(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電路が貫通する零相変流器と、
前記零相変流器の出力電圧を積分し、実効値を求める第１の積分演算部と、
前記第１の積分演算部による演算結果が第１の所定範囲外に達した場合、第１の信号を出力する積分値比較部と、
前記零相変流器の出力電圧波形の変極点を検出してカウントし、前記変極点の数が所定数に達した場合に第２の信号を出力する波形判別部と、
前記積分値比較部により前記第１の信号が出力され、かつ、前記波形判別部により前記第２の信号が出力された場合、前記交流電路に漏電が発生していることを示す漏電検出信号を出力する漏電検出部と、
を備える漏電検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の漏電検出装置であって、
前記波形判別部は、前記零相変流器の出力電圧が正電圧又は負電圧のときから前記変極点の検出を開始する漏電検出装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の漏電検出装置であって、更に、
前記積分値比較部により前記第１の信号を出力させる、又は、前記波形判別部により前記第２の信号を出力させるための信号出力指示信号を入力する信号入力部を備える漏電検出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の漏電検出装置であって、
前記信号入力部は、外部抵抗から前記信号出力指示信号を入力する漏電検出装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、漏電検出装置に関する。特に、零相変流器の検出出力に応じて、交流電路に漏電が発生したか否かを判定する漏電検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
漏電遮断装置は、交流電路を構成する複数の一次導体を貫通させた軟磁性材料等の磁性体からなる環状の鉄心（コア）と当該コアに巻回されたトロイダル状のコイルとにより構成される零相変流器（ＺＣＴ）を有し、この零相変流器の当該コイル両端の検出出力である出力電圧に応じて、当該複数の一次導体に漏電が発生したか否かを判定する。
【０００３】
一次導体のいずれかに漏電が発生した場合には、交流電路の往路方向を流れる電流と復路方向を流れる電流との間に差異が発生し、当該差異に基づく漏電電流が発生する。更に、複数の一次導体の通電電流が全体的に不平衡となるため、当該漏電電流により発生する磁束により零相変流器のコアの磁束の状態が変化する。これにより、零相変流器のコイル両端に、漏電電流に対応する誘起電圧が検出される。
【０００４】
また、一次導体のいずれにも漏電が発生していない場合には、当該複数の一次導体の通電電流のベクトル和が零であるいわゆる平衡状態である。この平衡状態においては、零相変流器のコアに磁束は存在するが、これらの磁束は互いに打ち消し合い、零相変流器により前述した様な誘起電圧は検出されない。したがって、零相変流器のコイル両端の出力電圧を検出出力として出力することで、交流電路に漏電電流が発生したか否かを判定することができる。
【０００５】
漏電電流が検出される漏電のケースとしては、通常漏電の状態と雷サージの状態とが考えられる。通常漏電は、漏電電流の電流値が定期的に出現する漏電を指す。雷サージは、漏電電流の電流値が比較的大きく、かつ、その電流値が一時的に出現する漏電を指す。
【０００６】
３種類の漏電のうち、通常漏電の場合には、長時間漏電が発生することが予想されるので、交流電路を介した電力供給を早急に遮断することが好ましい。一方、雷サージの場合には、一時的に漏電が発生するのみであるので、雷サージの度に交流電路を介した電力供給を遮断することは好ましくない。
【０００７】
従来の漏電遮断器として、雷サージによる不要遮断を防止することができる漏電遮断器が知られている（例えば、特許文献１参照）。この漏電遮断器は、漏電電流を検出する第１の比較器よりも閾値が大きい第３の比較器により、雷サージや重地絡（通常漏電のうち特に漏電電流の電流値が比較的大きいもの）による地絡電流を漏電電流から区別する。さらに、第３の比較器の出力で起動する単安定マルチバイブレータが作成する時間ゲートの期間中に、第１の比較器から３波以上のパルスが出力されるか否かを３波カウンタで検出して雷サージと重地絡とを区別する。これにより、重地絡を含む通常漏電の場合のみ遮断信号出力回路から遮断信号を出力させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−０９４１６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に示された漏電遮断器では、雷サージと通常漏電とを区別するためには、場合によっては電流値が比較的大きな漏電電流を３回カウントする必要がある。通常漏電のうち特に重地絡の場合には、比較的大きな漏電電流が継続して流れる可能性があるので、人体保護等の観点から、より早急に通常漏電であるか雷サージであるかを判定することが好ましい。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、通常漏電と雷サージとを早急に識別することが可能な漏電検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の一態様の漏電検出装置は、交流電路が貫通する零相変流器と、零相変流器の出力電圧を積分し、実効値を求める第１の積分演算部と、第１の積分演算部による演算結果が第１の所定範囲外に達した場合、第１の信号を出力する積分値比較部と、零相変流器の出力電圧波形の変極点を検出してカウントし、変極点の数が所定数に達した場合に第２の信号を出力する波形判別部と、積分値比較部により第１の信号が出力され、かつ、波形判別部により第２の信号が出力された場合、交流電路に漏電が発生していることを示す漏電検出信号を出力する漏電検出部と、を備える。
【００１２】
また、本発明の一態様の漏電検出装置は、波形判別部が、零相変流器の出力電圧が正電圧又は負電圧のときから変極点の検出を開始する。
【００１３】
また、本発明の一態様の漏電検出装置は、積分値比較部により第１の信号を出力させる、又は、波形判別部により第２の信号を出力させるための信号出力指示信号を入力する信号入力部を備える。
【００１４】
また、本発明の一態様の漏電検出装置は、信号入力部が、外部抵抗から信号出力指示信号を入力する。
【００１５】
また、本発明の一態様の漏電検出装置は、波形判別部が、零相変流器の出力電圧波形に基づいてパルスを発生するパルス発生部と、パルス発生部により発生したパルスの数をカウントし、パルスの数が所定数に達した場合に第２の信号を出力するパルスカウント部と、を備える。
【００１６】
また、本発明の一態様の漏電検出装置は、パルス発生部が、零相変流器の出力電圧が第２の所定範囲外に達した場合、パルスを発生する。
【００１７】
また、本発明の一態様の漏電検出装置は、パルス発生部は、零相変流器の出力電圧が第２の所定範囲外に達した状態が所定時間以上継続した場合、パルスを発生する。
【００１８】
また、本発明の一態様の漏電検出装置は、パルス発生部が、パルスの発生開始後、零相変流器の出力電圧が第２の所定範囲に含まれる第３の所定範囲内となった場合、パルスの発生を停止する。
【００１９】
また、本発明の一態様の漏電検出装置は、パルス発生部が、パルスの発生開始から所定時間経過した場合、パルスの発生を停止する。
【００２０】
また、本発明の一態様の漏電検出装置は、パルス発生部が、第１のパルスの発生から所定時間経過するまで第２のパルスの発生を停止する。
【００２１】
また、本発明の一態様の漏電検出装置は、パルスカウント部が、パルス発生部により発生したパルスの立ち上がりの数をカウントし、その数が所定数に達した場合に第２の信号を出力する。
【００２２】
また、本発明の一態様の漏電検出装置は、パルスカウント部が、パルス発生部により発生したパルスのパルス幅が所定幅以上である場合にカウントし、その数が所定数に達した場合に第２の信号を出力する。
【００２３】
また、本発明の一態様の漏電検出装置は、パルスカウント部が、パルス発生部により発生したパルスの立ち下がりの数をカウントし、その数が所定数に達した場合に第２の信号を出力する。
【００２４】
また、本発明の一態様の漏電検出装置は、パルスカウント部が、パルス発生部により発生した第１のパルスのカウントから、所定時間経過するまで、第２のパルスのカウントを停止する。
【００２５】
また、本発明の一態様の漏電検出装置は、波形判別部が、パルス発生部により発生したパルスに基づくパルス出力幅が所定幅以上である場合、パルスカウント部にカウント値を変更させるカウント値変更部を備える。
【００２６】
また、本発明の一態様の漏電検出装置は、パルス出力幅が、パルス発生部により発生したパルスの出力開始時点から出力終了時点までの時間幅である。
【００２７】
また、本発明の一態様の漏電検出装置は、パルス出力幅が、パルス発生部により発生した第１のパルスの出力開始時点から第１のパルスに連続する第２のパルスの出力開始時点までの時間幅である。
【００２８】
また、本発明の一態様の漏電検出装置は、パルス出力幅が、パルス発生部により発生した第１のパルスの出力終了時点から第１のパルスに連続する第２のパルスの出力終了時点までの時間幅である。
【００２９】
また、本発明の一態様の漏電検出装置は、パルス出力幅が、パルス発生部により発生した第１のパルスの出力開始時点から第２のパルスの出力終了時点までの時間幅である。
【００３０】
また、本発明の一態様の漏電検出装置は、パルスカウント部によりカウントされたカウント値に基づいて、パルス発生部によるパルスの発生条件を変更するパルス発生条件変更部を備える。
【００３１】
また、本発明の一態様の漏電検出装置は、パルス発生条件変更部が、パルス発生部がパルスを発生するか否かの判定時に用いる前記第２の所定範囲及び前記所定時間の少なくとも一方を変更する。
【００３２】
また、本発明の一態様の漏電検出装置は、パルス発生部が、零相変流器の正側の出力電圧に基づくパルスである正側パルスと、零相変流器の負側の出力電圧に基づくパルスである負側パルスと、を発生し、パルスカウント部は、正側パルスと負側パルスとをカウントし、正側パルスの数及び負側パルスの数の少なくとも一方が所定数以上である場合、第２の信号を出力する。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、通常漏電と雷サージとを早急に識別することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１の実施形態における漏電検出装置の構成例を示す回路ブロック図
【図２】本発明の第１の実施形態における波形判別部の詳細な構成例を示す回路ブロック図
【図３】本発明の第１の実施形態における漏電検出装置の第１動作例を説明するためのタイムチャート
【図４】本発明の第１の実施形態における漏電検出装置の第２動作例を説明するためのタイムチャート
【図５】本発明の第１の実施形態における漏電検出装置の第３動作例を説明するためのタイムチャート
【図６】本発明の第１の実施形態における漏電検出装置の第４動作例を説明するためのタイムチャート
【図７】本発明の第１の実施形態における漏電検出装置の第５動作例を説明するためのタイムチャート
【図８】本発明の第２の実施形態における波形判別部の詳細な構成例を示す回路ブロック図
【図９】本発明の第２の実施形態における漏電検出装置の動作例を説明するためのタイムチャート
【図１０】本発明の第３の実施形態における波形判別部の詳細な構成例を示す回路ブロック図
【図１１】本発明の第３の実施形態における漏電検出装置の動作例を説明するためのタイムチャート
【図１２】本発明の第４の実施形態における波形判別部の詳細な構成例を示す回路ブロック図
【図１３】本発明の第４の実施形態における漏電検出装置の動作例を説明するためのタイムチャート
【図１４】本発明の第５の実施形態における漏電検出装置の構成例を示す回路ブロック図
【図１５】本発明の第６の実施形態における漏電検出装置の第１構成例を示すブロック図
【図１６】本発明の第６の実施形態における漏電検出装置の第２構成例を示すブロック図
【図１７】本発明の第６の実施形態における漏電検出装置の第３構成例を示すブロック図
【図１８】本発明の第６の実施形態における漏電検出装置の第４構成例を示すブロック図
【図１９】本発明の第６の実施形態における漏電検出装置の第５構成例を示すブロック図
【図２０】本発明の第６の実施形態における漏電検出装置の第６構成例を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明を実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３６】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態における漏電検出装置の構成例を示すブロック図である。図１に示す漏電検出装置１００は、零相変流器１０、積分演算部２０、積分値比較部３０、波形判別部４０、漏電検出部５０、を有して構成される。
【００３７】
零相変流器１０は、三相の通電電流が流れる交流電路を構成する複数の一次導体を貫通させた軟磁性材料等の磁性体からなる環状の鉄心（コア）と、当該コアに巻回されたトロイダル状のコイルと、により構成される。零相変流器１０は、交流電路の往路方向を流れる電流と復路方向を流れる電流との間に差異が発生した場合には、その差異に基づく漏電電流が発生する。そして、漏電電流に対応する誘起電圧がコイルの両端に発生する。零相変流器１０は、この誘起電圧を零相変流器１０の出力電圧であるＺＣＴ出力電圧として積分演算部２０及び波形判別部４０に出力する。また、図示はしないが、零相変流器１０から電圧出力を得るために、零相変流器１０に対して並列に抵抗素子が挿入されている。
【００３８】
積分演算部２０は、積分回路等により構成され、ＺＣＴ出力電圧を積算し、積算された電圧（積算電圧）を出力電圧として積分値比較部３０へ出力する。
【００３９】
また、積分演算部２０は、積分演算を用いてＺＣＴ出力電圧の実効値を求めてもよい。例えば、ＺＣＴ出力電圧の２乗値を１周期分積分し、１周期の時間で除し、その値の平方根を求める。この場合には、漏電電流をより精度よく検出することができるようになり、歪波に対する漏電検出性能が向上する。また、積分演算部２０は、積分演算を用いてＺＣＴ出力電圧の平均値を求めてもよい。例えば、ＺＣＴ出力電圧の絶対値を１周期分積分し、１周期の時間で除して絶対値平均を計算する。この絶対値平均の値が積分値比較部３０において比較に用いられる。この場合には、演算量を低減させることができ、低コストで漏電検出装置１００を構成することができる。
【００４０】
積分値比較部３０は、比較回路等により構成され、積分演算部２０による演算結果である積分値の絶対値が、所定値としての積分値判定閾値ｔｈ１の絶対値以上である場合に、漏電検出部５０へ電圧Ｈを出力する。一方、積算値の絶対値が積分値判定閾値ｔｈ１の絶対値未満である場合に、漏電検出部５０へ電圧Ｌを出力する。積分値比較部３０の出力電圧が電圧Ｈであることは、積分値比較部３０が所定信号（第１の信号）を出力することに相当する。なお、電圧Ｈは電圧Ｌよりも高い。
【００４１】
波形判別部４０は、ＺＣＴ出力電圧の電圧波形の変極点を検出してカウントし、この変極点の数が所定数に達した場合に、漏電検出部５０へ電圧Ｈを出力する。一方、変極点の数が所定数に達していない場合には、漏電検出部５０へ電圧Ｌを出力する。波形判別部４０の出力電圧が電圧Ｈであることは、波形判別部４０が所定信号（第２の信号）を出力することに相当する。ここでの所定数とは、例えば「２」、「３」などである。なお、波形判別部４０の詳細構成については後述する。
【００４２】
また、波形判別部４０は、ＺＣＴ出力電圧が正電圧、負電圧のいずれからでも、上記の変極点の検出を開始してもよい。これにより、変極点の検出を高速に行うことができ、より高速に通常漏電の場合に交流電路を遮断することができる。
【００４３】
漏電検出部５０は、ＡＮＤ回路等により構成され、積分値比較部３０の出力電圧が電圧Ｈであり、かつ、波形判別部４０の出力電圧が電圧Ｈである場合に、電圧Ｈを出力する。漏電検出部５０の出力電圧が電圧Ｈであることは、交流電路に漏電が発生していることを示す漏電検出信号を出力することに相当する。なお、漏電検出信号は、交流電路の電路接点を開放するための（交流電路を遮断するための）遮断信号として、上記電路接点を開放する引外しコイル（不図示）に送出される。その結果、交流電路の電路接点は開放される。
【００４４】
次に、波形判別部４０の詳細な構成について説明する。
図２は波形判別部４０の詳細な構成例を示すブロック図である。図２に示す波形判別部４０は、パルス発生部４１、パルスカウント部４２、を有して構成される。
【００４５】
パルス発生部４１は、パルス発生回路等により構成され、ＺＣＴ出力電圧に基づいてパルスを発生する。ここでは、所定電圧値（電圧Ｈ）で短時間の電圧がパルスとして出力される。
【００４６】
パルスカウント部４２は、パルスカウンタ等により構成され、パルス発生部４１により発生したパルスの数をカウントし、パルスの数が所定数に達した場合に、出力電圧を電圧Ｈとし、上記の第２の信号を出力する。一方、パルスの数が所定数に達していない場合には、出力電圧を電圧Ｌとし、上記の第２の信号を出力しない。
【００４７】
次に、本実施形態の漏電検出装置１００の動作を説明する。
図３は本実施形態の漏電検出装置１００の第１動作例を説明するためのタイムチャートである。
【００４８】
図３の例では、パルス発生部４１は、ＺＣＴ出力電圧の絶対値が漏電電流検出閾値ｔｈ２の絶対値以上である場合に、パルスを発生することを想定している。これにより、雷サージで誤動作することなく、所望の漏電電流値の場合に動作し、より高速に漏電を検出することができる。一方、ＺＣＴ出力電圧の絶対値が漏電電流検出閾値ｔｈ２の絶対値未満である場合に、パルスを発生しない。また、ここでは、パルスの立ち上がり時にパルスカウント部４２によりカウントされている。
【００４９】
図３の「漏電電流」は、各ケース（通常漏電、雷サージ）における零相変流器１０に発生する漏電電流を示すものである。図３に示すように、通常漏電の場合には周期的な漏電電流が発生し、雷サージの場合には比較的電流値が大きくかつ一時的な漏電電流が発生する。
【００５０】
図３の「ＺＣＴ出力」は、各ケースにおける漏電電流に対応する零相変流器１０の出力電圧（ＺＣＴ出力電圧）を示すものである。
【００５１】
図３の「パルス発生部出力」は、各ケースにおけるパルス発生部４１の出力電圧を示すものである。図３の例では、同一期間における通常漏電の場合にはパルスが３波発生しているところ、雷サージの場合にはパルスが２波発生しており、通常漏電の方が多くのパルスが発生している。
【００５２】
図３の「カウンタ」は、各ケースにおけるパルスカウント部４２が保持するカウント値を示すものである。
【００５３】
図３の「カウンタ出力」は、各ケースにおけるパルスカウント部４２の出力電圧を示すものである。図３の例では、３波目のパルスが発生すると、パルスカウント部４２の出力電圧が電圧Ｈとなっている。
【００５４】
図３の「積分演算出力」は、各ケースにおける積分演算部２０の出力電圧を示すものである。
【００５５】
図３の「積分値比較出力」は、各ケースにおける積分値比較部３０の出力電圧を示すものである。
【００５６】
図３の「漏電検出信号出力」は、各ケースにおける漏電検出部５０の出力電圧を示すものである。
【００５７】
このような第１動作例によれば、通常漏電と雷サージとを早急に識別することが可能である。
【００５８】
図４は本実施形態の漏電検出装置１００の第２動作例を説明するためのタイムチャートである。
【００５９】
図４の例では、パルス発生部４１は、ＺＣＴ出力電圧の絶対値が漏電電流検出閾値ｔｈ２の絶対値以上である状態が所定時間以上継続した場合、パルスを発生することを想定している。一方、ＺＣＴ出力電圧の絶対値が漏電電流検出閾値ｔｈ２の絶対値未満である場合、又は、ＺＣＴ出力電圧の絶対値が漏電電流検出閾値ｔｈ２の絶対値以上である状態が所定時間以上継続しなかった場合に、パルスを発生しない。
【００６０】
図４に示すように、ＺＣＴ出力電圧の電圧値とともに所定時間の継続を考慮するので、図３と比較すると、「パルス発生部出力」が所定時間遅延したタイミングで出力される。これに応じて、「カウンタ」、「カウンタ出力」、「漏電検出信号出力」のタイミングも遅延する。これにより、雷サージで誤動作することなく、所望の漏電電流値の場合に動作し、より高速に漏電を検出することができる。さらにノイズに対しても強く、ロバスト性が向上する。
【００６１】
なお、図４では、「積分演算出力」、「積分値比較出力」、「漏電検出信号出力」、の図示を省略している。
【００６２】
図５は漏電検出装置１００の第３動作例を説明するためのタイムチャートである。
【００６３】
図５の例では、パルス発生部４１は、パルスの発生開始後、ＺＣＴ出力電圧の絶対値がパルス停止判定閾値ｔｈ３の絶対値未満となった時、パルスの発生を停止することを想定している。一方、ＺＣＴ出力電圧の絶対値がパルス停止判定閾値ｔｈ３の絶対値以上である場合、パルスの発生を継続する。
【００６４】
図５に示すように、「パルス発生部出力」が所定範囲内であるパルス停止判定閾値ｔｈ３の絶対値未満であるときに、パルス発生を停止している。このため、漏電電流検出閾値ｔｈ２の絶対値以上となってからパルス停止判定閾値ｔｈ３の絶対値未満となるまで、１つのパルスが発生する。また、ここでは、パルスの立下り時にパルスカウント部４２によりカウントされている。したがって、パルスの立ち上がり時にカウントする場合と比較すると、「カウンタ」、「カウンタ出力」、「漏電検出信号出力」のタイミングが遅延する。
【００６５】
なお、図５では、「積分演算出力」、「積分値比較出力」、「漏電検出信号出力」、の図示を省略している。
【００６６】
また、ここではパルス停止のために電圧を考慮した場合を示しているが、電圧の代わりに時間を考慮してもよい。例えば、パルス発生部４１は、パルスの発生開始から所定時間経過した時にパルスを停止するようにしてもよい。
【００６７】
図６は本実施形態の漏電検出装置１００の第４動作例を説明するためのタイムチャートである。
【００６８】
図６の例では、通常漏電において、パルス発生部４１が、パルスの発生後、所定時間は次のパルスを発生しないようにすることを想定している。すなわち、パルス発生部４１は、第１のパルスの発生から所定時間経過するまで第２のパルスの発生を停止することを想定している。なお、これを雷サージにおいて適用することも当然可能である。
【００６９】
また、図６の例では、雷サージにおいて、パルス発生部４１により第１のパルスと第２のパルスを所定時間を経ずに発生するが、パルスカウント部４２が、第１のパルスのカウントから、所定時間結果するまで、第２のパルスのカウントを停止することを想定している。なお、これを通常漏電において適用することも当然可能である。
【００７０】
図６の例では、通常漏電において、所定時間としての出力マスク期間にパルス１つ分の発生タイミングが含まれている。この場合、パルス発生部４１により発生するべき第２のパルスは、出力マスク期間と重複しているので、この出力マスク期間の終了後に発生する。したがって、パルスカウントのカウント値は１パルス分遅延してカウントされることになる。
【００７１】
図６の例では、雷サージにおいて、所定時間としてのカウントマスク期間にパルス１つ分のカウントタイミングが含まれている。この場合、パルスカウント部４２によりカウントするべき第２のパルスは、カウントマスク期間と重複しているので、このカウントマスク期間の終了後にカウントされる。したがって、パルスカウントのカウント値は１パルス分遅延してカウントされることになる。したがって、「カウンタ」のタイミングが遅延するので、これに応じて「カウンタ出力」、「漏電検出信号出力」のタイミングも遅延する。
【００７２】
なお、図６では、「積分演算出力」、「積分値比較出力」、「漏電検出信号出力」、の図示を省略している。
【００７３】
このように、所定時間マスク期間を設けることで、正確にパルス発生を行うこと又はパルスカウントを行うことができる。特に、雷サージの誤検出を防止し、漏電検出装置１００の誤動作を防止することができる。
【００７４】
図７は本実施形態の漏電検出装置１００の第５動作例を説明するためのタイムチャートである。
【００７５】
図７の例では、パルスカウント部４２が、パルス発生部４１により発生したパルスのパルス幅（時間幅）が所定幅以上である場合にカウントすることを想定している。一方、パルスのパルス幅が所定幅未満である場合には、パルスとしてカウントしない。
【００７６】
また、ここでは、パルスの立下り時にパルスカウント部４２によりカウントされている。したがって、パルスの立ち上がり時にカウントする場合と比較すると、「カウンタ」、「カウンタ出力」、「漏電検出信号出力」のタイミングが遅延する。
【００７７】
なお、図７では、「積分演算出力」、「積分値比較出力」、「漏電検出信号出力」、の図示を省略している。
【００７８】
（第２の実施形態）
第２の実施形態の漏電検出装置１００は、第１の実施形態で示した波形判別部４０の代わりに、波形判別部４０Ｂを備える。なお、本実施形態の漏電検出装置１００について、第１の実施形態で示した漏電検出装置１００と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００７９】
図８は本発明の第２の実施形態における波形判別部４０Ｂの構成例を示すブロック図である。図８に示す波形判別部４０Ｂは、パルス発生部４１およびパルスカウント部４２の他に、カウント値変更部４３を備える。
【００８０】
カウント値変更部４３は、制御回路等により構成され、パルス発生部４１により発生したパルスに基づくパルス出力幅を検出し、そのパルス出力幅が所定幅以上又は所定幅未満である場合に、パルスカウント部４２によるカウント値を変更する。この場合、例えばカウント値を１つ大きくする。
【００８１】
ここで、「パルス出力幅」とは以下のようなものである（後述する図９参照）。
（Ａ）パルスＰ１の出力開始時点（立ち上がり時点）から出力終了時点（立ち下がり時点）までの時間幅Ｔ１
（Ｂ）第１のパルスとしてのパルスＰ１の出力開始時点から第１のパルスに連続する第２のパルスとしてのパルスＰ２の出力開始時点までの時間幅Ｔ２
（Ｃ）パルスＰ１の出力終了時点からパルスＰ２の出力終了時点までの時間幅Ｔ３
（Ｄ）パルスＰ１の出力開始時点からパルスＰ２の出力終了時点までの時間幅Ｔ４
【００８２】
図９は本実施形態の漏電検出装置１００の動作例を説明するためのタイムチャートである。
【００８３】
図９の例では、パルス出力幅が時間幅Ｔ３以上のときにカウンタ値を１だけ大きくしている。これにより、カウント値を変更するタイミングを柔軟に設定することができる。したがって、それぞれの時間幅Ｔ１〜Ｔ４のいずれかをパルス出力幅に設定することで、漏電検出装置１００の動作時間が遅くなることなく、誤動作を防止することができる。
【００８４】
なお、図９では、「積分演算出力」、「積分値比較出力」、「漏電検出信号出力」、の図示を省略している。
【００８５】
（第３の実施形態）
第３の実施形態の漏電検出装置１００は、第１の実施形態で示した波形判別部４０の代わりに、波形判別部４０Ｃを備える。なお、本実施形態の漏電検出装置１００について、第１の実施形態で示した漏電検出装置１００と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００８６】
図１０は本発明の第３の実施形態における波形判別部４０Ｃの構成例を示すブロック図である。図１０に示す波形判別部４０Ｃは、パルス発生部４１およびパルスカウント部４２の他に、パルス発生条件変更部４４を備える。
【００８７】
パルス発生条件変更部４４は、制御回路等により構成され、パルスカウント部４２によりカウントされたカウント値に基づいて、パルス発生部４１によるパルスの発生条件を変更する。パルスの発生条件としては、パルス発生部４１がパルスを発生するか否かの判定時に用いる電圧閾値や時間閾値などがある。パルス発生条件変更部４４は、例えばこの電圧閾値（例えば第１の実施形態で説明した「漏電電流検出閾値ｔｈ２」）及び時間閾値（例えば第１の実施形態で説明した「所定時間」）の少なくとも一方を変更する。
【００８８】
図１１は本実施形態の漏電検出装置１００の動作例を説明するためのタイムチャートである。
【００８９】
図１１の例では、パルス発生条件変更部４４が、カウンタの出力が「２」となる時点で、パルス発生部４１がパルス発生判定時の時間閾値を変更している。つまり、２カウント時点でパルス発生部４１の時間閾値については、瞬時検出に変更している。これにより、雷サージ等による漏電検出装置１００の誤動作を防止し、かつ、より高速に通常漏電の場合に交流電路を遮断することができる。
【００９０】
なお、図１１では、「積分演算出力」、「積分値比較出力」、「漏電検出信号出力」、の図示を省略している。
【００９１】
（第４の実施形態）
第４の実施形態の漏電検出装置１００は、第１の実施形態で示した波形判別部４０の代わりに、波形判別部４０Ｄを備える。なお、本実施形態の漏電検出装置１００について、第１の実施形態で示した漏電検出装置１００と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００９２】
図１２は本発明の第４の実施形態における波形判別部４０Ｄの構成例を示すブロック図である。図１２に示す波形判別部４０Ｄは、正側パルス発生部４１Ａ、負側パルス発生部４１Ｂ、正側パルスカウント部４２Ａ、および負側パルスカウント部４２Ｂを備える。
【００９３】
正側パルス発生部４１Ａは、正側のＺＣＴ出力電圧に基づくパルスである正側パルスを発生する。負側パルス発生部４１Ｂは、負側のＺＣＴ出力電圧に基づくパルスである負側パルスを発生する。なお、ＺＣＴ出力電圧から正側パルス又は負側パルスを発生する条件については、先に説明したものと同様である。
【００９４】
正側パルスカウント部４２Ａは、正側パルスをカウントし、このカウント数が所定数以上の場合に、出力電圧を電圧Ｈとし、第２の信号を出力する。負側パルスカウント部４２Ｂは、負側パルスをカウントし、このカウント数が所定数以上の場合に、出力電圧を電圧Ｈとし、第２の信号を出力する。したがって、第２の信号は、正側パルスの数及び負側パルスの数の少なくとも一方が所定数以上である場合に出力される。なお、正側パルス又は負側パルスをカウントする条件については、先に説明したものと同様である。
【００９５】
図１３は本実施形態の漏電検出装置１００の動作例を説明するためのタイムチャートである。
【００９６】
図１３の「正側パルス発生部出力」は、各ケースにおける正側パルス発生部４１Ａの出力電圧を示すものである。図１３の例では、同一期間における通常漏電の場合には正側パルスが２波発生しているところ、雷サージの場合には正側パルスが１波発生しており、通常漏電の方が多くのパルスが発生している。
【００９７】
図１３の「正側カウンタ」は、各ケースにおける正側パルスカウント部４２Ａが保持するカウント値を示すものである。
【００９８】
図１３の「負側パルス発生部出力」は、各ケースにおける負側パルス発生部４１Ｂの出力電圧を示すものである。図１３の例では、同一期間における通常漏電の場合には負側パルスが１波発生しているところ、雷サージの場合にも負側パルスが１波発生している。
【００９９】
図１３の「負側カウンタ」は、各ケースにおける負側パルスカウント部４２Ｂが保持するカウント値を示すものである。
【０１００】
図１３の「カウンタ出力」は、正側カウンタと負側カウンタとを考慮した出力を示すものである。図１３の例では、正側パルスカウント部４２Ａ及び負側パルスカウント部４２Ｂの少なくとも一方が正側パルス及び負側パルスの少なくとも一方を２波以上カウントした場合に、カウンタ出力の出力電圧が電圧Ｈとなる。したがって、図１３の例では、通常漏電の場合にのみ、カウンタ出力が電圧Ｈとなる。
【０１０１】
なお、図１３では、「積分演算出力」、「積分値比較出力」、「漏電検出信号出力」、の図示を省略している。
【０１０２】
このように、ＺＣＴ出力電圧の正側及び負側を区別してパルス発生及びパルスカウントを行うことで、半波漏電を容易に検出することができる。
【０１０３】
（第５の実施形態）
図１４は本発明の第５の実施形態における漏電検出装置Ｅの構成例を示すブロック図である。漏電検出装置１００Ｅは、零相変流器１０、積分演算部２０、積分値比較部３０、波形判別部４０、漏電検出部５０Ｅ、および集積回路としての複数の論理演算部を備える。ここでは、複数の論理回路部として、第１論理演算部６０および第２論理演算部７０を備えることを例示するが、これに限られない。なお、波形判別部４０の代わりに、先に説明した波形判別部４０Ｂ〜４０Ｄを用いてもよい。本実施形態の漏電検出装置１００Ｅについて、第１〜第４の実施形態で示した漏電検出装置１００と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
【０１０４】
第１論理演算部６０および第２論理演算部７０は、積分値比較部３０の出力電圧を電圧Ｈにさせる（つまり第１の信号を出力させる）、又は、波形判別部４０の出力電圧を電圧Ｈにさせる（つまり第２の信号を出力させる）ための信号出力指示信号を入力する信号入力部としての機能を有する。したがって、これらの回路部により、第１の実施形態〜第４の実施形態で説明した複数のアルゴリズムを変更することが可能となる。
【０１０５】
第１論理演算部６０は、ＯＲ回路等により構成され、積分値比較部３０の出力電圧と外付回路部の出力電圧との少なくとも一方が電圧Ｈである場合に、電圧Ｈを出力する。
【０１０６】
第２論理演算部７０は、ＯＲ回路等により構成され、波形判別部４０の出力電圧と外付回路部の出力電圧との少なくとも一方が電圧Ｈである場合に、電圧Ｈを出力する。
【０１０７】
なお、第１論理演算部６０と第２論理演算部７０の外付回路部としては、低容量のチップ抵抗が考えられる。このチップ抵抗が第１論理演算部６０、第２論理演算部７０の入力ピンに接続される。これにより、外付回路部を含めて回路を安価に構成することができる。このように、外部抵抗から信号出力指示信号を入力するようにしてもよい。
【０１０８】
漏電検出部５０Ｅは、ＡＮＤ回路等により構成され、第１論理演算部６０の出力電圧が電圧Ｈであり、かつ、第２論理演算部７０の出力電圧が電圧Ｈである場合に、電圧Ｈを出力する。漏電検出部５０Ｅの出力電圧が電圧Ｈであることは、交流電路に漏電が発生していることを示す漏電検出信号を出力することに相当する。なお、漏電検出信号は、交流電路の電路接点を開放するための（交流電路を遮断するための）遮断信号として、上記電路接点を開放する引外しコイル（不図示）に送出される。その結果、交流電路の電路接点は開放される。
【０１０９】
このような本実施形態の漏電検出装置１００Ｅによれば、第１論理演算部６０に接続される外付回路部の出力電圧を電圧Ｈとすれば、第１の実施形態〜第４の実施形態の積分値比較部３０の出力電圧が常に電圧Ｈであることと等価であるので、積分値比較部３０の機能を無効とすることができる。同様に、第２論理演算部７０に接続される外付回路部の出力電圧を電圧Ｈとすれば、第１の実施形態〜第４の実施形態の波形判別部４０等（４０、４０Ｂ〜４０Ｄのいずれか）の出力電圧が常に電圧Ｈであることと等価であるので、波形判別部４０等の機能を無効とすることができる。つまり、外付回路部を用いて、片方の機能を無効とすることができる。
【０１１０】
また、ここでは、第１論理演算部６０および第２論理演算部７０を用いて漏電検出装置１００Ｅの機能の一部を無効とすることを説明したが、これらの回路部を用いなくてもよい。例えば、図示しない外部装置から、積分演算部２０、積分値比較部３０、又は波形判別部４０の少なくとも１つの電圧閾値や時間閾値などの各閾値を変更したり、カウント値を変更させたりするための変更信号を入力する構成としてもよい。例えば、各閾値を変更する場合には、計測電圧や計測時間がこの閾値を常に超過する値に変更してもよい。また、例えば、常にカウント閾値を超過する値にカウント値を変更してもよい。このような構成によっても、同様に漏電検出装置１００Ｅの機能の一部を無効とすることができる。
【０１１１】
（第６の実施形態）
図１５は本発明の第６の実施形態における漏電検出装置１００Ｆの構成例を示すブロック図である。本実施形態の漏電検出装置１００Ｆは、零相変流器１０と、第１〜第５の実施形態で説明した零相変流器１０を除く漏電検出装置１００、１００Ｅとしての機能を有する第１系統（漏電レベル検出部８０）と、零相変流器１０の出力電圧（ＺＣＴ出力電圧）を積分し、積分結果に応じた出力を行う第２系統を有する。つまり、第１系統は漏電遮断に係る機能を実現し、第２系統は漏電量（漏電電流値）をユーザに知らせるための機能を実現する。
【０１１２】
第１系統としての漏電レベル検出部８０は、前述のような積分演算部２０、積分値比較部３０、波形判別部４０、漏電検出部５０、等を有する。このうち、漏電レベル検出部８０は、少なくとも積分演算部２０と漏電検出部５０とを備える。漏電検出部５０は、積分演算部２０による演算結果に基づいて、漏電検出信号を出力する。
【０１１３】
第２系統は、積分部９１および演算結果出力部９２を備える。
積分部９１は、ＺＣＴ出力電圧を積分するものであり、先に説明した積分演算部２０と同様の構成を有する。演算結果出力部９２は、積分部９１による演算結果（積分値）に応じた出力を行う。演算結果出力部９２は、例えば図示しないディスプレイやスピーカ等により各種情報を出力する。ここでは、演算結果として、例えば、先に説明したような積分演算を用いたＺＣＴ出力電圧の実効値（実効値演算結果）や積分演算を用いたＺＣＴ出力電圧の平均値（平均値演算結果）を出力する。
【０１１４】
ここで、第１系統と第２系統の各構成部は、１つの集積回路（１つのモジュール）内で構成されている。したがって、このように同一のパッケージで漏電検出装置１００Ｆを構成することで、コストダウンを図ることができる。つまり、簡単かつ安価な構成で、漏電遮断と漏電表示とを同時に実施することができる。
【０１１５】
また、図１６に示すように、第１の実施形態で説明した積分演算部２０として、積分部９１を用いるようにしてもよい。つまり、漏電レベル検出部８０が積分演算部２０を備えずに、積分部９１の出力を積分値比較部３０が入力するようにしてもよい。このように、積分を行うための構成を共通にすることで、コストダウンを図ることができる。また、積分回路等のハードウェアが共通となることで、ハードウェアによる差異や積分演算のための演算方式に左右されないので、漏電検出のためのレベル検出値と、漏電度合いを表示するための表示値とで誤差が生じることがないので、両者間で矛盾が生じないように調整することができる。
【０１１６】
また、演算結果出力部９２は、積分部９１により演算された積分値を平均化したもの（平均値）を出力するようにしてもよい。また、積分値比較部３０は、積分演算部２０により演算された積分値を平均化したもの（平均値）を所定値（積分値判定閾値ｔｈ１）と比較するようにしてもよい。平均値とは例えば時間平均である。このとき、演算結果出力部９２が平均化するときの期間を、積分値比較部３０が平均化するときの期間よりも長くすることが好ましい。また、積分部９１が、積分演算部２０よりも長期間におけるＺＣＴ出力電圧を平均してＺＣＴ出力電圧の平均値を算出し、その平均値を積分して積分値を得るようにしてもよい。これにより、サージ電圧などのノイズによるＺＣＴ出力電圧の変動に影響されずに、積分値（漏電電流値に相当）等を正確に出力することができる。
【０１１７】
なお、ここでは平均値として説明したが、平均値の代わりに実効値を用いてもよい。
【０１１８】
また、演算結果出力部９２は、積分部９１による演算結果（積分値）の絶対値が、漏電レベル検出部８０における漏電検出のための漏電電流検出閾値ｔｈ２の絶対値よりも小さな絶対値より大きい場合、警告信号（アラーム）を出力してもよい。ここでの警告信号は、音声情報による警告や表示情報による警告などが考えられる。つまり、積分部９１による演算結果が、積分値比較部３０により第１の信号を出力するか否かの判定時に用いる電圧範囲よりも狭い所定範囲外に達した場合、警告信号を出力してもよい。これにより、交流電路を遮断する程度の漏電を検出する前に、事前にユーザが漏電の状態を認識することができる。
【０１１９】
また、演算結果出力部９２は、積分部９１による演算結果に応じて、警告信号を出力するときの出力形態を変更するようにしてもよい。この場合、例えば、積分部９１による演算結果の絶対値が、漏電電流検出閾値ｔｈ２の絶対値の５０％を上回った場合にＬＥＤ点灯し、漏電電流検出閾値ｔｈ２の絶対値の８０％を上回った場合に警報音を出力することが考えられる。これにより、漏電遮断までの緊急度（レベル）を正確に報知することが可能であり、突然漏電遮断に至る事態を回避することができる。
【０１２０】
また、図１７に示すように、漏電検出装置１００Ｆは、積分部９１による演算結果を記憶する演算結果記憶部９３を備えてもよい。演算結果記憶部９３は、例えば、所定時間分（１週間分など）の演算結果の情報を記憶する。このとき、所定時間の経過後は情報を上書きして書き換えても良い。なお、演算結果の情報とは、ＺＣＴ出力電圧の積分値（実効値、平均値）などである。これにより、漏電遮断までの一定時間の演算結果を記憶することにより、遮断原因を特定しやすくなる。
【０１２１】
また、図１８に示すように、漏電検出装置１００Ｆは、外部端子を介して、積分部９１による演算結果の情報や演算結果記憶部９３による演算結果の情報を出力するための外部端子部９４を備えてもよい。外部端子部９４は、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）端子などである。外部端子部９４を備えることで、容易に演算結果の情報を出力することができ、遮断原因を特定しやすくなる。
【０１２２】
また、図１９に示すように、漏電検出装置１００Ｆは、積分部９１による演算結果の情報や演算結果記憶部９３による演算結果の情報を記憶媒体へ出力する情報出力部９５を備えてもよい。記憶媒体は、例えばＵＳＢメモリやＳＤカードなどである。これにより、例えば漏電遮断までの一定時間の演算結果を記憶媒体へ出力することで、データの持ち運びが容易になり、遮断原因を特定しやすくなる。
【０１２３】
また、図２０に示すように、漏電検出装置１００Ｆは、積分部９１による演算結果の情報や演算結果記憶部９３による演算結果の情報を外部サーバへ送信する情報送信部９６を備えてもよい。これにより、例えば漏電遮断までの一定時間の演算結果を外部サーバへ出力することで、遠隔地のセンタなどでも容易に漏電状況を把握することができ、遮断原因を特定しやすくなる。
【符号の説明】
【０１２４】
１００、１００Ｅ、１００Ｆ  漏電検出装置
１０  零相変流器（ＺＣＴ）
２０  積分演算部（第１の積分演算部の一例）
３０  積分値比較部
４０  波形判別部
４１  パルス発生部
４１Ａ  正側パルス発生部
４１Ｂ  負側パルス発生部
４２  パルスカウント部
４２Ａ  正側パルスカウント部
４２Ｂ  負側パルスカウント部
４３  カウント値変更部
４４  パルス発生条件変更部
５０  漏電検出部
６０  第１論理演算部
７０  第２論理演算部
８０  漏電レベル検出部
９１  積分部（第２の積分演算部の一例）
９２  演算結果出力部
９３  演算結果記憶部
９４  外部端子部
９５  情報出力部
９６  情報送信部
ｔｈ１  積分値判定閾値
ｔｈ２  漏電電流検出閾値
ｔｈ３  パルス停止判定閾値
【図１】
0006283919.tif 000002
【図２】
0006283919.tif 000003
【図３】
0006283919.tif 000004
【図４】
0006283919.tif 000005
【図５】
0006283919.tif 000006
【図６】
0006283919.tif 000007
【図７】
0006283919.tif 000008
【図８】
0006283919.tif 000009
【図９】
0006283919.tif 000010
【図１０】
0006283919.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0006283919.tif 000014
【図１４】
0006283919.tif 000015
【図１５】
0006283919.tif 000016
【図１６】
0006283919.tif 000017
【図１７】
0006283919.tif 000018
【図１８】
0006283919.tif 000019
【図１９】
0006283919.tif 000020
【図２０】
0006283919.tif 000021