JPH03169220A - 欠相遮断器 - 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〕 本件の発明は、単相３線式電路の欠相による異常電圧を
検知して電路を遮断する欠相遮断器の、外部に露出する
中性線欠相検出線が電路に接続されていない為に、電路
に欠相が発生した時欠相遮断機能が動作せず事故に至る
ことを防止する技術に関する。

〔従来の技術〕

従来欠相遮断器としては、第５図に示す回路構成のもの
が用いられていた。

すなわち、欠相遮断器１に対して２４，２５．２６は電
源側の各々Ｌｌ，　　Ｎ，　　Ｌ２の単相３線式電路で
、２４’　　２５’，２６’は各々負荷側のＬ１，　　
Ｎ，　　Ｌ２の電路である。各々の電源側と負荷側の電
路は、主回路接点２により接続されている。

５０は、電路２４’　　２６’から整流ダイオード５，
　　６，　　７．　　８により整流され電圧トロツブ抵
抗ｌ７、平滑用コンデンサ１８を介して電源を供給され
る検知器で、該検知器内にはワンショット回路と出力回
路による経路で漏電を検知する機能と、波形整形回路，
遅延回路，出力回路による経路で異常電圧を検知する機
能を合わせ持っている。

ここでは異常電圧検出機能を問題としているので、そち
らの動作のみを以下に図を用いて説明する。４は欠相遮
断器１の外部に露出する中性線欠相検出線で、欠相遮断
器１の負荷側のＮ極電路２５′に接続される。検出線４
は複数の分圧抵抗２０，２１を介してアースラインに接
続されている。

このように接続された抵抗２１０両端には、Ｌｌ−Ｎ間
の電圧とＬ２−Ｎ間の電圧を互いちがいに半波整流され
て組み合わされ見かけ上全波整流されて抵抗２０．２１
により分圧された電圧Ｖｉｂｌが第６図のように発生し
ている。Ｖ　ｉｂｌは比較器１４に入力されＶｓｌと比
較されてＶｉｂｌがＶｓｌを超える時、１５の波形整形
回路に出力を発生する。１５の波形整形回路はコンデン
サ２２を常時はｖｗｆ電圧に充電しているが、比較器１
４から出力を受けると即座にコンデンサ２２の電圧を放
電しその電圧がＶＷ以下になると遅延回路１６を駆動し
てコンデンサ２３にＶｔｄの如く充電を始める。コンデ
ンサ２３の充電電圧がある値ｖｔｄになると遅延回路１
６は出力回路を駆動してサイリスタ１１のゲートにＶ　
ｏｕｔの電圧を印加してターンオンし、引外しコイル３
に電流を通電して主回路接点２を引外して電源側と負荷
側の電路の接続を断つよう構成されている。上述の動作
において、ＶｓｌはＬｌ−ＮとＬ２−Ｎ間の電圧が均等
に印加されている状態のＶｉｂ１に対し高く設定されて
比較器１４からは出力が発生しないように設定されてお
り、例えば検出線４の接続点より電源側の電路において
Ｎ極電路の接続が切れて欠相状態となると、負荷インビ
ーダンネのアンバランスにより負荷側のＬｌ−Ｎ，Ｌ２
Ｎ間の電圧がアンバランスとなってＶ１旧は第６図の右
半分の如＜Ｖｓｌを超えるようになる。一旦Ｖｈ１がＶ
ｓｌを超えるとコンデンサ２２の充電電圧■ｗｆは放電
されてＯＶとなり、コンデンサ２３はＶｔｄの如く充電
を始めるが、その後Ｖ　ｉｂｌがＶｓｌを下まわって再
度コンデンサ２２がＶｗｆの如く充電を始めてもＶｗｆ
がＶｗに至る前に再度Ｖ１旧がＶｓｌを上まわって、そ
の時点で再びＶｗｆはＯＶに放電されて以後これを繰り
返し、ＶｗｆはついにＶｗに到達するまで充電されず、
その間コンデンサ２３の充電はＶｔｄの如く継続されつ
いにはｖｔｄに至って遅延回路は出力回路を駆動して出
力回路はサイリスタ１１のゲートにＶｏｕｔの電圧を印
加することになる。

なお１３は抵抗１９の値によって定められる電流をコン
デンサ２２とコンデンサ２３に供給する定電流回路であ
る。

〔従来技、術の問題点〕

以上において、検出線４がＮ極に接続されていないと、
抵抗２１０両端にはＶ　ｉｂｌの電圧は発生せず、欠相
遮断器１の欠相検出機能は働かないから、この状態で負
荷に電圧が印加されている時、電路の中性線（Ｎ極）の
接続が切れて欠相を発生すると、負荷側のＬｌ−Ｎ間，
Ｌ２−Ｎ間の電圧は負荷のインピーダンス配分により思
わぬアンバランスが生して負荷を焼損するという問題が
あった。又上述の検出線を遮断器１の外部の電路２５′
に別途に接続することは、従来欠相保設機能のない遮断
器においては不要であった為、遮断器を取り付ける工事
の際余分な工事となり、工事負担も増えるのでつい忘れ
られることが多かった。

〔問題を解決するための手段〕

以上の問題に鑑みて本発明は検出線４を電路２５′に接
続していない場合は、遮断器１の主回路接点２が自動的
にトリップし投入不能とせしめることで負荷側に電源の
供給が行えないようにし、検出線４の接続忘れを防止す
るようにしたもので、その為に本件の発明ではコンデン
サ２２の充電電圧端と検出線４あるいは抵抗２１の電圧
を比較し、検出線４が電路２５′に接続されておらずコ
ンデンサ２２の充電電圧端の方が電圧が高い状態では、
コンデシサ２２の充電電圧を強制的に放電する放電手段
を設けて、波形整形回路１５を働かせて遅延回路１６を
駆動し、コンデンサ２３を充電してサイリスタ１１のゲ
ートにＶ　ｏｕｔのトリガー電圧を印加し、主回路接点
２を引外すようにしたものである。

〔実施例〕

第１図に本件発明の第１の実施例を示す。第５図の従来
の回路に比へ異なっている所は、ダイオード３２．　　
３３，　　トランジスタ３１が余分に入っていることで
ある。トランジスタ３１はＰＮＰ　トランジスタで、コ
ンデンサ２２の充電電圧側をエミッタとし、アースライ
ン側をコレクタとしてあり、ベースと検出線４はベース
側をアノード側としたダイオード３２で接続してある。

検出線４とアースライン間は検出線４側をカソードとし
ｋダイオード３３で接続してある。

以上の内ダイオード３２とトランジスタ３１の動作につ
いて説明する。コンデンサ２２が充電されている時、検
出線４の電圧が充電電圧からダイオード３２のアノード
カソード間オン電圧（約０．７Ｖ）とトランジスタ３ｌ
のエミッタ，ペースオン電圧（約０．６Ｖ）の和を引い
た電圧以下になった時、ダイオート′３２とトランジス
タ３１のエミッタ，ベース間はオンし、トランジスタ３
１のエミッタ，コレクタ間も導通してコンデンサ２２の
充電電圧を放電する。なおダイオード３３は検出線４に
逆向きの電圧が加わった時にトランジスタ３１を保護す
るためのものである。上述の欠相遮断器において検出線
４が電路２５′に確実に接続されていれば、電路に欠相
のない正常な状態である時は抵抗２１の両端には第２図
のＶ　ｉｂｌの電圧が発生している。Ｖ１旧はＬｌ−Ｎ
間とＬ２−Ｎ間でバランスしているので比較器１４０基
準値Ｖｓｌに達せず、遮断器１は動作しない。又Ｖ　ｉ
ｂｌが、コンデンザ２２の充電電圧から前述のダイオー
ド３２のオン電圧、トランジスタ３１０ベースエミッタ
オン電圧を引いた電圧を抵抗２１０両端の電圧に換算し
た値Ｖｏ’を下まわった時、コンデンサ２２はトランジ
スタ３１を通じて放電されて、コンデンサ２２の充電電
圧は波形整形回路１５が遅延回路１６を駆動ずる電圧Ｖ
ｗ以下になって、遅延回路９一 １６はコンデンサ２３をＶｔｄのように充電するが、Ｖ
ｉｂｌがすぐに前述のＶｏ’を上まわる電圧に回復する
のでコンデンサ２２の充電電圧ＶνｆもすぐにＶｗ以上
に回復し、コンデンサ２３の充電もＶｗｆがＶｗに回復
した時点で中止され放電されて、Ｖｔｄは遅延回路１６
が出力回路を駆動する電圧ｖｔｄに至ることはなく、遮
断器１は動作しない。

次にＬｌ−Ｎ，　　Ｌ２−Ｎ間の電圧にアンバランスが
生じると、第４図Ｖ１旧はいずれかの相電圧がＶｓ１を
超えるようになり、コンデンサ２２は波形整形回路ｌ５
により放電されてＶｗｆはＶｗを下まわり、遅延回路１
６はコンデンサ２３の充電を開始する。

Ｖｉ旧がＶｓｌを下まわった時再びコンデンサ２２はＶ
ｗｆの如く充電され始めるが、今度はＶｔｂｌが前述の
Ｖｏ’を下回った時充電され始めたＶｗｆはトランジス
タ３１により放電されて、以後これを繰り返しＶｗｆは
Ｖｗに到達しえないのでコンデンサ２３の充電は継続し
て行われ、充電電圧ＶｔｄはいずれＶｔｄに到達して遅
延回路１６は出力回路を駆動しＶｏｕｔを発してサイリ
スタ１ｌはターンオンし、引外ーｌＯ− しコイル３が通電されて主回路接点２を引外す。

以上の如く、検出線４が電路２５′に確実に接続ざれて
いれば従来の第５図に示す欠相遮断器と変わりなく動作
する。

一方検出線４が電路２５′に接続されていない場合、第
３図の如＜Ｖｉｂｌは発生せずダイオード３２のカソー
ドの電位は、抵抗２１、抵抗２０を通じてアースライン
の電位に引きずられるから、確実にコンデンサ２２の充
電電位よりずっと低くなって、１・ランジスタ３１がオ
ンし、コンデンサ２２の充電電圧Ｖｗｆは放電されるか
ら永久にＶｗｆはＶｗに達することはない。従って第４
図の如く電源が供給された時からコンデンサ２３はＶｔ
ｄの如く充電が始められ、いずれｖｔｄに達し、サイリ
スタ１１のゲートにはＶｏｕｔの電圧が印加されてター
ンオンし、引外しコイル３は主回路接点２を引外す。

主回路接点２が引外された後、再度手動で主回路接点２
を投入しても、以上の動作を繰り返して検出線４を電路
２５′に接続していない状態では主回路接点をオン状態
に投入維持することはてきな１１− なお上述の実施例は、電圧比較手段と放電手段をひとつ
のＰＮＰトランジスタで構成したが、例えば電圧比較手
段と放電手段を別々に構成しフォトカブラのようなもの
で接続しても良い。更にトランジスタ３１とコンデンサ
２２の充電電圧端、あるいはトランジスタ３１とアース
ライン間に若干の放電用抵抗を挿入しても効果は同じで
ある。

次に第７図には本件発明の第２の実施例を示す。

第７図において、３４はダイオード，３５は抵抗で、３
４と３５は直列的に接続されて、分圧抵抗２０．２１の
接続点と第１のコンデンサ２２の充電電圧端間に接続さ
れ、且つダイオード３４は第１のコンデンサ２２の充電
電圧端をアノード側としてある。上記において電圧比較
手段はダイオード３４であり、放電手段はダイオート４
と抵抗３５及び抵抗２１が当たる。

第１図の第１の実施例では、電圧比較手段はコンデンサ
２２の充電電圧端と抵抗２０の検出線４例の端部に接続
されていたが、本例ではコンデン−１２ サ２２の充電電圧端と、抵抗２０と２１の接点点間に接
続される。これは、検出線４と検知器のアースライン間
の電圧は１００／２００Ｖの単相３線式電路では、欠相
のない時ピークで約１４０■の電圧となり、抵抗２０と
２１の直列合成抵抗は消費電流を小さくするため約数百
ｋΩ程度に設定され、抵抗２０の検出線４側の端部とコ
ンデンサ２２の充電電圧端に接続するとコンデンサ２２
の放電電流が十分にとれないｋめてある。比較器１４の
比較基準電圧は約３ｖ程度である為抵抗２１は数ｋΩに
選定され、その程度の抵抗であればコンデンザ２２の放
電も十分に行われる。３５は放電時間を適宜調整するた
めの抵抗で、特にあってもなくても差し支えない。

以上の第７図の第２の実施例においてその動作は、抵抗
２１と抵抗２０の接続点とアースライン間の電圧がコン
デンサ２２の充電電圧より低くなっｋ時に、コンデンサ
２２の充電電圧がダイオード３４，抵抗３５，抵抗２１
を介して放電し、第１図の回路の第２図，第３図のＶｉ
ｂｌｏ図でＶｏ’１３ー が第１図の回路では検出線４のピーク電圧１４０Ｖに対
しコンデンサ２２の充電電圧端の常時充電電圧は約１．
４Ｖであるから非常に低いレヘルであり、検出線４が電
路２５′に接続されている時はＶｉｂｌがＶｏ’を下ま
わってコンデンサ２２を放電する時間は非常に短く設定
されることになるが、第７図の回路ではＶｉ旧のピーク
値３ｖに対してコンデンサ２２の充電電圧端の常時充電
電圧は約１．４ｖであるから、■Ｏハピーク値の約半分
のレベルで高く設定され、それだけコンデンサ２２を放
電する時間が長くなる他はほぼ第１図の回路と同様の動
作となる。

〔効果〕

以上により本件発明では、遮断器外部で単相３線式電線
路のＮ極に接続し、内部で複数の抵抗を直列接続した分
圧抵抗を介して検知器のアースラインに接続した検出線
あるいは前記分圧抵抗同志の接続点と、常時充電状態に
ある第１のコンデンサの充電電圧端との間に電圧比較手
段を設け、検出線側の電圧が第１のコンデンサの充電電
圧より−１４− 低下した時第１のコンデンサの充電電圧端とアースライ
ン間に接続した放電手段が働いて第１のコンデンサの充
電電圧が第１のしきい値より低下するようにせしめたか
ら、前記分圧抵抗の両端にＬ］−Ｎ極間，Ｌ：２−Ｎ極
間電圧を各々互いちがい状に半波整流して組み合わせた
電圧が発生ずるようにし、Ｌｌ−Ｎ極間，Ｌ２−Ｎ極間
電圧のいずれか一方が基準値を超えた時それまで充電状
態にあった第１のコンデンサを放電し、該第１のコンデ
ンサの充電電圧が第１のしきい値より低下したことを検
知して第２のコンデンサを充電し、第２のコンデンサの
充電電圧が第２のしきい値に達したことにより出力電圧
を発生し、該出力電圧によりサイリスタをトリガーして
引外しコイルを通電し主回路接点を引外すようにした欠
相遮断器において、前記検出線が遮断器外部てＮ極に接
続されておらず前記分圧抵抗に電圧が発生されていない
状態では、第１のコンデンサの充電電圧より検出線の電
圧の方が低くなるので第１のコンデンサが放電され、第
２のコンデンザを允電して引外しコイルが−１５− 主回路接点を引外すから、遮断器から負荷ζこ電圧を供
給できず、検出線を電路に接続し忘れた状態での欠相に
よる事故を防止できると共に、本発明によればＰＮＰト
ランジスタのエミツタを第１のコンデンサの充電電圧端
にコレクタをアースラインに接続しベースをペース側を
アノード側としたダイオードを介して検出線に接続する
か、分圧抵抗２０と２１の抵抗点とコンデンサ２２の充
電電圧端の間をコンデンサ２２側をアノードとしたダイ
オードで接続したから、非常に簡易な回路で前記電圧比
較手段と放電手段を構成できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図・・・・本件発明による第１の実施例による欠相
遮断器の回路構成図、 第２図・・・・検出線をＮ極電路に接続しＮ極に欠相が
発生していない場合の第１図の 欠相遮断器の動作タイムチャート、 第４図・・・・検出線をＮ極電路に接続しＮ極に欠相が
発生している場合の第１図の欠 一１６− 相遮断器の動作タイムチャート、 第３図・・・・検出線をＮ極電路に接続していない時の
第１図の欠相遮断器の動作タイ ムチャート、 第５図・・・・従来の欠相遮断器の回路構成図、第６図
・・・・第５図の欠相遮断器の動作タイムチャ　ー　ト
、 第７図・・・・第２の実施例による欠相遮断器の回路構
成図、 １・・・・欠相遮断器、 ２・・・・主回路接点、 ３・・・・引外しコイル、 ４・・・・検出線、 ５，　　６，　　７．　　８・・・・整流ダイオード、
１ｌ・・・・サイリスタ、 １４・・・・比較器、 １５・・・・波形整形回路、 １６・・・・遅延回路、 ２０．２１・・・・分圧抵抗、 ２２・・・・第１のコンデンサ、 −１７ ３・・・・第２のコンデンサ、 １・・・・ＰＮＰ　トランジスタ、 ２・・・・ダイオード、 ４・・・・ダイオード、 Ｏ・・・・検知器。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）検出線を遮断器外部で単相３線式電線路のＮ極に
   接続し、内部で直列接続された複数の分圧抵抗を介して
   検知器のアースラインに接続し、該分圧抵抗の両端にＬ
   １−Ｎ極間及びＬ２−Ｎ極間電圧を各々互いちがい状に
   半波整流して組み合わせた電圧が発生するようにし、Ｌ
   １−Ｎ極間、Ｌ２−Ｎ極間のいずれか一方の電圧が基準
   値を超えた時それまで充電状態にあった第１のコンデン
   サを放電し、第１のコンデンサの充電電圧が第１のしき
   い値より低下したことを検知して第２のコンデンサを充
   電し、第２のコンデンサの充電電圧が第２のしきい値に
   達したことより出力電圧を発生し、該出力電圧によりサ
   イリスタをトリガーして引外しコイルを通電し、主回路
   接点を引外すようにした欠相遮断器において、前記検出
   線もしくは分圧抵抗同志の接続点と前記第１のコンデン
   サの充電電圧端間に電圧比較手段を設け、検出線側の電
   圧が第１のコンデンサの充電電圧より低下した時、第１
   のコンデンサの充電電圧端とアースライン間に接続され
   た放電手段が働いて第１のコンデンサの充電電圧を放電
   し、第２のコンデンサを充電して前記サイリスタにトリ
   ガー出力電圧を発生するようにせしめた欠相遮断器。
2. （２）前記電圧比較手段と放電手段は、第１のコンデン
   サの充電電圧側をエミッタに、アースライン側をコレク
   タに、検出線側を該検出線側をカソード側としたダイオ
   ードを介してベースに接続したＰＮＰトランジスタであ
   ることを特徴とする前記特許請求の範囲第（１）項記載
   の欠相遮断器。
3. （３）前記電圧比較手段と放電手段は、前記分圧抵抗同
   志の接続点と第１のコンデンサの充電電圧端間を、第１
   のコンデンサの充電電圧端側をアノード側としたダイオ
   ードで接続せしめたことによるものであることを特徴と
   する前記特許請求の範囲第（１）項記載の欠相遮断器。