JPS61240818A - 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の開発により、信頼度、調
整範囲および多数の機能への適応性で良く知られている
デジタル技術を遮断器の引外し装置に使用できるように
なった。遮断器は保護の種類と保護すべき機器に適合さ
せられ、単一の装置とくに１種類の引外し装置で種々の
要求に適合できると有利である。この場合には、遮断器
が完成した時に引外し装置を特定の保護目的に合わせて
調整するか、可能であれば、遮断器に組込む際に調整す
る。

本発明の目的は、希望の機能に適合する引外し装置を製
作できるようにすることである。

（発明の概要） 本発明の引外し装置は、相障害時に引外し機能の実行パ
ラメータをマイクロプロセッサへ与える複数のスイッチ
と、地絡障害保護機能と負荷切離しおよび復旧機能との
希望の機能を割当てられた２個のスイッチを備え、希望
の機能は、マイクロプロセッサに関連する持久メモリに
格納されている実行プログラムを選択することにより実
行されるようになっている。

本発明の引外し装置は、大きな改造を施すことなしに、
表示とソフトウェアを選択した機能に合わせるだけで２
種類の保護機能を実行できる。２種類の持久メモリに２
種類のプログラムを格納すると有利であり、一方のメモ
リを組込み、それに対応する表示を付すことにより引外
し装置の専用化を行うことができる。プログラムがメモ
リに格納される時、またはメモリがＥＰＲＯＭの場合に
は実行プログラムを変更する時に、選択できることは明
らかである。希望機能スイッチに組合わされる合図手段
に対応する表示が付される。

（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′ｉｆ１断する遮断器１０を有する。この遮断器
１０の１４？４１２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の端子に導線Ｒ，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２９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３４に属する。

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
ができる過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す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　Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕｃｔｏ
ｒＣｏｒｐｏｒｔ　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
グ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ースの
制御パネル６４に接続される。出力端子Ｓ７はアナログ
例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８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　Ｃｏｒｐｏｒａ口ｏｎ）により販売
されている。ＭＣ１４６８０５型マイクロプロセツサを
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。

上記のデジタル例外し制御器は、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中外し装置７０
が組合される。この引外し装置７０はその位相信号を予
め設定されているビ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中外し
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、夕、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橢
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図は相保護例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ＴＬＲｌ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Ｎ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Ｎ流密度に依
存する。その関係は時間の逆数に比例し、ｌ２ｔ＝７１
−一定である。

この関係は第３図の右側のカーブ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ＥＣＲ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奥。

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Ｔ３０
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が瞬時引外しサイ
クルをトリガする。その瞬時引外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、瞬時アナログ例外
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Ｉｓも示されている。こ
の過負荷ピックアップ■５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は過負荷ビックアンプ設定Ｉ、を調節する。この
ピックアップＩ　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、を簡単に
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、そのピツクアップレ
ベル以下に電流が減少すると自動的に消灯する。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外しは表示灯９６により表
示され、短い遅延および瞬時用外しにより表示灯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■。

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）付加切離しく　Ｌｏａｄ−３ｈｅｄｄｉｎ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
用外しカーブは第３図に示す相保護例外しカーブと同じ
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、カーフ１０６．１０８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、負荷復旧カーブ１０８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
、最高瞬時用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△−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、１４ｒｎ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７Ｉｎ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０．８５１ｎ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の電流に対してチャネル
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。マイクロブａｌ？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慮に
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（７１ｎ）に対してデジタル化が行われ、結果
が６４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、しだがって定格の数を増して確度を高くでき
、したがっ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ず
べきである。

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１１１２とを示す。それらのカーブ１１０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。上流遮断器の算用外し時間
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
カーブおよび算用外しカーブは、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、引外し時間と算用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７らの値は次の通りで
ある。

ＨＥＳＵ旧一時刻において処理された標本電流の測定値
。

１４Ｅｓｔｌｌｌ−１＝時刻ｔ−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ＨＥＳＵＲＩ　（第６
図ａ）を処理スル。コノ信号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ＩＮ
ＴＰＨＡ　（第６図ｄ）と比較される。

ＨＥＳＩＪＲＩがＩＮＴＰＨＡ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。

ＨＥＳｔｌＲＥ値Ｇ；ｔＨＥｓＵＲ−１メモリ（第６図
Ｃ）とＩ　Ｎ　Ｔ　Ｐ　ＨＡ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ＴＥ１４ＰＡＣ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ＩＮ
ＴＰＩＩＡ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
おいて、値ＨＥＳＵ旧が値ＩＮＴＰＨＡより小さいとす
ると、測定値ＨＥＳＵＩＩＩとＨＥＳＵＲＩ−１が比較
される。

時刻ｔ２１ｃおいては１定値ＨＥＳＵＲＩハＨＥＳＵＲ
Ｉ−Ｉ　Ｊ：　ｌ’１大きくなく　、ＨＥＳＵＲＩ−１
メモリに入れられる。それから、ＴＥ）４ＰＡＣが零に
等しいかどうかについての検査が行われる。ＴＥＨＰＥ
Ｃ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、ＴＥＨＰＥＣが減少させられる。電流■にＴ　
Ｐ　ＩＩ　Ａ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ＨＥＳＵＲＩは電流ＩＮＴＰＨＡより依然として
小さいが、ＨＥＳＵＲＩ−１よりは大きい（増加相）。

測定値ＨＥＳｔｌＲＩがピーク値ＤＥＲＣＲＥ、！：比
較され、１４ＥｓＵＲＩカＤＥｌｔＣＲＥＪ：　リ大キ
イト、ｉ　ＨＥＳｔｌＲＩヲＨＥＳＲｔｌｌ−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ＩＮＴＰＨ
Ａ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ＨＥＳ（ＩＲＩが
ＩＮＴＰＨＡより再び大きく、第１の交番波形について
述べたやり方でＤＥＲＣＲＥが零リセットされ、ＨＥＳ
ＵＲＩが値ＨＥＳＵＲＩ−１の代りに用いられ、ＩＮＴ
ＰＩＩＡがメモリに格納される。ＴＥＨＰＥＣは最大値
にリセットされ、新に標本化されたピーク値ＩＮＴＰＨ
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き
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、ＴＥＨＰＥＣ
が零に等しく、ＤＥＲＣＲＥが零とは異なる（これはｔ
５の場合である）ものとすると、メモリにおいて＠　Ｉ
ＮＴＰＨＡが値旺ＲＣＲＥで代えられ、０ＥＲＣＲＥは
零リセットされる。

カウントダウン期間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５０１１２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ＩＮＴＰＨＡより小さいま
まであるとすると、ＩＮＴＰＨＡより小さい最後の保持
されたピーク値である値ＤＥＲＣＲＥが値ＩＮＴＰＨＡ
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ちに考慮に入れる
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。最後のピークにおける保持は瞬時例外
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。２２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。

長時間遅延の熱影像 第３図に直線で表される適長時間遅延例外し開数■２ｔ
＝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機
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。

長時間遅延機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ＩＮＴＰＨＡ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ＩＮＴＰ１１八がピックアップｒＬＲ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ＨＵＬ
ＲＲ（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ＨＩＪＬＲ
Ｒは減少させられ、プログラムは循環させられる。また
、乗数）ＩＵＬＲＲ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ＴＥＴＡＬＲ（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丁Ｅ丁ＡＬ
Ｒ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ＩＮＴＰＨＡ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１４ＵＬＲＥ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ＨＵＬｌｔＥ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Ｈ
ＵＬＲＥ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ＤＴＥＴＡＥ　＜
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０ＴＥＴＡＥ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［
ＴＥＴＡＨＡＸより大ぎいとすると、引外しビットは１
となって遮断器を引外しさせる。また、それが値丁ＥＴ
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ＨＵＬＲＲと）ＩＵＬＲＥ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ＩＮＴＰＨＡ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
闇例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ＴＥＴＡＣＲの
代りに増加値ＴＥＴ＾ＣＲ＋　ＤＴＥＴＡＣＲが用いら
れ、その新しい値ＴＥＴＡＣＲが引外しピックアップＴ
Ｅ丁ＡＣＲ１４ＡＸ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
送られて逆時間短遅延時間保護を行う。温度上昇ＤＴＥ
ＴＡＣＲがストップ値ＢＵＴＣＲより大きいと、その値
がＤＴＥＴＡＣＲ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丁Ｅ丁ＡＣＲ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。

ソフトウェアの構成 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により入力ぎれる設定
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用外しピックアップＩＩ
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ｒｌＪ′する同期待機Ｒ間の後で新たな
サイクルが実行される。

アナログ瞬時用外し 大きな短絡が生じた時、またはスタート期間中は、上記
デジタル処理用外し装置の動作は完全である。デジタル
処理は高速であるが、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用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
瞬時用外し命令がリレー１４へ送られる。その瞬時用外
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ＪＲ，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
参照して、ピックアップＪＲはデジタル瞬時例外しピッ
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ＪＲ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ＩＲＩ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、アナログ例外し装置は介入せず
、過負荷および短絡はデジタル中外し装置で取扱われる
。アナログ例外し装置動作ピックアップは値ＩＲにセッ
トされ、ピックアップＩＲより大きい例外的な値の短絡
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、アナログ例外し装置ピック
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例外しの介入
が直ちに行われて遮断器と機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。アナログ例外し装置の
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、アナログ例外し装置の利点とデジタル中外し装置
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つの実浦例の引
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図は最後のピークに
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、２つ・・・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・・・アナログ例外し装置。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 Ｆ＋ｑ　　２ ｉｇ　　５ 二りに 二 Ｆン９１１ 手続補正書動式） ％式％ １、事件の表示 昭和６１年　特許願　第３８９５６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）

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（Ｃ
   Ｒ）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、 相障害時に引外し機能の実行パラメータをマイクロプロ
   セッサ（４８）へ与える複数のスイッチ（７６〜８６）
   と、 地絡障害保護機能と負荷切離しおよび復旧機能との希望
   の機能を割当てられた２個のスイッチ（７２、７４）と
   、 を備え、希望の機能は、マイクロプロセッサに関連する
   持久メモリに格納されている実行プログラムを選択する
   ことにより実行されることを特徴とするデジタル固体引
   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、
   持久メモリは個々の装置（６６）を構成し、希望の機能
   は、予め格納された適切なプログラムを有する持久メモ
   リを設けることにより実行されることを特徴とする引外
   し装置。 ３、特許請求の範囲第１項記載の引外し装置であって、
   希望の機能スイッチ（７２、７４）には、その希望の機
   能が引外し装置を特注にするようにされた時に、適切な
   マークが付されることを特徴とする引外し装置。 ４、特許請求の範囲第１項記載の引外し装置であって、
   希望の機能に関連する合図手段（９０、９２）と、前記
   希望の機能が設けられた時に組込まれて、合図の意味を
   表示する表示器とを備えることを特徴とする引外し装置
   。 ５、特許請求の範囲第１項記載の引外し装置であって、
   地絡障害保護機能においては、２個のスイッチの一方（
   ７４）は地絡障害保護ピックアップレベルを定め、他方
   のスイッチ（７２）は地絡障害保護遅延時間を定め、負
   荷切離し機能においては、一方のスイッチ（７４）は負
   荷復旧ピックアップを定め、他方のスイッチ（７２）は
   負荷切離しピックアップを定めることを特徴とする引外
   し装置。