JPS6268018A

JPS6268018A - 回路しや断器

Info

Publication number: JPS6268018A
Application number: JP20504885A
Authority: JP
Inventors: 尾崎　雅
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-09-17
Filing date: 1985-09-17
Publication date: 1987-03-27

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１本発明は欠相保護機能を改良した回路しゃ断器に関する
。

［発明の技術的背景］従来の回路しゃ断器の欠相検出回路としては、例えば実
公昭５８−２８４４２号公報に示されるように、変流器
の出力を全波整流してこれを電流−電圧変換し、欠相時
に電圧波形に含まれる脈動分が増大することをコンデン
サを有する積分回路により検出して引外し信号を出力す
る構成が一般的である。

［背頭技術の問題点］しかしながら、一般に、欠相状態でなくとも、主回路電
流の増大及び各相間の電流不平衡の増大により電圧波形
の脈動分が増大するため、上記従来構成では、大電流時
に各相間の電流不平衡が発生すると誤動作し易いという
欠点がある。また、脈動分が増大するにつれ引外し信号
のパルス幅が長くなるため、欠相動作時間が大きく減少
するという欠点がある。加えて、トランジスタのベース
−エミッタ間の電圧により積分回路の電圧を検出する構
成であるから、温醍変動の影響を受は易いという問題が
ある。

［発明の目的］本発明は−Ｆ記事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、主回路電流や不平衡電流の影響による誤動作及び脈
動分の増大による欠相動作時間への悪影響を防止でき、
しかも調度特性に優れた回路しゃ断器を提供するにある
。

［発明の概要］本発明は、変流器の出力を整流・電Ｆ「変換（）た電圧
のピーク値を保持するピークボールド回路と、このピー
クホールド回路の出力電圧を分圧する分圧回路と、電流
−電圧変ＩＩＪ！後の電圧と０η記分圧回路の出力電圧
とを比較して後者が前者よりも大である時に引外し信号
を出力でる比較回路とを具備せる構成とすることにより
、電圧変換後の瞬時値とピーク値を分圧した値との比較
を可能なら」ノめたところに特徴を有ザるものである。

［発明の実施例］以下本発明の第１実施例につき第１図乃至第５図を参照
して説明する。まず、全体的構成を示す第２図において
、１は回路しゃ断器の電源側端子Ｒ，Ｓ、王に接続した
３相電源、２は回路しゃ断器の負荷側端子Ｒ、Ｓ　　、
Ｈに接続した負荷たる３相電動機である。各相の電源側
及び負荷側の各端子間には主接点３を有する主回路４が
構成され、この主回路４の各相に変流器５が設けられて
いる。

６は変流器５の出力電流を整流する全波整流回路、７は
例えば抵抗により構成した電流−電圧変換回路、８は電
流−電圧変換回路７からの出力電圧値が所定値を越えた
ときに引外し信号を出力する周知の過電流検出回路、９
は電流−電圧変換回路７からの電圧波形に含まれる脈動
分に基づき欠相状態を検出してハイレベルの引外し信号
を出力する欠相検出回路で、この欠相検出回路９につい
ては後に詳述する。１０は出力回路で、これは過電流検
出回路８又は欠相検出回路９からハイレベルの引外し信
号を受けると、引外しコイル１１に通電して引外し機構
１２により前記主回路４の主接点３を開放させる周知構
成である。尚、１３及び１４は主回路４から電力の供給
を受けて前記過電流検出回路８、欠相検出回路９及び出
力回路１０等に直流電圧を印加する整流回路及び定電圧
回路である。

さて、欠相検出回路９の詳細は第１図に示している。こ
こで、電流−電圧変換回路７の出力を受けるラインＩｓ
、ｌ−ｏ間には抵抗１５及びコンデンサ１６の直列回路
が接続され、これによりピークホールド回路１７が構成
されている。ピークホールド回路１７の抵抗１５及びコ
ンデンサ１６の共通接続点にある出力点Δには、電流−
電圧変換回路７からの出力電圧Ｖｉｎのピーク値ｖａが
コンデンサ１６の端子間電圧として出力される。１８は
分圧回路で、これはピークホールド回路１７の出力点Ａ
とラインＬｏとの間に抵抗１９．２０を直列接続するこ
とにより構成され、各抵抗１９゜２０との共通接続点に
ある出力点Ｂにはピークホールド回路１７の出力電圧Ｖ
ａを分圧した分圧電圧ｙｂが出力される。また、ライン
１−１　とピークホールド回路１７の出力点Ａとの間に
は図示極性のダイオード２１が接続されている。２２は
比較回路で、これの反転入力端子（−）にはうイン［１
が接続されて電流−電圧変換回路７の出力電圧Ｖｉｎの
瞬時値が入力され、非反転入力端子（＋）には分圧回路
１８の出力点Ｂが接続されてピークホールド回路１７の
出力電圧Ｖａを分圧した分圧電圧ｖｂが入力される。そ
して、比較回路２２の出力端子はハイレベルパルスを受
けて引外し］イル１１により引外し動作をさける出力回
路１０に接続されている。

次に上記構成の作用につき説明する。ピークホールド回
路１７の出力電圧Ｖａは、電流〜電圧変換回路７の出力
電圧Ｖｉｎにより充電されたコンデンサ１６の端子間電
圧であるから、Ｖｉｎのピーク値に略等しい。また、分
圧回路１８の出力電圧Ｖｂは、ピークホールド回路１７
の出力電圧ｖａを抵抗１９．２０により分圧した値であ
るからＶａと同様に変化し、且つ抵抗１９．２０による
分圧比分車さい。さて、３相健全時、電流−電圧変換回
路７の出力電圧ｖｉｎは第３図に示すように比較的脈動
が少ない状態にある。ここで、電流−電圧変換回路７の
出力電圧Ｖｉｎのピーク値をＶｐとすると、Ｖｉｎの最
小値は約０．８６６ＶＩ’ｌであるから、分圧回路１８
の抵抗１９．２０を適宜設定して分圧電圧ｖｂが、Ｖｂ
　＜０．８６６ＶＤとなるようにしておけば、比較回路
２２の反転入力端子（−）はＶｉｎが印加され、目つ非
反転入力端子（＋）にはｖｂが印加されているから、比
較回路２２の出ツノ端子はローレベルを紺持し、引外し
動作は行われない。そして、主回路電流が増大した場合
、電流−電圧変換回路７の出力電圧Ｖｉｎの脈動が増大
するが、比較回路２２の出力端子がハイレベルになるに
はＶ　ｉｎ＜　Ｖ　ｂどなることが必要であるところ、
この場合には主回路電流の増大に応じてＶｉｎのピーク
値ひいてはそれを分圧したｖｂも増大するから、Ｖ　ｉ
ｎ＜　Ｖ　ｌ）とならず、比較回路２２の出力端子がハ
イレベルになることにより誤って引外し動作が行われて
しまうことはない。また、３相健全時において各相電流
の不平衡が生じてもやはり電流−電圧変換回路７の出力
電圧Ｖｉｎの脈動分が増大し、この場合には分圧電圧ｖ
ｂがＶｉｎに応じた変化をしないが、ｖｂは分圧回路２
２の分圧比により自在に設定できるから、Ｖ　ｉｎ＜ｖ
ｂとなるまでの電流不平衡に対する許容量を自在に設定
することができる。尚、因みに本実施例では、分圧回路
１８の各抵抗１９．２０はｖｂ＝（０，５〜０．７）Ｖ
ｐとなるように設定してあり、これにて主回路４に多少
の不平衡電流が流れても、比較回路２２の出力端子がハ
イレベルになることにより誤って引外し動作が行われて
しまうことがないようにしている。

次に、主回路４の１相が完全に欠相し、主回路電流が比
較的大きい場合について第４図を参照して述べる。欠相
により、電流−電圧変換回路７の出力電圧Ｖｉｎは、同
図に示すように大きく脈動する単相全波整流波形となり
、位相π毎にｖｉｎはＯ［Ｖ］となる。ここで、説明の
単純化のため、Ｖａ　＝ｖｐ　、Ｖｂ　＝０．６Ｖａ　
、！：すると、比較口１２２の反転入力端子（−）には
電流−電圧変換回路７の瞬時値たるＶ　ｉｎ　（＝　ｖ
ｐ　ｓｉｎωｔ）が入力され、非反転入力端子（＋）に
は略一定のｖｂが入力されているから、Ｖｉｎ（＝Ｖｐ
　ｓｉｎ　ωｔ　）　＜０．６Ｖｐの位相すなわちｓｉ
ｎ　ωｔ＜０．６（７）位相において比較回路２２の出
力端子がハイレベルになって引外し信号が出力され、も
って出力回路１０により主接点３の引外し動作が行われ
る。

また、欠相時、主回路電流が小さい場合には、電流−電
圧変換回路７の出力電圧Ｖｉｎはやはり単相全波整流波
形となるが、第５図に示すように電流値が小さい分Ｖｉ
ｎのピーク値ｖｐは小となる。

しかし、分圧回路１Ｂの出ツノ電圧ｖ１］も同様に小に
なるから、やはりＶｉｎ（＝Ｖｐ　ｓｉｎ　ａ）ｔ、　
）　＜０゜６Ｖｂの位相すなわちｓｉｎωｔ＜Ｑ、６の
位相において比較回路２２の出力端子がハイレベルにな
って引外し動作が行われる。

このように、本実施例では電流−電圧変換回路７の瞬時
出力電圧Ｖｉｎとピークホールド回路１７の出力電圧Ｖ
ａを分圧した分圧電圧ｖｂとを比較するようにしたから
、３相健全時に主回路電流が増大して電流−電圧変換回
路７の出力電圧Ｖｉｎの脈動分が増えるようになったと
しても、これに伴い分圧電圧ｖｂも増大するから、Ｖ　
ｉｎ＜　Ｖ　１１とならず、比較回路２２から誤ってハ
イレベルの引外し信号が出力されてしまう虞はない。ま
た、３相健全時における不平衡電流に対する許容量は、
主回路電流に依存せず、分圧回路１８の分圧比を変化さ
せることにより自在に設定することができる。

しかも、主回路電流の大小にかかわらず、欠相検出時の
引外し信号のパルス幅を一定にし得ることから、出力回
路１０における動作時間を一定にすることができる。さ
らに、比較回路２２により欠相の有無を判定する構成で
あるから、トランジスタを用いたものに比べて温度変動
の影響を受けにくく、正確な欠相判定を行うことができ
る。

第６図は本発明の第２実施例を示し、前記第１実施例と
同一部分には同一符号を付して説明を省略し、異なると
ころのみ説明する。第６図において第１実施例と異なる
点は、第１実施例のダイオード２１に変えて増幅回路２
３及びダイオード２４を設けるようにしたところにある
。増幅回路２３の非反転入力端子（＋）は電流−電圧変
換回路７からのラインＬ１に接続され、出力端子はダイ
オード２４を介して反転入力端子（−）に接続されてい
る。このように構成すれば、前記第１実施例と同様１．
１作用・効果を秦することは勿論のこと、増幅回路２３
の負帰還ループの中にダイオード２４が設置フられてい
てダイオード２４の電ｆｆＭ下を補償することができる
から、全波整流回路６の出力電圧が小さな場合でも、コ
ンデンリ１６に確実にピーク電圧を保持せることができ
る。これにより、ダイオードの電圧降下を無視できない
ような微少電流領域から大電流領域に至るまで確実な欠
相検出を行うことができるようになる。

第７図は前記第２実施例と同一部分には同一符号を付し
て示す本発明の第３実施例である。前記第２実施例と異
なる点は、電源ラインＶＣＣと増幅回路２３の出力端子
との間に抵抗２５を接続したところにある。その作用・
効果は第２実施例と同様であるので説明を省１８する。

［発明の効果］本発明は以上述べたように、変流器の出力を整流して電
流−電圧変換した後の瞬時電圧と、その電圧のピーク値
を分圧した分圧電圧とを比較回路により比較して接当が
前者よりも大である時に引外し信号を出力するようにし
たところに特徴を有し、その結果、主回路電流が増大し
て電流−電圧変換後の電圧の脈動分が増大しても、それ
に応じて分圧電圧も増大するから、誤って欠相と判定し
て引外し動作が行われることがない。また、分圧回路の
分圧比を適宜設定することにより、不平衡電流に対する
許容量を任意に設定することができる。加えて、欠相信
号のパルス幅を主回路電流の大小にかかわらず一定にす
ることができるので、引外しの動作時間を一定にするこ
とができる。更には、比較回路により欠相の右無を判定
するから、トランジスタを用いた従来構成に比べ、温度
変動の影響を受けにくいという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明の第１実施例を示し、第１図
は要部の回路図、第２図は全体のブロック図、第３図は
３相健全時におＧＪる各部の電圧波形図、第４図は欠相
時において主回路電流が大である場合の各部の電圧波形
図、第６図は欠相時に主回路電流が小である場合の各部
の電圧波形図、第示す第１図相当図である。図面中、４は主回路、５は変流器、６は全波整流回路、
７は電流−電圧変換回路、９は欠相検出回路、１７はピ
ークホール１回路、１８は分圧回路、２２は比較回路で
ある。出願人　　株式会社　　東　　芝第　１　図糖　３　図￥　４　図ｉｎ

Claims

【特許請求の範囲】

１、主回路の各相に設けた変流器の出力を全波整流回路
により整流し、電流−電圧変換した後の電圧波形に含ま
れる脈動分に基づき欠相状態を検出して引外し動作を行
わせるようにしたものにおいて、前記電圧波形のピーク
値を保持するピークホールド回路と、このピークホール
ド回路の出力電圧を分圧する分圧回路と、電流−電圧変
換後の電圧と前記分圧回路の出力電圧とを比較して後者
が前者よりも大である時に引外し信号を出力する比較回
路とを具備して成る回路しや断器。