JPH07284220A - 異常電圧保護付き低圧開閉装置 - Google Patents

異常電圧保護付き低圧開閉装置

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JPH07284220A
JPH07284220A JP7069094A JP7069094A JPH07284220A JP H07284220 A JPH07284220 A JP H07284220A JP 7069094 A JP7069094 A JP 7069094A JP 7069094 A JP7069094 A JP 7069094A JP H07284220 A JPH07284220 A JP H07284220A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】低圧機器に対する低コストの異常電圧保護装置
を提供する。 【構成】多線式の低圧線路2と負荷との間の回路を開閉
する主回路開閉接点4に対し消勢時引外し型のトリップ
機構6を設ける。トリップ機構6に対する作動電圧を電
源2の1相電圧線Rから導く付勢回路と、不足電圧の検
出に応答して開く不足電圧スイッチ回路9とにより、不
足電圧モジュール7を形成する。付勢回路の電圧はスイ
ッチ回路9を介してトリップ機構6に接続される。低圧
線路2の各相線へ個別に接続された電圧センサー11は、
各相線における異常電圧に応答して出力を発生し、その
電圧センサー出力の発生から一定時間後に開く常閉接点
12cを有するタイマー12を設け、そのタイマー12の常閉
接点12cを1相電圧線Rと不足電圧モジュール7との間
に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、異常電圧保護付き低圧
開閉装置に関し、とくに低圧線路における過電圧、不足
電圧、断線による1線以上の無電圧即ち欠相等の異常電
圧発生時に負荷側の電気機器を低圧線路から遮断して電
気機器を故障や焼損等の障害から未然に防止する異常電
圧保護付き低圧開閉装置に関する。ここに低圧とは、一
般の電力需要家が使用する機器の電圧をいい、例えば電
気設備基準による交流600ボルト以下、又は直流750ボル
ト以下の電圧をいう。
【0002】
【従来の技術】従来の低圧回路においては図4に示すよ
うに、低圧回路の照明器具、空調機器、換気扇、ポンプ
等の複数の負荷3をそれぞれ負荷開閉器5を介して低圧
母線2aに接続し、その母線2aを共通の遮断器14により低
圧線路2に接続している。各機器を過電流、欠相及び逆
相電流から保護するため3要素(3E)リレー(図示せ
ず)が用いられる。パッケージ空調装置のようにファ
ン、コンプレッサ、冷媒ポンプ等の複数種類の機器が混
在する装置の場合には、構成機器の電気特性の相違や動
作時間の相違等のため、単一の3要素リレーではその装
置を一括して保護することが困難であり、保護が必要な
機器については、各機器ごとに3要素リレー等の保護装
置を設けている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、小型電気機器
の各々に個別の保護装置を設けるのは非常にコスト高と
なる問題があり、複数の小型電気機器を一群として保護
する装置の開発が期待されている。
【0004】他方、電源容量の小さな低圧システムで大
きな負荷を開閉すると線路電圧が大幅に変動し、十分な
対策が施されていない場合には大負荷投入時の不足電圧
や大負荷遮断時の過電圧の問題が生ずる。また、送電端
のみから保護している低圧線路では断線等による欠相が
検出されず受電端の需要家側で欠相状態が持続する場合
がある。適切な保護装置が設けられた大容量配電システ
ムでは過電圧、不足電圧及び欠相(以下これらを総括的
に異常電圧とよぶ場合がある。)は殆ど問題にならな
い。しかし新規に電化された地域等の低圧システムで
は、過電圧による機器の寿命に影響するような過電流が
経験されており、さらに不足電圧や欠相も過電流の原因
となり著しい場合には欠相によるモータの焼損が生ずる
こと等も経験されている。発電所、変電所、大規模工場
等において用いられる高圧回路用の異常電圧保護装置を
低圧の機器に適用することは、原理的には可能である
が、現実的には電圧階級、動作特性、コストなどにおい
て過剰設備となるおそれがある。さらに低圧機器の場合
には寸法的制限から大規模設備用の保護装置を利用でき
ない場合もある。
【0005】よって、低圧線路における異常電圧に対す
る簡易な保護装置の開発が期待されている。
【0006】本発明はこれらの期待に応えるものであ
り、低圧機器に対する低コストの異常電圧保護装置の提
供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者は、三相低圧線
路の1相における不足電圧を検出して主回路開閉接点を
引外す方式のUVT(undervoltage trip)モジュールが付
属された遮断器に注目した。遮断器の引外し機構を、こ
のUVTモジュールの出力電流の消滅により引外し動作す
る消勢時引外し型とし、市販の電圧センサーにより構成
した異常電圧検出回路の出力に応じてUVTモジュールの
出力電流を消滅させれば、簡単な構成で異常電圧保護を
実現できるとの知見を得た。過電圧及び不足電圧を検出
する小型の電圧センサーは容易に入手できる。また、異
常電圧には負荷急変や雷による一時的なものがあるの
で、安定した運転のためには異常電圧検出の後一定の時
限をおいてから保護動作を開始することが望ましい。よ
って、タイマーを異常電圧検出回路の出力で起動し、そ
のタイマーの所定時限後に開く常閉接点をUVTモジュー
ルの電源回路に接続するならば、安定した保護を達成で
きるとの知見を得た。本発明はこれらの知見に基づいて
完成したものである。
【0008】図1を参照するに、本発明の異常電圧保護
付き低圧開閉装置1は、多線式低圧線路2と負荷3(図
4参照)との間の回路を開閉する主回路開閉接点4、消
勢時に主回路開閉接点4を引外すトリップ機構6、電源
2の1相電圧線Rにおける不足電圧の検出に応答して開
く不足電圧スイッチ回路9(図2)を有し且つそのスイ
ッチ回路9を介し1相電圧線Rをトリップ機構6に接続
する不足電圧モジュール7、多相低圧線路2の各相線へ
個別に接続され各相線における異常電圧に応答して出力
を発生する電圧センサー11、及び電圧センサー11に接続
され且つ電圧センサー出力の発生から一定時間後に開く
常閉接点12cを有するタイマー12を備え、そのタイマー1
2の常閉接点12cを1相電圧線Rと不足電圧モジュール7
との間に接続してなるものである。
【0009】好ましくは、電圧センサー11をして多相電
圧線2の各相電圧線における過電圧及び不足電圧に応答
して出力を発生させる。
【0010】
【作用】三相低圧線路を用い且つ電圧センサーにより過
電圧及び不足電圧に対する保護をする図1、図2及び図
4の例によって、本発明の作用を説明する。不足電圧モ
ジュール7は、タイマー12の常閉接点12cを介して多相
低圧線路2の1相電圧線Rに接続されこの線Rの電圧に
比例した電圧をトリップ機構6に加える付勢回路8、及
びこの付勢回路8の不足電圧即ち線Rにおける不足電圧
の発生を検出しその検出時に付勢回路8とトリップ機構
6との接続を遮断する不足電圧スイッチ回路9を有す
る。
【0011】主回路開閉接点4が閉成され且つ線Rの電
圧が正常である時は、トリップ機構6が不足電圧モジュ
ール7の不足電圧スイッチ回路9を介して線Rの電圧に
よって付勢されるので、主回路開閉接点4が閉成状態に
維持され負荷3(図4)は多線式低圧線路2から電力の
供給を受ける。線Rの電圧が予め定めた不足電圧まで低
下すると、不足電圧スイッチ回路9がこの場合トランジ
スター24によってこの不足電圧を検出し同時にトランジ
スター24が不導通となることによって付勢回路8とトリ
ップ機構6との接続を遮断する。このためトリップ機構
6が消勢され主回路開閉接点4が引外されて開路し、負
荷3は多線式低圧線路2から遮断されて線Rの不足電圧
から保護される。
【0012】多線式低圧線路2のS相の不足電圧に対す
る保護を説明する。S相に接続された電圧センサー11S
はS相の不足電圧発生に応じて自己の常開接点11SCを閉
じ出力信号をタイマー12に印加する。この印加から所定
の時間後、例えば60秒後にタイマー12は自己の常閉接点
12Cを開くので、R相と不足電圧モジュール7との接続
が遮断され、付勢回路8が消勢されるのでトリップ機構
6も消勢される。よって、線Sの不足電圧発生時には例
えば60秒の時限の後に上記線Rの不足電圧の場合と同様
に主回路開閉接点4が開路し、負荷3が多線式低圧線路
2から遮断され不足電圧から保護される。T相に不足電
圧が生ずると、T相に接続された電圧センサー11Tが上
記S相の不足電圧発生時の電圧センサー11Sと同様に動
作し、タイマー12及びタイマー常閉接点12Cを介してト
リップ機構6を消勢し、負荷3を多線式低圧線路2から
遮断して不足電圧から保護する。R相の不足電圧発生時
には、R相に接続された電圧センサー11Rが上記S相の
不足電圧発生時の電圧センサー11Sと同様に動作し、タ
イマー12及びタイマー常閉接点12Cを作動させるが、タ
イマー12の遅延時間経過前に上記の様に不足電圧スイッ
チ回路9がトリップ機構6を作動させ負荷3を保護す
る。
【0013】R相の欠相時に上記不足電圧スイッチ回路
9による保護が行われ、S相及びT相の欠相時に上記電
圧センサー11S及び11Tによる時限付き保護が行われるこ
とは当業者には明らかである。
【0014】過電圧に対する保護作用を説明する。R相
に接続された電圧センサー11RはR相の過電圧発生に応
じて自己の常開接点11RCを閉じ出力信号をタイマー12に
印加する。この印加から例えば60秒の所定時限後にタイ
マー12は自己の常閉接点12Cを開くので、R相と不足電
圧モジュール7との接続が遮断され、付勢回路8が消勢
されるのでトリップ機構6も消勢される。よって、線R
の過電圧発生時には例えば60秒の時限の後に上記不足電
圧の場合と同様に主回路開閉接点4が開路し、負荷3が
多線式低圧線路2から遮断され過電圧から保護される。
S相及びT相の過電圧時に上記電圧センサー11S及び11T
によりR相の過電圧に対すると同様な保護が行われるこ
とは当業者には明らかである。
【0015】こうして不足電圧、欠相及び過電圧の異常
電圧に対する保護が実現できる。しかも、UVTモジュー
ル、電圧センサー及びタイマーは何れも安価に入手でき
るので、低コストで異常電圧保護付き開閉装置を提供す
ることができる。
【0016】よって、本発明の目的である「低圧機器に
対する低コストの異常電圧保護装置」の提供が達成され
る。
【0017】
【実施例】図1は、三相4線式380/220ボルトの低圧線
路2に主回路開閉器として三相400アンペア級の市販の
不足電圧モジュール付き遮断器14を用いた本発明の開閉
装置の実施例を示す。安全のため低圧線路2から制御回
路への接続に保護遮断器10を用いたが、これは省略して
もよい。三相の対中性点電圧をそれぞれ電圧センサー11
R、11S、11Tに接続し、全ての電圧センサーに対する共
通の電源として線Rの電圧を加えた。各電圧センサー11
R、11S、11Tは、過電圧及び不足電圧の動作値の設定手
段を有し、設定値以上の過電圧及び設定値以下の不足電
圧に応動して常開接点11RC、11SC、11TCを閉じる。この
ような電圧センサーも市販されている。
【0018】不足電圧モジュール7は図2に示すように
付勢回路8と不足電圧スイッチ回路9とを有する。制御
電源の線Rの電圧を変圧器20で逓降した後整流器21によ
りトリップ機構6の駆動に適する直流電圧に変換する。
ツェナーダイオード22はその直流電圧を安定させるもの
である。制御電源の線Rにおける電圧が低下すると、不
足電圧スイッチ回路9において、分圧器23を介してトラ
ンジスタ24に加えた電圧が低下し、トリップ機構6への
電流がトランジスタ24で遮断され、トリップ機構6が消
勢される。即ち、トランジスタ24は低圧線路2の線Rに
おける不足電圧の発生に応じてトリップ機構6を消勢し
主回路開閉接点4を引外し、負荷3を不足電圧から保護
する。ダイオード25はトリップ機構6への逆電流を防止
するものである。
【0019】図3は、図1の開閉装置1を厚さ2cm、幅
40cm、高さ60cmの絶縁支持板15上に組立てた状態を示
す。この例から明らかなように本発明の開閉装置1はコ
ンパクトに製作することができ、さらに容易な一層の小
型化が期待できる。
【0020】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明の異常
電圧保護付き低圧開閉装置は、消勢時引外し型のトリッ
プ機構に接続した1相の不足電圧保護用モジュールと、
この不足電圧保護用モジュールの制御電源に設けたスイ
ッチを開閉する多相の時限付き電圧センサー回路とを使
って、低圧線路における異常電圧発生時にトリップ機構
を作動させて主回路開閉接点を引外すので、次の顕著な
効果を奏する。
【0021】(イ)主回路開閉接点の引外しを低圧線路
の電圧を使って行い、バッテリーやコンデンサー等のバ
ックアップ電源を必要とせず、構成が簡単で保守が実質
上不要である。 (ロ)市販の回路素子を用い低コストで製作することが
できる。 (ハ)複雑な装置を用いないので小型化が可能である。 (ニ)過電圧及び不足電圧等の保護すべき異常電圧の範
囲を容易に設定し且つ変更する事ができる。 (ホ)瞬断や極めて短時間の異常電圧に対する不所望の
電源遮断を限時トリップ動作により防止することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】は、本発明の一実施例の回路図である。
【図2】は、不足電圧保護用モジュールの回路図であ
る。
【図3】は、本発明の一実施例の正面図及び側面図であ
る。
【図4】は、負荷を低圧線路に接続する開閉装置の単線
結線図である。
【符号の説明】
1 開閉装置 2 低圧線路 3
負荷 4 主回路開閉接点 5 負荷開閉器 6
トリップ機構 7 不足電圧モジュール 8 付勢回路 9
不足電圧スイッチ回路 10 保護遮断器 11 電圧センサー 12
タイマー 14 遮断器 15 絶縁支持板 20
変圧器 21 整流器 22 ツェナーダイオード 23
分圧器 24 トランジスター 25 ダイオード。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】多線式低圧線路と負荷との間の回路を開閉
    する主回路開閉接点、消勢時に前記主回路開閉接点を引
    外すトリップ機構、前記低圧線路の1相電圧線における
    不足電圧の検出に応答して開く不足電圧スイッチ回路を
    有し且つ前記スイッチ回路を介し前記1相電圧線を前記
    トリップ機構に接続する不足電圧モジュール、前記電源
    の各相電圧線へ個別に接続され各相電圧線における異常
    電圧に応答して出力を発生する電圧センサー、及び前記
    電圧センサーに接続され且つ前記電圧センサー出力発生
    から一定時間後に開く常閉接点を有するタイマーを備
    え、前記タイマーの常閉接点を前記1相電圧線と不足電
    圧モジュールとの間に接続してなる異常電圧保護付き低
    圧開閉装置。
  2. 【請求項2】請求項1の開閉装置において、前記電圧セ
    ンサーにより前記各相電圧線における過電圧及び不足電
    圧に応答して前記出力を発生してなる異常電圧保護付き
    低圧開閉装置。
  3. 【請求項3】請求項1又は2の開閉装置において、前記
    電圧センサーにより前記多相低圧線路の何れかの相電圧
    線における無電圧に応答して前記出力を発生してなる異
    常電圧保護付き低圧開閉装置。
  4. 【請求項4】請求項1、2又は3の開閉装置において、
    前記不足電圧スイッチ回路を前記不足電圧の検出から所
    定時間後に開く限時型不足電圧スイッチ回路としてなる
    異常電圧保護付き低圧開閉装置。
  5. 【請求項5】請求項1、2、3又は4の開閉装置におい
    て、前記多線式低圧線路を三相低圧線路とし前記主回路
    接点を三相主回路接点としてなる異常電圧保護付き低圧
    三相開閉装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101372129B1 (ko) * 2010-04-26 2014-03-07 엘에스산전 주식회사 보호계전기의 저전압 보호 장치 및 그 제어 방법
KR101456339B1 (ko) * 2012-11-30 2014-11-03 엘에스산전 주식회사 부족 전압 계전기
CN104167712A (zh) * 2014-08-21 2014-11-26 刘剑华 一种高压开关柜高压电源失压自动分闸保护装置

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