JP2006513551A - インターフェイス・ユニットを備えた低電圧サーキット・ブレーカ - Google Patents

Abstract

この低電圧サーキット・ブレーカは、少なくとも一つの固定接点及び少なくとも一つの可動接点を収容するケーシングを有している。このサーキット・ブレーカは、更に、前記ケーシングの内部に、第一の通信バス及びインターフェイス・ユニットを備えている。通信バスは、前記サーキット・ブレーカの複数の付帯機器及び装置に結合するようにデザインされ、インターフェイス・ユニットは、前記第一の通信バスを介して、前記付帯機器及び装置に接続されるようにデザインされた複数のポートを備えている。

Description

本発明は、サーキット・ブレーカ自体の内部にインターフェイス・ユニットを備えた低電圧サーキット・ブレーカに係る。特に、本発明は、例えば、通信、および／または、管理、および／または、給電のためのインターフェイス・ユニット、あるいは、前記サーキット・ブレーカの付帯機器、アクチュエータ、警報装置及び同様な装置のためのインターフェイス・ユニットなどを備えた低電圧サーキット・ブレーカに係る。

既に知られているように、低電圧サーキット・ブレーカ（即ち、動作電圧が１０００Ｖ以下で使用されるもの）は、それが挿入される電気システム及び当該電気システムに対応する負荷の特定部分の正確な機能を保護するために、デザインされている。

例えば、低電圧サーキット・ブレーカは、異なる負荷に対して要求される定格電流を確保し、それらの負荷の回路への正確な挿入及び回路からの切り離しを可能にし、且つ、システムの特定のブランチが誤作動した場合に、負荷の電気エネルギー源からの全体的な分離を実現するため、電気的分離即ち適切な接触部を開くことを介して、保護される回路の自動切り離しを可能にする。サーキット・ブレーカが、誤作動状態を自動的に認識して介入すること（従って、回路を開くこと）を可能にする装置は、保護ユニットと呼ばれている。

前述の自動低電圧サーキット・ブレーカには、例えば、いわゆるモールデッド・ケース・サーキット・ブレーカ（ＭＣＣＢ）や、いわゆるエア・サーキット・ブレーカ（ＡＣＢ）など、異なるタイプがある。

自動サーキット・ブレーカには、通常、広範囲の付帯機器が設けられる。通常のサーキット・ブレーカに設けられるそれらの付帯機器として、以下のものを挙げることができる：例えば、開き、閉じまたはトリップ開放した状態を示す補助接点（auxiliary contacts）；開き、閉じ、リセットするためのサーボ・アクチュエータ（ソレノイド・コントロールまたはモータ・コントロール、スプリングに負荷を与えるための装置）；電圧低下検出リレー（undervoltage relays）；温度センサ；及び他の同様な装置。これらは、後に分かるように、本発明の技術的範囲の中に含まれることになる。

上記の従来のタイプのサーキット・ブレーカの限界の一つは、様々な付帯機器が、互いに独立に管理され且つ配線されると言うことに起因している。正確に述べると、既知のソリューションにおいて、自動サーキット・ブレーカに取り付けられた付帯機器は、それ自体のバスをそれぞれ備え、各バスは、給電（supply）、コントロール、またはそれに対応する信号の伝送などの様々な機能のために、デザインされている。

明らかに、上記の状態において、サーキット・ブレーカは、様々なやり方で、異なるタイプの補助ケーブル（auxiliary cables）により、横切られる。それらは、サーキット・ブレーカの全体容積の中に残り、あるいは、サーキット・ブレーカの他のサイドで終わり、それによって、例えば、外部ディスプレイ、プッシュボタン、及び電子的コントロール装置、インターロック・システム、ダイアログ装置（dialogue units）、または監視装置（supervision units）などの、システム他の部分との必要な接続を生じさせるように構成される。

知られているように、電気システムの中に数多くの補助ケーブルが存在することは、例えば、配線及びメインテナンスの際に、当該システムを大きな誤動作の危険に曝すことになるので、好ましくない。更に、全ての補助コンダクタ（auxiliary conductors）は、電気的、機械的及び熱的な視点から、且つ、電磁的整合性の視点から、技術的に適切なものでなければならない。それに加えて、それらのコンダクタは、容易に確認可能なものでなければならず、このことは、明らかに、システムの全体的な複雑さを増大させ、不可避的に重い負担をもたらす。

特に、通常の配線の局面において、例えば、アクチュエータ、補助接点、熱的センサ、警報装置などのために取り付けられた異なる付帯機器に対応する異なるバスを、同時に見出すことが可能であり、且つ、それらのそれぞれは、独立に且つそれ自身のプロトコルに従って、サーキット・ブレーカの内側及び外側の双方で様々な形で使用されあるいは処理される信号のフローを伝送するように要求される。

他の欠点は、補助バス（auxiliary busses）またはケーブルが過剰に存在することに関連して、それらのそれぞれに対して、好ましくない機械的または熱的作用からの適切な保護を保証しなければならないことにある。そのような機械的または熱的作用は、早晩、自動サーキット・ブレーカの内部に存在する他の部品、あるいは、自動サーキット・ブレーカを収容している電気的スイッチボードによりもたらされる。正にケーブルが存在していることが、いずれにせよ、適切なメインテナンス・サイクルの遂行を必要にする。メインテナンスのコストは、当然、システムの複雑さに伴い、増大する。

従来技術の配線方法は、更に、サーキット・ブレーカの内部、及び、それを収容する電気的スイッチボード上で、重要な物理的領域を使用していた。それは、最適化及びスペースの節約と言う配線の原則に反している。

以上に述べたことから、現状の技術には、従来の方法に代わる効果的な代替え案を提示する技術的ソリューション、及び、付帯機器、警報ディスプレイ、及び自動サーキット・ブレーカのための保護ユニットなどのための管理及びダイアログ（dialogue）の装置、更には、外部の監視装置とのダイアログのための装置を見付け出す必要性があることは明らかである。

本発明の第一のタスクは、先に述べた欠点を克服することを可能にし、且つ、様々な装置と付帯機器の間の通信をシンプルにし、それらの管理をシンプルにする低電圧サーキット・ブレーカを提供することにある。

このタスクの枠組みの中で、本発明の目的の一つは、従来のサーキット・ブレーカにおいて典型的であった過剰な配線及び接続の問題を解消する低電圧サーキット・ブレーカを提供することにある。

また、本発明の更なる目的は、従来のタイプのシステムと比較して、配線の接続の誤りに関連する危険の完全な取り除きまたは少なくとも大幅な削減を可能にする低電圧サーキット・ブレーカを提供することにある。

本発明の他の目的は、当該サーキット・ブレーカの内部への付帯機器及び装置の容易な取り付けを可能にする低電圧サーキット・ブレーカを提供することにある。

更に他の本発明の目的は、サーキット・ブレーカの様々な装置及び付帯機器の間の通信、及びサーキット・ブレーカ自体とその外側にある他の装置の間の通信が、シンプルにされ且つ合理化される低電圧サーキット・ブレーカを提供することにある。

また更なる本発明の目的は、様々な付帯機器及び対応する通信システムが、サーキット・ブレーカ自体とともに統合されたシステムを構成する低電圧サーキット・ブレーカを提供することにある。

他の本発明の目的は、広範囲の付帯機器及び装置をいつも直感的且つ実用的なやり方で、控えめのコスト及び高い信頼性で、取り付けることが可能な低電圧サーキット・ブレーカを提供することにある。

重要な本発明の目的は、高い信頼性、比較的容易な組み立て、競争力のあるコストを実現する低電圧サーキット・ブレーカを提供することにある。

上記の第一のタスク及び上記の目的は、以下においてより明らかになる他の目的とともに、本発明の低電圧サーキット・ブレーカにより実現される。

本発明の低電圧サーキット・ブレーカは、少なくとも一つの固定接点及び一つの可動接点を収容するケーシングを備えている。本発明に基づく低電圧サーキット・ブレーカは、前記ケーシングの内側に、前記サーキット・ブレーカの複数の付帯機器及び装置に結合するようにデザインされた第一の通信バスを備えている。本発明に基づくサーキット・ブレーカは更に、複数のポートを有するインターフェイス・ユニットを備え、それらのポートは、前記付帯機器及び装置に、前記第一の通信バスを介して接続されるようにデザインされている。

このようにして、その革新的な構造のおかげで、本発明に基づくサーキット・ブレーカは、サーキット・ブレーカの異なる装置及び付帯機器の間のダイアログ、及び、それらと外部環境の間のダイアログを、シンプルなやり方で且つ複雑な配線システムを採用することなく、可能にする。

本発明の更なる特徴及び優位性は、添付図面を参照することにより、本発明に基づく低電圧サーキット・ブレーカの好ましいが限定的ではない実施形態から、より明らになるであろう。なお、これらの実施形態は、例として示したものに過ぎず、本発明に範囲を制限するものではない。
図１に、本発明に基づくサーキット・ブレーカの概要を示す。本発明に基づく低電圧サーキット・ブレーカが、一つの自動低電圧サーキット・ブレーカを参照しながら、説明されるが、それに、本願の範囲を制限する意図はない。但し、本発明が、一般的に、低電圧サーキット・ブレーカに好ましいものである。

図１において、本発明に基づく低電圧サーキット・ブレーカは、全体として、参照符号１により示されている。より広く実用的な実施形態において、本発明に基づくサーキット・ブレーカはケーシングを備え、その中に、少なくとも一つの固定接点及び少なくとも一つの可動接点（図示せず）を備えている。ケーシングの内部において、サーキット・ブレーカは第一の通信バス５を備え、このバス５は、前記サーキット・ブレーカの１またはそれ以上の付帯機器及び装置２０，３０，４０，５０に結合するようにデザインされている。また、ケーシングの内側には、インターフェイス・ユニット１０が配置されている。このインターフェイス・ユニット１０は、複数のポート１１，１２，１３，１４，１５を備え、それらのポートは、前述の付帯機器及び装置２０，３０，４０，５０に、前記第一の通信バス５によって接続されるようにデザインされている。実際の使用に際しては、このインターフェイス・ユニット１０は、様々な付帯機器及び装置との接続を、いわゆる「プラグアンドプレイ」の原則に従って可能にするように、予め構成されていて、それらの組み立て、それら相互間の通信、及びそれらと外部環境との間の通信をシンプルにして、容易にしている。

本発明に基づくサーキット・ブレーカの好ましい実施形態によれば、前記付帯機器及び装置の一つは、保護ユニット５０によって構成され、上記のインターフェイス・ユニット１０が、第一の接続ポート１１及び少なくとも一つの第二の接続ポート１２を備えることを想定している。このようにして、保護ユニット５０は、第一の通信バスを介して、インターフェイス・ユニット１０の第一のポート１１に接続され、これに対して、前記サーキット・ブレーカの少なくとも一つの付帯機器または装置２０もまた、前記第一の通信バス５を介して、前記インターフェイス・ユニット１０の第二のポート１２に接続される。

その好ましいよりシンプルな実施形態の一つにおいて、付属機器２０は、サーキット・ブレーカの状態についての信号を送るための補助接点の警報装置によって構成される。このようにして、サーキット・ブレーカの状態（開放、閉鎖、トリップ）が保護ユニット５０に伝送される。

より好ましくは、保護ユニット５０は、第二の通信バス６を介して、サーキット・ブレーカ１のケーシングの外部にある監視システム２に接続される。このようにして、サーキット・ブレーカの状態及び状況に対応する情報伝達、及び様々な付帯機器やアクチュエータのためのコントロールが、サーキット・ブレーカの内部および／または外部で、インターフェイス・ユニット１０及び第一の通信バス５及び第二の通信バス６を介して、複雑で且つ経済的にも不利な配線及び接続システムを用いることなく非常にシンプルなやり方で、実行される。

本発明に基づくサーキット・ブレーカにおいて、前記第一の通信バス５を介して、複数の付帯機器及び装置を管理することも、事実可能である。複数の付帯機器及び装置２０，３０，４０が存在する場合に、前記付帯機器及び装置のそれぞれを、第一の通信バス５を用いて、対応するポート１２，１３，１４に接続することもまた事実可能である。

好ましくは、インターフェイス・ユニット１０は、ポート１１，１２，１３，１４，１５のそれぞれが、前記付帯機器及び装置２０，３０，４０及び５０のいずれか一つによって、区別無しに且つ互換性のあるやり方で使用されるように構成される。このようにして、様々な装置及び付帯機器のサーキット・ブレーカの数および／またはタイプを、単にそれらを、同一の通信バス５を介して、インターフェイス・ユニット１０に接続しまたはインターフェイス・ユニット１０から切り離すことによって、変更することが可能である。従って、最初の組み立て段階においても、または、サーキット・ブレーカの形状を変更する場合においても、配線及び接続システムを追加または削除する必要がない
取り付けられる付帯機器及び装置については、様々なタイプが可能である。その例を挙げれば、サーキット・ブレーカの状態についての信号を送るための補助接点の警報装置、開き、閉じまたはリセットするためのアクチュエータ、ソレノイド・コントロール、モータ・コントロール、スプリングに負荷を与えるための装置、電圧低下検出リレー、温度センサ、ディスプレイ、あるいは、外界との他のタイプのインターフェイス、などが可能である。

可能なアクチュエータ及び装置の多様性、及び本発明に基づくサーキット・ブレーカの特長を考慮すると、本発明を用いて得られる優位性は、明らかである。例えば、サーキット・ブレーカの状態に対応する情報は、補助接点の警報装置（例えば２０）によって決定され、それと同時に、第一の通信バス５及びインターフェイス・ユニット１０を介して、問題となった装置５０（従って、監視システム２）に送られ、それとともに、ダイアログ装置１０のポート１３に接続されたディスプレイ（例えば３０）にも送られる。このようにして、従来の技術的ソリューションにおいて用いられている異なる通信バスは、もはや不要となり、その結果、本発明に基づくサーキット・ブレーカの組み立て及びメインテナンスの双方が、大幅に簡略化される。

好都合なことに、前記付帯機器及び装置２０，３０，４０，５０の内の一またはそれ以上を、サーキット・ブレーカのケーシングの内部に配置することが可能であり、このようにして、最適化及びシステムのスペースの節約と言う点で大きな効果を有する、高度に統合されたコンパクトなシステムが実現される。

システムの核心部分に相当するインターフェイス・ユニット１０は、好都合なことに、多様な機能を実行することが可能である。通信機能の代わりにまたは通信機能に加えて、上記の装置１０は、前記付帯機器及び装置の管理および／または給電の機能も実行することができる。それにより、更なる配線が不要になるという事実から、大幅な節約及び簡略化がもたらされる。例えば、上記の給電は、好都合なことに、保護ユニット５０から行うことが可能であり、必要に応じて、１またはそれ以上の装置２０，３０，４０に送ることができる。

好ましくは、例えば、前記付帯機器及び装置の一つがアクチュエータ（例えば４０）によって構成される場合には、前記アクチュエータは、前記インターフェイス・ユニット１０との接続のための、及びアクチュエータ自体の駆動／給電のための電気トランスデュ−サ４１を備えることができる。

以上の説明から、本発明に基づく低電圧サーキット・ブレーカは、従来の技術と比較して、且つ、通信の管理の容易さの点で、かなりの優位性をもたらすことが明らかである。本発明に基づくサーキット・ブレーカにおいて、実際、前記第一の通信バスに対して第一の通信プロトコルを使用し、前記第二の通信バスに対して第二の通信プロトコルを使用することが可能である。

実際、の好ましく且つより簡略化された形態の一つにおいて、本発明に基づくサーキット・ブレーカは、たった二つの通信バス及びそれに対応する二つの通信プロトコルを有している。第一のバス及び対応するプロトコルは、サーキット・ブレーカの内部の様々な付帯機器及び装置の間の通信に用いられ、第二のバス及び対応するプロトコルは、サーキット・ブレーカと１またはそれ以上の外部装置（例えば、監視装置２）の間の通信に用いられる。

実際、注目すべきことは、本発明に基づくサーキット・ブレーカは、第一のタスクを十分に達成するともに、先に挙げた様々な目的を達成し、従来の技術と比較して、組み立ての容易さの点でも性能の点でも、更に、製造コスト点でも、大きな優位性をもたらすことである。

本発明の低電圧サーキット・ブレーカは、数多くの変更及び変形が可能であり、そのいずれもが、本発明のアイデアの領域内に含まれる。更に、それを構成する要素の全ては、他の技術的に等価な要素と置き換えることが可能であり、実際、材料や寸法は、ニーズ及び技術の現状に応じて、いかなるものであっても良い。

本発明に基づくサーキット・ブレーカの概要を示す図。

Claims (12)

1. 少なくとも一つの固定接点及び少なくとも一つの可動接点を収容するケーシングを有する低電圧サーキット・ブレーカ（１）において、
   前記ケーシングの内部に、前記サーキット・ブレーカ（１）の複数の付帯機器及び装置（２０，３０，４０，５０）に結合するようにデザインされた、第一の通信バス（５）と、
   前記第一の通信バス（５）を介して、前記付帯機器及び装置（２０，３０，４０，５０）に接続されるようにデザインされた複数のポート（１１，１２，１３，１４，１５）を備えたインターフェイス・ユニット（１０）と、
   を備えたことを特徴とする低電圧サーキット・ブレーカ。
2. 下記特徴を備えた請求項１に記載の低電圧サーキット・ブレーカ（１）：
   前記装置及び付帯機器の内の一つは、保護ユニット（５０）であり、
   前記インターフェイス・ユニット（１０）は、第一のポート（１１）及び少なくとも一つの第二のポート（１２）を備え、
   前記保護ユニット（５０）は、前記第一の通信バス（５）を介して、前記第一のポート（１１）に接続され、
   前記サーキット・ブレーカの付帯機器または装置（２０）の内の少なくとも一つは、前記第一の通信バス（５）を介して、前記第二のポート（１２）に接続されている。
3. 下記特徴を備えた請求項２に記載の低電圧サーキット・ブレーカ（１）：
   前記付帯機器または装置（２０）は、補助接点の警報装置である。
4. 下記特徴を備えた請求項２または３に記載の低電圧サーキット・ブレーカ（１）：
   前記保護ユニット（５０）は、第二の通信バス（６）を介して、前記サーキット・ブレーカの前記ケーシングの外部の監視システムに接続されている。
5. 下記特徴を備えた請求項１から４のいずれか１項に記載の低電圧サーキット・ブレーカ（１）：
   複数の付帯機器及び装置（２０，３０，４０）を備え、
   前記付帯機器及び装置のそれぞれは、前記第一の通信バス（５）を介して、前記インターフェイス・ユニット（１０）の対応するポート（１２，１３，１４）に接続されている。
6. 下記特徴を備えた請求項１から５のいずれか１項に記載の低電圧サーキット・ブレーカ（１）：
   前記ポート（１１，１２，１３，１４，１５）のそれぞれは、前記付帯機器及び装置（２０，３０，４０，５０）の内の一つによって、区別無しに且つ互換性のあるやり方で使用可能である。
7. 下記特徴を備えた請求項１から６のいずれか１項に記載の低電圧サーキット・ブレーカ（１）：
   前記付帯機器及び装置（２０，３０，４０）は、補助接点の警報装置、および／または、開き、閉じ及びリセットするためのアクチュエータ、および／または、ソレノイド・コントロール、および／または、モータ・コントロール、および／または、スプリングに負荷をかけるための装置、および／または、電圧低下検出リレー、および／または、ディスプレイ、および／または、温度センサ、および／または、外界との間のインターフェイスである。
8. 下記特徴を備えた請求項１から７のいずれか１項に記載の低電圧サーキット・ブレーカ（１）：
   前記付帯機器及び装置（２０，３０，４０）の内の一またはそれ以上は、前記サーキット・ブレーカのケーシングの内部に配置されている。
9. 下記特徴を備えた請求項１から８のいずれか１項に記載の低電圧サーキット・ブレーカ（１）：
   前記インターフェイス・ユニット（１０）は、通信および／または管理、および／または、前記付帯機器及び装置（２０，３０，４０，５０）の給電の機能を担う。
10. 下記特徴を備えた請求項９に記載の低電圧サーキット・ブレーカ（１）：
    前記給電は、前記保護ユニット（５０）から取られる。
11. 下記特徴を備えた請求項１から１０のいずれか１項に記載の低電圧サーキット・ブレーカ（１）：
    前記付帯機器及び装置（２０，３０，４０）の内の少なくとも一つは、前記通信バス（５）を介して前記インターフェイス・ユニット（１０）に接続するための、電子的トランスデュ−サ（４１）である。
12. 下記特徴を備えた請求項１から１１のいずれか１項に記載の低電圧サーキット・ブレーカ（１）：
    当該低電圧サーキット・ブレーカは、前記第一の通信バス（５）のための第一の通信プロトコル、及び、前記第二の通信バス（６）のための第二の通信プロトコルを使用する。

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