JPS593094B2 - カイロシヤダンキノ カデンリユウヒキハズシソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、回路しゃ断器の長限時、短限時および瞬時の
三元用はずし特性を有する改良した過電流用はずし装置
に関するものである。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来この種の引きはずし装置としては、回路しゃ断器の
主接点が挿入されている主回路に直列に引はずしコイル
を接続しその電磁力とエアまたはオイルを利用した遅延
機構とによる電磁形時延装置や主回路に流れる過電流を
直接あるいはヒータに通じてその熱でバイメタルを加熱
彎曲させてこの変形時の時間的遅れによる限時特性を得
て、機械的にキャッチを外して主回路の主接点をしゃ断
するバイメタル方式があった。

しかしこれらの方法はいずれも主回路へ電磁コイルやバ
イメタルあるいはヒータなどが直列に挿入されているた
め、これに常時消費される電力が犬でとくに電流定格の
大きな機種ににあってはこの湿度上昇の影響がいちじる
しく放熱、冷却を十分考慮する必要があり、このため機
器が大形となるほか、周囲温度などによる影響を受は易
く、動作にバラツキが大きいため信頼性が劣るという欠
点があった。

また主回路電流検出用の変流器と半導体回路を用いた静
止形の過電流用はずし装置もあるが、変流器の二次電流
を電圧に変換するために各相毎に補助変圧器や各種時延
回路を使用するためスペースが大きく必要で、回路しゃ
断器が大形で高価になる欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は熱的影響がなく、過電流検出および動作
点のバラツキも少なく、さらに長限時、短限時、瞬時の
三元用はずし要素を共通化してコンパクトで小形化した
回路しゃ断器の過電流用はずし装置を提供することにあ
る。

〔発明の実施例〕

本発明を一実施例の図面にもとずいて説明する。

第１図は回路構成図で、回路しゃ断器１の主回路２の各
相に変流器３を設け、その２次側に第２図及び３図で示
す電磁形時延装置４の電磁コイル５を直列に接続する。

この電磁形時延機装置４は電磁コイル５内に、オイル６
ａを封入しさらにバネ７とともにプランジャ８を上下動
自在に内蔵したオイルケース６を設ける。

このオイルケース６の上端はポールピース９とし、下部
にはオイルケース６と電磁コイル５を支持するとともに
上部において一端がポールピース９と対峙して支点１０
ａにて回動自在のアーマチュア１１を設けたヨーク１０
を備えている。

さらにアーマチュア１１の他の端部１１ａは常時開路の
接点１２と対峙している。

接点１２はタイマ１３のコイルを経由して図示しない制
御電源に接続しである。

電磁コイル５は全波整流回路ｓｉｆを介して負荷抵抗Ｒ
に接続してあり、ダイオードＳＲの出力側で各相が一括
に接続される。

半導体回路による瞬時引きはずし要素１４は定電圧ダイ
オードＺＤ、と動作設定用の可変抵抗器Ｒｖ、トランジ
スタＴ ｒ １． Ｔ ｒ ２およびスイッチング用サ
イリスクＳＣＲなどから構成されていて、このサイリス
クＳＣＲには回路しゃ断器１の引はずしコイルＴＣと、
主接点とともに動作する常時開路の補助接点１ａが直列
になり図示しない制御電源に接続されて電圧Ｅが加わっ
ている。

またサイリスタＳＣＲの両端にはタイマ１３の接点１３
ａが接続されている。

第４図は一般の回路しゃ断器に要求される引はずし動作
特性曲線図で、定格電流以下においては不動作、小さい
過電流では長時延をもって動作し、大きな過電流では短
時間内に動作、短絡事故などによる極端な過電流の時に
は瞬時に主接点を開略し、主回路をしゃ断することを表
わしている。

第１図に示す様に変流器３の二次側には主回路２の電流
に比例した電流が出力される。

この電流により電磁形時延装置４の電磁コイル５が励磁
されると、オイルケース６に内蔵されているプランジャ
８を通してヨーク１０、アーマチュア１１、ポールピー
ス９およびギャップＧ１． Ｇ２の間に磁気回路が形成
される。

主回路２に過負荷電流が流れると、プランジャ８はオイ
ルケース６内に一緒に内蔵されているバネ７およびオイ
ル６ａに抗しテホールピース９に吸引されて上昇する。

このためギャップＧ２が小さくなるとアーマチュア１１
を吸引する力が大きくなり、アーマチュア１１は、ピン
１０ａを支点に反時計方向に吸引される。

これにより第２図に示すようにアーマチュア１１の端部
１１ａで接点１２を押し制御電源の電圧Ｅで動作するタ
イマ１３の回路を形成する。

また主回路２の過負荷電流が非常に大きい場合は、電磁
コイル５による電磁力が極めて大きく発生するので、第
３図に示すオイルケース６内のプランジャ８が上昇しな
くてもアーマチュア１１が瞬時に吸引されタイマ１３の
回路が閉成される。

以上のように電磁形時延装置４のプランジャ８を働かし
てタイマ回路を形成する場合はプランジャ８の移動時間
とタイマ１３の設定時間を加えて第４図に示す長限時特
性を得ることができ、プランジャ８を働かせずにアーマ
チュア１１を駆動してタイマ回路を形成した場合には、
タイマ１３の設定時間のみによる短限時特性を得ること
ができる。

このタイマ回路は、接点１２が閉路された時だけタイマ
１３が働き、設定された時間後に第１図に示したように
タイマ１３の接点１３ａが閉路し、引はずしコイルＴＣ
を励磁して、回路しゃ断器１を引きはずす。

瞬時引きはずし要素Ｌ４においては変流器３から電磁形
時延装置４の電磁コイル５を経由した電流を全波整流回
路Ｓ百で直流に変換し、負荷抵抗器Ｒで電圧に変換する
。

この各相よりの電圧■を定電圧ダイオードＺＤ、を介し
、可変抵抗器Ｒｖで調整して、トランジスタＴｒｌを正
常時にはオフ状態に保持するように選定する。

すなわち主回路２に短絡電流のような大電流が流れた場
合のみオンさせるには、直流電圧■が定電圧ダイオード
ＺＤ１の電圧を超えてしかも可変抵抗器Ｒｖで分圧され
た分の出力が現われた場合であるので第１図に示す半導
体回路の瞬時引きはずし要素Ｌ４にあらかじめ制＠電源
より電圧Ｅを加えておき、トランジスタＴｒ２のコレク
タ電流を常時流してサイリスタＳＣＲをターンオフして
おく。

トランジスタＴｒ２のコレクタ電流を常時流すには、ト
ランジスタＴｒ１のコレクタ電流をオフしトランジスタ
Ｔｒ２のベース電流を常時流しておけばよい。

この状態で瞬時に回路しゃ断器１をしゃ断する必要のあ
る過電流が主回路２に流れた場合は、変流器３の二次側
の出力電流により電磁形時延装置４の電磁コイル５およ
び全波整流回路Ｓｉｆを介して直流電圧に変換された電
圧■が定電圧ダイオードＺＤ、と可変抵抗器Ｒｖとで設
定した電圧を超えるのでトランジスタＴｒ１はベース電
流が流れる。

このベース電流が流れることにより、１ランジスタＴｒ
１のコレクタ電流が流れるため、１ランジスタＴｒ２は
ベース電流が流れなくなりトランジスタＴｒ２のコレク
タ電流はオフする。

これによりサイリスタＳＣＲのゲー目こ電圧が加わりサ
イリスタＳＣＲはターンオンして導通状態となり引はず
しコイルＴＣが励磁されて回路しゃ断器１をしゃ断する
。

引はずしコイルＴＣとサイリスクＳＣＲ間に挿入しであ
る補助接点１ａは回路しゃ断器１が引きはずされると同
時に開略し、サイリスタＳＣＲの電流をしゃ断してサイ
リスタＳＣＲをターンオフさせ、さらに引きはずしコイ
ルＴＣの励磁電流もしゃ断する。

また、回路しゃ断器１がしゃ断され、主接点が開路して
主回路２に電流が流れなくなるので変流器３の二次側出
力はなくなり、トランジスタＴｒｌのベース電圧がなく
なるのでトランジスタＴｒ１はオフし、したがってトラ
ンジスタＴｒ２はオンしてサイリスタＳＣＲのゲート回
路をオフするので、回路しゃ断器１を再投入しても電流
が正常に復帰していればサイリスタＳＣＲはオフ状態に
ある。

電磁形時延装置４も電磁コイル５の吸引が不十分なので
動作しない。

〔発明の効果〕

以上本発明によれば変流器の二次側の出力から電磁形の
時延装置により長限時と短限時特性を得、かつ半導体回
路により瞬時引はずし特性を得ることにより、常時列は
ずし回路に大きな電流を流す必要がないので発熱も少な
く、したがって熱的な影響を考慮する必要がないのでコ
ンパクトでしかも動作特性の調整がタイマあるいは可変
抵抗器で容易にできるので精度の高い回路しゃ断器が得
られる。

また瞬時引はずしにおいては、半導体回路の入力端に定
電圧ダイオードを挿入しているため、設定値以下におい
ての誤動作は生じない。

しかも設定値を超えるとμＳ（マイクロ秒）オーダで瞬
時にサイリスクが導通状態になるので時間遅れのない正
確で精度の高い瞬時引きはずし特性が得られる。

さらに三元側はずし要素とも接点あるいはサイリスクを
駆動するだけの出力があれば良いので変流器の二次電流
からで十分の動作が可能なため機器も小さく消費電力も
少くないので回路しゃ断器が小形で信頼性が高くできる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の回路構成図、第２図は電磁形時延装置
の構成図、第３図は電磁形時延装置の一部切断正面図、
第４図は過電滝川はずし装置の動作特性曲線図である。 １・・・・・・回路しゃ断器、１ａ・・・・・・補助接
点、２・・・・・・主回路、３・・・・・・変流器、４
・・・・・・電磁形時延装置、５・・・・・・電磁コイ
ル、６・・・・・・オイルケース、６ａ・・・・・・オ
イル、７・・・・・・バネ、８・・・・・・プランジャ
、９・・・・・・ポールピース、１０・・・・・・ヨー
ク、１０ａ・・・・・・支点、１１・・・・・・アーマ
チュア、１１ａ・・・・・・端部、１２・・・・・・接
点、１３・・・・・・タイマ、１３ａ・・・・・・接点
、１−４・・・・・・瞬時引きはずし要素、ＴＣ・・・
・・・引きはずしコイル、ＺＤｌ・・・・・・定電圧ダ
イオード、Ｒｖ・・・・・・可変抵抗器、ＳＣＲ・・・
・・・サイリスク、Ｔｒｙ。 Ｔｒ２・・・・・・トランジスタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 回路しゃ断器に設けた主回路電流検出用変流器と、
   この二次電流による電磁力でプランジャおよびアーマチ
   ュアを吸引する電磁形時延装置とタイマ回路からなる長
   限時および短限時用はずし要素と、前記変流器の二次電
   流より得た直流電圧を定電圧ダイオードを介して人力す
   る半導体回路の瞬時引はずし要素とによる三元用はずし
   特性を有する回路しゃ断器の過電流用はずし装置。