JPS63240316A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、漏電遮断器に関し、特に、単相３線式配電方
式において、中性線（Ｎ相）が断線あるいは配線機器の
接触不良等により欠相状態になったときの保護を行うよ
うにした漏電遮断器に関するものである。

（従来の技術） 一般に、中性（Ｎ相）線が断線あるいは配線機器の接触
不良等により欠相状態になると、負荷に規定以上の電圧
が供給され、負荷の機器を損傷するおそれがある。この
ような状態になったときには電路を自動釣に遮断するこ
とが考えられている。

従来技術によるこの種溜室遮断器の一例の回路構成とそ
の電源側および負荷側の結線状態を第４図に示す。

第４図において、一点鎖線ブロック１はかかる漏電遮断
器を示し、２はトリップコイル、３は増幅部、４は零相
変流器（２ＣＴ）　、　５−１〜５−４はツェナーダイ
オードである。

６−１および６−２は零相変流器４に巻回した電圧検出
８線、７−１および７−２は抵抗、８は電源トランス、
９−１および９−２はそれぞれインピーダンスＬｌおよ
びＬ２の負荷、１０はトリップコイル２により付勢され
る遮断器の主接点である。

ここで、零相変流器４によってτ相電流が流れた状態が
検出され、その検出出力に応じて増幅部３はトリップコ
イル２を駆動し、以て主接点１０を開放させる。

第４図の漏電遮断器は、ツェナーダイオード５−１と５
−２および５−３と５−４、抵抗７−１および７−２）
検出用巻線６−１および６−２から成る電圧検出８線を
２組、通常の漏Ｔ１遮断器に付加して構成したものであ
る。

ここで、ツェナーダイオード５−１と５−２および５−
３と５−４のツェナー電圧は、Ｒ−Ｎ間電圧およびＮ−
７間電圧が通常の変動範囲上限（１２１Ｖ）では導通せ
ず、それを超えて、しかも可能なかぎり低い電圧で導通
するように設定される。本例では１３０ｖに設定される
。これは、通常の電圧変動では誤動作することがなく、
他方、異常電圧が発生した場合には、なるべく低い値で
電路を遮断し、負荷機器をかかる過電圧から保護しよう
とするためである。

検出巻線６−１および６−２と抵抗７−１および７−２
については、ツェナーダイオード５−１　と５−２およ
び５−３と５−４が導通して、各電圧検出回路に電流が
流れると、それによるＺＣＴ４の二次出力で増幅部３が
動作するように、巻数と抵抗値を設定しておく。

今、図中のａ点で断線が発生して欠相状態となったとす
ると５負荷９−１　に発生する電圧は、となる。

例えば、ＬＩ＝３Ｌ２とすると、 となり、負荷９−１は過電圧が印加された状態となる。

一方、過電圧検出回路のツェナーダイオード５−１およ
び５−２のツェナー電圧値を１３０Ｖに設定しておけば
検出巻線６−１に電流が流れ、トリップコイル２が動作
し、主接点ｌＯが開放して電路を遮断する。その結果、
過電圧による負荷機器の損傷を防止できる。

（発明が解決しようとする問題点〕 このような中性線欠相保護機能付の従来の漏電遮断器に
は次のような問題点がある。

（１）　Ｔｉ圧検出回路は、漏電遮断器のテスト回路と
同様に、漏電遮断器の内部で模擬漏電を発生させて動作
させているため、漏電遮断器の感度電流のばらつきが電
圧検出レベルに影響を与える。したがって、電圧検出レ
ベルを均一にするためには、澗電動作感度を厳確に管理
する必要があり、したがって漏電遮断器の生産性が低く
なってしまう。

（２）検出巻線は、過電圧によりツェナーダイオードが
導通して、わずかな電流（１〜２　ｍＡ）が流れた状態
で動作させることが必要であるから、３０ｍＡｇ度品で
３０ターン程度巻かれている。これは、ツェナーダイオ
ードが導通する電圧と漏電遮断器が動作する電圧との差
を極力小さくするためである。検出巻線は２組あるので
、合計では６０ターンの巻線となるため、その巻線に要
するスペースが大きくなるので、小型の漏電遮断器内に
収納するためには工夫を要し、その結果、多くの工数を
要し、かつコスト高となる。

そこで、本発明の目的は、前述した問題点を除去し、廉
価で動作特性が均一な電圧検出機能を有する漏電遮断器
を提供することにある。

ｃ問題点を解決するための手段） このような目的を達成するために、本発明は、中性線、
第１相の電線および第２相の電線による３極の単相３線
送電方式の電路を遮断する漏電遮断器において、第１相
の電線に流れる交流を整流する第１の整流手段と、第２
相の電線に流れる交流を整流する第２の整流手段と、第
１の整流手段の出力電圧および第２の整流手段の出力電
圧のいずれか一方の電圧を予め定められた電圧と比較す
る手段と、いずれか一方の電圧が予め定められた電圧よ
り大きいときに中性線が欠相していると判断する手段と
を具えたことを特徴とする。

〔作用〕

本発明は、単相３線方式の送電系統において、Ｒ相およ
びτ相の交流を第１および第２の整流手段により整流し
、第１の整流手段および第２の整流手段の出力電圧のい
ずれか一方の電圧が予め定められた電圧より大きいと籾
に零相の欠相と、判断手段により判断して電路を遮断す
る。このため、従来例において必要としたτ相欠相から
生じる過電圧を検出するための電圧検出巻線を必要とし
ない。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明実施例の構成の一例を示す。なお、第１
図において第４図と同一の箇所には同一の符号を付すこ
とにする。

本実施例はＲ−Ｎ相およびＮ−τ相のいずれかの電圧が
設定値を超えるとトリップコイル２が駆動するように構
成されている。

第１図において、一点鎖線ブロック１０１は過電圧検出
回路である。過電圧検出回路１０１はトランジスタＴ１
〜Ｔ２．ダイオードＤ５〜Ｄ６．ツェナーダイオ−ドア
１．抵抗Ｒ１〜Ｒ２およびコンデンサＣ，ＮＣ，により
構成される。

ツェナーダイオードｚ１および抵抗Ｒ，〜Ｒ５は比較手
段を形成し、Ｎ相から流れる電流が予め定められたツェ
ナーダイオードｚｌの導電電圧を越える状態のあいだは
ツェナーダイオード２．からトランジスタＴ１にベース
電流を供給する。

トラジスタＴ、〜Ｔ３および抵抗Ｒ４〜Ｒ２は判断手段
を形成し、ツェナーダイオードＺ、からトラジスタＴ１
へ電流が供給されているときはＲ相もしくはτ相が過電
圧の状態と判断してサイリスタ１０６へ作動電圧を供給
する。すなわち、トラジスタＴ、がオンしているときは
、そのトラジスタが電路１１の位置Ｐ−Ｑ間を短絡する
。

したがってトラジスタＴ２は、ベース電流が流れないの
でオフの状態である。また電路ＩＬ２を流れる電流はト
ランジスタＴ２がオフなので位ｉＸ、Ｙ間が短絡されず
、後述のサイリスタ１０８のゲートは抵抗Ｒ６およびＲ
７により定まる作動電圧を得ることができる。

１０３は集積回路の形態の増幅器であり、この増幅器１
０３はＺＣＴ４の検出電流を増幅し、トリップコイル２
に作動電流を供給する。一点鎖線ブロック１０５はＲ相
およびτ相の交流をそれぞれ整流する全波整流回路であ
り、ダイオードＤ、−０４により構成される。１０６は
サイリスタであり、このサイリスタ１０６は上述の作動
電流をトリップコイル２に供給するか否かを制御する。

なお、ＺｎＲ，〜ＺｎＲ３はサージアブソーバであり、
各相Ｒ−Ｎ　、Ｔ−ＮおよびＲ−Ｔ間を流れるサージ電
流を吸収する。

このような構成における本実施例の動作を説明する。

まず、中性線欠相がない場合には、Ｒ−ＮおよびＮ−７
間の電圧は双方とも同一（例えば１００Ｖ）で位相が同
一である。このためダイオードＤ５に流れる電流Ｉ、、
１２　としては、第２図に示すように、半波の電流が交
互に流れる。抵抗Ｒ２の両端に発生する通常の状態にお
ける電圧は、Ｉ、ＸＲ２もしくは■２×Ｒ２により定ま
る。そこでツェナーダイオードｚ１は第２図示のように
通常の処理における電流１１および■２では導通しない
よう設定しておく。

したがって、通常の状態ではトランジスタＴ１はオフ状
態を維持する。一方トランジスタＴ２では、抵抗Ｒ４，
抵抗Ｒ５で設定されたベース電流が供給されるためオン
の状態を維持する。したがって、サイリスタ１０６のゲ
ートＧには電圧が供給されずサイリスタ１０６は動作し
ない。

もし電路に中性線欠相が生じ、例えばＲ−Ｎ相が過電圧
状態となった場合、第３図に示すように１、全波整流回
路１０５により整流されたＮ相からＲ相へ流れる電流■
１は過電圧の影響を受けて増大し、逆にＮ相から零相へ
流れる電流Ｉ２は減少する。したがって、Ｉ、Ｘｎ２よ
り定まる抵抗Ｒ２の両端電圧がツェナーダイオードＺ、
の導通電圧を超えるとトランジスタＴ１がオン状態とな
り、同時にトランジスタＴ２がオフ状態となる。

この時、コンデンサＣ３は抵抗Ｒ６を介して充電されコ
ンデンサＣ１の電圧が上昇する。ただし、一時的な過電
圧状態、例えば、電路に雷が落ちた場合などでは、第３
図示のツェナーダイオード２．の導通時間１．が小さい
のでトランジスタＴ１のオン時間とトランジスタＴ２の
オフ時間がいずれも短い。この場合にはコンデンサＣ３
の電位が十分上昇する間もなく、再びトランジスタＴ２
により位Ｂ　Ｘ　、　Ｙの間が短絡され、サイリスタ１
０６が動作しない。

しかし、電路の中性線欠相が生じているときは、ツェナ
ーダイオードＺ１の導通時間ｔ１の値か大きくなり、コ
ンデンサＣ３の電圧がサイリスタ１０６の動作電圧を超
えるとサイリスタ１０６がオンとなる。また、増幅器１
０３がトリップコイル２の作動電流を供給するので、そ
の結果トリップコイル２が不図示の主接点を開放し、以
って電路が遮断される。

また、上述した抵抗やコンデンサの諸定数はＲ−Ｎ相の
電圧か１３５Ｖ程度となったとき動作するよう設定され
る。

さらにまた、これらの抵抗およびコンデンサには可変設
定可能なものを用いれば、操作者が所望の電圧感度を設
定することも可能となる。

なお、本実施例においてはＲ−零相の過電圧状態。

について本発明の詳細な説明したが、Ｎ−零相が過電圧
状態となった場合でも、上述Ｒ−Ｎ相の過電圧状態と全
く同様に電路が遮断される。ただし、このときは電流■
２が増大し、電流１１が減少する。

（発明の効果〕 以上、説明したように、本発明によれば、従来では必要
とした電圧検出巻線に代わる電圧検出回路を付加したこ
とにより、Ｒ−Ｎ相およびＮ−零相の双方の電圧の過電
圧状態を検出でき、しかも零相交流器の漏電検出感度に
は無関係に過電圧の検出感度が設定されるので茹篭遮断
器の動作特性を均一とすることができ、さらには従来で
はその取付に多大な労力と精度を必要とする電圧巻線が
なくなり、この結果製作工数の低減に大きく貢献できる
という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例における構成の一例を示す回路図
、 第２図は本発明実施例における中性線欠相のない通常状
態の電流１．．１２の電流波形を示す説明図、 第３図は本発明実施例における中性線欠相によりｆｌ−
Ｎ相電圧が過電圧状態の電流１．、Ｉ、の電流波形を示
す説明図、 第４図は従来例における中性線欠相保護漏電遮断器の構
成の一例を示す回路図である。 １・・・ＥＬＢ　。 ２・・・トリップコイル、 ３・・・増幅部、 ４・・・ＺＣＴ　。 ５・・・ツェナーダイオード、 ６・・・電圧検出巻線、 ７・・・抵抗、 ８・・・電源トランス、 ９・・・負荷、 ｌＯ・・・主接点、 Ｚ＋’＋１１’、Ｚ２＋７．２’・・・ツェｆ−−タイ
オＦ、Ｎ、、Ｎ２・・・電圧検出巻線、 Ｒ３−Ｒ９・・・抵抗、 Ｖ、、Ｖ２・・・負荷り、、Ｌ２に対応する負荷電圧、
１０１・・・過電圧検出回路、 １０５・・・全波整流回路、 １０６・・・サイリスタ、 ＺＮＲＩ　ＮＺＮＲ３・・・サージ７フ’／−ハ、Ｄ、
〜Ｄ、・・・ダイオード、 Ｃ１〜Ｃ３・・・コンデンサ、 ｚｌ・・・ツェナーダイオード、 ’「ｌ、Ｔ２・・・トランジスタ、 Ｔｅ・・・トリップコイル、 １１・・・Ｒ−Ｎ相間電圧により電圧検出回路に流れる
電流、 Ｉ２・・・Ｎ−Ｔ相間電圧により電圧検出回路に流れる
電流、 ■、・・・Ｃ１充電電流。 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）中性線、第１相の電線および第２相の電線による３
   極の単相３線送電方式の電路を遮断する漏電遮断器にお
   いて、 前記第１相の電線に流れる交流を整流する第１の整流手
   段と、 前記第２相の電線に流れる交流を整流する第２の整流手
   段と、 第１の整流手段の出力電圧および第２の整流手段の出力
   電圧のいずれか一方の電圧を予め定められた電圧と比較
   する手段と、 前記いずれか一方の電圧が前記予め定められた電圧より
   大きいときに前記中性線が欠相していると判断する手段
   と、 を具えたことを特徴とする漏電遮断器。 ２）特許請求の範囲第１項に記載の漏電遮断器において
   、前記第１の整流手段の出力電圧および前記第２の整流
   手段の出力電圧のいずれか一方の電圧が前記予め定めら
   れた電圧より大きくなっている状態が予め定められた時
   間以上持続したときに前記判断手段は前記中性線が欠相
   していると判断するようにしたことを特徴とする漏電遮
   断器。