JP2012134142A - 回路保護デバイスと共に用いるための静電容量チェックおよび電流監視回路 - Google Patents

Abstract

【課題】回路保護デバイス（１２２）を提供すること。
【解決手段】回路保護デバイス（１２２）は、トリップ機構（１２８）と、電気エネルギーを蓄積し、電気エネルギーをトリップ機構（１２８）に供給するように構成された少なくとも１つのコンデンサ（１４０）とを含む。回路保護デバイス（１２２）はまた、少なくとも１つのコンデンサ（１４０）に通信的に結合され、少なくとも１つのコンデンサ（１４０）の充電特性を測定し、測定した充電特性を閾値と比較し、比較を示す信号を出力するように構成されたコントローラ（１２６）を含む。
【選択図】図２

Description

本明細書で述べる実施形態は、一般に回路保護デバイスに関し、より詳細には回路保護デバイスのコンデンサの充電状態を監視するのに用いるための装置に関する。

知られている配電回路および開閉装置は、一般に、空気、またはガス、または固体誘電体などの絶縁体によって分離された導体を有する。しかし導体が互いに密接し過ぎて配置された場合、または導体間の電圧が導体間の絶縁体の絶縁特性を超えた場合はアークが生じ得る。たとえば、導体間の絶縁体がイオン化される場合があり、それにより絶縁体が導電性となり、アークフラッシュの形成が可能になる。

アークフラッシュは、２つの相導体の間、相導体と中性線の間、または相導体と接地点との間の障害による急速なエネルギーの放出を含む。アークフラッシュ温度は、２０，０００℃に達する、またはそれを超える場合があり、導体および隣接する機器を蒸発し得る。さらにアークフラッシュは、熱だけでなく、導体および隣接する機器を損傷するのに十分な強烈な光、圧力波、および／または音波の形でかなりのエネルギーを放出し得る。しかしアークフラッシュを発生する障害の電流レベルは、短絡の電流レベルより小さく、それにより一般に回路遮断器は、回路遮断器がアーク障害条件を扱うように特に設計されていない限り、トリップしないか遅延されたトリップを示し得る。

米国特許出願公開第２０１０／０１９４３５４号公報

少なくとも一部の知られている回路保護デバイスは、二次アークフラッシュによって放出されるエネルギーを安全に抑制するように設計されたエンクロージャ内で、二次アークフラッシュを開始するのに用いるための１つまたは複数の高電圧かつ高エネルギーのコンデンサを含む。これらのコンデンサは、複数の電極の間のギャップにプラズマを放出して二次アークフラッシュの形成を容易にする、アブレーションプラズマガンにエネルギーを供給するために用いることができる。同様に、少なくとも一部の知られている回路保護デバイスは、導電性接点アームの分離を引き起こすことによって回路保護デバイスを通る電流の流れを遮断するのに用いるための、１つまたは複数の高電圧かつ高エネルギーのコンデンサを含む。少なくとも一部の知られているコンデンサは、たとえば回路保護デバイス内に発生される熱により時間とともに故障または性能の劣化を経験する。しかし、これらのコンデンサの充電状態を観察することは難しい。コンデンサが充電された状態または充電している状態でこれらの回路保護デバイスをラックから取り外すことは、作業者がコンデンサと接触したならば、激しい電気ショックまたは火傷となり得る。したがって、コンデンサの充電状態を監視および表示する手段、および／またはコンデンサの充電状態を変える手段を提供することが望ましい。

一態様では、回路保護デバイスは、トリップ機構と、電気エネルギーを蓄積し、電気エネルギーをトリップ機構に供給するように構成された少なくとも１つのコンデンサとを含む。回路保護デバイスはまた、少なくとも１つのコンデンサに通信的に結合され、少なくとも１つのコンデンサの充電特性を測定し、測定した充電特性を閾値と比較し、比較を示す信号を出力するように構成されたコントローラを含む。

他の態様では、トリップ機構と、トリップ機構によって用いられるためのエネルギーを蓄積するように構成された少なくとも１つのコンデンサとを有する回路保護デバイスと共に用いるための試験回路が提供される。試験回路は、電流センサと、電流センサに通信的に結合されたプロセッサとを含む。電流センサは、少なくとも１つのコンデンサを通る電流を測定するように構成される。プロセッサは、測定した電流を閾値電流と比較し、比較を示す信号を出力するように構成される。

他の態様では、回路保護デバイス内で用いるためのコンデンサの動作を監視する方法が提供される。方法は、コンデンサを通る電流を測定するステップと、測定した電流に基づいてコンデンサの動作状態を判定するステップと、動作状態を示す信号を出力するステップとを含む。

例示の電力システムの概略ブロック図である。 図１に示される電力システムと共に用いることができる例示の電力分配システムの概略ブロック図である。 図２に示される回路保護デバイスと共に用いることができる例示の電気的構成の概略ブロック図である。 図２に示される回路保護デバイスの概略回路図である。 図２に示される回路保護デバイスの代替実施形態の概略回路図である。 図２に示される回路保護デバイスのコンデンサの動作を監視するための試験回路を用いる例示の方法を示すフローチャートである。

本明細書では、回路保護デバイス内のコンデンサの静電容量を監視するのに用いるためのシステム、方法、および装置の例示的実施形態について述べる。これらの実施形態は、コンデンサによる電流消費を監視することによって、コンデンサまたはコンデンサのバンクが十分な静電容量を有するかどうかを監視することを容易にする。測定は、初期充電時間の間などの単一の測定でもよく、周期的測定などの反復した測定でもよい。コンデンサによる電流消費のほぼ連続した監視を可能にすることにより、続いて起こる回路保護デバイスのリセットの前に、コンデンサの故障またはコンデンサの劣化を検出することが容易になる。さらに本明細書で述べる実施形態は、複数の動作モード時にコンデンサおよび／または他の回路構成要素の電流消費を監視するのを容易にする。たとえば、回路保護デバイスの第１の動作モードはコンデンサに第１の電流レベルを引き出させ、第２の動作モードはコンデンサに第２の電流レベルを引き出させる。第１および第２の電流レベルを各動作モードに対するそれぞれの電流プロファイルと比較することによって、回路保護デバイスは、コンデンサまたは任意の他の回路構成要素が望むように機能しているかどうかを判定することが可能になる。

図１は、機器保護システム１０２と、分配システム１０４とを含む、例示の電力システム１００の概略ブロック図を示す。例示的実施形態では、分配システム１０４は、複数の開閉装置ユニット１０６を含む。保護システム１０２は、プロセッサ１１０と、プロセッサ１１０に結合されたメモリ領域１１２とを含む中央コントローラ１０８を含む。プロセッサ１１０は、開閉装置ユニット１０６の動作を制御および／または監視する。より具体的には、プロセッサ１１０は、開閉装置ユニット１０６内の複数の回路遮断器およびトリップユニット（いずれも図１には示さず）の動作を制御および／または監視する。プロセッサ１１０は、ネットワーク１１４を通じて開閉装置ユニット１０６と通信する。たとえば中央コントローラ１０８は、ネットワーク１１４を通じてプロセッサ１１０と開閉装置ユニット１０６の間で、データおよび／またはコマンドを送信および受信することを可能にする中央通信ユニット１１６を含む。

「プロセッサ」という用語は、一般に、本明細書で述べられる機能を実行することが可能な、システムおよびマイクロコントローラ、縮小命令セット回路（ＲＩＳＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理回路、および任意の他の回路またはプロセッサを含む、任意のプログラマブルシステムを指すことを理解されたい。上記の例は例示のみであり、したがって「プロセッサ」という用語の定義および／または意味を何ら限定するものではない。

さらに、メモリ領域１１２は、開閉装置ユニット１０６を制御および／または監視するためにプロセッサ１１０によって実行可能なプログラムコードおよび命令を記憶する。メモリ領域１１２は、１つのまたは２つ以上の形態のメモリを含むことができる。たとえばメモリ領域１１２は、不揮発性ＲＡＭ（ＮＶＲＡＭ）、磁気ＲＡＭ（ＭＲＡＭ）、強誘電体ＲＡＭ（ＦｅＲＡＭ）、および他の形態のメモリを含み得る、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含むことができる。メモリ領域１１２はまた、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、および／または電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）を含むことができる。任意の他の適当な磁気、光、および／または半導体メモリを、それ自体で、または他の形態のメモリと組み合わせてメモリ領域１１２内に含むことができる。メモリ領域１１２はまた、適当なカートリッジ、ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、またはＵＳＢメモリを非限定的に含む取り外し可能またはリムーバブルなメモリとすることができ、あるいはそれらを含むことができる。

さらに図１の例示的実施形態では、保護システム１０２は、保護システム１０２を用いて分配システム１０４を監視および制御するためのユーザインターフェースを提供する、ディスプレイ装置１１８およびユーザ入力デバイス１２０を含む。ディスプレイ装置１１８は、非限定的に、モニタ、テレビジョンディスプレイ、プラズマディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）をベースとするディスプレイ、複数の有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）をベースとするディスプレイ、ポリマー発光ダイオード（ＰＬＥＤ）をベースとするディスプレイ、複数の表面伝導型電子放出素子（ＳＥＤ）に基づくディスプレイ、投射型および／または反射型画像または任意の他の適当な電子デバイスまたは表示機構を含むディスプレイを含むことができる。一実施形態では、ディスプレイ装置１１８は、付随するタッチスクリーンコントローラを有するタッチスクリーンを含む。ディスプレイ装置１１８は、正方形、矩形、または細長い矩形などの任意の適当な構成のものとすることができる。

図２は、電力分配システム１０４の概略ブロック図である。例示的実施形態では、開閉装置ユニット１０６はまた、複数の回路保護デバイス１２２を含む。各回路保護デバイス１２２は、開閉装置ユニット１０６内に着脱可能に結合され、１つまたは複数の負荷１２４への電力を制御するように構成される。負荷１２４は、機械、モータ、照明装置、および／または他の、製造または発電または配電施設の電気機器および機械機器を含むことができ、それらのみを含むことに限定されない。電力は、やはり回路保護デバイス１２２に結合された主給電部１２６から開閉装置ユニット１０６に供給される。次いで電力は、負荷１２４に電力を供給するために回路保護デバイス１２２を用いて複数の分岐回路内へ分割される。

各回路保護デバイス１２２は、コントローラ１２６と、回路遮断器またはアーク抑制デバイスなどのトリップ機構１２８とを含む。例示の回路遮断器は、たとえば回路スイッチおよび／または、回路遮断器を通る電流の流れを遮断する回路安全装置を含む。例示のアーク抑制デバイスは、たとえば抑制組立体、複数の電極、プラズマガン、およびプラズマガンに電極間のギャップへアブレーションプラズマを放射させて、回路上で検出された他の電気的障害のアークから抑制組立体内へエネルギーを迂回させるトリガ回路を含む。例示的実施形態では、コントローラ１２６はまた、中央コントローラ１０８に通信的に結合される。たとえばコントローラ１２６は、中央コントローラ１０８との通信のために直接結合することができ、または中央コントローラ１０８との通信のために通信ユニット１３０を通じて結合することができる。さらに、コントローラ１２６と中央コントローラ１０８の間の通信は、ハードワイヤード通信リンクを通じて、または無線通信リンクを通じて行うことができる。コントローラ１２６は、対応するトリップ機構１２８に関する動作データを収集する。たとえばコントローラ１２６は、回路保護デバイス１２４によって監視される回路の導体を通る電流レベル、回路保護デバイス１２４によって監視される回路の複数の導体を跨がる電圧レベル、および／または回路保護デバイス１２４の遮断器状態を取得することによって動作データを集めることができる。一部の実施形態では、コントローラ１２６は、予め選択した頻度で周期的に動作データを受け取る。さらにコントローラ１２６は、短絡、アーク、または過電流などの回路上の障害を検出し、トリップ機構１２８をトリップさせ、または回路および／または負荷１２４を保護するために障害のエネルギーを迂回させる。

図３は、回路保護デバイス１２２と共に用いることができる、例示の電気的構成１３２の概略ブロック図である。例示的実施形態では、コントローラ１２６は、通信バス１３８を通じて相互接続されたプロセッサ１３４とメモリ領域１３６とを含む。代替実施形態では、各コントローラ１２６は、複数のプロセッサ１３４を含む。さらに別の代替実施形態では、各コントローラ１２６は、複数のメモリ領域１３６を含む。プロセッサ１３４は、本明細書で述べられる機能を実行することが可能な、システムおよびマイクロコントローラ、縮小命令セット回路（ＲＩＳＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理回路、または任意の他の回路またはプロセッサを含む、任意のプログラマブルシステムとすることができる。メモリ領域１３６は、コントローラ１２６および／またはトリップ機構１２８のための動作データを記憶する。メモリ領域１３６は、１つのまたは２つ以上の形態のメモリを含むことができる。たとえばメモリ領域１３６は、不揮発性ＲＡＭ（ＮＶＲＡＭ）、磁気ＲＡＭ（ＭＲＡＭ）、強誘電体ＲＡＭ（ＦｅＲＡＭ）、および他の形態のメモリを含み得る、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含むことができる。メモリ領域１３６はまた、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリおよび／または電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）を含むことができる。任意の他の適当な磁気、光、および／または半導体メモリを、それ自体で、または他の形態のメモリと組み合わせてメモリ領域１３６内に含むことができる。メモリ領域１３６はまた、適当なカートリッジ、ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、またはＵＳＢメモリを非限定的に含む取り外し可能またはリムーバブルなメモリとすることができ、あるいはそれらを含むことができる。

さらに例示的実施形態では、回路保護デバイス１２２は、１つまたは複数のコンデンサ１４０を含む。一部の実施形態では、コンデンサ１４０は、本明細書では活動化コンデンサとも呼ばれる場合があり、アーク抑制デバイス（図示せず）内のアークの生成に用いるために、回路保護デバイス１２２のプラズマガン（図示せず）に電力を供給するために用いられる。あるいはコンデンサ１４０は、活動化コンデンサとして、およびトリップ機構１２８に電力を供給するために用いることができる。さらに一部の実施形態では、コンデンサ１４０は、本明細書ではパルスコンデンサとも呼ばれる場合があり、プラズマガンに電力が供給された後に、プラズマガンにパルス信号を供給するために用いられる。パルス信号は、プラズマガンに、アーク抑制デバイス内にアークプルームを生成させる。

例示的実施形態では、コントローラ１２６は、コンデンサ１４０の充電状態の監視に用いるためにコンデンサ１４０に通信的に結合された試験回路１４２を含む。試験回路１４２は、コンデンサ１３８の充電特性を測定し、測定した充電特性を閾値と比較し、比較を示す信号を出力する。たとえば、試験回路１４２は、測定した充電特性を第１の閾値と比較し、測定した充電特性が第１の閾値より大きいときは第１の信号を出力する。さらに試験回路１４２は、測定した充電特性を第２の閾値と比較し、測定した充電特性が第２の閾値より小さいときは第２の信号を出力する。具体的には試験回路１４２は、コンデンサ１４０を通る電流を測定し、測定した電流を第１の閾値電流と比較し、測定した電流が第１の閾値電流より大きいときは第１の信号を出力する。さらに試験回路１４２は、測定した電流を第２の閾値電流と比較し、測定した電流が第２の閾値電流より小さいときは第２の信号を出力する。それに加えて試験回路１４２は、測定した電流に基づいてコンデンサ１４０の静電容量を計算する。試験回路１４２は、計算した静電容量を閾値静電容量と比較し、予め選択した期間内で、計算した静電容量が閾値静電容量以上でない場合は信号を出力する。一部の実施形態では、試験回路１４２はプロセッサ１３４を含む。あるいは試験回路１４２は、通信バス１３８を通じてプロセッサ１３４と通信する。

さらに一部の実施形態では、コントローラ１２６は、作業者にコンデンサ１４０の充電状態を示す、少なくとも１つの出力デバイスを含む。たとえば一実施形態では、コントローラ１２６は、第１の出力デバイス１４４、第２の出力デバイス１４６、および第３の出力デバイス１４８を含む。第１の出力デバイス１４４は、コンデンサ１４０が、所望の期間内にトリップ機構１２８の動作を駆動するのに十分に充電されたことを作業者に示す。第２の出力デバイス１４６は、コンデンサ１４０が放電された、または所望の時間内に充電できなかったことを作業者に示す。第３の出力デバイス１４８は、コンデンサ１４０が充電しつつあることを作業者に示す。

図４は、回路保護デバイス１２２の概略回路図であり、図５は、回路保護デバイス１２２の代替実施形態である。例示的実施形態では、図４に示されるように、電源１５０がコンデンサ１４０およびプロセッサ１３４に結合される。電源１５０は、回路保護デバイス１２２によって用いられるための入力電圧を受け取り、入力電圧をプロセッサ１３４が使用するのに適した低電圧に変換する。回路保護デバイス１２２はまた、光センサ、電流センサ、電圧センサなどのアナログ回路構成要素１５２を含む。例示的実施形態では、試験回路１４２は、抵抗器などの抵抗素子１５４と、電流センサ１５６とを含む。電流センサ１５６は、コンデンサ１４０を通って流れる電流を測定する。代替実施形態では、試験回路１４２は、抵抗素子１５４および電流センサ１５６に加えてまたはそれらの代わりに任意の適当な検出デバイスを含むことができる。たとえば試験回路１４２は、ホールセンサ（図示せず）を含むことができる。プロセッサ１３４は、測定した電流を閾値電流と比較し、比較を示す信号を出力デバイス１４４、１４６、および１４８（図３に示される）の１つに出力する。より具体的には、プロセッサ１３４は、測定した電流を第１の閾値電流と比較し、測定した電流が第１の閾値電流より大きいときは、第１の信号を第１の出力デバイス１４４に出力する。さらにプロセッサ１３４は、測定した電流を第２の閾値電流と比較し、測定した電流が第２の閾値電流より小さいときは、第２の信号を第２の出力デバイス１４６に出力する。

一実施形態では、図５に示されるように、回路保護デバイス１２２は、コンデンサ１４０への第１の電流を測定する第１の試験回路１４２と、電源１５０への第２の電流を測定する第２の試験回路１４２とを含む複数の試験回路１４２を含む。プロセッサ１３４は、第１の電流から第２の電流を減算することによってコンデンサ１４０を通る電流を求める。同様に、電源１５０および／または出力デバイス１４４、１４６、および１４８などの、回路保護デバイス１２２内の電子構成要素の健全性についての情報を求めるために、複数のトリガ回路１４２を含めることができる。

さらに一実施形態では、プロセッサ１３４は、測定したコンデンサ１４０を通る電流がたとえばほぼゼロより大きいときに、回路異常または故障を検出する。このような一実施形態では、回路保護デバイス１２２のパワーアップ動作時、または監視される回路内の障害を回路保護デバイス１２２が検出したとき以外は、コンデンサ１４０を通る電流はゼロ近くであることが予想される。したがってプロセッサ１３４がたとえばコンデンサ１４０を通る漏洩電流などの電流を検出したときは、プロセッサ１３４は、出力デバイス１４４、１４６、および１４８の１つまたは複数を用いて警告またはエラー信号を出力することができる。

例示的実施形態では、プロセッサ１３４はまた、コントローラ１２６および／または回路保護デバイス１２２の異なる動作モード時の電流を測定する。たとえば、電流センサ１５６は、第１の動作モード時にコンデンサ１４０を通る第１の電流を測定し、第２の動作モード時にコンデンサ１４０を通る第２の電流を測定する。プロセッサ１３４は、電流センサ１４０による測定の間に、コントローラ１２６または回路保護デバイス１２２を第１の動作モードと第２の動作モードの間で切り換えさせる。さらにプロセッサ１３４は、第１の電流と第１の閾値電流の間で第１の比較を行い、第１の比較に基づいて第１の信号を出力する。プロセッサ１３４はまた、第２の電流と第２の閾値電流の間で第２の比較を行い、第２の比較に基づいて第２の信号を出力する。

一部の実施形態では、試験回路１４２はまた、回路保護デバイス１２２の他の電気的構成要素のための異なる動作モードでの動作を監視するために用いられる。たとえば、プロセッサ１３４は、アナログ回路構成要素１５２を異なる動作モードの間で切り換えさせることができる。このような一実施形態では、電流センサ１５６によって測定された電流は、選択されたアナログ回路構成要素１５２の動作モードを示す。プロセッサ１３４は、測定した電流を、選択された動作モードに基づいておよそ既知である閾値電流と比較することにより、選択されたアナログ回路構成要素１５２が望むように動作しているかどうかを判定する。

図６は、試験回路１４２を用いてコンデンサ１４０（共に図３〜５に示される）の動作を監視する例示の方法を示すフローチャート２００である。例示的実施形態では、電流センサ１５６（図４および５に示される）は、２０２でコンデンサ１４０を通る電流を測定し、測定した電流を示す信号をプロセッサ１３４（図４および５に示される）に送る。プロセッサ１３４は、測定した電流に基づいてコンデンサ１４０に対する動作状態を判定する。たとえば、２０４でプロセッサ１３４は、測定した電流が第１の閾値電流より大きいかどうかを判定し、２０６では測定した電流が第２の閾値電流より小さいかどうかを判定する。プロセッサ１３４はまた、コンデンサ１４０の動作状態を示す信号を出力する。たとえばプロセッサ１３４は、測定した電流が第１の閾値電流より大きいときに、２０８で第１の信号を第１の出力デバイス１４４（図３に示される）に出力し、測定した電流が第２の閾値電流より小さいときに、２１０で第２の信号を第２の出力デバイス１４６（図３に示される）に出力する。代替実施形態では、回路保護デバイス１２２は、コンデンサ１４０への第１の電流を測定する第１の試験回路１４２、および電源１５０への第２の電流を測定する第２の試験回路１４２（図４および５に示される）を含む、複数の試験回路１４２を含む。プロセッサ１３４は、第１の電流から第２の電流を減算することによってコンデンサ１４０を通る電流を求める。同様に、電源１５０および／または出力デバイス１４４、１４６、および１４８などの、回路保護デバイス１２２内の電子構成要素の健全性についての情報を求めるために、複数のトリガ回路１４２を含めることができる。

一部の実施形態では、電流センサ１５６は、回路保護デバイス１２２の第１の動作モード時にコンデンサ１４０を通る第１の電流を測定し、回路保護デバイス１２２の第２の動作モード時にコンデンサ１４０を通る第２の電流を測定する。このような一実施形態では、プロセッサ１３４は、第１の電流と第１の閾値電流の間で第１の比較を行い、第１の比較に基づいて第１の信号を第１の出力デバイス１４４に出力する。プロセッサ１３４は、回路保護デバイス１２２を第１の動作モードから第２の動作モードの間に切り換えさせ、第２の電流と第２の閾値電流の間で第２の比較を行い、第２の比較に基づいて第２の信号を第２の出力デバイス１４６に出力する。

回路保護デバイスの電力供給の静電容量レベルを監視するためのシステム、方法、および装置の例示的実施形態について、上記で詳細に述べた。システム、方法、および装置は、本明細書に述べられた特定の実施形態に限定されるものではなく、むしろ方法の動作および／または、システムおよび／または装置の構成要素は、本明細書に述べられた他の動作および／または構成要素とは独立におよび別々に利用することができる。さらに述べられた動作および／または構成要素は、他のシステム、方法、および／または装置と組み合わせて定義するまたは用いることもでき、本明細書で述べられたシステム、方法、および記憶媒体のみで実施することに限定されない。

本発明について例示の回路保護システムに関連して述べたが、本発明の実施形態は、数多くの他の汎用または専用回路保護システムまたは構成と共に動作可能である。本明細書で述べた回路保護システムは、本発明のいずれの態様の使用または機能の範囲に関して何ら限定を示唆するものではない。さらに本明細書で述べた回路保護システムは、例示の動作環境において示される構成要素のいずれか１つまたは組合せに関する何らかの依存性または要件を有するものと解釈されるべきではない。

本明細書で示し説明した本発明の実施形態での動作の実行または実施の順序は、別段の指定がない限り本質的ではない。すなわち別段の指定がない限り、動作は任意の順序で行うことができ、本発明の実施形態は、本明細書で開示されるものへの追加の動作、またはそれより少ない動作を含むことができる。たとえば特定の動作を、別の動作の前、それと同時に、またはその後で実行または実施することは、本発明の態様の範囲内であることが企図される。

本発明の態様、またはその実施形態の要素を導入するときの、冠詞「ａ」「ａｎ」「ｔｈｅ」、および「前記（ｓａｉｄ）」は、１つまたは複数の要素があることを意味するためのものである。用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」は包含的なものであり、列挙された要素以外の追加の要素もあり得ることを意味する。

この文書による説明は、最良の形態を含んで本発明を開示するため、および当業者が任意のデバイスまたはシステムを製造および使用し、任意の組み込まれた方法を行うことを含む、本発明を実施することを可能にするために、実施例を用いている。本発明の特許性のある範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が思い付く他の実施例を含み得る。このような他の実施例は、それらが特許請求の範囲の文言と異ならない構造要素を有する場合、またはそれらが特許請求の範囲の文言とわずかな差異を有する等価な構造要素を含む場合は、特許請求の範囲に包含されるものとする。

１００ 電力システム
１０２ 機器保護システム
１０４ 分配システム
１０６ 開閉装置ユニット
１０８ 中央コントローラ
１１０ プロセッサ
１１２ メモリ領域
１１４ ネットワーク
１１６ 中央通信ユニット
１１８ ディスプレイ装置
１２０ ユーザ入力デバイス
１２２ 回路保護デバイス
１２４ 負荷
１２６ 主給電部
１２６ コントローラ
１２８ トリップ機構
１３０ 通信ユニット
１３２ 電気的構成
１３４ プロセッサ
１３６ メモリ領域
１３８ 通信バス
１４０ コンデンサ
１４２ 試験回路
１４４ 第１の出力デバイス
１４６ 第２の出力デバイス
１４８ 第３の出力デバイス
１５０ 電源
１５２ アナログ回路構成要素
１５４ 抵抗素子
１５６ 電流センサ
２００ フローチャート
２０２ コンデンサを通る電流を測定する
２０４ 測定した電流が第１の閾値電流より大きいかどうかを判定する
２０６ 測定した電流が第２の閾値電流より小さいかどうかを判定する
２０８ 第１の信号を出力する
２１０ 第２の信号を出力する

Claims (15)

1. トリップ機構（１２８）と、
   電気エネルギーを蓄積し、電気エネルギーを前記トリップ機構（１２８）に供給するように構成された少なくとも１つのコンデンサ（１４０）と、
   前記少なくとも１つのコンデンサ（１４０）に通信的に結合されたコントローラ（１２６）であって、
   前記少なくとも１つのコンデンサ（１４０）の充電特性を測定し、
   前記測定した充電特性を閾値と比較し、
   前記比較を示す信号を出力するように構成されたコントローラ（１２６）と
   を備える、回路保護デバイス（１２２）。
2. 前記コントローラ（１２６）が、
   前記測定した充電特性を第１の閾値と比較し、
   前記測定した充電特性が前記第１の閾値より大きいときは第１の信号を出力し、
   前記測定した充電特性を第２の閾値と比較し、
   前記測定した充電特性が前記第２の閾値より小さいときは第２の信号を出力するように構成された、請求項１記載の回路保護デバイス（１２２）。
3. 前記コントローラ（１２６）が、前記少なくとも１つのコンデンサ（１４０）を通る電流を測定するように構成された、請求項１記載の回路保護デバイス（１２２）。
4. 前記コントローラ（１２６）が、
   前記測定した電流を第１の閾値電流と比較し、
   前記測定した電流が前記第１の閾値電流より大きいときは第１の信号を出力し、
   前記測定した電流を第２の閾値電流と比較し、
   前記測定した電流が前記第２の閾値電流より小さいときは第２の信号を出力するように構成された、請求項３記載の回路保護デバイス（１２２）。
5. 前記コントローラ（１２６）が、前記少なくとも１つのコンデンサ（１４０）の静電容量を計算するようにさらに構成された、請求項１記載の回路保護デバイス（１２２）。
6. 前記コントローラ（１２６）が、前記計算した静電容量を閾値静電容量と比較するように構成された、請求項５記載の回路保護デバイス（１２２）。
7. 前記コントローラ（１２６）が、予め選択した期間内で、前記計算した静電容量が前記閾値静電容量以上でない場合に信号を出力するように構成された、請求項６記載の回路保護デバイス（１２２）。
8. 前記コントローラ（１２６）に通信的に結合された少なくとも１つの出力デバイス（１４４）をさらに備え、前記少なくとも１つの出力デバイス（１４４）は、前記コントローラ（１２６）から前記信号を受け取り、前記信号に基づいて前記回路保護デバイス（１２２）の動作状態を示すように構成される、請求項１記載の回路保護デバイス（１２２）。
9. トリップ機構（１２８）と、前記トリップ機構（１２８）によって用いられるためのエネルギーを蓄積するように構成された少なくとも１つのコンデンサ（１４０）とを有する回路保護デバイス（１２２）と共に用いるための試験回路（１４２）であって、
   前記少なくとも１つのコンデンサ（１４０）を通る電流を測定するように構成された電流センサ（１５６）と、
   前記電流センサ（１５６）に通信的に結合されたプロセッサ（１３４）であって、
   前記測定した電流を閾値電流と比較し、
   前記比較を示す信号を出力するように構成されたプロセッサ（１３４）と
   を備える試験回路（１４２）。
10. 前記プロセッサ（１３４）が、
    前記測定した電流を第１の閾値電流と比較し、
    前記測定した電流が前記第１の閾値電流より大きいときは第１の信号を出力し、
    前記測定した電流を第２の閾値電流と比較し、
    前記測定した電流が前記第２の閾値電流より小さいときは第２の信号を出力するように構成された請求項９記載の試験回路（１４２）。
11. 前記プロセッサ（１３４）が前記少なくとも１つのコンデンサ（１４０）の静電容量を計算するようにさらに構成された、請求項９記載の試験回路（１４２）。
12. 前記プロセッサ（１３４）が、前記計算した静電容量を閾値静電容量と比較するように構成された、請求項１１記載の試験回路（１４２）。
13. 前記プロセッサ（１３４）が、予め選択した期間内で、前記計算した静電容量が前記閾値静電容量以上でない場合に前記信号を出力するように構成された、請求項１２記載の試験回路（１４２）。
14. 前記電流センサ（１５６）は、第１の動作モード時に前記少なくとも１つのコンデンサ（１４０）を通る第１の電流を測定し、第２の動作モード時に前記少なくとも１つのコンデンサ（１４０）を通る第２の電流を測定するように構成され、
    前記プロセッサ（１３４）は、
    前記第１の電流と第１の閾値電流との第１の比較を行い、
    前記第１の比較に基づいて第１の信号を出力し、
    前記第２の電流と第２の閾値電流との第２の比較を行い、
    前記第２の比較に基づいて第２の信号を出力するように構成される、請求項９記載の試験回路（１４２）。
15. 前記プロセッサ（１３４）が、前記回路保護デバイス（１２２）を前記第１の動作モードと前記第２の動作モードの間で切り換えさせるようにさらに構成された、請求項１３記載の試験回路（１４２）。