漏电断路器的制作方法

文档序号:12181257阅读:170来源:国知局
漏电断路器的制作方法与工艺

本发明涉及在电路的漏电流变得大于或等于规定值时将该电路断开的漏电断路器,特别涉及过电流跳闸方式是电子式的漏电断路器。



背景技术:

内置于漏电断路器中的电源电路,在将从交流电路供给的交流电压(例如AC100V)利用整流电路变换为直流电压之后,将整流后的直流电压利用降压电路变换为更低电压的直流电压(例如DC24V),作为漏电检测电路、跳闸装置的驱动电源而进行供给。

在这样的电源电路中,在交流电路中由于雷击、电弧接地等而感应出浪涌电压的情况下,需要保护漏电检测电路、跳闸装置免受该浪涌电压影响。

作为该保护单元,存在一种电源电路(例如,参照专利文献1),其设置有:电压检测电路,其根据整流电路的输出电压检测浪涌电压;升压电路,其在该电压检测电路检测出浪涌电压时,使降压电路的输出电压升压;以及电流吸收电路,其设置在降压电路的输出侧,在降压电路的输出电压达到规定的值时,吸收浪涌电流。

专利文献1:日本特开2009-95125号公报

在现有的漏电断路器的电源电路中,在感应出浪涌电压的情况下,利用升压电路使降压电路的输出电压升压,在降压电路的输出电压达到了规定的值时使电流从吸收浪涌电流的电流吸收电路通过,从而被钳位在恒定的电压,防止构成漏电检测电路的部件由于过电压而发生故障。设想浪涌电压的脉冲宽度通常最大也就为几m秒。当然,能够通过降压电路、电流吸收电路的能量是存在极限的,因此在连续地施加了过电压的情况下会超过极限,引起降压电路、电流吸收电路 的故障。

可以考虑下述情况,即,作为上述连续地施加过电压的可能性,在搭载漏电断路器的控制板等中,为了确认包含漏电断路器在内的交流电路的相间、以及交流电路与大地(地球)之间处于绝缘,实施耐压试验(例如,2000V 1分钟)。

通常,如漏电断路器这样,在电路与电子电路连接的产品的情况下,禁止进行相间的耐压试验,仅在交流电路与大地(地球)之间实施耐压试验。因此,不向相间施加过电压。然而,如图6所示,如果漏电断路器连接有负载电路,则经由在大地间连接的设备(例如,浪涌吸收用电容器、噪声滤波器等)、电线的对地静电容量而意外地在相间连续地施加过电压,其结果,有时导致漏电断路器的电源电路产生故障。



技术实现要素:

本发明就是为了解决上述这样的课题而提出的,其目的在于得到一种漏电断路器,该漏电断路器具有针对施加连续的过电压的保护功能。

本发明具有:开闭触点,其使电路开闭;过电流检测器,其对电路的过电流进行检测;漏电流检测器,其对电路的漏电流进行检测;过电流跳闸元件,其基于过电流检测器的检测出的信号使开闭触点断开;以及漏电跳闸元件,其基于漏电流检测器的检测出的信号使开闭触点断开,本发明具有过电压检测电路,该过电压检测电路对来自电路的过电压进行检测,并驱动过电流跳闸元件。

发明的效果

本发明具有在检测出电路的过电压时对过电流跳闸元件进行驱动的过电压检测电路,因此在检测出连续的过电压时漏电断路器进行过电流跳闸,保护漏电断路器免受过电压影响,并且能够将耐压试验时的由过电压引起的跳闸区别于漏电跳闸。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1中的漏电断路器的结构的整体结构图。

图2是表示图1中的电源电路的详情的电路图。

图3是表示图2中的触发电路的详情的电路图。

图4是表示本发明的实施方式2中的漏电断路器的电源电路的电路图。

图5是表示图4所示的积分电路的详情的一个例子的电路图。

图6是用于通过将现有的漏电断路器组装在控制板中的情况下的电路图,对本发明的课题进行说明的说明图。

标号的说明

2 开闭触点,3 过电流检测器,4 漏电流检测器,5 检测电路,6 电源电路,7 过电流跳闸元件,8 漏电跳闸元件,9 漏电显示器,10 第1开关单元,11 第2开关单元,12 跳闸机构,22d 第2齐纳二极管,23m 监视电路,23d 触发电路,100 漏电断路器。

具体实施方式

实施方式1.

图1是表示利用了本发明的实施方式1中的电源电路的漏电断路器的结构的电路图,图2是表示图1中的电源电路的详情的电路图,图3是表示图2中的触发电路的详情的电路图。

在图1中,漏电断路器100具有:开闭触点2,其使交流电路1开闭;过电流检测器3,其对交流电路1的过电流进行检测;漏电流检测器4,其插入至交流电路1中,对漏电流进行检测;检测电路5,其基于过电流检测器3以及漏电流检测器4的检测信号对过电流或者漏电进行检测;电源电路6,其与交流电路1连接,使用用于驱动检测电路5的开关变压器;过电流跳闸元件7,其在过电流流过交流电路1时,根据检测电路5的输出信号经由第1开关单元10被施压,将开闭触点2断开;漏电跳闸元件8,其在漏电流检测器4检测出比 规定值大的漏电流时,根据检测电路5的输出信号经由第2开关单元11被施压,将开闭触点2断开;以及漏电显示器9,其在漏电跳闸元件8进行了动作时,向使用者显示发生了漏电。

如果漏电断路器100被合闸,开闭触点2闭合,则交流电路1的电压被施加于漏电断路器100的负载侧所设置的电源电路6,电源电路6向检测电路5供给电源电压。

在此,交流电路1的电流经由过电流检测器3而由检测电路5进行监视。在检测出异常的电流的情况下,检测电路5接通第1开关单元10而驱动过电流跳闸元件7,使漏电断路器100跳闸。

在流过漏电流的情况下,漏电流检测器4将检测信号输出而输入至检测电路5。在判断为流过大于或等于规定值的漏电流的情况下,检测电路5接通第2开关单元11而驱动漏电跳闸元件8,使漏电断路器100跳闸。此时,与漏电跳闸元件8联动的漏电显示器9也进行动作,向使用者显示发生了漏电事故。

在图2中对电源电路6的结构进行说明。

电源电路6具有:限流电阻20,其与交流电路1连接,对电流进行限制;整流电路21(例如,利用二极管电桥实现的整流电路),其经由该限流电阻20进行连接,将交流全波整流为直流;降压电路22,其与整流电路21的输出侧连接,包含有场效应晶体管22a(下面记为FET);以及开关电源23,其包含有与该降压电路22的后段相连接的开关变压器23a。

降压电路22具有:FET 22a,其将漏极与整流电路21的输出正极侧连接;第1齐纳二极管22b,其将阴极与FET 22a的栅极连接;第1电阻22c,其连接在FET 22a的漏极与栅极之间;第2齐纳二极管22d,其将阳极与FET 22a的栅极连接,并且该第2齐纳二极管22d与第1电阻22c并联连接;第2电阻22e,其连接在第1齐纳二极管22b的阳极与整流电路21的输出负极侧之间;以及第3齐纳二极管22f,其阴极与FET 22a的源极连接,其阳极与整流电路21的输出负极侧连接。

在此,将第1电阻22c的电阻值设为几百k~几MΩ左右,将第 2电阻22e的电阻值设为几十~几百Ω左右,并使第2齐纳二极管22d的齐纳电压比整流电路21的输出电压大。

开关电源23由开关变压器23a、开关元件23b、开关驱动器23c以及触发电路23d等构成。

开关变压器23a具有:第1绕组23a1,其一端与FET 22a的漏极连接,另一端与开关元件23b的漏极连接;第2绕组23a2,其一端与二极管23e的阳极连接,另一端与整流电路21的输出负极侧连接;以及第3绕组23a3,其一端与二极管23f的阳极连接,另一端与开关电源23的次级侧接地连接。

开关驱动器23c具有:第一控制端子23c1,其与二极管23e以及二极管23g的阴极连接;第二控制端子23c2,其与整流电路21的输出负极侧连接;输出端子23c3,其与FET 22a的栅极连接;以及监视端子23c4,其与触发电路23d连接。

另外,向开关驱动器23c的第一控制端子23c1连接有齐纳二极管23h的阴极,该齐纳二极管23h的阳极与整流电路21的输出负极侧相连接,二极管23g的阳极与FET 22a的源极相连接。

如图3所示,触发电路23d具有:二极管23d1,其阳极与第2电阻22e和第1齐纳二极管22b的连接点相连接;电阻23d2,其一端与二极管23d1阴极相连接;晶体管23d3,其基极与电阻23d2的另一端连接,其发射极与整流电路21的输出负极侧连接;电容器23d4,其连接在二极管23d1阴极以及整流电路21的输出负极侧之间;电阻23d5,其一端与晶体管23d3的集电极连接,另一端与开关驱动器23c的监视端子23c4连接;以及电阻23d6,其连接在晶体管23d3的基极以及发射极之间。

由电阻23d2和电容器23d4构成的积分电路具有下述作用,即,从电压检测电路开始动作起经过了规定的时间之后,使晶体管23d3导通。

另外,还设置有:二极管23i,其阳极与第2绕组23a2的一端连接;电阻23j,其一端与二极管23i的阴极连接,另一端与监视端子23c4连接;以及电阻23k,其连接在电阻23j的另一端以及整流电 路21的输出负极侧之间。

如果触发电路23d的晶体管23d3导通,则向开关驱动器23c的监视端子23c4的施加电压会发生变化。具体地说,在触发电路23d的晶体管23d3导通时,因为连接在监视端子23c4与整流电路21的输出负极侧之间的电阻23k、与触发电路23d的电阻23d5并联连接,所以电路常数进行变化以使向23c4的施加电压减小。

向开关变压器23a的次级侧的二极管23f的阴极连接有过电流跳闸元件7、漏电跳闸元件8,构成为,在发生了过电流时经由第1开关单元10向过电流跳闸元件7供给电力,在发生了漏电时经由第2开关单元11向漏电跳闸元件8供给电力,以使得漏电断路器100进行跳闸动作。另外,恒压电路33以及监视电路23m也与二极管23f的阴极连接,其中,恒压电路33生成适当的电压以使检测过电流、漏电的信号的检测电路5进行动作,监视电路23m对开关变压器23a的次级侧的电压进行监视。

此外,在权利要求书中所述的“电压检测电路”是指上述的第2齐纳二极管22d,“过电压检测电路”是指上述的第2齐纳二极管22d、触发电路23d以及监视电路23m。

下面对动作进行说明。

在通常状态下,如果从交流电路1供给AC100V~400V左右的交流电压,则在限流电阻20中流动交流的电流Ia,在整流电路21中变换为直流电压Vb。通过从整流电路21输出的电流Ib,经由第1电阻22c向第1齐纳二极管22b(例如,齐纳电压20V)以及第2电阻22e流动电流Ic。另一方面,由于第2齐纳二极管22d的齐纳电压(例如,800V)比整流电路21的直流电压Vb设定得高,因此第2齐纳二极管22d不导通,电流不会经由第2齐纳二极管22d向第1齐纳二极管22b以及第2电阻22e流动。

此时,第1电阻22c的电阻值例如大到几百k~几MΩ,与其相对,第2电阻22e的电阻值例如小到几十~几百Ω,因此在第2电阻22e中流动的电流Ic由第1电阻22c决定,例如是几十μA~几百μA的微小的电流。因此,能够基本忽略第2电阻22e的电压降。 由此,如果将施加在第1齐纳二极管22b与第2电阻22e的串联体的电压,即FET 22a的栅极电压设为Vc,则变为Vc≈(第1齐纳二极管22b的齐纳电压)。

另外,FET 22a的输出电压Vd为Vd=Vc-(FET 22a的导通电压),但如上所述,因为Vc≈(第1齐纳二极管22b的齐纳电压),所以Vd≈(第1齐纳二极管22b的齐纳电压)-(FET 22a的导通电压),其成为开关驱动器23c的电源电压。

FET 22a的输出电压Vd在供给有AC100V~400V左右的交流电压的状况下,以不超过第3齐纳二极管22f的齐纳电压的方式进行设定,由此第3齐纳二极管22f不导通,不流动电流Id。

另外,虽然向触发电路23d施加第1齐纳二极管22b与第2电阻22e的连接点的电压,但由于电阻22e的两端电压是微小的电压,因此不会超过所连接的二极管23d1的正向电压(0.7V左右),不流动电流,从而晶体管23d3不导通。

由此,AC100V~400V左右的交流电压被变换为适合于驱动开关驱动器23c的直流电压,使开关驱动器23c进行动作。开关驱动器23c的输出端子23c3驱动开关元件23b,对开关变压器23a的第1绕组23a1的充放电进行控制。随着开关驱动器23c进行动作,开关变压器23a的第2绕组23a2以及第3绕组23a3的输出电压逐渐地上升,但由于第2绕组23a2的输出电压与监视端子23c4相连接,因此如果确认到超过了既定的电压的输出,则开关驱动器23c停止向开关元件23b的输出,由此减少第2绕组23a2以及第3绕组23a3的输出电压。

随着输出电压的减少,施加在开关驱动器23c的监视端子23c4上的电压变得低于既定的电压,从而再次开始向开关元件23b的输出,使第2绕组23a2以及第3绕组23a3的输出电压上升。

通过上述过程的反复进行,第2绕组23a2以及第3绕组23a3的输出电压会保持恒定的值(例如,DC 20V)。此外,施加在监视端子23c4的电压能够通过利用电阻分压而详细地进行设定。

第3绕组23a3的输出电压作为过电流跳闸元件7、漏电跳闸元件8的驱动电源而被充分利用。另外,经由恒压电路33供给对过电 流、漏电进行检测的检测电路5的电源(例如,DC 5V)。在这种状态下,在来自过电流检测器3、漏电流检测器4的输出信号超过了规定的值的情况下,检测电路5使第1开关单元10、第2开关单元11接通,励磁电流向过电流跳闸元件7、漏电跳闸元件8流动,操作漏电断路器100的跳闸机构12而使开闭触点12分离。

下面,对在交流电路1中叠加了连续的过电压的情况进行说明。

如果向交流电路1连续地施加几kV的过电压,则由于施加在第2齐纳二极管22d与第1齐纳二极管22b的串联电路的施加电压超过第2齐纳二极管22d和第1齐纳二极管22b的齐纳电压的合计值,检测出过电压,因此第2齐纳二极管22d变为导通。

此时,在第2电阻22e中流动的电流Ic与通常时的几十μA~几百μA相比变大为几十mA,在第2电阻22e中产生电压降,施加在第2电阻22e和第1齐纳二极管22b的电压Vc上升。例如,如果第2电阻22e的电阻值为100Ω左右,且电流Ic为40mA左右,则第2电阻22e的电压降变为4V左右,施加在第2电阻22e和第1齐纳二极管22b的电压Vc与通常的状态(例如20V)相比变高4V左右。由此,FET 22a的输出电压也同样地变高4V左右,由于超过第3齐纳二极管22f的齐纳电压(例如,23V),因此第3齐纳二极管22f导通,FET 22a的输出电压Vd被抑制为第3齐纳二极管22f的齐纳电压。

此时,由于如上所述地向触发电路23d施加第2电阻22e的两端电压即4V左右,因此超过二极管23d1的正向电压,电流流动,因此构成触发电路23d的积分电路的电容器23d4被进行充电。由于叠加有连续的过电压,因此电容器23d4的电压被充电至规定值(例如,3V),晶体管23d3导通。

由于通过晶体管23d3导通,电阻23d5变得与电阻23k并联连接,因此电阻23j相对于电阻23d5以及电阻23k的并连体的分压比改变,向电阻23j与电阻23k的连接点即监视端子23c4的施加电压降低。

因此,即使是如果在通常状态下应该将开关元件23b的驱动停止的开关变压器23a的输出电压,开关驱动器23c也会持续开关元件 23b的驱动,第3绕组23a3的输出电压与通常的电压相比上升。

如上面说明所述,如果叠加连续的过电压,则开关变压器23a的次级侧的输出电压会输出与通常状态相比较高的电压。由此,监视电路23m检测到开关变压器23a的次级侧的输出电压的上升,使第1开关单元10导通,因此经由过电流跳闸元件7对跳闸机构12进行驱动,开闭触点2即漏电断路器100进行过电流跳闸。而且,由于开闭触点2形成开路,因此停止向电源电路6的供电。

在控制板的耐压试验时不使负载电流向控制板通电,只进行利用耐压试验机的电压施加。因此,如果存在绝缘故障等,则检测电路5检测出漏电,漏电断路器100进行漏电跳闸。此时,与漏电跳闸元件8联动的漏电显示器9也进行动作,向使用者显示发生了漏电事故。

如果在此检测出过电压,使漏电跳闸元件8进行动作而使漏电断路器100进行漏电跳闸,则由于漏电显示器9也进行动作,因此使用者不能判别是由于漏电引起跳闸,还是由过电压引起的跳闸。

另一方面,耐压试验机对流动的电流存在限制,不能供给使漏电断路器100进行过电流跳闸程度的电流。因此,在耐压试验时不能使断路器进行过电流跳闸。即,在耐压试验时通过使漏电断路器100进行由无漏电显示器9的动作的过电流所引起的跳闸,从而成为通常想不到的状态。由此,能够促使提醒使用者注意到试验方法存在错误。

下面,对在交流电路1中叠加了瞬时的浪涌电压的情况进行说明。

如果在交流电路1中叠加几kV的浪涌电压,则施加在第2齐纳二极管22d与第1齐纳二极管22b的串联电路的施加电压,超过第2齐纳二极管22d和第1齐纳二极管22b的齐纳电压的合计值,由于检测出过电压,因此第2齐纳二极管22d也变为导通。

此时,在第2电阻22e中流动的电流Ic与通常时的几十μA~几百μA相比变大为几十mA,在第2电阻22e中产生电压降,第2电阻22e和第1齐纳二极管22b所承受的电压Vc上升。例如如果第2电阻22e的电阻值为100Ω左右,且电流Ic为40mA左右,则第2电阻22e的电压降变为4V左右,第2电阻22e和第1齐纳二极管22b 所承受的电压Vc与通常的状态相比变高4V左右。由于FET 22a的输出电压也同样地变高4V左右,超过第3齐纳二极管22f的齐纳电压,因此第3齐纳二极管22f导通,FET 22a的输出电压Vd被所抑制为第3齐纳二极管22f的齐纳电压。

此时,由于向触发电路23d施加第2电阻22e的两端电压即4V左右,因此超过二极管23d1的正向电压,电流流动,从而构成触发电路23d的积分电路的电容器23d4被进行充电。在如果电容器23d4的电压充分地上升,晶体管23d3导通,则向开关驱动器23c的监视端子23c4的施加电压发生了变化的情况下,则根据后述的理由而漏电断路器100进行跳闸动作,但由于叠加浪涌电压的时间非常短(例如,1~2msec),因此电容器23d4未被充分地进行充电,因此晶体管23d3不导通。

如上所述,虽然漏电断路器100不进行断路动作,但电源电路6的输出电压会被抑制为第3齐纳二极管22f的齐纳电压,保护检测电路5等免受浪涌电压影响。

根据本实施方式,因为具有在检测出交流电路1的过电压时经由过电流跳闸元件7对跳闸机构12进行驱动的监视电路23m,所以在连续施加过电压时漏电断路器100进行过电流跳闸,能够保护漏电断路器100免受过电压影响。

另外,在耐压试验时,通过使漏电断路器100进行漏电显示器9无动作的过电流跳闸,成为通常在耐压试验时想不到的状态,从而能够将由过电压引起的跳闸区别于漏电跳闸。

此外,在本实施方式中,对电路为交流电路的情况进行了说明,但如果作为过电流检测器3而使用也能够对利用霍尔元件的直流进行检测的电流检测、作为漏电流检测器4而使用诸如磁通门传感器这样的能够对直流的漏电流进行检测的传感器,则显然能够适用于直流电路。

实施方式2.

图4是表示实施方式2中的漏电断路器101的电源电路的电路图,图5是表示图4所示的积分电路的详情的一个例子的电路图。

在实施方式1中,示出使用了开关变压器23a的绝缘型的电源电路6的例子,但在本实施方式中,取代绝缘型的电源电路6而使用了非绝缘型的电源电路61。其他的结构因为与实施方式1相同,所以省略说明。

电源电路61将从交流电路1输入的交流电压变换为规定的直流电压而向过电流跳闸元件7以及漏电跳闸元件8供给励磁电流,并且利用恒压电路33变换为比电源电路61的输出电压低的规定的电压,向检测电路5供电。

下面,对电源电路61的详情进行说明。

该电源电路61与交流电路1连接,在限制电流的限流电阻20的后段连接有由二极管电桥构成的整流电路21。在该整流电路21的输出侧连接有使其输出电压降压的降压电路53,该降压电路53由下述部件构成:场效应晶体管(下面,记为FET)53a,其漏极与整流电路21的输出正极侧连接;第4齐纳二极管53b,其连接在FET 53a的栅极与整流电路21的输出负极侧之间;以及电阻53c(电阻值为几百k~几MΩ左右),其连接在向第4齐纳二极管53b供给齐纳电流的FET 53a的漏极与栅极之间。

与降压电路53的电阻53c并联连接有第5齐纳二极管54(齐纳电压>整流电路21的输出电压)即电压检测电路,利用该第5齐纳二极管54,根据整流电路21的输出电压对浪涌电压进行检测。在FET 53a的栅极与整流电路21的输出负极侧之间,连接有与第4齐纳二极管53b串联地进行连接的电阻55(电阻值为几十~几百Ω左右)即升压电路,在第5齐纳二极管54检测出浪涌电压时,利用该电阻55使降压电路53的输出电压上升。在FET 53a的源极与整流电路21的输出负极侧之间,连接有第6齐纳二极管56即电流吸收电路,在降压电路53的输出电压达到了第6齐纳二极管56的齐纳电压即第1规定值时,利用第6齐纳二极管56吸收浪涌电流。

另外,在电源电路61的输出端设置有过电压检测电路57,该过电压检测电路57与第6齐纳二极管56并联连接,如果从交流电路1持续输入过电压直至达到规定时间,则经由第1开关单元10对过电 流跳闸元件7进行驱动。

过电压检测电路57由下述部分构成:第7齐纳二极管57a(例如,齐纳电压为23V左右),其阴极与第6齐纳二极管56的阴极连接,在降压电路53的输出电压超过了第2规定值时导通;积分电路57b,其输入端与该第7齐纳二极管57a的阳极以及第6齐纳二极管56的阳极连接;以及比较电路57c,其对该积分电路57b的输出超过了规定值、即电源电路61的输出电压达到第2规定电压、且电源电路61的输出电压达到第2规定电压的时间超过了规定时间(例如20msec)的情况进行检测,驱动第1开关单元10。

如图5所示,积分电路57b由下述部件构成:电阻57b1(电阻值为1kΩ~10kΩ左右),其一端与第7齐纳二极管57a的阳极连接;电容器57b2(容量为0.1μF~几μF左右),其一端与该电阻57b1的另一端连接,该电容器57b2的另一端与第6齐纳二极管56的阳极连接;以及电阻57b3(电阻值为1kΩ~10kΩ左右),其与该电容器57b2并联地进行连接,并且两端与比较电路57c连接。在这里,电阻57b3是用于在电容器57b2断开时使电容器57b2的电荷放电的部件。

并且,在电源电路61的输出端,也连接有第1开关单元10、第2开关单元11和恒压电路33。

此外,第4齐纳二极管53b设置在FET 53a的栅极侧,电阻55设置在整流电路21的输出负极侧,但也可以在FET 53a的栅极侧设置电阻55,在整流电路21的输出负极侧设置第4齐纳二极管53b。

此外,在权利要求书中所述的“过电压检测电路”是指上述的过电压检测电路57。

下面对动作进行说明。

在通常状态下,如果从交流电路1供给AC100V~400V左右的交流电压,则在限流电阻20中流动交流的电流Ia,利用整流电路21变换为直流电压Vb。通过从整流电路21输出的电流Ib,经由电阻53c向第4齐纳二极管53b以及电阻55流动电流Ic。另一方面,由于第5齐纳二极管54的齐纳电压比整流电路21的直流电压Vb高,因此第5 齐纳二极管54不导通,电流不会经由第5齐纳二极管54向第4齐纳二极管53b以及电阻55流动。

此时,电阻53c的电阻值大到几百k~几MΩ,与其相对,电阻55的电阻值小到几十~几百Ω,因此在电阻55中流动的电流Ic基本上由电阻53c决定,例如微小到几十μA~几百μA。因此,能够基本忽略电阻55的电压降。由此,如果将电阻55和第4齐纳二极管53b所承受的电压(FET 53a的栅极电压)设为Vc,则变为Vc≈(第4齐纳二极管53b的齐纳电压)。

另外,降压电路53的输出电压Vd成为Vd=Vc-(FET 53a的导通电压),但如上所述,Vc≈(第4齐纳二极管53b的齐纳电压),因此变为Vd≈(第4齐纳二极管53b的齐纳电压)-(FET 53a的导通电压),其为电源电路61的额定电压。

这里,如果将FET 53a的导通电压设为3V左右、将第4齐纳二极管53b的齐纳电压设为24V左右,则降压电路53的输出电压Vd变为Vd≈24V-3V=21V左右。

另外,如果将第6齐纳二极管56的齐纳电压设为24V左右,则第6齐纳二极管56所承受的输出电压Vd为21V左右,且不超过第6齐纳二极管56的齐纳电压。由此,第6齐纳二极管56不导通,电流Id不流动。

另外,如果将第7齐纳二极管57a的齐纳电压即第2规定值设为23V左右,则第7齐纳二极管57a所承受的输出电压Vd为21V左右,因此第7齐纳二极管57a也不导通。

其结果,从电源电路61的输出端向过电流跳闸元件7、漏电跳闸元件8以及恒压电路33供电DC21V左右,恒压电路33使电源电路61的输出电压降压而向检测电路5供给规定的恒定电压(例如DC5V)。

在这样的供电状态下,在交流电路1中发生了漏电的情况下,在漏电流检测器4的输出中产生信号,利用检测电路5对漏电流检测器4的输出信号电平超过了规定的基准值的情况进行判别,将漏电跳闸信号输出至第2开关单元11。第2开关单元11由于该输出而变为导通,从电源电路61经由第2开关单元11向漏电跳闸元件8流动励磁电流, 通过跳闸机构12进行动作,从而开闭触点2形成开路。

此外,在权利要求书中所述的“第1规定值”是指上述的第6齐纳二极管56的齐纳电压,相同地,在权利要求书中所述的“第2规定值”是指上述的第7齐纳二极管57a的齐纳电压。

下面,对在交流电路中的交流电压中叠加了瞬时的浪涌电压的情况进行说明。

如果在交流电压中叠加几kV的浪涌电压,则施加在第5齐纳二极管54与第4齐纳二极管53b的串联电路的施加电压,超过第5齐纳二极管54和第4齐纳二极管53b的齐纳电压合计值,因此第5齐纳二极管54也变为导通。

此时,在电阻55中流动的电流Ic与通常时的几十μA~几百μA相比变大为几十mA,在电阻55中产生电压降,电阻55和第4齐纳二极管53b所承受的电压Vc上升。例如如果电阻55的电阻值为100Ω左右,且电流Ic为40mA左右,则电阻55的电压降变为4V左右,电阻55和第4齐纳二极管53b所承受的电压Vc变为Vc=24V+4V=28V左右。降压电路53的输出电压Vd将要向通常时的电压21V左右加上电阻55的电压下降量即4V左右,而上升为25V左右。然而,由于该25V左右的电压超过第6齐纳二极管56的齐纳电压(24V左右),因此第6齐纳二极管56导通,降压电路53的输出电压Vd被抑制为第6齐纳二极管56的齐纳电压(24V左右)。

另外,此时,虽然超过第7齐纳二极管57a的齐纳电压23V,但由于串联连接有电阻57b1,电阻57b1分担电压并限制电流,因此电源电路61的电压被维持为第6齐纳二极管56的齐纳电压(24V)。其结果,第7齐纳二极管57a保持导通,在积分电路57b中经由电阻57b1而开始电容器57b2的充电。然而,在产生瞬时的浪涌电压的情况下,在交流电路1中的交流电压中叠加浪涌电压的时间非常短(例如,1~2msec左右)。因此,电容器57b2的电压未充分地上升,即,由于电源电路61的输出电压超过第2规定电压的时间短于规定时间,因此比较电路57c的输出未接通,漏电断路器101不进行断路动作。

如上所述,漏电断路器101不进行断路动作,但电源电路61的输 出电压被抑制为第6齐纳二极管56的齐纳电压,保护检测电路5、第1开关单元10、第2开关单元11免受浪涌电压影响。

下面,对在交流电路中叠加了连续的过电压的情况进行说明。

如果向交流电路1中连续地施加几kV的过电压,则由于施加在第5齐纳二极管54与第4齐纳二极管53b的串联电路的施加电压超过第5齐纳二极管54和第4齐纳二极管53b的齐纳电压合计值,因此第5齐纳二极管54也变为导通。

此时,在电阻55中流动的电流Ic与通常时的几十μA~几百μA相比变大为几十mA,在电阻55中产生电压降,电阻55和第4齐纳二极管53b所承受的电压Vc上升。例如,如果电阻55的电阻值为100Ω左右,且电流Ic为40mA左右,则电阻55的电压降变为4V左右,电阻55和第4齐纳二极管53b所承受的电压Vc变为Vc=24V+4V=28V左右。降压电路53的输出电压Vd将要向通常时的电压21V左右加上电阻55的电压下降量即4V左右,而上升为25V左右。然而,由于该25V左右的电压超过第6齐纳二极管56的齐纳电压(24V左右),因此第6齐纳二极管56导通,降压电路53的输出电压Vd被抑制为第6齐纳二极管56的齐纳电压(24V左右)。

此时,由于超过第7齐纳二极管57a的齐纳电压23V,因此第7齐纳二极管57a也导通,在积分电路57b中经由电阻57b1而开始电容器57b2的充电。在连续的过电压的情况下,电容器57b2的电压充分地上升,电源电路61的输出电压超过第2规定值的时间多于规定时间,比较电路57c的输出接通,输出至第1开关单元10。利用比较电路57c的输出,第1开关单元10也接通,从电源电路61经由第1开关单元10向过电流跳闸元件7流动励磁电流,跳闸机构12进行动作,由此,开闭触点2形成开路,即进行过电流跳闸。并且,由于开闭触点2形成开路,因此向电源电路61的供电停止。

根据本实施方式,具备:电源电路61,其由降压电路53、第5齐纳二极管54以及电阻55构成,其中,该降压电路53使从交流电路1供给的电力降压为恒压的电力,该第5齐纳二极管54根据整流电路21的输出电压对过电压进行检测,该电阻55在该第5齐纳二极管54 检测出过电压时使降压电路53的输出电压升压;第6齐纳二极管56,其设置在该电源电路61的输出侧,在电源电路61的输出电压达到了第1规定值时吸收浪涌电流;以及过电压检测电路57,其设置在电源电路61的输出侧,在电源电路61的输出电压超过了第2规定值时,经由第1开关单元10对过电流跳闸装置7进行驱动,其中,该第2规定值比电源电路61的额定电压高且比第1规定值低,由于具备了上述部件,因此,即使在耐压试验等对交流电路1连续地施加过电压的情况下,也能通过使漏电断路器101进行过电流跳闸,从而保护漏电断路器101。

另外,在耐压试验时,通过使漏电断路器101进行漏电显示器9无动作的过电流跳闸,成为通常在耐压试验时想不到的状态,从而能够将由过电压引起的跳闸区别于漏电跳闸。

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