(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主回路に設置された零相変流器と接続リード線を介して接続され、上記零相変流器によって得られる出力電流を電圧に変換する第一の検出抵抗と、上記電圧のレベル判定を行う漏電検出回路と、この漏電検出回路の出力に応動して漏電表示素子を駆動する出力回路と、テストボタンの押動により、上記漏電検出回路で上記主回路における漏電発生と同等のレベルと判定される模擬波形を発生する模擬波形発生回路と、上記第一の検出抵抗と上記漏電検出回路との間に介在し、上記接続リード線の断線時に上記第一の検出抵抗の一端の電圧を上記第一の検出抵抗と第二の検出抵抗で分圧した電圧を入力される増幅回路と、この増幅回路で増幅された信号を基準電位と比較する比較器と、上記比較器の比較出力により上記模擬波形発生回路から上記漏電検出回路への信号注入のオンオフを行うスイッチ手段とを備えたことを特徴とする漏電リレー。
【請求項２】
上記零相変流器の内部インピーダンス、上記第一の検出抵抗及び第二の検出抵抗は、
内部インピーダンス＜第一の検出抵抗の抵抗値＜第二の検出抵抗の抵抗値
の関係を有するように設定されていることを特徴とする請求項１記載の漏電リレー。
【請求項３】
上記増幅回路は、オペアンプと、このオペアンプの出力を分圧する分圧抵抗とで構成されるとともに、上記オペアンプの出力を上記比較器に入力し、上記分圧抵抗で得られる電位を上記漏電検出回路に入力するように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の漏電リレー。
【請求項４】
上記分圧抵抗は可変抵抗で構成されていることを特徴とする請求項３記載の漏電リレー。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、零相変流器と組み合わせて主回路の漏電を検出し、この漏電の発生を外部に出力する漏電リレーに関し、詳しくは、その機能を確認するテスト装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回路遮断器の一つである漏電遮断器は、この漏電遮断器に、例えば集積回路で構成された漏電検出回路、零相変流器、および電磁石装置を内蔵し、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、主回路を開放することは周知の通りである。また、この漏電検出機能が正常に動作し得るかどうか確認するテスト装置（テストボタン）が搭載されていることも周知の通りである。
【０００３】
この漏電遮断器は、感電防止、あるいは漏電火災保護の観点から、電気設備技術基準などの規則にしたがい設置されることになるが、一部、漏電火災保護において、主回路を直ちに開放したのでは都合の悪い箇所（例えば、病院の手術室や排煙装置など）では主回路の通電は継続させ、漏電が発生している旨の警報を発するに留め、例えば、主回路を開放しても差し支えのない時間帯にて、しかるべき処置を施すことが知られている。
この警報を発する手段として、主回路に配設した別体の零相変流器と、この零相変流器からの信号線が接続される漏電リレーが使用されているが、この漏電リレーについては、「漏電監視」という点を鑑みた場合、主回路から離れた、例えば電気管理室などに設置されていることが一般的である。
【０００４】
ところで、この漏電リレーにもテスト装置が搭載されているが、以下の点で前述した漏電遮断器のテスト装置との違いがあった。すなわち、漏電リレーは、これ単独でテストが可能となっており、このテストにより、内蔵する集積回路やリレー（漏電遮断器における電磁石装置に相当）の機能あるいは動作を確認することができるようになっている。つまり、零相変流器からの信号線を接続する前であっても、漏電リレー単体としての確認が可能であり、これは、配電施工において、必ずしも零相変流器と漏電リレーを同時に設置するとは限らない点、さらには、前述したように、集積回路など漏電検出機能に係わる核となる部品が漏電リレーに搭載されていることから、その万が一の故障をいち早く把握できる点、といったことが背景にあるものと考えられている。しかしながら、このことは、言い換えると、実使用、すなわち、零相変流器との接続状態下であっても、テストによる零相変流器そのものの確認はできていないことになる。つまり、仮に信号線の断線や欠線があったとしても、漏電リレー内部にさえ問題なければ、テストボタンの押動による漏電警報が発せられることになり、この結果、漏電リレーであっても、漏電遮断器並みのテスト装置の信頼性向上が求められるわけである。
【０００５】
尤も、漏電リレーであっても、テストボタンの押動によってテスト電流を通電させるテスト巻線を零相変流器に貫通させておけば、その限りではない（例えば、特許文献１参照）。さらに、この特許文献１では、テストボタンの押動による漏電警報の不動作が、内蔵する集積回路やリレーの不具合か、あるいは断線や欠線に因るものなのかが容易に判別できるよう、零相変流器によって得られる出力電流を電圧に変換する検出抵抗が、断線診断中に限り、トランジスタ回路により切り離され、その間に、零相変流器との接続ラインに抵抗を接続し、この抵抗で得られる電位差を判定し、所定値を越えていれば、断線（あるいは未接続）と判断し、漏電警報（この場合、断線警報）を発することが知られている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−４４８５６号公報（第５欄第２４行〜第３０行）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の漏電リレーのテスト装置は、そのテスト動作を零相変流器に巻回したテスト巻線に委ねている点、また、漏電リレー自身に、零相変流器との断線あるいは未接続を検出する、いわゆる自己チェック機能を装備している点、を鑑みれば、その信頼性はより向上されていることは言うまでもない。しかしながら、この実現にあたっては、言うまでもなく、漏電リレーからのテスト巻線を零相変流器に巻回することの煩わしさ、さらには、零相変流器と漏電検出回路間の信号ラインへの、検出抵抗を含めた抵抗の接続を切り替えるトランジスタ回路や漏電検出回路のリセット回路、それらのタイミングを制御する波形発生回路、といった機能を必要とすることでの回路規模アップという課題に直面していた。また、性能面においては、検出抵抗に直列にトランジスタを挿入することで、このトランジスタの温度などによるインピーダンスの変化が感度電流へ影響を与えるなど、まだまだ改善の余地があった。
【０００８】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、確実な漏電監視を実行する信頼性の高い漏電リレーを提供す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】
【０００９】
この発明に係る漏電リレーは、主回路に設置された零相変流器と接続リード線を介して接続され、上記零相変流器によって得られる出力電流を電圧に変換する第一の検出抵抗と、上記電圧のレベル判定を行う漏電検出回路と、この漏電検出回路の出力に応動して漏電表示素子を駆動する出力回路と、テストボタンの押動により、上記漏電検出回路で上記主回路における漏電発生と同等のレベルと判定される模擬波形を発生する模擬波形発生回路と、上記第一の検出抵抗と上記漏電検出回路との間に介在し、上記接続リード線の断線時に上記第一の検出抵抗の一端の電圧を上記第一の検出抵抗と第二の検出抵抗で分圧した電圧を入力される増幅回路と、この増幅回路で増幅された信号を基準電位と比較する比較器と、上記比較器の比較出力により上記模擬波形発生回路から上記漏電検出回路への信号注入のオンオフを行うスイッチ手段とを備えている。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、零相変流器にテスト巻線を巻回することなく、漏電テストが行えるとともに、回路規模をアップさせることなく、零相変流器との断線あるいは欠線を検出することができる漏電リレーを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における漏電リレーを含む回路図を示すものである。種回路の電路１０に設置された零相変流器２０の出力電流は、この零相変流器２０と漏電リレー４０間を接続する接続リード線３０を介して、第一の検出抵抗４１により電圧入力に変換し、漏電検出回路４６に入力され、基準レベルに達すると出力回路４７により漏電表示ＬＥＤ４８を点灯させるとともに、漏電警報出力リレー４９を駆動する。
【００１２】
ここで、第一の検出抵抗４１で得られる電圧（図中Ａ点の電位）が漏電検出回路４６に注入される過程を詳しく説明する。Ａ点の電位は、増幅回路５０を構成するオペアンプ４３の非反転入力端子に入力される。このオペアンプ４３の反転入力端子が電圧増幅率１倍の定電圧回路となることを利用し、Ａ点の電位、すなわち、漏電検出のレベル電圧は、分圧抵抗を構成する第一及び第二の抵抗４４，４５を経て、漏電検出回路４６に入力される。
【００１３】
テストボタン５５を押動すると、模擬波形発生回路５６から、主回路における漏電発生と同等のレベルと判定される模擬波形が漏電検出回路４６に入力され、上述と同様、出力回路４７より出力される。
以上の説明は、接続リード線３０の断線や欠線がない、いわゆる正常状態であり、然るに、主回路の漏電、あるいはテストボタン５５を押動しない限り、漏電表示ＬＥＤ４８および漏電警報出力リレー４９は駆動しない。また、図からも明らかなように、模擬波形発生回路５６からの模擬波形は、零相変流器２０には注入されていない。すなわち、漏電リレー４０と零相変流器２０間は、接続リード線３０のみで接続されていることになる。
【００１４】
次に、接続リード線３０で断線や欠線があった場合、あるいは、未接続状態であった場合（以下、これらを総称して接続リード線の断線時という）での漏電リレー４０の動作を説明する。
オペアンプ４３の非反転入力端子と接地間には、接続リード線の断線時に第一の検出抵抗４１とによって分圧された電圧をオペアンプ４３の非反転入力端子に入力する第二の検出抵抗４２が接続されている。
そして、零相変流器２０の内部インピーダンス、第一の検出抵抗４１及び第二の検出抵抗４２の関係は下記の通り設定されている。
内部インピーダンス（数１０Ω程度）＜第一の検出抵抗４１（数ｋΩ）＜第二の検出抵抗４２（数百ｋΩ）
すなわち、正常時においては、内部インピーダンスと第一の検出抵抗４１の合成抵抗により、Ａ点の電位とＢ点の電位（漏電検出回路４６から出力されている基準電位：ＶＲＥＦ（例えば、２．５Ｖ））はほぼ同等である（零相変流器２０の内部インピーダンスが極端に低いため）。一方、接続リード線断線時では、上記合成抵抗に内部インピーダンスが寄与しなくなる、すなわち、Ａ点の電位は、第一の検出抵抗４１と第二の検出抵抗４２とで分圧されるため、Ａ点の電位は、Ｂ点の電位より低くなる。この電位差の差異を活用して、後述する通り、断線時に漏電表示ＬＥＤ４８および漏電警報出力リレー４９を駆動させ、使用者に断線状態であることを知らしめる。
【００１５】
この電位差の差異を活用するにあたり、その差異を明瞭にするには、零相変流器２０の２次側全体を高インピーダンスにすればよいが、それでは、サージ・ノイズ性能に劣るため、２次側全体は低インピーダンスにならざるを得ず、それ故に、正常時と断線時の電位差の差異が小さい。そこで、本発明では、増幅回路５０を具備、詳述すると、オペアンプ４３に加え、接続リード線の断線時の微小電圧（数１０ｍＶ）を反転入力端子の第一の抵抗４４に流れる電流により増幅させる第二の抵抗４５（帰還抵抗）にて、この微小電圧を増幅（例えば、数Ｖ）させている（これにより断線検出用の信号は増幅回路５０にて、ゲイン１＋第二の抵抗４５／第一の抵抗４４として処理される）。
【００１６】
この増幅された電圧は、当然ながら漏電による交流分を含んでいるため、ローパスフィルタ５１にて、交流分を取り除いた直流分が、比較器５２に入力される。比較器５２では、この直流電圧と、基準電位決定抵抗５３、５４にて設定される基準電位と比較することで、比較器５２の出力がＨｉ（ハイ）となる。すなわち、このＨｉ出力を出力回路４７に出力し、漏電表示ＬＥＤ４８および漏電警報出力リレー４９を駆動させることになる。なお、正常時においては、比較器５２の出力がＬｏ（ロー）となるよう、基準電位が設定されていることは言うまでもない。
【００１７】
このように、増幅回路５０の使用方法を工夫し、さらに、第二の検出抵抗４２、ローパスフィルタ５１、比較器５２、といった部品、あるいは小規模な回路を追加するだけで、リアルタイムに断線有無を検出することが可能となる。
【００１８】
実施の形態２．
実施の形態１では、接続リード線の断線発生とともに、漏電表示ＬＥＤ４８や漏電警報出力リレー４９を、「断線警報」として駆動させることで、その断線を使用者に知らしめることができるという効果がある一方、主回路の通電開始前の仮設置、すなわち、未だ漏電リレー４０と零相変流器２０が接続されていない状態で、漏電リレー４０に電源電圧を印加すると、（これを断線と見做し）やはり断線警報が駆動されることになる。特に、漏電警報出力リレー４９に使用者側にてブザーなどの報知手段が配線・活線状態であるならば、その影響を見過ごせない。これを改善したものを実施の形態２として説明する。
【００１９】
図２はこの発明の実施の形態２を示す回路図である。
図２に示すように、模擬波形発生回路５６の模擬信号は、スイッチ手段、例えば、トランジスタ５７を介して、漏電検出回路４６に注入されるように構成し、トランジスタ５７のベースは比較器５２の出力に接続させたことが、実施の形態１との相違点である。
すなわち、正常時では、比較器５２の出力はＬｏであるため、トランジスタ５７はオンとなり、テストボタン５５を押動すれば、漏電表示ＬＥＤ４８および漏電警報出力リレー４９は駆動する。一方、断線時においては、実施の形態１と同様、比較器５２の出力はＨｉとなり、その結果、トランジスタ５７がオフとなることで、テストボタン５５を押動しても、漏電表示ＬＥＤ４８および漏電警報出力リレー４９は駆動しないことから、使用者は断線を認識することが可能となる。
【００２０】
なお、この場合、零相変流器未接続時での、漏電リレー４０への電源印加、即、断線警報駆動という点は回避されるが、言うまでもなく、テストボタン５５を押動しない限り、断線か否かが認識できないため、テストボタン５５の押動による日常の点検が欠かせない。
【００２１】
なお、一般に、漏電リレーも漏電遮断器と同様、その設置箇所での負荷機器までの長さ、配線と大地と間の距離、あるいは法令などの設置基準によって、使用者は定格感度電流を選定していることになるが、この定格感度電流を設定するにあたり、製造者側において、その利便性を考慮し、定格感度電流固定式に加え、定格感度電流選択式も用意している（例えば、１００・２００・５００ｍＡ切換式）。
これまでの説明では、分圧抵抗を構成する第一の抵抗４４を固定とした、いわゆる定格感度電流固定式として説明したが、図１あるいは図２に示すように、第一の抵抗４４を可変式にして、例えば、ロータリースイッチを漏電リレー４０の外郭に配設できるように、電子回路の構成を考慮すれば、第一の抵抗４４で得られる分圧された可変電圧を漏電検出回路４６に入力することで、定格感度電流選択式も可能となり、さらに使い勝手の良い漏電リレーを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の実施の形態１における漏電リレーを含む回路図である。
【図２】この発明の実施の形態２における漏電リレーを含む回路図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０  電路、２０  零相変流器、３０  接続リード線、４０  漏電リレー、４１  第一の検出抵抗、４２  第二の検出抵抗、４３  オペアンプ、４４  第一の抵抗、４５  第二の抵抗、４６  漏電検出回路、４７  出力回路、４８  漏電表示ＬＥＤ、４９  漏電警報出力リレー、５０  増幅回路、５１  ローパスフィルタ、５２  比較器、５３，５４  基準電位決定抵抗、５５  テストボタン、５６  模擬波形発生回路、５７  トランジスタ
【図１】
0004926015.tif 000002
【図２】
0004926015.tif 000003