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技術 漏電遮断器

出願人 富士電機機器制御株式会社
発明者 長谷川喜吉
出願日 2006年6月1日 (13年9ヶ月経過) 出願番号 2006-153625
公開日 2007年12月13日 (12年3ヶ月経過) 公開番号 2007-323991
状態 未査定
技術分野 ブレーカ
主要キーワード 温度判定回路 温度監視回路 温度警報 電磁引 電源側接続端子 警報入力 監視出力 負荷側接続端子
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2007年12月13日)のものです。
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図面 (6)

課題

高周波漏れ電流対策を施した漏電遮断器において、高周波漏れ電流に基づく零相変流器の異常過熱による零相変流器の絶縁劣化および検出巻線断線の発生を防止することのできる漏電遮断器を提供する。

解決手段

高周波漏れ電流対策を施した漏電遮断器1において、零相変流器3にこれの温度を検出する温度検出器61を設け、この温度検出器61の検出温度と予め設定された設定温度とを比較し、検出温度が設定温度を超えたとき、引外し装置5に引外し信号を与える温度監視回路6により、漏電遮断器1を遮断して零相変流器3の異常過熱を防止する。

概要

背景

漏電遮断器は一般に図5に示すように構成されている。

図5に示される漏電遮断器1は、電源側接続端子R,S,Tと負荷側接続端子U,V,Wとを接続する主回路導体12と、この主回路導体12を開閉する開閉部11と、主回路導体12の全相の導体挿通され、主回路導体に流れる漏電電流または地絡事故電流を検出する零相変流器3と、この零相変流器3の検出巻線31の検出電流監視して漏電または地絡事故の有無を判定する漏電検出回路4と、この漏電検出回路4の漏電を示す検出信号により前記開閉部11の開閉機構引外して開閉部を遮断する引外し装置5を備えている。漏電検出回路4および引外し装置5の電源は主回路導体12から取っている。

このような漏電遮断器1は、主回路導体12に漏電または地絡事故により不平衡電流が流れると、零相変流器3の検出巻線31から零相電流が検出され、この電流に比例した電圧検出抵抗32を介して漏電検出回路4に加わる。この検出電圧が予め設定された設定電圧より大きくなると、漏電判定回路42から漏電等の発生を示す漏電検出信号が発生され、これを受けてトリガ回路43から引外し装置5のサイリスタスイッチ51にゲート信号が与えられる。これにより、サイリスタスイッチ51がオンとなり、電磁引外し機構52が作動し、開閉部11は、開閉機構が引き外されて、遮断され、主回路導体12に接続された給電回路および負荷を漏電また地絡事故から保護する。

このような漏電遮断器1が、インバータ8を介して駆動される誘導電動機9のようなインバータを備えた負荷への給電回路に接続された場合は、特許文献1に示されるように、インバータ8が高周波スイッチング動作を行うことにより、給電回路の浮遊容量を介して高周波漏れ電流が発生し、これが主回路導体12に流れ、零相変流器3によって検出される。そして、この高周波漏れ電流設定値より大きくなると、判定回路42によって漏電の発生が検出され漏電遮断器1の開閉部11が漏電または地絡事故が発生していないにもかかわらず、負荷遮断がなされることになる。

このような不都合を解消するために、従来は、図5に示されるように漏電検出回路4の判定回路42の入り口に低域フィルタ41を設けて、判定回路へ流れる高周波漏れ電流を阻止し、高周波漏れ電流による不要な遮断動作が行われないようにしていた(特許文献1参照)。
特開平05−015046号公報

概要

高周波漏れ電流対策を施した漏電遮断器において、高周波漏れ電流に基づく零相変流器の異常過熱による零相変流器の絶縁劣化および検出巻線の断線の発生を防止することのできる漏電遮断器を提供する。高周波漏れ電流対策を施した漏電遮断器1において、零相変流器3にこれの温度を検出する温度検出器61を設け、この温度検出器61の検出温度と予め設定された設定温度とを比較し、検出温度が設定温度を超えたとき、引外し装置5に引外し信号を与える温度監視回路6により、漏電遮断器1を遮断して零相変流器3の異常過熱を防止する。

目的

この発明は、このような高周波漏れ電流対策を施した漏電遮断器における不都合を解消して零相変流器の温度上昇による絶縁劣化および検出巻線の断線等の発生を防止することのできる漏電遮断器を提供することを課題とするものである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

3相主回路導体と、この主回路導体を開閉する開閉部と、前記主回路導体の漏電電流を検出する零相変流器と、この零相変流器の検出巻線の出力から漏電の発生の有無を判定する漏電検出回路と、この漏電検出回路の漏電の発生を示す出力信号により前記開閉部を引外し主回路遮断する引外し装置とを備えた漏電遮断器において、前記零相変流器の温度を検出する温度検出器と、この温度検出器の検出温度と予め設定された設定温度とを比較し、検出温度が設定温度を超えたとき、前記引外し装置に引き外し信号を与える温度監視回路とを設けたことを特徴とする漏電遮断器。

請求項2

請求項1に記載の漏電遮断器において、前記温度監視回路が、検出温度が設定温度を超えたとき警報装置を作動させることを特徴とする漏電遮断器。

技術分野

0001

この発明は、電動機、その他各種の負荷の接続された配電系統に発生する漏電または地絡事故を検出して波及を未然に防ぐための漏電遮断器、特に内蔵した漏電検出用零相変流器異常温度上昇から保護することが可能な漏電遮断器に関する。

背景技術

0002

漏電遮断器は一般に図5に示すように構成されている。

0003

図5に示される漏電遮断器1は、電源側接続端子R,S,Tと負荷側接続端子U,V,Wとを接続する主回路導体12と、この主回路導体12を開閉する開閉部11と、主回路導体12の全相の導体挿通され、主回路導体に流れる漏電電流または地絡事故電流を検出する零相変流器3と、この零相変流器3の検出巻線31の検出電流監視して漏電または地絡事故の有無を判定する漏電検出回路4と、この漏電検出回路4の漏電を示す検出信号により前記開閉部11の開閉機構引外して開閉部を遮断する引外し装置5を備えている。漏電検出回路4および引外し装置5の電源は主回路導体12から取っている。

0004

このような漏電遮断器1は、主回路導体12に漏電または地絡事故により不平衡電流が流れると、零相変流器3の検出巻線31から零相電流が検出され、この電流に比例した電圧検出抵抗32を介して漏電検出回路4に加わる。この検出電圧が予め設定された設定電圧より大きくなると、漏電判定回路42から漏電等の発生を示す漏電検出信号が発生され、これを受けてトリガ回路43から引外し装置5のサイリスタスイッチ51にゲート信号が与えられる。これにより、サイリスタスイッチ51がオンとなり、電磁引外し機構52が作動し、開閉部11は、開閉機構が引き外されて、遮断され、主回路導体12に接続された給電回路および負荷を漏電また地絡事故から保護する。

0005

このような漏電遮断器1が、インバータ8を介して駆動される誘導電動機9のようなインバータを備えた負荷への給電回路に接続された場合は、特許文献1に示されるように、インバータ8が高周波スイッチング動作を行うことにより、給電回路の浮遊容量を介して高周波漏れ電流が発生し、これが主回路導体12に流れ、零相変流器3によって検出される。そして、この高周波漏れ電流設定値より大きくなると、判定回路42によって漏電の発生が検出され漏電遮断器1の開閉部11が漏電または地絡事故が発生していないにもかかわらず、負荷遮断がなされることになる。

0006

このような不都合を解消するために、従来は、図5に示されるように漏電検出回路4の判定回路42の入り口に低域フィルタ41を設けて、判定回路へ流れる高周波漏れ電流を阻止し、高周波漏れ電流による不要な遮断動作が行われないようにしていた(特許文献1参照)。
特開平05−015046号公報

発明が解決しようとする課題

0007

しかしながら、このような高周波漏れ電流対策を施した漏電遮断器を介してインバータを備えた負荷への給電回路に使用すれば、高周波漏れ電流による不要な遮断動作は防止することができるが、主回路導体12に高周波電流重畳して流れるため、零相変流器3の鉄心33に大きな鉄損が生じ、そのために零相変流器3の温度が異常に上昇することがある。温度の異常上昇により零相変流器の検出巻線31の絶縁劣化したり、絶縁樹脂巻線との熱膨張係数相違による検出巻線が断線したりすることによって漏電検出機能が不能となり、漏電遮断器が機能しなくなるような不都合が生じる。

0008

この発明は、このような高周波漏れ電流対策を施した漏電遮断器における不都合を解消して零相変流器の温度上昇による絶縁劣化および検出巻線の断線等の発生を防止することのできる漏電遮断器を提供することを課題とするものである。

課題を解決するための手段

0009

前記の課題を解決するため、請求項1に係る発明は、3相の主回路導体と、この主回路導体を開閉する開閉部と、前記主回路導体の漏電電流を検出する零相変流器と、この零相変流器の検出巻線の出力から漏電の発生の有無を判定する漏電検出回路と、この漏電検出回路の漏電の発生を示す出力信号により前記開閉部を引外して主回路を遮断する引外し装置とを備えた漏電遮断器において、
前記零相変流器の温度を検出する温度検出器と、この温度検出器の検出温度と予め設定された設定温度とを比較し、検出温度が設定温度を超えたとき、前記引外し装置に引き外し信号を与える温度監視回路とを設けたことを特徴とする。
そして、請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明において、温度監視回路が、検出温度が設定温度を超えたとき警報装置を作動させることを特徴とするものである。

発明の効果

0010

この発明によれば、漏電遮断器の零相変流器の温度を検出する温度検出器とこの温度検出器の検出温度と予め設定された設定温度とを比較し、検出温度が設定温度を超えたとき監視出力を発生する温度監視回路とを設け、この温度監視回路の出力により、引外し装置を作動させて負荷回路を遮断したり、警報装置を作動させて警報を発するようにしたりしているので、零相変流器に高周波電流が流れて温度が異常に上昇したとき自動的に漏電遮断器を動作させたり、温度の異常上昇を警報信号に基づいて負荷の運転を停止させるなどして、零相変流器に流れる高周波電流による零相変流器の温度上昇を抑えることができるので、零相変流器の絶縁劣化および検出巻線の断線を防止することができる。そしてこれにより漏電遮断器の漏電検出機能が停止することを防ぐことができる

発明を実施するための最良の形態

0011

以下にこの発明の実施の形態を図に示す実施例に従って説明する。

0012

図1は、この発明の実施例を示す漏電遮断器のブロック構成図である。この発明の漏電遮断器の基本的な構成は、図5に示す従来の漏電遮断器と同じであるので、同一要素は同一の符号で示し、その説明を省略する。

0013

この発明の図1の漏電遮断器1が、図5の従来の漏電遮断器と異なるのは、零相変流器3の温度を検出するためにこの変流器3に新たに取り付けた温度検出器61と、この温度検出器61からの検出温度を監視し、検出温度が予め設定された設定温度を超えたとき出力信号を発生する温度判定回路62とで構成された温度監視回路6を付加したところである。温度監視回路6の温度判定回路62の出力信号は、漏電検出回路4の漏電判定回路42の出力信号と並列にトリガ回路43に加えられる。なお、前記温度検出器61としては、サーミスタトランジスタダイオードなどのほか、各種の温度センサを用いることができる。

0014

このようなこの発明の漏電遮断器1を、インバータ8を介して駆動される誘導電動機9への給電回路に設置し、インバータ8の高速スイッチング動作に伴う高周波漏れ電流が給電回路の浮遊容量を介して漏電遮断器1の主回路導体12に流れた場合、零相変流器3の鉄心33にこの高周波電流に基づく磁束が形成されることにより、大きな鉄損が発生し、これにより零相変流器3が加熱されるため、その温度が上昇する。

0015

このように温度の上昇した零相変流器3の温度が、温度検出器61によって検出され、その大きさが温度判定回路62において、予め設定された設定温度と比較され、設定温度を超えたときに異常温度であることを示す出力信号が発生される。この出力信号がトリガ回路43に加わると、引外し装置5のサイリスタスイッチ51にゲート信号が与えられるので、これがオンする。サイリスタスイッチ51がオンすることによって引外し装置5の電磁引外し機構52が作動され、開閉部11の開閉機構を引き外し、これを開極させて主回路導体12を遮断し、インバータ8、負荷9への給電を停止する。

0016

これによって、インバータ8が動作を停止して、零相変流器3に流れる高周波漏れ電流が遮断されるので、零相変流器3の高周波電流による加熱がとまり、それ以上の危険な温度に上昇することはなく、零相変流器3の過熱による絶縁劣化および検出巻線の断線などが防止され、漏電遮断器1を高周波漏れ電流が生じる環境下で使用しても、高周波漏れ電流による異常過熱から保護することができる。

0017

図2はこの発明の漏電遮断器1に使用する漏電検出回路4および温度監視回路6の具体的な第1の実施例を示す回路構成図である。

0018

図2において、零相変流器3の検出巻線31に接続された検出抵抗32から零相電流に比例した電圧を取り出す。この電圧に含まれる高周波成分は、抵抗とコンデンサのT形回路からなる低域フィルタ41で阻止され、低周波商用周波)成分だけがオペアンプOP1で構成された増幅回路42−1を通してオペアンプOP2で構成された第1の判定回路42−2に加えられる。この判定回路でこの低周波(商用周波)の零相電流の検出信号が設定値S1と比較され、設定値S1より大きくなる期間だけ出力信号が発生され、この信号がトランジスタTrとコンデンサCで構成された積分回路42−3で積分される。この積分回路の積分値が第2の判定回路42−4で第2の設定値S2と比較され、この設定値S2より大きくなったときトリガ回路43−1が駆動される。トリガ回路43−1は引外し装置5のサイリスタスイッチ51のゲートにゲート信号を与える。

0019

このように、漏電検出回路に低域フィルタ41を用いることにより、高周波電流が阻止されるため、高周波の漏れ電流による誤動作が低減される。そして、2つの判定回路42−2、42−4と積分回路42−3を用いることにより継続時間の短い単発的な漏電や地絡電流を擬似した電流による誤動作を防止することができる。

0020

温度監視回路6における温度検出器として温度の変化に応じて抵抗値の変化する測温抵抗素子61を用い、これを零相変流器3の鉄心等に貼り付けて、零相変流器3の温度を検出する。この測温抵抗素子61と抵抗R6とによるポテンショメータにより、測温抵抗素子の温度による抵抗変化電圧信号に変換して、オペアンプOP4で構成された温度判定回路62に加える。温度判定回路で、温度を示す電圧信号を設定温度を示す電圧S6と比較して、検出温度が設定温度S6を超えたときにトリガ回路43−2が駆動される。このトリガ回路は、引外し装置5のサイリスタスイッチ51のゲート回路に並列に接続される。

0021

このように構成することによって、漏電または地絡の発生の際に漏電検出回路4によって引外し装置5を駆動して漏電遮断器1を遮断して、漏電または地絡から負荷および負荷への給電回路を保護し、そしてインバータ等によって発生される高周波漏れ電流になどによって漏電遮断器の零相変流器が加熱され異常に温度が上昇したとき温度監視回路6がこれを検知して、同様に引外し装置を駆動して漏電遮断器を遮断することができるので、漏電遮断器の零相変流器を異常過熱から保護することができる。

0022

図3は、第2の実施例を示すものである。この実施例では、温度監視回路6の出力に温度警報装置7を接続している。この警報装置7の警報器72には、警報ランプまたは警報ブザーなどを使用することができる。零相変流器3の温度が異常に上昇したとき温度監視回路6が動作してトリガ回路43−2が駆動されると温度警報装置7のサイリスタスイッチ71にゲート信号が与えられるので、これがオンして警報器72を作動させることにより、警報ランプを点灯し、または警報ブザーを鳴動することによって異常温度が発生したことが報知される。これに基づいて、高周波漏れ電流の発生源であるインバーの運転を停止することによってそれ以上に零相変流器が過熱されることを防止することができる。

0023

また、図4に、温度監視回路6によって、温度警報器7の警報ランプまたは警報ブザー72を駆動する代わりに、警報継電器73を駆動するようにした第3の実施例を示す。このように警報継電器73を使用することによって、温度監視回路6の出力をリレー接点により取り出すことができるので、制御装置警報入力として簡単に取り込むことができる。

図面の簡単な説明

0024

この発明の実施例を漏電遮断器を示すブロック構成図である。
この発明による漏電遮断器の内部回路の第1の実施例を示す回路構成図である。
この発明による漏電遮断器の内部回路の第2の実施例を示す回路構成図である。
この発明による漏電遮断器の内部回路の第3の実施例を示す回路構成図である。
従来の漏電遮断器を示すブロック構成図である。

符号の説明

0025

1 :漏電遮断器
11 :開閉部
12 :主回路導体
3 :零相変流器
31 :検出巻線
4 :漏電検出回路
41 :低域フィルタ
5 :引はずし装置
6 :温度監視回路
61 :温度検出器
62 :温度判定回路
7 :温度警報装置
8 :インバータ
9 :誘導電動機

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