JPH0710147B2

JPH0710147B2 - 回路遮断器の事前警報回路

Info

Publication number: JPH0710147B2
Application number: JP1146018A
Authority: JP
Inventors: 弘二広常; 和宏石井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-06-07
Filing date: 1989-06-07
Publication date: 1995-02-01
Anticipated expiration: 2010-02-01
Also published as: JPH0311917A

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相導体（5a,5b,5
c）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,CT
b,CTc）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ルガ回路（12）
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（17）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）およびその常開接点
（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（21）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、常開接
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。最大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、最大相と言う）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、最大相の整流信
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、事前警報回路（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（2
3）はブザー（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＋、SGNDお
よびＶ−、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V_Rref、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_RrefとSGNDの間には事前警
報発生レベル設定用の第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（R2）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）（摺動接触部）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＋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＋がポテンシオメータ（VR）の
アーム（VRa）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V_refとSGND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
（Q1）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（C02）は、その非反転
入力端子＋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（Q2）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
（R1）、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（C01）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
警報発生用比較器（C01）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400Aの場合にはその70％である28
0A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t1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（C01）は出力
を出して常閉スイッチ（Q1）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（C01）は出力を出さず従って常
閉スイッチ（Q1）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（Q1）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
（C02）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（C02）は出力を出して常開スイッチ（Q2）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（27a）、抵抗（R7）および閉
路された常開スイッチ（Q2）を通って電流が流れる。つ
まり、事前警報回路（20）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100％を超えるとき、長限時回路（1
1）は実効値変換された直流信号の値例えば定格電流の1
00％〜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1000％、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）の摺動接触部に
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、を備えたものとしている。

［作用］この発明において、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付の回
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（20A）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（20A）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（R
1）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（C01）の非反転入力端子
＋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10kオーム〜20k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）の過電流引外し動作及び事前警
報動作並びに事前警報回路（20A）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）の摺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（C01）の非反転入力端子＋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（C01）の非反転入力端子＋へ与えられ
る。同比較器（C01）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（C01）の非反転入力端子＋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＋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（VRa）
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（20A）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（VR
a）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（C01）の非反転入力端子＋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
流引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、（20A）は事前警報
回路、（30）は出力手段、（R1）は第１固定抵抗、（V
R）はポテンシオメータ、（R2）は第２固定抵抗、（C0
1）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一又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項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。