JPS623653B2

JPS623653B2 -

Info

Publication number: JPS623653B2
Application number: JP52022422A
Authority: JP
Inventors: Eiichi Sato
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1977-03-01
Filing date: 1977-03-01
Publication date: 1987-01-26
Also published as: JPS53107640A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、３相電路の地絡電流を検出して半
導体スイツチング回路を作動させ、これに接続し
た電磁装置により遮断器等を作動させて３相電路
を開くよう構成した地絡検出装置、特に電源側と
負荷側の逆接続が可能な地絡検出装置に関するも
のである。

従来の検出装置は第１図の如く構成されてい
る。第１図に於て１は３相電路２に接続された遮
断器、３は地絡電流を検出する零相変流器で、４
はその二次巻線、５は二次巻線４の出力を増幅す
る増幅器１４の低電圧電源を供給する為の抵抗
器、６は増幅器１４の出力を受けて電磁装置１２
を駆動する半導体スイツチング素子（以下サイリ
スタと称す）、７はサージ吸収用のコンデンサ、
１３は電磁装置１２の逆起電力吸収用のコンデン
サ、１５はダイオード８〜１１で構成される全波
整流回路、１８は遮断器１及び零相変流器３〜全
波整流回路１５で構成される地絡検出装置全体を
表わし、１６はその電源側端子、１７は負荷側端
子である。

なお電磁装置１２は、しや断器１を作動させる
為大きい力を必要とするのでコイルに比較的大電
流が流れるよう設計されており、その通電許容時
間は短時間となつているのが一般的である。

さらに電磁装置１２の電源は、遮断器１の負荷
側の電路から全波整流回路１５を通して供給され
ている。

このように構成された従来の地絡検出装置の動
作を説明する。電路２に於て地絡検出装置１８の
負荷側で地絡事故が発生した場合、零相変流器３
の二次巻線４に地絡電流に比例した交流信号電圧
が発生する。この信号を増幅器１４で増幅しサイ
リスタ６のゲートをトリガして電磁装置１２を駆
動し、遮断器１をトリツプ作動して電路２を開路
する。この過程中、サイリスタ６がトリガされた
時電磁装置１２には数アンペアの大電流が流れ発
熱するが、直後に遮断器１がトリツプして電路を
開路する為、電磁装置１２に流れる電流は消滅
し、その温度上昇は少なく焼損には至らない。

このような従来の地絡検出装置に於ては、誤つ
て電源側と負荷側を逆接続した場合、即ち、電路
２の電源側へ負荷側端子１７を接続し、負荷側へ
電源側端子１６を接続して使用した場合、地絡事
故により遮断器１がトリツプして電路２が開路さ
れた後も電磁装置１２の電源は消滅せず、サイリ
スタ６が導通状態を維持するので、電磁装置１２
に大電流が流れ続け、温度が上昇し遂には焼損事
故に至るという欠点があつた。前記の如き焼損事
故を防ぐ為、地絡検出装置１８の電源側端子１６
は電源側へ、負荷側端子１７は負荷側へ接続する
ことが必要条件となり、取付上不便であつた。更
に地絡検出装置の負荷側端子１７より絶縁抵抗計
により絶縁抵抗を測定しようとした場合、全波整
流回路１５、抵抗器５、増幅器１４を通る閉ルー
プができて電流が流れ、正確な絶縁抵抗が測定で
きないという欠点があつた。

この発明は、上記のような従来品の欠点を除去
するためになされたもので、地絡検出装置の電源
回路に半波整流回路を使用し、サイリスタのゲー
トに波形変換回路によるステツプ状の直流信号を
印加するように構成することにより、検出動作の
安定化が図れるうえ、電源側、負荷側の逆接続及
び絶縁抵抗の測定が可能な地絡検出装置を提供す
ることを目的とする。

以下、この発明の一実施例を第２図を用いて説
明する。第２図に於て、１は電路２を開閉する遮
断器、３は零相変流器で、４はその二次巻線、５
は電圧降下用の抵抗器、６はサイリスタ、７はサ
ージ吸収用に取り付けたコンデンサ、８は整流用
のダイオード、１２はサイリスタ６のアノードに
接続され、サイリスタ６の導通により駆動されて
遮断器１をトリツプ作動させる電磁装置、１３は
電磁装置１２のコイルの逆起電力を吸収するコン
デンサ、１４は二次巻線４に誘起した地絡検出信
号を増幅する増幅器であり、２１は抵抗器１９、
コンデンサ２０で構成される積分回路、２２は入
力信号がある設定レベルに達した時、ステツプ関
数で表わされる出力信号を地絡電流が消滅するま
で発生し、サイリスタ６をトリガする波形変換回
路、２３，２４は増幅回路１４、波形変換回路２
２に低定電圧を供給するツエナーダイオードとコ
ンデンサである。

以上のように構成された本発明の動作を説明す
ると、電路２に地絡が発生した時、零相変流器３
の二次巻線４に信号電圧が発生し、この信号電圧
は増幅器１４で増幅後、積分回路２１で交流分の
少ない脈流に変換され、波形変換回路２２の入力
端子へ供給される。この信号の大きさが、あらか
じめ設定された波形変換回路２２の判定レベルの
大きさに達した時、波形変換回路２２はステツプ
関数で表わされる信号を連続出力してサイリスタ
６をトリガし、電磁装置１２を駆動して遮断器を
トリツプ作動させ、電路を開いて地絡電流を消滅
せしむる。

このような動作について、地絡電流の位相別に
その動作を第３図に基いて詳細に説明すると、電
路２のＵ相に地絡が発生した場合、地絡電流は第
３図ａの波形３１に示す如く流れ、増幅器１４の
出力は第３図ｃの波形３３、積分器の出力は第３
図ｄの波形３４となり、波形変換回路２２の判定
レベル３５に達した時刻t¹に於て波形変換回路２
２は第３図ｃに示すステツプ信号３６を連続出力
してサイリスタ６をトリガする。時刻t₁に於ては
第３図ｇに示すようにサイリスタ６のアノードに
は順電圧が印加されているので、波形３９に斜線
で示す電圧に対応した電流が電磁装置１２に流
れ、遮断器１をトリツプ作動させる。このトリツ
プ作動により地絡電流が消滅するとサイリスタ６
のゲートへ供給されていたトリガ信号、即ちステ
ツプ信号は消滅する。

次にＶ相が地絡した場合には、地絡電流はＵ相
の地絡時に対して120度位相が遅れて、その波形
は第３図ｂに示す波形３２の如く流れ、増幅器１
４の出力、積分回路２１の出力も同様に120度分
遅れ時刻t₂に於て波形変換回路２２は第３図ｆに
示すステツプ信号３７を連続出力してサイリスタ
６をトリガする。この時第３図ｈの波形４０に示
す如くサイリスタ６にはアノード電圧が印加され
ていない為電磁装置１２には電流は流れないが、
サイリスタ６のゲート信号が波形３７に示す如く
連続したステツプ信号である為サイリスタ６は導
通状態を継続し、アノード電圧が正となる次の半
サイクルに於て波形４１に対応する電流が電磁装
置１２に流れて遮断器１をトリツプ作動させる。
このトリツプ作動により地絡電流が消滅するとサ
イリスタ６のゲートへ供給されていたトリガ信
号、即ちステツプ信号は消滅する。このようにい
かなる相、いかなる位相の地絡に対しても検出可
能な特性が得られる。この場合、波形変換回路２
２のステツプ状の直流信号を半導体スイツチング
素子６のゲートに印加するようにしているため、
上記スイツチング素子６を所定レベルで確実にト
リガされることができ、しかも上記波形整形回路
２２はチエナーダイオード２３によつて定電源で
駆動するため、動作の安定化が確保されることに
なる。

以上の説明の如く動作する地絡検出装置の電源
側と負荷側を逆接続、即ち電路２の電源側を負荷
側端子１７へ、電路２の負荷側を電源側端子１６
へ接続した場合の動作を説明する。電路２に地絡
が発生した時、地絡検出装置１８は、前記説明の
如く作動しサイリスタ６をトリガして電磁装置１
２を駆動し、遮断器１をトリツプ作動させて地絡
電流を消滅させる。地絡電流の消滅によつて、サ
イリスタ６のゲートへ加えられていたトリガ信号
は消滅し、電路２のＷ相が正、Ｕ相が負となつた
時点、即ちサイリスタ６のアノード・カソード間
に逆電圧が加わつた時点でサイリスタ６は開き、
電磁装置１２の電流は消滅して電磁装置は焼損に
至らない。

また負荷側端子１７に於て絶縁抵抗を測定する
場合、絶縁抵抗計のプラス側端子を相Ｗの端子
へ、マイナス側端子を相Ｕの側へ接続することに
より、絶縁抵抗計の直流電圧はダイオード８によ
つて阻止され、電子回路の絶縁抵抗はきわめて大
となり、絶縁抵抗の測定値に影響をほとんど与え
ない。

上記実施例中の波形変換回路２２としては単安
定マルチバイブレータ、双安定マルチバイブレー
タ、シユミツトトリガ回路、時定数の大きい積分
回路数百〜数千倍の大きな増幅度をもつ増幅器等
が使用できる。また、波形変換回路２２として双
安定マルチバイブレータ或いは充分にヒステリシ
スの大きいシユミツトトリガ回路を使用する時は
積分回路２１がなくともステツプ信号が得られる
ので積分回路２１は省略することもできる。要す
るに波形変換回路２２の機能としては、零相変流
器３からの増幅信号が所定レベルに達したときサ
イリスタ６をトリガすれば良いが、このとき、サ
イリスタ６のアノードに順電圧が印加されていな
ければトリガできないため、少なくとも、増幅信
号が所定レベルに達してから、サイリスタ６に順
方向電圧が印加されるまで連続したステツプ信号
を出力するものであれば良く、上記実施例の如
く、地絡電流が消滅するまで出力するものに限る
必要はない。

第４図はこの発明の他の実施例を示すもので、
零相変流器３の出力信号をダイオード２５〜２８
によつて整流し直流増幅器で増幅後、波形変換回
路２２へ接続することによつても前述と同じ目的
を達成できる。さらに第４図に示す如く電源回路
の整流用ダイオードを８ａ，８ｂ…の如く複数個
直列に接続することにより、ダイオードの逆方向
の洩れ電流が減少するので、より正確に絶縁抵抗
の測定ができる外、内部の電圧の高い絶縁抵抗計
の使用が可能となるという効果がある。

以上のようにこの発明によれば、遮断器をトリ
ツプする電磁装置および半導体スイツチング素子
の電源回路を半波整流回路とし、さらに半導体ス
イツチング素子のゲートトリガ信号をステツプ関
数の直流信号としているために、動作の確実化が
図れ、しかもいかなる相位相の地絡電流でも検出
可能な特性を保ちつつ、電磁装置の焼損を防いで
電源側、負荷側の逆接続を可能とし、さらに絶縁
抵抗の測定も可能な地絡検出装置を提供し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の地絡検出装置の構成を示す回路
図、第２図はこの発明の一実施例の構成を示す回
路図、第３図はこの発明の動作を説明する波形
図、第４図はこの発明の他の実施例の構成を示す
回路図である。なお、図中同一符号は同一或は相
当する部分を示す。図中、１は遮断器、２は３相電路、３は零相変
流器、６はサイリスタ、８は整流用のダイオー
ド、１２は電磁装置、１４は増幅器、２２は波形
変換回路、２３はツエナーダイオード、２４はコ
ンデンサである。

Claims

【特許請求の範囲】

１多相電路に設けられ地絡電流を検出する零相
変流器と、この零相変流器の検出信号に対応する
増幅信号により動作してステツプ信号を出力する
波形変換回路と、この波形変換回路のステツプ信
号によりトリガされるサイリスタと、上記多相電
路の相間電圧を半波整流し電磁装置を介して上記
サイリスタのアノードに印加するダイオードと、
このダイオードの出力信号を定電圧化して上記波
形変換回路に供給する回路と、上記電磁装置が励
磁されると上記多相電路を遮断する遮断器とを備
え、上記波形変換回路の出力するステツプ信号
は、増幅信号が所定のレベルに達してから、上記
サイリスタのアノードに順電圧が印加されるまで
連続した信号であることを特徴とする地絡検出装
置。