JP6059456B2

JP6059456B2 - 電気的接地故障を判定するためのシステムおよび方法

Info

Publication number: JP6059456B2
Application number: JP2012153241A
Authority: JP
Inventors: ダニエル・ミルトン・アレイ; パラグ・ヴィシュワナナス・アチャルヤ
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2011-07-11
Filing date: 2012-07-09
Publication date: 2017-01-11
Anticipated expiration: 2032-07-09
Also published as: EP2546666A2; JP2013048085A; EP2546666A3

Description

本出願は、２０１１年５月２６日出願の「Ｓｙｓｔｅｍｓａｎｄｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｆａｕｌｔｓ」と題された特許非仮出願第１３／１１６，８６９号の便益を主張するものであり、その内容は、完全に記載されているかのようにその全体を参照によって本明細書に組み込まれる。

本発明は一般に、電気故障を検出することに関し、詳細には、接点またはスイッチ配線と関連する故障状態を検出することに関する。

機械と関連する状況または状態を判定するための工業システムにおいて、リモートスイッチがしばしば使用される。リモートスイッチは、開放位置にあっても、または閉鎖位置にあってもよく、そのスイッチ位置は、一般にそれぞれのスイッチごとに１対のワイヤを含む、通常長い相互接続ケーブルによって電子回路を制御するために通じていることが可能である。このようなリモート切替えシステムおよび感知システムと関連する１つの問題は、相互接続ケーブルと関連する配線が損傷を受け得ることであり、結果的に開放接続が生じ、あるいはワイヤが互いにおよび／またはアースもしくはシャーシ接地に短絡することになる。リモートスイッチに対するワイヤが破損した場合、スイッチは、開放位置にあるような制御回路素子に見える場合がある。ワイヤの対が短絡した場合、スイッチは、閉鎖位置にあるような制御回路素子に見える場合がある。ワイヤが接地に短絡した場合、漏れ電流が感知回路を誤った方向に導く場合がある。ワイヤが損傷を受けた場合、制御システムは、誤信号を受信する可能性があり、誤った決定がその誤信号に基づいてなされる可能性がある。

米国特許出願公開第２００８／０２６９９７０号明細書

上述の要求のうちのいくつかまたはすべては、本発明の特定の実施形態によって対処可能である。本発明の特定の実施形態は、電気故障を判定するためのシステムおよび方法を含むことが可能である。

本発明の例示の実施形態によれば、接地漏れ電気故障を判定するための方法が提供される。方法は、第１の接触導体と連通している正リード、および第２の電場導体と連通している負リードを有する電圧源を設けるステップであって、第１の接触導体が、第１の抵抗器Ｒｐを介して接地に接続され、第２の電場導体が、第２の抵抗器Ｒｎを介して接地に接続される、ステップと、第１の接触導体と関連する第１の電位を監視するステップと、監視された第１の電位に少なくとも部分的に基づいて第１の接触導体と関連する状態を判定するステップとを含む。

別の例示の実施形態によれば、電気故障を判定するための別の方法が提供される。方法は、第１の接触導体と連通している正リード、および第２の電場導体と連通している負リードを有する電圧源を設けるステップと、抵抗器Ｒｙによって電圧源の正リードに接続され、抵抗器Ｒ１によって電圧源の負リードに接続される第２の接触導体を設けるステップと、電源基準を受け取るステップと、電圧比較回路素子によって、第２の接触導体から伝えられた電圧を表す電場電圧に基づく電場電圧値を発生基準電圧値と比較するステップであって、発生基準電圧値が、電源基準に少なくとも部分的に基づいている、ステップと、電場電圧値および発生基準電圧の比較に少なくとも部分的に基づいて比較値出力を生成するステップと、比較値出力に少なくとも部分的に基づいて複数の電場状態のうちの１つを判定するステップとを含む。

別の例示の実施形態によれば、電気故障を判定するためのシステムが提供される。システムは、第１の接触導体と連通している正リード、および第２の電場導体と連通している負リードを有する電圧源を含み、第１の接触導体が、第１の抵抗器Ｒｐを介して接地に接続され、第２の電場導体が、第２の抵抗器Ｒｎを介して接地に接続されている。システムはまた、第１の接触導体と関連する第１の電位を監視するために構成され、監視された第１の電位に少なくとも部分的に基づいて第１の接触導体と関連する状態を判定するためにさらに構成されているコントローラも含む。

本発明の他の実施形態および態様は、本明細書に詳細に説明され、主張される本発明の一部を考慮する。他の実施形態および態様を、以下の詳細な説明、添付の図面、および特許請求の範囲を参照して理解することができる。

次に、添付の表および図面を参照することとし、それらは、必ずしも原寸に比例して描かれているものとは限らない。

本発明の例示の実施形態による例示的な電気故障検出システムのブロック図である。本発明の例示の実施形態による例示的な故障検出回路／システムの概略図である。本発明の例示の実施形態による例示方法の流れ図である。本発明の例示の実施形態による別の例示方法の流れ図である。本発明の例示の実施形態による別の例示方法の流れ図である。本発明の例示の実施形態による別の例示方法の流れ図である。

本発明の実施形態が図示されている添付の図面を参照して、以下、本発明の実施形態をさらに十分に説明する。しかしながら、本発明は、多くの異なる形態で実施可能であり、本明細書に説明する実施形態に限定するものと解釈すべきでなく、むしろ、これらの実施形態は、本開示が完璧かつ完全になるように、また当業者に本発明の範囲を十分に伝えるように提供される。全体を通じて、同様の符号は同様の要素を示す。

本発明の特定の例示の実施形態は、リモートスイッチと関連する開放、短絡、および／または接地故障のワイヤ状態を検出することを可能にできる。

特定の例示の実施形態によれば、接点入力システム内で開放ワイヤを検出するステップは、端子盤と制御盤との間のリボンケーブル内で破損した信号ワイヤ、例えば、および／または端子盤と電場ワイヤードスイッチとの間で破損したワイヤを検出することが可能な回路素子を使用するステップを含むことが可能である。本発明の例示の実施形態はまた、接地故障の状態を検出するためにも使用可能である。

様々な抵抗器、比較回路、コントローラなどは、本発明の例示の実施形態により、電気故障を検出するために使用可能であり、次に、添付の図面を参照して説明する。

本発明の例示の実施形態は、リモートスイッチと、そのスイッチをシステムの他の部分に接続する導体とに関連する電流フローおよび／または電圧を感知するためのシステムおよび方法を含む。

図１は、本発明の例示の実施形態による電気故障検出システム１００を示している。例示の実施形態では、システム１００は、１つまたは複数の関連スイッチ／回路素子１０４を含む装置１０２を含むことが可能である。例えば、その装置は、スイッチ／回路素子１０４と相互作用することが可能な機械または他のデバイスを含むことが可能である。例示の実施形態では、システム１００はまた、制御システム１０６も含むことが可能である。例示の実施形態では、制御システム１０６は、スイッチ／回路素子１０４から遠隔に位置付けられてもよい。例示の実施形態によれば、ケーブル１０８は、スイッチ／回路素子１０４を制御システム１０６に接続することが可能である。

本発明の例示の実施形態によれば、制御システム１０６は、端子盤１１０および関連する回路素子を含むことが可能であり、それを少なくとも部分的に使用して、ケーブル１０８をリモートスイッチ／回路素子１０４から制御システム１０６に接続することが可能である。制御システムはまた、端子盤１１０と連通していることが可能な、およびリモートスイッチ／回路素子１０４の状態を感知するための基準電圧を供給するために利用可能な電池または電源１１２も含むことが可能である。制御システムの例示の実施形態は、取得回路１１６に接続するためのコネクタ、ワイヤ、リボンケーブルなどを含むことが可能な内部相互接続部１１４を含むことが可能である。例示の実施形態によれば、取得回路１１６は、チップなどの上に１つまたは複数のマイクロプロセッサ、プログラム可能システムを含むことが可能なコントローラ１１８と連通していることが可能である。例示の実施形態によれば、電池／電源１１２は、コントローラおよび／または取得回路１１６と連通していることが可能である。例示の実施形態では、制御システム１０６は、端子回路素子１１０およびコントローラ１１８と連通している接地漏れ検出回路素子１２０を含むことが可能である。

図２は、例示の故障検出回路２００の概略図であり、この中の特定のブロックは、図１のそれぞれのブロックに対応することが可能である。例示の故障検出回路２００は、接地故障、開放導体、短絡導体、またはリモートスイッチに接続するケーブルもしくはワイヤと関連する他の状態を検出するために利用可能である。例示の実施形態によれば、故障検出回路２００は、１つまたは複数のスイッチ／関連する回路素子２５０を含む。回路２００は、スイッチ２０２を含むことが可能である。例示の実施形態では、スイッチ２０２が開放しているとき、わずかな量の電流が抵抗器Ｒｘ２０４を流れることが可能であるように、抵抗器Ｒｘ２０４は、スイッチ２０２と並列接続で配置可能である。例示の実施形態によれば、主に、スイッチが閉鎖しているときを検出すること、および短絡したケーブルと閉鎖スイッチ２０２とを区別するために使用可能なわずかな電圧降下をもたらすように、抵抗器Ｒｚ２０６をスイッチ２０２と直列に配置可能である。例示の実施形態によれば、Ｒｚ２０６は、任意選択の短絡回路２０７とバイパスまたは置換可能である。

例示の実施形態によれば、スイッチ２０２、関連する並列抵抗器Ｒｘ２０４、および直列抵抗器Ｒｚ２０６は、制御システム２５６から遠隔に位置付けられてよく、１つまたは複数のケーブルによって端子盤回路２６０に接続可能である。例えば、スイッチを端子盤回路に接続するケーブルは、２つ以上の絶縁導体を含むことが可能である。例示の実施形態では、ケーブルは、端子盤回路素子２６０と、電源２６２の正リードと、スイッチ２０２との結合部の間に接続をもたらすことが可能な第１の接触コネクタ２０９を含むことが可能である。別の例示の実施形態によれば、第２の接触導体２０５が、スイッチ２０２から（またはＲｚ２０６から）端子盤回路素子２６０への接続をもたらすことが可能である。例示の実施形態では、端子盤回路２６０は、スイッチ２０２と並列に抵抗器Ｒｙ２０８を含むことが可能である。例示の実施形態では、端子盤回路２６０はまた、直列抵抗器Ｒｚ２０６と直列に、および回路の負リード接続部２１１につながる直列分岐抵抗器Ｒ１２１０も含むことが可能である。例示の実施形態では、端子盤回路２６０はまた、直列抵抗器Ｒｚ２０６と直列に、しかし取得回路２６６につながる直列分岐抵抗器Ｒ２２１２も含むことが可能である。

例示の実施形態によれば、電源２６２または電池２１４のあるリード（例えば、正リード）が、端子盤回路２６０、抵抗器Ｒｙ２０８、並列抵抗器Ｒｘ２０４、およびスイッチ２０２と接続可能である。例示の実施形態では、電源２６２の別のリード（例えば、負リード）が、回路の負リード接続部２１１に接続可能である。例示の実施形態では、端子盤回路２６０は、リボンケーブルなど、内部相互接続部２６４を介して取得盤回路２６６と連通していることが可能である。

本発明の例示の実施形態によれば、取得盤回路２６６は、端子盤回路２６０のＲ２２１２と直列連通している直列抵抗器Ｒ３２１６を含むことが可能である。例示の実施形態では、抵抗器Ｒ４２１８が、Ｒ３２１６と、回路の負リード接続部２１１との直列回路を形成することが可能である。例示の実施形態では、電圧分割器回路網が、Ｒ４２１８とＲ３２１６との組合せにより構築可能であり、それにより、感知入力電圧２１９が、比較器回路２２０の入力において存在することが可能である。例示の実施形態によれば、デジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）２２２が、信号（例えば、ＰＷＭ信号、または他のデジタル信号）をコントローラ２６８から受信することが可能であり、ＤＡＣ２２２は、感知入力電圧２１９と比較するための比較器２２０においてアナログ入力２２１を供給することが可能である。例示の実施形態では、比較器２２０の信号出力２２３をコントローラ２６８に供給して、評価することが可能である。別の例示の実施形態では、コントローラ２６８は、アナログ入力２２１を比較器２２０に供給するためのそれ自体の内部回路素子を含むことが可能であり、ＤＡＣ２２２の必要性を排除する。しかし、別の例示の実施形態では、コントローラ２６８は、感知入力電圧２１９を評価するため、基準値に対するその値を判定するため、およびスイッチ２０２と関連する様々な接続部およびケーブルの状態を評価するために求められる必要な回路素子のすべてを含むことが可能である。この例示の実施形態では、外部比較器２２０およびＤＡＣ２２２は、排除されても、または（比較器２２０およびＤＡＣ２２２を囲む破線の四角形で示されるように）バイパスされてもよく、コントローラ２６８は、感知入力電圧を直接処理することが可能である。

例示の実施形態によれば、電源２６２回路はまた、コントローラ２６８が感知入力電圧２１９または比較器信号出力２２３をそれに対して評価することが可能なベースライン基準値２３２を構築するために、コントローラ２６８と連通していることが可能である。例えば、スイッチ２０２、関連回路素子２５０、ケーブル、および様々な抵抗器２０８、２１０、２１２、２１６、２１８と関連する様々な電圧は、電池２１４または電源２６２の電圧から最終的に得られるので、コントローラ２６８によって生成されるか、または読み取られる比較電圧レベルは、電池２１４または電源２６２の電圧に基づくことが可能であり、それにより、電池２１４または電源２６２の電圧は変動するので、それに応じて比較電圧レベルが上下し得る。

例示の実施形態では、任意選択の電源電圧インターフェース回路２３０が、電源２６２とコントローラ２６８との間で利用可能である。例示の実施形態では、任意選択の電源電圧インターフェース回路２３０は、電源２６２のアナログ電圧を感知するために、およびデジタル信号２３２をコントローラ２６８に示すために動作可能なアナログ／デジタル変換器を含むことが可能である。しかし、先に示したように、コントローラ２６８がアナログ入力に必要なオンボード回路素子を含む場合、任意選択の電源電圧インターフェース回路２３０は、（電源電圧インターフェース回路２３０を囲む破線の四角形によって示されるように）必要でなくてもよい。

本発明の例示の実施形態によれば、故障検出回路２００は、１つまたは複数のスイッチ２０２の導体、例えば、第１の接触導体２０９および／または第２の接触導体２０５がアース接地またはシャーシ接地と接触するとき検出に利用可能な接地漏れ検出回路２７０を含むことが可能である。例示の実施形態では、接地漏れ検出回路２７０は、電源２６２の正リードに結合可能な第１の電場導体２０９と連通しており、スイッチ２０２と連通していてもよい。例示の実施形態では、第１の電場導体２０９は、抵抗器Ｒｐ２２４の一方の端部に接続可能である。例示の実施形態では、抵抗器Ｒｐ２２４の他方の端部は、アースおよび／またはシャーシ接地２２５に接続可能である。例示の実施形態では、第１の電場導体２０９はまた、漏れ比較器回路２２８の正入力に接続可能であり、その回路は、例示の実施形態によれば、アナログ／デジタル変換器を有することが可能である。例示の実施形態では、漏れ比較器回路２２８は、入力における差動電圧に比例した出力を供給することが可能な演算増幅器を含むことが可能である。

例示の実施形態によれば、接地漏れ検出回路２７０は、一方の端部においてはアースおよび／またはシャーシ接地に、他方の端部においては回路の負リード接続部２１１に結合されている抵抗器Ｒｎ２２６を含むことが可能である。例示の実施形態によれば、第２の電場導体は、電源２１４の負のリードに結合可能である。例示の実施形態によれば、回路の負リード接続部２１１はまた、比較器回路２２８の負入力に結合可能である。例示の実施形態によれば、接地漏れ検出回路２７０は、漏れ比較器２２８への入力（２０９、２１１）において示される差分電圧を表す出力信号２３４を供給することが可能である。例えば、回路の通常動作中、スイッチワイヤ（２０９、２０５、２１１）がアースまたはシャーシ接地に短絡しない場合、漏れ比較器の入力（２０９、２１１）において示される差動電圧は、電源２６２の電圧とほぼ等しくてよい。しかし、第１の接触導体２０９と連通している回路の一部分が接地と接触するか、または接地への漏れを生じる場合、第１の接触導体２０９における電圧は、ほぼ接地電位に下がってよい。例示の実施形態によれば、第２の接触導体２０５がアースまたはシャーシ接地と接触していない場合、結果的に、電源２６２は正リードまたは第１の電場導体２０９においてアースまたはシャーシ接地２２５で参照され、次に、回路の負リード接続部２１１は接地電圧より下に押し下げられることになり得、電流は、シャーシまたはアース接地２２５から抵抗器Ｒｎ２２６を流れることが可能であり、回路の負リード接続部２１１において接地２２５に対する回路網の負電圧が生成される。例示の実施形態により、この状態は、漏れ比較器２２８の入力の両端間に負の差動電圧を示すことが可能であり、したがって、接地漏れ信号２３４は、接地された第１の電場導体を示すことが可能である。

例示の実施形態によれば、接地漏れ検出器回路２７０は、比較器２２８およびデジタル／アナログ変換器２２９を含むことが可能である。例示の実施形態では、シャーシまたはアース接地２２５は、基準用に比較器２２８に結合可能である。例示の実施形態では、マイクロプロセッサまたはコントローラ２６８が任意の数の基準出力信号２３３を供給して、接地漏れ検出回路出力２３４と接地漏れを比較することが可能である。例示の実施形態によれば、接地漏れ検出回路出力２３４は、漏れ比較器２２８差動入力の存在する電圧を示しても、またはその電圧に比例してもよく、あるいは接地漏れ検出回路出力２３４は、デジタル／アナログ変換器２２９から漏れ比較器２２８に入力される（およびコントローラ２６８からのデジタル基準出力２３３から抽出される）信号が比較器２２８における他の入力のいずれよりも高いか、または低いかを示すことが可能なデジタル高信号でも、またはデジタル低信号でもよい。

別の例示の実施形態によれば、回路の負リード接続部２１１は、アースまたはシャーシ接地２２５と接触しても、あるいは漏れ電流を接地に導いてもよく、この場合、通常の（接地されていない）回路の負リード接続部２１１（すなわち、負電源電位）と、接地されている回路の負リード接続部２１１との間のいずれの電位差も、抵抗器Ｒｎ２２６を流れる（または流れない）漏れ電流によって検出可能であることができ、このような電流は、漏れ比較器２２８の負入力において示される電位を変化させることがあり得る。

例示の実施形態によれば、第１の電場導体２０９および回路の負リード接続部２１１がともに、アースもしくはシャーシ接地２２５と、または（接地とは関係なく）互いに接触する（あるいは漏れ電流を導く）場合、漏れ比較器２２８の入力に示される差動電圧は、約ゼロであってよい。そのため、本発明の例示の実施形態によれば、接地漏れ検出器回路素子２７０は、（１）第１の電場導体２０９が接地２２５に短絡した、もしくは漏れ電流を導いている、（２）回路の負リード接続部２１１が接地２２５に短絡した、もしくは漏れ電流を導いている、および／または（３）第１の電場導体２０９と回路の負リード接続部２１１とがともに、接地２２５もしくは互いに短絡した、または漏れ電流を導いていることを含むが、それらに限定されない少なくとも３つの接地故障状態を区別することを可能にできる。

本発明の例示の実施形態によれば、漏れ比較器回路２２８は、接地漏れ信号２３４をコントローラ２６８によって読み取るためのデジタル形式に変換する任意選択のアナログ／デジタル変換器を含むことが可能である。別の例示の実施形態では、漏れ比較器回路２２８は、アナログ構成要素を含むことが可能であり、コントローラ２６８がコントローラ２６８によってまたはコントローラのマイクロプロセッサによって処理するあるいは読み取るため、アナログ信号をインターフェースおよび変換するために必要な構成要素を含む場合、接地漏れ信号２３４はアナログであってよい。

次に、全体的な故障検出システム２００に戻ると、例示の実施形態では、電場電圧値入力２１９に示される種々の相対電圧レベルは、スイッチ２０２と関連する様々な配線と関連して対応する状態を示すことが可能である。例えば、および様々な抵抗器（２０４、２０６、２０８、２１０、２１２、２１６、２１８）について選択された値の選択に応じて、フル電源２６２のおよそ６０％の電圧値は、感知接点が開放または閉鎖していることを示すことが可能である。別の例示の実施形態では、フル電源２６２のおよそ１０％の電圧値は、内部接続部２６４またはケーブルワイヤが、端子盤回路２６０と取得盤回路２６６との間で開放していることを示すことが可能である。別の例示の実施形態では、フル電源２６２のおよそ２０％の電圧値は、（Ｒｘ２０４がスイッチに取り付けられている場合）スイッチへの配線が開放していることを示すことが可能である。例示の実施形態によれば、様々な抵抗器（２０４、２０６、２０８、２１０、２１２、２１６、２１８）は、入力回路を変更するように動作することが可能であり、それにより、接点制御電圧は、複数の値を有する（閾値は、電池または電源２６２の電圧に比例していることが可能であるので、一般的な値を％で示す）。例えば、電源基準２３２は、電場電圧入力値２１９と比較するための基準を設けることが可能である。例えば、電場電圧入力２１９が、およそフル電源２６２の電圧（およそ１００％）であるとき、このような状態は、閉鎖スイッチ２０２を示すことが可能である。例示の実施形態では、電場電圧入力２１９が電源２６２のおよそ２４％〜２８％の電圧であるとき、それは、並列抵抗器Ｒｘ２０４が取り付けられている場合の開放スイッチ２０２を示すことが可能である。例示の実施形態では、電場電圧入力２１９がフル電源２６２のおよそ１３％〜およそ１７％の電圧であるとき、このような状態は、接点に対する開放ワイヤ、または並列抵抗器Ｒｘを含まない開放スイッチ２０２について示すことが可能である。例示の実施形態では、電場電圧入力２１９がフル電源２６２のおよそ０％の電圧であるとき、このような状態は、端子盤回路素子２６０と取得盤回路素子２６６との間の相互接続ケーブル２６４のワイヤ開放を示すことが可能である。

本発明の例示の実施形態によれば、いくつかの状況が、開放ワイヤまたは接地故障を感知するために生じ得る。第１の状況では、および例示の実施形態によれば、感知抵抗器Ｒｘ２０４およびＲｙ２０８が存在し、Ｒｚ２０６が存在し得るか、またはバイパスされ得、スイッチ２０２が第１の接触導体２０９において存在する接地故障により開放しているか、または閉鎖している。この状況では、接地漏れ検出器回路素子２７０（および具体的には、任意選択の比較器およびデジタル／アナログ変換器２３１）は、抵抗器Ｒｐ２２４とＲｎ２２６との両端間の電圧差に基づいて第１の接触導体２０９における接地故障を検出することが可能である。

第２の状況では、および例示の実施形態によれば、感知抵抗器Ｒｘ２０４およびＲｙ２０８が存在し、Ｒｚ２０６が存在し得るか、またはバイパスされ得、スイッチ２０２が第２の接触導体２０５において存在する接地故障により開放しているか、または閉鎖している。この状況では、取得盤回路素子２６６（および具体的には、任意選択の比較器およびデジタル／アナログ変換器２７２）は、このような電場状態に対応することが可能な比較値に基づいて第２の接触導体２０５における接地故障を検出することが可能である。

第３の状況では、および例示の実施形態によれば、感知抵抗器Ｒｘ２０４およびＲｙ２０８が接続されていないか、または開放していることが可能であり、Ｒｚ２０６が存在し得るか、またはバイパスされ得、スイッチ２０２が第１の接触導体２０９において存在する接地故障により開放しているか、または閉鎖している。この状況では、接地漏れ検出器回路素子２７０（および具体的には、任意選択の比較器およびデジタル／アナログ変換器２３１）は、抵抗器Ｒｐ２２４とＲｎ２２６との両端間の電圧差に基づいて第１の接触導体２０９における接地故障を検出することが可能である。

第４の状況では、および例示の実施形態によれば、感知抵抗器Ｒｘ２０４およびＲｙ２０８が接続されていないか、または開放していることが可能であり、Ｒｚ２０６がバイパスされ得、スイッチ２０２が第２の接触導体２０５において存在する接地故障により閉鎖している。この状況では、接地漏れ検出器回路素子２７０（および具体的には、任意選択の比較器およびデジタル／アナログ変換器２３１）は、抵抗器Ｒｐ２２４とＲｎ２２６との両端間の電圧差に基づいて第２の接触導体２０５における接地故障を検出することが可能である。

第５の状況では、および例示の実施形態によれば、感知抵抗器Ｒｘ２０４およびＲｙ２０８が接続されていないか、または開放していることが可能であり、Ｒｚ２０６が存在し得るか、またはバイパスされ得、スイッチ２０２が第２の接触導体２０５において存在する接地故障により開放している。この状況では、取得盤回路素子２６６（および具体的には、任意選択の比較器およびデジタル／アナログ変換器２７２）は、このような電場状態に対応することが可能な比較値に基づいて第２の接触導体２０５における接地故障を検出することが可能である。

例示の実施形態では、抵抗器の値の選択は、電流引込みによって管理され得る。例えば、一実施形態によれば、並列抵抗器Ｒｘ２０４およびＲｙ２０８の値は、開放感知電圧をそれほど高くしないようにするために、およびＲｘとＲｙを介して引き込まれる電流を制限するために十分高く設定可能である。例えば、抵抗があまりにも高い場合、適切に接続するための開放電圧は、開放ワイヤの場合とそれほど異ならない可能性があり、検出閾値の維持を困難にする。本発明の例示の実施形態によれば、抵抗器Ｒｘ２０４およびＲｙ２０８は、およそ７５０Ｋオームに設定可能である。他の例示の実施形態は、本発明の範囲から逸脱することなく、約１Ｋオームから約１Ｍオームの範囲に抵抗値のいずれかを設定することを含む。

本発明の例示の実施形態によれば、コントローラ２６８は、取得比較器２２２によって電場電圧値入力２１９と比較するための基準電圧値入力２２１に対する一連の比較電圧を供給することが可能である。例示の実施形態では、基準電圧値入力２２１に対する比較電圧は、デジタル／アナログ変換器２２２により変換可能である。別の例示の実施形態では、コントローラ２６８は、アナログ信号としてこれを供給可能にすることができる。例示の実施形態では、および基準電圧値入力２２１に基づいて、比較器は、種々の基準電圧に比較して電場電圧値入力２１９の関係を判定するために利用可能である。例えば、コントローラ２６８は、第１の基準を生成して、基準電圧値入力２２１によって比較器２２０に示すことで開始することが可能である。比較値出力２２３が、高または低のいずれかであると評価可能であり、その値は記録可能である。次いで、コントローラ２６８は、第２の基準（など）を生成して、基準電圧値入力２２１によって比較器２２０に示すことが可能であり、やはり比較値出力２２３は、高または低のいずれかであると評価可能であり、その値は記録可能である。例示の実施形態によれば、このプロセスは、種々の基準により（例えば、４回）繰返し可能であり、電場状態が評価可能である。例えば、比較値出力２２３の順序が「低（Ｌｏｗ）−低（Ｌｏｗ）−低（Ｌｏｗ）−低（Ｌｏｗ）」である場合、それは、端子盤回路素子２６０と取得盤回路素子２６６との間のワイヤ故障（開放）を示すことが可能である。例示の実施形態によれば、比較値出力２２３の順序が、「高（Ｈｉｇｈ）−高（Ｈｉｇｈ）−高（Ｈｉｇｈ）−高（Ｈｉｇｈ）」である場合、それは、通常動作の下、閉鎖接点２０２を示すことが可能である。このような一連の４つの基準電圧値入力２２１は、５つの故障を評価するために作成可能である。例示の実施形態では、３つの故障タイプの評価には、一連の２つ基準電圧値入力２２１が必要であり得る。

例示の実施形態によれば、複数のスイッチ２０２、および複数のスイッチ２０２と関連する複数の関連電場ワイヤ（２０９、２１１）が、先に示したもの、ならびに図１および図２に示したものと類似しているが、任意選択のマルチプレクサを追加した回路を使用して評価可能である。例えば、このようなマルチプレクサは、取得比較器回路素子２２０の前に挿入可能である。例示の実施形態では、複数の入力（例えば、複数の電場電圧値入力２１９）が、マルチプレクサへの入力として使用可能である。例示の実施形態では、マルチプレクサの出力は、比較器２２０への入力をもたらすことが可能である。例示の実施形態では、マルチプレクサの切替え順序およびタイミングは、コントローラ２６８によって制御可能である。

本発明の例示の実施形態により、入力回路２５０での接地故障は、第１の接触導体２０９における入力側での故障を含み得、それは、電池２１４の正側での接地故障と等価である。この故障は、接地漏れ検出器回路素子２７０によって直接検出可能である。本発明の例示の実施形態により、入力回路２５０での接地故障は、第２の接触導体２０５におけるスイッチ回路素子２５０出力側での故障を含み得る。このような故障は、２つのバランス抵抗器Ｒｐ２２４およびＲｎ２２６をもはや流れない、具体的には、接地故障が、Ｒｐ（２２４）の両端間に並列抵抗を効果的に加える場合の比較的小さい電流の増分を迂回させることがあり得る。各入力回路２５０内のこの少量の電位接地故障電流は、安全ガイドライン内である量に抵抗器Ｒｘ２０４、Ｒｙ２０８、およびＲｚ２０６によって制限されることになる。

例示の実施形態によれば、ジャンパ２０７が取り付けられ、スイッチ２０２が閉じている場合、この状態は、電池２１４の正側から接地に対する直接接続の最悪の場合を招くことがあり得、それにより、Ｒｐ２２４の両端間の電圧がコントローラ２６８を介してＤＡＣ２２９によって設定されるその閾値範囲の外側であるために、１つの接地故障だけで、検出させるには十分である。しかし、ジャンパ２０７が取り付けられていない場合、並列抵抗は、スイッチ２０２が開いているときは、Ｒｚ２０６と直列であるとともにＲｙ２０８と並列であるＲｘ２０４か、またはスイッチが閉じているときは、Ｒｚ２０６およびＲｙ２０８の並列かのいずれかの組合せである。この並列抵抗は、典型的には、１００Ｋオーム以上の範囲の構成要素から形成されるので、通常、１０Ｋオーム〜１００Ｋオームの範囲にあるＲｐ２２４との並列では、たった１つの接地故障だけで、Ｒｎ２２６の両端間の電圧に比較して、Ｒｐ２２４の両端間の電圧に比較的小さい変化をもたらすには十分な電流を迂回させることが可能である。この比較的より小さい量の電圧変化が、第２の接触導体２０５における個々の接地故障による場合、比較器２２８に状況を変えさせるために、迂回電流は（コントローラ２６８を介して、ＤＡＣ２２９によって設定される）閾値をパスするほど十分に大きくなくてもよく、第２の接触導体２０５における個々の接地故障は見逃されることになり得る。しかし、このような故障はやはり、安全ガイドラインに入っていることが可能であり、それは、典型的には、全接地故障により接地まで通過する電流の量と関係している。例えば、この場合、電流はやはり、個々のスイッチ入力回路における抵抗の並列組合せによって安全ガイドライン内に制限可能である。例示の実施形態によれば、他の入力回路が、それらの入力配線の第２の接触導体２０５において生じる接地故障を有するので、接地への追加の電流経路が、比較器２２８およびコントローラ２６８による検出により、Ｒｎ２２６の両端間の電圧に対するＲｐ２２４の両端間の電圧の追加の変更をもたらすことがあり得る。

次に、電気故障を判定するための例示の方法３００を図３の流れ図を参照して説明する。方法３００は、ブロック３０２から開始し、例示の実施形態によれば、少なくとも１つのスイッチと並列連通している少なくとも１つの第１のスイッチ検出器抵抗器を備えるスイッチ回路素子を設けるステップを含む。

ブロック３０４では、および例示の実施形態によれば、方法３００は、スイッチ回路素子と並列連通しており、電源と連通している少なくとも１つの端子盤抵抗器を備える端子盤回路素子を設けるステップを含む。ブロック３０６では、および例示の実施形態によれば、方法３００は、電源基準を受け取るステップを含む。ブロック３０８では、および例示の実施形態によれば、方法３００は、電圧比較回路素子によって、スイッチ回路素子および端子盤回路素子から伝えられた電圧を示す電場電圧に基づく電場電圧値を発生基準電圧値と比較するステップを含み、発生基準電圧値が、電源基準に少なくとも部分的に基づいている。ブロック３１０では、および例示の実施形態によれば、方法３００は、電場電圧値および発生基準電圧の比較に少なくとも部分的に基づいて比較値出力を生成するステップを含む。ブロック３１２では、および例示の実施形態によれば、方法３００は、比較値出力に少なくとも部分的に基づいて複数の電場状態のうちの１つを判定するステップを含む。方法３００は、ブロック３１２の後に終了する。

次に、接地漏れ電気故障を判定するための例示の方法４００を図４の流れ図を参照して説明する。方法４００は、ブロック４０２から開始し、例示の実施形態によれば、電場電圧値を電圧比較回路素子に送るステップを含み、電場電圧値が、切替え回路素子と並列連通している少なくとも１つの端子盤抵抗器から伝えられた電圧に少なくとも部分的に基づいている。ブロック４０４では、および例示の実施形態によれば、方法４００は、発生基準電圧値を電圧比較回路素子に送るステップを含む。ブロック４０６では、および例示の実施形態によれば、方法４００は、電圧比較回路素子の出力に少なくとも部分的に基づいて複数の電場状態のうちの少なくとも１つを判定するステップを含む。方法４００は、ブロック４０６の後に終了する。

次に、接地漏れ電気故障を判定するための例示の方法５００を図５の流れ図を参照して説明する。方法５００は、ブロック５０２から開始し、例示の実施形態によれば、第１の接触導体と連通している正リードと、第２の電場導体と連通している負リードとを有する電圧源を設けるステップを含み、第１の接触導体が、第１の抵抗器Ｒｐを介して接地に接続され、第２の電場導体が、第２の抵抗器Ｒｎを介して接地に接続されている。ブロック５０４では、および例示の実施形態によれば、方法５００は、第１の接触導体と関連する第１の電位を監視するステップを含む。ブロック５０６、および例示の実施形態によれば、方法５００は、監視された第１の電位に少なくとも部分的に基づいて第１の接触導体と関連する状態を判定するステップを含む。方法５００は、ブロック５０６の後に終了する。

次に、接地漏れ電気故障を判定するための例示の方法６００を図６の流れ図を参照して説明する。方法６００は、ブロック６０２から開始し、例示の実施形態によれば、第１の接触導体と連通している正リードと、回路の負リード接続部と連通している負リードとを有する電圧源を設けるステップを含み、第１の接触導体が、第１の抵抗器Ｒｐを介して接地に接続され、回路の負リード接続部が、第２の抵抗器Ｒｎを介して接地に接続されている。ブロック６０４では、および例示の実施形態によれば、方法６００は、第１の接触導体と関連する第１の電位を監視するステップを含む。ブロック６０６では、および例示の実施形態によれば、方法６００は、監視された第１の電位に少なくとも部分的に基づいて第１の接触導体と関連する状態を判定するステップを含む。方法６００は、ブロック６０６の後で終了する。

本発明の例示の実施形態は、複数の電場状態のうちの１つを判定するステップを含み、判定するステップは、命令を含み、電圧比較回路素子（２２０）と連通している、コントローラ（１１８）によって少なくとも部分的に実行される。本発明の例示の実施形態は、スイッチ回路素子（２５０）を含み、このスイッチ回路素子（２５０）は、少なくとも１つのスイッチ（２０２）と直列連通している少なくとも１つの第２のスイッチ検出器抵抗器（２０６）をさらに含む。

本発明の例示の実施形態は、端子盤回路素子（１１０）およびコントローラ（１１８）と連通している漏れ検出回路素子（２２８）を備える接地漏れ検出器回路素子（１２０）を設けるステップであって、接地漏れ検出回路素子（１２０）が、電源（１１２）および第１の電場導体（２０９）と連通しており、接地漏れ検出回路素子（１２０）が、回路の負リード接続部（２１１）と直列連通している少なくとも第１の分割器抵抗器（２２４）および第２の分割器抵抗器（２２６）を含み、第１の分割器抵抗器（２２４）と第２の分割器抵抗器（２２６）との間に接続された接地を含む抵抗器回路網を備える、ステップと、接地漏れ検出器回路素子（１２０）により１つまたは複数の電圧を生成するステップであって、その１つまたは複数の電圧が、通常動作、接地されている第１の電場導体（２０９）、または接地されている回路の負リード接続部（２１１）のうちの１つまたは複数の状態にそれぞれ対応する、ステップと、接地漏れ検出器回路素子（１２０）によって生成された１つまたは複数の電圧に少なくとも基づいて１つまたは複数の状態を判定するステップとを含む。例示の実施形態は、複数の電場状態を判定するステップを含み、その複数の電場状態が、（ａ）ワイヤ開放状態、（ｂ）スイッチ開放状態、（ｃ）スイッチ閉鎖状態、（ｄ）ワイヤ対ワイヤの短絡状態、（ｅ）接地されているワイヤ状態、（ｆ）端子盤回路素子と取得盤回路素子との間のワイヤ故障、または（ｇ）通常状態のうちの１つまたは複数を含む。例示の実施形態は、切替え回路素子（２０２）を含み、切替え回路素子（２０２）が、複数の電場状態のそれぞれに応答して電場電圧値（２１９）を生成するように動作可能であり、それにより、取得盤回路素子（１１６）の電圧比較回路素子（２２０）によって発生基準電圧値（２２１）に対して比較されると、電場状態を判定するためにコントローラによって利用可能な出力（２２３）が生成されることになる。

次に、電気故障を判定するための別の例示の方法４００を図４の流れ図を参照して説明することにする。方法４００は、ブロック４０２から開始し、例示の実施形態によれば、電場電圧値を電圧比較回路素子に送るステップを含み、電場電圧値が、切替え回路素子と並列連通している少なくとも１つの端子盤抵抗器から伝えられた電圧に少なくとも部分的に基づいている。ブロック４０４では、および例示の実施形態によれば、方法４００は、発生基準電圧値を電圧比較回路素子に送るステップを含む。ブロック４０６では、および例示の実施形態によれば、方法４００は、電圧比較回路素子の出力に少なくとも部分的に基づいて複数の電場状態のうちの少なくとも１つを判定するステップを含む。方法４００は、ブロック４０６の後に終了する。

本発明の例示の実施形態は、切替え回路素子（２５０）を含み、切替え回路素子（２５０）が、少なくとも１つのスイッチ（２０２）と直列連通している少なくとも１つの第２のスイッチ検出器抵抗器（２０６）をさらに含み、少なくとも１つの第２のスイッチ検出器抵抗器（２０６）が、少なくとも１つのスイッチ（２０２）と、少なくとも１つの端子盤抵抗器（２０８）との間に生じる電場ワイヤ故障を判定することを容易にする。例示の実施形態は、電圧比較回路素子（２２０）において複数の電場電圧値（２１９）を受け取るステップであって、複数の電場電圧値（２１９）のそれぞれが、対応する複数のスイッチ（２０２）と並列連通している複数の端子盤抵抗器（２０８）のうちの少なくとも１つから伝えられた電圧に少なくとも部分的に基づいている、ステップと、複数の電場電圧値（２１９）および発生基準電圧値（２２１）に少なくとも部分的に基づいて複数のスイッチ（２０２）と関連する複数の電場状態のうちの少なくとも１つを判定するステップであって、発生基準電圧値（２２１）が、電源基準（２３２）に少なくとも部分的に基づいている、ステップとを含む。

本発明の例示の実施形態は、電気故障を判定するためのシステムを含む。システムは、少なくとも１つのスイッチ（２０２）と並列連通している少なくとも１つの第１のスイッチ検出器抵抗器（２０４）を備えるスイッチ回路素子（１０４）と、スイッチ回路素子（１０４）と並列連通し、電源（１１２）と連通している少なくとも１つの端子盤抵抗器（２０８）を備える端子盤回路素子（１１０）と、第１の入力として発生基準電圧値（２２１）を、および第２の入力として電場電圧値（２１９）を受け取るように、ならびに比較値（２２３）を出力するように動作可能な電圧比較回路素子（２２０）を備える取得盤回路素子（１１６）であって、電場電圧値（２１９）が、スイッチ回路素子（１０４）および端子盤回路素子（１１０）から伝えられた電圧を示す、取得盤回路素子と、少なくとも１つのプロセッサおよび命令を含むコントローラ（１１８）であって、コントローラが、電源基準（２３２）を受け取り、電源基準（２３２）に少なくとも部分的に基づいて電圧比較回路素子（２２０）に対する発生基準電圧値（２２１）を制御し、電圧比較回路素子（２２０）から比較値出力（２２３）を受け取り、比較値（２２３）に少なくとも部分的に基づいて複数の電場状態のうちの１つを判定するようになされている、コントローラとを含む。

例示の実施形態では、スイッチ回路素子（２５０）は、少なくとも１つのスイッチ（２０２）と直列連通している少なくとも１つの第２のスイッチ検出器抵抗器（２０６）をさらに備える。例示の実施形態は、電圧を生成するように動作可能であり、電源（１１２）および第１の電場導体（２０９）と直列連通している抵抗器分割器回路を含む、接地漏れ検出器回路素子（１２０）をさらに含み、抵抗器分割器回路が、回路の負リード接続部（２１１）と直列連通している少なくとも第１の分割器抵抗器（２２４）および第２の分割器抵抗器（２２６）を含み、第１の分割器抵抗器（２２４）と第２の分割器抵抗器（２２６）との間に接続された接地を含む。例示の実施形態では、接地漏れ検出器回路素子（１２０）は、端子盤回路素子（１１０）およびコントローラ（１１８）と連通している漏れ検出回路素子（２２８）をさらに含み、漏れ検出回路素子（２２８）が、スイッチ回路素子（１０４）と関連する電圧（２０９）と、接地（２２５）と関連する１つまたは複数の電圧とを比較するように動作可能である。本発明の例示の実施形態はシステムを含み、ここでは接地漏れ検出器回路素子（１２０）の両端間に発生した電圧が、通常動作、接地されている第１の電場導体（２０９）、または接地されている回路の負リード接続部（２１１）のうちの１つまたは複数に対応する。システムの例示の実施形態はあるシステムを含み、ここでは接地漏れ検出器回路素子（１２０）の両端間に発生した電圧が、第１のスイッチ検出器抵抗器（２０４）、第２のスイッチ検出器抵抗器（２０６）、第１の分割器抵抗器（２２４）、第２の分割器抵抗器（２２６）、第１の電場導体（２０９）、または回路の負リード接続部（２１１）のうちの１つまたは複数の接続に対応する。システムの例示の実施形態は、アナログ／デジタル変換器デバイス、またはデジタル／アナログ変換器デバイスのうちの１つまたは複数を含む取得盤回路素子（１１６）を含む。本発明の例示の実施形態によれば、複数の電場状態は、（ａ）ワイヤ開放状態、（ｂ）スイッチ開放状態、（ｃ）スイッチ閉鎖状態、（ｄ）ワイヤ対ワイヤの短絡状態、（ｅ）接地されているワイヤ状態、（ｆ）端子盤回路素子と取得盤回路素子との間のワイヤ故障、または（ｇ）通常動作のうちの１つまたは複数を含むことが可能である。例示の実施形態では、スイッチ回路素子（２０２）は、複数の各電場状態のそれぞれに応答して、電場電圧値（２１９）を生成するように動作可能であり、それにより、取得盤回路素子（１１６）の電圧比較回路素子（２２０）によって発生基準電圧値（２２１）に対して比較されると、電場状態を判定するためにコントローラによって利用可能な出力（２２３）が生成されることになる。例示の実施形態では、複数の電場状態のそれぞれの状態と関連する出力（２２３）は、発生基準電圧値（２２１）に対する電場電圧値（２１９）の相対比較を表し、発生基準電圧値（２２１）が、電源基準（２３２）に少なくとも部分的に基づいている。例示の実施形態では、複数の電場状態のそれぞれの状態と関連する出力（２２３）は、それぞれの電場電圧値（２１９）によって示される発生基準電圧値（２２１）のパーセンテージを表す。

本発明の例示の実施形態によれば、接地漏れ電気故障を判定するための方法が提供される。方法は、第１の接触導体と連通している正リード、および第２の電場導体と連通している負リードを有する電圧源を設けるステップであって、第１の接触導体が、第１の抵抗器Ｒｐを介して接地に接続され、第２の電場導体が、第２の抵抗器Ｒｎを介して接地に接続されている、ステップと、第１の接触導体と関連する第１の電位を監視するステップと、監視された第１の電位に少なくとも部分的に基づいて第１の接触導体と関連する状態を判定するステップとを含む。例示の実施形態では、第１の接触導体（２０９）と関連する状態を判定するステップは、電圧源（２６２）と関連する電圧を判定するステップにさらに基づき、その状態は、第１の接触導体（２０９）が接地（２２５）に接続されているかどうかを判定するステップを含む。方法の例示の実施形態は、回路の負リード接続部（２１１）と関連する第２の電位を監視するステップと、電圧源（２６２）と関連する電圧を監視するステップと、監視された第２の電位と、電圧源（２６２）と関連する監視された電圧とに少なくとも部分的に基づいて回路の負リード接続部（２１１）と関連する状態を判定するステップとを含むことが可能である。例示の実施形態では、回路の負リード接続部（２１１）と関連する状態を判定するステップは、回路の負リード接続部（２１１）が、接地（２２５）に接続されているかどうかを判定するステップを含む。例示の実施形態によれば、第１の接触導体（２０９）と関連する第１の電位が、接地（２２５）に対して監視される。例示の実施形態では、回路の負リード接続部（２１１）と関連する第２の電位が、接地（２２５）に対して監視される。本発明の例示の実施形態によれば、電圧源（２６２）は、電池（２１４）を含む。

本発明の例示の実施形態は、接地漏れ電気故障を判定するための方法を含む。方法は、第１の接触導体（２０９）と連通している正リード、および回路の負リード接続部（２１１）と連通している負リードを有する電圧源（２６２）を設けるステップと、抵抗器Ｒｙ（２０８）によって電圧源（２６２）の正リードに接続され、抵抗器Ｒ１（２１０）によって電圧源（２６２）の負リードに接続される第２の接触導体（２０５）を設けるステップと、電源基準（２３２）を受け取るステップと、電圧比較回路素子（２２０）によって、第２の接触導体（２０５）から伝えられた電圧を表す電場電圧に基づく電場電圧値（２１９）を発生基準電圧値（２２１）と比較するステップであって、発生基準電圧値が、電源基準（２３２）に少なくとも部分的に基づいている、ステップと、電場電圧値（２１９）および発生基準電圧（２２１）の比較に少なくとも部分的に基づいて比較値出力（２２３）を生成するステップと、比較値出力（２２３）に少なくとも部分的に基づいて複数の電場状態のうちの１つを判定するステップとを含む。

例示の実施形態では、複数の電場状態のうちの少なくとも１つが、接地に接続される第２の接触導体（２０５）を含む。例示の実施形態では、電源基準（２３２）を受け取るステップが、電池（２１４）の電圧に基づいている。

本発明の例示の実施形態によれば、接地漏れ電気故障を判定するためのシステムが提供される。システムは、第１の接触導体（２０９）と連通している正リード、および回路の負リード接続部（２１１）と連通している負リードを有する電圧源（２６２）であって、第１の接触導体（２０９）が、第１の抵抗器Ｒｐ（２２４）を介して接地（２２５）に接続され、回路の負リード接続部（２１１）が、第２の抵抗器Ｒｎ（２２６）を介して接地（２２５）に接続されている、電圧源と、第１の接触導体（２０９）と関連する第１の電位を監視するために構成され、監視された第１の電位に少なくとも部分的に基づいて第１の接触導体（２０９）と関連する状態を判定するためにさらに構成されているコントローラ（２６８）とを含むことが可能である。例示の実施形態によれば、第１の接触導体（２０９）と関連する状態を判定するステップは、電源（２６２）と関連する電圧を判定するステップにさらに基づき、その状態は、第１の接触導体（２０９）が接地（２２５）に接続されているかどうかを判定するステップを含む。

例示の実施形態では、システムは、回路の負リード接続部（２１１）と関連する第２の電位を監視し、電源（２６２）と関連する電圧を監視し、監視された第２の電位と、電源（２６２）と関連する監視された電圧とに少なくとも部分的に基づいて回路の負リード接続部（２１１）と関連する状態を判定することが可能である。例示の実施形態によれば、コントローラ（２６８）は、回路の負リード接続部（２１１）が、接地（２２５）に接続されているかどうかを判定するためにさらに構成可能である。例示の実施形態では、第１の接触導体（２０９）と関連する第１の電位は、接地（２２５）に対して監視される。例示の実施形態では、回路の負リード接続部（２１１）と関連する第２の電位は、接地（２２５）に対して監視される。例示の実施形態によれば、電圧源（２６２）は、電池（２１４）を含むことが可能である。

例示の実施形態では、第２の接触導体（２０５）が、抵抗器Ｒｙ（２０８）によって電圧源（２６２）の正リードに接続され、抵抗器Ｒ１（２１０）によって電圧源（２６２）の負リードに接続されている。例示の実施形態によれば、コントローラ（２６８）は、電源基準（２３２）を受け取るステップと、電圧比較回路素子（２２０）によって、第２の接触導体（２０５）から伝えられた電圧を表す電場電圧に基づく電場電圧値（２１９）を発生基準電圧値（２２１）と比較するステップであって、発生基準電圧値が、電源基準（２３２）に少なくとも部分的に基づいている、ステップと、電場電圧値（２１９）および発生基準電圧（２２１）の比較に少なくとも部分的に基づいて比較値出力（２２３）を生成するステップと、比較値出力（２２３）に少なくとも部分的に基づいて複数の電場状態のうちの１つを判定するステップのためにさらに構成されている。例示の実施形態では、複数の電場状態のうちの少なくとも１つが、接地に接続される第２の接触導体（２０５）を含む。例示の実施形態では、コントローラ（２６８）は、監視された第１または第２の電位のうちの１つまたは複数を１つまたは複数のアナログ基準信号と比較するステップに少なくとも部分的に基づいて１つまたは複数のデジタル比較信号を受け取るステップのためにさらに構成されている。

したがって、本発明の例示の実施形態は、電場ワイヤ故障の検出を実現する特定のシステムおよび方法を創出する技術的効果をもたらすことが可能である。本発明の例示の実施形態は、接地故障検出を判定するためのシステムおよび方法を実現するさらなる技術的効果をもたらすことが可能である。

本発明の例示の実施形態では、故障検出システム１００および／または故障検出回路素子２００は、動作のいずれをも容易にするために実行される任意の数のハードウェアおよび／またはソフトウェアのアプリケーションを含むことが可能である。

例示の実施形態では、１つまたは複数のＩ／Ｏインターフェースが、故障検出システム１００および／または故障検出回路素子２００と、１つまたは複数の入力／出力デバイスとの間の通信を容易にすることが可能である。例えば、ユニバーサルシリアルバスポート、シリアルポート、ディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、および／またはディスプレイ、キーボード、キーパッド、マウス、コントロールパネル、タッチスクリーンディスプレイ、マイクロフォンなどの１つまたは複数のユーザインターフェースデバイスが、故障検出システム１００および／または故障検出回路素子２００とのユーザ相互作用を容易にすることが可能である。１つまたは複数のＩ／Ｏインターフェースは、多種多様な入力デバイスからのデータおよび／またはユーザ命令を受け取るか、あるいは収集するために利用可能である。受け取ったデータは、本発明の様々な実施形態で所望の１つまたは複数のコンピュータプロセッサによって処理可能、および／または１つまたは複数のメモリデバイスに保存可能である。

１つまたは複数の回路網インターフェースが、１つまたは複数の適切な回路網および／または接続に対する故障検出システム１００および／または故障検出回路素子２００の入力および出力の接続を容易にすることが可能であり、例えば、その接続は、システムと関連する任意の数のセンサとの通信を容易にする。１つまたは複数の回路網インターフェースは、外部のデバイスおよび／またはシステムと通信するための、例えば、ローカルエリアネットワーク、広域ネットワーク、インターネット、セルラネットワーク、無線周波ネットワーク、（ＴｅｌｅｆｏｎａｋｔｉｅｂｏｌａｇｅｔＬＭＥｒｉｃｓｓｏｎが所有する）Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）が使用可能なネットワーク、（Ｗｉ−ＦｉＡｌｌｉａｎｃｅが所有する）Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）が使用可能なネットワーク、衛星ネットワーク、任意の有線ネットワーク、任意の無線ネットワークなどの１つまたは複数の適切なネットワークへの接続をさらに容易にすることが可能である。

必要に応じて、本発明の実施形態は、図１および図２に示した構成要素を多かれ少なかれ有する故障検出システム１００および／または故障検出回路素子２００を含むことが可能である。

本発明を本発明の例示の実施形態により、システムおよび方法のブロック図と流れ図、および／またはコンピュータプログラム製品を参照して上述している。ブロック図と流れ図の１つまたは複数のブロック、およびブロック図と流れ図のブロックの組合せはそれぞれ、コンピュータ実行可能プログラム命令によって実施可能であることは理解されるであろう。同様に、ブロック図と流れ図のいくつかのブロックは、本発明のいくつかの実施形態により、必ずしも示した順序で実行される必要も、または必ずしもすべて実行される必要もなくてよい。

これらのコンピュータ実行可能プログラム命令は、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、プロセッサ、または特定のマシンを製造する他のプログラム可能データ処理装置上にロード可能であり、それにより、コンピュータ、プロセッサ、または他のプログラム可能データ処理装置において実行する命令は、流れ図の１つまたは複数のブロックに明示される１つまたは複数の機能を実施するために手段を創出する。これらのコンピュータプログラム命令はまた、コンピュータまたは他のプログラム可能データ処理装置を特定のやり方で機能するように導くことが可能なコンピュータ可読メモリに保存可能でもあり、それにより、そのコンピュータ可読メモリに保存された命令は、流れ図の１つまたは複数のブロックに明示される１つまたは複数の機能を実施する命令手段を含む製造品を製作する。一例として、本発明の実施形態は、コンピュータ可読プログラムコードまたは実装されているプログラム命令を中に含むコンピュータ使用可能媒体を含むコンピュータプログラム製品を提供することが可能であり、そのコンピュータ可読プログラムコードが、流れ図の１つまたは複数のブロックに明示される１つまたは複数の機能を実施するために実行されるようになされている。コンピュータプログラム命令はまた、一連の動作要素またはステップが、コンピュータまたはコンピュータ実施プロセスをもたらす他のプログラム可能装置において実行されることになるコンピュータあるいは他のコンピュータプログラム可能データ処理装置上にロード可能であり、それにより、コンピュータまたは他のプログラム可能装置において実行する命令が、流れ図の１つまたは複数のブロックに明示される機能を実施するための要素またはステップを提供する。

したがって、ブロック図と流れ図のブロックは、明示される機能を実行するための手段の組合せ、明示される機能を実行するための要素またはステップの組合せ、および明示される機能を実行するためにプログラム命令手段を支持する。ブロック図と流れ図の各ブロック、およびブロック図と流れ図のブロックの組合せが、明示される機能、要素またはステップ、あるいは専用のハードウェアおよびコンピュータ命令の組合せを実行する専用ハードウェアベースのコンピュータシステムによって実行可能であることも理解されるであろう。

本発明を、最も実践的であると現在考えられていること、および様々な実施形態と関連して説明してきたが、本発明が、開示される実施形態に限定されるべきものでなく、むしろ添付の特許請求の範囲内に含まれる様々な修正形態および均等な構成を網羅するものと意図されることを理解すべきである。本明細書では、特定の用語が使用されているが、それらは、一般的かつ記述的な意味のみで使用されており、限定を目的とするものではない。

この記述された説明は、例を使用して、最良のモードを含む本発明を開示し、またいずれのデバイスまたはシステムを製造および使用すること、ならびにいずれの組み込まれた方法を実行することを含む本発明を当業者が実施することを可能にする。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲に定義され、当業者なら思い付く他の例を含むことが可能である。このような他の例は、それらが特許請求の文言とは異ならない構造的要素を有する場合、またはそれらが特許請求の範囲の文言とは実質的に異ならない均等の構造的要素を含む場合、特許請求の範囲内にあるものと意図される。

１００電気故障検出システム
１０２装置
１０４スイッチ／回路素子
１０６制御システム
１０８スイッチへの／からのケーブル
１１０端子盤回路素子
１１２電池／電源
１１４内部接続部
１１６取得盤回路素子
１１８コントローラ
１２０接地漏れ検出器回路素子
２００故障検出システムの例示の実施形態
２０２スイッチ（複数可）
２０４Ｒｘ
２０５第２の電場接触導体
２０６Ｒｚ
２０７任意選択のバイパスまたはＲｚ
２０８Ｒｙ
２０９第１の接触導体
２１０Ｒ１
２１１第２の接触導体
２１２Ｒ２
２１４電池
２１６Ｒ３
２１８Ｒ４
２１９電場電圧値入力
２２０取得比較器
２２１基準電圧値入力
２２２デジタル／アナログ変換器
２２３比較値
２２４Ｒｐ
２２５アースまたはシャーシ接地
２２６Ｒｎ
２２８漏れ比較器
２２９任意選択のデジタル／アナログ変換器
２３０任意選択の電源電圧インターフェース回路素子
２３１任意選択の比較器およびＤ／Ａ
２３２電源基準
２３３接地漏れ比較用デジタル基準出力
２３４接地漏れ検出回路出力
２５２装置
２５６制御システム
２６０端子盤回路素子
２６２電池または電源
２６４相互接続部
２６６取得盤回路素子
２６８コントローラ
２７０接地漏れ検出器回路素子

Claims

第１の導体（２０９）を介してスイッチの第１の端に接続している正リード、および第２の導体を介して前記スイッチの第２の端に接続している負リードを有する電圧源（２６２）を設けるステップであって、前記スイッチと直列に直列抵抗器（２０６）が接続され、前記第１の導体（２０９）が、第１の抵抗器Ｒｐ（２２４）を介して接地（２２５）に接続され、前記第２の導体が、第２の抵抗器Ｒｎ（２２６）を介して前記接地（２２５）に接続されている、ステップと、
前記第１の導体（２０９）に接続した第１の入力と、前記第２の導体に接続した第２の入力とを有する電圧比較器を備える故障検出回路を用意するステップと、
前記第１及び第２の導体が短絡していることと前記スイッチの閉鎖とを判別するために、前記電圧比較器の前記第１及び第２の入力の電圧の差を表す出力信号を生成するステップと、
を含む故障を判定するための方法。
第１の導体（２０９）を介してスイッチの第１の端に接続している正リード、および第２の導体を介して前記スイッチの第２の端に接続している負リードを有する電圧源（２６２）を設けるステップであって、前記スイッチと並列に並列抵抗器が接続され、前記第１の導体（２０９）が、第１の抵抗器Ｒｐ（２２４）を介して接地（２２５）に接続され、前記第２の導体が、第２の抵抗器Ｒｎ（２２６）を介して前記接地（２２５）に接続されている、ステップと、
前記第１の導体（２０９）に接続した第１の入力と、前記第２の導体に接続した第２の入力とを有する電圧比較器を備える故障検出回路を用意するステップと、
前記第１又は第２の導体が破損したことと前記スイッチの開放とを判別するために、前記電圧比較器の前記第１及び第２の入力の電圧の差を表す出力信号を生成するステップと、
を含む故障を判定するための方法。
第１の導体（２０９）を介してスイッチの第１の端と連通している正リード、および第２の導体を介して前記スイッチの第２の端と連通している負リードを有する電圧源（２６２）を設けるステップであって、前記スイッチと直列に直列抵抗器（２０６）が接続され、前記第１の導体が第１の抵抗器を介して接地に接続され、前記第２の導体が第２の抵抗器を介して前記接地に接続される前記ステップと、
前記第１の導体（２０９）に接続した第１の入力と、前記第２の導体に接続した第２の入力とを有する電圧比較器を備える故障検出回路を用意するステップと、
コントローラまたはマイクロプロセッサを使用して、前記電圧源（２６２）から、前記コントローラまたは前記マイクロプロセッサが受け取った電源基準（２３２）に少なくとも部分的に基づいて基準電圧値を生成するステップと、
前記第１又は第２の導体に現れる電圧値と生成された前記基準電圧値との比較に少なくとも基づいて、前記故障検出回路から比較値出力（２２３）を生成するステップと、
前記比較値出力（２２３）に少なくとも部分的に基づいて
前記第１及び第２の導体が短絡していることと前記スイッチの閉鎖とを判別するステップと
を含む故障を判定するための方法。
第１の導体（２０９）を介してスイッチの第１の端と連通している正リード、および第２の導体を介して前記スイッチの第２の端と連通している負リードを有する電圧源（２６２）を設けるステップであって、前記スイッチと並列に並列抵抗器が接続され、前記第１の導体が第１の抵抗器を介して接地に接続され、前記第２の導体が第２の抵抗器を介して前記接地に接続される前記ステップと、
前記第１の導体（２０９）に接続した第１の入力と、前記第２の導体に接続した第２の入力とを有する電圧比較器を備える故障検出回路を用意するステップと、
コントローラまたはマイクロプロセッサを使用して、前記電圧源（２６２）から、前記コントローラまたは前記マイクロプロセッサが受け取った電源基準（２３２）に少なくとも部分的に基づいて基準電圧値を生成するステップと、
前記第１又は第２の導体に現れる電圧値と生成された前記基準電圧値との比較に少なくとも基づいて、前記故障検出回路から比較値出力（２２３）を生成するステップと、
前記比較値出力（２２３）に少なくとも部分的に基づいて
前記第１又は第２の導体が破損したことと前記スイッチの開放とを判別するステップと
を含む故障を判定するための方法。
電源電圧インターフェース回路が、前記電圧源（２６２）の電圧を感知するステップと、
前記電源電圧インターフェース回路が、感知した電圧を示す信号（２３２）をコントローラ（２６８）に送るステップと、
前記コントローラ（２６８）が、前記感知した電圧を示す信号（２３２）に基づいてデジタル基準出力（２３３）を生成するステップと、
前記コントローラ（２６８）が、前記デジタル基準出力（２３３）を第１のデジタル／アナログ変換器（２２９）に送信するステップと、
前記第１のデジタル／アナログ変換器（２２９）が、前記デジタル基準出力（２３３）に対応する基準電圧を前記電圧比較器に供給するステップと、
前記基準電圧を前記電圧比較器内で使用して、前記第１の導体が前記接地に接続していることを示す第１の電圧レベルで前記出力信号を生成するステップと、
を含み、
前記電圧源（２６２）が、電池（２１４）を備える、請求項１乃至４のいずれかに記載の方法。
前記第１または第２の導体が、接地（２２５）に接続されているかどうかを判定するステップを含む請求項１乃至５のいずれか記載の方法。
電圧源と、
電圧比較器を備える故障検出回路と、
前記電圧源の正の側、スイッチの第１の端及び、前記電圧比較器の第１の入力に接続する第１の導体と、
前記電圧源の負の側、前記スイッチの第２の端及び、前記電圧比較器の第２の入力に接続する第２の導体と、
接地に接続する近接端と、前記電圧源の前記正の側及び、前記電圧比較器の前記第１の入力に接続した遠位端とを備える第１の抵抗器と、
前記接地に接続する近接端と、前記電圧源の前記負の側及び、前記電圧比較器の前記第２の入力に接続した遠位端とを備える第２の抵抗器と、
前記スイッチと直列に直列抵抗器（２０６）と、
を含み、
前記故障検出回路は、
前記第１及び第２の導体が短絡していることと前記スイッチの閉鎖とを判別するために、前記電圧比較器の前記第１及び第２の入力間の電位差を表す出力信号を提供するように構成されている、
システム。
電圧源と、
電圧比較器を備える故障検出回路と、
前記電圧源の正の側、スイッチの第１の端及び、前記電圧比較器の第１の入力に接続する第１の導体と、
前記電圧源の負の側、前記スイッチの第２の端及び、前記電圧比較器の第２の入力に接続する第２の導体と、
接地に接続する近接端と、前記電圧源の前記正の側及び、前記電圧比較器の前記第１の入力に接続した遠位端とを備える第１の抵抗器と、
前記接地に接続する近接端と、前記電圧源の前記負の側及び、前記電圧比較器の前記第２の入力に接続した遠位端とを備える第２の抵抗器と、
前記スイッチと並列に並列抵抗器と、
を含み、
前記故障検出回路は、
前記第１又は第２の導体が破損したことと前記スイッチの開放とを判別するために、前記電圧比較器の前記第１及び第２の入力間の電位差を表す出力信号を提供するように構成されている、
システム。
前記電圧源の電圧を感知する電源電圧インターフェース回路と、
前記電源電圧インターフェース回路が、感知した電圧を示す信号（２３２）受け取り、
前記が、前記感知した電圧を示す信号（２３２）に基づいてデジタル基準出力（２３３）を生成するコントローラ（２６８）、
前記コントローラ（２６８）から、前記デジタル基準出力（２３３）を受け取り、前記デジタル基準出力（２３３）に対応する基準電圧を前記電圧比較器に供給する第１のデジタル／アナログ変換器（２２９）と、
を含み、
前記電圧源（２６２）が、電池（２１４）を備える、請求項７または８に記載のシステム。
前記電圧源の正リードと、前記スイッチ（２０２）との間に接続を提供する端子盤回路素子（２６０）と、
前記第２の導体と前記端子盤回路素子（２６０）を介して接続する第２の抵抗器と、
前記第２の抵抗器からの感知入力電圧（２１９）を基準電圧値入力（２２１）と比較する第２の比較器（２２０）と、
コントローラからの信号に応じて前記基準電圧値入力（２２１）を生成する第２のデジタル／アナログ変換器（２２２）と、
を含む、請求項７乃至９のいずれかに記載のシステム。