JPH0630213B2 - 漏電遮断器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は静止形引はずし回路を用いて過電流および漏電
保護を行ない、かつ動作原因を判別するための漏電表示
装置を備えた漏電遮断器に関する。

〔発明の背景〕

近年、配線用遮断器により配線だけでなく負荷をも保護
したいという需要家の要求に応えて、過電流保護要素を
静止化し任意の保護動作特性が得られるようにした、い
わゆる電子式過電流リレーが開発されている。この場
合、引はずし回路の動作信号により接触子を開極動作さ
せる電気−機械変換器としては、小さな電気エネルギー
で動作する磁気引はずし装置を使用するのが一般的で、
これによりリレーの信号源であり、かつ電源でもある過
電流検出用変流器の小形化を実現している。

このような電子式過電流リレーを過電流保護要素として
用いた漏電遮断器の従来例を第１図に示す。同図におい
て、１は被保護回路の各相に設けられた過電流検出用変
流器で、該変流器の出力は整流回路２により三相全波整
流された後、抵抗３６，３７により電圧に変換され、電
子回路からなる過電流引はずし回路３に信号および電源
として印加される。過電流引はずし回路３は抵抗３６，
３７により分圧された信号電圧がある整定値を越えた場
合、信号電圧の大きさに対応した遅延時間後に動作信号
を発生する。この動作信号により第１スイツチング素子
であるサイリスタ４が導通して前記磁気引はずし装置の
引はずしコイル５に整流回路２の出力電圧を印加し、磁
気引はずし装置により接触子６を開極動作させて被保護
回路を遮断する。

また漏電事故に際しては、零相変流器７に発生する出力
が抵抗３８により電圧信号に変換され、電子回路からな
る漏電引はずし回路８に印加される。漏電引はずし回路
８は入力信号電圧が整定値を越えると、ある遅延時間後
に動作信号を発生する。この動作信号により第２スイツ
チング素子であるサイリスタ９が導通して漏電引はずし
コイル１０を付勢し、この漏電引はずしコイル１０によ
り接触子６を開極動作させて被保護回路を遮断すると同
時に、漏電表示ボタン１１の機械的係合をはずして遮断
器のケース外に突出させ、遮断後にその動作原因（過電
流か、漏電か）が判別できるようにしている。なお漏電
事故の場合には、検出される漏洩電流自体が数十ｍａと
小さいため、零相変流器７からは電源として必要な出力
をとれないので、被保護回路の電圧を整流回路１２で整
流し漏電引はずし回路８と漏電引はずしコイル１０の電
源として用いている。３９，４０，４１は限流抵抗であ
る。

しかし、上記した従来の漏電遮断器には次のような問題
点があつた。

(1) 第２図は漏電引はずし特性と過電流引はずし特性
をあわせて示したものであるが、一般に漏電検出に用い
る零相変流器７の平衡度には限界があり、零相電流が流
れなくても、過電流により零相変流器二次側に生じる残
留電流によつて漏電引はずし回路８が動作する領域（第
２図の破線より右の領域）がある。通常は過電流引はず
し特性を損なわぬよう、零相変流器に磁気シールドを施
したり、巻線や鉄心透磁率を一様化することで、この平
衡特性の限界を上げている。しかし、第１図に示す回路
構成では、平衡特性限界を越える過電流が流れた場合、
漏電引はずし回路８の発生する動作信号により漏電引は
ずしコイル１０も動作してしまうため、漏電表示ボタン
１１がケース外に突出し、使用者に動作原因を誤つて表
示することになる。

(2) 過電流引はずしコイル５と漏電引はずしコイル１
０の機械的出力を共通に接触子６の開閉機構に伝えるた
め、共通引はずし軸や連動板等の介在物が必要であり、
これら介在物による運動伝達系の慣性質量の増大により
短絡事故時の動作時間が延びるため、短絡遮断性能が低
下する。

(3) 引はずしコイルを２個必要とするため、価格も高
くなる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、過電流保護用と漏電保護用の引はずし
コイルを共通とし、かつ漏電検出用零相変流器の平衡性
限界を越える過電流で漏電表示装置が誤動作しない構成
とすることにより、誤表示がなく、かつ短絡遮断性能の
よりすぐれた漏電遮断器を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、過電流検出用変流器と、漏電検出用零相変流
器と、これら変流器の出力によりそれぞれの事故に対応
した時間後に動作信号を発生する過電流引はずし回路お
よび漏電引はずし回路と、過電流引はずし回路の動作信
号により導通する第１スイツチング素子と、漏電引はず
し回路の動作信号により導通する第２スイツチング素子
と、接触子を開極動作させる引はずしコイルと、漏電表
示装置とを備え、前記引はずしコイルは前記第１スイツ
チング素子と第２スイツチング素子とに共通に接続され
て過電流検出用変流器の出力を整流した電圧と被保護回
路電圧を整流した電圧との論理和により付勢され、前記
漏電表示装置は第２スイツチング素子と直列に、第１ス
イツチング素子とは並列に接続された表示用コイルを有
し、かつ漏電検出用零相変流器の平衡特性限界を越える
過電流に対しては第１スイツチング素子が第２スイツチ
ング素子より早く導通するように構成されてなる漏電遮
断器である。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を第３〜６図により説明する。

第３図は本発明の一実施例の回路図で、第１図と同一機
能を有する部分は同一符号で示す。

第３図において、過電流検出用変流器１の出力は整流回
路２で三相全波整流され、抵抗３６，３７で電圧に変換
される。過電流引はずし回路３は抵抗３６，３７で分圧
された信号電圧がある整定値を越えた場合、信号電圧の
大きさに対応した遅延時間後に動作信号を発生し第１ス
イツチング素子であるサイリスタ４を導通させる電子回
路で、第１図の過電流引はずし回路３と同様に反限時動
作および瞬時動作を行なう公知の回路である。

一方、漏電検出用零相変流器７の出力は抵抗３８で電圧
信号に変換され漏電引はずし回路８に印加される。漏電
引はずし回路８は入力信号電圧がある整定値を越える
と、所定の遅延時間後に動作信号を発生し第２スイツチ
ング素子であるサイリスタ９を導通させる電子回路で、
第１図の漏電引はずし回路８と同様の公知の回路であ
る。

５は過電流、漏電保護兼用の磁気引はずし装置の引はず
しコイルであり、この引はずしコイル５は前記第１スイ
ツチング素子４と第２スイツチング素子９とに共通に接
続し、過電流検出用変流器１の出力を整流回路２で整流
した電圧と被保護回路電圧を整流回路１２で整流した電
圧との論理和により付勢されるようにする。すなわち、
漏電事故ないし過負荷事故のような事故電流の比較的小
さい領域では、第２スイツチング素子９とダイオード４
３または第１スイツチング素子４を介して印加される整
流回路１２の出力電圧により引はずしコイル５を付勢し
て接触子６を開極動作させ、短絡事故等のような事故電
流が大きく、被保護回路電圧の低下する領域では、第１
スイツチング素子４とダイオード４２を介して印加され
る整流回路２の出力電圧により引はずしコイル５を付勢
して接触子６を開極動作させる。なお、過電流引はずし
回路３には整流回路２から、漏電引はずし回路８には整
流回路１２からそれぞれ電源を供給し、ダイオード４２
により整流回路１２の出力電流が過電流引はずし回路３
に干渉しないようにしている。

このように構成することにより、共通の引はずしコイル
５を用いて過電流保護および漏電保護を確実に行なわせ
ることができ、第１図に示す従来例において過電流引は
ずしコイル５と漏電引はずしコイル１０の機械的出力を
共通に開閉機構に伝えるために必要であつた共通引はず
し軸や連動板等の介在物が不要になるため、運動伝達系
の慣性質量の軽減により短絡事故時の動作時間を短くし
て、遮断性能を向上させることができる。また、第１図
に示す従来例では、事故電流の比較的小さい過負荷時に
も変流器２の出力で引はずしコイル５を動作させなけれ
ばならなかつたが、上記構成によれば、このような事故
電流の小さい領域では被保護回路電圧を整流した電圧で
引はずしコイル５を動作させることができるので、それ
だけ変流器２の負担が軽くなり、変流器２を小形化でき
る。

次に漏電表示について述べる。第３図において、漏電表
示装置２１は独立した表示用コイル１３を有し、この表
示用コイル１３は第２スイツチング素子９、ダイオード
４３と直列に、第１スイツチング素子４とは並列に接続
されている。そして、漏電検出用零相変流器７の平衡特
性限界を越える過電流に対しては過電流引はずし回路３
の瞬時動作により第１スイツチング素子４が第２スイツ
チング素子９よりも早く導通するように過電流引はずし
回路３と漏電引はずし回路８の動作時間の協調をとつて
いる。こうすることにより、漏電事故に対しては第２ス
イツチング素子９の導通により引はずしコイル５と表示
用コイル１３に整流回路１２の出力電圧に印加されるた
め、引はずしコイル５が接触子６を開極動作させると同
時に表示用コイル１３が動作して漏電表示を行なうが、
過電流に対しては第１スイツチング素子４が導通すると
引はずしコイル５にほぼ全電圧がかかり、表示用コイル
１３はほとんど短絡された状態になるので、たとえ漏電
検出用零相変流器７の平衡特性限界を越える過電流が流
れ、接触子６の開極完了前に漏電引はずし回路８の誤動
作により第２スイツチング素子９が導通させられても表
示用コイル１３には電圧が印加されず、したがつて漏電
表示装置２１が誤つて漏電表示をすることはない。

漏電表示装置２１はターゲツトの落下、ボタンの突出
等、任意の様式で漏電事故を表示し、被保護回路が遮断
された後を表示状態を保持できるものであればよく、第
３図には表示ボタン１１の突出により漏電表示する例を
示した。

第４図は漏電表示装置２１の構成例を示す図で、表示ボ
タン１１は可動鉄心１４に装着され、円筒形ガイド２０
により案内されて可動鉄心１４とともに軸方向に移動す
ることができる。常時は永久磁石１５の発生する磁束が
ヨーク１６と補助ヨーク１８を介して可動鉄心１４と固
定鉄心１７の接極面を通過し、この磁束による吸引力が
ばね１９の駆動力に打ち勝つて図示のように可動鉄心１
４を固定鉄心１７に吸着させているが、漏電引はずし時
に表示用コイル１３が付勢されると、前記永久磁石１５
による磁束と逆方向の磁束を発生し、接極面の磁束が打
ち消されるため、ばね１９の駆動力により可動鉄心１４
が図の上方に移動し表示ボタン１１を表示位置に突出さ
せるようになつている。動作後、表示ボタン１１を手で
押し込むと図示の状態にもどる。

第５，６図はこの漏電表示装置２１を内蔵した漏電遮断
器の部分断面図で、他の図と同一符号は同一部分を示
す。第５，６図に示すように漏電表示装置２１は磁気引
はずし装置２２とともに遮断器の開閉機構が設置された
中央極以外の他の１極に設置される。

第５図は遮断器の閉路状態を示す図で、この状態では表
示ボタン１１は本体ケース２３から突出していないが、
漏電引はずし時には第６図に示すように表示ボタン１１
が本体ケース２３から突出して漏電による引はずしであ
ることを使用者に知らせる。

過電流引はずし時には開閉機構の操作ハンドル２４のみ
が引はずし位置となり、表示ボタン１１は突出しないの
で、過電流による引はずしであることがわかる。

磁気引はずし装置２２は次のように動作する。常時は永
久磁石２５の発生する磁束により可動鉄心２６と固定鉄
心２７の接極面に働く吸引力がばね２８の駆動力に打ち
勝つて第５図の実線で示すように可動鉄心２６を固定鉄
心２７に吸着し、可動鉄心２６の他端部を引はずし軸２
９から離している。過電流引はずし時および漏電引はず
し時には引はずしコイル５の付勢により前記永久磁石２
５による磁束と逆方向の磁束が発生し、この磁束により
接極面の磁束が打ち消されるため、可動鉄心２６はばね
２８の駆動力により第５図の２点鎖線で示す位置に回動
し、その他端部で引はずし軸２９を押し図の左方に移動
させる。これにより図示しない中央極部のラツチがはず
れ、開閉機構が開極動作して、各極共通の絶縁軸３０に
取付けられた可動枠３１を時計方向に回動させ、接触子
である可動接触子６を固定接触子３２から開離させる。
第６図は開極完了した状態を示す。このとき、可動接触
子６の回動支点軸３３に装着されて接触圧力を与えるね
じりばね３４の先端部で可動鉄心２６が押され元の位置
に復帰する。第５，６図において、３５は過電流検出用
変流器１の貫通導体で、可動接触子６と図示しない負荷
側端子に接続されている。

〔発明の効果〕

本発明によれば、漏電検出用零相変流器の平衡特性限界
を越える過電流が被保護回路に流れ、零相変流器二次側
に生じる残留電流により漏電引はずし回路が誤動作した
場合でも漏電表示装置の表示用コイルは付勢されないた
め、従来の電子式過電流リレーを用いた漏電遮断器にあ
つたような漏電表示装置の誤動作をなくすことができ
る。また、引はずしコイルを過電流保護と漏電保護に共
通としたため、従来例において過電流引はずしコイルと
漏電引はずしコイルの機械的出力を開閉機構に共通に伝
えるために必要であつた共通引はずし軸や連動板等の介
在物が不要となり、運動伝達系の慣性質量の軽減により
短絡事故等に対する動作時間を短くして遮断性能を向上
させることができ、かつ安価に構成できるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は電子式過電流リレーを用いた漏電遮断器の従来
例の回路図、第２図はその動作特性図、第３図は本発明
の一実施例を示す回路図、第４図は第３図中の漏電表示
装置の構成例を示す一部切断した側面図、第５図，第６
図はこの漏電表示装置を内蔵した漏電遮断器の部分断面
図である。 １：過電流検出用変流器、２：変流器１の出力を整流す
る整流回路、３：過電流引はずし回路、４：第１スイツ
チング素子、５：引はずしコイル、６：接触子、７：漏
電検出用零相変流器、８：漏電引はずし回路、９：第２
スイツチング素子、１２：被保護回路電圧を整流する整
流回路、１３：表示用コイル、２１……漏電表示装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】過電流検出用変流器と、漏電検出用零相変
   流器と、これら変流器の出力によりそれぞれの事故に対
   応した時間後に動作信号を発生する過電流引はずし回路
   および漏電引はずし回路と、過電流引はずし回路の動作
   信号により導通する第１スイツチング素子と、漏電引は
   ずし回路の動作信号により導通する第２スイツチング素
   子と、接触子を開極動作させる引はずしコイルと、漏電
   表示装置とを備え、前記引はずしコイルは前記第１スイ
   ツチング素子と第２スイツチング素子とに共通に接続さ
   れて過電流検出用変流器の出力を整流した電圧と被保護
   回路電圧を整流した電圧との論理和により付勢され、前
   記漏電表示装置は第２スイツチング素子と直列に、第１
   スイツチング素子とは並列に接続された表示用コイルを
   有し、かつ漏電検出用零相変流器の平衡特性限界を越え
   る過電流に対しては第１スイツチング素子が第２スイツ
   チング素子より早く導通するように構成されてなる漏電
   遮断器。