WO2015075815A1 - 電子式回路遮断器 - Google Patents

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雄介 瀧川
野村　敏光
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    • H02H3/02—Details
    • H02H3/05—Details with means for increasing reliability, e.g. redundancy arrangements

Definitions

  • the present invention relates to an electronic circuit breaker, and more particularly to an electronic circuit breaker having a self-diagnosis function capable of periodically and automatically performing an operation test without interrupting power supply to a load.
  • Patent Document 1 discloses a built-in battery, a triangular wave generation circuit that organizes an AC power supply, a filter circuit that brings the output of the triangular wave generation circuit close to a sine wave, and a pseudo sine wave from the filter circuit.
  • Electronic circuit breaker as a signal corresponding to overcurrent, short circuit, and ground fault of the electronic circuit breaker for operation test, and the direct current of the battery as the power source for operating the electronic circuit of the electronic circuit breaker, respectively.
  • Connect the operation test device equipped with the connector to be supplied to the circuit breaker to the electronic circuit breaker drive the tripping device of the electronic circuit breaker in the power supply stop state, and trip the electronic circuit breaker The operation test was done.
  • an overcurrent relay operation test apparatus equipped with a zero-phase current transformer for detecting a ground fault and a tripping current circuit for driving the tripping apparatus is connected with a trip current circuit during an operation test.
  • a test apparatus capable of performing an operation test even in a live line state by disconnecting the disconnection apparatus from an analog switch and disabling the disconnection apparatus.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and even during an operation test, it is possible to trip the circuit breaker when an overcurrent, short circuit, or ground fault occurs. Furthermore, it is intended to provide an electronic circuit breaker having a self-diagnosis function capable of periodically and automatically performing an operation test, and capable of improving an operation rate and facility reliability by performing an operation test from a steady state. It is the purpose.
  • An electronic circuit breaker includes a rectifier circuit that rectifies a secondary output of a current transformer that detects a current of a main circuit, and a microcomputer and a circuit breaker trip device driven by the current output from the rectifier circuit.
  • the microcomputer includes a constant voltage circuit for generating a constant voltage power supply for the A / D converter to which a signal under measurement from the rectifier circuit is input, an overcurrent, an instantaneous current, and a leakage current flowing through the main circuit.
  • a threshold value determination unit that determines whether or not an input signal to the A / D conversion unit exceeds any one of the threshold values, and the threshold value determination unit determines whether the overcurrent, instantaneous current, or leakage current is A sine that simulates the secondary output of the current transformer in an electronic circuit breaker having a trip signal output unit that outputs a trip signal to the trip device when it is determined that any threshold is exceeded Wave signal, above A test signal output circuit that outputs a test signal that exceeds a set threshold value of the value determination unit, and is connected in series between the current transformer and the rectifier circuit; the switching time is controlled by a control signal from the microcomputer; and A first changeover switch for periodically switching a signal input to the rectifier circuit between a signal output from the current transformer and a test signal output from the test signal output circuit; and the trip signal output unit And a trip output determination circuit for determining the operation state of the circuit breaker based on the output state of the first switch and the connection state of the first changeover switch.
  • the electronic circuit breaker of the present invention it is possible to remove the breaker when an overcurrent, a short circuit, or a ground fault occurs even during an operation test, and more regularly and automatically.
  • a self-diagnosis function that can perform an operation test is provided, and the operation rate and facility reliability can be improved by performing an operation test from a steady state.
  • FIG. 1 It is a block diagram which shows the structure of the electronic circuit breaker in Embodiment 1 of this invention. It is a figure which shows the switching timing chart of the 1st selector switch in FIG. It is a block diagram which shows the structure of the electronic circuit breaker in Embodiment 2 of this invention. It is a block diagram which shows the structure of the electronic circuit breaker in Embodiment 3 of this invention. It is a block diagram which shows the structure of the electronic circuit breaker in Embodiment 4 of this invention. It is a block diagram of the external attachment apparatus in FIG.
  • FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an electronic circuit breaker according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 2 is a diagram showing a switching timing chart of a first changeover switch in FIG.
  • the base (not shown) of the circuit breaker 100 stores the current transformer 1.
  • the current transformer 1 When a current flows through the main circuit, the current transformer 1 outputs an output current proportional to the current to the secondary side of the current transformer 1.
  • the output current is input to the constant voltage circuit 4 through the rectifier circuit 2, and the constant voltage circuit 4 generates a power source for driving the microcomputer 6 in the circuit breaker and the circuit breaker tripping device 3.
  • the current output from the rectifier circuit 2 is converted from a current signal to a voltage signal by the rectifier circuit 2 and input to the A / D converter 7 of the microcomputer 6.
  • the value of the current flowing through the circuit is detected.
  • the first changeover switch 5 is connected in series between the current transformer 1 and the rectifier circuit 2, and is always periodically switched by a changeover switch control signal from the control signal output circuit 9 of the microcomputer 6. The signal from the tester 1 and the test signal from the test signal output circuit 11 are switched.
  • FIG. 2 shows an example of the switching timing of the first selector switch 5.
  • the first changeover switch 5 detects the signal from the current transformer 1 when the control signal from the control signal output circuit 9 of the microcomputer 6 is at the H level, and the microcomputer 6 acquires the data by the A / D converter 7. To do.
  • the control signal becomes L level
  • the first changeover switch 5 is switched, the signal from the test signal output circuit 11 is detected, and the A / D converter 7 acquires the data by the microcomputer 6.
  • the signal from the current transformer 1 and the test signal from the test signal output circuit 11 are alternately detected.
  • the values of the signal from the current transformer 1 and the test signal from the test signal output circuit 11 input to the A / D conversion unit 7 are the overcurrent, instantaneous current, and leakage current flowing through the main circuit. Whether or not the predetermined threshold value is exceeded is determined by the threshold value determination unit 61. If the threshold value is exceeded, a trip signal is output from the trip signal output unit 62. A second change-over switch 8 different from the first change-over switch 5 is connected between the trip signal output unit 62 and the trip device 3. The opening and closing of the second changeover switch 8 is performed by a control signal from the control signal output circuit 9 of the microcomputer 6, similarly to the first changeover switch 5.
  • the trip output determination circuit 10 is connected to the trip signal output unit 62.
  • the trip output determination circuit 10 is connected to the control signal from the control signal output circuit 9 to check whether the circuit breaker 100 is operating normally. Make a negative decision.
  • the test signal output circuit 11 always repeatedly outputs a signal exceeding the threshold value of the threshold value determination unit 61 in which predetermined threshold values of overcurrent, instantaneous current, and leakage current are set, and the trip output determination circuit. 10 is determined as normal operation while the first change-over switch 5 is connected to the test signal output circuit 11 and the trip signal is output from the trip signal output unit 62. Further, the first changeover switch 5 is connected to the test signal output circuit 11, but no trip signal is output from the trip signal output unit 62, or the first changeover switch 5 is connected to the test signal output circuit 11. If the trip signal is output from the trip signal output unit 62, it is determined that the operation is abnormal, and the trip output determination circuit 10 outputs an alarm output to the outside of the circuit breaker 100. Do.
  • the opening / closing time of the first changeover switch 5 is adjusted by a control signal from the control signal output circuit 9 of the microcomputer 6, the signal input to the A / D converter 7 of the microcomputer 6 is output from the current transformer 1. Therefore, it is possible to determine whether the signal is proportional to the current of the main circuit or the test signal output from the test signal output circuit 11, and the malfunction of the circuit breaker 100 due to signal mixing can be prevented.
  • a second changeover switch 8 is connected in series between the trip signal output unit 62 and the trip device 3.
  • the second changeover switch 8 is opened and closed by a control signal from the control signal output circuit 9 of the microcomputer 6 in the same manner as the first changeover switch 5, and a trip signal is a signal output from the current transformer 1. If there is, the second changeover switch 8 is closed and the tripping device 3 is driven to trip the circuit breaker. On the other hand, if the trip signal is a signal output from the test signal output circuit 11, the second change-over switch 8 is opened and the trip device 3 is deactivated.
  • the trip signal is output from the trip signal output unit 62 when the signal input to the A / D conversion unit 7 exceeds the threshold value of the threshold judgment unit 61. Is tripped and fed back to the output determination circuit 10, and together with the control signal from the control signal output circuit 9 of the microcomputer 6, it is determined whether or not the circuit breaker is operating normally.
  • the path through which the test signal from the test signal output circuit 11 is input to the A / D converter 7 of the microcomputer 6 is from the current transformer 1. Since it is the same as the path through which the secondary output is input, the operation test can be performed in a state close to the actual use conditions, and it is possible to configure without increasing the A / D conversion section 7 that is the input section of the microcomputer 6. It is.
  • test signal output circuit 11 always inputs a test signal to the A / D converter 7 of the microcomputer 6, trips the trip signal from the trip signal output unit 62, and feeds it back to the signal determination circuit 10.
  • a special tester is not required, and an operation test can be automatically performed to have a self-diagnosis function.
  • an alarm is output from the trip signal determination circuit 10 to notify the user of the abnormality, so that the abnormal circuit breaker is continuously used. This improves the reliability of the equipment.
  • the first change-over switch 5 is always switched periodically, and the current of the main circuit is always detected from the current transformer 1, so that overload occurs during the operation test. Even if a short circuit, a ground fault, or the like occurs, the circuit breaker 100 can be operated as usual, and the load device connected to the circuit breaker 100 can be protected.
  • FIG. FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of an electronic circuit breaker according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the output of the current transformer 1 and the test signal from the test signal output circuit 11 are periodically switched by the first changeover switch 5, so that the rectifier and the current transformer 1 are rectified for a short time. There is a time zone when the circuit 2 is not connected. If an instantaneous large current such as a short circuit or a ground fault flows during that time, the output from the current transformer 1 may not be detected.
  • the second embodiment deals with such a case, and, as shown in FIG. 3, the signal in the previous stage of the first changeover switch 5 is input to the microcomputer calculation unit via the Schmitt trigger circuit 12. It is a thing.
  • the output from the Schmitt trigger circuit 12 is input to the instantaneous current threshold judgment circuit 61 regardless of whether the first changeover switch 5 is opened or closed, and the trip signal output unit 62
  • the tripping device 3 is driven by a tripping signal from. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.
  • the Schmitt trigger circuit 12 is provided to detect the output from the current transformer 1 regardless of the switching timing of the first changeover switch 5 when an instantaneous large current flows. Therefore, even if a short circuit or a ground fault occurs during the operation test, the circuit breaker 100 can be more reliably operated, and the load device connected to the circuit breaker can be protected.
  • FIG. FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an electronic circuit breaker according to Embodiment 3 of the present invention.
  • a trip command is output from the trip output determination circuit 10 to the trip device 3 instead of outputting an alarm from the trip output determination circuit 10 in the second embodiment. Is. Since other configurations are the same as those in the second embodiment, description thereof is omitted.
  • the trip output determination circuit 10 determines that the operation is abnormal, the trip command is output to the trip device 3 and the circuit breaker 100 is operated. It is possible to automatically and promptly disconnect some of the circuit breakers 100 that are present, and to avoid a state in which the load equipment connected to the circuit breakers cannot be protected, further improving the reliability of the equipment. be able to.
  • FIG. FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of an electronic circuit breaker according to Embodiment 4 of the present invention
  • FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of the external accessory device shown in FIG.
  • a power source for driving all the circuits is obtained from the current transformer 1, and therefore an operation test cannot be performed in a state where no current flows in the main circuit.
  • the test signal output circuit is controlled not only by the circuit breaker but also by an external accessory device in the second embodiment.
  • the external accessory device 18 is an independent housing including a DC power supply 16, a constant voltage circuit 15, a circuit breaker operating power supply 14, a microcomputer 13, and a display module 17, separately from the circuit breaker 100.
  • the DC power source 16 is a portable power source, for example, a dry battery, and generates a power source for driving the microcomputer 13 and the display module 17 by the constant voltage circuit 15.
  • the constant voltage circuit 15 is connected to the external accessory device detection circuit 19 of the circuit breaker, and makes the circuit breaker internal microcomputer 6 recognize that the external accessory device 18 is connected.
  • test signal output circuit 11 is controlled to output a test signal corresponding to the test current value.
  • the circuit breaker is tripped by supplying power to drive the tripping device 3 from the circuit breaker operation power source 14.
  • the power supply 16 of the external accessory device 18 is not limited to a DC power source such as a dry cell, but may be configured to include an AC / DC conversion circuit in the external accessory device 18 and drive it by applying an AC voltage from the outside. I do not care.
  • the circuit breaker operation power supply 14 provided in the external accessory device 18 is used. Since the tripping device 3 is driven, it is possible to check even a mechanical operation such that the tripping device 3 is driven normally and the circuit breaker trips. In addition, since it is possible to instruct the test signal output circuit 11 to output a test signal from the microcomputer 13 of the external accessory device 18 at an arbitrary timing, it is possible to freely perform an operation test during periodic inspections when the equipment is stopped. Is possible.
  • the present invention relates to an electronic circuit breaker having a self-diagnosis function capable of performing an operation test periodically and automatically without interrupting power supply to a load, and has improved the operation rate and facility reliability. It is useful as a circuit breaker.

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Abstract

電子式回路遮断器において、主回路の電流を検出する変流器(1)と変流器(1)の二次出力を整流する整流回路（2）との間に、マイコン(6)からの制御信号によって開閉時間が制御される第１の切り替えスイッチ（5）を直列に接続し、整流回路（２）に入力される信号を、変流器(1)より出力された信号とテスト信号出力回路(11)より出力されたテスト信号とに交互に切り替え、負荷への給電を中断することなく定期的且つ自動的に動作試験可能な自己診断機能を持たせた。

Description

電子式回路遮断器
　この発明は電子式回路遮断器に関し、特に、負荷への給電を中断することなく定期的且つ自動的に動作試験可能な自己診断機能を備えた電子式回路遮断器に関するものである。
　従来の電子式回路遮断器の引き外し動作試験装置として、例えば特許文献１に示されるものがある。この特許文献１に示されるものは、内蔵された電池と、交流電源を編成する三角波発生回路と、この三角波発生回路の出力を正弦波に近づけるフィルタ回路と、このフィルタ回路からの擬似正弦波を被動作試験用の電子式回路遮断器の過電流および短絡、地絡事故相当の信号として、また、上記電池の直流を上記電子式回路遮断器の電子回路の作動用電源として、それぞれ電子式回路遮断器に供給する接続コネクタとを備えた動作試験装置を、電子式回路遮断器へ接続し、給電停止状態にて電子式回路遮断器の引き外し装置を駆動させ電子式回路遮断器をトリップさせることで動作試験を行っていた。
　また、給電を停止していない状態の電子式回路遮断器へ誤って動作試験を行った場合、遮断器がトリップしアークが発生して危険である。これを防止するためには給電状態では遮断器をトリップさせないインターロック機能が必要であるが、従来の方式では動作試験装置が給電状態を判定する機能を持たないため、給電時には動作試験を強制停止させるといったインターロック機能を構成することができないという問題があった。
　このような問題に対し、地絡を検出する零相変流器および引き外し装置を駆動させるための引き外し電流回路を備えた過電流継電器の動作試験装置において、動作試験時にはトリップ電流回路と引き外し装置との接続をアナログスイッチによって未接続とし、引き外し装置を不動作とすることで活線状態でも動作試験が可能な試験装置が提案されている。（例えば、特許文献２参照。）
特開平９－１６６６３４号公報 特開２０００－２６１９５１公報
　特許文献１に示される従来の引き外し動作試験装置では、点検をする場合に必ず給電を停止しなければならず、負荷側設備の停止を余儀なくされ、運転稼働率が低下するという問題があった。
　また、特許文献２に示される装置では、動作試験中は引き外し装置を不動作とするため、動作試験中に地絡事故が起きた場合、経路を切り離すことができず、本来の目的である回路保護が達成できないという問題もあった。
　この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、動作試験中であっても、過電流および短絡、地絡事故が起こった際は遮断器を引き外すことが可能で、更に定期的且つ自動的に動作試験可能な自己診断機能を備え、定常時から動作試験を行うことで運転稼働率と設備信頼性を向上させることのできる電子式回路遮断器を提供することを目的とするものである。
　この発明に係る電子式回路遮断器は、主回路の電流を検出する変流器の二次出力を整流する整流回路、この整流回路から出力された電流によりマイコンおよび遮断器の引き外し装置を駆動するための定電圧電源を生成する定電圧回路を備え、上記マイコンは、上記整流回路からの被測定信号が入力されるＡ／Ｄ変換部と、主回路に流れる過電流、瞬時電流、漏洩電流の閾値が設定され、上記Ａ／Ｄ変換部への入力信号が上記いずれかの閾値を超えたか否かを判定する閾値判定部と、この閾値判定部が上記過電流、瞬時電流、漏洩電流のいずれかの閾値を超えたと判定した場合に上記引き外し装置へ引き外し信号を出力する引き外し信号出力部とを備えた電子式回路遮断器において、上記変流器の二次出力を模擬した正弦波信号であって上記閾値判定部の設定閾値を超えたテスト信号を出力するテスト信号出力回路と、上記変流器と上記整流回路の間に直列接続され、上記マイコンからの制御信号によって開閉時間が制御され、且つ上記整流回路に入力される信号を、上記変流器より出力された信号と上記テスト信号出力回路より出力されたテスト信号とに周期的に切り替える第１の切り替えスイッチ、および、上記引き外し信号出力部の出力状態と上記第１の切り替えスイッチの接続状態に基づいて、回路遮断器の動作状態を判定する引き外し出力判定回路を備えたものである。
　この発明の電子式回路遮断器によれば、動作試験中であっても、過電流および短絡、地絡事故が起こった際は遮断器を引き外すことが可能で、更に定期的且つ自動的に動作試験可能な自己診断機能を備え、定常時から動作試験を行うことで運転稼働率と設備信頼性を向上させることができる。
　上述した、またその他の、この発明の目的、特徴、効果は、以下の実施の形態における詳細な説明および図面の記載からより明らかとなるであろう。
この発明の実施の形態１における電子式回路遮断器の構成を示すブロック図である。 図１における第１の切り替えスイッチの切り替えタイミングチャートを示す図である。 この発明の実施の形態２における電子式回路遮断器の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態３における電子式回路遮断器の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態４における電子式回路遮断器の構成を示すブロック図である。 図５における外部付属装置のブロック図である。
　以下、この発明の実施の形態につき、図面を参照して説明する。なお、各図中、同一符号は、同一または相当部分を示すものとする。
実施の形態１．
　図１はこの発明の実施の形態１の電子式回路遮断器の構成を示すブロック図、図２は図１における第１の切り替えスイッチの切り替えタイミングチャートを示した図である。
図１において、回路遮断器１００の図示しないベースは、変流器１を格納している。変流器１は、主回路に電流が流れた場合、その電流に比例した出力電流を変流器１の二次側に出力する。出力された電流は整流回路２を介して、定電圧回路４に入力され、定電圧回路４は遮断器内部のマイコン６や遮断器の引き外し装置３を駆動させるための電源を生成する。それと同時に、整流回路２から出力された電流は、整流回路２にて電流信号から電圧信号へ変換され、マイコン６のＡ／Ｄ変換部７へそれぞれ入力されることで、回路遮断器１００の主回路に流れる電流値を検知する。第１の切り替えスイッチ５は、変流器１と整流回路２の間に直列に接続され、マイコン６の制御信号出力回路９からの切り替えスイッチ制御信号により常時周期的に切り替えが行われ、変流器１からの信号とテスト信号出力回路１１からのテスト信号との切替を行う。
　図２に第１の切り替えスイッチ５の切り替えタイミングの一例を示す。
第１の切り替えスイッチ５は、マイコン６の制御信号出力回路９からの制御信号がＨレベルのときには変流器１からの信号を検知し、Ａ／Ｄ変換部７によってそのデータをマイコン６が取得する。
制御信号がＬレベルになると、第１の切り替えスイッチ５が切り替わり、テスト信号出力回路１１からの信号を検知し、Ａ／Ｄ変換部７によってそのデータをマイコン６が取得する。この操作を常時繰り返すことで変流器１からの信号とテスト信号出力回路１１からのテスト信号を交互に検知する。
　マイコン６の演算部では、Ａ／Ｄ変換部７に入力された変流器１からの信号およびテスト信号出力回路１１からのテスト信号の値が、主回路を流れる過電流、瞬時電流、漏洩電流の所定の閾値を超えているか否かの判定を閾値判定部６１で行い、閾値を超えていれば引き外し信号出力部６２から引き外し信号を出力する。引き外し信号出力部６２から引き外し装置３までの間には、第１の切り替えスイッチ５とは別の第２の切り替えスイッチ８が接続されている。
第２の切り替えスイッチ８の開閉は、第１の切り替えスイッチ５と同様に、マイコン６の制御信号出力回路９からの制御信号によって行われる。引き外し信号出力部６２には引き外し出力判定回路１０が接続されており、引き外し出力判定回路１０は、制御信号出力回路９からの制御信号と併せ、回路遮断器１００が正常動作しているか否の判定を行う。
　即ち、テスト信号出力回路１１からは常に、過電流、瞬時電流、漏洩電流の所定の閾値が設定された閾値判定部６１の閾値を超えた信号を順次繰り返し出力させており、引き外し出力判定回路１０は、第１の切り替えスイッチ５がテスト信号出力回路１１と接続されており、且つ引き外し信号出力部６２から引き外し信号が出力されている間は、正常動作として判定する。また、第１の切り替えスイッチ５がテスト信号出力回路１１と接続されているが引き外し信号出力部６２から引き外し信号が出力されていない、もしくは、第１の切り替えスイッチ５がテスト信号出力回路１１と接続されていないが引き外し信号出力部６２から引き外し信号が出力されているという場合には、異常動作と判定し、引き外し出力判定回路１０より、回路遮断器１００の外部へ警報出力を行う。
　この第１の切り替えスイッチ５の開閉時間はマイコン６の制御信号出力回路９からの制御信号によって調整するため、マイコン６のＡ／Ｄ変換部７へ入力された信号が、変流器１より出力された主回路の電流に比例する信号か、テスト信号出力回路１１より出力されたテスト信号かを判別することが可能であり、信号の混合による回路遮断器１００の誤動作を防止することができる。
　また、引き外し信号出力部６２と引き外し装置３との間に直列に第２の切り替えスイッチ８が接続されている。この第２の切り替えスイッチ８は、第１の切り替えスイッチ５と同様にマイコン６の制御信号出力回路９からの制御信号によって開閉が行われ、引き外し信号が変流器１より出力された信号である場合は、この第２の切り替えスイッチ８を閉じ、引き外し装置３を駆動させて遮断器をトリップさせる。一方、引き外し信号がテスト信号出力回路１１より出力された信号であれば、第２の切り替えスイッチ８を開き、引き外し装置３を不動作とする。
　上記いずれの場合でも、Ａ／Ｄ変換部７へ入力された信号が閾値判定部６１の閾値を超えた際には引き外し信号出力部６２から引き外し信号が出力されるため、この引き外し信号を引き外し出力判定回路１０へフィードバックし、マイコン６の制御信号出力回路９からの制御信号と併せて、遮断器が正常に動作しているか否かの判定を行うものである。
　以上のように構成されたこの発明の実施の形態１によれば、テスト信号出力回路１１からのテスト信号がマイコン６のＡ／Ｄ変換部７へ入力される経路は、変流器１からの二次出力が入力される経路と同一であるため、実際の使用条件に近い状態で動作試験ができ、且つマイコン６の入力部であるＡ／Ｄ変換部７を増やすことなく構成することが可能である。
　また、常時、テスト信号出力回路１１からテスト信号をマイコン６のＡ／Ｄ変換部７へ入力し、引き外し信号出力部６２から引き外し信号を引き外し信号判定回路１０へフィードバックすることにより、変流器１から引き外し信号出力部６２までの機能について、特別な試験器を必要とせず、自動的に動作試験を行い、自己診断機能を持たせることができる。
　また、動作試験の結果、異常があった場合には、引き外し信号判定回路１０から警報を外部へ出力し、使用者に対し異常を知らせることができるため、異常のある遮断器を使用し続けることがなく設備の信頼性が向上する。
　更に、実施の形態１の構成によれば、第１の切り替えスイッチ５の切り替えを常時周期的に行い、常に主回路の電流を変流器１から検出しているため、動作試験中に過負荷および短絡、地絡事故等が起こったとしても通常通り回路遮断器１００を動作させることができ、回路遮断器１００に接続されている負荷機器を保護することが可能である。
実施の形態２．
　図３は、この発明の実施の形態２の電子式回路遮断器の構成を示すブロック図である。
実施の形態１では第１の切り替えスイッチ５によって、変流器１の出力とテスト信号出力回路１１からのテスト信号を周期的に切替えている関係上、短い時間ではあるが変流器１と整流回路２が接続されていない時間帯がある。その時間帯に短絡、地絡事故のような瞬間的な大電流が流れた場合、変流器１からの出力を検出できない可能性がある。
この実施の形態２はこのような場合に対処するもので、図３に示すように、第１の切り替えスイッチ５の前段の信号を、シュミットトリガ回路１２を介してマイコン演算部へ入力するようにしたものである。
　即ち、瞬間的な大電流が流れた場合には、第１の切り替えスイッチ５の開閉に関わらずシュミットトリガ回路１２からの出力を瞬時電流の閾値判定回路６１へ入力し、引き外し信号出力部６２からの引き外し信号により、引き外し装置３を駆動させるものである。
　なお、その他の構成については、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。
　この実施の形態２によれば、シュミットトリガ回路１２を設け、瞬間的な大電流が流れた場合に、変流器１からの出力を第１の切り替えスイッチ５の切替えタイミングに関わらず検出するようにしたため、動作試験中に短絡、地絡事故が起こったとしてもより確実に回路遮断器１００を動作させることができ、回路遮断器に接続されている負荷機器を保護することが可能である。
実施の形態３．
　図４は、この発明の実施の形態３の電子式回路遮断器の構成を示すブロック図である。
この実施の形態３は、実施の形態２において、引外し出力判定回路１０より警報を外部に出力するのではなく、引外し出力判定回路１０より引き外し装置３へトリップ命令を出力するようにしたものである。
なお、その他の構成については、実施の形態２と同様であるので、説明を省略する。
　この実施の形態３によれば、引き外し出力判定回路１０が異常動作と判定した場合、引き外し装置３へトリップ命令を出力し、回路遮断器１００を動作させるようにしたので、異常動作している一部の回路遮断器１００を自動的且つ速やかに解列し、その遮断器に接続されている負荷機器が保護できていない状態を回避することが可能で、更に設備の信頼性を向上することができる。
実施の形態４．
　図５は、この発明の実施の形態４における電子式回路遮断器の構成を示すブロック図、図６は、図５に示す外部付属装置の構成を示すブロック図である。
　上述の実施の形態１～３の構成では変流器１から全ての回路を駆動させるための電源を得ているため、主回路に電流が流れていない状態では動作試験を行うことができない。
この実施の形態４は、実施の形態２において、テスト信号出力回路の制御を回路遮断器だけではなく、外部付属装置でも行うようにしたものである。
　図５、図６において、外部付属装置１８は回路遮断器１００とは別に直流電源１６、定電圧回路１５、回路遮断器動作用電源１４、マイコン１３、表示モジュール１７を備える独立した筐体であり、可搬式とすることで、使用者の意思により任意の遮断器に取り付けることができる装置である。ここで直流電源１６は持ち運び可能な電源、例えば乾電池であり、定電圧回路１５によってマイコン１３、表示モジュール１７を駆動する電源を生成する。また、定電圧回路１５は遮断器の外部付属装置検出回路１９へ接続され、遮断器内部マイコン６へ外部付属装置１８が接続されていることを認識させる。
　主回路に電流が流れており、自動的に動作試験が行われている場合には、遮断器内部マイコン６から外部付属装置内部マイコン１３へ情報が送信され、表示モジュール１７は主回路の電流値や自己診断機能の正常・異常判定結果などの動作状態を表示する。
主回路に電流が流れていない状態で、使用者が意図的に外部付属装置１８を介して動作試験を行う場合には、操作部２０および表示モジュール１７によって試験電流値を決定し、マイコン１３によって、テスト信号出力回路１１が試験電流値に該当するテスト信号を出力するよう制御する。テスト信号が閾値判定部６１の閾値を超えた場合、回路遮断器動作用電源１４から引き外し装置３を駆動させる電源を供給し、回路遮断器をトリップさせる。もちろん外部付属装置１８の電源１６は乾電池のような直流電源に限るものではなく、外部付属装置１８内に交直流変換回路を備えさせ、外部から交流電圧を印加することで駆動させるような形態でも構わない。
　この実施の形態４によれば、外部付属装置１８が接続されており、且つ主回路に電流が流れていない場合の動作試験では、外部付属装置１８に備えられた回路遮断器動作用電源１４で引き外し装置３を駆動させるようにしたため、引き外し装置３が正常に駆動し、遮断器がトリップするといった機械的な動作まで確認することが可能である。また、外部付属装置１８のマイコン１３からテスト信号出力回路１１へ任意のタイミングでテスト信号を出力するよう指示ができるため、設備が停止しているような定期点検時に自由に動作試験を行うことが可能である。
　この発明は、負荷への給電を中断することなく定期的且つ自動的に動作試験可能な自己診断機能を備えた電子式回路遮断器に関するものであり、運転稼働率と設備信頼性を向上させた回路遮断器として有益なものである。
１　変流器、２　整流回路、３　引き外し装置、４　定電圧回路、
５　第１の切り替えスイッチ、６　遮断器内部マイコン、
７　Ａ／Ｄ変換部、８　第２の切り替えスイッチ、
９　制御信号出力回路、１０　引き外し出力判定回路、
１１　テスト信号出力回路、１２　シュミットトリガ回路、
１３　外部付属装置内部マイコン、１４　回路遮断器動作用電源、
１５　定電圧回路、１６　直流電源、１７　表示モジュール、
１８　外部付属装置、１９　外部付属装置検出回路、
２０　操作部、６１　閾値判定部、６２　引き外し信号出力部、
１００　回路遮断器。

Claims (7)

  1. 　主回路の電流を検出する変流器の二次出力を整流する整流回路、この整流回路から出力された電流によりマイコンおよび遮断器の引き外し装置を駆動するための定電圧電源を生成する定電圧回路を備え、上記マイコンは、上記整流回路からの被測定信号が入力されるＡ／Ｄ変換部と、主回路に流れる過電流、瞬時電流、漏洩電流の閾値が設定され、上記Ａ／Ｄ変換部への入力信号が上記いずれかの閾値を超えたか否かを判定する閾値判定部と、この閾値判定部が上記過電流、瞬時電流、漏洩電流のいずれかの閾値を超えたと判定した場合に上記引き外し装置へ引き外し信号を出力する引き外し信号出力部とを備えた電子式回路遮断器において、
    上記変流器の二次出力を模擬した正弦波信号であって上記閾値判定部の設定閾値を超えたテスト信号を出力するテスト信号出力回路と、上記変流器と上記整流回路の間に直列接続され、上記マイコンからの制御信号によって開閉時間が制御され、且つ上記整流回路に入力される信号を、上記変流器より出力された信号と上記テスト信号出力回路より出力されたテスト信号とに周期的に切り替える第１の切り替えスイッチ、および、上記引き外し信号出力部の出力状態と上記第１の切り替えスイッチの接続状態に基づいて、回路遮断器の動作状態を判定する引き外し出力判定回路を備えたことを特徴とする電子式回路遮断器。
  2. 　上記第１の切り替えスイッチの開閉時間を遮断器内部のマイコンの制御信号によって制御することにより、上記整流回路の出力が、上記変流器からの二次出力信号か、上記テスト信号出力回路からのテスト信号かを判別するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電子式回路遮断器。
  3. 　上記引き外し信号出力部から引き外し装置までの間へ直列に、上記第１の切り替えスイッチと同様にマイコンからの制御信号によって開閉が制御される第２の切り替えスイッチを設け、上記引き外し信号出力部から出力される引き外し信号が、上記変流器より出力された信号に基づく場合は第２の切り替えスイッチを閉じ、引き外し装置を駆動させて遮断器をトリップさせ、上記テスト信号出力回路より出力されたテスト信号に基づく場合は第２の切り替えスイッチを開き引き外し装置を不動作とすることを特徴とする請求項２に記載の電子式回路遮断器。
  4. 　上記第１の切り替えスイッチの前段にシュミットトリガ回路を接続し、上記第１の切り替えスイッチの前段の信号を、上記シュミットトリガ回路を介して上記マイコンの閾値判定部へ入力するようにしたことを特徴とする請求項３に記載の電子式回路遮断器。
  5. 　上記引き外し信号出力部からの引き外し信号を上記引き外し出力判定回路にフィードバックすることで、遮断器自身が動作状態を判定する自己診断機能を有し、上記引き外し出力判定回路は、動作の異常が認められた場合には外部へ警報を出力するようにしたことを特徴とする請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の電子式回路遮断器。
  6. 　上記引き外し信号出力部からの引き外し信号を上記引き外し出力判定回路にフィードバックすることで、遮断器自身が動作状態を判定する自己診断機能を有し、上記引き外し出力判定回路は、動作の異常が認められた場合には上記引き出し装置への引き外し信号を出力し、自動トリップするようにしたことを特徴とする請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の電子式回路遮断器。
  7. 　回路遮断器動作用電源、表示部、及び上記テスト信号出力回路の出力を制御するマイコンを備えた外部付属装置を回路遮断器に接続し、回路遮断器内部に上記外部付属装置の接続状態を検出する外部付属装置検出回路を設け、主回路に電流が流れている場合には、上記外部付属装置の表示部に回路遮断器の動作状態を表示し、主回路に電流が流れていない場合は、上記回路遮断器動作用電源から引き外し装置へ動作用の電源を供給すると共に、上記マイコンにより上記テスト信号出力回路を駆動してテスト信号を上記回路遮断器に入力し、遮断器のトリップ動作まで試験可能としたことを特徴とする請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の電子式回路遮断器。
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