(57)【要約】【課題】遮断器接点の開閉状態、負荷電流の通電状態に応じた限時引外し動作の設定を自動的に行う回路遮断器を得る。【解決手段】電路１に流れる負荷電流を検出し、この検出信号を演算部６で演算処理して遮断器接点３によって負荷電流を遮断する回路遮断器２ａにおいて、電路１から入力された電圧に基づいて所定の時間遅らせた信号を出力する第１の遅延手段１０、この第１の遅延手段１０から入力された信号と信号変換部５から入力された信号に基づいて遮断器接点３の開閉状態、負荷電流の通電状態を判定し、この判定結果を演算部６に出力する判定部１１とを備え、演算部６が判定部１１の判定結果に基づいて限時引外し動作の設定を行うようにした。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電路に流れる電流を開閉する遮断器接点と、
この遮断器接点を引外し動作させるトリップコイルと、
前記電路に流れる電流を検出する電流検出手段と、
この電流検出手段で検出した信号を所定の信号に変換する信号変換部と、
この信号変換部から出力された信号を演算処理しこの信号に応じた引外し信号を前記トリップコイルに出力する演算部とを備えた回路遮断器において、
前記電路の前記遮断器接点より負荷側に配設され前記電路から入力された電圧に基づいて所定の時間遅らせた信号を出力する第１の遅延手段と、
この第１の遅延手段から入力された信号と前記信号変換部から入力された信号に基づいて前記遮断器接点の開閉状態、負荷電流の通電状態を判定し、この判定結果を前記演算部に出力する判定部とを備え、
前記演算部が前記判定部の判定結果に基づいて限時引外し動作の設定を行うことを特徴とする回路遮断器。
【請求項２】
電路が負荷電流通電状態で遮断器接点をＯＮにしたときに、演算部に長限時引外し動作、短限時引外し動作、及び瞬時引外し動作が設定された後、所定の時間後に長限時引外し動作、短限時引外し動作が設定されることを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。
【請求項３】
第１の遅延手段は、電路の電圧を整流する整流回路と、
この整流回路から入力された信号を遅延させて出力する遅延回路とにより構成されることを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。
【請求項４】
遅延回路は電圧制限手段を備えたことを特徴とする請求項３記載の回路遮断器。
【請求項５】
電路の遮断器接点より電源側に配設され、前記電路から入力された電圧に基づいて所定の時間遅らせた信号を出力する第２の遅延手段を備え、
判定部は第１の遅延手段、前記第２の遅延手段から入力された信号、及び信号変換部から入力された信号に基づいて遮断器接点の開閉状態、負荷電流の通電状態を判定し、この判定結果を演算部に出力し、この演算部が前記判定部の判定結果に基づいて限時引外し動作の設定を行うことを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。
【請求項６】
電路が負荷電流通電状態で遮断器接点をＯＮにしたときに、演算部に長限時引外し動作、短限時引外し動作、及び瞬時引外し動作が設定された後、所定の時間後に長限時引外し動作、短限時引外し動作が設定されることを特徴とする請求項５記載の回路遮断器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電路に流れる負荷電流に応じて引外し動作を行う回路遮断器に関し、特に遮断器接点の開閉状態、負荷電流の通電状態に応じて限時引外し動作（長限時引外し動作、短限時引外し動作、及び瞬時引外し動作）の設定を変更可能にした回路遮断器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、例えば特開平６−２４５３６２号公報に示されたような従来の回路遮断器の構成を示すブロック図である。
図において、１は電路、２は回路遮断器、３は電路１に流れる電流を開閉する遮断器接点、４は電路１に流れる電流を検出する電流検出手段である電流センサ、５は電流センサ４で検出した信号を所定の信号に変換する信号変換部、６は信号変換部５から出力された信号を演算処理し、この信号に応じた引外し信号を後述のトリップコイル７に出力する演算部で、電路１に過電流が流れたときに電流センサ２から信号変換部５を介して入力された信号に応じた引外し信号をトリップコイル７に出力する。
【０００３】
７は周知のごとく電磁石からなる機構部を有し、演算部６から出力された限時動作信号を受けてプランジャー（可動部分）の動きによって遮断器接点３を引外し動作させるトリップコイル、８は電路１を流れる電流によって電源回路９に電流を供給する変流器で、電源回路９は変流器８から入力された電流により信号処理部５及び演算部６に供給する電力を生成する。
【０００４】
以上のように構成された回路遮断器２は、電路１に流れる負荷電流の大きさに応じ、回路遮断器の周知の限時引外し動作である長限時引外し動作、短限時引外し動作、及び瞬時引外し動作の３つの動作を行う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の回路遮断器は以上のように構成されており、電路に流れる負荷電流の大きさに応じて長限時引外し動作、短限時引外し動作、及び瞬時引外し動作の３つの動作を行うように設定されているが、例えば、電路に接続された負荷がトランスなどの突入電流が比較的大きなものが接続された場合、突入電流による誤動作を防ぐために回路遮断器を投入した時には、瞬時引外し動作をさせなくする必要がある。
【０００６】
しかし、ただ単に瞬時引外しの動作をさせなくするようにした場合、回路遮断器投入後、負荷側において短絡事故などが起きた場合には回路遮断器本来の機能である電路を保護することができないため、回路遮断器を投入した時のみ瞬時引外し機能を動作させるようにする必要がある。この対応として回路遮断器の投入動作を機械的に検出し、検出結果に基づいて瞬時引外し動作をさせなくするという方式のものがあったが、この方式のものは、レバー、スプリング、分銅、スイッチなどの機構部品を組み合わせた構成であり、構造が複雑でコストが高くなると共に、機構部品で構成しているため、耐久性が劣るという問題があった。
【０００７】
この発明は上記のような問題を解決するためになされたもので、構造が簡素で且つ信頼性の高い構成で、遮断器接点の開閉状態、負荷電流の通電状態に応じた限時引外し動作の設定を自動的に行うことができる回路遮断器を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる回路遮断器は、電路に流れる電流を開閉する遮断器接点と、この遮断器接点を引外し動作させるトリップコイルと、前記電路に流れる電流を検出する電流検出手段と、この電流検出手段で検出した信号を所定の信号に変換する信号変換部と、この信号変換部から出力された信号を演算処理しこの信号に応じた引外し信号を前記トリップコイルに出力する演算部とを備えた回路遮断器において、前記電路の前記遮断器接点より負荷側に配設され前記電路から入力された電圧に基づいて所定の時間遅らせた信号を出力する第１の遅延手段と、この第１の遅延手段から入力された信号と前記信号変換部から入力された信号に基づいて前記遮断器接点の開閉状態、負荷電流の通電状態を判定し、この判定結果を前記演算部に出力する判定部とを備え、前記演算部が前記判定部の判定結果に基づいて限時引外し動作の設定を行うものである。
【０００９】
また、電路が負荷電流通電状態で遮断器接点をＯＮにしたときに、演算部に長限時引外し動作、短限時引外し動作、及び瞬時引外し動作が設定された後、所定の時間後に長限時引外し動作、短限時引外し動作が設定されるものである。
【００１０】
また、第１の遅延手段は、電路の電圧を整流する整流回路と、この整流回路から入力された信号を遅延させて出力する遅延回路とにより構成されるものである。
【００１１】
また、遅延回路は電圧制限手段を備えたものである。
【００１２】
また、電路の遮断器接点より電源側に配設され前記電路から入力された電圧に基づいて所定の時間遅らせた信号を出力する第２の遅延手段を備え、
判定部は第１の遅延手段、前記第２の遅延手段から入力された信号、及び信号変換部から入力された信号に基づいて遮断器接点の開閉状態、負荷電流の通電状態を判定し、この判定結果を演算部に出力し、この演算部が前記判定部の判定結果に基づいて限時引外し動作の設定を行うものである。
【００１３】
また、電路が負荷電流通電状態で遮断器接点をＯＮにしたときに、演算部に長限時引外し動作、短限時引外し動作、及び瞬時引外し動作が設定された後、所定の時間後に長限時引外し動作、短限時引外し動作が設定されるものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における回路遮断器の構成を示すブロック図である。
図において、１は電路、２ａは回路遮断器、３は電路１に流れる電流を開閉する遮断器接点、４は電路１に流れる電流を検出する電流検出手段である電流センサ、５は電流センサ４で検出した信号を所定の信号に変換する信号変換部である。
【００１５】
６は後述の判定部１１の判定結果に基づいて、長限時引外し動作、短限時引外し動作、及び瞬時引外し動作の３つの限時引外し動作の中から所定の限時引外し動作を選択し設定を行うと共に、電路１に過電流が流れたときに電流センサ２から信号変換部５を介して入力された信号に応じた引外し信号を後述のトリップコイル７に出力する演算部である。
【００１６】
７は周知のごとく電磁石からなる機構部を有し、演算部６から出力された限時動作信号を受けてプランジャー（可動部分）の動きによって遮断器接点３を引外し動作させるトリップコイル、８は電路１を流れる電流によって電源回路９に電流を供給する変流器で、電源回路９は変流器８から入力された電流により信号処理部５、演算部６、及び後述の判定部１１に供給する電力を生成する。
【００１７】
１０は第１の遅延手段で、整流回路１０ａ及び遅延回路１０ｂにより構成され、電路１の負荷側から入力された電圧を整流した後平滑する整流回路１０ａ、整流回路１０ａから入力された電圧を所定の時間、例えば１００ｍＳ程度遅らせる機能を有する遅延回路１０ｂから構成されている。１１は第１の遅延手段１０Ｂから入力された信号と信号変換部５から入力された信号に基づいて、遮断器接点３の開閉状態、負荷電流の通電状態を判定し、判定結果を演算部６に送る判定部である。
【００１８】
図２は第１の遅延手段１０の回路構成を示すもので、整流回路１０ａはブリッジダイオード１０ａ１及び平滑コンデンサ１０ａ２、遅延回路１０ｂは抵抗１０ｂ１、電解コンデンサ１０ｂ２及び電圧制限手段である定電圧ダイオード１０ｂ３により構成され、抵抗１０ｂ１及び電解コンデンサ１０ｂ２の夫々の値は、信号変換部５が出力を開始する時間（例えば１０ｍｓ）よりも第１の遅延手段１０の出力が所定の時間、例えば１００ｍｓ遅延するように設定されている。
【００１９】
なお、定電圧ダイオード１０ｂ３の定電圧特性は、第１の遅延手段１０から出力される電圧が所定の値（例えば１０Ｖ）以上にならないと出力されないように設定されており、この定電圧ダイオード１０ｂ３を配設することにより、電路１から入力されたノイズ信号による判定部１１の誤動作を防止することができる。
【００２０】
図３は、この発明の実施の形態１における回路遮断器の動作を示すタイムチャートである。
次に以上のように構成されたこの発明の実施の形態１における回路遮断器の動作について説明する。
【００２１】
最初に、電路１に負荷を接続状態（負荷電流通電状態）で回路遮断器２ａを投入した場合について図３（ａ）を用いて説明する。
（１）遮断器接点３がＯＮ（Ｓ１）になる。
（２）変流器８が電路１を流れる負荷電流を検出し、電源回路９に電流を供給する。
【００２２】
（３）電源回路９が電圧を発生（Ｓ２）し、信号変換部５、演算部６及び判定部１２に電力を供給する。
（４）電路１に流れる負荷電流を電流センサ４が検出し、負荷電流に応じた信号を信号変換部５へ送出する。
【００２３】
（５）信号変換部５は入力された信号を所定の信号に変換し、演算部６に出力すると共に、電路１に負荷電流が流れているという信号を判定部１１に送出（Ｓ３）する。
（６）判定部１１は第１の遅延手段１０から入力された信号（出力信号なし）と信号変換部５から入力された信号（出力信号あり）により、遮断器接点３が投入されたことを検知し、結果を演算部６に送る（Ｓ４）。
【００２４】
（７）演算部６に判定部１１からの信号に基づいて、所定の時間（Ｔ２）、例えば１００ｍｓ、長限時引外し動作、短限時引外し動作及び瞬時引外し動作を行う設定（Ｓ５）がされる。このとき、瞬時引外し動作を行うレベルの電流が電路１に流れていれば、トリップコイル７を駆動させ、遮断器接点３をＯＦＦにする。
（８）所定の時間（Ｔ２）後、演算部６に長限時引外し動作及び短限時引外し動作を行う設定（Ｓ６）がされる。
【００２５】
（９）第１の遅延手段１０は入力された電路１の電圧を整流回路１０ａのダイオードブリッジ１０ａ１で整流した後、平滑コンデンサ１０ａ２で平滑し、遅延回路１０ｂに入力され、抵抗１０ｂ１を介して電解コンデンサ１０ｂ２に充電される。電解コンデンサ１０ｂ２の電圧は抵抗１０ｂ１及び電解コンデンサ１０ｂ２で決定される時定数で徐々に増加し、電圧が定電圧ダイオード１０ｂ３の定電圧値に達する（Ｔ２）と、判定部１１へ信号を出力（Ｓ７）する。
なお、この時点においては演算部６での設定処理を完了しており、出力信号（Ｓ７）は無視される。
【００２６】
次に、回路遮断器２ａが投入状態で無負荷から負荷状態になった場合について図３（ｂ）を用いて説明する。
（１）無負荷（電路１に電圧が印加された状態で負荷電流が流れていない状態）においては、第１の遅延手段１０が電圧を出力（Ｓ１１）する。
（２）電路１に負荷電流が通電（Ｓ１２）される。
【００２７】
（３）電源回路９が電圧を発生（Ｓ１３）し、信号変換部５、演算部６及び判定部１１に電力を供給する。
（４）電路１に流れる負荷電流を電流センサ４が検出し、負荷電流に応じた信号を信号変換部５へ送出する。
【００２８】
（５）信号変換部５は入力された信号を所定の信号に変換し、演算部６に出力すると共に、電路１に負荷電流が流れているという信号を判定部１１に送出（Ｓ１４）する。
（６）判定部１１は第１の遅延手段１０から入力された信号（出力信号あり）と信号変換部５から入力された信号（出力信号あり）により、遮断器接点３が投入状態の時に電路１に負荷電流が流れたことを検知し、結果を演算部６に送る（Ｓ１５）。
【００２９】
（７）演算部６に長限時引外し動作及び短限時引外し動作を行う設定（Ｓ１６）がされる。
以上のように、この発明の実施の形態１における回路遮断器は、構造が簡素で且つ、信頼性の高い構成で、遮断器接点の開閉状態、負荷電流の通電状態に応じた限時引外し動作の設定を自動的に行うことができる。
【００３０】
実施の形態２
図４はこの発明の実施の形態２における回路遮断器の構成を示すブロック図、図５は、この発明の実施の形態２における回路遮断器の動作を示すタイムチャートである。
【００３１】
図において、２ｂは回路遮断器、１２は整流回路１２ａ、及び遅延回路１２ｂにより構成された第２の遅延手段で、この第２の遅延手段１２ｂの回路構成は上述した実施の形態１における第１の遅延手段１０と同様である。
なお、１，３〜１１については上述した実施の形態１と同様であり、同一の番号を付し説明を省略する。
【００３２】
次に以上のように構成されたこの発明の実施の形態２おける回路遮断器の動作について説明する。
最初に、電路１に負荷を接続状態（負荷電流通電状態）で回路遮断器２ｂ投入した場合について図５（ａ）を用いて説明する。
【００３３】
（１）遮断器接点３がＯＮ（Ｓ２１）になる。
（２）第２の遅延手段１２は電路１に電圧が印加された状態であり、電圧を出力（Ｓ２２）中である。
（３）変流器８が電路１を流れる負荷電流を検出し、電源回路９に電流を供給する。
【００３４】
（４）電源回路９が電圧を発生（Ｓ２３）し、信号変換部５、演算部６及び判定部１２に電力を供給する。
（５）電路１に流れる負荷電流を電流センサ４が検出し、負荷電流に応じた信号を信号変換部５へ送出する。
【００３５】
（６）信号変換部５は入力された信号を所定の信号に変換し、演算部６に出力すると共に、電路１に負荷電流が流れているという信号を判定部１１に送出（Ｓ２４）する。
（７）判定部１１は第１の遅延手段１０から入力された信号（出力信号なし）、第２の遅延手段１２から入力された信号（出力信号あり）、及び信号変換部５から入力された信号（出力信号あり）により、遮断器接点３が投入されたことを検知し、結果を演算部６に送る（Ｓ２５）。
【００３６】
（８）演算部６に判定部１１からの信号に基づいて、所定の時間（Ｔ３）、例えば１００ｍｓ、長限時引外し動作、短限時引外し動作及び瞬時引外し動作を行う設定（Ｓ２６）がされる。このとき、瞬時引外し動作を行うレベルの電流が電路１に流れていれば、トリップコイル７を駆動させ、遮断器接点３をＯＦＦにする。
（８）所定の時間（Ｔ３）後、演算部６に長限時引外し動作及び短限時引外し動作を行う設定（Ｓ２７）がされる。
【００３７】
（９）第１の遅延手段１０は入力された電路１の電圧を整流回路１０ａのダイオードブリッジ１０ａ１で整流した後、平滑コンデンサ１０ａ２で平滑し、遅延回路１０ｂに入力され、抵抗１０ｂ１を介して電解コンデンサ１０ｂ２に充電される。電解コンデンサ１０ｂ２の電圧は抵抗１０ｂ１及び電解コンデンサ１０ｂ２で決定される時定数で徐々に増加し、電圧が定電圧ダイオード１０ｂ３の定電圧値に達する（Ｔ４）と、判定部１１へ信号を出力（Ｓ２８）する。
なお、この時点においては演算部６での設定処理を完了しており、出力信号（Ｓ２８）は無視される。
【００３８】
次に、回路遮断器２ａが投入状態で無負荷から負荷状態になった場合について図５（ｂ）を用いて説明する。
（１）無負荷（電路１に電圧が印加された状態で負荷電流が流れていない状態）においては、第１の遅延手段１０及び第２の遅延手段１２が電圧を出力（Ｓ３１，３２）する。
（２）電路１に負荷電流が通電（Ｓ３３）される。
【００３９】
（３）電源回路９が電圧を発生（Ｓ３４）し、信号変換部５、演算部６及び判定部１１に電力を供給する。
（４）電路１に流れる負荷電流を電流センサ４が検出し、負荷電流に応じた信号を信号変換部５へ送出する。
【００４０】
（５）信号変換部５は入力された信号を所定の信号に変換し、演算部６に出力すると共に、電路１に負荷電流が流れているという信号を判定部１１に送出（Ｓ３５）する。
（６）判定部１１は第１の遅延手段１０から入力された信号（出力信号あり）、第２の遅延手段１２から入力された信号（出力信号あり）、及び信号変換部５から入力された信号（出力信号あり）により、遮断器接点３が投入状態の時に電路１に負荷電流が流れたことを検知し、結果を演算部６に送る（Ｓ３６）。
（７）演算部６に長限時引外し動作及び短限時引外し動作を行う設定（Ｓ３７）がされる。
【００４１】
なお、この発明の実施の形態２における回路遮断器は、図４に示すように電源側、負荷側の両方に遅延手段である第１の遅延手段１０、第２の遅延手段１２が配設されており、回路遮断器２ｂを電路１に対して逆接続した場合においても、上述と同様の動作を行う。
【００４２】
以上のように、この発明の実施の形態２における回路遮断器は、発明の実施の形態１における回路遮断器が負荷側にのみ遅延手段を配設していたものに対して、電源側、負荷側の両方に遅延手段が配設されているので、回路遮断器２ｂを電路１に対して逆接続した場合においても、構造が簡素で且つ、信頼性の高い構成で、遮断器接点の開閉状態、負荷電流の通電状態に応じ限時引外し動作の設定を自動的に行うことができる。
【００４３】
【発明の効果】
この発明によれば、電路に流れる電流を開閉する遮断器接点と、この遮断器接点を引外し動作させるトリップコイルと、電路に流れる電流を検出する電流検出手段と、この電流検出手段で検出した信号を所定の信号に変換する信号変換部と、この信号変換部から出力された信号を演算処理しこの信号に応じた引外し信号をトリップコイルに出力する演算部とを備えた回路遮断器において、電路の前記遮断器接点より負荷側に配設され電路から入力された電圧に基づいて所定の時間遅らせた信号を出力する第１の遅延手段と、この第１の遅延手段から入力された信号と前記信号変換部から入力された信号に基づいて遮断器接点の開閉状態、負荷電流の通電状態を判定し、この判定結果を演算部に出力する判定部とを備え、演算部が判定部の判定結果に基づいて限時引外し動作の設定を行うので、構造が簡素で且つ、信頼性の高い構成で、遮断器接点の開閉状態、負荷電流の通電状態に応じた引外し動作の設定を自動的に行うことができる。
【００４４】
また、電路が負荷電流通電状態で遮断器接点をＯＮにしたときに、演算部に長限時引外し動作、短限時引外し動作、及び瞬時引外し動作が設定された後、所定の時間後に長限時引外し動作、短限時引外し動作が設定されるので、電路に接続された負荷がトランスなどの突入電流が比較的大きなものが接続された場合に突入電流による誤動作がない。
【００４５】
また、第１の遅延手段は、電路の電圧を整流する整流回路と、この整流回路から入力された信号を遅延させて出力する遅延回路とにより構成されるので、簡素な構成で遅延信号を生成できる。
【００４６】
また、遅延回路は電圧制限手段を備えたので、電路から入力されたノイズ信号による判定部の誤動作を防止することができる。
【００４７】
また、電路の遮断器接点より電源側に配設され前記電路から入力された電圧に基づいて所定の時間遅らせた信号を出力する第２の遅延手段を備え、判定部は第１の遅延手段、前記第２の遅延手段から入力された信号、及び信号変換部から入力された信号に基づいて遮断器接点の開閉状態、負荷電流の通電状態を判定し、この判定結果を演算部に出力し、この演算部が前記判定部の判定結果に基づいて限時引外し動作の設定を行うので、回路遮断器を電路に対して逆接続した場合においても、構造が簡素で且つ、信頼性の高い構成で、遮断器接点の開閉状態、負荷電流の通電状態に応じ限時引外し動作の設定を自動的に行うことができる。
【００４８】
また、電路が負荷電流通電状態で遮断器接点をＯＮにしたときに、演算部に長限時引外し動作、短限時引外し動作、及び瞬時引外し動作が設定された後、所定の時間後に長限時引外し動作、短限時引外し動作が設定されるので、電路に接続された負荷がトランスなどの突入電流が比較的大きなものが接続された場合に突入電流による誤動作がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１における回路遮断器の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の回路遮断器を構成する第１の遅延手段の回路構成である。
【図３】この発明の実施の形態１における回路遮断器の動作を示すタイムチャートである。
【図４】この発明の実施の形態２における回路遮断器の構成を示すブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態２における回路遮断器の動作を示すタイムチャートである。
【図６】従来の回路遮断器の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１　電路、２ａ，２ｂ　回路遮断器、３　遮断器接点、
４　電流センサ（電流検出手段）、５　信号変換部、６　演算部、
７　トリップコイル、１０　第１の遅延手段、１０ａ　整流回路、
１０ｂ　遅延回路、１０ｂ３　電圧制限手段、１１　判定部、
１２　第２の遅延手段。
【図１】
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【図２】
2004103308.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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