(57)【要約】【課題】本発明は主幹漏電ブレーカの遮断による全停電の発生を防止し得る漏電検出機能付きの配線器具およびシステムを提供する。【解決手段】本発明の配線器具は、漏電検出機能を有し、商用電源または自家発電電源に接続され漏電電流を複数波検出することで漏電判定を行う主幹漏電ブレーカと負荷部との間に介設され、漏電電流を検出する零相変流器２５と、零相変流器２５の出力を電圧変換する抵抗３２と、抵抗３２の電圧信号が入力されるローパスフィルタ３３と、ローパスフィルタ３３の出力を閾値と比較する閾値判定部３４と、閾値判定部３４で予め定める時間に亘って閾値を超えている場合、漏電が発生していると判定する漏電判定部３５と、漏電判定部３５の出力に応答し主幹漏電ブレーカと負荷部との間を遮断する開閉部とを備え、前記予め定める時間および閾値は、前記漏電電流の脈波の１波において、漏電発生を検知可能な時間およびレベルに設定されている。【選択図】図２
2013048122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源または自家発電電源に接続され、漏電電流を複数波検出することで漏電判定を行う主幹漏電ブレーカと負荷部との間に介設され、漏電検出機能を有する配線器具において、
漏電電流を検出する零相変流器と、
前記零相変流器からの出力を電圧変換する抵抗と、
前記抵抗からの電圧信号が入力されるローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタからの出力を予め定める閾値と比較する閾値判定部と、
前記閾値判定部で予め定める時間に亘って閾値を超えている場合、漏電が発生していると判定する漏電判定部と、
前記漏電判定部からの出力に応答し、前記主幹漏電ブレーカと負荷部との間を遮断する開閉部とを備え、    
前記予め定める時間および閾値は、前記漏電電流の脈波の１波において、漏電発生を検知可能な時間およびレベルに設定されていること
を特徴とする配線器具。
【請求項２】
前記開閉部を制御するための電源部には、該開閉部より商用電源側から電源供給が行われること
を特徴とする請求項１に記載の配線器具。
【請求項３】
前記開閉部は、前記電源部から供給される制御用電源で制御される電磁駆動式接点機構から成り、該接点機構における操作コイルに対して並列に逆起電力を消滅させるためのダイオードが付設され、前記漏電判定部が、前記操作コイルに対し直列に接続されたスイッチ素子を制御することで、開閉動作を行うこと
を特徴とする請求項２に記載の配線器具。
【請求項４】
前記開閉部は、前記電源部から供給される制御用電源で制御される電磁駆動式接点機構から成り、前記漏電判定部が、前記操作コイルに対し直列に接続された高耐圧のスイッチ素子を制御することで、開閉動作を行うこと
を特徴とする請求項２に記載の配線器具。
【請求項５】
前記電源部は、前記商用電源側と給電側との間が絶縁されて構成されること
を特徴とする請求項２に記載の配線器具。
【請求項６】
前記開閉部が、接点機構と半導体素子との両方で構成されていること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の配線器具。
【請求項７】
負荷電流を検出する電流検出器と、
前記電流検出器の出力から過電流を判定し、前記開閉部を遮断させる過電流判定部をさらに備えること
を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の配線器具。
【請求項８】
前記開閉部を開閉制御するタイマをさらに備えること
を特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の配線器具。
【請求項９】
商用電源または自家発電電源に接続される主幹漏電ブレーカと、
前記主幹漏電ブレーカと負荷部との間に介設され、漏電検出機能を有する配線器具とを備え、
前記主幹漏電ブレーカは、漏電電流を複数波検出することで漏電判定を行い、
前記配線器具は、
漏電電流を検出する零相変流器と、
前記零相変流器からの出力を電圧変換する抵抗と、
前記抵抗からの電圧信号が入力されるローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタからの出力を予め定める閾値と比較する閾値判定部と、
前記閾値判定部で予め定める時間に亘って閾値を超えている場合、漏電が発生していると判定する漏電判定部と、
前記漏電判定部からの出力に応答し、前記主幹漏電ブレーカと負荷部との間を遮断する開閉部とを備え、    
前記予め定める時間および閾値は、前記漏電電流の脈波の１波において、漏電発生を検知可能な時間およびレベルに設定されていること
を特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンセントやテーブルタップなどとして実現される配線器具に関し、特に漏電検出機能を備えるものに関する。そして、本発明は、この配線器具を用いたシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
住戸や事業所などの各需要家において、現在の電力線の引込みは、図１２に示すように、分電盤１内で商用電源（適宜自家発電電源を備えることもある）２に接続される主幹漏電ブレーカ３から複数の分岐ブレーカ４に分岐され、前記分電盤１を出た配電線５が負荷６に接続されることで行われている。前記主幹漏電ブレーカ３は、内線規定で、漏電ブレーカとすることが定められている。そして、各配電線５と負荷６との間に介在される壁面埋込みのコンセント、テーブルタップ型のコンセント、或いは電気機器に内蔵のコンセントなどとして実現される配線器具７において、電気的安全確保の見地から、内線規定では、水周りや屋外で使用される配線器具には、漏電検出機能を備えるものを使用することが示されている。
【０００３】
図１２の配線器具７では、前記配電線５から負荷６の間に開閉部８および零相変流器（ＺＣＴ）９が設けられ、電源部１０で作成された制御用電源で制御回路１１が動作し、前記零相変流器９の図示しない２次巻線の端子間に接続された抵抗の端子間電圧を測定することで漏電電流を検出し、その検出結果から所定量以上の漏電が検知されると、前記開閉部８を遮断するようになっている。このような漏電検出機能付きの配線器具７は、たとえば特許文献１で示されている。
【０００４】
図１３は、前記主幹漏電ブレーカ３や、典型的な従来技術の配線器具である前記配線器具７による漏電検知動作を説明するためのグラフである。この漏電検知方法によれば、漏電が発生すると、配電線５を往復する電流に差が生じ、図１３（ａ）で示すような脈波電流が発生し、前記抵抗の端子間に対応した脈波電圧が発生する。制御部１１では、図１３（ｂ）で示すように、マイナス極側に発生した漏電電流を積分し、その積分値が予め設定された閾値ｒｅｆ１を超えると漏電と判定し、図１３（ｄ）で示すように判定カウンタをリセットしておき、閾値ｒｅｆ１以下となると判定を解除して判定カウンタのカウント動作を開始し、カウント値が一定期間Ｔに亘って閾値ｒｅｆ２を超えなければ第１波と検知する。更に図１３（ｃ）で示すように反対極側に対しても同様に閾値ｒｅｆ１，ｒｅｆ２と期間Ｔとで第２波と検知する。再びマイナス極側で同様に第３波目と検出すると、前記開閉部８を遮断するトリップ信号が発せられ、該開閉部８の動作時間を経て、遮断完了に到る。
【０００５】
ここで、前記零相変流器９が磁束を持つので、サージが入ると、次のサイクルにパルスを出してしまう。そのため、従来の漏電検知方法では、遮断時間０．１秒以下の要求の中で、前述のように漏電検出閾値ｒｅｆ１，ｒｅｆ２を超える信号の時間や回数をカウント（上述の例では３波）することで、雷サージ等の引込み線を伝わってくるノイズで誤動作しないように設計されている。そして、主幹漏電ブレーカ３と配線器具７とは同様に漏電検知を行うが、前記積分動作の基準となる閾値電流ｒｅｆ３が、たとえば主幹漏電ブレーカ３で３０ｍＡ、配線器具７で１５ｍＡや５ｍＡと差が設けられており、該配線器具７部分の漏電で、主幹漏電ブレーカ３の遮断による全停電が生じないようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−４８９５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の従来技術では、大きな漏電が生じると、前記配線器具７だけでなく、主幹漏電ブレーカ３も遮断してしまい、タイマ負荷や冷蔵庫の停止などの不具合を発生してしまう。この場合、ユーザからすると、安全のためにわざわざ末端に漏電ブレーカを取付けているのに、全停電してしまっているので、クレームとなる。
【０００８】
本発明の目的は、主幹漏電ブレーカの遮断による全停電の発生を防止することができる漏電検出機能付きの配線器具およびこの配線器具を用いたシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様にかかる配線器具は、商用電源または自家発電電源に接続され、漏電電流を複数波検出することで漏電判定を行う主幹漏電ブレーカと負荷部との間に介設され、漏電検出機能を有する配線器具において、漏電電流を検出する零相変流器と、前記零相変流器からの出力を電圧変換する抵抗と、前記抵抗からの電圧信号が入力されるローパスフィルタと、前記ローパスフィルタからの出力を予め定める閾値と比較する閾値判定部と、前記閾値判定部で予め定める時間に亘って閾値を超えている場合、漏電が発生していると判定する漏電判定部と、前記漏電判定部からの出力に応答し、前記主幹漏電ブレーカと負荷部との間を遮断する開閉部とを備え、前記予め定める時間および閾値は、前記漏電電流の脈波の１波において、漏電発生を検知可能な時間およびレベルに設定されていることを特徴とする。
【００１０】
上記の構成によれば、住戸や事業所などの各需要家において、商用電源に接続される（自家発電電源を備えることもある）主幹漏電ブレーカと負荷部との間に介設され、漏電検出機能を有し、壁面埋込みのコンセント、テーブルタップ型のコンセント、或いは電気機器に内蔵のコンセントなどとして実現される配線器具において、前記漏電検出を、漏電電流を検出する零相変流器と、前記零相変流器からの出力を電圧変換する抵抗と、前記抵抗からの電圧信号が入力され、サージ等の高周波成分をカットするローパスフィルタと、前記ローパスフィルタからの出力を予め定める閾値と比較する閾値判定部と、前記閾値判定部で予め定める時間に亘って閾値を超えている場合、漏電が発生していると判定し、トリップ信号を出力する漏電判定部とによって行い、前記トリップ信号によって、開閉部が前記主幹漏電ブレーカと負荷部との間を遮断する。そして、前記予め定める時間および閾値を、前記漏電電流の脈波の１波において、漏電発生を検知可能な時間およびレベルに設定しておく。
【００１１】
したがって、通常の主幹漏電ブレーカが漏電電流を複数波（３波（１．５サイクル））検出することで漏電判定を行うのに対し、１波を検出することで漏電判定を行うので、該配線器具が漏電を検知し、遮断を完了するまでの時間が、主幹漏電ブレーカが漏電と判断するまでの時間より早くなる。これによって、水回りなどで使用される特定の機器に対応した配線器具において、雷サージなどによる誤判定によってその特定の機器に影響を生じる可能性があるものの、実際の漏電時には、速やかにその特定の機器を負荷遮断し、主幹漏電ブレーカの遮断による全停電を未然に防止して、タイマ負荷や冷蔵庫の停止などの前記全停電による不利益の発生を防止することができる。なお、主幹漏電ブレーカと、配電線の末端側に設けられる該配線器具とでは、前記配電線のＬ成分およびＣ成分によって、前記雷サージなどによる誤判定の可能性は小さい。
【００１２】
また、他の一態様では、上述の配線器具において、前記開閉部を制御するための電源部には、該開閉部より商用電源側から電源供給が行われることを特徴とする。
【００１３】
上記の構成によれば、前記閾値判定部、漏電判定部および開閉部などの制御用の電源を必要とする回路に電源供給を行う電源部が、前記開閉部より商用電源側から電源供給を受ける。
【００１４】
したがって、開閉部の状態に左右されること無く、前記制御用電源を確保できるので、開閉部の投入動作や、開閉部が開であってもアラーム表示などが可能となる。
【００１５】
また、他の一態様では、上述の配線器具において、前記開閉部は、前記電源部から供給される制御用電源で制御される電磁駆動式接点機構から成り、該接点機構における操作コイルに対して並列に逆起電力を消滅させるためのダイオードが付設され、前記漏電判定部が、前記操作コイルに対し直列に接続されたスイッチ素子を制御することで、開閉動作を行うことを特徴とする。
【００１６】
上記の構成によれば、商用電源をそのまま用いて接点機構の操作（励磁）コイルがトリップされるのではなく、前記商用電源が一旦取込まれて作成された制御用の電源を用いて接点機構の操作（励磁）コイルがトリップされるので、商用電源の位相に関係なく遮断動作を行うことができ、漏電検知から負荷遮断までの時間を短縮することができるとともに、動作を安定させることができる。
【００１７】
また、他の一態様では、上述の配線器具において、前記開閉部は、前記電源部から供給される制御用電源で制御される電磁駆動式接点機構から成り、前記漏電判定部が、前記操作コイルに対し直列に接続された高耐圧のスイッチ素子を制御することで、開閉動作を行うことを特徴とする。
【００１８】
上記の構成によれば、商用電源をそのまま用いて接点機構の操作（励磁）コイルがトリップされるのではなく、前記商用電源が一旦取込まれて作成された制御用の電源を用いて接点機構の操作（励磁）コイルがトリップされるので、商用電源の位相に関係なく遮断動作を行うことができ、漏電検知から負荷遮断までの時間を短縮することができるとともに、動作を安定させることができる。また、逆起電力は高耐圧の前記スイッチ素子で消費され、回生電流がいつまでも流れないので、遮断時間が短くなり、主幹漏電ブレーカとの動作タイミングの差に信頼性を持たせることができる。
【００１９】
また、他の一態様では、上述の配線器具において、前記電源部は、前記商用電源側と給電側との間が絶縁されて構成されることを特徴とする。
【００２０】
上記の構成によれば、前記電源部にスイッチング電源などを用い、前記商用電源側と、前記閾値判定部、漏電判定部および開閉部などの給電側との間を、トランスなどで絶縁する。
【００２１】
したがって、高圧となる電源線に接続される開閉部のトリップを、低圧の簡単な構成で実現することができる。
【００２２】
また、他の一態様では、上述の配線器具において、前記開閉部が、接点機構と半導体素子との両方で構成されていることを特徴とする。
【００２３】
上記の構成によれば、オフ時に印加されるノイズに対しては、接点機構式開閉部のギャップによって半導体式開閉部に印加されないようにすることでノイズフィルタが不要になる。また、開閉部をオンさせる時には接点機構式開閉部を先に投入してから半導体式開閉部をオンさせることで、突入電流が流れるタイミングと接点投入バウンスが発生するタイミングとを一致させなくできるので、突入電流に対する耐量をアップすることができるとともに、接点消耗や接点溶着がなくなり、開閉部の寿命を延ばすことができる。同様に開閉部をオフさせる時には半導体式開閉部を遮断した後に接点機構式開閉部を開離させることで、遮断時間を短くでき、また遮断時のアーク放電の発生を回避できるので、接点の消耗も無く、これによってもまた、開閉部の寿命を延ばすことができる。
【００２４】
また、他の一態様では、これら上述の配線器具において、負荷電流を検出する電流検出器と、前記電流検出器の出力から過電流を判定し、前記開閉部を遮断させる過電流判定部をさらに備えることを特徴とする。
【００２５】
上記の構成によれば、漏電検出機能だけでなく、過電流保護動作においても、主幹漏電ブレーカの遮断による全停電を未然に防止することができる。
【００２６】
また、他の一態様では、これら上述の配線器具において、前記開閉部を開閉制御するタイマをさらに備えることを特徴とする。
【００２７】
上記の構成によれば、配線器具が前述のような電気的安全保護機能とタイマ機能とを有することで、安全を確保しながら、タイマ設定によって任意の時間の入切が設定できるので、低料金の深夜電力料金の利用にも対応でき、たとえば電気自動車の充電など、屋外で比較的大きな電力を必要とし、頻繁に抜き挿しを繰り返す負荷への電力供給に最適である。
【００２８】
そして、本発明の他の一態様にかかるシステムは、商用電源または自家発電電源に接続される主幹漏電ブレーカと、前記主幹漏電ブレーカと負荷部との間に介設され、漏電検出機能を有する配線器具とを備え、前記主幹漏電ブレーカは、漏電電流を複数波検出することで漏電判定を行い、前記配線器具は、漏電電流を検出する零相変流器と、前記零相変流器からの出力を電圧変換する抵抗と、前記抵抗からの電圧信号が入力されるローパスフィルタと、前記ローパスフィルタからの出力を予め定める閾値と比較する閾値判定部と、前記閾値判定部で予め定める時間に亘って閾値を超えている場合、漏電が発生していると判定する漏電判定部と、前記漏電判定部からの出力に応答し、前記主幹漏電ブレーカと負荷部との間を遮断する開閉部とを備え、前記予め定める時間および閾値は、前記漏電電流の脈波の１波において、漏電発生を検知可能な時間およびレベルに設定されていることを特徴とする。
【００２９】
上記の構成によれば、通常の主幹漏電ブレーカが漏電電流を複数波（３波（１．５サイクル））検出することで漏電判定を行うのに対し、配線器具は、１波を検出することで漏電判定を行うので、該配線器具が漏電を検知し、遮断を完了するまでの時間は、主幹漏電ブレーカが漏電と判断するまでの時間より早くなる。これによって、水回りなどで使用される特定の機器に対応した配線器具において、雷サージなどによる誤判定によってその特定の機器に影響を生じる可能性があるものの、実際の漏電時には、速やかにその特定の機器を負荷遮断し、主幹漏電ブレーカの遮断による全停電を未然に防止して、タイマ負荷や冷蔵庫の停止などの前記全停電による不利益の発生を防止することができる。なお、主幹漏電ブレーカと、配電線の末端側に設けられる該配線器具とでは、前記配電線のＬ成分およびＣ成分によって、前記雷サージなどによる誤判定の可能性は小さい。
【発明の効果】
【００３０】
本発明にかかる配線器具およびシステムは、通常の主幹漏電ブレーカが漏電電流を複数波（３波（１．５サイクル））検出することで漏電判定を行うのに対し、配線器具が、１波を検出することで漏電判定を行うので、主幹漏電ブレーカの遮断による全停電の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の第１の形態に係る漏電検出機能付き配線器具の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】図１で示す配線器具における制御部の具体的構成を説明するためのブロック図である。
【図３】前記制御部の漏電判定動作を説明するための波形図である。
【図４】本発明の実施の第２の形態に係る漏電検出機能付き配線器具の電気的構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の第３の形態に係る漏電検出機能付き配線器具の電気的構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の第４の形態に係る漏電検出機能付き配線器具の電気的構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の第５の形態に係る漏電検出機能付き配線器具の電気的構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施の第５の形態に係る漏電検出機能付き配線器具の電気的構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の第６の形態に係る漏電検出機能付き配線器具の電気的構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施の第７の形態に係る漏電検出機能付き配線器具の電気的構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の実施の第８の形態に係る漏電検出機能付き配線器具の電気的構成を示すブロック図である。
【図１２】住戸や事業所などへの一般的な電力線の引込みを説明するための図である。
【図１３】従来の漏電判定動作を説明するための波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の第１の形態に係る漏電検出機能付き配線器具２１の電気的構成を示すブロック図である。この配線器具２１は、前述の図１２で示す分電盤１から延びる配電線５の末端において、壁面埋込みのコンセント、テーブルタップ型のコンセント、或いは電気機器に内蔵のコンセントなどとして実現され、洗濯機等の負荷６へ給電を行い、漏電が発生すると、後述するようにして負荷遮断を行うものである。この配線器具２１は、大略的に、前記配電線５に接続される開閉部２２と、前記開閉部２２からの配電線２３，２４に介在される零相変流器（ＺＣＴ）２５と、前記配電線２３，２４から制御用電源を取出す電源部２６と、前記電源部２６で得られた制御用電源で動作し、前記零相変流器２５によって漏電が検出されると、前記開閉部２２を遮断する制御部２７とを備えて構成される。
【００３３】
前記開閉部２２は、前記配電線５に直列に接続されるスイッチ２８，２９と、前記電源部２６からの制御用電源が与えられる操作（励磁）コイル３０およびスイッチ素子３１の直列回路とを備えて構成される。前記スイッチ素子３１は、後述する前記制御部２７からのトリップ信号に応答して導通するトランジスタなどから成り、このスイッチ素子３１が導通すると、前記電源部２６から釈放リレーである前記操作（励磁）コイル３０に励磁電流が流れ、接点機構である前記スイッチ２８，２９のラッチ状態が解除され、接点間が開放する。
【００３４】
前記電源部２６は、ダイオードブリッジ３２および安定化電源回路３３を備えて構成され、前記制御部２７を動作させるための電源および前記操作（励磁）コイル３０を駆動するための電源を供給する。
【００３５】
図２は、前記制御部２７の具体的構成を説明するためのブロック図である。この制御部２７は、前記零相変流器２５で検出された漏電電流を電圧変換する抵抗３２と、前記抵抗３２からの電圧信号が入力されるローパスフィルタ３３と、前記ローパスフィルタ３３からの出力を予め定める閾値と比較する閾値判定部３４と、前記閾値判定部３４で予め定める時間に亘って閾値を超えている場合、漏電が発生していると判定し、前記開閉部２２のスイッチ素子３１にトリップ信号を与える漏電判定部３５とを備えて構成される。
【００３６】
図３は、前記制御部２７の動作を説明するための波形図である。前記零相変流器２５からは、図３（ａ）で示す漏電電流と同様の波形が得られ、前記抵抗３２で電圧変換され、ローパスフィルタ３３で雷サージやインバータ機器から発せられるノイズ等の高周波のノイズ成分が除去されて、前記閾値判定部３４に入力される。閾値判定部３４は、前記電圧波形を予め定める閾値ＲＥＦ１と比較し、閾値ＲＥＦ１を超えていれば、図３（ｂ）で示すようにハイレベルの判定出力を前記漏電判定部３５へ出力する。漏電判定部３５は、その判定出力がハイレベルとなるとカウント動作を開始し、前記閾値ＲＥＦ１を超えている期間が予め定める時間Ｔ１を超えると、漏電が発生していると判定し、図３（ｃ）で示すようなトリップ信号を出力する。
【００３７】
ここで、前記予め定める時間Ｔ１および閾値ＲＥＦ１は、前記漏電電流の脈波の１波において、漏電発生を検知可能な時間およびレベルに適宜設定されている。すなわち、前記閾値ＲＥＦ１を高くして漏電電流の検知閾値を上げる場合には前記時間Ｔ１は短く、逆に時間Ｔ１を長くして比較的長い時間で漏電判定を行う場合には前記閾値ＲＥＦ１を低くして微小な漏電も検知できるようにする等である。
【００３８】
このように構成することで、通常の主幹漏電ブレーカ３が漏電電流を前述の図１３ように複数波（３波（１．５サイクル）、或いは２波と零相変流器２５の残留出力とを）検出することで漏電判定を行うのに対し、該配線器具２１では、極性に対する検出特性差を持たせず、また検出判断はローパスフィルタ３３を通過した信号が、検出閾値ＲＥＦ１を超えているレベル、時間で判断することで判断時間を短くし、１波を検出するだけで漏電判定を行うので、該配線器具２１が漏電を検知し、遮断を完了するまでの時間が、主幹漏電ブレーカ３が漏電と判断するまでの時間より早くなる。これによって、水回りなどで使用される特定の機器に対応した配線器具において、雷サージなどによる誤判定によってその特定の機器に影響を生じる可能性があるものの、実際の漏電時には、速やかにその特定の機器を負荷遮断し、主幹漏電ブレーカ３の遮断による全停電を未然に防止して、タイマ負荷や冷蔵庫の停止などの前記全停電による不利益の発生を確実に防止することができる。なお、主幹漏電ブレーカ３に比べて、配電線５の末端側に設けられる該配線器具２１は、前記配電線５のＬ成分およびＣ成分によって、前記雷サージなどによる誤判定の可能性は小さい。
【００３９】
［実施の形態２］
図４は、本発明の実施の第２の形態に係る漏電検出機能付き配線器具４１の電気的構成を示すブロック図である。この配線器具４１は、前述の配線器具２１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、この配線器具４１では、前記閾値判定部３４、漏電判定部３５および開閉部４２などの制御用の電源を必要とする回路に電源供給を行う電源部２６が、開閉部４２より商用電源側から前記制御用電源を取出すことである。これによって、開閉部４２の開／閉の状態に左右されること無く、前記制御用電源を確保できるので、該開閉部４２の投入動作や、該開閉部４２が開であってもアラーム表示などが可能となる。また、遮断時間が商用電源２の電圧位相に影響を受けないので、安定した遮断時間を得ることができる。
【００４０】
また注目すべきは、前記開閉部４２は、高速動作可能で、前記電源部２６から供給される制御用電源で制御される電磁駆動式接点機構４３，４４から成り、前記操作（励磁）コイル３０に対して、並列に逆起電力を回生して消滅させるためのダイオード４５が付設されていることである。これによって、商用電源２をそのまま用いて接点機構４３，４４の操作（励磁）コイル３０がトリップされるのではなく、前記商用電源２が一旦取込まれて作成された制御用の電源を用いて接点機構４３，４４の操作（励磁）コイル３０がトリップされるので、商用電源２の位相に関係なく遮断動作を行うことができ、漏電検知から負荷遮断までの時間を短縮することができるとともに、動作を安定させることができる。
【００４１】
［実施の形態３］
図５は、本発明の実施の第３の形態に係る漏電検出機能付き配線器具５１の電気的構成を示すブロック図である。この配線器具５１は、前述の配線器具４１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、この配線器具５１では、開閉部５２において、前記漏電判定部３５が前記トリップ信号によって駆動するスイッチ素子５３が、該スイッチ素子５３の遮断時に操作（励磁）コイル３０に発生する逆起電圧よりも耐圧の高い高耐圧のスイッチ素子から成り、前記ダイオード４５が設けられていないことである。
【００４２】
したがって、該スイッチ素子５３の遮断時に操作（励磁）コイル３０に発生した逆起電力は、高耐圧の該スイッチ素子５３で消費され、回生電流がいつまでも流れないので、遮断時間が短くなり、主幹漏電ブレーカ３との動作タイミングの差に信頼性を持たせることができる。
【００４３】
［実施の形態４］
図６は、本発明の実施の第４の形態に係る漏電検出機能付き配線器具６１の電気的構成を示すブロック図である。この配線器具６１は、前述の配線器具４１，５１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、この配線器具６１では、開閉部６２が、高速動作可能な半導体素子６３，６４から成ることである。この図６の例では、前記半導体素子６３，６４は、トライアックから成る。この半導体素子６３，６４は、前記漏電判定部３５からのトリップ信号によって直接駆動される。一方、前記半導体素子６３，６４と並列に、商用電源２側から印加されるノイズ等による誤動作を防止するためのノイズ保護フィルタ６５が、必要に応じて設けられる。
【００４４】
このように構成することで、比較的通電損失が少なく、かつ安価な汎用性の高い素子を用いて交流制御を実現することができるとともに、機械式開閉部より応答速度が速いので、遮断時間が短くなり、主幹漏電ブレーカ３との動作タイミングの差に信頼性を持たせることができる。なお、図示はしないが、前記半導体素子６３，６４をトランジスタで構成することで、トライアックでは電流ゼロクロスになるまで遮断ができないのに対して、任意のタイミングで遮断動作が可能となり、より高速に遮断動作を実現することができる。
【００４５】
［実施の形態５］
図７および図８は、本発明の実施の第５の形態に係る漏電検出機能付き配線器具７１，８１の電気的構成を示すブロック図である。これらの配線器具７１，８１は、前述の配線器具６１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、これらの配線器具７１，８１では、電源部７６，８６は、前記商用電源２側と給電（負荷６）側との間が絶縁されて構成されていることである。図７の配線器具７１の電源部７６では、絶縁トランス７７を介して前記ダイオードブリッジ３２が接続され、図８の配線器具８１の電源部８６では、安定化回路３３に代えて、絶縁トランスを内蔵するスイッチング電源部８３が用いられている。
【００４６】
このように構成することで、高圧となる配電線５に接続される開閉部６２のトリップを、低圧の簡単な構成で実現することができる。
【００４７】
［実施の形態６］
図９は、本発明の実施の第６の形態に係る漏電検出機能付き配線器具９１の電気的構成を示すブロック図である。この配線器具９１は、前述の配線器具５１，６１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、この配線器具９１では、開閉部９２が、接点機構４４と半導体素子６３とが直列に接続されるハイブリッド構成になっていることである。これに対応して、制御部９７内の漏電判定部は、前記スイッチ素子５３および半導体素子６３の両方を、下記に示すように時間差を持って駆動する。
【００４８】
すなわち、オン時には、接点機構４４を先に投入してから半導体素子６３をオンさせることで、突入電流が流れるタイミングと接点投入バウンスが発生するタイミングとを一致させなくできるので、突入電流に対する耐量をアップすることができるとともに、接点消耗や接点溶着がなくなり、開閉部９２の寿命を延ばすことができる。同様にオフ時（漏電時も）には、半導体素子６３を遮断した後に接点機構４４を開離させることで、遮断時間を短くでき、また遮断時のアーク放電の発生を回避できるので、接点の消耗も無く、これによってもまた、開閉部の寿命を延ばすことができる。また、オフ時に印加されるノイズに対しては、接点機構４４のギャップによって半導体素子６３に印加されないようにすることで、前記ノイズ保護フィルタ６５を不要にすることができる。
【００４９】
［実施の形態７］
図１０は、本発明の実施の第７の形態に係る漏電検出機能付き配線器具１０１の電気的構成を示すブロック図である。この配線器具１０１は、前述の配線器具５１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、この配線器具１０１では、負荷電流を検出する電流検出部１０２が設けられるとともに、制御部１０７内に、その電流検出部１０２の出力から過電流を判定し、前記開閉部５２を遮断させる過電流判定部がさらに設けられていることである。前記主幹漏電ブレーカ３は、バイメタルを用い、電流の積算によって過電流を検出する。これに対して、本実施の形態の配線器具１０１では、変流器から成る前記電流検出部１０２を用い、瞬時値で過電流を検出する。
【００５０】
このように構成することで、漏電検出機能だけでなく、過電流保護動作においても、主幹漏電ブレーカ３の遮断による全停電を未然に防止することができる。なお、過電流判断を電流検出部１０２内で処理しても同様の効果が得られる。
【００５１】
［実施の形態８］
図１１は、本発明の実施の第８の形態に係る漏電検出機能付き配線器具１１１の電気的構成を示すブロック図である。この配線器具１１１は、前述の配線器具１０１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、この配線器具１１１では、前記開閉部５２を開閉制御するタイマ部１１２に、その設定部１１３をさらに備えることである。
【００５２】
一般に、この種の配線器具は、漏電検出時の遮断動作を主にしたものであるので、任意の時間で開閉部５２のオン／オフ動作を行うことができなかった。これに対して、配線器具１１１に前述のような電気的安全保護機能と、本実施の形態のタイマ機能とを有することで、安全を確保しながら、タイマ設定によって任意の時間の入切が設定できるので、低料金の深夜電力料金の利用にも対応でき、たとえば電気自動車の充電など、屋外で比較的大きな電力を必要とし、頻繁に抜き挿しを繰り返す負荷への電力供給に最適である。
【符号の説明】
【００５３】
１    分電盤
２    商用電源
３    主幹漏電ブレーカ
４    分岐ブレーカ
５；２３，２４    配電線
６    負荷６
２１，４１，５１，６１，７１，８１，９１，１０１，１１１    配線器具
２２，４２，５２，６２，９２    開閉部
２５    零相変流器（ＺＣＴ）
２６，７６，８６    電源部
２７，１０７  制御部
２８，２９    スイッチ
３０    操作（励磁）コイル
３１，５３    スイッチ素子
３２    抵抗
３３    ローパスフィルタ
３４    閾値判定部
３５    漏電判定部
４３，４４    接点機構
４５    ダイオード
６３，６４    半導体素子
６５    ノイズ保護フィルタ
７７    絶縁トランス
８３    スイッチング電源部
１０２  電流検出部
１１２  タイマ部
１１３  設定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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