WO2023013303A1 - 診断装置、回路遮断器及び診断方法 - Google Patents

診断装置、回路遮断器及び診断方法 Download PDF

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WO2023013303A1
WO2023013303A1 PCT/JP2022/025715 JP2022025715W WO2023013303A1 WO 2023013303 A1 WO2023013303 A1 WO 2023013303A1 JP 2022025715 W JP2022025715 W JP 2022025715W WO 2023013303 A1 WO2023013303 A1 WO 2023013303A1
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WO
WIPO (PCT)
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circuit breaker
current value
current
diagnostic device
wiring
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/025715
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
紀子 伊藤
悟志 町田
Original Assignee
富士電機機器制御株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 富士電機機器制御株式会社 filed Critical 富士電機機器制御株式会社
Priority to JP2023539704A priority Critical patent/JP7487847B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H83/00Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current
    • H01H83/02Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current operated by earth fault currents

Definitions

  • the present disclosure relates to diagnostic devices, circuit breakers, and diagnostic methods.
  • a circuit breaker is known that includes an auxiliary switch that is interlocked with the ON operation of the circuit breaker and an alarm switch that is interlocked with the trip operation of the circuit breaker (for example, Patent Document 1).
  • An object of the present disclosure is to provide a diagnostic device for diagnosing an interruption factor when a circuit breaker performs an interruption operation.
  • a current detection unit that measures a current value of a current flowing through a circuit breaker; a diagnostic unit for diagnosing a factor, wherein the diagnostic unit diagnoses the interrupt factor based on the current value immediately before the circuit breaker is interrupted.
  • the diagnostic device of the present disclosure when the circuit breaker performs the breaking operation, it is possible to diagnose the breaking factor when the circuit breaker performs the breaking operation.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining connection of a diagnostic device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the circuit breaker diagnosed by the diagnostic device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a functional block diagram illustrating the functional configuration of the diagnostic device according to the first embodiment;
  • FIG. 4 is a flowchart for explaining processing of the diagnostic device according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a flowchart for explaining processing of the diagnostic device according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a flowchart for explaining processing of the diagnostic device according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining temporal operations of processing of the diagnosis apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining connection of a diagnostic device according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining connection of a diagnostic device according to the third embodiment.
  • FIG. 10 is a functional block diagram illustrating the functional configuration of a diagnostic device according to the third embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining connection of a diagnostic device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 12 is a functional block diagram for explaining the functional configuration of the diagnostic device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining connection of a diagnostic device according to the fifth embodiment.
  • FIG. 14 is a functional block diagram illustrating the functional configuration of a diagnostic device according to the sixth embodiment.
  • 15A and 15B are diagrams for explaining the temporal operation of the processing of the diagnosis device according to the seventh embodiment.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining the diagnosis of the circuit breaker performed by the diagnostic device according to the eighth embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating connection of a diagnostic device 10 according to the first embodiment.
  • the diagnostic device 10 diagnoses the circuit breaker 1. Specifically, when the circuit breaker 1 opens the electrical path and cuts off the supply of power from the primary side to the secondary side, the diagnostic device 10 detects the cause ( blockage factor).
  • the circuit breaker 1 that connects or interrupts the electrical circuit of power supplied from the power supply 2, which is a three-phase AC power supply, to the load 3 will be described as an example. do.
  • the load 3 is, for example, a three-phase motor.
  • the circuit breaker 1 is connected to the power supply 2 via the connection wiring W1 including the wiring W1r, the wiring W1s and the wiring W1t. That is, the power source 2 is connected to the primary side of the circuit breaker 1 .
  • the circuit breaker 1 connects to the load 3 via the diagnostic device 10 .
  • the circuit breaker 1 connects to the diagnostic device 10 via a connection wire W2 including a wire W2r, a wire W2s, and a wire W2t.
  • the diagnostic device 10 is connected to the load 3 via a connection wiring W3 including a wiring W3r, a wiring W3s, and a wiring W3t.
  • the diagnostic device 10 is connected to the upper control device 5 via a network such as a LAN (Local Area Network).
  • a network such as a LAN (Local Area Network).
  • Circuit breaker 1 When a current greater than a predetermined rated current flows from the primary side to the secondary side, the circuit breaker 1 opens the electric path through which the current flows from the primary side to the secondary side, and the current flows from the primary side to the secondary side. Cut off the power supply to the The circuit breaker 1 is a so-called breaker. In the present disclosure, the circuit breaker 1 connects or interrupts a circuit of power supplied from a power supply 2 such as a three-phase AC power supply to a load 3 .
  • a power supply 2 such as a three-phase AC power supply
  • the circuit breaker 1 has an operation lever 1a.
  • the operating lever 1a When the operating lever 1a is pushed to one side, eg, the upper side in FIG. 1, the circuit breaker 1 connects an electric path through which current flows from the primary side to the secondary side.
  • the operating lever 1a when the operating lever 1a is pushed to the other side, for example, the lower side in FIG.
  • FIG. 2 is a diagram explaining the operation of the circuit breaker 1 diagnosed by the diagnostic device 10 according to the first embodiment.
  • the horizontal axis of FIG. 2 represents the current flowing through the circuit breaker 1 .
  • the vertical axis in FIG. 2 represents the time (operating time) until the circuit breaker 1 cuts off the power supply when an overcurrent larger than the rated current flows.
  • the current value Ith1 is the rated current value of the circuit breaker 1.
  • the circuit breaker 1 does not cut off the power supply. That is, when the current value of the current flowing through the circuit breaker 1 is equal to or less than the current value Ith1 (normal operating condition Cn), the circuit breaker 1 continues to supply power.
  • the circuit breaker 1 cuts off the supply of electric power.
  • the current value Ith1 may be referred to as an interrupting operation current value.
  • the operation time with respect to the current value determined by the characteristic curve Lsp shown in FIG. 2 differs with a current value Ith2 larger than the current value Ith1 as a boundary.
  • the current value Ith2 is, for example, a current value about ten times as high as the current value Ith1, which is the rated current value of the circuit breaker 1 .
  • the circuit breaker 1 when the current value of the current flowing through the circuit breaker 1 is greater than the current value Ith1 and less than the current value Ith2 (inverse time limit operation condition Ct1), the circuit breaker 1 is caused to block the In the case of inverse time-delay operation, the circuit breaker 1 releases power after a short delay before operation when a large current flows through the circuit breaker 1, and after a long delay when a small current flows. Cut off the supply.
  • the circuit breaker 1 cuts off the power supply instantaneously.
  • the current value Ith2 may be referred to as an instantaneous operating current value.
  • Diagnostic device 10 Based on the voltage on the secondary side and the current flowing through the circuit breaker 1 , the diagnosis device 10 diagnoses the interruption factor when the circuit breaker 1 opens the electric path.
  • the diagnostic device 10 is a standalone device installed near the circuit breaker 1 .
  • the diagnostic device 10 determines that the manual operation is the blocking factor.
  • the diagnosis The device determines that an overcurrent has flowed and an interrupting operation has been performed. That is, the diagnostic device 10 determines that the overcurrent is the cause of the interruption.
  • the diagnostic device determines that the breaking operation was performed due to a short circuit. That is, the diagnostic device 10 determines that the short circuit is the cause of the disconnection.
  • FIG. 3 is a functional block diagram illustrating the functional configuration of the diagnostic device 10 according to the first embodiment.
  • the diagnostic device 10 includes a control unit 11, a power calculation unit 12, a voltage detection unit 13r, a voltage detection unit 13s and a voltage detection unit 13t, a current detection unit 14r, a current detection unit 14s and a current detection unit 14t, and a communication unit. 15 and.
  • the diagnostic device 10 also includes internal wiring that connects the wiring included in the connection wiring W2 and the wiring included in the connection wiring W3.
  • the diagnostic apparatus 10 includes an internal wiring Lr connecting between the wiring W2r of the connection wiring W2 and the wiring W3r of the connection wiring W3, and an internal wiring Ls and a wiring W2t connecting between the wiring W2s and the wiring W3s. and the wiring W3t.
  • control unit 11 controls the diagnostic device 10 as a whole. Also, the control unit 11 diagnoses the interruption factor of the circuit breaker 1 based on the current value and the voltage value calculated by the power calculation unit 12 .
  • the control unit 11 is composed of, for example, a microprocessing unit including a CPU (Central Processing Unit), RAM (Random Access Memory), and ROM (Read Only Memory).
  • the control unit 11 performs processing by having the CPU expand a program recorded in the ROM into the RAM and execute the program.
  • the power calculation unit 12 detects voltage values detected by the voltage detection unit 13r, the voltage detection unit 13s, and the voltage detection unit 13t, respectively, and the voltage values detected by the current detection unit 14r, the current detection unit 14s, and the current detection unit 14t, respectively. The power is calculated based on the current value.
  • the power calculation unit 12 is configured by, for example, a dedicated IC (Integrated Circuit) or the like.
  • the voltage detection unit 13r, the voltage detection unit 13s, and the voltage detection unit 13t are respectively connected between the internal wiring Lr and the internal wiring Ls, between the internal wiring Ls and the internal wiring Lt, between the internal wiring Lt and the internal wiring Lr, voltage (potential difference) is detected.
  • Each of the voltage detection section 13r, the voltage detection section 13s, and the voltage detection section 13t is configured by, for example, a voltage transformer.
  • Voltage detector 13r is connected to internal wiring Lr and internal wiring Ls.
  • the voltage detection unit 13s is connected to the internal wiring Ls and the internal wiring Lt.
  • Voltage detector 13t is connected to internal wiring Lt and internal wiring Lr.
  • the voltage (potential difference) detected by each of the voltage detection section 13r, the voltage detection section 13s, and the voltage detection section 13t is converted into a specific voltage value by the power calculation section 12.
  • the current detection unit 14r, the current detection unit 14s, and the current detection unit 14t detect currents flowing through the internal wiring Lr, the internal wiring Ls, and the internal wiring Lt, respectively.
  • Each of the current detection unit 14r, the current detection unit 14s, and the current detection unit 14t is configured by, for example, a current transformer.
  • the current detector 14r, the current detector 14s, and the current detector 14t are attached to the internal wiring Lr, the internal wiring Ls, and the internal wiring Lt, respectively.
  • the current detected by each of the current detection unit 14r, the current detection unit 14s, and the current detection unit 14t is converted into a specific current value by the power calculation unit 12.
  • the communication unit 15 controls communication with the control device 5 .
  • the communication unit 15 is configured by, for example, a communication IC.
  • FIGS. 4, 5, and 6 are flowcharts for explaining the processing of the diagnostic device 10 according to the first embodiment. Specifically, FIGS. 4, 5, and 6 are flowcharts for explaining procedures executed by the control unit 11 of the diagnostic device 10 and procedures of programs executed by the control unit 11. FIG.
  • the control unit 11 of the diagnostic device 10 performs the process of calculating the effective value shown in FIG. 4 (effective value calculation process) and the process of determining the breaking factor of the circuit breaker 1 shown in FIGS. ) and execute The control unit 11 of the diagnostic device 10 performs the process of calculating the effective value shown in FIG. 4 (effective value calculation process) and the process of determining the breaking factor of the circuit breaker 1 shown in FIGS. 5 and 6 (breaking factor determination process). are executed at predetermined intervals (for example, intervals of several milliseconds (ms)).
  • Step S10 When the process starts, the controller 11 controls the power calculator 12 to measure the current and voltage. Then, the control unit 11 acquires the current value and voltage value measured by the power calculation unit 12 .
  • the current values are the R-phase current value detected by the current detection section 14r, the S-phase current value detected by the current detection section 14s, and the T-phase current value detected by the current detection section 14t.
  • the voltage values are the UV line voltage value detected by the voltage detection unit 13r, the VW line voltage value detected by the voltage detection unit 13s, and the WU line voltage value detected by the voltage detection unit 13t.
  • Step S20 the control unit 11 calculates effective values of current and voltage from the current and voltage values measured by the power calculation unit 12 .
  • Step S30 the control unit 11 determines whether or not the effective value of the current flowing through the circuit breaker 1 is equal to or greater than the instantaneous operating current value, that is, the current value Ith2.
  • the effective value of current to be determined is the effective value of at least one of the R-phase current value, the S-phase current value, and the T-phase current value.
  • the effective value calculated by the effective value calculation process may be used.
  • Step S40 Next, the control unit 11 starts timing by the timer.
  • Step S50 the controller 11 determines whether the circuit breaker 1 has interrupted the electric circuit. Specifically, the control unit 11 determines whether the circuit breaker 1 has cut off the electric path based on whether the voltage has dropped below a predetermined voltage.
  • control unit 11 controls the power calculation unit 12 to measure the current and voltage. Then, the control unit 11 acquires the voltage value measured by the power calculation unit 12 . Next, the control unit 11 determines whether the acquired voltage value, that is, the voltage on the secondary side of the circuit breaker 1 has decreased. When determining that the voltage on the secondary side of the circuit breaker 1 has decreased (Yes in step S50), the control unit 11 advances the process to step S60. When determining that the voltage on the secondary side of the circuit breaker 1 has not decreased (No in step S50), the control unit 11 returns to step S50 and repeats the process.
  • control unit 11 measures the maximum current value while measuring the current value when executing step S50.
  • the control unit 11 detects the maximum R-phase current value detected by the current detection unit 14r and the maximum S-phase current value detected by the current detection unit 14s. and the maximum value of the T-phase current detected by the current detection unit 14t is measured.
  • Step S60 The control unit 11 stops timing by the timer.
  • the control unit 11 sets the time measured by the timer to at least one of the R-phase current reference value excess time, the S-phase current reference value excess time, and the T-phase current reference value excess time based on the current determined in step S30. record as one overtime.
  • Step S70 the control unit 11 determines that the circuit breaker 1 has cut off the electric circuit by the instantaneous breaking operation.
  • Step S80 The control unit 11 stores the data of the measurement results and determination results in the communication memory shown in Table 1.
  • the control unit 11 records in the communication memory that the instantaneous motion determination has been made.
  • the control unit 11 records in the communication memory that the reverse time limit operation has not been determined and that the power shutdown has not been determined.
  • the control unit 11 transmits measurement results and determination results to the control device 5 via the communication unit 15 .
  • Step S110 When it is determined in step S30 that the effective value of the current flowing through the circuit breaker 1 is smaller than the instantaneous operating current value, the control section 11 controls the effective value of the current flowing through the circuit breaker 1 to be larger than the breaking operating current value. determine whether If the effective value of the current flowing through the circuit breaker 1 is greater than the breaking operation current value (Yes in step S110), the control unit 11 advances the process to step S120. When the effective value of the current flowing through the circuit breaker 1 is equal to or less than the breaking operation current value (No in step S110), the control section 11 advances the process to step S210.
  • Step S120 Next, the control unit 11 starts timing by the timer.
  • Step S130 the controller 11 determines whether the circuit breaker 1 has interrupted the electric circuit. Specifically, the control unit 11 determines whether the circuit breaker 1 has cut off the electric path based on whether the voltage has dropped below a predetermined voltage.
  • control unit 11 controls the power calculation unit 12 to measure the current and voltage. Then, the control unit 11 acquires the voltage value measured by the power calculation unit 12 . Next, the control unit 11 determines whether the acquired voltage value, that is, the voltage on the secondary side of the circuit breaker 1 has decreased. When determining that the voltage on the secondary side of the circuit breaker 1 has decreased (Yes in step S130), the control unit 11 advances the process to step S140. When determining that the voltage on the secondary side of the circuit breaker 1 has not decreased (No in step S130), the control unit 11 advances the process to step S170.
  • Step S140 The control unit 11 stops timing by the timer.
  • the control unit 11 sets the time measured by the timer to at least one of the R-phase current reference value excess time, the S-phase current reference value excess time, and the T-phase current reference value excess time based on the current determined in step S30. record as one overtime.
  • Step S150 the control unit 11 determines that the circuit breaker 1 has cut off the electric circuit by the reverse time limit operation.
  • Step S160 The control unit 11 stores the data of the measurement results and determination results in the communication memory shown in Table 1.
  • the control unit 11 records in the communication memory that the reverse time limit operation has been determined. Note that the control unit 11 records in the communication memory that the instantaneous operation determination is not performed and that the power failure determination is not performed.
  • the control unit 11 transmits measurement results and determination results to the control device 5 via the communication unit 15 .
  • Step S170 When it is determined in step S130 that the voltage on the secondary side of the circuit breaker 1 has not decreased (No in step S130), the control section 11 determines whether the current is equal to or less than the breaking operation current value. Specifically, the control unit 11 controls the power calculation unit 12 to measure current and voltage. Then, the controller 11 acquires the current value measured by the power calculator 12 . Next, the control unit 11 determines whether or not the acquired current value is equal to or less than the breaking operation current value.
  • step S170 If the acquired current value is equal to or less than the breaking operation current value (Yes in step S170), the control unit 11 advances the process to step S180. If the acquired current value is greater than the breaking operation current value (No in step S170), the controller 11 returns to step S130 and repeats the process.
  • Step S180 the control unit 11 determines that the current has returned to a normal state without the circuit breaker 1 performing the breaking operation.
  • Step S190 The control unit 11 stores the data of the measurement results and determination results in the communication memory shown in Table 1.
  • the control unit 11 transmits measurement results and determination results to the control device 5 via the communication unit 15 .
  • Step S210 If the effective value of the current flowing through the circuit breaker 1 is equal to or less than the breaking operation current value (No in step S110), the control unit 11 stores the measurement results and judgment results in the communication memory shown in Table 1 as data. The control unit 11 then transmits the measurement result and the determination result to the control device 5 via the communication unit 15 .
  • the R-phase current value, the S-phase current value, the T-phase current value, and the UV line voltage value, the VU line voltage value, and the WU line voltage value are transmitted as the measurement results.
  • the power flowing through the circuit breaker 1 can be constantly monitored.
  • step S210 it may be determined that the power has been turned off manually (power-off determination) by determining whether or not the electric circuit has been shut off before step S210. If the electric circuit is cut off before step S210, the current value of the current that was flowing immediately before is lower than the cutoff operation current value, so it can be determined that the power has been cut off manually.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining temporal operations of the processing of the diagnostic device 10 according to the first embodiment.
  • FIG. 7 The upper side of FIG. 7 shows the current waveform (current waveform Im), and the lower side shows the voltage waveform (voltage waveform Vm).
  • the vertical axes in FIG. 7 represent current values and voltage values, respectively.
  • the horizontal axis in FIG. 7 represents time.
  • the current waveform Im is assumed to be in a range smaller than the current value Ith2, which is the instantaneous operating current value.
  • the diagnostic device 10 starts timing by the timer. Then, the circuit breaker 1 cuts off the electric path when a period (period T1) determined by the characteristic curve Lsp has elapsed from the time Ts. When the circuit breaker 1 breaks the electric path, the voltage drops at time Td. When the diagnostic device 10 determines that the voltage has dropped at time Td and the circuit breaker 1 has cut off the electric circuit (Yes in step S130), the timer stops counting. Then, the time measured by the timer, the maximum value Im_max of the flowing current, and the result of determination that the inverse time limit operation has occurred are stored in the communication memory and transmitted to the control device 5 .
  • the diagnostic device 10 it is possible to diagnose and determine whether the circuit breaker 1 has been interrupted by an overload or by a short circuit, that is, by diagnosing the cause of the interruption.
  • control unit 11 is an example of a diagnostic unit
  • the current value Ith2 is an example of a first current value
  • the current value Ith1 is an example of a second current value.
  • the diagnostic device 10 according to the first embodiment was a stand-alone device installed near the circuit breaker 1 , but the diagnostic device may be an optional unit of the circuit breaker 1 .
  • a diagnostic device 110 according to the second embodiment is installed as an optional unit of the circuit breaker 1 .
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the connection of the diagnostic device 110 according to the second embodiment.
  • the optional circuit breaker 101 includes a circuit breaker 1 and a diagnostic device 110 as an optional unit for the circuit breaker 1 . That is, diagnostic device 110 is an optional unit of circuit breaker 1 . Also, the optional circuit breaker 101 is a circuit breaker with a diagnostic device. A diagnostic device 110 is provided on the secondary side of the circuit breaker 1 .
  • the optional circuit breaker 101 is connected to the power supply 2 via a connection wiring W1 including a wiring W1r, a wiring W1s and a wiring W1t. That is, the power source 2 is connected to the primary side of the circuit breaker 1 .
  • the optional circuit breaker 101 is connected to the load 3 via the diagnostic device 110 .
  • the option-equipped circuit breaker 101 is connected to the load 3 via a connection wire W3 including a wire W3r, a wire W3s, and a wire W3t.
  • the functional configuration of the diagnostic device 110 is the same as that of the diagnostic device 10.
  • the diagnostic device 10 according to the first embodiment is installed in the middle of the wiring provided on the secondary side of the circuit breaker 1. It can be installed in a different location.
  • a diagnostic device 210 according to the third embodiment is installed at a location away from wiring provided on the secondary side of the circuit breaker 1 .
  • FIG. 9 is a diagram for explaining connection of the diagnostic device 210 according to the third embodiment.
  • FIG. 10 is a functional block diagram illustrating the functional configuration of a diagnostic device 210 according to the third embodiment.
  • the circuit breaker 1 is connected to the power supply 2 via the connection wiring W1 including the wiring W1r, the wiring W1s and the wiring W1t. That is, the power source 2 is connected to the primary side of the circuit breaker 1 .
  • connection wiring W4 including a wiring W4r, a wiring W4s and a wiring W4t.
  • the voltage detection unit 13r is connected to the internal wiring Lr and the internal wiring Ls
  • the voltage detection unit 13s is connected to the internal wiring Ls and the internal wiring Lt
  • the voltage detection unit 13t is connected to the internal wiring Lt. and the internal wiring Lr.
  • the voltage detection unit 13r detects the voltage on the wiring W4r and the wiring W4s of the connection wiring W4
  • the voltage detection unit 13s detects the voltage on the wiring W4s and the wiring W4t of the connection wiring W4.
  • the portion 13t is connected to the wiring W4t and the wiring W4r of the connection wiring W4.
  • a diagnostic device 210 according to the third embodiment includes a current detector 214r, a current detector 214s, and a current detector 214t outside the diagnostic device 210.
  • the current detection unit 214r, the current detection unit 214s, and the current detection unit 214t are attached to the wiring W4r, the wiring W4s, and the wiring W4t of the connection wiring W4, respectively.
  • the diagnostic device 110 according to the second embodiment is installed on the secondary side of the circuit breaker 1 as an optional unit of the circuit breaker 1, the diagnostic device is used as an optional unit of the circuit breaker 1. Can be installed on the primary side.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining connection of the diagnostic device 310 according to the fourth embodiment.
  • FIG. 12 is a functional block diagram illustrating the functional configuration of a diagnostic device 310 according to the fourth embodiment.
  • the optional circuit breaker 301 includes a circuit breaker 1 and a diagnostic device 310 as an optional unit for the circuit breaker 1 . That is, diagnostic device 310 is an optional unit of circuit breaker 1 . Also, the optional circuit breaker 301 is a circuit breaker with a diagnostic device. A diagnostic device 310 is provided on the primary side of the circuit breaker 1 .
  • the optional circuit breaker 301 connects to the power supply 2 via the diagnostic device 310 .
  • the optional circuit breaker 301 is connected to the power supply 2 via a connection wiring W1 including wiring W1r, wiring W1s and wiring W1t. That is, the power source 2 is connected to the primary side of the circuit breaker 1 .
  • connection wiring W4 including a wiring W4r, a wiring W4s, and a wiring W4t.
  • the voltage detection unit 13r is connected to the internal wiring Lr and the internal wiring Ls
  • the voltage detection unit 13s is connected to the internal wiring Ls and the internal wiring Lt
  • the voltage detection unit 13t is connected to the internal wiring Lt. and the internal wiring Lr.
  • the voltage detection unit 13r detects the voltage on the wiring W4r and the wiring W4s of the connection wiring W4
  • the voltage detection unit 13s detects the voltage on the wiring W4s and the wiring W4t of the connection wiring W4.
  • the portion 13t is connected to the wiring W4t and the wiring W4r of the connection wiring W4.
  • a diagnostic device 110 according to the second embodiment is installed on the secondary side of the circuit breaker 1 as an optional unit of the circuit breaker 1 .
  • the diagnostic device 310 according to the fourth embodiment is installed on the primary side of the circuit breaker 1 as an optional unit of the circuit breaker 1 .
  • the diagnostic device may be installed as an optional unit of the circuit breaker 1 at a location different from the primary side and secondary side of the circuit breaker 1 .
  • FIG. 13 is a diagram for explaining connection of the diagnostic device 410 according to the fifth embodiment.
  • the optional circuit breaker 401 includes a circuit breaker 1 and a diagnostic device 410 as an optional unit for the circuit breaker 1 . That is, diagnostic device 410 is an optional unit of circuit breaker 1 . Also, the optional circuit breaker 401 is a circuit breaker with a diagnostic device. A diagnostic device 410 is provided on the side surface of the circuit breaker 1 .
  • the optional circuit breaker 401 is connected to the power source 2 via the connection wiring W1 including the wiring W1r, the wiring W1s, and the wiring W1t. That is, the power source 2 is connected to the primary side of the circuit breaker 1 .
  • connection wiring W4 including wiring W4r, wiring W4s, and wiring W4t.
  • the voltage detection unit 13r is connected to the R-phase wiring and the S-phase wiring inside the circuit breaker 1, and the voltage detection unit 13s is connected to the S-phase wiring and wiring inside the circuit breaker 1.
  • the voltage detection unit 13t is connected to the T-phase wiring and the R-phase wiring inside the circuit breaker 1, as well as the T-phase wiring.
  • a diagnostic device 410 according to the fifth embodiment includes a current detection unit 414r, a current detection unit 414s, and a current detection unit 414t outside the diagnostic device 410.
  • the current detector 414r, the current detector 414s, and the current detector 414t are attached to the wiring W4r, the wiring W4s, and the wiring W4t of the connection wiring W4, respectively.
  • the control unit 11 detects the voltage drop on the secondary side. do not have.
  • FIG. 14 is a functional block diagram explaining the functional configuration of a diagnostic device 510 according to the sixth embodiment.
  • the diagnostic device 510 further includes a voltage drop detection circuit 516 in addition to the diagnostic device 10 .
  • the diagnostic device 510 includes a controller 511 instead of the controller 11 of the diagnostic device 10 .
  • the voltage drop detection circuit 516 detects a voltage drop based on the signals from the voltage detection units 13r, 13s, and 13t, and notifies the control unit 511 of the voltage drop. Based on the detection result from the voltage drop detection circuit 516, the control unit 511 determines that the voltage on the secondary side has dropped.
  • the diagnosis apparatus 10 starts timer timing and starts diagnosis when the current value is greater than a predetermined threshold value.
  • the start of diagnosis in the diagnostic device is not limited to starting the diagnosis by monitoring the current.
  • the voltage may be monitored to initiate diagnostics.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining the temporal operation of the processing of the diagnosis device according to the seventh embodiment.
  • the upper side of FIG. 15 shows the current waveform (current waveform Im2)
  • the lower side shows the voltage waveform (voltage waveform Vm2).
  • the vertical axes in FIG. 15 represent current values and voltage values, respectively.
  • the horizontal axis of FIG. 15 represents time.
  • the current waveform Im2 is assumed to be in a range smaller than the current value Ith2, which is the instantaneous operating current value.
  • the determination may be made based on the current value during the period T2 immediately before time Td2.
  • the current value is constantly measured and stored in memory, and when the voltage waveform Vm2 drops, the current value stored in memory is stored. You may read out and measure the current value of the period T2.
  • the diagnostic apparatus 10 determines the reverse time-limited blocking operation and the instantaneous blocking operation
  • the items to be determined are not limited to the reverse time-limited blocking operation and the instantaneous blocking operation.
  • FIG. 16 is a diagram explaining the diagnosis of the circuit breaker performed by the diagnostic device according to the eighth embodiment.
  • a current value Ith12 larger than the current value Ith1 and smaller than the current value Ith2 may be set. That is, when the current value of the current flowing through the circuit breaker 1 is greater than the current value Ith1 and equal to or less than the current value Ith12 (first inverse time limit operating condition Ct11) and when the current value is greater than the current value Ith12 and less than the current value Ith2 (second inverse time limit operating condition Ct11) An operating condition Ct12) may be provided.
  • the diagnostic device may determine, for example, that the current region requires maintenance.
  • one current value is shown as the current value that can be newly set, but the number of current values that can be newly set is not limited to one, and two or more set values may be provided.
  • the result of determining that the current value is greater than the current value Ith12 and less than the current value Ith2 may be stored in user-defined determination A or user-defined determination B of the communication memory, for example.

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Abstract

回路遮断器を流れる電流の電流値を測定する電流検出部(14r、14s、14t)と、前記電流検出部(14r、14s、14t)で測定した前記電流値から、前記回路遮断器が遮断されたときの遮断要因を診断する診断部(11)と、を備え、前記診断部(11)は、前記回路遮断器が遮断されたときの直前の前記電流値に基づいて、前記遮断要因を診断する診断装置(10)。

Description

診断装置、回路遮断器及び診断方法
 本開示は、診断装置、回路遮断器及び診断方法に関する。
 回路遮断器のオン動作に連動する補助スイッチと、回路遮断器のトリップ動作に連動する警報スイッチを備える回路遮断器が知られている(例えば、特許文献1)。
特開2007-234496号公報
 従来の回路遮断器では、遮断動作(トリップ動作)が行われたときに、過電流により遮断動作(トリップ動作)したのか、短絡により遮断動作(トリップ動作)したのか、目視等の五感でなければ判別することができなかった。
 本開示は、回路遮断器が遮断動作したときに、回路遮断器が遮断動作したときの遮断要因を診断する診断装置を提供することを目的とする。
 本開示の一の態様によれば、回路遮断器を流れる電流の電流値を測定する電流検出部と、前記電流検出部で測定した前記電流値から、前記回路遮断器が遮断されたときの遮断要因を診断する診断部と、を備え、前記診断部は、前記回路遮断器が遮断されたときの直前の前記電流値に基づいて、前記遮断要因を診断する診断装置を提供する。
 本開示の診断装置によれば、回路遮断器が遮断動作したときに、回路遮断器が遮断動作したときの遮断要因を診断できる。
図1は、第1実施形態に係る診断装置の接続を説明する図である。 図2は、第1実施形態に係る診断装置が診断する回路遮断器の動作について説明する図である。 図3は、第1実施形態に係る診断装置の機能構成について説明する機能ブロック図である。 図4は、第1実施形態に係る診断装置の処理について説明するフロー図である。 図5は、第1実施形態に係る診断装置の処理について説明するフロー図である。 図6は、第1実施形態に係る診断装置の処理について説明するフロー図である。 図7は、第1実施形態に係る診断装置の処理について時間的な動作を説明する図である。 図8は、第2実施形態に係る診断装置の接続を説明する図である。 図9は、第3実施形態に係る診断装置の接続を説明する図である。 図10は、第3実施形態に係る診断装置の機能構成について説明する機能ブロック図である。 図11は、第4実施形態に係る診断装置の接続を説明する図である。 図12は、第4実施形態に係る診断装置の機能構成について説明する機能ブロック図である。 図13は、第5実施形態に係る診断装置の接続を説明する図である。 図14は、第6実施形態に係る診断装置の機能構成について説明する機能ブロック図である。 図15は、第7実施形態に係る診断装置の処理について時間的な動作を説明する図である。 図16は、第8実施形態に係る診断装置が行う回路遮断器の診断について説明する図である。
 以下、本発明の各実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態に係る明細書及び図面の記載に関して、実質的に同一の又は対応する機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省略する場合がある。また、理解を容易にするために、図面における各部の縮尺は、実際とは異なる場合がある。
 ≪第1実施形態≫
 最初に、第1実施形態に係る診断装置10について説明する。図1は、第1実施形態に係る診断装置10の接続を説明する図である。
 診断装置10は、回路遮断器1について診断する。具体的には、診断装置10は、回路遮断器1が電路を開放して一次側から二次側への電力の供給を遮断したときに、回路遮断器1が電力の供給を遮断した要因(遮断要因)を診断する。
 ここでは、第1実施形態に係る診断装置10が診断する対象として、三相交流電源である電源2から負荷3に供給される電力の電路を接続又は遮断する回路遮断器1を例にして説明する。負荷3は、例えば、三相モータである。
 回路遮断器1は、配線W1r、配線W1s及び配線W1tを備える接続配線W1を介して、電源2に接続する。すなわち、回路遮断器1の一次側には、電源2が接続される。
 また、回路遮断器1は、診断装置10を介して負荷3に接続する。具体的には、回路遮断器1は、配線W2r、配線W2s及び配線W2tを備える接続配線W2を介して診断装置10に接続する。そして、診断装置10は、配線W3r、配線W3s及び配線W3tを備える接続配線W3を介して負荷3に接続する。
 診断装置10は、LAN(Local Area Network)等のネットワークを介して上位の制御装置5に接続される。
 次に、診断装置10の診断対象である回路遮断器1について説明する。
 [回路遮断器1]
 回路遮断器1は、一次側から二次側へあらかじめ定められた定格電流より大きい電流が流れたときに、一次側から二次側へ電流が流れる電路を開放して、一次側から二次側への電力の供給を遮断する。回路遮断器1は、いわゆる、ブレーカである。本開示においては、回路遮断器1は、三相交流電源等である電源2から負荷3に供給される電力の電路を接続又は遮断する。
 回路遮断器1は、操作レバー1aを備える。操作レバー1aが一方の側、例えば、図1における上側、に倒されると、回路遮断器1は、一次側から二次側に電流が流れる電路を接続する。一方、操作レバー1aが他方の側、例えば、図1における下側、に倒されると、回路遮断器1は、一次側から二次側に電流が流れる電路を遮断する。
 図2は、第1実施形態に係る診断装置10が診断する回路遮断器1の動作について説明する図である。図2の横軸は、回路遮断器1を流れる電流を表す。図2の縦軸は、定格電流より大きい過電流が流れたときに、回路遮断器1が電力の供給を遮断するまでの時間(動作時間)を表す。
 電流値Ith1は、回路遮断器1の定格電流値である。回路遮断器1を流れる電流の電流値が電流値Ith1以下(通常動作条件Cn)の場合は、回路遮断器1は、電力の供給を遮断しない。すなわち、回路遮断器1を流れる電流の電流値が電流値Ith1以下(通常動作条件Cn)の場合は、回路遮断器1は、電力の供給を継続する。
 一方、回路遮断器1を流れる電流の電流値が、電流値Ith1より大きい(遮断動作条件Ct)の場合は、図2に示される特性曲線Lspによって定められる電流値に対する動作時間が経過後に、回路遮断器1は、電力の供給を遮断する。なお、電流値Ith1を遮断動作電流値という場合がある。図2に示される特性曲線Lspによって定められる電流値に対する動作時間は、電流値Ith1より大きい電流値Ith2を境界にして異なる。電流値Ith2は、例えば、回路遮断器1の定格電流値である電流値Ith1の10倍程度の電流値である。
 具体的には、回路遮断器1を流れる電流の電流値が電流値Ith1より大きく電流値Ith2より小さい場合(反限時動作条件Ct1)、回路遮断器1は反限時動作により回路遮断器1の電路を遮断する。反限時動作の場合は、回路遮断器1は、回路遮断器1を大きな電流が流れた場合は動作までの時間は短時間遅延後、小さな電流が流れた場合は長時間遅延後、に電力の供給を遮断する。
 また、回路遮断器1は、回路遮断器1を流れる電流の電流値が電流値Ith2以上の場合(瞬時動作条件Ct2)、瞬時に電力の供給を遮断する。なお、電流値Ith2を瞬時動作電流値という場合がある。
 [診断装置10]
 診断装置10は、二次側の電圧及び回路遮断器1を流れる電流に基づいて、回路遮断器1が電路を開放したときの遮断要因を診断する。
 診断装置10は、回路遮断器1の近傍に設置される単独設置の装置となっている。
 具体的には、回路遮断器1が電路を開放した時の回路遮断器1を流れる電流の電流値が、回路遮断器1の定格電流値である電流値Ith1以下の場合は、診断装置10は、操作レバー1aが操作されて回路遮断器1が動作したと判断する。すなわち、診断装置10は、手動操作が遮断要因であると判断する。
 また、回路遮断器1が電路を開放した時の回路遮断器1を流れる電流の電流値が、回路遮断器1の定格電流値である電流値Ith1より大きく、電流値Ith2より小さい場合は、診断装置は、過電流が流れて遮断動作が行われたと判断する。すなわち、診断装置10は、過電流が遮断要因であると判断する。
 更に、回路遮断器1が電路を開放した時の回路遮断器1を流れる電流の電流値が、電流値Ith2以上である場合は、診断装置は、短絡により遮断動作が行われたと判断する。すなわち、診断装置10は、短絡が遮断要因であると判断する。
 診断装置10について具体的に説明する。図3は、第1実施形態に係る診断装置10の機能構成について説明する機能ブロック図である。
 診断装置10は、制御部11と、電力演算部12と、電圧検出部13r、電圧検出部13s及び電圧検出部13tと、電流検出部14r、電流検出部14s及び電流検出部14tと、通信部15と、を備える。また、診断装置10は、接続配線W2が備える配線と接続配線W3が備える配線と接続する内部配線を備える。具体的には、診断装置10は、接続配線W2の配線W2rと接続配線W3の配線W3rとの間を接続する内部配線Lr、配線W2sと配線W3sとの間を接続する内部配線Ls及び配線W2tと配線W3tとの間を接続する内部配線Ltを備える。
  (制御部11)
 制御部11は、診断装置10の全体を制御する。また、制御部11は、電力演算部12が算出した電流値及び電圧値に基づいて、回路遮断器1の遮断要因について診断を行う。
 制御部11は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)及びROM(Read Only Memory)を備えるマイクロプロセッシングユニットにより構成される。制御部11は、CPUがROMに記録されているプログラムをRAMに展開して実行することにより処理を行う。
  (電力演算部12)
 電力演算部12は、電圧検出部13r、電圧検出部13s及び電圧検出部13tのそれぞれで検出される電圧値と、電流検出部14r、電流検出部14s及び電流検出部14tのそれぞれで検出される電流値とに基づいて電力を演算する。電力演算部12は、例えば、専用のIC(Integrated Circuit)等により構成される。
  (電圧検出部13r、電圧検出部13s及び電圧検出部13t)
 電圧検出部13r、電圧検出部13s及び電圧検出部13tは、それぞれ内部配線Lrと内部配線Lsとの間、内部配線Lsと内部配線Ltとの間及び内部配線Ltと内部配線Lrとの間、の電圧(電位差)を検出する。電圧検出部13r、電圧検出部13s及び電圧検出部13tのそれぞれは、例えば、計器用変圧器により構成される。電圧検出部13rは、内部配線Lrと内部配線Lsとに接続される。電圧検出部13sは、内部配線Lsと内部配線Ltとに接続される。電圧検出部13tは、内部配線Ltと内部配線Lrとに接続される。
 電圧検出部13r、電圧検出部13s及び電圧検出部13tのそれぞれで検出された電圧(電位差)は、電力演算部12により具体的な電圧値に変換される。
  (電流検出部14r、電流検出部14s及び電流検出部14t)
 電流検出部14r、電流検出部14s及び電流検出部14tは、それぞれ内部配線Lr、内部配線Ls及び内部配線Ltを流れる電流を検出する。電流検出部14r、電流検出部14s及び電流検出部14tのそれぞれは、例えば、変流器(カレントトランス)により構成される。電流検出部14r、電流検出部14s及び電流検出部14tは、それぞれ内部配線Lr、内部配線Ls及び内部配線Ltに取り付けられる。
 電流検出部14r、電流検出部14s及び電流検出部14tのそれぞれで検出された電流は、電力演算部12により具体的な電流値に変換される。
  (通信部15)
 通信部15は、制御装置5との間の通信を制御する。通信部15は、例えば、通信用ICにより構成される。
 <診断装置10の処理>
 次に、診断装置10における処理(診断方法)について説明する。図4、図5及び図6は、第1実施形態に係る診断装置10の処理について説明するフロー図である。具体的には、図4、図5及び図6は、診断装置10の制御部11が実行する手順、制御部11が実行するプログラムの手順を説明するフロー図である。
 診断装置10の制御部11は、図4に示す実効値を演算する処理(実効値演算処理)と、図5及び図6に示す回路遮断器1の遮断要因を判定する処理(遮断要因判定処理)と、を実行する。診断装置10の制御部11は、図4に示す実効値を演算する処理(実効値演算処理)並びに図5及び図6に示す回路遮断器1の遮断要因を判定する処理(遮断要因判定処理)のそれぞれを所定の周期(例えば、数ミリ秒(ms)周期)で実行する。
 最初に、図4に示す実効値を演算する処理(実効値演算処理)について説明する。
 (ステップS10)
 処理が開始すると、制御部11は、電流と電圧を測定するように電力演算部12を制御する。そして、制御部11は、電力演算部12により測定された電流値及び電圧値を取得する。
 なお、電流値は、電流検出部14rで検出されるR相電流値、電流検出部14sで検出されるS相電流値及び電流検出部14tで検出されるT相電流値である。また、電圧値は、電圧検出部13rで検出されるUV線間電圧値、電圧検出部13sで検出されるVW線間電圧値及び電圧検出部13tで検出されるWU線間電圧値である。
 (ステップS20)
 次に、制御部11は、電力演算部12が測定した電流値及び電圧値から、電流及び電圧の実効値を演算する。
 次に、図5及び図6に示す回路遮断器1の遮断要因を判定する処理(遮断要因判定処理)について説明する。
 (ステップS30)
 次に、制御部11は、回路遮断器1を流れる電流の実効値が、瞬時動作電流値、すなわち、電流値Ith2、以上であるか判定する。なお、判定する電流の実効値は、R相電流値、S相電流値及びT相電流値の少なくともいずれか一つの電流の実効値である。判定する電流の実効値は、実効値演算処理で演算して求めた実効値を用いてもよいし、新たに電流検出部14r、電流検出部14s及び電流検出部14tを用いてR相電流値、S相電流値及びT相電流値の少なくともいずれか一つの電流の実効値を求めてもよい。回路遮断器1を流れる電流の実効値が、瞬時動作電流値以上であると判断した場合(ステップS30のYes)、制御部11は、ステップS40に処理を進める。回路遮断器1を流れる電流の実効値が、瞬時動作電流値より小さいと判断した場合(ステップS30のNo)、制御部11は、ステップS110に処理を進める。
 (ステップS40)
 次に、制御部11は、タイマによる計時を開始する。
 (ステップS50)
 次に、制御部11は、回路遮断器1によって電路が遮断されたか判定する。具体的には、制御部11は、電圧が所定の電圧より低下したかによって、回路遮断器1によって電路が遮断されたかを判断する。
 最初に、制御部11は、電流と電圧を測定するように電力演算部12を制御する。そして、制御部11は、電力演算部12により測定された電圧値を取得する。次に、制御部11は、取得した電圧値が、すなわち、回路遮断器1の二次側の電圧が低下したかどうかを判定する。回路遮断器1の二次側の電圧が低下したと判定した場合(ステップS50のYes)、制御部11は、ステップS60に処理を進める。回路遮断器1の二次側の電圧が低下していないと判定した場合(ステップS50のNo)、制御部11は、ステップS50に戻って処理を繰り返す。
 なお、制御部11は、ステップS50を実行する際に、電流値を測定しながら、電流値の最大値を測定する。制御部11は、電流検出部14rで検出されるR相電流値の最大値であるR相電流最大値、電流検出部14sで検出されるS相電流値の最大値であるS相電流最大値及び電流検出部14tで検出されるT相電流値の最大値であるT相電流最大値を測定する。
 (ステップS60)
 制御部11は、タイマによる計時を停止する。制御部11は、タイマで計時した時間を、ステップS30で判定した電流に基づいて、R相電流基準値超過時間、S相電流基準値超過時間及びT相電流基準値超過時間の少なくともいずれか一つの超過時間として記録する。
 (ステップS70)
 そして、制御部11は、回路遮断器1が瞬時遮断動作により電路を遮断したと判断する。
 (ステップS80)
 制御部11は、測定結果及び判定結果を表1に示す通信メモリにデータを格納する。制御部11は、瞬時動作判定したことを通信メモリに記録する。なお、制御部11は、反限時動作判定していないこと及び電源断判定していないことを通信メモリに記録する。制御部11は、測定結果及び判定結果を、通信部15を介して制御装置5に送信する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 (ステップS110)
 ステップS30において、回路遮断器1を流れる電流の実効値が、瞬時動作電流値より小さいと判断した場合、制御部11は、回路遮断器1を流れる電流の実効値が、遮断動作電流値より大きいかを判定する。回路遮断器1を流れる電流の実効値が、遮断動作電流値より大きい場合(ステップS110のYes)、制御部11は、ステップS120に処理を進める。回路遮断器1を流れる電流の実効値が、遮断動作電流値以下の場合(ステップS110のNo)、制御部11は、ステップS210に処理を進める。
 (ステップS120)
 次に、制御部11は、タイマによる計時を開始する。
 (ステップS130)
 次に、制御部11は、回路遮断器1によって電路が遮断されたか判定する。具体的には、制御部11は、電圧が所定の電圧より低下したかによって、回路遮断器1によって電路が遮断されたかを判断する。
 最初に、制御部11は、電流と電圧を測定するように電力演算部12を制御する。そして、制御部11は、電力演算部12により測定された電圧値を取得する。次に、制御部11は、取得した電圧値、すなわち、回路遮断器1の二次側の電圧、が低下したかどうかを判定する。回路遮断器1の二次側の電圧が低下したと判定した場合(ステップS130のYes)、制御部11は、ステップS140に処理を進める。回路遮断器1の二次側の電圧が低下していないと判定した場合(ステップS130のNo)、制御部11は、ステップS170に処理を進める。
 (ステップS140)
 制御部11は、タイマによる計時を停止する。制御部11は、タイマで計時した時間を、ステップS30で判定した電流に基づいて、R相電流基準値超過時間、S相電流基準値超過時間及びT相電流基準値超過時間の少なくともいずれか一つの超過時間として記録する。
 (ステップS150)
 そして、制御部11は、回路遮断器1が反限時動作により電路を遮断したと判断する。
 (ステップS160)
 制御部11は、測定結果及び判定結果を表1に示す通信メモリにデータを格納する。制御部11は、反限時動作判定したことを通信メモリに記録する。なお、制御部11は、瞬時動作判定していないこと及び電源断判定していないことを通信メモリに記録する。制御部11は、測定結果及び判定結果を、通信部15を介して制御装置5に送信する。
 (ステップS170)
 ステップS130において、回路遮断器1の二次側の電圧が低下していないと判定した場合(ステップS130のNo)、制御部11は、電流が遮断動作電流値以下になっているかを判定する。具体的には、制御部11は、電流と電圧を測定するように電力演算部12を制御する。そして、制御部11は、電力演算部12により測定された電流値を取得する。次に、制御部11は、取得した電流値が、遮断動作電流値以下であるかどうかを判定する。
 取得した電流値が、遮断動作電流値以下の場合(ステップS170のYes)、制御部11は、ステップS180に処理を進める。取得した電流値が、遮断動作電流値より大きい場合(ステップS170のNo)、制御部11は、ステップS130に戻って処理を繰り返す。
 (ステップS180)
 そして、制御部11は、回路遮断器1が遮断動作を行わずに、電流は正常な状態に復帰したと判断する。
 (ステップS190)
 制御部11は、測定結果及び判定結果を表1に示す通信メモリにデータを格納する。制御部11は、測定結果及び判定結果を、通信部15を介して制御装置5に送信する。
 (ステップS210)
 回路遮断器1を流れる電流の実効値が、遮断動作電流値以下の場合(ステップS110のNo)、制御部11は、測定結果及び判定結果を表1に示す通信メモリにデータを格納する。そして、制御部11は、測定結果及び判定結果を、通信部15を介して制御装置5に送信する。
 ステップS190及びステップS210において、測定結果として、R相電流値、S相電流値及びT相電流値と、UV線間電圧値、VU線間電圧値及びWU線間電圧値と、を送信することにより、例えば、回路遮断器1を流れる電力を常時監視することができる。
 なお、ステップS210の前に、電路が遮断されたかどうかを判定することにより、手動により電源断された(電源断判定)と判断してもよい。ステップS210の前に電路が遮断された場合は、直前に流れていた電流の電流値は、遮断動作電流値より低いことから、手動により電源断されたと判断できる。
 <診断装置10の処理の例>
 診断装置10による診断処理の例について説明する。図7は、第1実施形態に係る診断装置10の処理について時間的な動作を説明する図である。
 図7の上側は電流の波形(電流波形Im)、下側は電圧の波形(電圧波形Vm)を示す。図7の縦軸はそれぞれ電流値、電圧値を表す。図7の横軸は時刻を表す。なお、図7の例では、電流波形Imは、瞬時動作電流値である電流値Ith2より小さい範囲であるとする。
 診断装置10は、電流波形Imが時刻Tsで遮断動作電流値より大きくなる(ステップS110のYes)と、タイマによる計時をスタートする。そして、回路遮断器1は、時刻Tsから特性曲線Lspにより定められた期間(期間T1)が経過すると、電路を遮断する。回路遮断器1が電路を遮断すると、時刻Tdにおいて電圧は低下する。診断装置10は、時刻Tdにおいて電圧が低下して、回路遮断器1により電路が遮断されたと判断する(ステップS130のYes)と、タイマによる計時を停止する。そして、タイマにより計時した時間と、流れた電流の最大値Im_maxと、反限時動作したと判定した判定結果と、を通信メモリに格納して、制御装置5に送信する。
 <作用・効果>
 第1実施形態に係る診断装置10によれば、回路遮断器1が過負荷により遮断されたのか、短絡により遮断されたのか、すなわち、遮断要因を診断して判別できる。
 なお、制御部11は診断部の一例、電流値Ith2は第1電流値の一例、電流値Ith1は第2電流値の一例である。
 ≪第2実施形態≫
 第1実施形態に係る診断装置10は、回路遮断器1の近傍に設置された単独設置の装置であったが、診断装置を回路遮断器1のオプションユニットとしてもよい。
 第2実施形態に係る診断装置110は、回路遮断器1のオプションユニットとして設置される。
 図8は、第2実施形態に係る診断装置110の接続を説明する図である。
 オプション付き回路遮断器101は、回路遮断器1と、回路遮断器1のオプションユニットとしての診断装置110と、を備える。すなわち、診断装置110は、回路遮断器1のオプションユニットである。また、オプション付き回路遮断器101は、診断装置付き回路遮断器である。診断装置110は、回路遮断器1の二次側に設けられる。
 オプション付き回路遮断器101は、配線W1r、配線W1s及び配線W1tを備える接続配線W1を介して、電源2に接続する。すなわち、回路遮断器1の一次側には、電源2が接続される。
 また、オプション付き回路遮断器101は、診断装置110を介して負荷3に接続する。具体的には、オプション付き回路遮断器101は、配線W3r、配線W3s及び配線W3tを備える接続配線W3を介して負荷3に接続する。
 なお、診断装置110の機能構成については、診断装置10と同様である。
 ≪第3実施形態≫
 第1実施形態に係る診断装置10は、回路遮断器1の二次側に設けられた配線の途中に設置されたが、診断装置を回路遮断器1の二次側に設けられた配線から離れた場所に設置してもよい。
 第3実施形態に係る診断装置210は、回路遮断器1の二次側に設けられた配線から離れた場所に設置される。
 図9は、第3実施形態に係る診断装置210の接続を説明する図である。図10は、第3実施形態に係る診断装置210の機能構成について説明する機能ブロック図である。
 回路遮断器1は、配線W1r、配線W1s及び配線W1tを備える接続配線W1を介して、電源2に接続する。すなわち、回路遮断器1の一次側には、電源2が接続される。
 また、回路遮断器1は、配線W4r、配線W4s及び配線W4tを備える接続配線W4を介して負荷3に接続する。
 第1実施形態に係る診断装置10においては、電圧検出部13rは内部配線Lrと内部配線Lsとに、電圧検出部13sは内部配線Lsと内部配線Ltとに、電圧検出部13tは内部配線Ltと内部配線Lrとに接続される。一方、第3実施形態に係る診断装置210においては、電圧検出部13rは接続配線W4の配線W4rと配線W4sとに、電圧検出部13sは接続配線W4の配線W4sと配線W4tとに、電圧検出部13tは接続配線W4の配線W4tと配線W4rとに接続される。
 また、第1実施形態に係る診断装置10においては、電流検出部14r、電流検出部14s及び電流検出部14tは、それぞれ内部配線Lr、内部配線Ls及び内部配線Ltに取り付けられる。一方、第3実施形態に係る診断装置210は、電流検出部214r、電流検出部214s及び電流検出部214tを診断装置210の外部に備える。そして、第3実施形態に係る診断装置210においては、電流検出部214r、電流検出部214s及び電流検出部214tは、それぞれ接続配線W4の配線W4r、配線W4s及び配線W4tに取り付けられる。
 なお、第1実施形態に係る診断装置10と同じ構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
 ≪第4実施形態≫
 第2実施形態に係る診断装置110は、回路遮断器1のオプションユニットとして回路遮断器1の二次側に設置されていたが、診断装置を回路遮断器1のオプションユニットとして回路遮断器1の一次側に設置してもよい。
 図11は、第4実施形態に係る診断装置310の接続を説明する図である。図12は、第4実施形態に係る診断装置310の機能構成について説明する機能ブロック図である。
 オプション付き回路遮断器301は、回路遮断器1と、回路遮断器1のオプションユニットとしての診断装置310と、を備える。すなわち、診断装置310は、回路遮断器1のオプションユニットである。また、オプション付き回路遮断器301は、診断装置付き回路遮断器である。診断装置310は、回路遮断器1の一次側に設けられる。
 オプション付き回路遮断器301は、診断装置310を介して電源2に接続する。オプション付き回路遮断器301は、配線W1r、配線W1s及び配線W1tを備える接続配線W1を介して、電源2に接続する。すなわち、回路遮断器1の一次側には、電源2が接続される。
 また、オプション付き回路遮断器301は、配線W4r、配線W4s及び配線W4tを備える接続配線W4を介して負荷3に接続する。
 第2実施形態に係る診断装置110においては、電圧検出部13rは内部配線Lrと内部配線Lsとに、電圧検出部13sは内部配線Lsと内部配線Ltとに、電圧検出部13tは内部配線Ltと内部配線Lrとに接続される。一方、第4実施形態に係る診断装置310においては、電圧検出部13rは接続配線W4の配線W4rと配線W4sとに、電圧検出部13sは接続配線W4の配線W4sと配線W4tとに、電圧検出部13tは接続配線W4の配線W4tと配線W4rとに接続される。
 なお、第1実施形態に係る診断装置10と同じ構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
 ≪第5実施形態≫
 第2実施形態に係る診断装置110は、回路遮断器1のオプションユニットとして回路遮断器1の二次側に設置されていた。また、第4実施形態に係る診断装置310は、回路遮断器1のオプションユニットとして回路遮断器1の一次側に設置されていた。一方、診断装置を回路遮断器1のオプションユニットとして回路遮断器1の一次側及び二次側とは異なる場所に設置してもよい。
 図13は、第5実施形態に係る診断装置410の接続を説明する図である。
 オプション付き回路遮断器401は、回路遮断器1と、回路遮断器1のオプションユニットとしての診断装置410と、を備える。すなわち、診断装置410は、回路遮断器1のオプションユニットである。また、オプション付き回路遮断器401は、診断装置付き回路遮断器である。診断装置410は、回路遮断器1の側面側に設けられる。
 オプション付き回路遮断器401は、配線W1r、配線W1s及び配線W1tを備える接続配線W1を介して、電源2に接続する。すなわち、回路遮断器1の一次側には、電源2が接続される。
 また、オプション付き回路遮断器401は、配線W4r、配線W4s及び配線W4tを備える接続配線W4を介して負荷3に接続する。
 第5実施形態に係る診断装置410では、電圧検出部13rは回路遮断器1の内部のR相配線とS相配線とに、電圧検出部13sは回路遮断器1の内部のS相配線と配線T相配線とに、電圧検出部13tは回路遮断器1の内部のT相配線とR相配線とに接続される。
 第5実施形態に係る診断装置410は、電流検出部414r、電流検出部414s及び電流検出部414tを診断装置410の外部に備える。そして、第5実施形態に係る診断装置410においては、電流検出部414r、電流検出部414s及び電流検出部414tは、それぞれ接続配線W4の配線W4r、配線W4s及び配線W4tに取り付けられる。
 なお、第1実施形態に係る診断装置10と同じ構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
 ≪第6実施形態≫
 第1実施形態に係る診断装置10では、制御部11において、二次側の電圧が低下したことを検出していたが、二次側の電圧の低下を検出するのは、制御部11に限らない。
 図14は、第6実施形態に係る診断装置510の機能構成について説明する機能ブロック図である。
 診断装置510は、診断装置10に対して、更に、電圧低下検出回路516を備える。そして、診断装置510は、診断装置10の制御部11に換えて、制御部511を備える。
 電圧低下検出回路516は、電圧検出部13r、電圧検出部13s及び電圧検出部13tからの信号に基づいて、電圧が低下したことを検出して、制御部511に通知する。制御部511は、電圧低下検出回路516からの検出結果に基づいて、二次側の電圧が低下したことを判定する。
 なお、第1実施形態に係る診断装置10と同じ構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
 ≪第7実施形態≫
 第1実施形態に係る診断装置10は、例えば、ステップS30及びステップS110において、電流値が所定の閾値に対して大きい場合に、タイマ計時を開始して、診断を開始していた。診断装置における診断の開始は、電流を監視して診断を開始するのに限らない。診断装置において、電圧を監視して診断を開始してもよい。
 図15は、第7実施形態に係る診断装置の処理について時間的な動作を説明する図である。なお、図15の上側は電流の波形(電流波形Im2)、下側は電圧の波形(電圧波形Vm2)を示す。図15の縦軸はそれぞれ電流値、電圧値を表す。図15の横軸は時刻を表す。なお、図15の例では、電流波形Im2は、瞬時動作電流値である電流値Ith2より小さい範囲であるとする。
 例えば、時刻Td2において、電圧波形Vm2が低下したときに、時刻Td2の直前の期間T2の電流値に基づいて判定を行ってもよい。
 なお、時刻Td2の直前の電流値を保存するために、常時電流値を測定し、測定した結果をメモリに保存しながら、電圧波形Vm2が低下したときに、メモリに保存していた電流値を読み出して、期間T2の電流値を測定してもよい。
 ≪第8実施形態≫
 第1実施形態に係る診断装置10は、反限時遮断動作と瞬時遮断動作を判定していたが、判定する項目は、反限時遮断動作と瞬時遮断動作とに限らない。
 図16は、第8実施形態に係る診断装置が行う回路遮断器の診断について説明する図である。例えば、電流値Ith1より大きく、電流値Ith2より小さい電流値Ith12を設定できるようにしてもよい。すなわち、回路遮断器1を流れる電流の電流値が電流値Ith1より大きく電流値Ith12以下の場合(第1反限時動作条件Ct11)及び電流値Ith12より大きく電流値Ith2より小さい場合(第2反限時動作条件Ct12)を設けてもよい。
 そして、診断装置は、電流値が電流値Ith12より大きく電流値Ith2より小さい場合(第2反限時動作条件Ct12)は、例えば、メンテナンスが必要な電流領域として判定してもよい。
 なお、図16では、新たに設定できる電流値として1つの電流値を示したが、新たに設定できる電流値は1つに限らず、2以上の設定値を設けるようにしてもよい。
 電流値が電流値Ith12より大きく電流値Ith2より小さいと判定した結果は、例えば、通信メモリのユーザ定義判定A又はユーザ定義判定Bに保存してもよい。
 なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
 本願は、日本特許庁に2021年8月2日に出願された基礎特許出願2021-126920号の優先権を主張するものであり、その全内容を参照によりここに援用する。
1 回路遮断器
101、301、401 オプション付き回路遮断器
1a 操作レバー
2 電源
3 負荷
5 制御装置
10、110、210、310、410、510 診断装置
11、511 制御部
12 電力演算部
13r、13s、13t 電圧検出部
14r、14s、14t 電流検出部
15 通信部
214r、214s、214t、414r、414s、414t 電流検出部
516 電圧低下検出回路
Lr、Ls、Lt 内部配線
W1、W2、W3、W4 接続配線
W1r、W1s、W1t 配線
W2r、W2s、W2t 配線
W3r、W3s、W3t 配線
W4r、W4s、W4t 配線

Claims (6)

  1.  回路遮断器を流れる電流の電流値を測定する電流検出部と、
     前記電流検出部で測定した前記電流値から、前記回路遮断器が遮断されたときの遮断要因を診断する診断部と、
    を備え、
     前記診断部は、前記回路遮断器が遮断されたときの直前の前記電流値に基づいて、前記遮断要因を診断する、
    診断装置。
  2.  前記診断部は、前記電流値が第1電流値以上の場合は、前記回路遮断器が短絡により遮断したと診断する、
    請求項1に記載の診断装置。
  3.  前記診断部は、前記電流値が前記第1電流値より小さい第2電流値より大きく前記電流値が前記第1電流値より小さい場合は、前記回路遮断器が過負荷により遮断したと診断する、
    請求項2に記載の診断装置。
  4.  前記回路遮断器の二次側の電圧の電圧値を測定する電圧検出部を、更に備え、
     前記診断部は、前記電圧検出部で測定した前記電圧値が低下したときに、前記回路遮断器が遮断されたと判断する、
    請求項1に記載の診断装置。
  5.  回路遮断器と、
     前記回路遮断器を診断する請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の診断装置を備える、
    診断装置付き回路遮断器。
  6.  (a)回路遮断器を流れる電流の電流値を測定する手順と、
     (b)前記回路遮断器が遮断されたときの直前の前記(a)の手順で測定した前記電流値に基づいて、前記回路遮断器が遮断されたときの遮断要因を診断する手順と、
    を含む、
    診断方法。
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