电子式电路断路器的制造方法
【专利摘要】得到一种电子式电路断路器，其搭载有电磁跳闸装置和基于电子电路的跳闸装置，能够对交流电路中流动过大电流而无法正确地测量电流值的情况进行判别。具有：时限电路（11），如果在交流电路（1）中流动的电流超过规定值，则时限电路（11）在规定的时间后输出使开闭触点（2）断开的跳闸信号；电子式跳闸装置（3），其由跳闸信号激发，使开闭触点（2）断开；电磁跳闸装置（4），其由在交流电路（1）中流动的过大电流进行电磁激发，以比第1跳闸装置（3）快的速度使开闭触点（2）断开；以及警报装置（5），其在通过电子式跳闸装置（3）或电磁跳闸装置（4）而使开闭触点断开时，产生输出信号，时限电路（11）输入有警报装置（5）的输出信号，基于该输出信号的产生定时，判别根据电流检测单元（6）的输出信号而进行的故障电流值的测量是否正确。
【专利说明】电子式电路断路器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有警报装置的电子式电路断路器，该警报装
[0002]置用于将发生了跳闸动作的状态变换为电信号。
【背景技术】
[0003]当前，作为电子式电路断路器，存在如下构成的电路断路器，其具有:变流器，其检测交流电路的电流；整流电路，其对该变流器的2次输出进行全波整流；电源电路，其与整流电路连接；检测电阻，其用于输出与交流电路的电流成正比的电压；时限电路，其在检测出的电压信号的电平超过规定值时，在规定的时间后输出跳闸信号；以及电磁跳闸装置(例如跳闸线圈)，其根据跳闸信号进行驱动，该电路断路器经由开闭单元而使电路断开(例如，参照专利文献I)。
[0004]在这种电路断路器中，在对进行了跳闸动作的故障电流进行测量的情况下，能够通过将由时限电路测量出的电流值设为故障电流而进行测量。
[0005]另外，为了在由于短路等而有大电流流过电路时瞬间断开，通常搭载基于电子电路的跳闸装置(长时限及短时限特性)和瞬时特性的机械式电磁跳闸装置(例如，参照专利文献2)。
[0006]专利文献1:日本特许2851485号公报
[0007]专利文献2:日本特开平7 - 326273号公报
【发明内容】
[0008]为了使现有的电路断路器小型化，必须使检测交流电路的电流的变流器小型化，但如果使变流器小型化，则变流器的铁心的截面积减小，在短路等形成的过大电流区域中，变流器的输出因磁饱和而成为畸变波形，无法正确测量电流值。另外，在上述过大电流区域中，有时由于电磁跳闸装置在时限电路输出跳闸信号前动作而使开闭触点断开，因此无法正确地测量电流值，存在显示不正确的电流值的问题。
[0009]本发明就是为解决上述课题而提出的，其目的在于得到一种电子式电路断路器，其搭载有电子式跳闸装置和电磁跳闸装置，能够对交流电路中流动过大电流而无法正确地测量电流值的情况进行判别。
[0010]本发明所涉及的电子式电路断路器具有:开闭触点，其使交流电路通断；电流检测单元，其对在所述交流电路中流动的电流进行检测，输出与所述电流相对应的检测信号；时限电路，其基于该电流检测单元的输出信号，如果在所述交流电路中流动的电流超过规定值，则在规定的时间后输出使所述开闭触点断开的跳闸信号；电子式跳闸装置，其由所述跳闸信号激发，使所述开闭触点断开；电磁跳闸装置，其由在所述交流电路中流动的过大电流进行电磁激发，以比所述第I跳闸装置快的速度使所述开闭触点断开；以及警报装置，其在通过所述电子式跳闸装置或电磁跳闸装置而使所述开闭触点断开时，产生输出信号，所述时限电路输入有所述警报装置的输出信号，基于该输出信号的产生定时，判别根据所述电流检测单元的输出信号而进行的故障电流值的测量是否正确。
[0011]发明的效果
[0012]根据本发明，能够容易地得到一种电子式电路断路器，其搭载有电子式跳闸装置和电磁跳闸装置，通过将警报装置的输出信号输入至时限电路，从而能够在交流电路中流动过大电流而无法正确地测量电流值的情况下，对上述情况进行正确地判别。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是表示本发明的实施方式I中的电子式电路断路器的结构的框图。
[0014]图2是实施方式I中的时限电路的框图。
[0015]图3是表示实施方式I中的电子式电路断路器的动作的时序图。
[0016]图4是实施方式I中的变流器的输出波形图。
[0017]图5是表示实施方式I中的时限电路的动作的流程图。
【具体实施方式】
[0018]实施方式I
[0019]图1是表示本发明的实施方式I中的电子式电路断路器的结构的框图，图2是表示时限电路11的结构的框图，图3是表示实施方式I中的电子式电路断路器的动作的时序图，图4是变流器6的输出波形图，图5是表示判别电路117的动作的流程图。
[0020]在图1中，电子式电路断路器100具有:开闭触点2，其使交流电路I通断；变流器6，其设在交流电路I上，输出与在交流电路I中流动的负载电流成正比的电流信号；机械式电磁跳闸装置4，其设在交流电路I上，根据过大电流而使开闭触点2断开；整流电路7，其与变流器6的2次侧连接；检测电阻9，其经由后述的晶体管10而与整流电路7的输出侧连接；电源电路8，其与晶体管10并联连接；时限电路11，其与电源电路8并联连接而得到电源电压的供给，并且，与检测电阻9连接，如果检测出的电压信号的电平超过规定值，则在规定的时间后输出输出信号；跳闸线圈3，其由时限电路11的输出信号驱动，使开闭触点2断开；以及显示部12 (例如包含有液晶显示装置)，其与时限电路11连接，显示故障电流等的测量值。
[0021]另外，时限电路11与警报装置(以下称为AL) 5连接，该警报装置5将电子式电路断路器100跳闸而开闭触点2断开的状态变换为电信号并输出。
[0022]电源电路8由下述部分构成:防止逆流装置例如二极管81，其连接在整流电路7的正输出侧和跳闸线圈3之间；平滑电容器82，其连接在该二极管81的负极和电源电路8的接地线之间；基准电压发生装置83，其与该平滑电容器82并联连接；以及脉冲占空比调制器84，其设在该基准电压发生装置83和平滑电容器82之间，将电源电路8的输出电压Vout和基准电压发生装置的输出电压Vref进行比较，将与输出电压Vout超过输出电压Vref的期间相对应的脉宽的脉冲列信号输出至晶体管10的基极。
[0023]时限电路11由下述部分构成:波形变换电路111，其得到由于检测电阻9而产生的输出电压信号的有效值；A/D变换电路112，其将来自波形变换电路111的模拟电压信号变换为数字信号；负载电流运算部113，其基于来自该A/D变换电路112的数字信号而运算在交流电路I中流动的电流值；特性设定部114，其设定额定电流及由跳闸时间相对于负载电流运算值的关系构成的过电流跳闸特性；控制装置115，其包含有微型计算机(CPU)，基于由该特性设定部114设定的过电流跳闸特性和由负载电流运算部113运算的电流值，输出过电流跳闸信号；跳闸电路116，其通过来自该控制装置115的跳闸信号而对跳闸线圈3进行激发；以及判别电路117，其将来自控制装置115的跳闸信号和由AL5输出的AL信号设为输入，在开闭触点2跳闸时，判别是由电磁跳闸装置4进行的跳闸动作，还是由跳闸线圈3进行的跳闸动作。
[0024]另外，控制装置115在与其连接的显示部12 (例如包含有液晶显示装置)上显示负载电流运算部113的运算结果。
[0025]下面，参照图3的时序图，对过电流流过交流电路I的情况下的跳闸动作进行说明。
[0026]对于由电子电路(跳闸线圈3)实现的跳闸的情况，如果交流电路I开始通电，则在经过了在时限电路11中设定的规定时间后，跳闸线圈3被激发，开闭触点2断开。在开闭触点2实际断开后，在AL动作延迟时间后，对输入至时限电路11中的AL5的输出信号进行切换。另外，在可正常测量的过电流区域中，电磁跳闸装置4不动作。
[0027]另一方面，在由于短路等而流过过大电流的情况下，进行由电磁跳闸装置4实现的跳闸动作。在此情况下，电磁跳闸装置4在跳闸线圈3的跳闸动作之前动作，断开开闭触点2。
[0028]在开闭触点2实际断开后，在AL动作延迟时间后，对输入至时限电路11中的AL5的输出信号进行切换。
[0029]在通过电磁跳闸装置4而跳闸的过大电流区域中，如图4所示，变流器6的输出波形成为畸变波形，因此，无法正常地测量故障电流。
[0030]基于上述原因，在过大电流区域中，在电磁跳闸装置4的跳闸动作和跳闸线圈3的跳闸动作中，跳闸时间产生时间差，因此，AL5的输出信号的切换也产生时间差。
[0031]判别电路117以由控制装置115输出的跳闸信号和由AL5输出的AL信号为输入，能够根据各自的输入定时(timing)而识别跳闸方法的不同。
[0032]使用图5所示的流程图，对故障电流的显示处理进行说明。
[0033]首先，对电路断路器接通而开始通电时，流过短路等的过大电流的情况进行说明。
[0034]在该情况下，控制装置115的通电电流测量处理可能在时间上来不及，因此，在进行初始化处理(步骤S101)后，进行通电时间判定I (步骤S102)，由于通电时间T没有达到规定时间Tl，因此进入步骤S103的通电时间T的累计处理。
[0035]接下来，在步骤S104中，判定来自AL5的输入信号是否为“0N”。在来自AL5的输入信号不是“0N”的情况下，返回至步骤S102。在来自AL5的输入信号是“0N”的情况下，进入步骤S105，对通电时间T是否超过规定时间T2进行判定。
[0036]在通电时间T超过规定时间T2的情况下，电磁跳闸装置4不动作，判断为由时限电路11的跳闸信号驱动跳闸线圈3而跳闸。
[0037]S卩，由于本次的过大电流处在可由CPUl 15正确地测量的范围内，因此将CPUl 15测量到的电流值设置为故障电流(步骤S106)。
[0038]另一方面，在通电时间T没有超过规定时间T2的情况下，判断为电磁跳闸装置4动作而跳闸。即，由于本次的过大电流是无法由CPU115正确地测量的较大值，因此认为CPU115测量到的电流值不正确，因此设置大于可测量值的规定值，作为故障电流(步骤S107)。或者,在显示部12上进行表示故障电流超过测量范围这一,清况的显示。
[0039]下面，对电路断路器接通后流过短路等的过大电流的情况进行说明。
[0040]在该情况下，由于从开始通电算起经过了一定时间，因此在通电时间判定I (步骤S102)中，通电时间T已达到规定时间Tl，因此，处理进入步骤S108及其之后的步骤。进行瞬时电流值的检测处理(步骤S108)，进行该瞬时电流值是否是引起跳闸动作的过电流的判定(步骤S109)。
[0041]在瞬时电流值不是过电流时，返回至瞬时电流值的检测处理(步骤S108)。另一方面，在瞬时电流值是过电流的情况下，对通电时间T进行初始化(步骤S108)，再次进行通电时间T的累计处理(步骤S111)。
[0042]接下来，在步骤S112中，判定来自AL5的输入信号是否是“0N”。在来自AL5的输入信号不是“0N”的情况下，返回至步骤S111，进行通电时间T的累计处理。在来自AL5的输入信号是“0N”的情况下，进入步骤S105，判定通电时间T是否已超过规定时间T2。
[0043]后面的处理与电路断路器接通而开始通电时流过短路等的过大电流的情况相同。
[0044]如上所述，根据本实施方式，由于将AL5的输出信号输入至时限电路11，因此能够根据AL5的输出信号的切换定时，识别是由电磁跳闸装置4实现的动作还是由跳闸线圈3实现的跳闸动作，能够对交流电路中流动过大电流而无法正确地测量电流值的情况进行显
/Jn ο
[0045]另外，由于使时限电路11与显示部12连接，因此在交流电路中流动过大电流而无法正确地测量电流值时，能够显示大于可测量值的规定值作为故障电流，并显示流过过大电流这一情况。
[0046]标号的说明
[0047]I交流电路，2开闭触点，3跳闸线圈，4电磁跳闸装置，5 AL (警报装置)，6变流器，7整流电路，8电源电路，81 二极管，82平滑电容器，83基准电压发生装置，84脉冲占空比调制器，9检测电阻，10晶体管，11时限电路，111波形变换电路，112 A/D变换电路，113负载电流运算部，114 特性设定部，115 控制装置(CPU)，116跳闸电路，117判别电路，12显示部
【权利要求】
1.一种电子式电路断路器，其特征在于，具有: 开闭触点，其使交流电路通断； 电流检测单元，其对在所述交流电路中流动的电流进行检测，输出与所述电流相对应的检测信号； 时限电路，其基于该电流检测单元的输出信号，如果在所述交流电路中流动的电流超过规定值，则在规定的时间后输出使所述开闭触点断开的跳闸信号； 电子式跳闸装置，其由所述跳闸信号激发，使所述开闭触点断开； 电磁跳闸装置，其由在所述交流电路中流动的过大电流进行电磁激发，以比所述第I跳闸装置快的速度使所述开闭触点断开；以及 警报装置，其在通过所述电子式跳闸装置或电磁跳闸装置而使所述开闭触点断开时，产生输出信号， 所述时限电路输入有所述警报装置的输出信号，基于该输出信号的产生定时，判别根据所述电流检测单元的输出信号而进行的故障电流值的测量是否正确。
2.根据权利要求1所述的电子式电路断路器，其特征在于， 该电子式电路断路器具有与所述时限电路连接的显示部，所述时限电路在判别为所述故障电流值的测量不正确时，在所述显示部上进行表示所述故障电流值的测量不正确的显/Jn ο
3.根据权利要求2所述的电子式电路断路器，其特征在于， 作为表示所述故障电流值的测量不正确的显示，显示比测量范围大的值。
4.根据权利要求2所述的电子式电路断路器，其特征在于， 所述时限电路具有:判别电路，其根据所述警报装置的输出信号及所述跳闸信号，判别所述故障电流值的测量是否正确；以及 负载电流运算部，其基于所述电流检测单元的输出信号，运算所述故障电流值， 所述时限电路在所述判别电路判别为所述故障电流值的测量不正确时，在所述显示部上显示规定值作为所述故障电流值。
【文档编号】H01H83/02GK103563039SQ201180071124
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2011年5月24日 优先权日:2011年5月24日
【发明者】野村敏光, 森贡, 滨野惠太 申请人:三菱电机株式会社