JPS61240817A - 遮断器のデジタル固体引外し装置 - 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） 本発明は遮断器のデジタル固体引外し装置に関するもの
である。マイクロプロセッサをベースとする固体引外し
装置の利点は周知であり、とくに多数の可能な機能およ
び設定を実現するために有利であることは良く知られて
いる。デジタル処理のために必要な時間はアナログ処理
のために必要な時間より長く、大電流短絡事故の場合に
は、その遅れのために遮断器にとって有害な結果をもた
らづ゛ことがある。始動時、とくに遮断器が閉じている
場合の始動時には、装置は無視できない時間が経過した
後で動作を開始し、障害時に閉じると、機器と遮断器の
保護が不十分とな４゜ 本発明の目的はアナログ装置の利点を有するデジタル引
外しｌｌｉを得ることである。

〔発明の概要〕

本発明の引外し装置は、アナログ信号がデジタル処理器
とアナログ処理器へ並列に与えられ、そのアナログ処理
器は１．ピックアップのレベルをこえた時に、瞬時引外
し命令を送り出すように構成され、その命令は前記引外
し装置へ送られる。

アナログ処理器はセンサと、デジタル引外し装置の引外
しリレーとを使用し、デジタル処理器のみがアナログ処
理器によりシャントされ、アナログ処理器はある瞬時引
外しのために動作する。このように処理器を二重に設け
ることにより引外し装置の安全性と信頼度が高くなる。

本発明の別の実施例に従って、瞬時引外し関数をデジタ
ル処理器からとるように、始動期間中はアナログ処理器
のピックアップレベルは低くされる。このよ、うにして
機器と遮断器の両方が保護される。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

（全体の構造） 第１図において、負荷（図示せず）に電力を供給する４
本の導線Ｒ，Ｓ、Ｔ、Ｎを有する配電系が、回路を開放
状態に遮断する遮断器１０を有する。この遮断器１０の
機構１２はバイアスされているリレー１４により制御さ
れる。そのリレーは、過負荷、短絡または地絡の場合に
遮断器を引外すことを指令する。各相導線Ｒ，Ｓ、Ｔに
変流器１６が設けられる。その変流器１６はそれが設け
られている導線を流れる電流に比例する信号を発生し、
それらの信号を全波整流ブリッジ１８へ与える。それら
３個の整流ブリッジ１８は、抵抗２０と、ツェナーダイ
オード２２と、ダイオード２４とを含む直列回路に直列
接続され、抵抗２０の端子に導１ｉ１Ｒ，Ｓ、Ｔを流れ
る電流の最大値に比例する電圧信号を生じさせ、ツェナ
ーダイオード２２とダイオード２４との端子に電子回路
への電源電圧を生じさせる。前記電圧信号は、利得が異
なる２つの増幅器２６．２８の入力端子へ与えられる。

それらの増幅器２６．２８の出力端子はマルチプレクサ
２９の入力端子１，３へそれぞれ接続されるとともに、
分圧ブリッジ３０．３２へそれぞれ接続される。それら
の分圧ブリッジ３０゜３２の中間点はマルチプレクサ２
９の入力端子２゜４にそれぞれ接続される。増幅器２６
．２８と分圧ブリッジ３０．３２は電圧信号較正回路３
４に屈づる。

較正回路３４は第３図の増幅器３６を有する。

この増幅器３６は加算トランス３８からの信号を受ける
。その加算トランス３８の１次巻線は加算トランス３８
の環状鉄心の内部を貫通する電源導線Ｒ，Ｓ、Ｔにより
構成され、地絡事故が生じた時に２次巻線４０から信号
が発生される。増幅器３６の出力端子はマルチプレクサ
２９の入力端子５と分圧ブリッジ４１に接続される。そ
の分圧ブリッジの中間点はマルチプレクサ２９の入力端
子６に接続される。マルチプレクサ２９の入力端子１〜
６はダイオード４４を介してトランジスタ４２のエミッ
タへ並列に接続される。トランジスタ４２のコレクタは
接地され、ベースは、マルチプレクサ２９へ与えること
ができる最大値に対応する所定の電圧、たとえば５ボイ
ル、によりバイアスされる。マルチプレクサ２９は４個
の入力端子１〜４に相電流を表す信号を受け、入力端子
５゜６に地絡電流を表す信号を受ける。それらの信号、
とくに地絡電流を表ず信号はもちろん異る態様で発生で
き、たとえば変流器１６により供給される信号から発生
される。

マルチプレクサ２９、たとえばナショナル・セミコンダ
クタ社（Ｎａｔｉｏｎａｌ　５ｅｌｉＣＯｎｄｌｌＣｔ
Ｏｒｃｏｒｐｏｒｔ　ｉｏｎ　）製のＡＤＣＯ８０８マ
ルチプレクサは、マイクロプロセッサ４８の出力端子１
に接続されているアドレスおよびモニタ線４８により制
御される。マイクロプロセッサ４８により与えられるア
ドレスに応じて、マルチプレクサ２９の入力端子１〜６
の１つに与えられた信号が、マルチプレクサ２９の出力
端子Ｓから８ビツトのアナログ−デジタル（Ａ−Ｄ）変
換器５０へ与えられる。

バス５２がＡ−Ｄ変換器５０の出力端子をマイクロプロ
セッサ４８の入力端子２に接続する。８個の多重化され
たスイッチ７２〜８６のブロック５４がバス５２により
マイクロプロセッサ４８へ接続され、かつアドレスリン
ク５６によりマイクロプロセッサ４８の端子３に接続さ
れる。各スイッチ７２〜８６は引外しパラメータの８個
所の設定位置を有する。これについては後で説明する。

制御命令と合図命令を７個の出力チャンネル８１〜Ｓ７
へ送るために、出力レジスタ５８が６ビツトリンク６０
と１ビツトリンク６２によりマイクロプロセッサ４８へ
接続される。出力端子Ｓ１がリレー１４に接続されて遮
断器１０の引外しを制御し、遮断器の前面、とくに制御
および引外し用の回路および部品を納めているケ：スの
制御パネル６４に接続される。出力端子Ｓ７はアナログ
引外し制御器に接続される。

マイクロプロセッサ４８に実行プログラムと、アレイの
形で格納されている永久データとを与えるために、持久
ＲＯＭ６６がマイクロプロセッサ４８の端子４に接続さ
れる。記録されたプログラムは、引外し装置により実行
される機能に対応する。１台の引外し装置をいくつかの
範囲の機能に対して設計でき、各機能範囲はもちろん自
身の特殊なプログラムを有する。選択されるプログラム
は製作時に、または好適な実施例に従ってＲＯＭに格納
できる。種々のプログラムが種々のメモリに格納され、
引外し装置の組込み時に、適切なメモリを選択すること
により、引外し装置を用途に合わせて構成する。マイク
ロプロセッサ４８の入力端子５に接続されているブロッ
ク６８に含まれている制御回路が、マイクロプロセッサ
を動作させるために必要な回路、特に命令の実行の順序
づけを行うクロックや、リセットおよびアナログ回路を
含む。

マイクロプロセッサとしては、たとえばモトローラ社＜
　ＨＯｔＯｒＯｌａ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）により
販売されている。ＭＣ１４６８０５型マイクＯプロセツ
サを使用できる。そのＭＣ１４６８０５型マイクロプロ
セツサはＣＰＵ、インターフェイス、非持久ＲＯＭ、演
算装置のような標準のリリースを含む。

上記のデジタル引外し制御器は、整流ブリッジ１８から
のアナログ位相信号を受ける通常の瞬時用件し装置７０
が組合される。この引外し装置７０はその位相信号を予
め設定されているピックアップ値と比較し、ピックアッ
プレベルに達した時に引外し命令を発生してリレー１４
へ送る。引外し装置７０の引外し速度はデジタル引外し
装置の引外し速度より高い。

第１図およびそれについての説明は、引外し装置の動作
のために必要な素子についてのものであって、説明を不
必要に冗長にしないように、電源、バイアス抵抗、コン
デンサ、レジスタ、メモリのようなアナログ型およびデ
ジタル型の付属部品を省いたことに注意すべきである。

引外し特性 制御パネル６４は８個のスイッチ７２〜８６を含む。そ
れらのスイッチは第１図に示すブロック５４の８個のス
イッチである。各８位置スイッチは抵抗回路網に組合さ
れて、ブロック５４が情報を求められた時にマイクロプ
ロセッサ４８へ送られた８種類の値のうちの１つを選択
する。パネル６４には５個の発光ダイオードまたは表示
灯９０〜９８と試験器コネクタ８８も含む。

本発明の引外し装置は、相異常および地絡事故の保護機
能と、負荷切離し機能との２種類のために使用できる。

１）地絡保護 第３図は相保護引外しカーブと地絡保護引外しカーブと
対数目盛で示す。

長い遅延時間のＩＬＲｌすなわち、それをこえると長い
遅延時間の引外しサイクルがトリガされるような電流密
度、をスイッチ８０により調整できる。その時間が経過
した後で遮断器が引外し動作を行う時間は電流密度に依
存する。その関係は時間の逆数に比例し、ｒ２を−１１
−一定である。

この関係は第３図の右側のカーフ１００で対数座標で示
されている。定数Ｔ１を変えるスイッチ７８により長い
遅延時間を調整できる。

電流密度が第２図のピックアップ、この場合には短い遅
延時間のピックアップ［ＣＲをこえると、引外し装置は
短い遅延時間の引外しをトリガする。

その引外しは長い遅延時間の引外しの前に起る。

短い遅延時間の引外しを表すカーブは、関係１２ｔ＝７
２により表される逆時間部分１０２と、一定時間Ｔ３の
部分１０４との連続する２つの部分により表される。ス
イッチ８４は短い遅延時間のピックアップＩＣＲを調整
し、スイッチ８２は一定の短い遅延時間Ｔ３のピックア
ップＩＣＲを調整する。一定時間特性から逆時間特性へ
の切換えは低電流値によりセットされる。

ピックアップＩＣＲより高く、かつスイッチ８６により
調整できる第３のピックアップＩＩＮが瞬時用件しサイ
クルをトリガする。その瞬時用件しサイクルの遅延時間
Ｔ４は、調整できない引外し装置応答時間に対応する。

第４のピックアップＩＲより上では、瞬時アナログ引外
し装置７０は正常な動作条件の下に動作して、遮断器１
０が一層高速で開く。

第３図には過負荷ピックアップ■、も示されている。こ
の過負荷ピックアップＩＳの横座標は長い遅延時間のピ
ックアップＩＬＲの横座標より僅かに小さい。その過負
荷ピックアップをこえることは長い遅延時間のピックア
ップに近接し、引外しの危険があることを示す。スイッ
チ７６は過負荷ピックアップ設定Ｉ、を調節する。この
ピックアップｌｓオーバーシュート信号を用いて、負荷
切離し制御、たとえば非優先回路を断つこと、を筒単に
使用できる。電流がピックアップ■、より少い値に戻る
と、出力が直ちに無くなって、切離された回路が再び接
続される。

地絡保護を表すカーブは地絡保護ピックアップＩＰと一
定遅延時間Ｔ５を含む。ピックアップＩＰの設定はスイ
ッチ７４により調整でき、遅延時間Ｔ５の設定はスイッ
チ７２により調整できる。

与えられた時刻における引外し装置の状態が、第３図の
カーブ上に表されている発光ダイオードすなわち表示灯
９０〜９８によりパネル６４上に表示される。地絡保護
ピックアップＩＰ上の黒丸９０で示されている表示灯９
０は、地絡事故で遮断器１０が引外しされた時に点灯す
る。たとえばリセットボタンを押すというような外部操
作が行われるまで、その表示灯９０は点灯を続ける。白
黒まだらの丸で示されている表示灯９２は、過負荷ピッ
クアップＩ、をこえた時に点灯し、そのピックアップレ
ベル以下に電流が減少すると自動的に消灯づ°る。長い
遅延時間のピックアップＩＬＲをこえた時に表示灯９４
が点灯し、その遅延時間が経過する前に電流がそのピッ
クアップレベルより減少すると消灯する。長い遅延時間
回路により制御される過負荷用件しは表示灯９６により
表示され、短い遅延および瞬時引外しにより表示灯９８
が点灯する。表示灯９６．９８を消灯するには外部から
の消灯操作を必要とする。それらの設定技術と表示技術
はこの分野で良く知られているものであるから、それら
について詳しく説明することは不要である。多数の位置
を有するスイッチ７２〜８６を用いることにより、また
は２個の設定手段の組合せを用いることにより、具体的
にいえばスイッチ７６とその他の設定スイッチを用いる
ことにより、設定確度を高くできる。この種の組合せに
より６４種類の設定位置が得られ、スイッチ７６は二重
の機能を果し、ピックアップＩ。

とＩＬＲの間隔を十分に広くできる。この種の組合せを
行うために独立したスイッチを付加できる。

２　　付　　切　　し　（Ｌｏａｄ−３ｈｅｄｄｉｎｇ
　）第４図にカーブで示されているように、同じ引外し
装置を別の保護のために使用できる。この保護において
は、位相保護引外しカーブは第３図に示す相保護引外し
カーブと同じであるが、地絡事故保護は行われない。こ
の機能に関連するスイッチ７２と７４および表示灯９０
．９２を利用でき、カー１１０６．１０８により示され
ている負荷切離し機能および復旧機能を行わせるために
ソフトウェアが修正される。長い遅延時間ピックアップ
ＩＬＲより低い負荷切離しピックアップＩＤＥ設、定は
、スイッチ７２により調整できる。その負荷切離し動作
は表示灯９０により表示される。負荷切離しピックアッ
プＩＤＥとは異って、それより低い負荷復旧ピックアッ
プＩＲＥはスイッチ７４により調整でき、表示灯９２に
より表示される。

負荷切離しカー１１０６は長い遅延時間保護カーブに平
行な逆時間カーブであり、負荷復旧カー１１０８は一定
時間カーブである。それらの設定は長い遅延時間の引外
しの前に負荷切離しを常に行わせなければならない。

較正回路 この引外し装置の種々の保護および機能を行わせるため
には広い電流測定範囲を必要とする。最低の長い遅延ピ
ックアップに対する０、４Ｉｎ（Ｉｎは定格電流）から
、最高瞬時引外しピックアップに対する１２Ｉｎまでの
全範囲が達成される。すなわち、その電流測定範囲は３
０対１の比である。十分に高い確度、とくに１％の分解
能を得るために、０．４Ｉｎを表す数は少くとも値１０
０を有しなければならない。そうすると、最大電流１２
Ｉｎを表す数は３０００となる。数３０００の符号化に
は１２ビツトを必要とするが、１２ビットＡ−Ｄ変換器
は低速で、しかも高価である。

較正回路３４はアナログループの範囲を、１％の確度を
保ちながら、８ビットＡ−Ｄ変換器の範囲に適応させる
。そのために、１４Ｉｎの最大電流に対応し、かつ最大
信号として入力端子に加えられた、たとえば５ボルトの
アナログ信号を変換するために増幅器２６の利得が選択
される。その最大信号はマルチプレクサ２９の入力チャ
ンネル２に生じ、Ａ−Ｄ変換器５０の出力端子に値２５
６としてデジタル化される。分圧比が２である分圧ブリ
ッジ３０が２倍の信号をチャネル１へ与え、増幅器２６
の入力端子におけるアナログ信号が７１ｎより小さい間
は最大値の５ボルトはこえない。同様に、増幅器２８は
１．７Ｉｎの電流値に対する最大信号をマルチプレクサ
２９の゛入力端子４に与え、電流値０．８５Ｉｎに対す
る最大信号を入力端子３へ与える。増幅器２６．２８の
利得の比は８であることが容易にわかる。マイクロプロ
セッサ４８は電流値に関してチャネル１〜４のうちの１
つを選択する。この例では、７〜１４１ｎの電流に対し
てチャネル２を、１．７〜７Ｉｎの電流に対してチトネ
ル１を、０．８５〜１．７１ｎの電流に対してチャネル
４を、０．８５Ｉｎより少い電流に対してチャネル３を
選択する。マイクロプロセッサ４８は、信号の最初のレ
ベルを再び設定するために、選択したチャネルを考庫に
入れた係数だけデジタル化を増倍する。この較正回路の
動作が第５図の流れ図に述べられている。

マイクロプロセッサ４８はチャネル２（１４Ｉｎ）を作
動させ、対応する信号をデジタル化する。その結果が値
１２８より大きいと、デジタル化に１６が乗ぜられてＲ
ＡＭに格納される。その結果が１２８より小さいと、チ
ャネル１（７Ｉｎ）に対してデジタル化が行われ、結果
が６゛４より大きいと、デジタル化に８が乗ぜられて、
その結果がＲＡＭに格納される。その結果が６４より小
さいと、チャネル４（１，７Ｉｎ）に対してデジタル化
が行われ、デジタル化が１２８より大きいとそれに２が
乗ぜられてからメモリに格納される。

結果が１２８より小さいとチャネル３　（０，８５Ｉｎ
）に対してデジタル化が行われ、その結果がそのままメ
モリに格納される。したがって、８ビットＡ−Ｄ変換器
５０の範囲が０．４〜１２Ｉｎの電流変化範囲に適合さ
せられて、十分に高い確度が得られるようにする。チャ
ネルの数、したがって定格の数を増して確度を高くでき
、したがつて振幅範囲を広くできること、または確度を
低くするためにチャネルの数を減少できることに注意Ｊ
ぺぎである。

再び第１図を参照して、地絡事故信号がチャネル５と６
のみへ与えられることがわかるであろう。

この信号の範囲は相事故の信号の範囲より小さく、２つ
の定格で十分である。マイクロプロセッサ４８によるチ
ャネル５，６の選択は先に述べたようにして行われるか
ら、ここでは繰返さない。

本発明に従ってマイクロプロセッサ２９と較正回路３４
を使用することにより、アナログループの範囲とデジタ
ルループの範囲を簡単に一致させることができる。

最後のピークにおける標本化および保持アナログループ
からデジタルループへの切換えは、処理された信号の標
本化により表される。デジタル信号の値は標本化期間全
体を通じて一定で、その期間はマイクロプロセッサ４８
により設定される標本化周波数により決定される。たと
えば１．８４ミリ秒であることの期間を、交番周期が１
０ミリ秒である交番信号と比較せねばならない。

そうすると、標本化により発生される誤差は無視できな
いことが明らかである。第６図ａに示す波形図は、全波
整流されたアナログ信号の時間に対する変化カーブ１１
０と、Ａ−Ｄ変換器５０の出力端子で得られる対応する
標本のカーブ１１２とを示す。それらのカー１１１０と
１１２は上記誤差、とくに信号のピーク値における、１
０％に達することもある誤差を示す。引外しおよび引外
し時間遅れを決定するそのピーク値のレベルは上記説明
から明らかである。ピーク値測定における誤差は引外し
遅延時間に影響し、この不確実性は引外しの識別をとく
に妨げる。配電系統にはいくつかの遮断器が直列に接続
され、引外しの識別を行えるようにするために、それら
の遮断器の引外し特性が異ならせてあり、障害点のすぐ
上流側の遮断器のみが開いて障害点を遮断し、他の遮断
器は閉じたままで、健全な分岐へは電力供給を続けるこ
とをわれわれは知っている。上流遮断器の非相外し時間
が引外し時間より、すなわち、下流側遮断器の全遮断時
間より長い時に、時間の識別が行われる。直列に設けら
れている遮断器の第３，４図に示すような種類の引外し
カーブおよび非相外しカーブは、それらのカーブの交差
を避けるために十分移動させねばならない。それらの識
別の問題、および事故を起していない設備は依然として
電力を供給しつつ、障害電流をできる限り迅速に遮断す
るために、引外し時間と非相外し時間の差をできるだけ
小さくすることが好ましいのはこの分野において良く知
られている。

本発明に従って、最後のピークを保持および格納し、最
後のピークにおいて保持されたこの値を処理することに
より、標本化されたピーク値の確度を高くして保護機能
を行う。

第６図ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅのカーブで表されている５つ
の値がＲＡＭに格納される。それらの値は次の通りであ
る。

ＨＥＳＵＩＩＩ一時刻において処理された標本電流の測
定値。

ＨＥＳＵＲ−１＝時刻し−１において処理された標本電
流の測定値。

ＩＮＴＰＨＡ＝最後のピークにおいて保持された、相電
流の標本化された値。

ＤＥＲＣＲＥ＝値ＩＮＴＰＨＡより小さい最後のピーク
の値。

ＴＥＨＰＥＣ−カウントダウンとして管理されることに
より経過した時間。

第７図は処理の流れ図を表す。時刻ｔ１においてマイク
ロプロセッサが呼出され、Ａ−Ｄ変換器５０により供給
された標本化された電流測定信号１４Ｅｓｔｌｌｌｌ　
（＠６図ａ）を処理スル。Ｚ（１）信号ＨＥＳＵＲＩは
、最後のピークにおいて保持された格納されている相電
流信号ＩＮＴＰＨＡ　（第６図ｄ）と比較されるーＨＥ
ＳＵＲＩがＩＨＴＰＨＡより大きいとピーク値が増大し
ているのであるから、ＩＮＴＰＨＡ信号より小さい最後
のピーク値を表すＤＥＲＣＲＥ値がリセットされる。

１４ＥｓｔｌＲＥ値ハＨＥＳｔＪｆｔ−１メモリ（第６
図ｃ）とＩＮＴＰ）ＩＡメモリ（第６図ｄ）に格納され
る。カウントダウンを管理するＴＥＨＰＡＣ値（第６図
ｅ）は最大値にセットされ、保護機能を行うためにマイ
クロプロセッサ４８により上記のようにしてＩＮＴＰＨ
Ａ値が処理される。

たとえば、アナログ信号の降下相に対応する時刻ｔ２に
おイテ、値ＨＥＳＵＲＩが値ＩＮＴＰＨＡより小サイと
すると、測定値ＨＥＳＵＩｔｌとＨＥＳＵＲｉｌが比較
される。

時刻ｔ２においては測定値ＨＥＳＵＲＩハＨＥＳＵＩＩ
Ｉ−ＩＪ：り大きくなく　、ＨＥＳＵＲＩ−１メモリに
入れられる。それから、ＴＥＨＰＡＣが零に等しいかど
うかについての検査が行われる。ＴＥＨＰＥＣが零に等
しいというのは時刻ｔ２における場合ではないから、Ｔ
Ｅ）ＩＰＥｃが減少させられる。電流ＩＮＴＰＨＡが処
理されて保護機能を行う。

次の交番波形の上昇相に対応する時刻ｔ３においては、
測定値ＨＥＳｕｌｔＩは電流ＩＮＴＰＩＩＡより依然と
して小さいが、ＨＥＳＵＲＩ−１よりは大きいく増加相
）。

測定値旺５（Ｉｌ？ｒがピーク値０ＥＰＣＩ？Ｅと比較
され、ＨＥＳＵＲＩがＤＥＲＣＲＥ、、ｌ：　リ大キイ
と、値ＨＥＳＵＩＩＩヲＨＥＳＲＵＩ−１メモリに入れ
る前記プログラムおよびその伯のオペレーショーンを続
行する前に、その値ＨＥＳＵＲＩはメモリに入れられる
。第６図に示す例については、第２の交番波形の標本化
されたピーク値は第１の交番波形のそれよりも小さく、
処理のために保持された格納されているＩＮＴＰＨＡ値
はそれより大きいピーク値であることがわかる。実際に
は、アナログ信号の２つの交番波形は同一で、標本化さ
れたピーク値の際は標本化処理の結果として生ずるもの
である。本発明に従って、最後のピークにおい（この場
合には第２のピークの代りに、より大きい第１のピーク
を保持することによって）保持することにより、誤差は
著しく減少する。第２のピークの値はＤＥＲＣＲＥメモ
リに一時的に格納される。

第３の交番波形の時刻ｔ４においてはＨＥＳＵＲＩがＩ
ＮＴＰＨＡより再び大きく、第１の交番波形について述
べたやり方Ｔ：　ＤＥＲＣＲＥ７ｆｉ零リセットされ、
ＨＥＳｔｌＲＩが値ＨＥＳｔ１１？ｌ−１（７）代りに
用いられ、ＩＮＴＰＩＩＡがメモリに格納される。ＴＥ
ＨＰＥＣは最大値にリセットされ、新に標本化されたピ
ーク値Ｉ　Ｎ　Ｔ　Ｐ　ＩＩ　Ａが保持される。

交番波形４，５の振幅は第３の交番波形の振幅より小さ
く、時刻ｔ５において零に達するまでカウントダウンが
正常に続けられる。流れ図を参照すると、丁Ｅ）ＩＰＥ
ｃが零に等しく、［１ＥＲＣＲＥが零とは異なる（これ
はｔ５の場合である）ものとすると、メモリにおいて値
ＩＮＴＰＨ＾が値口ＥＲＣＲＥで代えられ、ＤＥＲ’Ｃ
ＲＥは零リセットされる。

カウントダウン１１１］間ＴＥＨＰＥＣ（この期間はた
とえば２２ミリ秒である）中は、メモリーに格納されて
いる処理される値は、最後のピークにおいて保持された
標本化された値に対応すること、およびピーク値を再び
こえるたびにカウントダウンが再開されることを容易に
理解できる。この保持されている値は、それぞれの持続
時間が１０ミリ秒である５Ｑｔｌｚの交番電流に対して
少くとも２つのピーク値を考慮する。２２ミリ秒の間、
ピーク値が保持されているピーク値？ＮＴｐＨＡより小
さいままであるとすると、ＩＨＴＰＨＡより小さい最後
の保持されたピーク値である値ＤＥＲＣｎＥが値Ｉ　Ｎ
　Ｔ　Ｐ　１１　Ａの代りに用いられる。ピーク値が増
大しているものとすると、処理される信号はその増加を
直らに考慮に入れるが、ピーク値が減少している場合に
は、２２ミリ秒の遅延時間が生ずる。Ｒ後のピークにお
ける保持は瞬時引外しに何の効果も及ぼさないが、短い
遅延時間および長い遅延時間の引外しに対しては、最後
のピークにおける保持は標本化誤差を小さくできる。２
２ミリ秒の遅延時間では不当な引外しがひき起されるか
もしれないが、そのような引外しの秒のオーダーの遅延
時間を考慮に入れると、それの影響は小さい。この２２
ミリ秒という時間は、ピーク値における確度を高くする
ことと、引外し時間と即用外し時間の差をできるだけ小
さくすることとの妥協の結果である。とくに、遮断器の
制御とは独立にピーク値を測定または表示する時には、
多数の交番波形を含んで遅延時間を長くし、確度を高く
できることが明らかである。最後のピークにおいて保持
する操作を相障害について以上説明したが、地絡事故保
護にもそれを用いて同じ効果を得ることができる。

８　゛　の熱影像 第３図に直線で表される適長時間遅延引外し関数１２ｔ
＝一定は、電流が第１のピックアップより多い時に加熱
し、そのピックアップより電流が少い時に冷える、従来
の遮断器のバイメタルによる引外しの機能に等しい。本
発明に従って、格納されているデジタル値により表され
るバイメタル片の熱影像を計算することによりその逆様
能が実行される。加熱中は、温度上昇を表すために、そ
の格納されている値が予め設定されている係数だけ増加
させられるが、冷却中はその格納されている値は減少さ
せられる。格納されている値があるピックアップレベル
をこえた時に引外しが行われる。この熱影像により、以
前の状態を考慮に入れること、およびバイメタル片の温
度、または遮断器により保護される機器の温度を正確に
考慮に入れることが可能になる。

長時間遅延逆様能はマイクロプロセッサ４８の第８図に
示されているプログラムにより実行される。そのプログ
ラムについては後で説明する。電流ＩＮＴＰＨＡは、最
後のピークにおいて保持された相電流の前記した値であ
る。マイクロプロセッサ４８は値Ｉ　Ｎ　Ｔ　Ｐ　ＩＩ
　Ａを、スイッチ８０により表示されているピックアッ
プＩＬＲと比較する。その値ＩＮＴＰＩＩＡがピックア
ップＩＬＲより大きくないとすると、表示灯９４に供給
される過負荷ビットがリセットされる。それにより表示
灯９４が消灯される。そうすると、ＲＡＭに格納されて
いる乗数ＨＵＬＲＲ（冷却時間遅延乗数）が零に等しい
かどうかの検査が行われる。もし零に等しくなければ、
乗数ＨＵＬＲＲは減少させられ、プログラムは循環させ
られる。また、乗数ＨＩｊＬＲＲが零に等しいと、長時
間遅延スイッチ７８の位置により決定される数にその乗
数は初期化され、ＲＡＭに格納されている値ＴＥＴＡＬ
Ｒ（長時間遅延機能に対するシミュレートされたバイメ
タル片の温度ＴＥＴＡ　）に、等しいバイメタル片の冷
却を表す減少係数が乗ぜられ、それにより得られた新し
い値ＴＥＴＡＬＲがメモリ内の以前の値の代りに用いら
れる。この動作はバイメタル片の冷却に対応する。

電流ＩＮＴＰＩＩＡがピックアップＩＬＲより大きくな
った時に加熱段階が開始される。冷却段階におけるのと
同様にして、乗数ＨＵＬＲＥ　　（加熱用の長い遅延時
間乗数）が零に等しいかどうかの検査が行われる。もし
等しくなければ、乗数ＨＵＬＲＥは減少させられて、プ
ログラムは循環させられる。また、乗数ＨｕＬＲＥが零
に等しいと、過負荷ビットが値１をとって表示灯９４を
点灯させ、スイッチ７８により決定される数に乗数ＨＩ
ＩＬＲＥが初期化される。

マイクロプロセッサ４８の算術論理装置が電流自乗オペ
レーションを実行して、加熱を表す値ＤＴＥＴ八Ｅ　（
デルタＴＥＴＡ加熱）を計算する。新しい影像の温度を
決定するために、その値ＤＴＥＴＡＥが以前に格納され
ている値ＴＥＴＡＬＲに加え合わされる。それが最大値
ＴＥ丁ＡＨＡＸより大きいとすると、引外しビットは１
となって遮断器を引外しさせる。また、それが値ＴＥＴ
ＡＨＡＸより大きくなければプログラムは循環させられ
る。

乗数１４１ＪＬＩＩＲとＨＵＬＲＥの役割は、デジタル
化された熱影像の増加と減少のリズムを調整するとこと
である。乗数を３に設定すると、３回のうち１回動作さ
せることになり、その結果として遅延時間が３倍長くな
る。それらの乗数により長い遅延時間の引外しカーブを
選択できる。

短い遅延時間の逆時間機能が、第９図に示されている流
れ図に記されているのに類似するやり方で実行される。

ＩＮＴＰＨＡがピックアップＩＣＲより小さいと、短い
遅延時間機能ＴＥＴＡＣＨについてシミュレートされる
バイメタル片の温度に、冷却を表す減少係数が乗ぜられ
て、それにより得られた新しい値がＲＡＭに格納される
。電流ＩＮＴＰＩＩＡがピックアップＩＣＲより大きい
と、最後のピークＤＴＥＴＡＣＲにおいて保持された標
本化された電流の自乗、これは加熱に対応するが、逆時
間引外しから短い遅延時間機能の一定時間引外しへの切
換えに対応する与えられた最大ストップ値ＢＵＴＣＲよ
り大きいかどうかについての検査が行われる。もし大き
くなければ、メモリに格納されている値ＴＥＴ八ＣＲの
代りに増加値ＴＥＴＡＣＲ十口ＴＥＴＡＣＲが用いられ
、その新しい値ＴＥＴＡＣＲが引外しピックアップＴ［
ＴＡＣＲＨＡＸより大きいかどうかについての検査が行
われる。もし大きいと、引外し命令がリレー１４へ送ら
れて逆時間類遅延時間保護を行う。温度上昇ＤＴＥ丁Ａ
ＣＲがストップ値ＢＵＴＣＲより大きいと、その値がＤ
ＴＥＴＡＣＲの代りに用いられ、前記したようにして値
ＴＥＴＡＣＨに加えられ、バイメタル片のシミュレート
された温度を表す新しい値ＴＥＴＡＣＲがピックアップ
ＴＥＴＡＣＲＨＡＸより大きいか否かに応じて、引外し
を行い、または行わない。

ソフトウェアの　成 第１０図は本発明の主な遮断器プログラムを示すもので
ある。リセットの後で、マイクロプロセッサ４８は、ブ
ロック５４のスイッチ７２〜８６により入力される設定
パラメータを得る。それから、マイクロプロセッサはマ
ルチプレクサ２９により供給される相電流の値とアース
電流の値を読取る。それらのデータは全てＲＡＭに格納
される。

それから、マイクロプロセッサは相電流とアース電流の
最後のピークにおける保持を前記のようにして標本化す
る。次に、マイクロプロセッサ４８は、最後のピークに
おいて保持された相電流が瞬時引外しピックアップＦＩ
Ｎより大きいか否かを検査する瞬時機能を処理する。そ
れから、プログラムを交互に実行する２つの分岐に分割
する。第１の分岐は逆時間機能を決定するために必要な
電流の自乗を計算することであり、第２の分岐は長時間
遅延機能、短時間遅延機能および地絡事故保護機能を連
続して処理することである。処理オペレーションをこの
ように分離することにより、プログラム時間を１．８４
ミリ秒まで短縮できる。

合図命令および引外し命令が発生され、１．８ミリ秒の
サイクル時間に関する同期待機時間の後で新たなサイク
ルが実行される。

アナログ瞬時引外し 大きな短絡が生じた時、またはスタート期間中は、上記
デジタル処理引外し装置の動作は完全である。デジタル
処理は轟速であるが、瞬時には行われず、その遅れによ
りある場合には保護される機器や遮断器自体が破壊され
ることがある。本発明に従って、瞬時保護を行うために
、デジタル処理ループをアナログ処理ループでシャント
する。

導線Ｒ，Ｓ、Ｔを流れる電流に比例し、整流ブリッジ１
８の出力端子に現われる整流された信号はアナログ装置
１７０において処理されて瞬時引外し命令が発生される
。予め設定されているピックアップをこえた時に、その
瞬時引外し命令がリレー１４へ送られる。その瞬時引外
し命令がリレー１４へ送られる。ここで、第１１図を参
照して、アナログ装置７０に与えられた信号は演算増幅
器１１４により増幅される。この増幅器の出力端子は比
較器１１６の入力端子に接続される。比較器１１６の他
の入力端子は、直列１２０．１２２で構成されている分
圧ブリッジの点１８８に接続される。直列接続されてい
る抵抗１２４とトランジスタ１２６に構成されたシャン
ト回路が抵抗１２２に並列接続される。トランジスタ１
２６はレジスタ５８の出力端子Ｓ７に発生された命令に
より制御されて、シャント回路を閉じる。分圧ブリッジ
１２０，１２２とシャント回路（１２４゜１２６）は、
トランジスタ１２４が非導通状態であるか、導通状態で
あるかに応じて２種類のピックアップＩＲ，ＩＲ１を決
定し、比較器１１６は信号をそれらのピックアップと比
較して、その信号がそれらのピックアップより大きい時
に引外し命令を発生することが容易にわかる。第３図を
参照しで、ピックアップＩＲはデジタル瞬時引外しピッ
クアップＩＩＮより大きく、ピックアップＩＲＩはピッ
クアップＩＩＮより少し小さいか、等しいことがわかる
。出力Ｓ７が選択された時、すなわち、デジタル処理ル
ープが機能する時にピックアップＩＲが選択される。デ
ジタルループが機能しないと、アナログループ介入ピッ
クアップが値ＩＲ１まで減少させられる。

この瞬時アナログ引外し装置は次のように動作する。

正常な動作においては、アナログ引外し装置は介入せず
、過負荷および短絡はデジタル引外し装置で取扱われる
。アナログ引外し装置動作ピックアップは値ｒＲにセッ
トされ、ピックアップＩＲより大きい引外的な値の短絡
のみが両方のループにより取扱われ、アナログループが
デジタルループに先行して引外しを命令する。

スタート期間中、とくに遮断器が閉じている時は出力端
子Ｓ７に信号が生じないために、短いスタート期間中は
デジタルループは機能せず、アナログ引外し装置ピック
アップは小さい値ＩＲＩまで自動的に小さくされる。短
絡が起ると、とくに障害時の開成による短絡が起ると、
ピックアップＩＲがこえられるとアナログ引外しの介入
が直ちに行われて遮断器と搬器の両方を保護する。また
、アナログループは、デジタルループが故障した時にバ
ックアップとして機能し、とくに複雑にすることなしに
引外し装置の信頼度を高くする。アナログ引外し装置の
ピックアップの変更は異なるやり方で実行できることに
注意すべきである。

本発明の引外し装置は、構成をとくに複雑にすることな
しに、アナログ引外し装置の利点とデジタル引外し装置
の利点を組合せたものである。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の引外し装置のブロック図、第２図は設
定器と合図装置を有する引外し装置の前面パネルを示し
、第３，４図は本発明の引外し装置の２つの実施例の引
外しカーブを示し、第５図は定格変更機能の流れ図、第
６図は逆時間機能のためにマイクロプロセッサにより処
理される種々の信号の波形図、第７図は鍛接のピークに
おける保持機能の流れ図、第８図は長い逆時間遅延機能
の流れ図、第９図は短い逆時間遅延機能の流れ図、第１
０図は全体の引外し機能の流れ図で、第１１図はアナロ
グ処理ループのブロック回路図である。 １０・・・遮断器、１２・・・遮断器の機構、１４・・
・リレー、１６・・・変流器、１８・・・全波整流ブリ
ッジ、２９・・・マルチプレクサ、３０．３２・・・分
圧ブリッジ、３４・・・電圧信号構成回路、３６・・・
加算トランス、４８・・・マイクロプロセッサ、５８・
・・出力レジスタ、７０・・・アナログ引外し装置。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 Ｆ；９２ Ｆ：９５ ６Ｌノ Ｆ電６ ニ已 Ｆ１９１１ 手続補正書動式） 昭和６１年５月ノ９日 特許庁長官　宇　賀　道　部　殿 １、事件の表示 昭和６１年　特許願　第３８９５５号 ２、発明の名称 遮断器のデジタル固体引外し装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 メルラン、ジエラン ４、代　理　人　（郵便番号１００） 昭　和　６１年　３　月　３１日 （発送日　昭和６１年４月２２日） ６、補正の対象 図面（第１図） ７、補正の内容

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、遮断器により保護される導体（Ｒ、Ｓ、Ｔ）を流れ
   る電流に比例するアナログ信号を発生する電流センサ（
   １６）と、 前記信号を整流して、前記電流の最大値を表す連続アナ
   ログ信号を発生する整流回路（１８）と、前記アナログ
   信号を受ける入力端子と、対応する標本化されたデジタ
   ル化信号を発生する出力端子とを有するアナログ−デジ
   タル変換器（５０）と、 長い遅延時間（ＬＲ）の引外し機能と短い遅延時間の（
   ＣＲ）の引外し機能を得るためにデジタル化信号が与え
   られ、予め設定されているピックアップをこえた時に、
   信号の値に関して時間的に遅延させられた遮断器引外し
   命令を発生するマイクロプロセッサをベースとするデジ
   タル処理器（４８）と、 前記引外し命令により作動させられる遮断器引外し手段
   （１２、１４）と、 前記アナログ信号が前記デジタル処理器と並列に与えら
   れるアナログ処理器（７０）と、 を備え、前記アナログ処理器（７０）は、あるピックア
   ップ（ＩＬＲ）がこえられた時に瞬時引外し命令を送る
   ように構成され、その命令は前記引外し手段（１４）へ
   送られることを特徴とする遮断器のデジタル固体引外し
   装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の引外し装置であって、
   電流が第１のピックアップ（ＩＩＮ）をこえた時に瞬時
   引外し機能をデジタル処理器（２９、５０、４８）が与
   え、引外し装置はデジタル引外し器動作検出器（Ｓ７）
   を備え、アナログ処理器（７０）は、デジタル処理器が
   動作した時に、前記第１のピックアップ（ＩＩＮ）より
   大きなピックアップ（ＩＲ）に対して瞬時引外しを行う
   ことを特徴とする引外し装置。 ３、特許請求の範囲第２項記載の引外し装置であって、
   デジタル装置が動作しない時に、デジタル処理器動作セ
   ンサ（Ｓ７）がアナログ処理器（７０）引外しピックア
   ップ値を修正して、前記第１のピックアップ（ＩＩＮ）
   より小さいか、または等しい値（ＩＲ１）に対して引外
   しを行うことを特徴とする引外し装置。 ４、特許請求の範囲第３項記載の引外し装置であって、
   アナログ処理器（７０）は比較器（１１６）を備え、こ
   の比較器の１つの入力端子は、ピックアップ値を修正す
   るために前記動作検出器（Ｓ７）により制御される分圧
   器ブリッジ（１２０、１２２）に接続され、他の入力端
   子は電流を表すアナログ信号を受け、前記比較器（１１
   ６）の出力端子は、遮断器の動作機構を制御するリレー
   （１４）に接続されることを特徴とする引外し装置。