JP4556614B2 - 漏電遮断器 - Google Patents

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本発明は、低電圧配電系統に適用する過電流保護および地絡保護機能を備えた漏電遮断器に関し、詳しくは漏電遮断器の絶縁・耐電圧試験を行う際に漏電検出回路を主回路から切り離す保護手段としての耐電圧テスト用スイッチの組立構造に係わる。
低電圧配電系統の保護機器として配線用遮断器,漏電遮断器があり、現在国内の市場に展開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,漏電遮断器は同じ外形サイズの本体ケースとした上で、主要部品をできるだけ共用化するように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)。
この漏電遮断器における漏電保護手段としては、主回路を一次導体として不平衡電流を検出する零相変流器、および零相変流器の二次出力レベルから地絡事故発生を検知する漏電検出回路(ICを含む電子回路)を搭載し、漏電検出回路の出力信号を受けて遮断器の開閉機構をトリップ動作させるようにしている。また、前記漏電検出回路の制御電源として主回路と漏電検出回路との間に電源線を配線し、主回路の相間電圧を整流して漏電検出回路に給電するようにしている。
一方、漏電遮断器の製品は本体ケースに搭載した各相の主回路に対して所定の相間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絶縁・耐電圧試験(メガテスト)を行って所定の絶縁強度が確保されているか否かを確認するようにしている。この絶縁・耐電圧試験は、漏電遮断器の主回路接点をOFFにした状態で、主回路端子の相間に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、この絶縁・耐電圧試験を実施する場合に、前記の漏電検出回路を主回路に接続したまま試験を実施すると、電子回路である漏電検出回路が高い試験電圧で破壊されてしまう。そこで、漏電遮断器の使用先現場で絶縁・耐電圧試験が簡単に行えるようにするために、漏電遮断器本体ケースに耐電圧テスト用スイッチ(メガテストスイッチ)を装備し、遮断器のON/OFF操作に連動して漏電検出回路の給電回路を入り/切りするようにした構成、および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断路し、同時に遮断器を強制トリップ動作させるようにした漏電遮断器が、先に提案されて公知であり(例えば、特許文献2参照)、その漏電遮断器の回路図を図6に示す。
図6において、1はR,S,Tの各相に対応する主回路導体、2は遮断器の主回路接点、3は主回路接点2の開閉機構部、4は開閉操作ハンドル、5は過負荷電流,短絡電流を検出して開閉機構3をトリップ動作させる過電流引外し装置である。また、配電路の地絡発生を検出して遮断器をトリップ動作させる漏電引外し装置は、R,S,T相の主回路導体1を一次導体として主回路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からの出力を受けて作動す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、主回路導体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、この給電回路には特許文献2による耐電圧テスト用スイッチ11が接続されている。そして、漏電遮断器の絶縁・耐電圧試験を実施する際には、試験に先立ち耐電圧テスト用スイッチ11をOFFにして漏電検出回路7を主回路から切り離すようにしている。なお、図示例では主回路のR,S,T相の各相電圧を直流変換して給電しているが、R−T相の相間電圧を漏電検出回路7に給電する場合もある。
特許第3246562号明細書 特開2004−199881号公報
先記した単体構造の漏電遮断器に対して、その本体ケース内部に耐電圧テスト用スイッチを追加装備するには、スイッチの設置スペース確保のほかに、操作性,遮断器開閉機構とのインターロックなどの面で様々な制約を受ける。
すなわち、配線用回路遮断器と外形サイズを統一した漏電遮断器は、配線用回路遮断器と比べて零相変流器,漏電検出回路などの機能部品が多く、その本体ケース内には各種の主要機能部品が殆ど隙間を残すことなくびっしりと組み込まれていて耐電圧テスト用スイッチを新たに組み込むスペースを確保することが実際には中々困難である。また、耐電圧テスト用スイッチの操作性,遮断器開閉機構とのインターロック機能についても、高い信頼性が要求される。
かかる点、特許文献2に開示されている漏電遮断器では、耐電圧テスト用スイッチとして小型のスライドスイッチをスイッチケースに収容して遮断器本体ケースの内部に組み込んだ上で、該スイッチを手動で開閉するスライド操作式のスイッチカバーに設けたアクチュエータの先端を遮断器開閉機構のトリップクロスバーに対峙させ、耐電圧テスト用スイッチとトリップクロスバーとの間をインターロックするようにしている。
しかしながらこのスイッチ組立構造では、遮断器のケースカバーを閉じた使用状態では外方から耐電圧テスト用スイッチのON,OFF動作状態を一見して目視確認することができず、またスイッチOFF位置で遮断器のトリップクロスバーをラッチ釈放位置に拘束保持するインターロック機構についても、遮断器のハンドル操作によってクロスバーにリセット方向の復帰力が加わると、耐電圧テスト用スイッチがこの操作力を受けてOFFからON位置に戻ってしまうなど機能面での問題もあり、その信頼性を高める上からも更なる改善策が望まれる。
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、先記した特許文献2の耐電圧テスト用スイッチ付き漏電遮断器をベースに、耐電圧テスト用スイッチの操作性,ON/OFF動作位置の目視確認、および遮断器開閉機構とのインターロック機能の改善を図り、併せて遮断器の本体ケース内に装備した主要機能部品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できるよう組立構造,配置を改良した耐電圧テスト用スイッチ付きの漏電遮断器を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明によれば、過電流保護および地絡保護機能を備えた漏電遮断器であって、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,および零相変流器と漏電検出回路を含む漏電引外し装置を内装し、かつ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装備し、遮断器の絶縁・耐電圧試験実施の際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ものにおいて、
前記耐電圧テスト用スイッチを、スイッチ本体と、スイッチ本体の接点をON/OFF操作するプッシュ/捻りロック式のスイッチ操作部と、該スイッチ操作部に連繋したアクチュエータとの組立ユニットで構成して遮断器の本体ケースに内装し、かつこの内装位置でアクチュエータの操作端を遮断器開閉機構のトリップクロスバーに対峙させて機械的にインターロックし、当該耐電圧テスト用スイッチのOFF操作によりアクチュエータを介して前記トリップクロスバーをラッチ釈放位置に駆動して遮断器をトリップさせ、同時にクロスバーをラッチ釈放位置に拘束保持とともに、前記スイッチ操作部が、プッシュ/捻り操作式のボタンと、該ボタンを案内する筒状の支持ガイドと、該支持ガイドに内蔵して前記ボタンをOFF位置に向けて押し上げ付勢する駆動ばねとからなり、前記ボタンは側方に突き出してアクチュエータに対峙させた突起部を有し、支持ガイドには前記突起部を嵌入してボタンをON/OFF方向に案内するスリット,および前記案内スリットの終端から周方向に変位したON位置にボタンを掛止保持する係合段部を切欠き形成し、かつ前記アクチュエータを直線動式としてその基部を耐電圧テスト用スイッチのユニットケース上にスライド可能に案内支持し、この支持位置でアクチュエータに前記ボタンの突起部を対峙,連繋させるようにする(請求項1)。
また、上記漏電遮断器において、前記アクチェータを回動レバーとしてその一端を耐電圧テスト用スイッチのユニットケース上に軸支し、この支持位置でアクチュエータに前記ボタンの突起部を対峙,連繋させるようにしてもよい(請求項)。
さらに、前記耐電圧テスト用スイッチを、遮断器の本体ケースに内装した零相変流器と該変流器を貫通したコ字形の主回路導体と本体ケースの側壁とで囲まれたスペースに内装配置し、かつ前記スイッチ操作部の操作端に位置を合わせて本体ケースの上部カバーに操作窓穴を開口する(請求項)。
上記構成の耐電圧テスト用スイッチによれば、次記の効果が得られる。
(1)耐電圧テスト用スイッチの操作部について、プッシュ/捻り操作式のタンをON/OFF位置でロックするようにしたことで確実なON/OFF操作,およびON/OFF位置の保持が行えるとともに、遮断器のケースカバーに開口した操作窓穴からボタンの頭が突き出しているか、引っ込んでいるかを目視することで耐電圧テスト用スイッチのON/OFF状態を一見して確認できる。
(2)また、このスイッチON/OFF操作に合わせて、スイッチ操作部のボタンの突起部に連繋したアクチュエータが遮断器開閉機構のトリップクロスバーを後退位置および動作位置に拘束保持するようにしたことにより、漏電遮断器の絶縁・耐電圧試験終了後は、耐電圧テスト用スイッチを手動でON位置に戻さない限りは、遮断器のハンドル操作で主回路接点をリセットすることができず、これにより耐電圧テスト用スイッチの入れ忘れが原因で漏電遮断器の使用再開後に地絡検出機能が働かなくなるといった事態を確実に防ぐことができる。
(3)さらに、遮断器の本体ケースに組み込んだ零相変流器の側面と本体ケースの側壁との間のスペースを活用してここにユニット化した耐電圧テスト用スイッチを収容配置することで、漏電遮断器と配線用回路遮断器と共用部品,および機能部品のレイアウトを変更せずに耐電圧テスト用スイッチを容易に追加装備することができる。
以下、本発明の実施の形態を図1〜図5に示す実施例に基づいて説明する。なお、図示実施例において、図6に対応する同一部材には同じ符号を付している。
まず、本発明による耐電圧テスト用スイッチを搭載装備した漏電遮断器の全体構成を図1に示す。図1において、12は下部ケース12aと上部カバー12bとの分割構造になる漏電遮断器の本体ケースであり、該本体ケース12には図6で述べた主回路接点の開閉機構3,操作ハンドル4,過電流引外し装置5,零相変流器6,漏電検出回路(プリント板)7,および詳細構造を後述する耐電圧テスト用スイッチ11などの機能部品のほか、U,V,Wの各相に対応する主回路導体1の接続端子13,消弧室14,および開閉機構3のラッチに連繋したトリップクロスバー15が図示のようなレイアウトで配備されている。また、前記の耐電圧テスト用スイッチ11は、零相変流器6の側方に位置して零相変流器を貫通する屈曲形状の主回路導体1(零相変流器の一次導体)と本体ケース11の外壁とで周囲が囲まれたスペース内に収納配備されている。
ここで、耐電圧テスト用スイッチ11は開閉接点機構を内蔵したスイッチ本体16と、手動操作でスイッチ本体16の開閉接点をON/OFFするスイッチ操作部17と、該操作部17に連繋して前記トリップクロスバー15にインターロックさせたアクチュエータ18との組立ユニット構造になり、先記のように漏電遮断器の絶縁・耐電圧試験に際して耐電圧テスト用スイッチ11を手動でOFF操作すると、これに連動してアクチュエータ18がトリップクロスバー15をラッチ釈放位置に駆動して漏電遮断器を強制的にトリップ動作させる。また、耐電圧テスト用スイッチ11のスイッチ操作部17に位置を合わせて遮断器本体ケース12の上部カバー12bには操作窓穴12cを開口し、外部から後記のようにドライバ(ネジ回し)を使って耐電圧テスト用スイッチ11をON/OFF操作するようにしている。
次に、前記耐電圧テスト用スイッチ11の詳細構造を図2〜図4で説明する。すなわち、耐電圧テスト用スイッチ11はユニットケース19に前記のスイッチ本体16,スイッチ操作部17,およびアクチュエータ18を設けたユニット構造になり、このユニットケース19を図1に示した遮断器本体ケース12の下部ケース12a内でコ字状に屈曲して零相変流器6を貫通する一次導体の間のスペースに上方から挿入して定位置に配置する。
ここで、スイッチ操作部17は、プッシュ/捻り操作式のボタン17aと、該ボタン17aを嵌入して上下方向に案内する筒状の支持ガイド17bと、図3の分解図で詳記するように支持ガイドに内蔵して前記ボタンをOFF位置に向けて押し上げ付勢する駆動ばね17cとの組立体からなり、前記ボタン17aの周面には支持ガイド17bの側方に突き出してアクチュエータに対峙させた突起部17dを有し、支持ガイド17bには前記突起部17dを嵌入してボタン17aをON/OFF位置の間に案内する上下方向のスリット17e,および前記案内スリット17eの下端から周方向に変位したON位置にボタンの突起部17dを掛止保持する係合段部17fが切欠き形成されている。なお、前記ボタン17aの頂部端面にはドライバ(ネジ回し)を差し込む溝が形成されている。
また、アクチュエータ18はスイッチ操作部17の側方に並べてユニットケース19の上面に配置し、その操作端部18aを遮断器のトリップクロスバー15(図1参照)に対峙させており、アクチュエータの基部18bをユニットケース19の上面側に形成したガイドレール溝19aに嵌入して動作方向に案内支持し、かつこの位置で基部18bから上方に延在する衝立状の操作板(当て板)18cをボタン17aの突起部17dに対峙して連繋させている。
また、スイッチ本体16は、図4で示すように左右の接続リード16aに下端を固定して起立対向する一対の板バネ製接触子片16bと、該接触子片16bの接点間に出入して接点をON/OFFするように配置した絶縁物の可動片16cとの組立体からなり、前記可動片16cが継手を介して前記スイッチ操作部17のボタン17aと回動自在に連結されている。なお、このスイッチ本体16の接点機構を覆って図2に示すユニットケース19の開放面にはボタン17aと一緒に上下移動する絶縁カバーを備えている。
上記の構成で、スイッチ操作部17のボタン17aを下方一杯に押し込んで反時計方向に捻ると、スイッチ本体16の可動片16cが下降して接触子片16bの開閉接点がONとなる(図4(a)参照)とともに、ボタン17aの突起部17dが支持ガイド17bに形成した係合段部17の下面に掛止されてこのON位置にロックされる。また、突起部17dはアクチュエータ18の操作板18cから後退してアクチュエータ18の拘束を解除する。一方、図2(a)のON位置で、ボタン17aを時計方向に捻って突起部17dを支持ガイド17bの係合段部17fから外すと、ボタン17aが駆動バネ17c(図3参照)のバネ力を受けて上昇移動し、この動きに従動してスイッチ本体16の可動片16cが上昇移動して左右の接触子片16bの間に割り込む(図4(b)参照)。これにより開閉接点が離脱してスイッチOFFとなる。また、ボタン17aの突起部17dがアクチュエータ18を動作方向に押し出し駆動すると同時に、突起部17dは支持ガイド17bのスリット17eに嵌入してアクチュエータ18を押し出し位置に拘束保持する。
次に、上記の構成の耐電圧テスト用スイッチ11を遮断器の本体ケース12に装備した漏電遮断器について、絶縁・耐電圧試験時における耐電圧テスト用スイッチ11の操作手順および動作機能について述べる。
すなわち、漏電遮断器の通常の使用状態では、耐電圧テスト用スイッチ11は操作部のボタン17aを押し込んで図2(a)のスイッチON状態に保持されており、アクチュエータ18は突起部17dの拘束を受けずに遮断器のトリップクロスバー15に対してフリーとなる。この状態で漏電遮断器がONであれば、図6で述べたように主回路の相間電圧が耐電圧テスト用スイッチ11を通じて漏電検出回路7に給電される。一方、漏電遮断器の絶縁・耐電圧試験実施に際して、図1に示した遮断器の上部カバー12bに開口した操作窓12cにドライバ(ネジ回し)を差し込んでボタン17aを時計方向に捻り、図2(b)の状態にすると、スイッチ本体16の接点がOFFとなって漏電検出回路7を遮断器の一次導体1から切り離すとともに、同時にボタン17aの突起部17dを介して動作方向に突き出したアクチュエータ18がトリップクロスバー15をラッチ釈放位置に駆動して遮断器をトリップ動作させるとともに、トリップクロスバー15をこの位置に拘束保持し、これで絶縁・耐電圧試験の準備態勢が整うことになる。
そして、絶縁・耐電圧試験の終了後に、耐電圧テスト用スイッチ11を手動でON位置に戻すと(図2(a)参照)、アクチュエータ18によるトリップクロスバー15の拘束が解除される。したがって、トリップ位置に停止している遮断器のハンドル4(図1参照)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2(図6参照)が閉極して漏電遮断器が通常の使用状態に復帰する。なお、この場合に、耐電圧テスト用スイッチ11をON位置に戻さない限りは、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部3がリセットされず、したがって主回路接点1を投入することができない。これにより、耐電圧テスト用スイッチ11の入れ忘れが原因で漏電遮断器の地絡検出,漏電保護機能が働かなくなるといったトラブルを回避できる。
次に、本発明の請求項に対応する応用実施例を図5(a),(b)で説明する。すなわち、図2に示した先記の実施例では、耐電圧テスト用スイッチ11に組み付けたアクチュエータ18を直線動式のスライダとしてユニットケース19の上部に形成したガイドレール溝19aに嵌入支持している。これに対して、図5の実施例ではアクチュエータ18を回動式レバーとして、その後部側がスイッチ操作部17の周域を迂回するようにU字状に湾曲形成した上で、支軸ピン18dを介してユニットケース19の上に軸支し、さらにレバーの中間部位には操作片18cの後方に並んでボタン17aの突起部17dに対峙する突起18eを備えている。
上記の構成で、耐電圧テスト用スイッチ11のON状態では、図5(a)で示すようにON位置に掛止ロックされているボタン17aの突起部17dが前記突起18eを押し戻してアクチュエータ18を後退位置に保持している(図2(a)と同じ状態)。
ここで、漏電遮断器の絶縁・耐電圧試験に際して、図2(b)で述べたと同様にボタン17aを時計方向に捻り操作して耐電圧テスト用スイッチ11をOFFにすると、突起部17dがアクチュエータ18を動作方向に突き出し駆動し、これによりアクチュエータ18は支軸ピン18dを支点に回動して先端の操作端がトリップクロスバー15(図1参照)をラッチ釈放位置に駆動して遮断器をトリップ動作させる。なお、試験終了後に行う耐電圧テスト用スイッチ11の復帰操作の手順は図2で述べた実施例と同様である。
本発明の実施例に対応する耐電圧テスト用スイッチ付き漏電遮断器の全体構造を表す斜視図 図1における耐電圧テスト用スイッチの構成図で、(a),(b)はそれぞれスイッチのON,OFF状態を表す外観斜視図 図2におけるスイッチ操作部およびアクチュエータの分解斜視図 図2におけるスイッチ本体の構造,動作を表す模式図で、(a),(b)はそれぞれスイッチのON,OFFの動作状態図 図2と異なる実施例の耐電圧テスト用スイッチの構成図で、(a),(b)はそれぞれスイッチのON,OFF状態を表す外観斜視図 耐電圧テスト用スイッチ付き漏電遮断器の回路図
符号の説明
1 主回路導体
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
6 零相変流器
7 漏電検出回路
8 トリップコイルユニット
11 耐電圧テスト用スイッチ
12 本体ケース
12b 上部カバー
12c 操作窓穴
15 トリップクロスバー
16 耐電圧テスト用スイッチのスイッチ本体
17 スイッチ操作部
17a ボタン
17b 支持ガイド
17c 駆動バネ
17d 突起部
17e スリット
17f 係合段部
18 アクチュエータ

Claims (3)

  1. 過電流および地絡保護機能を備えた漏電遮断器であって、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,および零相変流器と漏電検出回路を含む漏電引外し装置を内装し、かつ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装備し、遮断器の絶縁・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ものにおいて、
    前記耐電圧テスト用スイッチを、スイッチ本体と、スイッチ本体の接点をON/OFF操作するプッシュ/捻りロック式のスイッチ操作部と、該スイッチ操作部に連繋したアクチュエータとの組立ユニットで構成して遮断器の本体ケースに内装し、かつこの内装位置でアクチュエータの操作端を遮断器開閉機構のトリップクロスバーに対峙させて機械的にインターロックし、当該耐電圧テスト用スイッチのOFF操作によりアクチュエータを介して前記トリップクロスバーをラッチ釈放位置に駆動して遮断器をトリップさせ、同時にクロスバーをラッチ釈放位置に拘束保持するとともに、前記スイッチ操作部が、プッシュ/捻り操作式のボタンと、該ボタンを案内する筒状の支持ガイドと、該支持ガイドに内蔵して前記ボタンをOFF位置に向けて押し上げ付勢する駆動ばねとからなり、前記ボタンは側方に突き出してアクチュエータに対峙させた突起部を有し、支持ガイドには前記突起部を嵌入してボタンをON/OFF方向に案内するスリット,および前記案内スリットの終端から周方向に変位したON位置にボタンを掛止保持する係合段部を切欠き形成し、かつ前記アクチュエータを直線動式としてその基部を耐電圧テスト用スイッチのユニットケース上にスライド可能に案内支持し、この支持位置でアクチュエータに前記ボタンの突起部を対峙,連繋させたことを特徴とする漏電遮断器。
  2. 過電流および地絡保護機能を備えた漏電遮断器であって、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,および零相変流器と漏電検出回路を含む漏電引外し装置を内装し、かつ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装備し、遮断器の絶縁・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ものにおいて、
    前記耐電圧テスト用スイッチを、スイッチ本体と、スイッチ本体の接点をON/OFF操作するプッシュ/捻りロック式のスイッチ操作部と、該スイッチ操作部に連繋したアクチュエータとの組立ユニットで構成して遮断器の本体ケースに内装し、かつこの内装位置でアクチュエータの操作端を遮断器開閉機構のトリップクロスバーに対峙させて機械的にインターロックし、当該耐電圧テスト用スイッチのOFF操作によりアクチュエータを介して前記トリップクロスバーをラッチ釈放位置に駆動して遮断器をトリップさせ、同時にクロスバーをラッチ釈放位置に拘束保持するとともに、前記スイッチ操作部が、プッシュ/捻り操作式のボタンと、該ボタンを案内する筒状の支持ガイドと、該支持ガイドに内蔵して前記ボタンをOFF位置に向けて押し上げ付勢する駆動ばねとからなり、前記ボタンは側方に突き出してアクチュエータに対峙させた突起部を有し、支持ガイドには前記突起部を嵌入してボタンをON/OFF方向に案内するスリット,および前記案内スリットの終端から周方向に変位したON位置にボタンを掛止保持する係合段部を切欠き形成し、かつ前記アクチュエータを回動レバーとしてその一端を耐電圧テスト用スイッチのユニットケース上に軸支し、この支持位置でアクチュエータに前記ボタンの突起部を対峙,連繋させたことを特徴とする漏電遮断器。
  3. 請求項1又は2のいずれかに記載の漏電遮断器において、耐電圧テスト用スイッチを、遮断器の本体ケースに内装した零相変流器と該変流器を貫通したコ字形の主回路導体と本体ケースの側壁とで囲まれたスペースに内装配置し、かつ前記スイッチ操作部の操作端に位置を合わせて本体ケースの上部カバーに操作窓穴を開口したことを特徴とする漏電遮断器。
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