JPH01303014A - 配線用遮断器のアクチュエータ・アクセサリ・モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の背景コ 回路保護の分野で配線用遮断器のような標準の過電流保
護装置に補助的な保護装置を追加することによって完全
な回路保護を達成しようとする傾向にある。例えは、米
国特許節４，６２２，４４４号には遮断器の内部部品の
完全性を損なうことなく遮断器内に現場で取り伺けるこ
とかできるアクセサリについて記載されている。これは
遮断器外被のカバーに形成された四部−月こアクセサリ
を取り付けることによって達成されている。

遮断器外被内に取り付けられる電子トリップ・アクチュ
エータが米国特許節４，６７９，０１９号に記載されて
いる。遮断器のアクチュエータは米国特許節４．．５８
９，０５２号に記載されているような半導体チップ内に
完全に設けられている電子トリップ・ユニットによって
発生されたトリップ信号に応答する。過電流保護機能及
びアクセサリ機能の両方を組み合わせた１〜リツプ・ア
クチュエータか米国特許節４，７００，１６１号に記載
されている。回路保護装置の技術の発展状態を表わして
いる」二連の米国特許は参考のためここに例示した。

分路トリップ・アクセサリ・ユニットは遮断器の接点を
分離するように遮断器作動機構を動作させて、通常電気
系統の制御および保護用のトリップ機能を達成できるよ
うにする。このような１つの分路トリップ・アクセサリ
・ユニットが１９８７年１２月１６０出願の米国特許出
願節１３３゜８６７号に記載されている。また補助スイ
ッチ・アクセサリ・ユニットは可聴アラームまたは可視
デイスプレィによって遠隔位置のオペレータが配線用遮
断器の接点の「オン」または「オフ」状態を決定できる
ようにしている。このような１つの補助スイッチ・ユニ
ットか１９８７年１２月１６日出願の米国特許出願節１
３３，８６８号に記載されている。」二連の米国特許出
願は参考のためここに例示した。

不足電圧解放回路の１例が英国特許出願節２゜０３３．
１７７Ａ号に記載されている。この特許出願に記載され
ている回路は大きな初期電流パルスを不足電圧解放コイ
ルに供給して、強力な圧縮はねのバイアスに抗してプラ
ンジャを駆動し、また安定器抵抗を使用して不足電圧解
放コイルの保持電流を低い値に制限している。この回路
は回路内に発生ずる熱のために遮断器外被内に閉じ込め
ることかできないものと考えられる。

過電流トリップ・アクチュエータと多重アクセサリ・ユ
ニットとを組み合わせた更に最近の例が１９８７年１２
月１６日出願の米国特許出願節１３３．８６９号に記載
されており、この過電流トリップ・アクチュエータと多
重アクセサリ・ユニットとの組合せは、アクセサリ制御
回路を実装したプリント配線基板を収容するために遮断
器カバー内に別々の取イマ１け用凹部を必要としている
。また米国特許出願節１．６３，５８９号にはこのよう
な過電流トリップ・アクチュエータと多重アクセサリ・
ユニットを組み合わせたものが記載されており、ここに
おいてプリント配線基板とアクチュエータ・アクセサリ
・ユニットの両者は遮断器カバー内の同じ取付は用凹部
内に設けられている。

」二連の米国特許出願は参考のためここに例示した。

［発明の開示］ 過電流保護機能と補助アクセサリ機能とを共通の外被内
に有している集積化された保護ユニットは選択されたア
クセサリ・モジュールにアクセスするためのアクセサリ
・カバーををし、このアクセサリ・モジュールを現場で
取り付けることを可能にしている。組み合わせられたア
クチュエータ・アクセサリ・モジュールは過電流機能と
不足電圧解放機能および／または分路トリップ機能とを
有し、外被の一部内にアクセサリ制御回路を実装したプ
リント配線基板とともに配置されている。

別のモジュールか不足電圧保護機能付き過電流機能、分
路トリップ機能付き過電流機能、およびシャントトリッ
プ機能と不足電圧保護機能の両者を備えた過電流機能用
に必要になる。

Ｕ好適実施例の説明コ 第１図には、モールド成形されたプラスティック製のケ
ース１１およびカバー１２を有する集積化した遮断器１
０か示され、アクセサリ・カバー１３かねじ１４によっ
て遮断器のカバーに取り付けられている。ケースには配
線用スロット１Ｂが形成され、遠隔のスイッチまたはア
ラームと外部接続することを可能にしている。遮断器操
作ハンドル１９はカバーの装飾板１９に形成されたアク
セス・スロット２０を通って」三方に突出している。

図示例では、米国特許第４，７２８，９１４号に記載さ
れているような定格プラグ１５かアクセサリ・カバー内
に組み立てられて示されている。−対のアクセサリ・ド
ア１６．１７かアクセサリ・カバーに形成され、第２図
に示されている凹部４０内に設けられている以下「アク
チュエータ・アクセサリ・モジュール」と称する組み合
わせられた電磁アクチュエータおよび多重アクセサリ・
モジュール３１へのアクセスを可能にしている。更に第
２図を参照すると、定格プラグ１５はアクセサリ・カバ
ー１３に形成された四部２３内に嵌合され、このアクセ
サリ・カバーはねじ１４、貫通孔２４およびねじ付量口
部２５によって遮断器カバーに固定されている。較正の
ための定格プラグ内部へのアクセスは定格プラグ・アク
セス孔２１を介して行われる。

集積化した遮断器１０用のトリップ・ユニットは凹部２
６内に位置（Ｊけられているプリント配線基板２７に設
けられている。定格プラグ１５は、凹部２３内に挿入さ
れたとき、プリント配線基板から直立しているビン２８
および定格プラグの底部に形成されているソケット２９
によりプリント配線基板と接続される。補助スイッチ２
２か凹部８内に位置付けられていて、これは１９８７年
１２月１６日出願の前述の米国特許出願第１３３゜８６
８号に記載されているものと類似している。

補助スイッチおよびトリップ・ユニットのプリント配線
基板がそれらの適当な凹部内に組み込まれてから、アク
チュエータ・アクセサリ・モジュール３１か四部４０内
に取りイ」けられる。アクチュエータ・アクセサリ・モ
ジュールはハウジング３２を有し、このハウジング３２
内にはアクチュエータ・アクセサリ・コイル３５か設け
られ、更にプランジャ３６およびプランジャばね４１が
設けられ、プランジャばね４１は付勢されたアクチュエ
ータ・アクセサリ・コイル３５の保持力に抗して前方の
トリップ位置にプランジャを突出させる。

アクチュエータ・アクセサリ・モジュールは前述した米
国特許出願第１６３，１５９号に記載されているアクチ
ュエータ・アクセサリ・ユニットと類似のものであり、
ここにおいてトリップ・アクチュエータ・ラッチ３７か
ハウジング３２に旋回自在に取り付けられている。トリ
ップ・アクチュエータ・ラッチの一端に形成されている
フック３８は前述した米国特許第４．７００，１６１号
に示されている遮断器作動機構と以下に詳細に説明する
ように協働する。アクチュエータ・アクセサリ・モジュ
ールの動作は米国特許第４，１６１゜１１７号および第
４，６７９，０４９号内に記載されている動作と同様で
ある。アクチュエータ・アクセサリ・モジュールはプリ
ント配線基板３３を有し、このプリント配線基板３３は
アクチュエータ・アクセサリ・コイル３５を作動させる
に必要な部品を有する。アクチュエータ・アクセサリ・
モジュールはプリント配線基板３３に接続されているエ
ツジ・コネクタ５９によりトリップ・ユニットのプリン
ト配線基板２７から直立している一対のピン３０に接続
されている。一対のワイヤ導体３４は不足電圧保護機能
か必要な場合にアクチュエータ・アクセサリ・モジュー
ルを電圧源に接続し、また別の対のワイヤ導体６０は分
路Ｉ・リップ機能が必要な場合に電圧源に接続される。

アクチュエータ・アクセサリ・コイル３５は図示のよう
に別の対のワイヤ導体６７を介してプリント配線基板３
３に接続される。

第３図はアクチュエータ・アクセサリ・モジュール３１
を集積化した遮断器１０の凹部４０内に配置した状態を
示し、第３図においてアクチュエータ・アクセサリ・モ
ジュールのプリント配線基板３３、アクチュエータ・ア
クセサリ・モジュールのハウジング３２およびアクセサ
リ・カバー１３のそれぞれの一部は、アクチュエータ・
アクセサリ・モジュール３１と集積化した遮断器のケー
ス１１内に設けられている機械的アクチュエータ５０と
の間の相互作用を示すために取り除かれている。全体的
に５３で示す遮断器作動機構は作動クレードル５４を有
し、このクレードル５４はその一端にフック５５か形成
されて、−次ラッチ５６によって保持されている。二次
ラッチ５７は、それか変位されるまで、−次ラッチが作
動クレードルを解放することを防止する。二次ラッチか
ら延出しているタブ５８は機械的アクチュエータ５０の
動作によってそれと接触して、二次ラッチを変位させ、
これにより次のようにトリップ指令に応答して遮断器作
動機構を動作させる。電流の流れは負荷用ラグ端子５１
．５２の前に設けられている一対の電流変成器（変流器
）４７．４８によって感知される。電流変成器はトリッ
プ・ユニットのプリンＩ・配線基板２７（第２図）に導
体４９を介して接続される。作動レバー４６がケース１
１内に配置され、接続アーム４５を介してアクチュエー
タ・アクセサリ・モジュール用の四部４０内にあるラッ
チ支持アーム４４に接続されている。

ラッチ・ピン４３がトリップ・アクチュエータ・ラッチ
３７によって保持されている。このラッチ３７はまたト
リップ・アクチュエータ・アーム３９の位置によって制
御され、トリップ・アクチュエータ・アーム３９はアク
チュエータ・アクセサリ・モジュールのハウジング３２
の側壁を通って延在している。トリップ・アクチュエー
タ・アーム３９は次のようにプランジャ３６と相互作用
する。回路電流か所定値を超えると、アクチコエー夕・
アクセサリ・コイル３５の保持電流か遮断され、これに
よってプランジャ３６がプランジャはね（第２図）によ
って駆動されて、トリップ・アクチュエータ・ラッチ３
７を時計方向に回転さぜ、トリップ・アクチュエータ・
ラッチ３７をラッチ・ピン４３から解放する。

不足電圧解放機能か過電流保護機能とともに要求される
場合には、第４図において３３Ａで示す回路が第２図お
よび第３図で前述したアクチュエータ・アクセサリ・モ
ジュールのプリント配線基板３３内に組み入れられる。

アクチュエータ・アクセサリ・コイル３５は端子Ｔ５．
Ｔ６を介して回路３３Ａに接続され、端子Ｔ　Ｉ　＋　
　Ｔ２および導体３４を介して遠隔の電圧源に接続され
る。不足電圧制御回路６１は前述した米国特許出願節１
３３．８６９号に記載されているものと同じであり、端
子Ｔ＋　、Ｔ２に供給されている電圧か所定値に低下す
るまでアクチュエータ・アクセサリ・コイル３５に保持
電流を供給している。端子ＴＩ＋Ｔ２に供給されている
電圧か所定値に低下した時点において、前述したように
保持電流は遮断され、トリップ機能か開始される。過電
流トリップ機能は過電流制御回路６２によって行われ、
この過電流制御回路６２は発光タイオートＤ１とホトト
ランジスタ て不足電圧制御回路６１と相互作用する。過電流制御回
路はエツジ・コネクタ５９て構成された端子Ｔ３，Ｔ．
，を介して第２図のトリップ・ユニットのプリント配線
基板２７に接続されている。エツジ・コネクタ５９は前
述したようにピン３０を介して第２図のトリップ・ユニ
ットのプリント配線基板２７に接続される。

不足電圧制御回路６１の動作は、第６図に示す詳細な回
路３３Ａ′を参照することによってよく理解することか
できる。不足電圧制御回路６１は、端子ＴＩ　、Ｔ２間
の電圧か所定期間にわたって所定値以下に下かったとき
、端子Ｔ，，Ｔ６を介して回路に接続されているアクチ
ュエータ・アクセサリ・コイル３５を不作動状態にする
。外部電圧源（図示せず）か導体３４（第４図）を介し
て端子Ｔ１．Ｔ２に供給され、これによって電流か電流
制限抵抗Ｒ９，Ｒ１およびダイオードＤ３−Ｄ６からな
る整流器を介して流れる。整流器の一方の出力は正バス
７０に接続され、整流器の他方の出力は負バス７１に接
続されている。バリスタＺ１か抵抗Ｒ６を介して両端子
間に接続され、不足電圧制御回路をサージ電圧から保護
している。

アクチュエータ・アクセサリ・コイル３５は正バスとＦ
ＥＴＩのドレイン端子との間に接続され、このＦＥＴＩ
のソースはタイオニドＤ８および抵抗Ｒ２，Ｒ９を介し
て負バスに接続されている。

フライバック・ダイオードＤ７はＦＥＴＩかオフになっ
たときに不足電圧アクセサリ・コイルを介して電流を循
環させるために使用されている。比較器６８の出力ピン
７はＦＥＴ１のゲートに接続され、比較器の入力ピン６
は抵抗Ｒ３およびタイオート’　Ｄ　９を介してＦＥＴ
１のソースに接続されている。入力ピン６はコンデンサ
Ｃ１を介して負バスに接続されている。比較器の入力ピ
ン５は抵抗Ｒｅ　　Ｒ９からなる試験用分圧器の中間点
に接続されている。本質的にＦＥＴＩおよび比較器から
なるチョッパ回路は次のようにアクチュエータ・アクセ
サリ・コイル３５への電流を制御する。

ＦＥＴＩかオフ状態にあるとき、比較器の入力ピン５は
抵抗ＲおよびＲ８の接続点において２ボフ ルトに設定されている。コンデンサＣ１の両端間の電圧
か２ボルト以下のときには、比較器の出力ピン７は高レ
ベルになって、ＦＥＴ１をオンにし、保持電流かアクチ
ュエータ・アクセサリ・コイル３５に流れることを可能
にする。ＦＥＴＩがオン状態のとき、ダイオードＤ８を
流れる回路電流は抵抗Ｒ２およびＲ９の両端間にそれに
比例した電圧を発生する。コンデンサＣ１はダイオード
Ｄ９および抵抗Ｒ３を介してこの電圧に充電される。

抵抗Ｒ２に直列なダイオードＤ８はダイオードＤ９に対
する電圧および温度補償を行っており、抵抗Ｒ３はコン
デンサＣ１の充電サイクルの間短時間の遅延を形成して
、比較器がダイオードＤ７の逆回復期間中の電流スパイ
クの発生によって早期にオフにならないようにしている
。３０ミリアンペアの回路電流に対して抵抗ＲおよびＲ
９の値を選択した場合、抵抗ＲおよびＲ９の両端間に発
生する電圧は約３ボルトである。抵抗Ｒ９の両端間の電
圧は抵抗Ｒ８の両端間の電圧に加算されて、比較器６８
の入力ピン５を約３ボルトにバイアスする。回路電流が
３０ミリアンペアを超えたとき、コンデンサＣ１は３ボ
ルトより大きく充電され、比較器の出力ピン７を低レベ
ル状態に駆動し、ＦＥＴＩをオフにする。ＦＥＴＩがオ
フになると、入力ピン５の電圧は２ボルトの基準値に戻
る。コンデンサＣ１の両端間の電圧が３ボルトのとき、
比較器の出力はコンデンサＣ１の両端間の電圧か２ボル
ト以下に低下するまで高レベルになることはできない。

コンデンサＣ１は低レベル状態にある第２の比較器６９
の出力ピン１に接続されている抵抗Ｒ４を介して放電す
ることかできるのみである。抵抗Ｒ４の値はコンデンサ
Ｃ１が２ボルトに減衰するまでに一定の遅延時間を与え
るように選択されており、これによりＦＥＴＩに対して
一定のオフ時間を設定している。不足電圧アクセサリ・
コイルを通る回路電流は約３０ミリアンペアでターンオ
フするように設定されている。

このとき、ダイオードＤ７は第２図のプランジャばね４
１かプランジャ３６を前方向に駆動しないようにするの
に充分な高い値に電流を維持するためにアクチュエータ
・アクセサリ・コイルのインダクタンスに蓄積されたエ
ネルギを循環させる。

アクチュエータ・アクセサリ・コイルを通る回路電流は
アクチュエータ・アクセサリ・コイルのインダクタンス
および抵抗特性によって決まる所定の遅延時間の後に約
２０ミリアンペアに減衰する。

抵抗Ｒ４はコンデンサＣ１の電圧を同じ所定の遅延時間
内に３ボルトから２ボルトまで放電するように選択され
ている。所定の遅延時間の後、比較器６８の出力ピン７
は高レベルになり、上述した過程が繰り返される。端子
ＴＩ　、Ｔ２に供給される電圧が所定の値以下に低下し
たときには常に第２の比較器６９の出力ピン１は高レベ
ルになり、これによってコンデンサＣ１を第２の比較器
の正のレール電圧まで充電し、比較器６８の出力ピン７
を低レベルに駆動し、ＦＥＴＩをオフにする。

端子Ｔ、、Ｔ２間の電圧か１−昇すると、第２の比較器
の出力ピン１は低レベルになり、コンデンサＣ１は抵抗
Ｒ４を介して放電する。コンデンサＣ１の両端間の電圧
か２ボルトまで減衰するやいなや、ＦＥＴＩはオンにな
り、」二昇した過程か繰り返される。正および負ハス７
０．７１の間に接続されている抵抗Ｒ１０’　Ｒ１１は
第２のコンデンサＣ２と組み合わさって、コンデンサＣ
２の両端間にほぼ一定のＳ１力電圧を発生する簡単な平
均化回路を形成している。コンデンサＣ２の両端間の電
圧値は、それより高くなると回路電流かアクチュエータ
・アクセサリ・コイルに供給される「ピックアップ」値
と定義される電圧値を決定し、またそれより低くなると
アクチュエータ・アクセサリ・コイルの電流か遮断され
る「ドロップアウト」値と定義される電圧値を決定する
。動作においては、コンデンサＣ２の両端間に設定され
る平均電圧は電流制限抵抗Ｒ５を介して第２の比較器６
９の入力ピン２に供給される。電流制限抵抗Ｒ５は、コ
ンデンサＣ２の両端間の電圧が第２の比較器６９のピン
８に供給される正のレール電圧を超えたときに入力ピン
２に流入する電流を制限する。第２の比較器の入力ピン
３は基僧分圧器Ｒ６−Ｒ９によって約７ボルトに設定さ
れている。この基準分圧器はＲおよびＲ７の間の接続点
に現れる電圧を決定している。コンデンサＣ２の両端間
の電圧が７ボルトより低くなると、第２の比較器６９の
出力ピン１が高レベルになり、これにより第１の比較器
６８がアクチュエータ・アクセサリ・コイルへの電流を
遮断する。逆に、コンデンサＣ２の両端間の電圧か７ボ
ルＩ・より大きくなると、第２の比較器の出力ピン１は
低レベルになり、これによって比較器６８はターンオン
電圧をＦＥＴＩのゲート電極に供給して、アクチュエー
タ・アクセサリ・コイルに電流を流れさぜる。抵抗Ｒ１
２、ツェナーダイオ−１”ＤＩＯ、ｈランジスタＱ３お
よびコンデンサＣ３は次のようにトランジスタＱ３のエ
ミッタの電圧を調整するように作用する。抵抗Ｒ１２お
よびツェナーダイオードＤ８はトランジスタＱ３のベー
スに対する基準電圧を設定し、このためｌ・ランジスタ
Ｑ３は調整された出力電圧をエミッタに供給し、この１
１１力電圧は第２の比較器６９のピン８と抵抗Ｒ６の接
続点に供給される。

抵抗Ｒ１２およびトランジスタＱ３のコレクタは蓄積コ
ンデンサＣ４の一端に接続されている。不足電圧制御回
路６１はＦ　Ｅ　Ｔ　１、比較器６８．６９およびトラ
ンジスタＱ３のような個別電子部品の動作を維持するた
めに１ミリアンペア程度の比較的低レベルの定常電流を
必要とする。３０ミリアンペア程度の高レベルの電流は
、第２図のプランジャ３６を荷重されたプランジャばね
４１に抗して保持するに充分な磁束を発生ずるためにア
クチュエータ・アクセサリ・コイルに供給される。アク
チュエータ・アクセサリ・コイルへの３０ミリアンペア
の電流は端子ＴＩ、Ｔ２に供給される交流電圧か交流サ
イクルの各半サイクルにおいてゼロ交差点を通過する間
も維持されなければならない。これはＦＥＴ２と抵抗Ｒ
１３および蓄積コンデンサＣ，ｌ　との組合せで達成さ
れる。ツェナーダイオードＤＩ＋に直列な抵抗Ｒ１３は
ＦＥＴ２のドレイン電極において３０ボルトのゲート基
準電圧を設定し、これは蓄積コンデンサ０．１に対する
３０ボルトの充電レベルを設定する。コンデンサＣ１１
か３０ボルトより低く且つ端子ＴＩ　、Ｔ２の供給され
る交流電圧か３０ボルトより高いときは、ＦＥＴ２のゲ
ート電極はソース電極に対して正になり、ＦＥＴ２は充
電電流を蓄積コンデンサＣ４に供給する。コンデンサＣ
４が３０ボルトに近づくと、ＦＥＴ２はオフになり、」
二連した要求条件の低レベル定常電流を供給する。従っ
て、ツェナーダイオードＤＩ２は、コンデンサＣ４が完
全に放電しているときに交流電圧か端子Ｔｌ、Ｔ２に供
給された場合に、ＦＥＴ２のゲートを過電圧状態から保
護している。コンデンサＣ４か完全に充電されている場
合において、周囲温度が高くなると、ＦＥＴ２の漏洩電
流によってコンデンサはその定格値以上に充電される。

ツェナーダイオードＤ】２は蓄積コンデンサＣ４に供給
される電圧を、ツェナーダイオードＤＩ＋の両端間の電
圧に１つのダイオード電圧性を加えた値に制限するよう
に機能している。従って、ツェナーダイオードＤＩ２は
ＦＥＴ２のゲート電極に負電圧を供給してＦＥＴ２の漏
洩電流を低減し、これによって蓄積コンデンサＣ４を過
電圧から保護している。前述したように、蓄積コンデン
サＣ４はまた、端子ＴＩ　、Ｔ２に供給される電圧が３
０ボルトレベルよりも低下したとき、アクチュエータ・
アクセサリ・コイルにエネルギを供給する。蓄積コンデ
ンサＣ４の放電路はＦＥＴ２の内部のソース・ドレイン
回路、アクチュエータ・アクセサリ・コイル３５、ＦＥ
ＴＩ、る。

前述した米国特許出願箱１３３，８６９号に記載されて
いるように、この不足電圧制御回路６１は高入力電圧に
おいて電力消費が少ないという点において従来のＲＣエ
ネルギ蓄積回路よりも優れており、寸法か小さく、且つ
低い定格の蓄積コンデンサを使用できる利点を有する。

この低電力消費は蓄積コンデンサＣ４と回路をなすＦＥ
Ｔ２によって得られ、このためコンデンサＣ４は典型的
には３０−８０ボルトの入力端子ＴＩ　、Ｔ２間に供給
される交流電圧の波形の立ち上かり部分の間のみＦＥＴ
２の動作により充電される。ＦＥＴ２は電圧か３０ボル
ト以下に低下するまでオフ状態を維持する。入力端子Ｔ
Ｉ　、Ｔ２間に現れるピーク電圧は３５０ボルトを超え
ることがあるので、蓄積コンデンサＣ４をより低い電圧
レベルに充電することは低消費電力のために重要な特徴
であることかわかる。

第６図の回路３３Ａ°内の過電流制御回路６２の動作は
次のように行われる。トリップ信号が、第２図および第
４図を参照して前に述べたようにトリップ・ユニットの
プリント配線基板２７上のピン３０に接続されているア
クチュエータ・アクセサリ−・モジュールのプリント配
線基板３３上のエツジ・コネクタで構成されている端子
Ｔ３゜Ｔ４に供給されると、電流がオプトアイソレータ
６３の発光ダイオードＤ１および電流制限抵抗Ｒ１４を
介して流れる。オプトアイソレータのポＩ・トランジス
タＱ１が導通し、これにより電流か不足電圧制御回路１
６内の第２の比較器６９に対する制御電圧源であるトラ
ンジスタＱ３のエミッタから抵抗Ｒ１７を通って流れる
。トランジスタＱ１が導通状態になると、また電流か抵
抗Ｒ１６によりトランジスタＱ４のベース・エミッタ接
合部に流れて、トランジスタＱ４をオンにし、これによ
って導体６４を介してトランジスタＱ４に接続されてい
る不足電圧制御回路内のコンデンサＣ２を放電させる。

第２の比較器６９に対して試験電圧を供給しているコン
デンサＣ２の放電は、不足電圧状態をシミュレートし、
これによって前述したようにアクチュエータ・アクセサ
リ・コイル３５に供給されている保持電流を遮断する。

ホトトランジスタＱ１のエミッタとベースとの間に並列
接続されている抵抗Ｒ１５およびコンデンサＣ５はホト
トランジスタか周囲ノイズによって誤って導通すること
を防止している。

不足電圧解放機能、過電流保護機能および分路トリップ
機能は第２図および第３図のアクチュエータ・アクセサ
リ・モジュールのプリント配線基板３３内に設けられて
いる第５図に示す回路３３Ｂによって提供される。不足
電圧制御回路６１は第４図および第６図を参照して前述
したようにアクチュエータ・アクセサリ・コイル３５へ
の保持電流を遮断することによって回路電流を遮断する
ように動作する。また、過電流制御回路６２は前述した
ようにオプトアイソレータ６３を介して不足電圧制御回
路と相互作用する。分路トリップ制御回路７２は端子Ｔ
７．Ｔ８を介して外部のワイヤ導体６０に接続され、オ
プトアイソレータ６６を介して不足電圧制御回路６１と
相互作用する。

分路トリップ動作を開始するには、オプトアイソレータ
６３の発光ダイオードＤ１およびホトトランジスタＱ１
について前述したように、発光ダイオードＤ２を付勢し
て、ホトトランジスタＱ２をオンする。

従来、不足電圧解放機能、過電流保護機能および分路ト
リップ機能を組み合わせた回路を使用することは個々の
回路に関わる電気的アイソレージコンの問題のために実
施されていなかった。例えば、分路Ｉ・リップ機能を達
成するために供給される電圧信号は不足電圧制御回路の
電圧信号と異なる供給源から送り出され、このため２つ
の回路の間に電気的アイソレーションか必要である。分
路トリップ回路および不足電圧回路の間にオプトアイソ
レータを使用することによって不当な価格および複雑な
回路を必要とすることなく電気的アイソレーションを達
成する。また、これは不足′重圧制御回路および分路ｌ
−リップ制御回路に使用される電圧源以外の電圧源から
一般に給電される過電流制御回路に対しても当てはまる
。

第５図の回路３３Ｂに示す過電流、不足電圧および分路
トリップ回路の動作は第７図に示す詳細な回路３３Ｂ′
を参照することによってよく理解することができる。不
足電圧制御回路６１および過電流制御回路６２は第４図
および第６図を参照して前述したのと同じように動作す
る。分路１〜リツブ制御回路７２の動作は次の通りであ
る。トリップ信号が外部のワイヤ導体６０（第５図）を
介して端子Ｔ７．Ｔ８に供給され、これらの端子Ｔ７．
Ｔ８は電流制限抵抗Ｒ１８およびダイオード対ＤＩ２．
ＤＩ３を介して蓄積コンデンサＣ６に接続されている。

ｌ・ランジスタＱ６およびＱ７、シリコン・スイッチＱ
８、ならびに抵抗Ｒ１９およびＲ２ｏは図示のように一
緒に接続されて電子スイッチ７４を形成している。コン
デンサＣ６の両端間に形成された電圧は電流制限抵抗Ｒ
２□を介して電子スイッチ７４の一方の端に供給され、
またオプトアイソレータ６６の発光ダイオードＤ２を介
して電子スイッチ７４の他方の端に供給されている。

シリコン・スイッチＱ８の両端間の電圧かその定格ブレ
ークオーバ電圧を超えたとき、シリコン・スイッチＱ８
は導通して、抵抗Ｒ２ｏおよびトランジスタＱ７のエミ
ッタ・ヘ−ス接合部を介して電流を流れさせて、Ｉ・ラ
ンジスタＱ７を導通させる。

トランジスタＱ７か導通状態になると、電流力用・ラン
ジスタＱ６のベース・エミッタ接合部および抵抗Ｒ１゜
に供給されて、トランジスタＱ６は導通ずる。トランジ
スタＱ６か導通すると、シリコン・スイッチＱ８はオフ
になり、トランジスタＱ６は更に多くの電流をトランジ
スタＱ７に流れさせ、発光ダイオードＤ２もターンオン
する。このとき、ホトトランジスタＱ２は導通し、電流
か不足電圧制御回路６１から導体６５および電流制限抵
抗Ｒ２２を介してトランジスタＱ５のベース・エミッタ
接合部に流れる。このためトランジスタＱ５かオンにな
って、コンデンサＣ２を放電させ、これが比較器６９０
入力に不足電圧状態として現れ、これによって前述した
ようにアクチュエータ・アクセサリ・コイル３５への保
持電流をターンオフする。制御電力が導体７３を介して
過電流制御回路６２に戻される。この導体７３は一端に
おいて負ハス７１に接続され、他端において電流制限抵
抗Ｒ１６を介してトランジスタＱ４のベースに接続され
ている。制御電力は導体７３ならびに）・ランジスタＱ
５のベースに接続されている電流制限抵抗Ｒを介して分
路トリップ制御回路７２に戻される。コンデンサＣ７お
よび抵抗Ｒ２４はホトトランジスタＱ２のベースとエミ
ッタとの間に接続され、ホトトランジスタか周囲雑音に
よって誤って導通することを防止している。トランジス
タＱ４および導体６４を介して不足電圧制御回路に接続
されている過電流制御回路６２は同様に動作し、第６図
を参照して前述したように、アクチュエータ・アクセサ
リコイル３５を不作動状態にする。

」二連した電子スイッチ７４内の部品の構成は本発明の
重要な特徴である。特に、電子スイッチは分路トリップ
制御回路に流れる電流によって生ずる熱を最小にする。

電流制限抵抗Ｒ１８の値は蓄積コンデンサＣＧの急速な
充電を可能にするように選択されると同時に、蓄積コン
デンサに供給される充電電流より大きい保持電流を電子
スイッチ用に供給するように選択されている。これは蓄
積コンデンサか放電した後においても電子スイッチがオ
ンにラッチされた状態に留まらないように保証する。

従来、遮断器作動機構を動作させて、遮断器の接点を分
離するように分路トリップ装置が遮断器に設置されてい
る場合、分路トリップ装置内に使用されている電磁コイ
ルを保護するために遠隔分路トリップ電流をターンオフ
する追加手段か必要であった。前述した米国特許出願箱
１３３，８６７号に記載されているような補助スイッチ
は、分路トリップ電磁コイルに流れる分路トリップ電流
を遮断するために遮断器作動機構と機械的に相互作用し
ていた。第７図に示す分路トリップ制御回路７２は電子
スイッチの動作によって分路トリップ制御電流を自動的
に制御し、これによって補助スイッチを必要とすること
なく分路トリップ・アクセサリ機能を連続的に作動する
ことを可能にしている。

以上、選択されるアクチュエータ・アクセサリ・モジュ
ールによって現場または工場で設置されるアクセサリ機
能の選択を可能にするモジュール型のアクチュエータ・
アクセサリ構成について説明した。このアクチュエータ
・アクセサセリ・モジュールは関連する遮断器作動機構
と連結して遮断器作動機構を動作させるのに必要な機械
的部品を、単一モジュール内の各々の選択された保護機
能に必要な電子ロジックとともに完全に含んでいる。

【図面の簡単な説明】

第１図は選択されたアクセサリ機能を有する集積化した
配線用遮断器の斜視図である。 第２図は本発明による組み合わせられたアクチュエータ
・アクセサリ・モジュールの組立前の状態を示す第１図
の遮断器の分解斜視図である。 第３図は遮断器作動機構とアクチュエータ・アクセサリ
・モジュールとの間の相互作用を示すようにカバーの一
部か取り除かれている集積化した配線用遮断器の平面図
である。 第４図は第２図のアクチュエータ・アクセサリ・モジュ
ールのプリント配線基板内に設けられている電気回路の
一実施例の回路図である。 第５図は第２図のアクチュエータ・アクセサリ・モジュ
ールのプリント配線基板内に設けられている電気回路の
別の実施例の回路図である。 第６図は第４図の回路内の構成を示す詳細な回路図であ
る。 第７図は第５図の回路内の構成を示す詳細な回路図であ
る。 ［主な符号の説明コ １１・・遮断器のケース、１２・・遮断器のカバー、１
３・・・アクセサリ・カバー、２７・・・トリップ・ユ
ニットのプリント配線基板、３１・・・アクチュエータ
・アクセサリ・モジュール、３３・・・アクチュエータ
・アクセサリ・モジュールのプリント配線基板、３５・
・・アクチュエータ・アクセサリ・コイル、５０・・機
械的アクチュエータ、５３・・・遮断器作動機構、６１
・・不足電圧制御回路、６２・・過電流制御回路、６３
・・オプトアイソレータ、６６・・・オプトアイソレー
タ、７２・・・分路トリップ制御回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、不足電圧解放電磁コイルと、 前記コイルに関連するばねバイアス式プランジャと、 前記コイルに接続され、所定の不足電圧信号を受信した
   とき前記コイルへの保持電流を遮断して、前記プランジ
   ャをトリップ・レバーに接触させるとよう駆動する手段
   を含む不足電圧制御回路と、オプトアイソレータを介し
   て前記不足電圧制御回路と相互作用し、所定の過電流信
   号を受信したとき前記保持電流を遮断する手段を含んで
   いる過電流制御回路と、 を有することを特徴とする遮断器のアクチュエータ・ア
   クセサリ・モジュール回路。 ２、前記オプトアイソレータが、前記過電流信号を受信
   する前記過電流回路の第１の対の入力端子に接続されて
   いる発光ダイオードと、第１のトランジスタ・スイッチ
   を介して前記不足電圧制御回路に接続されているホトト
   ランジスタとで構成されている請求項１記載のアクチュ
   エータ・アクセサリ・モジュール回路。 ３、前記不足電圧制御回路の前記手段が第１のＦＥＴを
   介して前記電磁コイルに接続されている第１の比較器を
   含んでいる請求項１記載のアクチュエータ・アクセサリ
   ・モジュール回路。 ４、前記第１の比較器には第２の比較器および第２のト
   ランジスタ・スイッチを介して第２のＦＥＴが接続され
   ている請求項３記載のアクチュエータ・アクセサリ・モ
   ジュール回路。 ５、前記第１のトランジスタ・スイッチのベースとエミ
   ッタが前記ホトトランジスタのエミッタに接続されてい
   る請求項４記載のアクチュエータ・アクセサリ・モジュ
   ール回路。６、前記第１のトランジスタ・スイッチのコ
   レクタが、前記第２の比較器の第１の入力に接続されて
   いる試験電圧手段に接続されている請求項５記載のアク
   チュエータ・アクセサリ・モジュール回路。 ７、前記不足電圧制御回路が前記不足電圧信号を受信す
   るためにダイオード・ブリッジ整流器に接続されている
   第２の対の入力端子と、前記電磁コイルの一方の端に接
   続されている前記整流器の第１の出力と、前記第１のト
   ランジスタ・スイッチの前記エミッタに接続されている
   前記整流器の第２の出力とを含んでいる請求項６記載の
   アクチュエータ・アクセサリ・モジュール回路。 ８、前記第２のＦＥＴのソース端子とゲート端子との間
   にツェナーダイオードが接続されている請求項７記載の
   アクチュエータ・アクセサリ・モジュール回路。 ９、前記第１のＦＥＴのソース端子が前記第１の比較器
   の第１の入力ならびに前記第２の比較器の出力に接続さ
   れ、前記第１のＦＥＴのドレイン端子が前記電磁コイル
   の他方の端に接続されている請求項８記載のアクチュエ
   ータ・アクセサリ・モジュール回路。 １０、前記試験電圧手段が第１の分圧器で構成されてい
   る請求項６記載のアクチュエータ・アクセサリ・モジュ
   ール回路。 １１、前記第１の分圧器が負電圧供給バスと正電圧供給
   バスとの間に接続された第１の対の抵抗を有する請求項
   １０記載のアクチュエータ・アクセサリ・モジュール回
   路。 １２、前記第１の比較器の第２の入力および前記第２の
   比較器の第２の入力が基準電圧手段に接続されている請
   求項１０記載のアクチュエータ・アクセサリ・モジュー
   ル回路。 １３、前記基準電圧手段が第２の分圧器で構成されてる
   請求項１２記載のアクチュエータ・アクセサリ・モジュ
   ール回路。 １４、前記第２の分圧器が前記第２のトランジスタ・ス
   イッチのエミッタと負電圧供給バスとの間に接続された
   第２および第３の対の抵抗を有する請求項１３記載のア
   クチュエータ・アクセサリ・モジュール回路。 １５、前記第２の対の抵抗か前記第１の比較器の第２の
   入力に接続されている請求項１４記載のアクチュエータ
   ・アクセサリ・モジュール回路。 １６、前記第３の対の抵抗が前記第２の比較器の前記第
   ２の入力に接続されている請求項１４記載のアクチュエ
   ータ・アクセサリ・モジュール回路。 １７、不足電圧解放電磁コイルと、 前記コイルに関連するばねバイアス式プランジャと、 前記コイルに接続され、所定の不足電圧信号を受信した
   とき前記コイルへの保持電流を遮断して、前記プランジ
   ャをトリップ・レバーに接触させるように駆動する手段
   を含む不足電圧制御回路と、第１のオプトアイソレータ
   を介して前記不足電圧制御回路と相互作用し、所定の過
   電流信号を受信したとき前記保持電流を遮断する手段を
   含む過電流制御回路と、 第２のオプトアイソレータを介して前記不足電圧制御回
   路と相互作用し、外部指令信号を受信したとき前記保持
   電流を遮断する手段を含む分路トリップ制御回路と、 を有することを特徴とする遮断器のアクチュエータ・ア
   クセサリ・モジュール回路。 １８、前記第１のオプトアイソレータが、前記過電流信
   号を受信するための前記過電流制御回路の第１の対の入
   力端子に接続されている第１の発光ダイオードと、第１
   のトランジスタ・スイッチを介して前記不足電圧制御回
   路に接続されている第１のホトトランジスタとで構成さ
   れている請求項１７記載のアクチュエータ・アクセサリ
   ・モジュール回路。 １９、前記第２のオプトアイソレータが、第２のトラン
   ジスタ・スイッチを介して前記不足電圧制御回路に接続
   されている第２のホトトランジスタと前記分路トリップ
   制御回路に接続されている第２の発光ダイオードとで構
   成されている請求項１７記載のアクチュエータ・アクセ
   サリ・モジュール回路。 ２０、前記不足電圧制御回路の前記手段が第１のＦＥＴ
   を介して前記電磁コイルに接続されている第１の比較器
   を含んでいる請求項１７記載のアクチュエータ・アクセ
   サリ・モジュール回路。 ２１、前記第１の比較器には第３のトランジスタ・スイ
   ッチおよび第２の比較器を介して第２のＦＥＴが接続さ
   れている請求項２０記載のアクチュエータ・アクセサリ
   ・モジュール回路。 ２２、前記第１のトランジスタ・スイッチのベースおよ
   びエミッタが前記第１のホトトランジスタのエミッタに
   接続されている請求項２１記載のアクチュエータ・アク
   セサリ・モジュール回路。 ２３、前記第１のトランジスタ・スイッチのコレクタが
   、前記第２の比較器の入力に接続されている試験電圧手
   段に接続されている請求項２２記載のアクチュエータ・
   アクセサリ・モジュール回路。 ２４、前記不足電圧制御回路が、ダイオード整流器に接
   続された、前記不足電圧信号を受信する第２の対の入力
   端子と、前記電磁コイルの一方の端に接続されている前
   記整流器の第１の出力と、前記第１のトランジスタ・ス
   イッチの前記エミッタに接続されている前記整流器の第
   ２の出力とを含んでいる請求項２３記載のアクチュエー
   タ・アクセサリ・モジュール回路。 ２５、前記第２のＦＥＴのソース端子とゲート端子との
   間にツェナーダイオードが接続されている請求項２４記
   載のアクチュエータ・アクセサリ・モジュール回路。 ２６、前記第１のＦＥＴのソース端子が前記第１の比較
   器の第１の入力ならびに前記第２の比較器の出力に接続
   され、前記第１のＦＥＴのドレイン端子が前記電磁コイ
   ルの他方の端に接続されている請求項２５記載のアクチ
   ュエータ・アクセサリ・モジュール回路。 ２７、前記過電流制御回路が前記第１の発光ダイオード
   に接続された、前記過電流信号を受信する第２の対の端
   子を含んでいる請求項２６記載のアクチュエータ・アク
   セサリ・モジュール回路。 ２８、前記分路トリップ制御回路が前記外部指令信号を
   受信する第３の対の端子を含んでいる請求項１７記載の
   アクチュエータ・アクセサリ・モジュール回路。 ２９、前記分路トリップ制御回路が、第２のブリッジ・
   ダイオード整流器を介して前記第３の対の端子に接続さ
   れている蓄積コンデンサを含んでいる請求項２８記載の
   アクチュエータ・アクセサリ・モジュール回路。 ３０、前記第２の発光ダイオードと前記蓄積コンデンサ
   との間に、前記外部指令信号を調整する電子スイッチが
   接続されている請求項２９記載のアクチュエータ・アク
   セサリ・モジュール回路。 ３１、前記電子スイッチが第１の抵抗を介して前記第２
   の発光ダイオードに直列に接続されている第４のトラン
   ジスタ・スイッチを有する請求項３０記載のアクチュエ
   ータ・アクセサリ・モジュール回路。 ３２、前記電子スイッチが第５のトランジスタ・スイッ
   チを含み、前記第５のトランジスタ・スイッチが前記第
   ２の発光ダイオードに直列に接続されている請求項３１
   記載のアクチュエータ・アクセサリ・モジュール回路。 ３３、前記第４のトランジスタ・スイッチのベースと前
   記第５のトランジスタ・スイッチのエミッタとの間にシ
   リコン・スイッチが接続されている請求項３２記載のア
   クチュエータ・アクセサリ・モジュール回路。 ３４、前記試験電圧手段が第１の分圧器で構成されてい
   る請求項３３記載のアクチュエータ・アクセサリ・モジ
   ュール回路。 ３５、前記第１の分圧器が負電圧供給バスと正電圧供給
   バスとの間に接続された第１の対の抵抗を有する請求項
   ３４記載のアクチュエータ・アクセサリ・モジュール回
   路。 ３６、前記第１の比較器の第２の入力および前記第２の
   比較器の第２の入力が基準電圧手段に接続されている請
   求項３５記載のアクチュエータ・アクセサリ・モジュー
   ル回路。 ３７、前記基準電圧手段が第２の分圧器で構成されてい
   る請求項３６記載のアクチュエータ・アクセサリ・モジ
   ュール回路。 ３８、前記第２の分圧器が前記第２のトランジスタ・ス
   イッチのエミッタと負電圧供給バスとの間に接続された
   第２および第３の対の抵抗を有する請求項３７記載のア
   クチュエータ・アクセサリ・モジュール回路。 ３９、前記第２の対の抵抗が前記第１の比較器の第２の
   入力に接続されている請求項３８記載のアクチュエータ
   ・アクセサリ・モジュール回路。 ４０、前記第３の対の抵抗が前記第２の比較器の前記第
   ２の入力に接続されている請求項３９記載のアクチュエ
   ータ・アクセサリ・モジュール回路。