200820297 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關應用於低壓配電系統的接地漏電斷路器 ，特別是與配備有絕緣測試開關之接地漏電斷路器的結構 Λ 有關，在進行斷路器之絕緣測試（絕緣及耐壓測試）時， ‘ 絕緣測試開關切斷接地漏電偵測電路與主電路的連接。 Φ 【先前技術】 近年來，在主流中的接地漏電斷路器，爲了提高客戶 端的使用方便性，模殼斷路器（molded case circuit breaker )與接地漏電斷路器的主體外殼具有相同的外形尺 寸，且安裝在主體外殼中的主要部件已儘可能共用。 這類的接地漏電斷路器，除了安裝有諸如模殼斷路器 中過電流保護功能的部件外，還安裝有零相比流器、接地 漏電偵測電路（包含1C的電子電路）、以及跳脫線圈單 φ 元。零相比流器偵測主電路中之一次導體間的不平衡電流 :接地漏電偵測電路根據來自零相比流器之二次輸出位準 而偵測接地故障的發生；以及，跳脫線圈單元回應於來自 ί妾地 '漏電偵測電路的輸出信號，即使斷路器的切換機構跳 * 脫°接地漏電偵測電路的控制電源係藉由整流主電路的相 間（inter-phase)電壓來予以供應。 按標準規定，接地漏電斷路器在主電路中具有一預定 的相間介電強度。因此，每一個產品都要接受絕緣與耐壓 測試（絕緣測試），以測量介電強度。絕緣測試係藉由在 -4- 200820297 (2) 接地漏電斷路器之主電路開路的狀態（〇FF狀態）下’在 主電路端子的相間施加測試電壓來予以實施。測試電壓隨 著接地漏電斷路器的額定電壓而變。對於額定電壓在400 至600伏範圍內的接地漏電斷路器而言，測試電壓係界定 • 在 2,500 伏。 * 如果絕緣與耐壓測試是在接地漏電偵測電路的電源線 (稍後描述）連接於主電路之每一相的情況下進行，由於 φ 接地漏電偵測電路本身爲一電子電路，該偵測電路會受到 所施加的高測試電壓而被破壞。因此，在施加測試電壓前 ，必須先切斷主電路與接地漏電偵測電路之間的連接。爲 了幫助在安裝接地漏電斷路器之位置處的絕緣測試，在習 知接地漏電斷路器（例如專利文獻1 )中，在接地漏電斷 路器的主體外殼中另外設置一介電測試開關（絕緣測試開 關），且在絕緣測試期間，切斷接地漏電偵測電路與其電 源線間的連接。在已被提出的另一接地漏電斷路器（例如 φ 專利文獻2)中，斷路器的切換機構機械性地迫使絕緣測 試開關的OFF操作。圖1 3爲用於三相3線電路之接地漏 電斷路器示例的電路圖，以及圖14顯示該電路斷路器的 構造。 、 參照圖13，參考編號1表示R，S，T三相的主電路， 編號2表示主電路接點，編號3表示用於主電路接點2的 切換機構，編號4表示操作柄，編號5表示過電流跳脫裝 置’在偵測到主電路1中形成過電流或短路時，使切換機 構3跳脫。在偵測到配電系統中發生接地故障時，使切換 200820297 (3) 機構3跳脫的接地漏電跳脫裝置包含零相比流器6、接地 漏電偵測電路（包含1C的電子電路）7、以及跳脫線圈單 元8。零相比流器6偵測主電路中R，S，T各相之一次導 體中的不平衡電流；接地漏電偵測電路7根據零相比流器 6之二次輸出位準來偵測接地故障的發生；以及跳脫線圈 -單元8回應於來自接地漏電偵測電路7的輸出信號，使切 換機構3跳脫。 φ 控制接地漏電偵測電路7的電力係經由連接至主電路 1和整流電路1 〇之導體的電源線9而供應自主電路1的相 間電壓。絕緣測試開關（介電測試開關）1 1被插置在此電 源電路中，而在接地漏電斷路器的絕緣測試前，先關閉該 開關，以切斷接地漏電偵測電路7與主電路的連接。雖然 圖1 3之例中的接地漏電偵測電路7係藉由直流（dc )整 流主電路之R，S，T相來供應電力，但在某些情況中，R-τ 相之間的相間電壓可被供應至接地漏電偵測電路7。 0 圖1 4顯不習知接地漏電斷路器的結構。參照圖1 4， 參考編號12表示主體外殼（樹脂模製品），由殼體12a 與蓋12b所構成。在主體外殼12中安裝有：肘節鏈結（ toggle link)型的切換機構3、操作柄4、雙金屬型的過電 ' 流跳脫裝置5、零相比流器6、具有單體構造的接地漏電 偵測電路7、跳脫線圈單元8、及絕緣測試開關1 1。這些 組件係配置成如圖1 4所示。殼體12a中的空間被相間隔 板所分割，以形成R，S，T各相用的空間。在圖14中的參 考編號13表示配置在R，S，T各相用之每一個空間中的主 -6- 200820297 (4) 電路導體，編號1 4表示配置务電流遮斷部中的電弧消除 裝置，以及編號1 5表示跳脫閂（trip crossbar )，其回應 於來自過電流跳脫裝置5或跳脫線圈單元8的機械輸出信 號而使切換機構3跳脫。 接地漏電偵測電路7係收容於呈垂直定向的單體殼體 • 中，其係置於由零相比流器6、通過零相比流器6之U形 的一次導體及殼體1 2a的左側壁所包圍的空間中。（滑動 φ 致動型的）絕緣測試開關1 1具有可移動的接點支架（ holder )，及一良開關殼體延伸且連接到該支架的桿，該 桿具有一致動器1 6，及一形成於其上的操作鈕1 7。絕緣 測試開關係配置在零相比流器6的另一側，亦即接地漏電 偵測電路7之安裝位置的對側，且在由比流器、U形一次 導體、及殼體1 2a之器側壁所包圍的空間內。在此安裝位 置處，操作鈕17面對開設於主體外殼1 2之蓋1 2b中的開 關操作孔1 2b- 1中，且致動器1 6的尖端面對過電流跳脫 φ 裝置5的操作端（電樞）。跳脫線圈單元8具有跳脫線圈 (電磁螺線管）及致動器，他們係包含在該單體殼體內， 且係配置在操作柄4之位於主體外殼1 2之中央的一側。 致動器在此位置面對跳脫閂1 5。 ‘ 在上述的組成構造中，內’部導線（圖中未顯示出）連 接在主電路導體1 3、絕緣測試開關1 1、接地漏電偵測電 路7、與跳脫線圈8之間，如圖13的電路圖所示。當被安 裝在配電盤上時，該接地漏電斷路器係垂直地附接於配電 盤之內，且主體外殼12的蓋12b面朝前，而操作柄4從 -7- 200820297 (5) 開設於配-電盤之前門面板中的窗口突出，以供自配電盤的 外部之開關操作。 在具有上述結構之接地漏電斷路器的絕緣測試中， OFF操作係藉由從主體外殼1 2的正面拉出絕緣測試開關 ' 1 1的操作鈕1 7來予以實施，以中斷接地漏電偵測電路7 * 與電源供應電路。在此同時，絕緣測試開關1 1的致動器 16踢跳脫裝置5的致動端（電樞），藉以使跳脫閂15驅 φ 動到釋放位置。切換機構3被機械性地跳脫，以使主電路 接點2打開（關閉）（圖13 )。在絕緣測試之後，爲了使 接地漏電斷路器恢復到正常操作狀態，將操作鈕1 7推入 ，以使絕緣測試開關1 1回到ON位置。接地漏電偵測電 路7被連接到主電路1的各相。在此同時，絕緣測試開關 1 1的致動器1 6釋放跳脫閂1 5的鎖。主電路接點2被閉合 ，且接地漏電斷路器回到正常操作狀態。 〔專利文獻1〕 φ 日本未經審查之專利公開第No. 2004-3 1 9 1 3 5號（
Fig.1 ) 〔專利文獻2〕 日本未經審查之專利公開第No· 2004-349063號（ Figs·1 至 4 ) 【發明內容】 〔即將被本發明所解決的問題〕 此接地漏電斷路器所安裝之部件的數量比模殼斷路器 -8 - 200820297 (6) 逯多，包括有零相比流器、接地漏電偵測電路、及跳脫線 圏，且還有很多類型的功能性部件安裝在主體外殼內，在 實際的接地漏電斷路器中’幾乎沒有剩餘的空間可供額外 安裝絕緣測試開關。在主電路、絕緣測試開關、及接地漏 '電偵測電路間的內部接線，更要求高可靠度。在絕緣測試 • 開關的操縱及切換機構的連鎖功能方面，也要求高可靠度 〇 Φ 關於這些點，圖1 4之接地漏電斷路器的習知結構利 用在零相比流器6之兩側的剩餘空間，在主體外殼內分開 地配置接地漏電偵測電路7及絕緣測試開關1 1。不過，此 組態使得從主電路經過絕緣測試開關到接地漏電偵測電路 的內部接線路徑加長，且受到接線複雜所苦。 況且，絕緣測試開關1 1的外部尺寸受到斷路器之主 體外殼12高度的限制，因此，在一系列具有不同外框尺 寸的接地漏電斷路器中，很難共用部件。 0 鑒於這些點，本發明之目的在於解決上述問題，及提 供內部接線簡單、允許共用部件、且可達成改善組成結構 及佈局，以額外地安裝絕緣測試開關，而不改變包含在主 體外殼內之主要功能組件之佈局的接地漏電斷路器。 〔解決問題的手段〕 爲了達成上述目的，按照本發明的接地漏電斷路器包 含一由殼體及蓋所組成的主體外殼，且該主體外殼內安裝 有一主電路接點、一切換機構、一零相比流器、一接地漏 -9_ 200820297 (7) 電偵測電路---跳脫線圏單元、以及一連接至電源電路的 絕緣測試開關，該電源電路將電源從該主電路供應至該接 地漏電偵測電路，在該接地漏電斷路器的絕緣測試期間， 該絕緣測試開關被操作成OFF，以切斷該接地漏電偵測電 路與該主電路的連接。該接地漏電偵測電路、該跳脫線圈 • 、及該絕緣測試開關各自被組成爲一單元，該等單元被集 體地配置在該主體外殼內的一側，且該絕緣測試開關的一 φ 操作端係設置而在該配置的此位置處面對開設於該主體外 殼之該蓋中的開關操作孔（申請專利範圍第1項）。明確 地說，接地漏電斷路器採用以下方式。 (1 )該接地漏電偵測電路之該單元係設置在該零相 比流器的一側，且在一由穿過零相比流器之U形一次導體 與該主體外殼之側壁所包圍的空間中。該絕緣測試開關之 該單元與該跳脫線圈之該單元係集體縱列地配置在接地漏 電偵測電路之該單元的上方及該主體外殼之該蓋之內表面 φ 的下方（申請專利範圍第2項）。 (2 )該絕緣測試開關的該單元爲是一組成件，該組 成件包含一平躺之開關主體；一操作鈕；一與該操作鈕、 該開關主體、及該斷路器之跳脫閂連結的致動器構件；以 ' 及一安裝該等構件的單體殼體，該操作鈕被操作成OFF以 經由該致動器構件而使該開關主體的接點打開，且同時將 該跳脫閂驅動到釋放的位置，以便迫使該斷路器被機械地 跳脫（申請專利範圍第3項）。 (3)在上述的方式（2)中，該操作鈕爲壓轉型的按 -10- 200820297 (8) 鈕，該致動器構件爲一與回復簧相結合且設置於與該操作 鈕垂直之方向上的滑塊。該操作鈕係提供有一介於該操作 鈕與該致動器構件之間的閉鎖機構，當該操作鈕被按下時 ，該閉鎖機構嚙合且固定該滑塊於OTFF位置（申請專利範 圍第4項）。 • (4)該接地漏電斷路器符合用於三相4線電路的4 極規格，且通過零相比流器之中性線的一次導體被引出到 _ 且於該主體外殼內相關於零相比流器配置在該等單元之相 反側（申請專利範圍第5項）。 (5 )在上述的方式（4 )中，該中性線的一次導體包 含通過零相比流器的桿狀導體，以及以螺絲固定在該桿狀 導體的兩端並引出到該零相比流器之兩側的板狀導體（申 請專利範圍第6項）。 發明的效果 由於該構造，其中，接地漏電偵測電路、跳脫線圈單 元、及絕緣測試開關都集體地配置在主體外殼內之零相比 流器的一側，所以，這些單元間之接線的長度被縮短。因 此，與習知的構造相比較，主電路與經由絕緣測試開關至 接地漏電偵測電路間之控制電源電路的接線係明顯地簡化 。此外，接地漏電斷路器的保養與檢查也很容易進行。 由於絕緣測試開關的單元具有組成件構造，其中，開 關主體係平躺且經由可滑動的致動器構件而被連結到操作 鈕，該開關單元可被共同使用於各種類型的裝置，而不會 -11- 200820297 (9) 受接地漏電斷路器之主體外殼尺寸（高度）的限制。 至於符合應用於三相4線電路之4極規格的接地漏電 斷路器，通過零相比流器之中性線的一次導體係配置在主 體外殼內相關於零相比流器之單元的對面位置。結果，可 以很容易地使用與3極規格共同的組件而額外地提供用於 4極規格的中性線導體。此添加可經由以包含通過零相比 流器桿狀導體，以及以螺絲固定在該桿狀導體之兩端並引 φ 出到零相比流器兩側之板狀導體之中性線之一次導體的構 造而被簡單地處理。 【實施方式】 本發明之實施例的最佳模式 現在，將參照附圖來描述依據本發明的一些較佳實施 例。在實施例之各圖中的部件，與圖1 4中對應的仍以相 同的符號來予以表示，且其詳細的描述予以省略。 圖1顯示接地漏電斷路器在移開主體外殻之蓋後的整 體構造，及圖2顯示具有蓋之斷路器的外部組態。在圖1 之構造內之基本功能組件的配置與圖1 4的配置類似，不 同之處爲安裝在主體外殻1 2內之接地漏電偵測電路7、跳 脫線圏單元8、以及絕緣測試開關1 1的配置。在圖1的配 置中，接地漏電偵測電路7、跳脫線圈單元8、以及絕緣 測試開關1 1的諸單元係集體地配置在主體外殼1 2的一側 (在殼體12a的右側壁旁），而在圖14的配置中，接地 漏電偵測電路7與絕緣測試開關1 1係分開地配置在零相 -12- 200820297 (10) 比流器6的兩側（分別在左側及右側）。在本發明的接地 漏電斷路器中，這些組件組裝後的構造係如圖3所示。 接地漏電偵測電路7，在習知結構中爲包含在單體殼 體中之印刷電路板，係垂直地直立在由殼體1 2a的右側壁 ’ 與具有圖9所示結構之通過零相比流器6鐵心之U形一次 - 導體1 3 a ( T相的導體）所包圍的空間中。絕緣測試開關 1 1的單元係平躺配置在接地漏電偵測電路7的上方。跳脫 φ 線圈單元8係配置在絕緣測試開關1 1的後方及操作柄4 的右側。此3個單元被主體外殼的蓋1 2b所覆蓋，如圖2 所示。在圖1的組成構造中，設置在絕緣測試開關1 1上 的操作鈕（稍後描述）面對開設在蓋1 2b上的開關操作孔 12b-l (圖2 )。圖2中的符號X及γ表示開設在配電盤 之前面面板上之窗口的尺寸。 在圖1的組成構造中，內部接線係經過絕緣測試開關 1 1而被設置在主電路導體1 3與接地漏電偵測電路7間， • 以及在接地漏電偵測電路7與跳脫線圈單元8之間。 現在’將參照圖4至7來描述絕緣測試開關1 1之單 元的詳細構造。參照圖4，絕緣測試開關之單元爲，包含 開關主體1 1 a、操作鈕1 1 b、滑塊1 i c (其爲致動器）、回 復簧（壓縮彈簧）11 d、以及安裝這些組件的單體殼體（ 組成框架）U e的組成件。 開關主體11a具有圖6所示的構造，在開關殻體Ua-1 中組裝固定接點1U-2及橋形活動接點Ua_3，且一操作桿 lla-4連接到活動接點na-3，且從開關殼體中突伸出 -13- 200820297 (11) 。藉由在ON或OFF方向上滑動操作鈕以進行開或關的操 作。操作桿11 a-4的一端從開關主體1 la的殼體中突伸出 ，與形成在滑塊1 1 e之尖端處的鉤1 1 c-1相嚙合。 壓轉式的操作鈕11b係相反於滑塊11c，自上方而被 * 導引及支撐於單體殼體lie上。 - 與回復簧lid結合的滑塊11c係藉由單體殼體lie來 予以可滑動地導引及支撐。在接地漏電斷路器之開關單元 ^ 係配置在主體外殼12上的組態中，如圖1所示，滑塊的 尖端1 1 c-2面對跳脫閂1 5。滑塊1 1 C的中間部位係形成有 一斜的凸輪表面1 lc-3，其面對操作鈕1 lb的尖端。在此 組態中，在由箭頭A所指示的方向壓下操作鈕1 1 b，該操 作鈕的尖端會與斜的凸輪表面1 1 c-3相接觸，以在.由箭頭 B所指示的方向上驅動滑塊1 1 C。 此外，在操作鈕lib與滑塊lie之間設置一閉鎖機構 ，當操作鈕1 1 b被壓下時，該閉鎖機構與滑塊1 1 c嚙合， φ 並將其保持在OFF位置。該閉鎖機構係由從操作鈕lib四 周突出的閉鎖臂1 1 b-1與設置在滑塊1 1 C上的嚙合突起部 ilc-4所構成，後者面對該閉鎖臂。 接下來，將參照圖8來描述具有上述構造之絕緣測試 ' 開關的功能及操作。在接地漏電斷路器的絕緣測試中，當 使用諸如螺絲起子之類的工具從主體外殼1 2之前面朝箭 頭A的方向壓下絕緣測試開關11的操作鈕lib時，滑塊 1 1 c回應於操作鈕的移動，而在箭頭B的方向上移動抵壓 回復簧1 1 d。於是，開關主體1 1 a變爲OFF (關閉），切 -14- 200820297 (12) 斷主電路與接地漏電偵測電路7間之電源電路的連接。在 此同時，滑塊Π c的尖端1 1 c-2踢跳脫閂1 5，藉以使跳脫 閂1 5朝C的方向傾斜，以釋放切換機構3的閂鎖。結果 ，切換機構3跳脫，且每一相的主電路接點2打開。接著 ^ ，朝箭頭D的方向旋轉操作鈕lib，同時保持在按下的位 - 置，閉鎖臂llb-Ι與形成在滑塊11c上的嚙合突起部llc-4 嚙合。滑塊1 1 C變成被鎖住且保持在OFF的位置，而同時 φ 接受回復簧1 1 d所施加的簧力。因此’已完成絕緣測試的 準備。在滑塊被鎖住的情況中，即使操作柄4被操縱以重 置切換機構3，並朝向ON位置轉動接地漏電斷路器，由 於跳脫閂〗5被卡在閂鎖釋放位置，因此，ON操作無法進 行。 在絕緣測試後，爲了恢復接地漏電斷路器的正常操作 狀態，反轉操作鈕1 1 b (在箭頭D的反方向上）。結果， 操作鈕與滑塊間的閉鎖機構被釋放，且滑塊1 1 c藉由回復 Φ 簧lid的簧力而回到原始位置，離開跳脫閂15。同時，開 關主體1 1 a打開，且接地漏電偵測電路7的電源供應電路 回到導電狀態。 因此，操作柄4轉到RESET位置以重置切換機構3 ’ 的閂鎖，並接著切換到ON位置，主電路接點2被關閉， 且接地漏電斷路器回到正常操作情況，恢復配電電路的導 通狀態。 在本發明之接地漏電斷路器的組成構造中，接地漏電 偵測電路7、跳脫線圈單元8、及絕緣測試開關11被集體 -15- 200820297 (13) 地配置在主體外殼1 2的一側，且相互間緊密地在一起。 因此，與圖14中所示的習知構造相較，相互連接各單元 以及到主電路導體的內部接線可明顯地簡化。此外，保養 與檢查也可更容易地進行。 ~ 由於絕緣測試開關1 1係以水平組態與開關主體1 1 a • 安裝而構成開關單元，因此，絕緣測試開關單元可在各種 外框尺寸的裝置中當成共用部件使用，不會受到接地漏電 φ 斷路器主體外殼之尺寸的限制。由於閉鎖機構被設置在操 作鈕lib與致動器構件（滑塊11c)之間以將滑塊鎖在 OFF位置，同時保持操作鈕在壓下位置，操作的容易性及 可靠度都獲改善。 圖10至12顯示依據本發明另一實施例之三相4線電 路用的接地漏電斷路器。參照圖1 2，其顯示整個接地漏電 斷路器的總成構造，接地漏電偵測電路7、跳脫線圈單元 8、及絕緣測試開關1 1集體地配置在主體外殼的右側（T φ 相之主電路導體13的區域），如同圖1中所示的三相接 地漏電斷路器。另一方面，對應於三相4線電路所增加之 N相（中性線）的主電路導體1 3，係配置在左側上藉由擴 展主體外殼1 2的側向寬度而爲N相所產生的空間中。在 ^ 此配置中，中性線（N相）的主電路導體沿著外殼內的路 線而行進，並穿過零相比流器6，如圖1 〇及1 1所示。 N相的主電路導體係分成兩個延伸於零相比流器6之 前方與後方的分開板狀導體1 3 a，以及一穿過零相比流器 6之鐵心中央且介於兩個板狀導體1 3 a之間的桿狀導體 -16- 200820297 (14) 13b。板狀導體13a與桿狀導體13b係經由固定螺絲13c 與墊片1 3 d來予以連接。 上述的構造讓在4極接地漏電斷路器中能夠增加中性 線（N相）用的主電路導體，同時使用與圖1所示之3極 接地漏電斷路器相同的組成構造，只要R，S，T相用主電 路導體1 3之集體的配置通過零相比流器6的鐵心、接地 漏電偵測電路7、跳脫線圈單元8、及絕緣測試開關1 1。 因此，在3極與4極的接地漏電斷路器中可安裝共用的部 件，達成生產率的改進。 【圖式簡單說明】 圖1係依據本發明之3極接地漏電斷路器之內部構造 的立體視圖； 圖2係覆蓋圖1之結構之殼體蓋的立體視圖； 圖3係顯示圖1結構之基本部件之組成及配置的立體 視圖； 圖4係圖3中所示之絕緣測試開關之單元之整體構造 的立體視圖； 圖5係圖4中所示之基本部件的放大立體視圖； 圖6係圖5中所示之開關主體的詳細結構； 圖7係對應於圖5之單元之組成結構的立體側視圖； 圖8舉例說明圖3中所示之絕緣測試開關的操作功能 圖9係顯示圖丨中所示之零相比流器之構造的立體視 -17- 200820297 (15) 圖； 圖10係顯示即將被安裝在4極接地漏電斷路器上之 零相比流器之構造的立體視圖； 圖1 1係圖1 0中所示之經分解之主電路導體的立體視 圖； 圖1 2係顯示安裝圖1 〇之零相比流器之4極接地漏電 斷路器之經組裝的內部結構立體視圖； ϋ 圖1 3係具有絕緣測試開關之接地漏電斷路器的電路 圖；以及 圖1 4係對應於圖1 3之斷路器之習知技術之接地漏電 斷路器的立體視圖。 【主要元件符號說明】 1 :主電路 2 :主電路接點 # 3 :切換機構 4 =操作柄 5 :過電流跳脫裝置 6 :零相比流器 7 :接地漏電偵測電路 8 :跳脫線圈單元 9 :電源線 1 1 :絕緣測試開關 1 1 a :開關主體 -18- 200820297 (16) 11 b :操作鈕： llb-1 :閉鎖臂 1 1 c :滑塊 1 1 d :回復簧 1 1 e :單體殼體 11a-1 :開關殼體 lla-2 :固定接點 lla-3 :橋形活動接點 lla-4 :操作桿 1 1 c -1 :鉤 1 lc-2 :滑塊的尖端 1 1 c - 3 :斜凸輪表面 llc-4 :嚙合突起部 1 2 :主體外殼 12a :殼體 12b :蓋 12b-l :開關操作孔 1 3 : N柑的主電路導體 13a :板狀導體 13b :桿狀導體 1 3 c :固定螺絲 13d :墊片 1 5 :跳脫閂 1 6 :致動器 -19- 200820297 (17) 1 7 :操作鈕