JPH0997556A - 漏電遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】機械接点部がなく長寿命でしかも電磁ノイズに
よる誤動作のない接点信号を伝送するようにする。 【解決手段】主回路の零相電流を検出する零相変流器１
とこれに巻回された二次コイル２１、この二次コイルが
検出した零相電流を電子回路的に処理し引外し電流を生
成する電子回路部２Ａを備えた漏電遮断器において、信
号保持器２６が生成し引外し電流生成回路２８に引外し
電流の生成を指示する引外し電流生成信号によって発光
ダイオード２９１を発光させる発光回路２９と、この発
光ダイオード２９１が発光した光を外部の所定の位置ま
で伝送する光ファイバとを設けることによって、主回路
スイッチのオン・オフに応じて光ファイバが伝送する光
信号は無し、有りの変化をして、外部に主回路スイッチ
のオン・オフの区別を知らせることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、配電系統の漏電
を検出して波及事故を未然に防ぐための漏電遮断器、特
に、漏電検出に加えて過電流検出して主回路スイッチを
遮断する過電流遮断器をも兼ねた漏電遮断器に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８は漏電遮断器の回路図である。この
図において、漏電遮断器１００は、零相変流器１、電子
回路部２、主回路スイッチ５及び漏電引外し電磁石４か
らなっていて、零相変流器１には負荷側の２本の電線７
が貫通して主回路スイッチ５の負荷側の固定接点５３に
接続され、電源側電線６は主回路スイッチ５の固定接点
５１に接続されている。主回路の零相電流は零相変流器
１に巻回された二次コイル２１によって検出されて電子
回路部２で増幅されるとともに、検出電流の値が所定の
値以上になったら漏電が生じているものと見なして電線
２０１を介して漏電引外し電磁石４の駆動コイル４１に
電流を流して可動部４２を駆動する。図では、主回路ス
イッチ５は可動接点５２が固定接点５１，５３から離れ
たオフの状態を示してあるが、主回路が正常の状態では
これらは接触して主回路スイッチ５はオンの状態になっ
ているのが実際である。なお、電子回路部２の電源は負
荷側の電線７から電線２０２によってとられている。し
たがって、主回路スイッチ５がオフになると電子回路部
２の電源が切られた状態になる。実際は内蔵するコンデ
ンサによって短時間ではあるが、主回路スイッチ５がオ
フになっても電子回路部２は動作を継続するのが実際で
ある。

【０００３】駆動コイル４１に電流が流れることによっ
て可動部４２が図の左の方向に移動してオンの状態から
図示のオフの状態になって主回路が遮断される。この図
では、漏電が検出されたときだけ主回路スイッチがオフ
になる純粋に漏電遮断器だけの機能をするものとした回
路図を示してあるが、過電流引外し装置を備えて過電流
遮断器をも兼ねる漏電遮断器では、漏電引外し装置に対
応する過電流引外し装置が設けられる。図で示した主回
路は単相回路であるが三相回路の場合は３本の電線が零
相変流器１を貫通する構成になり、過電流を検出するた
めの変流器や過電流引き外し装置は各相ごとに３個設け
られる。

【０００４】図９は漏電遮断器の外形を示す斜視図であ
る。この図において、図の左側の切欠き部６０が電源側
の電線が接続される接続金具が図示してはいないが設け
られており、反対側には負荷側の電線が接続される図示
しない接続金具が設けられる切欠き部７０が設けられて
いる。切欠き部がそれぞれ３つあるのは三相回路に使用
される漏電遮断器であることを示す。漏電引外し装置１
０は図示のように漏電遮断器１００の一部の部品として
設けられている。その上面に長円状に図示してあるの
は、後述の表示ボタンや発光ダイオードなどであり、漏
電引外し装置１０の上には主回路スイッチ５を手動操作
するための把手１５０が突出して設けられている。

【０００５】従来の過電流遮断器の機能を兼ね備えた漏
電遮断器では、主回路スイッチ５の開閉状態を外部に信
号として出力するために、この主回路スイッチ５と連動
してオン・オフする補助接点や事故遮断状態を出力する
警報接点などが付属している。また、漏電が検出されて
主回路がオフになったことを目視で確認できるようにす
るために、発光ダイオードを点灯させたり、表示ボタン
が機械的に突出するような構成も採用される。このよう
な場合、補助接点や警報接点は主回路のオン・オフと連
動しているから、過電流が検出されて主回路スイッチが
オフになったときも、漏電が検出されてオフになったと
きも同じような出力信号となる。したがって、過電流に
よるスイッチオフではなく、漏電によるものと判断する
ためには、前述の発光ダイオードや表示ボタンを目視す
ることによって始めて可能である。

【０００６】図１０は従来の漏電遮断器の漏電引外し装
置の平面図、図１１は図１０の側面図であり、それぞれ
の図において手前の容器壁は切り欠いて中の構成要素を
図示してある。これらの図において、容器１０１は各々
の構成要素を一体にまとめてユニット化するための箱で
あり、漏電引外し装置１０の各々の構成要素は全てこの
容器１０１に収納されカバー１０２でふたをされ、漏電
遮断器の部品としてこの容器１０１の外に設けられる主
回路スイッチの接点開極の際のアークガスや溶融物など
が侵入しないように保護されている。

【０００７】漏電引外し電磁石４は、主回路の漏電電流
が図８に示した零相変流器１によって検出され、検出さ
れた信号が電子回路部２で増幅され、後述の漏電引外し
電磁石４の駆動コイルに電流を流して磁気的に保持され
ていた可動部４２を解放し、駆動スプリング１０３の力
によってスライダー１０４を引っ張り、図示しない主接
点開極機構を作動させる。

【０００８】これと同時に、漏電引外し電磁石４の可動
部４２に連結されているプランジャーとも呼ばれる後述
の可動鉄心が図の左の方向に突き出して表示ラッチ１０
６が作動し、この表示ラッチ１０６に拘束されていた漏
電表示ボタン１０７が解放され、図示しないスプリング
の力により上方へ突出し、機械的に漏電による主接点開
極状態を表示する。図１１の下部に突き出した部品は漏
電表示ボタン１０７に連結されて他の部材に漏電表示ボ
タン１０７の位置を伝達する伝達機構である。

【０００９】また、漏電引外し電磁石４の可動部４２の
一部である可動鉄心が図の左の方に突出すると板ばね８
を押付けて図１０の左の方向に板ばね８の先端を移動さ
せるので、この板ばね８の中程の部分でマイクロスイッ
チ９の操作部９１を押し込むことによりマイクロスイッ
チ９のオン・オフが変わる動作をする。このマイクロス
イッチ９の動作は端子９２に接続されたリード線９３に
より漏電遮断器本体外部に引き出されて漏電遮断器が動
作したときのみ接点信号を出力することができる。

【００１０】なお、スペーサ１０９は板ばね８とマイク
ロスイッチ９とをベース１０１に固定するための部品で
ある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、主回路
５とオン・オフが一致する信号がマイクロスイッチ９に
よって生成されリード線９３によって外部に引き出され
て所定の位置まで引き回されるのであるが、マイクロス
イッチ９には機械的寿命があり、また、接点部分が酸化
したりゴミの付着などによって信号出力が不能になるか
とがあるという問題がある。更に、リード線は他の電線
が生成するノイズを拾って誤動作することもあるという
問題もある。

【００１２】この発明の目的はこのような問題を解決
し、機械接点部がなく長寿命でしかも電磁ノイズによる
誤動作のない接点信号を伝送することのできる漏電遮断
器の漏電引外し装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にこの発明によれば、主回路の零相電流を検出する零相
変流器とこれに巻回された二次コイル、この二次コイル
が検出した零相電流を電子回路的に処理し引外し電流を
生成する電子回路部、引外し電流がコイルに流れて可動
部を駆動する電磁石、この可動部に連動する可動接点が
移動して主回路の電流を遮断する主回路からなる漏電遮
断器において、引外し電流を生成する引外し電流生成回
路に引外し電流の生成を指示する引外し電流生成信号に
よって発光素子を発光させる発光回路を電子回路部に設
け、この発光素子が発光した光を外部の所定の位置まで
伝送する光ファイバを設けることによって、主回路スイ
ッチのオン・オフに応じて光ファイバが伝送する光信号
は無し、有りの変化をして、外部に主回路スイッチのオ
ン・オフの区別を知らせることができる。

【００１４】また、電子回路部に電池を設け、この電池
によって引外し電流生成信号を生成する信号保持回路と
発光回路及びこれらの回路の間に介在する電子回路に電
源を供給し、この電池が電子回路部の電源回路によって
逆流防止ダイオードを介して充電されるようにすること
によって、正常時にはこの電池は電源回路から充電され
て充電状態を維持するので、この電池につながる前述の
電子回路は正常な動作状態が維持され、漏電が検出され
て主回路スイッチがオフになった後は、電池だけから電
力が供給されて長時間にわたって主回路スイッチがオフ
であることを示す光信号を持続して伝送することができ
る。

【００１５】また、前述の電子回路部に繰返パルス発生
回路と、この繰返パルス発生回路の出力信号と引外し電
流生成信号との２つの信号を入力信号とするアンド回路
とを設け、このアンド回路の出力信号を発光回路に入力
する回路構成とすることによって、発光回路の発光素子
は繰返パルス生成回路の出力信号が High のときだけ発
光し、Low のときには発光しないので、発光素子の寿命
を短くすることなく駆動電流を高くして発光強度を高く
することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】

【００１７】

【実施例１】以下この発明を実施例に基づいて説明す
る。図１はこの発明の第１の実施例を示す漏電遮断器の
漏電引外し装置の電子回路部のブロック図を含む回路図
である。三相の主回路の電線７を貫通する零相変流器１
の鉄心には漏れ電流検出センサとしての二次コイルが巻
回されその出力信号が電子回路部２Ａに入力される。こ
の信号は漏れ電流に比例した電流信号なので電流電圧変
換回路２２によって電圧信号に変換した上で増幅器２３
で増幅し比較器２４であらかじめ設定されている設定電
圧と比較されて入力電圧がこの設定電圧よりも大きいと
きに High の信号を計数器２５に出力する。増幅器２３
の出力信号は漏れ電流と同じ交流なので、その波高値が
設定電圧を越えたときに比較器２４は漏れ電流と同じ周
波数、すなわち、主回路の周波数である５０Hz又は６０
Hzの商用周波と同じ周波数を持つ繰り返しパルスとなる
信号が出力される。計数器２５はこの繰り返しパルスの
数を数えて所定の値になったら信号保持器２６に High
の信号を出力する。信号保持器はこの信号が High にな
るとこの状態を保った信号を出力し、この信号が引外し
電流生成回路２８に引外し電流の生成を指示する信号と
なり、また、発光回路２９に入力されてスイッチング素
子であるトランジスタ２９２をオフからオンにして発光
素子である発光ダイオード２９１に電流を流し発光させ
る。

【００１８】計数器２５によって、一定の時間漏電が継
続して始めて主回路スイッチ５に遮断動作させるように
してあるのは、主回路に発生した漏電はいったん発生し
ても回復するものがあり、このようなものに対して主回
路を遮断する必要はないからである。なお、電流電圧変
換回路２２から信号保持器２６までの回路と引外し電流
生成回路２８は従来の漏電遮断器の電子回路部２に設け
られているものと同じであり、この発明による実施の部
分は信号保持器２６の出力信号によって動作する発光回
路２９とその関連部材を設けた点にある。

【００１９】発光回路２９はトランジスタ２９２のベー
スに信号保持器２６の出力信号が符号を付けない分圧抵
抗を介して入力され、この信号が High のときにトラン
ジスタ２９２がオンとなって電源回路２７から抵抗を介
して供給される電流が発光ダイオード２９１に流れて発
光する。発光した光は後述の光ファイバによって外部に
引き出される。このように、光ファイバによって主回路
スイッチ５のオン・オフの区別を表す信号が外部に伝送
されるので、従来の漏電遮断器１００の漏電引外し装置
１０に設けられている図１０、図１１に示すマイクロス
ィッチ９は不要になる。

【００２０】図２は図１の発光回路が組み込まれた漏電
遮断器の部分正面図、図３は図２の部分平面図である。
これらの図において、発光ダイオード２９１は漏電引外
し装置１０Ａの上部に埋め込まれていて、この部分から
光ファイバ３１が引き出されている。光ファイバ３１は
後述する構成によって光ファイバ固定ねじ３２によって
固定され、図３に示すように発光ダイオード２９１は漏
電引外し装置の上に設けられた窓から見えるようになっ
ていて、その隣のテストボタン１２０を押して主回路ス
イッチ５が正常な動作をするかどうかを検査するときに
窓から発光ダイオード２９１の発光が確認できるように
なっている。

【００２１】図４は図３のＡ−Ａ断面図、図５は図３の
Ｂ−Ｂ断面図である。これらの図において、漏電引外し
装置の上面は実際には銘板１１０で覆われていてこの銘
板１１０には漏電遮断器の定格など諸元が印刷されて表
示されている。図４において、発光ダイオード２９１の
左側から電線２９３で電流が供給され発光した光は光フ
ァイバ３１によって外部に引き出される。発光ダイオー
ド２９１を覆うようにして上に向かって開いた下面が球
状になっている反射鏡３３が設けられていて、前述のよ
うに漏電遮断器の検査のときの発光を用意に目視できる
ようになっている。反射鏡３３の上の開口部は透明板３
４で覆われて外部からゴミが侵入しないようになってお
り、この透明板３４及び反射鏡３３は銘板１１０で押さ
えて固定される構成が採用されている。

【００２２】光ファイバ３１はＵ字状の光ファイバ固定
金具３５で挟まれて光ファイバ固定ねじ３２が締付けら
れて固定される。これに対応して漏電引外し装置１０Ａ
のカバー１０１Ａも、反射鏡３３と透明板３４に応じた
丸穴が設けられ光ファイバ３１を固定するための形状が
採用されている。なお、光ファイバ３１で主回路スイッ
チのオン・オフの区別を表す接点信号を光信号の有無で
伝送するので、電磁ノイズの影響を受けないという利点
もある。

【００２３】

【実施例２】図６はこの発明の第２の実施例を示す漏電
遮断器の電子回路部のブロック図を含む部分回路図であ
り、省略した部分は図１と同じである。省略した部分を
除いて図６の図１と異なる点は、電子回路部２Ｂに繰返
パルス発生器２６１とアンド回路２６２とを設けた点で
ある。

【００２４】信号保持器２６の出力信号は繰返パルス発
生器２６１の出力信号とともにアンド回路２６２に入力
され、このアンド回路２６２の出力信号が発光回路２９
に入力される回路構成であり、アンド回路２６２の出力
信号は２つの入力信号がともに High のときだけ High
を出力するから、発光回路２９における発光ダイオード
２９１は、信号保持器２６の出力信号が High でしかも
繰返パルス発生器２６１の出力信号も High のときだけ
発光する。したがって、繰返パルス発生器２６１が生成
する繰り返しパルス信号の High の時間をLow の時間に
比べて小さくすれば、発光ダイオード２９１のデューテ
ィが小さくなるので、発光ダイオード２９１にはより大
きな電流を流すことができ、したがってより大きな光量
を得ることができることから、光ファイバによる伝送を
より遠くまで行うことができる。

【００２５】

【実施例３】図７はこの発明の第３の実施例を示す漏電
遮断器の漏電引外し装置の電子回路部のブロック図を含
む回路図であり、図１と異なる点は、発光回路とその近
くの回路を主回路スイッチ５がオフになっても動作を継
続することができるようにしたことであり、そのため
に、電子回路部２Ｃに電池２７０とこの電池２７０から
電源回路部２７に逆流しないよう逆流防止ダイオード２
７１を設けた点である。

【００２６】正常時、すなわち、図８の主回路スイッチ
５がオンの状態にあるときには電子回路部２７は電線２
０２によって電力が主回路から供給されている。一方、
漏電が検出されて主回路スイッチ５がオフになると、前
述のようにコンデンサによって僅かの時間だけ動作を持
続した後電源回路２７からの電力の供給が止まる。その
ため、逆流防止ダイオード２７１よりも図の左側で電源
回路２７に接続されている増幅器２３から計数器２６に
至る電子回路は皆動作を停止する。しかし、逆流防止ダ
イオード２７１よりも右側、すなわち、電池２７の側に
接続されている信号保持器２６及び発光回路２９は電池
２７０から電力が供給されて動作を持続する、すなわ
ち、出力信号は High の状態を維持するので発光回路２
９も発光ダイオード２９１が発光を続ける。なお、電流
電圧変換回路は抵抗とダイオードだけで構成された回路
なので電源と接続されていない。

【００２７】実施例１の電子回路部２Ａにするか実施例
２の電子回路部２Ｃにするかの選択は光信号の受信側に
も関係する。すなわち、受信側に信号を保持する機能を
持たせておけば漏電遮断器側で光信号を持続させる必要
はないので実施例１が採用される。逆に受信側で信号の
保持機能を省略した方が有利な場合には実施例３が採用
される。いずれにしてもこれらの選択は全体のシステム
の最適設定において決定される。

【００２８】実施例２の電子回路部２Ｂに実施例３を適
用することも可能である。その場合には、図６のように
繰返パルス発生器２６１及びアンド回路２６２を信号保
持器２６よりも右側で電源線に接続されるようにしてお
けば図７と同じ位置に電池２７０と逆流防止ダイオード
２７１を図６に付加したときに、繰返パルス発生器２６
１、アンド回路２６２はともに信号保持器２６や発光回
路２９と動作状態を維持し主回路スイッチ５がオフにな
った後も繰返パルス発生器２６１によって決まる周波数
で繰り返し光信号が出力される。

【００２９】

【発明の効果】前述のようにこの発明によれば、引外し
電流生成信号によって発光素子を発光させる発光回路と
この発光素子が発光した光を外部の所定の位置まで伝送
する光ファイバとを設けることによって、主回路スイッ
チのオン・オフに応じて光ファイバが伝送する光信号は
無し、有りの変化をして、外部に主回路スイッチのオン
・オフの区別を知らせることができることから、従来漏
電引外し装置に設けられていたマイクロスイッチが不要
になることから、機械接点がないのでその動作は安定し
寿命も長く信頼性の高い漏電遮断器になるという効果が
得られる。

【００３０】また、電子回路部に電池を設け、主回路ス
イッチがオフになったときにこの電池によって引外し電
流生成信号を生成する信号保持回路と発光回路及びこれ
らの回路の間に介在する電子回路に電源を供給するよう
にたしたことよって、漏電が検出されて主回路スイッチ
がオフになっても、長時間にわたって主回路スイッチが
オフであることを示す光信号を持続して伝送することが
できるので、受信側で信号保持機能がなくても安定した
信号の伝達が行われるという効果が得られる。

【００３１】また、パルス発生回路と、このパルス発生
回路の出力信号と信号保持器が出力する引外し電流生成
信号との２つの信号を入力信号とするアンド回路とを設
け、このアンド回路の出力信号を発光回路に入力する回
路構成とすることによって、発光回路の発光素子はパル
ス発生回路の出力信号が High のときだけ発光し、Low
のときには発光しないので、発光素子の寿命を短くする
ことなく駆動電流を高くして発光強度を高くすることが
できることから、より遠方に光ファイバによる信号の伝
送が行えるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例を示す漏電遮断器の電
子回路部のブロック図を含む回路図

【図２】この発明の第１の実施例になる漏電遮断器の部
分正面図

【図３】図２の部分平面図

【図４】図３のＡ−Ａ断面図

【図５】図３のＢ−Ｂ断面図

【図６】この発明の第２の実施例を示す漏電遮断器の電
子回路部の部分回路図

【図７】この発明の第３の実施例を示す漏電遮断器の電
子回路部のブロック図を含む回路図

【図８】漏電遮断器の回路図

【図９】漏電遮断器の斜視図

【図１０】図９の漏電引外し装置の平面図

【図１１】図９の漏電引外し装置の正面図

【符号の説明】

１００，１００Ａ…漏電遮断器、１…零相変流器、２，
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ…電子回路部、２１…検出コイル、２
２…電流電圧変換回路、２３…増幅器、２４…計数器、
２６…信号保持器、２７…電源回路、２８…引外し電流
生成回路、２９…発光回路、２９１…発光ダイオード
（発光素子）、２９２…トランジスタ（スイッチング素
子）、２７０…電池、２７１…逆流防止ダイオード、２
６１…繰返パルス発生器、２６２…アンド回路、、１
０，１０Ａ…漏電引き外し装置、３１…光ファイバ、３
２…光ファイバ固定ねじ、３３…反射鏡、３４…透明
板、３５…光ファイバ固定金具、

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主回路の零相電流を検出する零相変流器と
   これに巻回された二次コイル、この二次コイルが検出し
   た零相電流を電子回路的に処理し引外し電流を生成する
   電子回路部、引外し電流がコイルに流れて可動部を駆動
   する電磁石、この可動部に連動する可動接点が移動して
   主回路の電流を遮断する主回路からなる漏電遮断器にお
   いて、引外し電流を生成する引外し電流生成回路に引外
   し電流の生成を指示する引外し電流生成信号によって発
   光素子を発光させる発光回路を電子回路部に設け、この
   発光素子が発光した光を外部の所定の位置まで伝送する
   光ファイバが設けられてなることを特徴とする漏電遮断
   器。
2. 【請求項２】電子回路部に電池を設け、この電池によっ
   て引外し電流生成信号を生成する信号保持回路と発光回
   路及びこれらの回路の間に介在する電子回路に電源を供
   給し、この電池が電子回路部の電源回路によって逆流防
   止ダイオードを介して充電されることを特徴とする請求
   項１記載の漏電遮断器。
3. 【請求項３】請求項１又は２記載の漏電遮断器におい
   て、電子回路部にパルス発生回路が設けられ、このパル
   ス発生回路の出力信号と引外し電流生成信号との２つの
   信号が入力されるアンド回路が設けられ、このアンド回
   路の出力信号が発光回路に入力されてなることを特徴と
   する漏電遮断器。