位置を上記接地用電路の導出位置と、中性極の上記開閉接点との間の電路としたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明では、請求項１の発明において、上記接地用電路にアレスタ素子を接続挿入するとともに該アレスタ素子をブレーカ本体内に配置したことを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明では、単相３線の各極の電源入力側端子と電源出力側端子との間を結ぶ電路に接続挿入され、開閉機構に連動して開閉する開閉接点と、開閉接点と電源出力側端子との間の電路を１次側とする漏電検出用零相変流器と、各極毎に設けられ対応する極の電路に流れる過電流を検出する過電流検出素子とを備え、該零相変流器の漏電検出若しくは上記過電流検出素子の過大電流検出があると上記開閉機構をトリップ動作させて上記開閉接点を開極させる漏電ブレーカにおいて、中性極の上記電源出力側端子と上記漏電検出用零相変流器との間の中性極の電路から接地用電路を導出するとともに、該接地用電路を上記各極の電路の電流方向とは逆方向の電流方向となるように上記漏電検出用零相変流器のコアに貫挿して成ることを特徴とする。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかの発明において、上記電源入力側端子の配置側に上記接地用電路を接続する接地用端子を設けて成ることを特徴とする。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項５の発明において、上記接地用端子と電気的に接続される別の接地用端子を上記電源出力側端子の配置側に設けて成ることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明を実施形態により説明する。
（実施形態１）
図１は本実施形態の概略構成を示しており、本実施形態の漏電ブレーカ１は図示するようにブレーカ本体１０の両端の一方（図では上側）には単相３線のＬ１，Ｎ、Ｌ２の各極の電源入力用端子（一次側用端子）２１，２２，２３及び接地用端子２４を配設し、他方（図では下側）にはＬ１，Ｎ，Ｌ２の各極の電源出力用端子（二次側用端子）３１，３２，３３及び接地用端子３４を配設し、各極の電源入力用端子２１，２２，２３と電源出力用端子３１，３２，３３との間を、図において上側（一次側）から開閉接点４１，４２，４３と、過電流検出素子（バイメタル素子等）５１，５２，５３とを接続挿入した電路で接続し、接地用端子２４，３４ａ間を導体からなる接地用電路１１で接続してある。
【００１７】
そしてＬ１，Ｌ２、Ｌ３の各極の電路中、開閉接点４１，４２，４３と過電流検出素子５１，５２，５３との間の電路を構成する導体は、２次巻線を巻回した漏電検出用の零相変流器ＣＴの環状のコアに貫挿され、零相変流器ＣＴの一次巻線を構成する。
【００１８】
零相変流器ＣＴは、単相３線の電路に地絡により不平衡電流が流れると、２次巻線に出力を発生するもので、この出力が漏電検出出力となり、この漏電検出出力は、漏電検出回路６に入力される。
【００１９】
漏電検出回路６は開閉接点４１，４２，４３と電源出力用端子３１、３２，３３との間の電路より電源を得、上記漏電検出出力を増幅して例えば釈放型電磁機構等の駆動手段（図示せず）を動作させるようなっている。
【００２０】
開閉接点４１，４２，４３は開閉機構７の動作に連動して開閉するもので、開閉機構７は手動ハンドル８の手動操作によって開閉接点４１，４２，４３を開閉するとともに、上記漏電検出による上記駆動手段の動作或いは過電流検出素子５１，５２，５３の過電流検出動作により駆動されてトリップ動作し、閉極状態の開閉接点４１，４２，４３を強制開極（開離）させるもので、その構造及び連動機構としては周知の構造を用いている。これら開閉機構７，漏電検出回路６，上記駆動手段はブレーカ本体１０に搭載される。
【００２１】
そしてＮ極の開閉接点４２と零相変流器ＣＴとの間の電路のＭ点からは上記接地用電路１１の一部となる電路１２を構成する導体を引き出している。
【００２２】
以上のように構成された本実施形態の漏電ブレーカ１を使用するに当たって、分電盤の内部構造や他の配線の引き回しでの作業効率を考慮し、既にＤ種接地のための接地電極と、負荷機器側の接地端子板が接続されている場合には、接地用端子３４を接地端子板に接続する。また接地電極と接地端子板が接続されていない場合には、接地電極を接地用端子２４に、接地端子板を接地用端子３４に接続する。また接地端子板が無い場合には、新たに接地端子板を設けて、接地電極を接地用端子２４に、接地端子板を接地用端子３４に接続する。
【００２３】
而して上記のような接地のための接続を行うことで、ブレーカ本体１０内において、Ｎ極の電路に電路１２を介して接続された接地用電路１１を通じて、住宅側で単相３線のＮ極をＤ種接地と同電位とすることができ、落雷が起きても柱状トランス側で施されるＢ種接地とＤ種接地との間に電位差が生じることが無くなり、結果落雷時に負荷機器にストレスが生じない。
【００２４】
また接地配線を住宅側で行う場合には漏電ブレーカ１の開閉接点４１，４２，４３を手動操作で開極しておけば、接続作業が安全に行える。
【００２５】
更に電路１２の引き出し位置のＭ点は零相変流器ＣＴの手前であるため、接地用端子２４を用いた接地が行われても零相変流器ＣＴによる漏電検出の機能に影響を与えることがない。
【００２６】
（実施形態２）
実施形態１の漏電ブレーカ１において、電源入力用端子２１，２２、２３に接続する単相３線の極性が間違って、例えばＮ極の電源入力用端子２２にＬ２極の線が接続され、Ｌ２極の電源入力用端子２３にＮ極の線が接続され、接地用端子２４がＤ種接地されている場合、Ｌ２極の線、電源入力用端子２２、電路１２，１１、接地用端子２４，Ｎ極の線の経路で過大な電流が流れる。
【００２７】
そこで本実施形態は、図２に示すようにＮ極の過電流検出素子５２の接続挿入位置を開閉接点５２と零相変流器ＣＴの位置との間の電路とするとともに、接地用電路１１に一端を接続する電路１２の他端を過電流検出素子５２と零相変流器ＣＴとの間の点Ｍに接続し、上記のような誤結線による地絡時において、過電流検出素子５２を地絡検出素子として機能させるようにしたものである。
【００２８】
つまり図２に示すように接地用端子２４がＤ種接地されている状態で、Ｎ極の電源入力用端子２２にＬ２極の線が接続され、Ｌ２極の電源入力用端子２３にＮ極の線が接続された場合、Ｌ２極の線→電源入力用端子２２→過電流検出素子５２→電路１２→接地用電路１１→接地用端子２４→Ｎ極の線の経路又はその逆方向の経路で過大な電流が流れることになるが、この電流を過電流検出素子５２が検出して過電流検出動作を行い、開閉機構７をトリップ動作させる。その結果開閉接点４１，４２，４３が強制開極されることになる。
【００２９】
よって、需要家或いは施工業者は誤結線が為されていることを知ることができるのである。
【００３０】
尚正常結線時の動作は実施形態１と同じであるので、説明は省略する。また上記の説明した構成以外で実施形態１と同じ構成要素には同じ番号、記号を付し説明は省略する。
【００３１】
（実施形態３）
本実施形態は実施形態１の構成において、図３に示すようにＧＡＰアレスタのようなアレスタ素子ＡＲを電路１２に接続挿入し、ブレーカ本体１０内に配設したものである。
【００３２】
従って本実施形態ではアレスタ素子ＡＲをブレーカ本体１０内に設けるため、例えばブレーカ製造段階で先付けしている場合は特に接続する作業が不要で、安全であり、また配線施工段階で後付けする場合には開閉接点４１，４２，４３を手動により開極することによって安全に取り付けることができる。
【００３３】
つまり、先付け、後付けの何れの場合にも、従来の図７に示す配電方式に比べてアレスタ素子ＡＲを安全且つ容易に取り付けができる。特にアレスタ素子ＡＲを定格変更や寿命等によって交換を容易とするために、着脱可能な接続部をブレーカ本体２内に設けている場合、交換時に開閉接点４１，４２，４３を手動で開極しておくことで、安全且つ容易に交換できることになる。
【００３４】
尚図３では、開閉機構、漏電検出回路、駆動手段は省略して図示していないが、実施形態１、２と同様に実際には開閉機構、漏電検出回路、駆動手段を設けるのは言うまでもない。
【００３５】
（実施形態４）
上記実施形態２はＮ極の過電流検出素子２２を誤結線時の地絡電流検出に用いた構成であったが、過電流検出素子５２の接続挿入位置を零相変流器ＣＴと開閉接点４２との間の電路としていたが、本実施形態では、図４に示すようにＬ１及びＬ２極の過電流検出素子５１，５３と同様に、零相変流器ＣＴと電源出力用端子３２との間の電路に接続挿入するとともに、過電流検出素子５２と電源出力用端子３２との間の電路のＭ点に電路１２の一端を接続するとともに電路１２を零相変流器ＣＴの環状コアに貫挿させてその他端を接地用電路１１に接続している。
【００３６】
而して本実施形態においても実施形態２と同様な誤結線があれば、過電流検出素子５２が地絡電流を検出して過電流検出動作を行い、開閉機構（図示せず）をトリップ動作させ、開閉接点４１，４２，４３を強制開極させることができるようになっている。また接地用端子２４を用いてＤ種接地を行っても、電路１２に流れる電流とＮ極の電路に流れる電流方向が逆方向であるため零相変流器ＣＴの漏電電流検出機能を損なうことはない。
【００３７】
尚図３では、開閉機構、漏電検出回路、駆動手段は省略して図示していないが、実施形態１、２と同様に開閉機構、漏電検出回路、駆動手段を設けるのは言うまでもない。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１の発明は、単相３線の各極の電源入力側端子と電源出力側端子との間を結ぶ電路に接続挿入され、開閉機構に連動して開閉する開閉接点と、開閉接点と電源出力側端子との間の電路を１次側とする漏電検出用零相変流器と、各極毎に設けられ対応する極の電路に流れる過電流を検出する過電流検出素子とを備え、該零相変流器の漏電検出若しくは上記過電流検出素子の過大電流検出があると上記開閉機構をトリップ動作させて上記開閉接点を開極させる漏電ブレーカにおいて、中性極の上記開閉接点と、上記漏電検出用零相変流器との間の中性極の電路から接地用電路を導出したので、開閉機構を手動操作により動かして開閉接点を開くことにより、接地用の電路を安全に引き出すことができ、そのため作業性も向上し、更に接地用の電路により中性極の線のＤ種接地を施すことができ、結果落雷があっても柱状トランス側のＢ種接地側と住宅側のＤ種接地との間の電位差が生じず、落雷時の負荷機器にストレスがかかるのを無くすことができる。
【００３９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、中性極の電路の過電流を検出する上記過電流検出素子の接続挿入位置を上記接地用電路の導出位置と、中性極の上記開閉接点との間の電路としたので、電源入力用端子に接続する単相３線の結線が誤って為されて過電流が流れても過電流検出素子がこれを検出して、開閉接点を強制的に開極させて電流を遮断できる。
【００４０】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、上記接地用電路にアレスタ素子を接続挿入するとともに該アレスタ素子をブレーカ本体内に配置したので、アレスタ素子を予め漏電ブレーカに内蔵することで安全且つ容易に接続でき、また後付けする場合や交換時の場合にあっても、開閉接点の手動開極により、アレスタ素子を安全且つ容易に接続することができる。
【００４１】
請求項４の発明は、単相３線の各極の電源入力側端子と電源出力側端子との間を結ぶ電路に接続挿入され、開閉機構に連動して開閉する開閉接点と、開閉接点と電源出力側端子との間の電路を１次側とする漏電検出用零相変流器と、各極毎に設けられ対応する極の電路に流れる過電流を検出する過電流検出素子とを備え、該零相変流器の漏電検出若しくは上記過電流検出素子の過大電流検出があると上記開閉機構をトリップ動作させて上記開閉接点を開極させる漏電ブレーカにおいて、中性極の上記電源出力側端子と上記漏電検出用零相変流器との間の中性極の電路から接地用電路を導出するとともに、該接地用電路を上記各極の電路の電流方向とは逆方向の電流方向となるように上記漏電検出用零相変流器のコアに貫挿したので、開閉機構を手動操作により動かして開閉接点を開くことにより、接地用の電路を安全に引き出すことができ、そのため作業性も向上し、しかも接地用の電路により中性極の線のＤ種接地を施すことができ、結果落雷があっても柱状トランス側のＢ種接地側と住宅側のＤ種接地との間の電位差が生じず、そのため落雷時の負荷機器にストレスがかかるのを無くすことができ、しかも零相変流器の機能を損なうことなく、請求項２の発明と同様な効果を得ることができる。
【００４２】
請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかの発明において、上記電源入力側端子の配置側に上記接地用電路を接続する接地用端子を設けてあるので、接地電極への接続が容易となり、作業性の向上が図れる。
【００４３】
請求項６の発明は、請求項５の発明において、上記接地用端子と電気的に接続される別の接地用端子を上記電源出力側端子の配置側に設けてあるので、負荷機器側の接地端子板への接続が容易となり、作業性の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態２の概略構成図である。
【図３】本発明の実施形態３の概略構成図である。
【図４】本発明の実施形態４の概略構成図である。
【図５】ＴＴ接地方式の配電の説明図である。
【図６】ＴＮ接地方式の配電の説明図である。
【図７】ＴＴ接地方式の配電にアレスタ素子を接続した場合の説明図である。
【符号の説明】
１漏電ブレーカ
１０ブレーカ本体
１１接地用電路
１２電路
２１〜２３電源入力用端子
２４接地用端子
３１〜３３電源出力用端子
３４接地用端子
４１〜４３開閉接点

Claims

単相３線の各極の電源入力側端子と電源出力側端子との間を結ぶ電路に接続挿入され、開閉機構に連動して開閉する開閉接点と、開閉接点と電源出力側端子との間の電路を１次側とする漏電検出用零相変流器と、各極毎に設けられ対応する極の電路に流れる過電流を検出する過電流検出素子とを備え、該零相変流器の漏電検出若しくは上記過電流検出素子の過大電流検出があると上記開閉機構をトリップ動作させて上記開閉接点を開極させる漏電ブレーカにおいて、中性極の上記開閉接点と、上記漏電検出用零相変流器との間の中性極の電路から接地用電路を導出したことを特徴とする漏電ブレーカ。
中性極の電路の過電流を検出する上記過電流検出素子の接続挿入位置を上記接地用電路の導出位置と、中性極の上記開閉接点との間の電路としたことを特徴とする請求項１記載の漏電ブレーカ。
上記接地用電路にアレスタ素子を接続挿入するとともに該アレスタ素子をブレーカ本体内に配置したことを特徴とする請求項１記載の漏電ブレーカ。
単相３線の各極の電源入力側端子と電源出力側端子との間を結ぶ電路に接続挿入され、開閉機構に連動して開閉する開閉接点と、開閉接点と電源出力側端子との間の電路を１次側とする漏電検出用零相変流器と、各極毎に設けられ対応する極の電路に流れる過電流を検出する過電流検出素子とを備え、該零相変流器の漏電検出若しくは上記過電流検出素子の過大電流検出があると上記開閉機構をトリップ動作させて上記開閉接点を開極させる漏電ブレーカにおいて、中性極の上記電源出力側端子と上記漏電検出用零相変流器との間の中性極の電路から接地用電路を導出するとともに、該接地用電路を上記各極の電路の電流方向とは逆方向の電流方向となるように上記漏電検出用零相変流器のコアに貫挿して成ることを特徴とする漏電ブレーカ。
上記電源入力側端子の配置側に上記接地用電路を接続する接地用端子を設けて成ることを特徴とする請求項１乃至４の何れか記載の漏電ブレーカ。
上記接地用端子と電気的に接続される別の接地用端子を上記電源出力側端子の配置側に設けて成ることを特徴とする請求項５記載の漏電ブレーカ。