JP2009059607A - 三相漏電遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】 遮断動作時間を短くできると共に、逆接続された場合でも焼損することのない三相漏電遮断器を提供する。
【解決手段】 漏電検出回路５に電源を供給するために電路１の三相全てに接続された全波整流回路７ａと、電路１の異なる相から直接トリップコイル４へ駆動電流を供給する並列接続された一対のサイリスタ８ａ，８ｂとを有し、漏電判定回路６は漏電が発生したら一対のサイリスタ８ａ，８ｂを同時にオンさせてトリップコイル４を駆動させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は三相漏電遮断器に関し、特に逆接続可能な三相漏電遮断器に関する。

省エネルギーを図るために、太陽光発電等の自家発電設備を導入する家庭が増えてきている。このような自家発電設備がある場合、漏電遮断器が遮断動作した後も負荷側に電圧が残る場合があり、遮断後に負荷側に電圧が発生しても故障することのない所謂逆接続可能な漏電遮断器が必要となっている。
この種の漏電遮断器としては、例えば特許文献１に開示された構成のものがある。これは、図３の回路図に示すよう構成され、三相ブリッジ整流回路のＵ相アーム及びＷ相アームの夫々の１辺のダイオードを無くして整流電圧がゼロ電圧になる状態を発生させ、電磁装置を駆動するサイリスタＳＣＲがオフする機会をつくりだしている。

特開２００５−３０２４１８号公報

近年漏電遮断機能の向上の要求があり、三相中１相が欠相しても漏電遮断動作でき、且つ大きな漏電が発生した際の遮断動作時間を例えば０．０４秒以内と瞬時に遮断動作することが望まれている。しかしながら、上記従来の漏電遮断器は、波形が欠けた整流電圧を、引き外し装置だけでなく漏電検出回路にも供給しているので、予め漏電経路が形成されている電路の漏電遮断器を投入する場合、タイミングによっては（例えば、ゼロクロス位置で投入する等）、漏電検出部の電源電圧が立ち上がるのが遅くなるため、動作時間が０．０４秒を超えてしまう場合があった。
また、逆接続した場合、上記図３のサイリスタ（ＳＣＲ）はゼロクロス時間が１／６サイクル、つまり６０Ｈｚで０．００３秒弱と短く、サージによるサイリスタの誤動作防止にスナバ回路を追加した場合、スナバ回路のコンデンサの放電によりゼロクロス時間が短くなってしまい、サイリスタがオフせず、トリップコイルが焼損する虞があった。更に、温度上昇によりサイリスタの保持電流が低下すると、サイリスタはオフしなくなる場合があり、この場合もトリップコイルが焼損する虞があった。

そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、遮断動作時間を短くできると共に、逆接続された場合でもトリップコイルが焼損することのない三相漏電遮断器を提供することを目的とする。

上記課題を解決する為に、請求項１の発明は、電路を開閉する開閉部と、電路の零相電流を検出する零相変流器と、零相変流器の検出電流から漏電発生を判断する漏電判定回路と、前記開閉部を引き外し操作するトリップコイルとを備えた三相漏電遮断器であって、前記漏電判定回路に電源を供給するために前記電路の三相に接続された三相全波整流回路を備えると共に、前記電路の異なる相から夫々前記トリップコイルへ駆動電流を供給する一対のサイリスタを有し、前記漏電判定回路は、漏電が発生したら前記一対のサイリスタを同時にオンさせてトリップコイルを駆動させることを特徴とする。

本発明によれば、どの１相が欠相してもしていなくても漏電判定回路に常時電源を供給でき、予め漏電経路が形成された状態の電路で漏電遮断器を投入した場合であっても遅延無く遮断動作する。そして、逆接続された場合や、遮断後に電路の負荷側に電圧が残っている場合でも、サイリスタは漏電判定回路出力の停止を受けて確実にオフ動作するのでトリップコイルが焼損する虞がない。

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る三相漏電遮断器の一例を示す回路図であり、１は遮断対象の三相（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３相）から成る電路、２は電路１を開閉する開閉部、３は電路１の零相電流を検出する零相変流器、４は開閉部２を開動作（遮断操作）するトリップコイル、５は漏電の発生を検出してトリップコイル４を駆動させる漏電検出回路である。

漏電検出回路５は、電路１の零相電流から漏電発生を判定するＩＣ化された漏電判定回路６、この漏電判定回路６に電源を供給する電源回路７、トリップコイル４を駆動する第１のサイリスタ８ａ，及び第２のサイリスタ８ｂからなる一対のサイリスタが備えられている。電源回路７は三相の電路１の全てから電源を採り、コンデンサＣ５〜Ｃ７で電圧降下させて、６個のダイオードＤ１〜Ｄ６で構成された全波整流回路７ａにより整流した電圧を漏電判定回路６に供給している。
また、トリップコイル４は漏電検出回路５のコモンライン上に設けられ、一対のサイリスタ８ａ，８ｂは、夫々異なる相の電路１にアノードが接続され、双方のカソードはトリップコイル４の一端に並列に接続されている。

このように構成された漏電検出回路５は以下のように動作する。漏電が発生すると、零相変流器３が零相電流の変化としてそれを検出し、漏電判定回路６が漏電のレベルを判定する。検出した零相電流が所定の閾値を超えた場合、漏電判定回路６は第１のサイリスタ８ａ及び第２のサイリスタ８ｂの双方にオン信号を出力する。第１のサイリスタ８ａ、第２のサイリスタ８ｂがオンすると、トリップコイル４が励磁されてトリップ動作し、開閉部２が開動作する。

電路１が通電状態にある時、第１のサイリスタ８ａには図２（ａ）に示すような電圧波形が印加され、第２のサイリスタ８ｂには図２（ｂ）に示すような電圧波形が印加されている。図示するように、第１のサイリスタ８ａには１／３サイクルのゼロクロス時間が発生し、第２のサイリスタ８ｂには１／２サイクルのゼロクロス時間が発生している。
この印加電圧は、三相漏電遮断器が正接続された通常の動作では、開閉部２が開動作（遮断動作）することで無くなるが、逆接続された場合、或いは発電設備を備えて負荷側電路に電圧が加わり続けた場合は、遮断動作後も引き続き発生する。

この逆接続された場合、或いは負荷側電路に電圧が加わり続けた場合を見てみると、第１のサイリスタ８ａ、及び第２のサイリスタ８ｂには、正常接続時と同様に図２に示す電圧波形が印加される。そのため、第１のサイリスタ８ａ、及び第２のサイリスタ８ｂがオフしなければトリップコイル４に電流が流れ続けることになる。
ところが、図２の波形図にあるように、電圧が印加されないゼロクロス時間が何れのサイリスタ８ａ，８ｂも少なくとも１／３サイクル以上存在する。この長いゼロクロス時間により、漏電判定回路６からサイリスタ８ａ，８ｂのゲートへの出力が止まれば、双方のサイリスタ８ａ，８ｂは確実に停止する。よって、トリップコイル４に電流が流れ続けるようなことが無い。

また、電路１の三相のうち１相が欠相した場合を見てみると、Ｌ２相又はＬ３相が欠相した場合は、第１のサイリスタ８ａでトリップコイル４を励磁できる。そして、Ｌ１相が欠相した場合は、第２のサイリスタ８ｂでトリップコイル４を励磁して開閉部２を開動作させることができる。

このように、どの１相が欠相してもしていなくても漏電判定回路に常時電源を供給でき、予め漏電経路が形成された状態の電路で漏電遮断器を投入した場合であっても遅延無く遮断動作する。そして、逆接続された場合や、遮断後に電路の負荷側に電圧が残っている場合でも、サイリスタは漏電判定回路出力の停止を受けて確実にオフ動作する。従って、トリップコイルが焼損する虞がないし、サイリスタの誤動作を防止するためにスナバ回路を設けても、サイリスタのオフ動作に支障を来すようなことがない。

本発明に係る三相漏電遮断器の実施形態の一例を示す回路図である。 サイリスタ印加電圧波形であり、（ａ）は第１のサイリスタに印加される電圧波形、（ｂ）は第２のサイリスタに印加される電圧波形を示している。 従来の三相漏電遮断器の回路図である。

符号の説明

１・・電路、２・・開閉部、３・・零相変流器、４・・トリップコイル、５・・漏電検出回路、６・・漏電判定回路、８ａ・・第１のサイリスタ、８ｂ・・第２のサイリスタ。

Claims (1)

1. 電路を開閉する開閉部と、電路の零相電流を検出する零相変流器と、零相変流器の検出電流から漏電発生を判断する漏電判定回路と、前記開閉部を引き外し操作するトリップコイルとを備えた三相漏電遮断器であって、
   前記漏電判定回路に電源を供給するために前記電路の三相に接続された三相全波整流回路を備えると共に、前記電路の異なる相から夫々前記トリップコイルへ駆動電流を供給する一対のサイリスタを有し、
   前記漏電判定回路は、漏電が発生したら前記一対のサイリスタを同時にオンさせてトリップコイルを駆動させることを特徴とする三相漏電遮断器。

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