JP5876722B2 - 時間測定器閾値電圧調整アダプタ - Google Patents

Description

本発明は、時間測定カウンタをストップさせるための閾値電圧が小さい電圧値に設定された時間測定器（ミリセコンドカウンタ）に接続して使用するのに好適な時間測定器閾値電圧調整アダプタに関する。

従来、電力会社では、保護継電装置の総合動作試験を行う際に時間測定器を用いてリレー動作時間を測定している。

このようなリレー動作時間の測定は、たとえば、図４に示すように、時間測定器１１０の第１および第２のスタート端子１１１₁，１１１₂を総合動作試験器１２０の故障検出信号出力端子に接続し、時間測定器１１０の第１のストップ端子１１２₁を保護継電装置の遮断器誤動作防止用の遮断器トリップロック端子（ＣＢロックＴＴ）１３２に接続し、時間測定器１１０の第２のストップ端子１１２₂を遮断器の０Ｖ端子に接続して、以下のようにして行われている。

故障信号が総合動作試験器１２０から第１のスタート端子１１１₁→スタート入力回路１１３→第２のスタート端子１１１₂→総合動作試験器１２０の経路で時間測定器１１０に入力されると、スタート入力回路１１３はカウント開始信号を時間測定カウンタ１１５に出力する。これにより、時間測定カウンタ１１５はリレー動作時間の測定を開始する。
その後、遮断器トリップロック端子１３２から第１のストップ端子１１２₁→ストップ入力回路１１４→第２のストップ端子１１２₂→０Ｖ端子の経路で時間測定器１１０に入力されるリレー動作電圧Ｖが時間測定器１１０のストップ判別電圧である閾値電圧Ｖ_P（＋１．５Ｖ）以上になると、ストップ入力回路１１４はカウント停止信号を時間測定カウンタ１１５に出力する。これにより、時間測定カウンタ１１５はリレー動作時間の測定を終了する。
時間測定カウンタ１１５によって測定されたリレー動作時間は、表示装置１１６に表示される。

ここで、遮断器トリップロック端子１３２は、トリップ用補助リレー（５２ＴＸ）１３１（保護継電装置の制御回路からの動作指令信号により閉じられる。）と共に保護継電装置のトリップ回路を構成する。遮断器トリップロック端子１３２の一端は、トリップ用補助リレー１３１を介して保護継電装置の電源線（＋１１０Ｖ）に接続されている。また、遮断器トリップロック端子１３２の他端は、遮断器を遮断（開放）する操作機構を動作させる遮断器トリップコイル（ＴＣ）１４１を介して遮断器の０Ｖ端子に接続されている。

なお、下記の特許文献１には、発電時の消費電力の増加を引き起こすことなく過大な起電力による正極の溶出を抑えるように、発電部による起電力が各単位セルの正極の溶出が生ずる所定の閾値電圧を超えたときに、その超えた分の電圧に基づく電力を電圧制限回路において熱消費させることにより、発電部の起電力を閾値電圧以下に制限し、電圧制限回路の構成としてツェナーダイオード、シャントレギュレータまたはトランジスタなどを含むようにした燃料電池システムが開示されている。

特開２００９−７６２５９号公報

しかしながら、上述した時間測定器１１０を用いたリレー動作時間測定方法では、時間測定器１１０の閾値電圧Ｖ_P（ストップ判別電圧）は＋１．５Ｖと遮断器を遮断するためのトリップ信号電圧（＋１１０Ｖ）に比べて１／１００程度の小さい電圧値に設定されているため、図５に示すようにリレー動作電圧Ｖにサージ電圧が混入した場合には、サージ電圧によって時間測定器１１０の時間測定カウンタ１１５がストップしてしまい、正確なリレー動作時間を測定できないという問題があった。

そのため、直流電圧を補助リレーやフォトカプラによって接点出力に変換するアダプタを時間測定器１１０の第１および第２のストップ端子１１２₁，１１２₂に接続して対応するようなことも行われているが、直流電圧の接点出力への変換に数ｍｓほど掛るためにその分だけリレー動作時間の測定値が大きくなり、リレー動作時間の測定値に誤差が生じるという問題があった。
また、このようなアダプタを用いたリレー動作時間測定方法は、配線変更の必要性から時間および手間が掛るという問題もあったため、リレー動作時間の測定値の誤差が大きくなっても構わないときに使うなど、２次的な使われ方をしてきた。

本発明の目的は、時間測定カウンタをストップさせるための実質的閾値電圧を時間測定器に設定された閾値電圧よりも自動的に大きくすることができる時間測定器閾値電圧調整アダプタを提供することにある。

本発明の時間測定器閾値電圧調整アダプタは、時間測定カウンタ（１１５）をストップさせるための閾値電圧（Ｖ_P）が小さい電圧値に設定された時間測定器（１１０）に接続して使用するための時間測定器閾値電圧調整アダプタ（１０）であって、入力端子（１１）と、出力端子（１２）と、該出力端子から出力される出力電圧が前記閾値電圧を横切ったことを検出するための電圧センサ（１８）と、第１のツェナーダイオード（１５₁）のカソードが前記入力端子に接続されるとともに第ｎのツェナーダイオード（１５_n）のアノードが前記電圧センサに接続された、かつ、該第１のツェナーダイオードと該第ｎのツェナーダイオードとの間に直列接続された第２乃至第ｎ−１のツェナーダイオード（１５₁〜１５_n-1）と、該第１乃至第ｎのツェナーダイオードとそれぞれ並列接続された第１乃至第ｎの閾値電圧切換用スイッチ（１６₁〜１６₄）と、前記電圧センサからの検出信号（Ｓ_D）に基づいて前記第１乃至第ｎの閾値電圧切換用スイッチのオン／オフを制御して、前記時間測定カウンタをストップさせるための実質的閾値電圧（Ｖ_P’）が前記閾値電圧（Ｖ_P）に該第１乃至第ｎの閾値電圧切換用スイッチがオフにされた前記第１乃至第ｎのツェナーダイオードの降伏電圧の合計値を足した電圧値になるようにするためのスイッチ制御回路（１９）とを具備することを特徴とする。
ここで、前記スイッチ制御回路が、前記電圧センサによって前記出力電圧が前記閾値電圧よりも初めて大きくなったことが検出されるまで、前記第１乃至第ｎの閾値電圧切換用スイッチがオフにされた前記第１乃至第ｎのツェナーダイオードの降伏電圧の合計値が順に小さくなるように該第１乃至第ｎの閾値電圧切換用スイッチのオン／オフを制御してもよい。
前記スイッチ制御回路が、前記電圧センサによって前記出力電圧が前記閾値電圧よりも初めて小さくなったことが検出されるまで、前記第１乃至第ｎの閾値電圧切換用スイッチがオフにされた前記第１乃至第ｎのツェナーダイオードの降伏電圧の合計値が順に大きくなるように該第１乃至第ｎの閾値電圧切換用スイッチのオン／オフを制御してもよい。
アノードが前記入力端子に接続されるとともにカソードが前記第１のツェナーダイオードのアノードに接続された逆起電力防止ダイオード（１４）と、一端が前記出力端子に接続されるとともに他端が前記電圧センサの入力端子に接続された、かつ、前記スイッチ制御回路によってオン／オフが制御される電圧センサ用スイッチ（１７）とをさらに具備してもよい。
前記入力端子を保護継電装置の電源線に接続した状態で前記スイッチ制御回路が前記第１乃至第ｎの閾値電圧切換用スイッチのオン／オフを制御したのち、該第１乃至第ｎの閾値電圧切換用スイッチのオン／オフ状態を保持したまま該入力端子を該電源線から外して該保護継電装置の遮断器トリップロック端子（１３２）に接続することにより、前記時間測定器を用いた該保護継電装置のリレー動作時間の測定に用いられてもよい。
前記入力端子を保護継電装置の制御回路の電源線端子に接続した状態で前記スイッチ制御回路が前記第１乃至第ｎの閾値電圧切換用スイッチのオン／オフを制御したのち、該第１乃至第ｎの閾値電圧切換用スイッチのオン／オフ状態を保持したまま該入力端子を該制御回路の測定用外部出力端子に接続することにより、前記時間測定器を用いた該制御回路における処理時間の測定に用いられてもよい。
直列接続された第１乃至第ｎの他のツェナーダイオードと、該第１乃至第ｎの他のツェナーダイオードとそれぞれ並列接続された第１乃至第ｎの他の閾値電圧切換用スイッチとをさらに具備し、前記第１乃至第ｎの他の閾値電圧切換用スイッチがそれぞれ並列接続された前記第１乃至第ｎの他のツェナーダイオードが、前記第１乃至第ｎのツェナーダイオードと逆方向に前記入力端子と前記出力端子との間に接続されており、前記第１乃至第ｎの他の閾値電圧切換用スイッチが、前記スイッチ制御回路によって前記第１乃至第ｎの閾値電圧切換用スイッチと同様にしてオン／オフを制御されてもよい。

本発明の時間測定器閾値電圧調整アダプタは、以下に示す効果を奏する。
（１）スイッチ制御回路が電圧センサからの検出信号に基づいて第１乃至第ｎの閾値電圧切換用スイッチのオン／オフを制御することにより、時間測定器に設定された閾値電圧に第１乃至第ｎの閾値電圧切換用スイッチがオフにされた第１乃至第ｎのツェナーダイオードの降伏電圧の合計値を足した電圧値に実質的閾値電圧をすることができるため、実質的閾値電圧を閾値電圧よりも自動的に大きくすることができる。
（２）たとえば保護継電装置の総合動作試験においてリレー動作電圧にサージ電圧が混入してもリレー動作時間を正確に測定することができる。
（３）電圧継電装置の整定範囲の拡大にも応用することができる。

本発明の一実施例による時間測定器閾値電圧調整アダプタ１０の構成を示す図である。 図１に示した時間測定器閾値電圧調整アダプタ１０の使用方法について説明するための図である。 図１に示した時間測定器閾値電圧調整アダプタ１０の使用方法について説明するための図である。 従来の時間測定器を用いたリレー動作時間測定方法について説明するための図である。 従来の時間測定器を用いたリレー動作時間測定方法の問題点について説明するための図である。

上記の目的を、時間測定カウンタをストップさせるための実質的閾値電圧が閾値電圧に第１乃至第ｎの閾値電圧切換用スイッチがオフにされた第１乃至第ｎのツェナーダイオードの降伏電圧の合計値を足した電圧値になるように、スイッチ制御回路が電圧センサからの検出信号に基づいて第１乃至第ｎの閾値電圧切換用スイッチのオン／オフを制御することにより実現した。

以下、本発明の時間測定器閾値電圧調整アダプタの実施例について図面を参照して説明する。
本発明の時間測定器閾値電圧調整アダプタは、リレー動作電圧Ｖに混入するサージ電圧はトリップ信号電圧（＋１１０Ｖ）に比べて小さい（図５参照）ことから、時間測定器１１０の時間測定カウンタ１１５をストップさせるための実質的閾値電圧Ｖ_P’をトリップ信号電圧の約９０％（約＋１００Ｖ）程度に設定できれば、時間測定器１００がサージ電圧により誤動作する確率を大幅に下げることができる点に着目し、複数個のツェナーダイオードを直列接続するとともに複数個のツェナーダイオードの各々に閾値電圧切換用スイッチを並列接続し、時間測定器閾値電圧調整アダプタの出力電圧値を電圧センサで監視しながら各閾値電圧切換用スイッチをオン／オフ制御して、実質的閾値電圧Ｖ_P’を１０１．５Ｖ（時間測定器１１０の閾値電圧Ｖ_P＋最終的に閾値電圧切換用スイッチがオフにされたツェナーダイオードの降伏電圧の合計値）にすることを特徴とする。

そのため、本発明の一実施例による時間測定器閾値電圧調整アダプタ１０（以下、「閾値電圧調整アダプタ１０」と称する。）は、図１に示すように、入力端子１１と、出力端子１２と、アース端子１３と、アノードが入力端子１１に接続された逆起電力防止ダイオード１４と、直列接続された第１乃至第４のツェナーダイオード１５₁〜１５₄と、第１乃至第４のツェナーダイオード１５₁〜１５₄とそれぞれ並列接続された第１乃至第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₁〜１６₄と、電圧センサ用スイッチ１７と、電圧センサ１８と、スイッチ制御回路１９とを具備する。

ここで、第１のツェナーダイオード１５₁は降伏電圧（ツェナー電圧）が１０Ｖのものであり、そのカソードは逆起電力防止ダイオード１４のカソードに接続されている。
第２のツェナーダイオード１５₂は降伏電圧が２０Ｖのものであり、そのカソードは第１のツェナーダイオード１５₁のアノードに接続されている。
第３のツェナーダイオード１５₃は降伏電圧が４０Ｖのものであり、そのカソードは第２のツェナーダイオード１５₂のアノードに接続されている。
第４のツェナーダイオード１５₄は降伏電圧が８０Ｖのものであり、そのカソードは第３のツェナーダイオード１５₃のアノードに接続されており、そのアノードは出力端子１２に接続されている。

電圧センサ用スイッチ１７は、一端が第４のツェナーダイオード１５₄のアノードと出力端子１２とを接続する接続線に接続されており、他端が電圧センサ１８の入力端子に接続されている。

電圧センサ１８は、電圧センサ１８に接続されたアース端子１３を遮断器の０Ｖ端子に接続した状態で電圧センサ用スイッチ１７を閉じたときに入力端子を介して入力される閾値電圧調整アダプタ１０の出力電圧（出力端子１２とアース端子１３との間の電圧）の電圧値を測定し、測定した電圧値が時間測定器１１０の閾値電圧Ｖ_P（＋１．５Ｖ）よりも初めて大きくなったか否か（すなわち、閾値電圧Ｖ_Pを横切ったか否か）を検出し、測定した電圧値が閾値電圧Ｖ_Pよりも初めて大きくなったことを検出するとハイレベルの検出信号Ｓ_Dをスイッチ制御回路１９に出力する。

スイッチ制御回路１９は、第１乃至第４のスイッチ切換制御信号Ｓ₁〜Ｓ₄を第１乃至第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₁〜１６₄にそれぞれ出力して、ハイレベルの検出信号Ｓ_Dが電圧センサ１８から入力されるまで第１乃至第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₁〜１６₄のオン／オフを制御して、第１乃至第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₁〜１６₄のオン／オフ状態をハイレベルの検出信号Ｓ_Dが入力されたときの状態に保持する。

このとき、スイッチ制御回路１９は、第１乃至第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₁〜１６₄がオフにされた第１乃至第４のツェナーダイオード１５₁〜１５₄の降伏電圧の合計値が１０Ｖステップで順に小さくなるように、以下に示す第１のスイッチ切換制御手順に従って第１乃至第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₁〜１６₄のオン／オフを制御する。
（初期設定）第１乃至第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₁〜１６₂をすべてオフ状態にする。
（手順１）第１の閾値電圧切換用スイッチ１６₁のみをオン状態にする（降伏電圧の合計値＝２０Ｖ＋４０Ｖ＋８０Ｖ＝１４０Ｖ）。
（手順２）第２の閾値電圧切換用スイッチ１６₂のみをオン状態にする（降伏電圧の合計値＝１０Ｖ＋４０Ｖ＋８０Ｖ＝１３０Ｖ）。
（手順３）第１および第２の閾値電圧切換用スイッチ１６₁，１６₂のみをオン状態にする（降伏電圧の合計値＝４０Ｖ＋８０Ｖ＝１２０Ｖ）。
（手順４）第３の閾値電圧切換用スイッチ１６₃のみをオン状態にする（降伏電圧の合計値＝１０Ｖ＋２０Ｖ＋８０Ｖ＝１１０Ｖ）。
（手順５）第１および第３の閾値電圧切換用スイッチ１６₁，１６₃のみをオン状態にする（降伏電圧の合計値＝２０Ｖ＋８０Ｖ＝１００Ｖ）。
（手順６）第２および第３の閾値電圧切換用スイッチ１６₂，１６₃のみをオン状態にする（降伏電圧の合計値＝１０Ｖ＋８０Ｖ＝９０Ｖ）。
（手順７）第１乃至第３の閾値電圧切換用スイッチ１６₁〜１６₃のみをオン状態にする（降伏電圧の合計値＝８０Ｖ）。
（手順８）第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₄のみをオン状態にする（降伏電圧の合計値＝１０Ｖ＋２０Ｖ＋４０Ｖ＝７０Ｖ）。
（手順９）第１および第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₁，１６₄のみをオン状態にする（降伏電圧の合計値＝３０Ｖ＋４０Ｖ＝６０Ｖ）。
（手順１０）第２および第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₂，１６₄のみをオン状態にする（降伏電圧の合計値＝１０Ｖ＋４０Ｖ＝５０Ｖ）。
（手順１１）第１、第２および第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₁，１６₂，１６₄のみをオン状態にする（降伏電圧の合計値＝４０Ｖ）。
（手順１２）第３および第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₃，１６₄のみをオン状態にする（降伏電圧の合計値＝３０Ｖ）。
（手順１３）第１、第３および第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₁，１６₃，１６₄のみをオン状態にする（降伏電圧の合計値＝２０Ｖ）。
（手順１４）第２、第３および第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₂，１６₃，１６₄のみをオン状態にする（降伏電圧の合計値＝１０Ｖ）。
（手順１５）第１乃至第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₁〜１６₄をすべてオン状態にする（降伏電圧の合計値＝０Ｖ）。
なお、手順１５で第１乃至第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₁〜１６₄をすべてオン状態にしてもハイレベルの検出信号Ｓ_Dが電圧センサ１８から入力されない場合には、スイッチ制御回路１９は、調整不能ランプ（不図示）を点灯させるなどして、調整不能である旨を外部に表示する。

また、スイッチ制御回路１９は、第５のスイッチ切換制御信号Ｓ₅を電圧センサ用スイッチ１７に出力して、電圧センサ用スイッチ１７のオン／オフを制御する。

次に、閾値電圧調整アダプタ１０の使用方法について、図４に示したように保護継電装置の総合動作試験を行う際に時間測定器１１０を用いてリレー動作時間を測定する場合を例として、図２（ａ），（ｂ）および図３（ａ），（ｂ）を参照して説明する。

作業員は、図２（ａ）に示すように、時間測定器１１０の第１および第２のスタート端子１１１₁，１１１₂を総合動作試験器１２０の故障検出信号出力端子に接続し、時間測定器１１０の第２のストップ端子１１２₂および閾値電圧調整アダプタ１０のアース端子１３を遮断器の０Ｖ端子に接続したのち、閾値電圧調整アダプタ１０の入力端子１１を保護継電装置の電源線（＋１１０Ｖ）に接続し、閾値電圧調整アダプタ１０の出力端子１２を時間測定器１１０の第１のストップ端子１１２₁に接続する。

その後、作業員は、閾値電圧調整アダプタ１０の調整開始ボタン（不図示）を押して、閾値電圧調整アダプタ１０のスイッチ制御回路１９（図面の簡単のため、図２（ａ），（ｂ）および図３（ａ），（ｂ）には不図示）を動作開始させる。

スイッチ制御回路１９は、調整開始ボタンが押されると、上述した第１のスイッチ切換制御手順の初期設定に従って第１乃至第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₁〜１６₄をすべてオフ状態にするために、第１乃至第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₁〜１６₄をすべてオフさせる第１乃至第４のスイッチ切換制御信号Ｓ₁〜Ｓ₄を第１乃至第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₁〜１６₄にそれぞれ出力したのち、電圧センサ用スイッチ１７をオンさせる第５のスイッチ切換制御信号Ｓ₅を電圧センサ用スイッチ１７に出力する。
これにより、図２（ａ）に示すように第１乃至第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₁〜１６₄がすべてオフにされた状態で電圧センサ１８による閾値電圧調整アダプタ１０の出力電圧の電圧値の測定が開始される。

このとき、第１乃至第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₁〜１６₄はすべてオフ状態になっているため、出力端子１２が−４０Ｖよりも小さいマイナス電源線に接続されている場合には電圧センサ１８によって測定される電圧値は−４０Ｖ（＝＋１１０Ｖ−１５０Ｖ（第１乃至第４のツェナーダイオード１５₁〜１５₄の降伏電圧の合計値））になるが、出力端子１２は第１のストップ端子１１２₁、ストップ入力回路１１４および第２のストップ端子１１２₂を介して０Ｖ端子に接続されているので、電圧センサ１８によって測定される電圧値は０Ｖになる。
このとき測定される電圧値＝０Ｖは時間測定器１１０の閾値電圧Ｖ_P（＋１．５Ｖ）よりも小さいため、電圧センサ１８から出力される検出信号Ｓ_Dはローレベルのままである。

その結果、スイッチ制御回路１９は、第１のスイッチ切換制御手順の手順１に従って第１の閾値電圧切換用スイッチ１６₁のみをオン状態にするために、オフ状態の第１の閾値電圧切換用スイッチ１６₁をオンさせる第１のスイッチ切換制御信号Ｓ₁を第１の閾値電圧切換用スイッチ１６₁に出力する。
これにより、図２（ｂ）に示すように第１の閾値電圧切換用スイッチ１６₁のみがオン状態になるため、出力端子１２が上記のマイナス電源線に接続されている場合には電圧センサ１８によって測定される電圧値は−３０Ｖ（＝＋１１０Ｖ−１４０Ｖ（第２乃至第４のツェナーダイオード１５₂〜１５₄の降伏電圧の合計値））になるが、出力端子１２は０Ｖ端子に接続されているので、電圧センサ１８によって測定される電圧値は０Ｖになる。
このとき測定される電圧値＝０Ｖは時間測定器１１０の閾値電圧Ｖ_P（＋１．５Ｖ）よりも小さいため、電圧センサ１８から出力される検出信号Ｓ_Dはローレベルのままである。

その結果、スイッチ制御回路１９は、第１のスイッチ切換制御手順の手順２に従って第２の閾値電圧切換用スイッチ１６₂のみをオン状態にするために、オン状態の第１の閾値電圧切換用スイッチ１６₁をオフさせる第１のスイッチ切換制御信号Ｓ₁を第１の閾値電圧切換用スイッチ１６₁に出力するとともに、オフ状態の第２の閾値電圧切換用スイッチ１６₂をオンさせる第２のスイッチ切換制御信号Ｓ₂を第２の閾値電圧切換用スイッチ１６₂に出力する。
これにより、第２の閾値電圧切換用スイッチ１６₂のみがオン状態になるため、出力端子１２が上記のマイナス電源線に接続されている場合には電圧センサ１８によって測定される電圧値は−２０Ｖ（＝＋１１０Ｖ−１３０Ｖ（第１、第３および第４のツェナーダイオード１５₁，１５₃，１５₄の降伏電圧の合計値））になるが、出力端子１２は０Ｖ端子に接続されているので、電圧センサ１８によって測定される電圧値は０Ｖになる。
このとき測定される電圧値＝０Ｖは時間測定器１１０の閾値電圧Ｖ_P（＋１．５Ｖ）よりも小さいため、電圧センサ１８から出力される検出信号Ｓ_Dはローレベルのままである。

その結果、スイッチ制御回路１９は、第１のスイッチ切換制御手順の手順３に従って第１および第２の閾値電圧切換用スイッチ１６₁，１６₂のみをオン状態にするために、オフ状態の第１の閾値電圧切換用スイッチ１６₁をオンさせる第１のスイッチ切換制御信号Ｓ₁を第１の閾値電圧切換用スイッチ１６₁に出力する。
これにより、第１および第２の閾値電圧切換用スイッチ１６₁，１６₂のみがオン状態になるため、出力端子１２が上記のマイナス電源線に接続されている場合には電圧センサ１８によって測定される電圧値は−１０Ｖ（＝＋１１０Ｖ−１２０Ｖ（第３および第４のツェナーダイオード１５₃，１５₄の降伏電圧の合計値））になるが、出力端子１２は０Ｖ端子に接続されているので、電圧センサ１８によって測定される電圧値は０Ｖになる。
このとき測定される電圧値＝０Ｖは時間測定器１１０の閾値電圧Ｖ_P（＋１．５Ｖ）よりも小さいため、電圧センサ１８から出力される検出信号Ｓ_Dはローレベルのままである。

その結果、スイッチ制御回路１９は、第１のスイッチ切換制御手順の手順４に従って第３の閾値電圧切換用スイッチ１６₃のみをオン状態にするために、オン状態の第１および第２の閾値電圧切換用スイッチ１６₁，１６₂をオフさせる第１および第２のスイッチ切換制御信号Ｓ₁，Ｓ₂を第１および第２の閾値電圧切換用スイッチ１６₁，１６₂に出力するとともに、オフ状態の第３の閾値電圧切換用スイッチ１６₃をオンさせる第３のスイッチ切換制御信号Ｓ₃を第３の閾値電圧切換用スイッチ１６₃に出力する。
これにより、第３の閾値電圧切換用スイッチ１６₃のみがオン状態になるため、電圧センサ１８によって測定される電圧値は０Ｖ（＝＋１１０Ｖ−１１０Ｖ（第１、第２および第４のツェナーダイオード１５₁，１５₂，１５₄の降伏電圧の合計値））になる。
このとき測定される電圧値＝０Ｖは時間測定器１１０の閾値電圧Ｖ_P（＋１．５Ｖ）よりも小さいため、電圧センサ１８から出力される検出信号Ｓ_Dはローレベルのままである。

その結果、スイッチ制御回路１９は、第１のスイッチ切換制御手順の手順５に従って第１および第３の閾値電圧切換用スイッチ１６₁，１６₃のみをオン状態にするために、オフ状態の第１の閾値電圧切換用スイッチ１６₁をオンさせる第１のスイッチ切換制御信号Ｓ₁を第１の閾値電圧切換用スイッチ１６₁に出力する。
これにより、図３（ａ）に示すように第１および第３の閾値電圧切換用スイッチ１６₁，１６₃のみがオン状態になるため、電圧センサ１８によって測定される電圧値は＋１０Ｖ（＝＋１１０Ｖ−１００Ｖ（第２および第４のツェナーダイオード１５₂，１５₄の降伏電圧の合計値））になる。
このとき測定される電圧値＝１０Ｖは時間測定器１１０の閾値電圧Ｖ_P（＋１．５Ｖ）よりも初めて大きくなった（すなわち、閾値電圧Ｖ_Pを横切った）ため、電圧センサ１８から出力される検出信号Ｓ_Dはローレベルからハイレベルになる。

スイッチ制御回路１９は、ハイレベルの検出信号Ｓ_Dが入力されると、このときの第１乃至第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₁〜１６₄のオン／オフ状態（すなわち、第１および第３の閾値電圧切換用スイッチ１６₁，１６₃のみがオン状態）を保持するとともに、たとえば調整終了ランプ（不図示）を点灯させて調整終了を作業員に知らせる。

作業員は、調整終了ランプが点灯すると、閾値電圧調整アダプタ１０の入力端子１１と保護継電装置の電源線とを接続している接続線の一端を保護継電装置の電源線から外したのち、接続線の外した一端を遮断器トリップロック端子１３２に接続して、図３（ｂ）に示すように閾値電圧調整アダプタ１０の入力端子１１を遮断器トリップロック端子１３２に接続する。

これにより、リレー動作電圧Ｖの電圧値が１０１．５Ｖ以上のときにしか閾値電圧調整アダプタ１０の出力電圧の電圧値が閾値電圧調整アダプタ１０の閾値電圧Ｖ_P＝１．５Ｖ以上にならないため、時間測定カウンタ１１５をストップさせるための実質的閾値電圧Ｖ_P’を１０１．５Ｖにすることができる。
その結果、図５に示したようにリレー動作電圧Ｖにサージ電圧が混入していても、時間測定カウンタ１１５はサージ電圧によってストップすることはないため、リレー動作時間を正確に測定することができる。

なお、閾値電圧調整アダプタ１０を接続することによる遅れ時間については、閾値電圧調整アダプタ１０の入力端子１１から出力端子１２までの遅れ時間を実測した結果、遅れ時間はほとんど０．０ｍｓであり、時間測定器１１０によるリレー動作時間の測定に影響しないことを確認した。

以上の説明では、スイッチ制御回路１９は、第１乃至第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₁〜１６₄がオフにされた第１乃至第４のツェナーダイオード１５₁〜１５₄の降伏電圧の合計値が１０Ｖステップで順に小さくなるように第１乃至第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₁〜１６₄のオン／オフを制御したが、第１乃至第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₁〜１６₄がオフにされた第１乃至第４のツェナーダイオード１５₁〜１５₄の降伏電圧の合計値が１０Ｖステップで順に大きくなるように第１乃至第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₁〜１６₄のオン／オフを制御してもよい。

この場合には、スイッチ制御回路１９は、以下に示す第２のスイッチ切換制御手順に従って第１乃至第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₁〜１６₄のオン／オフを制御する。
（初期設定）第１乃至第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₁〜１６₄をすべてオン状態にする。
（手順１）第１の閾値電圧切換用スイッチ１６₁のみをオフ状態にする（降伏電圧の合計値＝１０Ｖ）。
（手順２）第２の閾値電圧切換用スイッチ１６₂のみをオフ状態にする（降伏電圧の合計値＝２０Ｖ）。
（手順３）第１および第２の閾値電圧切換用スイッチ１６₁，１６₂のみをオフ状態にする（降伏電圧の合計値＝１０Ｖ＋２０Ｖ＝３０Ｖ）。
（手順４）第３の閾値電圧切換用スイッチ１６₃のみをオフ状態にする（降伏電圧の合計値＝４０Ｖ）。
（手順５）第１および第３の閾値電圧切換用スイッチ１６₁，１６₃のみをオフ状態にする（降伏電圧の合計値＝１０Ｖ＋４０Ｖ＝５０Ｖ）。
（手順６）第２および第３の閾値電圧切換用スイッチ１６₂，１６₃のみをオフ状態にする（降伏電圧の合計値＝２０Ｖ＋４０Ｖ＝６０Ｖ）。
（手順７）第１乃至第３の閾値電圧切換用スイッチ１６₁〜１６₃のみをオフ状態にする（降伏電圧の合計値＝１０Ｖ＋２０Ｖ＋４０Ｖ＝７０Ｖ）。
（手順８）第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₄のみをオフ状態にする（降伏電圧の合計値＝８０Ｖ）。
（手順９）第１および第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₁，１６₄のみをオフ状態にする（降伏電圧の合計値＝１０Ｖ＋８０Ｖ＝９０Ｖ）。
（手順１０）第２および第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₂，１６₄のみをオフ状態にする（降伏電圧の合計値＝２０Ｖ＋８０Ｖ＝１００Ｖ）。
（手順１１）第１、第２および第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₁，１６₂，１６₄のみをオフ状態にする（降伏電圧の合計値＝１０Ｖ＋２０Ｖ＋８０Ｖ＝１１０Ｖ）。
（手順１２）第３および第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₃，１６₄のみをオフ状態にする（降伏電圧の合計値＝４０Ｖ＋８０Ｖ＝１２０Ｖ）。
（手順１３）第１、第３および第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₁，１６₃，１６₄のみをオフ状態にする（降伏電圧の合計値＝１０Ｖ＋４０Ｖ＋８０Ｖ＝１３０Ｖ）。
（手順１４）第２、第３および第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₂，１６₃，１６₄のみをオフ状態にする（降伏電圧の合計値＝２０Ｖ＋４０Ｖ＋８０Ｖ＝１４０Ｖ）。
（手順１５）第１乃至第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₁〜１６₄をすべてオフ状態にする（降伏電圧の合計値＝１０Ｖ＋２０Ｖ＋４０Ｖ＋８０Ｖ＝１５０Ｖ）。

電圧センサ１８は、測定した電圧値が時間測定器１１０の閾値電圧Ｖ_P（＋１．５Ｖ）よりも初めて小さくなったか否か（すなわち、閾値電圧Ｖ_Pを横切ったか否か）を検出し、測定した電圧値が閾値電圧Ｖ_Pよりも初めて小さくなったことを検出するとハイレベルの検出信号Ｓ_Dをスイッチ制御回路１９に出力する。

スイッチ制御回路１９は、ハイレベルの検出信号Ｓ_Dが電圧センサ１８から入力されると、第１乃至第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₁〜１６₄のオン／オフ状態をハイレベルの検出信号Ｓ_Dが入力される直前の状態に保持する。
すなわち、上述した第２のスイッチ切換制御手順に従って手順１１において第１、第２および第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₁，１６₂，１６₄のみがスイッチ制御回路１９によってオフ状態にされると、電圧センサ１８によって測定される電圧値は＋１１０Ｖから第１、第２および第４のツェナーダイオード１５₁，１５₂，１５₄の降伏電圧の合計値１１０Ｖを引いた０Ｖになり時間測定器１１０の閾値電圧Ｖ_P（＋１．５Ｖ）よりも初めて小さくなる（すなわち、閾値電圧Ｖ_Pを横切る）結果、電圧センサ１８から出力される検出信号Ｓ_Dはローレベルからハイレベルになる。
そこで、スイッチ制御回路１９は、ハイレベルの検出信号Ｓ_Dが入力されると、検出信号Ｓ_Dがローレベルからハイレベルになった直前の状態（すなわち、図３（ａ）に示すように第２および第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₂，１６₄のみがオフになった状態）に第１乃至第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₁〜１６₄のオン／オフ状態を戻して保持するために、第１の閾値電圧切換用スイッチ１６₁をオンさせる第１のスイッチ切換制御信号Ｓ₁を第１の閾値電圧切換用スイッチ１６₁に出力する。
これにより、時間測定カウンタ１１５をストップさせるための実質的閾値電圧Ｖ_P’を１０１．５Ｖにすることができる。

以上では、保護継電装置の総合動作試験を行う際に時間測定器１１０を用いてリレー動作時間を測定する場合を例として説明したが、保護継電装置の制御回路からトリップ用補助リレー１３１（図４参照）に出力される動作指令信号の試験を行う際に時間測定器１１０を用いて制御回路における処理時間を測定する場合にも閾値電圧調整アダプタ１０を使用することができる。
この場合には、閾値電圧調整アダプタ１０の入力端子１１を保護継電装置の制御回路の電源線端子に接続して第１乃至第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₁〜１６₄のオン／オフ状態を調整したのち、入力端子１１を保護継電装置の制御回路の測定用外部出力端子（動作指令信号の出力端子）に接続して制御回路における処理時間を測定する。
また、保護継電装置の制御回路の電源は５Ｖ、１２Ｖ、２４Ｖまたは４８Ｖであるため、スイッチ制御回路１９は、時間測定カウンタ１１５をストップさせるための実質的閾値電圧Ｖ_P’が１．５Ｖ、１１．５Ｖ、２１．５Ｖまたは４１．５Ｖになるように第１乃至第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₁〜１６₄のオン／オフを制御する。
すなわち、スイッチ制御回路１９は、上述した第１または第２のスイッチ切換制御手順に従って第１乃至第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₁〜１６₄のオン／オフを制御し、制御回路の電源が５Ｖである場合には第１乃至第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₁〜１６₄をすべてオン状態にし、制御回路の電源が１２Ｖである場合には第１の閾値電圧切換用スイッチ１６₁のみをオフ状態にし、制御回路の電源が２４Ｖである場合には第２の閾値電圧切換用スイッチ１６₂のみをオフ状態にし、制御回路の電源が４８Ｖである場合には第３の閾値電圧切換用スイッチ１６₃のみをオフ状態にする。

以上では、閾値電圧調整アダプタ１０を直流回路に使用する場合を例として説明したが、直列接続された第１乃至第４の他のツェナーダイオードと、第１乃至第４の他のツェナーダイオードとそれぞれ並列接続された第１乃至第４の他の閾値電圧切換用スイッチとをさらに具備させて、第１乃至第４の他の閾値電圧切換用スイッチがそれぞれ並列接続された第１乃至第４の他のツェナーダイオードを第１乃至第４のツェナーダイオード１５₁〜１５₄と逆方向に逆起電力防止ダイオード１４と出力端子１２との間に接続して、スイッチ制御回路１９によって第１乃至第４の閾値電圧切換用スイッチ１６₁〜１６₄と同様にして第１乃至第４の他の閾値電圧切換用スイッチのオン／オフを制御することにより、閾値電圧調整アダプタ１０を交流回路にも使用することができるようにしてもよい。

１０ 閾値電圧調整アダプタ
１１ 入力端子
１２ 出力端子
１３ アース端子
１４ 逆起電力防止ダイオード
１５₁〜１５₄ 第１乃至第４のツェナーダイオード
１６₁〜１６₄ 第１乃至第４の閾値電圧切換用スイッチ
１７ 電圧センサ用スイッチ
１８ 電圧センサ
１９ スイッチ制御回路
１１０ 時間測定器
１１１₁，１１１₂ 第１および第２のスタート端子
１１２₁，１１２₂ 第１および第２のストップ端子
１１３ スタート入力回路
１１４ ストップ入力回路
１１５ 時間測定カウンタ
１１６ 表示装置
１２０ 総合動作試験器
１３１ トリップ用補助リレー
１３２ 遮断器トリップロック端子
１４１ 遮断器トリップコイル
Ｓ_D 検出信号
Ｓ₁〜Ｓ₅ 第１乃至第５のスイッチ切換制御信号
Ｉ 故障電流
Ｖ リレー動作電圧
Ｖ_P 閾値電圧
Ｖ_P’ 実質的閾値電圧

Claims (7)

1. 時間測定カウンタ（１１５）をストップさせるための閾値電圧（Ｖ_P）が小さい電圧値に設定された時間測定器（１１０）に接続して使用するための時間測定器閾値電圧調整アダプタ（１０）であって、
   入力端子（１１）と、
   出力端子（１２）と、
   該出力端子から出力される出力電圧が前記閾値電圧を横切ったことを検出するための電圧センサ（１８）と、
   第１のツェナーダイオード（１５₁）のカソードが前記入力端子に接続されるとともに第ｎのツェナーダイオード（１５_n）のアノードが前記電圧センサに接続された、かつ、該第１のツェナーダイオードと該第ｎのツェナーダイオードとの間に直列接続された第２乃至第ｎ−１のツェナーダイオード（１５₁〜１５_n-1）と、
   該第１乃至第ｎのツェナーダイオードとそれぞれ並列接続された第１乃至第ｎの閾値電圧切換用スイッチ（１６₁〜１６₄）と、
   前記電圧センサからの検出信号（Ｓ_D）に基づいて前記第１乃至第ｎの閾値電圧切換用スイッチのオン／オフを制御して、前記時間測定カウンタをストップさせるための実質的閾値電圧（Ｖ_P’）が前記閾値電圧（Ｖ_P）に該第１乃至第ｎの閾値電圧切換用スイッチがオフにされた前記第１乃至第ｎのツェナーダイオードの降伏電圧の合計値を足した電圧値になるようにするためのスイッチ制御回路（１９）と、
   を具備することを特徴とする時間測定器閾値電圧調整アダプタ。
2. 前記スイッチ制御回路が、前記電圧センサによって前記出力電圧が前記閾値電圧よりも初めて大きくなったことが検出されるまで、前記第１乃至第ｎの閾値電圧切換用スイッチがオフにされた前記第１乃至第ｎのツェナーダイオードの降伏電圧の合計値が順に小さくなるように該第１乃至第ｎの閾値電圧切換用スイッチのオン／オフを制御することを特徴とする、請求項１記載の時間測定器閾値電圧調整アダプタ。
3. 前記スイッチ制御回路が、前記電圧センサによって前記出力電圧が前記閾値電圧よりも初めて小さくなったことが検出されるまで、前記第１乃至第ｎの閾値電圧切換用スイッチがオフにされた前記第１乃至第ｎのツェナーダイオードの降伏電圧の合計値が順に大きくなるように該第１乃至第ｎの閾値電圧切換用スイッチのオン／オフを制御することを特徴とする、請求項１記載の時間測定器閾値電圧調整アダプタ。
4. アノードが前記入力端子に接続されるとともにカソードが前記第１のツェナーダイオードのアノードに接続された逆起電力防止ダイオード（１４）と、
   一端が前記出力端子に接続されるとともに他端が前記電圧センサの入力端子に接続された、かつ、前記スイッチ制御回路によってオン／オフが制御される電圧センサ用スイッチ（１７）と、
   をさらに具備することを特徴とする、請求項１乃至３いずれかに記載の時間測定器閾値電圧調整アダプタ。
5. 前記入力端子を保護継電装置の電源線に接続した状態で前記スイッチ制御回路が前記第１乃至第ｎの閾値電圧切換用スイッチのオン／オフを制御したのち、該第１乃至第ｎの閾値電圧切換用スイッチのオン／オフ状態を保持したまま該入力端子を該電源線から外して該保護継電装置の遮断器トリップロック端子（１３２）に接続することにより、前記時間測定器を用いた該保護継電装置のリレー動作時間の測定に用いられることを特徴とする、請求項１乃至４いずれかに記載の時間測定器閾値電圧調整アダプタ。
6. 前記入力端子を保護継電装置の制御回路の電源線端子に接続した状態で前記スイッチ制御回路が前記第１乃至第ｎの閾値電圧切換用スイッチのオン／オフを制御したのち、該第１乃至第ｎの閾値電圧切換用スイッチのオン／オフ状態を保持したまま該入力端子を該制御回路の測定用外部出力端子に接続することにより、前記時間測定器を用いた該制御回路における処理時間の測定に用いられることを特徴とする、請求項１乃至４いずれかに記載の時間測定器閾値電圧調整アダプタ。
7. 直列接続された第１乃至第ｎの他のツェナーダイオードと、
   該第１乃至第ｎの他のツェナーダイオードとそれぞれ並列接続された第１乃至第ｎの他の閾値電圧切換用スイッチとをさらに具備し、
   前記第１乃至第ｎの他の閾値電圧切換用スイッチがそれぞれ並列接続された前記第１乃至第ｎの他のツェナーダイオードが、前記第１乃至第ｎのツェナーダイオードと逆方向に前記入力端子と前記出力端子との間に接続されており、
   前記第１乃至第ｎの他の閾値電圧切換用スイッチが、前記スイッチ制御回路によって前記第１乃至第ｎの閾値電圧切換用スイッチと同様にしてオン／オフを制御される、
   ことを特徴とする、請求項１乃至４いずれかに記載の時間測定器閾値電圧調整アダプタ。

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