JPH0311917A - 回路遮断器の事前警報回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、主回路に過電流が流れて回路遮断器の開閉
機構が引外される前に、過電流に至る前の電流を検出し
て引外しの事前に警報を発させるための回路遮断器の事
前警報回路に関するものである。

［従来の技術］ 第３図は従来の一般的な事前警報回路付回路遮断器とそ
の周辺機器を示すブロック回路図である。

図において、例えばモータなどの負荷（２）は、回路遮
断器（３）を介して交流電源（１）（例えば３相交流電
源）から給電される。この回路遮断器（３）は、開閉機
構部（４）を介して交流電源（１）に接続される３相等
体（５ｇ、　５ｂ、　５ｃ）からなる主回路（５）と、
この主回路（５）の各相導体（５ａ、　５ｂ、　５ｃ）
にそれぞれ接続された変流器（ＣＴａ、　ＣＴｂ、　Ｃ
Ｔｃ）と、これら変流器の２次側に接続された整流回路
（６）と、この整流回路（６）の出力側に個別に接続さ
れた最大相選択兼ピーク値変換回路（７）および最大相
選択兼実効値変換回路（８）と、最大相選択兼ピーク値
変換回路（７）の出力側に個別に接続された瞬時回路（
９）および短限時回路（１０）と、最大相選択兼実効値
変換回路（８）の出力側に接続された長時限回路（１１
）と、これら瞬時回路（９）、短限時回路（１０）およ
び長限時回路（１１）の出力側に接続されたトリガ回路
（！２）と、このトリガ回路（１２）を介して整流回路
（６）の両端間に接続される引外しコイル（１３）と、
長限時回路（１１）に接続された過電流表示用ＬＥＤ（
１４）とを備えている。

従来の事前警報回路付回路遮断器（３）は、さらに、最
大相選択兼実効値変換回路（８）の出力側に接続されか
つ過電流に至る前の主回路電流を検出して事前に警報を
発生させるための事前警報特性を有する事前警報回路（
２０）と、この事前警報回路（２０）の出力側に接続さ
れた発光ダイオード（２７ａ）およびこの発光ダイオー
ドに光結合するフォトトランジスタ（２７ｂ）から成る
フォトカプラ（２７）と、フォトトランジスタ（２７ｂ
）の出力側に接続されかつ事前警報回路（２０）からの
事前警報信号によって動作する事前警報出力回路（２１
）と、この事前警報出力回路（２１）の電源側に例えば
トランスからなる電圧降下部（２２）を介して接続され
た交流１００ボルトの制御電源（２３）と、事前警報出
力回路（２１）の出力によって励磁されるリレーコイル
（２４）およびその常閉接点（２４ａ）と、リレーコイ
ル（２４）と並列に接続されかつ事前警報出力回路（２
１）の出力によって点灯される警報手段としての事前警
報動作表示用ＬＥＤ（２５）と、常閉接点（２４ａ）を
介して制御電源（２３）の両端間に接続される警報手段
としての例えばブザー（２６）とを備えている。

第４図は、従来の事前警報回路付回路遮断器（３）の過
電流引外し特性および事前警報特性を示す曲線図である
。

次に、上記の事前警報回路付回路遮断器の動作を第３図
および第４図について説明する。今、回路遮断器（３）
の開閉機構部（４）が閉じており、すなわち引外されて
おらず、交流電源（１）から主回路（８）を通して負荷
（２）へ電流が流れているとする。

そのとき、変流器（ＣＴａ、　ＣＴｂ、　ＣＴｃ）は、
その２次側に主回路電流に比例する２次電流を流す。整
流回路（６）は、３相各相の交流２次電流を整流する。

最人相選択兼ピーク値変換回路（７）は、整流回路（６
）からの３相各相の整流信号のうち最大の信号を有する
相（以下、最大桁と言う）の整流信号を選択しかつこれ
をピーク値変換する。同様に、最大相選択兼実効値変換
回路（８）は、最大桁の整流信号を選択しかつこれを実
効値変換する。ピーク値変換された直流信号は、第４図
の過電流引外し特性のうちそれぞれ瞬時特性（ＩＮｓＴ
）および短限時特性（ＳＴＤ）を有する瞬時回路（９）
および短限時回路（１０）に供給され、そして、実効値
変換された直流信号は長限時特性（ＬＴＤ）を有する長
限時回路（１１）に供給される。

主回路（５）に流れる電流が定格電流の例えば７０％を
越えると、事前警報回Ｓδ（２０）は最大相選択兼実効
値変換回路（８）からの実効値変換された直流信号の値
に応じて、すなわち第４図の事前警報特性（ＰＡＬ）に
応じて所定の時間後に事前警報信号を事前警報出力回路
〈２１）にフォトカプラ（２７）を通して供給する。そ
れによって、この事前警報出力回路（２１）は、リレー
コイル（２４）を励磁してその常閉接点（２４ａ）を閉
じさせ、制御電源（２３）がブザー（２６）を付勢して
これを鳴らすと共に、事前警報動作表示用ＬＥＤ（２５
）を点灯させる。

第５図は第３図中にブロック図で示した事前警報回路（
２０）の回路図であり、そして第６図はこの事前警報回
路（２０）の動作説明波形図である。

第５図の事前警報回路（２０）は、電源端子Ｖ＋、５Ｇ
ＮＤおよびＶ−１後述するタイマ用比較器の基準電圧供
給端子Ｖ　ｒｅｆ、後述する事前警報発生用比較器の可
変基準供給端子ＶＲｒｅｆｓ第１図に示した最大相選択
兼実効値変換回路（８）から実効値変換された直流信号
が供給される端子ＲＭＳ＋、を備えており、端子Ｖ　ｗ
ｒｅｔと５ＧＮＤの間には事前警報発生しベル設定用の
第１固定抵抗（Ｒ１）、ポテンシオメータ（ＶＲ）（ポ
テンシオメータの固定抵抗部）および第２固定抵抗（Ｒ
２）が直列に接続されている。

第１固定抵抗（Ｒ１）、ポテンシオメータ（ＶＲ）およ
び第２固定抵抗（Ｒ２）の直列体によって負担される電
圧はポテンシオメータ（ＶＲ）のアーム（ＶＲａ）（４
８動接触部）によって分圧して取り出される。ポテンシ
オメータ（ＶＲ）は接触不良があると回路不動作となる
ため接触信頼性の高いものが用いられている。端子Ｖ十
とＶ−の間に接続された第１の比較手段すなわち事前警
報発生用比較器（Ｃ０１）は、その非反転入力端子子が
ポテンシオメータ（ＶＲ）のアーム（Ｖ　Ｒａ）に接続
されかつ反転入力端子−が端子ＲＭＳ＋に接続されてい
る。端子Ｖｒｅｆと５ＧＮＤの間には、抵抗（Ｒ３）と
コンデンサ（Ｃ）が直列に接続され、この直列回路と並
列に更に抵抗（Ｒ４）と（Ｒ５）との直列体が接続され
ている。コンデンサ（Ｃ）と並列に常閉スイッチ（Ｑ　
ｌ）が接続され、また抵抗（Ｒ６）も同様に並列に接続
されている。端子Ｖ＋とＶ−の間に接続された第２の比
較手段すなわちタイマ用比較器（００２）は、その非反
転入力端子子が抵抗（Ｒ４）と（Ｒ５）の接続点に接続
され、反転入力端子−が抵抗（Ｒ３）とコンデンサ（Ｃ
）の接続点に接続されている。端子Ｖ＋とＶの間には、
フォトカプラ（２７）の発光ダイオード（２７ａ）、抵
抗（Ｒ７）および常開スイッチ（Ｑｌ）が直列に接続さ
れている。この事前警報回路（２０）は大きく分けると
、第１固定抵抗（Ｒｌ）、ポテンシオメータ（ＶＲ）お
よび第２固定抵抗（Ｒ２）からなる設定手段と、比較手
段としての事前警報発生用比較器（ＣＯＩ）と、その他
の各部によって構成される出力手段（３０）とによって
構成されている。

次に、このように構成された事前警報回路（２０）の動
作を、第６図の波形図を参照しながら説明する。まず事
前警報発生用比較Ｗ（ＣＯＩ）の可変基準電圧すなわち
事前警報発生レベルを、ポテンシオメータ（ＶＲ）の設
定を調整することにより定格電流に応じて所定値に設定
しておく。例えば定格電流が４０ＯＡの場合にはその７
０％である２８０Ａに相当する４ｖに、また２００Ａの
場合にはその７０％である１４０Ａに相当する２ｖに設
定しておく。時点ｔｌにおいて、主回路電流の実効値に
比例する直流信号が事前警報発生レベルを超えると、事
前警報発生用比較器（ＣＯＩ）は出力を出して常閉スイ
ッチ（Ｑ　ｌ）を開路する。そのため、抵抗（Ｒ３）お
よびコンデンサ（Ｃ）から成るＲＣタイマは動作を開始
し、コンデンサ（Ｃ）が徐々に充電されてその電圧が少
しずつ上昇する。しかしながら、時点ｔ２で上述の直流
信号が事前警報発生レベルよりも小さくなると、事前警
報発生用比較器（ＣＯＩ）は出力を出さず従って常閉ス
イッチ（Ｑｌ）が閉路状態に戻ってしまうので、コンデ
ンサ（Ｃ）はこの常閉スイッチ（Ｑ　１）を通して瞬時
に放電し、その電圧は零になる。時点ｔ３で直流信号が
事前警報発生レベルを超えかつこの状態が所定時間例え
ば４０秒以上連続すると、コンデンサの電′圧がタイマ
用比較器（ＣＯ２）の基準電圧すなわち警報出力動作レ
ベルに相当する電圧（例えば２．５Ｖ）を時点ｔ４で超
えるので、タイマ用比較器（ＣＯ２）は出力を出して常
開スイッチ（Ｑｌ）を閉路する。そのため、端子Ｖ＋か
らＶ−へフォトカプラ（２７）の発光ダイオード（２７
ａ）、抵抗（Ｒ７）および閉路された常開スイッチ（Ｑ
ｌ）を通って電流が流れる。つまり、事前警報回路（２
０）は事前警報信号を事前警報出力回路（２１）にフォ
トカプラ（２７）を通して供給する。

再び、説明を第３図および第４図に戻せば、主回路電流
が定格電流の例えば１０９％を超えるとき、長限時回路
（１１）は実効値変換された直流信号の値例えば定格電
流の１００％〜１０００％に応じて第４図に示す所定の
時間後に出力を出してトリガ回路（１２）をオン状態に
すると共に過電流表示用ＬＥＤ（１４）を点灯させる。

トリガ回路（１２）がオン状態になると、引外しコイル
（１３）は整流回路（６）の整流出力によって励磁され
、開閉機構部（４）を開いて主回路電流を遮断させる。

同様に、主回路電流が大きくなって定格電流の例えば１
０００％、１７００％を超えると、それぞれ短限時回路
（１０）、瞬時回路（９）が出力を出し、主回路電流を
遮断させる。

［発明が解決しようとする課題〕 上記のような従来の回路遮断器の事前警報回路では、事
前警報設定用のポテンシオメータ（ＶＲ）の慴動接触部
に接触不良が生じると、事前警報回路（２０）が動作し
なくなるという問題点があった。

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、万一ポテンシオメータ（ＶＲ）に接触不良
が生じても、事前警報回路（２０）を確実に動作させる
ことのできる回路遮断器の事前警報回路を提供すること
を目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る回路遮断器の事前警報回路は、遮断すべ
き電流より小さい所定の電流値に相当する値を設定する
設定手段と、この値と回路遮断器に流れる電流値に相当
する値とを比較する比較手段と、この比較手段の比較結
果にもとづいて出力信号を上記回路遮断器に出力する出
力手段とを備えた回路遮断器の事前警報回路において、
上記設定手段は、 第１の固定抵抗体、ポテンシオメータの固定抵抗部及び
第２の固定抵抗体をこの順に互いに直列に接続したもの
であって所定の基準電圧を印加されるべき直列体と、 上記比較手段の入力端子へ接続された上記ポテンシオメ
ータの慴動接触部と、 上記第１の固定抵抗体と上記ポテンシオメータの固定抵
抗部との接続点に一端が接続され、他端が上記比較手段
の上記入力端子へ接続され、上記第１の固定抵抗体、上
記ポテンシオメータの固定抵抗部及び上記第２の固定抵
抗体に比べて十分大きな抵抗値を有する抵抗体と、 を備えたものとしている。

［作用］ この発明においては、ポテンシオメータ内に接触不良が
発生したとき、抵抗体を介して事前警報設定の所定の固
定レベルが比較手段に与えられ、事前警報回路を動作さ
せる。

［実施例］ 第２図はこの発明の一実施例による事前警報回路材の回
路遮断器（３Ａ）とその周辺機器を示すブロック回路で
ある。図において、回路遮断器（３Ａ）は、その内部に
有する事前警報回路（２０＾）において従来のものとは
異なっているが、その他は第３図に示した従来の回路遮
断器（３）と同一であり、同一部分には同一符号を付し
てその説明は省略する。

第１図は、第２図中の事前警報回路（２ＯＡ）の内部構
成を示す回路図である。この事前警報回路（２０Ａ）に
おいては、設定手段として追加された抵抗（Ｒ８）以外
の構成要素はすべて第５図に示した従来の事前警報回路
（２０）と同一であり、同一部分には同一符号を付して
その説明は省略する。抵抗（Ｒ８）はその一端が第１固
定抵抗（Ｒ１）とポテンシオメータ（ＶＲ）との接続点
に接続され、他端は事前警報発生用比較器（Ｃｏｔ）の
非反転入力端子子へ接続されている。抵抗（Ｒ８）の抵
抗値は、第１固定抵抗（Ｒ１）、第２固定抵抗（Ｒ２）
及びポテンシオメータ（ＶＲ）の抵抗値と比較して十分
に大きな値となるように選択されている。例えば、第１
固定抵抗（Ｒ１）、第２固定抵抗（Ｒ２）及びポテンシ
オメータ（ＶＲ）の抵抗値の合計は１０にオーム〜２０
にオーム、抵抗（Ｒ８）の抵抗値は１Ｍオームである。

上記の回路遮断器（３Ａ）の過電流用外し動作及び事前
警報動作並びに事前警報回路（２ＯＡ）の動作はそれぞ
れ従来のものと同様な動作を行なう。さらに、本実施例
においては抵抗（Ｒ８）を設けたことにより下記の動作
をする。

ポテンシオメータ（ＶＲ）の４＝動接触部に接触不良が
生じると、ポテンシオメータ（ＶＲ）を通して事前警報
発生用比較器（ＣＯｔ）の非反転入力端子子に接続され
るべき電路は断路する。しかし、抵抗（Ｒ８）が設けら
れていることによってこの抵抗（Ｒ８）を介して所定の
電圧が事前警報発生用比較器（Ｃｏｔ”）の非反転入力
端子子へ与えられる。同比較器（Ｃｏｔ）の入力インピ
ーダンスは極めて大きい（理想的には無限大）ため、抵
抗（Ｒ８）の抵抗値によって同比較器（ＣＯＩ）の非反
転入力端子子に与えられる電圧入力が影響を受けること
はない。このように、抵抗（Ｒ８）を介して非反転入力
端子子に電圧入力を与えている状態は、ポテンシオメー
タ（ＶＲ）のアーム（ＹＲａ）を最大設定レベル、すな
わちアーム（ＶＲａ）の摺動接触点を第１図の最上位置
に設定した状態と同等である。従って、ポテンシオメー
タ（ＶＲ）に接触不良を生じても、事前警報回路（２０
Ａ）は事前警報の最大設定レベルで動作する。接触不良
が生じていないときは、アーム（ＶＲａ）の接触点から
取り出される分圧電圧が事前警報発生用比較器（ＣＯＩ
）の非反転入力端子子にそのまま与えられる。

［発明の効果］ 以上の−ように、この発明によれば、第１の固定抵抗体
とポテンシオメータの固定抵抗部との接触点と、比較手
段（事前警報発生用比較器）の入力端子との間に、第１
の固定抵抗体、ポテンシオメータの固定抵抗部及び第２
の固定抵抗体に比べて十分大きな抵抗値を有する抵抗体
を接続したので、ポテンシオメータに万一接触不良が生
じても事前警報の最大設定レベルで事前警報回路を動作
させることができる。従って、信頼性の高い事前警報回
路を提供できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す回路図、第２図は第
１図に示す事前警報回路を含んで構成された回路遮断器
とその周辺機器を示すブロック回路図、第３図は従来の
事前警報回路を含んで構成された回路遮断器とその周辺
機器を示すブロック回路図、第４図は回路遮断器の過電
流用外し特性及び事前警報特性を示すグラフ、第５図は
従来の事前警報回路を示す回路図、第６図は事前警報回
路の動作を示すタイムチャートである。 図において、（３Ａ）は回路遮断器、（２ＯＡ）は事前
警報回路、（３０）は出力手段、（Ｒ１）は第１固定抵
抗、（ＶＲ）はポテンシオメータ、（Ｒ２）は第２固定
抵抗、（ＣＯＩ）は事前警報発生用比較器、（ＶＲａ）
はアームである。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）遮断すべき電流より小さい所定の電流値に相当す
   る値を設定する設定手段と、この値と回路遮断器に流れ
   る電流値に相当する値とを比較する比較手段と、この比
   較手段の比較結果にもとづいて出力信号を上記回路遮断
   器に出力する出力手段とを備えた回路遮断器の事前警報
   回路において、上記設定手段は、 第１の固定抵抗体、ポテンシオメータの固定抵抗部及び
   第２の固定抵抗体をこの順に互いに直列に接続したもの
   であって所定の基準電圧を印加されるべき直列体と、 上記比較手段の入力端子へ接続された上記ポテンシオメ
   ータの摺動接触部と、 上記第１の固定抵抗体と上記ポテンシオメータの固定抵
   抗部との接続点に一端が接続され、他端が上記比較手段
   の上記入力端子へ接続され、上記第１の固定抵抗体、上
   記ポテンシオメータの固定抵抗部及び上記第２の固定抵
   抗体に比べて十分大きな抵抗値を有する抵抗体と、 を備えたことを特徴とする回路遮断器の事前警報回路。