JPH05501044A - 中性点喪失もしくは接地喪失保護を行う地絡事故遮断器 - 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】 中性点喪失もしくは接地喪失保護を行う地絡事故遮断器発明の分野 本発明は地絡、中性点喪失、接地喪失、入力接続反転及び中性点と接地間の過剰 電位に対して保護を行う地絡事故遮断器に関する。

背景技術 地絡事故の検出に応答して電気系統内の電力線すなわちライン導線を開路する地 絡事故遮断器か知られている。

このような回路は人間が装置やソケット内のライン導線に接触するような状況の 元では一般的に極めて有効である。

しかしなから、別の事故状況か生じることも多い。このような２つの事故は中性 点喪失及び接地喪失であり、これは中性線もしくは接地線の開路のことである。

発生する他の事故としては中性線及び接地線間の電位上昇及び接続の反転があり 、ここでは例えば中性線にライン電圧か現れることがある。これらの事故は全て 中性点及び接地間に生じる過剰電位で示され、従って以後簡単に“中性点もしく は接地喪失”と呼ぶ。

これらの問題のいくつかを克服するために、中性犠喪失保護を組み込んた地絡事 故遮断器か考案されている。

一つの例か米国特許第４，５９８，３３１号（レガチ）に記載されている。従来 の方法では、この回路には対向する１次巻線及びラインと中性線間に不平衡か存 在する場合に励起される２次巻線を有する差動変圧器か含まれている。２次巻線 か励起されるとトリップ回路により遮断器か励起されてラインか開路する。さら に、中性線及び接地線は差動変圧器の補助巻線により相互接続されている。ライ ン導線と中性線及び接地線間の電力接続により、中性点もしくは接地喪失時に補 助巻線へ電流が供給される。中性点もしくは接地喪失時には、２次巻線か励起さ れて遮断器か励起されライン導線が開路される。

この回路は大概の状況において極めて有効に見えるか、ある状況の元では動作に 問題か生じるものと思われる。

一つの問題点は地絡事故と中性点もしくは接地喪失は別別に検出されるか、検出 回路により制御されるトリップ回路は本質的に一緒につなかっていることである 。例えば、２次巻線は地絡事故検出及び中性点もしくは接地喪失検出の双方によ り励起される。従って、これら２つの異なる入力が干渉して一つ以上の事故の場 合に正確な動作が行われなくなることがある。極端な例として、地絡事故及び中 性点喪失か同時に生じると、差動変圧器に誘起される磁界は相殺されて遮断器を 励起できなくなる。

第２に、差動変圧器自体に事故が発生すると、いずれの事故に対する保護もなさ れないことは明白である。

発明の要約 本発明に従ってエネルギ源及び負荷間にライン、中性線及び接地線を有する系統 で使用する地絡事故遮断器か提供され、それはトリップ信号に応答してライン導 線を開路するようにされた遮断器、系統内の地絡事故を検出する地絡事故検出回 路、及び動作上地絡事故検出回路に接続され地絡事故の検出に応答して遮断器ト リップ信号を与える地絡事故トリップ回路を具備している。遮断器はさらに系統 内の中性点喪失もしくは接地喪失を検出する中性点もしくは接地喪失検出回路を 具備し、検出回路は中性線及び接地線間の電位を検出する手段を具備し、前記電 位は中性点喪失もしくは接地喪失を示し、さらに動作上中性点もしくは接地喪失 検出回路に接続され中性点喪失もしくは接地喪失に応答して遮断器トリップ信号 を与える中性点もしくは接地喪失トリップ回路を具備し、回路は地絡事故トリッ プ回路から切り離されている。

発明の目的 地絡事故、中性点喪失、接地喪失、中性線及び接地線間の過剰電位及び反転接続 に対する保護を行い、これらの事故に対するトリップ回路が必ずしも１個の部品 もしくは１群の部品に依存しない、地絡事故遮断器を提供することが本発明の目 的である。

もう一つの目的は動作の信頼性が高く廉価で製造可能な地絡事故遮断器を提供す ることである。

本発明のこれら及び他の特徴、利点及び目的は付添図を参照として単なる例とし て示す実施例の以下の説明から一層明確になるものと思われる。

図面の簡単な説明 第１図は本発明による地絡事故遮断器の回路図。

実施例の詳細説明 次に図面を参照として、本発明による地絡事故遮断器を一般的に参照番号１て示 す。地絡事故遮断器ｌはそれぞれ端子２ａ、３ａ及び４ａに接続されたライン導 線２、中性線３及び接地線４を有するシステム内にある。遮断器１はソレノイド ６及び付随する５ＣＲ７により制御されるライン導線端子２ａにおけるスイッチ ５により形成される遮断器を具備している。ソレノイド６及び５ＣＲ７はダイオ ードＤ１〜Ｄ４からなるブリッジ整流器１０のそれぞれ正及び負出力端子８及び ９間に直列接続されており、整流器の入力はそれぞれライン導線及び中性線２． ３に接続されている。

ライン導線及び中性線が（図示せぬ）１対の対向１次巻線を形成する差動変圧器 １１により地絡事故検出回路か提供される。ライン及び中性線間に電流不平衡が 存在する場合に励起される２次巻線１２により地絡事故検出回路が達成される。

地絡事故トリップ回路は２次巻線１２と並列の負担抵抗器１３により提供される 。巻線１２の両端間電圧は増幅器１４の入力に生じ、増幅器１４の出力は抵抗器 １５中性点及び接地喪失検出回路の動作電力は導線２０とライン及び中性線間の 抵抗器２１と導線２２とライン及び接地線間の抵抗器２３を介して供給される。

中性点もしくは接地喪失検出回路は実施例において中性線及び接地線間に接続さ れたダイオード２６及び抵抗器２７と直列のオプトエミッタ２５である光エミッ タにより達成される。

中性点もしくは接地喪失トリップ回路は、この場合コレクタか限流抵抗器３１を 介して正の整流器出力に接続されている光検出器３０である、光検出器により提 供される。光検出器３０のコレクタはコレクタに限流抵抗器３３を有するトリガ ートランジスタ３２のベースにも接続されている。トリガートランジスタ３２の コレクタはフォワード阻止ダイオード３４を介して５ＣＲ７のゲートにも接続さ れている。

遮断器ｌは負出力端子９及び接地線４間に接続されたダイオード３５により達成 される。

動作中に地絡事故か発生すると、ライン及び中性線間に不平衡か生じ差動変圧器 １１の２次巻線１２に電流か誘起される。この電流は増幅器１４の入力に電圧信 号として現れ、次に遮断器の５ＣＲ７のゲートへトリップ信号が送られる。

正常状態の元では、中性線及び接地線３及び４間には有意電位は存在せずオプト エミッタ２５は励起されない。

しかしながら、接地線４か開路すると、負の半サイクル時に中性線３からダイオ ード２６、オプトエミッタ２５及び最終的に抵抗器２７及び２３を通ってライン ２へ到る電流経路か生成される。この電流によりオプトエミッタ２５か励起され 、次に中性点喪失トリップ回路の光検出器３０か励起される。

中性線か開路すると、正の半サイクル時にライン２から抵抗器２１、ダイオード ２６、オプトエミッタ２５及び抵抗器２７を介して接地線４へ到る電流経路が生 成される。この電流によりオプトエミッタ２５が励起され、次に中性線喪失トリ ップ開路の光検出器３０か励起される。

中性点か適切に接続されている時にライン２が誤って接地端子に接続されると、 負の半サイクル時に中性線３からダイオード２６、オプトエミッタ２５、及び抵 抗器２７を介して接地線４へ到る電流経路が生成される。ここても、この電流に よりオプトエミッタ２５が励起される。

中性線及び接地線間に過剰電位が生じると、ダイオード２６が導通してやはりオ プトエミッタ２５が励起される。

正常動作中は、光検出器３０はオフとされコレクタの高インピーダンスによりト リガートランジスタ３２はオン状態に維持され、低いコレクターエミッタ電圧を 生じる。

中性点もしくは接地喪失か生じると、光検出器３０は閾値よりも高い光誘起信号 を受信する。次に限流抵抗器３１を流れる電流の大部分は光検出器３０を介して ブリッジ整流器ｌＯの負の導線９へ流れる。これにより、コレクタには充分低い 電圧か生じてトリガートランジスタ３２はオフとされる。この場合、限流抵抗器 ３３を流れる電流の大部分はフォワード阻止ダイオード３４を介して５ＣＲ７の ゲートへ流れ、遮断器を励起する。

地絡事故のみの場合には、５ＣＲ７かトリップすると正の整流器出力線８からソ レノイド６及び５ＣＲ７を通る電流経路が生成される。次に電流はブリッジ整流 器１０の整流器ダイオードＤＩを介した中性線３とダイオード３５を介した接地 へと分割される。しかしながら、中性点もしくは接地喪失に応答して遮断器か作 動すると、ダイオード３５を介して接地へ到る励起回路が達成される。また、ダ イオード３５は中性点喪失時に継続整流を保証し、整流器入力はライン及び接地 線により形成される。

個別の独立したトリップ回路を使用すれば、トリップ信号か干渉して誤動作を生 じる機会を回避できることがお判りと思う。さらに、一方もしくは他方のトリッ プ回路に対する損傷効果も低減され、例えば、中性点もしくは接地喪失、中性点 及び接地間の過剰電位及び入力接続反転に対する保護は作動変圧器１１か損傷し ていても継続される。さらに、部品数が少いため、オプトエミッタ／検出器構成 は極めて高信頼度であるたけでなく廉価である。

発明の範囲内で前記構成に対してさまざまな変更、修正及びバリエーションが可 能である。例えば、遮断器内にオプトＳＣＲを使用することにより光検出器３０ 、トリガートランジスタ３２及び付随する抵抗器３１．３３を省くことかできる 。また、遮断器は中性線を開路することもてきる。これにより、中性点電位が過 剰である場合の感電死を防止できる。

手続補正書坊式） 特？’Ｆ　／？　！□や　平成　４年１０月　２日埒ト１−事件の表示 中性点喪失もしくは接地喪失保護を行う地絡事故遮断器スフウェアー　テ゛イー 　カンパニー ６−ネ甫正により増力口する請求項の数８−　ネｍ正の内容　別紙のとおり 明細書及び請求の範囲翻訳文の浄書（内容に変更なし）国際調査報告

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．エネルギ源及び負荷間にライン、中性線及び接地線を有する系統で使用する 地絡事故遮断器において、該遮断器は、 トリップ信号に応答してラインを閉路する遮断器と、系統内の地絡事故を検出す る地絡事故検出回路と、動作上地絡事故検出回路に接続され地絡事故の検出に応 答して遮断器トリップ信号を与える地絡事故トリップ回路と、 中性点喪失もしくは接地喪失を示す中性線及び接地線間の電位を検出する手段を 具備する、系統内の中性点喪失もしくは接地喪失を検出する中性点もしくは接地 喪失検出回路と、 動作上中性点もしくは接地喪失検出回路に接続され中性点喪失もしくは接地喪失 の検出に応答して遮断器トリップ信号を与え、前記地絡事故トリップ回路とは独 立した中性点もしくは接地喪失トリップ回路、を具備する、地絡事故遮断器。
2. ２．請求項１．記載の地絡事故遮断器において、前記中性点もしくは接地喪失検 出回路は中性線及び接地線間に接続され中性線及びライン間の所定電位に達する と光信号を発生する発光手段を具備し、中性点もしくは接地喪失トリップ回路は 発光手段による発光を感知して遮断器ヘトリップ信号を送信する感光手段を具備 する、地絡事故遮断器。
3. ３．請求項２．記載の地絡事故遮断器において、前記発光手段は整流器に直列接 続されたオプトエミッタを具備し、前記整流器は前記オプトエミッタが励起され る中性点対接地間電位を決定する、地絡事故遮断器。
4. ４．請求項１．記載の地絡事故遮断器において、前記地絡事故検出回路は一方が ラインに接続され他方が中性線に接続されている１対の対向１次巻線とライン及 び中性線間の電流不平衡時に導通する２次巻線を有する差動変圧器を具備し、前 記地絡事故トリップ回路により２次巻線の電流に応答して前記遮断器にトリップ 信号が送られる、地絡事故遮断器。