JP6221844B2 - Earth leakage breaker - Google Patents

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Description

この発明は、電路の漏洩電流が所定値以上になったとき、この電路を開放する漏電遮断器に関し、特に漏電遮断器の動作電源に関するものである。   The present invention relates to an earth leakage circuit breaker that opens an electric circuit when a leakage current of the circuit becomes a predetermined value or more, and more particularly to an operation power source of the earth leakage circuit breaker.

現在、流通している漏電遮断器のほとんどは、この漏電遮断器に内蔵された、例えば、集積回路で構成された漏電検出回路により、零相変流器で検出された信号のレベル判定を行い、信号のレベルが所定値を超えれば、漏電検出回路からの出力によりサイリスタをターンオンし、内蔵された電磁石装置を駆動して漏電遮断器を遮断させ、電路を開放している。然るに、これら漏電検出回路、および電磁石装置の動作には、電力が必要であり、この電力は、漏電遮断器の内部、例えば、電路の線間電圧のＡＣ４００Ｖから採り、所定の電圧、例えば、ＤＣ１２Ｖに変換し、供給されている。このとき、３極の漏電遮断器では、３極（便宜上、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相とする。すなわち、Ｓ相が中極に相当する。）のうち、外側２極、すなわち、Ｒ−Ｔ相間から採るのが一般的である。しかし、このことが、３極の漏電遮断器を単相電路に使用する場合、接続をＲ−Ｔ相間に限定する制約条件の理由となっている。   Most of the earth leakage breakers currently in circulation perform the level determination of the signal detected by the zero-phase current transformer by using the earth leakage detection circuit built in this earth leakage breaker, for example, an integrated circuit. If the signal level exceeds a predetermined value, the thyristor is turned on by the output from the leakage detection circuit, the built-in electromagnet device is driven to break the leakage breaker, and the electric circuit is opened. However, power is required for the operation of the leakage detection circuit and the electromagnet device, and this power is taken from the inside of the leakage breaker, for example, AC400V of the line voltage of the electric circuit, and a predetermined voltage, for example, DC12V. Is converted and supplied. At this time, in the three-pole earth leakage breaker, the outer two poles among the three poles (for convenience, the R phase, the S phase, and the T phase, that is, the S phase corresponds to the middle pole), that is, R− Generally, it is taken from the T phase. However, this is the reason for the restriction that limits the connection between the R and T phases when a three-pole earth leakage breaker is used for a single-phase circuit.

ところで、この漏電遮断器に限らず、配電機器の国際化、いわゆるグローバル・スタンダード化が言われて久しい。具体的には、ＩＥＣ（国際規格）６０９４７−２ ＡｎｎｅｘＢに準拠した漏電遮断器が求められているが、ＪＩＳ（日本工業規格） Ｃ ８２０１−２−２ Ａｎｎｅｘ２（すなわち、日本独自の規格）との違いの一つに、三相電路のある一相が欠相したとしても、漏電機能は正常に動作しなければならない、ということが挙げられている。したがって、前述したように、Ｒ−Ｔ相間から電圧を採っている場合、Ｓ相の欠相では問題ないが、Ｒ相、もしくはＴ相が欠相したときは、直ちに漏電機能を喪失してしまう。
この漏電機能の喪失を防ぐために、動作電力を、三相電源取り、すなわち、三相電路の各相から採ったのち、整流回路にて整流し、所定の電圧に降下させて得ることが知られている。この方式によれば、ある一相が欠相したとしても、残る二相で動作電力を生成することができるので、漏電機能は正常に動作し続ける。また、単相電路に使用する場合、必ずしもＳ相を空ける必要がない、つまり、Ｒ−Ｓ相間、あるいはＳ−Ｔ相間にも接続することが可能という、波及効果もある（例えば、特許文献１参照）。 By the way, not only this earth leakage breaker but also internationalization of power distribution equipment, so-called global standardization has been said for a long time. Specifically, an earth leakage circuit breaker compliant with IEC (international standard) 60947-2 Annex B is required, but with JIS (Japanese Industrial Standard) C 821-2-2 Annex 2 (that is, Japanese original standard) One of the differences is that even if one phase of a three-phase circuit is lost, the leakage function must operate normally. Therefore, as described above, when the voltage is taken between the R and T phases, there is no problem with the S phase missing, but when the R or T phase is missing, the leakage function is immediately lost. .
In order to prevent the loss of this leakage function, it is known that the operating power is obtained from a three-phase power supply, that is, taken from each phase of the three-phase circuit, rectified by a rectifier circuit, and dropped to a predetermined voltage. ing. According to this method, even if a certain phase is lost, it is possible to generate operating power in the remaining two phases, so that the leakage function continues to operate normally. Further, when used in a single-phase circuit, there is a ripple effect that it is not always necessary to open the S phase, that is, it is possible to connect between the RS phase or the ST phase (for example, Patent Document 1). reference).

特開２００９−５９６０７号公報 図１JP 2009-59607 A FIG.

従来の漏電遮断器では、前述した漏電検出回路からの出力によりサイリスタをターンオンさせ、電磁石装置を駆動することで、漏電遮断器を遮断させることは周知の通りであるが、このとき漏電検出回路の出力は、駆動電流が大きいサイリスタを駆動する必要がある。したがって漏電検出回路の発熱が増えることや、電源回路に使用しているコンデンサの容量を大きくするなどの対応が必要となる。また、電磁石装置に安価な電磁コイルを使用した場合、サイリスタは面実装タイプではなくリードタイプの部品となるため、リードタイプのサイリスタを使用することで基板も大きくする必要があった。   In the conventional earth leakage breaker, it is well known that the earth leakage breaker is interrupted by turning on the thyristor according to the output from the earth leakage detection circuit described above and driving the electromagnet device. The output needs to drive a thyristor with a large drive current. Accordingly, it is necessary to take measures such as increasing the heat generation of the leakage detection circuit and increasing the capacity of the capacitor used in the power supply circuit. In addition, when an inexpensive electromagnetic coil is used in the electromagnet device, the thyristor becomes a lead-type component rather than a surface-mount type, so that the substrate must be enlarged by using the lead-type thyristor.

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、漏電検出回路に駆動電流が少なく発熱の小さい部品の適用を可能にすることにより、小形化を図ることができる漏電遮断器を得るものである。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and a leakage breaker that can be reduced in size by enabling application of a component that has a small drive current and a small amount of heat to the leakage detection circuit. Is what you get.

この発明に係る漏電遮断器は、交流電路を開閉する開閉接点と、交流電路の零相電流を検出する零相変流器と、この零相変流器に接続され、零相変流器の検出信号に基づいて漏電を検出する漏電検出回路と、この漏電検出回路により駆動される引き外し装置と、引き外し装置に接続されるツェナーダイオードと、交流電路の各相にそれぞれ接続され、抵抗およびコンデンサが直列接続された直列体と、この直列体の後段に接続され、漏電検出回路に電力を供給する第１の整流回路と、交流電路に接続された第２の整流回路と、この第２の整流回路の後段に接続され、漏電検出回路に駆動されることにより引き外し装置の引き外しコイルを励磁するスイッチング素子と、を備えた漏電遮断器において、スイッチング素子は自己消弧型スイッチング素子であり、第１の整流回路の負極側と第２の整流回路の負極側とは引き外しコイルの一端に接続され、第１の整流回路の正極側は、ツェナーダイオードの一端と漏電検出回路の電源端子に接続され、第２の整流回路の正極側は、スイッチング素子の一端に接続され、引き外しコイルの他端は、スイッチング素子の他端とツェナーダイオードの他端に接続されたものである。
An earth leakage circuit breaker according to the present invention includes an open / close contact that opens and closes an AC circuit, a zero-phase current transformer that detects a zero-phase current in the AC circuit, and the zero-phase current transformer. A leakage detection circuit for detecting a leakage based on the detection signal, a tripping device driven by the leakage detection circuit, a Zener diode connected to the tripping device, and each phase of the AC circuit, a resistor and A series body in which capacitors are connected in series, a first rectifier circuit connected to a subsequent stage of the series body and supplying power to the leakage detection circuit, a second rectifier circuit connected to the AC circuit, and the second And a switching element that excites the tripping coil of the tripping device by being driven by the leakage detection circuit, and the switching element is a self-extinguishing switch Ri Oh the element, and the negative electrode side of the first rectifier circuit and the negative electrode side of the second rectifier circuit is connected to one end of the tripping coil, the positive electrode side of the first rectifier circuit, one end of the Zener diode and the leakage detection Connected to the power supply terminal of the circuit, the positive side of the second rectifier circuit is connected to one end of the switching element, and the other end of the trip coil is connected to the other end of the switching element and the other end of the Zener diode It is.

本発明によれば、小形で発熱量の少ない部品が使用可能で、高調波回路および逆接続回路にも対応が可能な三相電源取り漏電遮断器を得ることができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a three-phase power supply leakage breaker that can use a small-sized component that generates a small amount of heat and that can be used for a harmonic circuit and a reverse connection circuit.

この発明の実施の形態１における３極の漏電遮断器を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the 3 pole earth-leakage circuit breaker in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態２における３極の漏電遮断器を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the 3-pole earth-leakage circuit breaker in Embodiment 2 of this invention.

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１における３極の漏電遮断器を示す回路図である。
図１において、漏電遮断器１０１は、交流電路１を開閉する開閉接点２と、交流電路１の中に挿入され、交流電路１の零相電流を検出する零相変流器３と、この零相変流器３に接続され、その検出信号に基づいて漏電を検出する漏電検出回路４と、この漏電検出回路４の出力信号により駆動される引き外し装置６と、漏電検出回路４に駆動されることにより引き外し装置６の引き外しコイル６ａを励磁する自己消弧型スイッチング素子５と、漏電検出回路４と引き外し装置６の両方に電力を供給する電源回路７と、を有している。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a circuit diagram showing a three-pole earth leakage breaker according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 1, a leakage breaker 101 includes an open / close contact 2 that opens and closes an AC circuit 1, a zero-phase current transformer 3 that is inserted into the AC circuit 1 and detects a zero-phase current in the AC circuit 1, and the zero An electric leakage detection circuit 4 connected to the phase current transformer 3 and detecting electric leakage based on the detection signal, a tripping device 6 driven by an output signal of the electric leakage detection circuit 4, and an electric leakage detection circuit 4 A self-extinguishing switching element 5 that excites the tripping coil 6 a of the tripping device 6, and a power supply circuit 7 that supplies power to both the leakage detection circuit 4 and the tripping device 6. .

また、引き外し装置６は、自己消弧型スイッチング素子５の導通により励磁される引き外しコイル６ａと、この引き外しコイル６ａが励磁された時に開閉接点２を開離する引き外し機構６ｂと、を有している。
電源回路７は、交流電路１から入力される交流電圧を所定の直流電圧、例えば、ＤＣ１２Ｖに変換して引き外しコイル６ａに励磁電流を供給すると共に漏電検出回路４へ電力を供給する。
なお、自己消弧型スイッチング素子５には、漏電検出回路４からの出力電流を抑えるべく電圧制御ゲートを持つＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ等が用いられる。 The tripping device 6 includes a tripping coil 6a that is excited by conduction of the self-extinguishing type switching element 5, a tripping mechanism 6b that opens the switching contact 2 when the tripping coil 6a is excited, have.
The power supply circuit 7 converts an AC voltage input from the AC circuit 1 into a predetermined DC voltage, for example, DC 12 V, supplies an excitation current to the tripping coil 6 a and supplies power to the leakage detection circuit 4.
For the self-extinguishing type switching element 5, a MOSFET, IGBT or the like having a voltage control gate is used in order to suppress the output current from the leakage detection circuit 4.

以下、電源回路７の詳細について説明する。電源回路７は、交流電路１の各相にそれぞれ接続され、電流を制限する電流制限抵抗７１ａおよびこの電流制限抵抗７１ａに直列に接続されたコンデンサ７１ｂからなる直列体であるコンデンサドロップ電源回路７１と、このコンデンサドロップ電源回路７１の後段に接続され、フルダイオードブリッジからなる第１の整流回路７２と、この第１の整流回路７２の出力の正極側にカソードが接続され、第１の整流回路７２の出力電圧を降圧するためのツェナーダイオード７３と、このツェナーダイオード７３の両端に並列に接続される平滑用のコンデンサ７４と、を有している。   Details of the power supply circuit 7 will be described below. The power supply circuit 7 is connected to each phase of the AC circuit 1, and includes a capacitor drop power supply circuit 71 which is a series body including a current limiting resistor 71a for limiting current and a capacitor 71b connected in series to the current limiting resistor 71a. The first rectifier circuit 72 connected to the subsequent stage of the capacitor drop power supply circuit 71 and formed of a full diode bridge, and the cathode is connected to the positive electrode side of the output of the first rectifier circuit 72. And a smoothing capacitor 74 connected in parallel to both ends of the Zener diode 73.

また、ツェナーダイオード７３のアノードは、引き外しコイル６ａの一端が接続され、第１の整流回路７２の出力の負極側は、引き外しコイル６ａの他端が接続されている。
さらに、電源回路７は、交流電路１に接続され、引き外しコイル６ａを駆動するための電源を生成する第２の整流回路７５を有している。この第２の整流回路７５は、交流電路１における３相のうちいずれか２相を全波整流したものである。 The anode of the Zener diode 73 is connected to one end of the trip coil 6a, and the other end of the trip coil 6a is connected to the negative side of the output of the first rectifier circuit 72.
Furthermore, the power supply circuit 7 includes a second rectifier circuit 75 that is connected to the AC electric circuit 1 and generates a power supply for driving the tripping coil 6a. The second rectifier circuit 75 is obtained by full-wave rectifying any two of the three phases in the AC circuit 1.

さらに詳細に説明すると、第２の整流回路７５は、アノードが交流電路１のＲ相に接続され、カソードが自己消弧型スイッチング素子５のドレインに接続されたダイオード７５ａと、アノードが交流電路１のＳ相に接続され、カソードがダイオード７５ａのカソードに接続されたダイオード７５ｂと、カソードが交流電路１のＴ相に接続され、アノードが第１の整流回路７２の出力の負極側に接続されたダイオード７５ｃと、カソードが交流電路１のＳ相に接続され、アノードがダイオード７５ｃのアノードに接続されたダイオード７５ｄと、を備えている。   More specifically, the second rectifier circuit 75 has a diode 75a whose anode is connected to the R phase of the AC circuit 1, the cathode is connected to the drain of the self-extinguishing switching element 5, and the anode is the AC circuit 1. The diode 75b has a cathode connected to the cathode of the diode 75a, a cathode connected to the T phase of the AC circuit 1, and an anode connected to the negative side of the output of the first rectifier circuit 72. A diode 75c; and a diode 75d having a cathode connected to the S phase of the AC circuit 1 and an anode connected to the anode of the diode 75c.

第１の整流回路７２の出力の正極側には漏電検出回路４の電源端子４ａが接続され、引き外しコイル６ａの一端およびツェナーダイオード７３のアノードの接続点には、漏電検出回路４のグランド４ｂが接続される。漏電検出回路４の出力ポート４ｃには、抵抗８を介して自己消弧型スイッチング素子５のゲートに接続されている。自己消弧型スイッチング素子５のソースは、引き外しコイル６ａの一端およびツェナーダイオード７３のアノードの接続点に接続される。   The power supply terminal 4a of the leakage detection circuit 4 is connected to the positive side of the output of the first rectifier circuit 72, and the ground 4b of the leakage detection circuit 4 is connected to the connection point of one end of the tripping coil 6a and the anode of the Zener diode 73. Is connected. The output port 4 c of the leakage detecting circuit 4 is connected to the gate of the self-extinguishing switching element 5 through the resistor 8. The source of the self-extinguishing switching element 5 is connected to a connection point between one end of the tripping coil 6 a and the anode of the Zener diode 73.

また、自己消弧型スイッチング素子５のゲートとソース間には抵抗９が接続され、抵抗８と抵抗９とで分圧抵抗を構成し、自己消弧型スイッチング素子５のゲートに印加される電圧を調整している。さらに、自己消弧型スイッチング素子５のゲートとソース間には、ノイズによる誤動作防止用のコンデンサ１０も接続されている。
なお、請求の範囲で述べている「スイッチング素子の一端」とは、上述した自己消弧型スイッチング素子５のドレインのことであり、同じく請求の範囲で述べている「スイッチング素子の他端」とは、上述した自己消弧型スイッチング素子５のソースのことである。 In addition, a resistor 9 is connected between the gate and source of the self-extinguishing switching element 5, and the voltage applied to the gate of the self-extinguishing switching element 5 is configured by the resistor 8 and the resistor 9. Is adjusted. Further, a capacitor 10 for preventing malfunction due to noise is connected between the gate and the source of the self-extinguishing switching element 5.
The “one end of the switching element” described in the claims refers to the drain of the self-extinguishing switching element 5 described above, and “the other end of the switching element” described in the claims. Is the source of the self-extinguishing switching element 5 described above.

次に電源回路７の動作について説明する。
通常状態においては、交流電路１のＲ、Ｓ、Ｔ相（図１紙面上、左からＲ、Ｓ、Ｔ相とする）からＡＣ１００Ｖ〜４００Ｖ程度の交流電圧が供給されると、コンデンサドロップ電源回路７１を構成する電流制限抵抗７１ａおよびコンデンサ７１ｂからなる直列体に交流電流が流れ、第１の整流回路７２で直流電力に変換される。第１の整流回路７２から出力された直流電力は、第１の整流回路７２の後段に接続されたツェナーダイオード７３及びコンデンサ７４により所定の直流電圧、例えば、ＤＣ１２Ｖに降圧されるとともに平滑化されて漏電検出回路４に供給される。 Next, the operation of the power supply circuit 7 will be described.
In a normal state, when an AC voltage of about AC 100 V to 400 V is supplied from the R, S, and T phases of the AC circuit 1 (referred to as R, S, and T phases from the left in FIG. 1), a capacitor drop power supply circuit An alternating current flows through a series body composed of a current limiting resistor 71 a and a capacitor 71 b constituting 71, and is converted into DC power by the first rectifier circuit 72. The DC power output from the first rectifier circuit 72 is stepped down to a predetermined DC voltage, for example, DC12V, and smoothed by a Zener diode 73 and a capacitor 74 connected to the subsequent stage of the first rectifier circuit 72. This is supplied to the leakage detection circuit 4.

次に、漏電検出回路４のグランド４ｂと第１の整流回路７２の負極側との間に引き外しコイル６ａを接続する目的について説明する。
電源回路７は発熱のないコンデンサドロップ電源回路７１を採用するため、交流電路１から流入する高い周波数分のサージ電流は、コンデンサドロップ電源回路７１のインピーダンスである１／２πｆＣの周波数ｆが大きくなることにより低インピーダンス化するため、電圧降下させることができない。ここで、Ｃはコンデンサ７１ｂの容量、ｆは、交流電路１から流入するサージ電流の周波数である。 Next, the purpose of connecting the tripping coil 6a between the ground 4b of the leakage detection circuit 4 and the negative side of the first rectifier circuit 72 will be described.
Since the power supply circuit 7 employs the capacitor drop power supply circuit 71 that does not generate heat, the surge current corresponding to the high frequency flowing from the AC circuit 1 has a frequency f of 1 / 2πfC that is the impedance of the capacitor drop power supply circuit 71. Therefore, the voltage cannot be lowered. Here, C is the capacity of the capacitor 71 b, and f is the frequency of the surge current flowing from the AC circuit 1.

そのため、漏電検出回路４内の検出回路および定電圧回路などを過負荷にさらす問題がある。これを解決するために、引き外しコイル６ａのリアクタンス分である２πｆＬを利用し交流電路１から流入するサージ電流を抑制するものである。これにより、漏電検出回路４内の検出回路および定電圧回路などが過負荷にならないように保護している。ここで、Ｌは引き外しコイル６ａのインダクタンスである。   Therefore, there is a problem of exposing the detection circuit and the constant voltage circuit in the leakage detection circuit 4 to an overload. In order to solve this, the surge current flowing from the AC circuit 1 is suppressed by using 2πfL which is the reactance of the tripping coil 6a. Thereby, the detection circuit and the constant voltage circuit in the leakage detection circuit 4 are protected from being overloaded. Here, L is the inductance of the tripping coil 6a.

その一方で、引き外し装置６を駆動するためには、電源電圧を他で電圧降下させず、そのまま引き外しコイル６ａに印加しなければならない。そのため、第２の整流回路７５は、コンデンサドロップ電源回路７１より交流電路１側からＲ、Ｓ相２本にそれぞれダイオード７５ａ、７５ｂのアノード側を接続し、自己消弧型スイッチング素子５のドレインにダイオード７５ａ、７５ｂのカソード側を接続する。   On the other hand, in order to drive the tripping device 6, the power supply voltage must be applied to the tripping coil 6a as it is without causing a voltage drop elsewhere. Therefore, the second rectifier circuit 75 connects the anode side of the diodes 75a and 75b to the R and S phases from the AC drop circuit 1 side from the capacitor drop power supply circuit 71, respectively, to the drain of the self-extinguishing switching element 5. The cathodes of the diodes 75a and 75b are connected.

また、引き外しコイル６ａの一端には、ダイオード７５ｃ、７５ｄのアノード側を接続し、ダイオード７５ｃ、７５ｄのカソード側は、コンデンサドロップ電源回路７１より交流電路１側のＳ、Ｔ相の２本にそれぞれ接続される。これにより、交流電路１の３相のうちいずれか２相を全波整流した半波整流回路を構成し自己消弧型スイッチング素子５がＯＮしたときには、コンデンサドロップ電源回路７１をバイパスする回路構成としている。   Further, the anode side of the diodes 75c and 75d is connected to one end of the tripping coil 6a, and the cathode side of the diodes 75c and 75d is connected to the S and T phases on the AC circuit 1 side from the capacitor drop power circuit 71. Each is connected. As a result, a circuit configuration that bypasses the capacitor drop power supply circuit 71 when a half-wave rectifier circuit that full-wave rectifies any two phases of the three phases of the AC circuit 1 and the self-extinguishing switching element 5 is turned on. Yes.

次に漏電遮断器１０１の動作について説明する。
交流電路１の電力線は、開閉接点２の負荷側（図１の紙面上下側）に配設された零相変流器３に挿通されており、この零相変流器３からは、交流電路１を流れる電流のバランスが崩れたとき、すなわち、交流電路１から大地に対し漏洩電流が発生した場合、そのレベルに比例した信号が出力される。 Next, the operation of earth leakage circuit breaker 101 will be described.
The power line of the AC circuit 1 is inserted into a zero-phase current transformer 3 disposed on the load side (upper and lower sides in FIG. 1) of the switching contact 2, and the zero-phase current transformer 3 has an AC circuit. When the balance of the current flowing through 1 is lost, that is, when a leakage current is generated from the AC circuit 1 to the ground, a signal proportional to the level is output.

零相変流器３からの信号は、漏電検出回路４に図示しない電圧変換回路を経て送られる。この漏電検出回路４では、送られてきた信号のピーク電圧値、あるいは信号の幅を判別し、それらが、所定のレベルを超えたと判断したとき、自己消弧型スイッチング素子５のゲートへ信号を出力することで、この自己消弧型スイッチング素子５のドレイン−ソース間が導通する。この導通により、引き外しコイル６ａが励磁され、引き外し機構６ｂを駆動することで、開閉接点２を開放し、漏洩電流による火災、あるいは人身事故を未然に防いでいる。   The signal from the zero-phase current transformer 3 is sent to the leakage detection circuit 4 via a voltage conversion circuit (not shown). In this leakage detection circuit 4, the peak voltage value of the transmitted signal or the width of the signal is determined, and when it is determined that they exceed a predetermined level, a signal is sent to the gate of the self-extinguishing switching element 5. By outputting, the drain-source of the self-extinguishing type switching element 5 becomes conductive. By this conduction, the tripping coil 6a is excited and the tripping mechanism 6b is driven to open the switching contact 2, thereby preventing a fire or personal injury due to leakage current.

なお、漏電検出回路４は集積回路で構成される点、およびこの漏電検出回路４からの自己消弧型スイッチング素子５のゲート信号の供給は、漏電遮断器１０１の電源側と負荷側が正しく接続された正接続、あるいは、漏電遮断器１０１の電源側と負荷側が逆に接続された逆接続の如何に拘わらず、漏洩電流の消滅とともにリセットされ、自己消弧型スイッチング素子５のドレイン−ソース間は非導通となる。そして、自己消弧型スイッチング素子５のドレイン−ソース間が非導通となることで、引き外しコイル６ａの励磁は停止される。   The leakage detection circuit 4 is constituted by an integrated circuit, and the supply of the gate signal of the self-extinguishing type switching element 5 from the leakage detection circuit 4 is such that the power supply side and the load side of the leakage breaker 101 are correctly connected. Regardless of the normal connection or the reverse connection in which the power supply side and the load side of the earth leakage breaker 101 are connected in reverse, the leakage current disappears and resets, and the drain-source between the self-extinguishing switching element 5 is Non-conducting. The excitation of the tripping coil 6a is stopped by the non-conduction between the drain and source of the self-extinguishing type switching element 5.

また、自己消弧型スイッチング素子５のドレイン−ソース間が非導通となった際に引き外しコイル６ａの両端間にはサージ電圧が発生する。このため、一般的には、引き外しコイル６ａの両端にフライホイールダイオードを並列接続するが、本実施の形態では、引き外しコイル６ａ→第１の整流回路７２を構成するダイオード→ツェナーダイオード７３→引き外しコイル６ａの回路が、フライホイールダイオードの役割を果たすので、フライホイールダイオードを設ける必要がない。   Further, when the drain-source of the self-extinguishing switching element 5 becomes non-conductive, a surge voltage is generated between both ends of the tripping coil 6a. Therefore, in general, a flywheel diode is connected in parallel to both ends of the tripping coil 6a. However, in this embodiment, the tripping coil 6a → the diode constituting the first rectifier circuit 72 → the Zener diode 73 → Since the circuit of the tripping coil 6a functions as a flywheel diode, it is not necessary to provide a flywheel diode.

本実施の形態によれば、交流電路１の各相にそれぞれ接続され、抵抗７１ａおよびコンデンサ７１ｂが直列接続されたコンデンサドロップ電源回路７１と、このコンデンサドロップ電源回路７１の後段に接続された第1の整流回路７２と、交流電路１に接続された第２の整流回路７５と、この第２の整流回路７５の後段に接続され、引き外し装置６の引き外しコイル６ａを励磁する自己消弧型スイッチング素子５と、を備え、自己消弧型スイッチング素子５の一端が、第２の整流回路７５の正極側に接続され、第２の整流回路７５の負極側と自己消弧型スイッチング素子５の他端との間に引き外しコイル６ａが接続されているので、漏電検出回路４が自己消弧型スイッチング素子５を駆動する電流が低減され、漏電遮断器１０１における電源回路７の発熱を抑えることができる。さらに、漏電遮断器１０１における電源回路７の発熱を抑えられるので小形で安価な漏電遮断器を得ることができる。   According to the present embodiment, the capacitor drop power supply circuit 71 is connected to each phase of the AC circuit 1, and the resistor 71a and the capacitor 71b are connected in series, and the first connected to the subsequent stage of the capacitor drop power supply circuit 71. Rectifier circuit 72, a second rectifier circuit 75 connected to the AC circuit 1, and a self-extinguishing type connected to a subsequent stage of the second rectifier circuit 75 and exciting the tripping coil 6 a of the tripping device 6. A switching element 5, one end of the self-extinguishing type switching element 5 is connected to the positive side of the second rectifying circuit 75, and the negative side of the second rectifying circuit 75 and the self-extinguishing type switching element 5 Since the tripping coil 6a is connected to the other end, the current for the leakage detection circuit 4 to drive the self-extinguishing type switching element 5 is reduced, and the power supply circuit in the leakage breaker 101 is reduced. Heat generation in the path 7 can be suppressed. Furthermore, since the heat generation of the power supply circuit 7 in the earth leakage breaker 101 can be suppressed, a small and inexpensive earth leakage breaker can be obtained.

また、発熱のないコンデンサドロップ電源回路７１と、漏電検出回路４からの出力電流を抑えるべく電圧制御ゲートを持つ自己消弧型スイッチング素子５と、引き外しコイル６ａの駆動電源に半波整流回路である第２の整流回路７５と、を採用したので、電源回路７の発熱量を抑えることができる。   In addition, a capacitor drop power supply circuit 71 that does not generate heat, a self-extinguishing switching element 5 having a voltage control gate to suppress the output current from the leakage detection circuit 4, and a half-wave rectifier circuit as a drive power supply for the trip coil 6a. Since a certain second rectifier circuit 75 is employed, the amount of heat generated by the power supply circuit 7 can be suppressed.

また、自己消弧型スイッチング素子５の一端が、第２の整流回路７５の正極側に接続され、第1の整流回路７２の負極側と自己消弧型スイッチング素子５の他端との間に引き外しコイルが接続されているので、引き外しコイル６ａのリアクタンス分である２πｆＬを利用し交流電路１から流入するサージ電流を抑制することができる。   One end of the self-extinguishing type switching element 5 is connected to the positive side of the second rectifier circuit 75, and between the negative side of the first rectifying circuit 72 and the other end of the self-extinguishing type switching element 5. Since the tripping coil is connected, the surge current flowing from the AC circuit 1 can be suppressed using 2πfL, which is the reactance of the tripping coil 6a.

また、自己消弧型スイッチング素子５により引き外しコイル６ａを励磁しているので、漏電遮断器１０１が電源側と負荷側を逆に接続された状態でも漏電検出回路４が出力をＯＦＦした時点で引き外しコイル６ａの励磁を停止、引き外しコイル６ａの焼損を防止することができる。   Further, since the tripping coil 6a is excited by the self-extinguishing switching element 5, the leakage detection circuit 4 is turned off even when the leakage breaker 101 is reversely connected to the power supply side and the load side. The excitation of the tripping coil 6a can be stopped, and burning of the tripping coil 6a can be prevented.

また、引き外しコイル６ａ→第１の整流回路７２を構成するダイオード→ツェナーダイオード７３→引き外しコイル６ａの回路が、引き外しコイル６ａに対して並列に設けられるフライホイールダイオードの役割を果たすので、別途、引き外しコイル６ａの駆動回路にフライホイールダイオードを設ける必要がなく漏電遮断器１０１を小形化することができる。   Since the circuit of the trip coil 6a → the diode constituting the first rectifier circuit 72 → the Zener diode 73 → the trip coil 6a serves as a flywheel diode provided in parallel to the trip coil 6a, Separately, it is not necessary to provide a flywheel diode in the drive circuit of the tripping coil 6a, and the leakage breaker 101 can be downsized.

また、発熱のないコンデンサドロップ電源回路７１より第１の整流回路７２を介して漏電検出回路４に安定した直流電源を供給し、交流電路１からのサージ電流をどの相に対しても吸収できるようコンデンサドロップ電源回路７１に直列に引き外しコイル６ａを接続したので、どの相が欠相したとしても漏電事故の発生時には漏電検出回路４からの出力電流を最小限に抑えた状態で引き外しコイル６ａを励磁し漏電遮断器１０１をトリップさせることができる。   Further, a stable DC power supply is supplied from the capacitor drop power supply circuit 71 that does not generate heat to the leakage detection circuit 4 via the first rectifier circuit 72 so that the surge current from the AC circuit 1 can be absorbed in any phase. Since the tripping coil 6a is connected in series with the capacitor drop power supply circuit 71, the tripping coil 6a is kept in a state in which the output current from the leakage detection circuit 4 is minimized in the event of a leakage accident no matter which phase is lost. And the leakage breaker 101 can be tripped.

実施の形態２．
図２は本発明の実施の形態２における３極の漏電遮断器を示す回路図である。
ＩＥＣ６０９４７−２には、定格感度電流の５倍にて４０ｍｓ以内で動作することが規定されているが、実施の形態１では、引き外しコイル６ａを半波整流回路である第２の整流回路７５で駆動するので、投入位相によっては引き外し装置６の動作時間が４０ｍｓを超える可能性がある。 Embodiment 2. FIG.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a three-pole earth leakage breaker according to Embodiment 2 of the present invention.
Although IEC 60947-2 specifies that the operation is performed within 40 ms at 5 times the rated sensitivity current, in the first embodiment, the trip coil 6a is a second rectifier circuit 75 which is a half-wave rectifier circuit. Therefore, depending on the input phase, there is a possibility that the operation time of the tripping device 6 exceeds 40 ms.

本実施の形態の漏電遮断器１０２は、引き外し装置６の動作時間を４０ｍｓに対し十分短くすることができるようにするもので、図２に示すように、引き外し装置６が安定した直流電圧を必要するものに対応すべく半波整流回路である第２の整流回路７５を全波整流回路である第３の整流回路７６に変更したものである。その他の構成は、実施の形態１と同様であるので、詳細説明は省略する。   The earth leakage breaker 102 according to the present embodiment makes it possible to sufficiently shorten the operation time of the trip device 6 with respect to 40 ms. As shown in FIG. 2, the trip device 6 has a stable DC voltage. The second rectifier circuit 75, which is a half-wave rectifier circuit, is changed to a third rectifier circuit 76, which is a full-wave rectifier circuit. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, detailed description thereof is omitted.

引き外し装置６を駆動するためには、電源電圧を他で電圧降下させず、そのまま引き外しコイル６ａに印加しなければならない。そのため、第３の整流回路７６はコンデンサドロップ電源回路７１より交流電路１側から全相にダイオード７６ａ、７６ｂ、７６ｃのアノードをそれぞれ接続し、ダイオード７６ａ、７６ｂ、７６ｃのカソードを自己消弧型スイッチング素子５のドレインに接続する。   In order to drive the tripping device 6, the power supply voltage must be applied to the tripping coil 6a as it is without causing a voltage drop elsewhere. Therefore, the third rectifier circuit 76 connects the anodes of the diodes 76a, 76b, and 76c from the capacitor drop power supply circuit 71 to all phases from the AC circuit 1 side, and the cathodes of the diodes 76a, 76b, and 76c are self-extinguishing switching. Connect to the drain of element 5.

また、引き外しコイル６ａの他端にダイオード７６ｄ、７６ｅ、７６ｆのアノードを接続し、コンデンサドロップ電源回路７１より交流電路１側の全相にダイオード７６ｄ、７６ｅ、７６ｆのカソードをそれぞれ接続することで、全波整流回路を構成する。このため、自己消弧型スイッチング素子５が導通したときには、コンデンサドロップ電源回路７１をバイパスし、電源が供給される回路となっている。   Also, the anodes of the diodes 76d, 76e, and 76f are connected to the other end of the tripping coil 6a, and the cathodes of the diodes 76d, 76e, and 76f are connected to all phases on the AC circuit 1 side from the capacitor drop power circuit 71, respectively. A full-wave rectifier circuit is configured. For this reason, when the self-extinguishing type switching element 5 is turned on, the capacitor drop power supply circuit 71 is bypassed and power is supplied.

本実施の形態によれば、交流電路１の各相にそれぞれ接続され、抵抗およびコンデンサが直列接続されたコンデンサドロップ電源回路７１と、このコンデンサドロップ電源回路７１の後段に接続された第1の整流回路７２と、交流電路１に接続された第３の整流回路７６と、この第３の整流回路７６の後段に接続され、引き外し装置６の引き外しコイル６ａを励磁する自己消弧型スイッチング素子５と、を備え、自己消弧型スイッチング素子５の一端が、第３の整流回路７６の正極側に接続され、第３の整流回路７６の負極側と自己消弧型スイッチング素子５の他端との間に引き外しコイル６ａが接続されているので、漏電検出回路４が自己消弧型スイッチング素子５を駆動する電流が低減され、漏電遮断器１０２における電源回路７の発熱を抑えることができる。さらに、漏電遮断器１０２における電源回路７の発熱を抑えられるので小形で安価な漏電遮断器を得ることができる。   According to the present embodiment, the capacitor drop power supply circuit 71 connected to each phase of the AC circuit 1 and having a resistor and a capacitor connected in series, and the first rectification connected to the subsequent stage of the capacitor drop power supply circuit 71. A circuit 72, a third rectifier circuit 76 connected to the AC circuit 1, and a self-extinguishing switching element that is connected to a subsequent stage of the third rectifier circuit 76 and excites the trip coil 6 a of the trip device 6. 5, one end of the self-extinguishing type switching element 5 is connected to the positive side of the third rectifying circuit 76, and the other end of the self-extinguishing type switching element 5 is connected to the negative side of the third rectifying circuit 76. Since the tripping coil 6a is connected between the current leakage detection circuit 4 and the current leakage detection circuit 4 to drive the self-extinguishing type switching element 5, the current leakage circuit breaker 102 generates heat from the power supply circuit 7. Can be suppressed. Furthermore, since the heat generation of the power supply circuit 7 in the earth leakage breaker 102 can be suppressed, a small and inexpensive earth leakage breaker can be obtained.

また、３相全波整流回路である第３の整流回路７６を用いたので、引き外し装置６に常に安定した直流電圧が供給されるため、漏電遮断器１０２の遮断動作時間をＩＥＣ６０９４７−２で定められた所定値４０ｍｓｅｃより十分短くすることができる。   In addition, since the third rectifier circuit 76 that is a three-phase full-wave rectifier circuit is used, a stable DC voltage is always supplied to the tripping device 6, so that the interruption operation time of the earth leakage breaker 102 is defined by IEC60947-2. It can be sufficiently shorter than the predetermined value 40 msec.

また、自己消弧型スイッチング素子５の一端が、第３の整流回路７６の正極側に接続され、第３の整流回路７６の負極側と自己消弧型スイッチング素子５の他端との間に引き外しコイル６ａが接続されているので、引き外しコイル６ａのリアクタンス分である２πｆＬを利用し交流電路１から流入するサージ電流を抑制することができる。   One end of the self-extinguishing switching element 5 is connected to the positive side of the third rectifier circuit 76, and between the negative side of the third rectifying circuit 76 and the other end of the self-extinguishing type switching element 5. Since the tripping coil 6a is connected, the surge current flowing from the AC circuit 1 can be suppressed using 2πfL, which is the reactance of the tripping coil 6a.

２ 開閉接点、３ 零相変流器、４ 漏電検出回路、
５ 自己消弧型スイッチング素子、６ 引き外し装置、７ 電源回路、
７１ コンデンサドロップ電源回路、７２ 第１の整流回路、
７３ ツェナーダイオード、７５ 第２の整流回路、
１０１ 漏電遮断器。 2 switching contacts, 3 zero-phase current transformer, 4 earth leakage detection circuit,
5 self-extinguishing switching element, 6 trip device, 7 power circuit,
71 capacitor drop power supply circuit, 72 first rectifier circuit,
73 Zener diode, 75 second rectifier circuit,
101 Earth leakage breaker.

Claims (3)

交流電路を開閉する開閉接点と、前記交流電路の零相電流を検出する零相変流器と、この零相変流器に接続され、前記零相変流器の検出信号に基づいて漏電を検出する漏電検出回路と、この漏電検出回路により駆動される引き外し装置と、前記引き外し装置に接続されるツェナーダイオードと、前記交流電路の各相にそれぞれ接続され、抵抗およびコンデンサが直列接続された直列体と、この直列体の後段に接続され、前記漏電検出回路に電力を供給する第１の整流回路と、前記交流電路に接続された第２の整流回路と、この第２の整流回路の後段に接続され、前記漏電検出回路に駆動されることにより前記引き外し装置の引き外しコイルを励磁するスイッチング素子と、を備えた漏電遮断器において、
前記スイッチング素子は自己消弧型スイッチング素子であり、
前記第１の整流回路の負極側と前記第２の整流回路の負極側とは前記引き外しコイルの一端に接続され、
前記第１の整流回路の正極側は、前記ツェナーダイオードの一端と前記漏電検出回路の電源端子に接続され、
前記第２の整流回路の正極側は、前記スイッチング素子の一端に接続され、
前記引き外しコイルの他端は、前記スイッチング素子の他端と前記ツェナーダイオードの他端に接続されていることを特徴とする漏電遮断器。 An open / close contact that opens and closes an AC circuit, a zero-phase current transformer that detects a zero-phase current in the AC circuit, and a zero-phase current transformer that is connected to the zero-phase current transformer and detects leakage based on the detection signal of the zero-phase current transformer. A leakage detection circuit to detect, a tripping device driven by this leakage detection circuit, a Zener diode connected to the tripping device, and each phase of the AC circuit, a resistor and a capacitor are connected in series A series body, a first rectifier circuit connected to the subsequent stage of the series body and supplying power to the leakage detection circuit, a second rectifier circuit connected to the AC circuit, and the second rectifier circuit In a leakage breaker comprising: a switching element that is connected to a subsequent stage and that is driven by the leakage detection circuit to excite a trip coil of the trip device,
The switching element is Ri Oh self-extinguishing type switching element,
The negative electrode side of the first rectifier circuit and the negative electrode side of the second rectifier circuit are connected to one end of the trip coil,
The positive side of the first rectifier circuit is connected to one end of the Zener diode and a power supply terminal of the leakage detection circuit,
The positive electrode side of the second rectifier circuit is connected to one end of the switching element,
The other end of the tripping coil is connected to the other end of the switching element and the other end of the Zener diode . 前記第２の整流回路は、３相のうちいずれか２相を全波整流したものであることを特徴とする請求項１に記載の漏電遮断器。 2. The leakage breaker according to claim 1, wherein the second rectifier circuit is obtained by full-wave rectifying any two of three phases. 前記第２の整流回路は、３相のすべて相を全波整流したものであることを特徴とする請求項１に記載の漏電遮断器。 The earth leakage circuit breaker according to claim 1, wherein the second rectifier circuit is a full-wave rectifier of all three phases.
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