JPH0865880A - 漏電遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は、漏電遮断器の制御回路部に関
し、電源コンデンサに蓄積したエネルギーによりトリッ
プコイルを駆動する構成において蓄積エネルギー量を増
加、あるいは電源コンデンサの充電時間を短縮する為の
一方法を提供することにある。 【構成】交流電源が印加される整流ブリッジ回路と電源
コンデンサの間に定電圧回路を挿入する。 【効果】電源コンデンサ充電時と充電完了後の連続使用
状態において交流電源から制御回路部へ供給する電流値
を変更させることにより、連続使用時の消費電流を抑制
しながら、電源コンデンサへの充電時間の短縮、あるい
は蓄積エネルギーの増加を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、負荷回路の漏電を検出
してその電源を遮断する漏電遮断器に関する

【０００２】。

【従来の技術】図４は、従来の漏電遮断器の一例とし
て、特開平２−９７２２０号公報に開示されている結線
図である。主電気回路（電路）１に挿入された零相変流
器２の二次コイルは、増幅器（動作制御回路）３の入力
端に接続され、増幅器３の出力端はサイリスタ４のゲー
トに接続されている。サイリスタ４は、主電気回路１に
挿入された遮断部５のトリップコイル６と直列に接続さ
れている。一方、ブリッジ整流回路７の入力端は電流制
限抵抗８を介して主電気回路に接続されており、さらに
ブリッジ整流回路の出力端は、電流制限回路９を介して
電源コンデンサ１０を充電するように接続されており、
電源コンデンサの両端に前述のトリップコイルとサイリ
スタにより成る動作回路が接続されている。主電気回路
の負荷側に漏電や地絡事故が発生するとこの回路に零相
電流が流れ、零相変流器の二次コイルに電圧が発生し、
増幅器で増幅され、この出力電圧がサイリスタのゲート
に印加されることによりサイリスタは点孤し、トリップ
コイルに通電が行なわれ遮断部を遮断する。トリップコ
イルのトリップ電流は、電源コンデンサの放電電流が大
部分である。又、電流制限回路は回路に給電する電源の
使用電圧範囲を拡大する為のものであり、消費電流をほ
ぼ一定に保つことにより、電流制限抵抗の電流容量を増
加することなしに電源電圧定格を広い範囲で対応できる
ようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述のように電源コン
デンサへの充電電流をほぼ一定にする電流制限回路を用
いた場合、トリップコイルを駆動する為に必要な電荷が
電源コンデンサに貯えられるまでの時間は、電源コンデ
ンサの容量と、電流制限回路により制限される電流値に
より決定される。つまりトリップコイルを駆動する為の
ある一定のエネルギーが電源コンデンサに貯えられるの
に要する時間は電流制限回路により制限された電流値に
より支配されることになる。このことにより生ずる問題
点として、トリップコイルを安定して駆動させる為のエ
ネルギー量は多い方が良く、その為には電源コンデンサ
へ貯える電荷量を多くする必要があるという要求に対す
る一方で漏電遮断器の特性上、トリップコイルを駆動可
能な電荷量が電源コンデンサに蓄積完了するまでの時間
は短い方がよいという相反する要求が存在することがあ
げられる。つまり漏電遮断器の投入動作を行なった時点
ですぐに漏電が発生した場合遮断動作をすぐに行なえる
状態にある方が良い一方で、回路部の発熱を抑える為に
は消費電流を極力小さくすることが必要な為、遮断動作
が可能な電荷量が蓄積されるまでの時間はなるべく長く
しなければならないという点である。現状では、実装ス
ペース，価格コストの点から電流制限回路による制限電
流値は１．５ｍＡ程度，電源コンデンサ容量は２．３〜
３．３μＦの設定にて蓄積時間１３０〜２００ｍｓの条
件で対応するので限界であり、トリップコイルの安定駆
動の為に電源コンデンサ容量の増加を図ること、あるい
はトリップコイルを駆動可能な状態になるまでの充電時
間を短縮することは非常に困難である。

【０００４】本発明は、上記の問題点を解決する為にな
されたものであり、電源コンデンサへの充電時間を短縮
できる回路構成を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、交流電源を電流制限抵抗を介してブリッジ整
流回路に印加し、このブリッジ整流回路の出力端に電源
コンデンサと動作回路を接続した漏電遮断器において、
前記ブリッジ回路の出力端と電源コンデンサとの間に電
流制限回路の代わりに定電圧回路を挿入したものであ
る。

【０００６】

【作用】定電圧回路は、電源コンデンサへの充電が完了
するまではインピーダンスが小さく、電流制限抵抗と電
源コンデンサの容量で決まる時定数で電源コンデンサを
急速に充電する。充電完了後は定電圧回路部のインピー
ダンスは大きくなり、電源コンデンサから増幅器へ供給
する電荷を補充する分のみの電流を交流電源から取得す
る為、消費電流は抑制できる。

【０００７】

【実施例】以下図面を参照して実施例を説明する。第１
図に本発明の一実施例における漏電遮断器の結線図を示
す。本実施例の漏電遮断器は、開閉接点５が設けられた
電路１と、この電路１に電流制限抵抗８を介して接続さ
れたブリッジ整流回路７と、このブリッジ整流回路７の
出力端に接続された電源コンデンサ１０と、この電源コ
ンデンサ１０と並列に接続された動作制御回路３と、こ
の動作制御回路３に接続されて動作制御回路３の出力に
より開閉接点５を引き外して電路１の遮断を行う引き外
し装置（スイッチング素子４、トリップコイル６、およ
びトリップコイル６により駆動される機構部分（図示省
略））を有する漏電遮断器であって、ブリッジ整流回路
７の出力端と電源コンデンサ１０との間に挿入された定
電圧回路を備え、電源コンデンサ１０に定電圧が供給さ
れるよう構成されたものである。電路１には零相変流器
２が装着され、その二次コイルは動作制御回路３の入力
端に接続されている。動作制御回路３の出力端はスイッ
チング素子４のゲートに接続され、スイッチング素子４
はトリップコイル６と直列に接続されている。スイッチ
ング素子４としてはサイリスタ等が用いられる。さら
に、電源コンデンサ１０と動作制御回路３の間に接続さ
れた定電流回路を有している。定電圧回路はトランジス
タＴｒ１，ツエナーダイオードＺＤ１，抵抗Ｒ１により
構成される。また図１に示すように、定電圧回路のトラ
ンジスタＴｒ１のエミッタ、コレクタ間には直列接続さ
れた複数の過電圧保護素子が接続され、電源コンデンサ
１０の両端には過電圧保護素子が接続されている。過電
圧保護素子としてはたとえばツエナーダイオードが用い
られる。定電圧回路の動作は次のようになる。電源コン
デンサに電荷が無い状態で、交流電源が電流制限抵抗を
介してブリッジ整流回路に印加された場合、トランジス
タＴｒ１は導通状態になる為、ブリッジ整流回路の出力
電圧は直接電源コンデンサに印加されることになり電源
コンデンサは急速に充電される。ツエナーダイオードＺ
Ｄ１により決まる充電電圧にまで電源コンデンサが充電
されると、その後はトランジスタＴｒ１はその充電電圧
を維持できるようにブリッジ整流回路の出力電圧を負担
する。この為、回路部全体での消費電流はほぼ増幅器に
供給される電流値にまで抑制できる。

【０００８】図１に示した実施例における定電圧回路
は、ＰＮＰ形トランジスタを利用した場合の構成である
が、例えば図２に示すようなＮＰＮ形トランジスタを使
用した定電圧回路構成でもよく、又その他の部品構成で
も出力電圧を一定に保つ定電圧回路動作をする構成であ
れば支障は無い。又、本実施例の図１においては、増幅
器部での消費電流を必要最小限に抑制する為、電源コン
デンサから増幅器への電流供給を定電流回路を介して行
なっており、強制的に供給電流値を抑制した構成として
いる。交流電源から回路部分に供給される電源は、電源
コンデンサ充電時と充電後で変化し、通常使用時は電源
コンデンサへの充電が完了した状態で使用される為、近
似的に図３のような波形となる。電源コンデンサ充電期
間は短時間である為、回路構成部品に定格電力の大きな
部品を使用する必要はない。実験では、従来と同等の定
格電力の制限抵抗を使用した場合において同一使用条件
にて従来電源コンデンサ容量３．３μＦ，トリップ可能
にいたるまでの充電時間が約１３０ｍｓであったもの
が、本発明による構成では、トリップ可能にいたるまで
の充電時間を約１１０ｍｓとしながら電源コンデンサ容
量を６．８μＦまで増加することができ、トリップコイ
ルの駆動エネルギーを従来の２倍程度まで増加させるこ
とができた。本実施例によれば、電源コンデンサへの充
電時間を短縮しながら連続使用状態における消費電流は
必要最小限に抑制できることから電流制限抵抗の定格電
力を増加、及び電源コンデンサへの充電時間の延長を伴
うことなく、トリップコイルの安定駆動の為に電源コン
デンサの容量増加を図ることができる。

【０００９】

【発明の効果】本発明によれば、充電電圧増加による電
源コンデンサへの蓄積エネルギーを増やすことができる
ので、電源コンデンサの充電時間の短縮が図れ、電源コ
ンデンサへの充電時間の短い漏電遮断器を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における漏電遮断器の回路図
である。

【図２】本発明の一実施例における漏電遮断器のＮＰＮ
形トランジスタを使用した場合の回路図である。

【図３】本発明の一実施例における漏電遮断器の回路部
への供給電流波形を示す波形図である。

【図４】従来例の漏電遮断器の回路図である。

【符号の説明】

１：電路、２：零相変流器、３：動作制御回路、４：ス
イッチング素子、５：開閉接点、６：トリップコイル、
７：ブリッジ整流回路、８：電流制限抵抗、９：電流制
限回路、１０：電源コンデンサ、Ｒ１：抵抗、Ｔｒ１：
トランジスタ、ＺＤ１：ツエナーダイオード。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】開閉接点が設けられた電路と、この電路に
   電流制限抵抗を介して接続されたブリッジ整流回路と、
   このブリッジ整流回路の出力端に接続された電源コンデ
   ンサと、この電源コンデンサと並列に接続された動作制
   御回路と、この動作制御回路に接続されて上記動作制御
   回路の出力により上記開閉接点を引き外して上記電路の
   遮断を行う引き外し装置を有する漏電遮断器において、
   上記ブリッジ整流回路の出力端と上記電源コンデンサと
   の間に挿入された定電圧回路を備え、上記電源コンデン
   サに定電圧が供給されるよう構成されたことを特徴とす
   る電源遮断器。
2. 【請求項２】上記電源コンデンサと上記動作制御回路の
   間に接続された定電流回路を有することを特徴とする請
   求項１記載の漏電遮断器。