(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
事故検出用と主検出用及び試験用の出力スイッチとして半導体スイッチを使用し、各出力スイッチをフォトボルカプラ又はフォトカプラを有してオン・オフドライブするドライブ回路を設け、各出力スイッチの直列接続でトリップ電流を供給し、各出力スイッチのオン・オフ状態を常時監視する監視回路を設けた保護継電装置の静止形トリップ回路において、
前記試験用出力スイッチのドライブ回路は、前記フォトボルカプラ又はフォトカプラの出力電圧を常時監視し、この電圧が該出力スイッチのドライブ電圧として不足するときに該出力スイッチをオフ状態に強制する電圧監視回路を設けたことを特徴とする保護継電装置の静止形トリップ回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、保護継電装置の静止形トリップ回路に係り、特に出力スイッチをドライブするドライブ回路の監視に関する。
【０００２】
【従来の技術】
保護継電装置において、しゃ断器のトリップ回路の出力スイッチとして、半導体スイッチを利用した静止形トリップ回路がある。このトリップ回路の出力スイッチには、例えば、スイッチング速度が高く、オン抵抗の小さいＭＯＳ型ＦＥＴが使用されている。このＭＯＳ型ＦＥＴにはトリップコイル駆動電流として数アンペアの大きな電流が流れ、この大電流回路を５ボルト系のディジタル回路により直接接続してドライブする構成ではノイズ等の問題があるため、両回路間をフォトカプラやフォトボルカプラ等の絶縁素子構成のドライブ回路で分離している。
【０００３】
図２は、ドライブ回路として、フォトボルカプラにより分離した静止形トリップ回路を示す。ＭＯＳ型ＦＥＴ１〜ＦＥＴ３は、直列接続されてトリップコイルＴＣへの通電回路を形成する。ＦＥＴ１は事故検出（ＦＳ）用の出力スイッチ、ＦＥＴ２は主検出（Ｍ）用の出力スイッチ、ＦＥＴ３は試験（１１Ｔ）用の出力スイッチであり、それぞれはフォトボルカプラＩＣ１〜ＩＣ３を介してオン・オフ駆動される。
【０００４】
通常時は、ＦＥＴ１及びＦＥＴ２はオフ状態にされ、ＦＥＴ３はオン状態にされ、事故発生でＦＥＴ１及びＦＥＴ２の両方がオン駆動されたときにトリップコイルＴＣにトリップ電流を流す。動作試験時には、ＦＥＴ３をオフ駆動し、事故検出系又は主検出系に点検信号を入力してその動作確認を行う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ディジタル信号系と出力系とをフォトボルカプラやフォトカプラで絶縁する従来のトリップ回路において、フォトボルカプラやフォトカプラが劣化し、その出力が低下する場合がある。フォトカプラでは電流伝達率が低下し、出力電流が低下する。また、フォトボルカプラでは出力電流及び出力電圧の低下が起きる。
【０００６】
このような絶縁素子の劣化の検出は、常時監視用の監視回路を利用することができる。図３は、トリップ回路の監視回路を示す。各ＦＥＴ１〜ＦＥＴ３の両端には監視回路ＰＣ１〜ＰＣ３の入力段になるフォトカプラを設け、ＦＥＴ１〜ＦＥＴ３のオン・オフ状態でフォトカプラを駆動し、その出力段の発光素子ＬＥＤの点灯・消灯として表示する。抵抗Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃは電流制限抵抗である。
【０００７】
このような監視回路を利用したＦＥＴ１〜ＦＥＴ３のフォトボルカプラ（フォトカプラ）ＩＣ１〜ＩＣ３の劣化検出方式では、フォトボルカプラが完全に劣化した場合にはそれを検出できるが、劣化が徐々に進行している状態では検出できない場合がある。この例を以下に説明する。
【０００８】
図３において、監視電流Ｉａは、通常時ではＦＥＴ３がオン状態、ＦＥＴ１、２がオフ状態であるため、抵抗Ｒａ，Ｒｂを通してＦＥＴ３に流れ、この電流は数ｍＡのオーダーである。このとき、フォトボルカプラＩＣ３の劣化でＦＥＴ３のドライブ電圧Ｖｇが低下している場合、ＦＥＴ３が不完全なオン（数ｋΩのインピーダンスを呈する）状態となる。このとき、監視電流Ｉａは抵抗Ｒｃへも流れるが、この抵抗Ｒｃへの電流増加が抑制されるため、フォトカプラＰＣ３を完全にオンさせることができず、監視表示出力は正常となる誤った監視になる。
【０００９】
このドライブ電圧の不足は、点検時にはドライブ回路の操作に対する監視回路の出力表示から判定できるが、通常監視時にはドライブ電圧不足を検出できない。
【００１０】
このように、フォトボルカプラの劣化でＦＥＴ３が不完全なオン状態を起こしているにも拘わらず、これを常時監視で検出できないままほうちされると、実際の事故発生時にトリップコイル電流が不足し、しゃ断器のトリップ失敗になってしまう。
【００１１】
本発明の目的は、静止形トリップ回路の試験用出力スイッチのドライブ回路に出力不足があるか否かを常時監視で確実に検出できる静止形トリップ回路を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、試験用出力スイッチのドライブ回路の出力電圧不足を常時監視し、この監視で電圧不足を検出したときに出力スイッチを強制的にオフ状態にし、この強制オフでトリップ回路の監視回路に異常判定出力を得るようにしたもので、以下の構成を特徴とする。
【００１３】
事故検出用と主検出用及び試験用の出力スイッチとして半導体スイッチを使用し、各出力スイッチをフォトボルカプラ又はフォトカプラを有してオン・オフドライブするドライブ回路を設け、各出力スイッチの直列接続でトリップ電流を供給し、各出力スイッチのオン・オフ状態を常時監視する監視回路を設けた保護継電装置の静止形トリップ回路において、
前記試験用出力スイッチのドライブ回路は、前記フォトボルカプラ又はフォトカプラの出力電圧を常時監視し、この電圧が該出力スイッチのドライブ電圧として不足するときに該出力スイッチをオフ状態に強制する電圧監視回路を設けたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態を示す試験用出力スイッチのドライブ回路図である。同図のドライブ回路ＩＣ３が図２のそれと異なる部分は、電圧監視回路を設けた点にある。
【００１５】
この電圧監視回路は、フォトボルカプラの入力段電圧Ｖ0を検出するツェナーダイオードＺＤと抵抗Ｒ1の直列回路と、この抵抗Ｒ1の両端に表れる検出電圧の大小を判定し、この判定で電圧Ｖ0がＦＥＴ３のゲートオン電圧以下になったときにＦＥＴ３のゲートソース間電圧ＶGSを０ボルトに強制する比較回路ＣＯＭとを備える。
【００１６】
例えば、ＦＥＴ３のゲートオン電圧が最大値で３.０Ｖであるとすると、電圧検出には入力段電圧Ｖ0を検出し、比較回路ＣＯＭではこれをレベル比較で検出し、ＦＥＴ３のゲートソース間電圧ＶGSが３.０Ｖ以下になると判定したときにＦＥＴ３をオフ状態に強制する。
【００１７】
この強制オフ制御では、ＦＥＴ３がオフ状態になり、監視回路ＰＣ３の出力に発光素子ＬＥＤの点灯として表示される。
【００１８】
したがって、ドライブ回路ＩＣ３のドライブ電圧が不足する場合は、監視回路ＰＣ３にその表示がなされ、さらには監視回路ＰＣ３から保護継電装置の中央監視室に伝送することができる。
【００１９】
なお、実施形態においては、フォトボルカプラ構成のドライブ回路に適用する場合を示すが、フォトカプラ構成のものに適用して同等の作用効果を得ることができる。また、電圧監視回路は、適宜設計変更できるし、出力スイッチをＭＯＳ型ＦＥＴとするに限らない。さらに、出力スイッチの監視回路ＰＣ１〜ＰＣ３の構成も適宜設計変更できる。
【００２０】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明によれば、試験用出力スイッチのドライブ回路の出力電圧不足を常時監視し、この監視で電圧不足を検出したときに出力スイッチを強制的にオフ状態にし、この強制オフでトリップ回路の監視回路に異常判定出力を得るようにしたため、ドライブ回路に出力不足があるか否かを常時監視で確実に検出できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す試験用出力スイッチのドライブ回路。
【図２】保護継電装置の静止形トリップ回路。
【図３】トリップ回路の監視回路。
【符号の説明】
ＦＥＴ１〜ＦＥＴ３…出力スイッチ
ＩＣ１〜ＩＣ３…ドライブ回路
ＰＣ１〜ＰＣ３…監視回路
ＺＤ…ツェナーダイオード
Ｒ1…抵抗
ＣＯＭ…比較回路
【図１】
0003826595.tif 000002
【図２】
0003826595.tif 000003
【図３】
0003826595.tif 000004