JP2016537765A

JP2016537765A - 電力線のセグメントの位相線のインピーダンスを変化させるための切替え装置および方法

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Publication number: JP2016537765A
Application number: JP2016517432A
Authority: JP
Inventors: クチュール，ピエール
Original assignee: Hydro Quebec
Current assignee: Hydro Quebec
Priority date: 2013-10-04
Filing date: 2013-10-04
Publication date: 2016-12-01
Anticipated expiration: 2033-10-04
Also published as: CA2916536A1; EP3053241B1; KR20160065775A; CN105849999B; CN105849999A; US20160211666A1; EP3053241A1; EP3053241A4; CA2916536C; AU2013402445B2; KR102070009B1; WO2015048875A1; AU2013402445A1; US9912156B2; JP6151444B2

Abstract

本切替え装置および本方法は、電力線のセグメントの位相線のインピーダンスを変化させるためのものである。位相線は、互いに電気的に絶縁され、セグメントの両端において共に短絡されるｎ個の導体を含む。本装置は、導体ごとに、直列に接続される制御可能な断続器と、パラメータ検出器と、断続器を制御するための第１の制御器と、断続器を無効化するための無効化ユニットとを備える。無効化ユニットは、断続器に関連付けられるｎ個の制御可能なスイッチと、断続器のうちのいずれが閉じられているかを検出するための位置検出器と、制御可能なスイッチに命令し、全動作時間において、断続器のうちの少なくとも１つが閉じられ、無効化されることを確保するための命令出力を有する第２の制御器とを備える。【選択図】図３

Description

本発明は、電力線のセグメントの位相線のインピーダンスを変化させるための切替え装置および方法に関する。

本技術分野において知られているものに、米国特許第７，６３９，４６０Ｂ２号がある。この文書は、電力線のセグメントの位相線のインピーダンスを変化させるための切替え装置および方法を説明する。位相線は、互いに電気的に絶縁され、セグメントの両端において共に短絡されるｎ個の導体を含む。より具体的には、上記装置は、導体のうちの少なくとも１つに直列に接続される少なくとも１つの第１の真空断続器と、少なくとも１つの第１の真空断続器を選択的に開閉するための少なくとも１つの第１の制御可能なモータと、位相線の現在の動作条件を表すパラメータに従って、少なくとも１つの第１の制御可能なモータを制御するための制御器とを含む。米国特許第７，６３９，４６０Ｂ２号は、参照によって本明細書に組み込まれる。

知られているものには、「ＳｍａｒｔＰｏｗｅｒＬｉｎｅａｎｄｐｈｏｔｏｎｉｃｄｅ−ｉｃｅｒｃｏｎｃｅｐｔｓｆｏｒｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ−ｌｉｎｅｃａｐａｃｉｔｙａｎｄｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ」と題され、ジャーナル「ＣｏｌｄＲｅｇｉｏｎｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」（ｖｏｌｕｍｅ６５，ｉｓｓｕｅ１）の２０１１年１月版において発行された、本発明者による論文もある。本論文は、スマート電力線概念と、新たな送電線または既存の送電線へのスマート電力線概念の実装とに関する。スマート電力線は、３つのニーズ、すなわち、除氷、回線インピーダンス変調、および回線監視に対処する。

本技術分野において知られているものには、米国特許第６，３９６，１７２号および国際公開第ＷＯ０２／４１４５９号の下で公開されたＰＣＴ出願もある。これらの文書においては、いくつかの位相線を有する電力線のセグメントと共に使用されることを同様に意図された切替え装置が説明される。

本技術分野において知られているものには、米国特許第２，７９７，３４４号もある。本特許は、電気ケーブルを除氷するための装置を説明する。この特許は、送電線において、互いに絶縁される一対の導体を有するケーブルが提供されることを提案する。電気ブリッジは、導体のうちの１つと直列に接続される。電気ブリッジを開くための手段が提供され、ケーブル上の氷の蓄積に反応して、電気ブリッジを動作させるための別の手段が提供される。電気ブリッジは、ケーブル上の氷の蓄積に反応する手段によって開かれる、通常は閉じられたスイッチを備える。

本技術分野において知られているものには、米国特許第４，０８２，９６２号もある。この特許は、オーバーヘッド送電線の導体を流れる直流によって氷を溶かすためのデバイスを説明する。この特許は、送電線の導体のうちの１つの一端に一時的に接続される整流器の使用を提案する。本装置は、整流器に並列に接続される回路フィルタだけでなく、接地回路も備える。この特許において提案される回路は、送電線を除氷するために整流電流を使用する。送電線のセクションごとに、整流器、接地回路および回路フィルタが使用される。

本技術分野において知られているものには、米国特許第４，１２６，７９２号もある。この特許は、着氷強度が高い領域のための高電圧ネットワークを提案する。この特許は、整流電流によって氷を溶かすために、整流器と、送電線の少なくとも１つの導体を整流器に接続するための切替え回路との使用を提案する。
上述された切替え装置および方法のうちの少なくともいくつかにおいて見出され得る欠点のうちの１つは、これらの装置および方法のうちのいくつかが、電力線のセグメントの導体の効率的かつ安全な切替えを可能にしないことがあり得ることである。

本発明の課題のうちの１つは、電力線のセグメントの導体の断続器が閉位置と開位置との間で効率的、安全かつ経済的な手法で切り替えられることを可能にする、電力線のセグメントのための切替え装置および方法を提案することである。
本発明の課題、利点および他の特徴は、添付の図面を参照しつつ、あくまでも例として与えられる様々な随意的な実施形態の下記の非限定的な説明を読めば、より明らかとなるであろう。

本発明によれば、電力線のセグメントの位相線のインピーダンスを変化させるための切替え装置であって、位相線は、互いに電気的に絶縁されるｎ個の導体を含み、ｎは、２以上であり、ｎ個の導体は、セグメントの両端において共に短絡され、本装置は、導体ごとに、直列に接続される制御可能な断続器であって、断続器は、断続器を閉位置または開位置に選択的に切り替えるための命令信号を受信するための命令端子を有する、制御可能な断続器と、位相線の実際の動作条件を表すパラメータを検出するためのパラメータ検出器と、検出器によって検出されたパラメータに従って、断続器をそれらの命令端子を介して制御するための第１の制御器と、断続器を無効化するための無効化ユニットとを備える、切替え装置が提供される。無効化ユニットは、ｎ個の制御可能な断続器をそれぞれ無効化するために、ｎ個の制御可能な断続器にそれぞれ関連付けられるｎ個の制御可能なスイッチと、ｎ個の断続器のうちのいずれが閉じられているかを検出するための位置検出器と、位置検出器から信号を受信するための入力、および、全動作時間において、ｎ個の断続器のうちの少なくとも１つが閉じられ、無効化されるように、ｎ個の制御可能なスイッチに命令するための命令出力を有する第２の制御器とを備える。

本発明によれば、電力線のセグメントの位相線のインピーダンスを変化させるための方法であって、位相線は、互いに電気的に絶縁されるｎ個の導体を含み、ｎは、２以上であり、ｎ個の導体は、セグメントの両端において共に短絡され、各導体は、直列に接続される制御可能な断続器を有し、制御可能な断続器は、断続器を閉位置または開位置に選択的に切り替えるための命令信号を受信するための命令端子を有し、本方法は、位相線の実際の動作条件を表すパラメータを検出するステップと、検出されたパラメータに従って、断続器をそれらの命令端子を介して制御するステップと、ｎ個の制御可能な断続器にそれぞれ関連付けられるｎ個の制御可能なスイッチを用いて断続器を無効化するステップとを含む、方法も提供される。断続器を無効化するステップは、ｎ個の断続器のうちのいずれが閉じられているかを検出するステップと、全動作時間において、ｎ個の断続器のうちの少なくとも１つが閉じられ、無効化されるように、ｎ個の制御可能なスイッチに命令するステップとを含む。

断続器が提供される電力線のセグメントの概略図である。図２Ａは、並列に接続される一対の真空断続器が提供される電力線の位相線の導体の斜視図である。図２Ｂは、図２Ａに示されるものの端面図である。本発明の好適な実施形態に係る切替え装置の構成要素を示すブロック図である。本発明の好適な実施形態に係る切替え装置の構成要素の斜視図である。本発明の別の好適な実施形態に係る、電力線のセグメントの対応する断続器のモータに関連付けられる制御可能なスイッチを示す回路図である。本発明の別の好適な実施形態に係るカムモータのための電源を位置スイッチと共に示す概略図である。本発明の別の好適な実施形態に係る、位置符号器およびカム制御器と協働する回転可能なカムユニットを示す概略図である。本発明の別の好適な実施形態に係る、別の位置符号器および別のカム制御器と協働する回転可能なカムユニットを示す概略図である。本発明の別の好適な実施形態に係る、第１の位置において回転可能なカムと回転接触する複数の制御可能なスイッチの正面図である。回転可能なカムが第２の位置において示される、図９に示されるものの別の正面図である。回転可能なカムが第３の位置において示される、図９に示されるものの別の正面図である。本発明の別の好適な実施形態に係る無効化ユニットの構成要素の斜視図である。図１３Ａは、制御可能なスイッチの側面図である。図１３Ｂは、図１３Ａの制御可能なスイッチの回路図である。本発明の別の好適な実施形態に係る、第１の位置における位置カムと回転接触する複数のカム位置スイッチを示す正面図である。位置カムが第２の位置において示される、図１４に示されるものの別の正面図である。

本発明は、電力線のセグメントの位相線のインピーダンスを変化させるための切替え装置および対応する方法に関する。

本発明のいくつかの潜在的な適用例は、下記を含む：回線インピーダンス変調器（ＬＩＭ：ｌｉｎｅｉｍｐｅｄａｎｃｅｍｏｄｕｌａｔｏｒ）、回線除氷器、オンライン電源、電流制限器、サブ同期共鳴減衰、エリア間振動減衰、および制動抵抗器。

図１から図１１を参照すると、電力線４のセグメント２の位相線３に対して作用する切替え装置が示される。位相線３は、「ｎ」個の導体６を含み、ｎは、２以上である。図１に提供される例において、位相線３は、４つの導体６を有するものとして示されるが、位相線３は、必要な場合には、より多くのまたはより少ない導体６も有し得る。同様に、図１に示される３つよりも多くのまたは少ない位相線３が存在し得る。ｎ個の導体６は、互いに電気的に絶縁され、短絡回路５を用いてセグメント２の両端において共に短絡される。図１に示される文字「Ｒ」、「Ｌ」、および「Ｍ」は、それぞれ位相線３のセグメント２の抵抗、インダクタンス、および相互インダクタンスを表す。

本装置は、位相線３の導体６ごとに、制御可能な断続器７を有する。各断続器７は、その対応する導体６に直列に接続される。各断続器７は、命令信号を受信することができる命令端子８を有する。これらの命令信号は、各断続器７を閉位置と開位置との間で選択的に動作させる。閉位置において、断続器７は、その導体６にわたってガルバニックリンク（ｇａｌｖａｎｉｃｌｉｎｋ）を形成し、電流がこの導体６を流れることを可能にする。開位置において、断続器７は、その導体６にわたってガルバニックリンクを形成せず、したがって、電流がこの導体６を流れることを防止する。したがって、位相線３の断続器７の各々の位置を変化させることは、所望の効果を生成し得ることが認識され得る。例えば、図１に示される４つの断続器７のうちの３つが開位置にあり、第４の断続器７が閉位置にある場合、電流は、位相線３のこの第４の導体６のみを流れる。これは、この第４の導体６が電気抵抗を通じて熱を生成することを可能にし、したがって、例えば、氷を溶かし得る。安全および動作上の目的のために、断続器７のうちの少なくとも１つは、電流が位相線３を流れることができるように、常に閉位置になければならない。断続器７の各々の位置をどのように変化させることが、電流が導体６のうちの各々を次々に流れることを可能にし得るか、したがって、例えば、導体６の各々がその導体６上に蓄積する氷を溶かすことを可能にし得るかが、こうして認識され得る。

いくつかの実施形態において、断続器７の各々は、機械的断続器から成り得る。他の実施形態において、断続器７の各々は、少なくとも１つの真空断続器１０から成り得、その例は、図２Ａおよび図２Ｂに示される。「少なくとも１つの」という表現は、１つまたは複数の真空断続器１０の存在を指す。例えば、並列に接続される一対の真空断続器１０が存在する場合などであり、その例は、図１、図２Ａ、および図２Ｂに示される。各真空断続器１０は、モータ１２によって受信される命令信号に応じて、そのモータ１２に対応する真空断続器１０を開き、または閉じるモータ１２を含み得、各モータ１２は、供給端子１４を有する。さらに随意的に、真空断続器１０のうちの１つまたは複数は、電気スイッチまたは電子スイッチであり得る。

図３を参照すると、本装置は、パラメータ検出器５０も含み、パラメータ検出器５０は、位相線３の電流または実際の動作条件を示すパラメータを検出する。これらのパラメータのうちのいくつかは、例えば、断続器７における電流、位相線３に対して作用する機械的張力、および断続器の位置を含み得る。本装置は、第１の制御器２３も備え、その例は、図３に示される。第１の制御器２３は、パラメータ検出器によって検出されるパラメータに基づいて、断続器７を制御する。第１の制御器２３の文脈において使用される「制御する」という用語は、第１の制御器２３が、各断続器７の命令端子８において受信される命令信号を生成することによって、断続器７の開閉を命令する能力を指す。第１の制御器２３は、他のシステムまたはサブシステムと通信するための複数の入出力バス９０を有し得る。

本装置は、無効化ユニット４０も含み、その例は、図３から図１１に示される。無効化ユニット４０は、例えば、断続器７のそれぞれのモータ１２を介して、断続器７を無効化することができる。「無効化する」という用語は、断続器７が閉位置から開位置へ、およびその逆へ命令され得ないように、無効化ユニット４０が、断続器７のうちの少なくとも１つをオフにするか、または非アクティブ化する能力を指す。

図３から図１１を参照すると、無効化ユニット４０は、断続器７を無効化するために、各々が断続器７に関連付けられる「ｎ」個の制御可能なスイッチ９を有する。制御可能なスイッチ９の動きは、断続器７の動きを開位置と閉位置との間で制御する、対応するモータ１２を無効化および有効化し得る。いくつかの実施形態において、また、図３に示されるように、制御可能なスイッチ９は、モータ制御器３８に接続され、モータ制御器３８は、対応するモータ１２の動作を制御する。ここで、図３および図６を参照すると、無効化ユニット４０は、複数の位置検出器１５も含み、位置検出器１５は、断続器７のうちのいずれが閉位置にあるのかを検出する。図３、図７および図８を参照すると、無効化ユニット４０は、第２の制御器３３も有する。第２の制御器３３は、位置検出器１５の位置に応答する供給信号を受信する電力供給入力１１、１３を有する。この信号は、断続器７が閉位置にあるかを示す。位置検出器１５からのこの信号に基づいて、第２の制御器３３は、少なくとも１つの断続器７が動作時に常に閉じられ、無効化されるように、命令出力１７を介して制御可能なスイッチ９に命令する。本実施形態において、命令出力１７は、全ての断続器７が閉位置にあることを入力１１、１３が示す場合にのみ、制御可能なスイッチ９に命令する。第２の制御器３３は、信号を受信するための第２の入力も有する。いくつかの実施形態において、第２の入力は、第１の制御器２３からの信号を受信するために使用される。したがって、無効化ユニット４０は、電流が位相線３を常に流れることを確保し、所与の位相線３の全ての断続器７が偶然に開かれることが防止されることも同時に確保することが認識され得る。

切替え装置を少し詳しく説明したので、ここで、本装置のさらなる随意的な構成要素および特徴が、図を参照しながら説明される。

いくつかの実施形態において、また、図１および図２を参照しつつ前述されたように、各真空断続器７は、並列に接続される一対の真空断続器１０から成り得る。そのような構成においては、制御可能なスイッチ９も、図５に示されるように、ｎ対の制御可能なスイッチ９から成り得る。これらの対の制御可能なスイッチ９は、真空断続器１０の開閉を制御するモータ１２を有効化または無効化することによって、真空断続器１０を無効化または有効化することができる。

さらに随意的に、第２の制御器３３は、回転可能なカムユニット２０を有してもよく、その例は、図４、図７、図８、および図１２に示される。回転可能なカムユニット２０は、位置検出器１５の動作位置に応じて制御可能なスイッチ９に命令するための命令出力１７に応答する。大抵の実施形態において、「命令する」という用語は、さらに後述されるように、回転可能なカムユニット２０が、制御可能なスイッチ９を有効化または無効化し、それによって、その制御可能なスイッチ９に関連付けられる断続器７が無効化されるか、または有効化されるかを制御する能力を指す。

回転可能なカムユニット２０は、所与のｎ個の所定の位置間で、所定の順序に従って回転することができる回転可能なカム２２を有する。さらに後述されるように、これらの所定の位置の各々は、複数対の真空断続器１０の動作に影響を及ぼし得る。所定の位置の各々は、電源を切るために、または、所与の真空断続器１０のモータ１２のうちの少なくとも１つに供給する信号を供給し、それによって、少なくとも一対の真空断続器１０を無効化するために、命令信号が制御可能なスイッチ９へ送られるロケーションに、回転可能なカム２２を配置する。

ｎ個の所定の位置を通じた回転可能なカム２２の回転、および制御可能なスイッチ９に対するその影響は、図９から図１１、および図１３Ａから図１３Ｂにおいて、より良好に例示される。図１３Ａおよび図１３Ｂは、制御可能なスイッチ９の例、および、その等価概略図を提供する。図９は、４つの制御可能なスイッチ９Ａ、９Ｂ、９Ｃおよび９Ｄの例を提供する。図９は、ｎ個の所定の位置のうちの第１の位置に位置付けられた回転可能なカム２２も示す。図９から図１１を参照すれば理解され得るように、回転可能なカム２２は、複数の所定の位置を通じて回転され得る。本実施形態においては、４つの所定の位置が存在しており、各々が、４つの導体６のまとまりについての約９０°の角度間隔によって、隣接する所定の位置から分離されている。そのような角度は、必要な場合には、変化させ得る。実際には、いくつかの実施形態において、角度間隔は、所与の位相線３上の導体６の個数で３６０°を除算することによって判定される。

図９に戻ると、回転可能なカム２２は、第１の断続器９Ａと接触するものとして示される。回転可能なカム２２と第１の断続器９Ａのレバー１１Ａとの接触は、レバー１１Ａが回転可能なカム２２の軸２１と接触することを防止する。接触のこの遮断は、第１の制御可能なスイッチ９Ａに、第１の制御可能なスイッチ９Ａに関連付けられる断続器７のモータ１２へ送信されているいかなる供給信号も断つように命令し、したがって、その断続器７を無効化する。

図１０は、第２の位置における回転可能なカム２２を示す。この位置において、第１および第２の制御可能なスイッチ９Ａ、９Ｂは、２つの対応するモータ１２へ供給信号を供給することを防止される。ある所定の位置から別の所定の位置へ遷移する回転可能なカム２２が示される。回転可能なカム２２と接触するレバー１１Ａ、１１Ｂの双方は、回転可能なカム２２の軸２１と接触することを防止される。理解され得るように、接触のこの遮断は、第１および第２の制御可能なスイッチ９Ａ、９Ｂに関連付けられるモータ１２へ供給信号が送信されることを防止し、したがって、対応する断続器７を無効化する。

図１１は、第３の位置における回転可能なカム２２を示す。この位置において、第２の制御可能なスイッチ９Ｂは、対応するモータ１２へ供給信号を供給することを防止される。回転可能なカム２２と接触するレバー１１Ｂは、回転可能なカム２２の軸２１と接触することを防止される。理解され得るように、接触のこの遮断は、第２の制御可能なスイッチ９Ｂに関連付けられるモータ１２へ供給信号が送信されることを防止し、したがって、対応する断続器７を無効化する。

前記を踏まえると、ある所定の位置から別の所定の位置への遷移は、無効化ユニット４０が断続器７のモータ１２を有効化および無効化することを可能にし、したがって、特定の断続器７を無効化し、それらが命令されることを防止することが認識され得る。ある所定の位置から別の所定の位置への遷移は、断続器７のうちの少なくとも１つを常に閉無効化位置（ｃｌｏｓｅｄａｎｄｄｉｓａｂｌｅｄｐｏｓｉｔｉｏｎ）に維持することが、さらに認識され得る。

図１１を参照しつつ、下記の例を検討されたい。所与の位相線３上に４つの断続器７が存在する。制御可能なスイッチ９Ａ、９Ｃ、および９Ｄに関連付けられる断続器７は、全て開位置にあり、制御可能なスイッチ９Ｂに関連付けられる断続器７のみが、無効化され、閉じられている。前述されたように、制御可能なスイッチ９Ｂに関連付けられる断続器７は、無効化されているため、開かれることができない。いくつかの例においては、制御可能なスイッチ９Ｃに関連付けられる断続器７を有する導体６のみを電流が流れるように、制御可能なスイッチ９Ｃに関連付けられる断続器７を無効化閉位置（ｄｉｓａｂｌｅｄａｎｄｃｌｏｓｅｄｐｏｓｉｔｉｏｎ）へ移動し、それ以外の全ての断続器７を開くことが望まれ得る。

本実施形態において、また、安全目的のために、全ての断続器７は、回転可能なカム２２が回転され得る前には、閉位置になければならない。これは、回転可能なカム２２が停止する場合に、４つの断続器７のうちの少なくとも１つが無効化閉位置に留まることを有利に確保する。したがって、制御可能なスイッチ９Ｃに関連付けられる断続器７を無効化閉位置に移動し、それ以外の全ての断続器７を開くために、まず、位相線３の全ての断続器７を閉じることが必要である。そのため、制御可能なスイッチ９Ａ、９Ｃ、および９Ｄに関連付けられる断続器７は、これらの断続器７がいまだに有効化されているため、閉位置へ移動され得る。ここで、全ての断続器７は閉位置となり、そのため、ここで、回転可能なカム２２を回転させることが可能になる。

次いで、回転可能なカム２２は、制御可能なスイッチ９Ｂに関連付けられる所定の位置から、制御可能なスイッチ９Ｃに関連付けられる位置（図示せず）へ回転され得る。回転可能なカム２２のこの回転は、レバー１１Ｃを軸２１との接触から離れるように押し、したがって、制御可能なスイッチ９Ｃが対応する断続器のモータ１２へ供給信号を供給することを防止する。したがって、制御可能なスイッチ９Ｃに関連付けられる断続器７は、無効化され、開位置へ移動されることを防止される。制御可能なスイッチ９Ａ、９Ｂ、および９Ｄに関連付けられる断続器７は、いまや有効化されているため、これらの断続器７は全て、第１の制御器２３（図３を参照）によって開位置へ移動され得る。

回転可能なカム２２と断続器７との間の関係は、下記の表を参照することによって、より良好に認識され得る。この表は、本発明の１つの取り得る実施形態に係る、４つの所定の位置を有する回転可能なカム２２の位置と、各導体６上で対に配置される真空断続器１０の位置を制御するモータ１２との間の関係を説明する。

したがって、回転可能なカム２２が所定の位置を通じて回転するにつれて、回転可能なカム２２は、真空断続器１０に対応するモータ１２を有効化または無効化し、したがって、真空断続器１０自体を有効化または無効化することが認識され得る。

図４、図６、図７、図８、および図１２に戻ると、第２の制御器３３は、第２の制御器３３のカムモータ２６に供給することができる入力１１、１３を有する。入力１１、１３が供給される場合、第２の制御器３３のカム制御器２８は、その命令出力１７を介してカムモータ２６に命令する位置にある。カムモータ２６は、回転可能なカム２２をｎ個の所定の位置を通じて回転させることができる。カムモータ２６は、ステッピングモータ、減速器を有するＤＣモータ、または、回転可能なカム２２を比較的低速で回転させることができる任意の他の適切なモータであり得る。

図３および図６は、カムモータ２６についての電源２５を概略的に例示する。カムモータ２６の電源２５は、それ自体が中央ＤＣ電源３６から電力を受信することができる。この実施形態において、カムモータ２６は、電力または供給信号のみを受信し、したがって、全ての位置検出器１５が閉位置にある場合にのみ、回転可能なカム２２を回転させることができる。図３および図６は、真空断続器１０の各々に関連付けられる位置検出器１５を例示することによって、この動作条件を概略的に示す。いくつかの例において、真空断続器１０が閉位置にある場合、その真空断続器１０に関連付けられる位置検出器１５は、「オン」位置を意味する閉位置に配置される。全ての断続器１０が閉位置にある場合、全ての位置検出器１５は、「オン」位置にあり、その結果、カムモータ２６は、カム制御器２８の命令出力１７を用いて命令可能となる。

図７および図８に戻ると、カムモータ２６は、カム制御器２８によって命令され得る。カム制御器２８は、供給入力１１、１３が有効化される場合にのみ、回転可能なカム２２を所定の順序に従ってｎ個の所定の位置を通じて回転させるようにカムモータ２６に命令する。カム制御器２８は、第１の制御器２３と融合され、または、さもなければ一体化され得、双方が、単一のプロセッサによって命令され得る。

位置検出器１５は、入力を有する検出器スイッチ１５である。全ての検出器スイッチ１５が閉じられる場合、供給入力１１、１３は有効化される。検出器スイッチ１５の目的は、真空断続器１０のいずれの対が閉じられているかを検出することである。いったん検出器スイッチ１５が閉位置を検出すると、検出器スイッチ１５は、真空断続器１０に関連付けられるそれらの出力を閉じる。

いくつかの実施形態（図示せず）において、回転可能なカム２２の現在の位置および次の位置に対応する対の真空断続器１０が閉じられる条件は、供給入力１１、１３を有効化するのに十分である。

図６に示される実施形態において、上記条件は、全ての対の真空断続器１０が閉じられる場合に満たされる。別の言い方をすれば、位置検出器１５または検出器スイッチ１５は、下記の条件が満たされる場合、すなわち、位置検出器１５が対の真空断続器１０が全て閉じられていると判定した場合に、回転可能なカム２２が回転することを可能にするように、供給入力１１、１３を有効化する。

ここで、図５、図７、および図８を参照すると、カム制御器２８は、位置符号器３０を有する。位置符号器３０は、さらに後述されるように、回転可能なカム２２の位置を検出し、カム制御器２８による処理のための対応するカム位置信号を生成する。カム位置信号は、位置を示す。

図８を参照すると、カム位置信号の生成は、他の手法においても達成され得る。一実施形態において、回転可能なカムユニット２０またはカム制御器２８は、位置カム２９を有し得る。位置カム２９は、前述された軸２１などによって、回転可能なカム２２に強固に接続される。「強固に接続される」という表現は、位置カム２９が回転可能なカム２２と同じ角速度で回転することができる能力を指す。カム制御器２８は、位置カム２９に接続されるカム位置スイッチ２７も有し得る。これらのカム位置スイッチ２７は、前述されたカム位置信号を出力することができる。

図７に示される別の実施形態において、カム制御器２８は、冗長目的のために、すなわち、回転可能なカム２２の位置を二重チェックするために構成され得る。そのようなカム制御器２８は、第１のカム位置信号を生成するために、前述された位置符号器などの、位置符号器３０を有し得る。カム制御器２８は、前述された位置カムなどの、位置カム２９も有し得、カム位置スイッチ２７をさらに含み得る。この実施形態において、カムモータ２６は、供給入力１１、１３が有効化されると、カム制御器２８の命令出力１７によって命令され得る。したがって、命令出力１７は、カムモータ２６の供給端子１４へ供給信号を供給し、回転可能なカム２２を次の位置へ回転するようにカムモータ２６に命令し得る。これは、下記の順序に従って実現され得る。供給端子１４が閉じられ、カムモータ２６が有効化される。これは、回転可能なカム２２を回転させ、位置カム２９も回転させる。位置カム２９の回転は、カム位置スイッチ２７を閉じ、この時点において、供給端子１４は開かれる。カムモータ２６は、カム位置スイッチ２７が開かれる位置へ位置カム２９が回転し、したがって、カムモータ２６を無効化するまで、いまだに有効化されたままである。命令出力１７がカムモータ２６へ供給することを停止する場合、符号器３０は、回転可能なカム２２の位置を確認する。

いくつかの実施形態において、また、図８に示されるように、命令出力１７は、供給入力１１、１３が有効化される場合、供給端子１４へ供給信号を送り、したがって、回転可能なカム２２を回転させるようにカムモータ２６に命令する。カムモータ２６は、符号器３０が回転可能なカム２２によって到達される位置を確認し、回転可能なカム２２の回転を停止させるための信号を送るまで、回転可能なカム２２を回転させる。位置カム２９も回転することを停止するにつれて、カム位置スイッチ２７は、第２のカム位置信号を出射し、これも、回転可能なカム２２の位置を確認することができる。

したがって、回転可能なカム２２の位置は、２つの独立した手法で、すなわち、位置符号器３０によって生成される第１のカム位置信号を通じて、および、カム位置スイッチ２７によって生成される第２のカム位置信号を通じて、検証され得ることが認識され得る。そのような構成において、カム制御器２８の入力は、第１のカム位置信号または第２のカム位置信号のどちらかを受信し、回転可能なカム２２の回転を制御するために、第１または第２の位置信号のうちのどちらか一方を使用し得る。

位置カム２９の回転とカム位置スイッチ２７とのその協働の例は、図１４および図１５に示される。位置カム２９は、位置カム２９と回転可能なカム２２との強固な接続が理由で、回転可能なカム２２に沿って回転する。位置カム２９の回転は、レバー１３を位置カム２９の中心３１へ向かって押し、また、位置カム２９の中心３１から離れるように押し、位置カム２９とカム位置スイッチ２７のレバー１３とを相互作用させる。位置カム２９の中心３１へ向かう、および、位置カム２９の中心３１から離れる、レバー１３の移動は、カム位置スイッチ２７に、回転可能なカム２２の位置を示す信号を生成させる。

ここで、図１から図１１を参照しつつ、電力線４のセグメント２の位相線３のインピーダンスを変化させるための方法をここで説明する。前述されたように、位相線３は、ｎ個の導体６を含み、ｎは、少なくとも２であり、導体６は、互いに電気的に絶縁され、セグメント２の両端において共に短絡される。前述された導体６と同様に、各導体６は、導体６と直列な制御可能な断続器７を有し、断続器７は、その断続器７を閉位置または開位置に選択的に切り替えるための命令信号を受信するための命令端子８を有する。

本方法は、前述されたパラメータ検出器５０を使用することなどによって、位相線３の実際の動作条件または現在の動作条件を表すパラメータを検出することに関与するステップａ）を含む。

本方法は、ステップａ）において検出されたパラメータに基づいて、断続器７をそれらの命令端子８を介して命令することに関与するステップｂ）も含む。そのような命令することは、前述された第１の制御器などの、第１の制御器２３によって実行され得る。

本方法は、制御可能な断続器７にそれぞれ関連付けられる、ｎ個の制御可能なスイッチ９を用いて断続器７を無効化することに関与するステップｃ）も含む。そのような無効化することは、前述された無効化ユニットなどの、無効化ユニット４０を使用することによって達成され得る。

ステップｃ）は、断続器７のうちのいずれが閉じられているかを検出することに関与する付加的なステップｉ）を含む。この検出は、前述された位置検出器または検出器スイッチなどの、位置検出器１５または検出器スイッチ１５を使用することによって達成され得る。ステップｃ）は、全動作時間において、断続器７のうちの少なくとも１つが閉じられ、無効化されるように、制御可能なスイッチ９に命令することに関与する付加的なステップｉｉ）も含む。制御可能なスイッチ９へのそのような命令は、前述された第２の制御器などの、第２の制御器３３を使用して達成され得る。

前記を踏まえると、本発明は、１つの断続器を常に閉位置に維持することを可能にし得、それによって、所与の位相線についての従来技術の「いちかばちかの（ｍａｋｅ−ｏｒ−ｂｒｅａｋ）」システムの複雑な冗長性および安全要件のうちのいくつかの必要性を除去し、コストを低減することに役立つことが認識され得る。

本発明によれば、電力線のセグメントの位相線のインピーダンスを変化させるための切替え装置であって、位相線は、互いに電気的に絶縁されるｎ個の導体を含み、ｎは、２以上であり、ｎ個の導体は、セグメントの両端において共に短絡され、本装置は、導体ごとに、直列に接続される制御可能な断続器であって、断続器は、断続器を閉位置または開位置に選択的に切り替えるための第１の命令信号を受信するための命令端子を有する、制御可能な断続器と、位相線の実際の動作条件を表すパラメータを検出するためのパラメータ検出器と、検出器によって検出されたパラメータに従って、断続器をそれらの命令端子を介して制御するための第１の制御器と、断続器を無効化するための無効化ユニットとを備える、切替え装置が提供される。無効化ユニットは、ｎ個の制御可能な断続器をそれぞれ無効化するために、ｎ個の制御可能な断続器にそれぞれ関連付けられるｎ個の制御可能なスイッチと、ｎ個の断続器のうちのいずれが閉じられているかを検出するための位置検出器と、位置検出器から位置信号を受信するための第１の入力、前記無効化ユニットに命令するための第２の命令信号を受信するための第２の入力、および、全動作時間において、ｎ個の断続器のうちの少なくとも１つが閉じられ、無効化されるように、前記第２の命令信号及び前記位置信号を考慮してｎ個の制御可能なスイッチに命令するための命令出力を有する第２の制御器とを備える。

前記を踏まえると、本発明は、１つの断続器を常に閉位置に維持することを可能にし得、それによって、所与の位相線についての従来技術の「いちかばちかの（ｍａｋｅ−ｏｒ−ｂｒｅａｋ）」システムの複雑な冗長性および安全要件のうちのいくつかの必要性を除去し、コストを低減することに役立つことが認識され得る。
［形態１］
電力線のセグメントの位相線のインピーダンスを変化させるための切替え装置であって、前記位相線は、互いに電気的に絶縁されるｎ個の導体を含み、ｎは、２以上であり、前記ｎ個の導体は、前記セグメントの両端において共に短絡され、前記装置は、
導体ごとに、直列に接続される制御可能な断続器であって、前記断続器は、前記断続器を閉位置または開位置に選択的に切り替えるための命令信号を受信するための命令端子を有する、制御可能な断続器と、
前記位相線の実際の動作条件を表すパラメータを検出するためのパラメータ検出器と、
前記検出器によって検出された前記パラメータに従って、前記断続器をそれらの命令端子を介して制御するための第１の制御器と、
前記断続器を無効化するための無効化ユニットと
を備え、前記無効化ユニットは、
前記ｎ個の制御可能な断続器をそれぞれ無効化するために、前記ｎ個の制御可能な断続器にそれぞれ関連付けられるｎ個の制御可能なスイッチ、
前記ｎ個の断続器のうちのいずれが閉じられているかを検出するための位置検出器、および、
前記位置検出器から信号を受信するための入力、前記無効化ユニットに命令するための命令信号を受信するための第２の入力、全動作時間において、前記ｎ個の断続器のうちの少なくとも１つが閉じられ、無効化されるように、前記命令信号を考慮して前記ｎ個の制御可能なスイッチに命令するための命令出力を有する第２の制御器
を備える、切替え装置。
［形態２］
形態１に記載の切替え装置において、前記ｎ個の断続器の各々が、少なくとも１つの真空断続器から構成され、前記真空断続器の各々が、前記命令信号に応答して、前記対応する真空断続器を選択的に開閉するためのモータを有し、各モータが、供給端子を有する、切替え装置。
［形態３］
形態２に記載の切替え装置において、
前記少なくとも１つの真空断続器の各々が、並列に接続される一対の真空断続器から構成され、
前記ｎ個の制御可能なスイッチが、前記ｎ対の真空断続器を無効化するための、ｎ対の制御可能なスイッチからそれぞれ構成される、
切替え装置。
［形態４］
形態３に記載の切替え装置において、前記第２の制御器が、
前記ｎ対の制御可能なスイッチをそれらの動作位置に応じて命令するための前記命令出力を提供する回転可能なカムユニットであって、前記回転可能なカムユニットは、所定の順序に従ってｎ個の所定の位置に回転させることが可能な回転可能なカムを有し、前記ｎ個の所定の位置の各々は、前記対応する対の制御可能なスイッチを介して前記対応する対のモータへの供給信号を断つことによって、前記ｎ対の真空断続器のうちの１つが無効化される位置に対応する、回転可能なカムユニットと、
供給端子を有する、前記回転可能なカムを回転させるためのカムモータと、
前記カムモータに命令することによって、前記所定の順序に従って前記ｎ個の所定の位置を通じて前記回転可能なカムを回転させるためのカム制御器と
を備える、切替え装置。
［形態５］
形態４に記載の切替え装置において、前記位置検出器が、前記ｎ対の真空断続器のうちのいずれが閉じられているかを検出するために、前記ｎ対の真空断続器にそれぞれ接続される入力と、前記回転可能なカムの少なくとも実際の位置および次の位置に対応する前記対の真空断続器が閉じられる場合にのみ、前記カムモータの前記供給端子へ前記供給信号を提供するための出力とを有する検出器スイッチを備える、切替え装置。
［形態６］
形態４に記載の切替え装置において、前記ｎ個の所定の位置が、４つの所定の位置であり、各所定の位置が、９０°の角度間隔によって分離されている、切替え装置。
［形態７］
形態４に記載の切替え装置において、前前記カム制御器が、前記回転可能なカムの前記位置を検出し、カム位置信号を生成するための位置符号器を備える、切替え装置。
［形態８］
形態４に記載の切替え装置において、前記カム制御器が、前記回転可能なカムに強固に接続される位置カムと、前記位置カムに接続される入力、およびカム位置信号を生成するための出力を有するカム位置スイッチとを備える、切替え装置。
［形態９］
形態４に記載の切替え装置において、前記カム制御器が、
前記回転可能なカムの前記位置を検出し、第１のカム位置信号を生成するための位置符号器と、
前記回転可能なカムに強固に接続される位置カムと、
前記回転可能なカムの前記位置が、前記第１のカム位置信号または第２のカム位置信号のいずれかを用いて確認可能となるように、前記位置カムに接続される入力、および前記第２のカム位置信号を生成するための出力を有するカム位置スイッチと
備える、切替え装置。
［形態１０］
形態９に記載の切替え装置において、前記カム制御器が、前記第１のカム位置信号および前記第２のカム位置信号のうちの１つを用いて前記回転可能なカムの回転を制御するために、前記第１のカム位置信号または前記第２のカム位置信号のいずれかを受信するための入力を有する、切替え装置。
［形態１１］
形態４に記載の切替え装置において、前記位置検出器の前記出力が、前記回転可能なカムの前記位置の全てに対応する前記対の真空断続器が閉じられる場合にのみ、前記カムモータの前記供給端子へ前記供給信号を提供するためのものである、切替え装置。
［形態１２］
形態１に記載の切替え装置において、前記第２の制御器の前記第２の入力が、前記第１の制御器から前記命令信号を受信するためのものである、切替え装置。
［形態１３］
電力線のセグメントの位相線のインピーダンスを変化させるための方法であって、前記位相線は、互いに電気的に絶縁されるｎ個の導体を含み、ｎは、２以上であり、前記ｎ個の導体は、前記セグメントの両端において共に短絡され、各導体は、直列に接続される制御可能な断続器を有し、前記制御可能な断続器は、前記断続器を閉位置または開位置に選択的に切り替えるための命令信号を受信するための命令端子を有し、前記方法は、
ａ）前記位相線の実際の動作条件を表すパラメータを検出するステップと、
ｂ）ステップａ）において検出されたパラメータに従って、前記断続器をそれらの命令端子を介して制御するステップと、
ｃ）前記ｎ個の制御可能な断続器にそれぞれ関連付けられるｎ個の制御可能なスイッチを用いて前記断続器を無効化するステップと
を含み、前記ステップｃ）は、
ｉ）前記ｎ個の断続器のうちのいずれが閉じられているかを検出するステップ、および、
ｉｉ）全動作時間において、前記ｎ個の断続器のうちの少なくとも１つが閉じられ、無効化されるように、前記ｎ個の制御可能なスイッチに命令するステップ
を含む、方法。
［形態１４］
形態１３に記載の方法において、前記ｎ個の断続器の各々が、並列に接続される一対の真空断続器から構成され、前記真空断続器の各々が、前記命令信号に応答して、前記対応する真空断続器を選択的に開閉するためのモータを有し、各モータが、供給端子を有し、
ステップｃ）において、前記ｎ個の制御可能なスイッチが、前記ｎ対の真空断続器を無効化するために、ｎ対の制御可能なスイッチからそれぞれ構成され、前記ステップｃ）が、
前記ｎ対の制御可能なスイッチに、回転可能なカムを用いて、その動作位置に応じて命令するステップであって、前記回転可能なカムが、所定の順序に従ってｎ個の所定の位置に回転することが可能であり、前記ｎ個の所定の位置の各々が、前記対応する対の制御可能なスイッチを介して前記対応する対のモータへの供給信号を断つことによって、前記ｎ対の真空断続器のうちの１つが無効化される位置に対応する、命令するステップと、
下記の条件が満たされる場合、すなわち、前記カムの実際の位置および次の位置に対応する前記対の真空断続器が閉じられている場合にのみ、カムモータを有効化するために、制御可能なスイッチを用いて前記カムモータの供給端子へ供給信号を供給することによって、供給端子を有する前記カムモータを用いて、前記ｎ個の所定の位置のうちの次の位置へ前記カムを回転させるステップと
をさらに含む、方法。
［形態１５］
形態１４に記載の方法において、前記条件が、前記カムの前記位置の全てに対応する前記対の真空断続器が閉じられることも必要とする、方法。

Claims

電力線のセグメントの位相線のインピーダンスを変化させるための切替え装置であって、前記位相線は、互いに電気的に絶縁されるｎ個の導体を含み、ｎは、２以上であり、前記ｎ個の導体は、前記セグメントの両端において共に短絡され、前記装置は、
導体ごとに、直列に接続される制御可能な断続器であって、前記断続器は、前記断続器を閉位置または開位置に選択的に切り替えるための命令信号を受信するための命令端子を有する、制御可能な断続器と、
前記位相線の実際の動作条件を表すパラメータを検出するためのパラメータ検出器と、
前記検出器によって検出された前記パラメータに従って、前記断続器をそれらの命令端子を介して制御するための第１の制御器と、
前記断続器を無効化するための無効化ユニットと
を備え、前記無効化ユニットは、
前記ｎ個の制御可能な断続器をそれぞれ無効化するために、前記ｎ個の制御可能な断続器にそれぞれ関連付けられるｎ個の制御可能なスイッチ、
前記ｎ個の断続器のうちのいずれが閉じられているかを検出するための位置検出器、および、
前記位置検出器から信号を受信するための入力、前記無効化ユニットに命令するための命令信号を受信するための第２の入力、全動作時間において、前記ｎ個の断続器のうちの少なくとも１つが閉じられ、無効化されるように、前記命令信号を考慮して前記ｎ個の制御可能なスイッチに命令するための命令出力を有する第２の制御器
を備える、切替え装置。
請求項１に記載の切替え装置において、前記ｎ個の断続器の各々が、少なくとも１つの真空断続器から構成され、前記真空断続器の各々が、前記命令信号に応答して、前記対応する真空断続器を選択的に開閉するためのモータを有し、各モータが、供給端子を有する、切替え装置。
請求項２に記載の切替え装置において、
前記少なくとも１つの真空断続器の各々が、並列に接続される一対の真空断続器から構成され、
前記ｎ個の制御可能なスイッチが、前記ｎ対の真空断続器を無効化するための、ｎ対の制御可能なスイッチからそれぞれ構成される、
切替え装置。
請求項３に記載の切替え装置において、前記第２の制御器が、
前記ｎ対の制御可能なスイッチをそれらの動作位置に応じて命令するための前記命令出力を提供する回転可能なカムユニットであって、前記回転可能なカムユニットは、所定の順序に従ってｎ個の所定の位置に回転させることが可能な回転可能なカムを有し、前記ｎ個の所定の位置の各々は、前記対応する対の制御可能なスイッチを介して前記対応する対のモータへの供給信号を断つことによって、前記ｎ対の真空断続器のうちの１つが無効化される位置に対応する、回転可能なカムユニットと、
供給端子を有する、前記回転可能なカムを回転させるためのカムモータと、
前記カムモータに命令することによって、前記所定の順序に従って前記ｎ個の所定の位置を通じて前記回転可能なカムを回転させるためのカム制御器と
を備える、切替え装置。
請求項４に記載の切替え装置において、前記位置検出器が、前記ｎ対の真空断続器のうちのいずれが閉じられているかを検出するために、前記ｎ対の真空断続器にそれぞれ接続される入力と、前記回転可能なカムの少なくとも実際の位置および次の位置に対応する前記対の真空断続器が閉じられる場合にのみ、前記カムモータの前記供給端子へ前記供給信号を提供するための出力とを有する検出器スイッチを備える、切替え装置。
請求項４に記載の切替え装置において、前記ｎ個の所定の位置が、４つの所定の位置であり、各所定の位置が、９０°の角度間隔によって分離されている、切替え装置。
請求項４に記載の切替え装置において、前前記カム制御器が、前記回転可能なカムの前記位置を検出し、カム位置信号を生成するための位置符号器を備える、切替え装置。
請求項４に記載の切替え装置において、前記カム制御器が、前記回転可能なカムに強固に接続される位置カムと、前記位置カムに接続される入力、およびカム位置信号を生成するための出力を有するカム位置スイッチとを備える、切替え装置。
請求項４に記載の切替え装置において、前記カム制御器が、
前記回転可能なカムの前記位置を検出し、第１のカム位置信号を生成するための位置符号器と、
前記回転可能なカムに強固に接続される位置カムと、
前記回転可能なカムの前記位置が、前記第１のカム位置信号または第２のカム位置信号のいずれかを用いて確認可能となるように、前記位置カムに接続される入力、および前記第２のカム位置信号を生成するための出力を有するカム位置スイッチと
備える、切替え装置。
請求項９に記載の切替え装置において、前記カム制御器が、前記第１のカム位置信号および前記第２のカム位置信号のうちの１つを用いて前記回転可能なカムの回転を制御するために、前記第１のカム位置信号または前記第２のカム位置信号のいずれかを受信するための入力を有する、切替え装置。
請求項４に記載の切替え装置において、前記位置検出器の前記出力が、前記回転可能なカムの前記位置の全てに対応する前記対の真空断続器が閉じられる場合にのみ、前記カムモータの前記供給端子へ前記供給信号を提供するためのものである、切替え装置。
請求項１に記載の切替え装置において、前記第２の制御器の前記第２の入力が、前記第１の制御器から前記命令信号を受信するためのものである、切替え装置。
電力線のセグメントの位相線のインピーダンスを変化させるための方法であって、前記位相線は、互いに電気的に絶縁されるｎ個の導体を含み、ｎは、２以上であり、前記ｎ個の導体は、前記セグメントの両端において共に短絡され、各導体は、直列に接続される制御可能な断続器を有し、前記制御可能な断続器は、前記断続器を閉位置または開位置に選択的に切り替えるための命令信号を受信するための命令端子を有し、前記方法は、
ａ）前記位相線の実際の動作条件を表すパラメータを検出するステップと、
ｂ）ステップａ）において検出されたパラメータに従って、前記断続器をそれらの命令端子を介して制御するステップと、
ｃ）前記ｎ個の制御可能な断続器にそれぞれ関連付けられるｎ個の制御可能なスイッチを用いて前記断続器を無効化するステップと
を含み、前記ステップｃ）は、
ｉ）前記ｎ個の断続器のうちのいずれが閉じられているかを検出するステップ、および、
ｉｉ）全動作時間において、前記ｎ個の断続器のうちの少なくとも１つが閉じられ、無効化されるように、前記ｎ個の制御可能なスイッチに命令するステップ
を含む、方法。
請求項１３に記載の方法において、前記ｎ個の断続器の各々が、並列に接続される一対の真空断続器から構成され、前記真空断続器の各々が、前記命令信号に応答して、前記対応する真空断続器を選択的に開閉するためのモータを有し、各モータが、供給端子を有し、
ステップｃ）において、前記ｎ個の制御可能なスイッチが、前記ｎ対の真空断続器を無効化するために、ｎ対の制御可能なスイッチからそれぞれ構成され、前記ステップｃ）が、
前記ｎ対の制御可能なスイッチに、回転可能なカムを用いて、その動作位置に応じて命令するステップであって、前記回転可能なカムが、所定の順序に従ってｎ個の所定の位置に回転することが可能であり、前記ｎ個の所定の位置の各々が、前記対応する対の制御可能なスイッチを介して前記対応する対のモータへの供給信号を断つことによって、前記ｎ対の真空断続器のうちの１つが無効化される位置に対応する、命令するステップと、
下記の条件が満たされる場合、すなわち、前記カムの実際の位置および次の位置に対応する前記対の真空断続器が閉じられている場合にのみ、カムモータを有効化するために、制御可能なスイッチを用いて前記カムモータの供給端子へ供給信号を供給することによって、供給端子を有する前記カムモータを用いて、前記ｎ個の所定の位置のうちの次の位置へ前記カムを回転させるステップと
をさらに含む、方法。
請求項１４に記載の方法において、前記条件が、前記カムの前記位置の全てに対応する前記対の真空断続器が閉じられることも必要とする、方法。