JPH0767225B2 - 単3中性線欠相検出遮断器 - Google Patents

単3中性線欠相検出遮断器

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JPH0767225B2
JPH0767225B2 JP61040003A JP4000386A JPH0767225B2 JP H0767225 B2 JPH0767225 B2 JP H0767225B2 JP 61040003 A JP61040003 A JP 61040003A JP 4000386 A JP4000386 A JP 4000386A JP H0767225 B2 JPH0767225 B2 JP H0767225B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は単3線式の電源の中性相の欠相を検出し電源遮
断を行う単3中性線欠相検出遮断装置に関するものであ
る。
[背景技術] 従来この種の欠相検出遮断器では、中性相に欠相が生じ
た際に次のような方法で引き外しリレーを駆動してい
た。つまり第3図に示すように引き外しリレーの駆動コ
イル3と、サイリスタ7との直列回路を中性相Nと電源
相L1又はL2との間に挿入する方法と、第4図に示すよう
に電源相L1とL2との間に挿入する方法があった。
ところが前者の場合では中性相Nに欠相Xが生じると一
方の負荷1bが上記直列回路に直列接続されるため負荷の
インピーダンスに制限が加えられ、例えばたまたま負荷
1bが使用されていないときは引き外しリレーの駆動コイ
ル3とサイリスタ7との直列回路に電源電圧が印加され
ず、欠相検出部Aが欠相を検出しても図示するような電
流iが流れずサイリスタ7が動作しないことになり、遮
断器としての役割が果たせないという問題があった。尚
2は開閉接点である。
また後者の場合では欠相検出部Aと、該欠相検出部Aの
検出信号によりサイリスタ7にトリガパルスを与えるト
リガ回路TGとの電位差が大きくなるため図示するように
フォトカプラPCや、絶縁パルストランス等の絶縁手段を
用いなければならず、そのためコスト高となるという欠
点があった。
一方、異常電圧を検出する方法としては、2通りが考え
られる、1つは、2相の電圧V1,V2の電圧差を検出する
方法と、V1,V2の電圧各々を検出する方法である。例え
ば、100/200Vの単相3線式の場合に異常電圧として設定
する電圧を150Vと50Vとする時、1つは150Vと50Vの差10
0Vを検出した時にこれらを異常電圧とし、もう1つは50
Vを無視して150Vのみを検出した時にこれを異常電圧と
見なすものである。ところで、200Vの電源電圧が何等か
の原因で220Vに変化した時、前者の方法では、例えば16
0Vと60Vの時に、後者の方法では、例えば150Vと70Vの時
に異常電圧を検出するものであり、負荷機器の保護の面
から考えて負荷の最大電圧内に維持できる後者の方法が
より妥当であると考えられ、望ましいため、本発明では
後者の方法を採用している。
[発明の目的] 本発明は上述の問題点に鑑みて為されたものであり、そ
の目的とするところは絶縁手段を必要とせず安価に製作
でき、電源電圧の大きさに応じて欠相検出できる単3中
性線欠相検出遮断器を提供するにある。
[発明の開示] 本発明の単3中性線欠相検出遮断器は、単相3線の両電
源相間の交流電圧を整流する全波ブリッジ整流器と、該
全波ブリッジ整流器の整流出力電圧を降圧する抵抗と、
降圧された整流出力から得た直流を電源とし、全波ブリ
ッジ整流器の正極出力からの脈流電流を基準の電流とし
て流し、検出入力端から流れる電流との差に応じた出力
電流を得るカレントミラー回路を備え、前記全波ブリッ
ジ整流器の正極出力からの電流を前記カレントミラー回
路の出力電流に付加した電流により欠相検出する欠相検
出部と、該欠相検出部の出力でトリがされ、カソードを
全波ブリッジ整流器の負極出力に接続し、アノードを全
波ブリッジ整流器の出力端の一方に接続した逆阻止3端
子型のサイリスタと、該サイリスタの通電回路に直列に
挿入された引き外しリレーの駆動コイルとからなり、欠
相検出部には中性相に接続した検出出力端とサイリスタ
のカソード点との間の電位差を弁別する手段を備えた構
成となっている。
本発明を以下の実施例により説明する。
実施例 第1図は本発明の実施例の具体回路図を示しており、電
源相L1とL2とに全波ブリッジ整流器DBを接続するととも
に電源相L1と全波ブリッジ整流器DBの一入力端との間に
引き外しリレーの駆動コイル3を挿入し、全波ブリッジ
整流器DBの出力端間には電源降圧用の抵抗4を介して定
電圧素子5、平滑コンデンサ6を接続するとともにトリ
ガ回路を付設した欠相検出部Aを接続してある。この欠
相検出部Aの検出出力でトリガされる逆阻止3端子型の
サイリスタ7は上記駆動コイル3を介して電源相L1にア
ノードを、またカソードを全波ブリッジ整流器DBの負極
側の一出力端に接続してある。中性相Nは欠相検出部A
の検出入力端nに接続してある。
欠相検出部Aは、カレントミラー回路CM1、CM2と積分回
路と、コンパレータCOM1とで構成しており、更にサイリ
スタ7用のトリガ回路を付設している。カレントミラー
回路CM1は全波ブリッジ整流器DBの正極側から抵抗R1を
介して電流I1をトランジスタQ1に流し、検出入力端nか
ら抵抗R2を介してトランジスタQ2に電流I2を流すように
し、欠相の無い正常時において電流I1,I2の値が等しく
なるように設定してある。また、全波ブリッジ整流器DB
の正極出力端からの電流I4がコンデンサC1に流入するよ
うに抵抗R5を配設してある。
このような構成に於いて、各負荷1a,1bには例えば100V/
200Vの単相3線式の電源を使用しているときには中性相
Nに欠相が無ければ夫々100Vの電圧が印加されることに
なる。
ここで中性相Nに欠相が生じると、各負荷1a,1bは、各
々が等しい時を除き、各々の両端に異なる電圧V1,V2が
印加されることになり、印加電圧に異常が生じる。この
欠相時において欠相検出部Aの検出入力端nと全波ブリ
ッジ整流器DBの負極側、つまりサイリスタ7のカソード
点との間の電圧V(図示せず)は半波毎にV1,V2に比例
した脈流電圧が生じることになる。このように、欠相時
に負荷1a,1bのインピーダンスのアンバランスによって
異常な電圧Vが生じると、第2図(b)に示す電流I2は
半波毎に第2図(a)に示す電流I1より高い値となり、
その結果、カレントミラー回路CM1からは、その差の電
流I3が出力される。この電流I3はダイオードD1を介して
コンデンサC1に流れ込む。一方、全波ブリッジ整流器DB
の正極側から抵抗R5を介して直接コンデンサC1に至る回
路により、第2図(c)の実線の波形(a)に示すよう
な、電源電圧の大きさに比例した電流I4と電流I3との和
の電流が共にコンデンサC1に流れ込み、カレントミラー
回路CM2のトランジスタQ3とQ4とで積分される。ここ
で、第2図(c)の破線bと期間cの部分は電流I4を示
している。電流の積分値がトランジスタQ3,Q4にて構成
されたカレントミラー回路CM2の設定電流値の積分値よ
り大きくなると、出力電圧V3は、第2図(d)に示すよ
うに上昇する。コンパレータCOMはこの出力電圧V3が閾
値Vthとを比較して出力電圧V3が閾値Vthを越えるとトラ
ンジスタQ5をオンさせ、抵抗R3,R4の両端に、第2図
(e)に示すような電圧V4を発生させ、サイリスタ2を
トリガしてオンさせるものである。ここで、出力電圧V3
は、L1とL2との間の電源電圧に比例する大きさの電流I4
をコンデンサC1に流して得ることから、検出対象である
電源相間の電圧の大きさに比例するため、コンパレータ
COMで検出する差電圧を小さく設定することができる。
このように第1図に示す回路は一定の基準電位を設定す
ることなく正常な電源電圧を電流変換し、この電流I1
と、中性相Nに接続される検出入力端nの電圧を電流変
換して得られた電流I2との差を取り、その差電流のみを
積分して弁別することにより欠相を検出し、引き外しリ
レーを駆動できるものである。
尚カレントミラー回路CM2の代わりに抵抗を接続して積
分回路を構成してもよい。またコンパレータCOMの動作
にヒステリシスを持たしてもよい。
[発明の効果] 本発明の単3中性線欠相検出遮断器は、単相3線の両電
源相間の交流電圧を整流する全波ブリッジ整流器と、該
全波ブリッジ整流器の整流出力電圧を降圧する抵抗と、
降圧された整流出力から得た直流を電源とし、全波ブリ
ッジ整流器の正極出力からの脈流電流を基準の電流とし
て流し、検出入力端から流れる電流との差に応じた出力
電流を得るカレントミラー回路を備え、前記全波ブリッ
ジ整流器の正極出力からの電流を前記カレントミラー回
路の出力電流に付加した電流により欠相検出する欠相検
出部と、該欠相検出部の出力でトリガされ、カソードを
全波ブリッジ整流器の負極出力に接続し、アノードを全
波ブリッジ整流器の出力端の一方に接続した逆阻止3端
子型のサイリスタと、該サイリスタの通電回路に直列に
挿入された引き外しリレーの駆動コイルとからなり、欠
相検出部には中性相に接続した検出入力端とサイリスタ
のカソード点との間の電位差を弁別する手段を備えた構
成となっているので、欠相検出部の電源とサイリスタの
電源とを共有することができるとともにフォトカプラの
よう高価な絶縁手段を設ける必要がなく、安価に製作で
き、全波ブリッジ整流器の正極出力からの電源電圧に比
例する電流をもカレントミラー回路の出力電流に加えて
欠相検出するので、検出の差電圧が電源電圧が高くなる
に連れて小さくなるように設定することができ、電源電
圧の大きさに対応して欠相検出ができるという効果を奏
する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の単3中性線欠相検出遮断器の具体回路
図、第2図は同上の動作説明用の波形図、第3図は従来
例の基本回路図、第4図は他の従来例の基本回路図であ
り、3は駆動コイル、7はサイリスタ、DBは全波ブリッ
ジ整流器、4は抵抗、CM1,CM2はカレントミラー回路、L
1,L2は電源相、Nは中性相、nは検出入力端、I1、I2、
I3、I4は電流である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】単相3線の両電源相間の交流電圧を整流す
    る全波ブリッジ整流器と、該全波ブリッジ整流器の整流
    出力電圧を降圧する抵抗と、降圧された整流出力から得
    た直流を電源とし、全波ブリッジ整流器の正極出力から
    の脈流電流を基準の電流として流し、検出入力端から流
    れる電流との差に応じた出力電流を得るカレントミラー
    回路を備え、前記全波ブリッジ整流器の正極出力からの
    電流を前記カレントミラー回路の出力電流に付加した電
    流により欠相検出する欠相検出部と、該欠相検出部の出
    力でトリガされ、カソードを全波ブリッジ整流器の負極
    出力に接続し、アノードを全波ブリッジ整流器の出力端
    の一方に接続した逆阻止3端子型のサイリスタと、該サ
    イリスタの通電回路に直列に挿入された引き外しリレー
    の駆動コイルとからなり、欠相検出部には中性相に接続
    した検出入力端とサイリスタのカソード点との間の電位
    差を弁別する手段とを備えたことを特徴とする単3中性
    線欠相検出遮断器。
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