JPH03222624A - 地絡検出装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、交流電路に地絡が発生したとき地絡を検出
して交流電路を遮断する地絡検出装置に関し、特に、断
続的な開閉サージ・ノイズの侵入時に不要動作しにく６
地絡検出装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図は例えば特開昭６１−１６１９２１号公報に示さ
れた従来の地絡検出装置のブロック図、第５図は第４図
のものの具体的構成を示す回路図、第６図は従来装置の
一般の動作説明をするための波形図、第７図は従来装置
の異常サージ時の動作説明をするための波形図である。

第４図において、（１）は交流電路、（２）は交流電路
（１）に設置された地絡検出装置、（３）は地絡検出装
置（２）と負荷の間で交流電路（１）に接続されたサー
ジアブソーバ、（４）は交流電路（１）に設置された遮
断器、（５）は交流電路（１）を−次巻線とする地絡検
出器例えば零相変流器（以下、ＺＣＴと云う）　、（６
）は遮断器（４）を引き外すよう連結された電磁装置、
（７）は電磁装置（６）に直列に接続されたスイッチン
グ素子、（８）はＺＣＴ　（５）の出力を入力として受
けるレベル判別器、（９）はレベル判別器（８）の出力
の時間幅を判別する第１の信号幅判別器、（１０）は第
１の信号幅判別器（９）の出力を受けて出力を発生する
単安定マルチバイブレータ、（１１）はレベル判別器（
８）の出力と単安定マルチバイブレータ（１０）の出力
を入力として受けるアンド回路、（１２）はアンド回路
（１１）の出力を受けてその時間幅を判別する第２の信
号幅判別器であって、その出力側がスイッチング素子（
７）のゲート電極に接続されている。

第５図は地絡検出装置（２）の具体的回路例を示すもの
である。同図において（８１）はレベル判別器（８）の
ｒＨ，出力端子で、入力信号が設定レベルすなわち閾値
を越えた時のみハイレベルの出力ｒＨ，を出力する。（
８２）はレベル判別器（８）の「ＬＪ出力端子で、入力
信号が上記閾値を越えた時のみローレベルの出力「Ｌ」
を出力し、それ以外の時は出力ｒＨ，を出力する。（９
，）、　（９２）はそれぞれｒＨ，出力端子（８□）、
「Ｌ」出力端子（８２）のｒ）（Ｊ出力で駆動され、図
示の矢印方向に定電流を発生する定電流源、（９３）は
定電流源（９１）。

（９２）により充放電されるコンデンサであり、定電流
源（９＋）、　（９２）と共に第１の信号幅判別器（９
）を構成している。単安定マルチバイブレータ（１０）
はその入力側が定電流源（９１）と（９２）の間に接続
されている。アンド回路（１１）はその入力側が単安定
マルチバイブレータ（１０）の出力側に接続されると共
にｒＨ」出力端子（８、）に接続されている。（１２，
）はアンド回路（１１）の出力を反転するインバータ回
路、（１２□）はアンド回路（１１）の出力により、ま
た（１２３）はインバータ回路＜１２．）の出力により
それぞれ駆動され、図示の矢印方向に定電流を発生する
定電流源、（１２，）は定電流源（１２２）　、（ｔｚ
＊）により充放電されるコンデンサ、（１２ｓ）はコン
デンサ（１２４）の充電電圧のレベルを判別するレベル
判別器であり、インバータ回路（１２１）　、定電流源
（１２２）、（１２３）およびコンデンサ（１２４）と
共に第２の信号幅判別器（１２）を構成している。

上記の様に構成された地絡検出装置（２）の動作を第５
図、第６図、第７図により説明する。

交流電路（１）に第６図（Ａ）に゛示すような地絡電流
が生じると、この地絡電流がＺＣＴ　（５）により検出
され、その出力側に第６図（Ｂ）に示すような出力が得
られる。このＺＣＴ　（５）の出力がレベル判別器（８
）の閾値ＴＨ，に至らない場合は、ｒｌ、Ｊ出力端子（
８２）における「Ｈ」出力によって定電流源（９２）が
駆動され、コンデンサ（９３）は放電されてその端子間
電圧が零に保たれ、以下の回路は作動しない。ＺＣＴ　
（５）の出力がレベル判別器（８）の閾値ＴＨ，を越え
た時、レベル判別器（８）のｒｌ（Ｊ出力端子（８１）
には第６図（Ｃ）に示すようなｒ）（Ｊ出力が得られ、
これにより定電流源（９１）が駆動され、コンデンサ（
９，）を規定の速度で充電してその端子間電圧は第６図
（Ｄ）に示すように上昇する。

そしてコンデンサ（９３）の端子間電圧が単安定マルチ
バイブレーク（１０）の閾値ＴＦＩ２に達すると、単安
定マルチバイブレータ（１０）は第６図（Ｅ）に示すよ
うな出力を発生する。すなわち、ＺＣＴ　（５）の出力
がレベル判別器（８）の閾値ＴＨ，を越える時間が短い
場合はコンデンサ（９３）の端子間電圧は単安定マルチ
バイブレータ（１０）の閾値ＴＨ２に到達しない。

従って、単安定マルチバイブレータ（１０）は作動しな
い。ＺＣＴ　（５）の出力がレベル判別器（８）の閾値
Ｔｌ（、を越える時間が第６図（Ｅ）の時間幅ｔ、ＬＡ
より長い場合は、コンデンサ（９３）の端子間電圧は単
安定マルチバイブレータ（１０）の閾値ＴＨ２に達し、
単安定マルチバイブレータ（１０）の出力を「Ｌ」から
ｒＨ」に反転させる。これにより、第１の信号幅判別器
（９）の幅利別機能が達成される。

単安定マルチバイブレーク（１０）の出力の時間幅ｔｅ
ａ　　Ｃ第６図（Ｅ）〕は、交流電路（１）の地絡電流
の周期くτ）〔第６図（Ａ）〕より長く設定されており
、アンド回路（１１）はレベル判別器（８）の「Ｈ」出
力と単安定マルチバイブレータ（１０）の「Ｈ」出力と
の論理積をとって出力し、アンド回路（１１）の出力の
時間幅を第２の信号幅判別器（１２）により第２次判別
として判別する。第２の信号幅判別器（１２）の動作は
第１の信号幅判別器（９）と同等である。すなわち、第
２次判別においてＺＣＴ（５）の出力〔第６図（Ｂ）〕
がレベル判別器（８）の閾値Ｔｌ（、より大きい時間は
、第２の信号幅判別器（１２）の判別時間ｔＭＢより長
く、かつ単安定マルチバイブレータ（１０）のｒＨ，出
力端子（１０，）がｒ）（Ｊの時、第６図（Ｆ）に示す
コンデンサ（１２，）の端子間電圧がレベル判別器（１
２５）の閾値Ｔｌｌ、に達し、第２の信号幅判別器（１
２）におけるレベル判別器（ｔ２ｓ）は第６図（Ｇ）に
示すように出力を発生し、スイッチング素子（７）をト
リガして電磁装置（６）を駆動し、これにより遮断器（
４）を作動させて交流電路（１）を開路する。

次に断続的な開閉サージ・ノイズが地絡検出装置（２）
に印加された場合の動作を第７図について説明する。異
常サージ源（図示せず）から第７図（Ａ）に示すような
サージ・ノイズが交流電路（１）に加えられると、負荷
側の大地との静電容量及びサージアブソーバ（３）を通
じて大地へ電流が流れ、ＺＣＴ　（５）に第７図（Ｂ）
に示すような出力がある。すなわち、サージ・ノイズの
波形にもよるが、一般にＺＣＴ　（５）の出力〔第７図
（Ｂ）〕の短い期間内に複数回の電流が断続的に発生す
る出力がある。この場合、ＺＣＴ　（５）の出力は交流
電路（１）のサージ電流の周期（τ）より短い間隔でレ
ベル判別器（８）の閾値ＴＨ，（第７図（Ｂ）〕より大
きい部分があり、レベル判別器（８）の「Ｈ」出力端子
（８，）には第７図（Ｃ）に示すような出力が得られ、
第１の信号幅判別器（９）の判別時間ｔＭＡ〔第７図（
Ｄ）〕より大きいものと、第２の信号幅判別器（１２）
の判別時間ｔ、ｌａ　　Ｃ第７図（Ｆ）〕より大きい出
力間隔が単安定マルチバイブレータ（１０）の出力の時
間間隔ｔ０゜〔第７図（Ｅ）〕内に発生する。このため
レベル判別器（１２，）は第７図（Ｇ）に示すような出
力を発生し、スイッチング素子〈７）をトリガして電磁
装置（６）を駆動し、遮断器（４）を作動させて交流電
路（１）を不要に開路してしまう。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述のような従来の地絡検出装置では、断続的な開閉サ
ージ・ノイズにより地絡検出装置が不要動作するといっ
た課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされ
たもので、断続的な開閉サージ・ノイズが印加されても
不要動作しない地絡検出装置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る地絡検出装置は、交流電路に生じる地絡
電流を検出する地絡検出器と、この地絡検出器の出力の
レベルが所定の第１閾値を超えているとき、その超えて
いる期間に対応する時間幅の矩形波出力を発生する波形
整形回路（２０）と、矩形波出力の時間幅を判別して三
角波を発生する三角波発生手段と、三角波が所定の第２
閾値ＴＨｓに達したとき所定幅の第１パルス信号を発生
するワンショット回路（２２）と、三角波が第２閾値に
達したとき上記所定幅とは違った所定幅の第２パルス信
号を形成し、この第２パルス信号を所定時間遅延させゲ
ート信号として発生するゲート制御回路と、ゲート信号
が供給されている間に三角波が第２ｆｆ値に達したとき
上記両所定幅とは違った所定幅の第３パルス信号を発生
するワンショット手段と、第１パルス信号と第３パルス
信号との論理積をとるアンド回路（２６）と、アンド回
路の出力信号により作動されて交流電路を遮断する手段
とを設けたものである。

〔作　用〕

この発明においては、三角波発生手段で入力信号の周期
に関連した三角波を形成し、この三角波に基づいてワン
ショット回路で第１パルス信号を形成する。また三角波
に基づいてゲート制御回路（２３）で第２パルス信号ひ
いてはゲート信号を形成し、このゲート信号が供給され
ている間に三角波が存在すればワンショット手段で第３
パルス信号を形成する。そして、アンド回路で第１パル
ス信号と第３パルス信号との論理積をとる。従って、周
期的な商用周波の地絡信号は検出できるが、不規則に到
来する断続的な開閉サージ・ノイズの信号は除去され、
不要動作が防止される。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図であり、
（１）　、　（３）〜（７）は上述の従来装置と全く同
一のものである。（２＾）はこの発明に係る地絡検出装
置、（２０）はＺＣＴ　（５）に接続された波形整形回
路であって、出力信号のレベルに対して第１閾値例えば
正の閾値ＴＨ，が設定されており、入力信号の正のレベ
ルがこの閾値Ｔ１．を超えたとき、その閾値Ｔ１１．を
超えている期間に等しい時間幅の矩形波出力を出力する
ようになされている。（２１）は波形整形回路（２０）
に接続され、その出力の時間幅を判別して三角波を発生
する三角波発生手段例えば信号幅判別回路、（２２）は
信号幅判別回路（２１）に接続され、信号幅判別回路（
２１）の出力が所定の第２閾値例えば閾値ＴＨ５に達し
たとき所定のパルス幅例えば商用周波数の周期より長い
持続時間ｔ１を有する第１パルス信号を発生するワンシ
ョット回路である。（２３）は信号幅判別回路（２１）
に接続され、ワンショット回路（２３□）および遅延回
路（２３□）から成るゲート制御回路である。ワンショ
ット回路（２３，）は信号幅判別回路（２１）の出力が
所定の閾値ＴＨ５に達したとき所定のパルス幅例えば商
用周波数の半サイクルより短いがしかしなるべく長い接
続時間ｔ２を有する第２パルス信号を発生し、遅延回路
（２３□）はワンショット回路（２３１＞からの第２パ
ルス信号を所定時間ｔ１例えば商用周波数の１サイクル
分遅延させる。（２４）は信号幅判別回路（２１）に接
続され、ゲート制御回路（２３）で制御されてゲートを
開いている期間信号幅判別回路（２１）の出力を通すゲ
ート回路、（２５）はゲート回路（２４）に接続され、
信号幅判別回路（２１）の出力が所定の閾値ＴＦＩｓを
超えている期間に等しい時間幅の第３パルス信号を発生
するワンショット回路、（２６）はワンショット回路（
２２）および（２５）に接続され、再出力の論理積をと
るアンド回路である。ゲート回路（２４）とワンショッ
ト回路（２５）はフンショット手段を構成する。

上記のように構成された地絡検出装置（２＾）において
、交流電路（１）の地絡が生じていない場合は、２：Ｃ
Ｔ　（５’）が地絡電流を検出しないめで、遮断器（４
）は作動しない。

交流電路（１）に地絡が生じた場合、交流電路（１）に
第２図（Ａ＞に示すような波形の地絡電流が流れ、この
地絡電流がＺＣＴ　（５）で検出され、その出力側に第
２図（Ｂ）に示すような波形の検出信号が得られる。こ
の検出信号は波形整形回路（２０）に供給され、そのレ
ベルが正の閾値ＴＨ，を超えると、第２図（Ｃ）に示す
ように、そのレベルが正の閾値ＴＨ４を超えている期間
に対応する時間幅を有する矩形波出力が波形整形回路（
２０）の出力側に得られるにの矩形波出力は信号幅判別
回路（２１）に供給され、その時間幅が判別され、信号
幅判別回路（２１）の出力側には第２図（Ｄ）に示すよ
うな三角波が得られる。この三角波は、ワンショット回
路（２２）へ供給され、このワンショット回路（２２）
は、第２図（Ｅ）に示すように、三角波が所定の閾値Ｔ
Ｈ５に達したとき所定のパルス幅（持続時間１＋）を有
する第１パルス信号を発生する。町な、信号幅判別回路
（２１）からの三角波はゲート制御回路（２３）のワン
ショット回路（２３，）に供給され、このワンショット
回路（２３，）は、第２図（Ｆ）に示すように、三角波
が所定の閾値ＴＨ，に達したとき所定のパルス幅（持続
時間ｔｚ）を有する第２パルス信号を発生し、この第２
パルス信号は遅延回路（２３□）で、第２図（Ｇ）に示
すように、所定時間ｔ３だけ遅延され、ゲート信号とし
てゲート回路（２４）に供給される。ゲート回路（２４
）はゲート信号が供給されている間そのゲートを開いて
信号幅判別回路（２１）からの三角波をワンショット回
路（２５）に通す。ワンショット回路（２５〉は、第２
図（Ｈ）に示すように、三角波が所定の閾値ＴＨ７を超
えているｗＪ間に等しい時間幅の第３パルス信号を発生
する。このようにして得られた第３パルス信号と上述の
ワンショット回路（２２）の出力側に得られた第１パル
ス信号〔第２図（Ｅ）〕はアンド回路（２６）に供給さ
れて論理積がとられ、その出力側に第２図（Ｉ）に示す
ような第４パルス信号が得られる。この第４パルス信号
はスイッチング素子（７）の制御電極に印加されてスイ
ッチング素子（７）がオンし、このスイッチング素子（
７〉のオンにより電磁装置（６）が付勢されて遮断器（
４）が作動し、交流電路（１）を遮断する。

次に例えば第３図（Ａ）に示すような断続的な開閉サー
ジ・ノイズが交流電路（１）に現れたとすると、ＺＣＴ
　（５）の２次巻線側に第３図（Ｂ）に示すような電流
が生じる。この電流のオーバシュート部分は正の閾値Ｔ
しを超えるものであり、この結果閾値ＴＦＩ４を超えた
部分において波形整形回路（２０）の出力側に第３図（
Ｃ）に示すような矩形波出力が生じる。この矩形波出力
は信号幅判別回路（２１）に供給され、その時間幅が判
別され、信号幅判別回路（２１）の出力側には第３図（
Ｄ＞に示すような三角波が得られる。

この三角波はワンショット回路（２２）に供給され、こ
のワンショット回路（２２）は、第３図（、Ｅ）に示す
ように、三角波が所定の閾値ＴＨ１に達したとき所定の
パルス幅（持続時間１＋）を有する第１パルス信号を発
生する。また、信号幅判別回路（２１）からの三角波は
ゲート制御回路（２３）のワンショット回ＩＹ８（２３
，）に供給され、ワンショット回路（２３＋）は、第３
図（Ｆ）に示すように、三角波が所定の閾値Ｔｌ（５に
達したとき所定のパルス幅（持続時間ｔ２）を有する第
２パルス信号を発生し、この第２パルス信号は遅延回路
（２３２）で、第３図（Ｇ）に示すように、所定時間し
、たけ遅延され、ゲート信号としてゲート回路（２４）
に供給される。ゲート回路（２４）はゲート信号が供給
されている間そのゲートを開いて信号幅制御回路（２工
）からの三角波をワンショット回ｉ￥８（２５）に通そ
うとするが、第３図（Ｃ＞および（Ｇ）の対比からも判
るように、ゲート回路（２４）がゲートを開いている間
三角波は存在せず、従って三角波は何等ワンショット回
路（２５）には供給されず、このワンショット回路（２
５）の出力側には、第３図（Ｈ）に示すように、第３パ
ルス信号は発生されない。このためアンド回路（２６）
の出力側にも第３図（Ｉ）に示すように第４図パルス信
号は何等発生されず、この結果スイッチング素子（７）
がオンされないので電磁装置（６）は付勢されず、遮断
器（４）も作動せず、もって不要動作が防止される。

なお、上述の実施例では断続的な開閉サージ・ノイズは
負側に突出した場合について説明したが、正側に突出し
た場合にも同様に通用でき、その場合には波形整形回路
（２０）の正の閾値Ｔ１１．を負側に設定してやればよ
い。また、三角波発生手段として信号幅判別回路を用い
たが、その代わりに積分回路を用いても同等の効果が得
られる。

〔発明の効果〕

この発明は、以上説明したとおり、交流電路に生じる地
絡電流を検出する地絡検出器と、この地絡検出器に接続
され、その出力のレベルが所定の第１閾値を超えている
とき、その超えている期間に対応する時間幅の矩形波出
力を発生する波形整形回路と、この波形整形回路に接続
され、上記矩形波出力の時間幅を判別して三角波を発生
する三角波発生手段と、この三角波発生手段に接続され
、上記三角波が所定の第２閾値に達しなとき所定幅の第
１パルス信号を発生するワンショット回路と、上記三角
波発生手段に接続され、上記三角波が上記第２閾値に達
したことを上記所定幅とは違った所定幅の第２パルス信
号を形成し、この第２パルス信号を所定時間遅延させて
ゲート信号として発生するゲート制御回路と、上記三角
波発生手段に接続され、上記ゲート信号が供給されてい
る間に上記三角波が上記第２閾値に達したとき上記両所
定幅とは違った所定幅の第３パルス信号を発生するワン
ショット手段と、上記ワンショット回路と上記ワンショ
ット手段に接続され、上記第１パルス信号と上記第３パ
ルス信号との論理積をとるアンド回路と、このアンド回
路に接続され、その出力信号により作動されて上記交流
電路を遮断する手段を備えているので、不規則に到来し
て来る断続的な開閉サージ・ノイズを除去し、不要動作
を防止することができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
および第３図は第１図の動作説明に供するための波形図
、第４図は従来の地絡検出装置の一例を示すブロック図
、第５図は第４図の具体的回路構成の一例を示す回路図
、第６図および第７図は第５図の動作説明に供するため
の説明図である６図において、（１）は交流電路、（２
＾）は地絡検出装置、（４）は遮断器、（５）は零相検
出器、（６）は電磁装置、〈７）はスイッチング素子、
（２０）は波形整形回路、（２１）は信号幅判別回路、
（２２）はワンショット回路、（２３）はゲート制御回
路、（２４）はゲート回路、（２５）はワンショット回
路、（２６）はアンド回路である。 なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 ＰＩＯ２図　　　　Ｋ−）３図 （１）−一」ト一 （１） 帛６図 （Ｇ） ｂ＋ｓ→二←

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 交流電路に生じる地絡電流を検出する地絡検出器と、 この地絡検出器に接続され、その出力のレベルが所定の
   第１閾値を超えているとき、その超えている期間に対応
   する時間幅の矩形波出力を発生する波形整形回路と、 この波形整形回路に接続され、上記矩形波出力の時間幅
   を判別して三角波を発生する三角波発生手段と、 この三角波発生手段に接続され、上記三角波が所定の第
   ２閾値に達したとき所定幅の第１パルス信号を発生する
   ワンショット回路と、 上記三角波発生手段に接続され、上記三角波が上記第２
   閾値に達したことを上記所定幅とは違った所定幅の第２
   パルス信号を形成し、この第２パルス信号を所定時間遅
   延させてゲート信号として発生するゲート制御回路と、 上記三角波発生手段に接続され、上記ゲート信号が供給
   されている間に上記三角波が上記第２閾値に達したとき
   上記両所定幅とは違った所定幅の第３パルス信号を発生
   するワンショット手段と、上記ワンショット回路と上記
   ワンショット手段に接続され、上記第１パルス信号と上
   記第３パルス信号との論理積をとるアンド回路と、 このアンド回路に接続され、その出力信号により作動さ
   れて上記交流電路を遮断する手段と、を備えたことを特
   徴とする地絡検出装置。