JPH079782B2 - 過熱防止装置付回路遮断器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、回路の過負荷、短絡、漏電等の事故電流によ
らない回路遮断器の異常過熱を検知して回路遮断器や電
線の焼損事故を未然に防止する機能を備えた過熱防止装
着付回路遮断器に関する。

〔発明の背景〕

回路遮断器に発生する異常状態の一つに回路の過負荷、
短絡、漏電等の事故電流によらない異常過熱があり、回
路遮断器や電線を焼損したり、過熱のため回路遮断器に
内蔵された電磁式引はずし装置や電流検出用変流器のコ
イルがレヤーショートを起こし、あるいは電子式引はず
し装置の電子回路部品が熱破壊を起こして、事故電流が
流れても動作しなくなる恐れがあった。

この異常過熱の原因としては、回路遮断器端子部の接触
面積の不足、接触面の酸化、端子ねじの締付トルク不足
またはゆるみ、電線のクリープ、異物の介在等による端
子部の接触抵抗の増大、遮断器内接触子の脱落、消耗、
酸化、異物介在等による接触抵抗の増大、電線の通電容
量不足、外部熱源による加熱、外気温の異常上昇等があ
る。

従来の回路遮断器は、事故電流による過熱焼損から回路
を保護するものとして作られ、事故電流によらない異常
過熱に起因する回路遮断器や電線の焼損事故の防止につ
いては特に配慮されていなかった。過電流の検出にバイ
メタルを用いた熱動式回路遮断器の場合、バイメタルに
近い負荷側端子部の異常過熱に対しては、異常発生後、
さなり早い時期にバイメタルにより検知して回路遮断器
を引はずし動作させることができるが、電源側端子部や
接触子部の異常過熱に対しては、たとえ引はずしが行な
われたとしても回路遮断器および電線が焼損してしまっ
た後になることが多い。

過電流を磁気的に検出する電磁式回路遮断器や変流器に
接続された電子回路で検出する電子式回路遮断器にあっ
ては、回路遮断器自体の異常過熱に対する保護機能は全
くない。

従来これの対策としては、使用者側において異常過熱の
早期発見のためあ遮断器端子部に示温塗料を塗布するこ
とが行なわれていた程度で、異常過熱の判断基準がない
ため信頼性の低いものであった。

また、実公昭56−25156号公報には、回路遮断器の端子
部近傍に過熱検出用のバイメタルを取付け、異常過熱時
に生じるバイメタルの変位を伝達板と作動棒からなる連
動機構を介して遮断器内の開閉機構に伝え引はずし動作
させるとともに、作動棒を遮断器表面から突出させて動
作表示を行なう過熱防止装着付回路遮断器が示されてい
るが、このような機械的動作によるものでは遮断器の内
部機構を変えなければ適用できない場合が多く、適用範
囲が限られる。また、この従来例では遮断器単体の過熱
防止はできても、給電系統内にある回路遮断器を集中管
理したり、同一回路に併設された電磁開閉等の他の機器
の過熱保護に利用することについては配慮されていなか
った。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、遮断器の内部機構を変えることなく、
事故電流によらない異常過熱に起因する回路遮断器や電
線の焼損事故を容易、かつ確実に防止できる保護機能を
備え、しかも過熱検知手段の取付けまたは交換が容易
で、回路遮断器の集中管理や同一回路に併設された他の
機器の過熱防止への利用も可能な過熱防止装着付回路遮
断器を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、電線接続用端子の異常過熱に応じて電気信号
を出力する過熱検知手段を備え、上記電気信号により遮
断器の接触子を開放する引はずし装置と警報装置の少な
くとも一方を作動させることを特徴とするものである。
本発明は具体的に、電線接続用の端子を有する回路遮断
器と、上記端子近傍に配置され上記回路遮断器の筐体に
着脱自在に保持された支持部材と、該支持部材に設けら
れ上記端子の異常過熱に応じて電気信号を出力する過熱
検知手段を備えたた構造とする過熱防止装着付回路遮断
器である。そして、上記の支持部材は、電線接続用の端
子を覆う端子カバーとしてもよく、また電線接続用の端
子の極間バリアを装着する絶縁支持体としてもよい。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図〜第18図により説明す
る。図中、共通部分にはすべて同一符号を付して示す。

第１図は本発明の一実施例の回路図で、１は電路の開閉
を行なう各極の接触子、２は電源側端子、３は負荷側端
子であり、それぞれの端子には第３図、第４図、第５
図、第９図、第10図に示すように電線４が接続される。
５は第３図に示す熱動式引はずし装置のバイメタル６を
加熱するヒータである。７は過熱検知用の感温素子（温
度センサ）であり、本例ではこの感温素子としてサーミ
スタを用い、各極の端子2,3の近傍に設置したサーミス
タ７を並列接続し、各極端子の温度に対応して変化する
サーミスタ７の抵抗値を電圧に変換して正常レベルと比
較し異常過熱を検知する判定回路８と組合わせて異常過
熱検知手段を構成している。端子部の異常過熱時に判定
回路８から出力される信号は引はずし回路９で電力増幅
され、引はずし装置10を作動させるようになっている。

第２図は回路構成の一例を示したもので、遮断器の負荷
側線間電圧を変圧器11と整流器12を介して適当な大きさ
の直流電圧に変換し、さらに判定回路８のツェナダイオ
ード13により定電圧として並列接続されたサーミスタ７
と抵抗14,15,16,17からなるブリッジに印加し、サーミ
スタ７の抵抗値に対応する電圧と抵抗15,16,17により設
定された正常レベルに対応する電圧とをコンパレータ18
で比較し、コンパレータ18の出力を引はずし回路９のサ
イリスタゲート回路19に加え、サイリスタ20により引は
ずし装置10への通電を制御している。上記判定回路８お
よび引はずし回路９を構成する回路基板は遮断器内に設
置される。

この回路構成で、各極の端子2,3のいずれかに許容温度
をこえる異常過熱が発生すると、これに対応するサーミ
スタ７の抵抗変化によりコンパレータ18の出力が高レベ
ルとなり、このためサイリスタ20が導通して引はずし装
置10のコイルを励磁する。引はずし装置10は外部信号に
より遮断器を引はずし動作させるため通常用いられる電
圧引はずし装置と同様のもので、第３図に示すように遮
断器内に組み込まれた引はずし装置10の作動により各極
共通の引はずし軸21が反時計方向に回動し掛金22をはず
して図示しない開閉機構を引はずし動作させ、各極の接
触子１を開放する。

図には示してないが、漏電遮断器に用いられているよう
な動作表示器を付加し、判定回路８の出力信号により過
電流引はずしと区別するための動作表示を行なわせるこ
とができる。

上記実施例では感温素子としてサーミスタを用いた場合
について説明したが、同様に温度に対応して電気的出力
が変化する感温素子として、熱起電力を利用した熱電
対、放射熱を検出する赤外線センサ等を用いることもで
きる。

上記の過熱防止装着は熱動式回路遮断器だけでなく、過
電流を磁気的に検出する電磁式回路遮断器にも同様に適
用できる。

第３図〜第10図には遮断器端子部への感温素子の取付形
態の例を示す。以下の例は電源側端子について示した
が、負荷側端子についても同様である。また、遮断器接
触子部の異常過熱に対しては、接触子部が電源側端子に
近く、熱の良導体である遮断器内部導体を介して電源側
端子に接続されているので、電源側端子で充分検出する
ことができる。

第３図は、端子２が取付けられた遮断器のモールドケー
ス23の端子近傍に感温素子７を埋め込み、モールドケー
ス23を介して端子２の温度を検出するとともに、感温素
子７の主回路との電気的絶縁をはかった例で、感温素子
７のリード線24は比較的温度の低いモールドケース23の
裏面に配し、モールドケース23内に設けた前記回路基板
に接続している。

第４図〜第６図は、各極の端子２に対する感温素子７を
別の樹脂成形された絶縁支持体26に保持させ一体化した
温度センサユニット25を構成し、端子間を絶縁するため
電線接続後に装着される極間バリア（図示せず）の取付
用溝27を利用してモールドケース23に上記温度センサユ
ニット25を取付けた例で、第６図に示すように絶縁支持
体26にはモールドケース23の取付用溝27に係合する取付
用突起28とともに極間バリアが嵌まる溝29を設けてあ
り、極間バリアによる極間の絶縁も問題なく行なえるよ
うになっている。

このような温度センサユニット25を使用すれば、追加部
品としての感温素子７の遮断器への取付およびリード線
24の配線を簡易に行なうことができる。

第７図、第８図は、温度センサユニット25を板状に形成
しモールドケース23の裏面と盤面との間に挾んで装着で
きるようにした例で、30は温度センサユニット25の取付
穴であり、温度センサユニット25の絶縁支持体26に保持
された感温素子７により電源側端子２と負荷側端子３の
両方の温度検出を１ユニットで行なうことができる。こ
の場合は、感温素子７が端子部から離れるため、感温素
子７としては放射熱を検出する赤外線センサなどを用い
ることが望ましい。

第９図、第10図は、感温素子７を遮断器端子部の絶縁に
用いられる端子カバー31に取付けた例であり、感温素子
７を保持する特別な絶縁支持体が不要で、遮断器端子部
への感温素子７の装着と端子カバー31の装着とが同時に
行なえるという利点がある。

前記温度センサユニット25または端子カバー31への感温
素子７の取付構造の具体例を第11図、第12図に示す。

第11図はサーミスタ、熱電対等の接触形感温素子を用い
た場合で、熱伝導率の高いセラミック等の絶縁体32に感
温素子７を埋め込み、温度センサユニットの絶縁支持体
26（または端子カバー31）に設けた穴33に挿入して、ば
ね34により長さ方向に移動可能なように弾性的に保持
し、遮断器端子部に絶縁体32の先端部を接触させること
により、感温素子７を充電端子部から電気的に絶縁しな
がら端子部の温度検出を適確に行なえるようにしたもの
である。

第12図は赤外線センサ等の非接触形感温素子を用いた場
合で、感温素子７をセラミック等の絶縁体35に埋め込ん
で温度センサユニットの絶縁支持体26（または端子カバ
ー31）に設けた穴36に挿入し、外光等の可視光を遮蔽
し、遮断器端子部からの放射熱エネルギーのみを通過さ
せるフイルタ37を介して絶縁支持体26の開口部38に入っ
てくる放射熱エネルギーを感温素子７に伝え、赤外線吸
収による半導体の導電率変化等を利用して電気信号に変
換するものである。

第13図〜第16図は本発明の他の実施例の回路構成を示
す。

第13図は第１図の変形例で、感温素子７を電源側端子２
および負荷側端子３の極間に配置し、例えば第３図と同
様にモールドケース23に埋め込むことにより、素子数を
減らしたものである。

第14図は、過電流を変流器39により検出し、過電流の大
きさに応じた時間遅れの後に引はずし回路９′から出力
される信号により引はずし装置10′が作動して接触子１
を開放する電子式回路遮断器に適用した例で、この場合
は感温素子７と判定回路８を付加するだけで、端子部の
異常過熱を検知したとき判定回路８から引はずし回路
９′へ信号を出力させることにより引はずし装置10′を
作動させることができ、第１図のように過熱防止のため
の引はずし回路９、引はずし装置10を特に設けなくてよ
い。漏電遮断器の場合も同様である。

第15図は、バイメタルにより接点を開閉するサーモスイ
ッチ、または感温フェライトとリードスイッチを組合わ
せた感温リードスイッチなどのような特定温度で電気的
出力が変化する感温素子７′を用いた例である。本例
は、電磁式引はずし装置40により過電流を検出する回路
遮断器において、各極端子2,3の近傍に設置した感温素
子７′を並列接続し、異常過熱発生時に感温素子７′の
接点が閉じることにより引はずし回路９から引はずし装
置10へ信号を出力し引はずし動作を行なわせるものであ
る。感温素子７′の通電容量が大きければ、引はずし回
路９で電力増幅することなく、直接引はずし装置10を作
動させることもできる。この場合、感温素子７′の取付
構造はサーミスタ、熱電対などと同じでよい。

第16図は端子部の異常過熱時に遮断器を引はずし動作さ
せることなく警報のみを行なう例で、判定回路８の出力
信号を警報出力回路41でサイリスタ，トランジスタなど
により電力増幅し、警報端子42を通して外部の警報装置
（ランプ，ブザー等）43を作動させるようにしたもので
あり、警報装置43を管理室に設置して給電系統内の回路
遮断器を集中管理することができる。必要とあれば、引
はずし動作との併用も可能である。

第17図、第18図は感温素子による遮断器の引はずし動作
と併用するに適した各極端子ごとの過熱表示装置の例
で、端子カバー31に弾性的に保持された熱の良導体から
なる検温部44を各極端子２またはこれに接続された電線
端子45に接触させて保持部44′に熱を伝え、端子カバー
31の表面に設けた示温ラベル（または示温塗料塗布部）
46を変色させて過熱表示を行なうものである。この場
合、表示装置として形状記憶合金等を利用して機械的な
表示を行なわせてもよい。

以上は遮断器単体の保護について述べてきたが、感温素
子を同一回路に併設された電磁開閉器等の他の機器にも
装着し、当該機器の異常過熱を検知して回路遮断器内の
引はずし装置を作動させる等のシステムとしての利用も
可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、回路遮断器の機構部を大きく変えるこ
となく、遮断器端子部の異常過熱を検知して引はずし動
作や警報を行なわせることができるため、熱動式、電磁
式、電子式等の各種の回路遮断器に広く適用して回路遮
断器や電線の焼損防止および保護器としての信頼性の向
上がはかれ、また電気信号により引はずし装置や警報装
置を作動させるため、電力系統内の回路遮断器を集中管
理したり、回路に併設された電磁開閉器等の他の機器の
温度検出信号により回路遮断器を引はずして他の機器を
異常過熱から保護する等の多面的な利用ができ、しかも
過熱検知手段の取付けまたは交換が容易な過熱防止装置
付回路遮断器を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の回路図、第２図は第１図に
ブロックで示した部分の内部回路図、第３図は感温素子
の取付形態の一例を示す一部切断した側面図、第４図は
感温素子の取付形態の他の例を示す平面図、第５図はそ
の一部切断した側面図、第６図はその部分斜視図、第７
図は感温素子の取付形態の他の例を示す平面図、第８図
はその一部切断した側面図、第９図は感温素子の取付形
態の他の例を示す一部切断した平面図、第10図はその一
部切断した側面図、第11図、第12図は感温素子保持構造
の具体例を示す断面図、第13図〜第16図は本発明の他の
実施例の回路図、第17図は各極端子ごとの過熱表示装置
の一例を示す平面図、第18図はその一部切断した側面図
である。 1:接触子 2,3:電線接続用端子 7,7′,8:過熱検知手段（7,7′：感温素子、8:判定回
路） 10,10′：引はずし装置 43:警報装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電線接続用の端子を有する回路遮断器と、
   上記端子近傍に配置され上記回路遮断器の筐体に着脱自
   在に保持された支持部材と、該支持部材に設けられ上記
   端子の異常過熱に応じて電気信号を出力する過熱検知手
   段を備えたた構造とすることを特徴とする過熱防止装置
   付回路遮断器。
2. 【請求項２】上記支持部材を、電線接続用の端子を覆う
   端子カバーとすることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の過熱防止装置付回路遮断器。
3. 【請求項３】上記支持部材を、電線接続用の端子の極間
   バリアを装着する絶縁支持体とすることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の過熱防止装置付回路遮断器。