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JPH09130958A - 電子式過電流引外し装置 - Google Patents

電子式過電流引外し装置

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Publication number
JPH09130958A
JPH09130958A JP7282047A JP28204795A JPH09130958A JP H09130958 A JPH09130958 A JP H09130958A JP 7282047 A JP7282047 A JP 7282047A JP 28204795 A JP28204795 A JP 28204795A JP H09130958 A JPH09130958 A JP H09130958A
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JP
Japan
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reference current
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current
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Application number
JP7282047A
Other languages
English (en)
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JP3537563B2 (ja
Inventor
Shunei Kamino
俊英 紙野
Yoshihiro Umemoto
好弘 梅本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Terasaki Electric Co Ltd
Original Assignee
Terasaki Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Terasaki Electric Co Ltd filed Critical Terasaki Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 回路遮断器に大電流が流れても、機能を損ね
ることなく精度よく回路遮断器にトリップ信号を発する
電子式過電流引外し装置を提供する。 【解決手段】 定電流回路14から第1の基準電流I1
をホール素子8に供給し、ホール素子8の出力を入力信
号変換回路16を介してCPU15に入力し、CPU1
5はその出力が所定値以上であればホール素子8に供給
する電流を第2の基準電流I2 に切換えるとともに、ホ
ール素子8の検知信号に補正を加え、その検知値または
補正された検知値に応じて演算を行なって、所定の動作
条件を満足したとき、回路遮断器にトリップ信号を与え
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は電子式過電流引外
し装置に関し、特に、電流センサとしてホール素子を使
用した電子式過電流引外し装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電気設備回路が複雑になってきた
のに伴い、回路遮断器にはより正確な過電流保護性能が
要求されてくるようになってきた。このため、最近の回
路遮断器には精度のよい電子式過電流引外し装置が設け
られるようになってきた。
【0003】このような電子式過電流引外し装置は、電
流センサの出力を電子回路によって演算して所定の条件
において、回路遮断器の開閉接触部を開離させるトリッ
プ装置にトリップ信号を供給する。従来、電流センサと
しては、閉磁路を形成する鉄芯にコイルを巻装した変流
器を回路遮断器の主回路導体に取付けて用いるのが一般
的であった。しかし、このような変流器は、鉄芯および
コイルを含んでいるため、主回路の電流が大きくなると
鉄芯が磁気飽和し、主回路電流値に比例する2次出力が
得られないという問題点があった。
【0004】このような問題点を解決する方法として、
ホール素子を電流センサとして主回路導電部に近接して
設ける技術がある。ホール素子は、その電流端に電流を
供給しておくと、この供給電流値およびホール素子を透
過する磁束に比例した出力が発生するという半導体素子
である。したがって、供給電流を一定に保っておけば、
主回路電流に比例して発生する磁束に比例した出力がホ
ール素子から得られ、主回路の電流値を検知することが
できる。このホール素子の出力がCPUや電子回路部品
を含む電子式過電流引外し装置に入力され、所定の演算
を行なって条件が満足すればトリップ信号が発生され
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このホ
ール素子を電流センサとして使用したときは、前述のご
とく磁気飽和する変流器によるセンサとは異なり、電流
が大きくなっても電流値に比例した出力を発生する。こ
のため、主回路電流値が極めて大きくなるとホール素子
の出力も極めて大きくなり、ホール素子自体やホール素
子の出力をCPUに入力するための入力信号変換回路な
どの電子回路素子の使用可能限界を越えて使用される状
態となる。その結果、トリップ信号を正しく発生しない
ことがあり、また長時間この状態が継続すると、回路素
子が故障するという問題があった。
【0006】それゆえに、この発明の主たる目的は、回
路遮断器に大電流が流れても、機能を損ねることなく精
度よく回路遮断器にトリップ信号を発生する電子式過電
流引外し装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
回路遮断器の主回路導電部に近接して設けられるホール
素子を電流センサとする電子式過電流引外し装置におい
て、ホール素子に第1の基準電流および第1の基準電流
より小さい第2の基準電流を切換信号に応じて選択的に
供給する電流電源と、ホール素子の出力を検知する検知
手段と、検知手段による検知値が所定値を越えたとき、
ホール素子に供給する基準電流を第1の基準電流から第
2の基準電流に切換えるための切換信号を発生するとと
もに、検知手段による検知値に基準電流の変化に応じた
補正を加える切換手段と、検知手段による検知値または
補正された検知値に応じて演算を行ない、予め定められ
た動作設定条件を満足したとき、回路遮断器にトリップ
信号を発生して主回路を遮断させる演算手段とを備えて
構成される。そして、この発明では、回路遮断器に大き
な電流が流れてホール素子の出力が所定値を越えたと
き、ホール素子に供給される基準電流を低下させてホー
ル素子の出力を低下させるようにしているため、ホール
素子自体や電子式過電流引外し装置の電子回路部品が正
しい精度を維持して動作させて劣化をさせることはな
い。
【0008】請求項2に係る発明では、請求項1の発明
に加えて、検知手段による検知値が所定値を越えていな
い場合でも切換手段を動作させる監視指令手段と、監視
指令手段を動作させたときに基準電流の切換わり前後の
ホール素子の出力値を比較してその比較結果が所定の結
果と異なるとき警報信号を発する警報信号発生手段とが
新たに設けられる。
【0009】
【発明の実施の形態】図1はこの発明の実施の形態の回
路遮断器の要部側面断面図である。図1において、回路
遮断器は端子2,3と、それぞれ端子2,3と接触する
接触子4,5と、接触子4,5と接離可能な可動接触子
6を含む主回路導電部と、可動接触子6を操作するその
一部が図示されている開閉機構7と、可動接触子6に近
接して回路遮断器1の固定部材に取付けられるホール素
子8とを含む。さらに、回路遮断器1はホール素子8の
出力に応じてトリップ信号を発生する電子式過電流引外
し装置9と、電子式過電流引外し装置9のトリップ信号
に応じて回路遮断器1を開閉機構7を動作させて可動接
触子6を接触子4,5から開離させるトリップ装置(図
示せず)と、電子式過電流引外し装置9などの電源とな
る変流器10とを含む。
【0010】図2は図1に示した回路遮断器の電気回路
図である。図2において、電子式過電流引外し装置9
は、変流器10の出力を整流する整流素子12と、整流
された出力を定電圧化してこの電子式過電流引外し装置
9およびトリップ装置11の電源となる電源回路13
と、ホール素子8に基準電流を供給する定電流回路14
と、ホール素子8の出力に応じて演算などを行なうCP
U15と、ホール素子8の出力をCPU15に入力する
ために所定の変換を行なう入力信号変換回路16と、主
回路導電部に過電流が流れたとき開閉接触部を開離する
条件を設定する動作設定手段17と、CPU15からの
トリップ信号に応じてトリップ装置11を制御するトラ
ンジスタ18と、後述する所定の条件の下に動作するリ
レー19を含む。
【0011】定電流回路14は、予め定められた第1の
基準電流I1 および第2の基準電流I2 (I1 >I2
の2種類の基準電流を、CPU15からの切換信号によ
って選択的にホール素子8に供給する。ここで、I1
定常時において流す電流であり、I2 は後述する所定の
条件において流す電流である。
【0012】CPU15には、入力信号変換回路16を
介してホール素子8の出力を検知する検知手段と、検知
手段によって検知した検知値と後述する所定値を比較
し、検知値が所定値を越えたとき第1の基準電流を第2
の基準電流に切換える切換信号を発生するとともに検知
手段による検知値に基準電流の変化に反比例した(I1
/I2 )倍を乗じた補正を加える切換手段と、検知手段
による検知値または補正された検知値に応じて演算を行
ない動作設定手段17による設定条件を満足したときト
リップ信号を発生する演算手段が含まれている。なお、
切換手段は、第2の基準電流が流れている状態で補正さ
れた検知値と前述の所定値の比較を行ない、補正された
検知値が所定値以下になったときは基準電流を第1の基
準電流に切換える信号を発生するとともに、補正されて
いた検知値の補正が解除される。ここで、切換手段を動
作させる検知値に対する所定値は、第1の基準電流が供
給されているとき、ホール素子8自体を入力信号変換回
路16の電子回路部品が初期の精度を維持しかつ劣化す
ることのない検知値の上限値以下に定められる。
【0013】次に、上述のごとく構成された回路遮断器
1の電子式過電流引外し装置9の具体的な動作について
説明する。主回路導電部に電流が流れると、変流器10
の出力によって定電流回路14から第1の基準電流I1
がホール素子8に供給され、主回路導電部を流れる電流
値に比例して発生する磁束がホール素子8と鎖交し、ホ
ール素子8に出力が発生する。この出力VH は、VH
k・Ic・Bなる一般式で表わされる。ここで、「k:
ホール素子の感度(ホール係数) Ic:ホール素子に
供給する基準電流 B:ホール素子を鎖交する磁束密
度」である。
【0014】この出力が入力信号変換回路16を介して
CPU15に入力され、まず検知手段においてこの入力
の大きさが検知される。この検知値が前述の所定値と比
較され、その結果検知値が所定値以下であれば切換信号
が生じることなく、すなわち基準電流値が切換わること
なく演算手段において検知値に応じて演算が行なわれ、
動作設定手段17によって設定された設定値を満足した
ときはトリップ信号が発生し、トランジスタ18が導通
状態となって、トリップ装置11が動作して開閉接触部
が開離し、主回路の電流が遮断される。
【0015】一方、比較の結果、検知値が所定値を越え
たとき、切換手段から切換信号が発せられ、ホール素子
8に供給される電流は第1の基準電流から第2の基準電
流に瞬時に切換わる。したがって、ホール素子8の出力
および検知手段による検知値が切換前の(I2 /I1
になる。しかし、切換信号を発するとともに検知手段の
検知値には(I1 /I2 )倍の補正が加えられる。演算
手段は補正された検知値に応じて演算を行ない、動作設
定手段17の設定値を満足したときはトリップ信号が発
生する。すなわち、ホール素子8の出力を強制的に低下
させても、演算手段において補正された検知値に応じて
演算が行なわれるため、切換がなかったのと同じ結果が
得られる。
【0016】なお、ホール素子8に第2の基準電流が供
給されている状態で、主回路導電部の電流値が低下して
検知手段による検知値の補正値が前述の所定値以下に低
下したとき、切換手段は切換信号を発してホール素子8
へ供給する電流を第1の基準電流I1 に切換えるととも
に検知手段の検知値に加えられていた補正が解除されて
元の状態となる。
【0017】CPU15には、ホール素子8に第1の基
準電流が供給されている状態で切換手段を定期的に発生
させる監視信号発生手段と、監視信号発生手段が動作し
て基準電流が切換えられる直前直後の検知手段による検
知値を比較する比較手段と、比較手段の比較による結
果、後者が前者の(I2 /I1 )になっていないとき動
作する警報信号発生手段がさらに設けられている。
【0018】この監視信号発生手段が動作したとき、ホ
ール素子8に供給される電流が第1の基準電流から第2
の基準電流に切換えられる。この切換は瞬間的に行なわ
れるため、切換直前直後の主回路導電部を流れる電流は
変動がないと考えてよい。したがって、切換直後の検知
値は切換直前の検知値の(I2 /I1 )になっているは
ずである。比較手段によってこの両者を比較してそのよ
うになっていない場合は警報信号発生手段が動作してリ
レー19を動作させ、警報装置を動作させることができ
る。なお、警報信号発生手段が動作する場合としては、
基準電流の切換が正常に行なわれていない場合、ホール
素子8に供給される第1または第2の基準電流が設定し
た値でない場合、基準電流が相違したときホール係数が
変化するというホール素子の劣化などがある。
【0019】したがって、監視信号を定期的に発するこ
とによって、これらの状態を自動監視することができ
る。また、監視信号を手動にて随時発生させることもで
きる。なお、この監視信号は、主回路電流が動作設定手
段17によって設定された動作電流設定値以下の場合に
のみ発せられるため、過電流引外し性能を阻害すること
はない。
【0020】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、主回
路電流に大電流が流れたとき、自動的にホール素子の出
力が低下するため、ホール素子自体や電子式過電流引外
し装置の電子回路部品が正しい精度を維持して動作する
とともに劣化することがなく、また電子式過電流引外し
装置の自動監視や随時監視ができ、信頼性を高めること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による電子式過電流引外し装置を搭載
した回路遮断器の要部側面断面図である。
【図2】この発明による電子式過電流引外し装置を搭載
した回路遮断器の電気回路図である。
【符号の説明】
1 回路遮断器 8 ホール素子 9 電子式過電流引外し装置 10 変流器 11 トリップ装置 12 整流素子 13 電源回路 14 定電流回路 15 CPU 16 入力信号変換回路 17 動作設定手段 18 トランジスタ 19 リレー

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回路遮断器の主回路導電部に近接して設
    けられるホール素子を電流センサとする電子式過電流引
    外し装置において前記ホール素子に第1の基準電流およ
    び前記第1の基準電流より小さい第2の基準電流を切換
    信号に応じて選択的に供給する電流電源と、 前記ホール素子の出力を検知する検知手段と、 前記検知手段による検知値が所定値を越えたとき、前記
    ホール素子に供給する基準電流を前記第1の基準電流か
    ら前記第2の基準電流に切換えるための切換信号を発生
    するとともに、前記検知手段による検知値に基準電流の
    変化に応じた補正を加える切換手段と、 前記検知手段による前記検知値または前記補正された検
    知値に応じて演算を行ない、予め定められた動作設定条
    件を満足したとき、前記回路遮断器にトリップ信号を与
    えて主回路を遮断させる演算手段とを備えたことを特徴
    とする、電子式過電流引外し装置。
  2. 【請求項2】 前記検知手段による検知値が前記所定値
    を越えていない場合でも前記切換手段を動作させる監視
    指令手段と、 前記監視指令手段を動作させたとき、前記基準電流の切
    換わり前後のホール素子の出力値を比較し、その比較結
    果が所定の結果と異なるとき、警報信号を発する警報信
    号発生手段とを備えたことを特徴とする、請求項1に記
    載の電子式過電流引外し装置。
JP28204795A 1995-10-30 1995-10-30 電子式過電流引外し装置 Expired - Fee Related JP3537563B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014183725A (ja) * 2013-03-21 2014-09-29 Hitachi Ltd ディジタル保護制御装置の入力変換基板

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