JP3554675B2 - 漏電警報機能付回路遮断器及び漏電遮断器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主回路に過電流が流れた場合に主回路を遮断して電路を保護する回路遮断器に関し、特に、当該主回路に流れる電流における不平衡により漏電を検出して漏電の発生を警告する漏電警報機能を備えた警報機能付回路遮断器、さらには、前記検出した漏電により主回路を遮断する機能を備えた漏電遮断器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
主回路に流れる過電流を検出して開閉接点を開極して電路を保護する回路遮断器は既に広く知られており、さらに、上記の基本的な機能に加え、前記主回路を流れる電流の不平衡により漏洩電流の発生を検出して警告する漏洩電流警報機能付回路遮断器が、さらには、かかる漏洩電流の発生を検出して開閉接点を開極して電路を保護する漏電遮断器も既に知られている。
【０００３】
なお、かかる漏洩電流の発生を検出には、主回路を流れる電流の不平衡を検出することが行われており、例えば、特開平０５−１７４６９７号公報にも示されるように、主回路に零相変流器を設け、この相変流器に発生する電流の不平衡により漏洩電流を電気的に検出する。そして、漏洩電流の検出は、一般に、零相変流器に発生した電圧を整流し、これを、例えばＩＣ等に組み込まれた比較器等の、漏電検出回路素子によって所定の電圧値と比較することにより行われており、もって、回路全体の消費電力を低減し、かつ、遮断器が使用可能な電圧範囲を拡大する技術が知られている。
【０００４】
なお、この比較器等を組み込んだＩＣの駆動には、上記特開平０５−１７４６９７号公報にも示されるように、前記主回路に直接電気的に接続した整流器から得られた直流電力を、定電流ダイオードと定電圧ダイオードの並列接続回路を複数接続して分圧し、すなわち、前記定電流ダイオードと定電圧ダイオードの並列接続回路によって前記ＩＣの駆動に必要とされる以外の過電圧を負担することにより、所定の駆動電圧（例えば、２４Ｖ）を得ることが行われていた。
【０００５】
なお、主回路から変圧器を用いて所定の駆動電圧を発生・供給することも可能ではあるが、しかしながら、その場合、変圧器を遮断器内に実装しなければならず、これでは、遮断器が大型化してしまうという問題点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術の漏洩電流の警報機能付回路遮断器では、例えば１００Ｖ〜４６０Ｖの間で変化する各種の電源（例えば１００Ｖ電源、２００Ｖ…電源等）に対応することが難しく、また、その回路規模を小型化することが出来ないという問題点が指摘される。すなわち、上記従来技術における漏電検出回路素子への電力供給回路では、入力電圧、すなわち、主回路の電圧（通常、±２０％の変動幅を許容することが要求されることから、８０Ｖ〜５５２Ｖ）が大きくなるに従い、その入力抵抗値を大きくするか、定電流ダイオードと定電圧ダイオードの並列接続回路の段数を増加させる必要がある。しかしながら、前者の場合、前記入力抵抗値の増大に伴う発熱量の増加により抵抗器自体を大型化しなければならず、また、後者の場合には部品点数の増加につながることになる。
【０００７】
また、上記従来技術の漏洩電流の警報機能付回路遮断器では、上記定電流ダイオードと定電圧ダイオードの並列接続回路によって取り出せる電流は、その回路構成から、定電流ダイオードの容量により制限されており、一般的に数ｍＡ程度の負荷電流、すなわち、その負荷となるＩＣを駆動するために必要な程度の電流しか得られないという問題があった。すなわち、この数ｍＡ程度の負荷電流によって回路遮断器の開閉接点を開極させる引外し装置を起動するに必要な負荷電流（数十ｍＡ〜数Ａ程度）を得ることは不可能であることから、例え主回路の漏洩電流を検出しても、これを警告灯の点滅により警告することは可能であるが、さらに、上記の引外し装置を起動することにより回路遮断器の開閉接点を開極させることは不可能であった。そのため、各種の電源に対応することが可能であり、漏警告灯の点滅による警告以外の、比較的大きな消費電力を伴う警告動作・機能を備えた漏電警報機能付回路遮断器を提供し、さらには、漏洩電流の発生を検出して開閉接点を開極して電路を保護する機能をも備えた漏電遮断器を得ることは不可能であった。
【０００８】
そこで、本発明では、上記従来技術における問題点に鑑み、各種の電源に対応することが可能であり、また、その回路規模を小型化することが出来、かつ、各種の警報機能に対応することが可能な漏電警報機能付回路遮断器を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明では、さらに、漏洩電流の発生を検出して開閉接点を開極して電路を保護する機能をも備えた漏電遮断器を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記本発明の目的は、主回路を流れる過電流により該主回路を遮断し、前記主回路を流れる電流における不平衡により漏電を検出する漏電検出手段と、該検出した漏電を警報する手段とを備えた漏電警報機能付回路遮断器において、前記漏電検出手段は、前記漏電を検出する漏電ＩＣと、前記主回路に漏電が発生した場合に警報を出力するＬＥＤ及びリレースイッチと、前記漏電検出ＩＣと該ＬＥＤ及び該リレースイッチの駆動用電源を生成する定電圧ダイオードとトランジスタとで構成した定電圧回路と、前記主回路からの入力電圧を整流した電圧が前記定電圧回路での負担電圧以上の場合、該過電圧を負担するＦＥＴ及び抵抗器とで構成した過電圧負担回路とを具備した漏電警報機能付回路遮断器により達成される。
【００１４】
加えて、上記本発明の他の目的は、主回路を流れる過電流又は漏電の際に該主回路における開閉接点を開極させる引外し装置と、該引外し装置を電気的に起動する手段とを有し、前記主回路を流れる電流における不平衡により漏電を検出する漏電検出手段とを備えた漏電遮断器であって、前記漏電検出手段は、前記漏電を検出する漏電ＩＣと、前記主回路に漏電が発生した場合に警報を出力するＬＥＤ及びリレースイッチと、前記漏電検出ＩＣと該ＬＥＤ及び該リレースイッチの駆動用電源を生成する定電圧ダイオードとトランジスタとで構成した定電圧回路と、前記主回路からの入力電圧を整流した電圧が前記定電圧回路での負担電圧以上の場合、該過電圧を負担するＦＥＴ及び抵抗器とで構成した過電圧負担回路とを具備した漏電遮断器によって達成される。
【００１５】
また、本発明によれば、前記した漏電遮断器において、さらに、前記引外し装置を起動する手段が、前記耐高電圧特性を有する能動素子回路を介して前記主回路に電気的に接続されている。
【００１６】
さらに、本発明によれば、前記した漏電遮断器において、前記耐高電圧特性を有する能動素子回路は、ＦＥＴで構成した電圧降下形過電圧負担回路で構成されている。
【００１７】
すなわち、本発明によれば、主回路から整流して得られる直流電圧のうち、主回路を流れる電流における不平衡により漏電を検出する回路素子に必要とされる電圧以外の過電圧を、例えばＦＥＴ等の耐高電圧特性の能動素子で負担することによって、広範囲の入力電圧（８０Ｖ〜５５２Ｖ）に対しても、例えばＩＣから構成される前記漏電検出回路素子、又は、例えば電磁コイル等から構成される警報手段あるいは前記主回路の引外し装置を起動する手段を駆動するに十分な電流を確保する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
まず、図１により、本発明の第１の実施の形態になる漏電警報機能付回路遮断器の回路構成を示す。なお、この漏電警報機能付回路遮断器１００は、各種の電源（例えば、１００Ｖ〜４６０Ｖの電源等）の電源回路（主回路１）の途中に設置され、図には示さないが、過電流検出素子（バイメタル、コイル、変流器）により主回路１を流れる過電流を検出して、例えばバネ等の弾性力を利用することにより主回路における開閉接点２を強制的に開極させる引外し装置を起動して回路を遮断することは、従来と同様である。
【００２０】
また、この漏電警報機能付回路遮断器１００は、上記の機能に加え、さらに、上記主回路１を流れる電流における不平衡により漏電を検出することにより主回路における漏電を検出し、この検出した漏電により、漏電の警報を行うためのＬＥＤ１２と、さらには、検出した漏電を例えば遠隔に配置された警報装置に伝達するためのリレースイッチ２０を備えている。なお、本実施の形態においては、このリレースイッチ２０としては、図からも明らかなように、２組の接点を備えており、例えばａ接点（通常はＯＦＦ状態であり、ＯＮ状態に移行する）、ｂ接点（通常はＯＮ状態で、ＯＦＦ状態に移行する）と呼ばれるもの、さらには、これらａ接点とｂ接点とを組み合わせた３つの接点を有するｃ接点と呼ばれるものを使用することも可能である。なお、これらの接点には、例えば、ブザーや警報灯等の警報装置が接続され、もって、漏電が検出されると管理者等に警報を発することとなる。
【００２１】
また、図１には、符号３により、いわゆる、零相変流器３が示されている。この零相変流器３は上記主回路１上に設けられており、その出力は整流回路３０を介して漏電検出素子、本実施例では漏電検出回路素子を集積回路化した素子（以下、漏電ＩＣ１６）に入力される。なお、零相変流器３からの出力はこの整流回路３０の働きにより、主回路１を流れる電流が平衡である場合には信号が出力されないが、その電流が不平衡である場合には、その不平衡に応じた電圧の出力信号を漏電信号ＶＬとして出力する。すなわち、漏電ＩＣ１６は、この出力信号Ｖを、その内部の漏電検出回路（比較器）１６１により所定の閾値（電圧レベルＶＬｔｈ）と比較することにより、漏電を検出することが可能になる。
【００２２】
さらに、漏電ＩＣ１６は、この漏電を検出することにより、やはりその内部に搭載されたトリガ回路１６２を駆動して、上記リレースイッチ２０のＯＮ／ＯＦＦを制御するリレー１１、１１を駆動する。なお、本実施の形態では、上記トリガ回路１６２の出力は、サイリスタ１５のゲート端子に接続されており、図の回路からも明らかなように、これによりサイリスタ１５をＯＮし、もって、リレー１１、１１に所定の電流を流すこととなる。
【００２３】
上記の説明からも明らかなように、漏電警報機能付回路遮断器１００では、上記零相変流器３と整流回路３０との働きによって漏電信号ＶＬが出力されることとなるが、この信号ＶＬにより漏電の有無を判定する漏電ＩＣ１６、さらには、この漏電ＩＣ１６による漏電の検出により漏電を警告するための警告手段、すなわち、本例では、上記サイリスタ１５やリレー１１、１１は電気的な負荷を形成しており、それゆえ、上記漏電ＩＣ１６と共にこの電気負荷に対しても必要な電力を供給することが必要となる。なお、漏電ＩＣ１６に対しては、あまり大きな電流（数ｍＡ程度で十分）の供給は必要とされないが、所定の安定な電圧（例えば、９Ｖ）が必要であり、他方、上記サイリスタ１５やリレー１１、１１に対しては、比較的大きな（数十ｍＡ〜数Ａ程度）電流の供給が必要となる。
【００２４】
次に、上記に述べた漏電ＩＣ１６を含む電気的な負荷に対し、本発明の特徴をなす、所定の安定な電圧でかつ必要な電流の供給を行うための、漏電警報機能付回路遮断器１００に組み込まれた電力供給回路５０について、以下に詳細に説明する。
【００２５】
図１の回路図にも明らかなように、漏電検出回路駆動用電圧は、開閉接点２より負荷側で取られる様構成されており、具体的には、主回路１の負荷側左右の極（本例では３相の内のＵ相とＷ相）から取られた電圧は、耐ノイズ性能向上用に設けられた入力抵抗４、４を介して全波整流用ダイオードブリッジ５に接続されており、この全波整流用ダイオードブリッジ５により、交流電力（入力電圧Ｖｉｎ）を直流に変換する。さらに、この整流された直流電圧は、例えば、２段に接続された耐高電圧特性の能動素子であるエンハンスメント形ＦＥＴ７、７１で構成される過電圧負担回路（負担電圧Ｖ３＝Ｖ１＋Ｖ２）と、低電圧ダイオード８とトランジスタ９で構成される定電圧回路（負担電圧Ｖ４）とによって負担されている。
【００２６】
すなわち、漏電検出及び警報出力を行うために必要な直流電圧は、定電圧ダイオード８、トランジスタ９で構成される定電圧回路により発生される電圧Ｖ４により発生されており、この直流電圧Ｖ４が、漏電発生時に警報を出すリレー１１、１１を駆動するためのリレー駆動用電圧として使用され、さらに、この電圧は抵抗器１３と定電圧ダイオード１４により分圧され、その定電圧ダイオード１４の両端に発生した定電圧が、上記漏電検出を制御する漏電検出ＩＣ１６の駆動用電圧Ｖ５となるように構成されている。
【００２７】
続いて、上記にその構成を詳細に説明した電源回路の詳細及びその動作について説明する。
なお、上記低電圧ダイオード８とトランジスタ９で構成される定電圧回路（負担電圧Ｖ４）にて生成される電圧は、リレー駆動電圧等により支配されるが、通常、２５Ｖ程度〜６０Ｖ程度である。また、上記の抵抗器１３は、リレー（負荷）駆動用電圧Ｖ４と、漏電ＩＣ駆動用電圧Ｖ５の差分を負担するための抵抗器である。
【００２８】
ところで、通常、前記全波整流用ダイオードブリッジ５に入力される交流電力（入力電圧Ｖｉｎ）は、直流に変換された後、漏電検出及び警報出力を行うために必要な電圧（Ｖ４）以上である必要があり、他方、上記の漏電警報機能付回路遮断器１００を各種の電源（１００Ｖ〜４６０Ｖの電源）に共通的に使用可能とする（汎用性を有する）ためには、使用される電源（本例では、１００Ｖ電源）でも上記の必要な電圧（Ｖ４）以上である必要がある。そのため、本回路遮断器１００が使用される回路の電源電圧が高い場合（本例では、４６０Ｖ電源）には、上記全波整流用ダイオードブリッジ５により、上記必要電圧（Ｖ４）以上の電圧が発生されることとなる。そこで、本発明では、必要以外の電圧Ｖ３は、上記２段直列に接続された（トーテムポール接続された）上記ＦＥＴ７、７１にて負担されることとなる。なお、図において、符号１０は平滑用コンデンサ、符号６は電圧２分割用抵抗器を示している。
【００２９】
一方、図１の回路構成からも明らかなように、上記直列ＦＥＴ７、７１のドレイン−ソース間を流れる電流は、前記定電圧ダイオード８及びトランジスタ９により制御されており、これにより、上記必要電圧（Ｖ４）を発生する回路（具体的には、平滑用コンデンサ１０の両端）に接続される負荷（すなわち、本例では、上記サイリスタ１５により励磁電流が供給されるリレー１１、１１及び定電圧ダイオード１４を介して定電圧が供給される漏電検出ＩＣ１６）によって決定される電流と等しくなる。
【００３０】
これは、例えば、警報出力のためのリレー１１、１１に必要な電力が上昇しようとした場合（例えば、リレー１１、１１の駆動に必要な数十ｍＡ〜数Ａ程度の比較的大きな電流）が流れようとすると、前記平滑用コンデンサ１０の両端の電圧（Ｖ４）が上記定電圧ダイオード８のツェナー電圧以上となろうとする。これにより、定電圧ダイオード８が導通し、トランジスタ９のベースにベース電流を供給し、これにより、トランジスタ９がオンすることとなる。このトランジスタ９がオンすると、前記ＦＥＴ７１のゲート−ソース間電圧を減少させるため、その下段のＦＥＴ７１はオフし、それに伴い上段のＦＥＴ７もオフする。すなわち、これによって、ＦＥＴの２段接続による負担過電圧Ｖ３が上昇することとなり、もって、前記平滑用コンデンサ１０の両端の電圧（Ｖ４）は低下する（なお、この期間は、上記平滑用コンデンサ１０から電流が供給される）。
【００３１】
しかしながら、このＶ４の低下に伴い、定電圧ダイオード８はオフし、上記トランジスタ９のベース電流がなくなるため、このトランジスタ９もオフする。それに伴い、上記ＦＥＴ７１のゲート−ソース間電圧が上昇し、ＦＥＴ７１がオンし、ＦＥＴ７１もオンする。そして、これら２段のＦＥＴがオンすると、接続された負荷に応じた電流が流れ、上記電圧（Ｖ４）が上昇することとなり、もって、必要な負荷電力が供給されることとなる。
【００３２】
このように、上記の回路構成によれば、上記ＦＥＴ７、７１、定電圧ダイオード８、トランジスタ９の組合せにより、本回路遮断器が使用される回路の電源電圧にかかわらず、接続された負荷に応じた電流が供給され、もって、漏電警報機能付回路遮断器１００の動作である、漏電検出（上記漏電検出ＩＣ１６による）、及び、警報出力（リレー１１、１１の駆動）に必要な電流・電圧を供給することが可能であると共に、かつ、必要以外の過電圧は上記ＦＥＴ７、７１により負担することが可能となる。
【００３３】
また、特に、上記の回路構成において、上記２個の直列接続されたＦＥＴ７、７１は、抵抗器６の定数を同値とすることにより、漏電検出及び警報出力に必要な電圧以外を２分割して負担することが可能となる。例えば、入力される交流電圧Ｖｉｎが４００Ｖであり、かつ、必要とされる電圧Ｖ４（平滑用コンデンサ１０の両端の電圧）が２４Ｖである場合、必要とされない過電圧Ｖ３はＶｉｎ−Ｖ４＝３７６Ｖとなる。本構成によれば、前記過電圧Ｖ３（３７６Ｖ）は、２個のＦＥＴ７、７１によりほぼ２分割されて負担される。このように、過電圧負担用のＦＥＴを小型化するために２段とした場合においても、入力電圧の大きさに拘わらず、常に負担電圧割合を約５０％とすることが可能となる。
【００３４】
このように、上記の回路構成によれば、その回路電流は、過電圧を負担するために設けられる過電圧負担素子として、従来のような電流制限素子（すなわち、定電流ダイオードと定電圧ダイオードの並列接続回路）や抵抗等を使用せず、むしろ、能動素子であるＦＥＴを使用していることから、接続される負荷により決定することが可能となる。すなわち、前記リレー１１と、漏電発生時に点灯して漏電発生を表示するＬＥＤ１２と、前記漏電ＩＣ１６を流れる電流の和となる。
【００３５】
なお、前記入力抵抗器４は、上述のように耐ノイズ性能向上用の目的で設置しているため、その抵抗定数は５００Ω〜１ｋΩ程度であり、前記入力抵抗４で負担する電圧は入力電圧Ｖｉｎと比較すると微少であり（例えば、回路電流１０ｍＡとすると、前記入力抵抗４の負担電圧は５Ｖ〜１０Ｖであり、入力電圧Ｖｉｎを４００Ｖと仮定すると約１．３％〜２．５％程度である）、そのため、回路電流決定への影響度は小さい。よって、上記の回路構成のように、過電圧の負担素子としてＦＥＴを使用することにより、回路電流は入力電圧の大きさに依存せず、負荷供給電流にのみ依存するため、製品である漏電警報機能付回路遮断器の使用可能な電圧を広範囲（例えば入力電圧８０Ｖ〜４８４Ｖ）とした場合でも、従来技術と比べ、より小形でかつ低消費電力な構成とすることが可能となる。すなわち、ノイズ成分除去用の入力抵抗４を小定数化することで抵抗器自体を小型化でき、回路消費電力低減、回路規模小型化を達成することが可能となる。
【００３６】
また、上記の過電圧負担素子のＦＥＴは、一般的に、ドレイン電流容量が数Ａ程度のものも入手が容易であることから、ＦＥＴを使用することにより、供給負荷電流の増加への対応も容易となり、好ましい。また、過電圧負担をＦＥＴで行うことにより、負荷電流の増加対応も容易となる。なお、一般的には、トランジスタを用いた定電圧回路構成が知られているが、主回路電圧が４００Ｖ級の場合には、安全面から考えて耐圧１５００Ｖ程度のトランジスタが必要となるが、現状では入手が困難であること、また複数個の直列接続で構成しようとした場合、ベース電流供給回路の構成が大型化することから、素子自体の制御電流を必要としないＦＥＴでの定電圧回路構成が有利となる。
【００３７】
図２に、本発明の第２の実施の形態になる漏電遮断器の回路図を示す。なお、この漏電遮断器では、主回路１を流れる過電流の検出による引外し装置の起動、主回路１を流れる電流の不平衡による漏電の検出については上記の第１の実施の形態になる漏電警報機能付回路遮断器と同様である。
【００３８】
しかしながら、上記の第１の実施の形態における警報を出力するリレーとは異なり、この第２の実施の形態になる漏電遮断器では、漏電の検出により主回路における開閉接点２を強制的に開極させるための装置、すなわち、逆励磁形の引外し装置２０’を負荷として設けている。通常、漏電遮断器に使用される逆励磁形の引外し装置２０’では、大きな供給電流が必要であるが、しかしながら、従来の定電流ダイオードと定電圧ダイオードの並列接続回路では必要な大きな供給電流が得られないため、例えばコンデンサの充電電荷などを使用していたが、これによっても必ずしも充分な電流は得られず、漏電時に引外し装置を起動することを可能にする小形の漏電遮断器を提供することは難しかった。
【００３９】
これに対し、本発明になる漏電遮断器では、上記の回路構成のように電流制御素子をＦＥＴとすることで、積極的に必要な電流を供給することを可能にして、従来のようなコンデンサ充電電荷に頼ることなく、逆励磁形の引外し装置２０’を確実に駆動することが可能となる。すなわち、引外し装置２０’の駆動電流をコンデンサ充電電荷に頼らないことで、遮断器の電源投入時に漏電が発生していた場合においても、コンデンサ充電による動作時間遅れも確実に解消されることとなる。
【００４０】
添付の図３には、上記図１に示した漏電警報機能付回路遮断器の変形例が、また、添付の図４には、上記図２に示した漏電遮断器の変形例が示されている。なお、これらの変形例では、図からも明らかなように、上記図１や図２に示した回路構成では２段のＦＥＴで構成した過電圧負担素子を、１段のＦＥＴをで構成している。なお、この変形例における動作原理自体は、上記の図１や図２に示した漏電警報機能付回路遮断器及び漏電遮断器と同一である。これらの変形例では、過電圧負担部に使用するＦＥＴは、その耐圧、熱容量の点から大型化するが、他方、回路構成自体を簡素化できるという効果がある。
【００４１】
さらに、添付の図５及び図６には、やはり、上記図１の漏電警報機能付回路遮断器及び上記図２の漏電遮断器の他の変形例が示されている。なお、これら他の変形例では、図からも明らかなように、２段のＦＥＴを直列接続する場合の上記図１や図２に示すとは異なる接続方法の一例を示したものであるが、その動作原理は上記と同様である。
【００４２】
加えて、添付の図７及び図８には、本発明の漏電警報機能付回路遮断器及び漏電遮断器の更に他の変形例が示されている。これらの変形例では、図の回路構成からも明らかなように、過電圧負担部のＦＥＴのゲート制御を定電圧ダイオード１７だけで行う回路構成を示している。かかる回路構成によれば、負荷への供給電圧の精度が上記図１及び図２に示す実施の形態と比較して悪化するが、他方、回路構成的には簡素化できるという利点がある。
【００４３】
なお、特に、２個あるいはそれ以上の数のＦＥＴを直列に接続して過電圧を負担することによれば、入力電圧の大きさに拘わらず、負担電圧割合を各素子に均等に分担させることができる。そのため、素子自体の寿命が著しく縮まることがなく、検出回路全体でみた場合において、高寿命化を図ることができるという効果が期待される。
【００４４】
また、上記のように、過電圧負担部を、従来の定電流ダイオードと定電圧ダイオード（電流制限素子）の並列接続回路に代えて、高耐圧性の能動素子であるＦＥＴにより構成して過電圧を負担することによって、検出回路全体の消費電流は、入力電圧の大きさに拘わらずほぼ一定となるため、検出回路全体の消費電力低減が可能となり、かつ使用可能電圧範囲を拡大することが可能となる。
【００４５】
さらに、上記過電圧負担素子が能動素子であるＦＥＴにより構成されるため、回路電流の大部分は接続される負荷により決定される。また、高耐圧ＦＥＴのドレイン電流容量は、通常、数アンペア程度あるため、負荷電流増加への対応が容易である。
【００４６】
【発明の効果】
以上の詳細な説明からも明らかなように、本発明になる漏電警報機能付回路遮断器及び漏電遮断器によれば、過電圧負担素子をＦＥＴのような耐高電圧特性の能動素子により構成することにより、変圧器などを必要とせず、各種の電源に対応可能な汎用性の高く、小型化の可能な回路遮断器とすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態になる漏電警報機能付回路遮断器の、特に、過電圧負担回路を含む漏電検出部の回路構成を示す回路図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態になる漏電遮断器の、過電圧負担回路を含む漏電検出部の回路構成を示す回路図である。
【図３】上記図１に示す漏電警報機能付回路遮断器の変形例を示す回路図である。
【図４】上記図２に示す漏電遮断器の変形例を示す回路図である。
【図５】上記図１に示す漏電警報機能付回路遮断器の他の変形例を示す回路図である。
【図６】上記図２に示す漏電遮断器の他の変形例を示す回路図である。
【図７】上記図１に示す漏電警報機能付回路遮断器の更に他の変形例を示す回路図である。
【図８】上記図２に示す漏電遮断器の更に他の変形例を示す回路図である。
【符号の説明】
１…主回路
２…開閉接点
３…零相変流器
５…全波整流器
７、７１…ＦＥＴ
１１…警報出力用リレー
１２…表示用ＬＥＤ
１５…サイリスタ
１６…漏電ＩＣ（負荷）
２０…リレースイッチ（負荷）
２０’…引外し装置（負荷）
【発明の属する技術分野】
本発明は、主回路に過電流が流れた場合に主回路を遮断して電路を保護する回路遮断器に関し、特に、当該主回路に流れる電流における不平衡により漏電を検出して漏電の発生を警告する漏電警報機能を備えた警報機能付回路遮断器、さらには、前記検出した漏電により主回路を遮断する機能を備えた漏電遮断器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
主回路に流れる過電流を検出して開閉接点を開極して電路を保護する回路遮断器は既に広く知られており、さらに、上記の基本的な機能に加え、前記主回路を流れる電流の不平衡により漏洩電流の発生を検出して警告する漏洩電流警報機能付回路遮断器が、さらには、かかる漏洩電流の発生を検出して開閉接点を開極して電路を保護する漏電遮断器も既に知られている。
【０００３】
なお、かかる漏洩電流の発生を検出には、主回路を流れる電流の不平衡を検出することが行われており、例えば、特開平０５−１７４６９７号公報にも示されるように、主回路に零相変流器を設け、この相変流器に発生する電流の不平衡により漏洩電流を電気的に検出する。そして、漏洩電流の検出は、一般に、零相変流器に発生した電圧を整流し、これを、例えばＩＣ等に組み込まれた比較器等の、漏電検出回路素子によって所定の電圧値と比較することにより行われており、もって、回路全体の消費電力を低減し、かつ、遮断器が使用可能な電圧範囲を拡大する技術が知られている。
【０００４】
なお、この比較器等を組み込んだＩＣの駆動には、上記特開平０５−１７４６９７号公報にも示されるように、前記主回路に直接電気的に接続した整流器から得られた直流電力を、定電流ダイオードと定電圧ダイオードの並列接続回路を複数接続して分圧し、すなわち、前記定電流ダイオードと定電圧ダイオードの並列接続回路によって前記ＩＣの駆動に必要とされる以外の過電圧を負担することにより、所定の駆動電圧（例えば、２４Ｖ）を得ることが行われていた。
【０００５】
なお、主回路から変圧器を用いて所定の駆動電圧を発生・供給することも可能ではあるが、しかしながら、その場合、変圧器を遮断器内に実装しなければならず、これでは、遮断器が大型化してしまうという問題点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術の漏洩電流の警報機能付回路遮断器では、例えば１００Ｖ〜４６０Ｖの間で変化する各種の電源（例えば１００Ｖ電源、２００Ｖ…電源等）に対応することが難しく、また、その回路規模を小型化することが出来ないという問題点が指摘される。すなわち、上記従来技術における漏電検出回路素子への電力供給回路では、入力電圧、すなわち、主回路の電圧（通常、±２０％の変動幅を許容することが要求されることから、８０Ｖ〜５５２Ｖ）が大きくなるに従い、その入力抵抗値を大きくするか、定電流ダイオードと定電圧ダイオードの並列接続回路の段数を増加させる必要がある。しかしながら、前者の場合、前記入力抵抗値の増大に伴う発熱量の増加により抵抗器自体を大型化しなければならず、また、後者の場合には部品点数の増加につながることになる。
【０００７】
また、上記従来技術の漏洩電流の警報機能付回路遮断器では、上記定電流ダイオードと定電圧ダイオードの並列接続回路によって取り出せる電流は、その回路構成から、定電流ダイオードの容量により制限されており、一般的に数ｍＡ程度の負荷電流、すなわち、その負荷となるＩＣを駆動するために必要な程度の電流しか得られないという問題があった。すなわち、この数ｍＡ程度の負荷電流によって回路遮断器の開閉接点を開極させる引外し装置を起動するに必要な負荷電流（数十ｍＡ〜数Ａ程度）を得ることは不可能であることから、例え主回路の漏洩電流を検出しても、これを警告灯の点滅により警告することは可能であるが、さらに、上記の引外し装置を起動することにより回路遮断器の開閉接点を開極させることは不可能であった。そのため、各種の電源に対応することが可能であり、漏警告灯の点滅による警告以外の、比較的大きな消費電力を伴う警告動作・機能を備えた漏電警報機能付回路遮断器を提供し、さらには、漏洩電流の発生を検出して開閉接点を開極して電路を保護する機能をも備えた漏電遮断器を得ることは不可能であった。
【０００８】
そこで、本発明では、上記従来技術における問題点に鑑み、各種の電源に対応することが可能であり、また、その回路規模を小型化することが出来、かつ、各種の警報機能に対応することが可能な漏電警報機能付回路遮断器を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明では、さらに、漏洩電流の発生を検出して開閉接点を開極して電路を保護する機能をも備えた漏電遮断器を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記本発明の目的は、主回路を流れる過電流により該主回路を遮断し、前記主回路を流れる電流における不平衡により漏電を検出する漏電検出手段と、該検出した漏電を警報する手段とを備えた漏電警報機能付回路遮断器において、前記漏電検出手段は、前記漏電を検出する漏電ＩＣと、前記主回路に漏電が発生した場合に警報を出力するＬＥＤ及びリレースイッチと、前記漏電検出ＩＣと該ＬＥＤ及び該リレースイッチの駆動用電源を生成する定電圧ダイオードとトランジスタとで構成した定電圧回路と、前記主回路からの入力電圧を整流した電圧が前記定電圧回路での負担電圧以上の場合、該過電圧を負担するＦＥＴ及び抵抗器とで構成した過電圧負担回路とを具備した漏電警報機能付回路遮断器により達成される。
【００１４】
加えて、上記本発明の他の目的は、主回路を流れる過電流又は漏電の際に該主回路における開閉接点を開極させる引外し装置と、該引外し装置を電気的に起動する手段とを有し、前記主回路を流れる電流における不平衡により漏電を検出する漏電検出手段とを備えた漏電遮断器であって、前記漏電検出手段は、前記漏電を検出する漏電ＩＣと、前記主回路に漏電が発生した場合に警報を出力するＬＥＤ及びリレースイッチと、前記漏電検出ＩＣと該ＬＥＤ及び該リレースイッチの駆動用電源を生成する定電圧ダイオードとトランジスタとで構成した定電圧回路と、前記主回路からの入力電圧を整流した電圧が前記定電圧回路での負担電圧以上の場合、該過電圧を負担するＦＥＴ及び抵抗器とで構成した過電圧負担回路とを具備した漏電遮断器によって達成される。
【００１５】
また、本発明によれば、前記した漏電遮断器において、さらに、前記引外し装置を起動する手段が、前記耐高電圧特性を有する能動素子回路を介して前記主回路に電気的に接続されている。
【００１６】
さらに、本発明によれば、前記した漏電遮断器において、前記耐高電圧特性を有する能動素子回路は、ＦＥＴで構成した電圧降下形過電圧負担回路で構成されている。
【００１７】
すなわち、本発明によれば、主回路から整流して得られる直流電圧のうち、主回路を流れる電流における不平衡により漏電を検出する回路素子に必要とされる電圧以外の過電圧を、例えばＦＥＴ等の耐高電圧特性の能動素子で負担することによって、広範囲の入力電圧（８０Ｖ〜５５２Ｖ）に対しても、例えばＩＣから構成される前記漏電検出回路素子、又は、例えば電磁コイル等から構成される警報手段あるいは前記主回路の引外し装置を起動する手段を駆動するに十分な電流を確保する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
まず、図１により、本発明の第１の実施の形態になる漏電警報機能付回路遮断器の回路構成を示す。なお、この漏電警報機能付回路遮断器１００は、各種の電源（例えば、１００Ｖ〜４６０Ｖの電源等）の電源回路（主回路１）の途中に設置され、図には示さないが、過電流検出素子（バイメタル、コイル、変流器）により主回路１を流れる過電流を検出して、例えばバネ等の弾性力を利用することにより主回路における開閉接点２を強制的に開極させる引外し装置を起動して回路を遮断することは、従来と同様である。
【００２０】
また、この漏電警報機能付回路遮断器１００は、上記の機能に加え、さらに、上記主回路１を流れる電流における不平衡により漏電を検出することにより主回路における漏電を検出し、この検出した漏電により、漏電の警報を行うためのＬＥＤ１２と、さらには、検出した漏電を例えば遠隔に配置された警報装置に伝達するためのリレースイッチ２０を備えている。なお、本実施の形態においては、このリレースイッチ２０としては、図からも明らかなように、２組の接点を備えており、例えばａ接点（通常はＯＦＦ状態であり、ＯＮ状態に移行する）、ｂ接点（通常はＯＮ状態で、ＯＦＦ状態に移行する）と呼ばれるもの、さらには、これらａ接点とｂ接点とを組み合わせた３つの接点を有するｃ接点と呼ばれるものを使用することも可能である。なお、これらの接点には、例えば、ブザーや警報灯等の警報装置が接続され、もって、漏電が検出されると管理者等に警報を発することとなる。
【００２１】
また、図１には、符号３により、いわゆる、零相変流器３が示されている。この零相変流器３は上記主回路１上に設けられており、その出力は整流回路３０を介して漏電検出素子、本実施例では漏電検出回路素子を集積回路化した素子（以下、漏電ＩＣ１６）に入力される。なお、零相変流器３からの出力はこの整流回路３０の働きにより、主回路１を流れる電流が平衡である場合には信号が出力されないが、その電流が不平衡である場合には、その不平衡に応じた電圧の出力信号を漏電信号ＶＬとして出力する。すなわち、漏電ＩＣ１６は、この出力信号Ｖを、その内部の漏電検出回路（比較器）１６１により所定の閾値（電圧レベルＶＬｔｈ）と比較することにより、漏電を検出することが可能になる。
【００２２】
さらに、漏電ＩＣ１６は、この漏電を検出することにより、やはりその内部に搭載されたトリガ回路１６２を駆動して、上記リレースイッチ２０のＯＮ／ＯＦＦを制御するリレー１１、１１を駆動する。なお、本実施の形態では、上記トリガ回路１６２の出力は、サイリスタ１５のゲート端子に接続されており、図の回路からも明らかなように、これによりサイリスタ１５をＯＮし、もって、リレー１１、１１に所定の電流を流すこととなる。
【００２３】
上記の説明からも明らかなように、漏電警報機能付回路遮断器１００では、上記零相変流器３と整流回路３０との働きによって漏電信号ＶＬが出力されることとなるが、この信号ＶＬにより漏電の有無を判定する漏電ＩＣ１６、さらには、この漏電ＩＣ１６による漏電の検出により漏電を警告するための警告手段、すなわち、本例では、上記サイリスタ１５やリレー１１、１１は電気的な負荷を形成しており、それゆえ、上記漏電ＩＣ１６と共にこの電気負荷に対しても必要な電力を供給することが必要となる。なお、漏電ＩＣ１６に対しては、あまり大きな電流（数ｍＡ程度で十分）の供給は必要とされないが、所定の安定な電圧（例えば、９Ｖ）が必要であり、他方、上記サイリスタ１５やリレー１１、１１に対しては、比較的大きな（数十ｍＡ〜数Ａ程度）電流の供給が必要となる。
【００２４】
次に、上記に述べた漏電ＩＣ１６を含む電気的な負荷に対し、本発明の特徴をなす、所定の安定な電圧でかつ必要な電流の供給を行うための、漏電警報機能付回路遮断器１００に組み込まれた電力供給回路５０について、以下に詳細に説明する。
【００２５】
図１の回路図にも明らかなように、漏電検出回路駆動用電圧は、開閉接点２より負荷側で取られる様構成されており、具体的には、主回路１の負荷側左右の極（本例では３相の内のＵ相とＷ相）から取られた電圧は、耐ノイズ性能向上用に設けられた入力抵抗４、４を介して全波整流用ダイオードブリッジ５に接続されており、この全波整流用ダイオードブリッジ５により、交流電力（入力電圧Ｖｉｎ）を直流に変換する。さらに、この整流された直流電圧は、例えば、２段に接続された耐高電圧特性の能動素子であるエンハンスメント形ＦＥＴ７、７１で構成される過電圧負担回路（負担電圧Ｖ３＝Ｖ１＋Ｖ２）と、低電圧ダイオード８とトランジスタ９で構成される定電圧回路（負担電圧Ｖ４）とによって負担されている。
【００２６】
すなわち、漏電検出及び警報出力を行うために必要な直流電圧は、定電圧ダイオード８、トランジスタ９で構成される定電圧回路により発生される電圧Ｖ４により発生されており、この直流電圧Ｖ４が、漏電発生時に警報を出すリレー１１、１１を駆動するためのリレー駆動用電圧として使用され、さらに、この電圧は抵抗器１３と定電圧ダイオード１４により分圧され、その定電圧ダイオード１４の両端に発生した定電圧が、上記漏電検出を制御する漏電検出ＩＣ１６の駆動用電圧Ｖ５となるように構成されている。
【００２７】
続いて、上記にその構成を詳細に説明した電源回路の詳細及びその動作について説明する。
なお、上記低電圧ダイオード８とトランジスタ９で構成される定電圧回路（負担電圧Ｖ４）にて生成される電圧は、リレー駆動電圧等により支配されるが、通常、２５Ｖ程度〜６０Ｖ程度である。また、上記の抵抗器１３は、リレー（負荷）駆動用電圧Ｖ４と、漏電ＩＣ駆動用電圧Ｖ５の差分を負担するための抵抗器である。
【００２８】
ところで、通常、前記全波整流用ダイオードブリッジ５に入力される交流電力（入力電圧Ｖｉｎ）は、直流に変換された後、漏電検出及び警報出力を行うために必要な電圧（Ｖ４）以上である必要があり、他方、上記の漏電警報機能付回路遮断器１００を各種の電源（１００Ｖ〜４６０Ｖの電源）に共通的に使用可能とする（汎用性を有する）ためには、使用される電源（本例では、１００Ｖ電源）でも上記の必要な電圧（Ｖ４）以上である必要がある。そのため、本回路遮断器１００が使用される回路の電源電圧が高い場合（本例では、４６０Ｖ電源）には、上記全波整流用ダイオードブリッジ５により、上記必要電圧（Ｖ４）以上の電圧が発生されることとなる。そこで、本発明では、必要以外の電圧Ｖ３は、上記２段直列に接続された（トーテムポール接続された）上記ＦＥＴ７、７１にて負担されることとなる。なお、図において、符号１０は平滑用コンデンサ、符号６は電圧２分割用抵抗器を示している。
【００２９】
一方、図１の回路構成からも明らかなように、上記直列ＦＥＴ７、７１のドレイン−ソース間を流れる電流は、前記定電圧ダイオード８及びトランジスタ９により制御されており、これにより、上記必要電圧（Ｖ４）を発生する回路（具体的には、平滑用コンデンサ１０の両端）に接続される負荷（すなわち、本例では、上記サイリスタ１５により励磁電流が供給されるリレー１１、１１及び定電圧ダイオード１４を介して定電圧が供給される漏電検出ＩＣ１６）によって決定される電流と等しくなる。
【００３０】
これは、例えば、警報出力のためのリレー１１、１１に必要な電力が上昇しようとした場合（例えば、リレー１１、１１の駆動に必要な数十ｍＡ〜数Ａ程度の比較的大きな電流）が流れようとすると、前記平滑用コンデンサ１０の両端の電圧（Ｖ４）が上記定電圧ダイオード８のツェナー電圧以上となろうとする。これにより、定電圧ダイオード８が導通し、トランジスタ９のベースにベース電流を供給し、これにより、トランジスタ９がオンすることとなる。このトランジスタ９がオンすると、前記ＦＥＴ７１のゲート−ソース間電圧を減少させるため、その下段のＦＥＴ７１はオフし、それに伴い上段のＦＥＴ７もオフする。すなわち、これによって、ＦＥＴの２段接続による負担過電圧Ｖ３が上昇することとなり、もって、前記平滑用コンデンサ１０の両端の電圧（Ｖ４）は低下する（なお、この期間は、上記平滑用コンデンサ１０から電流が供給される）。
【００３１】
しかしながら、このＶ４の低下に伴い、定電圧ダイオード８はオフし、上記トランジスタ９のベース電流がなくなるため、このトランジスタ９もオフする。それに伴い、上記ＦＥＴ７１のゲート−ソース間電圧が上昇し、ＦＥＴ７１がオンし、ＦＥＴ７１もオンする。そして、これら２段のＦＥＴがオンすると、接続された負荷に応じた電流が流れ、上記電圧（Ｖ４）が上昇することとなり、もって、必要な負荷電力が供給されることとなる。
【００３２】
このように、上記の回路構成によれば、上記ＦＥＴ７、７１、定電圧ダイオード８、トランジスタ９の組合せにより、本回路遮断器が使用される回路の電源電圧にかかわらず、接続された負荷に応じた電流が供給され、もって、漏電警報機能付回路遮断器１００の動作である、漏電検出（上記漏電検出ＩＣ１６による）、及び、警報出力（リレー１１、１１の駆動）に必要な電流・電圧を供給することが可能であると共に、かつ、必要以外の過電圧は上記ＦＥＴ７、７１により負担することが可能となる。
【００３３】
また、特に、上記の回路構成において、上記２個の直列接続されたＦＥＴ７、７１は、抵抗器６の定数を同値とすることにより、漏電検出及び警報出力に必要な電圧以外を２分割して負担することが可能となる。例えば、入力される交流電圧Ｖｉｎが４００Ｖであり、かつ、必要とされる電圧Ｖ４（平滑用コンデンサ１０の両端の電圧）が２４Ｖである場合、必要とされない過電圧Ｖ３はＶｉｎ−Ｖ４＝３７６Ｖとなる。本構成によれば、前記過電圧Ｖ３（３７６Ｖ）は、２個のＦＥＴ７、７１によりほぼ２分割されて負担される。このように、過電圧負担用のＦＥＴを小型化するために２段とした場合においても、入力電圧の大きさに拘わらず、常に負担電圧割合を約５０％とすることが可能となる。
【００３４】
このように、上記の回路構成によれば、その回路電流は、過電圧を負担するために設けられる過電圧負担素子として、従来のような電流制限素子（すなわち、定電流ダイオードと定電圧ダイオードの並列接続回路）や抵抗等を使用せず、むしろ、能動素子であるＦＥＴを使用していることから、接続される負荷により決定することが可能となる。すなわち、前記リレー１１と、漏電発生時に点灯して漏電発生を表示するＬＥＤ１２と、前記漏電ＩＣ１６を流れる電流の和となる。
【００３５】
なお、前記入力抵抗器４は、上述のように耐ノイズ性能向上用の目的で設置しているため、その抵抗定数は５００Ω〜１ｋΩ程度であり、前記入力抵抗４で負担する電圧は入力電圧Ｖｉｎと比較すると微少であり（例えば、回路電流１０ｍＡとすると、前記入力抵抗４の負担電圧は５Ｖ〜１０Ｖであり、入力電圧Ｖｉｎを４００Ｖと仮定すると約１．３％〜２．５％程度である）、そのため、回路電流決定への影響度は小さい。よって、上記の回路構成のように、過電圧の負担素子としてＦＥＴを使用することにより、回路電流は入力電圧の大きさに依存せず、負荷供給電流にのみ依存するため、製品である漏電警報機能付回路遮断器の使用可能な電圧を広範囲（例えば入力電圧８０Ｖ〜４８４Ｖ）とした場合でも、従来技術と比べ、より小形でかつ低消費電力な構成とすることが可能となる。すなわち、ノイズ成分除去用の入力抵抗４を小定数化することで抵抗器自体を小型化でき、回路消費電力低減、回路規模小型化を達成することが可能となる。
【００３６】
また、上記の過電圧負担素子のＦＥＴは、一般的に、ドレイン電流容量が数Ａ程度のものも入手が容易であることから、ＦＥＴを使用することにより、供給負荷電流の増加への対応も容易となり、好ましい。また、過電圧負担をＦＥＴで行うことにより、負荷電流の増加対応も容易となる。なお、一般的には、トランジスタを用いた定電圧回路構成が知られているが、主回路電圧が４００Ｖ級の場合には、安全面から考えて耐圧１５００Ｖ程度のトランジスタが必要となるが、現状では入手が困難であること、また複数個の直列接続で構成しようとした場合、ベース電流供給回路の構成が大型化することから、素子自体の制御電流を必要としないＦＥＴでの定電圧回路構成が有利となる。
【００３７】
図２に、本発明の第２の実施の形態になる漏電遮断器の回路図を示す。なお、この漏電遮断器では、主回路１を流れる過電流の検出による引外し装置の起動、主回路１を流れる電流の不平衡による漏電の検出については上記の第１の実施の形態になる漏電警報機能付回路遮断器と同様である。
【００３８】
しかしながら、上記の第１の実施の形態における警報を出力するリレーとは異なり、この第２の実施の形態になる漏電遮断器では、漏電の検出により主回路における開閉接点２を強制的に開極させるための装置、すなわち、逆励磁形の引外し装置２０’を負荷として設けている。通常、漏電遮断器に使用される逆励磁形の引外し装置２０’では、大きな供給電流が必要であるが、しかしながら、従来の定電流ダイオードと定電圧ダイオードの並列接続回路では必要な大きな供給電流が得られないため、例えばコンデンサの充電電荷などを使用していたが、これによっても必ずしも充分な電流は得られず、漏電時に引外し装置を起動することを可能にする小形の漏電遮断器を提供することは難しかった。
【００３９】
これに対し、本発明になる漏電遮断器では、上記の回路構成のように電流制御素子をＦＥＴとすることで、積極的に必要な電流を供給することを可能にして、従来のようなコンデンサ充電電荷に頼ることなく、逆励磁形の引外し装置２０’を確実に駆動することが可能となる。すなわち、引外し装置２０’の駆動電流をコンデンサ充電電荷に頼らないことで、遮断器の電源投入時に漏電が発生していた場合においても、コンデンサ充電による動作時間遅れも確実に解消されることとなる。
【００４０】
添付の図３には、上記図１に示した漏電警報機能付回路遮断器の変形例が、また、添付の図４には、上記図２に示した漏電遮断器の変形例が示されている。なお、これらの変形例では、図からも明らかなように、上記図１や図２に示した回路構成では２段のＦＥＴで構成した過電圧負担素子を、１段のＦＥＴをで構成している。なお、この変形例における動作原理自体は、上記の図１や図２に示した漏電警報機能付回路遮断器及び漏電遮断器と同一である。これらの変形例では、過電圧負担部に使用するＦＥＴは、その耐圧、熱容量の点から大型化するが、他方、回路構成自体を簡素化できるという効果がある。
【００４１】
さらに、添付の図５及び図６には、やはり、上記図１の漏電警報機能付回路遮断器及び上記図２の漏電遮断器の他の変形例が示されている。なお、これら他の変形例では、図からも明らかなように、２段のＦＥＴを直列接続する場合の上記図１や図２に示すとは異なる接続方法の一例を示したものであるが、その動作原理は上記と同様である。
【００４２】
加えて、添付の図７及び図８には、本発明の漏電警報機能付回路遮断器及び漏電遮断器の更に他の変形例が示されている。これらの変形例では、図の回路構成からも明らかなように、過電圧負担部のＦＥＴのゲート制御を定電圧ダイオード１７だけで行う回路構成を示している。かかる回路構成によれば、負荷への供給電圧の精度が上記図１及び図２に示す実施の形態と比較して悪化するが、他方、回路構成的には簡素化できるという利点がある。
【００４３】
なお、特に、２個あるいはそれ以上の数のＦＥＴを直列に接続して過電圧を負担することによれば、入力電圧の大きさに拘わらず、負担電圧割合を各素子に均等に分担させることができる。そのため、素子自体の寿命が著しく縮まることがなく、検出回路全体でみた場合において、高寿命化を図ることができるという効果が期待される。
【００４４】
また、上記のように、過電圧負担部を、従来の定電流ダイオードと定電圧ダイオード（電流制限素子）の並列接続回路に代えて、高耐圧性の能動素子であるＦＥＴにより構成して過電圧を負担することによって、検出回路全体の消費電流は、入力電圧の大きさに拘わらずほぼ一定となるため、検出回路全体の消費電力低減が可能となり、かつ使用可能電圧範囲を拡大することが可能となる。
【００４５】
さらに、上記過電圧負担素子が能動素子であるＦＥＴにより構成されるため、回路電流の大部分は接続される負荷により決定される。また、高耐圧ＦＥＴのドレイン電流容量は、通常、数アンペア程度あるため、負荷電流増加への対応が容易である。
【００４６】
【発明の効果】
以上の詳細な説明からも明らかなように、本発明になる漏電警報機能付回路遮断器及び漏電遮断器によれば、過電圧負担素子をＦＥＴのような耐高電圧特性の能動素子により構成することにより、変圧器などを必要とせず、各種の電源に対応可能な汎用性の高く、小型化の可能な回路遮断器とすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態になる漏電警報機能付回路遮断器の、特に、過電圧負担回路を含む漏電検出部の回路構成を示す回路図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態になる漏電遮断器の、過電圧負担回路を含む漏電検出部の回路構成を示す回路図である。
【図３】上記図１に示す漏電警報機能付回路遮断器の変形例を示す回路図である。
【図４】上記図２に示す漏電遮断器の変形例を示す回路図である。
【図５】上記図１に示す漏電警報機能付回路遮断器の他の変形例を示す回路図である。
【図６】上記図２に示す漏電遮断器の他の変形例を示す回路図である。
【図７】上記図１に示す漏電警報機能付回路遮断器の更に他の変形例を示す回路図である。
【図８】上記図２に示す漏電遮断器の更に他の変形例を示す回路図である。
【符号の説明】
１…主回路
２…開閉接点
３…零相変流器
５…全波整流器
７、７１…ＦＥＴ
１１…警報出力用リレー
１２…表示用ＬＥＤ
１５…サイリスタ
１６…漏電ＩＣ（負荷）
２０…リレースイッチ（負荷）
２０’…引外し装置（負荷）
Claims (2)
- 主回路を流れる過電流により該主回路を遮断し、前記主回路を流れる電流における不平衡により漏電を検出する漏電検出手段と、該検出した漏電を警報する手段とを備えた漏電警報機能付回路遮断器において、
前記漏電検出手段は、
前記漏電を検出する漏電ＩＣと、
前記主回路に漏電が発生した場合に警報を出力するＬＥＤ及びリレースイッチと、
前記漏電検出ＩＣと該ＬＥＤ及び該リレースイッチの駆動用電源を生成する定電圧ダイオードとトランジスタとで構成した定電圧回路と、
前記主回路からの入力電圧を整流した電圧が前記定電圧回路での負担電圧以上の場合、該過電圧を負担するＦＥＴ及び抵抗器とで構成した過電圧負担回路とを
具備したことを特徴とする漏電警報機能付回路遮断器。 - 主回路を流れる過電流又は漏電の際に該主回路における開閉接点を開極させる引外し装置と、該引外し装置を電気的に起動する手段とを有し、前記主回路を流れる電流における不平衡により漏電を検出する漏電検出手段とを備えた漏電遮断器であって、
前記漏電検出手段は、
前記漏電を検出する漏電ＩＣと、
前記主回路に漏電が発生した場合に警報を出力するＬＥＤ及びリレースイッチと、
前記漏電検出ＩＣと該ＬＥＤ及び該リレースイッチの駆動用電源を生成する定電圧ダイオードとトランジスタとで構成した定電圧回路と、
前記主回路からの入力電圧を整流した電圧が前記定電圧回路での負担電圧以上の場合、該過電圧を負担するＦＥＴ及び抵抗器とで構成した過電圧負担回路とを
具備したことを特徴とする漏電遮断器。
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