JP2005216829A

JP2005216829A - Earth leakage breaker of three-phase four-wire system

Info

Publication number: JP2005216829A
Application number: JP2004025975A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Toyama; 博之外山
Original assignee: Kawamura Electric Inc
Current assignee: Kawamura Electric Inc
Priority date: 2004-02-02
Filing date: 2004-02-02
Publication date: 2005-08-11

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a three-phase four-wire system earth leakage breaker whereby a leak can be protected even with any one of three phases interrupted, and surge absorbing elements cause no dangerous failure by excessive surge. <P>SOLUTION: An electronic control part to carry out cut-off operation by detecting the leak receives a power supply from three phases so that it works even if one phase is interrupted. Three surge absorbing elements 7a, 7b, 7c are disposed among power supply lines 9 composed of three lines by star-connecting them, and a center line 10 connected to the center of the star-connection is passed through a zero-phase current transformer 2 to detect the leak and is connected to a N-phase neutral wire closer to the load side than the zero-phase current transformer 2. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、三相４線式電路に設置され、１相が欠相しても漏電保護動作する三相４線式漏電遮断器に関し、特にその三相４線式漏電遮断器に設けられたサージ吸収素子を保護する技術に関する。 The present invention relates to a three-phase four-wire earth leakage breaker that is installed in a three-phase four-wire electric circuit and operates to protect against leakage even if one phase is lost, and is particularly provided in the three-phase four-wire earth leakage breaker. The present invention relates to a technology for protecting a surge absorbing element.

漏電遮断器は漏電を判断するために電子制御部を有している。三相電路に設置された従来の漏電遮断器の場合、その電子制御部は３本の電力線のうちの２本から電源の供給を受け、電子制御部を雷サージから保護するためにサージ吸収素子がその電源線の接続端子間に１個設けられていた（例えば、特許文献１参照）。
この構成は三相４線式電路に設ける漏電遮断器おいても同様であり、図３に示すように漏電遮断器の電子制御部２１の電源は、３相電路のうちの１相（例えばＲ相）と中性線Ｎとの２本から供給を受け、サージ吸収素子２２がその接続端子間に１個設けられていた。尚、図３において、２３は零相変流器、２４は遮断器制御部、２５は開閉機構部２６を開動作させるトリップコイルである。 The earth leakage circuit breaker has an electronic control unit for judging the earth leakage. In the case of a conventional earth leakage breaker installed in a three-phase circuit, the electronic control unit is supplied with power from two of the three power lines, and a surge absorbing element is used to protect the electronic control unit from lightning surges. Is provided between the connection terminals of the power line (see, for example, Patent Document 1).
This configuration is the same in the earth leakage breaker provided in the three-phase four-wire circuit. As shown in FIG. 3, the power source of the electronic control unit 21 of the earth leakage breaker is one phase of the three-phase circuit (for example, R Phase) and the neutral wire N, and one surge absorbing element 22 is provided between the connection terminals. In FIG. 3, 23 is a zero-phase current transformer, 24 is a circuit breaker control unit, and 25 is a trip coil that opens the switching mechanism unit 26.

特開平７−３１２１６４号公報（第１図）Japanese Patent Laid-Open No. 7-312164 (FIG. 1)

しかし、上記図３に示す従来の技術は、電子制御部２１に電源を供給する１相が断線すると、電子制御部が動作せず、漏電が発生しても遮断動作しない。そこで、１相が欠相しても漏電保護動作するためには全ての相から電源の供給をうけるようにする必要があり、三相４線式電路に設ける漏電遮断器をそのような構成とした場合、図４に示すような構成となる。この場合、サージ吸収素子２２は、例えば図４に示すように各電源端子間に３個スター結線して設けられ、雷等の過大サージの侵入から電子制御部２１を保護する。
ところが、このサージ吸収素子２２は、過大サージにより自ら焼損することがある。例えばサージ吸収素子として使用されるバリスタは最悪の場合破裂する可能性がある。そうなると遮断器内部で線間短絡を誘発し、内圧が上昇してケースが割れて飛散することも考えられる。このように、折角１相が断線した状態でも動作する構成としても、遮断器が破壊されるような危険な故障に至っては意味が無くなる。 However, in the conventional technique shown in FIG. 3, if one phase supplying power to the electronic control unit 21 is disconnected, the electronic control unit does not operate and does not operate even if a leakage occurs. Therefore, in order to perform leakage protection operation even if one phase is missing, it is necessary to receive power supply from all phases, and the leakage breaker provided in the three-phase four-wire circuit has such a configuration. In this case, the configuration is as shown in FIG. In this case, for example, as shown in FIG. 4, three surge absorbing elements 22 are provided in a star connection between the power supply terminals, and protect the electronic control unit 21 from an excessive surge such as lightning.
However, the surge absorbing element 22 may burn out by an excessive surge. For example, a varistor used as a surge absorbing element may burst in the worst case. If this happens, a short circuit between the lines may be induced inside the circuit breaker, the internal pressure may increase, and the case may break and scatter. Thus, even if it is configured to operate even in a state where the broken one phase is disconnected, it is meaningless to reach a dangerous failure that breaks the circuit breaker.

そこで、本発明はこのような問題点に鑑み成されたもので、三相４線式電路のうち何れか一相が欠相した状態でも漏電保護ができ、過大サージによりサージ吸収素子が破裂等の危険な故障を起こすことのない三相４線式漏電遮断器を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention has been made in view of such problems, and can provide leakage protection even when one of the three-phase four-wire circuit is open, and the surge absorbing element ruptures due to an excessive surge. It is an object of the present invention to provide a three-phase four-wire earth leakage breaker that does not cause a dangerous failure.

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、三相４線式電路の零相電流を零相変流器で検出し、検出した零相電流から漏電を検知して電路を遮断操作する三相４線式漏電遮断器において、漏電を検知して遮断操作する電子制御部は、１相が欠相しても動作するよう三相から電源の供給を受け、３本から成る電源線間に３個のサージ吸収素子をスター結線して配置し、前記スター結線の中心線を、前記零相変流器を貫通させて零相変流器より負荷側の中性線に接続して成ることを特徴とする。
このように構成することにより、過大サージが何れかの電線に流れた場合、サージ吸収素子、零相変流器を介して中性線に電流が流れる。この電流は瞬時に流れるため、電子制御部が漏電と検出することはないが、過大サージによりサージ吸収素子の何れかが故障してショートモードになったら、中心線に接続して電流が流れようとするため、その電流は零相変流器に検出されて遮断動作する。こうして、三相のうちの何れか１相が欠相した状態でも、損傷したサージ吸収素子へは電圧が印加されなくなり、サージ吸収素子の危険な故障を未然に防ぐことができる。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention of claim 1 detects a zero-phase current of a three-phase four-wire circuit with a zero-phase current transformer, detects a leakage from the detected zero-phase current, and cuts off the circuit. In the three-phase four-wire earth leakage breaker, the electronic control unit that detects and interrupts the earth leakage is supplied with power from the three phases so that it operates even if one phase is missing. Three surge absorbing elements are arranged in a star connection, and the center line of the star connection is connected to a neutral line on the load side from the zero phase current transformer through the zero phase current transformer. It is characterized by that.
With this configuration, when an excessive surge flows in any of the wires, a current flows through the neutral wire via the surge absorbing element and the zero-phase current transformer. Since this current flows instantaneously, the electronic control unit will not detect a leakage, but if any surge absorbing element fails due to an excessive surge and enters short mode, the current will flow by connecting to the center line. Therefore, the current is detected by the zero-phase current transformer and cut off. In this way, even when one of the three phases is lost, no voltage is applied to the damaged surge absorbing element, and a dangerous failure of the surge absorbing element can be prevented in advance.

請求項２の発明は、三相４線式電路の零相電流を零相変流器で検出し、検出した零相電流から漏電を検知して電路を遮断操作する三相４線式漏電遮断器において、漏電を検知して遮断操作する電子制御部は、１相が欠相しても動作するよう三相から電源の供給を受け、３本から成る電源線間に３個のサージ吸収素子をスター結線して配置し、前記スター結線の中心線を、前記零相変流器より電源側の中性線に接続して成ることを特徴とする。
このように構成しても同様に、過大サージによりサージ吸収素子の何れかが故障してショートモードになったら、中性線接続線に継続して電流が流れようとする。その電流は、零相変流器が検出して遮断動作する。こうして、三相のうちの何れか１相が欠相した状態でも、損傷したサージ吸収素子へは電圧が印加されなくなり、サージ吸収素子の危険な故障を未然に防ぐことができる。 The invention of claim 2 is a three-phase four-wire leakage breaker that detects a zero-phase current of a three-phase four-wire circuit with a zero-phase current transformer, detects a leakage from the detected zero-phase current, and shuts off the circuit. The electronic control unit that detects the leakage and shuts off in the detector receives power from the three phases so that it operates even if one phase is lost, and three surge absorbing elements between the three power lines Are arranged in a star connection, and the center line of the star connection is connected to a neutral line on the power source side from the zero-phase current transformer.
Similarly, even if configured in this manner, if any of the surge absorbing elements breaks down due to an excessive surge and enters the short mode, a current will continue to flow through the neutral line connection line. The current is detected by the zero-phase current transformer and cut off. In this way, even when one of the three phases is lost, no voltage is applied to the damaged surge absorbing element, and a dangerous failure of the surge absorbing element can be prevented in advance.

このように、三相のうちの何れか１相が欠相した状態でも漏電保護ができる漏電遮断器で、サージ吸収素子が故障してショートモードになった場合、それを検知して遮断動作するので、更にサージ吸収素子の劣化が進行して危険な故障に至るのを未然に防ぐことができる。 In this way, the leakage breaker that can protect against leakage even if any one of the three phases is missing. When the surge absorber breaks down and enters the short mode, it detects it and shuts off. Therefore, it is possible to prevent the surge absorbing element from further deteriorating and leading to a dangerous failure.

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る三相４線式漏電遮断器の第１実施形態を示す回路図であり、１はＲ，Ｓ，Ｔの三相及びＮ相中性線の４本からなる電路、１ａは電源側接続端子、１ｂは負荷側接続端子、２は三相電路の零相電流を検出する零相変流器、３は遮断器制御部、４は開閉機構部、５は開閉機構部４を開操作するトリップコイルであり、６は漏電を検出すると共にトリップコイル５を操作して遮断操作する電子制御部、７ａ，７ｂ，７ｃは雷サージ等を吸収するサージ吸収素子としてのバリスタである。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a three-phase four-wire earth leakage breaker according to the present invention, wherein 1 is an electric circuit composed of four R, S, T three-phase and N-phase neutral wires, DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a is a power supply side connection terminal, 1b is a load side connection terminal, 2 is a zero phase current transformer which detects the zero phase current of a three-phase electric circuit, 3 is a circuit breaker control part, 4 is a switching mechanism part, 5 is a switching mechanism part A trip coil that opens 4, 6 is an electronic control unit that detects a leakage and operates the trip coil 5 to shut off, and 7 a, 7 b, and 7 c are varistors as surge absorbing elements that absorb lightning surges and the like. is there.

遮断器制御部３は、Ｒ，Ｓ，Ｔの三相に接続された３本の電源線９と、Ｎ相中性線に接続された中心線１０の４本で電路１に接続され、電子制御部６は三相から電源の供給を受けている。こうすることで、何れか一相が欠相しても電子制御部６は正常に動作でき漏電検知動作及び遮断操作を実施できる。
そして、この３本の電源線９の接続端子には、夫々第１バリスタ７ａ、第２バリスタ７ｂ、第３バリスタ７ｃの一端が接続され、それらの他端は一括して連結され、３個のバリスタ７ａ，７ｂ，７ｃはスター結線されている。連結部は中心線１０に接続され、零相変流器２を貫通してから、零相変流器２より負荷側のＮ相中性線に接続されている。 The circuit breaker control unit 3 is connected to the electric circuit 1 with four power source lines 9 connected to the three phases R, S, and T and four center lines 10 connected to the N-phase neutral line. The control unit 6 is supplied with power from three phases. In this way, even if any one phase is lost, the electronic control unit 6 can operate normally, and the leakage detection operation and the interruption operation can be performed.
Then, one end of each of the first varistor 7a, the second varistor 7b, and the third varistor 7c is connected to the connection terminals of the three power supply lines 9, and the other ends thereof are connected together. The varistors 7a, 7b, 7c are star-connected. The connecting portion is connected to the center line 10, passes through the zero-phase current transformer 2, and then is connected to the N-phase neutral line on the load side from the zero-phase current transformer 2.

この構成による、雷サージ保護作用は次のようになる。Ｒ，Ｓ，Ｔ相或いはＮ相で発生した雷サージはバリスタ７ａ，７ｂ．７ｃで吸収される。具体的には、Ｒ−Ｓ相間で発生した雷サージは、直列接続された第１バリスタ７ａ及び第２バリスタ７ｂで吸収され、Ｓ−Ｔ相間で発生した雷サージは、直列接続された第２バリスタ７ｂ及び第３バリスタ７ｃで吸収され、更にＴ−Ｒ相間で発生した雷サージは、直列接続された第３バリスタ７ｃ及び第１バリスタ７ａで吸収される。 With this configuration, the lightning surge protection function is as follows. Lightning surges generated in the R, S, T phase, or N phase are detected by the varistors 7a, 7b. Absorbed at 7c. Specifically, the lightning surge generated between the R and S phases is absorbed by the first varistor 7a and the second varistor 7b connected in series, and the lightning surge generated between the S and T phases is absorbed by the second connected in series. The lightning surge that is absorbed by the varistor 7b and the third varistor 7c and is generated between the TR phases is absorbed by the third varistor 7c and the first varistor 7a that are connected in series.

一方、中心線１０には通常電流は流れず、雷サージが発生したときのみ電流が流れるが、この電流も時間が数十μＳと短く、電子制御部６の不感知時間を超えることがないため、漏電遮断器が動作することはない。
ところが、過大サージによりバリスタの何れかが損傷してショートモードになった場合、中心線に電流が流れる。この時電流は零相変流器２を通過して流れるため、零相変流器２がそれを検出する。その結果、電子制御部６は漏電発生と判断して遮断操作し、開閉機構部４は開動作する。こうして、バリスタ７ａ，７ｂ，７ｃへの印加電圧は瞬時に遮断される。 On the other hand, a normal current does not flow through the center line 10, and a current flows only when a lightning surge occurs. This time is also short, such as several tens of μS, and does not exceed the non-sensing time of the electronic control unit 6. The earth leakage breaker will not work.
However, when any of the varistors is damaged due to an excessive surge and enters the short mode, a current flows through the center line. At this time, since the current flows through the zero-phase current transformer 2, the zero-phase current transformer 2 detects it. As a result, the electronic control unit 6 determines that a leakage has occurred and performs a cutoff operation, and the opening / closing mechanism unit 4 opens. Thus, the voltage applied to the varistors 7a, 7b, 7c is instantaneously interrupted.

このように、三相に欠相がない状態は勿論、三相のうちの何れか１相が欠相した状態でも、電子制御部は正常動作するし、過大サージによりサージ吸収素子の何れかが故障してショートモードになったら、中心線に継続して電流が流れようとするため、その電流は零相変流器に検出されて遮断動作する。その結果、損傷したサージ吸収素子へは電圧が印加されなくなり、サージ吸収素子の危険な故障を未然に防ぐことができる。 In this way, the electronic control unit operates normally even when one of the three phases is missing, as well as when there is no missing phase in the three phases, and any of the surge absorbing elements is caused by an excessive surge. If a failure occurs and the short mode is entered, current continues to flow through the center line, so that the current is detected by the zero-phase current transformer and shuts off. As a result, no voltage is applied to the damaged surge absorbing element, and a dangerous failure of the surge absorbing element can be prevented in advance.

図２の回路図は、本発明に係る三相４線式漏電遮断器の第２実施形態を示し、図１との相違点は、中心線１０をＮ相中性線へ接続する際、零相変流器２を介さずに、零相変流器２より電源側に接続している。尚、上記図１と同一の構成要素には同一の符号を付与して説明を省略する。
このように構成しても、三相のうちの何れか１相が欠相した状態で漏電保護ができ、過大サージによりサージ吸収素子の何れかが故障してショートモードになったら、その電流を零相変流器が検出して電子制御部６は遮断操作する。而も、零相変流器を介さない簡易な構成にでき、遮断器製造の作業性を向上させることができる。 The circuit diagram of FIG. 2 shows a second embodiment of a three-phase four-wire earth leakage breaker according to the present invention. The difference from FIG. 1 is that when connecting the center line 10 to the N-phase neutral line, The phase current transformer 2 is connected to the power supply side from the zero phase current transformer 2 without going through the phase current transformer 2. In addition, the same code | symbol is provided to the component same as the said FIG. 1, and description is abbreviate | omitted.
Even with this configuration, it is possible to protect against leakage while any one of the three phases is missing, and if any surge absorber breaks down due to excessive surge and enters short mode, the current is reduced. The zero-phase current transformer detects and the electronic control unit 6 performs a shut-off operation. In addition, a simple configuration without a zero-phase current transformer can be achieved, and the workability of the circuit breaker manufacturing can be improved.

尚、上記実施形態は、漏電遮断動作する構成のみ備えた三相４線式漏電遮断器について説明したが、欠相保護機能を備えた三相４線式漏電遮断器に対しても零相変流器を備えていれば容易に適用でき、サージ吸収素子の危険な故障を防ぐことができる。 In the above embodiment, a three-phase four-wire earth leakage breaker having only a configuration for performing a leakage break operation has been described. However, a zero-phase change is also applied to a three-phase four-wire earth leakage breaker having an open-phase protection function. If it has a flow device, it can be applied easily, and a dangerous failure of the surge absorbing element can be prevented.

本発明に係る三相４線式漏電遮断器の第１実施形態を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a three-phase four-wire earth leakage breaker according to the present invention. 本発明に係る三相４線式漏電遮断器の第２実施形態を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows 2nd Embodiment of the three-phase 4 wire type earth-leakage circuit breaker which concerns on this invention. 従来の三相４線式漏電遮断器の回路図である。It is a circuit diagram of the conventional three-phase four-wire type earth leakage breaker. 従来の三相４線式漏電遮断器の他の例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the other example of the conventional three phase 4 wire type earth-leakage circuit breaker.

符号の説明Explanation of symbols

１・・電路、２・・零相変流器、３・・遮断器制御部、６・・電子制御部、７ａ，７ｂ，７ｃ・・サージ吸収素子としてのバリスタ、９・・電源線、１０・・中心線。 1 .... electric circuit, 2 .... zero phase current transformer, 3 .... breaker control unit, 6 .... electronic control unit, 7a, 7b, 7c ..., varistor as surge absorbing element, 9 .... power line, 10 ... ..Center line.

Claims

三相４線式電路の零相電流を零相変流器で検出し、検出した零相電流から漏電を検知して電路を遮断操作する三相４線式漏電遮断器において、
漏電を検知して遮断操作する電子制御部は、１相が欠相しても動作するよう三相から電源の供給を受け、３本から成る電源線間に３個のサージ吸収素子をスター結線して配置し、前記スター結線の中心線を、前記零相変流器を貫通させて零相変流器より負荷側の中性線に接続して成ることを特徴とする三相４線式漏電遮断器。 In the three-phase four-wire earth leakage breaker that detects the zero-phase current of the three-phase four-wire circuit with a zero-phase current transformer, detects the leakage from the detected zero-phase current, and shuts off the circuit.
The electronic control unit that detects the leakage and cuts off the power is supplied with power from three phases so that it operates even if one phase is lost. Three surge absorbers are connected in a star connection between the three power lines. The three-phase four-wire system is characterized in that the center line of the star connection is connected to a neutral line on the load side from the zero-phase current transformer through the zero-phase current transformer. Earth leakage breaker.

三相４線式電路の零相電流を零相変流器で検出し、検出した零相電流から漏電を検知して電路を遮断操作する三相４線式漏電遮断器において、
漏電を検知して遮断操作する電子制御部は、１相が欠相しても動作するよう三相から電源の供給を受け、３本から成る電源線間に３個のサージ吸収素子をスター結線して配置し、前記スター結線の中心線を、前記零相変流器より電源側の中性線に接続して成ることを特徴とする三相４線式漏電遮断器。 In the three-phase four-wire earth leakage breaker that detects the zero-phase current of the three-phase four-wire circuit with a zero-phase current transformer, detects the leakage from the detected zero-phase current, and shuts off the circuit.
The electronic control unit that detects the leakage and cuts off the power is supplied with power from three phases so that it operates even if one phase is lost. Three surge absorbers are connected in a star connection between the three power lines. A three-phase four-wire earth leakage breaker characterized in that the center line of the star connection is connected to a neutral wire on the power supply side from the zero-phase current transformer.