JP6076499B2 - 電子式回路遮断器 - Google Patents
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Description
また、特許文献2に示される装置では、動作試験中は引き外し装置を不動作とするため、動作試験中に地絡事故が起きた場合、経路を切り離すことができず、本来の目的である回路保護が達成できないという問題もあった。
図1はこの発明の実施の形態1の電子式回路遮断器の構成を示すブロック図、図2は図1における第1の切り替えスイッチの切り替えタイミングチャートを示した図である。
図1において、回路遮断器100の図示しないベースは、変流器1を格納している。変流器1は、主回路に電流が流れた場合、その電流に比例した出力電流を変流器1の二次側に出力する。出力された電流は整流回路2を介して、定電圧回路4に入力され、定電圧回路4は遮断器内部のマイコン6や遮断器の引き外し装置3を駆動させるための電源を生成する。それと同時に、整流回路2から出力された電流は、整流回路2にて電流信号から電圧信号へ変換され、マイコン6のA/D変換部7へそれぞれ入力されることで、回路遮断器100の主回路に流れる電流値を検知する。第1の切り替えスイッチ5は、変流器1と整流回路2の間に直列に接続され、マイコン6の制御信号出力回路9からの切り替えスイッチ制御信号により常時周期的に切り替えが行われ、変流器1からの信号とテスト信号出力回路11からのテスト信号との切替を行う。
第1の切り替えスイッチ5は、マイコン6の制御信号出力回路9からの制御信号がHレベルのときには変流器1からの信号を検知し、A/D変換部7によってそのデータをマイコン6が取得する。
制御信号がLレベルになると、第1の切り替えスイッチ5が切り替わり、テスト信号出力回路11からの信号を検知し、A/D変換部7によってそのデータをマイコン6が取得する。この操作を常時繰り返すことで変流器1からの信号とテスト信号出力回路11からのテスト信号を交互に検知する。
第2の切り替えスイッチ8の開閉は、第1の切り替えスイッチ5と同様に、マイコン6の制御信号出力回路9からの制御信号によって行われる。引き外し信号出力部62には引き外し出力判定回路10が接続されており、引き外し出力判定回路10は、制御信号出力回路9からの制御信号と併せ、回路遮断器100が正常動作しているか否の判定を行う。
図3は、この発明の実施の形態2の電子式回路遮断器の構成を示すブロック図である。
実施の形態1では第1の切り替えスイッチ5によって、変流器1の出力とテスト信号出力回路11からのテスト信号を周期的に切替えている関係上、短い時間ではあるが変流器1と整流回路2が接続されていない時間帯がある。その時間帯に短絡、地絡事故のような瞬間的な大電流が流れた場合、変流器1からの出力を検出できない可能性がある。
この実施の形態2はこのような場合に対処するもので、図3に示すように、第1の切り替えスイッチ5の前段の信号を、シュミットトリガ回路12を介してマイコン演算部へ入力するようにしたものである。
なお、その他の構成については、実施の形態1と同様であるので、説明を省略する。
図4は、この発明の実施の形態3の電子式回路遮断器の構成を示すブロック図である。
この実施の形態3は、実施の形態2において、引外し出力判定回路10より警報を外部に出力するのではなく、引外し出力判定回路10より引き外し装置3へトリップ命令を出力するようにしたものである。
なお、その他の構成については、実施の形態2と同様であるので、説明を省略する。
図5は、この発明の実施の形態4における電子式回路遮断器の構成を示すブロック図、図6は、図5に示す外部付属装置の構成を示すブロック図である。
上述の実施の形態1〜3の構成では変流器1から全ての回路を駆動させるための電源を得ているため、主回路に電流が流れていない状態では動作試験を行うことができない。
この実施の形態4は、実施の形態2において、テスト信号出力回路の制御を回路遮断器だけではなく、外部付属装置でも行うようにしたものである。
主回路に電流が流れていない状態で、使用者が意図的に外部付属装置18を介して動作試験を行う場合には、操作部20および表示モジュール17によって試験電流値を決定し、マイコン13によって、テスト信号出力回路11が試験電流値に該当するテスト信号を出力するよう制御する。テスト信号が閾値判定部61の閾値を超えた場合、回路遮断器動作用電源14から引き外し装置3を駆動させる電源を供給し、回路遮断器をトリップさせる。もちろん外部付属装置18の電源16は乾電池のような直流電源に限るものではなく、外部付属装置18内に交直流変換回路を備えさせ、外部から交流電圧を印加することで駆動させるような形態でも構わない。
5 第1の切り替えスイッチ、6 遮断器内部マイコン、
7 A/D変換部、8 第2の切り替えスイッチ、
9 制御信号出力回路、10 引き外し出力判定回路、
11 テスト信号出力回路、12 シュミットトリガ回路、
13 外部付属装置内部マイコン、14 回路遮断器動作用電源、
15 定電圧回路、16 直流電源、17 表示モジュール、
18 外部付属装置、19 外部付属装置検出回路、
20 操作部、61 閾値判定部、62 引き外し信号出力部、
100 回路遮断器。
Claims (6)
- 主回路の電流を検出する変流器の二次出力を整流する整流回路、この整流回路から出力された電流により遮断器内部のマイコンである第1のマイコンおよび遮断器の引き外し装置を駆動するための定電圧電源を生成する定電圧回路を備え、上記第1のマイコンは、上記整流回路からの被測定信号が入力されるA/D変換部と、主回路に流れる過電流、瞬時電流、漏洩電流の閾値が設定され、上記A/D変換部への入力信号が上記いずれかの閾値を超えたか否かを判定する閾値判定部と、この閾値判定部が上記過電流、瞬時電流、漏洩電流のいずれかの閾値を超えたと判定した場合に上記引き外し装置へ引き外し信号を出力する引き外し信号出力部とを備えた電子式回路遮断器において、
上記変流器の二次出力を模擬した正弦波信号であって上記閾値判定部の設定閾値を超えたテスト信号を出力するテスト信号出力回路と、上記変流器と上記整流回路の間に直列接続され、上記第1のマイコンからの制御信号によって開閉時間が制御され、且つ上記整流回路に入力される信号を、上記変流器より出力された信号と上記テスト信号出力回路より出力されたテスト信号とに周期的に切り替える第1の切り替えスイッチ、および、上記引き外し信号出力部の出力状態と上記第1の切り替えスイッチの接続状態に基づいて、回路遮断器の動作状態を判定する引き外し出力判定回路を備え、更に上記第1の切り替えスイッチの前段にシュミットトリガ回路を接続し、上記第1の切り替えスイッチの前段の信号を、上記シュミットトリガ回路を介して上記マイコンの閾値判定部へ入力するようにしたことを特徴とする電子式回路遮断器。 - 上記第1の切り替えスイッチの開閉時間を上記遮断器内部の第1のマイコンの制御信号によって制御することにより、上記整流回路の出力が、上記変流器からの二次出力信号か、上記テスト信号出力回路からのテスト信号かを判別するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の電子式回路遮断器。
- 上記引き外し信号出力部から引き外し装置までの間へ直列に、上記第1のマイコンからの制御信号によって開閉が制御される第2の切り替えスイッチを設け、上記引き外し信号出力部から出力される引き外し信号が、上記変流器より出力された信号に基づく場合は第2の切り替えスイッチを閉じ、引き外し装置を駆動させて遮断器をトリップさせ、上記テスト信号出力回路より出力されたテスト信号に基づく場合は第2の切り替えスイッチを開き引き外し装置を不動作とすることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電子式回路遮断器。
- 上記引き外し信号出力部からの引き外し信号を上記引き外し出力判定回路にフィードバックすることで、遮断器自身が動作状態を判定する自己診断機能を有し、上記引き外し出力判定回路は、動作の異常が認められた場合には外部へ警報を出力するようにしたことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電子式回路遮断器。
- 上記引き外し信号出力部からの引き外し信号を上記引き外し出力判定回路にフィードバックすることで、遮断器自身が動作状態を判定する自己診断機能を有し、上記引き外し出力判定回路は、動作の異常が認められた場合には上記引き出し装置への引き外し信号を出力し、自動トリップするようにしたことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電子式回路遮断器。
- 回路遮断器動作用電源、表示部、及び上記テスト信号出力回路の出力を制御する第2のマイコンを備えた外部付属装置を回路遮断器に接続し、回路遮断器内部に上記外部付属装置の接続状態を検出する外部付属装置検出回路を設け、主回路に電流が流れている場合には、上記外部付属装置の表示部に回路遮断器の動作状態を表示し、主回路に電流が流れていない場合は、上記回路遮断器動作用電源から引き外し装置へ動作用の電源を供給すると共に、上記第2のマイコンにより上記テスト信号出力回路を駆動してテスト信号を上記回路遮断器に入力し、遮断器のトリップ動作まで試験可能としたことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電子式回路遮断器。
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