JPH09501013A - ディジタル遮断器不足電圧解放アクセサリ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 自動過電流保護機能とともに不足電圧引外し機能を有する集積化遮断器が提供される。不足電圧アクセサリは更に補助電力を引外しユニットに供給して、引外しユニットが不足電圧解放動作を報知し記録できるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】 ディジタル遮断器不足電圧解放アクセサリ 発明の背景 「遮断器および保護継電器ユニット（Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｒｅａｋｅｒ ａｎ ｄ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ Ｒｅｌａｙ Ｕｎｉｔ）」という発明の名称の米国 特許第４，６７２，５０１号には、ＲＯＭおよびＲＡＭ記憶装置と組み合わせて マイクロプロセッサを使用して、配電系統に対して保護機能だけでなく中継機能 も行うディジタル遮断器が記載されている。「遮断器内部の不足電圧解放アクセ サリ（Ｕｎｄｅｒｖｏｌｔａｇｅ Ｒｅｌｅａｓｅ Ａｃｃｅｓｓｏｒｙ ｆｏ ｒ ａ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｒｅａｋｅｒ Ｉｎｔｅｒｉｏｒ）」という発明の 名称の米国特許第４，８０１，９０７号には、遮断器作動機構の引外しバーと直 接相互作用して、遮断器接点を分離する不足電圧解放アクセサリが記載されてい る。 このアクセサリは、遮断器引外しバーと接触し得るように作動機構に隣接して 遮断器エンクロジャ内に挿入しなければならない。 「ディジタル遮断器分路引外しアセンブリ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｅｒ Ｓｈｕｎｔ Ｔｒｉｐ Ａｓｓｅｍｂｌｙ）」とい う発明の名称の米国特許出願（出願人整理番号４１ＰＲ７１７４）には、 遮断器の電子式引外しユニットと相互作用して、引外しユニットのフラックスシ フタアセンブリにより遮断器接点を分離する為の分路引外しモジュールが記載さ れている。更に、分路引外しユニットは、動作電力を引外しユニットに供給して 、関連する変流器が働いていないときに引外しユニットが動作できるようにして いる。 複数の電子式遮断器が配電系統内で通信する構成では、引外し機能を開始する 遮断器引外しユニットの動作により、遮断器の１つの引外し動作を系統内の他の 装置に通知することができる。 本発明は、分路引外しモジュールと同様な方法で遮断器引外しユニットと相互 作用して、不足電圧解放機能を提供するとともに不足電圧解放動作を通信し表示 する不足電圧解放モジュールを提案する。 発明の概要 自動過電流保護機能とともに不足電圧解放機能を有する集積化遮断器が提供さ れる。独立の不足電圧解放モジュールが、補助電力を引外しユニットに供給して 、引外しユニットのマイクロプロセッサを付勢することにより、該マイクロプロ セッサが不足電圧解放動作を報知、表示および記録することができるようにする 。 図面の簡単な説明 図１は、本発明に係わる不足電圧解放モジュールを有するディジタル遮断器の 概略構成図である。 図２は、図１の不足電圧解放モジュール内の構成部品の 結線図である。 好適実施例の説明 上述した米国特許第４，６７２，５０１号に記載されているように、図１に示 すような遮断器制御装置９は、引外しユニットの印刷配線板１０上に設けられ、 この印刷配線板は変流器１１乃至１４および変圧器１５乃至１７と外部接続され ている。電気入力はマルチプレックサ１８乃至２０およびサンプル・ホールド増 幅器２１，２２を介してＡ／Ｄ変換器２４に伝達され、制御は出力制御部２６と トランシーバ２７とＲＡＭ２８とを相互接続しているデータバス２５を利用して 達成される。ＲＯＭ２９、マイクロプロセッサ３０および持久記憶装置３１は、 完全な総合的回路保護を確実に行うように動作する。出力制御部２６によって制 御される遮断器接点（図示せず）の状態についての情報は、「遮断器の取外し可 能な表示装置およびキーボード（Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｒｅａｋｅｒ ｒｅｍｏｖ ａｂｌｅ Ｄｉｓｐｌａｙ ａｎｄ Ｋｅｙｂｏａｒｄ）」という発明の名称の 米国特許第４，８７０，５３１号に記載されているものと同様な表示装置５８に 表示される。本発明によれば、不足電圧解放機能は、不足電圧解放モジュール３ ２を導体３３，３４および３５を介してマイクロプロセッサ３０および引外しユ ニット電源３８に接続することにより提供される。引外しユニット電源への動作 電力は、関連する配電系統が動作しているとき、導体５２を介して変流器１１乃 至１３により供給される。補助動作電力は、入力 端子３６，３７を介してユーザにより電圧信号が印加されたときに、不足電圧解 放モジュール３２によって引外しユニット電源に供給される。 不足電圧解放モジュール３２の機能部品が図２に示されている。入力３６，３ ７に供給される電圧信号は、上述した米国特許出願（出願人整理番号４１ＰＲ７ １７４）に記載されているように所定の不足電圧基準値と比較するための比較回 路３４に入力される。電圧信号は導体４０を介して三出力巻線隔離変圧器３９に 入力される。第１の出力巻線は導体４１および第１の阻止ダイオードＤ１を介し てＦＥＴ４２の一方の端子および大容量蓄積コンデンサＣ１の一方の極板に接続 されている。ＦＥＴの他方の端子は電流調整器４４を介してソレノイド４５内の 制御巻線４６の一方の側に接続されている。電流調整器４４は上述した米国特許 出願に記載されているような３８４３に類似しているユニトローデ（Ｕｎｉｔｒ ｏｄｅ）タイプ２５２４のパルス幅変調ユニットである。ソレノイドのアーマチ ュアは、４７で示すように遮断器作動機構と動作的に相互作用して、作動機構の 閉成ばねが遮断器接点を閉成状態に駆動するのを防止している。このような遮断 器閉成装置は、例えば「高アンペア定格遮断器のハンドル操作アセンブリ（Ｈａ ｎｄｌｅ Ｏｐｅｒａｔｏｒ Ａｓｓｅｍｂｌｙ ｆｏｒ Ｈｉｇｈ Ａｍｐｅ ｒｅ Ｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｒｅａｋｅｒｓ）」という発明の名称の １９９４年３月１４日に出願された米国特許出願第０８／２１４，５２ ２号に記載されている。第２の出力巻線は、比較器４８の非反転入力に印加され ている基準値との比較のために、導体５３を介して比較器４８の反転入力に接続 されている。また、第２の出力巻線は、第２の阻止ダイオードＤ２および導体３ ４を介してトランジスタスイッチＱ１のベース、第２の蓄積コンデンサＣ２の一 方の側、および図１に関して前に述べたように引外しユニット１０に接続されて いる。比較器４８の出力は、第１のインバータ４３を介してＦＥＴ４２のゲート に接続されるとともに、第２のインバータ５１および導体３３を介して引外しユ ニット１０に接続されている。引外しユニット１０と不足電圧解放回路３２との 間のアースの接続は導体３５を介して行われている。 不足電圧解放動作は次のとおりである。系統電圧の３０％未満の電圧が端子３ ６，３７に印加された場合には、導体４１上の出力信号電圧はソレノイド巻線４ ５に入力されない。したがってソレノイド４６は励起されないので、ＦＥＴがオ フ状態にある限り、ソレノイドは動作的相互作用４７により、上述した米国特許 出願第０８／２１４，５２２号に記載されているような遮断器閉成ばねの解放を 防止する。この構成は、遮断器接点の閉成が試みられている時にチャージされた 閉成ばねが解放されないように保証し、これにより遮断器で保護される配電系統 に望ましくない遮断器閉成を生じさせない。系統電圧の少なくとも８０％の電圧 が端子３６，３７に現れた場合には、比較器の反転入力の電圧が非反転入力に印 加される基準値よりも低くなる。 この結果、「低（または０）」レベルが比較器４８の出力に現れて、トランジス タスイッチＱ１がオンにならないようにする。また、低レベルの比較器出力は導 体３３を介して引外しユニット１０に引外し状態を指示しないようにする。また 、低レベルはインバータ４３を介してＦＥＴ４２をオンにし、ソレノイド４６を 電流調整器４４により励起する。これにより遮断器が閉成できるとともに、電圧 入力が導体３４を介して引外しユニットに供給できる。入力端子３６，３７への 電圧信号が系統電圧の３０％未満に低下するや否や、導体５３の電圧が非反転入 力の電圧よりも低くなる。このとき、「高（または１）」レベルが比較器の出力 に現れ、これにより引外しユニットに引外し信号が伝達されて、遮断器接点が分 離される。またＦＥＴがオフに切り替わって、ソレノイドを開放させ、これによ り系統の電圧が完全な値に戻るまで遮断器の閉成ばねが遮断器接点を閉じるよう に動作することを防止する。不足電圧状態の発生時に高レベルが比較器の出力に 発生すると、Ｃ１に蓄積された電圧がＣ２の電圧に加えられて、不足電圧解放動 作が生じた後に引外しユニットに動作電力を供給し、その情報を引外しユニット のマイクロプロセッサ内に記憶させる。 以上、引外し信号を遮断器引外しユニットに供給して、不足電圧状態の発生時 に遮断器接点を分離する不足電圧解放モジュールについて説明した。不足電圧解 放モジュールは遮断器の作動機構と相互作用し、不足電圧解放動作が公 称線路電圧の８０％の最小値で励起されない場合および該最小値で励起されるま で、遮断器の閉成動作が発生しないようにする。 遮断器接点が閉じている間、ならびに不足電圧解放モジュールおよび遮断器引 外しユニットの動作によって接点が分離した後の短期間の間、補助電力が不足電 圧解放モジュールによって供給される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シンガー，ポール・ハミルトン アメリカ合衆国、06107、コネチカット州、 ウエスト・ハートフォード、フォックスリ ッジ・ロード、16番

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．過電流遮断機能および不足電圧遮断機能を有する電子式引外しユニットに おいて、 配電系統に接続されるように構成された変流器手段（１１−１３）と、 前記変流器手段に接続されて、前記配電系統からのサンプル電流信号を受け取 って過電流状態の発生を決定するプロセッサ回路（１０）と、 前記プロセッサ回路に接続されて、配電回路を通る電流を遮断するための引外 し開始手段（２６）と、 前記プロセッサ回路内に設けられていて、前記変流器手段に接続されて、動作 電力を前記プロセッサ回路に供給する電源手段（３８）と、 前記プロセッサ回路および信号源に接続されて、前記信号源からの電圧信号を 基準値と比較し、該電圧信号が前記基準値よりも低いときは引外し指令を前記プ ロセッサ回路に出力する不足電圧解放回路（３２）と をそなえている電子式引外しユニット。 ２．前記不足電圧解放回路は、前記電源手段に接続されて、前記変流器手段が 動作していないときに前記プロセッサ回路に動作電力を供給する請求項１記載の 電子式引外しユニット、 ３．前記不足電圧解放回路が比較回路（３４）を含み、該比較回路は、共通に 接続された比較器およびインバータを有し、前記比較器により前記不足電圧解放 信号が所定の 時間増分を越えて存在すると決定されたとき、前記インバータにより制御信号が 出力される請求項１記載の電子式引外しユニット。 ４．前記不足電圧解放回路は、前記比較回路に接続された一次巻線を有する隔 離変圧器（３９）を含んでいる請求項１記載の電子式引外しユニット。 ５．前記隔離変圧器は多巻回数の二次巻線を有している請求項４記載の電子式 引外しユニット。 ６．前記隔離変圧器の第１の二次巻線に接続された第１の端子およびソレノイ ド（４５）に接続された第２の端子を有する第１のトランジスタスイッチを含ん でいる請求項４記載の電子式引外しユニット。 ７．前記第２の端子は電流調整器（４４）を介して前記ソレノイドに接続され ている請求項６記載の電子式引外しユニット。 ８．前記隔離変圧器は、テスト入力を比較器（４８）に供給する第２の二次巻 線を有している請求項６記載の電子式引外しユニット。 ９．前記第２の二次巻線は前記電源に接続されている請求項８記載の電子式引 外しユニット。 １０．前記第２の二次巻線と前記引外しユニットとの間に接続された第２のト ランジスタスイッチを含んでいる請求項８記載の電子式引外しユニット。 １１．前記第２のトランジスタスイッチのゲートが前記比較器出力に接続され ており、これにより比較器出力が高 レベルにあるとき不足電圧解放信号が前記引外しユニットに供給される請求項１ ０記載の電子式引外しユニット。 １２．前記比較器出力は前記第１のトランジスタスイッチのゲート端子に接続 されている請求項１１記載の電子式引外しユニット。 １３．前記比較器出力は第１のインバータ（５１）を介して前記引外しユニッ トに接続されている請求項１１記載の電子式引外しユニット。 １４．前記比較器出力は第２のインバータ（４３）を介して前記第１のトラン ジスタスイッチのゲートに接続されている請求項１１記載の電子式引外しユニッ ト。 １５．前記第１の二次巻線および前記引外しユニットに接続されて、前記引外 しユニットが前記不足電圧解放信号に応答した後に前記引外しユニットに電力を 供給する第１の蓄積コンデンサ（Ｃ１）を更に含んでいる請求項１１記載の電子 式引外しユニット。 １６．前記第２の二次巻線および前記引外しユニットに接続されて、前記引外 しユニットが前記不足電圧解放信号に応答した後に前記引外しユニットに電力を 供給する第２の蓄積コンデンサ（Ｃ２）を更に含んでいる請求項１１記載の電子 式引外しユニット。