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JP5166174B2 - Circuit breaker - Google Patents
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JP5166174B2 - Circuit breaker - Google Patents

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Description

本発明は,電路に接続されて使用される作業用電気機器などの使用状態を監視し,該作業用電気機器の使用状態に応じて電路への電源供給を自動的に遮断制御する回路遮断器に関する。 The present invention relates to a circuit breaker that monitors the usage state of a working electrical device or the like that is connected to an electric circuit, and that automatically controls power supply to the electric circuit according to the usage state of the working electric device. About.

建設現場などで,作業の進行状況に応じ,臨時に電力の使用が必要となるような場所では,作業用電気機器への電源供給のために,仮設用分電盤を設置して工事作業を行っている。 At construction sites, etc., where temporary power usage is required depending on the progress of work, a temporary distribution board is installed to supply power to the work electrical equipment. Is going.

このような仮設用分電盤としては,例えば特許文献1に開示されたような分電盤が使用される。仮設用分電盤は,その外郭をなす筐体内に,主開閉器と該主開閉器の負荷側に接続された分岐開閉器とを備えて構成される。そして,前記筐体内の主開閉器には分電盤の一次側電路を構成する電線を引き込み接続するとともに,分岐開閉器には分電盤の二次側電路を構成する電線を引き込み接続して,前記作業用電気機器への電源供給を行うよう用いられる。
特開2001−157328号 図1
As such a temporary distribution board, for example, a distribution board as disclosed in Patent Document 1 is used. The temporary distribution board includes a main switch and a branch switch connected to the load side of the main switch in a casing that forms an outer shell. The main switch in the housing is connected by drawing in the electric wire constituting the primary circuit of the distribution board, and the branch switch is connected by drawing in the electric cable constituting the secondary circuit of the distribution board. , Used to supply power to the working electrical equipment.
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-157328 FIG.

前述したような仮設用分電盤の使用形態としては,日毎の始業時に主開閉器および分岐開閉器をON操作し,終業時にOFF操作して用いられることが多い。 As described above, the temporary distribution board is often used by turning on the main switch and branch switch at the start of each day and turning off at the end of work.

しかしながら,建設現場などでは,土木工事,建築工事,配管工事など様々な業種の作業者が多数出入りして工事を進めることが一般的であり,前記仮設用分電盤に設けられる主開閉器ならびに分岐開閉器のON操作もしくはOFF操作は,個々の業者や作業員がそれぞれ必要に応じて行うことが常である。 However, at construction sites, etc., it is common for a large number of workers from various industries, such as civil engineering, construction, and plumbing, to enter and exit the work, and the main switch installed on the temporary distribution board and The ON / OFF operation of the branch switch is usually performed by each contractor or worker as necessary.

そして,日毎の終業時に誰が責任を持って開閉器をOFFするのかは,その時々の作業の進捗具合や出入りする作業者でまちまちであり,終業後も開閉器がOFF操作されず,開閉器を切り忘れた場合には翌日の作業開始まで作業用電気機器に電力が供給され続ける事例が見受けられる。 And who is responsible for turning off the switch at the end of each day depends on the progress of the work at that time and the workers entering and leaving, and the switch is not turned off after the end of work. In the case of forgetting to cut, there are cases where power is continuously supplied to the working electrical equipment until the start of work the next day.

さて,このように作業の終了後も開閉器がOFF操作されず,電力が電路に供給され続けた場合,次のような不都合がある。 When the switch is not turned off even after the work is completed in this way and power is continuously supplied to the electric circuit, there are the following inconveniences.

第一に余分なエネルギーが消費されることによる環境面での問題がある。 First, there is an environmental problem due to the consumption of excess energy.

例えば,作業現場等で用いられる交流アーク溶接機の溶接作業時の消費電力は,出力にもよるが約1kWから数kW程度であり,待機電力は1台当たり200W〜300W程度である。 For example, the power consumption during welding work of an AC arc welder used at a work site is about 1 kW to several kW, depending on the output, and the standby power is about 200 W to 300 W per unit.

即ち,溶接機に電源の供給が続けられている限り待機電力だけで1台当り数百ワットもの余分な電力を消費し続けることとなり,COの排出など環境負荷が高くなるという課題がある。 That is, as long as the power supply to the welding machine is continued, the standby power alone consumes several hundred watts of extra power per unit, and there is a problem that the environmental load such as CO 2 emission becomes high.

仮に,終業時(17:00)から翌朝の始業時(8:00)まで,夜間15時間の待機電力量は,200W×15h=3kWhとなる。1月では,3kWh×30日=90kWhとなり,1年では,90kWh×12カ月=1080kWhとなる。これは,「地球温暖化対策の推進に関する法律施行令」により,二酸化炭素に換算すれば,1カ月で約50kgの二酸化炭素の排出量に相当し,1年では約600kgもの二酸化炭素の排出量に相当する量となる。 Temporarily, the standby electric energy for 15 hours at night from the end of work (17:00) to the start of the next morning (8:00) is 200 W × 15 h = 3 kWh. In January, 3 kWh × 30 days = 90 kWh, and in 1 year, 90 kWh × 12 months = 1080 kWh. This is equivalent to approximately 50 kg of carbon dioxide emissions per month when converted to carbon dioxide according to the “Enforcement Ordinance on Promotion of Global Warming Countermeasures”, and approximately 600 kg of carbon dioxide emissions per year. The amount is equivalent to

第二に安全上の問題がある。 Second, there are safety issues.

仮設現場における電路は移動用の電線や機器がほとんどで,電気・機械的な保護が他の設備に比べて十分でない場合が多い。そのような電路で,且つ無人の状態で電気供給が継続されていると,短絡や漏電などの事故が起こった際に発見が遅れ火災に至る危険性がある。 Electrical circuits at temporary sites are mostly electric wires and equipment for movement, and electrical and mechanical protection is often insufficient compared to other facilities. If electricity supply is continued in such an electric circuit and in an unattended state, there is a risk that a discovery may be delayed and a fire may occur when an accident such as a short circuit or leakage occurs.

また,始業時に機器の配線替えなどを行う場合,前日に仮設用分電盤の開閉器がOFFされているものと勘違いして,充電部に直接触れてしまい,感電し人身災害に至る場合もある。このようなことから,工事作業現場では作業の終了後は開閉器がOFFされていることが望ましい。 Also, when changing the wiring of equipment at the start of work, it may be mistaken that the switchboard of the temporary distribution board is turned off the previous day, and the live parts may be touched directly, resulting in electric shock and personal injury. is there. For this reason, it is desirable that the switch is turned off after the work is completed at the construction work site.

そこで,本件の発明の目的とするところは,建設現場などで現場作業が終了し,作業が行われていないと判断された場合は,自動的に電路への電源供給を停止する回路遮断器を,該回路遮断器の開発期間を短縮させながら製造コストも低減させて提供することである。 Therefore, the object of the present invention is to provide a circuit breaker that automatically stops the power supply to the electric circuit when it is determined that the work has not been done at the construction site. It is to provide a reduced manufacturing cost while shortening the development period of the circuit breaker.

上記の課題を解決するため,本件発明の請求項1では,電路に流れる電流を検出する電流検出手段と,電路を入切する接点開閉機構部と,該接点開閉機構部に作用し接点を開状態にせしめる引外し手段と,を備えた遮断ブロックと,断ブロックに備えられた前記電流検出手段から出力された信号に基づいて,電路から電源を供給される作業用電気機器を用いた作業が行われているか否かを判定し作業が行われていないと判定した場合には信号を出力する判定手段と,判定手段から出力された信号に基づいて前記引外し手段を駆動する引外し駆動手段と,を備えた判定ブロックを,連結手段で連結し,前記判定ブロックは,前記断ブロック内に設けられた電路に接続されて電源を取得する電源取得部と,前記電流検出手段から出力される信号を取得する電流検出信号取得部と,前記引外し手段を駆動させる引外し手段駆動経路接続部を通じて,前記遮断ブロックと前記判定ブロックとの間で電源及び信号の送受信を行うことを特徴として回路遮断器を提供したものである。 In order to solve the above problems, in claim 1 of the present invention, the current detection means for detecting the current flowing in the electric circuit, the contact opening / closing mechanism for turning on / off the electric circuit, and the contact opening / closing mechanism for acting on the contact opening / closing mechanism are opened. use a tripping means allowed to the state, the shut-off block with, on the basis of a signal outputted from said current detecting means provided in said shielding Danbu lock, the electric equipment for work that is supplied with power from the electrical path A determination means for outputting a signal when it is determined whether the work has been performed or not, and the tripping means is driven based on the signal output from the determination means and tripping the drive means, the decision block with, and connected by a connecting means, the decision block includes a power supply acquisition unit is connected to a path provided in the shield Danbu the lock to obtain the power, the current Output from detection means A current detection signal acquiring unit that acquires a signal, the through tripping tripping means drive path connecting unit driving means, the circuit is characterized in that transmitting and receiving power and signals to and from the decision block and the blocking block A circuit breaker is provided.

これにより,電路に接続されて使用される遮断ブロックと,作業が行われているか否かを判定する判定ブロックとを,分離して構成及び製造することが可能となり,これらのブロックを連結手段で連結する構成としたから,引外し手段を備えた一般的な回路遮断器の内部機構ならびにその他の構成要素を極力利用することができ,作業が行われているか否かを判定する機能を備えた回路遮断器を新たに一から開発する場合と比較して開発期間が短縮できるとともに,使用部品の共用化や生産ラインの大幅な変更を行うことなく製造が行えるから,製造コストを低減できる回路遮断器を提供することができる。したがって,建設現場などでの現場作業が行われていない場合には,電力が電路に供給され続けるようなことがなく,余分なエネルギーが消費されることに伴う環境面での問題が解消できるとともに,安全上の問題も解消する回路遮断器を容易に提供することができる。 This makes it possible to separate and configure a blocking block that is connected to an electric circuit and a determination block that determines whether or not work is being performed. Because it is configured to be connected, the internal mechanism of a general circuit breaker with tripping means and other components can be used as much as possible, and it has a function to judge whether work is being performed. Compared to the development of a new circuit breaker from scratch, the development period can be shortened, and the circuit breaker can reduce the manufacturing cost because it can be manufactured without using parts in common or making significant changes to the production line. Can be provided. Therefore, when on-site work is not performed at the construction site or the like, electric power is not continuously supplied to the electric circuit, and environmental problems associated with consumption of excess energy can be solved. Therefore, it is possible to easily provide a circuit breaker that solves the safety problem.

また,前記判定手段における判定は,前記電流検出手段により検出された検出電流が,予め定められた閾値以下であれば作業が行われていないと判断することを特徴として回路遮断器を提供してもよい。 Further, the determination by the determination means provides a circuit breaker, characterized in that if the detected current detected by the current detection means is equal to or less than a predetermined threshold, it is determined that no work is being performed. Also good.

これにより,電流の検出が簡易な方法で行えつつ,前記閾値を適宜定めることにより,種々の作業現場毎で異なる作業用電気機器の消費電流状態に応じた対応が可能となり,該閾値と検出電流との比較演算を行うことで,作業用電気機器を用いた作業の状態を適切に把握することができる。 As a result, the current can be detected by a simple method, and by appropriately setting the threshold value, it becomes possible to cope with the current consumption state of the working electrical equipment that differs at various work sites. By performing a comparison operation with, it is possible to appropriately grasp the state of work using the work electrical equipment.

また,前記判定手段における判定は,前記電流検出手段により検出された検出電流に対して,所定時間毎にサンプリングされた電流データを経時的に比較し,比較した結果の変化幅データが,予め定められた閾値以下であれば作業が行われていないと判断することを特徴として回路遮断器を提供してもよい。 In the determination by the determination means, the current data sampled every predetermined time is compared with the detected current detected by the current detection means over time, and the change width data as a result of the comparison is determined in advance. A circuit breaker may be provided in which it is determined that the operation is not performed if the threshold is not more than the threshold value.

これにより,電流の検出が簡易な方法で行えつつ,前記閾値を適宜定めることにより,種々の作業現場毎で異なる作業用電気機器の消費電流状態に応じた対応が可能となることに加えて,作業用電気機器の使用状態と停止状態とで変化する電流の大きさの変化幅を捉えて比較演算を行うことで,作業用電気機器を用いた作業の状態を適切に把握することができる。 Thus, in addition to being able to detect the current in a simple manner, by appropriately determining the threshold value, it is possible to cope with the current consumption state of the different working electrical equipment at various work sites, By grasping the change width of the magnitude of the current that changes between the use state and the stop state of the work electrical device, it is possible to appropriately grasp the state of the work using the work electrical device.

本件の発明によれば,現場作業が終了し,作業が行われていない場合には,自動的に電源供給を停止する機能を有する回路遮断器を,該回路遮断器の開発期間を短縮させながら,なおかつ製造コストを低減させて提供でき,作業現場などにおいて,余分なエネルギーが消費されることに伴う環境面での問題,ならびに,安全上の問題を解消することができる回路遮断器を容易に提供することができる。 According to the present invention, a circuit breaker having a function of automatically stopping power supply when field work is completed and no work is performed, while shortening the development period of the circuit breaker. In addition, it is possible to provide a circuit breaker that can be provided at a reduced manufacturing cost, and that can eliminate environmental problems and safety problems associated with the consumption of excess energy at work sites. Can be provided.

次に本件発明を図面により詳細に説明する。図1は本発明の回路遮断器を電路に接続した場合のブロック図を示した図である。図1において100は回路遮断器,1から3は該回路遮断器100が接続される三相3線式の電路である。なお,電路としては,単相3線式,単相2線式,三相3線式など,一般的に作業現場などでよく用いられる相線式の電路を想定している。 Next, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram when the circuit breaker of the present invention is connected to an electric circuit. In FIG. 1, 100 is a circuit breaker, and 1 to 3 are three-phase three-wire electric circuits to which the circuit breaker 100 is connected. In addition, as the electric circuit, a phase-wire type electric circuit that is commonly used in a work site such as a single-phase three-wire system, a single-phase two-wire system, and a three-phase three-wire system is assumed.

110は遮断ブロックである。遮断ブロック110は,電路に流れる電流を検出する電流検出手段111と,電路を入切する接点開閉機構部112と,該接点開閉機構部112に作用し,接点を開状態にせしめる引外し手段113とを備えている。 Reference numeral 110 denotes a blocking block. The blocking block 110 includes a current detecting means 111 for detecting a current flowing in the electric circuit, a contact opening / closing mechanism 112 for turning on / off the electric circuit, and a tripping means 113 for acting on the contact opening / closing mechanism 112 to open the contact. And.

電流検出手段111としては,電路を貫通させて設けられる変流器を用いている。また,本実施例では,電流検出手段111は,図中の電路におけるU相とW相に設けて,作業用電気機器を用いた作業を行うことにより発生する電流を検出している。なお,単相3線式の場合には各電圧線に変流器を設けて構成するとよい。電流検出手段としてはこの他にシャント抵抗やホール素子などを用いて構成してもよい。 As the current detection means 111, a current transformer provided through the electric circuit is used. Further, in the present embodiment, the current detection means 111 is provided in the U phase and the W phase in the electric circuit in the figure, and detects the current generated by performing work using the work electrical equipment. In the case of a single-phase three-wire system, a current transformer may be provided for each voltage line. In addition to this, the current detecting means may be configured using a shunt resistor, a Hall element, or the like.

前記引外し手段113は,開閉機構部112に作用する鉄芯を備えたトリップコイルを用いて構成している。該トリップコイルに電流が流れると,電磁力により鉄芯がコイル内部に引き込まれ,開閉機構部112が備えたラッチを引外し,接点を開状態にせしめる。なお,引外し手段としては,エネルギーを供給することにより機械的変位を行う圧電素子や,アクチュエータなどを用いて構成してもよい。遮断ブロック110のベースとして,引外し手段が備えられた回路遮断器を用いて適宜電流検出手段を組み込み構成してもよい。 The tripping means 113 is configured using a trip coil having an iron core that acts on the opening / closing mechanism 112. When a current flows through the trip coil, the iron core is drawn into the coil by electromagnetic force, and the latch provided in the opening / closing mechanism 112 is pulled off to open the contact. The tripping means may be configured using a piezoelectric element or an actuator that performs mechanical displacement by supplying energy. As a base of the interruption block 110, a current detection means may be appropriately incorporated and configured using a circuit breaker provided with a tripping means.

120は,前記遮断ブロック110と,機械的な係合部などにより構成された連結手段により連結されて用いられる判定ブロックである。 Reference numeral 120 denotes a determination block that is used by being connected to the blocking block 110 by a connecting means constituted by a mechanical engagement portion or the like.

判定ブロック120は,遮断ブロック110に備えられた電流検出手段111から出力された信号に基づいて,電路から電源を供給される作業用電気機器を用いた作業が行われているか否かを判定し,作業が行われていないと判定した場合には信号を出力する判定手段と,前記判定手段から出力された信号に基づいて前記引外し手段を駆動させる引外し駆動手段とを備えている。 The determination block 120 determines based on the signal output from the current detection means 111 provided in the interruption block 110 whether or not the work using the work electric device supplied with power from the electric circuit is being performed. , A judging means for outputting a signal when it is judged that the work is not performed, and a trip driving means for driving the tripping means based on the signal outputted from the judging means.

本実施例では,判定手段として,I/Oポートや,プログラムデータ記憶領域,演算処理部などを備えたマイコン121を用いて構成し,引外し駆動手段として,該マイコン121から出力された信号をトリガとして駆動し,前記引外し手段の電源経路の一部となるサイリスタ122を用いて構成している。なお,引外し駆動手段としては,この他リレーや半導体スイッチを用いて構成してもよい。 In this embodiment, the determination unit is configured using a microcomputer 121 having an I / O port, a program data storage area, an arithmetic processing unit, and the like, and a signal output from the microcomputer 121 is used as a trip driving unit. It is configured using a thyristor 122 that is driven as a trigger and becomes a part of the power supply path of the tripping means. The trip driving means may be configured using other relays or semiconductor switches.

判定ブロック120は,前記遮断ブロック110内に設けられた電路に接続されて電源を取得する電源取得部130と,電流検出手段111から出力される信号を取得する電流検出信号取得部140と,引外し手段を駆動させる引外し手段駆動経路接続部150を備え,遮断ブロック110との間で電源及び信号の送受信を行う。 The determination block 120 includes a power acquisition unit 130 that acquires power by being connected to an electric circuit provided in the blocking block 110, a current detection signal acquisition unit 140 that acquires a signal output from the current detection unit 111, A tripping means driving path connection unit 150 for driving the removing means is provided, and power and signals are transmitted to and received from the blocking block 110.

本実施例では,遮断ブロックの外郭を構成する器体の一部に,これら電源取得部130,電流検出信号取得部140,引外し手段駆動経路接続部150を構成するリード線を配設するための孔部を設け,判定ブロックに引き込んでいる。 In the present embodiment, lead wires constituting the power source acquisition unit 130, the current detection signal acquisition unit 140, and the tripping means drive path connection unit 150 are disposed in a part of the body constituting the outline of the blocking block. The hole is provided and drawn into the judgment block.

電源取得部130から取得された電源は,判定ブロック内で全波整流され,前記マイコン121の駆動に適した電圧に降圧されて,該マイコン121に供給される。 The power acquired from the power acquisition unit 130 is full-wave rectified in the determination block, stepped down to a voltage suitable for driving the microcomputer 121, and supplied to the microcomputer 121.

電流検出信号取得部140から取得された電流検出手段から出力される信号は,マイコン121に入力される前に,入力前処理として,電圧増幅回路により電圧増幅され,ローパスフィルターにより不要なノイズが除去され,信号レベル調整回路によりマイコンの入力ポートに適した入力レベルに調整されてマイコンに入力される。なお,本実施例では,電流検出手段を複数設けており,その数だけ入力前処理の系統を設けている。 The signal output from the current detection means acquired from the current detection signal acquisition unit 140 is amplified by a voltage amplification circuit as input preprocessing before being input to the microcomputer 121, and unnecessary noise is removed by a low-pass filter. Then, it is adjusted to an input level suitable for the input port of the microcomputer by the signal level adjusting circuit and input to the microcomputer. In the present embodiment, a plurality of current detection means are provided, and the number of input preprocessing systems is provided.

マイコン121に入力された信号は,マイコン内部に記憶された判定プログラムにより,作業が行われているか否かの判定を行い,作業が行われていないと判定した場合には,前記引外し駆動手段122に向けて駆動信号を出力する。該駆動信号を受けて引外し駆動手段122に出力があると,引外し手段133に電圧が印加され,該引外し手段が動作することにより,接点開閉機構部112の接点を開状態にせしめる。これにより,電路への電源の供給が停止する。なお,単相3線式や,三相3線式では,3線のうち2線に設置した電流検出手段である変流器やシャント抵抗など,2つの電流検出素子の出力について,それぞれの出力について個別に処理を行い,どちらかの出力が閾値を下回った場合に作業が行われていないと判定するよう構成してもよいし,それぞれの出力を合算しその合計が,閾値を下回った場合に作業が行われていないと判定するよう構成してもよい。 The signal input to the microcomputer 121 determines whether or not the work is being performed by a determination program stored in the microcomputer, and if it is determined that the work is not being performed, the trip driving means A drive signal is output to 122. When the drive signal is received and the trip drive means 122 has an output, a voltage is applied to the trip means 133, and the trip means operates to bring the contact of the contact opening / closing mechanism 112 into an open state. As a result, the supply of power to the electric circuit is stopped. In the single-phase three-wire system and the three-phase three-wire system, the outputs of the two current detection elements such as current transformers and shunt resistors, which are current detection means installed in two of the three wires, are respectively output. It may be configured so that it is determined that no work is performed when either output falls below the threshold, or when the sum of the outputs falls below the threshold It may be configured to determine that no work is performed.

次に,前述の判定手段で行われる第一の判定方法について詳細に説明する。第一の判定方法は電路に流れる電流を検出し,検出した電流の大きさと,予め定めた閾値とを比較して作業用電気機器を用いた作業が行われている否かを判定する方法である。検出された電流の大きさが閾値以下であれば作業が行われていないと判断するものである。 Next, the first determination method performed by the above-described determination means will be described in detail. The first determination method is to detect the current flowing in the electric circuit and compare the detected current magnitude with a predetermined threshold value to determine whether or not work using the work electrical equipment is being performed. is there. If the magnitude of the detected current is equal to or less than the threshold value, it is determined that the work is not being performed.

図1において,123は閾値設定手段である。閾値設定手段123は切替スイッチにより,種々の閾値を択一的に選択できるように構成されている。この閾値としては,作業現場の規模や使用する作業用電気機器の数などに応じて適宜選択することができるよう,5A,10A,15A,20A,25A,30A,など種々の現場で想定しうる電流値を設けている。なお,切替スイッチではなく,閾値の値を連続的に変更できる無段階スイッチを用いて構成してもよい。 In FIG. 1, 123 is a threshold value setting means. The threshold setting means 123 is configured so that various thresholds can be alternatively selected by a changeover switch. This threshold value can be assumed at various sites such as 5A, 10A, 15A, 20A, 25A, and 30A so that it can be appropriately selected according to the scale of the work site and the number of work electrical devices to be used. Current value is provided. In addition, you may comprise using the stepless switch which can change the value of a threshold value continuously instead of a changeover switch.

また,検出した電流値が閾値以下になった時点で,すぐに「作業が行われていないもの」と判定動作を行うと,一時的に作業用電気機器の使用を止めた場合などにも回路遮断器が遮断動作し,作業の妨げになることが想定される。このため,判定動作を行うまでに,検出した電流値が閾値以下である状態が一定時間継続した場合に「作業が行われていないもの」と判定動作を行う。 Also, when the detected current value falls below the threshold value, if a determination is made immediately that “no work is being performed”, the circuit will be used even when the use of electrical equipment for work is temporarily stopped. It is assumed that the circuit breaker breaks down and hinders work. For this reason, when the state where the detected current value is equal to or less than the threshold value continues for a certain period of time before the determination operation is performed, the determination operation is performed as “no work is performed”.

本実施例では,マイコン内部にタイマー機能を設けて,検出した電流値が閾値以下である状態が一定時間継続した場合にタイマーをカウントアップさせ,「作業が行われていないもの」と判定動作を行うようにしている。タイマーのカウントアップ時間は,切替スイッチで構成されたタイマー設定手段124により,30分,1時間といった時間を設定できるようにしている。 In this embodiment, a timer function is provided inside the microcomputer, and when the detected current value is below the threshold value continues for a certain period of time, the timer is counted up, and the operation of determining that “no work is being performed” is performed. Like to do. The timer count-up time can be set to 30 minutes or 1 hour by the timer setting means 124 constituted by a changeover switch.

また,検出した電流信号は,作業用電気機器の使用以外にも,電圧変動やノイズなどにより,経時的にその大きさが細かく変動する。このため,作業を行っているか否かをより正確に判定するため,検出した電流信号において,1波毎に判定処理をさせるのではなく,ある程度の時間幅を一区切りとして,その間の電流の大きさを平均化して不用な変動による誤判定を回避するように構成している。 In addition, the detected current signal varies finely over time due to voltage fluctuations, noise, etc., in addition to the use of electrical equipment for work. For this reason, in order to more accurately determine whether or not work is being performed, the detected current signal is not subjected to determination processing for each wave, but is divided into a certain amount of time width as one break, and the magnitude of the current between them. Are averaged to avoid misjudgment due to unnecessary fluctuations.

より詳しくは,商用周波数の10波毎に電流の大きさの平均値を前記マイコン121で演算して求め,その平均値が予め閾値設定手段123により定められた閾値以下かどうかを判定し,閾値以下である状態がタイマー設定手段124で定められた時間だけ継続した場合に「作業が行われていないもの」と判定動作を行い,途中で閾値以上になるとタイマーをリセットする。 More specifically, the average value of the current magnitude is calculated by the microcomputer 121 every 10 waves of the commercial frequency, and it is determined whether the average value is equal to or less than a threshold value determined in advance by the threshold value setting means 123. When the following state continues for the time set by the timer setting means 124, a determination operation is performed as “no work is performed”, and the timer is reset when the threshold value is exceeded in the middle.

電流が零かそうでないかでなく閾値を設けたのは,負荷を接続していなくても電路と大地間の静電容量による暗電流が流れることや,機器の切り忘れによる待機電流があることを考慮したものである。現場の状況に応じて閾値を切り替えられるようにするとよい。 The threshold is set instead of whether the current is zero or not because the dark current flows due to the capacitance between the circuit and the ground even if no load is connected, and there is a standby current due to forgetting to switch off the equipment. It is taken into consideration. It is preferable that the threshold can be switched according to the situation at the site.

次に,前述の判定手段で行われる第二の判定方法について説明する。第二の判定方法は電路に流れる電流を電流検出手段111により検出し,該電流検出手段111により検出された検出電流に対して,判定手段により所定時間の間にサンプリングされた電流データをひとつのユニットデータとして扱い,経時的に得られる前記ユニットデータ毎の電流の大きさを比較し,比較した結果の電流の大きさの変化幅データが,閾値設定手段123により予め定められた閾値以下であれば作業が行われていないと判断するものである。 Next, the second determination method performed by the above-described determination means will be described. In the second determination method, the current flowing through the electric circuit is detected by the current detection means 111, and the current data sampled by the determination means for a predetermined time with respect to the detected current detected by the current detection means 111 is stored as one. It is treated as unit data, and the magnitude of current for each unit data obtained over time is compared. If the comparison result shows that the magnitude change width data of the current is equal to or smaller than a threshold set in advance by the threshold setting means 123. It is determined that no work is being performed.

第二の判定方法が,第一の方法と異なる点は,判定手段が,判定処理を行う際に,前記ユニットデータ毎の電流の大きさを経時的に比較し,比較した結果の電流の大きさの差分を変化幅データとして,該変化幅データを判定材料とする点である。また,該変化幅データと予め設定された閾値と演算により比較することである。 The second judgment method differs from the first method in that the judgment means compares the current magnitude for each unit data over time when performing judgment processing, and the magnitude of the current as a result of the comparison. The difference is the change width data, and the change width data is used as the determination material. The change width data is compared with a preset threshold value by calculation.

なお,前記変化幅データが閾値を超えた場合はタイマー622をカウントをリセットし,継続して変化幅データと閾値の比較演算を行う。 When the change width data exceeds the threshold value, the timer 622 is reset to count, and the change width data and the threshold value are continuously compared.

さて,第一の判定方法によって判定処理を正しく行うためには,予め定めておく閾値の設定が重要となる。即ち,作業現場で使用する作業用電気機器の台数や,種類,そして,消費電流の大きさ,待機電流の状態に応じて閾値をこまめに調整しなければならない煩わしさが残る。 In order to correctly perform the determination process by the first determination method, it is important to set a predetermined threshold value. In other words, there remains an inconvenience that the threshold value must be frequently adjusted according to the number and type of work electrical devices used at the work site, the magnitude of the current consumption, and the standby current state.

例えば,建設現場などで多用される交流アーク溶接機においては,待機時の電流は無効電流を含めると約10A〜20Aであり,溶接作業時の電流約30A〜40Aに比べて割合が多い。また,溶接機の使用台数は作業現場によってまちまちであり,使用する溶接機の種類によっても待機電流と溶接時の電流は異なることから個々の現場で待機電流は大幅に異なることが通常である。 For example, in an AC arc welder frequently used at construction sites, the standby current is about 10A to 20A including the reactive current, and the ratio is higher than the current of about 30A to 40A during welding work. In addition, the number of welding machines used varies depending on the work site, and the standby current and welding current differ depending on the type of welder used, so the standby current is usually significantly different at each site.

このような状況下において,1台の溶接機の溶接作業を検出しようとすると,第一の方法によれば予め設定する閾値は,その現場における待機電流を適切に反映したものでなければ,作業が行われている/いないという状態を検出することが困難であるが,その点,第二の方法によれば,前記ユニットデータ毎の電流の大きさの変化幅に基づいて判断を行うため,待機電流の大きさにかかわらず,作業が行われている/いないという状態を適切に判定できるから,第一の方法に比べ閾値をこまめに設定しなくても正確に判定ができ,設定の煩わしさがなくなる。 Under these circumstances, if it is attempted to detect the welding operation of a single welding machine, the threshold set in advance according to the first method is not to reflect the standby current at the site appropriately. However, according to the second method, since the determination is made based on the change in the magnitude of the current for each unit data, Regardless of the size of the standby current, it is possible to properly determine whether work is being performed or not. Therefore, compared to the first method, it is possible to accurately determine the threshold without setting the threshold frequently, and the setting is troublesome. There will be no more.

以上の第一もしくは第二の方法は,判定手段で行う判定方法として単独で用いることもできるし,組み合わせて用いることも可能である。 The first or second method described above can be used alone as a determination method performed by the determination means, or can be used in combination.

図2には,本発明の回路遮断器100の外観図を示した。遮断ブロック110と,判定ブロック120とが,連結手段により連結されて構成されている。連結手段として種々の回路遮断器を汎用的に用いるため粘着剤を塗布したシートを用いて構成している。 In FIG. 2, the external view of the circuit breaker 100 of this invention was shown. The blocking block 110 and the determination block 120 are configured to be connected by connecting means. In order to use various circuit breakers for the general purpose as the connecting means, a sheet coated with an adhesive is used.

判定ブロック120において,123が閾値設定手段で,第二の判定方法による5Aから30Aまで5A刻みで設定できる切替スイッチを用いて構成している。また,判定動作そのものの機能をOFFすることができるよう,機能OFFの選択も行えるようにしている。 In the determination block 120, reference numeral 123 denotes threshold setting means, which is configured using a changeover switch that can be set in increments of 5A from 5A to 30A according to the second determination method. Also, the function OFF can be selected so that the function of the determination operation itself can be turned OFF.

124は,タイマー時間を設定するタイマー設定手段であり,30分,1時間のいずれかを選択できるようにしている。 Reference numeral 124 denotes timer setting means for setting a timer time, which can select either 30 minutes or 1 hour.

125は,電源ランプであり,LEDを用いて構成している。電源ランプはマイコン121の出力ポートに電気的に接続されており,判定ブロックが機能している場合に点灯するようにしている。 Reference numeral 125 denotes a power lamp, which is configured using LEDs. The power lamp is electrically connected to the output port of the microcomputer 121 and is lit when the determination block is functioning.

なお,判定ユニットの判定状況に応じて,該電源ランプの点灯のさせ方を変化させるよう構成してもよい。例えば,通常は点灯を行うが,検出電流に基づき判定処理を行い,タイマー動作が開始した場合には,点滅して,まもなく電源を遮断する旨を知らせるように構成してもよい。 Note that the method of turning on the power lamp may be changed according to the determination status of the determination unit. For example, the lighting may be normally performed, but the determination process may be performed based on the detected current, and when the timer operation starts, it may blink to notify that the power supply will be shut off soon.

126は,テスト釦である。該テスト釦126を操作すると,判定ブロックと遮断ブロックの両方の機能が正常であるかマイコン121にて自己チェックを行うよう構成している。 126 is a test button. When the test button 126 is operated, the microcomputer 121 performs a self-check to check whether the functions of both the determination block and the blocking block are normal.

本実施例では,テスト釦126を操作した場合,その5秒後に,マイコン121の遮断信号を出力するよう構成している。引外し駆動手段は,遮断信号を受けてアノードカソード間が導通状態となるから,遮断ブロックに設けられた引外し手段113に電源が印加される。そして,引外し手段113が駆動し,接点開閉機構112に作用し接点が開状態となる。 In this embodiment, when the test button 126 is operated, the shutoff signal of the microcomputer 121 is output after 5 seconds. Since the trip driving means receives the shut-off signal and becomes conductive between the anode and the cathode, power is applied to the trip means 113 provided in the shut-off block. Then, the tripping means 113 is driven and acts on the contact opening / closing mechanism 112 to open the contact.

また,114は遮断表示釦である。遮断表示釦114は,判定ブロックの判定により遮断動作した場合に,遮断ブロックの外郭を構成する筐体から突出するよう構成している。具体的には,前記引外し手段113に設けられた鉄芯が動作した場合に,該鉄芯の動きと連動して突出/引込するように構成している。 Reference numeral 114 denotes a cut-off display button. The shut-off display button 114 is configured to protrude from the casing that forms the outline of the shut-off block when the shut-off operation is performed according to the judgment of the judgment block. Specifically, when the iron core provided in the tripping means 113 is operated, it is configured to project / retract in conjunction with the movement of the iron core.

これにより,遮断ブロック110の操作ハンドルがOFF位置にある場合,遮断表示釦114の突出状態を合わせて見ることにより,作業が行われていないことを判定ブロック判定して遮断動作したか否かを判断することができる。 As a result, when the operation handle of the blocking block 110 is in the OFF position, it is determined whether or not the blocking operation has been performed by determining that the work is not being performed by checking the protruding state of the blocking display button 114 to determine whether the operation is being performed. Judgment can be made.

このように,作業が行われていない場合には,自動的に電源供給を停止する機能を有する回路遮断器を,該回路遮断器の開発期間を短縮させながら,なおかつ製造コストを低減させて提供でき,作業現場などにおいて,余分なエネルギーが消費されることに伴う環境面での問題,ならびに,安全上の問題を解消することができる回路遮断器を容易に提供することができる。 In this way, when work is not being performed, a circuit breaker having a function of automatically stopping power supply is provided while reducing the development period of the circuit breaker and reducing the manufacturing cost. In addition, it is possible to easily provide a circuit breaker that can solve environmental problems and safety problems associated with the consumption of excess energy at work sites.

なお,本実施例においては,検出した電流と,予め定めた閾値との比較や判定,並びに引外し駆動手段への出力を,マイコンを用いて行った例を示したが,この他,抵抗やコンデンサを用いて,アナログ的に,電流検出手段から得られた出力値と閾値の設定値とを比較し,閾値の設定値が大きくなった場合には,引外し駆動手段を駆動する回路を構成してもよい。これにより高価なマイコンを用いなくとも,安価なアナログ回路を用いて構成することができる。 In the present embodiment, an example is shown in which a microcomputer is used to compare and determine the detected current and a predetermined threshold value, and to output to the trip driving means. A capacitor is used to compare the output value obtained from the current detection means with the threshold setting value in an analog manner, and when the threshold setting value becomes large, a circuit for driving the trip driving means is configured. May be. Thus, an inexpensive analog circuit can be used without using an expensive microcomputer.

本発明の回路遮断器は,工事現場や建設現場の仮設用分電盤に用いることができる。また電気の切り忘れを防止することができることから,同様な目的で可能な範囲で家庭用や工場その他業務用途としても用いることができる。
The circuit breaker of the present invention can be used for temporary distribution boards at construction sites and construction sites. In addition, since it is possible to prevent forgetting to turn off electricity, it can be used for household purposes, factories and other business purposes as much as possible for the same purpose.

第一の実施例の回路遮断器のブロック図。The block diagram of the circuit breaker of a 1st Example. 本発明の回路遮断器の外観図。The external view of the circuit breaker of this invention.

1,2,3 電路
100 回路遮断器
110 遮断ブロック
111 電流検出手段
112 接点開閉機構部
114 遮断表示釦
120 判定ブロック
121 マイコン
123 閾値設定手段
124 タイマー設定手段
125 電源ランプ
126 テスト釦
130 電源取得部
140 電流検出信号出力部
150 引外し手段駆動経路接続部
1, 2, 3 Electric circuit 100 Circuit breaker 110 Breaking block 111 Current detection means 112 Contact opening / closing mechanism section 114 Breaking display button 120 Determination block 121 Microcomputer 123 Threshold setting means 124 Timer setting means 125 Power lamp 126 Test button 130 Power acquisition section 140 Current detection signal output unit 150 Tripping means drive path connection unit

Claims (3)

電路に流れる電流を検出する電流検出手段と,
電路を入切する接点開閉機構部と,
該接点開閉機構部に作用し接点を開状態にせしめる引外し手段と,を備えた遮断ブロックと,
断ブロックに備えられた前記電流検出手段から出力された信号に基づいて,電路から電源を供給される作業用電気機器を用いた作業が行われているか否かを判定し作業が行われていないと判定した場合には信号を出力する判定手段と,
判定手段から出力された信号に基づいて前記引外し手段を駆動する引外し駆動手段と,を備えた判定ブロックを,
連結手段で連結し,
前記判定ブロックは,前記断ブロック内に設けられた電路に接続されて電源を取得する電源取得部と,
前記電流検出手段から出力される信号を取得する電流検出信号取得部と,
前記引外し手段を駆動させる引外し手段駆動経路接続部を通じて,
前記遮断ブロックと前記判定ブロックとの間で電源及び信号の送受信を行うことを特徴とする回路遮断器。
Current detection means for detecting current flowing in the electric circuit;
A contact switching mechanism for turning on and off the electric circuit;
A tripping block that includes a tripping means that acts on the contact opening / closing mechanism to open the contact;
Based on the signal outputted from said current detecting means provided in said shielding Danbu lock, determined row work whether work is being carried out using a working electrical equipment supplied with power from path A determination means for outputting a signal when it is determined that the
A tripping driving means for driving the tripping means on the basis of the signal output from said determination means, the determination block with,
Connected by connecting means,
The decision block includes a power supply acquisition unit is connected to a path provided in the shield Danbu the lock to obtain the power,
A current detection signal acquiring unit that acquires a signal output from said current detecting means,
Through tripping driving the tripping unit means drive path connection unit,
Circuit breaker, characterized in that transmitting and receiving power and signals to and from the decision block and the blocking block.
前記判定手段における判定は,
前記電流検出手段により検出された検出電流が,予め定められた閾値以下であれば作業が行われていないと判断することを特徴とする請求項1記載の回路遮断器。
The determination in the determination means is
2. The circuit breaker according to claim 1, wherein if the detected current detected by the current detecting means is equal to or less than a predetermined threshold value, it is determined that no work is performed.
前記判定手段における判定は,
前記電流検出手段により検出された検出電流に対して,
所定時間毎にサンプリングされた電流データを経時的に比較し,
比較した結果の変化幅データが,予め定められた閾値以下であれば作業が行われていないと判断することを特徴とする請求項1記載の回路遮断器。

The determination in the determination means is
For the detected current detected by the current detecting means,
Compare the current data sampled every predetermined time with time,
2. The circuit breaker according to claim 1, wherein if the change width data as a result of the comparison is equal to or less than a predetermined threshold value, it is determined that no work is performed.

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