JP4895191B2 - 中性線欠相保護付き遮断器 - Google Patents

Description

本発明は、欠相検出リード線の未接続防止機能を備えた中性線欠相保護付き遮断器に関する。

従来から単相３線式電路において中性線が欠相した場合、負荷機器に異常電圧が印加して負荷機器を故障させてしまうため、これを検知して電路を遮断する中性線欠相保護付き遮断器がある。この中性線欠相保護付き遮断器は中性極と電圧極間の電圧を監視し、負荷側電路の中性線に欠相検出リード線を接続してこの欠相検出リード線の接続点と中性極の負荷側端子間に欠相が生じた際に中性極と電圧極間の電圧が異常電圧検出回路のトリップ電圧を超えることで、異常電圧検出回路が信号を出力してトリップコイルを励磁し、トリップコイルの励磁により引き外し機構を作動させて主電路を遮断するようになっている。しかしながら、欠相検出リード線の接続が不適切であったり、接続を忘れてしまうと欠相の検出ができないため、電圧線の一方と欠相検出リード線との間に抵抗を設け、欠相検出リード線が中性線に未接続の状態になると回路に電源を供給するために両電圧線に接続した電源線から抵抗を介して異常電圧検出回路にトリップ電圧を超える電圧が入力されるように構成し、欠相検出時と同様に異常電圧検出回路の出力によりトリップコイルを励磁させて引き外し機構を作動させ、主電路を遮断することにより欠相検出リード線の未接続を防止するものがあった（例えば、特許文献１参照。）。また、単相３線式電路において複数の分岐回路を有する場合には、この単相３線中性線欠相保護付き遮断器１台では分岐回路の全部は欠相保護できないため、各分岐回路の中性線と中性線欠相保護付き遮断器の欠相検出リード線間に単相３線中性線欠相検出点増設ユニットを接続することで単相３線中性線欠相保護付き遮断器１台でも回路全体を保護できるようにしていた（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００４−２３８５０号公報 特許第２６０３５２８号公報

しかしながら、単相３線中性線欠相検出点増設ユニットを使用して中性線の欠相保護を行う場合、単相３線中性線欠相検出点増設ユニットは各分岐回路の中性線と欠相検出リード線との間にダイオードを接続しているため、欠相検出リード線側から各分岐回路の中性線に向けて電流が流れず、その結果、欠相検出リード線を接続していても異常電圧検出回路のトリップ電圧を超える電圧が異常電圧検出回路に入力され、中性線欠相保護付き遮断器が遮断動作してしまうという問題があった。

本発明は、単相３線式電路の中性線に欠相検出リード線を接続し、中性線が欠相した場合に異常電圧検出回路にトリップ電圧を超える電圧が入力されると異常電圧検出回路の出力により遮断機構を作動させて電路を遮断する中性線欠相保護付き遮断器において、欠相検出リード線の接続点と一方の電圧極間の電圧を検出して異常電圧検出回路に反転して出力するＮＯＴ回路を備え、リード線が接続されてＮＯＴ回路が電圧を検出した場合は異常電圧検出回路へ電圧を出力せず、リード線が接続されていないことでＮＯＴ回路が電圧を検出しない場合は異常電圧検出回路へトリップ電圧を超える電圧を出力するようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、単相３線中性線欠相検出点増設ユニットを使用した場合でも誤動作することなく確実に欠相検出リード線の未接続を防止することができるという効果がある。

単相３線中性線欠相保護付き遮断器は、欠相検出リード線の中性線接続点と一方の電圧極間の電圧を検出して異常電圧検出回路に反転して出力するＮＯＴ回路を備え、欠相検出リード線が中性線に接続されてＮＯＴ回路が電圧を検出した場合は異常電圧検出回路へ電圧を出力しないようにして異常電圧検出回路を動作させず、欠相検出リード線が中性線に接続されずにＮＯＴ回路が電圧を検出しない場合は異常電圧検出回路へトリップ電圧を超える電圧を出力するようにして異常電圧検出回路を動作させ、異常電圧検出回路から遮断信号を出力してスイッチング素子をオンし、トリップコイルを励磁させて引き外し機構を作動させて電路を遮断することで欠相検出リード線の未接続を防止する。

本発明に係る単相３線中性線欠相保護付き遮断器の実施例１を図１の添付図面に基づいて説明する。

単相３線中性線欠相保護付き遮断器１は、２本の電圧線Ｌ１、Ｌ２と１本の中性線Ｎから成る単相３線式電路に用いられ、遮断器ケース２から引き出されて負荷側電路の中性線Ｎに接続される欠相検出リード線３と、入力された電圧が予め設定されたトリップ電圧を超えると遮断信号を出力する異常電圧検出回路４と、欠相検出リード線３の接続点ａと電圧極Ｌ１，Ｌ２間の電圧を検出して異常電圧検出回路４に反転して出力するＮＯＴ回路５と、異常電圧検出回路４から出力された遮断信号によりオンするスイッチング素子６と、スイッチング素子６のオンにより励磁するトリップコイル７と、トリップコイル７の励磁により作動して電路を遮断する引き外し機構８とを備えて成っている。

ＮＯＴ回路５は、中性極Ｎと一方の電圧極Ｌ２間の電圧を分圧する第１抵抗Ｒ１及び第２抵抗Ｒ２と、第１抵抗Ｒ１及び第２抵抗Ｒ２の接続点ｂにベースを接続したＮＰＮ型の第１トランジスタＴｒ１と、第１トランジスタＴｒ１のコレクタにベースを接続したＮＰＮ型の第２トランジスタＴｒ２と、第２トランジスタＴｒ２のコレクタにベースを接続したＰＮＰ型の第３トランジスタＴｒ３と、第３トランジスタＴｒ３のコレクタに接続されて両電圧極間の電圧を分圧する第３抵抗Ｒ３及び第４抵抗Ｒ４と、第３抵抗Ｒ３及び第４抵抗Ｒ４の接続点ｃにアノードを接続して異常電圧検出回路４の欠相検出端子４ａにカソードを接続したダイオードＤとで構成している。

単相３線中性線欠相保護付き遮断器１の動作について説明する。欠相検出リード線３が中性線Ｎに未接続の場合、中性極Ｎと電圧極Ｌ２間の電圧がないのでＮＯＴ回路５の第１トランジスタＴｒ１のベース−エミッタ間に電圧が生じず、第１トランジスタＴｒ１はオフする。これにより、第２トランジスタＴｒ２のベース−エミッタ間に電圧が生じて第２トランジスタＴｒ２がオンし、第２トランジスタＴｒ２のオンにより第３トランジスタＴｒ３のエミッタ−ベース間に電圧が生じて第３トランジスタＴｒ３がオンする。また、第３トランジスタＴｒ３のオンにより単相３線式電路の両電圧極Ｌ１，Ｌ２間の電圧が第３抵抗Ｒ３及び第４抵抗Ｒ４で分圧され、ダイオードＤを介して欠相検出端子４ａに出力される。第３抵抗Ｒ３と第４抵抗Ｒ４で分圧された電圧は異常電圧検出回路４のトリップ電圧を超えるように設定されており、このＮＯＴ回路５から欠相検出端子４ａにトリップ電圧を超える電圧が入力されると異常電圧検出回路４はスイッチング素子６であるサイリスタ６に遮断信号を出力してオンし、サイリスタ６のオンによりトリップコイル７が通電して励磁し、トリップコイル７の励磁により引き外し機構８が作動して単相３線式電路を遮断するようになっている。

また、欠相検出リード線３が中性線Ｎに接続されている場合は、中性極Ｎと電圧極Ｌ２間に電圧が生じるので第１抵抗Ｒ１及び第２抵抗Ｒ２で分圧された電圧が第１トランジスタＴｒ１のベース−エミッタ間に生じて第１トランジスタＴｒ１がオンする。これにより、第２トランジスタＴｒ２のベース−エミッタ間には電圧が生じなくなり、第２トランジスタＴｒ２はオフし、更に第２トランジスタＴｒ２のオフにより第３トランジスタＴｒ３のエミッタ−ベース間に電圧が生じなくなり、第３トランジスタＴｒ３がオフする。従って、ダイオードＤを介して異常電圧検出回路４の欠相検出端子４ａに電圧が出力されず、異常電圧検出回路４が動作しないので単相３線式電路は遮断されない。

以上のように単相３線中性線欠相保護付き遮断器１は欠相検出リード線３の接続点ａと電圧極Ｌ２間の電圧を検出し、欠相検出リード線３が中性線Ｎに未接続の場合に遮断動作して欠相検出リード線３の未接続を防止するようになっているので単相３線中性線欠相検出点増設ユニットを介して欠相検出リード線３を中性線Ｎに接続した場合に誤動作する問題が解消され、確実に欠相検出リード線３の未接続を防止することができるようになる。

尚、本実施例においてＮＯＴ回路５は複数のトランジスタＴｒや抵抗Ｒなどを使用して構成しているが、同様の機能を果たせば回路について限定はなく本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜に変更して実施することも可能である。

本発明に係る単相３線中性線欠相保護付き遮断器を示す回路図である。

符号の説明

１ 単相３線中性線欠相保護付き遮断器
３ 欠相検出リード線
４ 異常電圧検出回路
５ ＮＯＴ回路
Ｌ１，Ｌ２ 電圧線
Ｎ 中性線

Claims (1)

1. 単相３線式電路の中性線に欠相検出リード線を接続し、前記中性線が欠相した場合に異常電圧検出回路にトリップ電圧を超える電圧が入力されると前記異常電圧検出回路の出力により遮断機構を作動させて電路を遮断する中性線欠相保護付き遮断器において、前記欠相検出リード線の接続点と一方の電圧極間の電圧を検出して異常電圧検出回路に反転して出力するＮＯＴ回路を備え、前記リード線が接続されて該ＮＯＴ回路が電圧を検出した場合は異常電圧検出回路へ電圧を出力せず、前記リード線が接続されていないことで前記ＮＯＴ回路が電圧を検出しない場合は異常電圧検出回路へトリップ電圧を超える電圧を出力するようにしたことを特徴とする単相３線中性線欠相保護付き遮断器。

Images