JPH05506350A - 電気器具、機械および設備用保護装置 - Google Patents

電気器具、機械および設備用保護装置

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JPH05506350A
JPH05506350A JP92506003A JP50600392A JPH05506350A JP H05506350 A JPH05506350 A JP H05506350A JP 92506003 A JP92506003 A JP 92506003A JP 50600392 A JP50600392 A JP 50600392A JP H05506350 A JPH05506350 A JP H05506350A
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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】 電気器具、機械およびi借用保護装置 本発明は電気器具、機械および設備用保S[装置に関するもので、この装置は電 気供給ラインに接続され、ユーザ電気ラインに終わる電気ラインを保護する。
とくに、本発明は住居における全電気設備の安全に、過電圧に対する電子または コンピュータシステムの保護に、工業または他の活動分野における電気機械また は器具の作動の安全に利用される。
これまで知られてきた回路遮断器またはヒユーズ型のW厘は、感電または要素の 劣化を避けるのに十分に迅速に遮断することはできなかった。さらに、それらの 反応時間はたとえば嵐の場合によい保護を提供するのには長ずざる。さらに、こ れらのシステムはある電気ラインのみを保護し、中性または接地ラインは保護し ない。
他の公知の装置は接地に対して残留電流を発生する。
この理由から、これらの装置はパラサイト(parasite)には大きすぎる 。
再度接続することはなく、そのことはユーザまたは所有者の長い不在の間に警報 装置、冷[L冷凍犀および水槽に対して有害となりうるちのである。
本発明は、保護されるべき設備の通常の作動の間、限定された一定の値をもった 電圧ラインを創造するように保護されるべきすべてのラインを一緒に接続するこ とにより、中性点に対するこの電圧の変動の検出により、そして前記電圧変化が 検出されるや否や保護されるべきラインへの供給を自動的かつ迅速にしゃ断する ことによって、これらの欠点を解消しようとするもしたがって、本発明の主層で ある装置は、電気供給ラインに#続された、保護されるべきユーザ電気ラインを 有する電気器具、機械および段値用保1m!!i置ノこおいて、装置はユーザ電 気ラインに!1iELその各点の一つに設備の通常の作動の間は一定にされる限 定された電位を発生する少なくとも一つの抵抗器ブリフジ、この点に接続されか つこの点と接地または中性ラインの間の電位差を増幅する絶縁装置(isola tion 鳳eans)、この絶縁4jt置の出力に接続されたしきい値回路( 7)、このしきい値回路の出力に接続されたプロセッサ、および保護されるべき ユーザ電気ラインに対して電気供給ラインを断続する装置を有し、前記装置は前 記プロセッサによって電気ラインの一つにおける興業な電圧変動が上記の点にお ける電位の変動を生じ、この変動はしきい値回路によって検出され、しきいM回 路はプロセッサに伝送し、プロセッサは電気供給ラインのユーザ電気ラインから のしゃ断を実施することを特徴とする電気器具、1械および設備用保!1M置か 提供さてL1961の作動はIW肋的櫨誕を付加するデジタル回路によりて制置 され、発動しきい値は調節可能で方る。
本発明装置の変型によれば、保護は電気設備のある部分に部分的に実施すること ができる。さらに、供給ラインとしゃ断されたラインとの再接続による、作動へ の復帰は装置によってすでに実施されたしゃ断されたラインの数にしたがって可 変の、ε憶された時間の範囲内で制御される。
さらに一般的に、しきい値および時間遅れのようなすべての機能はユーザによっ てプログラムされること本発明による装置の柊点の一つはいくつかのグリッドま たはラインの大きさが電子回路または検出″カード°によって同時に監視される こと、デジタル回路はいくつかの検出カードをr4時にf14111するように 構成されていることである。したがって変成器、インバータまたは電気設備の電 源の数がいくつであっても、そのラインはれぞれ本発明の主層であるMMによっ て監視される。反対に、各ラインは別々にかつ互いに平行して監視することがで きる。
添付図面を参照する、説明の目的のためで限定するものでない下記の記載から本 発明の利点、目的および特徴を一層容易に理解しつるであろう。
r!!J面において、 図1は本発明による保護装置の理論的S囚を示し、図2はWAlの装置に関連す る検出カードの電子的線図を示し、 図3はこの同じ装置の作動の構成線図を示し、図4は配!回路網に対する図1の 装置の接読を示し、図5は=2のカードと同じ機能を奏しかつ変型を構成する検 出カードの電子的線図を示す。
まず図1を参照すると、ユーザ設備の電気ラインには、外部電気供給ライン2、 接地または中性ライン3、丁べてをライン1に接続する抵抗器ブリッジ4、ブリ ッジ4の限定された電位の点5、点5にまた接地もしくは中性ライン3に接続さ れた絶縁および増幅装置6、絶縁および増域装置6の出力に接続されたしきい値 回路7、およびユーザライン1に対して、一方ではしきい値回路7に他方ではプ ロセッサ9に接続された供給ライン2を断続する!厘8に接続され、プロセッサ 9自体メモリ10に、インターフェイスエ1に、またしきい値回路7に断続する 装置8に接続されていることが分かる。
抵抗器ブリッジ4、電位点5、絶縁製[6、しきい値回路7および断I!装置8 は、−緒になって、全体的に符号12で示された検出カードを構成している。
供給ライン2および接地もしくは中性ライン3は、とくに三相交流グリッドから または単相グリッドからの、主要供給ラインである。
電位点5は抵抗器ブリッジ4の分岐によってライン1にI心的に!1ItIAさ れ、このようにして電位は限定された一定値、ライン1が通常のポテンシャルを 担持するときにはゼロ、になる。
絶縁装置6はたとえば、図2に示されたようにトリック(toric)変成器に より、または図5に示されたように演算増幅器によってIR成することができる 。この絶縁装置6は点5と接地または中性ライン3の電位差を増幅する。
しきい値回路7は、それ自体点5と接地または中性ライン3の電位差のイメージ である、絶縁装置6の出力の電位差が所定の値より大きいとき、信号を伝送す断 続装置8はリレーにより、電磁的または静電接触器によりもしくは他の電気的装 置によって構成することができる。それは供給ライン2をユーザの電気ラインに またそのラインから断続する。
最後にプロセッサ9はコンピュータ、マイクロコントローラ、計算機または他の データ処理装置とすることができる。プロセッサ9はユーザと装置の間の対話を 可能にするインターフェイス11を有する。プロセッサ9は、装置の各要素の作 動をmsするためメモリ10に保持されるプログラムに従ってプログラムされ一 般に、インターフェイス11はディスプレー1itl[のまたキーボードの接続 が可能である。インターフェイス11はまたM置のデータ処理システムまたはメ モリ10に保持された情報の伝達を可能にする記録装置に対する接続を可能にす る。この情報はと(に供給ライン2に生ずる事故に関連する。
絶縁および増幅装置6からくる信号による所定のしきい値の超過は、ユーザライ ン1を供給ライン2からの遮断を発動する。
プロセッサ9は、メモリ10に記憶されユーザーによって選択された時間遅れの 後、ライン1および2の再接続を実施する。
このようにして、ユーザの電気ライン1の一つにおける異常な電圧変動は点5の 通常一定の電位の変動を生じ、この変動はしきい値回路によって検出され、しき い値回路7はそれをプロセッサ9に伝送し、プロでッサ9は装置8においてユー ザライン1を供給ライン2からしゃ断する。
さてel!12を参照すると、検出カードの一実施例が示されている。本発明を 一鳴よく理解するため、二つのグリッド、すなわち単相グリッド13および三相 グljッド14か示されている。本発明の利点の一つは、実りいくつかの異なっ た型のグリッドが同じ検出カード12によって同時に保護されることである。
グリッド13および14はそれぞれ供給ライン2およびリレー20によって分離 されたユーザ電気ライン1を有7る。三相グリッド14のニーザライノ1はコネ クタ15iこ接続され、コネクタ15はさらに接地16にまた一供給ライン17 および18によって変成器51にならびに絶縁変成器50に接続されている。
抵抗器ブリッジ4は、自体供給ライン2に接続された三相絶縁変成器50′から くる、三相グリッド14のライン1に[f’!!!され、一方絶縁変成′a50 はブリッジ4と単相グリッド13のライン1の間に挿入される。変成器51は、 接地に対して中性の単相グリッド13の二つのラインの周りに配置されたトーラ ス(torus)である。
抵抗器ブリッジ4はすべてのライン1を、増幅器として使用される、トリック電 圧逓増変成器23の一次側21に接続される。この変成器23の二次側22は整 流回路24に接続される。[流回路24からの出力信号ならびに電位差計25に よって一定にされた電位の値は、自体フリップ・フロップ27に接続されたホト カップラ26に伝達される。ブリッジ−フロップ27の出力はホトカップラ28 によ利コンタクタ52に接続された増幅器29に接続される。
最後に、コネクタ30はプロセッサ9を検出カード12に、プロセッサ9がブリ ッジ・フロップ27およびリレー20を制御するように接続され、コンタクタ5 2の位置を確定する。
変成器23およびホトカップラ26および28は検出カード12、ブリッジ4に よって伝送された1号を増幅する変成器23の種々の機能を隔離するのに役立つ 。このブリッジ4の不平衡は点5に流れる電流のおよび変成器23の二次112 2の端子に電圧を発生する。
この電位差は回路24によってまた電位差計251こよって一定にされたしきい 値の値に従って整流され、ブリッジ・フロップ27は状態を変化し、コンタクタ 52の中点によりリレー20の開放を生ずる。
図1と比較すると、ここでは、絶縁および増幅器!6が変成器23によって構成 されていることが分かるであろう。しきいi回路7は整流器回路24および電位 差計25により、また断続M11Bはコンタクタ52およびリレー20に関連す るブリッジ・フロップ27によって構成されている。
本発明の付加的実施例に対して、変成器23の一次側21は1な゛いし2アンペ アで作用するように構成されていなければならない。このようにして、接地16 に対するライン1の一つにおける絶縁不良が検出され、ライン2に対するライン 1のしゃ断を生ずる。
単相絶縁変成器50は、ライン1に現れた過電圧を検出しついでライン1のライ ン2か゛らの電気的しゃ断の発動を可能にしている。変成器50の一次側の中性 点は(図示しない導線により)変成器51にも接続された供給ライン17に接続 され、したがって、接地接続がユーザ設備の側に存在しなくてさえも装置の作動 を可能にする基準ループを利用することができ、それにより付加的安全性を提供 している。
トーラス51は接地に対するライン1の絶縁不良を検出することを可能にし、ラ イン1と接地16の間の絶縁不良はトーラス51の供給ライン17および18の 間に過電圧を生じ、−その過電圧はしきい値回路7によって検出される。
トーラス51はと(に装[こ2ミリアンペアの感度を与えるように構成されてい る。たとえば、これらの2ミリアンペアはトーラス51の出力において30ミリ ボルトに対応する。そのような発動しきい値はグリッドにおけるパラサイトによ る誤った発動なしに人体の優れた保護を提供する。
この実施例の別の利点はライン1に現れる短時間のパラサイトがしゃ断を生ずる ことなく、これらのパラサイトに対応するエネルギはホトカップラ26を発動す るのに不十分である。
図3を参照Tると、本発明による装置の作動の構成線図が示されている。この構 成m図は、とくに、プロセッサ9のプログラム設定および図1および2をlll 1!+して記載された実施例の変型を創造することを可能性を詳細に説明してい る。
この図3には、幹線31の供給ライン2にまた断続装置1!8によって内藏電j i32にまた検出カード12に接続されたニーライン1が示されている。故障ア ナライザ33はその入力によって検出カード12に、またプログラム装置34に 接続されている。その出力において、アナライザ33は幹線をしゃ断35および 耳掛a!36する信号、また内層電源32、およびディスプレー39、メモリ4 0および信号機41をしゃ断37および再接続38する信号を伝達する。
検出装置12はl!I2または5に示されたカードの一つによって構成されるが 、しかしながらj12のカードもまた好ましい(下EeR)。
内原電j[32は電池、インバータまたは他の発電装置によって構成される。故 障アナライザ33は過電圧、搬送電流、バラサイト、マイクロブレーク、および とくにライン1の電圧または周波数変動を解析する。これらのデータはメモリに 記憶されそれらの重要性あるいは反復性に基づいて表示または送宿される。
内蔵電H32の接続および関連する幹線からのしゃ断は、たとえば、マイクロブ レークが1秒以上続いたとき実施される。再接続信号36または38は、しゃ断 機、プログラムによってメモリに記憶された待機時間後に伝達される。しかしな がら、この時間遅れはメモリにすでに記憶された情報のIll数として変化する 。
たとえば、ある時間内に実施された10回の再接続後、しゃ断と再接続の間の時 間はライン1に接続された電気システムを保護するため延長される。
それぞれ所定の電気システムに接続さrL7:い(つかの検出カードは、単一の 故障アナライザ33に接続しうることを認識しなければならない。故障アナライ ザはメモリに故障1号を伝送する検出カードの区別を記憶する。
故障アナライザ33がライン1の状態に関する情報をえるため、いくつかの装置 を利用することができる。
一方では、過電圧の検出のため、たとえば1メガオームの高抵抗がライン1にホ トカップラと直列に!II!される。ホトカップラは出方に異なった値に肩節さ れたいくつかのしきい値コンパレータと出方において接続され、フンパレータの 出方はプロセッサのしゃ断ラインに#続される。
他方では、不足電圧の検出のため、過電圧測定装置に接続されたホトカップラと コンパレータとの間に低域フィルタを付mすることができる。
最後に、屑枝数測定がライン1の電圧のゼロ交差を数えることにより実施される 。クロツクおよびコンパレータに接続されたカウンタはこの砿能を容易に実施し つるようになっている。
プログラムMN34は、たとえば、キーボードによって構成することができる。
miO可能なしきい値は、λカがプロセッサ9に接続されたデジタル・アナログ コンバータに接続された電界効果トランジスタのユーザによって設定される。こ のlII+可能なしきい値はまた異なった値のいくつかの抵抗器の使用によって 設定され、これらの抵抗の一つはプロセッサ9にtII続されたスイッチによっ て選択される。
このallll回線図び図1の説明は、プロセッサ9の制作を可能にする。この ため、z号処理カードおよびマイクロプロセッサカードの構造について説明する 。
図4を#照すると、isεよび三相分配グリッドに対する装置の接続が示されて いる。
1!14には、−緒に連続して接続された、分配ライン2、カウンタ53、差圧 回路しゃ断器54、断続装置8、絶縁変成器55、別の断続装置8および電気設 備56の供給ラインの一つが示されている。検出回路12はライン2に#統され ている。プロセッサ9はこの検出回路12に、接地16にまた断続装置8に接続 されている。
装置の分配グリッドに接続された[1物の電気設備へのこの挿入によって、再接 続は電気ライン1にt!I:glされた電気システムが保護されるように、二段 階でなされる。
図5は図2に示されたものに置き換えうる、検出カード12の実施例の別のaS を示し、ここに示された単相グリッドへの応用は限定的ではない。
本発明の特徴の一つはブリッジ4のまた絶縁および増幅装置6の出力の電気的絶 縁にあり、装置はこの電気的減結合によってきわめて大きい感度を示す。ライン 1の一つに共通のしきい値回路7はこの感度を劣化する。
図2において、しきい値回路7はトリック変成器23によって供給される、−次 側21および二次側22は互いに絶縁される。
ブリッジ4から電気的に絶gされたしきい[回N7に対する別の供給装置、すな わち、太陽電池により、乾1i池により、電池により、アキュムレータによりま たは変成器によって、可能である。
図5において、しきい値回路の供給装置は絶縁および増#A装置6とは別の変成 器によって構成される。このl105には、断!!装置8によってユーザ電気ラ イン1から分離された供給ライン2、演算増幅器42の入力にII続されたat 一定の限定された電圧の点5を有する抵抗器ブリッジ4が示され、この増幅器4 2はライン2に接続された変成器43によって供給され、演算増幅器42の出力 はそれ目体プロセッサ9に接続されたアナログ・デジタルコンバータ44に接続 され、プロセッサ9は断続装置8に接続されている。このように給電される増幅 器42は絶縁および増幅装置を構成する。
この後の実施例の利点は、プロセッサ9がライン1によって伝送された電位の不 #!則性をデジタル値によって解析しうることである。過電圧のンマイクロブレ ークのまた周波数変化の解析が可能になる。
図5に関して与えられる認識によって示唆される他の実施例は、本発明の積神に 従って他の*aを創造することを可能にする。
図1ないし図5の記載に従って製作される装置は、その衝撃点から59kmの半 径内で作動させることによって、電気的衝撃を検出することができる。
プロセッサ9のインターフェイス11はまたプリンタへり、または変輿−復属装 置への情報の出力が可能である。異常事態に対するメモリの記憶はライン1に再 生され、電気供給業者に関する議論の場合、または熟練者による解析を可能にす る。
本発明の主層をなす保護装置は、電源および各変成器もしくは保護される電気的 投信のインバータの上流または下流の供給の変化に敏感な各器具の前方に検出回 路を有するのが好ましいことを冨識丁べきである。
さらに、各ラインlは特殊な保護カード12によって監視される。
本発明はその実施例のあるものに関する上記記載に限定されるものでなく、本発 明のiii囲から悪れることなく、ある数の変型を実施しうるちのであることは いうまでもない。
4〕 要 約 薔 開示された装置は、電力供給ライン(2)lこ接続された電気消費者ライン(1 )を保護するのに有用であり、電気消費者ライン(1)に接硬し、その点の一つ (5)に、FkMの通常の作動の間一定のままでめろ所定の電圧を発生する少な くとも一つの抵抗器ブリッジ(4)Sよびこの点(5)と接地(3)の間の電位 差を増幅する絶縁装置(6)を有する。しきい11回路(7) は絶縁および増 嗜!1f(5)の出力に接続され、保lIされるべきライン(1)の間の電力供 給ライン(2)を電気ライン(1)の一つにおfするJ!富な電圧変動が、!( 5)における電圧を灰化させるように断続する[L8)を!IIIL、前記灰化 はしきいgIl@路(7〕゛によって検出される。しきい値回路(7)に接続さ れたプロセッサ (9)はライン(1)に関する電気的データおよびメモリ(l O>のこれらのデータの記憶のデジタル処理ならびに電力供給ラインに対する電 力消費者ライ;(1)の自動的再!li硯そ実施する。
国際調査報告 国際調査報告 FR9200099 S^ 56922

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.電気供給ライン(2)に接続された、保護されるべきユーザ電気ライン(1 )を有する電気機械、機具および設備用保護装置において、 装置はユーザ電気ライン(1)に接続しその各点の一つ(5)に設備の通常の作 動の間は一定にされる限定された電圧を発生する少なくとも一つの抵抗器ブリッ ジ(4)、この点(5)に接続されかつこの点と接地または中性ラインの間の電 位差を増幅する絶縁装置(6)、絶縁装置(6)の出力に接続されたしきい値回 路(7)、このしきい値同路(7)の出力に接続されたプロセッサ(9)および ユーザ電気ライン(1)に対して供給ライン(1)を断続する装置(8)を有し 、 装置は前記プロセッサ(9)によって電気ライン(1)の一つにおける異常な電 圧変動が上記の点(5)に電圧の変化を生じ、この変化はしきい値回路(7)に よって検出され、しきい値回路(7)はプロセッサ(9)に伝送し、装置(8) の介在により電気ライン(1)からの供給ライン(2)のしゅ断を生ずることを 特徴とする電気供給ライン(2)に接続された、保護されるべきユーザ電気ライ ン(1)を有すろ電気機械、機具および設備用保護装置。 2.絶縁および増幅装置(6)は一次側(21)が抵抗器ブリツジ(4)に接続 された、電圧逓増変成器(23)であることを特徴とする、請求項1に記載の電 気供給ラインに接続された、保護されるべきユーザ電気ラインを有する電気機構 、機具および設備用保護装置。 3.絶縁および増幅装置(6)は、入力が抵抗器ブリッジ(4)の上記の点(5 )に接続された、演算増幅器(42)であり、その増幅器(42)は供給ライン (2)に接続された変成器(43)によって供給されることを特徴とする、請求 項1に記載の電気供給ラインに接続された、保護されろべきユーザ電気ラインを 存する電気機械、機具および設備用保護装置。 4.抵抗器ブリッジ(4)は限定された電圧の点(5)が設備の通常の作動の間 電圧がゼロの点であることを特徴とする、請求項1ないし3のいずれか一項に記 載の電気供給ラインに接続された、保護されるべきユーザ電気ラインを有する電 気機械、機具および設備用保護装置。 5.抵抗器ブリッジ(4)は、自体ユーザライン(1)に接続された、絶縁変成 器(50)からでてくるラインに接続された分岐を有することを特徴とする、請 求項1ないし4のいずれか一項に記載の電気供給ラインに接続された、保護され るべきユーザ電気ラインを有する電気機械、機具および設備用保護装置。 6.抵抗器ブリッジ(4)は中性点を接地した単相設備(13)の二つのライン (1)の周りに配置されたトーリック変成器(51)に供給テイン(17,18 )によって、接地(16)とライン(1)の一つの間の設備の故障が変成器(5 1)の供給ライン(17,18)の間に過電圧を生ずるように、接続された分岐 を有することを特徴とする、請求項1ないし5のいずれか一項に記載の電気供給 ラインに接続された、保護されるべきユーザ電気ラインを有する電気機械、機具 および設備用保護装置。 7.絶縁変成器50)の一次■は、単相ユーザ設備(13)側に接地接続がない ときでさえも装置の作動を可能にするように、トリック変成器(51)の供給ラ イン(17)に接続されていることを特徴とする、請求項5または6に記載の電 気供給ラインに接続された、保護されるべきユーザ電気ラインを有する電気機械 、機具および設備用保護装置。 8.プロセッサ(9)は、各ラインのしゅ断後、プログラムされた時間内に、ラ イン(1)とライン(2)とを再接続するように構成されていることを特徴とす る、請求項1ないし7のいずれか一項に記載の電気供給ラインに接続された、保 護されるべきユーザ電気ラインを有する電気機械、機具および設備用保護装置。 9.プロセッサ(9)は、しきい値回路(7)のしきい値を調節するように構成 されていることを特徴とする、請求項1ないし8のいずれか一項に記載の電気供 給ラインに接続された、保護されるべきユーザ電気ラインを有する電気機械、機 具および設備用保護装置。 10.装置がしきい値回路(7)と断続装置(8)の間に、好ましくはホトカッ プラ(26,28)を介在して電気的に設置されることを特徴とする、請求項1 ないし9のいず札か一項に記載の電気供給ラインに接続された、保護されるべき ユーザ電気ラインを有する電気機械、機具および設備用保護装置。 11.装置が、それぞれ、ユーザ電気ライン(1)に接続しまた点(5)に設備 の通常の作動の間一定の限定された電圧を発生する抵抗器ブリッジ(4)、これ らの種々の点(5)に接続する絶縁および増幅装置(6)、およびこれらの絶縁 および増幅装置(6)の出力に接続されたしきい値回路(7)およびユーザライ ン(1)に対して供給ライン(2)を断続する装置(8)の組合わせを有し、前 記装置は単一のプロセッサによって制御されることを特徴とする、請求項1ない し10のいずれか一項に記載の電気供給ラインに接続された、保護されるべきユ ーザ電気ラインを有する電気機械、機具および設備用保護装置。 12.プロセッサ(9)はキーボードおよび/またはディスプレー用のインター フェイス(11)を有することを特徴とする、請求項1ないし11のいずれか一 項に記載の電気供給ラインに接続された、保護されるべきユーザ電気ラインを有 する電気機械、機具および設備用保護装置。 13.装置はプロセッサ(9)に接続されかつライン(2において生ずる事故の 情報を記憶するメモリ(10)を有し、前記メモリ(10)はデータ処理システ ムまたは記録装置接続しうることを特徴とする、請求項1ないし11のいずれか 一項に記載の暖気供給ラインに接続された、保護されるべきユーザ電気ラインを 有する電気機械、機具および設備用保護装置。
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