JP6297439B2 - 漏電遮断器 - Google Patents
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Description
図4において、1,1,1は3相の負荷電流を通電する主回路導体、2は主回路をON/OFFする開閉用接点部、3は漏電を検知する零相変流器(Zero phase Current Transformer)(以下、ZCTという)、4は定電圧回路、5は主回路に漏電が検出された際にスイッチング動作を行うサイリスタ、6は開閉用接点部を開く引外し部、7は整流回路、8は定電圧回路、11はテスト用スイッチである。
テスト用スイッチ11をON状態にすると、テストスイッチ用巻線3bに電流が流れ、ZCT3の二次巻線3a側に出力信号が発生する。このZCT出力信号が発生することによって、漏電検出回路4は信号の大きさが所定のレベルを超えた場合に漏電と判定する。所定のレベルの検出は、検出信号の立ち上がりや立ち下がり状態を計測するものであってもよい。たとえば、50Hzの電源を利用する場合に、一度目の立ち上がり信号を検出し、二度目の立ち上がり信号を一度目の立ち上がり信号の検出から18から22msec以内すなわち電源の周期の10%以内誤差範囲内で信号を検出した場合に漏電と判断する。この場合、二度の立ち上がり信号の検出によって漏電と判断することが可能となる。また、ノイズを漏電と検出しにくくなり、漏電状態をより確実に検出することが可能となる。立ち上がり立ち下がりの検出を組み合わせてもよく、さらに複数回の検出を行ってもよい。検出回数を増加させると漏電と判断するまでに時間を要するが、ノイズによって誤って漏電と判断することが少なくなる。
漏電検出回路4によって漏電と判定すると、漏電検出回路4はSCR5のゲートに電圧を印加してターンオンさせて、SCR5を動作させる。これにより引外し部6に電流を流すことで、開閉用接点部2を強制的に開いて漏電遮断を行うものである。
主回路導体1,1,1のR相,T相,S相に流れる電流のバランスが崩れると、ZCT3により検知し、それによりZCT3は、二次巻線3aに矢印aのように電流を流す。この電流の矢印の方向はいずれでも構わない。
すると、この電流は漏電検出回路4によって検出され、漏電検出回路4はサイリスタ(SCR)5のゲートに電圧を印加してターンオンさせて、SCR5を動作させる。これにより引外し部6に電流を流すことで、開閉用接点部2を強制的に開いて漏電遮断を行うものである。
まず、テスト用スイッチ11がOFF状態のときには、フォトカプラ受光側(二次側)9bには矢印bの電流は流されていない状態である。
ここで、テスト用スイッチ11をON状態にすると、フォトカプラの二次側9bに電流が流れ、スイッチング回路としてのTr10が動作し、テストスイッチ用巻線3bに電流が流れる。
ここでテスト用スイッチは物理的な接触を行う単一スイッチ(タクティールスイッチ)として説明する。なお、単一スイッチ(タクティールスイッチ)に限らず、半導体スイッチやメンブレンスイッチを用いた場合には埃等に強く耐久性が高い。
また、漏電遮断器に搭載されるテスト用スイッチのみならず、漏電遮断器とは異なる装置(図示しない)からの信号を受信することによってスイッチがON状態と判定するものであってもよい。この場合は、ユーザがスイッチを直接操作することなく、前記異なる装置から漏電遮断テストによる遮断動作を行わせることができる。
また、テストのみならず、漏電遮断器の二次側に接続される装置を遠隔操作にて一次側と遮断することが実現可能となる。
他の実施例においても同様にスイッチング素子を上記した他の構成を用いることができ、この場合には用いた素子による効果を有する。
テストスイッチ用巻線3bに電流(図3のZCT巻線電流(D))が流れることによって、ZCT3の二次巻線3a側に出力信号(図3のZCT出力信号(E))が発生する。
このZCT出力信号(E)が発生することによって、漏電検出回路4は信号の立ち上がりを検出し、その場合には漏電していると判定する。この場合には、誤動作防止のために、2回目の立ち上がり等を検出した際に漏電と判定しても良いし、一定間隔で所定回数の信号の立ち上がりを検出した際に漏電と判定しても良い。
漏電検出回路4によって漏電と判定すると、漏電検出回路4はサイリスタ(SCR)5のゲートに電圧を印加してターンオンさせて、SCR5を動作させる。これにより引外し部6に電流を流すことで、開閉用接点部2を強制的に開いて漏電遮断を行う。
また、半波整流回路においても、具体的な実施例としてはダイオードにより実現したが、これにおいてもダイオードに限るものではなく、半波整流回路が実現できる構成であれば構わない。
主回路導体1,1,1のR相,T相,S相に流れる電流のバランスが崩れると、ZCT3により検知し、それによりZCT3は、二次巻線3aに矢印aのように電流を流す。すると、この電流は漏電検出回路4によって検出され、漏電検出回路4はSCR5のゲートに電圧を印加してターンオンさせて、SCR5を動作させる。これにより引外し部6に電流を流すことで、開閉用接点部2を強制的に開いて漏電遮断を行う。
まず、テスト用スイッチ11がOFF状態のときには、フォトカプラ受光側(二次側)9bには矢印bの電流は流されていない状態である。ここで、テスト用スイッチ11をON状態にすると、フォトカプラ二次側9bに電流が流れ、スイッチング回路のTr10が動作し、テストスイッチ用巻線3bに電流が流れる。
漏電検出回路4によって漏電と判定すると、漏電検出回路4はサイリスタ(SCR)5のゲートに電圧を印加してターンオンさせて、SCR5を動作させる。これにより引外し部6に電流を流すことで、開閉用接点部2を強制的に開いて漏電遮断を行う。
ここにおいて、実施例2においても、能動素子で構成した電流制限回路は同一であるので説明は省略する。
図3のタイムチャート(A)はテスト用スイッチ(テスト釦)のON時のタイミングであり、(B)は定電圧回路の入力電流であり、(C)はフォトカプラの発光出力であり、(D)はZCTのテストスイッチ用巻線の電流であり、(E)はZCTの出力信号(漏電検出回路の入力信号)であり、(F)は漏電検出回路のサイリスタ駆動出力であり、(G)は引外しコイルの電流である。
(1)図3の(A)の立ち上がりのタイミングでテスト用スイッチ(釦)11がONされて信号が発せられる。
(2)図3の(B)のテスト用スイッチ11のONまでの小さい波形は、漏電の待機電流である。テスト用スイッチ11のONによって疑似漏電電流(B)が流れる。
(3)フォトカプラ9の一次側9aには半波整流された電流が流れるため、波形(B)に対応するように発光する。
(4)テスト用スイッチ11のスイッチOFF状態ではスイッチング素子10によって電流が流れないため、ZCT3のテストスイッチ用巻線3aには電流は発生しない。テスト用スイッチ11のスイッチON状態でスイッチング素子10がONとなるため、テストスイッチ用巻線3aに電流が発生する。
(5)ZCTの出力信号(E)はZCT3のテストスイッチ用巻線3aの電流(D)に対応して動作するため、立ち上がりと立ち下がりの動作(矢印)をする。
(6)図3では、サイリスタ5の駆動出力(F)は、ZCTの出力信号(E)の2回目の立ち上がりを検出するICを用いた場合を示している。その理由は、1度目の立ち上がりでサイリスタ5を駆動させると、ノイズ等でZCTの出力信号(E)が立ち上がってしまった場合に回路を遮断することとなるのを防ぐためのものである。
これ以外にも、3回目の立ち上がりを検出することにより動作させる実施例も考えられる。また、立ち上がりの間隔は50あるいは60Hzを基準としているので、あまりに短い間隔では反応しないようになっている実施例も考えられる。例えば、1パルス目の立ち上がりを検出してから18から22msec程度で再度立ち上がりを検出した場合に遮断動作を行う実施例もが考えられる。さらに、これらに続く先の18から22msecの間の10msec程度での立ち下がりを検出しなければ動作しないという実施例も考えられる。
(7)漏電検出回路4により、上記(6)のステップで漏電と判定された場合に引外し動作を行うために、引外し部(コイル)6に電流を流す。引外し部6への電流は、漏電検出回路のサイリスタ駆動出力(F)の立ち上がりに対応し、引外し動作が達成される。
また、本発明によれば、半波整流器を用いることにより、テスト回路を低電圧化することができ、絶縁設計の軽減に貢献できる。
2・・・開閉用接点部
3・・・零相変流器
3a・・・二次巻線
3b・・テストスイッチ用巻線(一次巻線)
4・・・漏電検出回路
5・・・サイリスタ(SCR)
6・・・引外し部
7・・・半波整流回路(半波整流手段)
8・・・定電圧回路
9・・・フォトカプラ(光絶縁手段、疑似漏電電流信号発生手段)
9a・・・発光側
9b・・・受光側
10・・・スイッチング回路(スイッチング素子)
11・・・テスト用スイッチ
12・・・ツェナーダイオード
13・・・ツェナーダイオード
Claims (2)
- 漏電時に交流電源の遮断を行う漏電遮断器であって、
一次巻線と二次巻線とを前記交流電源に設けた零相変流器と、
漏電検出回路と、
前記漏電検出回路が出力する漏電検出信号により前記交流電源の遮断を行う遮断回路と、
前記交流電源に接続する半波整流回路と、
前記半波整流回路の出力側に接続され前記漏電検出回路に電源を供給する定電圧回路と、
前記半波整流回路が出力する半波整流信号を前記定電圧回路の出力側に検出させる半波整流信号検出回路と、
能動素子を備えた電流制限回路と、
当該漏電遮断器のテスト動作を行うためのスイッチと
を備え、
前記定電圧回路の出力側に前記スイッチを介して前記電流制限回路が直列接続され、
上記テスト動作として前記スイッチをオンすることで付勢した前記能動素子は、前記半波整流信号検出回路が検出した半波整流信号を前記一次巻線に通電し、当該通電により前記二次巻線に誘起された電流を前記漏電検出回路が検知して上記遮断回路を駆動させる
ことを特徴とする漏電遮断器。 - 前記半波整流信号検出回路は、フォトカプラであることを特徴とする請求項1記載の漏電遮断器。
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JP2014148510A JP6297439B2 (ja) | 2014-07-22 | 2014-07-22 | 漏電遮断器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014148510A JP6297439B2 (ja) | 2014-07-22 | 2014-07-22 | 漏電遮断器 |
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JP2016024963A JP2016024963A (ja) | 2016-02-08 |
JP2016024963A5 JP2016024963A5 (ja) | 2017-03-23 |
JP6297439B2 true JP6297439B2 (ja) | 2018-03-20 |
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ID=55271565
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