JPH07122173A - 回路遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電路の過電流を正確に検知することができる
マイコンを搭載した電子式の回路遮断機の提供。 【構成】 電路に流れる電流を検出する変流器1 と、変
流器から出力された交流電流を交流電圧に変換する電流
ー電圧変換回路2 と、前記交流電圧を所定の時間幅で分
割してその電圧をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換回路
8 と、各デジタル値を二乗して積算周期だけ積算する積
算回路10と、積算値が所定の値を越えたとき検出信号を
引外し回路に出力する出力回路12と、を備えた回路遮断
器において、積算値が限界値を越えたとき補正する補正
値を記憶した積算補正表と、補正値に応じて積算値を補
正する積算補正回路と、を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子式の回路遮断器に
関する。

【０００２】

【従来の技術】回路遮断器は、図11に示すように、過電
流が電路7 を流れたときに、引外し回路4 よりの駆動信
号により、駆動部である引外しコイル5 を動作させ、接
点6 を開極させるものである。従来、マイコンを搭載し
た電子式の回路遮断器において、電子回路を組み合わせ
て接点6 を引外すには、電路7 の電流を変流器1 で検出
し、電流ー電圧変換回路2 で電圧値に変換したのち、マ
イコン3 内部のＡ／Ｄ変換回路8 でデジタル値に変換
し、そのデジタル値を演算部9 にある積算回路10で所定
の時間だけ積算して積算値が所定の基準値を越したとき
に、出力回路12より引外し回路4 へ引外し信号を送信し
ていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来の回路遮
断器は、電流ー電圧変換回路2 の変換倍率とＡ／Ｄ変換
回路8 の入力レンジにより、入力電圧が大きすぎる場合
に、Ａ／Ｄ変換回路8 で飽和してしまい、入力電圧が、
すなわち、電路7 の電流が正しく検出できなかった。

【０００４】本発明は、かかる事由に鑑みてなしたもの
で、マイコンを搭載した電子式の回路遮断器において、
電路の過電流を正確に検知することができる回路遮断器
を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに、請求項１記載の回路遮断器は、電路を開閉する接
点と、接点を開閉動作せしめる引外しコイルと、接点を
開極するために引外しコイルに駆動信号を出力する引外
し回路と、電路に流れる電流を検出する変流器と、変流
器から出力された交流電流を交流電圧に変換する電流ー
電圧変換回路と、前記交流電圧を所定の時間幅で分割し
て各分割電圧をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換回路
と、各デジタル値を二乗してその二乗値を所定の積算周
期だけ積算する積算回路と、前記積算回路の積算値を所
定の基準値と比較してその基準値を越えたとき検出信号
を引外し回路に出力する出力回路と、を備えた回路遮断
器において、前記積算値が所定の限界値を越えたとき積
算値を補正する補正値を記憶した積算補正表と、補正値
に応じて積算値を補正する積算補正回路と、を設けた構
成としている。

【０００６】また、請求項２記載の回路遮断機は、請求
項１記載の回路遮断機において、積算周期は、電路電流
の周期の複数倍とした構成としている。

【０００７】また、請求項３記載の回路遮断機は、請求
項１記載の回路遮断機において、前記積算補正表を複数
個設けるとともに、そのうちの１個を選択する設定部を
設けた構成としている。

【０００８】

【作用】請求項１記載の構成によれば、大きな過電流が
電路を流れた場合に、所定の限界値を越えた積算値に対
応する補正値により、積算値を補正できる。

【０００９】また、請求項２記載の構成によれば、請求
項１の作用を奏するうえに、積算値が多くなるため、精
密な補正値が得られる。

【００１０】また、請求項３記載の構成によれば、請求
項１の作用を奏するうえに、負荷電流が使用初期と定常
時で異なる場合のような状況に応じて補正値を選択でき
る。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１乃至図７に基
づいて説明する。なお、従来例で説明したものと基本的
な機能が同様な部材には、同一の符号を付している。

【００１２】図１は、回路遮断器の構成を示すブロック
図であり、変流器1 、電流ー電圧変換回路2 、マイコン
3 、引外し回路4 、引外しコイル5 、接点6 等を主要構
成部材としている。回路遮断機と接続されている電路7
は、３相３線式の場合を示している。なお、電路7 は３
相３線式に特に限定するものではない。

【００１３】変流器1 は、電路7 に流れる電流を検出し
て交流電流を出力するものである。変流器1 は、電路7
が３相３線式のため、３個用いており、たとえば、図２
に示すような電流波形を検出する。

【００１４】電流ー電圧変換回路2 は、変流器1 より出
力された交流電流を交流電圧に変換するものであり、具
体的には、抵抗を介して電圧値に変換する。電流ー電圧
変換回路2 の出力波形は、図３に示すように、２．５ｖ
の直流オフセットを加えて整流化している。

【００１５】次にマイコン3 の内部を説明する。マイコ
ン3 は、Ａ／Ｄ変換回路8 と演算部9 を有し、演算部9
には、さらに、積算回路10、積算補正回路11、出力回路
12を有する。

【００１６】Ａ／Ｄ変換回路8 は、電流ー電圧変換回路
2 の出力電圧を所定の時間幅で分割して、各分割電圧を
デジタル値に変換するものである。たとえば、出力電圧
を分割時間幅となるサンプリング時間である１ｍ秒ごと
にデジタル化する。Ａ／Ｄ変換回路8 の最大入力電圧を
５ｖとし、デジタル変換の分解能を８ビットとすると、
Ａ／Ｄ変換回路8 の出力は、０ｖのときが０、２．５ｖ
のときが１２７、５ｖのときが２５５となる。ここで、
Ａ／Ｄ変換時の１ビットの電流値が２Ａに対応するよう
に電流ー電圧変換回路2 の回路を調整すると、Ａ／Ｄ変
換回路8 の性能として、−２５６Ａ〜＋２５６Ａまでの
電流の計測が可能となる。従って、図４に示すようにＡ
／Ｄ変換できないような大きな過電流Ｑが入力される
と、図５に示すように上限値以上では２５５、下限値以
下では０という値となる。

【００１７】積算回路10は、Ａ／Ｄ変換回路8 の各分割
電圧のデジタル値を２乗し、その２乗値を積算時間幅な
る積算周期であるところの電路電流の一周期にわたって
積算する。

【００１８】積算補正回路11は、積算回路10で求められ
た積算値が所定の限界値（本実施例では６４０８２０
０、ただし、積算周期は２００ｍ秒）を越えたとき、図
６に示すような積算値に対応する補正値が割り当てられ
た積算補正表を参照して、それに対応する補正値を決定
し、積算回路9 で積算した積算値を補正する。補正の方
法としては、積算値に補正値を加算するか、補正済積算
値に置き換える方法がある。また、積算補正表は、波形
よりあらかじめ計算した補正値をマイコン3 の内部のＲ
ＯＭに記憶させて使用する。

【００１９】出力回路12は、補正済積算値を所定の基準
値と比較してその基準値を越えたとき、引外し回路4 に
検出信号を出力する。なお、出力回路13の基準値は、マ
イコン3 の入力手段により任意値に設定でき、かつ変更
可能である。また、電路7 を流れる実効値は、補正済積
算値を積算周期で割ったのち、平方根演算することによ
り求められる。しかし、本実施例では、補正済積算値を
仮想的な実効値として取り扱っている。

【００２０】図７は、マイコン3 の演算部9 のフローチ
ャートであり、積算回路10、積算補正回路11の動作プロ
グラムを示す。21はマイコン3 のＩ／Ｏポートに接続さ
れた電流ー電圧変換回路2 からの出力電圧を入力し、Ａ
／Ｄ変換回路8 より一定時間ごとに出力される各分割電
圧のデジタル値を読み取るステップである。22は読み取
った電圧値を２乗して積算するステップ、23は電圧値の
読み取りが積算周期になったかどうか判断するステップ
である。24は積算値が補正が必要なレベルかどうか判断
するステップ、25は積算値から積算補正表を使用し、補
正値を検索するステップ、26は積算値を補正するステッ
プで、26で補正した値が求まり、その値が異常な値にな
った場合には検出信号を出力し、過電流アラーム、過電
流トリップのステップへ進む。なお、積算値が補正が必
要なレベルかどうか判断するための限界値は、Ａ／Ｄ変
換回路8 の分解能により決定される。

【００２１】このような構成にすることにより、Ａ／Ｄ
変換回路8 で飽和した、すなわち、Ａ／Ｄ変換回路8 の
上限値、下限値を越えた分割電圧よる積算値の誤差を、
積算値により求められた補正値でもって補正することが
できる。

【００２２】次に、本発明の第２実施例を図８に基づい
て説明する。この実施例は、積算周期を電路電流の周期
の複数倍とした点が第１実施例とは異なっており、他の
部分はほぼ共通なので、共通部分の説明は省略する。

【００２３】図８はＡ／Ｄ変換時の波形であり、電路電
流波形の一周期の複数倍をサンプリングしている。第１
実施例と同様に、Ａ／Ｄ変換できないような大きな過電
流Ｑが入力されると、上限値を越えると２５５、下限値
を越えると０という値となる。この値を積算回路10で積
算して、積算補正回路11で補正済積算値を求めることに
より、引外し回路4 に検出信号を出力回路12から出力す
るかどうかの判定ができる。

【００２４】このように積算周期を大きくとることによ
り、積算値を求める際の誤差が吸収しやすく、正確な補
正済積算値が求められる。

【００２５】次に、本発明の第３実施例を図９および図
１０に基づいて説明する。この実施例は、積算補正表を
複数個有した点が第１実施例とは異なっている。

【００２６】図９は積算補正表であり、１個の積算値に
対して、複数個の補正値が設けられている。この補正表
は、マイコン3 のＲＯＭ内にあらかじめ記憶させてお
き、プログラムの始動時にどの補正表を選択するかは、
マイコン3 の入力手段により、ＲＯＭ内に設けた設定部
に記憶しておく。また、その値は、任意に設定でき、か
つ変更可能である。

【００２７】図１０は、補正表で積算値を補正したとき
の電流引外し特性図である。縦軸に引外し時間、横軸に
電流をとっている。本実施例では、Ａ／Ｄ変換回路の仕
様から歪むことなしに計測可能な電流は２５６Ａであ
り、実効値換算すれば、約１８０Ａである。よって、積
算補正表を選択することにより、１８０Ａ以上で過電流
引外し特性をＡ〜Ｃの間で変更することが可能となる。

【００２８】

【発明の効果】請求項１記載の回路遮断器は、大きな過
電流が電路を流れた場合に、所定の限界値を越えた積算
値に対応する補正値により、積算値を補正できるので、
正確な電路の電流値を検知することができ、回路遮断機
の動作特性が向上する。

【００２９】請求項２記載の回路遮断器は、請求項１の
効果を奏するうえに、積算値が多くなるため、精密な補
正値が得られるので、さらに正確な電路の電流値が得ら
れる。

【００３０】請求項３記載の回路遮断器は、請求項１の
効果を奏するうえに、負荷電流が使用初期と定常時で異
なる場合のような状況に応じて補正値を選択できるの
で、負荷機器の状態によって、回路遮断器の動作特性に
変化をもたせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す回路遮断器のブロッ
ク図である。

【図２】その電路を流れる電流波形である。

【図３】そのＡ／Ｄ変換の入力電圧を示す図である。

【図４】そのＡ／Ｄ変換回路の上限値、下限値を示す図
である。

【図５】そのＡ／Ｄ変換回路通過後の入力電圧を示す図
である。

【図６】その積算補正表を示す図である。

【図７】そのマイコンの演算部のフローチャートであ
る。

【図８】第２実施例を示すＡ／Ｄ変換回路通過後の入力
電圧の図である。

【図９】第３実施例を示す積算補正表の図である。

【図10】その電流引外し特性図である。

【図11】従来例を示す回路遮断器のブロック図である。

【符号の説明】

1 変流器 2 電流ー電圧変換回路 3 マイコン 4 引外し回路 5 引外しコイル 6 接点 7 電路 8 Ａ／Ｄ変換回路 9 演算部 10 積算回路 11 積算補正回路 12 出力回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電路を開閉する接点と、接点を開閉動
   作せしめる引外しコイルと、接点を開極するために引外
   しコイルに駆動信号を出力する引外し回路と、電路に流
   れる電流を検出する変流器と、変流器から出力された交
   流電流を交流電圧に変換する電流ー電圧変換回路と、前
   記交流電圧を所定の時間幅で分割して各分割電圧をデジ
   タル値に変換するＡ／Ｄ変換回路と、各デジタル値を二
   乗してその二乗値を所定の積算周期だけ積算する積算回
   路と、前記積算回路の積算値を所定の基準値と比較して
   その基準値を越えたとき検出信号を引外し回路に出力す
   る出力回路と、を備えた回路遮断器において、 前記積算値が所定の限界値を越えたとき積算値を補正す
   る補正値を記憶した積算補正表と、補正値に応じて積算
   値を補正する積算補正回路と、を設けたことを特徴とす
   る回路遮断器。
2. 【請求項２】 前記積算周期は、電路電流の周期の複
   数倍としたことを特徴とする請求項１記載の回路遮断
   機。
3. 【請求項３】 前記積算補正表を複数個設けるととも
   に、そのうちの１個を選択する設定部を設けたことを特
   徴とする請求項１記載の回路遮断機。