JPS61247213A

JPS61247213A - 自動遮断器

Info

Publication number: JPS61247213A
Application number: JP61001959A
Authority: JP
Inventors: ジヨン　スタンレイ　スチユワート
Original assignee: BURATSUSHI SUITSUCHIGIA Ltd
Current assignee: BURATSUSHI SUITSUCHIGIA Ltd
Priority date: 1985-01-08
Filing date: 1986-01-08
Publication date: 1986-11-04
Also published as: US4758919A; GB2169762A; GB8500646D0; GB2169762B; BR8600059A; GB8600395D0; IN166009B

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、高架電力分配システムの屋外配線に用いられ
て、永続的漏電状態を受けた配線を隔離するように操作
する自動遮断器に関する。

「従来技術」高架分配システムにおいて、通常配線は、漏電の発生で
瞬間的に遮断し、永続的な漏電が解除された予想される
間の所定アイドル時間後に自動的に再閉塞する自己内蔵
型柱上回路ブレーカのいわゆる自動開閉器を通して供給
される。もし漏電が予想に反して永続したならば、自動
開閉器が遮断し、再閉塞し、この手順をプリセット数、
例えば４回繰り返して、これでも漏電が解除されないな
らば、ロックする。

この自動開閉器のロックに起因する支線の永続的漏電を
なくし、全電力供給網から隔離するためには、各支線が
制御中の自動開閉器のアイドル時間中に、１電電流のパ
ルスを計数して所定計数量後口動的に開口する能力を有
する必須的に負荷遮断、漏電通電スイッチである柱上遮
断器を含んでいていもよい。もし、漏電電流パルスが所
定計数量になる前゛に治癒したならば、遮断器は、リセ
ットされて、次の漏電が発生した時に新しく計数し始め
る。この所定計数量は、永続的漏電の場合において関連
の支線を隔離する遮断器の開口が自動開閉器を再閉塞さ
せて電力をシステムの停止状態に再貯蔵させるように、
自動開閉器がロックする遮断数より少ない。

「発明が解決しようとする問題点」従って、遮断器は、従来のラインヒユーズと置換され、
電力供給が永続的漏電の結果として遮断されない利点を
有している。しかし、現在商業的に供給可能な遮断器は
、相当高価な平面遮断油充填装置であり、これは放出ヒ
ユーズ用の置換として使用が制限される。かなり安価な
自動遮断モジュールがエレクトリシチイ　カランシル　
リサーチセンター（ＥＣＲＣ）によって開発され、この
モジュールは放出ヒユーズに固定できる鋼管製の連結子
を備えている。また、このモジュールは、電流変圧器を
内蔵し、漏電電流のパルスを計数し、所定計数量の後、
取付部からモジュールを外し、従って、モジュールを落
下位置に回動させる化学的作動器を点火する。

このＥＣＲＣ型遮断モジュールは、油充填遮断器に比べ
てコスト的に割りが合うが、２個の主な欠点を有してい
る。第１に、三相の電力線に個別にモジュールが取付ら
れて、単相動作するため、−相の供給が遮断した時に、
残りの配線が導通していて、例えば電気モータの焼き付
けの原因となる。第２に、漏電が修理された後、保線係
官が化学的作動器を置換しなければならない。更に落下
に至る漏電電流の計数量が調整できない。また、接地漏
電を検知できない。

従って、本発明の主な目的は、ＥＣＲＣモジュールの効
果的なコストを保持しながら、三相動作でき、また前述
の欠点を克服した自動遮断器を提供することである。

［問題点を解決するための手段」本発明によれば、少なくとも２個には電流変圧器が内蔵
される３個の三相連結子と、漏電電流のパルス数を計数
して、所定計数量即ち漏電状態の発生後、出力信号を形
成するように操作する関連の電気回路と、各三相連結子
を電流導通状態において保持し、解除状態において落後
位置に移動させるラッチ手段と、電気回路からのいづれ
かの出力信号によって低ＶＡ歯止コイルの励起に応答し
て３個の三相連結子のラッチ手段を同時に解除するよう
に操作するラッチ操作機構とを備えた三相交流供給用自
動遮断器が提供される。

このＶＡ歯止コイルは、励起がラッチ操作機構の作動バ
ネに蓄えられたエネルギを解放してもよい。

各位相連結子の動作は、全位相が一度に遮断し、連結子
作動器の交換が要求されないで、ラッチ手段のみを再係
合させて再設定して復旧させる以外は放出ヒユーズの動
作と類似していることが認識される。従って、各連結子
は、電気回路および電流変圧器を有し、電子ヒユーズと
して比ゆ的に参照してもよい。３個の電子ヒユーズを用
いることが好ましいが、もし所望ならば、第３相に形成
される固体連結子を有し、残りの２個の連結子に本発明
の遮断器を用いてもよい。

この電気回路は、ＶＡ歯止コイルを操作する出力信号を
形成するために充電される出力コンデンサを含んでもよ
い。また、計数回路がメモリおよびラッチを有するＣＭ
ＯＳロジック回路を備えてもよい。更に、落後位置に移
行する計数量が調整させることが好ましい。このような
調整は、計数回路のロジックの部分を短絡させるスイッ
チを用いてもよい。例えば、遮断器は２あるいは３の遮
断計数を交互に調整できてもよい。

各連結子には電流変圧器がさらに内蔵され、更に３個の
変圧器が接地漏電保護用に接続されてもよい。これら変
圧器はラッチ手段を解除するために個別の低ＶＡシャン
ト歯止コイルを操作してもよい。

これら３個の連結子は、再保合される柱上の手動投入ハ
ンドルに接続されて、遮断原因が解除した後、保線係官
によって前記ラッチ手段が自動再設定されてもよい。

「実施例」以下に図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図を参照すると、遮断器１０は、１系統のみが図示
される３列の可動連結支点１４を有する取付運搬枠１２
を備えている。各可動連結支点１４には遮断器１０に接
続される三相交流の各高圧線１６の一端に接続される。

三相交流の他端には３列の対応ヒユーズ取付Ｉ８が各々
接続される。

これら支点１４およびヒユーズ取付１８は、枠１２の上
部板１７に個別に取付られる。これら支点１４には、３
列の位置合せされた連結子２０が回動自在に接続され、
これら連結子２０は電流導通位置においてヒユーズ取付
１８と各々係合して、図示しない通常のラッチ手段でラ
ッチされる。第３図には連結子２０が開口した状態を示
している。

各支点Ｉ４には、各位相の漏電電流パルスを感知して、
ＣＭＯＳロジックを備えた遮断回路２４に印加される出
力信号を供給する電流変圧器２８が取付られる。このＣ
ＭＯＳロジックは、出力信号を形成するために所定の計
数後、充電される遮断コンデンサ４０および本体１を通
して漏電電流パルスを計数するように動作する。この遮
断回路は第５図を参照して後に詳述する。一方、枠１２
には、連結子２０を開口させるラッチ動作遮断機構２６
が片側に取付られる。従って、三相連結子２０からのい
ずれの出力信号も、遮断機構２６の作動バネに蓄えられ
たエネルギを解除する低ＶＡ遮断コイル４２を励起する
。これは、第３図に示すように、連結子２０を落後位置
に回動させる。

計数回路の所定計数は、調整でき、例えば交互に２およ
び３を計数できる。

第５図を参照すると、遮断回路２４は、位相漏電、ある
いは接地漏電を指示するパルスの所定数が発生した後、
遮断器ｌＯを自動開閉器の無作動中に遮断させる。

この遮断回路２４は、各出力がロジックゲート４００．
４０２および４０４を通って計数回路５００に接続され
る位相漏電検知回路２００および接地漏電検知回路３０
０を有している。この計数回路５００は、漏電検知回路
から受信した漏電信号の数を計数し、これに基づいてト
リガ回路６００を起動して、遮断コンデンサ４０の容量
を遮断コイル４２を通って放電させてラッチ機構を遮断
させる。この遮断コンデンサ４０は、電流変圧器４４で
電力供給される充電回路７００で充電される。

ロジックゲート４００の入力には、後述するように、ス
イッチ４６を通して磁気突入電流除去回路８００が接続
される。この除去回路には磁気突入電流変圧器４８から
電力が供給される。

位相漏電検知回路２００は、各々が電流変圧器２８の各
ｌっに誘導接続される３個の位相漏電感知変圧器２０２
．２０４および２０６を有している。各感知変圧器の出
力は、全波整流器ＤＩ６〜Ｄ１９、Ｄ２０〜Ｄ２３、Ｄ
２４〜Ｄ２７を経由して、自動遮断器の関連の位相電流
に比例する電圧を発生するプリセット可変抵抗器Ｐ４、
Ｒ５、Ｒ６に接続される。これら抵抗器に生じる電圧は
、直列抵抗Ｒ８、Ｒ９、ＲＩＯおよびダイオードＤＩ５
、Ｄ２４、Ｄ２８からなる前平滑回路および通常の平滑
回路２０８によって更に平滑されて、シュミット型のＮ
ＡＮＤゲートのロジックゲート４００の第１の入力に印
加される。このロジックゲート４００の第２人力にはス
イッチ４６が接続されて、除去回路８００の出力と検知
回路２００の出力とを切換え、第５図には検知回路２０
０の出力に接続されて示されている。それゆえ、三相自
動遮断器のピーク電流を示す電圧は、ＮＡＮＤゲート４
００の第１入力に印加され、もし、この電圧が漏電電流
パルスを示すシュレショルド電圧を越えたならば、ＮＡ
ＮＤゲート４００の第２ゲートがロジック！の場合に、
出力がロジック０に切換る。この回路が第５図に示す場
合には、ＮＡＮＤゲート４００の第２人力がスイッチ４
６によって漏電検知回路２００側に接続されており、従
って、漏電電流パルスが発生すると、この入力がロジッ
クｌである。

接地漏電検知回路３００を参照すると、もし、接地漏電
が発生したならば、結果の三相電流、それゆえ変圧器２
８の電流の不平衡は、変圧器２８に誘導結合される変圧
器２１０に交差して現れる電圧に発展する。この電圧は
、全波整流器３０２で整流され、プリセットポテンショ
メータＰ６に印加される。その後、該電圧は、平滑回路
３０６．３０８によって平滑されてＮＡＮＤゲート４０
２の両方の入力に印加される。ゲート４００および４０
２の両川力はゲート４０４の各入力に接続されて、これ
らゲート４００．４０２および４０４は、ゲート４００
あるいはゲート４０２の漏電状態のロジック１人力がゲ
ート４０４の出力をロジックｌに切換えるようにＯＲ接
続されている。ゲート４０４の出力は、接尾＠Ａで修飾
された第！のシフトレジスタと接尾語Ｂで修飾された第
２のシフトレジスタと毎にピン接続を有する単一の集積
回路として概略的に図示された２列のシフトレジスタを
含むカウンタ５００の入力に印加され、またインバータ
５０２の入力、シフトレジスタＡの直接リセット入力に
各々印加される。このインバータ５０２の出力は、出力
がシフトレジスタＡのクロック入力に接続される無安定
マルチバイブレーク５０４の入力に接続される。また、
インバータ５０２の出力は、直列抵抗Ｒ１４およびシャ
ントコンデンサＣ６からなる遅延回路５０６を通って、
他の入力がスイッチ５１０の手段で第２のシフトレジス
タＢの３個の出力ＱＩＢ−Ｑ３Ｂを切換えて接続できる
ＮＡＮＤゲート５０８の第１入力に印加される。シフト
レジスタＡの第４人力Ｑ４ＡはシフトレジスタＢのリセ
ット入力に接続される。このスイッチ５１０は、ラッチ
動作の遮断機構２６の遮断に要求される漏電電流パルス
の数を１〜５の範囲で選択を可能にさせる。第５図に示
したスイッチ５１０は、シフトレジスタＢの出力Ｑ２Ｂ
に接続されているので、遮断機構２６の遮断用に２個の
漏電電流パルスが選択される。

もし、漏電が発生し、漏電電流パルスが検知回路２００
あるいは３００で検知されると、ロジックｌ信号がゲー
ト４０４の出力で前述のように発生する。この信号は、
シフトレジスタＡの出力をリセットし、同時にシフトレ
ジスタＢのクロック入力に印加されて、シフトレジスタ
Ｂを計数する。

従って、ロジックｌ信号がシフトレジスタＢの第１出力
ＱＩＢで発生する。また、ゲート４０４の出力は、ゲー
ト５０２の出力をロジックＯに駆動し、この結果遅延回
路５０６のダイオードＤ３４を通ってコンデンサＣ８を
放電させて、ロジック０でＮＡＮＤゲート５０８の第２
人力をセットす　　、る。このゲート５０８の出力は、
第１入力の信号を考慮しないとロジック■である。更に
、ゲート５０２の出力のロジックＯは、無安定マルチバ
イブレータ５０４を禁止させる。

支線の漏電が発生すると、自動開閉器が遮断し、漏電電
流を低下させる。これは、漏電が位相あるいは接地であ
るか否かに依存して、ゲート４０４の出力がロジック０
に切換わる結果を伴ってコンデンサ２１０あるいは３１
０の電圧降下に発展する。シフトレジスタＡおよび無安
定マルチバイブレータ５０４の両者は、ゲート４０４の
出力変化によって可能となり、無安定マルチバイブレー
タ５０４が２５秒に１周期の予め設定された比率で発信
し始める。この無安定マルチバイブレータ５０４からの
パルス波形の各立ち上がり端部の発生毎に、シフトレジ
スタＡはクロックされて、出力ＱＩＡ−Ｑ４Ａを順々に
ロジックｌにさせる。従って、自動開閉器の運行から出
力Ｑ４Ａのロジック１に切換わるまでの時間は、従って
シフトレジスタＢのリセット時間は、約１００秒である
。約１００秒の時間は、自動開閉器が上記動作中に閉塞
するように、自動開閉器の最長設定時間より長く選択さ
れる。もし、漏電がこの平均時間内に完全に動作するな
らば、上記動作が邪魔されず、シフトレジスタＢがリセ
ットされる。

しかし、もし漏電がまだ存在していると、自動開閉器は
更に漏電信号を発生してロジックＩをゲート４０４の出
力に発生させる。これは、シフトレジスタＡをリセット
して、シフトレジスタＢのリセットを防止し、第２の時
間用にシフトレジスタＢをクロックして、シフトレジス
タＢの出力Ｑ２Ｂをロジック１に切換えさせる。従って
、ロジック１信号がＮＡＮＤゲート５０８の第１入力に
印加される。しかし、自動開閉器の閉塞は、ＮＡＮＤゲ
ート５０８の第２人力信号をロジック０にリセットし、
それゆえＮＡＮＤゲート５０８の出力がロジックｌで変
化しない。

さて、もし、自動開閉器が漏電の持続の理由で再開口し
たならば、ゲート４０４の出力はロジック０にリセット
され、インバータ５０２の出力がロジック１にリセット
される。それゆえ、遅延回路５０６で設定された時間の
遅延後、ＮＡＮＤゲート５０８は、第２人力がロジック
Ｉに変化し、従って出力がロジック０に切換わる。この
信号はトリガ回路６００に印加されて、カスケード接続
されたトランジスタ６０２．６０４．６０６をオン状態
にさせて、リレー６０７を励起し、更に遮断コンデンサ
４０を遮断コイル４２を通って放電させて、自動開閉器
のアイドル時間内に遮断器を開口させる。

もし所望ならば、除去回路８００によって、磁化突入電
流保持が形成される。当該技術者が認識するように、ま
ず、電力がライン１６に供給されると、この結果のＡＣ
波形は、最悪の場合に１００％に到達し、従って波形の
第１の半サイクルのピーク値の２倍のＤＣオフセット成
分を含んでいる。このＤＣオフセット成分が第１の数サ
イクルで減衰するが、第１半サイクルのピーク値は、時
々作動電流を越えて、遮断回路２４で検知される偽の漏
電信号に発展する。しかし、たとえ大きいＤＣオフセッ
ト成分が存在しても、半サイクルのピーク値は正負半サ
イクル両者の作動電流を越えない、この事実を用いて、
除去回路８００は遮断回路２４における漏電状態で発生
するＤＣオフセット成分を防止している。

ライン１６内に流れる電流は、変圧器２８の１っじ迷道
鈷企六わ、ナー譜什牢入雷滞変Ｗ呂４８に上って検知さ
れて、各々が変圧器４８からの出力波形の正負半サイク
ルを各々整流する半波整流回路８０４および８０６に印
加される。各整流口、路８０４および８０６は２個のダ
イオードＤ６、Ｄ７およびＤ８、Ｄ９を備えている。こ
れら整流出力は、ポテンショメータＰ３、Ｐ４およびＰ
５と同じ値が設定されたシャント　プリセット　ポテン
ショメータＰＩ、Ｐ２に各々印加される。各ポテンショ
メータＰＩ、Ｐ２の出力は、コンデンサＣ２、Ｃ３およ
び２個の抵抗Ｒ４、Ｒ６およびＲ５、Ｒ７からなる平滑
回路に印加される。

２個の整流回路の出力は、出力がインバータゲート８１
０の入力に印加されるＮＡＮＤゲート８０８の各入力に
印加される。このインバータゲート８！０の出力はＮＡ
ＮＤゲート４００の第２人力あるいはゲート８１０の出
力を選択するスイッチ４６に接続される。通常の状態に
おいて、ゲート８１０の出力は、もしゲート４００の第
２人力が接続されたならばゲート４００が禁止されるよ
うに、ロジック０である。もし、両者でなく正負半サイ
クルのいづれかが作動電流を越えたならば、ゲート８１
０の出力がロジック０に維持される。

しかし、両者の半サイクルが作動電流を越えたならば、
ゲート８１０の出力がロジックｌに切換わり、ゲート４
００を可能にして、遮断回路を動作させる。

第４図に概略的に示される遮断機構２６は、回動軸５２
に中間端部が固定されるレバー５０を有している。この
回動軸５２は、連結子２０に回動軸５２を接続する継手
５４のルバー５４に順に固定される。第４図に見られる
ように、レバー５０の時計方向の回転が連結子２０を閉
塞し、一方反対方向の回転が連結子２０を開口させる。

第４図には、連結子２０が閉塞した非遮断状態の遮断機
構を示している。この位置において、レバー５０の一端
のラグが停止部材５６に当接している。

この停止部材５６の他端は案内６０内に摺動自在な同軸
駆動レバー上で回動される。レバー５８は、第４図に見
られるように、ロッド５８を囲む閉塞コイルバネ６２の
弾性力に対抗して左に摺動される。レバー５０から遠隔
のレバー５８の端部は、爪およびラチェット機構６４と
協同するラグ６１を運搬する。

レバー５０の他端は、レバー５８に平行に配列されて、
別の案内６８に摺動自在な開口ロッド６６に結合される
。この開口ロッド６６も、第４図に見られるように、ロ
ッド６６を囲む開口コイルバネ７０の弾性力に対抗して
左に摺動される。

連結子２０の閉塞位置においては、開口コイルバネ７０
が圧縮状態にある。

漏電状態が感知されて、シャント歯止コイル４２が励起
されると、歯止コイル４２の可動中央ボルト７２が第４
図に見られるように左に移動して、レバー５６を反時計
方向に回動させて、レバー５０を解放させる。圧縮コイ
ルバネ７０の作用下のレバー５０は、迅速に反時計方向
に回動して、回動ロッド５２を回転させて、継手５４を
通して連結子２０を開口させる。

遮断器ｌＯが電流を遮断して、永続的な漏電応答がクリ
アされた後に、保線係官は、第４図の矢印Ａで示される
遮断機構のレバー７４を揺らせる図示しない手動投入ハ
ンドルの回動動作で連結子２０を再係合させる。このレ
バー７４はラチェット機構６４用のラブフレバー７６に
連結される。

レバー７４の揺動は、ラチェット機構を反時計方向に巻
き上げられる。従って、このラチェット機構と共に同軸
回転する蝶々７８は、駆動レバー５８上のラグ６■と係
合して、駆動レバー５８を左方向に移動させる。この駆
動レバー５８の移動は、蝶々７８がラグ６１から外れて
、ラチェットを解放し、閉塞コイルバネ６２が駆動レバ
ー５８を右方向に駆動するまでバネ６２を伸張させる。

その。

間に、休息位置に戻っている停止部材５６は、レバー５
０上のラグに対して駆動されて、レバー５０を時計方向
に回動させて連結子２０を閉塞し、同時に遮断機構の次
の動作に備えて、開口コイルバネ７０を圧縮する。

各更なる電流変圧器９０は、各位相毎に形成され、他の
低ＶＡ歯止コイルに平行に接続されて、せて、三相連結
子２０を遮断させてもよい。従って、接地漏電保護が遮
断回路２４の内部ロジック回路から完全に独立して形成
される。

「発明の効果」従って、本発明の自動遮断器ＩＯは、３個の支線のいづ
れか１つに漏電が発生しても、３個の支線を同時に遮断
でき、電気モータ等の焼き切れがなくなる利点を有して
いる。

【図面の簡単な説明】

第１図は柱上配線に接続され、取付られた遮断器を示す
本発明による遮断器の正面図、第２図は第１図の平面図
、第３図は第１図の遮断器の断面図、第４図は遮断器用
の遮断機構の正面図、第５図は遮断器の遮断回路の回路
図である。ＩＯ・・・遮断器、１２・・・枠、Ｉ４・・・支点、１
６・・・高圧線、１８・・・ヒユーズ取付、２０・・・
連結子、２４・・・遮断回路、２６・・・ラッチ機構、
２８・・・電流変圧！１！Ａ＾１．−オビ１−７ブ・７
非　Ａす１１．ｌにυ＾山山。イル、２００・・・位相漏電検知回路、２０２，２０４
，２０６・・・位相漏電感知変圧器、３００・・接地漏
電検知回路、５０υ・・・計数回路、６００・・・トリ
ガ回路、７００・・・充電回路、８００・・・磁気突入
電流除去回路。出願人　　ブラック　スイッチギア匝−の、）１．、）（内Ｌ・をこ変更なし）手続補正書
く方式）昭和６１年４月１６日２、発明の名称自動遮断器３、補正をする者事件との関係　　　特許出願人ブラッシ　スイッチギア　リミテッド変更なし）。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少なくとも２個には電流変圧器が内蔵される３個
の三相連結子と、漏電電流のパルス数を計数して、所定
計数量即ち漏電状態の発生後、出力信号を形成するよう
に操作する関連の電気回路と、前記各三相連結子を電流
導通状態に保持し、解除状態で該三相連結子を落後位置
に移動させるラッチ手段と、前記電気回路からのいづれ
かの出力信号によって低ＶＡ歯止コイルの励起に応答し
て３個の三相連結子のラッチ手段を全部解除するように
操作するラッチ操作機構とを備えたことを特徴とする三
相交流供給用自動遮断器。
（２）前記ＶＡ歯止コイルは、励起が前記ラッチ操作機
構の作動バネに蓄えられたエネルギを解放することを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の自動遮断器。
（３）前記電気回路は、前記ＶＡ歯止コイルを操作する
出力信号を形成するために充電される出力コンデンサを
含む特許請求の範囲第１項あるいは第２項記載の自動遮
断器。
（４）前記電気回路は、漏電電流パルスを計数する部分
がメモリおよびラッチを有するＣＭＯＳロジック回路を
備えた特許請求の範囲第１項、第２項あるいは第３項記
載の自動遮断器。
（５）前記落後位置に移行する計数量は、前記電気回路
のマイクロスイッチを作動させる前記連結子上の回転端
部キャップの手段で調整できる特許請求の範囲第４項記
載の自動遮断器。
（６）前記落後位置に移行する計数量は調整される特許
請求の範囲第１項から第４項までのいずれかに記載の自
動遮断器。
（７）前記各連結子は電流変圧器がさらに内蔵され、こ
れら変圧器が個別の低ＶＡシャント歯止コイルを操作し
て、前記ラッチ手段を解除する特許請求の範囲第１項か
ら第６項までのいずれかに記載の自動遮断器。
（８）前記３個の三相連結子は、再係合できる手動投入
ハンドルに接続されて、落後原因が解除した後、保線係
官によって前記ラッチ手段が自動再設定される特許請求
の範囲第１項から第７項までのいずれかに記載の自動遮
断器。