JP2505604B2 - 地絡検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は交流電路に設けられる地絡検出装置に関す
るものである。

［従来の技術］ 第６図は例えば特願平１−189659号に示された従来の
地絡検出装置を示すブロック図であり、図において
（１）は３相電路、（２）は電路（１）中に設けられた
地絡検出器、例えば零相変流器（以下、ZCTと云う）、
（３）はZCT（２）の出力側に設けられたコンデンサ、
（４）はZCT（２）に接続された波形整形回路、（５）
はこの波形整形回路（４）に接続された積分回路、
（６）はこの積分回路（５）に接続されたレベル判別
器、（７）はこのレベル判別器（６）に制御電極が接続
されたサイリタ、（８）はこのサイリスタ（７）の主電
極路に設けられた電磁装置、（９）は電路（１）中に設
けられ、電磁装置（８）によって制御されて電路（１）
を遮断する遮断器である。

従来の地絡検出装置は上述のように構成され、例えば
地絡により電路（１）に第７図（Ａ）に示すような波形
の地絡電流が流れると、電路（１）に設けられたZCT
（２）がその地絡電流を検出し、その出力側に第７図
（Ｂ）に示すような波形の検出信号が得られる。この検
出信号は波形整形回路（４）に供給され、そのレベルが
所定の正の閾値TH₁を超えると、第７図（Ｃ）に示すよ
うに、そのレベルが閾値TH₁を超えている期間に対応す
る時間幅を有する矩形波出力が波形整形回路（４）の出
力側に得られる。この矩形波出力は積分回路（５）に供
給され、こゝで積分されて第７図（Ｄ）に示すように三
角波となり、レベル判別器（６）に供給される。そして
三角波のレベルがレベル判別器（６）の正の閾値TH₂を
超えるとレベル判別器（６）の出力側には第７図（Ｅ）
に示すような所定の時間幅を持った台形波出力が得られ
る。この台形波出力はサイリスタ（７）の制御電極に印
加されてサイリスタ（７）がオンし、このサイリスサ
（７）のオンにより電磁装置（８）が付勢されて遮断器
（９）が開き、電路（１）を遮断する。

一方、例えば波高値は高いが持続時間の短いサージ電
流等のインパルス状の電流が電路（１）に流れたとき
は、ZCT（２）の出力側に設けられたコンデンサ（３）
によって電流が吸収されるが、その値が正の閾値TH₁を
超える場合にはその期間に対応する時間幅の矩形波出力
が波形整形回路（４）の出力側に得られる。しかし、波
形整形回路（４）の出力波形の時間幅が短いときは積分
回路（５）で積分されたときの波高値は低くなる。従っ
て、レベル判別器（６）の閾値TH₂を適当に設定するこ
とによりレベル判別器（６）は出力を生じることがな
く、サイリスタ（７）はオンにならない。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上述したような構成の従来の地絡検出装置
の場合、残留電流特性にもとづくZCT（２）の平衡特性
が悪いと、例えばモータ始動時の突入電流の如き過渡的
大電流により地絡検出装置が不要動作をすることがあ
る。すなわち、地絡が生じていない状態では第８図
（Ａ）の如くであるが、モータ始動時等にはその突入電
流によりZCT（２）の２次巻線側に第８図（Ｂ）に示す
ような電流が生じ、この電流は正の閾値TH₁を超えるも
のであり、この結果正の閾値TH₁を超えた波形の部分に
おいて波形整形回路（４）の出力側には第８図（Ｃ）に
示すような矩形波出力が生じる。この矩形波出力は積分
回路（５）に供給され、こゝで積分されて第８図（Ｄ）
に示すような三角波となり、レベル判別器（６）に供給
される。この三角波のレベルはレベル判別器（６）の正
の閾値TH₂を超えるので、レベル判別器（６）の出力側
には第８図（Ｅ）に示すような所定の時間幅の台形波出
力が得られる。その結果、この台形波出力によって上述
の地絡電流の場合と同様にサイリスタ（７）および電磁
装置（８）が作動し、遮断器（９）が駆動され、不要動
作を生じることになる。

この発明は、係る問題点を解決するためになされたも
ので、ZCTの平衡特性が悪くても突入電流等の過渡的大
電流によって不要動作をしない地絡検出装置を得ること
を目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る地絡検出装置は、地絡検出器の出力の
正のレベルが所定の第１閾値を超えているとき、その超
えている期間に対応する時間幅の矩形波出力を第１の出
力端子に出力し、その出力の負のレベルが所定の負の閾
値を超えているとき、その超えている期間に対応する時
間幅の矩形波出力を第２の出力端子に出力する波形整形
回路と、矩形波出力に応じて三角波を発生する三角波発
生手段と、三角波のレベルが所定の第３閾値を超えたと
き、所定の時間幅のパルス信号を発生するパルス発生回
路と、パルス信号を積分する積分回路と、この積分回路
の出力のレベルが所定の第４閾値を超えたとき、電路を
遮断する出力信号を出力するレベル判別器とを備えるよ
うにしたものである。

［作 用］ この発明においては、地絡検出器の検出信号を正およ
び負の成分に分離し、夫々の成分に応じて形成した三角
波が所定の第３閾値を超えたとき所定の持続時間のパル
ス信号を発生させて積分し、積分出力が所定の第４閾値
を超えないとき電路を遮断する出力信号を発生しないよ
うにして、不要動作を防止している。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図であ
り、（１）〜（３），（５）〜（９）は上述の従来装置
と全く同一のものである。（4A）はZCT（２）に接続さ
れた波形整形回路であって、入力信号のレベルに対して
正の第１閾値例えば閾値TH₃および負の第１閾値例えば
閾値TH₄が設定されており、入力信号の正または負のレ
ベルがこれ等の閾値を超えたとき、その閾値を超えてい
る期間に等しい時間幅の矩形波出力を第１の出力端子例
えば正の出力端子（4A₁）または第２の出力端子例えば
負の出力端子（4A₂）に個別に出力するようになされて
いる。（10）は波形整形回路（4A）に接続され、その出
力の時間幅を判別する三角波発生手段例えば信号幅判別
回路、（11）は信号幅判別回路（10）に接続され、その
出力が第３閾値例えば閾値TH₅を超えたとき、所定の時
間幅のパルス信号を発生するパルス発生回路である。

上記のように構成された地絡検出装置において、電路
（１）に地絡が生じていない場合は、ZCT（２）が地絡
電流を検出しないので、遮断器（９）は作動しない。

電路（１）に地絡が生じた場合、電路（１）に第２図
（Ａ）に示すような波形の地絡電流が流れ、この地絡電
流がZCT（２）で検出され、その出力側に第２図（Ｂ）
に示すような波形の検出信号が得られる。この検出信号
は波形整形回路（4A）に供給され、そのレベルが夫々正
の閾値TH₃および負の閾値TH₄を超えると、夫々第２図
（Ｃ）および（Ｄ）に示すように、そのレベルが夫々閾
値TH₃およびTH₄を超えている期間に対応する時間幅を有
する矩形波出力が波形整形回路（4A）の正の出力端子
（4A₁）および負の出力端子（4A₂）に夫々得られる。こ
れ等の矩形波出力は信号幅判別回路（10）に供給され、
その時間幅が判別され、信号幅判別回路（10）の出力側
には第２図（Ｅ）に示すような複数の三角波が得られ
る。

信号幅判別回路（10）は第４図に示すように一対の定
電流回路（10a）および（10b）とコンデンサ（10c）と
から成り、入力信号が正のとき定電流回路（10a）より
コンデンサ（10c）に対して電流i₁を流し込み、入力信
号が負のときコンデンサ（10c）より電流i₂を定電流回
路（10b）へ引張り込むように働く。

再び第１図に戻り、信号幅判別回路（10）からの複数
の三角波はパルス発生回路（11）に供給され、こゝで三
角波のレベルが閾値TH₅を超えるとその出力側に所定の
時間幅の第２図（Ｆ）に示すような複数のパルス信号が
発生される。これ等のパルス信号は積分回路（５）に供
給され、こゝで順次加算後に積分され、その出力側に第
２図（Ｇ）に示すような波形の出力が得られる。この出
力はレベル検出器（６）に供給され、そのレベルがレベ
ル判別器（６）の正の第４閾値例えば閾値TH₆を超える
とレベル判別器（６）の出力側には第２図（Ｈ）に示す
ような波形の出力が得られる。この出力はサイリスタ
（７）の制御電極に印加されてサイリスタ（７）がオン
し、このサイリスタ（７）のオンにより電磁装置（８）
が付勢されて遮断器（９）が開き、電路（11）を遮断す
る。

一方、地絡が生じていない状態では第３図（Ａ）の如
くであるも、例えばモータ始動時等にその突入電流によ
りZCT（２）の２次巻線側に第３図（Ｂ）に示すような
電流が生じたとする。この電流の略１サイクル単位は夫
々閾値TH₃およびTH₄を超えるものであり、この結果閾値
TH₃およびTH₄を超えた部分において波形整形回路（4A）
の出力端子（4A₁）および（4A₂）には夫々第３図（Ｃ）
および（Ｄ）に示すような矩形波出力が生じる。これ等
の矩形波出力は信号幅判別回路（10）に供給され、その
時間幅側判別され、信号幅判別回路（10）の出力側には
第３図（Ｅ）に示すような複数の三角波が得られる。こ
れ等の三角波はパルス発生回路（11）に供給され、こゝ
で三角波のレベルが閾値TH₅を超えるとその出力側に第
３図（Ｆ）に示すような複数のパルス信号が発生され
る。これ等のパルス信号は積分回路（５）に供給され、
こゝで順次加算後に積分され、その出力側に第３図
（Ｇ）に示すような波形の出力が得られる。この出力は
レベル検出器（６）に供給され、こゝで正の閾値TH₆と
比較される。ところが、第３図（Ｇ）からもわかるよう
に、積分回路（５）の最終出力のレベルは正の閾値TH₆
より低いので、レベル検出器（６）からは、第３図
（Ｈ）に示すように、何も出力されない。この結果サイ
リスタ（７）がオンされないので、電磁装置（８）は付
勢されず、遮断器（９）も開離されず、もって不要動作
が防止される。

なお、上述の実施例では波形整形回路（4A）の後に信
号幅判別回路（10）を設けた場合であるが、これに代え
て第５図に示すように三角波発生手段としての積分回路
（12）を設けてもよく、これにより上述の実施例と略同
様の作用効果を得ることができる。

［発明の効果］ この発明は以上説明したとおり、地絡検出器の出力の
正のレベルが所定の第１閾値を超えているとき、その超
えている期間に対応する時間幅の矩形波形出力を第１の
出力端子に出力し、その出力の負のレベルが所定の負の
閾値を超えているとき、その超えている期間に対応する
時間幅の矩形波出力を第２の出力端子に出力する波形整
形回路と、矩形波出力に応じて三角波を発生する三角波
発生手段と、三角波のレベルが所定の第３閾値を超えた
とき、所定の時間幅のパルス信号を発生するパルス発生
回路と、パルス信号を積分する積分回路と、この積分回
路の出力のレベルが所定の第４閾値を超えたとき、電路
を遮断する出力信号を出力するレベル判別器とを備えて
いるので、ZCTの平衡特性が悪くても突入電流等の過渡
的大電流による不要動作を防止することができる効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
および第３図は第１図の動作説明に供するための波形
図、第４図はこの発明の要部の一例を示すブロック図、
第５図はこの発明の他の実施例を示すブロック図、第６
図は従来の地絡検出装置の一例を示すブロック図、第７
図および第８図は第６図の動作説明に供するための波形
図である。 図において、（１）は三相電路、（２）は零相変流器、
（4A）は波形整形回路、（５），（12）は積分回路、
（６）はレベル判別器、（10）は信号幅判別回路、（1
1）はパルス発生回路である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電路に生じる地絡電流を検出する地絡検出
   器と、この地絡検出器に接続され、その出力の正のレベ
   ルが所定の正の第１閾値を超えているとき、その超えて
   いる期間に対応する時間幅の矩形波出力を第１の出力端
   子に出力し、その出力の負のレベルが所定の負の第２閾
   値を超えているとき、その超えている期間に対応する時
   間幅の矩形波出力を第２の出力端子に出力する波形整形
   回路と、 上記第１の出力端子および第２の出力端子に接続され、
   上記矩形波出力に応じて三角波を発生する三角波発生手
   段と、 この三角波発生手段に接続され、上記三角波のレベルが
   所定の第３閾値を超えたとき、所定の時間幅のパルス信
   号を発生するパルス発生回路と、 このパルス発生回路に接続され、上記パルス信号を積分
   する積分回路と、 この積分回路に接続され、その出力のレベルが所定の第
   ４閾値を超えたとき、上記電路を遮断する出力信号を出
   力するレベル判別器と、 を備えたことを特徴とする地絡検出装置。