JPS6110826A - 漏電遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は静止形引はずし回路を用いて過電、流および漏
電保護を行ない、かつ動作原因を判別するための漏電表
示装置を備えた漏電遮断器に関する。

〔発明の背景〕

近年、配線用遮断器により配線だけでなく負荷をも保護
したいという需要家の要求に応えて、過電流保護要素を
静止化し任意の保護動作特性が得られるようにした、い
わゆる電子式過電流リレーが開発されている。この場合
、引はずし回路の動作信号により接触子を開極動作させ
る電気−機械変換器としては、小さな電気エネルギーで
動作する砒気引はずし装置を使用するのが一般的で、こ
れによりリレーの信号源であり、かつ電源でもある過電
流検出用変流器の小形化を実現している。

このような電子式過電流リレーを過電流保護要素として
用いた漏電遮断器の従来例を第１図に示丁。同図におい
て、１は被保護回路の各相に設けられた過電流検出用変
流器で、該変流器の出力は整流回路２によシ三相全波整
流された後、抵抗３６゜３７により電圧に変換され、電
子回路からなる過電流引はずし回路３に信号および電源
として印加される。過電流引はずし回路３は抵抗３６．
３７により分圧された信号電圧がある整定値を越えた場
合、信号電圧の大きさに対応した遅延時間後に動作信号
を発生する。この動作信号により第１スイッチング素子
であるサイリスタ４が導通して前記磁気引はずし装置の
引はずしコイル５に整流回路２の出力電圧を印加し、磁
気引はずし装置により接触子６を開極動作させて被保護
回路を遮断する○ また漏電事故に際しては、零相変流器７に発生する出力
が抵抗３８により電圧信号に変換され、電子回路からな
るｉｔ引はずし回路８に印加される。漏電側はずし回路
８は入力信号電圧が整定値を越えると、ある遅延時間後
に動作信号を発生する。この動作信号により第２スイッ
チング素子であるサイリスタ９が導通して漏電側はずし
コイル１０を付勢し、この漏電側はずしコイル１０によ
り接触子６を開極動作させて被保護回路を遮断すると同
時に、漏電表示ボタン１１の機械的係合をはずして遮断
器のケース外に突出させ、遮断後にその動作原因（過電
流か、漏電力すが判別できるようにしている。なお漏電
事故の場合には、検出される漏洩電流自体が数十ｍａと
小さいため、零相変流器７からは電源として必要な出力
をとれないので、被保護回路の電圧を整流回路１２で整
流し漏電側はずし回路８と漏電側はずしコイル１０の電
源として用いている。３９，４０．　４１は限流抵抗で
ある。

しかし、上記した従来の漏電遮断器には次のような問題
点があった。

（１）第２図は漏電側はずし特性と過電流引はずし特性
をあわせて示したものであるが、一般に漏電検出に用い
る零相変流器７の平衡度には限界があり、零相電流が流
れなくても、過電流により零和変流器二次側に生じる残
留電流によって漏電側はずし回路８が動作する領域（第
２図の破線より右の領域）がある。通常は過電流引はず
し特性を損なわぬよう、零相変流器に磁気シールドを施
したり、巻線や鉄心透磁率を一様化することで、この平
衡特性の限界を上げている。

しかし、第１図に示す回路構成では、平衡特性限界を越
える過電流が流れた場合、漏電側はずし回路８０発生す
る動作信号により漏電側はずしコイル１０も動作してし
貰うため、漏電表示ボタン１１がケース外に突出し、使
用者に動作原因を誤って表示することになる。

（２）過電流引はずしコイル５と漏電側はずしコイル１
０の機械的出力を共通に接触子６の開閉機構に伝えるた
め、共通用はずし軸や連動板等の介在物が必要であり、
これら介在物による運動伝達系の慣性質量の増大により
短絡事故時の動作時間が延びるため、帰路遮断性能が低
下する。

（５）引はずしコイルを２個必要とするため、価格も高
くなる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、過電流保護用と漏電保護用の引はずし
コイルを共通とし、かつ漏電検出用零相変流器の平衡性
限界を越える過電流で漏電表示装置が誤動作しない構成
とすることにより、誤表示がなく、かつ短絡遮断性能の
よりすぐれた漏電遮断器を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、過電流検出用変流器と、漏電検出用零相変流
器上　これら変流器の出力によりそれぞれの事故に対応
した時間後に動作信号を発生する過電流引はずし回路お
よび漏電側はずし回路と、過電流引はずし回路の動作信
号により導通する第１スイッチング素子と、漏電側はず
し回路の動作信号により導通する第２スイッチング素子
と、接触子な開極動作させる引はずしコイルと　漏電表
示装置とを備え、前記側はずしコイルは前記第１スイッ
チング素子と第２スイッチング累子とに共通に接続され
て過電流検出用変流器の出力を整流した電圧と被保護回
路電圧を整流した電圧との論理和により付勢され、前記
漏電表示装置は第２スイッチング素子と直列に、第１ス
イッチング素子とは並列に接続された表示用コイルを有
し、かつ漏電検出用零相変流器の平衡特性限界を越える
過電流に対しては第１スイッチング素子が第２スイッチ
ング素子より早く導通するよう処構成されてなる漏！遮
断器である。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を第３〜６図により説明するＯ 第６図は本発明の一実施例の回路図で、第１図と同一機
能を有する部分は同一符号で示す。

第３図において、過電流検出用変流器１の出力は整流回
路２で三相全波整流され、抵抗３（Ｓ、３７で電圧に変
換される。過電流引はずし回路３は抵抗３６．３７で分
圧された信号電圧がある整定値を越えた場合、信号電圧
の大きさに対応した遅延時間後に動作信号を発生し第１
スイッチング素子であるサイリスタ４を導通させる電子
回路で、第１図の過電流引はずし回路３と同様に反限時
動作および瞬時動作を行なう公知の回路である。

一方、漏電検出用零相変流器７の出力は抵抗３８で電圧
信号に変換され漏電側はずし回路８に印加される。漏電
側はずし回路８は入力信号電圧がある整定値を越えると
、所定の遅延時間後に動作信号を発生し第２スイッチン
グ素子であるサイリスタ９を導通させる電子回路で、第
１図の漏電側はずし回路８と同様の公知の回路である。

５は過電流、漏電保護兼用の磁気側はずし装置の引はず
しコイルであり、この引はずしコイル５は前記第１スイ
ッチング累子４と第２スイッチング素子９とに共通に接
続し、過室、流検出用変流器１の出力を整流回路２で整
流した電圧と被保護回路電圧を整流回路１２で整流した
電圧との論即和によｐ付勢されるようにする○すなわち
、漏電事故ないし過負荷事故のような事故電流の比較的
小さい領域では、第２スイッチング素子９とダイオード
４３筐たけ第１スイッチング素子４を介して印加される
整流回路１２の出力電圧により引はずしコイル５を付勢
して接触子６を開極動作させ、短絡事故等のような事故
電流が犬きく、被保護回路電圧の低下する領域では、第
１スイッチング素子４とダイオード４２を介して印加さ
れる整流回路２の出力電圧により引はずしコイル５を付
勢して接触子６を開極動作させる。なお、過電流引はず
し回路５には整流回路２から、漏電側はずし回路８には
整流回路１２からそれぞれ電源を供給し、ダイオード４
２により整流回路１２の出力電圧が過電流引はずし回路
３に干渉しないようにしているＯ この゛よ）に構成することにより、共通の引はずしコイ
ル５を用いて過電流保護および漏電保護を確実に行なわ
せることができ、第１図に示す従来例において過電流引
はずしコイル５と漏電側はずしコイル１０の機械的出力
を共通に開閉機構に伝えるために必要であった共通側は
ずし軸や連動叡等の介在物が不要になるため、運動伝達
系の慣性質量の軽減により短絡事故時の動作時間を短く
して、遮断性能を向上させることができる。筐だ、第１
図に示す従来例では、事故電流の比較的小さい過負荷時
にも変流器２の出力で引はずしコイル５を動作させなけ
ればならなかったが、上記構成によれば、このような事
故電流の小さい領域では被保護回路電圧を整流した電圧
で引はずしコイル５を動作させることができるので、そ
れだけ変流器２の負担が軽くなり、変流器２を小形化で
きる。

次に漏′ａ表示について述べる。第３図において、漏電
表示装置２１は独立した表示用コイル１３を有し、この
表示用コイル１６は第２スイッチング素子９、ダイオー
ド４３と直列に、第１スイッチング素子４とは並列に接
続されている。そして、漏電検出用零相変流器７の平衡
特性限界を越える過電流に対しては過電流引はずし回路
乙の瞬時動作により第１スイッチング素子４が第２スイ
ッチング素子９よりも早く導通するように過電流引はず
し回路５と漏電側はずし回路８の動作時間の協調をとっ
ている。こうすることにより、漏電事故に対しては第２
スイッチング素子９の導通により引はずしコイル５と表
示用コイル１３に整流回路１２の出力電圧が印加される
ため−１はずしコイル５が接触子６を開極動作させると
同時に表示用コイル１６が動作して漏′を表示を行なう
が、過電流に対しては第１スイッチング素子４が導通す
ると引はずしコイル５にほぼ全電圧がかかり、表示用コ
イル１３はほとんど短絡された状態になるので、たとえ
漏電検出用零相変流器７の平衡特性限界を越える過電流
が流れ、接触子６の開極完了前に漏電側はずし回路８の
誤動作により第２スイッチング素子９が導通させられて
も表示用コイル１３には電圧が印加されず、したがって
漏電表示装置２１が誤って漏電表示をすることはない。

漏電表示装置２１はターゲットの落下、ボタンの突出等
、任意の様式で漏電事故を表示し、被保護回路が遮断さ
れた後も表示状態を保持できるものであわばよく　第３
図には表示ボタン１１の突出により漏電表示する例を示
した。

第４図は漏電表示装置２１の構成例を示す図で、表示ボ
タン１１は可動鉄心１４に装着され、円筒形ガイド２０
により案内されて可動鉄心１４とともに軸方向に移動す
ることができる。常時は永久磁石１５の発生する磁束が
ヨーク１６と補助ヨーり１８を介して可動鉄心１４と固
定鉄心１７の接極面を通過し−この磁束による吸引力が
ばね１９の駆動力に打ち勝って図示のように可動鉄心１
４を固定鉄心１７に吸着させているが、漏電側はずし時
に表示用コイル１３が付勢されろと、前記永久磁石１５
による磁束と逆方向の磁束を発生し、接極面の磁束が打
ち消されるため、ばね１９の駆動力により可動鉄心１４
が図の上方に移動し表示ボタン１１を表示位置に突出さ
せるようになっている。動作後、表示ボタン１１を手で
押し込むと図示の状態にもどる。

第５．６図はこの漏電表示装置２１を内蔵した漏電鵡断
器の部分断面図で、他の図と同一符号は同一部分を示す
。第５．６図に示すように漏電表示装置２１は磁気側は
ずし装置２２とともに遮断器の開閉機構が設置された中
央極以外の他の１極に設置される。

第５図は遮断器の閉路状態を示す図で、この状態では表
示ボタン１１は本体ケース２３から突出していないが、
漏電側はずし時には第６図に示すように表示ボタン１１
が本体ケース２３から突出して漏電による引はずしであ
ることを使用者に知らせる。

過電流用はずし時には開閉機構の操作ハンドル２４のみ
が引はずし位置となり、表示ボタン１１は突出しないの
で、過電流による引はずしであることがわかる。

磁気側はずし装置２２は次のように動作する。

常時は永久磁石２５の発生する磁束により可動鉄心２６
と固定鉄心２７の接極面に働く吸引力がばね２８の駆動
力に打ち勝って第５図の実線で示すように可動鉄心２６
を固定鉄心２７に吸着し、可動鉄心２６の他端部を引は
ずし軸２９から離している。過電流用はずし時および漏
電側はずし時には引はずしコイル５の付勢により前記永
久磁石２５による磁束と逆方向の磁束が発生し、この磁
束により接極面の磁束が打ち消されるため、可動鉄心２
６はばね２Ｂの駆動力により第５図の２点鎖勝で示す位
置に回動し、その他端部で引はずし軸２９を押し図の左
方に移動させる。これによシ図示しない中央極部のラッ
チがはずれ、開閉機構が開極動作して、各極共通の絶縁
軸６０に取付げられた可動枠３１を時計方向に回動させ
、接触子である可動接触子６を固定接触子３２から開離
させる。

第６図は開極完了した状態を示す０このとき、可動接触
子６０回回動点軸３５に装着されて接触圧力を与えるね
じりばね６４の先端部で可動鉄心２６が押され元の位置
に復帰する。第５．６図において、３５は過電流検出用
変流器１０貫通導体で、可動接触子６と図示しない負荷
側端子に接続されている。

〔発明の効果〕

本発明によれば、漏電検出用零相変流器の平衡特性限界
を越える過電流が被保護回路に流れ、零相変流器二次側
に生じる残留電流により漏電側はずし回路が誤動作した
場合でも漏電表示装置の表示用コイルは付勢されないた
め、従来の電子式過電流リレーを用いた漏電遮断器にち
ったような漏電表示装置の誤表示をな（丁ことができる
。１だ、引はずしコイルを過電流保護と漏電保護に共通
としたため、従来例において過電流引はずしコイルと漏
電引はずしコイルの機械的出力を開閉機構忙共通に伝え
るために必要であった共通引はずし軸や連動板等の介在
物が不要となり、運動伝達系の慣性質量の軽減により短
絡事故等に対する動作時間を短くして遮断性能を向上さ
せることができ、かつ安価に構成できるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は電子式過電流リレーを用いた漏電遮断器の従来
例の回路図、第２図はその動作特性図、第３図は本発明
の一実施例を示す回路図、第４図１は第６図中の漏電表
示装置の構成例を示す一部切断した側面図、第５図、第
６図はこの漏電表示装置を内蔵した漏電遮断器の部分断
面図である、１：過電流検出用変流器、２：変流器１の
出力を整流する整流回路、３：過電流引はずし回路、４
：第１スイッチング素子、５：引はずしコイル、６：接
触子、７：漏電検出用零相変流器、８：漏電引はずし回
路、９：第２スイッチング素子、１２：被保獲回路電圧
を整流する整流回路、１３：表示用コイル、２１・・・
漏電表示装置 ＄　２　図 雰坩麦Ｘ各Ｊ 扁シ曵電沈（Ｑ−ハ１　　　　　　　　１！”　Ｘ　（
足孔七虻流１：り１訃２）あ　　　　　　　　− 第　４　図 茅６１２１ 力　　　３／　　　　　３０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 過電流検出用変流器と、漏電検出用零相変流器と、これ
   ら変流器の出力によりそれぞれの事故に対応した時間後
   に動作信号を発生する過電流引はずし回路および漏電引
   はずし回路と、過電流引はずし回路の動作信号により導
   通する第１スイッチング素子と、漏電引はずし回路の動
   作信号により導通する第２スイッチング素子と、接触子
   を開極動作させる引はずしコイルと、漏電表示装置とを
   備え、前記引はずしコイルは前記第１スイッチング素子
   と第２スイッチング素子とに共通に接続されて過電流検
   出用変流器の出力を整流した電圧と被保護回路電圧を整
   流した電圧との論理和により付勢され、前記漏電表示装
   置は第２スイッチング素子と直列に、第１スイッチング
   素子とは並列に接続された表示用コイルを有し、かつ漏
   電検出用零相変流器の平衡特性限界を越える過電流に対
   しては第１スイッチング素子が第２スイッチング素子よ
   り早く導通するように構成されてなる漏電遮断器。