JP2662566B2

JP2662566B2 - Circuit breakers and breakers

Info

Publication number: JP2662566B2
Application number: JP61016258A
Authority: JP
Inventors: 善博畠山; 一郎有信
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1986-01-27
Filing date: 1986-01-27
Publication date: 1997-10-15
Anticipated expiration: 2012-10-15
Also published as: JPS62173919A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は回路しゃ断器、特にその事故電流の高精度
検出に関するものである。［従来の技術］第７図に、例えば特開昭60−32211号に示された従来
の回路しゃ断器の制御回路を示す。図において、３相電
源に接続される電源側端子（101），（102），（103）
はそれぞれ開離接点（201），（202），（203）を介し
て各対応する負荷側端子（301），（302），（303）に
接続されている。電源側端子（101），（102），（10
3）と負荷側端子（301），（302），（303）との間の各
電路には各相ごとに電流検出用の変流器（21），（2
2），（23）がそれぞれ設けられている。各変流器（21），（22），（23）の２次側には２次出
力の絶対値を得るための全波整流回路（31），（32），
（33）がそれぞれ接続されている。各全波整流回路（31），（32），（33）の出力側には
検出抵抗（41），（42），（43）がそれぞれ接続されて
いる。検出抵抗（41），（42），（43）は中間タップを有す
る分圧抵抗であり、各中間タップに所望の電圧が得られ
るように分圧比が設定されている。各検出抵抗（41），（42），（43）の第１の出力端子
は、対応する信号変換回路（91），（92），（93）にそ
れぞれ接続されている。信号変換回路（91），（92），（93）は各検出抵抗
（41），（42），（43）に誘起する出力信号の実効値ま
たは平均値を得るためのものである。信号変換回路（91），（92），（93）の各出力信号
は、対応するダイオード（161），（162），（163）か
らなるOR回路（160）に入力される。各検出抵抗（4
1），（42），（43）の第２の出力端子は、それぞれダ
イオード（131），（132），（133）からなるOR回路（1
30）の各入力端子に接続されている。なお、各検出抵抗
（41），（42），（43）の第２の出力端子とは反対側の
端子は共通電位点（アース）に接続されている。 OR回路（130）は交流電路に流れる電流の最大値に対
応する信号を出力する。 OR回路（130）の出力側はツェナーダイオード（140）
を介して時限発生回路（150）に接続されている。時限発生回路（150）の出力端子は、サイリスタ（12
0）のゲートに接続されている。また信号変換回路（9
1），（92），（93）の各出力信号のうち最大のものをO
R回路（160）を介して受信し、デジタル信号に変換する
A/D変換回路（100）が設けられている。A/D変換回路（1
00）の各出力はマイクロコンピュータ（110）に入力さ
れる。A/D変換回路（100）及びマイクロコンピュータ
（110）には作動用電源としてOR回路（130）を介して検
出抵抗（41），（42），（43）に並列に接続された電圧
発生回路（500）が設けられている。またマイクロコン
ピュータ（110）の出力信号はサイリスタ（120）に入力
されるように構成されている。サイリスタ（120）には直列に釈放形過電流引き外し
装置（80）が接続されている。この釈放形過電流引き外
し装置（80）は前述の開離接点（201），（202），（20
3）と機械的に連動するように構成されている。以上のような構成の回路しゃ断器において交流電路に
事故電流が流れると、各相に対応する変流器（21），
（22），（23）はそれらに固有の変流比で上記事故電流
を検出し、２次側に出力電流を誘起する。各出力電流は
それぞれ全波整流回路（31），（32），（33）により直
流化され、各対応する検出抵抗（41），（42），（43）
にそれぞれ供給される。このとき検出抵抗（41），（4
2），（43）に誘起する信号電圧波形は周知の絶対値波
形になる。各検出抵抗（41），（42），（43）の出力信号は各相
ごとに信号変換回路（91），（92），（93）によってそ
れらの実効値または平均値に対応する信号に変換され
る。信号変換回路（91），（92），（93）の実効値また
は平均値出力はOR回路（160）を介してそれらの最大値
がA/D変換回路（100）に入力される。A/D変換回路（10
0）は、このようにして入力されたアナログ信号をデジ
タル信号に変換する。このデジタル信号はマイクロコン
ピュータ（110）に入力され、マイクロコンピュータ（1
10）は所定のプログラムに従いこのデジタル信号入力の
レベル判別を実行する。さらに、このレベル判別の結果
に基づいて所定の限時動作を行い、その出力ポート（11
6）から出力信号を出す。マイクロコンピュータ（110）
の出力ポート（116）から出された出力信号は、サイリ
スタ（120）のゲートに印加される。サイリスタ（120）はこの信号によりトリガされ、タ
ーンオンして釈放形過電流引き外し装置（80）を駆動す
る。その結果、図示を省略した作動装置および釈放可能
装置を介して釈放形過電流引き外し装置（80）と機械的
に連動する開離接点（201），（202），（203）が開離
し、電路がしゃ断される。一方、検出抵抗（41），（42），（43）に誘起された
事故電流に対応した電圧信号は、ダイオード（131），
（132），（133）からなるOR回路（130）に入力され
る。OR回路（130）の出力側は、ツェナーダイオード（1
40）を介して時限発生回路（150）に接続されているの
で、OR回路（130）の出力レベルがツェナーダイオード
（140）のツェナー電圧を越えると時限発生回路（150）
に信号が入力される。時限発生回路（150）はこの信号
にもとづいて所定の時限動作を行い、サイリスタ（12
0）のゲートをトリガして釈放形過電流引き外し装置（8
0）を駆動し、その結果回路しゃ断器は速やかに電路を
しゃ断する。この従来例においては電圧発生回路（500）は各検出
抵抗（41），（42），（43）に並列に接続されており、
各相の最大電圧が電圧発生回路（500）に供給され、こ
れらの電圧はマイクロコンピュータ（110）及びA/D変換
回路（100）に供給されるように構成されている。［発明が解決しようとする問題点］従来の回路しゃ断器は以上のように構成されているの
で、定電流電源として働く変流器（21），（22），（2
3）の２次側出力の電流の一部が電源電流として、全波
整流回路（31），（32），（33）の各正極からダイオー
ド（131），（132），（133），電圧発生回路（500）及
びマイクロコンピュータ（110）、A/D変換器（100）を
経て全波整流回路（31），（32），（33）の各負極に流
れる。上記の電源電流は各検出抵抗（41），（42），
（43）に並列接続された経路を通るため、電源電流が増
加すると、検出抵抗（41），（42），（43）の電流は減
少し、逆に電源電流が減少すると検出抵抗（41），（4
2），（43）の電流は増加する。従ってこの電源電流が
検出抵抗（41），（42），（43）に流れることによつて
得られるそれぞれの検出値に誤差を生じさせる。また電
圧発生回路に流入する電源電流は一定ではなく変動する
ので、この誤差の補正は困難であった。この発明は上記の問題点を解決するために検出抵抗に
流れる電流が電圧発生回路に流入する電流の影響を受け
ないようにすることを目的としている。［問題点を解決するための手段］この発明による回路しゃ断器は、電路に挿入された開
離可能な接点、上記電路の電流を検出する少なくとも１
個の変流器、この変流器の出力側に接続された整流器、
この整流器の出力側に接続され、変流器の出力を電圧信
号に変換する少なくとも１個の検出抵抗、この検出抵抗
に直列に接続された定電圧素子からなり、基準電位に対
し正負の定電圧を発生する電圧発生回路、検出抵抗に並
列に接続されて電圧信号を入力とし、電圧信号を電圧発
生回路の基準電位に一致させるレベルシフト回路、検出
抵抗から得られる電圧信号を電路の電流の実効値または
平均値に対応する信号に変換する変換回路、電圧発生回
路から電流が供給され、変換回路の出力のレベルを判別
し、所定値以上のとき制御信号を発する信号発生回路、
及び制御信号に応動して接点を開離させる引き外し装
置、を備えたものである。［作用］検出抵抗に流れる電流の総和は定電圧素子を含む電圧
発生回路の電流と等しいため、電圧発生回路の電流によ
る誤差は生じない。［実施例］第１図にこの発明に係る回路しゃ断器の制御回路を含
む第１の実施例を示す。第１図において、第７図に示す
従来例と同一の番号を付したものは同等の機能を有する
ものである。３相電源に接続される電源側端子（101），（102），
（103）はそれぞれ開離接点（201），（202），（203）
を介して各対応する負荷側端子（301），（302），（30
3）に接続されている。電源側端子（101），（102），
（103）と負荷側端子（301），（302），（303）との間
の各電路には各相ごとに電流検出用の変流器（21），
（22），（23）がそれぞれ設けられている。各変流器
（21），（22），（23）の２次側には２次出力の絶対値
を得るための全波整流回路（31），（32），（33）がそ
れぞれ接続されている。各全波整流回路（31），（3
2），（33）の負極には、検出抵抗（41），（42），（4
3）の一方の端子（41A），（42A），（43A）がそれぞれ
接続されている。検出抵抗（41），（42），（43）の他
方の端子はそれぞれの接続点Ａを介して共通に接続さ
れ、制御信号発生回路となる電圧発生回路（501）の端
子（501A）に接続されている。また全波整流回路（3
1），（32），（33）の正極は共通に接続されて電圧発
生回路（501）の端子（501B）に接続されている。検出抵抗（41），（42），（43）の中間タップを有す
る分圧抵抗として構成されるものであり、中間タップに
生じた電圧がそれぞれの信号変換回路（91），（92），
（93）に印加されている。上記のように接続することに
よって、電圧発生回路（501）は個々の検出抵抗（4
1），（42），（43）に直列に接続される。そして電圧
発生回路（501）と個々の検出抵抗（41），（42），（4
3）との直列接続体が、それぞれの全波整流回路（3
1），（32），（33）に接続されることになる。検出抵抗（41），（42），（43）の各出力はそれぞれ
の信号変換回路（91），（92），（93）に入力されると
共に、レベル判別回路（151）に入力されている。レベ
ル判別回路の出力は時限発生回路（150）に入力され
る。信号変換回路（91），（92），（93）の各出力はそ
れぞれ対応するダイオード（163），（162），（161）
を経てA/D変換回路（100）に印加される。A/D変換回路
の出力はマイクロコンピュータ（110）に入力され演算
される。マイクロコンピュータ（110）の出力（116）は
マイクロコンピュータ（110）とサイリスタ（120）の両
アース系間の電圧レベル差を補正するツェナーダイオー
ド（120）を経てサイリスタ（120）のゲートに印加され
ている。A/D変換回路（100）及びマイクロコンピュータ
（110）に電力を供給するための電圧発生回路（501）
は、検出抵抗（41），（42），（43）の並列接続回路に
直列に接続されている。第３図に電圧発生回路（501）の構成例を示す。図に
おいて検出抵抗（41）は定電圧素子（521）（522）と抵
抗（520）とが直列接続されて構成された電圧発生回路
（501）の負側に接続されている。次に動作について説明する。電路に電流が流れると変
流器（21），（22），（23）は固有の変流比で電流を検
出し、２次側に出力電流を誘起する。この各出力電流はそれぞれ全波整流回路（31），（3
2），（33）により直流化され、各対応する検出抵抗（4
1），（42），（43）にそれぞれ供給されると共に直列
に接続された電圧発生回路（501）に供給される。変流器（21），（22），（23）は定電流源とみなせる
ので、負荷を増やしても変流器（21），（22），（23）
の次電流は変わらない。第１図における一相の検出抵抗
（41）及び信号変換回路（91）を第３図に示し、電流変
換手法について説明する。図において整流回路（31）の
出力は等価的に電流（Ｉ）として表記している。第３図
においては、説明の簡略化のため検出抵抗（41）の中間
タップを上端に調節して、検出抵抗（41）の両方の端子
を信号変換回路（91）に接続している。電流（Ｉ）は検
出抵抗（41）により電圧に変換され、その電位差は差動
増幅器（502）により電圧発生回路（501）の基準点（50
3）を基準とした値と一致するように変換され端子（50
4）に出力される。信号変換回路（91）はこの端子（50
4）の電圧値を実効値または平均値に変換して出力す
る。同時に電流（Ｉ）は直列に接続された電圧発生回路
（501）にも流れ、それによって生じた電圧がA/D変換回
路（100）及びマイクロコンピュータ（110）に電源とし
て与えられる。電圧発生回路（501）は、１個の抵抗（5
20）と２個の定電圧素子（521）及び（522）の直列接続
体によつて構成される。定電圧素子（521）と（522）と
の接続点（Ｂ）は端子（503）によりグランドに接続さ
れている。抵抗（520）と定電圧素子（521）との接続点
は電圧発生回路（501）の正極の出力端子（525）として
第１図に示すように上記のA/D変換回路（100）及びマイ
クロコンピュータ（110）の電源端子の正極に接続され
ている。A/D変換回路（100）及びマイクロコンピュータ
（110）の電源端子の負極はグランドに接続されている
ので、A/D変換回路（100）とマイクロピュータ（110）
は、定電圧素子（521）の両方の端子である端子（525）
とグランドの端子（503）間、即ち定電圧素子（521）に
並列に接続されることになり、定電圧素子（521）がA/D
変換回路（100）とマイクロコンピュータ（110）の電源
として働く。グランドの端子（503）に対する負の電圧
は端子（526）から出力され、差動増幅器（502）の負電
源として用いられる。全波整流回路（31）の出力電流
（Ｉ）は定電圧素子（521）を流れると共に、端子（52
5）に接続されたA/D変換回路（100）及びマイクロコン
ピュータ（110）にも分かれて流れるので、定電圧素子
（521）を流れる電流とA/D変換回路（100）及びマイク
ロコンピュータ（110）を流れる電流との和が電流
（Ｉ）となる。従って、A/D変換回路（100）及びマイク
ロコンピュータ（110）を流れる電流が増加すると、定
電圧素子（521）を流れる電流は減少し、逆にA/D変換回
路（100）及びマイクロコンピュータ（110）を流れる電
流が減少すると定電圧素子（521）を流れる電流は増加
する。即ち検出抵抗（41）を流れる電流は常に電流
（Ｉ）に等しく、検出抵抗（41）から信号変換回路（9
1）に印加される電圧は電圧発生回路（501）によって影
響を受けない。信号変換回路（91），（92），（93）の実効値または
平均値出力は、OR回路（160）を介してそれらの最大値
がA/D変換回路（100）に入力される。A/D変換回路（10
0）はこのようにして入力されたアナログ信号をデジタ
ル信号に変換する。このデジタル信号はマイクロコンピ
ュータ（110）に入力され、マイクロコンピュータ（11
0）は所定のプログラムに従いこのデジタル信号入力の
レベル判別、即ちデジタル信号が所定値以上か否かの判
別を実行する。さらに、このレベル判別の結果、所定値
以上である場合には、所定の限時動作を行い、その出力
端子（116）から出力信号を出す。マイクロコンピュータ（110）の出力端子（116）から
出された出力信号は、サイリスタ（120）のゲートに印
加される。サイリスタ（120）はこの信号によりトリガ
され、ターンオンして釈放形過電流引き外し装置（80）
を駆動する。その結果、図示を省略した作動装置及び釈
放可能装置を介して釈放形過電流引き外し装置（80）と
機械的に連動する開離接点（201），（202），（203）
が開離し、電路がしゃ断される。レベル判別回路（151）は、検出抵抗（41），（4
2），（43）に誘起された事故電流に対応した電圧信号
の最大値レベルを検出し、この電圧信号が他の所定レベ
ルを越えると時限発生回路（150）に信号を出力する。
時限発生回路（150）はこの信号に基づき所定の限時動
作を行い、サイリスタ（120）を点弧する。電圧発生回路（501）の詳細を第５図に示す。図にお
いて過入力保護回路（601）は、過大電流が流入しても
正極定電圧発生回路（602）等に過大電圧が発生しない
ように保護するための回路である。正極定電圧発生回路
（602）は波形変換回路などのアナログ回路用正極電源
端子（604）、デジタル回路用正極電源端子（605）を有
し、それぞれ所定の回路へ電源を供給している。負極定電圧発生回路（603）は波形変換回路などのア
ナログ回路用の負極電源の端子（606）を備えている。
なお、端子（607）は基準電位の端子である。本発明においては以上のように、電圧発生回路（50
1）が検出抵抗（41），（42），（43）に直列に接続さ
れているため、検出信号の基準（第３図及び第４図のＡ
点の電位）と電圧発生回路（501）の基準（第３図及び
第４図のＢ点の電位）とが同一でなくなる。信号変換回
路（91），（92），（93）及び信号レベル判別回路（15
1）は上記電圧発生回路の基準を基準として機能するの
で、検出信号の基準を電圧発生回路の基準に一致させる
ようシフトする必要がある。このための手段として、信
号変換回路（91），（92），（93）は第３図及び第４図
に示すように差動増幅器によるレベルシフト回路（50
2）を備えている。レベルシフト回路（502）は検出抵抗
（41）の電位差を電圧発生回路の基準（第３図及び第４
図のＢ点の電位）に変換して端子（504）に出力する。レベルシフト回路の他の実施例としては第６図に示す
カレントミラー回路を用いるものがある。図においてト
ランジスタ（510a），（510b）によって公知のカレント
ミラー回路を構成し、検出抵抗（41）を流れる電流の抵
抗（511）の値によつて定まる所定の比に相当する電流
をトランジスタ（510a）のコレクタ電流として出力す
る。抵抗（512）はこのコレクタ電流を電圧に変換し、
端子（504）に出力する。本発明の第２の実施例を第２図に示す。この実施例に
おいては電圧発生回路（501）が各検出抵抗（41），（4
2），（43）の負極側に直列に接続されている。この実施例の動作を次に説明する。電路に電流が流れ
ると、変流器（21），（22），（23）は固有の変流比で
その電流を検出し、２次側に出力電流を誘起する。この
各出力電流はそれぞれ全波整流回路（31），（32），
（33）により直流化され、各対応する検出抵抗（41），
（42），（43）にそれぞれ供給されると共に、直列に接
続された電圧発生回路（501）に供給される。変流器（2
1），（22），（23）は定電流限とみなせるので、負荷
を増やしても変流器（21），（22），（23）の２次側電
流は変わらない。第２図における一相の検出抵抗（41）及び信号変換回
路（91）を第４図に示し、電流変換について説明する。
図において整流回路（31）の出力は等価的に電流限
（Ｉ）として表記している。電流（Ｉ）は検出抵抗（41）により電圧に変換され、
その電位差は差動増幅器（502）により電圧発生回路（5
01）の基準点（503）を基準とした値に変換され端子（5
04）に出力される。信号変換回路（91）はこの端子（50
4）の電圧値を実効値または平均値に変換して出力す
る。同時に電流（Ｉ）は、電圧発生回路に流入し、制御
手段への電源となる。信号変換回路（91）以後の動作に
ついては第１の実施例と同様である。なお、上記実施例
では第３図及び第４図に示すように電圧発生回路（50
1）として基準点に対し正負両極の電圧を発生させた
が、負極電圧がなくても回路を構成することができる。
また、差動増幅器（502）の出力を正極側に出力した
が、入力極性（＋、−）を逆にして負極側に出力しても
よい。［発明の効果］この発明によれば、電路の電流を検出して電圧信号に
変換する検出抵抗と、定電圧素子からなる電圧発生回路
とを直列に接続すると共に、上記電圧信号を上記電路の
電流の実効値または平均値に対応する信号に変換する変
換回路とを設け、上記電圧信号を上記電圧発生回路の所
定点の電位に一致させた状態で上記変換回路の出力のレ
ベルを判定して過大電流を検出するようにしているた
め、電圧発生回路の電流が検出電流に影響を与えること
がなく、誤差の少ない高精度の回路しゃ断器が得られ
る。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a circuit breaker, and more particularly to a highly accurate detection of a fault current of the circuit breaker. FIG. 7 shows a control circuit of a conventional circuit breaker disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-32211. In the figure, power supply side terminals (101), (102), (103) connected to a three-phase power supply
Are connected to the corresponding load-side terminals (301), (302), and (303) via disconnecting contacts (201), (202), and (203), respectively. Power supply terminals (101), (102), (10
Current transformers for current detection (21), (2) for each phase are connected to each circuit between 3) and load-side terminals (301), (302), (303).
2) and (23) are provided. On the secondary side of each current transformer (21), (22), (23), full-wave rectifier circuits (31), (32),
(33) are connected respectively. Detection resistors (41), (42) and (43) are connected to the output side of each full-wave rectifier circuit (31), (32) and (33), respectively. The detection resistors (41), (42), and (43) are voltage dividing resistors having intermediate taps, and the voltage dividing ratio is set so that a desired voltage is obtained at each intermediate tap. The first output terminal of each detection resistor (41), (42), (43) is connected to a corresponding signal conversion circuit (91), (92), (93), respectively. The signal conversion circuits (91), (92), and (93) are for obtaining the effective value or the average value of the output signal induced in each of the detection resistors (41), (42), and (43). Each output signal of the signal conversion circuits (91), (92) and (93) is input to an OR circuit (160) composed of the corresponding diodes (161), (162) and (163). Each detection resistor (4
The second output terminals of (1), (42), and (43) are OR circuits (1) composed of diodes (131), (132), and (133), respectively.
30) Connected to each input terminal. The terminals of the detection resistors (41), (42), and (43) on the side opposite to the second output terminal are connected to a common potential point (earth). The OR circuit (130) outputs a signal corresponding to the maximum value of the current flowing in the AC circuit. The output side of the OR circuit (130) is a Zener diode (140)
Connected to the time generation circuit (150). The output terminal of the time generation circuit (150) is a thyristor (12
0) is connected to the gate. The signal conversion circuit (9
1), (92), and (93) are the largest output signals
Receives via R circuit (160) and converts to digital signal
An A / D conversion circuit (100) is provided. A / D conversion circuit (1
Each output of (00) is input to the microcomputer (110). A voltage generation circuit connected in parallel to the detection resistors (41), (42), and (43) via an OR circuit (130) as an operating power supply for the A / D conversion circuit (100) and the microcomputer (110) (500) are provided. The output signal of the microcomputer (110) is configured to be input to the thyristor (120). A release type overcurrent trip device (80) is connected to the thyristor (120) in series. The release type overcurrent trip device (80) is provided with the above-mentioned opening contacts (201), (202), (20).
It is configured to work mechanically with 3). When a fault current flows in the AC circuit in the circuit breaker having the above configuration, the current transformers (21),
In (22) and (23), the fault current is detected at a current ratio unique to them, and an output current is induced on the secondary side. Each output current is converted to a direct current by a full-wave rectifier circuit (31), (32), (33), and the corresponding detection resistor (41), (42), (43)
Respectively. At this time, the detection resistors (41), (4
The signal voltage waveforms induced in 2) and (43) are known absolute value waveforms. The output signal of each detection resistor (41), (42), (43) is converted into a signal corresponding to their effective value or average value by a signal conversion circuit (91), (92), (93) for each phase. Is done. The effective value or average value output of the signal conversion circuits (91), (92), and (93) is input to the A / D conversion circuit (100) via the OR circuit (160). A / D conversion circuit (10
0) converts the analog signal thus input into a digital signal. This digital signal is input to the microcomputer (110), and the microcomputer (1
10) determines the level of the digital signal input according to a predetermined program. Further, a predetermined timed operation is performed based on the result of the level determination, and the output port (11
Output the output signal from 6). Microcomputer (110)
The output signal output from the output port (116) is applied to the gate of the thyristor (120). The thyristor (120) is triggered by this signal and turns on to drive the release overcurrent trip device (80). As a result, the release contacts (201), (202), and (203) mechanically linked with the release type overcurrent release device (80) via the actuator and release device not shown are opened, The electric circuit is cut off. On the other hand, the voltage signal corresponding to the fault current induced in the detection resistors (41), (42), (43) is the diode (131),
An OR circuit (130) comprising (132) and (133) is input. The output side of the OR circuit (130) is a Zener diode (1
Since the output of the OR circuit (130) exceeds the Zener voltage of the Zener diode (140) because it is connected to the time generation circuit (150) through the time generation circuit (150)
The signal is input to. The time generation circuit (150) performs a predetermined time operation based on this signal, and outputs a thyristor (12).
Trigger the gate of (0) to release the overcurrent trip device (8
0), and as a result, the circuit breaker immediately cuts off the electric circuit. In this conventional example, the voltage generation circuit (500) is connected in parallel with each of the detection resistors (41), (42), and (43).
The maximum voltage of each phase is supplied to a voltage generation circuit (500), and these voltages are configured to be supplied to a microcomputer (110) and an A / D conversion circuit (100). [Problems to be Solved by the Invention] Since the conventional circuit breaker is configured as described above, the current transformers (21), (22),
Part of the current of the secondary side output of 3) is the power supply current, and the diodes (131), (132), (133), and the voltage are supplied from the positive electrodes of the full-wave rectifier circuits (31), (32), and (33). It flows through the generating circuit (500), the microcomputer (110), and the A / D converter (100) to the negative electrodes of the full-wave rectifier circuits (31), (32), and (33). The above power supply current is determined by each detection resistor (41), (42),
When the power supply current increases, the current of the detection resistors (41), (42), and (43) decreases because the current passes through the path connected in parallel to (43). Conversely, when the power supply current decreases, the detection resistance (41) decreases. ,(Four
The currents in (2) and (43) increase. Therefore, an error occurs in each detection value obtained by flowing the power supply current through the detection resistors (41), (42), and (43). Further, since the power supply current flowing into the voltage generation circuit is not constant but fluctuates, it is difficult to correct this error. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above problem so that a current flowing through a detection resistor is not affected by a current flowing into a voltage generating circuit. [Means for Solving the Problems] A circuit breaker according to the present invention includes a detachable contact inserted into an electric circuit, at least one contact for detecting a current in the electric circuit.
Current transformers, a rectifier connected to the output side of this current transformer,
At least one detection resistor connected to the output side of the rectifier for converting the output of the current transformer into a voltage signal, comprising a constant voltage element connected in series to the detection resistor, and having a positive or negative constant voltage with respect to a reference potential. A voltage shifter that generates a voltage signal that is connected in parallel to the detection resistor, receives a voltage signal, and matches the voltage signal to the reference potential of the voltage generation circuit. A conversion circuit that converts the signal into a signal corresponding to the value or the average value, a current is supplied from the voltage generation circuit, the output level of the conversion circuit is determined, and a signal generation circuit that issues a control signal when the output level is equal to or more than a predetermined value,
And a trip device that opens the contact in response to the control signal. [Operation] Since the sum of the currents flowing through the detection resistors is equal to the current of the voltage generation circuit including the constant voltage element, no error occurs due to the current of the voltage generation circuit. Embodiment FIG. 1 shows a first embodiment including a control circuit of a circuit breaker according to the present invention. In FIG. 1, components denoted by the same reference numerals as those of the conventional example shown in FIG. 7 have the same functions. Power supply side terminals (101), (102),
(103) is an open contact (201), (202), (203), respectively.
Through the corresponding load-side terminals (301), (302), (30
3) Connected to. Power supply terminals (101), (102),
Each current path between (103) and the load-side terminals (301), (302), and (303) has a current detection current transformer (21),
(22) and (23) are provided. On the secondary side of each current transformer (21), (22), (23), full-wave rectifier circuits (31), (32), (33) for obtaining the absolute value of the secondary output are connected, respectively. ing. Each full-wave rectifier circuit (31), (3
The negative electrodes of (2) and (33) have detection resistors (41), (42), and (4)
One terminal of (3) (41A), (42A), (43A) is connected respectively. The other terminals of the detection resistors (41), (42), and (43) are commonly connected through respective connection points A, and are connected to a terminal (501A) of a voltage generation circuit (501) serving as a control signal generation circuit. Have been. In addition, full-wave rectifier circuit (3
The positive electrodes of (1), (32) and (33) are commonly connected and connected to the terminal (501B) of the voltage generating circuit (501). It is configured as a voltage dividing resistor having an intermediate tap of the detection resistors (41), (42), and (43), and the voltage generated at the intermediate tap is converted into a signal conversion circuit (91), (92),
(93). By connecting as described above, the voltage generation circuit (501) can connect the individual detection resistors (4
1), (42), and (43) are connected in series. Then, the voltage generation circuit (501) and the individual detection resistors (41), (42), (4
3) is connected in series with each full-wave rectifier circuit (3
1), (32), and (33). Outputs of the detection resistors (41), (42), and (43) are input to respective signal conversion circuits (91), (92), and (93), and are also input to a level determination circuit (151). . The output of the level discrimination circuit is input to the time generation circuit (150). Outputs of the signal conversion circuits (91), (92), and (93) are respectively corresponding diodes (163), (162), and (161).
Is applied to the A / D conversion circuit (100). The output of the A / D conversion circuit is input to the microcomputer (110) and operated. The output (116) of the microcomputer (110) is applied to the gate of the thyristor (120) through a Zener diode (120) that corrects the voltage level difference between the microcomputer (110) and the ground system of the thyristor (120). I have. A voltage generation circuit (501) for supplying power to the A / D conversion circuit (100) and the microcomputer (110)
Are connected in series to a parallel connection circuit of the detection resistors (41), (42) and (43). FIG. 3 shows a configuration example of the voltage generation circuit (501). In the figure, a detection resistor (41) is connected to the negative side of a voltage generation circuit (501) configured by connecting a constant voltage element (521) (522) and a resistor (520) in series. Next, the operation will be described. When a current flows in the electric circuit, the current transformers (21), (22), and (23) detect the current at a specific current transformation ratio, and induce an output current on the secondary side. These output currents are output from the full-wave rectifier circuit (31), (3
2) and (33) are converted to DC, and each corresponding detection resistor (4
1), (42), and (43), and to a voltage generator (501) connected in series. Since the current transformers (21), (22) and (23) can be regarded as constant current sources, the current transformers (21), (22) and (23) can be used even if the load is increased.
Next current does not change. FIG. 3 shows the one-phase detection resistor (41) and the signal conversion circuit (91) in FIG. 1, and the current conversion method will be described. In the figure, the output of the rectifier circuit (31) is equivalently represented as a current (I). In FIG. 3, both terminals of the detection resistor (41) are connected to the signal conversion circuit (91) by adjusting the middle tap of the detection resistor (41) to the upper end for simplification of the description. The current (I) is converted to a voltage by the detection resistor (41), and the potential difference is converted to a reference point (50) of the voltage generation circuit (501) by the differential amplifier (502).
3) is converted to match the value based on
Output to 4). The signal conversion circuit (91) is connected to this terminal (50
The voltage value of 4) is converted to an effective value or an average value and output. At the same time, the current (I) also flows through the voltage generation circuit (501) connected in series, and the voltage generated by the current (I) is supplied to the A / D conversion circuit (100) and the microcomputer (110) as power. The voltage generation circuit (501) has one resistor (5
20) and two series-connected constant voltage elements (521) and (522). A connection point (B) between the constant voltage elements (521) and (522) is connected to the ground by a terminal (503). The connection point between the resistor (520) and the constant voltage element (521) is used as the positive output terminal (525) of the voltage generation circuit (501) as shown in FIG. It is connected to the positive terminal of the power supply terminal of the computer (110). The negative terminals of the power supply terminals of the A / D conversion circuit (100) and the microcomputer (110) are connected to the ground, so the A / D conversion circuit (100) and the microcomputer (110)
Is the terminal (525) which is both terminals of the constant voltage element (521)
And the ground terminal (503), that is, the constant voltage element (521) is connected in parallel with the constant voltage element (521).
It works as a power supply for the conversion circuit (100) and the microcomputer (110). The negative voltage with respect to the ground terminal (503) is output from the terminal (526) and is used as a negative power supply for the differential amplifier (502). The output current (I) of the full-wave rectifier circuit (31) flows through the constant voltage element (521) and the terminal (52).
The current flowing through the A / D conversion circuit (100) and the microcomputer (110) connected to the 5) also flows separately to the A / D conversion circuit (100) and the microcomputer (110). ) Is the current (I). Therefore, when the current flowing through the A / D conversion circuit (100) and the microcomputer (110) increases, the current flowing through the constant voltage element (521) decreases, and conversely, the A / D conversion circuit (100) and the microcomputer (110) When the current flowing through 110) decreases, the current flowing through constant voltage element (521) increases. That is, the current flowing through the detection resistor (41) is always equal to the current (I), and the signal from the signal conversion circuit (9
The voltage applied to 1) is not affected by the voltage generation circuit (501). The effective value or average value output of the signal conversion circuits (91), (92), and (93) is input to the A / D conversion circuit (100) via the OR circuit (160). A / D conversion circuit (10
0) converts the analog signal thus input into a digital signal. This digital signal is input to the microcomputer (110), and the microcomputer (11)
0) executes the level determination of the digital signal input, that is, the determination whether the digital signal is equal to or more than a predetermined value, according to a predetermined program. Further, as a result of the level determination, when the level is equal to or more than a predetermined value, a predetermined time limit operation is performed, and an output signal is output from the output terminal (116). The output signal output from the output terminal (116) of the microcomputer (110) is applied to the gate of the thyristor (120). The thyristor (120) is triggered by this signal and turns on to release the overcurrent trip device (80)
Drive. As a result, the opening contacts (201), (202), and (203) that are mechanically linked to the release type overcurrent release device (80) through an actuator and a release device that are not shown.
Is disconnected and the electric circuit is cut off. The level discrimination circuit (151) includes the detection resistors (41), (4
2) The maximum value level of the voltage signal corresponding to the fault current induced in (43) is detected, and when this voltage signal exceeds another predetermined level, a signal is output to the time limit generation circuit (150).
The time limit generation circuit (150) performs a predetermined time limit operation based on this signal, and fires the thyristor (120). FIG. 5 shows the details of the voltage generation circuit (501). In the figure, an over-input protection circuit (601) is a circuit for protecting the positive electrode constant voltage generation circuit (602) and the like from generating an excessive voltage even if an excessive current flows. The positive electrode constant voltage generation circuit (602) has a positive electrode power supply terminal (604) for an analog circuit such as a waveform conversion circuit and a positive electrode power supply terminal (605) for a digital circuit, and supplies power to a predetermined circuit. The negative constant voltage generation circuit (603) includes a negative power supply terminal (606) for an analog circuit such as a waveform conversion circuit.
Note that the terminal (607) is a terminal of a reference potential. In the present invention, as described above, the voltage generation circuit (50
1) is connected in series to the detection resistors (41), (42), and (43), so that the reference of the detection signal (A in FIGS. 3 and 4).
The potential at the point) and the reference of the voltage generating circuit (501) (the potential at the point B in FIGS. 3 and 4) are not the same. The signal conversion circuits (91), (92), (93) and the signal level discrimination circuit (15)
Since 1) functions with the reference of the voltage generation circuit as a reference, it is necessary to shift the reference of the detection signal so as to match the reference of the voltage generation circuit. As means for this, the signal conversion circuits (91), (92) and (93) are provided with a level shift circuit (50) using a differential amplifier as shown in FIGS.
2) equipped. The level shift circuit (502) uses the potential difference of the detection resistor (41) as a reference of the voltage generation circuit (FIGS. 3 and 4).
(Potential at point B in the figure) and outputs it to the terminal (504). As another embodiment of the level shift circuit, there is one using a current mirror circuit shown in FIG. In the figure, a known current mirror circuit is formed by transistors (510a) and (510b), and a current corresponding to a predetermined ratio determined by the value of the resistance (511) of the current flowing through the detection resistor (41) is applied to the transistor (510a). ) Is output as the collector current. A resistor (512) converts this collector current into a voltage,
Output to terminal (504). FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the voltage generation circuit (501) includes the detection resistors (41), (4)
2) and (43) are connected in series to the negative electrode side. The operation of this embodiment will now be described. When a current flows through the electric circuit, the current transformers (21), (22), and (23) detect the current at a specific current transformation ratio, and induce an output current on the secondary side. Each of these output currents is a full-wave rectifier circuit (31), (32),
(33) is converted to DC, and each corresponding detection resistor (41),
(42) and (43), and to a voltage generator (501) connected in series. Current transformer (2
Since 1), (22) and (23) can be regarded as the constant current limit, the secondary current of the current transformers (21), (22) and (23) does not change even if the load is increased. FIG. 4 shows the one-phase detection resistor (41) and the signal conversion circuit (91) in FIG. 2, and the current conversion will be described.
In the figure, the output of the rectifier circuit (31) is equivalently described as a current limit (I). The current (I) is converted into a voltage by the detection resistor (41),
The potential difference is calculated by a differential amplifier (502) using a voltage generator (5
01) is converted to a value based on the reference point (503) of the terminal (5
04) is output. The signal conversion circuit (91) is connected to this terminal (50
The voltage value of 4) is converted to an effective value or an average value and output. At the same time, the current (I) flows into the voltage generation circuit and serves as a power source for the control means. The operation after the signal conversion circuit (91) is the same as in the first embodiment. In the above embodiment, as shown in FIG. 3 and FIG.
Although both positive and negative voltages are generated with respect to the reference point as 1), a circuit can be configured without a negative voltage.
Although the output of the differential amplifier (502) is output to the positive electrode side, the input polarity (+,-) may be reversed and output to the negative electrode side. [Effects of the Invention] According to the present invention, a detection resistor for detecting a current in an electric circuit and converting it into a voltage signal and a voltage generating circuit including a constant voltage element are connected in series, and the voltage signal is connected to the electric circuit. A conversion circuit that converts the voltage signal into a signal corresponding to an effective value or an average value of the current, and determining an output level of the conversion circuit in a state where the voltage signal matches a potential at a predetermined point of the voltage generation circuit. Since the excessive current is detected, the current of the voltage generating circuit does not affect the detected current, and a high-precision circuit breaker with few errors can be obtained.

【図面の簡単な説明】第１図はこの発明の第１の実施例を示すブロック図、第
２図はこの発明の第２の実施例を示すブロツク図、第３
図は第１の実施例の一相分の電圧発生回路（501）及び
信号変換回路（91）の詳細を示す回路図、第４図は第２
の実施例の一相分の電圧発生回路（501）及び信号変換
回路（91）の詳細を示す回路図、第５図は電圧発生回路
（501）の詳細を示す図、第６図はカレントミラー回路
によるレベルシフト回路の詳細を示す回路図、第７図は
従来の回路しゃ断器を示すブロック図である。 21,22,23……変流器 41,42,43……検出抵抗 80……釈放形過電流引き外し装置 91,92,93……信号変換回路 100……A/D変換回路 110……マイクロコンピュータ 120……サイリスタ 201,202,203……開離接点 501……電圧発生回路BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 4 is a circuit diagram showing details of a voltage generation circuit (501) and a signal conversion circuit (91) for one phase of the first embodiment, and FIG.
FIG. 5 is a circuit diagram showing details of a voltage generation circuit (501) and a signal conversion circuit (91) for one phase of the embodiment, FIG. 5 is a diagram showing details of the voltage generation circuit (501), and FIG. FIG. 7 is a circuit diagram showing details of a level shift circuit by a circuit, and FIG. 7 is a block diagram showing a conventional circuit breaker. 21, 22, 23 ... current transformers 41, 42, 43 ... detection resistor 80 ... release type overcurrent trip device 91, 92, 93 ... signal conversion circuit 100 ... A / D conversion circuit 110 ... Microcomputer 120: Thyristor 201, 202, 203 ... Separating contact 501: Voltage generating circuit

フロントページの続き (56)参考文献特開昭60−32211（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−181423（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−46714（ＪＰ，Ａ)Continuation of front page (56) References JP-A-60-32211 (JP, A) JP-A-59-181423 (JP, A) JP-A-60-46714 (JP, A)

Claims

(57) [Claims] A releasable contact inserted into the circuit, at least one current transformer for detecting a current in the circuit, a rectifier connected to an output side of the current transformer, and a rectifier connected to an output side of the rectifier; A voltage generating circuit comprising at least one detection resistor for converting an output of the current transformer into a voltage signal, a constant voltage element connected in series to the detection resistor, and generating a positive or negative constant voltage with respect to a reference potential; A level shift circuit that receives the voltage signal as an input, matches the voltage signal with a reference potential of the voltage generation circuit, and converts the voltage signal obtained from the detection resistor into an effective value or average of the current of the electric circuit. A conversion circuit that converts the signal into a signal corresponding to the value, a current supplied from the voltage generation circuit, a level of the output of the conversion circuit is determined, and a signal generation circuit that issues a control signal when the output level is equal to or more than a predetermined value; Circuit breaker with a trip device, which opens away the contact in response to control signals. 2. A releasable contact inserted into the circuit, at least one current transformer for detecting a current in the circuit, a rectifier connected to an output side of the current transformer, and a rectifier connected to an output side of the rectifier; A voltage generating circuit comprising at least one detection resistor for converting an output of the current transformer into a voltage signal, a constant voltage element connected in series to the detection resistor, and generating a positive or negative constant voltage with respect to a reference potential; A level shift circuit that receives the voltage signal as an input, matches the voltage signal with a reference potential of the voltage generation circuit, and converts the voltage signal obtained from the detection resistor into an effective value or average of the current of the electric circuit. A conversion circuit for converting the signal into a signal corresponding to the value, a signal generation circuit for receiving a current from the voltage generation circuit, determining an output level of the conversion circuit, and issuing a control signal when the output level exceeds a predetermined value; A level discriminating circuit for converting the voltage signal obtained from the resistance into a signal corresponding to the maximum value of the current in the electric circuit, discriminating the level of the signal, and issuing a control signal when the signal level exceeds another predetermined value; and A circuit breaker, which is connected to a generation circuit and the level discriminating circuit, and includes a trip device that opens the contact in response to each control signal. 3. 3. The circuit breaker according to claim 1, wherein the detection resistor is connected to the anode side of the constant voltage element of the voltage generation circuit. 4. 3. The circuit breaker according to claim 1, wherein the detection resistor is connected to a cathode side of the constant voltage element of the voltage generation circuit. 5. 3. The circuit breaker according to claim 1, wherein the control circuit includes a microcomputer that determines a signal level. 6. 3. The circuit breaker according to claim 1, wherein the level shift circuit is a differential amplifier. 7. 3. The circuit breaker according to claim 1, wherein the level shift circuit is a current mirror circuit.