JP4483386B2 - 漏電遮断器 - Google Patents

Description

この発明は、電動機、その他各種の負荷の接続された配電系統に発生する漏電または地絡事故を検出して波及を未然に防ぐための漏電遮断器、特に多相の配電系統の１相が欠相した場合でも動作可能にした漏電遮断器に関する。

この種の従来の漏電遮断器は、図３に示すように構成されている（例えば、特許文献１参照）。

図３における漏電遮断器１は、電源側接続端子３Ａと負荷側接続端子３Ｂとを接続する主回路２と、この主回路２を開閉する開閉部８と、主回路２の全相の導体が挿通され、主回路に流れる漏電または地絡事故電流を検出する零相変流器５と、この零相変流器５の検出巻線５１の検出電流を監視して漏電または地絡の有無を判定する漏電検出回路６と、この漏電検出回路６の漏電を示す検出信号により前記開閉部８の投入機構を引外して開閉部を遮断する引外し装置７および前記漏電検出回路６に動作電力を供給する直流電源回路４とを備えている。

電源回路４は、３相の主回路２の１相が欠相しても、漏電検出回路６および引外し装置７などの制御回路に電源を供給できるように３相の全相の交流電圧を整流して直流電圧に変換する３相ブリッジ整流回路４１を備える。

漏電検出回路６は、検出抵抗Ｒ１を介して加わる零相変流器の検出巻線５１からの検出出力の大きさを設定された基準値と比較し、基準値を超えたとき漏電の発生を示す検出信号を発生し、引外し装置７のサイリスタスイッチ７１のゲートに与える。サイリスタスイッチ７１がゲート信号を与えられてオンすると、引外し電磁装置７２のトリップコイルＴＣに通電されこれが作動し、開閉部８の開閉機構を引外し、開閉部８を開極させ、主回路２を遮断して系統を保護する。この場合、電源回路４は、３相の主回路の全相の電圧を全波整流して直流電圧を形成するようにしているので、３相の主回路２の何れか１相の電圧が欠相しても漏電検出回路６および引外し装置７へ動作可能な電圧が供給されるため、１相だけの欠相では動作不能となることはない。

また、正常な場合は、漏電遮断器１の電源側端子３Ａが配電系統の電源線に接続され、負荷側端子３Ｂが負荷線に接続されるので、漏電時に開閉部８が主回路２を遮断することによって負荷への給電および漏電遮断器内部の電源回路４への給電が停止されるため、引外し装置７のサイリスタスイッチ７１もオフする。

しかしながら、このような従来の漏電遮断器においては、誤って漏電遮断器１の負荷側端子３Ｂを配電系統の電源線へ接続し、電源側端子３Ａを負荷線に接続した場合、漏電または短絡事故が検出されて開閉部８が遮断して負荷への給電を停止して、負荷を漏電または短絡事故から保護するが、主回路２と電源線とは接続されたままとなるため、電源回路４は検出回路６および引外し装置7への給電を継続する。これによって、検出回路６から引外し装置７のサイリスタスイッチ７１のゲートへ与えられる検出信号はオフするが、電源が与え続けられているためサイリスタスイッチ７１はオンし続け、トリップコイルＴＣに電流が流れ続ける。このようにトリップコイルＴＣに電流が流れ続けると、このトリップコイルＴＣは焼損する危険がある。

また、前記の従来の漏電遮断器においては、これを配電系統に正常に接続した場合でも、負荷に容量の大きな電動機が接続されている場合は、漏電や地絡事故が発生して開閉部８が主回路２を遮断した後も、電動機が止まるまで発生する逆起電力により、サイリスタスイッチ７１がオンし続け、リップコイルＴＣに電流が流れ続けることがあり、トリップコイルがこれに耐えるようにするためにはトリップコイルの大きさを大きくすることが必要となるなどの不都合がある。
特開２００４−０１５９６１号公報

この発明は、このような従来装置における不都合を解消して、３相の１相が欠相しても漏電または地絡事故に対する保護動作を実行でき、また仮に漏電遮断器の系統への接続を誤ったとしても、保護動作により開閉部が遮断された後は、確実に引き外し装置への通電を停止して引外し装置の焼損事故を防止することのできる漏電遮断器を提供することを課題とするものである。

この発明は、前記の課題を解決するため、多相の主回路と、この主回路を開閉する開閉部と、前記主回路の漏電電流を検出する零相変流器と、この零相変流器の漏電検出巻線の出力電流から漏電の発生の有無を判定する漏電検出回路と、この漏電検出回路の漏電の発生を示す出力信号によりサイリスタスイッチを介して駆動され、前記開閉部を引外して主回路を遮断する引外し装置と、前記漏電検出回路および引外し装置へ電力を供給する電源回路とを備えた漏電遮断器において、前記電源回路に前記主回路の全相の交流電圧の少なくとも任意の１相の半波分だけ欠けた整流電圧を発生する整流回路を設けたことを特徴とする（請求項１の発明）。

この請求項１の発明おいて、前記整流回路は、３相ダイオードブリッジ整流回路の２相のアームのそれぞれ１辺にだけダイオードを設けたことを特徴とする（請求項２の発明）。

この発明のように、漏電遮断器の電源回路における整流回路を、主回路の全相の交流電圧の少なくとも１相の半波分だけ欠けた整流電圧を発生するように構成したので、整流回路の出力電圧が前記欠けた半波分の期間がゼロ電圧となることにより、この期間に引外し装置の電磁装置を駆動するスイッチがサイリスタスイッチであっても、このゼロ電圧の期間にオフし、引外し装置の電磁装置への通電を確実に遮断することができる。したがって、この発明によれば、漏電遮断器の電源側端子と負荷側端子の系統への接続を誤ってしまった場合でも、引外し装置の電磁装置への長時間通電を防止することができるため、この電磁装置として短時間定格の小形のものを使用することができるとともに焼損の恐れをなくすことできる等の効果が得られる。

以下に、この発明を図に示す実施例について説明する。

図１は、この発明の実施例を示す構成図である。この図において、各部の構成はほとんどが図３に示す従来装置と同じであるので、同一の符号を付して示し、詳細な説明を省略する。

ただ、この発明における電源回路４を構成する整流回路４１の構成が従来装置とは異なっているので、以下にこれについて説明する。

この発明における整流回路４１は、出力が主回路２の三相交流電圧の１相の半波の電圧が欠けた電圧、すなわちこの期間ゼロ電圧となるような整流電圧を発生するように構成したものである。具体的には、３相ブリッジ整流回路４１のＵ相アームの下方の点線で示すダイオードＵ２とＷ相アームの上辺の点線で示すダイオードＷ１を取り除いて構成している。したがって、整流回路４１は、４個のダイオードＵ１、Ｖ１、Ｖ２およびＷ２で構成され、これにより主回路２の３相交流電圧を整流する。このような整流回路４１によれば、図２に太線で示すように１相の半波分の期間だけゼロ電圧なるような波形の整流電圧を得ることができる。

この整流回路４１の出力電圧は、直接引外し装置７に加えられ、抵抗Ｒ２とコンデンサＣからなる平滑回路を介して漏電検出回路６に加えられる。このため、整流回路４１の出力電圧は、一部にゼロ電圧期間を含む波形となるが、漏電検出回路６には平滑回路により平滑された電圧が加わるので、漏電検出回路６は正常に動作する。

また、漏電または地絡事故が発生した場合には、漏電検出回路６が、主回路２の交流電圧の１周期よりわずかに大きい時間幅の検出信号を発生し、これをサイリスタスイッチ７１のゲートに与えるようにする。これにより、例えば、整流電圧のゼロ電圧期間の直前から検出信号が与えられた場合でもサイリスタスイッチ７１は、検出信号印加時点で点弧（オン）した後このゼロ電圧期間で消弧（オフ）することなく継続してオン状態を継続し、次のゼロ電圧期間が来るまでに検出信号が消滅しているので、次のゼロ電圧期間に至ったときに自動的に消弧し、オフする。

このように構成されたこの発明の漏電遮断器１を正常に配電系統に接続した場合、すなわち、電源側端子３Ａを系統の電源線に、負荷側端子３Ｂを系統の負荷線にそれぞれ接続した場合は、漏電または地絡事故の発生によって、漏電検出回路６から漏電検出信号が発生されることにより引外し装置７のサイリスタスイッチ７１がオンされ、引外し電磁装置７２に通電される。これにより電磁装置７２が作動し、開閉部８の投入が引外され遮断される。開閉部８の遮断によって漏電遮断器１に接続された負荷が系統から切り離されるとともに、その内部の電源回路４への通電も遮断されるので、開閉部８の遮断とともに引外し装置７への通電も停止される。したがってこの場合は、従来装置と同様に引外し装置７の電磁装置７２への通電が開閉部遮断後も継続されることはない。

次に、漏電遮断器１の電源側端子３Ａを配電系統の負荷線に、そして負荷側端子３Ｂを電源線に誤って接続した場合でも、漏電または地絡事故が発生したときは、正常な接続の場合と同様に漏電検出回路６によってこれが検出され、その検出信号によって引外し装置７が作動されて開閉部８の引外しが行なわれ、主回路２に接続された負荷が遮断される。しかし主回路２は系統の電源線に接続されたままであるので、電源回路４への給電が継続されるため、従来装置においては、引外し装置７のサイリスタスイッチ７１がオンしたままとなっていた。

ところが、この発明においては、電源回路４の整流回路４１が、たとえば、３相ブリッジ整流回路のＵ相アームおよびＷ相アームのそれぞれの１辺のダイオードをなくす等して、少なくとも主回路２の３相交流電圧の１相の半波期間だけゼロ電圧となる整流電圧を得る構成であるため、オン状態にあるサイリスタスイッチ７１を通流する電流が整流回路出力の整流電圧がゼロ電圧となったところで流れなくなるので、これによってサイリスタスイッチ７１が自動的に消弧しオフとなる。このため、電磁装置７２の電流が停止され、長時間継続して流れることを完全に防止することができる。

このようにこの発明は、漏電遮断器においてその内部の電源が、多相の主回路の全相の電圧から得るとともに少なくともその１相の半波期間だけゼロ電圧となる整流電圧を発生するように構成しているので、交流主回路の１相に欠相が生じても漏電保護動作を実行でき、そして、漏電遮断器の両方の接続端子の接続を間違えた場合でも、漏電検出により開閉部を遮断するとその時点から主回路交流電圧の１周期以内には引外し装置の電磁装置の電流を遮断することができるので、引外し装置の電磁装置が焼損するのを防止でき、漏電遮断器として有益である。

この発明の漏電遮断器を示す構成図である。 この発明における整流回路の出力の整流電圧の波形図である。 従来の漏電遮断器を示す構成図である。

符号の説明

１ ：漏電遮断器
２ ：主回路
３Ａ：電源側接続端子
３Ｂ：負荷側接続端子
４ ：直流電源回路
４１：整流回路
５ ：零相変流器
５１：検出巻線
６ ：漏電検出回路
７ ：引はずし装置
８ ：開閉部

Claims (2)

1. 多相の主回路と、この主回路を開閉する開閉部と、前記主回路の漏電電流を検出する零相変流器と、この零相変流器の漏電検出巻線の出力電流から漏電の発生の有無を判定する漏電検出回路と、この漏電検出回路の漏電の発生を示す出力信号によりサイリスタスイッチを介して駆動され、前記開閉部を引外して主回路を遮断する引外し装置と、前記漏電検出回路および引外し装置へ電力を供給する電源回路とを備えた漏電遮断器において、前記電源回路に前記主回路の全相の交流電圧の少なくとも任意の１相の半波分だけ欠けた整流電圧を発生する整流回路を設けたことを特徴とする漏電遮断器。
2. 請求項１記載の漏電遮断器において、前記整流回路は、３相ダイオードブリッジ整流回路の２相のアームのそれぞれ１辺にだけダイオードを設けたことを特徴とする漏電遮断器。

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