JP4534373B2 - 漏洩電流表示ユニット付回路遮断器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は回路遮断器に関し、特に電路に流れる漏洩電流値を検出して表示する漏洩電流表示ユニットを回路遮断器に装着した漏洩電流表示ユニット付回路遮断器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１４は、例えば従来の回路遮断器に接続された電路の漏洩電流値を計測して表示する漏洩電流計測表示装置の構成図である。図１５は零相変流器の出力と漏洩電流値との関係を説明する図である。
図１４において、１は配線用遮断器または漏電遮断器等の回路遮断器、２は漏電遮断器１が接続された電路、３は電路２に流れる漏洩電流を変流する零相変流器である。４は零相変流器３により変流された漏洩電流を漏洩電流計５で計測できる信号に変換し増幅する漏洩電流トランスデューサである。
【０００３】
次に、上記のように構成された従来の漏洩電流計測表示装置の動作について説明する。
零相変流器３より負荷側（図１４において零相変流器３が設けられた側）で絶縁劣化が進行して地絡事故が発生し、電路２に漏洩電流が流れると、この漏洩電流を零相変流器３が検出する。零相変流器３は、図１５に示すように、漏洩電流値に比例した出力電圧を発生する特性を備えている。この零相変流器３の出力電圧は、漏洩電流トランスデューサ４に入力される。漏洩電流トランスデューサ４は零相変流器３の出力を変換・増幅して漏洩電流計５の入力用の信号に変換する。漏洩電流計５は漏洩電流トランスデューサ４の出力によって電路２に流れる漏洩電流値を表示する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の漏洩電流を計測表示させる漏洩電流計測表示装置では、漏電遮断器１が接続された電路２の漏洩電流値を表示するために、零相変流器３、漏洩電流トランスデューサ４、漏洩電流計５を設け、それぞれを配電盤へ設置して電気的に配線する必要がある。このため、上記の各機器を収納する配電盤の外形が大きくなるとともに、各機器の取り付け作業が増えるという問題点があった。
【０００５】
また、電路２の漏洩電流値は電路２に接続されている負荷機器の運転状況等で常に変化しており、その瞬間の瞬時値のみの監視では電路２の漏洩電流がどのように増減しているか把握するのは困難であった。
さらにまた、零相変流器３と漏洩電流トランスデューサ４は、工場出荷時に組み合せ試験により感度を調整する必要があり、何らかのトラブルで漏洩電流トランスデューサ４のみ交換したい場合に、零相変流器３も同時に交換しなければならなかった。
【０００６】
この発明は、上述のような問題点を解決するためになされたもので、漏洩電流を把握でき設置の容易な漏洩電流表示ユニット付回路遮断器を得ることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る漏洩電流表示ユニット付回路遮断器は、固定接点に対向して設けられた可動接点を有する可動接触子を開閉させ、電路に電流を通電及び遮断する回路遮断器内に、上記電路の漏洩電流を変流する零相変流器と、この零相変流器の２次巻線の出力に応じて上記電路の漏洩電流を検出する漏洩電流検出部とが設けられ、さらに、上記回路遮断器の側面に、上記漏洩電流検出部が検出した漏洩電流値を表示する表示部を有する表示ユニットが付加された漏洩電流表示ユニット付回路遮断器において、上記零相変流器は３次巻線を有し、上記表示ユニットに、上記３次巻線にテスト電流を通電し上記２次巻線に模擬漏洩電流を発生させるテスト電流出力回路と、上記模擬漏洩電流に応じた上記零相変流器の２次巻線からの出力を上記模擬漏洩電流の理論値と比較しその差分に基づいて、上記漏洩電流検出部による出力を補正させる補正部とを設けるとともに、上記理論値は、上記３次巻線の巻回数と上記テスト電流の値によって得られるようにしたものである。
また、上述した漏洩電流値を表示する表示部を有する表示ユニットが付加された漏洩電流表示ユニット付回路遮断器において、上記表示ユニットは、上記漏洩電流値として、瞬時値及び極大値を記憶しており、漏電トリップしたときに、上記瞬時値が上記回路遮断器の感度電流の１．５倍の値以上で、かつ上記極大値のうち過去３番目に大きかった値が上記回路遮断器の感度電流の１．５倍の値以下ならば地絡を、上記瞬時値が上記回路遮断器の感度電流の１．５倍の値以下で、かつ上記極大値のうち過去３番目に大きかった値が上記回路遮断器の感度電流の０．５倍の値以上ならば劣化を、それぞれ上記表示部に表示させるように構成したものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の形態１に係る漏洩電流表示ユニット付漏電遮断器の概略を示す上面図である。図２は、図１の漏洩電流表示ユニット付漏電遮断器のブロック回路図である。図３は図１の漏洩電流表示ユニットによるデータの入力から表示までを説明するフローチャート、図４は図３の現在値演算及びデマンド値演算を詳細に示すフローチャートであり、サンプリング周波数１ｋＨｚ（１ｍｓ毎のサンプリング）、商用周波数６０Ｈｚの例について説明する。図５は実施の形態１に係る漏洩電流表示ユニット付漏電遮断器の表示部の表示画面を示す図であり、（ａ）は現在値の表示画面、（ｂ）はデマンド値の表示画面、（ｃ）はデマンド値をビジブル化して示す画面である。
【０００９】
図１において、１は絶縁性の筐体１ａを有する漏電遮断器（回路遮断器）、２０は漏洩電流表示ユニットであり、絶縁性のモールド樹脂筐体３０の上面にスイッチ入力回路２４、漏洩電流値を表示する液晶素子（表示部）２７が設けられている。
図２において、２は漏電遮断器１が接続された電路であり、２ａは電路２の絶縁劣化部分を示し、その絶縁劣化部分から大地へ漏洩電流が流れる状態（いわゆる地絡状態）を示している。３は電路２に流れる漏洩電流を変流する零相変流器であり、漏電遮断器１の絶縁性の筐体１ａ内部に収納されている。８は漏電遮断器１の筐体１ａ内に固定され一端に固定接点８ａが設けられた固定接触子、９は固定接点８ａに対向する可動接点９ａが設けられた可動接触子、１０は漏電遮断器１の可動接点９ａを固定接点８ａから開成する周知の開閉機構部である。
【００１０】
１１は零相変流器３の２次巻線、１２は零相変流器３の３次巻線である。１３は漏電遮断器１の筐体１ａ内に設けられオペアンプ他により構成された漏電検出回路であり線路１３ａ、１３ｂより駆動電源が供給されている。１４は２次巻線１１に電気的に直列に接続された線路、１５は漏電遮断器１の筐体１ａ側面に設けられた漏洩電流表示ユニット２０用の接続用端子であり、端子１５ａには３次巻線１２が直列接続され、端子１５ｂには線路１４が直列接続され、端子１５ｃには線路２が直列接続されている。
【００１１】
２０は漏洩電流表示ユニット、２１は端子１５ｂを介して零相変流器３の２次巻線１１の出力信号を入力し増幅する増幅回路、２２は高調波成分を除去するアクティブフィルタ、２３は接点出力用のリレー駆動回路、２３ａ、２３ｂ、２３ｃはそれぞれリレーの接点出力端子である。２４はスイッチ入力回路であり、２４ａは主に表示切換に使用するセレクトスイッチ、２４ｂは主に設定変更に使用するセットスイッチである。２５は端子１５ｃを介して電路２の線間電圧を入力し、増幅回路２１、アクティブフィルタ２２、テスト電流出力回路２８、マイコン周辺回路２６に駆動電源を供給する電源回路、２６はＡ／Ｄ変換回路２６ａ、マイコン２６ｂ、記憶メモリ回路２６ｃ等からなるマイコン周辺回路（漏洩電流検出回路、補正部）、２７は液晶素子、２８はテスト電流を発生するテスト電流出力回路、２８ａはテスト電流を発生させるスイッチである。
【００１２】
次に動作を説明する。
（漏電遮断器のトリップ動作）
電路２の絶縁劣化部分２ａから漏洩電流が大地に流れると、零相変流器３の２次巻線１１の負担抵抗１１ｂの両端にこの漏洩電流に応じた電圧（以下、２次巻線１１の電圧とも称す）が発生する。零相変流器３の２次巻線１１の電圧を入力した漏電検出回路１３は、この電圧が所定の電圧以上のとき、漏電トリップ動作が必要と判断し、開閉機構部１０に引き外し信号を出力する。例えば、漏電検出回路１３のオペアンプの入力電圧が所定の電圧を超えると、このオペアンプの出力の電圧レベルが反転するように構成しておく。引き外し信号を入力した開閉機構部１０は、その図示しない電磁引き外し装置が動作し、この動作により開閉機構部１０のトグルリンク機構を有する図示しない機構部がトリップ動作し、このトリップ動作により漏電遮断器１の可動接触子９を回動させ、可動接点９ａを固定接点８ａから開成させる。
【００１３】
（漏洩電流検出）
上述の漏電遮断器１のトリップ動作とは別に、漏電遮断器１に内蔵された零相変流器３の２次巻線１１の出力電圧は、端子１５ｂを介して漏洩電流表示ユニット２０内の増幅回路２１に入力される。
増幅回路２１はこの入力電圧信号を増幅し、アクティブフィルタ２２に漏洩電流検出信号を送る。アクティブフィルタ２２は漏洩電流検出信号に含まれる高周波分成分を除去し、漏洩電流が高調波波形であっても商用周波数成分である５０／６０Ｈｚのみの漏洩電流検出信号とする。
【００１４】
このアクティブフィルタ２２は、漏電遮断器１の内部の漏電検出回路１３内にも存在するアクティブフィルタ（図示せず）と同じローパスフィルタ特性を有する。このように、同じローパス特性を有すると、漏電遮断器１本体の漏電トリップ動作特性と漏洩電流表示ユニット２０との漏電表示特性を同レベルにでき、漏洩電流表示ユニット２０の表示を漏電遮断器１の漏電トリップ特性の予測や評価に使えるので好ましい。
アクティブフィルタ２２により高調波成分を除去した漏洩電流検出信号はマイコン周辺回路２６のＡ／Ｄ変換回路２６ａに入力され、サンプリング周期毎にマイコン２６ｂに出力される。
【００１５】
図３、図４を用いて、マイコン２６ｂによる現在値及びデマンド値の演算について説明する。Ａ／Ｄ変換回路２６ａよりサンプリングデータが１ｍｓ毎にマイコン２６ｂに入力され（Ｓ１００）、マイコン２６ｂは入力されたサンプリングデータを記憶メモリ回路２６ｃに記憶させる（Ｓ１１０）。また、マイコン２６ｂは入力されたサンプリングデータにより現在値及びデマンド値を演算する（Ｓ１２０、Ｓ１３０）。セレクトスイッチ２４ａにより、現在値とデマンド値の表示が選択され（Ｓ１４０）、選択された値が液晶素子２７に表示される（Ｓ１５０、Ｓ１６０）。すなわち、漏洩電流の現在値からデマンド値への表示切換は、スイッチ入力回路２４のセレクトスイッチ２４ａを押すことで表示切換が可能となる。
【００１６】
ついで、現在値とデマンド値の演算について説明する。
マイコン２６ｂは、経過時間ｔがｔ１（＝１秒）となると（Ｓ１１８）、すなわち１秒毎に、その時刻から１００ｍｓ間のサンプリングデータを入力し（Ｓ１２２）、この１００ｍｓのサンプリングデータにより漏洩電流の実効値を演算し（Ｓ１２４）、この演算値を現在値として出力する（Ｓ１２６）。この現在値を、記憶メモリ回路２６ｃに記憶させるとともに、液晶素子２７に表示させる。
例えば、電路２に５０Ｈｚの商用周波数の電流が通電しているときには、５波長分の平均値により、現在値が算出され、１秒毎に液晶素子２７の表示が更新されることとなる。
このように、５波長分の平均値を現在値としているので、ノイズ等の重畳による極短時間の急変動を緩和できる。また、１秒毎に表示データが切り換わるので、観察者（ユーザ）が現在値の変化を実感でき、かつ１００ｍｓ分のデータ入力時間（Ｓ１２２）と現在値の演算時間（Ｓ１２０）の合計は１秒に比較し充分短く、マイコン２６ｂの演算負荷が少ない。
【００１７】
マイコン２６ｂは、経過時間ｔがｔ２（＝１０分）となると（Ｓ１２８）、すなわち１０分毎に、その時刻から過去１０分間の現在値（６００個の現在値）を記憶メモリ回路２６ｃから入力し（Ｓ１３２）、この１０分間の現在値の平均値（１０分間の漏洩電流のデマンド値）を演算し（Ｓ１３４）、この演算値をデマンド値として出力する（Ｓ１３６）。このデマンド値を、記憶メモリ回路２６ｃに記憶させるとともに、液晶素子２７に表示させる。
このように、漏洩電流の１０分間のデマンド値を表示するので、負荷投入時の突入電流による短時間の変化等を緩和でき、現在の漏洩電流の概要を把握しやすい。
【００１８】
（漏洩電流表示）
Ｓ１５０、Ｓ１６０（図３）により液晶素子２７に表示される表示画面について説明する。セレクトスイッチ２４ａにより現在値の表示が選択されると、図５（ａ）に示すように、液晶素子２７には、「現在値」の表記２７ａと、現在値２７ｂこの例では１２ｍＡが表示され、一方、デマンド値の表示が選択されると図５（ｂ）に示すように、「デマンド値」の表記２７ｃとデマンド値２７ｄこの例では２５ｍＡが表示される。
【００１９】
図５（ｂ）のデマンド表示に換えて図５（ｃ）のデマンド表示としても良い。或いは、セレクトスイッチ２４ａの操作により、図５（ｂ）から図５（ｃ）に切り換わるように構成しても良い。図５（ｃ）は縦軸がデマンド値、横軸が時刻であり、この例では、６０分前から現在までのデマンド値２７ｅをグラフ化して表示し、２７ｅ１により現在（０分前）のデマンド値を示している。また、図５（ｃ）中、破線は、漏電プレアラームの設定値Ｉｐ、一点鎖線は漏電遮断器１が漏電トリップする感度電流の設定値Ｉｅを示しており、これらの設定値は、セットスイッチ２４ｂによりユーザが設定する。
【００２０】
また、任意に設定されたプレアラームの設定値Ｉｐと、常時算出される瞬時値を比較し、瞬時値がプレアラームの設定値Ｉｐを越えた場合、マイコン２６ｂは液晶素子２７に警報表示させ、リレー駆動回路２３に接点警報出力命令を出し、それを受けてリレー駆動回路２３はリレーを駆動し、接点出力端子２３ａ、２３ｂ、２３ｃのｃ接点を駆動するように構成してもよい。
【００２１】
以上のように、漏洩電流を把握でき設置の容易な漏洩電流表示ユニット２０付の漏電遮断器１を得ることができる。
また、デマンド表示により６０分前からの経過を表示でき、漏洩電流の発生状況を容易に把握できる。また、漏電プレアラームの設定値や感度電流の設定値との相対比較を示しているので漏洩電流の発生状況を容易に把握できる。
【００２２】
実施の形態２．
実施の形態２では、漏洩電流表示ユニット付漏電遮断器に係る漏洩電流検出の初期設定について説明する。図６は実施の形態２に係る漏洩電流表示ユニット付漏電遮断器の漏洩電流検出の初期設定を説明するフローチャートである。
漏電遮断器１の電源側（図２の固定接点８ａ側）を電路２に接続し、漏電遮断器１の可動接触子９を投入することで、漏洩電流表示ユニット２０の電源回路２５はテスト電流出力回路２８等に駆動電源を供給する。このとき、漏電遮断器１の負荷側（図２の零相変流器３側）には漏洩電流の発生を抑制するため負荷は接続しないことが好ましい。
【００２３】
この状態で、スイッチ２８ａを押下すると、テスト電流出力回路２８は、表示ユニット接続用端子１５ａを介してテスト電流を零相変流器３の３次巻線１２に出力する（Ｓ２００）とともに、マイコン２６ｂのポートに接続された信号線２８ｂにＨ（ハイ）信号から切り換えてＬ（ロー）信号を出力する（Ｓ２０２）。
Ｓ２０２により、マイコン２６ｂは信号の反転を検出し、テスト電流に基づく模擬漏洩電流の理論値例えば１００ｍＡを記憶メモリ回路２６ｃから入力する（Ｓ２１０）。記憶メモリ回路２６ｃには、テスト電流の大きさと３次巻線１２の巻数から求めた模擬漏洩電流の理論値（ｍＡ）を予め記憶させておく。なお、Ｓ２１０に換えて、零相変流器３の３次巻線１２の巻回数をスイッチ入力回路２４から入力し、テスト電流出力回路２８のテスト電流値のみ記憶メモリ回路２６ｃに記憶させておき、巻回数の入力値とテスト電流値とから漏洩模擬電流の理論値を得る構成としてもよく、この場合には異なる零相変流器３に漏洩電流表示ユニット２０を適用できるので好ましい。
Ｓ２００により、テスト電流を３次巻線１２の巻数倍された模擬漏洩電流が流れる。この模擬漏洩電流は上述の実施の形態１と同様に、二次巻線１１、負担抵抗１１ｂ、端子１５ｂ、増幅回路２１、アクティブフィルタ２２を介してマイコン２６ｂに入力される（Ｓ２２０）。
【００２４】
Ｓ２１０、Ｓ２２０で入力された模擬漏洩電流の理論値と検出値の差分Δを検出し（Ｓ２３０）、この差分Δに基づいて計測値の誤差補正係数を求める（Ｓ２３２）。誤差補正係数は、例えば、理論値の瞬時値（実効値）が１００ｍＡで検出値の瞬時値（実効値）が９８ｍＡのとき、誤差補正係数＝１００／９８とする。以降、実施の形態１のようにして検出された漏洩電流値にこの誤差補正係数を乗じて計測値を得ることができる。
【００２５】
このように構成したので、漏電遮断器１外部の別電源により基準電流を発生させて漏電遮断器１の電路２に印加して、補正する必要がなくなる。また、３次巻線１２を有する零相変流器３にテスト電流出力回路２８を組み合わせたので全体として小型にでき、かつスイッチ２８ａの押下のみで設定ができるメリットがある。
さらに、工場出荷時のみでなく客先にて漏洩電流表示ユニット２０を後付けする場合、この自動感度調整機能を使用すれば、特別な感度調整不要で製品誤差を修正することができる。
【００２６】
なお、テスト電流出力回路２８は１種類のテスト電流を出力する例について説明したが、一般的に零相変流器３の特性は通電電流が大きくなるにつれ飽和して線形性が悪くなる傾向があるので、複数個のテスト電流を出力し、複数個の模擬漏洩電流を出力させ、複数個の理論値と検出値により誤差補正係数を求めるようにするとよい。この場合には、信号線２８ｂを複数本用意し、信号線２８ｂ毎にいずれのテスト電流が出力されたかをマイコン２６ｂに認識させる必要がある。
【００２７】
また、テスト電流出力回路２８から出力するテスト電流の周波数を商用周波数とは異なるものとし、商用周波数を通過させるアクティブフィルタ２２とは異なるバンド特性を有しこのテスト電流に基づく模擬漏洩電流を通過させるアクティブフィルタをアクティブフィルタ２２と並列に接続し、マイコン２６ｂにより、商用周波数成分とテスト電流に基づく模擬漏洩電流の成分を区分し、図６に示すフローに沿って初期調整するものであってもよい。この場合には、商用周波数成分と模擬漏洩電流成分が区分されるので、電路２に通電した状態で、漏洩電流表示ユニット２０を取り付け、その初期調整をすることが可能となる。
【００２８】
実施の形態３．
実施の形態３では漏洩電流値及び事故電流の記憶について説明する。図７はこの発明の実施の形態３に係る漏洩電流値の記憶を説明する説明図、図８はその動作を説明するフローチャートである。図９は図７において時刻ｔ１４から時刻ｔ１６になったときの記憶メモリ回路の記憶データを説明する図である。図１０はこの発明の実施の形態３に係る事故電流の記憶を説明する説明図である。
図７において、縦軸は漏洩電流値（現在値）でありＩｅは漏電遮断器１がトリップする感度電流、Ｉｇ、Ｉｆは後述する実施の形態４において説明する解析のための基準電流、横軸は時刻であり、時刻ｔ１０に極大値３１０、時刻ｔ１２に極大値３１２、時刻ｔ１４に極大値３１４、時刻ｔ１６に極大値３１６、時刻ｔ２０に感度電流Ｉｅとなり、時刻ｔ２２に漏電遮断器１がトリップしたことを示しており、ｔ１０〜ｔ２２までは例えば６０秒である。
【００２９】
（漏洩電流値の記憶）
実施の形態１で説明したように現在値を演算し、その極大値Ｉｔ及びその時刻ｔを求める（Ｓ３００）。ついで、極大値Ｉｔと過去３番目に大きかった極大値Ｉｔ３とを比較し（Ｓ３１０）、極大値Ｉｔが極大値Ｉｔ３よりも大きいときは過去２番目に大きかった極大値Ｉｔ２とを比較し（Ｓ３２０）、極大値Ｉｔが極大値Ｉｔ２よりも大きいときは過去最大の極大値Ｉｔ１とを比較する（Ｓ３３０）。
そして、Ｓ３２０により、極大値Ｉｔが極大値Ｉｔ２以下のときは、極大値Ｉｔ３を極大値Ｉｔに置き換え（Ｓ３２２）、Ｓ３３０により、極大値Ｉｔが極大値Ｉｔ１以下のときは、極大値Ｉｔ３、Ｉｔ２を極大値Ｉｔ２、Ｉｔに置き換え（Ｓ３３２）、一方、極大値Ｉｔが極大値Ｉｔ１より大きいときは、極大値Ｉｔ３、Ｉｔ２、Ｉｔ１を極大値Ｉｔ２、Ｉｔ１、Ｉｔに置き換える（Ｓ３３４）。
なお、Ｓ３２２、Ｓ３３２、Ｓ３３４において、極大値Ｉｔを置き換えるときには、同時にその時刻ｔも置き換える。
【００３０】
図７の場合において、時刻ｔ１４から時刻ｔ１６に移行するときについて具体的に説明する。図７〜図９を参照し、時刻ｔ１４の時点では、極大値Ｉｔ１＝３１４、Ｉｔ２＝３１０、Ｉｔ３＝３１２及びその時刻ｔ１４、ｔ１０、ｔ１２を記憶メモリ回路２６ｃに記憶している。時刻ｔ１６の時点で極大値Ｉｔ＝３１６が検出されると、この極大値Ｉｔ＝３１６と、現在記憶している極大値Ｉｔ３、Ｉｔ２、Ｉｔ１とを順次比較し（Ｓ３１０、Ｓ３２０、Ｓ３３０）、この場合Ｉｔ＝３１６はＩｔ１よりも大きいので、極大値Ｉｔ１＝３１６、Ｉｔ２＝３１４、Ｉｔ３＝３１０及びその時刻ｔ１６、ｔ１４、ｔ１０を記憶メモリ回路２６ｃに記憶させ（Ｓ３３４）、極大値３１２及びその時刻ｔ１２を記憶メモリ回路２６ｃから消去する。
【００３１】
記憶メモリ回路２６ｃは、上述した極大値Ｉｔの記憶とは別に、事故電流値を記憶するために、図１０に示すように瞬時の電流値を記憶している。マイコン２６ｂは漏洩電流の検出値（瞬時値）ｉｔを検出すると（Ｓ３５０）、最新の検出値ｉｔを記憶させ、かつ最古の検出値ｉｔ−１００を消去し、記憶メモリ回路２６ｃは常時１００個のデータを記憶している（Ｓ３５２）。すなわち、常時最新の検出値ｉｔから遡ってｉｔ−９９迄の１００個の検出値を記憶メモリ回路２６ｃは記憶している。例えば、ｉｔの検出間隔はサンプリング周期に等しく１ｍｓ、データ記憶個数１００個とすると、記憶メモリ回路２６ｃは０．１秒分の漏洩電流を記憶している。
【００３２】
マイコン２６ｂは、次のような状況により事故の発生を検出し、検出値ｉｔの最新値を事故電流と認識することができる。
漏電や短絡による事故電流が発生し、漏電遮断器がトリップ動作すると、その動作後は漏洩電流がゼロとなり、Ｓ３５０による検出がなされない状況となって事故を認識する。或いは、トリップ情報を漏電遮断器１から漏洩電流表示ユニット２０に出力するようにして、このトリップ情報を入力する状況により事故を認識し、それ以後の検出値ｉｔは非検出とするように構成してもよい。
【００３３】
検出値ｉｔの検出間隔、即ち、瞬時値の書き込み間隔は、短絡時や漏電発生時の特性を後になって解析できる間隔であればよく、１ｍｓ前後であることが好ましい。また、この解析のためには瞬時値の記録時間は長い方がよいが、記憶メモリ回路２６ｃの容量やマイコン２６ｂの演算効率から、漏電遮断器１のトリップ動作時間以上であることが好ましい。ここで、トリップ動作時間とは、漏電遮断器１が所定値以上の漏電電流を検出し、開閉機構部１０に引き外し信号を出力して（図７のｔ２０の時刻）から、開閉機構部１０が機械的に動作し可動接点９ａが固定接点８ａから開成する（図７のｔ２２の時刻）までの時間である。
実施の形態３では、検出間隔を１ｍｓ、記録データ個数を１００個、記録時間を０．１秒としているので、漏電遮断器１の通常のトリップ動作時間である数十ｍｓよりも記録時間が長く、データの解析に使用できる。
【００３４】
以上のように、極大値Ｉｔを大きい順にその時刻とともに過去３点記憶するので、極大値Ｉｔが何時発生したのか把握することが可能となるとともに、記憶容量が少なくて済む。この極大値Ｉｔとその発生時刻を、液晶素子２７により表示させることにより、漏洩電流のトレンドを知ることができる。この極大値Ｉｔやその発生時刻の表示は、セレクトスイッチ２４ａを押すことで順次切り換えて表示するようにすればよい。
【００３５】
また、サンプリング周期に近い間隔でかつ漏電遮断器１のトリップ動作よりも長い期間、漏洩電流値（瞬時値）を記録するので、実際に漏電遮断器１がトリップした場合、その時の事故漏洩電流が記録され、事故発生後に、突発的な地絡事故による漏電トリップなのか否かを判断することが可能となる。
【００３６】
実施の形態４．
実施の形態４では、実施の形態３で記憶した事故電流及び極大値により、漏電遮断器１のトリップ動作原因を解析し漏洩電流表示ユニットに表示する例を説明する。図１１はこの発明の漏洩電流表示ユニット付漏電遮断器のトリップ原因を解析する説明図、図１２は解析結果を漏洩電流表示ユニットに表示する画面を説明する図、図１３は漏洩電流表示ユニットに記憶データを表示する画面を説明する図である。
【００３７】
実施の形態３で説明したように、漏電遮断器１のトリップ動作を検出すると、マイコン２６ｂは、記憶メモリ回路２６ｃに記憶された、１００個の検出値（瞬時値）ｉｔに感度電流Ｉｅ（図７、図１１参照）以上のデータがあるか否かをチェックし（Ｓ４００）、データがないときは漏電トリップではないと判断し、図１２（ａ）に示すように液晶素子２７に「過電流」２７ｈと表示する（Ｓ４０２）。
【００３８】
Ｓ４００において、感度電流Ｉｅ以上のデータがあるとき、１００個の検出値ｉｔに基準電流値Ｉｇ以上のデータがあるか否かをチェックし（Ｓ４１０）、データがあるときは、極大値Ｉｔ３が基準電流値Ｉｇ以下であるか否かをチェックし（Ｓ４２０）、極大値Ｉｔ３が基準電流値Ｉｇ以下のとき、地絡による漏電と判断し、図１２（ｂ）に示すように液晶素子２７に「漏電 地絡」２７ｉと表示する（Ｓ４２２）。一方、Ｓ４１０でデータがないときは、極大値Ｉｔ３が基準電流値Ｉｆよりも大きいか否かをチェックし（Ｓ４３０）、極大値Ｉｔ３が基準電流値Ｉｆよりも大きいとき、経年劣化による漏電と判断し、「漏電 劣化」と表示する（Ｓ４３２）。なお、Ｓ４２０、Ｓ４３０においてＮｏのとき、地絡か経年劣化のいずれが原因か不明と判断し、図１２（ｃ）に示すように液晶素子２７に「漏電」２７ｊと表示する（Ｓ４２４、Ｓ４３４）。なお、図７に示す例では、Ｓ４２２により「漏電 地絡」２７ｉと表示される。
【００３９】
ここで、基準電流値Ｉｇは、例えば感度電流Ｉｅの１．５倍の値であり、漏電遮断器１の開閉機構部１０の動作時間を考慮して、地絡による漏電トリップが発生したとき瞬間的に瞬時値（事故電流）は感度電流Ｉｅの数倍になることに基づいて決めた値である。また、基準電流値Ｉｆは、例えば感度電流Ｉｅの０．５倍の値であり、経年劣化による漏電のとき、少なくとも極大値Ｉｔ３は感度電流の０．５倍よりも大きくなることに基づいて決めた値である。
【００４０】
図１２に示す液晶素子２７の表示を、セレクトスイッチ２４ａを押すことにより、図１３に示す画面に切り換える構成としてもよい。図１３は、図７の場合の表示例を示しており、感度電流Ｉｅと丸印で示す極大値Ｉｔ１、Ｉｔ２、Ｉｔ３及びその時刻ｔ１６、ｔ１４、ｔ１０と三角印で示す事故電流ｉｔ及びその時刻ｔ２２を表示している。
【００４１】
以上のように、事故電流ｉｔと極大値Ｉｔ１、Ｉｔ２、Ｉｔ３により過電流トリップ及び漏電トリップを示すことができ、さらに、漏電トリップのときその原因が地絡であるか、経年劣化であるかを表示でき、電路２の遮断後にその原因究明に役立てることができる。
また、事故電流ｉｔと、極大値Ｉｔ１、Ｉｔ２、Ｉｔ３とをその発生時刻とともに感度電流Ｉｅに相対位置を表示するので、電路２の遮断後にその原因究明に役立てることができる。
なお、実施の形態４で示した以外の解析によりトリップの原因を解析するものであってもよい。
【００４２】
【発明の効果】
この発明に係る漏洩電流表示ユニット付回路遮断器は、固定接点に対向して設けられた可動接点を有する可動接触子を開閉させ、電路に電流を通電及び遮断する回路遮断器内に、上記電路の漏洩電流を変流する零相変流器と、この零相変流器の２次巻線の出力に応じて上記電路の漏洩電流を検出する漏洩電流検出部とが設けられ、さらに、上記回路遮断器の側面に、上記漏洩電流検出部が検出した漏洩電流値を表示する表示部を有する表示ユニットが付加された漏洩電流表示ユニット付回路遮断器において、上記零相変流器は３次巻線を有し、上記表示ユニットに、上記３次巻線にテスト電流を通電し上記２次巻線に模擬漏洩電流を発生させるテスト電流出力回路と、上記模擬漏洩電流に応じた上記零相変流器の２次巻線からの出力を上記模擬漏洩電流の理論値と比較しその差分に基づいて、上記漏洩電流検出部による出力を補正させる補正部とを設けるとともに、上記理論値は、上記３次巻線の巻回数と上記テスト電流の値によって得られるようにしたので、小型化できかつ漏洩電流を把握でき設置が容易であるとともに、自動で初期調整が可能となり、かつ漏洩電流表示ユニットの交換時に零相変流器を交換する必要がない。
【００４９】
また、上述した漏洩電流値を表示する表示部を有する表示ユニットが付加された漏洩電流表示ユニット付回路遮断器において、上記表示ユニットは、上記漏洩電流値として、瞬時値及び極大値を記憶しており、漏電トリップしたときに、上記瞬時値が上記回路遮断器の感度電流の１．５倍の値以上で、かつ上記極大値のうち過去３番目に大きかった値が上記回路遮断器の感度電流の１．５倍の値以下ならば地絡を、上記瞬時値が上記回路遮断器の感度電流の１．５倍の値以下で、かつ上記極大値のうち過去３番目に大きかった値が上記回路遮断器の感度電流の０．５倍の値以上ならば劣化を、それぞれ上記表示部に表示させるように構成されたので、迅速に復旧作業をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の形態１に係る漏洩電流表示ユニット付漏電遮断器の概略を上面図である。
【図２】 図１の漏洩電流表示ユニット付漏電遮断器のブロック回路図である。
【図３】 図１の漏洩電流表示ユニットによるデータの入力から表示までを説明するフローチャートである。
【図４】 図４は図３の現在値演算及びデマンド値演算を詳細に示すフローチャートである。
【図５】 実施の形態１に係る漏洩電流表示ユニット付漏電遮断器の表示部の表示画面を示す図である。
【図６】 実施の形態２に係る漏洩電流表示ユニット付漏電遮断器の漏洩電流検出の初期設定を説明するフローチャートである。
【図７】 この発明の実施の形態３に係る漏洩電流値の記憶を説明する説明図である。
【図８】 図７の動作を説明するフローチャートである。
【図９】 図７において時刻ｔ１４から時刻ｔ１６になったときの記憶メモリ回路の記憶データを説明する図である。
【図１０】 この発明の実施の形態３に係る事故電流の記憶を説明する説明図である。
【図１１】 この発明の漏洩電流表示ユニット付漏電遮断器のトリップ原因を解析する説明図である。
【図１２】 解析結果を漏洩電流表示ユニットに表示する画面を説明する図である。
【図１３】 漏洩電流表示ユニットに記憶データを表示する画面を説明する図である。
【図１４】 従来の回路遮断器に接続された電路の漏洩電流値を計測して表示する漏洩電流計測表示装置の構成図である。
【図１５】 零相変流器の出力と漏洩電流値との関係を説明する図である。
【符号の説明】
１ 漏電遮断器（回路遮断器）、 ２ 電路、 ２ａ 電路の地絡事故箇所、 ３ 零相変流器、 ８ 固定接触子、 ８ａ 固定接点、 ９可動接触子、 ９ａ 可動接点、 １０ 開閉機構部、 １１ 零相変流器の２次巻線、 １１ａ 負担抵抗、 １２ 零相変流器の３次巻線、 １３ 漏電検出回路、 １５ 表示ユニット接続用端子 ２０ 漏洩電流表示ユニット、 ２１ 増幅回路、 ２２ アクティブフィルタ、 ２３ リレー駆動回路、 ２４ スイッチ入力回路、 ２４ａ セレクトスイッチ、 ２４ｂ セットスイッチ、 ２５ 電源回路、 ２６ マイコン周辺回路、 ２６ａ Ａ／Ｄ変換回路、 ２６ｂ マイコン、 ２６ｃ 記憶メモリ回路、 ２７ 液晶素子、 ２８ テスト電流出力回路、 ２８ａ スイッチ
【発明の属する技術分野】
この発明は回路遮断器に関し、特に電路に流れる漏洩電流値を検出して表示する漏洩電流表示ユニットを回路遮断器に装着した漏洩電流表示ユニット付回路遮断器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１４は、例えば従来の回路遮断器に接続された電路の漏洩電流値を計測して表示する漏洩電流計測表示装置の構成図である。図１５は零相変流器の出力と漏洩電流値との関係を説明する図である。
図１４において、１は配線用遮断器または漏電遮断器等の回路遮断器、２は漏電遮断器１が接続された電路、３は電路２に流れる漏洩電流を変流する零相変流器である。４は零相変流器３により変流された漏洩電流を漏洩電流計５で計測できる信号に変換し増幅する漏洩電流トランスデューサである。
【０００３】
次に、上記のように構成された従来の漏洩電流計測表示装置の動作について説明する。
零相変流器３より負荷側（図１４において零相変流器３が設けられた側）で絶縁劣化が進行して地絡事故が発生し、電路２に漏洩電流が流れると、この漏洩電流を零相変流器３が検出する。零相変流器３は、図１５に示すように、漏洩電流値に比例した出力電圧を発生する特性を備えている。この零相変流器３の出力電圧は、漏洩電流トランスデューサ４に入力される。漏洩電流トランスデューサ４は零相変流器３の出力を変換・増幅して漏洩電流計５の入力用の信号に変換する。漏洩電流計５は漏洩電流トランスデューサ４の出力によって電路２に流れる漏洩電流値を表示する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の漏洩電流を計測表示させる漏洩電流計測表示装置では、漏電遮断器１が接続された電路２の漏洩電流値を表示するために、零相変流器３、漏洩電流トランスデューサ４、漏洩電流計５を設け、それぞれを配電盤へ設置して電気的に配線する必要がある。このため、上記の各機器を収納する配電盤の外形が大きくなるとともに、各機器の取り付け作業が増えるという問題点があった。
【０００５】
また、電路２の漏洩電流値は電路２に接続されている負荷機器の運転状況等で常に変化しており、その瞬間の瞬時値のみの監視では電路２の漏洩電流がどのように増減しているか把握するのは困難であった。
さらにまた、零相変流器３と漏洩電流トランスデューサ４は、工場出荷時に組み合せ試験により感度を調整する必要があり、何らかのトラブルで漏洩電流トランスデューサ４のみ交換したい場合に、零相変流器３も同時に交換しなければならなかった。
【０００６】
この発明は、上述のような問題点を解決するためになされたもので、漏洩電流を把握でき設置の容易な漏洩電流表示ユニット付回路遮断器を得ることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る漏洩電流表示ユニット付回路遮断器は、固定接点に対向して設けられた可動接点を有する可動接触子を開閉させ、電路に電流を通電及び遮断する回路遮断器内に、上記電路の漏洩電流を変流する零相変流器と、この零相変流器の２次巻線の出力に応じて上記電路の漏洩電流を検出する漏洩電流検出部とが設けられ、さらに、上記回路遮断器の側面に、上記漏洩電流検出部が検出した漏洩電流値を表示する表示部を有する表示ユニットが付加された漏洩電流表示ユニット付回路遮断器において、上記零相変流器は３次巻線を有し、上記表示ユニットに、上記３次巻線にテスト電流を通電し上記２次巻線に模擬漏洩電流を発生させるテスト電流出力回路と、上記模擬漏洩電流に応じた上記零相変流器の２次巻線からの出力を上記模擬漏洩電流の理論値と比較しその差分に基づいて、上記漏洩電流検出部による出力を補正させる補正部とを設けるとともに、上記理論値は、上記３次巻線の巻回数と上記テスト電流の値によって得られるようにしたものである。
また、上述した漏洩電流値を表示する表示部を有する表示ユニットが付加された漏洩電流表示ユニット付回路遮断器において、上記表示ユニットは、上記漏洩電流値として、瞬時値及び極大値を記憶しており、漏電トリップしたときに、上記瞬時値が上記回路遮断器の感度電流の１．５倍の値以上で、かつ上記極大値のうち過去３番目に大きかった値が上記回路遮断器の感度電流の１．５倍の値以下ならば地絡を、上記瞬時値が上記回路遮断器の感度電流の１．５倍の値以下で、かつ上記極大値のうち過去３番目に大きかった値が上記回路遮断器の感度電流の０．５倍の値以上ならば劣化を、それぞれ上記表示部に表示させるように構成したものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の形態１に係る漏洩電流表示ユニット付漏電遮断器の概略を示す上面図である。図２は、図１の漏洩電流表示ユニット付漏電遮断器のブロック回路図である。図３は図１の漏洩電流表示ユニットによるデータの入力から表示までを説明するフローチャート、図４は図３の現在値演算及びデマンド値演算を詳細に示すフローチャートであり、サンプリング周波数１ｋＨｚ（１ｍｓ毎のサンプリング）、商用周波数６０Ｈｚの例について説明する。図５は実施の形態１に係る漏洩電流表示ユニット付漏電遮断器の表示部の表示画面を示す図であり、（ａ）は現在値の表示画面、（ｂ）はデマンド値の表示画面、（ｃ）はデマンド値をビジブル化して示す画面である。
【０００９】
図１において、１は絶縁性の筐体１ａを有する漏電遮断器（回路遮断器）、２０は漏洩電流表示ユニットであり、絶縁性のモールド樹脂筐体３０の上面にスイッチ入力回路２４、漏洩電流値を表示する液晶素子（表示部）２７が設けられている。
図２において、２は漏電遮断器１が接続された電路であり、２ａは電路２の絶縁劣化部分を示し、その絶縁劣化部分から大地へ漏洩電流が流れる状態（いわゆる地絡状態）を示している。３は電路２に流れる漏洩電流を変流する零相変流器であり、漏電遮断器１の絶縁性の筐体１ａ内部に収納されている。８は漏電遮断器１の筐体１ａ内に固定され一端に固定接点８ａが設けられた固定接触子、９は固定接点８ａに対向する可動接点９ａが設けられた可動接触子、１０は漏電遮断器１の可動接点９ａを固定接点８ａから開成する周知の開閉機構部である。
【００１０】
１１は零相変流器３の２次巻線、１２は零相変流器３の３次巻線である。１３は漏電遮断器１の筐体１ａ内に設けられオペアンプ他により構成された漏電検出回路であり線路１３ａ、１３ｂより駆動電源が供給されている。１４は２次巻線１１に電気的に直列に接続された線路、１５は漏電遮断器１の筐体１ａ側面に設けられた漏洩電流表示ユニット２０用の接続用端子であり、端子１５ａには３次巻線１２が直列接続され、端子１５ｂには線路１４が直列接続され、端子１５ｃには線路２が直列接続されている。
【００１１】
２０は漏洩電流表示ユニット、２１は端子１５ｂを介して零相変流器３の２次巻線１１の出力信号を入力し増幅する増幅回路、２２は高調波成分を除去するアクティブフィルタ、２３は接点出力用のリレー駆動回路、２３ａ、２３ｂ、２３ｃはそれぞれリレーの接点出力端子である。２４はスイッチ入力回路であり、２４ａは主に表示切換に使用するセレクトスイッチ、２４ｂは主に設定変更に使用するセットスイッチである。２５は端子１５ｃを介して電路２の線間電圧を入力し、増幅回路２１、アクティブフィルタ２２、テスト電流出力回路２８、マイコン周辺回路２６に駆動電源を供給する電源回路、２６はＡ／Ｄ変換回路２６ａ、マイコン２６ｂ、記憶メモリ回路２６ｃ等からなるマイコン周辺回路（漏洩電流検出回路、補正部）、２７は液晶素子、２８はテスト電流を発生するテスト電流出力回路、２８ａはテスト電流を発生させるスイッチである。
【００１２】
次に動作を説明する。
（漏電遮断器のトリップ動作）
電路２の絶縁劣化部分２ａから漏洩電流が大地に流れると、零相変流器３の２次巻線１１の負担抵抗１１ｂの両端にこの漏洩電流に応じた電圧（以下、２次巻線１１の電圧とも称す）が発生する。零相変流器３の２次巻線１１の電圧を入力した漏電検出回路１３は、この電圧が所定の電圧以上のとき、漏電トリップ動作が必要と判断し、開閉機構部１０に引き外し信号を出力する。例えば、漏電検出回路１３のオペアンプの入力電圧が所定の電圧を超えると、このオペアンプの出力の電圧レベルが反転するように構成しておく。引き外し信号を入力した開閉機構部１０は、その図示しない電磁引き外し装置が動作し、この動作により開閉機構部１０のトグルリンク機構を有する図示しない機構部がトリップ動作し、このトリップ動作により漏電遮断器１の可動接触子９を回動させ、可動接点９ａを固定接点８ａから開成させる。
【００１３】
（漏洩電流検出）
上述の漏電遮断器１のトリップ動作とは別に、漏電遮断器１に内蔵された零相変流器３の２次巻線１１の出力電圧は、端子１５ｂを介して漏洩電流表示ユニット２０内の増幅回路２１に入力される。
増幅回路２１はこの入力電圧信号を増幅し、アクティブフィルタ２２に漏洩電流検出信号を送る。アクティブフィルタ２２は漏洩電流検出信号に含まれる高周波分成分を除去し、漏洩電流が高調波波形であっても商用周波数成分である５０／６０Ｈｚのみの漏洩電流検出信号とする。
【００１４】
このアクティブフィルタ２２は、漏電遮断器１の内部の漏電検出回路１３内にも存在するアクティブフィルタ（図示せず）と同じローパスフィルタ特性を有する。このように、同じローパス特性を有すると、漏電遮断器１本体の漏電トリップ動作特性と漏洩電流表示ユニット２０との漏電表示特性を同レベルにでき、漏洩電流表示ユニット２０の表示を漏電遮断器１の漏電トリップ特性の予測や評価に使えるので好ましい。
アクティブフィルタ２２により高調波成分を除去した漏洩電流検出信号はマイコン周辺回路２６のＡ／Ｄ変換回路２６ａに入力され、サンプリング周期毎にマイコン２６ｂに出力される。
【００１５】
図３、図４を用いて、マイコン２６ｂによる現在値及びデマンド値の演算について説明する。Ａ／Ｄ変換回路２６ａよりサンプリングデータが１ｍｓ毎にマイコン２６ｂに入力され（Ｓ１００）、マイコン２６ｂは入力されたサンプリングデータを記憶メモリ回路２６ｃに記憶させる（Ｓ１１０）。また、マイコン２６ｂは入力されたサンプリングデータにより現在値及びデマンド値を演算する（Ｓ１２０、Ｓ１３０）。セレクトスイッチ２４ａにより、現在値とデマンド値の表示が選択され（Ｓ１４０）、選択された値が液晶素子２７に表示される（Ｓ１５０、Ｓ１６０）。すなわち、漏洩電流の現在値からデマンド値への表示切換は、スイッチ入力回路２４のセレクトスイッチ２４ａを押すことで表示切換が可能となる。
【００１６】
ついで、現在値とデマンド値の演算について説明する。
マイコン２６ｂは、経過時間ｔがｔ１（＝１秒）となると（Ｓ１１８）、すなわち１秒毎に、その時刻から１００ｍｓ間のサンプリングデータを入力し（Ｓ１２２）、この１００ｍｓのサンプリングデータにより漏洩電流の実効値を演算し（Ｓ１２４）、この演算値を現在値として出力する（Ｓ１２６）。この現在値を、記憶メモリ回路２６ｃに記憶させるとともに、液晶素子２７に表示させる。
例えば、電路２に５０Ｈｚの商用周波数の電流が通電しているときには、５波長分の平均値により、現在値が算出され、１秒毎に液晶素子２７の表示が更新されることとなる。
このように、５波長分の平均値を現在値としているので、ノイズ等の重畳による極短時間の急変動を緩和できる。また、１秒毎に表示データが切り換わるので、観察者（ユーザ）が現在値の変化を実感でき、かつ１００ｍｓ分のデータ入力時間（Ｓ１２２）と現在値の演算時間（Ｓ１２０）の合計は１秒に比較し充分短く、マイコン２６ｂの演算負荷が少ない。
【００１７】
マイコン２６ｂは、経過時間ｔがｔ２（＝１０分）となると（Ｓ１２８）、すなわち１０分毎に、その時刻から過去１０分間の現在値（６００個の現在値）を記憶メモリ回路２６ｃから入力し（Ｓ１３２）、この１０分間の現在値の平均値（１０分間の漏洩電流のデマンド値）を演算し（Ｓ１３４）、この演算値をデマンド値として出力する（Ｓ１３６）。このデマンド値を、記憶メモリ回路２６ｃに記憶させるとともに、液晶素子２７に表示させる。
このように、漏洩電流の１０分間のデマンド値を表示するので、負荷投入時の突入電流による短時間の変化等を緩和でき、現在の漏洩電流の概要を把握しやすい。
【００１８】
（漏洩電流表示）
Ｓ１５０、Ｓ１６０（図３）により液晶素子２７に表示される表示画面について説明する。セレクトスイッチ２４ａにより現在値の表示が選択されると、図５（ａ）に示すように、液晶素子２７には、「現在値」の表記２７ａと、現在値２７ｂこの例では１２ｍＡが表示され、一方、デマンド値の表示が選択されると図５（ｂ）に示すように、「デマンド値」の表記２７ｃとデマンド値２７ｄこの例では２５ｍＡが表示される。
【００１９】
図５（ｂ）のデマンド表示に換えて図５（ｃ）のデマンド表示としても良い。或いは、セレクトスイッチ２４ａの操作により、図５（ｂ）から図５（ｃ）に切り換わるように構成しても良い。図５（ｃ）は縦軸がデマンド値、横軸が時刻であり、この例では、６０分前から現在までのデマンド値２７ｅをグラフ化して表示し、２７ｅ１により現在（０分前）のデマンド値を示している。また、図５（ｃ）中、破線は、漏電プレアラームの設定値Ｉｐ、一点鎖線は漏電遮断器１が漏電トリップする感度電流の設定値Ｉｅを示しており、これらの設定値は、セットスイッチ２４ｂによりユーザが設定する。
【００２０】
また、任意に設定されたプレアラームの設定値Ｉｐと、常時算出される瞬時値を比較し、瞬時値がプレアラームの設定値Ｉｐを越えた場合、マイコン２６ｂは液晶素子２７に警報表示させ、リレー駆動回路２３に接点警報出力命令を出し、それを受けてリレー駆動回路２３はリレーを駆動し、接点出力端子２３ａ、２３ｂ、２３ｃのｃ接点を駆動するように構成してもよい。
【００２１】
以上のように、漏洩電流を把握でき設置の容易な漏洩電流表示ユニット２０付の漏電遮断器１を得ることができる。
また、デマンド表示により６０分前からの経過を表示でき、漏洩電流の発生状況を容易に把握できる。また、漏電プレアラームの設定値や感度電流の設定値との相対比較を示しているので漏洩電流の発生状況を容易に把握できる。
【００２２】
実施の形態２．
実施の形態２では、漏洩電流表示ユニット付漏電遮断器に係る漏洩電流検出の初期設定について説明する。図６は実施の形態２に係る漏洩電流表示ユニット付漏電遮断器の漏洩電流検出の初期設定を説明するフローチャートである。
漏電遮断器１の電源側（図２の固定接点８ａ側）を電路２に接続し、漏電遮断器１の可動接触子９を投入することで、漏洩電流表示ユニット２０の電源回路２５はテスト電流出力回路２８等に駆動電源を供給する。このとき、漏電遮断器１の負荷側（図２の零相変流器３側）には漏洩電流の発生を抑制するため負荷は接続しないことが好ましい。
【００２３】
この状態で、スイッチ２８ａを押下すると、テスト電流出力回路２８は、表示ユニット接続用端子１５ａを介してテスト電流を零相変流器３の３次巻線１２に出力する（Ｓ２００）とともに、マイコン２６ｂのポートに接続された信号線２８ｂにＨ（ハイ）信号から切り換えてＬ（ロー）信号を出力する（Ｓ２０２）。
Ｓ２０２により、マイコン２６ｂは信号の反転を検出し、テスト電流に基づく模擬漏洩電流の理論値例えば１００ｍＡを記憶メモリ回路２６ｃから入力する（Ｓ２１０）。記憶メモリ回路２６ｃには、テスト電流の大きさと３次巻線１２の巻数から求めた模擬漏洩電流の理論値（ｍＡ）を予め記憶させておく。なお、Ｓ２１０に換えて、零相変流器３の３次巻線１２の巻回数をスイッチ入力回路２４から入力し、テスト電流出力回路２８のテスト電流値のみ記憶メモリ回路２６ｃに記憶させておき、巻回数の入力値とテスト電流値とから漏洩模擬電流の理論値を得る構成としてもよく、この場合には異なる零相変流器３に漏洩電流表示ユニット２０を適用できるので好ましい。
Ｓ２００により、テスト電流を３次巻線１２の巻数倍された模擬漏洩電流が流れる。この模擬漏洩電流は上述の実施の形態１と同様に、二次巻線１１、負担抵抗１１ｂ、端子１５ｂ、増幅回路２１、アクティブフィルタ２２を介してマイコン２６ｂに入力される（Ｓ２２０）。
【００２４】
Ｓ２１０、Ｓ２２０で入力された模擬漏洩電流の理論値と検出値の差分Δを検出し（Ｓ２３０）、この差分Δに基づいて計測値の誤差補正係数を求める（Ｓ２３２）。誤差補正係数は、例えば、理論値の瞬時値（実効値）が１００ｍＡで検出値の瞬時値（実効値）が９８ｍＡのとき、誤差補正係数＝１００／９８とする。以降、実施の形態１のようにして検出された漏洩電流値にこの誤差補正係数を乗じて計測値を得ることができる。
【００２５】
このように構成したので、漏電遮断器１外部の別電源により基準電流を発生させて漏電遮断器１の電路２に印加して、補正する必要がなくなる。また、３次巻線１２を有する零相変流器３にテスト電流出力回路２８を組み合わせたので全体として小型にでき、かつスイッチ２８ａの押下のみで設定ができるメリットがある。
さらに、工場出荷時のみでなく客先にて漏洩電流表示ユニット２０を後付けする場合、この自動感度調整機能を使用すれば、特別な感度調整不要で製品誤差を修正することができる。
【００２６】
なお、テスト電流出力回路２８は１種類のテスト電流を出力する例について説明したが、一般的に零相変流器３の特性は通電電流が大きくなるにつれ飽和して線形性が悪くなる傾向があるので、複数個のテスト電流を出力し、複数個の模擬漏洩電流を出力させ、複数個の理論値と検出値により誤差補正係数を求めるようにするとよい。この場合には、信号線２８ｂを複数本用意し、信号線２８ｂ毎にいずれのテスト電流が出力されたかをマイコン２６ｂに認識させる必要がある。
【００２７】
また、テスト電流出力回路２８から出力するテスト電流の周波数を商用周波数とは異なるものとし、商用周波数を通過させるアクティブフィルタ２２とは異なるバンド特性を有しこのテスト電流に基づく模擬漏洩電流を通過させるアクティブフィルタをアクティブフィルタ２２と並列に接続し、マイコン２６ｂにより、商用周波数成分とテスト電流に基づく模擬漏洩電流の成分を区分し、図６に示すフローに沿って初期調整するものであってもよい。この場合には、商用周波数成分と模擬漏洩電流成分が区分されるので、電路２に通電した状態で、漏洩電流表示ユニット２０を取り付け、その初期調整をすることが可能となる。
【００２８】
実施の形態３．
実施の形態３では漏洩電流値及び事故電流の記憶について説明する。図７はこの発明の実施の形態３に係る漏洩電流値の記憶を説明する説明図、図８はその動作を説明するフローチャートである。図９は図７において時刻ｔ１４から時刻ｔ１６になったときの記憶メモリ回路の記憶データを説明する図である。図１０はこの発明の実施の形態３に係る事故電流の記憶を説明する説明図である。
図７において、縦軸は漏洩電流値（現在値）でありＩｅは漏電遮断器１がトリップする感度電流、Ｉｇ、Ｉｆは後述する実施の形態４において説明する解析のための基準電流、横軸は時刻であり、時刻ｔ１０に極大値３１０、時刻ｔ１２に極大値３１２、時刻ｔ１４に極大値３１４、時刻ｔ１６に極大値３１６、時刻ｔ２０に感度電流Ｉｅとなり、時刻ｔ２２に漏電遮断器１がトリップしたことを示しており、ｔ１０〜ｔ２２までは例えば６０秒である。
【００２９】
（漏洩電流値の記憶）
実施の形態１で説明したように現在値を演算し、その極大値Ｉｔ及びその時刻ｔを求める（Ｓ３００）。ついで、極大値Ｉｔと過去３番目に大きかった極大値Ｉｔ３とを比較し（Ｓ３１０）、極大値Ｉｔが極大値Ｉｔ３よりも大きいときは過去２番目に大きかった極大値Ｉｔ２とを比較し（Ｓ３２０）、極大値Ｉｔが極大値Ｉｔ２よりも大きいときは過去最大の極大値Ｉｔ１とを比較する（Ｓ３３０）。
そして、Ｓ３２０により、極大値Ｉｔが極大値Ｉｔ２以下のときは、極大値Ｉｔ３を極大値Ｉｔに置き換え（Ｓ３２２）、Ｓ３３０により、極大値Ｉｔが極大値Ｉｔ１以下のときは、極大値Ｉｔ３、Ｉｔ２を極大値Ｉｔ２、Ｉｔに置き換え（Ｓ３３２）、一方、極大値Ｉｔが極大値Ｉｔ１より大きいときは、極大値Ｉｔ３、Ｉｔ２、Ｉｔ１を極大値Ｉｔ２、Ｉｔ１、Ｉｔに置き換える（Ｓ３３４）。
なお、Ｓ３２２、Ｓ３３２、Ｓ３３４において、極大値Ｉｔを置き換えるときには、同時にその時刻ｔも置き換える。
【００３０】
図７の場合において、時刻ｔ１４から時刻ｔ１６に移行するときについて具体的に説明する。図７〜図９を参照し、時刻ｔ１４の時点では、極大値Ｉｔ１＝３１４、Ｉｔ２＝３１０、Ｉｔ３＝３１２及びその時刻ｔ１４、ｔ１０、ｔ１２を記憶メモリ回路２６ｃに記憶している。時刻ｔ１６の時点で極大値Ｉｔ＝３１６が検出されると、この極大値Ｉｔ＝３１６と、現在記憶している極大値Ｉｔ３、Ｉｔ２、Ｉｔ１とを順次比較し（Ｓ３１０、Ｓ３２０、Ｓ３３０）、この場合Ｉｔ＝３１６はＩｔ１よりも大きいので、極大値Ｉｔ１＝３１６、Ｉｔ２＝３１４、Ｉｔ３＝３１０及びその時刻ｔ１６、ｔ１４、ｔ１０を記憶メモリ回路２６ｃに記憶させ（Ｓ３３４）、極大値３１２及びその時刻ｔ１２を記憶メモリ回路２６ｃから消去する。
【００３１】
記憶メモリ回路２６ｃは、上述した極大値Ｉｔの記憶とは別に、事故電流値を記憶するために、図１０に示すように瞬時の電流値を記憶している。マイコン２６ｂは漏洩電流の検出値（瞬時値）ｉｔを検出すると（Ｓ３５０）、最新の検出値ｉｔを記憶させ、かつ最古の検出値ｉｔ−１００を消去し、記憶メモリ回路２６ｃは常時１００個のデータを記憶している（Ｓ３５２）。すなわち、常時最新の検出値ｉｔから遡ってｉｔ−９９迄の１００個の検出値を記憶メモリ回路２６ｃは記憶している。例えば、ｉｔの検出間隔はサンプリング周期に等しく１ｍｓ、データ記憶個数１００個とすると、記憶メモリ回路２６ｃは０．１秒分の漏洩電流を記憶している。
【００３２】
マイコン２６ｂは、次のような状況により事故の発生を検出し、検出値ｉｔの最新値を事故電流と認識することができる。
漏電や短絡による事故電流が発生し、漏電遮断器がトリップ動作すると、その動作後は漏洩電流がゼロとなり、Ｓ３５０による検出がなされない状況となって事故を認識する。或いは、トリップ情報を漏電遮断器１から漏洩電流表示ユニット２０に出力するようにして、このトリップ情報を入力する状況により事故を認識し、それ以後の検出値ｉｔは非検出とするように構成してもよい。
【００３３】
検出値ｉｔの検出間隔、即ち、瞬時値の書き込み間隔は、短絡時や漏電発生時の特性を後になって解析できる間隔であればよく、１ｍｓ前後であることが好ましい。また、この解析のためには瞬時値の記録時間は長い方がよいが、記憶メモリ回路２６ｃの容量やマイコン２６ｂの演算効率から、漏電遮断器１のトリップ動作時間以上であることが好ましい。ここで、トリップ動作時間とは、漏電遮断器１が所定値以上の漏電電流を検出し、開閉機構部１０に引き外し信号を出力して（図７のｔ２０の時刻）から、開閉機構部１０が機械的に動作し可動接点９ａが固定接点８ａから開成する（図７のｔ２２の時刻）までの時間である。
実施の形態３では、検出間隔を１ｍｓ、記録データ個数を１００個、記録時間を０．１秒としているので、漏電遮断器１の通常のトリップ動作時間である数十ｍｓよりも記録時間が長く、データの解析に使用できる。
【００３４】
以上のように、極大値Ｉｔを大きい順にその時刻とともに過去３点記憶するので、極大値Ｉｔが何時発生したのか把握することが可能となるとともに、記憶容量が少なくて済む。この極大値Ｉｔとその発生時刻を、液晶素子２７により表示させることにより、漏洩電流のトレンドを知ることができる。この極大値Ｉｔやその発生時刻の表示は、セレクトスイッチ２４ａを押すことで順次切り換えて表示するようにすればよい。
【００３５】
また、サンプリング周期に近い間隔でかつ漏電遮断器１のトリップ動作よりも長い期間、漏洩電流値（瞬時値）を記録するので、実際に漏電遮断器１がトリップした場合、その時の事故漏洩電流が記録され、事故発生後に、突発的な地絡事故による漏電トリップなのか否かを判断することが可能となる。
【００３６】
実施の形態４．
実施の形態４では、実施の形態３で記憶した事故電流及び極大値により、漏電遮断器１のトリップ動作原因を解析し漏洩電流表示ユニットに表示する例を説明する。図１１はこの発明の漏洩電流表示ユニット付漏電遮断器のトリップ原因を解析する説明図、図１２は解析結果を漏洩電流表示ユニットに表示する画面を説明する図、図１３は漏洩電流表示ユニットに記憶データを表示する画面を説明する図である。
【００３７】
実施の形態３で説明したように、漏電遮断器１のトリップ動作を検出すると、マイコン２６ｂは、記憶メモリ回路２６ｃに記憶された、１００個の検出値（瞬時値）ｉｔに感度電流Ｉｅ（図７、図１１参照）以上のデータがあるか否かをチェックし（Ｓ４００）、データがないときは漏電トリップではないと判断し、図１２（ａ）に示すように液晶素子２７に「過電流」２７ｈと表示する（Ｓ４０２）。
【００３８】
Ｓ４００において、感度電流Ｉｅ以上のデータがあるとき、１００個の検出値ｉｔに基準電流値Ｉｇ以上のデータがあるか否かをチェックし（Ｓ４１０）、データがあるときは、極大値Ｉｔ３が基準電流値Ｉｇ以下であるか否かをチェックし（Ｓ４２０）、極大値Ｉｔ３が基準電流値Ｉｇ以下のとき、地絡による漏電と判断し、図１２（ｂ）に示すように液晶素子２７に「漏電 地絡」２７ｉと表示する（Ｓ４２２）。一方、Ｓ４１０でデータがないときは、極大値Ｉｔ３が基準電流値Ｉｆよりも大きいか否かをチェックし（Ｓ４３０）、極大値Ｉｔ３が基準電流値Ｉｆよりも大きいとき、経年劣化による漏電と判断し、「漏電 劣化」と表示する（Ｓ４３２）。なお、Ｓ４２０、Ｓ４３０においてＮｏのとき、地絡か経年劣化のいずれが原因か不明と判断し、図１２（ｃ）に示すように液晶素子２７に「漏電」２７ｊと表示する（Ｓ４２４、Ｓ４３４）。なお、図７に示す例では、Ｓ４２２により「漏電 地絡」２７ｉと表示される。
【００３９】
ここで、基準電流値Ｉｇは、例えば感度電流Ｉｅの１．５倍の値であり、漏電遮断器１の開閉機構部１０の動作時間を考慮して、地絡による漏電トリップが発生したとき瞬間的に瞬時値（事故電流）は感度電流Ｉｅの数倍になることに基づいて決めた値である。また、基準電流値Ｉｆは、例えば感度電流Ｉｅの０．５倍の値であり、経年劣化による漏電のとき、少なくとも極大値Ｉｔ３は感度電流の０．５倍よりも大きくなることに基づいて決めた値である。
【００４０】
図１２に示す液晶素子２７の表示を、セレクトスイッチ２４ａを押すことにより、図１３に示す画面に切り換える構成としてもよい。図１３は、図７の場合の表示例を示しており、感度電流Ｉｅと丸印で示す極大値Ｉｔ１、Ｉｔ２、Ｉｔ３及びその時刻ｔ１６、ｔ１４、ｔ１０と三角印で示す事故電流ｉｔ及びその時刻ｔ２２を表示している。
【００４１】
以上のように、事故電流ｉｔと極大値Ｉｔ１、Ｉｔ２、Ｉｔ３により過電流トリップ及び漏電トリップを示すことができ、さらに、漏電トリップのときその原因が地絡であるか、経年劣化であるかを表示でき、電路２の遮断後にその原因究明に役立てることができる。
また、事故電流ｉｔと、極大値Ｉｔ１、Ｉｔ２、Ｉｔ３とをその発生時刻とともに感度電流Ｉｅに相対位置を表示するので、電路２の遮断後にその原因究明に役立てることができる。
なお、実施の形態４で示した以外の解析によりトリップの原因を解析するものであってもよい。
【００４２】
【発明の効果】
この発明に係る漏洩電流表示ユニット付回路遮断器は、固定接点に対向して設けられた可動接点を有する可動接触子を開閉させ、電路に電流を通電及び遮断する回路遮断器内に、上記電路の漏洩電流を変流する零相変流器と、この零相変流器の２次巻線の出力に応じて上記電路の漏洩電流を検出する漏洩電流検出部とが設けられ、さらに、上記回路遮断器の側面に、上記漏洩電流検出部が検出した漏洩電流値を表示する表示部を有する表示ユニットが付加された漏洩電流表示ユニット付回路遮断器において、上記零相変流器は３次巻線を有し、上記表示ユニットに、上記３次巻線にテスト電流を通電し上記２次巻線に模擬漏洩電流を発生させるテスト電流出力回路と、上記模擬漏洩電流に応じた上記零相変流器の２次巻線からの出力を上記模擬漏洩電流の理論値と比較しその差分に基づいて、上記漏洩電流検出部による出力を補正させる補正部とを設けるとともに、上記理論値は、上記３次巻線の巻回数と上記テスト電流の値によって得られるようにしたので、小型化できかつ漏洩電流を把握でき設置が容易であるとともに、自動で初期調整が可能となり、かつ漏洩電流表示ユニットの交換時に零相変流器を交換する必要がない。
【００４９】
また、上述した漏洩電流値を表示する表示部を有する表示ユニットが付加された漏洩電流表示ユニット付回路遮断器において、上記表示ユニットは、上記漏洩電流値として、瞬時値及び極大値を記憶しており、漏電トリップしたときに、上記瞬時値が上記回路遮断器の感度電流の１．５倍の値以上で、かつ上記極大値のうち過去３番目に大きかった値が上記回路遮断器の感度電流の１．５倍の値以下ならば地絡を、上記瞬時値が上記回路遮断器の感度電流の１．５倍の値以下で、かつ上記極大値のうち過去３番目に大きかった値が上記回路遮断器の感度電流の０．５倍の値以上ならば劣化を、それぞれ上記表示部に表示させるように構成されたので、迅速に復旧作業をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の形態１に係る漏洩電流表示ユニット付漏電遮断器の概略を上面図である。
【図２】 図１の漏洩電流表示ユニット付漏電遮断器のブロック回路図である。
【図３】 図１の漏洩電流表示ユニットによるデータの入力から表示までを説明するフローチャートである。
【図４】 図４は図３の現在値演算及びデマンド値演算を詳細に示すフローチャートである。
【図５】 実施の形態１に係る漏洩電流表示ユニット付漏電遮断器の表示部の表示画面を示す図である。
【図６】 実施の形態２に係る漏洩電流表示ユニット付漏電遮断器の漏洩電流検出の初期設定を説明するフローチャートである。
【図７】 この発明の実施の形態３に係る漏洩電流値の記憶を説明する説明図である。
【図８】 図７の動作を説明するフローチャートである。
【図９】 図７において時刻ｔ１４から時刻ｔ１６になったときの記憶メモリ回路の記憶データを説明する図である。
【図１０】 この発明の実施の形態３に係る事故電流の記憶を説明する説明図である。
【図１１】 この発明の漏洩電流表示ユニット付漏電遮断器のトリップ原因を解析する説明図である。
【図１２】 解析結果を漏洩電流表示ユニットに表示する画面を説明する図である。
【図１３】 漏洩電流表示ユニットに記憶データを表示する画面を説明する図である。
【図１４】 従来の回路遮断器に接続された電路の漏洩電流値を計測して表示する漏洩電流計測表示装置の構成図である。
【図１５】 零相変流器の出力と漏洩電流値との関係を説明する図である。
【符号の説明】
１ 漏電遮断器（回路遮断器）、 ２ 電路、 ２ａ 電路の地絡事故箇所、 ３ 零相変流器、 ８ 固定接触子、 ８ａ 固定接点、 ９可動接触子、 ９ａ 可動接点、 １０ 開閉機構部、 １１ 零相変流器の２次巻線、 １１ａ 負担抵抗、 １２ 零相変流器の３次巻線、 １３ 漏電検出回路、 １５ 表示ユニット接続用端子 ２０ 漏洩電流表示ユニット、 ２１ 増幅回路、 ２２ アクティブフィルタ、 ２３ リレー駆動回路、 ２４ スイッチ入力回路、 ２４ａ セレクトスイッチ、 ２４ｂ セットスイッチ、 ２５ 電源回路、 ２６ マイコン周辺回路、 ２６ａ Ａ／Ｄ変換回路、 ２６ｂ マイコン、 ２６ｃ 記憶メモリ回路、 ２７ 液晶素子、 ２８ テスト電流出力回路、 ２８ａ スイッチ
Claims (2)
- 固定接点に対向して設けられた可動接点を有する可動接触子を開閉させ、電路に電流を通電及び遮断する回路遮断器内に、
上記電路の漏洩電流を変流する零相変流器と、
この零相変流器の２次巻線の出力に応じて上記電路の漏洩電流を検出する漏洩電流検出部とが設けられ、
さらに、上記回路遮断器の側面に、上記漏洩電流検出部が検出した漏洩電流値を表示する表示部を有する表示ユニットが付加された漏洩電流表示ユニット付回路遮断器において、
上記零相変流器は３次巻線を有し、
上記表示ユニットに、上記３次巻線にテスト電流を通電し上記２次巻線に模擬漏洩電流を発生させるテスト電流出力回路と、
上記模擬漏洩電流に応じた上記零相変流器の２次巻線からの出力を上記模擬漏洩電流の理論値と比較しその差分に基づいて、上記漏洩電流検出部による出力を補正させる補正部とを設けるとともに、
上記理論値は、上記３次巻線の巻回数と上記テスト電流の値によって得られることを特徴とする漏洩電流表示ユニット付回路遮断器。 - 固定接点に対向して設けられた可動接点を有する可動接触子を開閉させ、電路に電流を通電及び遮断する回路遮断器内に、
上記電路の漏洩電流を変流する零相変流器と、
この零相変流器の２次巻線の出力に応じて上記電路の漏洩電流を検出する漏洩電流検出部とが設けられ、
さらに、上記回路遮断器の側面に、上記漏洩電流検出部が検出した漏洩電流値を表示する表示部を有する表示ユニットが付加された漏洩電流表示ユニット付回路遮断器において、
上記表示ユニットは、上記漏洩電流値として、瞬時値及び極大値を記憶しており、
漏電トリップしたときに、
上記瞬時値が上記回路遮断器の感度電流の１．５倍の値以上で、かつ上記極大値のうち過去３番目に大きかった値が上記回路遮断器の感度電流の１．５倍の値以下ならば地絡を、上記瞬時値が上記回路遮断器の感度電流の１．５倍の値以下で、かつ上記極大値のうち過去３番目に大きかった値が上記回路遮断器の感度電流の０．５倍の値以上ならば劣化を、それぞれ上記表示部に表示させるように構成したことを特徴とする漏洩電流表示ユニット付回路遮断器。
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