JPH0526410B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、三つの相線と、中性線、接地線のう
ち少なくともいずれか一方に用いられる接続線と
に接続された電源供給回路を有している接地事故
防止装置に関するものである。

〔発明が技術的背景および背景技術の問題点〕

２本以上の電源線に接続されているダイオード
ブリツジ整流回路により装置電圧から電力を得る
電源を有する多極遮断器の残留差装置の場合、そ
の電子装置は動作するためにある程度の電力を必
要とし、障害電流自体から電力を借りてくるいわ
ゆる「自己電流」差装置と、電力を独立した電源
または制御される電気装置から供給される補助電
源装置とに区別される。自己電流差装置は安全を
完全に確保するものであつて、障害発生時に電力
を自動的に利用できる。２種類の補助電源装置が
知られている。第１の種類の装置では、装置の安
全は、電源から電圧が消失した場合に自動引外し
装置により装置の安全が確保される。それら公知
の装置は、補助電源装置が機能を回復した時に自
身で動作を再開することはできず、動作の連続性
を確保できないことが欠点である。したがつて、
この第１の種類の装置はとくに配電盤にはしばし
ば用いることができない。第２の種類の装置で
は、全ての補助電源線の電気的連続性が確保され
る場合のみ安全が達成される。実際に、単相回路
について考えると、中性線が切れた場合には、補
助電源からの電力供給と動作の安全はもはや確保
されないのに、相線における障害発生の危険が持
続する。この欠点を解消するために、とくに制御
される電気装置により電力が供給されるような前
記した種類の装置において、電源の数を２倍また
はそれ以上に増し、電源線とくに相線と中性線を
余分に設け、かつ必要があれば接地線も増設する
ことが提案されている。こうすることにより障害
発生の危険がかなり減少するが、１つまたはいく
つかの電源が故障する危険な状況が起ることがあ
り、装置は故障をおこすおそれのある単一の電源
を用いて動作する。

〔発明の目的〕

本発明の目的はその欠点を解消し、完全に安全
な接地事故防止装置を得ることである。

〔発明の概要〕 本発明は接地事故防止装置は線電圧検出器によ
り電源を監視するための装置を備え、それらの監
視装置は１本の線が切れた時に動作する指示回路
と引外し制御回路との少なくとも一方に接続され
る。

電源線の１本に障害が発生し、またはそれが切
れた時は、そのことが直ちに指示され、遮断器は
直ちに引外すことができるか、一時的に動作状態
を保つ。

本発明の一実施例によれば、２つの異なる電源
が存在する限り遮断器は動作状態に維持し、それ
らの電源のいずれか一方が故障した場合に引外し
を行う。このように構成することにより、接地事
故防止装置への電力供給が断たれたことによる危
険な状況と、引外しが行われなくなるという全て
の危険が避けられる。

１つの電源が故障すると遮断器の引外しが直ち
に行われる。この引外しは即時に行われるか、あ
るいは必要があればオペレータが介入できるよう
に非常に短い遅れ時間をおいて行われるようにす
ることができる。１つの電源に障害が起きた時に
直ちに、またはなるべくならただ１つの電源が依
然として正常である時に、遮断器の引外しを行う
ことができる。

ある相線の切断はその相線に電圧が存在しない
ことにより検出され、中性線の切断はその線にお
ける電圧の上昇により示される。なお、本発明で
は、中性線の代わりに接地線を用いてもよく、あ
るいは、中性線と接地線との双方を用いるように
してもよい。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明を詳しく説明す
る。なお、本発明の構成は第４図の配線図に示し
た四極装置に限定されるものであるが、中性線を
用いない三極装置及び中性線を用いた双極装置に
ついても説明した方が本発明の構成をより容易に
理解できると考えられるので、以下においては、
第２図及び第３図の説明の後に、本発明の構成例
である第４図について説明を行うこととする。

三極遮断器１０は３本の相線１４，１６，１８
の遮断接点１２を有する。それらの接点１２は引
外しリレー２２により作動させられるロツク２０
により制御される。遮断器１０には残留差装置２
４が組合わされる。遮断器１０は３本の線１４，
１６，１８を囲むトロイダルセンサ２６と、比較
器３０に接続される二次巻線２８とを有する。残
留差電流を表す二次巻線２８からの信号が所定の
しきい値レベル以上に増加した時に、信号を引外
し装置３２へ送る。そうすると、引外し装置３２
はリレー２２を動作させて接点１２を開かせ、電
流を断つ。残留差装置２４の電子装置には電源３
４から電力が供給される。その電源３４は３本の
相線１４，１６，１８に接続される。そのような
残留差装置は当業者にとつて周知のものであるか
ら、それについての説明は省略する。

残留差装置２４は電源異常検出器３６を有す
る。電源３４のうちの１つが故障した場合、とく
に相線１４，１６，１８のうちの１本が切れた場
合に、異常信号を発生する。その異常信号は指示
器３８と引外し装置へ与えられて障害が発生した
ことをそれらの指示器と引外し装置に知らせ、遮
断器１０を引外させる。

次に第２図を参照する。この図には電源３４
と、異常検出器３６と、指示器３８とが示されて
いる。電源３４はダイオードブリツジ４０を含
む。そのダイオードブリツジの各分岐４２，４
４，４６にはそれぞれ２個のダイオードＤが接続
される。各分岐の２個のダイオードの共通接続点
は抵抗器ＲとコンデンサＣ１を介して相線１４，
１６，１８に接続される。電子装置に供給される
電流はブリツジ４０の端子４８，５０において標
本化される。端子４８と５０は平滑コンデンサＣ
２により接続される。相１からの相線１４は、ダ
イオード５４と、抵抗器５６と、コンデンサ５８
とツエナーダイオード６０とで構成された電圧検
出器５２に接続される。ダイオード５４と、抵抗
器５６と、コンデンサ５８は互いに直列に接続さ
れ、コンデンサ５８にはツエナーダイオード６０
が並列に接続される。インバータ６２の入力端子
は抵抗器５６とコンデンサ５８の共通接続点に接
続され、インバータ６２の出力端子は抵抗器６４
を介して発光ダイオード６６へ接続されるととも
に、オアゲート６８の１つ入力端子に接続され
る。同様に、各相線１６，１８は異常検出器５
２′，５２″にそれぞれ接続される。それらの異常
検出器のインバータ６２′，６２″は発光ダイオー
ド６６′，６６″へそれぞれ接続されるとともに、
オアゲート６８の他の２つの入力端子に接続され
る。

第１，２図に示す残留差装置は次のように動作
する。

３本の相線１４，１６，１８に全体のベクトル
和が零となるような電流が流れている場合には二
次巻線２８に零値の信号が生じ、遮断器１０は閉
じられたままである。電子装置への電力は相線１
４，１６，１８からダイオードブリツジ４０を介
して供給される。相線１４に存在する交流電圧は
電圧検出器５２によりダイオード５４によつて整
流されてからインバータ６２の入力端子へ与えら
れる。インバータ６２の入力端子に電圧が存在す
ると、そのインバータの出力端子から零信号がオ
アゲート６８へ与えられる。この場合には発光ダ
イオード６６は発光しない。同様にして、相線１
６，１８に電圧が存在することは、零信号がオア
ゲート６８の入力端子へ与えられることと、発光
ダイオード６６′，６６″が発光しないことにより
示される。したがつて、装置は動作できるように
なつており、差動障害が起ると遮断器１０は正常
に引外し動作を行う。

相線のうち１本たとえば相線１４が切れると、
ブリツジ４０は他の２本の相線１６，１８により
電力の供給を続ける。正常に電力を供給される残
留差装置は、前記した種類の残留差動障害が起き
た時に機能するようになつている。切れた相線１
４から電圧が消失すると、インバータ６２の入力
端子に零信号が与えられる。そうすると、そのイ
ンバータは１出力を発生して、その１出力をオア
ゲート６８の入力端子と発光ダイオード６６へ与
える。その１出力を受けた発光ダイオード６６は
発光して相線１４に電圧が存在しないことを指示
する。１出力を受けたオアゲーと６８は引外し信
号を引外し装置３２へ与えて遮断器１０を開かせ
る。利用装置には電力が正常に供給されているか
らその引外しは延期でき、差動保護を完全に行う
ことができる。しかし、他の２本の線１６，１８
のうちの１本に障害が起きた場合に、利用できる
電源だけが消失させられて残留差装置が動作する
ことを阻止するという意味において、安全はもは
や絶対ではない。発光ダイオード６６は線１４が
切れたことを指示し、引外しの場合には装置が不
安定となる状況を延期させる。異常検出器５２′，
５２″は電圧が存在しないこと、したがつて線１
６，１８が切れたことを指示する。電子装置への
電力供給が断たれることは避けられ、この残留差
装置は絶対的な安全を保障する。３本の相線が同
時に切れた場合には、障害が起きる危険はもはや
存在しない。したがつて、残留差装置は装置を引
外さず、したがつて再び電力が供給された時に動
作の連続性が確保される。

第２図に示す回路図において、詳しく説明しな
い構成部品の機能、とくにインバータ６２の入力
端子に接続されているパルス電圧信号蓄積コンデ
ンサ５８と、過負荷保護用のツエナーダイオード
６０との機能は当業者であれば理解できるであろ
う。

第３図は双極装置を示す。この装置は相線７０
と、中性線７２と、接地線７４とを有する。中性
線７２と接地線７４はダイオードブリツジ７６の
同じ分岐に抵抗器を介して接続されて、端子４
８，５０から電子装置へ電力を供給する。接地線
７４は、直列接続されたダイオード５４と抵抗器
５６およびコンデンサ５８と、そのコンデンサ５
８に並列接続されたツエナーダイオード６０とで
構成された電圧検出器５２に接続される。抵抗器
５６とコンデンサ５８の共通接続点にインバータ
６２の入力端子が接続される。そのインバータの
出力端子は発光ダイオード６６とオアゲート７８
の１つの入力端子に接続される。ダイオード５４
の出力端子は、直列接続されたツエナーダイオー
ド８２と抵抗器８４およびコンデンサ８６と、こ
のコンデンサに並列接続されたツエナーダイオー
ド８８とで構成された検出器８０が接続される。
抵抗器８４とコンデンサ８６およびツエナーダイ
オード８８の共通接続点に増幅器９０の入力端子
が接続される。その増幅器９０の出力端子はオア
ゲート７８の第２の入力端子と発光ダイオード９
２に接続される。オアゲート７８の出力端子は引
外し装置に接続される。

次に第３図に示す装置の動作を説明する。

ダイオードブリツジ７６には通常は相線７０と
中性線７２により電力を供給される。接地線７４
とブリツジ７６の出力端子５０の間に存在する電
圧の差によりインバータ６２の入力端子に電圧信
号が与えられる。そのためにインバータ６２は出
力信号を発生しないから発光ダイオード６６は消
灯状態を維持する。その電圧差はツエナーダイオ
ード８２のしきい値レベル以下であるから発光ダ
イオード９２も消灯状態である。

相線７０が切れると、残留差装置の電子装置へ
の電力供給が断たれる。したがつて、残留差装置
は動作できない。この場合にはいずれの線へも電
圧がかかつていないために危険はない。

接地線７４が切れてもダイオードブリツジ７６
への電力供給は影響を受けず、相線７０と中性線
７２により正常に電力を供給される。接地線７４
が切れると、先に説明したように発光ダイオード
６６が発光させられ、オアゲート７８により引外
し信号が発生される。

中性線７２が切れると、正常な相線７０と接地
線７４に接続されているダイオードブリツジ７６
への電力供給は影響は受けない。中性線７２が切
れると接地線７４が電流が流れ、ツエナーダイオ
ード８２のしきい値レベル以上に電圧が上昇し
て、発光ダイオード９２とオアゲート７８の入力
端子に信号が与えられる。そのためにこの装置は
引外される。発光ダイオード６６，９２の一方の
発光により障害が起きたことが示された時にオペ
レータが何らかの操作を行えるように、その引外
しを遅らせることができることも明らかである。

次に、本発明の構成例を示した第４図につき説
明する。第４図は３本の相線１４，１６，１８と
中性線９４を有する四極装置の配線図である。そ
れら４本の線は先に説明したのと同様にして接続
され、それぞれ４分岐ダイオードブリツジ９６の
各分岐に接続されて、ブリツジ９６の出力端子４
８， ５０に供給電圧を生ずる。相線１４，１６，１８
は、第２図を参照して先に説明した電圧検出器５
２，５２′，５２″へ接続される。それらの電圧検
出器５２，５２′，５２″からの信号は発光ダイオ
ード６６，６６′，６６″と４入力排他的オアゲー
ト９８へ与えられる。接地線９４はダイオード１
００と、ツエナーダイオード１０４と、抵抗器１
０２とを直列に介してゲート９８の４番目の入力
端子に接続される。このゲート９８の出力端子は
引外し装置に接続される。正常に動作している時
は相線１４，１６，１８は生きており、ゲート９
８または発光ダイオード６６，６６′，６６″へは
信号は与えられない。中性線９４に電圧が存在し
ないとゲート９８の４番目の入力端子に零信号が
与えられる。ゲート９８の４つの入力端子に与え
られた信号が全て零であるから引外し装置には信
号は与えられない。拝地的オアゲート９８は、そ
のゲートの入力端子に与えられる１信号の数が奇
数の時に出力信号を発生することに注意すると有
用である。中性線が切れてもダイオードブリツジ
９６への電力供給は影響を受けず、３本の相線１
４，１６，１８を通じて電力を受ける。中性線が
切れてもダイオード１００のアノード電圧は大き
く変化しないから、ゲート９８の全ての入力端子
には零信号が与えられるためにゲート９８は引外
し信号を発生しない。

相線、たとえば相１の相線１４が更に切れる
と、先に説明した手順に従つて発光ダイオード６
６が発光させられ、最初の信号１がゲート９８へ
与えられる。必要があればゲート９８はある遅延
時間をおいて引外し指令を与える。

ただ１本の相線、たとえば相１の相線１４が切
れた場合には、発光ダイオード６６が発光して、
ゲート９８に１信号が与えられる。しかし、中性
線における電圧の上昇が同時に観察される。その
電圧上昇により第２の１信号がゲート９８へ与え
られる。この場合にはゲート９８の入力端子に与
えられている１信号の数は偶数であるから、引外
し指令は発生されない。

第２の相の相線が更に切れると、ゲート９８の
入力端子に第３の信号１が与えられ、そのために
引外しがある時間遅れて、または遅れることなし
に、行われる。この場合には、第３の相線と中性
線のみでは電力供給は行われない。中性線の切断
のみの検出または指示を行うことなしに、単一電
源の利用可能性に対応する許容限度まで、先に述
べた場合のように、この装置は動作の連続性を確
保できる。

四極装置の場合には、保護は接地線なしでも行
われるから接地線は使用しない。しかし、接地線
の使用に反対する理由は何もないことは明らかで
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は遮断器に組合わされた差動引外し装置
のブロツク配線図、第２図は第１図に示す異常検
出器と異常指示器の配線図、第３図は双極装置の
例を示す第２図に類似の配線図、第４図は本発明
の構成例である四極装置の例を示す第２図に類似
の配線図である。 １０……遮断器、１４，１６，１８，７０……
相線、３６……異常検出器、４０，７６，９６…
…ダイオードブリツジ、５２，８０，１００……
電圧検出器、６２……インバータ、６６……指示
器、６８，７８，９８……オアゲート、７２……
中性線、７４……接地線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 三つの相線１４，１６，１８と、中性線、接
   地線のうち少くともいずれか一方に用いられる接
   続線９４とを含んでおり、また、これらの相線及
   び接続線に接続されているダイオードブリツジ整
   流回路９６を有する電源供給回路３４を備えてい
   る多相電源回路用接地事故防止装置であつて、 前記相線及び接続線にそれぞれが接続されてい
   る電圧検出手段５２，５２′，５２″，１００，１
   ０２，１０４と、これらの電圧検出手段の出力側
   に接続された制御回路とを含む電源供給監視装置
   ３６を有しており、 この制御回路は、前記三つの相線のうちの少く
   とも一つについての電圧が所定レベルと異なつた
   場合に警報信号６６，６６′，６６″を発生し、ま
   た、前記三つの相線及び接続線について、それら
   の電圧が所定レベルに一致するものの数が３を下
   回つた場合にトリツプ信号を発生するようになつ
   ていることを特徴とする電源回路用接地事故防止
   装置。 ２ 前記中性線用又は接地線用の接続線に接続さ
   れている電圧検出手段は、この接続線の電圧がゼ
   ロでなくなつた場合に論理信号を発生することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 前記三つの相線に接続されている電圧検出手
   段５２，５２′，５２″は、それぞれに対応する相
   線の電圧が消失した場合に論理信号を出力し、こ
   の論理信号は「排他的論理和」型の論理素子に入
   力され、この論理素子は入力される信号数が奇数
   の場合に前記トリツプ信号を出力するようになつ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第２項記
   載の装置。 ４ 各相線に接続されている電圧検出手段５２，
   ５２′，５２″は、対応する相線１４，１６，１８
   の電圧信号が消失した場合に信号を出力するイン
   バータ６２を有していることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の装置。 ５ 前記警報信号は発光信号であつて、前記制御
   回路は、相線１４，１６，１８に接続された各電
   圧検出手段５２，５２′，５２″からの出力信号に
   よつて制御される発光ダイオード６６，６６′，
   ６６″を有していることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項乃至第４項に記載の装置。