KR101610484B1

KR101610484B1 - 누전 차단기

Info

Publication number: KR101610484B1
Application number: KR1020140099618A
Authority: KR
Inventors: 노부오 미요시
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2014-03-06
Filing date: 2014-08-04
Publication date: 2016-04-07
Also published as: CN104901273B; JP6221844B2; CN104901273A; CN204167873U; KR20150105170A; JP2015170427A

Abstract

[과제] 누전 검출 회로에 구동 전류가 적고 발열이 작은 부품의 적용이 가능한 누전 차단기를 얻는다.
[해결 수단] 교류 전로(1)를 개폐하는 개폐 접점(2)과, 교류 전로(1)의 영상 전류를 검출하는 영상 변류기(3)와, 영상 변류기(3)의 검출 신호에 기초하여 누전을 검출하는 누전 검출 회로(4)와, 누전 검출 회로(4)에 의해 구동되는 트리핑 장치(6)와, 교류 전로(1)에 접속된 콘덴서 드롭 전원 회로(71)와, 이 콘덴서 드롭 전원 회로(71)의 후단에 접속되어 누전 검출 회로(4)로 전력을 공급하는 제1 정류 회로(72)를 구비하는 누전 차단기로서, 교류 전로(1)에 접속된 제2 정류 회로(75)와, 누전 검출 회로(4)에 의해 구동되어 트리핑 장치(6)의 트리핑 코일(6a)을 여자시키는 자기 소호형 스위칭 소자(5)를 구비하고, 자기 소호형 스위칭 소자(5)의 일단이 제2 정류 회로(75)에 접속되고, 그 타단과 제2 정류 회로(75)의 음극측의 사이에 트리핑 코일(6a)을 접속했다.

Description

누전 차단기{EARTH LEAKAGE BREAKER}

본 발명은 전로(電路)의 누설 전류가 소정치 이상이 되었을 때, 이 전로를 개방하는 누전 차단기에 관한 것으로, 특히 누전 차단기의 동작 전원에 관한 것이다.

현재, 유통되고 있는 누전 차단기의 대부분은, 이 누전 차단기에 내장된, 예를 들면, 집적 회로로 구성된 누전 검출 회로에 의해, 영상(零相) 변류기로 검출된 신호의 레벨 판정을 행하여, 신호의 레벨이 소정치를 넘으면, 누전 검출 회로로부터의 출력에 의해 사이리스터(thyristor)가 턴온되어, 내장된 전자석(電磁石) 장치를 구동하여 누전 차단기를 차단시켜, 전로를 개방하고 있다. 그런데, 이들 누전 검출 회로, 및 전자석 장치의 동작에는, 전력이 필요하고, 이 전력은 누전 차단기의 내부, 예를 들면, 전로의 선간 전압인 AC 400V로부터 만들어 내어, 소정 전압, 예를 들면, DC 12V로 변환하여, 공급되고 있다. 이때, 3극의 누전 차단기에서는, 3극(편의상, R상, S상, T상으로 함. 즉, S상이 중극(中極)에 상당함.) 중, 외측(外側) 2극, 즉, R-T상 사이로부터 만들어 내는 것이 일반적이다. 그러나 이것이, 3극의 누전 차단기를 단상(單相) 전로에 사용하는 경우, 접속을 R-T상 사이로 한정하는 제약 조건의 이유가 되고 있다.

그런데, 이 누전 차단기에 한정되지 않고, 배전 기기의 국제화, 이른바 글로벌·스탠다드화(global standardization)가 언급된지 오래되었다. 구체적으로는, IEC(국제 규격) 60947-2 AnnexB에 준거한 누전 차단기가 요구되고 있지만, JIS(일본공업규격) C 8201-2-2 Annex2(즉, 일본 독자적인 규격)와의 차이 중 하나에, 삼상 전로의 어느 일상이 결상(缺相)되었다고 해도, 누전 기능은 정상적으로 동작해야 한다고 하는 것을 들 수 있다. 따라서 전술한 것처럼, R-T상 사이로부터 전압을 만들어 내고 있는 경우, S상의 결상에서는 문제없지만, R상, 혹은 T상이 결상되었을 때는, 즉시 누전 기능을 상실해 버린다.

이 누전 기능의 상실을 막기 위해서, 동작 전력을, 삼상 전원 취득, 즉, 삼상 전로의 각 상으로부터 만들어낸 후, 정류 회로에서 정류하여, 소정 전압으로 강하시켜 얻는 것이 알려져 있다. 이 방식에 의하면, 어느 일상이 결상되었다고 해도, 남는 2상으로 동작 전력을 생성할 수 있으므로, 누전 기능은 계속 정상적으로 동작한다. 또, 단상 전로에 사용하는 경우, 반드시 S상을 비울 필요가 없이, 즉, R-S상 사이, 혹은 S-T상 사이에도 접속하는 것이 가능하다고 하는, 파급 효과도 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

특허 문헌 1: 일본국 특개 2009-59607호 공보 도 1

종래의 누전 차단기에서는, 전술한 누전 검출 회로로부터의 출력에 의해 사이리스터를 턴온시켜, 전자석 장치를 구동함으로써, 누전 차단기를 차단시키는 것은 주지된 것과 같다. 이때, 누전 검출 회로의 출력은, 구동 전류가 큰 사이리스터를 구동할 필요가 있다. 따라서 누전 검출 회로의 발열이 증가하는 것이나, 전원 회로에 사용하고 있는 콘덴서의 용량을 크게 하는 등의 대응이 필요하다. 또, 전자석 장치에 염가의 전자 코일을 사용했을 경우, 사이리스터는 면실장(面實奬) 타입이 아니라 리드 타입(lead type)의 부품이 되기 때문에, 리드 타입의 사이리스터를 사용함으로써 기판도 크게 할 필요가 있었다.

본 발명은 상술과 같은 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 누전 검출 회로에 구동 전류가 적고 발열이 작은 부품의 적용을 가능하게 함으로써, 소형화를 도모할 수 있는 누전 차단기를 얻는 것이다.

본 발명에 따른 누전 차단기는, 교류 전로를 개폐하는 개폐 접점과, 교류 전로의 영상 전류를 검출하는 영상 변류기와, 이 영상 변류기에 접속되어 영상 변류기의 검출 신호에 기초하여 누전을 검출하는 누전 검출 회로와, 이 누전 검출 회로에 의해 구동되는 트리핑(tripping) 장치와, 교류 전로의 각 상에 각각 접속되어, 저항 및 콘덴서가 직렬 접속된 직렬체와, 이 직렬체의 후단에 접속되어 누전 검출 회로에 전력을 공급하는 제1 정류 회로를 구비하는 누전 차단기로서, 교류 전로에 접속된 제2 정류 회로와, 이 제2 정류 회로의 후단에 접속되어 누전 검출 회로에 의해 구동됨으로써 트리핑 장치의 트리핑 코일을 여자(勵磁)시키는 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자는 자기 소호형(消弧型) 스위칭 소자이고, 스위칭 소자의 일단이 제2 정류 회로에 접속되어, 스위칭 소자의 타단과 제2 정류 회로의 음(negative)극측의 사이에 트리핑 코일이 접속된 것이다.

본 발명에 의하면, 소형으로 발열량이 적은 부품이 사용 가능하고, 고조파(高調波) 회로 및 역접속 회로에도 대응이 가능한 삼상 전원 취득 누전 차단기를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 3극의 누전 차단기를 나타내는 회로도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태 2에 있어서의 3극의 누전 차단기를 나타내는 회로도이다.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 3극의 누전 차단기를 나타내는 회로도이다.

도 1에 있어서, 누전 차단기(101)는 교류 전로(1)를 개폐하는 개폐 접점(2)과, 교류 전로(1) 내에 삽입되어 교류 전로(1)의 영상 전류를 검출하는 영상 변류기(3)와, 이 영상 변류기(3)에 접속되어 그 검출 신호에 기초하여 누전을 검출하는 누전 검출 회로(4)와, 이 누전 검출 회로(4)의 출력 신호에 의해 구동되는 트리핑 장치(6)와, 누전 검출 회로(4)에 의해 구동됨으로써 트리핑 장치(6)의 트리핑 코일(6a)을 여자시키는 자기 소호형 스위칭 소자(5)와, 누전 검출 회로(4)와 트리핑 장치(6)의 양쪽에 전력을 공급하는 전원 회로(7)를 가지고 있다.

또, 트리핑 장치(6)는 자기 소호형 스위칭 소자(5)의 도통에 의해 여자되는 트리핑 코일(6a)과, 이 트리핑 코일(6a)이 여자되었을 때에 개폐 접점(2)을 개리(開離)하는 트리핑 기구(6b)를 가지고 있다.

전원 회로(7)는 교류 전로(1)로부터 입력되는 교류 전압을 소정의 직류 전압, 예를 들면, DC 12V로 변환하여 트리핑 코일(6a)에 여자 전류를 공급함과 아울러 누전 검출 회로(4)로 전력을 공급한다.

또한, 자기 소호형 스위칭 소자(5)에는, 누전 검출 회로(4)로부터의 출력 전류를 억제할 수 있도록 전압 제어 게이트를 가지는 MOSFET, IGBT 등이 이용된다.

이하, 전원 회로(7)의 상세에 대하여 설명한다. 전원 회로(7)는 교류 전로(1)의 각 상에 각각 접속되어, 전류를 제한하는 전류 제한 저항(71a) 및 이 전류 제한 저항(71a)에 직렬로 접속된 콘덴서(71b)로 이루어진 직렬체인 콘덴서 드롭(capacitor drop) 전원 회로(71)와, 이 콘덴서 드롭 전원 회로(71)의 후단에 접속되어 풀 다이오드 브릿지로 이루어진 제1 정류 회로(72)와, 이 제1 정류 회로(72)의 출력의 양(positive)극측에 캐소드가 접속되어, 제1 정류 회로(72)의 출력 전압을 강압(降壓)하기 위한 제너 다이오드(73)와, 이 제너 다이오드(73)의 양단에 병렬로 접속되는 평활용 콘덴서(74)를 가지고 있다.

또, 제너 다이오드(73)의 애노드(anode)는 트리핑 코일(6a)의 일단이 접속되고, 제1 정류 회로(72)의 출력의 음극측은 트리핑 코일(6a)의 타단이 접속되어 있다.

추가로, 전원 회로(7)는 교류 전로(1)에 접속되고, 트리핑 코일(6a)을 구동하기 위한 전원을 생성하는 제2 정류 회로(75)를 가지고 있다. 이 제2 정류 회로(75)는, 교류 전로(1)에 있어서의 3상 중 어느 2상을 전파(全波) 정류한 것이다.

한층 더 상세하게 설명하면, 제2 정류 회로(75)는, 애노드가 교류 전로(1)의 R상에 접속되고, 캐소드가 자기 소호형 스위칭 소자(5)의 드레인에 접속된 다이오드(75a)와, 애노드가 교류 전로(1)의 S상에 접속되고, 캐소드가 다이오드(75a)의 캐소드에 접속된 다이오드(75b)와, 캐소드가 교류 전로(1)의 T상에 접속되고, 애노드가 제1 정류 회로(72)의 출력의 음극측에 접속된 다이오드(75c)와, 캐소드가 교류 전로(1)의 S상에 접속되고, 애노드가 다이오드(75c)의 애노드에 접속된 다이오드(75d)를 구비하고 있다.

제1 정류 회로(72)의 출력의 양극측에는 누전 검출 회로(4)의 전원 단자(4a)가 접속되고, 트리핑 코일(6a)의 일단 및 제너 다이오드(73)의 애노드의 접속점에는, 누전 검출 회로(4)의 그라운드(4b)가 접속된다. 누전 검출 회로(4)의 출력 포트(4c)에는, 저항(8)을 통해서 자기 소호형 스위칭 소자(5)의 게이트에 접속되어 있다. 자기 소호형 스위칭 소자(5)의 소스는, 트리핑 코일(6a)의 일단 및 제너 다이오드(73)의 애노드의 접속점에 접속된다.

또, 자기 소호형 스위칭 소자(5)의 게이트와 소스 사이에는 저항(9)이 접속되고, 저항(8)과 저항(9)으로 분압 저항을 구성하여, 자기 소호형 스위칭 소자(5)의 게이트에 인가되는 전압을 조정하고 있다. 추가로, 자기 소호형 스위칭 소자(5)의 게이트와 소스 사이에는, 노이즈에 의한 오동작 방지용 콘덴서(10)도 접속되어 있다.

또한, 청구 범위에서 기술하고 있는 「스위칭 소자의 일단」이란, 상술한 자기 소호형 스위칭 소자(5)의 드레인이고, 마찬가지로 청구 범위에서 기술하고 있는 「스위칭 소자의 타단」이란, 상술한 자기 소호형 스위칭 소자(5)의 소스이다.

다음으로 전원 회로(7)의 동작에 대해 설명한다.

통상 상태에 있어서는, 교류 전로(1)의 R, S, T상(도 1 지면상, 왼쪽에서부터 R, S, T상이라고 함)으로부터 AC 100V ~ 400V 정도의 교류 전압이 공급되면, 콘덴서 드롭 전원 회로(71)를 구성하는 전류 제한 저항(71a) 및 콘덴서(71b)로 이루어진 직렬체에 교류 전류가 흘러, 제1 정류 회로(72)에서 직류 전력으로 변환된다. 제1 정류 회로(72)로부터 출력된 직류 전력은, 제1 정류 회로(72)의 후단에 접속된 제너 다이오드(73) 및 콘덴서(74)에 의해 소정의 직류 전압, 예를 들면, DC 12V로 강압됨과 아울러 평활화되어 누전 검출 회로(4)에 공급된다.

다음으로, 누전 검출 회로(4)의 그라운드(4b)와 제1 정류 회로(72)의 음극측의 사이에 트리핑 코일(6a)을 접속하는 목적에 대해 설명한다.

전원 회로(7)는 발열이 없는 콘덴서 드롭 전원 회로(71)를 채용하기 위해, 교류 전로(1)로부터 유입되는 높은 주파수 성분의 서지 전류는, 콘덴서 드롭 전원 회로(71)의 임피던스인 1/2πfC의 주파수 f가 커짐으로써 저임피던스화되기 때문에, 전압을 강하시킬 수 없다. 여기서, C는 콘덴서(71b)의 용량, f는 교류 전로(1)로부터 유입되는 서지 전류의 주파수이다.

그 때문에, 누전 검출 회로(4) 내의 검출 회로 및 정전압 회로 등을 과부하에 노출시킨다는 문제가 있다. 이것을 해결하기 위해서, 트리핑 코일(6a)의 리액턴스 성분인 2πfL을 이용하여, 교류 전로(1)로부터 유입되는 서지 전류를 억제한다. 이것에 의해, 누전 검출 회로(4) 내의 검출 회로 및 정전압 회로 등이 과부하가 되지 않도록 보호하고 있다. 여기서, L은 트리핑 코일(6a)의 인덕턴스이다.

한편, 트리핑 장치(6)를 구동하기 위해서는, 전원 전압을 다른 곳에서 전압 강하시키지 않고, 그대로 트리핑 코일(6a)에 인가해야 한다. 그 때문에, 제2 정류 회로(75)는 콘덴서 드롭 전원 회로(71)보다 교류 전로(1)측으로부터 R, S상 2개에 각각 다이오드(75a, 75b)의 애노드측을 접속하고, 자기 소호형 스위칭 소자(5)의 드레인에 다이오드(75a, 75b)의 캐소드측을 접속한다.

또, 트리핑 코일(6a)의 일단에는 다이오드(75c, 75d)의 애노드측을 접속하고, 다이오드(75c, 75d)의 캐소드측은, 콘덴서 드롭 전원 회로(71)보다 교류 전로(1)측의 S, T상의 2개에 각각 접속된다. 이것에 의해, 교류 전로(1)의 3상 중 어느 2상을 전파 정류한 반파 정류 회로를 구성하고 있으며, 자기 소호형 스위칭 소자(5)가 ON 했을 때에는, 콘덴서 드롭 전원 회로(71)를 바이패스(bypass)하는 회로 구성으로 하고 있다.

다음으로 누전 차단기(101)의 동작에 대해 설명한다.

교류 전로(1)의 전력선은, 개폐 접점(2)의 부하측(도 1의 지면 상하측)에 배설된 영상 변류기(3)에 삽통(揷通)되어 있다. 영상 변류기(3)로부터는, 교류 전로(1)를 흐르는 전류의 밸런스가 무너졌을 때, 즉, 교류 전로(1)로부터 대지에 대해 누설 전류가 발생했을 경우, 그 레벨에 비례한 신호가 출력된다.

영상 변류기(3)로부터의 신호는, 도시하지 않는 전압 변환 회로를 거쳐서, 누전 검출 회로(4)에 보내진다. 이 누전 검출 회로(4)에서는, 보내져 온 신호의 피크 전압치, 혹은 신호의 폭을 판별하여, 그것들이, 소정의 레벨을 넘었다고 판단했을 때, 자기 소호형 스위칭 소자(5)의 게이트로 신호를 출력함으로써, 이 자기 소호형 스위칭 소자(5)의 드레인-소스 사이가 도통된다. 이 도통에 의해, 트리핑 코일(6a)이 여자되어 트리핑 기구(6b)를 구동함으로써, 개폐 접점(2)을 개방하여, 누설 전류에 의한 화재, 혹은 인명 사고를 미연에 막고 있다.

또한, 누전 검출 회로(4)는 집적 회로로 구성되는 점, 및 이 누전 검출 회로(4)로부터의 자기 소호형 스위칭 소자(5)의 게이트 신호의 공급은, 누전 차단기(101)의 전원측과 부하측이 바르게 접속된 정(正)접속, 혹은, 누전 차단기(101)의 전원측과 부하측이 반대로 접속된 역(逆)접속의 여하에 관계없이, 누설 전류의 소멸과 함께 리셋되어, 자기 소호형 스위칭 소자(5)의 드레인-소스 사이는 비도통이 된다. 그리고 자기 소호형 스위칭 소자(5)의 드레인-소스 사이가 비도통이 됨으로써, 트리핑 코일(6a)의 여자는 정지된다.

또, 자기 소호형 스위칭 소자(5)의 드레인-소스 사이가 비도통이 되었을 때에 트리핑 코일(6a)의 양단간에는 서지 전압이 발생한다. 이 때문에, 일반적으로는, 트리핑 코일(6a)의 양단에 플라이휠 다이오드(flywheel diode)를 병렬 접속하지만, 본 실시 형태에서는, 트리핑 코일(6a)→제1 정류 회로(72)를 구성하는 다이오드→제너 다이오드(73)→트리핑 코일(6a)의 회로가, 플라이휠 다이오드의 역할을 하므로, 플라이휠 다이오드를 마련할 필요가 없다.

본 실시 형태에 의하면, 교류 전로(1)의 각 상에 각각 접속되어, 저항(71a) 및 콘덴서(71b)가 직렬 접속된 콘덴서 드롭 전원 회로(71)와, 이 콘덴서 드롭 전원 회로(71)의 후단에 접속된 제1 정류 회로(72)와, 교류 전로(1)에 접속된 제2 정류 회로(75)와, 이 제2 정류 회로(75)의 후단에 접속되어 트리핑 장치(6)의 트리핑 코일(6a)을 여자시키는 자기 소호형 스위칭 소자(5)를 구비하고, 자기 소호형 스위칭 소자(5)의 일단이 제2 정류 회로(75)의 양극측에 접속되고, 제2 정류 회로(75)의 음극측과 자기 소호형 스위칭 소자(5)의 타단의 사이에 트리핑 코일(6a)이 접속되어 있으므로, 누전 검출 회로(4)가 자기 소호형 스위칭 소자(5)를 구동하는 전류가 저감되어, 누전 차단기(101)에 있어서의 전원 회로(7)의 발열을 억제할 수 있다. 추가로, 누전 차단기(101)에 있어서의 전원 회로(7)의 발열을 억제할 수 있으므로 소형이고 염가인 누전 차단기를 얻을 수 있다.

또, 발열이 없는 콘덴서 드롭 전원 회로(71)와, 누전 검출 회로(4)로부터의 출력 전류를 억제할 수 있도록 전압 제어 게이트를 가지는 자기 소호형 스위칭 소자(5)와, 트리핑 코일(6a)의 구동 전원에 반파(半波) 정류 회로인 제2 정류 회로(75)를 채용했으므로, 전원 회로(7)의 발열량을 억제할 수 있다.

또, 자기 소호형 스위칭 소자(5)의 일단이, 제2 정류 회로(75)의 양극측에 접속되고, 제1 정류 회로(72)의 음극측과 자기 소호형 스위칭 소자(5)의 타단의 사이에 트리핑 코일이 접속되어 있으므로, 트리핑 코일(6a)의 리액턴스 성분인 2πfL을 이용하여 교류 전로(1)로부터 유입되는 서지 전류를 억제할 수 있다.

또, 자기 소호형 스위칭 소자(5)에 의해 트리핑 코일(6a)을 여자하고 있으므로, 누전 차단기(101)가 전원측과 부하측이 반대로 접속된 상태에서도 누전 검출 회로(4)가 출력을 OFF한 시점에서 트리핑 코일(6a)의 여자를 정지하여, 트리핑 코일(6a)의 소실을 방지할 수 있다.

또, 트리핑 코일(6a)→제1 정류 회로(72)를 구성하는 다이오드→제너 다이오드(73)→트리핑 코일(6a)의 회로가, 트리핑 코일(6a)에 대해서 병렬로 마련되는 플라이휠 다이오드의 역할을 행하므로, 별도로 트리핑 코일(6a)의 구동 회로에 플라이휠 다이오드를 마련할 필요가 없어 누전 차단기(101)를 소형화할 수 있다.

또, 발열이 없는 콘덴서 드롭 전원 회로(71)에서 제1 정류 회로(72)를 통해서 누전 검출 회로(4)에 안정된 직류 전원을 공급하여, 교류 전로(1)로부터의 서지 전류를 어느 상에 대해서도 흡수할 수 있도록 콘덴서 드롭 전원 회로(71)에 직렬로 트리핑 코일(6a)을 접속했으므로, 어느 상이 결상되었다고 해도 누전 사고의 발생시에는 누전 검출 회로(4)로부터의 출력 전류를 최소한으로 억제한 상태에서 트리핑 코일(6a)을 여자시켜 누전 차단기(101)를 트립시킬 수 있다.

실시 형태 2.

도 2는 본 발명의 실시 형태 2에 있어서의 3극의 누전 차단기를 나타내는 회로도이다.

IEC60947-2에는, 정격 감도 전류의 5배에서 40ms 이내에서 동작하는 것이 규정되어 있지만, 실시 형태 1에서는, 트리핑 코일(6a)을 반파 정류 회로인 제2 정류 회로(75)로 구동하므로, 투입 위상에 따라서는 트리핑 장치(6)의 동작 시간이 40ms를 넘을 가능성이 있다.

본 실시 형태의 누전 차단기(102)는, 트리핑 장치(6)의 동작 시간을 40ms에 대해 충분히 짧게 할 수 있도록 하는 것으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 트리핑 장치(6)가 안정된 직류 전압을 필요하는 것에 대응할 수 있도록 반파 정류 회로인 제2 정류 회로(75)를 전파 정류 회로인 제2 정류 회로(76)로 변경한 것이다. 그 외의 구성은, 실시 형태 1과 마찬가지이므로, 상세 설명은 생략한다.

트리핑 장치(6)를 구동하기 위해서는, 전원 전압을 다른 곳에서 전압 강하시키지 않고, 그대로 트리핑 코일(6a)에 인가해야 한다. 이 때문에, 제2 정류 회로(76)는 콘덴서 드롭 전원 회로(71)보다 교류 전로(1)측으로부터 전상(全相)에 다이오드(76a, 76b, 76c)의 애노드를 각각 접속하고, 다이오드(76a, 76b, 76c)의 캐소드를 자기 소호형 스위칭 소자(5)의 드레인에 접속한다.

또, 트리핑 코일(6a)의 타단에 다이오드(76d, 76e, 76f)의 애노드를 접속하고, 콘덴서 드롭 전원 회로(71)보다 교류 전로(1)측의 전상에 다이오드(76d, 76e, 76f)의 캐소드를 각각 접속함으로써, 전파 정류 회로를 구성한다. 이 때문에, 자기 소호형 스위칭 소자(5)가 도통되었을 때에는, 콘덴서 드롭 전원 회로(71)를 바이패스하여, 전원이 공급되는 회로가 되고 있다.

본 실시 형태에 의하면, 교류 전로(1)의 각 상에 각각 접속되어, 저항 및 콘덴서가 직렬 접속된 콘덴서 드롭 전원 회로(71)와, 이 콘덴서 드롭 전원 회로(71)의 후단에 접속된 제1 정류 회로(72)와, 교류 전로(1)에 접속된 제2 정류 회로(76)와, 이 제2 정류 회로(76)의 후단에 접속되어 트리핑 장치(6)의 트리핑 코일(6a)을 여자시키는 자기 소호형 스위칭 소자(5)를 구비하고, 자기 소호형 스위칭 소자(5)의 일단이, 제2 정류 회로(76)의 양극측에 접속되고, 제2 정류 회로(76)의 음극측과 자기 소호형 스위칭 소자(5)의 타단의 사이에 트리핑 코일(6a)이 접속되어 있으므로, 누전 검출 회로(4)가 자기 소호형 스위칭 소자(5)를 구동하는 전류가 저감되어, 누전 차단기(102)에 있어서의 전원 회로(7)의 발열을 억제할 수 있다. 추가로, 누전 차단기(102)에 있어서의 전원 회로(7)의 발열을 억제할 수 있으므로, 소형이고 염가인 누전 차단기를 얻을 수 있다.

또, 3상의 모든 상을 전파 정류하는 3상 전파 정류 회로인 제2 정류 회로(76)를 이용했으므로, 트리핑 장치(6)에 항상 안정된 직류 전압이 공급되기 때문에, 누전 차단기(102)의 차단 동작 시간을 IEC60947-2에서 정해진 소정치 40msec보다 충분히 짧게 할 수 있다.

또, 자기 소호형 스위칭 소자(5)의 일단이, 제2 정류 회로(76)의 양극측에 접속되고, 제2 정류 회로(76)의 음극측과 자기 소호형 스위칭 소자(5)의 타단의 사이에 트리핑 코일(6a)이 접속되어 있으므로, 트리핑 코일(6a)의 리액턴스 성분인 2πfL을 이용하여 교류 전로(1)로부터 유입되는 서지 전류를 억제할 수 있다.

2: 개폐 접점, 3: 영상(零相) 변류기,
4: 누전 검출 회로, 5: 자기 소호형 스위칭 소자,
6: 트리핑 장치, 7: 전원 회로,
71: 콘덴서 드롭 전원 회로, 72: 제1 정류 회로,
73: 제너 다이오드, 75: 제2 정류 회로,
76: 제2 정류 회로, 101: 누전 차단기.

Claims

교류 전로(電路)를 개폐하는 개폐 접점과, 상기 교류 전로의 영상 전류를 검출하는 영상 변류기와, 이 영상 변류기에 접속되어 상기 영상 변류기의 검출 신호에 기초하여 누전을 검출하는 누전 검출 회로와, 이 누전 검출 회로에 의해 구동되는 트리핑 장치와, 상기 트리핑 장치에 접속되는 제너 다이오드와, 상기 교류 전로의 각 상(相)에 각각 접속되어, 저항 및 콘덴서가 직렬 접속된 직렬체와, 이 직렬체의 후단에 접속되어 상기 누전 검출 회로에 전력을 공급하는 제1 정류 회로를 구비하는 누전 차단기로서,
상기 교류 전로에 접속된 제2 정류 회로와, 이 제2 정류 회로의 후단에 접속되어, 상기 누전 검출 회로에 의해 구동됨으로써 상기 트리핑 장치의 트리핑 코일을 여자(勵磁)시키는 스위칭 소자를 구비하고,
상기 스위칭 소자는 자기 소호형 스위칭 소자이고,
상기 제 1 정류 회로의 음극측과 제 2 정류 회로의 음극측은 상기 트리핑 코일의 일단에 접속되고,
상기 제 1 정류 회로의 양극측은 상기 제너 다이오드의 일단과 상기 누전 검출 회로의 전원단자에 접속되고,
상기 제 2 정류 회로의 양극측은 상기 스위칭 소자의 일단에 접속되고,
상기 트리핑 코일의 타단은 상기 스위칭 소자의 타단과 상기 제너 다이오드의 타단에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 누전 차단기.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 정류 회로는, 3상 중 어느 2상을 전파(全波) 정류한 것인 것을 특징으로 하는 누전 차단기.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 정류 회로는, 3상의 모든 상을 전파 정류한 것인 것을 특징으로 하는 누전 차단기.