JP2021086835A - 遠隔試験能力を有する地絡回路遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、回路遮断装置を提供する。【解決手段】回路遮断装置は、ライン端子と、負荷端子と、それらの間に電気的に接続された遮断部とを備え、この遮断部は開状態と閉状態を有する。装置は、負荷回路内の電気信号の故障を検出するように構成された故障検出部をさらに備える。このような故障が検出されると、故障検出部は遮断部を開状態に作動させる。通信インタフェースは、遠隔試験指令信号を受信し、プロセッサは、故障検出部が遮断部を開状態に作動させようとするように、遠隔試験指令信号の受信に応答して、負荷回路内のシミュレーション故障を生成する。プロセッサは、遠隔試験指令信号の受信に応答して故障検出部が遮断部を開状態に作動させることに成功したか否かを判定し、否であれば、故障を示すアラーム信号を生成する。【選択図】図５

Description

本発明は、全体として地絡回路遮断器（ＧＦＣＩ）機能を有する回路遮断器装置に関し、より具体的に、電子制御信号を使用して遠隔位置から回路遮断器のオンオフ制御を可能にするというＧＦＣＩ回路遮断器装置に関する。

ＧＦＣＩ装置は、選定基準に対する検出に基づいて、動作（閉）状態とトリップ（開）状態とを切り替えることができる装置である。具体的には、ＧＦＣＩ装置は、電流が意図しない接地経路に沿って（たとえば、人や水などを介して）移動していることを検出すると、電力の供給を遮断するように設計されるものである。ＧＦＣＩ装置は、回路遮断器、電気用コンセント（electrical outlet）など、電力の供給を遮断することができる多種の構成要素のいずれかに含まれてもよい。

ＧＦＣＩコンセントは、米国全体にわたって広く使用されており、多くの命が救われたと考えられている。ＧＦＣＩ装置は、過去３０年以上にわたる普及により実装されることが多いが、これらの装置は劣化しやすく、最終的に故障してしまう。ＧＦＣＩ装置を従来の装置と区別する保護特性がもはや機能しなくても、ＧＦＣＩ装置の故障によって、装置が通常のコンセントと同様に電力を供給する可能性がある。これによって、ＧＦＣＩ装置が依然として機能して救命保護を提供していると考えられるが、実際にはそうではないという危険な状況が生じるおそれがある。

典型的なＧＦＣＩ装置は、装置の表面に試験特徴部を備える。たとえば、典型的なＧＦＣＩコンセントには、「試験」ボタンと「リセット」ボタンがある。ユーザが試験ボタンを押すと、地絡の問題をシミュレートし、これによって、コンセントがトリップ状態または開状態に切り替わって、「負荷」端子への電力供給およびコンセントに差し込まれる任意のデバイスへの電力供給を遮断するようにする。

より多くの建築基準には、ＧＦＣＩ機能（およびアーク故障保護）を電気用コンセントレベルではなく回路遮断器レベルで実行することが要求されている。これにより、ＧＦＣＩコンセント及びＧＦＣＩコンセントよりも下流側の回路を含む部分だけでなく、回路全体が地絡から保護されることを保証する。したがって、ＧＦＣＩ回路遮断器は既知のものであり、ますます人気が高まっている。

さらに、いくつかの用途では、回路遮断器を遠隔操作することが望ましい。例えば、操作者は、一般的に、回路遮断器を手動でトリップさせて、保護される回路の電力供給を遮断することによって、保護される回路の点検及び整備を行うことができる。しかしながら、いくつかの回路では、回路遮断器を操作すると、危険なアークが発生して、操作者に安全性の問題をもたらす可能性がある。また他の回路では、回路遮断器は、船舶上などの閉鎖又は危険な環境に位置することがある。これらの状況では、手動で回路遮断器を遠隔操作することが有益である。

大型オフィスビルなどの他の用途では、例えば、個々の照明スイッチがタイマーを有することを必要とせず、夜間にタイミング信号に応答してフロア全体または一部が自動的に停電され得るように、大バンク天井灯に電力を供給する回路を自動的にトリップさせることが望ましい場合がある。また、船舶などの他の用途では、回路遮断器以外の個別のスイッチを設けることなく、回路遮断器を遠隔でトリップさせることによって、ビルジポンプなどの様々な装置をオン／オフすることが望ましい場合がある。

回路遮断器を遠隔制御する既知の手法は、回路遮断器機構を意図的にトリップさせ、及び／又はリセットすることができる機構を回路遮断器に組み込むものを含む。そのような機構の例は、トリップ機構を起動させるためのソレノイドまたはモータ、及びトリップ機構を再配備する（例えば、ソレノイドまたは遠隔操作可能な他のモータまたは機構を使用してスイッチハンドルを物理的に動かす）ことによって回路遮断器をリセットするソレノイドまたはモータである。

ＧＦＣＩコンセントと同様に、ＧＦＣＩ回路遮断器は、地絡問題をシミュレートする試験特徴部を有し、この試験特徴部によって、回路への電力供給を中断するために回路遮断器がトリップ状態または開状態にトリガされるべきである。より具体的には、米国ＵＬ（Ｕｎｄｅｒｗｒｉｔｅｒｓ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）のような安全機関規格を満たすために、地絡回路遮断器には、機能している地絡保護を確認するために月ごとに強制的に作動される手動試験ボタンを備える必要がある。手動試験ボタンは、地絡電子変流器内に小電流を流す単純な回路を閉じることになり、これによって、地絡時に生じるような不均衡をもたらし、回路遮断器のモニタ電子デバイスが地絡の発生を認識し、トリップソレノイドに電流を送り、回路遮断器をトリップさせる。ＧＦＣＩ回路遮断器では、リセットボタンを設けることではなく、ハンドルなどを使用して回路遮断器をリセットさせることもできる。

しかしながら、特に回路遮断器の遠隔制御が望ましい場合には、回路遮断器の場所に定期的に接近することは比較的困難および/または危険な場合があるため、定期的（たとえば、月ごと）試験がスキップされる可能性が高くなるという問題が存在する。このような試験の障壁自体が危険をもたらす可能性があり、これは、ＧＦＣＩ回路遮断器が実際に機能していないのに機能して救命保護を提供していると見なされうるためである。

このように、業界では、ＧＦＣＩ試験を容易にすることで定期的試験計画に準拠する可能性を高めるためにＧＦＣＩ試験を促進するＧＦＣＩ回路遮断器設計について、満たされていないニーズが残っている。

本発明の第１の態様によれば、回路遮断装置が提供され、回路遮断装置は、ハウジングと、ハウジングに設けられ、電力を供給するように電源回路に接続されるライン端子と、ハウジング上に設けられ、負荷回路に接続される負荷端子と、ハウジング内に設けられ、ライン端子と負荷端子の間に電気的に接続されるものであって、開状態と閉状態を有する遮断部と、を備える。遮断部は、閉状態でライン端子を負荷端子に電気的に接続し、開状態でライン端子を負荷端子と電気的に遮断するものである。装置は、負荷回路内の電気信号の故障を検出するように構成される故障検出部をさらに備える。故障検出部は、負荷回路に故障が検出されると、遮断部を開状態に作動させる。通信インタフェースは、遠隔試験指令信号を受信し、プロセッサは、遠隔試験指令信号の受信に応答して、負荷回路内のシミュレーション故障を生成することによって、故障検出部は、遮断部を開状態に作動させようとする。プロセッサは、遠隔試験指令信号の受信に応答して故障検出部が遮断部を開状態に作動させることに成功したか否かを判定し、否であれば、故障を示すアラーム信号を生成する。

いくつかの実施形態では、回路遮断装置は、ハウジングから延在しており、遮断部を開状態から閉状態にリセットすることを可能にするハンドルをさらに備える。

いくつかの実施形態では、回路遮断装置は、リセット指令信号を受信すると、遮断部を開状態から閉状態にリセットすることを可能にするリセット機構をさらに備える。これらの実施形態のいくつかでは、リセット指令信号は、通信インタフェースを介して受信される。特定の実施形態では、遠隔試験指令信号の受信に応答して故障検出部が遮断部を開状態に作動させることに成功したとプロセッサによって判定された場合、リセット指令信号は、プロセッサによって自動的に生成される。

いくつかの実施形態では、遠隔試験指令信号は、周期的且つ自動的に生成される。これらの実施形態のいくつかでは、遠隔試験指令の自動生成のインスタンス間の期間は、ユーザによってプログラミング可能である。

いくつかの実施形態では、回路遮断装置は、過去のシミュレーション故障試験が実行された日時の記録を記憶している記憶装置をさらに備える。いくつかの実施形態では、アラーム信号は、通信インタフェースを介して送信される。いくつかの実施形態では、故障は、地絡およびアーク故障のうちの少なくとも１つを含む。

いくつかの実施形態では、通信インタフェースは、有線接続を含む。いくつかの実施形態では、通信インタフェースは、無線接続を含む。これらの実施形態のいくつかでは、通信インタフェースは、無線ＬＡＮおよびＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）のうちの少なくとも１つを含む。いくつかの実施形態では、通信インタフェースは、ＣＡＮバス又はＬＩＮバスを含む。

いくつかの実施形態では、プロセッサは、通信インタフェースを介して遠隔オフ指令を受信し、遠隔オフ指令に応答して、負荷回路内のシミュレーション故障を生成することで、故障検出部が遮断部を開状態に作動させるようにすることによって、同一の遮断部は、故障トリップと指令トリップの両方に用いられる。

いくつかの実施形態では、回路遮断装置は、回路遮断器を備え、遮断部は、ライン端子と負荷端子が互いに通電する閉位置と、ライン端子と負荷端子が互いに電気的に分離する開位置との間に相対的に移動可能な一対の接点を有し、回路遮断装置は、前記一対の接点の少なくとも１つに接続されており、回路遮断器がトリップするように、過電流に応答して、一対の接点を閉位置から開位置に移動させるトリップコイルをさらに備える。

本発明の別の態様によれば、回路遮断器は、ハウジングと、ハウジングに設けられており、電力を供給するように電源回路に接続されているライン端子と、ハウジングに設けられており、負荷回路に接続されている負荷端子と、ライン端子と負荷端子が互いに通電する閉位置と、ライン端子と負荷端子が互いに電気的に分離する開位置との間に相対的に移動可能な一対の接点と、この一対の接点のうちの少なくとも１つに接続されており、過電流に応答して、一対の接点を閉位置から開位置に移動させることによって回路遮断器をトリップさせるトリップコイルと、を備える。故障検出部は、負荷回路内の電気信号の故障を検出するように構成され、負荷回路に故障が検出されると、故障検出部は、前記一対の接点を開状態に作動させる。通信インタフェースは、周期的且つ自動的に生成される遠隔試験指令信号を受信するように構成され、プロセッサは、遠隔試験指令信号の受信に応答して、負荷回路内のシミュレーション故障を生成することによって、故障検出部は、前記一対の接点を開状態に作動させるようとする。プロセッサは、遠隔試験指令信号の受信に応答して故障検出部是否成功地使該前記一対の接点を開状態に作動させることに成功したか否かを判定し、否であれば、故障を示すアラーム信号を生成する。リセット機構は、通信インタフェースを介してリセット指令信号が受信されると、前記一対の接点を開状態から閉状態にリセットすることを可能にするように構成され、前記プロセッサによって遠隔試験指令信号の受信に応答して故障検出部が前記一対の接点を開状態に作動させることに成功したと判定された場合、リセット指令信号が前記プロセッサによって生成される。

いくつかの実施形態では、遠隔試験指令の自動生成のインスタンス間の期間は、ユーザによってプログラミング可能である。いくつかの実施形態では、回路遮断器は、過去のシミュレーション故障試験が実行された日時の記録を記憶している記憶装置をさらに有する。いくつかの実施形態では、アラーム信号は、通信インタフェースを介して送信される。

いくつかの実施形態では、回路遮断器は、ハウジングから延在しており、前記一対の接点を開状態から閉状態にリセットすることを可能にするハンドルをさらに有する。いくつかの実施形態では、故障は、地絡およびアーク故障のうちの少なくとも１つを含む。いくつかの実施形態では、通信インタフェースは、有線接続を含む。

いくつかの実施形態では、通信インタフェースは、無線接続を含む。これらの実施形態のうちの特定のものでは、通信インタフェースは、無線ＬＡＮおよびＢｌｕｅｔｏｏｔｈのうちの少なくとも１つを含む。いくつかの実施形態では、通信インタフェースは、ＣＡＮバス又はＬＩＮバスを含む。

いくつかの実施形態では、プロセッサは、通信インタフェースを介して遠隔オフ指令を受信するように構成され、遠隔オフ指令に応答して、負荷回路内のシミュレーション故障を生成することで、故障検出部によって前記一対の接点を開状態に作動させるようにすることによって、同一対の接点は、故障トリップと指令トリップの両方に用いられる。

本発明の他の目的並びに本発明の具体的な特徴及び利点は、以下の詳細な説明及び添付の図面を検討することによって、より明らかになるであろう。

本発明の例示的な実施形態による地絡回路遮断器（ＧＦＣＩ）機能を有する回路遮断器の部分分解等角図である。 図１の回路遮断器の部分分解等角図である。 図１の回路遮断器の、試験アクチュエータ、リセットハンドルおよび周囲の構成要素の一部等角図である。 試験アクチュエータおよび周囲の構成要素の構成を示すために、ハウジングの一部が切り取られた、図1の組み立てられた回路遮断器の外部の等角図である。 図１による回路遮断器を複数組み込んだ電力制御及び監視システムの概略ブロック図である。

図面を詳細に参照し、まず図１を参照して、本発明の特定の態様によるＧＦＣＩ機能を有する回路遮断器（１００）の例示的な実施形態が示されている。

回路遮断器（１００）は、装置の動作要素を収容するハウジング（１０２）を備える。ハウジング（１０２）は、「クラム・シェル」設計であり、一半分が図１〜３に図示されており、両半分が図４に図示されている。回路遮断器（１００）は、固定接点（１０４）と可動接点（１０６）とを含む一組の接点がさらに設けられている（図３に最も良く見られる）。可動接点（１０６）は可動接触アーム（１０８）に位置決められる。

可動接触アーム（１０８）はリンクアセンブリ（１１０）に連結されており、前記リンクアセンブリ（１１０）は細長部（１１２）を含むハンドル（１１４）に連結されている。可動接点（１０６）は、ハンドル（１１４）を手動で作動させることによって、固定接点（１０４）に対して開位置と閉位置の間に移動するように構成されている。図１〜図４には、接点間に電流が流れない開位置にある接点（１０４、１０６）を示しているが、接点（１０４、１０６）がどのように閉位置に移動するかは、当業者によれば容易に理解されるであろう。

また、図１は、電源に接続されている「ライン」端子（１１６）（例えば、配電盤又は負荷中心に設けられたバスバー）を示している。固定接点（１０４）はプレートに取付けられ、前記プレートはライン端子（１１６）に電気的に接続されている。

可動接触アーム（１０８）に取付けられた可動接点（１０６）は、過電流測定装置に電気的に接続され、前記過電流測定装置は同様に「負荷」端子（１１８）に電気的に接続されている。ライン端子と負荷端子（１１６、１１８）は、回路遮断器（１００）が取付けられるパネルの種類に応じて、例えば、突刺し接続、ネジ結合など、多くの形態のいずれかを採用してもよい。

動作中、電力は、ライン端子（１１６）を介して回路遮断器（１００）に入力され、接点（１０４、１０６）が閉じると、それが電流測定装置を通過する。電流が閾値レベルを超えると、電流測定装置は、接点（１１０４、１０６）を通る電流が停止するように、回路を開放すること、即ち、トリップ機構（１２０）により開接点（１０４、１０６）を互いに対して開放することによって、回路遮断器（１００）を「トリップ」させるように機能する。電流が電流測定装置によって設定された閾値レベルを超えない場合、電力は負荷端子（１１８）を通過することが可能にされ、続いて負荷端子は、接続された回路及び／又は機器に電力を供給する。

図１及び図２に示されるように、可動接触アーム（１０８）、可動接点（１０６）、リンク（１１０）、ハンドル（１１４）及びトリップ機構（１２０）は、製造を容易にするために、ハウジングに挿入される前にモジュラー回路遮断器機構ユニットとして形成されてもよい。

また、図１には、アークプレート（１２２）等の形態を取ることができる消弧装置を示し、前記アークプレート（１２２）は、接点（１０４、１０６）の開閉に伴って接点（１０４、１０６）間に形成されたアークを接点（１０４、１０６）から引き離すように補助し、前記アークを速やかに消去するように構成されている。一構成では、アークプレート（１２２）は、可動接点（１０６）の移動経路に対応する径方向経路に位置決められる。

さらに、排気部（１２４）は、アークによって生成される任意のガスがハウジング（１０２）を出ることを可能にするように、ハウジング（１０２）内にアークプレート（１２２）近傍に配置され得る。見られるように、排気部（１２４）は、アークプレート（１２２）の位置に基づいて配置される複数の開口（１２６）を含み得る。

回路遮断器（１００）は、図１および図２に最も良く見られるように、プリント回路基板（ＰＣＢ）（１２８）をさらに備える。ＰＣＢ（１２８）には、回路遮断器（１００）のＧＦＣＩ機能を達成するために必要な論理、具体的には、閾値レベルのリークが検知された場合、ライン端子（１１６）と負荷端子（１１８）との間の電流を止めるために必要な論理を組み込むことができる。

リークは、負荷側からの流出電流と戻り電流の正味の結果として測定される電流不均衡の量として定義される。これは、たとえば、ＧＦＣＩ保護された負荷回路に接続された１つ以上のデバイスへ流出する電流量を測定することと、ニュートラル接続に戻る電流量を測定することを含む。リークがあることによって戻り量が流出量よりも少なくなる場合、この差はリーク電流である。正常に動作する回路では、流出電流を測定して戻り電流と比較すると、ゼロ電流差（すなわち、リーク）を有する。しかしながら、しきい値レベルのリーク（典型的には、４ｍＡ〜６ｍＡの間）が検知されると、地絡状態が存在すると判定され、ＧＦＣＩ回路により電流の流れを止める。

より具体的には、地絡状態が存在すると判定された場合、故障検出部回路は、トリップ機構（１２０）を起動させて接点（１０４、１０６）を開くことになり、これによって、回路遮断器（１００）をトリップすることができる。さらに、いくつかの実施形態では、電流測定装置（即ち、過電流検出器機能）は、別個独立の過電流検出装置として具体化されることではなく、ＰＣＢ（１２８）上の回路に組み込まれてもよい。

ＧＦＣＩの分野で知られているように、回路遮断器（１００）は、試験特徴部を有し、この試験特徴部は、回路遮断器（１００）のＧＦＣＩ機能によって回路遮断器（１００）がライン端子（１１６）と負荷端子（１１８）との間の電流を止めるように、地絡状態をシミュレーションするものである。回路遮断器（１００）は、任意選択的に、回路遮断器（１００）に直接近接する操作者が試験を実行することを可能にする「ローカル」試験機能（例えば、回路遮断器自体のハウジングに設けられたボタン、スライダーなどによって起動される）を有する。ただし、以下でより詳しく説明するように、回路遮断器（１００）には、代替的または追加的に、遠隔試験機能が組み込まれている。

ローカル試験機能が提供される場合、数十年も知られている壁コンセントなどの押しボタンの形態を取ることができる。しかしながら、図示される回路遮断器（１００）は典型的押しボタンを使用することではなく、操作者が試験特徴部を起動することを可能にするスライド配置を有し、前記試験特徴部の配置は２つの主要な部分によって限定される。

図４に最も良く見られるように、例示的なローカル試験特徴部は、枢動可能なレバーアーム（４０２）を含む試験スイッチ（４００）を採用し、前記レバーアームは、ハウジング（１０２）に対して固定された軸（Ａ）の周りを回転するように枢動可能に接続された第１の端部（４０４）と、アクティブ位置（図示せず）と非アクティブ位置（図４に示される）との間に軸（Ａ）の周りを円弧状に枢動可能である第２の端部（４０６）とを有する。レバーアームの第２の端部が非アクティブ位置（図４に示される）からアクティブ位置に作動されると、試験装置は試験信号を生成することになり、この過程において、レバーアーム（４０２）が軸（Ａ）を中心に反時計回りに枢動する。

試験特徴部は、操作者がハウジング（４０２）を介して接近可能な第１の端部（４１０）と、レバーアーム（４０２）の第２の端部（４０６）と協働する第２の端部（４１２）とを有するスライド部材（４０８）をさらに採用する。スライド部材（４０８）は細長いものであって、ポリマーなどの略平坦な材料片から形成してもよい。図１〜図４に示されるように、スライド部材（４０８）は、例えば、ハウジング（４０２）の形状に合わせ、及び／又は回路遮断器（１００）の他の構成要素との干渉を回避するために、１つ以上の屈曲部及び／又は切欠きを含んでもよい。

スライド部材（４０８）は、スライド部材（４０８）の第２の端部（４１２）がレバーアーム（４０２）の第２の端部（４０６）の枢動する弧と略接する平面内でスライドするように、ハウジング（１０２）とレバーアーム（４０２）の軸（Ａ）に対してスライド可能である。図示されている実施形態では、スライド部材（４０８）は、ハウジング（１０２）の頂面の大部分が存在する平面と略平行な平面でスライドする。

スライド部材（４０８）の第２の端部（４１２）とレバーアーム（４０２）の第２の端部（４０６）とが協働することによって、スライド部材（４０８）のほぼ平面のスライド運動がレバーアーム（４０２）の軸（Ａ）周りの枢動運動に変換される。

スライド部材（４０８）は、レバーアーム（４０２）が非アクティブ位置にある標準動作位置（図４に示される）から、レバーアーム（４０２）がアクティブ位置に（すなわち、図４に示される向きに対して反時計回りに）枢動する試験位置まで（すなわち、図４に示される向きに対して右に向って）移動可能である。好ましくは、枢動可能なレバーアーム（４０２）の第２の端部（４０６）は、例えば、ばね作用によって非アクティブ位置に向かって（すなわち、図４に示される方向に対して時計回りに）バイアスされ、スライド部材（４０８）も標準動作位置に向かって（すなわち、図４に示される方向に対して左に向かって）バイアスされる。

ハウジング（１０２）には開口が形成されており、スライド部材（４０８）の第１の端部（４１２）は、ハウジング（１０２）の開口を通って延在する突起（４１４）を有する。開口は、好ましくは、ハウジング（１０２）の上面に位置し、最も好ましくは、ハンドル（１１４）の近傍に位置し、これによって、スライド部材（４０８）の突起（４１４）とハンドル（１１４）の細長部（１１２）が互いに近接配置して、操作者の両方への容易なアクセスを確実にする。このようにして、操作者がスライド部材（４０８）の突起（４１４）を作動させて回路遮断器（１００）をトリップすることで、回路遮断器（１００）のＧＦＣＩ特性を容易に試験し、そしてハンドル（１１４）の細長部（１１２）を操作することによって回路遮断器（１００）をリセットする。

回路遮断器（１００）は、遠隔オン／オフ特徴をさらに組み込んでおり、これによって、操作者は、例えば、中央コントローラ（以下で詳細に説明する）などの遠隔配置された電気インタフェースを使用して、回路遮断器を手動でオフにすることができ、及び／又は、コントローラは、検知された地絡と関係のないイベントの発生に基づいて、回路遮断器を遠隔でオフにすることができる。例えば、一日の時間に基づいて天井灯に電力を供給する回路遮断器をオフにすることが望ましい場合があり、検知された温度に基づいて扇風機に電力を供給する回路遮断器をオフにすることが望ましい場合があり、感知された水位に基づいてビルジポンプに電力を供給する回路遮断器をオフにすることが望ましい場合がある。

手動または自動で、遠隔で作動可能な回路遮断器が知られている。伝統的に、このような遠隔作動可能な回路遮断器は、回路遮断器に設けられたソレノイドなどを含み、前記ソレノイドは、回路遮断器から離れたコントローラ等から受信される電気制御信号に応答して、回路遮断器をトリップさせるものである。しかしながら、図示される例示的な回路遮断器（１００）は、そのような別個のソレノイドが不要である。

代わりに、図示される例示的な実施形態によれば、回路遮断器（１００）は遠隔地に位置するコントローラ、スイッチ等から「オフ」指令信号を受信すると、回路遮断器において地絡信号を生成することになり、これによって、回路遮断器（１００）のＧＦＣＩ機能は、負荷回路で実際の地絡を検知したように反応し、回路遮断器（１００）にライン端子（１１６）と負荷端子（１１８）の間の電流を終止させる（即ち、回路遮断器をトリップさせる）。

回路遮断器は、他のトリップした回路遮断器がリセットされ得るのと同じ方法、すなわち、ハンドル（１４）を手動で作動させるか、または、ソレノイドなどによって遠隔「リセット」又は「オン」接通指令に応答することによりハンドルを作動させるという方法で、再びオンにされ得る。このような遠隔リセット可能な回路遮断器は、例えば、本出願人が所有する米国特許出願公開第２０１５／０１０１９１４号および米国特許第９，７６１，３９９号に開示されており、その内容は、その全体が本明細書中に参考として援用される。

本発明による回路遮断器（１００）は、遠隔オン及びオフ機能に加えて、遠隔試験機能も可能にする。この遠隔試験機能は、ローカル試験機能の代わりに提供されてもよく（即ち、回路遮断器のハウジング上の試験ボタン又はスライダーが省略されてもよく）、ローカル試験機能に加えて提供されてもよい。

いずれにしても、遠隔試験機能は、通信インタフェース（ここでも、以下により詳細に説明される）を介して中央コントローラ（以下により詳細に説明される）などと通信するＰＣＢ（１２８）上のプロセッサを使用する。

通信インタフェースは、遠隔試験指令信号を受信するように構成され、プロセッサは、故障検出部（即ち、トリップ機構（１２０）が遮断部（即ち、接点（１０４、１０６）を開状態に作動させようとするように、遠隔試験指令信号の受信に応答して、負荷回路内のシミュレーション故障を生成する。そして、プロセッサは、遠隔試験指令信号の受信に応答して故障検出部（１２０）が前記遮断部（１０４、１０６）を開状態に作動させることに成功したか否かを判定し、否であれば、故障を示すアラーム信号を生成する。アラームは、回路遮断器においてローカルに（視覚的および／または聴覚的に）表示されてもよく、以下で詳しく説明するように、遠隔位置（中央コントローラなど）に送信されてもよい。

以下、図５を参照すると、ネットワークを介して本発明による複数の回路遮断器（１００^１、１００^２、１００^３、１００^ｎ）と電気的に通信する中央制御ユニット（５００）を有するシステムが示されている。制御ユニット（５００）は、指令を入力するための入力手段と、各回路遮断器（１００^１、１００^２、１００^３、１００^ｎ）の状態を表示するディスプレイとを含む。好ましい実施形態では、入力手段とディスプレイの両方は、各回路遮断器（５０２^１、５０２^２、５０２^３、５０２^ｎ）のためのグラフィカルユーザインタフェースを有するタッチディスプレイを使用して実現される。好ましくは、各回路遮断器（５０２^１、５０２^２、５０２^３、５０２^ｎ）のために用いられるグラフィカルディスプレイは、少なくとも「オン」ボタン（５０４）、「オフ」ボタン（５０５）および「試験」ボタン（５０６）を含む、各回路遮断器の制御を可能にする仮想「ボタン」などを備える。必要に応じて、個別的に「リセット」ボタン（図示せず）を設けることができるが、示されている実施形態では、リセット機能は「オン」ボタンと組み合わされる。

通信ネットワークは、有線接続又は無線接続で具現化することができる。例えば、無線ＬＡＮ（例えば、ＷｉＦｉ（登録商標））及び／又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を使用することができる。必要に応じて、例えば、車両の場合、ＣＡＮバス及び／又はＬＩＮバスなどを使用することができる。

各々の指令ボタンのいずれかがトリガされると、コントローラ（５００）は、操作者によってトリガされた動作を示す指令信号（５０８）を生成し、回路遮断器（１００^１、１００^２、１００^３、１００^ｎ）のうちの適切な一つに送信する。指令信号（５０８）は、コントローラ（５００）によって前述したようなタイミングイベント、様々な検知パラメータ（例えば、温度、液体レベル等）等に基づいて自動的に生成されてもよく、これは、操作者が入力手段とディスプレイを用いてプログラミング可能である。回路遮断器（１００^１、１００^２、１００^３、１００^ｎ）のうちの適切な一つは前記指令を実行し、必要に応じてその内部状態を更新する。各回路遮断器（１００^１、１００^２、１００^３、１００^ｎ）は、前記内部状態を監視し、この状態を示す状態信号（５１０）をコントローラ（５００）に送信し、前記状態は各回路遮断器（５０２^１、５０２^２、５０２^３、５０２^ｎ）のグラフィカルユーザインタフェースに表示される。

例えば、各グラフィカルユーザインタフェース（５０２^１、５０２^２、５０２^３、５０２^ｎ）には、回路遮断器がオンで正常に機能していることを示す「オン」状態（５１２）、回路遮断器がオッフにされたこと（手動的に又は自動的に）を示す「オフ」状態（５１４）、過電流が検知されたことによって回路遮断器がトリップされたことを示す「トリップ」状態（５１６）、地絡が検知されたことによって回路遮断器がトリップされたことを示す「故障」状態（５１８）、回路遮断器における失敗、例えば、ＧＦＩＣ機能の試験の失敗（上記したように）を示す「失敗」状態（５２０）、および、その他の様々な状態が設けられてもよい。

図５に示される例では、回路遮断器１（１００^１）がオンであり、回路遮断器２（１００^２）が地絡によってトリップされ、回路遮断器３（１００^３）がオフであり、回路遮断器ｎ（１００^ｎ）がオンであるが、ＧＦＣＩ機能の試験に失敗した。図示される回路遮断器には、過電流が検知されることによってトリップされたものは存在しない。

回路遮断器がＧＦＣＩ機能試験に失敗した場合、回路遮断器が正常に接続された負荷に電力を供給し続ける（少なくとも一定期間）ことが望ましい場合があり、例えば、図５に示される回路遮断器Ｎ（１００^ｎ）のように、「失敗」に加え、「オン」が示される。例えば、電力が供給される負荷が重要である場合（例えば、医療機器、冷蔵機器の場合）、直ちに電力を止めることが望ましくないことがある。しかしながら、状況によっては回路遮断器がＧＦＩＣ機能試験に失敗した場合、回路遮断器を直ちに完全に無効にすることが望ましいことがあり、例えば、回路がバスルームやその他の濡れた環境に位置するコンセントに給電している場合には、地絡の場合にＧＦＣＩ機能の失敗によって重大な傷害または死亡につながる可能性が比較的高い。状況によっては、負荷への電力が自動的に切断され且つ回路遮断器が無効にされる前に、交換される失敗した回路遮断器に一定期間にわたって電力を供給するために、負荷に電力を供給し続けることができる。

１つ以上の記憶装置（５２２）は、中央コントローラレベル（５００）（図５に示される）、個別の回路遮断器レベルでのいずれか、または両方のレベルで設けられてもよい。記憶装置（５２２）は、過去のシミュレーションＧＦＣＩ試験が実行された日時の記録を記憶することによって、試験の頻度に関する任意の規則、規制および／または推奨事項に対する準拠を追跡するためのものである。さらに、記憶装置（５２２）は、ＧＦＣＩ試験が失敗したときの記録を記憶するために使用でき、回路遮断器が使用され始めたときの記録を記憶するために使用でき、及び／又はその他の様々な記録を記憶するために使用できる。

必要に応じて、ＧＦＣＩ試験機能を開始するために使用される試験ボタン（５０６）に加えて、遠隔試験指令信号が周期的（例えば、規則、規制、コード、仕様、推奨などによって規定される周期）に自動的に生成され得る。好ましくは、遠隔試験指令の自動生成のインスタンス間の期間は、例えば、異なる地理の領域でのローカル建築基準に適合するように、ユーザによってプログラミング可能である。試験で生成されたインスタンス間の期間は、記憶装置（５２２）に記憶されてもよい。

特に遠隔試験指令信号が自動的に生成される場合、前記故障検出部が遠隔試験指令信号の受信に応答して前記遮断部を開状態に作動させることに成功したと判定されたら、リセット指令信号を自動的に生成することが望ましいことがある。そうすることによって、周期的なＧＦＣＩ試験機能の全体を自動化でき、ＧＦＣＩ機能試験に失敗した場合にのみ手動介入が必要とされ、その場合、失敗した回路遮断器を交換するができる。

上記の開示は、地絡回路遮断器（ＧＦＣＩ）機能に焦点を合わせているが、本発明の回路遮断器は、ＧＦＣＩ機能の代わりに、またはそれに加えて、単に各回路遮断器（１００）及び／又は中央制御ユニット（５００）のプロセッサを適切にプログラミングすることによって、アーク故障回路遮断器（ＡＦＣＩ）機能を採用してもよいことを認識すべきである。

本発明は、部品、特徴などの特定の配置を参照して説明されてきたが、これらは、すべての可能な配置または特徴を網羅することを意図するものではなく、実際、他の多くの修正および変形が当業者に確認可能である。

Claims (16)

1. 回路遮断装置であって、
   ハウジングと、
   前記ハウジングに設けられ、電力を供給するように電源回路に接続されるライン端子と、
   前記ハウジングに設けられ、負荷回路に接続される負荷端子と、
   前記ハウジング内に設けられ、前記ライン端子と前記負荷端子との間に電気的に接続される遮断部であって、開状態と閉状態を有し、前記閉状態で前記ライン端子を前記負荷端子に電気的に接続し、前記開状態で前記ライン端子を前記負荷端子から電気的に遮断する遮断部と、
   前記負荷回路内の電気信号の故障を検出するように構成され、前記負荷回路に故障が検出すれると、前記遮断部を前記開状態に作動させる故障検出部と、
   遠隔試験指令信号を受信する通信インタフェースと、
   前記故障検出部が前記遮断部を前記開状態に作動させようとするように、前記遠隔試験指令信号の受信に応答して、前記負荷回路内のシミュレーション故障を生成するプロセッサと、を備え、
   前記プロセッサは、前記遠隔試験指令信号の受信に応答して前記故障検出部が前記遮断部を前記開状態に作動させることに成功したか否かを判定し、判定が否であれば、故障を示すアラーム信号を生成する、ことを特徴とする回路遮断装置。
2. 前記ハウジングから延在するハンドルをさらに備え、前記ハンドルは、前記遮断部が前記開状態から前記閉状態にリセットされることを可能にするように構成される、ことを特徴とする請求項１に記載の回路遮断装置。
3. リセット指令信号を受信すると、前記遮断部が前記開状態から前記閉状態にリセットされることを可能にするように構成されるリセット機構をさらに備える、ことを特徴とする請求項１に記載の回路遮断装置。
4. 前記リセット指令信号は、前記通信インタフェースを介して受信される、ことを特徴とする請求項３に記載の回路遮断装置。
5. 前記プロセッサは、前記遠隔試験指令信号の受信に応答して前記故障検出部が前記遮断部を前記開状態に作動させることに成功したと判定した場合、前記リセット指令信号は、前記プロセッサによって自動的に生成される、ことを特徴とする請求項３に記載の回路遮断装置。
6. 前記遠隔試験指令信号は、周期的且つ自動的に生成される、ことを特徴とする請求項１に記載の回路遮断装置。
7. 前記遠隔試験指令の自動生成のインスタンス間の期間は、ユーザによってプログラミング可能である、ことを特徴とする請求項６に記載の回路遮断装置。
8. 過去のシミュレーション故障試験が実行された日時の記録が記憶される記憶装置をさらに備える、ことを特徴とする請求項１に記載の回路遮断装置。
9. 前記アラーム信号は、前記通信インタフェースを介して送信される、ことを特徴とする請求項１に記載の回路遮断装置。
10. 前記故障は、地絡およびアーク故障のうちの少なくとも１つを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の回路遮断装置。
11. 前記通信インタフェースは、有線接続を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の回路遮断装置。
12. 前記通信インタフェースは、無線接続を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の回路遮断装置。
13. 前記通信インタフェースは、無線ＬＡＮおよびＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）のうちの少なくとも１つを含む、ことを特徴とする請求項１２に記載の回路遮断装置。
14. 前記通信インタフェースは、ＣＡＮバス又はＬＩＮバスを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の回路遮断装置。
15. 前記プロセッサは、前記通信インタフェースを介して遠隔オフ指令を受信するように構成され、前記遠隔オフ指令に応答して、前記負荷回路内のシミュレーション故障を生成することで、前記故障検出部が前記遮断部を前記開状態に作動させるようにすることによって、同一の遮断部は、故障トリップと指令トリップの両方に用いられる、ことを特徴とする請求項１に記載の回路遮断装置。
16. 前記回路遮断装置は、回路遮断器を備え、
    前記遮断部は、前記ライン端子と前記負荷端子とが互いに通電する閉位置と、前記線路端子と前記負荷端子とが電気的に分離する開位置との間で相対的に移動可能な一対の接点を有し、
    前記回路遮断装置は、前記一対の接点のうちの少なくとも１つに接続されるトリップコイルをさらに備え、前記トリップコイルは、過電流に応答して、前記一対の接点を前記閉位置から前記開位置に移動させることによって、前記回路遮断器をトリップさせるようにする、ことを特徴とする請求項１に記載の回路遮断装置。

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