JPH0714248B2 - 回路しや断器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は過電流引外し装置を備えた回路しや断器に関
するものである。

［従来の技術］ この種の回路しや断器は、たとえば特開昭60-32211号公
報に開示されているように、負荷開閉接点が閉成されて
電源側端子から負荷開閉接点を介して対応する負荷側端
子に電力が供給されている状態において、交流電路に事
故電流が流れると、上記変流器がそれに固有の変流比で
事故電流を検出し、２次側に出力電流を誘起する。

この出力電流は全波整流回路により直流化されて分流回
路に供給される。このとき、分流回路に誘起する信号電
圧波形は周知の絶対値波形となり、分流回路の出力信号
は信号変換回路によつて、その実効値または平均値に対
応する信号に変換される。

上記信号変換回路からの出力信号は、事後処理回路に印
加され、事故電流が所定のレベル以上であると判断され
たとき、そのレベル検出信号が時限回路に入力され、こ
の時限回路はこの信号にもとづいて所定の時限動作を行
ない、サイリスタのゲートをトリガして釈放形過電流引
外しコイルを駆動し、上記負荷開閉接点を開放して電路
をしや断する。

この場合、上記事後処理回路の電源回路は分流回路に並
列に接続されている。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の回路しや断器は、以上のように構成されているの
で、電流検出手段である変流器の２次側電流の一部が電
源回路に流れる。そのため、分流回路に流れる電流が、
交流電路を流れる電流に対応しなくなつて、事故電流の
レベル検出に誤差が生じる。しかも、上記電源回路に流
入する電流は一定でないから、事故電流のレベル検出誤
差の補正が困難であつた。

そこで、従来、この事故電流のレベル検出精度を高める
手段が、実公昭55-29931号公報に開示されているけれど
も、事故電流に相当する見掛け上の電流が時限回路を構
成するコンデンサに充電される際、このコンデンサに並
列接続された放電抵抗体から微量づつ漏洩する。この漏
洩電流は、時限回路を構成する短時限引外し回路であれ
ば、事故電流に相当する見掛け上の電流に対してきめて
小さく、しかも、その漏洩時間が100msというきわめて
短かい時間であるから、さほど問題にならない。

しかしながら、長限時引外し回路については、その漏洩
電流が0.5μＡというきわめて小さな値であつても、事
故電流に相当する見掛け上の電流が、たとえば１μＡで
あれば、その漏洩電流と充電電流とが等しく、時限動作
が規格値に対して２倍となり、規格に合わない欠点を有
する。

この発明は上記の問題点を解決するためになされたもの
で、事故電流のレベル検出精度を高めるとともに、時限
動作の正確な回路しや断器を提供することを目的とす
る。

［問題点を解決するための手段］ この発明による回路しや断器は、交流電路の電流を検出
する変流器の出力を整流回路で単一方向の電流に変換
し、この整流回路の出力端子に電源回路と電流検出抵抗
体を直列に接続し、上記電流検出抵抗体の両端間の電位
差を増幅する差動増幅器を設けるとともに、事故電流に
相当する見掛け上の電流が充電される長限時引外し回路
のコンデンサに並列接続された放電抵抗体からの漏洩電
流を補償する電流補償回路を設けたことを特徴とする。

［作用］ 変流器で検出された交流電路の電流は整流回路で単一方
向の電流に変換されて、電源回路と電流検出抵抗体にそ
の全電流が流れる。このように、全電流が上記検出抵抗
体を通るため、検出電流の誤差が生じない。そのため、
事故電流のレベル検出精度を高めることができる。

また、長限時引外し回路には、放電抵抗体からの漏洩電
流を補償する電流補償回路を設けたから、事故電流に相
当する見掛け上の電流が長限時引外し回路のコンデンサ
に充電されて、その時限動作が正確である。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を図面にしたがつて説明する。

第１図はこの発明による回路しや断器の一例を示す回路
図である。

（21）は変流器で、この変流器（21）の２次側には、２
次出力電流を単一方向に変える整流回路（30）が接続さ
れ、この整流回路（30）はダイオード（31），（32）の
直列回路と、ダイオード（33），（34）の直列回路とか
ら構成されている。（500）は整流回路（30）の正側出
力端子に接続された直流定電圧電源回路で、正側端子
（5a），中間端子（5c）および負側端子（5d）をもつて
いる。

上記電源回路（500）の負側端子（5d）は電流検出抵抗
体（40）の一端に接続され、この電流検出抵抗体（40）
の他端は整流回路（30）の負側接続端子に接続されて、
この検出抵抗体（40）には電路（11）の負荷電流に対応
する全波整流波形電流が流れる。（60）は電流検出抵抗
体（40）の電圧降下を電源回路（500）の中間電位Voを
基準とする信号に変換する差動増幅回路である。

上記差動増幅回路（60）は演算増幅器（63）と４つの抵
抗体（64），（65），（66），（67）から構成されてい
る。上記差動増幅回路（60）の電力は電源回路（500）
から供給され、差動増幅回路（60）の入力端子は電流検
出抵抗体（40）に接続されている。

（70）は時限回路で、この時限回路（70）は瞬時引外し
回路（230）、短限時引外し回路（220）および長限時引
外し回路（170）を備え、各回路（230），（220），（1
70）の出力端子は並列接続されて、時限回路（70）の出
力端子（70a）となつている。

すなわち、差動増幅回路（60）の出力端子には、瞬時引
外し回路（230）が接続され、この瞬時引外し回路（23
0）にはピーク値変換回路（210）と短限時引外し回路
（220）の直列回路と、ピーク値変換回路（211）と長限
時引外し回路（170）の直列回路とが並列接続されてい
る。

（80）は整流回路（30）の正側出力端子に接続された電
磁引外しコイル、（120）は電磁引外しコイル（80）に
直列接続された開閉回路で、この開閉回路（120）の他
端は電源回路（500）の負側端子（5d）に接続されてい
る。上記電磁引外しコイル（80）は開閉接点（201）に
対し、しや断機構（100）を介して機械的に連動してお
り、開閉回路（120）が開より閉に切換ることにより、
上記開閉接点（201）が開放されるように構成されてい
る。

（50）は電源回路（500）の正側端子（5a）と負側端子
（5d）との間に接続された不足電圧動作禁止回路、（5
5）はその出力スイツチである。

第２図は長限時引外し回路（170）を示す。図におい
て、比較器（35）の一方の入力端子にはピーク値変換回
路（211）からの出力が印加されるように接続されてい
る。（36）は比較器（35）の出力スイツチで、通常は閉
じ、過電流になると開くように接続されている。

（37）は比較器（35）の他方の入力端子に接続された定
格電流基準電圧設定回路で、この基準電圧設定回路（3
7）は比較器（35）の基準となる定格電流の電流値を設
定するためのものである。（38）は出力スイツチ（36）
に並列接続された長限時引外しコンデンサ、（39）は長
限時引外しコンデンサ（38）に並列接続された放電抵抗
体で、このコンデンサ（38）と上記放電抵抗体（39）の
接続点ａは、電圧電流変換回路（44）を介して、ピーク
値変換回路（211）からの出力が印加される上記比較器
（35）の一方の入力端子に接続されるとともに、比較器
（41）の一方の入力端子に接続されている。上記電圧電
流変換回路（40）の入力と出力の関係は、入力電圧ｅが
高くなると、出力電流も大きくなるか、一定となるよう
に構成されている。

（42）は比較器（41）の他方の入力端子に接続された長
限時動作時間の基準電圧設定回路で、この基準電圧設定
回路（42）は比較器（41）の基準となる長限時動作時間
に相当する電位を設定するためのものである。（43）は
電流補償回路で、この電流補償回路（43）はコンデンサ
（38）と上記放電抵抗体（39）の接続点ａと、電源回路
（500）の正側出力端子（5a）との間に接続されてい
る。

つぎに、上記構成の動作について説明する。

交流電路（11）に電流が流れると、変流器（21）の２次
巻線に固有の変流比で定まつた２次電流が流れる。この
２次電流を整流回路（30）で単一方向の電流に変換し、
整流回路（30）の出力電流が電源回路（500）と検出抵
抗体（40）を通つて整流回路（30）に還流する。このと
き、電源回路（500）と検出抵抗体（40）には交流電路
（11）の負荷電流に対応する全波整流波形電流が流れ
る。

上記電源回路（500）に全波整流波形電流が流れ込む
と、この電源回路（500）の各出力端子（5a），（5c）
および（5d）には、中間端子（5c）の電位Voを基準とし
た電圧（＋Ｖ），（−Ｖ）が発生する。

他方、上記差動増幅回路（60）の電力は電源回路（50
0）から供給され、差動増幅回路（60）の入力は電流検
出抵抗体（40）から供給される。この差動増幅回路（6
0）の利得Ａは、 となる。

上記差動増幅回路（60）の出力が、第３図で示す瞬時引
外し電流領域，短限時引外し電流領域および長限時引外
し電流領域を越えたとき、時限回路（70）の対応する瞬
時引外し回路（230）、短限時引外し回路（220）または
長限時引外し回路（170）から出力信号を出す。

ところで、上記時限回路（70）におけるピーク値変換回
路（210）の出力は、第２図で示す長限時外し回路（17
0）の比較器（35）に入力され、その信号が長限時引外
し電流設定基準値より大きくなると、比較器（35）の出
力スイツチ（36）が閉より開となり、コンデンサ（38）
への充電を可能とする。

電圧電流変換回路（44）は上記比較器（35）の入力信号
電圧を電流信号に変換し、その出力電流I1がコンデンサ
（38）に充電される。コンデンサ（38）の充電電圧が上
昇して、長限時動作時間の基準電圧設定回路（42）の出
力電圧より高くなると、時限回路（70）から長限時動作
時間としての出力信号を出す。このとき、長限時引外し
回路（170）は入力信号電圧ｅがたとえば高くなると、
その動作時間が短縮される。

一般に、長限時引外し回路（170）は、開閉接点（201）
を流れる電流が定格電流の125％以内で動作するように
規定されている。

ところが、上記長限時引外し回路（170）において、事
故電流に相当する見掛け上の電流I1がコンデンサ（38）
に充電される際、このコンデンサ（38）に並列接続され
た放電抵抗体（39）から微量づつ漏洩する。そこで、こ
の漏洩電流I2に相当する補償電流I3が電流補償回路（4
3）から補充されることにより、事故電流に相当する見
掛け上の電流I1が長限時引外し回路（170）のコンデン
サ（38）に充電されて、正確な時限動作が達成される。

上記時限回路（70）の出力信号は不足電圧動作禁止回路
（50）の出力スイツチ（55）を経由して開閉回路（12
0）の入力をトリガし、開閉回路（120）の出力を開より
閉にし、電磁引外しコイル（80）を励磁する。電磁引外
しコイル（80）は開閉接点（201）を閉より開に操作し
事故電流を遮断する。

なお、上記開閉接点（201）を流れる電流が定格電流の1
0％〜20％程度の小さいときには、電源回路（500）の出
力電圧は時限回路（70）の動作に不十分な状態がある。
その状態で、時限回路（70）が誤つた出力を出すのを防
止するため、不足電圧動作禁止回路（50）の出力スイツ
チ（55）が閉となつて、開閉回路（120）の閉動作を防
ぐ。

上記実施例においては、便宜上、単相の交流電路（11）
をしや断する回路しや断器について説明したけれども、
多相の交流電路をしや断する回路しや断器であつてもよ
いことはいうまでもない。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、変流器で検出された
交流電路の電流に対応する全電流が電源回路と電流検出
抵抗体に流れるから、事故電流のレベル検出精度を高め
ることができる。

また、長限時引外し回路には、放電抵抗体からの漏洩電
流を補償する電流補償回路を設けたから、事故電流に相
当する見掛け上の電流が長限時引外し回路のコンデンサ
に充電されて、その時限動作が正確である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による回路しや断器の一例を示す回路
図、第２図は長限時引外し回路の回路図、第３図は回路
しや断器の引外し特性図である。 （11）……交流電路、（21）……変流器、（30）……整
流回路、（38）……コンデンサ、（39）……放電抵抗
体、（40）……電流検出抵抗体、（43）……電流補償回
路、（60）……差動増幅回路、（70）……時限回路、
（80）……電磁引外しコイル、（100）……しや断機
構、（120）……開閉回路、（170）……長限時引外し回
路、（201）……負荷開閉接点、（500）……電源回路。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】交流電路に挿入された負荷開閉接点と、こ
   の接点に流れる電流を検出する変流器と、この変流器の
   ２次巻線に接続されて前記変流器の交流２次電流を単方
   向電流に変換する整流回路と、この整流回路の出力端子
   間に接続されかつ正側・中間・負側の各出力端子に正電
   位・中間電位・負電位を出力する直流定電圧電源回路
   と、この電源回路に直列接続された電流検出抵抗体と、
   上記電源回路の出力により電力が供給されかつ前記単方
   向電流に比例する前記電流検出抵抗体の電圧降下を前記
   電源回路の出力の正電位と負電位の間でかつ中間電位を
   基準とする出力信号に変換する差動増幅回路と、前記電
   源回路から電力が供給されかつ前記単方向電流に比例す
   る前記差動増幅回路の出力信号を入力とするように接続
   されかつ前記単方向電流の所定の大きさに対して所定の
   時間遅れを生じさせる時限回路と、前記時限回路の出力
   により開より閉に操作される開閉回路と、この開閉回路
   に直列接続されかつその直列回路が前記整流回路と前記
   電源回路の接続点と前記電源回路と前記電流検出抵抗体
   の接続点との間に接続された電磁引外しコイルと、前記
   開閉回路が閉じることによつて励磁されるとともに前記
   電磁引外しにより駆動されて前記負荷開閉接点を閉より
   開にするしや断機構とを具備し、上記時限回路は事故電
   流に相当する見掛け上の電流が充電されるコンデンサ
   と、このコンデンサに並列接続された放電抵抗体からの
   漏洩電流を補償する電流補償回路とを有する長限時引外
   し回路とを備えたことを特徴とする回路しや断器。