JP2010093946A

JP2010093946A - 電子式回路遮断器

Info

Publication number: JP2010093946A
Application number: JP2008261588A
Authority: JP
Inventors: Toshimitsu Nomura; 敏光野村; Haruhiko Yamazaki; 晴彦山崎; Yasuhiro Sugimoto; 康浩杉本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-10-08
Filing date: 2008-10-08
Publication date: 2010-04-22
Anticipated expiration: 2028-10-08
Also published as: JP5212005B2; CN101714749A; CN101714749B

Abstract

【課題】他の計測装置を設置することなく過電流域における負荷電流の変動状態を把握して過電流引外し特性を容易に設定できる電子式回路遮断器を得る。
【解決手段】電路１を開閉する開閉接点２と、この開閉接点２を開放する引き外し装置９と、電路１の電流を検出する電流検出回路４と、電路１を流れる過電流に応じて開閉接点２を開放する過電流引外し特性を設定する特性設定部７と、過電流引外し特性と電流検出回路４による検出電流に基づいて引き外し装置９に引外し信号を出力する制御装置８と、検出電流に応じた通電継続時間を計時する通電時間計測部１０と、この通電時間計測部１０により検出電流に応じて計測された最大の通電継続時間を記憶する最大通電時間記憶部１１とを備えた。
【選択図】図１

Description

この発明は、電路に流れる負荷電流を検出して過電流域では時限特性により電路を遮断保護する電子式回路遮断器に関するものである。

従来の電子式回路遮断器は、負荷側電路に接続された負荷機器の接続状況及び負荷機器の使用状況に応じて、過電流引外し特性を回路遮断器の設置後に設定することが可能である。（例えば、特許文献１図１参照）

特開２００１−１２８３５４号公報

上記のように従来の電子式回路遮断器においては、過電流引外し特性を負荷機器の使用状況に応じて設定することが可能なので、該回路遮断器の設置後に例えば負荷機器の追加接続または負荷機器の運転パターンの変更等により、負荷電流の変動が想定されるような電路に設置される。
ところが、負荷側電路にモータのような負荷機器が複数接続されている場合、運転パターンにより同時または遅延時間をもって運転されると、モータの始動電流によって負荷電流が瞬間的に大きく変動するので、過電流引外し特性を設定するために必要である過電流域における負荷電流の変動状態を把握するためには、他の計測装置を設置して負荷電流の変動状態を測定する必要があり、過電流引外し特性の設定に困難をきたしていた。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、他の計測装置を設置することなく過電流域における負荷電流の変動状態を把握して過電流引外し特性を容易に設定できる電子式回路遮断器を得るものである。

本発明の電子式回路遮断器は、電路を開閉する開閉接点と、この開閉接点を開放する引き外し装置と、電路の電流を検出する電流検出手段と、電路を流れる過電流に応じて開閉接点を開放するための過電流引外し特性を設定する過電流引外し特性設定部と、過電流引外し特性と電流検出手段による検出電流に基づいて引き外し装置に引外し信号を出力する制御装置と、検出電流に応じた通電継続時間を計時する通電時間計測部と、この通電時間計測部により検出電流に応じて計測された最大の通電継続時間を記憶する最大通電時間記憶部と、を備えたものである。

この発明によれば、電路を流れる負荷電流に応じて計測された最大の通電継続時間を計測することにより、過電流域における負荷電流の変動状況を把握可能となり、過電流引外し特性を容易に設定できる。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における電子式回路遮断器の構成を示すブロック図、図２はサンプリングによる電流の実効値を得る方法の説明図、図３は表示部の要部拡大図、図４は電子式回路遮断器の動作を示すフローチャートである。

図１において、電子式回路遮断器１００は、交流電路１を開閉する開閉接点２と、交流電路１に設けられ、交流電路１に流れる負荷電流に比例した電流信号を出力する変流器３と、この変流器３の電流出力信号をアナログ電圧信号に変換する電流検出回路４と、電流検出回路４からのアナログ電圧信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路５と、このＡ／Ｄ変換回路５からのデジタル信号に基づいて交流電路１の各相に流れる電流値を演算する負荷電流演算部６と、負荷電流値に対する引外し時間の関係からなる過電流引外し特性及び定格電流を設定する特性設定部７と、この特性設定部７で設定された過電流引外し特性と負荷電流演算部６による電流値とに基づき過電流引外し信号を出力するマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）を含んだ制御装置８と、この制御装置８からの引外し信号により開閉接点２を開放する引外し回路９と、負荷電流演算部６で演算した交流電路１の負荷電流値が継続して流れ続けた時間を計時する通電時間計測部１０と、この通電時間計測部１０により各負荷電流値に応じて計測された最大の通電継続時間を記憶する最大通電時間記憶部１１とから構成されている。

また、制御装置８には、図３に示すように特性設定部７で設定された過電流引外し時限特性をグラフ表示した過電流引外し時限特性曲線２０及び最大通電時間記憶部１１へ記憶された各負荷電流値に対する最大通電継続時間の関係、すなわち最大負荷時限特性を例えば曲線などでグラフ表示した最大負荷時限特性曲線２１を表示する表示部１２、すなわち表示手段と、特性設定部７で設定された過電流引外し時限特性及び最大負荷時限特性のデータを例えば外部表示装置などの外部機器へ送信、及び過電流引外し時限特性の設定を受信するための通信インタフェース（通信Ｉ／Ｆ）１３、すなわち通信手段とが接続されている。表示部１２は例えば液晶表示装置などで構成される。

電流検出回路４は、変流器３からの交流の電流出力信号を直流信号に変換する整流回路４ａと、整流回路４ａの出力電流信号を電圧信号に変換する負担回路４ｂと、負担回路４ｂに誘起する出力電圧信号の実効値を得るための波形変換回路４ｃから構成されている。そして、この電流検出回路４、変流器３、及びＡ／Ｄ変換回路５から電流検出手段は構成されている。
また、電子式回路遮断器１００の負荷側には、例えばモータや電灯など複数の負荷１４ａ、１４ｂが接続されている。

負荷電流演算部６での負荷電流の演算方法について図２により説明する。検出された電路１の電流はＡ／Ｄ変換回路５でアナログ値からデジタル値へ変換される。この電流信号の検出周期、すなわちサンプリング周期はΔｔである。負荷電流は実効値を得る必要から、交流電路１の交流電源周波数が例えば５０Ｈｚの場合５周期、６０Ｈｚの場合６周期に相当する間をサンプリング数ｍで２乗移動平均してサンプリング電流の実効値の平方値としてＩ^２＝（Σｉ^２）／ｍを求める。Ｉ^２の平方根が負荷電流の実効値Ｉとなる。

表示部１２における表示は、図３に示すように横軸を負荷電流値、縦軸を回路遮断器１００の動作時間とし、特性設定部７で設定された過電流引外し特性曲線２０と、最大通電時間記憶部１１へ記憶された各負荷電流値に対する最大通電継続時間からなるデータをグラフ表示した最大負荷時限特性曲線２１とが同じ表示画面に表示される。負荷電流演算部６で演算した交流電路１の負荷電流値が、過電流引外し特性２０の境界線を越えると制御装置８から引外し信号が引外し回路９に出力され、開閉接点２が開放される。
なお、表示内容として、最大負荷時限特性２１の各負荷電流値に対する最大通電継続時間の数値を合わせて表示することも可能である。

次に動作について説明する。
図４のフローチャートに従い制御装置８の動作を中心に説明する。処理ルーチンの中に通電時間データＴ１を持たせているので、初期処理においてデータＴ１をクリアする（ステップ３０）。負荷電流演算部６により負荷電流値Ｉ１を求め（ステップ３１）、この負荷電流値Ｉ１に基づき過電流引外し時限処理を実行し（ステップ３２）、特性設定部７により設定された過電流引外し特性、例えば図３に示す過電流引外し特性２０と比較し（ステップ３３）、負荷電流値Ｉ１が過電流引外し特性２０の境界線を越え過電流引外し動作を行う場合は、制御装置８から引外し信号が引外し回路９に出力し回路遮断器の遮断動作を実行する（ステップ４２）。

負荷電流値Ｉ１が過電流引外し特性２０の境界線を越えておらず過電流引外し動作をしない場合は、演算した負荷電流値Ｉ１が前回の負荷電流値から変化したかを判定する（ステップ３４）。負荷電流値Ｉ１が変化していないときは通電継続時間Ｔ１に前回の負荷電流演算部６での演算処理から今回の処理までの時間経過分Δｔを加算した時間を通電継続時間Ｔ１＝Ｔ１＋Δｔとし、通電継続時間を更新する（ステップ３５）。負荷電流値Ｉ１が前回値から変化したときは、通電継続時間Ｔ１を時間経過分Δｔとして、通電継続時間を更新する（ステップ３６）。

次に負荷電流値Ｉ１に対する過去の最大通電継続時間Ｔｍａｘ（Ｉ１）を最大通電時間記憶部１１より読出し（ステップ３７）、負荷電流値Ｉ１に対する現在の通電継続時間Ｔ１と過去の最大通電継続時間Ｔｍａｘ（Ｉ１）とを比較し（ステップ３８）、現在の負荷電流値の通電継続時間が過去の最大通電継続時間を超えたときは過去の最大通電継続時間を更新（Ｔｍａｘ（Ｉ１）＝Ｔ１）し（ステップ３９）、負荷電流値に対する最大通電継続時間Ｔｍａｘ（Ｉ１）を最大通電時間記憶部１１へ記憶する（ステップ４０）。表示部１２への最大負荷時限特性の表示データとして、最大通電時間記憶部１１へ記憶した各負荷電流値に対する最大通電継続時間値を読出し、負荷電流値とその最大通電継続時間より最大負荷時限特性曲線２１を表示する（ステップ４１）。その後、新たな負荷電流値の演算を実行する（ステップ３１）。

本実施の形態によれば、電路１を流れる各負荷電流値Ｉ１に応じて通電時間計測部１０のより計測された最大通電継続時間Ｔｍａｘ（Ｉ１）を記憶する最大通電時間記憶部１１を備えたことにより、電路１に接続された複数の負荷機器の運転動作による過電流域における負荷電流の変動状況である最大負荷時限特性を把握できるので、過電流引外し特性を容易に設定できる。

また、最大負荷時限特性曲線２１と過電流引外し特性曲線２０とを表示部１２に一緒に表示するので、過電流引外し特性を更に容易に設定できる。

また、最大負荷時限特性と過電流引外し特性とを構成するそれぞれのデータを外部機器と送受信するための通信インタフェース１３を備えているので、遠隔地からも過電流引外し特性を容易に設定できる。

なお、本実施の形態では、各負荷電流値Ｉ１に応じた最大通電継続時間を最大負荷時限特性とする構成としたが、各負荷電流値を、例えば回路遮断器の定格電流に対するパーセント値に置き換えて、１００％以上２００％未満、２００％以上３００％未満といった負荷電流値に範囲を持たせることで、各負荷電流値の範囲とそれに対する最大通電継続時間からなるデータの量を少なくした構成としても良い。

実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２における電子式回路遮断器１０１の構成を示すブロック図、図６は、電子式回路遮断器１０１の最大負荷時限特性と過電流引外し特性の関係を示す説明図、図７は電子式回路遮断器１０１の動作を示すフローチャートである。

実施の形態１では、負荷電流値の変動を容易に把握はできるものの、実際の過電流引外し特性と最大負荷時限特性の時間に関する算出方法が異なるため、過電流引外し特性と最大負荷時限特性との整合が取れていない。本実施の形態では、最大負荷時限特性に熱的履歴を反映させるものであり、図５に示すように、電子式回路遮断器１０１は通電時間計測部１０を有していない。その他の構成については、実施の形態１と同様であるので説明を省略する。

電子式回路遮断器１０１の過電流引外し特性は図６に示すように、負荷電流の大きさにより長限時特性、短限時特性および瞬時特性の各過電流引外し特性曲線から構成される。本実施の形態では、特に長限時特性の領域での動作について説明する。長限時特性は、特性設定部７で予め設定され、例えば長限時の引外し動作時間Ｔｅは、Ｔｅ＝Ｋ／Ｉｅ^２と設定される。ここで、Ｉｅは負荷電流値、Ｔｅは長限時の引外し動作時間、Ｋは定数である。また、Ｋは図６の線分０−Ｉｅ^２、及び線分０−Ｔｅで囲まれる長方形の面積であるＳ０、すなわちＳ０＝Ｋ＝Ｔｅ×Ｉｅ^２に相当する。

電子式回路遮断器１０１の動作は負荷電流の実効値Ｉｅと予め定められている定格電流Ｉ０とを比較して定格電流Ｉ０を超えているかどうかを判定する。このとき処理を簡素化するため負荷電流実効値の２乗値であるＩｅ^２と定格電流の２乗値であるＩ_０ ^２とを比較してもよい。負荷電流実効値が定格電流を超えた場合は、電流積積算手段により、負荷電流実効値の２乗値Ｉｅ^２にサンプリング周期Δｔをかけた電流積を演算するとともに、この電流積を積算累積して累積電流値Ｓ１を演算する。この累積電流値Ｓ１はＳ１＝Σ（Δｔ×Ｉｅ^２）であり、この累積電流値Ｓ１が面積Ｓ０を超えた時点で電子式回路遮断器１０１の遮断動作が実行される。

負荷電流実効値が定格電流以下になった場合は、残余電流補正手段により、冷却相当の熱的履歴Δｔ・Ｐを累積電流値Ｓ１から減算する。ここで、Ｐは定数であり単位時間内の放熱係数である。

ここで、最大負荷時限特性としては、負荷電流値Ｉｅが連続通電時間Ｔ１の期間流れたとすれば、累積電流値Ｓ１は線分０−Ｉｅ^２、及び線分０−Ｔ１で囲まれる長方形の面積となりＳ１＝Ｉｅ^２・Ｔ１で表すことができる。
また、負荷電流値がＩｅからＩ１に変動した場合には、電流積積算手段により、前回演算時の累積電流値Ｓ２と今回の検出した負荷電流Ｉ１より累積積算値Ｓ１はＳ１＝Ｓ２＋Δｔ・Ｉ１^２で演算される。次に負荷電流Ｉ１での通電継続時間Ｔ２は、負荷電流時限換算手段によりＴ２＝Ｓ１／Ｉ１^２で演算され、過去の負荷電流Ｉ１に対応した最大の通電継続時間より大きい場合、新しい最大の通電継続時間として、最大通電時間記憶部１１に記憶される。そして、負荷電流Ｉ１に対する最大負荷時限特性として電子式回路遮断器１０１の長限時特性での過電流引外し動作と合致した特性を得ることができる。

次に、動作について説明する。
図７のフローチャートに従い制御装置８の動作を説明する。ステップ３０、３１、３７〜４２は実施の形態１と同様なので、説明を省略する。まず、負荷電流演算部６により負荷電流Ｉ１を求め（ステップ３１）、定格電流Ｉ_０と比較し、負荷電流値が過電流状態か否かを判定する（ステップ５０）。

Ｉ１＞Ｉ０で負荷電流値Ｉ１が定格電流Ｉ０を超えている時は、長限時引外し処理として電流積積算手段により、経過時間内の電流積が積算された累積電流値Ｓ１をＳ１＝Ｓ２＋（Δｔ×Ｉ１^２）により算出する（ステップ５１）。ここでＳ２は前回計算時の累積電流値Ｓ１であり、初期値はゼロである。

次に特性設定部７によって予め設定された長限時引外し特性の設定値から算出されている所定の定数Ｋと比較し（ステップ５２）、Ｓ１＞Ｋの場合は、電子式回路遮断器１０１の遮断動作を実行する（ステップ４２）。

Ｓ１≦Ｋの場合は、熱的履歴である経過時間内の累積電流値Ｓ１を現在の負荷電流値Ｉ１に対する通電継続時間値Ｔ１へ換算するために、負荷電流時限換算処理に移行し、負荷電流時限換算手段によりＴ１＝Ｓ１／Ｉ１^２を演算して、負荷電流値Ｉ１に対する通電継続時間値Ｔ１を求める（ステップ５３）。

次に負荷電流値Ｉ１に対する過去の最大の通電継続時間Ｔｍａｘ（Ｉ１）を最大通電時間記憶部１１より読出し（ステップ３７）、負荷電流値Ｉ１に対する現在の通電継続時間Ｔ１と過去の最大の通電継続時間Ｔｍａｘ（Ｉ１）とを比較する（ステップ３８）。今回の負荷電流値Ｉ１の通電継続時間Ｔ１が過去の最大通電継続時間Ｔｍａｘ（Ｉ１）を超えている場合は過去の最大通電継続時間Ｔｍａｘ（Ｉ１）を更新（Ｔｍａｘ（Ｉ１）＝Ｔ１）し（ステップ３９）、負荷電流値Ｉ１に対する最大通電継続時間Ｔｍａｘ（Ｉ１）を最大通電時間記憶部１１へ記憶する（ステップ４０）。

そして、表示部１２への最大負荷時限特性を表示する表示データとして、最大通電時間記憶部１１へ記憶した各負荷電流値に対する最大の通電継続時間を読出し、各負荷電流値とその最大の通電継続時間よりなる最大負荷時限特性２１を表示部１２へ表示する（ステップ４１）。その後、新たな負荷電流値の演算を実行する（ステップ３１）。

また、今回の負荷電流値Ｉ１の通電継続時間Ｔ１が過去の最大通電継続時間Ｔｍａｘ（Ｉ１）以下の場合は、最大通電時間記憶部１１の更新処理は行わない。

また、負荷電流値が過電流状態か否かを判定し（ステップ５０）、Ｉ１≦Ｉ０の状態で負荷電流値Ｉ１が定格電流Ｉ０以下の時は、残余電流積補正処理へ移行する。残余電流積補正処理としては、残余電流積補正手段により、負荷電流値Ｉ１が定格電流Ｉ０未満になり前回の処理からの継続時間に比例した放熱補正値Δｔ・Ｐを算出し、過去の定格電流を超過した過電流状態時の経過時間内に累積された熱的履歴の累積電流値Ｓ２から放熱補正値Δｔ・Ｐを減算し、補正された累積電流値Ｓ１を算出する（ステップ５４）。なお、Ｐは定数であり単位時間内の放熱係数であり、残余電流積補正処理は、負荷電路１の放熱冷却に対応させている。

累積電流値Ｓ１がＳ１＜０どうかを判定し（ステップ５５）、Ｓ１＜０になった場合は、今回及び前回の累積電流値を初期化、すなわちＳ１＝Ｓ２＝０とし（ステップ５６）、負荷電流時限換算処理に移行する（ステップ５３）。Ｓ１≧０の場合は、そのまま負荷電流時限換算処理に移行するステップ５３）。

また、最大負荷時限特性の各負荷電流値に応じた最大通電継続時間の算出方法について熱的履歴を加味した方法としたことで、電子式回路遮断器１０１の熱的履歴を含んだ過電流引外し動作と整合が取れた最大負荷時限特性２１を取得することが可能となり、過電流引外し特性を正確に設定できる。

なお、本実施の形態では、長限時特性の場合についてのみ記載したが、短限時特性および瞬時特性の場合についても、最大負荷時限特性２１の最大通電継続時間の算出方法を各過電流引き外し処理の方法と同様にしてもよい。

また、各負荷電流値Ｉ１に応じた最大通電継続時間を最大負荷時限特性とする構成としたが、各負荷電流値を、例えば回路遮断器の定格電流に対するパーセント値に置き換えて、１００％以上２００％未満、２００％以上３００％未満といった負荷電流値に範囲を持たせることで、各負荷電流値の範囲とそれに対する最大通電継続時間からなるデータの量を少なくした構成としても良い。

実施の形態３．
図８はこの発明の実施の形態３における電子式回路遮断器１０２の動作を示すフローチャートである。電子式回路遮断器１０２の構成を示すブロック図は、図１と同様である。本実施の形態では、実施の形態２に通電時間計測部１０を追加し、負荷電流値が定格電流以下のときは、実施の形態１と同様に最大負荷時限特性における最大通電継続時間の算出にあたって熱的履歴を反映させていないものである。その他の構成及び動作については、実施の形態２と同様なので、説明を省略する。

次に、動作について説明する。
図８のフローチャートに従い制御装置８の動作を説明する。ステップ３０、３１、３７〜５６は実施の形態２と同様である。まず、負荷電流演算部６により負荷電流Ｉ１を求め（ステップ３１）、定格電流Ｉ_０と比較し、負荷電流値が過電流状態か否かを判定する（ステップ５０）。

Ｉ１＞Ｉ０で負荷電流値Ｉ１が定格電流Ｉ０を超えている時は、過電流超過フラグＦをオンにする（ステップ６０）。そして長限時引外し処理として電流積積算手段により、経過時間内の電流積が積算された累積電流値Ｓ１をＳ１＝Ｓ２＋（Δｔ×Ｉ１^２）により算出する（ステップ５１）。ここでＳ２は前回計算時の累積電流値Ｓ１であり、初期値はゼロである。

次に特性設定部７によって予め設定された長限時引外し特性の設定値から算出されている所定の定数Ｋと比較し（ステップ５３）、Ｓ１＞Ｋの場合は、電子式回路遮断器１０２の遮断動作を実行する（ステップ４２）。

Ｓ１＜Ｋの場合は、熱的履歴である経過時間内の累積電流値Ｓ１を現在の負荷電流値Ｉ１に対する通電継続時間値Ｔ１へ換算するために、負荷電流時限換算手段によりＴ１＝Ｓ１／Ｉ１^２を演算し、負荷電流値Ｉ１に対する通電継続時間値Ｔ１を求める（ステップ５３）。

次に負荷電流値Ｉ１に対する過去の最大の通電継続時間Ｔｍａｘ（Ｉ１）を最大通電時間記憶部１１より読出し（ステップ３７）、負荷電流値Ｉ１に対する現在の通電継続時間Ｔ１と過去の最大の通電継続時間Ｔｍａｘ（Ｉ１）とを比較する（ステップ３８）。今回の負荷電流値Ｉ１の通電継続時間Ｔ１が過去の最大通電継続時間Ｔｍａｘ（Ｉ１）を超えている場合は過去の最大通電継続時間Ｔｍａｘ（Ｉ１）を更新（Ｔｍａｘ（Ｉ１）＝Ｔ１）し（ステップ３９）、負荷電流値に対する最大通電継続時間Ｔｍａｘ（Ｉ１）を最大通電時間記憶部１１へ記憶する（ステップ４０）。

そして、表示部１２への最大負荷時限特性を表示する表示データとして、最大通電時間記憶部１１へ記憶した各負荷電流値に対する最大の通電継続時間を読出し、負荷電流値とその最大の通電継続時間より最大負荷時限特性曲線２１を表示部１２へ表示する（ステップ４１）。その後、新たな負荷電流値の演算を実行する（ステップ３１）。

また、負荷電流値が過電流状態か否かを判定し（ステップ５０）、Ｉ１≦Ｉ０の状態で負荷電流値Ｉ１が定格電流Ｉ０以下の時は、過電流超過フラグＦのオン有無を確認し（ステップ６１）、過電流超過フラグＦがオン（Ｆ＝１）の時は残余電流積補正処理へ移行する。過電流超過フラグＦがオフ（Ｆ＝０）の時は残余電流積補正処理を実行せずに、次の通電時間計時処理へ移行する。

過電流超過フラグがオン（Ｆ＝１）の場合、残余電流積補正処理へ移行する。残余電流積補正処理としては、残余電流積補正手段により、負荷電流値Ｉ１が定格電流Ｉ０未満になり前回の処理からの継続時間に比例した放熱補正値Δｔ・Ｐを算出し、過去の定格電流を超過した過電流状態時の経過時間内に累積された熱的履歴の累積電流値Ｓ２から放熱補正値Δｔ・Ｐを減算し、補正された累積電流値Ｓ１を算出する（ステップ５６）。なお、Ｐは定数であり単位時間内の放熱係数であり、残余電流積補正処理は、負荷電路１の放熱冷却に対応させている。

累積電流値Ｓ１がＳ１＜０になった場合は、今回及び前回の累積電流値を初期化、すなわちＳ１＝Ｓ２＝０とし（ステップ５６）、さらに過電流超過フラグｆをオフ（Ｆ＝０）し、定格電流値以下における負荷電流値に応じた通電継続時間の計時処理へ移行する。
累積電流値Ｓ１がＳ１≧０の場合は、すぐに定格電流値以下における負荷電流値に応じた通電継続時間の計時処理へ移行する。

定格電流値以下における負荷電流値に応じた通電継続時間の計時処理としては、負荷電流値Ｉ１が前回の負荷電流値と同じかを判定し（ステップ３４）、負荷電流値Ｉ１が同じときは通電継続時間Ｔ１に処理時間経過分Δｔを加算した時間を今回の通電継続時間Ｔ１＝Ｔ１＋Δｔとし、通電継続時間を更新する（ステップ３５）。負荷電流値Ｉ１が前回値から変化したときは、通電継続時間を時間経過分Ｔ１＝Δｔとして、通電継続時間Ｔ１を更新する（ステップ３６）。次にこの経過時間更新処理によって算出した負荷電流値Ｉ１に対する通電継続時間Ｔ１を用いて、負荷電流値Ｉ１に対する最大通電時間算出処理を実行し（ステップ３７〜４０）、更新された最大負荷時限特性表示処理を行う（ステップ４１）。

また、最大負荷時限特性の各負荷電流値に応じた最大通電継続時間の算出方法を熱的履歴を加味した方法としたことで、電子式回路遮断器１０２の熱的履歴を含む過電流引外し動作と整合が取れた最大負荷時限特性を取得することが可能となり、過電流引外し特性を正確に設定できる。

また、定格電流値以下における負荷電流値に応じた通電継続時間の計時処理について熱的履歴を加味しない簡易方式としたことで、制御装置８の処理を軽減できる。

実施の形態４．
図９はこの発明の実施の形態４における電子式回路遮断器１０３のサンプリングによる負荷電流の実効値を得る方法の説明図、図１０は電子式回路遮断器１０３の動作を示すフローチャートである。電子式回路遮断器１０３の構成を示すブロック図は、図１と同様である。

実施の形態３では、負荷電流値Ｉ１及び負荷電流値Ｉ１に応じた通電継続時間の演算を電流信号の検出サンプリング周期Δｔ毎に実施したが、本実施の形態では、図９に示すように電路１の交流電源周波数である５０Ｈｚと６０Ｈｚの周期の公倍数にあたるΔＴ毎に、負荷電流値Ｉ１及び負荷電流値Ｉ１に応じた通電継続時間の演算処理を行うものである。その他の構成については、実施の形態３と同様であるので説明は省略する。

次に動作について説明する。
図１０のフローチャートに従い制御装置８の動作を説明する。本処理は、電流信号のサンプリング周期Δｔではなく、電路１の交流電源周波数である５０Ｈｚと６０Ｈｚの周期の公倍数にあたるΔＴ毎に実施されるので、電流積積算手段により経過時間であるΔＴ期間分の電流積を積算するためΣ（Δｔ・Ｉ１^２）となり、累積電流値Ｓ１は、Ｓ１＝Ｓ２＋Σ（Δｔ・Ｉ１^２）により算出する（ステップ５１ａ）。

また、残余電流積補正処理も、残余電流積補正手段により負荷電流値Ｉ１が定格電流Ｉ０未満になり前回の処理からの継続時間ΔＴ期間分を積算するので、放熱補正値はΣ（Δｔ・Ｐ）となり、前回の熱的履歴の累積電流値Ｓ２から放熱補正値ΣΔｔ・Ｐを減算して補正された累積電流値Ｓ１を算出する（ステップ５４ａ）。

定格電流値以下における負荷電流値に応じた通電継続時間の計時処理も、負荷電流値Ｉ１が前回の負荷電流値と同じかを判定し（ステップ３４）、負荷電流値Ｉ１が同じときは通電継続時間（Ｔ１）に処理時間経過分ΔＴを加算した時間を今回の通電継続時間（Ｔ１＝Ｔ１＋Δｔ）とし、通電継続時間を更新する（ステップ３５ａ）。負荷電流値Ｉ１が前回値から変化したときは、通電継続時間を時間経過分、Ｔ１＝ΔＴとして、通電継続時間Ｔ１を更新する（ステップ３６ａ）。その他の動作については、実施の形態３と同様であるので、説明を省略する。

また、最大負荷時限特性の各負荷電流値に応じた最大通電継続時間の算出方法を熱的履歴を加味した方法としたことで、電子式回路遮断器１０３の熱的履歴を含んむ過電流引外し動作と整合が取れた最大負荷時限特性２１を取得することが可能となり、過電流引外し特性を正確に設定できる。

また、負荷電流値Ｉ１及び負荷電流値Ｉ１に応じた通電継続時間の演算を、電路１の交流電源周波数である５０Ｈｚと６０Ｈｚの周期の公倍数にあたるΔＴ毎に行うようにしたので、制御装置８の処理を更に軽減できる。

本発明の実施の形態１における電子式回路遮断器の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態１における電子式回路遮断器のサンプリングによる電流の実効値を得る方法の説明図である。本発明の実施の形態１における電子式回路遮断器の表示部の要部拡大図である。本発明の実施の形態１における電子式回路遮断器の動作を示すフローチャートである。過電流と時限特性の関係を説明する図である。本発明の実施の形態２における電子式回路遮断器の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態２における電子式回路遮断器の最大負荷時限特性と過電流引外し特性の関係を示す説明図である。本発明の実施の形態２における電子式回路遮断器の動作を示すフローチャートである。本発明の実施の形態３における電子式回路遮断器の動作を示すフローチャートである。本発明の実施の形態４における電子式回路遮断器のサンプリングによる負荷電流の実効値を得る方法の説明図である。本発明の実施の形態４における電子式回路遮断器の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

２開閉接点、３変流器、４電流検出回路、５Ａ／Ｄ変換回路、
７特性設定部、８制御装置、９引外し回路、１０通電時間計測部、
１１最大通電時間記憶部、１００電子式回路遮断器。

Claims

電路を開閉する開閉接点と、この開閉接点を開放する引き外し装置と、前記電路の電流を検出する電流検出手段と、前記電路を流れる過電流に応じ前記開閉接点を開放するための過電流引外し特性を設定する過電流引外し特性設定部と、前記過電流引外し特性と前記電流検出手段による検出電流に基づいて前記引き外し装置に引外し信号を出力する制御装置と、前記検出電流に応じた通電継続時間を計時する通電時間計測部と、この通電時間計測部により前記検出電流に応じて計測された最大の通電継続時間を記憶する最大通電時間記憶部と、を備えた電子式回路遮断器。
電路を開閉する開閉接点と、この開閉接点を開放する引き外し装置と、前記電路の電流を所定の検出周期で検出する電流検出手段と、前記電路を流れる過電流に応じて開閉接点を開放する過電流引外し特性を設定する過電流引外し特性設定部と、前記過電流引外し特性と前記電流検出手段による検出電流に基づいて前記引き外し装置に引外し信号を出力する制御装置と、前記検出電流に応じた最大の通電継続時間を記憶する最大通電時間記憶部と、電流検出手段による検出電流が回路遮断器の定格電流を超えたとき前記検出電流の２乗値と前記検出周期との電流積を演算すると共に前記電流積を積算累積して累積電流値を演算する電流積積算手段と、前記検出電流が前記定格電流以下になったとき、前記累積電流値から冷却相当の熱的履歴値を減算する残余電流積補正手段と、前記電流積積算手段または残余電流積補正手段から得られる前記累積電流値を前記検出電流の２乗値で除算し負荷電流通電時間を演算する負荷電流時限換算手段とを備え、最大通電時間記憶部に記憶させる前記通電継続時間は、負荷電流時限換算手段により演算された負荷電流通電時間とすることを特徴とする電子式回路遮断器。
電流検出手段による検出電流に応じた通電継続時間を計時する通電時間計測部を備え、最大通電時間記憶部に記憶させる最大通電継続時間は、前記検出電流が回路遮断器の定格電流を越えたとき負荷電流時限換算手段によって得られた負荷電流通電時間とし、前記検出電流が前記定格電流以下になったとき前記通電時間計測部による最大の通電継続時間とすることを特徴とする請求項２記載の電子式回路遮断器。
最大通電時間記憶部に記憶された検出電流に応じた最大の通電継続時間からなる最大負荷時限特性と過電流引外し特性とを合わせて表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電子式回路遮断器。
最大通電時間記憶部に記憶された検出電流に応じた最大の通電継続時間からなる最大負荷時限特性と過電流引外し特性とを外部機器に送信するための通信手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電子式回路遮断器。