JPH0917313A - 負荷回路保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 負荷回路停止中に自動的に保護特性の異常判
定を行う負荷回路保護装置を得る。 【構成】 母線に接続された電力線を介して給電される
負荷と、電力線に挿入されたコンタクタ３と、電力線か
ら電流情報Ｖａ、Ｖｂを検出する電流検出手段５、６
と、電流情報の異常検出時にコンタクタをトリップする
負荷回路保護手段１１とを備え、負荷回路保護手段は、
コンタクタの開閉状態を入力情報とする入力手段１１ｉ
と、電流情報の異常値に対応した電圧信号Ｖｃを発生す
る電圧発生手段１１ｅと、コンタクタを開閉制御するた
めの出力手段１１ｈと、電流情報および入力情報に基づ
いて電圧発生手段および出力手段を制御する演算記憶手
段１１ｍとを有し、演算記憶手段は、コンタクタの開放
時に電圧信号を取り込み、コンタクタをトリップするま
での時間に基づいて保護機能を診断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、異常電流等を検出し
たときに電力線をトリップして負荷および負荷回路を保
護するための負荷回路保護装置に関し、特に所定条件毎
に自動的に自己機能のチェックを行うための自動診断機
能を有する負荷回路保護装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、たとえば負荷回路系統におい
ては、過電流や不足電流等の異常電流に起因する負荷の
損傷または負荷回路の動作不良等を防止するために、過
電流または不足電流検出時に負荷に対する電流供給をト
リップ（遮断）するための負荷回路保護装置が設けられ
ている。

【０００３】このような負荷回路保護装置の信頼性を確
保するためには、定期点検時に負荷回路保護装置を電力
側および負荷側から切り離し、負荷回路保護装置の動作
特性等を測定してトリップ機能を診断する方法が採用さ
れている。

【０００４】図２０は一般的な負荷回路系統を示すブロ
ック構成図であり、図において、母線１はＲ、Ｓ、Ｔの
三相交流電力を供給する。母線１に接続された任意数
（ｎ個）の負荷回路１０、２０および３０は、それぞれ
同一構成からなり、代表的に負荷回路１０内に示される
ように、以下の構成要素２〜９を備えている。

【０００５】負荷回路開閉器２は、入力端が母線１の各
相に接続され、負荷回路１０に対する電力供給を開閉す
る。コンタクタ３は、入力端が負荷回路開閉器２の出力
端（負荷）側に接続され、負荷回路１０を開閉制御す
る。電動機等の負荷４は、コンタクタ３の出力端に接続
されて三相電力が供給される。

【０００６】変流器５は、負荷回路開閉器２とコンタク
タ３との間に設けられ、負荷４に向けて負荷回路１０内
に流れる電流を検出して三相全波電圧に変換する。零相
変流器６は、変流器５とコンタクタ３との間に設けら
れ、負荷回路１０の零相電流（三相電流が平衡している
ときには零となる）を検出する。

【０００７】電源トランス７は、負荷回路開閉器２の出
力端のＲ相およびＳ相間に一次巻線が接続されている。
外部情報入力用のスイッチ８は、電源トランス７の二次
巻線に関連して設けられており、外部トランス７の二次
側を制御電源としてデジタル信号を出力する。外部トラ
ンス７の二次側から提供される制御電源は、負荷回路保
護手段１１に対する各種の外部電源として用いられる。
スイッチ８は、たとえば、コンタクタ３と連動してコン
タクタ３の開閉状態を示すデジタル信号を出力する。

【０００８】また、負荷４を電動機とした場合、コンタ
クタ３は電動機の正転および逆転に対応した一対の並列
回路（ここでは、一方のコンタクタ３のみを図示してい
る）からなり、スイッチ８は、図示したように一対の接
点からなり、並列コンタクタ３の各開閉状態を示す。す
なわち、スイッチ８の一方の接点は、一方のコンタクタ
３が閉成されたとき（電動機の正転駆動時）に閉成さ
れ、スイッチ８の他方の接点は、他方のコンタクタ３が
閉成されたとき（電動機の逆転時）に閉成される。さら
に、両方のコンタクタ３が開放されたとき（電動機の停
止時）には、スイッチ８の両方の接点が開放されること
になる。

【０００９】コンタクタ３を開閉制御する負荷回路保護
手段９は、電源トランス７の二次巻線側から電源供給さ
れるとともに、変流器５および零相変流器６からの各検
出情報ならびにスイッチ８を介した外部情報が入力さ
れ、たとえば過電流等を検出したときには、コンタクタ
３をトリップさせることにより負荷回路１０および負荷
４を保護するようになっている。

【００１０】次に、図２０に示した従来の負荷回路保護
装置の機能診断動作について説明する。たとえば、負荷
回路１０に組み込まれた負荷回路保護手段９の動作特性
を診断する場合、まず、負荷回路開閉器２を開路して負
荷回路１０を停止させる。続いて、負荷回路保護手段９
に接続されたライン、すなわち、変流器５との接続線、
零相変流器６との接続線、電源トランス７との接続線、
および、入出力線等の全てのラインを外し、負荷回路保
護手段９を単品の状態にする。

【００１１】以下、負荷回路保護手段９内の各保護要素
について、それぞれ試験を実施していく。このとき、保
護要素としては、たとえば、過電流（限時特性、瞬時特
性、反限時特性、超反限時特性、プレアラーム等）、不
足電流、過電圧、不足電圧、欠相、漏電、地絡過電流、
地絡過電圧、方向地絡等がある。

【００１２】すなわち、外部より負荷回路保護手段９に
対し、上記保護要素および設定条件のそれぞれに合わせ
て、電圧（または電流）発生器等により、過電流に相当
する規定電圧（または規定電流）を入力し、欠相の場合
は、さらに欠相時の波形を入力する。続いて、これらの
信号入力からトリップ動作までの時間を計測し、誤差範
囲内にあるか否かを判定し、負荷回路保護手段９の動作
特性の正常性診断が行われる。

【００１３】他の負荷回路２０および３０内の負荷回路
保護装置についても、同様に、異常信号を入力してから
のトリップ動作時間を測定することにより、動作特性が
診断される。以上の負荷回路保護手段９の診断動作は、
たとえば保守作業員により定期的に実施される。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】従来の負荷回路保護装
置は以上のように、負荷回路保護手段９の動作特性を診
断する場合に、負荷回路開閉器２を開路して負荷回路１
０を停止させた後、負荷回路保護手段９の接続線を全て
外し、負荷回路保護手段９を単品状態として、保護要素
に応じた信号入力からの動作時間を測定する必要がある
ため、保守作業員による多大な労力を必要とするという
問題点があった。

【００１５】また、診断時に負荷回路１０を定期的に停
止させる必要があることから、多大な操業コストがかか
るうえ、負荷回路１０の停止が不可能な場合には長期間
にわたって動作特性を診断することができず、さらに、
動作時間の診断測定終了後に負荷回路保護手段９を再接
続するときに配線ミス等を起こすおそれがあるという問
題点があった。

【００１６】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたものであり、負荷回路の停止中に負荷
回路保護装置の動作特性を定期的に測定し、自動的に保
護特性の異常判定を行うことのできる負荷回路保護装置
を得ることを目的とする。

【００１７】また、この発明は、上記のような問題点を
解決するためになされたものであり、負荷回路を停止さ
せることなく負荷回路保護装置の動作特性を定期的に測
定し、自動的に保護特性の異常判定を行うことのできる
負荷回路保護装置を得ることを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る負荷回路保護装置は、母線に接続された電力線と、電
力線を介して給電される負荷と、電力線に挿入されたコ
ンタクタと、電力線から電流情報を検出する電流検出手
段と、電流情報の異常検出時にコンタクタをトリップす
る負荷回路保護手段とを備え、負荷回路保護手段は、コ
ンタクタの開閉状態を入力情報とする入力手段と、電流
情報の異常値に対応した電圧信号を発生する電圧発生手
段と、コンタクタを開閉制御するための出力手段と、電
流情報および入力情報に基づいて電圧発生手段および出
力手段を制御する演算記憶手段とを有し、演算記憶手段
は、コンタクタの開放時に電圧信号を取り込み、コンタ
クタをトリップするまでの時間に基づいて保護機能を診
断するものである。

【００１９】また、この発明の請求項２に係る負荷回路
保護装置は、請求項１において、電流情報は、変流器か
らの電流入力情報と、零相変流器からの零相電流入力情
報とを含み、電圧発生手段は、電流入力情報および零相
電流入力情報の各々に対応して、互いに異なる電圧信号
を発生するものである。

【００２０】また、この発明の請求項３に係る負荷回路
保護装置は、請求項１において、電力線は、インバータ
を含み、負荷回路保護手段は、電流情報の入力回路に挿
入された不要波除去手段を含み、電圧信号は、不要波除
去手段の特性に対応した疑似的な交流電圧信号からなる
ものである。

【００２１】また、この発明の請求項４に係る負荷回路
保護装置は、母線に接続された電力線と、電力線を介し
て給電される負荷と、電力線に挿入されたコンタクタ
と、電力線から電流情報を検出する電流検出手段と、電
流情報の異常検出時にコンタクタをトリップする負荷回
路保護手段とを備え、負荷回路保護手段は、コンタクタ
の開閉状態を入力情報とする入力手段と、コンタクタを
開閉制御するための出力手段と、電流情報および入力情
報に基づいて出力手段を制御する演算記憶手段とを有
し、入力手段は、電源手段と入力手段の出力端子との間
に挿入されたスイッチ手段を含み、演算記憶手段は、コ
ンタクタの開放時にスイッチ手段を閉成し、入力手段の
出力端子の信号状態に基づいて入力手段を診断するもの
である。

【００２２】また、この発明の請求項５に係る負荷回路
保護装置は、請求項４において、電源手段は、電力線か
ら取り出した制御電源からなり、スイッチ手段は、制御
電源と入力手段の入力端子との間に挿入されたものであ
る。

【００２３】また、この発明の請求項６に係る負荷回路
保護装置は、請求項４において、電源手段は、入力手段
の内部電源からなり、スイッチ手段は、内部電源と入力
手段の出力端子との間に挿入されたものである。

【００２４】また、この発明の請求項７に係る負荷回路
保護装置は、請求項６において、入力手段は、入力手段
の入力端子に接続された入力フィルタと、入力フィルタ
の出力端子に接続されたフォトカプラと、フォトカプラ
の出力端子に接続された平滑手段とを含み、平滑手段の
出力端子は、入力手段の出力端子に接続され、スイッチ
手段は、内部電源とフォトカプラとの間に挿入されたも
のである。

【００２５】また、この発明の請求項８に係る負荷回路
保護装置は、請求項７において、演算記憶手段は、入出
力ポートを含み、フォトカプラの出力端子は、入出力ポ
ートに接続されたものである。

【００２６】また、この発明の請求項９に係る負荷回路
保護装置は、母線に接続された電力線と、電力線を介し
て給電される負荷と、電力線に挿入されたコンタクタ
と、電力線から電流情報を検出する電流検出手段と、電
流情報の異常検出時にコンタクタをトリップする負荷回
路保護手段とを備え、負荷回路保護手段は、コンタクタ
の開閉状態を入力情報とする入力手段と、コンタクタを
開閉制御するための出力手段と、電流情報および入力情
報に基づいて出力手段を制御する演算記憶手段とを有
し、演算記憶手段は、コンタクタの開放時に、出力手段
に対して投入制御信号およびトリップ制御信号を出力
し、入力手段の出力端子の信号状態に基づいて出力手段
を診断するものである。

【００２７】また、この発明の請求項１０に係る負荷回
路保護装置は、請求項９において、出力手段は、投入制
御信号により励磁され且つトリップ制御信号により消磁
される出力リレーと、出力リレーにより開閉される接点
とを含み、コンタクタの励磁コイルは、電源手段および
接点に直列接続され、入力手段は、励磁コイルにより開
閉されるスイッチ手段の状態を入力情報とするものであ
る。

【００２８】また、この発明の請求項１１に係る負荷回
路保護装置は、請求項９において、出力手段は、投入制
御信号により励磁され且つトリップ制御信号により消磁
される出力リレーと、出力リレーにより開閉される接点
とを含み、コンタクタの励磁コイルは、電源手段および
接点に直列接続され、入力手段は、接点の状態を入力情
報とするものである。

【００２９】また、この発明の請求項１２に係る負荷回
路保護装置は、請求項９において、出力手段は、投入制
御信号により励磁され且つトリップ制御信号により消磁
される出力リレーと、出力リレーにより開閉される接点
とを含み、コンタクタの励磁コイルは、電源手段および
接点に直列接続され、入力手段は、励磁コイルの状態を
入力情報とするものである。

【００３０】また、この発明の請求項１３に係る負荷回
路保護装置は、請求項９において、演算記憶手段は、コ
ンタクタの開放時に、Ｈレベルを保持する別の制御信号
を出力し、出力手段は、投入制御信号により励磁され且
つトリップ制御信号により消磁される第１の出力リレー
と、第１の出力リレーにより開閉される第１の接点と、
別の制御信号により励磁される第２の出力リレーと、第
２の出力リレーにより開閉される第２の接点とを含み、
コンタクタの励磁コイルは、電源手段および第１の接点
に直列接続され且つ第２の接点に並列接続され、入力手
段は、第２の接点に直列接続された第１の接点の状態を
入力情報とするものである。

【００３１】また、この発明の請求項１４に係る負荷回
路保護装置は、母線に接続された電力線と、電力線を介
して給電される負荷と、電力線に挿入されたコンタクタ
と、電力線から電流情報を検出する電流検出手段と、電
流情報の異常検出時にコンタクタをトリップする負荷回
路保護手段とを備え、負荷回路保護手段は、コンタクタ
を開閉制御するための出力手段と、電流情報および入力
情報に基づいて出力手段を制御する演算記憶手段とを有
し、出力手段は、コンタクタの励磁コイルを駆動するた
めの出力リレーを含み、演算記憶手段は、出力リレーの
ドライブ電流を検出するアナログ入力端子を含み、ドラ
イブ電流に基づいて出力手段を診断するものである。

【００３２】また、この発明の請求項１５に係る負荷回
路保護装置は、請求項１４において、アナログ入力端子
は、出力リレーのコイルの一端に接続されたものであ
る。

【００３３】また、この発明の請求項１６に係る負荷回
路保護装置は、請求項１４において、アナログ入力端子
は、絶縁手段を介して、コンタクタの励磁コイルの一端
に接続されたものである。

【００３４】また、この発明の請求項１７に係る負荷回
路保護装置は、母線に接続された電力線と、電力線を介
して給電される負荷と、電力線に挿入されたコンタクタ
と、電力線から電流情報を検出する電流検出手段と、電
流情報の異常検出時にコンタクタをトリップする負荷回
路保護手段とを備え、負荷回路保護手段は、電流情報の
入力端子に挿入されたスイッチ手段と、電流情報の異常
値に対応したパルス状の電圧信号を発生する電圧発生手
段と、コンタクタを開閉制御するための出力手段と、電
流情報および入力情報に基づいて電圧発生手段および出
力手段を制御する演算記憶手段とを有し、演算記憶手段
は、診断条件発生時にスイッチ手段を所定パルス期間だ
け開放する診断制御手段を含み、スイッチ手段の開放時
に電圧信号を取り込み、コンタクタをトリップするまで
の時間に基づいて保護機能を診断するものである。

【００３５】また、この発明の請求項１８に係る負荷回
路保護装置は、請求項１７において、電力線は、インバ
ータを含み、負荷回路保護手段は、電流情報の入力回路
に挿入された不要波除去手段を含み、電圧信号は、不要
波除去手段の特性に対応した疑似的な交流電圧信号から
なるものである。

【００３６】また、この発明の請求項１９に係る負荷回
路保護装置は、請求項１８において、電圧信号の周波数
は、不要波除去手段のカットオフ周波数の近傍に設定さ
れたものである。

【００３７】また、この発明の請求項２０に係る負荷回
路保護装置は、母線に接続された電力線と、電力線を介
して給電される負荷と、電力線に挿入されたコンタクタ
と、電力線から電流情報を検出する電流検出手段と、電
流情報の異常検出時にコンタクタをトリップする負荷回
路保護手段とを備え、負荷回路保護手段は、コンタクタ
の開閉状態を入力情報とする入力手段と、入力手段の入
力端子に挿入されたスイッチ手段と、コンタクタを開閉
制御するための出力手段と、電流情報および入力情報に
基づいて出力手段を制御する演算記憶手段とを有し、演
算記憶手段は、診断条件発生時にスイッチ手段を所定パ
ルス期間だけ開放する診断制御手段を含み、スイッチ手
段の開放時に入力手段にパルス状の制御信号を入力し、
入力手段の出力端子の信号状態に基づいて入力手段を診
断するものである。

【００３８】また、この発明の請求項２１に係る負荷回
路保護装置は、母線に接続された電力線と、電力線を介
して給電される複数の負荷と、各負荷に対応して電力線
に挿入されたコンタクタと、各負荷に対応して電力線か
ら電流情報を検出する電流検出手段と、各負荷に対応し
た電流情報の異常検出時にコンタクタをトリップする複
数の負荷回路保護手段と、各負荷回路保護手段から隔離
された中央に配置されて、各負荷回路保護手段の診断時
に各負荷回路保護手段と個別に協動する監視制御手段と
を備え、各負荷回路保護手段は、コンタクタの開閉状態
を入力情報とする入力手段と、コンタクタを開閉制御す
るための出力手段と、電流情報および入力情報に基づい
て出力手段を制御する演算記憶手段と、監視制御手段と
の間で情報信号の授受を行うための伝送子局とを有し、
監視制御手段は、各負荷回路保護手段との間で情報信号
の授受を行うための伝送親局と、伝送親局に接続された
監視制御装置とを有し、監視制御装置は、各負荷回路保
護手段の診断条件の発生を判定する診断条件判定手段を
含み、診断条件が発生した負荷回路保護手段に診断起動
信号を入力するとともに、各負荷回路保護手段からの診
断結果を取り込み、演算記憶手段は、診断起動信号に応
答して負荷回路保護手段の診断を行うものである。

【００３９】また、この発明の請求項２２に係る負荷回
路保護装置は、請求項２１において、伝送親局と各伝送
子局との間で情報信号を相互に伝送するための伝送線を
備えたものである。

【００４０】また、この発明の請求項２３に係る負荷回
路保護装置は、請求項２１において、情報信号は、伝送
親局および伝送子局を示す各アドレスと、制御内容を示
すコントロールワードとを含むものである。

【００４１】また、この発明の請求項２４に係る負荷回
路保護装置は、請求項２１において、伝送親局と電力線
との間に挿入された注入手段と、電力線と伝送子局との
間に挿入された信号変換手段とを備え、注入手段および
信号変換手段は、情報信号を変調して電力線に注入する
とともに、電力線から受信される信号から情報信号を復
調してデジタル変換し、電力線は、伝送親局と各伝送子
局との間で情報信号を相互に伝送するものである。

【００４２】また、この発明の請求項２５に係る負荷回
路保護装置は、請求項２１において、伝送親局および伝
送子局は、それぞれ、無線親局および無線子局からな
り、情報信号は、無線親局と各無線子局との間で送受信
される電波を介して相互に伝送されるものである。

【００４３】また、この発明の請求項２６に係る負荷回
路保護装置は、請求項２１において、診断起動信号は、
各伝送子局に対して一斉通報されるものである。

【００４４】また、この発明の請求項２７に係る負荷回
路保護装置は、請求項２１において、監視制御手段は、
各負荷回路保護手段の診断結果を報知する表示手段を含
むものである。

【００４５】また、この発明の請求項２８に係る負荷回
路保護装置は、請求項２７において、監視制御手段は、
各負荷回路保護手段の診断結果に基づいて、各負荷回路
保護手段に関連する負荷の運転継続可能時間を判定し、
この判定結果を表示手段に表示させるものである。

【００４６】また、この発明の請求項２９に係る負荷回
路保護装置は、請求項２７において、監視制御手段は、
各負荷回路保護手段の診断結果のトレンドに基づいて、
各負荷回路保護手段の劣化を診断し、この診断結果を表
示手段に表示させるものである。

【００４７】また、この発明の請求項３０に係る負荷回
路保護装置は、請求項２９において、監視制御手段は、
各負荷回路保護手段の診断結果を時間軸でグラフ化して
劣化曲線を求め、劣化曲線に基づいて、各負荷回路保護
手段の寿命を推定するものである。

【００４８】

【作用】この発明の請求項１においては、コンタクタの
開放時（負荷への給電停止時）に電流情報の異常値に対
応した電圧信号を内部で発生させ、この電圧信号に応答
してコンタクタをトリップさせる出力信号が得られるま
での動作時間から自身の保護機能を診断する。

【００４９】また、この発明の請求項２においては、コ
ンタクタの開放時に、変流器からの電流入力情報と零相
変流器からの零相電流入力情報との各々に対応した電圧
信号に基づいて、保護機能を高精度に診断する。

【００５０】また、この発明の請求項３においては、イ
ンバータを含む電力線の電流情報を不要波除去手段を介
して入力し、コンタクタの開放時に、不要波除去手段の
特性に対応した疑似的な交流電圧信号に基づいて保護機
能を診断する。

【００５１】また、この発明の請求項４においては、コ
ンタクタの開放時に、入力手段に設けられたスイッチ手
段を閉成し、入力手段の出力端子の信号状態に基づいて
入力手段を診断する。

【００５２】また、この発明の請求項５においては、ス
イッチ手段を、制御電源と入力手段の入力端子との間に
挿入し、診断時に制御電源を入力手段内に供給する。

【００５３】また、この発明の請求項６においては、ス
イッチ手段を、スイッチ手段の内部電源と入力手段の出
力端子との間に挿入し、診断時に内部電源を入力手段内
に供給する。

【００５４】また、この発明の請求項７においては、入
力手段の入力端子側に挿入された入力フィルタと出力端
子側に挿入された平滑手段との間にフォトカプラを設
け、内部電源とフォトカプラとの間にスイッチ手段を設
け、診断時に内部電源をフォトカプラに供給する。

【００５５】また、この発明の請求項８においては、フ
ォトカプラの出力端子を入出力ポートに接続し、フォト
カプラおよび平滑手段の個々の診断を可能にする。

【００５６】また、この発明の請求項９においては、コ
ンタクタの開放時に、出力手段に対して投入制御信号お
よびトリップ制御信号を出力し、入力手段の出力端子の
信号状態に基づいて出力手段を診断する。

【００５７】また、この発明の請求項１０においては、
出力手段内の出力リレー接点にコンタクタの励磁コイル
を直列接続し、励磁コイルにより開閉されるスイッチ手
段の状態を入力手段の入力情報とする。

【００５８】また、この発明の請求項１１においては、
出力手段内の出力リレー接点の状態を入力手段の入力情
報とする。

【００５９】また、この発明の請求項１２においては、
出力手段内の出力リレー接点にコンタクタの励磁コイル
を直列接続し、励磁コイルの状態を入力手段の入力情報
とする。

【００６０】また、この発明の請求項１３においては、
コンタクタの励磁コイルに第２の出力リレー接点を並列
接続し、コンタクタの開放時に、第２の出力リレーにＨ
レベルの制御信号を供給し、第２の出力リレー接点に直
列接続された第１の出力リレー接点の状態を入力手段の
入力情報とする。

【００６１】また、この発明の請求項１４においては、
コンタクタの閉成時（負荷の運転時）に、出力リレーの
ドライブ電流に基づいて出力手段を診断する。

【００６２】また、この発明の請求項１５においては、
出力リレーコイルの一端に演算記憶手段のアナログ入力
端子を接続する。

【００６３】また、この発明の請求項１６においては、
コンタクタの励磁コイルの一端に、絶縁手段を介して、
演算記憶手段のアナログ入力端子を接続する。

【００６４】また、この発明の請求項１７においては、
電力線の電流情報入力回路にスイッチ手段を挿入し、コ
ンタクタの閉成時に、電流情報入力用のスイッチ手段を
所定パルス期間だけ開放し、このスイッチ手段の開放時
に、電流情報の異常値に対応したパルス状の電圧信号を
内部で発生させ、この電圧信号に応答してコンタクタを
トリップさせる出力信号が得られるまでの動作時間から
自身の保護機能を診断する。

【００６５】また、この発明の請求項１８においては、
インバータを含む電力線の電流情報を不要波除去手段を
介して入力し、コンタクタの開放時に、不要波除去手段
の特性に対応した疑似的な交流電圧信号に基づいて保護
機能を診断する。

【００６６】また、この発明の請求項１９においては、
交流電圧信号の周波数を、不要波除去手段のカットオフ
周波数の近傍に設定する。

【００６７】また、この発明の請求項２０においては、
入力手段の入力端子にスイッチ手段を挿入し、診断条件
発生時にスイッチ手段を所定パルス期間だけ開放し、こ
のスイッチ手段の開放時に入力手段にパルス状の制御信
号を入力し、入力手段の出力端子の信号状態に基づいて
入力手段を診断する。

【００６８】また、この発明の請求項２１においては、
複数の負荷回路保護手段から隔離された中央に監視制御
手段を配置し、各負荷回路保護手段の診断時に監視制御
手段を個別に協動させ、監視制御手段および負荷回路保
護手段に相互間の情報信号を授受を行う伝送親局および
伝送子局を設け、監視制御手段内の監視制御装置によ
り、各負荷回路保護手段の診断条件の発生時に診断起動
信号を生成して診断結果を取り込む。

【００６９】また、この発明の請求項２２においては、
伝送親局および各伝送子局の相互間の情報信号を、伝送
線を介して伝送する。

【００７０】また、この発明の請求項２３においては、
伝送親局および各伝送子局の相互間の情報信号は、伝送
親局および伝送子局を示す各アドレスと、制御内容を示
すコントロールワードとを含み、複数の負荷回路保護手
段を集約的に監視可能にする。

【００７１】また、この発明の請求項２４においては、
伝送親局と電力線との間に注入手段を挿入し、電力線と
伝送子局との間に信号変換手段を挿入し、伝送親局およ
び各伝送子局の相互間の情報信号を、注入手段および信
号変換手段を介して、電力線により伝送し、伝送線を不
要にする。

【００７２】また、この発明の請求項２５においては、
伝送親局および伝送子局をそれぞれ無線親局および無線
子局とし、伝送親局および各伝送子局の相互間の情報信
号を、無線親局および各無線子局を介して、電波により
伝送する。

【００７３】また、この発明の請求項２６においては、
中央の監視制御手段から各伝送子局に対して診断起動信
号を一斉通報し、短時間の集約的診断を可能にする。

【００７４】また、この発明の請求項２７においては、
中央の監視制御手段に表示手段を設け、各負荷回路保護
手段の診断結果を表示させる。

【００７５】また、この発明の請求項２８においては、
中央の監視制御手段により、各診断結果から各負荷回路
保護手段に関連した負荷の運転継続可能時間を判定し、
この判定結果を表示手段に表示させる。

【００７６】また、この発明の請求項２９においては、
中央の監視制御手段により、各診断結果のトレンドから
各負荷回路保護手段の劣化を診断し、この診断結果を表
示手段に表示させる。

【００７７】また、この発明の請求項３０においては、
中央の監視制御手段により、各診断結果を時間軸でグラ
フ化した劣化曲線を求め、この劣化曲線から各負荷回路
保護手段の寿命を推定する。

【００７８】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の実施例１を図について説明
する。図１はこの発明の実施例１を負荷回路系統ととも
に示すブロック構成図であり、図において、負荷回路保
護手段１１は、前述の負荷回路保護手段９に対応してお
り、母線１〜スイッチ８、負荷回路１０、２０および３
０は前述と同様のものである。

【００７９】図２は図１内の負荷回路保護手段１１を具
体的に示す機能ブロック図であり、図２に示すように、
負荷回路保護手段１１は、以下の構成要素１１ａ〜１１
ｍを備えている。負荷抵抗器１１ａは、変流器５の出力
端子とグランドとの間に挿入され、変流器５が検出した
計測電流を電圧信号Ｖａに変換する。負荷抵抗器１１ａ
の一端に接続された増幅手段１１ｂは、変換された電圧
信号Ｖａを所定の電圧に増幅する。

【００８０】負荷抵抗器１１ｃは、零相変流器６の出力
端子とグランドとの間に挿入され、零相変流器６が検出
した計測電流を電圧信号Ｖｂに変換する。負荷抵抗器１
１ｃの一端に接続された増幅および直流変換手段１１ｄ
は、変換された電圧信号Ｖｂを所定の電圧に増幅すると
ともに、直流電圧に変換する。

【００８１】電圧発生手段１１ｅは、後述する演算記憶
手段からに指令により、変流器５からの電流入力（電圧
信号Ｖａ）および零相変流器６からの零相電流入力（電
圧信号Ｖｂ）の各異常電流値に相当する模擬的な電圧信
号Ｖｃを発生する。

【００８２】電圧発生手段１１ｅの出力端子に接続され
たアナログスイッチ１１ｆは、閉成時に模擬的な電圧信
号Ｖｃを増幅および直流変換手段１１ｄに入力する。同
様に、アナログスイッチ１１ｆに並列接続されたアナロ
グスイッチ１１ｇは、閉成時に模擬的な電圧信号Ｖｃを
増幅手段１１ｂに入力する。

【００８３】出力手段１１ｈは、コンタクタ３ならびに
その他の電磁接触器（図示せず）等を制御する。入力手
段１１ｉは、スイッチ８の出力端に接続されており、コ
ンタクタ３の動作状態ならびにその他のスイッチ（図示
せず）等の入力情報を外部情報として取り込む。

【００８４】警報表示手段１１ｊは、計測電流値、制御
状態および診断状態等の情報を表示するとともに、異常
発生時に警報情報を出力表示する。電源手段１１ｋは、
電源トランス７の二次巻線に接続され、負荷回路保護手
段１１に対して電源を供給する。

【００８５】マイクロコンピュータからなる演算記憶手
段１１ｍは、増幅手段１１ｂ、増幅および直流変換手段
１１ｄならびに入力手段１１ｉからの各種情報を取り込
み、負荷回路保護手段１１の全体を制御する。すなわ
ち、演算記憶手段１１ｍは、電圧発生手段１１ｅに対し
て電圧信号Ｖｃを発生させる指令を与えるとともに、ア
ナログスイッチ１１ｆまたは１１ｇを開閉制御し、ま
た、警報表示手段１１ｊに対して診断結果等の表示指令
を与えるとともに、必要に応じてコンタクタ３を開閉制
御する。

【００８６】負荷回路保護手段１１内の上記構成要素１
１ａ〜１１ｍのうち、従来の負荷回路保護手段９（図２
０参照）と比べて異なる点は、電圧発生手段１１ｅなら
びにアナログスイッチ１１ｆおよび１１ｇを付加したこ
とと、演算記憶手段１１ｍが電圧発生指令機能ならびに
アナログスイッチ１１ｇおよび１１ｆの開閉制御機能を
有することである。

【００８７】なお、アナログスイッチ１１ｆおよび１１
ｇと同等の機能を有するものとしては、たとえば、リレ
ー接点、フォトモスリレー、ＦＥＴ、トランジスタ、ダ
イオード等があげられる。また、警報表示手段１１ｊと
しては、ＬＣＤ、ＬＥＤ、ＥＬ、ＣＲＴ、または、蛍光
表示管等の発光により表示する手段と、ブザーまたはス
ピーカ等の音を発生する手段とがあげられる。

【００８８】次に、図１および図２に示したこの発明の
実施例１の動作について説明する。通常、負荷回路保護
手段１１は、各種保護および制御動作、ならびに、警報
および表示動作を常時実行している。まず、一定時間毎
に負荷回路保護手段１１の動作特性を診断するための機
能を、演算記憶手段１１ｍ内にあらかじめ入力してお
く。なお、一定時間については、設備の信頼度に合わせ
て自由に設定することができる。

【００８９】演算記憶手段１１ｍは、一定時間が経過し
て診断時間に達すると、まず、入力手段１１ｉを介して
入力されるスイッチ８の状態すなわちコンタクタ３の状
態を確認する。もし、コンタクタ３がＯＦＦ状態である
ことが確認されれば、負荷４が停止しているので、演算
記憶手段１１ｍは、自身に記憶されている保護特性設定
値の動作レベルに基づいて、電圧発生手段１１ｅから発
生させる電圧信号Ｖｃの電圧レベルを決定する。

【００９０】このとき、電圧信号発生手段１１ｅから出
力される電圧信号Ｖｃの電圧レベルは、異常電流発生時
の電圧値に相当していれば、任意の電圧レベルに設定さ
れ得る。すなわち、電圧信号Ｖｃが過電流相当値である
場合、負荷回路１０（変流器５の一次巻線側）の電流値
に対応した電圧信号Ｖａ（通常時の動作レベル）の許容
値誤差をΔＶａとすれば、Ｖａ＋ΔＶａ以上で、且つ最
高入力電圧以下であれば、電圧信号Ｖａに対して何％上
乗せした電圧レベルであってもよい。

【００９１】たとえば、電圧信号Ｖａ（動作レベル）が
１０アンペアの電流値に相当し、許容値誤差ΔＶａが１
０％であれば、診断時において増幅手段１１ｂに入力さ
れる電圧信号Ｖｃは、１．１Ｖａ［Ｖ］以上で、且つ最
高入力電圧以下であればよいことになる。

【００９２】また、演算記憶手段１１ｍは、保護パラメ
ータに応じて、電圧発生手段１１ｅから特定レベルの電
圧信号Ｖｃを発生させるとともに、アナログスイッチ１
１ｇおよび１１ｆを開閉制御する。

【００９３】たとえば、上述したように、変流器５から
の電圧信号Ｖａ（電流入力）に関する保護であれば、ア
ナログスイッチ１１ｇをＯＮさせて電圧信号Ｖｃを増幅
手段１１ｂに入力する。また、零相変流器６からの電圧
信号Ｖｂ（漏電入力）に関する保護であれば、アナログ
スイッチ１１ｆをＯＮさせて、電圧信号Ｖｃを増幅およ
び直流変換手段１１ｄに入力することになる。

【００９４】異常電流に相当する模擬的な電圧信号Ｖｃ
は、増幅手段１１ｂ、または、増幅および直流変換手段
１１ｄにより、演算記憶手段１１ｍに入力可能な所定電
圧まで増幅され、さらに、演算記憶手段１１ｍ内のアナ
ログデジタル変換手段によりデジタルデータに変換され
て演算処理される。このときの演算処理は、通常機能に
含まれる各保護に対する所定の演算式にしたがって行わ
れる。

【００９５】次に、演算記憶手段１１ｍは、電圧信号Ｖ
ｃに基づく演算結果により異常電流状態が検出された
後、コンタクタ３に対するトリップ動作に至るまでの時
間を計測し、その計測結果が規定の誤差範囲内にあるか
を判定する。もし、トリップ動作の計測時間が許容範囲
内になければ、負荷回路保護手段１１が異常であること
を判定し、その旨を警報表示手段１１ｊに表示して警報
する。この動作特性診断時の電圧信号Ｖｃのレベルは、
何種類に設定されてもよい。

【００９６】なお、トリップに至るまでの計測時間の判
定時において、演算記憶手段１１ｍの出力Ａにトリップ
信号が生成されるまでの時間を計測する場合に、以下の
２通りの方法がある。

【００９７】すなわち、出力手段１１ｈのディレイ時間
が存在することから、実際に外部回路で試験した場合と
若干異なるので、出力手段１１ｈのディレイ時間を考慮
し、先に演算した結果にディレイ時間を加算した時間を
動作時間として表示する方法と、ディレイ時間を加算せ
ずに動作時間と見なし、実際にはディレイ時間分だけ動
作時間が異なることを取扱説明書等に記載する方法とが
ある。

【００９８】また、負荷回路保護手段１１の動作特性診
断中にコンタクタ３のＯＮ指令が生成された場合には、
負荷４の制御が優先されるので、直ちに診断を中止して
診断命令を保留状態にし、負荷４の制御が終了して再度
コンタクタ３がＯＦＦになったときに診断を実行する。

【００９９】図２のように構成された負荷回路保護手段
１１は、定期的且つ自動的にに動作特性を診断して警報
表示するので、動作特性回路が劣化または故障して負荷
４を保護できないような事態が発生する前に処置するこ
とができる。したがって、無保護状態を生じることがな
く、負荷回路保護手段１１の信頼性を格段に高めること
ができる。

【０１００】なお、上記実施例１では、動作特性の診断
実行時間（一定周期）を任意に設定するようにしたが、
外部からのキー操作指令等により動作特性の診断実行を
行うようにしてもよい。

【０１０１】また、回路構成上、変流器５からの電圧信
号Ｖａ（電流入力）、零相変流器６からの電圧信号Ｖｂ
（漏電入力）に対する保護のみについて説明したが、他
の入力信号に対しても同様に保護動作を診断することが
できる。

【０１０２】たとえば、入力信号として、零相電圧また
は主回路電圧を入力すれば、過電流（限時特性、瞬時特
性、反限時特性、超反限時特性、プレアラーム等）、不
足電流、過電圧、不足電圧、欠相、漏電、地絡過電流、
地絡過電圧、方向地絡、瞬停等に対する保護動作特性の
診断が可能となる。但し、方向地絡、欠相、瞬停等の保
護診断については、入力レベルだけではなく波形のタイ
ミングが必要となるので、入力信号の波形を電圧発生手
段１１ｅから発生させることになる。

【０１０３】また、上記実施例１では、変流器５とし
て、負荷回路１０の電流を検出して三相全波電圧変換す
るように構成されたものを用いたが、単に負荷回路１０
の電流を検出するのみの変流器を用いてもよい。この場
合、電圧信号Ｖａに対する増幅手段１１ｂとしては、零
相変流器６の電圧信号Ｖｂの場合と同様に、増幅および
直流変換手段が用いられることになる。

【０１０４】また、図２のように、電圧信号Ｖｂに対す
る増幅および直流変換手段１１ｄを演算記憶手段１１ｍ
の外部に構成したが、増幅および直流変換手段１１ｄを
単に増幅手段として、直流変換手段を演算記憶手段１１
ｍ内に構成してもよい。この場合、演算記憶手段１１ｍ
は、電圧信号Ｖｂを交流信号で入力し、演算記憶手段１
１ｍ内でＡ／Ｄ変換し、電圧信号Ｖｂをデジタル的に直
流に変換することになる。

【０１０５】実施例２．なお、上記実施例１では、負荷
回路開閉器２およびコンタクタ３を介して、母線１から
の三相交流電力を負荷４に直接供給するように構成した
非インバータ系を例にとって説明したが、負荷回路開閉
器２の後段に可変周波数のインバータ（図示せず）を挿
入したインバータ系の負荷回路１０に対しても適用する
ことができる。

【０１０６】以下、負荷回路１０をインバータ系で構成
した場合のこの発明の実施例２による負荷回路保護装置
について説明する。図３はこの発明の実施例２を示す機
能ブロック図であり、負荷抵抗器１１ａ〜演算記憶手段
１１ｍは前述と同様のものである。図３内の負荷回路保
護手段１１は、増幅および直流変換手段１１ｄの入力回
路に挿入された不要波除去手段１１ｎを有する。

【０１０７】通常、負荷回路１０内のインバータ（図示
せず）にはキャリア周波数の高調波成分が存在するの
で、この高調波成分を除去するために、零相変流器６か
らの電圧信号Ｖｂ（漏電入力）の入力側に不要波除去手
段１１ｎが追加される。不要波除去手段１１ｎは、電圧
信号Ｖｂ（漏電入力）から運転周波数以外の高調波成分
を除去して基本波成分のみを抽出し、増幅および直流変
換手段１１ｄに入力する。なお、不要波除去手段１１ｎ
の具体例としては、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）、ＢＰ
Ｆ（バンドパスフィルタ）等があげられる。

【０１０８】この場合、負荷回路保護手段１１の動作特
性を診断するためには、不要波除去手段１１ｎのフィル
タ機能をも診断する必要がある。したがって、演算記憶
手段１１ｍは、電圧発生手段１１ｅからの電圧信号Ｖｃ
として、疑似的な異常交流電圧を発生させ、コンタクタ
３のトリップ動作に至るまでの計測時間が正常か否かに
基づいて、不要波除去手段１１ｎのフィルタ特性が健全
か否かを診断する。

【０１０９】なお、上記実施例２では、増幅および直流
変換手段１１ｄを演算記憶手段１１ｍの外部に構成した
が、直流変換手段については演算記憶手段１１ｍ内に構
成することができる。すなわち、演算記憶手段１１ｍ
は、増幅された電圧信号Ｖｂを交流で入力し、演算記憶
手段１１ｍ内でＡ／Ｄ変換してデジタル的に直流に変換
してもよい。

【０１１０】同様に、外部回路として不要波除去手段１
１ｎを追加挿入したが、不要波除去手段１１ｎの機能を
演算記憶手段１１ｍ内に構成することができる。すなわ
ち、不要波除去手段１１ｎを用いずに、演算記憶手段１
１ｍ内で電圧信号ＶｂをＡ／Ｄ変換してデジタル演算に
よるデジタルフィルタ処理を行うようにしもよい。

【０１１１】実施例３．なお、上記実施例１および実施
例２では、変流器５からの電圧信号Ｖａ（電流入力部に
相当）に対する動作特性診断、ならびに、零相変流器６
からの電圧信号Ｖｂ（漏電入力部に相当）に対する動作
特性診断を行う場合について説明したが、負荷回路保護
手段１１内の入力手段１１ｉの動作特性診断を行うよう
にしてもよい。

【０１１２】以下、入力手段１１ｉの診断を可能にした
この発明の実施例３について説明する。図４はこの発明
の実施例３の要部を示す回路構成図であり、スイッチ
８、入力手段１１ｉおよび演算記憶手段１１ｍは前述と
同様のものである。また、図示しない構成は、たとえば
図２に示した通り（電圧発生手段１１ｅ、アナログスイ
ッチ１１ｆおよび１１ｇを除く）である。図４におい
て、外部の制御電源７ａは、電源トランス７（図１参
照）の二次側から提供され、スイッチ８は、各入力端子
が制御電源７ａの出力端子に接続された２つの外部接点
８ａおよび８ｂから構成されている。

【０１１３】入力手段１１ｉの４つの入力端子は、制御
電源７ａの出力端子およびグランド端子と、外部接点８
ａおよび８ｂの各出力端子とに接続されている。また、
入力手段１１ｉの制御入力端子は、演算記憶手段１１ｍ
の出力ポート１に接続され、入力手段１１ｉの各出力端
子は、それぞれ、演算記憶手段１１ｍの入力ポート１お
よび入力ポート２に接続されている。

【０１１４】この場合、演算記憶手段１１ｍは、後述す
るように、入力手段１１ｉの動作診断時に入力手段１１
ｉに制御信号を出力するための出力ポート１を有してお
り、また、入力ポート１および入力ポート２の信号状態
に基づいて入力手段１１ｉの動作特性を診断する機能を
有しているものとする。

【０１１５】図４内の入力手段１１ｉは、以下の構成要
素１１ｉ１〜１１ｉ８を備えており、このうち、構成要
素１１ｉ１〜１１ｉ４は外部接点８ａに関連し、構成要
素１１ｉ５〜１１ｉ８は外部接点８ｂに関連している。
構成要素１１ｉ１〜１１ｉ４および１１ｉ５〜１１ｉ８
は、それぞれ同様の構成からなり、並列２系統回路を構
成している。

【０１１６】入力手段１１ｉの入力端子側に設けられた
一対のスイッチ手段１１ｉ１および１１ｉ５は、各一端
が制御電源７ａの出力端子に接続され、各他端が外部接
点８ａおよび８ｂの各出力端子に個別に接続されてい
る。

【０１１７】スイッチ手段１１ｉ１および１１ｉ５は、
外部接点８ａおよび８ｂの開放時すなわち入力部診断時
において、制御入力端子を介した演算記憶手段１１ｍか
らの制御信号により閉成され、制御電源７ａを並列構成
された各内部回路（後述する）に供給するようになって
いる。なお、スイッチ手段１１ｉ１および１１ｉ５の具
体例としては、リレーまたはフォトＭＯＳリレー等があ
げられる。

【０１１８】ＣＲ時定数回路からなる入力フィルタ１１
ｉ２および１１ｉ６は、各入力端子がスイッチ手段１１
ｉ１および１１ｉ５の各他端すなわち各外部接点８ａお
よび８ｂの出力端子に接続され、各他端がグランド端子
に接続されている。フォトカプラ１１ｉ３および１１ｉ
７は、入力フィルタ１１ｉ２および１１ｉ６の各出力端
子にカソードが接続され且つグランド端子にアノードが
接続されたダイオードと、このダイオードに逆並列接続
されたフォトダイオードと、このフォトダイオードに対
向配置され且つ内部電源に接続されたフォトトランジス
タとから構成されている。

【０１１９】フォトカプラ１１ｉ３および１１ｉ７は、
入力信号を絶縁状態で伝達するための絶縁伝達手段を構
成している。ＣＲ時定数回路からなる平滑手段１１ｉ４
および１１ｉ８は、各入力端子がフォトカプラ１１ｉ３
および１１ｉ７の出力端子に接続され、フォトカプラ１
１ｉ３および１１ｉ７の出力信号を平滑する。入力フィ
ルタ１１ｉ２および１１ｉ６は、フォトカプラ１１ｉ３
および１１ｉ７に所定電流を供給するとともに、高調波
ノイズ等の不要波を除去する。

【０１２０】次に、図４を参照しながら、この発明の実
施例３による入力手段１１ｉの診断動作について説明す
る。負荷４の通常動作において、たとえば、外部接点８
ａがオン状態の場合には、フォトカプラ１１ｉ３の入力
部に電流が流れるので、平滑手段１１ｉ４から出力信号
が得られ、演算記憶手段１１ｍの入力ポート１は「Ｈ」
状態になる。

【０１２１】一方、スイッチ８の外部接点８ａ（図４内
の上段に示す）がオフ状態の場合、フォトカプラ１１ｉ
３の入力部に電流が流れないので、平滑手段１１ｉ４の
出力信号が得られず、演算記憶手段１１ｍの入力ポート
１は「Ｌ」状態である。

【０１２２】ここで、演算記憶手段１１ｍの入力ポート
１および入力ポート２の信号状態がともに「Ｌ」となっ
て、負荷４の停止状態（外部接点８ａおよび８ｂのオフ
時）を示すときに、前述のように、一定期間経過毎に入
力手段１１ｉの診断動作を実行する場合について説明す
る。

【０１２３】まず、演算記憶手段１１ｍは、出力ポート
１から入力手段１１ｉに対する制御信号を生成し、スイ
ッチ手段１１ｉ１および１１ｉ５を１ｍｓ〜５０ｍｓ程
度の短時間だけオンさせる。

【０１２４】続いて、入力手段１１ｉ内の平滑手段１１
ｉ４から入力ポート１および入力ポート２に印加される
「Ｈ」状態信号の有無を判断することにより、演算記憶
手段１１ｍは、入力手段１１ｉの健全性を診断すること
ができる。もし、スイッチ手段１１ｉ１および１１ｉ５
をＯＮさせたときに、入力ポート１および入力ポート２
の信号状態が「Ｈ」にならない場合には、入力手段１１
ｉの異常を判定して、前述と同様に警報表示を行う。

【０１２５】このとき、スイッチ手段１１ｉ１および１
１ｉ５を短時間だけオンさせる理由は、入力手段１１ｉ
の診断中に外部接点８ａおよび８ｂがオンした場合に、
このオン信号を入力するタイミングが遅れるので、遅れ
ても影響の無い程度の時間であって且つ平滑手段１１ｉ
４および１１ｉ８の応答時間以上の時間に設定する必要
があるからである。

【０１２６】なお、上記実施例３では、入力手段１１ｉ
内の絶縁伝達手段としてフォトカプラ１１ｉ３および１
１ｉ７を用いたが、フォトカプラに限られるものではな
く、他の絶縁アンプや絶縁トランス等を用いてもよい。
また、信号伝達において絶縁する必要なければ、フォト
カプラ１１ｉ３および１１ｉ７等を用いなくてもよい。

【０１２７】また、上記実施例３では、入力手段１１ｉ
の全体機能を診断したが、フォトカプラ１１ｉ３および
１１ｉ７の出力部以後のみの機能を診断してもよい。図
５はこの発明の実施例３の他の構成例、すなわち入力手
段１１ｉ内の一部の機能のみを診断するようにした例を
示す簡易的な回路構成図であり、１１ｉ１〜１１ｉ８は
前述と同様のものである。

【０１２８】この場合、演算記憶手段１１ｍは、出力ポ
ート１および出力ポート２と、入出力ポート１および入
出力ポート２と、入力ポート１および入力ポート２とを
有しており、入力ポート１および入力ポート２の信号状
態みならず、入出力ポート１および入出力ポート２の信
号状態に基づいて入力手段１１ｉの動作特性を診断する
ようになっている。図５において、平滑手段１１ｉ４お
よび１１ｉ８の出力端子は、前述と同様に、それぞれ、
入力ポート１および入力ポート２に接続されている。

【０１２９】また、入力手段１１ｉ内のスイッチ手段１
１ｉ９および１１ｉ１０は、フォトカプラ１１ｉ３およ
び１１ｉ７内の各フォトトランジスタの給電端子（コレ
クタ）側に挿入され、それぞれ、演算記憶手段１１ｍの
出力ポート１および出力ポート２からの制御信号により
開閉制御される。フォトカプラ１１ｉ３および１１ｉ７
の出力端子は、それぞれ、平滑手段１１ｉ４および１１
ｉ８に接続されるとともに、演算記憶手段１１ｍの入出
力ポート１および入出力ポート２に接続されている。

【０１３０】図５の構成によれば、入力手段１１ｉの全
ての機能を診断することはできないが、フォトカプラ１
１ｉ３および１１ｉ７の出力部以後の異常の有無を診断
することができる。

【０１３１】この場合も、前述と同様に、負荷４の停止
状態および一定期間経過の判断に基づいて診断が行われ
るが、まず、演算記憶手段１１ｍは、入出力ポート１お
よび入出力ポート２を入力ポートとして機能させるとと
もに、出力ポート１および出力ポート２からの制御信号
により各スイッチ手段１１ｉ９および１１ｉ１０をＯＮ
させる。

【０１３２】このとき、入力ポート１および入力ポート
２の信号状態が「Ｈ」になるか否かにより、フォトカプ
ラ１１ｉ３および１１ｉ７ならびに平滑手段１１ｉ４お
よび１１ｉ８の健全性が診断される。また、入出力ポー
ト１および入出力ポート２の信号状態が「Ｈ」になるか
否かにより、フォトカプラ１１ｉ３および１１ｉ７の健
全性が診断される。

【０１３３】さらに、出力ポート１および出力ポート２
の出力信号を「Ｌ」として各スイッチ手段１１ｉ９およ
び１１ｉ１０をＯＦＦさせるとともに、入出力ポート１
および入出力ポート２を出力ポートに切り換えて各入出
力ポート１および入出力ポート２の出力信号を「Ｈ」ま
たは「Ｌ」に切り換え、入力ポート１および入力ポート
２の信号状態が「Ｈ」になるか否かにより、平滑手段１
１ｉ４および１１ｉ８の健全性が診断される。

【０１３４】なお、この場合も、演算記憶手段１１ｍか
らの制御信号または出力信号の印加時間については、前
述と同様の理由により短時間で行われる。また、図４の
回路構成と図５の回路構成とを組み合わせることによ
り、入力手段１１ｉの異常が判定された場合に、フォト
カプラ１１ｉ３および１１ｉ７の入力部以前の異常であ
るか、フォトカプラ１１ｉ３および１１ｉ７の出力部以
後の異常であるかを判別することができる。

【０１３５】実施例４．なお、上記実施例３では、入力
手段１１ｉを診断する場合について説明したが、負荷回
路保護手段１１内の出力手段１１ｈの動作特性を診断す
るようにしてもよい。以下、出力手段１１ｈの診断を可
能にしたこの発明の実施例４について説明する。

【０１３６】図６はこの発明の実施例４の要部を示す回
路構成図であり、図において、コンタクタ３、負荷４、
制御電源７ａ、スイッチ８、出力手段１１ｈ、入力手段
１１ｉおよび演算記憶手段１１ｍは、前述と同様のもの
である。この場合、演算記憶手段１１ｍは、後述するよ
うに、出力手段１１ｈの動作診断時に出力手段１１ｈに
トリップ制御信号を出力する出力ポート１（出力Ａ）を
有しており、また、入力ポート１の信号状態に基づいて
出力手段１１ｈの動作特性を診断する機能を有している
ものとする。

【０１３７】出力手段１１ｈは、演算記憶手段１１ｍの
出力ポート１に接続されたリレードライバ１１ｈ１と、
リレー用内部電源とリレードライバ１１ｈ１の出力端子
との間に挿入されて励磁駆動される出力リレー１１ｈ２
のコイルと、このコイルの励磁駆動により開閉制御され
る出力リレー１１ｈ２の接点とを備えている。

【０１３８】出力リレー１１ｈ２の接点は、コンタクタ
３を開閉駆動するための励磁コイル３ａと、制御電源７
ａとに直列接続され、励磁コイル３ａを励磁駆動するよ
うになっている。コンタクタ３と同時に開閉駆動される
補助接点は、コンタクタ３の開閉状態を示すスイッチ８
を構成しており、制御電源７ａに直列接続されている。

【０１３９】次に、図６に示したこの発明の実施例４に
よる出力手段１１ｈの診断動作について説明する。前述
と同様の判断に基づいて出力手段１１ｈの動作特性診断
を実行する場合、負荷４が停止中であることから、出力
リレー１１ｈ２は消磁されており、コンタクタ３は開放
されている。

【０１４０】したがって、演算記憶手段１１ｍは、ま
ず、出力ポート１から投入制御信号を出力し、直後に、
出力ポート１からトリップ制御信号を出力する。これに
より、もし出力手段１１ｈが健全であれば、まず、投入
制御信号によりリレードライバ１１ｈ１を介して出力リ
レー１１ｈ２が励磁駆動され、続いて、トリップ制御信
号により出力リレー１１ｈ２が消磁されることになる。

【０１４１】この結果、出力リレー１１ｈ２の接点が開
閉動作し、コンタクタ３の励磁コイル３ａは励磁駆動さ
れ且つ直後に消磁される。また、これと同時に、励磁コ
イル３ａの補助接点となるスイッチ８が開閉動作され、
スイッチ８の開閉動作は、入力手段１１ｉを介して演算
記憶手段１１ｍの入力ポート１に入力される。

【０１４２】これにより、演算記憶手段１１ｍは、入力
ポート１の信号状態に基づいて、出力手段１１ｈの健全
性を診断することができる。このとき、スイッチ８の開
閉動作と同時に、励磁コイル３ａの主接点すなわちコン
タクタ３も瞬間だけ開閉動作して負荷４に影響を与える
可能性がある。

【０１４３】したがって、負荷４に対してできるだけ影
響を与えないように出力手段１１ｈの診断を行うために
は、励磁コイル３ａを励磁駆動する時間をできるだけ短
く抑制することが望ましい。すなわち、演算記憶手段１
１ｍが出力ポート１から制御信号を出力してから、トリ
ップ制御信号を出力して入力ポート１から入力手段１１
ｉの動作信号を入力するまでの時間は、たとえば数ｍｓ
〜数１０ｍｓ程度の最短時間に設定される。これによ
り、コンタクタ３はほとんど動作せず、負荷４に対して
影響を与えることはほとんどない。

【０１４４】なお、負荷４に対して一切影響を与えるこ
とができない場合には、励磁コイル３ａの補助接点とな
るスイッチ８として、主接点すなわちコンタクタ３より
も高速に動作するものを使用すればよい。

【０１４５】また、出力リレー１１ｈ２の接点がスイッ
チ８の機能を兼用し、出力リレー１１ｈ２の接点の動作
信号が入力手段１１ｉに直接入力されるようにすれば、
負荷４に一切影響を与えずに診断することができる。

【０１４６】図７はこの発明の実施例４の他の構成例、
すなわち出力リレー１１ｈ２の接点がスイッチ８の機能
を兼ねるようにした例を示す回路構成図である。図７に
おいて、入力手段１１ｉの一対の入力端子は、出力リレ
ー１１ｈ２の接点の両端に励磁されており、スイッチ８
は省略されている。

【０１４７】図７のように構成することにより、出力リ
レー１１ｈ２の接点の開閉動作と同時に、励磁コイル３
ａが動作する前に、入力手段１１ｉに動作信号が入力さ
れて演算記憶手段１１ｍの入力ポート１に印加される。
したがって、負荷４に一切影響を与えずに診断すること
ができる。また、前述の構成と比べて、コンタクタ３の
補助接点すなわちスイッチ８が不要になるので簡易に構
成することができる。

【０１４８】また、図７の構成例においては、出力リレ
ー１１ｈ２の接点の両端を入力手段１１ｉの入力端子に
接続したが、図８のように、コンタクタ３の励磁コイル
３ａの両端を入力手段１１ｉの入力端子に接続してもよ
い。図８の構成例の場合も、出力リレー１１ｈ２の接点
の開閉動作に応じて、励磁コイル３ａの両端から動作信
号が得されるので、スイッチ８を不要とすることができ
る。

【０１４９】また、図７の構成例においては、励磁コイ
ル３ａの動作時間およびコンタクタ３の動作時間の遅れ
を用いて、診断時における負荷４への影響を防止するよ
うにしたが、診断時に励磁コイル３ａの両端を短絡する
ことにより、負荷４への影響を確実に防止してもよい。
図９はこの発明の実施例４のさらに異なる構成例を示す
回路構成図であり、診断時に励磁コイル３ａの両端を短
絡するようにした例を示している。

【０１５０】図９において、演算記憶手段１１ｍは、出
力ポート１のみならず、診断時の制御信号出力用の出力
ポート２を有する。また、出力手段１１ｈは、出力ポー
ト２に接続されたリレードライバ１１ｈ６と、リレード
ライバ１１ｈ６により励磁駆動される出力リレー１１ｈ
７のコイルおよび接点とを有する。リレードライバ１１
ｈ６および出力リレー１１ｈ７は、出力ポート１側に接
続されたリレードライバ１１ｈ６および出力リレー１１
ｈ７と同一構成からなっている。

【０１５１】出力リレー１１ｈ７の接点は、コンタクタ
３の励磁コイル３ａの両端間に並列接続されている。ま
た、制御電源７ａのグランド端子および励磁コイル３ａ
の出力端子は、入力手段１１ｉの入力端子に接続されて
いる。

【０１５２】図９の構成例の場合、出力手段１１ｈの診
断時において、演算記憶手段１１ｍは、前述のように出
力ポート１から制御信号を出力するとともに、出力ポー
ト２からもＨレベルの制御信号を出力する。これによ
り、リレードライバ１１ｈ６が駆動されて、出力リレー
１１ｈ７のコイルを励磁し、出力リレー１１ｈ７の接点
をＯＮ（閉成）させる。

【０１５３】したがって、励磁コイル３ａは短絡されて
無効となり、診断中におけるコンタクタ３の投入動作は
確実に防止される。続いて、この状態で、出力ポート１
から診断用の制御信号を出力して出力リレー１１ｈ２の
接点をＯＮ（閉成）駆動する。

【０１５４】これにより、もし出力手段１１ｈが健全で
あれば、出力リレー１１ｈ２の接点の動作信号は、入力
手段１１ｉを介して演算記憶手段１１ｍの入力ポート１
に入力される。したがって、演算記憶手段１１ｍは、制
御信号出力時の入力ポート１の信号状態に基づいて、出
力手段１１ｈを診断することができる。

【０１５５】実施例５．なお、上記実施例４では、入力
手段１１ｉを介した動作信号に基づいて入力ポート１の
信号状態を診断したが、入力手段１１ｉを介在させず
に、出力手段１１ｈから出力されるアナログ信号に基づ
いて直接診断してもよい。

【０１５６】たとえば、簡易的な構成例として、リレー
ドライバ１１ｈ１の出力信号を演算記憶手段１１ｍの入
力ポート１に直接入力して診断することもできる。この
場合、出力手段１１ｈ内のリレードライバ１１ｈ１のみ
の健全性を診断することができる。また、出力ポート１
の出力信号を直接入力ポート１に入力しても、簡易的で
はあるが、出力手段１１ｈに含まれる各ポートの回路診
断を行うことができる。

【０１５７】図１０および図１１は入力手段１１ｉを介
在させずに簡易的に出力手段１１ｈを診断可能にしたこ
の発明の実施例５の要部を示す回路構成図であり、図１
０はリレードライバ１１ｈ１の出力電流信号に基づいて
診断する場合、図１１は出力リレー１１ｈ２の接点およ
び励磁コイル３ａに流れる電流信号に基づいて診断する
場合をそれぞれ示す。

【０１５８】図１０において、演算記憶手段１１ｍは、
アナログ入力１およびアナログ入力１を入力端子とする
Ａ／Ｄ変換器を備えている。また、出力手段１１ｈは、
リレードライバ１１ｈ１の出力端子側に挿入された電流
計測用抵抗器１１ｈ３を有しており、電流計測用抵抗器
１１ｈ３とリレードライバ１１ｈ１のコイルとの接続点
は、演算記憶手段１１ｍのアナログ入力１に接続されて
いる。

【０１５９】また、図１１において、出力手段１１ｈ
は、出力リレー１１ｈ２の接点に直列接続された電流計
測用抵抗器１１ｈ４と、電流計測用抵抗器１１ｈ４とコ
ンタクタ３の励磁コイル３ａとの接続点に接続された絶
縁手段１１ｈ５とを有しており、絶縁手段１１ｈ５の出
力端子は、演算記憶手段１１ｍのアナログ入力１に接続
されている。なお、図１０および図１１の構成を組み合
わせれば、出力リレー１１ｈ２に関する診断をさらに正
確に行うこともできる。

【０１６０】次に、図１０に示すこの発明の実施例５に
よる診断動作について説明する。まず、演算記憶手段１
１ｍは、出力ポート１から診断用の制御信号を出力し、
リレードライバ１１ｈ１を駆動する。これにより、出力
リレー１１ｈ２が動作するが、このときのリレードライ
バ１１ｈ１のドライブ電流を監視することにより、出力
手段１１ｈの異常状態を診断することができる。

【０１６１】なお、リレードライバ１１ｈ１のドライブ
電流の異常状態としては、以下の項目（１）〜（５）が
考えられる。 （１）出力リレー１１ｈ２の接点の溶着による常時動通
状態。 （２）出力リレー１１ｈ２の接点の機構故障による不動
作（接点機構のロック）状態。 （３）出力リレー１１ｈ２のコイルの断線による不動作
状態。 （４）出力リレー１１ｈ２のコイルのレアーショートに
よる不動作状態。 （５）出力リレー１１ｈ２の接点の摩耗による電気的寿
命状態。

【０１６２】次に、上記項目（１）〜（５）の診断方法
について、個々に説明する。まず、項目（１）の出力リ
レー１１ｈ２の接点常時動通状態においては、出力ポー
ト１から診断信号が出力されていない状態においても、
出力リレー１１ｈ２のコイル電流が流れる。したがっ
て、リレードライバ１１ｈ１のドライブ電流の流れ方が
異なることから、接点常時動通状態を診断することがで
きる。この場合、励磁コイル３ａが常時励磁となってコ
ンタクタ３のＯＮ状態が保持されるので、前述の診断条
件とは異なり、負荷４の駆動状態であっても一定期間毎
に診断モードに入ることになる。

【０１６３】また、項目（２）の出力リレー１１ｈ２の
接点機構ロック状態においては、出力リレー１１ｈ２の
コイルのインダクタンス成分Ｌが変化しなくなり、出力
リレー１１ｈ２のコイル電流は、コイル抵抗Ｒで決定す
る一定の時定数Ｌ／Ｒにしたがって変化する。一方、正
常状態においては、出力リレー１１ｈ２の接点機構の動
作により、出力リレー１１ｈ２のコイルのインダクタン
ス成分Ｌが変化することから、時定数Ｌ／Ｒも変化する
ので、コイル電流は接点機構ロック状態時のようには変
化しない。

【０１６４】したがって、異常時と正常時とのコイル電
流の変化の差に基づいて、項目（２）による異常状態の
有無を診断することができる。この場合、正常状態にお
ける出力リレー１１ｈ２のコイル電流の波形を、演算記
憶手段１１ｍ内のメモリにあらかじめ記憶させておく必
要がある。

【０１６５】また、項目（３）の出力リレー１１ｈ２の
コイル断線状態は、コイル電流が流れないことから異常
状態を診断することができる。また、項目（４）のレア
ーショート状態は、出力リレー１１ｈ２のコイルのイン
ダクタンス成分Ｌが低下し、時定数Ｌ／Ｒが変化するこ
とから診断することができる。

【０１６６】以上の項目（１）〜（４）は、図１０の回
路構成で診断することができる。しかし、項目（５）の
出力リレー１１ｈ２の接点摩耗状態は、図１１の回路構
成を用いて診断される。すなわち、図１１において、絶
縁手段１１ｈ５は、出力リレー１１ｈ２の接点動作に関
連して励磁コイル３ａに流れる電流信号を、電流計測用
抵抗器１１ｈ４を介して直接検出し、これを動作信号と
して演算記憶手段１１ｍのアナログ入力１に印加する。

【０１６７】もし、出力リレー１１ｈ２の接点が摩耗す
ると、接点のチャタリング時間が変化するので、初期の
チャタリング時間との差に基づいて、接点摩耗状態を診
断することができる。この場合、初期のチャタリング時
間の波形を、演算記憶手段１１ｍ内のメモリにあらかじ
め記憶させておく必要がある。

【０１６８】なお、上記実施例５では、リレードライバ
１１ｈ１のドライバ電流に基づいて、もっぱら出力手段
１１ｈ内の出力リレー１１ｈ２の異常診断を行う場合に
ついて説明したが、出力手段１１ｈ内のドライバ電流を
用いた診断は、単に出力リレー１１ｈ２のみの異常診断
に限定されることはない。

【０１６９】たとえば、負荷回路保護手段１１の周辺回
路を含む応用例として、広く世の中に使用されているコ
ンタクタ３の診断、ならびに、母線１（図１参照）側の
遮断器等（図示せず）の投入コイルおよびトリップコイ
ルの診断にも適用することができる。

【０１７０】実施例６．なお、上記実施例１〜実施例５
では、負荷４の運転停止中をもっぱら診断条件として限
定したが、オンライン中（負荷４の運転中）の診断を可
能にすることもできる。図１２はオンライン中の診断を
可能にしたこの発明の実施例６を示す機能ブロック図で
あり、３、５、６および１１、１１ａ〜１１ｍは前述と
同様のものである。

【０１７１】この場合、診断実行時において変流器５お
よび零相変流器６からの各入力信号を切り離すために、
アナログスイッチ１１ｆおよび１１ｇと同様のスイッチ
手段１１ｐおよび１１ｑが、負荷回路保護手段１１の各
入力端子に個別に挿入されている。すなわち、スイッチ
手段１１ｐは変流器５の入力端子に挿入され、スイッチ
手段１１ｑは零相変流器６の入力端子に挿入されてい
る。

【０１７２】また、演算記憶手段１１ｍは、アナログス
イッチ１１ｆおよび１１ｇに対する開閉制御手段とは別
に、各スイッチ手段１１ｐおよび１１ｑを診断時に開放
させるための開閉制御手段を備えている。以下、図１を
参照しながら、図１２に示したこの発明の実施例６の動
作について説明する。

【０１７３】図１２内の負荷回路保護手段１１の保護特
性を診断する場合、まず、演算記憶手段１１ｍは、負荷
４のオンライン中における保護特性に影響を与えない程
度の短いパルス幅（たとえば、数ｍｓ〜数１００ｍｓ）
で、スイッチ手段１１ｐおよび１１ｑを開放（ＯＦＦ）
制御する。また、スイッチ手段１１ｐおよび１１ｑの開
放期間中に、この開放制御パルスよりも短いパルス幅の
電圧信号Ｖｃを電圧発生手段１１ｅから発生させる。

【０１７４】このとき、前述と同様に、診断パラメータ
（電流入力または漏電入力）に応じて、アナログスイッ
チ１１ｆおよび１１ｇのいずれか一方を閉成（ＯＮ）制
御することにより、増幅手段１１ｂ、または、増幅およ
び直流変換手段１１ｄを介して、診断用の電圧信号Ｖｃ
を演算記憶手段１１ｍに入力する。なお、電圧信号Ｖｃ
の電圧レベルは、診断パラメータ（電流入力または漏電
入力）により異なる値に設定される。

【０１７５】これにより、オンライン中においてスイッ
チ手段１１ｐおよび１１ｑが開放され、この直後に増幅
された電圧信号Ｖｃが演算記憶手段１１ｍに入力され、
負荷回路保護手段１１の保護機能が短時間に診断され
る。診断終了後は、電圧信号ＶｃがＯＦＦされて、スイ
ッチ手段１１ｐおよび１１ｑは閉成（ＯＮ）状態に復帰
される。

【０１７６】上記診断中において、たとえば、アナログ
スイッチ１１ｇを閉成して変流器５側の電流入力に関す
る診断を行う場合、負荷回路保護手段１１内の電流入力
回路は、平滑要素を含まない増幅手段１１ｂのみから構
成されている。したがって、短いパルスの電圧信号Ｖｃ
によるディレイが生じないので、演算記憶手段１１ｍ
は、電圧信号Ｖｃの出力時に増幅手段１１ｂから入力さ
れる信号レベルそのものに基づいて、電流入力側の回路
特性を診断することができる。

【０１７７】一方、アナログスイッチ１１ｆを閉成して
零相変流器６側の電流入力に関する診断を行う場合、負
荷回路保護手段１１内の漏電入力回路は、平滑要素を含
む増幅および直流変換手段１１ｄにより構成されてい
る。したがって、短いパルスの電圧信号Ｖｃによるディ
レイが生じるので、電圧信号Ｖｃに対する応答特性をあ
らかじめ演算記憶手段１１ｍに記憶させておき、診断結
果の応答特性と比較することにより診断を行う。

【０１７８】但し、増幅および直流変換手段１１ｄを外
部回路として用いずに、漏電入力回路を増幅手段のみで
構成し、演算記憶手段１１ｍ内でデジタル（直流変換）
演算する場合は、漏電入力に関して応答特性を診断する
必要はなく、上述した電流入力回路の診断の場合と同様
に、電圧信号Ｖｃの電圧レベルの絶対値の診断のみでよ
い。

【０１７９】なお、上記実施例６では、電源系統として
非インバータ系を例にとって説明したが、図３のよう
に、インバータ系の電源系統を適用しても同様にオンラ
イン中の保護特性診断を行うことができる。この場合、
漏電入力回路に不要波除去手段１１ｎ（図３参照）が挿
入されるので、不要波除去手段１１ｎの特性を診断する
必要がある。

【０１８０】したがって、不要波除去手段１１ｎがＬＰ
ＦまたはＢＰＦであるかに応じて、図１３または図１４
に示すような周波数のパルス信号からなる電圧信号Ｖｃ
を用いて診断を行う。すなわち、不要波除去手段１１ｎ
がＬＰＦまたはＢＰＦであるかにより、電圧信号Ｖｃの
周波数は、図１３または図１４内の斜線で示すように、
カットオフ周波数ｆｃ付近の周波数ｆ１〜ｆ２程度の範
囲内に設定されることが望ましい。

【０１８１】上記周波数範囲ｆ１〜ｆ２は、ＬＰＦ（図
１３）またはＢＰＦ（図１４）の各周波数特性から明ら
かなように、ゲインの絶対値が比較的大きく且つ特性変
化に対するゲイン変動が大きい帯域に設定される。も
し、電圧信号Ｖｃの周波数を周波数ｆ１〜ｆ２の範囲外
に設定すると、ゲインの絶対値が低下し、演算記憶手段
１１ｍに入力される信号レベルが小さくなるので診断が
困難になる。

【０１８２】この場合も、図１２の実施例６の診断と同
様に、電圧信号Ｖｃに対する応答特性に基づいて診断を
行う。なお、不要波除去手段１１ｎを外部回路で構成せ
ずに、演算記憶手段１１ｍでデジタルフィルタ処理を行
う場合には、応答特性による診断を行う必要はなく、電
流入力回路の診断と同様に、入力信号レベルの絶対値の
診断を行えばよい。

【０１８３】また、上記実施例６の各構成例による診断
中において、オンライン中の診断期間は、保護特性に影
響を与えない程度の数ｍｓ〜数１０ｍｓ（保護要素によ
っては、数１００ｍｓ〜数ｓでよい場合もある）のパル
ス信号で決定される。したがって、保護が要するような
電流入力が生じたとしても、診断終了後に保護動作に入
れば、誤差の範囲内であり、何ら支障が生じることはな
い。但し、すでに保護要素が働いているときは、診断実
行命令があっても、診断は保留されて、保護要素が働き
終ったときに実行される。

【０１８４】なお、上記実施例６では、負荷回路保護手
段１１内の電流入力回路または漏電入力回路の診断を行
う場合について説明したが、入力手段１１ｉ（図４、図
５参照）、または、出力手段１１ｈ（図６〜図１１参
照）の診断を行う場合も同様であり、制御、表示に影響
を与えない程度の数ｍｓ〜数１００ｍｓのパルス信号に
より診断を行うことができる。

【０１８５】たとえば、オンライン中に入力手段１１ｉ
の診断を行う場合、入力手段１１ｉの入力端子に、スイ
ッチ手段１１ｐおよび１１ｑと同様のスイッチ手段（図
示せず）を挿入し、このスイッチ手段を短い時間だけ開
放して診断用の制御信号を入力すればよい。

【０１８６】以上のように、瞬時的に電流入力端子を開
放して短いパルスの電圧信号Ｖｃまたは制御信号を生成
することにより、負荷４の停止状態を診断条件に入れる
必要がなく、オンライン中の診断が可能となる。これに
より、たとえば、負荷４を連続運転するようなプラント
（大規模システム）においても診断が可能となり、信頼
性の高い特性診断を実現することができる。

【０１８７】実施例７．なお、上記実施例１〜実施例６
では、負荷回路保護手段１１内の演算記憶手段１１ｍに
より診断実行のトリガをかけて、各負荷回路１０〜３０
内の負荷４の個々の診断を行うようにしたが、負荷回路
１０〜３０の外部に監視制御手段を設け、この監視制御
手段と協動して負荷全体の診断を管理するようにしても
よい。

【０１８８】また、上記実施例１〜実施例６では、たと
えば診断実行のトリガ（実行命令）をキー操作で行う場
合に、各負荷４毎に実行操作を行い、この診断結果を各
負荷回路保護手段１１から読み出し、これを作業員が控
えるようにしたが、中央で一括診断し、且つ各診断結果
を中央で一括管理し、作業員の労力を削減するようにし
てもよい。

【０１８９】以下、中央で一括診断および一括管理して
労力を削減したこの発明の実施例７について説明する。
図１５はこの発明の実施例７を負荷回路系統とともに示
すブロック構成図、図１６はこの発明の実施例７の要部
を示す機能ブロック図であり、各図において、母線１〜
負荷回路保護手段１１、負荷回路保１０、２０、３０お
よび負荷抵抗器１１ａ〜演算記憶手段１１ｍは、前述と
同様のものである。

【０１９０】図１５において、各負荷回路１０、３０内
の負荷回路保護手段１１には、伝送線４１（バス）を介
して、外部の監視制御手段４０が接続されている。監視
制御手段４０は、各負荷回路１０、２０および３０から
離れた場所に位置する中央の電気室に設けられ、集中的
な一括診断機能および診断管理機能を有している。

【０１９１】監視制御手段４０は、伝送線４１に接続さ
れた伝送親局４０ａと、伝送親局４０ａに接続された監
視制御装置４０ｂとを有する。監視制御装置４０ｂは、
たとえば負荷回路保護手段１１内の警報表示手段１１ｊ
と同様の表示手段（図示せず）を有し、伝送親局４０ａ
からの情報に基づいて、各負荷回路１０、２０および３
０の状態を監視するとともに、各負荷回路１０、２０お
よび３０に対する制御を行う。

【０１９２】また、負荷回路保護手段１１は、演算記憶
手段１１ｍに接続されて外部との間で信号授受を行う伝
送子局１１ｒを有する、伝送子局１１ｒは、伝送線４１
を介して監視制御手段４０に接続されており、負荷回路
保護手段１１の情報と中央の監視制御装置４０ｂの情報
とを相互に伝送する。

【０１９３】次に、図１５および図１６に示したこの発
明の実施例７による診断動作について説明する。まず、
負荷回路保護手段１１の診断を実施する場合、中央の監
視制御手段４０内の監視制御装置４０ｂから診断実行命
令が生成される。

【０１９４】この診断実行命令は、伝送線４１を介して
負荷回路保護手段１１内の伝送子局１１ｒに受信され、
演算記憶手段１１ｍに入力される。これにより、演算記
憶手段１１ｍは、前述のように診断を実行し、診断結果
を伝送子局１１ｒから伝送線４１を介して監視制御手段
４０に送信する。

【０１９５】なお、監視制御装置４０ｂで設定される診
断実行のタイミングは、前述のように、一定時間毎によ
る実行条件でもよく、任意のタイミングでもよい。但
し、図１６に示した構成例の場合、負荷４の運転中には
診断できないので、監視制御装置４０ｂにおいて各負荷
４の状態を把握し、負荷４が停止状態のときに診断実行
命令を生成する。

【０１９６】一方、上記実施例６（図１２参照）のよう
に、スイッチ手段１１ｐ〜１１ｑを有するオンライン診
断可能な構成例の場合は、負荷４の状態は無関係に診断
実行命令を生成する。

【０１９７】いずれの場合も、各負荷回路保護手段１１
が特性診断を終了すると、その診断結果は、伝送子局１
１ｒ、伝送線４１、伝送親局４０ａを経由して、監視制
御装置４０ｂに送られる。監視制御装置４０ｂは、診断
情報を画面に表示することもできるし、プリンタ等の記
録手段により出力することもできる。また、診断結果に
異常があれば、その異常を電気室管理員に通報する。

【０１９８】図１５および図１６において、負荷回路保
護手段１１内の伝送子局１１ｒ、伝送線４１、ならび
に、監視制御手段４０内の伝送親局４０ａおよび監視制
御装置４０ｂは、中央から現場に対して監視制御を行う
通常の伝送システムにおいて必ず使用されるものであ
り、新規に追加する必要はない。

【０１９９】また、伝送情報についても、特に追加され
る情報は少なくて済み、コストアップを招くことはな
い。図１７は負荷回路保護手段１１と監視制御手段４０
との間で伝送される情報の伝送パケットを示す説明図で
あり、伝送情報は、各負荷回路保護手段１１の自己アド
レスＳＡと、監視制御手段４０の親局アドレスＤＡと、
制御内容を示すコントロールワードＣＷと、データバイ
ト数ＢＣと、情報内容を示すデータＤＡＴＡと、エラー
検出用のフレームチェックコードＦＣＣとからなる。

【０２００】図１７から明らかなように、この発明の実
施例７の構成は、通常使用される伝送パケットにコント
ロールワードＣＷを追加するのみでよい。

【０２０１】なお、上記実施例７では、電流入力回路の
診断を行うようにしたが、電流入力回路の診断のみなら
ず、前述と同様に、入力手段１１ｉ、出力手段１１ｈま
たは不要波除去手段１１ｎ（図３参照）の診断にも適用
することができる。また、伝送手段として伝送線４１を
用いたが、他の伝送手段として、たとえば母線１の電力
線そのものを用い、電力線搬送により情報を伝送しても
よい。

【０２０２】図１８はこの発明の実施例７の他の構成
例、たとえば伝送手段として電力線搬送を用いた場合を
示すブロック構成図であり、母線１〜負荷回路保護手段
１１、負荷回路１０、２０、３０、監視制御手段４０、
伝送親局４０ａおよび監視制御装置４０ｂは、前述と同
様のものである。また、負荷回路保護手段１１内の構成
は図１６に示した通りである。

【０２０３】図１８において、各負荷回路１０、２０お
よび３０内の電力線と負荷回路保護手段１１との間に
は、電力線（たとえば、Ｔ相）と伝送子局１１ｒとの間
で伝送信号の授受を行う信号変換手段１２が挿入されて
いる。

【０２０４】信号変換手段１２は、たとえば受信時にお
いては、電力線からの交流電力信号を除去して、電力線
に注入された伝送信号のみを検出して復調し、さらにデ
ジタル信号に変換して負荷回路保護手段１１に入力す
る。また、送信時においては、デジタル信号からなる送
信情報をアナログ信号に変換して電力線に注入する。

【０２０５】また、母線１と監視制御手段４０との間に
は、信号変換手段１２と同様の注入手段４０ｃが挿入さ
れている。注入手段４０ｃは、たとえば送信時において
は、監視制御手段４０内の伝送親局４０ａから出力され
たデジタル信号（指令情報等）を変調し、母線１の電力
線（たとえば、Ｔ相）に注入する。また、受信時におい
ては、電力線からの交流電力信号を除去して、電力線に
注入された伝送信号のみを検出して復調し、さらにデジ
タル信号に変換して監視制御手段４０に入力する。

【０２０６】図１８に示した構成例の動作については前
述と同様である。この場合、伝送情報が母線１の電力線
を介して伝送されるので、伝送線４１（図１５参照）が
不要となる。

【０２０７】また、図１８の構成例では、伝送手段とし
て母線１の電力線を用いたが、他の伝送手段として、無
線手段を用いてもよい。図１９はこの発明の実施例７の
他の構成例、たとえば伝送手段として無線手段を用いた
場合を示すブロック構成図であり、母線１〜負荷回路保
護手段１１、負荷回路１０、２０、３０、監視制御手段
４０および監視制御装置４０ｂは、前述と同様のもので
ある。

【０２０８】また、負荷回路保護手段１１内の構成は、
伝送子局１１ｒを無線子局（図示せず）に置換したこと
を除けば、図１６に示した通りである。図１９におい
て、監視制御手段４０内には、前述の伝送親局４０ａに
代えて、無線親局４０ｄが設けられている。

【０２０９】無線親局４０ｄは、送信時においては、監
視制御装置４０ｂからの送信情報を受けて電波Ｗに変換
するとともに、負荷回路保護手段１１内の無線子局から
の電波Ｗを受けて監視制御装置４０ｂへの送信情報に変
換する。この場合も、前述と同様に、負荷回路保護手段
１１と監視制御手段４０との間で伝送情報を授受する機
能を損なうことなく、伝送線４１を不要にすることがで
きる。

【０２１０】実施例８．なお、上記各実施例７では、各
負荷回路保護手段１１からの伝送情報の送信タイミング
について特に言及しなかったが、同時に一斉通報するこ
とにより、データ送信時間を低減させてもよい。

【０２１１】たとえば、大規模プラント等のように、負
荷回路１０、２０および３０の数が非常に多い場合に
は、監視制御手段４０から各負荷回路保護手段１１に対
して診断実行命令を生成し、各負荷回路保護手段１１か
ら診断データを順番に収集することは多くの時間と労力
を要する。

【０２１２】しかし、たとえば、監視制御手段４０から
の診断実行指令を一斉通報することにより、各負荷回路
１０、２０および３０に一斉に指令情報が通報されるの
で、所要時間を要するという問題は解決することができ
る。このときの一斉通報は、図１７に示した伝送パケッ
トのコントロールワードＣＷに一斉通報の意味を持たせ
るだけなので、簡単に実現することができる。

【０２１３】実施例９．また、上記実施例７では、監視
制御手段４０における診断結果の具体的な判定処理につ
いて特に言及しなかったが、負荷回路１０、２０および
３０の継続可能な期間を判定するようにしてもよい。た
とえば、監視制御手段４０に以下の処理機能を追加する
ことができる。

【０２１４】すなわち、監視制御手段４０内の監視制御
装置４０ｂは、負荷回路保護手段１１より送られてくる
診断結果に異常がある場合、異常情報に基づいて、異常
診断された負荷回路が、今後、負荷４の運転をどの程度
継続できるかの判断を行い、この判断結果に基づいて、
他の負荷回路に制御命令を発生する。

【０２１５】このときの一連の情報は、たとえば、電気
室の監理員に対して、まず警報音等で報知され、続い
て、画面情報により、異常情報、判断情報および制御情
報等を知らせる。

【０２１６】このように、一連の判断制御機能を監視制
御装置４０ｂにもたせることにより、電気室の管理員の
労力を削減するとともに、判断の高速化することができ
る。また、負荷４を安定に制御して人間の判断ミスを無
くすことができ、さらに、管理員の操作がほとんど不要
なので、監視制御装置４０ｂの操作を覚えるための期間
も短くなるうえ、高齢者でも対応することができる。

【０２１７】実施例１０．また、上記実施例９では、監
視制御手段４０内において、あらかじめ設定された個定
値と比較して診断結果の異常を判定したが、診断結果の
トレンドを管理して負荷回路保護手段１１の劣化を診断
してもよい。この発明の実施例１０においては、監視制
御装置４０ｂは、診断結果のトレンドを管理し、負荷回
路保護手段１１の劣化診断を行う。

【０２１８】このときの診断方法としては、たとえば診
断結果を時間軸でグラフ化することにより、その劣化曲
線に基づいて特性の寿命推定を行う。もし、負荷回路保
護手段１１の寿命劣化が進んでいれば、事前にアラーム
等を出力することにより、特性診断異常が発生する前に
負荷回路保護手段１１の異常を知ることができる。

【０２１９】したがって、余裕をもって負荷回路保護手
段１１の交換を実施することができる。これにより、プ
ラントの運転に一切影響を与えることなく、運転を継続
することができるので非常に信頼性の高いプラント保護
制御システムを構築することができる。

【０２２０】

【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項１によれ
ば、母線に接続された電力線と、電力線を介して給電さ
れる負荷と、電力線に挿入されたコンタクタと、電力線
から電流情報を検出する電流検出手段と、電流情報の異
常検出時にコンタクタをトリップする負荷回路保護手段
とを備え、負荷回路保護手段は、コンタクタの開閉状態
を入力情報とする入力手段と、電流情報の異常値に対応
した電圧信号を発生する電圧発生手段と、コンタクタを
開閉制御するための出力手段と、電流情報および入力情
報に基づいて電圧発生手段および出力手段を制御する演
算記憶手段とを有し、演算記憶手段は、コンタクタの開
放時に電圧信号を取り込み、コンタクタをトリップする
までの時間に基づいて保護機能を診断するようにしたの
で、負荷回路の停止中に自動的に保護特性の異常判定を
行うことのできる負荷回路保護装置が得られる効果があ
る。

【０２２１】また、この発明の請求項２によれば、請求
項１において、電流情報は、変流器からの電流入力情報
と、零相変流器からの零相電流入力情報とを含み、電圧
発生手段は、電流入力情報および零相電流入力情報の各
々に対応して互いに異なる電圧信号を発生するようにし
たので、各電流入力情報に対応して保護機能を高精度に
診断することのできる負荷回路保護装置が得られる効果
がある。

【０２２２】また、この発明の請求項３によれば、請求
項１において、電力線は、インバータを含み、負荷回路
保護手段は、電流情報の入力回路に挿入された不要波除
去手段を含み、保護機能診断用の電圧信号を、不要波除
去手段の特性に対応した疑似的な交流電圧信号としたの
で、インバータを含む電力線に対しても自動的に保護特
性の異常判定を行うことのできる負荷回路保護装置が得
られる効果がある。

【０２２３】また、この発明の請求項４によれば、母線
に接続された電力線と、電力線を介して給電される負荷
と、電力線に挿入されたコンタクタと、電力線から電流
情報を検出する電流検出手段と、電流情報の異常検出時
にコンタクタをトリップする負荷回路保護手段とを備
え、負荷回路保護手段は、コンタクタの開閉状態を入力
情報とする入力手段と、コンタクタを開閉制御するため
の出力手段と、電流情報および入力情報に基づいて出力
手段を制御する演算記憶手段とを有し、入力手段は、電
源手段と入力手段の出力端子との間に挿入されたスイッ
チ手段を含み、演算記憶手段は、コンタクタの開放時に
スイッチ手段を閉成し、入力手段の出力端子の信号状態
に基づいて入力手段を診断するようにしたので、負荷回
路の停止中に自動的に入力手段の異常判定を行うことの
できる負荷回路保護装置が得られる効果がある。

【０２２４】また、この発明の請求項５によれば、請求
項４において、電源手段として電力線から取り出した制
御電源を用い、スイッチ手段を制御電源と入力手段の入
力端子との間に挿入し、診断時に制御電源を入力手段内
に供給するようにしたので、既存の電源手段を用いた簡
単な構成により、自動的に入力手段の異常判定を行うこ
とのできる負荷回路保護装置が得られる効果がある。

【０２２５】また、この発明の請求項６によれば、請求
項４において、電源手段として入力手段の内部電源を用
い、スイッチ手段を内部電源と入力手段の出力端子との
間に挿入し、診断時に内部電源を入力手段内に供給する
ようにしたので、既存の電源手段を用いた簡単な構成に
より、自動的に入力手段の異常判定を行うことのできる
負荷回路保護装置が得られる効果がある。

【０２２６】また、この発明の請求項７によれば、請求
項６において、入力手段は、入力手段の入力端子に接続
された入力フィルタと、入力フィルタの出力端子に接続
されたフォトカプラと、フォトカプラの出力端子に接続
された平滑手段とを含み、平滑手段の出力端子は、入力
手段の出力端子に接続され、スイッチ手段は、内部電源
とフォトカプラとの間に挿入され、診断時に内部電源を
フォトカプラに供給するようにしたので、既存の電源手
段を用いた簡単な構成により、自動的に入力手段の異常
判定を行うことのできる負荷回路保護装置が得られる効
果がある。

【０２２７】また、この発明の請求項８によれば、請求
項７において、演算記憶手段に入出力ポートを設け、フ
ォトカプラの出力端子を入出力ポートに接続したので、
入力手段内のフォトカプラおよび平滑手段の個々の診断
を可能にした負荷回路保護装置が得られる効果がある。

【０２２８】また、この発明の請求項９によれば、母線
に接続された電力線と、電力線を介して給電される負荷
と、電力線に挿入されたコンタクタと、電力線から電流
情報を検出する電流検出手段と、電流情報の異常検出時
にコンタクタをトリップする負荷回路保護手段とを備
え、負荷回路保護手段は、コンタクタの開閉状態を入力
情報とする入力手段と、コンタクタを開閉制御するため
の出力手段と、電流情報および入力情報に基づいて出力
手段を制御する演算記憶手段とを有し、演算記憶手段
は、コンタクタの開放時に、出力手段に対して投入制御
信号およびトリップ制御信号を出力し、入力手段の出力
端子の信号状態に基づいて出力手段を診断するようにし
たので、負荷回路の停止中に自動的に出力手段の異常判
定を行うことのできる負荷回路保護装置が得られる効果
がある。

【０２２９】また、この発明の請求項１０によれば、請
求項９において、出力手段は、投入制御信号により励磁
され且つトリップ制御信号により消磁される出力リレー
と、出力リレーにより開閉される接点とを含み、コンタ
クタの励磁コイルは、電源手段および接点に直列接続さ
れ、入力手段は、励磁コイルにより開閉されるスイッチ
手段の状態を入力情報としたので、簡単な構成で自動的
に出力手段の異常判定を行うことのできる負荷回路保護
装置が得られる効果がある。

【０２３０】また、この発明の請求項１１によれば、請
求項９において、出力手段は、投入制御信号により励磁
され且つトリップ制御信号により消磁される出力リレー
と、出力リレーにより開閉される接点とを含み、コンタ
クタの励磁コイルは、電源手段および接点に直列接続さ
れ、入力手段は、接点の状態を入力情報としたので、簡
単な構成で自動的に出力手段の異常判定を行うことので
きる負荷回路保護装置が得られる効果がある。

【０２３１】また、この発明の請求項１２によれば、請
求項９において、出力手段は、投入制御信号により励磁
され且つトリップ制御信号により消磁される出力リレー
と、出力リレーにより開閉される接点とを含み、コンタ
クタの励磁コイルは、電源手段および接点に直列接続さ
れ、入力手段は、励磁コイルの状態を入力情報としたの
で、簡単な構成で自動的に出力手段の異常判定を行うこ
とのできる負荷回路保護装置が得られる効果がある。

【０２３２】また、この発明の請求項１３によれば、請
求項９において、演算記憶手段は、コンタクタの開放時
に、Ｈレベルを保持する別の制御信号を出力し、出力手
段は、投入制御信号により励磁され且つトリップ制御信
号により消磁される第１の出力リレーと、第１の出力リ
レーにより開閉される第１の接点と、別の制御信号によ
り励磁される第２の出力リレーと、第２の出力リレーに
より開閉される第２の接点とを含み、コンタクタの励磁
コイルは、電源手段および第１の接点に直列接続され且
つ第２の接点に並列接続され、入力手段は、第２の接点
に直列接続された第１の接点の状態を入力情報としたの
で、簡単な構成で自動的に出力手段の異常判定を行うこ
とのできる負荷回路保護装置が得られる効果がある。

【０２３３】また、この発明の請求項１４によれば、母
線に接続された電力線と、電力線を介して給電される負
荷と、電力線に挿入されたコンタクタと、電力線から電
流情報を検出する電流検出手段と、電流情報の異常検出
時にコンタクタをトリップする負荷回路保護手段とを備
え、負荷回路保護手段は、コンタクタを開閉制御するた
めの出力手段と、電流情報および入力情報に基づいて出
力手段を制御する演算記憶手段とを有し、出力手段は、
コンタクタの励磁コイルを駆動するための出力リレーを
含み、演算記憶手段は、出力リレーのドライブ電流を検
出するアナログ入力端子を含み、ドライブ電流に基づい
て出力手段を診断するようにしたので、簡単な構成で自
動的に出力手段の異常判定を行うことのできる負荷回路
保護装置が得られる効果がある。

【０２３４】また、この発明の請求項１５によれば、請
求項１４において、アナログ入力端子を、出力リレーの
コイルの一端に接続したので、簡単な構成で自動的に出
力手段の異常判定を行うことのできる負荷回路保護装置
が得られる効果がある。

【０２３５】また、この発明の請求項１６によれば、請
求項１４において、アナログ入力端子を、絶縁手段を介
してコンタクタの励磁コイルの一端に接続したので、簡
単な構成で自動的に出力手段の異常判定を行うことので
きる負荷回路保護装置が得られる効果がある。

【０２３６】また、この発明の請求項１７によれば、母
線に接続された電力線と、電力線を介して給電される負
荷と、電力線に挿入されたコンタクタと、電力線から電
流情報を検出する電流検出手段と、電流情報の異常検出
時にコンタクタをトリップする負荷回路保護手段とを備
え、負荷回路保護手段は、電流情報の入力端子に挿入さ
れたスイッチ手段と、電流情報の異常値に対応したパル
ス状の電圧信号を発生する電圧発生手段と、コンタクタ
を開閉制御するための出力手段と、電流情報および入力
情報に基づいて電圧発生手段および出力手段を制御する
演算記憶手段とを有し、演算記憶手段は、診断条件発生
時にスイッチ手段を所定パルス期間だけ開放する診断制
御手段を含み、スイッチ手段の開放時に電圧信号を取り
込み、コンタクタをトリップするまでの時間に基づいて
保護機能を診断するようにしたので、負荷回路を停止さ
せることなく自動的に保護特性の異常判定を行うことの
できる負荷回路保護装置が得られる効果がある。

【０２３７】また、この発明の請求項１８によれば、請
求項１７において、電力線は、インバータを含み、負荷
回路保護手段は、電流情報の入力回路に挿入された不要
波除去手段を含み、パルス状の電圧信号を、不要波除去
手段の特性に対応した疑似的な交流電圧信号としたの
で、インバータを含む電力線に対しても、負荷回路を停
止させることなく自動的に保護特性の異常判定を行うこ
とのできる負荷回路保護装置が得られる効果がある。

【０２３８】また、この発明の請求項１９によれば、請
求項１８において、電圧信号の周波数を、不要波除去手
段のカットオフ周波数の近傍に設定したので、高精度に
保護特性の異常判定を行うことのできる負荷回路保護装
置が得られる効果がある。

【０２３９】また、この発明の請求項２０によれば、母
線に接続された電力線と、電力線を介して給電される負
荷と、電力線に挿入されたコンタクタと、電力線から電
流情報を検出する電流検出手段と、電流情報の異常検出
時にコンタクタをトリップする負荷回路保護手段とを備
え、負荷回路保護手段は、コンタクタの開閉状態を入力
情報とする入力手段と、入力手段の入力端子に挿入され
たスイッチ手段と、コンタクタを開閉制御するための出
力手段と、電流情報および入力情報に基づいて出力手段
を制御する演算記憶手段とを有し、演算記憶手段は、診
断条件発生時にスイッチ手段を所定パルス期間だけ開放
する診断制御手段を含み、スイッチ手段の開放時に入力
手段にパルス状の制御信号を入力し、入力手段の出力端
子の信号状態に基づいて入力手段を診断するようにした
ので、負荷回路を停止させることなく自動的に入力手段
の異常判定を行うことのできる負荷回路保護装置が得ら
れる効果がある。

【０２４０】また、この発明の請求項２１によれば、母
線に接続された電力線と、電力線を介して給電される複
数の負荷と、各負荷に対応して電力線に挿入されたコン
タクタと、各負荷に対応して電力線から電流情報を検出
する電流検出手段と、各負荷に対応した電流情報の異常
検出時にコンタクタをトリップする複数の負荷回路保護
手段と、各負荷回路保護手段から隔離された中央に配置
されて、各負荷回路保護手段の診断時に各負荷回路保護
手段と個別に協動する監視制御手段とを備え、各負荷回
路保護手段は、コンタクタの開閉状態を入力情報とする
入力手段と、コンタクタを開閉制御するための出力手段
と、電流情報および入力情報に基づいて出力手段を制御
する演算記憶手段と、監視制御手段との間で情報信号の
授受を行うための伝送子局とを有し、監視制御手段は、
各負荷回路保護手段との間で情報信号の授受を行うため
の伝送親局と、伝送親局に接続された監視制御装置とを
有し、監視制御装置は、各負荷回路保護手段の診断条件
の発生を判定する診断条件判定手段を含み、診断条件が
発生した負荷回路保護手段に診断起動信号を入力すると
ともに、各負荷回路保護手段からの診断結果を取り込
み、演算記憶手段は、診断起動信号に応答して負荷回路
保護手段の診断を行うようにしたので、複数の負荷回路
保護手段に対して一括して、自動的且つ集約的に保護特
性等の異常判定を行うことのできる負荷回路保護装置が
得られる効果がある。

【０２４１】また、この発明の請求項２２によれば、請
求項２１において、伝送親局と各伝送子局との間で情報
信号を相互に伝送するための伝送線を設けたので、簡単
な構成で、複数の負荷回路保護手段に対して一括して自
動的且つ集約的に保護特性等の異常判定を行うことので
きる負荷回路保護装置が得られる効果がある。

【０２４２】また、この発明の請求項２３によれば、請
求項２１において、情報信号は、伝送親局および伝送子
局を示す各アドレスと、制御内容を示すコントロールワ
ードとを含むようにしたので、簡単な構成で複数の負荷
回路保護手段に対して自動的且つ集約的に保護特性等の
異常判定を行うことのできる負荷回路保護装置が得られ
る効果がある。

【０２４３】また、この発明の請求項２４によれば、請
求項２１において、伝送親局と電力線との間に挿入され
た注入手段と、電力線と伝送子局との間に挿入された信
号変換手段とを備え、注入手段および信号変換手段は、
情報信号を変調して電力線に注入するとともに、電力線
から受信される信号から情報信号を復調してデジタル変
換し、電力線は、伝送親局と各伝送子局との間で情報信
号を相互に伝送するようにしたので、伝送線を不要とし
た簡単な構成で、複数の負荷回路保護手段に対して自動
的且つ集約的に保護特性等の異常判定を行うことのでき
る負荷回路保護装置が得られる効果がある。

【０２４４】また、この発明の請求項２５によれば、請
求項２１において、伝送親局および伝送子局は、それぞ
れ、無線親局および無線子局からなり、無線親局と各無
線子局との間で送受信される電波を介して情報信号を相
互に伝送するようにしたので、伝送線を不要とした簡単
な構成で、複数の負荷回路保護手段に対して自動的且つ
集約的に保護特性等の異常判定を行うことのできる負荷
回路保護装置が得られる効果がある。

【０２４５】また、この発明の請求項２６によれば、請
求項２１において、診断起動信号を各伝送子局に対して
一斉通報するようにしたので、短時間の集約的診断を可
能にした負荷回路保護装置が得られる効果がある。

【０２４６】また、この発明の請求項２７によれば、請
求項２１において、監視制御手段は、各負荷回路保護手
段の診断結果を報知する表示手段を含み、各負荷回路保
護手段の診断結果を表示させるようにしたので、集約的
な異常判定結果を容易に認識することのできる負荷回路
保護装置が得られる効果がある。

【０２４７】また、この発明の請求項２８によれば、請
求項２７において、監視制御手段は、各負荷回路保護手
段の診断結果に基づいて、各負荷回路保護手段に関連す
る負荷の運転継続可能時間を判定し、この判定結果を表
示手段に表示させるようにしたので、異常の程度を容易
に認識することのできる負荷回路保護装置が得られる効
果がある。

【０２４８】また、この発明の請求項２９によれば、請
求項２７において、監視制御手段は、各負荷回路保護手
段の診断結果のトレンドに基づいて、各負荷回路保護手
段の劣化を診断し、この診断結果を表示手段に表示させ
るようにしたので、異常の程度を容易に認識することの
できる負荷回路保護装置が得られる効果がある。

【０２４９】また、この発明の請求項３０によれば、請
求項２９において、監視制御手段は、各負荷回路保護手
段の診断結果を時間軸でグラフ化して劣化曲線を求め、
劣化曲線に基づいて、各負荷回路保護手段の寿命を推定
するようにしたので、異常の程度を高精度に且つ容易に
認識することのできる負荷回路保護装置が得られる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例１を負荷回路系統とともに
示すブロック構成図である。

【図２】 この発明の実施例１を示す機能ブロック図で
ある。

【図３】 この発明の実施例２を示す機能ブロック図で
ある。

【図４】 この発明の実施例３における入力手段の一例
を示す回路図である。

【図５】 この発明の実施例３における入力手段の他の
構成例を示す回路図である。

【図６】 この発明の実施例４における出力手段の一例
を示す回路図である。

【図７】 この発明の実施例４における出力手段の他の
構成例を示す回路図である。

【図８】 この発明の実施例４における出力手段の他の
構成例を示す回路図である。

【図９】 この発明の実施例４における出力手段の他の
構成例を示す回路図である。

【図１０】 この発明の実施例５における出力手段の一
例を示す回路図である。

【図１１】 この発明の実施例５における出力手段の他
の構成例を示す回路図である。

【図１２】 この発明の実施例６の一例を示す機能ブロ
ック図である。

【図１３】 この発明の実施例６の他の例におけるＬＰ
Ｆ周波数特性と診断周波数との関係を示す説明図であ
る。

【図１４】 この発明の実施例６の他の例におけるＢＰ
Ｆ周波数特性と診断周波数との関係を示す説明図であ
る。

【図１５】 この発明の実施例７を負荷回路系統ととも
に示すブロック構成図である。

【図１６】 この発明の実施例７を示す機能ブロック図
である。

【図１７】 この発明の実施例７における伝送パケット
の一例を示す説明図である。

【図１８】 この発明の実施例７の電力線搬送を利用し
た一例を負荷回路系統とともに示すブロック構成図であ
る。

【図１９】 この発明の実施例７の無線を利用した一例
を負荷回路系統とともに示すブロック構成図である。

【図２０】 従来の負荷回路保護装置を負荷回路系統と
ともに示すブロック構成図である。

【符号の説明】

１ 母線、３ コンタクタ、３ａ 励磁コイル、４ 負
荷、５ 変流器、６零相変流器、７ 電源トランス、７
ａ 制御電源、８ スイッチ、１０，２０，３０ 負荷
回路、１１ 負荷回路保護手段、１１ｅ 電圧発生手
段、１１ｈ 出力手段、１１ｈ２，１１ｈ７ 出力リレ
ー、１１ｈ５ 絶縁手段、１１ｉ 入力手段、１１ｉ
１，１１ｉ５，１１ｉ９，１１ｉ１０ スイッチ手段、
１１ｉ２，１１ｉ６ 入力フィルタ、１１ｉ３，１１ｉ
７ フォトカプラ、１１ｍ 演算記憶手段、１１ｎ 不
要波除去手段、１１ｐ，１１ｑ スイッチ手段、１１ｒ
伝送子局、１２ 信号変換手段、４０ 監視制御手
段、４０ａ 伝送親局、４０ｂ監視制御装置、４０ｃ
注入手段、４０ｄ 無線親局、４１ 伝送線、ＣＷコン
トロールワード、ＤＡ 親局アドレス、ｆｃ カットオ
フ周波数、ＳＡ 自己アドレス、Ｖａ 電圧信号（電流
入力情報）、Ｖｂ 電圧信号（零相電流入力情報）、Ｖ
ｃ 電圧信号、Ｗ 電波。

Claims (30)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 母線に接続された電力線と、 前記電力線を介して給電される負荷と、 前記電力線に挿入されたコンタクタと、 前記電力線から電流情報を検出する電流検出手段と、 前記電流情報の異常検出時に前記コンタクタをトリップ
   する負荷回路保護手段とを備え、 前記負荷回路保護手段は、 前記コンタクタの開閉状態を入力情報とする入力手段
   と、 前記電流情報の異常値に対応した電圧信号を発生する電
   圧発生手段と、 前記コンタクタを開閉制御するための出力手段と、 前記電流情報および前記入力情報に基づいて前記電圧発
   生手段および前記出力手段を制御する演算記憶手段とを
   有し、 前記演算記憶手段は、前記コンタクタの開放時に前記電
   圧信号を取り込み、前記コンタクタをトリップするまで
   の時間に基づいて保護機能を診断することを特徴とする
   負荷回路保護装置。
2. 【請求項２】 前記電流情報は、変流器からの電流入力
   情報と、零相変流器からの零相電流入力情報とを含み、 前記電圧発生手段は、前記電流入力情報および前記零相
   電流入力情報の各々に対応して、互いに異なる電圧信号
   を発生することを特徴とする請求項１に記載の負荷回路
   保護装置。
3. 【請求項３】 前記電力線は、インバータを含み、 前記負荷回路保護手段は、前記電流情報の入力回路に挿
   入された不要波除去手段を含み、 前記電圧信号は、前記不要波除去手段の特性に対応した
   疑似的な交流電圧信号からなることを特徴とする請求項
   １に記載の負荷回路保護装置。
4. 【請求項４】 母線に接続された電力線と、 前記電力線を介して給電される負荷と、 前記電力線に挿入されたコンタクタと、 前記電力線から電流情報を検出する電流検出手段と、 前記電流情報の異常検出時に前記コンタクタをトリップ
   する負荷回路保護手段とを備え、 前記負荷回路保護手段は、 前記コンタクタの開閉状態を入力情報とする入力手段
   と、 前記コンタクタを開閉制御するための出力手段と、 前記電流情報および前記入力情報に基づいて前記出力手
   段を制御する演算記憶手段とを有し、 前記入力手段は、電源手段と前記入力手段の出力端子と
   の間に挿入されたスイッチ手段を含み、 前記演算記憶手段は、前記コンタクタの開放時に前記ス
   イッチ手段を閉成し、前記入力手段の出力端子の信号状
   態に基づいて前記入力手段を診断することを特徴とする
   負荷回路保護装置。
5. 【請求項５】 前記電源手段は、前記電力線から取り出
   した制御電源からなり、 前記スイッチ手段は、前記制御電源と前記入力手段の入
   力端子との間に挿入されたことを特徴とする請求項４に
   記載の負荷回路保護装置。
6. 【請求項６】 前記電源手段は、前記入力手段の内部電
   源からなり、 前記スイッチ手段は、前記内部電源と前記入力手段の出
   力端子との間に挿入されたことを特徴とする請求項４に
   記載の負荷回路保護装置。
7. 【請求項７】 前記入力手段は、 前記入力手段の入力端子に接続された入力フィルタと、 前記入力フィルタの出力端子に接続されたフォトカプラ
   と、 前記フォトカプラの出力端子に接続された平滑手段とを
   含み、 前記平滑手段の出力端子は、前記入力手段の出力端子に
   接続され、 前記スイッチ手段は、前記内部電源と前記フォトカプラ
   との間に挿入されたことを特徴とする請求項６に記載の
   負荷回路保護装置。
8. 【請求項８】 前記演算記憶手段は、入出力ポートを含
   み、 前記フォトカプラの出力端子は、前記入出力ポートに接
   続されたことを特徴とする請求項７に記載の負荷回路保
   護装置。
9. 【請求項９】 母線に接続された電力線と、 前記電力線を介して給電される負荷と、 前記電力線に挿入されたコンタクタと、 前記電力線から電流情報を検出する電流検出手段と、 前記電流情報の異常検出時に前記コンタクタをトリップ
   する負荷回路保護手段とを備え、 前記負荷回路保護手段は、 前記コンタクタの開閉状態を入力情報とする入力手段
   と、 前記コンタクタを開閉制御するための出力手段と、 前記電流情報および前記入力情報に基づいて前記出力手
   段を制御する演算記憶手段とを有し、 前記演算記憶手段は、前記コンタクタの開放時に、前記
   出力手段に対して投入制御信号およびトリップ制御信号
   を出力し、前記入力手段の出力端子の信号状態に基づい
   て前記出力手段を診断することを特徴とする負荷回路保
   護装置。
10. 【請求項１０】 前記出力手段は、前記投入制御信号に
    より励磁され且つ前記トリップ制御信号により消磁され
    る出力リレーと、 前記出力リレーにより開閉される接点とを含み、 前記コンタクタの励磁コイルは、電源手段および前記接
    点に直列接続され、 前記入力手段は、前記励磁コイルにより開閉されるスイ
    ッチ手段の状態を前記入力情報とすることを特徴とする
    請求項９に記載の負荷回路保護装置。
11. 【請求項１１】 前記出力手段は、 前記投入制御信号により励磁され且つ前記トリップ制御
    信号により消磁される出力リレーと、 前記出力リレーにより開閉される接点とを含み、 前記コンタクタの励磁コイルは、電源手段および前記接
    点に直列接続され、 前記入力手段は、前記接点の状態を前記入力情報とする
    ことを特徴とする請求項９に記載の負荷回路保護装置。
12. 【請求項１２】 前記出力手段は、 前記投入制御信号により励磁され且つ前記トリップ制御
    信号により消磁される出力リレーと、 前記出力リレーにより開閉される接点とを含み、 前記コンタクタの励磁コイルは、電源手段および前記接
    点に直列接続され、 前記入力手段は、前記励磁コイルの状態を前記入力情報
    とすることを特徴とする請求項９に記載の負荷回路保護
    装置。
13. 【請求項１３】 前記演算記憶手段は、前記コンタクタ
    の開放時に、Ｈレベルを保持する別の制御信号を出力
    し、 前記出力手段は、 前記投入制御信号により励磁され且つ前記トリップ制御
    信号により消磁される第１の出力リレーと、 前記第１の出力リレーにより開閉される第１の接点と、 前記別の制御信号により励磁される第２の出力リレー
    と、 前記第２の出力リレーにより開閉される第２の接点とを
    含み、 前記コンタクタの励磁コイルは、電源手段および前記第
    １の接点に直列接続され且つ前記第２の接点に並列接続
    され、 前記入力手段は、前記第２の接点に直列接続された前記
    第１の接点の状態を前記入力情報とすることを特徴とす
    る請求項９に記載の負荷回路保護装置。
14. 【請求項１４】 母線に接続された電力線と、 前記電力線を介して給電される負荷と、 前記電力線に挿入されたコンタクタと、 前記電力線から電流情報を検出する電流検出手段と、 前記電流情報の異常検出時に前記コンタクタをトリップ
    する負荷回路保護手段とを備え、 前記負荷回路保護手段は、 前記コンタクタを開閉制御するための出力手段と、 前記電流情報および前記入力情報に基づいて前記出力手
    段を制御する演算記憶手段とを有し、 前記出力手段は、前記コンタクタの励磁コイルを駆動す
    るための出力リレーを含み、 前記演算記憶手段は、前記出力リレーのドライブ電流を
    検出するアナログ入力端子を含み、前記ドライブ電流に
    基づいて前記出力手段を診断することを特徴とする負荷
    回路保護装置。
15. 【請求項１５】 前記アナログ入力端子は、前記出力リ
    レーのコイルの一端に接続されたことを特徴とする請求
    項１４に記載の負荷回路保護装置。
16. 【請求項１６】 前記アナログ入力端子は、絶縁手段を
    介して、前記コンタクタの励磁コイルの一端に接続され
    たことを特徴とする請求項１４に記載の負荷回路保護装
    置。
17. 【請求項１７】 母線に接続された電力線と、 前記電力線を介して給電される負荷と、 前記電力線に挿入されたコンタクタと、 前記電力線から電流情報を検出する電流検出手段と、 前記電流情報の異常検出時に前記コンタクタをトリップ
    する負荷回路保護手段とを備え、 前記負荷回路保護手段は、 前記電流情報の入力端子に挿入されたスイッチ手段と、 前記電流情報の異常値に対応したパルス状の電圧信号を
    発生する電圧発生手段と、 前記コンタクタを開閉制御するための出力手段と、 前記電流情報および前記入力情報に基づいて前記電圧発
    生手段および前記出力手段を制御する演算記憶手段とを
    有し、 前記演算記憶手段は、診断条件発生時に前記スイッチ手
    段を所定パルス期間だけ開放する診断制御手段を含み、
    前記スイッチ手段の開放時に前記電圧信号を取り込み、
    前記コンタクタをトリップするまでの時間に基づいて保
    護機能を診断することを特徴とする負荷回路保護装置。
18. 【請求項１８】 前記電力線は、インバータを含み、 前記負荷回路保護手段は、前記電流情報の入力回路に挿
    入された不要波除去手段を含み、 前記電圧信号は、不要波除去手段の特性に対応した疑似
    的な交流電圧信号からなることを特徴とする請求項１７
    に記載の負荷回路保護装置。
19. 【請求項１９】 前記電圧信号の周波数は、不要波除去
    手段のカットオフ周波数の近傍に設定されたことを特徴
    とする請求項１８に記載の負荷回路保護装置。
20. 【請求項２０】 母線に接続された電力線と、 前記電力線を介して給電される負荷と、 前記電力線に挿入されたコンタクタと、 前記電力線から電流情報を検出する電流検出手段と、 前記電流情報の異常検出時に前記コンタクタをトリップ
    する負荷回路保護手段とを備え、 前記負荷回路保護手段は、 前記コンタクタの開閉状態を入力情報とする入力手段
    と、 前記入力手段の入力端子に挿入されたスイッチ手段と、 前記コンタクタを開閉制御するための出力手段と、 前記電流情報および前記入力情報に基づいて前記出力手
    段を制御する演算記憶手段とを有し、 前記演算記憶手段は、診断条件発生時に前記スイッチ手
    段を所定パルス期間だけ開放する診断制御手段を含み、
    前記スイッチ手段の開放時に前記入力手段にパルス状の
    制御信号を入力し、前記入力手段の出力端子の信号状態
    に基づいて前記入力手段を診断することを特徴とする負
    荷回路保護装置。
21. 【請求項２１】 母線に接続された電力線と、 前記電力線を介して給電される複数の負荷と、 前記各負荷に対応して前記電力線に挿入されたコンタク
    タと、 前記各負荷に対応して前記電力線から電流情報を検出す
    る電流検出手段と、 前記各負荷に対応した電流情報の異常検出時に前記コン
    タクタをトリップする複数の負荷回路保護手段と、 前記各負荷回路保護手段から隔離された中央に配置され
    て、前記各負荷回路保護手段の診断時に前記各負荷回路
    保護手段と個別に協動する監視制御手段とを備え、 前記各負荷回路保護手段は、 前記コンタクタの開閉状態を入力情報とする入力手段
    と、 前記コンタクタを開閉制御するための出力手段と、 前記電流情報および前記入力情報に基づいて前記出力手
    段を制御する演算記憶手段と、 前記監視制御手段との間で情報信号の授受を行うための
    伝送子局とを有し、 前記監視制御手段は、 前記各負荷回路保護手段との間で前記情報信号の授受を
    行うための伝送親局と、 前記伝送親局に接続された監視制御装置とを有し、 前記監視制御装置は、前記各負荷回路保護手段の診断条
    件の発生を判定する診断条件判定手段を含み、診断条件
    が発生した負荷回路保護手段に診断起動信号を入力する
    とともに、前記各負荷回路保護手段からの診断結果を取
    り込み、 前記演算記憶手段は、前記診断起動信号に応答して前記
    負荷回路保護手段の診断を行うことを特徴とする負荷回
    路保護装置。
22. 【請求項２２】 前記伝送親局と前記各伝送子局との間
    で前記情報信号を相互に伝送するための伝送線を備えた
    ことを特徴とする請求項２１に記載の負荷回路保護装
    置。
23. 【請求項２３】 前記情報信号は、前記伝送親局および
    前記伝送子局を示す各アドレスと、制御内容を示すコン
    トロールワードとを含むことを特徴とする請求項２１に
    記載の負荷回路保護装置。
24. 【請求項２４】 前記伝送親局と前記電力線との間に挿
    入された注入手段と、 前記電力線と前記伝送子局との間に挿入された信号変換
    手段とを備え、 前記注入手段および前記信号変換手段は、前記情報信号
    を変調して前記電力線に注入するとともに、前記電力線
    から受信される信号から前記情報信号を復調してデジタ
    ル変換し、 前記電力線は、前記伝送親局と前記各伝送子局との間で
    前記情報信号を相互に伝送することを特徴とする請求項
    ２１に記載の負荷回路保護装置。
25. 【請求項２５】 前記伝送親局および前記伝送子局は、
    それぞれ、無線親局および無線子局からなり、 前記情報信号は、前記無線親局と前記各無線子局との間
    で送受信される電波を介して相互に伝送されることを特
    徴とする請求項２１に記載の負荷回路保護装置。
26. 【請求項２６】 前記診断起動信号は、前記各伝送子局
    に対して一斉通報されることを特徴とする請求項２１に
    記載の負荷回路保護装置。
27. 【請求項２７】 前記監視制御手段は、前記各負荷回路
    保護手段の診断結果を報知する表示手段を含むことを特
    徴とする請求項２１に記載の負荷回路保護装置。
28. 【請求項２８】 前記監視制御手段は、前記各負荷回路
    保護手段の診断結果に基づいて、前記各負荷回路保護手
    段に関連する負荷の運転継続可能時間を判定し、この判
    定結果を前記表示手段に表示させることを特徴とする請
    求項２７に記載の負荷回路保護装置。
29. 【請求項２９】 前記監視制御手段は、前記各負荷回路
    保護手段の診断結果のトレンドに基づいて、前記各負荷
    回路保護手段の劣化を診断し、この診断結果を前記表示
    手段に表示させることを特徴とする請求項２７に記載の
    負荷回路保護装置。
30. 【請求項３０】 前記監視制御手段は、前記各負荷回路
    保護手段の診断結果を時間軸でグラフ化して劣化曲線を
    求め、前記劣化曲線に基づいて、前記各負荷回路保護手
    段の寿命を推定することを特徴とする請求項２９に記載
    の負荷回路保護装置。