JPS61224228A - 遮断器用引外し装置とその作動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は遮断器用の引外し装置、一層詳細には、マイク
ロプロセッサを用いた引外し装置に関する。

〔従来の技術〕

遮断器用の引外し装置は故障電流条件のもとて遮断器を
自動的に開くために用いられる。遮断器を開くのに必要
な時間は故障電流の大きさおよび性質に依存する。引外
し装置は、多年にわたり、比較的低い故障電流の大きさ
に所定の仕方で応動するバイメタル部材と、それよりも
高い故障電流の大きさに応動する電研引外し装置とを用
いてきた。

引外し装置はバイメタルおよび電磁引外し装置の挙動を
シミュレートするディジタル電子回路およびマイクロプ
ロセッサを用いる引外し装置は知られている。これらの
形式の引外し装置は典型的にたとえば１９８３年１２月
２７日付は米国特許第４，４２３．４５９号明細書およ
び１９８２年７月６日付は米国特許第４，３３８，６４
７号明細書に示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ディジタル技術およびマイクロプロセッサを用いた公知
の引外し装置はアナログおよびディジタル回路の組合わ
せを用いている。しかし、公知の引外し装置は真のＲＭ
Ｓ負荷電流測定を行わず、また地絡電流解析を行うため
に追加的な回路および変圧器を必要とする。さらに、公
知の引外し装置は全電流測定範囲にわたり制限された測
定精度を有し、また遮断器の以前の熱的履歴を正確に考
慮に入れない。

電子式引外し装置用の公知の電流検出システムは各相お
よび（もし中性線が用いられているならば）中性線に変
流器を用いる。変流器出力はそれぞれブリッジ接続の全
波整流器に供給される。各線の整流された出力は次いで
麟波され、またレヘル検出回路に与えられる。測定され
たピークレベルは次いで、重畳されて各線のＲＭＳ電流
に関係伺けられる出力を生ずるように０．７０７のスケ
ールファクタを１↓１りられる。測定されたＲＭＳ電流
に関係付けられた信号は次いで、所与の大きさの測定さ
れた電流が所与の時間にわたり存在する時に遮断器引外
しを生じさせるタイミング回路に与えられる。

公知の電子式引外し装置の主な問題点は、測定される電
流波形が完全な正弦波形であるときのみ、測定されたＲ
ＭＳ電流が正しいことである。もし波形が非正弦波であ
れば、スケールファクタが正しくない。たとえば、イン
バータドライブのような認め得る線キャパシタンスを有
する回路では、電流波形は正弦波形からのかなりのひず
みを含んでいる。正弦波形からの電流波形のひずみの他
の源はよく知られている。この不正確さの結果として、
遮断器は誤ってかつ不必要に低過ぎる線電流で引外しを
したり、または遮断器が不正確な測定のために引外しす
べき時に引外しをしなかったりする。

上記の不正確な測定を補正する回路は知られている。た
とえば、変流器の出力端を抵抗器に接続しておき、抵抗
器の温度を測定することにより真のＲＭＳ値を求め得る
。しかし、このようなシステムは高価であり、また電子
式引外し装置に使用するのには電流変化への応動が遅過
ぎる。

市販品として入手可能な半導体チップで、ＲＭＳ出力を
生じ得るものも存在する。しかし、このようなチップは
遮断器用の電子式引外し装置に使用するためには高価過
ぎる。

波の瞬時振幅を周期的に測定するサンプリングシステム
も知られている。各サイクルで十分な数のサンプルを測
定し、各サンプルの値を二乗し、次いで二乗の和の平方
根を求めることにより、９ＭＳ測定が行われる得る。そ
のネｈ度はサンプルの数の増大と共に増大する。サンプ
ルの有効な数は、相続く各半サイクル中の各サンプルに
対する測定点の開始位相を１”らすことにより増大され
得る。このような非同期サンプリングは任意の周期的波
形のＲＭＳ値を求めるのに使用され得る。しかし、この
方法が電子式引外し装置に応用される時には、回路が複
雑かつ高価になる。なぜならば、もし中性線が設けられ
ているならば、測定が相線および中性線の各々に対して
別々に行われなければならないからである。

後で説明するように、本発明によれば、真の９ＭＳ測定
のための簡単な経済的な回路が提供される。

既存の電子式引外し装置の他の問題点は、各相および中
性回路に対して中間変流器を必要とすることである。典
型的に、これらの変流器はＹ形に接続されており、また
地絡信号を生ずる必要がある。このような変流器は高価
であり、また制御ハウジング内でかなりの空間を占有す
る。

後で説明するように、本発明によれば、このような別々
の中間変流器の必要は消去される。

公知のマイクロプロセッサを用いたシステムの他の問題
点は、測定分解能が低く、また比較的大きなマイクロプ
ロセッサを必要とすることである。たとえば、８ビット
・マイクロプロセッサを用いることが、そのコストが低
い点で、望ましい。

しかし、もし最大負荷電流の１／４（地絡検出用）から
最大負荷電流の１０倍までの電流を弁別し得ることが望
まれるならば、電流範囲は１：４０である。もし最大負
荷電流が６０ＯＡであれば、最大負荷電流の１０倍と最
大負荷電流の１／４との間の差は（６，０００−１５０
）　−５，８５ＯＡである。８ビット・マイクロプロセ
ッサは２５６種類の８ビット組合わせを生ずる。従って
、個々のステップは６，０００／２５６＝２３．４４Ａ
である。これは約２３．４４Ａ／１５０Ａ＝１６％の分
解能を与える（ここで１５ＯＡは６００Ａの２５％であ
る）。しかし、約５％またはそれよりも小さい値の分解
能が望まれる。従って、簡□　　単な８ビット・マイク
ロプロセッサの使用によっては所望の分解能が得られな
い。

後で説明するように、本発明によれば、８ビット・マイ
クロプロセッサを使用する場合にも、新規な自動的スケ
ール調節により、必要な精度が得られる。

既存のディジタル回路の他の問題点は、熱的メモリを形
成するための手段である。すなわち、標準的な遮断器用
用外し装置では、以前の遮断動作による遮断器の加熱ま
たは容量性負荷を閉じることにより惹起された以前の加
熱などの履歴が遮断器内に留まる。公知のディジタルシ
ステムでは、遮断器の熱的履歴の効果は遮断器が開いた
後に失われた。後で説明するように、本発明によれば、
熱的メモリを持続するための手段が設けられている。

既存の引外し装置の他の問題点は、遮断器の磁気的ラッ
チの引外し巻線が大きなターン数、従ってまた高いイン
ダクタン不を有することである。

従って、コイルを有する引外し回路が大きな時定数を有
するので、引外し信号を迅速にコイルに供給することが
難しい。従って、遮断器が非常に高速の電流制限遮断器
で操作されるとき、遮断器の性能を協調さ、せることか
難しい。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、マイクロプロセッサを用いた引外し装
置であって、主要な構成要素として電力供給装置と各線
に対するサンプル・アンド・ホールド回路とアナログ−
ディジタル変換器とマイクロプロセッサと引外し装置の
調節パラメｉりを設定するための構成スイッチとを用い
て、新規な引外し装置が提供される。この引外し装置は
三線式回路にも四線式回路にも応用可能である。遮断器
の開路は、電子式用外し装置によりトリガされる電磁ラ
ッチング機構により能動化される通常の機核的機構によ
り成就される。

電力供給装置は３つの相線および１つの中性線からの全
波整流された電流を供給する。この電流は次いで、すべ
ての論理回路に対する＋５ｖの電力源を発生し、またア
ナログ−ディジタル変換器（Ａ−Ｐ変換器）に対する正
の参照電圧をも供給する。正の参照電圧は、マイクロコ
ンピュータからの制御信号の状態に関係して、＋ＩＶも
しくは＋５Ｖである。電力供給装置は、線電流がその定
格電流（たとえば６００Ａであってよい）のわずか２５
％であるときに、２５ｍＡを供給する能力を有する。

相線および中性線の電流を表す信号は同一形式の変流器
により導き出され、また高精密抵抗器を用いて電圧波形
に変換される。信号値は反転されており、またＯ〜＋５
Ｖの範囲内にあり、＋５Ｖは定格電流の２０倍を表す。

本発明の１つの重要な特徴によれば、すべての（もし中
性線が存在する場合には）４つの信号は反復してかつ同
時にサンプルされ、またサンプルされた信号はそれぞれ
のキャパシタを充電するのに用いられる。■サンプルは
約１，５００μｓごとにサンプルされ（６０Ｈｚでは約
１１サンプル／サイクル）、また各ＲＭＳ測定サイクル
中に約１．１００サンプルを生ずるように約１００サイ
クルにわた継続する。順次に、各線に対するサンプル・
アンド・ホールド回路の出力が単一のＡ−Ｄ変換器に読
み出される。ディジタル値への変換は、±Ｉ　ＬＳＢの
精度を有する８ビツト変換器を用いて、約１００μｓで
行われる。

各線の同時にサンプルされた信号は次いで順次にマイク
ロコンピュータに与えられ、マイクロコンピュータが、
通常のプログラムを用いて、各線に対する真のＲＭＳ電
流を計算する。

マイクロコンピュータは、同時にサンプルされ処理され
た信号を地絡電流を計算するためにも使用する。すなわ
ち、もし線電流および中性線電流の和が零でなければ、
地絡が生じているに違いない。３つの相および中性線の
信号が同時にサンプルされ、また正確なＲＭＳ値が得ら
れるので、地絡電流がマイクロコンピュータ内の情報か
ら計算され得る。

電流定格、瞬時用外し電流、地絡検出電流および地絡遅
延時間のパラメータを調節可能に設定するため、それぞ
れ外部で調節可能な２進化１０進スイツチが設けられて
おり、これらのスイッチは個別にアドレス指定されかつ
マイクロコンピュータにより読まれ得る。これらのスイ
ッチの設定およびＡ−Ｄ変換器からの読みに基づいて、
マイクロコンピュータが遮断器を引外すべき時点を計算
する。もし電流が減少せず、かつ計算された時点に達す
れば、マイクロコンピュータが引外し信号を発する。

上記のように、本発明による新規なシステムでは真のＲ
ＭＳ測定が用いられる。さらに、地絡電流がマイクロコ
ンピュータ内で計算される。なぜならば、同時に測定さ
れた線電流および中性線型流の値が得られ、中間変流器
の必要を無くずからである。

本システムは８ビツト・マイクロプロセッサを用いるが
、スケール切換により高い分解能でこれらの動作を実行
する。こうして、１つの電流スケールがたとえば定格電
流の１．５倍よりも小さい電流に対して用いられる。も
し定格電流が６０ＯＡであれば、９００Ａまでの範囲で
は９００／２５６＝３．５２Ａ／ビツトである。定格電
流の１／４（１５０Ａ）の地絡電流に対しては、分解能
は３゜５２／１５０＝２．３％である。これら、実際上
、±１．２％であり、非常に満足な分解能である。

９００Ａよりも大きい電流では、１０倍の負荷電流に対
して同一の最小精度を生ずるＡ／ビットが６，０００／
２５６であるように、電流スケールがダイナミックに切
換えられる。

本発明による新規な引外し装置はシミュレートされた熱
的メモリをも有する。このメモリはシステムに対する変
流器検出部の一次巻線として作用する母線上に取付けら
れたサーミスタから成っている。サーミスタは負の温度
係数を有するデバイスであり、またそれらの抵抗器は遮
断器内に蓄積された熱（１２ｔ）の大きさに関係付けら
れることになる。従って、それらの抵抗器は電流レベル
およびマイクロプロセッサのタイムアウト機能を予め設
定するために用いられる。

代替的に、熱的メモリはキャパシタンス性蓄積回路およ
び分離したＡ−Ｄ変換器チャネルを用い得る。大電流に
よる遮断器への加熱効果が、キャパシタを遮断器エネル
ギー（１２ｔ）に関係付けられるレベルへ充電すること
により考慮に入れられる。遮断器が引外しを行うとき、
キャパシタの電荷は遮断器の冷却速度に関係付けられる
速度で放電する。遮断器が再び閉しられるとき、キャパ
シタの電圧レベルがＡ−Ｄ変換器チャネルを通じて読ま
れ、また測定された値がエネルギーレベルおよびマイク
ロプロセッサのタイムアウト機能を予め設定するために
用いられる。

本発明の引外し装置を用いる遮断器の磁気ラッチは新規
な分割巻線構造を有する。こうして、引外しラッチに対
する巻線は大きなターン数、たとえば４０ゲージワイヤ
の６，５００ターンを有する。このコイルは高いインダ
クタンスを有し、従ってコイルを含む引外し回路はたと
えば８〜１０ｍ５の長い時定数を有する。多くの応用で
は、たとえば電流制限遮断器を用いる応用では、磁気ラ
ッチは３〜ｄｍｓ以内に引外しを行わなければならない
。もし磁気ラッチが遅過ぎれば、高速度電流制限遮断器
が磁気ラッチの応動以前に引外しを行うことになる。本
発明の新規な分割巻線は２つの部分、６．６００ターン
の部分および１１０ターンの部分、を有する連続的な磁
気ラッチ巻線を備えている。高速動作が必要とされると
き、高い引外し電圧が得られる。大きなターン数の巻線
は次いでバイパスされ、また十分な電流が１１０ターン
の部分を通って流れ、ラッチを非常に短い時間で引外す
のに十分なアンペアターンを生ずる。

本発明の他の特徴は、主マイクロプロセッサに与えられ
るいくかの予め定められた引外し特性を選択するための
スイッチと共にマイクロプロセッサと共にＥＰＲＯＭを
使用することである。

また、もし引外し装置の温度が８５℃を越えるならば、
作動機構の磁気ラッチが釈放されるように、熱的オーバ
ーライドが遮断器に対して行われる。

本発明の新規な引外し装置はコンパクトにパッケージさ
れ、またそのそれぞれの遮断器と共にハウジングに収容
され得る。代替的に、引外し装置は遮断器から離して取
付けられ得る。たとえば、複数個の遮断器を含む配電盤
に対しては、遮断器用外し装置は単一の制御位置に配置
され、適当な入力および出力線により遮断器とそれぞれ
の引外し装置との間を相互接続され得る。このような配
置では、ローカルな引外し装置は共通電力供給装置、デ
ータ処理装置などのような特定の共通部分を共用し得る
。

〔実施例〕

第１図において、先ず相線Ａ、ＢおよびＣならびに（場
合によっては）中性線Ｎを含む三相交流電力線が示され
ている。遮断器２０はそれぞれ相線Ａ、ＢおよびＣなら
びに中性線Ｎに対して４つの極を有するものとして簡単
に示されている。遮断器２０は比較的低い電圧およびた
とえば６００Ａの定格電流の通常の遮断器であってよい
。明らかに、任意の所望の定格が遮断器に対して用いら
れ得る。遮断器２０は、同一定格または異なる定格を有
する他の所望の数の遮断器と共にメタルクラッド開閉装
置内に収容されていてよい。

遮断器２０は引外し機構２１を含み、この引外し機構２
１はその引外しコイル２２を通じて電流に応動して作動
可能な通常の形式の電磁用外し機構であってよい。引外
しコイル２２は、それと直列に接続されているシリコン
ＩＩ御整流素子（ＳＣＲ）２３の点弧に応答して整流装
置３４により供給される正電圧から付勢され得る。引外
しコイル２２は後記のように電磁ラッチの分割コイルで
あってよい。熱的用外し回路２４も、遮断器２０の温度
がある予め定められた値、たとえば８５℃、を越えると
きに、５ＣＲ２３と並列にスイッチング作用をするべく
設けられていてよい。

本発明の目的は、遮断器２０により保護されや回路内の
特定の条件のもとに５ＣＲ２３のゲート電極２５に引外
し信号を与えることである。

通常の変流器３０．３１．３２および３３がそれぞれ相
線Ａ、Ｂ、Ｃおよび中性線Ｎに設けられている。これら
の変流器の出力は通常それぞれ巻線３０〜３３の各々に
対する単相全波ブリッジ接続から成る適当な整流装置３
４に与えられる。この配置については後で一層詳細に説
明する。

整流器３４の出力端は電力供給回路３５に接続されてい
る。電力供給回路３５は引外し機構の構成要素および後
記の論理回路要素を制御するための５ｖの制御電力出力
を生ずる。電力供給回路３５は参照回路３５Ａに＋１２
Ｖの電圧をも出力する。参照回路３５Ａは少なくとも２
つの値の間、たとえば３．５Ｖおよび０．５６　Ｖの間
の、ｖｒｅｒ制御部を用いて調節可能な電圧Ｖ　ｒｅｆ
を後記のアナログ−ディジタル変換器の入力端子Ｖｒｅ
ｆに供給する。

この回路は、後で説明するように、自動スケーリングを
行うため参照電圧Ｖｒｅｆを切換えるべく作動する。切
換は測定された電流がたとえば遮断器２０の定格電流の
１．５倍であるときに行われる。参照レベルの切換は自
動スケーリング形式の作動を可能にするので、測定回路
の比較的高い分解能が低い電流スケール領域で得られ、
臨界的な電流レベルにおいて必要な電流測定精度で８ビ
ツト・マイクロプロセッサを用いることを可能にする。

整流器３４の出力は信号変換器回路３６にも与えられ、
そこで整流器３４の出力電流信号が個別にそれぞれの電
圧信号に変換される。信号変換器回路３６の出力は次い
でアナログインバータ３７に与えられ、そこで極性が負
から正へ変換される。

線Ａ、Ｂ、ＣおよびＮから導き出された（局別信号の各
々は次いで同時サンプル・アンド・ホールド回路３８に
与えられる。同時サンプル・アン］−・ボールド回路３
８は１５００μｓごとに１回、または６０　ｔｌｚ系統
の各サイクル中に１１回、変流器３０〜３３の出力の各
々から同時にサンプルを取出す。

同時サンプルが取出される時点で、各信号Ａ、Ｂ、Ｃお
よびＮはそれぞれのキャパシタを、各々それぞれの瞬時
相電流を表す電圧レベルに充電する。各キャパシタの電
荷は次いで順次にサンプルされ、またアナログ−ディジ
タル変換器３９によりその相の瞬時電流を表すディジタ
ル値に変換される。このディジタル値は次いでマイクロ
コンピュータ４１に送られる。アドレスおよびテコ−１
−゛回路４０は、マイクロコンピュータ４１により最終
的に制御されるこの作用をコーディネートする。はぼ１
００サイクルごとにＲＭＳ電流がこれらのサンプルから
算術的に計算される。

データハス４２はマイクロコンピュータ４１をアナログ
−ディジタル変換器３９およびスイッチバッファ回路４
３と相互接続し、スイッチバッファ回路４３はそれぞれ
電流定格、瞬時用外し、地絡検出および地絡遅延の値を
設定するためのそれぞれ４つの構成スイッチに接続され
ている。任意の所望の数の構成スイッチが任意の所望の
それぞれのパラメータに対して用いられ得る。これらの
スイッチは２進化１０進スイツチであり、制御回路の外
部に配置されているので、容易に手動で調節され得る。

また、第１図中に示されているように、水晶発振器４５
と、マイクロコンピュータ４１とスイッチバッファ回路
４３との間に接続されているスイッチアドレスデコード
回路４６とが設けられている。

また、第１図中には、サーミスタまたはキャパシタンス
性回路であってよい熱的メモリ装置５０が設けられてい
る。マイクロコンピュータ４１による引外しの直前に遮
断器の熱的条件を表す値に充電されるキャパシタンス性
回路を使用するときには、遮断器が開いておりかつその
部分が冷たいときには熱的メモリ装置５０内のキャパシ
タンス性または他の構造が放電され、または同一の速度
で冷却するように、放電回路手段が装置５０内に設けら
れている。ｉｔ、断器が再閉路されるとき、熱的メモリ
装置５０内に留まっている出力がシステム内へ読み戻さ
れ、またすべての引外しレベルが、遮断器の以前の熱的
履歴を考慮に入れるべく適当に調節される。熱的メモリ
としてサーミスタを使用するときには、サーミスタは好
ましくは遮断器内の主母線上に取付けられた負温度係数
のデバイスであり、上記のようにマイクロプロセッサに
より読まれる。

マイクロコンピュータ４１からの出力は＋Ｖｒｅｆ制御
出力を含んでいる。この出力は参照出力の所望の自動ス
ケーリングを得るべく→−Ｖ　ｒｅｆを調節するため参
照回路３５Ａに与えられる。

適当な計算された環境のもとに５ＣＲ２３に与えられる
引外し信号がマイクロコンピュータ４１のボート１から
導き出される。サンプルが同時サンプル・アンド・ホー
ルド回路から取出されるようにアナログ−ディジタル変
換器３９に与えられるＡ−Ｄ変換開始信号もマイクロコ
ンピュータ４１から導き出される。

第２Ａ図および第２Ｂ図には第１図のマイクロコンピュ
ータに対するフローチャートが示されている。この同一
のフローチャートが後記の第３Ａ図、第３Ｂ図および第
３ｃ図の回路にも応用可能である。

第２Ａ図の右上の開始ステップから初めてフローチャー
トを説明する。開始ステップに続いて、タイマーメモリ
、入力／出力ポートおよびインターラブドの初期化を含
めてシステムの初期化が行われる。その後に、熱的メモ
リ装置５ｏ内のサーミスタの値が読まれ、またＲＭＳ引
外し値がサーミスタの値により定められた遮断器の熱的
履歴に従って予め設定される。スイッチバッファ回路４
３に接続されている構成スイッチが次いで読まれ、また
引外しパラメータが適当に設定される。その後に、ボー
トおよび状態が設定され、またアナログ−ディジタル変
換器３９が始動される。

次いで、地絡回路がイネーブルされているが否かについ
ての判定が行われる。もし判定結果がノーであれば、Ｒ
ＭＳ計算命令がイネーブルされているか否かについての
判定が行われる。もし判定結果がノーであれば、サブル
ーチンは地絡イネーブル条件の判定に戻る。

上記の順序で、もし地絡がイネーブルされたことが判定
されれば、フローチャートは第２八図中の左側の行に移
り、最大の相電流の決定が行われる。この最大の相電流
が他の２つの相で測定された電流および中性線電流から
差し引かれ、またその結果がメモリ内に記憶される。こ
れは地絡電流サンプルである。その後に、ｌ／４サイク
ルにわたる地絡電流の平均値の計算が行われ、次いで地
絡平均電流（ＧＦＡ）が地絡検出電流（ＧＦｐ）よりも
小さいか否かの判定が行われる。

もし地絡平均電流が地絡検出電流よりも小さければ、最
初に表示された引外しフラグがクリアされ、従って回路
は、後で説明されるように、その作動を継続する。しか
し、もし地絡平均電流が地絡検出電流よりも小さくない
ことが見出されれば、遅延が計算され、また遅延がカウ
ンタのそれよりも大きいか否かの判定が行われる。もし
判定結果がイエスであれば、引外しフラグが直ちにセン
トされる。もし判定結果がノーであれば、その値がタイ
マー回路内ヘロードされ、またタイマーが始動されるの
で、引外しフラグが所与の時間の後にセットされること
になる。

開始ステップで開始する第２Ａ図の右側のコラムに戻っ
て、もし参照電圧が高（Ｈｌ）レベルであることが見出
されれば、論理フローは経路■を進み、第２Ｂ図の右下
に示されているように、すべてのフラグがクリアである
か否かの判定が行われる。判定結果がイエスであれば、
低（ＬＯ）レベルの参照電圧への切換が可能である。も
し判定結果がノーであれば、論理フローは経路■を進み
、′第２Ａ図の右側のコラムに■と記入されている位置
へ進む。

第２Ａ図のフローチャートの右側のコラムの、ＲＭＳ計
算がイネーブルされているか否かの判定が行われるステ
ップに戻って、その判定結果がイエスであれば、論理フ
ローは第２Ａ図中の中央のコラムへ進む。そして、各相
に対して、マイクロプロセッサが測定されたサンプルを
二乗し、それを和に加え、また次いでカウントをインク
レメントする。次いで、カウントが２５６よりも小さい
か否かの判定が行われる。もし判定結果がノーであれば
、ＲＭＳ計算ステップでＲＭＳ値が２５６により除算さ
れる。次いで、参照電圧がＨｌ・であるか否かが判定さ
れ、もし判定結果がイエスであれば、ＨＩパラメータが
使用され、他方もし判定結果がノーであれば、Ｉ、０パ
ラメータが使用される。

その後に、測定されたＲＭＳ電流が最大負萄電。

流（ＦＬＳ）の１１５％より小か、または等しいか否か
についての判定が行われる。判定結果がノーであれば、
過電温和が〔過電流和＋ＲＭＳ値−冷却フアクタ〕に等
しくされ、また引外しフラグがセットされる。次いで、
過電温和が和ＲＭＳ一定値よりも小であるか否かについ
ての判定が行われる。判定結果がノーであれば、遮断器
が引外され、またシーケンスは終了される。もしＲＭＳ
電流が最大負荷電流の１１５％より小か、または等しい
ことが見出されれば、過電温和が〔過電温和−冷却フア
クタ〕に等しいか否かについての判定が行われる。

その後に、過電温和が０に等しいときには、引外しフラ
グがクリアされる。こうして引外しフラグがクリアされ
たとき、または過電温和が和ＲＭＳ一定値よりも小であ
ることが見出されたときには、論理フローは第２Ａ図の
右側のコラムの、参？電圧がＨｌであるか否かの判定ス
テップに進み、その後は前記のように進行する。

遮断器が引外され、かつシーケンスが終了されるとき、
引外しフラグもセットされる。これらの同一のフラグは
第２Ｂ図の左側のコラムに示されているインターラブ１
−ザーヒスルーチンによりセットされ得る。このコラム
内でインターラブドサービスルーチンは〔ピーク和−ピ
ーク和−冷却フアクタ〕からポインタをステップし始め
る。これは次いでアナログ−ディジタル変換器の入力端
に与えられ、そこで供給されている瞬時値がサンプルさ
れる。サンプルは次いでポインタにおいて記１ｅされ、
また１／４サイクルにわたるピーク平均のｉｆ算が行わ
れる。

その後に、次回のアナログ−ディジタル変換サイクルが
開始され、また参照電圧がＬＯであるか否かについての
判定が行われる。もし参照電圧がＨｌであれば、ピーク
平均電流（ＰＫＡ）がピーク検出電流（Ｐ　Ｋ　Ｐ　）
より小であるか否かについての第２の判定が行われる。

判定結果がノーであれば、ピーク和がある一定値よりも
大であるか否かについての判定が行われる。判定結果が
イエスであれば、引外しフラグがセットされ、また遮断
器が引外される。他方、判定結果がノーであれば、論理
フローは経路■を進み、第２Ｂ図の中央のコラムに示さ
れているルーチンが開始される。この同一のルーチンが
、参照電圧がＬＯであることが見出されたときにも開始
される。

第２Ｂ図の中央のコラムに示されているルーチンでは、
ピーク平均電流（ＰＫＡ）がある高レベル（ＩＩＩｘ）
よりも小であるか否かについての判定が行われる。判定
結果がノーであれば、システムは高い参照電圧値に切換
わる。その後に、ポインタが３に等しいか否かについて
の判定が行われる。判定結果がノーであれば、ＲＭＳサ
ンプルが記憶され、またＲＭＳ計算がイネーブルされた
ことを示すフラグが立てられる。次いで、測定された全
電流が０であるか否かについての判定が行われる。判定
結果がノーであれば、地絡が存在しており、地絡サンプ
ルが記憶され、また地絡計算がイネーブルされたことを
示すフラグが立てられる。それによりインターラブドシ
ーケンスは終了する。

第２Ｂ図の右側のコラムに示されているシーケンスは、
タイマーを再ロードしかつ始動させるタイマーインター
ラブドで開始する。その後に、地絡電流用外しシステム
がクリアされているか否かについての判定が行われる。

判定結果がイエスであれば、インターラブドルーチンは
終了する。判定結果がノ、−であれば、カウントダウン
が行われ、またカウントが０よりも大であるか否かにつ
いての判定が行われる。判定結果がノーであれば、論理
フローは経路■を進み、第２Ａ図の中央のコラムの■と
記入されている位置へ入って、遮断器を引外し、またシ
ーケンスを終了させる。

マイクロコンピュータ４１により上記のプロセスを実行
する際、所望のプログラムがたとえば専用マイクロプロ
セッサ内またはＥＰＲＯＭまたはＲＯＭ内に記憶される
ことは明らかであろう。スインチテーブルデータおよび
タイミングデータも適当なＲＯＭ内に記憶され得る。

次に、第３Ａ図、第３Ｂ図および第３Ｃ図に示されてい
る本発明の詳細な回路配置を説明する。

第３Ａ図、第３Ｂ図および第３Ｃ図は単一の回路図の部
分であるが、図面を見易くするため別々に示されている
。相互接続線には互いに一致する参照符号が付されてい
る。

第１図の整流器３４が第３Ｂ図には一層詳細に４つの単
相全波ブリッジ６０．６１，６２および６３を含むもの
として示されている。これらのブリッジはそれぞれ相線
Ａ、Ｂ、Ｃおよび中性線Ｎに対する変流器３０．３１．
３２および３３から入力を受ける。ブリッジ６０〜６３
の各々の正の出力端子は第３Ａ図の電力供給回路に通ず
る正の出力線６４に接続されている。

第３Ａ図には電力供給回路および電磁遮断画引外し装置
の概要が示されている。電力供給回路はその内部に生じ
得る超過電力をブリードオフするべく配置された形式２
Ｎ６５３３であってよいダーリントン配置されたトラン
ジスタスイッチ６５を含んでいる。形式ＭＰＳＡ’０６
であってよいトランジスタ６６も設けられており、これ
はそれぞれ形式ｌＮ５２６１ＢおよびｌＮ５２４０Ｂで
あってよいツェナーダイオード６７および６８に接続さ
れている。ツェナーダイオード６７は線６４を最大４７
Ｖにクランプし、ツェナーダイオード６Ｂは電圧をｌＯ
ｖにクランプする。フィルタキャパシタ６９（１，５μ
Ｆ）も設けられている。抵抗器７３（ｌｋΩ）はツェナ
ーダイオード６８を接地電位に接続している。

遮断器の主磁気ラッチコイル８０および遮断器に対する
分路用外し回路８１も正電位線６４に接続されている。

磁気ラッチコイル８０はダイオード７５（形式ｌＮ４０
０４）および５ＣＲ８２（形式Ｃ１０３Ｂであってよく
、接地電位に接続されている）と直列に接続されている
。５ＣＲ８２のゲート回路は抵抗器８３（ｌｋΩであっ
てよい）とキャパシタ８４（０，５μＦであってよい）
との並列回路を有する。サーモスタット８５　（形式５
ＣＣＲＰ８５Ｃ３であってよい）が５ＣＲ８２と並列に
接続されており、遮断器温度が８５℃を越えるときに閉
じて、５ＣＲ８２の作動と無関係に遮断器の引外しを開
始する。

入力用外し信号は、後記のように第３Ｃ図のマイクロプ
ロセッサ制御部から導き出されている引外し信号線８６
を経て、ダイオード８７　（ＩＮ４１４８）を通じて５
ＣＲ８２のゲートに与えられる。

コイル８０は６６５０ターンの４０ゲージワイヤの巻線
部分８０ａおよび１１０ターンの３３ゲージワイヤの巻
線部分８０ｂを有する巻線から成っている。巻線８０ａ
および８０ｂの抵抗器はそれぞれ１１５０Ωおよび４．
４Ωである。両巻線は直列に接続されており、またそれ
らの接続点はツェナーダイオード８０Ｃ（ゼネラルセミ
コンダクター（Ｇｅｎｅｒａｌ　　Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕ
ｃｔｏｒ）製の形式５Ａ２６Ａ　　Ｉ−ランスツォーブ
（Ｔｒａｎｓｚｏｒｂ）であり、たとえばＩＩＡの大電
流を流し得る）を通じて５ＣＲ８２の陽極に接続されて
いる。ツェナーダイオード８０ｃと共に別々のコイル部
分８０ａおよび８０ｂを用いることにより、高い故障条
件の間に生ずる線６４上の高電圧の存在時にコイル部分
８０ａのバイパスが可能にされる。この状況下に、ラッ
チコイル８０はラッチを３〜４ｍｓの中に作動させるべ
きである。しかし、この高速作動を可能にするためには
、コイル部分８０ａをバイパスし、それにより回路の時
定数を実質的に減する必要がある。高い電圧が得られる
ので、磁気ラッチを引外すのに十分なアンペアターンが
１１０タ一ン巻線８０ｂ内の電流の高い上昇速度から与
えられている。

第３Ａ、図中には、トランジスタを用いた電圧調整器９
０（形式ＬＭ３４０ＬＡ５０であってよい）も設けられ
ている。キャパシタ９１および９２（それぞれ１５μＦ
および１．５μＦであってよい）が電圧調整器９０のピ
ン１および２に接続されている。調整された５ｖの出力
電圧は電圧調整器９０のピン３に現れ、システムの５Ｖ
を必要とするすべての個所に用いられる。ＩＯＶの出力
電圧が電圧調整器９０のピン１から取出される。

５■の出力電圧は、スケール変更のために用いられるデ
ュアル参照電圧回路の抵抗器９５および９６（それぞれ
２．７にΩおよび１０にΩであってよい）にも接続され
ている。抵抗器９５および９６の節点は演算増幅器（Ｌ
Ｍ３５８Ｎ）部分９５ａの正電位のピン３に接続されて
いる。部分９５ａのピン１および２はダイオード９６　
（ＩＮ４１４８）を通じて抵抗器９７ａおよび９７ｂ（
それぞれ１にΩおよび６，２にΩ）に接続されている。

抵抗器９７ａおよび９７ｂの節点は演算増幅器部分９５
ｂのピン６に接続されている。部分９５ｂのピン７はダ
イオード９８（ＩＮ４１４８）および抵抗器９９（２，
７にΩ）を通じて引外し信号入力線８６に接続されてい
る。節点５０における入力システム電圧は抵抗器５］（
］ｋΩ）に、また次いで抵抗器５２（６，２にΩ）およ
びキャパシタ５２ａ（０，１μＦ）に与えられる。

次に第３Ｂ図の配置および第１図の信号コンディショナ
ー３６、第１図のアナログインバータ３７および第１図
の同時サンプル・アントホールド回路３８について説明
する。第３１３図を参照すると、ブリッジ接続された整
流器６ｏ、６１．６２および６３１の負の信号はそれぞ
れ精密抵抗器１００．１０１．１０２および１０３に接
続されている。これらの抵抗器の各々は精度１％、電力
２Ｗの低い値、たとえば２．５Ωの抵抗器である。

これらの抵抗器はたとえば酸化へりリューム抵抗器であ
ってよく、ブリッジ接続された整流器６０〜６３により
検出された電流信号を電圧信号に変換するのに用いられ
る。

しかし、これらの抵抗器１００〜１０３上の信号は反転
されており、また接地電位よりも低い電位にある。ここ
で説明されるマイクロプロセッサは反転されておりかつ
接地電位よりも高い電位にある入力信号を必要とするの
で、抵抗器１００〜１０３からの信号は、信号を反転す
る演算増幅器Ｕ１のそれぞれの部分に接続されている。

演算増幅器ＴＪ　ｌは形式Ｔ−Ｍ２２４３であってよい
。各々形式４３０８ＳＩＰであってよ＜１０にΩ抵抗器
を含んでいる２つの抵抗器回路網１１０ａ、１１０ｂ、
１１０ｃ、１１０ｄおよび１ｌｌａ、１１１ｂ、ｌ１ｌ
ｃ、、１ｌｌｄが、図示されているように、抵抗器１０
０および１０３と演算増幅器Ｕ１との間に挿入されてお
り、また演算増幅器Ｕ１を正しく作動させるために必要
なバイアスを与える。

こうして回路線１１５．１１６．１１７および１１８上
の信号は第１図の回路のそれぞれ相線Ａ、Ｂ、Ｃおよび
中性線Ｎの瞬時電流に関係付けられた反転された電圧信
号に相当する。換言すれば、これらの信号はそれぞれ変
流器３ｏ、３１．３２および３３から導き出された信号
に直接に関係付＆−１られている。これらの信号は次い
で、それぞれ節点５０に接続されているダイオード（１
Ｎ４１４８）’ｌ　１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃおよび
１１２ｄを含んでいるオア回路に与えられる。これらの
信号は、それぞれ線１１５．１１６．１１７および１１
８上の４つの信号の瞬時値をサンプルするべく作動する
４つの別々のスイッチを含んでいる四つ組みの両方向性
スイッチＵ２にも与えられる。このスイッチＵ２は形式
ＣＤ４０６６であってよい。

本発明の１つの特徴によれば、これらのサンプルは同時
に取出される。こうして、両方向性スイッチは、後で第
３Ｃ図により一層詳細に説明するように、マイクロプロ
セッサのピン３４１Ｐｌ〜７）から到来する制御線１２
０により同時に各線のサンプルを取出すべく閉じられる
。制御線１２０は、能動化されたとき、スイッチング装
置ｔＪ２のピン１２．１３．５および６において一緒に
接続されている制御入力線を通じてＵ２のすべての４つ
のスイッチのサンプリング動作を開始する。

線１１５．１１６．１１７および１１８はそれぞれＵ２
の入力／出力ピン１．４．８および１１に接続されてい
る。制御線１２０は、スイッチンクー装置Ｕ２のスイッ
チを１５００μｓごとに（６０゛１１ｚ系統ではほぼ１
１回／サイクル）ターンオンおよびターンオフさせるよ
うに作用する。このサンプリングは所与のサイクリング
間隔内に線Ａ、Ｂ　　・、ＣおよびＮの各々に対して１
１００の同時サンプルを生ずるべく１００サイクルにわ
たり繰り返される。

サンプルされた信号は次いで、それぞれ線Ａ、Ｂ、Ｃお
よびＮに対応するそれぞれのキャパシタ１３０．１３１
．１３２および１３３に与えられる。キャパシタ１３０
〜１３３は各々１０００μＦのキャパシタであってよい
。スイッチング装置Ｕ２のスイッチの１つが閉じるつど
、適当なキャパシタ１３０〜１３３が充電することは明
らかであろう。演算増幅器Ｕ３のそれぞれの部分はスイ
ッチング装置Ｕ２のスイッチの出力端に接続されている
。これらは電圧ホロワとして作用し、またサンプリング
動作の間のキャパシタ１３０−１３３の過剰な放電を阻
止する役割をする。

完全なサンプリングの終了時に、各キャパシタ１３０〜
１３３上の正味電荷は、それぞれ変流器３０〜３３によ
り測定された瞬時電流に関係付けられることになる。こ
れらの測定は同時に行われたので、各線の真のＲＭＳデ
ータを与えるだけでなく、地絡データをも計算するよう
に、データの処理が行われ得る。

第３Ｃ図かられかるように、電圧ホロワＵ３の出力はデ
ィジタル化され、次いでＲＭＳおよび地絡電流のマイク
ロプロセッサに与えられる。

次に第３Ｃ図の構成要素を説明する。第３Ｃ図には先ず
主マイクロプロセッサＵ４が示されている。本発明の好
ましい実施態様では、マイクロプロセッサＵ４はシステ
ムに対するプログラムが“マスターイン”されている形
式８０Ｃ４９ＮＰＣである。代替的に、マイクロプロセ
ッサは任意の所望の引外し特性を生ずるようにスイッチ
により選択され得るプログラムを用意するための適当な
ＥＰＲＯＭを有する市販品として入手可能な８０４９Ｎ
ＥＣであってよい。

６ＭＨｚ水晶Ｙ１がピン２および３に接続されており、
また参照電圧がそれぞれ１０にΩ、１０にΩおよびＯ，
ｌμＦであってよい抵抗器１５０、抵抗器１５１および
キャパシタ１５２に接続されている。ピン７は接地電位
に接続されている。第３Ｂ図のスイッチＵ　２を作動さ
せる制御線１２０はマイクロプロセッサＵ４のピン３４
に接続されている。ピン３１は線１６０を通じてインバ
ータＵ６に接続されている。Ｕ６の出力は後記のように
参照電圧回路を切換えるために用いられる。

マイクロプロセッサＵ４のピンｌに接続されている第１
のジャンパスイッチは、ピンが地絡または非地絡測定の
ために５■または接地電位に接続されることを許す。ピ
ン３９に接続されている第２のジャンパはそれぞれ瞬時
用外しまたは非瞬時引外しを許す。

第３Ｃ図は次に、好ましくは形式ＡＤＣＯ８０９である
アナログ−ディジタル変換器Ｕ５を含んでいる。第３Ｂ
図の変換器Ｕ５のピン８．１４．１および７からの出力
線はそれぞれ変換器Ｕ５のピン２６．１．２８および２
７に接続されている。上記の入力ピンのアナログ電圧を
表すディジタル値はピンＤＢＯ−ＤＢ７からマイクロプ
ロセッサへ出力される。変換終了信号ＥＯＣは変換器Ｕ
５のピン７からインバータＵ６（７４８ＣＯ４へソクス
インバータ）の部分を通じてマイクロプロセッサＵ４の
ピン６へ出力される。ピン６におけるＵ４の開始信号は
マイクロプロセッサＵ４のピン２９から導き出される。

マイクロプロセッサＵ４と変換器Ｕ５との間のすべての
他のピン接続は図示されているように行われている。

次に任意の所望の形式、たとえば形式７４ＨＣ１３８で
あってよい３〜８線デコーダＵ９が設けられている。ま
た、各々形式７４ＨＣ２４４である２つの８進３状態バ
ツフアＵＩＯおよびＵｌｌが設けられている。

次に第３０図中には、各々形式２３０１０２ＧＢＢＣＤ
であってよく、それぞれ地絡遅延、地絡検出、瞬時用外
しレベルおよび電流設定を設定するため作動可能な４つ
の１０位置の２進化１０進スイツチＳ１、Ｓ２、Ｓ３お
よびＳ４が設けられている。開いたスイッチが信号をプ
ルダウンするように、抵抗器回路網ＲＮ３、ＲＮＡ、Ｒ
Ｎ５およびＲＮ６がスイッチ５１〜５４とバッファＵ１
０およびＵｌｌとの間のコネクタ内に設けられている。

最後に第３０図中には、各々形式０５０Ｃ１０３Ｊ−Ｅ
ＣであってよいサーミスタＮＴＣＩ、２および３を含む
熱的メモリを形成する回路が設けられている。これらは
それぞれ変流器３０．３１および３２の一次巻線として
の役割をする遮断器内の導体の上に取付けられている。

サーミスタは、各々３０にΩであってよい抵抗器２２０
．２２１および２２２とそれぞれ直列に接続されている
。

遮断器の熱的条件を表ず信号ば次いで変換器Ｕ５に接続
されており、それらのディジタル値が、遮断器の引外し
特性をその以前の熱的履歴に従って適当に変更するべく
マイクロプロセッサＵ４内ヘロードされる。

次に第３Ｃ図内には新規なデュアル参照電圧回路が示さ
れている。この回路は、リード１６０において出力端に
接続されている抵抗器２６０および２６１　（それぞれ
６にΩおよび１４にΩ）を有する分圧器から成っている
。抵抗器２６０および２６１の節点は演算増幅器Ｕ７（
デュアル演算増幅器形式ＬＭ３５８ＡＮ）のピン３に接
続されている。第２の分圧器の抵抗器２６５および２６
６（それぞれ１２にΩおよび１．５にΩ）も５Ｖに接続
されており、またそれらの節点はデュアル演算増幅器Ｕ
７のピン５に接続されている。Ｕ７の出力ピン４および
７はそれぞれダイオード２７０および２７１　（各々ｌ
Ｎ４１４８）を介して、変換ＷＵ５のピン１２に接続さ
れている出力リード２７２に接続されている。

抵抗器２６０および２６１の節点における電位は３．５
Ｖであり、また抵抗器２６５および２６６の節点におけ
る電位は０．５５６　Ｖである。もＬマイクロプロセッ
サＵ４からの線１６０上の電圧が５Ｖであれば、リード
２７２上の出力はダイオード２７０を通じて３．５Ｖで
ある。しかし、もしマイクロプロセッサＵ４が参照電圧
の変更を要求すれば、線１６２上の電圧はＯであり、ま
た線２７２上の出力はダイオード２７１を通じて０．５
５６Ｖである。

多数の検査点が第３Ａ図、第３Ｂ図および第３Ｃ図の回
路を通じて設けられている。実施例では下記の１４の検
査点ＴＰＩ〜ＴＰ１４が設けられている。

ＴＰＩ　　・・・（−）Ａ相 ＴＰ２　　・・・（−）Ｂ相 ＴＰ３　　・・・（−）Ｃ相 ＴＰ４　　・・・（−）Ｎ相 ＴＰ５　　・・・（−）磁気ラッチ ＴＰ６　　・・・検査点 ＴＰ７　　・・・検査点 ＴＰ８　　・・・検査点 ＴＰ９　　・・・インデックスピン ＴＰＩＯ・・・］−磁気ラソチ ＴＰＩＩ・・・十Ｎ相 ＴＰＩ２・・・＋Ｃ相 ＴＰＩ３・・・十Ｂ相 ＴＰＩ４・・・＋Ａ相 いま第３Ａ図、第３Ｂ図および第３Ｃ図の新規なシステ
ムの作動を記述すること、また特にキャパシタ１３０．
１３１．１３２および１３３から導き出された信号の処
理を記述することが可能である。第２Ａ図および第２Ｂ
図のフローチャー１−は第３Ａ図、第３Ｂ図および第３
Ｃ図に応用可能である。

システムの作動を開始するためには、遮断器が閉じられ
、ただしマイクロプロセッサの作動は参照信号電圧が発
生されるまで阻止されている。いったん参照信号電圧が
発生されると、マイクロプロセッサがそれぞれ地絡遅延
設定、地絡検出設定、瞬時検出設定および連続電流設定
に対応するスイッチＳ１、Ｂ２、Ｂ３およびＢ４の条件
を読む。これらの信号はそれぞれスイッチＳ１、Ｂ２、
Ｂ３およびＢ４のピン１．３．４および６から３状恕ハ
ソフアＵＩＯおよびＵｌｌの入力ビンへ与えられる。３
状態バツフアＵＩＯおよびＵｌｌの出力はそれぞれマイ
クロプロセッサピン１２．１３．１４および１５におい
て順次に読まれ、また装置に対する所望の引外し特性が
適当に設定される。同様に、サーミスタＮＴＣＩ、ＮＴ
Ｃ２およびＮＴＣ３の出力がそれぞれ変換器Ｕ５のピン
４．３および２内へ読まれ、変換器Ｕ５がサーミスタの
アナログ出力を変換器Ｕ５の出力ピン１７．１４．１５
．８．１８．１９．２０および２１上のディジタル信号
に変換して、マイクロプロセッサの対応するピンに与え
る。マイクロプロセッサは次いでこの熱的履歴情報を、
冷たい遮断器が引外す点に対して相対的に遮断器が引外
される点を適当に調節するために用いる。

いま電力供給がアンプであり、また遮断器が成功裡に再
閉路しかつ閉路状態に留まると仮定して、故障条件が遮
断器のＡ相に生起するものと仮定しよう。この状況のも
とに、比較的大きな電流が第３Ｂ図のブリッジ接続の整
流器６０を通り、次いでダーリントンスイッチ６５　（
第３Ａ図）を通って流れ、次いで接地回路および抵抗器
１００を通って整流器６０の他方の端子に戻る。抵抗器
１００における電圧降下は利得１の演算増幅器Ｕ１によ
り反転されて、ダイオード１１２ａに与えられる。

もし瞬時用外しオーバーライドが必要とされるほど信号
が高いならば、故障電流が抵抗器５１を通って演算増幅
器９５ｂのピン５へ流れ、そのピン７における出力がサ
イリスタ８２を点弧させるのに十分に大きな値となり、
こうして磁気ラッチ構造を作動させる。しかし、もしダ
イオード１１２ａに与えられる信号出力が上記のように
演算増幅器９５ｂを作動させるのに十分に大きくなけれ
ば、出力信号は四つ組みの両方向性スイッチＵ２のスイ
ッチＳＷＡのピン１に現れることになる。

四つ組みの両方向性スイッチＵ２のスイッチのすべては
、マイクロプロセッサＵ４のピン３１から取出される線
１２０上の出力信号に応答して同時に導通もしくは遮断
状態となる。

スイッチＵ２が導通状態とされるとき、キャパシタ１３
０〜１３３は演算増幅器Ｕ１のそれぞれの部分から到来
する入力信号に関係付けられる値へ充電される。故障電
流は相Ａに存在したので、キャパシタ１３０は他のキャ
パシタ１３１．１３２および１３３よりも高く充電され
る。線１２０上の信号がスイッチＵ２のスイッチのすべ
てを遮断状態とするとき、キャパシタ１３０〜１３３上
の信号は演算増幅器部分Ｕ３から成る電圧ホロワを通じ
てアナログ−ディジタル変換器Ｕ５に与えられる。演算
増幅器Ｕ３はキャパシタ１３０〜１３３上の電流ドレイ
ンを実質的に制限するべく利得１を有する。

アナログ−ディジタル変換器Ｕ５は１回に１つの変換の
みを行い得る。マイクロプロセッサＵ４は相線および中
性線の電流に関する信号が変換される順序、たとえば相
線Ａ、相線Ｂ、相線Ｃおよび中性線Ｎの順序を選択する
。

いったんアナログ−ディジタル変換が相線Ａの電流に関
する信号について実行されると、マイクロプロセッサは
変換器Ｕ５からキャパシタ１３０上の電圧に相当する８
ビツト値を読み出す。順次にマイクロプロセッサは演算
増幅器Ｕ３から同時に入力された値のすべてを変換器Ｕ
５から読みかつ記憶する。その後に、プログラムの影響
のもとに、マイクロプロセッサＵ４は相線Ａ１相線Ｂ１
相線Ｃおよび中性線Ｎから取出されたすべての４つの値
を加算し、かつもし存在するならば地絡電流を４算する
。もし所与の大きさを越える地絡電流が測定されれば、
マイクロプロセッサはサイリスタ８２の点弧を開始させ
る信号を出力する。解析を実行中のマイクロプロセッサ
は、短時間引外し動作に対するピーク平均値を決定する
べく個々の値を検査する。

マイクロプロセッサＵ４は測定された値を、長時間過電
流例外し機能に対する真のＲＭＳ値を計算するための個
々のサンプルとしても用いる。２５６サンプルが串−の
ＲＭＳ値を得るために必要とされる。引き続いて、いく
つかのＲＭＳ（直が引外し動作の開始以前に測定されな
ければならない。本発明のシステムによる単一のＲＭＳ
値の計算は約１．２５で行われる。

いったんマイクロプロセッサがなんらかの理由でサイリ
スタ８２を点弧することを決定すると、出力信号がピン
３０（ＰＩ〜３）に与えられ、この信号はＵ６を通じて
サイリスタ８２のゲートに与えられる。

回路が最初に始動されるときには、変換開始信号が必要
とされる。この変換開始信号はマイクロプロセッサＵ４
のピン２９から取出される。変換終了信号は変換器ＴＪ
　５によりピン７に発せられ、この信号は新たな変換信
号を開始させるべくマイクロプロセッサのピン２９から
新たな開始信号を発生させる。

演算増幅器Ｕ７からの参照電圧信号は線２７２を経て変
換器Ｕ　５のピン１２に与えられる。マイクロプロセッ
サＵ４は、故障条件の間に測定されている電流値に関係
して、この参照電圧が高（Ｈ■）レベルであるべきか低
（ＬＯ）レベルであるべきかの決定を行う。こうして、
マイクロプロセッサＵ４は、参照電圧を所望の仕方で切
換えるため、ピン３０−１ニの適当な信号をインバータ
Ｕ６を通じて線１６０を経て出力し、こうして前記の本
発明の新規なスケーリング動作を行わせる。

マイクロプロセッサＵ４のピン５および６に接続されて
いる回路は、必要なリセット機能を行う抵抗器およびキ
ャパシタを含んでいる。こうして遮断器が最初に閉じ、
かつ電力供給がまだその正規出力に達していないときに
は、リセットが約１ｍｓにわたり、かつ電力が得られる
まで保持されることになる。

マイクロプロセッサの作動は適当なプログラムの制御下
にある。成功裡に使用された１つのプログラムの概要は
第２Ａ図および第２Ｂ図に示したとおりである。

以上に本発明を特定の好ましい実施例について説明して
きたが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
なく、特許請求の範囲によってのみ限定されるものであ
り、本発明の範囲内で種々の変更が可能であることは明
らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図はマイクロプロセッサを用いた本発明による新規
な電子式例外し装置のブロック回路図、第２Ａ図および
第２Ｂ図は第１図のマイクロプロセッサに対するフロー
チャート、第３Ａ図、第３Ｂ図および第３Ｃ図は本発明
の詳細な回路および′マイクロプロセッサの総合回路を
分割して示す回路図である。 Ａ、Ｂ、、Ｃ・・・相線、Ｎ・・・中性線、Ｓ１〜Ｓ４
・・・２進化１０進スイツチ、Ｕ　２・・・四つ組みの
両方向性スイッチ、Ｕ３・・・電圧ホロワ、Ｕ４・・・
マイクロプロセッサ、Ｕ５・・・アナログ−ディジタル
変換器、Ｕ９・・・３〜８線デコーダ、ＵＩＯｌＵｌｌ
・・・３状恕バツフア２０・・・遮断器、２１・・・引
外し機構、２２・・・引外しコイル、２３・・・シ・リ
コン制御整流素子、２４・・・熱的中外し回路、３０〜
３３・・・変流器、３４・・・整流装置、３５・・・電
力供給回路、３６・・・信号変換器回路、３７・・・ア
ナログインバータ、３８・・・サンプル・アンド・ホー
ル１回路、３９・・・アナログ−ディジタル変換器、４
０・・・アドレスおよびデコード回路、４１・・・マイ
クロプロセッサ、４２・・・データバス、４３・・・ス
イッチバッファ回路、４５・・・水晶発振器、４６・・
・スイノチアドレスデコーダ回路、５０・・・熱的メモ
リ装置、６０〜６３・・・単相全波ブリッジ、６５・・
・ダーリントン配置］・ランジスタスイソチ、８０・・
・主磁気ラッチコイル、８１・・・分路用外し回路、８
２・・・シリコン制御整流素子、８５・・・サーモスタ
ット、１００〜１０３・・・精密抵抗器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）マイクロプロセッサを用いた遮断器用引外し装置に
   おいて、 前記遮断器のそれぞれの極に接続されている多相回路の
   対応する線に接続されている複数個の変流器と、 前記遮断器の前記極を開くべく付勢可能な引外し機構と
   、 前記変流器の電流出力をそれぞれの電圧信号に変換する
   ため、前記複数個の変流器に接続されているそれぞれの
   信号変換手段と、 予め定められた数のサンプルに対して前記電圧信号の各
   々のアナログ値を反復的かつ同時にサンプルしかつ保持
   するためのそれぞれのサンプル・アンド・ホールド回路
   と、 前記の予め定められた数のサンプルに対して前記サンプ
   ル・アンド・ホールド回路内で発生されたアナログ値を
   対応するディジタル信号に変換するため、前記サンプル
   ・アンド・ホールド回路の各々に接続されているアナロ
   グ−ディジタル変換器手段と、 前記線の各々の電流のＲＭＳ値を計算するため、前記ア
   ナログ−ディジタル変換器の各々に接続されているマイ
   クロコンピュータ手段と、予め定められた電流条件に応
   答して前記引外し機構を作動させるため、前記マイクロ
   コンピュータと前記用件し機構との間に接続されている
   出力回路手段と を含んでいることを特徴とする遮断器用引外し装置。 ２）前記マイクロコンピュータが８ビット回路であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の引外し装置
   。 ３）前記線の１つが中性線であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の引外し装置。 ４）前記マイクロコンピュータが、前記線内の電流の同
   時のサンプルから地絡電流を計算するための手段をも含
   んでいることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
   引外し装置。 ５）所与の電流範囲を前記マイクロコンピュータのビッ
   トあたりのアンペア値で第１の小さい値および第２の大
   きい値に分割するため、前記マイクロコンピュータに接
   続されている自動スケーリング手段をも含んでいること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の引外し装置。 ６）前記線と前記アナログ−ディジタル変換器手段との
   間に接続されており、前記遮断器のなかに蓄積された瞬
   時熱エネルギーに関係付けられた出力を発生する熱的メ
   モリ手段と、以前の熱的履歴を考慮に入れるべく、前記
   遮断器が閉じられた後に前記引外し装置の引外しタイミ
   ング動作を変更するため、前記熱的メモリ手段の前記出
   力に関係付けられている前記アナログ−ディジタル変換
   器のディジタル出力を前記マイクロコンピュータに与え
   る回路手段とをも含んでいることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の引外し装置。 ７）前記サンプル・アンド・ホールド回路がそれぞれの
   スイッチ回路手段およびそれぞれのキャパシタ手段を含
   んでおり、前記線がサンプルされるつど、前記線の各々
   に対する前記スイッチ回路手段のすべてか同時に閉し、
   かつサンプリングの瞬間における電圧信号振幅に関係付
   けられた値の電荷をそのそれぞれの前記キャパシタ手段
   に加えることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   引外し装置。 ８）前記線の１つが中性線であることを特徴とする特許
   請求の範囲第２項記載の引外し装置。 ９）前記マイクロコンピュータが、前記線内の電流の同
   時のサンプルから地絡電流を計算するための手段をも含
   んでいることを特徴とする特許請求の範囲第２項または
   第８項記載の引外し装置。 １０）所与の電流範囲を前記マイクロコンピュータのビ
   ットあたりのアンペア値で第１の小さい値および第２の
   大きい値に分割するため前記マイクロコンピュータに接
   続されている自動スケーリング手段をも含んでいること
   を特徴とする特許請求の範囲第９項記載の引外し装置。 １１）前記線と前記アナログ−ディジタル変換器手段と
   の間に接続されており、前記遮断器のなかに蓄積された
   瞬時熱エネルギーに関係付けられた出力を発生する熱的
   メモリ手段と、以前の熱的履歴を考慮に入れるべく、前
   記遮断器が閉じられた後に前記引外し装置の引外しタイ
   ミング動作を変更するため、前記熱的メモリ手段の前記
   出力に関係付けられている前記アナログ−ディジタル変
   換器のディジタル出力を前記マイクロコンピュータに与
   える回路手段とをも含んでいることを特徴とする特許請
   求の範囲第２項ないし第５項のいずれか１項に記載の引
   外し装置。 １２）前記サンプル・アンド・ホールド回路がそれぞれ
   のスイッチ回路手段およびそれぞれのキャパシタ手段を
   含んでおり、前記線がサンプルされるつど、前記線の各
   々に対する前記スイッチ回路手段のすべてが同時に閉じ
   、かつサンプリングの瞬間における電圧信号振幅に関係
   付けられた値の電荷をそのそれぞれの前記キャパシタ手
   段に加えることを特徴とする特許請求の範囲第１１項記
   載の引外し装置。 １３）前記熱的メモリ手段が前記遮断器のそれぞれの極
   の導体に取付けられた第１、第２および第３のサーミス
   タを含んでいることを特徴とする特許請求の範囲第６項
   記載の引外し装置。 １４）前記熱的メモリ手段が前記遮断器のそれぞれの極
   の導体に取付けられた第１、第２および第３のサーミス
   タを含んでいることを特徴とする特許請求の範囲第１１
   項記載の引外し装置。 １５）前記引外し機構が磁気ラッチおよび半導体スイッ
   チング装置を含んでおり、前記磁気ラッチは前記半導体
   スイッチング装置と直列に接続されているラッチ作動巻
   線を含んでおり、前記半導体スイッチング装置は、前記
   出力回路手段からの所与の出力に応答して導通状態に切
   換えられるべく前記出力回路手段に接続されている制御
   電極を有し、前記巻線は直列に接続されたターン数が多
   くかつ高抵抗の部分と比較的ターン数が少なくかつ低抵
   抗の部分とから成っており、また前記直列に接続された
   部分の節点から前記半導体スイッチング装置へ接続され
   ているバイパススイッチング手段を含んでおり、それに
   より、前記巻線および前記スイッチング装置と直列の出
   力電圧が所与の値を超過するとき、前記バイパススイッ
   チング手段が導通し、また前記のターン数が多くかつ高
   抵抗の部分を短絡することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の引外し装置。 １６）遮断器用引外し装置において、 前記遮断器のそれぞれの極に接続されている多相回路の
   対応する線に接続されている複数個の変流器と、 前記遮断器の前記極を開くべく付勢可能な引外し機構と
   、 前記変流器の電流出力をそれぞれの電圧信号に変換する
   ため前記複数個の変流器に接続されているそれぞれの信
   号変換手段と、 予め定められた電流条件に応答して前記引外し機構を作
   動させるため、前記変流器と前記引外し機構との間に接
   続されている出力回路手段と、 前記引外し機構が磁気ラッチおよび半導体スイッチング
   装置を含んでおり、前記磁気ラッチは前記半導体スイッ
   チング装置と直列に接続されているラッチ作動巻線を含
   んでおり、 前記半導体スイッチング装置は、前記出力回路手段から
   の所与の出力に応答して導通状態に切換えられるべく前
   記出力回路手段に接続されている制御電極を有しており
   、 前記巻線は直列に接続されたターン数が多くかつ高抵抗
   の部分と比較的ターン数が少なくかつ低抵抗の部分とか
   ら成っており、 また前記直列に接続された部分の節点から前記半導体ス
   イッチング装置へ接続されているバイパススイッチング
   手段を含んでおり、それにより、前記巻線および前記ス
   イッチング装置と直列の出力電圧が所与の値を超過する
   とき、前記バイパススイッチング手段が導通し、また前
   記のターン数が多くかつ高抵抗の部分を短絡することを
   特徴とする遮断器用引外し装置。 １７）複数の交流線を有する回路を保護する多極交流遮
   断器の引外し装置を作動させるプロセスにおいて、前記
   線の各々に対して前記線の瞬時電流に比例する電流信号
   を発生する過程と、前記電流信号の各々を前記電流信号
   に比例するそれぞれの電圧信号に変換する過程と、同時
   にかつ反復的に比較的短いサンプリング時間中に前記電
   圧信号の各々の振幅を測定する過程と、前記電圧信号の
   振幅のアナログ値をディジタル値に変換する過程と、測
   定されたディジタル値の各々の二乗和平方根を求めるこ
   とにより前記電圧信号の各々の真のＲＭＳ値を別々に計
   算する過程とを含んでいることを特徴とする遮断器用引
   外し装置の作動方法。