JPH0591648A - 漏電遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は、投入過渡時における引き外し
装置の誤不動作を回避できる漏電遮断器を提供すること
にある。 【構成】整流回路の出力に接続された動作電気量蓄積手
段と、この動作電気量蓄積手段と漏電検出回路間に接続
されたトリガ手段を設け、このトリガ手段を動作電気量
蓄積手段の電気量が所定量に達してから漏電検出回路に
動作電気量を供給するよう構成する。 【効果】本発明によれば、投入過渡時における引き外し
装置の誤不動作を回避できる漏電遮断器を得ることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、漏電遮断器に係り、特
に漏電検出部電源回路の消費電力低減、及び該電源立上
り時間短縮と電源立上り時の誤動作防止に好適な電源回
路を備えた漏電遮断器に関する。

【０００２】

【従来の技術】漏電遮断器の動作回路に給電する電源に
降圧変圧器を使用せず、電源回路の電力損失を低く抑え
て適用定格電圧範囲を広くする方法が、特開平２−９７
２２０号に記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術は、低入力電圧において、電源コンデンサの充電
時定数が大きくなるため、コンデンサ充電時間が大きく
なり、さらに、検出回路動作開始電圧と、引外し装置駆
動開始電圧との整合については配慮されていないので、
遮断器投入から該電源コンデンサ充電過渡期において、
検出回路からの引外し信号出力時、引外しに足るコイル
電流が電源コンデンサに充電されておらず、引き外しコ
イルが励磁されず引き外し装置が動作しない（誤不動
作）現象が発生するという問題点が合った。

【０００４】本発明の目的は、投入過渡時における引き
外し装置の誤不動作を回避できる漏電遮断器を提供する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、漏電検出回
路及び前記引外し部に所定の動作電気量を整流して供給
する整流回路を有する漏電遮断器において、整流回路の
出力に接続された動作電気量蓄積手段と、この動作電気
量蓄積手段の蓄積電気量が所定量に達したか否かを判定
する判定手段を設け、この判定手段は前記動作電気量蓄
積手段の電気量が前記所定量に達してから前記漏電検出
回路が前記引外し部を付勢するよう制御することにより
達成される。

【０００６】

【作用】漏電検出回路は零相変流器の出力から漏電状態
を検出して信号を発生する。回整流回路は漏電検出回路
及び引外し部に所定の動作電気量を整流して供給する。
整流回路の出力に接続された動作電気量蓄積手段は引き
外し部の動作に必要な電気量を蓄積する。動作電気量蓄
積手段と漏電検出回路間に接続されたトリガ手段は動作
電気量蓄積手段の電気量が所定量に達してから漏電検出
回路に動作電気量を供給する。これにより、漏電検出回
路は、動作電気量蓄積手段の電気量が引外し装置を確実
に動作させうる電気量となってから動作する。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１乃至図６により
説明する。

【０００８】図１は、本発明の一実施例における漏電遮
断器の回路構成を示す回路接続図である。

【０００９】負荷側主回路接続点Ａに接続された抵抗器
８と、この抵抗器８に接続された定電流ダイオード４お
よび定電圧ダイオード６の並列回路と、負荷側主回路接
続点Ｂに接続された抵抗器９と、この抵抗器９に接続さ
れた定電流ダイオード５と定電圧ダイオード７の並列回
路とを介して、主回路導体から交流電力がブリッジ回路
に組まれた整流器１４に供給される。整流器１４の直流
出力側の正極には定電流ダイオード１５を介して電源コ
ンデンサ１６が接続され、電源コンデンサ１６は負極側
が整流器１４の負極間に接続される。電源コンデンサ１
６の正極には定電圧ダイオード１８と、この定電圧ダイ
オード１８のカソードと整流器１４の負極間に接続され
た電源コンデンサ１７が接続され、この電源コンデンサ
１７と並列に定電圧ダイオード１９が接続される。

【００１０】電源コンデンサ１７の正極は、二端子トリ
ガ素子９０を介して、漏電を検出する検出回路２０の電
源端子に接続されている。検出回路２０は入力端子に零
相変流器１の二次出力が、出力端子にサイリスタ２１の
制御端子がそれぞれ接続される。サイリスタ２１の主電
極端子と電源コンデンサ１６の正極との間には引外し装
置駆動用コイル３が接続され、このコイル３により駆動
される引き外し装置（図示せず）が開閉極２を開極する
よう構成されている。

【００１１】次に、その動作について図１乃至図３によ
り説明する。今、開閉極２が閉極されると、図示しない
上位交流電源から図２の（ａ）に示す電圧が主回路の接
続点Ａ，Ｂから入力される。これによる入力電流の変化
を図２（ｂ）に示す。

【００１２】領域Ａでは、入力電流が定電流ダイオード
４、１５の定格電流に満たないため、入力電圧の増加に
伴い抵抗器８，９により制限された値で漸増する。領域
Ｂになると、入力電流は定電流ダイオード４の定格電流
に達するため、定電流となる。このとき、ダイオード４
の極間電圧は図２の（ｃ）に示すように漸増する。

【００１３】領域Ｃにおいては入力電圧が定電圧ダイオ
ード６のツェナ電圧を越える電圧となるため、入力電流
は、定電流ダイオード４の電流と定電圧ダイオード６の
電流の和となる。さらに、入力電圧が上昇すると、入力
電流が定電流ダイオード１５の定格電流以上となり、ダ
イオード１５の極間電圧が上昇する。

【００１４】領域Ｄになると、入力電圧が定電圧ダイオ
ード６のツェナ電圧より低い電圧となり、入力電流は再
び定電流ダイオード４の定格電流で定められた定電流と
なる。

【００１５】領域Ｅになると、入力電流が定電流ダイオ
ード４の定格電流より低い値となり、入力電圧の減少に
伴い抵抗器８，９により制限された値で漸減する。

【００１６】なお、負の半サイクルでは定電流ダイオー
ド５と定電圧ダイオード７により入力電流はゼロレベル
に対して正の半サイクルと対称な波形になる。図４
（ｄ）は定電流ダイオード５の電流波形を示す。また、
図４（ｅ）は定電流ダイオード１５の電圧波形を示す。

【００１７】整流器１４の直流出力端子と動作電気量蓄
積手段としての電源コンデンサ１６の間に、整流器１４
の交流端子に接続された定電流ダイオード４、５よりも
定格電流の大きな定電流ダイオード１５が接続され、こ
の電源コンデンサ１６と検出回路２０間には動作電気量
蓄積手段の蓄積電気量が所定量に達したか否かを判定す
る判定手段としての二端子トリガ素子９０が接続され
る。

【００１８】そのため、整流器１４の直流出力に接続さ
れた定電流ダイオード１５により、高入力電圧時の入力
電流が制限されるため、入力電流が軽減される。

【００１９】尚、コンデンサ１６の電圧は、定電圧ダイ
オード１８，１９により、又、コンデンサ１７の電圧
は、定電圧ダイオード１９により安定化され、各々引外
し装置コイル３と検出回路２０に供給されるが、これら
の動作は周知であるため、その説明を省略する。

【００２０】次に、二端子トリガ素子９０の動作につい
て説明する。図３は、コンデンサ１６とコンデンサ１７
の立上り電圧波形を示したものである（簡略化のためリ
ップル分は省略してある）。今、トリガ素子を介しない
で電源コンデンサ１７と検出回路２０を接続した場合を
考えると、時刻ｔ２において、検出回路２０は動作し、
従って、サイリスタ２１はターンオンするが、コンデン
サ１６の電圧はまだ引外し装置動作可能最低電圧Ｖtmin
に達していないため、引外し装置を駆動することができ
ず、コイル３は連続通電状態となる。正常動作時は遮断
器動作後は回路が遮断されてコイル３には通電されない
ため、一般にコイル３は、短時間定格で設計される。そ
のため、上記連続通電状態では発煙，焼損に至る。

【００２１】一方、二端子トリガ素子を接続した場合
は、図３のＶBで検出回路２０は動作するが、このと
き、コンデンサ１６の電圧は引外し装置動作可能最低電
圧Ｖtmin以上となっているので、引き外し装置は確実に
動作する。

【００２２】従って、二次端子トリガ素子９０は、電源
電圧が引外し装置動作可能な電圧に立上がってから検出
回路を動作させるので、遮断器の誤動作（動作すべきと
ころを動作しないいわゆる誤不動作を含む）やコイルの
異常発熱，焼損を防止することができる。

【００２３】本実施例によれば、整流ブリッジの逆電圧
を低く抑えることができるので、汎用の小パッケージブ
リッジを使用することができると共に、沿面距離を小さ
くすることができるので小形化が可能となる。

【００２４】又、定電流ダイオードと定電圧ダイオード
には、半サイクルの順方向電流しか流れないので、個々
の消費電力を軽減することができる。

【００２５】図４は、本発明の第２の実施例を示す回路
接続図である。

【００２６】本実施例は整流素子の交流入力側に、定電
圧ダイオードと光結合素子発光部の直列接続回路に定電
流ダイオードを並列に接続した回路と、抵抗器とノーマ
リオンタイプの光結合素子受光部の直列接続回路に抵抗
器を並列に接続した回路とを直列接続した電流制限回路
を設けたものである。

【００２７】第１実施例と同一の構成及び動作をする素
子及び接続は、同一符号を付し、その説明を省略する。
まずその構成を説明すると、定電圧ダイオード６に直列
に光結合素子１０の発光部を接続し、直列回路を定電流
ダイオード４に並列接続する。一方、抵抗器１２と光結
合素子１０の受光部を直列接続し、直列回路を抵抗器８
に並列接続する。整流ブリッジの他端接続も同様の接続
を成す。

【００２８】整流素子１４の交流側に接続された各素子
により、入力電圧は分圧され、整流素子１４の逆電圧は
低く抑えられる。又、入力電圧が高くなると、定電流ダ
イオード４、５に並列接続された定電圧ダイオード６、
７にツェナ電流が流れ、これにより光結合素子１０、１
１の発光部が発光し、よって、ノーマリオン(Ｎｏｒｍ
ａｌｌｙ ＯＮ）受光部のオン抵抗（インピーダンス）
が高くなるため、入力電流が低減する。それによって、
低入力電圧時は比較的低インピーダンスに、高入力電圧
時は比較的高インピーダンスとなり、低入力電圧時の充
電時間縮小，高入力電圧時の消費電力低減が可能とな
る。

【００２９】次に、その動作を図５，図６により説明す
る。図５のＡ，Ｂ間電圧が実線で示された比較的高電圧
の場合、領域Ａ，Ｂは、図２と同一動作であるため説明
を省略し、領域Ｃにおいては、その初期において、定電
圧ダイオード６のツェナ電流が漸増すると光結合素子１
０の受光部のインピーダンスが大きくなり、これによっ
て、入力電流が制限され、領域Ｃの実線の如く定電流と
なる。

【００３０】一方、開閉極２が閉極されてからの電源コ
ンデンサ１６の立上り特性を図６に示す。同図におい
て、実線は図４の、破線は図１の実施例の特性を示すも
ので、図４の光結合素子１０，１１の効果により、同一
入力電圧範囲においては、低入力電圧時における入力イ
ンピーダンスは、図４の方が小さくできるため立上りを
早くすることができ、所謂−ＣＯ−動作時間を低減する
ことができる。

【００３１】本実施例ではブリッジ整流素子の逆方向印
加電圧が低くなるため、逆電圧定格の小さな素子を選定
でき、汎用の小パッケージダイオードブリッジ素子が使
用できる。また、沿面距離確保による実装スペースが小
さくてすむ。

【００３２】又、上記実施例の回路は全てハイブリッド
ＩＣ、又はモノリシックＩＣ化が可能であり、これによ
りさらなる小形化が可能となる。

【００３３】以上、本実施例によれば、整流素子の逆電
圧を小さく抑えることができるので、汎用小形の整流素
子を使用し、実装面積を小さくできる。又、定電流ダイ
オードの電流負担が半サイクルなので、大電流入力が可
能である。又、入力電圧に応じて入力インピーダンスを
可変にできるので、低入力電圧時の応答速度を小さくす
ることができる。次に、検出回路の入力電流を一定にす
ることができるので、消費電力を低く抑えることができ
る。

【００３４】以上の実施例では判定手段が電源コンデン
サ１６と検出回路２０の間に設けられていたが、これに
限ることはなく、検出回路２０とサイリスタ２１の制御
端子の間に判定手段を設けて、電源コンデンサ１６の電
気量が所定量に達してから検出回路２０の信号がサイリ
スタ２１に供給されるように構成してもよい。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、投入過渡時における引
き外し装置の誤不動作を回避できる漏電遮断器を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における回路構成を示す
回路接続図である。

【図２】本実施例における整流回路に供給される電流波
形を示す波形図である。

【図３】本実施例における検出回路に供給される電圧の
波形図である。

【図４】本発明の第２の実施例における回路構成を示す
回路接続図である。

【図５】本実施例における整流回路に供給される電流波
形を示す波形図である。

【図６】本発明の第１、第２の実施例における電源コン
デンサ電圧波形を示す波形図である。

【符号の説明】

４，７，１５：定電流ダイオード、１０，１１：ノーマ
リオン形光結合素子、１４：整流ブリッジ、２０：検出
回路、３：引外し装置用コイル、９０：二端子トリガ素
子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桐生 富義 東京都千代田区神田駿河台四丁目３番地 日立テクノエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 大森 茂樹 新潟県北蒲原郡中条町大字富岡46番地１号 株式会社日立製作所中条工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】遮断器主回路の漏洩電流を検出する検出素
   子と、この検出素子からの信号に応じて漏電信号を出力
   する漏電検出回路と、この漏電検出回路出力により付勢
   され、前記遮断器主回路をオフする引外し部と、前記漏
   電検出回路及び前記引外し部に所定の動作電気量を整流
   して供給する整流回路を有する漏電遮断器において、前
   記整流回路の出力に接続された動作電気量蓄積手段と、
   この動作電気量蓄積手段の蓄積電気量が所定量に達した
   か否かを判定する判定手段を備え、この判定手段は前記
   動作電気量蓄積手段の電気量が前記所定量に到達した判
   定に基づいて前記引外し部を付勢するよう前記漏電検出
   回路を制御することを特徴とする漏電遮断器。