Earth leakage circuit breaker

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低電圧配電系統に適用する過電流保護および地絡保護機能を備えた漏電遮断器に関し、詳しくは漏電遮断器の耐電圧試験を行なう際に漏電検出回路を主回路から切り離す保護手段に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
低電圧配電系統の保護機器として配線用遮断器，漏電遮断器が周知であり、国内に普及している漏電遮断器は過電流保護の機能と地絡保護機能を備えた構成のものが一般的である。 また、最近の漏電遮断器では、需要家サイドでの使い勝手性を高めるために、同じフレームの配線用遮断器，漏電遮断器は同じ外形サイズの本体ケースとした上で、主要部品をできるだけ共用化するように構成した単体構造の漏電遮断器が主流となっている（例えば、特許文献１参照。）。
次に、従来における一般的な漏電遮断器（３相回路用）の回路図を図７に、またその組立構造を図８および図９に示す。 まず、図７において、１はＲ，Ｓ，Ｔ相の主回路、２は主回路接点、３は主回路接点２の開閉機構部、４は操作ハンドル、５は主回路に流れる過負荷電流，短絡電流を検出して開閉機構をトリップ動作させる過電流引外し装置である。
【０００３】
また、配電系統の地絡発生を検出して開閉機構をトリップ動作させる漏電引外し装置は、Ｒ，Ｓ，Ｔ相の主回路１を一次導体として主回路１の不平衡電流を検出する零相変流器６と、零相変流器６の二次出力レベルから地絡発生を検知する漏電検出回路（ＩＣを含む電子回路）７と、漏電検出回路７からの出力を受けて開閉機構をトリップさせるトリップコイルユニット８とからなる。 ここで、漏電検出回路７はその制御電源として、主回路１との間に配線した電源線９，整流回路１０を介して主回路１の相間電圧を給電するようにしている。 なお、図示例では主回路１のＲ−Ｔ相の相間電圧を漏電検出回路７に給電しているが、Ｒ，Ｓ，Ｔ相の各相電圧を直流に変換して給電する場合もある。
【０００４】
一方、図８，図９において、１１は下部ケース１１ａと上部カバー１１ｂからなる本体ケース、１２，１３は電源側，負荷側の主回路端子、１４は主回路接点２の固定接触子、１５は可動接触子、１６は可動接触子１５を支持した回動式の接触子ホルダ、１７は消弧装置である。 また、開閉機構部３は良く知られているように、前記接触子ホルダ１６と操作ハンドル４との間を連繋したトグルリンク３ａと開閉スプリング３ｂを組み合わせたトグルリンク機構，およびラッチ１８，ラッチ受け１９，トリップクロスバー２０を組み合わせたラッチ機構との組立体からなり、トリップクロスバー２０には前記した過電流引外し装置５の操作端であるアーマチュア５ａ，および漏電引外し装置のトリップコイルユニット８の操作端であるスライダ（図示せず）が対向している。 なお、図示のラッチ機構は一例を示したもので、これ以外にも様々な構造のラッチ機構が知られている。
【０００５】
また、図９で示すように、本体ケース１１には相間隔壁１１ｃを形成して本体ケース内に組付けた各相の部品相互間を絶縁隔離している。 さらに、先記の漏電検出回路７はプリント板７ａ（図９参照）に実装した上で、本体ケース１１の内部（零相変流器６とケース側壁との間のスペース）に内装した上で、主回路１の導体との間に電源線９（図７参照）を配線している。
上記漏電遮断器の開閉動作は周知の通りであり、操作ハンドル４をＯＮ，ＯＦＦ位置に移動操作すると、操作ハンドル４に連動して開閉機構部３のトグルリンク機構が反転動作し、可動接触子１５が開閉動作する。 また、主回路接点２が閉極（ＯＮ）している図示の投入状態では、ラッチ１８がラッチ受け１９に係止され、ラッチ受け１９はこの位置でトリップクロスバー２０に拘束されている。 この状態から主回路に過負荷電流，短絡電流が流れて過電流引外し装置５が作動すると、アーマチュア５ａを介してトリップクロスバー２０が反時計方向に回動し、ラッチ受け１９とラッチ１８との係合を釈放する。 これにより開閉機構部３がトリップ動作し、可動接触子１５が固定接触子１４から開離して主回路の電流を遮断する。 同様に図７の主回路１に地絡電流が流れて漏電引外し装置のトリップコイルユニット８が作動すると、トリップクロスバー２０を釈放位置に駆動する。 これにより開閉機構部３がトリップ動作し、可動接触子１５が開極して主回路１を断路する。 なお、トリップ動作後に遮断器を再投入するには、トリップ位置に停止している操作ハンドル４をトリップ位置から一旦ＯＦＦ位置に戻してラッチ機構をリセットさせた上で、さらに操作ハンドル４をＯＦＦからＯＮ位置に移動することにより可動接触子１５が閉極する。
【０００６】
ところで、漏電遮断器の製品は所定の絶縁耐力を備えていることが規格で規定されており、そのために製品ごとに耐電圧試験を行って絶縁破壊が生じないことを確認するようにしている。 この耐電圧試験は、漏電遮断器の主回路接点をＯＦＦにした状態で、主回路端子の相間に試験電圧を印加して行なうようにしており、その試験電圧は漏電遮断器の定格電圧ごとに規定されていて、例えば定格電圧４００〜６００Ｖの漏電遮断器での試験電圧は２５００Ｖである。
この耐電圧試験を実施する場合に、図７に示した漏電検出回路（ＩＣ）７を主回路１に接続した後の製品組立状態で耐圧試験を行うと、漏電検出回路が高い試験電圧で破壊してしまう。 そこで、国内のメーカーでは漏電検出回路７に給電する電源線９を主回路１に接続する以前の組立段階で耐電圧試験を実施するようにしているのが現状である。
【０００７】
一方、欧米諸国などで生産されている漏電遮断器は先記した単体構造と異なり、配線用遮断器に別構造の独立した漏電検出ユニット（零相変流器，漏電検出回路などを装備してユニット化したオプション品）を組み合わせて使用するのが一般的である。 また、前記の耐圧試験を配線用遮断器に漏電検出ユニットを結合した状態でユーザーが行なえるようにするために、漏電検出ユニットに耐電圧テスト用スイッチを装備し、耐電圧試験を行なう際には耐電圧テスト用スイッチをＯＦＦ操作して漏電検出回路を配線用遮断器の主回路から切り離し、耐電圧試験の終了後は耐電圧テスト用スイッチをＯＮに復帰させて通常の使用状態に戻すようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００８】
そこで、図８，図９に示した単体構造タイプの漏電遮断器についても、製品出荷後に耐電圧試験が簡単に行なえるようにするために、あらかじめ漏電遮断器の本体ケースに耐電圧テスト用スイッチを組み込み、遮断器の主回路接点のＯＮ，ＯＦＦ動作に連動して図７に示した漏電検出回路７の給電回路を入り，切りするようにした構成、および耐電圧テスト用スイッチのＯＦＦ操作により主回路接点を強制的にトリップ動作させるようにした構成のものが、本発明と同一出願人より特願２００２−３６３５１１号として先に提案されている。
【０００９】
【特許文献１】
特許第３２４６５６２号明細書【特許文献２】
米国特許出願公開第２００１／００２２７１３Ａ１号明細書【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、先記した単体構造の漏電遮断器は、配線用回路遮断器と外形サイズを統一し、その本体ケースの内部には図９で示すように過電流保護および漏電保護の機能部品が殆ど隙間を残すことなくびっしりと組み込まれており、新たに耐電圧テスト用スイッチを追加装備する十分な余裕スペースはない。 したがって、本体ケース内に耐電圧テスト用スイッチを内装するスペースを新たに確保するには、設計面で構成部品，およびそのレイアウトの変更が必要となるが、特に配線用遮断器と漏電遮断器との共有部品およびそのレイアウトに大幅な設計変更を加えるには多大な開発費と時間がかかる問題がある。
【００１１】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、その目的は従来製品の構成部品およびレイアウトに大幅な変更を加えることなしに、本体ケース内のスペースを有効に生かして耐電圧テスト用スイッチを追加装備し、製品出荷後でも耐電圧試験が簡単な操作で安全に行なえるようにした漏電遮断器を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によれば、過電流保護および地絡保護機能を備えた漏電遮断器であって、本体ケースに主回路接点，開閉機構，操作ハンドル，過電流引外し装置，および零相変流器と組み合わせた漏電検出回路を含む漏電引外し装置を内装した上で、さらに前記漏電検出回路と主回路との間に配線した給電回路を入り，切りする手動操作式の耐電圧テスト用スイッチを装備し、主回路の耐電圧テスト時に前記スイッチをＯＦＦ操作して漏電検出回路を主回路から切り離すようにしたものにおいて、
前記耐電圧テスト用スイッチを、遮断器の本体ケースに内装した零相変流器と本体ケースの側壁との間であって、かつ前記零相変流器を貫通するコ字形からなる板状の主回路導体の間のスペースに配置するとともに、耐電圧テスト用スイッチの操作部に該スイッチのＯＮ，ＯＦＦ操作に従動するアクチュエータを設け、耐電圧テスト用スイッチの手動操作部を本体ケースの上部カバーに開口した窓穴に臨ませた上で、前記操作部に設けたアクチュエータを漏電引外し装置のトリッププコイルユニットの操作端であるスライダを介して開閉機構のトリップクロスバーに機械的にインターロックし、耐電圧テスト用スイッチのＯＦＦ操作により前記スライダを介してトリップクロスバーをラッチ釈放位置に駆動，拘束保持して主回路接点を開極させるようにする （請求項１）。
【００１４】
上記構成において、耐電圧試験の際に耐電圧テスト用スイッチをＯＦＦ操作すると、漏電検出回路が主回路から切り離されるとともに、このスイッチのＯＦＦ操作に連動してトリップクロスバーがラッチ釈放位置に駆動されて開閉機構がトリップ動作し、主回路接点が開極する。 これにより、耐電圧試験の準備が整い、漏電検出回路を主回路から切り離した状態で耐電圧試験を安全に行なうことができる。 また、耐電圧テスト用スイッチをＯＦＦにすると、トリップクロスバーがラッチ釈放位置に拘束保持されるので、耐電圧テスト用スイッチをＯＮに復帰操作せずに漏電遮断器のハンドル操作で主回路接点を再投入しようとしても、開閉機構がリセットされないので主回路接点を閉極することができない。 これにより、試験の終了後に耐電圧テスト用スイッチを入れ忘れて漏電検出回路を主回路から切り離したまま、主回路接点を閉極して漏電遮断器を使用状態に戻すミス操作を回避できる。
【００１５】
しかも、漏電遮断器の本体ケースに内装した零相変流器と本体ケースの側壁との間でその前後が零相変流器を貫通したコ字形の主回路導体で囲まれたスペース（在来製品ではここに漏電検出回路が配置されている）を活用してここに耐電圧テスト用スイッチを配置することにより、配線用遮断器と漏電遮断器との共有部品およびそのレイアウトを変更せずに耐電圧テスト用スイッチをケース内に装備できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図６に示す実施例に基づいて説明する。 なお、実施例の図中において図７〜図９に対応する部材には同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
〔実施例１〕
図1〜図４は本発明の一実施例の構成図である。 この実施例の漏電遮断器は図７〜図９に示した従来構成と基本的に同じであるが、図２の三相電源用漏電遮断器回路図で示すように、主回路１と漏電検出回路７との間に配線した電源線９に耐電圧テスト用スイッチ２１が追加装備されている。 なお図２の回路図では、主回路１と漏電検出回路7との間にＲ，Ｓ，Ｔ相の各相に応する３本の電源線９を配線し、三相電源の交流を整流回路１０により直流に変換して漏電検出回路７に給電するようにしており、３本の電源線９に合わせて耐電圧テスト用スイッチ２１が三つの接点を備えているが、図７のように主回路１のＲ−Ｔ相の相間電圧を漏電検出回路７に給電する場合には、耐電圧テスト用スイッチ２１の接点を二つ，あるいはいずれかの相に接点を一つ備えるものとし、また単相用の漏電遮断器では耐電圧テスト用スイッチ２１の接点は一つでよい。
【００１７】
次に、前記耐電圧テスト用スイッチ２１を搭載した漏電遮断器の構成を図１に示し、また耐電圧試験時における耐電圧テスト用スイッチの動作を図３で説明する。
図１において、先記の耐電圧テスト用スイッチ２１は押しボタン２１ａを備えた保持形スイッチ（最初のボタン押し込み操作でＯＮ位置に保持され，二回目の押し込み操作でＯＦＦ位置に復帰する）であり、本体ケースに内装した零相変流器６と該零相変流器を貫通してケース内に引き回した主回路１の導体（Ｒ，Ｓ，Ｔ相のうち、一番手前側に並ぶＴ相の導体は零相変流器を貫通するためにコ字形に屈曲形成している）と下部ケース１１ａの側壁とで囲まれたスペース（図９では漏電検出回路の片方のプリント板７ａが配置されている）に配置されており、この位置でスイッチ本体から上方に引き出した操作ロッド２１ｂの上端に取付けた操作つまみ（押しボタン）２１ａを本体ケースの上部カバー１１ｂに開口した窓穴１１ｂ-1に臨ませている。
【００１８】
上記のように、耐電圧テスト用スイッチ２１を零相変流器６と下部ケース１１ ａの側壁との間でその前後がコ字形に屈曲した主回路導体で囲まれたスペースに配置することで、図９に示した漏電遮断器の構成部品，レイアウトを基本的に変更することなく、僅かに在来製品のプリント板７ａを変更するだけで、耐電圧テスト用スイッチ２１を本体ケース内に追加装備できる。 しかも、このスペースは本体ケースの上部カバー１１ｂから下部ケース１１ａの底面まで空いているので、上部カバー１１ｂの表面から耐電圧テスト用スイッチ２１の内蔵接点（充電部）までの絶縁距離を十分に確保することができ、耐電圧試験から漏電検出回路７を安全に保護できる。
【００１９】
また、耐電圧テスト用スイッチ２１の操作ロッド２１ｂには、詳細を後記するように開閉機構３のトリップクロスバー２０に向けてアクチュエータ２２が突き出し形成されており、このアクチュエータ２２を介して耐電圧テスト用スイッチのＯＦＦ操作時に漏電遮断器の主回路接点２（図２参照）を強制的に開極するようにしている。
すなわち、図３(a),(b) は耐電圧テスト用スイッチ２１の操作つまみ２１ａを押し込んでＯＮ操作した定常状態を表しており、この状態では押しボタン２１ａが本体ケースの上部カバー１１ｂに開口した窓穴１１ｂ-1（図１参照）の中に引っ込み、操作ロッド２１ｂとともにアクチュエータ２２も過電流引外し装置５のアーマチュア５ａから離間した非拘束位置に後退している。 この状態では、図２に示した耐電圧テスト用スイッチ２１の接点がＯＮとなり、主回路１から電源線９を介して漏電検出回路７に給電している。 なお、図中で２０ａはトリップクロスバー２０の軸支点、２３は前記アーマチュア５ａの支持ガイド、２３ａはアーマチュア５ａの軸支部である。
【００２０】
ここで、耐電圧試験を行なう場合には、その準備の手順としてまず耐電圧テスト用スイッチ２１の操作つまみ２１ａをＯＦＦ操作する。 図４(a),(b) はこの状態を表して、スイッチの操作つまみ２１ａは上部カバー１１ｂの窓穴１１ｂ-1（図１参照）から突き出すとともに、ＯＦＦ操作に従動してアクチュエータ２２が上昇移動し、過電流引外し装置５のアーマチュア５ａの先端を突き上げる。 これにより、耐電圧テスト用スイッチ２１の接点が開いて漏電検出回路７を主回路１（図２参照）から切り離すとともに、このスイッチ動作に連動して過電流引外し装置５のアーマチュア５ａが時計方向に揺動し、トリップクロスバー２０を押してラッチ釈放位置に駆動する。 その結果、図８で述べたように開閉機構３がトリップ動作し、主回路接点の可動接触子１５が開極して耐電圧試験の準備態勢が整うことになる。
【００２１】
また、耐電圧試験の終了後に、耐電圧テスト用スイッチ２１を手動でＯＮ位置に戻すと、図３(a),(b) のようにアクチュエータ２２が下降して過電流引外し装置のアーマチュア５ａが離脱する。 そして、トリップ位置に停止している遮断器のハンドル４（図８参照）を一旦リセット位置に戻してからＯＮ位置に投入することで、主回路接点が閉極して漏電遮断器が通常の使用状態に復帰する。 なお、この場合に、耐電圧テスト用スイッチ２１をＯＮ位置に戻さない限りは、操作ハンドル４をトリップ位置からＯＦＦ位置に移動しても開閉機構部３がリセットされず、主回路接点１を投入することができない。 これにより、耐電圧テスト用スイッチ２１の入れ忘れが原因で漏電遮断器の地絡検出，漏電保護機能が働かなくなるといったトラブルを未然に防ぐことができる。
【００２２】
〔実施例２〕
次に、本発明の他の実施例の構成，動作を図５，図６で説明する。
先記した実施例１の構成では、耐電圧テスト用スイッチ２１の操作ロッドに設けたアクチュエータ２２を過電流引外し装置５の操作端であるアーマチュア５ａにインターロックし、該アーマチュア５ａを介してトリップクロスバー２０をラッチ釈放位置に駆動するようにしている。 これに対して、この実施例では耐電圧テスト用スイッチ２１に設けたアクチュエータ２２を、漏電引外し装置のトリップコイルユニット８（図７，図９参照）の操作端であるスライダ８ａにインターロックし、スライダ８ａに設けた突起部８ａ-1を介してトリップクロスバー２０をラッチ釈放位置に駆動するようにしている。
【００２３】
すなわち、耐電圧テスト用スイッチ２１の操作ロッド２１ｂからトリップクロスバー２０に向けて突き出したアクチュエータ２２には、図示のように傾斜カム面が形成されており、この傾斜カム面と対峙するようにスライダ８ａの先端が延在している。
図５(a),(b) は耐電圧テスト用スイッチ２１の操作つまみ２１ａをＯＮ位置に戻した定常状態を表しており、この状態では図３と同様に操作つまみ２１ａが本体ケースの上部カバー１１ｂに開口した窓穴１１ｂ-1（図１参照）に引っ込み、操作ロッド２１ｂとともにアクチュエータ２２が下降して漏電引外し装置のスライダ８ａから離間した非拘束位置に後退している。
【００２４】
この状態から耐電圧試験を行なう場合には、その準備手順として耐電圧テスト用スイッチ２１を手動でＯＦＦ操作する。 図６(a),(b) はこの状態を表し、スイッチの押しボタン２１ａは実施例１と同様に上部カバー１ｂの窓穴１１ｂ-1（図１参照）から突き出すとともに、このＯＦＦ動作に従動してアクチュエータ２２が上昇し、その傾斜カム面がスライダ８ａの先端を押して矢印方向に移動させる。 これにより、耐電圧テスト用スイッチ２１の接点が開いて漏電検出回路７を主回路１（図２参照）から切り離すとともに、同じスイッチ動作に連動してスライダ８ａの突起８ａ-1がトリップクロスバー２０を押し、これを時計計方向に回動してラッチ釈放位置に駆動する。 その結果、いままでトリップクロスバー２０に保持されていたラッチ１８（図８参照）が釈放されて開閉機構部３がトリップ動作し、可動接触子１５が開極して主回路接点２（図２参照）がＯＦＦとなる。 この状態で耐電圧試験を行なえば、漏電検出回路７が主回路１から切り離されていて主回路１の相間に印加する高い試験電圧から安全に保護できる。
【００２５】
また、耐電圧テスト用スイッチ２１の押しボタン２１ａをＯＦＦ位置に引き上げた図６(b) の状態では、アクチュエータ２２がスライダ８ａを介してトリップクロスバー２０をラッチ１８の釈放位置に拘束保持する。 したがって、実施例１と同様、耐電圧試験の終了後は耐電圧テスト用スイッチ２１を元のＯＮ位置に戻さない限り、操作ハンドル４をトリップ位置からＯＦＦ位置に移動しても開閉機構部３がリセットされず、主回路接点２を投入することができない。
【００２６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、漏電遮断器の製品出荷後に耐電圧試験を行なう際には、遮断器の本体ケースを開いて漏電検出回路の電源線を主回路から切り離すといった面倒な準備作業が必要なく、本体ケースに内装した手動操作式の耐電圧テスト用スイッチをＯＦＦするだけで、漏電検出回路を主回路から切り離して安全に耐電圧試験を行なうことができる。 また、耐電圧試験の終了後に、漏電遮断器を通常の使用状態に戻す場合には、耐電圧テスト用スイッチをＯＮに復帰操作しない限りは主回路接点を投入できず、これにより試験後に耐電圧テスト用スイッチの入れ忘れが原因で、漏電遮断器の地絡検出，漏電保護が機能しなくなるといった事態を未然に防ぐことができる。
【００２７】
しかも、零相変流器と本体ケースの側壁との間のスペースを活用してここに耐電圧テスト用スイッチを配置することで、配線用遮断器と漏電遮断器との共有部品およびレイアウトを変更せずに耐電圧テスト用スイッチを追加装備することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に対応する漏電遮断器の組立構造を表す斜視図【図２】図１に対応する漏電遮断器の回路図【図３】図１における耐電圧テスト用スイッチをＯＮ操作した際の動作説明図で、(a),(b) はそれぞれ要部機構の動作状態を表す斜視図，および側面図【図４】図２における耐電圧テスト用スイッチをＯＦＦ操作した際の動作説明図で、(a),(b) はそれぞれ要部機構の動作状態を表す斜視図，および側面図【図５】 本発明の実施例２に対応する構成および動作の説明図で、（ａ），（ｂ）はそれぞれ耐電圧テスト用スイッチをＯＮ操作した状態を表す斜視図，および側面図【図６】図５における耐電圧テスト用スイッチをＯＦＦ操作した際の動作説明図で、(a),(b) はそれぞれ要部機構の動作状態を表す斜視図，および側面図【図７】本発明の実施対象となる漏電遮断器の従来回路図【図８】図７に対応する漏電遮断器の構成断面図【図９】図８の内部組立構造を表す斜視図【符号の説明】
１ 主回路２ 主回路接点３ 開閉機構部４ 操作ハンドル５ 過電流引外し装置５ａ アーマチュア６ 零相変流器７ 漏電検出回路８ 漏電引外し装置のトリップコイルユニット８ａ スライダ９ 電源線１１ 本体ケース１１ａ 下部ケース１１ｂ 上部カバー１１ｂ-1 窓穴１４ 固定接触子１５ 可動接触子１６ 接触子ホルダ１８ 開閉機構のラッチ２０ トリップクロスバー２１ 耐電圧テスト用スイッチ２１ａ 操作つまみ２１ｂ 操作ロッド２２ アクチュエータ