JPH1014094A - 配線用遮断器 - Google Patents
配線用遮断器Info
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- JPH1014094A JPH1014094A JP18142896A JP18142896A JPH1014094A JP H1014094 A JPH1014094 A JP H1014094A JP 18142896 A JP18142896 A JP 18142896A JP 18142896 A JP18142896 A JP 18142896A JP H1014094 A JPH1014094 A JP H1014094A
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- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 15
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- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 14
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- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 10
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 9
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】過熱による皮膜の溶融による心線短絡や、トラ
ッキングによる短絡電流である、数十から２００Ａ程度
で、さらに正弦波でなく非連続の間欠的な電流でも、検
出して遮断可能な配線用遮断器を提供することを目的と
する。 【構成】電線の絶縁破壊による短絡で発生する短絡電流
の商用周波成分と、高周波成分の双方を、各々電圧に変
換して出力する商用周波用と高周波用２つの電流検出部
と、各電流検出部からの各電圧を増幅する２つの増幅部
と、増幅した各電圧が双方ともにある一定のしきい値以
上になった条件で、回路を閉じるゲート回路部と、ゲー
ト回路部の回路が閉じたとき、通電されるトリップコイ
ルと、トリップコイルに電源を供給する整流回路部と、
トリップコイルの通電により接点装置を開とする接点開
閉機構より成る。
ッキングによる短絡電流である、数十から２００Ａ程度
で、さらに正弦波でなく非連続の間欠的な電流でも、検
出して遮断可能な配線用遮断器を提供することを目的と
する。 【構成】電線の絶縁破壊による短絡で発生する短絡電流
の商用周波成分と、高周波成分の双方を、各々電圧に変
換して出力する商用周波用と高周波用２つの電流検出部
と、各電流検出部からの各電圧を増幅する２つの増幅部
と、増幅した各電圧が双方ともにある一定のしきい値以
上になった条件で、回路を閉じるゲート回路部と、ゲー
ト回路部の回路が閉じたとき、通電されるトリップコイ
ルと、トリップコイルに電源を供給する整流回路部と、
トリップコイルの通電により接点装置を開とする接点開
閉機構より成る。
Description
【産業上の利用分野】本件の発明は配線用遮断器に係
り、 本発明は従来の遮断器が検知できない絶縁物の絶
縁破壊によって発生する放電状の短絡電流で、回路を遮
断する配線用遮断器に関る。
り、 本発明は従来の遮断器が検知できない絶縁物の絶
縁破壊によって発生する放電状の短絡電流で、回路を遮
断する配線用遮断器に関る。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】従来このような配線用
遮断器には過電流や短絡電流の検出にバイメタルや、電
磁コイルを使用していた。
遮断器には過電流や短絡電流の検出にバイメタルや、電
磁コイルを使用していた。
【０００３】しかし、その方式では図１のような、越
流、突入電流での誤動作を避けるため、瞬時遮断の検出
電流（半サイクルでの検出遮断電流）は、越流、突入電
流より小さくすることが出来なかった。上述の理由から
一般的に、瞬時遮断の動作電流は、遮断器定格電流の１
０００％程度に選んであった。例えば、一般の住宅に用
いられる配線用遮断器の定格電流は、２０Ａであり、瞬
時遮断の動作電流は、実効値２００Ａ程度である。しか
しながら、コンセントに接続して用いるコードの皮膜の
絶縁劣化や、過熱による皮膜の溶融による心線短絡や、
トラッキングによる放電状の短絡では短絡電流が数十か
ら２００Ａ程度までであり、さらに短絡電流は連続した
正弦波でなく、図２に示すように非連続の間欠的な電流
となるため、前述の従来の遮断器では瞬時遮断動作せ
ず、遮断まで時間がかかり、最悪の場合短絡部分から出
火、火災に至ることがあった。
流、突入電流での誤動作を避けるため、瞬時遮断の検出
電流（半サイクルでの検出遮断電流）は、越流、突入電
流より小さくすることが出来なかった。上述の理由から
一般的に、瞬時遮断の動作電流は、遮断器定格電流の１
０００％程度に選んであった。例えば、一般の住宅に用
いられる配線用遮断器の定格電流は、２０Ａであり、瞬
時遮断の動作電流は、実効値２００Ａ程度である。しか
しながら、コンセントに接続して用いるコードの皮膜の
絶縁劣化や、過熱による皮膜の溶融による心線短絡や、
トラッキングによる放電状の短絡では短絡電流が数十か
ら２００Ａ程度までであり、さらに短絡電流は連続した
正弦波でなく、図２に示すように非連続の間欠的な電流
となるため、前述の従来の遮断器では瞬時遮断動作せ
ず、遮断まで時間がかかり、最悪の場合短絡部分から出
火、火災に至ることがあった。
【発明の目的】そこで本件の目的とするところは、図２
のような、短絡電流の大きさが、数十から２００Ａ程度
で、さらに正弦波でなく非連続の間欠的な電流でも、瞬
時に検出して遮断可能で、且つ前述の越流や突入電流で
は誤動作しない配線用遮断器を提供しようとするもので
ある。
のような、短絡電流の大きさが、数十から２００Ａ程度
で、さらに正弦波でなく非連続の間欠的な電流でも、瞬
時に検出して遮断可能で、且つ前述の越流や突入電流で
は誤動作しない配線用遮断器を提供しようとするもので
ある。
【０００４】
【目的を解決するための手段及び効果】上述の目的を達
成するため本件の発明では、第１に請求項１では、電線
の絶縁破壊による放電状の短絡で発生する短絡電流の商
用周波数成分と、高周波数成分の双方を、２つの電流検
出部によりそれぞれ検出し、商用周波数成分の電流が過
負荷または短絡の状態にあり、更に高周波数成分がある
一定以上であるときのみトリップコイルを吸引させて、
接点開閉機構を引き外し、接点装置を開とするようにし
たものである。それにより、それぞれ独立した２つの電
流検出部により、例えば図２のような電線の絶縁破壊に
よる短絡で発生する短絡電流の、図２中ａのような商用
周波数成分と、図２中ｂのような高周波数成分のそれぞ
れを検出し、ａの商用周波数成分が過負荷又は短絡状態
にあって、ｂの高周波数成分がある既定の一定値を超え
て存在した場合のみトリップコイル以降の一連の動作を
行うようにしたもので、先の図１のような、越流、突入
電流のように高周波数成分が存在しない波形の電流で
は、遮断器は動作しない。したがって、商用周波数側の
電流検出部の感度を、越流、突入電流以下に設定して
も、高周波数成分のない越流、突入電流で誤動作するこ
となく、高周波数成分の電流を含むような前述のコード
皮膜の絶縁劣化や、過熱による皮膜の溶融による心線短
絡や、トラッキングによる放電状の短絡の場合には、越
流、突入電流より小さい短絡電流でも、瞬時に検出、遮
断することが出来る。
成するため本件の発明では、第１に請求項１では、電線
の絶縁破壊による放電状の短絡で発生する短絡電流の商
用周波数成分と、高周波数成分の双方を、２つの電流検
出部によりそれぞれ検出し、商用周波数成分の電流が過
負荷または短絡の状態にあり、更に高周波数成分がある
一定以上であるときのみトリップコイルを吸引させて、
接点開閉機構を引き外し、接点装置を開とするようにし
たものである。それにより、それぞれ独立した２つの電
流検出部により、例えば図２のような電線の絶縁破壊に
よる短絡で発生する短絡電流の、図２中ａのような商用
周波数成分と、図２中ｂのような高周波数成分のそれぞ
れを検出し、ａの商用周波数成分が過負荷又は短絡状態
にあって、ｂの高周波数成分がある既定の一定値を超え
て存在した場合のみトリップコイル以降の一連の動作を
行うようにしたもので、先の図１のような、越流、突入
電流のように高周波数成分が存在しない波形の電流で
は、遮断器は動作しない。したがって、商用周波数側の
電流検出部の感度を、越流、突入電流以下に設定して
も、高周波数成分のない越流、突入電流で誤動作するこ
となく、高周波数成分の電流を含むような前述のコード
皮膜の絶縁劣化や、過熱による皮膜の溶融による心線短
絡や、トラッキングによる放電状の短絡の場合には、越
流、突入電流より小さい短絡電流でも、瞬時に検出、遮
断することが出来る。
【０００５】第２に請求項２では、電線の絶縁破壊によ
る放電状の短絡で発生する短絡電流の商用周波数成分
と、高周波数成分の双方を、各々電圧に変換して出力す
る、商用周波数用と高周波数用２つの電流検出部と、各
電流検出部からの各電圧を増幅する２つの増幅部と、増
幅した各電圧が、双方ともにそれぞれ定められたしきい
値以上になった条件で、回路を閉じるゲート回路部と、
ゲート回路部の回路が閉じたとき、通電されるトリップ
コイルと、トリップコイルに電源を供給する整流回路部
と、トリップコイルの通電により接点装置を開とする接
点開閉機構を備え、前記商用周波数成分のしきい値は、
過負荷または短絡の状態にあるか否かを判別する値に選
んだものである。それにより、商用周波数成分検出用の
電流検出部と、高周波数成分検出用の電流検出部によ
り、例えば図２のような波形の電線の絶縁破壊による短
絡で発生する短絡電流の、図２中ａのような商用周波数
成分と、図２中ｂのような高周波数成分をそれぞれ検出
し、各々が検出した信号を増幅したものを、しきい値回
路により双方ともにそれぞれ定められたしきい値以上で
あった場合のみ、ゲート回路部によりトリップコイルに
通電を行い、トリップコイルにより接点装置を開とする
ようにしたから、先の図１のような、越流、突入電流の
ように高周波数成分が存在しない波形の電流では、遮断
器は動作しない。したがって、商用周波数側の電流検出
部の感度を、越流、突入電流以下に設定しても、越流、
突入電流で誤動作することなく、高周波数成分の電流を
含むような前述のコード皮膜の絶縁劣化や、過熱による
皮膜の溶融による心線短絡や、トラッキングによる放電
状の短絡の場合には、越流、突入電流より小さい短絡電
流でも瞬時に検出、遮断することが出来る。
る放電状の短絡で発生する短絡電流の商用周波数成分
と、高周波数成分の双方を、各々電圧に変換して出力す
る、商用周波数用と高周波数用２つの電流検出部と、各
電流検出部からの各電圧を増幅する２つの増幅部と、増
幅した各電圧が、双方ともにそれぞれ定められたしきい
値以上になった条件で、回路を閉じるゲート回路部と、
ゲート回路部の回路が閉じたとき、通電されるトリップ
コイルと、トリップコイルに電源を供給する整流回路部
と、トリップコイルの通電により接点装置を開とする接
点開閉機構を備え、前記商用周波数成分のしきい値は、
過負荷または短絡の状態にあるか否かを判別する値に選
んだものである。それにより、商用周波数成分検出用の
電流検出部と、高周波数成分検出用の電流検出部によ
り、例えば図２のような波形の電線の絶縁破壊による短
絡で発生する短絡電流の、図２中ａのような商用周波数
成分と、図２中ｂのような高周波数成分をそれぞれ検出
し、各々が検出した信号を増幅したものを、しきい値回
路により双方ともにそれぞれ定められたしきい値以上で
あった場合のみ、ゲート回路部によりトリップコイルに
通電を行い、トリップコイルにより接点装置を開とする
ようにしたから、先の図１のような、越流、突入電流の
ように高周波数成分が存在しない波形の電流では、遮断
器は動作しない。したがって、商用周波数側の電流検出
部の感度を、越流、突入電流以下に設定しても、越流、
突入電流で誤動作することなく、高周波数成分の電流を
含むような前述のコード皮膜の絶縁劣化や、過熱による
皮膜の溶融による心線短絡や、トラッキングによる放電
状の短絡の場合には、越流、突入電流より小さい短絡電
流でも瞬時に検出、遮断することが出来る。
【０００６】第３に請求項３では、遮断器の主回路を貫
通させるＡ、Ｂ２つの変流器と、Ａの変流器の両端に発
生する電圧から、商用周波数数成分のみを通過させるＡ
のフィルタ回路と、Ｂの変流器の両端に発生する電圧か
ら高周波数成分のみを通過させるＢのフィルタ回路と、
Ａのフィルタ回路の出力電圧を、増幅するＡの増幅部
と、Ｂのフィルタ回路の出力電圧を、増幅するＢの増幅
部と、Ａの増幅部の出力電圧が、既定の一定値以上であ
れば出力をＨレベルとするＡのしきい値回路と、Ｂの増
幅部の出力電圧が、既定の一定値以上であれば出力をＨ
レベルとするＢのしきい値回路と、ＡとＢのしきい値回
路からの出力が双方ともにＨレベルであった場合、サイ
リスタを動作させるＡＮＤ回路と、ＡＮＤ回路の出力に
ゲートを接続し、アノード側をトリップコイルに、カソ
ード側を遮断器の一方の極に接続したサイリスタと、サ
イリスタのアノードに一端を接続されたトリップコイル
と、トリップコイルの他端と遮断器の他方の極側との間
に接続されたダイオードと、トリップコイルの通電によ
り接点装置を開とする機構部より成り、前記Ａのしきい
値回路のしきい値は、商用周波数成分の電流が過負荷ま
たは短絡の状態にあるか否かを判別する値に選んだのも
である。それにより、Ａ、Ｂ２つの変流器が、電流を検
知した場合に発生する電圧のＡについては、例えば図２
中ａのような商用周波数成分を、Ｂについては図２中ｂ
のような高周波数成分をそれぞれフィルタ回路により通
過させ、増幅部以降の一連の動作を行うようにしたもの
で、先の図１のような、越流、突入電流のように高周波
数成分が存在しない波形の電流では、遮断器は動作しな
い。したがって、商用周波数側の電流検出部の感度を、
越流、突入電流以下に設定しても、越流、突入電流で誤
動作することなく、高周波数成分の電流を含むような前
述のコード皮膜の絶縁劣化や、過熱による皮膜の溶融に
よる心線短絡や、トラッキングによる放電短絡の場合に
は、越流、突入電流より小さい短絡電流でも、瞬時に検
出、遮断することが出来る。
通させるＡ、Ｂ２つの変流器と、Ａの変流器の両端に発
生する電圧から、商用周波数数成分のみを通過させるＡ
のフィルタ回路と、Ｂの変流器の両端に発生する電圧か
ら高周波数成分のみを通過させるＢのフィルタ回路と、
Ａのフィルタ回路の出力電圧を、増幅するＡの増幅部
と、Ｂのフィルタ回路の出力電圧を、増幅するＢの増幅
部と、Ａの増幅部の出力電圧が、既定の一定値以上であ
れば出力をＨレベルとするＡのしきい値回路と、Ｂの増
幅部の出力電圧が、既定の一定値以上であれば出力をＨ
レベルとするＢのしきい値回路と、ＡとＢのしきい値回
路からの出力が双方ともにＨレベルであった場合、サイ
リスタを動作させるＡＮＤ回路と、ＡＮＤ回路の出力に
ゲートを接続し、アノード側をトリップコイルに、カソ
ード側を遮断器の一方の極に接続したサイリスタと、サ
イリスタのアノードに一端を接続されたトリップコイル
と、トリップコイルの他端と遮断器の他方の極側との間
に接続されたダイオードと、トリップコイルの通電によ
り接点装置を開とする機構部より成り、前記Ａのしきい
値回路のしきい値は、商用周波数成分の電流が過負荷ま
たは短絡の状態にあるか否かを判別する値に選んだのも
である。それにより、Ａ、Ｂ２つの変流器が、電流を検
知した場合に発生する電圧のＡについては、例えば図２
中ａのような商用周波数成分を、Ｂについては図２中ｂ
のような高周波数成分をそれぞれフィルタ回路により通
過させ、増幅部以降の一連の動作を行うようにしたもの
で、先の図１のような、越流、突入電流のように高周波
数成分が存在しない波形の電流では、遮断器は動作しな
い。したがって、商用周波数側の電流検出部の感度を、
越流、突入電流以下に設定しても、越流、突入電流で誤
動作することなく、高周波数成分の電流を含むような前
述のコード皮膜の絶縁劣化や、過熱による皮膜の溶融に
よる心線短絡や、トラッキングによる放電短絡の場合に
は、越流、突入電流より小さい短絡電流でも、瞬時に検
出、遮断することが出来る。
【０００７】第４に請求項４では、遮断器の主回路を貫
通させる商用周波数成分の電流のみを検出する変流器Ａ
と、遮断器の主回路を貫通させる高周波数成分の電流の
みを検出する変流器Ｂと、Ａの変流器の出力を増幅する
Ａの増幅部と、Ｂの変流器の出力を増幅するＢの増幅部
と、Ａの増幅部の出力電圧が、一定値以上になったとき
Ｈレベルを出力するＡのしきい値回路と、Ｂの増幅部の
出力電圧が、一定値以上になったときＨレベルを出力す
るＢのしきい値回路と、Ａ、Ｂのしきい値回路からの出
力が双方ともにＨレベルであった場合、サイリスタを動
作させるＡＮＤ回路と、ＡＮＤ回路の出力にゲートを接
続し、アノード側をトリップコイルに、カソード側を遮
断器の一方の極に接続したサイリスタと、サイリスタの
アノードに一端を接続されたトリップコイルと、トリッ
プコイルの他端と遮断器の他方の極側との間に接続され
たダイオードと、トリップコイルの通電により、接点装
置を開とする接点開閉機構を備え、前記Ａのしきい値回
路のしきい値は、商用周波数成分が、過負荷または短絡
の状態にあるか否かを判別する値に選んだのもである。
それにより、変流器自体に周波数特性を持たせることに
より、フィルタ回路を省略することが出来、回路を簡略
化することが出来た上で、図２の波形のような電線の絶
縁破壊による放電状の短絡で発生する短絡電流の、例え
ば図２中ａのような商用周波数成分と、図６中ｂのよう
な高周波数成分のそれぞれを検出し、増幅部以降の一連
の動作を行うから、先の図１のような、越流、突入電流
のように高周波数成分が存在しない波形の電流では、遮
断器は動作しない。したがって、商用周波数側の電流検
出部の感度を、越流、突入電流以下に設定しても、越
流、突入電流では誤動作することなく、高周波数成分の
電流を含むような前述のコード皮膜の絶縁劣化や、過熱
による皮膜の溶融による心線短絡や、トラッキングによ
る放電状の短絡の場合には、越流、突入電流より小さい
短絡電流でも、瞬時に検出、遮断することが出来る。
通させる商用周波数成分の電流のみを検出する変流器Ａ
と、遮断器の主回路を貫通させる高周波数成分の電流の
みを検出する変流器Ｂと、Ａの変流器の出力を増幅する
Ａの増幅部と、Ｂの変流器の出力を増幅するＢの増幅部
と、Ａの増幅部の出力電圧が、一定値以上になったとき
Ｈレベルを出力するＡのしきい値回路と、Ｂの増幅部の
出力電圧が、一定値以上になったときＨレベルを出力す
るＢのしきい値回路と、Ａ、Ｂのしきい値回路からの出
力が双方ともにＨレベルであった場合、サイリスタを動
作させるＡＮＤ回路と、ＡＮＤ回路の出力にゲートを接
続し、アノード側をトリップコイルに、カソード側を遮
断器の一方の極に接続したサイリスタと、サイリスタの
アノードに一端を接続されたトリップコイルと、トリッ
プコイルの他端と遮断器の他方の極側との間に接続され
たダイオードと、トリップコイルの通電により、接点装
置を開とする接点開閉機構を備え、前記Ａのしきい値回
路のしきい値は、商用周波数成分が、過負荷または短絡
の状態にあるか否かを判別する値に選んだのもである。
それにより、変流器自体に周波数特性を持たせることに
より、フィルタ回路を省略することが出来、回路を簡略
化することが出来た上で、図２の波形のような電線の絶
縁破壊による放電状の短絡で発生する短絡電流の、例え
ば図２中ａのような商用周波数成分と、図６中ｂのよう
な高周波数成分のそれぞれを検出し、増幅部以降の一連
の動作を行うから、先の図１のような、越流、突入電流
のように高周波数成分が存在しない波形の電流では、遮
断器は動作しない。したがって、商用周波数側の電流検
出部の感度を、越流、突入電流以下に設定しても、越
流、突入電流では誤動作することなく、高周波数成分の
電流を含むような前述のコード皮膜の絶縁劣化や、過熱
による皮膜の溶融による心線短絡や、トラッキングによ
る放電状の短絡の場合には、越流、突入電流より小さい
短絡電流でも、瞬時に検出、遮断することが出来る。
【０００８】第５に請求項５では、遮断器の主回路に配
置されるＡ、Ｂ２つの内部インピーダンスによる電流に
比例した電圧発生部と、Ａの電圧発生部の両端に発生す
る電圧から、商用周波数成分のみを通過させるＡのフィ
ルタ回路と、Ｂの電圧発生部の両端に発生する電圧から
高周波数成分のみを通過させるＢのフィルタ回路と、Ａ
のフィルタ回路の出力電圧を、増幅するＡの増幅部と、
Ｂのフィルタ回路の出力電圧を、増幅するＢの増幅部
と、Ａの増幅部の出力電圧が既定の一定値以上であれば
出力をＨレベルとするＡのしきい値回路と、Ｂの増幅部
の出力電圧が既定の一定値以上であれば出力をＨレベル
とするＢのしきい値回路と、ＡとＢのしきい値回路から
の出力が双方ともにＨレベルであった場合、サイリスタ
を動作させるＡＮＤ回路と、ＡＮＤ回路の出力にゲート
を接続し、アノード側をトリップコイルに、カソード側
を遮断器の一方の極に接続したサイリスタと、サイリス
タのアノードに一端を接続されたトリップコイルと、ト
リップコイルの他端と遮断器の他方の極側との間に接続
されたダイオードと、トリップコイルの通電により接点
装置を開とする機構部を備え、前記Ａのしきい値回路の
しきい値は、商用周波数成分の電流が、過負荷または短
絡の状態にあるか否かを判別する値に選んだのもであ
る。それにより、遮断器の主回路に配置される２つの内
部インピーダンスによる電流に比例した電圧発生部と、
フィルタ回路によって、図２のような波形の電線の絶縁
破壊による放電状の短絡で発生する短絡電流の、例えば
図２中ａのような商用周波数成分と、図２中ｂのような
高周波数成分のそれぞれを検出し、増幅部以降の一連の
動作を行うから、先の図１のような、越流、突入電流の
ような高周波数成分が存在しない波形の電流では、遮断
器は動作しない。したがって、商用周波数側の電流検出
部の感度を、越流、突入電流以下に設定しても、越流、
突入電流で誤動作することなく、高周波数成分の電流を
含むような前述のコード皮膜の絶縁劣化や、過熱による
皮膜の溶融による心線短絡や、トラッキングによる放電
状の短絡の場合には、越流、突入電流より小さい短絡電
流でも瞬時に遮断動作することが出来る。
置されるＡ、Ｂ２つの内部インピーダンスによる電流に
比例した電圧発生部と、Ａの電圧発生部の両端に発生す
る電圧から、商用周波数成分のみを通過させるＡのフィ
ルタ回路と、Ｂの電圧発生部の両端に発生する電圧から
高周波数成分のみを通過させるＢのフィルタ回路と、Ａ
のフィルタ回路の出力電圧を、増幅するＡの増幅部と、
Ｂのフィルタ回路の出力電圧を、増幅するＢの増幅部
と、Ａの増幅部の出力電圧が既定の一定値以上であれば
出力をＨレベルとするＡのしきい値回路と、Ｂの増幅部
の出力電圧が既定の一定値以上であれば出力をＨレベル
とするＢのしきい値回路と、ＡとＢのしきい値回路から
の出力が双方ともにＨレベルであった場合、サイリスタ
を動作させるＡＮＤ回路と、ＡＮＤ回路の出力にゲート
を接続し、アノード側をトリップコイルに、カソード側
を遮断器の一方の極に接続したサイリスタと、サイリス
タのアノードに一端を接続されたトリップコイルと、ト
リップコイルの他端と遮断器の他方の極側との間に接続
されたダイオードと、トリップコイルの通電により接点
装置を開とする機構部を備え、前記Ａのしきい値回路の
しきい値は、商用周波数成分の電流が、過負荷または短
絡の状態にあるか否かを判別する値に選んだのもであ
る。それにより、遮断器の主回路に配置される２つの内
部インピーダンスによる電流に比例した電圧発生部と、
フィルタ回路によって、図２のような波形の電線の絶縁
破壊による放電状の短絡で発生する短絡電流の、例えば
図２中ａのような商用周波数成分と、図２中ｂのような
高周波数成分のそれぞれを検出し、増幅部以降の一連の
動作を行うから、先の図１のような、越流、突入電流の
ような高周波数成分が存在しない波形の電流では、遮断
器は動作しない。したがって、商用周波数側の電流検出
部の感度を、越流、突入電流以下に設定しても、越流、
突入電流で誤動作することなく、高周波数成分の電流を
含むような前述のコード皮膜の絶縁劣化や、過熱による
皮膜の溶融による心線短絡や、トラッキングによる放電
状の短絡の場合には、越流、突入電流より小さい短絡電
流でも瞬時に遮断動作することが出来る。
【０００９】
【実施例の説明】以下に本件発明を図面を用いて詳細に
説明する。
説明する。
【００１０】図１は、白熱電灯の点灯時の越流電流の波
形の一例で、定格２０Ａの白熱電灯の場合、点灯初期の
電流のピーク値は、約３００Ａに達するが、周波数成分
は、商用周波数成分しか含んでいない。
形の一例で、定格２０Ａの白熱電灯の場合、点灯初期の
電流のピーク値は、約３００Ａに達するが、周波数成分
は、商用周波数成分しか含んでいない。
【００１１】図２は、コンセントに接続されるコードの
皮膜の絶縁劣化や、過熱による皮膜の溶融による心線短
絡や、トラッキングによる放電状の短絡の場合の短絡電
流波形で、電流のピーク値は数十から数百アンペアで、
基本的な商用周波数成分ａと、高周波数成分ｂを含んで
いることを特徴とする電流波形である。
皮膜の絶縁劣化や、過熱による皮膜の溶融による心線短
絡や、トラッキングによる放電状の短絡の場合の短絡電
流波形で、電流のピーク値は数十から数百アンペアで、
基本的な商用周波数成分ａと、高周波数成分ｂを含んで
いることを特徴とする電流波形である。
【００１２】図３は、本件発明の第１の実施例の図であ
る。
る。
【００１３】図３中１は、変流器Ａであり、遮断器の主
回路に流れる電流を検出する。
回路に流れる電流を検出する。
【００１４】図３中２は、変流器Ｂであり、遮断器の主
回路に流れる電流を検出する。
回路に流れる電流を検出する。
【００１５】図３中１３は、Ａのフィルタ回路であり、
本回路では、１の変流器Ａが検出した主回路に流れる電
流の商用周波数成分（図２のａ）のみ通過させるもので
ある。
本回路では、１の変流器Ａが検出した主回路に流れる電
流の商用周波数成分（図２のａ）のみ通過させるもので
ある。
【００１６】図３中２３は、Ｂのフィルタ回路であり、
本回路では、１の変流器Ｂが検出した主回路に流れる電
流の高周波数成分（図２のｂ）のみ通過させるものであ
る。
本回路では、１の変流器Ｂが検出した主回路に流れる電
流の高周波数成分（図２のｂ）のみ通過させるものであ
る。
【００１７】図３中１１は、Ａの増幅回路で、例えばオ
ペアンプ等で構成され、フィルタ回路１３からの出力電
圧を増幅する。
ペアンプ等で構成され、フィルタ回路１３からの出力電
圧を増幅する。
【００１８】図３中２１は、Ｂの増幅回路で、例えばオ
ペアンプ等で構成され、フィルタ回路２３からの出力電
圧を増幅する。
ペアンプ等で構成され、フィルタ回路２３からの出力電
圧を増幅する。
【００１９】図３中１２は、増幅回路１１の出力が既定
のしきい値以上か否かを判定するしきい値回路で、しき
い値以上であると判定した場合のみ、Ｈレベルの出力を
発生し、商用周波数の約半サイクルから、１サイクルの
間、出力を保持する。
のしきい値以上か否かを判定するしきい値回路で、しき
い値以上であると判定した場合のみ、Ｈレベルの出力を
発生し、商用周波数の約半サイクルから、１サイクルの
間、出力を保持する。
【００２０】図３中２２は、増幅回路２１の出力が既定
のしきい値以上か否かを判定するしきい値回路で、しき
い値以上であると判定した場合のみ、Ｈレベルの出力を
発生し、商用周波数の約半サイクルから、１サイクルの
間、出力を保持する。
のしきい値以上か否かを判定するしきい値回路で、しき
い値以上であると判定した場合のみ、Ｈレベルの出力を
発生し、商用周波数の約半サイクルから、１サイクルの
間、出力を保持する。
【００２１】図３中３はＡＮＤ回路で、１２と２２の２
つの出力がともにＨレベルであった場合のみ出力をＨレ
ベルとする。
つの出力がともにＨレベルであった場合のみ出力をＨレ
ベルとする。
【００２２】図３中４はサイリスタで、３の出力電圧が
既定の一定値以上の電圧を受けると、アノード−カソー
ド間をショートする。
既定の一定値以上の電圧を受けると、アノード−カソー
ド間をショートする。
【００２３】図３中５はトリップコイルで、サイリスタ
４が、ＯＮ動作すると、ダイオード６で整流された電源
により励磁され、励磁されると、図示しない接点開閉機
構部に作用して接点装置７の開放を行う。
４が、ＯＮ動作すると、ダイオード６で整流された電源
により励磁され、励磁されると、図示しない接点開閉機
構部に作用して接点装置７の開放を行う。
【００２４】図４は第２の実施例であり、第１の実施例
図３と異なるところは、フィルタ回路１３、２３を備え
ない代わりに、遮断器の主回路を貫通して商用周波数成
分の電流のみを検出、出力する１０の変流器Ａと、遮断
器の主回路を貫通して高周波数成分の電流のみを検出、
出力する２０の変流器Ｂとを備えている点であり、その
他は同一の構成である。
図３と異なるところは、フィルタ回路１３、２３を備え
ない代わりに、遮断器の主回路を貫通して商用周波数成
分の電流のみを検出、出力する１０の変流器Ａと、遮断
器の主回路を貫通して高周波数成分の電流のみを検出、
出力する２０の変流器Ｂとを備えている点であり、その
他は同一の構成である。
【００２５】１０の変流器Ａは、コアを選択する等の方
法で、遮断器の主回路を貫通して商用周波数成分（図２
のａ）の電流成分のみを検出するものである。
法で、遮断器の主回路を貫通して商用周波数成分（図２
のａ）の電流成分のみを検出するものである。
【００２６】２０の変流器Ｂは、コアを選択する等の方
法で、遮断器の主回路を貫通して商用周波数成分（図２
のｂ）の電流成分のみを検出するものである。
法で、遮断器の主回路を貫通して商用周波数成分（図２
のｂ）の電流成分のみを検出するものである。
【００２７】これらの変流器１０、２０を使用すること
により、変流器の出力を直接増幅回路１１、２１に入力
することが出来、これによりフィルタ回路を省略するこ
とが出来、回路を単純化することが出来る。
により、変流器の出力を直接増幅回路１１、２１に入力
することが出来、これによりフィルタ回路を省略するこ
とが出来、回路を単純化することが出来る。
【００２８】増幅回路以降の回路動作は実施例１と同様
であり、しきい値回路の出力がＨレベルとなりＡＮＤ回
路の出力がＨレベルとなると、サイリスタ４の動作と、
ダイオード６で整流された電源により励磁され、動作す
ると、図示しない接点開閉機構部に作用して接点装置７
の開放を行う。
であり、しきい値回路の出力がＨレベルとなりＡＮＤ回
路の出力がＨレベルとなると、サイリスタ４の動作と、
ダイオード６で整流された電源により励磁され、動作す
ると、図示しない接点開閉機構部に作用して接点装置７
の開放を行う。
【００２９】図５は第３の実施例であり、第１の実施例
図３と異なるところは、変流器１、２の代わりに、遮断
器の内部インピーダンスによる電流に比例した電圧発生
部１００を備えている点であり、その他は同一の構成で
あり、動作も同一である。
図３と異なるところは、変流器１、２の代わりに、遮断
器の内部インピーダンスによる電流に比例した電圧発生
部１００を備えている点であり、その他は同一の構成で
あり、動作も同一である。
【００３０】電圧発生部１００は、配線用遮断器の主回
路に存在するインピーダンスをそのまま利用することが
出来る。例えば、従来の配線用遮断器の過電流引き外し
素子として用いられるバイメタルや、電磁石コイルのイ
ンピーダンスを利用することが出来る。
路に存在するインピーダンスをそのまま利用することが
出来る。例えば、従来の配線用遮断器の過電流引き外し
素子として用いられるバイメタルや、電磁石コイルのイ
ンピーダンスを利用することが出来る。
【００３１】以上の第１の実施例から第３の実施例にお
いて、商用周波数成分の電流検出レベル、すなわちしき
い値回路１２の出力がＨレベルになるための主回路に流
れる商用周波数成分の電流レベルは、白熱電灯の点灯時
に流れる越流や、電動機の始動時に流れる突入電流の大
きさより小さく、配線用遮断器の定格電流より数倍大き
い範囲に設定する。即ち、従来の配線用遮断器でいう過
負荷ないし短絡領域の電流に設定する。具体的には２０
Ａの配線用遮断器の場合、４０から２００Ａ程度に選ば
れ、そのために変流器１、１０の出力電圧特性や、増幅
器１１の増幅率、しきい値回路１２のしきい値レベルを
調整する。
いて、商用周波数成分の電流検出レベル、すなわちしき
い値回路１２の出力がＨレベルになるための主回路に流
れる商用周波数成分の電流レベルは、白熱電灯の点灯時
に流れる越流や、電動機の始動時に流れる突入電流の大
きさより小さく、配線用遮断器の定格電流より数倍大き
い範囲に設定する。即ち、従来の配線用遮断器でいう過
負荷ないし短絡領域の電流に設定する。具体的には２０
Ａの配線用遮断器の場合、４０から２００Ａ程度に選ば
れ、そのために変流器１、１０の出力電圧特性や、増幅
器１１の増幅率、しきい値回路１２のしきい値レベルを
調整する。
【００３２】又、高周波数成分の電流検出レベル、すな
わちしきい値回路２２の出力がＨレベルになるための主
回路に流れる高周波数成分の電流レベルは、ノイズによ
り誤動作しない程度に小さく設定する。具体的には数Ａ
程度に設定し、そのために変流器２、２０の出力電圧特
性や、増幅器２１の増幅率、しきい値回路２２のしきい
値レベルを調整する。又、検出する高周波数成分の周波
数範囲は実際に前述のコードの短絡事故時に発生する高
周波数成分１ｋＨｚから数１０ｋＨｚ程度に選ばれる。
わちしきい値回路２２の出力がＨレベルになるための主
回路に流れる高周波数成分の電流レベルは、ノイズによ
り誤動作しない程度に小さく設定する。具体的には数Ａ
程度に設定し、そのために変流器２、２０の出力電圧特
性や、増幅器２１の増幅率、しきい値回路２２のしきい
値レベルを調整する。又、検出する高周波数成分の周波
数範囲は実際に前述のコードの短絡事故時に発生する高
周波数成分１ｋＨｚから数１０ｋＨｚ程度に選ばれる。
【００３３】以上のように構成された本件発明の配線用
遮断器は、図１に示すような越流や突入電流における商
用周波数成分の電流は、本件発明の商用周波数成分の電
流検出レベルを超えているから、しきい値回路１２の出
力はＨレベルとなるが、越流や突入電流には商用周波数
成分以外の高周波数成分を含んでいないので、しきい値
回路２２の出力はＬレベルとなっていて、ＡＮＤ回路３
の出力は、Ｌレベルとなり、サイリスタ４はトリガーさ
れず、トリップコイル５は吸引されないので、遮断器は
開動作しない。
遮断器は、図１に示すような越流や突入電流における商
用周波数成分の電流は、本件発明の商用周波数成分の電
流検出レベルを超えているから、しきい値回路１２の出
力はＨレベルとなるが、越流や突入電流には商用周波数
成分以外の高周波数成分を含んでいないので、しきい値
回路２２の出力はＬレベルとなっていて、ＡＮＤ回路３
の出力は、Ｌレベルとなり、サイリスタ４はトリガーさ
れず、トリップコイル５は吸引されないので、遮断器は
開動作しない。
【００３４】次に図２に示すようなコードの事故電流で
は商用周波数成分ａは、数十から数百Ａであって、しき
い値回路１２の出力は、Ｈレベルとなるとともに、高周
波数成分ｂを含むため、しきい値回路２２の出力もＨレ
ベルとなって、ＡＮＤ回路３の出力はＨレベルとなり、
サイリスタ４はトリガーされ、トリップコイル５が吸引
され、遮断器は瞬時に開動作する。
は商用周波数成分ａは、数十から数百Ａであって、しき
い値回路１２の出力は、Ｈレベルとなるとともに、高周
波数成分ｂを含むため、しきい値回路２２の出力もＨレ
ベルとなって、ＡＮＤ回路３の出力はＨレベルとなり、
サイリスタ４はトリガーされ、トリップコイル５が吸引
され、遮断器は瞬時に開動作する。
【００３５】したがって越流や突入電流では接点装置を
開動作しないが、コード事故による放電状短絡電流につ
いては電流値が越流や突入電流より小さくとも、特定の
高周波数成分を含むので接点を開動作することが出来
る。なお、従来の２０Ａ定格の配線用遮断器でも数十か
ら数百Ａの過負荷短絡電流領域で接点装置を開動作する
ことは出来るが、短絡発生から接点装置の開動作まで
は、数秒から数十秒の時間がかかり、本件の発明のよう
に短絡発生後、瞬時に接点装置を開動作することは出来
なかった。
開動作しないが、コード事故による放電状短絡電流につ
いては電流値が越流や突入電流より小さくとも、特定の
高周波数成分を含むので接点を開動作することが出来
る。なお、従来の２０Ａ定格の配線用遮断器でも数十か
ら数百Ａの過負荷短絡電流領域で接点装置を開動作する
ことは出来るが、短絡発生から接点装置の開動作まで
は、数秒から数十秒の時間がかかり、本件の発明のよう
に短絡発生後、瞬時に接点装置を開動作することは出来
なかった。
【００３６】本件発明による配線用遮断器に従来の熱動
型過電流検出引き外し装置（バイメタル）や、電磁型過
電流検出引き外し装置（ダッシュポット型電磁石）を組
合せ使用すれば、従来の過負荷や短絡電流から、配線を
保護する機能は持ちながら更にコンセントにコードを接
続したときのコードの絶縁劣化や通電過熱によるコード
皮膜の溶融による心線短絡や、トラッキングによる放電
状の短絡により即座に回路を遮断して、コードの部分過
熱による出火、火災の発生を防止できる機能を併せ持つ
配線用遮断器を提供できる。
型過電流検出引き外し装置（バイメタル）や、電磁型過
電流検出引き外し装置（ダッシュポット型電磁石）を組
合せ使用すれば、従来の過負荷や短絡電流から、配線を
保護する機能は持ちながら更にコンセントにコードを接
続したときのコードの絶縁劣化や通電過熱によるコード
皮膜の溶融による心線短絡や、トラッキングによる放電
状の短絡により即座に回路を遮断して、コードの部分過
熱による出火、火災の発生を防止できる機能を併せ持つ
配線用遮断器を提供できる。
【００３７】以上のように本発明によれば、越流電流
や、突入電流では誤動作することなく、短絡電流値がそ
れより小さく、高周波数成分を含むような放電状の短絡
電流を発生するコード事故では、瞬時に接点装置を開動
作して、火災の発生を防止する配線用遮断器を得られる
という効果を有する。
や、突入電流では誤動作することなく、短絡電流値がそ
れより小さく、高周波数成分を含むような放電状の短絡
電流を発生するコード事故では、瞬時に接点装置を開動
作して、火災の発生を防止する配線用遮断器を得られる
という効果を有する。
【図１】 越流、突入電流波形の例
【図２】 非連続の間欠的な放電状短絡電流波形の例
【図３】 本件発明の第１の実施例の図
【図４】 本件発明の第２の実施例の図
【図５】 本件発明の第３の実施例の図
１ 変流器Ａ ２ 変流器Ｂ ３ ＡＮＤ回路 ４ サイリスタ ５ トリップコイル ６ ダイオード ７ 接点装置 １１ Ａの増幅回路 １２ Ａのしきい値回路 １３ Ａのフィルタ回路 ２１ Ｂの増幅回路 ２２ Ｂのしきい値回路 ２３ Ｂのフィルタ回路 １００ 電圧発生部
Claims (5)
- 【請求項１】電線の絶縁破壊による短絡で発生する放電
状の短絡電流の商用周波数成分と、高周波数成分の双方
を、２つの電流検出部によりそれぞれ検出し、商用周波
数成分の電流が過負荷または短絡の状態にあり、更に高
周波数成分がある一定値以上であるときのみトリップコ
イルを吸引させて、接点開閉機構を引き外し、接点装置
を開とすることを特徴とする配線用遮断器。 - 【請求項２】電線の絶縁破壊による短絡で発生する放電
状の短絡電流の商用周波数成分と、高周波数成分の双方
を、各々電圧に変換して出力する商用周波数用と高周波
数用２つの電流検出部と、各電流検出部からの各電圧を
増幅する２つの増幅部と、増幅した各電圧が双方ともに
それぞれ定められたしきい値以上になった条件で、回路
を閉じるゲート回路部と、ゲート回路部の回路が閉じた
とき、通電されるトリップコイルと、トリップコイルに
電源を供給する整流回路部と、トリップコイルの通電に
より接点装置を開とする接点開閉機構より成り、前記商
用周波数成分のしきい値は、商用周波数成分の電流が過
負荷または短絡の状態にあるか否かを判別する値に選ん
だことを特徴とする配線用遮断器。 - 【請求項３】遮断器の主回路を貫通させるＡ、Ｂ２つの
変流器と、 Ａの変流器の両端に発生する電圧から、商用周波数成分
のみを通過させるＡのフィルタ回路と、 Ｂの変流器の両端に発生する電圧から高周波数成分のみ
を通過させるＢのフィルタ回路と、 Ａのフィルタ回路の出力電圧を、増幅するＡの増幅部
と、 Ｂのフィルタ回路の出力電圧を、増幅するＢの増幅部
と、 Ａの増幅部の出力電圧が、既定の一定値以上であれば出
力をＨレベルとするＡのしきい値回路と、 Ｂの増幅部の出力電圧が、既定の一定値以上であれば出
力をＨレベルとするＢのしきい値回路と、 ＡとＢのしきい値回路からの出力が双方ともにＨレベル
であった場合、サイリスタを動作させるＡＮＤ回路と、 ＡＮＤ回路の出力にゲートを接続し、アノード側をトリ
ップコイルに、カソード側を片側の極に接続したサイリ
スタと、 サイリスタのアノードに一端を接続されたトリップコイ
ルと、 トリップコイルの他端と遮断器の他側の極側との間に接
続されたダイオードと、 トリップコイルの通電により接点装置を開とする接点開
閉機構部より成り、前記Ａのしきい値回路のしきい値
は、商用周波数成分の電流が過負荷または短絡の状態に
あるか否かを判別する値に選んだことを特徴とする配線
用遮断器。 - 【請求項４】遮断器の主回路を貫通させる商用周波数成
分の電流のみを検出する変流器Ａと、 遮断器の主回路を貫通させる高周波数成分の電流のみを
検出する変流器Ｂと、 Ａの変流器の出力を増幅するＡの増幅部と、 Ｂの変流器の出力を増幅するＢの増幅部と、 Ａの増幅部の出力電圧が、一定値以上になったときＨレ
ベルを出力するＡのしきい値回路と、 Ｂの増幅部の出力電圧が、一定値以上になったときＨレ
ベルを出力するＢのしきい値回路と、 Ａ、Ｂのしきい値回路からの出力が双方ともにＨレベル
であった場合、サイリスタを動作させるＡＮＤ回路と、 ＡＮＤ回路の出力にゲートを接続し、アノード側をトリ
ップコイルに、カソード側を遮断器の一方の極に接続し
たサイリスタと、 サイリスタのアノードに一端を接続されたトリップコイ
ルと、 トリップコイルの他端と遮断器の他側の極との間に接続
されたダイオードと、 トリップコイルの通電により、接点装置を開とする接点
開閉機構部より成り、前記Ａのしきい値回路のしきい値
は、商用周波数成分の電流が過負荷または短絡の状態に
あるか否かを判別する値に選んだたことを特徴とする配
線用遮断器。 - 【請求項５】遮断器の主回路に配置される内部インピー
ダンスによる電流に比例した電圧発生部と、 電圧発生部の両端に発生する電圧から、商用周波数成分
のみを通過させるＡのフィルタ回路と、 電圧発生部の両端に発生する電圧から高周波数成分のみ
を通過させるＢのフィルタ回路と、 Ａのフィルタ回路の出力電圧を、増幅するＡの増幅部
と、 Ｂのフィルタ回路の出力電圧を、増幅するＢの増幅部
と、 Ａの増幅部の出力電圧が、既定の一定値以上であれば出
力をＨレベルとするＡのしきい値回路と、 Ｂの増幅部の出力電圧が、既定の一定値以上であれば出
力をＨレベルとするＢのしきい値回路と、 ＡとＢのしきい値回路からの出力が双方ともにＨレベル
であった場合、サイリスタを動作させるＡＮＤ回路と、 ＡＮＤ回路の出力にゲートを接続し、アノード側をトリ
ップコイルに、カソード側を遮断器の一方の極に接続し
たサイリスタと、 サイリスタのアノードに一端を接続されたトリップコイ
ルと、 トリップコイルの他端と遮断器の他側の極との間に接続
されたダイオードと、 トリップコイルの通電により接点装置を開とする接点開
閉機構部より成り、前記Ａのしきい値回路のしきい値
は、商用周波数成分の電流が過負荷または短絡の状態に
あるか否かを判別する値に選んだことを特徴とする配線
用遮断器。 【０００１】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18142896A JP3691594B2 (ja) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | 配線用遮断器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18142896A JP3691594B2 (ja) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | 配線用遮断器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1014094A true JPH1014094A (ja) | 1998-01-16 |
| JP3691594B2 JP3691594B2 (ja) | 2005-09-07 |
Family
ID=16100611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18142896A Expired - Lifetime JP3691594B2 (ja) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | 配線用遮断器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3691594B2 (ja) |
Cited By (6)
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| JP2012055047A (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 電動駆動制御装置の過電流検出装置および過電流検出方法 |
| CN102801132A (zh) * | 2012-09-10 | 2012-11-28 | 厦门大恒科技有限公司 | 一种电流选择通过控制组件 |
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-
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