JPH0334038Y2 - - Google Patents

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JPH0334038Y2
JPH0334038Y2 JP1990011443U JP1144390U JPH0334038Y2 JP H0334038 Y2 JPH0334038 Y2 JP H0334038Y2 JP 1990011443 U JP1990011443 U JP 1990011443U JP 1144390 U JP1144390 U JP 1144390U JP H0334038 Y2 JPH0334038 Y2 JP H0334038Y2
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    • H02H3/08Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、低圧遮断器、より詳細には、引外し
リレーにより駆動される引外し制御機構と、保護
されるべき回路の各極に設けられて各極に流れる
電流を検出する電流検出ユニツトと、この電流検
出ユニツトにより発生された信号を処理して電流
が所定値を超えたときに引外しリレーに引外し信
号を与える電子式信号処理ユニツトとを備えた多
重定格低圧遮断器の引外し装置、に関する。
〔従来の技術〕
電子的に構成された引外し回路を有する前記の
型の従来の遮断器は、その調整を設置者すなわち
需要者が容易に行えるばかりでなく、調整範囲を
拡大することができるという利点を持つている。
電子式引外し回路は定格の大きな遮断器における
熱動引外し機構および電磁引外し機構を改良した
ものである。しかし、電子式引外し回路は価格が
高いことと、遮断器のケースの中に収納するのが
困難であることなどのため、小さな定格の遮断器
には従来使用できなかつた。電子式引外し回路の
重要な部品の一つは、広い電流範囲に対して正し
く比例する信号を発生しなければならない電流検
出手段である。この電流検出手段は温度変化があ
つても特性変動の少ないものでなければならず、
その価格は小型遮断器に使用できないほど高いも
のであつてはならない。
〔考案が解決しようとする課題〕
本考案は上述の従来技術を考慮してなされたも
のであつて、冒頭に述べた型の引外し回路を有す
る低圧遮断器を、定格の小さなものにも良好に使
用できるように改善することを第1の課題とする
ものである。
本考案の第2の課題は、熱動引外し機構を遮断
器に取付ける際に必要になる調整作業を不要に
し、それにより製作コストの低減を達成すること
である。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題を達成するために本考案の引外し装置
は、電流検出ユニツトが、2組の外側脚およびこ
の両外側脚の間に位置する中央脚からなる平行配
置の3組の鉄心脚を有する磁気回路と、中央脚上
に巻装された二次巻線と、この二次巻線と両外側
脚との間にそれぞれ設けられた開口部と、電力導
体に直列に接続され、両開口部のうちの1つまた
は2つを選択的に通して走る導電部分を有する、
一次導体を構成する導電部材とを含んで構成さ
れ、さらに導電部材は、磁気回路の両開口部のう
ちの一方を貫通する平坦な端部を有する第1の導
電板と、他方の開口部に挿入されるか、または挿
入されることなく磁気回路の外部に位置する、平
坦な端部を有する第2の導電板と、一端が第1の
導電板の端部に接続され、他端が第2の導電板の
端部に接続される接続片とを有することを特徴と
するものである。
〔作用および考案の効果〕
本考案の引外し装置においては、開口部を通る
導電部分のうちの1つまたは2つを用いて電流検
出ユニツトの一次導体が構成される。1つの導電
部分を用いることにより、電流検出ユニツトによ
り発生される信号が半分にされ、同じ引外し回路
を遮断器の異なる2種類の定格範囲に用いること
ができる。一方の開口部を通る第1の導電板と、
他方の開口部を通る第2の導電板を用い、それら
2つの導電板の端部を接続片で接続することによ
り、2ターンの一次導体を構成することができ
る。第2の導電板を磁気回路の外部に配置するこ
とによつて1ターンの一次導体を構成し、遮断器
の適用定格を2倍にすることができる。一次導体
を1ターンにするか2ターンにするかの設定変更
は、引外し回路の構成を変えることなく容易に行
うことができる。
〔実施例〕
以下、本考案を、フランス特許第2295553号明
細書に開示されている型の低圧遮断器に適用した
場合の一実施例について詳細に説明する。なお、
本考案は実施例以外の型の遮断器にも適用可能で
あることはもちろんである。
第1図および第2図は絶縁ケース17の中に収
納された3相電路および中性点用の計4つの極の
遮断器10,12,14,16、並びに固定接点
18および可動接点20からなる一対の接点を示
すものである。可動接点20は、各遮断器10,
12,14,16を共通の制御機構24に連結す
る回転棒22に取付けられている。制御機構24
は投入制御ボタン26および引外し制御ボタン2
8を持つている。固定接点18は第1の接続端子
30に接続され、可動接点20は編組線32を介
して導電板34に接続されている。導電板34は
絶縁ケース17の上部壁に対して押付けられる。
導電板34の一端は一対の接点18,20と協動
する消弧装置36の端板に接続され、導電板34
の他端は絶縁ケース17に設けられている穴を通
し、電流検出ユニツト(後述)を介して反対側に
ある第2の接続端子38に接続される。遮断器1
0,12,14,16はすべて同一に構成され、
その数は任意とすることができる。いずれにして
も、すべての遮断器は共通の制御機構24によつ
て制御される。遮断器の引外し、すなわち遮断器
10,12,14,16の引外しは、引外し制御
ボタン28を押すことにより、またはスライド型
の引外し棒40をスライドさせることにより行う
ことができる。このような遮断器は周知のもので
あり、ここでは、それについてのこれ以上の説明
は省略する。
次に第1図、第4図および第5図を参照し、よ
り詳細に説明する。導電板34の両端部のうち絶
縁ケース17の外側に出ている端部は舌片42の
形に構成され、開口部44を通して電流検出ユニ
ツト46の中に入る。電流検出ユニツト46は2
つの外側脚48,50と中央脚52との互いに平
行な3鉄心脚を有するE型鉄心56を備えてい
る。中央脚52には電流検出ユニツト46の二次
巻線を構成するコイル54が巻装されている。磁
気回路はE型鉄心56の各脚の自由端面に狭い可
変間隙を介して対向するヨーク58を有する。舌
片42を通す開口部44がコイル54と外側脚4
8との間に設けられ、コイル54と外側脚50と
の間に開口部60が設けられている。導電板62
の端部が開口部60を通つており、電流検出ユニ
ツト46の近くで電磁引外し機構64の巻線を構
成している。スロツト68,70,72を有する
接続片66が舌片42のはめ込み端部と導電板6
2とを電気的ならびに機械的に接続する。導電板
62を開口部60に通すことにより、開口部44
を通る導電板34とで計2ターンの一次導体が構
成される。この場合は、舌片42と導電板62が
接続片66の上部2つのスロツト68,70の中
にはめ込まれる。導電板62を開口部60に通す
ことなく、電流検出ユニツト46の下に位置させ
る(鎖線参照)ことにより、開口部44を通る導
電板34のみによる1ターンの一次導体が構成さ
れる。この場合は、舌片42と導電板62は接続
片66の上下2つのスロツト68,72の中には
め込まれることになる。舌片42および導電板6
2と接続片66との間の機械的連結および電気的
接続は溶接によつて完結される。
一次導体2ターンの場合、舌片42と導電板6
2は電流検出ユニツト46の一次導体の2つの電
流路を形成する。コイル54によつて構成される
二次巻線は一次導体を流れる電流に比例する信号
を発生する。舌片42と導電板62は平らな形を
しており、開口部44,60の中にほぼきつちり
とはめ込まれている。導電板62の端部は電流検
出ユニツト46の磁気回路の外側に出ている。接
極子74と、1回巻き、または数回巻きの導電板
62により囲まれた磁気バー76とを有する標準
型の電磁引外し機構64は、導電板62により電
流検出ユニツト46に直接できるように、電流検
出ユニツト46の下に配置される。電磁引外し機
構64を出た導電板62は、差動トランスの環状
鉄心79を貫通してから第2の接続端子38に接
続される。各極の遮断器は電流検出ユニツト46
と電磁引外し機構64を有し、また環状鉄心79
はすべての極の遮断器に共通である。第2図に示
されている実施例では、環状鉄心79にはすべて
極の遮断器の4つの導電線が貫通する。環状鉄心
79には二次巻線80が巻装されている。この二
次巻線80には、環状鉄心79を貫通する導電線
に流れる電流に差が生じたときに出力すなわち引
外し信号が生ずる。電流検出ユニツト46の二次
巻線80に生じた引外し信号は引外しリレー78
の制御する信号処理ユニツト82に与えられる。
引外しリレー78は周知の有極リレーで構成する
ことができ、引外し電流により付勢されたときに
引外し棒40を駆動する。
第3図は信号処理ユニツト82の詳細図であ
る。3組の電流検出ユニツト46により発生され
た信号はそれぞれダイオードD1〜D4,D5〜
D8,D9〜D12からなる整流回路により整流
される。これらの整流回路の直流出力側は互いに
並列に接続され、6個の直列抵抗R12,R1
3,R14,R15,R16,R17によつて構
成された分圧器の両端に接続される。この分圧器
の出力電圧は6つの出力端子のいずれかから可動
子84を介して取出される。直列抵抗および出力
電圧取出し点の数は任意に変更することができ、
また分圧器の機能はポテンシヨメータによつても
得ることができる。可動子84を介して取出され
る電圧は分圧器によつて集約され、かつ低減さ
れ、しかも電流検出ユニツト46を流れる電流の
大きさに対応している。可動子84を介して取出
された電圧はコンデンサC1に加えにれる。した
がつてコンデンサC1は可動子84を介して供給
される電圧によつて充電され、引外しリレー78
を駆動したり、後述の演算増幅器に動作電力を供
給したりするためのエネルギーを蓄積する電源コ
ンデンサを構成する。コンデンサC1には後述の
演算増幅器の入力側を過電圧から保護するための
ツエナーダイオードD17が並列に接続されてい
る。コンデンサC1の両端には、抵抗R1および
コンデンサC2からなる第1の直列回路と、抵抗
R3およびダイオードD19からなる第2の直列
回路と、抵抗R4およびダイオードD24からな
る第3の直列回路と、ツエナーダイオードD20
および抵抗R5からなる第4の直列回路とが並列
に接続されている。コンデンサC2に対して抵抗
R2および温度補償用ダイオードD18の直列回
路がコンデンサC2に対する放電回路として並列
に接続されている。抵抗R1およびコンデンサC
2の直列回路は比較的長い時定数の遅延回路を構
成している。
第1の直列回路における抵抗R1とコンデンサ
C2との接続点が第1の演算増幅器AO1の正入
力端子5に接続され、その負入力端子6は第2の
直列回路における抵抗R3とダンオードD19と
の接続点に接続されている。第3の直列回路にお
ける抵抗R4とダイオードD24との接続点が第
2の演算増幅器AO2の負入力端子2に接続さ
れ、その正入力端子3は第4の直列回路における
ツエナーダイオードD20と抵抗R5との接続点
に接続されている。第2の直列回路は第1の演算
増幅器AO1の負入力端子6に対するバイアス回
路を構成する。第1の演算増幅器AO1の出力端
子7はダイオードD23を介してサイリスタTh
2のゲートに接続されている。サイリスタTh2
には負荷として引外しリレー78が直列に接続さ
れている。また引外しリレー78にはサイリスタ
Th2のオフ動作の際に生ずる逆起電力を吸収す
るためのダイオードD24が逆向きに並列接続さ
れている。この引外しリレー78とサイリスタ
Th2との直列回路もまたコンデンサC1の両端
に並列に接続されている。第1の演算増幅器AO
1の出力端子7、第2の演算増幅器AO2の出力
端子1、およびダイオードD23の出力端と、共
通の負線(コンデンサC1の負側端子)との間に
それぞれ抵抗R7,R6,R8が接続されてい
る。正常な動作状態の下では、コンデンサC2の
端子間電圧は、第1の演算増幅器AO1を動作さ
せるような十分高い値には決して達しない。しか
し、電流検出ユニツト46により過負荷状態が検
出されると、コンデンサC2は抵抗R1を介して
充電され、その端子間電圧が演算増幅器AO1の
負入力端子6に加えられている電圧(バイアス電
圧)の値を越えると、演算増幅器AO1は直ちに
動作してサイリスタTh2をトリガし、これを導
通状態にする。サイリスTh2が導通状態になる
と、コンデンサC1に充電されている電気エネル
ギーが引外しリレー78およびサイリスタTh2
を通して放出され、ここに遮断器の引外しが行わ
れることになる。以上の回路部分は遅延時間の長
い第1の引外し回路を構成する。その遅延時間は
抵抗R1を介して行われるコンデンサC2の充電
時間に対応する。
第2の演算増幅器AO2の負入力端子2には抵
抗R4およびダイオードD24からなる第3の直
列回路によりバイアス電圧が加えられている。ま
た演算増幅器AO2の正入力端子3には第4の直
列回路から電圧が加えられる。正入力端子3の入
力電圧はツエナーダイオードD20のツエナー電
圧によつて調整することができる。第2の演算増
幅器AO2の出力端子1は、第1の演算増幅器
AO1の出力端子7と同様に、ダイオードD22
を介してサイリスタTh2のゲートに接続されて
いる。このようにすることにより、コンデンサC
1の端子間電圧がツエナーダイオードD20のツ
エナー電圧以上に上昇するとツエナーダイオード
D20を通して演算増幅器AO2が動作し、そ力
端子1に引外し信号が生ずる。この引外し信号に
よつてもサイリスタTh2が導通状態となり、引
外しリレー78が励磁されて遮断器が引外され
る。この第2の引外し回路は遅延時間の短い引外
し回路を構成し、遅延時間の長い第1の引外し回
路を作動させる過負荷よりも大きな過負荷の場合
に作動する。
環状鉄心79上の二次巻線80はダイオードD
13〜D16によつて構成される整流回路に信号
を供給する。この整流回路の直流出力端子間には
コンデンサC3が接続されている。コンデンサC
3はコンデンサC1に並列に接続されるととも
に、その両端には抵抗R9と、抵抗R10、ツエ
ナーダイオードD25および抵抗R11の直列回
路とが並列に接続されている。抵抗R11にはコ
ンデンサC4が並列に接続され、サイリスタTh
2にはサイリスタTh1が並列に接続されている。
サイリスタTh1のゲートは、ツエナーダイオー
ドD25と抵抗R11との接続点に接続されてい
る。以上の回路構成によれば、差動事故が生じて
二次巻線80に出力が生ずることによりコンデン
サC3の端子間電圧が上昇し、ツエナーダイオー
ドD25が導通状態となることによつてサイリス
タTh1が導通状態にされる。これにより引外し
リレー78が付勢され、遮断器の引外しが行われ
る。この差動引外し回路は第3の引外し回路を構
成する。
以上のように引外しリレー78は、第1の引外
し回路すなわち過負荷長時間遅延引外し回路、ま
たは第2の引外し回路すなわち過負荷短時間遅延
引外し回路、または第3の引外し回路すなわち差
動引外し回路のいずれかによつて選択的に励磁さ
れる。各引外し回路としては、上述の種類以外の
ものを用いることもできる。その場合、付加的な
外部電源を必要としないものが望ましい。第3図
の回路の各ダイオードは、逆起電力吸収用のダイ
オードD24を例外として、回路相互間の干渉防
止用として設けられている。
次に、以上述べた遮断器の動作の一具体例につ
いて説明する。
抵抗R12〜R17によつて構成されている分
圧器の6つの出力端子からは電流検出ユニツト4
6の出力信号が可動子84を介して上から順にそ
れぞれ百分率で100,80,75,67,60,50に減衰
されて取出される。最小30アンペア定格の遮断器
の場合には、可動子84の位置に応じて定格を
30,37,5,40,45,50,60アンペアのいずれか
に設定することができる。それらの値は第4図に
示す2つの導電板34,62が共に電流検出ユニ
ツト46に対して妥当なものである。下側の導電
板62が電流検出ユニツト46の磁気回路の外部
に設けられる(第4図:鎖線参照)場合は、上記
の値は次のように2倍にすることができる。すな
わち、60,75,80,90,100,120アンペアであ
る。可動子84の操作による定格変更は何らの困
難なしに行うことができる。電流検出ユニツト4
6の一次導体を構成する導電板の数は、遮断器の
ケースを開いたときのみ変えることができるが、
それは工場で行われる。この場合の利点は、より
大きな定格を有する遮断器の第2の範囲を設ける
のに同じ部品を使用できるこである。例えば、電
磁引外し機構64は600アンペアに調整される。
これは選択される種々の定格に適合する値であ
る。選択された定格がどのようなものであつても
引外し設定値は固定される。
小さい定格、例えば30アンペアに調整された遮
断器の場合には、例えば300アンペア以下の相対
的に小さな過負荷に対しては電磁引外し機構は実
質的に作動しない。過負荷を検出した電流検出ユ
ニツト46はその検出信号を遅延時間の長い第1
の引外し回路と、遅延時間の短い第2の引外し回
路とに与える。この場合、コンデンサC1の端子
電圧は遅延時間の短い第2の引外し回路のツエナ
ーダイオードD20のツエナー電圧には達しな
い。他方、抵抗R1およびコンデンサC2の直列
回路の時定数に従つてコンデンサC2が徐々に充
電され、過負荷電流の大きさの関数である所定の
遅延時間が経過してから第1の演算増幅器AO1
が動作し、それによりサイリスタTh2がトリガ
され、引外しリレー78を介して遮断器の引外し
が行われる。相対的に大きな過負荷の場合、例え
ば電磁引外し機構の動作設定値に対応する例えば
300アンペア以上、600アンペア以下の場合には、
遅延時間の短い第2の引外し回路のツエナーダイ
オードD20が導通して第2の演算増幅器AO2
が動作し、上記と同様にしてサイリスタTh2が
トリガされる。600アンペアを超える大きな電流
が流れる短絡事故は、遅延時間の短い引外し、ま
たは遅延時間の長い引外しの前に動作する電磁引
外し機構64により瞬時に除去される。
この遮断器がより大きな定格、例えば90アンペ
アに調整されると、瞬時動作の電磁引外し機構6
4の動作時間と短い遅延時間の引外し回路の動作
時間とは一致して、より高速の電磁引外し機構が
遅延時間の短い引外し回路の補助をする。この遮
断器がより大きい定格に調整されると、大きな過
負荷に対しては電磁引外し機構64により瞬時に
引外しが行われ、小さな過負荷に対しては遅延時
間の長い引外し回路による引外しが行われる。
差動事故は環状鉄心79によつて検出され、そ
の出力によりサイリスタTh1がトリガされ、引
外しリレー78が励磁されて、各遮断器がすべて
引外される。
この同じ遮断器に従来の電磁引外し機構とバイ
メタル素子、またはハイブリツド引外し機構を本
考案に従つて設けることができる。後者のハイブ
リツド引外し機構の場合、その全体寸法はバイメ
タル素子のために最初に用意されるハウジングの
中に納めることができるほど小さくなることに注
意すべきである。
定格の変更は低電圧の下で行われ、かつ適当な
手段により遠方から変更することができる。本考
案による実施例の引外し回路においては、遮断器
を大幅に改造することなしに、抵抗R1およびコ
ンデンサC2からなる直列回路の時定数を変える
ことによつて、遅延時間の長い引外し特性を変え
ることもできる。優先しない下流側回路に設けら
れている遮断器を作動させるために、コンデンサ
C1の端子で負荷切離し信号を取出すことによ
り、負荷切離し遮断器として動作するように引外
し機構を改良することができる。
本考案の遮断器は、利用可能な電流検出ユニツ
ト46の性能のバラツキが小さければ、組立て時
または使用時に調整を必要としない。第5図は所
定の応答特性を得るために電流検出ユニツトを埋
込み、かつ間隙を調整するための装置を示すもの
である。第5図に示すように、E形鉄心56およ
びこれと協動するヨーク58が磁気回路を構成し
ており、この磁気回路はモールド87の中に位置
している。コイル54はモールド以前に予めE形
鉄心56の中央脚52上に巻装されている。E形
鉄心56は磁気回路の開口部44を通るピン86
により保持されている。ヨーク58の背面側には
非磁性体からなるロツド88が取付けられてい
る。
このロツド88はモールド87の壁を貫通して
ジヤツキ90のロツドに連結されている。このジ
ヤツキ90はヨーク58をE形鉄心56に対して
接近させたり、そこから遠去けたりすることによ
り、E形鉄心56とヨーク58との間の間隙を調
整する。コイル54はモールド87を絶縁状態で
貫通する電線により、ジヤツキ90を制御する制
御器94に制御用の操作信号を送る測定器92に
接続されている。ヨーク58の動きは、コイル5
4から測定器92および制御器94を介して与え
られる信号により制御される。このようにして、
所定信号を得るためにE形鉄心56とヨーク58
との間の間隙を自動的に調整することができる。
この間隙調整が終わつたらモールド87の中に急
速硬化性の樹脂を注入してE形鉄心56およびヨ
ーク58を固定し、両者間の間隙を一定に保つ。
それからピン86を除去する。そのために開いた
開口部44の中には、遮断器取付け時に導電板3
4を通す。このようにすることにより、電流検出
ユニツト46がE形鉄心56およびヨーク58間
の間隙が調整された時と同じ条件の下で動作する
ことは明らかである。このように構成することに
より、設置された遮断器内の電流検出ユニツト4
6により発生される信号の値は、モールド中に調
整された信号の値に正確に一致させられる。第5
図に示す装置はもちろん簡略化されており、E形
鉄心56およびヨーク58間の間隙を調整するた
めに他の手段を用いることもできる。ピン86は
両磁気回路部材をモールド87の中に位置させる
のに有用である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の遮断器の1つの極のケースを
外して示す側面図、第2図は第1図に示す遮断器
の概略平面図、第3図は第1図および第2図に示
す遮断器の引外しユニツトの回路図、第4図は第
1図に示す遮断器の概略斜視図、第5図は本考案
に従つて電流検出ユニツトの鉄心間隙を調整でき
る埋込みの状況を示す説明図である。 18……固定接点、20……可動接点、24…
…制御機構、34……導電板、40……引外し
棒、42……舌片、44,60……開口部、46
……電流検出ユニツト、48,50……外側脚、
52……中央脚、54,80……二次巻線、56
……E形鉄心、58……ヨーク、62……導電
板、64……電磁引外し機構、78……引外しリ
レー、79……環状鉄心、82……信号処理ユニ
ツト。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 複数の電力導体を有する電力回路を事故電流状
    態から保護する多重定格低圧遮断器の引外し装置
    であつて、 前記遮断器の引外し制御機構を駆動する引外し
    リレーと、 前記各電力導体に流れる電流を検出し、各電力
    導体の電流に対応する出力信号を発生する電流検
    出ユニツトと、 これらの電流検出ユニツトからの出力信号を処
    理し、前記電流が所定の設定値を超えたとき前記
    引外しリレーに引外し信号を送出する信号処理ユ
    ニツトと を備えるとともに、前記電流検出ユニツトは、 2組の外側脚およびこの両外側脚の間に位置す
    る中央脚からなる平行配置の3組の鉄心脚を有す
    る磁気回路と、 前記中央脚上に、前記両外側脚との間にそれぞ
    れ開口部を形成するように巻装された二次巻線
    と、 前記電力導体に直列に接続され、一次導体を構
    成する導電部材と を含んで構成され、さらに前記導電部材は、 前記両開口部のうちの一方を貫通する平坦な端
    部を有する第1の導電板と、 他方の開口部内に挿入されるか、または挿入さ
    れることなく前記磁気回路の外部に位置する、平
    坦な端部を有する第2の導電板と、 一端が前記第1の導電板の端部に接続され、他
    端が前記第2の導電板の端部に接続される接続片
    とを有する ことを特徴とする多重定格低圧遮断器の引外し装
    置。
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