WO2023148895A1 - 開閉装置及び開閉装置の制御方法 - Google Patents

開閉装置及び開閉装置の制御方法 Download PDF

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WO2023148895A1
WO2023148895A1 PCT/JP2022/004303 JP2022004303W WO2023148895A1 WO 2023148895 A1 WO2023148895 A1 WO 2023148895A1 JP 2022004303 W JP2022004303 W JP 2022004303W WO 2023148895 A1 WO2023148895 A1 WO 2023148895A1
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WO
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unit
switch
state
current
electrical contact
Prior art date
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PCT/JP2022/004303
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English (en)
French (fr)
Inventor
真也 渡邉
拓哉 大久保
達広 阿部
公之 小柳
克彦 堀之内
貴広 江戸
Original Assignee
三菱電機株式会社
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Priority to PCT/JP2022/004303 priority Critical patent/WO2023148895A1/ja
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/59—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere

Definitions

  • the present disclosure relates to a switchgear and a control method for the switchgear.
  • Patent Document 1 in a configuration in which a high-speed switch and a circuit breaker are connected in series, a semiconductor switch and a current-limiting resistor are connected in parallel with a high-speed switch to form a current-limiting circuit breaker. is disclosed.
  • a high-speed switch made up of mechanical contacts normally conducts a large current.
  • the short-circuit current is commutated to the semiconductor switch and the arc is quickly extinguished.
  • the short-circuit current can be further commutated to the current limiting resistor without an arc.
  • the current limiting circuit breaker of Patent Document 1 can quickly extinguish the arc and safely open the electric circuit without requiring a special commutation mechanism.
  • Patent Literature 1 does not particularly describe control during the closing operation.
  • the present disclosure has been made to solve such problems, and the purpose of the present disclosure is to generate an excessive current during the closing operation even if the circuit in which an abnormality such as a short circuit has occurred is closed.
  • Another object of the present invention is to provide a switchgear and a method of controlling the switchgear that can prevent damage to components.
  • a switchgear includes a switch section, a current suppressing element, and an opening/closing command section that controls opening and closing of the switch section.
  • the switch unit is connected between a first node electrically connected to a power supply and a second node electrically connected to a load circuit that receives power from the power supply.
  • a current suppression element is connected in parallel with the switch section between the first node and the second node.
  • the accident detection unit detects an abnormality in an energized circuit including a power supply and load circuit formed by electrically connecting the first node and the second node.
  • the opening/closing command unit controls the switch unit so that a first state in which the impedance between the first node and the second node becomes a first value is formed when the switching device is closed. Then, abnormality diagnosis is executed based on the output of the accident detection unit.
  • the open/close command unit switches so that a second state in which the impedance becomes a second value equal to or less than the first value is formed when an abnormal state is not detected by the accident detection unit in the abnormality diagnosis. control the department.
  • a method for controlling a switchgear comprises closing a switchgear.
  • the switch unit connected in parallel with the current suppressing element between the first node and the second node is set such that the impedance between the first node and the second node has a first value.
  • controlling the power source and the load circuit to form a first state; and in the first state, the power source and the load circuit formed by electrically connecting between the first node and the second node.
  • a step of executing an abnormality diagnosis for detecting an abnormal state in an energized circuit including; a second step in which the impedance becomes a second value that is equal to or less than the first value when the abnormal state is not detected in the abnormality diagnosis; and a step of opening the switch section when the abnormal state is detected in abnormality diagnosis.
  • the switch unit is controlled so that the circuit between the first node and the second node is in a steady closed state. Therefore, even when a circuit in which an abnormality such as a short circuit occurs is closed, an excessive current is generated and Damage to components can be prevented.
  • FIG. 1 is a conceptual circuit diagram illustrating a configuration example of a switchgear according to Embodiment 1;
  • FIG. FIG. 4 is a waveform diagram for explaining control operation in closing operation of the switchgear according to Embodiment 1;
  • 4 is a flowchart illustrating a first example of control processing during a circuit closing operation of the switchgear according to Embodiment 1.
  • FIG. 9 is a flowchart for explaining a second example of control processing during a circuit closing operation of the switchgear according to Embodiment 1;
  • FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining a modification of the commutation opening/closing part;
  • FIG. 4 is a conceptual circuit diagram illustrating a configuration example of a switchgear according to a modification of Embodiment 1;
  • FIG. 11 is a conceptual cross-sectional view illustrating the configuration of an opening/closing command unit according to Embodiment 3 and its operation at low current;
  • FIG. 11 is a conceptual cross-sectional view for explaining the configuration of an opening/closing command unit and the operation in a reference current range according to Embodiment 3;
  • FIG. 11 is a conceptual cross-sectional view for explaining the configuration of an opening/closing command unit according to Embodiment 3 and the operation at the time of overcurrent;
  • FIG. 11 is a conceptual circuit diagram illustrating a configuration example of a switchgear according to Embodiment 4;
  • FIG. 11 is a conceptual circuit diagram illustrating a configuration example of a switchgear according to Embodiment 5;
  • FIG. 16 is a flowchart illustrating an example of control processing during a circuit closing operation of the switchgear according to Embodiment 5;
  • FIG. FIG. 11 is an example of an operation waveform diagram of a semiconductor switch in a switchgear according to Embodiment 5;
  • FIG. 1 is a conceptual circuit diagram illustrating a configuration example of a switchgear 10a according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a conceptual circuit diagram illustrating a configuration example of a switchgear 10a according to Embodiment 1.
  • the switchgear 10a includes a switch section 20, a switching command section 25, an electrical resistance 31 as a current suppressing element 30, an accident detection section 40, and a current switching section 50.
  • the switch unit 20 and the current switching unit 50 are connected in series between the nodes N1 and N2, and control the connection state between the nodes N1 and N2 according to the command from the switching command unit 25.
  • the node N1 is electrically connected to a power supply (not shown).
  • Node N2 is electrically connected to a load circuit (not shown) that receives power from the power supply. That is, in Embodiment 1, the current switching section 50 is connected between the switch section 20 and the node N2.
  • Nodes N1 and N2 correspond to one embodiment of "first node” and "second node” respectively.
  • the switch section 20 includes an electrical contact 21 and a commutation switching section 22 that are connected in parallel. Each of the electrical contact 21 and the commutation switching section 22 is opened or closed by the switching command section 25 .
  • the opening/closing command unit 25 can be configured by, for example, a microcomputer in which a program for executing control processing, which will be described later, is installed.
  • the electrical contact 21 is arranged to form a steady current path, so it is configured with low impedance.
  • the electrical contact 21 is configured to be mechanically opened and closed depending on the presence or absence of electromagnetic force.
  • the commutation switch 22 is arranged to operate when an accident occurs, and is typically composed of a semiconductor switch.
  • the commutation switching section 22 can be configured with a contact.
  • the electrical contact 21 has a current-carrying capacity corresponding to power supply to a load circuit (not shown), but basically does not need a breaking capacity.
  • the commutation switching part 22 is configured to have a small conducting capacity and a large breaking capacity as compared with the electrical contact 21 .
  • the impedance of the electrical contact 21 in the ON state is lower than the impedance of the commutation switch 22 in the ON state.
  • the current switching section 50 is composed of a circuit breaker or a switch capable of interrupting the fault current.
  • the current switching unit 50 requires a current carrying capacity equivalent to that of the electrical contact 21 .
  • switches have the ability to break overcurrents several times to less than ten times the rated current
  • circuit breakers have the ability to break short-circuit currents ten times or more the rated current. are doing. Therefore, as the current switching unit 50, the circuit breaker or switch can be selected according to the magnitude of the fault current assumed to be interrupted.
  • the accident detection unit 40 By electrically connecting the nodes N1 and N2, the accident detection unit 40 detects a power supply (not shown) connected to the node N1 and a load circuit (not shown) electrically connected to the node N2. Detecting anomalies in the current-carrying circuit formed inclusive. Abnormality diagnosis is executed based on the output of the accident detection unit 40, that is, whether or not an abnormal state is detected.
  • the accident detection unit 40 detects the current, the voltage, the electrical resistance obtained by the ratio of the current and the voltage, or the electrical signal reflecting the measurement information such as the temperature rise at a predetermined portion in the current-carrying circuit. , to detect the occurrence of abnormal conditions (accidents) typified by overcurrent due to short circuits. Alternatively, the accident detection unit 40 can also detect the occurrence of an abnormal state based on the distribution (frequency spectrum) of the frequency components of the electrical signal.
  • the accident detection unit 40 can detect an abnormal state by measuring the change in current. Moreover, when a short circuit occurs, a drop in voltage or a drop in electrical resistance occurs at the short-circuited portion. Therefore, the accident detection unit 40 can also detect an abnormal state by measuring voltage or electrical resistance.
  • the accident detection unit 40 can also detect the abnormal state by measuring the temperature rise. Furthermore, when an abnormality accompanied by discharge occurs, a phenomenon in which discharge noise is superimposed on the electrical signal, or light emission accompanying discharge occurs. Therefore, the accident detection unit 40 can also detect an abnormality by measuring the frequency component of the electric signal or optical information related to light emission.
  • the light information can typically be an intensity value of light emission measured by an image sensor.
  • the intensity value of light of a specific wavelength obtained through an optical filter or spectroscope is also possible to use the intensity value of light of a specific wavelength obtained through an optical filter or spectroscope as optical information.
  • the accident detection unit 40 can also detect an abnormal state by combining multiple pieces of the measurement information described above. In this case, it is possible to improve the detection accuracy and determine the type of abnormality.
  • the accident detection unit 40 can detect an abnormal state by comparing the electrical signal, the specific frequency component of the electrical signal, and the optical information with a preset reference range.
  • the reference range can be set based on measurement information learned during normal operation.
  • the measurement information such as the electrical signals in the normal state as normal values
  • the reference range used for abnormality diagnosis by statistical processing according to the distribution of the normal values.
  • a 3 ⁇ range of collected normal values can be set as a reference range, and an abnormal state can be detected when measurement information such as an electrical signal is out of the reference range.
  • an abnormal state when detecting an abnormal state using multiple types of measurement information, learning the pattern or range of the distribution (two-dimensional, three-dimensional, or four-dimensional or more) of the normal values collected as described above If the correlation coefficient of the data pattern between the measured information (actual value) obtained during the abnormality diagnosis and the normal value (learned value) falls below a predetermined reference value, an abnormal state is detected. can be detected.
  • FIG. 2 is a waveform diagram for explaining the control operation when the switching device 10a according to Embodiment 1 shifts from the open state to the closed state, that is, during the closing operation.
  • the switchgear 10a is in a state where the electric contact 21, the commutation switching section 22, and the current switching section 50 are all turned off at time t1.
  • the switching command unit 25 first turns on the current switching unit 50 while keeping the electric contact 21 and the commutation switching unit 22 off at time t2.
  • a current path is formed between the nodes N1 and N2 via the electrical resistance 31 and the current switching section 50 .
  • abnormality diagnosis A based on the output of the accident detection unit 40 is performed at time t3.
  • the switching command unit 25 keeps the electric contact 21 off and further turns on the commutation switching unit 22 at time t4.
  • abnormality diagnosis B based on the output of the accident detection unit 40 is performed at time t5. If no abnormal condition is detected in the abnormality diagnosis B, the opening/closing command unit 25 turns on the electric contact 21 again at time t6.
  • the switching command section 25 may turn off the commutation switching section 22 while keeping the electrical contact 21 on.
  • the commutation switch 22 is configured by a semiconductor switch, it is preferable to turn off the commutation switch 22 at time t7.
  • a current path is formed between the nodes N1 and N2 by the low-impedance electrical contact 21 and the on-state current switching unit 50 as a steady closed state after normal closing operation.
  • the commutation switch 22 has a contact structure, that is, includes an electrical contact, the commutation switch 22 may be kept on after time t7.
  • the commutation switching section 22 is composed of a semiconductor switch, it is possible to keep the commutation switching section 22 on at time t7.
  • a current path is formed between nodes N1 and N2 with electrical contact 21 turned on in a steady closed state.
  • the fault current can be interrupted by opening the current switching section 50 .
  • FIG. 3 is a flow chart illustrating control processing for the closing operation shown in FIG.
  • the control process shown in FIG. 3 is executed, for example, by the opening/closing command unit 25 when the closing operation is commanded to the opening/closing device 10a.
  • switching command unit 25 turns on current switching unit 50 in step (hereinafter simply referred to as “S”) 110 .
  • S110 is performed at time t2 in FIG.
  • the switching device 10a FIG. 1
  • a current path is formed between the nodes N1 and N2 via the current switching section 50 and the electrical resistance 31 in the ON state.
  • the opening/closing command unit 25 executes abnormality diagnosis A at S120 in the same manner as at time t3 in FIG. That is, in S120, it is determined based on the output of the accident detection section 40 whether or not an abnormal state is detected. If an abnormal condition is detected, the process proceeds to S180, and the current switching unit 50 that was turned on in S110 is turned off. At this time, since the current passing through the current switching unit 50 is limited by the electrical resistance 31, the current can be easily interrupted. Since the abnormal state has occurred, the closing operation is terminated while the current switching unit 50 and the electric contact 21 and the commutation switching unit 22 constituting the switch unit 20 are turned off.
  • the opening/closing command unit 25 maintains the electrical contact 21 off in S130 as at time t4 in FIG.
  • the commutation switch 22 is turned on.
  • the on-resistance of the commutation switch 22 is much lower than the resistance value of the electrical resistance 31 , so that the electric current passes through the current switch 50 and the commutation switch 22 in the ON state.
  • a current path is formed between nodes N1 and N2.
  • the opening/closing command unit 25 executes abnormality diagnosis B in the same manner as at time t5 in FIG. 2 at S140. Also in S140, based on the output of the accident detection unit 40, it is determined whether or not an abnormal state is detected. If an abnormal condition is detected, the process proceeds to S170 and S180. In S170, the switching command unit 25 turns off the commutation switching unit 22 that was turned on in S130, and in S180, turns off the current switching unit 50 that was turned on in S110, as described above. As a result, when an abnormality occurs, the closing operation is terminated while the current switching unit 50 and the electric contact 21 and the commutation switching unit 22 constituting the switch unit 20 are turned off. The processes of S170 and S180 may be executed simultaneously, or S180 may be executed first.
  • the change in the information detected by the accident detection unit 40 may be small.
  • the abnormality diagnosis B in which the commutation opening/closing unit 22 is turned on, the influence of the electrical resistance 31 on the fault current is reduced.
  • the commutation switching unit 22 is composed of a semiconductor switch, it is possible to turn off the current before the current rises significantly. can do.
  • the opening/closing command unit 25 further turns on the electrical contact 21 in the same manner as at time t6 in FIG. 2 in S150. After that, the opening/closing command unit 25 turns off the commutation opening/closing unit 22 in S160 as at time t7 in FIG.
  • the switchgear 10a can form a low-impedance current path between the nodes N1 and N2 by means of the electrical contact 21 and the current switching section 50 in a stationary closed state after the closing operation.
  • the process of S160 for turning off the commutation switch may be omitted.
  • a "second state" is formed between nodes N1 and N2. That is, in the control process of FIG. 3, the "second value" of the impedance between the nodes N1 and N2 is the on-resistance value of the current switching unit 50 and the on-resistance value of the electrical contact 21, or the electrical contact 21 and the It corresponds to the sum of the resistance value obtained by connecting the on-resistance of the current opening/closing portion 22 in parallel. That is, in the second state, the impedance between the nodes N1 and N2 is less than the impedance in the first state. In addition, in the second state, the ON/OFF states of the components of the switch section 20 change from those in the first state.
  • the switch section 20 can be configured with only one of the electrical contact 21 and the commutation switch section 22 .
  • FIG. 4 is a flowchart for explaining the control processing of the closing operation when the switch unit 20 is composed of only one of the electric contact 21 and the commutation switching unit 22.
  • FIG. 4 The control process shown in FIG. 4 is also executed by the opening/closing command unit 25, for example, when the closing operation is commanded to the opening/closing device 10a.
  • switching command unit 25 turns on current switching unit 50 in S110 similar to FIG. 3, and executes abnormality diagnosis A based on the output of accident detection unit 40 in S120 similar to FIG. . If the abnormality diagnosis A detects an abnormal state, the process proceeds to S180. In S180, the current switching unit 50 that was turned on in S110 is turned off, so that the fault current limited by the electrical resistance 31 is interrupted, and the current switching unit 50 and the electrical contact 21 or The closing operation is completed with both of the commutation switching units 22 turned off.
  • the "first state” is formed between the nodes N1 and N2 by turning on the current switching unit 50 . That is, the "first value" of the impedance between the nodes N1 and N2 corresponds to the sum of the on-resistance of the current switching section 50 and the electrical resistance 31.
  • the switching command section 25 turns on the electrical contact 21 or the commutation switching section 22 that constitutes the switch section 20 in S132.
  • a current path is formed between the nodes N1 and N2 via the current switching unit 50 and the switch unit 20 (the electrical contact 21 or the commutation switching unit 22) in the ON state. be done.
  • the open/close command unit 25 executes the abnormality diagnosis B based on the output of the accident detection unit 40 in S140, which is the same as in FIG. proceed.
  • the switching command unit 25 turns off the electric contact 21 or the commutation switching unit 22 (that is, the switch unit 20) that was turned on in S132. turn off.
  • the closing operation is terminated with both the current switching unit 50 and the switch unit 20 turned off.
  • the processes of S170 and S180 may be performed simultaneously, or S180 may be performed first.
  • the switch unit 20 is composed of only the electrical contact 21, arc generation can be prevented by executing S180 first so that the current switching unit 50 is turned off before the electrical contact 21 is turned off. It is preferable from the point of view.
  • the opening/closing command unit 25 detects the state of the abnormality diagnosis B, that is, the current switching unit 50 and the switch unit 20 (electric contact 21 or commutation opening/closing). 22) are kept turned on. As a result, the switching device 10a forms a steady closed state after the closing operation. This creates a "second state" between nodes N1 and N2. That is, the "second value" of the impedance between the nodes N1 and N2 corresponds to the sum of the on-resistance of the current switch section 50 and the on-resistance of the switch section 20 (the electrical contact 21 or the commutation switch section 22). .
  • the plurality of switching elements are controlled so that the impedance between the nodes N1 and N2 is higher than that in the stationary closed state during the closing operation. , and when no abnormality is detected in the abnormality diagnosis, the plurality of switching elements are controlled so as to form a steady closed state by the plurality of switching elements. As a result, even when a circuit in which an abnormality such as a short circuit has occurred is closed, generation of an excessive current and damage to the components can be prevented.
  • a current-limiting effect can be obtained by first forming a path via the electrical resistance 31, so that an electrical circuit in which an abnormality such as a short circuit has occurred can be Even when the circuit is closed, the circuit can be opened by the current switching unit 50 according to the detection of an abnormal state without generating an excessive current.
  • the switch section 20 includes the electrical contacts 21 and the commutation switching section 22 that are connected in parallel, by controlling the opening and closing of the electrical contacts 21 and the commutation switching section 22 according to the order shown in FIG.
  • the breaking capacity of the commutation switch 22 can be utilized, and the low impedance characteristic of the electrical contact 21 can be utilized in the stationary closed state.
  • an abnormal state may be detected for a limited period of time, such as when the current increases only at startup, that is, only for a certain period immediately after the electric circuit is closed.
  • a load whose impedance or reactance fluctuates after starting such as a motor
  • a switchgear there are cases where a large starting current flows only immediately after the circuit is closed.
  • the output of the accident detection unit 40 is monitored for a predetermined standby time, and the abnormal state after the standby time has passed.
  • the commutation opening/closing unit 22 shown in FIG. 1 can be configured by a combination of a high melting point electrical contact and an arc chute, as shown in FIG. 5, in addition to the semiconductor switch described above.
  • the commutation switch 22X includes a heat-resistant contact 114 and an arc chute 120 housed in a case 111.
  • the heat-resistant contact 114 is made of a material having a higher melting point than silver and copper (for example, tungsten or nickel alloy).
  • the electrical contact 21 may be formed of typical low electrical resistivity materials such as silver or copper, or alloys thereof.
  • the case 111 accommodates a movable electrode 112, a fixed electrode 113, and an electrode operation unit 118 for opening and closing the heat-resistant contact 114. Furthermore, terminals 115 to 117 that can be electrically contacted from outside the case 111 are arranged. The terminal 115 corresponds to the terminal on the power supply side of the commutation switching unit 22 in FIG. Terminals 116 and 117 are terminals on the load side of commutation switching unit 22 in FIG.
  • the arc chute 120 has a pair of arc runners 121A and 121B and an arc extinguishing section 122 as a mechanical mechanism for extinguishing the arc generated when the heat resistant contact 114 is turned on and off.
  • the movable electrode 112 When a large current is introduced from the terminal 115 to the commutation opening/closing portion 22, the movable electrode 112 is automatically separated from the fixed electrode 113 by the electromagnetic force generated by the current. An arc generated between the electrodes in response to the separation of the movable electrode 112 is driven toward the arc chute 120 by the magnetic field action from the electrode.
  • the arc is commutated to the arc runner 121B, and current flows to the load circuit side via the arc runner 121B, the electrode operation part 118, and the terminal 116.
  • the electrode operation unit 118 operates so as to hold the opening of the movable electrode 112 by electromagnetic force.
  • the current After driving the arc between the arc runners 121A and 121B in this way, due to the effect of the arc discharge resistance, the current begins to move from the terminal 116 (accident detector 40) side to the terminal 117 (electrical resistance 31) side, As time elapses, the current is completely commutated so that the current flows through the electrical resistance 31 . At this time, the current that has passed through the electrical resistance 31 flows to the load circuit side via the terminal 117 , the electrode operating portion 118 and the terminal 116 . Thereby, the commutation opening/closing unit 22 can be opened (turned off) after suppressing the passage of a large current.
  • the abnormality determination is executed based on the magnitude of the current passing through the movable electrode 112 or the fixed electrode 113 according to the above operating principle. That is, the commutation opening/closing unit 22X determines that there is an abnormality and automatically performs an OFF operation when a current of a predetermined magnitude or more flows.
  • the commutation opening/closing unit 22X can be manually turned on/off by connecting to an external circuit (not shown). That is, by connecting the external circuit to the terminals 116 and 117 and energizing them, the opening/closing control of the movable electrode using the electrode operation unit 118 becomes possible.
  • an external circuit not shown
  • a trigger for turning on the commutation opening/closing unit 22X can be given by applying current to the electrode operation unit 118 using such an external circuit.
  • the commutation switching unit 22X shown in FIG. can be secured.
  • the commutation opening/closing portion 22 can be turned off in S170 or S172.
  • the accident detection section 40 is arranged on the load side (that is, on the node N2 side) with respect to the switch section 20.
  • the load side that is, on the node N2 side
  • changes in electrical signals such as voltage, current, and electrical resistance in the accident detection unit 40 are large. Become. As a result, it becomes easier to detect an abnormal state during abnormality diagnosis.
  • accident detection unit 40 is connected to electric resistance 31 on the load circuit side (node N2 side) of electric resistance 31, and It is connected in parallel to the switch section 20 .
  • the accident detection unit 40 detects the amount of temperature rise of the electrical resistance 31 or the integrated value of the square of the passing current, in addition to the electrical signals such as the voltage, current, and electrical resistance described above. An abnormal state can be detected based on the amount of energy absorbed by the electrical resistance 31 . As a result, it becomes possible to perform the opening/closing control shown in FIG.
  • FIG. 7 is a conceptual circuit diagram illustrating a configuration example of the switchgear 10c according to the second embodiment.
  • the switching device 10c includes a switch section 20, a switching command section 25, an electrical resistance 31 as a current suppressing element 30, and an accident detection section 40.
  • the switch section 20 includes an electrical contact 21 and a commutation switching section 22 that are connected in parallel and similar to those in the first embodiment.
  • the electrical contact 21 and the commutation switching section 22 are turned on or off by the switching command section 25 .
  • the switchgear 10a (FIG. 1) according to the first embodiment is different from the switchgear 10c according to the second embodiment in that the switching device 10a further includes the current switching unit 50 between the switch unit 20 and the node N2. It is understood that there was
  • the switch unit 20 is not composed of only one of the electrical contact 21 and the commutation switching unit 22, but includes electrical contacts connected in parallel. 21 and a commutation switch 22 .
  • FIG. 8 is a flow chart for explaining control processing of the closing operation by the switchgear according to the second embodiment.
  • the control process shown in FIG. 8 is executed, for example, by the opening/closing command unit 25 when the closing operation is commanded to the opening/closing device 10c.
  • the switching command unit 25 turns on the commutation switching unit 22 while keeping the electric contact 21 off in S210. This creates a "first state" between nodes N1 and N2. That is, in the control process of FIG. 8, the “first value” of the impedance between the nodes N1 and N2 corresponds to the on-resistance of the commutation switching section 22 .
  • the opening/closing command unit 25 executes abnormality diagnosis in this state through S220. That is, in S220, it is determined whether or not an abnormal state is detected based on the output of the accident detection section 40. FIG. Also in S220, as in S120 (FIGS. 3 and 4) in the first embodiment, depending on whether or not an abnormal state has been detected after a predetermined standby time has elapsed, determination of abnormality and normality is branched. You may
  • the process proceeds to S250, and the commutation switch 22 that was turned on at S210 is turned off.
  • the commutation switch 22 is configured to have a certain breaking capacity. As a result, the fault current can be interrupted before the current rises immediately after the commutation switching section 22 is turned on in accordance with the detection of the abnormal state. Then, since an abnormal state has occurred, the closing operation is terminated with both the electrical contact 21 and the commutation switching section 22 turned off.
  • the opening/closing command unit 25 further turns on the electrical contact 21 in S230. Further, the opening/closing command unit 25 turns off the commutation opening/closing unit 22 in S240. Note that the process of S240 may be omitted, like S160 (FIG. 3).
  • the switchgear 10c can form a current path with a low impedance and a large current carrying capacity between the nodes N1 and N2 by means of the electrical contacts 21 in a stationary closed state after the closing operation. can.
  • the switchgear 10c according to the second embodiment has a minimum configuration in which the current switchgear 50 is omitted from the switchgear 10a according to the first embodiment.
  • a current path is formed by the electrical resistance 31 when the switch section 20 is open. Therefore, although the switchgear 10c does not have an isolation function by itself, even if an accident such as a short-circuit occurs in the load circuit connected to the node N2, the current flowing through the switchgear 10b (electric resistance 31) will remain unchanged. can be suppressed and has a current limiting function.
  • the switchgear 10c executes abnormality diagnosis in a state where only the commutation switching unit 22 is turned on during the closing operation by the switch unit 20, and when no abnormality is detected in the abnormality diagnosis, the electric contact 21 is turned on. A steady closed state is formed.
  • the fault current can be interrupted by turning off the commutation switching unit 22.
  • the electric resistance 31 has a current-limiting effect to suppress the current flowing through the switchgear 10c.
  • the accident detection unit 40 can be configured to detect an abnormality when the passing current at the placement location deviates from a predetermined reference current range.
  • the switching command unit 25 opens the switch unit 20 when the current passing through the accident detection unit 40 is lower or higher than the reference current range. to turn off both.
  • Embodiment 3 a modification of the open/close command section 25 of the switch section 20 in the first and second embodiments will be described with reference to FIGS. 9A to 9C.
  • the opening/closing command unit 25X according to the third embodiment also has the function of the accident detection unit 40, and turns on/off the electric contact 21 in accordance with the passing current of the accident detection unit 40 in the first and second embodiments. It has an automatic control mechanism.
  • the opening/closing command section 25 when the passing current of the accident detecting section 40 is within a predetermined reference current range, the opening/closing command section 25 according to the third embodiment turns on the electric contact 21 while The electrical contact 21 is turned off when the current is lower than the reference current range (during low current) and when it is higher than the reference current range (during overcurrent).
  • FIG. 9A shows the state of the open/close command section 25X when the current passing through the coil 204 is lower than the reference current range.
  • the opening/closing command unit 25X has an electromagnet 26 constituted by iron cores 201 to 203 and a conducting conductor (coil) 204, and a connecting rod 27.
  • Iron cores 201 and 203 are arranged to face each other with iron core 203 interposed therebetween.
  • cores 201 to 203 are arranged such that gaps are generated between cores 201 and 202 and between cores 202 and 203, respectively.
  • the iron cores 201 and 202 are electrically connected to one of the first and second contacts (not shown) constituting the electrical contact 21, respectively. When the cores 201 and 202 come into contact with each other, the first and second contacts are also closed, while when there is a gap between the cores 201 and 202, the first and second contacts are also opened. be.
  • the coil 204 is arranged so that a current similar to that of the accident detector 40 passes.
  • the connecting rod 27 passes through a hole (not shown) provided in the fixed iron core 202 and integrally connects the iron cores 201 and 203 . That is, the iron cores 201 and 203 are configured to be integrally movable with respect to the fixed iron core 202 according to the electromagnetic force generated by the current passing through the coil 204 .
  • a biasing force 210 by a spring or the like acts on the connecting rod 27 to form gaps between the iron cores 201 and 202 and between the iron cores 202 and 203, respectively. Occur. Also, when the current is low, although the magnetic path indicated by the dotted line in FIG. 9A is formed, since the magnetic force of the magnetic path is small, the magnetic force (attractive force) that eliminates the air gap is not generated. As a result, an air gap is maintained between cores 201 and 202, and the first and second contacts connected to nodes N1 and N2, respectively, are also maintained open. That is, the electrical contact 21 is turned off.
  • FIG. 9B shows the state of the open/close command section 25X when the current passing through the coil 204 is lower than the reference current range.
  • FIG. 9B when the current passing through the coil 204 becomes larger than in the state of FIG. 9A, a magnetic path 250A passing through the iron cores 201 and 202 is formed.
  • An attractive force 221 of the movable core 201 with respect to the fixed core 202 is generated by the electromagnetic force generated by the magnetic path 250A.
  • the connecting rod 27 connected to the iron cores 201 and 203 is subjected to a rightward driving force 211 in FIG. 9A that exceeds the biasing force 210 in FIG. 9A.
  • the gap between the iron cores 201 and 202 is eliminated, and the iron cores 201 and 202 come into contact with each other, thereby closing the first contact and the second contact. That is, the electrical contact 21 is turned on.
  • FIG. 9C shows the state of the open/close command section 25X during overcurrent when the current passing through the coil 204 is higher than the reference current range.
  • iron core 202 is provided with thin portion 202# having a smaller cross-sectional area than the others, and the magnetic flux density of magnetic path 250A decreases as the current in coil 204 increases from the state in FIG. 9B. rises, magnetic saturation occurs in thin portion 202#.
  • a magnetic path 250B is formed through iron cores 201 to 203 so as to avoid thin portion 202# with increased magnetic resistance. Due to the formation of the magnetic path 250B, an attractive force 222 of the movable iron core 203 with respect to the fixed iron core 202 is generated. As a result, a driving force 212 acting in the same direction (to the left in the drawing) as the biasing force 210 in FIG. 9A acts on the connecting rod 27 connected to the iron cores 201 and 203 . As a result, the air gap between the iron cores 202 and 203 is eliminated, while the air gap is generated between the iron cores 201 and 202, thereby opening the first contact and the second contact. That is, the electrical contact 21 is turned off.
  • core 201 corresponds to a "first core”, core 202 to a “second core”, and core 203 to a "third core”, respectively.
  • driving force 211 and the magnetic path 250A shown in FIG. 9B correspond to the "first driving force” and the "first magnetic path”, respectively
  • driving force 212 and the magnetic path 250B shown in FIG. 9C. correspond to the "second driving force” and the "second magnetic path", respectively.
  • the switching command unit when the current passing through the switching device rises from zero and falls within the predetermined reference current range, the electrical contact 21 is controlled from off to on, and when the current is on, the load is turned on. When an accident such as a short circuit occurs in the circuit and an excessive current is generated, the electrical contact 21 can be automatically turned off. That is, according to the opening/closing command unit according to the third embodiment, the abnormality diagnosis during the closing operation of the switchgear described in the first and second embodiments is performed by hardware by on/off control of the electrical contact 21 without transmission/reception of the control signal. It can be implemented by a wear mechanism.
  • the switching command section 25X according to Embodiment 3 is applied to on/off control of the electric contact 21 that is connected in parallel with the commutation switching section 22 and constitutes the switch section 20 . That is, for the commutation switching section 22, similarly to the first and second embodiments, an opening/closing command section for controlling the on/off of the commutation switching section 22 is arranged.
  • the on/off of the electrical contact 21 can be automatically controlled by the operation of the open/close command unit 25 in the state.
  • the switch unit during the closing operation is similar to that described in the first and second embodiments.
  • the electrical contact 21 can be turned on in a stationary closed state after performing an abnormality diagnosis with the commutation switch 22 turned on.
  • FIG. 10 is a conceptual circuit diagram illustrating a configuration example of a switchgear 10d according to the fourth embodiment.
  • a switching device 10d includes a switch section 20, a switching command section 25, an energy absorbing element 32 as a current suppressing element 30, and an accident detection section 40.
  • the switch section 20 includes an electrical contact 21 and a commutation switching section 22 that are connected in parallel and similar to those in the first embodiment.
  • the electrical contact 21 and the commutation switching section 22 are turned on or off by the switching command section 25 .
  • the commutation switching section 22 can be configured by a semiconductor switch or an electric contact (for example, FIG. 5), as in the first and second embodiments.
  • the opening/closing command section 25X according to Embodiment 3 can be applied to the ON/OFF function of the electrical contact 21.
  • FIG. 9A to 9C the opening/closing command section 25X according to Embodiment 3
  • the switchgear 10d according to the fourth embodiment is different from the switchgear 10c according to the second embodiment (FIG. 7) in that the current suppressing element 30 has the energy absorption element 32 instead of the electric resistance 31. It differs in that it is configured by
  • the energy absorbing element 32 is typically composed of a varistor made of ZnO (zinc oxide) or the like.
  • a varistor like a diode, has non-ohmic properties and voltage difference absorption capability (i.e., blocking capability), and current does not flow even if a voltage difference below the specified limit voltage is applied across both ends. It has voltage-current characteristics.
  • the energy absorbing element 32 may be composed of a thermistor element whose electric resistance value increases as the temperature rises.
  • the thermistor element has an equivalent current interrupting capability by increasing the electrical resistance value due to the amount of heat generated by the energy of the overcurrent.
  • the opening/closing control of the switch section 20 during the closing operation of the opening/closing device 10d is the same as in the second embodiment. That is, the on/off of the electrical contact 21 and the commutation opening/closing section 22 that constitute the switch section 20 can be controlled according to the flowchart of FIG. Further, as described in the second embodiment, the abnormality diagnosis can be performed by determining whether or not the current of the accident detection section 40 is within the reference current range. In this case, the on/off control function of the electrical contact 21 among the functions of the open/close command unit 25 can be executed using the hardware of the open/close command unit 25X according to the third embodiment.
  • the switchgear 10d according to the third embodiment has a configuration in which the nodes N1 and N2 are always connected via a varistor (energy absorbing element), the electric contact 21 and the commutation switching section constituting the switch section 20 22 are both turned off, energy absorbing element 32 can also block current between nodes N1 and N2.
  • the switchgear 10d has a cutoff function even when the switch section 20 is open, although the switchgear 10d does not include the current switcher 50 shown in FIG.
  • the switchgear 10d executes abnormality diagnosis in a state where only the commutation switching unit 22 is turned on during the closing operation by the switch unit 20, and when no abnormality is detected in the abnormality diagnosis, the electric contact 21 is turned on. A steady closed state is formed.
  • the fault current can be interrupted by turning off the commutation switching unit 22.
  • the energy absorbing element 32 (varistor) can interrupt the current flowing through the switching device 10d.
  • FIG. 11 is a conceptual circuit diagram illustrating a configuration example of a switchgear 10e according to the fifth embodiment.
  • a switchgear 10e differs from a switchgear 10d (FIG. 10) according to Embodiment 4 in that the switch section 20 is configured only by a semiconductor switch 23.
  • FIG. Semiconductor switch 23 is connected between nodes N1 and N2 and is on/off controlled according to a control signal from open/close command section 25 .
  • the semiconductor switch 23 is ON/OFF-controlled during circuit operation, so that the switch section 20 can be configured only by the semiconductor switch 23.
  • FIG. 12 shows a flowchart for explaining an example of control processing during the closing operation of the switching device according to the fifth embodiment.
  • the control process shown in FIG. 12 is executed, for example, by the opening/closing command unit 25 when the closing operation is commanded to the opening/closing device 10e.
  • abnormality diagnosis is performed at S320.
  • an ON period of the semiconductor switch 23 is provided for a predetermined length of time, and during the ON period, the passing current Isw of the semiconductor switch 23 detected by the accident detection unit 40 and a predetermined determination current It are detected. are compared.
  • an abnormal condition is detected when Isw ⁇ It is detected during the ON period.
  • the open/close command unit 25 branches the process of S320 at the end of the ON period described above. If an abnormal condition is detected during the on period of semiconductor switch 23, the process proceeds to S330, and semiconductor switch 23 is turned off to provide an off period of semiconductor switch 23. FIG. As a result, the passing current Isw is temporarily interrupted. As described above, in the fifth embodiment, abnormality diagnosis is performed by repeatedly turning on and off the semiconductor switch 23 . That is, in the control process of FIG. 12, the opening/closing instruction unit 25 generates a control signal for repeatedly turning on/off the semiconductor switch 23, thereby forming the "first state" between the nodes N1 and N2.
  • the open/close command unit 25 counts the number of times the semiconductor switch 23 is turned on and off for abnormality diagnosis. Determine whether or not The processes of S310 to S340 are repeatedly executed until the number of repetitions reaches a specified number.
  • the semiconductor switch 23 can be turned on and off repeatedly with a constant switching cycle and a constant ON period ratio (duty ratio) with respect to the switching cycle. Alternatively, considering that the current is large at startup, the switching period can be minimized at startup and gradually lengthened.
  • the opening/closing command is issued.
  • the unit 25 skips the processes of S330 and S340 and ends the closing operation of the switching device 10e.
  • the semiconductor switch 23 is maintained in the ON state and the closing operation is terminated, thereby forming a steady closed state by the opening/closing device 10e. That is, in the control process of FIG. 12, the switching command unit 25 generates the control signal for keeping the semiconductor switch 23 ON, so that the equivalent impedance is set between the nodes N1 and N2 to the "first state.” ” is formed.
  • FIG. 13 shows an example of an operating waveform diagram of a semiconductor switch in a switchgear according to Embodiment 5.
  • the semiconductor switch 23 by repeatedly turning on and off the semiconductor switch 23 to diagnose an abnormality, even when an abnormality such as a short circuit occurs, the semiconductor switch 23 is turned off while the passing current Isw is increasing, thereby closing the circuit. A large current can be prevented from passing during operation.
  • the prescribed number of times in S340 of FIG. 12 is predetermined according to the standby time corresponding to the length of time during which the rush current is eliminated in the normal state, that is, according to the characteristics of the load circuit (not shown) connected to the node N2. be able to.
  • the switching device 10d is arranged for a load circuit in which no rush current is generated and the starting current is not so large, the closing operation can be completed early by reducing the specified number of times.
  • the switchgear 10e can be brought into a steady closed state after the inrush current is eliminated in the normal state. At this time, by turning the semiconductor switch 23 on and off, the magnitude of the inrush current can also be suppressed.
  • abnormality diagnosis is performed so as to open the switchgear 10e.
  • the prescribed number of times can be obtained from the standby time according to the characteristics of the load circuit described above and the switching period of the semiconductor switch 23 in the abnormality diagnosis. Therefore, it will be described for confirmation that the comparison of the ON/OFF repetition count and the specified count in S340 is equivalent to the comparison of the elapsed time from the start of the closing operation and the standby time.
  • the switchgear 10e when a load circuit having a characteristic of generating a large starting current is connected to the power supply, an abnormality diagnosis is performed to appropriately detect an abnormal state. A closing operation can be performed. Furthermore, since the current passing through the switchgear 10e during the closing operation, including the starting current in the normal state, can be suppressed, the device protection effect can be enhanced.
  • the abnormality diagnosis in which the semiconductor switch 23 is repeatedly turned on and off described in the fifth embodiment is performed in the switchgear 10d (FIG. 10) according to the fourth embodiment, in which the commutation switch 22 is a semiconductor switch. It can also be applied to abnormality diagnosis (equivalent to S210 and S220 in FIG. 8) executed with the commutation switching unit 22 (semiconductor switch) turned on while the electric contact 21 is turned off when the switch is configured. is.
  • 10a to 10e switchgear 20 switch unit, 21 electric contact, 22, 22X commutation switching unit, 23 semiconductor switch, 25, 25X switching command unit, 30 current control element, 31 electric resistance, 32 energy absorption element, 40 accident detection section, 50 current switching section, 111 case, 112 movable electrode, 113 fixed electrode, 114 heat resistant contact, 115 to 117 terminal, 118 electrode operation section, 120 arc chute, 121A, 121B arc runner, 122 arc extinguishing section, 201 to 203 iron core , 202# thin portion, 204 coil, 205 connecting rod, 210 biasing force, 211, 212 driving force, 221, 222 attraction force, 250A, 250B magnetic path, Isw passing current (semiconductor switch), It judgment current, N1, N2 node.

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Abstract

スイッチ部（２０）は、電源と電気的に接続された第１ノード（Ｎ１）と、電源から電力供給を受ける負荷回路と電気的に接続された第２ノード（Ｎ２）との間に接続される。電流抑制素子（３０）として、限流のための電気抵抗（３１）が、スイッチ部（２０）と並列に接続される。事故検知部（４０）は、第１ノード及び第２ノード（Ｎ２）の間を電気的に接続することによって形成された通電回路内での異常を検知する。開閉指令部（２５）は、開閉装置（１０ｃ）の閉路動作の際に、第１ノード（Ｎ１）及び第２ノード（Ｎ２）の間のインピーダンスが第１の値となる様にスイッチ部（２０）を制御した第１の状態で事故検知部（４０）の出力に基づいて異常診断を実行し、当該異常診断において異常状態が検知されない場合に、インピーダンスが第１の値以下である第２の状態が形成される様にスイッチ部（２０）を制御する。

Description

開閉装置及び開閉装置の制御方法
　本開示は、開閉装置及び開閉装置の制御方法に関する。
　電気回路を閉路及び開路するための開閉素子として、電気接点及び半導体スイッチ等が用いられる。実開平５－７８１４６号公報（特許文献１）には、高速開閉器及び遮断器が直列接続された構成において、半導体スイッチ及び限流抵抗の各々を高速開閉器と並列に接続し限流遮断器が開示されている。
　特許文献１の限流遮断器によれば、通常時には、機械的接点で構成された高速開閉器によって大電流を通電する一方で、短絡事故発生時には、変流器によって異常が検知されると、半導体スイッチをオンした後に機械的接点を開放することで、短絡電流は、半導体スイッチに転流されるので、アークを速やかに消弧される。
　更に、半導体スイッチへの転流の完了後に、半導体スイッチをオフすることで、短絡電流を無アークで限流抵抗に更に転流することができる。これにより、特許文献１の限流遮断器では、特殊な転流機構を要することなく、アークを速やかに消弧して、安全に電気回路の開路を行うことができる。
実開平５－７８１４６号公報
　上述の様に、特許文献１の限流遮断器によれば、正常な閉路状態から電気回路に短絡事故が発生した場合に、安全な回路を実現することができる。一方で、開閉装置を用いて電源と電気回路とを接続する場合、即ち、開路状態から閉路状態への閉路動作時に、接続先の回路に短絡状態等の異常が既に発生しているときには、閉路と同時に大電流が発生することで、開閉素子が破損することが懸念される。しかしながら、特許文献１には、閉路動作時の制御については特に記載されていない。
　一方で、上述の様な閉路と同時に短絡電流が発生するケースに対する耐性を確保するために、開閉器及び半導体スイッチについて、通電容量を大きくする、或いは、複数個並列配設するとともに、遮断器について遮断容量又は投入容量を大きくする対策が考えられる。しかしながら、この様な対策は、開閉装置の大型化及び高コスト化を招くことが懸念される。
　本開示は、このような問題点を解決するためになされたものであって、本開示の目的は、短絡等の異常が発生した回路を閉路しても閉路動作時における、過大電流の発生、及び、構成部品の破損を防止することが可能な、開閉装置及び開閉装置の制御方法を提供することを目的としている。
　本開示のある局面によれば、開閉装置が提供される。開閉装置は、スイッチ部と、電流抑制素子と、スイッチ部の開閉を制御する開閉指令部とを備える。スイッチ部は、電源と電気的に接続された第１ノードと、前記電源から電力供給を受ける負荷回路と電気的に接続された第２ノードとの間に接続される。電流抑制素子は、前記第１ノード及び前記第２ノードの間に前記スイッチ部と並列接続される。事故検知部は、前記第１ノード及び前記第２ノードの間を電気的に接続することによって形成された電源及び負荷回路を含む通電回路内での異常を検知する。開閉指令部は、前記開閉装置の閉路動作の際に、前記第１ノード及び前記第２ノードの間のインピーダンスが第１の値となる第１の状態が形成される様に前記スイッチ部を制御して前記事故検知部の出力に基づいて異常診断を実行する。開閉指令部は、当該異常診断において前記事故検知部によって異常状態が検知されない場合に、前記インピーダンスが前記第１の値以下である第２の値となる第２の状態が形成される様にスイッチ部を制御する。
　本開示の他のある局面によれば、開閉装置の制御方法が提供される。電源と電気的に接続された第１ノードと、前記電源から電力供給を受ける負荷回路と電気的に接続された第２ノードとの間に配置された開閉装置の制御方法は、開閉装置の閉路動作の際に、前記第１ノード及び前記第２ノードの間に電流抑制素子と並列に接続されたスイッチ部を、前記第１ノード及び前記第２ノードの間のインピーダンスが第１の値となる第１の状態を形成する様に制御するステップと、第１の状態において、前記第１ノード及び前記第２ノードの間を電気的に接続することによって形成された、前記電源及び前記負荷回路を含む通電回路内での異常状態を検知する異常診断を実行するステップと、異常診断において前記異常状態が検知されない場合に、前記インピーダンスが前記第１の値以下である第２の値となる第２の状態が形成される様に前記スイッチ部を制御するステップと、異常診断において前記異常状態が検知された場合に、前記スイッチ部を開路するステップとを備える。
　本開示によれば、第１ノード及び第２ノード間のインピーダンスが定常的な閉路状態（第２の状態）よりも高い状態（第１の状態）での異常診断が正常であった場合にのみ、第１ノード及び第２ノードの間が定常的な閉路状態となる様にスイッチ部が制御されるので、短絡等の異常が発生した回路を閉路した場合にも、過大電流の発生、及び、構成部品の破損を防止することができる。
実施の形態１に係る開閉装置の構成例を説明する概念的な回路図である。 実施の形態１に係る開閉装置の閉路動作における制御動作を説明する波形図である。 実施の形態１に係る開閉装置の閉路動作時における制御処理の第１の例を説明するフローチャートである。 実施の形態１に係る開閉装置の閉路動作時における制御処理の第２の例を説明するフローチャートである。 転流開閉部の変形例を説明する断面図である。 実施の形態１の変形例に係る開閉装置の構成例を説明する概念的な回路図である。 実施の形態２に係る開閉装置の構成例を説明する概念的な回路図である。 実施の形態２に係る開閉装置の閉路動作時における制御処理例を説明するフローチャートである。 実施の形態３に係る開閉指令部の構成及び低電流時の動作を説明する概念的な断面図である。 実施の形態３に係る開閉指令部の構成及び基準電流範囲での動作を説明する概念的な断面図である。 実施の形態３に係る開閉指令部の構成及び過電流時の動作を説明する概念的な断面図である。 実施の形態４に係る開閉装置の構成例を説明する概念的な回路図である。 実施の形態５に係る開閉装置の構成例を説明する概念的な回路図である。 実施の形態５に係る開閉装置の閉路動作時における制御処理例を説明するフローチャートである。 実施の形態５に係る開閉装置における半導体スイッチの動作波形図の一例である。
　以下に、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では、図中の同一又は相当部分には同一符号を付して、その説明は原則的に繰返さないものとする。
　実施の形態１．
　図１は、実施の形態１に係る開閉装置１０ａの構成例を説明する概念的な回路図である。
　図１を参照して、開閉装置１０ａは、スイッチ部２０と、開閉指令部２５と、電流抑制素子３０としての電気抵抗３１と、事故検知部４０と、電流開閉部５０とを備える。
　スイッチ部２０及び電流開閉部５０は、ノードＮ１及びＮ２の間に直列接続されて、開閉指令部２５からの指令に従って、ノードＮ１及びＮ２の間の接続状態を制御する。
　ノードＮ１は、図示しない電源と電気的に接続される。ノードＮ２は、上記電源から電力供給を受ける負荷回路（図示せず）と電気的に接続される。即ち、実施の形態１では、スイッチ部２０とノードＮ２との間に、電流開閉部５０が接続される。ノードＮ１及びＮ２は、「第１ノード」及び「第２ノード」の一実施例にそれぞれ対応する。
　スイッチ部２０は、並列接続された、電気接点２１及び転流開閉部２２を含む。電気接点２１及び転流開閉部２２の各々は、開閉指令部２５によって開路又は閉路される。開閉指令部２５は、例えば、後述する制御処理を実行するためのプログラムが実装されたマイクロコンピュータによって構成することができる。
　電気接点２１は、定常的な電流経路を形成するために配置されるので、低インピーダンスで構成される。例えば、電気接点２１は、電磁力の有無によって機械的に開閉される様に構成される。転流開閉部２２は、事故発生時に動作するために配置され、代表的には、半導体スイッチによって構成される。又、後程変形例として説明する様に、転流開閉部２２は、有接点の構成とすることも可能である。
　電気接点２１は、負荷回路（図示せず）への給電に対応した通電容量を有する一方で、遮断容量は基本的には不要である。これに対して、転流開閉部２２は、電気接点２１と比較すると、通電容量が小さい一方で、遮断容量は大きくなる様に構成される。又、電気接点２１のオン状態でのインピーダンスは、転流開閉部２２のオン状態でのインピーダンス以下である。
　電流開閉部５０は、事故電流を遮断可能な、遮断器又は開閉器によって構成される。電流開閉部５０は、電気接点２１と同等の通電容量を要する。尚、一般的に、開閉器は、定格電流の数倍～十倍未満程度の過電流の遮断能力を有し、遮断器は、定格電流の１０倍以上の短絡電流についても遮断する能力を有している。従って、電流開閉部５０としては、遮断を想定する事故電流の大きさに対応させて、上記遮断器又は開閉器を選択することができる。
　事故検知部４０は、ノードＮ１及びＮ２が電気的に接続されることで、ノードＮ１と接続された電源（図示せず）及びノードＮ２と電気的に接続された負荷回路（図示せず）を含んで形成された通電回路内での異常を検知する。事故検知部４０の出力、即ち、異常状態の検出有無によって、異常診断が実行される。
　事故検知部４０は、当該通電回路内の予め定められた部位における、電流、電圧、電流及び電圧の比で求められる電気抵抗、又は、温度上昇等の測定情報が反映された電気信号に基づいて、短絡による過電流に代表される異常状態（事故）の発生を検知する。或いは、事故検知部４０は、上記電気信号の周波数成分の分布（周波数スペクトル）に基づいて、異常状態の発生を検知することも可能である。
　回路に異常が発生している場合には、電流が上昇するなどの回路特性の変化が生じるため、事故検知部４０は、電流の変化を測定することで異常状態を検知することができる。又、短絡が生じている場合では、短絡箇所において、電圧の低下、又は、電気抵抗の低下が生じる。このため、事故検知部４０は、電圧、又は、電気抵抗を測定することでも異常状態を検知することができる。
　或いは、通電回路内で異常発熱している場合もあるため、事故検知部４０は、温度上昇を測定することによっても、異常状態を検知することができる。更に、放電を伴う異常が発生している場合では、上記電気信号内に放電ノイズが重畳される現象、又は、放電に伴う発光が生じる。このため、事故検知部４０は、上記電気信号の周波数成分、または、発光に係る光情報を測定することでも異常を検知することができる。
　尚、上記光情報は、代表的には、イメージセンサによって測定された発光の強度値とすることができる。或いは、誤検知を回避するため、光学フィルタ又は分光器を介して取得された、特定波長の光の強度値を、光情報として用いることも可能である。
　事故検知部４０は、上述した測定情報の複数個の組み合わせによって異常状態を検出することも可能である。この場合には、検知精度を向上するとともに、異常の種類についても判断することが可能となる。
　事故検知部４０は、上記電気信号、電気信号の特定周波数の成分、及び、光情報を、予め設定された基準範囲と比較することによって、異常状態を検知することができる。或いは、基準範囲については、正常動作時に学習した測定情報に基づいて設定することも可能である。
　代表的には、正常状態時における上記電気信号等の測定情報を正常値として収集して、当該正常値の分布に従った統計処理によって、異常診断に用いられる基準範囲を設定することができる。例えば、収集された正常値の３σ範囲を基準範囲として設定して、電気信号等の測定情報が当該基準範囲外となったときに異常状態を検知することができる。
　或いは、複数の種類の測定情報を用いて異常状態を検知する場合には、上記の様に収集された正常値の分布（二次元、三次元、或いは、四次元以上）のパターン又は範囲を学習させて、異常診断時に得られた測定情報（実績値）と正常値（学習値）との間でのデータパターンの相関係数が予め定められた基準値以下となった場合に、異常状態を検知することができる。
　この様な学習によって基準範囲を設定することで、負荷回路を更新した場合等においても基準範囲を適切に修正することが可能となる。
　図２には、実施の形態１に係る開閉装置１０ａが開路状態から閉路状態へ移行する際、即ち、閉路動作時の制御動作を説明する波形図である。
　図２を参照して、開閉装置１０ａは、時刻ｔ１において、電気接点２１、転流開閉部２２、及び、電流開閉部５０の全てがオフされた状態である。開閉指令部２５は、開閉装置１０ａに対して閉路動作が指示されると、まず、時刻ｔ２において、電気接点２１及び転流開閉部２２をオフに維持する一方で、電流開閉部５０をオンする。これにより、図１では、ノードＮ１及びＮ２の間に、電気抵抗３１及び電流開閉部５０を経由する電流経路が形成される。この状態で、時刻ｔ３において、事故検知部４０の出力に基づく異常診断Ａが行われる。
　開閉指令部２５は、異常診断Ａにおいて、異常状態が検知されないと、時刻ｔ４において、電気接点２１をオフに維持する一方で、転流開閉部２２を更にオンする。この状態で、時刻ｔ５において、事故検知部４０の出力に基づく異常診断Ｂが行われる。開閉指令部２５は、異常診断Ｂにおいて、異常状態が検知されない場合には、時刻ｔ６において、更に電気接点２１をオンする。
　更に、時刻ｔ７では、開閉指令部２５は、電気接点２１をオンに維持したままで、転流開閉部２２をオフしてもよい。例えば、転流開閉部２２が半導体スイッチによって構成される場合には、時刻ｔ７において、転流開閉部２２をオフすることが好ましい。正常な閉路動作後の定常的な閉路状態として、低インピーダンスの電気接点２１と、オン状態の電流開閉部５０とによって、ノードＮ１及びＮ２の間に電流経路が形成される。一方で、転流開閉部２２が、有接点の構成、即ち、電気接点を含んで構成される場合には、時刻ｔ７以降において、転流開閉部２２をオンに維持してもよい。又、転流開閉部２２が半導体スイッチによって構成される場合においても、時刻ｔ７において、転流開閉部２２をオンに維持することが可能である。いずれにしても、定常的な閉路状態では、電気接点２１のオンを伴ってノードＮ１及びＮ２の間に電流経路が形成される。定常的な閉路状態から過電流が発生した場合には、電流開閉部５０の開路によって、事故電流を遮断することができる。
　図３は、図２に示された閉路動作のための制御処理を説明するフローチャートである。図３に示された制御処理は、開閉装置１０ａに閉路動作が指令されると、例えば、開閉指令部２５によって実行される。
　図３を参照して、開閉指令部２５は、ステップ（以下、単に「Ｓ」と表記する）１１０では、電流開閉部５０をオンする。Ｓ１１０の処理は、図２の時刻ｔ２で行われる。これにより、開閉装置１０ａ（図１）では、オン状態の電流開閉部５０及び電気抵抗３１を経由して、ノードＮ１及びＮ２の間に電流経路が形成される。これにより、ノードＮ１及びＮ２の間に「第１の状態」が形成される。即ち、図３の制御処理では、ノードＮ１及びＮ２間のインピーダンスの「第１の値」は、電流開閉部５０のオン抵抗、及び、電気抵抗３１の和に相当する。
　この状態から、開閉指令部２５は、Ｓ１２０により、図２の時刻ｔ３と同様に、異常診断Ａを実行する。即ち、Ｓ１２０では、事故検知部４０の出力に基づいて、異常状態が検知されるか否かが判定される。異常状態が検知された場合には、処理はＳ１８０に進められて、Ｓ１１０でオンされた電流開閉部５０がオフされる。この際に、電流開閉部５０を通過する電流は電気抵抗３１によって限流されているため、容易に電流を遮断することができる。そして、異常状態が発生しているため、電流開閉部５０、並びに、スイッチ部２０を構成する電気接点２１及び転流開閉部２２がオフした状態で、閉路動作は終了される。
　一方で、開閉指令部２５は、Ｓ１２０による判定（異常診断Ａ）で異常状態が検知されない場合には、Ｓ１３０により、図２の時刻ｔ４と同様に、電気接点２１のオフを維持する一方で、転流開閉部２２をオンする。これにより、開閉装置１０ａ（図１）では、転流開閉部２２のオン抵抗は、電気抵抗３１の抵抗値よりも大幅に低いため、オン状態の電流開閉部５０及び転流開閉部２２を経由して、ノードＮ１及びＮ２の間に電流経路が形成される。
　この状態から、開閉指令部２５は、Ｓ１４０により、図２の時刻ｔ５と同様に、異常診断Ｂを実行する。Ｓ１４０においても、事故検知部４０の出力に基づいて、異常状態が検知されるか否かが判定される。異常状態が検知された場合には、処理はＳ１７０及びＳ１８０に進められる。開閉指令部２５は、Ｓ１７０では、Ｓ１３０でオンした転流開閉部２２をオフし、Ｓ１８０では、上述の様に、Ｓ１１０でオンされた電流開閉部５０をオフする。これにより、異常発生時には、電流開閉部５０、並びに、スイッチ部２０を構成する電気接点２１及び転流開閉部２２がオフした状態で、閉路動作が終了される。尚、Ｓ１７０及びＳ１８０の処理は、同時に実行されても良く、或いは、Ｓ１８０が先に実行されてもよい。
　通電回路での事故の種類によっては、電気抵抗３１に事故電流が通過するケースでは、事故検知部４０が検知する情報の変化が小さくなることがある。転流開閉部２２がオンされる異常診断Ｂでは、事故電流に対する電気抵抗３１の影響が小さくなるので、異常診断Ａでは検知できなかった異常についても検出することが可能となる。特に、転流開閉部２２が半導体スイッチで構成される場合には、電流が大きく上昇する前にターンオフ動作することが可能であるので、異常発生時にもアークを発生させることなく、通電回路を開路することができる。
　一方で、開閉指令部２５は、Ｓ１４０による判定（異常診断Ｂ）で異常状態が検知されない場合には、Ｓ１５０により、図２の時刻ｔ６と同様に、電気接点２１を更にオンする。その後、開閉指令部２５は、Ｓ１６０により、図２の時刻ｔ７と同様に、転流開閉部２２をオフする。これにより、開閉装置１０ａは、閉路動作後の定常的な閉路状態では、電気接点２１及び電流開閉部５０によって、ノードＮ１及びＮ２の間に低インピーダンスの電流経路を形成することができる。上述の様に、転流開閉部をオフするＳ１６０の処理は、省略されてもよい。
　この様にして、異常診断Ａ及び異常診断Ｂによって異常状態が検知されない場合には、ノードＮ１及びＮ２の間に「第２の状態」が形成される。即ち、図３の制御処理では、ノードＮ１及びＮ２間のインピーダンスの「第２の値」は、電流開閉部５０のオン抵抗値と、電気接点２１のオン抵抗値、又は、電気接点２１及び転流開閉部２２のオン抵抗を並列接続した抵抗値との和に相当する。即ち、第２の状態において、ノードＮ１及びＮ２間のインピーダンスは、第１の状態でのインピーダンス以下となる。又、第２の状態では、第１の状態から、スイッチ部２０の構成素子のオンオフ状態が変化する。
　尚、実施の形態１では、電流開閉部５０が配置されるため、電気接点２１及び転流開閉部２２のうちの一方のみで、スイッチ部２０を構成することも可能である。
　図４は、スイッチ部２０が電気接点２１及び転流開閉部２２のうちの一方のみで構成された場合での閉路動作の制御処理を説明するフローチャートである。図４に示された制御処理についても、開閉装置１０ａに閉路動作が指令されると、例えば、開閉指令部２５によって実行される。
　図４を参照して、開閉指令部２５は、図３と同様のＳ１１０により電流開閉部５０をオンすると、図３と同様のＳ１２０により、事故検知部４０の出力に基づく異常診断Ａを実行する。異常診断Ａで異常状態が検知された場合には、処理はＳ１８０に進められる。Ｓ１８０では、Ｓ１１０でオンされた電流開閉部５０がオフされることで、電気抵抗３１によって限流された事故電流が遮断され、電流開閉部５０，並びに、スイッチ部２０を構成する電気接点２１又は転流開閉部２２の両方がオフされた状態で、閉路動作が終了される。
　即ち、図４の制御処理においても、電流開閉部５０のオンによりノードＮ１及びＮ２の間に「第１の状態」が形成される。即ち、ノードＮ１及びＮ２間のインピーダンスの「第１の値」は、電流開閉部５０のオン抵抗、及び、電気抵抗３１の和に相当する。
　一方で、開閉指令部２５は、Ｓ１２０による判定（異常診断Ａ）で異常状態が検知されない場合には、Ｓ１３２により、スイッチ部２０を構成する電気接点２１又は転流開閉部２２をオンする。これにより、開閉装置１０ａ（図１）では、オン状態の電流開閉部５０及びスイッチ部２０（電気接点２１又は転流開閉部２２）を経由して、ノードＮ１及びＮ２の間に電流経路が形成される。
　この状態から、開閉指令部２５は、図３と同様のＳ１４０により、事故検知部４０の出力に基づく異常診断Ｂを実行して、異常状態が検知された場合には、処理をＳ１７２及びＳ１８０に進める。開閉指令部２５は、Ｓ１７２では、Ｓ１３２でオンした電気接点２１又は転流開閉部２２（即ち、スイッチ部２０）をオフし、Ｓ１８０では、上述の様に、Ｓ１１０でオンされた電流開閉部５０をオフする。これにより、異常発生時には、電流開閉部５０，並びに、スイッチ部２０の両方がオフされた状態で、閉路動作が終了される。図２と同様に、Ｓ１７０及びＳ１８０の処理は、同時に実行されても良く、Ｓ１８０が先に実行されてもよい。尚、スイッチ部２０が電気接点２１のみで構成される場合には、Ｓ１８０を先に実行して、電流開閉部５０が電気接点２１よりも先にオフされる方が、アークの発生を防止する観点からは好ましい。
　開閉指令部２５は、Ｓ１４０による判定（異常診断Ｂ）で異常状態が検知されない場合には、異常診断Ｂでの状態、即ち、電流開閉部５０と、スイッチ部２０（電気接点２１又は転流開閉部２２）とがオンされた状態を維持する。この結果、開閉装置１０ａは、閉路動作後の定常的な閉路状態を形成する。これにより、ノードＮ１及びＮ２の間に「第２の状態」が形成される。即ち、ノードＮ１及びＮ２間のインピーダンスの「第２の値」は、電流開閉部５０のオン抵抗と、スイッチ部２０（電気接点２１又は転流開閉部２２）のオン抵抗との和に相当する。
　この様に、本実施の形態に係る開閉装置では、閉路動作時において、ノードＮ１及びＮ２間のインピーダンスが定常的な閉路状態時よりも高い状態を形成する様に複数の開閉素子を制御した下で異常診断を実行して、当該異常診断において異常が検知されないときに、当該複数の開閉素子による定常的な閉路状態を形成する様に複数の開閉素子を制御する。これにより、短絡等の異常が発生した回路を閉路した場合にも、過大電流の発生、及び、構成部品の破損を防止することができる。
　特に、実施の形態１に係る開閉装置１０ａでは、最初に電気抵抗３１を経由する経路を形成することで、限流効果を得ることができるので、短絡などの異常が発生している電気回路を閉路した場合においても、過大な電流を発生させることなく、異常状態の検知に応じて、電流開閉部５０による開路を実現することができる。
　更に、スイッチ部２０が並列接続された電気接点２１及び転流開閉部２２を含む構成では、図２に示した順序に従って電気接点２１及び転流開閉部２２の開閉を制御することで、スイッチ部２０を用いた異常診断（異常診断Ｂ）では転流開閉部２２による遮断容量を活用するとともに、定常的な閉路状態では、電気接点２１の低インピーダンス特性を活用することができる。
　又、負荷回路の種類によっては、起動時のみ、即ち、電気回路の閉路直後の一定期間のみで電流が大きくなる等で時限的に異常状態が検知される可能性がある。例えば、モータ等の起動後にインピーダンス又はリアクタンスが変動する負荷と、電源とを開閉装置によって接続した場合には、閉路直後のみに大きな始動電流が流れるケースがある。この様なケースに対応するために、異常診断Ａ（図３，４のＳ１２０）については、予め定められた待機時間にわたって事故検知部４０の出力を監視し、当該待機時間の経過後における異常状態の検知有無に応じて、Ｓ１８０、又は、Ｓ１３０（Ｓ１３２）への分岐を判断する様に、電流開閉部５０及びスイッチ部２０の開閉制御を行うことも可能である。この様にすると、上記始動電流を異常と判定しないようにして、開閉装置の閉路動作を行うことができる。
　図１に示された転流開閉部２２は、上述した半導体スイッチの他、図５に示される様に、高融点の電気接点と、アークシュートとの組み合わせによっても構成することが可能である。
　図５を参照して、変形例に係る転流開閉部２２Ｘは、ケース１１１に格納された、耐熱接点１１４と、アークシュート１２０とを含む。耐熱接点１１４は、銀及び銅よりも高融点の物質（例えば、タングステン、又は、ニッケル合金等）によって形成される。これに対して、電気接点２１は、代表的な低電気抵抗率の物質である銀或いは銅、又は、これらの合金によって形成することができる。
　ケース１１１には、耐熱接点１１４を開閉するための、可動電極１１２、固定電極１１３、及び、電極操作部１１８が収納される。更に、ケース１１１の外部から電気的にコンタクト可能な端子１１５～１１７が配置される。端子１１５は、図１における転流開閉部２２の電源側の端子に相当する。端子１１６及び１１７は、図１における転流開閉部２２の負荷側の端子であり、端子１１６は、事故検知部４０と接続される一方で、端子１１７は、電気抵抗３１と接続される。
　アークシュート１２０は、耐熱接点１１４のオンオフ時に発生するアークを消弧させるための機械的機構として、一対のアークランナ１２１Ａ，１２１Ｂ、及び、消弧部１２２を有する。
　端子１１５から、転流開閉部２２に大きな電流が導入されると、当該電流によって生じる電磁力によって、可動電極１１２は自動的に固定電極１１３から開離する。可動電極１１２の開離に応じて電極間に発生したアークは、当該電極からの磁界作用によってアークシュート１２０側へ駆動される。
　この様なアークの駆動後、アークランナ１２１Ｂにアークが転流されることにより、アークランナ１２１Ｂ、電極操作部１１８、及び、端子１１６を介して、負荷回路側に電流が流れる。この際に、電極操作部１１８は、電磁力によって、可動電極１１２の開極を保持する様に動作する。
　この様なアークランナ１２１Ａ及び１２１Ｂ間へのアークの駆動後、アークの放電抵抗の効果により、電流は、端子１１６（事故検知部４０）側から、端子１１７（電気抵抗３１）側へ移行し始め、時間経過に応じて、電気抵抗３１に電流が流れる様に完全に転流される。この際に、電気抵抗３１を経由した電流は、端子１１７、電極操作部１１８、及び、端子１１６を経由して負荷回路側に流れる様になる。これにより、大電流の通過に対して、電流を抑制した上で、転流開閉部２２を開放（オフ）することができる。
　図５に示された転流開閉部２２Ｘでは、上記動作原理により、異常判断は可動電極１１２又は固定電極１１３を通過する電流の大きさに基づいて実行されることになる。即ち、転流開閉部２２Ｘは、予め定められた大きさ以上の電流が流れる場合には、異常と判断して、自動的にオフ動作を実行する。
　又、前記転流開閉部２２Ｘでは、図示しない外部回路と接続することで手動でのオンオフ動作も可能である。即ち、当該外部回路と端子１１６及び端子１１７とを接続して通電することにより、電極操作部１１８を用いた可動電極の開閉制御が可能となる。例えば、図３のＳ１３０及び図４のＳ１７２では、この様な外部回路を用いて電極操作部１１８に電流を流すことで、転流開閉部２２Ｘをオンするトリガを与えることができる。
　この様にして、図５に示された転流開閉部２２Ｘは、アーク放電を高抵抗化するためのアークシュート１２０を具備することで、異常診断Ｂでの異常状態の検知時における遮断容量を確保することができる。これにより、図３及び図４に示された開閉制御において、Ｓ１７０又Ｓ１７２における転流開閉部２２のオフ動作を実現することができる。
　又、図１に示された開閉装置１０ａでは、事故検知部４０は、スイッチ部２０よりも負荷側（即ち、ノードＮ２側）に配置されている。これにより、事故検知部４０がスイッチ部２０よりも電源側（即ち、ノードＮ１側）配置された構成と比較して、事故検知部４０における電圧、電流、電気抵抗等の電気信号の変化が大きくなる。この結果、異常診断時における異常状態の検知が容易となる。
　或いは、図６に示される様に、事故検知部４０の配置個所を図１から変形することも可能である。
　図６を参照して、実施の形態１の変形例に係る開閉装置１０ｂでは、事故検知部４０は、電気抵抗３１の負荷回路側（ノードＮ２側）において、電気抵抗３１と接続され、かつ、スイッチ部２０に対して並列接続される。
　変形例に係る開閉装置１０ｂでは、事故検知部４０は、上述した電圧、電流、電気抵抗等の電気信号の他に、電気抵抗３１の温度上昇量、又は、通過電流の二乗の積算値によって示される電気抵抗３１での吸収エネルギ量に基づいて、異常状態を検知することができる。この結果、電気抵抗３１の溶損等による故障を未然に防止する様に、図３又は図４に示された開閉制御を行うことが可能となる。
　実施の形態２．
　図７は、実施の形態２に係る開閉装置１０ｃの構成例を説明する概念的な回路図である。
　図７を参照して、開閉装置１０ｃは、スイッチ部２０と、開閉指令部２５と、電流抑制素子３０としての電気抵抗３１と、事故検知部４０とを備える。スイッチ部２０は、並列接続された、実施の形態１と同様の電気接点２１及び転流開閉部２２を含む。電気接点２１及び転流開閉部２２は、開閉指令部２５によってオン又はオフされる。この様に、実施の形態１に係る開閉装置１０ａ（図１）は、実施の形態２に係る開閉装置１０ｃと比較すると、スイッチ部２０及びノードＮ２の間に電流開閉部５０を更に備える構成であったことが理解される。
　実施の形態２に係る開閉装置１０ｃは、電流開閉部５０が配置されないため、スイッチ部２０は、電気接点２１及び転流開閉部２２のうちの一方のみでは構成されず、並列接続された電気接点２１及び転流開閉部２２によって構成される。
　図８には、実施の形態２に係る開閉装置による閉路動作の制御処理を説明するフローチャートである。図８に示された制御処理は、開閉装置１０ｃに閉路動作が指令されると、例えば、開閉指令部２５によって実行される。
　図８を参照して、開閉指令部２５は、Ｓ２１０により、電気接点２１をオフに維持する一方で、転流開閉部２２をオンする。これにより、ノードＮ１及びＮ２の間に「第１の状態」が形成される。即ち、図８の制御処理では、ノードＮ１及びＮ２間のインピーダンスの「第１の値」は、転流開閉部２２のオン抵抗に相当する。
　開閉指令部２５は、Ｓ２２０により、この状態にて異常診断を実行する。即ち、Ｓ２２０では、事故検知部４０の出力に基づいて、異常状態が検知されるか否かが判定される。尚、Ｓ２２０においても、実施の形態１でのＳ１２０（図３，図４）と同様に、予め定められた待機時間の経過後における異常状態の検知有無に応じて、異常及び正常の判断を分岐してもよい。
　異常状態が検知された場合には、処理はＳ２５０に進められて、Ｓ２１０でオンされた転流開閉部２２がオフされる。上述の様に、転流開閉部２２は、電気接点２１とは異なり、ある程度の遮断容量を有する様に構成されている。これにより、異常状態の検知に応じて、転流開閉部２２のオン直後の電流が上がりきらない間に、事故電流を遮断することができる。そして、異常状態が発生しているため、電気接点２１及び転流開閉部２２の両方がオフされた状態で閉路動作は終了される。
　一方で、開閉指令部２５は、Ｓ２２０による判定（異常診断）で異常状態が検知されない場合には、Ｓ２３０により、電気接点２１を更にオンする。更に、開閉指令部２５は、Ｓ２４０により、転流開閉部２２をオフする。尚、Ｓ２４０の処理は、Ｓ１６０（図３）と同様に、省略されてもよい。
　この様にして、開閉装置１０ｃは、閉路動作後の定常的な閉路状態では、電気接点２１によって、ノードＮ１及びＮ２の間に低インピーダンスで、かつ、通電容量が大きい電流経路を形成することができる。これにより、ノードＮ１及びＮ２の間に「第２の状態」が形成される。即ち、図８の制御処理では、ノードＮ１及びＮ２間のインピーダンスの「第２の値」は、電気接点２１のオン抵抗値、又は、電気接点２１及び転流開閉部２２のオン抵抗を並列接続した抵抗値に相当する。
　この様に、実施の形態２に係る開閉装置１０ｃは、実施の形態１に係る開閉装置１０ａから電流開閉部５０を省略した最小限の構成を有するものである。開閉装置１０ｃでは、スイッチ部２０の開路時には、電気抵抗３１による電流経路が形成される。従って、開閉装置１０ｃは、装置単独での遮断機能は有していないが、ノードＮ２と接続された負荷回路で短絡等の事故が発生しても、開閉装置１０ｂ（電気抵抗３１）を流れる電流を抑制することが可能であり、限流機能を有している。
　又、開閉装置１０ｃは、スイッチ部２０による閉路動作時には、転流開閉部２２のみがオンした状態での異常診断を実行して、当該異常診断において異常が検知されないときに、電気接点２１がオンされる定常的な閉路状態が形成される。これにより、スイッチ部２０による閉路に応じて事故による過電流が生じた場合には、転流開閉部２２のオフにより事故電流を遮断することができる。当該遮断後には、電気抵抗３１による限流効果で、開閉装置１０ｃを流れる電流は抑制される。
　又、実施の形態２では、事故検知部４０については、配置個所における通過電流が、予め定められた基準電流範囲から外れたときに異常を検知する様に構成することが可能である。この場合には、開閉指令部２５は、事故検知部４０を通過する電流が上記基準電流範囲よりも低い、又は、高いときには、スイッチ部２０を開路、即ち、電気接点２１及び転流開閉部２２の両方をオフする様に動作する。
　このケースでは、ノードＮ１に電源が接続されておらず、事故検知部４０の電流がゼロで、上記基準電流範囲よりも低い場合には、閉路動作が指令されていない状態となり、Ｓ２１０以降の処理が起動されないことになる。そして、ノードＮ１及びＮ２に対して、図示しない電源及び負荷回路がそれぞれ接続されることで、基準電流範囲内の通過電流が事故検知部４０を通過すると、開放動作が指令された状態となって、Ｓ２１０以降の処理が起動される。そして、Ｓ２２０での異常診断において、事故検知部４０の通過電流が、基準電流範囲よりも高くなると、異常状態が検知されることで、上述の開閉制御が実現できる。
　実施の形態３．
　実施の形態３では、図９Ａ～図９Ｃを用いて、実施の形態１，２でのスイッチ部２０の開閉指令部２５の変形例を説明する。実施の形態３に係る開閉指令部２５Ｘは、事故検知部４０の機能を併有しており、実施の形態１，２での事故検知部４０の通過電流に応じて、電気接点２１のオンオフを自動的に制御する機構を有する。
　具体的には、実施の形態３に係る開閉指令部２５は、事故検知部４０の通過電流が、予め定められた基準電流範囲内であるときは、電気接点２１をオンする一方で、当該通過電流が上記基準電流範囲よりも低いとき（低電流時）、及び、基準電流範囲よりも高いとき（過電流時）には、電気接点２１をオフする。
　図９Ａには、コイル２０４の通過電流が基準電流範囲よりも低い、低電流時での開閉指令部２５Ｘの状態が示される。
　図９Ａを参照して、実施の形態３に係る開閉指令部２５Ｘは、鉄心２０１～２０３及び通電導体（コイル）２０４によって構成される電磁石２６と、連結棒２７とを有する。鉄心２０１及び２０３は、鉄心２０３を挟んで対向配置される。更に、図９Ａの状態において、鉄心２０１及び２０２の間、並びに、鉄心２０２及び２０３の間には、それぞれ空隙が生じる様に、鉄心２０１～２０３は配置される。
　鉄心２０１及び２０２は、電気接点２１を構成する第１及び第２の接点（図示せず）の一方ずつとそれぞれ電気的に接続される。鉄心２０１及び２０２が接触すると上記第１及び第２の接点間も閉路される一方で、鉄心２０１及び２０２の間に空隙が生じているときは、上記第１及び第２の接点間も開路される。コイル２０４は、事故検知部４０と同様の電流が通過する様に配置されている。
　連結棒２７は、固定された鉄心２０２に設けられた、図示しない穴を貫通して、鉄心２０１及び２０３を一体的に連結する。即ち、鉄心２０１及び２０３は、固定された鉄心２０２に対して、コイル２０４の通過電流によって生じる電磁力に応じて一体的に可動である様に構成されている。
　コイル２０４に電流が流れていない状態では、図示しないバネ等による付勢力２１０が連結棒２７に作用することによって、鉄心２０１及び２０２の間、並びに、鉄心２０２及び２０３の間には、それぞれ空隙が発生する。又、低電流時には、図９Ａ中に点線で示す磁路が形成されるものの当該磁路の磁力が小さいため、上記空隙を解消する磁力（吸引力）は発生しない。この結果、鉄心２０１及び２０２の間の空隙が維持されて、ノードＮ１及びＮ２とそれぞれ接続された第１及び第２の接点間も開路状態に維持される。即ち、電気接点２１はオフされる。
　図９Ｂには、コイル２０４の通過電流が基準電流範囲よりも低い、低電流時での開閉指令部２５Ｘの状態が示される。
　図９Ｂに示される様に、図９Ａの状態よりもコイル２０４の通過電流が大きくなると、鉄心２０１及び２０２を通過する磁路２５０Ａが形成される。磁路２５０Ａによって生じる電磁力によって、固定された鉄心２０２に対する、可動の鉄心２０１の吸引力２２１が発生する。これにより、鉄心２０１及び２０３と接続された連結棒２７には、図９Ａの付勢力２１０を上回る、図中右方向の駆動力２１１が作用する。これにより、鉄心２０１及び２０２の間の空隙が解消されて、鉄心２０１及び２０２が接触することにより、上記第１の接点及び第２の接点の間が閉路される。即ち、電気接点２１はオンされる。
　図９Ｃには、コイル２０４の通過電流が基準電流範囲よりも高い、過電流時での開閉指令部２５Ｘの状態が示される。
　図９Ｃに示される様に、鉄心２０２には、断面積が他よりも小さい薄肉部位２０２♯が設けられており、図９Ｂの状態から、コイル２０４の電流増加に応じて磁路２５０Ａの磁束密度が上昇すると、当該薄肉部位２０２♯において磁気飽和が発生する。
　図９Ｃに示される様に、この様な磁気飽和が発生すると、磁気抵抗が上昇した薄肉部位２０２♯を避ける様に、磁路２５０Ｂが、鉄心２０１～２０３を貫通して形成される。当該磁路２５０Ｂの形成により、固定された鉄心２０２に対する、可動の鉄心２０３の吸引力２２２が発生する。これにより、鉄心２０１及び２０３と接続された連結棒２７には、図９Ａの付勢力２１０と同方向（図中左方向）の駆動力２１２が作用する。これにより、鉄心２０２及び２０３の間の空隙が解消される一方で、鉄心２０１及び２０２の間には空隙が発生するので、第１の接点及び第２の接点の間が開路される。即ち、電気接点２１はオフされる。
　図９Ａ～図９Ｂにおいて、鉄心２０１は「第１の鉄心」、鉄心２０２は「第２の鉄心」、鉄心２０３は「第３の鉄心」の一実施例にそれぞれ対応する。又、図９Ｂに示された駆動力２１１及び磁路２５０Ａは、「第１の駆動力」及び「第１の磁路」にそれぞれ対応し、図９Ｃに示された駆動力２１２及び磁路２５０Ｂは、「第２の駆動力」及び「第２の磁路」にそれぞれ対応する。
　実施の形態３に係る開閉指令部によれば、開閉装置の通過電流がゼロから上昇して予め定められた基準電流範囲内となると電気接点２１をオフからオンに制御するとともに、当該オン時に負荷回路での短絡等の事故発生により過大電流が発生すると、自動的に電気接点２１をオフすることができる。即ち、実施の形態３に係る開閉指令部によれば、制御信号の授受を伴わない電気接点２１のオンオフ制御によって、実施の形態１，２で説明した開閉装置の閉路動作時における異常診断をハードウェア機構で実現することができる。
　尚、実施の形態３に係る開閉指令部２５Ｘは、転流開閉部２２と並列接続されてスイッチ部２０を構成する電気接点２１のオンオフ制御に適用される。即ち、転流開閉部２２に対しては、実施の形態１，２と同様に転流開閉部２２のオンオフを制御するための開閉指令部が配置されており、転流開閉部２２をオンした状態での開閉指令部２５の動作によって電気接点２１のオンオフを自動的に制御することができる。
　この様に、実施の形態３に係る開閉指令部２５Ｘによって電気接点２１のオンオフを自動的に制御する構成としても、実施の形態１，２で説明したのと同様に、閉路動作時におけるスイッチ部２０において、転流開閉部２２をオンした状態での異常診断を行った上で、定常的な閉路状態時に電気接点２１をオンすることができる。
　実施の形態４．
　図１０は、実施の形態４に係る開閉装置１０ｄの構成例を説明する概念的な回路図である。
　図１０を参照して、開閉装置１０ｄは、スイッチ部２０と、開閉指令部２５と、電流抑制素子３０としてのエネルギ吸収素子３２と、事故検知部４０とを備える。スイッチ部２０は、並列接続された、実施の形態１と同様の電気接点２１及び転流開閉部２２を含む。電気接点２１及び転流開閉部２２は、開閉指令部２５によってオン又はオフされる。
　転流開閉部２２は、実施の形態１，２と同様に、半導体スイッチ、又は、電気接点（例えば、図５）によって構成することが可能である。又、開閉指令部２５の機能のうち、電気接点２１のオンオフ機能については、実施の形態３（図９Ａ～図９Ｃ）に係る開閉指令部２５Ｘを適用することも可能である。
　この様に、実施の形態４に係る開閉装置１０ｄは、実施の形態２に係る開閉装置１０ｃ（図７）と比較して、電流抑制素子３０が、電気抵抗３１に代えて、エネルギ吸収素子３２によって構成される点で異なる。エネルギ吸収素子３２は、代表的には、ＺｎＯ（酸化亜鉛）等を材料とするバリスタによって構成される。バリスタは、ダイオードの様な、非オーム性及び電圧差吸収能力（即ち、遮断能力）を有しており、スペック値である制限電圧以下の電圧差が両端に印加されても、電流が流れない電圧－電流特性を有する。
　或いは、エネルギ吸収素子３２は、温度上昇に伴って電気抵抗値が上昇するサーミスタ素子によって構成されてもよい。サーミスタ素子は、過電流のエネルギによる発生熱量によって電気抵抗値が上昇することで、等価的に電流遮断能力を有する。
　開閉装置１０ｄの閉路動作時におけるスイッチ部２０の開閉制御は、実施の形態２と同様である。即ち、スイッチ部２０を構成する電気接点２１及び転流開閉部２２のオンオフは、図８のフローチャートに従って制御することができる。又、異常診断について、実施の形態２で説明した様に、事故検知部４０の電流が基準電流範囲内であるか否かを判定する様に実行することも可能である。この場合には、開閉指令部２５の機能のうち、電気接点２１のオンオフ制御機能については、実施の形態３に係る開閉指令部２５Ｘのハードウェアを用いて実行することが可能である。
　実施の形態３に係る開閉装置１０ｄは、ノードＮ１及びＮ２の間がバリスタ（エネルギ吸収素子）を介して常時接続される構成であるので、スイッチ部２０を構成する電気接点２１及び転流開閉部２２の両方がオフされている場合にも、エネルギ吸収素子３２によってノードＮ１及びＮ２の間の電流を遮断することができる。即ち、開閉装置１０ｄは、開閉装置１０ｃとは異なり、図１の電流開閉部５０を配置していないにも関わらず、スイッチ部２０の開路時にも遮断機能を有している。
　又、開閉装置１０ｄは、スイッチ部２０による閉路動作時には、転流開閉部２２のみがオンした状態での異常診断を実行して、当該異常診断において異常が検知されないときに、電気接点２１がオンされる定常的な閉路状態が形成される。これにより、スイッチ部２０による閉路に応じて事故による過電流が生じた場合には、転流開閉部２２のオフにより事故電流を遮断することができる。当該遮断後には、エネルギ吸収素子３２（バリスタ）によって、開閉装置１０ｄを流れる電流を遮断することが可能である。
　実施の形態５．
　図１１は、実施の形態５に係る開閉装置１０ｅの構成例を説明する概念的な回路図である。
　図１１を参照して、開閉装置１０ｅは、実施の形態４に係る開閉装置１０ｄ（図１０）と比較して、スイッチ部２０が、半導体スイッチ２３のみによって構成される点が異なる。半導体スイッチ２３は、ノードＮ１及びＮ２の間に接続されて、開閉指令部２５からの制御信号に応じてオンオフ制御される。開閉装置１０ｅでは、回路動作時に半導体スイッチ２３をオンオフ制御することで、半導体スイッチ２３のみでスイッチ部２０を構成することが可能となる。
　図１２には、実施の形態５に係る開閉装置の閉路動作時の制御処理例を説明するフローチャートが示される。図１２に示された制御処理は、開閉装置１０ｅに閉路動作が指令されると、例えば、開閉指令部２５によって実行される。
　図１２を参照して、開閉指令部２５は、Ｓ３１０により、半導体スイッチ２３をオンすると、Ｓ３２０により異常診断を実行する。Ｓ３２０では、半導体スイッチ２３のオン期間を予め定められた時間長設けるとともに、当該オン期間中において、事故検知部４０で検出される半導体スイッチ２３の通過電流Ｉｓｗと、予め定められた判定電流Ｉｔとが比較される。Ｓ３２０では、オン期間中にＩｓｗ≧Ｉｔが検出されると、異常状態が検知される。
　開閉指令部２５は、上述したオン期間の終了時点において、Ｓ３２０による処理を分岐させる。半導体スイッチ２３のオン期間中に異常状態が検知されると、処理はＳ３３０に進められて、半導体スイッチ２３のオフ期間を設けるために、半導体スイッチ２３はオフされる。これにより、通過電流Ｉｓｗは一旦遮断される。この様に、実施の形態５では、半導体スイッチ２３のオンオフを繰り返す態様で、異常診断が実行される。即ち、図１２の制御処理では、半導体スイッチ２３を繰り返しオンオフするための制御信号を開閉指令部２５が生成することによって、ノードＮ１及びＮ２の間に「第１の状態」が形成される。
　開閉指令部２５は、Ｓ３３０による半導体スイッチ２３のオフに伴って、異常診断のための半導体スイッチ２３のオンオフの繰返し回数をカウントし、Ｓ３４０では、当該繰返し回数が予め定められた規定回数未満であるか否かを判定する。当該繰返し回数が規定回数に達するまでの間、Ｓ３１０～Ｓ３４０の処理は繰り返し実行される。代表的には、半導体スイッチ２３のオンオフは、スイッチング周期、及び、スイッチング周期に対するオン期間比（デューティ比）を一定として繰り返し設けることができる。或いは、スイッチング周期については、起動時に電流が大きいことを考慮して、起動時に最小として、徐々に長くすることも可能である。
　繰返し回数が規定回数に達するまでの間に、半導体スイッチ２３のオン期間の通過電流Ｉｓｗが判定電流Ｉｔよりも上昇しなくなると、即ち、Ｓ３２０の異常診断で異常状態が検出されなくなると、開閉指令部２５は、Ｓ３３０及びＳ３４０の処理をスキップして、開閉装置１０ｅの閉路動作を終了する。これにより、半導体スイッチ２３がオン状態に維持されて閉路動作が終了されることで、開閉装置１０ｅによる定常的な閉路状態が形成される。即ち、図１２の制御処理では、半導体スイッチ２３をオンに維持するための制御信号を開閉指令部２５が生成することによって、ノードＮ１及びＮ２の間に、等価的なインピーダンスが「第１の状態」よりも低い「第２の状態」が形成される。
　これに対して、繰返し回数が規定回数に達しても、半導体スイッチ２３のオン期間の通過電流Ｉｓｗが判定電流Ｉｔ以上になる状態、即ち、異常状態の検出が継続した場合には、Ｓ３４０がＹＥＳ判定とされて、半導体スイッチ２３がオフ状態のままで、開閉装置１０ｅの閉路動作は終了される。即ち、異常状態が発生しているため、半導体スイッチ２３がオフされた状態で、閉路動作は終了される。
　図１３には、実施の形態５に係る開閉装置における半導体スイッチの動作波形図の一例が示される。
　図１３を参照して、半導体スイッチ２３のオンオフを繰り返して異常診断を行うことにより、短絡等の異常発生時においても、通過電流Ｉｓｗが上昇する途中で半導体スイッチ２３がオフされることにより、閉路動作時に大電流が通過することを防止できる。
　又、モータ等の負荷回路では、回転数が低い起動時には、負荷インピーダンスが低く、回転数が上昇に伴って負荷インピーダンスが上昇して、開閉装置の通過電流も低下する現象が発生する。この場合には、短絡等の異常が発生していない正常状態でも大きな突入電流が発生する。正常時には、突入電流による過電流状態は時間経過と共に解消するが、異常発生時には、過電流状態が継続することになる。
　従って、図１２のＳ３４０での規定回数は、正常状態で突入電流が解消される時間長に対応する待機時間に従って、即ち、ノードＮ２に接続される負荷回路（図示せず）の特性に従って予め定めることができる。突入電流が発生せず始動電流がそれ程大きくない負荷回路に対して開閉装置１０ｄが配置された場合には、上記規定回数を少なくすることにより、閉路動作を早期に完了することができる。
　この様に規定回数を定めることで、正常状態での突入電流に対しては、突入電流の解消後に開閉装置１０ｅを定常的な閉路状態とすることができる。この際に、半導体スイッチ２３をオンオフすることで、突入電流の大きさも抑制することができる。一方で、短絡等の異常に起因する過電流の発生時には、開閉装置１０ｅを開放する様に異常診断が行われる。尚、上記規定回数は、上述した負荷回路の特性に従う待機時間と、異常診断での半導体スイッチ２３のスイッチング周期とから求めることができる。従って、Ｓ３４０でのオンオフ繰返し回数と規定回数との比較は、閉路動作開始からの経過時間及び上記待機時間の比較と等価である点について、確認的に記載する。
　上述した様に、実施の形態５に係る開閉装置１０ｅによれば、大きな起動電流が発生する特性を有する負荷回路を電源に接続する際に、異常状態を適切に検知する異常診断を伴って、閉路動作を実行することができる。更に、正常時の起動電流を含めて、閉路動作時に開閉装置１０ｅを通過する電流を抑制することができるので機器保護の効果を高めることができる。
　尚、実施の形態５で説明した、半導体スイッチ２３を繰り返しオンオフさせる異常診断（図１２，図１３）は、実施の形態４に係る開閉装置１０ｄ（図１０）において、転流開閉部２２が半導体スイッチで構成された際における、電気接点２１をオフする一方で転流開閉部２２（半導体スイッチ）をオンした状態で実行される異常診断（図８のＳ２１０，Ｓ２２０相当）に適用することも可能である。
　今回開示された実施の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。本開示の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　１０ａ～１０ｅ　開閉装置、２０　スイッチ部、２１　電気接点、２２，２２Ｘ　転流開閉部、２３　半導体スイッチ、２５，２５Ｘ　開閉指令部、３０　電流抑制素子、３１　電気抵抗、３２　エネルギ吸収素子、４０　事故検知部、５０　電流開閉部、１１１　ケース、１１２　可動電極、１１３　固定電極、１１４　耐熱接点、１１５～１１７　端子、１１８　電極操作部、１２０　アークシュート、１２１Ａ，１２１Ｂ　アークランナ、１２２　消弧部、２０１～２０３　鉄心、２０２♯　薄肉部位、２０４　コイル、２０５　連結棒、２１０　付勢力、２１１，２１２　駆動力、２２１，２２２　吸引力、２５０Ａ，２５０Ｂ　磁路、Ｉｓｗ　通過電流（半導体スイッチ）、Ｉｔ　判定電流、Ｎ１，Ｎ２　ノード。

Claims (30)

  1. 　開閉装置であって、
    　電源と電気的に接続された第１ノードと、前記電源から電力供給を受ける負荷回路と電気的に接続された第２ノードとの間に接続されたスイッチ部と、
    　前記第１ノード及び前記第２ノードの間に前記スイッチ部と並列接続された電流抑制素子と、
    　前記第１ノード及び前記第２ノードの間を電気的に接続することによって形成された、前記電源及び前記負荷回路を含む通電回路内での異常を検知する事故検知部と、
    　前記スイッチ部の開閉を制御する開閉指令部とを備え、
    　前記開閉指令部は、前記開閉装置の閉路動作の際に、前記第１ノード及び前記第２ノードの間のインピーダンスが第１の値となる第１の状態が形成される様に前記スイッチ部を制御して前記事故検知部の出力に基づいて異常診断を実行し、前記異常診断において前記事故検知部によって異常状態が検知されない場合に、前記インピーダンスが前記第１の値以下である第２の値となる第２の状態が形成される様に、前記スイッチ部を制御する、開閉装置。
  2. 　前記電流抑制素子は、限流のための電気抵抗であり、
    　前記開閉装置は、前記スイッチ部及び前記第２ノードの間に接続されて、前記開閉指令部によって開閉が制御される電流開閉部を更に備え、
    　前記スイッチ部は、電気接点又は転流開閉部によって構成され、
    　前記開閉指令部は、前記スイッチ部をオフする一方で前記電流開閉部をオンすることで前記第１の状態を形成して第１の異常診断を実行し、前記第１の異常診断において前記事故検知部によって異常状態が検知されない場合に、前記スイッチ部を更にオンして第２の異常診断を実行し、前記第２の異常診断において前記事故検知部によって前記異常状態が検知されない場合に、前記電流開閉部及び前記スイッチ部のオンを継続して前記第２の状態を形成する、請求項１記載の開閉装置。
  3. 　前記開閉指令部は、前記第１の異常診断において前記事故検知部によって前記異常状態が検知された場合には、前記電流開閉部をオフするとともに前記スイッチ部のオフを維持して前記閉路動作を終了し、前記第２の異常診断において前記事故検知部によって前記異常状態が検知された場合には、前記電流開閉部及び前記スイッチ部をオフして前記閉路動作を終了する、請求項２記載の開閉装置。
  4. 　前記電流抑制素子は、限流のための電気抵抗であり、
    　前記開閉装置は、前記スイッチ部及び前記第２ノードの間に接続されて、前記開閉指令部によって開閉が制御される電流開閉部を更に備え、
    　前記スイッチ部は、並列接続された転流開閉部及び電気接点を有し、
    　前記転流開閉部は、前記電気接点よりも遮断容量が大きく、かつ、前記電気接点のオン状態のインピーダンスは、前記転流開閉部のオン状態のインピーダンス以下であり、
    　前記開閉指令部は、前記第１の状態では、前記電流開閉部をオンする一方で前記スイッチ部において前記転流開閉部及び前記電気接点をオフして第１の異常診断を実行し、前記第１の異常診断において前記事故検知部によって前記異常状態が検知されない場合には、前記スイッチ部において前記転流開閉部をオンする一方で前記電気接点をオフした状態で第２の異常診断を実行し、前記第２の異常診断において前記事故検知部によって前記異常状態が検知されない場合に、前記電流開閉部及び前記電気接点をオンすることで前記第２の状態を形成する、請求項１記載の開閉装置。
  5. 　前記開閉指令部は、前記第１の異常診断において前記事故検知部によって前記異常状態が検知された場合には、前記電流開閉部をオフするとともに前記スイッチ部において前記転流開閉部及び前記電気接点のオフを維持して前記閉路動作を終了し、前記第２の異常診断において前記事故検知部によって前記異常状態が検知された場合には、前記電流開閉部及び前記転流開閉部をオフするとともに前記電気接点をオフに維持して前記閉路動作を終了する、請求項４記載の開閉装置。
  6. 　前記電流抑制素子は、限流のための電気抵抗であり、
    　前記スイッチ部は、並列接続された転流開閉部及び電気接点を有し、
    　前記転流開閉部は、前記電気接点よりも遮断容量が大きく、かつ、前記電気接点のオン状態のインピーダンスは、前記転流開閉部のオン状態のインピーダンス以下であり、
    　前記開閉指令部は、前記第１の状態では、前記転流開閉部をオンする一方で前記電気接点をオフして前記異常診断を実行し、前記異常診断において前記事故検知部によって前記異常状態が検知されない場合には、前記電気接点をオンすることで前記第２の状態を形成する、請求項１記載の開閉装置。
  7. 　前記電流抑制素子は、遮断能力を有するエネルギ吸収素子であり、
    　前記スイッチ部は、並列接続された転流開閉部及び電気接点を有し、
    　前記転流開閉部は、前記電気接点よりも遮断容量が大きく、かつ、前記電気接点のオン状態のインピーダンスは、前記転流開閉部のオン状態のインピーダンス以下であり、
    　前記開閉指令部は、前記第１の状態では、前記転流開閉部をオンする一方で前記電気接点をオフして前記異常診断を実行し、前記異常診断において前記事故検知部によって前記異常状態が検知されない場合には、前記電気接点をオンすることで前記第２の状態を形成する、請求項１記載の開閉装置。
  8. 　前記開閉指令部は、前記異常診断において前記事故検知部によって前記異常状態が検知された場合には、前記転流開閉部をオフするとともに前記電気接点をオフに維持して前記閉路動作を終了する、請求項６又は７記載の開閉装置。
  9. 　前記転流開閉部は、前記開閉指令部によってオンオフ制御される半導体スイッチで構成され、
    　前記開閉指令部は、前記第１の状態では、前記電気接点をオフする一方で前記半導体スイッチを繰り返しオンオフさせて前記異常診断を実行し、オンオフの繰り返し回数が予め定められた規定回数に達するまでに、前記半導体スイッチのオン期間で前記事故検知部によって前記異常状態が検知されなくなると、前記電気接点をオンする一方で前記半導体スイッチをオンに維持することで前記第２の状態を形成する、請求項７記載の開閉装置。
  10. 　前記電流抑制素子は、遮断能力を有するエネルギ吸収素子であり、
    　前記スイッチ部は、前記開閉指令部によってオンオフ制御される半導体スイッチで構成され、
    　前記開閉指令部は、前記第１の状態では、前記半導体スイッチを繰り返しオンオフさせて前記異常診断を実行し、オンオフの繰り返し回数が予め定められた規定回数に達するまでに、前記半導体スイッチのオン期間で前記事故検知部によって前記異常状態が検知されなくなると、前記半導体スイッチをオンに維持することで前記第２の状態を形成する、請求項１記載の開閉装置。
  11. 　前記転流開閉部は、
    　耐熱接点と、
    　前記耐熱接点で発生したアークを消弧するためのアークシュートとを含む、請求項２又は３に記載の開閉装置。
  12. 　前記転流開閉部は、
    　前記電気接点よりも高融点の材料で形成された耐熱接点と、
    　前記耐熱接点で発生したアークを消弧するためのアークシュートとを含む、請求項４～９のいずれか１項に記載の開閉装置。
  13. 　前記事故検知部は、前記スイッチ部及び前記電流抑制素子に対して前記第２ノード側に配置される、請求項１～１２のいずれか１項に記載の開閉装置。
  14. 　前記事故検知部は、前記通電回路内の電流、電圧、電気抵抗、及び、温度上昇の少なくともいずれかの情報を含む電気信号と、前記電気信号の周波数成分の分布と、光情報との少なくとも１つを含む測定情報に基づいて、前記異常状態を検知する、請求項１～１２のいずれか１項に記載の開閉装置。
  15. 　前記事故検知部は、前記電気抵抗と接続されて、前記通電回路が形成されたときの前記電気抵抗での吸収エネルギ量及び温度上昇量の少なくとも一方を含む測定情報に基づいて、前記異常状態を検知する、請求項２～６のいずれか１項に記載の開閉装置。
  16. 　前記事故検知部は、前記通電回路の正常動作時に収集された前記測定情報を用いて当該測定情報の基準範囲を設定するとともに、前記異常診断時において前記基準範囲から外れた前記測定情報が得られると前記異常状態を検知する、請求項１４又は１５に記載の開閉装置。
  17. 　前記開閉指令部は、前記異常診断において前記事故検知部によって前記異常状態が検知された場合において、予め定められた待機時間の経過後に前記異常状態が検知されないときには、前記第２の状態が形成される様に前記スイッチ部を制御する一方で、前記待機時間が経過しても前記異常状態が検知されないときには、前記スイッチ部を開放して前記閉路動作を終了する、請求項１～８のいずれか１項に記載の開閉装置。
  18. 　前記事故検知部は、当該事故検知部の通過電流が予め定められた基準電流範囲よりも高いときに前記異常状態を検知し、
    　前記開閉指令部は、前記通過電流が導入されるコイルを含む電磁石からの電磁力によって、前記通過電流が前記基準電流範囲であるときに前記電気接点をオンする方向に第１の駆動力を発生する一方で、前記通過電流が前記基準電流範囲より高いときに前記電気接点をオフする方向の第２の駆動力を発生する様に構成される、請求項４～７のいずれか１項に記載の開閉装置。
  19. 　前記電気接点には、当該電気接点をオフするための付勢力が作用しており、
    　前記第１の駆動力は、前記付勢力とは反対方向に作用し、かつ、前記付勢力よりも大きく、
    　前記開閉指令部は、前記通過電流が前記基準電流範囲よりも低いときには、前記第１の駆動力を発生しない様に構成される、請求項１８記載の開閉装置。
  20. 　前記電磁石は、
    　第１の空隙を挟んで配置された第１及び第２の鉄心と、
    　前記第２の鉄心に対して第２の空隙を挟んで前記第１の鉄心とは反対方向に配置された第３の鉄心とを含み、
    　前記第１及び第３の鉄心は、連結棒によって連結されて、前記第１又は第２の駆動力によって、固定された前記第２の鉄心に対して一体的に可動に配置され、
    　前記電気接点は、前記第１及び第２の鉄心の接触時にオンする一方で、前記第１及び第２の鉄心の非接触時にオフする様に構成され、
    　前記電磁石は、前記通過電流が前記基準電流範囲内であるときには、前記第１の空隙が縮小する方向に前記第１の鉄心を駆動する第１の磁路を形成することで前記第１の駆動力を発生する一方で、前記通過電流が前記基準電流範囲よりも高いときには、前記第１の磁路での磁気飽和の発生に応じて、前記第２の空隙が縮小する方向に前記第３の鉄心を駆動する第２の磁路を形成することで前記第２の駆動力を発生する様に構成される、請求項１８又は１９に記載の開閉装置。
  21. 　電源と電気的に接続された第１ノードと、前記電源から電力供給を受ける負荷回路と電気的に接続された第２ノードとの間に配置された開閉装置の制御方法であって、
    　前記開閉装置の閉路動作の際に、前記第１ノード及び前記第２ノードの間に電流抑制素子と並列に接続されたスイッチ部を、前記第１ノード及び前記第２ノードの間のインピーダンスが第１の値となる第１の状態を形成する様に制御するステップと、
    　前記第１の状態において、前記第１ノード及び前記第２ノードの間を電気的に接続することによって形成された、前記電源及び前記負荷回路を含む通電回路内での異常状態を検知する異常診断を実行するステップと、
    　前記異常診断において前記異常状態が検知されない場合に、前記インピーダンスが前記第１の値以下である第２の値となる第２の状態が形成される様に前記スイッチ部を制御するステップと、
    　前記異常診断において前記異常状態が検知された場合に、前記スイッチ部を開路するステップとを備える、開閉装置の制御方法。
  22. 　前記電流抑制素子は、限流のための電気抵抗であり、
    　前記開閉装置は、前記スイッチ部及び前記第２ノードの間に接続された電流開閉部を更に備え、
    　前記スイッチ部は、電気接点又は連流開閉部によって構成され、
    　前記第１の状態は、前記スイッチ部をオフする一方で、前記電流開閉部をオンすることによって形成され、
    　前記異常診断は、
    　前記第１の状態が形成された下で実行される第１の異常診断と、
    　前記第１の異常診断において前記異常状態が検知されない場合に、前記スイッチ部を更にオンして実行される第２の異常診断とを含み、
    　前記第２の状態は、前記第２の異常診断において前記異常状態が検知されない場合に、前記電流開閉部及び前記スイッチ部のオンを継続することによって形成される、請求項２１記載の開閉装置。
  23. 　前記第１の異常診断において前記異常状態が検知された場合には、前記電流開閉部をオフするとともに前記スイッチ部のオフを維持して前記閉路動作を終了するステップと、
    　前記第２の異常診断において前記異常状態が検知された場合には、前記電流開閉部及び前記スイッチ部をオフして前記閉路動作を終了するステップとを更に備える、請求項２２記載の開閉装置。
  24. 　前記電流抑制素子は、限流のための電気抵抗であり、
    　前記開閉装置は、前記スイッチ部及び前記第２ノードの間に接続された電流開閉部を更に備え、
    　前記スイッチ部は、並列接続された転流開閉部及び電気接点を有し、
    　前記転流開閉部は、前記電気接点よりも遮断容量が大きく、かつ、前記電気接点のオン状態のインピーダンスは、前記転流開閉部のオン状態のインピーダンス以下であり、
    　前記第１の状態は、前記電流開閉部をオンする一方で前記スイッチ部において前記転流開閉部及び前記電気接点をオフすることによって形成され、
    　前記異常診断は、
    　前記第１の状態が形成された下で実行される第１の異常診断と、
    　前記第１の異常診断において前記異常状態が検知されない場合に、前記スイッチ部において前記転流開閉部をオンする一方で前記電気接点をオフした状態で実行される第２の異常診断とを含み、
    　前記第２の状態は、前記第２の異常診断において前記異常状態が検知されない場合に、前記電流開閉部及び前記電気接点をオンすることで形成される、請求項２１記載の開閉装置。
  25. 　前記第１の異常診断において前記異常状態が検知された場合に、前記電流開閉部をオフするとともに前記スイッチ部において前記転流開閉部及び前記電気接点のオフを維持して前記閉路動作を終了するステップと、
    　前記第２の異常診断において前記異常状態が検知された場合に、前記電流開閉部及び前記転流開閉部をオフするとともに前記電気接点をオフに維持して前記閉路動作を終了するステップとを更に備える、請求項２４記載の開閉装置。
  26. 　前記電流抑制素子は、限流のための電気抵抗であり、
    　前記スイッチ部は、並列接続された転流開閉部及び電気接点を有し、
    　前記転流開閉部は、前記電気接点よりも遮断容量が大きく、かつ、前記電気接点のオン状態のインピーダンスは、前記転流開閉部のオン状態のインピーダンス以下であり、
    　前記第１の状態は、前記転流開閉部をオンする一方で前記電気接点をオフすることによって形成され、
    　前記第２の状態は、前記異常診断において前記異常状態が検知されない場合に、前記電気接点をオンすることによって形成される、請求項２１記載の開閉装置。
  27. 　前記電流抑制素子は、遮断能力を有するエネルギ吸収素子であり、
    　前記スイッチ部は、並列接続された転流開閉部及び電気接点を有し、
    　前記転流開閉部は、前記電気接点よりも遮断容量が大きく、かつ、前記電気接点のオン状態のインピーダンスは、前記転流開閉部のオン状態のインピーダンス以下であり、
    　前記第１の状態は、前記転流開閉部をオンする一方で前記電気接点をオフすることによって形成され、
    　前記第２の状態は、前記異常診断において前記異常状態が検知されない場合に、前記電気接点をオンすることによって形成される、請求項２１記載の開閉装置。
  28. 　前記異常診断において前記異常状態が検知された場合に、前記転流開閉部をオフするとともに前記電気接点をオフに維持して前記閉路動作を終了するステップを更に備える、請求項２６又は２７記載の開閉装置。
  29. 　前記転流開閉部は、制御信号によってオンオフ制御される半導体スイッチで構成され、
    　前記第１の状態は、前記電気接点をオフする一方で前記半導体スイッチを繰り返しオンオフさせる様に前記制御信号を生成することによって形成され、
    　前記第２の状態は、前記半導体スイッチのオンオフの繰り返し回数が予め定められた規定回数に達するまでに、前記半導体スイッチのオン期間で前記異常状態が検知されなくなると、前記電気接点をオンする一方で前記半導体スイッチをオンに維持する様に前記制御信号を生成することによって形成される、請求項２７記載の開閉装置。
  30. 　前記電流抑制素子は、遮断能力を有するエネルギ吸収素子であり、
    　前記スイッチ部は、制御信号によってオンオフ制御される半導体スイッチで構成され、
    　前記第１の状態は、前記半導体スイッチを繰り返しオンオフする様に前記制御信号を生成することによって形成され、
    　前記第２の状態は、前記半導体スイッチのオンオフの繰り返し回数が予め定められた規定回数に達するまでに、前記半導体スイッチのオン期間で前記異常状態が検知されなくなると、前記半導体スイッチをオンに維持する様に前記制御信号を生成することで形成される、請求項２１記載の開閉装置。
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