JPH0142256Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は電子式過電流引き外し装置の誤動作
防止回路に関し、特に、静止形過電流継電器の引
き外し指令により磁束切換磁気引き外しアクチユ
エータを介して回路遮断器の開閉機構を開くよう
な電子式過電流引き外し装置において、磁束切換
磁気引き外しアクチユエータが誤動作するのを防
止するような電子式過電流引き外し装置の誤動作
防止回路に関する。

第１図はこの考案の背景となる電子式過電流引
き外し装置の典型的な例を示すブロツク図であ
る。この例では、主回路として三相交流回路を示
す。したがつて、主回路には、三相の電線１ａ，
１ｂおよび１ｃが設けられ、この各線１ａないし
１ｃには気中遮断器２が介挿される。そして、こ
れら各線１ａないし１ｃには、それぞれの線に流
れる電流を検出するための変流器３が個別的に設
けられる。これら変流器３によつて検出された電
流は、それぞれ補助変流器４に与えられる。そし
て、この補助変流器４からのそれぞれの入力電流
は、たとえば全波整流回路などの整流回路５に与
えられ直流電流として取出される。この場合、取
出される直流電流は前記各線１ａ，１ｂ，１ｃの
うち、各時点における絶対値の最大の相の電流に
応答する。

前記整流回路５からの最大入力電流に相関する
直流電流は、制御電源回路６および長限時信号回
路７、短限時信号回路８にそれぞれ分流される。
そして、制御電源回路６では、前記分流された直
流電流によつて直流電圧を作り、この第１図の２
点鎖線で囲んで示される制御回路の各々の要素の
電源とする。また、長限時信号回路７（短限時信
号回路８も同様であるが本出願に関係ないため省
略する）では、前記分流された直流電流に基づい
て、長限時動作に必要な長限時信号を脈流として
導出する。長限時信号は、ピーク値保持回路９お
よびピツクアツプ回路１０に入力される。そし
て、前記ピーク値保持回路９では、入力される最
大入力電流のピーク値に相当するレベルの直流電
圧を発生し、後続のパルス充電回路１１に与え
る。また、前記ピツクアツプ回路１０では、前記
長限時信号回路７を経た最大入力電流に応じて、
この最大入力電流が定格電流の何パーセントであ
るかによつて、長限時動作させるか否かを判断す
る。したがつて、このピツクアップ回路１０で
は、最大入力電流が前記定格電流を所定の比率だ
けオーバしていることによつて、時限回路を構成
する積分回路１２を能動化する。

前記パルス充電回路１１は、前記ピーク値保持
回路９の直流電圧に応じて、積分回路１２に対し
て充電パルス電流を発生する。また、前記積分回
路１２はたとえばコンデンサを含み、その両端電
圧ないし端子電圧は後続の比較回路１３によつて
所定電圧と比較される。そして、比較回路１３で
は、前記積分回路１２の端子電圧が所定電圧を越
えたことによつて、引き外しコイル１５に電流を
流すためのサイリスタ（SCR）１４１にトリガ
電圧を与えるべきSCRトリガ回路１４に対して
トリガ出力を出すように司令する。

なお、必要に応じて短限時信号回路および瞬時
信号回路などが設けられ、同様にして定格電流の
所定の倍率を越えたことによつていずれもトリガ
回路１４に対してトリガ出力を出すように構成さ
れるが、ここではその説明を省略する。

一般に、上述のような静止形過電流継電器の引
き外し指令の出力は、電子回路を用いて出力され
る。ところが、電子回路の出力レベルは小さいた
めに、回路遮断器の開閉機構の釈放装置を釈放す
るのに磁束切換磁気引き外しアクチユエータ（図
示せず）を作動させて回路遮断器を引き外すよう
に構成されるのが一般的である。このため、静止
形過電流継電器の出力は磁束切換磁気引き外しア
クチユエータの引き外しコイル１５に与えられ
る。

第２図および第３図は磁束切換磁気引き外しア
クチユエータの一例を示す側断面図であり、それ
ぞれ吸引位置ならびに引き外し位置にある状態を
示す。第２図および第３図を参照して、磁性体か
らなるＵ字形枠１７と蓋枠１８とによつて磁性枠
が構成される。Ｕ字形枠１７の狭辺には、固定接
極子１９の一端が装着され、この固定接極子１９
の周囲に引き外しコイル１５が巻回されている。
可動接極子２０はその一端が固定接極子１９の他
端と対応しており、可動接極子２０の他端は蓋枠
１８の貫通孔１８′を貫通して作動レバー２１に
連結されている。１対の永久磁石２２，２２′が
Ｕ字形枠１７内にて可動接極子２０の両側に設け
られている。そして、可動接極子２０が固定接極
子１９と接した状態で磁気回路が閉ループとなる
ように、所定位置にてＵ字形枠１７に固着されて
いる。磁性枠上に設けられた作動レバー支持部材
２３は作動レハー２１を回動軸２４により支持さ
れる。作動レバー支持部材２３には、溝孔２５が
設けられていて、この溝孔２５内に可動接極子２
０と作動レバー２１との連結軸が摺動自在に支持
されている。引き外しスプレング２７は作動レバ
ー２１の一端と磁性枠上に設けられたスプリング
架け部材２８との間に設けられ、常時は可動接極
子２０を開こうとする方向に作用している。引き
外しリンク２９は作動レバー２１が引き外し位置
に回動することによつて、引き外しリンク２９が
回路遮断器の開閉機構を釈放して開路するように
釈放装置の作動レバー２１に連結されている。

いま、第２図に示すように可動接極子２０が固
定接極子１９に吸引保持された状態において、静
止形過電流継電器の引き外し指令に応じて、引き
外しコイル１５に永久磁石２２，２２′が作る磁
束を打消す方向に直流電流が流れると、吸引力が
減少して引き外しスプリング２７の作用力が吸引
力より大きくなる。すると、第３図に示すように
可動接極子２０は固定接極子１９から離れて、作
動レバー２１が回動軸２４を支点として回動し、
引き外しリンク２９を連動して回路遮断器が開か
れる。

第４図は磁束切換磁気引き外しアクチユエータ
の配置を示す回路遮断器の一例を示す構造断面図
である。図において、磁束切替磁気引き外しアク
チユエータ１６は、引き外しリンク２９が回路遮
断器の開閉機構の釈放装置の引き外し部材３０と
連結するように配置される。なお、磁束切換磁気
引き外しアクチユエータ１６は、回路遮断器が開
路して可動接極子２０が固定接極子１９から離れ
ている状態において、作動レバー２１を回動して
リセツト操作を行なつたとき、可動接極子２０が
固定接極子１９に接触させる必要がある。すなわ
ち、作動レバー２１が開閉機構と連動するように
構成する必要がある。このために、磁束切換磁気
引き外しアクチユエータ１６は、回路遮断器の開
閉機構の近くに配置することが望ましい。また、
開閉機構が回路遮断器の可動側コンタクト装置を
開閉するように、これと接近して設けられるた
め、磁束切換磁気引き外しアクチユエータ１６は
主電路と接近した位置に配置される。この主電路
は電源側端子３１、固定主コンタクト３２ならび
に固定アーキングコンタクト３３、可動側コンタ
クト装置の可動主コンタクト３４、アーキングコ
ンタクト３５を持つ回動自在な可動コンタクトホ
ルダ３６、可動コンタクトホルダ３６に可動リー
ド板３７を介して接続された負荷側端子３８から
なる。このように、磁束切換磁気引き外しアクチ
ユエータ１６は主電路に接近して配置されるた
め、主電路から生じる磁界の影響を受ける。たと
えば主電路から生ずる磁界が永久磁石２２，２
２′の作る磁束を打消す方向に作用すれば、静止
形過電流継電器の引き外し指令の出力は引き外し
コイル１５に入力される前に、磁束切換磁気引き
外しアクチユエータが動作してしまう。このため
に、回路遮断器が開路して誤動作を生じるという
欠点があつた。

そこで、この欠点を解消するために、主電路か
ら生じる磁界によつて磁束切換磁気引き外しアク
チユエータが誤動作しないように、引き外しコイ
ル１５を引き外し指令が出力されるまでリレーな
どによつて短絡しておく方法も考えられる。とこ
ろが、電子式過電流引き外し装置はできるだけ小
形化するのが望ましく、誤動作防止用のリレーを
設けることは全体の形状を大形化してしまう。

それゆえに、この考案の主たる目的は、上述の
欠点を解消し得て、しかも構成が簡単であつて小
形化し得る電子式過電流引き外し装置の誤動作防
止回路を提供することである。

この考案を要約すれば、静止形過電流継電器の
出力側と磁束切換磁気引き外しアクチユエータの
引き外しコイルとを接続する回路において、引き
外しコイルに中間タツプを設け、この中間タツプ
と引き外しコイルの一方端と他方端との間に第１
のスイツチング手段を接続する。そして、主電路
から生ずる磁界によつてコイルに誘起される電圧
で第１のスイツチング手段を導通状態にして引き
外しコイルの入力端を短絡して、誤動作の原因と
なるよう生じている外部磁界の影響を無くし、静
止形過電流継電器からの正常な引き外し指令に応
じて第２のスイツチング手段を導通状態にして引
き外しコイルを付勢するとともに、第１のスイツ
チング手段を非導通するように構成したものであ
る。

この考案の上述の目的およびその他の目的と特
徴は以下に図面を参照して行なう詳細な説明から
一層明らかとなろう。

第５図は磁束切換磁気引き外しアクチユエータ
１６の磁束を説明するための図解図である。図に
おいて、通常は永久磁石２２，２２′による磁束
φpにより、可動接極子２０が固定接極子１９に
吸着された状態に保持さている。静止形過電流継
電器Ａから出力される引き外し指令により、端子
Tpから引き外しコイル１５を介して端子Tnに電
流Ipが流れると、永久磁石による磁束φpと逆方
向の磁束−φpが発生する。この磁束−φpにより、
吸着方向の磁束φpが打消され、可動接極子２０
が固定接極子１９から離れて回路が開かれる。

第６図はこの考案の一実施例を示す静止形過電
流継電器の出力と磁束切換磁気引き外しアクチユ
エータ１６の引き外しコイル１５との間の回路図
である。構成において、第１のスイツチング手段
としてPNPトランジスタ５１が用いられ、引き
外しコイル１５の一方の端子Tp′はPNPトランジ
スタ５１の主電流が流れ込む端子としてのエミツ
タに接続され、他方の端子Tnはトランジスタ５
１の主電流が流出する端子としてのコレクタに接
続されるとともに、トリガ回路１４に含まれる第
２のスイツチング手段としてのサイリスタ
（SCR）１４１のアノードに接続される。トラン
ジスタ５１の制御端子としてのベースはダイオー
ド５２を介して引き外しコイル１５の中間タツプ
となる端子Tpに接続される。端子Tpとダイオー
ド５２のカソードとの接続点には制御電源＋Ｖが
与えられる。前記ダイオード５２は引き外しコイ
ル１５に交流電流が流れたとき、トランジスタ５
１のベースに逆流電流が流れてこれを破壊するの
を防止するためのものである。

ここで、引き外しコイル１５の端子Tp′，Tp
間の巻数Ｎは、外部磁束φeが通過するときに、
トランジスタ５１のエミツタ−ベース間を導通状
態にするに充分な電圧を誘起する巻数となつてい
る。外部磁束φeが正弦波交流とする誘起される
電圧ｅは次式で表わされる。

ｅ＝4.44fφeN この電圧がトランジスタ５１のエミツタ−ベー
ス導通電圧V_EBより大であればよいから、巻数Ｎ
は V_EB＜4.44fφeN Ｎ＞V_EB／4.44fφe となる。

動作において、静止形過電流継電器Ａから引き
外し指令が出力されていないときには、サイリス
タ（SCR）１４１はOFF状態であり、トランジ
スタ５１もOFFとなつている。この状態で回路
遮断器の主電路に大電流が流れ、磁束切換磁気引
き外しアクチユエータ１６の永久磁石２２，２
２′による吸着磁束φpを打消す方向に外部磁束φe
が通過すると、誘導電圧が引き外しコイル１５に
誘起される。このため、トランジスタ５１のベー
スにダイオード５２を介してベース電流が流れ、
トランジスタ５１がON状態となる。このため、
引き外しコイル１５が短絡状態となり、誘導電流
Ieにより引き外しコイル１５に生じる磁束が外部
磁束φeを打消して外部磁束φeの影響による誤動
作が防止される。

このときに、静止形過電流継電器Ａから引き外
し指令が出力されてサイリスタ（SCR）１４１
がON状態になると、直流電圧＋Ｖが中間タツプ
Tpから引き外しコイル１５および端子Tnを介し
てサイリスタのアノードに与えられる。すると、
端子Tnを基準に見て端子Tp′の電位よりも端子
Tpの電位のほうが高くなるので、トランジスタ
５１のエミツタ電位がベース電位より低くなり、
トランジスタ５１が瞬時的にOFF状態となる。
このため、引き外しコイル１５の短絡状態が解か
れて端子Tpから引き外しコイル１５を介して端
子Tnへ電流Ipが流れる。この電流Ipによつて吸
着磁束φpが打消されて回路遮断器を引き外すよ
うに動作する。

以上のように、この考案によれば、引き外し指
令が出力されるまでは第１のスイツチング手段に
よつて引き外しコイルの入力端を短絡することに
より、誤動作の原因となるように生じている外部
磁界の影響を打消すことができる。そして、この
外部磁界により誘起され電流を引き外しコイルに
流して誤動作の影響を排除しかつ正常な引き外し
指令が与えられると第２のスイツチング手段によ
つて引き外しコイルを付勢するとともに、第１の
スイツチング手段を非導通状態にして引き外しコ
イルの短絡回路を解いて通常の引き外し動作を行
なうことができる。このために、回路遮断器の主
回路電流の磁界の影響を受ける磁束切換磁気引き
外しアクチユエータの誤動作を防止することがで
きる。しかも、引き外しコイルに中間タツプを設
けるとともに、引き外しコイルの入力端と中間タ
ツプとの間に第１のスイツチング手段を接続する
だけでよいので、回路構成を簡単にすることがで
き、しかも部品点数として第１のスイツチング手
段のみを設けるだけでよいため全体を小形化する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の背景となる静止形過電流継
電器の一例を示すブロツク図である。第２図およ
び第３図は磁束切換磁気引き外しアクチユエータ
の一例を示す側断面図であり、それぞれ吸引位置
ならびに引き外し位置にある状態を示す。第４図
は磁束切換磁気引き外しアクチユエータの配置を
示す回路遮断器の一例を示す構造断面図である。
第５図は磁束切換磁気引き外しアクチユエータの
磁束を説明するための図解図である。第６図はこ
の考案の一実施例を示す電気回路図である。 図において、１４はSCRトリガ回路、１５は
引き外しコイル、１６は磁束切換磁気引き外しア
クチユエータ、１９は固定接極子、２０は可動接
極子、５１は第１のスイツチング手段としてのト
ランジスタ、５２はダイオード、１４１は第２の
スイツチング手段としてのサイリスタを示す。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 主回路に所定の過負荷電流が流れると出力され
   る引き出し指令に応じて釈放される接極子手段
   と、前記接極子手段を初期の引き外し位置に保持
   するための磁束を与える永久磁石と、前記引き外
   し指令に応じて付勢され前記接極子手段の釈放を
   行なう引き外しコイルとを含む磁束切換磁気引き
   外しアクチユエータを備え、前記磁束切換磁気引
   き外しアクチユエータの作動により回路遮断器を
   開路するように開閉機構を釈放する電子式過電流
   引き外し装置において、 前記コイルは直流電圧が与えられる中間タツプ
   を含み、さらに 制御端子とオン電流が流れ込む端子とオン電流
   が流出する端子とを含み、前記コイルの中間タツ
   プに前記制御端子が接続され、前記コイルの一方
   端に前記オン電流が流れ込む端子が接続され、前
   記コイルの他方端に前記オン電流が流出する端子
   が接続され、前記主回路に電流が流れて前記磁束
   切換磁気引き外しアクチユエータを保持する磁束
   が減少したときに前記コイルに生じる誘起電圧に
   応じて導通し、前記コイルの一方端と他方端とを
   短絡状態にする第１のスイツチング手段、および 前記コイルの他方端に直列接続され、前記引き
   外し指令に応じて前記コイルを付勢して前記第１
   のスイツチング手段を非導通にし、それによつて
   前記コイルの一方端と他方端とを開放状態にする
   第２のスイツチング手段を備えた、電子式過電流
   引き外し装置の誤動作防止回路。