JPS61221514A - 中性線欠落検出遮断器 - Google Patents
中性線欠落検出遮断器Info
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- JPS61221514A JPS61221514A JP60060047A JP6004785A JPS61221514A JP S61221514 A JPS61221514 A JP S61221514A JP 60060047 A JP60060047 A JP 60060047A JP 6004785 A JP6004785 A JP 6004785A JP S61221514 A JPS61221514 A JP S61221514A
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- Japan
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- transistor
- circuit
- current
- collector
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
［技術分野１
本発明は単相３線式配電線や３相４線式配電線において
中性線の断線などによる欠落を検出して配電線を断路す
るための中性線欠落検出遮断器に関するものである。 ［背景技術］ 中性線を有する配電線においては、中性線が断線しても
残りの相線によって負荷への電力供給が継続されるので
、負荷がアンバランスに接続されている場合には中性線
の断線によって負荷側の中性点の電位が変化し、負荷に
異常電圧が印加されることになる。したがって従来上り
中性線の断線を検出して配電線を断路する構成の遮断器
が用いられでいる。第６図は単相３４！式配電線におけ
る従来のこの種の遮断器の原理図を示したもので、両相
線Ｌ 、Ｌ、２間に同一値のインピーダンス要素Ｚ ＋
、Ｚ ２を直列に２個接続し、中性線Ｎｓが欠落した
際に負荷側の中性線Ｎと上記両インピーダンス要素Ｚ
＋ ＊ Ｚ ｔの連結点ａとの間に生じる電位差を電圧
検出回路■により検出して、その検出出力により断路リ
レー駆動回路Ｂを動作させるようにしでいた。しかしこ
の従来構成は、上記電圧検出回路■として比較的ゲイン
の高いものを必要とする上に、入力インピーダンスが高
いのでノイズなどで誤動作し易いという問題があった。 また回路遮断器を投入する際に中性極の接点の瞬時的な
投入遅れによって、短時間の中性線欠落を生じることが
あり、このような場合に突入電流によって上記連結点と
中性線との間に過大な電圧が発生し、断路機構が動作し
てしまうとことがあるという問題があった。 ［発明の目的］ 本発明は上記の問題点に鑑み為されたものであり、その
第１の目的とするところは、上記連結点と中性線間の電
位差を電流モードで検出することによって、安価で且つ
信頼性の高い中性線欠落検出遮断器を提供することにあ
り、また第２の目的とするところは、瞬間的な過大電圧
の発生に対しては配電線の断路機構が動作しないように
す゛ることにある。 ［発明の開示］ 本発明中性線欠落遮断器は、中性線Ｎを有する配電線の
各相線Ｌ １− Ｌ ２にそれぞれ同一値のインピーダ
ンス要素Ｚ Ｉ−Ｚ ｔの各一端を接続し、各インピー
ダンス要素２．，２．の他端連結点ａと中性線Ｎとの間
に電流検出回路１を設けて、この検出出力を入力とする
時延弁別回路２の出力により上記配電線Ｌ ＋ ＝ Ｌ
ｔ ＊ Ｎを遮断する断路リレー駆動回路３を動作さ
せるようにした構成において、上記連結点ａと中性線Ｎ
との間にＭｌと第２のトランジスタＱ、、Ｑ、のベース
エミッタを互いに逆並列に接続して、第２ののトランジ
スタＱ、を入力側とする電流ミラー回路Ｍの出力側の第
３のトランジスタＱコのコレクタに＃１のトランジスタ
Ｑ１のコレクタを接続し、上記コレクタを第４のトラン
ジスタＱ４を介して電源Ｖｃｃに接続すると共に、上記
コレクタと出力端すとの間に挿入した電流検出抵抗Ｒｓ
の両端を第４のトランジスタＱ４のベースエミッタに接
続することにより電流検出回路１を構成した点に特徴を
有するものであり、上記インピーダンス要素の連結点ａ
と中性線Ｎとの間にトランジスタ型全波整流回路を接続
することによって、上記２点問に発生する電位差を各イ
ンピーダンス要素Ｚ １− Ｚ ｚに流れる電流の差と
して電流モードで検出すると共に、瞬間的な過大電圧が
発生した場合に、第４のトランジスタＱ、から電流を流
し込むことによって、過大な差電流が電流検出回路から
出力されるのを防止したものである。 以下本発明を単相３線式の実施例によって詳述する。第
１図は全体構成を示したもので、１は配電線の両相線Ｌ
＋ −Ｌ ２お上り中性線Ｎを入力とする電流検出回
路であり、この検出出力を時延弁別回路２に入力し、こ
の弁別出力によって断路リレー駆動回路３を動作させる
ものである。４は電源回路で、電流検出回路１お上り時
延弁別回路２に定電圧を供給するものである。 電源回路４は第２図に示すように１．各相線ＬｌｌＬ２
の電圧をそれぞれダイオードＤ ＋ ＊ Ｄ ｔで半波
整流し、抵抗Ｒ３およびコンデンサＣＩにより平滑化し
て、ツェナーダイオードＺＤで定電圧化するものであり
、出力端子のアース側が中性線Ｎとなっている。 第３図は電流検出回路１の具体回路例を示したもので、
両インピーダンス要素Ｚ １− Ｚ ｔとして抵抗値の
等しい抵抗器を使用し、その連結点ａと中性線Ｎとの間
に２９Ａの）ランノ×りＱ 、−Ｑ ＊のべ一入エミッ
タを互いに逆並列に接続して、その一方のトランジスタ
Ｑ２を入力側トランジスタとする電流ミラー回路Ｍの出
力側トランジスタＱ、のコレクタに他方のトランジスタ
Ｑ、のコレクタを接続し、このコレクタを第４のトラン
ジスタＱ。 を介して電源Ｖｃｃに接続すると共に、電流検出抵抗Ｒ
ｓを介して出力端すに接続しで、この出力ｍｂを次段の
時延弁別回路２の時定数回路Ｃｔ −Ｒ−を介して電源
Ｖｃｃに後＊Ｌ、電流検出抵抗Ｒｓの両端を第４のトラ
ンジスタＱ４のベースエミッタに接続したものである。 第３図の構成において、中性線が欠落していない正常時
には、ａ点とＮ点の電位は等しくトランジスタＱ１お上
りＱ３は非導通のままであるから、電流検出回路１の出
力も零の＊まである１次に中性線が欠落すると、負荷Ｚ
ａ、Ｚｂのアンバランスによって負荷側の中性線Ｎの電
位が変化し、それに伴なってａ点の電位も変化する。す
なわちａ点とＮ点との闇にはトランジスタＱ、、Ｑ、、
Ｑ、のベースエミッタ抵抗（電圧降下は約０．ＴＶ）と
抵抗値の低いバランス抵抗Ｒ１−Ｒｓ （電圧降下は約
０．１■）が入っているだけなので、その電位差は無視
できるものであり、したがって同一抵抗値を持つ両イン
ピーダンス要索Ｚ ｒ ＝ Ｚ ２に大きさの異なる交
流電圧Ｖ ｌ ｔ Ｖ ２が印加されて、両インピーダ
ンス要素Ｚ ｌ−Ｚ ｚに流れる電流に差を生じ、この
差電流がａ点とＮ点との簡に流れることになる。 差電流がａ点からＮ点に向かって流れる時は、トランジ
スタＱ、は非導通となり、トランジスタＱ、、Ｑ３より
なる電流ミラー回路Ｍの入力コレクタ電流がこの差電流
となるので、出力側トランジスタＱ、のコレクタ電流と
してこの差電流を取り出すことができる。また差電流が
Ｎ点からａ点に向かって流れる時には、トランジスタＱ
、、Ｑ、が非導通となり、トランジスタＱ、のエミッタ
電流がこの差電流となる。したがってこの場合にもトラ
ンジスタＱ、のコレクタ電流として差電流を取り出すこ
とができる。このように＄３図の電流検出回路１によっ
て、全波整流された差電流を電流モードで検出すること
ができるのであるが、回路遮断器を投入した時に中性極
接点の瞬時的な投入遅れによって電流検出回路１から過
大な電流が出力されることがあり、このような場合には
コンデンサＣ２が速やかに充電されて弁別回路２が動作
し、その結果断路機構が動作してしまうことがある。＃
４のトランジスタＱ４および電流検出抵抗Ｒｓはこれを
防止するためのもので、電流検出回路１の出力電流が増
加し電流検出抵抗Ｒｓの両端電圧が１ランシスタＱ４の
ベースエミッタ電圧（約０、ＴＶ）に達すると、トラン
ジスタＱ４が導通して電源Ｖａｃから直接電流を流し込
むので、出力端すには電流が流れなくなるのである。 第４図は時延弁別回路２の具体回路例を示したものであ
る。中性線欠落が発生して、上記差電流すなわち電流検
出回路３の出力電流が流れ始めると、この電流でコンデ
ンサＣ２を充電することにより、回路はコンデンサＣ３
および抵抗Ｒ４＊Ｒ１ＩＲ＠の値によって定まる一定時
間の時延動作を行なう、このときトランジスタＱｙは導
通しでいる。 フン、デンサＣ２の充電電圧が抵抗Ｒ，，Ｒ，によって
設定されるある一定値に達すると、トランジスタＱｓお
よびＱ、が導通して７オ）カプラＰＨをオンし、次段の
断路リレー駆動回路３を動作させる。 またこのときトランジスタＱ、をオンすると共にトラン
ジス７９口をオフすることによって、回路に安定な動作
を行なわせるためのヒステリシス特性を持たせている。 第５図は断路リレー駆動回路３の具体回路例を示したも
ので、上記時延弁別回路２の出力によって７ｔ）カブラ
ＰＨが導通すると、トランジスタＱ、およびサイリスタ
Ｓ、が導通して、両相線Ｌ ｌ ｔＬ２間電圧電圧流出
力によって断路リレーＲＬが駆動され、配電線り、、Ｌ
２．Ｎが遮断されるように構成されたものである。
中性線の断線などによる欠落を検出して配電線を断路す
るための中性線欠落検出遮断器に関するものである。 ［背景技術］ 中性線を有する配電線においては、中性線が断線しても
残りの相線によって負荷への電力供給が継続されるので
、負荷がアンバランスに接続されている場合には中性線
の断線によって負荷側の中性点の電位が変化し、負荷に
異常電圧が印加されることになる。したがって従来上り
中性線の断線を検出して配電線を断路する構成の遮断器
が用いられでいる。第６図は単相３４！式配電線におけ
る従来のこの種の遮断器の原理図を示したもので、両相
線Ｌ 、Ｌ、２間に同一値のインピーダンス要素Ｚ ＋
、Ｚ ２を直列に２個接続し、中性線Ｎｓが欠落した
際に負荷側の中性線Ｎと上記両インピーダンス要素Ｚ
＋ ＊ Ｚ ｔの連結点ａとの間に生じる電位差を電圧
検出回路■により検出して、その検出出力により断路リ
レー駆動回路Ｂを動作させるようにしでいた。しかしこ
の従来構成は、上記電圧検出回路■として比較的ゲイン
の高いものを必要とする上に、入力インピーダンスが高
いのでノイズなどで誤動作し易いという問題があった。 また回路遮断器を投入する際に中性極の接点の瞬時的な
投入遅れによって、短時間の中性線欠落を生じることが
あり、このような場合に突入電流によって上記連結点と
中性線との間に過大な電圧が発生し、断路機構が動作し
てしまうとことがあるという問題があった。 ［発明の目的］ 本発明は上記の問題点に鑑み為されたものであり、その
第１の目的とするところは、上記連結点と中性線間の電
位差を電流モードで検出することによって、安価で且つ
信頼性の高い中性線欠落検出遮断器を提供することにあ
り、また第２の目的とするところは、瞬間的な過大電圧
の発生に対しては配電線の断路機構が動作しないように
す゛ることにある。 ［発明の開示］ 本発明中性線欠落遮断器は、中性線Ｎを有する配電線の
各相線Ｌ １− Ｌ ２にそれぞれ同一値のインピーダ
ンス要素Ｚ Ｉ−Ｚ ｔの各一端を接続し、各インピー
ダンス要素２．，２．の他端連結点ａと中性線Ｎとの間
に電流検出回路１を設けて、この検出出力を入力とする
時延弁別回路２の出力により上記配電線Ｌ ＋ ＝ Ｌ
ｔ ＊ Ｎを遮断する断路リレー駆動回路３を動作さ
せるようにした構成において、上記連結点ａと中性線Ｎ
との間にＭｌと第２のトランジスタＱ、、Ｑ、のベース
エミッタを互いに逆並列に接続して、第２ののトランジ
スタＱ、を入力側とする電流ミラー回路Ｍの出力側の第
３のトランジスタＱコのコレクタに＃１のトランジスタ
Ｑ１のコレクタを接続し、上記コレクタを第４のトラン
ジスタＱ４を介して電源Ｖｃｃに接続すると共に、上記
コレクタと出力端すとの間に挿入した電流検出抵抗Ｒｓ
の両端を第４のトランジスタＱ４のベースエミッタに接
続することにより電流検出回路１を構成した点に特徴を
有するものであり、上記インピーダンス要素の連結点ａ
と中性線Ｎとの間にトランジスタ型全波整流回路を接続
することによって、上記２点問に発生する電位差を各イ
ンピーダンス要素Ｚ １− Ｚ ｚに流れる電流の差と
して電流モードで検出すると共に、瞬間的な過大電圧が
発生した場合に、第４のトランジスタＱ、から電流を流
し込むことによって、過大な差電流が電流検出回路から
出力されるのを防止したものである。 以下本発明を単相３線式の実施例によって詳述する。第
１図は全体構成を示したもので、１は配電線の両相線Ｌ
＋ −Ｌ ２お上り中性線Ｎを入力とする電流検出回
路であり、この検出出力を時延弁別回路２に入力し、こ
の弁別出力によって断路リレー駆動回路３を動作させる
ものである。４は電源回路で、電流検出回路１お上り時
延弁別回路２に定電圧を供給するものである。 電源回路４は第２図に示すように１．各相線ＬｌｌＬ２
の電圧をそれぞれダイオードＤ ＋ ＊ Ｄ ｔで半波
整流し、抵抗Ｒ３およびコンデンサＣＩにより平滑化し
て、ツェナーダイオードＺＤで定電圧化するものであり
、出力端子のアース側が中性線Ｎとなっている。 第３図は電流検出回路１の具体回路例を示したもので、
両インピーダンス要素Ｚ １− Ｚ ｔとして抵抗値の
等しい抵抗器を使用し、その連結点ａと中性線Ｎとの間
に２９Ａの）ランノ×りＱ 、−Ｑ ＊のべ一入エミッ
タを互いに逆並列に接続して、その一方のトランジスタ
Ｑ２を入力側トランジスタとする電流ミラー回路Ｍの出
力側トランジスタＱ、のコレクタに他方のトランジスタ
Ｑ、のコレクタを接続し、このコレクタを第４のトラン
ジスタＱ。 を介して電源Ｖｃｃに接続すると共に、電流検出抵抗Ｒ
ｓを介して出力端すに接続しで、この出力ｍｂを次段の
時延弁別回路２の時定数回路Ｃｔ −Ｒ−を介して電源
Ｖｃｃに後＊Ｌ、電流検出抵抗Ｒｓの両端を第４のトラ
ンジスタＱ４のベースエミッタに接続したものである。 第３図の構成において、中性線が欠落していない正常時
には、ａ点とＮ点の電位は等しくトランジスタＱ１お上
りＱ３は非導通のままであるから、電流検出回路１の出
力も零の＊まである１次に中性線が欠落すると、負荷Ｚ
ａ、Ｚｂのアンバランスによって負荷側の中性線Ｎの電
位が変化し、それに伴なってａ点の電位も変化する。す
なわちａ点とＮ点との闇にはトランジスタＱ、、Ｑ、、
Ｑ、のベースエミッタ抵抗（電圧降下は約０．ＴＶ）と
抵抗値の低いバランス抵抗Ｒ１−Ｒｓ （電圧降下は約
０．１■）が入っているだけなので、その電位差は無視
できるものであり、したがって同一抵抗値を持つ両イン
ピーダンス要索Ｚ ｒ ＝ Ｚ ２に大きさの異なる交
流電圧Ｖ ｌ ｔ Ｖ ２が印加されて、両インピーダ
ンス要素Ｚ ｌ−Ｚ ｚに流れる電流に差を生じ、この
差電流がａ点とＮ点との簡に流れることになる。 差電流がａ点からＮ点に向かって流れる時は、トランジ
スタＱ、は非導通となり、トランジスタＱ、、Ｑ３より
なる電流ミラー回路Ｍの入力コレクタ電流がこの差電流
となるので、出力側トランジスタＱ、のコレクタ電流と
してこの差電流を取り出すことができる。また差電流が
Ｎ点からａ点に向かって流れる時には、トランジスタＱ
、、Ｑ、が非導通となり、トランジスタＱ、のエミッタ
電流がこの差電流となる。したがってこの場合にもトラ
ンジスタＱ、のコレクタ電流として差電流を取り出すこ
とができる。このように＄３図の電流検出回路１によっ
て、全波整流された差電流を電流モードで検出すること
ができるのであるが、回路遮断器を投入した時に中性極
接点の瞬時的な投入遅れによって電流検出回路１から過
大な電流が出力されることがあり、このような場合には
コンデンサＣ２が速やかに充電されて弁別回路２が動作
し、その結果断路機構が動作してしまうことがある。＃
４のトランジスタＱ４および電流検出抵抗Ｒｓはこれを
防止するためのもので、電流検出回路１の出力電流が増
加し電流検出抵抗Ｒｓの両端電圧が１ランシスタＱ４の
ベースエミッタ電圧（約０、ＴＶ）に達すると、トラン
ジスタＱ４が導通して電源Ｖａｃから直接電流を流し込
むので、出力端すには電流が流れなくなるのである。 第４図は時延弁別回路２の具体回路例を示したものであ
る。中性線欠落が発生して、上記差電流すなわち電流検
出回路３の出力電流が流れ始めると、この電流でコンデ
ンサＣ２を充電することにより、回路はコンデンサＣ３
および抵抗Ｒ４＊Ｒ１ＩＲ＠の値によって定まる一定時
間の時延動作を行なう、このときトランジスタＱｙは導
通しでいる。 フン、デンサＣ２の充電電圧が抵抗Ｒ，，Ｒ，によって
設定されるある一定値に達すると、トランジスタＱｓお
よびＱ、が導通して７オ）カプラＰＨをオンし、次段の
断路リレー駆動回路３を動作させる。 またこのときトランジスタＱ、をオンすると共にトラン
ジス７９口をオフすることによって、回路に安定な動作
を行なわせるためのヒステリシス特性を持たせている。 第５図は断路リレー駆動回路３の具体回路例を示したも
ので、上記時延弁別回路２の出力によって７ｔ）カブラ
ＰＨが導通すると、トランジスタＱ、およびサイリスタ
Ｓ、が導通して、両相線Ｌ ｌ ｔＬ２間電圧電圧流出
力によって断路リレーＲＬが駆動され、配電線り、、Ｌ
２．Ｎが遮断されるように構成されたものである。
上述のように本発明は、配電線の各相線にそれぞれ各一
端を接続した同一値のインピーダンス要素の他端連結点
と中性線間の電位差を、各インピーダンス要素の差電流
を電流モードで取り出すことによって検出するように構
成したものであるから、電流検出回路としてゲインの高
い回路を使用する必要がない上に、入力インピーダンス
が低いのでノイズで誤動作するおそれがなく、回路の信
頼性を向上し得るという利点があり、＊た電流検出回路
としてトランジスタ３個で構成された全波整流回路を用
いたものであるから、回路構成がきわめて簡単で低コス
トであるという利点があり、さらに第４のトランジスタ
と電流検出抵抗によって回路遮断器投入時の誤動作を防
止できるという利点がある。なお上記実施例では単相３
＃１式配電線についてのみ示したが、３相４Ｉ／ＩＡの
場合にも全く同様の効果を奏し得るものである。
端を接続した同一値のインピーダンス要素の他端連結点
と中性線間の電位差を、各インピーダンス要素の差電流
を電流モードで取り出すことによって検出するように構
成したものであるから、電流検出回路としてゲインの高
い回路を使用する必要がない上に、入力インピーダンス
が低いのでノイズで誤動作するおそれがなく、回路の信
頼性を向上し得るという利点があり、＊た電流検出回路
としてトランジスタ３個で構成された全波整流回路を用
いたものであるから、回路構成がきわめて簡単で低コス
トであるという利点があり、さらに第４のトランジスタ
と電流検出抵抗によって回路遮断器投入時の誤動作を防
止できるという利点がある。なお上記実施例では単相３
＃１式配電線についてのみ示したが、３相４Ｉ／ＩＡの
場合にも全く同様の効果を奏し得るものである。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック回路図、Ｗ＆
２図乃至第５図は同上の要部具体回路図、第６図は従来
例のブロック回路図である。 １は電流検出回路、２は時菟弁別回路、３は断路リレー
駆動回路、Ｌ、、Ｌ、は相線、Ｎは中性線、Ｚ ｌ−Ｚ
ｚはインビーグンス要素、Ｚ＠、Ｚｂは負荷、Ｑ、、
Ｑ、、Ｑ、、Ｑ、はトランジスタ、Ｍは電流ミラー回路
、Ｒｓは電流検出抵抗。 代理人 弁理士 石 １）長 七 第２− 第３図 箪４図 第６図
２図乃至第５図は同上の要部具体回路図、第６図は従来
例のブロック回路図である。 １は電流検出回路、２は時菟弁別回路、３は断路リレー
駆動回路、Ｌ、、Ｌ、は相線、Ｎは中性線、Ｚ ｌ−Ｚ
ｚはインビーグンス要素、Ｚ＠、Ｚｂは負荷、Ｑ、、
Ｑ、、Ｑ、、Ｑ、はトランジスタ、Ｍは電流ミラー回路
、Ｒｓは電流検出抵抗。 代理人 弁理士 石 １）長 七 第２− 第３図 箪４図 第６図
Claims (1)
- （１）中性線を有する配電線の各相線にそれぞれ同一値
のインピーダンス要素の各一端を接続し、各インピーダ
ンス要素の他端連結点と中性線との間に電流検出回路を
設けて、この検出出力を入力とする時延弁別回路の出力
により上記配電線を遮断する断路リレー駆動回路を動作
させるようにした構成において、上記連結点と中性線と
の間に第１および第２のトランジスタのベースエミッタ
を互いに逆並列に接続して、第２のトランジスタを入力
側とする電流ミラー回路の出力側の第３のトランジスタ
のコレクタに第１のトランジスタのコレクタを接続し、
上記コレクタを第４のトランジスタを介して電源に接続
すると共に、上記コレクタと出力端との間に挿入した電
流検出抵抗の両端を第４のトランジスタのベースエミッ
タに接続することにより、上記電流検出回路を構成して
成ることを特徴とする中性線欠落検出遮断器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60060047A JPS61221514A (ja) | 1985-03-25 | 1985-03-25 | 中性線欠落検出遮断器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60060047A JPS61221514A (ja) | 1985-03-25 | 1985-03-25 | 中性線欠落検出遮断器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61221514A true JPS61221514A (ja) | 1986-10-01 |
Family
ID=13130774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60060047A Pending JPS61221514A (ja) | 1985-03-25 | 1985-03-25 | 中性線欠落検出遮断器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61221514A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011244661A (ja) * | 2010-05-21 | 2011-12-01 | Japan System Bank Corp | 電気自動車用充電装置におけるセーフティ機構 |
-
1985
- 1985-03-25 JP JP60060047A patent/JPS61221514A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011244661A (ja) * | 2010-05-21 | 2011-12-01 | Japan System Bank Corp | 電気自動車用充電装置におけるセーフティ機構 |
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