JP5552362B2 - Electronic circuit breaker that counts the duration of overcurrent - Google Patents
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Description
本発明は、ＣＰＵが過電流の継続時間をカウントし、カウント値が閾値に達したときに、遮断機構が主接点を引き外す電子式の配線用遮断器に関する。 The present invention relates to an electronic circuit breaker in which a CPU counts the duration of an overcurrent and a breaking mechanism trips a main contact when the count value reaches a threshold value.
従来、過電流の判定、過電流継続時間のカウントおよび遮断機構の制御をＣＰＵで行う配線用遮断器が知られている。例えば、特許文献１に記載された遮断器は、線路電流を変流器で検出し、ＣＰＵが変流器の出力に基づいて過電流を判定し、その継続時間をカウントし、カウント値が上限値に達したとき、遮断機構にトリップ指令を出力し、線路電流が下限値以下になると、継続時間のカウント値をリセットするように構成されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a circuit breaker for wiring is known in which a CPU performs overcurrent determination, overcurrent continuation time counting, and interruption mechanism control. For example, the circuit breaker described in
ところが、従来の配線用遮断器によると、非通電状態を含め線路電流が下限値以下になったときに、過電流継続時間のカウント値をリセットするので、過電流の発生により、主接点が開放状態になると、継続時間のカウント値が０となる。しかし、過電流に伴う熱が電線に残っているため、ユーザーが電気設備の改善をしないまま電源を再投入した場合に、次の遮断までに前回と同じ時間を要し、遮断機構を動作させるタイミングが遅れ、電線の発熱量が増し、配線路が危険な状態になる。 However, according to the conventional circuit breaker for wiring, the count value of the overcurrent duration is reset when the line current falls below the lower limit value including the non-energized state, so the main contact is opened due to the occurrence of overcurrent. When the state is reached, the count value of the duration time becomes zero. However, because the heat accompanying the overcurrent remains in the electric wire, if the user turns on the power again without improving the electrical equipment, it takes the same time as the previous time until the next interruption, and the interruption mechanism is activated. The timing is delayed, the amount of heat generated by the wires increases, and the wiring path becomes dangerous.
この点に鑑み、本願と同じ出願人は、先の特許出願（特願２００９−１５７８０８号）において、遮断直前のカウント値を配線路の熱履歴として残し、電源再投入後の過電流監視処理に利用する技術を提案した。具体的には、図５に示すように、カウント値が閾値に達したとき、現在のカウント値を不揮発性記憶部に書き込んだ後に主接点を引き外す。電源が再投入されると、記憶部より読み出したカウント値から所定値を減算し、この値を初期値として過電流継続時間をカウントする。所定値には、接点引き外しから電源再投入までの放熱時間を想定した値が用いられている。 In view of this point, the same applicant as the present application, in the previous patent application (Japanese Patent Application No. 2009-157808), leaves the count value immediately before the interruption as the thermal history of the wiring path, and performs the overcurrent monitoring process after the power is turned on again. The technology to use was proposed. Specifically, as shown in FIG. 5, when the count value reaches a threshold value, the main contact is removed after the current count value is written to the nonvolatile storage unit. When the power is turned on again, a predetermined value is subtracted from the count value read from the storage unit, and the overcurrent duration is counted using this value as an initial value. As the predetermined value, a value assuming a heat radiation time from contact removal to power-on is used.
しかし、配線路に定格電流を超えた電流が流れると、電線の発熱温度は急激に上昇する。このため、図６に示すように、想定した放熱時間よりも短い時間で電源が再投入されると、定格電流を大きく超えた過電流が繰り返し流れ、蓄熱によって電線温度が許容温度を超える可能性がある。また、図７に示すように、想定放熱時間よりも長い時間で電源が再投入された場合は、異常発熱の心配はないが、電線温度にまだ余裕がある段階で、遮断機構がトリップ動作するという不都合もある。 However, when a current exceeding the rated current flows through the wiring path, the heat generation temperature of the wire rapidly increases. For this reason, as shown in FIG. 6, when the power is turned on again in a shorter time than the assumed heat dissipation time, an overcurrent greatly exceeding the rated current repeatedly flows, and the electric wire temperature may exceed the allowable temperature due to heat storage. There is. Also, as shown in FIG. 7, when the power is turned on again for a longer time than the assumed heat dissipation time, there is no worry of abnormal heat generation, but the shutoff mechanism trips when there is still room in the wire temperature. There is also an inconvenience.
そこで、本発明の目的は、電線の発熱状況に即して遮断機構を適時に動作させ、より安全な過電流保護を実現できる配線用遮断器を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a wiring breaker that can realize a safer overcurrent protection by operating a breaking mechanism in a timely manner in accordance with the heat generation state of an electric wire.
上記課題を解決するため、本発明は、ＣＰＵが配線路に流れる過電流の継続時間をカウントし、カウント値が閾値に達したときに、遮断機構が配線路上の主接点を引き外す配線用遮断器において、 遮断器ケースの内部温度を検出する温度センサと不揮発性記憶部とを備え、ＣＰＵが、カウント値が閾値に達したら不揮発性記憶部にカウント値と温度検出値を記憶し、その後主接点の引外しを実施し、電源の再投入後に、不揮発性記憶部から引外し前のカウント値と温度検出値を読み出し、引外し前の温度検出値と現在の温度検出値との差分値に比例する補正量を算出して、当該補正量で引外し前のカウント値を減算し、減算後のカウント値を初期値として過電流の継続時間をカウントすることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the present invention counts the duration of overcurrent flowing through the wiring path, and when the count value reaches a threshold, the blocking mechanism trips the main contact on the wiring path. in vessels, and a temperature sensor and a nonvolatile memory unit for detecting the internal temperature of the circuit breaker case, CPU may store the count value and the detected temperature value in the nonvolatile storage unit When the count value reaches the threshold value, then the main After tripping the contact and turning on the power again, the count value and temperature detection value before tripping are read from the non-volatile memory, and the difference value between the temperature detection value before tripping and the current temperature detection value is read. A proportional correction amount is calculated, the count value before tripping is subtracted by the correction amount, and the overcurrent duration is counted using the count value after subtraction as an initial value.
本発明の配線用遮断器によれば、電源再投入時のカウント初期値を配線路の温度検出値に基づいて補正しているので、電線の発熱状況に即して遮断機構を適時に動作させ、より安全な過電流保護を実現できるという効果がある。 According to the circuit breaker of the present invention, the initial count value when the power is turned on again is corrected based on the temperature detection value of the wiring path. There is an effect that safer overcurrent protection can be realized.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、この実施形態の配線用遮断器１は、トリップコイル２と駆動回路３で遮断機構を構成し、ＣＰＵ７からのトリップ指令に応答して、三相三線式配線路４上の主接点５を引き外す。配線路４には、線路電流を検出する電流センサ６と、ＣＰＵ７の動作電圧を主接点５の二次側から取り出す電源回路８とが設けられている。遮断器ケース（図示略）には、ユーザーが操作する手動ハンドル（図示略）と、配線路４の温度と同期して変化する遮断器ケースの内部温度を検出するサーミスタ等からなる温度センサ９とが設けられている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the
ＣＰＵ７には、Ａ／Ｄ変換部１０、制御プログラム１１、データ記憶部１２、演算制御部１３、入／出力部１４が設けられている。Ａ／Ｄ変換部１０は電流センサ６と温度センサ９に接続され、入／出力部１４が駆動回路３と不揮発性記憶部１５に接続されている。そして、演算制御部１３は、制御プログラム１１に従い、データ記憶部１２の各種パラメータを用いて、配線路４の過電流を判定し、過電流の継続時間をカウントし、カウント値が閾値に達したときに、トリップ指令を駆動回路３に出力するようになっている。
The CPU 7 is provided with an A /
次に、配線用遮断器１の動作について説明する。配線路４の通電状態において、ＣＰＵ７は、図２に示す過電流監視処理を実行し、まず、電流センサ６の出力を監視し、過電流判定用の閾値を用いて、配線路４の過電流状態を判定する（Ｓ１１）。過電流状態を判定したときには、過電流の継続時間を加算し（Ｓ１２）、加算後のカウント値が継続時間判定用の閾値に達したかどうかを判断する（Ｓ１３）。カウント値が閾値に達すると、この時点のカウント値と温度センサ９の温度検出値を不揮発性記憶部１５に記憶する（Ｓ１４）。その後、駆動回路３にトリップ指令を出力し（Ｓ１５）、トリップコイル２が主接点５を引き外す。なお、配線路４が過電流状態でなくなったときには、過電流の継続時間を減算し（Ｓ１６）、減算後のカウント値が０以上であれば（Ｓ１７：Ｎｏ）、過電流判定処理（Ｓ１１）に復帰し、減算後のカウント値が０未満であれば（Ｓ１７：Ｙｅｓ）、カウント値を０にした後に（Ｓ１８）、過電流判定処理（Ｓ１１）に復帰する。
Next, the operation of the
ユーザーが手動ハンドルで電源を再投入すると、ＣＰＵ７は、まず、カウンタ（図示略）をリセットするなどの初期化を行う（Ｓ２１）。次に、不揮発性記憶部１５から引外し前のカウント値と温度検出値を読み出す（Ｓ２２）。続いて、引外し前の温度検出値と温度センサ９が出力した現在の温度検出値を比較し（Ｓ２３）、両方の温度検出値の差分値に比例する（定数ｋを掛ける）補正量を算出する（Ｓ２４）。そして、引外し前のカウント値から補正量を減算し（Ｓ２５）、減算結果を電源再投入後のカウント初期値としてカウンタに保存する（Ｓ２６）。その後、過電流監視処理に復帰し（Ｓ１１）、補正後のカウント値を初期値として過電流の継続時間をカウントする（Ｓ１２）。 When the user turns on the power again with the manual handle, the CPU 7 first performs initialization such as resetting a counter (not shown) (S21). Next, the count value and the temperature detection value before tripping are read from the nonvolatile storage unit 15 (S22). Subsequently, the temperature detection value before tripping is compared with the current temperature detection value output by the temperature sensor 9 (S23), and a correction amount proportional to the difference value between the two temperature detection values (multiply by a constant k) is calculated. (S24). Then, the correction amount is subtracted from the count value before tripping (S25), and the subtraction result is stored in the counter as the count initial value after power-on (S26). Thereafter, the process returns to the overcurrent monitoring process (S11), and the duration of the overcurrent is counted using the corrected count value as an initial value (S12).
したがって、この配線用遮断器１によれば、カウント値を配線路４の実際の温度に基づいて補正し、接点引き外しから電源再投入までの放熱時間に合せて、トリップコイル２を適正なタイミングで動作させることができる。具体的には、図３に示すように、放熱時間が短い場合は、カウント値の補正量を少なくし、トリップコイル２を相対的に早く動作させ、電線の発熱を抑えることができる。逆に、図４に示すように、放熱時間が長い場合は、カウント値の補正量を増やし、トリップコイル２を相対的に遅く動作させ、不必要なトリップ動作を回避することができる。
Therefore, according to the
なお、本発明の配線用遮断器は、図１に示した三相三線式配線路４に限定されるものではなく、単相二線式、単相三線式の配線路に適用することもでき、その他、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各部の構成を適宜に変更して実施することも可能である。 The circuit breaker according to the present invention is not limited to the three-phase three-wire wiring path 4 shown in FIG. 1, but can be applied to a single-phase two-wire or single-phase three-wire wiring path. In addition, the configuration of each part can be changed as appropriate without departing from the spirit of the invention.
１ 配線用遮断器
２ トリップコイル
３ 駆動回路
４ 配線路
５ 主接点
６ 電流センサ
７ ＣＰＵ
９ 温度センサ
１５ 不揮発性記憶部
DESCRIPTION OF
9
Claims (1)
遮断器ケースの内部温度を検出する温度センサと不揮発性記憶部とを備え、
前記ＣＰＵが、前記カウント値が前記閾値に達したら前記不揮発性記憶部に前記カウント値と温度検出値を記憶し、その後主接点の引外しを実施し、電源の再投入後に、前記不揮発性記憶部から引外し前の前記カウント値と前記温度検出値を読み出し、引外し前の温度検出値と現在の温度検出値との差分値に比例する補正量を算出して、当該補正量で引外し前の前記カウント値を減算し、減算後の前記カウント値を初期値として過電流の継続時間をカウントすることを特徴とする配線用遮断器。 In the circuit breaker for the circuit where the CPU counts the duration of the overcurrent flowing through the wiring path, and when the count value reaches the threshold, the breaking mechanism trips the main contact on the wiring path.
A temperature sensor for detecting the internal temperature of the circuit breaker case and a non-volatile storage unit;
The CPU is, the count value stores the count value and the detected temperature value in the nonvolatile storage unit reaches the threshold value, then performing the tripping of the main contact, after power cycle, the non-volatile memory reading the count value and the temperature detection value before tripping the section calculates a correction amount proportional to the difference value between the detected temperature value and the current detected temperature value before tripping, tripping in the correction amount subtracting the count value before, circuit breaker, characterized by counting the duration of overcurrent the count value after the subtraction as an initial value.
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