JPH04503149A - インテリジェント定格プラグを有するプロセッサ制御遮断器トリップ方式 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 インテリジェント定格プラグを有する プロセッサ制御遮断器トリップ方式 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 構成に関する。

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る。最も 簡単なトリップ方式は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 電磁石を使用している。電磁石は遮断器を流れる電流に応答して磁界を発生する 。電流値が所定の閾値を越えると、磁界は１組の遮断器接点を解除させる機構を “トリップ”させて回路を“切る”。

低速応答バイメタル片を使用している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育用である。これはバイメタル片の反りの度合い が遮断器の正確な熱履歴、従って僅から電流過負荷さえ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。

前記トリップ方式は一般的に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なトリップ方式に対する要望が高まっている。例え ば、多（の産業において今日定期的ベースで調整及び監視しなければならない３ 相電力装置が使用されている。これらのニーズに応えるためにプロセッサペース トリップ方式が開発されている。

トリップ方式を選定電流定格及び他のトリップ仕様に設定できるようにするため に、この方式はジャンパー線や他の制御機構を含んでいる。さらに、広範に選定 可能な電流定格をカバーするために、このトリップ方式は多数の校正出力を有す る複雑な校正回路を有している。その上、精密な電流測定を行うための精密な抵 抗器を含んでいるため、校正回路は比較的高価になる。

発明の要約 本発明の実施例は電流径路から電流を誘起する電流センサを有する故障給電、プ ロセッサベース遮断器トリップ方式に使用する定格プラグ回路を含んでいる。定 格プラグ回路は印刷回路板及び印刷回路板に接続され所定量の誘起電流が存在す る時に指定電圧を確立する少くとも１個の抵抗器を含んでいる。複数の導電接点 を有するコネクタが印刷回路板をトリップ方式と相互接続し、且つ複数の印刷回 路が印刷回路板上に含まれていて抵抗器の値を示す２進コードを接点に与える。

プロセッサが接点を読み取って回路の電流を分析する。

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 プ方式のブロック図、 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１３４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、等漬方式及び代替方 式を包含するものとする。

発明の最善の実施モード 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有用である。

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泪電流を検出する。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。従っそ、接地径路もしくはオプショナルな中性ｊ１１ 　（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 モトタ、１９８５年に記載された、好ましくはＭＣ６８ＨＣ１１ＡＩ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１２ ０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１２６、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復号回路１３０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Ｎａ７４ＨＣ１３８ 、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、部品魔７４ＨＣ３７３、を含んでいる。ＲＯＭは 、例えば、部品Ｎａ２７Ｃ６４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１０５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１ ００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。

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ｏ　ｒｅｓ ｔｒａｉｎｔ−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）電 流を精密に測定する。

アナログ入力回路１０８は回線１０６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１ ２２により作動してトリップ方式１００へ３つの電力信号（ＶＴ、＋９Ｖ及び＋ ５Ｖ）を与える。電力信号ＶＴはデコード回路１３０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への給電が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／Ｖｓｔｂ）’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１４５を介して＋９ｖ給電により充電される１５０μＦ電解コンデンサ】４３ 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＋５ｖ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１ ５９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３６ ５にΩ、コンデンサ１５３はｌＯμＦ１シュミットトリガ−１５５は部品Ｎａ７ ４ＨＣ１４、ダイオード１５７は部品！１ｈｌＮ４１４８、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 ら得ることができる。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を運ぶ回線（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ディスプレイ盤３００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ｌ Ｏ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（＠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。

法部で、トリップ方式１００をさらに詳細に説明する。

Ａ０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３１Ｇ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３ １２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３１Ｂ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３１８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、ハムリン社のパンフレット液晶ディス プレイを参照されたい。

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電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 Ｎ１１ＵＰＤ７５０２　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ＮＥＣＵ ＰＤ７５０１１０２１０３　ＣＭＯ３４ビツトシングルチツプマイクロプロセツ サ　ユーザーズマニュアル　に記載されている。ＬＣＤディスプレイ３２２の他 のセグメント３７５はディスプレイプロセッサ３１６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。

電流播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３３Ｇ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ＭＣ １４０７０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％、６０〜８ ０９６及びｇｏ−ｉｏｏ％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ＣＭＯ３発振器 回路内に部品Ｎｔ１ＭＣ１４０７０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）、＋ｓｖ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がデータ回線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上に制御信号が発生する。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で給電することができる。

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、 ＋５ｖ電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３ ４４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により励起されるスイッチ３４６により＋５Ｖ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の値を育する抵抗器３４９．３５１， ３５３と一緒に作動する部品虱ＩＣＬ７６６５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＋５ｖ電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３３ ８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（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 イクロコンピュー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Ｃ７ツク３９８へ進みそこでｒｅｔｕｒｎ−ｆｒｏｍ−ｉｎｔ ｅｒｒｕｐｔ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１０ ６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３ ２４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１５０にとってオプシヨナル 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１図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）０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）０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は回線１０ ６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％（２００Ａ）で作動し ている時は１００％（４０００Ａ）で作動している４　０００Ａ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１０ ０％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５０ ８、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５１０．５１２．５１ ４からの出力電流を加算する。中性（Ｎ）線１．０６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５ １６〜５２０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”、Ｃ”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は位相信号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５３４．５ ３６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５４１５４３．５４５．５５３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５４ ９．５６１は０．０３μＦである。増幅器５５ｉ６６３は、例えば、部品ＮαＬ Ｍ１２４である。

利得回路１３４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ＲＭＳ電流値 を測定する。ＲＭＳ計算は次式に基いている。

ここに、 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 １　（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、Ｉ　（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 ＲＭＳ電流値が得られる。

第５図に、１００Ａの尖頭振幅を育する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、２５ｍ５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　ｔｉｏｎ（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翫の基本周波数を有する交流波形であ るが、多（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１□、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は入力巻線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個の同じ入力巻線５４０．５４２．５４４．５４６により構成 され、各変流器５１０゜５１２．５１４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を育している。

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ＮＱＲＬ３５１０−１１０−１２Ｏ−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相方式の場合 、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、磁気的布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 に比例する電圧を存している。

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入カ入力られる。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２７ 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５７ ５はＩＯＫΩ・、コンデンサ５７７は０．０３３μＦ１増輻器５７９は部品魚Ｌ Ｍ１２４、ＬＧＦＥＴ５８１は部品魚ＢＳ　１７０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５１ ６．５１８．５２２へ通されて電源１２２電流を提供する。整流器ブリッジ５１ ６〜５２２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５７ ２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ＩＯＶ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Ｎ１１２Ｎ６２８５、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＋５ｖ電源出力信号であり、それは電圧調整器５７１（ 部品魚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（７）　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＋９ｖ電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 （１１図の１２０）もしくはつｔツチドッグ（Ｗａｔｃｈｄｏｇ）回路（第８図 の７１２）からの“トリップ”信号によりパワーｌ０ＦＥ７５８３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Ｎ１ＩＮ５２４６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２２０μＦ、コンデンサ５８４は１００μＦ１コンデンサ５８２は１０ μＦ１抵抗器５８５は１００ＫΩ、抵抗器５８９はＩＯＫΩ、コンデンサ５８７ は０．１μＦ％ＩＣＦＥＴは部品１１ｈ６６６０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、マイクロコンピュータ１２ ０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図は回線１０６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トリップ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−、ＩＩＭ、 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５３！はさらに鋼製の可溶性印刷回路リンク（ｃｏｐｐｅｒ　ｆｕｓ ｉｂｌｅ　ｐｒｉｎｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔ　１ｉｎｋｓ）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“０００ ０”〜“ｌ　１０１”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５３ １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１２ Ｇ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）８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１０Ｂ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くなる。

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 積電流の履歴を維持する第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８１０の両端間電圧は対数 的に減衰する。（減衰はＶ＝Ｖ、ｅｘｐ　（−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１１ｈＬＭ７１４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８１０の電圧制御はそれぞれ部品ＮａＶＰ０８０８及びＢ５１７０等の ＩＧＦＥＴ）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 ６１．１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６１８．６ ２０は、例えばそれぞれ１００ＫΩ、４７にΩ、５．ＩＫΩの値を有する抵抗器 ６２１１６２３．６２５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シ、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ａｌｌ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．ｓｖ、ｔｔｘｂ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で除去され電子トリ 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 Ｏｖに降下する時に内部に蓄えられた電流蓄積が失われる。しかしながら、ＲＣ 回路６１０両端間の電圧は依然として存在し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、ＲＣ回 路６１０両端間電圧は２．５Ｖの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、６４ｍ５の累算期間で７０．　７１　Ａ　（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であったものとする。マ イクロコンピュータ１２０は６４ｍ５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Ａ、＝　累算速度（秒） Ｋ　＝　所定の最終累算値 ■　＝　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 １２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 回路がソレノイド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１２ ０）が適切に機能できる所定の基準電圧よりも＋５ｖ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ＮａＭＣ３３０６４Ｐ−５であり、それは＋５ ｖ給電の出力電圧が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７４ ５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０．０１μＦ 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１２０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７１ ２をリセットする。これらのパルスはコンデンサ７１８へ通されてＩＧＦＥＴ） ランジスタフ２０を励起し、次に回路制限抵抗器７３３を介してＲＣＣタイング 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ＲＣＣタイング回路７２４がコンパレタ７２６の入力 の基準電圧、Ｖｒａｌｓを越えて充電されるのを防止する。ＲＣＣタイング回路 ７２４がＶ　ｒ　＊　ｌを越えて充電されると、コンパレタ７２６はソレノイド １１２へトリップ信号を送って回線１０６内の電流層路を遮断する。基準電圧は 、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４ ２７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は部品尚ＩＮ４１４８ 、トランジスタ７２０は部品魚ＢＳ！７０、抵抗器７３３はｌＯΩ、抵抗器７３ ７は８２０にΩ、コンデンＬＭ２９０３１．ダイオード７２７は部品嵐ｌＮ４６ ８７、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を有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１ ３２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信号は入力線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の値を育している。

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が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があ 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１１２を励起するのに充分な電力が無い 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１９ １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ＭＣ６８ＨＣ１１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１ ４４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　（ＥＥＰＲＯＭ）　、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Ｘ２４ＣＯ４１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ＥＥＰ ＲＯＭｌ　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１４４ 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１４４は正規の送信を無視する。しかし ながら、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１００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θ〜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 ビツトを含むことができ、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ｌ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（。シ−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　１−　Ｐａｃｋｅｔ　２　）リップが ２）　Ｐａｃｋｅｔ　Ｏ−Ｐａｃｋｅｔ　１−　Ｐａｃｋｅｔ　３　生じるまで ３）　Ｐａｃｋｅｔ　Ｏ−Ｐａｃｋｅｔ　１−　Ｐａｃｋｅｔ　４　繰り返す４ ）　Ｐａｃｋｅｔ　Ｏ−Ｐａｃｋｅｔ　ｌ　−Ｐａｃｋｅｔ　５５）　Ｐａｃｋ ｅｔ　Ｏ−Ｐａｃｋｅｔ　１−　Ｐａｃｋｅｔ　６６）　Ｐａｃｋｅｔ　Ｏ−Ｐ ａｃｋｅｔ　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ぬ２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０及びｌ に述べられた各回線１０６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。

第１ ＦＩＧ、２ 浄書（内容に変更なし） ＦＩＧ、　３ｂ 特表千４−５０３１４９　（１５） 浄書（内容に変更なし） ！け） （ＡＭＰＳ） 時間（ｍｓ） ＦＩＧ、５ ＦＩＧ、Ｇａ ＦＩＧ、６ｂ 手続補正書（自発） ＰＣＴ／ＵＳ９０１０４８２９ ２、発明の名称 インテリジェント定格プラグを有する 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　特許出頭人 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３３ １ 明細書及び請求の範囲翻訳文の浄書 （内容に変更なし） １、事件の表示 スフウェアー　ディー　カンパニー ４、代理人 ６一−Ｆｕｌｌ正によりす曽カロする請求項の数７−補正の対象 国際調査報告

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．電流径路の電流を感知する電流センサを有するプロセッサベース遮断器トリ ップ装置に使用する、定格プラグ回路において、 回路板と、 前記回路板に接続され、感知された電流の量に対して所定比率の電圧を確立する 抵抗器手段と、複数の導電接点を有し、前記回路板を前記トリップ装置と相互接 続させるコネクタと、 前記導電接点に接続され、前記感知された電流に対する前記電圧の前記所定比率 を表わすコードを確立するコード化手段と、 を具備し、 前記コードは、前記コネクタを介してプロセッサによって読み取られ前記電流径 路を分析できるものである、定格プラグ回路。
2. ２．請求項１記載の定格プラグ回路において、前記コード化手段は、前記回路板 上に配置され前記コネクタのさまざまな導電接点に接続されて前記コードを確立 する、複数の印刷回路径路を含む、定格プラグ回路。
3. ３．請求項２記載の定格プラグ回路において、前記抵抗器手段は、各々が一端に おいて各導電接点に接続され且つ他端において共通接点に接続された複数の抵抗 器を含み、これによって前記電流径路の複数の相電流の各々に対して前記トリッ プ装置に各抵抗器を提供する、定格プラグ回路。
4. ４．電流径路の電流を感知する電流センサを有する故障給電、プロセッサベース 遮断器トリップ装置に使用する、定格プラグ回路において、 印刷回路板と、 前記印刷回路板に接続され、前記感知された電流の量に対して所定比率の電圧を 確立する抵抗器手段と、複数の導電接点を有し、前記印刷回路板を前記トリップ 装置と相互接続させるコネクタと、 前記印刷回路上に配置され前記コネクタのさまざまな前記導電接点に接続されて 、前記感知される電流に対する前記電圧の前記所定比率を表わす２進コードを確 立する複数の印刷回路径路と、 を具備し、 前記２進コードは、前記コネクタを介してプロセッサが読み取って電流径路を分 析できるものである、定格プラグ回路。
5. ５．電流径路からの電流を感知する電流センサを有するプロセッサベース遮断器 トリップ装置に使用される、前記トリップ装置の電流定格を確立する方法におい て、印刷回路板上のさまざまな導電接点に対する複数の印刷回路径路を定める段 階と、 前記印刷回路板に抵抗器を接続して、感知される電流の量に対して所定比率の電 圧を確立する段階と、前記複数の印刷回路径路の中の選定された径路を開放して 、前記感知される電流に対する前記電圧の前記所定比率を表わす２進コードを確 立する段階と、前記導電接点に接続された複数の導体を有するコネクタを使用し て、前記印刷回路板を前記トリップ装置と相互接続する段階と、 前記複数の印刷回路径路に接続された論理手段を使用して、前記導電接点上に前 記２進コードを表わす論理ハイ及び論理ローを確立する段階と、 前記抵抗器を使用して前記感知された電流を校正する段階と、 プロセッサを使用して前記論理ハイ及びローレベルを読み出し、前記２進コード を得て、前記抵抗器により校正されている前記感知された電流を分析する段階と 、を備えてなる、電流定格確立法。
6. ６．請求項５記載の方法ににおいて、複数の印刷回路の中の選定された回路を開 放するステップは過剰な量の電流をそこへ通すことを含む、電流定格確立方法。
7. ７．電流径路からの電流を感知する電流センサを有するプロセッサベース遮断器 トリップ装置に使用する、定格プラグ回路製造方法において、 印刷回路板上のさまざまな導電接点への複数の印刷回路径路を定める段階と、 前記印刷回路板上の前記接点へ電気コネクタを接続する段階と、 選定値を有する抵抗器を前記印刷回路板に接続する段階と、 前記複数の印刷回路径路の中の選定された径路を開いて、前記抵抗器の前記選定 値を示すコードを与える段階と、 を備えてなる、定格プラグ回路製造方法。
8. ８．請求項７記載の定格プラグ回路製造方法において、前記複数の印刷回路径路 の中の選定された径路を開く段階は、過剰な量の電流をそこへ通すことを含む、 定格プラグ回路製造方法。