专利名称：电路断路器的制作方法
技术领域：
本发明涉及配线用断路器或漏电断路器等的电路断路器，具体来说，涉及该电路断路器的额定电流设定方法的改进。
背景技术：
电路断路器中，不仅具有通过操作该电路断路器所具有的操作柄来进行开闭的电路的功能、即开关功能，还具有以下的重大作用，即，为了事先防止由过电流的通过引起的电线或负载设备的烧毁而断开电路。对于过电流检测来说，从大的方面来分，已知可分为热动式、电磁式、电子式这各种方式，对其中的电子式来说，将由该电路断路器中搭载的变流器得到的信号，由同为内置的CPU(CentralProcessing Unit、中央处理单元)进行运算处理，信号大小存储在CPU中，例如，在达到由长定时、短定时、瞬时构成的定时电路设定的动作定时特性的情况下，使该电路断路器跳闸。虽然前述热动式或电磁式当然也具备动作定时特性，但该电子式因为使用变流器以及CPU，所以如果操作该电路断路器所具有的设定开关，则该动作定时特性可以因使用者而改变，这成为其最大的优点。由此，其能够进行精细的电流管理，具体来说，能够进行与上位电路断路器或上位保险丝的、或与下位电路断路器或负载设备(例如电动机的启动电流)之间的协调，由此而发挥威力。
使用变流器以及CPU的另一个优点是，能够简单地改变该电路断路器的额定电流。通常，电路断路器使该电路断路器能够通电的最大值为AF(Ampere Frame)，由该AF确定各个额定电流(例如，在225AF的情况下，额定电流为125A、150A、175A、200A、225A)。这些额定电流能够在1个电路断路器中由使用者选定，由此，例如，当随着负载的增加，希望提高额定电流时，有时不必更换电路断路器，只要操作该电路断路器所具有的额定电流设定开关即可，使用方便，另外，作为制造方，会减少库存量等，使用电子式电路断路器的效果是不可估量的。此外，作为该额定电流设定开关，该开关的各个设定位置表示各个额定电流，在本说明书中，以下将这种类型的设定开关称为“分级调整式”(例如，参考专利文献1)。
但是，前述动作定时特性的设定值，多为由额定电流的倍率进行可变设定的情况，必然地，该动作定时特性将依据额定电流的设定。因此，由于相邻的额定电流值之差(在前述例子中为25A)较大，所以无法避免地，所希望得到的动作定时特性的所谓网格(mesh)过粗，例如，有时很难将该电路断路器的特性曲线设置在上位和下位的特性曲线之间。因此，已知有下述方法，即，使额定电流设定开关为电位器，通过旋转该电位器，改变电阻值，将由此引起的电压变化作为额定电流的设定变更，由CPU进行识别。采用该方法，例如，能够实现162A额定(225×72％)的电路断路器，能够容易地进行各个设备间的协调。此外，以下在本说明书中，将这种类型的设定开关称为“连续调整式”(例如，参考专利文献2)。
专利文献1特开平7-211217号公报(第3页左栏第8行～第14行，图2)专利文献2特开平5-174695号公报(第3页右栏第4行～第13行，图1～图2)发明内容如上述说明可知，由于现有的电子式电路断路器分为分级调整式和连续调整式，所以，使用者根据其电路的情况，适当地分别使用。因此，无法否定的是，在从分级调整式向连续调整式(或者反向)变更的情况下，必须更换电路断路器本身，不能达到上述电子式电路断路器的效果。
本发明是为了解决上述课题而提出的，其目的在于得到一种混合搭载了分级调整式和连续调整式的额定电流设定开关的电子式电路断路器。
就本发明涉及的电路断路器来说，其具有电流检测变换单元，其检测流过电路的负载电流，进行模/数变换而成为数字信号；电流有值效运算单元，其根据由上述电流检测变换单元检测、变换而得到的电流值，运算电流有效值；定时电路，其对应于该电路断路器的额定电流，存储保持与上述负载电流的大小对应的多个动作定时特性；额定电流设定单元及动作定时特性设定单元，其能够设定上述额定电流以及动作定时特性；以及断路动作输出单元，其在上述负载电流处于上述动作定时特性中的某一个动作水平的状态持续了规定时间时，输出使该电路断路器进行断开动作的信号，此外，具有2个(第1及第2)上述额定电流设定单元，仅在利用上述第1额定电流设定单元将该电路断路器的额定电流设定为最大值时，上述定时电路才与由上述第2额定电流设定单元设定的设定值对应。
发明的效果本发明如上所述的，对使用者来说，能够大大提高使用方便性，另外，对制造方来说，能够提供进一步实现产品标准化的电子式电路断路器。
图1是本发明的实施方式1中的电路断路器的正面图、(a)表示整体、(b)表示特性设定部的放大图。
图2是图1中的电路断路器的方框电路图。
图3是图2中的特性设定部的局部详细电路图。
图4是表示本发明的实施方式2中的V12的输入输出特性的图表。
图5是用于实现图4的输入输出特性的电路图。
具体实施例方式
实施方式1图1是本发明的实施方式1中的电路断路器的正面图、(a)表示整体、(b)表示特性设定部的放大图。另外，图2是图1中的电路断路器的方框电路图。图3是图2中的特性设定部的局部详细电路图。
在图1(a)中，与未图示的变压器等电源连接的电路2、以及与同样未图示的电动机等负载连接的电路3，分别与安装在具有绝缘性外壳的电子式电路断路器(以下称为电路断路器)1上的电源侧端子11以及负载侧端子12连接。在从该电源向负载、即从电路2向电路3流过的电流(以下称为负载电流)、以及该负载电流的通电时间，达到由特性设定部10设定的规定的基准值的情况下，使电路接点13(参考图2)断开，切断负载电流，由此，事先防止在电路2以及3中使用的电线等烧毁。具体地说，该实施方式1中，如图1(b)所示，在400AF中，利用分级调整式的第1额定电流设定单元101a，将该额定电流设定为400A，由此，分别在负载电流相对额定电流a、达到2倍(即800A)，长定时动作时间设定旋钮101c达到150秒以后；b、(利用短定时电流设定旋钮101d)达到10倍(即4000A)处，短定时动作时间设定旋钮101e达到0.3秒以后；以及c、(利用瞬时跳开电流设定旋钮101f)达到16倍(即6400A)，达到0.03秒后，电路断路器1跳闸。此外，各个旋钮101c、101d、101e及101f构成动作定时特性设定单元，同时，101b是连续调整式的第2额定电流设定单元、101g是预警电流设定旋钮，其将负载电流的上升趋势监视在额定电流以下(70～100％)并输出警报。另外，14是众所周知的通过手动来接通或断开电路接点13的操作柄，15是众所周知的跳闸按钮，用于模拟引起前述跳闸，确认内置于未图示的电路断路器1中的警报接点的切换(即顺序检查)。
下面，根据图2说明直至跳闸的过程。在电路断路器1上，设有连接电源侧端子11和负载侧端子12的电力线16，经由通断流过该电力线16的负载电流的电路接点13，设在各相上(该情况下为3组)，同时，在各相上，设有用于检测流过该电力线16的负载电流的变流器17，在变流器17中插入各电力线。由该变流器17得到的信号，经由整流电路102，送入相选择取样电路104中，相选择取样电路104用于从与各相电流对应的信号中检测出最大相，将其输出给后述的CPU 103。另一方面，该信号还被送入瞬时电路105，当各相的最大瞬时值超过由瞬时跳闸电流设定旋钮101f设定的规定的基准值时，驱动触发电路106，跳闸线圈18励磁，由此电路断路器1跳闸。
来自相选择取样电路104的信号，在利用A/D(Analog/Digital)变换部103a进行A/D变换之后，根据存储在成为定时电路的存储部103b中的长定时以及短定时的跳闸基准值、或者存储在预警部103c中的预警基准值，由作为电流等效值运算单元的运算部103d进行运算。当该运算结果超过规定的基准值时，从长定时部103e(或者短定时部103f)输出驱动触发电路106的信号，或者从预警部103c输出驱动未图示的警报输出部的信号，使电路断路器1跳闸(或者报警)。在这里，如前所述“各基准值”由特性设定部101设定。另外，众所周知，A/D变换部103a、存储部103b、预警部103c、运算部103d、长定时部103e以及短定时部103f装入CPU 103中，该CPU 103的动作电源由经由整流电路102构成的恒压电路107得到。此外，权利要求中所述的“电流检测变换单元”由相选择取样电路104d和A/D变换部103a构成，“断路动作输出单元”由长定时部103e、短定时部103f、瞬时电路105以及触发电路106构成。
下面，因为由第1以及第2额定电流设定单元101a、101b对存储部103b的设定是本发明的主要部分，所以下面进行详细说明。如图3所示，第1以及第2额定电流设定单元101a、101b，由可变电阻101a1、101b1、固定电阻101a2、101b2、固定电阻101a3、101b3以及未图示的旋钮构成，该固定电阻101a2、101b2的一端与该可变电阻101a1、101b1连接，另一端与基准电压Vr连接，该固定电阻101a3、101b3同样地，一端与可变电阻101a1、101b1连接，另一端接地，通过转动该旋钮，可变电阻101a1、101b1的电阻值变化，进而，该可变电阻101a1、101b1与固定电阻101a3、101b3的连接点的电位(V11、V12)变化。该电位的变化输入存储部103b中作为额定电流值，根据该额定电流，利用前述动作定时特性设定单元的各个设定值，确定电路断路器1的动作定时特性。
存储部103b的形成方式为，在输入的接触点电位(V11、V12)中，首先根据V11，存储额定电流值，但此时，仅在所存储的该额定电流值为最大值(在该实施方式1中是400A)的情况下，才根据V12最终地存储额定电流值。也就是说，在第1额定电流设定单元101a设定为300A的情况下，即使假设将第2额定电流设定单元101b设定为0.8，也一直存储额定电流为300A。另一方面，在将第1额定电流设定单元101a设定为400A、第2额定电流设定单元101b设定为0.8的情况下，存储额定电流值为320A(＝400×0.8)。由此，在特性设定部101内混合搭载第1以及第2额定电流设定单元101a、101b，只有当将第1额定电流设定单元101a设定为最大值时，才使由第2额定电流设定单元101b引起的电位变化有效，所以，能够利用1个电路断路器进行“分级调整式”以及“连续调整式”的额定电流设定，能够灵活地适应电路的负载状况的变化，即，提供一种能够减少更换必要的电子式电路断路器。
此外，第1额定电流设定单元101a如前所述，因为是“分级调整式”，所以将电位V11的变化在某个带宽内分割，在该带宽内为任意的额定电流值，但在背景技术中所述的“开关的各设定位置表示各额定电流(专利文献1)”，会引起在专利文献2中指出的“(该开关)信号线增加、组装性差”。但是，当前，作为这种类型的开关，所谓的编码型(如000125A、001150A、...、这样，例如可用4条配线设置8个位置)广泛普及，不能断言其组装性就一定差。因此，第1额定电流设定单元101a，没必要以图3所示的可变电阻为中心构成，也可以使用前述的编码型，利用该编码型的接点的通断，由信号线的“L”、“H”来存储额定电流值。
实施方式2实施方式1中，例如，在使用者希望选用“分级调整式”并且希望设定为最大值时，要将第2额定电流设定单元101b也正好设定为最大值(1.0)，考虑到存在以下情况，即，例如，因旋钮的微小转动，存储部103b会错误识别额定电流值(例如400A×0.98＝392A)。实施方式2说明对这一点的改善。此外，图4是表示本发明的实施方式2中的V12的输入输出特性的图表，图5是用于实现图4的输入输出特性的电路图。
如图4所示，V12随着可变电阻101b1的电阻值增加，将持续升高直至该可变电阻101b1的最大电阻值，但如图中虚线所示，在实施方式1中，是线性地上升到该最大电阻值，但会引起不易进行前述的额定电流最大值设定的问题。因此，如实线所示，在最大电阻值附近，使输入输出特性饱和，如果大于或等于任意的电阻值，则使V12固定。由此，即使第2额定电流设定单元101b的旋钮在最大值附近偏移一些量，存储部103b也总是识别为最大值，因此使用者能够容易地进行电路断路器1的额定电流的最大值设定。此外，因为使输入输出特性具有饱和区域，所以对于该输入输出特性的线性部分来说，与实施方式1相比，例如，当然需要由存储部103b进行校正(图中α)。
前述的饱和区域，例如，如图5所示，通过在第2额定电流设定单元101b与存储部103b之间，设定由具有Vlimit以及接通电压Vf的二极管108a构成的限幅电路108可以实现。也就是说，如果以使得从线性到饱和的屈服点与Vf相当、以及使Vlimit-Vf与成为额定电流的最大值相当的V12的方式，设定各个常数，则在线性区域，限幅电路108因为二极管108a未接通而不动作，可变电阻101b1的电阻值由存储部103b识别保持为V12，在饱和区域，因为二极管108a接通，所以存储部103b与可变电阻101b1的电阻值增加无关地，将V12识别为固定电压(Vlimit-Vf)。此外，只要能够实现从线性到饱和的屈服，则除二极管外的其他元件，例如，齐纳二极管也属本发明范围。另外，该实现也可以构成为与前述校正一起，通过CPU 103内的所谓软件处理来进行。
权利要求
1.一种电路断路器，其具有电流检测变换单元，其检测流过电路的负载电流，进行模/数变换而成为数字信号；电流有值效运算单元，其根据由上述电流检测变换单元检测、变换而得到的电流值，运算电流有效值；定时电路，其对应于该电路断路器的额定电流，存储保持与上述负载电流的大小对应的多个动作定时特性；额定电流设定单元及动作定时特性设定单元，其能够设定上述额定电流以及动作定时特性；以及断路动作输出单元，其在上述负载电流处于上述动作定时特性中的某一个动作水平的状态持续了规定时间时，输出使该电路断路器进行断开动作的信号，其特征在于，具有2个上述额定电流设定单元，即第1额定电流设定单元和第2额定电流设定单元，仅在利用上述第1额定电流设定单元将该电路断路器的额定电流设定为最大值时，上述定时电路才与由上述第2额定电流设定单元设定的设定值对应。
2.如权利要求1所述的电路断路器，其特征在于，具有下述功能，即，在由上述第2额定电流设定单元设定的设定值在最大值附近时，使上述定时电路识别该电路断路器的额定电流为最大值。
3.如权利要求2所述的电路断路器，其特征在于，上述功能由设置在构成上述等效电流值运算单元或定时电路等的CPU外部的电子元件实现。
4.如权利要求2所述的电路断路器，其特征在于，上述功能内置于构成上述等效电流值运算单元或定时电路等的CPU中。
全文摘要
本发明获得一种混合搭载了分级调整式和连续调整式的额定电流设定开关的电子式电路断路器。其具有电流有值效运算单元，其根据由电流检测变换单元检测、变换而得到的电流值，运算电流有效值；定时电路，其对应于该电路断路器的额定电流，存储保持与负载电流的大小对应的多个动作定时特性；额定电流设定单元及动作定时特性设定单元；以及断路动作输出单元，其在负载电流处于动作定时特性中的某一个动作水平的状态持续了规定时间时，输出使该电路断路器进行断开动作的信号，同时具有2个(第1及第2)额定电流设定单元，仅在利用第1额定电流设定单元将该电路断路器的额定电流设定为最大值时，定时电路才与由第2额定电流设定单元设定的设定值对应。
文档编号H01H71/74GK101047081SQ20061016067
公开日2007年10月3日 申请日期2006年12月4日 优先权日2006年3月30日
发明者杉本康浩, 野村敏光 申请人:三菱电机株式会社