JPS5821317Y2 - チヨクリユウロウデンケイホウソウチ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は直流制御母線より分岐された分岐回線が漏電事
故を起した場合、この故障回線を判別して警報するとこ
ろの直流漏電警報装置に関する。

この種直流漏電警報装置は各直流分岐回線の漏電を検出
する漏電検出器を必須構成とするものであるが、従来よ
り使用されている漏電検出器は第１図に示すように、１
次巻線１，１′を直流分岐回線の正負両線１ｐ、Ｉｎに
挿入し、２次巻線２．２′を逆極性で直列にして交流電
源ｅに接続し、更に検出巻線３を付加して、この巻線３
から偶数調波成分の漏電検出信号を検出するようにした
構成である。

この構成によると、分岐回線の正負線１ｐ、Ｉｎのうち
一方が漏電事故を生じて各線１ｐ、Ｉｎに流れる電流１
ｐと１ｎが不平衡になると、その電流１ｐと１ｎの差が
如何に小さくても検出巻線３が偶数調波成分の信号を誘
起し、この信号が適宜の警報器に導びかれて確実に漏電
警報が発せられるものである。

しかし乍ら、この構成において、若し、いづれか一方の
線１ｐ、Ｉｎに交流がのると、漏電故障が生じていな（
でも、検出巻線３には電磁誘導によって前記交流に応じ
た検出信号を誘起するものであって、この検出信号が警
報器の感動電流以上であると漏電警報を発してしまう重
大な欠点を有するものである。

このように上記従来の漏電検出器は漏電事故に対しては
確実にその漏電を検出するものであるが、漏電事故とは
全く異質である、分岐回線にのる交流に対して全（無防
備である為に誤動作してしまい、警報装置自体の信頼性
としては低いものである。

特に最近のように負荷の入力端と対地間にコンデンサを
接続して、インバータ等の負荷によるサージを除去する
ようにしたものが多（なると、他の交流回線から前記コ
ンデンサを通して分岐回線に交流が流入して（るもので
あって、このような交流に対して誤動作しない漏電検出
器が強く望まれているものである。

本考案はこの点にあって、分岐回線の漏電事故に対して
は確実にこれを検出して警報するものであり乍ら、他の
交流回線から流入又は誘導される交流に対してはこれを
検出せず、即ち誤動作しない新規且つ進歩した手段を提
供するものである。

以下図面に基いて本考案の実施の態様を説明する。

第２図において１．ｌｐ、ｔｎは直流制御電源Ｅｏを接
続した制御母線であって、この直流制御母線ｔｐ、ｔｎ
から複数の分岐回線１ｐ ｅ １ ｎ ｅ １’ｐ＊１
’ｎ・・・が分岐されている。

前記各分岐回線１ｐ、Ｉｎ及び１’ｐ 、 １’ｎ・・
・には後述する漏電検出器１０．１０’・・・が設げら
れ、夫々の検出器１旦、Ｘｇ・・・の出力が漏電警報器
ユ１に導びかれている。

前記漏電検出器ＬＱｕ、１０’・・・及び漏電警報器上
１を総じて直流漏電警報装置上１と称スるのであるが、
この装置は第３図に詳細ニ示されている。

また漏電検出器上１のみは第４図にその構成を示してい
る。

第３図及び第４図において、１４．１４’は分岐回線の
正負各線１ｐ、Ｉｎに挿入した１次巻線、１５．１５’
は一対の２次巻線であって、第５図に示すような磁化特
性をもった可飽和鉄心Ｃ１，Ｃ２を介して前記１次巻線
１４．１４’に電磁結合されていると共に、この２次巻
線１５゜１５′は交流電源ｅに対して逆極性に並列接続
されている。

Ｒは前記２次巻線１５．１５’に直列に接続され、可変
端子Ｕｔが交流電源ｅの一端に接続された可変抵抗であ
って、前記可変端子Ｕｔを適宜調整することにより、夫
々の２次巻線１５．１５’に流れる励磁電流によって各
抵抗部分Ｒ１，Ｒ２に生じる逆方向の電圧を等しくなる
ようにし、以ってこの電圧が出力端子間ａ ｅ ｂに現
われな（・ようにしている。

１６は前記１次巻線１４．１４’に交流電流が流れた場
合、前記一対の鉄心Ｃ１，Ｃ２が生じる磁束変化を妨げ
るように短絡電流を流す短絡巻線であって、この短絡電
流を流すことによって、２次巻線１５ 、１５’には、
１次巻線１４．１４’に流れる交流に対応する検出々力
を生じない。

Ｃ３は前記短絡巻線１６の閉ループ内に挿入位置された
第３の鉄心であってもしこの鉄心Ｃ３がなげれば、−次
巻線１４又は１４′に微少の直流電流が流れると、前記
２次巻線１５．１５’に正規の漏電検出電流が流れ、こ
れによって前記可飽和鉄心Ｃ１，Ｃ２が磁束変化を起す
。

そしてこの磁束変化を妨げる方向に短絡巻線１６に短絡
電流が流れ、その結果、正規の漏電検出電流は激減され
るか或（・は消失させられてしまう。

しかし、前記第３の鉄心Ｃ３を設けることにより、その
分短絡巻線のインピーダンスが高くなり、それが前記短
絡電流を制限するように働く結果２次巻線１５．１５’
には正規の漏電検出電流が流れる。

尚前記第３の鉄心Ｃ３は、後述するように１次巻線１４
又は／及び１４′に流れる交流に対しては、前記鉄心Ｃ
１，Ｃ２と同様に磁束変化をするので、この場合に流れ
る短絡電流を制限することはない。

以上が漏電検出器上町の構成であって、次に漏電警報器
１１の構成について記す。

第３図において、１７は前記漏電検出器１０の出力端子
ａ、ｂより得られる検出電圧を所定のレベルまで増幅す
る周知の増幅回路、１８は前記増幅回路１７で所定のレ
ベルまで増幅された検出電圧を全波整流する周知の全波
整流回路、１９は前記整流回路１８より得られる整流出
力を平滑する周知の平滑回路、２０は前記平滑回路１９
からの出力電圧を別の端子から与えられる感度設定電圧
Ｅｄと比較して、該電圧より高ければ出力を生じる周知
の比較回路、２１は比較回路２０の出力を所望値まで増
幅し電磁リレー２２を作動させる周知の電力増幅回路で
ある。

尚図示はしないが前記電磁リレー２２の作動により、ブ
ザー、又はランプ等の警報手段から警報を発するように
接続構成されている。

今、分岐回線１ｐ、Ｉｎに漏電事故が生じていないと、
各１次巻線１４．１４’に夫々等しい電流が相反する方
向に流れているので、夫々の電流による磁束の総和は零
になり、鉄心Ｃ１，Ｃ２は不飽和状態に保たれる。

この場合、２次巻線１５．１５’には交流電源ｅによっ
て電圧が誘起されるが、両２次巻線１５．１５’は逆極
性に接続されている為に、夫々の電圧が相殺さへ出力端
子間ａ、ｂには何等出力を生１じない。

しかし、分岐回線１ｐ、Ｉｎの一方の線が漏電事故を起
して、いづれか一方の１次巻線１４又は１４′に漏電々
流分だけ僅かに多くの電流■１が流れると、鉄心Ｃ，−
Ｃ２は第５図に示すような磁化特性を有している為に、
前記電流■１による磁束によつてたちまち飽和状態に達
する。

今、鉄心Ｃ□と２次巻線１５について考えると、鉄心Ｃ
１が飽和することにより２次巻線１５のインダクタンス
が零になる為、交流電源ｅの第３図に示す極性の半サイ
クルにおけるある電圧値までは、交流電源ｅの全電圧Ｅ
が抵抗部分Ｒ１に加わる。

しかし、交流電源ｅの電圧Ｅがある電圧値に達すると、
２次巻線１５の極性と逆方向に流れている２次電流Ｉ２
が鉄心Ｃ１の飽和を解放するのに充分な値に達する為、
−瞬に鉄心Ｃ０は不飽和状態に転じＮす る。

この時の２次電流Ｉ２は□■１で与えられる。２ ここでＮ１は電流■□が流れる１次巻線１４又は１４′
の巻数であり、Ｎ２は２次巻線１５又は１５′の巻数で
ある。

鉄心Ｃ□が不飽和に転じると、電圧を吸収し始める為交
流電源ｅの電圧Ｅが上昇しても２次電流Ｉ２１ は□１１で与えられる一定値に保たれる。

この２ 為抵抗部分Ｒ１に生じる電圧Ｖ□も一定値に保たれる（
第６図イ参照）。

こ’４合、鉄心Ｃ１は、不飽和に転じた時から、交流電
圧Ｅが抵抗部分Ｒ□に生じる電圧Ｖ１に等しい値まで下
降してくる間、第６図イに示す斜線部分Ｓの面積、即ち
電圧積分（Ｓ（Ｅ−Ｖｌ）ｄｔ）に比例した磁気エネル
ギーを吸収する。

こり磁気エネルギーは、交流電圧Ｅが電圧ｖ１より低下
すると、交流電源ｅに向かって放出され始めるが、放出
しきるまで２次電流Ｉ２は一定に保たれる。

そして磁気エネルギーを放出しきると、その時点では交
流型ＥＥは第３図に示す極性とは逆の半サイクルになっ
ているので、鉄心Ｃ１は全く飽和して、全電圧Ｅが抵抗
Ｒ１に加わる。

以後前述と同様の動作を繰返す。

従って抵抗部分Ｒ１の両端には第６図イに示す波形の電
圧を生じる。

一方鉄心Ｃ２及び２次巻線１５′について考えると、２
次巻線１５′が交流電源ｅに対して前述した２次巻線１
５とは逆極性に接続されている為に、抵抗部分Ｒ２の両
端に生じる電圧ｖ２．は第６図口に示す電圧波形となる
。

従って出力端子間ａ、ｂには前記電圧ｖ１．ｖ２の差電
圧ｖ１−ｖ２、即ち第６図へに示す波形の電圧を生じる
。

また前述の漏電事故を起した線１ｐ又は１ｎとは反対側
の線１ｎ又は１ｐが漏電事故を起すと、今度は鉄心Ｃ１
，Ｃ２の磁気飽和する方向が前述の場合とは逆になる為
、出力端子間ａ、ｂには第６図二に示すように同図へと
は対称的な電圧を生じる。

ところで、このように２次巻線１５．１５’に漏電事故
に起因する正規の漏電々流が流れた場合、一方の２次巻
線１５に流れる漏電々流と他方の２次巻線１５′に流れ
る漏電々流とは不平衡となっているから、その各電流に
よって生じる鉄心Ｃ１，Ｃ２の磁束変化も不平衡となっ
ている。

この為両鉄心Ｃ１，Ｃ２と鎖交するように巻かれた短絡
巻線１６には両鉄心Ｃ１，Ｃ２の磁束変化の差の磁束変
化を妨げるように短絡電流が流れて、この電流により２
次巻線１５ 、１５’に流れる正規の漏電々流が打消さ
れようとする。

しかして前記短絡巻線１６には、２次巻線１５ 、１５
’とは鎖交しない第３の鉄心Ｃ３（従って鉄心Ｃ１，Ｃ
２のようには磁束変化をしない。

）が挿入されているため、この鉄心Ｃ３によって短絡巻
線１６のインダクタンスが高く保たれている。

従って、鉄心Ｃ，，Ｃ２の磁束変化を妨げるように流れ
る短絡電流は前記インダクタンスにより低く抑えられる
結果、２次巻線１５．１５’に流れる正規の漏電々流に
は伺等影響を及ぼさないのである。

即ち、１次巻線１４又は１４′に漏電々流という直流電
流■１が流れた場合は、鉄心Ｃ１，Ｃ２がその電流によ
って磁化されると共に２次側の交流電源の電圧によって
不平衡な磁束変化を起すが、第３の鉄心が２次巻線１５
、１５’とは鎖交していないの１％絡巻線１６が該鉄
心Ｃ３により高インダクタンス化されることとなる結果
、短絡巻線１６は２次巻線１５ 、１５’に流れる正規
の漏電々流には伺等影響を及ぼさないのである。

従って短絡巻線１６と第３の鉄心Ｃ３とは、１次巻線１
４．１４’に直流漏電々流が流れる場合に限っていうな
ら、それらが設けられていない場合と作用においては同
じである。

かくして、出力端子間ａ、ｂに得られた第６図ハまたは
二に示す検出々力は増幅回路１７で増幅されて後、全波
整流回路１８で第６図ホに示すように全波整流され、平
滑回路１９で同図へに示す波形に平滑されて比較回路２
０に入力される。

比較回路２０ではこの平滑された検出々力を感度設定電
圧Ｅｄと比較して、検出々力が該電圧Ｅｄより大きいと
出力を発する。

すると、この出力カミ力増幅回路２１で増幅され、電磁
リレー２２を作動させる結果、ブザー又はベル等から警
報が発せられる。

一方、分岐回線１ｐ又は、１ｎに他の交流回線より交流
が流入した場合について考えると、この交流が１次巻線
１４又は１４′に流れる為、該１次巻線１４ 、１４’
と鎖交する全ての鉄心Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３が一様に且つ交
流の周波数と同期して磁束変化を起そうとする。

しかしてこの全鉄心Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の磁束変化により
短絡巻線１６に起電力が誘起され、該起電力により前記
鉄心の磁束変化を妨げる方向に短絡電流が流れる結果、
鉄心Ｃ□、Ｃ２，Ｃ３の磁束変化力還止される。

従って、鉄心Ｃ１，Ｃ２についてみれば、それが磁束変
化しないのであるから、１次巻線１４．１４’に夫々等
しい直流電流が相反する方向に流れている平常時と同一
の作用をなす。

即ち、出力端子間ａ ｅ ｂには出力を生じないのであ
る。

このように１次巻線１４又は１４′に交流が流れた場合
においては、短絡巻線１６と第３の鉄心Ｃ３とが出力端
子間ａ、ｂに出力があられれるのを阻止するという積極
的な作用をなすのは、短絡巻線１６の閉セーブ内に第３
の鉄心Ｃ３が挿入位置されており、しかも該鉄心Ｃ３が
１次側に流れる交流に対して一対の鉄心Ｃ１，Ｃ２と同
様に磁束変化するように設けられているからである。

ここで、短絡巻線１６と第３の鉄心Ｃ３とが、１次側に
交流が流れた場合には、上記のような積極的な作用をし
、他方１次側に直流漏電々流が流れた場合には、既述し
たようにそれらが全く設けられていないのと同じ作用を
なすという相異なった２つの作用をなす理由について更
に考察すれば次の点に集約される。

即ち、先ず第１に短絡巻線１６と１次巻線１４ 、１４
’とは一対の鉄心ＣＩ 、 Ｃ２及び第３の鉄心Ｃ３を
介して電磁的に結合されている点、第２に第３の鉄心Ｃ
３は短絡巻線１６の閉ループ内には挿入されているが、
２次巻線１５．１５’の閉ループ内には挿入されていな
い点、言い換えれば第３の鉄心Ｃ３は２次巻線１５．１
５’とは鎖交していない点の２点である。

第１の点によって、１次側に交流が流れる場合における
積極的な作用が理解できるし、第２の点によって１次側
に直流漏電々流が流れる場合における作用（ある意味で
は消極的な作用）が理解できる。

尚、現実には分岐回線１ｐ 、Ｉｎが漏電事故を起すと
同時に、その回線１ｐ又は１ｎに交流が流入するという
事態を生じることがしばしばある。

この場合１次巻線１４又は１４′に流れる電流は漏電に
よる直流電流成分と、交流の流入による交流電流成分と
を含んでいるのであるが、漏電検出器１０は上述のよう
に交流電流成分に対してはそれに応じた出力が出力端子
間ａ、ｂにあられれるのを阻止し、直流電流成分に対し
ては阻止しないという選択的な動作を行なうものである
から、この上うな交直周成分の入り混った事態において
も交流電流成分と直流電流成分とに分けて考えれば良い
。

即ち交流電流成分は前述したように短絡巻線１６に短絡
電流が誘導されることによって阻止され、検出々力とな
って現われることがないので、直流電流成分に対応した
検出々力のみが出力端子間ａ、ｂに現われてくる。

そしてこの検出々力が前述と同様に、漏電警報器１１に
導かれ、設定値よりも大きな値であれば警報を発するの
である。

以上説明したように本考案に係る直流漏電警報装置は、
漏電検出器が短絡巻線と第３０鉄心との巧みな組合せを
構成要素としているため、分岐回線に流入する交流によ
っては誤動作せず、漏電事故に伴なう直流漏電々流のみ
選択して動作するという優れた作用を果すものであり、
それ故信頼性の高い直流漏電警報作動が可能となるもの
である。

尚本考案は添付図面の構成に限定されるものではなく、
種々Ｑ変形が可能である。

例えげ漏電警報器内の増幅回路並びに電力増幅回路は夫
々の入力信号が増幅を必要としないレベル値に設定され
ているなら取外すこともできる。

また上記実施例において用いた漏電検出器１０はその１
次巻線を単一にして、これを交流回線に挿入することに
よって、交流回線に微少な直流が混入して流れた場合で
も、この直流分だけを検出することができ、交流回線に
おける直流の混入を検出することにも利用できるので、
他の方面にも応用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の漏電検出器を示す回路図、第２図は本考
案に係る直流漏電警報装置の一実施例を示す系統図、第
３図は本考案に係る直流漏電警報装置を示す回路図、第
４図は本考案の要部を示す構成図、第５図は鉄心の磁化
特性を示す図、第６図は各部の電圧波形を示す図である
。 ｌｐ、ｉｎ・・・・・・直流制御母線、１ｐ、Ｉｎ、１
’、ｐ。 １’ｎ・・・・・・分岐回線、１旦・・・・・・漏電検
出器、１１・・・・・・漏電警報器、１４ 、１４’・
・・・・・１次巻線、１５゜１５′・・・・・・２次巻
線、１６・・・・・・短絡巻線、１８・・・・・・整流
回路、１９・・・・・・平滑回路、２０・・・・・・比
較回路、Ｃ□、Ｃ２・・・・・・可飽和鉄心、Ｃ３・・
・・・・第３の鉄心。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 直流制御母線より分岐された回線の正負画線に漏電検出
   器の１次巻線を夫々介挿し、該検出器の出力端子間から
   出力される検出々力を整流回路、平滑回路及び比較回路
   を主要素とした漏電警報器に導びき、該警報器の出力に
   よって前記分岐回線の漏電を警報するようにした直流漏
   電警報装置であって、前記漏電検出器は前記１次巻線と
   、この１次巻線に対して一対の可飽和鉄心を介して電磁
   結合され、且つ交流電源に対して逆極性に並列接続され
   た一対の２次巻線と、この各２次巻線に対して直列に挿
   入され、各２次巻線の励磁電流による電圧降下が出力端
   子間に現われな（・ように相殺する抵抗と、前記１次巻
   線に交流が流れた場合、前記一対の鉄心が生じる磁束変
   化を妨げるように短絡電流を流す短絡巻線と、この短絡
   巻線の閉ループ内に挿入位置され、１次巻線に直流が流
   れた場合、前記短絡巻線に流れる短絡電流を制限する第
   ３の鉄心とから構成したこと郁特徴とする直流漏電警報
   装置。