(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電路に過電流が流れたときに、ＣＰＵからのトリップ指令に応答して主接点を引き外す電子式過電流引外し装置と、前記電路に短絡電流が流れたときに、前記主接点を瞬時に引き外す機械式過電流引外し装置とを備えた電子式ブレーカにおいて、
前記ＣＰＵに動作電圧を供給する電源回路と、前記電路から取り出した交流電圧を直流電圧に変換する整流素子と、前記直流電圧を平滑にして前記電源回路に供給するコンデンサとを設け、
短絡事故により電路電圧が低下したときに、前記ＣＰＵが前記コンデンサの放電電圧によって動作し、前記電路に流れる前記短絡電流をチェックし、前記短絡電流が前記機械式過電流引外し装置の動作電流値よりも小さく設定された基準値を超えたときに、前記ＣＰＵが前記電子式過電流引外し装置にトリップ指令を出力することを特徴とする電子式ブレーカ。
【請求項２】
前記コンデンサの平滑電圧を前記ＣＰＵで監視し、前記平滑電圧が予め定めた閾値まで降下した時点で、前記ＣＰＵが前記短絡電流の前記チェックを開始する請求項１記載の電子式ブレーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高インピーダンス回路に流れる短絡電流を検出して主接点を引き外す電子式過電流引外し装置を備えた電子式ブレーカに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図３に示すような電子式ブレーカ５１が知られている（特許文献１）。このブレーカ５１では、電路５２に定格電流を超える過電流が流れたときに、電子式過電流引外し装置５３が主接点５４を引き外す。負荷機器５５等の短絡事故によって電路５２に大きな短絡電流が流れたときには、機械式過電流引外し装置５６が主接点５４を瞬時に引き外す。
【０００３】
ＣＰＵ５７は、電流センサ５９の出力に基づいて線路電流を監視し、過電流の大きさに応じた反限時または定限時の演算を行い、トリップ指令を電子式過電流引外し装置５３に出力する。電源回路５８は、主接点５４よりも二次側の電路５２から取り出した交流電圧を所要の直流電圧（例えば、ＤＣ５Ｖ）に変換し、ＣＰＵ５７に動作電圧として供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１６３８８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、図４に示すように、短絡電流が配電線路や負荷機器のインピーダンスＺ１，Ｚ２を介して流れた場合、短絡電流値Ｉｓは、図４の式１より求まる値に制限され、機械式過電流引外し装置５６が動作しない中途半端な大きさになる。また、電路電圧Ｖｅは、式２より求まる値まで低下し、仮にＺ１＝Ｚ２の場合に規格電圧の５０％になり、これによってＣＰＵ５７への供給電圧が半減する。
【０００６】
このため、従来の電子式ブレーカ５１によると、高インピーダンス回路で短絡事故が発生した場合に、機械式過電流引外し装置５６が動作しなくなる可能性があるうえ、ＣＰＵ５７の停止によって電子式過電流引外し装置５３も動作しなくなるおそれがある。従って、電子式ブレーカ５１が短絡事故に対して無防備な状態となり、短絡電流が電路５２に流れ続けるという問題点があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、高インピーダンス回路で短絡事故が発生した場合に、機械式過電流引外し装置に代わって、電子式過電流引外し装置が主接点を引き外し、電路の安全を確保できる電子式ブレーカを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、電路に過電流が流れたときに、ＣＰＵからのトリップ指令に応答して主接点を引き外す電子式過電流引外し装置と、電路に短絡電流が流れたときに、主接点を瞬時に引き外す機械式過電流引外し装置とを備えた電子式ブレーカにおいて、ＣＰＵに動作電圧を供給する電源回路と、電路から取り出した交流電圧を直流電圧に変換する整流素子と、直流電圧を平滑にして電源回路に供給するコンデンサとを設け、短絡事故により電路電圧が低下したときに、ＣＰＵがコンデンサの放電電圧によって動作し、電路に流れる短絡電流をチェックし、短絡電流が機械式過電流引外し装置の動作電流値よりも小さく設定された基準値を超えたときに、ＣＰＵが電子式過電流引外し装置にトリップ指令を出力することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の電子式ブレーカは、コンデンサの平滑電圧をＣＰＵで監視し、平滑電圧が予め定めた閾値まで降下した時点で、ＣＰＵが短絡電流のチェックを開始することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の電子式ブレーカは、高インピーダンス回路での短絡事故によって電路電圧が低下したときでも、ＣＰＵがコンデンサの放電電圧で動作し、電路に流れる短絡電流をチェックする。このため、機械式過電流引外し装置が動作しない中途半端な大きさの短絡電流が流れた場合に、機械式過電流引外し装置に代わって、電子式過電流引外し装置が主接点を即時に引き外し、電路の安全を確保できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態を示す電子式ブレーカの回路図である。
【図２】電子式ブレーカの動作を示すタイムチャートである。
【図３】従来の電子式ブレーカを示す回路図である。
【図４】高インピーダンス回路での問題点を指摘する回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示す電子式ブレーカ１は、電子式過電流引外し装置２と機械式過電流引外し装置３を装備している。電子式過電流引外し装置２は、電路４上の主接点５を引き外すトリップコイル９、その駆動回路１７およびＣＰＵ７で構成されている。機械式過電流引外し装置３は、特に限定されないが、例えば、固定電磁片と可動電磁片からなっている。
【００１３】
電路４の各電線上には電流センサ６が設けられ、その検出信号がＣＰＵ７のＡ／Ｄ変換部１０を介して演算制御部１３に送られる。演算制御部１３は制御プログラム１１に従って過電流と短絡電流を別々に判定し、判定に使用する各種のパラメータがデータ記憶部１２に格納されている。そして、ＣＰＵ７はトリップ指令を入／出力部１４からトリップコイル駆動回路１７に出力する。
【００１４】
主接点５よりも二次側の電路４には、ダイオード１５とコンデンサ１６を介して電源回路８が接続されている。整流素子としてのダイオード１５は電路４から取り出した交流電圧を直流に整流し、コンデンサ１６が直流電圧を平滑にし、トリップコイル駆動部１７と電源回路８に供給する。電源回路８は、平滑後の直流電圧を所要値（例えば、ＤＣ５Ｖ）まで降圧し、ＣＰＵ７に動作電圧として供給する。
【００１５】
コンデンサ１６とＣＰＵ７との間には２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２が設けられ、コンデンサ１６が平滑化した電圧を適当な比率で分圧する。抵抗Ｒ１，Ｒ２の結節点１８はＣＰＵ７のＡ／Ｄ変換部１０に接続され、演算制御部１３が結節点１８の電圧に基づいてコンデンサ１６の平滑電圧を常時監視している。
【００１６】
次に、上記のように構成された電子式ブレーカ１の動作について説明する。電路４に定格電流を超える過電流が流れたときには、ＣＰＵ７が過電流の大きさに応じて反限時または定限時の演算を行い、トリップ指令を駆動回路１７に出力し、トリップコイル９を駆動し、主接点５を引き外す。電路４に大きな短絡電流（例えば、定格電流の１０００％超の大電流）が流れた場合は、機械式過電流引外し装置３が瞬時に主接点５を引き外す。
【００１７】
一方、高インピーダンス回路（図４参照）で短絡事故が発生すると、図２に示すように、Ｒ−Ｔ間の電路電圧が低下し、コンデンサ１６が放電を開始し、電源回路８に電圧を供給する。コンデンサ１６の放電は緩やかに進行するので、電源回路８の出力電圧は比較的長い時間高レベルを維持する。このため、ＣＰＵ７を含む電子式過電流引外し装置２は、コンデンサ１６の放電電圧を利用し、しばらくの間正常に動作することができる。
【００１８】
抵抗Ｒ１，Ｒ２の結節点１８の電圧（コンデンサ１６の平滑電圧）が予め設定された閾値（図２参照）まで降下すると、ＣＰＵ７は電流センサ６の出力に基づいて短絡電流のチェックを開始する。そして、短絡電流が機械式過電流引外し装置３の動作電流値（例えば、定格電流の１０００％）よりも小さく設定された基準値（例えば、定格電流の８００％）を超えたときに、ＣＰＵ７はトリップ指令を駆動回路１７に出力し、トリップコイル９で主接点５を即時に引き外す。
【００１９】
従って、この電子式ブレーカ１によれば、配電線路や負荷機器のインピーダンスを介して中途半端な大きさの短絡電流が流れた場合でも、電子式過電流引外し装置２を動作させ、電路４の安全を確保することができる。また、ＣＰＵ７はコンデンサ１６の平滑電圧を監視することで、限られた放電期間中に適切なチェック時間（図２参照）を設定し、短絡電流を的確に検知できるという利点もある。
【００２０】
なお、本発明の電子式ブレーカは、図１に示した三相三線式電路４に限定されるものではなく、例えば、単相２線式、単相３線式の電路にも適用できる。その他、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、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。
【符号の説明】
【００２１】
１    電子式ブレーカ
２    電子式過電流引外し装置
３    機械式過電流引外し装置
４    電路
５    主接点
６    電流センサ
７    ＣＰＵ
１５    ダイオード
１６    コンデンサ
【図１】
0005461293.tif 000002
【図２】
0005461293.tif 000003
【図３】
0005461293.tif 000004
【図４】
0005461293.tif 000005