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JPH0359656B2 - - Google Patents
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JPH0359656B2 - - Google Patents

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JPH0359656B2
JPH0359656B2 JP58140284A JP14028483A JPH0359656B2 JP H0359656 B2 JPH0359656 B2 JP H0359656B2 JP 58140284 A JP58140284 A JP 58140284A JP 14028483 A JP14028483 A JP 14028483A JP H0359656 B2 JPH0359656 B2 JP H0359656B2
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Ichiro Arinobu
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Mitsubishi Electric Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は交流電路の最適な保護・監視を行うた
め電路の事故電流を検出する静止形過電流検出装
置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a static overcurrent detection device for detecting a fault current in an AC circuit in order to optimally protect and monitor an AC circuit.

〔従来技術〕[Prior art]

従来この種の装置として第1図に示されたよう
な各相の電流の最大値を検出する装置や、第2図
に示されたような各相の電流の実効値または平均
値を検出する装置等があつた。
Conventional devices of this type include a device that detects the maximum value of the current in each phase as shown in Figure 1, and a device that detects the effective value or average value of the current in each phase as shown in Figure 2. The equipment was hot.

第1図に示された最大値検出形の従来の装置の
構成において、3相の交流電路10にはR、S、
Tの各相毎に電流センサ手段としての変流器2
1,22,23がそれぞれ設けられている電路1
0に事故電流が流れると、各変流器21,22,
23の二次側に設けられた全波整流回路31,3
2,33が同極性に直列接続されてなる最大値検
出回路30によつて、事故電流の最大値が直流化
されて検出される。全波整流回路31,32,3
3による出力信号波形を第3図に示す。最大値検
出回路30の出力側には負担回路40が接続され
ている。この負担回路40は変流器21,22,
23の出力電流を電圧信号に変換するとともに所
定のレベル範囲内で出力信号を得るためのレベル
調整回路(側えば適当な分圧比のポテンシヨメー
タの態様の回路)を兼ねている。負担回路40の
出力電圧波形を第4図に実線で示す。前記負担回
路40の出力側に接続されたレベル判別回路50
により負担回路40の出力信号レベルが所定値以
下か否かが判別される。入力信号レベルに応じた
所定の限時動作を行なう時限発生回路60が接続
されている。レベル判別回路50は負担回路40
の出力信号レベルが所定値以上であることを判別
すると時限発生回路60に信号を発する。時限発
生回路60はレベル判別回路50の発した信号を
受けた時点から入力信号レベル(即ち負担回路4
0の出力信号レベル)に応じた所定の限時動作を
行なう。一般にこの入力信号レベルと発生時限と
の関係は、保護すべき配電線(電路)の熱耐量を
考慮した第5図に示すような反限時特性を持たせ
ている。時限発生回路60が上述のように限時動
作を開始してから所定の時限特性に基づく時限が
経過すると、時限発生回路60は出力回路70に
出力信号を与える。出力回路70はこの信号に応
動し、出力装置80を駆動する。
In the configuration of the conventional maximum value detection type device shown in FIG.
Current transformer 2 as current sensor means for each phase of T
1, 22, and 23 are provided, respectively.
When a fault current flows through 0, each current transformer 21, 22,
Full-wave rectifier circuit 31, 3 provided on the secondary side of 23
2 and 33 are connected in series with the same polarity, and the maximum value of the fault current is converted into a direct current and detected by the maximum value detection circuit 30. Full wave rectifier circuit 31, 32, 3
The output signal waveform according to No. 3 is shown in FIG. A burden circuit 40 is connected to the output side of the maximum value detection circuit 30. This burden circuit 40 includes current transformers 21, 22,
It converts the output current of 23 into a voltage signal and also serves as a level adjustment circuit (for example, a circuit in the form of a potentiometer with an appropriate voltage division ratio) for obtaining an output signal within a predetermined level range. The output voltage waveform of the burden circuit 40 is shown by a solid line in FIG. a level discrimination circuit 50 connected to the output side of the load circuit 40;
It is determined whether the output signal level of the burden circuit 40 is below a predetermined value. A time limit generation circuit 60 is connected which performs a predetermined time limit operation depending on the input signal level. The level discrimination circuit 50 is the burden circuit 40
When it is determined that the output signal level of is equal to or higher than a predetermined value, a signal is issued to the time limit generating circuit 60. The time limit generation circuit 60 receives the input signal level (i.e., the burden circuit 4
A predetermined time-limited operation is performed according to the output signal level (0 output signal level). Generally, the relationship between the input signal level and the generation time limit has an inverse time limit characteristic as shown in FIG. 5, which takes into account the heat resistance of the distribution line (electric circuit) to be protected. When the time limit based on the predetermined time characteristic has elapsed after the time limit generation circuit 60 starts the time limit operation as described above, the time limit generation circuit 60 provides an output signal to the output circuit 70. Output circuit 70 responds to this signal and drives output device 80.

上述のように、第1図の装置では、どの相とは
判別せずにある相の事故電流の存在を検出する。
一般に前述のような最大値検出回路30の出力側
に接続された負担回路40に誘起される電圧は第
4図に示されたような波形となる。最大値検出回
路30の構成上必然的に、各相の電流の大きさに
応じて負担回路40に誘起される電圧波形は異な
る。また上述のような回路構成では実効値又は平
均値に対応する信号への波形変換は本質的に不可
能であり、最大値のピークのみが検出される。す
なわち第1図の装置の構成は本質的にピーク検出
形である。このため電路の各相毎に電流の平均値
又は実効値を得るための波形変換を行なつて正確
な事故電流の検出を行なうことはできない。
As described above, the device shown in FIG. 1 detects the presence of a fault current in a certain phase without determining which phase it is.
Generally, the voltage induced in the load circuit 40 connected to the output side of the maximum value detection circuit 30 as described above has a waveform as shown in FIG. Due to the configuration of the maximum value detection circuit 30, the voltage waveform induced in the burden circuit 40 necessarily differs depending on the magnitude of the current in each phase. Furthermore, with the circuit configuration described above, it is essentially impossible to convert the waveform into a signal corresponding to an effective value or an average value, and only the peak of the maximum value is detected. That is, the configuration of the apparatus shown in FIG. 1 is essentially of the peak detection type. For this reason, it is not possible to perform accurate fault current detection by performing waveform conversion to obtain the average value or effective value of the current for each phase of the electrical circuit.

そこで各相毎の電流を電圧に変換してそれらの
内のたとえ一つの相中においても過電流が生じた
ときに、その過電流を生じた相からの出力のみに
よつても検出信号を取り出すために第2図に示す
各相毎検出回路が考案された。
Therefore, the current for each phase is converted to voltage, and when an overcurrent occurs in even one phase, a detection signal is extracted only from the output from the phase where the overcurrent occurred. Therefore, a detection circuit for each phase as shown in FIG. 2 was devised.

次に第2図に示された各相毎実効値又は平均値
検出形の構成の従来の装置について説明する。第
2図において第1図との対応部には同一符号を用
いて示してある。交流電路10に事故電流が流れ
ると各相の変流器21,22,23はそれらに固
有の変流比で上記事故電流を検出し二次側に出力
電流を誘起する。この各出力電流はそれぞれ全波
整流回路31,32,33により直流化される。
この直流化された全波整流回路31,32,33
の出力電流は各対応する負担回路41,42,4
3にそれぞれ供給される。この時負担回路41,
42,43に誘起する信号電圧波形は第3図に示
すような形になる。各負担回路41,42,43
の出力信号は各相毎に波形変換回路90によつて
それらの実効値または平均値に対応する信号に変
換される。波形変換回路90の出力信号は各相毎
にレベル判別回路50に入力される。レベル判別
回路50は入力信号レベルが所定値以上であるこ
とを判別すると時限発生回路60に信号を発す
る。時限発生回路60はレベル判別回路50の発
した信号を受けた時点から入力信号レベル(即ち
レベル判別回路50の入力信号レベル)に応じた
所定の限時動作を開始する。この入力信号レベル
と発生時限との関係は、第1図の装置につき説明
したのと同様、保護すべき配電線(電路)の熱耐
量を考慮した第5図に示すような反限時特性を持
たせている。時限発生回路60が上述のように限
時動作を開始してから所定の時限特性に基づく時
限が経過すると、時限発生回路60は出力回路7
0に出力信号を与える。出力回路70はこの信号
に応動し、出力装置80を駆動する。
Next, a conventional device having an effective value or average value detection type configuration for each phase shown in FIG. 2 will be explained. In FIG. 2, parts corresponding to those in FIG. 1 are indicated using the same reference numerals. When a fault current flows through the AC line 10, the current transformers 21, 22, and 23 of each phase detect the fault current at their own current transformation ratios and induce an output current on the secondary side. Each of these output currents is converted into a direct current by full-wave rectifier circuits 31, 32, and 33, respectively.
This DC full wave rectifier circuit 31, 32, 33
The output current of each corresponding load circuit 41, 42, 4
3, respectively. At this time, the burden circuit 41,
The signal voltage waveform induced in 42 and 43 has a shape as shown in FIG. Each load circuit 41, 42, 43
The output signals of each phase are converted by the waveform conversion circuit 90 into signals corresponding to their effective values or average values. The output signal of the waveform conversion circuit 90 is input to the level discrimination circuit 50 for each phase. When the level determination circuit 50 determines that the input signal level is equal to or higher than a predetermined value, it issues a signal to the time limit generation circuit 60. The time limit generating circuit 60 starts a predetermined time limit operation according to the input signal level (that is, the input signal level of the level discriminating circuit 50) from the time it receives the signal generated by the level discriminating circuit 50. The relationship between this input signal level and the generation time limit has an inverse time limit characteristic as shown in FIG. 5, which takes into consideration the heat resistance of the distribution line (electrical circuit) to be protected, as explained for the device in FIG. 1. It's set. When the time limit based on the predetermined time characteristic has elapsed after the time limit generation circuit 60 starts the time limit operation as described above, the time limit generation circuit 60 starts the output circuit 7.
Give the output signal to 0. Output circuit 70 responds to this signal and drives output device 80.

第2図の装置では、各相の事故電流はそれぞれ
実効値または平均値に波形変換がなされて正確に
検出される。この反面波形変換回路90を介して
事故電流の検出がなされるため応答に遅れを生ず
る。これは波形変換回路90が本質的に積分要素
を含まざるを得ないため、比較的長い時定数を有
する応答特性を持つことになるからである。従つ
て第2図の装置は短絡電流等のような瞬時的に増
大する大電流の検出には不向きである。
In the device shown in FIG. 2, the fault currents of each phase are converted into waveforms into effective values or average values, and are detected accurately. On the other hand, since the fault current is detected via the waveform conversion circuit 90, there is a delay in response. This is because the waveform conversion circuit 90 essentially has to include an integral element, so it has a response characteristic with a relatively long time constant. Therefore, the device shown in FIG. 2 is not suitable for detecting large currents that increase instantaneously, such as short-circuit currents.

[発明が解決しようとする問題点] 第1の従来例では商用周波数以外の電流を含む
歪んだ電流が交流電路に流れているときには原理
的に熱的に正確な検出ができなかつたという欠点
があつた。
[Problems to be Solved by the Invention] The first conventional example has the drawback that accurate thermal detection cannot be performed in principle when a distorted current including a current other than the commercial frequency is flowing in an AC line. It was hot.

第2の従来例では時定数が長いので瞬時的過電
流等の検出ができない欠点があつた。
The second conventional example has a drawback that instantaneous overcurrent cannot be detected because the time constant is long.

[発明の概要] 本発明は上述のような従来の装置における問題
点を解決した新規なこの種の装置を提供しようと
するものである。即ち、過電流の大きさが所定の
範囲内である場合は、第2の従来例と同様の方法
で各相の過電流をそれらの実効値又は平均値に対
応する信号に変換する。その上でそれらの信号の
うちの最大値に基づいて比較的敏感に過電流の検
出をする。一方いずれかの相に短絡電流等のよう
に所定の範囲を大幅に超えた過電流が生じた場合
は、その最大値に速やかに応動して短絡電流等を
検出する。
[Summary of the Invention] The present invention aims to provide a novel device of this type that solves the problems of the conventional devices as described above. That is, when the magnitude of the overcurrent is within a predetermined range, the overcurrent of each phase is converted into a signal corresponding to their effective value or average value using the same method as in the second conventional example. Then, overcurrent is detected relatively sensitively based on the maximum value of those signals. On the other hand, if an overcurrent that greatly exceeds a predetermined range occurs in any phase, such as a short-circuit current, etc., the short-circuit current or the like is detected in response to the maximum value immediately.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下図面を用いて本発明の実施例につき詳述す
ることにより本発明を明らかにする。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be clarified by describing embodiments of the present invention in detail below using the drawings.

第6図は本発明の一実施例としての静止形過電
流検出装置を示すブロツク図である。第6図にお
いて複数相(本例ではR、S、Tの3層)の電路
の各相毎に電流検出用の変流器21,22,23
がそれぞれ設けられている。各変流器21,2
2,23の二次側には二次出力の絶対値を得るた
めの全波整流回路31,32,33がそれぞれ接
続されている。各全波整流回路31,32,33
の出力側に負担回路41,42,43がそれぞれ
接続されている。負担回路41,42,43は変
流器21,22,23の出力電流を電圧信号に変
換するとともに、所定のレベル範囲内で出力信号
を得るためのレベル調整回路を兼ねている。前記
各負担回路41,42,43の各第1の出力端子
(レベル調整された信号の出力端子)は各対応す
る波形変換回路91,92,93にそれぞれ接続
されている。波形変換回路91,92,93は各
負担回路41,42,43に誘起する出力信号の
実効値または平均値を得るためのものである。波
形変換回路91,92,93の各出力信号は各対
応するダイオード161,162,163よりな
る第1の最大値検出手段としてのOR回路160
に入力されるようになされている。前記負担回路
41,42,43の各第2の出力端子はそれぞれ
ダイオード131,132,133よりなる電流
センサ手段の第2の出力信号を得るための最大値
検出手段としてのOR回路130の各入力端子に
接続されている。尚、前記各負担回路41,4
2,43の前記第2の出力端子とは反対側の端部
は共通電位点(接地点)に接続されている。ここ
で上記整流器21,22,23、全波整流回路3
1,32,33、負担回路41,42,43、波
形変換回路91,92,93、並びにOR回路1
30(131+132+133)は交流電路10
の電流を検出する電流センサ手段200を構成し
ている。OR回路130は、交流電路10に流れ
る電流の最大値に対応する信号を出力する。OR
回路130の出力側は第2のレベル判別手段とし
てのツエナーダイオード140を介して第2の時
限発生手段としての時限発生回路150に接続さ
れている。時限発生回路150の出力端子はサイ
リスタ120のゲートに接続されている。また、
前記波形変換回路91,92,93の各出力信号
のうち最大のものを前記OR回路160を介して
受けデイジタル信号に変換するA/D変換回路1
00が設けられている。A/D変換回路100の
各出力はマイクロコンピユータ110に入力され
るようになされている。マイクロコンピユータ1
10の出力信号がサイリスタ120のゲートに与
えられるように構成されている。サイリスタ12
0に直列に出力端子81を有する出力装置80が
接続されている。尚、前述の第1及び第2の時限
発生手段に各別に第1及び第2の出力手段を設け
てもよいが、本例では上述のようにこれらの出力
手段は単一の出力装置80にまとめられている。
FIG. 6 is a block diagram showing a static overcurrent detection device as an embodiment of the present invention. In FIG. 6, current transformers 21, 22, 23 for detecting current are provided for each phase of a plurality of phases (in this example, three layers R, S, and T) of the electrical circuit.
are provided for each. Each current transformer 21, 2
Full-wave rectifier circuits 31, 32, and 33 are connected to the secondary sides of 2 and 23, respectively, for obtaining the absolute value of the secondary output. Each full wave rectifier circuit 31, 32, 33
Burden circuits 41, 42, and 43 are connected to the output side of each. The load circuits 41, 42, and 43 convert the output currents of the current transformers 21, 22, and 23 into voltage signals, and also serve as level adjustment circuits for obtaining output signals within a predetermined level range. The first output terminals (output terminals of level-adjusted signals) of each of the burden circuits 41, 42, 43 are connected to the corresponding waveform conversion circuits 91, 92, 93, respectively. The waveform conversion circuits 91, 92, 93 are for obtaining the effective value or average value of the output signal induced in each burden circuit 41, 42, 43. Each output signal of the waveform conversion circuits 91, 92, 93 is outputted by an OR circuit 160 as a first maximum value detection means, which is composed of corresponding diodes 161, 162, 163.
It is designed to be entered in Each of the second output terminals of the load circuits 41, 42, 43 is connected to each input of an OR circuit 130 as a maximum value detection means for obtaining a second output signal of the current sensor means consisting of diodes 131, 132, 133, respectively. connected to the terminal. In addition, each of the burden circuits 41, 4
The ends of terminals 2 and 43 on the opposite side from the second output terminal are connected to a common potential point (ground point). Here, the rectifiers 21, 22, 23, the full wave rectifier circuit 3
1, 32, 33, burden circuits 41, 42, 43, waveform conversion circuits 91, 92, 93, and OR circuit 1
30 (131+132+133) is AC line 10
This constitutes a current sensor means 200 for detecting the current. The OR circuit 130 outputs a signal corresponding to the maximum value of the current flowing through the AC line 10. OR
The output side of the circuit 130 is connected to a time limit generating circuit 150 as a second time limit generating means via a Zener diode 140 as a second level determining means. The output terminal of the time generator circuit 150 is connected to the gate of the thyristor 120. Also,
An A/D conversion circuit 1 receives the maximum output signal of each of the waveform conversion circuits 91, 92, and 93 through the OR circuit 160 and converts it into a digital signal.
00 is set. Each output of the A/D conversion circuit 100 is input to a microcomputer 110. Microcomputer 1
The configuration is such that ten output signals are applied to the gate of the thyristor 120. Thyristor 12
An output device 80 having an output terminal 81 is connected in series with 0. Note that the first and second output means may be provided separately for the first and second time limit generating means described above, but in this example, these output means are provided in a single output device 80 as described above. It is summarized.

前記マイクロコンピユータ110の構成を第7
図のブロツク図に基づき概説する。第7図におい
てマイクロコンピユータ110は、CPU111
のデータバス112及びアドレスバス113を介
してROM114、RAM115及びI/Oポー
ト116を有して構成され、データバス112及
びアドレスバス113の一部は前記A/D変換回
路100に接続されている。一般にROM114
には所定の信号処理を実行するためのプログラム
を含みCPU111は所定のクロツク信号に同期
してプログラムを実行する。またRAM115は
信号処理に必要なレジスタとして機能する。
The configuration of the microcomputer 110 is
The following is an overview based on the block diagram in Figure. In FIG. 7, the microcomputer 110 includes a CPU 111
The data bus 112 and address bus 113 are connected to a ROM 114, a RAM 115, and an I/O port 116, and a portion of the data bus 112 and address bus 113 are connected to the A/D conversion circuit 100. . Generally ROM114
includes a program for executing predetermined signal processing, and the CPU 111 executes the program in synchronization with a predetermined clock signal. Further, the RAM 115 functions as a register necessary for signal processing.

上述のマイクロコンピユータ110における信
号処理過程を第9図のメインフローチヤートに示
す。このフローチヤートには、基本的な機能とし
て、少くとも入力信号の第1のレベル判別手段1
001及びレベル判別された値により所定の限時
動作を実行する第1の時限発生手段1002が含
まれている。またこのフローチヤートでは前述の
第1の時限発生手段1002または第2の時限発
生手段150(第6図)のうち少くとも一方に対
する入力信号が所定のレベル以下になつた時所定
の放熱特性(電路及び負荷の放熱特性)に沿つた
低減率をもつて経時的にリセツト動作を実行する
ように構成されたリセツト手段1003が含まれ
ている。
The signal processing process in the above-mentioned microcomputer 110 is shown in the main flowchart of FIG. This flowchart includes at least a first level determining means 1 of the input signal as a basic function.
001 and a first time limit generation means 1002 that executes a predetermined time limit operation based on the determined value. Furthermore, in this flowchart, when the input signal to at least one of the first time limit generating means 1002 or the second time limit generating means 150 (FIG. 6) becomes below a predetermined level, a predetermined heat dissipation characteristic (electrical circuit and the heat dissipation characteristics of the load).

上述のような構成の本発明装置の動作を以下に
説明する。
The operation of the apparatus of the present invention configured as described above will be explained below.

交流電路10に事故電流が流れると、各相の変
流器21,22,23はそれらに固有の変流比で
上記事故電流を検出し二次側に出力電流を誘起す
る。この各出力電流はそれぞれ全波整流回路3
1,32,33により直流化される。この直流化
された全波整流回路31,32,33の出力電流
は各対応する負担回路41,42,43にそれぞ
れ供給される。この時負担回路41,42,43
に誘起する信号電圧波形は第3図に示すような形
になる。各負担回路41,42,43の出力信号
は各相毎に波形変換回路91,92,93によつ
てそれらの実効値または平均値に対応する信号に
変換される。波形変換回路91,92,93の実
効値または平均値出力は、前記OR回路160を
介してそれらの最大値がA/D変換回路100に
入力される。A/D変換回路100はこのように
して入力された信号をデイジタル信号に変換す
る。これらのデイジタル信号はマイクロコンピユ
ータ110に供給される。マイクロコンピユータ
110は所定のプログラムに従いこれらデイジタ
ル入力信号のレベル判別を実行する。更にこのレ
ベル判別の結果に基づいて所定の限時動作を行な
いその出力ポート116から出力信号を発する。
即ちマイクロコンピユータ110は第1のレベル
判別手段及び第1の時限発生手段として機能す
る。この場合の限時動作は、例えば第8図の特性
曲線における長限時用反限時特性に沿つて実行さ
れる。マイクロコンピユータ110の出力ポート
116から発せられた出力信号はサイリスタ12
0のゲートに印加される。サイリスタ120はこ
の信号によりトリガされターンオンして出力装置
80を駆動する。出力装置80の出力端子81か
らは事故電流の表示用または電路保護用等の出力
信号が得られる。
When a fault current flows through the AC line 10, the current transformers 21, 22, and 23 of each phase detect the fault current at their own current transformation ratios and induce an output current on the secondary side. Each of these output currents is connected to the full-wave rectifier circuit 3.
1, 32, and 33 convert it into a direct current. The output currents of the full-wave rectifier circuits 31, 32, and 33 converted into direct current are supplied to the corresponding burden circuits 41, 42, and 43, respectively. At this time, burden circuits 41, 42, 43
The signal voltage waveform induced in this case has a shape as shown in FIG. The output signals of the burden circuits 41, 42, 43 are converted into signals corresponding to their effective values or average values by waveform conversion circuits 91, 92, 93 for each phase. The maximum value of the effective value or average value output of the waveform conversion circuits 91, 92, and 93 is inputted to the A/D conversion circuit 100 via the OR circuit 160. The A/D conversion circuit 100 converts the input signal into a digital signal. These digital signals are supplied to microcomputer 110. The microcomputer 110 executes level determination of these digital input signals according to a predetermined program. Further, based on the result of this level determination, a predetermined time-limited operation is performed and an output signal is generated from the output port 116.
That is, the microcomputer 110 functions as a first level determining means and a first time limit generating means. In this case, the time limit operation is performed, for example, along the inverse time limit characteristic for long time limits in the characteristic curve of FIG. The output signal emitted from the output port 116 of the microcomputer 110 is transmitted to the thyristor 12.
0 gate. Thyristor 120 is triggered by this signal and turns on to drive output device 80. From the output terminal 81 of the output device 80, an output signal for displaying a fault current, protecting a circuit, etc. is obtained.

また一方、負担回路41,42,43に誘起さ
れた事故電流に対応した電圧信号は、ダイオード
131,132,133よりなるOR回路130
に入力される。OR回路130の出力側は第2の
レベル判別回路としてのツエナーダイオード14
0を介して時限発生回路150に接続されている
ので、OR回路130の出力レベルがツエナーダ
イオード140のツエナー電圧を越えると時限発
生回路150に信号が入力される。時限発生回路
150はこの信号に基づき所定の限時動作を行な
い、サイリスタ120のゲートをトリガする。こ
の場合の限時動作は、例えば第8図の特性曲線に
おける短限時用反限時特性及び瞬時特性に沿つて
行なわれる。サイリスタ120は上述のようにし
てトリガされターンオンして出力装置80を駆動
する。この場合も前述同様、出力装置80の出力
端子81から事故電流の表示用または電路保護用
等の出力信号が得られる。この出力装置80とし
て低消費電力の釈放形素子を適用することも推奨
できる。尚、上述においてはOR回路としてダイ
オードを用いたものを適用した例につき詳述した
が、マイクロコンピユータの一部を利用して実質
的にOR回路を形成すべく(C−MOS等の低消費
電力形素子で構成)してもよいことは勿論であ
る。
On the other hand, the voltage signal corresponding to the fault current induced in the burden circuits 41, 42, 43 is transmitted to the OR circuit 130 consisting of diodes 131, 132, 133.
is input. The output side of the OR circuit 130 is a Zener diode 14 as a second level discrimination circuit.
Since the output level of the OR circuit 130 exceeds the Zener voltage of the Zener diode 140, a signal is input to the time generator circuit 150 via the zener diode 140. The time limit generation circuit 150 performs a predetermined time limit operation based on this signal and triggers the gate of the thyristor 120. In this case, the time limit operation is performed, for example, along the short time limit inverse time limit characteristic and the instantaneous characteristic in the characteristic curve of FIG. Thyristor 120 is triggered and turned on to drive output device 80 as described above. In this case, as described above, an output signal for displaying a fault current or protecting a circuit can be obtained from the output terminal 81 of the output device 80. It is also recommended to use an open-circuit element with low power consumption as the output device 80. In the above, we have detailed an example in which a diode is used as an OR circuit, but in order to effectively form an OR circuit using a part of a microcomputer (low power consumption such as C-MOS) It goes without saying that the structure may be formed by a shaped element.

上述のマイクロコンピユータ110における信
号処理過程を、第9図のメインフローチヤートに
沿つて詳述する。
The signal processing process in the above-mentioned microcomputer 110 will be explained in detail along the main flowchart of FIG.

マイクロコンピユータ110が起動され動作可
能状態になるとプログラムがスタートし、システ
ムの初期化(即ち、I/Oポートの設定、フラグ
のセツト、リセツトなど)が実行され、過電流検
出のメイン処理フローに入る。次にA/D変換回
路100を制御して、各波形変換回路91,9
2,93から出力された各相に対応する電流の実
効値又は平均の最大値の信号をデイジタル信号に
変換し、マイクロコンピユータ110内のRAM
115に書き込む(A/D変換処理)。次に、上
述のようにしてRAM115に書き込まれた入力
信号データに関し、その値が過電流値であるか否
かの判別動作を実行する。その結果過電流でない
場合は第9図における蓄熱ルーチンから外れて再
び上述のA/D変換処理に戻る。次に、過電流で
ある場合は、先ず蓄熱フラグHをセツトし、入力
信号のレベルに応じた時限の計時動作を実行すべ
くCPU内のレジスタまたはRAM115を用いて
所定の単位時間毎に所定の蓄熱ビツト数の加算を
行なう。上記所定の蓄熱ビツト数は第8図の特性
曲線に沿つた限時動作を実現すべく選択されたも
のである。次に、上述のように加算されたビツト
数が所定の時限に対応する値に達したか否かの判
別動作を実行する。この結果加算されたビツト数
の所定の時限に対応する値に達していない場合
は、第9図におけるメインフローから外れて上述
のA/D変換処理に戻る。次に、上述の加算され
たビツト数が所定の時限に対応する値に達した場
合は、I/Oポート116を介してサイリスタ1
20をトリガし出力装置80を駆動させる。
When the microcomputer 110 is activated and becomes operational, the program starts, initializes the system (i.e., sets I/O ports, sets flags, resets, etc.), and enters the main processing flow for overcurrent detection. . Next, the A/D conversion circuit 100 is controlled, and each waveform conversion circuit 91, 9
Converts the effective value or average maximum value signal of the current corresponding to each phase outputted from 2 and 93 into a digital signal, and converts the signal into a digital signal.
115 (A/D conversion processing). Next, regarding the input signal data written to the RAM 115 as described above, an operation is performed to determine whether or not the value is an overcurrent value. As a result, if there is no overcurrent, the process exits from the heat storage routine shown in FIG. 9 and returns to the A/D conversion process described above. Next, if there is an overcurrent, the heat storage flag H is first set, and a register in the CPU or RAM 115 is used to execute a time measurement operation for a time limit according to the level of the input signal at a predetermined time interval. The number of heat storage bits is added. The predetermined number of heat storage bits is selected to realize a time-limited operation along the characteristic curve shown in FIG. Next, an operation is performed to determine whether the number of bits added as described above has reached a value corresponding to a predetermined time period. As a result, if the number of bits added has not reached the value corresponding to the predetermined time limit, the process deviates from the main flow in FIG. 9 and returns to the A/D conversion process described above. Next, when the above-mentioned added bit number reaches a value corresponding to a predetermined time period, the thyristor 1 is input via the I/O port 116.
20 to drive the output device 80.

次に、時限のリセツト手法(冷却ルーチン)に
ついて説明する。前述のように、蓄熱フラグHが
セツトされてある程度時限の計時動作が進行して
いる時点で、A/D変換されたデータの最大値が
所定のレベル以下に低下した場合、過電流か否か
の判別ルーチンより外れ、当該段階の直前の段階
における状態を示す蓄熱フラグHがセツトされて
いるか否かの判別動作を実行する。この結果蓄熱
フラグHがセツトされていない場合は、そのまま
A/D変換処理に戻る。次に、蓄熱フラグHがセ
ツトされている場合は、前述のように蓄熱ルーチ
ンにおいて加算計数されたビツト数から、所定の
単位時間毎に所定の放熱ビツト数を減算する。こ
の減算の結果ビツトの計数値が0になつた場合
は、蓄熱フラグHをリセツトしてA/D変換処理
に戻る。また、ビツトの計数値が完全にリセツト
されない時は、蓄熱フラグHをリセツトせず、そ
のままA/D変換処理に戻る。上述のようにして
最適な熱特性が得られるようになされている。
尚、蓄熱・放熱の加算及び減算は上述とは逆に実
行しても同様の機能を果し得ることは勿論であ
る。
Next, a time limit reset method (cooling routine) will be explained. As mentioned above, if the maximum value of the A/D converted data falls below a predetermined level when the heat storage flag H is set and the time-limited timing operation is in progress, it is determined whether there is an overcurrent or not. The CPU 10 departs from the determination routine and performs an operation to determine whether or not the heat storage flag H indicating the state at the stage immediately before the relevant stage is set. As a result, if the heat storage flag H is not set, the process returns to the A/D conversion process. Next, if the heat storage flag H is set, a predetermined number of heat radiation bits is subtracted every predetermined unit time from the number of bits added and counted in the heat storage routine as described above. If the bit count value becomes 0 as a result of this subtraction, the heat storage flag H is reset and the process returns to the A/D conversion process. Further, when the bit count value is not completely reset, the heat storage flag H is not reset and the process returns to the A/D conversion process. As described above, optimum thermal properties are obtained.
Note that it goes without saying that the addition and subtraction of heat storage and heat radiation can be performed in the opposite manner to the above to achieve the same function.

上記実施例におけるマイクロコンピユータ11
0の機能をアナログ回路によつて実現しようとす
る場合は、例えば、通常の積分回路において充放
電の時定数を制御するように構成すれば理論的に
は実現可能である。
Microcomputer 11 in the above embodiment
If the function of 0 is to be realized by an analog circuit, it is theoretically possible to achieve this by, for example, configuring a normal integrating circuit to control the charging/discharging time constant.

本実施例では、第8図からも了解される通り、
電路の事故電流が比較的小さい領域では各相の電
流の実効値または平均値に基づいて比較的長限時
の動作特性に沿つて検出動作がなされ、電路及び
負荷の最適な保護がなされ得る。一方事故電流が
比較的大きい領域では、電路の上位に設けられた
ヒユーズの溶断特性等を考慮して比較的短限時の
動作特性に沿つてより速やかな検出動作がなさ
れ、電路の適切な保護がなされ得る。更にまた、
短絡電流等の急峻に増大する大電流が流れた場合
は、これに対し瞬時に確実に応動し得る。
In this embodiment, as understood from FIG.
In a region where the fault current of the electric circuit is relatively small, a detection operation is performed based on the effective value or average value of the current of each phase and in accordance with the operating characteristics over a relatively long period of time, so that the electric circuit and load can be optimally protected. On the other hand, in areas where the fault current is relatively large, a faster detection operation is performed in accordance with the operating characteristics in a relatively short period of time, taking into account the fusing characteristics of fuses installed above the electrical circuit, and appropriate protection of the electrical circuit is carried out. It can be done. Furthermore,
When a large current that rapidly increases, such as a short circuit current, flows, it is possible to react instantly and reliably.

尚上述の実施例では、電流センサ手段として変
流器を利用する構成をとつたがこれに代えてホー
ル素子、磁気抵抗素子及び要するにこれらと増幅
器を組み合わせたものを適用することも可能であ
る。また検出電流の絶対値を得る手段として、オ
ペレーシヨナルアンプを用いた公知の手段を適用
し得る。前述の第1の時限発生手段及び第2の時
限発生手段の出力信号を各別に利用して動作原因
の判別に利用する構成をとることも任意に可能で
ある。
In the above-described embodiment, a current transformer is used as the current sensor means, but instead of this, a Hall element, a magnetoresistive element, or a combination of these and an amplifier may be used. Further, as a means for obtaining the absolute value of the detected current, a known means using an operational amplifier can be applied. It is also possible to arbitrarily adopt a configuration in which the output signals of the first time limit generating means and the second time limit generating means described above are used separately to determine the cause of the operation.

[発明の効果] 以上を要するに、本発明の装置では、過負荷時
等に流れる比較的小さな事故電流に対しては、各
相に流れる電流の実効値又は平均値のうちの最大
値に基づいて、各相のうち何れか1相のみに歪ん
だ事故電流が流れている場合にも過電流により過
大に発生した線路又は負荷の蓄積熱量を考慮した
適切で正確な検出動作をする。一方短絡電流のよ
うな緊急な遮断などを要する大過電流に対しては
波形処理等の長時定数の回路を介さず直接その最
大値を検出し、この検出値に基づいて(波形処理
等に起因する遅れ時間を生ずる事なく)速やかに
回路遮断などのための検出動作をする。
[Effects of the Invention] In summary, in the device of the present invention, for relatively small fault currents flowing during overload, etc., the current flow is determined based on the maximum value of the effective value or average value of the current flowing in each phase. Even when a distorted fault current is flowing in only one of the phases, an appropriate and accurate detection operation is performed taking into account the excessive amount of heat accumulated in the line or load due to overcurrent. On the other hand, for large overcurrents such as short-circuit currents that require emergency shutoff, the maximum value is directly detected without going through a circuit with a long time constant such as waveform processing, and based on this detected value (waveform processing, etc.) Detection operations for circuit breakage, etc. can be performed promptly without causing any delay time due to this.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図及び第2図はそれぞれ従来の静止形過電
流検出装置を示すブロツク図、第3図及び第4図
はそれぞれ静止形過電流検出装置の動作説明に供
する信号波形図、第5図は電路の耐熱量特性と静
止形過電流検出装置の反限時特性を示す特性図、
第6図は本発明の一実施例としての静止形過電流
検出装置を示すブロツク図、第7図は第6図の静
止形過電流検出装置に適用するマイクロコンピユ
ータの構成を示すブロツク図、第8図は電路及び
負荷の耐熱量特性並びに本発明の静止形過電流検
出装置の検出特性を示す特性図、第9図は本発明
の静止形過電流検出装置におけるマイクロコンピ
ユータの基本動作のフローチヤートである。 10……交流電路、21,22,23……変流
器、31,32,33……全波整流回路、40,
41,42,43……負担回路、50……レベル
判別回路、60……時限発生回路、70……出力
回路、80……出力装置、91,92,93……
波形変換回路、100……アナログマルチプレク
サ・A/D変換回路、110……マイクロコンピ
ユータ、120……サイリスタ、130……OR
回路、140……ツエナーダイオード、150…
…時限発生回路、160……OR回路。
1 and 2 are block diagrams showing conventional static overcurrent detection devices, FIGS. 3 and 4 are signal waveform diagrams for explaining the operation of the static overcurrent detection device, and FIG. 5 is a block diagram showing a conventional static overcurrent detection device. A characteristic diagram showing the heat resistance characteristics of the electric circuit and the inverse time characteristics of the static overcurrent detection device,
FIG. 6 is a block diagram showing a static overcurrent detection device as an embodiment of the present invention, FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of a microcomputer applied to the static overcurrent detection device of FIG. 6, and FIG. Figure 8 is a characteristic diagram showing the heat resistance characteristics of the electric circuit and load as well as the detection characteristics of the static overcurrent detection device of the present invention, and Figure 9 is a flowchart of the basic operation of the microcomputer in the static overcurrent detection device of the present invention. It is. 10... AC line, 21, 22, 23... Current transformer, 31, 32, 33... Full wave rectifier circuit, 40,
41, 42, 43... Burden circuit, 50... Level discrimination circuit, 60... Time limit generation circuit, 70... Output circuit, 80... Output device, 91, 92, 93...
Waveform conversion circuit, 100...analog multiplexer/A/D conversion circuit, 110...microcomputer, 120...thyristor, 130...OR
Circuit, 140... Zener diode, 150...
...Time limit generation circuit, 160...OR circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 複数相の交流回路の各相に対応して設けら
れ、各相毎に整流出力を出力する手段、 (ア) 前記各整流出力を各相毎に実効化又は平均化
し、各相毎の電流の実効値又は平均値に対応す
るところの第1の出力信号、と (イ) 前記各整流出力の電圧OR作用を行つて前記
各相毎の電流の最大値に対応するところの電圧
OR出力である第2の出力信号、 をそれぞれ出力する電流センサ手段、 前記電流センサ手段の第1の出力信号のレベル
の最大値を検出する第1の最大値検出手段、 前記第1の最大値検出手段の出力レベルを判別
する第1のレベル発生手段、 前記第1のレベル判別手段の出力信号に基づい
て所定の限時動作を行なう第1の時限発生手段、 前記第1の時限発生手段の出力信号に基づいて
動作し電路保護のための信号を発する第1の出力
手段、 前記電流センサ手段の第2の出力信号のレベル
を判別する第2のレベル判別手段、 前記第2のレベル判別手段の出力信号に基づい
て瞬時的動作を行なう第2の時限発生手段、 前記第2の時限発生手段の出力信号に基づいて
動作し電路保護のための信号を速やかに発する第
2の出力手段、 を具備した静止形過電流検出装置。 2 前記第1の最大値検出手段がダイオードOR
回路で構成された特許請求範囲の第1項記載の静
止形過電流検出装置。 3 前記第1及び第2の時限発生手段の少なくと
も一方はリセツト手段を具備し、このリセツト手
段は前記時限発生手段のうちの対応する方に対す
る入力信号が所定のレベル以下になつた時に所定
の放熱特性により放熱が完了したか否かを判断し
てリセツト動作を実行するように構成されたもの
である特許請求の範囲第1項記載の静止形過電流
検出装置。 4 少なくとも前記第1のレベル判別手段及び第
1の時限発生手段がマイクロコンピユータにより
構成されたものである特許請求の範囲第1項記載
の静止形過電流検出装置。 5 前記第2のレベル判別手段及び第2の時限発
生手段がマイクロコンピユータの信号処理を介さ
ずに構成されて結合され、前記第2の時限発生手
段の出力が直接前記出力手段に接続されたもので
ある特許請求の範囲第4項記載の静止形過電流検
出装置。
[Scope of Claims] 1. Means provided corresponding to each phase of a multi-phase AC circuit and outputting a rectified output for each phase; (a) means for effective or averaging the rectified output for each phase; , a first output signal corresponding to the effective value or average value of the current for each phase, and (a) performing a voltage OR operation of each of the rectified outputs to correspond to the maximum value of the current for each phase. But the voltage
a second output signal that is an OR output; current sensor means for outputting a second output signal; first maximum value detection means for detecting a maximum level of the first output signal of the current sensor means; and the first maximum value. a first level generation means for determining the output level of the detection means; a first time generation means for performing a predetermined time limit operation based on the output signal of the first level determination means; an output of the first time generation means; a first output means that operates based on the signal and emits a signal for protection of the electric circuit; a second level determination means that determines the level of the second output signal of the current sensor means; A second time limit generation means that performs an instantaneous operation based on an output signal; and a second output means that operates based on an output signal of the second time limit generation means and promptly issues a signal for protecting the electric circuit. Static overcurrent detection device. 2 The first maximum value detection means is a diode OR
A static overcurrent detection device according to claim 1, which is constituted by a circuit. 3. At least one of the first and second time limit generation means includes a reset means, and the reset means performs a predetermined heat dissipation operation when the input signal to the corresponding one of the time limit generation means becomes below a predetermined level. The static overcurrent detection device according to claim 1, wherein the static overcurrent detection device is configured to execute a reset operation by determining whether or not heat dissipation is completed based on the characteristics. 4. The static overcurrent detection device according to claim 1, wherein at least the first level determining means and the first time limit generating means are constituted by a microcomputer. 5. The second level determining means and the second time limit generating means are configured and combined without the signal processing of a microcomputer, and the output of the second time limit generating means is directly connected to the output means. A static overcurrent detection device according to claim 4.
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