JPS628419A - 過熱防止装置付回路遮断器 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、回路の過負荷、短絡、漏電等の事故電流によ
らない回路遮断器の異常過熱を検知して回路遮断器や電
線の焼損事故を未然に防止する機能を備えた過熱防止装
置付回路遮断器に関する。

〔発明の背景〕

回路遮断器に発生する異常状態の一つに回路の過負荷、
短絡、漏電等の事故電流によらない異常過熱があり、回
路遮断器や電線を焼損したり、過熱のため回路遮断器に
内蔵された電磁式用はずし装置や電流検出用変流器のコ
イルがレヤーショートを起こし、あるいは電子式別はず
し装置の電子回路部品が熱破壊を起こして、事故電流が
流れても動作しな（なる恐れがあった。

この異常過熱の原因としては、回路遮断器端子部の接触
面積の不足、接触面の酸化、端子ねじの締付トルク不足
またはゆるみ、電線のクリープ、異物の介在等に。よる
端子部の接触抵抗の増大、遮断器内接触子の脱落、消耗
、酸化、異物介在等による接触抵抗の増大、電線の通電
容量不足、外部熱源による加熱、外気温の異常上昇等が
ある。

従来の回路遮断器は、事故電流による過熱焼損から回路
を保護するものとして作られ、事故電流によらない異常
過熱に起因する回路遮断器や電線の焼損事故の防止につ
いては特に配慮されていなかった。過電流の検出にバイ
メタルを用いた熱動式回路遮断器の場合、バイメタルに
近い負荷側端子部の異常過熱に対しては、異常発生後、
さなり早い時期にバイメタルにより検知して回路遮断器
４を引はずし動作させることができるが、電源側端子部
や接触子部の異常過熱に対しては、たとえ引はずしが行
なわれたとしても回路遮断器および電線が焼損してしま
った後になることが多い。

過電流を磁気的に検出する電磁式回路遮断器や変流器に
接続された電子回路で検出する電子式回路遮断器にあっ
ては、回路遮断器自体の異常過熱に対する保護機能は全
くない。

従来これの対策としては、使用者側において異常過熱の
早期発見のため遮断器端子部に示温塗料を塗布すること
が行なわれていた程度で、異常過熱の判断基準がないた
め信頼性の低いものであった。

また、実公昭５６＝２５．１５６号公報には、回路遮断
器の端子部近傍に過熱検出用のバイメタルを取付け、異
常過熱時に生じるバイメタルの変位を伝達板と作動棒か
らなる連動機構を介して遮断器内の開閉機構に伝え引は
ずし動作させるとともに、作動棒を遮断器表面から突出
させて動作表示を行なう過熱防止装置付回路遮断器が示
されているが、このような機械的動作によるものでは遮
断器の内部機構を変えなければ適用できない場合が多く
、適用範囲が限られる。また、この従来例では遮断器単
体の過熱防止はできても、給電系統内にある回路遮断器
を集中管理したり、同一回路に併設された電磁開閉器等
の他の機器の過熱保護に利用することについては配慮さ
れていなかった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、遮断器の内部機構を変えることなく、
事故電流によらない異常過熱に起因する回路遮断器や電
線の焼損事故を容易、かつ確実に防止できる保護機能を
備え、回路遮断器の集中管理や同一回路に併設された他
の機器の過熱防止への利用も可能な過熱防止装置付回路
遮断器を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、電線接続用端子の異常過熱に応じて電気信号
を出力する過熱検知手段を備え、上記電気信号により遮
断器の接触子を開放する引はずし装置と警報装置の少な
（とも一方を作動させることを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図〜第１８図により説明す
る。図中、共通部分にはすべて同一符号を付して示す。

第１図は本発明の一実施例の回路図で、１は電路の開閉
を行なう各種の接触子、２は電源側端子、３は負荷側端
子であり、それぞれの端子には第３図、第４図、第５図
、第９図、第１０図に示すように電線４が接続される。

５は第３図に示す熱動式別はずし装置のバイメタル６を
加熱するヒータである。７は過熱検知用の感温素子（温
度センサ）であり、本例ではこの感温素子としてサーミ
スタを用い、各種の端子２，３の近傍に設置したサーミ
スタ７を並列接続し、各極端子の温度に対応して変化す
るサーミスタ７の抵抗値を電圧に変換して正常レベルと
比較し異常過熱を検知する判定回路８と組合わせて異常
過熱検知手段を構成している。端子部の異常過熱時に判
定回路８から出力される信号は引はずし回路９で電力増
幅され、引はずし装置１０を作動させるようになってい
る。

第２図は回路構成の一例を示したもので、遮断器の負荷
側線間電圧を変圧器１１と整流器１２を介して適当な大
きさの直流電圧に変換し、さらに判定回路８のツェナダ
イオード１３により定電圧として並列接続されたサーミ
スタ７と抵抗１４．１５．１６゜１７からなるブリッジ
に印加し、サーミスタフの抵抗値に対応する電圧と抵抗
１５．１６．１７により設定された正常レベルに対応す
る電圧とをコンパレータ１８で比較し、コンパレータ１
８の出力を引はずし回路９のサイリスタゲート回路１９
に加え、サイリスタ２０により引はずし装Ｍ１０への通
電を制御している。上記判定回路８および引はずし回路
９を構成する回路基板は遮断器内に設置される。

この回路構成で、各種の端子２，３のいずれかに許容温
度をこえる異常過熱が発生すると、これに対応するサー
ミスタ７の抵抗変化によりコン、Ｘｌｌレータ１８の出
力が高レベルとなり、このためサイリスタ２０が導通し
て引はずし装置１０のコイルを励磁する。引はずし装Ｍ
１０は外部信号により遮断器を引はずし動作させるため
通常用いられる電圧列はずし装置と同様のもので、第３
図に示すように遮断器内に組み込まれた引はずし装置１
０の作動により各極共通の引はずし軸２１が反時計方向
に回動し掛金２２をはずして図示しない開閉機構を引は
ずし動作させ、各種の接触子ｌを開放する。

図には示してないが、漏電遮断器に用いられているよう
な動作表示器を付加し、判定回路８の出力信号により過
電流用はすしと区別するための動作表示を行なわせるこ
とができる。

上記実施例では感温素子としてサーミスタを用いた場合
について説明したが、同様に温度に対応して電気的出力
が変化する感温素子として、熱起電力を利用した熱電対
、放射熱を検出する赤外線センサ等を用いることもでき
る。

上記の過熱防止装置は熱動式回路遮断器だけでなく、過
電流を磁気的に検出する電磁式回路遮断器にも同様に適
用゛できる。

第３図〜第１０図には遮断器端子部への感温素子の取付
形態の例を示す。以下の例は電源側端子について示した
が、負荷側端子についても同様である。また、遮断器接
触子部の異常過熱に対しては、接触子部が電源側端子に
近く、熱の良導体である遮断器内部導体を介して電源側
端子に接続されているので、電源側端子で充分検出する
ことができる。

第３図は、端子２が取付けられた遮断器のモールドケー
ス２３の端子近傍に感温素子７を埋め込み、モールドケ
ース２３を介して端子２の温度を検出するとともに、感
温素子７の主回路との電気的絶縁をはかった例で、感温
素子７のリード線２４は比較的温度の低いモールドケー
ス２３の裏面に配し、モールドケース２３内に設けた前
記回路基板に接続している。

第４図〜第６図は、各種の端子２に対する感温素子７を
別の樹脂成形された絶縁支持体２６に保持させ一体化し
た温度センサユニ・ソト２５を構成し、端子間を絶縁す
るため電線接続後に装着される極間バリア（図示せず）
の取付用溝２７を利用してモールドケース２３に上記温
度センサユニ・ソト２５を取付けた例で、第６図に示す
ように絶縁支持体２６にはモールドケース２３の取付用
溝２７に係合する取付用突起２８とともに極間バリアが
嵌まる溝２９を設けてあり、極間バリアによる極間の絶
縁も問題なく行なえるようになっている。

このような温度センサユニット２５を使用すれば、追加
部品としての感温素子７の遮断器への取付およびリード
線２４の配線を簡易に行なうことができる。

第７図、第８図は、温度センサユニ・ノド２５を板状に
形成しモールドケース２３の裏面と盤面との間に挾んで
装着できるようにした例で、３０は温度センサユニット
２５の取付穴であり、温度センサユニット２５の絶縁支
持体２６に保持された感温素子７により電源側端子２と
負荷側端子３の両方の温度倹　　　出を１ユニツトで行
なうことができる。この場合は、感温素子７が端子部か
ら離れるため、感温素子７としては放射熱を検出する赤
外線センサなどを用いることが望ましい。

第９図、第１０図は、感温素子７を遮断器端子部の絶縁
に用いられる端子カバー３１に取付けた例であり、感温
素子７を保持する特別な絶縁支持体が不要で、遮断器端
子部への感温素子７の装着と端子カバー３１の装着とが
同時に行なえるという利点がある。

前記温度センサユニット２５または端子カバー３１　　
　　“への感熱素子７の取付構造の具体例を第１１図、
第１２図に示す。

第１１図はサーミスタ、熱電対等の接触形感温素子を用
いた場合で、熱伝導率の高いセラミ・ツク等の絶縁体３
２に感温素子７を埋め込み、温度センサユニットの絶縁
支持体２６（または端子カバー３１）に設けた穴３３に
挿入して、ばね３４により長さ方向に移動可能なように
弾性的に保持し、遮断器端子部に絶縁体３２の先端部を
接触させることにより、感温素子７を充電端子部から電
気的に絶縁しながら端子部の温度検出を適確に行なえる
ようにしたものである。

第１２図は赤外線センサ等の非接触形感温素子を用いた
場合で、感温素子７をセラミック等の絶縁体３５に埋め
込んで温度センサユニットの絶縁支持体２６（または端
子カバー３１）に設けた穴３６に挿入し、外光等の可視
光を遮蔽し、遮断器端子部からの放射熱エネルギーのみ
を通過させるフィルタ３７を介して絶縁支持体２６の開
口部３８に入ってくる放射熱エネルギーを感温素子７に
伝え、赤外線吸収による半導体の導電率変化等を利用し
て電気信号に変換するものである。

第１３図〜第１６図は本発明の他の実施例の回路構成を
示す。

第１３図は第１図の変形例で、感温素子７を電源側端子
２および負荷側端子３・の極間に配置し、例えば第３図
と同様にモールドケース２３に埋め込むことにより、素
子数を減らしたものである。

第１４図は、過電流を変流器３９により検出し、過電流
の大きさに応じた時間遅れの後に引はずし回路９′から
出力される信号により引はずし装置１０′が作動して接
触子１を開放する電子式回路遮断器に適用した例で、こ
の場合は感温素子７と判定回路８を付加するだけで、端
子部の異常過熱を検知したとき判定回路８から引はずし
回路９′へ信号を出力させることにより引はずし装置１
０′を作動させることができ、第１図のように過熱防止
のための引はずし回路９、引はずし装置１０を特に設け
なくてよい。漏電遮断器の場合も同様である。

第１５図は、バイメタルにより接点を開閉するサ　　□
−モスイッチ、または感温フェライトとリードスイッチ
を組合わせた感温リードスイッチなどのような特定温度
で電気的出力が変化する感温素子７′を用いた例である
。本例は、電磁式別はずし装置４０により過電流を検出
する回路遮断器において、各極端子２，３の近傍に設置
した感温素子７′を並列接続し、異常過熱発生時に感温
素子７′の接点が閉じることにより引はずし回路９から
引はずし装置１０へ信号を出力し引はずし動作を行なわ
せるものである。感温素子７′の通電容量が大きければ
へ引はずし回路９で電力増幅することなく、直接用はず
し装置１０を作動させることもできる。この場合、感温
素子７′の取付構造はサーミスタ、熱電対などと同じで
よい。

第１６図は端子部の異常過熱時に遮断器を引はずし動作
させることなく警報のみを行なう例で、判定回路８の出
力信号を警報出力回路４１でサイリスタ、トランジスタ
などにより電力増幅し、警報端、　子４２を通して外部
の警報装置（ランプ、ブザー等）４３を作動させるよう
にしたものであり、警報装置４３を管理室に設置して給
電系統内の回路遮断器を集中管理することができる。必
要とあれば、引はずし動作との併用も可能である。

第１７図、第１８図は感温素子による遮断器の引はずし
動作と併用するに適した各極端子ごとの過熱表示装置の
例で、端子カバー３１に弾性的に保持された熱の良導体
からなる検温部４４を各極端子２またはこれに接続され
た電線端子４５に接触させて保持部４４′に熱を伝え、
端子カバー３１の表面に設けた示温ラベル（または示温
塗料塗布部）４６を変色させて過熱表示を行なうもので
ある。この場合、表示装置として形状記憶合金等を利用
して機械的な表示を行なわせてもよい。

以上は遮断器単体の保護について述べてきたが、感温素
子を同一回路に併設された電磁開閉器等の他の機器にも
装着し、当該機器の異常過熱を検知して回路遮断器内の
引はずし装置を作動させる等のシステムとしての利用も
可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、回路遮断器の機構部を太き（変えるこ
となく、遮断器端子部の異常過熱を検知して引はずし動
作や警報を行なわせることができるため、熱動式、電磁
式、電子式等の各種の回路遮断器に広く適用して回路遮
断器や電線の焼損防止および保護器としての信頼性の向
上がはかれ、−一だ電気信号により引はずし装置や警報
装置を作動させるため、電力系統内の回路遮断器を集中
管理したり、回路に併設された電磁開閉器等の他の機器
の温度検出信号により回路遮断器を引はずして池の機器
を異常過熱から保護する等の多面的な利用ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の回路図、第２図は第１図に
ブロックで示した部分の内部回路図、第３図は感温素子
の取付形態の一例を示す一部切断した側面図、第４図は
感温素子の取付形態の他の例を示す平面図、第５図はそ
の一部切断した側面図、第６図はその部分斜視図、第７
図は感温素子の取付形態の他の例を示す平面図、第８図
はその一部切断した側面図、第９図は感温素子の取付形
態の池の例を示す一部切断した平面図、第１０図はその
一部切断した側面図、第１１図、第１２図は感温素子保
持構造の具体例を示す断面図、第１３図〜第１６図は本
発明の他の実施例の回路図、第１７図は各極端子ごとの
過熱表示装置の一例を示す平面図、第１８図はその一部
切断した側面図である。 ■＝接触子 ２．３：電線接続用端子 ７、７’、　８　：過熱検知手段（７，７’：感温素子
、８：判定回路） １０、１０’　：引はずし装置 ４３：警報装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）電線接続用端子の異常過熱に応じて電気信号を出
   力する過熱検知手段を備え、上記電気信号により遮断器
   の接触子を開放する引はずし装置と警報装置の少なくと
   も一方を作動させるようにしたことを特徴とする過熱防
   止装置付回路遮断器。
2. （２）上記過熱検知手段が、電線接続用端子の温度に対
   応して電気的出力が変化する感温素子と、この感温素子
   の電気的出力を正常レベルと比較して異常過熱を検知す
   る判定回路とからなることを特徴とする特許請求の範囲
   （１）項記載の過熱防止装置付回路遮断器。
3. （３）上記過熱検知手段が、電線接続用端子の特定温度
   で電気的出力が変化する感温素子からなることを特徴と
   する特許請求の範囲（１）項記載の過熱防止装置付回路
   遮断器。