JPH0344495B2 - - Google Patents

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JPH0344495B2
JPH0344495B2 JP58222668A JP22266883A JPH0344495B2 JP H0344495 B2 JPH0344495 B2 JP H0344495B2 JP 58222668 A JP58222668 A JP 58222668A JP 22266883 A JP22266883 A JP 22266883A JP H0344495 B2 JPH0344495 B2 JP H0344495B2
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JP
Japan
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microcomputer
time limit
pulse
current
circuit
Prior art date
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JP58222668A
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Japanese (ja)
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JPS60113617A (en
Inventor
Ichiro Arinobu
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Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Priority to EP84108938A priority patent/EP0133969B1/en
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Publication of JPH0344495B2 publication Critical patent/JPH0344495B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電路の事故電流を検出し、最適な
保護を可能にする過電流検出装置に関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an overcurrent detection device that detects a fault current in an electric circuit and enables optimal protection.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に、マイクロコンピユータを搭載した静止
形過電流検出装置においては、例えば特開昭56−
159922号公報に示されるように、電路の事故電流
に対する検出特性(保護特性)は、マイクロコン
ピユータ内のROMに書き込まれた所定のプログ
ラムを実行することにより、得られるように構成
されている。上記検出特性は、通常電路や負荷を
保護する為に、例えば、第1図に示されたような
反限時特性が得られるようになつている。一般に
第1図におけるような検出特性は、配電線の熱耐
量、上位ヒユーズの溶断特性などを考慮して設定
される。
Generally, in a static overcurrent detection device equipped with a microcomputer, for example,
As shown in Japanese Patent No. 159922, detection characteristics (protection characteristics) against fault currents in electrical circuits are configured to be obtained by executing a predetermined program written in a ROM in a microcomputer. The above-mentioned detection characteristic is usually designed to provide an inverse time limit characteristic as shown in FIG. 1, for example, in order to protect the electric circuit and the load. Generally, the detection characteristics as shown in FIG. 1 are set in consideration of the heat resistance of the distribution line, the fusing characteristics of the upper fuse, and the like.

従来のこの種の装置は、事故電流を検出する電
流センサ手段、所定のサンプリングレートで検出
信号をサンプリングする手段、検出信号のレベル
判別を行なう手段、そのレベルに相応した第1図
に示すような反限時特性に基づく限時動作を行な
う手段等を具備して構成されていた。
Conventional devices of this type include current sensor means for detecting fault current, means for sampling the detection signal at a predetermined sampling rate, means for determining the level of the detection signal, and a device corresponding to the level as shown in FIG. It was configured to include means for performing a time-limiting operation based on inverse time-limiting characteristics.

上記のような従来の装置においても、事故電流
が変化する場合や、事故電流が設定された限時内
に正常な状態に復帰した場合に対応すべく、電路
や負荷の放熱特性を考慮して前述のプログラムの
中に放熱特性を納めておくことは可能である。
Even in the conventional equipment described above, the heat dissipation characteristics of the electrical circuit and load are taken into consideration in order to respond to cases where the fault current changes or when the fault current returns to a normal state within a set time limit. It is possible to store heat dissipation characteristics in the program.

一般に、配電線や負荷の放熱特性は、温度が指
数関数的に減衰するような特性を有することが知
られている。従つてこの減衰特性に基づいてマイ
クロコンピユータ内で演算するか、或いは既に知
られた演算結果を、前もつて前記ROM内にデー
タテーブルとしてもつことによつて、事故電流の
変動等にも応じられる装置が実現できる。
It is generally known that the heat dissipation characteristics of power distribution lines and loads have such characteristics that the temperature decays exponentially. Therefore, by calculating within the microcomputer based on this attenuation characteristic, or by having already known calculation results as a data table in the ROM, it is possible to respond to fluctuations in fault current, etc. The device can be realized.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、プログラム上で、上記のような
放熱特性を考慮に入れた処理を行なう場合には、
次のような問題が生じる。即ち、プログラム上で
演算する場合、精度よく放熱特性を得るために
は、複雑且つ膨大なプログラムが必要となる。従
つて、その処理時間が非常に長くなり最適な保護
が困難となる。また一方、事前に上記演算結果
を、ROM内にデータテーブルとしてもつ場合、
プログラムそのものは短かくできるが、精度よく
放熱特性を得るためには、データ数が膨大とな
り、大容量のROMが必要になる。特にワンチツ
プマイクロコンピユータなどを使用する場合、
ROMの容量が極めて限定されるので、十分なデ
ータが収納できず、従つて最適な特性を得ること
は困難である。
However, when performing processing that takes the above heat dissipation characteristics into consideration in the program,
The following problems arise. That is, when calculating on a program, a complicated and enormous program is required in order to obtain heat radiation characteristics with high accuracy. Therefore, the processing time becomes very long and optimal protection becomes difficult. On the other hand, if the above calculation results are stored in advance as a data table in ROM,
Although the program itself can be shortened, obtaining accurate heat dissipation characteristics requires a huge amount of data and a large-capacity ROM. Especially when using a one-chip microcomputer, etc.
Since the capacity of ROM is extremely limited, it cannot store enough data and therefore it is difficult to obtain optimal characteristics.

また更に重大な問題がある。即ち、電源が一時
的に停電したり、サージ・ノイズ等の外乱が侵入
したりすると、マイクロコンピユータにリセツト
がかかる。このような不慮のリセツト動作の後
に、マイクロコンピユータが再びスタートした時
には、従来の装置では初めから全ての処理がやり
直されるため、それまでの蓄積データも消去され
てしまう。これは過電流検出装置の基本機能に関
する大きな問題である。また、電流センサ手段の
二次出力を、マイクロコンピユータの電源に用い
る場合は、この問題が特に重大な影響をもたら
す。即ち、事故電流及び正常電流が全く流れない
場合には、マイクロコンピユータの作動電源が無
くなるため、断続的な事故電流に対して、上述の
再スタート処理がその都度実行される。従つて、
熱的な保護、即ち、過大電流による発熱量に応じ
て検出信号を出力する動作が、全く行なえない問
題点があつた。
There is also an even more serious problem. That is, if the power supply is temporarily cut off or disturbances such as surges and noises enter, the microcomputer is reset. When the microcomputer is restarted after such an unexpected reset operation, in the conventional device, all processing is restarted from the beginning, and the data stored up to that point is also erased. This is a major problem regarding the basic function of the overcurrent detection device. Moreover, this problem has a particularly serious effect when the secondary output of the current sensor means is used as a power source for a microcomputer. That is, if no fault current or normal current flows, the operating power for the microcomputer is lost, so the above-mentioned restart process is executed each time for intermittent fault currents. Therefore,
There was a problem in that thermal protection, that is, an operation of outputting a detection signal in accordance with the amount of heat generated by excessive current, could not be performed at all.

この発明は、上述のような従来の装置における
問題点を解消すべくなされたもので、簡単なプロ
グラムで、かつ小容量のマイクロコンピユータで
最適な放熱特性を得ることができ、さらにマイク
ロコンピユータのリセツト後の再スタート時、も
しくは断続的な事故電流に対する再スタート処理
が可能な過電流検出装置を得ることを目的とす
る。
This invention was made to solve the problems with the conventional devices as described above, and it is possible to obtain optimal heat dissipation characteristics with a small-capacity microcomputer using a simple program, and also to reset the microcomputer. It is an object of the present invention to provide an overcurrent detection device capable of performing restart processing at a subsequent restart or in response to an intermittent fault current.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明に係る過電流検出装置は、マイクロコ
ンピユータからなり事故電流のレベルを判別する
レベル判別手段と、前記マイクロコンピユータか
らなり前記レベルに対応する所定の限時動作を行
なう時限発生手段と、この時限発生手段の限時動
作に応動する出力手段と、前記時限発生手段の限
時動作中に、事故電流により生じる熱エネルギー
に応じたパルス幅を有するパルスを前記限時動作
中の所定の時間ごとに発生させる、前記マイクロ
コンピユータからなるパルス発生手段と、前記パ
ルスによつて充電され所定の時定数で放電する充
放電回路手段とを備え、マイクロコンピユータの
リセツト後の再スタート時、もしくは事故電流の
再発時に、前記充放電回路の残留電圧を、前記時
限発生手段の発生時限算出の初期値として、前記
マイクロコンピユータに入力するものである。
The overcurrent detection device according to the present invention includes: a level determining means comprising a microcomputer and determining the level of fault current; a time limit generating means comprising the microcomputer performing a predetermined time limit operation corresponding to the level; an output means responsive to a timed operation of the means; and a pulse generating means for generating a pulse having a pulse width corresponding to thermal energy generated by a fault current at predetermined time intervals during the timed operation of the timed generation means. It is equipped with a pulse generating means consisting of a microcomputer, and a charging/discharging circuit means that is charged by the pulse and discharges at a predetermined time constant, and the charging/discharging circuit means is provided, and the charging/discharging circuit means is charged by the pulse and discharged at a predetermined time constant. The residual voltage of the discharge circuit is input to the microcomputer as an initial value for calculating the generation time limit of the time limit generating means.

〔作用〕[Effect]

この発明の過電流検出装置は、事故電流が発生
している場合に、マイクロコンピユータからなる
時限発生手段の限時発生処理の一環として、上記
事故電流により生じる熱エネルギーに相応する所
定のパルスを、充放電回路を構成するコンデンサ
に、定期的に充電して充電電圧を変化させる。次
に事故電流が正常な状態に戻つた場合、放熱特性
に基づく指数関数的な減衰特性を、上記コンデン
サの放電特性を利用して発生させ、再び事故電流
が流れた場合に、上記コンデンサの残留電圧を初
期値としてマイクロコンピユータに読み込むこと
により、間欠事故電流に対し蓄積熱量のメモリー
効果をもたせる。
The overcurrent detection device of the present invention charges a predetermined pulse corresponding to the thermal energy generated by the fault current as part of the time limit generation process of the time limit generation means consisting of a microcomputer when a fault current occurs. The capacitor that makes up the discharge circuit is charged periodically to change the charging voltage. Next, when the fault current returns to normal, an exponential decay characteristic based on the heat dissipation characteristics is generated using the discharge characteristics of the capacitor, and when the fault current flows again, the residual By reading the voltage into the microcomputer as an initial value, a memory effect of accumulated heat is provided against intermittent fault current.

〔実施例〕〔Example〕

以下この発明の一実施例を図について説明す
る。第2図はこの発明に係る過電流検出装置の一
実施例を示すブロツク図である。第2図におい
て、交流電路10には、電流検出用の変換器20
が設けられている。変流器20の二次側には、二
次出力の絶対値を得るための整流回路30が接続
されている。整流回路30の出力側には、負担回
路40が接続されている。負担回路40は、変流
器20の出力電流を電圧信号に変換すると共に、
所定のレベル範囲内で出力信号を得るためのレベ
ル調整回路を兼ねている。負担回路40の出力側
は、波形変換回路90に接続されている。波形変
換回路90は、負担回路40に誘起する出力信号
の実効値を得るものである。波形変換回路90の
出力端子は、そのアナログ出力信号をデイジタル
信号に変換するA/D変換回路100の第1の入
力端子101に接続されている。A/D変換回路
100の出力は、マイクロコンピユータ110に
入力されている。マイクロコンピユータ110に
は、出力ポート117a及び117bが設けられ
ている。出力ポート117aには、出力装置80
が接続されており、出力装置80は出力端子81
を備えている。出力ポート117bには、一端が
接地され他端がA/D変換回路100の第2の入
力端子102に接続されたコンデンサ50が、逆
流防止用のダイオード70を介して接続されてい
る。コンデンサ50には、抵抗61(放電用)が
並設されている。ダイオード70のアノード側に
は、充電用の抵抗62が接続されている。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the overcurrent detection device according to the present invention. In FIG. 2, the AC line 10 includes a converter 20 for current detection.
is provided. A rectifier circuit 30 is connected to the secondary side of the current transformer 20 for obtaining the absolute value of the secondary output. A burden circuit 40 is connected to the output side of the rectifier circuit 30. The load circuit 40 converts the output current of the current transformer 20 into a voltage signal, and
It also serves as a level adjustment circuit for obtaining an output signal within a predetermined level range. The output side of the burden circuit 40 is connected to a waveform conversion circuit 90. The waveform conversion circuit 90 obtains the effective value of the output signal induced in the burden circuit 40. An output terminal of the waveform conversion circuit 90 is connected to a first input terminal 101 of an A/D conversion circuit 100 that converts the analog output signal into a digital signal. The output of the A/D conversion circuit 100 is input to a microcomputer 110. The microcomputer 110 is provided with output ports 117a and 117b. The output port 117a has an output device 80.
is connected, and the output device 80 has an output terminal 81
It is equipped with A capacitor 50, one end of which is grounded and the other end connected to the second input terminal 102 of the A/D conversion circuit 100, is connected to the output port 117b via a diode 70 for preventing backflow. A resistor 61 (for discharging) is arranged in parallel with the capacitor 50. A charging resistor 62 is connected to the anode side of the diode 70.

マイクロコンピユータ110の構成を、第3図
に基づき概説する。第3図において、マイクロコ
ンピユータ110は、CPU111のデータバス
112及びアドレスバス113を介して、相互に
接続されたROM114、RAM115及びI/
Oポート116から構成されている。I/Oポー
ト116の出力ポート117a,117bは、前
述の通り出力装置80、ダイオード70のアノー
ドに接続されている。データバス112及びアド
レス113の一部は、A/D変換回路100に接
続されている。一般に、ROM114には、所定
の信号処理を実行するためのプログラムを含み、
CPU111は、所定のクロツク信号に同期して
プログラムを実行する。またRAM115は、信
号処理に必要なレジスタとして機能する。
The configuration of the microcomputer 110 will be outlined based on FIG. In FIG. 3, a microcomputer 110 includes a ROM 114, a RAM 115, and an
It is composed of an O port 116. The output ports 117a and 117b of the I/O port 116 are connected to the output device 80 and the anode of the diode 70, as described above. A portion of the data bus 112 and address 113 are connected to the A/D conversion circuit 100. Generally, the ROM 114 includes a program for executing predetermined signal processing,
The CPU 111 executes a program in synchronization with a predetermined clock signal. Further, the RAM 115 functions as a register necessary for signal processing.

マイクロコンピユータ110における信号処理
過程を、第6図のメインフローチヤートに示す。
このフローチヤートには、基本的な機能として、
少くとも入力信号のレベルを判別するレベル判別
手段1001、及びレベル判別された値により所
定の限時動作を実行する時限発生手段1002が
含まれている。またこのフローチヤートには、前
述のような放電特性、及びこれに蓄熱特性を合わ
せた特性に沿つて、過電流検出装置を動作させる
ため、過電流状態でなくなつた場合の、正確な放
熱特性を発生するための手段1003が含まれて
いる。
The signal processing process in the microcomputer 110 is shown in the main flowchart of FIG.
This flowchart includes the following basic functions:
It includes at least a level determining means 1001 for determining the level of an input signal, and a time limit generating means 1002 for executing a predetermined time limit operation based on the level determined value. This flowchart also includes accurate heat dissipation characteristics when the overcurrent condition is no longer present, in order to operate the overcurrent detection device according to the discharge characteristics described above and the characteristics combined with the heat storage characteristics. Means 1003 for generating is included.

次に、上述のような構成のこの発明装置の動作
を以下に説明する。
Next, the operation of the inventive apparatus configured as described above will be explained below.

交流電路10に事故電流が流れると、変流器2
0はそれに固有の変流比で上記事故電流を検出
し、二次側に出力電流を誘起する。この出力電流
は整流回路30により直流化される。この直流化
された整流回路30の出力電流は、負担回路40
に供給される。負担回路40の出力信号は、波形
変換回路90によつてその実効値に対応する信号
に変換される。波形変換回路90の実効値出力
は、A/D変換回路100に入力される。A/D
変換回路100は、マイクロコンピユータ110
によつて制御され、入力信号を時分割的にデイジ
タル信号に変換する。これらのデイジタル信号
は、マイクロコンピユータ110のデータバス1
12に供給される。マイクロコンピユータ110
は、所定のプログラムに従い、これらデイジタル
入力信号のレベル判別を実行する。更に、このレ
ベル判別の結果に基づいて、所定の限時動作を行
ない、その出力ポート117aから出力信号を発
する。この場合の限時動作は、例えば第4図の特
性曲線に沿つて実行される。マイクロコンピユー
タ110の出力ポート117aから発せられた出
力信号により、出力装置80が駆動される。出力
装置80の出力端子81からは事故電流の表示用
または電路保護用等の出力信号が得られる。
When a fault current flows through the AC line 10, the current transformer 2
0 detects the fault current using its own current transformation ratio and induces an output current on the secondary side. This output current is converted into direct current by the rectifier circuit 30. The output current of this DC-converted rectifier circuit 30 is transferred to the burden circuit 40.
supplied to The output signal of the burden circuit 40 is converted by the waveform conversion circuit 90 into a signal corresponding to its effective value. The effective value output of the waveform conversion circuit 90 is input to the A/D conversion circuit 100. A/D
The conversion circuit 100 is a microcomputer 110
, and converts the input signal into a digital signal in a time-divisional manner. These digital signals are connected to data bus 1 of microcomputer 110.
12. Microcomputer 110
executes level determination of these digital input signals according to a predetermined program. Furthermore, based on the result of this level determination, a predetermined time-limited operation is performed and an output signal is generated from the output port 117a. The time-limited operation in this case is performed, for example, along the characteristic curve shown in FIG. The output device 80 is driven by an output signal issued from the output port 117a of the microcomputer 110. From the output terminal 81 of the output device 80, an output signal for displaying a fault current, protecting a circuit, etc. is obtained.

また、上記限時動作の処理に於いて、次の処理
を合せて実行する。即ち、上記処理の一定期間中
に、事故電流により発生する熱エネルギーに相当
する方形波出力を、定期的にコンデンサ50に充
電する。これを第4図及び第5図に基づいて詳し
く説明する。
In addition, in the processing of the above-mentioned time limit operation, the following processing is also executed. That is, during a certain period of the above processing, the capacitor 50 is periodically charged with a square wave output corresponding to the thermal energy generated by the fault current. This will be explained in detail based on FIGS. 4 and 5.

第4図は電路を流れる電流の変化の状態、及び
この発明の過電流検出装置の動作特性を示す特性
図である。また第5図はコンデンサ50の充放電
の様子を示す波形図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing the state of change in the current flowing through the electric circuit and the operating characteristics of the overcurrent detection device of the present invention. Further, FIG. 5 is a waveform diagram showing how the capacitor 50 is charged and discharged.

第4図及び第5図に示すように、事故電流I1
流れている期間T0の間、その事故電流I1に対応す
る動作時間T1の間に生じるべき熱エネルギーの
単位時間分に相当するパルス幅t1を有するパルス
を、定期的に(所定の単位時間ごとに)、I/O
ポート116に発生させてコンデンサ50を充電
する。
As shown in Figs. 4 and 5, during the period T 0 during which the fault current I 1 is flowing, the thermal energy that should be generated during the operating time T 1 corresponding to the fault current I 1 is calculated by unit time. Periodically (every predetermined unit time), a pulse having a corresponding pulse width t 1 is sent to the I/O
is generated at port 116 to charge capacitor 50.

ここで、上記パルス幅t1は、そのパルス幅t1
有するパルスを所定の周期で出力させることによ
つて、その事故電流に対応する動作時間T1後に
コンデンサ50の充電状態を飽和レベル5Vに到
達させるべくマイクロコンピユータ110によつ
て決定される。結果的には、事故電流が流れた期
間TOと動作時間T1との比TO/T1(すなわち消費
熱エネルギー比)が TO/T1≒α/5 となるような電圧α[V]がコンデンサ50に充
電される。
Here, the above-mentioned pulse width t 1 is determined by outputting a pulse having the pulse width t 1 at a predetermined period, so that the state of charge of the capacitor 50 is reduced to a saturation level of 5V after an operating time T 1 corresponding to the fault current. is determined by microcomputer 110 to reach . As a result , the voltage α [ V] is charged to the capacitor 50.

次に、第4図に示すように期間T0が経過した
後、事故電流I1が正常な電流I2に復帰すると、コ
ンデンサ50の充電電荷は、放電用抵抗61を介
して指数関数的に放電する。
Next, when the fault current I 1 returns to the normal current I 2 after the period T 0 has elapsed as shown in FIG. Discharge.

次に、再度事故電流が流れると、マイクロコン
ピユータ110は、A/D変換回路100からの
入力信号レベルを判別し、再び所定の限時動作を
行うべくプログラムを実行する。このとき、第5
図で時点TSのとき、マイクロコンピユータ11
0は、コンデンサ50の残留電圧VTSを、A/D
変換回路100を介して読み込み、この読み込ま
れた電圧レベルを、新たな時限発生のための初期
値として処理する。なお、第5図bは、この実施
例に基づく定電圧によるコンデンサ50の充放電
波形、同図cは他の実施例としての定電流による
充放電波形である。
Next, when the fault current flows again, the microcomputer 110 determines the level of the input signal from the A/D conversion circuit 100 and executes the program to perform the predetermined time-limited operation again. At this time, the fifth
In the figure, at time T S , the microcomputer 11
0 is the residual voltage VTS of the capacitor 50, A/D
The voltage level is read through the conversion circuit 100 and processed as an initial value for generating a new time limit. 5b shows a charging and discharging waveform of the capacitor 50 using a constant voltage according to this embodiment, and FIG. 5c shows a charging and discharging waveform using a constant current according to another embodiment.

上述のマイクロコンピユータ110における信
号処理過程を、第6図のメインフローチヤートに
沿つて詳述する。
The signal processing process in the above-mentioned microcomputer 110 will be explained in detail along the main flowchart of FIG.

マイクロコンピユータ110が起動され、動作
可能状態になると、プログラムがスタートし、シ
ステムの初期化(即ちI/Oポート116の設
定、フラグのセツト,リセツトなど)が実行さ
れ、過電流検出のメイン処理フローに入る。次に
A/D変換回路100の制御動作(A/D変換処
理)を実行する。この制御動作によつて、波形変
換回路90より出力される電路10の電流の実効
値の信号、及びコンデンサ50の電圧信号を、時
分割的に選択してデイジタル信号に変換し、マイ
クロコンピユータ110内のRAM115に書き
込む。次に、上述のようにしてRAM115に書
き込まれた入力信号データに関し、その値が過電
流値であるか否かの判別動作を実行する。その結
果過電流でない場合は、第6図における蓄熱ルー
チンから外れて、再び上述のA/D変換処理に戻
る。次に、過電流である場合は、先ず蓄熱フラグ
Hをセツトし、入力信号のレベルに応じた時限の
計時動作を実行すべく、CPU111内のレジス
タまたはRAM115を用いて所定の単位時間毎
に所定の蓄熱ビツト数の加算を行なう。上記所定
の蓄熱ビツト数は、第1図の特性曲線に沿つた限
時動作を実現すべく選択されたものである。次
に、上述のように加算されたビツト数が、所定の
時限に対応する値に達したか否かの判別動作を実
行する。そして、上述の加算されたビツト数が、
所定の時限に対応する値に達した場合は、出力ポ
ート117aを介して出力信号を発し、出力装置
80を駆動させる。
When the microcomputer 110 is started and becomes operational, the program starts, initializes the system (i.e., sets the I/O port 116, sets flags, resets, etc.), and starts the main processing flow for overcurrent detection. to go into. Next, a control operation (A/D conversion process) of the A/D conversion circuit 100 is executed. Through this control operation, the signal of the effective value of the current in the electric line 10 and the voltage signal of the capacitor 50 outputted from the waveform conversion circuit 90 are selected in a time-division manner and converted into digital signals, which are then input into the microcomputer 110. Write to RAM115 of. Next, regarding the input signal data written to the RAM 115 as described above, an operation is performed to determine whether or not the value is an overcurrent value. As a result, if there is no overcurrent, the process exits from the heat storage routine shown in FIG. 6 and returns to the A/D conversion process described above. Next, if there is an overcurrent, the heat storage flag H is first set, and a register in the CPU 111 or the RAM 115 is used to set a predetermined time every predetermined unit time in order to execute a time-limited time measurement operation according to the level of the input signal. The number of heat storage bits is added. The predetermined number of heat storage bits is selected to achieve a time-limited operation along the characteristic curve of FIG. Next, an operation is performed to determine whether the number of bits added as described above has reached a value corresponding to a predetermined time period. Then, the number of bits added above is
When the value corresponding to the predetermined time limit is reached, an output signal is generated through the output port 117a to drive the output device 80.

ここで、加算されたビツト数が、所定の時限に
対応する値に達していない場合は、その過電流の
値に応じた電荷量を、コンデンサ50に充電する
処理を行い、再びA/D変換処理に戻る。
Here, if the added number of bits has not reached the value corresponding to the predetermined time period, processing is performed to charge the capacitor 50 with an amount of charge corresponding to the value of the overcurrent, and A/D conversion is performed again. Return to processing.

次に、過電流が正常な範囲内の電流に復帰した
場合について説明する。前述のように、蓄熱フラ
グHがセツトされて、ある程度時限の計時動作が
進行している時点で、A/D変換されたデータの
最大値が所定のレベル以下に低下した場合、過電
流か否かの判別ルーチンより外れ、当該段階の直
前の段階における状態を示す蓄熱フラグHが、セ
ツトされているか否かの判別動作を実行する。こ
の結果、蓄熱フラグHがセツトされていない場合
は、そのままA/D変換処理に戻る。次に、蓄熱
フラグHがセツトされている場合は、蓄熱ビツト
が加算されているカウント用レジスタから、所定
の放熱特性に基づく放熱ビツトを減算して、放熱
特性を実現し、減算結果が零になつたかどうかの
判別を行い、零になつていない場合は、そのまま
A/D変換処理に戻り、零になつている場合は、
蓄熱フラグHをリセツトしてA/D変換処理に戻
る。
Next, a case will be described in which the overcurrent returns to a current within a normal range. As mentioned above, if the maximum value of the A/D converted data falls below a predetermined level when the heat storage flag H is set and the timer operation is in progress for a certain period of time, it is determined whether or not there is an overcurrent. The process departs from this determination routine and performs an operation to determine whether or not the heat storage flag H, which indicates the state at the stage immediately before the relevant stage, is set. As a result, if the heat storage flag H is not set, the process returns to the A/D conversion process. Next, if the heat storage flag H is set, the heat radiation bit based on the predetermined heat radiation characteristic is subtracted from the count register to which the heat storage bit is added to realize the heat radiation characteristic, and the subtraction result becomes zero. It is determined whether the value has become zero or not, and if it has not become zero, it returns to the A/D conversion process, and if it has become zero,
The heat storage flag H is reset and the process returns to A/D conversion processing.

以上のようにしてプログラムが構成され、処理
が実行されるが、マイクロコンピユータ110は
A/D変換処理の際、常時コンデンサ50の電圧
を読み込んでいる。このようにすることにより、
過電流が流れ始めた時に、コンデンサ50の残留
電圧値を初期値としてカウント用レジスタをスタ
ートさせている。事故電流が断続して流れた場合
も、或いはマイクロコンピユータ110が何等か
の原因でリセツトされ再スタートした場合も、コ
ンデンサ50には、それまで電路に蓄積されてい
た熱エネルギーに相当する残留電圧が保持されて
いる。従つて、この発明の装置では電路の蓄熱放
熱特性に沿つた動作が実現できる。
The program is configured and the process is executed as described above, but the microcomputer 110 constantly reads the voltage of the capacitor 50 during the A/D conversion process. By doing this,
When overcurrent begins to flow, the counting register is started using the residual voltage value of the capacitor 50 as an initial value. Even if a fault current flows intermittently, or if the microcomputer 110 is reset and restarted for some reason, the capacitor 50 will have a residual voltage corresponding to the thermal energy that had been accumulated in the electrical circuit. Retained. Therefore, the device of the present invention can realize an operation that conforms to the heat storage and heat dissipation characteristics of the electric circuit.

また、以上の処理では、コンデンサ50の残留
電荷による電圧信号を、毎回のA/D変換処理で
行つているが、そのデータはマイクロコンピユー
タ110が始動した最初だけ読み込むようにし
て、マイクロコンピユータ110が何らかの原因
で停止している期間の、蓄熱放熱特性の情報とし
て、蓄熱データの初期値としてのみ用いることも
できる。また、コンデンサ50の電圧信号だけ別
に、マイクロコンピユータ110の始動時の初期
化処理で実行し、マイクロコンピユータ110が
継続して動作している間の処理フローでは、読み
込まない様にすることも可能である。さらに上記
実施例では、マイクロコンピユータ110等の作
動用電源を、変流器20から供給する場合を示し
たが、変流器20と異なる第2の変流器を設け、
この第2の変流器から前記作動用電源を供給して
もよい。
In addition, in the above processing, the voltage signal due to the residual charge of the capacitor 50 is processed in each A/D conversion process, but the data is read only at the beginning when the microcomputer 110 starts. It can also be used only as the initial value of heat storage data, as information on heat storage and heat radiation characteristics during a period when the system is stopped for some reason. Further, it is also possible to execute the voltage signal of the capacitor 50 separately in the initialization processing when starting the microcomputer 110, and not to read it in the processing flow while the microcomputer 110 is continuously operating. be. Furthermore, in the above embodiment, the power source for operating the microcomputer 110 etc. is supplied from the current transformer 20, but a second current transformer different from the current transformer 20 is provided,
The operating power may be supplied from this second current transformer.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のようにこの発明によれば、コンデンサの
放電時定数を適切に選択する(上述の例では放電
用抵抗61の値を適切に選ぶ)ことにより、実際
の配電線や負荷の放熱特性に極めて良く近似した
減衰特性(動作特性)が得られる。またプログラ
ムも簡単になり、記憶手段の容量も少くて済み、
演算処理時間も短縮できる。更に、間欠事故電流
に対し、配電線や負荷の熱耐量に応じた保護を行
うという見地からも、精度の高い理想的な過電流
検出装置が実現できる。また、電源電圧の低下や
サージ・ノイズ等の外乱により検出動作が一旦停
止した後再スタートした場合も、それまでの蓄熱
データを保持しているので、適切な保護を行うこ
とができる。さらに、コンデンサの充電処理を毎
回の過電流蓄熱処理の中で行つているため、過電
流で無くなつた場合のみ同様の処理をする場合
(制御電源が低下する前に処理する必要がある)
に比べ、コンデンサの充電電力が十分にとれ、か
つ、マイクロコンピユータを含む制御電源の容量
を低減でき、電源回路が非常に簡単となる効果が
ある。
As described above, according to the present invention, by appropriately selecting the discharging time constant of the capacitor (in the above example, appropriately selecting the value of the discharging resistor 61), the heat dissipation characteristics of the actual distribution line and load can be greatly improved. Very similar attenuation characteristics (operating characteristics) can be obtained. Programming is also easier and requires less storage space.
Arithmetic processing time can also be reduced. Furthermore, an ideal overcurrent detection device with high accuracy can be realized from the viewpoint of providing protection against intermittent fault current according to the heat resistance of the distribution line and load. Furthermore, even if the detection operation is temporarily stopped and then restarted due to disturbances such as a drop in power supply voltage or surge/noise, the heat storage data up to that point is retained, so appropriate protection can be provided. Furthermore, since capacitor charging processing is performed during each overcurrent heat storage process, similar processing is performed only when the capacitor is depleted due to overcurrent (it must be processed before the control power supply decreases).
Compared to the above, the capacitor can be charged with sufficient power, the capacity of the control power supply including the microcomputer can be reduced, and the power supply circuit can be made very simple.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は過電流検出装置の一般的な特性を示す
図、第2図はこの発明の過電流検出装置の実施例
を示すブロツク図、第3図は第2図の過電流検出
装置におけるマイクロコンピユータ及びその周辺
の要素のブロツク図、第4図は電路を流れる電流
の変化の状態及びこの発明の過電流検出装置の動
作特性を示す特性図、第5図は第2図の過電流検
出装置におけるコンデンサの充放電の様子を示す
波形図、第6図はこの発明の過電流検出装置にお
けるマイクロコンピユータの基本動作のフローチ
ヤートである。 図において、10は交流電路、20は変流器、
30は整流回路、40は負担回路、50はコンデ
ンサ、61,62は抵抗、70はダイオード、8
0は出力装置、90は波形変換回路、100は
A/D変換回路、110はマイクロコンピユータ
である。なお各図中同一符号は同一部分を示す。
FIG. 1 is a diagram showing general characteristics of an overcurrent detection device, FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the overcurrent detection device of the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing a microcontroller in the overcurrent detection device of FIG. A block diagram of the computer and its surrounding elements, FIG. 4 is a characteristic diagram showing the state of change in the current flowing through the electric circuit and the operating characteristics of the overcurrent detection device of the present invention, and FIG. 5 is the overcurrent detection device of FIG. 2. FIG. 6 is a waveform diagram showing how the capacitor is charged and discharged in FIG. In the figure, 10 is an AC line, 20 is a current transformer,
30 is a rectifier circuit, 40 is a burden circuit, 50 is a capacitor, 61 and 62 are resistors, 70 is a diode, 8
0 is an output device, 90 is a waveform conversion circuit, 100 is an A/D conversion circuit, and 110 is a microcomputer. Note that the same reference numerals in each figure indicate the same parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 電路に流れる事故電流を検出してデイジタル
信号に変換する電流検出変換手段、 前記デイジタル信号のレベルを判別する、マイ
クロコンピユータからなるレベル判別手段、 前記レベル判別手段により判別されたレベルに
対応する所定の限時動作を行う、前記マイクロコ
ンピユータからなる時限発生手段、 前記時限発生手段の限時動作に応動する出力手
段、 前記時限発生手段の限時動作中に、事故電流に
より生じる熱エネルギーに応じたパルス幅を有す
るパルスを前記限時動作中の所定の時間ごとに発
生させる、前記マイクロコンピユータからなるパ
ルス発生手段、及び 前記パルスによつて充電されるべきコンデンサ
と、このコンデンサに蓄えられた電荷をCR時定
数回路の態様で放電させるべき抵抗とを含み、か
つ前記マイクロコンピユータのリセツト後の再ス
タート時もしくは事故電流の再発時に前記コンデ
ンサの残留電圧を、前記時限発生手段の発生時限
算出の初期値として前記マイクロコンピユータに
入力する充放電回路手段、 を備えたことを特徴とする過電流検出装置。 2 前記充放電回路手段は、前記マイクロコンピ
ユータにより制御されたパルス幅のパルスにより
駆動されて定電流を発生し、前記コンデンサを充
電することを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の過電流検出装置。 3 前記電流検出変換手段は、変流器を含んで成
り、この変流器の二次側出力は、前記レベル判別
手段、前記時限発生手段、前記出力手段、前記パ
ルス発生手段及び前記充放電回路手段の作動用電
源として供給される特許請求の範囲第1項又は第
2項のいずれかに記載の過電流検出装置。 4 作動用電源は、第二の変流器の二次側から供
給される特許請求の範囲第3項に記載の過電流検
出装置。
[Scope of Claims] 1. Current detection and conversion means for detecting fault current flowing in an electric circuit and converting it into a digital signal; Level determination means comprising a microcomputer for determining the level of the digital signal; a time limit generating means comprising the microcomputer that performs a predetermined time limit operation corresponding to the level of the time limit generating means; an output means responsive to the time limit operation of the time limit generating means; thermal energy generated by fault current during the time limit operation of the time limit generating means; pulse generating means comprising the microcomputer, which generates a pulse having a pulse width corresponding to the pulse width at predetermined intervals during the time-limited operation; and a capacitor to be charged by the pulse, and and a resistor for discharging the electric charge in the form of a CR time constant circuit, and the residual voltage of the capacitor is calculated by the time limit generation means when the microcomputer is restarted after being reset or when a fault current occurs again. An overcurrent detection device comprising: charging/discharging circuit means for inputting an initial value to the microcomputer. 2. The overcurrent according to claim 1, wherein the charging/discharging circuit means is driven by a pulse having a pulse width controlled by the microcomputer to generate a constant current to charge the capacitor. Detection device. 3. The current detection conversion means includes a current transformer, and the secondary output of the current transformer is connected to the level determination means, the time limit generation means, the output means, the pulse generation means, and the charge/discharge circuit. The overcurrent detection device according to claim 1 or 2, which is supplied as a power source for operating the means. 4. The overcurrent detection device according to claim 3, wherein the operating power source is supplied from the secondary side of the second current transformer.
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DE8484108938T DE3474860D1 (en) 1983-07-29 1984-07-27 Solid state overcurrent detector
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5526014A (en) * 1978-08-11 1980-02-25 Fuji Electric Co Ltd Opposite time limit characteristic overcurrent relay
JPS5863023A (en) * 1981-09-21 1983-04-14 シ−メンス・アクチエンゲゼルシヤフト Digital overcurrent dripping device

Patent Citations (2)

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