(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電路を引き外す引き外し回路部と、電路に流れる電流を検出する電流検出部と、電路の電圧を検出する電圧検出部と、前記電流検出部及び電圧検出部によって検出された電流情報及び電圧情報を演算し該演算結果に基づいて異常時には前記引き外し回路部に引き外し信号を出力する処理部と、を備えた電子式遮断器において、
前記処理部から定期的に出力される定期信号を取得する一方、所定時間以上、前記定期信号の取得がないときに、異常と判断して前記引き外し回路部へ引き外し信号を出力する定期信号取得部を備え、
前記定期信号取得部は、前記定期信号の取得の有無に応じて蓄電量を変動させる蓄電部と、前記蓄電部の蓄電量を検出する蓄電量検出部と、を有し、
前記蓄電量検出部は、前記蓄電量が所定量に達すると前記引き外し回路部へ引き外し信号を出力し、
前記定期信号取得部は、前記蓄電量の変動の速度を変更する可変部と、前記蓄電部の蓄電容量を検出する蓄電容量監視部とを有し、
前記可変部は、前記蓄電容量監視部が検出した前記蓄電容量に基づいて、前記蓄電量の変動の速度を変更し、前記蓄電容量が減少した場合には、前記蓄電量の増加速度を、回路中の抵抗値を変更することにより遅らせることを特徴とする電子式遮断器。
【請求項２】
前記蓄電部は、前記定期信号の取得が停止すると前記蓄電量を減少させ、
前記蓄電量検出部は、前記蓄電量の下限値を有しており、電子式遮断器の起動後の一定時間経過後に前記蓄電量が前記下限値よりも少ないことを検出すると前記引き外し信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の電子式遮断器。
【請求項３】
前記蓄電量検出部は、前記蓄電量の上限値をさらに有しており、前記蓄電量が前記上限値よりも多いことを検出すると前記引き外し信号を出力することを特徴とする請求項２に記載の電子式遮断器。
【請求項４】
前記蓄電部は、前記定期信号の取得が停止すると前記蓄電量を増加させ、
前記蓄電量検出部は、前記蓄電量の上限値を有しており、前記蓄電量が前記上限値よりも多いことを検出すると前記引き外し信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の電子式遮断器。
【請求項５】
前記蓄電量検出部は、前記蓄電量の下限値をさらに有しており、前記蓄電量が前記下限値よりも少ないことを検出すると前記引き外し信号を出力することを特徴とする請求項４に記載の電子式遮断器。
【請求項６】
前記蓄電容量を外部へ通知する通知部を備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電子式遮断器。
【請求項７】
前記電流検出部より電流情報を取得し、電流値が所定の値以上であるときに、前記引き外し信号を出力する短絡検出部をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電子式遮断器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自器に異常が発生すると電路を引き外す電子式遮断器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電路の電流情報と電圧情報に基づいて電路を引き外す電子式遮断器が知られている。図８に、このような電子式遮断器の一構成を示す。電子式遮断器１０１は、電路１１１に配せられ外部電源１１２と電子式遮断器１０１を接続する接点１１３と、接点１１３により電路１１１を引き外す引き外し回路部１０２と、電路１１１に流れる電流を検出する電流検出部１０３と、電路１１１の電圧を検出する電圧検出部１０４と、電流検出部１０３や電圧検出部１０４等に電源を供給する電源回路１０５と、電流検出部１０３と電圧検出部１０４とによって検出された電流情報と電圧情報とに基づいて引き外し回路部１０２に引き外し信号を出力する処理部１０６と、を備えている。
【０００３】
電流検出部１０３は電路１１１の電流を検出し、電流情報Ｉｔ、Ｉｓ、Ｉｒを処理部１０６へ出力する。電圧検出部１０４は電路１１１の電圧を検出し、電圧情報Ｖｓｔ、Ｖｒｓを処理部１０６へ出力する。処理部１０６は、取得した電流情報と電圧情報に基づいて短絡や過電流や過不足電圧等の異常を判断し、異常と判断した場合には、引き外し回路部１０２に引き外し信号を出力し、電路１１１を引き外す。
【０００４】
図９は、電子式遮断器１０１に求められる電流検出性能を示す。横軸は電流の大きさを示し、縦軸は引き外しの動作時間を示す。電流検出は短絡領域と過電流領域の２種類を検出する必要があり、短絡領域ではある一定時間以内に引き外さなければならず、過電流領域では、過電流レベルに応じた引き外し時間に引き外さなければならない。また、電圧検出では、過電圧と不足電圧に条件があり、電圧のレベルに応じて引き外しを行うまでの時間が異なる。処理部１０６は、電流と電圧のそれぞれの条件に基づいて引き外し信号を出力する。
【０００５】
しかし、電子式遮断器１０１は、処理部１０６が暴走や故障したときには過電流等の異常が発生しても電路１１１の引き外しが行えない。
【０００６】
また、処理部の暴走時の復帰用にウォッチドッグタイマを処理部に外付けして、暴走時に処理部のリセットを行えるようにした電子式遮断器が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に示されるような電子式遮断器においては、マイコンが故障して動作を停止した場合には、電路の引き外しを行うことができず、また、故障の通知も行われない。
【特許文献１】特開平５−２５０９７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記問題を解消するものであり、通電情報を処理する処理部に異常が発生すると、電路を引き外す電子式遮断器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】
【０００９】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、電路を引き外す引き外し回路部と、電路に流れる電流を検出する電流検出部と、電路の電圧を検出する電圧検出部と、前記電流検出部及び電圧検出部によって検出された電流情報及び電圧情報を演算し該演算結果に基づいて異常時には前記引き外し回路部に引き外し信号を出力する処理部と、を備えた電子式遮断器において、前記処理部から定期的に出力される定期信号を取得する一方、所定時間以上、前記定期信号の取得がないときに、異常と判断して前記引き外し回路部へ引き外し信号を出力する定期信号取得部を備え、前記定期信号取得部は、前記定期信号の取得の有無に応じて蓄電量を変動させる蓄電部と、前記蓄電部の蓄電量を検出する蓄電量検出部と、を有し、前記蓄電量検出部は、前記蓄電量が所定量に達すると前記引き外し回路部へ引き外し信号を出力し、前記定期信号取得部は、前記蓄電量の変動の速度を変更する可変部と、前記蓄電部の蓄電容量を検出する蓄電容量監視部とを有し、前記可変部は、前記蓄電容量監視部が検出した前記蓄電容量に基づいて、前記蓄電量の変動の速度を変更し、前記蓄電容量が減少した場合には、前記蓄電量の増加速度を、回路中の抵抗値を変更することにより遅らせるものである。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載の電子式遮断器において、前記蓄電部は、前記定期信号の取得が停止すると前記蓄電量を減少させ、前記蓄電量検出部は、前記蓄電量の下限値を有しており、電子式遮断器の起動後の一定時間経過後に前記蓄電量が前記下限値よりも少ないことを検出すると前記引き外し信号を出力するものである。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項２に記載の電子式遮断器において、前記蓄電量検出部は、前記蓄電量の上限値をさらに有しており、前記蓄電量が前記上限値よりも多いことを検出すると前記引き外し信号を出力するものである。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１に記載の電子式遮断器において、前記蓄電部は、前記定期信号の取得が停止すると前記蓄電量を増加させ、前記蓄電量検出部は、前記蓄電量の上限値を有しており、前記蓄電量が前記上限値よりも多いことを検出すると前記引き外し信号を出力するものである。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項４に記載の電子式遮断器において、前記蓄電量検出部は、前記蓄電量の下限値をさらに有しており、前記蓄電量が前記下限値よりも少ないことを検出すると前記引き外し信号を出力するものである。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電子式遮断器において、前記蓄電容量を外部へ通知する通知部を備えたものである。
【００１５】
請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電子式遮断器において、前記電流検出部より電流情報を取得し、電流値が所定の値以上であるときに、前記引き外し信号を出力する短絡検出部をさらに備えたものである。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明によれば、処理部からの定期信号が途絶えると定期信号取得部から引き外し信号を出力するので、処理部に暴走や故障の異常が発生しても電路を引き外すことができ、電子式遮断機の信頼性が向上する。また、処理部からの定期信号の有無をタイマーを用いて検知するとフリップフロップ回路等が必要となるが、蓄電部の蓄電量によって定期信号の有無を検知するので、タイマーを使用するのに比べて低コストにすることができる。また、蓄電部の蓄電容量が経年劣化等により変化しても、蓄電量の変動速度を変更することにより、定期信号の有無を検知することができるので、電子式遮断機の信頼性が向上する。
【００１９】
請求項２の発明によれば、定期信号がないときに蓄電部の蓄電量を放電等によって減少させる簡単な回路によって定期信号の有無を検知することができるので、タイマーを使用するのに比べて低コストにすることができる。
【００２０】
請求項３の発明によれば、蓄電部にオープン等の故障が発生し、蓄電量が増加した場合にも電路が引き外されるので、電子式遮断機の信頼性が向上する。
【００２１】
請求項４の発明によれば、蓄電部の蓄電量の上限値によって定期信号の有無を検知するので、電子式遮断機の起動直後の蓄電部に蓄電されていない状態から、定期信号の有無を検知することができ、電子式遮断機の信頼性が向上する。
【００２２】
請求項５の発明によれば、蓄電部にショートの故障が発生し、蓄電量が減少した場合にも電路が引き外されるので、電子式遮断機の信頼性が向上する。
【００２３】
請求項６の発明によれば、蓄電容量の変化から蓄電部の劣化等を判断することができるので、蓄電部の更新等を行なうことができ、電子式遮断機の信頼性が向上する。
【００２４】
請求項７の発明によれば、処理部に異常が発生しているときに短絡が発生しても電路が引き外されるので、電子式遮断機の信頼性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る電子式遮断器について図面を参照して説明する。図１は、電子式遮断器の構成を示す。電子式遮断器１は、電路１１に配せられ外部電源１２と電子式遮断器１を接続する接点１３と、接点１３により電路１１を外部電源１２から引き外す引き外し回路部２と、電路１１に流れる電流を検出する電流検出部３と、電路の電圧を検出する電圧検出部４と、電流情報と電圧情報とに基づいて引き外し回路部２に引き外し信号を出力すると共に定期的に定期信号を出力する処理部６と、処理部６からの定期信号を取得し、定期信号が途絶えると引き外し信号を出力するタイマー部７を備えている。処理部６とタイマー部７から出力される引き外し信号は、ＯＲ回路１０を介して引き外し回路部２へ伝達される。
【００２８】
電子式遮断器１は、３相配電式であり、電源回路６は、電路１１の配線Ｔ、Ｓ、Ｒの３線のうち、例えば配線Ｒ−Ｓ間と配線Ｓ−Ｔ間の２組の線間電圧を基に、引き外し回路部２や電流検出部３等の駆動電源を作成する。電流検出部３は電路１１の配線Ｔ、Ｓ、Ｒに配された変流器３１によって電流を検出し、電流情報Ｉｔ、Ｉｓ、Ｉｒを処理部５へ出力する。電圧検出部４は電路１１の配線Ｓ−Ｔ間と配線Ｒ−Ｓ間の線間電圧を検出し、電圧情報Ｖｓｔ、Ｖｒｓを処理部６へ出力する。処理部６は、マイコンやロジック回路を有しており、取得した電流情報と電圧情報に基づいて短絡や過電流や過不足電圧等の通電異常を判断する。処理部６は、また、通電異常が発生すると引き外し回路部２に引き外し信号を出力する。
【００２９】
引き外し回路部２は、処理部６からの引き外し信号を受けると接点１３を開にして電路１１を引き外す。処理部６は、また、所定の時間間隔で定期信号を出力する。タイマー部７は、処理部６からの定期信号を取得し、定期信号の時間間隔を測定する。そして、所定の時間を経過しても次の定期信号を取得できないときは、引き外し回路部２に引き外し信号を出力する。
【００３０】
上記のように構成された電子式遮断器１の動作について説明する。電流検出部３は、電路１１の電流を検出して電流情報を処理部６へ出力し、電圧検出部４は電路１１の線間電圧を検出して電圧情報を処理部６へ出力する。取得した処理部６は、電流情報と電圧情報に基づいて通電異常を判断し、異常と判断した場合には、引き外し回路部２に引き外し信号を出力する。引き外し信号を取得した引き外し回路部２は、電路１１を外部電源１２から引き外す。
【００３１】
処理部６は、また、定期的に定期信号をタイマー部７へ出力する。タイマー部７は定期信号を取得して、定期信号の時間間隔を測定する。そして、所定の時間を経過しても次の定期信号を取得できないときは、処理部６に暴走や故障の異常が発生したとして引き外し回路部２に引き外し信号を出力する。
【００３２】
このように、処理部６からの定期信号が途絶えるとタイマー部７が引き外し信号を出力するので、処理部６に暴走や故障の異常が発生しても電路１１を引き外すことができ、電子式遮断機１の信頼性が向上する。
【００３３】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る電子式遮断器について図２を参照して説明する。図２において図１における電子式遮断器と同一の構成部に同一番号を付し、説明を略す（以下、同様）。本実施形態の電子式遮断機１は、タイマー部７に蓄電部７１と蓄電量検出部７２を有している。蓄電部７１は、例えばコンデンサを有している。蓄電部７１は処理部６と繋がり、処理部６から定期信号を取得している間は蓄電するが、処理部６からの定期信号が途絶えると放電して蓄電量を減少させる。蓄電量検出部７２は、蓄電部７１の蓄電量を検出し、蓄電量が所定の下限値より少なくなると、引き外し回路部２に引き外し信号を出力する。
【００３４】
このように構成された電子式遮断器１の動作について説明する。処理部６は、定期的に定期信号を蓄電部７１へ出力する。蓄電部７１は定期信号を取得している間は蓄電するが、処理部６からの定期信号が途絶えると放電して蓄電量を減少させる。そして、蓄電量検出部７２は、蓄電部７１の蓄電量が所定の下限値より少なくなると、処理部６に暴走や故障の異常が発生したとして引き外し回路部２に引き外し信号を出力する。このように蓄電部７１と蓄電量検出部７２とで定期信号の時間間隔を測定するタイマーの働きをする。この動作において、電子式遮断機１の起動時は、蓄電部７１に蓄電されておらず、蓄電量が所定の下限値より少ないので、電子式遮断機１の起動後の一定時間は蓄電量検出部７２が引き外し信号を出力しないようにしている。
【００３５】
上記した第１の実施形態のように、処理部からの定期信号の有無をタイマーを用いて検知するとフリップフロップ回路等が必要となり高コストになるが、第２の実施形態のように、定期信号がないときに蓄電部の蓄電量を放電によって減少させる簡単な回路によって定期信号の有無を検知することができるので、タイマーを使用するのに比べて低コストにすることができる。
【００３６】
次に、第２の実施形態に係る電子式遮断機の変形例について図３を参照して説明する。本変形例の電子式遮断器１の蓄電量検出部７２は、引き外し信号を出力する蓄電量の基準として下限値に加えて上限値を有している。蓄電量検出部７２は、所定の上限値を超える蓄電部７１の蓄電量を検出すると、蓄電部７１にオープン等の異常が発生したとして、引き外し信号を出力する。
【００３７】
このように、蓄電部７１にオープン等の故障が発生した場合にも電路１１が引き外されるので、電子式遮断機１の信頼性が向上する。
【００３８】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る電子式遮断器について図４を参照して説明する。本実施形態の電子式遮断機１は、蓄電部７１及び蓄電量検出部７２の動作が第２の実施形態の電子式遮断機と異なる。蓄電部７１は、処理部６から定期信号を取得している間は所定の一定量を蓄電するが、処理部６からの定期信号が途絶えると蓄電量を増加させ、蓄電量検出部７２は、蓄電部７１の蓄電量を検出する。
【００３９】
このように構成された電子式遮断器１の動作について説明する。処理部６は、定期的に定期信号を蓄電部７１へ出力する。蓄電部７１は定期信号を取得している間は一定量を蓄電するが、処理部６からの定期信号が途絶えると蓄電量を増加させる。そして、蓄電量検出部７２は、蓄電部７１の蓄電量が所定の上限値より多くなると、処理部６に暴走や故障の異常が発生したとして引き外し回路部２に引き外し信号を出力する。
【００４０】
本実施形態では、蓄電部７１の蓄電量の上限値によって定期信号の有無を検知する構成となっている。上記した第２の実施形態のように定期信号がないときに蓄電部７１の蓄電量を減少させ、蓄電量の下限値によって定期信号の有無を検知すると、電子式遮断機１の起動直後は蓄電部７１に蓄電されていないために、定期信号の有無を検知することができない。しかし、本実施形態のように蓄電部７１の蓄電量の上限値によって定期信号の有無を検知するようにすれば、起動直後に蓄電されていなくても構わないので、電子式遮断機１の起動直後から定期信号の有無を検知することができ、電子式遮断機１の信頼性が向上する。
【００４１】
次に、第３の実施形態に係る電子式遮断機の変形例について説明する。本変形例の電子式遮断器１の蓄電量検出部７２は、引き外し信号を出力する蓄電量の基準として上限値に加えて下限値を有している。蓄電量検出部７２は、蓄電部７１の蓄電量が所定の下限値より多くなると、蓄電部７１にショート等の異常が発生したとして、引き外し信号を出力する。
【００４２】
このように蓄電部７１にショート等の故障が発生した場合にも電路１１が引き外されるので、電子式遮断機１の信頼性が向上する。
【００４３】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態に係る電子式遮断器について図５を参照して説明する。本実施形態の電子式遮断機１は、第３の実施形態の電子式遮断機の構成に加えて可変部７３と蓄電容量監視部７４を備えている。可変部７３は、蓄電部７１が定期信号を取得しないときの蓄電量の増加速度を変更する。蓄電容量監視部７４は、蓄電部７１の蓄電容量を検出する。
【００４４】
このように構成された電子式遮断器１の動作について説明する。蓄電部７１である例えばコンデンサは、劣化により蓄電容量が減少する。このように、蓄電部７１の容量が変化すると、蓄電容量に合わせて蓄電部７１が定期信号を取得しないときの蓄電量の増加速度を変更する必要がある。蓄電容量監視部７４は、蓄電部７１の蓄電容量を検出して、その蓄電容量を可変部７３へ出力する。可変部７３は、蓄電部７１の蓄電容量に合わせて蓄電量の増加速度を変更し、蓄電容量が減少した場合には、蓄電部７１が定期信号を取得しないときの蓄電量の増加速度を、例えば回路中の抵抗値を変更することにより遅らせる。
【００４５】
これにより、蓄電部７１の蓄電容量が経年劣化等により変化しても、蓄電量の変動速度を変更するので、引き外し信号を出力するときの定期信号が途絶えた時間長さの基準を一定にすることができ、従って、蓄電部７１の寿命が長くなり、更新の手間が少なくなる。
【００４６】
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態に係る電子式遮断器について図６を参照して説明する。本実施形態の電子式遮断機１は、第４の実施形態の電子式遮断機の構成に加え、蓄電容量監視部７４に繋げて通知部８を備えている。通知部8は、例えば、ＬＥＤや液晶である。蓄電容量監視部７４は、蓄電部７１の蓄電容量を検出し、検出した蓄電容量を通知部８に表示する。この表示により、蓄電部７１の蓄電容量の変化から蓄電部７１の劣化等を判断することができるので、蓄電部７１の更新等を行なうことができ、電子式遮断機の信頼性が向上する。
【００４７】
（第６の実施形態）
本発明の第６の実施形態に係る電子式遮断器について図７を参照して説明する。本実施形態の電子式遮断機１は、第１の実施形態の電子式遮断機の構成に加え、短絡検出部９を備えている。短絡検出部９は、電流検出部３から電流情報を取得し、短絡異常を検出すると引き外し回路部２へ引き外し信号を出力する。短絡検出部９は、例えば機構部品より構成してもよい。
【００４８】
これにより、処理部６に暴走や故障の異常が発生し、タイマー部７が引き外し信号を出力するまでの、例えば２０ｍｓの間に短絡が発生しても、短絡検出部９の例えば１０ｍｓ以下の応答時間によって、引き外し信号が出力されるので、電子式遮断機の信頼性が向上する。
【００４９】
なお、本発明は、上記各種実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能であり、例えば、電子式遮断器１は３相配電式に限られず、単相３線式であってもよく、その場合においても３相配電式と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電子式遮断器の構成図。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る電子式遮断器の構成図。
【図３】同電子式遮断器の変形例の構成図。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る電子式遮断器の構成図。
【図５】本発明の第４の実施形態に係る電子式遮断器の構成図。
【図６】本発明の第５の実施形態に係る電子式遮断器の構成図。
【図７】本発明の第６の実施形態に係る電子式遮断器の構成図。
【図８】従来の電子式遮断器の構成図。
【図９】電子式遮断器に求められる電流検出性能を示す図。
【符号の説明】
【００５１】
１  電子式遮断機
２  引き外し回路部
３  電流検出部
４  電圧検出部
６  処理部
７  タイマー部
７１  蓄電部
７２  蓄電量検出部
７３  可変部
７４  蓄電容量監視部
８  通知部
９  短絡検出部
【図１】
0005030733.tif 000002
【図２】
0005030733.tif 000003
【図３】
0005030733.tif 000004
【図４】
0005030733.tif 000005
【図５】
0005030733.tif 000006
【図６】
0005030733.tif 000007
【図７】
0005030733.tif 000008
【図８】
0005030733.tif 000009
【図９】
0005030733.tif 000010