JPS63274320A - 回路しや断器 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は過電流用外し装置を備えた回路しゃ断器に関
するものである。

［従来の技術］ 一般に、この種の回路しゃ断器は、負荷開閉接点が閉成
されて電源側端子から負荷開閉接点を介し各対応する負
荷側端子に電力が供給されている状態において、各交流
電路に事故電流が流れると、各相に対応する変流器がそ
れに固有の変流比で上記事故電流を検出し、２次側に出
力電流を誘起する。

この出力電流は全波整流回路により直流化されて、各対
応する分流回路に供給される。このとき、分流回路に誘
起する信号電圧波形は周知の絶対値波形となり、各分流
回路の出力信号は、各相ごとに信号変換回路によって、
その実効値または平均値に対応する信号に変換される。

上記信号変換回路からの出力信号は、事後処理回路に印
加され、事故電流が所定のレベル以上であると判断され
たとき、そのレベル検出信号が時限発生回路に入力され
、この時限発生回路はこの信号にもとづいて所定の限時
動作を行ない、サイリスタのゲートをトリガして釈放形
過゛市流引外しコイルを駆動し、上記負荷開閉接点を開
放して電路をしゃ断する。

この場合、上記・１９後処理回路の電源回路は分流回路
に並列に接続されている。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の回路しゃ断器は、以上のように構成されているの
で、電流検出手段である変流器の２次側電流の一部が電
源回路に流れる。そのため、分流回路に流れる電流が、
交流電路を流れる電流に対応しなくなって、事故電流の
レベル検出に、誤差が生じる。しかも、上記電源回路に
流入する電流は−・定でないから、１１故電流のレベル
検出誤差の補正が困難であった。

また、負荷開閉接点を閉成した投入瞬間においては、上
記電源回路の出力が事後処理回路を駆動するのに不十分
であるから、これらの制御回路が誤動作する欠点があっ
た。

さらに、従来の回路しゃ断器は、誤動作の表示手段がな
いから、その確認がきわめて困難であった。

この発明は上記の問題点を解決するためになされたもの
で、事故電流のレベル検出精度を高めるとともに、負荷
開閉接点の投入瞬間のように、電源回路が不十分な出力
状態にあるとき、その制御回路の誤動作を防止するとと
もに、この誤動作を報知できる回路しゃ断器を提供する
ことを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明による回路遮断器は、交ｆＩｔ電路の電流を検
出する変流器の出力を整流回路で単一方向の電流に変換
し、この整流回路の出力端子に電源回路と電流検出抵抗
体を直列に接続し、上記電流検出抵抗体の両端間の電位
差を増幅する差動増幅器を設けるとともに、上記差動増
幅器や時限回路の正常な動作に不十分な時には開閉回路
が開より閉に動作させない不足電圧動作禁止回路とその
報知手段とを設けたことを特徴とする。

［作用］ 変流器で検出された交流電路の電流は整流回路で単一方
向の電流に変換されて、電源回路と電流検出抵抗体にそ
の全７１ｔ流が流れる。このように。

全電流が上記検出抵抗体を通るため、検出電流の誤差が
生じない、そのため、。＋３故電流のレベル検出精度を
高めることができる。

また、不足電圧動作禁止回路とその報知手段とを設けた
ことによって１回路しゃ断器の電流が小さい時でも誤っ
た動作をすることがない、しかも、このような不足電圧
による動作禁止状！、！；を報知手段によって、発光な
いし！Ｊ報音で報知することができる。

［発明の実施例］ 第１図はこの発明による回路しゃ断器の一例を示す回路
図である。

図において、（１０１）は３相電源に接続される電源側
端子で、この電源側端子（１０１）は負荷開閉接点（２
０１）を介して負荷側端子（３０１）に接続されている
。　（２１）は電源側端子（１０１）と負荷側端子（３
０１）との間の電路（１１）に介挿された電流検出用の
変流器で、この変流器（２１）の２次側には２次出力電
流を弔一方向に変える整流回路（３０）が接続され、こ
の整流回路（３０）はダイオード（３１）、（３２）の
直列回路と、ダイオード（３３）　、　（３４）の直列
回路とを並列接続して構成されている。

（５０Ｇ）は整流回路（３０）の正側出力端子に接続さ
れた直流電源回路で、正側端子（５ａ）、中間端子（５
Ｃ）および負側端子（５ｄ）をもっている。

第２図は上記電源回路（５００）の−例を示し、図にお
いて、（５０１）は′電磁引外しコイル（８０）の動作
を容易にするインピーダンス回路で、このインピーダン
ス回路（５０１）は、抵抗体Ｒ４と抵抗体Ｒ５の直列回
路をトランジスタＴｒｉのコレクタに接続するとともに
、上記抵抗体Ｒ４と抵抗体Ｒ５の接続点と、上記トラン
ジスタＴｒｉのベースとに抵抗体Ｒ６を接続し、さらに
、上記抵抗体Ｒ４と抵抗体Ｒ５の接続点と、上記トラン
ジスタＴｒ１のエミッタにツェナダイオードｚＤｌを接
続して構成されている。

（５０２）は上記インピーダンス回路（５０１）に直列
接続された、たとえばツェナダイオードからなる電圧制
限素子、（５０３）はインピーダンス回路（５０１）と
電圧制限素子（５０２）の接続点に７ノード側が接続さ
れたダイオード、（５０４）はダイオード（５０３）の
カソード側と電源回路（５００）の負側端子（５ｄ）の
間に接続された平滑用コンデンサであり。

上記ダイオード（５０３）のカソードは電源回路（５０
０）の正側端子（５ａ）に接続されている。

（５０５）は上記正側端子（５ａ）に接続された基準電
圧発生回路、　（５０Ｂ）は基準電圧発生回路（５０５
）に直列接続された電圧制限素子で、この電圧制限素子
（５０ｆｉ）と基準電圧発生回路（５０５）の接続点は
上記電源回路（５００）の負側端子（５ｄ）に接続され
ている。さらに、上記基準電圧発生回路（５０５）の出
力端子は電源回路（５００）の基準端子（５ｂ）に接続
されている。

上記電源回路（５００）の負側端子（５ｄ）は、第１図
で示すように、電流検出抵抗体（４０）に接続され、こ
の電流検出抵抗体（４０）の他端は整流回路（３０）の
負側出力端子に接続されている。上記構成によって、検
出抵抗体（４０）には負荷電流に対応する全波整流波形
電流が流れる。

（６０）は電流検出抵抗体（４０）の電圧降下を電源回
路（５００）の中間電位ｖＯを基準とする信号に変換す
る差動増幅回路である。この差動増幅器（６０）は演算
増幅器（６３）と４つの抵抗体（８４）、（８５）　、
（ｆｉ６）　、（８７）から構成されている。

上記差動増幅器（６０）の電力は電源回路（５００）よ
り供給され、差動増、幅器（６０）の入力は電流検出抵
抗体（４０）に接続されている。

（７０）は時限回路で、この時限回路（７０）は公知の
図示しない瞬時用外し回路、短限時用外し回路および長
限時用外し回路を備え、各回路の出力端子は並列接続さ
れて、時限回路（７０）の出力端子（７０ａ）となって
いる。

（８０）は整流回路（３０）の正側出力端子に接続され
た電磁引外しコイル、（１２０）は電磁引外しコイル（
８０）に直列接続された第１の開閉回路で、この開閉回
路（１，２０）の他端は電源回路（５００）の負側端子
（５ｄ）に接続されている。上記電磁引外しコイル（８
０）は開閉接点（２０１）としゃ断機構（１００）を介
して機械的に連動しており、開閉回路（１２０）が開よ
り閉に切換ることにより、上記開閉接点（２０１）が開
放されるように構成されている。

（８１）は整流回路（３０）の正側出力端子に接続され
た発光素子、（１２１）は発光素子（８１）に直列接続
された第２の開閉回路で、この開閉回路（１２１）の他
端は電源回路（５００）の負側端子（５ｄ）に接続され
ている。上記発光素子（８１）は開閉回路（１２０）が
開より閉に切換ることにより発光するように構成されて
いる。

（５０）は時限回路（７０）の出力と開閉回路（１２０
）の入力の間に接続された不足電圧動作禁止回路で、こ
の不足電圧動作禁止回路（５０）は、第２図で示すよう
に比較器（５３）と電圧分割回路（５１）とから構成さ
れ、抵抗体Ｒ７とＲ８からなる電圧分割回路（５１）は
電源回路（５００）の正側端子（５ａ）と中間端子（５
Ｃ）に接続されるとともに、上記抵抗体Ｒ７とＲ８の接
続点が上記比較器（５３）の一方の入力端子に接続され
、比較器（５３）の他方の入力端子は基準端子（５ｂ）
に接続されている。　（５４）　、　（５５）は不足電
圧動作禁止回路（５０）の出力スイッチで、この出力ス
イッチ（５４）　、　（５５）が閉成されることにより
、第１．第２の開閉回路（１２０）　、　（１２１）が
閉成されるように構成されている。

つぎに、上記構成の動作について説明する。

交流電路（１１）に電流が流れると、変流器（２１）の
２次巻線に固有の変流比で定まった２次電流が流れる。

この２次電流を整流回路（３０）で単一方向の電流に変
換し、整流回路（３０）の出力電流が電源回路（５０Ｇ
）と検出抵抗体（４０）を通って整流回路（３０）に帰
る。この時、電源回路（５００）と検出抵抗体（４０）
には交流電路（１１）の負荷電流に対応する余波整流波
形電流が流れる。

」二記電源回路（５００）に余波整流波形電流が流れ込
むと、この電源回路（５００）の各出力端子（５ａ）、
（５ｂ）、（５ｃ）および（５ｄ）には、第３図で示す
ような接地された中間端子（５Ｃ）の電位ＶＯを基準と
した電圧（＋Ｖ）　、　（Ｖｒｅｆ　）　　、　（−■
）が発生する。その場合、上記出力端子（５ａ）の出力
電圧（＋Ｖ）にはリップル分が含まれていてもよい、出
力電圧（＋Ｖ）と出力電圧（Ｖｒｅｆ）の関係は （＋Ｖ）　＞　（Ｖｒｅｆ　） である。

また、電源回路（５００）の出力電圧は不足電圧動作禁
止回路（５０）に供給され、ヒステリシスを持った比較
器（５３）のため出力電圧（＋Ｖ）が第３図のＯＮレベ
ルより大きくなれば出力スイッチ（５４）　。

（５５）を閉じ、出力電圧（＋Ｖ）がＯＦＦレベルより
小さくなれば出力スイッチ（５４）　、　（５５）を開
く。

このＯＮレベルとＯＦＦレベルの差は、出力電圧（＋Ｖ
）のリップル分より大きく設定されており、リップル分
により出力スイッチ（５４）　、　（５５）がＯＮ　、
ＯＦＦを繰返さないように設定されている。

すなわち、出力電圧（＋Ｖ）が規定値以上で。

出力電圧（Ｖｒｅｆ）が十分安定し、出力電圧（−■）
が規定値のときのみ、不足電圧動作禁止回路（５０）の
出力スイッチ（５４）　、　（５５）が閉じる。

他方、上記差動増幅器（θ０）の電力は電源回路（５０
０）から供給され、差動増幅器（６０）の入力は電流検
出抵抗体（４０）から供給される。この差動増幅器（６
０）の利得Ａは、第４図から であり、第５図で示すような出力電圧特性Ｂとなる。

ところで、上記差動増幅器（ＢＯ）を適正に動作させる
ためには、つぎの条件を満足させることが肝要である。

これを第４図で示す電源回路（５００）と差動増幅器（
６０）の等価回路で説明すると、上記回路が差動増幅器
として働くには、演算増幅器（６０）の入力電位ｖ　Ｏ
Ｐ＋１　、　ｖ　ｏｐ−ｔが電源回路（５００）　（７
）出力電圧（＋■）と出力電圧（−■）に間の電位であ
る必要がある。（第６図参照）差動増幅器（６０）の入
力側抵抗体Ｒｉｎと出力側抵抗体Ｒｏｕｔはこの条件を
満たすように設定される。

上記差動増幅器（６０）の出力が、第７図で示す瞬時例
外し電流領域、短限時用外し電流領域および長限峙引外
し電流領域を越えたとき、時限回路（７０）から出力信
号を出す。

時限回路（７０）の出力は不足電圧動作禁止回路（５０
）の出力スイッチ（５４）、（５５）を経由して開閉回
路（１２０）　　、　（１２１）の入力をトリガし、開
閉回路（１２ｏ）　　、　（１２１）の出力を開より閉
にし、電磁引外し装置（１２０）を励磁する。その励磁
状態は発光素子（８１）の発光で視認することができる
。電磁引外し装置（１２Ｇ）は開閉接点（２０１）を閉
より開に操作し事故電流を遮断する。この動作特性曲線
は前述した第７図の通りである。

なお、開閉接点（２０１）を流れる電流が定格電流のｌ
θ％〜２０％程度の小さい電流の時には、電源回路（５
００）の出力電圧は時限回路（７０）の動作に不十分な
状態がある。その状態で時限回路（７０）が誤った出力
を出すのを防ぐため、不足電圧動作禁出回路（５０）の
出力スイッチ（５４）、（５５）が開となって開閉回路
（１２０）　　、　（＋２１）の動作を防ぐ。

第１１図に他の実施例を示す、この例では発光素子（８
１）に換え、固体リレー（８２）を介してブザー（８３
）を駆動するものである。この場合、開閉接点（２０１
）を論れる電流が定格電流のｌＯ％〜２０％程度の小さ
い゛電流の時に発音させる。

なお、上記実施例においては、便宜上、単相の交流電路
（１１）をしゃ断する回路しゃ断器について説明したけ
れども、多相の交流電路をしゃ断する回路しゃ断器であ
ってもよいことはいうまでもない。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば１回路しゃ断器の制御
回路が電源回路と電流検出抵抗体を直列に接触し、差動
増幅器により電流検出抵抗体の両端電位差を電源回路内
にシフトし、また電源回路電圧が制御回路の動作に十分
な時のみ出力可能とし、かつ警報を発生するようにした
ので、高精度でかつ安全性の高い引外し特性を安価に実
現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による回路しゃ断器の一例を示す回路
図、第２図は電源回路と不足電圧動作禁止回路の一例を
示す回路図、第３図は電源回路と不足電圧動作禁止回路
の動作説明図、第４図は電源回路と差動増幅器の等価回
路図、第５図は差動増幅器の特性図、第６図は電源回路
と差動増幅器の動作説明図、第７図は回路しゃ断器の引
外し特性図、第８図はこの発明による回路しゃ断器の他
の例を示す回路図である。 （１１）・・・交流電路、　（２１）・・・変流器、（
３０）・・・整流回路、（４０）・・・電流検出抵抗体
、（５０）・・・不足電圧動作禁止回路、　（ｅｏ）・
・・差動増幅器、（７０）・・・時限回路、（８０）・
・・電磁用外しコイル、（８１）・・・発光素子、　（
８３）・・・ブザー、（１２０）・・・第１の開閉回路
、（１２１）・・・第２の開閉回路、　（２０１）・・
・負荷開閉接点、（５００）・・・電源回路。 なお、図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 第２図 第３図 手続補正書　（自発） ２９発明の名称 回路しゃ断器 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　　　　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号名
　称　　（６０１）三菱電機株式会社代表者志岐守哉 ４、代理人 ５、補正の対象 明細書の「特許請求の範囲」および「発明の詳細な説明
」の各欄ならびに図面 ６、補正の内容 Ａ、明細書： （１）特許請求の範囲を別紙の通り補正します。 （２）第５頁第１行目； 「誤動作」とあるを「事故電流」と訂正します。 （３）第５頁第２行目ないし第３行目；「難であった。 」とあるを「難で、回路しゃ断器が電路をしゃ断するま
でわからなかった。」と補正します。 （４）第５頁第８行目； 「この誤動作を」とあるを「事故電流が電路をしゃ断す
る前に」と補正します。 （５）第５頁第１９行目、第６頁第８行目；「その報知
」とあるをｒ　１１ｓ故電流の報知」と訂正します。 （６）第６頁第１１行目】 「状７ｇ　Ｊとあるつぎに「および゛１イ故電流」を加
入します。 （７）第６頁第１２行目； 「よって、」とあるつぎに「回路しゃ断器が電路をしゃ
断する前に」を加入します。 （８）第９頁第１５行目ないし第１６行目；「（７０ａ
）」とあるをｒ　（７０ａ）、（７０ｂ）　Ｊと訂正し
ます。 （９）第１Ｏ頁第１３行目； ｒ（１２０）　Ｊとあるをｒ（１２０）、（＋２１）　
Ｊと訂正します。 （ｌＯ）第１１頁第４行目； 「が閉」とあるを「は、時限回路（７０）の出力が出て
いれば閉」と補正します。 （ＩＩ）第１１頁第５行目ないし第６行目；「成される
ように」よあるを「成可能に」と訂正します。 （１２）第１４頁第６行目； 「から」とあるつぎに「端子（７０ａ）、（７０ｂ）に
それぞれ」を加入します。 （１３）第１５頁第４行目； 「固体リレー」とあるを［ソリッドステートリレー」と
訂正します。 （工４）第１５頁第６行目ないし第７行目；「定格電流
・・・時」とあるを「所定の警報電流値を越えた時」と
訂正します。 ８０図面： （１）第１図に符号ｒ（７０ｂ）Ｊを加入するため、同
図を別紙の通り再提出します。 （２）第２図に符号ｒ　（５５）Ｊで示すスイッチを加
入するため、同図を別紙の通り再提出します。 （３）第４図に符号ｒＶＯＰ＋１．＋　、　ｒＶＯＰ−
１」ｃ７）矢印を加入するため、同図を別紙の通り再提
出します。 （４）第７図にｒ所定の警報電流値」を加入するため、
同図を別紙の通り再提出します。 （５）第８図における「ソリッドステートリレー（８２
）Ｊの後段回路を補正するため、同図を別紙の通り再提
出します。 以上 別紙 補正後の特許請求の範囲 「（１）交流電路に挿入された負荷開閉接点と、この接
点に流れる電流を検出する変流器と、この変流器の２次
巻線に接続され前記変流器の交流２次電流を単方向電流
に変換する整流回路と、この整流回路の出力端子間に接
続されかつ正側・中間・負側の各出力端子に正電位−中
間電位・負電位を出力する直流電圧電源回路と、このＴ
ｔｔ源回路に直列接続された電流検出抵抗体と、上記電
源回路の出力により電力が供給されかつ前記単方向電流
に比例する前記電流検出抵抗体の電圧降下を前記電源回
路の出力の正電位と負電位の間〒かっ中間電位をノ＾準
とする出力信号に変換する差動増幅回路と、前記電源回
路から電力が供給されかつ前記単方向電流に比例する前
記差動増幅回路の出力信号を入力とするように接続され
かつ前記単方向電流の所定の大きさに対して所定の時間
遅れを生じさせる時限回路と、前記時限回路の出力によ
り開より閉に操作される第１の開閉回路と、この開閉回
路と前記電源回路の接続点と前記電源回路と前記電流検
出抵抗体の接続点との間に接続された電磁用外しコイル
と、前記開閉回路が閉じることによって励磁されととも
に前記電磁用外しエエｐにより駆動されて前記負荷開閉
接点を閉より開にするしゃ新機構と、前記直流電圧電源
回路の出力電圧が前記差動増幅器や前記時限回路の正常
な動作に不十分な時には前記第１の開閉回路が開より閉
に誤動作しないように接続された不足電圧動作禁止回路
と、前記直流電圧電源回路の出力電圧が前記差動増幅器
や前記時限回路の正常な動作に不十分な時に姑上記不足
電圧動作禁止回路からの出力により開より閉に　リ　　
ないよ−に”　さ　、第２の開閉回路と、この開閉回路
が閉じることにより駆動されて発光ないし警報音を発生
する報知手段とを具備したことを特徴とする回路しゃ断
器、」

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）交流電路に挿入された負荷開閉接点と、この接点
   に流れる電流を検出する変流器と、この変流器の２次巻
   線に接続され前記変流器の交流２次電流を単方向電流に
   変換する整流回路と、この整流回路の出力端子間に接続
   されかつ正側・中間・負側の各出力端子に正電位・中間
   電位・負電位を出力する直流電圧電源回路と、この電源
   回路に直列接続された電流検出抵抗体と、上記電源回路
   の出力により電力が供給されかつ前記単方向電流に比例
   する前記電流検出抵抗体の電圧降下を前記電源回路の出
   力の正電位と負電位の間でかつ中間電位を基準とする出
   力信号に変換する差動増幅回路と、前記電源回路から電
   力が供給されかつ前記単方向電流に比例する前記差動増
   幅回路の出力信号を入力とするように接続されかつ前記
   単方向電流の所定の大きさに対して所定の時間遅れを生
   じさせる時限回路と、前記時限回路の出力により開より
   閉に操作される第１の開閉回路と、この開閉回路に直列
   接続されかつその直列回路が前記整流回路と前記電源回
   路の接続点と前記電源回路と前記電流検出抵抗体の接続
   点との間に接続された電磁引外しコイルと、前記開閉回
   路が閉じることによって励磁されとともに前記電磁引外
   しにより駆動されて前記負荷開閉接点を閉より開にする
   しゃ断機構と、前記直流電圧電源回路の出力電圧が前記
   差動増幅器や前記時限回路の正常な動作に不十分な時に
   は前記第１の開閉回路が開より閉に誤動作しないように
   接続された不足電圧動作禁止回路と、前記直流電圧電源
   回路の出力電圧が前記差動増幅器や前記時限回路の正常
   な動作に不十分な時に上記不足電圧動作禁止回路からの
   出力により開より閉に操作される第２の開閉回路と、こ
   の開閉回路が閉じることにより駆動されて発光ないし警
   報音を発生する報知手段とを具備したことを特徴とする
   回路しゃ断器。