JPH01218319A

JPH01218319A - 回路しゃ断器

Info

Publication number: JPH01218319A
Application number: JP63041054A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Ishii; 和宏石井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-02-24
Filing date: 1988-02-24
Publication date: 1989-08-31
Anticipated expiration: 2010-02-15
Also published as: DE68918305D1; DE68918305T2; KR910007670B1; EP0330148B1; US4873603A; KR890013684A; EP0330148A2; EP0330148A3; ZA891361B; JPH0714252B2

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］この発明は過電流例外し機能を備えた回路しゃ断器に関
するものである。

［従来の技術］従来、たとえば特開昭６０−３２２１１号に開示されて
いる回路しゃ断器は、電流検出手段である変流器の２次
側電流が整流回路に流れ、この整流回路からの直流電圧
の一部がマイクロコンピュータなどの信号処理回路の電
源回路に印加されるとともに、上記整流回路の直流電圧
の残部が分流回路に流れて、上記信号処理回路の制御信
号となるよう従来の回路しゃ断器においては、電流検出
手段である変流器の２次側電流の一部が電源回路に流れ
るため、分流回路に流れる電流が交流電路を流れる電流
に対応しなくなって、事故電流のレベル検出に誤差が生
じる。しかも、上記電源回路に流入する電流は一定でな
いから、事故電流のレベル検出誤差の補正が困難であっ
た。

また、従来の回路しゃ断器の引外し諸特性を現場におい
てチェッチすることがきわめて危険かつ困難であった。

この発明は上記の問題点を解決するためになされたもの
で、事故電流のレベル検出精度を高めるとともに、引外
し諸特性を現場において安全かつ容易にチェツチするこ
とができる回路しゃ断器を提供することを目的とする。

［ｓ：＝ａ３を解決するための手段］この発明による回路しゃ断器は、交流電路の電流を検出
する変流器の出力を整流回路で単一方向の電流に変換し
、この整流回路の出力端子に電源回路と電流検出抵抗体
を直列に接続し、上記電流検出抵抗体の両端間の電位差
を増幅する差動増幅器を設けるとともに、直流電源から
の疑似入力電圧をスイッチを介し上記差動増幅回路に切
り換えて印加するためのテスト信号発生回路と、上記電
源回路およびテスト信号発生回路に外部電源から直流電
圧を供給するための複数の外部接続端子をもったテスト
用コ′ネクタとを具備し、上記電源回路とこの電源回路
に接続される外部接続端子との間に逆流防止用素子を介
挿したことを特徴とする。

［作用］変流器で検出された交流電路の電流は整流回路で単一方
向の電流に変換されて、電源回路と電流検出抵抗体にそ
の全電流が＾れる。このよう秤、全電流が上記検出抵抗
体を通るため、検出電流の誤差が生じない。そのため、
事故電流のレベル検出精度を高めることかでりる。　　
　　　　１また、テスト信号発生回路を設けて、直流電
源からの疑似入力電圧を上記差動増幅器−に切り換えて
印加するように、構成したから、現場において引外し諸
特性のチェツチ動作が容易にできる。

さら←、電源回路と外部接続端子との間に逆流防止用素
子を介挿したから、交流電路が活線状態において、すべ
てのテストスイッチを閉成しても、上記交流電路側から
の直流電圧がテスト信号発生回路や外部電源などに供給
されるおそれはなく、所期のテスト動作を達成すること
ができる。

［発明の実施例］第１図はこの発明による回路しゃ断器の一例を示す回路
図である。この実施例においては、説明を簡略化するた
めに、ｌ相の交流電路（１１をしゃ断する回路しゃ断器
について説明する。

図において、ｊｌｏ＋、）は交流電源に接続される電源
側端子、この電源側端子（１０１）は負荷開閉接点（２
Ｇ＋）を介して負荷側端子（３０１）に接続されている
。（２１）は電源側端子（＋ｏ＋）と負荷側端子［３０
１）との間の電路（１１）に介挿された電流検出用の変
流器で、この変流器（２１）の２次側には、２次出力電
流を単一方向に変えるダイオードブリッジ回路からなる
整流回路（３０）が接続されている。（５０Ｇ）は整流
回路（３０）の正側出力端子に接続された直流電源回路
で、正側端子（５ａ）、基準端子（５ｂ、）、中間端子
（５ｃ）および負側端子（５ｄ）をもっている。

第２図は上記電源回路（５００）の−例を示し、図にお
いて、（５０１）は電磁例外し装置（８０）の動作を容
易にするインピーダンス回路で、このインピーダンス回
路（５０１）は、抵抗体Ｒ４と抵抗体Ｒ５の直列回路を
トランジスタＴｒｌのコレクタに接続するとともに、上
記抵抗体Ｒ４と抵抗体Ｒ５の接続点と、上記トランジス
タＴｒｌのベースとに抵抗体Ｒ６を接続し、さらに、上
記抵抗体Ｒ４と抵抗体Ｒ５の接続点と、上記トランジス
タＴｒｌのエミッタにツェナダイオードＺＤＩを接続し
て構成されている。、＋５０２）は上記インピーダンス回路（５０１）に直列
接続された、たとえばツェナダイオードからなる電圧制
限素子、（５０３）はインピーダンス回路（５０１）　
と電圧制限素子（５０２）の接続点にアノード側が接続
されたダイオード、（５０４）はダイオード（５０３）
のカソード側と電源回路（５０Ｇ）の負側端子（５ｄ）
の間に接続された平滑用コンデンサであり、上記ダイオ
ード（５０３）のカソードは電源回路（５００）の正側
端子（５ａ）に接続されている。

（５０５１は上記正側端子（５ａ）に接続された基準電
圧発生回路、（５０６）は基準電圧発生回路（５０５）
に直列接続された電圧制限素子で、この電圧制限素子（
５０６）と基準電圧発生回路（５０５）の接続点は上記
電源回路（５００）の中間端子（５ｃ）に接続されてい
る。さらに、」〕記基準電圧発生回路（５０５）の出力
端子は電源回路（５０Ｇ）の基準端子（５ｂ）に接続さ
れている。

上記電源回路（５０Ｇ）の負側端子（５ｄ）には、第１
図で示すように、電流検出抵抗体（４０）の一端が接続
され、この電流検出抵抗体（４０）の他端は電流検出抵
抗体（４１）の一端に接続され、さらに、上記電流検出
抵抗体（４１）の他端は整流回路（３０）の負側端子に
接続されている。

（ｊＯ）　、、（＋２）は電流検出抵抗体（４Ｇ）　、
　（４１）の電圧降下を電源回路（５００）の中間電位
Ｖｏを基準とする信号に変換する差動増幅回路である。

上記差動増幅器（６０）は演算増幅器（５３）と４つの
抵抗体（６４）　、　＋６５）　、　（６６）　、　（
６７）から構成されている。また、差動増幅器（６１）
は演算増幅器（６３１）と４つの抵抗体（６４１）、　
（６５１）、　（６６１）、　（６７１）から構成され
ている。

上記差動増幅器（６０）、、　（６１）の電源は電源回
路（５００）の正側端子（５ａ）と負側端子（５ｄ）よ
り供給され、差動増幅器（６Ｇ）、　（６１）の入力端
子は電流検出抵抗体＋４０１　、　（４１）の両端に接
続されている。

上記差動増幅器（６Ｇ）、（６１）の各利得はたとえば
電源回路（５０Ｇ）に近い方が小さく設定されている。

すなわち、差動増幅器（６０）の利得く差動増幅器（５１）の利得に設定されている。

、（７０）は時限回路で、この時限回路（７０）は瞬時
引外し回路（２３０）　、短限時用外し回路（２２０）
および長限時用外し回路（１７０）を備え、各回路（２
３０）　。

（２２０）　、　（１７０）の出力端子は並列接続され
て、時限回路（７０）の出力端子となっている。

すなわち、差動増幅器（６０）の出力端子には、瞬時引
外し回路（２３Ｇ）が接続され、この瞬時引外し回路（
２３Ｇ）にはピーク値変換回路（２１０）と短限時用外
し回路（２２０）の直列回路、なら？１ビーク値変換回
路（２１０）と長限時用外し回路（１７０）の直列回路
がそれぞれ並列接続されている。

（８０）は整流回路（，３０）の正側出力端子に接続さ
れた電磁引外しコイル、（１２０）は電磁引外しコイル
（８０）に直列接続された開閉回路で、この開閉回路（
＋２０１の他端は電源回路（５００）の負側端子（５ｄ
）に接続されている。上記電磁引外しコイル（８０）は
しゃ断・機構（１００）を介し開閉接点（２０１）に対
して機械的に連動しており、開閉回路（１２０）が開よ
り閉に切換ることにより、上記開閉接点（２０１）が開
放されるように構成されている。

（５０）は時限回路（７０）の出力と開閉回路（＋２０
）の入力の間に接続された出力スイッチ（５４）を有す
る不足電圧動作禁止回路で、この不足電圧動作禁止回路
（５０）は、第２図で示すように比較器（５３）と電圧
分割回路（５１）とから構成され、抵抗体Ｒ７とＲ８か
らなる電圧分割回路（５１）は電源回路（５００）の正
側端子（５ａ）と中間端子（５Ｃ）に接続されるととも
に、上記抵抗体Ｒ７とＲ８の接続点が上記比較器（５３
）の一方の入力端子に接続され、比較器（５３）の他方
の入力端子は基準端子（５ｂ）に接続されている。

（！ｌ）はテスト用コネクタで、このコネクタ（ＩＩ）
は外部接続端子（Ｉｌａ）、　（Ｉｌｂ）、　（Ｉｌｃ
）、　（Ｉｌｄ）を有する。上記接続端子（Ｉｌａ）は
上記電源回路（５００）の負側端子（５ｄ）に、接続端
子（Ｉｌｂ）は逆流防止用のダイオード（１２）を介し
て整流回路（３０）の正側出力端子にそれぞれ接続され
ている。また、上記接続端子（Ｉｌｃ）は第１のテスト
信号発生回路Ｃｌ５）に、接続端子（ｌｉｄ）は第２の
テスト信号発生回路（Ｉ４）にそれぞれ接続されている
。

（１５ａ）　、　（１５ｂ）　、　（１５ｃ）　、　（
＋５ｄ）は上記各接続端子（Ｉｌａ）、　（Ｉｌｂ）、
　（Ｉｌｃ）、　（ｌｌｄ）にそれぞれ着脱可能に接続
される端子で、端子（＋５ａ）は直流電源（＋６）の負
極に接続され、他の端子（１５ｂ）　、　（＋５ｃ）　
、　（１５ｄ）はスイッチ（１７ａ）　、　（１７ｂ）
　、　（１７ｃ）を介して直流電源（１６）の正楊にそ
れぞれ接続されている。

つぎに、上記構成の動作について説明する。

交流電路（＋）に電流が流れると、変流器（２１）の２
次巻線に固有の変流比で定まった２次電流が流れる。こ
の２次電流を整流回路（３０）で単一方向の電流に変換
し、整流回路（３０）の出力電流が電源回路＋５００）
と検出抵抗体（４０）、　（４１）を通って整流回路（
３０）に帰る。この時、電源回路（５０Ｇ）と検出抵抗
体（４０）、　（４’ｌ）には電路（１）における負荷
電流に対応する全波整流波形電流が流れる。

上記電源回路（５００）に全波整流波形電流が流れ込む
と、この電源回路（５００）は第２図で示す構成とする
ことにより、その各出力端子（５ａ　）、　（５ｂ　）
。

（５ｃ）および（５ｄ）には、第３図で示すような接地
された中間端子（５ｃ）の電位Ｖｏを基準とした電圧（
＋Ｖ）　、　　（Ｖｒｅｆ　）　、　　（−Ｖ）が発生
する。その場合、上記出力端子（５ａ）の出力電圧（＋
Ｖ）にはリップル分が含まれてもよく、出力電圧（＋Ｖ
）と出力電圧（Ｖｒｅｆ）の関係は（＋Ｖ）　＞　（Ｖ
ｒｅｆ　）である。

また、電源回路（５００）の出力電圧は不足電圧動作禁
止回路（５０）に供給され、ヒステリシスを持った比較
器（５３）のために出力電圧（＋Ｖ）が第３図のＯＮレ
ベルより大きくなれば出力スイッチ（５４）を閉じ、出
力電圧（＋Ｖ）がＯＦＦレベルより小さくなれば出力ス
イッチ（５４）を開く。

このＯＮレベルとＯＦＦレベルの差は、出力電圧（＋Ｖ
）のリップル分より大きく設定されており、リップル分
により出力スイッチ（５４）がＯＮ。

ＯＦＦを繰返さないように設定されている。

すなわち、出力電圧（＋Ｖ）が規定値以上で、出力電圧
（Ｖｒｅｆ）が十分安定し、出力電圧（−■）が規定値
のときのみ、不足電圧動作禁止回路（５０）の出力スイ
ッチ（５４）が閉じる。

他方、上記差動増幅器（６０）、　（６１）の電力は電
源回路（５００）から供給され、差動増幅器（６０）、
　（６１）の各入力は電流検出抵抗体（４０）、　（４
１）から供給される。

上述したように、上記差動増幅器＋６０）、　（６１）
の各利得は、差動増幅器（６０）の利得く差動増幅器（６１）の利得に設定されているから、第４図で示すように差動増幅器
（６０）の出力電圧特性Ａを長限時例外し°領域におい
て高くすることができる。つまり、長限時例外し領域に
おける微弱な電流変化を精度良く検出することができる
。

なお、他方の差動増幅器（６１）の出力電圧特性Ｂは電
流変化の大きな短限時中外゛し領域を受けもつから、従
来と同様の特性Ｃであってもよ・い、しかしながら、上
記差動増幅器（６０）の出力電圧特性Ａは他方の差動増
幅器（６１）の出力電圧特性Ｂと同様の特性Ｃであって
もよい。

上記差動増幅器（６０）の出力の瞬時値が、第４図で示
す瞬時引外し電流領域を越えたとき、瞬時引外し回路（
２３０）から時限回路（７０）としての出力信号を出す
。また、上記差動増幅器（６０）の出力は各ピーク値変
換回路（２１０）、　（２’ＩＯ）に印加され、このピ
ーク値変換回路（２１０）、　（２１０）の入出力電圧
波形はたとえば第５図で示すようになる。このピーク値
変換回路（２１０）、　＋２１０）の各出力は短限時中
外し回路（２２０）および長限時例外し回路（＋７０）
にそれぞれ入力され、その出力電流が第４図で示す短限
時中外し電流領域および長限時例外し電流領域を越えた
とき、上記各例外し回路（２２０）　、　（１７０）か
ら時限回路（７０）としての出力信号を出す。

時限回路（７０）の出力は不足電圧動作禁止回路（５０
）の出力スイッチ（５４）を経由して開閉回路（＋２０
）の入力をトリガし、開閉回路（１２０）の出力を開よ
り閉にし、電磁引外し装置（１２０）を励磁する。電磁
引外し装置（１２０）は開閉接点（２０１）を閉より開
に操作し事故電流を遮断する。この動作特性曲線の一例
を示すと；たとえば第６図の通りである。

なお、開閉接点（２０＋）を流れる電流が定格電流のｌ
Ｏ％〜２０％程度の小さい電流の時には、電源回路（５
００）の出力電圧は時限回路（７０）の動作に不十分な
状態がある。その状態で時限回路（７０）が誤った出力
を出すのを防ぐため、不足電圧動作禁止回路（５０）の
出力スイッチ（５４）が開となって開閉回路（１２Ｇ）
の動作を防ぐ。

つぎに、上記構成による回路しゃ断器のテスト動作につ
いて説明する。

まず、テスト用コネクタ（ｌ　１）の各接続端子（ｌｌ
ａ）、　（ｌｌｂ）、　（Ｉｌｃ）、　（ｌｉｄ）に端
子（１５ａ）　、　（１５ｂ）　。

（１６ｃ）、　（１５ｄ）をそれぞれ接続する。

いま、開閉接点（２０１）を開放し、交流電路（１）に
電流が流れていない状態において、スイッチ（１７ａ）
を閉成すると、外部の直流電源（１６）から所定の電圧
、たとえば２４Ｖが電源回路（５０Ｇ）に供給されて、
電源回路（５００）と検出抵抗体（４Ｇ）　。

（４１）に直流電流が流れる。

上記の状態で、スイッチ（＋７ｂ）を閉成すると、第１
のテスト信号発生回路（１３）の出力で、スイッチ（１
８）が第１の直流電源（１９）側にたとえば２０ｍ５ｅ
ｃだけ切り換わり、上記直流電源（１９）からの電圧が
差動増幅器（６０）の一方の入力として印加され、上記
差動増幅器（６０）の出力の瞬時値が、第４図および第
６図で示す瞬時引外し電流領域に、おいて、瞬時引外し
回路（２３０）から時限回路（７０）としての出力信号
を出す。

他方、上記スイッチ（１７ｂ）に代えて、スイッチ（１
７ｃ）を閉成すると、第２のテスト信号発生回路（１４
）の出力で、スイッチ（１９）が第２の直流電源（２０
）側にたとえば１００　ｓｅｃにわたって切り換わり１
．Ｅ記直流電源（２０）からの電圧が差動増幅器（６１
）の一方の入力として印加され、上記差動増幅器（６１
）の出力の実効値が第４図および第６図で示す長限時例
外し電流領域において、長限時例外し回路（１７０）か
ら時限回路（７０）としての出力信号を出す。

上述から明らかなように、現場において、テスト用コネ
クタ（１１）の各接続端子（Ｉ　Ｉａ）　、　（ｌｌｂ
）　。

（ｌｌｃ）、　（Ｉｌｄ）に端子（１５ａ）　、　（１
５ｂ）　、　（１５ｃ）　、　（＋５ｄ）を接続してス
イッチ（１７ａ）を閉成し、直流電源（＋６）からの電
圧を電源回路（５００）に供給した状態で、スイッチ（
１７ｂ）やｆ１７ｃ）を閉成し、回路しゃ断器に内蔵さ
れたテスト信号発生回路（＋３）、・（１４）の出力で
、スイッチ＋１８）、　（１９）を所定時間閉成し、直
流電源（１９）、　（２０）の電源電圧を差動増幅器（
６０）。

（６１）の一方の疑似入力として印加することにより、
瞬時引外しおよび長限時例外し特性のチエツクを容易に
達成することができる。

また、上記実施例において、開閉接点（２０１）を閉成
し、交流電路（１）に電流が流れている活線状態におい
て、スイッチ（＋７ａ）を閉成した場合でも、接続端子
（Ｉｌｂ）と整流回路（３０）の正側出力端子との間に
は、逆流防止用のダイオード（１２）が介挿されている
から、上記瞬時引外しおよ−び長限時例外し特性のチエ
ツク動作に悪影響を及ぼすような不測事態発生のおそれ
がない。

なお、上記実施例においては、瞬時引外しおよび長限時
例外し特性のチエツク動作について説明したけれども、
短限時例外し特性のチエツク動作についても同様の手段
で達成することができることはいうまでもない。

また、上記実施例においては、単相の交流電路（＋）を
しゃ断する回路しゃ断器について説明したけれども、２
相もしくは３相の交流電路に流れる電流を固有の変流比
で定まった２次電流に変換する複数の変流器を設け、こ
の２次電流を整流回路で単一方向の電流に変換し、整流
回路の出・力電流が電源回路（６００）と検出抵抗体（
４０）、、　（４１）および付加された検出抵抗体を通
って整流回路（３０）に帰る２相もしくは３相の交流電
路をしゃ断する回路しゃ断器を構成し、上記検出抵抗体
（４０３、（４１）に直列接続された他の検出抵抗体に
対し、上記差動増幅器（６１）およびこれに付随するテ
スト信号発生回路（１４）やスイッチ（１９）に相当す
る差動増幅器。

テスト信号発生回路およびスイッチなどを付加すること
により、上記と同様の引外し特性のチエツク機能をもっ
た回路しゃ断器を提供することができる。

［発明の効果］以上のように、この発明によれば、変流器で検出された
交流電路の電流は整流回路で単一方向の電流に変換され
て、電源回路と電流検出抵抗体にその全電流が流れて上
記検出抵抗体を通るため、検出電流の誤差が生じない。

そのため、事故電流のレベル検出精度を高めることがで
きる。

また、現場において、外部の直流電源から電源回路と電
流検出抵抗体および差動増幅器に電圧を供給した状態で
、上記差動増幅器に９似入力を印加することにより、引
外し諸特性のチエツクが安全かつ正確になされる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による回路しゃ断器の一例を示す回路
図、第２図は電源回路と不足電圧動作禁止回路の一例を
示す回路図、第３図は電源回路と不足電圧動作禁止回路
の動作説明図、第４図は差動増幅器の動作説明図、第５
図はピーク値変換回路の単相での入出力電圧波形図、第
６図は回路しゃ断器の引外し特性図である。（１）−・・交流電路、（１３）、　（＋４）−・・テ
スト信号発生回路、（＋８）、　（２０）−・・スイッ
チ、（＋９）、　（ｚ＋）−・・直流電源、（２１）−
・・変流器、（３Ｇ）−・・整流回路、（４Ｇ）。（４１）−・電流検出抵抗体、（６０）、　（６１）　
−・・差動増幅器、（７０）−時限回路、（８０）−・
・電磁用外し装置、（１２０）−・・開閉回路、＋１７
０）　−・・長限時用外し回路、（２０１）　−・・負
荷開閉接点、　（２２０）　−・・短限時用外し回路、
（２３Ｇ）−・・瞬時用外し回路、（５００）　−・・
電源回路。なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。第１図第２図第３図手続補正書（自発）昭和　　年　　月　　日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）交流電路に挿入された負荷開閉接点と、この接点
に流れる電流を検出する変流器と、この変流器の２次巻
線に接続されて前記変流器の交流２次電流を単方向電流
に変換する整流回路と、この整流回路の出力端子間に接
続されかつ正側・中間・負側の各出力端子に正電位・中
間電位・負電位を出力する直流電圧電源回路と、この電
源回路に直列接続された電流検出抵抗体と、上記電源回
路の出力により電力が供給されかつ前記単方向電流に比
例する前記電流検出抵抗体の電圧降下を前記電源回路の
出力の正電位と負電位の間でかつ中間電位を基準とする
出力信号に変換する差動増幅回路と、前記電源回路から
電力が供給されかつ前記単方向電流に比例する前記差動
増幅回路の出力信号を入力とするように接続されかつ前
記単方向電流の所定の大きさに対して所定の時間遅れを
生じさせる時限回路と、前記時限回路の出力により開よ
り閉に操作される開閉回路と、この開閉回路に直列接続
されかつその直列回路が前記整流回路と前記電源回路の
接続点および前記電源回路と前記電流検出抵抗体の接続
点との間に接続された電磁引外しコイルと、前記開閉回
路が閉じることによつて励磁されるとともに前記電磁引
外しコイルにより駆動されて前記負荷開閉接点を閉より
開にするしや断機構と、直流電源からの疑似入力電圧を
上記差動増幅回路に切り換えて印加するためのスイッチ
と、上記直流電源からの疑似入力電圧が上記差動増幅回
路に所定時間印加されるように上記スイッチを切り換え
操作するテスト信号発生回路と、上記電源回路およびテ
スト信号発生回路に外部電源から直流電圧を供給するた
めの複数の外部接続端子をもつたテスト用コネクタとを
具備し、上記電源回路とこの電源回路に接続される外部
接続端子との間に逆流防止用素子を介挿したことを特徴
とする回路しや断器。