JPH10126954A - 地絡検出装置およびこの地絡検出装置を用いた漏電遮断器 - Google Patents
地絡検出装置およびこの地絡検出装置を用いた漏電遮断器Info
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- JPH10126954A JPH10126954A JP8272204A JP27220496A JPH10126954A JP H10126954 A JPH10126954 A JP H10126954A JP 8272204 A JP8272204 A JP 8272204A JP 27220496 A JP27220496 A JP 27220496A JP H10126954 A JPH10126954 A JP H10126954A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 漏電遮断器でサイリスタ等を用いた電力変換
機器に接続される負荷機器の漏電や地絡を確実に検出す
る。 【解決手段】 地絡電流を検出する零相変流器、この零
相変流器に接続し地絡電流が含む高調波成分を阻止する
とともに入力周波数より高い所定の周波数に共振点をも
ちこの共振点での利得が電源周波数での利得より所定の
値だけ大きく設定したフィルター、このフィルターを通
過した地絡電流の一方の極性におけるレベルが所定の値
を超えた期間に対応する時間幅のパルス信号を発生する
レベル判別器、このレベル判別器からのパルス信号が所
定幅以上のとき遮断信号を発生する信号幅判別手段によ
って地絡を検出する。
機器に接続される負荷機器の漏電や地絡を確実に検出す
る。 【解決手段】 地絡電流を検出する零相変流器、この零
相変流器に接続し地絡電流が含む高調波成分を阻止する
とともに入力周波数より高い所定の周波数に共振点をも
ちこの共振点での利得が電源周波数での利得より所定の
値だけ大きく設定したフィルター、このフィルターを通
過した地絡電流の一方の極性におけるレベルが所定の値
を超えた期間に対応する時間幅のパルス信号を発生する
レベル判別器、このレベル判別器からのパルス信号が所
定幅以上のとき遮断信号を発生する信号幅判別手段によ
って地絡を検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、サイリスタ制御
機器等の位相制御機器で発生する地絡を検出する地絡検
出装置およびこの地絡検出装置を用いて地絡検出時に交
流電路を遮断する漏電遮断器に関するものである。
機器等の位相制御機器で発生する地絡を検出する地絡検
出装置およびこの地絡検出装置を用いて地絡検出時に交
流電路を遮断する漏電遮断器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１０は例えば特開平５−１５０４６号
公報に記載された従来の漏電遮断器を示すブロック図で
ある。図において、１は交流電路、２はこの交流電路１
に設置した遮断器、３は交流電路１を１次巻線とする零
相変流器、４は遮断器２の引外装置を作動させる電磁装
置、５は電磁装置４に接続したスイッチング素子例えば
サイリスタであり、遮断器２、電磁装置４とスイッチン
グ素子５とで遮断手段を構成する。６’は低域フィルタ
ーで、零相変流器３の出力から低周波成分を抽出して出
力する。７は低域フィルター６’の出力レベルを判別す
るレベル判別器、８はレベル判別器７の出力時間幅を判
別する信号幅判別器、９は信号幅判別器８の出力に応じ
てトリガ信号を発生するトリガ回路であり、信号幅判別
器８とトリガ回路９とで信号判別手段を構成する。トリ
ガ回路９の出力をスイッチング素子５のゲート電極に与
えて導通させ電磁装置４により引外装置を作動させて遮
断器２で交流電路１を遮断する。
公報に記載された従来の漏電遮断器を示すブロック図で
ある。図において、１は交流電路、２はこの交流電路１
に設置した遮断器、３は交流電路１を１次巻線とする零
相変流器、４は遮断器２の引外装置を作動させる電磁装
置、５は電磁装置４に接続したスイッチング素子例えば
サイリスタであり、遮断器２、電磁装置４とスイッチン
グ素子５とで遮断手段を構成する。６’は低域フィルタ
ーで、零相変流器３の出力から低周波成分を抽出して出
力する。７は低域フィルター６’の出力レベルを判別す
るレベル判別器、８はレベル判別器７の出力時間幅を判
別する信号幅判別器、９は信号幅判別器８の出力に応じ
てトリガ信号を発生するトリガ回路であり、信号幅判別
器８とトリガ回路９とで信号判別手段を構成する。トリ
ガ回路９の出力をスイッチング素子５のゲート電極に与
えて導通させ電磁装置４により引外装置を作動させて遮
断器２で交流電路１を遮断する。
【０００３】低域フィルター６’はインバーター等を含
む負荷機器で発生する高調波成分による影響を防止する
ようその周波数特性を設定する。図１１はその一例であ
る。低域フィルター６’の周波数特性は、カットオフ周
波数１００〜３６０Ｈｚ、減衰特性１２ｄＢ／Ｏｃｔ以
上とすることが望ましいといわれる。また通過帯域では
感度変化を防止するため平坦な特性が望ましく、通過帯
域でのリップルが少ないバタワース特性の低域フィルタ
ーが用いられる。
む負荷機器で発生する高調波成分による影響を防止する
ようその周波数特性を設定する。図１１はその一例であ
る。低域フィルター６’の周波数特性は、カットオフ周
波数１００〜３６０Ｈｚ、減衰特性１２ｄＢ／Ｏｃｔ以
上とすることが望ましいといわれる。また通過帯域では
感度変化を防止するため平坦な特性が望ましく、通過帯
域でのリップルが少ないバタワース特性の低域フィルタ
ーが用いられる。
【０００４】以上のような従来の漏電遮断器の動作を、
図１２に示す波形図によって説明する。図において、
（ａ）は交流電路１に地絡が発生したときに流れる地絡
電流で、低域フィルター６’の効果を示すため高調波ノ
イズの重畳した状態を表現している。（ｂ）は零相変流
器３の出力信号、（ｃ）は低域フィルター６’の出力で
あり、高調波ノイズは除かれている。（ｄ）はレベル判
別器７の出力で、低域フィルター６’の出力が閾値ＴＨ
1 を超える期間に応じた時間幅のパルス信号を出力す
る。（ｅ）、（ｆ）は信号幅判別器８の動作原理の一例
を示すもので、（ｅ）に示すように（ｄ）の入力パルス
をのこぎり波に変換し、レベル判別器７の出力パルス
（ｄ）のうち、予め設定した時間幅ｔ1 を超える部分を
（ｆ）のパルスとして出力する。（ｇ）は信号幅判別器
７に出力があったときトリガ回路８の出力するトリガ信
号である。このトリガ信号でスイッチング素子５を導通
させて電磁装置４により遮断器２の引外装置を作動させ
て交流電路１を遮断するとともに図示しない警報接点に
より地絡警報を発する。
図１２に示す波形図によって説明する。図において、
（ａ）は交流電路１に地絡が発生したときに流れる地絡
電流で、低域フィルター６’の効果を示すため高調波ノ
イズの重畳した状態を表現している。（ｂ）は零相変流
器３の出力信号、（ｃ）は低域フィルター６’の出力で
あり、高調波ノイズは除かれている。（ｄ）はレベル判
別器７の出力で、低域フィルター６’の出力が閾値ＴＨ
1 を超える期間に応じた時間幅のパルス信号を出力す
る。（ｅ）、（ｆ）は信号幅判別器８の動作原理の一例
を示すもので、（ｅ）に示すように（ｄ）の入力パルス
をのこぎり波に変換し、レベル判別器７の出力パルス
（ｄ）のうち、予め設定した時間幅ｔ1 を超える部分を
（ｆ）のパルスとして出力する。（ｇ）は信号幅判別器
７に出力があったときトリガ回路８の出力するトリガ信
号である。このトリガ信号でスイッチング素子５を導通
させて電磁装置４により遮断器２の引外装置を作動させ
て交流電路１を遮断するとともに図示しない警報接点に
より地絡警報を発する。
【０００５】ところで近年、サイリスタ等を用いた電力
変換機器に接続される負荷機器に対しての確実な地絡保
護の要求が高まっている。この場合、電力変換機器を流
れる地絡電流は、一般に位相制御した電流であるため、
通常の正弦波を基本波とする地絡電流とは様相が異な
る。
変換機器に接続される負荷機器に対しての確実な地絡保
護の要求が高まっている。この場合、電力変換機器を流
れる地絡電流は、一般に位相制御した電流であるため、
通常の正弦波を基本波とする地絡電流とは様相が異な
る。
【０００６】電力変換機器を流れる地絡電流によって上
述の漏電遮断器がどのように動作するかを図１３、１４
を用いて説明する。図は導通角が約４５度で位相制御し
た地絡電流の波形を示しており、図１３は地絡電流の極
性がレベル判別器７の判定極性と同じ場合を、図１４は
逆極性の場合を示している。なお、（ａ）から（ｇ）の
各波形の意味するところは図１２の場合と同様である。
図１３、１４のいずれの場合も、零相変流器３からは若
干のアンダーシュート部分のある出力が、低域フィルタ
ー６’からは全体に丸みを帯びた波形の出力が得られ
る。なお、アンダーシュート部分の大きさは零相変流器
３の磁気特性に左右される。
述の漏電遮断器がどのように動作するかを図１３、１４
を用いて説明する。図は導通角が約４５度で位相制御し
た地絡電流の波形を示しており、図１３は地絡電流の極
性がレベル判別器７の判定極性と同じ場合を、図１４は
逆極性の場合を示している。なお、（ａ）から（ｇ）の
各波形の意味するところは図１２の場合と同様である。
図１３、１４のいずれの場合も、零相変流器３からは若
干のアンダーシュート部分のある出力が、低域フィルタ
ー６’からは全体に丸みを帯びた波形の出力が得られ
る。なお、アンダーシュート部分の大きさは零相変流器
３の磁気特性に左右される。
【０００７】図１３の場合は、低域フィルター６’の出
力におけるピーク側の極性とレベル判別器７の判定極性
とが同極性であり、レベル判別器７からは出力が得られ
る。しかし、低域フィルター６’の出力におけるピーク
側の極性とレベル判別器７の判定極性とが逆極性である
と、検出対象が低域フィルター６’出力のアンダーシュ
ート部分となりレベル判別器７から出力が得られない場
合がある。図１４はレベル判別器７から出力が得られな
い場合を示している。このことは、地絡の程度が同じで
あっても地絡電流の極性によって検出感度が異なること
を意味する。
力におけるピーク側の極性とレベル判別器７の判定極性
とが同極性であり、レベル判別器７からは出力が得られ
る。しかし、低域フィルター６’の出力におけるピーク
側の極性とレベル判別器７の判定極性とが逆極性である
と、検出対象が低域フィルター６’出力のアンダーシュ
ート部分となりレベル判別器７から出力が得られない場
合がある。図１４はレベル判別器７から出力が得られな
い場合を示している。このことは、地絡の程度が同じで
あっても地絡電流の極性によって検出感度が異なること
を意味する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述したとおり、従来
の漏電遮断器では、サイリスタ等を用いた電力変換機器
に接続される負荷機器の漏電や地絡に対して、地絡電流
の極性により検出できない場合が生じるといった課題が
あった。また検出が可能であっても、地絡電流の位相制
御による導通角が小さい場合、感度が低下するといった
課題もあった。本発明はこのような課題を解決するため
になされたもので、サイリスタ等を用いた電力変換機器
に接続される負荷機器の漏電や地絡を確実に検出して電
路を遮断するとともに、高調波成分、サージやインパル
ス等の影響も受けにくい漏電遮断器を提供することを目
的としている。
の漏電遮断器では、サイリスタ等を用いた電力変換機器
に接続される負荷機器の漏電や地絡に対して、地絡電流
の極性により検出できない場合が生じるといった課題が
あった。また検出が可能であっても、地絡電流の位相制
御による導通角が小さい場合、感度が低下するといった
課題もあった。本発明はこのような課題を解決するため
になされたもので、サイリスタ等を用いた電力変換機器
に接続される負荷機器の漏電や地絡を確実に検出して電
路を遮断するとともに、高調波成分、サージやインパル
ス等の影響も受けにくい漏電遮断器を提供することを目
的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】地絡検出装置を、交流電
路に流れる地絡電流を検出する零相変流器、この零相変
流器に接続し地絡電流が含む高調波成分を阻止するとと
もに入力周波数より高い所定の周波数に共振点をもちこ
の共振点での利得が電源周波数での利得より所定の値だ
け大きく設定したフィルター、このフィルターを通過し
た地絡電流の交流波形の一方の極性におけるレベルが所
定の値を超えた期間に対応する時間幅のパルス信号を発
生するレベル判別器、このレベル判別器からのパルス信
号が所定幅以上のとき漏電警報および／または交流電路
を遮断する出力信号を発生する信号幅判別手段によって
構成した。
路に流れる地絡電流を検出する零相変流器、この零相変
流器に接続し地絡電流が含む高調波成分を阻止するとと
もに入力周波数より高い所定の周波数に共振点をもちこ
の共振点での利得が電源周波数での利得より所定の値だ
け大きく設定したフィルター、このフィルターを通過し
た地絡電流の交流波形の一方の極性におけるレベルが所
定の値を超えた期間に対応する時間幅のパルス信号を発
生するレベル判別器、このレベル判別器からのパルス信
号が所定幅以上のとき漏電警報および／または交流電路
を遮断する出力信号を発生する信号幅判別手段によって
構成した。
【００１０】また、上記フィルターにチェビシェフ特性
の周波数特性をもたせた。
の周波数特性をもたせた。
【００１１】さらにまた、フィルターの周波数特性とし
て、１００〜２００Ｈｚの間に共振点を有し、この共振
点の増幅率が電源周波数における増幅率より０．５〜３
ｄＢ高くした。
て、１００〜２００Ｈｚの間に共振点を有し、この共振
点の増幅率が電源周波数における増幅率より０．５〜３
ｄＢ高くした。
【００１２】さらにまた、信号幅判別手段からの出力信
号が所定時間内に複数回存在したとき出力信号を出すカ
ウンタとタイマーを備えた。
号が所定時間内に複数回存在したとき出力信号を出すカ
ウンタとタイマーを備えた。
【００１３】さらにまた、交流電路を流れる地絡電流を
検出して負荷機器の地絡検出時に交流電路を遮断する遮
断器を備えた漏電遮断器において、交流電路を流れる地
絡電流の検出に上記のような地絡検出装置を用いた。
検出して負荷機器の地絡検出時に交流電路を遮断する遮
断器を備えた漏電遮断器において、交流電路を流れる地
絡電流の検出に上記のような地絡検出装置を用いた。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図を用いてこの発明による
漏電遮断器の実施形態を説明する。各図に用いる符号
は、図１０〜１４を用いて説明した従来の漏電遮断器と
同一もしくは相当する部分に同じ符号を付し、機能や作
用について重複する説明はしない。
漏電遮断器の実施形態を説明する。各図に用いる符号
は、図１０〜１４を用いて説明した従来の漏電遮断器と
同一もしくは相当する部分に同じ符号を付し、機能や作
用について重複する説明はしない。
【００１５】実施形態１．図１はこの発明による漏電遮
断器の第１の実施形態を示すブロック図、図２は低域フ
ィルター６の構成の一例を示す接続回路図、図３はその
周波数特性図、図４は動作波形図である。図１におい
て、６は共振周波数を有する低域フィルターであり、そ
の出力におけるピーク側の極性とレベル判別器７の判定
極性とが逆極性であっても、レベル判別器７が判別しや
すいように出力波形を整える。
断器の第１の実施形態を示すブロック図、図２は低域フ
ィルター６の構成の一例を示す接続回路図、図３はその
周波数特性図、図４は動作波形図である。図１におい
て、６は共振周波数を有する低域フィルターであり、そ
の出力におけるピーク側の極性とレベル判別器７の判定
極性とが逆極性であっても、レベル判別器７が判別しや
すいように出力波形を整える。
【００１６】次に動作を説明する。サイリスタ等を用い
た電力変換機器等で導通角を約４５〜１８０度の範囲で
変化させた場合の位相制御波形（以下、片極位相制御波
形と呼ぶ）では入力周波数の２〜４倍（電源が商用電源
の場合１００〜２４０Ｈｚ）の周波数域内に最大振幅を
もつ高調波が含まれる。低域フィルター６の共振周波数
を１００〜２４０Ｈｚに設定すれば低域フィルター６が
その高調波に共振して、片極位相制御波形が反対極性部
分を有する波形になるため、レベル判別器６によってい
ずれの極性の地絡電流でも判別することができる。
た電力変換機器等で導通角を約４５〜１８０度の範囲で
変化させた場合の位相制御波形（以下、片極位相制御波
形と呼ぶ）では入力周波数の２〜４倍（電源が商用電源
の場合１００〜２４０Ｈｚ）の周波数域内に最大振幅を
もつ高調波が含まれる。低域フィルター６の共振周波数
を１００〜２４０Ｈｚに設定すれば低域フィルター６が
その高調波に共振して、片極位相制御波形が反対極性部
分を有する波形になるため、レベル判別器６によってい
ずれの極性の地絡電流でも判別することができる。
【００１７】実際には低域フィルター６の周波数特性
は、約１００〜２００Ｈｚの間に増幅率が最大となる周
波数を有し、その周波数より高い周波数では１２ｄＢ／
Ｏｃｔで減衰する。増幅率が最大となる周波数での増幅
率は、商用電源の周波数（５０または６０Ｈｚ）での増
幅率に対して約０．５〜３．０ｄＢ増幅率が高くなるよ
うに設定してある。
は、約１００〜２００Ｈｚの間に増幅率が最大となる周
波数を有し、その周波数より高い周波数では１２ｄＢ／
Ｏｃｔで減衰する。増幅率が最大となる周波数での増幅
率は、商用電源の周波数（５０または６０Ｈｚ）での増
幅率に対して約０．５〜３．０ｄＢ増幅率が高くなるよ
うに設定してある。
【００１８】共振周波数域を広くすると増幅率の鋭敏性
が低下する。そこで共振周波数域を上述した１００〜２
４０Ｈｚより狭くして種々の実験を行った結果、約１０
０〜２００Ｈｚの範囲内で増幅率が最大となるものを用
いることによって実効の得られることが判明した。
が低下する。そこで共振周波数域を上述した１００〜２
４０Ｈｚより狭くして種々の実験を行った結果、約１０
０〜２００Ｈｚの範囲内で増幅率が最大となるものを用
いることによって実効の得られることが判明した。
【００１９】図３に示す周波数特性は一般にチェビシェ
フ特性と呼ばれる。なお、チェビシェフ特性の低域フィ
ルターと先に説明したバタワース特性の低域フィルター
６’とは、いずれもオペアンプを使用して実現すること
ができ、フィルターを構成する抵抗、コンデンサの大き
さを変更すればチェビシェフ特性またはバタワース特性
のいずれにもなし得る。
フ特性と呼ばれる。なお、チェビシェフ特性の低域フィ
ルターと先に説明したバタワース特性の低域フィルター
６’とは、いずれもオペアンプを使用して実現すること
ができ、フィルターを構成する抵抗、コンデンサの大き
さを変更すればチェビシェフ特性またはバタワース特性
のいずれにもなし得る。
【００２０】低域フィルター６は例えば図２に示すよう
に、多重帰還形の２次形ローパスフィルターとして知ら
れているオペアンプを使用して構成することができる。
低域フィルター６の特性は図中の抵抗Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ
3 、コンデンサＣ1 、Ｃ2 の値によって設定できる。な
お、遮断周波数ｆ0 、遮断周波数付近での特性の鋭さＱ
は次式で表すことができる。
に、多重帰還形の２次形ローパスフィルターとして知ら
れているオペアンプを使用して構成することができる。
低域フィルター６の特性は図中の抵抗Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ
3 、コンデンサＣ1 、Ｃ2 の値によって設定できる。な
お、遮断周波数ｆ0 、遮断周波数付近での特性の鋭さＱ
は次式で表すことができる。
【００２１】
【数１】
【００２２】
【数２】
【００２３】先に述べたとおり、従来の漏電遮断器では
通過帯域でのリップルを少なくする目的からバタワース
特性の低域フィルターが用いられており、Ｑは０．７程
度である。この発明による漏電遮断器では、Ｑが約１〜
１．４程度のチェビシェフ特性の低域フィルターであれ
ばよい。
通過帯域でのリップルを少なくする目的からバタワース
特性の低域フィルターが用いられており、Ｑは０．７程
度である。この発明による漏電遮断器では、Ｑが約１〜
１．４程度のチェビシェフ特性の低域フィルターであれ
ばよい。
【００２４】次に図４を用いてこの発明による漏電遮断
器の動作を説明する。地絡電流波形（ａ）および零相変
流器の出力波形（ｂ）は、先に説明した図１４の場合と
同じである。（ｃ）は低域フィルター６の出力波形を示
しており、この発明による漏電遮断器の特徴をなしてい
る。低域フィルター６をチェビシェフ特性としたのでア
ンダーシュート部分に凸部が発生する。これは、チェビ
シェフ特性の低域フィルターでは遮断周波数ｆ0 付近で
共振するためである。このアンダーシュート部分に発生
する凸部の大きさやその幅は、低域フィルター６のｆ0
およびＱで決まり、信号幅判別器８の判定所定時間幅ｔ
1 との関係において設定する。
器の動作を説明する。地絡電流波形（ａ）および零相変
流器の出力波形（ｂ）は、先に説明した図１４の場合と
同じである。（ｃ）は低域フィルター６の出力波形を示
しており、この発明による漏電遮断器の特徴をなしてい
る。低域フィルター６をチェビシェフ特性としたのでア
ンダーシュート部分に凸部が発生する。これは、チェビ
シェフ特性の低域フィルターでは遮断周波数ｆ0 付近で
共振するためである。このアンダーシュート部分に発生
する凸部の大きさやその幅は、低域フィルター６のｆ0
およびＱで決まり、信号幅判別器８の判定所定時間幅ｔ
1 との関係において設定する。
【００２５】信号幅判別器８の判別所定時間幅ｔ1 はサ
ージやノイズによる誤動作を防止するために、おおよそ
１〜３msecに設定すればよく、ｆ0 は１００〜２００Ｈ
ｚ、Ｑは１〜１．４の範囲とするのが望ましい。なお、
この場合の低域フィルター６の周波数特性は、１００〜
２００Ｈｚの間に増幅率が最大となる共振点を有し、共
振点での増幅率が入力周波数（５０または６０Ｈｚ）で
の増幅率より０．５〜３ｄＢ高くなるようにすればよ
い。このフィルター６での共振によって生じるアンダー
シュート部分の凸部が、レベル判別器７の閾値を超える
ことになり、（ｄ）〜（ｇ）に示すように低域フィルタ
ー６の出力におけるピーク側の極性とレベル判別器７の
判定極性とが逆極性でも地絡を検出することができる。
ージやノイズによる誤動作を防止するために、おおよそ
１〜３msecに設定すればよく、ｆ0 は１００〜２００Ｈ
ｚ、Ｑは１〜１．４の範囲とするのが望ましい。なお、
この場合の低域フィルター６の周波数特性は、１００〜
２００Ｈｚの間に増幅率が最大となる共振点を有し、共
振点での増幅率が入力周波数（５０または６０Ｈｚ）で
の増幅率より０．５〜３ｄＢ高くなるようにすればよ
い。このフィルター６での共振によって生じるアンダー
シュート部分の凸部が、レベル判別器７の閾値を超える
ことになり、（ｄ）〜（ｇ）に示すように低域フィルタ
ー６の出力におけるピーク側の極性とレベル判別器７の
判定極性とが逆極性でも地絡を検出することができる。
【００２６】なお、低域フィルター６はオペアンプを用
いたアクティブフィルターとしたが、インダクタンス、
キャパシタンスおよび抵抗で構成するパッシブフィルタ
ーとしてもよい。図５はパッシブフィルターの等価回路
図、図６はその周波数特性の一例である。図において、
１１は零相変流器３の２次巻線に含まれるインダクタン
ス分であり同時にフィルターの一要素部品として作用す
る。１２は１００〜２００Ｈｚの周波数域内でインダク
タンス１１と同じインピーダンスを有するコンデンサ、
１３は入力周波数においてインダクタンスおよびコンデ
ンサとほぼ同等のインピーダンスを有する抵抗である。
インダクタンス１１、コンデンサ１２、抵抗１３は等価
回路に示すようにＬＣＲ共振回路として作用する。な
お、１４は零相変流器３の２次巻線の抵抗分である。こ
れらのインダクタンス、コンデンサ、抵抗で構成する共
振回路は周波数特性に示すように、共振点をもつフィル
ターとして作用し、各定数を適切に設定することにより
低域フィルター６と同様に作用する。
いたアクティブフィルターとしたが、インダクタンス、
キャパシタンスおよび抵抗で構成するパッシブフィルタ
ーとしてもよい。図５はパッシブフィルターの等価回路
図、図６はその周波数特性の一例である。図において、
１１は零相変流器３の２次巻線に含まれるインダクタン
ス分であり同時にフィルターの一要素部品として作用す
る。１２は１００〜２００Ｈｚの周波数域内でインダク
タンス１１と同じインピーダンスを有するコンデンサ、
１３は入力周波数においてインダクタンスおよびコンデ
ンサとほぼ同等のインピーダンスを有する抵抗である。
インダクタンス１１、コンデンサ１２、抵抗１３は等価
回路に示すようにＬＣＲ共振回路として作用する。な
お、１４は零相変流器３の２次巻線の抵抗分である。こ
れらのインダクタンス、コンデンサ、抵抗で構成する共
振回路は周波数特性に示すように、共振点をもつフィル
ターとして作用し、各定数を適切に設定することにより
低域フィルター６と同様に作用する。
【００２７】さらに、抵抗とコンデンサで構成する微分
回路と積分回路を組合せて、１００〜２００Ｈｚの周波
数での感度を入力周波数におけるよりも敏感にすること
で、ほぼ同等の効果が得られる。図７にその場合の周波
数特性の一例を示す。ハイパスフィルターである微分回
路とローパスフィルターである積分回路とを組合わせ、
１００〜２００Ｈｚの周波数域内で感度が最も敏感にな
るように回路定数を設定すればよい。
回路と積分回路を組合せて、１００〜２００Ｈｚの周波
数での感度を入力周波数におけるよりも敏感にすること
で、ほぼ同等の効果が得られる。図７にその場合の周波
数特性の一例を示す。ハイパスフィルターである微分回
路とローパスフィルターである積分回路とを組合わせ、
１００〜２００Ｈｚの周波数域内で感度が最も敏感にな
るように回路定数を設定すればよい。
【００２８】実施の形態２．図８はこの発明による漏電
遮断器の第２の実施形態を示すブロック図、図９はその
動作波形図である。図において、１８はカウンタであ
り、信号幅判別器８からのパルス入力が複数回あるとト
リガ信号をトリガ回路８へ出力する。１９は信号幅判別
器８からの最後のパルスから所定時間だけカウンタ１８
を作動可能にするタイマーであり、同時に所定回数のパ
ルスが入力された時点から所定時間経過後カウンタ１８
をリセットする。図９に示す動作波形図はカウンタ１８
のカウント数を２回とした場合を示しており（ａ）〜
（ｆ）は図４の（ａ）〜（ｆ）と同様である。
遮断器の第２の実施形態を示すブロック図、図９はその
動作波形図である。図において、１８はカウンタであ
り、信号幅判別器８からのパルス入力が複数回あるとト
リガ信号をトリガ回路８へ出力する。１９は信号幅判別
器８からの最後のパルスから所定時間だけカウンタ１８
を作動可能にするタイマーであり、同時に所定回数のパ
ルスが入力された時点から所定時間経過後カウンタ１８
をリセットする。図９に示す動作波形図はカウンタ１８
のカウント数を２回とした場合を示しており（ａ）〜
（ｆ）は図４の（ａ）〜（ｆ）と同様である。
【００２９】低域フィルター６は位相制御波形のように
正負いずれの極性を有する地絡信号を検出できるように
波形を整形するが、同時に単発ノイズについても波形を
整形するため、誤動作の可能性がある。この発明による
漏電遮断器の第２の実施形態においては、単発パルスに
よる信号と地絡事故による信号をその連続性をカウンタ
１８とタイマー１９により、所定時間内に所定の回数だ
け信号入力があるか否かによって判定し、単発パルスに
よる信号と地絡事故による信号を区別することにより誤
動作を防いでいる。
正負いずれの極性を有する地絡信号を検出できるように
波形を整形するが、同時に単発ノイズについても波形を
整形するため、誤動作の可能性がある。この発明による
漏電遮断器の第２の実施形態においては、単発パルスに
よる信号と地絡事故による信号をその連続性をカウンタ
１８とタイマー１９により、所定時間内に所定の回数だ
け信号入力があるか否かによって判定し、単発パルスに
よる信号と地絡事故による信号を区別することにより誤
動作を防いでいる。
【００３０】以上の説明では、片極位相制御波形につい
ての動作についてのみ述べたが、正負両極性の成分をも
つ地絡電流に対しても正常な動作が行われることはいう
までもない。
ての動作についてのみ述べたが、正負両極性の成分をも
つ地絡電流に対しても正常な動作が行われることはいう
までもない。
【００３１】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、地絡検出装置
を交流電路に流れる地絡電流を検出する零相変流器、こ
の零相変流器に接続し地絡電流が含む高調波成分を阻止
するとともに入力周波数より高い所定の周波数に共振点
をもちこの共振点での利得が電源周波数での利得より所
定の値だけ大きく設定したフィルター、このフィルター
を通過した地絡電流の交流波形の一方の極性におけるレ
ベルが所定の値を超えた期間に対応する時間幅のパルス
信号を発生するレベル判別器、このレベル判別器からの
パルス信号が所定幅以上のとき漏電警報および／または
交流電路を遮断する出力信号を発生する信号幅判別手段
によって構成したので、地絡電流が一方の極性だけから
なる場合でも確実に検出することができる。
を交流電路に流れる地絡電流を検出する零相変流器、こ
の零相変流器に接続し地絡電流が含む高調波成分を阻止
するとともに入力周波数より高い所定の周波数に共振点
をもちこの共振点での利得が電源周波数での利得より所
定の値だけ大きく設定したフィルター、このフィルター
を通過した地絡電流の交流波形の一方の極性におけるレ
ベルが所定の値を超えた期間に対応する時間幅のパルス
信号を発生するレベル判別器、このレベル判別器からの
パルス信号が所定幅以上のとき漏電警報および／または
交流電路を遮断する出力信号を発生する信号幅判別手段
によって構成したので、地絡電流が一方の極性だけから
なる場合でも確実に検出することができる。
【００３２】請求項２の発明によれば、上記フィルター
をチェビシェフ特性の周波数特性を有するものにしたの
で、フィルターの構成が容易にできる。
をチェビシェフ特性の周波数特性を有するものにしたの
で、フィルターの構成が容易にできる。
【００３３】請求項３の発明によれば、上記フィルター
の周波数特性を１００〜２００Ｈｚの間に共振点を有
し、この共振点の増幅率が電源周波数における増幅率よ
り０．５〜３ｄＢ高くしたので、地絡電流の検出が確実
になる。
の周波数特性を１００〜２００Ｈｚの間に共振点を有
し、この共振点の増幅率が電源周波数における増幅率よ
り０．５〜３ｄＢ高くしたので、地絡電流の検出が確実
になる。
【００３４】請求項４の発明によれば、信号幅判別手段
からの出力信号が所定時間内に複数回存在したとき出力
信号を出すカウンタとタイマーを備えたので、単発ノイ
ズによる誤動作を確実に防止できる。
からの出力信号が所定時間内に複数回存在したとき出力
信号を出すカウンタとタイマーを備えたので、単発ノイ
ズによる誤動作を確実に防止できる。
【００３５】請求項５の発明によれば、交流電路を流れ
る地絡電流を検出して負荷機器の地絡検出時に交流電路
を遮断する遮断器を備えた漏電遮断器において、交流電
路を流れる地絡電流の検出に上記のような地絡検出装置
を用いたので、地絡電流が一方の極性だけからなる場合
でも確実に検出して遮断できる。
る地絡電流を検出して負荷機器の地絡検出時に交流電路
を遮断する遮断器を備えた漏電遮断器において、交流電
路を流れる地絡電流の検出に上記のような地絡検出装置
を用いたので、地絡電流が一方の極性だけからなる場合
でも確実に検出して遮断できる。
【図１】 この発明による漏電遮断器の第１の実施形態
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図２】 図１の低域フィルターの構成例を示す接続回
路図である。
路図である。
【図３】 図２に示す低域フィルターの周波数特性図で
ある。
ある。
【図４】 図１に示す漏電遮断器の動作を説明するため
の波形図である。
の波形図である。
【図５】 低域フィルターの変形例を示す接続回路図で
ある。
ある。
【図６】 図５に示す低域フィルターの周波数特性図で
ある。
ある。
【図７】 低域フィルターの他の変形例における周波数
特性図である。
特性図である。
【図８】 この発明による漏電遮断器の第２の実施形態
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図９】 図８に示す漏電遮断器の動作を説明するため
の波形図である。
の波形図である。
【図１０】 従来の漏電遮断器を示すブロック図であ
る。
る。
【図１１】 図１０の低域フィルターの周波数特性図で
ある。
ある。
【図１２】 図１０に示す漏電遮断器の動作を説明する
ための波形図である。
ための波形図である。
【図１３】 図１０に示す漏電遮断器の位相制御波形に
対する動作を説明するための波形図である。
対する動作を説明するための波形図である。
【図１４】 図１０に示す漏電遮断器の位相制御波形に
対する動作を説明するための波形図である。
対する動作を説明するための波形図である。
１ 交流電路、 ２ 遮断器、 ３
零相変流器 ４ 電磁装置 ５ スイッチング素子 ６
低域フィルター ７ レベル判別器、 ８ 信号幅判別器 ９
トリガ回路 １０ 負荷機器 １８ カウンタ １
９ タイマー
零相変流器 ４ 電磁装置 ５ スイッチング素子 ６
低域フィルター ７ レベル判別器、 ８ 信号幅判別器 ９
トリガ回路 １０ 負荷機器 １８ カウンタ １
９ タイマー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０２Ｈ 3/347 Ｈ０２Ｈ 3/347 Ａ 3/50 3/50
Claims (5)
- 【請求項１】 交流電路に流れる地絡電流を検出する零
相変流器、この零相変流器に接続し前記地絡電流が含む
高調波成分を阻止するとともに入力周波数より高い所定
の周波数に共振点をもちこの共振点での利得が電源周波
数での利得より所定の値だけ大きく設定したフィルタ
ー、このフィルターを通過した前記地絡電流の交流波形
の一方の極性におけるレベルが所定の値を超えた期間に
対応する時間幅のパルス信号を発生するレベル判別器、
このレベル判別器からの前記パルス信号が所定幅以上の
とき漏電警報および／または前記交流電路を遮断する出
力信号を発生する信号幅判別手段を備えたことを特徴と
する地絡検出装置。 - 【請求項２】 前記フィルターはチェビシェフ特性の周
波数特性を有することを特徴とする請求項１に記載の地
絡検出装置。 - 【請求項３】 フィルターの周波数特性は、１００〜２
００Ｈｚの間に共振点を有し、この共振点の増幅率が電
源周波数における増幅率より０．５〜３ｄＢ高くしたこ
とを特徴とする請求項２に記載の地絡検出装置。 - 【請求項４】 信号幅判別手段からの出力信号が所定時
間内に複数回存在したとき出力信号を出すカウンタとタ
イマーを備えたことを特徴とする請求項１から請求項３
のいずれかに記載の地絡検出装置。 - 【請求項５】 交流電路を流れる地絡電流を検出して負
荷機器の地絡検出時に交流電路を遮断する遮断器を備え
た漏電遮断器において、交流電路を流れる地絡電流の検
出に請求項１から請求項４のいずれかに記載の地絡検出
装置を用いたことを特徴とする漏電遮断器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27220496A JP3376834B2 (ja) | 1996-10-15 | 1996-10-15 | 地絡検出装置およびこの地絡検出装置を用いた漏電遮断器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27220496A JP3376834B2 (ja) | 1996-10-15 | 1996-10-15 | 地絡検出装置およびこの地絡検出装置を用いた漏電遮断器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10126954A true JPH10126954A (ja) | 1998-05-15 |
| JP3376834B2 JP3376834B2 (ja) | 2003-02-10 |
Family
ID=17510563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27220496A Expired - Fee Related JP3376834B2 (ja) | 1996-10-15 | 1996-10-15 | 地絡検出装置およびこの地絡検出装置を用いた漏電遮断器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3376834B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100678437B1 (ko) | 2005-09-20 | 2007-02-02 | 김철우 | 오동작방지 회로를 구비한 누전차단기 |
| JP2009115537A (ja) * | 2007-11-05 | 2009-05-28 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 振動測定方法 |
| JP2010522531A (ja) * | 2007-03-26 | 2010-07-01 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 制御装置におけるエラー検出 |
| CN102928733A (zh) * | 2012-11-14 | 2013-02-13 | 天津市翔晟远电力设备实业有限公司 | 输电线路接地故障测距系统 |
| CN107144766A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-09-08 | 李景禄 | 一种用于配电网转移接地装置的故障类型的快速诊断方法 |
| CN107255765A (zh) * | 2017-05-11 | 2017-10-17 | 西安交通大学 | 综合高频和工频零序分量相位特征的谐振接地系统单相接地故障区段定位方法 |
| CN108287286A (zh) * | 2018-01-16 | 2018-07-17 | 济南置真电气有限公司 | 一种基于单相接地故障录波数据的极性校验方法 |
| CN110988598A (zh) * | 2019-12-17 | 2020-04-10 | 国网河北省电力有限公司 | 基于零序电流关联的花瓣式城市电网接地故障定位方法 |
| CN111257798A (zh) * | 2020-01-16 | 2020-06-09 | 江苏广识电气有限公司 | 一种选线零序电流极性检测及自动修正的方法 |
| CN112782529A (zh) * | 2021-01-06 | 2021-05-11 | 许继集团有限公司 | 一种基于零序功率极性的选线方法及系统 |
| WO2022121138A1 (zh) * | 2020-12-09 | 2022-06-16 | 山东大学 | 一种谐振接地系统高阻故障选线和区段定位方法及系统 |
-
1996
- 1996-10-15 JP JP27220496A patent/JP3376834B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100678437B1 (ko) | 2005-09-20 | 2007-02-02 | 김철우 | 오동작방지 회로를 구비한 누전차단기 |
| JP2010522531A (ja) * | 2007-03-26 | 2010-07-01 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 制御装置におけるエラー検出 |
| JP2009115537A (ja) * | 2007-11-05 | 2009-05-28 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 振動測定方法 |
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| CN107255765B (zh) * | 2017-05-11 | 2019-06-11 | 西安交通大学 | 一种谐振接地系统单相接地故障区段定位方法 |
| CN107255765A (zh) * | 2017-05-11 | 2017-10-17 | 西安交通大学 | 综合高频和工频零序分量相位特征的谐振接地系统单相接地故障区段定位方法 |
| CN107144766A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-09-08 | 李景禄 | 一种用于配电网转移接地装置的故障类型的快速诊断方法 |
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| WO2022121138A1 (zh) * | 2020-12-09 | 2022-06-16 | 山东大学 | 一种谐振接地系统高阻故障选线和区段定位方法及系统 |
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