JPS642501Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は直流回路における地絡または漏電を検
出し、この直流回路をしや断する漏電しや断器に
関する。

最近直流回路の使用頻度が高くなり、しかも回
路電圧が高くなつてきたので直流漏電しや断器の
出現が望まれるようになつた。

一般に漏電しや断器は回路に流れる漏洩電流を
零相変流器を用いて検出し、そのコイルに誘起す
る電圧により引外し機構を介して開閉しや断部を
しや断していた。したがつて、変成作用を行い難
い直流漏洩電流は検出することが困難のため、直
流回路に使用できる漏電しや断器は市場に出てい
なかつた。

本考案は直流回路の地絡や漏電を検出し、この
回路をしや断する漏電しや断器を提供することを
目的とする。

この目的は本考案によれば、直流の警戒回路を
開閉する開閉手段と、警戒回路が挿通される環状
鉄心と、該環状鉄心に巻回され交流励磁される一
次コイルと、該環状鉄心に巻回され一次コイルに
より励磁された該環状鉄心中の交流磁束により交
流電圧が誘起される二次コイルと、継鉄と接極子
とを備え永久磁石によつて直流励磁されるととも
にそれぞれ交流励磁アンペアターンのほぼ等しい
第１の励磁コイルと第２の励磁コイルが互いの磁
束を打ち消し合うように巻回された閉鎖電磁石
と、前記接極子が継鉄から離脱したとき前記開閉
手段を開路する引外し機構とを備えてなる漏電し
や断器において、前記環状鉄心を警戒回路の所定
の直流漏洩電流により磁気飽和する材料で形成
し、前記警戒回路から給電され前記一次コイルに
交流電圧を印加する発振器を内蔵し、前記一次コ
イルと第１の励磁コイルおよび前記二次コイルと
第２の励磁コイルとを直列に接続し、前記環状鉄
心の磁気飽和により前記二次コイルに誘起される
交流電圧の半波が歪んで第１の励磁コイルの対応
する半波により発生する磁束が前記永久磁石の磁
束を打ち消すように構成することにより達成され
る。

つぎに本考案をその実施例を示す図面に基づい
て詳細に説明する。

第１図において変成器１は環状鉄心２、環状鉄
心２に巻いた一次コイル３、同じく環状鉄心２に
巻いた二次コイル４からなる。この変成器１の環
状鉄心２を貫通している警戒回路５には負荷７が
接続されており、電源６から与えられる電圧によ
り直流電流が流れている。回路が健全なときは往
路の電流I_d1と帰路の電流I_d2とは全く等しいから
両電流により発生する磁界は互に打消し合つて環
状鉄心２は磁化されない。したがつて、変成器１
の一次コイル３と二次コイル４とはいわば普通の
変圧器の一次コイルと二次コイルとに相当し、第
２図に示すように変成器１の一次コイルに一定周
波数の電流I_Hを流すとその二次コイルに電圧V₂を
誘起する。第２図は環状鉄心２のＢ−Ｈ曲線で、
一次コイルに流した電流I_Hに対して鉄心２内の磁
束密度Ｂがほぼ直線的に変化して二次電圧V₂を
誘起することを示している。もし、警戒回路に地
絡や漏電が発生し、直流漏洩電流I_gが流れると環
状鉄心２を貫通する警戒回路の往路の電流I_d1と
帰路の電流I_d2は漏洩電流I_gだけの差を生じ、環状
鉄心２を磁化する。したがつて、一定の電流I_g1
で環状鉄心２が磁気飽和するように設定しておけ
ば第３図に示すように一次コイル３に流れた電流
I_Hに対して二次コイル４に誘起する電圧は漏洩電
流I_gが流れないときの電圧V₂より低いV₂′となる。
第３図は環状鉄心２のＢ−Ｈ曲線において、漏洩
電流I_gにより一次電流I_Hの動作点がI_g1だけ偏つて
いるために磁束密度Ｂが飽和し、これ以上増加で
きないので誘起電圧V₂′が低くなることを示して
いる。

上述の原理に基づいて閉鎖電磁石を用いた第４
図に図すような直流漏電しや断器を構成すること
ができる。第４図において直流警戒回路５は開閉
しや断部８を介して変成器１の環状鉄心２を貫通
し、図示していない負荷側に接続される。環状鉄
心には一次コイル３および二次コイル４が巻かれ
ている。発振器９は漏電しや断器の負荷側から電
源をとり、一定周波数の交流電圧を発生する。こ
の発振器９の出力側は変成器１の一次コイル３と
次に述べる閉鎖電磁石１０の励磁コイル１６とに
直列に接続されている。閉鎖電磁石１０は永久磁
石１１、継鉄１２、磁気分岐金具１３、接極子１
４、引張ばね１５および継鉄１２に巻いた２組の
励磁コイル１６，１７などからなり、永久磁石１
１の磁束は分岐金具１３で調節され、その一部が
継鉄１２を介して接極子１４を引張ばね１５に抗
して吸引している。この閉鎖電磁石１０の励磁コ
イルの１組１６は既に述べたとおり発振器９の出
力側に接続されている。他の１組の励磁コイル１
７は変成器１の二次コイル４により励磁され、回
路が健全のときは励磁コイル１６から発する磁束
と励磁コイル１７から発する磁束とは大きさが等
しく互に打消すように設定されている。また接極
子１４は警戒回路に介挿された開閉しや断部８に
連結され、接極子１４が継鉄１２から釈放される
と開閉しや断部８を開かせる。

今、開閉しや断部８を閉じると発振器９が発振
を開始し、その出力により変成器１の一次コイル
３および閉鎖電磁石１０の励磁コイル１６に電流
I_Hが流れる。この電流I_Hは変成器１の二次コイル
４に電圧V₂を誘起させる。電圧V₂は閉鎖電磁石
１０の励磁コイル１７を励磁する。回路が健全な
ときは励磁コイル１６からの磁束と励磁コイル１
７からの磁束とが等しく互に打消しているからこ
れらの交流励磁による磁束は発生せず、閉鎖電磁
石１０の接極子４は永久磁石１１から発する磁束
により吸引されている。もし、負荷回路に漏電が
発生すると、前述したように変成器１の二次コイ
ル４に誘起する電圧V₂がV₂′に低下するために、
この電圧V₂′により励磁される閉鎖電磁石１０の
励磁コイル１７の磁束が減少する。しかし、励磁
コイル１６による磁束は変らないためにこれらの
間における磁束の平衡が破れ、閉鎖電磁石１０の
継鉄１２に交番磁束が発生する。この交番磁束の
半波により永久磁石１１から継鉄１２に与えられ
ている磁束が打消されて接極子１３を釈放し、開
閉しや断部８を開かせる。

以上述べたように本考案による直流漏電しや断
器は、内部を貫通する警戒回路の漏洩電流により
磁気飽和する変成器の鉄心に一次コイルと二次コ
イルを巻き、この一次コイルと閉鎖電磁石の１組
の励磁コイルとを直列に接続して一定交流電流を
流す。また変成器鉄心の二次コイルに誘起した電
圧により閉鎖電磁石のもう１組の励磁コイルを励
磁させる。こうして回路が健全なときに閉鎖電磁
石の２組の励磁コイルから発する磁束を大きさが
等しくかつ互に打消すように設定しておけば、前
記変成器鉄心を貫通する直流回路に地絡または漏
電が発生し直流漏洩電流が流れると、鉄心が磁気
飽和を起こし、二次誘起電圧が低下するため、閉
鎖電磁石の継鉄を励磁していた２組の励磁コイル
からの磁束の平衡が破れ、接極子を釈放するた
め、開閉しや断部が開く。したがつて本考案によ
る漏電しや断器は直流回路に使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本考案による漏電しや断器の
漏電検出原理を説明するための図で、第１図は漏
電しや断器要部および警戒回路の結線図、第２図
は警戒回路健全時おける変成器の作用を示す線
図、第３図は漏電発生時の変成器の作用を示す線
図、第４図は本考案による漏電しや断器の実施例
の結線図である。 １……変成器、２……鉄心、３……一次コイ
ル、４……二次コイル、５……警戒主回路、８…
…開閉しや断部、１０……閉鎖電磁石、１１……
永久磁石、１２……継鉄、１４……接極子、１
６，１７……励磁コイル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 直流の警戒回路を開閉する開閉手段と、警戒回
   路が挿通される環状鉄心と、該環状鉄心に巻回さ
   れ交流励磁される一次コイルと、該環状鉄心に巻
   回され一次コイルにより励磁された該環状鉄心中
   の交流磁束により交流電圧が誘起される二次コイ
   ルと、継鉄と接極子とを備え永久磁石によつて直
   流励磁されるとともにそれぞれ交流励磁アンペア
   ターンのほぼ等しい第１の励磁コイルと第２の励
   磁コイルが互の磁束を打ち消し合うように巻回さ
   れた閉鎖電磁石と、前記接極子が継鉄から離脱し
   たとき前記開閉手段を開路する引外し機構とを備
   えてなる漏電しや断器において、前記環状鉄心を
   警戒回路の所定の直流漏洩電流により磁気飽和す
   る材料で形成し、前記警戒回路から給電され前記
   一次コイルに交流電圧を印加する発振器を内蔵
   し、前記一次コイルと第１の励磁コイルおよび前
   記二次コイルと第２の励磁コイルとをそれぞれ直
   列に接続し、前記環状鉄心の磁気飽和により前記
   二次コイルに誘起される交流電圧の半波が歪んで
   第１の励磁コイルの対応する半波により発生する
   磁束が前記永久磁石の磁束を打ち消すことを特徴
   とする漏電しや断器。