JPH04502999A

JPH04502999A - 高信頼度トリップ動作を有する故障給電、プロセッサ制御遮断器トリップ方式

Info

Publication number: JPH04502999A
Application number: JP2512991A
Authority: JP
Inventors: ダービアッジ，レオン，ウイリアム，ザ　サード
Original assignee: スクウエアー　ディー　カンパニー
Priority date: 1989-08-31
Filing date: 1990-08-20
Publication date: 1992-05-28
Anticipated expiration: 2012-07-02
Also published as: US5038246A; CA2039704A1; EP0440782B1; DE69013667T2; JP2625252B2; DE69013667D1; WO1991003825A1; EP0440782A4; MX174195B; IE903138A1; CA2039704C; EP0440782A1; IE72470B1

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】本発明は一般的に遮断器に関し、より詳細には遮断器用プロセッサ制御トリップ機構に関する。

背景技術トリップ方式は遮断器で検出される電力故障に応答するように設計されている。

最も簡単なトリップ方式は電磁石を使用し短絡もしくは過負荷故障に応答して回路をトリップさせる。電磁石はブレーカを流れる電流に応答して磁界を生じる。

電流値が所定の閾値を越えると、−組の遮断器接点を解除させる機構が磁界により“トリップ”されて、回路が“切られる”。

応答速度の遅いバイメタル片を使用した簡単なトリップ方式も多く、それはより微妙な過負荷故障を検出するのに青用である。これはバイメタル片の反の度合いが遮断器の正確な熱履歴、従って僅かな電流過負荷をも表わすためである。一般的に電流過負荷により発生する熱によりバイメタル片はトリップ機構内へ反って回路を切る。

前記したトリップ方式は多くの簡単な遮断器応用に対しては適切であるが、よりインテリジェントで柔軟性の高いトリップ方式に対する要望が高まっている。例えば、今日多くの工場は定期的に交換もしくは移動される３相電力装置を備えている。従って、その装置に対する、電流閾値等の、遮断器トリップ仕様を調整しなければならない。このようにして、ユーザプログラマブルな柔軟性を提供するプロセッサペーストリップ方式が開発されている。

柔軟性を付与すると、プロセッサペーストリップ方式はある状況の元では不正確もしくは信頼度の低い技術を使用して電力故障に応答して電流径路を遮断する。

例えば、故障給電、すなわち遮断器を流れる電流により給電されるプロセッサベース方式は、通常遮断器電流径路を切るためのソレノイドを使用している。代表的に、電流径路内で電力故障が検出された後でしかプロセッサはソレノイドとの保合を試みない。しかしながら、電力故障の後では、系統電力はソレノイドとうまく係合するのに不十分となることがある。係合の試みが失敗するだけでなく、系統電力も消散する。

従来技術の方式は故障に対して敏感ではない独立電源を備えることにより、このような信頼度問題を回避している。残念ながら、コスト及び保守の問題により独立電源を採用できない応用が多い。

発明の要約本発明の実施例に従って、故障給電トリップ方式はプロセッサが発生するトリップ信号に応答して電流径路を遮断するソレノイドを含んでいる。プロセッサはインターフェイス回路を介して電流センサが供給する電流を分析して、いつトリップ信号を発生すべきかを決定する。

電源はソレノイドへ送出できる電力量を示す基準信号をプロセッサへ与える。ソレノイドとの係合を試みる前に、プロセッサは基準信号値をチェックしてその時電源が電流径路を遮断するのに充分な量の電力をソレノイドへ供給できるかどうかを決定し、ソレノイドの不適切な保合による電力損失を回避する。ソレノイドと係合するのに充分な電力値であれば、プロセッサは電流径路を遮断するトリップ信号を発生する。

図面の簡単な説明発明の他の目的及び利点は添付図を参照として以下の詳細説明を読めば明らかであり、ここに、第１図は本発明に従ったマイクロプロセッサベース遮断器トリップ方式のブロー／り図、第２図は第１図のブロック図に示す遮断器トリップ方式の斜視図、第３ａ図は第１図の手元ディスプレイ１５０を示す線図、第３ｂは第３ａ図のＬＣＤディスプレイ３２２を制御するように第３ａ図のディスプレイプロセッサ３１６をプログラムする方法を示すフロー図、第４図は第１図のアナログ入力回路１０８、地絡故障センサ回路１１０、利得回路１３４及び電源１２２を示す路線図、第５図は利得回路＋３４からの受信信号を第１図のマイクロコンピュータがサンプルする好ましい方法を示す線図、第６ａ図は第４図の定格プラグ５３１の側面図、第６ｂ図は第４図の定格プラグ５３１の平面図、第７図は第１図の熱メモリ１３８を示す路線図、第８図は第１図のリセット回路１２４を示す路線図、第９図は第１図のユーザ選定回路１３２図である。

本発明はさまざまに修正を加えたり別の形式をとることができるが、特定実施例を図示して詳細説明を行う。

しかしながら、本発明は開示される特定形式に限定されるのではなく、特許請求の範囲に記載された発明の精神及び範囲に入る全ての修正、等偏力式及び代替方式を包含するものとする。

本発明はユーザがプログラムすることのできる仕様に従って配電系統内の電流径路を監視及び遮断するのに直接応用される。本発明はいかなる種類の電流径路にも役立つが、３相電流径路の監視及び遮断に特に青用である。

次に図面を参照として、第１図は電源人力１０２と負荷出力１０４を有する回線１０６上の３相電流径路に使用する一体型マイクロプロセッサ制御トリップ方式１００のブロック図を示す。トリップ方式１００はアナログ入力回路１０８及び地絡故障センサ１１０を使用して電流径路１０６上の３相電流を検出する。トリップ方式が過負荷、短絡もしくは地絡状態を検出するか、もしくは電流径路を遮断すべきと決定すると、ソレノイド１１２と係合して一組の接点１１４をトリップさせＡ。

Ｂ、Ｃ相電流径路を断つ。従って、接地径路もしくはオプショナルな中性線（Ｎ）を介した任意の地絡故障回路も断たれる。

第１図のトリップ方式（装置）１００は電流径路を遮断すべき時期を決定するためのいくつかの回路を使用している。この決定はイリノイ州、シャラムバーブのモトローラ社から入手できＭＣ６８ＨＣＩＩ　ＨＣＭＯＳシングルチップマイクロコンピュータプログラマの参照マニュアル、１９８５年及びＭＣ６８８ＣＩ　ＩＡ８アドバンス情報ＨＣＭＯＳシングルチップマイクロコンピュータ、１９８５年に記載された、好ましくはＭＣ６８ＨＣｌ１Ａ１である、マイクロコンピュータ１２０において中央処理される。マイクロコンピュータ１２０を支援する周辺回路にはトリップ方式１００の健全性を立証するリセット回路１２４、マイクロコンピュータ１２０内のアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）回路に対して安定した高信頼度の基準を与える電圧基準回路＋２６、マイクロコンピュータ１２０の動作命令を記憶するＲＯＭ１２８、及びＲＯＭ１２８及びユーザ選定回路１３２を含むさまざまな回路とマイクロプロセッサ１２０をインターフェイスさせる従来のアドレス及びデータ複号回＃＋３０が含まれる。アドレス及びデータ復号回路】３０は、例えば、アドレスデコーダ、部品Ｎ［１７４ＨＣ１３８、及び従来の方法で８データビツトと交互に多重化される下位８アドレスビツトをラッチする８ビツトラツチ、部品ＮＣＬ７４ＨＣ３７３、を含んでいる。ＲＯＭは、例えば、部品Ｎｆ１２７Ｃ６４である。ユーザ選定回路１３２によりユーザは、過負荷及び不平衡位相故障状態等の、トリップ方式１００に対するトリップ特性を指定することができる。

動作上トリップ方式１００は入力及び出力抑制回路１０５．１０７を介して、（図示せぬ）従来の配電系線と接続される。入力抑制回路】０５からの受信信号は下流の遮断器が過負荷（もしくは過電流）状態にあることを示す。出力抑制回路１０７は上流の遮断器へ信号を送ってそれ自体の状態及び全ての下流遮断器状態を示すのに使用される。一般的に、下流遮断器が開いて状態をクリアするものとすれば、下流遮断器が過負荷（もしくは過電流）状態にある場合トリップ方式１００はコンタクタ１１４のトリップを遅延させる。さもなくば、トリップ方式１００はコンタクタ１１４のトリップを遅延させてはならない。ｒｅｓｔｒａｉｎｔ−ｉｎ／ｒｅｓｔｒａｉｎｔ−ｏｕｔ　（入力抑制／出力抑制）配電系統の詳細についてはデュリベージ等の米国特許第４．７０６．１５５号を参照されたい。

トリップ方式１００に信頼度及び完全性を与えるための他の回路が前記回路と共に使用されている。例えば、マイクロコンピュータ１２０は利得回路１３４と共にアナログ入力回路１０８を使用して回線１０６の各相のＲＭＳ　（実効値）を流を精密に測定する。

アナログ入力回路１０８は回線＋０６上の電流を表わす位相信号Ａ″、Ｂ″、Ｃ゛を発生する。利得回路１３４各二重利得部を介して各位相信号Ａ−，Ｂ−。

Ｃ′を増幅し、それからマイクロコンピュータ１２０はそのＡ／Ｄ回路を使用して増幅された各信号を測定する。

各信号Ａ−，Ｂ”、Ｃ”に対して２つの利得段を提供することにより、マイクロコンピュータ１２０は任意所与の時間において必要な分解能に応じて各電流位相に対する高利得もしくは低利得測定を既座に行うことができる。

アナログ入力回路１０８はトリップ方式１００に信頼度の高い電源を提供するためにも使用される。

回線１０６から引き出される電流を使用して、アナログ入力回路１０８は電源１２２により作動してトリップ方式１００へ３つの電力信号（ＶＴ、＋　９　ＶＥｔ、Ｕ＋　５　Ｖ）を与える。電力信号ＶＴはデコード回路】３０を介してマイクロコンピュータ１２０により監視され、システムの信頼度を高める。

システムの信頼性はマイクロコンピュータ１２０が相互作用してバイメタル反り機構をシミュレートする熱メモリ１３８を使用してさらに高められる。熱メモリ１３８はマイクロコンピュータ１２０への給電か遮断される場合にトリップ方式１００内の熱の正確な２次評価を与える。

地絡故障センサ１１０は回線１０６の１本以上に存在する地絡故障を検出してマイクロコンピュータ１２０へ報告するのに使用される。ユーザ選定トリップ特性を使用して、マイクロコンピュータ１２０はコンタクタ１１４をトリップさせるのに充分なレベルで充分な時間だけ地絡故障が存在するかどうかを決定する。マイクロコンピュータ１２０は地絡故障遅延時間をその内部ＲＡＭに累積する。停電中にある期間だけ地絡故障履歴を保存するためにＲＡＭ保持回路１４０が使用される。

ＲＡＭ保持回路１４０はマイクロコンピュータ１２０に組み込まれた能力を利用して、そのＭＯＰＤＢ／Ｖｓｔｂｙ入力１４１に外部供給電圧が加えられている場合にその内部ＲＡＭの内容を保持する。この外部供給電圧は６，２にΩ抵抗器】４５を介して＋９Ｖ給電により充電される１５０μＦ電解コンデンサ１４３に蓄えられる。コンデンサ１４３は＋９ｖ給電により充電され、ダイオードにより＋５■給電にクランプされてパワーアップ中に急速に放電するようにされる。

内部ＲＡＭに記憶された地絡故障遅延時間はおよそ３．６秒よりも長く続く停電の後では問題にならない。

このような停電が生じているかどうかを調べるために、ＲＡＭ保持回路１４０はある時定数を確立する抵抗器１６１とコンデンサ１５３、及びコンデンサ１５３を放電させるのに充分な時間だけマイクロコンピュータ１２０への給電が断たれているかどうかを感知するシュミットトリガ−インバータ１５５を含んでいる。

パワーアップ中にマイクロコンピュータがシュミットトリガ−１５５を読み取ってから間もなく、コンデンサ１５３はダイオード１５７及びプルアップ抵抗器１５９を介して再充電される。要素の好ましい値は、例えば、抵抗器１６１は３６５にΩ、コンデンサ１５３はｌＯμＦ、シュミットトリガ−１５５は部品ＮＣＬ７４ＨＣ１４、ダイオード１５７は部品ＮＩＩＬＩＮ４１４８、抵抗器１５９は４７にΩである。

トリップ方式１００のもう一つの重要な局面はそれ自体とユーザとの間で情報を転送する能力である。この情報には回線１０６のリアルタイム電流及び位相測定値、トリップ方式１００のシステム構成及びトリップ原因（マイクロコンピュータ１２０がコンタクタ１１４をトリップさせた理由）の履歴に関する情報が含まれる。前記したように、リアルタイム回線測定値はアナログ入力回路１０８及び利得回路１３４を使用して精密に決定される。トリップ方式１００のシステム構成と他の関連情報はＲＯＭ１２８及びユーザ選定回路１３２から容易に得ることができる。トリップ原因の履歴に関する情報は持久型トリップメモリ１４４から得ることかできる。この種の情報はユーザのために手元ディスプレイ１５０上にローカルに表示されるか、もしくはリモートインターフェイス１６０を介して従来のディスプレイ端末１６２に遠隔表示される。ディスプレイ端末１６２と通信を行うために、トリップ方式はマイクロコンピュータ１２０内部の非同期通信インターフェイスを使用する。ＭＣ６８ＨＣ１１を使用して、シリアル通信インターフェイス（ＳＣＩ）を利用することができる。

第２図は遮断器一体もしくは枠２１０内で使用されるトリップ方式１００の斜視図である。相電流Ａ、Ｂ、　Ｃヲ運ぶ回線（１０６）はアナログ入力回路１０８の一部である埋設された変流器５１０．５１２．５１４（破線）を通過する。（やはり、破線で示す）ソレノイド１１２が回線１０６の電流径路を断つと、ユーザは遮断器ハンドル２２０を使用して電流径路を再接続する。

遮断器ハンドル２２０を除けば、トリップ方式１００とユーザ間のインターフェイスはスイッチ盤２２２、ＬＣＤディスプレイｕａｏｏ及び通信ボート２２４に含まれている。スイッチ盤２２２はユーザがユーザ選定回路１３２内の２進化ｌＯ進（ＢＣＤ）ダイアル（第８図）を調整できるようにするアクセス孔２３０を提供する。

通信ボート２２４は（図示せぬ）光リンクを介してディスプレイ端末１６２へ情報を転送するのに使用することができる。

次節で、トリップ方式１００をさらに詳細に説明する。

Ａ１手元ディスプレイ第３ａ図は第１図の手元ディスプレイ１５０の路線図である。手元ディスプレイ１５０はトリップ方式１００の残部から物理的に分離されているが、従来のコネクタ組立体３１０を使用してそこに接続されている。コネクタ組立体３１０にはマイクロコンピュータ１２０から手元ディスプレイ１５０への複数の通信回線３１２が接続されている。これらの回線３１２にはトリップ方式接地、電源１２２からの＋５ｖ信号、ディスプレイプロセッサ３１６の直列通信回線、及びラッチ３２０のデータ回線３１８が含まれる。データ回線３１８は回線３１８のもう１本によりラッチ３２０ヘクロツクされる４本のトリップ表示回線（過負荷、短絡、地絡及び位相不平衡）を含んでいる。

ＬＣＤディスプレイ３２２はラッチ３２０及びディスプレイプロセッサ３１６から与えられる状態情報を表示する。ライスコンシル州、レークミルズのハムリン社から入手できる組合せスタティックドライブ／マルチブレラスカスタムもしくはセミカスタムＬＣＤを含むさまざまなデバイスを使用してＬＣＤディスプレイ３２２の異なるセグメントを実施することができる。カスタムもしくはセミカスタムディスプレイの詳細情報については、ラッチ３２０はセグメント３７０〜３７３を制御して上記トリップ状態をそれぞれ表示する。これらの各セグメント３７０−３７３はＬＣＤドライバ回路３２６及び発振器回路３２８を使用してラッチ３２０により制御される。対応するセグメント３７０〜３７３はラッチ３２０からの関連する出力信号が論理ハイレベルにある時に照光する。

ディスプレイプロセッサ３１６は回線１０６を流を表示する電流計として４個の７セグメントデジツト３１７を制御する。ディスプレイプロセッサ３１６は、例えば、４ビットＣＭＯＳマイクロプロセッサ及び２Ｋ　ＲＯＭを含むＮＥＣ部品隘ＵＰＤ７５０２　ＬＣＤコントローラ／ドライバである。このＮＥＣ部品は、カリフォルニア州、マウンティンビューのＮＥＣ社から入手できる３２２の他のセグメント３７５はディスプレイプロセッサ３１Ｂもしくは他の手段により制御してさまざまな種類の状態メツセージを表示することができる。

例えば、押釦スイッチ３１１を使用してバッテリ３３８をテストすることができる。このテストを行うには、バッテリ３３８をダイオード３１３を介してセグメント３７５の一つに接続し、スイッチ３１１を押下するとバッテリの状態が表示されるようにする。好ましくは、押釦スイッチ３１１を押下するとラッチ３２０がリセットされる。このため、スイッチ３１１はトランジスタ３１５を励起する。ラッチは、例えば、４０１７４集積回路である。

さらに、スイッチ３１１を使用してＬＣＤディスプレイ３２２上に表示される相電流を選定し、セグメント３７５が４個の７セグメントデジツト３１７上に表示される回線１０６の相電流（Ａ、Ｂ、ＣもしくはＮ）を識別するように制御することができる。このため、スイッチ３１１はトランジスタ３２７を励起してバッテリから与えられる信号を反転させディスプレイプロセッサ３１６を遮断する。

ディスプレイプロセッサ３１６が遮断されるたびに、表示される相電流は、例えば、Ａ相−Ｂ相−Ｃ相−地絡故障−Ａ相等へ変化する。

電流径路の最大許容連続電流の１％を示すオプショナルバーセグメント３２４がＬＣＤディスプレイ３２２内に含まれている。バーセグメント３２４は独立したＬＣＤドライバ３３０を介して＋５Ｖ信号により制御される。

ＬＣＤドライバ３３０は発振器回路３２８と共にＬＣＤドライバ３２６と同様に作動する。しかしながら、ＬＣＤドライバ３３０及び発振器回路３２８は、およそ２〜３ｖの比較的低い動作電圧で作動する。モトローラ社から入手できるＭＣｌ　４０７０集積回路を使用してＬＣＤドライバ３３０，３２６を実施することができる。従って、トリップ方式が充分な作動電力（もしくは電流）をディスプレイプロセッサ３１６に供給できない場合でも、ＬＣＤドライバ３３０はまだバーセグメント３２４を駆動することができる。定格トリップ電流のおよそ２０％よりも低い電流が回線１０６を介して負荷へ通されることをトリップ方式が検出する時は常にＬＣＤドライバ３３０はバーセグメント３２４を駆動する。

別の実施例として、バーセグメント３２４はＬＣＤドライバ３３０を断路して作動不能とすることができる。

さらに、バーセグメント３３２〜３３５がディスプレイプロセッサ３１６により駆動され、定格トリップ電流の少くとも２０〜４０％、４０〜６０％、６０〜８０％及び８０〜１００％が回線１０６を介して負荷へ通される時をそれぞれ表示する。

発振器３２８はまた、例えばそれぞれ、ＩＭΩ、ＩＭΩ及び０．００１μＦの値を有する抵抗器３２９．３３６及びコンデンサ３３１を含む標準ＣＭＯＳ発振器回路内に部品ＮｌｌＭＣｌ　４０７０を使用する。

たとえ電力故障によりシステムがトリップして回線１０６上の電流を遮断した場合でも、手元ディスプレイはまだ限定ベースで作動することができる。この持続動作はバッテリ３３８を第２の電源として使用して行われる。バッテリは、例えば、突出した１７年の寿命を有する３〜３．６ｖリチユウムバツテリである。バッテリ３３８は２つの状態すなわち、（１）、ラッチ３２０がマイクロコンピュータ１２０からトリップ信号を受信している（すなわち、テストスイッチ３１１が励起されている）、（２）、＋５Ｖ電源の出力電圧値がバッテリ３３８の電圧値よりも低い、が存在する場合のみ手元ディスプレイ１５０の一部へ給電する。

ラッチ３２０がデータ回［３１２からの４本のトリップ表示線の任意の１本をラッチすると、ラッチ出力線３４０上に制御信号か発生ずる。制御信号は電子スイッチ３４２をオンとし、それによりダイオード３４４が順バイアスされている限りバッテリ３３８はＶｃｃで給電することかできる。

第２の状態も存在する時は常にダイオード３４４は順バイアスされる。従って、＋５Ｖｔ源の出力電圧がバッテリ３３８の電圧値よりも低ければ、ダイオード３４４は順バイアスされバッテリ３３８は手元ディスプレイ１５０へ給電する。さらに、パワーアップ回路３４８　＋：より励起されるスイッチ３４６により＋５ ■信号がＶｃｃで給電できるようになるまで、ダイオード３４４は順バイアスされる。パワーアップ回路３４８はディスプレイプロセッサ３１６をリッセトさせた後でのみ電子スイッチ３４６を励起する。パワーアップ回路３４８は、例えばそれぞれ６２０にΩ、３００にΩ及びＩＯＭΩの値を有する抵抗器３４９．３５１．３５３と一緒に作動する部品ｋｌｃＬ７６６５である。

ＶＣＣからラッチ３２０、ＬＣＤドライバ３２６、ＬＣＤドライバ３３０、及び発振器回路３２８のみへ給電が行われる。ＬＣＤドライバ３３０及び発振器回路３２８はダイオード３５０．３５２を介した＋５Ｖｔ源出力もしくははバッテリから受電する。この構成により、ユーザは任意の電力故障状況中にトリップ方式１００の状態を見ながらバッテリ３３８から電流の流出を最小限とすることができる。

コネクタ３１０がバッテリ３３８の負端子の接地接続を行うため、バッテリ３３８がコネクタ３１０を介してトリップ方式の残部と相互接続されない限りバッテリ３３８から電力を引き出すことは出来ない。手元ディスプレイ１５０のこの局面によりバッテリ寿命はさらに延びシステムの保守が少くなる。

第３ｂ図において、フロー図はディスプレイプロセッサ３１６好ましいプログラミングを示す。フロー図はブロック３７６で開始され、そこでディスプレイプロセッサの内部メモリが初期化される。メモリ初期化は内部ＲＡＭ、入出力ポート及び遮断及びスタックレジスタをクリアすることを含んでいる。

ブロック３７８において、ソフトウェアタイマがリセットされディスプレイプロセッサは第１図のマイクロコンピュータ１２０からデータが受信されていることを示すデータレディフラグを待機する。ソフトウェアタイマはディスプレイプロセッサの健全性を維持する従来のソフトウェアウオッチドツク機能を提供する。

ソフトウェアタイマが（ある時間内に）定期的にリッセトされない場合には、ディスプレイプロセッサ自体がリセットする。

データレディフラグは第３ｂ図のブロック３９０〜３９８に示す割込みルーチンで設定される。第１図のマイクロコンピュータ１２０からデータを受信する時割込みルーチンを実行するようにディスプレイプロセッサはプログラムされている。割込ルーチンのブロック３９０において、受信したばかりのデータバイトはマイクロコンビ二一タから送られたパケットの最終データバイトであるかを決定するテストが行われる。受信したばかりのデータバイトが最終データバイトでなければ、フローはブロック３９８へ進みそこでｒｅｔｕｒｎ−ｆｒｏｍ−ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ命令が実行される。受信したばかりのデータバイトが最終データバイトであれば、フローはブロック３９２へ進む。

ブロック３９２において、受信したデータパケットの完全性を決定するテストが行われる。これは予め受信した７バイトの８ビツト和を最近受信したバイト（最終バイト）と比較し行われる。８ビツト和と最終バイトが異っておれば、フローはブロック３９８へ進む。８ビツト和と最終バイトが同じであれば、ディスプレイプロセッサは、ブロック３９６に示すように、前にデータレディフラグと呼んだフラグを設定しブッロク３９８を介して割込みからブロック３８０へ戻る。

ブロック３８０において、受信データはメモリ内に記憶されデータレディフラグがリセットされる。

ブロック３８２及び３８４において、ディスプレイプロセッサは従来の変換技術を利用して記憶されたデータをＢＣＤフォーマットへ変換し、第３ａ図のＬＣＤディスプレイ３２２に表示する。

第１図のマイクロコンピュータ１２０から受信されるデータに示すように、送出されてＬＣＤディスプレイ３２２に表示されるデータは３相電流及び地絡故障電流の各々をシーケンスするスイッチ３１１を使用してオペレータが選択する。

ブロック３８６において、ディスプレイプロセッサはセンサー識別、定格プラグ型式及び長時間ピックアップ値を含む受信データを使用して、第１図の回線１０６上を運ばれる定格トリップ電流の％を決定する。ブロック３８８において、この決定に応答してディスプレイプロセッサによりバーセグメント（第３ａ図の３２４及び３３２〜３３５）が駆動される。ブロック３８８から、フローはブロック３７８へ戻る。

第３ｂ図のブロック４００〜４０６はスイッチ３１１の押下に応答してディスプレイプロセッサが実行するようにプログラムすることができる第２の割込みルーチンを表わす。この第２の割込みルーチンのブロック４００において、ディスプレイプロセッサはスイッチ３１１の押下によりオペレータがとの相（もしくは地絡故障）電流を選定したかを決定する。ブロック４０２．４０４において、ディスプレイプロセッサはそのＩ１０ボートを監視してスイッチ３１１が解除される時を決定し、スイッチ３１１から受信した信号をデバウンス（ｄｅｂｏｕｎｃｅ）する。ブロック４０６において、ディスプレイプロセッサは割込みコマンドからのリターンを実行する。

ディスプレイプロセッサ３１６は手元ディスプレイ＋５０にとってオプショナルであり従ってその動作にとって必要ではないことをお判り願いたい。さらに、手元ディスプレイ１５０自体がトリップ方式のオプションでありトリップ方式を作動させるのに必要ではない。

Ｂ、電流及び地絡故障検出第４図は第１ｒＥｉのアナログ入力回路１０８、地絡故障センサ１１０、電源１２２及び利得回路１３４の拡大図である。これらの各回路は３相電流回線１０６から受電する。この電力を使用して、こられの回路は信号を与えそれらからトリップ方式１００は：（１）、回線１０６の位相及び電流値を決定し、（２）、任意の地絡故障の存在を検出し、（３）、系統電力を供給し、（４）、その電流定格を確立する。

（１）８位相及び電流値を決定する。

第４図において、アナログ入力及び地絡故障感知回路１０８．１１０は回Ｊ１１１０６に適切に隣接配置され各相電流径路Ａ、Ｂ、Ｃからエネルギを受けれる変流器５１０．５１２．５１４を含んでいる。各変流器５１０．５１２．５１４は一定の比率で１次電流に比例する電流出力を生じるように構成されている。この比率は１次電流が定格変流器サイズ（もしくはセンササイズ）の１００％である時に、変流器が定出力電流値を生じているように設定される。例えば、２００Ａ遮断器に対して、各変流器５１０．５１２．５１４は１００％（２０ＯＡ）で作動している時は１００％（４０００Ａ）で作動している４０００Ａ遮断器内の変流器と同じ電流出力信号を発生する。好ましい構成では１次電流が定格電流の１００％である場合に２８２．８ｍＡ　（ＲＭＳ）の変流器出力電流が生じる。

変流器５１０．５１２．５１４から生じる出力電流は地絡故障感知トロイド５０８、全波整流器ブリッジ５１６．５１８．５２０及び電源１２２を介してトリップ方式接地へ通される。出力電流はトリップ方式接地から負担抵抗器構成５３０を介して戻される。地絡故障感知トロイド５０８は変流器５１０．５１２．５１４からの出力電流を加算する。中性（Ｎ）線１０８を使用するシステムでは、地絡故障感知トロイドは中性線（Ｎ）に接続されて任意の戻り電流を感知する変成器５０６からの出力電流をも加算する。この電流加算を表わす信号が出力巻線５０９に生じ、第４の整流器ブリッジ５２２へ運ばれる。整流器ブリッジ５２２は地絡故障状態を検出するのに使用され、本節の第２部で検討される。

整流器ブリッジ５１６〜５２２の右（正）側で、正の相電流信号が発生されリード５２４において一緒に加えられる。リード５２４の電流は電源１２２に使用され、それについては本節の第３部で検討する。

整流器ブリッジ５１６〜５２０の左（負）側で、負位相電流信号が負担抵抗器構成５３０及びトリップ方式接地へ通され、電源１２２を介して整流器ブリッジ５１６〜５２０へ戻される。この電流径路は、各々が負担電圧と呼ばれる、電圧信号Ａ−，Ｂ−，（、”を確立しそれらは利得回路１３４を介してマイクロコンピュータ１２０により測定される。

第４図において、信号Ａ−，Ｂ”、Ｃ−は各二重利得部へ送られて反転及び増幅される。第４図の利得回路１３４は、一般的に符号５３３に示す、３つの同じ二重利得部の一つを拡大して示しである。二重利得部５３３は位相信４！Ａ″を受信する。各二重利得部は一対の低域フィルタ５３２及び一対の増幅器５３４．５３６を含んでいる。低域フィルタ５３２はノイズ抑制を行い、増幅器５３４．５３６は、所望の分解能に対し、信号の大きさをそれぞれ０．５倍及び３倍に増減する。この構成により、マイクロコンピュータ１２０は任意の利得回路を変える時間を浪費することなくこれらの電流値を瞬時に測定することができる。要素の好ましい値は、例えば、抵抗器５４１．５４３．５４５．５５３はＩＯＫΩ、抵抗器５４７．５５９は４．７５にΩ、抵抗器５５７は６０にΩ、コンデンサ５４９．５６１は０，０３μＦである。増幅器５５１，６６３は、例えば、部品Ｎ［Ｌ　Ｌ　Ｍ１２４である。

利得回路！３４を使用して、マイクロコンピュータ１２０は信号Ａ＝、Ｂ”、Ｃ ”に展開される負担電圧をサンプルすることにより回線１０６上のＲＭＳｔ流値を測定する。ＲＭＳ計算は次式に基いている。

二重に、Ｎ＝サンプル数１＝（サンプルレートにより定まる）個別間隔の時間Ｉ（ｔ）＝遮断器を流れる電流の瞬時値遮断器を流れる電流は一定の時間隔でサンプルされ、従って、１　（ｔ）が展開される。この瞬時電流サンプルの値は二乗され、一定数のサンプルＮの他の二乗サンプルと加算される。この和の平均値はそれをＮで除して得られる。次に、平均値の平方根をとることにより最終２ＭＳ電流値が得られる。

第５図に、１００Ａの尖頭振幅を有する６０＆信号の１．５サイクルに対する整流された正弦波電流波形の例を示す。サンプルされた電流は全波整流されている。垂直線は電流値がサンプルされる個別の時点を示す。

０．５ｍＳのサンプルレートで、２５ｍＳの時間にわたって、５０サンプルがとられる。

第１表において、第４図からのサンプルに対するデータをＩ　（ｔ）（Ａｍｐｓ）列に示す。

１（ｔ）二乗（Ａ）（１（ｔ）ＳＱＵＡＲＥＤ　（Ａｍｐｓ））列は二乗値を与え、加算（Ａ）（Ｓｕｍｍａ　ｔｉ　ｏｎ　（Ａｍｐｓ））列は二乗電流値の時間累積を示す。

第１表の下段に示す和の平均値はサンプル数５０で除した最終累積値に等しい。

この値の平方根は７０．７１０６８５４となり、それは誤差が０．００００１％以下である。

第１表の他の列は１００Ａが２５５バイナリに等しい比率を使用してマイクロコンピュータが処理する２進等価データの詳細である。

■、。の値は１＝０からｔ＝Ｎまでに存在した電流波形の加熱効果を正確に反映する。この電流波形は代表的に５０〜６０七の基本周波数を有する交流波形であるが、多くの高調波（すなわち、基本周波数の倍数）を含むことがきる。

実施例では、サンプルレート及びサンプル数を含むいくつかの要因がＩ　＊ｘｓ計算の精度に影響を及ぼす。実施例では、サンプルレートは２，０００Ｈｚであり電流の大きさを評価する前に少くとも１２８サンプルがとられた。

（２）、地絡故障の存在を検出する。

地絡故障感知トロイド５０８は入力巻［５４０，５４２，５４４からの電流信号を磁気的に加えて、回線１０６上に地絡故障が存在するかどうかを表示する。トロイド５０８は４個の同じ入力巻ｐＡ５４０．５４２．５４４．５４６により構成され、各変流器５１Ｏ５５１２，５１４に対して１個ずつとオプショナルな中性電流径路変成器５０６に対するものとである。トロイド５０８は加算された電流信号を与える１個の出力巻線５０９を有している。

地絡故障感知トロイド５０８は端子５５２にテスト信号を加えられるようにするもう一個の巻線５５０を含んでいる。瞬時スイッチ５５４を使用して、テスト信号はトリップ方式に対する擬似地絡故障を生成する。トリップ方式は真の地絡故障と同様にこの擬似地絡故障に反応する。テスト巻線５５０は加熱されると抵抗値が増大する正係数抵抗器５５６により保護され、それと巻線５５０を流れる電流を制限する。正係数抵抗器は、例えば、キーストン、ＰＴＣ可復帰ヒユーズ、部品ＮｃＬＲＬ３５１０−１１０−１２０−ＰＴＦである。テスト巻線により従来技術のシステムで使用されている独立したテスト変成器が不要となる。

地絡故障感知トロイド５０８の動作は地絡故障がある場合及び無い場合のトリップ方式の動作を考慮すれば良く理解できる。地絡故障の無い平衡３泪方式の場合、各相の電流の大きさは等しいが互いに１２０°位相がずれており、中性電流は存在せず従って出力巻線５０９は電流を発生しない。任意の位相（Ａ、ＢもしくはＣ）を流れる電流が増大すると、中性径路の電流はベクトル的に大きが等しいが相電流増大方向とは反対となり、磁気的和はゼロのままである。地絡故障が存在すると、電流は何げない径路を通って接地物体へ流れ、中性変成器５０６をバイパスして変圧器５０９内に電流信号を生じる。従って、変圧器５０９は地絡故障が存在する場合のみ電流信号を発生する。

地絡故障感知トロイド５０８の出力変圧器５０９からの電流信号は整流器ブリッジ５２２、電源１２２を通り、負担抵抗器構成５３０を介して戻される。負担抵抗器構成５３０及び整流器ブリッジ５２２はその電流信号を交流整流信号５５８へ変換し、それはトリップ方式接地に対して反転されており変圧器５０９の電流に比例する電圧を有している。

交流整流信号５５８はフィルター５６０によりノイズ抑制され、次にアナログインバータ５６２を使用して反転される。アナログインバータ５６２から、正となる信号がマイクロコンピュータ１２０のＡ／Ｄ入カへ送られる。マイクロコンピュータ１２０はアナログインバータ５６２の出力の尖頭値を測定して地絡故障の存在を検出する。従来の分圧器スイッチ５６４がマイクロコンピュータ１２０により制御されて、厳しい地絡故障状態の元で要求されるように、その信号を２／３へ選択的に低減する。要素の好ましい値は、例えば、抵抗器５６５．５６７はＩＯＫΩ、抵抗器５６９は２０にΩ、抵抗器５７３は１９．６にΩ、抵抗器５７５はＩＯＫΩ、コンデンサ５７７は０．０３３μＦ１増輻器５７９は部品ＮαＬＭ１２４、ＬＧＦＥＴ５８１は部品ＮａＢ５１７０である。

（３）、系統電力を供給する。

トリップ方式の電力は回線１０６を介した電流から直接供給され、回線１０６の任意の１本の電流を使用することができる。この特徴によりトリップ方式は３相のいずれか一つの相でパワーアップすることができ、一つ以上の位相線１０６に地絡故障が存在する場合に給電することができる。

変流器５１０，５１２．５１４により誘起される出力電流は整流器ブリッジ５１６．５１８．５２２へ通されて電源１２２電流を提供する。整流器ブリッジ５１６〜５２２の右側、リード５２４において、出力電流は加算されダーリントントランジスタ５６８．９．１Ｖツエナーダイオード５７０及びバイアス抵抗器５７２へ直接供給される。この電流の大部分はトランジスタ５６８を介して直接大地へ流れ、トランジスタ５６８のベースに９、ＩＶの定電圧を生じる。公称エミッターベース電圧（Ｖｅｂ）はおよそ１．ＯＶであるため、トランジスタ５６８のエミッタはおよそＩＯＶである。トランジスタ５６８はそこを流れる電流に無関係にエミッターコレクタ間に】ＯＶを維持しようとする。好ましい要素の値は、例えば、ダーリントントランジスタ５６８は部品Ｎα２Ｎ６２８５、ツェナーダイオード５７０はｌＮ４７３９、抵抗器５７２は２２０Ωである。

トランジスタ５６８のエミッタにおいて、電力信号ＶＴ（“トリップ電圧”）が与えられる。

＋５ｖ信号は調整された＋ＳＶｔＳＶｔ借出力信号、それは電圧調整器５７１　（部品嵐ＬＰ２９５０ＡＣＺ−５，０）及び調整器５７１の出力の振動を防止するコンデンサ５８２を使用して供給される。電圧調整器はダイオード５７６を介してＶＴからその入力をとる。ダイオード５７６１ｔＶＴの１ダイオード降下（０，６Ｖ）以内にコンデンサ５８４を充電しておよそ＋９ｖの第２の電源を生成し、それは＋９ｖ電源と呼ばれる。コンデンサ５８４に蓄えられたエネルギにより電子回路は＋ｅＶｔ源により給電されて、トリップが生じた後しばらく給電され続ける。トランジスタ５６８のエミッタに接続されたコンデンサ５７４は電圧リップルを濾波するのを助ける。コンデンサ５７４はマイクロコンピュータ（第１図の１２０）もしくはつｔッチドッグ（Ｗａｔｃｈｄｏｇ）回路（第８図の７１２）からの“トリップ′信号によりパワーＩＣＦＥＴ５８３がオンとされる時に励起されるソレノイド１１２のエネルギ蓄積素子としても使用される。トリップ信号は各ダイオード５９１，５９３により結合される。ソレノイド１１２はまた、部品ＮｃＬＩ　Ｎ　５２４６等の、１６Ｖツエナーダイオード５９５が感知する過電圧状態によっても励起される。要素の好ましい値は、例えば、コンデンサ５７４は２２０μＦ１コンデンサ５８４は１００μＦ１コンデンサ５８２は１０μＦ１抵抗器５８５は１００ＫΩ、抵抗器５８９はＩＯＫΩ、コンデンサ５８７は０．１μＦ１　ＩＧＦＥＴは部品尚６６６０である。

ダイオード５７６．５７８はオプショナルな外部電源（図示せず）から電流を受電するのに使用される。

（４）、電流定格を確立する。

整流器ブッリジの左側において、ブリッジからの負位相信号（Ａ＝、Ｂ″、Ｃ゛）が定格プラグ５３１を含む負担抵抗器構成５３０へ送られ、トリップ方式の電流定格を設定する。前記したように、１次電流がユーザ選定回路１３２を使用して指定した定格電流すなわち“センサーサイズ′の１００％であれば、変流器出力電流は２８２．８ｍＡ　（ＲＭＳ）となる。従って、マイクロ）ンビュータ１２０が利得回路１３４（第１図）を使用して負担電圧を読み取ると、マイクロコンピュータ１２０は回線１０６の実際の電流を計算することができる。

第４図は回＃１１０６を通る最大許容連続電流を確立するのに使用される各抵抗器５２７．５２９間の並列接続を示す。抵抗器５２７は定格プラグ５３１の一部であり、抵抗器５２９は定格プラグ５３１から独立している。抵抗器５２９は、例えば、各々が４．９９Ω、１％、５Ｗ抵抗器である。この値は地絡故障信号に対する負担抵抗器５２５の対応する１２．４Ωの値と比較しなければならない。

定格プラグの抵抗器５２７は抵抗器５２９と並列接続され、従って合成抵抗値が低減する。従って、抵抗器５２９　）　ＩＪ　ノブ方式の最小電流定格を設定する。実施例において、例えば、最小電流定格は最大電流定格の４０％に対応する。定格プラグ内の抵抗器５２７はマイクロコンピュータが読み取った電圧（Ａ− 、Ｂ”、Ｃ”’）を校正する。これにより、マイクロコンピュータ内のＡ／Ｄコンバータの分解能は最小及び最大電流定格に対して定格電流の端数まで同じとすることができる。従って、最小電流定格に対してコンバータの分解能は全く犠牲にされない。

第６ａ図及び第６ｂ図において、定格プラグ５３１は印刷回路板５８７上に載置された抵抗器５２７を含んでいる。定格プラグをトリップ方式１００の残部と相互接続するのにコネクタ５８８が使用される。定格プラグがトリップ方式から離れると、トリップ方式はその最小定格へ戻る。

定格プラグ５３１はさらに銅製の可溶性印刷回路リンク（ｃｏｐｐｅｒ　ｆｕｓｉｂｌｅ　ｐｒｉｎｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔ　１１ｎｋｓ）Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄを含み、それらは印刷回路接続５８９から選択的に断路（開放）されて、負担抵抗器構成５３０内の抵抗器の値、すなわち負担電圧／電流比をマイクロコンピュータ１２０に知らせる。印刷回路接続５８９はコネクタ５８８の一つの接点を介して＋５Ｖ信号に接続される。この接続５８９によりトリップ方式は印刷回路リンクＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄを２進論理でコード化し、各並列抵抗器構成の１６の値の一つがそこから定義されるようにすることができる。実施例において、２進コード“１１１１”及び“１１１０”はテストの目的で保存され、１４のコード”ｏ　ｏ　ｏ　ｏ”〜“１１０１”は次のように０．４００〜１．０００の電流定格乗数に対応する。

コード　電流定格乗数第９図のユーザ選定回路１３２はマイクロコンピュータ１２０が定格プラグ５３１から２進コード化抵抗値を読み取るのに使用するインターフェイスを含んでいる。

３状態バツフア８２０によりマイクロコンピュータ１２０は定格プラグ５３１上の４本の可溶性印刷回路リンクの状態を表わす４本のリードの各々の論理値を選択的に読み取ることができる。可溶性印刷回路リンク＋５Ｖ信号間の接続により与えられるバッファ８２０の入力の論理ハイは対応するリンクが閉成していることを示す。バッファ８２０の入力のプルダウン抵抗器８２６により与えられるバッファ８２０の入力の論理ローは対応するリンクが開放されていることを示す。

可溶性印刷回路リンクＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄは電流発生器を使用して開放して過剰な量の電流をリンクへ送り、銅リンクを焼損させることができる。好ましくは、これは定格プラグ５３１をトリップ方式内に設ける前に行われる。従って、一度設置すると、定格プラグ５３１はマイクロコンピュータ１２０にその抵抗値を自動的に知らせ、任意の設定や使用する定格プラグの型式をマイクロコンピュータに知らせる必要がなくなる。マイクロコンピュータは２進コード化抵抗値に対応する所定の校正係数によりそのＡ／Ｄコンバータから読み取られる値を調整して、定格プラグ５３１内の抵抗器の値とは無関係な実際の電流値を計算することができる。

（Ｃ）、バイメタルの反りのシミュレーションマイクロコンピュータ１２０は無プロセッサトリップ方式に一般的に使用されているバイメタル反り機構を正確にシミュレートするようにプログラムされている。これはアナログ入力回路１０８が感知する測定された電流サンプルの二乗値を累積して行われる。この電流の二乗値の和はトリップ方式１００内に蓄積された熱に比例する。

冷却中のバイメタルの反りをシミュレートするために、マイクロプロセッサ１２０は電流の二乗の累積を対数的に減分するようにプログラムされている。すなわち、サンプリング期間中に、熱損失率は周囲温度よりも高い電力系統導体の温度に比例するという事実を考慮してＩ（ｔ）！の累積値ＡはＡに比例する量だけ減分される。

特に、トリップ方式１００内の温度は切られるもしくは中断される回線１０６内の電流径路に応答して低下・する。

しかしながら、これが生じると、マイクロコンピュータ１２０は動作電力を失ってこの数値シミュレーションを維持できな（なる。

この問題はマイクロコンピュータ１２０への動作電力が失われる所定期間だけ累積電流の覆歴を維持する第１図の熱メモリ１３８を使用して克服される。第７図に示すように、これはマイクロコンピュータ１２０が監視且つ制御して電流の二乗の累積に比例する電圧をコンデンサ６１１に維持するＲＣ回路６１０を使用して行われる。

マイクロコンピュータの電力が失われると、ＲＣ回路６１０の両端間電圧は対数的に減衰する。（減衰はＶ＝ｖ０ｅｘｐ　（−ｔ／ＲＣ）式に支配される。）電圧が０に達する前にマイクロコンピュータが再びパワーアップすると、マイクロコンピュータ１２０は従来のアナログバッファ６１２を使用してＲＣ回路６１０両端間電圧を読み取りその遅延アキュムレータを正しい値へ初期化する。アナログバッファは、例えば、部品ＮａＬＭ７１４の増幅器６２７及び４，７にΩ抵抗器６２９を含んでいる。

１００μＦコンデンサ６１１及び３．２４ＭΩ抵抗器６１３を含む好ましいＲＣ回路６１０は３２４秒、すなわちおよそ５．４分、の定時定数を与える。

ＲＣ回路６１０の電圧制御はそれぞれ部品ｋＶＰ０８０８及びＢ５１７０等のＴＧＦＥＴ）−ランジスタロ１８．６２０を使用して行われる。正規の休止状態では、マイクロコンピュータ１２０は過負荷状態にはなくトランジスタ６２０のゲートで論理ローを駆動し、トランジスタ６２０．６２２を非作動としコンデンサ６１１がトリップ方式接地へ放電できるようにする。トランジスタ６１８．６２０は、例えばそれぞれ１００にΩ、４７にΩ、５．ＩＫΩの値を育する抵抗器６２１．６２３．６２５と一緒に作動する。

過負荷状態中に、マイクロコンピュータ１２０は電流情報をその内部ＲＡＭ内に蓄積して熱レベルをシミュレートし、トランジスタ６２０のゲートで論理ハイを駆動してコンデンス６１１が選定された対応レベルへ充電できるようにする。コンデンサ６１１が充電されている間、マイクロコンピュータ１２０はアナログバッファ６１２を使用して電圧レベルを監視する。選定レベルに達すると、マイクロコンピュータはトランジスタのゲートで論理ローを駆動してこれ以上の充電を防止する。コンデンサ６１１の電圧はクランプダイオード６２２を使用して５ｖに制限される。クランプダイオード６２２の順電圧降下は直列ダイオード６２５の電圧降下と平衡する。

例えば、突然過負荷状態が生じマイクロコンピュータ１２０はこの過負荷故障レベルにおいてトリップ信号が発生される前に２分間の遅延を見込むようにプログラムされているものとする。この過負荷状態で１分後に、マイクロコンピュータ１２０はトリップ途上の５０％を示す電流情報を蓄積している。マイクロコンピュータはまたＲＣ回路６１０を２．５ｖ、すナワち最大５Ｖ（７）５０％まで充電できている。この例に対して、過負荷故障状態はこの点て除去され電子トリップ方式は動作電力を失うものとすると、マイクロプロセッサ１２０への電力が０ ■に降下する時に内部に蓄えられた電流蓄積か失われる。しかしながら、ＲＣＣ回路６１雨として存在し５．４分（ＲＣ回路６１０の時定数）ごとにおよそ６３．２％減衰する。従って、電流なしで５、４分後に、ＲＣＣ回路６１画３６、８％、すなわち０．９２Ｖとなる。

この点において過負荷状態が再び生じると、マイクロコンピュータ１２０がパワーアップしてＲＣ回路６１０の両端間は０．９２Ｖとなる。次に、マイクロコンピュータ１２０はその内部電流蓄積を予めプログラムされた全トリップ遅延時間のおよそ１８％（最大５Ｖで除した０、９２Ｖ）へ初期化する。

マイクロコンピュータが実施する累積計算は次式に基Ｎ＝サンプル数１＝（累積速度により定まる）個別間隔の時間１　（ｔ）　＝遮断器を通る電流の真のＲＭＳ値である。

故障中、トリップユニットは電流が所定レベルを所定期間越えるか、選定過負荷状態を越えるとすぐに電流二乗値を加算開始する。電子トリップ方式は電流の二乗に比例する値を内部累算レジスタに蓄積させ続け、それは累算速度に基いて定期的に増分される。電流の定故障レベル、定累算速度、及び１＝０における累算レジスタの公知の状態を仮定すると、累算レジスタ内の値は所定速度で増大し任意所与の時点ｔにおいて公知の値を含んでいる。

例えば、６　４ｍＳの累算期間で７　０．７　１Ａ　（ＲＭＳ）の連続故障が測定されるものとする。さらに、累算レジタスは故障前は０てあったものとする。

マイクロコンピュータ１２０は６　４ｍＳごとに電流の二乗値をレジスタへ累算し、一定速度でそれを増加させる。

連続した定レベル故障では、時間の増加と共に内部累算レジスタは比例的に増大する。システムをこの故障から保護するために、この増大する累算値はシステムの最大許容熱容量を表わすように選択されている所定の閾値と周期的に比較される。累算値がこの所定閾値以上である場合には、トリップ方式は遮断器をトリップさせる。

電流二乗値を累積することの貴重な局面は電流が２倍になると、電流二乗値は４倍となり内部累算レジスタはより高速で増加され、より高速にトリップされることである。従って、ある電流レベルにおける遅延時間（検出された電力故障によりトリップが行われるまでの期間）任意の定電流に対する遅延時間の計算式は次のようでここに、Ａ２＝　累算速度（秒）Ｋ　＝　所定の最終累算値Ｉ　＝　遮断器を流れる電流の真のＲＭＳ値次に第８図を参照として、リセット回路１２４の拡大図を示し、それはパワーアップリセット回路７１０及びトリップ方式１００の完全性を維持するウォッチドッグ回路７１２を含んでいる。パワーアップリセット回路７１０は２つの機能を実施し、その両方がパワーアップ中に生じる。それはトリップ方式１００が電流回線１０６から充分な動作電力を引き出すまでマイクロプロセッサ１２０をリセット状態に維持する（ローとされた）リセット信号を線７４３へ与え、リード７４４を介してウォッチドッグ回路７】２へ（ローとされた）リセット信号を与えてパワーアップ中にウォッチドッグ回路かソレノイド１１２と係合するのを防止する。この後者の機能により迷惑なトリップが防止される。

好ましくは、パワーアップリセット回路はマイクロコンピュータ（第１図の１２０）が適切に機能できる所定の基準電圧よりも＋５■給電の出力電圧が低いかどうかを検出する不足電圧感知集積回路７４５を含んでいる。

集積回路７４５は、例えば、部品尚ＭＣ３３０６４Ｐ−５であり、それは＋５■ 給電の出力電圧か４．６Ｖを越えるまでリセット線７４３をローに保持する。マイクロコンピュータ１２０は４．５Ｖ以上で作動することができる。好ましいリセット回路はプルアップ抵抗器７４１、コンデンサ７３９、及び集積回路７４５をウォッチドッグ回路７１２へ接続するダイオード７５３も含んでいる。

抵抗器７４１は、例えば、４７にΩの値を有しコンデンサ７３９は０．Ｏ１μＦの値を有している。ダイオード７５３はマイクロコンピュータ１６０がリセットされている場合のみリセット回路７１０がウォッチドッグ回路７１２に影響を及ぼすことを保証する。

ウォッチドッグ回路７１２はトリップ方式をマイクロコンピュータの故障から保護する。従って、マイクロコンピュータ１２０が所定時間内にウォッチドッグ回路７１２をリセットできない場合にはソレノイド１１２と係合するように設計されている。マイクロコンピュータＪ２０はリード７１４上に、好ましくはおよそ２００ｍ５ごとに、規則的に論理バイパルスを発生してウォッチドッグ回路７１２をリセットする。これらのパルスはコンデンサ７！８へ通されてＩ　ＧＦＥＴ　トランジスタ７２０を励起し、次に回路制限抵抗器７３３を介してＲＣタイミング回路７２４を放電させる。コンデンサ７１８から大地へのパルスを参照するのに抵抗器７３０及びクランプダイオード７３２が使用される。

リード７１４上のパルスはＲＣタイミング回路７２４がコンバータ７２６の入力の基準電圧、Ｖｒ、Ｉ、を越えて充電されるのを防止する。ＲＣタイミング回路７２４がＶ　ｒ　＠　ｒを越えて充電されると、コンバータ７２６はソレノイド１１２ヘトリップ信号を送って回線１０６内の電流径路を遮断する。基１ｓ電圧は、例えば、抵抗器７２９を介して電流供給される４、３Ｖツエナーダイオード４２７により供給される。要素の好ましい値は、例えば、コンデンサ７１８は０．００１μＦ、抵抗器７３０は２７にΩ、ダイオード７３２は部品ＮＣＬＩＮ４１４８、トランジスタ７２０は部品ＮｃＬＢＳ１７０、抵抗器７３３は１０Ω、抵抗器７３７は８２０にΩ、コンデンサ７３５は０．２２μＦ、コンバレタ７２６は部品魚ＬＭ２９０３１．ダイオード７２７は部品嵐ｌＮ４６８７、抵抗器７２９は１００ＫΩ、抵抗器７５１はＩＯＫΩである。

Ｅ、ユーザ選定スイッチ前記したように、ユーザ選定回路１３２を第９図に示す。定格プラグ用バッファ８２０の他に、ユーザ選定回路１３２は各々が一対のＢＣＤダイアル８１２及び第１図のアドレス及びデータデコーダ１３０によりイネーブルされる３状態バツフア８１４を存する複数のユーザインターフェイス回路８１０を含んでいる。各ＢＣＤダイアル８１２によりユーザはいくつかのトリップ方式特性の中の一つを選定することができる。例えば、一対のＢＣＤスイッチを使用して長時間ピックアップ及び長時間遅延（過負荷トリップ特性）を指定することができ、もう一対のＢＣＤスイッチを使用して短時間ピックアップ及び短時間遅延（短時間トリップ特性）を指定することができる。他のＢＣＤスイッチを使用してセンサ及び遮断器サイズ、瞬時ピックアップ、地絡故障トリップ特性、及び位相不平衡閾値を指定することができる。

Ｆ、ソレノイド励起のためのエネルギ確認第１図及び第９図のユーザ選定回路１３２はまたソレノイド１１２を励起するのに充分なエネルギがあるかどうかをも決定する。アドレス及びデータデコード回路１３０を使用して、バッファ８２０はその入力線８３０の一つを読み出すように選定される。第１図の電源１２２からのＶＴ倍信号入力線８３０へ送られ、バッファ８２０は抵抗器８３２及びクランプダイオード８３４により過剰電圧から保護される。抵抗器８３２は、例えば、６２０にΩの値を有している。

マイクロコンピュータ１２０がソレノイド１１２と係合する前に、入力線８３０がアクセスされてＶＴが論理ハイとして読み出されるか論理ローとして読み出されるかを決定する。入力が２．５Ｖ〜３．ＯＶよりも大きい場合は常にバッファ８２０はその出力に論理ハイを与える。ＶＴか論理ハイとして読み出されると、マイクロコンピュータ１２０はソレノイド１１２を励起するのに充分な電力かあると決定してそうするように試みる。ＶＴが論理ローとして読み出されると、マイクロコンピュータ１２０はソレノイド１】２を励起するのに充分な電力か無いと決定し、繰返しＶＴをチェックしながら、間欠電力故障によりＶＴが降下したものと予想して待機する。

ＶＴが２．５〜３．０ｖレベルを越えると、マイクロコンピュータ１２０はソレノイドを再び励起しようとする。

Ｇ、情報ディスプレイ用通信マイクロコンピュータ１２０は同じトリップ状態情報を手元ディスプレイ１５０及びディスプレイ端末１６２へ送る。情報はシリアル周辺インターフェイス１９１を介して手元ディスプレイ１５０へ同期送信され、シリアル通信インターフェイス１５１を介してディスプレイ端末１６２へ非同期送信される。インターフェイス１５１゜１９１はＭＣ８８ＨＣ１１内のＳＣＩ及びＳＰＩボートを使用して実施することができる。トリップ方式状態情報の履歴は持久型トリップメモリ１４４に記憶される。

履歴には最終トリップの特定原因及び電流レベル及び異なるトリップ原因の運転累積が含まれる。

好ましくは、トリップメモリ１４４は電気的に消去可能なプログラマブルメモリＲＯＭ　（ＥＥＦＲＯＭ）、例えば、カリフォルニア州、ミルビタスのクシコール社から入手可能なＸ２４ＣＯ４Ｉである。この場合、マイクロコンピュータ１２０とＥＥＰＲＯＭｌ　４４間の双方向データ転送のためにシリアル周辺インターフェイス１９１が使用される。このデータ転送はデータを転送するシリアル周辺インターフェイス１９１の１回線とマイクロコンピュータ１２０及びＥＥＰＲＯＭＩ　１４間で同期化クロック信号を送信するもう１回線を使用して行われる。

トリップ方式のパワーアップ中に、マイクロコンピュータ１２０はデータ要求コードとして解釈されるユニークなビットパターンをトリップメモリ１４４へ送信する。

次に、マイクロコンピュータ１２０は双方向データ回線を入力として設定しトリップメモリ１４４に対して要求されたデータをクロックする。

マイクロコンピュータ１２０は履歴データのコピーをその内部ＲＡＭ内に維持し、トリップ時にそれを更新しインターフェイス１９１を介してトリップメモリ１４４へ戻し、再びユニークなビットパターンを使用してトリップメモリ】４４を受信モードへ設定する。データを受信すると、トリップメモリ１４４はその内容を再プログラムし新しく受信したデータで古い履歴情報を無効とする。

正規動作中（すなわち、パワーアップ後でトリップの無い時）、マイクロコンピュータ１２０はシリアル周辺インターフェイス１９１を介して動作情報を送信する。

この情報はトリップメモリ１４４を励起するのに必要なユニークなビットパターンを含んでいないため、トリップメモリ＋４４は正規の送信を無視する。しかしなから、シリアル周辺インターフェイス１９１に接続することができる他の装置が情報を受信して正確に解釈することができる。

マイクロコンピュータ１２０は、例えば、トリップ方式＋００がディスプレイプロセッサ３１６内の比較的低電力のプロセッサと通信できるような通信手順を実行するようにプログラムされる。この手順はインターフェイス１５１，１９１を介して情報を送る時の周波数を追跡するソフトウェア割込機構を使用する。正規動作中に、情報の一つの８ビツトバイトが７ｍＳごとに送信される。

トリップ状態中に、情報はマイクロコンピュータ１２０が送信できる限り速く連続的に送られる。この手順により、ディスプレイ端末１６２及びディスプレイプロセッサ３１６はそのプロセッサをこの繰返し機能に排他的に専用することなくトリップ方式１００からの状態メツセージを連続的にディスプレイすることができる。同様に重要なことは、この手順によりマイクロコンピュータ１２０は回線１０６上の電流の連続分析を含む、さまざまなタスクを実施できることである。

好ましくは、状態メツセージはパケット毎８バイト、多パケット送信技術を使用して送信される。各パケットに含まれる情報のタイプは８つの異なるグループ、すなわち８つの異なるパケット、パケット０〜７、へ類別することができる。各パケットの第１バイトはバイト及びパケット番号及びトリップ方式１００のトリップ状態を識別するのに使用される。例えば、第１バイトはバイトタイプを識別する１ビツト、パケット番号を識別する４ビツト及びトリップ状態を識別する３ビツトを含むことかでき、それは、非トリップ状態、電流過負荷トリップ、短絡トリップ、瞬時トリップ、地絡故障トリップ及び位相不平衡トリップである。各パケットの２〜６バイトはパケット番号に従って変る。７バイトは（多システム構成に対して）情報を送出するトリップ方式を識別するのに使用され、８バイトはデータの完全性を立証するチェックサム（ｃｈｅｃｋｓｕｍ）として使用される。

マイクロコンピュータは情報の優先度タイプに従って、各パケットに含まれる情報のタイプを交替する。正規（非トリップ）状態中に、トリップユニットはパケット番号０を送信し、それにはパケット番号１が続き、さらに残りの規定パケット番号２〜７の中の一つが続く。シーケンスをグラフィックに示すと次のようになる。

１）　Ｐａｃｋｅｔ　Ｏ−Ｐａｃｋｅｔ　ｌ　−Ｐａｃｋｅｔ　２　）リップが２）　Ｐａｃｋｅｔ　Ｏ−Ｐａｃｋｅｔ　１−　Ｐａｃｋｅｔ　３　生じるまで３）　Ｐａｃｋｅｔ　Ｏ−Ｐａｃｋｅｔ　ｌ　−Ｐａｃｋｅｔ　４　繰り返す４）　Ｐａｃｋｅｔ　Ｏ−Ｐａｃｋｅｔ　１−　Ｐａｃｋｅｔ　５５）　Ｐａｃｋｅｔ　Ｏ−Ｐａｃｋｅｔ　１−　Ｐａｃｋｅｔ　６６）　Ｐａｃｋｅｔ　Ｏ−Ｐａｃｋｅｔ　１−　Ｐａｃｋｅｔ　７トリツプ状態中に、正規動作パケット送信シーケンスが中断され電力が失われるまでパケットＮα２が連続的に送信される。送信速度は最高可能速度へ増大する。

パケット番号に従って変化する各パケットの５バイトが合計８つの異なるパケット、０〜７に対して構成されている。これらのバイトの情報は各パケット番号に対し次のように実施される。

従って、マイクロコンピュータ１２０は４つの実在的クラスで情報を送信する。

第１のクラスは各パケットの第１バイトに述べられたトリップ状態情報を構成する。

第２及び第３のクラスは電流測定情報を伴い、第２のクラスはパケットＯ及び１に述べられた各回１１１１０６の電流測定情報を含み、第３のクラスはパケット２に述べられた最大電流状態情報を含んでいる。最終クラスの情報は本構成のトリップ方式に関しパケット３〜７に含まれ添付する付録は実施例で前記した方式を実施するのに第１図のマイクロコンピュータ１２０及び第３ａ図のディスプレイプロセッサ３１６をプログラムする好ましい方法をそれぞれ示す。

ＦＩＧ、２浄書（内容に変更なし）ＦＩＧ、３ｂ浄書（内容に変更なし）１（ｔ）時間（ｍｓ）ＦＩＧ、５ＦＩＧ、６０ＦＩＧ、６ｂ手続補正書（自発）ＰＣＴ／ＵＳ９０１０４７２４２、発明の名称高信頼度トリップ動作を有する故障給電、プロセッサ制御遮断器トリップ方式３、補正をする者事件との関係　特許出願人名　称　スフウェアー　ディー　カンパニー４、代理人居　所　〒１００東京都千代田区大手町二丁目２番１号新大手町ビルヂング３３１６、補正の内容　別紙のとおり手続補　正書坊式）％式％１、事件の表示スフウェアー　テ゛イー　カンパニー６−ネ…正心こより士曽カロする言青求項の数７−補正の対象国際調査報告

Claims

【特許請求の範囲】

１．電流径路を遮断するトリップ装置において、トリップ信号に応答して前記電流径路を遮断するソレノイドと、前記ソレノイドに前記電流径路の遮断を行う電力を供給する電源と、前記電源に接続され、前記電源が現在前記電流径路遮断を行うのに充分な量の電力を前記ソレノイドに供給できるかどうかを示す電源感知手段と、前記電流径路の電流を感知する電流センサと、前記電流センサ及び前記電源感知手段に応答して、前記電源が現在前記電流径路遮断を行うのに充分な量の電力を前記ソレノイドに供給できることを前記電源感知手段が示す場合に、ソレノイドを係合させる発生手段と、を具備する、トリップ装置。
２．請求項１記載のトリップ装置において、前記電源は前記電流径路から電流を受電する、トリップ装置。
３．請求項２記載のトリップ装置において、前記電流センサは前記電流径路と誘導結合されたコイルを含み、前記電源は前記コイルに誘起される電流を整流した電流により充電されるコンデンサを含む、トリップ装置。
４．請求項１記載のトリップ装置において、前記発生手段は前記電流径路を流れる電流が過剰となる時期及び、前記ソレノイドと係合する前の前記電源感知手段からの入力データを決定するようにプログラムされているプロセッサを含む、トリップ装置。
５．請求項４記載のトリップ装置において、前記プロセッサは、さらに、故障信号に応答して、前記電源が現在電流径路遮断を行うのに充分な量の電力をソレノイドへ供給できることを前記電源感知手段が示すまで前記電源感知手段を繰り返しチェックする手段を含む、トリップ装置。
６．故障給電トリップ装置にソレノイドを使用して電流径路を遮断する方法において、ａ）前記電流径路を流れる電流からエネルギを受け入れて蓄える段階と、ｂ）前記電流径路を流れる電流量を感知する段階と、ｃ）前記受け入れて蓄えられたエネルギが前記ソレノイドを係合させるのに充分かどうかを検出する段階と、ｄ）前記段階ｂ）において過剰な量の電流を感知し、かつ、前記段階ｃ）において前記エネルギが前記ソレノイドを係合させるのに充分であることを検出した後、前記ソレノイドを励起して電流径路を遮断する段階と、を備えてなる電流径路遮断方法。