KR20150105170A - Earth leakage breaker - Google Patents

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KR20150105170A
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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

An objective of the present invention is to provide an earth leakage breaker which can apply a part which uses a small drive current and generates less heat to an earth leakage detection circuit. The earth leakage breaker comprises: a switching point (2) to switch an alternating current circuit (1); a zero phase current transformer (3) to detect a zero phase current of the alternating current circuit (1); an earth leakage detection circuit (4) to detect earth leakage based on a detection signal of the zero phase current transformer (3); a tripping device (6) driven by the leakage detection circuit (4); a capacitor drop power source circuit (71) connected to the alternating current circuit (1); and a first rectifier circuit (72) connected to a rear end of the capacitor drop power source circuit (71) to supply power to the earth leakage detection circuit (4). The earth leakage breaker further comprises: a second rectifier circuit (75) connected to the alternating current circuit (1); and a magnetic blow-out switching element (5) driven by the earth leakage detection circuit (4) to excite a tripping coil (6a) of the tripping device (6). One end of the magnetic blow-out switching element (5) is connected to the second rectifier circuit (75). The tripping coil (6a) is connected between the other end of the magnetic blow-out switching element (5) and a negative polarity side of the second rectifier circuit (75).

Description

누전 차단기{EARTH LEAKAGE BREAKER}{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. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an earth leakage breaker that opens a converter when a leakage current of the electric path reaches a predetermined value or more, and more particularly to an operation power source of an earth leakage breaker.

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. BACKGROUND ART [0002] Currently, most of the ground-fault circuit breakers currently in circulation are subjected to a level judgment of a signal detected by an image (zero-phase) current transformer by means of, for example, an electric leak detecting circuit formed of an integrated circuit built in this earth- When the level exceeds a predetermined value, the thyristor is turned on by the output from the electrical leak detecting circuit to drive the built-in electromagnet device to cut off the electrical leakage circuit breaker and open the converter. Electric power is required for operation of these electric leak detecting circuits and the electromagnet device. This electric power is generated from the inside of the earth leakage breaker, for example, AC 400V which is the line voltage of the electric circuit, 12V and supplied. At this time, in the three-pole earth leakage circuit breaker, two outermost (outer) poles of three poles (for convenience, R phase, S phase and T phase, that is, S phase corresponds to the middle pole) RT phase. However, this is the reason for the constraint condition for limiting the connection between the R-T phases when the three-pole earth leakage breaker is used for a single-phase converter.

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. However, it has long been mentioned that the internationalization of power distribution equipment, so-called global standardization, is not limited to this earth leakage breaker. Specifically, a circuit breaker according to IEC (International Standard) 60947-2 Annex B is required, but one of the differences from JIS (Japanese Industrial Standard) C 8201-2-2 Annex 2 It can be said that, even if a certain phase of the converter is out of phase, the electric leakage function should normally operate. Therefore, when the voltage is generated between the R-T phases as described above, there is no problem in the S phase image formation. However, when the R phase or the T image is formed, the current leakage function is lost immediately.

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). In order to prevent the loss of the electric leakage function, it is known that the operating power is obtained from three phase power acquisition, that is, from each phase of three-phase converter, rectified in a rectifying circuit, and dropped to a predetermined voltage. According to this method, even if a certain phase is imaged, the operation power can be generated in the remaining two phases, so that the electric leakage function continues to operate normally. In addition, when used for a single-phase converter, there is a ripple effect that it is not necessarily required to empty the S phase, that is, it is possible to connect between the RS phase and the ST phase (see, for example, Patent Document 1) .

특허 문헌 1: 일본국 특개 2009-59607호 공보 도 1Patent Document 1: JP-A-2009-59607 Patent Document 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. In the conventional earth leakage breaker, it is well known that the thyristor is turned on by the output from the above-described leakage detection circuit to drive the electromagnet device to shut off the earth leakage breaker. At this time, the output of the electrical leak detecting circuit needs to drive a thyristor having a large driving current. Therefore, it is necessary to cope with an increase in the heat generation of the electrical leak detecting circuit and an increase in the capacity of the capacitor used in the power supply circuit. In addition, when an inexpensive electronic coil is used for the electromagnet device, the thyristor becomes a lead type rather than a surface mount type. Therefore, it is necessary to increase the substrate by using a lead type thyristor .

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. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide an electric leakage circuit breaker which can be reduced in size by enabling application of a component having a small driving current and low heat generation.

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. An earth leakage breaker according to the present invention comprises an open / close contact for opening and closing an alternating current converter, a video current transformer for detecting a video current of the alternating current converter, an electric leak detecting circuit connected to the video current transformer for detecting a short circuit, A tripping device which is driven by the electric leakage detecting circuit, a series body which is connected to each phase of the alternating current converter and to which a resistor and a capacitor are connected in series, and a series circuit which is connected to the rear end of the series body, A tripping circuit breaker comprising a first rectifying circuit for supplying power, comprising: a second rectifying circuit connected to an alternating-current converter; a second rectifying circuit connected to a rear end of the second rectifying circuit, And the switching element is a self-arc type switching element, and one end of the switching element is connected to the second rectifying circuit Air, will the tripping coil is connected between the other terminal of the second negative (negative) pole side of the rectifying circuit switching device.

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. According to the present invention, it is possible to obtain a three-phase power-supply earth leakage circuit breaker which can use a small-sized component having a small heating value, and is also applicable to a harmonic circuit and a reverse connection circuit.

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. 1 is a circuit diagram showing a three-pole earth leakage breaker according to Embodiment 1 of the present invention.
2 is a circuit diagram showing a three-pole earth leakage circuit breaker according to Embodiment 2 of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 3극의 누전 차단기를 나타내는 회로도이다. 1 is a circuit diagram showing a three-pole earth leakage breaker according to Embodiment 1 of the present invention.

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. 1, an earth leakage breaker 101 includes an open / close contact 2 for opening and closing an alternating current converter 1, a video current transformer 3 inserted into the alternating current converter 1 and detecting a video current of the alternating current converter 1, An earth leakage detection circuit 4 connected to the video current transformer 3 for detecting an earth leakage based on the detection signal, a tripping device 6 driven by the output signal of the earth leakage detection circuit 4, Loop type switching device 5 that excites the tripping coil 6a of the tripping device 6 by being driven by the electrical leak detecting circuit 4 and a self- And a power supply circuit (7) for supplying the power supply voltage.

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. The tripping device 6 includes a tripping coil 6a excited by conduction of the self-loos type switching element 5 and a tripping coil 6b which excites the opening and closing contact 2 when the tripping coil 6a is excited, And a tripping mechanism 6b.

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. The power supply circuit 7 converts the alternating voltage input from the alternating current converter 1 into a predetermined direct current voltage, for example, DC 12V to supply an exciting current to the tripping coil 6a, Power supply.

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. A MOSFET, an IGBT, or the like having a voltage control gate is used for the self-SOH type switching device 5 so as to suppress an output current from the electrical leak detecting circuit 4.

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. Hereinafter, the power supply circuit 7 will be described in detail. The power supply circuit 7 is connected to each phase of the alternating current converter 1 and includes a current limiting resistor 71a for limiting the current and a capacitor 71b connected in series to the current limiting resistor 71a. A first rectifier circuit 72 connected to the rear end of the capacitor drop power supply circuit 71 and made of a pull diode bridge and a second rectifier circuit 72 connected to the output terminal of the first rectifier circuit 72 A zener diode 73 for connecting the cathode to the positive terminal of the first rectifying circuit 72 and for lowering the output voltage of the first rectifying circuit 72, And a smoothing capacitor (74).

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. One end of the tripping coil 6a is connected to the anode of the Zener diode 73 and the other end of the tripping coil 6a is connected to the cathode side of the output of the first rectifying circuit 72. [

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. In addition, the power supply circuit 7 has a second rectifying circuit 75 connected to the AC electric converter 1 and generating a power source for driving the tripping coil 6a. The second rectifier circuit 75 is a rectified (full-wave) type of any two phases among the three phases in the alternating current converter 1. [

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. More specifically, the second rectifying circuit 75 includes a diode 75a having an anode connected to the R phase of the AC converter 1 and a cathode connected to the drain of the self-loos type switching element 5, , A diode 75b whose anode is connected to the S phase of the AC converter 1 and whose cathode is connected to the cathode of the diode 75a and a diode 75b whose cathode is connected to the T phase of the AC converter 1, A diode 75c connected to the cathode of the output of the rectifying circuit 72 and a diode 75d connected to the S phase of the AC converter 1 and having an anode connected to the anode of the diode 75c .

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. The power source terminal 4a of the electrical leak detecting circuit 4 is connected to the anode of the output of the first rectifying circuit 72 and the other end of the tripping coil 6a is connected to the anode of the zener diode 73, And the ground 4b of the antenna 4 is connected. And is connected to the output port 4c of the electrical leak detecting circuit 4 through the resistor 8 to the gate of the self-SOH type switching element 5. [ The source of the self-SOH type switching element 5 is connected to one end of the tripping coil 6a and the connection point of the anode of the Zener diode 73. [

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. A resistor 9 is connected between the gate and the source of the self-SOH type switching element 5 and a voltage dividing resistor is formed by the resistor 8 and the resistor 9, Is adjusted. Furthermore, a capacitor 10 for preventing malfunction due to noise is connected between the gate and the source of the self-SOH type switching element 5.

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. The term " one end of the switching element " described in the claims is the drain of the above-mentioned self-loosening type switching element 5 and the term " the other end of the switching element " And is a source of the switching element 5.

다음으로 전원 회로(7)의 동작에 대해 설명한다. Next, the operation of the power supply circuit 7 will be described.

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. In the normal state, when an AC voltage of about 100 V to 400 V is supplied from the R, S, and T phases of the alternating current converter 1 (referred to as R, S, and T phases from the left side in FIG. 1) An alternating current flows in a series composed of a current limiting resistor 71a and a capacitor 71b constituting the circuit 71 and is converted into direct current power in the first rectifying circuit 72. [ The DC power outputted from the first rectifying circuit 72 is supplied to the first rectifying circuit 72 through a zener diode 73 and a capacitor 74 which are connected to the rear end of the first rectifying circuit 72 by a predetermined DC voltage, Is smoothed together with the step-down, and supplied to the electrical leak detecting circuit (4).

다음으로, 누전 검출 회로(4)의 그라운드(4b)와 제1 정류 회로(72)의 음극측의 사이에 트리핑 코일(6a)을 접속하는 목적에 대해 설명한다. Next, the purpose of connecting the tripping coil 6a between the ground 4b of the electrical leak detecting circuit 4 and the cathode side of the first rectifying circuit 72 will be described.

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. The surge current of the high frequency component flowing from the alternating current converter 1 is applied to the capacitor drop power supply circuit 71 without generating heat because the power supply circuit 7 uses the capacitor drop power supply circuit 71 having the frequency of 1 / And the voltage can not be lowered. Where C is the capacitance of the capacitor 71b and f is the frequency of the surge current flowing from the AC converter 1. [

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. For this reason, there is a problem that the detection circuit and the constant voltage circuit in the electrical leak detecting circuit 4 are exposed to an overload. In order to solve this problem, the surge current flowing from the AC converter 1 is suppressed by using 2? FL, which is the reactance component of the tripping coil 6a. As a result, the detection circuit and the constant voltage circuit in the electrical leak detecting circuit 4 are protected from being overloaded. Here, L is the inductance of the tripping coil 6a.

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. On the other hand, in order to drive the tripping device 6, the power supply voltage must be applied to the tripping coil 6a as it is without dropping the voltage elsewhere. The second rectifying circuit 75 connects the anode sides of the diodes 75a and 75b to the two R and S phases from the AC converter 1 side of the capacitor drop power supply circuit 71, And the cathode side of the diodes 75a and 75b is connected to the drain of the switching element 5. [

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. The anode side of the diodes 75c and 75d is connected to one end of the tripping coil 6a and the cathode side of the diodes 75c and 75d is connected to the AC power source 1 side of the capacitor drop power supply circuit 71, T phase, respectively. Thus, the half-wave rectifying circuit in which two phases out of the three phases of the AC converter 1 are subjected to full-wave rectification is constituted. When the self-loos type switching element 5 is turned ON, And a bypass circuit.

다음으로 누전 차단기(101)의 동작에 대해 설명한다. Next, the operation of the earth leakage breaker 101 will be described.

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. The power line of the alternating current converter 1 is inserted into the video current transformer 3 disposed on the load side (upper and lower sides of the paper plane of Fig. 1) of the open / close contact 2. When the balance of the current flowing through the alternating current converter 1 is broken, that is, when leakage current is generated with respect to the ground from the alternating current converter 1, a signal proportional to the level is output from the video current transformer 3 .

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. The signal from the video current transformer 3 is sent to the electrical leak detecting circuit 4 via a voltage converting circuit (not shown). In this leakage detecting circuit 4, the peak voltage value or the signal width of the transmitted signal is discriminated. When it is judged that the peak voltage value or the signal width has exceeded the predetermined level, the signal of the signal to the gate of the self- So that the drain-source of the self-SOH type switching element 5 is electrically connected. By this conduction, the tripping coil 6a is excited and the tripping mechanism 6b is driven to open the open / close contact 2 to prevent a fire caused by a leakage current or a human accident.

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. The supply of the gate signal of the self-SOH type switching element 5 from this earth leakage detection circuit 4 is performed by the power source side and the load side of the earth leakage breaker 101 Is reset together with the disappearance of the leakage current irrespective of whether the power source side and the load side of the earth leakage breaker 101 are connected in a reverse manner or not, The drain-source of the transistor 5 becomes non-conductive. As a result, the excitation of the tripping coil 6a is stopped because the drain-source of the self-SOH type switching element 5 becomes non-conductive.

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.In addition, when the self-SOH type switching element 5 becomes non-conductive between the drain and the source, a surge voltage is generated across the both ends of the tripping coil 6a. Therefore, in general, a flywheel diode is connected in parallel to both ends of the tripping coil 6a, but in this embodiment, the diode → zener diode constituting the tripping coil 6a → the first rectifying circuit 72, The circuit of the diode 73 - > the tripping coil 6a serves as a flywheel diode, so that there is no need to provide a flywheel diode.

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. A capacitor drop power supply circuit 71 connected to each phase of the alternating current converter 1 and having a resistor 71a and a capacitor 71b connected in series is connected to the capacitor drop power supply circuit 71, A second rectifying circuit 75 connected to the alternating current converter 1 and connected to the rear end of the second rectifying circuit 75 for tripping of the tripping device 6. The first rectifying circuit 72, And a self-SOH type switching element 5 for exciting the coil 6a and one end of the self-SOH type switching element 5 is connected to the anode side of the second rectifying circuit 75 and the other end of the second rectifying circuit 75 Since the tripping coil 6a is connected between the cathode side of the self-loop type switching device 5 and the other end of the self-loos type switching device 5, the electric current for driving the self-loop type switching device 5 by the electric leak detecting circuit 4 is reduced , It is possible to suppress the heat generation of the power supply circuit (7) in the earth leakage breaker (101). Further, since the heat generation of the power supply circuit 7 in the earth leakage breaker 101 can be suppressed, it is possible to obtain a small and inexpensive earth leakage breaker.

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.A capacitor drop power supply circuit 71 that generates no heat, a self-loosening type switching element 5 having a voltage control gate for suppressing the output current from the electrical leak detecting circuit 4, Since the second rectifying circuit 75 which is a half-wave rectifying circuit is adopted as the driving power source, the amount of heat generated by the power source circuit 7 can be suppressed.

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. One end of the self-SOH type switching element 5 is connected to the anode side of the second rectifying circuit 75 and the other terminal of the first rectifying circuit 72 and the other end of the self- The surge current flowing from the AC converter 1 can be suppressed by using 2? FL, which is the reactance component of the tripping coil 6a.

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. Since the tripping coil 6a is energized by the self-SOH type switching element 5, even when the earth leakage breaker 101 is connected to the power source side and the load side in reverse, The excitation of the tripping coil 6a can be stopped to prevent the tripping coil 6a from disappearing.

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. The circuit of the tripping coil 6a → the diode → zener diode 73 → the tripping coil 6a constituting the first rectifying circuit 72 functions as a flywheel diode provided in parallel with the tripping coil 6a It is not necessary to separately provide a flywheel diode in the driving circuit of the tripping coil 6a, and the circuit breaker 101 can be downsized.

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.
A stable DC power source is supplied to the electrical leak detecting circuit 4 through the first rectifying circuit 72 in the condenser drop power supply circuit 71 which generates no heat so that the surge current from the alternating current converter 1 can be supplied to any phase The tripping coil 6a is connected in series to the capacitor drop power supply circuit 71 so that the capacitor drop power supply circuit 71 can be absorbed. Therefore, even when an image is formed in an abnormal state, the output current from the leakage detection circuit 4 is minimized The tripping circuit breaker 101 can be tripped by exciting the tripping coil 6a.

실시 형태 2. Embodiment 2 Fig.

도 2는 본 발명의 실시 형태 2에 있어서의 3극의 누전 차단기를 나타내는 회로도이다. 2 is a circuit diagram showing a three-pole earth leakage circuit breaker according to Embodiment 2 of the present invention.

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. In the first embodiment, the tripping coil 6a is driven by the second rectifying circuit 75, which is a half-wave rectifying circuit, so that the closing phase The operation time of the tripping device 6 may exceed 40 ms.

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. The operation of the trip circuit breaker 102 of the present embodiment allows the operation time of the tripping device 6 to be sufficiently short for 40 ms so that the tripping device 6 needs a stable DC voltage as shown in Fig. The second rectifying circuit 75, which is a half-wave rectifying circuit, is replaced with a second rectifying circuit 76 which is a full-wave rectifying circuit. Other configurations are the same as those of the first embodiment, and therefore, detailed description thereof will be omitted.

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. In order to drive the tripping device 6, the power supply voltage must be applied to the tripping coil 6a as it is without causing a voltage drop at another place. Therefore, the second rectifying circuit 76 connects the anodes of the diodes 76a, 76b, and 76c from the alternating-current converter 1 side to the all-phase side of the capacitor drop power supply circuit 71, , 76b and 76c are connected to the drain of the self-SOH type switching element 5.

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. The anodes of the diodes 76d, 76e and 76f are connected to the other end of the tripping coil 6a and the diodes 76d, 76e and 76f are connected to the alternating current source 1 side of the capacitor drop power supply circuit 71, Cathode are connected to each other to constitute a full-wave rectification circuit. Therefore, when the self-loos type switching element 5 is turned on, the capacitor drop power supply circuit 71 is bypassed to provide a power supply circuit.

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. According to the present embodiment, there are provided a capacitor drop power supply circuit 71 which is connected to each phase of the alternating current converter 1 and to which a resistor and a capacitor are connected in series and a first capacitor connected to the first end of the capacitor drop power supply circuit 71 The tripping coil 6a of the tripping device 6 connected to the rear end of the second rectifying circuit 76 is connected to the rectifying circuit 72, One end of the self-SOH type switching element 5 is connected to the anode side of the second rectifying circuit 76 and the other end of the self rectifying circuit 76 is connected to the cathode side of the second rectifying circuit 76, The current for driving the self-loosely-typed switching element 5 is reduced by the electrical leak detecting circuit 4 because the tripping coil 6a is connected between the other end of the self-loosely-typed switching element 5, The heat generation of the power supply circuit 7 can be suppressed. In addition, since the heat generation of the power supply circuit 7 in the earth leakage breaker 102 can be suppressed, a small-sized and inexpensive earth leakage breaker can be obtained.

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.In addition, since the second rectifier circuit 76, which is a three-phase full-wave rectifier circuit for full-wave rectification of all phases of the three phases, is used, a stable DC voltage is always supplied to the tripping device 6, The time can be made sufficiently shorter than the predetermined value 40 msec defined in IEC60947-2.

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. One end of the self-SOH type switching element 5 is connected to the anode side of the second rectifying circuit 76 and the other terminal of the second rectifying circuit 76 and the other end of the self- The surge current flowing from the AC converter 1 can be suppressed by using the reactance component of 2? FL of the tripping coil 6a.

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.2: open / close contact, 3: zero-phase current transformer,
4: an electric leakage detecting circuit, 5: a self-extinguishing type switching device,
6: tripping device, 7: power supply circuit,
71: capacitor drop power supply circuit, 72: first rectifier circuit,
73: Zener diode, 75: Second rectifier circuit,
76: second rectifier circuit, 101: earth leakage breaker.

Claims (3)

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 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 스위칭 소자의 일단은 상기 제2 정류 회로에 접속되고, 상기 스위칭 소자의 타단과 상기 제2 정류 회로의 음극측의 사이에 상기 트리핑 코일이 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 누전 차단기. An open-close contact for opening and closing an alternating current path; an image current transformer for detecting the image current of the alternating current transformer; an electric leak detecting circuit connected to the image current transformer for detecting an electric leakage based on the detection signal of the image current transformer; A tripping device driven by an electric leakage detecting circuit; a series body connected to each phase of the alternating current converter and having a resistance and a capacitor connected in series; and a power source connected to a rear end of the series body, And a first rectifying circuit for supplying the rectifying circuit to the rectifying circuit,
And a switching element connected to a rear end of the second rectifying circuit and driven by the electrical leak detecting circuit to excite a tripping coil of the tripping device,
Wherein the switching element is a self-SOH type switching element,
Wherein one end of the switching element is connected to the second rectifying circuit and the tripping coil is connected between the other end of the switching element and the cathode side of the second rectifying circuit. 청구항 1에 있어서,
상기 제2 정류 회로는, 3상 중 어느 2상을 전파(全波) 정류한 것인 것을 특징으로 하는 누전 차단기. The method according to claim 1,
Wherein the second rectifying circuit is one in which any two phases out of the three phases are subjected to full wave rectification. 청구항 1에 있어서,
상기 제2 정류 회로는, 3상의 모든 상을 전파 정류한 것인 것을 특징으로 하는 누전 차단기.The method according to claim 1,
Wherein the second rectifying circuit is one that full-wave rectifies all phases of the three phases.
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