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JPH01126129A - 成型ケース遮断器の固体引外し装置 - Google Patents

成型ケース遮断器の固体引外し装置

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Publication number
JPH01126129A
JPH01126129A JP63253676A JP25367688A JPH01126129A JP H01126129 A JPH01126129 A JP H01126129A JP 63253676 A JP63253676 A JP 63253676A JP 25367688 A JP25367688 A JP 25367688A JP H01126129 A JPH01126129 A JP H01126129A
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JP
Japan
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tripping
arc
circuit
command
fault
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JP63253676A
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Jean-Pierre Nebon
ジャン‐ピエール、ネボン
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Merlin Gerin SA
Original Assignee
Merlin Gerin SA
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Publication date
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0007—Details of emergency protective circuit arrangements concerning the detecting means
    • H02H1/0015—Using arc detectors
    • H02H1/0023—Using arc detectors sensing non electrical parameters, e.g. by optical, pneumatic, thermal or sonic sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • H02H3/093—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current with timing means
    • H02H3/0935—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current with timing means the timing being determined by numerical means
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/12—Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/24—Electromagnetic mechanisms
    • H01H71/2418—Electromagnetic mechanisms combined with an electrodynamic current limiting mechanism
    • H01H2071/2427—Electromagnetic mechanisms combined with an electrodynamic current limiting mechanism with blow-off movement tripping mechanism, e.g. electrodynamic effect on contacts trips the traditional trip device before it can unlatch the spring mechanism by itself

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  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

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、閉成位置においては弾性的に押されて接触さ
せられ、障害発生時に操作機構の作用により分離できる
接点対を極ごとに有し、これらの接点対により保護され
る導体を流れる電流が変化したときセンサが障害信号を
発生し、この障害信号を処理器に入力すると、前記障害
信号の値が予め疫定されたしきい値を超えたときに前記
障害信号の値に従って遅延させられた障害引外し指令を
発生して前記操作機構に与える成型ケース遮断器の固体
引外し装置に関するものである。
（従来の技術） 接触および反発のどのような中間位置をも避けるために
遮断器の接点は完全に開かなければならないが、それで
も接点間に生じて、消さなければならないアークに対し
ては接点の分離が不十分なことがある。不完全に開かれ
た接点の間にアークが生じてこれが継続すると遮断器が
過熱されて損傷を受ける。流れる電流が予め設定されて
いる反発しきい値を超えた時に電流力の作用で接点の反
発が起きる。そのしきい値は遮断器の電流定格と、電極
の設定特性とに依存する。
遮断器が接触および反発の中間位置に留まらないように
するために、障害発生時の引外ししきい値は、一般に反
発しきい値より低い値に設定される。反発しきい値と引
外ししきい値とが完全に定められた遮断器を得ることは
困難で、仮りに得られたとしても費用がかさむことにな
る。そこでそれらの不正確さに対して引外ししきい値を
反発しきい値より２０〜５０％低くすることがしばしば
選択される。そうすると感度がかなり低くなる。
（発明が解決しようとする課題） 本発明の目的は、引外ししきい値と反発しきい値とが同
じである引外し装置を得ることである。
本発明の別の目的は、遮断器に障害が起きた時に瞬時に
引外す引外し装置を得ることである。
（課題を解決するための手段） 本発明の引外し装置は、接点対に対応してそれぞれ接点
が分離した時に発生されるアーク光を検出してアーク引
外し指令を発生するアーク検出器を設け、このアーク引
外し指令を処理器に加え、このアーク引外し指令と上記
障害引外し指令との両方が加わった時、瞬時に前記操作
機構に引外し指令を与えることを特徴とするものである
。
とくに電流力により、接点が開かれると火花放電すなわ
ちアークが生じ、そのために光が放射される。その光は
光電変換器のような光センサにより容易に検出できる。
この光センサはアーク発生領域から離れた場所に設ける
ことが好ましい。光センサは光ファイバのような光導体
によりアーク発生領域に結ばれる。本発明に従って成型
ケースの内部にアークセンサすなわちアーク検出器を配
置することにより、外部の光による妨害がとくに簡単な
やり方で避けられる。アーク信号と障害信号が同時に存
在した時に遮断器を瞬時に引外すことにより、正常な遮
断器のメーク動作とブレーク動作が行われた時に接点の
間に発生されるアークに起因するための引外しが避けら
れる。アークの検出と障害電流の検出には高い確度を必
要とせず、アークにより放射された光は過剰であり、接
点を反発させることができる電流と定格遮断電流との差
は非常に大きい。電流の分布または電極の特性に従って
、電流力反発が一対の遮断器接点で起こることがあり、
アーク検出器を遮断器の各接点対に対応して設けること
によりその反発を検出することが重要である。光ファイ
バの場合には、遮断器の任意の１つの電極から放射され
た光は、接点対に近い種々のアーク発生室を通した光フ
ァイバにより集めることができるが、任意の一対の接点
により放射された光を成型ケースの内部区画に設けられ
ている穴を通じて見ることができる場所に検出器を設は
得ることがわかる。各接点対には、光を処理器へ伝える
ことができる光ファイバが設けられる。
接点の反発を検出するために光を用いることにより、電
流力反発の作用で接点が分離される前に引外されること
が阻止され、遮断器の任意の一対の接点の反発が起きた
時に直ちに遮断器の瞬時引外しが確実に行われる。接点
が反発した時に動作する引外し装置を組合わせると有利
であり、または、そのような引外し装置は、そのような
引外し作用に加えて、過負荷時、または遮断器の反発し
きい値より振幅の障害が生じた時に通常の長い遅延また
は短い遅延の保護別作しを行う。
本発明の固体引外し装置はアナログ処理回路とデジタル
処理回路の少なくとも１つを有し、接点反発による瞬時
引外し回路は、応答時間を非常に短くするためにアナロ
グ回路とする方が有利である。アーク信号と障害信号が
同時に存在した時の瞬時引外しを、適当な手段、とくに
入力端子にアーク引外し信号と障害引外し信号とを受け
るアンド回路により行うことができる。
本発明の固体引外し装置は、障害時に遮断器が閉じられ
た時の瞬時保護も行う。この場合には、引外しの感度に
適合する遅延時間を供給する短い遅延時間の引外し回路
と長い遅延時間の引外し回路とは独立に、遮断器を直ち
に遮断することが重要である。障害時に遮断器が閉じる
と接点間にアークが自動的に生じ、かつ障害信号により
示される過電流が自動的に流れる。そのアークはアーク
検出器により検出され、遮断器を遮断する。本発明の装
置は、ある時間後の瞬時引外しを禁止する遅延接点の代
りに用いると有利である。
（実施例） 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
図において、負荷（図示せず）に電力を供給する３本の
導体Ｒ，Ｓ、　Ｔを有する配電装置が、回路を断つこと
のできる遮断器１０を有する。遮断器１０の操作機構１
２は、過負荷または短絡時に遮断器の引外しを制御する
有極リレー１４により制御される。遮断器１０の主接点
１７Ｒ，１７Ｓ。
１７Ｔと連動する補助接点１６がそれらの主接点１７Ｒ
，１７５，１７Ｔの位置を示す信号を発生する。各導体
Ｒ，Ｓ、　Ｔには変流器１８が装着される。この変流器
は、それぞれの導体を流れる電流に比例する信号を発生
する。この信号は全波整流ブリッジ２０に加えられる。
３個の全波整流ブリッジ２０の出力端子は直列接続され
、その両端が、抵抗２２、ツェナーダイオード２４およ
びダイオード２６の直列回路に接続されている。そして
、抵抗２２の端子間に導体Ｒ，Ｓ、Ｔを流れる電流の最
大値に比例する電圧信号が発生し、ダイオード２４の両
端に電子回路に供給する電圧信号を生ずる。この電圧信
号は増幅器２８の入力端子へ供給される。この増幅器２
８の出力端はアナログ−デジタル変換器３０に接続され
る。このアナログ−デジタル変換器３０の出力端子はマ
イクロブ凸セッサ３２の入力端子１に接続される。この
マイクロプロセッサ３２の出力端子２は有極リレー１４
に接続され、入力端子３はクロック発生器３４に接続さ
れ、入力端子４はキー４４を有するキーボード３６に接
続され、入力端子６は読出し専用メモリ３８に接続され
、入力／出力端子５がランダムアクセスメモリＮＯＶＲ
ＡＭ４０に接続され、出力端子７が表示器４２に接続さ
れ、入力端子８には補助接点１６が接続される。
第１図に示されている引外し装置は保護機能、とくに、
過負荷すなわち導体Ｒ，Ｓ、Ｔの回路に障害が生じた時
に長い遅延の引外しと短い遅延の引外しの少なくとも１
つを行う。導体Ｒ，Ｓ、　Ｔを流れる電流の最大値を表
すデジタル信号がマイクロプロセッサ３２の入力端子１
に加えられ、ここでメモリに格納されているしきい値と
比較され、このしきい値より大きいオーバーシュートを
検出し、遅延例外し指令または瞬時引外し指令を発生す
る。この指令はリレー１４に供給されて遮断器１０を開
かせる。もちろん、引外し装置は他の機能、とくに地絡
保護を行う。ここで説明している種類の引外し装置は当
業者に周知のものであって、たとえば１９８７年７月８
日付の特許願昭和６２年第１９６５４２号明細書に記載
されている。
本発明は任意の固体用外し装置に使用でき、ここで説明
した種類の引外し装置に限定されるものではない。非限
定的な例をあげるために、電流検出器は、電流の微分ｄ
ｉ／ｄｔを表すアナログ信号を供給する電流センサを有
することができる。
それの出力端子は積分回路に接続される。この積分回路
の出力信号はアナログ−デジタル変換器を介してマイク
ロプロセッサに供給される。固体用外し装置はアナログ
型とすることもできる。本発明によれば、遮断器１０は
成型ケース型の外囲器を有し、その外囲器の内部に遮断
器の３つの電極の主接点１７Ｒ，１７Ｓ、１７Ｔが配置
される。
３つの電極Ｒ，Ｓ、Ｔは成型ケースの内部隔室を形成す
る壁により分離され、各電極には、主接点１７Ｒ，１７
Ｓ、１７Ｔの近くに配置されたアーク検出器４６Ｒ，４
６Ｓ、４６Ｔが設けられる。
アーク検出器４６Ｒ，４６Ｓ、４６Ｔによりて集められ
た光は光ファイバ４８により光電変換器５０に送られる
。この光電変換器は集められた光に比例する電気信号を
発生するようになっており、その出力端子はアンド回路
５２の１つの入力端子に接続される。このアンド回路５
２の他の入力端子にはしきい値回路５４の出力端子が接
続される。
このしきい値回路の入力端子は増幅器２８の出力端子に
接続される。アンド回路５２の出力端子はダイオード５
６を介して有極リレー１４に接続される。マイクロプロ
セッサ３２と瞬時アーク反発引外し回路によりそれぞれ
有極リレー１４に供給される引外し信号の間の干渉を避
けるために、マイクロプロセッサ３２の出力端子２と有
極リレー１４の間にダイオード５８が接続される。
次に、本発明の固体用外し装置の動作を説明する。
過負荷すなわち障害が起ると、マイクロプロセッサ３２
は遮断器１０に通常の引外しを行わせる。
その引外しにはおそらくある遅延時間が伴う。接点１７
Ｒ，１７Ｓ、１７Ｔが離れると光が放射される。その光
はアーク検出器４６Ｒ，４６Ｓ。
４６Ｔにより検出され、光ファイバ４８により光電変換
器５０に伝えられる。この光電変換器は信号をアンド回
路５２に加える。他の入力端子に障害信号を受けるアン
ド回路５２は余分な引外し指令を有極リレー１４に送る
。この有極リレーは既に遮断器１０を引外している。そ
の付加指令は引外し装置の動作を乱すことはない。
主接点１７Ｒ，１７Ｓ、１７Ｔまたはそれらの主接点の
任意の１つに反発しきい値よりも高い短絡電流が生ずる
と、主接点は離れてアークが生ずる。そのアークはアー
ク検出器４６Ｒ，４６Ｓ。
４６Ｔにより検出される。増幅器２８としきい値回路５
４から障害信号を受けているアンド回路５２がアーク信
号を受けると、このアンド回路５２は引外し指令を発生
し、この引外し指令は有極リレー１４に加えられる。そ
の引外しは瞬時に行われて、遮断器１０の接点を直ちに
開くことにより、遮断器を過熱すると共に、遮断器を破
壊するおそれのある接点の中間位置を避ける。成型ケー
スの内部に配置されているアーク検出器４６Ｒ１４６Ｓ
、４６Ｔは外部の光から遮断されているから、遮断器が
誤って引外される危険性はない。しかし、アーク検出器
４６Ｒ，４６Ｓ、４６Ｔは、遮断器１０の正常なメーク
動作または正常なブレーク動作が行われた時に（とくに
、手動で）主接点１７Ｒ，１７Ｓ、１７Ｔに生ずる火花
放電すなわちアークを検出するが、アーク信号は、入力
端子に障害信号を受けていないアンド回路５２によりア
ーク信号は阻止される。したがって、遮断器１０の誤っ
た引外しと再開放が避けられ、主接点１７Ｒ，１７Ｓ、
１７Ｔの反発が起きた時だけ瞬時引外しが行われる。短
い遅延時間の引外しと長い遅延時間の引外しの各しきい
値を接点反発しきい値に近く選択でき、どのようなオペ
レータの誤りも本発明のアーク検出器により避けられる
。
瞬時引外しアーク信号の禁止は異なる手段、とくに、短
い遅延時間の引外しと長い遅延時間の引外しを制御する
センサとは独立している過負荷検出器により行えること
はもちろんである。光導体はプラスチック製の光ファイ
バを使用できる。主接点１７Ｒ，１７Ｓ、１７Ｔに近い
その光ファイバの端部はアーク光を受けるために短い長
さだけ露出させられる。この光ファイバの露出端部はア
ーク検出器を構成する。もちろん、３本の独立した光フ
ァイバを使用できる。各光ファイバは一対の接点毎に設
けられる。これら３本の光ファイバは光電変換器５０を
制御する。この光電変換器はたとえば光ダイオードまた
はフォトトランジスタで構成できる。アーク検出器を構
成する光ファイバ４８の露出端部はアークによる汚染か
ら遮へいされる場所に設けることが好ましく、さらには
、遮断器が動作するたびに適切な手段たとえば機械的な
手段で掃除されるように配置することが好ましい。
本発明の瞬時用外し装置は各種の標準型遮断器とくにア
ナログ型遮断器にももちろん使用できる。
本発明の引外し装置は、障害発生により遮断器が動作し
た時に下記のようにして瞬時保護も行う。
障害発生で遮断器が動作すると、主接点１７Ｒ１１７Ｓ
、１７Ｔにアークが生じ、そのアークはアーク検出器４
６Ｒ，４６Ｓ、４６Ｔにより検出される。それらのアー
ク検出器はアーク信号を発生し、それらのアーク信号は
アンド回路５２に加えられる。障害が発生して遮断器が
動作すると、障害電流が回路５４により検出される。そ
うするとその回路５４は障害信号をアンド回路５２に送
って遮断器１０を瞬時に引外させる。正常な動作におい
ては、アーク検出器４６Ｒ，４６Ｓ、４６Ｔは信号を発
生せず、長い遅延時間の引外し装置と短い遅延時間の引
外し装置だけが保護を行う。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の引外し装置のブロック図である。 １０・・・遮断器、１２・・・操作機構、１４・・・有
極リレー、１６・・・補助接点、１７Ｒ，１７Ｓ、１７
Ｔ・・・主接点、１８・・・センサ（変流器）、２０・
・・全波整流ブリッジ、２８・・・増幅器、３０・・・
アナログ−デジタル変換器、３２・・・マイクロプロセ
ッサ、３４・・・クロック発生器、３８・・・ＲＯＭ、
４０・・・ランダムアクセスメモリ、４６Ｒ，４６Ｓ、
４６Ｔ・・・アーク検出器、４８・・・光ファイバ、５
０・・・光電変換器、５２・・・アンド回路。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、閉成位置においては弾性的に押されて接触させられ
    、障害発生時に操作機構（１２）の作用により分離でき
    る接点対（１７Ｒ、１７Ｓ、１７Ｔ）を極ごとに有し、
    これらの接点対により保護される導体（Ｒ、Ｓ、Ｔ）を
    流れる電流が変化したときセンサ（１８）が障害信号を
    発生し、この障害信号を処理器（２０〜３２、５０〜５
    ４）に入力すると、前記障害信号の値が予め設定された
    しきい値を超えたときに前記障害信号の値に従って遅延
    させられた障害引外し指令を発生して前記操作機構に与
    える成型ケース遮断器において、前記接点対（１７Ｒ、
    １７Ｓ、１７Ｔ）に対応してそれぞれ接点が分離した時
    に発生されるアーク光を検出してアーク引外し指令を発
    生するアーク検出器（４６Ｒ、４６Ｓ、４６Ｔ）を設け
    、このアーク引外し指令を前記処理器（２０〜３２、５
    ０〜５４）に加え、このアーク引外し指令と前記障害引
    外し指令との両方が加わった時、瞬時に前記操作機構に
    引外し指令を与えることを特徴とする成型ケース遮断器
    の固体引外し装置。 ２、請求項１記載の固体引外し装置において、前記処理
    器（２０〜３２）は、前記瞬時引外しに加えて、長い遅
    延の引外し機能と、短い遅延の引外し機能とを有するこ
    とを特徴とする固体引外し装置。 ３、請求項１記載の固体引外し装置において、前記処理
    器（５０〜５４）はアンド回路（５２）を備え、そのア
    ンド回路の入力端子に障害引外し指令と前記アーク引外
    し指令とをそれぞれ加えることを特徴とする固体引外し
    装置。 ４、請求項１〜３のいずれかに記載の固体引外し装置に
    おいて、前記アーク検出器（４６Ｒ、４６Ｓ、４６Ｔ）
    は、遮断器のアーク発生領域から前記処理器へ光を送る
    光ファイバ（４８）の露出端部により形成されたことを
    特徴とする固体引外し装置。 ５、請求項１〜４のいずれかに記載の固体引外し装置に
    おいて、前記処理器は光電変換器（５０）を備え、この
    光電変換器は１つまたは複数の光導体（４８）を介して
    遮断器のアーク発生領域に接続されたことを特徴とする
    固体引外し装置。 ６、請求項１〜５のいずれかに記載の固体引外し装置に
    おいて、瞬時引外し処理器（５０〜５４）はアナログ回
    路であることを特徴とする固体引外し装置。
JP63253676A 1987-10-09 1988-10-07 成型ケース遮断器の固体引外し装置 Expired - Fee Related JP2705952B2 (ja)

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FR8714084 1987-10-09

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CA (1) CA1310100C (ja)
DE (1) DE3870397D1 (ja)
ES (1) ES2032039T3 (ja)
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