JP2625252B2 - 高信頼度トリップ動作を有する故障給電、プロセッサ制御遮断器トリップ方式 - Google Patents
高信頼度トリップ動作を有する故障給電、プロセッサ制御遮断器トリップ方式Info
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- JP2625252B2 JP2625252B2 JP2512991A JP51299190A JP2625252B2 JP 2625252 B2 JP2625252 B2 JP 2625252B2 JP 2512991 A JP2512991 A JP 2512991A JP 51299190 A JP51299190 A JP 51299190A JP 2625252 B2 JP2625252 B2 JP 2625252B2
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- H02H7/261—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured involving signal transmission between at least two stations
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は一般的に遮断器に関し、より詳細には遮断器
用プロセッサ制御トリップ機構に関する。
用プロセッサ制御トリップ機構に関する。
背景技術 トリップ方式は遮断器で検出される電力故障に応答す
るように設計されている。最も簡単なトリップ方式は電
磁石を使用し短絡もしくは過負荷故障に応答して回路を
トリップさせる。電磁石はブレーカを流れる電流に応答
して磁界を生じる。電流値が所定の閾値を越えると、一
組の遮断器接点を解除させる機構が磁界により“トリッ
プ”されて、回路が“切られる”。
るように設計されている。最も簡単なトリップ方式は電
磁石を使用し短絡もしくは過負荷故障に応答して回路を
トリップさせる。電磁石はブレーカを流れる電流に応答
して磁界を生じる。電流値が所定の閾値を越えると、一
組の遮断器接点を解除させる機構が磁界により“トリッ
プ”されて、回路が“切られる”。
応答速度の遅いバイメタル片を使用した簡単なトリッ
プ方式も多く、それはより微妙な過負荷故障を検出する
のに有用である。これはバイメタル片の反の度合いが遮
断器の正確な熱履歴、従って僅かな電流過負荷をも表わ
すためである。一般的には電流過負荷により発生する熱
によりバイメタル片はトリップ機構内へ反って回路を切
る。
プ方式も多く、それはより微妙な過負荷故障を検出する
のに有用である。これはバイメタル片の反の度合いが遮
断器の正確な熱履歴、従って僅かな電流過負荷をも表わ
すためである。一般的には電流過負荷により発生する熱
によりバイメタル片はトリップ機構内へ反って回路を切
る。
前記したトリップ方式は多くの簡単な遮断器応用に対
しては適切であるが、よりインテリジェントで柔軟性の
高いトリップ方式に対する要望が高まっている。例え
ば、今日多くの工場は定期的に交換もしくは移動される
３相電力装置を備えている。従って、その装置に対す
る、電流閾値等の、遮断器トリップ仕様を調整しなけれ
ばならない。このようにして、ユーザプログラマブルな
柔軟性を提供するプロセッサベーストリップ方式が開発
されている。
しては適切であるが、よりインテリジェントで柔軟性の
高いトリップ方式に対する要望が高まっている。例え
ば、今日多くの工場は定期的に交換もしくは移動される
３相電力装置を備えている。従って、その装置に対す
る、電流閾値等の、遮断器トリップ仕様を調整しなけれ
ばならない。このようにして、ユーザプログラマブルな
柔軟性を提供するプロセッサベーストリップ方式が開発
されている。
柔軟性を付与すると、プロセッサベーストリップ方式
はある状況の元では不正確もしくは信頼度の低い技術を
使用して電力故障に応答して電流径路を遮断する。例え
ば、故障給電、すなわち遮断器を流れる電流により給電
されるプロセッサベース方式は、通常遮断器電流径路を
切るためのソレノイドを使用している。代表的に、電流
径路内で電力故障が検出された後でしかプロセッサはソ
レノイドとの係合を試みない。しかしながら、電力故障
の後では、系統電力はソレノイドとうまく係合するのに
不十分となることがある。係合の試みが失敗するだけで
なく、系統電力も消散する。
はある状況の元では不正確もしくは信頼度の低い技術を
使用して電力故障に応答して電流径路を遮断する。例え
ば、故障給電、すなわち遮断器を流れる電流により給電
されるプロセッサベース方式は、通常遮断器電流径路を
切るためのソレノイドを使用している。代表的に、電流
径路内で電力故障が検出された後でしかプロセッサはソ
レノイドとの係合を試みない。しかしながら、電力故障
の後では、系統電力はソレノイドとうまく係合するのに
不十分となることがある。係合の試みが失敗するだけで
なく、系統電力も消散する。
従来技術の方式は故障に対して敏感でない独立電源を
備えることにより、このような信頼度問題を回避してい
る。残念ながら、コスト及び保守の問題により独立電源
を採用できない応用が多い。
備えることにより、このような信頼度問題を回避してい
る。残念ながら、コスト及び保守の問題により独立電源
を採用できない応用が多い。
発明の要約 本発明の実施例に従って、故障給電トリップ方式はプ
ロセッサが発生するトリップ信号に応答して電流径路を
遮断するソレノイドを含んでいる。プロセッサはインタ
ーフェイス回路を介して電流センサが供給する電流を分
析して、いつトリップ信号を発生すべきかを決定する。
ロセッサが発生するトリップ信号に応答して電流径路を
遮断するソレノイドを含んでいる。プロセッサはインタ
ーフェイス回路を介して電流センサが供給する電流を分
析して、いつトリップ信号を発生すべきかを決定する。
電源はソレノイドへ送出できる電力量を示す基準信号
をプロセッサへ与える。ソレノイドとの係合を試みる前
に、プロセッサは基準信号値をチェックしてその時電源
が電液流径路を遮断するのに充分な量の電力をソレノイ
ドへ供給できるかどうかを決定し、ソレノイドの不適切
な係合による電力損失を回避する。ソレノイドと係合す
るのに充分な電力値であれば、プロセッサは電流径路を
遮断するトリップ信号を発生する。
をプロセッサへ与える。ソレノイドとの係合を試みる前
に、プロセッサは基準信号値をチェックしてその時電源
が電液流径路を遮断するのに充分な量の電力をソレノイ
ドへ供給できるかどうかを決定し、ソレノイドの不適切
な係合による電力損失を回避する。ソレノイドと係合す
るのに充分な電力値であれば、プロセッサは電流径路を
遮断するトリップ信号を発生する。
図面の簡単な説明 発明の他の目的及び利点は添付図を参照として以下の
詳細説明を読めば明らかであり、ここに、 第１図は本発明に従ったマイクロプロセッサベース遮
断器トリップ方式のブロック図、 第２図は第１図のブロック図に示す遮断器トリップ方
式の斜視図、 第3a図は第１図の手元ディスプレイ150を示す線図、 第3bは第3aのLCDディスプレイ322を制御するように第
3a図のディスプレイプロセッサ316をプログラムする方
法を示すフロー図、 第４図は第１図のアナログ入力回路108、地絡故障セ
ンサ回路110、利得回路134及び電源122を示す略線図、 第５図は利得回路134からの受信信号を第１図のマイ
クロコンピュータがサンプルする好ましい方法を示す線
図、 第6a図は第４図の定格プラグ531の側面図、 第6b図は第４図の定格プラグ531の平面図、 第７図は第１図の熱メモリ138を示す略線図、 第８図は第１図のリセット回路124を示す略線図、 第９図は第１図のユーザ選定回路132図である。
詳細説明を読めば明らかであり、ここに、 第１図は本発明に従ったマイクロプロセッサベース遮
断器トリップ方式のブロック図、 第２図は第１図のブロック図に示す遮断器トリップ方
式の斜視図、 第3a図は第１図の手元ディスプレイ150を示す線図、 第3bは第3aのLCDディスプレイ322を制御するように第
3a図のディスプレイプロセッサ316をプログラムする方
法を示すフロー図、 第４図は第１図のアナログ入力回路108、地絡故障セ
ンサ回路110、利得回路134及び電源122を示す略線図、 第５図は利得回路134からの受信信号を第１図のマイ
クロコンピュータがサンプルする好ましい方法を示す線
図、 第6a図は第４図の定格プラグ531の側面図、 第6b図は第４図の定格プラグ531の平面図、 第７図は第１図の熱メモリ138を示す略線図、 第８図は第１図のリセット回路124を示す略線図、 第９図は第１図のユーザ選定回路132図である。
本発明はさまざまに修正を加えたり別の形式をとるこ
とができるが、特定実施例を図示して詳細説明を行う。
とができるが、特定実施例を図示して詳細説明を行う。
しかしながら、本発明は開示される特定形式に限定さ
れるのではなく、特許請求の範囲に記載された発明の精
神及び範囲に入る全ての修正、等価方式及び代替方式を
包含するものとする。
れるのではなく、特許請求の範囲に記載された発明の精
神及び範囲に入る全ての修正、等価方式及び代替方式を
包含するものとする。
発明の最善の実施モード システム概説 本発明はユーザがプログラムすることのできる仕様に
従って配電系統内の電流径路を監視及び遮断するのに直
接応用される。本発明はいかなる種類の電流径路にも役
立つが、３相電流径路の監視及び遮断に特に有用であ
る。
従って配電系統内の電流径路を監視及び遮断するのに直
接応用される。本発明はいかなる種類の電流径路にも役
立つが、３相電流径路の監視及び遮断に特に有用であ
る。
次に図面を参照として、第１図は電源入力102と負荷
出力104を有する回線106上の３相電流径路に使用する一
体型マイクロプロセッサ制御トリップ方式100のブロッ
ク図を示す。トリップ方式100はアナログ入力回路108及
び地絡故障センサ110を使用して電流径路106上の３相電
流を検出する。トリップ方式が過負荷、短絡もしくは地
絡状態を検出するか、もしくは電流径路を遮断すべき決
定すると、ソレノイド112と係合して一組の接点114をト
リップさせA,B,C相電流径路を断つ。従って、接地径路
もしくはオプショナルな中性線（Ｎ）を介した任意の地
絡故障回路も断たれる。
出力104を有する回線106上の３相電流径路に使用する一
体型マイクロプロセッサ制御トリップ方式100のブロッ
ク図を示す。トリップ方式100はアナログ入力回路108及
び地絡故障センサ110を使用して電流径路106上の３相電
流を検出する。トリップ方式が過負荷、短絡もしくは地
絡状態を検出するか、もしくは電流径路を遮断すべき決
定すると、ソレノイド112と係合して一組の接点114をト
リップさせA,B,C相電流径路を断つ。従って、接地径路
もしくはオプショナルな中性線（Ｎ）を介した任意の地
絡故障回路も断たれる。
第１図のトリップ方式（装置）100は電流径路を遮断
すべき時期を決定するためのいくつかの回路を使用して
いる。この決定はイリノイ州、シャウムバーグのモトロ
ーラ社から入手できMC68HC11HCMOシングルチップマイク
ロコンピュータプログラマの参照マニュアル、1985年及
びMC68HC11A8アドバンス情報HCMOSシングルチップマイ
クロコンピュータ、1985年に記載された、好ましくはMC
68HC11A1である、マイクロコンピュータ120において中
央処理される。マイクロコンピュータ120を支援する周
辺回路にはトリップ方式100の健全性を立証するリセッ
ト回路124、マイクロコンピュータ120内のアナログ／デ
ジタル（A/D）回路に対して安定した高信頼度の基準を
与える電圧基準回路126、マイクロコンピュータ120の動
作命令を記憶するROM128、及びROM128及びユーザ選定回
路132を含むさまざまな回路とマイクロプロセッサ120を
インターフェイスさせる従来のアドレス及びデータ複合
回路130が含まれる。アドレス及びデータ複合回路130
は、例えば、アドレスデコーダ、部品No.74HC138、及び
従来の方法で８データビットと交互に多重化される下位
８アドレスビットをラッチする８ビットラッチ、部品N
o.74HC373、を含んでいる。ROMは、例えば、部品No.27C
64である。ユーザ選定回路132によりユーザは、過負荷
及び不平衡位相故障状態等の、トリップ方式100に対す
るトリップ特性を指定することができる。
すべき時期を決定するためのいくつかの回路を使用して
いる。この決定はイリノイ州、シャウムバーグのモトロ
ーラ社から入手できMC68HC11HCMOシングルチップマイク
ロコンピュータプログラマの参照マニュアル、1985年及
びMC68HC11A8アドバンス情報HCMOSシングルチップマイ
クロコンピュータ、1985年に記載された、好ましくはMC
68HC11A1である、マイクロコンピュータ120において中
央処理される。マイクロコンピュータ120を支援する周
辺回路にはトリップ方式100の健全性を立証するリセッ
ト回路124、マイクロコンピュータ120内のアナログ／デ
ジタル（A/D）回路に対して安定した高信頼度の基準を
与える電圧基準回路126、マイクロコンピュータ120の動
作命令を記憶するROM128、及びROM128及びユーザ選定回
路132を含むさまざまな回路とマイクロプロセッサ120を
インターフェイスさせる従来のアドレス及びデータ複合
回路130が含まれる。アドレス及びデータ複合回路130
は、例えば、アドレスデコーダ、部品No.74HC138、及び
従来の方法で８データビットと交互に多重化される下位
８アドレスビットをラッチする８ビットラッチ、部品N
o.74HC373、を含んでいる。ROMは、例えば、部品No.27C
64である。ユーザ選定回路132によりユーザは、過負荷
及び不平衡位相故障状態等の、トリップ方式100に対す
るトリップ特性を指定することができる。
動作上トリップ方式100は入力及び出力抑制回路105、
107を介して、（図示せぬ）従来の配電系線と接続され
る。入力抑制回路105からの受信信号は下流の遮断器が
過負荷（もしくは過電流）状態にあることを示す。出力
抑制回路107は上流の遮断器へ信号を送ってそれ自体の
状態及び全ての下流遮断器状態を示すのに使用される。
一般的に、下流遮断器が開いて状態をクリアするものと
すれば、下流遮断器が過負荷（もしくは過電流）状態に
ある場合トリップ方式100はコンタクタ114のトリップを
遅延させる。さもなくば、トリップ方式100はコンタク
タ114のトリップを遅延させてはならない。restraint−
in/restraint−out（入力抑制／出力抑制）配電系統の
詳細についてはデュリベージ等の米国特許第4,706,155
号に参照されたい。
107を介して、（図示せぬ）従来の配電系線と接続され
る。入力抑制回路105からの受信信号は下流の遮断器が
過負荷（もしくは過電流）状態にあることを示す。出力
抑制回路107は上流の遮断器へ信号を送ってそれ自体の
状態及び全ての下流遮断器状態を示すのに使用される。
一般的に、下流遮断器が開いて状態をクリアするものと
すれば、下流遮断器が過負荷（もしくは過電流）状態に
ある場合トリップ方式100はコンタクタ114のトリップを
遅延させる。さもなくば、トリップ方式100はコンタク
タ114のトリップを遅延させてはならない。restraint−
in/restraint−out（入力抑制／出力抑制）配電系統の
詳細についてはデュリベージ等の米国特許第4,706,155
号に参照されたい。
トリップ方式100に信頼度及び完全性を与えるための
他の回路が前記回路と共に使用されている。例えば、マ
イクロコンピュータ120は利得回路134と共にアナログ入
力回路108を使用して回線106の各相のRMS（実効値）電
流を精密に測定する。
他の回路が前記回路と共に使用されている。例えば、マ
イクロコンピュータ120は利得回路134と共にアナログ入
力回路108を使用して回線106の各相のRMS（実効値）電
流を精密に測定する。
アナログ入力回路108は回線106上に電流を表わす位相
信号Ａ′,B′,C′を発生する。利得回路134各二重利得
部を介して各位相信号Ａ′,B′,C′を増幅し、それから
マイクロコンピュータ120はそのA/D回路を使用して増幅
された各信号を測定する。各信号Ａ′,B′,C′に対して
２つの利得段を提供することにより、マイクロコンピュ
ータ120は任意所与の時間をおいて必要な分解能に応じ
て各電流位相に対する高利得もしくは低利得測定を即座
に行うことができる。
信号Ａ′,B′,C′を発生する。利得回路134各二重利得
部を介して各位相信号Ａ′,B′,C′を増幅し、それから
マイクロコンピュータ120はそのA/D回路を使用して増幅
された各信号を測定する。各信号Ａ′,B′,C′に対して
２つの利得段を提供することにより、マイクロコンピュ
ータ120は任意所与の時間をおいて必要な分解能に応じ
て各電流位相に対する高利得もしくは低利得測定を即座
に行うことができる。
アナログ入力回路108はトリップ方式100に信頼度の高
い電源を提供するためにも使用される。
い電源を提供するためにも使用される。
回線106から引き出される電流を使用して、アナログ
入力回路108は電源122により作動してトリップ方式100
へ３つの電力信号（VT、＋9V及び＋5V）を与える。電力
信号VTはデコード回路130を介してマイクロコンピュー
タ120により監視され、システムの信頼度を高める。
入力回路108は電源122により作動してトリップ方式100
へ３つの電力信号（VT、＋9V及び＋5V）を与える。電力
信号VTはデコード回路130を介してマイクロコンピュー
タ120により監視され、システムの信頼度を高める。
システム信頼性はマイクロコンピュータ120が相互作
用してバイメタル反り機構をシュミレートする熱メモリ
138を使用してさらに高められる。熱メモリ138はマイク
ロコンピュータ120への給電が遮断される場合にトリッ
プ方式100内の熱の正確な２次評価を与える。
用してバイメタル反り機構をシュミレートする熱メモリ
138を使用してさらに高められる。熱メモリ138はマイク
ロコンピュータ120への給電が遮断される場合にトリッ
プ方式100内の熱の正確な２次評価を与える。
地絡故障センサ110は回線106の１本以上に存在する地
絡故障を検出してマイクロコンピュータ120へ報告する
のに使用される。ユーザ選定トリップ特性を使用して、
マイクロコンピュータ120はコンタクタ114をトリップさ
せるのに充分なレベルで充分な時間だけ地絡故障が存在
するかどうかを決定する。マイクロコンピュータ120は
地絡故障遅延時間をその内部RAMに累積する。停電中に
ある期間だけ地絡故障履歴を保存するためにRAM保持回
路140が使用される。
絡故障を検出してマイクロコンピュータ120へ報告する
のに使用される。ユーザ選定トリップ特性を使用して、
マイクロコンピュータ120はコンタクタ114をトリップさ
せるのに充分なレベルで充分な時間だけ地絡故障が存在
するかどうかを決定する。マイクロコンピュータ120は
地絡故障遅延時間をその内部RAMに累積する。停電中に
ある期間だけ地絡故障履歴を保存するためにRAM保持回
路140が使用される。
RAM保持回路140はマイクロコンピュータ120に組み込
まれた能力を利用して、そのMOPDB/Vstby入力141に外部
供給電圧が加えられている場合にその内部RAMの内容を
保持する。この外部供給電圧は6.2KΩ抵抗器145を介し
て＋9V給電により充電される150μＦ電解コンデンサ143
に蓄えられる。コンデンサ143は＋9V給電により充電さ
れ、ダイオードにより＋5V給電にクランプされてパワー
アップ中に急速に放電するようにされる。
まれた能力を利用して、そのMOPDB/Vstby入力141に外部
供給電圧が加えられている場合にその内部RAMの内容を
保持する。この外部供給電圧は6.2KΩ抵抗器145を介し
て＋9V給電により充電される150μＦ電解コンデンサ143
に蓄えられる。コンデンサ143は＋9V給電により充電さ
れ、ダイオードにより＋5V給電にクランプされてパワー
アップ中に急速に放電するようにされる。
内部RAMに記憶された地絡故障遅延時間はおよそ3.6秒
よりも長く続く停電の後では問題にならない。このよう
な停電が生じているかどうかを調べるために、RAM保持
回路140はある時定数を確立する抵抗器161とコンデンサ
153、及びコンデンサ153を放電させるのに充分な時間だ
けマイクロコンピュータ120への給電が絶たれているか
どうかを感知するシュミットトリガーインバータ155を
含んでいる。パワーアップ中にマイクロコンピュータが
シュミットトリガー155を読み取ってから間もなく、コ
ンデンサ153はダイオード157及びプルアップ抵抗器159
を介して再充電される。要素の好ましい値は、例えば、
抵抗器161は365KΩ、コンデンサ153は10μＦ、シュミッ
トトリガー155は部品No.74HC14、ダイオード157は部品N
o.1N4148、抵抗器159は47KΩである。
よりも長く続く停電の後では問題にならない。このよう
な停電が生じているかどうかを調べるために、RAM保持
回路140はある時定数を確立する抵抗器161とコンデンサ
153、及びコンデンサ153を放電させるのに充分な時間だ
けマイクロコンピュータ120への給電が絶たれているか
どうかを感知するシュミットトリガーインバータ155を
含んでいる。パワーアップ中にマイクロコンピュータが
シュミットトリガー155を読み取ってから間もなく、コ
ンデンサ153はダイオード157及びプルアップ抵抗器159
を介して再充電される。要素の好ましい値は、例えば、
抵抗器161は365KΩ、コンデンサ153は10μＦ、シュミッ
トトリガー155は部品No.74HC14、ダイオード157は部品N
o.1N4148、抵抗器159は47KΩである。
トリップ方式100のもう一つの重要な局面はそれ自体
とユーザとの間で情報を転送する能力である。この情報
には回線106のリアルタイム電流及び位相測定値、トリ
ップ方式100のシステム構成及びトリップ原因（マイク
ロコンピュータ120がコンタクタ114をトリップさせた理
由）の履歴に関する情報が含まれる。前記したように、
リアルタイム回線測定値はアナログ入力回路108及び利
得回路134を使用して精密に決定される。トリップ方式1
00のシステム構成と他の関連情報はROM128及びユーザ選
定回路132から容易に得ることができる。トリップ原因
の履歴に関する情報は持久型トリップメモリ144から得
ることができる。この種の情報はユーザのために手元デ
ィスプレイ150上にローカルに表示されるが、もしくは
リモートインターフェイス160を介して従来のディスプ
レイ末端162に遠隔表示される。ディスプレイ末端162と
通信を行うために、トリップ方式はマイクロコンピュー
タ120内部の非同期通信インターフェイスを使用する。M
C68HC11を使用して、シリアル通信インターフェイス（S
CI）を利用することができる。
とユーザとの間で情報を転送する能力である。この情報
には回線106のリアルタイム電流及び位相測定値、トリ
ップ方式100のシステム構成及びトリップ原因（マイク
ロコンピュータ120がコンタクタ114をトリップさせた理
由）の履歴に関する情報が含まれる。前記したように、
リアルタイム回線測定値はアナログ入力回路108及び利
得回路134を使用して精密に決定される。トリップ方式1
00のシステム構成と他の関連情報はROM128及びユーザ選
定回路132から容易に得ることができる。トリップ原因
の履歴に関する情報は持久型トリップメモリ144から得
ることができる。この種の情報はユーザのために手元デ
ィスプレイ150上にローカルに表示されるが、もしくは
リモートインターフェイス160を介して従来のディスプ
レイ末端162に遠隔表示される。ディスプレイ末端162と
通信を行うために、トリップ方式はマイクロコンピュー
タ120内部の非同期通信インターフェイスを使用する。M
C68HC11を使用して、シリアル通信インターフェイス（S
CI）を利用することができる。
第２図は遮断器凾体もしくは枠210内で使用されるト
リップ方式100の斜視図である。相電流A,B,Cを運ぶ回線
（106）はアナログ入力回路108の一部である埋設された
変流器510、512、514（破線）を通過する。（やはり、
破線で示す）ソレノイド112が回線106の電流径路を断つ
と、ユーザは遮断器ハンドル220を使用して電流径路を
再接続する。
リップ方式100の斜視図である。相電流A,B,Cを運ぶ回線
（106）はアナログ入力回路108の一部である埋設された
変流器510、512、514（破線）を通過する。（やはり、
破線で示す）ソレノイド112が回線106の電流径路を断つ
と、ユーザは遮断器ハンドル220を使用して電流径路を
再接続する。
遮断器ハンドル220を除けば、トリップ方式100とユー
ザ間のインターフェイスはスイッチ盤222、LCDディスプ
レイ盤300及び通信ポート224に含まれている。スイッチ
盤222はユーザがユーザ選定回路132内の２進化10進（BC
D）ダイアル（第８図）を調整できるようにするアクセ
ス孔230を提供する。通信ポート224は（図示せぬ）光リ
ンクを介してディスプレイ末端162へ情報を転送するの
に使用することができる。
ザ間のインターフェイスはスイッチ盤222、LCDディスプ
レイ盤300及び通信ポート224に含まれている。スイッチ
盤222はユーザがユーザ選定回路132内の２進化10進（BC
D）ダイアル（第８図）を調整できるようにするアクセ
ス孔230を提供する。通信ポート224は（図示せぬ）光リ
ンクを介してディスプレイ末端162へ情報を転送するの
に使用することができる。
次節で、トリップ方式100をさらに詳細に説明する。
A.手元ディスプレイ 第3a図は第１図の手元ディスプレイ150の略線図であ
る。手元ディスプレイ150はトリップ方式100の残部から
物理的に分離されているが、従来のコネクタ組立体310
を使用してそこに接続されている。コネクタ組立体310
にはマイクロコンピュータ120から手元ディスプレイ150
への複数の通信回線312が接続されている。これらの回
線312にはトリップ方式接地、電源122からの＋5V信号、
ディスプレイプロセッサ316の直列通信回線、及びラッ
チ320のデータ回線318が含まれる。データ回線318は回
線318のもう１本によりラッチ320へクロックされる４本
のトリップ表示回線（過負荷、短絡、地絡及び位相不平
衡）を含んでいる。
る。手元ディスプレイ150はトリップ方式100の残部から
物理的に分離されているが、従来のコネクタ組立体310
を使用してそこに接続されている。コネクタ組立体310
にはマイクロコンピュータ120から手元ディスプレイ150
への複数の通信回線312が接続されている。これらの回
線312にはトリップ方式接地、電源122からの＋5V信号、
ディスプレイプロセッサ316の直列通信回線、及びラッ
チ320のデータ回線318が含まれる。データ回線318は回
線318のもう１本によりラッチ320へクロックされる４本
のトリップ表示回線（過負荷、短絡、地絡及び位相不平
衡）を含んでいる。
LCDディスプレイ322はラッチ320及びディスプレイプ
ロセッサ316から与えられる状態情報を表示する。ウィ
スコンシル州、レークミルズのハムリン社から入手でき
る組合せスタティックドライブ／マルチプレクスカスタ
ムもしくはセミカスタムLCDを含むさまざまなデバイス
を使用してLCDディスプレイ322の異なるセグメントを実
施することができる。カスタムもしくはセミカスタムデ
ィスプレイの詳細情報については、ハムリン社のパンフ
レット液晶ディスプレイを参照されたい。
ロセッサ316から与えられる状態情報を表示する。ウィ
スコンシル州、レークミルズのハムリン社から入手でき
る組合せスタティックドライブ／マルチプレクスカスタ
ムもしくはセミカスタムLCDを含むさまざまなデバイス
を使用してLCDディスプレイ322の異なるセグメントを実
施することができる。カスタムもしくはセミカスタムデ
ィスプレイの詳細情報については、ハムリン社のパンフ
レット液晶ディスプレイを参照されたい。
ラッチ320はセグメント370〜373を制御して上記トリ
ップ状態をそれぞれ表示する。これらの各セグメント37
0〜373はLCDドライバ回路326及び発振器回路328を使用
してラッチ320により制御される。対応するセグメント3
70〜373はラッチ320から関連する出力信号が論理ハイレ
ベルにある時に照光する。
ップ状態をそれぞれ表示する。これらの各セグメント37
0〜373はLCDドライバ回路326及び発振器回路328を使用
してラッチ320により制御される。対応するセグメント3
70〜373はラッチ320から関連する出力信号が論理ハイレ
ベルにある時に照光する。
ティスプレイプロセッサ316は回線106電流を表示する
電流計として４個の７セグメントデジット317を制御す
る。ディスプレイプロセッサ316は、例えば、４ビットC
MOSマイクロプロセッサ及び2K ROMを含むNEC部品のNo.U
PD7502LCDコントローラ／ドライバである。このNEC部品
は、カリフォルニア州、マウンティンビューのNEC社か
ら入手できるNEC UPD7501/02/03CMOS4ビットシングルチ
ップマイクロプロセッサ ユーザーズマニュアルに記載
されている。LCDディスプレイ322の他のセグメント375
はディスプレイプロセッサ316もしくは他の手段により
制御してさまざまな種類の状態メッセージを表示するこ
とができる。
電流計として４個の７セグメントデジット317を制御す
る。ディスプレイプロセッサ316は、例えば、４ビットC
MOSマイクロプロセッサ及び2K ROMを含むNEC部品のNo.U
PD7502LCDコントローラ／ドライバである。このNEC部品
は、カリフォルニア州、マウンティンビューのNEC社か
ら入手できるNEC UPD7501/02/03CMOS4ビットシングルチ
ップマイクロプロセッサ ユーザーズマニュアルに記載
されている。LCDディスプレイ322の他のセグメント375
はディスプレイプロセッサ316もしくは他の手段により
制御してさまざまな種類の状態メッセージを表示するこ
とができる。
例えば、押釦スイッチ311を使用してバッテリ338をテ
ストすることができる。このテストを行うには、バッテ
リ338をダイオード313を介してセグメント375の一つに
接続し、スイッチ311を押下するとバッテリの状態が表
示されるようにする。好ましくは、押釦スイッチ311を
押下するとラッチ320がリセットされる。このため、ス
イッチ311はトランジスタ315を励起する。ラッチは、例
えば、40174集積回路である。
ストすることができる。このテストを行うには、バッテ
リ338をダイオード313を介してセグメント375の一つに
接続し、スイッチ311を押下するとバッテリの状態が表
示されるようにする。好ましくは、押釦スイッチ311を
押下するとラッチ320がリセットされる。このため、ス
イッチ311はトランジスタ315を励起する。ラッチは、例
えば、40174集積回路である。
さらに、スイッチ311を使用してLCDディスプレイ322
上に表示される相電流を選定し、セグメント375が４個
の７セグメントデジット317上に表示される回線106の相
電流（A,B,CもしくはＮ）を識別するように制御するこ
とができる。このため、スイッチ311はトランジスタ327
を励起してバッテリから与えられる信号を反転させディ
スプレイプロセッサ316を遮断する。ディスプレイプロ
セッサ316が遮断されるたびに、表示される相電流は、
例えば、Ａ相−Ｂ相−Ｃ相−地絡故障−Ａ相等へ変化す
る。
上に表示される相電流を選定し、セグメント375が４個
の７セグメントデジット317上に表示される回線106の相
電流（A,B,CもしくはＮ）を識別するように制御するこ
とができる。このため、スイッチ311はトランジスタ327
を励起してバッテリから与えられる信号を反転させディ
スプレイプロセッサ316を遮断する。ディスプレイプロ
セッサ316が遮断されるたびに、表示される相電流は、
例えば、Ａ相−Ｂ相−Ｃ相−地絡故障−Ａ相等へ変化す
る。
電流径路の最大許容連続電流の１％を示すオプショナ
ルバーセグメント324がLCDディスプレイ322内に含まれ
ている。バーセグメント324は独立したLCDドライバ330
を介して＋5V信号におり制御される。LCDドライバ330は
発振器回路328と共にLCDドライバ326と同様に作動す
る。しかしながら、LCDドライバ330及び発振器回路328
は、およそ２〜3Vの比較的低い動作電圧で作動する。モ
トローラ社から入手できるMC14070集積回路を使用してL
CDドライバ330、326を実施することができる。従って、
トリップ方式が充分な作動電力（もしくは電流）をディ
スプレイプロセッサ316に供給できない場合でも、LCDド
ライバ330はまだバーセグメント324を駆動することがで
きる。定格トリップ電流のおよそ20％よりも低い回線10
6を介して負荷へ通されることをトリップ方式が検出す
る時は常にLCDドライバ330はバーセグメント324を駆動
する。
ルバーセグメント324がLCDディスプレイ322内に含まれ
ている。バーセグメント324は独立したLCDドライバ330
を介して＋5V信号におり制御される。LCDドライバ330は
発振器回路328と共にLCDドライバ326と同様に作動す
る。しかしながら、LCDドライバ330及び発振器回路328
は、およそ２〜3Vの比較的低い動作電圧で作動する。モ
トローラ社から入手できるMC14070集積回路を使用してL
CDドライバ330、326を実施することができる。従って、
トリップ方式が充分な作動電力（もしくは電流）をディ
スプレイプロセッサ316に供給できない場合でも、LCDド
ライバ330はまだバーセグメント324を駆動することがで
きる。定格トリップ電流のおよそ20％よりも低い回線10
6を介して負荷へ通されることをトリップ方式が検出す
る時は常にLCDドライバ330はバーセグメント324を駆動
する。
別の実施例として、バーセグメント324はLCDドライバ
330を断路して作動不能とすることができる。
330を断路して作動不能とすることができる。
さらに、バーセグメント332〜335がディスプレイプロ
セッサ316により駆動され、定格トリップ電流の少なく
とも20〜40％、40〜60％、60〜80％及び80〜100％が回
線106を介して負荷へ通される時をそれぞれ表示する。
セッサ316により駆動され、定格トリップ電流の少なく
とも20〜40％、40〜60％、60〜80％及び80〜100％が回
線106を介して負荷へ通される時をそれぞれ表示する。
発振器328はまた、例えばそれぞれ、1MΩ、1MΩ及び
0.001μＦの値を有する抵抗器329、336及びコンデンサ3
31を含む標準CMOS発振器回路内に部品No.MC14070を使用
する。
0.001μＦの値を有する抵抗器329、336及びコンデンサ3
31を含む標準CMOS発振器回路内に部品No.MC14070を使用
する。
たとえば電力故障によりシステムがトリップして回線
106上の電流を遮断した場合でも、手元ディスプレイは
まだ限定ベースで作動することができる。この持続動作
はバッテリ338を第２の電源として使用して行われる。
バッテリは、例えば、突出した17年の寿命を有する３〜
3.6Vリチュウムバッテリである。バッテリ338は２つの
状態すなわち、（１）．ラッチ320がマイクロコンピュ
ータ120からトリップ信号を受信している（すなわち、
テストスイッチ311が励起されている）、（２）．＋5V
電源の出力電圧値がバッテリ338の電圧値よりも低い、
が存在する場合のみ手元ディスプレイ150の一部へ給電
する。ラッチ320がデータ回線312から４本のトリップ表
示線の任意の１本をラッチすると、ラッチ出力線340上
に制御信号が発生する。制御信号は電子スイッチ342を
オンとし、それによりダイオード344が順バイアスされ
ている限りバッテリ338はVccで給電することができる。
106上の電流を遮断した場合でも、手元ディスプレイは
まだ限定ベースで作動することができる。この持続動作
はバッテリ338を第２の電源として使用して行われる。
バッテリは、例えば、突出した17年の寿命を有する３〜
3.6Vリチュウムバッテリである。バッテリ338は２つの
状態すなわち、（１）．ラッチ320がマイクロコンピュ
ータ120からトリップ信号を受信している（すなわち、
テストスイッチ311が励起されている）、（２）．＋5V
電源の出力電圧値がバッテリ338の電圧値よりも低い、
が存在する場合のみ手元ディスプレイ150の一部へ給電
する。ラッチ320がデータ回線312から４本のトリップ表
示線の任意の１本をラッチすると、ラッチ出力線340上
に制御信号が発生する。制御信号は電子スイッチ342を
オンとし、それによりダイオード344が順バイアスされ
ている限りバッテリ338はVccで給電することができる。
第２の状態も存在する時は常にダイオード344は順バ
イアスされる。従って、＋5V電源の出力電圧がバッテリ
338の電圧値よりも低ければ、ダイオード344は順バイア
スされバッテリ338は手元ディスプレイ150へ給電する。
さらに、パワーアップ回路348により励起されるスイッ
チ346により＋5V信号がVccで給電できるようになるま
で、ダイオード344は順バイアスされる。パワーアップ
回路348はディスプレイプロセッサ316をリセットさせた
後でのみ電子スイッチ346を励起する。パワーアップ回
路348は、例えばそれぞれ620KΩ、300KΩ及び10MΩの値
を有する抵抗器349、351、353と一緒に作動する部品No.
ICL7665である。
イアスされる。従って、＋5V電源の出力電圧がバッテリ
338の電圧値よりも低ければ、ダイオード344は順バイア
スされバッテリ338は手元ディスプレイ150へ給電する。
さらに、パワーアップ回路348により励起されるスイッ
チ346により＋5V信号がVccで給電できるようになるま
で、ダイオード344は順バイアスされる。パワーアップ
回路348はディスプレイプロセッサ316をリセットさせた
後でのみ電子スイッチ346を励起する。パワーアップ回
路348は、例えばそれぞれ620KΩ、300KΩ及び10MΩの値
を有する抵抗器349、351、353と一緒に作動する部品No.
ICL7665である。
Vccからラッチ320、LCDドライバ326、LCDドライバ33
0、及び発振器回路328のみへ給電が行われる。LCDドラ
イバ330及び発振器回路328はダイオード350、352を介し
た＋5V電源出力もしくはバッテリから受電する。この構
成により、ユーザは任意の電力故障状況中にトリップ方
式100の状態を見ながらバッテリ338から電流の流出を最
小限とすることができる。
0、及び発振器回路328のみへ給電が行われる。LCDドラ
イバ330及び発振器回路328はダイオード350、352を介し
た＋5V電源出力もしくはバッテリから受電する。この構
成により、ユーザは任意の電力故障状況中にトリップ方
式100の状態を見ながらバッテリ338から電流の流出を最
小限とすることができる。
コネクタ310がバッテリ338の負端子の接地接続を行う
ため、バッテリ338がコネクタ310を介してトリップ方式
の残部と相互接続されない限りバッテリ338から電力を
引き出すことは出来ない。手元ディスプレイ150のこの
局面によりバッテリ寿命はさらに延びシステムの保守が
少くなる。
ため、バッテリ338がコネクタ310を介してトリップ方式
の残部と相互接続されない限りバッテリ338から電力を
引き出すことは出来ない。手元ディスプレイ150のこの
局面によりバッテリ寿命はさらに延びシステムの保守が
少くなる。
第3b図において、フロー図はディスプレイプロセッサ
316好ましいプログラミングを示す。フロー図はブロッ
ク376で開始され、そこでディスプレイプロセッサの内
部メモリが初期化される。メモリ初期化は内部RAM、入
出力ポート及び遮断及びスタックレジスタをクリアする
ことを含んでいる。
316好ましいプログラミングを示す。フロー図はブロッ
ク376で開始され、そこでディスプレイプロセッサの内
部メモリが初期化される。メモリ初期化は内部RAM、入
出力ポート及び遮断及びスタックレジスタをクリアする
ことを含んでいる。
ブロック378において、ソフトウェアタイマがリセッ
トされディスプレイプロセッサは第１図のマイクロコン
ピュータ120からデータが受信されていることを示すデ
ータレディフラグを待機する。ソフトウェアタイマはデ
ィスプレイプロセッサの健全性を維持する従来のソフト
ウェアウォッチドック機能を提供する。ソフトウェアタ
イマが（ある時間内に）定期的にリセットされない場合
には、ディスプレイプロセッサ自体がリセットする。
トされディスプレイプロセッサは第１図のマイクロコン
ピュータ120からデータが受信されていることを示すデ
ータレディフラグを待機する。ソフトウェアタイマはデ
ィスプレイプロセッサの健全性を維持する従来のソフト
ウェアウォッチドック機能を提供する。ソフトウェアタ
イマが（ある時間内に）定期的にリセットされない場合
には、ディスプレイプロセッサ自体がリセットする。
データレディフラグは第3b図のブロック390〜398に示
す割込みルーチンで設定される。第１図のマイクロコン
ピュータ120からデータを受信する時割込みルーチンを
実行するようにディスプレイプロセッサはプログラムさ
れている。割込ルーチンのブロック390において、受信
したばかりのデータバイトはマイクロコンピュータから
送られたパケットの最終データバイトであるかを決定す
るテストが行われる。受信したばかりのデータバイトが
最終データバイトでなければ、フローはブロック398へ
進みそこでreturn−from−interrupt命令が実行され
る。受信したばかりのデータバイトが最終データバイト
であれば、フローはブロック392へ進む。
す割込みルーチンで設定される。第１図のマイクロコン
ピュータ120からデータを受信する時割込みルーチンを
実行するようにディスプレイプロセッサはプログラムさ
れている。割込ルーチンのブロック390において、受信
したばかりのデータバイトはマイクロコンピュータから
送られたパケットの最終データバイトであるかを決定す
るテストが行われる。受信したばかりのデータバイトが
最終データバイトでなければ、フローはブロック398へ
進みそこでreturn−from−interrupt命令が実行され
る。受信したばかりのデータバイトが最終データバイト
であれば、フローはブロック392へ進む。
ブロック392において、受信したデータパケットの安
全性を決定するテストが行われる。これは予め受信した
７バイトの８ビット和を最近受信したバイト（最終バイ
ト）と比較して行われる。８ビット和と最終バイトが異
っておれば、フローはブロック398へ進む。８ビット和
と最終バイトが同じであれば、ディスプレイプロセッサ
は、ブロック396に示すように、前にデータレディフラ
グと呼んだフラグを設定しブロック398を介いて割込み
からブロック380へ戻る。
全性を決定するテストが行われる。これは予め受信した
７バイトの８ビット和を最近受信したバイト（最終バイ
ト）と比較して行われる。８ビット和と最終バイトが異
っておれば、フローはブロック398へ進む。８ビット和
と最終バイトが同じであれば、ディスプレイプロセッサ
は、ブロック396に示すように、前にデータレディフラ
グと呼んだフラグを設定しブロック398を介いて割込み
からブロック380へ戻る。
ブロック380において、受信データはメモリ内に記憶
されデータレディフラグがリセットされる。
されデータレディフラグがリセットされる。
ブロック382及び384において、ディスプレイプロセッ
サは従来の変換技術を利用して記憶されたデータをBCD
フォーマットへ変換し、第3a図のLCDディスプレイ322に
表示する。
サは従来の変換技術を利用して記憶されたデータをBCD
フォーマットへ変換し、第3a図のLCDディスプレイ322に
表示する。
第１図のマイクロコンピュータ120から受信されるデ
ータに示すように、送出されてLCDディスプレイ322に表
示されるデータは３相電流及び地絡故障電流の各々をシ
ーケンスするスイッチ311を使用してオペレータが選択
する。
ータに示すように、送出されてLCDディスプレイ322に表
示されるデータは３相電流及び地絡故障電流の各々をシ
ーケンスするスイッチ311を使用してオペレータが選択
する。
ブロック386において、ディスプレイプロセッサはセ
ンサー識別、定格プラグ型式及び長時間ピックアップ値
を含む受信データを使用して、第１図の回線106上を運
ばれる定格トリップ電流の％を決定する。ブロック388
において、この決定に応答してディスプレイプロセッサ
によりバーセグメント（第3a図の324及び332〜335）が
駆動される。ブロック388から、フローはブロック378へ
戻る。
ンサー識別、定格プラグ型式及び長時間ピックアップ値
を含む受信データを使用して、第１図の回線106上を運
ばれる定格トリップ電流の％を決定する。ブロック388
において、この決定に応答してディスプレイプロセッサ
によりバーセグメント（第3a図の324及び332〜335）が
駆動される。ブロック388から、フローはブロック378へ
戻る。
第3b図のブロック400〜406はスイッチ311の押下に応
答してディスプレイプロセッサが実行するようにプログ
ラムすることができる第２の割込みルーチンを表わす。
この第２の割込みルーチンのブロック400において、デ
ィスプレイプロセッサはスイッチ311の押下によりオペ
レータがどの相（もしくは地絡故障）電流を選定したか
を決定する。ブロック402、404において、ディスプレイ
プロセッサはそのI/Oポートを監視してスイッチ311が解
除される時を決定し、スイッチ311から受信した信号を
デバウンス（debounce）する。ブロック406において、
ディスプレイプロセッサは割込みコマンドからのリター
ンを実行する。
答してディスプレイプロセッサが実行するようにプログ
ラムすることができる第２の割込みルーチンを表わす。
この第２の割込みルーチンのブロック400において、デ
ィスプレイプロセッサはスイッチ311の押下によりオペ
レータがどの相（もしくは地絡故障）電流を選定したか
を決定する。ブロック402、404において、ディスプレイ
プロセッサはそのI/Oポートを監視してスイッチ311が解
除される時を決定し、スイッチ311から受信した信号を
デバウンス（debounce）する。ブロック406において、
ディスプレイプロセッサは割込みコマンドからのリター
ンを実行する。
ディスプレイプロセッサ316は手元ディスプレイ150に
とってオプショナルであり従ってその動作にとって必要
ではないことをお判り願いたい。さらに、手元ディスプ
レイ150自体がトリップ方式のオプションでありトリッ
プ方式を作動させるのに必要ではない。
とってオプショナルであり従ってその動作にとって必要
ではないことをお判り願いたい。さらに、手元ディスプ
レイ150自体がトリップ方式のオプションでありトリッ
プ方式を作動させるのに必要ではない。
B.電流及び地絡故障検出 第４図は第１図のアタログ入力回路108、地絡故障セ
ンサ110、電源122及び利得回路134の拡大図である。こ
れらの各回路は３相電流回線106から受電する。この電
力を使用して、これらの回路は信号を与えそれからトリ
ップ方式100は：（１）．回線106の位相及び電流値を決
定し、（２）．任意の地絡故障の存在を検出し、
（３）．系統電力を供給し、（４）．その電流定格を確
立する。
ンサ110、電源122及び利得回路134の拡大図である。こ
れらの各回路は３相電流回線106から受電する。この電
力を使用して、これらの回路は信号を与えそれからトリ
ップ方式100は：（１）．回線106の位相及び電流値を決
定し、（２）．任意の地絡故障の存在を検出し、
（３）．系統電力を供給し、（４）．その電流定格を確
立する。
（１）．位相及び電流値を決定する。
第４図において、アナログ入力及び地絡故障感知回路
108、110は回線106に適切に隣接配置され各相電流径路
A,B,Cからエネルギを受けれる変流器510、512、514を含
んでいる。各変流器510、512、514は一定の比率で１次
電流に比例する電流出力を生じるように構成されてい
る。この比率は１次電流が定格変流器サイズ（もしくは
センササイズ）の100％である時に、変流器が定出力電
流値を生じているように設定される。例えば、200A遮断
器に対して、各変流器510、512、514は100％（200A）で
作動している時は100％（4000A）で作動している4000A
遮断器内の変流器と同じ電流出力信号を発生する。好ま
しい構成では１次電流が定格電流の100％である場合に2
82.8mA（RMS）の変流器出力電流が生じる。
108、110は回線106に適切に隣接配置され各相電流径路
A,B,Cからエネルギを受けれる変流器510、512、514を含
んでいる。各変流器510、512、514は一定の比率で１次
電流に比例する電流出力を生じるように構成されてい
る。この比率は１次電流が定格変流器サイズ（もしくは
センササイズ）の100％である時に、変流器が定出力電
流値を生じているように設定される。例えば、200A遮断
器に対して、各変流器510、512、514は100％（200A）で
作動している時は100％（4000A）で作動している4000A
遮断器内の変流器と同じ電流出力信号を発生する。好ま
しい構成では１次電流が定格電流の100％である場合に2
82.8mA（RMS）の変流器出力電流が生じる。
変流器510、512、514から生じる出力電流は地絡故障
感知トロイド508、全波整流器ブリッジ516、518、520及
び電源122を介してトリップ方式接地へ通される。出力
電流はトリップ方式接地から負担抵抗器構成530を介し
て戻される。地絡故障感知トロイド508は変流器510、51
2、514からの出力電流を加算する。中性（Ｎ）線106を
使用するシステムでは、地絡故障感知トロイドは中性線
（Ｎ）に接続されて任意の戻り電流を感知する変成器50
6からの出力電流をも加算する。この電流加算を表わす
信号が出力巻線509に生じ、第４の整流器ブリッジ522へ
運ばれる。整流器ブリッジ522は地絡故障状態を検出す
るのに使用され、本節の第２部で検討される。
感知トロイド508、全波整流器ブリッジ516、518、520及
び電源122を介してトリップ方式接地へ通される。出力
電流はトリップ方式接地から負担抵抗器構成530を介し
て戻される。地絡故障感知トロイド508は変流器510、51
2、514からの出力電流を加算する。中性（Ｎ）線106を
使用するシステムでは、地絡故障感知トロイドは中性線
（Ｎ）に接続されて任意の戻り電流を感知する変成器50
6からの出力電流をも加算する。この電流加算を表わす
信号が出力巻線509に生じ、第４の整流器ブリッジ522へ
運ばれる。整流器ブリッジ522は地絡故障状態を検出す
るのに使用され、本節の第２部で検討される。
整流器ブリッジ516〜522の右（正）側で、正の相電流
信号が発生されリード524において一緒に加えられる。
リード524の電流は電源122に使用され、それについては
本節の第３部で検討する。
信号が発生されリード524において一緒に加えられる。
リード524の電流は電源122に使用され、それについては
本節の第３部で検討する。
整流器ブリッジ516〜520の左（負）側で、負位相電流
信号が負担抵抗器構成530及びトリップ方式接地へ通さ
れ、電源122を介して整流器ブリッジ516〜520へ戻され
る。この電流径路は、各々が負担電圧と呼ばれる、電圧
信号Ａ′,B′,C′を確立しそれらは利得回路を134を介
してマイクロコンピュータ120により測定される。
信号が負担抵抗器構成530及びトリップ方式接地へ通さ
れ、電源122を介して整流器ブリッジ516〜520へ戻され
る。この電流径路は、各々が負担電圧と呼ばれる、電圧
信号Ａ′,B′,C′を確立しそれらは利得回路を134を介
してマイクロコンピュータ120により測定される。
第４図において、信号Ａ′,B′,C′は各二重利得部へ
送られて反転及び増幅される。第４図の利得回路134
は、一般的に符号533に示す、３つの同じ二重利得部の
一つを拡大して示してある。二重利得部533は位相信号
Ａ′を受信する。各二重利得部は一対の低減フィルタ53
2及び一対の増幅器534、536を含んでいる。低域フィル
タ532はノイズ抑制を行い、増幅器534、536は、所望の
分解能に対し、信号の大きさをそれぞれ0.5倍及び３倍
に増減する。この構成により、マイクロコンピュータ12
0は任意の利得回路を変える時間を浪費することなくこ
れらの電流値を瞬時に測定することができる。要素の好
ましい値は、例えば、抵抗器541、543、545、553は10K
Ω、抵抗器547、559は4.75Ω、抵抗器557は60KΩ、コン
デンサ549、561は0.03μＦである。増幅器551、663は、
例えば、部品No.LM124である。
送られて反転及び増幅される。第４図の利得回路134
は、一般的に符号533に示す、３つの同じ二重利得部の
一つを拡大して示してある。二重利得部533は位相信号
Ａ′を受信する。各二重利得部は一対の低減フィルタ53
2及び一対の増幅器534、536を含んでいる。低域フィル
タ532はノイズ抑制を行い、増幅器534、536は、所望の
分解能に対し、信号の大きさをそれぞれ0.5倍及び３倍
に増減する。この構成により、マイクロコンピュータ12
0は任意の利得回路を変える時間を浪費することなくこ
れらの電流値を瞬時に測定することができる。要素の好
ましい値は、例えば、抵抗器541、543、545、553は10K
Ω、抵抗器547、559は4.75Ω、抵抗器557は60KΩ、コン
デンサ549、561は0.03μＦである。増幅器551、663は、
例えば、部品No.LM124である。
利得回路134を使用して、マイクロコンピュータ120は
信号Ａ′,B′,C′に展開される負担電圧をサンプルする
ことにより回線106上のRMS電流値を測定する。RMS計算
は次式に基づいている。
信号Ａ′,B′,C′に展開される負担電圧をサンプルする
ことにより回線106上のRMS電流値を測定する。RMS計算
は次式に基づいている。
ここに、 Ｎ＝サンプル数 ｔ＝（サンプルレートにより定まる） 個別間隔の時間 Ｉ（ｔ）＝遮断器を流れる電流の瞬時値 遮断器を流れる電流は一定の時間隔でサンプルされ、
従って、Ｉ（ｔ）が展開される。この瞬時電流サンプル
の値は二乗され、一定数のサンプルＮの他の二乗サンプ
ルと加算される。この和の平均値はそれをＮで除して得
られる。次に平均値の平方根をとることにより最終RMS
電流値が得られる。
従って、Ｉ（ｔ）が展開される。この瞬時電流サンプル
の値は二乗され、一定数のサンプルＮの他の二乗サンプ
ルと加算される。この和の平均値はそれをＮで除して得
られる。次に平均値の平方根をとることにより最終RMS
電流値が得られる。
第５図に、100Aの尖頭振幅を有する60Hz信号の1.5サ
イクルに対する整流された正弦波電流波形の例を示す。
サンプルされた電流は全波整流されている。垂直線は電
流値がサンプルされる個別の時点を示す。0.5mSのサン
プルレートで、25mSの時間にわたって、50サンプルがと
られる。
イクルに対する整流された正弦波電流波形の例を示す。
サンプルされた電流は全波整流されている。垂直線は電
流値がサンプルされる個別の時点を示す。0.5mSのサン
プルレートで、25mSの時間にわたって、50サンプルがと
られる。
第１表において、第４図からのサンプルに対するデー
タをＩ（ｔ）（Amps）列に示す。
タをＩ（ｔ）（Amps）列に示す。
Ｉ（ｔ）二乗（Ａ）（Ｉ（ｔ）SQUARED（Amps））列
は二乗値を与え、加算（Ａ）（Summation（Amps））列
は二乗電流値の時間累積を示す。第１表の下段に示す和
の平均値はサンプル数50で除した最終累積値に等しい。
この値の平方根は70.7106854となり、それは誤差が0.00
001％以下である。
は二乗値を与え、加算（Ａ）（Summation（Amps））列
は二乗電流値の時間累積を示す。第１表の下段に示す和
の平均値はサンプル数50で除した最終累積値に等しい。
この値の平方根は70.7106854となり、それは誤差が0.00
001％以下である。
第１表の他の例は100Aが255バイナリに等しい比率を
使用してマイクロコンピュータが処理する２進等価デー
タの詳細である。
使用してマイクロコンピュータが処理する２進等価デー
タの詳細である。
IRMSの値はｔ＝０からｔ＝Ｎまでに存在した電流波形の
加熱効果を正確に反映する。この電流波形は代表的に50
〜60Hzの基本周波数を有する交流波形であるが、多くの
高調波（すなわち、基本周波数の倍数）を含むことがき
る。
加熱効果を正確に反映する。この電流波形は代表的に50
〜60Hzの基本周波数を有する交流波形であるが、多くの
高調波（すなわち、基本周波数の倍数）を含むことがき
る。
実施例では、サンプルレート及びサンプル数を含むい
くつかの要因がIRMS計算の精度に影響を及ぼす。実施例
では、サンプルレートは2,000Hzであり電流の大きさを
評価する前に少なくとも128サンプルがとられた。
くつかの要因がIRMS計算の精度に影響を及ぼす。実施例
では、サンプルレートは2,000Hzであり電流の大きさを
評価する前に少なくとも128サンプルがとられた。
（２）．地絡故障の存在を検出する。
地絡故障感知トロイド508は入力巻線540、542、544か
らの電流信号を磁気的に加えて、回線106上に地絡故障
が存在するかどうかを表示する。トロイド508は４個の
同じ入力巻線540、542、544、546により構成され、各変
流器510、512、514に対して１個ずつとオプショナルな
中性電流径路変成器506に対するものとである。トロイ
ド508は加算された電流信号を与える１個の出力巻線509
を有している。
らの電流信号を磁気的に加えて、回線106上に地絡故障
が存在するかどうかを表示する。トロイド508は４個の
同じ入力巻線540、542、544、546により構成され、各変
流器510、512、514に対して１個ずつとオプショナルな
中性電流径路変成器506に対するものとである。トロイ
ド508は加算された電流信号を与える１個の出力巻線509
を有している。
他絡故障感知トロイド508は端子552にテスト信号を加
えられるようにするもう一個の巻線550を含んでいる。
瞬時スイッチ554を使用して、テスト信号はトリップ方
式に対する擬似は真の地絡故障と同様にこの疑似地絡故
障に反応する。テスト巻線550は加熱されると抵抗値が
増大する正係数抵抗器556により保護され、それと巻線5
50を流れる電流を制限する。正係数抵抗器は、例えば、
キーストン、PTC可復帰ヒューズ、部品No.RL3510−110
−120−PTFである。テスト巻線により従来技術のシステ
ムで使用されている独立したテスト変成器が不要とな
る。
えられるようにするもう一個の巻線550を含んでいる。
瞬時スイッチ554を使用して、テスト信号はトリップ方
式に対する擬似は真の地絡故障と同様にこの疑似地絡故
障に反応する。テスト巻線550は加熱されると抵抗値が
増大する正係数抵抗器556により保護され、それと巻線5
50を流れる電流を制限する。正係数抵抗器は、例えば、
キーストン、PTC可復帰ヒューズ、部品No.RL3510−110
−120−PTFである。テスト巻線により従来技術のシステ
ムで使用されている独立したテスト変成器が不要とな
る。
地絡故障感知トロイド508の動作は地絡故障がある場
合及び無い場合のトリップ方式の動作を行旅すれば良く
理解できる。地絡故障の無い平衡３相方式の場合、各相
の電流の大きさは等しいが互いに120゜位相がずれてお
り、中性電流は存在せず従って出力巻線509は電流を発
生しない。任意の位相（A,BもしくはＣ）を流れる電流
が増大すると、中性径路の電流はベクトル的に大きさが
等しいが相電流増大方向とは反対となり、磁気的和はゼ
ロのままである。地絡故障が存在すると、電流は何げな
い径路を通って接地物体へ流れ、中性変成器506をバイ
パスして変圧器509内に電流信号を生じる。従って、変
圧器509は地絡故障が存在する場合のみ電流信号を発生
する。
合及び無い場合のトリップ方式の動作を行旅すれば良く
理解できる。地絡故障の無い平衡３相方式の場合、各相
の電流の大きさは等しいが互いに120゜位相がずれてお
り、中性電流は存在せず従って出力巻線509は電流を発
生しない。任意の位相（A,BもしくはＣ）を流れる電流
が増大すると、中性径路の電流はベクトル的に大きさが
等しいが相電流増大方向とは反対となり、磁気的和はゼ
ロのままである。地絡故障が存在すると、電流は何げな
い径路を通って接地物体へ流れ、中性変成器506をバイ
パスして変圧器509内に電流信号を生じる。従って、変
圧器509は地絡故障が存在する場合のみ電流信号を発生
する。
地絡故障感知トロイド508の出力変圧器509からの電流
信号は整流器ブリッジ552、電源122を通り、負担抵抗器
構成530を介して戻される。負担抵抗器構成530及び整流
器ブリッジ522はその電流信号を交流整流信号558へ変換
し、それはトリップ方式接地に対して反転されており変
圧器509の電流に比例する電圧を有している。
信号は整流器ブリッジ552、電源122を通り、負担抵抗器
構成530を介して戻される。負担抵抗器構成530及び整流
器ブリッジ522はその電流信号を交流整流信号558へ変換
し、それはトリップ方式接地に対して反転されており変
圧器509の電流に比例する電圧を有している。
交流整流信号558はフィルター560によりノイズ抑制さ
れ、次にアナログインバータ562を使用して反転され
る。アナログインバータ562から、正となる信号がマイ
クロコンピュータ120のA/D入力へ送られる。マイクロコ
ンピュータ120はアナログインバータ562の出力の尖頭値
を測定して地絡故障の存在を検出する。従来の分圧器ス
イッチ564がマイクロコンピュータ120により制御され
て、厳しい地絡故障状態の元で要求されるように、その
信号を2/3へ選択的に低減する。要素の好ましい値は、
例えば、抵抗器565、567は10KΩ、抵抗器569は20KΩ、
抵抗器573は19.6KΩ、抵抗器575は10KΩ、コンデンサ57
7は0.033μＦ、増幅器579は部品No.LM124、LGFET581は
部品No.BS170である。
れ、次にアナログインバータ562を使用して反転され
る。アナログインバータ562から、正となる信号がマイ
クロコンピュータ120のA/D入力へ送られる。マイクロコ
ンピュータ120はアナログインバータ562の出力の尖頭値
を測定して地絡故障の存在を検出する。従来の分圧器ス
イッチ564がマイクロコンピュータ120により制御され
て、厳しい地絡故障状態の元で要求されるように、その
信号を2/3へ選択的に低減する。要素の好ましい値は、
例えば、抵抗器565、567は10KΩ、抵抗器569は20KΩ、
抵抗器573は19.6KΩ、抵抗器575は10KΩ、コンデンサ57
7は0.033μＦ、増幅器579は部品No.LM124、LGFET581は
部品No.BS170である。
（３）．系統電力を供給する。
トリップ方式の電力は回線106を介した電流から直接
供給され、回線106の任意の１本の電流を使用すること
ができる。この特徴によりトリップ方式は３相のいずれ
か一つの相でパワーアップすることができ、一つ以上の
位相線106に地絡故障が存在する場合に給電することが
できる。
供給され、回線106の任意の１本の電流を使用すること
ができる。この特徴によりトリップ方式は３相のいずれ
か一つの相でパワーアップすることができ、一つ以上の
位相線106に地絡故障が存在する場合に給電することが
できる。
変流器510、512、514により誘起される出力電流は整
流器ブリッジ516、518、522へ通されて電源122電流を提
供する。整流器ブリッジ516〜522の右側、リード524に
おいて、出力電流は加算されダーリントントランジスタ
568、9.1Vツェナーダイオード570及びバイアス抵抗器57
2へ直接供給される。この電流の大部分はトランジスタ5
68を介して直接大地へ流れ、トランジスタ568のベース
に9.1Vの定電圧を生じる。公称エミッタ−ベース電圧
（Veb）はおよそ1.0Vであるため、トランジスタ568のエ
ミッタはおよそ10Vである。トランジスタ568はそこを流
れる電流に無関係にエミッターコレクタ間に10Vを維持
しようとする。好ましい要素の値は、例えば、ダーリン
トントランジスタ568は部品No.2N6285、ツェナーダイオ
ード570は1N4739、抵抗器572は220Ωである。
流器ブリッジ516、518、522へ通されて電源122電流を提
供する。整流器ブリッジ516〜522の右側、リード524に
おいて、出力電流は加算されダーリントントランジスタ
568、9.1Vツェナーダイオード570及びバイアス抵抗器57
2へ直接供給される。この電流の大部分はトランジスタ5
68を介して直接大地へ流れ、トランジスタ568のベース
に9.1Vの定電圧を生じる。公称エミッタ−ベース電圧
（Veb）はおよそ1.0Vであるため、トランジスタ568のエ
ミッタはおよそ10Vである。トランジスタ568はそこを流
れる電流に無関係にエミッターコレクタ間に10Vを維持
しようとする。好ましい要素の値は、例えば、ダーリン
トントランジスタ568は部品No.2N6285、ツェナーダイオ
ード570は1N4739、抵抗器572は220Ωである。
トランジスタ568のエミッタにおいて、電力信号VT
（“トリップ電圧”）が与えられる。
（“トリップ電圧”）が与えられる。
＋5V信号は調整された＋5V電源出力信号であり、それ
は電圧調整器571（部品No.LP2950ACZ−5.0）及び調整器
571の出力の振動を防止するコンデンサ582を使用して供
給される。電愛調整器はダイオード576を介してVTから
その入力をとる。ダイオード576はVTの１ダイオード降
下（0.6V）以内にコンデンサ584を充電しておよそ＋9V
の第２の電源を生成し、それは＋9V電源と呼ばれる。コ
ンデンサ584に蓄えられたエネルギにより電子回路は＋9
V電源により給電されて、トリップが生じた後しばらく
給電され続ける。トランジスタ568のエミッタに接続さ
れたコンデンサ574は電圧リップルを濾波するのを助け
る。コンデンサ574はマイクロコンピュータ（第１図の1
20）もしくはウォッチドッグ（Watchdog）回路（第８図
の712）からの“トリップ”信号によりパワーIGFET583
がオンとされる時に励起されるソレノイド112のエネル
ギ蓄積素子としても使用される。トリップ信号は各ダイ
オード591、593により結合される。ソレノイド112はま
た、部品No.1N5246等の、16Vツェナーダイオード595が
感知する過電圧状態によっても励起される。要素の好ま
しい値は、例えば、コンデンサ574は220μＦ、コンデン
サ584は100μＦ、コンデンサ582は10μＦ、抵抗器585は
100KΩ、抵抗器589は10KΩ、コンデンサ587は0.1μＦ、
IGFETは部品No.6660である。
は電圧調整器571（部品No.LP2950ACZ−5.0）及び調整器
571の出力の振動を防止するコンデンサ582を使用して供
給される。電愛調整器はダイオード576を介してVTから
その入力をとる。ダイオード576はVTの１ダイオード降
下（0.6V）以内にコンデンサ584を充電しておよそ＋9V
の第２の電源を生成し、それは＋9V電源と呼ばれる。コ
ンデンサ584に蓄えられたエネルギにより電子回路は＋9
V電源により給電されて、トリップが生じた後しばらく
給電され続ける。トランジスタ568のエミッタに接続さ
れたコンデンサ574は電圧リップルを濾波するのを助け
る。コンデンサ574はマイクロコンピュータ（第１図の1
20）もしくはウォッチドッグ（Watchdog）回路（第８図
の712）からの“トリップ”信号によりパワーIGFET583
がオンとされる時に励起されるソレノイド112のエネル
ギ蓄積素子としても使用される。トリップ信号は各ダイ
オード591、593により結合される。ソレノイド112はま
た、部品No.1N5246等の、16Vツェナーダイオード595が
感知する過電圧状態によっても励起される。要素の好ま
しい値は、例えば、コンデンサ574は220μＦ、コンデン
サ584は100μＦ、コンデンサ582は10μＦ、抵抗器585は
100KΩ、抵抗器589は10KΩ、コンデンサ587は0.1μＦ、
IGFETは部品No.6660である。
ダイオード576、578はオプショナルな外部電源（図示
せず）から電流を受電するのに使用される。
せず）から電流を受電するのに使用される。
（４）．電流定格を確立する。
整流器ブッリジの左側において、ブリッジからの負位
相信号（Ａ′,B′,C′）が定格プラグ531を含む負担抵
抗器構成530へ送られ、トリップ方式の電流定格を設定
する。前記したように、１次電流がユーザ選定回路132
を使用して指定した定格電流すなわち“センサーサイ
ズ”の100％であれば、変流器出力電流は282.8mA（RM
S）となる。従って、マイクロコンピュータ120が利得回
路134（第１図）を使用して負担電圧を読み取ると、マ
イクロコンピュータ120は回線106の実際の電流を計算す
ることができる。
相信号（Ａ′,B′,C′）が定格プラグ531を含む負担抵
抗器構成530へ送られ、トリップ方式の電流定格を設定
する。前記したように、１次電流がユーザ選定回路132
を使用して指定した定格電流すなわち“センサーサイ
ズ”の100％であれば、変流器出力電流は282.8mA（RM
S）となる。従って、マイクロコンピュータ120が利得回
路134（第１図）を使用して負担電圧を読み取ると、マ
イクロコンピュータ120は回線106の実際の電流を計算す
ることができる。
第４図は回線106を通る最大許容連続電流を確立する
のに使用される各抵抗器527、529間の並列接続を示す。
抵抗器527は定格プラグ531の一部であり、抵抗器529は
定格プラグ531から独立している。抵抗器529は、例え
ば、各々が4.99Ω、１％、5W抵抗器である。この値は地
絡故障信号に対する負担抵抗器525の対応する12.4Ωの
値と比較しなければならない。定格プラグの抵抗器527
は抵抗器529と並列接続され、従って合成抵抗値が低減
する。従って、抵抗器529トリップ方式の最小電流定格
を設定する。実施例において、例えば、最小電流定格は
最大電流定格の40％に対応する。定格プラグ内の抵抗器
527はマイクロコンピュータが読み取った電圧（Ａ′,
B′,C′）を校正す。これにより、マイクロコンピュー
タ内のA/Dコンバータの分解能は最小及び最大電流定格
に対して定格電流の端数まで同じとすることができる。
従って、最小電流定格に対してコンバータの分解能は全
く犠牲にされない。
のに使用される各抵抗器527、529間の並列接続を示す。
抵抗器527は定格プラグ531の一部であり、抵抗器529は
定格プラグ531から独立している。抵抗器529は、例え
ば、各々が4.99Ω、１％、5W抵抗器である。この値は地
絡故障信号に対する負担抵抗器525の対応する12.4Ωの
値と比較しなければならない。定格プラグの抵抗器527
は抵抗器529と並列接続され、従って合成抵抗値が低減
する。従って、抵抗器529トリップ方式の最小電流定格
を設定する。実施例において、例えば、最小電流定格は
最大電流定格の40％に対応する。定格プラグ内の抵抗器
527はマイクロコンピュータが読み取った電圧（Ａ′,
B′,C′）を校正す。これにより、マイクロコンピュー
タ内のA/Dコンバータの分解能は最小及び最大電流定格
に対して定格電流の端数まで同じとすることができる。
従って、最小電流定格に対してコンバータの分解能は全
く犠牲にされない。
第6a図及び第6b図において、定格プラグ531は印刷回
路板587上に載置された抵抗器527を含んでいる。定格プ
ラグをトリップ方式100の残部と相互接続するのにコネ
クタ588が使用される。定格プラグがトリップ方式から
離れると、トリップ方式はその最小定格へ戻る。
路板587上に載置された抵抗器527を含んでいる。定格プ
ラグをトリップ方式100の残部と相互接続するのにコネ
クタ588が使用される。定格プラグがトリップ方式から
離れると、トリップ方式はその最小定格へ戻る。
定格プラグ531はさらに銅製の可溶性印刷回路リンク
（copper fusible printed circuit links）A,B,C,Dを
含み、それらは印刷回路接続589から選択的に断路（開
放）されて、負担抵抗器構成530内の抵抗器の値、すな
わち負担電圧／電流比をマイクロコンピュータ120に知
らせる。印刷回路接続589はコネクタ588の一つの接点を
介して＋5V信号に接続される。この接続589によりトリ
ップ方式は印刷回路リンクA,B,C,Dを２進論理でコード
化し、各並列抵抗器構成の16の値の一つがそこから定義
されるようにすることができる。実施例において、２進
コード“1111"及び“1110"はテストの目的で保存され、
14のコード“0000"〜“1101"は次のように0.400〜1.000
の電流定格乗数に対応する。
（copper fusible printed circuit links）A,B,C,Dを
含み、それらは印刷回路接続589から選択的に断路（開
放）されて、負担抵抗器構成530内の抵抗器の値、すな
わち負担電圧／電流比をマイクロコンピュータ120に知
らせる。印刷回路接続589はコネクタ588の一つの接点を
介して＋5V信号に接続される。この接続589によりトリ
ップ方式は印刷回路リンクA,B,C,Dを２進論理でコード
化し、各並列抵抗器構成の16の値の一つがそこから定義
されるようにすることができる。実施例において、２進
コード“1111"及び“1110"はテストの目的で保存され、
14のコード“0000"〜“1101"は次のように0.400〜1.000
の電流定格乗数に対応する。
コード 電流定格乗数 0000 0.400 0001 0.500 0010 0.536 0011 0.583 0100 0.600 0101 0.625 0110 0.667 0111 0.700 1000 0.750 1001 0.800 1010 0.833 1011 0.875 1100 0.900 1101 1.000 第９図のユーザ選定回路132はマイクロコンピュータ1
20が定格プラグ531から２進コード化抵抗値を読み取る
のに使用するインターフェースを含んでいる。３状態バ
ッファ820によりマイクロコンピュータ120は定格プラグ
531上の４本の可溶性印刷回路リンクの状態を表わす４
本のリードの各々の論理値を選択的に読み取ることがで
きる。可溶性印刷回路リンク＋5V信号間の接続により与
えられるバッファ820の入力の論理ハイは対応するリン
クが閉成していることを示す。バッファ820の入力のプ
ルダウン抵抗器826により与えられるバッファ820の入力
の論理ローは対応するリンクが開放されていることを示
す。可溶性印刷回路リンクA,B,C,Dは電流発生器を使用
して開放して過剰な量の電流をリンクへ送り、銅リンク
を焼損させることができる。好ましくは、これは定格プ
ラグ531をトリップ方式内に設ける前に行われる。従っ
て、一度設置すると、定格プラグ531はマイクロコンピ
ュータ120にその抵抗値を自動的に知らせ、任意の設定
や使用する定格プラグの型式をマイクロコンピュータに
知らせる必要がなくなる。マイクロコンピュータは２進
コード化抵抗値に対応する所定の校正係数によりそのA/
Dコンバータから読み取られる値を調整して、定格プラ
グ531内の抵抗器の値とは無関係な実際の電流値を計算
することができる。
20が定格プラグ531から２進コード化抵抗値を読み取る
のに使用するインターフェースを含んでいる。３状態バ
ッファ820によりマイクロコンピュータ120は定格プラグ
531上の４本の可溶性印刷回路リンクの状態を表わす４
本のリードの各々の論理値を選択的に読み取ることがで
きる。可溶性印刷回路リンク＋5V信号間の接続により与
えられるバッファ820の入力の論理ハイは対応するリン
クが閉成していることを示す。バッファ820の入力のプ
ルダウン抵抗器826により与えられるバッファ820の入力
の論理ローは対応するリンクが開放されていることを示
す。可溶性印刷回路リンクA,B,C,Dは電流発生器を使用
して開放して過剰な量の電流をリンクへ送り、銅リンク
を焼損させることができる。好ましくは、これは定格プ
ラグ531をトリップ方式内に設ける前に行われる。従っ
て、一度設置すると、定格プラグ531はマイクロコンピ
ュータ120にその抵抗値を自動的に知らせ、任意の設定
や使用する定格プラグの型式をマイクロコンピュータに
知らせる必要がなくなる。マイクロコンピュータは２進
コード化抵抗値に対応する所定の校正係数によりそのA/
Dコンバータから読み取られる値を調整して、定格プラ
グ531内の抵抗器の値とは無関係な実際の電流値を計算
することができる。
（Ｃ）．バイメタルの反りのシミュレーション マイクロコンピュータ120は無プロセッサトリップ方
式に一般的に使用されているバイメタル反り機構を正確
にシミュレートするようにプログラムされている。これ
はアナログ入力回路108が感知する測定された電流サン
プルの二乗値を累積して行われる。この電流の二乗値の
和はトリップ方式100内に蓄積された熱に比例する。
式に一般的に使用されているバイメタル反り機構を正確
にシミュレートするようにプログラムされている。これ
はアナログ入力回路108が感知する測定された電流サン
プルの二乗値を累積して行われる。この電流の二乗値の
和はトリップ方式100内に蓄積された熱に比例する。
冷却中のバイメタルの反りをシミュレートするため
に、マイクロプロセッサ120は電流の二乗の累積を対数
的に減分するようにプログラムされている。すなわち、
サンプリング期間中に、熱損失類は周囲温度よりも高い
電力系統導体の温度に比例するという事実を考慮してＩ
（ｔ）２の累積値ＡはＡに比例する量だけ減分される。
特に、トリップ方式100内の温度は切られるもしくは中
断される回線106内の電流経路に応答して低下する。し
かしながら、これが生じると、マイクロコンピュータ12
0は動作電力を失ってこの数値シミュレーシャンを維持
できなくなる。
に、マイクロプロセッサ120は電流の二乗の累積を対数
的に減分するようにプログラムされている。すなわち、
サンプリング期間中に、熱損失類は周囲温度よりも高い
電力系統導体の温度に比例するという事実を考慮してＩ
（ｔ）２の累積値ＡはＡに比例する量だけ減分される。
特に、トリップ方式100内の温度は切られるもしくは中
断される回線106内の電流経路に応答して低下する。し
かしながら、これが生じると、マイクロコンピュータ12
0は動作電力を失ってこの数値シミュレーシャンを維持
できなくなる。
この問題はマイクロコンピュータ120への動作電力が
失われる所定期間だけ累積電流の履歴を維持する第１図
の熱メモリ138を使用して克服される。第７図に示すよ
うに、これはマイクロコンピュータ120が監視且つ制御
して電流の二乗の累積に比例する電圧をコンデンサ611
に維持するRC回路610を使用して行われる。マイクロコ
ンピュータの電力が失われると、RC回路610の両端間電
圧は対数的に減衰する。（減衰はＶ＝V0exp（−t/RC）
式に支配される。）電圧が０に達する前にマイクロコン
ピュータが再びパワーアップすると、マイクロコンピュ
ータ120は従来のアナログバッファ612を使用してRC回路
610両端間電圧を読み取りその遅延アキュムレータを正
しい値へ初期化する。アナログバッファは、例えば、部
品No.LM714の増幅器627及び4.7KΩ抵抗器629を含んでい
る。
失われる所定期間だけ累積電流の履歴を維持する第１図
の熱メモリ138を使用して克服される。第７図に示すよ
うに、これはマイクロコンピュータ120が監視且つ制御
して電流の二乗の累積に比例する電圧をコンデンサ611
に維持するRC回路610を使用して行われる。マイクロコ
ンピュータの電力が失われると、RC回路610の両端間電
圧は対数的に減衰する。（減衰はＶ＝V0exp（−t/RC）
式に支配される。）電圧が０に達する前にマイクロコン
ピュータが再びパワーアップすると、マイクロコンピュ
ータ120は従来のアナログバッファ612を使用してRC回路
610両端間電圧を読み取りその遅延アキュムレータを正
しい値へ初期化する。アナログバッファは、例えば、部
品No.LM714の増幅器627及び4.7KΩ抵抗器629を含んでい
る。
100μＦコンデンサ611及び3.24MΩ抵抗器613を含む好
ましいRC回路610は324秒、すなわちおよそ5.4分、の定
時定数を与える。
ましいRC回路610は324秒、すなわちおよそ5.4分、の定
時定数を与える。
RC回路610の電圧制御はそれぞれ部品No.VP0808及びBS
170等のIGFETトランジスタ618、620を使用して行われ
る。正規の休止状態では、マイクロコンピュータ120は
過負荷状態にはなくトランジスタ620のゲートで論理ロ
ーを駆動し、トランジスタ620、622を非作動としてコン
デンサ611がトリップ方式接地へ放電できるようにす
る。トランジスタ618、620は、例えばそれぞれ100KΩ、
47KΩ、5.1KΩの値を有する抵抗器621、623、625と一緒
に作動する。
170等のIGFETトランジスタ618、620を使用して行われ
る。正規の休止状態では、マイクロコンピュータ120は
過負荷状態にはなくトランジスタ620のゲートで論理ロ
ーを駆動し、トランジスタ620、622を非作動としてコン
デンサ611がトリップ方式接地へ放電できるようにす
る。トランジスタ618、620は、例えばそれぞれ100KΩ、
47KΩ、5.1KΩの値を有する抵抗器621、623、625と一緒
に作動する。
過負荷状態中に、マイクロコンピュータ120は電流情
報をその内部RAM内に蓄積して熱レベルをシミュレート
し、トランジスタ620のゲートで論理ハイを駆動してコ
ンデンス611が選定された対応レベルへ充電できるよう
にする。コンデンサ611が充電されている間、マイクロ
コンピュータ120はアナログバッファ612を使用して電圧
レベルを監視する。選定レベルに達すると、マイクロコ
ンピュータはトランジスタのゲートで論理ローを駆動し
てこれ以上の充電を防止する。コンデンサ611の電圧は
クランプダイオード622を使用して5Vに制限される。ク
ランプダイオード622の準電圧降下は直列ダイオード625
の電圧降下と平衡する。
報をその内部RAM内に蓄積して熱レベルをシミュレート
し、トランジスタ620のゲートで論理ハイを駆動してコ
ンデンス611が選定された対応レベルへ充電できるよう
にする。コンデンサ611が充電されている間、マイクロ
コンピュータ120はアナログバッファ612を使用して電圧
レベルを監視する。選定レベルに達すると、マイクロコ
ンピュータはトランジスタのゲートで論理ローを駆動し
てこれ以上の充電を防止する。コンデンサ611の電圧は
クランプダイオード622を使用して5Vに制限される。ク
ランプダイオード622の準電圧降下は直列ダイオード625
の電圧降下と平衡する。
例えば、突然過負荷状態が生じマイクロコンピュータ
120はこの過負荷故障レベルにおいてトリップ信号が発
生される前に２分間の遅延を見込むようにプログラムさ
れているものとする。この過負荷状態で１分後に、マイ
クロコンピュータ120はトリップ途上の50％を示す電流
情報を蓄積している。マイクロコンピュータはまたRC回
路610を2.5V、すなわち最大5Vの50％まで充電できてい
る。この例に対して、過負荷故障状態はこの点で除去さ
れ電子トリップ方式は動作電力を失うものとすると、マ
イクロプロセッサ120への電力が0Vに降下する時に内部
に蓄えられた電流蓄積が失われる。しかしながら、RC回
路610両端間の電圧は依然として存在し5.4分（RC回路61
0の時定数）ごとにおよそ63.2％減衰する。従って、電
流なしで5.4分後に、RC回路610両端間電圧は2.5Vの36.8
％、すなわち0.92Vとなる。
120はこの過負荷故障レベルにおいてトリップ信号が発
生される前に２分間の遅延を見込むようにプログラムさ
れているものとする。この過負荷状態で１分後に、マイ
クロコンピュータ120はトリップ途上の50％を示す電流
情報を蓄積している。マイクロコンピュータはまたRC回
路610を2.5V、すなわち最大5Vの50％まで充電できてい
る。この例に対して、過負荷故障状態はこの点で除去さ
れ電子トリップ方式は動作電力を失うものとすると、マ
イクロプロセッサ120への電力が0Vに降下する時に内部
に蓄えられた電流蓄積が失われる。しかしながら、RC回
路610両端間の電圧は依然として存在し5.4分（RC回路61
0の時定数）ごとにおよそ63.2％減衰する。従って、電
流なしで5.4分後に、RC回路610両端間電圧は2.5Vの36.8
％、すなわち0.92Vとなる。
この点において過負荷状態が再び生じると、マイクロ
コンピュータ120がパワーアップしてRC回路610の両端間
は0.92Vとなる。次に、マイクロコンピュータ120はその
内部電流蓄積を予めプログラムされた全トリップ遅延時
間のおよそ18％（最大5Vで除した0.92V）へ初期化す
る。
コンピュータ120がパワーアップしてRC回路610の両端間
は0.92Vとなる。次に、マイクロコンピュータ120はその
内部電流蓄積を予めプログラムされた全トリップ遅延時
間のおよそ18％（最大5Vで除した0.92V）へ初期化す
る。
マイクロコンピュータが実施する累積計算は次式に基
いている。
いている。
ここに、 Ｎ＝サンプル数 ｔ＝（累積速度により定まる）個別間隔の時間 Ｉ（ｔ）＝遮断旗を通る電流の真のRMS値である。
故障中、トリップユニットは電流が所定レベルを所定
期間越えるか、選定過負荷状態を越えるとすぐに電流二
乗値を加算開始する。電子トリップ方式は電流の二乗に
比例する値を内部累算レジスタに蓄積させ続け、それは
累算速度に基いて定期的に増分される。電流の定故障レ
ベル、定累算速度、及びｔ＝０における累算レジスタの
公知の状態を仮定すると、累算レジスタ内の値は所定速
度で増大し任意所与の時点ｔにおいて公知の値を含んで
いる。
期間越えるか、選定過負荷状態を越えるとすぐに電流二
乗値を加算開始する。電子トリップ方式は電流の二乗に
比例する値を内部累算レジスタに蓄積させ続け、それは
累算速度に基いて定期的に増分される。電流の定故障レ
ベル、定累算速度、及びｔ＝０における累算レジスタの
公知の状態を仮定すると、累算レジスタ内の値は所定速
度で増大し任意所与の時点ｔにおいて公知の値を含んで
いる。
例えば、64mSの累算期間で70.71A（RMS）の連続故障
が測定されるものとする。さらに、累算レジタスは故障
前は０であったものとする。マイクロコンピュータ120
は64mSごとに電流の二乗値をレジスタへ累算し、一定速
度でそれを増加させる。
が測定されるものとする。さらに、累算レジタスは故障
前は０であったものとする。マイクロコンピュータ120
は64mSごとに電流の二乗値をレジスタへ累算し、一定速
度でそれを増加させる。
連続した定レベル故障では、時間の増加と共に内部累
算レジスタは比例的に増大する。システムをこの故障か
ら保護するために、この増大する累算値はシステムの最
大許容熱容量を表わすように選択されている所定の閾値
と周期的に比較される。累算値がこの所定閾値以上であ
る場合には、トリップ方式は遮断器をトリップさせる。
算レジスタは比例的に増大する。システムをこの故障か
ら保護するために、この増大する累算値はシステムの最
大許容熱容量を表わすように選択されている所定の閾値
と周期的に比較される。累算値がこの所定閾値以上であ
る場合には、トリップ方式は遮断器をトリップさせる。
電流二乗値を累積することの貴重な局面は電流が２倍
になると、電流二乗値は４倍となり内部累算レジスタは
より高速で増加され、より高速にトリップされることで
ある。従って、ある電流レベルにおける遅延時間（検出
された電力故障によりトリップが行われるまでの期間）
がＸ秒であれば、電流が２倍となった場合、遅延時間は
Ｘ/4秒となる。
になると、電流二乗値は４倍となり内部累算レジスタは
より高速で増加され、より高速にトリップされることで
ある。従って、ある電流レベルにおける遅延時間（検出
された電力故障によりトリップが行われるまでの期間）
がＸ秒であれば、電流が２倍となった場合、遅延時間は
Ｘ/4秒となる。
任意の定電流に対する遅延時間の計算式は次のようで
ある。
ある。
ここに、 AR＝累算速度（秒） Ｋ＝所定の最終累算値 Ｉ＝遮断器を流れる電流の真のRMS値 である。
D.リセット回路 次に第８図を参照として、リセット回路124の拡大図
を示し、それはパワーアップリセット回路710及びトリ
ップ方式100の完全性を維持するウォッチドッグ回路712
を含んでいる。パワーアップリセット回路710は２つの
機能を実施し、その両方がパワーアップ中に生じる。そ
れはトリップ方式100が電流回線106から充分な動作電力
を引き出すまでマイクロプロセッサ120をリセット状態
に維持する（ローとされた）リセット信号を線743へ与
え、リード744を介してウォッチドッグ回路712へ（ロー
とされた）リセット信号を与えてパワーアップ中にウォ
ッチドッグ回路がソレノイド112と係合するのを防止す
る。この後者の機能により迷惑なトリップが防止され
る。
を示し、それはパワーアップリセット回路710及びトリ
ップ方式100の完全性を維持するウォッチドッグ回路712
を含んでいる。パワーアップリセット回路710は２つの
機能を実施し、その両方がパワーアップ中に生じる。そ
れはトリップ方式100が電流回線106から充分な動作電力
を引き出すまでマイクロプロセッサ120をリセット状態
に維持する（ローとされた）リセット信号を線743へ与
え、リード744を介してウォッチドッグ回路712へ（ロー
とされた）リセット信号を与えてパワーアップ中にウォ
ッチドッグ回路がソレノイド112と係合するのを防止す
る。この後者の機能により迷惑なトリップが防止され
る。
好ましくは、パワーアップリセット回路はマイクロコ
ンピュータ（第１図の120）が適切に機能できる所定の
基準電圧よりも＋5V給電の出力電圧が低いかどうかを検
出する不足電圧感知集積回路745を含んでいる。集積回
路745は、例えば、部品No.MC33064P−５であり、それは
＋5V給電の出力電圧が4.6Vを越えるまでリセット線743
をローに保持する。マイクロコンピュータ120は4.5V以
上で作動することができる。好ましいリセット回路はプ
ルアップ抵抗器741、コンデンサ739、及び集積回路745
をウォッチドッグ回路712へ接続するダイオード753も含
んでいる。抵抗器741は、例えば、47KΩの値を有しコン
デンサ739は0.01μＦの値を有している。ダイオード753
はマイクロコンピュータ160がリセットされている場合
のみリセット回路710がウォッチドッグ回路712に影響を
及ぼすことを保証する。
ンピュータ（第１図の120）が適切に機能できる所定の
基準電圧よりも＋5V給電の出力電圧が低いかどうかを検
出する不足電圧感知集積回路745を含んでいる。集積回
路745は、例えば、部品No.MC33064P−５であり、それは
＋5V給電の出力電圧が4.6Vを越えるまでリセット線743
をローに保持する。マイクロコンピュータ120は4.5V以
上で作動することができる。好ましいリセット回路はプ
ルアップ抵抗器741、コンデンサ739、及び集積回路745
をウォッチドッグ回路712へ接続するダイオード753も含
んでいる。抵抗器741は、例えば、47KΩの値を有しコン
デンサ739は0.01μＦの値を有している。ダイオード753
はマイクロコンピュータ160がリセットされている場合
のみリセット回路710がウォッチドッグ回路712に影響を
及ぼすことを保証する。
ウォッチドッグ回路712はトリップ方式をマイクロコ
ンピュータの故障から保護する。従って、マイクロコン
ピュータ120が所定時間内にウォッチドッグ回路712をリ
セットできない場合にはソレノイド112と係合するよう
に設計されている。マイクロコンピュータ120はリード7
14上に、好ましくはおよそ200mSごとに、規則的に論理
ハイパルスを発生してウォッチドッグ回路712をリセッ
トする。これらのパルスはコンデンサ718へ通されてIGF
ETトランジスタ720を励起し、次に回路制限抵抗器733を
介してRCタイミング回路724を放電させる。コンデンサ7
18から大地へのパルスを参照するのに抵抗器730及びク
ランプダイオード732が使用される。
ンピュータの故障から保護する。従って、マイクロコン
ピュータ120が所定時間内にウォッチドッグ回路712をリ
セットできない場合にはソレノイド112と係合するよう
に設計されている。マイクロコンピュータ120はリード7
14上に、好ましくはおよそ200mSごとに、規則的に論理
ハイパルスを発生してウォッチドッグ回路712をリセッ
トする。これらのパルスはコンデンサ718へ通されてIGF
ETトランジスタ720を励起し、次に回路制限抵抗器733を
介してRCタイミング回路724を放電させる。コンデンサ7
18から大地へのパルスを参照するのに抵抗器730及びク
ランプダイオード732が使用される。
リード714上のパルスはRCタイミング回路724がコンパ
レタ726の入力の基準電圧、Vref、を越えて充電される
のを防止する。RCタイミング回路724がVrefを越えて充
電されると、コンパレタ726はソレノイド112ヘトリップ
信号を送って回線106内の電流経過を遮断する。基準電
圧は、例えば、抵抗器729を介して電流供給される4.3V
ツェナーダイオード427により供給される。要素の好ま
しい値は、例えば、コンデンサ718は0.001μＦ、抵抗器
730は27KΩ、ダイオード732は部品No.1N4148、トランジ
スタ720は部品No.BS170、抵抗器733は10Ω、抵抗器737
は820KΩ、コンデンサ735は0.22μＦ、コンパレタ726は
部品No.LM29031、ダイオード727は部品No.1N4687、抵抗
器729は100KΩ、抵抗器751は10KΩである。
レタ726の入力の基準電圧、Vref、を越えて充電される
のを防止する。RCタイミング回路724がVrefを越えて充
電されると、コンパレタ726はソレノイド112ヘトリップ
信号を送って回線106内の電流経過を遮断する。基準電
圧は、例えば、抵抗器729を介して電流供給される4.3V
ツェナーダイオード427により供給される。要素の好ま
しい値は、例えば、コンデンサ718は0.001μＦ、抵抗器
730は27KΩ、ダイオード732は部品No.1N4148、トランジ
スタ720は部品No.BS170、抵抗器733は10Ω、抵抗器737
は820KΩ、コンデンサ735は0.22μＦ、コンパレタ726は
部品No.LM29031、ダイオード727は部品No.1N4687、抵抗
器729は100KΩ、抵抗器751は10KΩである。
E.ユーザ選定スイッチ 前記したように、ユーザ選定回路132を第９図に示
す。定格プラグ用バッファ820の他に、ユーザ選定回路1
32は各々が一対のBCDダイアル812及び第１図のアドレス
及びデータデコーダ130によりイネーブルされる３状態
バッファ814を有する複数のユーザインターフェイス回
路810を含んでいる。各BCDダイアル812によりユーザは
いくつかのトリップ方式特性の中の一つを選定すること
ができる。例えば、一対のBCDスイッチを使用して長時
間ピックアップ及び長時間遅延（過負荷トリップ特性）
を指定することができ、もう一対のBCDスイッチを使用
して短時間ピックアップ及び短時間遅延（短時間トリッ
プ特性）を指定することができる。他のBCDスイッチを
使用してセンサ及び遮断器サイズ、瞬時ピックアップ、
地絡故障トリップ特性、及び位相不平衡閾値を指定する
ことができる。
す。定格プラグ用バッファ820の他に、ユーザ選定回路1
32は各々が一対のBCDダイアル812及び第１図のアドレス
及びデータデコーダ130によりイネーブルされる３状態
バッファ814を有する複数のユーザインターフェイス回
路810を含んでいる。各BCDダイアル812によりユーザは
いくつかのトリップ方式特性の中の一つを選定すること
ができる。例えば、一対のBCDスイッチを使用して長時
間ピックアップ及び長時間遅延（過負荷トリップ特性）
を指定することができ、もう一対のBCDスイッチを使用
して短時間ピックアップ及び短時間遅延（短時間トリッ
プ特性）を指定することができる。他のBCDスイッチを
使用してセンサ及び遮断器サイズ、瞬時ピックアップ、
地絡故障トリップ特性、及び位相不平衡閾値を指定する
ことができる。
F.ソレノイド励起のためのエネルギ確認 第１図及び第９図のユーザ選定回路132はまたソレノ
イド112を励起するのに充分なエネルギがあるかどうか
をも決定する。アドレス及びデータコード回路130を使
用して、バッファ820はその入力線830の一つを読み出す
ように選定される。第１図の電源122からのVT信号は入
力線830へ送られ、バッファ820は抵抗器832及びクラン
プダイオード834により過剰電圧から保護される。抵抗
器832は、例えば、620KΩの値を有している。
イド112を励起するのに充分なエネルギがあるかどうか
をも決定する。アドレス及びデータコード回路130を使
用して、バッファ820はその入力線830の一つを読み出す
ように選定される。第１図の電源122からのVT信号は入
力線830へ送られ、バッファ820は抵抗器832及びクラン
プダイオード834により過剰電圧から保護される。抵抗
器832は、例えば、620KΩの値を有している。
マイクロコンピュータ120がソレノイド112と係合する
前に、入力線830がアクセスされてVTが論理ハイとして
読み出されるか論理ローとして読み出されるかを決定す
る。入力が2.5V〜3.0Vよりも大きい場合は常にバッファ
820はその出力に論理ハイを与える。VTが論理ハイとし
て読み出されると、マイクロコンピュータ120はソレノ
イド112を励起するのに充分な電力があると決定してそ
うするように試みる。VTが論理ローとして読み出される
と、マイクロコンピュータ120はソレノイド112を励起す
るのに充分な電力が無いと決定し、繰返しVTをチェック
しながら、間欠電力故障によりVTが降下したものと予想
して待機する。VTが2.5〜3.0Vレベルを越えると、マイ
クロコンピュータ120はソレノイドを再び励起しようと
する。
前に、入力線830がアクセスされてVTが論理ハイとして
読み出されるか論理ローとして読み出されるかを決定す
る。入力が2.5V〜3.0Vよりも大きい場合は常にバッファ
820はその出力に論理ハイを与える。VTが論理ハイとし
て読み出されると、マイクロコンピュータ120はソレノ
イド112を励起するのに充分な電力があると決定してそ
うするように試みる。VTが論理ローとして読み出される
と、マイクロコンピュータ120はソレノイド112を励起す
るのに充分な電力が無いと決定し、繰返しVTをチェック
しながら、間欠電力故障によりVTが降下したものと予想
して待機する。VTが2.5〜3.0Vレベルを越えると、マイ
クロコンピュータ120はソレノイドを再び励起しようと
する。
G.情報ディスプレイ用通信 マイクロコンピュータ120は同じトリップ状態情報を
手元ディスプレイ150及びディスプレイ端末162へ送る。
情報はシリアル周辺インターフェイス191を介して手元
ディスプレイ150へ同期送信され、シリアル通信インタ
ーフェイス151を介してディスプレイ端末162へ非同期送
信される。インターフェイス151、191はMC68HC11内のSC
I及びSPIポートを使用して実施することができる。トリ
ップ方式状態情報の履歴は持久型トリップメモリ144に
記憶される。履歴には最終トリップの特定原因及び電流
レベル及び異なるトリップ原因の運転累積が含まれる。
手元ディスプレイ150及びディスプレイ端末162へ送る。
情報はシリアル周辺インターフェイス191を介して手元
ディスプレイ150へ同期送信され、シリアル通信インタ
ーフェイス151を介してディスプレイ端末162へ非同期送
信される。インターフェイス151、191はMC68HC11内のSC
I及びSPIポートを使用して実施することができる。トリ
ップ方式状態情報の履歴は持久型トリップメモリ144に
記憶される。履歴には最終トリップの特定原因及び電流
レベル及び異なるトリップ原因の運転累積が含まれる。
好ましくは、トリップメモリ144は電気的に消去可能
なプログラマブルメモリROM（EEPROM）、例えば、カリ
フォルニア州、ミルピタスのクシコール社から入手可能
なX24C04Iである。この場合、マイクロコンピュータ120
とEEPROM144間の双方向データ転送のためにシリアル周
辺インターフェイス191が使用される。このデータ転送
はデータを転送するシリアル周辺インターフェイス191
の１回線とマイクロコンピュータ120及びEEPROM114間で
同期化クロック信号を送信するもう１回線を使用して行
われる。トリップ方式のパワーアップ中に、マイクロコ
ンピュータ120はデータ要求コードとして解釈されるユ
ニークなビットパターンをトリップメモリ144へ送信す
る。次に、マイクロコンピュータ120は双方向データ回
線を入力として設定しトリップメモリ144に対して要求
されたデータをクロックする。
なプログラマブルメモリROM（EEPROM）、例えば、カリ
フォルニア州、ミルピタスのクシコール社から入手可能
なX24C04Iである。この場合、マイクロコンピュータ120
とEEPROM144間の双方向データ転送のためにシリアル周
辺インターフェイス191が使用される。このデータ転送
はデータを転送するシリアル周辺インターフェイス191
の１回線とマイクロコンピュータ120及びEEPROM114間で
同期化クロック信号を送信するもう１回線を使用して行
われる。トリップ方式のパワーアップ中に、マイクロコ
ンピュータ120はデータ要求コードとして解釈されるユ
ニークなビットパターンをトリップメモリ144へ送信す
る。次に、マイクロコンピュータ120は双方向データ回
線を入力として設定しトリップメモリ144に対して要求
されたデータをクロックする。
マイクロコンピュータ120は履歴データのコピーをそ
の内部RAM内に維持し、トリップ時にそれを更新しイン
ターフェイス191を介してトリップメモリ144へ戻し、再
びユニークなビットパターンを使用してトリップメモリ
144を受信モードへ設定する。データを受信すると、ト
リップメモリ144はその内容を再プログラムし新しく受
信したデータで古い履歴情報を無効とする。
の内部RAM内に維持し、トリップ時にそれを更新しイン
ターフェイス191を介してトリップメモリ144へ戻し、再
びユニークなビットパターンを使用してトリップメモリ
144を受信モードへ設定する。データを受信すると、ト
リップメモリ144はその内容を再プログラムし新しく受
信したデータで古い履歴情報を無効とする。
正規動作中（すなわち、パワーアップ後でトリップの
無い時）、マイクロコンピュータ120はシリアル周辺イ
ンターフェイス191を介して動作情報を送信する。この
情報はトリップメモリ144を励起するのに必要なユニー
クなビットパターンを含んでいないため、トリップメモ
リ144は正規の送信を無視する。しかしながら、シリア
ル周辺インターフェイス191に接続することができる他
の装置が情報を受信して正確に解釈することができる。
無い時）、マイクロコンピュータ120はシリアル周辺イ
ンターフェイス191を介して動作情報を送信する。この
情報はトリップメモリ144を励起するのに必要なユニー
クなビットパターンを含んでいないため、トリップメモ
リ144は正規の送信を無視する。しかしながら、シリア
ル周辺インターフェイス191に接続することができる他
の装置が情報を受信して正確に解釈することができる。
マイクロコンピュータ120は、例えば、トリップ方式1
00がディスプレイプロセッサ316内の比較的低電力のプ
ロセッサと通信できるような通信手順を実行するように
プログラムされる。この手順はインターフェイス151、1
91を介して情報を送る時の周波数を追跡するソフトウェ
ア割込機構を使用する。正規動作中に、情報の一つの８
ビットバイトが7mSごとに送信される。トリップ状態中
に、情報はマイクロコンピュータ120が送信できる限り
速く連続的に送られる。この手順により、ディスプレイ
端末162及びディスプレイプロセッサ316はそのプロセッ
サをこの繰返し機能に排他的に専用することなくトリッ
プ方式100からの状態メッセージを連続的にディスプレ
イすることができる。同様に重要なことは、この手順に
よりマイクロコンピュータ120は回線106上の電流の連続
分析を含む、さまざまなタスクを実施できることであ
る。
00がディスプレイプロセッサ316内の比較的低電力のプ
ロセッサと通信できるような通信手順を実行するように
プログラムされる。この手順はインターフェイス151、1
91を介して情報を送る時の周波数を追跡するソフトウェ
ア割込機構を使用する。正規動作中に、情報の一つの８
ビットバイトが7mSごとに送信される。トリップ状態中
に、情報はマイクロコンピュータ120が送信できる限り
速く連続的に送られる。この手順により、ディスプレイ
端末162及びディスプレイプロセッサ316はそのプロセッ
サをこの繰返し機能に排他的に専用することなくトリッ
プ方式100からの状態メッセージを連続的にディスプレ
イすることができる。同様に重要なことは、この手順に
よりマイクロコンピュータ120は回線106上の電流の連続
分析を含む、さまざまなタスクを実施できることであ
る。
好ましくは、状態メッセージはパケット毎８バイト、
多パケット送信技術を使用して送信される。各パケット
に含まれる情報のタイプは８つの異なるグループ、すな
わち８つの異なるパケット、パケット０〜７、へ類別す
ることができる。各パケットの第１バイトはバイト及び
パケット番号及びトリップ方式100のトリップ状態を識
別するのに使用される。例えば、第１バイトはバイトタ
イプを識別する１ビット、パケット番号を識別する４ビ
ット及びトリップ状態を識別する３ビットを含むことが
でき、それは、非トリップ状態、電流過負荷トリップ、
短絡トリップ、瞬時トリップ、地絡故障トリップ及び位
相不平衡トリップである。各パケットの２〜６バイトは
パケット番号に従って変る。７バイトは（多システム構
成に対して）情報を送出するトリップ方式を識別するの
に使用され、８バイトはデータの完全性を立証するチェ
ックサム（checksum）として使用される。
多パケット送信技術を使用して送信される。各パケット
に含まれる情報のタイプは８つの異なるグループ、すな
わち８つの異なるパケット、パケット０〜７、へ類別す
ることができる。各パケットの第１バイトはバイト及び
パケット番号及びトリップ方式100のトリップ状態を識
別するのに使用される。例えば、第１バイトはバイトタ
イプを識別する１ビット、パケット番号を識別する４ビ
ット及びトリップ状態を識別する３ビットを含むことが
でき、それは、非トリップ状態、電流過負荷トリップ、
短絡トリップ、瞬時トリップ、地絡故障トリップ及び位
相不平衡トリップである。各パケットの２〜６バイトは
パケット番号に従って変る。７バイトは（多システム構
成に対して）情報を送出するトリップ方式を識別するの
に使用され、８バイトはデータの完全性を立証するチェ
ックサム（checksum）として使用される。
マイクロコンピュータは情報の優先度タイプに従っ
て、各パケットに含まれる情報のタイプを交替する。正
規（非トリップ）状態中に、トリップユニットはパケッ
ト番号０を送信し、それにはパケット番号１が続き、さ
らに残りの規定パケット番号２〜７の中の一つが続く。
シーケンスをグラフィックに示すと次のようになる。
て、各パケットに含まれる情報のタイプを交替する。正
規（非トリップ）状態中に、トリップユニットはパケッ
ト番号０を送信し、それにはパケット番号１が続き、さ
らに残りの規定パケット番号２〜７の中の一つが続く。
シーケンスをグラフィックに示すと次のようになる。
１）Packet 0−Packet 1−Packet 2トリップが ２）Packet 0−Packet 1−Packet 3生じるまで ３）Packet 0−Packet 1−Packet 4繰り返す ４）Packet 0−Packet 1−Packet 5 ５）Packet 0−Packet 1−Packet 6 ６）Packet 0−Packet 1−Packet 7 トリップ状態中に、正規動作パケット送信シーケンス
が中断され電力が失われるまでパケットNo.2が連続的に
送信される。送信速度は最高可能速度へ増大する。
が中断され電力が失われるまでパケットNo.2が連続的に
送信される。送信速度は最高可能速度へ増大する。
パケット番号に従って変化する各パケットの５バイト
が合計８つの異なるパケット、０〜７に対して構成され
ている。これらのバイトの情報は各パケット番号に対し
次のように実施される。
が合計８つの異なるパケット、０〜７に対して構成され
ている。これらのバイトの情報は各パケット番号に対し
次のように実施される。
Packet 0（0000） Data Byte 1−Phase A Current−High Byte Data Byte 2−Phase A Current−Low Byte Data Byte 3−Phase B Current−High Byte Data Byte 4−Phase B Current−Low Byte Data Byte 5−Overload Pickups ＆ Short Circuit Res
traint In Packet 1−（0001） Data Byte 1−Phase C Current−High Byte Data Byte 2−Phase C Current−Low Byte Data Byte 3−Ground Fault Current−High Byte Data Byte 4−Ground Fault Current−Low Byte Data Byte 5−Short Circuit,Phase Unbalance ＆ Grou
nd Fault Pickups Packet 2−（0010） Data Byte 1−Maximum Phase Current−High Byte Data Byte 2−Maximum Phase Current−Low Byte Data Byte 3−Maximum Phase Identification（A,B,C o
r N）,Breaker Identification ＆ Ground Fault Pestr
aint In Data Byte 4−Trip Unit/Sensor Identification Data Byte 5−Rating Pluq/Options Packet 3−（0011） Data Byte 1−Long Time Switches Data Byte 2−Short Time Switches Data Byte 3−Instantaneous Phase Unbalance Switche
s Data Byte 4−Ground Fault Switches Data Byte 5−Phase Unbalance Trips Packet4 −（0100） Data Byte 1−Long Time Trips Data Byte 2−Short Circuit Trips Data Byte 3−Ground Fault Trips Switches Data Byte 4−Last Maximum Phase Current−High Byte Date Byte 5−Last Maximum Phase Current−Low Byte Packet5 −（0101） Data Byte 1−Ssftware Failure Trips Data Byte 2−Last Phase A Current−High Byte Data Byte 3−Last Phase A Current−Low Byte Data Byte 4−Last Phase B Current−High Byte Data Byte 5−Last Phase B Current−Low Byte Packet 6−（0110） Data Byte 1−Last Fault System Status Byte Data Byte 2−Last Phase C Current−High Byte Data Byte 3−Last Phase C Current−Low Byte Data Byte 4−Last Ground Fault Current−High Byte Data Byte 5−Last Ground Fault Current−Low Byte Packet 7−（0111） Data Byte 1−Long Time Memory Ratio Data Byte 2−Phase A ％ Unbalance Data Byte 3−Phase B ％ Unbalance Data Byte 4−Phase C ％ Unbalance Data Byte 5−Software Version Identifier Byte 従って、マイクロコンピュータ120は４つの実在的ク
ラスで情報を送信する。第１のクラスは各パケットの第
１バイトに述べられたトリップ状態情報を構成する。第
２及び第３のクラスは電流測定情報を伴い、第２のクラ
スはパケット０及び１に述べられた各回線106の電流測
定情報を含み、第３のクラスはパケット２に述べられた
最大電流状態情報を含んでいる。最終クラスの情報は本
構成のトリップ方式に関しパケット３〜７に含まれてい
る。
traint In Packet 1−（0001） Data Byte 1−Phase C Current−High Byte Data Byte 2−Phase C Current−Low Byte Data Byte 3−Ground Fault Current−High Byte Data Byte 4−Ground Fault Current−Low Byte Data Byte 5−Short Circuit,Phase Unbalance ＆ Grou
nd Fault Pickups Packet 2−（0010） Data Byte 1−Maximum Phase Current−High Byte Data Byte 2−Maximum Phase Current−Low Byte Data Byte 3−Maximum Phase Identification（A,B,C o
r N）,Breaker Identification ＆ Ground Fault Pestr
aint In Data Byte 4−Trip Unit/Sensor Identification Data Byte 5−Rating Pluq/Options Packet 3−（0011） Data Byte 1−Long Time Switches Data Byte 2−Short Time Switches Data Byte 3−Instantaneous Phase Unbalance Switche
s Data Byte 4−Ground Fault Switches Data Byte 5−Phase Unbalance Trips Packet4 −（0100） Data Byte 1−Long Time Trips Data Byte 2−Short Circuit Trips Data Byte 3−Ground Fault Trips Switches Data Byte 4−Last Maximum Phase Current−High Byte Date Byte 5−Last Maximum Phase Current−Low Byte Packet5 −（0101） Data Byte 1−Ssftware Failure Trips Data Byte 2−Last Phase A Current−High Byte Data Byte 3−Last Phase A Current−Low Byte Data Byte 4−Last Phase B Current−High Byte Data Byte 5−Last Phase B Current−Low Byte Packet 6−（0110） Data Byte 1−Last Fault System Status Byte Data Byte 2−Last Phase C Current−High Byte Data Byte 3−Last Phase C Current−Low Byte Data Byte 4−Last Ground Fault Current−High Byte Data Byte 5−Last Ground Fault Current−Low Byte Packet 7−（0111） Data Byte 1−Long Time Memory Ratio Data Byte 2−Phase A ％ Unbalance Data Byte 3−Phase B ％ Unbalance Data Byte 4−Phase C ％ Unbalance Data Byte 5−Software Version Identifier Byte 従って、マイクロコンピュータ120は４つの実在的ク
ラスで情報を送信する。第１のクラスは各パケットの第
１バイトに述べられたトリップ状態情報を構成する。第
２及び第３のクラスは電流測定情報を伴い、第２のクラ
スはパケット０及び１に述べられた各回線106の電流測
定情報を含み、第３のクラスはパケット２に述べられた
最大電流状態情報を含んでいる。最終クラスの情報は本
構成のトリップ方式に関しパケット３〜７に含まれてい
る。
H.付録 添付する浮力は実施例で前記した方式を実施するのに
第１図のマイクロコンピュータ120及び第3a図のディス
プレイプロセッサ316をプログラムする好ましい方法を
それぞれ示す。
第１図のマイクロコンピュータ120及び第3a図のディス
プレイプロセッサ316をプログラムする好ましい方法を
それぞれ示す。
Claims (6)
- 【請求項１】電流径路を遮断するトリップ装置におい
て、 トリップ信号に応答して前記電流径路を遮断する手段
と、 前記遮断手段に前記電流径路の遮断を行う電力を供給す
る電源と、 前記電源に接続され、前記電源が現在前記電流径路遮断
を行うのに充分な量の電力を前記遮断手段に供給できる
かどうかを示す電源感知手段と、 前記電流径路の電流を感知する電流センサと、 前記電流センサ及び前記電源感知手段に応答して、前記
電源が現在前記電流径路遮断を行うのに充分な量の電力
を前記遮断手段に供給できることを前記電流源感知手段
が示す場合に、前記遮断手段を係合させる発生手段と、 を具備する、トリップ装置。 - 【請求項２】請求項１記載のトリップ装置において、前
記電源は前記電流径路から電流を受電する、トリップ装
置。 - 【請求項３】請求項２記載のトリップ装置において、前
記電流センサは前記電流径路と誘導結合されたコイルを
含み、前記電源は前記コイルに誘起される電流を整流し
た電流により充電されるコンデンサを含む、トリップ装
置。 - 【請求項４】請求項１記載のトリップ装置において、前
記発生手段は前記電流径路を流れる電流が過剰となる時
期及び、前記遮断手段と係合する前の前記電源感知手段
からの入力データを決定するようにプログラムされてい
るプロセッサを含む、トリップ装置。 - 【請求項５】請求項４記載のトリップ装置において、前
記プロセッサは、さらに、故障信号に応答して、前記電
源が現在電流径路遮断を行うのに充分な量の電力を前記
遮断手段へ供給できることを前記電源感知手段が示すま
で前記電源感知手段を繰り返しチェックする手段を含
む、トリップ装置。 - 【請求項６】故障給電トリップ装置にソレノイドを使用
して電流径路を遮断する方法において、 ａ）前記電流径路を流れる電流からエネルギを受け入れ
て蓄える段階と、 ｂ）前記電流径路を流れる電流量を感知する段階と、 ｃ）前記受け入れて蓄えられたエネルギが前記ソレノイ
ドを係合させるのに充分かどうかを検出する段階と、 ｄ）前記段階ｂ）において過剰な量の電流を感知し、か
つ、前記段階ｃ）において前記エネルギが前記ソレノイ
ドを係合させるのに充分であることを検出した後、前記
ソレノイドを励起して電流径路を遮断する段階と、 を備えてなる電流径路遮断方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US403,225 | 1989-08-31 | ||
| US07/403,225 US5038246A (en) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | Fault powered, processor controlled circuit breaker trip system having reliable tripping operation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04502999A JPH04502999A (ja) | 1992-05-28 |
| JP2625252B2 true JP2625252B2 (ja) | 1997-07-02 |
Family
ID=23594978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2512991A Expired - Fee Related JP2625252B2 (ja) | 1989-08-31 | 1990-08-20 | 高信頼度トリップ動作を有する故障給電、プロセッサ制御遮断器トリップ方式 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5038246A (ja) |
| EP (1) | EP0440782B1 (ja) |
| JP (1) | JP2625252B2 (ja) |
| CA (1) | CA2039704C (ja) |
| DE (1) | DE69013667T2 (ja) |
| IE (1) | IE72470B1 (ja) |
| MX (1) | MX174195B (ja) |
| WO (1) | WO1991003825A1 (ja) |
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