JP2009140929A - 自動遮断器定格設定を行う回路遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】回路遮断器用の遮断器定格を電子制御器により自動設定する。
【解決手段】電子制御器２２５は、回路遮断器定格を格納するメモリ２０８と、回路遮断器定格を選択する遮断器定格設定スイッチ２０５と、遮断器定格設定スイッチ及びメモリに適切に作用可能に結合されたマイクロプロセッサ２１２とを備える。マイクロプロセッサ２１２は、遮断器定格設定スイッチ２０５における選択回路遮断器定格を、選択回路遮断器定格に基づいて、回路遮断器に対する増幅利得調整を設定し、選択回路遮断器定格を、メモリ２０８での格納のために送信する。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、回路遮断器及び電子トリップユニットに関し、特に、回路遮断器及び／又は電子トリップユニットにおける自動遮断器定格設定に関する。

回路遮断器は、電気装置を過電流の状態から保護するために、工業、商業、及び家庭用として使用し得る。回路遮断器、トリップユニット、及び／又は回路遮断器付きトリップユニットは、二次電流を使用して負荷の電流を測定し得る。二次電流は、変流器（ＣＴ）及び／又はロゴスキ型センサにより負荷の電流から導出し得る。ＣＴ及びロゴスキ型センサは、負荷の電流に比例して低減された電流を提供する。低減された電流（上記の二次電流）は、保護の分析と、計測と、回路遮断器に含まれる他の機能とを実行するために、回路遮断器により使用される。

回路遮断器は、従来のヒューズの代わりとして使用し得るが、一部の回路遮断器は、ヒューズよりも機能するのが遅く、複雑な機械部品を含む場合がある。しかしながら、ヒューズは、単一レベルの保護しか提供しない。即ち、ヒューズは、一般には調整不可である。しかしながら、回路遮断器は、多数の用途向けに格付け可能であり、遮断器の感度を高めるため定格を低下し得る。例えば、１００ａｍｐまでの切り替えを行うように格付けされた回路遮断器は、３０ａｍｐでトリップするように調整し得る。しかしながら、これには、定格プラグを物理的に交換することと、新たなトリップ設定用に回路遮断器内の検出デバイスの内部利得を設定することとが必要になる場合がある。これには、各用途向けに必要に応じて、低定格の電流レベルを操作者が特定及び調整し、こうした設定を回路遮断器（又はトリップユニット）内に保存し、適切且つ正確な電流レベルのトリッピングを確保するために試験を行う必要がある。

したがって、この技術においては、こうした欠点を克服する調整可能な遮断器定格を有する回路遮断器の電子制御器に対する必要性が存在する。

本発明の実施形態は、自動遮断器定格設定を行う回路遮断器用の電子制御器を含む。電子制御器は、回路遮断器定格を格納するメモリと、回路遮断器定格を選択する遮断器定格設定スイッチと、遮断器定格設定スイッチ及びメモリに適切に作用可能に結合されたマイクロプロセッサとを備える。マイクロプロセッサは、遮断器定格設定スイッチにおける選択回路遮断器定格を解釈し、選択回路遮断器定格に基づいて、回路遮断器に対する増幅利得調整を設定し、選択回路遮断器定格を、メモリでの格納のためにメモリへ送信する。

本発明の別の実施形態は、回路遮断器の自動定格設定の方法を含む。方法は、遮断器定格設定スイッチにおいて入力された所望の回路遮断器定格を、マイクロプロセッサにおいて検出するステップと、所望の回路遮断器定格に基づいて、回路遮断器に対する増幅利得調整を設定するステップと、所望の回路遮断器定格を回路遮断器のメモリに格納するステップとを含む。

本発明の上記及び他の特徴、態様、及び利点は、各図面全体で同様の参照符号が同様の要素を表す添付図面を参照して以下の詳細な説明を読むことで良く理解されよう。

ここでは詳細な説明実施形態を開示する。しかしながら、本明細書で開示した具体的な機能の詳細は、実施形態例を説明することを目的とした代表的なもののみである。しかしながら、実施形態例は、別の多数の形態において実現し得るものであり、本明細書で述べた実施形態のみに限定されるものと解釈されるべきではない。

したがって、実施形態例は様々な変形例及び別の形態にすることが可能だが、その中の実施形態を一例として図面に示し、本明細書において詳細に説明する。しかしながら、実施形態例は特定の開示形態に限定されるものではなく、反対に、実施形態例は、実施形態例の範囲に含まれる全ての変形例、等価物、及び代替物を網羅すると理解されたい
本明細書では、第一、第二等の用語を使用して様々なステップ又は計算を説明しているが、こうしたステップ又は計算は、こうした用語により限定されるべきではないことは理解されよう。こうした用語は、あるステップ又は計算を、他のものから区別するためにのみ使用される。例えば、本開示の範囲から逸脱することなく、第一の計算を第二の計算と呼ぶことが可能であり、同様に、第二のステップを第一のステップと呼ぶことも可能である。本明細書において、「及び／又は」という用語及び「／」の記号は、関連する一つ以上の列挙項目のあらゆる組み合わせを含む。

本明細書において、単数形や数詞がないこと、定冠詞は、文脈から明らかに異なる場合を除き、複数形を含むものである。更に、「備える」、「備えている」、「含む」、及び／又は「含んでいる」という用語は、本明細書での使用において、記載の特徴、整数、ステップ、動作、要素、及び／又は構成要素の存在を指定するが、他の一つ以上の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、及び／又はその集合の存在又は追加を除外しない。したがって。本明細書で使用された用語は、特定の実施形態のみの説明を目的としており、実施形態例を限定するものではない。

また、記載の機能／作用は、各図に記載されたものと別の順序で発生し得ることに留意されたい。例えば、連続して示した二枚の図は、実際には、関与する機能性／作用に応じて、実質的に同時に実行してよく、或いは、逆の順序で実行してよい場合もある。

以下、本発明の実施形態例を詳細に説明する。実施形態例によれば、自動遮断器定格設定を行う回路遮断器の電子制御器が開示される。同様に、自動遮断器定格設定の方法が開示される。図１を参照すると、トリップ点の例を示す交流波形を表している。以下、遮断器定格の自動検出を備えた回路遮断器の電子制御器を詳細に説明する。

図１は、トリップ点の例を示す交流波形の図である。図１に示したように、交流波形１３０の一サイクルが図示されている。例えば、波形１３０は、交流電流又は交流電圧波形となり得る。波形１３０が瞬間閾値１１０に達すると、回路遮断器監視波形１３０は、トリップ曲線１２０により示したようにトリップする。実施形態例によれば、閾値及び／又は定格の調整は、本明細書において開示した回路遮断器の例により自動的に適用される。以下、図２を参照して、自動遮断器定格設定を行う回路遮断器の電子制御器の例を更に詳細に説明する。

図２は、本発明の実施形態例による電子制御器の例のブロック図である。電子制御器２２５は、回路遮断器に含まれ、本明細書で説明した自動回路遮断器定格設定を可能にし得る。回路遮断器は、回路の障害により発生する損傷から電子機器を保護する電子デバイスである。回路遮断器は、負荷への導電経路を開閉するための動作機構を含む。機構は、機械式スイッチ又は固体素子にしてよいが、他の代替物も利用可能である。動作機構は、電子トリップユニット、或いは少なくとも、導電経路上の電流状態を検出可能な電子検出ユニットと通信状態にある。電子トリップユニットは、導電経路上の電流状態に応答可能であり、電流状態に基づいて、動作機構に導電経路の開閉を指示し得る。例えば、過電流状態中、又は過電流状態に応答して、電子トリップユニットは、動作機構に導電経路を開くように指示し、これにより、負荷への電流の流れを停止又は制限し得る。例えば、電子トリップユニットは、上述の電子制御器２２５を含んでよく、或いは、電子制御器２２５は、回路遮断器に別個に含まれてもよい。以下、図２を参照して、電子制御器２２５の作動部品を更に詳細に説明する。

図２に示したように、電子制御器２２５は、遮断器定格設定スイッチ２０５を含む。遮断器定格設定スイッチ２０５は、ノブ又は軸の回転により所望の定格を入力するための回転式スイッチにしてよく、或いは、複数の異なる設定を備えたスイッチバンクにしてよい。本明細書での使用において、回路遮断器の所望の定格とは、１ＡＷＧ配線に対する１００Ａｍｐ又は６ＡＷＧ配線に対する５０Ａｍｐ等、設置に使用されたケーブルサイズに応じた回路のフル（１００％）アンペア定格を示す。例えば、回転式スイッチにより、ユーザは、利用可能な回路遮断器定格のパーセンテージに基づいて、定格を選択可能となり得る。こうした例は、利用可能な定格の０乃至１００パーセント間での選択となり得る。スイッチバンクは、利用可能な定格の所定又は所望のセットを含む。こうした例は、回路遮断器に利用可能なパーセンテージ又はアンペア数に基づいて定格を増加させるためのスイッチを含み得る。

更に、図２にはマイクロプロセッサ２１２が図示される。マイクロプロセッサ２１２は、スイッチ接続２０６を介して遮断器定格設定スイッチ２０５に適切に作用可能に結合されているため、遮断器定格設定スイッチ２０５の設定を解釈し得る。例えば、ユーザが遮断器定格設定スイッチ２０５における選択を転換又は変更すると、マイクロプロセッサは、この状態変化を検出し、新たな遮断器定格の選択を読み取り得る。少なくとも一実施形態例によれば、遮断器定格設定スイッチ２０５の状態変化は、電池２０７を起動させる。起動及び／又は停止は、電池接続２１６の使用により実行し得る。電池２０７は、任意の電源であり、実施形態例を限定するべきではない。電池２０７が起動された場合には、マイクロプロセッサ２１２に電力が供給され、マイクロプロセッサ２１２は、遮断器選択スイッチ２０５の状態の解釈が可能となる。或いは、電子制御器２２５は、外部電源を含んでよく、又は、位相差電力供給手法を使用して、位相線Ｌ１ ２０１、Ｌ２ ２０２、及びＬ３ ２０３の何れかから電力を引き出し得る。位相線２０４はニュートラルであり、位相線Ｌ３ ２０３に結束し得る。

電子制御器２２５の三相の実施例を説明してきたが、単相又は直流の実施例も実施形態例に応用できることに留意されたい。

マイクロプロセッサ２１２は、遮断器定格設定スイッチ２０５において入力された設定を解釈し得るため、電子制御器２２５の定格を変更する際に、こうした設定を更に使用し得る。例えば、メモリ２０８は、メモリ接続２０９を介してマイクロプロセッサ２１２に適切に作用可能に結合される。これにより、マイクロプロセッサ２１２は、電子制御器２２５の動作において使用する、遮断器定格設定スイッチ２０５において入力された新たな設定を格納し得る。更に、マイクロプロセッサ２１２は、電子ポテンショメータ２００に適切に作用可能に結合される。したがって、マイクロプロセッサ２１２は、電子ポテンショメータ２００を調整することにより、電子制御器２２５の増幅利得を設定し得る。そのため、遮断器定格設定スイッチ２０５において入力された設定をマイクロプロセッサ２１２により解釈し、電子ポテンショメータ２００において設定し、メモリ２０８に格納し得る。少なくとも一実施形態例によれば、メモリ２０８は、不揮発性である。そのため、外部又は電池電力が存在しない場合でも、設定は、長期間にわたって格納し得る。

更に図２では、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）２１４を図示している。ＡＤＣ２１４は、マイクロプロセッサ２１２に適切に作用可能に結合される。ＡＤＣ２１４は、電子制御器２２５に接続された負荷から導出された電流を感知し、感知した電流に基づく情報を、マイクロプロセッサ２１２へ、通信バス２１３を介して送信し得る。８ビットバスとして図示しているが、通信バス２１３は、実施形態例から逸脱することなく、ビット数を増減してよく、或いは、シリアル通信バスとして同様に実現してもよい。

感知した電流が、電子制御器２２５を含む回路遮断器の閾値を上回る場合、マイクロプロセッサ２１２は、回路遮断器がトリップするようにトリップ信号２１５を送信し得る。しかしながら、トリップ信号は、外部デバイスに電子制御器２２５がトリップしたことを通信する信号として実現され得るため、回路遮断器のトリップを実際には制御しない場合があることに留意されたい。したがって、機械式又は他のトリップ手段を、トリップ信号２１５に加えて採用し、電子制御器２２５を含む回路遮断器上の負荷への電流の流れを物理的に停止し得る。

したがって、上記のように、本発明の実施形態は、自動遮断器定格設定を行う回路遮断器の電子制御器を含む。電子制御器は、回路遮断器定格を格納するメモリと、回路遮断器定格を選択する遮断器定格設定スイッチと、遮断器定格設定スイッチ及びメモリに適切に作用可能に結合されたマイクロプロセッサとを含む。マイクロプロセッサは、遮断器定格設定スイッチの選択された回路遮断器定格を解釈し、選択された回路遮断器定格に基づいて、回路遮断器に対する増幅利得の調整を設定し、選択された回路遮断器定格をメモリでの格納のためメモリへ送信するように構成される。以下、図３を参照して、本発明の別の実施形態例を詳細に説明する。

図３は、本発明の実施形態例による電子制御器の例を示すブロック図である。図３において明らかであるように、抵抗スイッチネットワーク３００を含むことが、図３及び図２において説明する実施形態例の主な違いである。例えば、Ａ／Ｄ変換器３１４、マイクロプロセッサ３１２、遮断器定格設定スイッチ３０５、及びメモリ３０８は、図２を参照して説明したこれらの要素に類似するもの、或いは実質的に類似するものにしてよい。したがって、簡潔にするため、類似構成要素及びその動作は、ここで包括的には説明しない。

図３を参照すると、マイクロプロセッサ３１２が遮断器定格設定スイッチ３０５において入力された設定を解釈し得ることが分かる。マイクロプロセッサ３１２が遮断器定格設定スイッチ３０５において入力された設定を解釈し得るため、電子制御器３２５の定格を変更する際に、こうした設定を更に使用し得る。例えば、メモリ３０８は、メモリ接続３０９を介してマイクロプロセッサ３１２に適切に作用可能に結合される。これにより、マイクロプロセッサ３１２は、電子制御器３２５の動作において使用する、遮断器定格設定スイッチ３０５において入力された新たな設定を格納し得る。更に、マイクロプロセッサ３１２は、抵抗スイッチネットワーク３００に適切に作用可能に結合される。したがって、マイクロプロセッサ３１２は、抵抗スイッチネットワーク３００のスイッチを調整することにより、電子制御器２２５の増幅利得を設定し得る。そのため、遮断器定格設定スイッチ３０５において入力された設定をマイクロプロセッサ３１２により解釈し、抵抗スイッチネットワーク３００において設定し、メモリ３０８に格納し得る。少なくとも一実施形態例によれば、メモリ３０８は、不揮発性である。そのため、外部又は電池電力が存在しない場合でも、設定は、長期間にわたって格納し得る。

更に図３では、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）３１４を図示している。ＡＤＣ３１４は、マイクロプロセッサ３１２に適切に作用可能に結合される。ＡＤＣ３１４は、電子制御器３２５に接続された負荷から導出された電流を感知し、感知した電流に基づく情報を、マイクロプロセッサ３１２へ、通信バス３１３を介して送信し得る。８ビットバスとして図示しているが、通信バス３１３は、実施形態例から逸脱することなく、ビット数を増減してよく、或いは、シリアル通信バスとして同様に実現してもよい。

感知した電流が、電子制御器３２５を含む回路遮断器の閾値を上回る場合、マイクロプロセッサ３１２は、回路遮断器がトリップするようにトリップ信号３１５を送信し得る。

そのため、上記のように、本発明の実施形態は、自動遮断器定格設定を行う回路遮断器の電子制御器を含む。電子制御器は、回路遮断器定格を格納するメモリと、回路遮断器定格を選択する遮断器定格設定スイッチと、遮断器定格設定スイッチ及びメモリに適切に作用可能に結合されたマイクロプロセッサとを含む。マイクロプロセッサは、遮断器定格設定スイッチの選択された回路遮断器定格を解釈し、選択された回路遮断器定格に基づいて、回路遮断器に対する増幅利得の調整を設定し、選択された回路遮断器定格をメモリでの格納のためメモリへ送信するように構成される。しかしながら、本発明の実施形態例は、回路遮断器のみに限定されない。以下、図４を参照して、回路遮断器の自動定格設定の方法を更に詳細に説明する。

図４は、本発明の実施形態例による回路遮断器の自動定格設定の方法のフローチャートである。方法４２５によれば、ステップ４１０において、回路遮断器に対する所望の定格を検出する。例えば、マイクロプロセッサが、所望の定格を検出し得る。更に、所望の定格は、例えば、遮断器定格選択スイッチにより入力し得る。マイクロプロセッサと定格選択スイッチとは、上述のものに類似するもの、或いは実質的に類似するものにしてよい。

回路遮断器に対する所望の定格を検出すると、ステップ４２０において、検出した定格値を設定する。例えば、検出した定格値は、上述のように電気ポテンショメータ及び／又は抵抗スイッチネットワークにおいて設定し得る。したがって、検出した所望の定格値は、方法４２５により回路遮断器において自動的に設定し得る。

更に、方法４２５では、ステップ４３０において、検出した定格値を格納することが開示される。例えば、検出定格値は、マイクロプロセッサのレジスタ又はメモリに格納し得る。メモリは、不揮発性その他にしてよく、或いは、上述のメモリと実質的に類似するものにしてよい。

方法４２５を実現及び／又は使用する回路遮断器は、方法の中に電池電源を含み、ステップ４４０において電池電源を切断し得る。例えば、遮断器定格選択スイッチの状態の変化時に、電池電源を起動し得る。その後、マイクロプロセッサは、所望の定格を解釈し、庶務の定格を設定し、所望の的確を格納した後、電池電源を停止し得る。

したがって、上記のように、本発明の実施形態は、回路遮断器の自動定格設定の方法を含む。方法は、遮断器定格設定スイッチにおいて入力された所望の回路遮断器定格を、マイクロプロセッサにおいて検出することと、所望の回路遮断器定格に基づいて、回路遮断器に対する増幅利得調整を設定することと、所望の回路遮断器定格を回路遮断器のメモリに格納することとを含む。

上記のように、本発明の実施形態例は、自動遮断器定格設定を行う回路遮断器の電子制御器を提供する。更に、本発明の実施形態例は、回路遮断器の自動定格設定の方法を提供する。以上、本発明の一部の実施形態例のみを説明してきたが、これを多数の方法で変更し得ることは明らかであろう。こうした変更は、本発明の趣旨及び範囲からの逸脱とは見做されるべきではなく、こうした全ての変形は、以下の特許請求の範囲に記載の本発明の範囲に含まれるものとする。

トリップ点の例を示す交流波形の図である。 本発明の実施形態例による電子制御器の例を示すブロック図である。 本発明の実施形態例による電子制御器の例を示すブロック図である。 本発明の実施形態例による回路遮断器の自動定格設定の方法のフローチャートである。

符号の説明

１１０ 瞬間閾値
１２０ トリップ曲線
１３０ 波形
２００ 電子ポテンショメータ
２０１ 位相線Ｌ１
２０２ 位相線Ｌ２
２０３ 位相線Ｌ３
２０４ 位相線ＮＥＵＴＲＡＬ
２０５ 遮断器定格設定スイッチ
２０６ スイッチ接続
２０７ 電池
２０８ メモリ
２０９ メモリ接続
２１２ マイクロプロセッサ
２１３ 通信バス
２１４ ＡＤＣ
２１５ トリップ信号
２１６ 電池接続
２２５ 電子制御器
３００ 抵抗スイッチネットワーク
３０５ 遮断器定格設定スイッチ
３０８ メモリ
３０９ メモリ接続
３１２ マイクロプロセッサ
３１３ 通信バス
３１４ ＡＤＣ
３１５ トリップ信号
３２５ 電子制御器
４１０ 方法ステップ
４２０ 方法ステップ
４２５ 方法
４３０ 方法ステップ
４４０ 方法ステップ

Claims (10)

1. 自動遮断器定格設定を行う回路遮断器用の電子制御器（２２５、３２５）であって、
   回路遮断器定格を格納するメモリ（２０８、３０８）と、
   前記メモリ（２０８、３０８）に格納された前記回路遮断器定格を選択する遮断器定格設定スイッチ（２０５、３０５）と、
   前記遮断器定格設定スイッチ（２０５、３０５）及び前記メモリ（２０８、３０８）に適切に作用可能に結合されたマイクロプロセッサ（２１２、３１２）と、を備え、前記マイクロプロセッサ（２１２、３１２）は、
   前記遮断器定格設定スイッチ（２０５、３０５）により設定された前記回路遮断器定格内の定格を解釈し、
   前記選択された回路遮断器定格に基づいて、前記回路遮断器に対する増幅利得調整を設定し、
   前記選択された回路遮断器定格を、前記メモリ（２０８、３０８）での格納のために前記メモリ（２０８、３０８）へ送信する、電子制御器（２２５、３２５）。
2. 更に、
   前記マイクロプロセッサ（２１２、３１２）に作用可能に結合され、前記増幅利得調整を設定する電子ポテンショメータ（２００）を備える、請求項１記載の電子制御器（２２５、３２５）。
3. 更に、
   前記マイクロプロセッサ（２１２、３１２）に作用可能に結合され、前記増幅利得調整を設定する抵抗スイッチネットワーク（３００）を備える、請求項１記載の電子制御器（２２５、３２５）。
4. 更に、
   前記遮断器定格設定スイッチ（２０５、３０５）及び前記マイクロプロセッサ（２１２、３１２）に作用可能に結合され、回路遮断器定格選択中に前記マイクロプロセッサ（２１２、３１２）に電力を供給する電池（２０７、３０７）を備える、請求項１乃至３のいずれか1項に記載の電子制御器（２２５、３２５）。
5. 前記電池（２０７、３０７）は、前記遮断器定格設定スイッチ（２０５、３０５）の状態変化時に起動される、請求項４記載の電子制御器（２２５、３２５）。
6. 前記電池（２０７、３０７）は、前記回路遮断器に供給される外部電力が存在しない場合に起動される、請求項４記載の電子制御器（２２５、３２５）。
7. 前記電池（２０７、３０７）は、前記選択された回路遮断器定格の格納時に停止される、請求項４記載の電子制御器（２２５、３２５）。
8. 更に、
   前記マイクロプロセッサ（２１２、３１２）に作用可能に結合され、前記回路遮断器により制御される負荷電流から導出された電流レベル示度を提供するアナログ−デジタル変換器（２１４、３１４）を備える、請求項１乃至７のいずれか1項に記載の電子制御器（２２５、３２５）。
9. 前記メモリ（２０８、３０８）は、不揮発性メモリである、請求項１乃至８のいずれか1項に記載の電子制御器（２２５、３２５）。
10. 前記遮断器定格設定スイッチ（２０５、３０５）は、前記回路遮断器定格内の一組の所定定格の手動選択用スイッチバンクである、請求項１乃至９のいずれか1項に記載の電子制御器（２２５、３２５）。

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