JPS62196066A - 電源装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、電流が流れている導体に触れた時に電撃によ
り負傷することを防止するために構成される電気安全回
路網に関するものである。更に詳しくいえばその回路は
いまは一般に「ポドキン回路（３ｏｄｋｉｎ　Ｃ１ｒｃ
ｕｉｔ）　Ｊ　（米国特許第３．９９７，８１８号）と
呼ばれている種類の保護回路に関するものである。その
ボドキン回路は特殊な保護および通常の保護と、電カケ
ープル中の電流が流れている導体と戻り導体すなわち中
性線の間にたまたま意図しない電流の流れを障害電流と
して検出することにより、従来の地絡遮断器が制約され
ているような、電流が流れている導体から、戻り導体に
より表わされているもの以外のアースへの障害電流の流
れの検出およびその障害電流に対する反応を含む（それ
に限定されるものではないが）はぼ全般的な保護を行う
ものである。

送電における「線と線」すなわち「負荷障害」の保護の
この付加された特徴により、従来の装置のＩｌｌ　ｌ性
能をこえる環境において電撃から人を保護するが、物理
的な酷使と、物理的な酷使により抵抗領域においてしば
しば発生される熱とにより劣化させられることがある導
体間の絶縁を通じて導体間にアークが生じ、そのために
火災が起こるとともに類似のやり方で防止する。この種
の保護回路も線および付加から起こるある種の過渡状態
によりひき起こされる誤用外しに対する感度は低く、タ
ーンオフの前は望ましくかつ安全に許容できる環境にお
ける大きな洩れを許すために調節できるより広い感度範
囲にわたってその保護回路を動作させることができるが
、医用機器、特殊な産業用の試験装置または処理装置を
含むある種の過渡状態によりひき起こされる誤用外しに
対する感度は低く、ターンオフの前は望ましくかつ安全
に許容できる環境における大きな洩れを許すために調節
できるより広い感度範囲にわたってその保護回路を動作
させることができるが、医用機器、特殊な産業用の試験
装置または処理装置を含むある種の環境におけるように
、非常に僅かな洩れ障害も望ましくないと考えられる場
合に、１ＴｒＬＡよりも小さい障害電流にも反応するよ
うに作ることができる。その保護回路は、負荷に供給さ
れていた電力が断たれた時に障害の存在を監視し、障害
が除去されたら自動的に電力供給を再開することもでき
る。

〔従来の技術〕

米国特許第３．９９７．８１８号明Ｉ８書に開示されて
いる従来の回路においては、シリコンυ制御整流器のよ
うな、直接または固接に！制御される固体装置すなわち
サイリスタにより好適な負荷電流スイッチングが行われ
ていた。電流雪要が大きくない場合に経済的に採用され
るが、通常は３５Ａより大きい電流を流寸ことかできる
それらの固体装置は、電流容量がそれ以上大きくなるに
つれて、コストがほぼ指数関数的に上昇するようである
。

性能が向上し、酷使に対して強くされ、定格容量をはる
かにこえる一時的なサージ電流に耐えることはできるが
、それらの固体装置はサージに関連する破壊を受けやす
く、それを通る電流の波形を歪ませて高調波を生じやす
いという点については依然として改善されていない。し
かし、この回路の原理の［完全導通（ｆｕｌｌ　−ｏｎ
）　Ｊ典型的な動作特性のために、位相制御に関連する
諸問題が避けられる傾向がある。酷使に対する耐性を増
大する手段が定格を下げることであるが、前記のように
高い定格の固体装置のコストが指数関数的に上昇すると
いう理由から、ＳＣＲのようなスイッチング可能な固体
装置の場合には経済的に可能でなかった。本発明に従っ
て大きな負荷電流を固体装置により長さなければならな
い場合には、それらの負荷電流はそれらの固体装置によ
ってはスイッチングされず、非常に高い定格のものでも
用意かつ経済的に利用できる簡単なダイオード装置によ
り整流されるだけであるから、それらのダイオード装置
はそのような酷使に対するより高い耐性を、許容できる
コストで得るために、過大な容量を有するように選択で
きる。本発明は、そのような整流器が整流能力を失った
が、導通状態を保っているような場合に、供給電力の遮
断を開始させる手段を含む。本発明の制御回路に固体ス
イッチング装置が採用されているが、それらの固体スイ
ッチング装置は大電流を通ずという要求から免れ、酷使
を構成する負荷および線に生ずる過渡状態からほぼ分離
されるから、便利かつ安価な集積回路の形で容易に得る
ことができる。大電流をスイッチング１べき場合には、
固体回路は、好適な実施例において示されているように
、書間接点電機子構成で利用されているより一般的な電
気機械的リレ一手段を１ｉ（Ｊ御して、リレーの故障が
開放状態において予測される。

電カケープルの導体が切断されると、電源に依然として
接続されているケーブル部分と、負荷を含む装置に依然
として接続されているケーブル部分を含めて、接触可能
な自由端部が露出されることがある。米国特許第３．９
９７．８１８号明細書に開示されているような従来の保
護回路により行われる保護は、前記導体の間の接続位置
、またはそれらの導体の端部と負荷に依然として接続さ
れている導体の露出端部の間の接続位置に身体を置いた
時に・、それらの端部に接触する時の保護を含むが、ケ
ーブルが部分的にのみ切断されているという特殊な状況
が起こることがある。そのような状況の１つは、電流が
流れている線がそのままで負荷に接続されており、設置
が遮断されるようになってきたために、負荷に接続され
、したがって負荷を介して電源に接続されている部分が
露出されるようになって、接触可能となるような状況で
ある。露出端部とアースに同時に接触すると、電源から
身体を通って、負荷およびダイオードまたはダイオード
ブリッジを直列に電流が流れることがあり、負荷中のダ
イオードを側路させないから逆電流が生じ、電流の流れ
ている１本の線に接触したかのようにターンオフが開始
される。電流の流れている１本の線に接触したかのよう
にターンオフが開始される。これは、最初の警告電流を
流し、負荷電流のターンオン時間を十分に遅らせること
により前記米国特許における保護が行われるが、そのよ
うな遅延および遅延装置を必要とすることなしに本発明
の保護が行われる、起こり得る電撃環境を表す。

負荷に依然として接続されている切断されたアース側導
体からの電流が戻り導体により表されているもの以外の
アースへ迂回させられた時に、従来のＧＦＣＩにより保
護される回路がターンオンをトリガできるが、従来は保
護できなかった、障害電流が迂回させられなかった時、
または切断後に戻り導体により再び接地された時にも、
本発明の改良した回路は障害電流を検出して、それに反
応する。

（発明の目的） 要約すれば、本発明の目的は制御回路中の固体装置を通
じて流さなければならない電流を大幅に減少し、たとえ
ばシリコン制御整流器以外の主電流スイッチング装置を
使用できるようにするようにして、電撃および電気を原
因とす火災の防止を改善する装置を得ることである。更
に詳しくいえば、本発明の目的は、可能なコストで酷使
に対する高い余裕すなわち耐性を得るために、必要とさ
れる定格よりはるかに高い定格を有するように経済的に
定格を下げることができる、すなわち選択できる簡単な
一方向阻止手段すなわち非制御整流器を採用することに
より、電気撮械的なリレーを含むスイッチングの組合せ
を置き換えて大電流の用途におけるコストを低減し、固
体スイッチングにおいてときたまひき起こされる望まし
くない波形歪みや高調波の発生をほとんど無くし、部品
が故障した時に閉じたまま、すなわち、導通状態ではな
くて開放状態になるようにし、主電流を流すために必要
とする固体装置のサージによる破壊の可能性をリレーに
より小さくすることである。

本発明の別の目的は、導通している整流器が整流できな
くなる故障を起こした場合、または制御整流器が制御２
１１電流に応答する機能を失う故障を起こした場合に、
電源を自動的に切るようにすることである。

本発明の別の目的は、負荷が電源回路の電源側への接続
が遮断されておらず、および依然として接地されている
アース導体の部分を含むことができる場合にも接地路を
構成する接続が続いて行われる間に、ダイオードまたは
ダイオードブリッジで識別される負荷へ接続されている
戻り導体の部分に身体が接触した時に、適切な負荷のア
ース側における戻り導体が遮断され、身体を負荷と直列
にする障害接続が行われる場合に保護を行うことがある
。

本発明の別の目的は、導電手段、たとえば導電性容器、
フレームまたはシールドを、障害センサリードに接続さ
れている障害検出端末器として電源や負荷に近接して設
け、センサリードまたは容器が、アース電位より危険な
ほど高い電位にある負荷の電流導通部分に導電接触（そ
の接触は容器へ直接に、または人体を通る電流を側路す
ることにより間接に行われる）によりターンオフを開始
できるようにすることである。それは、アースされてい
る物質に関連して使用されている工具その他の機器にお
いて起こるような保障されない迷惑なターンオフを避け
るためにターンオフを開始することができないようにも
されるが、動作不能にする地絡、または接地されている
導体への接触に対する保護を行うために接地された時に
障害センサリードはターンオフを開始でき、かつ保護装
置なしの使用を阻止するために、切離された時にターン
オフを開始できる。

本発明の別の目的は、逆電流に対して反応できるように
し、障害保護を行えるようにするために、十分な逆電流
および逆電流導通時間を維持して、各半波装置における
順電流導通時間の割合を高くするのに多相電流を有利に
使用できる、改良した回路に供給される電流において位
相を混合する手段を得ることである。

本発明の別の目的は、負荷電流を流す整流器の順方向導
通峙における発熱を減少させること、またはほとんど無
くすことを助けて、それらの整流器用の放熱器の必要を
無くす同期スイッチング手段を得ることである。

（問題点を解決するための手段） 本発明の１つの面に従う改良した回路は負荷と、十分に
大きい電流を１つの向きに負荷を通じて流し、十分に小
さい電流を逆の向きに負荷を通じて流すために、負荷に
直列接続された第１の阻止手段とを含む。負荷を交流電
源に接続するために電源回路が負荷に接続される。その
電源回路は十分に大きい電流を１つの向きに負荷を通じ
て流し、十分に小さい電流を逆の向きに負荷を通じて流
すために、負荷に直列接続された第２の阻止手段とを含
む。電源回路は、十分に大きい電流を交流電源から１つ
の向きに第１および第２の一方向阻止手段を通じて負荷
に供給する負荷電流スイッチング手段を含む。電源回路
は作動電流を１つの向きに負荷電流スイッチング手段へ
供給するための一方向にトリガされるスイッチング手段
も含む。電源回路において、逆の向きに電流を流す負荷
回路が電源回路に接続された時に、一方向にトリガされ
るスイッチング手段を通じて負荷電流スイッチング手段
に供給される作動電流を常に大幅に減少させ、かつ負荷
電流スイッチング手段により１つの向きに供給される十
分に大きい電流を常に減少させるために制御器が一方向
にトリガされるスイッチング手段に接続される。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

まず第１図を参照する。図示の回路は１２０Ｖ。

６０Ｈｚの交流を電源９から導体１０を通じて一対の逆
電流阻止サイリスタすなわちシリコン制御整流器（ＳＣ
Ｒ）１３．１４へ流す。５ＣＲ１３は、整流ダイオード
１５．１６と抵抗器１７゜１８およびコンデンサ１つで
構成されたゲート制御回路を有し、５ＣＲ１４は、整流
ダイオード２０．２１と抵抗器２２．２３およびコンデ
ンサ２４で構成されたゲート制御回路を有する。

５ＣＲ１３は電源９からの全波交流の半波成分を整流ダ
イオード２７を通じて１つの向きに流し、５ＣＲ１３は
電′ｔＡ９からの全波交流の半波成分を整流ダイオード
２７を通じて１つの向きに流し、５ＣＲ１３は電源９か
らの全波交流の半波成分を整流ダイオード２７を通じて
１つの向きに流して、それらの半波成分を合成し、再構
成された全波交流として、ダイオード２７と２８の共通
接続点に接続されている導体３０とリレーコイル２９を
通じて、接地されている戻り導体３１へ流す。この流れ
る電流によりリレーコイルは附勢される。

５ＣＲ１３，１４のパラメータおよびそれぞれの位相制
御回路のパラメータは、逆電流阻止整流ダイオード２７
．２８が除去されて、導体２５゜２６が導体３０に直接
接続されることにより、リレーコイル２９のような負荷
へ正常に取りつけられている時に、１８０の固定点弧す
なわち完全な「非導通状態」を保障する。接続がダイオ
ード２７．２８を介して行われて、それぞれの５ＣＲ１
３，１４への逆電流を効果的に阻止すると完全な「導通
状態」が達成される。導体２５と３０．２６と３０の間
、または２５と２６の間の障害状態により、十分な逆１
１ｍがそれらの阻止整流器を側路することを許された時
には、「非導通」状態へ戻る。十分な逆電流が流れてい
ずれかのＳＣＲがトリガされてターンオフされた時に、
両方の整流回路によりほぼ同時にターンオフさせるため
に、抵抗器３２．３３と、コンデンサ３４と、ネオン管
３５が同期回路を形成し、逆阻止整流ダイオード３６．
３７がネオン管３８および抵抗′ａ３９とともに、トリ
ガおよび転流を調整することを助ける小さい負荷を形成
する。この回路の機能が米国特許第３，９９７，８１８
号明細書に詳しく説明されているが、全波装置において
は、ダイオードで形成されている負荷への全波交流の分
離されている２つの半波成分を送って、接地されて％％
る電源からそれぞれの逆ｍｍａ分を、それぞれ分離され
ている送［２体を介して負荷へ障害として送ることを原
理が含むことを、その米国特許用ｌＱＩの簡単な説明に
おいても述べられている。負荷のダイオードは、負荷の
所において全波交流を再構成する前に、そのような逆電
流成分を送電導体から阻止する。それらのダイオードは
負荷容器内で、負荷のすぐ前段近くになるべく置くよう
にする。

負荷の分割または一対の負荷を設けることにより、交流
の２つの半波成分を負荷において分離させ続け、かつ再
構成の前に負荷へ与えられる場合には、各半波のための
阻止整流ダイオードを負荷のすぐ後段に配置して、線−
アースの保護が行われる線４８．４９を負荷内の点まで
延長させることができる。線−線保護なしの地絡特性が
望ましいとすると、負荷に阻止ダイオードを直接設ける
必要はなく、それの回路の一部になるようにするために
、阻止ダイオードを電源容器５２の内部に再配置できる
。第１０図において、「電流が流れる」導体１０には一
対の負荷電流導体リレー接点１１゜１２も設けられる。

それらのリレー接点は、リレーコイル２９が励磁された
時に、負荷電流導体接点４０とともに閉じられる。接点
１１と１２が閉じられると、導体１０から導体４３．４
４へ電流が流れ、それらの電流は負荷電流整流ダイオー
ド４３．４４と、導体４６．４７および４８．４９と、
負荷電流導通ダイオード５０．５１を通って負荷４５へ
全波交流として与えられ、それから、その電流は接地さ
れている戻り導体５５と、容器　′５２内に含まれてい
る電源導体５４と、点４０と、交流電源９のアース側に
接続されている導体３１を通って電源９へ戻る。

導体２５．２６は、それぞれの抵抗器および整流ダイオ
ードの直列回路（５６，５７，５８）および（５９，６
０，６１）により導体４６．４７へそれぞれ接続される
。障害に対する反応として、リレーコイル２９を非励磁
状態にして接点１１゜１２．４０を開くために、抵抗器
とダイオードの直列回路（５６，５７，５８＞と（５９
，６０゜６１）は逆電流を５ＣＲ１３，１４へ流すよう
にされる。関連している５ＣＲ１３，１４と同じ向きに
電流を阻止および通ずような極性で接続されている負荷
電流導通ダイオード４１．４２は、負荷４５に供給され
る順電流をシャントするが、障害を示す逆電流は阻止す
る。それらの逆電流は、負荷電流導体４６．４７と４８
．４９を通じてＳＣＲへ流される。一方向阻止手段５８
．６１がないと、抵抗器５６．５９は５ＣＲ１３，１４
からの両方向の電流をＪＡ整する。安定化を強めるため
に、５ＣＲ１３，１４から負荷へ流れる順電流はダイオ
ード５８．６１によりそれぞれ阻止される。各ダイオー
ド５８．６１は、それぞれの関連するＳＣＲの逆方向電
流と、他方のＳＣＲからダイオード２７．２８と３６．
３７を通る順電流のみを通す向きに接続される。ゲート
′ｔＩＩ　Ｉ１１回路の可変抵抗器１８．２３の外部の
感度調整を望まず、ダイオード５８．６１が所定位置に
接続されている時は、可変抵抗器５６．５９を無くし、
抵抗器５７．６０の抵抗値を、この装置の製作時に決定
できる。

リレーコイル２９を非励磁状態にすることにより回路が
開かれた後でも、障害状態の検出を継続するために、接
点４０間にコンデンサ４０が並列接続される。この構成
においては、ＳＣＲ制御回路により行われる保護の種類
は、接続ケーブル中の電力導体間の直接または周接の事
故による導通に対するものであって、そのケーブルの電
流が通じている電力導体が回路の外部でアースに接触し
て生ずる「地絡障害」に対するものである。

本発明に従って、リレーコイル２９の励磁を制御する小
電流容量のＳＣＲに固有の保２！撮能が、リレー接点に
より制御されて、大きな電流を伝える回路へ移される。

こうすることにより安価な小型ＳＣＲを使用できるよう
になり、それらのＳＯＲをサージによる破壊からほぼ守
ることができ、かつサージに対する耐性を非常に大きく
するために、定格を下げて使用することを経済的に行う
ことができる簡単な整流器４１．４２を負荷電流導通固
体装置として用いることができるようにして、信頼性と
経済性の両方を高くするという利点が得られる。

この装置は、抵抗器５６と５９または抵抗器１８と２３
の少くとも一方により感度が調整されると、整流はもは
や行われないが、両方向に電流を流す状態である、整流
２！！４１．４２の導通障害も検出できるとともに、そ
の結果として負荷電流の保護遮断を開始できる。導体４
７へ直結され、導体６８を導体４６に接続されているコ
ンデンサ６３そのような検出条件を安定させて、誤用外
しに対する感度を失うことなしに、そのような誤用外し
に対してこの回路が抗するようにする。他の整流器２７
．．２８．３６．３７．５０，５１゜８４におけるその
ような障害により負荷電流の遮断が自動的に開始される
。固定抵抗６４と可変抵抗６５の図示のような組合せに
より、ターンオフ反応が更に修正および調整される。単
極単投（Ｓ、Ｐ、Ｓ、Ｔ、）スイッチ６６と抵抗器６７
の直列接続がコンデンサ６３と、直列接続抵抗器６４．
６５とに並列接続されることにより、スイッチ６６が■
じられている時に障害が起きた場合に保持を行って、リ
セットするためにスイッチ６６を開くことを要求する。

スイッチ９４が間かれたままにされると、接続線４３．
４４は双極双投（Ｄ、Ｐ、Ｄ、Ｔ、）スイッチ（図示せ
ず）により類似の保持効果を発揮できる。そのスイッチ
と接続は抵抗を介することなしに、直接行うことができ
る。スイッチ６６と９４が開かれたままにされると、自
動リセット機能が作動し、障害状態が除去されるとリセ
ットが行われる。スイッチ６６が開かれ、抵抗回路網に
接続されているスイッチ９４が閉じられると、遠隔リセ
ット可能な保持機能が確立される。負荷が接続されてい
る時に障害が起きると、障害が除去された後も「オフ」
状態が続くが、負荷電流をオフにし、それから「オン」
にするようにスイッチングするのみで、スイッチ９４を
開くことなしに「オン」にリセットできる。スイッチ６
６が開かれたままにされると、障害が生じた時に、類似
の「遠隔リセット可能」な保持状態にするために可変抵
抗器６５を低い値に調整でき、または抵抗値を１１１御
するために抵抗器の一部を切換えできるようにできる。

手動リセットが望ましい時は、スイッチ６６を再び閏じ
なければならず、手動リセットを強υ１的に行わなけれ
ばならない場合は、押しボタンスイッチのような、ばね
により復帰する常スイッチをスイッチ６６として用いね
ばならない。この回路のための可能な試験スイッチ位置
が破線により示されている。すなわち、設置されている
戻り導体５４と非設置半波導体４６の門に、常開ばね復
帰スイッチ６９が抵抗器７０と直列に接続される。

第１図に示す回路の残りの部品は、障害の検出と、電源
容器５２および負荷容器５３を敏感にして障害の検出を
助けることができる小電流抵抗回路網の部品である。そ
れらの部品は完全な意味で囲まれていると解する必要は
ないが、電源回路または負荷回路に密接に関連するフレ
ーム、ケースまたはシールドの導電領域と会され、電源
素子または負荷素子から送電において少くともある程度
含まれることはさけられない。この装置は、前記保護回
路をトリガすることによりターンオフを開始し、容器と
半波供給導体４６と４７またはそれらの負荷回路延長部
４８と４９のいずれかとの間、容器５２と５３の内部ま
たは外部の交流の任意の導体との間の障害接触に応答す
ることにより更に保護を行うが、工員または機器が設置
されている加工物に接触することが予測される場合に、
めいわくな引外しをさけるために容器の地絡に応じて電
流が断たれることはなく、希望によっては容器の地絡に
応じてターンオフできるようにする。アース導体５４．
５５またはそれらの導体を接続するケーブル中の導体が
、非設首導体４６．４８と４７．４９およびそれらの導
体を接続する導体が元のままであるようにして、切断さ
れた場合にも負荷電流は断たれる。リレーコイル２９に
より制御されるリレー接点が開き、直接または間接の保
持モードのいずれにおいても、再接地はリセットを開始
せず、ダイオードが設けられている負荷に直列接続され
ている人体に電流が流れることから起こることがある電
撃の危険を避ける。センサリード７１が接地されるか、
事故で、あるいは装置を動作させなくするためにいとい
できに、センサリード７１が切断された時にも負荷電流
は断たれる。基準電位源として用いられ第３の接地線が
切られるか、非接地導体１０および戻りアース導体３１
が逆に接続されると、この装置には電力は供給されない
。２つの保持モードのいずれにおいても、検出された障
害を除去するだけではリセットは行われない。検出回路
網は２つの方向性抵抗を有し、各方向性抵抗は並列接続
された抵抗器７２とダイオード７３、並列接続された抵
抗７４とダイオード７５でそれぞれ構成される。第１の
方向性抵抗はＳ、Ｐ、Ｓ、Ｔ、スイッチ９４と抵抗器９
５を直列に介して導体４３へ接続され、第２の方向性抵
抗は抵抗器７６と、スイッチ９４および抵抗器９５を直
列に介して導体４３に接続される。

これにより、遠隔でリセットできる保持モードが得られ
る。第１の方向性抵抗はダイオード７７と抵抗器７８の
直列回路を介して全波整流ブリッジ８５の１つの交流端
子とセンサ導体７１へ接続され、ダイオードＴ７と抵抗
器７８の直列回路および単極単投試験スイッチ７９と抵
抗器８ｏの直列回路を介して接地導体３１へ接続され、
ダイオード７７と抵抗器７８の直列回路および整流ダイ
オード８１を介して容器５２へ接続され、かつダイオー
ド７７と抵抗器７８の直列回路と、センサ導体７１と、
導体８１および整流ダイオード８３を介して容器５３に
接続される。第１の方向性抵抗はダイオード７７と抵抗
器７８の直列回路と、導体７１．８２と、整流ダイオー
ド８４とを介して負荷容器５３内の接地されている戻り
導体５５へ接続され、したがって電源容器５２内の導体
５４に接続される。抵抗器７４とダイオード７５の並列
回路で構成されている第２の方向性抵抗の一方の端子は
抵抗器７６を介して第１の方向性抵抗へ接続されるとと
もに全波整流ブリッジ８５の他の交流端子へ接続され、
他方の端子は接地導体８７へ接続される。平滑コンデン
サ８６が整流ブリッジ８５の直流出力を平滑する。その
平滑コンデンサは場合によっては使用しなくともよい。

その直流出力は、敏感なダルランバール計器型ムーブメ
ントで示されているリレー装置８８へ供給される。

そのリレー装置は電力を供給されると、指針として通常
採用されていて、コイルの一方の側に適状接続される導
電性電機子突出部８９を動がしてダイオード９１のカン
ード端子に接触させ、導体２６から抵抗器９０と、整流
ダイオード９１と、整流ブリッジ８５のダイオード部分
と、第２の方向性抵抗のダイオード７５とを通じて逆電
流を流すことにより障害に対して反応する。その接続は
、適切に結線されたレセプタクル接続の確認が不要であ
れば、接地された導体８７の代りに接地された戻り導体
へ接続できる。敏感なリレーを選んだ理由は、この回路
網により発生されて、障害を示す電流は非常に小さいが
、！、ｌＪ御すべき電流も非常に小さいからである。は
とんどの増幅作用はリレーコイルの５ＣＲ１ＩＪＩＩの
結果として起こるものである。種々の態様の光結合装置
のような公知の他の敏感なリレー装置も使用できるが、
この好適な実施例で発生される電流は、そのような市販
されている装置のほとんどにおける感光素子の発光ダイ
オードを適切に発光させるために必要な電流より小さく
、かつ強い震動が起こる場合を除いてダルソンバールリ
レーが実用的である。使用しているリレー装置の作動に
おいて電流の向きが利用されない時は、整流ブリッジ８
５は省くことができる。

常開単極単投スイッチ７９と抵抗器８０の直列回路が接
地導体３１に対する試験障害状態を発生するために用い
られる。それはスイッチ６９と抵抗器７０の組合せによ
り発生されるものより好適である。というのは、それは
センサ回路網の小型リレー８８を作動させるからである
。そのリレーは次にＳＣＲ回路およびそれの制御される
大型電力リレー２９を作動させて、装置の両方の要因を
試験する。破線で示されている常開単極単投９２と抵抗
器９３の直列回路は、容器５２を導体１０の′ＩＩｉ源
側へ安全なやり方で接続することにより試験障害状態を
発生させるために採用できる。負荷４２内からの障害の
場合には、リレー装置８８を作動させるため、およびＳ
ＣＲ制御回路したがってリレー２９の保護応答をトリガ
するために発生される電流のレベルは、障害点を電源側
へ接続するインピーダンスと、障害点と、戻り接地導体
３１に接続されている接地導体５４．５５の間に残って
いる負荷インピーダンスとにより決定され、したがって
危険となるｆｆｉ流レ流層ベル応する。

リレー装置８８へ供給される非設置導体１０からの電流
は整流器７３と抵抗器７７を通って全波整流ブリッジ８
５の１つの交流端子へ流れ、その全波整流ブリッジと、
リレー装置１８８を通って全波整流ブリッジの他の交流
端子へ流れ、そこがらセンサ導体７１と、負荷側の導体
８２と、整流ダイオード８４と、接地導体５５と、電源
容器５２の導体５４と、リレー接点４０とを通って接地
導体３１へ流れる。しかし、接地導体８７が切断された
か、その他の理由で接続されないでいるのでなりれば、
その電流は、全波整流ブリッジの前記一方の交流端子を
接地導体８７へ接続する整流器７５により短絡される。

リレー装置８８を作動させる非設置導体１０からの別の
電流は整流ブリッジ７３と、抵抗７８と、整流ブリッジ
７７とを通って全波整流ブリッジ８５の他の交流端子に
達し、その交流端子から全波整流ブリッジを通り、がっ
リレー装置８８を通って全波整流ブリッジの一方の交流
端子に達し、そこから整流ブリッジ７５を通って接地導
体８７へ流れる。その電流は、センサ導体７１．８２ま
たは接地導体５４．５５が切断その他の理由で接続され
ないでいるのでな（）れば、全波整流ブリッジの他の交
ｉ端子に接続されているセンサ導体７１と、負荷容器側
の導体８２と、導体５４．５５に接続されている整流器
８４と、リレー接点４０とを通じて接地導体３１に短絡
される。

任意の接地されるもの、または任意の接地するものによ
る導体５５と８２の問、または５４と７１の問、あるい
は７１と８２の間の短絡により、そのような接地するも
のから全波整流ブリッジ８５と、リレー装置８８と、抵
抗器７６および７２とを通じて導体１０へ電流を流すこ
とにより、電流がリレー装置８８を作動させることがで
きる。

電源側の半波リード４６．４８および４７゜４９または
全波交流電源へ短絡するというように、？！源ヘセンサ
導体７１．８２が直接接続されたとすると、全波整流ブ
リッジ８５と、リレー装置８８と、抵抗器７４と、接地
導体８７とを通って１つの向きに電流が流れる整流器７
５と接地導体８７を逆の向きに流れる電流は整流器８４
により接地導体５４．５５へ短絡される。電源側導体４
６．４８に接触する場合には、整流器４１からの順電流
が整流器８４を通じてアースへ流され、抵抗回路網によ
り供給されるセンサ導体７１゜８２からの電流は、５Ｃ
Ｒ１３の回路に対して、逆向きであり、それのターンオ
フの開始も行う。電源側導体４７．４７に接触する場合
には、５ＣＲ１４の回路に対する逆電流が整流器８４を
流れ、センサ導体７１．８２からの電流が抵抗回路網に
より５ＣＲ１４の順方向に供給される。センサ導体７１
．８２の接触かせ整流器８１または８２を通じて行われ
たとすると、リレー装置８８を作動させる電流を接地す
るものが抵抗回路網を通じて流さず、かつ整流器９６と
９７が接続されていないと大きな°電流がアースへ直接
流れないことを除き、動作過程は上記の動作過程に類似
する。スイッチ９４とともに遠隔リセット礪能をυｊｗ
Ｊする抵抗９５は抵抗器７２に並列接続されて、スイッ
チ９４が閉じられた時に、接点１１が閉じられることに
よりその抵抗器の抵抗値が低くされる。抵抗器９５の抵
抗値は高く、１メグオームの範囲、でなければならない
。その理由は、抵抗器９５が接点１１を側路しており、
リレーコイル２９が励磁されていない時も非接地導体４
３を第１の方向性抵抗を介して電源導体１０に接続し続
け、それの保持効果を発揮するからである。しかし、そ
れはその第１の方向性抵抗が行うように、接地導体８７
へも接続する。これはその保持効果を変える。

しかし、導体４３は整流器４１と、導体４６゜４８と、
負荷整流器５０と、負荷４５とを通じて接地導体３１へ
も接続される。整流器５０と５１の共通接続点と負荷の
間に接続されているスイッチ（図示せず）によるように
、その電流路が、それ自身では別の障害を生じないよう
にして切られたとすると、保持が避けられて回路はリセ
ットされる。そのような負荷のスイッチングは、たとえ
ば電気ドリル等において典型的なものである。

下記は、１２０ボルト型装四のための第１図の回路の代
表的な定格値とともに示すものである。

シリコン制御整流器１３．１４・・・・・・１〜３Ａま
たは要求に応じてリレーコイル２９に電流を供給する。

最大Ｉｇｔ　：　２００μＡ、Ｐ　ＩＶ　：　４００Ｖ コンデンサ１９，２４．３４・・・・・・・・・０．０
３３〜０．４ＭＦＤ、２５０〜４００ｗｖｏｃターンオ
フまたはリセット時間はＳＣＲゲート回路中の容■を小
さくすることにより遅延させられる。

コンデンサ６２　・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・０．０１５〜０．０３３ＭＦＤ。

６００ＷＶＤＣ。

コンデンサ６３　・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・０．４ＭＦＤ、２５０〜４００ＷＶＤＣ
。

コンデンサ６６　・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・オプション、４ＭＦＤまたはそれより僅
かに人、５０ＷＶＤＣまたはそれ以上。整流ブリッジの
出力したがってリレー８８の電機子の動きを平滑にする
。容量があまり大きすぎるとリセッ１−が妨げれること
がある。

小型の整流器制御および負荷回路 ダイオード１５，１６．２０゜ ２１．２７，２８．３６．３７゜ ５．８．６１，７３，７５，７７゜ ８１．８３．８４．９１および整 流ブリッジ８５を構成する負荷ダ イオード　　　　・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・１０００ＰＩＶ　２．５Ａを推奨スル（
汎用型）。

大型の整流器接地ダイオード ９７（オプション）　・・・・・・・・・・・・・・・
・・・１０〜５０Ａまたはそれ以上放熱器不要。

障害時のみ使用。

大型整流器負荷電流 ダイオード４１．４２　　・・・・・・・・・・・・・
・・合計電流定格が、予測される負荷をこえる。

ダイオード５０．５１　　・・・・・・・・・・・・・
・・合計電流定格が取付けられる負荷をこえる。

ＰＩＶ２００Ｖまたはそれ以上。合計ＰＩＶは線電圧の
２倍またはそれ以上。適切な放熱必要。

ネ　　オ　　ン　　管　　・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・ＮＥ−２、同期ＳＣＲターンオ
ンでトリガ効果を助ける。

直列抵抗器３９を有する ネオン管３８　　・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・ＮＥ−２その他。ＳＣＲの点弧および転
流を調整するためのに約１／２Ｗ型が好ましい。

うまく動作させるためには抵抗値の低い抵抗器と小容量
のコンデンサを必要とすることがある。

抵抗器（１／２〜１／２Ｗ） １７．２２　　　・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・３００に〜５００にオーム、１／
４〜１／２１８．２３　　　・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・５００にオーム（調整
を必要としない場合は抵抗器１８．２３は無くすことが
でき、それに応じて抵抗器１７．２２の抵抗値を高くす
る）。

３２　・・・・・・・・・４７０にオーム。

３３　・・・・・・・・・１Ｍオーム。

３９　・・・・・・・・・５６〜１００にオーム（ネオ
ン管３８の特性に関連）。

５６．５９・・・５０にオーム。

５７．６０・・・ＩＯＫオーム。

６４　・・・・・・・・・３．５Ｍオーム。

６５　・・・・・・・・・ ５００に〜１Ｍオーム。または抵抗器９５により行われ
るのに類似する遠隔リセツ１〜可能な保持機能を得るた
めに調整できるように調整可能な値から選択される。

６７　・・・・・・・・・１Ｍオーム ７０．９３・・・２２に〜１００にオーム（または感度
に合わせる）。

８０　・・・・・・・・・２２にオーム。

７２　・・・・・・・・・ ２７にオーム。この抵抗値を低くすると遠隔リセット可
能な保持モードにおいてオフ状態の維持が禁止され、高
くすると地絡に対するセンサ７１の反応が低くなる（抵
抗器７２は可変抵抗器にできるが、プリセットして、ユ
ーザーが調整できないようにすべきである）。

９０　・・・・・・・・・２７にオーム。

９５　・・・・・・・・・１Ｍオーム。

小型リレー８５　・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・ダルソンバール型、高感度ムーブメント
リレー、単極単投または高感度リレーと同等の固体装置
！！ｉ（光結合装置等）。

大型リレー２９　・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・１２０■交流、３極単投型。４極単投型
が好ましい。接点対４０は導体の各側における電流容量
を等しくするために並列接続された２つの接点対より成
る。コイルはＳＣＲ制御回路により励磁され、電磯子は
接点対１１゜１２．４０を支持し、電流定格は予測され
る負荷をこえる。

試験スイッチ６９（推奨）、 ７９．９２　（オプション）　・・・・・・・・・単極
単投型、接点定格１Ａまたはそれ以上。

保持スイッチ６６．９４　　・・・・・・・・・単極単
投型、回路に両方のスイッチを使用する時は定格１Ａま
たはそれ以上、１つの向きに１つのモード、別の向きに
別のモードを選択できるように、それらのスイッチは双
極双投スイッチの部分として含ませることができる。

電源と負荷のための容器、 フレームまたはシールド ５２．５３のような導電手段・・・・・・トータルな意
味でなく一般的な意味で考えることができ、十分に高い
電位すなわち危険な電位の導電要素に近接する導電性構
造体はすべて含む。それらの導電性構造体は、人が前記
＾い電位の導電要素に接触するより先にその導電性構造
体に接触する確立を高くする、または人が前記高電位の
導電要素に接触するより先にその１３電性構造体が高電
位のＳ型要素に直接接触する確率を高くするように構成
される。

使用が任意である大容量のダイオード９６と９７は容器
５２．５３を半波接地する。それらの容器は、３ｇ電性
工具および接地加工構造体におけるように事故または意
図的なものにより決定される拡張された範囲で接地され
た時に、保護手段となることがある。容器とアースの間
の抵抗値が非常に低くなると、容器が導体の電源側に接
触した場合に検出回路網き検出可能な障害電流を与える
ことができる可能性が接地の範囲とともに低くなるが、
それと同時に危険な電流が、接地が与える範囲まで流す
ことにより減少させられ、センサの感度を低くすること
なしに、半波の通路をアースへ直接設ける整流器により
はるかに大幅に減少できる。従来の容器接地とは異り、
導体の電源側にユーザーが外部から接触して、ユーザー
を通って半波接地された導電容器へ電流が流れるとする
と、回路はそれのリレーを開いて接地し、接地ダイオー
ドが設けることがある危険な電流路を断つ。したがって
、容器へ直接にまたはユーザーを介して短絡されても、
容器内部の導体からの電流に対してユーザーは保護され
、容器外部からの電流は、危険なアース電流路を設ける
ために予測できる。

何らかの態様の直接地絡により導電容器が外部で接地さ
れると、それを電源への外部接触に関して導電性物体で
あると単に考えねばならず、電源からの完全な切離しに
対する反応は諸条件を変えることはできない。使用を制
限することなしに容器の意図しない接地を避けることが
できる場合には、容器５２．５３のセンサ導体７１．８
２の直接接触を直接行って、結合整流器８１．８３の方
向性阻止をなくすことができる。これは、容器が接地さ
れると動作を禁止し、ａ！撃の予備条件をな（する。抵
抗器５６と５９および１８と２２の少くとも一方を調整
することにより達成できる高感度の状態においては、障
害に対する回路の感度を低くする、導通状態における大
容量整流器４１．４２の整流の失敗により、回路のター
ンオフが開始される。この状態は抵抗負荷に最も適する
。

電源部品の多くは、スイッチ６．６９．７９゜９２．９
４と、大容量整流器４１．４２と、大容量の必ずしも必
要でない整流器９７と、ネオン管３５．３８と、大型リ
レー２９と、可変抵抗器５６．５９と、小型リレー８８
とを除き、集積回路として製造できる。リレー８８は、
固体装置を使用する時は、集積化できる。モジュールす
なわち集積回路としての製造を容易にするために、可変
抵抗器１８．２３，３３．６５を固定抵抗器に代えるこ
とができる。リレーコイルへＳＣＲ制御電力を供給する
ことを除き、電流容量は小さい。

その電力も平均的な装置においてはその電力は非常に小
さい。大容量の負荷整流器５０，５１゜９６と小容量の
負荷整流器８３．８４も集積化できる。導体８７は第３
の接地導体で、たとえば、適切に結線されているレセプ
タクルへ回路を適切に接続するめたの分極接地基準とし
て機能する。

これが他の手段で確保される場合には、導体８７は容器
５２の内部の戻り導体３１へもちろん取付けることがで
きる。

次に第２図を参照する。この図に示されている回路は、
ＳＣＲ制御回路およびリレーに関する限りは、第１図に
示す回路に多くの面で類似し、対応する部品のｍ能と値
はほぼ同じである。大きな違いは、負荷回路へ接続する
のに制御電源には３本の導体を必要とすること、センサ
回路網が含まれていないこと、零シーケンス電流トラン
ス９８と、増幅器９９と、小型リレー１００が付加され
ていることである。現在の地絡遮断器の原理は本発明の
原理に適合し、したがって、高度の導線間保護および導
体とアース間保護を行うために、本発明に従ったやり方
で従来の地絡遮断器の特性を組合わすことができる。Ｓ
　ＣＲｉ、ＩＩ　Ｉｌｌリレー回路は導体間障害と導体
およびアース間の障害を検出および応答し、従来のＧＦ
ＣＩ障害検出器において検出素子として用いられる種類
の零シーケンス電流トランスリ′なわち変ｉ器９８が導
体間障害と地絡障害を負荷内から検出し、本発明に従っ
て、Ｓ　ＣＲＩＩＩ御リレー回路の応答を制御すること
により応答する。はとんど同じ保護効果を得るために、
Ｓ　ＣＲ１，ＩＩ御リレー回路は市販されているＧＦＣ
１ユニツトにプラグインできるだけであるが、第２図に
示す実施例は、部品を多重に使用するために本質的に経
済的であり、かつそれに伴う処理点も得られる。

従来のＧＦＣＩの電力リレーを附勢するために必要とさ
れる大電流増幅器の出力は、第２図に示す回路構成では
不要となる。第１図の回路で用いられているリレー８８
に類似する高感度リレー１００を附勢するために用いら
れるはるかに小さい出力電流をはるかに小電力の増幅器
９９が与える。そのリレー１００は、ＳＣＲ回路をトリ
ガするために必要とされる小さい逆’ＲＲをスイッチン
グするために接続され、したがって同じ電力リレー２９
を使用できる。

第２図の回路においては、電源導体４４とアース導体３
１の間に単極単投スイッチ１０１と、抵抗値が約２５に
オームの抵抗器１０２が直列に接続される。この直列回
路は変流器９８の中を通る戻り導体の部分をシャントし
、ＧＦＣＩの通常の機能を試験するためにその直列回路
が設けられる。

約１０にオームの抵抗器１１１に直列のリレー１００を
短絡することによりＳＣＲ回路の制御性を試験するため
に、リレー１００のスイッチング素子に第２の単極単投
スイッチ１１０が並列接続される。ａｌｌｌ　ｔｌｌ性
の試験は抵抗器１１１を介してリード２５または２６を
接地することによっても行うことができる。

第２図のＳＣＲ回路にはスイッチ６９と抵抗器７０の試
験用直列回路も設けることができる。リード１０３．１
０４は増幅器９９への電力線であり、リセット１０５．
１０６はリレー１００への増幅器出力線である。電源容
器５２は、もし導電性であれば、導体の電源側またはア
ースへの偶発的な接触に対して、５ＣＲ１３からの順電
流を阻止して、逆電流をＳＣＲへ流す向きに、約１Ｍオ
ームの可変抵抗器１０８と直列に、容器５２と５ＣＲ１
３のカソードリード２５の間に接続することにより保護
できる。地絡によるターンオフが頻繁で正常な機能を阻
害しなければ、負荷容器５３も同様に接続できる。接地
接点４０の端子間には、接点４０が障害により開かれた
時に、ＳＣＲ回路の障害状態検出性能の維持を助けるた
めに、４７に〜１００にオームの抵抗器１０９が接続さ
れる。保持スイッチ４６６が開かれたままにされると、
このＳＣＲ回路により検出できる種類の障害が解消され
た時に、回路はリセットしてリレー２９の接点が閉じる
。他の従来のＧＦＣＩ保護においては、過渡状態を含み
、零シーケンス変流器９８によってのみ検出されるそれ
らの障害状態は、ＳＣＲ回路が用いる、抵抗器１０９の
ような高抵抗器を介して変流器により監視を継続できず
、はとんどの状況の下においては、変流器の指示を無視
するのでなければ、保持スイッチ６６は、手動リセット
を必要とするばね戻り接点でなければならない。第２図
の零シーケンス変流器９８は第１図の回路に付加でき、
検出回路網により附勢される小型リレー８８は第２図の
増幅器９９により附勢できる。この場合には、第２図の
場合よりも障害の検出を多く行えるが、ある種の８１３
に対しては望ましいことがある電気保護の分野における
古い技術状態を表す。

次に、交流電源９から、第１図または第２図の半分の部
分に多くの面で類似する保護制御回路を通じて、半波電
流を直流負荷１１４へ供給する回路の回路図が示されて
いる第３図を参照する。第１．２図の交流負荷４５を、
直列接続された整流器５０．５１により電源へそれぞれ
接続される、２つの半波直流負荷に分割できることがわ
かる。

第３図において、負荷電流を流す整流ダイオード５０に
関連する負荷は負荷の接地される側に動かされ、したが
って電源がわの線すなわち導体からと、負荷中の任意の
点から、零シーケンス変流器を使用することなしに、か
つアースに対する電位差とは無関係に、地絡障害を検出
でき、かつ線間保護を行うことができる。したがって、
その線間すなわち導体間保護は、直列接続されたツェナ
ーダイオード対１１６と１１７、ツェナーダイオード１
１７′と整流ダイオード１１８、および抵抗器１１９に
よりシャントされた負荷電流導通ダイオード１１９によ
りシャントされた負荷電流導通ダイオード１１５とを電
源回路に付加することなしに行うことができる。それら
の付加素子を用いている理由は、負荷のアース側におけ
る導体５４゜５５と、それの負荷ダイオード５０から障
害があった時に、線とアースの間の保護を行うためであ
る。この保″ｆ！ｉ可能により、導体５４．５５の切断
に対する保護も行い、負荷導体５５の端部が他の接地部
に導電接触して、電流を負荷と直列にアースまで流すこ
とができる。そのような接触は人体を通じて行われるこ
ともある。

本発明のこの第３の実施例に従って、Ｓ　ＣＲ！／Ｊ御
回路への逆電流は、負荷において負荷電流導通整流器５
０による１回と、電源回路において負荷電流導通Ｗｉ流
器１１５による１回との２回阻止される。各負荷電流導
通器は抵抗器により、または抵抗器とツェナー回路の直
列回路により、あるいはツェナーダイオードに類似する
性質を有する他の装置によりシャントされる。そのツェ
ナーダイオードの定格はたとえば降伏電圧が８０〜９０
Ｖで、電力が約１ワツトである。１１７，１１７’また
は１１７“のようなツェナーダイオードは、加えられる
逆？ｌｔに対する降伏特性を与えるように、それぞれの
負荷電流導通整流器５０．１１５の向きと同じ向きに接
続される。逆電流の向きに電流を流すために通常の整流
器１１８が接続され、ツェナーダイオード１１７′を破
壊することがある、ツェナーダイオード１１７′を流れ
る負荷電流の向きの可能なより大きい電流を阻止するた
めにのみその整流器１１８は含まれる。したがって、そ
の整流器１１８の代りに、抵抗１１６とツェナーダイオ
ード１１７の直列組合せにおけるように、約５６にオー
ムの抵抗器を用いることができる。

整流器５５，１１５がツェナーダイオードによりシャン
トされている、障害のない正常な動作においては、１６
０〜１８０■の付加値直列降伏レベルを与える、ツェナ
ーダイオードを降伏させるには逆線電圧は不十分である
。便宜上、ツェナー・抵抗器またはツェナー・整流器の
組合せの１つを、約３３０にオームの抵抗器１１９のよ
うな抵抗器で置き換えることができる。第３図に破線で
示すように、ツェナーダイオード１１７”を付加するツ
ェナーダイオード・抵抗器の組合せは、５６にオームの
ような低い抵抗器１１９を使用する。シャンｌ−抵抗器
１１９とともに負荷電流ダイオード１１５を側路する導
体５４．５５が地絡すると、ツェナーダイオード１１７
に高くなった逆電圧が加えられ、そのツェナーダイオー
ドの降伏電圧をこえると、十分な逆電流がＳＣＲ制御回
路に加えてリレー附勢電流をターンオフし、負荷１１４
への電力を断つ。負荷と、負荷電Ｎ導通整流器５０と、
抵抗器１１６およびツェナーダイオード１１７の直列回
路とを側路する線間障害が起こると、ツェナーダイオー
ドをシャントするダイオード１１５または抵抗器１１９
により逆電圧が与えられ、その逆電圧は電力の遮断を開
始できる。この構成においては、整流器５０を負荷のい
ずれの側にも首くことができ、別の「電源」側では整流
器５０は負荷とアースの間の容ω性洩れ電流に対する感
度を低くする。

抵抗器１１６とツェナーダイオード１１７の直列回路が
導体４８と５５の間に接続されて、負荷１１４と負荷電
流導通ダイオード５０を側路する。

容器５３内に納められている切離されている負荷回路の
部分として、抵抗器１１６とツェナーダイオード１１７
の組合せ接続できず、接続されていない導体５４と４６
の地格に対する保護が望ましい場合には、図示の電源回
路の部分として、抵抗器１１６とツェナーダイオード１
１７の組合わせと、ツェナーダイオード１１７′と整流
ダイオード１１８の組合わせとを容器５２内の導体４６
と５４の間にも永久的に接続ずべきであるが、後述する
フェイルセーフ発掘装置を採用するならば、２４０Ｖ装
置に対してはそれらの組合わせを無くすことができる。

ツェナーダイオードを流れる順電流をυ１限するために
は、通常のつきに抵抗器を並列に接続することが好まし
く、負荷回路の逆接続の場合にツェナーダイオードを通
じての短絡を避けるのにとくに有用である。便利な制御
性能は第１〜４図に示す種類の回路に固有のものであっ
て、電源からの負荷電流を、非常に小さい電流を逆向き
に流すことにより遠隔制御するために、制御器を負荷に
おけるリード４８．５５のようなすセットに接続できる
。その−り御器は、逆電流を流す向きに接続された一方
向阻止手段に直列接続される単なるスイッチとすること
もできれば、ｇ度変化に従って抵抗値が徐々に変化する
サーミスタのような検出型制御器とすることもできる。

検出型制！２１１器を用いる場合には、逆電流のみを保
護的に流す向きに接続された一方向阻止手段すなわち整
流器に直列接続して用いることが好ましく、かつ、逆電
流をスイッチングのようにして調整するため、および、
位相υＪｉｌｔが採用される場合にしばしば予測される
ような妨害現象をほぼ避けるために、加熱要素の温度調
節に要求されるような連続調整を行うことが可能である
場合に、電源の完全オン状態と完全オフ状態を選択する
ようにツェナーダイオード、またはそれに類似の電圧検
出降伏装置に直列接続して使用すべきである。

この回路は、変更された負荷、すなわち、整流器５０、
または抵抗器１１６とツェナーダイオード１１７の組合
わせを負荷に近接して含まず、第３図に示すような電源
回路中にツェナーダイオードを含むのではなくて、整流
器１１８を含むような負荷に対して保護される半波直流
電流を与えるが、地絡保護のみを行うために用いること
もできる。整流器１１８は、アース側障害接触のための
逆電流路を設けるために保持される。２４０Ｖ使用にお
けるように、アース側が別の「生きているＪ側になり、
いずれの側も接地されない場合に整流器１１８はとくに
重要になる。５６にオームのような抵抗器を整流器１１
８の代りに使用できる。

本発明に従うそのような回路構成においては、線間障害
に対する保護を行わない通常のＧＦＣＩの保護機能に保
護機能が類似するが、高い感度ではより安定である点が
異なり、オフ状態における障害状態を監視し、米国特許
第３，９９７．８１８号の第９図に示されている回路に
類似するやり方で自動的にリセットする。しかし、本発
明に従って、負荷電流は整流ダイオード４１により流さ
れ、双極双投リレー１１２によりスイッチングされるも
ので、従来の回路におけるＳＣＲにより′ＩＬされ、か
つスイッチングされるのとは異る。

脈動直流電力で機能でき、とくに、正常な負荷抵抗値の
分割により機能的にできる負荷に対して、そのような回
路を２つ用い、１つの回路を第３図に示すような向きに
し、他の１つの回路を第１゜２図の全波交流回路の他の
半分について示されているような向きにして、全波直流
電力を加えることができる。第３，４図の回路において
は、本発明に従って、リレー１１２は交流型リレーでな
ければならない。この交流型リレーは半波脈動直流電流
により励磁される時に良く機能するものであって、接点
構成が第１．２図に示すリレー２９と僅かに異なる。第
３図のリレー１１２は、リレー２９の３つの単極型接点
の１つの代りをする１つの水種接点を含む。第３図にお
いて、リレーコイル１１２は単投接点対１２０と１２５
を、接点対１２１および１２２として示されている双投
接点構成の接点対１２１とともに閉じる。それらの接点
対は、レセプタクル内での生きているリード、接地され
ているリードおよび接地するリードが事故で誤接続する
可能性に対して保護するために利用される。電源９から
の電流が電源導体１０と３１へ最初に与えられると、接
点１２０，１２１゜１２５が開かれ、接点１２２が閉じ
られる。

Ｓ　ＣＲＩＩＩ　１１１回路への電流は接点１２０を側
路するが、常開接点１２１は接地されている戻り導体３
１を通って電流が流れることを阻止する。レセプタクル
において接続が正しく行われておれば、接地導体に接続
する常開接点１２２を流れる電流によりＳＣＲ回路を附
勢する。リレーコイル１１２と抵抗器１１３を流れるそ
の電流は小さく、かつ、リレーコイル１１２が励磁され
ると接点１２２が開かれ、接点１２１が閉じられてアー
ス接続が変えられるから、その電流は一時的である。

リレーコイル１２２が励磁されることによって、接点１
２０．１２５も閉じられて負荷電流回路を完結する。レ
セプタクルにおける接続が誤っていると、導体１０が正
しく生きており、接地導体３１と接地する導体８７が逆
にされる１つの場合におけるものを除いて、リレーコイ
ル１１２の使用を許されず、その１つの場合においては
、条件が電気的に正しくなくてもユーザーに対してとく
に危険な作用が生ずることはない。正常に接地する導体
８７に電流が流され、導体１０と３１がそれぞれ接地さ
れ、接地し、またはそれぞれ接地し、接地されると、リ
レーコイル１１２は接点を迅速に開開して可聴指示を与
える。導体３１に電流が流され、導体１０と８７がそれ
ぞれ接地され、接地し、またはそれぞれ接地し、接地さ
れると、リレーコイルは附勢されない。抵抗器１１９は
接地導体３１に図示のように接続され、または接地する
導体８７に接続されて、小さい逆電流のための連続′ａ
ｔ流路を与える。これは第１図のコンデンサ６２および
第２図の抵抗器１０９により行われる機能に類似する機
能である。前記した全ての起こり得る障害は等しい確率
ではないと考えられていること、および電流が流れる導
体と接地導体の反転はより一般的な誤りであることを理
解すべきである。

スイッチ１２４は回路を保持モードに置く。このスイッ
チ１２４が閉じられたままであると、障害が除去された
時に自動リセットが行われる。一時的に閉じられてリセ
ットしてから、開かれたままにされると、リセットのた
めには手動により再び閉じる必要がある。保持モードを
希望するが、自動リセットの必要または希望がないと、
破線で示されている接続１２３を希望に応じて行うこと
ができる。スイッチ１２４は一時的に閉じられる、ばね
復帰型の常開スイッチとすることができ、リレーの接点
１２２をなくすことができる。正しいレセプタクル接続
の確認が不要な場合には、自動リセットモードと手動リ
セット保持モードの間で選択を行うために、導体８７で
はなくて導体３１へ接続することによってリレーコイル
のアースまでの回路の完結を行うことができ、または保
持モードを希望しない時は導体３１への直接接続によっ
てリレーコイルのアースまでの回路を完結でき、リレー
接点１２１．１２２はなくすことができる。

リレーコイル１１２に並列接続されている第３図の抵抗
器１３３は、フェイルセーフ機構の一部としてヒユーズ
１５１の負荷を調整するダミー負荷として機能するが、
必要があれば、リレーコイルのインダクタンスの端子間
の「フリーホイーリング・ダイオード」に似た逆電流路
を構成するようにも機能する電力抵抗器であるこの抵抗
器１１３とフィラメント電球とすることができる。

フィラメント電球は指示器として機能し、保２！機能の
視覚的確認を行えるようにする。または、抵抗器１１３
は、そのような視覚的確認を行えるようにするために他
の各種の並列接続された電灯を含むことができる。

性能指示および［フェイルセーフＪＩ！ｉ能を第３図に
示す回路に含ませることができる。この性能指示および
「フェイルセーフ」機能は、リレーコイル１１２に与え
られる５ＣＲ１３の出力を制御できるようにして抑１１
１１すなわち減衰させる手段を用いるものであって、そ
の手段は、５ＣＲ１３の逆電流に対するゲート応答の結
果として、リレーコイル回路中に電球のような指示器が
含まれる時に、ＳＣＲのそのような適切な反応の視覚的
な確認および保障を容易にするようなやり方でＳＣＲの
出力を減衰させるものである。５ＣＲ１３の出力の減衰
は、リレーコイルの電流を保持に必要な値以下にするも
のであってはならないが、適切な結果を十分に達成する
ものでなければならない。第３図の回路への応用に示さ
れているように、整流器１４６と、固定抵抗器１４７と
、ネオン管１４８と、コンデンサ１４９と、可変抵抗器
１５０とで構成された弛張発振器は、アースから導体４
６へ脈動逆電流を与え、抵抗器１１３が電球または電球
を含む複合抵抗器だとすると、逆電流すなわち障害電流
の存在に対づるＳＣＲの応答性能を確認できる。逆電流
に対する正しい応答は、電球の光度を変化させることに
より行われる。何らかの理由で応答できなかったときは
、一様な完全半波光度によりそのことが指示される。そ
のような応答不能は５ＣＲ１３自体の欠陥、または整流
ダイオード４１の短絡のような外部の以上によるもので
ある。整流ダイオード４１の短絡の場合には、逆電流が
分路されてＳＣＲの反応が阻止される。ＳＣＲの出力が
減衰させられた時にリレーコイル回路の負荷がヒユーズ
１５１の電流容量以内となり、ＳＣＲの出力が減衰させ
られなかった時にヒユーズ１５１の電流容量をリレーコ
イル回路の負荷がこえるように、リレーコイル回路の負
荷が調整される場合に７工イルセーフ機構の積極的かつ
自動的な特徴が発揮される。それから、障害が生じた時
にヒユーズ１５１をとんでリレーコイル回路は自動的に
開かれ、逆電流すなりも障害電流に反応する。負荷とヒ
ユーズの間の適正な関係を達成するための最も都合の良
い手段として、リレーコイル′Ｆｉ流負荷を市販されて
いるヒユーズの電流容量以内にするように、リレーコイ
ル電流負荷を調整するために抵抗器１１３を選択できる
。

電球のフィラメントがコイル電流負荷抵抗器１１３の主
要部を成している場合にとくに起こることかある、短時
間のサージに対する早まった反応すなわち誤った反応を
避けるために、ヒユーズ１５１は小さい電流容量の遅延
動作型のものでなければならない。

この種のヒユーズは脈動電流のピーク値に反応するもの
ではなくて、平均値に反応する傾向がある。速断ヒユー
ズに対するサージを制限するために、温度係数が負の抵
抗器を採用することもできる。電球が負荷１１３の大部
分を占め、リレー機能を十分に助ける場合には、感度を
調整することにより電球が切れることによりリレーがタ
ーンオフするから、そのようなことが起こる可能性によ
りフェイルセーフ様能がゆるめられることはない。

フェイルセーフ機能は光学的指示器なしに性能を自動的
に監視するために使用でき、その場合には負荷１１３の
部分としては電球をなくすことができ、ネオン管１４８
とコンデンサ１４９で構成された発振器は、抵抗器１４
７と１５０の抵抗値または抵抗器１１９ａ抵抗値により
一層簡単な制御を行えるように、５ＣＲ１３の出力の減
衰には無くされる。５ＣＲ１３の減衰された出力と、ヒ
ユーズその他の過負荷検出遮断手段の容量に関連する所
定の負荷との「フェイルセーフ」組合わせを、減衰され
た光度を受けいれることができ、またはクリスマス電球
その他の表示灯の場合におけるように明滅光がとくに望
ましいような、脈動効果を有し、または有しない負荷電
源として直接に採用できる。一連のクリスマス電球に付
加するのと同様に、負荷抵抗値を加えたり、負荷抵抗値
を減少させたりする機会がある場合には、付加ストリン
グは、逆電流に対する抵抗値を低くし、かつ遮断手段を
流れる電流がほとんど変らないようにし、電流を流す能
力以内にＳＣＲの出力を減衰させるための付加手段も含
むことができる。

第１図に示されているような全波回路に性能指示器およ
び「フェイルセーフ」機構を用いる際には、機能を視覚
的に確認するために弛張発振器を付加づる代りのものを
使用は有しない負荷電源として直接に採用できる。一連
のクリスマス電球に付加りるのと同様に、負荷抵抗値を
加えたり、負荷抵抗値を減少さゼたすする機会がある場
合には、付加スミ−リングは、逆電流に対する抵抗値を
低くし、かつ遮断手段を流れる電流がほとんど変らない
ようにし、電流を流す能力以内にＳＣＨの出力を減少さ
せるための付加手段も含むことができる。

第１図に示されているような全波回路に性能指示器およ
び「フェイルセーフ」機構を用いる際には、機能を視覚
的に確認するために弛張発振器を付加する代りのものを
使用できる。１Ｍオームまたはそれより高い適当な抵抗
値の大きな洩れ抵抗器をいきている導体からアースへ接
続することにより、リレーコイル回路の電流を断続的に
減衰させることができる。これは、整流ダイオードを介
してリレーコイルに並列接続される電球の光度において
著しくなる起る脈動は、アースへの洩れ接続のために選
択された生きているリセットとは無関係に、およびリレ
ーコイルを分路するこの組合ヒにおける電球ダイオード
の極性とは無関係に、電球の光度において著しい。

加熱素子のように分割できる前記負荷への全波対電力供
給に半波回路を用いる場合には、地絡のようなより一般
的な障害が回路の半分だけをターンオフして、他の半分
を完全に動作させたままにするのがほとんどの場合に有
利である。また、容量性の洩れが予測される交流回路よ
りも２つの半波直流回路を採用することも有利であり、
または加熱素子、フィラメント電球、整流器が結合され
たハロゲン電球等でｔ　１＝の使用がとくに可能である
場合に２つの半波直流回路を採用することが有利である
。部品の値を適切に調整することにより、またはある場
合には接続を簡単に変更することにより、この種の回路
をより高い電圧の回路に容易に使用できる。いずれの側
も接地されず、対アース電圧が１２０Ｖである、線間電
圧が２４０■である電源の場合には、保護される２４０
■の半波電流を負荷１１４へ与えるためには、接点１２
５を接地導体３１から切離して、他の生きている導体に
再び接続するだけでよい。抵抗３１１６の値と、ツェナ
ーダイオード１１７．１１７’の値と、負荷電流整流器
４１．５０．１１５以外のその他の部品の値とは、電圧
上昇を受ける定格ではないとしても、変更する必要はな
い。２４０■の場合に接地する導体８７を利用できなけ
れば、スイッチ１２４は接地導体３１にも接続すべきで
ある。

導体の一方の側が接地される高電圧の装置においては、
１２０Ｖについて接続を最初に説明したが部品の値は適
切に変更する必要がある。２４０Ｖを使用するような場
合には、障害保護のためには導体の両側を切らなければ
ならず、これは本発明に従って行われる。

次に、本発明の第４の実施例が示されている第４図を参
照する。この実施例においては、障害接触からの導体間
保護または導体−アース問保護は、第３図に示す実施例
における保護とほぼ同じであるが、第４図に示す実施例
では、遮断された導体障害保護も行う。アース側導体５
４．５５を切離すことができ、生きている側の導体４６
〜４８が接続されたままである場合には、人体を通じて
起こることがあり、人体を負荷およびそれの一方向素子
手段に直列接続するような、戻り導体または中性導体以
外のアース電位源への偶発的な接続に対する保護が第３
図、第４図の回路により行われる。しかし、第４図の回
路は、不適切に接続されている導電性物体上の人体が負
荷に直列接続される可能性を、その接続が、整流器５０
と負荷１１４に接続されているアース側戻り導体５５と
電源側戻り導体５４の間で行われる場合、またはアース
側導体が依然として接続されている場合には生きている
側の導体端子４６と４８の間に行われる場合でも、保護
を行う。第４図の回路は５００オームのような決定でき
るレベルより高い抵抗値を有する負荷を除去するように
設計されているから、負Ｍ？ｉ流を高い抵抗値へ与える
ためのリレー接点の閉成は起らない。低い抵抗値に応じ
てリレー接点が閉成されることにより負荷電流の流れが
開始された後で、抵抗値の上昇によりそのような高い抵
抗値が生じた場合に、リレーコイル１１２への電流の自
動遮断が行われ、リレー接点１２０が開かれて負荷電流
を遮断する。人体のような高抵抗値の障害導体が電流路
を形成するような位置に負荷導体４６．４８を接続して
、生きている側の導体から負荷を通ってアースへ流れる
電流を受けている間に、そのような負荷導体４６゜４８
が相互に切離されるとすると、リレー接点は開く。高抵
抗が接続されたままの間に低い抵抗値とするために導体
を再び接続してもリレーは再び附勢されることはない。

障害として認められる高抵抗の切離しは、導体が再び接
続されて低抵抗値の電流路の形成によりリレー接点が閉
成される前に、要求される。したがって、露出している
導体端部に接触することにより人体の一部を負荷に直列
にすることがある導体の接触に関連する通常の危険なし
に、電流導体を切離すこと、および再び接続することが
できる。米国特許第３．９９７゜８１８号に開示されて
いる先行技術におけるそのような直列接続に対する保護
は、減少したＴｉ流が十分な期間流れた後でのみ十分な
電流を供給する遅延機構を用いている。

もちろん、同時障害として起こる、生きている導体４６
とアース導体すなわち戻り導体の間の直接導電接触によ
り、第３図を参照して先に説明したように保護ターンオ
フが行われる。障害に対する反応および障害の除去の後
のリセットは、負荷側に障害がない時は、負荷スイッチ
１６１を開き、かつ再び閉じることにより負荷側におい
て、または電源側において常閉リミットスイッチ１６４
を一時的に開くことにより、遠隔で行われる。第４図に
示す回路は、導体４６〜４８および５４゜５５が配電線
として延長され、切断を含む損傷を受けることがある配
電装置にとくに適する。大地を戻り導体として使用する
場合には、参照符号１０と３１で表されている電源側導
体を、１ｉｔｉ側端部および負荷側端部における５４．
５５のような設置する導体により形成されている戻り経
路とアースから分離されている発電器の巻線、またはト
ランスの２次巻線に接続すべきである。第４図の回路に
おいては、負荷が接続されていない時にアース側が導体
５４に接触した場合のターンオフは、第３図の整流ダイ
オード１１８により、または代りの抵抗器あるいはツェ
ナーダイオード１１７′のようなツェナーダイオードに
より、形成される逆電流路を設けることなしに行われる
。

第４図の回路のターンオフ動作はとくにもろく、決定的
なものである。抵抗１１ｓ１１３の一部として含まれて
いる指示灯は、回路の動作におけるＳＣＲの２つの出力
状態として完全オン、または完全オフを指示する。異っ
て接続されてはいるが、その回路における抵抗器１１３
もリレー機能を助け、第３図の回路におけるように、適
切に調整された回路に電球が用いられるとすると、その
電球のフィラメントが焼損した時にリレー接点は開く。

整流ダイオード１５２，１５３が負荷電流を流す定格を
有するものとすると、整流ダイオード１１５と抵抗器１
６０をなくすことができるが、経済性の問題と、別に人
容最の整流器を使用することを避けることのために、ダ
イオード１５２と１５３は整流ダイオード１１５に並列
接続される。それらのダイオードは１〜２Ａで、ＰＩＢ
がｉ　ｏｏｏｖである容易に入手できる汎用ダイオード
のような比較的小型のものであり、大型の整流ダイオー
ド１１５は負荷電流を流す。抵抗器１６０の抵抗値は重
要ではないが、１〜２にオーム程度である。抵抗２３１
６０は、大きい電流が低抵抗の電流路により整流ダイオ
ード１１５を通って流れるようにするものである。導体
１０と３１が電源に接続されている時の最初のターンオ
ンにおいて負荷スイッチ１６１が閏じられ、障害がない
時は最初のリレーコイル電流が導体１０から設置導体３
１へ流れ、リレー接点１２０が閉じられた後で、整流ダ
イオード１５３により接地線３１に接続されているコン
デンサ−１５４が５ＣＲ１３からの電流によって充電さ
れることにより保持電流が保たれ、その後でコンデンサ
１５４はリレーコイル１１２と、ダイオード４１と、負
荷１１４と、整流ダイオード１５２とを通じて放電する
。

整流ダイオード１５２，１５３，１１５をシャントする
コンデンナ１５５と固定抵抗器１５６および可変抵抗器
１５７の直列囲路は、線間すなわち導体間障害検出に必
要な逆電流をアースｌｌｌ！導体５４．５５に与える。

ＳＣＲ回路の感度は抵抗器１８と５６を用いて調整でき
るが、可変抵抗１５７を用いて精密調整することにより
適当な感度範囲にするために、それらの抵抗器１８．５
６の抵抗値はなるべく予め設定しておく。一時的に開く
ことができる常閉リミットスイッチ１６４により電源側
でリセットできるが、負荷スイッチ１６１を単に開閉す
ることにより、または障害がない時に切離されている導
体を再び接続することにより遠隔リセットを可能にする
構成において、抵抗器１６２が整流ダイオード１５２と
１５３の共通接続点を電流が流れている導体４６に接続
する。障害に対する反応後の手動リセットを電源回路側
で行うことが好ましい場合には、ダイオード１５２と１
５３の共通接続点から抵抗器１６２を切離して、その抵
抗器１６２を破線１６３で示すように再び接続する。そ
うすると導体４６と５４は抵抗器１６２と低抵抗器１６
０および破線導体１６３を介して接続される。

その再接続によりターンオフにおける保持作用が行われ
、リミットスイッチ１６４を一時的に開くことによって
リセットが行われる。リミットスイッチ１６４はコンデ
ンサ１５５および抵抗器１５６．１５７に直列接続づる
こともできる。第４図において詳しく説明しなかった部
品の値は次の通りである。抵抗器：それぞれ１／２Ｗ型
、１６２−３３に〜１００にオーム、１５６−１０〜１
５にオーム、１５７−２０〜５０にオーム、１６０−５
００〜２０００オーム。整流ダイオード１５・２，１５
３，１５９−１５２および１５３と同じ汎用型である。

コンデンサ１５４，１５５−約０．１ＭＦＤ、４００Ｖ
。

第３図または第４図に示す回路に類似する回路を２つ逆
向きに用いて全波交流を供給する場合には、第１図にお
いて負荷中のダイオード５０゜５１により構成されてい
るのに類似する、整流ブリッジを使用することにより交
流を再構成できる。

しかし、動作できるようにするためには、第３゜４図に
おける戻り導体５４のような戻り導体に再接続する前に
半波を再び分離させるために同様なブリッジをアース側
に必要とする。というのは、接地導体は、電源回路を介
する接地以外の接地にも敏感だからである。

全波交流が負荷に加えられるような回路においては、２
つの半波回路は可逆のマスタースレーブ関係を有しなけ
ればならない。この可逆マスク冑スレーブ関係は、第１
，２図に示すように、抵抗器３２．３３と、コンデンサ
３４と、ガス入り放電管３５とを含むブリッジを付加す
ることにより達成される。ある程度成功しているべつの
構成は、１つの半サイクル直流電源をターンオフしても
、コンデンサによりほぼ阻止されている別の半波直列電
源から半波直流だけを残し、その結果として交流リレー
コイル１１２が非励磁状態となってリレー接点が開かれ
るように、リレーコイル１１２を直列接続されたコンデ
ンサおよび電力抵抗器を介してアースに接続することを
含む。

次に第５図を参照する。この図は、第３．４図に示され
ているような半波回路に電流を供給する多相混合手段を
示すための回路を最も簡単な態様で示すものである。こ
の回路を通じて負荷に供給される電力を増すために、逆
電流を流す時間よりはるかに長い時間を順電流導通のた
めに用いる。

この回路における任意のＳＣＲの転流を必要とする応答
速度を維持するためには逆電流利用の頻度を低くすべき
ではないが、逆電流を流すために利用できる時間は順電
流を流すために利用できる時間に等しくする必要はなく
、この回路は負荷電流導通のために割当てられる時間の
割合を多くするための装置の例を示すものである。第５
図において、巻線１２７，１２８，１２９は三相トラン
スまたは三相発電器のＹ接続された巻線である（Ｙ接続
に限られるものではない）。第３，４図の導体１０に接
続されるようになっている導体１３４に巻１！７１２８
．１２９を接続する負荷電流導通整流ダイオード１３０
，１３１を、約２７にオームの１ワット型抵抗２＋１３
２，１３４がシャントする。第３の巻線１２７は導体１
３５に直結される。

その巻線は接地することもあれば、分離された装置の場
合にはシャーシー等に接続できるとともに、導体１３５
により第３，４図の導体３１にも接続される。第３．４
図の半波回路に類似するが、逆向きに負荷電流を流すよ
うな向きで接続されている第２の半波回路に同様に電力
を供給するために、第２の負荷電流導通ダイオード対１
３６．１３７が巻線１２８，１２９を導体１４０に接続
するその導体１４０は第２の半波回路の電流を流す導体
に接続される。シャント抵抗器１３８．１３９は抵抗器
１３２．１３３に類似する抵抗器である。

巻線１２７には、第２の半波回路のアース側に接続する
第２の導体１４１も設けられる。抵抗器１３２．１３３
，１３８，１３９の代りにコンデンサを用いることもで
きるが、あまり好ましくはない。２つの保護回路および
、それらの回路の負荷には同じトランスまたは発電機か
ら電力を同時に供給できる。多相混合の場合には、電源
９のような交流電源から電力を受けた時に、第３．４図
の回路に類似する２つの逆向き回路の２つの電流が流れ
る側の間の導通により多相混合が開始されるものではな
い。

次に、本発明に特有の負荷回路整流の必要にとくに応用
できる電気機械的な導通および阻止半没が示されている
第６図を参照する。第３図の回路に含まれている整流器
１１５を助ける電流導通および阻止手段としての使用を
示す接続で第６図に示されているそのような手段は、振
動型または回転型の比較的簡単な同期スイッチング装置
を有する。このスイッチング装置は、順方向電流導通に
おける発熱を減少させるか、ぽとんどなくし、派派によ
り求められる負荷電流整流の品質を達成する際に、大き
な電流が流れることにより発生される熱を放散させる必
要を解消するものである。振動型の例においては、直流
リレーコイル２０１を流れる順方向の半サイクル電流の
間、常開リレー接点２００が閉じられる。リレーコイル
２０１へ流れる順方向学サイクルｌ！流は、そのコイル
を通常の整流ダイオード２０２と直列に導体１０と３１
の間に接続することにより得られる。常閉接点を使用し
たい場合には、逆［１の半サイクル中に接点開放電流を
供給するために整流Ｎ２Ｏ２を逆向きに接続すべきであ
る。同期スイッチングが、接点の開閉が２つの各半サイ
クルにおいて僅かに遅らされて、順電流半サイクルが始
まった後に閉成され、逆電流半サイクルが始まった後で
開放されるようなものだと１６と、小さな初期順電流が
整流ダイオード１１５により流され、小さい初期逆電流
が接点２００を通じて流される。整流ダイオード１１５
を通じて流れる順電流は接点２００により大幅に減少さ
せられるから、そのダイオードの電流容量と放熱の要求
は大幅に小ざくされる。

接点２００を通じて流される初期逆電流は、初期ターン
オフなしに装置が耐えられる値まで電圧を比較的低くす
る。接点閉成時におけるアークの発生は、整流器１１５
をシャントすることによりなくされ、接点開放時におけ
るアークの発生は、ダイオード４１．５０による逆電流
阻止により解消される。全体の逆電流半サイクルは、接
点２００の開放と閉成が同じ順電流半サイクル中に行わ
れるように、順電流半サイクル中のわずかに遅らされた
接点閉成を、順電流半サイクルが終る前に行われる早期
接点開放に組合わせることにより、常開接点２００によ
り阻止できる。

全順電流は、逆電流半サイクル中のわずかに遅らされた
開放を、その半サイクルが終る眞に行われる早期の閉成
に組合わせるとにより、接点の開放と閉成が同じ逆電流
半サイクル中に行われるようにして、第６図の接点２０
０と整流ダイオード１１５により全順電流を流すことが
でき、それにより接点を常閉にすることが解消される。

接点を通る逆電流導通は増大するが、電圧の上昇はない
。

ダイオード１１５のようなダイオードに接点が並列接続
されている場合のみ、順手サイクル中にスイッチングが
行われても同期接点はアークの発生を避け、かつ、スイ
ッチ時における小さな意図的シャント電流を除き阻止す
る他の逆電流阻止手段に接点が直列接続されるならば、
逆電流半サイクル中にスイッチングが行われてもアーク
は生じない。アークの発生を抑！ＩＩすることにより接
点の寿命が非常に長くなり、スイッチング時の無線周波
の発生がほぼなくなり、接点間隔を非常にせまくできる
から応答が速くなり、騒音の発生が減少し、電機の動き
が小さくなる。この電気機械的阻止手段の磁気効率は高
くなり、接点の寸法とくらべて小型のコイルおよび電機
子を使用できる。

第３図に示すような回路においては、第６図に示す電気
機械的な阻止手段２００．２０２を、整流器４１，５０
．１１５の代りに、３つの負荷電流阻止手段の全ての例
において使用できるが、全体の構成は、接点におけるア
ークの発生が抑えるような前記諸条件に合致せねばなら
ない。従来の振動型および回転型のスイッチング装置に
おけるコアのパラメータと、電機子を復帰させるばねの
ような手段のパラメータは、接点の開閉を同じ半サイク
ル中に行わせて、同期スイッチング装置を本発明の有用
な構成要素にすることを助ける、遅れスイッチング特性
および早期スイッチング特性を調整における要素にでき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は電撃防止と火災防止を行う本発明の全波回路の
第１の実施例の回路図、第２図は電撃防止と火災防止を
行う本発明の全波回路の第２の実施例の回路図、第３図
は半波脈動直流電流を使用できる工具その他の機器に採
用でき、回路が障害を検出しなくなった時に電力を断つ
手段により機能を積極的に確認する手段を含み、半波脈
動直流を発生する手段を２つ用いて逆方向に電流を流す
ようにして全波交流を負荷に供給することにより、電撃
と火災を防止する本発明の装置の第３の実施例の回路図
、第４図は半波直流で電力を供給でき、または負荷の分
割により、第３図について述べたような２つの直流成分
の形の全波交流で電力を供給できる工具そのだの機器に
もちいて、電撃、火災、および°直流が流れている導体
の切断に伴う危険を防止する本発明の装置の第４の実施
例の回路図、第５図は第３図、第４図に示す半波長実施
例において電流のオン状態時間の割合を増す装置の回路
図、第６図は発熱の減少と、放熱器使用の必要をなくす
ために、順方向導通中に通常の整流器を助けるために接
続される同期スイッチング手段の回路図である。 １３．１４・・・５ＣＲ１１５，１６，２０，２１゜２
７．２８，３６，３７．７３，７５．７７゜８１．８３
，８４．９１・・・整流ダイオード、１９゜２４．３４
．６２．６３．８６・・・コンデンサ、５８．６１・・
・ダイオード（一方向阻止手段）、６９．７９．９２・
・・試験スイッチ、６６．９４・・・保護スイッチ、８
８・・・リレー。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 図面の浄書（内容）こ変更なし） ′Ｊへツー ９−Δフ← 手ｙ５　宇ｒ１１　　正　ｆＧ　　（方式）昭和６１年
６月２ダ臼

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、負荷と、この負荷を通じて１つの向きに十分に大き
   い電流を通し、前記１つの向きとは逆の向きに十分に小
   さい電流を通すために前記負荷に直接接続される第１の
   電流阻止手段と、前記負荷に接続され、その負荷を交流
   電源に接続するようにされた電源回路とを組合わせて備
   え、その電源回路は、前記負荷を通じて前記１つの向き
   に十分に大きい電流を通し、前記逆の向きに十分に小さ
   い電流を通す第２の電流阻止手段を含み、前記電源回路
   は、前記十分に大きい電流を前記交流電源から前記第１
   の電流阻止手段と前記第２の電流阻止手段を通つて前記
   負荷へ前記１つの向きに供給するための負荷電流スイッ
   チング手段を有し、前記電源回路は、前記負荷電流スイ
   ッチング手段へ作動電流を前記１つの向きに供給するた
   めの一方向にトリガされるスイッチング手段を更に含み
   、前記電源回路は、一方向にトリガされる前記スイッチ
   ング手段に作動的に接続され、前記逆の向きに電流を流
   す負荷回路が前記電源回路へ接続された時に、前記一方
   向にトリガされるスイッチング手段を通つて前記負荷電
   流スイッチング手段へ供給される前記作動電流を常に大
   幅に減少させ、かつ前記負荷電流スイッチング手段によ
   り供給される前記１つの向きの前記十分に大きい電流を
   常に大幅に減少させる制御器を更に含むことを特徴とす
   る電源装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記一
   方向にトリガされるスイッチング手段はサイリスタであ
   り、前記電流を大幅に減少させる手段は前記サイリスタ
   のゲートをトリガするのにコンデンサを含み、前記逆の
   向きに電流を流す負荷回路が前記電源回路へ接続された
   時に、前記コンデンサは点弧電位より低い電位まで常に
   放電することを特徴とする装置。 ３、特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記第
   １の電流阻止手段は前記電源回路の外側に配置されるこ
   とを特徴とする装置。 ４、特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記第
   １の電流阻止手段は前記電源回路中に配置され、前記負
   荷から分離できることを特徴とする装置。 ５、特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記負
   荷電流スイッチング手段はリレーであることを特徴とす
   る装置。 ６、特許請求の範囲第５項記載の装置において、前記リ
   レーは附勢された時に一対の接点を閉じ、交流電源から
   の接地された導体に接触することにより前記リレーのた
   めの附勢電流路を完結し、前記リレーは、附勢されない
   時に接地導体に接触することにより付加附勢電流路を有
   することを特徴とする装置。 ７、特許請求の範囲第１項記載の装置において、この装
   置によつて異なるやり方では検出できないことがある障
   害に応答して、前記装置により検出できる障害状態を発
   生できる手段と、増幅手段とを更に備え、前記障害状態
   発生手段は、零シーケンス電流トランスを含み、このト
   ランスは、電流導体を流れる電流の大きさが接地障害に
   より異なる時に、前記トランスのコイル中に電流を発生
   させるために、それらの導体を交流電源から前記電源回
   路まで囲み、前記増幅回路は前記トランス内に発生され
   た前記電流を増幅して、検出できる前記障害状態を発生
   する前記手段を附勢し、かつ前記制御器を作動させるこ
   とを特徴とする装置。 ８、特許請求の範囲第７項記載の装置において、障害状
   態を発生する前記手段はリレーであることを特徴とする
   装置。 ９、特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記負
   荷を通じて前記１つの向きに十分に大きい電流を通し、
   前記逆の向きに十分に小さい逆電流を通す第３の電流阻
   止手段を前記電源回路内に更に備え、前記第２の電流阻
   止手段は交流電源の１つの導体を前記負荷に接続し、前
   記第３の電流阻止手段は前記交流電源の他の導体を前記
   負荷へ接続し、前記１つの向きに電流を通すために前記
   第１の電流阻止手段と前記第３の電流阻止手段は接続さ
   れ、前記各電流阻止手段は逆電流電圧降伏特性を有する
   電圧降伏を含み、交流電源により与えられる電圧より十
   分に低い電圧がそれを通る逆電流導通を開始させ、前記
   第１の電流阻止手段の前記降伏手段と前記第３の電流阻
   止手段の前記降伏手段は、前記第１の電流阻止手段と前
   記第３の電流阻止手段の一方と、含まれている降伏手段
   をシャントすることにより、前記第１の電流阻止手段と
   前記第３の電流阻止手段の他方および含まれている降伏
   手段へ、前記第１の電流阻止手段と前記第３の電流阻止
   手段の前記他方および含まれている降伏手段を降伏させ
   る電圧をこえる電圧を与えて、逆電流を流させるように
   、逆電流の流れを開始させるために、交流電源により供
   給される電圧を大幅にこえる組合わされた全電圧要求を
   有することを特徴とする装置。 １０、特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記
   負荷を通じて前記１つの向きに十分に大きい電流を通し
   、前記逆の向きに十分に小さい逆電流を通す第３の電流
   阻止手段と、この第３の電流阻止手段と前記第１の電流
   阻止手段の一方をシャントする電圧降伏手段と、前記第
   ２の電流阻止手段と前記第３の電流阻止手段の他方をシ
   ャントし、かつ前記１つの向きに電流を流すために接続
   される抵抗器とを更に備え、前記第２の電流阻止手段は
   交流電源の１つの導体を前記負荷に接続し、前記第３の
   電流阻止手段は前記交流電源の他の導体を前記負荷へ接
   続し、前記降伏手段は、交流電源により与えられる電圧
   より十分に低い電圧が、その降伏手段を通る逆電流導通
   を開始させる逆電流電圧降伏特性を有し、前記降伏手段
   は、前記抵抗器をシャントすると前記降伏手段により高
   い電圧が加えられて大きな逆電流の流れを開始させ、か
   つ前記電圧降伏手段をシャントすることにより前記抵抗
   器を逆電流が流れることができるようにするように、交
   流電源により前記抵抗器を通じて電圧降伏手段に加えら
   れる電圧をこえる、十分な逆電流の流れを開始させるた
   めの電圧要求を有することを特徴とする装置。 １１、特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記
   １つの向きとは逆の向きに前記負荷に十分に大きい電流
   を通し、かつ前記１つの向きに十分に小さい電流を通す
   ことにより、交流電源からほぼ全波電流が前記負荷へ与
   えるために第３の電流阻止手段および第４の電流阻止手
   段を更に備え、前記装置は、前記負荷電流スイッチング
   手段へ作動電流を供給するために交流電源に接続される
   他の一方向にトリガされるスイッチング手段を含み、前
   記一方向にトリガされるスイッチング手段の一方は前記
   交流電源からの半サイクルを前記１つの向きに通し、前
   記一方向にトリガされるスイッチング手段の他方は交流
   電源からの他の半サイクルを前記１つの向きとは逆の向
   きに通し、前記一方の一方向にトリガされるスイッチン
   グ手段と前記他方にトリガされるスイッチング手段のい
   ずれか、または両方は交流電源からの電流を、前記負荷
   電流スイッチング手段を作動させる電流として供給し、
   前記電源回路は、前記１つの向きの電流の流れが前記他
   の制御器へ与えられた時に前記他の一方向にトリガされ
   るスイッチング手段を通じて前記負荷電流スイッチング
   手段へ与えられる前記作動電流を大幅に減少させるため
   に前記他の一方向にトリガされるスイッチング手段に作
   動的に接続される他の制御器を含み、前記１つの一方向
   にトリガされるスイッチング手段および前記他の一方向
   にトリガされるスイッチング手段のいずれか、または両
   方は、前記電流阻止手段の１つをシャントする接続によ
   り前記負荷電流スイッチング手段への作動電流を大幅に
   減少させて、前記負荷電流スイッチング手段に前記負荷
   へ供給される電流をほぼ遮断させることを特徴とする装
   置。 １２、特許請求の範囲第１１項記載の装置において、前
   記負荷電流スイッチング手段を作動させる電流を供給す
   るために前記１つの一方向にトリガされるスイッチング
   手段および前記他の一方向にトリガされるスイッチング
   手段をそれぞれ接続する一対の電流阻止手段を更に含む
   ことを特徴とする装置。 １３、特許請求の範囲第１１項記載の装置において、２
   つの付加電流阻止手段と、負荷手段であつて、この負荷
   手段はそれら２つの付加電流阻止手段により前記一方向
   にトリガされるスイッチング手段に接続されて前記交流
   電源から前記負荷手段へ電流を供給する前記負荷手段と
   を更に備え、この負荷手段は前記一方向にトリガされる
   スイッチング手段の点弧および転流を強化することを特
   徴とする装置。 １４、特許請求の範囲第１３項記載の装置において、前
   記負荷手段はガス放電管であり、それに抵抗器が直列に
   接続されることを特徴とする装置。 １５、特許請求の範囲第１３項記載の装置において、前
   記負荷手段はコンデンサおよび抵抗器であることを特徴
   とする装置。 １６、特許請求の範囲第１１項記載の電源装置において
   、この装置によつて異なるやり方では検出できないこと
   がある障害に応答して、前記装置により検出できる障害
   状態を発生できる手段と、増幅手段とを更に備え、前記
   障害状態発生手段は、零シーケンス電流トランスを含み
   、このトランスは、電流導体を流れる電流の大きさが設
   置障害により異なる時に、前記トランスのコイル中に電
   流を発生させるために、それらの導体を交流電源から前
   記電源回路まで囲み、前記増幅手段は前記トランス内に
   発生された前記電流を増幅して、検出できる前記障害状
   態を発生する前記手段を附勢し、かつ前記制御器を作動
   させることを特徴とする装置。 １７、特許請求の範囲第１６項記載の電源装置において
   、障害状態を発生する前記手段はリレーであることを特
   徴とする装置。 １８、特許請求の範囲第１項記載の電源装置において、
   前記交流電源は多相電源であり、この多相電源は、多相
   電源からの少くとも２つの導体から多相電流を共通の出
   力端子へ流すために接続される複数の電流阻止手段と、
   前記多相電流の完全な半波整流電流より小さい電流を流
   すために前記複数の電流阻止手段により電流が阻止され
   る向きに小さい電流を通し、かつ順方向整流が不完全で
   ある逆の向きに比較的小さい電流を通すために前記複数
   の電流阻止手段のためのシャント手段とを含み、前記電
   源からの前記導体のうちの少くとも１つの導体は前記複
   数の電流阻止手段を通ることなしに他の端子に接続され
   ることを特徴とする装置。 １９、特許請求の範囲第１８項記載の電源装置において
   、前記シャント手段は抵抗器を含むことを特徴とする装
   置。 ２０、特許請求の範囲第１８項記載の電源装置において
   、前記シャント手段はコンデンサを含むことを特徴とす
   る装置。 ２１、特許請求の範囲第１８項記載の電源装置において
   、利用できる逆電流の供給を続けている間に前記負荷へ
   の電流の順方向導通時間の百分率が高くされ、それによ
   り装置における障害によりひき起こされる逆電流の流れ
   により与えられる保護機能を維持することを特徴とする
   装置。 ２２、特許請求の範囲第１１項記載の装置において、前
   記負荷電流スイッチング手段はリレーであることを特徴
   とする装置。 ２３、特許請求の範囲第１１項記載の装置において、前
   記各一方向にトリガされるスイッチング手段はサイリス
   タであることを特徴とする装置。 ２４、特許請求の範囲第１１項記載の装置において、接
   続障害状態を指示して、前記負荷への前記大きな電流の
   保護遮断を開始させるための小さい電流を発生するため
   に前記交流電源からの第１の導体と第２の導体の間に接
   続される抵抗回路網に接続され、この回路網は、１つの
   向きに通る検出電流に対して高抵抗値を与え、別の向き
   に通る検出電流に対して低い抵抗値を与える２個の方向
   性抵抗手段と、前記抵抗回路網からの前記小さい電流に
   応答して、前記１つの一方向にトリガされるスイッチン
   グ手段および前記他の一方向にトリガされるスイッチン
   グ手段の一方をトリガし、前記負荷電流スイッチング手
   段への前記作動電流を大幅に減少させて、前記負荷に供
   給される電流をほぼ遮断する手段とを含み、前記各抵抗
   手段は前記導体の間で同じ向きに向けられて前記検出電
   流の流れに前記高い抵抗値と低い抵抗値を与えることを
   特徴とする装置。 ２５、特許請求の範囲第２４項記載の装置において、前
   記各方向性抵抗手段は並列接続された電流阻止手段と抵
   抗器を含むことを特徴とする装置。 ２６、特許請求の範囲第２４項記載の装置において、前
   記第２の導体は設置導体であり、前記電源からの第３の
   導体は設置される導体であり、１つの前記方向性抵抗手
   段は前記第１の導体に接続され、他の前記方向性抵抗手
   段は前記第２の導体に接続され、共通の抵抗器が前記２
   つの方向性抵抗手段を一緒に接続することを特徴とする
   装置。 ２７、特許請求の範囲第２４項に記載の装置であつて、
   前記回路網は少くとも４個の相互に接続された抵抗器と
   ３個の電流阻止手段を備え、前記抵抗器のうちの少くと
   も２個は前記電流阻止手段のうちの２個に並列に接続さ
   れ、少くとも１個の前記抵抗器と１個の前記電流阻止手
   段は直列接続され、前記回路網は前記電源の１つの導体
   と電源の他の導体の間に接続され、前記回路網は少くと
   も一対の指示器端子を有し、それらの指示器端子の間に
   は、危害を及ぼすコンダクタンスの障害と、前記装置に
   おけるコンダクタンスの不連続を指示するために小さい
   電流が発生されることを特徴とする装置。 ２８、特許請求の範囲第２７項記載の装置において、障
   害状態の存在を指示するために前記指示器端子に接続さ
   れる電流応答指示器を更に含むことを特徴とする装置。 ２９、特許請求の範囲第２７項記載の装置において、前
   記電源回路はリレーを更に備え、前記指示器端子は前記
   リレーに接続されて、前記一方向にトリガされるスイッ
   チング手段をトリガして、前記負荷へ供給される電流を
   ほぼ遮断するために前記リレーは前記小さい発生された
   電流により附勢されることを特徴とする装置。 ３０、特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記
   一方向にトリガされるスイッチング手段へ逆電流を供給
   する手段と、前記一方向にトリガされるスイッチング手
   段に直列接続される電流検出回路開放手段とを更に含み
   、逆電流を供給する前記手段は前記一方向にトリガされ
   るスイッチング手段からの出力電流を減衰し、前記電流
   検出回路開放手段は前記減衰された電流を伝えるように
   調整され、前記一方向にトリガされるスイッチング手段
   により供給される出力電流は減衰されず、それにより前
   記作動電流は前記負荷電流スイッチング手段へ供給され
   ることを阻止されることを特徴とする装置。 ３１、特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記
   一方向にトリガされるスイッチング手段からの電流の出
   力を可変減衰するために脈動逆電流を供給する手段と、
   前記一方向にトリガされるスイッチング手段からの出力
   電流からの電流を受けて、前記逆電流の反応の確認とし
   て前記出力電流の減衰における脈動変化を指示するため
   に接続される信号器とを更に含むことを特徴とする装置
   。 ３２、特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記
   負荷電流スイッチング手段は電流応答リレーであり、こ
   の電流応答リレーはそれの附勢電流を前記負荷を通じて
   流すために接続される作動手段を含み、前記リレー作動
   手段のための前記附勢電流は、リレー接点を最初に閉じ
   させるために前記一方向にトリガされるスイッチング手
   段により直接供給され、前記一方向にトリガされるスイ
   ッチング手段により充電された容量は放電して、前記リ
   レー作動手段のための以後の保持電流を与えることを特
   徴とする装置。 ３３、特許請求の範囲第１項記載の装置において、十分
   な電流負荷を通じて前記１つの向きに通し、かつ前記逆
   の向きに十分に小さい電流を通す少くとも１つの前記電
   流阻止手段は同期スイッチにより定められていることを
   特徴とする装置。 ３４、特許請求の範囲第３３項記載の装置において、前
   記同期スイッチの開放と閉成は前記交流の同じ半サイク
   ル内に行われ、その半サイクル中には電流は前記逆の向
   きに流れ、前記逆の向きの電流の流れは他の前記電流阻
   止手段により阻止されることを特徴とする装置。 ３５、特許請求の範囲第１項記載の装置において、少く
   とも１つの前記電流阻止手段に並列接続されて、十分な
   電流を前記負荷を通じて前記１つの向きに通し、かつ前
   記逆の向きに十分に小さい電流を通し、前記１つの向き
   に電流の導通を強める同期スイッチングを更に含むこと
   を特徴とする装置。 ３６、特許請求の範囲第３５項記載の装置において、前
   記同期スイッチの開放と閉成は前記交流の同じ半サイク
   ル内に行われ、その半サイクル中には電流は前記１つの
   向きに流れて、前記スイッチング手段の開放および閉成
   中にそのスイッチング手段にアークが発生することをほ
   ぼ無くすことを特徴とする装置。 ３７、特許請求の範囲第１０項記載の装置において、十
   分な電流を前記負荷を通じて前記１つの向きに流し、か
   つ十分に小さい電流を前記逆の向きに流す前記第１の電
   流阻止手段と前記第２の電流阻止手段および前記第３の
   電流阻止手段のうちの少くとも１つは同期スイッチによ
   り定められることを特徴とする装置。 ３８、特許請求の範囲第３７項記載の装置において、前
   記同期スイッチの開放と閉成は前記交流の同じ半サイク
   ル内に行われ、その半サイクル中には電流は前記逆の向
   きに流れ、前記逆の向きの電流の流れは前記第１の電流
   阻止手段と前記第２の電流阻止手段および前記第３の電
   流阻止手段のうちの他の２つの電流阻止手段の少くとも
   一方により阻止されることを特徴とする装置。 ３９、特許請求の範囲第１０項記載の装置において、前
   記第１の電流阻止手段と前記第２の電流阻止手段および
   前記第３の電流阻止手段のうちの少くとも１つに並列接
   続されて、十分な電流を前記負荷を通じて前記１つの向
   きに通し、かつ前記逆の向きに十分に小さい電流を通し
   、前記１つの向きの電流の導通を強める同期スイッチン
   グ手段を更に含むことを特徴とする装置。 ４０、特許請求の範囲第３９項記載の電源回路において
   、前記同期スイッチの開放と閉成は前記交流の同じ半サ
   イクル内に行われ、その半サイクル中には電流は前記１
   つの向きに流れて、前記スイッチング手段の開放および
   閉成中にはそのスイッチング手段にアークが発生するこ
   とをほぼ無くすことを特徴とする装置。