JPS60227333A - 回路しや断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、回路しゃ断器に関するものである。

〔従来技術〕

従来、回路しゃ断器においては、各相に流れる電流をＣ
Ｔ（変流器）によシ検出し、最大電流によって生じた電
圧によル、電圧センサが各時限回路を動作させ、電流に
応じた時限の後にトリガ回路からトリガ信号が出て電磁
コイルを励磁させ、開閉機構部を作動させて事故電流を
しゃ断する構造罠なっていた。そのために、高価なＣＴ
部および半導体リレーの中に時限回路が内蔵され、時限
回路のノイズ対策などの考慮も必要になり、価値の低い
回路しゃ断器になっていた。

〔発明の概要〕

この発明は電動機の熱特性に類似した加熱子を回路しゃ
断器に内蔵し、その加熱子よシ発生する温度上昇を光フ
ァイバー温度センサが検出し、加熱子の温度上昇が動作
温度に達すると、しきい値以上の出力電圧を光−電気変
換器から出力させインターフェースを介して電磁装置に
よシ開閉機構部を作動させて過負荷電流をしゃ断するよ
うに構成することによシ、小型かつ安価にできる回路し
ゃ断器を提供することを目的とする。

〔発明の実施例〕

以下、この発明に係る回路しゃ断器の一例について図面
に基づき説明する。第１図はその一実施例の回路図であ
る。第２図は加熱子の回路電流をパラメータ圧した「時
間一温度上昇」の関係を示す特性図である。第３図は光
ファイバー温度センサの構成図である。

まず、第１図において、（１）は回路しゃ断器であシ、
周知のトグルリンク機構によって接点の開閉を行なう開
閉機構部（２）、以下は図示しない過電流や短絡電流に
応動してトリップさせる過電流引き外し装置、電流をし
ゃ断する際に発生するアークを消滅させる消弧装置、電
線や導体を接続する端子、回路を開閉する接触子および
これらを一体に小形に組み込むモールドケースによシ構
成されている。

（３ａ）〜（３Ｃ）は通電部の各相に挿入された高抵抗
材からなる加熱子、（４ａ）〜（４Ｃ）は加熱子（３ａ
）〜（３Ｃ）にそれぞれ接近して配された光ファイバー
温度センナ、（５）はオアゲートである。

また、（６ａ）〜（６Ｃ）は外部導線を接続する機能を
有する電源側端子である。この電源側端子（６ａ）〜（
６Ｃ）は開閉機構部（２）、加熱子（３＆）〜（３Ｃ）
を介して負荷側端子（７ａ）〜（７ｃ　）Ｋ接続さレテ
イル。（８）はオアゲート＋５）　Ｋ：接続された増幅
装置、（９）は電磁装置、ααは光−電気変換器である
。

上記開閉機構部（２）は、速入シおよび速切り機能、把
手オン位置に拘束した状態においても引き外し動作をさ
またけないトリップフリー機能および３極間時投入、同
時しゃ断を行なう共通引き外し機能を備えてお）、電磁
装置（９）と保合関係にある。

ここで、上記光ファイバー温度センナ（４ａ）〜（４Ｃ
）の構成を第３図で説明する。３つのもの（４ａ）〜（
４ｃ）は同じ構成のため、以下については、光ファイバ
ー温度センサ（４＆）のみについて詳述し、他の２つの
ものの説明を省略する。

第３図において、光ファイバー温度センサ（４ａ）は後
述の水銀の膨張収縮によるじゃ元本しくは透光を後述す
る第１および第２の光ファイバーで検知する機能を有す
る。（４ａｔ）ｔｊ透明管の内部に水銀（４ａｌｌ）を
充填した温度計で、加熱子（３＆）に固着された摺動管
（４ａｙ）に摺動可能に装着されており、加熱子（３ａ
　）’に発生した熱は摺動管（４ａｙ）を介して温度計
（４ａｔ）Ｋ伝達され、加熱子（３ａ）の温度上昇に対
応して、温度計（４ａｌ）ＩＣ充填された水銀（４ａｔ
ｔ）が膨張収縮を行なうようになっている。（４ａｓ）
および（４ａＳ）は１対のロッドレンズで、上記温度計
（４ａ１）を介して対向して配置されている。

（４１Ｌ４）は一端が上記第１のロッドレンズ（４ａｌ
）に接続され、他端が後述の光−電気変換器ααに接続
された第１の光ファイバーである。（４＆６）は一端が
上記第２のロッドレンズ（４ａ３）Ｋ接続され、他端が
光−電気変換器αＩＫ接続された第２の光７アイパーで
ある。（４＆ｓ）は上記温度計（４ａ１）の下端と、ス
トッパー（４ａｓ）との間に配設された圧縮コイルばね
で、温度計（ａａｔ）Ｋ対してストッパー（４ｈ）から
離れる方向に常時はね力を作用させている。

（４ａｓ）はビン（４１ｅｔ）に回動可能に枢支された
レバーで、ピン（４＆・υを中心に一端側（４ａ９２）
は上記温度針（４ａｘ）の先端部（４１ＬＩりＫ当接し
、また他端側（４ａ・３）は定格電流値が付された目盛
シ板（４ａ＋・）Ｋ対向して配設され、目盛シ板（４！
Ｌｌ）の目盛り文字（４ａｌｓｓ）［対しこの指針も兼
ねている。したがって、レバー（４ａｓ）をピン（４ａ
ｓｓ　）を中心に回動させると、温度計（４ａ１）は圧
縮コイルはね（４ａｓ）Ｋ抗して摺動管（４Ｂｙ）内を
摺動移動するよう釦なっている。

第１図において、ａＯ）は光−電気変換器であシ、上記
光ファイバー温度センサ（４ａ）〜（４ｃ）から入力す
る光量を電気信号に変換するものである。たとえば加熱
子（３ａ）を例にした場合、加熱子（３ａ）の温度上昇
が第２図におけるｔ■。

ｔｍｏｏの時間後に動作温度ＴＡになり、この時温度計
（４ａｘ）の水銀（４１１１１）が膨張し、第１のロッ
ドレンズ（４ａｇ）とＭｚのロッドレンズ（４ａｍ）と
の間に介在して第１の光ファイバー（４ａ４）から第２
の光ファイバー（４ａｓ）Ｋ通じる光をしゃ光すると、
′Ｈルベルの出力電圧を後述のオアゲート（５）の入力
側に供給するよう釦なっておシ、加熱子（３ａ）の温度
上昇が第２図において、各相に流れる電流が１００％以
下の゛電流で動作温度ＴＡ以下であれば、温度計（４ａ
ｔ）の水銀（４ａｔｌ）の膨張は１対のロッドレンズ（
４ａｍ）および（４ａ３）の位置まで達せず、第１の光
ファイバー（４ａ４）から第２の光ファイバー（４ａｓ
）に透光することによ＃）％Ｌルベルの出力電圧をオア
ゲート（５）の入力側に供給するようになっている。

オアゲー）　（５１Ｋは、上記光−電気変換器α０）よ
り供給される入力側Ａ、Ｂ、Ｃの電圧がすべてゞＬルベ
ルの電圧であれば出力側りには′Ｌルベルの電圧が現わ
れ、増幅装置（８）には微少電流は流れない。しかし、
上記光−電気変換器（１０）よシ供給される入力側Ａ、
Ｂ、Ｃの電圧の中で一つでも′Ｈルベルの電圧があれば
出力側りにはゞＨルベルの電圧が現われ、増幅装置（８
）　Ｋ微少電流が供給されるものである。

増幅装置（８）は上記オアゲート（５）の出力側りより
供給される微少電流をトランジスタ回路で増幅する機能
と、トリガ回路からトリガ信号を出す機能を有する。

増幅装置（８）からのトリガ信号は電磁装置（９）に送
られるようになっている。電磁装ｋ（９）はトリガ信号
を受けて電磁コイルを励磁させて、開閉機構部（２）を
駆動させるものである。

つぎに、以上のように構成されたこの発明の回路しゃ断
器の動作を第１図〜第３図を用いて説明する。

第１図において、電流は電源側端子（６ａ）〜（６ｃ）
−＋加熱子（３ｍ）　〜（３ｃ）−＋負荷側端子（７ａ
）〜（７ｃ）を通して電動機（図示せず）に供給される
。

この回路に過負荷電流が流れると、加熱子（３ａ）〜（
３ｃ）ａジュール熱によシ加熱されて温度上昇する。し
たがって、光ファイバー温度センサ（４ａ）〜（４ｃ）
が加熱子（３ａ）〜（３ｃ）の温度上昇を検出する。第
２図に加熱子（３ａ）〜（３ｃ）の温度特性を示す。１
００％電流に対しては連続通電しても温度上昇は動作温
度ＴＡ以下、つま］Ｔｎなる温度である。しかし、１２
５％電流を連続通電するとｔｌ！１時間後１ｃＴＡなる
動作温度に、また２００％電流を°連続通電するとｔｌ
（１０時間後にＴＡなる動作温度になる。なお、この関
係は電動機の熱特性に類似していると一般に言われてい
る。

いま、たとえば加熱子（３ａ）が動作温度ＴＡに達する
と、温度計（４ａｌ）１１加熱子（３ａ）の熱を受ける
ため、水銀（４１Ｌ１１　）が膨張し、ロッドレンズ（
４ａ＊）および（４ａｓ）の位置まで達する。

したがって、光ファイバー（４１Ｌ４）→温度計（４ａ
ｌ）〜（４ａｓ）→光ファイバー（４ａｓ）を通る光路
はしや光されることにより、しきい値なるゞＨルベルの
出力電圧がオアゲート（５）の入力側Ａに供給される。

オアゲート（５）の出力側りは′Ｈルベルの電圧が現わ
れるので、増幅装置（８）によ）増幅された信号はサイ
リスタ（図示せず）のゲートを開き、サイリスタはオン
する。サイリスタがオンすると直列に接続された電磁装
置（９）が駆動し、開閉機構部（２）を作動させて、事
故電流をしゃ断する。

なお、加熱子（３ｂ）〜（３ｃ）Ｋそれぞれ対応する温
度計（４ｂｓ）　、　（４ｃｌ）Ｋついても、上記と同
様の動作を行なうことは勿論である。

なお、第３図において、レバー（４１Ｌｓ）の指針部（
４ａｓｓ　）は目盛シ板（ｄ　ａｔｅ　）の１０ＯＡの
位置にセットしであるが、レバー（４ａｓ）の指針部（
４ＪＬｅｓ）を回動させて２００Ａの位置にセットする
と、温度計（４ａ１）は押圧されて、ロッドレンズ（４
ａ＊）との合せ位置Ａ点が移動し、Ｂ点がロッドレンズ
（４Ｉ！Ｌ１）の位置まで移動する。したがって、１０
０ＡＸ１２５％の過負荷電流が加熱子（３ａ）に流入し
ても温度計（４ａｓ）の水銀（４ａｓｓ）は第１のロッ
ドレンズ（４ａ＊）の位置まで膨張しないので、回路し
ゃ断器は動作しない。しかし、２００ＡＸ１２５％の過
負荷電流が加熱子（３ａ）Ｋ流入すると、温度計（４＆
１）の水銀（４ａｓｓ　）はロッドレンズ（４ａ雪）の
位ｔＩｔ、まで膨張するので、第１の光ファイバー（４
１Ｌ４）から第２の光ファイバー（４ａｓ）を通る光路
はしや光され、回路しゃ断器は動作する。

すなわち、レバー（４ａ＊）の操作で定格電流を可変設
定できる利点がある。

〔発明の効果〕 以上のように１この発明の回路しゃ断器によれば、過負
荷電流が流れた場合には、加熱子の温度上昇を検出した
光ファイバー温度センサが動作温度に達すると、光−電
気変換器よシ出力電圧を出力し、インターフェースを得
て電磁装置により開閉機構部を駆動させて事故電流をし
ゃ断するようにしたので、従来のバイメタルでトリップ
機構のラッチを外す接触方式の熱移動式に比べて、加熱
子の電力損が少なくなる。たとえば、従来、加熱子の動
作温度が１５０℃であったものが１／　以下にすること
ができるので省電力化になる。

また、従来ＯＣＴを電流検出に採用した電子式に比べて
、外形の大きいかつ高価なＣＴ部が不要になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の回路しゃ断器の一例を示す電気回路
図、第２図は第１図の回路しゃ断器における加熱子の回
路電流をパラメータにした「時間一温度上昇」の関係を
示す特性図、第３図は光ファイバー温度センサの構成図
である。 （２）・・・開閉機構部、（３ａ）〜（３Ｃ）・・・加
熱子、（４ａ）〜（４ｃ）・・・光ファイバ一温度七ン
サ、（４ａ＋）一温度計、（４ｊＬｍ）　、　（４ａ３
）・・・ｏラドレンズ、（４ａ４）　、　（４ａｓ）・
・・光ファイバー、（４ａ６）・・・圧縮コイルばね、
（４ａｙ）・・・摺動管、（４ｈ）・・・レバーｓ　（
４１Ｌｓｏ　）・・・目盛シ板、（５）・・・オアゲー
ト、（８）・・・増幅装置、（９）・・・電磁装置、１
０）・・・光−電気変換器。 なお、図中同一符号は同一もしくは相当部分を示す。 代理人大岩増雄 第１図 第２図 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）負荷への通電の開閉制御を行なう開閉機構部と、
   この開閉機構部と各相ごとに直列に接続されて各相に流
   れる電流により加熱される加熱子と、この加熱子に発生
   する温度上昇を温度計が測定して該温度計の液体の膨張
   収＃ｉｌＣよるじゃ光もしくは透光を光ファイバーで検
   知する光ファイバー温度センサと、光ファイバー温度セ
   ンサから入力する光量を電気信号に変換する光−電気変
   換器と、この光−電気変換器に接続され、入力側におい
   て光−電気変換器の出力電圧がしきい値以上の電圧に一
   つでも達すると出力側に所定レベルの電圧を出力する論
   理手段と、この論理手段に接続されて論理手段の電圧が
   所定レベルの時に流入する微少電流を増幅するとともに
   トリガ信号を発生する増幅装置と、この増幅装置よシ発
   生されるトリガ信号を受けて上記開閉機構部を作動させ
   る電磁装置とを備え、電気回路に過負荷電流が流れた場
   合に上記開閉機構部を駆動させて事故電流をしゃ断する
   ようにしたことを特徴とする回路しゃ断器。
2. （２）加熱子に対して摺動可能に配設された温度計と、
   温度計を支持する圧縮コイルばねと、温度計の他端側に
   当接して回動変位によシ、上記温度計の液体の膨張収縮
   によるじゃ光および透光位置を設定するだめのカム形レ
   バーとで上記光ファイバー温度センサを構成してなる特
   許請求の範囲第１項記載の回路しゃ断器＠