JP2008092671A - 遮断器の開閉制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】専用のソフトウェアを使用することなく、現場あるいは遠隔からパソコンなどの外部機器と容易に接続可能で、効率良くメンテナンス及びデータ収集を可能にする遮断器の開閉制御システムを提供する。
【解決手段】系統電圧又は主回路電流の少なくとも一方の電気量と遮断器の状態量と、遮断器の開極又は閉極指令信号の少なくとも一方の信号とを入力し、遮断又は投入制御を行う１台以上の遮断器の開閉制御部１００と、前記開閉制御部と通信ネットワーク５００を介して接続され、前記開閉制御部の動作や状態の運用監視を行う表示操作部７００と、から構成される遮断器の開閉制御システムにおいて、系統電圧又は主回路電流の所望の位相で遮断器を遮断又は投入させる開閉制御演算処理手段としての第１領域１１０と、通信ネットワークを介して表示操作部からの情報の送受信あるいは第１領域の情報を送信する通信演算処理手段としての第２領域１２０とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、遮断器の開閉制御システムに係り、特に遮断器の開極または閉極タイミングを制御して、電力系統や電力機器に過酷となる過渡現象を発生させないようにした遮断器の開閉制御システムに関する。

電力用遮断器の開極または閉極タイミングを制御して、電力系統や電力機器にとって過酷となる過渡現象の発生を抑止する方法については、従来から提案されている（例えば、非特許文献１参照）。

この過渡現象の発生を抑止する方法を実現する具体的な発明としては、電流遮断時における遮断器接触子の開離タイミングを遮断電流の電流零点と波高値との間で行わせ、かつ遮断器接触子の閉合時に負荷の種類に応じて遮断器接触子の閉極タイミングを制御する遮断器開閉制御装置が既に提案されている（例えば、特許文献１参照）。

このような遮断器の開閉制御装置は、既に実際の電気所に多数適用されている。（例えば非特許文献１を参照）
上述した特許文献１に記載されている遮断器の開閉制御装置はいずれも、開極指令信号又は閉極指令信号を検出した時に、所望の位相で遮断器を遮断又は投入させるために、遮断器への開極指令信号又は閉極指令信号の出力タイミングを遅延させる機能を備えている。なお、このような遮断器の開閉制御は、同期開極制御又は同期閉極制御と呼ばれている。
特開平３−１５６８２０号公報 Catalogue publication 1HSM 9543 22-01en, Controlled Switching Buyer’s Guide, Edition 1, 2004-05, ABB Power Technologies

電気所に適用されている遮断器の開閉制御装置の多くは、パーソナルコンピュータ（以下、パソコンという）などの外部機器との接続手段を有し、遮断器を開閉制御したときの主回路電流波形、系統電圧波形などの各種データを取得できる機能を有している。

しかし、遮断器の同期開閉制御装置とパソコンなどの外部機器とを接続するためには、通常、専用の通信用ソフトウェアとメンテナンス用ソフトウェアをパソコンにインストールしておく必要がある。

例えば、非特許文献１に示す遮断器の開閉制御装置では、専用の通信用ソフトウェアとメンテナンス用ソフトウェアとをＣＤ−ＲＯＭでユーザに提供している。この場合、ユーザはＣＤ−ＲＯＭドライバーを使用してＣＤ−ＲＯＭに書き込まれている専用ソフトウェアをパソコンにインストールする必要がある。従って、専用ソフトウェアがインストールされていないパソコンからは、遮断器の開閉制御装置に接続することができず、特に取得した各種データの保存・管理の面から非常に使い勝手が悪い。
また、非特許文献１に示す遮断器の開閉制御装置では、パソコンと接続するためにＲＳ−２３２Ｃと呼ばれるシリアル通信規格のケーブルを使用しており、このＲＳ−２３２Ｃのケーブルは最大長が約１５ｍまでである。

従って、非特許文献１に示す遮断器の開閉制御装置では、パソコンとの接続は現場でのローカル接続が基本であり、遠隔からの操作には不便である。遠隔からの操作が必要な場合は、ＲＳ−２３２Ｃのケーブルの代わりに、モデムを接続して電話回線などを経由して接続する必要があり、使い勝手が悪いばかりでなく、通信速度も遅く作業効率が悪い。

また、パソコン１台に対して、一度に１台の遮断器の開閉制御装置にしか接続できないため、複数回線に設置された遮断器の開閉制御装置のメンテナンス、各種データ収集を行うためには、切換作業が発生し、作業効率が悪い。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、専用のソフトウェアを使用することなく、現場でもあるいは遠隔からでもパソコンなどの外部機器と容易に接続可能で、効率良くメンテナンス及びデータ収集が可能な遮断器の開閉制御装置を提供することである。

また本発明は、遮断器の開閉制御装置の単一の異常によって、遮断器が誤動作・誤不動作することのない遮断器の開閉制御装置を提供することを第２の目的としている。

さらに本発明は、遮断器の監視機能（ガス圧、接触子の消耗量算出、遮断器動作時間）を組み込むことにより、遮断器保守の省力化、事故発生時における対応の容易化・迅速化に貢献でき、遮断器およびシステムの運用性を向上し、それによって設備全体の経済性を向上可能な、経済性に優れた高機能の遮断器の開閉制御装置を提供することを第３の目的としている。

上記の目的を達成するため、請求項１に係る遮断器の開閉制御システムの発明は、系統電圧又は主回路電流の少なくとも一方の電気量と、遮断器の状態量と、遮断器の開極指令信号又は閉極指令信号の少なくとも一方の信号とを入力し、当該系統電圧又は主回路電流の所望の位相で、遮断器を遮断又は投入させる制御を行う１台以上の遮断器の開閉制御部と、これら遮断器の開閉制御部と通信ネットワークを介して接続され、前記遮断器の開閉制御部の動作や状態の運用監視のための表示操作を行う表示操作部と、から構成される遮断器の開閉制御システムにおいて、前記遮断器の開閉制御部は、前記系統電圧又は主回路電流の所望の位相で、遮断器を遮断又は投入させる開閉制御演算処理手段としての第１領域と、前記通信ネットワークを介して、前記表示操作部からの情報の送受信あるいは前記第１領域の情報を送信する通信演算処理手段としての第２領域と、を備え、前記第１領域と前記第２領域の間に情報受け渡し手段を設けることにより、前記通信ネットワークに対する第２領域の通信演算処理と独立して第１領域の開閉制御演算処理の実行を可能としたことを特徴とする。

また、請求項２に係る遮断器の開閉制御システムの発明は、系統電圧又は主回路電流の少なくとも一方の電気量と、遮断器の状態量と、遮断器の開極指令信号又は閉極指令信号の少なくとも一方の信号とを入力し、当該系統電圧又は主回路電流の所望の位相で、遮断器を遮断又は投入させる制御を行う１台以上の遮断器の開閉制御部と、これら遮断器の開閉制御部と通信ネットワークを介して接続され、前記遮断器の開閉制御部の動作や状態の運用監視のための表示操作を行う表示操作部と、から構成される遮断器の開閉制御システムにおいて、前記遮断器の開閉制御部は、系統電圧又は主回路電流の所望の位相で、遮断器を遮断又は投入させる開閉制御演算処理手段としての第１領域と、前記通信ネットワークを介して、前記表示操作部からの情報の送受信、あるいは前記第１領域の情報を送信する通信演算処理手段としての第２領域と、を備え、前記第１領域と前記第２領域の間に情報受け渡し手段を設けることにより、前記通信ネットワークに対する第２領域の通信演算処理と独立して第１領域の開閉制御演算処理の実行を可能とし、さらに、前記第１領域とはパラレル伝送媒体で接続されており、前記第１領域の開閉制御演算処理結果に基づき、遅延制御された開極指令信号又は遅延制御された閉極指令信号を遮断器に対して出力する開閉指令制御手段としての第３領域と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、汎用コンピュータで構成された表示操作部にインストールされて動作する表示・操作・データ処理ソフトウェアをヒューマンインターフェース（ＨＭＩ）として機能させることにより、通信ネットワークを介して、遠隔部の遮断器の開閉制御部から容易に同期開閉制御関連データを取得・保存することが可能な遮断器の開閉制御部を提供することができる。

以下、本発明に係る遮断器の開閉制御システムの実施形態について、図面を参照して説明する。
（実施形態１）
本発明の実施形態１について、図１に示す遮断器の開閉制御システム図、図２に示す遮断器の開閉制御部１００の詳細ブロック図、図３に示す同期開極制御のタイミングチャートを参照して説明する。

（構成）
まず、図１に示す遮断器の開閉制御システムについて説明する。
１００ａ〜１００ｎは遮断器の開閉制御部、５００は通信ネットワーク、７００は表示操作部であり、これらは遮断器の開閉制御システムの主要構成部である。

１０００ａ〜１０００ｎは電力系統の主回路、１１００ａ〜１１００ｎは主回路１０００ａ〜１０００ｎに設けた遮断器、１２００ａ〜１２００ｎは主回路電流を変成して出力する変流器（ＣＴ）、１３００ａ〜１３００ｎは系統電圧を変成して出力する計器用変圧器（ＶＴまたはＰＤ）である。主回路１０００ａ〜１０００ｎには、その他の断路器、接地開閉器等は省略しているが、電気所の開閉装置を構成する一般的な機器が接続されているものとする。

なお、図１では１相分のみを図示しているが、本発明は３相の遮断器、及びその他の回路に対して動作・作用するものであり、以下において、特に断りがない限り、その対象を３相回路又は３相の遮断器とする。
２０００ａ〜２０００ｎは保護リレー装置やＢＣＵ（Ｂａｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）などの上位装置である。

図中、符号の添字ａ〜ｎは回線ａ〜ｎを表しており、以下において、特に説明の必要がない場合は省略する。なお、回線ａ〜ｎは同一電気所内の異なる回線でも、互いに異なる電気所間の異なる回線でもどちらでも良く、また、回線とは送電線回線、変圧器回線、リアクトル回線、コンデンサバンク回線など、電気所における全ての回線を対象としている。

以下、遮断器の開閉制御システムを構成する３つの主要構成部である遮断器の開閉制御部１００、通信ネットワーク５００および表示操作部７００について、さらに詳細に説明する。

＜遮断器の開閉制御部１００＞
遮断器の開閉制御部１００は、大きく分けて３つの領域から構成されている。すなわち、一つ目の領域とは、系統電圧又は主回路電流の所望の位相で遮断器１１００を遮断又は投入させるための開閉制御演算処理を行う第１領域１１０であり、二つ目の領域とは、通信ネットワーク５００を介して表示操作部７００からの情報の送受信又は第１領域１１０の情報を送信する第２領域１２０であり、三つ目の領域は、第１領域１１０の開閉制御演算処理結果に基づき、遅延制御された開極指令信号又は遅延制御された閉極指令信号を遮断器に対して出力する第３領域１３０である。

遮断器の開閉制御部１００の第１領域１１０の実態は、主として開閉制御演算用ＭＰＵ（マイクロプロセッサー）を構成要素とする基板で構成された開閉制御演算処理部（開閉制御演算処理手段）２００である。遮断器の開閉制御部１００の第２領域１２０の実態は、主として通信演算用ＭＰＵ（マイクロプロセッサー）と通信Ｉ／Ｆ（インターフェース）を構成要素とする基板で構成された通信演算処理部（通信演算処理手段）３００である。

遮断器の開閉制御部１００の第３領域１３０の実態は、主としてＡＣ入力回路、センサ入力回路、ＤＩ（デジタル）入力回路、開閉指令出力部を構成要素とする基板で構成された開閉指令制御部（開閉指令制御手段）４００＿Ａ、４００＿Ｂ、４００＿Ｃである。ここで、符号の添字＿Ａ、＿Ｂ、＿Ｃは、それぞれＡ相、Ｂ相、Ｃ相を表しており、本実施形態の形態では開閉指令制御部４００＿Ａ、４００＿Ｂ、４００＿Ｃが各相独立の構成要素、すなわち、各相独立の基板となっていることを示している。しかし、機能上は３相一括の開閉指令制御部として１枚の基板で構成しても問題ないことは言うまでもない。なお、以下において、特にＡ相、Ｂ相、Ｃ相の区別を伴う説明の必要がない場合は、符号の添字＿Ａ、＿Ｂ、＿Ｃを省略する。

次に遮断器の開閉制御部１００の第１領域１１０、第２領域１２０および第３領域１３０の接続関係について説明する。

遮断器の開閉制御部１００の第２領域１２０、すなわち通信演算処理部３００は通信ネットワーク５００に直接的に接続されている。一方、第１領域１１０と第３領域１３０、すなわち開閉制御演算処理部２００と開閉指令制御部４００は、通信ネットワーク５００に直接的に接続されていない。第１領域と第２領域とは、それぞれのＭＰＵ間でデータを送受信するための伝送媒体１５０を介して接続されている。そして、第１領域１１０と第３領域１３０とはＡＣ入力、センサ入力、デジタル入力、開閉指令信号などのデータを相互に通信するためのＩ／Ｏバスであるパラレル伝送媒体１４０を介して接続されている。

次に、図２の遮断器の開閉制御部１００の詳細ブロック図を参照して遮断器の開閉制御部１００について、さらに詳細に説明する。

第１領域１１０の開閉制御演算処理部２００は、開閉制御演算用ＭＰＵ（マイクロプロセッサー）２１０、ＲＡＭ２３０、Ｆｌａｓｈ ＲＯＭ（又はＥＥＰＲＯＭなどの書き換え可能な不揮発性メモリ）２４０、ＤＰＲＡＭ（Ｄｕａｌ Ｐｏｒｔ ＲＡＭ）３０、Ｉ／Ｏバスインターフェース２９０などで構成されており、これらはローカルバス２２０を介して相互に接続されている。

ローカルバス２２０は、適用するハードウエア独自のパラレルバス、又はＰＣＩバス、コンパクトＰＣＩバス、ＶＭＥバスなどの汎用のパラレルバスで構成する。Ｉ／Ｏバスインターフェース２９０は、第１領域１１０と第３領域１３０との間でデータを相互に通信するためのＩ／Ｏバスであるパラレル伝送媒体１４０のインターフェースである。

第２領域１２０の通信演算処理部３００は、通信演算用ＭＰＵ（マイクロプロセッサー）３１０、ＲＡＭ３３０、Ｆｌａｓｈ ＲＯＭ（又はＥＥＰＲＯＭなどの書き換え可能な不揮発性メモリ）３４０、通信インターフェース４０などで構成されており、これらはローカルバス３２０を介して相互に接続されている。

このローカルバス３２０は、適用するハードウエア独自のパラレルバス、又はＰＣＩバス、コンパクトＰＣＩバス、ＶＭＥバスなどの汎用のパラレルバスで構成する。通信インターフェース４０は、通信ネットワーク５００に接続するためのインターフェースである。なお、図２では通信演算用ＭＰＵ３１０と通信インターフェース４０を、ローカルバス３２０を介して接続しているが、専用のローカルバスで接続しても良い。

開閉制御演算処理部２００内の開閉制御演算用ＭＰＵ２１０と通信演算処理部３００内の通信演算用ＭＰＵ３１０とは、相互にデータを送受信するために伝送媒体１５０を介して接続されている。この伝送媒体１５０は、開閉制御演算処理部２００のローカルバス２２０と通信演算処理部３００のローカルバス３２０の間を、ＤＰＲＡＭ３０を介して接続した構成である。

なお、図２の構成では、ＤＰＲＡＭ３０を開閉制御演算処理部２００に配置した構成を採用しているが、ＤＰＲＡＭ３０を通信演算処理部３００に配置しても良いことは言うまでもない。また、伝送媒体１５０として、ＤＰＲＡＭを使った構成の代わりに、ＰＣＩバス、コンパクトＰＣＩバス、ＶＭＥバスなどの専用のパラレルバスや、専用のシリアルバスを採用しても良い。

第３領域１３０の開閉指令制御部４００は、ＡＣ入力回路４１０、センサ入力回路４２０、ＤＩ入力回路４３０、入力制御部４４０、開閉指令出力制御部４５０、開閉指令出力部１０、Ｉ／Ｏバスインターフェース４９０などから構成されている。Ａ相、Ｂ相、Ｃ相の開閉指令制御部４００＿Ａ、４００＿Ｂ、４００＿Ｃの構成は共通である。

ＡＣ入力回路４１０には、変流器１２００、計器用変圧器１３００などから主回路電流信号、系統電圧信号などが入力され、センサ入力回路４２０には、遮断器の状態量を計測する操作圧力センサからの圧力信号、温度センサからの温度信号、ストロークセンサからのストローク信号、及び遮断器の制御電圧などが入力される。

これらＡＣ入力回路４１０とセンサ入力回路４２０とは、図示していないが、絶縁回路やアナログフィルタ（一般に低域通過フィルタ）、サンプリングホールド回路、マルチプレクサ、アナログ−デジタル変換器などから構成され、主回路電流信号、系統電圧信号、圧力などのセンサ信号などをアナログ情報として取り込み、所定のサンプリング間隔でホールドした後、デジタル量に変換する。

なお、サンプリングホールド回路、マルチプレクサを省略して、アナログ−デジタル変換器を入力信号毎に設けるなどの回路構成を採用しても良いし、サンプリングホールド回路内蔵アナログ−デジタル変換器などを採用した構成としても良いことは言うまでもない。また、主回路電流信号、系統電圧信号、圧力などのセンサ信号など、本実施形態で示した全ての電気量を必ずしも入力する必要は無く、採用する制御アルゴリズムに応じて、入力回路構成を変更できることは言うまでもない。

ＤＩ（デジタル）入力回路４３０には、遮断器の状態量である遮断器のａ接点、ｂ接点、保護リレー装置やＢＣＵなどの上位装置２０００からの遮断器の開閉指令信号、及びその他のデジタル信号などが入力され、図示していないサンプリングホールド回路などでデジタル入力量を所定のサンプリング間隔でホールドして、デジタル量を取り込む。

入力制御部４４０は、ＰＬＤ（Programmable Logical Device）又はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの論理回路で構成されている。そして、この入力制御部４４０は、ＡＣ入力回路４１０とセンサ入力回路４２０とＤＩ入力回路４３０のサンプリングホールド回路、マルチプレクサ、アナログ−デジタル変換器などの動作タイミングを制御すると共に、主回路電流信号、系統電圧信号、圧力などのセンサ信号、遮断器のａ接点、ｂ接点、開閉指令信号などのデジタル量をＩ／Ｏバスインターフェース４９０、パラレル伝送媒体１４０を経由して開閉制御演算処理部２００に送信するためのデータ送信制御を行う。

開閉指令出力制御部４５０は、ＰＬＤ（Programmable Logical Device）又はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの論理回路で構成されており、ハードウエアカウンタ２０を内蔵している。そして、Ｉ／Ｏバスインターフェース４９０を経由して開閉制御演算処理部２００から送信される同期遅延カウント値Ｄ（この同期遅延カウント値Ｄについては、後述する）とタイミングクロックＣを受信し、所定の同期遅延カウンタ制御を実行して、開閉指令出力部１０に対してトリガー信号を出力する。

なお、図２の構成では、開閉指令出力制御部４５０にハードウエアカウンタ２０を内蔵した構成を採用しているが、採用する制御アルゴリズムによっては、ハードウエアカウンタ２０を省略することができる。

開閉指令出力部１０は、一般にはＦＥＴやＩＧＢＴなどの半導体スイッチで構成されており、開閉指令出力制御部４５０からのトリガー信号により、半導体スイッチがＯＮ動作する。この開閉指令出力部１０がＯＮ動作した時に、同期開閉制御された遮断器の開閉指令信号（遮断器駆動電流）が遮断器駆動コイル１１１０に流れ、遮断器が開極、又は閉極動作する。

Ｉ／Ｏバスインターフェース４９０は、第１領域１１０と第３領域１３０との間でデータを相互に通信するためのＩ／Ｏバスであるパラレル伝送媒体１４０のインターフェースである。

パラレル伝送媒体１４０には、ＰＣＩバス、コンパクトＰＣＩバス、ＶＭＥバスなどの汎用のパラレルバスを採用しても良いし、適用するハードウエア独自のパラレルバスを採用しても良い。独自のパラレルバスでは、同期遅延カウント値ＤやタイミングクロックＣなどを専用線で送受信しても良い。

なお、遮断器の開閉制御部１００の構成の変形例として、第３領域１３０の機能・構成を第１領域１１０に包含した構成としても同一の作用・効果が得られることはいうまでもない。第３領域１３０の機能・構成を第１領域１１０に包含した構成とは、例えば、開閉制御演算処理部２００と開閉指令制御部４００＿Ａ、４００＿Ｂ、４００＿Ｃの機能・構成を１枚の基板にまとめた構成である。この場合、第１領域１１０および第３領域１３０の機能に相当する処理の全てを１個のＭＰＵで処理しても良いし、各相の機能毎に独立のＭＰＵで処理しても良いし、各相の機能毎に独立のＭＰＵと各相のＭＰＵを統括するＭＰＵとの組合せで処理しても良い。

また、遮断器の開閉制御部１００の構成の別の変形例として、パラレル伝送媒体１４０の全て、又は一部をシリアル伝送媒体に置き換えた構成を採用しても良い。

＜通信ネットワーク５００＞
次に、通信ネットワーク５００について詳細に説明する。
通信ネットワーク５００の構成例としては、イーサネットＬＡＮで、電気所などのローカルな範囲における遮断器の開閉制御部１００ａ〜１００ｎと表示操作部７００とを接続する通信ネットワークである。通信ネットワーク５００には、図示していないが、１０ＢＡＳＥ−Ｔや１００ＢＡＳＥ−ＴＸなどのツイストペアケーブルを使った接続や、１００ＢＡＳＥ−ＦＸなどの光ファイバを使った接続が採用され、スイッチングハブやリピータなどのハブを介して、開閉制御部１００ａ〜１００ｎと表示操作部７００とが相互に接続されている。

また、接続媒体にクロスケーブル等を使用して、１台の開閉制御部１００と表示操作部７００を１対１で接続する構成としても良い。イーサネットＬＡＮの構成は一般的なものであり、詳細説明は省略する。

＜表示操作部７００＞
次に、表示操作部７００について詳細に説明する。
表示操作部７００は、通信処理部７１０と表示操作処理部７２０とデータ保存処理部７３０などから構成されている。表示操作部７００の具体的な構成例は、パソコンやワークステーションなどの汎用コンピュータで実現できる。

通信処理部７１０は汎用コンピュータのイーサネットＬＡＮインターフェース回路とＬＡＮ通信用ソフトウェア等で構成する。

表示操作処理部７２０は、汎用コンピュータのＣＰＵ上で動作する表示・操作・データ処理ソフトウェアと、モニタ等の表示装置で構成する。

データ保存処理部７３０は、汎用コンピュータのＣＰＵ上で動作するデータ保存ソフトウェアと、ハードディスクやＣＤ−ＲＯＭなどの外部記憶装置で構成する。

汎用コンピュータ上で動作するＬＡＮ通信用ソフトウェア、表示・操作・データ処理ソフトウェア、データ保存ソフトウェア等の表示操作部ソフトウェアは、通常は使用するコンピュータのハードウエア構成やオペレーティングシステム、関連ソフトウェアに合わせて、専用に開発する必要があるが、その一部に汎用ソフトウェアを適用しても良い。

以上のように、表示操作部７００は、イーサネットＬＡＮインターフェース回路、表示操作部ソフトウェアが動作できるＣＰＵ，ハードディスクなどの外部記憶装置など、必要な動作条件を満足する汎用コンピュータに、表示操作部ソフトウェアをインストールすることで実現できる。本実施形態では、以下の説明において特に断らない限り、表示操作部ソフトウェアをインストールした汎用コンピュータを表示操作部７００として扱うものとする。

また、図示していないが、電気所の複数の汎用コンピュータそれぞれに、表示操作部ソフトウェアをインストールして、電気所内に複数の表示操作部７００を構成することもできる。この時、通信ネットワーク５００を介して、これらの複数の表示操作部７００と複数の遮断器の開閉制御部１００ａ〜１００ｎを相互に接続することが可能である。

なお、表示操作部７００を専用のハードウエアで実現し、通信処理部７１０と表示操作処理部７２０とデータ保存処理部７３０などを当該専用のハードウエア上で動作するソフトウェアで構成しても良いことは言うまでもない。

（作用）
本実施形態における遮断器の開閉制御システムの具体的な同期開閉制御動作について以下に説明する。

遮断器１１００の接触子を主回路電流又は系統電圧の所定の位相にて開極又は閉極させる同期開閉制御を行うにあたり、保護リレー装置やＢＣＵなどの上位装置２０００からの遮断器の開閉指令信号は、遮断器の開閉制御部１００の開閉指令制御部４００に入力される。すると、所定の遅延時間経過後に開閉指令出力部１０の半導体スイッチがＯＮ動作して、同期開閉制御された開閉指令信号（遮断器駆動電流）が遮断器駆動コイル１１１０に対して出力される。

この所定の遅延時間は、前述した同期遅延カウント値Ｄに対応するもので、開閉制御演算処理部２００の開閉制御演算用ＭＰＵ２１０が開閉指令制御部４００で取得した主回路電流又は系統電圧に基づいて算出する。開閉制御演算用ＭＰＵ２１０によって算出された同期遅延カウント値Ｄは、開閉制御演算処理部２００のＩ／Ｏバスインターフェース２９０からＩ／Ｏバスであるパラレル伝送媒体１４０に送出され、パラレル伝送媒体１４０を経由して開閉指令制御部４００の開閉指令出力制御部４５０に送信される。遮断器１１００に対して開閉指令信号を同期制御して出力するにあたり、開閉指令出力制御部４５０のハードウエアカウンタ２０が、この同期遅延カウント値Ｄをカウントすることで、所定のタイミングで開閉指令出力部１０の半導体スイッチをＯＮ動作させる。

次に、開閉制御演算用ＭＰＵ２１０による同期遅延カウント値Ｄの計算アルゴリズムの例を、図３の同期開極制御のタイミングチャートを用いて説明する。

開極指令信号は、保護リレー装置やＢＣＵなどの上位装置２０００から、t_commandのタイミングで遮断器の開閉制御部１００の開閉指令制御部４００に入力される。

開閉制御演算処理部２００の開閉制御演算用ＭＰＵ２１０は、開極指令信号を取得後、次に来る主回路電流の零クロス点のタイミングt_zeroを待ち、この零クロス点のタイミングt_zeroから同期開極遅延時間Ｔ_delayの遅延時間経過後に、遮断器１１００に対して同期開極制御した開極指令信号を出力すれば、遮断器１１００が主回路電流の所定の位相で開極するとして、同期開極遅延時間Ｔ_delayを算出する。

理想的には同期開極遅延時間Ｔ_delayは、零クロス点から目標開極位相までの時間Ｔ_targetと開極動作時間Ｔ_openingと系統周期Ｔ_freqを用いて、次式で得られる。

Ｔ_delay ＝ Ｔ_freq ＋ ( Ｔ_target − ( Ｔ_opening ％Ｔ_freq ) )
( 0 ≦ Ｔ_delay ＜ 2 × Ｔ_freq )
ただし、（Ｔ_opening ％ Ｔ_freq ）は、Ｔ_opening ／ Ｔ_freq の余り
遮断器の開閉制御部１００は、開閉制御演算処理部２００と開閉指令制御部４００で以下の役割分担をして同期開極制御を行う。

＜開閉制御演算処理部２００の役割＞
（ｉ） 主回路電流の零クロス点のタイミングを検出する。ただし、主回路電流波形は、Ｉ／Ｏバスであるパラレル伝送媒体１４０経由で、開閉指令制御部４００より取得する。

（ii） t_commandのタイミングで開極指令信号受信後、次の主回路電流の零クロス点のタイミングt_zeroまでの時間Ｔ_Wを算出する。

（iii） 主回路電流の零クロス点のタイミングt_zeroを基準とした同期開極遅延時間Ｔ_delayを算出する。

（iv） 同期開極遅延時間Ｔ_delayを、開閉指令出力制御部４５０のハードウエアカウンタ２０がカウントできる同期遅延カウント値Ｄに換算する。

ここで、開閉制御演算処理部２００の開閉制御演算用ＭＰＵ２１０と開閉指令制御部４００の開閉指令出力制御部４５０とは、共通のタイミングクロックＣで動作しているものとする。同期開極遅延時間Ｔ_delayから同期遅延カウント値Ｄへの換算処理においては、この共通のタイミングクロックＣの立ち上がりタイミングを基準としたカウント値になるように補正を加えた上で、同期遅延カウント値Ｄに換算するものとする。加えて、開閉指令出力制御部４５０への伝送遅れ、実際の零クロス点と開閉制御演算用ＭＰＵ２１０が認識する零クロス点とのズレなどを考慮して、理想的な同期開極遅延時間、すなわち理想的な同期遅延カウント値に補正を加えるものとする。

また、開閉制御演算用ＭＰＵ２１０で実行するソフトウェアカウンタで、同期開極遅延時間の粗いカウントを行った上で、その残り時間を同期遅延カウント値Ｄとして算出しても良い。

（v） 同期遅延カウント値Ｄを、Ｉ／Ｏバスであるパラレル伝送媒体１４０経由で開閉指令出力制御部４５０に伝送する。

＜開閉指令制御部４００の役割＞
（ｉ） 開閉指令出力制御部４５０は、Ｉ／Ｏバスであるパラレル伝送媒体１４０経由で開閉制御演算処理部２００から共通のタイミングクロックＣを常時受信しており、この共通のタイミングクロックＣに基づいて動作している。

（ii） 開閉指令出力制御部４５０が、Ｉ／Ｏバスであるパラレル伝送媒体１４０経由で開閉制御演算処理部２００から同期遅延カウント値Ｄを受信した時、開閉指令出力制御部４５０のハードウエアカウンタ２０は、受信した同期遅延カウント値Ｄだけ、遅延タイマーをカウントする。

（iii） 遅延タイマーカウント完了後に、開閉指令出力制御部４５０は、開閉指令出力部１０の半導体スイッチに対してトリガー信号を出力する。

（iv） このトリガー信号によって開閉指令出力部１０の半導体スイッチがＯＮ動作すると、同期開極制御された遮断器の開極指令信号（遮断器駆動電流）が遮断器の開極駆動コイル１１１０に流れ、遮断器が開極動作する。

また、遮断器の開極動作時間Ｔ_openingは、遮断器温度、遮断器操作圧力、遮断器制御電圧、遮断器動作回数、遮断器休止時間等によって変動する。これらのデータは開閉指令制御部４００で常時取得しているので、開閉制御演算処理部２００の開閉制御演算用ＭＰＵ２１０で開極動作時間Ｔ_openingの補正演算を行うことができる。

また、同期閉極制御においても同様な動作を行うことは言うまでもない。ただし、同期閉極制御では、一般には系統電圧の零クロス点を基準に制御し、また、遮断器のプレアーク特性を考慮する必要がある。

なお、本実施形態で示した同期開閉制御アルゴリズムは、その一例であり、その他のいかなる同期開閉制御アルゴリズムも本発明に適用できることは言うまでもない。

次に、本実施形態における遮断器の開閉制御システムの、具体的なデータ取得・保存動作について説明する。
遮断器の開閉制御部１００は、遮断器１１００の同期開閉制御を実行すると、その時の同期開閉制御関連データを保存する。具体的には、例えば以下のようなデータを保存する。

・遮断器開閉動作の前後の主回路電流波形
・遮断器開閉動作の前後の系統電圧波形
・遮断器のストローク波形
・遮断器の開閉動作時間
・遮断器の状態データ（操作圧力、温度、制御電圧など）
・その他
データの取得・保存動作の具体的な実施形態は以下の通りである。

（ｉ） 開閉制御演算処理部２００の開閉制御演算用ＭＰＵ２１０は、Ｉ／Ｏバスであるパラレル伝送媒体１４０経由で開閉指令制御部４００から取得した同期開閉制御関連データを、伝送媒体１５０のＤＰＲＡＭ３０に書き込む。

（ii） 通信演算処理部３００の通信演算用ＭＰＵ３１０は、伝送媒体１５０のＤＰＲＡＭ３０に書き込まれた同期開閉制御関連データを取得する。

（iii） 通信演算処理部３００の通信演算用ＭＰＵ３１０は、取得した同期開閉制御関連データをＦｌａｓｈ ＲＯＭ３４０に保存する。

（iv） 表示操作部７００から遮断器の開閉制御部１００に対して、同期開閉制御関連データの取得要求が発生した場合、通信演算処理部３００の通信演算用ＭＰＵ３１０は、Ｆｌａｓｈ ＲＯＭ３４０に保存した同期開閉制御関連データを、通信ネットワーク５００を経由して表示操作部７００に転送する。

（v） 表示操作部７００は、転送された同期開閉制御関連データを、ハードディスクなどの外部記憶装置であるデータ保存処理部７３０に保存すると共に、表示・操作・データ処理ソフトウェアをヒューマンインターフェース（Ｈｕｍａｎ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ、以下、ＨＭＩと略称する）として、表示操作処理部７２０がモニタ等の表示装置に同期開閉制御関連データを表示する。

次に、本実施形態における遮断器の開閉制御システムの、具体的な設定動作について説明する。
遮断器の開閉制御部１００は、遮断器１１００を同期開閉制御するために、整定値・設定値の設定を行う必要がある。具体的には、例えば以下のような整定値・設定値を遮断器の開閉制御部１００に設定する。

・目標開極位相、目標閉極位相、
・遮断器の開閉動作時間、
・遮断器の動作特性データ
・その他、
整定値・設定値の設定動作の具体的な実施形態は以下の通りである。

（ｉ） 表示操作部７００は、表示・操作・データ処理ソフトウェアをＨＭＩとして、ＨＭＩより入力された整定値・設定値、もしくは表示操作部７００にファイルなどの形態で保存された整定値・設定値を、通信ネットワーク５００を経由して、通信演算処理部３００に送信する。

（ii） 通信演算処理部３００の通信演算用ＭＰＵ３１０は、送信された整定値・設定値をＦｌａｓｈ ＲＯＭ３４０に保存する。

（iii） 開閉制御演算処理部２００の開閉制御演算用ＭＰＵ２１０は、伝送媒体１５０のＤＰＲＡＭ３０を経由して、整定値・設定値を取得する。

（効果）
以上の説明から明らかなように、本実施形態における遮断器の開閉制御システムは、以下の効果を奏する。

表示操作部７００のオペレータは、汎用コンピュータ上で動作する表示・操作・データ処理ソフトウェアをＨＭＩとして機能させることによって、通信ネットワーク５００を介して遠隔から容易に同期開閉制御関連データを取得・保存することができる。

また、表示操作部７００のオペレータは、汎用コンピュータ上で動作する表示・操作・データ処理ソフトウェアをＨＭＩとして機能させることによって、通信ネットワーク５００を介して、遠隔から容易に遮断器の開閉制御部１００の整定値・設定値を設定することができる。

また、図示していないが、表示操作部７００を搭載した複数の汎用コンピュータを電気所に配置し、通信ネットワーク５００を介して、これらを相互に接続すれば、表示操作部７００を搭載したどの汎用コンピュータからも任意の開閉制御部１００ａ〜１００ｎにアクセスが可能である。

従って、どの汎用コンピュータからも任意の開閉制御部１００ａ〜１００ｎの同期開閉制御関連データを取得・保存することが可能であると共に、整定値・設定値を設定することも可能である。さらに、汎用コンピュータに相互にアクセスし、代表する１台、又は数台の表示操作部７００を、同期開閉制御関連データ、及び整定値・設定値等のデータサーバとして運用し、同期開閉制御関連データ、及び整定値・設定値等を共有することも可能である。

また、当然のことながら、複数回線に設置された遮断器の開閉制御部１００のメンテナンス、各種同期開閉制御関連データ収集を行うために、通信手段の物理的な切り換え作業が発生することは無く、ＨＭＩ上で対象となる遮断器の開閉制御部を切り換えるだけで各種作業が可能となる。

すなわち、高速な通信ネットワーク５００（例えばイーサネットＬＡＮ）で接続することにより、従来の遮断器の開閉制御システムと比較して、遠隔からの使い勝手が良く、効率良くメンテナンス及びデータ収集が可能な遮断器の開閉制御システムを提供することができる。

また、同期遅延時間のカウントを、粗いカウントはソフトウェアカウンタで実行し、細かいカウントはハードウエアカウンタで実行する方法は、従来から実施されているが、従来の方法では、ソフトウェアカウンタからハードウエアカウンタに切り換える際に、伝送遅延等によるズレが生じ、これが同期開閉制御精度を悪化させていた。

これに対して本実施形態における遮断器の開閉制御システムは、この点を改良するものである。すなわち、ソフトウェアタイマを構成する開閉制御演算用ＭＰＵ２１０のタイミングクロックと、ハードウエアタイマを構成する開閉指令出力制御部４５０のタイミングクロックに、共通のタイミングクロックＣを適用し、この共通のタイミングクロックＣを基準として、ハードウエアタイマの同期遅延カウント値Ｄを算出しているので、ソフトウェアカウンタからハードウエアカウンタに切り換える際のズレをほとんど０にすることができる。

従って、従来の遮断器の開閉制御システムと比較して、高精度な同期開閉制御が可能な遮断器の開閉制御システムを提供することができる。

また、本実施形態における遮断器の開閉制御システムでは、同期開閉制御に関連する演算を実行する開閉制御演算用ＭＰＵ２１０と、表示操作部７００、すなわちオペレータのＨＭＩとの通信に関連する演算を実行する通信演算用ＭＰＵ３１０を完全に分離した。これにより、本システムの最重要な処理である同期開閉制御に関連する演算を妨げることなく、オペレータのＨＭＩとの通信が可能であり、いつでもどこからでもオペレータは必要な同期開閉制御関連データを取得することができる。

（実施形態１の変形例）
上述した実施形態１の遮断器の開閉制御システムは、以下の変形例のように構築することができる。
複数の電気所において、各電気所のローカルなネットワークに遮断器の開閉制御部１００と表示操作部７００を接続する。これらの各電器所のローカルなネットワークを、ルータやゲートウエイを介して相互に広域ネットワークに接続する。広域ネットワークとしては、電話回線などの回線交換網などを使用する。

このような変形例においても、実施形態１に示した遮断器の開閉制御システムと同様な作用・効果が得られることは言うまでもない。加えて、このように広域ネットワークに接続した遮断器の開閉制御システムを構築することにより、複数の異なる電気所に設置された遮断器の開閉制御部１００の遠隔操作が容易に可能となる。

例えば、無人の電気所には遮断器の開閉制御部１００のみを設置し、有人の電気所には遮断器の開閉制御部１００と表示操作部７００を設置する。このようなシステム構成により、オペレータは無人の電気所に出向くことなく、有人の電気所からいつでも必要な同期開閉制御関連データを取得することができる。

また、開閉設備を持たないより上位の制御所や電力センターなどに、表示操作部７００を設置することにより、電気所に出向くことなく、制御所や電力センターなどからいつでも必要な同期開閉制御関連データを取得することができる。

（実施形態２）
本発明の実施形態２について、図４に示す遮断器の開閉制御システム図を参照して説明する。
（構成）
図４において、１００ａ〜１００ｎは遮断器の開閉制御部、５５０は無線通信ネットワーク、７００は表示操作部で、これらは実施形態２の遮断器の開閉制御システムの主要構成部である。

図４の遮断器の開閉制御部１００ａ〜１００ｎの通信演算処理部３００ａ〜３００ｎには、無線通信手段５０ａ〜５０ｎが内蔵されている。無線通信手段５０は、前述した実施形態１の図２に示した通信インターフェース４０の全てもしくは一部を置き換えるものである。無線通信手段５０と有線の通信インターフェース４０を併用しても良いことは言うまでもない。その他の遮断器の開閉制御部１００の詳細構成は、実施形態１と同様であるので、説明を省略する。

図４の表示操作部７００には、無線通信処理部７５０が内蔵されている。無線通信処理部７５０は汎用コンピュータの無線ＬＡＮインターフェース回路と無線ＬＡＮ通信用ソフトウェア等で構成する。この無線通信処理部７５０は、実施形態１の図１に示した通信処理部７１０の全て、もしくは一部を置き換えるものである。

無線通信処理部７５０と有線の通信処理部７１０を併用、すなわち、汎用コンピュータの無線ＬＡＮインターフェース回路と有線のイーサネットＬＡＮインターフェースを併用しても良いことは言うまでもない。その他の表示操作部７００の詳細構成は、実施形態１と同様であるので、説明を省略する。

図４の無線通信ネットワーク５５０の構成例としては、無線ＬＡＮで電気所などのローカルな範囲の遮断器の開閉制御部１００ａ〜１００ｎと表示操作部７００を接続する無線通信ネットワークである。なお、図４のシステム構成では、無線通信ネットワーク５５０のみで通信ネットワークを構成しているが、メディアコンバータやハブなどを介して、有線の通信ネットワーク５００と無線通信ネットワーク５５０を混在させても良く、表示操作部７００と遮断器の開閉制御部１００ａ〜１００ｎの一部を有線のイーサネットＬＡＮで一部を無線ＬＡＮで相互に接続しても良いことは言うまでもない。また、無線ＬＡＮと接続可能なスイッチングハブやリピータなどを介して、無線通信ネットワーク５５０を広域ネットワークと接続しても良いことは言うまでもない。また、無線通信ネットワーク５５０を使って、１台の開閉制御部１００と表示操作部７００を１対１で無線により接続する構成としても良いことは言うまでもない。

なお、図４では無線通信手段５０を通信演算処理部３００に内蔵する構成としたが、無線通信手段５０を遮断器の開閉制御部１００の外部に設けるシステム構成としても良い。この場合、遮断器の開閉制御部１００は実施形態１と同様のものを適用し、遮断器の開閉制御部１００の通信インターフェース４０と外部に設けた無線通信手段５０を有線のイーサネットＬＡＮなどで接続すれば良い。

同様に、図４では表示操作部７００の内部に無線通信処理部７５０を内蔵する構成としたが、無線通信処理部７５０を表示操作部７００の外部に設けるシステム構成としても良い。この場合、表示操作部７００を構成する汎用コンピュータは実施形態１と同様のものを適用し、無線ＬＡＮ装置と汎用コンピュータを有線のイーサネットＬＡＮやＵＳＢインターフェースなどで接続すれば良い。

（作用）
通信ネットワークが無線であることを除き、実施形態１と同様の作用が得られることは明らかなので、説明を省略する。

（効果）
本実施形態２における遮断器の開閉制御システムは、実施形態１と同様の効果を奏する共に、次の効果も奏する。

すなわち、遮断器の開閉制御部１００と表示操作部７００を無線で接続するので、有線のケーブルを敷設する手間が省ける。特に、遮断器の開閉制御システムを既設の開閉装置に取付ける場合に、ケーブルの敷設が困難な場所への適用が想定されるが、このような場合に本実施形態を適用すれば、ケーブルの敷設が不要となり、工事が容易になると共に、経済的である。

また、１台の遮断器の開閉制御部１００と表示操作部７００を１対１で接続する場合に、ケーブルが不要なため、両者を容易に接続でき、オペレータの利便性を向上させる。このことは、特に定期点検等において、現場で各遮断器の開閉制御部１００と表示操作部７００を１対１で接続し、データの収集や動作チェックなどを実施する際に、作業の効率化を図る上で有効な手段となる。

（実施形態３）
本発明の実施形態３について、図５に示す遮断器の開閉制御システム図を参照して説明する。
（構成）
図５において、１００ａ〜１００ｎは遮断器の開閉制御部、５００は通信ネットワーク、７００は表示操作部である。これらの構成は実施形態１の遮断器の開閉制御システムと同様であるので詳細説明を省略する。

実施形態１の遮断器の開閉制御システムと本実施形態３の遮断器の開閉制御システムの相違点を列挙すると以下の通りである。

（１）遮断器の開閉制御部の通信演算処理部に実装したＷｅｂサーバー８００。
Ｗｅｂサーバー８００は、遮断器の開閉制御部１００の通信演算処理部３００の通信演算用ＭＰＵ３１０（図２参照）上で動作するＷＷＷ（Ｗｏｒｌｄ Ｗｉｄｅ Ｗｅｂ）による情報送信機能を持ったソフトウェアである。

（２）表示操作部に実装したＷｅｂブラウザ８１０。
Ｗｅｂブラウザ８１０は、汎用コンピュータで構成される表示操作部７００のＣＰＵ上で動作する表示・操作・データ表示ソフトウェアであり、Ｗｅｂサーバー８００が送信する情報を取り寄せて表示する。インターネット エクスプローラ等の市販のＷｅｂブラウザソフトを適用することができる。

（３）通信ネットワーク５００。
実施形態３の通信ネットワーク５００は、インターネットやイントラネット（ＴＣＰ／ＩＰプロトコル）を適用できる。また、遮断器の開閉制御部１００と表示操作部７００の間で、同期開閉制御関連データや設定値・整定値をファイルとして送受信する場合は、ＦＴＰやＨＴＴＰプロトコルを適用できる。

なお、実施形態２と同様に、遮断器の開閉制御部１００と表示操作部７００の間の通信手段として、無線通信ネットワーク５５０を適用したシステム構成としても良いことは言うまでもない。

（作用）
本実施形態３における遮断器の開閉制御システムは、実施形態１、実施形態２と同様の作用が得られると共に、以下の作用も得られる。

遮断器の開閉制御部１００の通信演算処理部３００の通信演算用ＭＰＵ３１０は、Ｗｅｂサーバーソフトウェア８００を実行している。

Ｗｅｂサーバー８００は、遮断器開閉動作の前後の主回路電流波形、遮断器開閉動作の前後の系統電圧波形、遮断器のストローク波形、遮断器の開閉動作時間、遮断器の状態データ（操作圧力、温度、制御電圧など）などの同期開閉制御関連データを、ＨＴＭＬ文書やＸＭＬ文書などの形態で蓄積しておく。

表示操作部７００で動作するＷｅｂブラウザ８１０の要求に応じて、Ｗｅｂサーバー８００はインターネットやイントラネットなどの通信ネットワーク５００を通じて、これらの同期開閉制御関連データを表示操作部７００に送信する。

表示操作部７００は、Ｗｅｂブラウザ８１０上で同期開閉制御関連データを、例えば一覧表の形態で表示できる。またＪａｖａ Ｓｃｒｉｐｔなどを利用して波形データをグラフ表示させることができる。すなわち、オペレータはＷｅｂブラウザ８１０をＨＭＩとして、同期開閉制御関連データなどを閲覧することができる。また、Ｗｅｂブラウザ８１０をＨＭＩとして、受信した同期開閉制御関連データをハードディスクなどの外部記憶装置であるデータ保存処理部７３０に保存することもできる。

また、遮断器の開閉制御部１００の整定値・設定値の設定を、Ｗｅｂブラウザ８１０をＨＭＩとして実行できる。Ｗｅｂブラウザ８１０に入力した整定値・設定値、もしくはファイルなどの形態で保存された整定値・設定値を、インターネットやイントラネットなどの通信ネットワーク５００を通じて、通信演算処理部３００のＷｅｂサーバー８００に送信できる。

通信演算処理部３００は、Ｗｅｂサーバー８００に送信された整定値・設定値をＦｌａｓｈ ＲＯＭ３４０（図２参照）に保存する。

また、ネットワーク利用上のセキュリティを確保するために、Ｗｅｂサーバー８００にパスワードを設定して、使用制限を設けることもできる。

なお、本実施形態で示したＷｅｂサーバー８００とＷｅｂブラウザ８１０の機能はその一例であり、本発明の遮断器の開閉制御システムにおいて、その他の一般的なＷｅｂサーバーとＷｅｂブラウザの機能も適用可能であることは言うまでもない。

（効果）
本実施形態３における遮断器の開閉制御システムは、実施形態１、実施形態２と同様の効果を奏すると共に、以下の効果も奏する。

本実施形態では、オペレータのＨＭＩソフトとして、例えばインターネットエクスプローラなど、市販のＷｅｂブラウザソフトを使用することができる。オペレータは表示操作部７００（ＨＭＩ用のコンピュータなど）に、専用の通信用ソフトウェアとメンテナンス用ソフトウェアをインストールする必要がなくなり、メーカは専用の通信用ソフトウェアとメンテナンス用ソフトウェアをＣＤ−ＲＯＭ等でユーザに提供する必要がなくなる。

従って、従来の遮断器の開閉制御システムで問題であった、専用ソフトウェアがインストールされていないパソコンからは、遮断器の開閉制御装置に接続することができず、特に取得した各種データの保存・管理の面から非常に使い勝手が悪いという問題を解決できる。オペレータは、現在一般的に普及しているオペレーティングシステム（例えば、マイクロソフトソフト社のＷｉｎｄｏｗｓ ＯＳやアップルコンピュータ社のＭａｃ ＯＳ）と、インターネット エクスプローラとがインストールされたパソコンさえあれば、容易に遮断器の開閉制御システムに接続することが可能となり、オペレータの利便性は格段に向上する。

（実施形態４）
本発明の実施形態４について、図６に示す遮断器の開閉制御システム図を参照して説明する。
（構成）
本実施形態４のシステム構成図は、上述の実施形態１、実施形態２、実施形態３の場合と同様であるので、図６では図２中の実施形態４の説明に不要な部分は図示を省略してある。

本実施形態４の構成上の特徴は、図６に示す遮断器の開閉制御部１００の詳細ブロック図から明らかなように、第２領域１２０の通信演算処理部３００のＦＲＯＭ３４０に設けられたデータ保存領域が、用途の異なる複数のデータ保存領域に分割されている点である。すなわち、遮断器１１００の同期開閉制御を実行したときに保存する同期開閉制御関連データのデータ保存領域を、ＦＲＯＭ３４０上で運用モード用データ保存領域３４１と試験モード用データ保存領域３４２に分割している。

なお、データ保存領域をＦＲＯＭ３４０以外の不揮発性メモリ上に構成しても良いことは言うまでもない。

（作用）
本実施形態における遮断器の開閉制御システムは、実施形態１、実施形態２、実施形態３と同様の作用が得られると共に、以下の作用も得られる。

本実施形態の遮断器の開閉制御システムは、電気所の商用運転状態で動作する運用モードと、メーカ等の試験で動作する試験モードの２つの動作モードを有している。

通信演算用ＭＰＵ３１０は、開閉制御演算処理部２００から転送された同期開閉制御関連データを動作モードに応じて分類した上で、ＦＲＯＭ３４０に保存する。

運用モードの設定で、遮断器１１００の同期開閉制御を実行したときは、同期開閉制御関連データはＦＲＯＭ３４０上の運用モード用データ保存領域３４１に保存される。

試験モードの設定で、遮断器１１００の同期開閉制御を実行したときは、同期開閉制御関連データはＦＲＯＭ３４０上の試験モード用データ保存領域３４２に保存される。

なお、遮断器の開閉制御システムが上記を含む３モード以外の動作モードを有している場合にも、各動作モードに応じた３個以上のデータ保存領域に、各動作モードの同期開閉制御関連データを保存できることは言うまでもない。

また、通信ネットワーク５００を通じて、表示操作部７００からデータ送信要求を受けた場合は、通信演算用ＭＰＵ３１０は、要求された動作モードの同期開閉制御関連データを表示操作部７００に送信する。

（効果）
本実施形態４における遮断器の開閉制御システムは、実施形態１、実施形態２、実施形態３と同様の効果を奏すると共に、以下の効果も奏することができる。

遮断器１１００の同期開閉制御を実行したときに、同期開閉制御関連データがＦＲＯＭ３４０に保存されるが、ＦＲＯＭ３４０のデータ保存領域の保存容量には限りがあるため、データ保存領域の保存容量を超えて新しいデータを保存する際に、古いデータは上書き破棄される。

しかし、本実施形態４によれば、電気所が商用運転に入って同期開閉制御を繰り返し実行してからも、工場試験、現地据付試験時の試験データなどを、遮断器の開閉制御部１００に残しておくことができる。

遮断器の定期点検、万が一の事故の際などにおいて、遮断器動作時間やストローク波形などの遮断器動作特性の初期データはきわめて重要なデータとなることは、一般に知られているが、本実施形態４を採用することにより、遠隔地もしくは現地において迅速かつ容易に最新データと初期データとの比較が可能となり、遮断器の保守、点検、修理の効率を向上することができる。

（実施形態５）
本発明の実施形態５について、図７に示す遮断器の開閉制御システム図を参照して説明する。
（構成）
本実施形態５のシステム構成は、上述の実施形態１、実施形態２、実施形態３と同様であるので、図７では図２中の本実施形態５の説明に不要な部分は図示を省略してある。

本実施形態５の構成上の特徴は、図７の遮断器の開閉制御部１００の詳細ブロック図に示すように、第３領域１３０の開閉指令制御部４００の開閉指令出力部１０の半導体スイッチ１１と半導体スイッチ１２が直列に接続されている点である。

図７では、半導体スイッチ１１と半導体スイッチ１２を共通の開閉指令出力制御部４５０で制御する構成としているが、それぞれの半導体スイッチに対して個別に開閉指令出力制御部４５０を設けても良い。

（作用）
本実施形態における遮断器の開閉制御システムは、実施形態１、実施形態２、実施形態３と同様の作用が得られると共に、以下の作用も得られる。

すなわち、半導体スイッチ１１と半導体スイッチ１２のどちらか一方が異常により常時ＯＮ状態になっても、もう一方の半導体スイッチにより、開閉指令信号を遅延制御することにより、遮断器１１００の同期開閉制御を行うことができる。

なお、本実施形態の形態では、どちらか一方の半導体スイッチが異常により常時ＯＦＦ状態となった場合は、遮断器１１００を動作させることはできなくなる。

（効果）
本実施形態における遮断器の開閉制御システムは、実施形態１、実施形態２、実施形態３と同様の効果を奏すると共に、特に同期閉極制御において以下の効果を奏する。

遮断器の閉極制御においては、一般に、閉極動作時の不動作防止よりも、閉極動作時の同期閉極制御失敗による過大投入サージ電圧の発生防止の方が優先的な問題となる。

本実施形態は、このような問題を解決するものであり、２つの直列に接続した半導体スイッチのどちらか一方が異常により常時ＯＮ状態になっても、同期閉極制御を可能にするものであり、遮断器の開閉制御システムの信頼性を向上させる。

（実施形態６）
本発明の実施形態６について、図８に示す遮断器の開閉制御システム図を参照して説明する。
（構成）
本実施形態６のシステム構成は、上述の実施形態１、実施形態２、実施形態３と同様であるので、図８では図２中の本実施形態６の説明に不要な部分は図示を省略してある。

実施形態６の構成上の特徴は、図８の実施形態６における遮断器の開閉制御部１００の詳細ブロック図に示すように、第３領域１３０の開閉指令制御部４００の開閉指令出力部１０の半導体スイッチ１３と半導体スイッチ１４が並列に接続されている点である。

図８では、半導体スイッチ１３と半導体スイッチ１４を共通の開閉指令出力制御部４５０で制御する構成としているが、それぞれの半導体スイッチに対して個別に開閉指令出力制御部４５０を設けても良い。

（作用）
本実施形態６における遮断器の開閉制御システムは、実施形態１、実施形態２、実施形態３と同様の作用が得られると共に、以下の作用も得られる。

半導体スイッチ１３と半導体スイッチ１４のどちらか一方が異常により常時ＯＦＦ状態になっても、もう一方の半導体スイッチにより、開閉指令信号を遅延制御することにより、遮断器１１００の同期開閉制御を行うことができる。

また、どちらか一方の半導体スイッチが異常により常時ＯＮ状態となった場合は、遮断器１１００を同期開閉制御することはできなくなるが、遮断器１１００の不動作は防止できる。（この場合は、遮断器はランダムな位相での開閉動作となる。）

（効果）
本実施形態６における遮断器の開閉制御システムは、実施形態１、実施形態２、実施形態３と同様の効果を奏すると共に、特に同期開極制御において次の効果も奏する。

遮断器の開極制御においては、一般に、開極動作時の不動作防止は最重要課題となる。一方、開極動作時の同期開極制御失敗によるサージ電圧の発生はある程度許容される。

本実施形態６は、このような問題を解決するものであり、２つの並列に接続した半導体スイッチのどちらか一方が異常により常時ＯＦＦ状態になっても、同期開極制御を可能にするものであり、かつ、２つの並列に接続した半導体スイッチのどちらか一方が異常により常時ＯＮ状態になっても遮断器の不動作を防止することができ、遮断器の開閉制御システムの信頼性を向上させる。

（実施形態７）
本発明の実施形態７について、図９に示す遮断器の開閉制御システム図を参照して説明する。
（構成）
本実施形態７のシステム構成は、上述の実施形態１、実施形態２、実施形態３と同様であるので、図９では図２中の本実施形態７の説明に不要な部分は図示を省略してある。

本実施形態７の構成上の特徴は、図９の実施形態７における遮断器の開閉制御部１００の詳細ブロック図に示すように、第３領域１３０の開閉指令制御部４００の開閉指令出力部１０の接続構成にある。すなわち、半導体スイッチ１５と半導体スイッチ１６が直列に接続されており（これを直列スイッチ１と称する）、一方、半導体スイッチ１７と半導体スイッチ１８が直列に接続されている（これを直列スイッチ２と称する）。さらに、直列スイッチ１と直列スイッチ２が並列に接続された、半導体スイッチの２直列２並列構成を採用している。

図９では、半導体スイッチ１５、半導体スイッチ１６、半導体スイッチ１７、半導体スイッチ１８を共通の開閉指令出力制御部４５０で制御する構成としているが、それぞれの半導体スイッチに対して個別に開閉指令出力制御部４５０を設けても良いし、直列スイッチ１と直列スイッチ２に対して個別に開閉指令出力制御部４５０を設けても良い。

（作用）
本実施形態７における遮断器の開閉制御システムは、実施形態１、実施形態２、実施形態３と同様の作用が得られると共に、以下の作用も得られる。

半導体スイッチ１５、半導体スイッチ１６、半導体スイッチ１７、半導体スイッチ１８のうち、どれか一つが異常により常時ＯＮ状態になっても、その半導体スイッチと直列に接続された半導体スイッチにより、開閉指令信号を遅延制御することにより、遮断器１１００の同期開閉制御を行うことができる。この時、並列に接続されたもう一方の直列スイッチは正常に動作し、同期開閉制御を行うことは明らかであり、遮断器の開閉制御部１００として、正常に遮断器１１００の同期開閉制御を行うことができる。

また、半導体スイッチ１５、半導体スイッチ１６、半導体スイッチ１７、半導体スイッチ１８のうち、どれか一つが異常により常時ＯＦＦ状態となった場合は、その半導体スイッチが属する直列スイッチは不動作となるが、もう一方の直列スイッチは正常に動作し、同期開閉制御を行うことができる。従って、この場合も遮断器の開閉制御部１００として、正常に遮断器１１００の同期開閉制御を行うことができる。

（効果）
本実施形態７における遮断器の開閉制御システムは、実施形態１、実施形態２、実施形態３と同様の効果を奏すると共に、以下の効果も奏する。

実施形態５の構成は同期閉極制御において、経済的に必要十分な信頼性を確保できる方式である。また、本実施形態６の構成は同期開極制御において、経済的に必要十分な信頼性を確保できる方式である。

しかし、一部の基幹系統においては、さらに高い信頼性が求められる場合があり、同期開閉制御の失敗も、遮断器の不動作も一切許容されない場合がある。

本実施形態は、このような問題を解決するものであり、２直列２並列に接続した４つの半導体スイッチのうち、どれか一つが異常により常時ＯＮ状態、又は常時ＯＦＦ状態になっても、同期開閉制御を可能にするものであり、かつ、遮断器の不動作を防止することができ、遮断器の開閉制御システムの信頼性を向上させる。

（実施形態８）
本発明の実施形態８について、図１０に示す遮断器の開閉制御システム図を参照して説明する。
（構成）
本実施形態８のシステム構成は、上述の実施形態１、実施形態２、実施形態３と同様であるので、図１０では図２中の本実施形態８の説明に不要な部分は図示を省略してある。

実施形態８の構成上の特徴は、図１０の実施形態８における遮断器の開閉制御部１００の詳細ブロック図に示すように、第３領域１３０の開閉指令制御部４００の開閉指令出力部１０に並列に接続されたバイパス回路６０及びバイパス回路６１である。

より詳細に説明すると、“外部条件検出時のバイパス指令”によって動作するバイパス回路６１が開閉指令出力部１０と並列に接続され、この回路の外側に“故障検出時のバイパス指令”で動作するバイパス回路６０が並列に接続されている。

いずれのバイパス回路においても、バイパス側の回路と開閉指令出力部１０のどちらか一方のみに開閉指令信号が流れるようにバイパス回路の切換スイッチは構成されている。すなわち、バイパス側の回路と開閉指令出力部１０は同時に導通状態にはならないように構成されている。

また、バイパス回路の切換スイッチは機械式のリレーを用いても良いし、半導体スイッチなどの電子スイッチを用いても良い。また、バイパス回路６０とバイパス回路６１の機能を兼用する一つの共通のバイパス回路で構成しても良い。（一つの共通のバイパス回路が“外部条件検出時のバイパス指令”と“故障検出時のバイパス指令”のいずれか一方の信号で動作するように構成しても良い。）

バイパス回路切換指令信号入力回路４６０には、上位装置２０００など外部からのバイパス切換信号が入力される。バイパス切換信号は入力制御部４４０とＩ／Ｏバスインターフェース４９０を経由して、開閉制御演算処理部２００の開閉制御演算用ＭＰＵ２１０に送信される。

なお、ＤＩ（デジタル）入力回路４３０がバイパス回路切換指令信号入力回路４６０を兼用する構成としても良い。

また、バイパス回路切換指令信号入力回路４６０の出力をバイパス回路６１に直結する構成としても良い。

第１領域１１０の開閉制御演算処理部２００には、故障検出部７０が有り、故障検出情報はローカルバス２２０経由で開閉制御演算用ＭＰＵ２１０に入力される。なお、図１０で故障検出部７０は開閉制御演算処理部２００のみに設置されているが、必要に応じて開閉指令制御部４００、通信演算処理部３００など、遮断器の開閉制御部１００の各回路に故障検出部を設置し、パラレル伝送媒体１４０やＤＰＲＡＭ３０などを介して、故障検出情報を開閉制御演算処理部２００の開閉制御演算用ＭＰＵ２１０に送信する構成としても良い。

開閉制御演算処理部２００の開閉制御演算用ＭＰＵ２１０には、故障検出情報を処理するソフトウェアである故障検出処理２１１と、故障検出結果に基づきバイパス回路を制御するソフトウェアであるバイパス制御処理２１２が実装されている。

なお、電源低下異常、電源喪失異常、ＭＰＵ暴走異常など、開閉制御演算用ＭＰＵ２１０の機能を維持できないため、開閉制御演算用ＭＰＵ２１０で異常検出できない項目については、図示していないが、それぞれ電源異常検出手段、ウォッチドックタイマー（ＭＰＵ暴走異常の検出手段）などからの出力をバイパス回路６０に直接送信する構成としても良い。

また、電源低下異常、電源喪失異常、ＭＰＵ暴走異常以外の異常についても、開閉制御演算用ＭＰＵ２１０による異常判定を必要とせず、論理回路などによって判定可能なものについては、対象の故障検出部からの出力をバイパス回路６０に直接送信する構成としても良い。

（作用）
本実施形態８における遮断器の開閉制御システムは、実施形態１、実施形態２、実施形態３と同様の作用が得られると共に、以下の作用も得られる。

開閉制御演算処理部２００の故障検出部７０などで遮断器の開閉制御部１００の異常が検出された場合、開閉制御演算用ＭＰＵ２１０は“故障検出時のバイパス指令”を出力する。“故障検出時のバイパス指令”はパラレル伝送媒体１４０を経由して開閉指令制御部４００に送信され、バイパス回路６０がバイパス回路側に切り換る。この状態で保護リレー装置やＢＣＵなどの上位装置２０００から開閉指令信号が入力されると、開閉指令信号は開閉指令出力部１０を経由せずに、遮断器駆動コイル１１１０に出力される。すなわち、遮断器は同期開閉制御を行わない、通常の開閉動作を行う。

また、遮断器の開閉制御部１００に上位装置２０００など外部からのバイパス切換信号が入力された場合、開閉制御演算用ＭＰＵ２１０は“外部条件検出時のバイパス指令”を出力する。“外部条件検出時のバイパス指令”はパラレル伝送媒体１４０を経由して開閉指令制御部４００に送信され、バイパス回路６１がバイパス回路側に切り換る。この状態で上位装置２０００から開閉指令信号が入力されると、開閉指令信号は開閉指令出力部１０を経由せずに、遮断器駆動コイル１１１０に出力される。すなわち、遮断器は同期開閉制御を行わない、通常の開閉動作を行う。

（効果）
本実施形態８における遮断器の開閉制御システムは、実施形態１、実施形態２、実施形態３と同様の効果を奏すると共に、以下の効果も奏することができる。

遮断器の開閉制御部１００に異常が発生している場合、開閉指令出力部１０が正常に動作するとは限らず、遮断器不動作故障や同期開閉制御失敗の発生が懸念される。

このような場合において、本実施形態の遮断器の開閉制御システムはバイパス回路に自動的に切り換えることにより、同期開閉制御を行わない、通常の開閉動作で遮断器を動作させることができる。この効果は、遮断器の不動作が問題となる開極動作において特に有効であり、遮断器の開閉制御システムの信頼性を向上させる。

また、図１０の実施形態では、バイパス側回路を遮断器の開閉指令回路に接続しているが、バイパス側回路をオープン状態にする構成も考えられる。このような構成では、遮断器の開閉制御部１００に異常が発生している場合に開閉指令はロックされる。この効果は、同期閉極制御の失敗による過大投入サージ電圧の発生が問題となる閉極動作において特に有効であり、遮断器の開閉制御システムの信頼性を向上させる。

また、遮断器の点検等の状況においては、同期開閉制御を伴わない通常の開閉動作が必要となる場合がある。本実施形態では、外部からバイパス切換信号を入力することにより、容易に同期開閉制御を伴わない通常の開閉動作を行うことができ、遮断器の保守・点検等の効率を向上できる。また、点検用のバイパス回路を遮断器の開閉制御部１００の外部に構成する必要がないため、ローカル制御盤などの外部回路の構成を簡略化できる利点もある。

（実施形態９）
本発明の実施形態９について、図１１に示す遮断器の開閉制御システム図を参照して説明する。
（構成）
本発明の実施形態９のシステム構成は、上述の実施形態１、実施形態２、実施形態３と同様であるので、図１１では図２中の本実施形態９の説明に不要な部分は図示を省略してある。

本実施形態９の構成上の特徴は、図１１の実施形態９における遮断器の開閉制御部１００の詳細ブロック図に示すように、バックアップ用電池６１０を設けたことである。

より詳細に説明すると、遮断器の開閉制御部１００には、外部電源電圧（ＤＣ１１０ＶやＤＣ２２０Ｖなど）を内部回路用電圧のＤＣ５Ｖに変換する電源回路６００があり、ＤＣ５Ｖが開閉制御演算処理部２００、通信演算処理部３００、開閉指令制御部４００などの各回路に供給される。なお、電源回路６００の入力電圧ＤＣ１００Ｖ、ＤＣ２２０Ｖ、出力電圧ＤＣ５Ｖは一例であることは言うまでもない。

ＤＣ５Ｖ供給回路６３０には、逆流防止回路６２０を介して、バックアップ用電池６１０が接続されている。逆流防止回路６２０は制動抵抗や逆流防止ダイオードなどから構成されている。バックアップ電池６１０にはリチウム電池などを適用する。

（作用）
本発明の遮断器の開閉制御システムは、実施形態１で述べたように遮断器の開閉動作時間を遮断器休止時間によって補正する。

遮断器休止時間の補正のためには、前回の遮断器動作の時刻（年／月／日 時：分：秒）と現在時刻（年／月／日 時：分：秒）の差を計算する必要があり、その為には、遮断器の開閉制御システム内で時計機能が常時動作している必要がある。このような時計機能は、一般的にはリアルタイムクロック回路などにより得られるが、リアルタイムクロックは外部からの供給電源を喪失するとリセットされてしまう。

そこで、実施形態９の遮断器の開閉制御部１００には、バックアップ電池６１０を内蔵し、遮断器の開閉制御部１００が外部からの供給電源を喪失した場合にも、時計機能を維持できるようにしている。

さらに、逆流防止回路６２０を介して、バックアップ用電池６１０を接続することにより、遮断器の開閉制御部１００の電源を生かした状態で、バックアップ用電池６１０を交換できるようにしている。

なお、図１１では、バックアップ用電池６１０を５Ｖ供給回路６３０に接続しているが、電源のバックアップが必要な回路、例えばリアルタイムクロック回路などに直接接続する構成としても良い。

また、本実施形態９の遮断器の開閉制御システムが、実施形態１、実施形態２、実施形態３と同様の作用も得られることは言うまでもない。

（効果）
本実施形態９における遮断器の開閉制御システムは、実施形態１、実施形態２、実施形態３と同様の効果を奏すると共に、以下の効果も奏する。

すなわち、遮断器の開閉制御部１００が外部からの供給電源を喪失した場合にも、バックアップ用電池６１０からの電源供給により、時計機能など、同期開閉制御に必要な機能を維持できる。

例えば、工場等で時刻設定をした後、輸送中、及び据付から商用運転までの間に供給電源を落とした場合にも、時計機能を維持することができ、商用運転時の時刻の再設定が不要となる。また、商用運転開始後についても、定期点検等で一時的に供給電源を落とした場合も同様の効果が得られることは言うまでもない。

また、バックアップ用電池は、一定期間経過後に交換が必要であるが、遮断器の開閉制御部１００を活線状態で交換することができ、遮断器の運用に影響を与えない。

（実施形態１０）
本実施形態１０の遮断器の開閉制御システムについて、図１２に示す遮断器の開閉制御システム図と図１３の同期開極制御の再発弧検出のタイミングチャートを参照して説明する。

（構成）
本実施形態１０のシステム構成図は、上述の実施形態１、実施形態２、実施形態３の場合と同様であるので、図１２では図２中の実施形態１０の説明に不要な部分は図示を省略してある。

本実施形態１０の構成上の特徴は、図１２に示す遮断器の開閉制御部１００の詳細ブロック図から明らかなように、遮断器の開閉制御部１００の開閉制御演算処理部２００の開閉制御演算用ＭＰＵ２１０に、再発弧検出用のソフトウェアである再発弧検出処理（再発弧検出機能）２１３を実装したことである。再発弧検出処理２１３には、演算用入出力量として、主回路電流と同期開極制御演算結果から得られる目標電流零点のタイミングが入力され、再発弧検出結果が出力される。

（作用）
図１３の同期開極制御の再発弧検出のタイミングチャートを参照して実施形態１０の作用を説明する。
実施形態１０における遮断器の開閉制御システムによる同期開極制御は、実施形態１と同じであるので説明を省略する。

図１３において、ｔ_open-zeroのタイミングは、目標電流零点のタイミングである。同期開極制御により目標電流零点のタイミングで遮断が完了した場合は、目標開極位相であるｔ_separateのタイミングで遮断器の接触子が機械的に開離し、アーク時間Ｔ_arcing経過後のｔ_open-zeroのタイミングで主回路電流が零となり、遮断が完了する。

しかし、再発弧が発生し、遮断を失敗した場合は、ｔ_open-zeroのタイミングで主回路電流が零とならず、更に半サイクル、すなわち、図１３でＴ_re-ignitionの期間、主回路電流が継続して流れる。

従って、目標電流零点から更に半サイクルの時間領域で主回路電流が継続して流れた場合は、遮断器が再発弧したと判断できる。

開閉制御演算用ＭＰＵ２１０に実装する再発弧検出処理２１３の具体的なソフトウェアの動作例としては、例えば、デジタル過電流保護継電器の機能を再発弧検出処理２１３に組込み、デジタル過電流保護継電器機能から算出される主回路電流波形の継続時間と、同期開極制御演算結果から得られる目標電流零点のタイミングから再発弧の有無を判断する。すなわち、遮断完了前は過電流保護継電器が動作状態であるが、目標電流零点で遮断が完了すれば過電流保護継電器は復帰する。従って、目標電流零点以降、半サイクルの期間で過電流保護継電器が動作状態であれば、再発弧が発生したと判断できる。

再発弧検出処理２１３で再発弧が検出された場合は、例えば警報接点を出力することにより、上位装置に対して再発弧検出結果を通知することができる。また、ＤＰＲＡＭ３０を介して、通信処理演算部３００のＦＲＯＭ３４０に再発弧の発生履歴を保存することができる。オペレータは表示操作部７００をＨＭＩとして、再発弧の発生履歴を参照することができる。

（効果）
遮断器の開極動作時の再発弧検出は重要監視事項であったが、従来の遮断器の開閉制御システムには再発弧検出機能は無く、通常は別の装置又はユニットで検出していた。

これに対して、本実施形態１０の遮断器の開閉制御システムは、比較的簡単なアルゴリズムで実現した再発弧検出機能を組み込んでおり、別の装置又はユニットと組合せる必要がない。従って、コンパクトで安価で使い勝手の良い遮断器の開閉制御システムを提供することができる。

（実施形態１１）
本実施形態１１の遮断器の開閉制御システムについて、図１４に示す遮断器の開閉制御システム図と図１５に示す遮断器開極動作およびストロークセンサからの信号のタイミングチャートを参照して説明する。

（構成）
本実施形態１１のシステム構成図は、上述の実施形態１、実施形態２、実施形態３の場合と同様であるので、図１４では図２中の実施形態１１の説明に不要な部分は図示を省略してある。

実施形態１１の構成上の特徴は、図１４に示す遮断器の開閉制御部１００の詳細ブロック図から明らかなように、遮断器の開閉制御部１００の開閉制御演算処理部２００の開閉制御演算用ＭＰＵ２１０に、接触子消耗量算出用のソフトウェアである接触子消耗量算出処理（接触子消耗量算出手段）２１４を実装したことである。接触子消耗量算出処理２１４には、演算用入出力量として、主回路電流と機械的な接触子の開極タイミングが入力され、接触子消耗量算出結果が出力される。

（作用）
図１５の遮断器開極動作と、ストロークセンサからの信号のタイミングチャートを参照して実施形態１１における接触子消耗量算出を説明する。
図１５において、ｔ_separateのタイミングはストロークセンサ信号により検出された遮断器接触子の機械的開極タイミングであり、遮断器主回路電流は、遮断器接触子の開極後、ｔ_open-zeroのタイミングで電流が零となった事を示している。すなわち、図１５斜線部のｔ_separateからｔ_open-zeroまでの間、機械的に開極した接触子間にアークが発生していたことを示す。遮断器接触子は電流遮断時に発生する接触子間のアークにより消耗し、一般に、遮断器接触子の消耗量はアーク電流のｎ乗に比例することが知られている。

従って、アーク電流値とその継続時間を用いることにより、遮断器開極動作時の接触子消耗量を算出することができる。さらに、毎回算出された前記接触子消耗量を累積することにより、累積消耗量として記録することも可能である。

接触子消耗量算出処理２１４は、主回路電流と機械的な接触子の開極タイミングからアーク電流値とアーク電流継続時間を算出し、この結果から遮断器開極動作時の接触子消耗量を算出する。接触子消耗量算出処理２１４で算出された接触子消耗量は、ＤＰＲＡＭ３０に出力される。

通信処理演算部３００は、接触子消耗量算出処理２１４による接触子消耗量をＦＲＯＭ３４０に保存する。オペレータは表示操作部７００をＨＭＩとして、接触子消耗量を参照することができる。

（効果）
遮断器の接触子消耗量の算出は、従来の遮断器の開閉制御システムでは算出されておらず、通常は別の装置又はユニットで検出していた。

これに対して、本発明の遮断器の開閉制御システムは接触子消耗量の算出機能を組み込んでおり、別の装置又はユニットと組合せる必要がない。従って、コンパクトで安価で使い勝手の良い遮断器の開閉制御システムを提供することができる。

（実施形態１２）
本実施形態１２の遮断器の開閉制御システムについて、図１６に示す遮断器の開閉制御システム図と図１７に示す潜在的劣化故障モデル図を参照して説明する。

（構成）
本実施形態１２のシステム構成図は、上述の実施形態１、実施形態２、実施形態３の場合と同様であるので、図１６では図２中の実施形態１２の説明に不要な部分は図示を省略してある。

本実施形態１２の構成上の特徴は、図１４に示す遮断器の開閉制御部１００の詳細ブロック図から明らかなように、遮断器の開閉制御部１００の開閉制御演算処理部２００の開閉制御演算用ＭＰＵ２１０に、遮断器状態量があらかじめ設定した範囲を外れた事を検出するソフトウェアである遮断器状態量監視処理（遮断器状態量監視手段）２１５を実装したことである。遮断器状態量監視処理２１５には、演算用入出力量として、ガス圧力、油圧、遮断器の動作時間、遮断器のストロークカーブなどの現在値データに対応する状態量と、遮断器の接触子消耗量などの累積値データに対応する状態量が入力され、遮断器状態量が所定値をはずれたか否かの監視結果が出力される。

（作用）
図１７の潜在的劣化故障モデル図を参照して実施形態１２における作用を説明する。
ここで、事故として現象化する過程において、ｆ点に至ると加速度的に進展し、時間的な余裕もなく事故現象に至るので、ａ点〜ｅ点の警告領域Ｂで異常を発見することが望ましい。この理由は次の通りである。

すなわち、種々の異常は物理現象的に長時間かけて進展するので、警告領域Ｂからｆ点に至るまでには、かなりの時間がかかる。したがって、たとえ異常が発生確認されても、それが警告領域Ｂであれば、緊急停止などの直接緊急処理が不要で、自発的停止による修復余裕時間が得られると共に、事故現象の１次〜２次被害といった事故拡大現象がなく、修復個所も必要最小限の部位に限定できる。

これらの、この潜在的特性Ｌを現す状態量としては、２種類のデータがある。すなわち、現在の物理量、化学量等の現在値データと、物理量、化学量の過去からの累積値である累積値データである。

遮断器の状態量としては、現在値データに対応する状態量は、ガス圧力、油圧、遮断器の動作時間、遮断器のストロークカーブ等であり、累積値データに対応する状態量は、遮断器の接触子消耗量等である。

遮断器状態量監視処理２１５は、開閉指令制御部４００で取得したガス圧力、油圧、遮断器の動作時間、遮断器のストロークカーブなどの現在値データに対応する状態量に対して、あらかじめ設定した範囲を外れたか否かを監視し、結果をＤＰＲＡＭ３０に出力する。また、接触子消耗量算出処理２１４で算出した遮断器の接触子消耗量などの累積値データに対応する状態量に対して、あらかじめ設定した範囲を外れたか否かを監視し、結果をＤＰＲＡＭ３０に出力する。

通信処理演算部３００は、遮断器状態量監視処理２１５による遮断器状態量の監視結果をＦＲＯＭ３４０に保存する。オペレータは表示操作部７００をＨＭＩとして、遮断器状態量の監視結果を参照することができる。

（効果）
遮断器の状態量があらかじめ設定した範囲を外れた事の検出は、従来の遮断器の開閉制御システムでは行われておらず、通常は別の装置又はユニットで検出していた。

これに対して、本実施形態１２の遮断器の開閉制御システムはこの機能を組み込んでおり、別の装置又はユニットと組合せる必要がない。従って、コンパクトで安価で使い勝手の良い遮断器の開閉制御システムを提供することができる。

本発明の実施形態１における遮断器の開閉制御システムのシステム構成図。 本発明の実施形態１における遮断器の開閉制御部の詳細ブロック図。 本発明の実施形態１における同期開極制御のタイミングチャート。 本発明の実施形態２における遮断器の開閉制御システムのシステム構成図。 本発明の実施形態３における遮断器の開閉制御システムのシステム構成図。 本発明の実施形態４における遮断器の開閉制御部の詳細ブロック図。 本発明の実施形態５における遮断器の開閉制御部の詳細ブロック図。 本発明の実施形態６における遮断器の開閉制御部の詳細ブロック図。 本発明の実施形態７における遮断器の開閉制御部の詳細ブロック図。 本発明の実施形態８における遮断器の開閉制御部の詳細ブロック図。 本発明の実施形態９における遮断器の開閉制御部の詳細ブロック図。 本発明の実施形態１０における遮断器の開閉制御部の詳細ブロック図。 本発明の実施形態１０における同期開極制御の再発弧検出のタイミングチャート。 本発明の実施形態１１における遮断器の開閉制御部の詳細ブロック図。 本発明の実施形態１１における同期開極制御の接触子消耗量算出のタイミングチャート。 本発明の実施形態１２における遮断器の開閉制御部の詳細ブロック図。 本発明の実施形態１２における機能を説明するための、潜在的劣化故障モデル。

符号の説明

１００…遮断器の開閉制御部、１１０…第１領域、１２０…第２領域、１３０…第３領域、１４０…パラレル伝送媒体、２００…遮断器の開閉制御部の開閉制御演算処理部、２１３…再発弧検出処理（再発弧検出機能）、２１４…接触子消耗量算出処理（接触子消耗量算出機能）、２１５…遮断器状態量監視処理（遮断器状態量監視機能）、３００…遮断器の開閉制御部の通信演算処理部、４００…遮断器の開閉制御部の開閉指令制御部、１０…開閉指令出力部、２０…ハードウエアで構成された遅延時間カウンタ、３０…ＤＰＲＡＭ、４０…通信インターフェース、５００…通信ネットワーク、６０…遮断器の開閉制御部のバイパス回路、６００…遮断器の開閉制御部の電源回路、６１０…遮断器の開閉制御部のバックアップ用電池、７００…表示操作部、５０…遮断器の開閉制御部の通信演算処理部の無線通信手段、８００…遮断器の開閉制御部の通信演算処理部に実装したＷｅｂサーバー、８１０…表示操作部に実装したＷｅｂブラウザ。

Claims (16)

1. 系統電圧又は主回路電流の少なくとも一方の電気量と、遮断器の状態量と、遮断器の開極指令信号又は閉極指令信号の少なくとも一方の信号とを入力し、当該系統電圧又は主回路電流の所望の位相で、遮断器を遮断又は投入させる制御を行う１台以上の遮断器の開閉制御部と、
   これら遮断器の開閉制御部と通信ネットワークを介して接続され、前記遮断器の開閉制御部の動作や状態の運用監視のための表示操作を行う表示操作部と、
   から構成される遮断器の開閉制御システムにおいて、
   前記遮断器の開閉制御部は、
   前記系統電圧又は主回路電流の所望の位相で、遮断器を遮断又は投入させる開閉制御演算処理手段としての第１領域と、
   前記通信ネットワークを介して、前記表示操作部からの情報の送受信あるいは前記第１領域の情報を送信する通信演算処理手段としての第２領域と、
   を備え、前記第１領域と前記第２領域の間に情報受け渡し手段を設けることにより、前記通信ネットワークに対する第２領域の通信演算処理と独立して第１領域の開閉制御演算処理の実行を可能としたことを特徴とする遮断器の開閉制御システム。
2. 系統電圧又は主回路電流の少なくとも一方の電気量と、遮断器の状態量と、遮断器の開極指令信号又は閉極指令信号の少なくとも一方の信号とを入力し、当該系統電圧又は主回路電流の所望の位相で、遮断器を遮断又は投入させる制御を行う１台以上の遮断器の開閉制御部と、
   これら遮断器の開閉制御部と通信ネットワークを介して接続され、前記遮断器の開閉制御部の動作や状態の運用監視のための表示操作を行う表示操作部と、
   から構成される遮断器の開閉制御システムにおいて、
   前記遮断器の開閉制御部は、
   系統電圧又は主回路電流の所望の位相で、遮断器を遮断又は投入させる開閉制御演算処理手段としての第１領域と、
   前記通信ネットワークを介して、前記表示操作部からの情報の送受信、あるいは前記第１領域の情報を送信する通信演算処理手段としての第２領域と、
   を備え、前記第１領域と前記第２領域の間に情報受け渡し手段を設けることにより、前記通信ネットワークに対する第２領域の通信演算処理と独立して第１領域の開閉制御演算処理の実行を可能とし、
   さらに、前記第１領域とはパラレル伝送媒体で接続されており、前記第１領域の開閉制御演算処理結果に基づき、遅延制御された開極指令信号又は遅延制御された閉極指令信号を遮断器に対して出力する開閉指令制御手段としての第３領域と、
   を備えたことを特徴とする遮断器の開閉制御システム。
3. 開閉指令制御手段としての前記第３領域は、開極指令信号又は閉極指令信号を遅延制御するためのハードウエアカウンタを有し、当該ハードウエアカウンタは開閉制御演算処理手段としての前記第１領域の開閉制御演算処理と同一のタイミングクロックに基づき動作することを特徴とする請求項２記載の遮断器の開閉制御システム。
4. 前記遮断器の開閉制御部又は前記表示操作部の少なくとも一方に無線通信手段を備え、
   前記遮断器の開閉制御部と前記表示操作部の間で情報の送受信を行う前記通信ネットワークの全て又は一部が無線通信ネットワークであることを特徴とする請求項１乃至請求項３記載の遮断器の開閉制御システム。
5. 通信演算処理手段としての前記第２領域にＷｅｂサーバーを組み込んだことを特徴とする請求項１乃至請求項４記載の遮断器の開閉制御システム。
6. 前記表示操作部にＷｅｂブラウザを組み込み、前記遮断器の開閉制御部の動作や状態の運用監視のための表示操作を、当該Ｗｅｂブラウザを介して実行することを特徴とする請求項１乃至請求項５記載の遮断器の開閉制御システム。
7. 前記遮断器の開閉制御部は複数の動作モードを有しており、通信演算処理手段としての前記第２領域に前記動作モード毎に分割された複数のデータ保存領域を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項６記載の遮断器の開閉制御システム。
8. 前記遮断器の開閉制御部は、開閉指令制御手段としての前記第３の領域に遅延制御された開極指令信号又は遅延制御された閉極指令信号を遮断器に対して出力するための遮断器開閉制御用半導体スイッチを有しており、当該遮断器開閉制御用半導体スイッチを複数個直列に接続したことを特徴とする請求項１乃至請求項７記載の遮断器の開閉制御システム。
9. 前記遮断器の開閉制御部は、開閉指令制御手段としての前記第３の領域に遅延制御された開極指令信号又は遅延制御された閉極指令信号を遮断器に対して出力するための遮断器開閉制御用半導体スイッチを有しており、当該遮断器開閉制御用半導体スイッチを複数個並列に接続したことを特徴とする請求項１乃至請求項７記載の遮断器の開閉制御システム。
10. 前記遮断器の開閉制御部は、開閉指令制御手段としての前記第３の領域に遅延制御された開極指令信号又は遅延制御された閉極指令信号を遮断器に対して出力するための遮断器開閉制御用半導体スイッチを有しており、当該遮断器開閉制御用半導体スイッチを複数個直列に接続した回路複数を更に並列に接続したことを特徴とする請求項１乃至請求項７記載の遮断器の開閉制御システム。
11. 前記遮断器の開閉制御部は、開閉指令制御手段としての第３領域に前記遮断器開閉制御用半導体スイッチの回路に対して並列に接続されたバイパス回路を有し、
    前記遮断器開閉制御用半導体スイッチの回路と前記バイパス回路とに同時に電流が通電されることを防止するバイパス回路切換スイッチを有し、
    前記バイパス回路切換スイッチは、前記遮断器の開閉制御部で異常が検出された場合、バイパス回路側に切り換えることを特徴とする請求項１乃至請求項１０記載の遮断器の開閉制御システム。
12. 前記遮断器の開閉制御部は、開閉指令制御手段としての第３領域にバイパス回路切換指令信号入力回路を有し、
    前記バイパス回路切換指令信号入力回路にバイパス回路切換指令信号が入力された場合、
    前記バイパス回路切換スイッチをバイパス回路側に切り換えることを特徴とする請求項１乃至請求項１１記載の遮断器の開閉制御システム。
13. 前記遮断器の開閉制御部は、電源回路のバックアップ用の電池を有し、
    当該バックアップ用の電池は逆流防止回路を介して前記電源回路に接続されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１２記載の遮断器の開閉制御システム。
14. 前記遮断器の開閉制御部は、開閉制御演算処理手段としての前記第１領域に再発弧検出機能を備え、主回路電流の所望の位相で、遮断器を開極する制御を行ったときに、目標電流零点を超過した時間領域で前記主回路電流が継続して流れた場合、前記再発弧検出機能により、前記遮断器に再発弧が発生したと判断することを特徴とする請求項１乃至請求項１３記載の遮断器の開閉制御システム。
15. 前記遮断器の開閉制御部は、開閉制御演算処理手段としての前記第１領域に接触子消耗量算出手段を備え、遮断器接触子の位置に対応した信号を出力するストロークセンサからの信号を入力し、遮断器が開極した時、前記主回路電流と遮断器接触子の位置信号情報に基づいて、接触子消耗量を算出することを特徴とする請求項１乃至請求項１４記載の遮断器の開閉制御システム。
16. 前記遮断器の開閉制御部は、開閉制御演算処理手段としての前記第１領域に遮断器状態量監視手段を備え、遮断器の状態量について、運用開始時の値から設定された許容値、または任意の設定範囲を前記表示操作部から設定し、前記遮断器の状態量が前記運用開始時の値から設定された許容値、または任意の設定範囲を外れたことを検出することを特徴とする請求項１５記載の遮断器の開閉制御システム。

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