JPH0332284B2

JPH0332284B2 -

Info

Publication number: JPH0332284B2
Application number: JP57069706A
Authority: JP
Inventors: Furanshisu Konroi Junia Aanesuto
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: Westinghouse Electric Corp
Priority date: 1981-04-27
Filing date: 1982-04-27
Publication date: 1991-05-10
Also published as: GB2097613B; MX152107A; DE3215302A1; IE820834L; CA1187592A; AU561389B2; ES511688A0; US4414601A; BR8202360A; PH19671A; ZA822621B; IE52747B1; CH662218A5; AU8266582A; ES8306290A1; BE892993A; FR2504749B1; FR2504749A1; JPS57183215A; GB2097613A

Description

【発明の詳細な説明】発明の分野この発明は、一般にソリツドステート式負荷保
護装置、特にユーザが過電流トリツプ回路および
その関連回路を試験できるようにするフイールド
（feeld）試験器に関する。

従来技術いくらかの負荷保護装置が電流過負荷検知機
能、欠相検知機能および接地事故検知機能のよう
な種々の保護機能を持つていることは良く知られ
ている。これらの機能は回路しや断器および関連
負荷のためのトリツプ時間を一般に提供し、この
トリツプ時間は保護しようとする負荷に流れる電
流の２乗に逆比例する。換言すれば、反限時関係
が一般に利用され、これにより検知された事故と
トリツプアウト時間は逆比例の関係になる。すな
わち、過電流が大きいと装置がトリツプアウトす
る期間が大変短くなり、反対に比較的小さい過電
流事故ではトリツプアウト前の時間がかなり長く
なる。上述した機能を達成する種々の型式の装置
が米国特許第4021703号、第3996499号、第
3818275号および第3602783号に見い出される。し
かしながら、上述した諸米国特許は、実際の過負
荷状態中または外部試験機器の助けを借りてソリ
ツドステート式負荷保護装置が適正動作している
ことをユーザに知らせるにすぎない。

試験機器を使用すること無く或は実際の過負荷
状態を生じること無く、過電流トリツプ回路の動
作をユーザが試験できる負荷保護装置を持つこと
が望ましい。ユーザに負荷保護装置のリセツト回
路をチエツクさせることのできる試験機能を持つ
ことがまた望ましい。

この発明は、その広い意味で、電気回路と相互
接続されてこの電気回路に流れる回路電流を検知
し、この回路電流に関係した出力電流を供給する
ための出力端子を有するセンサ手段と、このセン
サ手段の前記出力端子と並列回路関係に接続さ
れ、前記出力電流を電圧に変換するための抵抗負
荷手段と、前記センサ手段の出力端子に接続され
ている入力端子を有し、前記電気回路の回路電流
の値に逆比例する時間の後でかつもし前記回路電
流が所定の期間所定以上のレベルを持続するなら
ば、トリツプ信号を供給するための反限時過負荷
手段と、この反限時過負荷手段と直列回路関係に
接続され、前記抵抗負荷手段を取り外す時に、前
記電気回路の回路電流の値が前記所定レベルを超
えて前記反限時過負荷手段に前記トリツプ信号を
供給させるための過負荷シユミレート手段と、前
記反限時過負荷手段および前記電気回路へ接続さ
れ、前記トリツプ信号が供給される時に前記電気
回路を開くための回路制御トリツプ手段と、を備
えた負荷保護装置にある。

ここに説明する望ましい実施例では、ソリツド
ステート式負荷保護装置は接触器と一緒に使用さ
れる。試験回路は負荷保護装置の過電流トリツプ
回路およびリセツト回路の動作をチエツクするよ
うにされる。抵抗のような抵抗器は負荷保護装置
のソリツドステート電子部品と相互接続される。
抵抗素子の値は、負荷保護装置の正常な動作が影
響を受けないようなものである。負荷抵抗それに
使用中の他のモジユールを取り外す時に、電流セ
ンサのインピーダンスは増加し、これにより電流
を抵抗素子に流させる。抵抗素子に流れる電流
は、実際の過電流状態中電流センサによつて生じ
られた電流をシミユレートする。過電流状態のシ
ミユレーシヨンは負荷保護装置にトリツプ信号を
出力させ、これにより接触器にその電源から布荷
を切り離させる。定格プラグを再挿入すると、負
荷保護装置のリセツト回路がリセツトするので試
験でき、これにより負荷をその電源へ接続させ
る。

この発明は、添付図面に示した実施例について
の以下の詳しい説明からもつと良く理解できるだ
ろう。

この明細書全体を通じて、同等部品ないし相当
部分は同一符号で表わされる。上述した部品と構
造、動作が似ているが使用法が相違する同等部品
は、同一符号にダツシユを付加して表わした。

この発明の実施例第２図は回路保護装置１２を示す。この回路保
護装置１２は、この発明のこの実施例では、導体
または線路Ｌ１，Ｌ２およびＬ３から成る３相線
路を備える。これらの線路は、その右側が３相負
荷へそしてその左側が３相電源へ接続されてい
る。これらの負荷と電源の中間には、電流センサ
１４およびこれに直列接続された回路しや断器ま
たはモータ接触器装置１６がある。第２図の実施
例では、単一の電流ILが図示のとおり線路Ｌ１
に流れている。他の電流は他の線路Ｌ２およびＬ
３を流れることができかつ通常流れており、しか
も他の電流は電流ILと関係し得ることを理解さ
れたい。電流ILを選んだのは図面を簡単化する
ためだけにすぎない。

電流センサ１４には２個の出力端子１８および
２０が設けられている。これらの出力端子１８お
よび２０には図示のとおり負荷抵抗モジユール２
２が接続されている。この負荷抵抗モジユール２
２は、電流ILを利用可能な電圧Ｖ（これは第２図
の回路保護装置中の他の回路保護手段で利用する
ことができる）に変換するために出力端子１８，
２０間に接続できる抵抗素子を備える。負荷抵抗
モジユール２２と並列に、接地事故モジユール２
４、反限時論理回路２６、欠相検知回路２８およ
び付属モジユール３０を接続することがきる。付
属モジユール３０は、上述した米国特許第
3996499号明細書にもつと詳しく述べられている
ように、フイールド試験パネル、過負荷状態表示
器または長加速モジユールのような構成部品を含
んでも良い。残りの構成部品は例えば端子３２お
よび３４へ接続される。接地事故モジユール２４
および付属モジユール３０は省略しても良いし或
は他のモジユールと取り替えても良く、そして負
荷抵抗モジユール２２と並列に接続される限り他
のモジユールを付加しても良いことを理解された
い。上述した接地事故モジユール２４、反限時論
理回路２６、欠相検知回路２８および付属モジユ
ール３０の各々は、例えばライン３６へ接続でき
る出力端子を持つている。ライン３６は出力スイ
ツチ３８へ接続されている。この出力スイツチ３
８は、上述したモータ接触器装置１６へ接続され
ている。この発明の望ましい実施例では、出力端
子１８，２０間に発生する電圧Ｖは電流ILに比
例する。もし電流ILの増加率がかなり大きいと
予想されるならば、それでも大体同一の電圧を発
生させるために出力端子１８，２０間に別な負荷
抵抗を配置すれば良い。逆に、定格電流がかなり
小さい場合にも、負荷抵抗モジユール２２を適当
な抵抗と交換することによつて電圧補償が行なわ
れる。これは、接地事故モジユール２４、反限時
論理回路２６、欠相検知回路２８および付属モジ
ユール３０が電圧Ｖのみに感じるのでこれらを変
える必要がないことを意味する。それは、出力ス
イツチ３８も変える必要がないことを意味する。
従つて、負荷が100％定格にある時、負荷のIL特
性と無関係に出力端子１８，２０間の電圧Ｖが大
体同一レベルにあるように、負荷抵抗モジユール
２２の抵抗値は変えられる。反限時論理回路２６
は、I²T機能として典型的に知られかつ当業者に
は周知である機能を果す。簡単に説明すると、反
限時論理回路２６は、その入力側に印加された電
圧Ｖの値に応じて変る期間で出力を発生するので
ある。

第２Ａ図は、負荷および電源が単相または直流
である場合に利用するための他の回路保護装置１
２′を示す。この実施例では、単相線路または直
流線路Ｌ１′が設けられ、その左側にある単相電
源または直流電絃からその右側にある単相負荷ま
たは直流負荷へ電力を供給する。電両IL′をしや
断するための接点Ｓを持つた単一接点式回路しや
断器またはモータ接触器装置１６′も設けられる。
交流用では電流センサ１４′が第２図に示したも
のと同じで良い。負荷抵抗モジユール２２′が第
２図に示した負荷抵抗モジユール２２と違うの
は、総電流IL′が第２図に示した電流ILの範囲と
かなり違うので大体同一の電圧Ｖが得られるよう
に多分高い抵抗値を持つことだけである。しかし
ながら、反限時論理回路２６′および付属モジユ
ール３０′は両方共第２図に示したのと全く同じ
であつて良い。これは回路保護装置の融通性のあ
る使用法を示す。この実施例には欠相検知回路が
無いが、この欠相検知機能は多相交流電気装置に
特有のことであることに注目されたい。反限時論
理回路２６′および付属モジユール３０′の出力側
が例えばライン３６′へ接続され、このライン３
６′が出力スイツチ３８′の入力側へ接続され、こ
の出力スイツチ３８′がライン４０′を制御してモ
ータ接触器装置１６′を作動させることにも注目
されたい。同様に、第２図において、出力スイツ
チ３８はライン４０を制御してモータ接触器装置
１６を作動させる。

第５図は、第１図，第１Ａ図，第２図および第
２Ａ図に示した保護装置のための物理的な相互接
続法を示す。保護装置のハウジング５８は、第１
図に示したモータ接触器装置１６、モータＭおよ
び負荷抵抗モジユール２２以外の電子機器を収容
する。回路装置用電力はハウジング５８の頂部に
ある端子ＡおよびＢへ印加され、これらの近くに
はリセツト用押釦RESETおよびトリツプ表示器
としての発光ダイオードLED２がある。リレー
RE１の接点もハウジング５８の頂部にある。線
路Ｌ１，Ｌ２およびＬ３は、ハウジング５８に含
まれた変流器を貫通し、保護装置を電気回路に直
列に挿入させる。第５図に示されかつモジユー
ル・ピン６２が設けられたモジユール６０は、保
護装置のブレイクアウト端子６６と対応するよう
に形成される。これらのブレイクアウト端子６６
は、モジユール６０を唯一の可能な仕方で挿入さ
せるように構成される。これらのブレイクアウト
端子６６は、保護装置の諸機能を実行するために
モジユール６０によつて利用される。モジユール
６０の背面にはモジユール・パススルー・ピン６
４があり、これらのモジユール・パススル−・ピ
ン６４は他の同様なモジユール６０を“連動”さ
せ、これにより多数のモジユール６０を利用させ
る。接地事故端子G.F.以外のブレイクアウト端子
６６は冗長態様に構成され、これによりモジユー
ル６０を左側または右側のブレイクアウト端子６
６に挿入させる。ハウジング５８は装架ブラケツ
ト６８を使用して任意適当な表面へ装架でき、こ
れにより保護しようとする機器に良く近づけさせ
る。

負荷保護装置の構成第１図は、３相負荷であるモータＭを制御する
場合に、３相電源へ接続されている３相線路と一
諸に使用するためのこの発明の実施例を示す。こ
の実施例では、電流センサ１４、負荷抵抗モジユ
ール２２、反限時論理回路すなわち過電流・タイ
ミング論理回路５０、出力回路５２、モータ接触
器装置１６、欠相検知回路２８、電力供給回路５
４および試験器５６を構成する電気素子および電
子素子は概略図で示されている。この場合、線路
Ｌ１に流れる電流ILは電流センサ１４中の変流
器CT１で検知される。負荷抵抗モジユール２２
中に示したポテンシオメータＰ１と直列の抵抗Ｒ
２は上述した負荷抵抗モジユール２２を構成し、
この負荷抵抗モジユール２２の両端間に出力電圧
Ｖが発生する。もし特定の負荷定格が既知なら
ば、ポテンシオメータＰ１は固定抵抗で良いこと
に注目されたい。同様に変流器CT２，CT３を有
する線路Ｌ２，Ｌ３でも、電流センサ１４に電流
ILが流れると負荷抵抗モジユール２２の両端間
に電圧を発生する。変流器CT１，CT２，CT３
に誘起した電流は、ダイオードＤ１〜Ｄ６から成
る３相ブリツジ回路で整流される。バリスタVI
は３相ブリツジ回路の出力端子間に接続されてい
る。

変流器CT１，CT２およびCT３の中性端は抵
抗Ｒ１の一端および接地事故端子G.F.へ接続され
ている。Ｒ１の他端はＲ２とＰ１の間に接続され
ている。Ｒ２への接続部が＋端子４２で示されそ
してＰ１への接続部が一端子４４で示され、これ
らが電流センサ１４の出力端子１８および２０に
相当するように、電流センサ１４の出力側は事実
上単向電圧を発生する。一端子４４および回路接
地（アースと呼ばれる）は同一電位にあることに
注目されたい。＋端子４２はダイオードＤ７のカ
ソード、抵抗Ｒ４，Ｒ９およびＲ１４の一端、並
びにダイオードＤ９およびＤ１０のアノードへ接
続されている。−端子４４にコンデンサＣ１，Ｃ
５およびＣ６の一端、ツエナーダイオードZD６
のアノード、コンデンサＣ８の一端、演算増幅器
OA１および比較器MC７の負の電力供給入力端
子、抵抗Ｒ３２およびＲ３６の一端、並びにトラ
ンジスタＴ１およびＴ２のエミツタへ接続されて
いる。Ｄ７のアノードはＣ１の他端およびＲ４の
他端へ接続されている。Ｄ７のアノードは、ツエ
ナーダイオードZD１のカソード、抵抗Ｒ１２の
一端および比較器MC４の負の信号入力端子へも
接続されている。Ｒ９の他端はポテンシオメータ
Ｐ２のアームおよび一端、コンデンサＣ２の一
端、ZD１のアノード、比較器MC４およびMC３
の正の信号入力端子、並じにダイオードＤ８のア
ノードへ続接されている。Ｄ８のカソードはMC
３の負の信号入力端子、Ｒ１２の他端、抵抗Ｒ２
５およびＲ２７の一端、ダイオード１４のアノー
ド、並びにダイオードＤ１３のカソードへ接続さ
れている。Ｃ２の他端はＰ２の他端へ接続される
と共にアースされている。Ｄ９のカソードは抵抗
Ｒ１７の一端へ接続されている。Ｄ１０のカソー
ドはツエナーダイオードZD３カソードおよび抵
抗Ｒ２４の一端へ接続されている。Ｒ１７の他端
は抵抗Ｒ１５の一端、抵抗Ｒ２１の一端、および
MC４の信号出力端子へ接続されている。Ｒ１４
の他端はＲ１５およびＲ２５の他端、抵抗Ｒ１６
およびコンデンサＣ９の一端、OA１およびMC
７の正の電力入力端子、常閉スイツチSW１の一
端、抵抗Ｒ３０の一端、スイツチＳ１の自動モー
ド接点、並びに電力供給回路５４の一部を形成す
るツエナーダイオードZD９およびZD１０のカソ
ードへ接続されている。Ｒ１６の他端はMC３の
信号出力端子、ダイオードＤ１１のアノード、抵
抗Ｒ２０の一端へ接続されている。Ｄ１１のカソ
ードおよびＲ２０の他端はダイオードＤ１２のカ
ソードおよびツエナーダイオードZD４のカソー
ドへ接続されている。Ｄ１２のアノードは抵抗Ｒ
２２の一端、Ｒ２４の他端、OA１の負の信号入
力端子、並びにＣ６の他端へ接続されている。Ｄ
１３のアノードはＲ２１およびＣ５の他端並びに
比較器MC８の負の信号入力端子へ接続されてい
る。MC８の負の信号入力端子はトリツプ端子Ｔ
へも接続されている。Ｄ１４のカソードはZD６
のカソードおよびMC７の負の信号入力端子へ接
続されている。ZD３のアノードはＲ２２の他端
へ接続されている。

Ｒ２２およびＲ２４，Ｃ６，OA１の負の信号
入力端子、並びにＤ１２のアノードが出会う接続
部を囲むものはガード・バンド（guafd−band）
４８である。このガード・バンド４８は、この実
施例の望ましいモードである印刷回路板の両側で
上述した接続部を囲む導電性トラツクであり、Ｄ
１３のカソードへ電気的に接続されている。ガー
ド・バンドの目的は、回路動作に影響し得る印刷
回路板インピーダンスによつて影響されるかもし
れない重重要な信号路を囲むことである。これら
のインピーダンスは印刷回路板の構成、清浄さお
よび湿気のようなものの結果である。ガード・バ
ンドを使用すると、アースと給電電源の間の印刷
回路板インピーダンス（これは回路中に偽信号を
発生させる）の可能性が最小になる。

ところで、第１Ａ図は第１図に示した回路装置
と相互接続するための接地事故モジユール２４を
示す。相互接続は接地事故モジユール２４の端子
G.F.，−，＋，Ｔ，Ｋを第１図に示した負荷保護装
置のそれぞれ端子G.F.，−，＋，Ｔ，Ｋへ接続する
ことによつて行なわれる。

接地事故モジユール２４の接地事故端子G.F.は
抵抗Ｒ８の一端へ接続され、このＲ８の他端は比
較器MC１，MC２のそれぞれ正、負の信号入力
端子へ接続されている。一端子４４は抵抗Ｒ５の
一端、ツエナーダイオードZD２のアノード、コ
ンデンサＣ４およびＣ７の一端、比較器MC６の
負の電力供給入力端子、抵抗Ｒ２６の一端、並び
にシリコン制御整流素子SC１のカソードへ接続
されている。＋端子４２は抵抗Ｒ７およびＲ１９
の一端へ接続されている。トリツプ端子Ｔはダイ
オードＤ１５のカソードへ接続されている。

Ｒ５の他端はMC１の負の信号入力端子および
抵抗Ｒ６の一端へ接続されている。Ｒ６の他端は
ポテンシオメータＰ３の一端へ接続されている
が、Ｐ３の他端はそのアーム、MC２の正の信号
入力端子およびＲ７の他端へ接続されている。
MC１の信号出力端子はMC２の信号出力端子並
びに抵抗Ｒ１０およびＲ１１の一端へ接続されて
いる。Ｒ１０の他端は比較器MC５の負の信号入
力端子およびコンデンサＣ３の一端へ接続されて
いるが、Ｃ３の他端はアースされる。Ｒ１１の他
端は抵抗Ｒ１３の一端、MC６の正の電力供給入
力端子、抵抗Ｒ２３の一端、発光ダイオード
LED１のアノードおよび端子Ｋへ接続されてい
る。Ｒ１３の他端はMC５の正の信号入力端子、
MC６の負の信号入力端子、およびZD２のカソ
ードへ接続されている。Ｒ１９の他端はMC５の
信号出力端子および抵抗Ｒ１８の一端へ接続され
ている。Ｒ１８の他端はMC６の正の信号入力端
子およびＣ４の他端へ接続されている。MC６の
信号出力端子はＤ１５のアノードおよびツエナー
ダイオードZD５のカソードへ接続されると共に
Ｒ２３の他端へ接続されている。ZD５のアノー
ドはＣ７およびＲ２６の他端並びにSC１のゲー
トへ接続されている。SC１のアノードは抵抗Ｒ
２８の一端へ接続され、Ｒ２８の他端はLED１
のカソードへ接続されている。

説明を第１図に戻せば、Ｃ８の他端はOA１の
正の信号入力端子、Ｒ２７の他端および抵抗Ｒ２
９の一端へ接続されている。OA１の信号出力端
子はMC７の正の信号入力端子へ接続されてい
る。MC７の信号出力端子はＲ２９の他端および
ダイオードＤ１６のカソードへ接続されている。
MC８の正の信号入力端子はダイオードＤ１６お
よびＤ１７のアノード、並びに抵抗Ｒ３１の一端
へ接続されている。Ｒ３１の他端はＳ１の中央ア
ームへ接続されている。MC８の信号出力端子は
ダイオードＤ１７のカソード、およびツエナーダ
イオードZD７のカソードへ接続されている。ZD
７のアノードはＲ３２の他端およびNPNトラン
ジスタＴ２のベースへ接続されている。Ｒ３６の
他端はNPNトランジスタＴ１のベース、コンデ
ンサＣ１１の一端およびツエナーダイオードZD
１１のアノードへ接続されている。Ｔ１のコレク
タはＣ１１の他端、ツエナーダイオードZD８の
アノードおよび発光ダイオードLED２のカソー
ドへ接続されている。LED２のアノードおよび
ZD８のカソードはＲ３０の他端およびＳ１の手
動モード接点へ接続されている。ZD１１のカソ
ードはダイオードＤ２０のアノードおよび抵抗Ｒ
３５の一端へ接続されている。Ｒ３５の他端は端
子Ｋへ接続されている。Ｄ２０のカソードはＴ２
のコレクタ、ダイオードＤ２１のアノードおよび
抵抗Ｒ３の一端へ接続されている。Ｒ３の他端は
リレーRE１の一方のコイル端子へ接続されてい
る。他方のコイル端子はＤ２１のカソード、瞬時
スイツチSW１の他方の接点および端子Ｋへ接続
されている。Ｃ９の他端は電力供給ブリツジ回路
４６の負の直流出力端子（ダイオードＤ１８およ
びＤ１９のアノードへ接続されている）と同様に
アースに接続されている。電力供給ブリツジ回路
４６の一方の交流入力端子は抵抗Ｒ３４の一端
（Ｄ１９のカソードおよびZD１０のアノード）へ
接続され、その他端は端子Ｂへ接続されている。
電力供給ブリツジ回路４６の他方の交流入力端子
はＤ１８のカソード、ZD９のアノード、並びに
抵抗Ｒ３３およびコンデンサＣ１０の一端へ接続
され、Ｒ３３およびＣ１０の他端は共に端子Ａへ
接続されている。

リレーRE１の接点は単極常開接点組であり、
その一端がモータ接触器装置１６の一方のコイル
端子へ接続され、他方のコイル端子が電源V_Sの
一端へ接続され、電源V_Sの他端がリレーRE１に
含まれた接点組の他端へ接続されている。モータ
接触器装置１６中に含まれた接点１６Ａ，１６
Ｂ，１６Ｃは常開接点でありかつそれぞれ線路Ｌ
１，Ｌ２，Ｌ３と直列に置かれる。モータ接触器
装置１６は、負荷制御用のスタート釦およびスト
ツプ釦が設けられた標準のモータ・スタータ装置
を利用できることに注目されたい。

この発明の望ましい実施例では、MC３，MC
４，MC７およびMC８は１個の集積回路パツケ
ージの一部であるので、４個の比較器のうちのど
れか１個が信号入力を要する間唯一の動作電源が
必要である（表参照）。

この発明のモジユール性のせいで、種々の接続
点は異なるモジユールを利用できるように設計さ
れる。従つて、負荷抵抗モジユール２２の可能な
互換性を容易にするために、＋端子４２、−端子４
４は上述したように表わされかつそれぞれ第２図
の出力端子１８，２０と等価である。その上、ト
リツプ端子Ｔはトリツプ信号を注入させ、これに
より負荷保護装置をして電源から負荷を切り離さ
せる。また、変流器CT１，CT２およびCT３の
中性端が接続される接地事故端子G.Fを設ける。
同様に、給電端子Ｋは、どのモジユールにも必要
な電力を回路装置へ供給できる。

負荷保護装置の動作第３図は、この発明の主機能を設計要素に細分
したものを示す。これらの設計要素は部品レベル
での回路に基づきかつ主信号流路を表わす。

簡単に説明すると、電力供給回路５４はこの発
明の大部分の諸部品を作動するために使用され
る。電力供給回路５４は、例えば50Hzまたは60Hz
で115ボルトまたは230ボルトであり得る制御電圧
すなわち入力電圧Ｆ５を利用する。この制御電圧
は使用可能電圧Ｆ６まで逓降されかつ直流供給電
圧Ｆ７に整流される。この直流供給電圧は試験器
５６、過電流・タイミング論理回路５０、欠相検
知回路２８および接地事故モジユール２４へ供給
される。その上、直流供給電圧からは基準電圧Ｆ
９が導出されると共に出力回路５２で使用するた
めのリセツト信号Ｆ８も導出される。

電流センサ１４は負荷で利用される電流のレベ
ルを検知するために使用される。電流検知回路Ｆ
１は交流出力を生じ、この交流出力は整流されて
直流電流Ｆ２となりかつ電流源から電圧信号Ｆ３
に変換される。従つて、電流センサ１４によつて
発生された電圧は負荷で利用する電流の値に事実
上比例する。電圧が過電流・タイミング論理回路
５０、接地事故モジユール２４および欠相検知回
路２８で利用されるのは、負荷で利用される電流
が過電流、欠相および接地事故の容易に使用でき
る表示を与えるためである。

過電流・タイミング論理回路５０は種々の機能
を行なう。負荷で使用される電流のレベルは検知
される（Ｆ１０）ので過電流表示を提供する。レ
ベル検知出力は負荷で利用される電流で変り、こ
れにより過電流状態の場合には過電流タイミン
グ・スイツチＦ１２を始動させる。もし負荷での
電流レベルが所定の期間所定のレベルを超えるな
らば、基本トリツプ・スイツチＦ１４が付勢され
る。その上、もし負荷が大きなラツシユ電流に出
会うならば、過電流タイミングＦ１３は自動的に
スタートする。同様に、ホツト・スタート状態で
は、負荷がその継続した動作または先行の過熱状
態のために暖つている時に、スタートアツプ負荷
電流のレベルは下記のように監視される。すなわ
ち、負荷電流が所定のレベルを超えるが所定の期
間がより短い時に、過電流タイミングＦ１３は基
本トリツプ・スイツチＦ１４をトリツプさせるこ
とができる。

試験器５６は直流供給電圧Ｆ７に過電流・タイ
ミング論理回路５０の過電流タイミング・スイツ
チＦ１２を付勢させ、これにより基本トリツプ・
スイツチＦ１４をトリツプさせ、この発明の負荷
保護装置を試験可能にする（Ｆ４）事故状態をシ
ミユレートする。

接地事故モジユール２４は電流センサ１４の発
生した電圧信号Ｆ３を利用して、接地事故状態Ｆ
１９が存在するかどうかを決定し、かつこれによ
り接地事故タイミングＦ２０を初期設定させる。
所定の期間所定のレベルを超える接地事故を検知
した後、接地事故トリツプ・スイツチＦ２１が付
勢させられ、これにより接地事故表示器Ｆ２２も
付勢される。

欠相検知回路２８は電流センサ１４の発生した
電圧を監視する。欠相検知Ｆ１５時に、欠相タイ
ミング・スイツチＦ１６は初期設定され、これは
所定の期間Ｆ１７後に補足トリツプ・スイツチＦ
１８をトリツプさせる。

出力回路５２は、過電流タイミング論理回路５
０に含まれた基本トリツプ・スイツチＦ１４の状
態を監視すると共に欠相検知回路２８に含まれた
補足トリツプ・スイツチＦ１８の出力を監視す
る。トリツプ信号の検知時にリレー制御トランジ
スタＦ２５は制御リレーＦ２６を消磁し、次いで
この制御リレーＦ２６は接触器Ｆ２７を制御して
負荷から電流を切り離させる。更に、リレー制御
トランジスタＦ２５は表示Ｆ２４を生じさせかつ
出力状態にロツク（Ｆ２３）させ、リセツト信号
Ｆ８を受けるまで制御リレーをして接触器に開状
態を維持させる。

回路動作の詳しい説明電力供給回路54 第１図に戻つて、電力供給回路５４は、その端
子ＡおよびＢで接続されかつ選んだ部品の値に依
存して上述したように50／60Hzで115／230ボルト
であり得る電源から連続的に作動するように設計
される。電圧降下素子としてのコンデンサＣ１０
を使用することによつて使用可能な入力電圧が逓
降される。抵抗Ｒ３３はＣ１０の放電路を提供す
るようなサイズにされるが、抵抗Ｒ３４は電流リ
ミツタとして利用される。ダイオードＤ１８およ
びＤ１９並びにツエナーダイオードZD９および
ZD１０を利用する電力供給ブリツジ回路４６は、
端子ＡおよびＢからの交流入力電圧を直流に変換
する。ZD９およびZD１０は最高直流供給電圧を
制限する。交流リツプルは平滑用コンデンサＣ９
で低減される。供給電圧V_Kは比較器MC１〜MC
８および演算増幅器OA１に直接供給される。表
に示すように集積回路（IC）毎に４個の比較
器がある場合に、MC１〜MC８はICの一部であ
ることに注目されたい。

この発明の望ましい実施例中のMC１〜MC８
は下記のとおりバイアスされる。すなわち、正の
信号入力端子での電圧が負の信号入力端子での電
圧よりも高い時に出力端子は高インピーダンス状
態にあるので残りの回路から事実上切り離される
が、負の信号入力端子での電圧が正の信号入力端
子での電圧よりも高い時に出力端子は関連ICの
負の電力供給入力端子（第１図および第１Ａ図に
示したようにアースされている）へ電子的に接続
される。

表 IC 符号目的 IC−２ MC1 接地事故検知用〃 MC2 〃 IC−１ MC3 過電流タイミング・スイツチ用〃 MC4 欠相タイミング・スイツチ用 IC−２ MC5 接地事故タイミング用〃 MC6 接地事故トリツプ・スイツチ
用 IC−１ MC7 基本トリツプ・スイツチ用〃 MC8 補足トリツプ・スイツチ用 IC−３ OP1 バツフア供給電圧V_K、更に、トリツプ表示器LED１およ
びLED２、出力回路５２、試験器５６、並びに
基準電圧発生枝路へ供給される。基準電圧V₁お
よびV₂は、抵抗Ｒ２５、ダイオードＤ１４およ
びツエナーダイオードZD６を利用して供給電圧
V_Kから得られる。従つて、２つの基準電圧が発
生され、これによりＤ１４のアノードに発生した
第１の基準電圧V₁はMC３およびMC４のための
タイミング・スイツチ設定点（表）を決定し、
そしてZD６のカソードに発生した第２の基準電
圧V₂はOA１と出力回路５２の間のMC７へ基準
信号を供給する。２つの基準電圧は、端子および
Ｂに現われ得る低い入力電圧での動作を確保する
のに必要である。

電流センサ14 線路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３から成る３相電源は、モ
ータ接触器装置１６中のそれぞれ常開接点１６
Ａ，１６Ｂ，１６Ｃを介して例えばモータＭのよ
うな３相負荷へ直列接続される。保護装置ハウジ
ング５８（第５図に示した）に収容される変流器
CT１，IT２，CT３はそれぞれＬ１，Ｌ２，Ｌ
３に配置されてモータＭが使用する電流をサンプ
リングする。なお、CT１〜CT３はＹ結線され、
これにより負荷Ｍで利用される１次電流ILに比
例する交流電流を生じさせても良い。ダイオード
Ｄ１〜Ｄ６から成る３相ブリツジ回路を使用して
交流電流が直流電流に整流される。バリスタVI
は、CT１〜CT３への入力によつて生じ得る過度
サージから保護する。Ｄ１〜Ｄ６の電流出力は、
負荷抵抗モジユール２２により、負荷が利用する
電流ILに比例した直流電圧に変換される。或る
一定電流に対し、100％負荷でのこの直流電圧の
値は一定でありかつ負荷抵抗モジユール２２の抵
抗値によつて決定され、これにより抵抗Ｒ２およ
びポテンシオメータＰ１の値はモータＭのサイズ
とは無関係に＋端子４２、一端子４４間に同一の
電圧を発生するように調節される。従つて、負荷
抵抗モジユール２２の値は、種々の負荷に適合す
るように主として選ばれ、かつその端子間に常に
同一の電圧を発生する。負荷抵抗モジユール２２
は関連負荷保護装置中に永久に挿入されても良い
が、この発明の望ましい実施例では第２図、第２
Ａ図にそれぞれ示したようなモジユール２２，２
２′であることを理解されたい。Ｄ１〜Ｄ６の直
流出力は３つの相電流のうちの任意の２つの相電
流間の最大差に比例する。従つて、モータの相電
流が等しい時には、合成波形の最低直流電圧が例
えば最高直流電圧の約0.866倍で良く、そしてリ
ツプル周波数が線路周波数の６倍である。モータ
Ｍが欠相状態に出会つている時に、発生された直
流電圧は単相ブリツジ回路の出力に似た直流出力
波形である。従つて、この発明の望ましい実施例
では、負荷抵抗モジユール２２は、＋端子４２、−
端子４４間に例えば平均10ボルト（100％定格負
荷の電流ILに対し）の出力電圧を供給するよう
に、例えば60〜600Ωの抵抗値を持ち得る。

過電流・タイミング論理回路50 過電流機能（第３図参照）は、モータＭ内部の
過熱から基本的に導出された電流−時間（I²T）
関係に基づいて接触器へ過電流トリツプを提供す
る。従つて、＋端子４２に例えば11.5ボルトを発
生し得る115％の全負荷電流を超える電流ILに対
し、過電流タイミング論理回路５０はタイムアウ
ト・シーケンスを開始する。タイミング速度は過
電流の量（これが＋端子４２、−端子４４間の電
圧の値を定める）に依存しかつ或る範囲までは過
電流状態以前の電流に依存する。

主として、２素子抵抗枝路はモータＭの電流に
比例する＋端子４２での電圧を検知する。ポテン
シオメータＰ２はトリツプ設定点を較正させる
が、コンデンサＣ２は過電流タイミング・スイツ
チ用比較器MC３への直流入力を平滑する。万一
MC３の正の信号入力端子での電圧が基準電圧V₁
を超えるならば、MC３の出力は“開”状態に切
り換わる。ダイオードＤ８の目的はMC３の正の
信号入力端子を過大な入力電圧から保護するため
である。

抵抗Ｒ９およびＰ２の値は下記のように調節さ
れる。すなわち、モータＭが115％負荷よりも大
きい時に、MC３の正の信号入力端子での電圧が
その負の信号入力端子での電圧よりも高いので、
MC３の出力が高インプーダンス状態（開状態）
になるように調節されるのである。従つて、モー
タＭが115％負荷よりも小さいと、タイミング・
コンデンサＣ６は＋端子４２に現われる電圧より
も低くかつ例えば５ボルトを超えないにちがいな
い初期電圧まで充電され、そして同様にモータＭ
が付勢されないコールド・スタート状態中Ｃ６で
の初期電圧は零である。過電流状態の発生時に、
＋端子４２での電圧従つてMC３の正の信号入力
端子での電圧は基準電圧V₁従つてMC３の負の信
号入力端子での電圧よりも高くなる。これはMC
３を高インピーダンス（開）状態にさせるので、
Ｃ６はダイオードＤ１０および抵抗Ｒ２４を通つ
て流れる電流によつて＋端子４２での電圧に近い
電圧まで充電される。従つて、Ｃ６はタイミング
を提供するのみならず負荷の熱容量例えばモータ
巻線の温度も表わす。その上、ツエナーダイオー
ドZD３のブレイクダウン電圧は、定格負荷の140
％を超える過電流状態時にZD３がブレイクダウ
ンして枝路（ZD３およびＲ２２から成る）に電
流を流させるような値である。従つて、これは
I²Tタイミング関係の２片（two−piece）指数近
似を許すのでＣ６の速い充電速度が可能である。
タイミング回路素子の値は、600％の全負荷電流
で約９秒、200％の全負荷電流で約１分そして125
％の全負荷電流で約３分のトリツプ作動を提供す
るように計算される。これは第４図にグラフで示
されている。一定の時定数のために、抵抗Ｒ２２
およびＲ２４の抵抗値はＣ６の容量値に対して大
変大きいように選ばれる。加えて、Ｃ６の容量値
が大変小さく選ばれるのは、Ｃ６を選択する際の
主な考案が小さい漏れ電流対容量比のためであ
る。従つて、Ｒ２２，Ｒ２４の値は例えばそれぞ
れ11MΩ，20MΩで良いが、Ｃ６の値は例えばわ
ずか6μFで良い。しかしながら、ナノアンペア程
度であり得る非常に小さい充電電流が使用される
ので、漏れ電流路は切り離されなければならな
い。これは、MC３の出力端子のための全漏れ電
流要件を提供する抵抗Ｒ１６のような多数の部品
によりかつ漏れ電流の少ないダイオードＤ１２を
選んで過電流・タイミング論理回路５０からこの
電流源を切り離すことにより、行なわれる。Ｒ１
６は、その上、基本トリツプ・スイツチ用比較器
MC７の入力バイアス電流のような入力バイアス
電流はタイミングに影響を及ぼし得るので、MC
７も演算増幅器OA１によつて過電流・タイミン
グ論理回路５０の残りの部分から切り離される。

その上、非制御印刷回路板インピーダンスは、
例えば100MΩ〜1GΩ程度であり印刷回路板の構
成、清浄さおよび湿気のような非制御パラメータ
の結果であるので、回路動作およびタイミングに
影響し得る。これらのインピーダンスの影響を最
小にするのはガード・バンド４８であり、上述し
たようにガード・バンド４８は過電流・タイミン
グ論理回路５０の重要な接続点を近くの印刷回路
板電圧から切り離す。ガード・バンド４８は、比
較的小さい対地インピーダンスまたは高電圧状況
に対する比較的小さいインピーダンスが生じ得る
ように、V₁へ電気的に接続されている。

過電流状態中、Ｃ６の電圧がOA１の正の信号
入力端子に得られる基準電圧を超える時に、通常
高インピーダンス（開）状態にあるMC７は低イ
ンピーダンス状態になり、これによつてMC７の
出力端子をアースさせて出力回路５２にモータＭ
を消勢させる。MC７の出力が低レベルになる
と、抵抗Ｒ２７およびＲ２９は正の信号入力端子
での電圧を半分にする。この作用は信号を維持
し、これにより過電流状態が一掃されるまで出力
回路５２のトリツプ状態を維持する。過電流状態
が一掃されると、Ｃ６は定格負荷が100％だつた
場合の電圧よりも低い電圧まで放電され、かつこ
の発明の望ましい実施例における代表的な例では
５ボルトである。従つて、リセツトは数分間遅ら
されかつ例えば望ましい実施例では約1.25分であ
り得る。ダイオードＤ１０は可能な放電路を制限
して遅延間隔を制御するが、コンデンサＣ８は過
渡雑音に対する感度が比較的小さい。ダイオード
Ｄ１１およびツエナーダイオードZD４は、OA１
の負の信号入力端子に現われることができかつ万
一Ｃ６の両端間の電圧がOA１の安全レベルを超
えるならば回路部品に有害となり得る最高電圧を
制限するような値を持つている。

欠相検知回路28 上述したように、モータＭが欠相状態に出会つ
ている時に、＋端子４２に現われる電圧波形は単
相ブリツジ整流器の直流電圧に似ている。欠相タ
イミング・スイツチ用比較器MC４は、コンデン
サＣ１およびＣ２の両端間の電圧を監視すること
により、補足トリツプ・スイツチ用比較器MC８
（外部モジユールからのトリツプ信号にも応答す
る）のためのタイムアウトを開始するこの変化し
た波形を検知する。

正常な３相状態では、MC４の負の信号入力端
子に現われる電圧はＣ１の両端間の電圧に等しく
かつ＋端子４２での電圧に近づくが、MC４の正
の信号入力端子に現われる電圧はＣ２の両端間の
電圧に等しい。変流器CT１〜CT３の出力が交流
電流であるので、＋端子４２での電圧が或るリツ
プル従つて最大値および最小値を持つようにリツ
プルはダイオードＤ１〜Ｄ６を通過する。MC４
の負の信号入力端子での電圧が近づくのは、定格
負荷の100％でのこの最高電圧である。最低電圧
はピーク値検知用コンデンサＣ１にダイオードＤ
７を通る放電をさせる程低くはない。しかしなが
ら、欠相状態では、最低電圧が大地電位近くまで
降下し（これによりコンデンサＣ２の両端間の電
圧が降下するよりももつと速くＣ１をＤ７を通し
て放電させる）かつ過電流・タイミング論理回路
５０で検知される電圧よりも低くなる。従つて、
MC４の正の信号入力端子での電圧は負の入力端
子での電圧（MC４の入力端子間の電圧に等し
い）よりも高いので、MC４の信号出力端子は高
インピーダンス（開）状態にさせられる。ツエナ
ーダイオードZD１はMC４の負の信号入力端子
を過大電圧から保護する。抵抗Ｒ１２はMC４を
零電流状態にバイアスする。

MC４の信号出力端子が開くと、タイミング・
コンデンサＣ５は＋端子４２に現われる電圧で充
電される。欠相を検知した時から実際に出力回路
をトリツプするまでの時間は、或る範囲まで、残
りの相の電流の値に依存する。トリツプ時間は、
供給電圧V_Kが与えられる抵抗Ｒ１５によつて定
められる。もし欠相電流が増加するならば、タイ
ミングはＲ１７−Ｄ９充電枝路によつて加速され
る。定格負荷の50％での欠相電流に対しトリツプ
時間が例えば代表的な例では30秒であり得るが、
定格負荷の100％の場合には20秒であり得る。そ
の上、コンデンサＣ５は、MC８の正の信号入力
端子に現われる電圧を超える電圧まで瞬時に充電
されることにより、端子Ｔへ接続され得る外部モ
ジユールのためのトリツプ・コンデンサとして役
立つ。非トリツプ・モードすなわち正常なモード
にある時に、MC８の正の信号入力端子での電圧
は、ダイオードＤ１７、ツエナーダイオードZD
７およびトランジスタＴ２のベース・エミツタ接
合の電圧降下に等しい。従つて、Ｃ５の両端間の
電圧すなわちMC８の負の信号入力端子に現われ
る電圧がＤ１７，ZD７およびＴ２による電圧降
下を超える時に、通常高インピーダンス（開）状
態にあるMC８の出力端子は低インピーダンス状
態になつてアースされる。これは出力回路５２に
トリツプ信号を供給する。トリツプ信号の発生時
に、MC８の正の信号入力端子における電圧はＤ
１７の電圧降下0.6ボルトまで低下させられる。
この電圧低下は、トリツプ状態が一掃されかつＣ
５がＤ１７の電圧降下よりも低く放電するまで、
トリツプ信号を維持する。電圧降下の遅延は、抵
抗Ｒ２１の抵抗値が大きくなればなる程遅延が長
くなるようにＲ２１の抵抗値によつても制御され
る。つまり、Ｒ２１が例えば910KΩの時には遅
延が1.25分であるのに、Ｒ２１が15KΩのような
小さい値に選ばれるとリセツトは全く遅延されず
事実上瞬時である。

欠相保護は、第２Ａ図に示したような単相交流
システムでは不要あることを理解されたい。

接地事故モジユール24 第１Ａ図は接地事故モジユール２４を示す。こ
の接地事故モジユール２４は負荷保護装置中の回
路と適当に集積化され得るが、望ましい実施例で
は第２図に示されて第５図に示したように挿入で
きるモジユール２４である。接地事故が起らない
場合、第１図に示した線路Ｌ１，Ｌ２およびＬ３
の相電流は値が等しくかつ位相が120゜ずれてい
る。電流センサ１４の直流出力は、電源周波数の
約６倍のリツプル周波数で約14％のリツプル値を
持ち、かつこの発明の望ましい実施例では360Hz
のリツプル周波数を生じる約60Hzである。その
上、モータＭに接地事故が無い場合、負荷相電流
のベクトル和従つて第１図に示した接地事故端子
G.F.での交流器２次電流のベクトル和は零に等し
い。従つて、電流はＲ１に流れず、そしてＲ２お
よびＰ１の両端間の電圧降下は等しくされ得る
（第１図参照）。接地事故が起る時に、モータＭの
３つの相電流のベクトル和はもはや零に等しくな
い。その結果、残留電流はＲ１を通つてG.F.へ流
れる。Ｒ１における電流の存在と一致して不平等
電流がＲ２およびＰ１に流れる。Ｒ１が例えば短
絡回路で良いのは、その主目的が接地事故状態中
中性端に電流路を提供するためであることを理解
されたい。接地事故状態中、電流はＲ１を流れそ
してＲ２の両端間の電圧はＰ１の両端間の電圧と
相違する。従つて、接地事故端子G.F.の電圧レベ
ルはもや＋端子４２および−端子４４の電圧の約
半分ではない。接地事故端子G.F.の電圧レベルが
＋端子４２および−端子４４での電圧の半分より
も小さいと、接地事故検知用比較器MC１の負の
信号入力端子での電圧はその正の信号入力端子で
の電圧よりも高く、その結果MC１の信号出力端
子はアースされる。接地事故端子G.F.の電圧レベ
ルが＋端子４２および−端子４４での電圧の半分
よりも大きいと、接地事故検知用比較器MC２の
負の信号入力端子での電圧はその正の信号入力端
子での電圧よりも高く、そしてMC２の信号出力
端子はアースされる。MC１またはMC２のアー
スされた信号出力端子は、事実上供給電圧V_Kま
で通常充電されているコンデンサＣ３を大地電位
まで放電させる。従つて、接地事故タイミング用
比較器MC５は、その正の信号入力端子での電圧
がツエナーダイオードZD２のブレイクダウン電
圧に事実上等しく、かつ負の信号入力端子の電圧
よりも高い。従つて、MC５の出力端子は高イン
ピーダンス（開）状態にある。これはZD２のブ
レイクダウン電圧を超えるレベルまでコンデンサ
Ｃ４を充電させるので、接地事故タイミング用比
較器MC６の正の信号入力端子の電圧レベルは負
の信号入力端子の電圧レベルよりも大きい。従つ
て、MC６の信号出力端子は高インピーダンス
（開）状態にある。これは端子Ｋでの供給電圧V_K
でダイオードＤ１５を通してトリツプ端子Ｔへ電
流を流させ、これにより第１図の補足トリツプ・
スイツチ用比較器MC８にトリツプ・シーケンス
を開始させかつモータＭを消勢させる。ツエナー
ダイオードZD５の値はトリツプ・シーケンスの
開始を確保するような大きさである。ZD５は
MC８の正の信号入力端子に現われる電圧よりも
高いブレイクダウン電圧を持たねばならない。
ZD５のブレイクダウン電圧を超える電圧を印加
すると、シリコン制御整流素子SC１のゲートが
点弧され、これにより電流を通過させるので、接
地事故トリツプが起つたことを発光ダイオード
LED１に表示させる。負荷保護装置のリセツト
は後述するように起りかつそれは自動と手動のど
ちらでも行なわれる。

正常なモード中、接地事故が存在しない時に、
MC６の出力端子はアースされ、これにより抵抗
Ｒ２３を通過した供給電圧V_Kを大地へ事実上短
絡する。従つて、電流はＤ１５またはZD５を流
れず、SC１のゲートから電力を除く。その上、
リセツト・モード中、スイツチSW１の瞬時接点
を開く時に、電圧は端子Ｋから除かれ、これによ
りSC１を流れる電流を停止させかつLED１を消
光させる。ポテンシオメータＰ３は、MC１また
はMC２を状態変化させる前に接地事故電流の何
％を許容できるかを決定する。加えて、ZD２は
MC５が使用可能とされる電圧レベル従つて負荷
の％を決定する。

試験器56 過電流状態に出会う負荷すなわちモータＭが存
在しない場合或は外部試験装置の使用中、試験器
５６は過電流・タイミング論理回路５０を試験さ
せる。抵抗Ｒ１４のサイズは、正常な静止電流監
視モード中、モータＭが過電流状態に無い時に、
Ｒ１４の抵抗値の付加効果が最小とされるような
ものである。これは、上述したように60〜600Ω
程度であり得る負荷抵抗モジユール２２の小さい
インピーダンスのせいである。負荷抵抗モジユー
ル２２並びに第２図および第２Ａ図に示したよう
な他のモジユールを取り外す時に、電流センサ１
４のインピーダンスはＲ１４の値の大体5.5倍の
値まで増加する。Ｒ１４には供給電圧V_Kが印加
されるので、＋端子４２に現われる電圧は、モー
タＭが定格電流の100％にある時に負荷抵抗モジ
ユール２２に現われる電圧を超える。従つて、こ
れは過電流状態をシミユレートし、これにより過
電流・タイミング論理回路５０にタイムアウト・
シーケンスを開始させる。このシーケンスは実際
の過電流状態下で上述した態様と同じ態様で進行
する。Ｒ１４は125％の全負荷モータ電流をシミ
ユレートするような値であるので、第４図に示し
たように約３分で電源からモータＭを切り離させ
る。モータＭの再付勢は出力回路５２で行なわれ
かつトリツプアウトをさせ続け、これにより負荷
抵抗モジユール２２が負荷保護装置へ再挿入され
るまでモータＭを消勢する。

出力回路52 過電流・タイミング論理回路５０または欠相検
知回路２８がトリツプ信号を発生する時或は接地
事故モジユール２４から端子Ｔにトリツプ信号が
現われる時、リレー制御用トランジスタＴ２ひい
てはリレーRE１は消勢させ、これによりモータ
Ｍを消勢する。RE１の消磁と一致して発光ダイ
オードLED２およびロツク回路用トランジスタ
Ｔ１は付勢される。ストラツプ・スイツチＳ１
は、Ｔ２のベースへ印加される電圧の電源がＳ１
を介して直列接続される点で、ユニツトが自動的
にリセツトするか或は手動リセツトを要するかを
指図する。

正常の付勢された状態において、電力がモータ
Ｍへ供給されると、Ｔ２のベース電流は抵抗Ｒ３
１およびツエナーダイオードZD７によつて供給
される。Ｔ２がオンになると、RE１は励磁され
てその常開接点を閉状態に保持する。Ｔ２が飽和
していると、Ｔ１のベース・ドライブはダイオー
ドＤ２０を通して大地へ側路され、これにより
LED２をオフに保持する。Ｔ１のベース抵抗Ｒ
３６は、Ｔ２が導通している時にＴ１の状態を確
保する。

万一基本トリツプ・スイツチ用比較器MC７ま
たは補足トリツプ・スイツチ用比較器MC８の出
力端子が低インピーダンス状態になつてアースさ
れると、Ｔ２へのベース・ドライブは大地へ側路
される。ダイオードＤ１６を使用すると、演算増
幅器OA１の状態従つてMC７の状態を変えるの
に必要な電圧のレベルが出力回路５２中の状態変
化によつて影響されないことを確保する。この作
用は、従つて、トリツプを開始したMC７または
MC８に、リセツト前の遅延時間を制御させる。
自動／手動切り換えスイツチＳ１は単極双投スイ
ツチでも良いし或は第１図に概略図で示した内部
ストラツピング（strapping）接続点でも良いが、
この発明の望ましい実施例ではストラツピング接
続点である。手動状態ではリセツト前かつRE１
消磁後の時間は、MC８によつて開始されたトリ
ツプ状態のための瞬時であるか、或はMC７によ
つて開始されたトリツプ状態のための例えば1.25
分のような長い時間のどちらかであり得る。過電
流トリツプが起る時にリセツト前の遅延の目的
は、過熱状態後にモータＭを冷却できるようにす
るためである。RE１の動作中ダイオードＤ２１
は関連部品の損傷を防止する。Ｔ２がオフである
時間中、Ｔ１のベース・ドライブ電流は抵抗Ｒ３
５によつて供給され、これによりＴ１および
LED２をターンオンさせる。ツエナーダイオー
ドZD８は万一LED２が故障するならば別な導電
路を提供する。手動状態では、この作用は自己保
持型であり、従つてＴ２のベース・ドライブ電流
が電流制限用抵抗Ｒ３０とLED２のアノードと
の接続点における電圧降下によつて与えられるよ
うになる。ツエナーダイオードZD７およびＴ２
のベース抵抗Ｒ３２は、瞬時接触式スイツチSW
１を使つて出力回路５２への電力がしや断される
までトリツプ状態が確実に維持されるようにす
る。もしスイツチSW１の作動前にMC７とMC８
の両方がトリツプ状態に無ければ、電力の回復時
にＴ２へのベース・ドライブ電流は回復され従つ
てRE１は励磁されてその接点を閉じる。スイツ
チSW１が押される時にもしMC７またはMC８が
トリツプ状態にあるならば、Ｔ２のベース・ドラ
イブ電流は再び大地へ側路され従つてRE１を消
磁された状態に維持し、これによりＴ１および
LED２をオンに維持する。供給電圧V_Kがツエナ
ーダイオードZD９またはZD１０のブレイクダウ
ン電圧の約75％よりも低い時に、ツエナーダイオ
ードZD１１はLED２およびＴ１を動作不能にす
る。これは、電力が印加される時に、必要なリセ
ツト遅延時間が切れたならばユニツトがトリツプ
状態に到らないことを確保する。コンデンサＣ１
１はユニツトの雑音感度を下げる。

スイツチＳ１の自動モードでは、Ｔ２のベー
ス・ドライブ電流は供給電圧V_Kで与えられる。
MC７またはMC８の状態が正常なオフ状態に戻
る時に、Ｔ２へのベース・ドライブ電流はオペレ
ータの助けを借りることなく回復され、これによ
りRE１を励磁するのでその常開接点を閉じかつ
Ｔ１およびLED２をターンオフさせる。

この発明の精神および範囲から逸脱することな
くこの発明は変圧器または電源装置のようなモー
タ以外の負荷を制御できることを理解されたい。
その上、回路しや断器が接触器の代りに利用でき
ること、或は接触器の代りにもしくは接触器と協
働して出力が可聴警報器または可視警報器を始動
できることを理解されたい。更に、集積回路中に
含まれた比較器は集積回路上で異なる組み合わせ
に配設され或はLSIに組み合わされても良く、ま
た個別部品でも良いことを理解されたい。その
上、トリツプアウト開始前の事故状態のレベルま
たは持続時間を上下させても良い。また、上述し
なかつた他のモジユールは、モジユール構成を利
用することができ、かつ例えばこの発明のピン配
置構成を利用する長加速モジユール、位相不平衡
モジユールを含むことができる。

従つて、上述した利点に加えて、ここに開示し
たこの発明はコンパクトである負荷保護装置を作
り、モジユラ生長性能（modular growth
capabilities）を提供する一方で、分り易くて有
効な負荷保護装置を達成する。更に、ここに説明
した発明は、事故状態の検知と負荷保護を良く一
致させる負荷保護装置を提供する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るソリツドステート式負
荷保護装置の、外部電気回路の一部を含む一実施
例の回路概略図、第１Ａ図は望ましい一実施例中
の接地事故モジユールの回路概略図、第２図は負
荷保護装置を含めた接触器の３相構成を示すブロ
ツク図、第２Ａ図は負荷保護装置を含めた接触器
の単相構成を示すブロツク図、第３図は種々の事
故状態のための信号路を示す負荷保護装置の機能
ブロツク図、第４図は電気回路をトリツプアウト
させるのに必要な過負荷電流の％対時間の特性を
示すグラフ図、第５図は第１図、第１Ａ図、第２
図および第２Ａ図に示した負荷保護装置のための
物理的相互接続方法を表わす斜視図である。Ｌ１〜Ｌ３は回路、１４は電流センサ、２６と
２６′は反限時論理回路、５０は過電流・タイミ
ング論理回路、５６は試験器、５２は出力回路、
Ｒ１４は抵抗、２２と２２′は負荷抵抗モジユー
ルである。

Claims

【特許請求の範囲】１電気回路と相互接続されてこの電気回路に流
れる回路電流を検知し、この回路電流に関係した
出力電流を供給するための出力端子を有するセン
サ手段と、このセンサ手段の前記出力端子と並列回路関係
に接続され、前記出力電流を電圧に変換するため
の抵抗負荷手段と、前記センサ手段の出力端子に接続されている入
力端子を有し、前記電気回路の回路電流の値に逆
比例する時間の後でかつもし前記回路電流が所定
の期間所定以上のレベルを持続するならば、トリ
ツプ信号を供給するための反限時過負荷手段と、この反限時過負荷手段と直列回路関係に接続さ
れ、前記抵抗負荷手段を取り外す時に、前記電気
回路の回路電流の値が前記所定レベルを超えて前
記反限時過負荷手段に前記トリツプ信号を供給さ
せるための過負荷シユミレート手段と、前記反限時過負荷手段および前記電気回路へ接
続され、前記トリツプ信号が供給される時に前記
電気回路を開くための回路制御トリツプ手段と、を備えた負荷保護装置。２過負荷シユミレート手段は、反限時過負荷手
段に接続されて負荷保護装置を試験し、前記所定
の期間前記所定レベルを超える値の過負荷シユミ
レーシヨン信号を前記反限時過負荷手段へ供給
し、そしてセンサ手段と並列回路関係に接続され
た取り替え可能な負荷抵抗手段は所定の電圧範囲
内内で可変の値を持つ電圧を発生し、更に前記過
負荷シユミレート手段は前記センサ手段と電気的
に接続され、前記取り替え可能な負荷抵抗手段の
取り外し時に前記過負荷シユミレーシヨン信号が
発生されるようにする特許請求の範囲第１項記載
の負荷保護装置。３過負荷シユミレート手段が取り替え可能なモ
ジユール中の抵抗である特許請求の範囲第２項記
載の負荷保護装置。