JP4579213B2 - 監視手段が設けられた電子トリップ装置、そのようなトリップ装置を備える回路ブレーカおよび監視方法 - Google Patents

Description

本発明は、回路ブレーカの分野に関し、特に、これらの回路ブレーカに設けられる電子トリップ装置に関する。

特に、本発明は、
−主導体（main conductor）における一次電流の強度を表わす信号を供給する少なくとも１つの電流センサと、
−前記主導体との直列なコンタクトの開放機構(opening mechanism)を駆動するように構成されたアクチュエータと、
−一次電流強度を表わす前記信号の値にしたがって前記アクチュエータを制御する電子処理ユニットと、
を備える電子トリップ装置に関する。

更に、本発明は、
−少なくとも１つの主導体と、
−前記主導体の開放機構と、
−前記主導体における電流強度を表わす信号を供給するための少なくとも１つの電流センサと、アクチュエータと、一次電流強度を表わす前記信号の値にしたがって前記アクチュエータを制御するための電子処理ユニットとを有する電子トリップ装置と、
を備える回路ブレーカに関する。

また、本発明は、
電子トリップ装置の接続の状態を監視するための方法であって、
−回路ブレーカの主導体における一次電流強度を表わす信号を少なくとも１つの電流センサにより供給し、
−前記主導体の開放機構をアクチュエータにより駆動させ、
−一次電流強度を表わす前記信号の値にしたがって前記アクチュエータを制御する、
ことを含む方法に関する。

従来技術のトリップ装置の電子処理ユニットは、多くの場合、アクチュエータの制御機能を補助する補助機能を備えている。例えば、電子処理ユニットは、回路ブレーカのトリッピングの状況に関する情報を表示する機能を含むことができる。

電気設備におけるその長い寿命およびその受動特性により、回路ブレーカは一般にどのような時でも確実に再現可能な態様でトリップ（回路を切る）できなければならない。回路ブレーカの信頼性は、一般に、厳格な設計および製造の制約を実施することにより確保される。

最大限の安全性を確保するため、特定のトリップ装置は、ほんの些細な問題が生じると直ぐにトリップするように設計されている。例えば、欧州特許出願第０ ２４４ ２８４号は、電流センサをトリップ装置に接続する回路の遮断により回路ブレーカのトリッピングを引き起こす電流制限回路ブレーカのための即時トリップ装置について記載している。電流センサのインテグリティおよびその接続をチェックするために、直流電流が電流センサの二次巻線に流入される。また、開示された回路ブレーカは、トリッピングの原因を検出できるようにする。

また、欧州特許第０ ７８５ ６１０号は、トリップ装置をチェックするための検査手段を備える監視装置が設けられたトリップ装置について記載している。検査専用の動作段階はプログラムにより開始することができる。

既知の電子トリップ装置は一般に良好な安全レベルを確保する。しかしながら、これらのトリップ装置は、それらのインテグリティおよび安全性をチェックできるようにしていないと同時に、例えば故障の存在下で良好な利用可能性を確保しない。

本発明の１つの目的は、高レベルな利用可能性および安全性を有する電子トリップ装置を提供することである。

したがって、本発明は、
−前記回路ブレーカの主導体における一次電流の強度を表わす信号を供給する少なくとも１つの電流センサと、
−前記主導体との直列なコンタクトの開放機構を作動させるように構成されたアクチュエータと、
−一次電流強度を表わす前記信号の値にしたがって前記アクチュエータを制御する電子処理ユニットと、
を備える電子トリップ装置であって、
前記電子処理ユニットは、
−少なくとも１つの前記電流センサおよび／または前記アクチュエータの接続の状態を監視するための手段と、
−トリップ装置の動作状態を表示するための表示手段と、
を備え、
監視するための前記手段は、一次電流強度を表わす前記信号の値にしたがって前記アクチュエータを制御するための処理を維持しつつ、少なくとも１つの前記電流センサおよび／または前記アクチュエータの前記接続の状態を表示するために前記表示手段に作用する、
電子トリップ装置に関する。

本発明の一実施形態において、少なくとも１つの前記電流センサの接続の状態を監視するための前記手段は、電流センサに第１の検査電流を流すように設計された電流源を有する検査手段を備え、前記電流源は、前記第１の検査電流の強度を制限する制限レジスタにより前記電流センサに対して接続され、それにより、前記電流センサの切断が無い場合、第１の検査電流が一次電流強度を表わす信号に重ね合わされるようになっている。好ましくは、前記電流源が電圧分割ブリッジを備え、当該電圧分割ブリッジの中間点が前記制限レジスタに接続され、前記中間点がソース電圧を供給する。

少なくとも１つの電流センサが入力電圧信号を供給し、それにより、
−前記電流センサの切断が無い場合、入力電圧信号は、前記電流センサの抵抗と、電流源により供給される第１の検査電流が重ね合わされる一次電流を表わす電流との積にほぼ等しく、
−電流センサが切断された場合、入力電圧信号は電流源のソース電圧にほぼ等しい、
ことが有益である。

本発明の一実施形態において、トリップ装置は、フィルタリング手段が設けられた入力電圧信号の前処理手段を備え、前記前処理手段は、前処理された信号を、一方ではアクチュエータの制御手段に対して供給し、他方では前記表示手段の制御手段に対して供給するように設計されている。前記前処理手段は、増幅器とデジタル変換器とを更に備えていることが好ましい。前記前処理手段は、処理手段によりアクチュエータの制御手段に対して接続され、前記処理手段は、
−オフセットの修正と、
−所定期間中に符号を変更しなかった信号の選択と、
を含んでいることが有益である。

本発明の一実施形態において、前記電子処理ユニットは、トリップ装置における故障の存在を更に表示するために表示手段の制御手段に対して接続されたトリップ装置故障監視手段を備えている。前記故障は、以下のもの、すなわち、異常温度、集積回路の誤動作、トリッピング閾値の誤設定、および／または、アクチュエータの電力蓄積キャパシタの端子における異常電圧から選択されることが好ましい。

本発明の一実施形態において、アクチュエータの接続の状態を監視するための前記手段は、アクチュエータ接続の状態を表示するために前記表示手段の電源に作用する。好ましくは、アクチュエータの接続の状態を監視するための前記手段は、第２の検査電流をアクチュエータに流すとともにアクチュエータの制御手段と分岐接続された電流制限レジスタを通じて流すように設計された電源を備え、前記レジスタの値は、第２の検査電流の強度をアクチュエータのトリッピング閾値よりも低い値に制限するように選択される。第２の検査電流は、アクチュエータに結合された電力蓄積キャパシタにより供給されることが有益である。

前記表示手段は、アクチュエータの切断が無い場合にのみ第２の検査電流により前記表示手段に電力が供給されるように、アクチュエータ接続の状態を監視するための前記手段に対して配置されることが好ましい。

本発明の一実施形態において、前記表示手段は、電流センサの切断および／またはアクチュエータの切断が無い場合にのみ発光または点滅が維持される発光ダイオードを備えている。好ましくは、前記表示手段の発光ダイオードは、（単数または複数の）電流センサの切断および／またはアクチュエータの切断が無い場合および故障が無い場合にのみ発光または点滅が維持される。

本発明の一実施形態において、トリップ装置は検査コネクタを備えている。前記検査コネクタは、（単数または複数の）電流センサの接続および／またはアクチュエータの接続の状態、および／または集積回路の正しい動作をチェックするために検査ボックスに対して接続できることが有益である。

本発明の一実施形態において、トリップ装置は、少なくとも１つの電流センサの接続および／またはアクチュエータの接続の状態、および／またはトリップ装置の故障の状態を伝えるための通信手段を備えている。

本発明の一実施形態において、トリップ装置は、少なくとも１つの電流センサの接続および／またはアクチュエータの接続の状態、および／またはトリップ装置の故障の状態にしたがってアクチュエータを制御するための処理手段を備えている。

また、本発明は、
−少なくとも１つの主導体と、
−前記主導体との直列なコンタクトの開放機構と、
−前記主導体における電流強度を表わす信号を供給するための少なくとも１つの電流センサと、アクチュエータと、一次電流強度を表わす前記信号の値にしたがって前記アクチュエータを制御するための電子処理ユニットとを有する電子トリップ装置と、
を備える回路ブレーカであって、
前記トリップ装置は、少なくとも１つの前記電流センサの接続および／または前記アクチュエータの接続の状態を表わす表示手段を備える前述したトリップ装置である、回路ブレーカに関する。

また、本発明は、電子トリップ装置の接続の状態を監視するための監視方法であって、
−主導体における一次電流の強度を表わす信号を少なくとも１つの電流センサにより供給し、
−前記主導体との直列なコンタクトの開放機構をアクチュエータにより作動させ、
−一次電流強度を表わす前記信号の値にしたがって前記アクチュエータを制御する、
ことを含む方法に関する。

本発明に係る監視方法は、更に、一次電流強度を表わす前記信号の値にしたがってアクチュエータを制御するための処理を維持しつつ、
−少なくとも１つの電流センサの接続および／またはアクチュエータの接続の状態を監視し、
−少なくとも１つの電流センサの接続および／またはアクチュエータの接続の状態の表示を制御する、
ことを含んでいる。

本発明の一実施形態による方法は、少なくとも１つの電流センサの接続の状態の監視が行なわれる際に、一次電流強度を表わす信号に重ね合わされる第１の検査電流を電流センサに流すことを含んでいる。

当該方法は、少なくとも１つの電流センサの接続の状態の監視が行なわれる際に、入力電圧信号を供給し、それにより、
−前記電流センサの切断が無い場合、入力電圧信号は、前記電流センサの抵抗と、電流源により供給される第１の検査電流が重ね合わされる一次電流を表わす電流との積にほぼ等しく、
−電流センサが切断された場合、入力電圧信号は電流源のソース電圧にほぼ等しいことが好ましい。

本発明の一実施形態において、方法は、入力電圧信号を前処理することを含み、前記前処理がフィルタリングステップを含んでいる。好ましくは、入力電圧信号の前記前処理が前記信号の増幅ステップおよびデジタル変換ステップを更に含んでいる。少なくとも１つの電流センサの接続の状態を表示するため、前処理された入力電圧信号により表示制御が行なわれることが有益である。

本発明の一実施形態において、当該方法は、前処理された入力電圧信号を処理し、それにより、
−オフセットの修正と、
−所定期間中に符号を変更しなかった信号の選択と、
を行なう。

本発明の一実施形態において、当該方法は、トリップ装置故障の監視と、トリップ装置故障の状態を更に表示するための表示制御とを含んでいる。前記トリップ装置故障は、異常温度、集積回路の誤動作、トリッピング閾値の誤設定、および／または、アクチュエータの電力蓄積キャパシタの端子における異常電圧から選択されることが好ましい。

本発明の一実施形態において、当該方法は、アクチュエータの切断が無い場合にのみ前記表示手段に電力が供給されることを含んでいる。好ましくは、当該方法は、アクチュエータに第２の検査電流を流し、前記検査電流の強度をアクチュエータのトリッピング閾値よりも低い値に制限することを含む。当該方法は、第２の検査電流によって前記表示手段に電力を供給することを含むことが有益である。

他の利点および特徴は、単なる非制限的な例として与えられ且つ添付図面に示される本発明の特定の実施形態の以下の説明から更に明確に理解できるようになる。

図１に示される回路ブレーカ１は、接点８と直列な主導体２を備えている。図示のケースにおいて、回路ブレーカが取り付けられる電力システムは１つの主導体２のみを備えている。また、本発明の装置は、任意の数の導体を備える電力システムの保護にも関連している。

回路ブレーカ１には、コイル４によって表わされる電流センサを備えるトリップ装置３が設けられている。電流センサは、それが関連付けられる導体における一次電流強度を表わす信号Ｉｓを供給する。

また、トリップ装置３は、一次電流強度を表わす信号Ｉｓによりアクチュエータ６を制御するように構成された電子処理ユニット５を備えている。

アクチュエータ６は、接点８の開放に対して作用する機構７により、主導体を開放することができる。

図２の回路ブレーカは図１に示される要素の全てを備えている。また、図示の回路ブレーカは、表示すべき少なくとも１つの電流センサ４の接続状態および／またはアクチェータの接続状態を表示できるディスプレイ手段３２を備えている。

図３に示される実施形態において、トリップ装置は、電流センサ４と、処理回路９４が設けられた電子処理ユニット５と、アクチュエータ６とを備えている。また、トリップ装置は、入力電圧信号Ｕを処理するように構成された前処理手段２１を備えており、入力電圧信号Ｕは、電流センサが関連付けられた主導体における一次電流強度を表わす信号Ｉｓに関与する成分を含んでいる。図示の実施形態において、前処理手段２１は、フィルタリング手段２２と、増幅器２３と、アナログ信号をデジタル信号へ変換するための変換器２４とを備えている。

図３に示される実施形態において、前処理手段は、前処理された信号Ｕ’を処理手段２５に対して供給し、処理手段２５は、オフセット修正モジュール２６と、所定期間中に符号を変更しなかった信号を選択するためのモジュール２７とを備えている。オフセット修正は、信号のＤＣ成分を除去することから成る。オフセットは、多くの場合、トリップ装置の電子部品によって生成される。また、後述するように、オフセットは、電流センサ接続の状態を監視するための手段によっても生成される。所定期間中に符号を変更しなかった信号を選択するためのモジュール２７が関与する限りは、その使用により、比較的短い時間にわたって最小トリッピング閾値よりも大きい振幅を有し且つ一次電流を表わす信号に重ね合わされる干渉信号に応じたアクチュエータの任意の厄介なトリッピング（回路切れ）が防止される。前記所定期間は一般におおよそ数ミリ秒である。

このように処理された信号は、その後、アクチュエータ６の制御手段２８へ送られる。制御手段２８の主機能は、回路ブレーカの少なくともトリッピング閾値を越える一次電流強度に対応する信号に応じてアクチュエータに対してトリッピング命令を供給することである。制御手段２８は特定数の制御モジュールを同時に備えることができ、これらのモジュールのそれぞれは、異なる一次電流強度閾値でおよび／または異なる応答時間をもってトリップ（回路を切る）するように構成されている。これらの制御モジュールのプロセスは、更に詳細な態様で図５に示されている。応答時間とは閾値オーバーシュート時間のことであり、この時間を越えるとアクチュエータが駆動される。したがって、アクチュエータ制御手段は、例えば、選択制限瞬間タイプ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ−ｌｉｍｉｔｉｎｇ ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ ｔｙｐｅ）の制御モジュール、すなわち、ほぼ瞬間的な応答時間を有する制御モジュールや、短絡防止用の短期遅延制御モジュール、過負荷防止用の長期遅延制御モジュールを備えることができる。また、アクチュエータ制御手段は、漏電制御モジュール、すなわち、漏電電流（接地漏れ電流）が生じる場合にトリッピング命令を供給するモジュールを備えることができる。

図３に示されるトリップ装置は、検査手段３１を備え且つ電流センサの接続の状態を監視するための手段と、トリップ装置の動作状態を表示するための表示手段３２と、表示手段の制御手段３３とを備えている。検査手段３１は、各電流センサの接続の状態を表示するために表示手段３２に作用する。この作用は前処理手段２１および制御手段３３によって行なわれ、電流センサからの入力電圧信号Ｕから前処理手段２１によって供給される信号Ｕ’が前記制御手段３３へ送られる。図３に示される実施形態において、電流センサ接続の状態を監視するための手段は、検査手段３１と、制御手段３３が前記電流センサの接続状態の表示を命令できるようにする前処理信号Ｕ’を供給する前処理手段２１とを備えている。前処理信号Ｕ’は、電流センサの切断時に表示手段３２に対して作用し且つ一次電流強度が少なくとも１つのトリッピング閾値を越えようとした場合にアクチュエータ６の制御手段２８に作用するように使用される。したがって、電流センサ接続の状態を監視するための手段は、一次電流強度を表わす信号Ｉｓの値にしたがってアクチュエータ６を制御するための処理を維持しつつ、すなわち、一次電流サージ（過電流）を検出してアクチュエータ６による主導体２の接点８の開放を指示できるトリップ装置の能力を損なうことなく、表示手段に作用する。

図４に示される実施形態において、電流センサは、インダクタンスコイル４２と並列に接続され且つコイルの抵抗に対応するレジスタ４３と直列に接続された電流源４１により概略的に表わされており、コイルの抵抗の値は回路全体に対して小さい。電流センサは、エアータイプ（air type）のものであっても良く、あるいは、ロゴウスキーコイル(Rogowski coils)であっても良い。各電流センサの接続状態を監視するための手段は、第１の検査電流Ｉ０を各電流センサに流入させるように設計された電流源４４が設けられた検査手段を備えている。前記電流源は、前記第１の検査電流Ｉ０の強度を制限するレジスタ４５により各電流センサに対して接続されており、それにより、前記電流センサの切断が無い場合に、第１の検査電流Ｉ０が一次電流強度を表わす信号Ｉｓに重ね合わされるようになっている。レジスタ４５の値は一般に高く、それにより、コイル中の第１の検査電流の強度を制限することができる。第１の検査電流Ｉ０は、ＤＣであっても良く、低周波であっても良く、あるいは、周波数が非常に低くても良い。

したがって、検査手段は、電圧源ＶＤＤにより、並びに、アースと電圧源ＶＤＤとの間に直列に接続された２つのレジスタ４６，４７を備える電圧分割ブリッジにより図４に示される電流源４４を備えている。２つのレジスタ４６と４７と間に位置する分割ブリッジの中間点４８におけるソース電圧Ｕｓにより、第１の検査電流Ｉ０を前記中間点４８から電流センサの各コイルへと流入させることができる。したがって、この中間点４８は電流源４４の電流入力点を形成している。このようにして、第１の検査電流Ｉ０は、各電流センサに流入して、一次電流を表わす電流Ｉｓに重ね合わされる。

切断可能な各電流センサの領域は、接点５２および導体５３により図４に破線で示されている。

図３に示されるように、各電流センサの端子における入力電圧信号Ｕは、前処理手段２１により表示手段の制御手段３３に対して供給される。前処理手段２１は、各電流センサに関連付けられたレジスタ５０およびキャパシタ５１により図４に示されるフィルタリングモジュール２２を備えている。前処理手段の増幅器および変換器は、図４に具体的に示されておらず、カスタム集積回路５９の一部を形成している。

各電流センサの切断がない場合、入力電圧信号Ｕは、前記電流センサの抵抗４３と、電流源により供給される第１の検査電流Ｉ０が重ね合わされる一次電流を表わす電流Ｉｓとの積にほぼ等しい。第１の検査電流Ｉ０は、一次電流を表わす電流Ｉｓと比べると一般に無視できる。通常の動作において、この第１の検査電流Ｉ０は、処理手段２５のオフセット修正モジュール２６によって修正できるオフセットを構成する。

電流センサが切断された場合、入力電圧信号Ｕは、電流発生器のソース電圧Ｕｓにほぼ等しい。

図５のブロック図は、各電流センサからもたらされる入力電圧信号Ｕの前処理、前記前処理された信号Ｕ’の処理、アクチュエータおよび表示手段の制御を更に詳細な態様で示している。

入力電圧信号Ｕは、ステップ１０２においてフィルタ処理されるとともに、ステップ１０３において増幅された後、ステップ１０４においてデジタル変換される。電流センサの切断が無ければ、入力電圧信号Ｕは、一次電流を表わす電流Ｉｓに関与する成分と、監視手段の第１の検査電流Ｉ０に関与する成分とを含んでいる。

入力電圧Ｕのこの前処理後の信号Ｕ’は、その後、２つの別個かつ独立したチャンネルで処理される。第１のチャンネルはアクチュエータを制御するように設計されており、第２のチャンネルは表示手段を制御するように設計されている。したがって、電流センサ接続の状態を監視するための手段は、一次電流強度を表わす信号の値にしたがってアクチュエータを制御するための処理を維持しつつ、すなわち、一次電流サージ（過電流）を検出して主導体２の接点の開放を指示できるトリップ装置の能力を損なうことなく、表示手段に作用する。

図５のブロック図の左側部分に示される第１のチャンネルが関与する限りにおいて、フィルタ処理されて増幅され且つデジタル化された入力電圧信号Ｕは第１のオフセット修正処理ステップ１０５を受ける。オフセットは、回路の電子部品によってその一部が生成される。また、第１の検査電流Ｉ０に関与する入力電圧信号Ｕの成分もオフセットに寄与する。電流センサの切断が無ければ、たった今オフセット修正を受けた前処理信号Ｕ’は、一次電流強度を表わす電流Ｉｓに関与する信号成分を含んでいる。オフセットが修正された前処理信号Ｕ’は、その後、多くの場合に「アンチドラッグ」ステップの名前で知られるステップ１０６において、所定期間の間、符号を変更しなかった信号を選択するために処理される。前述したように、そのような処理により、電気情報に対する高振幅のストレイ信号の重ね合わせに応じたアクチュエータの任意の厄介な瞬間トリッピングを防止することができる。このように前処理および処理された入力電圧信号Ｕは、その後、異なる一次電流強度閾値でおよび／または異なる応答時間をもってトリップするように構成された幾つかの制御モジュール１０７，１０８，１０９，１１０に対して送られる。これらの制御モジュールは、アクチュエータを制御するように設計された制御インタフェース１１１に対して情報を供給するようになっている。

図５のブロック図の右側部分に示される第２のチャンネルが関与する限りにおいて、前処理された信号Ｕ’、すなわち、フィルタ処理されて増幅され且つデジタル化された入力電圧信号Ｕは、第１の検査電流Ｉ０に関与する成分と、一次電流を表わす電流Ｉｓに関与する成分と、回路の電子部品によって生成されるオフセットとを与える。第１の検査電流Ｉ０の強度の値は、第１の検査電流Ｉ０に関与する入力電圧信号Ｕの成分がトリップ装置の電子部品によって生成されるオフセットから区別できるように有利に選択される。好ましくは、第１の検査電流Ｉ０の強度の値は、第１の検査電流Ｉ０に関与する入力電圧信号Ｕの成分がトリップ装置の電子部品によって生成されるオフセットよりも著しく大きくなるように選択される。また、電圧Ｕｓの値は、フィルタ処理されて増幅され且つデジタル化された電圧Ｕｓが回路ブレーカの最小瞬間トリッピング閾値に等しい電流の流量に対応する入力電圧信号Ｕよりも低くなるように選択されることが好ましい。前処理された信号Ｕ’、すなわち、フィルタ処理されて増幅され且つデジタル化された入力電圧信号Ｕは、前記前処理された信号と表示閾値とを比較するためにコンパレータ１３１へ送られる。表示閾値は、フィルタ処理されて増幅され且つデジタル化されたソース電圧Ｕｓよりも小さくなるように選択され、電子部品によって生成されたオフセットの値が前記ソース電圧Ｕｓから差し引かれる。電流センサが切断される場合、入力電圧信号Ｕはソース電圧Ｕｓにほぼ等しく、また、対応する前処理信号Ｕ’は表示閾値よりも大きい。この場合、カウンタがインクリメントされる（１３２）が、そうでない場合には、このカウンタがゼロにリセットされる（１３３）。カウンタがインクリメントされたら（１３４）、ストレイ信号を除去するための最小持続時間に対応する所定の値とカウンタの値とが比較される。カウンタの値が所定の値を下回っている限り、プロセスは比較ステップ１３１において繰り返される。所定の値を超えると、電流センサの切断の存在の表示が指示される（１３５）。

図３の電子処理ユニットは、表示手段の制御手段に接続され且つトリップ装置における故障の存在を更に表示できるようにするトリップ装置故障監視手段３４を更に備えている。これらの故障は、以下のもの、すなわち、異常温度、集積回路の誤動作、トリッピング閾値の誤設定、および／または、アクチュエータの電力蓄積キャパシタの端子における異常電圧から選択される。

トリップ装置故障監視手段は、一般的な故障、すなわち、電流センサの任意の切断を含む故障の存在の表示を制御するように表示手段の制御手段に対して接続できる。

電子処理ユニットは、アクチュエータ接続の状態を表示するために表示手段の電力供給に作用する、アクチュエータ接続の状態を監視するための手段を更に備えることができる。図３は、検査手段３１およびアクチュエータ６に対して電力を供給するとともに前記アクチュエータを介して表示手段３２に電力を供給する電力供給手段３５を示している。また、電力供給手段３５は、アクチュエータに関連付けられた電力蓄積キャパシタ１６１を充電する。アクチュエータ６および表示手段はいずれも直列に接続されている。したがって、電力蓄積キャパシタ１６１は、表示手段の電力供給に作用するアクチュエータ接続の状態を監視するための手段の一部を形成する。実際には、アクチュエータの何らかの切断により、表示手段の電力供給が失われる。

図６は、アクチュエータ接続の状態を監視するための手段を示している。アクチュエータ６は、前記アクチュエータに電力を連続的に供給し続けることができるようにする電力蓄積キャパシタ１６１と結合されている。アクチュエータのトリッピングは、制御トランジスタ１６２により供給されるトリッピング命令により達成され、前記トランジスタは図３に示されるアクチュエータの制御手段２８の一部を形成する。アクチュエータの制御手段２８、特に、様々なトリッピング閾値に対応する複数の制御モジュールのアップライン部は、図６には具体的に示されていないが、図５には明確に示されている。このアップライン部は、図６に示される実施形態では、特定の集積回路１６３内に備えられている。アクチュエータ６のトリッピングが行なわれると、制御トランジスタ１６２がアクチュエータと直列に回路を閉じ、それによって、キャパシタ１６１を放電することによりアクチュエータを通じて電流が流れる。

図６に示される実施形態において、アクチュエータ接続の状態を監視するための手段は、電源、この例では第２の検査電流Ｉ０’をアクチュエータに流すとともにアクチュエータの制御手段１６２と分岐接続された電流制限レジスタ１６４を通じて流すように設計されたアクチュエータの電力蓄積キャパシタ１６１を備えている。前記レジスタの値は、第２の検査電流Ｉ０’の強度をアクチュエータのトリッピング閾値よりも低い値に制限するように選択される。このように、アクチュエータ接続の状態を監視するための手段は、一次電流強度を表わす信号Ｉｓの値にしたがってアクチュエータ６に命令を出すための処理を維持しつつ、すなわち、一次電流サージ（過電流）を検出してアクチュエータ６による主導体接点の開放を指示できるトリップ装置の能力を損なうことなく、表示手段に作用する。

アクチュエータは、トリップ装置内で接点１６５により接続されている。アクチュエータの切断は一般にこれらの接点のレベルで行なわれる。表示手段、この場合には発光ダイオード１６６は、アクチュエータの切断が無い場合にのみ第２の検査電流Ｉ０’により前記表示手段に電力が供給されるように、アクチュエータ接続の状態を監視するための手段、この例ではキャパシタ１６１およびレジスタ１６４に対して配置される。このように、アクチュエータの切断が無い場合、発光ダイオード１６６は、アクチュエータの電力蓄積キャパシタ１６１により構成される電源により発光が維持される。レジスタ１６４により行なわれる電流制限により、アクチュエータのトリッピングに影響を与えずに表示を行なうことができる。切断が生じると、発光ダイオード１６６にはもはや電力が供給されない。

図６は、表示手段１６６と図３に示される制御手段３３に属する制御トランジスタ１６７との接続も示している。電流センサの切断またはトリップ装置故障が生じると、トランジスタ１６７により形成される制御スイッチが開き、表示モジュールに電流が流れることが防止される。

このように、図３および図６に示されるケースでは、切断が検出されない場合にのみ表示手段３２，１６６に電力が供給される。表示手段の未発光状態は、故障または切断が存在し且つこの故障または切断を排除するための対策をとらなければならないという事実に対してユーザの注意を引きつける。

図３に示されるトリップ装置は検査コネクタ９１を備えている。（単数または複数の）センサの接続および／またはアクチュエータの接続の状態および／または集積回路の正しい動作をチェックするために検査ボックスを検査コネクタに対して接続することができる。トリップ装置またはトリップ装置が接続される電気回路の電力供給手段３５により電子トリップ装置にもはや電力が供給されない場合には、検査コネクタ９１により外部電源から回路ブレーカに電力を供給することもできる。このようにすれば、電力供給手段３５がもはや電力をトリップ装置に対して供給しない場合に、少なくとも１つの電流センサの接続および／またはアクチュエータの接続の状態および／またはトリップ装置の故障の状態を例えばオフライン検査で検査することができる。

図３に示されるトリップ装置は、少なくとも１つの電流センサの接続および／またはアクチュエータの接続の状態および／またはトリップ装置の故障の状態を伝えるために通信手段９２を備えている。

トリップ装置は、少なくとも１つの電流センサの接続および／またはアクチュエータの接続の状態および／またはトリップ装置の故障の状態にしたがってアクチュエータを制御できるようにする処理手段９３を備えることができる。したがって、これらの手段により、切断または故障に応じて回路ブレーカの主導体の開放を指示することができる。

表示手段、この場合には発光ダイオード１６６を、他の報知機能、例えばトリッピング閾値オーバーシュートの検出に関連付けることもできる。これらの他の報知機能は、統合することができ或いは排他的であっても良い。

これらの他の報知機能の表示モードは、表示手段の異なる発光状態、例えば表示手段の点滅であっても良い。同様に、表示手段の消灯、例えばダイオード１６６の消灯により、故障または切断の存在を知らせることもできる。

電子トリップ装置は、回路ブレーカ内にあっても良く、あるいは、回路ブレーカの外側の表示およびトリッピングリレー内にあっても良い。電子トリップ装置は、接触器またはリレーの制御用に設計することができる。

アクチュエータは、例えば電磁リレーまたは任意の他のタイプのリレーであっても良い。

本発明の電子トリップ装置の１つの利点は、誤動作しないチャンネルにおける前記トリップ装置の主な機能、すなわち、回路ブレーカの主導体における一次電流サージを検出してアクチュエータによる前記導体の開放を指示できるその能力、を損なわない表示手段が設けられているという点である。

電子トリップ装置の他の利点は、表示手段が、一方では少なくとも１つの切断の存在を示すように、他方では接続を回復するという目的を有する任意の動作に続くその正しい動作状態を示す表示を自動的に回復させるように構成されているという点である。

既知のタイプの回路ブレーカの主な構成要素のブロック図を示している。 本発明の一実施形態に係る回路ブレーカの主な構成要素のブロック図を示している。 本発明の一実施形態に係る電子トリップ装置のブロック図を示している。 電流センサの接続状態を監視するための手段、および、回路ブレーカの主導体に対応する２つの電流センサに関連するフィルタリング手段の一実施形態を示している。 電流センサおよび前記電流センサの接続状態の監視手段から来る入力電圧信号の前処理、および、アクチュエータおよび表示手段の制御に至るまでの前記信号の処理を示すブロック図を表わしている。 特にアクチュエータの接続の状態を監視するための手段および表示手段を備えるアクチュエータ側のトリップ装置の一部を示している。

Claims (28)

1. −主導体（２）における一次電流の強度を表わす信号（Ｉｓ）を供給する少なくとも１つの電流センサ（４）と、
   −前記主導体と直列な接点（８）の開放機構（７）を作動させるように設計されたアクチュエータ（６）と、
   −一次電流強度を表わす前記信号（Ｉｓ）の値にしたがって前記アクチュエータ（６）を制御する電子処理ユニット（５）と、
   を備える電子トリップ装置（３）であって、
   前記電子処理ユニット（５）は、
   −少なくとも１つの前記電流センサの接続の状態を監視するための手段（３１；４４，４５）および／または前記アクチュエータの接続の状態を監視するための手段（１６１，１６４）と、
   −前記トリップ装置の動作状態を表示するための表示手段（３２；１６６）と、
   を備え、
   監視するための前記手段は、前記一次電流強度を表わす前記信号（Ｉｓ）の値にしたがって前記アクチュエータを制御するための処理を維持しつつ、少なくとも１つの前記電流センサの前記接続の状態および／または前記アクチュエータの前記接続の状態を表示するために前記表示手段に作用し、
   少なくとも１つの前記電流センサの接続の状態を監視するための前記手段（３１）は、前記電流センサに第１の検査電流（Ｉ０）を流すように設計されている電流源（４４）が設けられた検査手段を備え、前記電流源は、前記第１の検査電流（Ｉ０）の強度を制限する制限レジスタ（４５）により前記電流センサに対して接続され、それにより、前記電流センサの切断が無い場合に、第１の検査電流（Ｉ０）が一次電流強度を表わす信号（Ｉｓ）に重ね合わされるように構成され、
   少なくとも１つの電流センサが入力電圧信号（Ｕ）を供給し、それにより、
   −前記電流センサの切断が無い場合、入力電圧信号（Ｕ）は、前記電流センサの抵抗（４３）と、電流源（４４）により供給される第１の検査電流（Ｉ０）が重ね合わされる一次電流を表わす電流（Ｉｓ）との積にほぼ等しく、
   −電流センサが切断された場合、入力電圧信号（Ｕ）は電流源（４４）のソース電圧（Ｕｓ）にほぼ等しいことを特徴とする電子トリップ装置（３）。
2. 前記電流源（４４）が電圧分割ブリッジを備え、当該電圧分割ブリッジの中間点（４８）が前記制限レジスタ（４５）に接続され、前記中間点がソース電圧（Ｕｓ）を供給することを特徴とする請求項１に記載のトリップ装置。
3. フィルタリング手段（２２）が設けられた前記入力電圧信号（Ｕ）の前処理手段（２１）を備え、前記前処理手段は、前処理された信号（Ｕ’）を、一方ではアクチュエータの制御手段（２８）に対して供給し、他方では前記表示手段の制御手段（３３）に対して供給するように設計されていることを特徴とする請求項２に記載のトリップ装置。
4. 前記前処理手段（２１）は、増幅器（２３）とデジタル変換器（２４）とを更に備えていることを特徴とする請求項３に記載のトリップ装置。
5. 前記前処理手段（２１）は、処理手段（２５）によりアクチュエータの制御手段（２８）に対して接続され、前記処理手段は、
   −オフセットの修正（２６）と、
   −所定期間中に符号を変更しなかった信号の選択（２７）と、
   を含んでいることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のトリップ装置。
6. 前記電子処理ユニット（５）は、前記トリップ装置における故障の存在を更に表示するために表示手段の制御手段に対して接続されたトリップ装置故障監視手段（３４）を備えていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のトリップ装置。
7. 前記故障は、
   −異常温度
   −集積回路の誤動作
   −トリッピング閾値の誤設定、および／または、
   −前記アクチュエータの電力蓄積キャパシタの端子における異常電圧
   から選択されることを特徴とする請求項６に記載のトリップ装置。
8. 前記アクチュエータの接続の状態を監視するための前記手段（１６１，１６４）は、前記アクチュエータ接続の状態を表示するために前記表示手段の電力源に作用することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のトリップ装置。
9. 前記アクチュエータの接続の状態を監視するための前記手段（１６１，１６４）は、第２の検査電流（Ｉ０’）を前記アクチュエータに流すとともにアクチュエータの制御手段（２８；１６７）と分岐接続された電流制限レジスタ（１６４）を通じて流すように設計された電源（１６１）を備え、前記レジスタの値は、第２の検査電流（Ｉ０’）の強度を前記アクチュエータのトリッピング閾値よりも低い値に制限するように選択されることを特徴とする請求項８に記載のトリップ装置。
10. 第２の検査電流（Ｉ０’）は、前記アクチュエータに結合された電力蓄積キャパシタ（１６１）により供給されることを特徴とする請求項９に記載のトリップ装置。
11. 前記表示手段（３２；１６６）は、前記アクチュエータの切断が無い場合にのみ前記第２の検査電流（Ｉ０’）により前記表示手段に電力が供給されるように、前記アクチュエータ接続の状態を監視するための前記手段に対して配置されることを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載のトリップ装置。
12. 前記表示手段は、（単数または複数の）前記電流センサおよび／または前記アクチュエータの切断が無い場合にのみ発光または点滅が維持される発光ダイオード（１６６）を備えていることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載のトリップ装置。
13. 前記表示手段の発光ダイオード（１６６）は、（単数または複数の）前記電流センサおよび／または前記アクチュエータの切断が無い場合および故障が無い場合にのみ発光または点滅が維持されることを特徴とする請求項１２に記載のトリップ装置。
14. 検査コネクタ（９１）を備えていることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載のトリップ装置。
15. 前記検査コネクタは、（単数または複数の）前記電流センサおよび／または前記アクチュエータの接続の状態および／または前記集積回路の正しい動作をチェックするための検査ボックスに対して接続されることを特徴とする請求項１４に記載のトリップ装置。
16. 前記少なくとも１つの電流センサおよび／または前記アクチュエータの接続の状態および／または前記トリップ装置の故障の状態を伝えるための通信手段（９２）を備えていることを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載のトリップ装置。
17. 前記少なくとも１つの電流センサおよび／または前記アクチュエータの接続の状態および／または前記トリップ装置の故障の状態にしたがって前記アクチュエータを制御するための処理手段（９３）を備えていることを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか一項に記載のトリップ装置。
18. −少なくとも１つの主導体（２）と、
    −前記主導体と直列な接点（８）を開放するための開放機構（７）と、
    −前記主導体における電流強度を表わす信号（Ｉｓ）を供給するための少なくとも１つの電流センサ（４）と、アクチュエータ（６）と、一次電流強度を表わす前記信号（Ｉｓ）の値にしたがって前記アクチュエータを制御するための電子処理ユニット（５）とを有する電子トリップ装置（３）と、
    を備える回路ブレーカであって、
    前記トリップ装置は、少なくとも１つの前記電流センサおよび／または前記アクチュエータの接続の状態を表わす表示手段を備える請求項１から請求項１７のいずれか一項に記載のトリップ装置であることを特徴とする回路ブレーカ。
19. 電子トリップ装置（３）の接続の状態を監視するための方法であって、
    −主導体（２）における一次電流の強度を表わす信号（Ｉｓ）を少なくとも１つの電流センサ（４）により供給し、
    −前記主導体と直列な接点（８）の開放機構（７）をアクチュエータ（６）により作動させ、
    −一次電流強度を表わす前記信号（Ｉｓ）の値にしたがって前記アクチュエータを制御することを含み、
    更に、一次電流強度を表わす前記信号（Ｉｓ）の値にしたがってアクチュエータを制御するための処理を維持しつつ、
    −少なくとも１つの電流センサおよび／またはアクチュエータの接続の状態を監視し、
    −少なくとも１つの電流センサおよび／またはアクチュエータの接続の状態の表示を制御する、
    ことを含み、
    少なくとも１つの電流センサの接続の状態の監視が行なわれる際に、一次電流強度を表わす信号（Ｉｓ）に重ね合わされる第１の検査電流（Ｉ０）を電流センサに流し、
    少なくとも１つの電流センサの接続の状態の監視が行なわれる際に、入力電圧信号（Ｕ）を供給し、それにより、
    −前記電流センサの切断が無い場合、前記入力電圧信号（Ｕ）は、前記電流センサの抵抗と、電流源により供給される第１の検査電流（Ｉ０）が重ね合わされる前記一次電流を表わす電流（Ｉｓ）との積にほぼ等しく、
    −前記電流センサが切断された場合、前記入力電圧信号（Ｕ）は前記電流源のソース電圧（Ｕｓ）にほぼ等しいことを特徴とする方法。
20. 前記入力電圧信号（Ｕ）を前処理することを含み、前記前処理がフィルタリングステップ（１０２）を含んでいることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
21. 前記入力電圧信号（Ｕ）の前処理は、前記信号の増幅ステップ（１０３）およびデジタル変換ステップ（１０４）を更に含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
22. 前記少なくとも１つの電流センサの接続の状態を表示するために、前処理された入力電圧信号（Ｕ’）により表示制御が行なわれることを特徴とする請求項１９から請求項２１のいずれか一項に記載の方法。
23. 前記前処理された入力電圧信号（Ｕ’）を処理し、それにより、
    −前記オフセットの修正（１０５）と、
    −所定期間中に符号を変更しなかった信号の選択（１０６）と、
    を行なうことを特徴とする請求項１９から請求項２２のいずれか一項に記載の方法。
24. トリップ装置故障の監視と、前記トリップ装置故障の状態を更に表示するための表示制御とを含むことを特徴とする請求項１９から請求項２３のいずれか一項に記載の方法。
25. 前記トリップ装置故障は、
    −異常温度
    −集積回路の誤動作
    −前記トリッピング閾値の誤設定、および／または、
    −前記アクチュエータの電力蓄積キャパシタの端子における異常電圧
    から選択されることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
26. 前記アクチュエータの切断が無い場合にのみ前記表示手段に電力が供給されることを含むことを特徴とする請求項１９から請求項２５のいずれか一項に記載の方法。
27. 前記アクチュエータに第２の検査電流（Ｉ０’）を流し、前記検査電流（Ｉ０’）の強度を前記アクチュエータのトリッピング閾値よりも低い値に制限することを特徴とする請求項２６に記載の方法。
28. 前記第２の検査電流（Ｉ０’）によって前記表示手段に電力を供給することを含む請求項２６または請求項２７に記載の方法。

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