JPH05325765A - 予備警報装置付き遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】電源ライン（１）に過電流が流れたときに回路
を遮断する遮断器本体（２）と、電源ライン（１）を流
れる電流または対応電圧の大きさを検出する検出手段
（３）と、予備警報を生じさせるべき基準電流値または
基準電圧値を設定する基準値設定手段（４）と、検出手
段（３）により検出された電流値または電圧値と、前記
基準電流値または基準電圧値とを比較する比較手段
（５）と、比較手段により、検出電流値または検出電圧
値が基準電流値または基準電圧値を越えることが判定さ
れたときに予備警報を発する予備警報手段（７）とを備
える。 【効果】電源ラインに過電流が流れて遮断器本体の作動
が近付いていることを予備警報により事前に知ることが
でき、不意の回路遮断を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、一般家庭や事業所そ
の他の場所に設置され、電源ラインの過電流に対して回
路を遮断するのに用いられる遮断器、特に遮断する前に
予備警報を発する予備警報装置付き遮断器に関する。

【０００２】

【従来の技術及び課題】一般に、ブレーカと称される遮
断器は、過電流から各種電気電子機器や配線を守るべく
回路を遮断するものであるため、回路が遮断されること
による被害に対してはこれを予防する手段を備えてはい
ないのが現状である。

【０００３】例えば、過電流時の遮断器の作動により機
器への通電が停止すると、遮断器を復旧させる必要がま
ず生じる。特に夜間とか、遮断器が設置されている配電
盤までの距離が遠い場合には、遮断器まで足を運んでの
復旧操作が実に面倒である。しかも、通電停止により各
種電気製品のメモリが消滅する危険もあり、この場合に
はメモリの再設定が必要となる煩わしさもある。特に、
コンピュータの作動中の通電停止はその被害が大きいも
のとなる。

【０００４】また、近年、家庭内電化製品の増加、大型
化に伴い、電力使用量は増加しているにも拘らず、これ
に伴う遮断器の容量アップには配線工事のやり直し等を
要するため、既存の小容量の遮断器をそのまま使用して
いる場合が多い。このため、遮断器の作動に伴う上記の
ような不便、不都合は益々増大する傾向にあり、対策が
望まれている。

【０００５】この発明は、かかる事情に鑑みてなされた
ものであって、遮断器の作動による通電停止に伴って生
じる不都合を軽減することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、過電流に対して遮断器が作動する前に
予備警報を発し、遮断器の作動が近いことを知らせ得る
ように構成したものである。

【０００７】即ち、この発明は、図１を参照して示す
と、電源ライン（１）に過電流が流れたときに回路を遮
断する遮断器本体（２）と、前記電源ライン（１）を流
れる電流またはこれに対応する電圧の大きさを検出する
検出手段（３）と、予備警報を生じさせるべき基準電流
値または基準電圧値を設定する基準値設定手段（４）
と、前記検出手段（３）により検出された電流値または
電圧値と、前記基準電流値または基準電圧値とを比較す
る比較手段（５）と、該比較手段により、検出電流値ま
たは検出電圧値が基準電流値または基準電圧値を越える
ことが判定されたときに予備警報を発する予備警報器
（７）とを備えたことを特徴とする予備警報装置付き遮
断器を要旨とする。

【０００８】

【作用】電流または電圧検出手段（３）により、電源ラ
イン（１）を流れる電流またはこれに対応する電圧の大
きさが検出される。一方、基準値設定手段（４）によ
り、予備警報を生じさせるべき基準電流値または基準電
圧値を設定する。次に、比較手段（５）により、検出手
段（３）で検出された電流値または電圧値と、基準電流
値または基準電圧値とが比較される。比較の結果、検出
電流値または検出電圧値が基準電流値または基準電圧値
を越えることが判定されたときに、予備警報器（７）に
より予備警報が発せられ、電源ライン（１）に過電流が
流れて遮断器本体（２）の作動が近付いていることが事
前に知らされる。

【０００９】

【実施例】次に、図面を参照してこの発明の実施例を説
明する。

【００１０】図２は図１に示した予備警報装置付き遮断
器の一例としての具体的回路構成図である。同図におい
て、（１）は主電源ライン、（２）は遮断器本体であ
り、遮断器本体（２）は従来の予備警報装置のない遮断
器（ブレーカ）と同様の構成を有し、主電源ライン
（１）を流れる電流が定格値を越えると回路を遮断して
通電を停止させる動作を行うものである。

【００１１】（３）は、前記電源ライン（１）を流れる
電流あるいはこれに対応する電圧の大きさを検出する検
出手段である。この実施例では、電圧検出手段として構
成してある。即ち、この検出手段は電源ライン（１）に
挿通されたトロイダルコイルからなる電流検知センサー
（31）と、該センサーの出力を整流する全波整流回路
（32）と、全波整流回路の出力側に接続された平滑コン
デンサ（33）とで構成されている。前記電流検知センサ
ー（31）は、電源ライン（１）を流れる電流Ｉの大きさ
に応じた誘導起電力を生じ、これが全波整流回路（32）
で全波整流され、さらに平滑コンデンサ（33）で平滑さ
れて、センサー（31）の誘導起電力の大きさ、換言すれ
ば電源ライン（１）を流れる電流Ｉの大きさに対応した
電圧値が平滑コンデンサ（33）の両端に生じるものとな
されている。

【００１２】（４）は予備警報のタイミングを決定する
基準値設定手段であり、予備警報を生じさせるべき電流
値またはこれに対応する電圧値を設定するものである。
この実施例では基準電圧値を設定するものとして平滑コ
ンデンサ（33）の正側に接続された可変抵抗（41）によ
って構成してある。また、可変抵抗（41）の負側は分圧
抵抗（51）を介して平滑コンデンサ（33）の負側に接続
されている。かかる構成により、可変抵抗（41）と分圧
抵抗（51）の接続点Ｐには、平滑コンデンサ（33）の両
端電圧を両抵抗比で分圧した電圧が現れる。

【００１３】（５）は比較手段としての比較回路であ
り、この実施例では、可変抵抗（41）と分圧抵抗（51）
との接続点Ｐにベースを接続されたトランジスタ（52）
と、前記分圧抵抗（51）と、トランジスタ（52）のエミ
ッタと平滑コンデンサ（33）の負側端子との間に接続さ
れたエミッタ抵抗（53）とによって構成されている。ま
た、トランジスタ（52）のコレクタは、直流電源（６）
の正側端子に接続され、直流電源の負側端子は前記平滑
コンデンサ（33）、分圧抵抗（51）及びエミッタ抵抗
（53）の負側端子と接続されている。かかる比較回路
（５）では、可変抵抗（41）と分圧抵抗（51）の接続点
Ｐの電圧即ちトランジスタ（52）のベース電圧と、同じ
くトランジスタ（52）のエミッタ電圧とが比較され、ベ
ース電圧がエミッタ電圧（ほぼ一定値）よりもベースバ
イアス電圧である約０．７Ｖ程度高くなるとトランジス
タが導通状態となり、それ以下のベース電圧の時にトラ
ンジスタ（52）が遮断状態となるように動作する。而し
て、トランジスタ（52）を導通させるためのベース電圧
値は一定であり、この電圧値を生じさせるのに必要な平
滑コンデンサ（33）の両端電圧は可変抵抗（41）によっ
て変化するから、可変抵抗（41）はトランジスタ（52）
を導通させるために必要な平滑コンデンサ両端の基準電
圧値を設定する役割を果たすものといえる。そして、こ
の基準電圧値と平滑コンデンサ（33）の実際の両端電圧
とが間接的に比較回路（５）で比較され、平滑コンデン
サ（33）の両端電圧が基準電圧値を越えて大きくなる
と、つまり電源ライン（１）を流れる電流値が過大にな
るとトランジスタ（52）が導通するように構成されてい
る。

【００１４】前記トランジスタ（52）のエミッタには、
予備警報手段としての予備警報器（７）が接続されてい
る。この予備警報器（７）は主電源ライン（１）を流れ
る電流が過大となって遮断器本体（２）の作動が近いこ
とを表示する役割を果たすものであり、ブザー等の聴覚
的警報器、ランプ等の視覚的警報器を使用可能である
が、警報認知の確実性の点でブザー等の聴覚的警報器を
用いるのが望ましい。この実施例では、平滑コンデンサ
（33）の両端電圧が基準電圧値よりも大となってトラン
ジスタ（52）が導通状態となったときに予備警報器
（７）が駆動され、予備警報を発するものとなされてい
る。

【００１５】次に、図２に示した実施例の動作を説明す
る。

【００１６】まず、可変抵抗（41）を調節して、トラン
ジスタ（52）を導通させるために必要な平滑コンデンサ
（33）の出力電圧値、換言すれば予備警報を生じさせる
べき基準電圧値を設定する。この基準電圧値は、遮断器
本体（２）の定格電流よりも大きく遮断電流よりも小さ
い電流に対応する値とする。

【００１７】一方、電源ライン（１）を流れる電流Ｉの
大きさに応じて電流検知センサー（31）には起電力が生
じ、この起電力は全波整流回路（32）で全波整流され、
平滑コンデンサ（33）で平滑され、該平滑コンデンサ
（33）の両端には電源ライン（１）を流れる電流Ｉの大
きさに対応した電圧が生じる。この電圧と前記基準電圧
とが間接的に比較回路（５）で比較され、トランジスタ
（52）のベース電圧が一定値に達するとトランジスタ
（52）が導通し、電源（６）、トランジスタ（52）、予
備警報器（７）へと電流が流れて予備警報器（７）が駆
動され、遮断器本体（２）の作動前に予備警報が発せら
れる。この予備警報により、電源ライン（１）には過電
流が流れていて遮断器本体（２）の作動が近いことが把
握される。そこで、利用者は身近の不要電気製品のスイ
ッチを切る等して、遮断器本体（２）の作動防止のため
の措置を講じることができる。

【００１８】図３はこの発明の第２実施例を示すもの
で、この実施例では、図２に示した第１実施例における
トランジスタ（52）のコレクタと平滑コンデンサ（33）
及び可変抵抗（41）の正側端子とを接続するとともに、
電源（６）を省略し、かつ電流検知センサー（31）のコ
イル巻数を多くしたものであり、他の構成は図２に示し
た構成と同一である。

【００１９】図３に示したような回路構成とすること
で、平滑コンデンサ（33）を予備警報器（７）の駆動電
源としても用いることができ、別途の電源を省略し得て
自己電源による省エネルギータイプの予備警報装置付き
遮断器となし得る。

【００２０】なお、図３に示した実施例の動作は予備警
報器（７）の駆動電源の点を除き、図２に示したものと
同じであるのでその説明は省略する。

【００２１】図４はこの発明の第３実施例を示すもので
ある。この実施例は、一般的な遮断器の特性を利用し、
過電流の程度に応じて段階的に予備警報のパターンを変
えたものである。即ち、一般的なノーヒューズタイプの
遮断器は、定格電流を越えても直ちには作動せず、一定
時間経過後に遮断動作がなされる。そして、この遮断動
作までの時間は電流が大きくなるにつれて短くなる。例
えば、仮に使用電流が遮断器本体の定格電流の２００％
になったとしても、遮断器本体が作動するには約２０秒
かかり、１２０〜１３０％では１〜２分要する。このよ
うな特性を利用し、電源ラインを流れる過電流の程度が
予備警報のパターンによってわかるように構成したもの
である。

【００２２】具体的に説明すると、図４において、
（１）は主電源ライン、（２）は遮断器本体、（３）は
電圧検出手段であり、この電圧検出手段（３）は電流検
知センサー（31）、全波整流回路（32）、平滑回路（3
3）からなる。そして、これらは図２、図３に示した実
施例と同様の動作を行うものであり、従って平滑回路
（33）の出力には、電源ライン（１）を流れる電流の大
きさに応じた電圧が生じる。なお、図４において、図２
に示した構成と同一の部分については同一の符号を付
す。

【００２３】（5a）〜（5c）は第１〜第３の各比較回路
であり、それぞれ非反転増幅器（54a ）〜（54c ）によ
って構成されている。各増幅器の非反転入力端子には抵
抗（55a ）〜（55c ）を介して平滑回路（33）の出力が
接続される一方、反転入力端子は電源ＶCCとＶEE間に直
列接続された４個の分圧抵抗（42a ）〜（42d ）の各接
続点Ｐ1 〜Ｐ3 と接続されている。従って各反転入力端
子には各接続点の電圧Ｖ1 〜Ｖ3 （Ｖ1 ＜Ｖ2 ＜Ｖ3 ）
が入力されることになるが、これら電圧値はそのまま予
備警報の発生タイミングを決定する基準電圧値となり、
この基準電圧値は各分圧抵抗（42a ）〜（42d ）の比を
変えることにより、適宜変更設定可能である。なお、接
続点Ｐ1 の電圧値Ｖ1 の値は、電源ライン（１）に遮断
器本体（２）の定格電流が流れたときに平滑回路（33）
に生じる電圧値よりも大に設定しておく。上記の比較回
路（5a）〜（5c）では、各増幅器の非反転入力端子の電
圧が前記各反転入力端子の電圧Ｖ1 〜Ｖ3 を越えると増
幅器に出力が生じる。

【００２４】（10）（11）は第１、第２のＡＮＤ回路で
あり、第１ＡＮＤ回路（10）の入力端子には第１比較回
路（5a）の出力端子が接続されているほか、ＮＯＴ回路
（12）（13）を介して第２比較回路（5b）及び第３比較
回路（5c）の出力端子が接続されている。また、第２Ａ
ＮＤ回路（11）の入力端子には、第２比較回路（5b）の
出力端子が接続されるとともに、ＮＯＴ回路（13）を介
して第３比較回路（5c）の出力が接続されている。この
ような接続により、第１比較回路（5a）の出力がＨレベ
ル、第２、第３比較回路（5b）（5c）の出力がＬレベル
のときにのみ、第１ＡＮＤ回路（10）の出力がＨレベル
になり、その他の場合は第１ＡＮＤ回路の出力はＬレベ
ルとなる。一方、第２比較回路（5b）の出力がＨレベル
で第３比較回路（5c）の出力がＬレベルのときにのみ第
２ＡＮＤ回路（11）の出力はＨレベルとなり、その他の
ときはＬレベルとなる。

【００２５】（14）は所定周波数のパルスを発生する発
振回路であり、（15）は発振回路の出力周波数を１／２
に分周する分周回路である。この１／２分周回路の出力
は第３ＡＮＤ回路（16）及び第４ＡＮＤ回路（17）に入
力されている。さらに、第３ＡＮＤ回路（16）には、発
振回路（14）の出力及び第１ＡＮＤ回路（10）の出力も
同時に入力されており、また第４ＡＮＤ回路（17）には
前記第２ＡＮＤ回路（11）の出力も入力されている。従
って、第３ＡＮＤ回路（16）の出力端子には、第１ＡＮ
Ｄ回路（10）、発振回路（14）、１／２分周回路（15）
の出力全てがＨレベルとなったときにＨレベルの信号が
生じ、ひいてはデューティー比２５％のパルスが生じ
る。一方、第４ＡＮＤ回路（17）の出力は、第２ＡＮＤ
回路（11）及び１／２分周回路（15）の出力がＨレベル
のときにのみＨレベルとなり、ひいてはデューティー比
５０％のパルスを生じる。

【００２６】前記第３、第４ＡＮＤ回路（16）（17）の
出力及び第３比較回路（5c）の出力はＯＲ回路（18）の
入力端子に接続され、ＯＲ回路（18）の出力はＮＯＴ回
路（19）を介して予備警報手段としてのブザー（７）に
接続され、ブザーの他端は電源ＶCCに接続されている。
従って、第３比較回路（5c）、第３、第４ＡＮＤ回路
（16）（17）の少なくともいずれかの出力がＨレベルに
なると電源からブザー（７）へ電流が流れてブザーが作
動し、予備警報が発せられるものとなされている。

【００２７】次に、図４に示す実施例の動作を説明す
る。

【００２８】電源ライン（１）に電流Ｉが流れると、電
流検知センサー（31）の両端に該電流の大きさに応じた
起電力を生じ、これが全波整流回路（32）で整流され、
平滑回路（33）で平滑され、平滑回路（33）の両端には
電源ライン（１）の電流Ｉの大きさに対応した電圧が生
じる。この電圧は各比較回路（5a）〜（5c）の非反転入
力端子に入力される。一方、各比較回路（5a）〜（5c）
の反転入力端子には、分圧抵抗（42a ）〜（42d ）で分
圧された基準電圧Ｖ1 〜Ｖ3 が入力されている。

【００２９】平滑回路（33）の出力電圧が増大し、まず
基準電圧Ｖ1 を越えると第１比較回路（5a）の出力がＨ
レベルとなる。この段階では、第２、第３比較回路（5
b）（5c）の出力はＬレベルであるから、第１ＡＮＤ回
路（10）の出力はＨレベル（第２ＡＮＤ回路（11）の出
力はＬレベルである）となり、これが第３ＡＮＤ回路
（16）に入力され、第３ＡＮＤ回路（16）の出力にはデ
ューティー比２５％のパルスが出力される。このパルス
はＯＲ回路（18）に入力される結果、デューティー比２
５％のパルスに対応してブザー（７）が１／４の時間割
合で間欠的に予備警報を発し、電源ライン（１）の過電
流状態を知らせる。

【００３０】次に、電源ライン（１）の電流Ｉがさらに
増大すると、平滑回路（33）の出力電圧が大となる。こ
の電圧が第２比較回路（5b）の基準電圧Ｖ2 を越える
と、第２比較回路（5b）の出力がＨレベルに反転する。
この反転により、第１ＡＮＤ回路（10）の出力はＬレベ
ルに、第２ＡＮＤ回路（11）の出力はＨレベルにそれぞ
れ反転する。すると、第４ＡＮＤ回路（17）の出力に
は、１／２分周回路（15）の出力であるデューティー比
５０％のパルスがそのまま生じる一方、第３ＡＮＤ回路
（16）の出力はＬレベルとなる。第４ＡＮＤ回路（17）
の出力を受領して、ＯＲ回路（18）には第４ＡＮＤ回路
（17）の出力がそのまま生じるから、ブザー（７）には
デューティー比５０％の電流が流れて、１／２の時間割
合でブザーは間欠的に予備警報を発し、過電流が増大し
て遮断器本体（２）の作動がさらに近付いたことを知ら
せる。

【００３１】電源ライン（１）を流れる電流Ｉがさらに
増加して、平滑回路（33）の出力が第３比較回路（5c）
の基準電圧Ｖ3 を越えると、第３比較回路（5c）の出力
はＨレベルに反転する。この反転により、第２ＡＮＤ回
路（11）の出力はＨレベルに反転し、さらに第４ＡＮＤ
回路（17）の出力はＬレベルとなる。一方、第３比較回
路（5c）の出力はそのままＯＲ回路（18）に接続されて
いるから、ＯＲ回路（18）の出力は常時Ｈレベルとな
り、これがＮＯＴ回路（19）で反転されてブザー（７）
に電流が連続的に流れ、連続的予備警報が発せられ、遮
断器本体（２）の作動が切迫していることを知らせる。

【００３２】このように、電源ライン（１）を流れる電
流Ｉの増加に応じて段階的に異なるパターンの予備警報
を発生させることにより、現状の過電流の程度を知るこ
とができ、これに応じて遮断器本体（２）の作動防止の
ための適切な処置をとることができる。

【００３３】なお、この発明に係る予備警報装置付き遮
断器は、遮断器本体に予備警報装置を一体に組み込んで
も良いし、すでに設置されている従前からの遮断器に、
予備警報装置のみを新たに取付けることにより構成して
も良い。

【００３４】

【発明の効果】上述のように、この発明によれば、電源
ラインに過電流が流れて遮断器本体の作動が近付いてい
ることを予備警報により事前に知ることができ、従って
遮断器の作動防止のために、身近な不要電気機器の電源
を切る等の適切な処置をとることができる。その結果、
不意の回路遮断を防止することができ、遮断器を復旧さ
せるための手間や不便を解消することができるととも
に、コンピュータ等の作動中の回路遮断による悪影響を
未然に防止することができる。

【００３５】また、基準電流値または電圧値を複数に設
定し、過電流の程度に応じて予備警報パターンを変えた
場合には、過電流の状況をより詳細に把握することがで
き、益々適切な処置をとることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る予備警報装置付き遮断器の構成
を、特許請求の範囲に対応して示したブロック図であ
る。

【図２】この発明の第１実施例を示す回路図である。

【図３】この発明の第２実施例を示す回路図である。

【図４】この発明の第３実施例を示す回路図である。

【符号の説明】

１…電源ライン ２…遮断器本体 ３…電流または電圧検出手段 ４…基準値設定手段 ５、5a〜５ｃ…比較手段（比較回路） ７…予備警報手段（予備警報器、ブザー）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源ライン（１）に過電流が流れたとき
   に回路を遮断する遮断器本体（２）と、 前記電源ライン（１）を流れる電流またはこれに対応す
   る電圧の大きさを検出する検出手段（３）と、 予備警報を生じさせるべき基準電流値または基準電圧値
   を設定する基準値設定手段（４）と、 前記検出手段（３）により検出された電流値または電圧
   値と、前記基準電流値または基準電圧値とを比較する比
   較手段（５）と、 該比較手段により、検出電流値または検出電圧値が基準
   電流値または基準電圧値を越えることが判定されたとき
   に予備警報を発する予備警報手段（７）とを備えたこと
   を特徴とする予備警報装置付き遮断器。
2. 【請求項２】 基準値設定手段（４）において、大きさ
   の異なる複数の基準電流値または基準電圧値が設定可能
   となされるとともに、検出電流値または検出電圧値がこ
   れら基準電流値または基準電圧値を越えるごとに異なる
   パターンの予備警報が発せられるものとなされている請
   求項１に記載の予備警報装置付き遮断器。