JPH07296708A - 配線用遮断器 - Google Patents

配線用遮断器

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JPH07296708A
JPH07296708A JP9208594A JP9208594A JPH07296708A JP H07296708 A JPH07296708 A JP H07296708A JP 9208594 A JP9208594 A JP 9208594A JP 9208594 A JP9208594 A JP 9208594A JP H07296708 A JPH07296708 A JP H07296708A
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voltage
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JP9208594A
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Junichi Matsuda
純一 松田
Yoichi Aoyama
洋一 青山
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電路に高周波漏洩電流が流れているときに
は、それを知らせることができる電子式の配線用遮断器
の提供。 【構成】 電路1 に流れる電流を検出する変流器2 と、
電路に流れる漏電電流を検出する零相変流器4 と、変流
器の出力電流より過電流の有無を判定する過電流判定手
段3 と、過電流判定手段の出力信号より電路を開閉する
接点7 を駆動する引外し回路6 と、零相変流器の出力電
流より高周波成分を検出するものであって、零相変流器
の出力電流の高周波成分を得るハイパスフィルタ15と高
周波レベルを判定する判定部16(実効値演算部より構
成)とを有する高周波検出手段8 と、高周波検出手段の
出力信号に基づいて外部に出力する出力装置9 と、を有
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子式の配線用遮断器
に関する。
【0002】
【従来の技術】配線用遮断器は、過電流が電路を流れた
ときに、引外し回路よりの駆動信号により、接点を引外
して電路を遮断するものである。従来、電子式の配線用
遮断器において、電子回路を組み合わせて接点を引外す
には、図5のような構成が一般的である。この図におい
て、1 は3相3線式の電路、2 は電路1 に流れる電流を
検出する変流器、3 は変流器2 の出力電流を受信して過
電流の有無を判定する過電流判定手段、6 は過電流判定
手段3 の出力信号を受信して電路1 を開閉する接点7 を
駆動する引外し回路である。また、過電流判定手段3
は、電流検出回路10、A/D変換回路11、演算部12を有
している。このような構成で、電路1 の交流電流を変流
器2 で検出し、過電流判定手段3 の電流検出回路10で交
流電圧に変換する。そして、その交流電圧をA/D変換
回路11でデジタル値に変換し、演算部12で過電流である
と判定したときには、引外し回路6 に出力信号を送信
し、接点7 を引外していた。また、零相変流器を配線用
遮断器に内蔵して、漏電電流を検知して接点を引外すも
のもある。
【0003】一方、最近はインバータ等に用いられてい
る半導体スイッチング回路の増加により、電路の高周波
漏洩電流が増加している。この高周波漏洩電流は、例え
ば、通信線に重畳して他の機器に悪影響を与えたり、漏
電検知が付いた配線用遮断器では、漏電電流を検出して
電路を遮断するときには、誤動作の原因になったりす
る。そのため、電路の電線に計測用の変流器や零相変流
器を配して、専用の計測器で測定することで、高周波漏
洩電流を検出し、それがある場合には、配線変更やフィ
ルタの追加などの高周波漏洩電流を除去する対策が講じ
られている。また、漏電検知が付いた配線用遮断器で
は、ローパスフィルタを用いて低周波、例えば50H
z、60Hz成分を信号電圧として入力して漏電を判断
することにより、高周波成分はノイズとして除去する方
策がとられる場合もある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、電路
の高周波成分の検出は、専用の計測器で測定しなければ
ならないため、手間がかかり、面倒であった。また、漏
電検知が付いた配線用遮断器で、高周波成分をノイズと
して除去する方策は、電路に高周波漏洩電流が流れてい
るときに外部に知らせるものではない。
【0005】本発明は、かかる事由に鑑みてなしたもの
で、電子式の配線用遮断器において、電路に高周波漏洩
電流が流れているときには、それを知らせることができ
る配線用遮断器を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに、請求項1記載の配線用遮断器は、電路に流れる電
流を検出する変流器と、変流器の出力電流を受信して過
電流の有無を判定する過電流判定手段と、過電流判定手
段の出力信号を受信して電路を開閉する接点を駆動する
引外し回路と、を具備する配線用遮断器において、電路
に流れる漏電電流を検出する零相変流器と、零相変流器
の出力電流より電路の高周波成分を検出する高周波検出
手段と、高周波検出手段の出力信号に基づいて外部に出
力する出力装置と、を付設した構成としている。
【0007】また、請求項2記載の配線用遮断器は、請
求項1記載の高周波検出手段は、零相変流器の出力電流
の高周波成分を得るハイパスフィルタと、ハイパスフィ
ルタの出力信号より高周波レベルを判定する判定部と、
を有する構成としている。
【0008】また、請求項3記載の配線用遮断器は、請
求項2記載の判定部に、ハイパスフィルタの出力信号よ
りその実効値を算出して判定する実効値演算部を有する
構成としている。
【0009】また、請求項4記載の配線用遮断器は、請
求項2記載の判定部に、ハイパスフィルタの出力信号を
所定のレベルと比較する比較器を有する構成としてい
る。
【0010】
【作用】請求項1記載の構成によれば、電路の高周波成
分を検出して、それが存在する場合には外部に出力する
ことにより、配線用遮断器の設置しているところで容易
に電路に高周波漏洩電流が流れていることがわかる。
【0011】また、請求項2記載の構成によれば、請求
項1の作用を奏するうえに、電路の高周波成分はハイパ
スフィルタで得られるため、簡単な構成で実現できる。
【0012】また、請求項3記載の構成によれば、請求
項2の作用を奏するうえに、高周波レベルの判定は、演
算部でハイパスフィルタの出力信号の実効値を算出して
判定できるため、数値として高周波レベルの大小を判断
できる。
【0013】また、請求項4記載の構成によれば、請求
項2の作用を奏するうえに、高周波レベルの判定は、比
較器でハイパスフィルタの出力信号を所定のレベルと比
較することによりできるため、レベルを基準に正確に外
部に出力することが可能となる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の第1実施例を図1乃至図3に
基づいて説明する。なお、従来例で説明したものと基本
的な機能が同様な部材には、同一の符号を付している。
【0015】本実施例は、過電流検知と漏電検知が付い
た配線用遮断器に、高周波漏洩電流の検知が付いたもの
である。図1は、配線用遮断器の構成を示すブロック図
であり、電路1 、変流器2 、過電流判定手段3 、零相変
流器4 、漏電検出手段5 、引外し回路6 、接点7 、高周
波検出手段8 、出力装置9 を主要構成部材としている。
【0016】電路1 は配線用遮断器を接続するものであ
り、3相3線式の場合を示している。なお、電路1 は3
相3線式に特に限定するものではない。
【0017】変流器2 は、電路1 に流れる電流を検出し
て交流電流を出力するものである。変流器2 は、電路1
が3相3線式のため、3個用いている。
【0018】過電流判定手段3 は、変流器2 の出力電流
を受信して過電流の有無を判定するものであり、電流検
出回路10、A/D変換回路11、演算部12より構成され
る。電流検出回路10は、変流器2 より出力された交流電
流を交流電圧に変換したものを、オフセットを加えて整
流化し、直流電圧に変換する。具体的には、交流電流を
抵抗を介して電圧値に変換し、DCオフセット電源回路
(図示せず)より出力される2.5vの直流オフセット
を加えて整流化している。
【0019】A/D変換回路11は、電流検出回路10の出
力電圧を所定の時間幅で分割して、各分割電圧をデジタ
ル値に変換するものである。たとえば、出力電圧を分割
時間幅となるサンプリング時間である1m秒ごとにデジ
タル化する。A/D変換回路11の最大入力電圧を5vと
し、デジタル変換の分解能を8ビットとすると、A/D
変換回路11の出力は、0vのときが0、2.5vのとき
が127、5vのときが255となる。ここで、A/D
変換時の1ビットの電流値が2Aに対応するように電流
検出回路10を調整すると、A/D変換回路11の性能とし
て、−256A〜+256Aまでの電流の計測が可能と
なる。なお、A/D変換できないような大きな過電流が
入力されると、上限値以上では255、下限値以下では
0という値となる。
【0020】演算部12は、主にマイクロコンピュータで
構成され、A/D変換回路11の各分割電圧のデジタル値
を二乗し、その二乗値を積算時間幅なる積算周期である
ところの電路電流の一周期にわたって積算する。そし
て、その積算値を所定の基準値と比較してその基準値を
越えたかどうかを判定し、基準値を越えた場合には、後
述する引外し回路6 に出力信号を送信する。なお、基準
値は、入力手段により任意値に設定でき、かつ変更可能
である。また、電路1 を流れる電流の実効値は、積算値
を積算周期で割ったのち、平方根演算することにより求
められる。
【0021】零相変流器4 は、パーマロイ等で形成され
て電路1 を流れる漏電電流を検出するものであり、漏電
電流に比例する出力電流を出力する。
【0022】漏電判定手段5 は、零相変流器3 の出力電
流を受信して漏電の有無を判定するものであり、抵抗1
3、ローパスフィルタ14と、前述したA/D変換回路1
1、演算部12により構成されている。抵抗13は、零相変
流器4 の出力電流を信号電圧に変換するもの、ローパス
フィルタ14は、信号電圧の低周波成分を通すフィルタで
あり、その信号をA/D変換回路11でデジタル値に変換
したのち、演算部12で漏電の有無を判定し、漏電と判定
した場合には、後述する引外し回路6 に出力信号を送信
する。
【0023】引外し回路6 は、過電流判定手段3 又は漏
電判定手段5 の出力信号を受信して後述する接点7 に駆
動信号を出力する。
【0024】接点7 は、図示していないが、可動接触子
と固定接触子を有するものであって、引外し回路6 の駆
動信号を受信して電路1 を開閉する。
【0025】高周波検出手段8 は、零相変流器4 の出力
電流より電路1 の高周波成分を検出する。この高周波検
出手段8 は、ハイパスフィルタ15、判定部16より構成さ
れており、さらに、判定部16は、前述したA/D変換回
路11、演算部12により構成されている。ハイパスフィル
タ15は、零相変流器4 の出力電流を抵抗13で変換した信
号電圧の高周波成分を通すフィルタであり、その信号を
A/D変換回路11でデジタル値に変換したのち、演算部
12で実効値計算をし、その値に応じて後述する出力装置
9 に出力信号を出力する。
【0026】出力装置9 は、高周波検出手段8 の出力信
号に基づいて外部に出力する。その手段としては、アラ
ームやLEDの点灯、あるいは接点信号として外部に出
力する方法がある。また、実効値そのものが必要な場合
は、LCD等で直接、値を表示させたり、通信機能を使
って外部で値を表示させることもできる。
【0027】次に、本発明の動作について説明する。ま
ず、過電流検知について説明する。変流器2 で電路1 に
流れる電流を検出し、電流検出回路10で直流オフセット
を加えて直流電圧に変換し、A/D変換回路11に入力す
る。A/D変換回路11では、その直流電圧を分割してデ
ジタル値に変換し、演算部12でその二乗値を一定期間積
算し、積算値を所定の基準値と比較して、その基準値を
越えたかどうかを判定する。そして、基準値を越えた場
合には、過電流と判断して、引外し回路6 より駆動信号
を出力し、接点7 を開閉する。
【0028】また、漏電検知の場合は、零相変流器4 で
電路1 に流れる漏電電流を検出し、抵抗13で電圧値に変
換したのち、ローパスフィルタ14で信号電圧の低周波成
分を抽出する。そして、A/D変換回路10でデジタル値
に変換したのち、演算部12で漏電の有無を判定し、漏電
と判定した場合には、引外し回路6 より駆動信号を出力
し、接点7 を開閉する。
【0029】さらに、高周波漏洩電流の検出は、零相変
流器4 で電路1 に流れる漏電電流を検出し、抵抗13で電
圧値に変換したのち、ハイパスフィルタ15で信号電圧の
高周波成分を抽出する。そして、A/D変換回路10でデ
ジタル値に変換したのち、演算部12で高周波の実効値を
求め、それに対応して、出力装置9 より外部に出力す
る。また、高周波検出は、1μs毎にサンプリングする
ことにより、1MH程度までの周波数のものが検出でき
る。
【0030】次に、本発明の第2実施例を図4に基づい
て説明する。この実施例は、判定部16が第1実施例と異
なるものであり、その点を中心に説明する。
【0031】17は比較器であり、高周波検出手段8 の判
定部16であって、電路1 の高周波成分を判定する。この
比較器17は、電圧信号を所定のレベルと比較し、それを
越したときに出力装置9 に信号を出力する。
【0032】このような構成にすることにより、高周波
漏洩電流の検出は次のようになる。まず、零相変流器4
で電路1 に流れる漏電電流を検出し、抵抗13で電圧値に
変換したのち、ハイパスフィルタ15で信号電圧の高周波
成分を抽出する。そして、比較器17でその高周波成分を
所定のレベルと比較し、所定のレベルを越したときには
出力装置9 より外部に出力する。
【0033】なお、高周波検出手段は、過電流検出と漏
電検出が両方できる配線用遮断器に設けたが、どちらか
片方だけできるものに設けてもよい。また、漏電検知付
きの配線用遮断器に高周波検知手段を設けるときは、零
相変流器が兼用できるので、低コストが実現できる。
【0034】
【発明の効果】請求項1記載の配線用遮断器は、電路の
高周波成分を検出して、それが存在する場合には外部に
出力することにより、配線用遮断器の設置しているとこ
ろで容易に電路に高周波漏洩電流が流れていることがわ
かるので、高周波漏洩電流に対する対策がうちやすい。
【0035】また、請求項2記載の配線用遮断器は、請
求項1の効果を奏するうえに、電路の高周波成分はハイ
パスフィルタで得られるため、簡単な構成で実現できる
ので、装置のコンパクト化が図れる。
【0036】また、請求項3記載の配線用遮断器は、請
求項2の効果を奏するうえに、高周波レベルの判定は、
演算部でハイパスフィルタの出力信号の実効値を算出し
て判定できるため、数値として高周波レベルの大小を判
断できるので、高周波レベルの正確な把握が可能とな
り、より対策がうちやすくなる。
【0037】また、請求項4記載の配線用遮断器は、請
求項2の効果を奏するうえに、高周波レベルの判定は、
比較器でハイパスフィルタの出力信号を所定のレベルと
比較することによりできるため、レベルを基準に正確に
外部に出力することが可能となるので、間違った判断を
することが減少する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す配線用遮断器のブロ
ック図である。
【図2】その具体的構成を示すブロック図である。
【図3】その高周波検出手段を示すブロック図である。
【図4】本発明の第2実施例を示す配線用遮断器の高周
波検出手段を示すブロック図である。
【図5】本発明の従来例を示す配線用遮断器のブロック
図である。
【符号の説明】
1 電路 2 変流器 3 過電流判定手段 4 零相変流器 5 漏電判定手段 6 引外し回路 7 接点 8 高周波検出手段 9 出力装置 10 電流検出回路 11 A/D変換回路 12 演算部 14 ローパスフィルタ 15 ハイパスフィルタ 16 判定部 17 比較器
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年8月3日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0018
【補正方法】変更
【補正内容】
【0018】過電流判定手段3 は、変流器2 の出力電流
を受信して過電流の有無を判定するものであり、電流検
出回路10、A/D変換回路11、演算部12より構成され
る。電流検出回路10は、変流器2 より出力された交流電
流を交流電圧に変換したものを、オフセットを加えて
側に持ち上げ、信号電圧に変換する。具体的には、交流
電流を抵抗を介して電圧値に変換し、DCオフセット電
源回路(図示せず)より出力される2.5vの直流オフ
セットを加えて+側に持ち上げている
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0027
【補正方法】変更
【補正内容】
【0027】次に、本発明の動作について説明する。ま
ず、過電流検知について説明する。変流器2 で電路1 に
流れる電流を検出し、電流検出回路10で直流オフセット
を加えて信号電圧に変換し、A/D変換回路11に入力す
る。A/D変換回路11では、その信号電圧を分割してデ
ジタル値に変換し、演算部12でその二乗値を一定期間積
算し、積算値を所定の基準値と比較して、その基準値を
越えたかどうかを判定する。そして、基準値を越えた場
合には、過電流と判断して、引外し回路6 より駆動信号
を出力し、接点7 を開閉する。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電路に流れる電流を検出する変流器
    と、変流器の出力電流を受信して過電流の有無を判定す
    る過電流判定手段と、過電流判定手段の出力信号を受信
    して電路を開閉する接点を駆動する引外し回路と、を具
    備する配線用遮断器において、 電路に流れる漏電電流を検出する零相変流器と、零相変
    流器の出力電流より電路の高周波成分を検出する高周波
    検出手段と、高周波検出手段の出力信号に基づいて外部
    に出力する出力装置と、を付設したことを特徴とする配
    線用遮断器。
  2. 【請求項2】 前記高周波検出手段は、零相変流器の
    出力電流の高周波成分を得るハイパスフィルタと、ハイ
    パスフィルタの出力信号より高周波レベルを判定する判
    定部と、を有することを特徴とする請求項1記載の配線
    用遮断器。
  3. 【請求項3】 前記判定部は、ハイパスフィルタの出
    力信号よりその実効値を算出して判定する実効値演算部
    を有することを特徴とする請求項2記載の配線用遮断
    器。
  4. 【請求項4】 前記判定部は、ハイパスフィルタの出
    力信号を所定のレベルと比較する比較器を有することを
    特徴とする請求項2記載の配線用遮断器。
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