JPH11345557A - 回路遮断装置 - Google Patents

回路遮断装置

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JPH11345557A
JPH11345557A JP11129762A JP12976299A JPH11345557A JP H11345557 A JPH11345557 A JP H11345557A JP 11129762 A JP11129762 A JP 11129762A JP 12976299 A JP12976299 A JP 12976299A JP H11345557 A JPH11345557 A JP H11345557A
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JP11129762A
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Clive W Kimblin
ウィリアム キンブリン クライブ
Robert Tracey Elms
トレイシー エルムズ ロバート
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Eaton Corp
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/26—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents
    • H02H3/32—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors
    • H02H3/33—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors using summation current transformers
    • H02H3/334—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors using summation current transformers with means to produce an artificial unbalance for other protection or monitoring reasons or remote control
    • H02H3/335—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors using summation current transformers with means to produce an artificial unbalance for other protection or monitoring reasons or remote control the main function being self testing of the device
    • H—ELECTRICITY
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  • Power Engineering (AREA)
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  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 地絡故障テストとアーク故障テストを順次実
施する、単一の押しボタンと、テストアクチュエータと
を備えた回路遮断器を提供する。 【解決手段】 状態マシン５９は、テスト回路を自動的
に制御して地絡故障検知器トリップ機構とアーク故障検
知器トリップ機構とを順次にテストする。状態マシン５
９と相互接続されたテスト用押しボタン９を押し下げる
と、両方の故障検知器トリップ機構の順次テストが始動
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】本発明は、地絡故障トリップ機構
及びアーク故障トリップ機構の両方を備えた回路遮断装
置に関し、さらに詳細には、地絡故障及びアーク故障の
テストを可能にするテストアクチュエータを有する回路
遮断器に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】回路遮
断装置には、トリップ機構を備えた、例えば、回路遮断
器、接触器、モータ始動器、モータ制御器、他の負荷コ
ントローラ及びレセプタクルが含まれる。回路遮断器は
この分野では一般的に旧く、よく知られている。回路遮
断器は、例えば、米国特許第５、２６０、６７６及び
５、２９３、５２２号に記載されている。
【０００３】回路遮断器は、電気回路を、過負荷状態や
比較的高レベルの短絡または故障電流状態のような過電
流状態による損傷から保護する。住宅用及び軽商業用の
通常「ミニアチュア」回路遮断器と呼ばれる小型の回路
遮断器では、かかる保護は熱動−磁気トリップ装置より
与えられるのが一般的である。このトリップ装置は、持
続性の過電流状態に応答して加熱されると撓曲するバイ
メタルを備えている。バイメタルは、ばね駆動操作機構
の係止を解除することにより、回路遮断器の開離可能な
接点を開いて、被保護電力系統の電流を遮断する。短絡
または故障時に発生するかなりの大きさの磁力により引
き付けられるアーマチャもまた、操作機構の係止を解除
して、トリップを起こす。
【０００４】ミニアチュア回路遮断器は、多くの用途に
おいて、地絡故障に対する保護も与える。通常、電子回
路がアースへの電流の漏洩を検知して、地絡故障トリッ
プ信号を発生させ、このトリップ信号が並列トリップソ
レノイドを付勢して、通常は熱動−磁気トリップ装置の
作動により操作機構の係止を解除する。
【０００５】普通のタイプの地絡故障検知回路は、第１
及び第２の感知コイルを有するドーマント発振器型検知
器である。被保護電力回路の線導体と中性導体が第１の
感知コイルを貫通する。このコイルの出力は、結合キャ
パシタを介して、演算増幅器とそれに続く２つの基準値
を有するウィンドウ型コンパレータへ印加される。線導
体−アース間で故障が発生すると、印加される信号の大
きさが基準値を越え、トリップ信号が発生する。被保護
電力回路の少なくとも中性導体は第２の感知コイルを貫
通する。中性導体−アース間で故障が発生すると、２つ
のコイルが結合されて発振器が発振するため、トリップ
信号が発生する。これは、例えば、米国特許第５、２６
０、６７６及び５、２９３、５２２号に記載されてい
る。
【０００６】最近、アーク故障保護についての関心が高
まっている。アーク故障は断続的な高インピーダンス故
障であり、例えば、隣接する導体間の絶縁物がすり切れ
たり、導体が断線して端部が露出したり、接続部に不具
合が生じたり、導体が近接する他の状況で惹き起こされ
る。アーク故障が発生する電流は、その断続的性質また
高インピーダンス性により、その瞬時値も平均ＲＭＳ値
も従来の回路遮断装置をトリップするほど充分に大きな
ものではない。しかしながら、それでも、アークが可燃
性材料の近くで発生すれば、損傷や火災を生起させるこ
とになりかねない。従来の回路遮断器のピックアップ電
流をただ低くすることは、同じような電流が流れる普通
の負荷が多数存在し、これらが望ましくない時にトリッ
プすることがあるため、実際的ではない。このため、ア
ーク故障に応答させる目的で別個の電気回路が開発され
ており、その例が、米国特許第５、２２４、００６及び
５、６９１、８６９号に記載されている。
【０００７】地絡故障保護回路及びアーク故障保護回路
は、それらが継続的に動作することを確認するための別
個のテスト回路を常備している。現在、地絡故障テスト
及びアーク故障テストを実施するためのそれぞれ別個の
テストスイッチが設けられており、その例が米国特許第
５、４５９、６３０号に記載されている。
【０００８】地絡故障回路遮断器については、装置（例
えば、レセプタクル、回路遮断器）は地絡故障保護回路
を作動させて線導体−アース間及び中性導体−アース間
の故障を検知するテストスイッチを備えなければならな
いことがＵＬ基準に規定されている。このため、ユーザ
ーは、テストスイッチにより開離可能な接点を開離させ
てこの装置の動作を定期的にチェックする。
【０００９】アーク故障回路遮断器については、ＵＬ基
準案はアーク故障検知機能のテストを推奨している。
【００１０】複数の個々のテストスイッチにより複数の
波形テストを行うことが可能であり、個々のテストスイ
ッチを作動させて波形分析をし、その結果が適正であれ
ば開離可能な接点が開成されるが、この方式には改善の
余地がある。
【００１１】また、地絡故障検知器のテストに使用で
き、しかも従来型負荷センターと併用するミニチュア回
路遮断器の標準型成形ケースに収納できる改良型機構を
備えた地絡故障及びアーク故障保護機能付き回路遮断器
が特に要望されている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記及び他の要望は、地
絡故障トリップ回路及びそのテスト回路並びにアーク故
障トリップ回路及びそのテスト回路を備え、テストアク
チュエータがこれらのテスト回路のテストを自動的に制
御する手段と作動的に結合されて地絡故障トリップ回路
及びアーク故障トリップ回路の両方のテストを始動する
回路遮断装置に関する本発明により充足される。
【００１３】回路遮断装置は、ハウジングに取り付けた
開離可能な接点と、作動されると開離可能な接点を開成
する操作機構と、所定の電流状態に応答して操作機構を
作動させるトリップ手段とを含む。トリップ手段は、地
絡故障に応答して操作機構を作動させる地絡故障トリッ
プ手段と、アーク故障に応答して操作機構を作動させる
アーク故障トリップ手段とを含む。テスト手段は、地絡
故障トリップ手段をテストする地絡故障テスト手段と、
アーク故障トリップ手段をテストするアーク故障テスト
手段とを含む。回路遮断装置は、地絡故障トリップ手段
とアーク故障トリップ手段の両方をテストするためにテ
スト手段を自動的に制御する手段をも含む。テストアク
チュエータは、テスト手段を自動的に制御する前記手段
と作動的に結合されて地絡故障トリップ手段とアーク故
障トリップ手段の両方のテストを始動する。
【００１４】テスト手段を自動的に制御する前記手段
は、好ましくは、地絡故障テスト手段及びアーク故障テ
スト手段がそれぞれ地絡故障トリップ手段及びアーク故
障トリップ手段のテストを成功裡に行った場合に限りト
リップ手段を作動させる手段を含む。
【００１５】テスト手段を自動的に制御する前記手段
は、好ましくは、地絡故障テスト手段を順次動作させる
手段と、アーク故障テスト手段を順次動作させる手段と
を具備する。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明を、住宅用及び軽商業用として常用されるタイプの単
極ミニチュア回路遮断器に利用した場合について説明す
る。しかしながら、当業者にとって、本発明を他のタイ
プの回路遮断装置に利用できることは明らかであろう。
【００１７】図１を参照して、回路遮断器１は、周知の
ように、電気絶縁材料よりなる多数の成形部分を組合わ
せた筺体２を含む。筺体３の一方の端部には、回路遮断
器を負荷に接続する負荷端子３と、中性負荷端子４が設
けられている。筺体３の他方の端部にあるスタブ５８
（線導体）と、ピグテイル（中性導体）とは、回路遮断
器を商用配電系統へ接続する。成形ハンドル７は、回路
遮断器を手動で開閉するために筺体から突出している。
本発明によるテストボタン９も、この筺体からアクセス
可能なように延びている。
【００１８】図２に示すように、回路遮断器１は、線導
体１３と中性導体１５を有する配電系統１１に接続され
ている。回路遮断器１は、図１の筺体２内に取り付けら
れ線導体１３に接続された開離可能な接点１７を含む。
開離可能な接点１７は、操作機構１９により開閉され
る。この操作機構の作動は、成形ハンドル７による手動
操作だけでなく、所定の電流状態に応答するトリップ機
構２１によっても可能であり、作動されると開離可能な
接点１７が開く。このトリップ機構２１は、持続性の過
電流により加熱されると撓曲して操作機構１９を作動さ
せ、開離可能な接点１７を開成する普通のバイメタル２
３を含む。トリップ機構２１のアーマチュア２５は、非
常に高い過電流の発生により生じる大きな磁力に引き寄
せられて、操作機構１９を作動し、瞬時的なトリップを
行う。
【００１９】回路遮断器１は、アーク故障検知器（ＡＦ
Ｄ）２７と、地絡故障検知器（ＧＦＴ）２９とを備えて
いる。アーク故障検知器２７は、例えば、アークが発生
するたびに生じる電流のステップ状増加を検知するタイ
プのものでよいが、他のタイプのアーク故障検知器も同
様に使用可能である。適当なアーク故障検知器は、例え
ば、米国特許第５，２２４，００６号に記載されてお
り、米国特許第５，６９１，８６９号に記載された好ま
しいタイプを本明細書の一部を形成するものとして引用
する。アーク故障検知器２７は、リード線３１を介して
バイメタルメタル２３の両端間電圧をモニターすること
により、配電系統１１を流れる電流を感知して、アーク
故障を示す電流状態を検知する。
【００２０】アーク故障検知器２７は、米国特許第５，
６９１，８６９号に記載されるように、電流の各ステッ
プ状増加に応答してパルスを発生させる回路を含む。こ
のパルス信号は積分されるが、積分値は経時的に減衰す
る。パルスのこの時間減衰値が所定のレベルに到達する
と、アーク故障検知器２７は出力に、アーク故障に応答
して作動状態となるアーク故障トリップ信号３２を発生
する。アーク故障トリップ信号３２は、地絡故障検知器
２９の出力信号と組合わされ、故障に応答して操作機構
１９を作動させ、開離可能な接点１７を開成するために
用いられる。
【００２１】地絡故障検知器２９は、一対の感知コイル
３３，３５により線導体−アース間及び中性導体−アー
ス間の故障電流状態を検知する周知のドーマント発振機
型のものでよい。アーク故障検知器２７が配電系統１１
におけるアーク故障の発生を検知すると、トリップ信号
３２が発生し、このトリップ信号３２は、テストコント
ローラ３６を介して、シリコン制御整流器（ＳＣＲ）３
７のようなスイッチをオンにし、トリップソレノイド３
９を付勢する。地絡故障検知器２９が地絡故障を検知す
ると、地絡故障に応答して作動状態となる地絡故障トリ
ップ信号４０が発生する。この地絡故障トリップ信号４
０はアーク故障トリップ信号３２とオア（ＯＲ）結合さ
れている（即ち、地絡故障検知器２９とアーク故障検知
器２７の出力がオア接続されている）ため、信号４０と
信号３２とが故障保護トリップ信号４１を形成する。
【００２２】通常の動作条件の下で、トリップ信号４１
は、テストコントローラ３６を通過し、その出力４２に
おいてＳＣＲ３７をオンにしてトリップソレノイド３９
を付勢し、操作機構１９を作動して開離可能な接点１７
を開成する。トリップソレノイド３９のコイルと直列に
接続した抵抗４３はコイルに流れる電流を制限し、キャ
パシタ４４はＳＣＲのゲートを電圧スパイクやノイズに
よる誤トリップから保護する。このようにして、地絡故
障かまたはアーク故障が発生すると、互いに無関係に電
流が遮断される。
【００２３】アーク故障検知器２７及び地絡故障検知器
２９はそれぞれ、テスト回路４５及び４９を備えてい
る。地絡故障テスト回路４９及びアーク故障テスト回路
４５は、テスト用押しボタン（ＰＢ）９を押し下げると
それに応答してテストコントローラ３６により順次に可
能化され、地絡故障検知器２９及びアーク故障検知器２
７をそれぞれテストする。テスト状態下で、地絡故障検
知器２９及びアーク故障検知器２７が適正に作動してい
る場合、それらは関連のテスト回路４９，４５がそれぞ
れ可能化状態にあるため、トリップ信号４０及び３２を
発生する。
【００２４】地絡故障テスト回路４９は、テストコント
ローラ３６により可能化されると、地絡故障検知器２９
へ送られる、電気系統１１の地絡故障によく似た地絡故
障電流状態をシミュレーションするテスト信号を発生し
て、地絡故障検知器２９の動作をテストする。
【００２５】アーク故障テスト回路４５は、テストコン
トローラ３６により可能化されると、アーク故障検知器
２７へ送られる、電気系統１１のアーク故障によく似た
アーク故障電流状態をシミュレーションする信号を発生
して、アーク故障検知器２７の動作をテストする。テス
ト回路４５は、好ましくは、低周波数弛緩発振器と、弛
緩発振器が発生するパルス信号をアーク故障検知器２７
に結合する結合回路とを含む。
【００２６】図３及び４に関連して後述するように、テ
ストコントローラ３６は、地絡故障検知器２９及びアー
ク故障検知器２７の双方のテストを行うためにテスト回
路４９，４５を自動的に制御する。実施例の回路におい
て、ユーザーがテストコントローラ３６に作動的に結合
された押しボタン９を押すと、検知器２９，２７の双方
のテストが順次開始される。単一のテスト用押しボタン
９とテストコントローラ３６とは、（１）トリップ回路
２１を禁止状態にし、（２）２つの検知器２７，２９の
うちの一方を可能化することによってトリップ信号３
２，４０のうちの一方が可能化された検知器により発生
されたか否かをチェックし、（３）そのトリップ信号が
発生されない場合はテストを中止するか、可能化された
検知器を不能化することによってテストを継続し、
（４）その後、遅延の後、トリップ信号を取り除き、ト
リップ回路２１を可能化した後もう一方の検知器を可能
化することによって、地絡故障機構及びアーク故障トリ
ップ機構の両方をテストする。実施例では、地絡故障検
知器２９は係止解除なしのトリップ出力を有するため、
最初に可能化される検知器である。それぞれのテスト波
形を求めるために別個のテストスイッチを使用せずに、
単一のテスト用押しボタン９により全ての種類の故障に
対して適当なテスト波形を発生させる。
【００２７】図３は、テストコントローラ３６、種々の
入力信号及び出力信号並びに回路を示す。テストコント
ローラの入力信号は、トリップ信号４１と、テスト用押
しボタン９により出力されるテスト信号５１を含む。テ
ストコントローラの出力信号は、出力４２におけるトリ
ップ信号５３と、地絡故障テスト回路４９への可能化信
号５５と、アーク故障テスト回路４５への可能化信号５
７を含む。テストコントローラ３６は、状態マシン５９
と、クロック６１と、それぞれ信号５３，５５，５７の
ための複数の適当な信号インターフェイス（Ｉ／Ｆ）６
３，６５，６７とを含む。状態マシン５９は、好ましく
は、プログラム可能なロジックアレーかまたは図４の状
態図を実行する当業者に知られた他の等価的デジタル論
理回路である。クロック６１は、状態マシン５９の状態
を順次移行させるための適当な時間基準（例えば、約
０．１秒または６０Ｈｚで１２ラインの半サイクル、し
かしながらこれに限定されない）を提供する。信号イン
ターフェイス６３，６５，６７は、状態マシン５９が出
力するデジタル論理信号６９，７１，７３を適当に変換
して、それぞれアナログ（例えば、電流または電圧）信
号５３，５５，５７にする。
【００２８】図４は図３の状態マシン５９の状態図７４
であり、これら状態間の移行はクロック６１及び／また
はある特定条件下で生じる。図２の回路遮断器１の通常
状態７５（状態０）では、トリップ回路２１は可能化状
態、地絡故障テスト回路４９及びアーク故障テスト回路
４５は不能化状態にある。この状態７５において、状態
マシン５９の入力７６のトリップ信号４１はデジタル論
理出力信号６９に論理的に結合され、その他のデジタル
論理出力信号７１，７３は「非真」に設定されて、それ
ぞれのテスト回路４９，４５を不能化状態にする。テス
ト用押しボタン９が押し下げられず、入力７７のテスト
信号５１が非作動状態にあるかぎり、クロックが進行し
てもこの状態７５は常に同一である。しかしながら、押
しボタン９を押し下げて、テスト信号５１を作動状態に
すると、次のクロック発生後状態が次の状態７８（状態
１）へ移行し、地絡故障検知器２９及びアーク故障検知
器２７の両方のテストが開始される。
【００２９】状態７８では、トリップ回路２１はデジタ
ル論理出力信号６９が「非真」にセットされているため
不能化状態にあり、テスト回路４９，４５の一方はそれ
ぞれのデジタル論理信号７１，７３の一方が真にセット
されているため可能化状態にある。実施例では、この状
態７８で、地絡故障テスト回路４９が可能化されて地絡
故障テストを実行するが、他の等価的実施例において検
知器２９，２７のテストの順序を逆にすることも可能で
ある。次のクロック時、トリップ信号４１がチェックさ
れる。地絡故障検知器２９の地絡故障出力トリップ信号
４０が作動状態にあり、従ってその値が地絡故障テスト
回路４９による地絡故障検知器２９のテストが成功裡に
行われたことを表わす場合、トリップ信号４１も作動状
態にあり、状態マシン５９は状態７９（状態３）へ進
む。
【００３０】トリップ信号４１が後者のクロック時にお
いて非作動状態にあれば、状態マシン５９は状態８１
（状態２）へ進む。状態８１では、地絡故障テスト回路
４９はデジタル論理信号７１を「非真」にリセットする
ことにより不能化状態にあり、トリップ回路２１はトリ
ップ信号４１をデジタル論理出力信号６９へ論理的に結
合することにより可能化状態にある。次のクロック時
に、状態マシン５９は状態７５へ戻る。
【００３１】状態７８における地絡故障検知器２９のテ
ストが成功裡に行われた後、状態７９において、デジタ
ル論理信号７１を「非真」にリセットすることにより地
絡故障テスト回路４９が不能化状態となる。その次のク
ロック時に、状態マシン５９は状態８３（状態４）へ進
む。
【００３２】状態７９の後の状態８３では、トリップ回
路２１はトリップ信号４１をデジタル論理出力信号６９
へ論理的に結合することにより可能化状態にあり、テス
ト回路４５はデジタル論理信号７３を「真」にセットす
ることにより可能化状態にある。次のクロック時の前
に、もしアーク故障検知器２７からのアーク故障トリッ
プ信号３２、従ってトリップ信号４１及び出力信号６９
が作動状態にあれば、状態７８の間に成功裡にテストさ
れた検知器２７及び２９は共に機能しており、図１の回
路遮断器１は図２及び３の出力４２におけるトリップ信
号５７が作動状態であるためトリップ回路２１が作動さ
れてトリップが行われる。回路遮断器１がトリップする
と、テスト回路の給電が停止される。電源投入時、状態
マシン５９は状態７５へ初期化される。
【００３３】一方、回路遮断器１が状態８３の間トリッ
プしない場合、次のクロック時トリップ信号４１は非作
動状態にあるため、状態マシン５９は状態８５（状態
５）へ進む。状態８３の後の状態８５において、アーク
故障テスト回路４５はデジタル論理信号７３を「非真」
にリセットすることにより不能化状態となる。次のクロ
ック時に、状態マシン５９は状態７５へ戻る。
【００３４】両方の検知器２９，２７のテストの解析は
単一のテストコントローラ３６が実行し、地絡故障テス
ト用波形とアーク故障テスト用波形を順次印加される。
詳説すると、（１）シミュレーションしたトリップ信号
４０が状態７８において地絡故障テスト波形により発生
されており、且つ（２）シミュレーションされたトリッ
プ信号３２が状態８３においてアーク故障テスト波形に
より発生されている場合に限り、状態８３の間に、回路
遮断器１はトリップする。
【００３５】順次テストされる２つの故障検知器２９，
２７を図示説明したが、本発明は順次に及び／または平
行してテスト可能な３個以上の故障検知器にも利用でき
ることが分かる。
【００３６】従来技術の複数のテストスイッチを用いる
利点は各故障検知器回路をテストして特定のテストスイ
ッチに応答して回路遮断器をトリップさせることにある
が、ユーザーは複数のテスト及びリセット操作を実行す
る必要があり、特に回路遮断器に複数のテストスイッチ
を設けなければならないという短所がある。単一のテス
ト用押しボタン９とテストコントローラ３６を用いて故
障検知器２７，２９のテストを複数の異なるシミュレー
ションした故障波形により行うと、よい結果が得られ
る。回路遮断器のトリップ動作は、シミュレーションす
る全ての故障波形が正しく検知され分析された場合に生
じる。このため、テストスイッチの数が減少し、従って
ユーザーが正しく使用する蓋然性が高まるが、これは非
常に重要なことである。
【００３７】本発明を特定の実施例について詳細に説明
したが、当業者にとっては本願の開示全体から照らして
種々の変形例及び設計変更が想到されるであろうことは
明らかであろう。かくして、図示説明した特定の構成は
例示の目的であって技術的範囲を限定する目的を有さ
ず、この範囲は頭書した特許請求の範囲及びその均等物
の全幅を与えられるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の単一のテスト用押しボタンを用いる回
路遮断器の斜視図。
【図２】図１の回路遮断器の概略図。
【図３】図２のテストコントローラ及び関連回路のブロ
ック図。
【図４】図３の状態マシンの状態図である。
【符号の説明】
１ 回路遮断器 ２ ハウジング ３ 線導体 ７ 成形ハンドル ９ テスト用押しボタン １５ 中性導体 １７ 開離可能な接点 １９ 操作機構 ２１ トリップ回路 ２７ アーク故障検知器 ２９ 地絡故障検知器 ３２ アーク故障トリップ信号 ３６ テストコントローラ ４０ 地絡故障トリップ信号 ４５ アーク故障テスト回路 ４９ 地絡故障テスト回路 ５３ トリップ信号 ５５ 可能化信号 ５７ 可能化信号 ５９ 状態マシン ６１ クロック ６３，６５，６７ 信号インターフェイス ６９，７１，７３ デジタル論理信号
フロントページの続き (71)出願人 390033020 Ｅａｔｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｌｅｖｅｌ ａｎｄ，Ｏｈｉｏ 44114，Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ロバート トレイシー エルムズ アメリカ合衆国 ペンシルベニア州 15146 モンロービル フォックスボロー ドライブ 1303

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ハウジングと、 ハウジングに取り付けた開離可能な接点と、 作動されると開離可能な接点を開成する操作機構と、 地絡故障に応答して操作機構を作動させる地絡故障トリ
    ップ手段及びアーク故障に応答して操作機構を作動させ
    るアーク故障トリップ手段を含む、所定の電流状態に応
    答して操作機構を作動させるトリップ手段と、 地絡故障トリップ手段をテストする地絡故障テスト手段
    及びアーク故障トリップ手段をテストするアーク故障テ
    スト手段を含むテスト手段と、 地絡故障トリップ手段とアーク故障トリップ手段の両方
    をテストするためにテスト手段を自動的に制御する手段
    と、 テスト手段を自動的に制御する前記手段と作動的に結合
    されて地絡故障トリップ手段とアーク故障トリップ手段
    の両方のテストを始動するテストアクチュエータとより
    なる回路遮断装置。
  2. 【請求項２】 テスト手段を自動的に制御する前記手段
    は、地絡故障テスト手段及びアーク故障テスト手段がそ
    れぞれ地絡故障トリップ手段及びアーク故障トリップ手
    段のテストを成功裡に行った場合に限りトリップ手段を
    作動させる手段を含むことを特徴とする請求項１の回路
    遮断装置。
  3. 【請求項３】 テスト手段を自動的に制御する前記手段
    は、地絡故障テスト手段を順次動作させる手段と、アー
    ク故障テスト手段を順次動作させる手段とを含むことを
    特徴とする請求項１の回路遮断装置。
  4. 【請求項４】 地絡故障トリップ手段は地絡故障を示す
    電流状態を感知する地絡故障感知手段を含み、地絡故障
    テスト手段は地絡故障を示す電流状態をシミュレーショ
    ンする手段を含み、アーク故障トリップ手段はアーク故
    障を示す電流状態を感知するアーク故障感知手段を含
    み、アーク故障テスト手段はアーク故障を示す電流状態
    をシミュレーションする手段を含むことを特徴とする請
    求項１の回路遮断装置。
  5. 【請求項５】 テスト手段を自動的に制御する前記手段
    は、地絡故障を示す電流状態をシミュレーションする前
    記手段を順次動作させる手段と、アーク故障を示す電流
    状態をシミュレーションする前記手段を順次動作させる
    手段とを含むことを特徴とする請求項４の回路遮断装
    置。
  6. 【請求項６】 順次動作させる前記手段は最初に地絡故
    障を示す電流状態をシミュレーションする手段を順次動
    作させ、それに続いてアーク故障を示す電流状態をシミ
    ュレーションする手段を順次動作させることを特徴とす
    る請求項５の回路遮断装置。
  7. 【請求項７】 地絡故障トリップ手段は、地絡故障テス
    ト手段による地絡故障トリップ手段のテストが成功裡に
    行われたことを示す値を持つ出力を有し、アーク故障ト
    リップ手段は、アーク故障テスト手段によるアーク故障
    トリップ手段のテストが成功裡に行われたことを示す値
    を持つ出力を有し、テスト手段を自動的に制御する前記
    手段は、地絡故障トリップ手段とアーク故障トリップ手
    段の出力に接続された入力手段と、地絡故障トリップ手
    段とアーク故障トリップ手段の両方のテストが成功裡に
    行われた場合操作機構を作動させるためにトリップ手段
    を可能化する手段とを含むことを特徴とする請求項１の
    回路遮断装置。
  8. 【請求項８】 テスト手段を自動的に制御する前記手段
    は、 テストアクチュエータが非作動状態で、テスト手段が不
    能化されている第１の状態と、 テストアクチュエータが作動状態になると移行する状態
    であり、トリップ手段が不能化状態で、地絡故障テスト
    手段及びアーク故障テスト手段のうちの一方が可能化状
    態にある第２の状態と、 地絡故障テスト手段及びアーク故障テスト手段のうちの
    もう一方が可能化状態で、地絡故障テスト手段及びアー
    ク故障テスト手段がそれぞれ地絡故障トリップ手段及び
    アーク故障トリップ手段のテストを成功裡に行った後ト
    リップ手段が作動される第３の状態とを含む複数の状態
    を有することを特徴とする請求項７の回路遮断装置。
  9. 【請求項９】 地絡故障テスト手段及びアーク故障テス
    ト手段のうちの前記一方が地絡故障テスト手段であるこ
    とを特徴とする請求項８の回路遮断装置。
  10. 【請求項１０】 テスト手段を自動的に制御する前記手
    段は、 テストアクチュエータが非作動状態で、テスト手段が不
    能化されている第１の状態と、 テストアクチュエータが作動状態になると第１の状態か
    ら移行する状態であり、トリップ手段が不能化状態で、
    地絡故障テスト手段及びアーク故障テスト手段のうちの
    一方が可能化状態にある第２の状態と、 地絡故障テスト手段及びアーク故障テスト手段のうちの
    前記一方が地絡故障トリップ手段及びアーク故障トリッ
    プ手段のそれぞれテストを成功裡に行えなかっ場合に第
    ２の状態から移行する第３の状態と、 地絡故障テスト手段及びアーク故障テスト手段のうちの
    前記一方が地絡故障トリップ手段及びアーク故障トリッ
    プ手段をそれぞれのテストを成功裡に行った場合に第２
    の状態から移行する状態であり、地絡故障テスト手段及
    びアーク故障テスト手段のうちの前記一方を不能化する
    第４の状態と、 第４の状態から移行する状態であり、地絡故障テスト手
    段及びアーク故障テスト手段のうちの他方が可能化状態
    にあり、地絡故障テスト手段及びアーク故障テスト手段
    のうちの前記他方が地絡故障トリップ手段及びアーク故
    障トリップ手段のそれぞれのテストを成功裡に行った場
    合トリップ手段が作動される第５の状態と、 地絡故障テスト手段及びアーク故障テスト手段のうちの
    前記他方が地絡故障トリップ手段及びアーク故障トリッ
    プ手段のそれぞれのテストを成功裡に行えなかった場合
    に第５の状態から移行する状態であり、地絡故障テスト
    手段及びアーク故障テスト手段のうちの前記他方が不能
    化される第６の状態とを含む複数の状態を有する請求項
    ７の回路遮断装置。
  11. 【請求項１１】 地絡故障テスト手段及びアーク故障テ
    スト手段のうちの前記一方が地絡故障テスト手段である
    ことを特徴とする請求項１０の回路遮断装置。
  12. 【請求項１２】 第１の状態へは第３の状態の後移行す
    ることを特徴とする請求項１０の回路遮断装置。
  13. 【請求項１３】 第１の状態へは第６の状態の後移行す
    る請求項１０の回路遮断装置。
  14. 【請求項１４】 トリップ手段は第１の状態で可能化さ
    れることを特徴とする請求項１０の回路遮断装置。
  15. 【請求項１５】 テストアクチュエータは、テスト手段
    を自動的に制御する手段による地絡故障トリップ手段及
    びアーク故障トリップ手段の両方のテストを始動する作
    動状態と、非作動状態とを有し、地絡故障トリップ手段
    の出力は地絡故障に応答して作動状態となる地絡故障ト
    リップ信号を有し、アーク故障トリップ手段の出力はア
    ーク故障に応答して作動状態となるアーク故障トリップ
    信号を有し、テスト手段を自動的に制御する前記手段
    は、テストアクチュエータの作動状態を入力する手段
    と、地絡故障トリップ手段及びアーク故障トリップ手段
    のそれぞれから地絡故障トリップ信号及びアーク故障ト
    リップ信号を入力する手段と、操作機構を作動する手段
    とを含むことを特徴とする請求項１の回路遮断装置。
  16. 【請求項１６】 テストアクチュエータは押しボタンで
    あることを特徴とする請求項１の回路遮断装置。
  17. 【請求項１７】 回路遮断装置は回路遮断器であること
    を特徴とする請求項１の回路遮断装置。
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