JP5817316B2 - 漏電遮断器 - Google Patents
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Description
漏電遮断器は、人体保護のためには高感度且つ高速形が使用されており、商用周波数(50Hz、60Hz)に適合させるため、定格感度電流は30mA、漏電遮断器の遮断時間は0.1秒以内と定められている。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、漏電遮断器の不要動作を抑えながら、人体保護を可能とする漏電遮断器を提供することにある。
好ましくは、本発明の漏電遮断器において、測定信号検出回路又は第2の測定信号検出回路は、この励磁電流の変化に応じた信号を入力すると共に、この信号に前記導体における直流成分から交流成分までの漏洩電流成分が含まれるように構成するとよい。
好ましくは、本発明の漏電遮断器において、励磁回路は、オペアンプと、オペアンプの出力電圧を分圧し、当該分圧電圧をオペアンプの第1の入力端子に供給する閾値電圧設定器と、オペアンプの第2の入力端子に一端が接続される抵抗とを含み、オペアンプの第2の入力端子と出力端子との間に、二次巻線を接続するとよい。好ましくは、本発明の漏電遮断器において、閾値電圧設定器は励磁電流を励磁回路の消費電流が小さくなるように定めるとよい。
図1において、主回路導体2は導線2a、2bが2本の場合を示しており、流れる電流をIとしている。なお、主回路導体2は導線が1本でもよく、また三相対応の3本でもよい。零相変流器12は、円環状の磁気コア12bと、磁気コア12bに巻装された所定巻数の二次巻線12aを有している。二次巻線12aは、励磁回路13の励磁コイルとして用いられる。磁気コア12bは、その内側に主回路導体2が挿通されている。零相変流器12は、図9の零相変流器3と比較すると、励磁回路13と測定信号検出回路14により、交流成分だけでなく直流成分も検出できる構成としてある。
分圧抵抗133、134はオペアンプ131の出力電圧Vaを分圧した分圧電圧を、オペアンプ131の非反転入力端子に閾値電圧Vthとして設定するもので、閾値電圧設定器として構成されている。そして、分圧抵抗133は、オペアンプ131の出力端子と非反転入力端子の間に接続される。分圧抵抗134は、オペアンプ131の非反転入力端子とグランドとの間に接続されている。抵抗132は、オペアンプ131の反転入力端子に接続されたもので、二次巻線12aにも接続されている。
磁気コア12bは、一般的な磁性体材料による場合と、高透磁率材料からなる角形の場合とでは、B−H特性が異なる。高透磁率材料によれば、磁気コア12bの二次巻線12aに励磁電流を供給する際に、励磁回路13の消費電流を抑えることができるという利点がある。しかし、磁気コア12bに高透磁率材料を用いると、生産コストが増大するという不利益を生ずる。そこで、本実施例では一般的な磁性体材料を磁気コア12bに用いている。
図4(B)に示すような励磁電流は、分圧抵抗133、134で分圧されるオペアンプ131の閾値電圧Vthを、磁気コア12bのB−H特性に応じて、予め設定しておくことで、実現される。
また、オペアンプ135の反転入力側は抵抗136を介してグランドに接続され、オペアンプ135の非反転入力側は、オペアンプ135の出力側及びグランド間に直列に接続された分圧抵抗137及び138間に接続されている。そして、オペアンプ135の出力側及びグランドが出力端子to1及びto2に接続されている。
この励磁電流Ibの極性が切り換わる電流値が変化することにより、二次巻線12aと抵抗136との接続点Dの電圧Vdが閾値電圧Vthを上回るタイミングが遅れることになり、オペアンプ135から出力される出力電圧Vaの立ち下がり時点が導線2a、2bの差電流の電流値Cに応じて図6(a)で破線図示のように遅れる。このため、出力電圧Vaの矩形波電圧のデューティ比が導線2a、2bの差電流の電流値Cに応じて変化する。
2 主回路導体
2a、2b 導線
3、12 零相変流器(ZCT)
3a 二次巻線
4、51、132、133、134 抵抗
5 ローパルスフィルタ回路
6 漏電増幅回路
7 第1の比較器
8 積分回路
9 第2の比較器
10 遮断信号出力回路
11 引外しコイル
12a 二次巻線、励磁コイル
12b 磁気コア
13、13a 励磁回路
131、135 オペアンプ
14 測定信号検出回路
16 漏洩電流の交流成分分離回路(AC検出フィルター回路)
17、18、19 交流用定格感度設定部
20 OR論理回路
26 漏洩電流の直流成分分離回路(DC検出フィルター回路)
27 直流用定格感度設定部
Claims (4)
- 導体を囲む磁気コア及びこの磁気コアに巻回した二次巻線を有する変流器と、
前記二次巻線に励磁電流を供給する励磁回路と、
前記励磁電流から前記導体における直流成分から交流成分までの漏洩電流を含む測定信号を検出する測定信号検出回路と、
前記測定信号を直流成分と交流成分とに分離する分離回路と、
前記漏洩電流の直流成分に対応する直流定格感度電流値が設定される直流用定格感度設定部と、
前記漏洩電流の交流成分に対応する交流定格感度電流値が設定される交流用定格感度設定部と、
前記導体を遮断可能な遮断器と、
前記分離回路で分離された前記直流成分が前記直流用定格感度設定部に設定された直流定格感度電流値を超える場合、及び/又は前記分離回路で分離された前記交流成分が前記交流用定格感度設定部に設定された交流定格感度電流値を超える場合に、前記遮断器で前記導体を遮断する遮断制御部と、を備え、
前記直流定格感度電流値は、前記交流定格感度電流値よりも大きいことを特徴とする漏電遮断器 - 導体を囲む第1の磁気コア及びこの第1の磁気コアに巻回した第1の二次巻線を有する第1の変流器と、
前記第1の二次巻線に誘起される信号から前記導体における漏洩電流の交流成分を含む第1の測定信号を検出する第1の測定信号検出回路と、
前記漏洩電流の交流成分に対応する交流定格感度電流値が設定される交流用定格感度設定部と、
前記導体を囲む第2の磁気コア及びこの第2の磁気コアに巻回した第2の二次巻線を有する第2の変流器と、
前記第2の二次巻線に励磁電流を供給する励磁回路と、
前記励磁電流から前記導体における直流成分から交流成分までの漏洩電流を含む第2の測定信号を検出する第2の測定信号検出回路と、
前記第2の測定信号から直流成分を分離する分離回路と、
前記漏洩電流の直流成分に対応する直流定格感度電流値が設定される直流用定格感度設定部と、
前記導体を遮断可能な遮断器と、
前記第1の測定信号検出回路で検出された前記第1の測定信号が前記交流用定格感度設定部に設定された交流定格感度電流値を超える場合、及び/又は前記分離回路で分離された前記直流成分が前記直流用定格感度設定部に設定された直流定格感度電流値を超える場合に、前記遮断器で前記導体を遮断する遮断制御部と、を備え、
前記直流定格感度電流値は、前記交流定格感度電流値よりも大きいことを特徴とする漏電遮断器。 - 前記分離回路は、DC検出フィルター回路を有し、
前記直流用定格感度設定部は、前記DC検出フィルター回路で分離された前記測定信号の直流成分の値を、DC成分しきい値と比較するDC成分比較器を有し、
前記遮断制御部は、前記DC成分比較器の出力に基づいて、前記遮断器を構成する引外しコイルに遮断信号を出力する遮断信号出力回路を有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の漏電遮断器。 - 前記分離回路は、AC検出フィルター回路を有し、
前記交流用定格感度設定部は、
前記AC検出フィルター回路で分離された前記測定信号の交流成分の値を、第1のAC成分しきい値と比較する第1のAC成分比較器と、
前記第1のAC成分比較器の出力信号を積分するAC成分積分回路と
前記AC成分積分回路の積分値を第2のAC成分しきい値と比較する第2のAC成分比較器と、
を有し、
前記遮断制御部は、前記第2のAC成分比較器の出力に基づいて、前記遮断器を構成する引外しコイルに遮断信号を出力する遮断信号出力回路を有することを特徴とする請求項1に記載の漏電遮断器。
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