JPH0449809A - 過電流保護装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、電源側の上位回路遮断器と負荷側の下位回路
遮断器とを備えた過電流保護装置に関する。

（従来の技術） 従来より、負荷例えば交流電動機の過電流保護を図る場
合には、交流電動機と１対１の関係で設けられる機械式
の下位回路遮断器の他に、この下位回路遮断器よりも電
源側に位置してマイクロコンピュータを主体とした静止
形の上位回路遮断器を設け、交流電動機に過負荷若しく
は短絡事故により過電流たる過負荷電流若しくは短絡電
流が流れ時に下位回路遮断器に引外し動作を行なわせ、
この下位回路遮断器の故障等により引外しが失敗した時
には上位回路遮断器に引外し動作を行なわせるという保
護協調をとるようにした構成のものが供されている。

（発明か解決しようとする課題） 従来の構成では、交流電動機とともに下位回路遮断器を
増設する場合には、その都度過電流例外し特性の仕様変
更を行なう必要があり、仕様変更を頻繁に行なう内に上
述したような上位回路遮断器と下位回路遮断器との保護
協調が崩れて、下位回路遮断器が引外し動作を行なう前
に上位回路遮断器が引外し動作を行なってしまうことが
ある。

そして、このような場合には、事故回路のみならず健全
回路まで給電されなくなって、不必要に停電範囲を拡大
する不具合がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は
、上位回路遮断器と下位回路遮断器との保護協調を確実
にとることができる過電流保護装置を提供するにある。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明の過電流保護装置は、負荷に流れる電流を検出し
て所定の過電流引外し特性に基づき前記負荷を電源から
引外す下位回路遮断器を設け、前記負荷に流れる電流を
検出して規定の過電流引外し特性に基づき前記負荷を下
位回路遮断器とともに電源から引外すための上位回路遮
断器を設け、前記下位回路遮断器か引外し動作した時に
引外し完了信号を前記上位回路遮断器に伝達する信号伝
達手段を設け、前記上位回路遮断器を、引外し動作が必
要と判断した時には前記下位回路遮断器から一定時間内
に引外し完了信号が伝達されなかったことを条件に引外
し動作を実行するように構成したところに特徴を有する
。

（作用） 本発明の過電流保護装置によれば、上位回路遮断器は、
負荷の過電流を検出して引外し動作が必要と判断しても
、一定時間は引外し動作を実行しない。そして、この一
定時間内に下位回路遮断器が引外し動作をすれば、上位
回路遮断器の引外し動作は実行されないままとなり、故
障回路のみが給電停止されることになる。一方、下位回
路遮断器が引外し動作をしなかった場合には、上位回路
遮断器が一定時間の経過後に引外し動作を実行するよう
になり、事故の拡大を防止する。

（実施例） 以下、本発明の一実施例につき図面を参照しながら説明
する。

先ず、第１図に従って、全体の構成につき述べる。

静止形の回路遮断器からなる上位回路遮断器１は、電源
側端子２Ａ、２Ｂ及び２Ｃと負荷側端子３Ａ、３Ｂ及び
３Ｃとを備えており、これらの電源側端子２Ａ、２Ｂ及
び２Ｃと負荷側端子３Ａ。

３Ｂ及び３Ｃとの間には主回路接点４Ａ、４Ｂ及び４Ｃ
と主回路導体５Ａ、５Ｂ及び５Ｃとが接続され、以て、
主回路６が構成されている。主回路導体５Ａ、５Ｂ及び
５Ｃには変流器７Ａ、７Ｂ及び７Ｃが配設されており、
これらの変流器７Ａ。

７Ｂ及び７Ｃの出力端子はこれらとともに電流検出手段
８を構成する電流検出回路９の各入力端子に接続されて
いる。この電流検出回路９は、変流器７Ａ、７Ｂ及び７
Ｃで検出した各相の電流を全波整流し且つアナログ電圧
に変換する全波整流回路及び抵抗等を含んで構成され、
各相の電流値に応じたレベルの各相のアナログ電圧値を
出力するとともに、一定電圧化した直流電圧を正、負の
直流電源線１０．１１に印加するようになっている。

そして、この電流検出回路９の出力端子はアナログ−デ
ジタル（Ａ／Ｄ）変換回路１２を介して後述するように
動作する制御手段たるマイクロコンピュータ１３の入力
ボート１１に接続されている。

更に、直流電源線１０．１１間には引外し装置１４及び
サイリスタ１５の直列回路が接続されており、そのサイ
リスタ１５のゲートはマイクロコンピュータ１３の出力
ポートＰに接続されている。

この場合、引外し装置１４は通電されると主回路接点４
Ａ乃至４Ｃの開放動作即ち引外し動作（トリップ）を行
なわせるようになっている。そして、この上位回路遮断
器１の電源側端子２Ａ、２Ｂ及び２Ｃは三相交流電源線
１６Ａ、１．６Ｂ及び１６Ｃに接続されている。

機械式の回路遮断器からなる下位回路遮断器１７は、電
源側端子１８Ａ、１８Ｂ及び１８Ｃと負荷側端子１９Ａ
、１９Ｂ及び１９Ｃとを備えており、これらの電源側端
子１８Ａ、１８Ｂ及び１８Ｃと負荷側端子１９Ａ、１９
Ｂ及び１９Ｃとの間には、主回路接点２ＯＡ、２０Ｂ及
び２０ｃと、電磁コイル２１Ａ、２１Ｂ及び２１Ｃと、
バイメタル２２Ａ、２２Ｂ及び２２Ｃとが接続されてい
る。そして、この下位回路遮断器１７の電源側端子１８
Ａ、１８Ｂ及び１８Ｃは上位回路遮断器１の負荷側端子
３Ａ、３Ｂ及び３Ｃに接続され、負荷側端子１９Ａ、１
９Ｂ及び１９Ｃは電磁接触器２３を介して負荷たる三相
の交流電動機２４の各相の入力端子に接続されている。

ここで、下位回路遮断器１７は、周知のように、交流電
動機２４が過負荷になって過負荷電流が流れた時には、
バイメタル２２Ａ、２２Ｂ及び２２Ｃの変形に応じて主
回路接点２ＯＡ、２０Ｂ及び２０Ｃの開放動作即ち引外
し動作（トリップ）を行なわせ、交流電動機２４に短絡
事故が生じて短絡電流が流れた時には、電磁コイル２１
Ａ、２１Ｂ及び２１Ｃの電磁力に基づいて主回路接点２
ＯＡ、２０Ｂ及び２０Ｃの開放動作を行なわせるように
なっている。

而して、下位回路遮断器１７は２ビツトの外部接続端子
Ｔｅを有しており、この外部接続端子Ｔｅは信号伝達手
段たる２ビツトの信号伝達線２５を介して上位回路遮断
器１におけるマ・ｒクロコンピユータ１３の２ビツトの
入力ボート１２に接続されている。そして、下位回路遮
断器１７は、上位回路遮断器１に接続されていない時に
は外部接続端子Ｔｅの出力信号を「００」とし、主回路
接点２ＯＡ、２０Ｂ及び２０Ｃが手動で開放された時に
は外部接続端子Ｔｅの出力信号を「０１」とし、主回路
接点２ＯＡ、２０Ｂ及び２０Ｃが閉成されている時には
外部接続端子Ｔｅの出力信号を「１０」とし、主回路接
点２ＯＡ、２０Ｂ及び２０Ｃが過電流に基づいて開放動
作（トリップ）された時には外部接続端子Ｔｅの出力信
号を「１１」とするようになっている。

次に、本実施例の作用につき第２図のフローチャートを
も参照しながら説明する。

上位回路遮断器１におけるマイクロコンピュータ１３が
動作を開始（スタート）すると、そのマイクロコンピュ
ータ１３は、先ず「初期化」の処理ステップＳ、となっ
て、各種メモリをクリアした上で、交流電動機２４の運
転モードをセットし、且つ、規定の過電流用外し特性を
読込んで（リード）メモリに記憶させ、次の「電流値読
込み」の入力ステップＳ２に移行する。

ところで、変流器７Ａ乃至７Ｃは、主回路６に流れる電
流即ち交流電動機２４に流れる各相の負荷電流を検出し
、電流検出回路９は、これらの変流器７Ａ乃至７Ｃで検
出した各相の負荷電流をアナログ電圧値として出力し、
Ａ／Ｄ変換回路１２は、この電流検出回路９からの各相
のアナログ電圧値をデジタル電圧値に変換して出力する
。

従って、マイクロコンピュータ１３は、入力ステップＳ
２ではＡ／Ｄ変換回路１２からの各相のデジタル電圧値
を読込んでメモリに記憶させ、「演算処理」の処理ステ
ップＳ３に移行する。そして、マイクロコンピュータ１
３は、この処理ステップＳ３では予めメモリに記憶され
た規定の過電流用外し特性と読込んだ各相のデジタル電
圧値とを比較して引外し動作電流値、引外し時限等を演
算する。更に、マイクロコンピュータ１３は、「引外し
か？」の判断ステップＳ４に移行して、処理ステップＳ
３で演算した結果が交流電動ａ！２４の過負荷或いは短
絡による過負荷電流或いは短絡電流の過電流か否か、即
ち、引外し動作を行なう必要があるか否かを判断し、ｒ
ＮＯＪ　　（引外し動作不要）と判断した時には入力ス
テップＳ２に戻る。マイクロコンピュータ１３は、判断
ステップＳ４でｒＹＥＳＪ　　（引外し動作必要）と判
断した時には「タイマー（Ｔ）セット」の処理ステップ
Ｓ、となり、タイマーに一定時間ｒＴＪをセットした上
で次の「下位回路遮断器トリップか？」の判断ステップ
Ｓ６に移行する。

さて、交流電動機２４に過負荷或いは短絡事故が発生し
た場合には、その過電流は下位回路遮断器１７において
も検出される。一般に、下位回路遮断器１７の所定の過
電流用外し特性は上位回路遮断器］の規定の過電流用外
し特性よりも下位にあり、従って、下位回路遮断器１７
が前述したような過電流を検出した時には、バイメタル
２２Ａ乃至２２Ｃの変位或いは電磁コイル２１Ａ乃至２
１Ｃの電磁力に基づいて主回路接点２ＯＡ乃至２０Ｃを
引外し動作（トリップ）させ、以て、交流電動機２４を
上位回路遮断器１から切離し、即ち、三相交流電源線１
６Ａ乃至１６Ｃから切離す。そして、下位回路遮断器１
７は、引外し動作を行なうと外部接続端子Ｔｅの出力信
号を「１１」とするようになり、これが引外し動作完了
信号として上位回路遮断器１のマイクロコンピュータ１
３に与えられる。

而して、マイクロコンピュータ１３は、「下位回路遮断
器トリップか？」の判断ステップＳ６では入力ポートＩ
２に与えられる信号が「１１」か即ち引外し動作完了信
号か否かを判断するもので、前述したように下位回路遮
断器１７が引外し動作を行なった場合には、ｒＹＥｓＪ
と判断して入力ステップＳ２に戻るようになる。又、マ
イクロコンピュータ１３は、下位回路遮断器１７が何ら
かの原因で引外し動作を行なわなかった場合には（外部
接続端子Ｔｅの出力信号がｒｌ　　ＯＪ）、「下位回路
遮断器トリップか？」の判断ステップＳ６でｒＮＯＪを
判断して［Ｔ経過か？ｊの判断ステップＳ７に移行し、
ここでは、タイマーが一定時間ｒＴＪの計時作動を終了
したか否かを判断し、当初は１−ＮＯＪと判断して判断
ステップＳ。

に戻り、以下判断ステップＳ、、Ｓ６を繰返すことにな
る。

例えば、下位回路遮断器１７の過電流引外し特性が上位
回路遮断器１の過電流引外し特性よりも上位に設定され
ていた場合には、即ち、下位回路遮断器１７の引外し時
限が上位回路遮断器１の引外し引外し時限よりも長く設
定されていた場合には、タイマーにセットされた一定時
間ｒＴＪの経過以前に下位回路遮断器１７が引外し動作
を実行するようにその一定時間ｒＴＪが設定されている
。

従って、この場合には、マイクロコンピュータ１３は、
判断ステップＳ６でｒＹＥＳＪと判断して入力ステップ
Ｓ２に戻るようになる。

例えば、下位回路遮断器１７が故障していて前述のよう
な過電流の検出による引外し動作が不可能であった場合
には、タイマーにセットされた一定時間ＩＴＪが経過し
ても、その下位回路遮断器１７は引外し動作を行なうこ
とはない。そこで、マイクロコンピュータ１３は、「Ｔ
経過か？」の判断ステップＳ７でｒＹＥｓＪと判断して
次の「出力ボートＰ″Ｈ゛出力」の出力ステップＳ８と
なり、出力ポートＰからハイレベル“Ｈ”の出力信号を
出力する。これにより、サイリスタ１５がオンして引外
し装置１４に通電するようになり、従って、主回路接点
４Ａ乃至４Ｃが開放動作即ち引外し動作され、以て、交
流電動機２４を三相交流電源線１６Ａ乃至１６Ｃから切
離すようになる。

以上により、マイクロコンピュータ１３は動作終了（エ
ンド）となる。

このような本実施例によれば、次のような効果を得るこ
とができる。即ち、上位回路遮断器１が過電流を検出し
て引外し動作が必要と判断した場合でも、一定時間ｒＴ
Ｊだけ引外し動作を行なわずに下位回路遮断器１７の引
外し動作を待つようにしたので、給電停止は交流電動機
２４の事故回路のみとなって、上位回路遮断器１が引外
し動作を行なうことによる不必要な停電範囲の拡大を防
止することができる。又、上位回路遮断器１は、引外し
動作が必要と判断した後一定時間ｒＴＪ以内に下位回路
遮断器１７が引外し動作を行なわなかった場合には、下
位回路遮断器１７の故障と判断して一定時間ｒＴＪの経
過後に引外し動作を実行するようにしたので、事故の拡
大を防止することができる。従って、上位回路遮断器１
と下位回路遮断器１７との保護協調を確実にとることが
できるものである。

尚、上記実施例では上位回路遮断器として静止形のもの
を用いるようにしたが、代りに、機械式のものを用いる
ようにしてもよい。

［発明の効果コ 本発明の過電流保護装置は以上説明したように、上位回
路遮断器が引外し動作が必要と判断した時に下位回路遮
断器から一定時間内に引外し完了信号が伝達されなかっ
たことを条件に引外し動作を実行するように構成したの
で、保護協調を確実にとることができ、不必要に停電範
囲を拡大することかないとともに、事故の拡大を防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す電気的構成図、ｍ２図
は同作用説明用のフローチャートである。 図面中、１は上位回路遮断器、４Ａ乃至４Ｃは主回路接
点、６は主回路、８は電流検出手段、１３はマイクロコ
ンピュータ、１４は引外し装置、１７は下位回路遮断器
、２ＯＡ乃至２０Ｃは主回路接点、２１Ａ乃至２１Ｃは
電磁コイル、２２Ａ乃至２２Ｃはバイメタル、２４は交
流電動機（負荷）、２５は信号伝達線（信号伝達手段）
を示す。 出願人　　株式会社　　東　　芝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、負荷に流れる電流を検出して所定の過電流引外し特
   性に基づき前記負荷を電源から引外す下位回路遮断器と
   、この下位回路遮断器よりも電源側に設けられ前記負荷
   に流れる電流を検出して規定の過電流引外し特性に基づ
   き前記負荷を下位回路遮断器とともに電源から引外すた
   めの上位回路遮断器と、前記下位回路遮断器が引外し動
   作した時に引外し完了信号を前記上位回路遮断器に伝達
   する信号伝達手段とを具備し、前記上位回路遮断器は、
   引外し動作が必要と判断した時には前記下位回路遮断器
   から一定時間内に引外し完了信号が伝達されなかったこ
   とを条件に引外し動作を実行するように構成されている
   ことを特徴とする過電流保護装置。