JP4630336B2 - 保護開閉器装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数個の保護開閉器を備え、該開閉器が、各々導線を経てエネルギ分配システムのシステム要素と接続された保護開閉器装置に関する。ここで保護開閉器とは、特に低電圧回路網の電流案内導線を保護するための導線保護開閉器である。

通常この種の保護開閉器装置は、特に、例えば操作パネルの形態の操作プレートで保持される保護開閉器を備えた複雑な装置又は航空機搭載回路網のスイッチキャビネットの構成部品であり、保護開閉器の操作ノブは、適当な貫通孔を経て操作プレートの背面から該操作プレートを貫通して前方の面、即ち前面へと案内されている。

保護開閉器の操作ノブは、特に各保護開閉器を手で作動させ、適当な導電経路又は該当する導電経路と該導電経路に接続されているエネルギ分配システムのシステム要素とを無電流又は無電圧で切換えるために用いられる。更に操作ノブは、通常、その各位置又は位置変化により、故障時に、該当する導電経路の保護対象導線の過負荷に伴い作動した保護開閉器を報知する。

本発明の課題は、冒頭で述べた種類の保護開閉器装置を、本来の操作機能に加えて診断機能および／又はパラメータ設定機能をも備えるように改良することである。

この課題は、本発明によれば、請求項１の構成により解決される。このため、前記保護開閉器又は各保護開閉器に、同様に操作プレートの前面からアクセス可能な、診断データおよび／又はパラメータ設定データの交換用の連結要素が付設される。

この場合、本発明は、この種の保護開閉器装置の保護開閉器は、特に例えばプロセッサ支援処理ユニットの形態でローカルインテリジェンスを具備する傾向が増え、それ故本来の保護機能に加えて、監視機能および制御機能をも受け持つことがあるという考えから出発している。他方、これから生じる診断機能および／又はパラメータ設定機能に対するアクセス能力は、保護開閉器が既設の場合でも可能であるべきであり、この種の目的のために通常複雑なデータバスシステムの後付けは避けるべきである。これは、保護開閉器および／又はこれと連結されているエネルギ分配システムのシステム要素の診断又はパラメータ設定を操作側から可能にすることで達成できる。この結果、この種の診断又はパラメータ設定を目的とした装置の分解の必要性は、バスシステムほどではない。

有利な構成では、操作プレートの前面からアクセス可能な、診断又はパラメータ設定を目的としたデータ交換用の連結要素は、双方向データ交換のために構成される。この場合連結要素は、無線データ交換のため、送信装置および／又は受信装置として構成され得る。なお、基本的には、例えば赤外線を用いた光学的データ伝送或いは、例えば超音波を用いた音響的データ伝送も考えられる。また無線によるデータ伝送も採用できる。基本的には、連結要素はケーブル接続方式、導線接続方式、又はワイヤー接続方式のデータ交換のために、電気的接続又はプラグコンセント接続の形態で構成され得る。

幾何学的配置に関しては、連結要素は操作プレート、好ましくは付属の保護開閉器の各操作ノブの直近に、或いは好ましくは操作ノブ自身の中に設け得る。なお操作ノブとは、切換えボタン又はロッカースイッチ等の形態の操作要素をも含むものとする。

開閉器内部での連結要素との連結又は接続は、各保護開閉器内に設けられ、開閉器に重要なデータ又は開閉要素を測定および／又は制御する処理ユニットで行える。また連結要素が、エネルギ分配システム又は対応するシステム要素とのデータ交換のため、開閉器内部で、各保護開閉器に付設されたシステム要素の導線接続部と接続されていてもよい。

操作プレートに設けた連結要素を経て診断器又はパラメータ設定器を接続する際、エネルギ分配システムに起因して生じる診断器での過電圧を阻止すべく、開閉器内部での連結要素と導線接続部との接続部に補助開閉要素を接続するとよい。この場合、主開閉器が開いており、かつ連結の結果補助開閉器が閉じているときだけ、エネルギ分配システムの各システム要素とのデータ交換が可能であるように、補助開閉要素（補助開閉器）は保護開閉器の主開閉要素（主開閉器）と協働する。

本発明による利点は、特に保護開閉器装置の操作プレートの前面からアクセス可能な連結要素を配置することで、一方で開閉器内部の要素とのデータ交換がバスなしで可能となり、他方で各保護開閉器に接続されているエネルギ分配システムのシステム要素とのデータ交換がバスなしで可能となる点にある。データ交換は、同様に操作プレートの前面から診断データおよび／又はパラメータ設定データの読み込み、読み出しを行えるよう、適当な連結部又はインターフェースを経て指示を行う診断器又はパラメータ設定器で行うとよい。従って、適当な連結要素を経てバスなしでこのようなデータ交換を行うことで、場合によっては保護開閉器内に中間記憶されている測定データおよびエラーデータを読み出すことができ、エネルギ分配システムの各導線を監視している保護開閉器の編成用のパラメータ設定データ（例えば特殊な導線データ又はシステムデータ）を保護開閉器に読み込み或いはこの保護開閉器を経てエネルギ分配システムの各システム要素に読み込むことができる。

次に、図面を用いて本発明の実施形態を詳細に説明する。

全ての図において、互いに対応する部材には同じ符号を付している。

図１は、複数個の回路遮断器ＬＳ₁・・・_nを備えた保護開閉器装置を示す。回路遮断器ＬＳ1・・・_nは、導線Ｌ₁₁・・・Ｌ_1mを経てエネルギ分配システム又は搭載回路網ＥＮの各システム要素ＳＫ1・・・_nに接続されている。

以下で保護開閉器と記す各回路遮断器ＬＳ1・・・_nに、以下で操作ノブと記す操作要素ＢＥ1・・・_nが付設されている。切換えボタン又はスイッチのシーソーとして形成された各操作ノブＢＥ_nは、適当な開閉要素ＳＥ_nを経て機械的に各保護開閉器ＬＳ_nと連結されている。各保護開閉器ＬＳ_nの操作ノブＢＥ_nは操作プレートＢＦに配置されており、そこで詳細には図示しない態様で、貫通孔を経てケース内面又は装置内面ＩＳ（例えばスイッチキャビネット又は搭載回路網キャビネットの内部空間）から外側へ外面の方へ案内され、従って操作プレートＢＦの前面ＦＳからアクセスして操作できるようになっている。

図１の実施形態の場合、空間的に前記操作ノブＢＥ1・・・_n又は各操作ノブＢＥ1・・・_nの横に連結要素ＫＥ1・・・_nが設けられている。連結要素ＫＥ1・・・_nも同様に操作プレートＢＦの前面ＦＳからアクセスできる。各連結要素ＫＥ_nは、装置内部で、即ち操作プレートＢＦの前面ＦＳとは逆の側の内面ＩＳで、例えば接続導線ＶＬ_nを経て各保護開閉器ＬＳ_nに接続されている。

連結要素ＫＥ_nは、概略的に図示した診断器ＤＧとのデータ交換に用いる。診断器ＤＧは各連結要素ＫＥ_nと相補的な連結部分ＫＴを有し、この場合、象徴的に示したように、データ交換のため、ケーブル接続又は導線接続される電気接続部Ｌ_D又は無線接続部ＩＲ_D，Ｆ_Dも対応的に構成した連結要素ＫＥ_n又は連結部分ＫＴを経て実現可能である。従って、赤外線区間ＩＲ_Dを経て、例えば赤外線送受信器として構成した連結要素ＫＥ_nとの光データ交換や、無線区間Ｆ_Dを経る無線データ交換も行える。このため、連結要素ＫＥ_nは対応的な送受信装置として構成されている。

図２と図３は保護開閉器ＬＳ_nの基本構成を示す。保護開閉器ＬＳ_nは機械的、電気機械的又は電子的なラッチＳＨと、該ラッチＳＨと連結された機械的開閉接点又は電子的或いは半導体スイッチ、例えば電界効果トランジスタの形態の主開閉要素又は主開閉器ＨＳとを備えている。保護開閉器ＬＳ_nの他の構成要素は、望ましくは処理ユニットＶＥである。処理ユニットはラッチＳＨおよび／又は主開閉器ＨＳの制御に用いると共に、保護開閉器内部で検出した測定値の記録、記憶、処理に用いる。

主開閉器ＨＳは、監視対象である導線Ｌ_nmを経て各システム要素ＳＫ_nに接続されている。システム要素ＳＫ_nは発電機Ｇと負荷Ｌで象徴的に示してある。なお通常は保護開閉器ＬＳ_nのシステム要素ＳＫ_nの供給側出力部をＬＩＮＥ接続部と呼び、他方保護開閉器ＬＳ_nのシステム要素ＳＫ_nの消費装置又は負荷Ｌ側の接続部をＬＯＡＤと呼ぶ。

図２は、開閉器内部に設けられる補助開閉要素ＨＥを破線で示す。補助開閉要素ＨＥは保護開閉器ＬＳ_nのＬＯＡＤ接続部に対する開閉器内部の接続導線ＶＬ_Lに接続されている。接続導線ＶＬ_Lは、保護開閉器ＬＳ_nの処理ユニット又は処理論理回路ＶＥを経て、操作プレート又は面プレートＢＦに設けられた連結要素ＫＥ_nへ案内されている。破線で示す如く、連結要素ＫＥ_nを、補助開閉要素ＨＥを経て保護開閉器ＬＳ_nのＬＯＡＤ接続部に直接接続してもよい。なお、以下で補助開閉器とも記す補助開閉要素ＨＥと主開閉器ＨＳとは、特に処理ユニットＶＥ又は別個の面側の付加接点を経て、主開閉器ＨＳが開いているときだけ補助開閉器ＨＥが閉じるように互いに連結されている。この結果、連結要素ＫＥ_nでの過電圧と連結要素ＫＥ_nを経ての診断器ＤＧでの過電圧を確実に回避できる。

図２の実施形態では、連結要素ＫＥ_nは保護開閉器ＬＳ_nと直接連結されている。このため、詳細には図示しない態様で、連結要素と保護開閉器ＬＳ_nとの直接的な接続接触、特に開閉器ケースを経ての直接的な接続接触が行われる。

保護開閉器ＬＳ_nとのデータ交換および場合によっては該保護開閉器ＬＳ_nを経て各システム要素ＳＫ_nと行なわれるデータ交換並びに連結要素ＫＥ_nを経てのデータ交換は、同様に操作プレートＢＦの前面ＦＳから操作可能な診断器および／又はパラメータ設定器ＤＧを用いて行う。この場合、データ交換は、図３で二重矢印により象徴的に示したように、光学的、音響的又は無線で、或いは図２で破線結線で象徴的に示したようにケーブル接続又は導線接続で行える。このため、診断器は、この種の無線又は有線方式のデータ交換のための適当な連結部又はインターフェースＫＴを有している。

図３の実施形態は、特に空間的又は場所的に狭く、そのため操作プレートＢＦが小面積の際に有利な実施形態である。この実施形態では、連結要素ＫＥ_nを操作ノブＢＥの中に組み込んでいる。この場合、開閉器内部の導線接続ＶＬ_nは、破線で示す如く、機械的な開閉要素ＳＥ_nを経て操作ノブＢＥをラッチＳＨと接続することで行える。この実施形態では、補助開閉要素ＨＥは図示しないが、操作プレートＢＦを貫通する連結要素ＫＥ_n用貫通孔を別個に設けた実施形態の場合も、また操作ノブＢＥを連結要素ＫＥ_nに組み込んだ実施形態の場合も、開閉器内部の構成は補助開閉要素又は補助開閉器ＨＥを備える構成又は備えない構成でも、処理ユニットＶＥを備える構成又は備えない構成でもよい。

各連結要素ＫＥ_nを経てのデータ交換は、双方向的に行うのがよい。このため、制御データおよびパラメータ又はパラメータ設定データＤ_DPを、診断器ＤＧから各連結要素ＫＥ_nを経て各保護開閉器ＬＳ_nの処理ユニットＶＥに伝達しおよび／又はこれを経て各システム要素ＳＫ_nへ伝達することができる。この場合、制御データ、診断データ又はパラメータ設定データＤ_DPは処理ユニットＶＥにバックアップ又は中間記憶させおよび／又はそこからシステム要素ＳＫ_nへ転送して診断器ＤＧにより再び読み出すこともできる。また、伝送線路パラメータを処理ユニットＶＥに中間記憶させてもよい。測定値および診断データの記憶は、特に例えば相互インピーダンスおよびシステム特有のパラメータのようなシステム又はシステム要素ＳＫ_nからの測定値および診断データの記憶も、同様に処理ユニットＶＥに中間記憶させて、（診断器ＤＧにより）読み出すことができる。

更に、システム要素ＳＫ_nからのデータ又はパラメータを読み出し、連結要素ＫＥ_nを経て診断器ＤＧによりシステム状態を試問することができる。この場合も、システム特有のデータ、エラーメッセージおよび／又は測定値を保護開閉器ＬＳ_nの処理ユニットＶＥに中間記憶させ、所定の時間に連結要素ＫＥ_nを経て診断器ＤＧにより読み出し得る。

このように、診断データおよび／又はパラメータデータＤ_DPの読み込み、読み出しを各保護開閉器ＬＳ_nの連結要素ＫＥ_nを経てバスなしで操作プレートＢＦの前面ＦＳから行え、しかもこのために保護開閉器ＬＳ_nの組み込み側への干渉、即ち前面ＦＳとは逆の側にある装置内面又はケース内面ＩＳへの干渉を必要としない。

操作プレートに配置される操作要素および連結要素とデータ交換用の診断器とを備えるエネルギ分配システムの保護開閉器装置を示す図である。 操作プレートに配置され且つ対応する保護開閉器と直接に連結されている連結要素を備えた変形実施形態を示す図である。 図２の図示において連結要素を保護開閉器の操作要素の中に配置した実施形態を示す図である。

ＢＥ_n 操作ノブ、ＢＦ 操作プレート、ＤＧ 診断器、Ｄ_DP 診断データ／パラメータ設定データ、ＥＮ エネルギ分配システム／搭載回路網、Ｆ_D 無線区間、ＦＳ 前面、Ｇ 発電機、ＨＥ 補助開閉要素／補助開閉器、ＨＳ 主開閉要素／主開閉器、ＩＲ_D 赤外線区間、ＩＳ 装置／ケース内面、ＫＥ_n 連結要素、ＫＴ 連結部／インターフェース、Ｌ 負荷、Ｌ_D 接続部、Ｌ_nm 導線、ＬＳ_n 導線保護開閉器、ＳＥ_n 開閉要素、ＳＨ ラッチ、ＳＫ_n システム要素、ＶＥ 処理ユニット、ＶＬ_n 接続導線

Claims (7)

1. 複数の保護開閉器（ＬＳ_n）と、
   操作プレート（ＢＦ）と、
   操作プレート（ＢＦ）に配置された複数の操作ノブ（ＢＥ _n ）を備え、
   保護開閉器（ＬＳ _n ）が、各々導線（Ｌ _nm ）を経て、エネルギ分配システム（ＥＮ）のシステム要素（ＳＫ _n ）と連結され、
   操作ノブ（ＢＥ _n ）が、各保護開閉器（ＬＳ _n ）に連結された保護開閉装置であって、
   操作ノブ（ＢＥ_n）が、各保護開閉器（ＬＳ_n）を作動させるべく、操作プレート（ＢＦ）の前面（ＦＳ）から操作可能であり、
   各保護開閉器（ＬＳ _n ）に、操作プレート（ＢＦ）に配置された連結要素（ＫＥ _n ）が接続され、診断データまたはパラメータ設定データ（Ｄ _DP ）を交換するため、連結要素（ＫＥ _n ）が操作プレート（ＢＦ）の前面（ＦＳ）からアクセス可能であり、
   各連結要素（ＫＥ_n）が、エネルギ分配システム（ＥＮ）とのバスなしのデータ交換のため、各保護開閉器の内部で、各保護開閉器（ＬＳ_n）に接続されたシステム要素（ＳＫ_n）の負荷側の導線接続部（ＬＯＡＤ）と接続されることを特徴とする保護開閉器装置。
2. 連結要素（ＫＥ_n）が、パラメータ設定データの書き込み、または診断データ（Ｄ _DP ）の読み出しを行う診断器（ＤＧ）との間で双方向データ交換用に構成された請求項１記載の保護開閉器装置。
3. 連結要素（ＫＥ_n）が、データ交換用の送信装置および／又は受信装置として構成された請求項１又は２記載の保護開閉器装置。
4. 連結要素（ＫＥ_n）が、各保護開閉器（ＬＳ_n）に直接連結されているか、又は保護開閉器（ＬＳ_n）の操作ノブ（ＢＥ_n）の内部に配置された請求項１から３の１つに記載の保護開閉器装置。
5. 連結要素（ＫＥ_n）が、保護開閉器（ＬＳ_n）に必要なデータを測定するため、又は保護開閉器（ＬＳ_n）を構成する開閉器要素（ＳＨ，ＨＳ，ＨＥ）を制御するため、保護開閉器（ＬＳ_n）内部の処理ユニット（ＶＥ）と接続された請求項１から４の１つに記載の保護開閉器装置。
6. 連結要素（ＫＥ _n ）は、連結要素（ＫＥ_n）と導線接続部（ＬＯＡＤ）とを接続するため接続導線（ＶＬ_n）に接続され、
   保護開閉器（ＬＳ _n ）内部に、接続導線（ＶＬ _n ）に接続された補助開閉要素（ＨＥ）を有し、
   補助開閉要素（ＨＥ）が閉じたときに、連結要素（ＫＥ_n）と導線接続部（ＬＯＡＤ）とが接続される請求項１から５の１つに記載の保護開閉器装置。
7. 各保護開閉器（ＬＳ_n）が、システム要素（ＳＫ_n）の供給側出力部および負荷側接続部とに接続された主開閉要素（ＨＳ）を備え、
   主開閉要素（ＨＳ）が開いている間だけシステム要素（ＳＫ_n）とのデータ交換が可能なように、補助開閉要素（ＨＥ）が、保護開閉器（ＬＳ_n）の主開閉要素（ＨＳ）と連結された請求項６記載の保護開閉器装置。

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