JP4487673B2 - 漏電遮断器 - Google Patents

Description

本発明は、低電圧配電系統に適用する漏電遮断器に関し、詳しくは漏電遮断器の耐電圧試験を行う際に、遮断器に搭載した漏電検出回路を主回路から切り離して試験電圧から保護する耐電圧テスト用スイッチに関する。

低電圧配電系統の保護機器として配線用遮断器，漏電遮断器が周知であり、国内に普及している漏電遮断器は過電流保護の機能と地絡保護機能を備えた構成のものが一般的である。また、最近の漏電遮断器では、需要家サイドでの使い勝手性を高めるために、同じフレームの配線用遮断器と漏電遮断器の本体ケースは同形サイクルとした上で、その主要部品をできるだけ共用化して構成した単体構造の漏電遮断器が主流となっている（例えば、特許文献１参照）。
次に、従来における漏電遮断器（３相回路用）の回路図を図３に、またその組立構造を図４および図５に示す。図３において、１はＲ，Ｓ，Ｔ相の３相主回路、２は主回路接点、３は主回路接点２の開閉機構、４は操作ハンドル、５は主回路に流れる過負荷電流を検出して開閉機構をトリップ動作させる熱動式の過電流引外し装置である。

また、配電系統の地絡発生を検出して開閉機構をトリップ動作させる漏電引外し装置は、Ｒ，Ｓ，Ｔ相の主回路１を一次導体として主回路１の不平衡電流を検出する零相変流器６と、零相変流器６の二次出力レベルから地絡発生を検知する漏電検出回路（ＩＣを含む電子回路）７と、漏電検出回路７の出力信号で開閉機構をトリップさせるトリップコイルユニット８とからなる。ここで、漏電検出回路７は、その制御電源として主回路１との間に配線した電源線９，整流回路１０を介して主回路１の相間電圧を給電するようにしている。なお、図示例では主回路１のＲ−Ｔ相の相間電圧を漏電検出回路７に給電しているが、Ｒ，Ｓ，Ｔ相の各相電圧を直流に変換して給電する場合もある。
一方、図４，図５において、１１は下部ケース１１ａと上部カバー１１ｂからなる本体ケース、１２，１３は電源側，負荷側の主回路端子、１４は主回路接点２（図３参照）の固定接触子、１５は可動接触子、１６は可動接触子１５を支持した接触子ホルダ、１７は消弧室である。また、開閉機構３は良く知られているように、前記接触子ホルダ１６と操作ハンドル４との間を連繋するトグルリンク３ａと開閉スプリング３ｂを組み合わせたトグルリンク機構，およびラッチ１８，ラッチ受け１９，トリップクロスバー２０を組み合わせたラッチ機構との組立体からなり、トリップクロスバー２０には前記した過電流引外し装置５の操作端が対向している。なお、図示のラッチ機構は一例を示したもので、これ以外にも様々な構造のラッチ機構が知られている。

また、図５で示すように、本体ケース１１には相間隔壁１１ｃを形成して各相の部品を組み込み、さらに漏電検出回路７はそのプリント板を本体ケース１１の内部（零相変流器６とケース側壁との間のスペース）に内装した上で、主回路１の導体との間に電源線９（図３参照）を配線している。
上記漏電遮断器の開閉動作は周知の通りであり、操作ハンドル４をＯＮ，ＯＦＦ位置に移動操作すると、操作ハンドル４に連動して開閉機構３のトグルリンク機構が反転動作し、可動接触子１５が開閉動作する。また、主回路接点２が閉極（ＯＮ）している図示の投入状態では、ラッチ１８がラッチ受け１９に係止され、ラッチ受け１９はこの位置でトリップクロスバー２０に拘束されている。この状態から主回路に過電流が流れて過電流引外し装置５が作動すると、その操作端を介してトリップクロスバー２０が反時計方向に回動し、ラッチ受け１９とラッチ１８との係合を釈放する。これにより開閉機構３がトリップ動作し、その開閉スプリング３ｂのばね力で可動接触子１５が固定接触子１４から開離して主回路の電流を遮断する。同様に図３の主回路１に地絡電流が流れ、これを検出し漏電検出回路７の出力でトリップコイルユニット８が作動すると、そのアーマチュアがトリップクロスバー２０をラッチ釈放位置に駆動する。これにより開閉機構３がトリップ動作し、可動接触子１５が開極して主回路１を断路する。なお、トリップ動作後に遮断器を再投入するには、トリップ位置に停止している操作ハンドル４をトリップ位置から一旦ＯＦＦ位置に戻してラッチ機構をリセットした上で、さらに操作ハンドル４をＯＦＦからＯＮ位置に移動することにより可動接触子１５が閉極位置に投入される。

上記の漏電遮断器は所定の絶縁耐力を備えていることが規格で規定されており、そのために製品ごとに耐電圧試験を行って絶縁破壊が生じないことを確認するようにしている。この耐電圧試験は、漏電遮断器の主回路接点２をＯＦＦにした状態で、主回路端子１３の相間に外部から試験電圧を印加して行うようにしており、その試験電圧は漏電遮断器の定格電圧ごとに規定されていて、例えば定格電圧４００〜６００Ｖの漏電遮断器での試験電圧は２５００Ｖである。
ところで、この耐電圧試験を実施する場合に、図３に示した漏電検出回路７の電源線９を主回路１の相間に配線した製品の組立状態で耐圧試験を行うと、電源線９を通じて漏電検出回路７に試験電圧がそのまま印加されるために、検出回路が電圧破壊してしまう。そこで、国内のメーカーでは漏電遮断器の組立工程で、漏電検出回路７に給電する電源線９を主回路１に配線接続する以前の組立段階で耐電圧試験を実施し、その後に電源線９を接続して製品を出荷するようにしているのが現状である。

一方、欧米諸外国で生産されている漏電遮断器は先記した単体構造とは異なり、配線用遮断器に別構造の独立した漏電検出ユニット（零相変流器，漏電検出回路などを装備してユニット化したオプション品）を組み合わせて使用するのが一般的である。また、前記の耐圧試験を配線用遮断器に漏電検出ユニットを結合した状態でユーザーが行えるようにするために、漏電検出ユニットに耐電圧テスト用スイッチを装備し、耐電圧試験を行う際には耐電圧テスト用スイッチを手動操作でＯＦＦにして漏電検出回路を配線用遮断器の主回路から切り離し、耐電圧試験の終了後は耐電圧テスト用スイッチをＯＮに復帰操作して定常の使用状態に戻すようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
一方、図４，図５に示した単体構造タイプになる漏電遮断器についても、製品出荷後にユーザーが行う耐電圧試験に対応させるために、あらかじめ漏電遮断器の本体ケース内部に耐電圧テスト用スイッチを組み込み、遮断器の主回路接点のＯＮ，ＯＦＦ動作に連動して図３に示した漏電検出回路７の給電回路を入り，切りするようにした構成、また耐電圧試験の実施に際して前記耐電圧テスト用スイッチを手動でＯＦＦ操作すると、これに連動して漏電遮断器の主回路接点が強制的にトリップ動作するように構成したものが、本発明と同一出願人より先に提案されている（特許文献３参照）。
特許第３２４６５６２号明細書 米国特許出願公開第２００１／００２２７１３Ａ１号明細書 特開２００４−１９９８８１号明細書

ところで、先記した単体構造の漏電遮断器の製品は、配線用回路遮断器と同じ外形サイズに統一し、かつ本体ケースの内部には図５のように過電流保護および漏電保護の機能部品が殆ど遊びスペースを残すことなく密に組み込まれていて、前記の耐電圧テスト用スイッチを本体ケースの内部に追加して組み込むスペースの余裕はない。このために、本体ケースに耐電圧テスト用スイッチを内装するには、設計面で本体ケースの大型化，および各種機能部品，レイアウトの大幅変更が必要となるが、特に漏電遮断器は配線用遮断器と主要部品を共用していることから、そのレイアウトに大幅な設計変更を加えるには多大な開発費と時間がかかる問題がある。
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、その目的は、在来の漏電遮断器に対してその内部構造に変更を加えることなく、僅かに本体ケースに若干の変更を加えるだけで、ユーザーサイドで設置後に耐電圧試験を実施する顧客に対して、漏電遮断器の製品出荷時，ないし出荷後に耐電圧テスト用スイッチを遮断器本体に組み付け、使用先現場でも簡単な操作で漏電検出回路を主回路から切り離して耐電圧試験が安全に行えるようにした漏電遮断器を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明によれば、本体ケースに主回路接点，開閉機構，操作ハンドル，過電流引外し装置，および漏電検出回路を含む漏電引外し装置を内装した漏電遮断器において、
前記漏電検出回路と主回路との間に配線した給電回路を入り，切りする手動操作式の耐電圧テスト用スイッチを備えるものとして、該耐電圧テスト用スイッチを独立した外装スイッチとして遮断器本体のケース側面に外付けし、漏電遮断器の耐電圧試験時に耐電圧テスト用スイッチをＯＦＦ操作して漏電検出回路を主回路から切り離すように構成するものとし（請求項１）、具体的には次記の態様で実施，構成することができる。
（１）前記の耐電圧テスト用スイッチは、常時は操作部を押し込んでそのスイッチ接点を閉極位置に保持し、操作部の引き上げ操作により接点を開極するオルタネート動作形の切換スイッチであり、かつ該スイッチを本体ケースに外付けした状態でその操作部と遮断器本体の開閉機構に装備のトリップクロスバーとの間を機械的にインターロックし、耐電圧テスト用スイッチのＯＦＦ操作により前記トリップクロスバーをラッチ釈放位置に駆動して主回路接点を開極させるとともに、トリップクロスバーをラッチ釈放位置に鎖錠するような構成とする（請求項２）。
（２）前項（１）において、耐電圧テスト用スイッチとトリップクロスバーとの間のインターロック手段として、耐電圧テスト用スイッチの操作部に連繋して該スイッチのＯＮ，ＯＦＦ操作に従動するアクチュエータを設け、当該スイッチを遮断器本体に外付けした状態で前記アクチュエータの先端を遮断器本体に標準装備したトリップボタンに連繋させるようにする（請求項３）。

上記の構成において、耐電圧テスト用スイッチを遮断器本体のケースに外付けし、かつ該スイッチを漏電検出回路と主回路との間に配線接続した使用状態で、常時は耐電圧テスト用スイッチの操作部をＯＮ位置に押し込んでスイッチ接点を閉極し、該スイッチを介して主回路の相間電圧を漏電検出回路に給電する。一方、漏電遮断器の耐電圧試験を実施する際に耐電圧テスト用スイッチの操作部を手動でＯＦＦ位置に切り換えると、スイッチ接点が開極して漏電検出回路と主回路の間が切り離しされるとともに、このＯＦＦ操作に連動して遮断器本体のトリップクロスバーがラッチ釈放位置に駆動されて開閉機構がトリップ動作し、主接点が開極する。これにより、耐圧試験の準備が整い、遮断器本体の主回路端子間に試験電圧を印加して耐電圧試験を行っても漏電検出回路を安全に保護できる。
また、前記した耐電圧テスト用スイッチをＯＦＦ操作すると、該スイッチの操作部にアクチュエータ，トリップボタンを介してインターロックされたトリップクロスバーがラッチ釈放位置に鎖錠されてこの位置に拘束保持される。したがって、耐電圧テスト用スイッチがＯＦＦの状態では、トリップ動作の状態にある漏電遮断器をハンドル操作により投入しようとしても、トリップクロスバーがリセットされないので主接点を閉極することができない。これにより、耐電圧試験の終了後に耐電圧テスト用スイッチを入れ忘れて漏電検出回路を主回路から切り離したまま主接点を閉極して漏電遮断器を使用状態に戻す操作ミス、およびこの操作ミスが原因で使用中に漏電遮断器の地絡検出，漏電保護が機能しなくなるといったトラブルを防ぐことができる。

しかも、耐電圧テスト用スイッチを独立した外装スイッチ（外部付属装置）として漏電遮断器の本体ケースに外付けすることにより、配線用遮断器と漏電遮断器の共用部品およびそのレイアウトを変更せずに、耐電圧テスト用スイッチを追加装備することができる。また、当初は耐電圧テスト用スイッチを付属させずに製品を購入した漏電遮断器のユーザーが、設置後に耐電圧試験を定期的に行う必要が生じた場合には、耐電圧テスト用スイッチをメーカーから購入して外付けすることで漏電遮断器の耐電圧試験をユーザーサイドで行うことが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図１，図２に示す実施例に基づいて説明する。図示実施例では、図１（ｂ）の回路図で示すように漏電遮断器の漏電検出回路（ＩＣ回路）７と主回路１との間に配線した給電回路に耐電圧テスト用スイッチ２２を接続し、耐電圧試験を行う際に耐電圧テスト用スイッチ２２をＯＦＦ操作して漏電検出回路７を主回路１から切り離し、試験電圧（高電圧）が漏電検出回路７に印加されないようにしている。
この耐電圧テスト用スイッチ２２は、図１（ａ）で示すように遮断器本体と分離独立した手動操作式の外装スイッチとして、漏電遮断器の本体ケース１１の側面に外付けして使用されるものであり、次に詳細構造を説明する。
すなわち、耐電圧テスト用スイッチ２２はケース上面に操作摘まみ２２ａを備え、図２（ａ）のように操作摘まみ２２ａを押し込むとスイッチ接点がＯＮとなり、図２（ｂ）のように操作摘まみ２２ａを引き上げる（ドライバなどの工具を使って操作摘まみをケース上面に引き出す）とスイッチ接点がＯＦＦとなるオルタネート動作形の切換スイッチになる。そして、この耐電圧テスト用スイッチ２２を適用するには、図示のように遮断器本体のケース側面に外付けした上で、その外部接続端子２２ｂに図１（ｂ）に示した電源線９を接続して遮断器本体の漏電検出回路７と主回路１との間に介挿するよう配線する。

また、耐電圧テスト用スイッチ２２には、図２で示すようにケース側面から遮断器本体に向けて爪が突き出した上下動作式のアクチュエータ２２ｃを備えている。このアクチュエータ２２ｃは前記操作摘まみ２２ａにリンク結合しており、スイッチのＯＮ操作によりアクチュエータ２２ｃの爪が上方の待機位置に後退し、ＯＦＦ操作に連動して爪を待機位置から下方に駆動する。そして、耐電圧テスト用スイッチ２２を遮断器本体に外付けした状態では、前記アクチュエータ２２ｃを漏電遮断器に標準装備のトリップボタンにインターロックし、次記のように耐電圧テスト用スイッチ２２のＯＦＦ操作に連動してトリップボタンを押し下げ、漏電遮断器をトリップ動作させるようにしている。
すなわち、漏電遮断器は開閉機構の引外し動作をテストするために、図１（ａ）で示すように本体のケースカバー１１ｂにトリップボタン２３を標準装備しており、このトリップボタン２３を開閉機構のトリップクロスバー２０に連繋し（図２参照）、トリップボタン２３を押し込むことによりトリップクロスバー２０をラッチ釈放位置に駆動（反時計方向）して遮断器をトリップさせるようにしている。

そこで、図示実施例ではトリップボタン２３から側方に突き出す操作アーム２３ａを図１（ａ）のようにケースカバー１１ｂの側面に開口した窓穴に臨ませ、耐電圧テスト用スイッチ２２を遮断器本体に外付けした状態で、図２で示すように前記アクチュエータ２２ｃの先端爪部を前記操作アーム２３ａと対峙させている。
上記の構成で、耐電圧テスト用スイッチ２２の操作摘まみ２２ａを押し込んだスイッチＯＮの状態（図２（ａ）参照）では、アクチュエータ２２ｃが上方の待機位置に後退していて、トリップボタン２３には干渉してない。したがって、この状態で遮断器本体の操作ハンドル４をＯＮ位置に投入すれば、主回路の相間電圧が耐電圧テスト用スイッチ２２を介して漏電検出回路に給電される。
この状態から耐電圧試験を実施する場合には、その準備の手順として耐電圧テスト用スイッチ２２の操作摘まみ２２ａを引き上げてＯＦＦ操作する（図２（ｂ）参照）。これにより、耐電圧テスト用スイッチ２２がＯＦＦとなって遮断器の漏電検出回路を主回路から切り離すとともに、この操作摘まみ２２ｃのＯＦＦ操作に従動してアクチュエータ２２ｃがトリップボタン２３を押し下げてトリップクロスバー２０をラッチ釈放位置に駆動する。その結果、開閉機構３がトリップ動作して主接点が開極し、耐電圧試験の準備態勢が整うことになる。なお、この状態ではトリップクロスバー２０がトリップボタン２３，耐電圧テスト用スイッチのアクチュエータ２２ｃを介してラッチ釈放位置に鎖錠されているので、漏電遮断器の操作ハンドル４をトリップ位置からＯＦＦ位置に移動しても開閉機構３がリセットされないので、耐電圧試験中に主回路接点１が誤って投入されることはない。

そして、耐電圧試験の終了後に、耐電圧テスト用スイッチ２２の操作摘まみ２２ａを手動でＯＮ位置に押し込むと、図２（ａ） のようにアクチュエータ２２ｃがトリップボタン２３の拘束を解除する。したがって、この状態からトリップ位置に停止している遮断器のハンドル４を一旦リセット位置に戻してからＯＮ位置に投入することで、主回路接点が閉極して漏電遮断器が通常の使用状態に復帰することになる。なお、耐電圧試験の終了後は、前記のように耐電圧テスト用スイッチ２２の操作摘まみ２２ａをＯＮ位置に戻さない限りは遮断器本体の主接点を投入操作することができないので、これにより耐電圧テスト用スイッチ２２の入れ忘れによる操作ミスが原因で漏電遮断器の地絡検出が働かなくなるといったトラブルを防止できる。
なお、当初は耐電圧テスト用スイッチを付属させずに製品を購入したユーザーが、設置後に耐電圧試験を定期的に行う必要が生じた場合でも、漏電遮断器の外部付属装置（オプション）として用意されている耐電圧テスト用スイッチをメーカーから購入して遮断器本体に外付けし、かつ漏電検出回路に対する電源線９を図３の状態から図１（ｂ）の状態に配線替えすることで、漏電遮断器の耐電圧試験をユーザーサイドで行うことができる。

本発明の実施例による漏電遮断器の構成図で、（ａ）は遮断器本体に耐電圧テスト用スイッチを外付けした状態の斜視図、（ｂ）は回路図 図１における耐電圧テスト用スイッチの操作説明図で、（ａ）、（ｂ）はそれぞれ耐電圧テスト用スイッチをＯＮ，ＯＦＦ位置に操作した状態を表す図 従来の漏電遮断器の回路図 漏電遮断器の構成断面図 図４の内部構造を表す斜視図

符号の説明

１ 主回路
２ 主回路接点
３ 開閉機構
４ 操作ハンドル
５ 過電流引外し装置
７ 漏電検出回路
１１ 本体ケース
１４ 固定接触子
１５ 可動接触子
２０ トリップクロスバー
２２ 耐電圧テスト用スイッチ
２２ａ 操作摘まみ
２２ｃ アクチュエータ
２３ トリップボタン

Claims (3)

1. 本体ケースに主回路接点，開閉機構，操作ハンドル，過電流引外し装置，および漏電検出回路を含む漏電引外し装置を内装した漏電遮断器において、
   前記漏電検出回路と主回路との間に配線した給電回路を入り，切りする手動操作式の耐電圧テスト用スイッチを備えるものとして、該耐電圧テスト用スイッチを独立した外装スイッチとして遮断器本体のケース側面に外付けし、漏電遮断器の耐電圧試験時に耐電圧テスト用スイッチをＯＦＦ操作して漏電検出回路を主回路から切り離すようにしたことを特徴とする漏電遮断器。
2. 請求項１に記載の漏電遮断器において、耐電圧テスト用スイッチが、常時は操作部を押し込んで接点を閉極位置に保持し、操作部の引き上げ操作により接点を開極するオルタネート動作形切換スイッチであり、かつ該スイッチを本体ケースに外付けした状態でその操作部と遮断器本体の開閉機構に装備のトリップクロスバーとの間を機械的にインターロックし、耐電圧テスト用スイッチのＯＦＦ操作により前記トリップクロスバーをラッチ釈放位置に駆動して主回路接点を開極させるとともに、トリップクロスバーをラッチ釈放位置に鎖錠するようにしたことを特徴とする漏電遮断器。
3. 請求項２に記載の漏電遮断器において、耐電圧テスト用スイッチとトリップクロスバーとの間のインターロック手段として、耐電圧テスト用スイッチの操作部に連繋して該スイッチのＯＮ，ＯＦＦ操作に従動するアクチュエータを設け、当該スイッチを遮断器本体に外付けした状態で前記アクチュエータの先端を遮断器本体に標準装備したトリップボタンに連繋させたことを特徴とする漏電遮断器。

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