(57)【要約】【課題】定格使用電圧に対し適切なサージアブソーバでありながら、倍電圧印加時には直ちにトリップさせることができる安価な漏電遮断器を得る。【解決手段】主回路１１０の漏洩電流を検出する零相変流器１２０、この零相変流器の出力を入力し上記出力が所定レベル以上になれば出力する漏電検出回路１０６、この漏電検出回路の出力に応動する電磁石装置１０４、この電磁石装置の上記応動により開離され主回路から負荷を遮断する主回路接点１１１、主回路に接続され主回路の交流電力を直流電力に変換する整流回路１０３、この整流回路の直流出力端に接続され漏電検出回路に動作電力を供給する電源回路１０５、主回路と整流回路との間に電源回路と並列になるよう接続されたサージ吸収素子１００を備えた漏電遮断器において、サージ吸収素子が動作すると電磁石装置の両端に電位差を発生させる電圧制限回路１０８を設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主回路の漏洩電流を検出する零相変流器、この零相変流器の出力を入力し上記出力が所定レベル以上になれば出力する漏電検出回路、この漏電検出回路の出力に応動する電磁石装置、この電磁石装置の上記応動により開離され上記主回路から負荷を遮断する主回路接点、上記主回路に接続され上記主回路の交流電力を直流電力に変換する整流回路、この整流回路の直流出力端に接続され上記漏電検出回路に動作電力を供給する電源回路、上記主回路と上記整流回路との間に上記電源回路と並列になるよう接続されたサージ吸収素子を備えた漏電遮断器において、上記サージ吸収素子が動作すると上記電磁石装置の両端に電位差を発生させる電圧制限回路を設けたことを特徴とする漏電遮断器。
【請求項２】
請求項１に記載の漏電遮断器において、上記電圧制限回路は、上記サージ吸収素子と異なる制限電圧のサージ吸収素子を有し、上記両サージ吸収素子により上記電磁石装置の両端に電位差を発生させることを特徴とする漏電遮断器。
【請求項３】
請求項２に記載の漏電遮断器において、上記電磁石装置が上記両サージ吸収素子間に接続されていることを特徴とする漏電遮断器。
【請求項４】
請求項２に記載の漏電遮断器において、上記電圧制限回路の上記サージ吸収素子が上記電源回路に並列に接続されていることを特徴とする漏電遮断器。
【請求項５】
請求項２に記載の漏電遮断器において、上記電磁石装置が上記整流回路の直流出力端と上記電圧制限回路の上記サージ吸収素子との間に直列に接続されていることを特徴とする漏電遮断器。
【請求項６】
請求項２に記載の漏電遮断器において、上記整流回路が主回路接点より負荷側の上記主回路に接続されていることを特徴とする漏電遮断器。
【請求項７】
請求項２に記載の漏電遮断器において、上記漏電検出回路の出力によるサイリスタの導通により上記電磁石装置が通電され、上記電源回路及び上記電圧制限回路の上記サージ吸収素子が上記サイリスタに並列に接続されていることを特徴とする漏電遮断器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、主回路の漏洩電流が所定値以上になったとき、この主回路を開放する漏電遮断器に関し、詳しくは、このような漏電遮断器の機能を実現するために構成された電子部品である漏電検出回路等に対する異常電圧印加時の保護機能を有する漏電遮断器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、流通している漏電遮断器のほとんど全ては、この漏電遮断器に内蔵された、例えば集積回路で構成された漏電検出回路にて、零相変流器で検出された信号のレベル判定を行い、所定値を超えれば、やはり、漏電遮断器に内蔵された電磁石装置に対し駆動信号を出力させ、主回路を開放する方式を採用している。然るに、これら漏電検出回路、および電磁石装置には、動作電力が必要となるが、この動作電力は、漏電遮断器の内部（例えば、主回路電圧ＡＣ２００Ｖ）から採り、所定の電圧（例えば、ＤＣ１２Ｖ）に降下させ、供給されている。
【０００３】
したがって、漏電検出回路を始めとする電子部品は主回路と直結されることになるため、この主回路に重畳されたサージやインパルスが、漏電遮断器内、すなわち電子部品に侵入し、これら電子部品が焼損・破損に至ることを未然に防ぐ必要がある。そこで、一般的には、漏電遮断器の動作電力生成の源となる主回路との接続点において、サージ吸収素子、例えばサージアブソーバを具設することが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、あるいは、サージアブソーバの前段に電磁石装置を配設し、サージアブソーバを流れる比較的大きな電流でもって、電磁石装置を励磁させ、漏電遮断器そのものをトリップさせることも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】２００４−１５９６１号公報（図１）
【特許文献２】２０００−２２２９９８号公報（第３頁左欄第３９行〜右欄第８行、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、主回路の電圧は、例えば、ＡＣ１００Ｖ、ＡＣ２００Ｖ、ＡＣ４００Ｖというように、特に負荷への供給能力に応じて、種々設定されていることは周知の通りであるが、いわゆる汎用の漏電遮断器においては、前述した電圧に特別な切換、あるいは設定なしに対応できるようになされている。一方で、経済性を重視した場合、その電圧（例えばＡＣ２００Ｖ）専用の安価な漏電遮断器も準備されている。ここで、このＡＣ２００Ｖ専用品を使用者が誤って倍電圧、すなわちＡＣ４００Ｖ回路に設置した場合、サージアブソーバの破壊、ひいては漏電遮断器からの発煙を引き起こす恐れがある。これを防ぐためには、特許文献１で示した回路では、サージアブソーバの格上げ、つまり、サージアブソーバのバリスタ電圧を、その漏電遮断器の定格使用電圧よりも充分大きくしておくことが考えられる。ただし、その場合、前述した（主回路に重畳された）サージやインパルスが、このサージアブソーバでは吸収されず、電磁石装置、あるいは電子部品に印加されることで、漏電遮断器の頻繁なトリップ（不要動作）や電子部品の故障が充分に予想される。
【０００６】
また、電路における下位の漏電遮断器との協調をとるうえで、時延形、すなわち、漏電トリップまでに時間遅れ（例えば０．８秒）を持たせたものも知られているが、この場合、この０．８秒もの間、倍電圧による電流が、主回路と漏電検出回路間を接続する電線（通常電子回路などで使用されるのは０．５ｍｍφ程度）を流れ続け、この電線の焼損を招く恐れがある。言うまでもなく、この焼損を防ぐためだけに線径を充分アップさせることは、コスト面あるいは組立性を鑑みた場合、得策ではない。
【０００７】
一方、特許文献２で示した回路では、サージアブソーバの破壊以前に、このサージアブソーバに流入しようとする過大な電流が電磁石装置（トリップコイル７）にも通電されることで、前述したように、この電磁石装置が励磁され、漏電遮断器そのものがトリップされるので、仮に倍電圧が印加されたとしても、破壊・発煙などには至らないことが推察される。ところが、このことは言い換えると、どんなレベルのサージ・インパルスであっても、逐一、漏電遮断器自身がトリップしてしまうことを意味している。すなわち、本来なら、サージアブソーバ自身が吸収することで、トリップ（不要動作）には至らないレベルであっても、ほとんどトリップしてしまうことから、特に、負荷への無瞬断化、あるいは連続給電を考慮した場合、現実的な対応とは言い難い。
【０００８】
なお、特許文献１で示された内容を基に、サージアブソーバの他端が零相変流器に挿通されるように線間に具設させることで、倍電圧印加時の過大な電流による不平衡状態を零相変流器が認識しトリップさせることも考えられるが、配線数アップに伴うコスト上昇が懸念され、ＡＣ２００Ｖ専用故の「安価さ」の維持が困難となるのは必至である。
【０００９】
この発明は、前述のような実情に鑑みてなされたもので、定格使用電圧に対し適切なサージ吸収機能を有ししかも使用電圧が定格使用電圧より高い電圧であればトリップ動作させることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係る漏電遮断器は、主回路の漏洩電流を検出する零相変流器、この零相変流器の出力を入力し上記出力が所定レベル以上になれば出力する漏電検出回路、この漏電検出回路の出力に応動する電磁石装置、この電磁石装置の上記応動により開離され上記主回路から負荷を遮断する主回路接点、上記主回路に接続され上記主回路の交流電力を直流電力に変換する整流回路、この整流回路の直流出力端に接続され上記漏電検出回路に動作電力を供給する電源回路、上記主回路と上記整流回路との間に上記電源回路と並列になるよう接続されたサージ吸収素子を備えた漏電遮断器において、上記サージ吸収素子が動作すると上記電磁石装置の両端に電位差を発生させる電圧制限回路を設けたものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明は、主回路の漏洩電流を検出する零相変流器、この零相変流器の出力を入力し上記出力が所定レベル以上になれば出力する漏電検出回路、この漏電検出回路の出力に応動する電磁石装置、この電磁石装置の上記応動により開離され上記主回路から負荷を遮断する主回路接点、上記主回路に接続され上記主回路の交流電力を直流電力に変換する整流回路、この整流回路の直流出力端に接続され上記漏電検出回路に動作電力を供給する電源回路、上記主回路と上記整流回路との間に上記電源回路と並列になるよう接続されたサージ吸収素子を備えた漏電遮断器において、上記サージ吸収素子が動作すると上記電磁石装置の両端に電位差を発生させる電圧制限回路を設けたので、サージやインパルスに対してサージ吸収素子が吸収するのでサージやインパルスに対する無瞬断化が図れるとともに、万が一、使用電圧として倍電圧等の定格使用電圧より高い電圧が印加された場合にはトリップ動作するので、安全性の高い、しかも引き続き安価な漏電遮断器を使用者に提供することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を、漏電遮断器の構成の事例をブロック図で示す図１により説明する。
【００１３】
図１において、本実施の形態１の漏電遮断器は、サージ吸収素子１００と、整流回路１０３と、電磁石装置（以下「トリップコイル」と呼称する）１０４と、電源回路１０５と、漏電検出回路１０６と、サイリスタ１０７と、電圧制限回路１０８と、信号変換回路１２１とからなる回路部１３０、開閉機構部１４０、主回路接点１１１、及び零相変流器１２０で構成されている。
【００１４】
バリスタ等のサージ吸収素子（以下「第１のサージ吸収素子」と呼称する）１００は、三相交流の主回路１１０の各相の線間に接続されており、主回路１１０のサージやインパルスを吸収する。
【００１５】
整流回路１０３は、主回路１１０の電圧を整流し、交流電力を直流電力に変換する。第１のサージ吸収素子１００は、整流回路１０３と主回路１１０との間に接続されている。
【００１６】
トリップコイル１０４は、サイリスタ１０７の導通により開閉機構部１４０を介して主回路１１０の主回路接点１１１を開閉する。
【００１７】
電源回路１０５は、整流回路１０３により整流された電圧（直流電圧）から漏電検出回路１０６などの動作電源を生成する。
【００１８】
漏電検出回路１０６は、零相変流器１２０の電流出力を電圧信号へ変換する信号変換回路１２１の出力が所定のレベルを超えた場合にトリップ出力する。
【００１９】
サイリスタ１０７は、漏電検出回路１０６のトリップ出力により駆動され導通する。
【００２０】
電圧制限回路１０８は、トリップコイル１０４の後段に接続され、バリスタ等のサージ吸収素子（以下「第２のサージ吸収素子」と呼称する）１０８Ｖとこの第２のサージ吸収素子１０８Ｖをトリップコイル１０４に直列に且つ電源回路１０５に並列に接続する接続線１０８Ｌとから構成されている。
【００２１】
零相変流器１２０は、主回路１１０に流れる漏洩電流を検出する。
【００２２】
信号変換回路１２１は、零相変流器１２０の電流出力を電圧信号へ変換する。
【００２３】
次に、以上のように構成された漏電遮断器の動作について説明する。
【００２４】
第１のサージ吸収素子１００の制限電圧（バリスタ電圧）以上の電圧が主回路１１０へ印加された場合、第１のサージ吸収素子１００が作動することで整流回路１０３へ印加される電圧は第１のサージ吸収素子１００の制限電圧（バリスタ電圧）以上に抑えられる。第１のサージ吸収素子１００の制限電圧に抑えられた電圧は、整流回路１０３により整流されたあと、トリップコイル１０４へ印加される。
【００２５】
第２のサージ吸収素子１０８のバリスタ電圧は、第１のサージ吸収素子１００のバリスタ電圧よりも低く設定してあるため、第２のサージ吸収素子１０８が作動し、サイリスタ１０７がＯＦＦ（不導通）の状態であっても、トリップコイル１０４に第１のサージ吸収素子１００の制限電圧と第２のサージ吸収素子１０８の制限電圧の差分の電圧差が発生する。ここで、倍電圧などの定格使用電圧以上の異常電圧は商用周波数であるため、その周波数でのトリップコイル１０４のインピーダンスは比較的低く、トリップコイル１０４の両端に発生する電位差が僅かであっても、トリップコイル１０４を動作させるためには充分な電流が流れるため、主回路接点１１１が開離し、漏電遮断器がトリップする。
回路部１３０は、主回路接点１１１よりも負荷側で主回路１１０に接続されているため、主回路接点１１１の開離により回路部１３０に異常電圧が印加されなくなり、漏電遮断器が故障せず保護される。
【００２６】
一方、ノイズやサージなどの電圧が印加された場合、第１のサージ吸収素子１００が作動することで整流回路１０３以降の電圧は低く抑えられるため、電源回路１０５や漏電検出回路１０６の故障や誤動作を防止することができる（特許文献１と同じ考え方）。ここで、倍電圧が印加された場合と同様にトリップコイル１０４へ電位差が発生するが、ノイズやサージ電圧は周波数が高いため、トリップコイル１０４のインピーダンスが高く、トリップコイル１０４へ流れる電流が微弱となるため、トリップコイル１０４が動作することはない。以上の構成により、外来ノイズやサージに強く、またフェールセーフに対応した安全設計の漏電遮断器を提供することができる。
【００２７】
このように、本実施の形態１として例示の漏電遮断器は、上述のように、主回路１１０の漏洩電流を検出する零相変流器１２０と、この零相変流器１２０で検出された信号のレベル判定を行う漏電検出回路１０６と、この漏電検出回路１０６の出力に応動して開閉機構部１４０を作動させる電磁石装置（トリップコイル）１０４と、上記開閉機構部１４０の作動により開離される主回路接点１１１と、上記主回路１１０より整流回路１０３を介して上記漏電検出回路１０６に動作電力を供給する電源回路１０５と、上記主回路１１０と上記整流回路１０３との間に上記電源回路１０５と並列になるよう接続された第１のサージ吸収素子１００とを備えた漏電遮断器であって、上記第１のサージ吸収素子１００が動作したときに、上記電磁石装置１０４の両端に電位差を発生させるように構成したものである。
【００２８】
また、上述のように、電磁石装置１０４の両端の電位差が、上記電磁石装置１０４の次段に、電源回路１０５と並列になるように接続された第２のサージ吸収素子１０８によって得られる漏電遮断器である。
【００２９】
また、若干観点を変えれば、本実施の形態１として例示の漏電遮断器は、上述のように、主回路１１０の漏洩電流を検出する零相変流器１２０、この零相変流器１２０の出力を入力し上記出力が所定レベル以上になれば出力する漏電検出回路１０６、この漏電検出回路１０６の出力に応動する電磁石装置（トリップコイル）１０４、この電磁石装置１０４の上記応動により開離され上記主回路１１０から負荷を遮断する主回路接点１１１、上記主回路１１０に接続され上記主回路１１０の交流電力を直流電力に変換する整流回路１０３、この整流回路１０３の直流出力端に接続され上記漏電検出回路１０６に動作電力を供給する電源回路１０５、上記主回路１１０と上記整流回路１０３との間に上記電源回路１０５と並列になるように接続されたサージ吸収素子１００を備えた漏電遮断器において、上記サージ吸収素子１００が動作すると上記電磁石装置１０４の両端に電位差を発生させる電圧制限回路１０８を設けたものである。
【００３０】
また、上述のように、上記電圧制限回路１０８は、上記サージ吸収素子１００と異なる制限電圧のサージ吸収素子１０８Ｖを有し、上記両サージ吸収素子１００，１０８Ｖにより上記電磁石装置１０４の両端に電位差を発生させる漏電遮断器である。
【００３１】
また、上述のように、上記電磁石装置１０４が上記両サージ吸収素子１００，１０８Ｖ間に接続されている漏電遮断器である。
【００３２】
また、上述のように、上記電圧制限回路１０８の上記サージ吸収素子１０８Ｖが上記電源回路１０５に並列に接続されている漏電遮断器である。
【００３３】
また、上述のように、上記電磁石装置１０４が、上記整流回路１０３の直流出力端と上記電圧制限回路１０８の上記サージ吸収素子１０８Ｖとの間に直列に接続されている漏電遮断器である。
【００３４】
また、上述のように、上記整流回路１０３が主回路接点１１１より負荷側の上記主回路１１０に接続されている漏電遮断器である。
【００３５】
また、上述のように、上記漏電検出回路１０６の出力によるサイリスタ１０７の導通により上記電磁石装置１０４が通電され、上記電源回路１０５及び上記電圧制限回路１０８の上記サージ吸収素子１０８Ｖが上記サイリスタ１０７に並列に接続されている漏電遮断器である。
【００３６】
また、定格使用電圧に対し適切なサージアブソーバでありながら、倍電圧印加時には直ちにトリップさせることができる安価な漏電遮断器である。
【００３７】
また、サージやインパルスに対しては従来通りサージ吸収素子が吸収するので、これまで通り電力の無瞬断化が図れるとともに、万が一、倍電圧が印加された場合、直ちにトリップさせるので、安全性の高い、しかも引き続き安価な漏電遮断器を使用者に提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】この発明の実施の形態１を示す図で、漏電遮断器の構成の事例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３９】
１００    サージ吸収素子、                １０３    整流回路、
１０４    電磁石装置（トリップコイル）、  １０５    電源回路、
１０６    漏電検出回路、                  １０７    サイリスタ、
１０８    電圧制限回路、                  １０８Ｖ    サージ吸収素子、
１０８Ｌ    接続線、                      １１０    主回路、
１１１    主回路接点、                    １２０    零相変流器、
１２１    信号変換回路、                  １３０    回路部、
１４０    開閉機構部。
【図１】
2008269921.tif 000003