WO2020054751A1 - 安全回路及び充電ケーブル - Google Patents

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智之 藤枝
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太平洋工業株式会社
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    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
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    • H02H3/16—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to fault current to earth, frame or mass
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a safety circuit and a charging cable for interrupting a power line in the event of leakage.
  • JP 2010-110055 A (see FIG. 1)
  • the safety circuit according to one embodiment of the present invention that has been made to solve the above-described problem includes a ground fault interrupter connected to a power line between a power supply and a load, and detection of an abnormality that is normally off and is not a ground fault.
  • a safety switch that is connected to the power line or the earth leakage breaker and that is turned on when a signal is received, and an abnormal interruption circuit that causes the earth leakage breaker to detect an earth leakage when the control switch is turned on.
  • a charging cable includes the above-described safety circuit, connects the power supply and the load, and has the leakage circuit breaker of the above-described safety circuit connected in the middle. It is.
  • Circuit diagram of a safety circuit included in a charging cable according to one embodiment of the present invention Perspective view of charging cable Flow chart of processing program Circuit diagram of a safety circuit included in the charging cable according to the second embodiment Circuit diagram of a safety circuit included in the charging cable according to the third embodiment Circuit diagram of a safety circuit included in the charging cable according to the fourth embodiment Circuit diagram of a safety circuit included in the charging cable of the fifth embodiment Circuit diagram of a safety circuit of the charging cable according to the sixth embodiment Circuit diagram of a safety circuit included in the charging cable of the seventh embodiment Circuit diagram of a safety circuit included in the charging cable of the eighth embodiment
  • the charging cable 50 is for charging a secondary battery 91 of an electric vehicle 92, for example, and has connectors 80A and 81A at both ends, and one connector 80A is connected to the electric vehicle 92.
  • the other connector 81A is connected to the power supply connector 81B provided in the power supply 90.
  • the power supply 90 is, for example, a three-phase AC power supply and has U-phase, V-phase, and W-phase phase lines 90A, 90B, and 90C that are star-connected (Y-connected).
  • the connection is ground GND, which is grounded.
  • the power supply side connector 81B is provided with terminal fittings (not shown) connected to the phase lines 90A, 90B, 90C and the ground GND.
  • the electric vehicle 92 is provided with a charging circuit 93.
  • the charging circuit 93 is a converter circuit for converting a three-phase alternating current into a direct current, and a terminal fitting (not shown) connected to the U-phase, V-phase, and W-phase phase lines 93A, 93B, 93C on the input side thereof is connected to the vehicle.
  • the connector 80B is provided.
  • the positive and negative lines 93D and 93E on the output side of the charging circuit 93 are connected to the positive and negative electrodes of the secondary battery 91.
  • the charging cable 50 forms the power line 13 that connects the power supply 90 and the charging circuit 93 as a load to the power supply 90, and includes the safety circuit 10 that disconnects the power line 13 when an abnormality occurs.
  • the charging cable 50 has three power supply cables 51A, 51B, and 51C that constitute a part of the power line 13, and an earth leakage breaker 15 is provided at an intermediate portion of the power supply cables 51A, 51B, and 51C. It is connected.
  • terminal fittings (not shown) are connected to the ends of the power supply cables 51A, 51B, and 51C on the side opposite to the earth leakage breaker 15, and are accommodated in the connectors 80A and 81A.
  • the phase lines 91A to 91C of the power supply 90 and the phase lines 93A to 93C of the charging circuit 93 are connected by the power supply cables 51A, 51B, 51C and the earth leakage breaker 15.
  • first, second, and third constituent lines 13A, 13B, and 13C that connect the power supply 90 and the charging circuit 93 with the power supply cables 51A, 51B, and 51C and the earth leakage breaker 15 are formed.
  • the second and third component lines 13A, 13B, 13C constitute a power line 13.
  • the earth leakage breaker 15 is widely used as, for example, a general-purpose product, and is packaged with a resin as shown in FIG. 2, and has power supply side terminal blocks 61A to 61C on its outer surface and a load side. It has terminal blocks 62A to 62C. Then, Y-shaped or O-shaped crimp terminals (not shown) crimped to the power supply cables 51A, 51B, 51C on the power supply 90 side are screwed and connected to the power supply side terminal blocks 61A to 61C. The crimp terminals (not shown) of the power supply cables 51A, 51B, and 51C are connected to the load-side terminal blocks 62A to 62C by screws.
  • a lever 65 is provided so as to be tiltable between an ON position and an OFF position. Normally, the lever 65 is held at the ON position, and a pair of terminal blocks facing each other among the power-supply-side terminal blocks 61A to 61C and the load-side terminal blocks 62A to 62C are electrically connected to each other. Power can be supplied from the power supply 90 to the charging circuit 93.
  • the leakage breaker 15 detects the leakage and operates to cut off the power line 13. At that time, the lever 65 moves to the off position.
  • the power line 13 returns to the conductive state. Further, the power line 13 can be cut off by manually moving the lever 65 at the ON position to the OFF position.
  • the earth leakage breaker 15 is housed in a common case 17 together with the abnormality processing device 16, for example.
  • the aforementioned power supply cables 51A, 51B, 51C are passed through a pair of through holes 17A, 17A formed in the side surface of the case 17, and the terminal blocks 61A to 61C, 62A on the power supply side and the load side in the case 17 are provided.
  • Each of the connectors 80A and 81A is provided with a temperature sensor 31 (for example, a thermistor or a thermocouple), and a cable 51D extending from each of the temperature sensors 31 is also provided in the case 17 through a pair of through holes 17A and 17A. Has been taken into.
  • the one connector 81A is provided with a ground terminal fitting (not shown), and a ground cable 51E connected to the terminal fitting is taken into the case 17 through one through hole 17A.
  • the grounding cable 51E is connected to the ground GND of the power supply 90 by coupling the connector 81A and the power supply side connector 81B, and forms a part of the abnormal shutoff circuit 20 described below.
  • the main part of the above-described safety circuit 10 includes an abnormal cutoff circuit 20, an earth leakage breaker 15, a temperature sensor 31, and a control unit 30 described later.
  • the abnormal cutoff circuit 20 includes a diode 26, a control switch 25, and first and second switches between a portion of the first component line 13 ⁇ / b> A closer to the charging circuit 93 than the earth leakage breaker 15 and the ground GND of the power supply 90.
  • a capacitor 23 is provided in parallel with the second resistor 22.
  • the diode 26 allows a current flowing toward the ground GND and regulates a current flowing in the opposite direction.
  • the control switch 25 is normally open, and is turned on upon receiving an abnormality detection signal from the control unit 30 provided in the abnormality processing device 16.
  • the control switch 25 may be a bipolar transistor, a phototransistor, an FET, an IGBT, or the like, and may be another element.
  • one end of the abnormal shutoff circuit 20 may be fixed to the load side terminal block 62A together with the first component line 13A (the power supply cable 51A) and connected to the first component line 13A. Alternatively, it may be connected to an intermediate portion of the first component line 13A at a position distant from the earth leakage breaker 15.
  • the control unit 30 has the CPU 30A, and the detection results of the temperature sensors 31, 31 are taken into the CPU 30A through the interface circuit 33. Then, the CPU 30A determines whether or not any of the connectors 80A, 81A has a heat generation abnormality exceeding the reference temperature. When it is determined that the heat generation is abnormal, the control unit 30 detects an abnormality in the control switch 25. A signal is applied and the control switch 25 is turned on. Then, the electric current in the first component line 13A leaks to the ground GND, and the electric leakage circuit breaker 15 operates to cut off the power line 13. Thereby, the earth leakage breaker 15 can be used for both the earth leakage and the heat generation abnormality.
  • the control unit 30 including the CPU 30A operates by receiving power from the battery 32 provided in the abnormality processing device 16 and is normally in a sleep state. Further, for example, a current detection coil 34 is inserted in the middle of the first component line 13A, and the output of the current detection coil 34 is connected to a first interrupt terminal of the CPU 30A via the interface circuit 33. . While a current is flowing through the first configuration line 13A, a signal to the first interrupt terminal (hereinafter, referred to as a “first interrupt signal”) is turned on, and a current flows through the first configuration line 13A. When it disappears, the first interrupt signal is turned off. When the first interrupt signal is switched from off to on, the control unit 30 exits the sleep state, and the CPU 30A repeatedly executes the processing program PG1 shown in FIG. 3 at a predetermined cycle.
  • the processing program PG1 when executed, first, it is determined whether or not a remaining capacity abnormality in which the remaining capacity of the battery 32 has become equal to or less than the reference capacity has occurred (S10). If no abnormality has occurred (NO in S10), it is determined whether or not a heat generation abnormality has occurred (S11). If no heat generation abnormality has occurred (NO in S11), it is determined whether or not the first interrupt signal has been turned off (S12).
  • the processing program PG1 is exited, and after a predetermined period, the processing program PG1 is re-executed from the beginning.
  • the first interrupt signal is off (YES in S12)
  • the data log processing (S13) and the sleep processing (S14) are performed, the control unit 30 shifts to the sleep state, and again The processing program PG1 is not executed until the first interrupt signal is turned on.
  • the trigger for executing the data log processing (S13) is whether the first interrupt signal is turned off, the remaining capacity abnormality occurs, or the heat generation abnormality occurs. Is written in the flash memory 30B provided in the control unit 30.
  • the operation button 35 provided on the control unit 30 the log data stored in the flash memory 30B is displayed on a display 36 (for example, a liquid crystal monitor, a 7-segment LED) provided in the abnormality processing device 16. You can see it.
  • the operation button 35 and the display 36 are exposed outside the case 17.
  • the description of the configuration of the charging cable 50 according to the present embodiment is as described above.
  • the leakage breaker 15 is used for both the leakage and the other abnormality (heat generation abnormality), and the leakage breaker 15 is operated for the abnormality other than the leakage. Since the control switch 25 of the abnormality cutoff circuit 20 connected to the power line 13 is turned on to cause the leakage breaker 15 to detect an abnormality other than the leakage as leakage, the circuit included in the charging cable 50 is simplified.
  • the safety circuit 10 is formed by connecting the abnormal cutoff circuit 20 to the packaged earth leakage breaker 15 which is generally used, the circuit is simplified and the reliability is improved in this respect as well. .
  • the safety circuit 10 is simplified and made compact as compared with a configuration in which the abnormal shutoff circuit 20 receives power from the power line 13 and operates.
  • the capacitor 23 is provided in the middle of the abnormal cutoff circuit 20, when the control switch 25 is turned on, electric charge is taken into the capacitor 23, so that current easily flows into the abnormal cutoff circuit 20, and a short circuit occurs.
  • the earth leakage breaker 15 can be operated.
  • the electric charge taken into the capacitor 23 is consumed in the closed circuit 24 including the capacitor 23 and the second resistor 22, so that when the charging is restarted, the capacitor 23 becomes empty, and the heat is generated again. Even when an abnormality occurs, it is possible to quickly generate an electric leakage and operate the electric leakage breaker 15.
  • one end of the abnormal cutoff circuit 20A is configured to be connected not to the ground GND of the power supply 90 but to the ground. And different. Specifically, one end of the abnormal shutoff circuit 20A is grounded to a water pipe of a factory or a house. According to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
  • the abnormal cutoff circuit 20B includes a portion on the load (the above-described charging circuit 93) side of the earth leakage breaker 15 on the first component line 13A, Is different from the first embodiment in that it is connected between the earth leakage breaker 15 and the power supply 90 side in the configuration line 13B.
  • the abnormality cutoff circuit 20 according to the first embodiment includes a first resistor 21 connected in series together with a control switch 25 between the first configuration line 13A and the ground GND so as to prevent an abnormality other than an earth leakage.
  • the abnormal cutoff circuit 20B of the present embodiment has the first configuration line 13A and the second configuration line 13B. The difference is that the first resistor 21 is connected in series with the control switch 25 between them, and for the abnormality other than the leakage, the leakage is simulated by turning on the control switch 25 to detect the leakage.
  • FIG. 5 conceptually shows the structure of the earth leakage breaker 15.
  • the earth leakage breaker 15 is provided with lines 63A to 63D communicating between the power supply side terminal blocks 61A to 61D and the load side terminal blocks 62A to 62D.
  • Relay switches 64A to 64D are provided on the way. Then, in conjunction with the lever 65 (see FIG. 2) described in the first embodiment, the relay switches 64A to 64D are turned on and off.
  • a zero-phase current transformer 68 provided by winding a coil 67 around a magnetic ring 66 having lines 63A to 63D penetrating therethrough is provided.
  • the earth leakage breaker 15 detects the earth leakage when the vector sum of the currents of all the lines 63A to 63D passing through the zero-phase current transformer 68 (specifically, the magnetic ring 66) is not 0,
  • the power switches 13 are cut off by turning off the relay switches 64A to 64D.
  • the first and second configuration lines 13A and 13B are straddled across the zero-phase current transformer 68. Is conducted by the abnormal shutoff circuit 20B, the vector sum of the currents of the lines 63A to 63D passing through the zero-phase current transformer 68 is not zero, and the zero-phase current transformer 68 detects the earth leakage.
  • the power line 13 is cut off as a leakage is detected at 15. As a result, the same effects as those of the first embodiment can be obtained in this embodiment.
  • the abnormal cutoff circuit 20C is connected to the first to third constituent lines 13A, 13B, 13C among the lines 63A to 63D in the earth leakage breaker 15. Both ends of the fourth line 63D, which are not part, are part. That is, the abnormal cutoff circuit 20C includes the control switch 25, the first and second resistors 21 and 22, and the control power supply 29 connected in series between both ends of the fourth line 63D. And a capacitor 23 in parallel with the resistor 22. In addition, for connection to both ends of the fourth line 63D, a power supply side terminal block 61D and a load side terminal block 62D which are not used for connecting the power supply cables 51A to 51C are used.
  • the control switch 25 when the control switch 25 is turned on for an abnormality other than the earth leakage, a current flows from the control power supply 29 to the fourth line 63D passing through the zero-phase current transformer 68, Since the vector sum of the currents of all the lines 63A to 63D passing through the phase current transformer 68 is not zero, even if no electric leakage has occurred, the electric leakage breaker 15 detects the pseudo electric leakage, 13 can be blocked. As a result, the same effects as those of the first embodiment can be obtained in this embodiment.
  • the fourth line 63D that is not part of the first to third constituent lines 13A, 13B, and 13C is part of the abnormal cutoff circuit 20C.
  • Any of the first to third lines 63A to 63C that are part of the constituent lines 13A, 13B, and 13C may be part of the abnormal shutoff circuit 20C.
  • the embodiment of the charging cable 50D and the safety circuit 10D shown in FIG. 7 is a modification of the third embodiment.
  • one end of the abnormal shutoff circuit 20B is connected to the power supply terminal block 61B.
  • one end of the abnormal cutoff circuit 20D is connected between the zero-phase current transformer 68 and the relay switch 64B in the third line 63B in the earth leakage breaker 15 in the present embodiment. ing.
  • the abnormal cutoff circuit 20D connects the first and second constituent lines 13A and 13B across the zero-phase current transformer 68, the abnormal cutoff inside the earth leakage breaker 15 is performed. Even if the circuit 20D is connected, the same effects as in the third embodiment can be obtained.
  • the embodiment of the charging cable 50E and the safety circuit 10E shown in FIG. 8 is also a modified example of the third embodiment.
  • the earth leakage breaker 15 of this embodiment is provided with an operation confirmation switch 69. By turning on the operation confirmation switch 69, it is confirmed whether or not the earth leakage breaker 15 operates normally with respect to electric leakage. You can do it.
  • the abnormal shutoff circuit 20E is connected so as to communicate between both terminals of the operation check switch 69. According to this embodiment, the same effects as those of the third embodiment can be obtained.
  • the embodiment of the charging cable 50F and the safety circuit 10F shown in FIG. 9 is a modified example of the third embodiment.
  • the power supply 90F of this embodiment is a DC power supply
  • the charging cable 50F forms a power line 13 between the secondary battery 91 of the electric vehicle 92 and the power supply 90F.
  • Abnormal disconnection occurs between the load (secondary battery 91) side portion of the positive configuration line 13D and the power supply 90F side portion of the negative configuration line 13E among the positive and negative configuration lines 13D and 13E constituting the power line 13. They are connected by a circuit 20F. According to this embodiment, the same effects as those of the third embodiment can be obtained.
  • the embodiment of the charging cable 50G and the safety circuit 10G shown in FIG. 10 is a modified example of the fourth and seventh embodiments, and the abnormal cutoff circuit 20G includes the positive and negative constituent lines 13D and 13E of the earth leakage breaker 15.
  • a control switch 25 and a control power supply 29 are connected in series at both ends of a third line 63C which is not part of the third line 63C.
  • the abnormal cutoff circuit 20G may be connected to both ends of the first or second line 63A, 63B which is a part of the positive and negative constituent lines 13D, 13E of the earth leakage breaker 15.
  • the power supply 90 of the first to sixth embodiments is a three-phase AC power supply
  • the charging cable 50 of the first to sixth embodiments is connected between a two-phase AC power supply and a load. The connection may be made at 50A to 50E.
  • the safety circuits 10, 10A to 10G are provided in the charging cables 50, 50A to 50G.
  • a circuit constituting an electric system such as an automobile or a machine tool
  • the safety circuits 10, 10A to 10G may be used for a part of the home or factory electrical system.
  • the control unit 30 is driven by the battery 32.
  • the charging cables 50 and 50A to 50G may be configured to receive power from the outside or from the power line 13. Good.
  • the temperature sensor 31 that detects an abnormal heat generation is used as a sensor disposed on the connectors 80A and 81A.
  • a strain sensor for detecting a load may be used.
  • a connector connection sensor that detects whether the connectors 80A and 81A are fitted at regular positions may be used.
  • the safety circuits 10, 10A to 10G include the sensor (specifically, the temperature sensor 31) and the control unit 30. Instead, a configuration may be adopted in which an abnormality detection signal is received from the outside.

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Abstract

【課題】安全回路及び充電ケーブルの回路を簡素化する。 【解決手段】本発明の充電ケーブル５０は、電源９０と負荷９３との間の電力ライン１３に接続される漏電遮断機１５と、電力ライン１３又は漏電遮断機１５に接続した制御スイッチ２５を有した異常遮断回路２０と、を備える。

Description

安全回路及び充電ケーブル
　本発明は、漏電の発生に対して電力ラインを遮断する安全回路及び充電ケーブルに関する。
　従来、この種の安全回路として、漏電に加え発熱異常の発生に対しても電力ラインを遮断するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１０－１１００５５号公報（図１参照）
　しかしながら、上記した従来の安全回路に対して、回路の簡素化が求められている。
　上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係る安全回路は、電源と負荷との間の電力ラインに接続される漏電遮断機と、通常はオフしていて漏電以外の異常の検出信号を受けるとオンする制御スイッチを前記電力ライン又は前記漏電遮断機に接続して備え、前記制御スイッチのオンにより前記漏電遮断機に漏電を検出させる異常遮断回路と、を有する安全回路である。
　本発明の一態様に係る充電ケーブルは、前述の安全回路を有し、前記電源と前記負荷との間を接続すると共に、前述の安全回路の前記漏電遮断機が途中に接続されている充電ケーブルである。
本発明の一実施形態に係る充電ケーブルが有する安全回路の回路図 充電ケーブルの斜視図 処理プログラムのフローチャート 第２実施形態の充電ケーブルが有する安全回路の回路図 第３実施形態の充電ケーブルが有する安全回路の回路図 第４実施形態の充電ケーブルが有する安全回路の回路図 第５実施形態の充電ケーブルが有する安全回路の回路図 第６実施形態の充電ケーブルが有する安全回路の回路図 第７実施形態の充電ケーブルが有する安全回路の回路図 第８実施形態の充電ケーブルが有する安全回路の回路図
　［第１実施形態］
　以下、充電ケーブル５０の第１実施形態を図１～図３を参照して説明する。図１に示すように、この充電ケーブル５０は、例えば、電気自動車９２の二次電池９１を充電するためのものであって、両端にコネクタ８０Ａ，８１Ａを有し、一方のコネクタ８０Ａが電気自動車９２に備えた車両側コネクタ８０Ｂに接続され、他方のコネクタ８１Ａが電源９０に備えた電源側コネクタ８１Ｂに接続される。
　その電源９０は、例えば三相交流電源であってスター結線（Ｙ結線）されたＵ相、Ｖ相、Ｗ相の相ライン９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃを有し、それら相ライン９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃの結線部分が接地されたグランドＧＮＤになっている。また、電源側コネクタ８１Ｂには、相ライン９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ及びグランドＧＮＤに接続された図示しない端子金具が備えられている。
　一方、電気自動車９２には、充電回路９３が備えられている。充電回路９３は、三相交流を直流に変換するコンバータ回路であって、その入力側のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の相ライン９３Ａ，９３Ｂ，９３Ｃに接続された図示しない端子金具が車両側コネクタ８０Ｂに備えられている。また、充電回路９３の出力側の正負のライン９３Ｄ，９３Ｅは、二次電池９１の正負の電極に接続されている。
　充電ケーブル５０は、電源９０と、電源９０に対する負荷としての充電回路９３との間を接続する電力ライン１３をなすと共に、その電力ライン１３を異常時に遮断する安全回路１０を備えている。具体的には、充電ケーブル５０は、電力ライン１３の一部を構成する３つの給電ケーブル５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃを有し、それら給電ケーブル５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃの途中部分に、漏電遮断機１５が接続されている。また、給電ケーブル５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃのうち漏電遮断機１５とは反対側の末端には、図示しない端子金具が接続されて、それらがコネクタ８０Ａ，８１Ａに収まっている。そして、電源９０の相ライン９１Ａ～９１Ｃと、充電回路９３の相ライン９３Ａ～９３Ｃとが、給電ケーブル５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ及び漏電遮断機１５により接続されている。
　つまり、給電ケーブル５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ及び漏電遮断機１５によって電源９０と充電回路９３との間を接続する第１、第２、第３の構成ライン１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃが形成され、それら第１、第２、第３の構成ライン１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃから電力ライン１３が構成されている。
　詳細には、漏電遮断機１５は、例えば汎用品として普及しているものであって、図２に示されているように樹脂でパッケージされ、外面に電源側端子台６１Ａ～６１Ｃと、負荷側端子台６２Ａ～６２Ｃとを有する。そして、電源９０側の給電ケーブル５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃに圧着された図示しないＹ形又はＯ形の圧着端子が電源側端子台６１Ａ～６１Ｃにビス止めされて接続されると共に、充電回路９３側の給電ケーブル５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃの図示しない圧着端子が負荷側端子台６２Ａ～６２Ｃにビス止めされて接続される。
　漏電遮断機１５の外面には、例えばレバー６５がオン位置とオフ位置との間で傾動操作可能に備えられている。そのレバー６５は、通常は、オン位置に保持されて、電源側端子台６１Ａ～６１Ｃ及び負荷側端子台６２Ａ～６２Ｃのうち対向する１対ずつの端子台同士が導通接続され、電力ライン１３による電源９０から充電回路９３への給電が可能になる。そして、漏電が生じると漏電遮断機１５がそれを検出して作動し、電力ライン１３を遮断する。その際、レバー６５は、オフ位置に移動する。また、レバー６５を手動操作によりオフ位置からオン位置に移動すると、電力ライン１３が導通状態に復帰する。さらには、オン位置のレバー６５を手動操作によりオフ位置に移動して電力ライン１３を遮断することもできる。
　漏電遮断機１５は、例えば、異常処理装置１６と共に共通のケース１７に収容されている。また、前述の給電ケーブル５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃは、ケース１７の側面に形成された１対の貫通孔１７Ａ，１７Ａを通されてケース１７内で電源側及び負荷側の端子台６１Ａ～６１Ｃ，６２Ａ～６２Ｃに接続されている。また、コネクタ８０Ａ，８１Ａには、それぞれ温度センサ３１（例えば、サーミスタ、熱電対）が備えられていて、それら各温度センサ３１から延びるケーブル５１Ｄも、１対の貫通孔１７Ａ，１７Ａを通してケース１７内に取り込まれている。
　また、一方のコネクタ８１Ａには、図示しないグランド用の端子金具が備えられ、その端子金具に接続されたグランド用ケーブル５１Ｅが、一方の貫通孔１７Ａを通してケース１７内に取り込まれている。図１に示すように、グランド用ケーブル５１Ｅは、コネクタ８１Ａと電源側コネクタ８１Ｂとの結合によって電源９０のグランドＧＮＤに接続され、次述する異常遮断回路２０の一部を構成している。そして、前述の安全回路１０の主要部が、異常遮断回路２０と漏電遮断機１５と温度センサ３１と後述する制御部３０とで構成されている。
　異常遮断回路２０は、第１の構成ライン１３Ａのうち漏電遮断機１５より充電回路９３側部分と、電源９０のグランドＧＮＤとの間に、ダイオード２６と制御スイッチ２５と、第１と第２の抵抗２１，２２とを直列接続して備えると共に、第２の抵抗２２と並列にコンデンサ２３を備えている。
　ダイオード２６は、グランドＧＮＤに向かって流れる電流を許容し、その逆向きの電流を規制している。制御スイッチ２５は、通常は開いていて、異常処理装置１６に備えられた制御部３０から異常検出信号を受けてオンする。なお、制御スイッチ２５としては、バイポーラトランジスタ、フォトトランジスタ、ＦＥＴ、ＩＧＢＴ等が挙げられ、それ以外の素子であってもよい。また、異常遮断回路２０の一端部は、図２に示すように、第１の構成ライン１３Ａ（給電ケーブル５１Ａ）と共に負荷側端子台６２Ａに固定して第１の構成ライン１３Ａに接続してもよし、漏電遮断機１５から離れた位置で第１の構成ライン１３Ａの途中部分に接続されていてもよい。
　制御部３０はＣＰＵ３０Ａを有し、インターフェース回路３３を通して温度センサ３１，３１の検出結果がＣＰＵ３０Ａに取り込まれる。そして、ＣＰＵ３０Ａによってコネクタ８０Ａ，８１Ａの何れかの温度が基準温度を超えた発熱異常になっているか否かが判別され、発熱異常と判断されたときに、制御部３０から制御スイッチ２５に異常検出信号が付与されて制御スイッチ２５がオンする。すると、第１の構成ライン１３Ａの電流がグランドＧＮＤへと漏れた漏電状態になり、漏電遮断機１５が作動して電力ライン１３が遮断される。これにより、漏電と発熱異常との両方の異常に漏電遮断機１５を兼用することができる。
　ＣＰＵ３０Ａを含む制御部３０は、異常処理装置１６に備えた電池３２から受電して動作し、通常はスリープ状態になっている。また、例えば、第１の構成ライン１３Ａの途中部分に、電流検出コイル３４が挿通され、その電流検出コイル３４の出力が、インターフェース回路３３を介してＣＰＵ３０Ａの第１の割り込み端子に接続されている。そして、第１の構成ライン１３Ａに電流が流れている間は、第１の割り込み端子への信号（以下「第１割り込み信号」という）がオンになり、第１の構成ライン１３Ａに電流が流れなくなると第１割り込み信号がオフになる。第１割り込み信号がオフからオンに切り替わると、制御部３０がスリープ状態から脱し、ＣＰＵ３０Ａが図３に示した処理プログラムＰＧ１を所定周期で繰り返して実行する。
　図３に示すように、処理プログラムＰＧ１が実行されると、最初に、電池３２の残容量が基準容量以下になった残容量異常が発生しているか否かが判別され（Ｓ１０）、残容量異常が発生していなければ（Ｓ１０でＮＯ）、発熱異常が発生しているか否かが判別される（Ｓ１１）。そして、発熱異常が発生していなければ（Ｓ１１でＮＯ）、第１割り込み信号がオフになっていないか否かが判別される（Ｓ１２）。
　このとき、第１割り込み信号がオンであれば（Ｓ１２でＮＯ）、この処理プログラムＰＧ１を抜け、所定周期後に処理プログラムＰＧ１が最初から再実行される。一方、第１割り込み信号がオフになっている場合には（Ｓ１２でＹＥＳ）、データログ処理（Ｓ１３）、スリープ処理（Ｓ１４）が行われて、制御部３０がスリープ状態に移行し、再度、第１割り込み信号がオンになるまで処理プログラムＰＧ１は実行されない。
　また、前述の判別処理（Ｓ１０，Ｓ１１）で残容量異常又は発熱異常になっていると判断した場合は（Ｓ１０でＹＥＳ、Ｓ１１でＹＥＳ）、制御スイッチ２５に異常検出信号が付与されてから（Ｓ１５）、データログ処理（Ｓ１３）、スリープ処理（Ｓ１４）が行われる。
　データログ処理（Ｓ１３）では、例えば、日付及び時刻と共に、そのデータログ処理（Ｓ１３）が実行されたトリガーが、第１割り込み信号がオフになったことか、残容量異常の発生か、発熱異常の発生かの何れであるかが、制御部３０に備えたフラッシュメモリ３０Ｂに書き込まれる。また、制御部３０に設けた操作ボタン３５を操作することで、フラッシュメモリ３０Ｂに記憶されているログデータを異常処理装置１６に備えた表示器３６（例えば、液晶モニタ、７セグメントＬＥＤ）に表示して見ることができる。なお、図２に示すように、操作ボタン３５及び表示器３６は、ケース１７の外部に露出している。
　本実施形態の充電ケーブル５０の構成に関する説明は以上である。この充電ケーブル５０によれば、漏電とそれ以外の異常（発熱異常）との両方の異常に漏電遮断機１５が兼用され、しかも漏電以外の異常に対して漏電遮断機１５を作動させるために、電力ライン１３に接続された異常遮断回路２０の制御スイッチ２５をオンして漏電以外の異常を漏電遮断機１５に漏電として検出させるので、充電ケーブル５０に含まれる回路が簡素になる。しかも、汎用的に使用されているパッケージされた漏電遮断機１５に異常遮断回路２０を接続して安全回路１０が形成されているので、この点においても回路が簡素になると共に信頼性が向上する。さらに、異常遮断回路２０は電池３２で作動するので、電力ライン１３から異常遮断回路２０が受電して作動する構成とした場合より、安全回路１０が簡素化されてコンパクトになる。また、異常遮断回路２０の途中にコンデンサ２３を備えているので、制御スイッチ２５をオンしたときにコンデンサ２３に電荷が取り込まれて異常遮断回路２０に電流が流れ易くなり、迅速に漏電を発生させて漏電遮断機１５を作動させることができる。さらに、コンデンサ２３に取り込まれた電荷は、コンデンサ２３と第２の抵抗２２とを含む閉回路２４内で消費されるので、充電を再開したときにコンデンサ２３が空になっていて、再度、発熱異常が発生した時にも迅速に漏電を発生させて漏電遮断機１５を作動させることができる。
　［第２実施形態］
　図４に示された充電ケーブル５０Ａ及び安全回路１０Ａの実施形態では、異常遮断回路２０Ａの一端部が電源９０のグランドＧＮＤではなく、アースに接続された構成になっている点が第１実施形態と異なる。具体的には、工場・住宅の水道管等に異常遮断回路２０Ａの一端部がアース接続されている。本実施形態によっても第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
　［第３実施形態］
　図５に示された充電ケーブル５０Ｂ及び安全回路１０Ｂの実施形態では、異常遮断回路２０Ｂが、第１の構成ライン１３Ａにおける漏電遮断機１５より負荷（前述の充電回路９３）側部分と、第２の構成ライン１３Ｂにおける漏電遮断機１５より電源９０側部分との間に接続されている点が第１実施形態と異なる。具体的には、第１実施形態の異常遮断回路２０は、第１の構成ライン１３ＡとグランドＧＮＤとの間に制御スイッチ２５と共に第１の抵抗２１を直列接続して備え、漏電以外の異常に対して制御スイッチ２５のオンにより実際に漏電を発生させて漏電を検出する構成であるのに対し、本実施形態の異常遮断回路２０Ｂは、第１の構成ライン１３Ａと第２の構成ライン１３Ｂの間に制御スイッチ２５と共に第１の抵抗２１を直列接続して備え、漏電以外の異常に対して制御スイッチ２５のオンにより擬似的に漏電を発生させて漏電を検出する点が異なる。
　ここで、図５には、漏電遮断機１５の構造が概念的に示されている。同図に示すように、一般に漏電遮断機１５内には、電源側端子台６１Ａ～６１Ｄと負荷側端子台６２Ａ～６２Ｄの間を連絡するライン６３Ａ～６３Ｄが備えられ、それらライン６３Ａ～６３Ｄのそれぞれの途中にリレースイッチ６４Ａ～６４Ｄが設けられている。そして、第１実施形態で説明したレバー６５（図２参照）に連動してリレースイッチ６４Ａ～６４Ｄがオンとオフとに切り替わる。また、漏電遮断機１５内には、ライン６３Ａ～６３Ｄが内側を貫通する磁性体リング６６にコイル６７を巻回して備えた零相変流器６８が設けられている。そして、漏電遮断機１５は、零相変流器６８（詳細には、磁性体リング６６）を貫通する全てのライン６３Ａ～６３Ｄの電流のベクトル和が０でなくなったことを以て漏電を検出し、リレースイッチ６４Ａ～６４Ｄをオフして電力ライン１３を遮断する。
　詳細には、零相変流器６８を貫通する全てのライン６３Ａ～６３Ｄの電流のベクトル和が０であると、それらライン６３Ａ～６３Ｄを中心とする磁束が相殺されて０になり、コイル６７に誘導電流は流れない。これに対し、前記ベクトル和が０でなくなると、前記磁束が相殺されず、コイル６７に誘導電流が流れ、その誘導電流に起因してリレースイッチ６４Ａ～６４Ｄがオフされ、電力ライン１３が遮断される。
　よって上記した本実施形態の構成によれば、漏電以外の異常に対して制御スイッチ２５がオンされると、零相変流器６８を跨いで第１と第２の構成ライン１３Ａ，１３Ｂの間が異常遮断回路２０Ｂによって導通され、零相変流器６８内を貫通するライン６３Ａ～６３Ｄの電流のベクトル和が０でなくなり、零相変流器６８が漏電を検出することで、漏電遮断機１５に漏電として検出され電力ライン１３が遮断される。これにより、本実施形態によっても第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
　［第４実施形態］
　図６に示された充電ケーブル５０Ｃ及び安全回路１０Ｃの実施形態では、異常遮断回路２０Ｃが、漏電遮断機１５内のライン６３Ａ～６３Ｄのうち第１～第３の構成ライン１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの一部になっていない第４のライン６３Ｄの両端部を一部としている。即ち、異常遮断回路２０Ｃは、第４のライン６３Ｄの両端部の間に、制御スイッチ２５と第１と第２の抵抗２１，２２と制御用電源２９とを直列接続して備えると共に、第２の抵抗２２と並列にコンデンサ２３を備えている。なお、第４のライン６３Ｄの両端部への接続は、給電ケーブル５１Ａ～５１Ｃの接続に使用されていない電源側端子台６１Ｄと負荷側端子台６２Ｄとが使用されている。
　本実施形態の構成によれば、漏電以外の異常に対して制御スイッチ２５がオンされると、零相変流器６８を貫通する第４のライン６３Ｄに制御用電源２９から電流が流れ、零相変流器６８内を貫通する全てのライン６３Ａ～６３Ｄの電流のベクトル和が０でなくなるので、漏電が発生していなくても、漏電遮断機１５に疑似的な漏電を検出させ、電力ライン１３を遮断することができる。これにより、本実施形態によっても第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
　なお、上述した構成では、第１～第３の構成ライン１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの一部になっていない第４のライン６３Ｄが異常遮断回路２０Ｃの一部としていたが、第１～第３の構成ライン１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの一部になっている第１～第３のライン６３Ａ～６３Ｃの何れかを異常遮断回路２０Ｃの一部としてもよい。
　［第５実施形態］
　図７に示された充電ケーブル５０Ｄ及び安全回路１０Ｄの実施形態は、前記第３実施形態の変形例であって、前記第３実施形態では、異常遮断回路２０Ｂの一端部が電源側端子台６１Ｂに接続されていたところを、本実施形態では、異常遮断回路２０Ｄの一端部が漏電遮断機１５内の第３のライン６３Ｂのうち零相変流器６８とリレースイッチ６４Ｂとの間に接続されている。
　本実施形態のように、異常遮断回路２０Ｄが零相変流器６８を跨いで第１と第２の構成ライン１３Ａ，１３Ｂの間を接続していれば、漏電遮断機１５の内部に異常遮断回路２０Ｄが接続されていても第３実施形態と同様の効果を奏する。
　［第６実施形態］
　図８に示された充電ケーブル５０Ｅ及び安全回路１０Ｅの実施形態も、前記第３実施形態の変形例である。この実施形態の漏電遮断機１５には、動作確認用スイッチ６９が備えられ、動作確認用スイッチ６９をオン操作することで、漏電遮断機１５が漏電に対して正常に作動するか否かを確認することができるようになっている。そして、異常遮断回路２０Ｅが、その動作確認用スイッチ６９の両端末間を連絡するように接続されている。本実施形態によっても第３実施形態と同様の効果を奏する。
　［第７実施形態］
　図９に示された充電ケーブル５０Ｆ及び安全回路１０Ｆの実施形態は、第３実施形態の変形例である。この実施形態の電源９０Ｆは直流電源になっていて、充電ケーブル５０Ｆが電気自動車９２の二次電池９１と電源９０Ｆとの間を電力ライン１３をなしている。そして、その電力ライン１３を構成する正負の構成ライン１３Ｄ，１３Ｅのうち正の構成ライン１３Ｄにおける負荷（二次電池９１）側部分と負の構成ライン１３Ｅにおける電源９０Ｆ側部分との間が異常遮断回路２０Ｆによって接続されている。本実施形態によっても第３実施形態と同様の効果を奏する。
　［第８実施形態］
　図１０に示された充電ケーブル５０Ｇ及び安全回路１０Ｇの実施形態では、第４及び第７実施形態の変形例であり、異常遮断回路２０Ｇが、漏電遮断機１５のうち正負の構成ライン１３Ｄ，１３Ｅの一部になっていない第３のライン６３Ｃの両端部に制御スイッチ２５と制御用電源２９等を直列接続して備えている。本実施形態によっても第４及び第７の実施形態と同様の効果を奏する。なお、異常遮断回路２０Ｇは、漏電遮断機１５のうち正負の構成ライン１３Ｄ，１３Ｅの一部になっている第１又は第２のライン６３Ａ，６３Ｂの両端部に接続されていてもよい。
　［他の実施形態］
（１）前記第１～第６の実施形態の電源９０は、三相交流電源であったが、二相交流電源と負荷との間を前記第１～第６の実施形態の充電ケーブル５０，５０Ａ～５０Ｅで接続してもよい。
（２）前記第１～第８の実施形態では、安全回路１０，１０Ａ～１０Ｇが充電ケーブル５０，５０Ａ～５０Ｇに備えられていたが、例えば、自動車や工作機械等の電気系統を構成する回路の一部、或いは、家庭や工場の電気系統の一部に安全回路１０，１０Ａ～１０Ｇを利用してもよい。
（３）前記第１～第８の実施形態の充電ケーブル５０，５０Ａ～５０Ｇは、電池３２で制御部３０が駆動されるようになっていたが、外部又は電力ライン１３から受電する構成としてもよい。
（４）前記第１～第８の実施形態の充電ケーブル５０，５０Ａ～５０Ｇでは、コネクタ８０Ａ，８１Ａに配置されるセンサとして発熱異常を検出する温度センサ３１を用いていたが、例えば、異常な負荷を検出するひずみセンサを用いてもよい。また、コネクタ８０Ａ，８１Ａが正規位置に嵌合されているかを検出するコネクタ接続センサを用いてもよい。
（５）前記第１～第８の実施形態では、安全回路１０，１０Ａ～１０Ｇにセンサ（詳細には、温度センサ３１）と制御部３０とを備えていたが、これらセンサ及び制御部を備えずに外部から異常の検出信号を受ける構成としてもよい。
　１０，１０Ａ～１０Ｇ　　安全回路
　１３　　電力ライン
　１３Ａ～１３Ｅ　　構成ライン
　１５　　漏電遮断機
　２０，２０Ａ～２０Ｇ　　異常遮断回路
　２１　　第１の抵抗
　２２　　第２の抵抗
　２３　　コンデンサ
　２５　　制御スイッチ
　２６　　ダイオード
　２９　　制御用電源
　３０　　制御部
　３１　　温度センサ（センサ）
　５０，５０Ａ～５０Ｇ　　充電ケーブル
　６３Ａ～６３Ｄ　　ライン
　６８　　零相変流器
　８０Ａ，８１Ａ　　コネクタ
　９０，９０Ｆ　　電源
　９１　　二次電池（負荷）
　９３　　充電回路（負荷）

Claims (10)

  1. 　電源と負荷との間の電力ラインに接続される漏電遮断機と、
    　通常はオフしていて漏電以外の異常の検出信号を受けるとオンする制御スイッチを前記電力ライン又は前記漏電遮断機に接続して備え、前記制御スイッチのオンにより前記漏電遮断機に漏電を検出させる異常遮断回路と、
    　を有する安全回路。
  2. 　前記異常遮断回路は、前記電力ラインを構成する複数の構成ラインに含まれる第１の構成ラインとグランド又はアースとの間に、前記制御スイッチと共に第１の抵抗を直列接続して備える請求項１に記載の安全回路。
  3. 　前記異常遮断回路は、前記グランド又は前記アースから前記第１の構成ラインに電流が流れることを禁止するダイオードを有する請求項２に記載の給電完全回路。
  4. 　前記異常遮断回路は、前記電力ラインを構成する複数の構成ラインに含まれる第１及び第２の構成ラインのうち前記第１の構成ラインにおける前記漏電遮断機より前記負荷側部分と、前記第２の構成ラインにおける前記漏電遮断機より前記電源側部分との間に、前記制御スイッチと共に第１の抵抗を直列接続して備える請求項１に記載の安全回路。
  5. 　前記異常遮断回路は、前記電力ラインを構成する複数の構成ラインに含まれる第１及び第２の構成ラインのうち前記第１の構成ラインにおける前記漏電遮断機の零相変流器より前記負荷側部分と、前記第２の構成ラインにおける前記零相変流器より前記電源側部分との間に、前記制御スイッチと共に第１の抵抗を直列接続して備える請求項１に記載の安全回路。
  6. 　前記異常遮断回路は、前記漏電遮断機のうち零相変流器を貫通するラインの両端部の間に前記制御スイッチと第１の抵抗と制御用電源とを直列接続して備える請求項１に記載の安全回路。
  7. 　前記異常遮断回路の途中にコンデンサと第２の抵抗とが並列に備えられている請求項１乃至６の何れか１の請求項に記載の安全回路。
  8. 　異常を検出するセンサと、
    　前記センサの検出結果に基づいて前記異常の検出信号を前記制御スイッチに付与する制御部と、を備える請求項１乃至７の何れか１の請求項に記載の安全回路。
  9. 　請求項１乃至８の何れか１に記載の安全回路を有し、前記電源と前記負荷との間を接続すると共に、前記安全回路の前記漏電遮断機が途中に接続されている充電ケーブル。
  10. 　請求項８の安全回路を有し、前記電源と前記負荷との間を接続すると共に、前記安全回路の前記漏電遮断機が途中に接続されている充電ケーブルであって、その端部には、前記負荷に接続されるコネクタが設けられ、前記センサは、前記コネクタに配置される温度センサである充電ケーブル。
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