JPH0667103B2

JPH0667103B2 - 地絡検出装置

Info

Publication number: JPH0667103B2
Application number: JP269285A
Authority: JP
Inventors: 栄一佐藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1985-01-10
Filing date: 1985-01-10
Publication date: 1994-08-24
Anticipated expiration: 2009-08-24
Also published as: JPS61161921A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、電路に地絡が発生した時、その電路を遮断
して地絡を消滅させる地絡検出装置に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来のこの種の装置は第６図に示すように構成されてい
た。すなわち、第６図において、(1)は交流電路、(2)は
この交流電路(1)に設置された遮断器、(3)は前記交流電
路(1)を一次巻線とする零相変流器、(4)は前記遮断器
(2)を引外すよう連結された電磁装置、(5)は電磁装置
(4)と直列に接続されたスイッチング素子、(6)は前記零
相変流器(3)の出力を入力とする増幅器、(7)は前記増幅
器(6)の出力を入力として作動する積分器、(8)は前記積
分器(7)の出力に接続されたレベル判定器である。

つぎに従来装置の動作を説明する。交流電路(1)に地絡
が生じた時は、その電流を零相変流器(3)により検出
し、増幅器(6)で増幅した後、積分器(7)により積分す
る。交流電路(1)には、本来伝送すべき電力の外、誘導
雷、開閉サージ、高周波等の各種の不要成分が含まれて
おり、これらの不要成分は交流電路(1)の対地絶縁が良
好な場合であつても対地静電容量を通して漏洩し、零相
変流器(3)により検出される。積分器(7)によりこれら不
要成分を吸収し、誤動作を防止するよう作用させてい
る。地絡事故により積分器(7)の出力信号が所定レベル
に達した時、レベル判別器(8)が作動し、スイッチング
素子(5)をトリガして電磁装置(4)を駆動させて遮断器
(2)を引外し、交流電路(1)の地絡を遮断する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような従来の地絡検出装置においては、サージ等の
不要成分の地絡に対しては積分器(7)による誤動作防止
を行なつているが、積分器(7)で吸収可能なサージ等の
不要成分の振幅・時間幅には限界があり、その限界値を
越える過大サージが発生した場合には誤動作するという
欠点があつた。

この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、過大サージ等の不要成分による誤
動作を確実に防止できる地絡検出装置を提供することを
目的としている。

また、この発明の別の目的は上記目的に加えて、一期間
の過大サージの連続発生にも有効に対処し得る地絡検出
装置を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る地絡検出装置は、地絡信号の大きさを判
別するレベル判別器と、レベル判別器からの出力の時間
幅を判別する第１の信号幅判別器と、第１の信号幅判別
器の出力で交流電路の交流周期より長い時間幅のパルス
を発生する単安定マルチバイブレータと、レベル判別器
の出力と単安定マルチバイブレータの理論積をとるＡＮ
Ｄ回路と、ＡＮＤ回路の出力の時間幅を判別する第２の
信号幅判別器とを設けたことを特徴とするものである。

また、この発明の別の発明に係る地絡検出装置は、上記
のものにおいて、単安定マルチバイブレータの出力が
“Ｈ”の間、第１の信号幅判別器の作動を停止させる制
御回路を設けたものである。

〔作用〕

この発明においては、レベル判別器と第１の信号幅判別
器により、サージ等の不要成分や漏電電流の振幅・時間
が判別され、つまり時間幅の短いようなサージやノイズ
成分は無視される。第２の信号幅判別器は、零相変流器
の出力が一定レベルを越えている時間が第２の信号幅判
別器よりも大で、かつ単安定マルチバイブレータの出力
が“Ｈ”のときに出力を発生するため、第１次判別で過
大なサージやノイズが無視されなかつた場合でも、単安
定マルチバイブレータの出力時間幅内に過大なサージや
ノイズが発生しなければ、地絡だけが確実に検出され
る。

また、この発明の別の発明においては、単安定マルチバ
イブレータの出力時間幅の間に第１の信号幅判別器の動
作が止められ、上記単安定マルチバイブレータの出力時
間幅のうちに過大サージが連続発生しても、地絡が区別
されて検出される。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例による地絡検出装置を漏電
遮断器に適用した構成図で、第６図と同一部所には同一
符号を付して説明を省略する。

第１図において、(9)は零相変流器(3)の出力を入力とし
て受けるレベル判別器、(10)はレベル判別器(9)の出力
の時間幅を判別する第１の信号幅判別器、(11)は第１の
信号幅判別器(10)の出力を受けて出力を発生する単安定
マルチバイブレータ、(12)はレベル判別器(9)の出力と
単安定マルチバイブレータ(11)の出力を入力として受け
るＡＮＤ回路、(13)はＡＮＤ回路(12)の出力を受け、そ
の時間幅を判別する第２の信号幅判別器である。

第２図は、上記装置の具体的回路例を示すものである。
同図において、（９−１）はレベル判別器(9)の“Ｈ”
出力端子で、入力信号が設定レベルを越えた時のみ
“Ｈ”を出力する。（９−２）はレベル判別器(9)の
“Ｌ”出力端子で、入力信号が設定レベルを越えた時
“Ｌ”を出力し、それ以外の時は“Ｈ”を出力する。
（１０−１），（１０−２）はそれぞれ“Ｈ”出力端子
（９−１）、“Ｌ”出力端子（９−２）の“Ｈ”出力で
駆動され、図示の方向に定電流を発生する定電流源、
（１０−３）は定電流源（１０−１），（１０−２）に
より充放電されるコンデンサで、定電流源（１０−
１），（１０−２）とともに第１の信号幅判別器(10)を
構成している。（１３−３）はＡＮＤ回路(12)の出力を
反転するＮＯＴ回路、（１３−１）はＡＮＤ回路(12)の
出力により、また（１３−２）はＮＯＴ回路（１３−
３）の出力によりそれぞれ駆動され、図示の方向へ定電
流を出力する定電流源、（１３−４）は定電流源（１３
−１），（１３−２）により充放電されるコンデンサで
ある。（１３−５）はコンデンサ（１３−４）の充電電
圧のレベルを判別するレベル判別器であり、定電流源
（１３−１），（１３−２）およびコンデンサ（１３−
４）とともに第２の信号幅判別器(13)を構成している。

つぎに、この発明の動作を第２図および第３図により説
明する。交流電路(1)に発生した地絡電流は零相変流器
(3)により検出され、その出力は第３図の波形(14)に示
すようになる。零相電流の出力波形(14)がレベル判別器
(9)の判定レベル(15)に達しない時、レベル判別器(9)の
“Ｈ”出力端子（９−１）は“Ｌ”，“Ｌ”出力端子
（９−２）は“Ｈ”、となり、定電流源（１０−２）が
駆動され、コンデンサ（１０−３）の端子電圧は零に保
たれる。零相変流器(3)の出力波形(14)がレベル判別器
(9)の判別レベル(15)を越えた時、該レベル判別器(9)の
“Ｈ”出力端子（９−１）が“Ｈ”（第３図の波形(16)
に、“Ｌ”出力端子（９−２）が“Ｌ”にそれぞれ反転
して定電流源（１０−１）が駆動され、コンデンサ（１
０−３）を規定の速度で充電し、その端子間電圧を上昇
させる。コンデンサ（１０−３）の端子間の電圧を第３
図の波形(17)で、また単安定マルチバイブレータの
“Ｈ”出力端子（１１−１）の出力を同図の波形(19)で
示す。

すなわち、零相変流器(3)の出力波形(14)がレベル判別
器(9)の判別レベル(15)を越える時間が短い場合はコン
デンサ（１０−３）の端子間電圧は単安定マルチバイブ
レータ(11)の判別レベル(18)に到達せず、定電流源（１
０−２）により放電される。零電圧にリセットされるの
で、単安定マルチバイブレータ(11)は作動しない。零相
変流器(3)の出力波形(14)がレベル判別器(9)の判別レベ
ル(15)を越える時間が第３図のtMAで示す所定の時間よ
り長い場合、コンデンサ（１０−３）の端子間電圧は単
安定マルチバイブレータ(11)の判別レベル(18)に到達
し、単安定マルチバイブレータ(9)の出力を反転させる
（第３図波形(19)）。以上のように、定電流源（１０−
１），（１０−２）、コンデンサ（１０−３）により第
１の信号幅判別器(10)の機能が達成され、これによつて
時間幅の短いサージやノイズ成分は特別過大なものを除
いてほとんど除去され、交流電路(1)の基本周波数成分
の地絡の有無が単安定マルチバイブレータ(9)の出力に
より第１次の判別がなされる。

単安定マルチバイブレータ(11)の出力時間幅tcoは、交
流電路(1)の繰返し周期より長く設定されており、前記
第１次の判別の次の周期において、レベル判別器(9)の
“Ｈ”出力と単安定マルチバイブレータ(11)の出力と論
理積をとるＡＮＤ回路(12)において出力し、ＡＮＤ回路
(12)の出力時間幅を第２の信号幅判別器(13)により第２
次判別として判別する。第２の信号幅判別器(13)の動作
は第１の信号幅判別器(10)と同等である。

すなわち、第２次判別において、零相変流器(3)の出力
(14)のレベル判別器(9)の判別レベル(15)より大の時間
が、第２の信号幅判別器(13)の判別時間tMBより大であ
り、かつ単安定マルチバイブレータ(11)の“Ｈ”出力端
子（１１−１）が“Ｈ”の時、波形(20)で示すコンデン
サ（１３−４）の端子間電位がレベル判別器（１３−
５）のレベル（波形(21)）に達し、第２の信号幅判別器
(13)における上記レベル判別器（１３−５）は第３図波
形(22)で示す出力信号を発生し、スイツチング素子(5)
をトリガして電磁装置(4)を駆動し、遮断器(2)を引外し
作動させて、交流電路(1)を開路し地絡電流を消滅させ
る。地絡電流の場合には前記第１次判別の後、つぎのサ
イクルにおいて、第２の信号幅判別器(13)の判別時間tM
Bより長い信号が得られるので、以上の動作が確実に進
行する。

特別に過大なサージ・ノイズにより第１次判別で単安定
マルチバイブレータ(11)が動作した場合において、単安
定マルチバイブレータ(11)の出力時間幅tcoの間に再び
同様に特別に過大なサージやノイズが発生した場合に
は、地絡発生と同様にスイツチング素子(5)がトリガさ
れるが、tco間に特別過大なサージやノイズの発生がな
ければ装置全体は第１次判別前の状態にリセツトされ
る。よつて特別に過大なサージがtco間という短期間に
連続して発生した場合以外はサージに対して誤動作する
ことはない。

上記実施例においては第１および第２の時間副判別器(1
0),(13)として定電流源によりコンデンサ（１０−
３），（１０−５）を充電したが、定電流源によりコン
デンサ（１０−３），（１０−５）を充電してもよい。

単安定マルチバイブレータとして、コンデンサ（１０−
３）、放電用素子（１０−４）やレベル判別器で構成し
たものでもよい。つまり、コンデンサ（１０−３）に並
列に、放電用素子（１０−４）を接続し、コンデンサ
（１０−３）の端子をヒステリシス特性をもつレベル判
別器に接続して、コンデンサ（１０−３）の充電電圧が
判別レベル(18)に到達した時、前記レベル判別器をＯＮ
し、放電用素子（１０−４）による放電によりコンデン
サ（１０−３）の端子間電圧が所定の値まで低下した
時、前記レベル判別器をＯＦＦするよう設定してもよ
い。

また、第４図に示すように、単安定マルチバイブレータ
(11)の“Ｌ”出力端子（１１−２）により制御される制
御回路(23)を設け、単安定マルチバイブレータ(11)が作
動中、すなわち、tcoの期間中は制御回路(23)により第
１の信号幅判別器(10)をオフ状態に保持するよう構成し
てもよい。制御回路(23)は、たとえば第５図のようにＡ
ＮＤ回路（２３−１），（２３−２）で構成してある。
これにより、第２次判別中に第１の信号幅判別器(10)が
作動して単安定マルチバイブレータ(11)の出力時間幅tc
oを延長することを防ぐことが可能となる。

なお、以上の各実施例では漏電遮断器に適用した場合に
ついて説明したが、漏電継電器や漏電警報器に適用した
場合であつても上記実施例と同様の効果を奏する。

〔発明の効果〕以上のようにこの発明によれば、入力信号に対する時間
幅の判別を第１次判別と第２次判別の２段階とし、第１
次判別後に単安定マルチバイブレータにより第２次判別
の作動可能時間を地絡電流の交流の周期に同期させるこ
とにより、地絡検出能力を低下させることなく、検出不
要なサージやノイズ成分についての除去能力を大きく向
上させることができ、これによつて装置の感度電流が、
たとえば５mA感度のように鋭敏化されて人体の感電保護
の確実化と電力の安定供給化の両立が達成される効果が
ある。

また、この発明の別の発明は、第２次判別中に第１次判
別が作動して単安定マルチバイブレータの出力時間幅を
延長することを防止できるので、サージやノイズの除去
能力を一層高めることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による地絡検出装置の構成
を示すブロツク図、第２図は第１図のものの具体的構成
を示す回路図、第３図はこの発明の動作説明用の波形
図、第４図はこの発明の他の実施例を示すブロツク図、
第５図は第４図のものの具体的構成を示す回路図、第６
図は従来の地絡検出装置の構成を示すブロツク図であ
る。 (1)…交流電路、(5)…スイツチング素子、(9)…レベル
判別器、(10)…第１の信号幅判別器、（１０−１）…定
電流源、（１０−３）…コンデンサ、（１０−４）…放
電用素子、(11)…単安定マルチバイブレータ、(13)…第
２の信号幅判別器、(23)…制御回路。なお、図中、同一符号は同一もしくは相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電路の地絡電流成分を検出してその地
絡電流の大きさにほぼ比例した地絡信号を発生し、前記
地絡信号の大きさが所定の大きさに達した時、スイッチ
ング素子を作動させる地絡検出装置において、前記地絡
信号の大きさが設定レベルを越えた期間に対応して出力
を発生するレベル判別器と、前記レベル判別器の出力の
時間幅を判別する第１の信号幅判別器と、前記第１の信
号幅判別器の出力により、少なくとも前記交流電路の交
流の周期より長い時間幅のパルスを発生する単安定マル
チバイブレータと、前記レベル判別器の出力と前記単安
定マルチバイブレータの論理積をとるＡＮＤ回路と、前
記ＡＮＤ回路の出力の時間幅を判別する第２の信号幅判
別器を備えた地絡検出装置。
【請求項２】第１の信号幅判別器および第２の信号幅判
別器を、それぞれ定電流源と前記定電流源の電流を充電
するコンデンサにより構成してなる特許請求の範囲第１
項記載の地絡検出装置。
【請求項３】第１の信号幅判別器を定電流源とコンデン
サにより構成し、単安定マルチバイブレータを、入力端
子が前記コンデンサに接続されて第１の入力判定レベル
以上で“Ｈ”、第２の入力判定レベル以下で“Ｌ”を出
力するレベル判定器と前記コンデンサの充電電荷を徐々
に放電する放電用素子とで構成してなる特許請求の範囲
第１項記載の地絡検出装置。
【請求項４】交流電路の地絡検出成分を検出してその地
絡電流の大きさにほぼ比例した地絡信号を発生し、前記
地絡信号の大きさが所定の大きさに達した時、スイッチ
ング素子を作動させる地絡検出装置において、前記地絡
信号の大きさを判別し設定レベルを越えた時のみ出力を
発生するレベル判別器と、前記レベル判別器の出力の時
間幅を判別する第１の信号幅判別器と、前記第１の信号
幅判別器の出力により、少なくとも前記交流電路の交流
の周期より長い時間幅のパルスを発生する単安定マルチ
バイブレータと、前記レベル判別器と前記単安定マルチ
バイブレータの論理積をとるＡＮＤ回路と、前記ＡＮＤ
回路の出力の時間幅を判別する第２の信号幅判別器と、
前記単安定マルチバイブレータの出力が“Ｈ”の間、前
記第１の信号幅判別回路の作動を停止させる制御回路と
を備えた地絡検出装置。
【請求項５】前記第１の信号幅判別器を定電流源とコン
デンサにより構成し、前記単安定マルチバイブレータ
を、入力端子が前記コンデンサに接続されて第１の入力
判定レベル以上で“Ｈ”、第２の入力判定レベル以下で
“Ｌ”を出力するレベル判別器と、前記コンデンサの充
電電荷を徐々に放電する放電用素子とから構成してなる
特許請求の範囲第(4)項記載の地絡検出装置。
【請求項６】前記制御回路として、前記単安定マルチバ
イブレータのＮＯＴ出力と前記レベル判別器の出力の論
理積をとるＡＮＤ回路で構成してなる特許請求の範囲第
(5)項記載の地絡検出装置。
【請求項７】前記放電用素子として、定電流素子を使用
した特許請求の範囲第(3)項、第(5)項または第(6)項記
載の地絡検出装置。