JPS5931284B2 - 回路保護装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、一般に３相負荷の相手平衡を検出するため
のソリッドステート回路保護装置、特にこの目的を達成
するための直流リプル検出器に関するものである。

もし幾つかの相のうちの１つの相が消滅するならば、し
ゃ断器をトリップして電動機のような３相負荷を保護す
るために利用され得る相手平衡論理モジュールを設ける
ことが知られている。

電流がかならずしも完全に不平衡にならない場合、すな
わち電流がかならずしも完全に零にならず零と平衡値ま
たはこの平衡値よりも高い成る値との間の成る中間値に
留る場合、３相負荷の１相または２相以上の電流の不平
衡を検知することが有益である。

その上、リプル測定動作中より高い感度を得るために、
電圧ピークに対してリプル電圧を基準とする直流リプル
検出器を提供することが好都合である。

更に、全電圧または定格電圧の成る百分率としてリプル
を測定するこさが望ましい。

こＮに開示された直流リプル検出回路は、３相回路に使
用するのに適し、一定の時間増分中ピーク電流値の関数
としてリプルを測定する。

基本的なリプル検出回路は、ダイオードと直列に接続さ
れたコンデンサを備え、両者は監視中の電源の出力端子
間に接続される。

コンデンサは、比較的長い期間電源電圧のピーク値を貯
えることができる。

分圧回路はコンデンサの両端間に接続され、その一点で
成る電圧（コンデンサによって貯えられているピーク電
圧の百分率に比例する）を提供する。

第１端子、第２端子およびゲート端子を有するスイッチ
ング素子が設けられ、このスイッチング素子がトランジ
スタであり得る。

第１端子は監視中の電源の正側と接続され、そして第２
端子は監視中の電源の負側と接続される。

スイッチング素子のゲート端子またはトランジスタのベ
ースは、分圧回路の分圧端子と接続される。

分圧回路およびコンデンサの低圧側は、ダイオードを介
してトランジスタまたはスイッチング素子の低圧側およ
び電源の負側へ接続される。

スイッチング素子の第１端子、第２端子（トランジスタ
のそれぞれコレクタ、エミッタであり得る）間には、一
般に電源からの電圧の瞬時値が印加される。

しかしながら、コンデンサには、電源電圧の極く最近の
ピーク値だけが印加されるにすぎない。

コンデンサおよびトランジスタの高圧側が一緒に接続さ
れるので、トランジスタの低圧側すなわちＮＰＮＩ−ラ
ンジスタの場合にはエミッタは電源電圧の瞬時値をたど
る。

リプルの谷が監視されている時のように、もし電源電圧
が低くなるならば、エミッタはコンデンサの低圧側より
も正になろうとし、その結果上述したダイオードを逆バ
イアスする。

相対的に低い谷電圧値を生じさせるように、もしリプル
が極端に高いと、エミッタ電圧は分圧回路によって制御
されるようなベース電圧よりも高くなることができる。

これは、オンのトランジスタまたはスイッチング素子を
ターンオフさせようとする。

スイッチング素子の状態変化を利用して被監視直流電圧
中の高すプル分を指示でき、次いで相の消滅または減少
に関連付けることができる。

後者の状態変化を使用してしゃ断器をトリップできる。

この発明の一実施例では、直流電源電圧のピークと谷が
監視されるので、トランジスタまたはゲート端子付きス
イッチング素子の遂次ターンオンおよびターンオフは一
連のパルスを発生させる。

これらのパルスはパルス累積回路に貯えられる。

充分な数のパルスが貯えられた時、トリップ動作および
または指示動作が起り得て、しゃ断器をトリップさせ、
相の不平衡を指示させる。

この発明の望ましい実施例を添付図面について説明しよ
う。

第１図は、３相負荷用の電流検知形ソリッドステート多
モジュール式回路保護装置を示す。

第１図に示されたのと同様な回路保護装置の動作は特願
昭５０−１０８５９３号明細書（特開昭５１−５３２４
２号公報）に記述されている。

第１図において、３本の線路Ｌ１．Ｌ２およびＬ３は、
３相電源からしゃ断器４５および電流センサ１２を通じ
て３相負荷へ電力を供給する。

電流ＩＬは３本の線路のうちのどれか１本または全部に
流れ得る。

電流センサの出力端子１４および１６における出力は電
圧■であって、この出力電圧Ｖは電流ＩＬに大体比例す
る。

望ましい動作状態では、３本の線路の全部に平衡した電
流ＩＬが流れており、そして各電流が互に１２０°移相
していることである。

この動作状態における出力端子１４．１６間の出力信号
は、整流されたが、一般的には非調整の直流電圧信号で
ある。

整流完了時、そして電気回路が平衡しかつ適正な位相差
を持つ時、出力端子１４．１６間の出力電圧の１サイク
ル毎に６つのピークと６つのバレー（谷）が現われる。

従って、画形的な例では、予測できる百分率の電圧リプ
ルが出力端子１４．１６間に存在する。

良く平衡した系統では、この電圧百分率は４％または５
％である。

この非調整電圧は、１９のような種種の動作モジュール
へ供給される。

モジュールは出力端子１４．１６間に互に並列に接続さ
れる。

モジュールのうちの成るものは、その出力端子が線路４
０によって出力スイッチ４２へ接続されてよく、相手平
衡以外の電流および／または電圧関係や位相関係に応答
して出力スイッチ４２および線路４４を通じしゃ断器４
５にトリップ信号を印加させる。

相手平衡論理モジュール３０′がまた設けられ、この相
手平衡論理モジュール３０′はその一部として指示器Ｉ
ＮＤおよび出力線路３０ａ′を含み得る。

相手平衡論理モジュール３０′の電気的な特徴は、第３
図について後で説明する。

相手平衡論理モジュール３０′は、線路Ｌ１．Ｌ２およ
びＬ３に流れる電流ＩＬに所定の測定可能量の不平衡が
生じる時、出力線路３０ａ／および線路４０を通じて出
力スイッチ４２へ信号を供給することによりしゃ断器４
５をトリップさせる。

この発明の望ましい実施例では、２０係のりプルによっ
て表わされる相手平衡は、もしこれが４〜５サイクルの
持続時間の間のような充分長い時間持続するならば、し
ゃ断器をトリップさせる。

端子３６および３８がまた設けられ、これらの端子３６
および３８には出力端子１４，１６間に存在する出力電
圧■に関して成る種の機能を果すための他のモジュール
（図示しない）を接続することができる。

第２図は、線路Ｌ１’を通して単相電源から単相負荷へ
電力を供給するための、そしてしゃ断器４５′によって
保護されかつ電流センサ１２′によって監視される単相
系統に適用された間際な回路保護装置を示す。

電流センサ１２′は出力端子１４および１６を有し、こ
の間１；こ電圧Ｖ／ （これは線路Ｌ１′に流れる電流
に比例する）が発生され得る。

出力端子１４および１６へ接続されたモジュール１９／
は、出力電圧Ｖ′に関係した成る種の電気特性を測定し
て信号を線路４０に供給し、この信号は出力スイッチ４
２をしてトリップ信号をしゃ断器４５′へ線路４４を通
じて印加させる。

この時、しゃ断器４５′はその主接点Ａ′を開く。

この実施例では、第１図の相手平衡論理モジュール３０
′は直流リプル検出器３０“とじて利用され得る。

この直流リプル検出器３σ′は、出力スイッチ４２によ
ってしゃ断器４５′をトリップさせるために、出力線路
３０ａ′／に出力信号を供給するようになっている。

直流リプル検出器３σ′は第１図に示した相手平衡論理
モジュール３０′と大体同じであり得るので、以後第３
図について説明する。

第３図は、第１図の相手平衡論理モジュール３０′とし
て、かつ第２図の直流リプル検出器３σ′として使用す
るのに適する回路装置を示す。

第３図の回路装置は、正入力端子＋、負入力端子−およ
びトリップ出力端子ＴＲＩＰを有する。

正入力端子、負入力端子は、電流センサ１２（第１図）
または１２′（第２図）のそれぞれ出力端子１４．１６
へ接続され得る。

トリップ出力端子は出力線路３０ａ’（第１図）または
３０ａ”（第２図）へ接続され得る。

指示器ＩＮＤは、第３図の右側、従って第１図の相手平
衡論理モジュール３０′の右側そして第２図の直流リプ
ル検出器３０′の右側に示される。

正入力端子はコンデンサＣ１、抵抗Ｒ１およびＲ１０の
一端並びにダイオードＤ２のアノードへ接続される。

抵抗Ｒ１は、２抵抗から成る分圧回路の第１抵抗であり
得る。

抵抗Ｒ１の他端は、抵抗Ｒ２およびＲ３の一端へ接続さ
れる。

抵抗Ｒ３の他端はコンデンサＣ１の他端へ接続されると
＼もにダイオードＤ１のアノードへ接続される。

抵抗Ｒ２の他端は、ＮＰＮトランジスタまたはゲートス
イッチング素子Ｑ１のベースへ接続される。

トランジスタＱ１のエミッタは、コモンライン５０（こ
れは上述した負入力端子と電気的には等価である）にお
いてダイオードＤ１のカソードへ接続される。

トランジスタＱ１のコレクタは、抵抗Ｒ４およびコンデ
ンサＣ２の一端並びにツェナーダイオードＤ３の調整端
子へ接続される。

ツェナーダイオードＤ３のアノードはコモンライン５０
へ接続される。

抵抗Ｒ４の他端は、ダイオードＤ２のカソードおよびコ
ンデンサＣ７の一端へ接続される。

コンデンサＣ７の他端はコモンライン５０へ接続される
。

コンデンサＣ２の他端は、ダイオードＤ５のアノードと
ダイオードＤ４のカソードとへ接続される。

ダイオードＤ４のアノードは抵抗Ｒ５の一端へ接続され
、抵抗Ｒ５の他端はコモンライン５０へ接続される。

ダイオードＤ５の、カソードは、抵抗Ｒ６およびＲ７並
びにコンデンサＣ３の一端へ接続される。

抵抗Ｒ６およびコンデンサＣ３の他端はコモンライン５
０へ接続される。

抵抗Ｒ７の他端は、コンデンサＣ４の一端およびダイオ
ードＤ６のアノードへ接続される。

ダイオードＤ６のカソードはＰＮＰトランジスタＱ２の
エミッタへ接続される。

トランジスタＱ２のベースは、コンデンサＣ４の他端、
抵抗Ｒ９の一端およびＮＰＮ）ランジスタＱ３のコレク
タへ接続される。

ＮＰＮ トランジスタＱ３のベースはＰＮＰトランジス
タＱ２のコレクタへ接続される。

その結果、トランジスタＱ２およびＱ３から成るトラン
ジスタ対は相補対として知られる増幅器を構成する。

トランジスタＱ３のエミッタは、抵抗Ｒ８およびＲ１２
並びにコンデンサＣ５の一端、発光ダイオードＬＥＤ２
０カソード、ダイオードＤ１３のアノードへ接続される
。

このダイオードＤ１３のカソードはトリップ出力端子へ
接続される。

抵抗Ｒ８の他端はコモンライン５０へ接続される。

抵抗Ｒ１２およびコンデンサＣ５の他端は成る共結点へ
一緒に接続される。

この共結点は、ダイオードＤ９のカソードおよびユニジ
ャンクショントランジスタ（ＵＪＴ）Ｑ４のアノードへ
接続される。

このユニジャンクショントランジスタＱ４のゲートは、
抵抗Ｒ９の他端、ダイオードＤ７のアノードおよびダイ
オードＤ１０のカソードへ接続される。

ダイオードＤ７のカソードはダイオードＤ８のアノード
へ接続され、このダイオードＤ８のカソードはダイオー
ドＤ９のアノードへ接続される。

プログラム可能なユニジャンクショントランジスタＱ４
のゲートはコンデンサＣ６の一端へまた接続され、この
コンデンサＣ６の他端はコモンライン５０へ接続される
。

プログラム可能なユニジャクジョントランジスタＱ４の
カソードは発光ダイオードＬＥＤ２のアンドへ接続され
る。

ダイオードＤ１０のアノードは抵抗ＲＩＤの他端および
ツェナーダイオードＤ１１の調整端子へ接続され、ツェ
ナーダイオードＤ１１のアノードはコモンライン５０へ
接続される。

発光ダイオードＬＥＤ２は光結合素子ＬＣＰの片割れで
ある。

光結合素子ＬＣＰの相対側は感光性のシリコン制御整流
素子、トライアックまたはサイリスク（ホトサイリスク
）ＳＣＲ１である。

ホトサイリスク５ＣＲ１のゲートは抵抗Ｒ１１の一端へ
接続され、抵抗Ｒ１１の他端はホトサイリスタ５ＣＲＩ
のカソードへ接続される。

このカソードはまた、電源の一方の端子へ接続される。

電源の他方の端子は抵抗Ｒ１２の一端へ接続され、この
抵抗の他端は発光ダイオードＬＥＤＩのアノードへ接続
され、この発光ダイオードＬＥＤＩのカソードはホトサ
イリスタ５ＣＲＩのアノードへ接続される。

抵抗Ｒ１２、発光ダイオードＬＥＤＩ 。光結合素子Ｌ
ＣＰおよび抵抗Ｒ１１は第１図および第２図に示した指
示器ＥＮＤを構成する。

抵抗Ｒ１、Ｒ２およびＲ３と、コンデンサＣ１と、ダイ
オードＤ１と、トランジスタＱ１とはりプル検出回路Ｒ
ＤＮを構成する。

抵抗Ｒ６と、コンデンサＣ２およびＣ３と、ダイオード
Ｄ５とはパルス累積回路ＰＮＡを構成する。

リプル検出回路ＲＤＮ 、パルス累積回路ＰＡＮおよび
指示器ＩＮＤの機能は後で説明する。

第３Ａ図は、第３図のＮＰＮ トランジスタＱ１の代り
にＰＮＰトランジスタＱ １ ／を利用した別なりプル
検出回路ＲＤ Ｎ’を示す。

ダイオードＤＩ’のアノードおよびトランジスタＱｌ’
のエミッタは上述した正入力端子子へ接続される。

ダイオード／ＤＩ’のカソードは抵抗Ｒ１’およびエネ
ルギー蓄積用コンデンサＣＩ’の一端へ同時に接続され
る。

抵抗Ｒ１’の他端は抵抗Ｒ２’およびＲ３’の一端へ接
続される。

抵抗Ｒ３’およびコンデンサＣＩ’の他端は一緒にして
負入力端子−へ接続される。

抵抗Ｒ２’の他端はトランジスタＱ１’のベースへ接続
され、トランジスタＱ１’のコレクタは抵抗Ｒ４’の一
端へ接続される。

抵抗Ｒ４’の他端は、抵抗Ｒ４ａ’の一端および第３図
に示したコンデンサＣ２の高圧側へ接続される。

抵抗Ｒ４ａ’の他端は負入力端子へ接続される。

再び第３図に説明を戻して、もじりプル分を有する直流
電圧源が回路装置３０′の正入力端子、負入力端子間に
接続されるならば、リプルが検出されかつ適切な応答作
用が起ることが理解できる。

従って、正入力端子、負入力端子間で例えば直流１０ボ
ルトであり得るかなりの電圧値の存在は成る種の初作用
を起させる。

まずコンデンサＣ７はダイオードＤ２を通して成る値（
例えば８〜１０ボルトであり得る）まで充電される。

その上、６．８ボルトの調整値を有し得るツェナーダイ
オードＤ１１は、正入力端子、負入力端子間の電圧の存
在により、調整処理点まで付勢される。

電流は抵抗Ｒ１０およびダイオードを通ってコンデンサ
Ｃ６へ流れ、このコンデンサＣ６を約６．８ボルトまで
充電する。

ダイオードＤＩＯはコンデンサＣ６がツェナーダイオー
ドＤ１１を通して放電するのを防止する。

コンデンサＣ６はユニジャンクショントランジスタＱ４
のゲート電圧を維持する。

その上、コンデンサＣ６は、ダイオードＤ？。

Ｄ８およびＤ９と、抵抗Ｒ１２と並列のコンデンサＣ５
と、抵抗Ｒ８との間に成る電圧を維持して、プログラム
可能なユニジャンクショントランジスタＱ４のアノード
を成る電圧値（ゲート電圧値より低い）に保つ。

代表的な例では、３個のダイオードＤ７〜Ｄ９の存在は
、プログラム可能なユニジャンクショントランジスタＱ
４のゲートとアノードの間に１．５ボルトの電圧降下を
提供する。

この状態では、プログラム可能なユニジャンクショント
ランジスタＱ４はオフ状態にある、すなわち電流はカソ
ードから流出しない。

コンデンサＣ６はトランジスタＱ２のベースにも電圧を
かける。

正常な動作状態、すなわち出力端子１４．１６間の直流
信号のりプル分が少ない時には、相補トランジスタ対Ｑ
２−Ｑ３はオフである。

コンデンサＣ５を分路する抵抗Ｒ１２はこのコンデンサ
Ｃ５の放電抵抗である。

抵抗Ｒ８は、トリップ出力端子からの偽トリップを防止
するために、雑音に対する感度を下げる。

コンデンサＣ４もまた、トランジスタＱ２およびＱ３か
ら成る相補対のための雑音抑制素子として働く。

一般に、非過剰すプル状態中コンデンサＣ３に累積され
る電荷電位は、トランジスタＱ２のベース電圧よりも相
当低い。

これは、リプルが少ない場合、相補対Ｑ２−Ｑ３がオフ
すなわち不導通状態にあることを考慮する。

今、約４％のりプルを含む直流電圧が回路装置３０′の
正入力端子、負入力端子間に供給されるとすれば、コン
デンサＣ１はダイオードＤ１を通してピーク直流電圧（
例えば１０ボルトであり得る）まで充電される。

一般に、正入力端子および負入力端子に引続いてリプル
の谷と山が現われると、コンデンサはそのピーク電圧を
維持する。

この発明の一実施例では、コンデンサＣ１並びに抵抗Ｒ
１およびＲ３は約６０ミリ秒の時定数を有する。

抵抗Ｒ１およびＲ３は、コンデンサＣ１のための非常に
ゆっくりとした放電路を提供することに加えて、分圧回
路を構成するこの発明の望ましい実施例では、抵抗Ｒ１
およびＲ３の値は、コンデンサＣ１に貯えられた電荷電
圧の２０％が正電圧方向でトランジスタＱ１のベースか
らエミッタへ印加されるようなものである。

これは、トランジスタの漏洩抵抗およびダイオードの電
圧降下をもちろん無視した場合である。

この発明の望ましい実施例では、この電圧は２ボルトま
でであり得る。

電圧百分率すなわち電圧比は、図示の実施例のために選
ばれた２０％の値以外の値に変えられ得る。

トランジスタＱ１のベースからエミッタへ与えられるか
なりの電圧バイアスは、このトランジスタをオン状態す
なわち導通状態に維持する。

これは、ツェナーダイオードＤ３をショートシ、かつト
ランジスタＱ１、抵抗Ｒ５およびダイオードＤ４を含む
放電回路を通してコンデンサＣ２の放電を維持するとい
う効果を有する。

その結果、正入力端・子、負入力端子間を流れる電流は
、ダイオードＤ２、抵抗Ｒ４および相対的に低インピー
ダンスの、導通中のトランジスタＱ１を通る電流路をた
どる。

上述した例によれば、直流リプル分の谷が正入力端子、
負入力端子間に印加される時、トランジスタＱ１のエミ
ッタ電圧はベース電圧に対して上昇する。

しかしながら、リプルがピーク値の大体４％でありかつ
ベース電圧がピーク値の大体２０％であるので、ピーク
電圧に対するエミッタ電圧のこの少々の上昇はトランジ
スタＱ１の導通状態を変えないことが容易に理解できる
。

今すプル電圧分が相当増加するとしよう。

これは、第１図に示したどれかの線路Ｌ１．Ｌ２または
Ｒ３のヒユーズが切れるか、或はその線路を流れる電流
が完全に、もしくはかなり（全部ではない）無くなるた
めに、起り得る。

例えば、これは約３０％（これはたんに説明の都合上任
意に選んだ値である）の電圧リプルを生じるとしよう。

この例では、リプルの谷が近づくと、分圧回路のピーク
値点の２０％かりプル電圧包絡線によって最終的に通過
されることが理解できる。

これは、トランジスタＱ１のエミッタ電圧値をベース電
圧値よりも高い値まで上昇させ、かつ常時導通している
トランジスタＱ１をターンオフさせる効果を有する。

これが起る時、電圧パルスがコンデンサＣ２の高圧側に
現われる。

もちろん、電圧パルスはツェナーダイオードＤ３の調整
値（例えば２４ボルトであり得る）によって制限される
。

コンデンサＣ２へ印加されるこの電圧パルスは、ダイオ
ードＤ５およびコンデンサＣ３を通してコンデンサＣ２
を充電させる。

コンデンサＣ２の低圧側での電圧はダイオードＤ４を逆
バイアスする。

その上、抵抗Ｒ６およびＲ７は、コンデンサＣ３の６０
ヘルツでのインピーダンス値よりもかなり高いインピー
ダンス値を有する、このために、正入力端子、負入力端
子間の充電路は、この時には、ダイオードＤ２、抵抗Ｒ
４（コンデンサＣ２を流れる充電々流を制限する）、ダ
イオードＤ５およびコンデンサＣ３を含む。

コンデンサＣ２とＣ３の相対的なキャパシタンス値のた
めに、コンデンサＣ２はコンデンサＣ３よりもはるかに
早くそして充分に充電される。

直流リプルの電圧包絡線が正入力端子に対してその値を
増す時、再びこれはトランジスタＱ１を順バイアスする
効果を有し、従って先に印加された電圧パルスを除く。

これが起る時、コンデンサＣ２は、導通中のトランジス
タＱ１ 、抵抗Ｒ５および今や導通したダイオードＤ４
を通して素早く放電する。

これは、ダイオードＤ５のアノード電圧を、コンデンサ
Ｃ３に貯えられた電荷電圧よりも低い電圧値まで素早く
下げる。

これが起る時、ダイオードＤ５は逆バイアスされる。

コンデンサＣ３の放電路は、その時、抵抗Ｒ６およびＲ
７並びに不導通の相補対Ｑ２−Ｑ３を通る。

従って、コンデンサＣ３は、もし抵抗Ｒ６が相当太きい
ならば、認め得る程度放電しないことが理解できる。

この発明の望ましい実施例では、コンデンサＣ３の放電
時間は５００ミリ秒程も長い。

リプル分の電圧包絡線が再び谷に近づくと、トランジス
タＱ１は再びターンオフされ、コンデンサＣ２が再び放
電させられ、かつコンデンサＣ３が付加的な電荷および
高端子電圧を蓄積させられる。

この動作は、コンデンサＣ３がその正側で成る電圧値（
トランジスタＱ２のベース電圧よりも高い）を提供する
のに足りる電荷を累積するまで、多数のりプルサイクル
に亘り反復される。

コンデンサＣ３が上記電圧値を提供する時、トランジス
タＱ２は導通し、トランジスタＱ３を導通状態に素早く
置かせる。

これは、その後、相補対Ｑ２−Ｑ３およびダイードＤ１
３を通って出力線路３０ａ′または３０ａ′へ達する、
コンデンサＣ３およびＣ６のための放電路を提供し、も
ってしゃ断器をトリップさせるか、出力スイッチを付勢
するか、或は他の通常の機能を果させる。

抵抗Ｒ８は、トランジスタＱ３のエミッタから流出する
電流のための相対的に高いインピーダンス路（ダイオー
ドＤ１３に対して）を提供することに注目されたい。

これは、電流をダイオードＤ１３へ従ってトリップ動作
を行なうためのトリップ回路へ分路しようとする。

出力線路’３０ ａ’または３０ａ“上のトリップ回路
によって仕えられる回路装置からの帰路はコモンライン
５０である。

コンデンサＣ６が相補対Ｑ２−Ｑ３を通して放電すると
、コンデンサＣ６の上側端子電圧は低下する。

しかしながら、ダイオードＤ７〜Ｄ９が存在するために
、コンデンサＣ５の上側端子電圧は多くは低下しない。

最終的に、プログラム可能なユニジャクジョントランジ
スタＱ４のゲート電圧はアノード電圧よりも低くなる。

これが起る時、プログラム可能なユニジャンクショント
ランジスタＱ４は導通ずる。

これにより、電流は両方のコンデンサＣ５およびＣ６か
らユニジャンクショントランジスタＱ４のカソードを通
って光結合素子ＬＣＰの発光ダイオードＬＥＤ２へ流れ
る。

電流はその後コンデンサＣ５およびＣ６の下側端子へ戻
る。

これが起る時、発光ダイオードＬＥＤ２はホトサイリス
タ５ＣＲ１へ光エネルギーを供給し、ホトサイリスタ５
ＣＲ１を導通させる。

これは、電源からの電力のための閉回路を提供する。

この閉回路は、電源の一端から始まって、抵抗Ｒ１２、
発光ダイオードＬＥＤ１およびホトサイリスク５ＣＲＩ
を通り、電源の他端へ達する。

これにより、発光ダイオードＬＥＤ１は、トリップ信号
がダイオードＤ１３を通してトリップ出力端子へ供給さ
れることを光で指示する。

回路装置３０′（または３ｒ：ｒｌ）は、第１図に示し
たような３相負荷の１相または２相以上の相電流の消滅
、減少または増加に応答してトリップ機能を果せるし、
或は第２図に示したような直流リプルを検出、指示でき
る。

別なりプル検出回路を示す第３Ａ図を再び参照すれば、
コンデンサＣＩ’は正入力端子および負入力端子からダ
イオードＤＩ’を通して充電され、コンデンサＣ１′の
放電路はコンデンサ０１′の両端間に分圧回路を構成す
る抵抗Ｒ１’およびＲ３’を含む。

この例では、抵抗Ｒ１’とＲ３’の相対的な値は、抵抗
Ｒ１’の電圧降下が測定されるべきりプル値およびこれ
によって制御される装置で補償されるべきリプル値を決
定するように、選ばれる。

第３図について与えられた例（トランジスタＱ１のベー
ス電圧の量または百分率に関する）は、抵抗Ｒ１゜Ｒ２
およびＲ３の接続点に、負入力端子に対して１０ボルト
のピーク値のうちの約２ボルトを供給することにより、
２０％のりプルを検出することをねらったことに注目さ
れたい。

第３Ａ図のりプル検出回路について同じ目的を達成する
ために、抵抗Ｒ１’、Ｒ２’およびＲ３’の接続点にお
ける電圧の百分率は、負入力端子に対しコンデンサＣＩ
’の両端間の全電圧の大体８０係にすべきである。

一般に、トランジスタＱ ｉ ／は、リプル値が所定の
百分率（この場合には２０％）を越さないかぎり、オン
状態にある。

しかしながら、電圧包絡線が谷に近づくと（リプル分が
２０係よりも大きい場合）。

トランジスタＱｉ／はターンオフする。

これが起る時、コンデンサＣ２は第３図について述べた
のと同様な態様で放電する。

すなわち、電流はコンデンサＣ２の上側端子から抵抗Ｒ
４ａ’、抵抗Ｒ５（第３図）および導通中のダイオード
Ｄ４（第３図）を通ってコンデンサＣ２（第３Ａ図）の
下側端子へ流れる。

リプル包絡線が上述した谷から離れピーク値へ向って今
一度動くと、トランジスタＱ１はオン状態へ戻る。

これは、電流をオンのトランジスタＱ１’、コンデンサ
Ｃ２、ダイオードＤ５（第３図）およびコンデンサＣ３
に流れさせ、第３図について上述した態様でコンデンサ
Ｃ３を充電する。

第３Ａ図のりプル検出回路の残部の動作は、第３図につ
いて述べたのと同様である。

第３図および第３Ａ図の両方のりプル検出回路について
理解できることは、リプルの百分率が電圧のピーク値に
関して測定されること、すなわちリプルが電圧包絡線の
ピーク値と谷値の差を測定することによって検出される
ことである。

第４図はこの発明の更に他の実施例を示す。

この場合には、第３図および第３Ａ図について説明した
回路装置３０′はブロック図で示しである。

回路装置３０′にはまた指示器ＩＮＤおよびトリップ出
力端子ＴＲＩＰが設けられる。

このトリップ出力端子ＴＲＩＰはしゃ断器ＣＢへ接続さ
れ、このしゃ断器ＣＢは３本の線路Ｌｌ、Ｌ２およびＲ
３と直列に接続され、これらの線路は図面の左側の３相
電源から右側の３相負荷へ電力を供給する。

この例では、第３図の正入力端子および負入力端子は、
第１図および第２図の実施例について示されたように電
圧で表わした線路電流を検知する代りに、線路Ｌ１．Ｌ
２およびＲ３から直接電圧を検知するように接続される
。

これを達成するために、３個別々のダイオード回路が正
入力端子、負入力端子間に並列に接続される。

第１ダイオード回路は、互に直列に接続された２個のダ
イオードＤａｌおよびＤａ２から成る。

ダイオードＤａ２のアノードは回路装置３０′の負入力
端子へ接続され、ダイオードＤａ２のカソードはダイオ
ードＤａ１のアノードへ接続され、ダイオードＤａｌの
カソードは相手平衡論理モジュール３０′または直流リ
プル検出器３０′の正入力端子へ接続される。

同様に、ダイオードＤｂｌとＤｂ２ 、ＤｃｌとＤｃ２
は正入力端子、負入力端子間で互に直列に接続される。

ダイオードＤａ１とＤａ２の接続点は、線路Ｒ１上の点
ａへ抵抗Ｒａを介して接続される。

同様に、ダイオードＤｂ１とＤｂ２の接続点は線路Ｒ２
上の点すへ抵抗Ｒｂを介して接続され、かつダイオード
Ｄ ｃ １とり。

２の接続点は線路Ｒ３上の点Ｃへ抵抗Ｒｃを介して接続
される。

その結果、各線路の瞬時電圧は、第１図および第２図の
実施例について上述した入力と同様に、回路装置３０′
の正入力端子および負入力端子へ入力を供給するように
、半波整流で互に重畳される。

他の変形例は、トランスの１次巻線を線路Ｌ１Ｌ２およ
びＬ３ヘデルタ結線、Ｙ結線またはデルタ−Ｙ結線で接
続して、上述したダイオードブリッジの中点への２次巻
線（同様に、デルタ結線、Ｙ結線またはデルタ−Ｙ結線
された）に給電することである。

保護しようとする負荷の種類は、電動機、或は相電流の
消滅、減少または増加が可能である他の種類の３相負荷
であり得る。

そしてこの発明の概念は、相手平衡を正し或は直流リプ
ルを検出するために利用され得る。

第３図に示したりプル検出回路は、第３図に示した回路
装置以外の回路装置へ入力情報を提供するために利用さ
れ得る。

こ５に記述したコンデンサの種々の時定数には制限がな
く、また２０係としてこ＼に任意に与えられたりプルの
百分率値にも何等の制限がないことを理解されたい。

第３図に示したコンデンサＣ７は、線路電流が完全に消
滅した場合すなわちリプル値が成る種の状態では１００
％にもなる場合、コンデンサＣ２およびＣ３を充電する
電気エネルギーを供給するのに有用である。

この発明の回路保護装置は、６０ヘルツまたはこれ以外
の周波数の電力を利用できる。

この発明の回路保護装置は、全波整流された電流のりデ
ルタを利用することにより、検出しようとする３相電流
または多相電流の相消滅、減少または増加を許すという
利点を提供する。

リプルの検出がこの場合にはピーク値から谷値まで測定
されるので、リプルは高感度で検出され、そして相故障
は完全ではないけれども検出される。

すなわち相電流は零まで完全には減少しない。

【図面の簡単な説明】

第１図は相手平衡論理モジュールを利用した３相電流検
知用の回路保護装置のブロック図、第２図は直流リプル
検出器を利用した単相電流検知用の回路保護装置のブロ
ック図、第３図は第１図の相手平衡論理モジュールおよ
び第２図の直流リプル検出器として用いられる回路装置
の回路図、第３Ａ図は別なりプル検出回路の回路図、第
４図は更に他の実施例の回路保護装置を一部ブロック図
で示す回路図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 振幅が一定でない直流電圧源へ接続されるようにな
   っている正および負の入力端子と、これらの入力端子の
   うちの一方の入力端子へ接続されるコレクタ、他方の入
   力端子へ接続されたエミッタ、およびベースを有し、両
   入力端ナヘ印加された直流電圧のりプル分が所定の百分
   率よりも少ない時出力側にパルスを発生しない導電状態
   をとり、かつ上記リプル分が上記百分率よりも多い時出
   力側に制御パルスを発生する反対の導電状態をとるトラ
   ンジスタＱ１と、両入力端子間に接続され、印加された
   直流電圧のピーク値に事実上等しい電荷電圧を貯えるた
   めのエネルギー蓄積素子Ｃ１と、このエネルギー蓄積素
   子と並列に接続され、一端が一方の入力端子へ接続され
   、他端が正入力端子から負入力端子への方向に電流を通
   電する極性のダイオードＤ１を介して他方の入力端子お
   よびエミッタへ接続されかつ上記ピーク値に比例するバ
   イアス電圧にベースを維持するように中間端がベースへ
   接続された分圧回路Ｒ１〜Ｒ３とを含み、両入力端子へ
   印加された電流電圧のりプルの百分率を検知するりプル
   検出回路、 このリプル検出回路の出力側へ接続され、リプル検出回
   路中で発生された制御パルスを受けてカウントするため
   のパルス累積回路、並びにこのパルス累積回路によって
   行なわれた上記制御パルスの所定のカウントに応答して
   出力信号を供給するための信号発生器Ｑ２．Ｑ３．Ｃ６
   、を備えた回路保護装置。 ２ エネルギー蓄積素子Ｃ１がコンデンサである特許請
   求の範囲第１項記載の回路保護装置。 ３ トランジスタＱ１はエミッタが負入力端子へ接続さ
   れたＮＰＮトランジスタであり、ダイ、ｒ −ドＤ１は
   そのアノードが分圧回路の他端へ接続されかつそのカソ
   ードがエミッタおよび負入力端子へ接続された特許請求
   の範囲第１項または第２項記載の回路保護装置。 ４ トランジスタＱｌ’はエミッタが正入力端子へ接続
   されたＰＮＰ）ランジスタであり、ダイオードＤＩ’は
   そのカソードが分圧回路の他端へ接続されかつそのアノ
   ードがエミッタおよび正入力端子へ接続された特許請求
   の範囲第１項または第２項記載の回路保護装置。 ５ 信号発生器は、充電回路を介して両入力端子へ接続
   された信号エネルギー蓄積用コンデンサＣ６と、この信
   号エネルギー蓄積用コンデンサヘ接続されかつ制御可能
   な常開スイッチング素子Ｑ２−Ｑ３を有する信号エネル
   ギー放電回路とを含み、パルス累積回路は、上記制御可
   能なスイッチング素子を閉成し、これにより上記所定の
   カウントに達する時出力信号を出すように、スイッチン
   グ素子へ接続される特許請求の範囲第１項ないし第４項
   のいずれかに記載の回路保護装置。 ６ 指示器ＩＮＤおよびその付勢回路を含み、この付勢
   回路は、信号エネルギー放電回路を介しての蓄積したエ
   ネルギーの放電に応答して閉成する常開スイッチング素
   子Ｑ４を含み、かつ制御可能なスイッチング素子Ｑ２−
   Ｑ３と並列に信号エネルギー放電回路へ接続され、上記
   常開スイッチング素子の閉成時指示器を付勢するための
   エネルギーが信号エネルギー放電回路から導出されてこ
   の信号エネルギー放電回路へ戻される特許請求の範囲第
   ５項記載の回路保護装置。 ７ しゃ断器がトリップ手段を含み、このトリップ手段
   が信号発生器へ接続されてそれから出力信号を受け、こ
   の信号が印加された時にしゃ断器をトリップして開く特
   許請求の範囲第１項ないし第６項のいずれかに記載の回
   路保護装置。