JPH06506101A - リモートプログラマブル電子引外しシステム - 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】 リモートプログラマブル電子４外しシステム本発明はブレーカシステムに対して 多数の動作パラメータをリモートプログラミングする方法および装置に関する。

特に、本発明の拳法および装置は各々がリモートプログラム可能な引外し特性を 存する１個以上のブレーカユニットを具備している。

用される引外しシステムは従来技術で良く知られている。

引外しシステムは一般的に電力線の電流変動に応答して、対応する変動を検出す る引外しユニットを開放状態とする。最も簡単な引外しシステムでは電磁石を使 用して電流もしくは電圧変動に応答して回路が引き外される。電磁石はブレーカ ユニット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、すなわ ち、引外し点を越えて増大すると、磁界により１組のサーキットブレーカ接点を 開放して回路を「開く」すなわち「遮断する」機構がｒ引き外されるＪｏ 多くの簡単な引外し機構にも軽微な過負荷事故を検出するのに有用な応答の遅い バイメタル片が使用されている。これはバイメタル片の反りかサーキットブレー カの熱履歴を表わすため、僅かな過負荷電流でも検出できるためである。一般的 に、過負荷電流により発生する熱によりバイメタル片は引外し機構内へ反れて回 路が開放すなわち遮断される。

前記した引外しシステムは永年有用ではあったか、よりインテリジェントで精密 な引外しシステムに対する要望が高まっている。例えば、今日多くのビジネスに おいてビジネスおよびその顧客に対して重要な機能を提供する高価な３相電力装 置が使用されている。装置のコストおよび装置により提供される機能により、装 置の電源は精密に測定し制御しなければならない。このため、装置のユーザにプ ログラム可能な制御を提供すべくマイクロプロセッサベース４外しシステムが開 発されている。

マイクロプロセッサベース４外しシステムの設計上の主要な問題点は各引外しユ ニットの引外し特性をプログラムすることが困難なことであった。引外しシステ ムは非常に多くの引外しすなわちブレーカユニットを使用しており、システムを 再構成するには各ユニットをユニット位置でプログラムしなければならないこと が非常に多い。したがって、マイクロプロセッサベース４外しシステムは装置ユ ーザへ供給する電力を正確かつ高信頼で測定することができるが、各ユニットの 物理的アクセスおよび手間のかかるプログラミングを必要とすることが多い。全 別件しシステム内の各ユニットを別々にプログラムしなければならない。

３相電力装置はますます精巧となりつつあり４外し特性をどのように構成するか について一層柔軟性が必要となってきている。例えば、装置は地絡事故遮断に対 しては他の形式の電流変動よりも敏感とされることがある。

したがって、４外しシステムは他の形式の遮断特性の代りに地絡事故遮断に対し て迅速かつ容易に再構成しなければならない。他の装置は短絡状態に対して一層 敏感とされ短絡引外し特性に対して迅速かつ容易に再構成を行う必要がある。引 出しシステム内の各ブレーカや４外しユニットを迅速に再構成して特定の４外し 機能を実施することができない場合には、不注意による（迷惑な）トリップやミ ストリップが起り電流経路負荷に取り付けられた精巧な３相電力装置が破損する ことがある。

発明の要約 前記した問題点の大部分は本発明の装置および方法により解決される。従来のマ イクロプロセッサベース別件しユニットでは４外し特性を再プログラムするのに オペレータがユニットに物理的に触れる必要があるが、本発明の４外しシステム はシステム内のユニットを選択するリモートプログラマビリティを具備している 。したかって、本発明の４外しシステムは遠隔位置で迅速かつ容易に再構成する ことができる。システム別件し特性を再構成して負荷電力装置の特定要求に適合 させるのに、技師やオペレータはシステム内の各ユニットに物理的に触れる必要 はない。したがってリモートプログラマビリティにより、特定負荷に必要な４外 し特性により電力装置の交換を行うことができる。

各マイクロプロセッサベース４外しユニットは現場で所望特性にプログラムでき る汎用ユニットとして提供されるため、本システムは負荷を破損させたり意図せ ぬ時間遅延を生じることなく短絡および／もしくは地絡事故位置が切り離されク リアされるゾーン選択インターロッキング（ＺＳｉ）に特に適している。本シス テムにより、遭遇する電流変動の種別（地絡事故、過負荷、短絡等）に無関係に ブレーカユニットが１本の配線により互いに通信できるようにすることにより高 度に精巧なＺＳＩが提供される。従来のマイクロプロセッサベースシステムは一 般的に一つの特定電流変動（すなわち、地絡事故）の検出に限定され一般的に他 の形式の変動に対しては再構成することができない。本発明のマイクロプロセッ サベースシステムによりリモートプログラマビリティだけでなくさまざまな種類 の変動に対する再構成か可能とされかつ全体システム内の１個以上の選択ブレー カユニットの遠隔パワーアップおよびパワーダウンが可能とされる。したがって 本発明の重要な利点はシステムを容易にフレキシブルなフォーマットに再構成し て実質的にいかなる形式の電流変動に対してもさまざまな４外し点を受け入れて 調整できることである。

おおまかに言えば、本発明の４外しシステムは１個以上のプログラマブルブレー カユニットを含んでいる。各プログラマブルブレーカユニットは３相電流経路お よび回路を遮断する引出しソレノイド手段を具備している。

電流経路と引出し点が記憶され電流経路内の電流が４外し点を越える時に引出し ソレノイドを励起する４外しソレノイドとの間にマイクロコンピュータが接続さ れている。さらに、各ブレーカユニットは記憶された４外し点を遠隔監視するマ イクロコンピュータに接続されたリモートプログラマ一手段を解して遠隔アクセ スされる。各ブレーカユニットは引出しソレノイドおよびマイクロコンピュータ を含む引出しシステム画体を含むこともできる。画体にはローカルディスプレイ および所望により各ユニットのローカルプログラミングを行う２進化１０進（Ｂ ＣＤ）入力も含まれる。

一実施例において、プログラマブル別姓しシステムは、３相電流経路に接続され た３個の電流センサおよびセンサに接続されたマイクロコンピュータを含む少く とも１個の４外しユニット、すなわち下流引外しユニットを具備している。マイ クロコンピュータは各電流センサを通るＲＭＳ電流を測定するだけでなく３個全 部の電流センサを通る交流電流を加算することができる。下流引外しユニット内 に配置されたソレノイドは加算された交流電流および／もしくはＲＭＳ電流出力 か複数の記憶された４外し点を越える時に回路を遮断することかできる。記憶さ れた４外し点は各マイクロコンピュータ内のメモリメディア内に格納され、リモ ートプログラマ−を介してリモートアクセスおよび／もしくは変更することがで きる。したがって、加算された交流電流（すなわち、地絡事故状態）もしくはＲ ＭＳ電流（短絡）に対する４外し点は使用する特定種別の負荷装置に従って遠隔 監視および変更することができる。各４外し点の相対的大きさだけでなく短絡引 外し点の各地絡事故をシステム内へ遠隔プログラムすることができる。

本発明はブレーカシステムに地絡事故位置し特性および短絡引外し特性をリモー トプログラミングする方法についても考える。この方法では電流および負荷間で 電流経路に少くとも２個のプログラマブルブレーカが接続される。ブレーカは１ 本の配線に接続され、電流経路が各ブレーカ内に記憶された１組の引出し点を越 える電流変動を受ける時に電流経路を遮断するように少くとも１個のブレーカを リモートプログラムすることができる。さらに１本の配線を介してブレーカから 他のブレーカへ抑制アウト信号を送信することができる。抑制アウト信号は電流 経路内でのＺＳＩ短絡や地絡事故切り離しに使用される。

図面の簡単な説明 以下の詳細説明を読みかつ添付図を参照すれば本発明の他の目的および利点か明 らかとなり、ここに、第１ａ図は本発明によるリモートプログラマブル４外しシ ステム、 第１ｂ図は本発明のマイクロプロセッサベースリモートプログラマブルブレーカ ユニット、 第２図は第ｔｂ図のブロック図に示すリモートプログラマブルブレーカユニット の斜視図、 第３ａ図は第１ｂ図のローカルディスプレイを示す図、第３ｂ図は第３ａ図のロ ーカルプロセッサ３１６が第３Ａ図のＬＣＤディスプレイ３２２を制御するよう にプログラミングする方法を示すフロー図、第４図は第１ｂ図のアナログ入力回 路１０８、センサ回路＋１０、利得回路１３４、および電源１２２を示す回路図 、 第５図は利得回路１３４から受信される信号を第１ｂ図のマイクロコンピュータ １２０によりサンプリングする好ましい方法を示すタイミング図、 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１ｂ図のサーマルメモリを示す回路図、第８図は第 １ｂ図のリセット回路１２４を示す回路図、第９図は第１ｂ図のユーザセレクト 回路１３２を示す図、 第１０ａ図は第１ｂ図に示すリモートプログラムインターフェイス１１６の回路 図、 第１０ｂ図はプログラマブル４外しシステムへ構成パラメータをダウンロードす るリモートプログラムインターフェイス１１６と一緒に使用する構成およびプロ グラミングプロトコルを示すフロー図である。

本発明はさまざまな修正を加えたり別の形式としたりすることができるが、その 特定実施例を図示して詳細説明を行う。しかしながら、本発明は開示する特定形 式に限定されるものではなく、特許請求の範囲に明示された発明の精神および範 囲内に入る全ての修正、等価例、および変更も本発明に入るものとする。

実施例の詳細説明 次に図面を参照して、リモートプログラマブル４外しシステムＩＯを第１ａ図に 示す。引外しシステムｌＯは３相電流経路すなわち線路１６により接続された電 源１２および電力負荷１４を含んでいる。線路１６はＡ、Ｂ。

Ｃ相および中性線（Ｎ）からなっている。引外しシステムｌＯは電流経路１６に 接続された１個以上のリモートプログラマブルブレーカユニット１００も含んで いる。

各ユニット１００は１本のＺＳＩ導体１８により相互接続されている。ＺＳＩ線 路１８によりユニッｌ−１００は互いにゾーンセレクティプインターロッキング 構成で通信することができる。ＺＳＩとその動作モードについて以下詳細説明を 行う。

ＺＳＩインターフェイスおよび通信能力と共に、本発明によりリモートプログラ マ２０を介した選択ユニット１００のリモートプログラマビリティが提供される 。

本発明はユーザが遠隔位置においてプログラマ２０を介してプログラミングする ことができるパラメータに従って配電系統の電流経路を監視および遮断すること に直接応用される。さらに、ユーザは経路１６を流れる電流をリモートプログラ マ２０において監視することができる。したがって、プログラマ２０は各ユニッ ト１００の内部構成すなわち設定点構成に対応する光構成信号２２を送信もしく は受信する。また、信号２２は各ユニット１００内に維持された引外し履歴だけ でなく線路１６から取り出された電流および／もしくは電圧読取値も含んでいる 。任意の形式の電流すなわち引外し指標を信号２２を介して送出し分析し、プロ グラマ２０に作用させたり監視させることができる。後記するように、プログラ マ２０によりアクセスすることのできるさまざまな指標が電源１２もしくは負荷 １４の任意の変動に基いて全体システム２０を再構成および監視するのに有用で ある。

したがって、本発明により汎用ユニット１００を現場に配置し遠隔位置において エンドユーザか指示する任意形式の引外しフォーマットや所望の動作パラメータ へプログラミングすることができる。したがって、汎用ユニット１００により従 来のコンピュータもしくはマイクロプロセッサベースシステムよりも向上したも のとすることができる。さらに、ＺＳＩ線路１８により多数のＺＳＩ線路を使用 することなく短絡もしくは地絡事故状態の抑制イン／アウト切り離しを行うユニ ット１００間の直接インターフェイスが可能とされる。

第１ｂ図に電源人力１０２および負荷出力１０４を有する３相電流経路１６に使 用するプログラマブルブレーカユニット１００のブロック図を示す。ブレーカユ ニット１００はアナログ入力回路１０８および電流経路１６の３相電流を検出す るＧＦ／ＳＣセンサ１１０を使用している。引外しシステムにより短絡、地絡、 過負荷等のいずれかの形状の電流変動が検出されるか、もしくは電流径路を遮断 すべきであると決定されると、１組のコンタクタ１１４を引外すソレノイド１１ ２が係合してＡ、Ｂ、Ｃ相の電流経路が遮断される。したがって、接地経路や中 性線（Ｎ）を介した短絡もしくは地絡回路の電流変動を遮断することができる。

ブレーカユニット１００はいくつかの回路を利用していつ電流経路１６を遮断す べきかを決定する。この決定は好ましくはＭＣ６８ＨＣ１１Ａ１であるマイクロ コンピュータ１２０において中央処理され、それについてはおり、イリノイ州、 シャラムバークのモトローラ社から入手できる。マイクロプロセッサ１２０をサ ポートする周辺回路にはブレーカユニット１００の健全性を検証するリセット回 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 へ安定した信頼度の高い基準を与える電圧基準回路１２６、マイクロコンピュー タ１２０の演算命令を記憶するＲＯＭ１２８、およびマイクロコンピュータ１２ ０をＲＯＭ１２８およびユーザセレクト回路１３２を含むさまざまな回路とイン ターフェイスさせる従来のアドレスおよびデータ復号回路１３０を含んでいる。

アドレスおよびデータ復号回路＋３０は例えばアドレスデコーダ部品番号７４Ｈ Ｃ１３８および従来の方法で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ビツトラッチ部品番号７４８Ｃ３７３を含んでいる。Ｒ ＯＭは例えば部品番号２７Ｃ６４である。ユーザセレクト回路１３２によりユー ザはブレーカユニット１００の外面に物理的に接触して、短絡、過負荷および位 相不平衡故障（地絡故障）状態等のブレーカ１００の引外し特性をプログラマブ ルに指示することかできる。したがって、ユニット１００をリモートプログラム できるだけでなく、ユーザセレクト回路１３２により、バックアップとして、各 ユニッｌ−１００をその外面上でローカルプログラムすること瓜；きる。

動作上、ブレーカユニット＋００は抑制イン／アウト回路＋０５を介して従来の 配電系統に接続される。第１ａ図に示すように、“下流”ブレーカユニット１０ ０からＺＳＩ線路１８を介して受信される信号は下流ユニット１００と負荷１４ との間に電流変動状態が存在することを示している。したがって、下流ユニット １００がらＺＳＩ線路１８を介して上流ユニット１００へ抑制信号が送られ上流 ユニットを遅延もしくは抑制させて最初に下流ユニットを引外しできるようにさ れる。したがって、ＺＳＩによりユニット間の協調がとられ下流ブレーカが電流 変動を感知すると下流ブレーカに抑制信号が送られてブレーカが選定されたもし くはプログラム可能な時間遅延を行うように命令される。上流サーキットブレー カが下流ブレーカから抑制信号を受信しない場合には、リモートプログラムされ た引外し遅延設定は無視され直ちに引外しが行われる。したがって、第ｉｂ図に 示す引外しユニットは抑制イン／アウト回路１０５およびＺＳＩ線１８を介して 下流から抑制情報を受信するかもしくは上流ユニットへ抑制情報を送ることがで きる。ユニット１００はこれらの抑制信号をその地絡および短絡保護機能と一緒 に使用する。

地絡は配電系統における大地の漏洩電流によるものである。漏洩電流値は電気回 路や負荷１４の正規の負荷特性に較べて通常低い。代表的に産業用サーキットブ レーカの地絡保護値はサーキットブレーカの全負荷電流容量の２０％〜７５％の 範囲で調整可能である。地絡別件し遅延は０．１〜０．５秒の範囲で調整可能で ある。サーキットブレーカユニット１００は地絡を検出すると即座にその抑制ア ウト線１０５を活性化させＺＳＩ線路１８を介して地絡状態が検出された上流ブ レーカと通信を行う。そこでこの上流ブレーカユニットは“抑制された”と言わ れる。地絡故障を目撃するブレーカは全て３３ｍ５以内に下流ブレーカから地絡 抑制信号を受信するかもしくは遅延することなく即座に引外しを開始しなければ ならない。下流ブレーカから抑制信号を受信する場合には、下流ブレーカユニッ トから故障か取り除かれない限り時間限れの後で時間遅延および引外しか開始さ れる。

全回路について地絡保護が必要なわけではなく、負荷１４の種別や所望する引外 し方式ＩＯに応じて設置したり設置しないことができる。

故障電流は一般的に大地への漏洩電流ではなく正規の回路導体への高短絡電流で ある点を除けば、短絡は地絡に似た性質である。代表的に短絡保護値はブレーカ ユニットの全負荷電流容量の２００％〜１０００％の範囲内で調整できる。短絡 ４外し遅延時間は例えば０．１〜０５秒の範囲で調整できる。時間遅延短絡保護 は全回路に必要なわけてはなく設置したりしなかったりすることができる。

故障レベルが明らかに異なるため、地絡抑制信号は短絡抑制信号とは異なるもの でなければならないことは明らかである。代表的に、従来のユニットでは地絡お よび短絡機能に必要な独立した故障抑制信号を与える２組の抑制か使用されてい る。したがって、地絡および短絡保護を必要とする従来の引外し方式では少くと も２本のＺＳＩ線路１８か使用される。逆に、本発明では各ユニット１００が短 絡、地絡、もしくは短絡と地絡に対して再構成することができるため１本のＺＳ Ｉ線路ＩＦＬが必要とせず、いずれの状態も１本のＺＳＩ線路を介して接続され たユニット１００へ送られる。上流および下流ブレーカユニット間の地理的配置 は３０５ｍ（１０００フイート）に達することがあり、莫大な通信リンクやＺＳ Ｉ線１８の設置や保守は極めて費用のがかるものとなる。さらに、抑制信号用電 子回路および接続手段は小フレームサーキットブレーカユニットに対しては困難 でコストのかかるものとなる。二重地絡および短絡抑制、イン／アウト回路が必 要である場合には、従来のユニットではブレーカユニットスペースが無用に浪費 される。

逆に、本発明では地絡および／もしくは短絡に使用できる一つの抑制イン／アウ ト回路１０５Ｌ、か使用されず、全てのＺＳＩ通信が１本のインターフェイスＺ ＳＩ線路１８を介して行われる。

ブレーカユニット１００は構成プログラミングプロトコルのオプションを介して 実施される地絡もしくは短絡に対する抑制機能を有する一つの抑制イン／アウト 回路１０５に対する回路しか必要としない。第ｔｂ図に示すように、リモートプ ログラマ−２０はマイクロコンピュータ１２０に電気的に接続されたローカルリ モートプログラムインターフェイス１１６へ送信媒体を介して光構成信号２２を 送る。したがって、プログラマ−２０は遠隔位置においてマイクロコンピュータ １２０を監視してマイクロコンピュータ１２０の常駐非揮発性メモリ内にＺＳＩ 構成ビットを設定する。これらのビットは引外し方式が所与の故障状態に関して 実施するＺＳＩ応答の種別を示している。地絡ＺＳＩビットが論理ｌに設定され ると、ブレーカユニット１００は地絡保護を参照して抑制イン／アウト回路１０ ５を処理する。短絡ＺＳＩビットが論理ｌに設定される場合には、ブレーカユニ ット１００は短絡保護を参照して抑制イン／アウト回路１０５を処理する。地絡 ＺＳＩビットおよび短絡ＺＳＩビットの両方が論理ｌに設定されると、ブレーカ ユニット１００はそれが検出する故障状態にしたがって応答する。この場合、地 絡および短絡が同時に検出されると、ブレーカユニット１００は独立した時間遅 延を予め決定し最短時間遅延が限れた時にコンタクタ１１４を引き外す。

ＺＳＩビットが論理０であれば、ブレーカユニットＩ００は常にその故障状態で 遅延別姓し機能を実施する。

選択可能なＺＳＩ方式により従来の独立二重抑制回路に替る柔軟性の高いより低 廉な回路が提供される。従来設計の抑制イン／抑制アウト配電系統の詳細につい てはダリベージ等の米国特許第４，７０６，１５５号を参照されたい。

他の回路を前記回路と一緒に使用してブレーカユニット１００の信頼度を高めた り完全なものとされる。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を使用して線１６の各相のＲＭＳ　（実効値）電 流を精密に測定する。この測定精度は非線形負荷が存在していても維持される。

アナログ入力回路１０８は線路１６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は各二重利得部を介して各位相信号Ａ′、Ｂ′ 、Ｃ′を増幅し、そこ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 段を設けることにより、マイクロコンピュータ１２０は任意所与の時点において 必要な分解能にしたがって各電流位相に対する高利得および低利得測定を即座に 実施することがてきる。

アナログ入力回路１０８はブレーカユニット１００へ信頼度の高い電源を提供す るのにも利用される。線路１６から発生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３つの電力信号（ＶＴ、＋９Ｖおよび＋５ Ｖ）をブレーカユニット１００へ与える。電力信号ＶＴは復号回路１３０を介し てマイクロコンピュータ１２０により監視され系統の信頼度か強化される。

マイクロコンピュータ１２０がインタラクトしてバイメタル偏倚機構をシミュレ ートするサーマルメモリ１３８を使用することにより系統の信頼度はさらに強化 される。サーマルメモリ１３８はマイクロコンピュータ１２０への電源遮断時に ブレーカユニット１００内の熱の正確な２次評価を行う。

ＣＦ／Ｓ　Ｃセンサ１１０を使用して１本以上の線路１６上の任意の形状のＣＦ ／ＳＣｔ流もしくは電圧変動（例えば、過負荷、地絡および／もしくは短絡）の 存在を検出し、入力線１３６を介してマイクロコンピュータ１２０へ故障が報告 される。ユーザ選定別件し特性を使用して、マイクロコンピュータ１２０はコン タクタ１１４を引外すのに充分なレベルの変動か充分な時間存在するかどうかを 決定する。マイクロコンピュータ１２０は地絡および／もしくは短絡遅延時間を その内部ＲＡＭに累積する。ＲＡＭ保持回路１４０を使用して停電中にある期間 だけ地絡履歴か保存される。

ＲＡＭ保持回路１４０はマイクロコンピュータ１２０の組込み能力を利用して、 そのＭＯＰ　Ｄ　Ｂ／Ｖｓｔａｙ入力１４に外部供給電圧が供給されている場合 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１ ４５を介して＋９ｖ電圧供給から充電される１５０μＦ電解コンデンサ１４３に 蓄積される。コンデンサ１４３は＋９ｖ電圧供給により充電され、ダイオードに より＋５ｖ電圧供給にクランプされ、ノくワーア・ノブ中に迅速に充電されるよ うにされる。

およそ３，６秒よりも長く続く停電の後では内部ＲＡＭに記憶された地絡および ／もしくは短絡遅延時間は無意味となる。このような停電が発生したかどうかを 調べるために、ＲＡＭ保持回路１４０にはある時定数を確立する抵抗器１６１と コンデンサ１５３を有するアナログタイマ１４９、およびコンデンサ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への給電が遮断された かどうかを感知するシュミットトリガ−インバータ１５５が含まれている。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を読み取った少 し後で、コンデンサ１５３はダイオード１５７およびプルアップ抵抗器１５９を 介して再充電される。

部品の好ましい値は、例えば、抵抗器１６１は３６５にΩ、コンデンサ１５３は ＩＯμＦ、シュミットトリガ−１５５は部品番号７４ＨＣ１４、ダイオード１５ はｌＮ４１４８、抵抗器１５９は４７にΩである。

ブレーカユニット１００のもう一つの重要な特徴はブレーカユニットとリモート すなわちローカルユーザとの間で情報を転送する能力である。二の情報には線路 １６上のリアルタイム電流および位相測定値、ブレーカユニット１００内に記憶 されたシステム構成もしくは引外し点および引外し原因の履歴に関する情報（マ イクロコンピュータ１２０がコンタクタ１１４を引外した理由）か含まれる。前 記したように、リアルタイム線路測定値はアナログ入力回路１０８および利得回 路１３４を使用して精密に決定される。ブレーカユニット１００のシステム構成 および他の関連情報はＲＯＭ１２８およびユーザセレクト回路１３２から容易に 得ることができる。引外し原因の履歴に関する情報は非揮発性メモリ１４４から 得ることかできる。この種の情報はユーザに対してローカルディスプレイ１５０ にローカル表示されるかもしくはリモートプログラム１１６を介してリモートプ ログラマ２０の従来のディスプレイ端末にリモート表示される。

リモートプログラムインターフェイス１１６と通信するために、引外し方式では 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により機能的に 引き出されるシリアル通信インターフェイス１５１が使用される。好ましくは、 ＭＣ６８８Ｃ１１を使用してマイクロコンピュータ１２０内にシリアル通信イン ターフェイス（ＳＣＩ）を達成することができる。

ブレーカユニット１００構成パラメータはプログラムインターフェイス１１６を 介してリモートプログラマ−２０からマイクロコンピュータ１２０内に常駐する 非揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）へダウンロードすることができる。特に、サー キットブレーカ種別、電流容量およびゾーン選定インターロック機能がこのプロ グラムインターフェイス１１６により構成される。データは多数の（隣接）セル を使用して常駐非揮発性メモリに記憶しデータの改変をチェックすることができ る。データバイトは次の奇数番セルに２の補数が記憶される偶数番セルアドレス 内に記憶される。データバイト対（データと２の補数）の和が０に等しくなけれ ば、そのデータは改変されている。データはＥＥＰＲＯＭ内の（少くとも１頁離 された）２つの位置対に記憶され、両方の位置対において検証される。いずれか の対が他方に対応しないが、もしくは和が個別にゼロとならない場合には、デー タは改変されており和がゼロとなる対が正しいと考えられる。

この値は次のセル対へ書き換えられる。改変されたセルセットはセル対の和が０ ＦＦＨとなって悪いセルを意味するように書き換えられる。いずれかのデータを 書き換える前に、安全のために全データを読み取って安全に記憶する。

例えば、構成バイトカウンタとデータ終わりマーカーの組合せを使用してＥＥＰ ＲＯＭから一時記憶ＲＡＭへ全データが読み取られる。これにより全構成データ が安全にＲＡＭに記憶されＥＥＰＲＯＭデータが正確にコピーされることが保証 される。全構成データを読み取った後で、オリジナルおよび冗長データ対の妥当 性がチェックされる。いずれかのデータが不良であれば残りのデータがシフトさ れ（不良データの後の２つのメモリ位置が開かれる）、残りの良好な対からデー タが再構成されて開放された位置に記憶される。不良データセルには０ＦＦＨの マークが付され、不良ＥＥＰＲＯＭセルフラグが設定される。全構成データをチ ェックし、必要に応じて修正した後で、それはＲＡＭヘコピーされる。不良ＥＥ ＰＲＯＭセルフラグが設定されていれば、修正されたデータが一次記憶ＲＡＭか らＥＥＰＲＯＭへ書き換えられる。

したがって、引外し点は冗長形式で非揮発性リモートプログラマブルメモリに記 憶されその中の引外し点データが誤って消失されてもマイクロコンピュータによ りエラーの無いデータコピーが回復されるようになされる。

第１０　ａ図にプログラムインターフェイス１１６の回路図を示す。一般的に、 プログラムインターフェイスｌ１６によりリモートプログラマ−２０と引外し方 式のシリアル通信インターフェイス１５１とを電気的に絶縁する手段が提供され る。電気的絶縁は第１０ａ図に示すホトカップラー７８１．７８２を使用して行 われ、さもなくばプログラムインターフェイス接続が好ましくは電気的接続とさ れる（例えば、無線通信等の他の形式を使用することもてきる）。抵抗器７８３ ．７８４によりそれぞれ受信回路７７７および送信回路７７８へ流入する電流が 制限される。送信駆動トランジスタ７８５は送信回路７７８の電流駆動を行う。

シュミットトリガ−７８６により送信駆動トランジスタ７８５のデータ反転が行 われる。もう一つのシュミットトリガ−７８７によりデータ反転および受信機ホ トカップラー７８１から到来するデジタルデータエツジの平方化が行われる。

プログラムインターフェイス１１６の好ましい部品は抵抗器７８３が１．ＯＫΩ 、抵抗器７８４が２７０Ω、ホトカップラー７８１および７８２は部品番号４ｎ ３５、駆動トランジスタ７８５は部品番号Ｂ５１７０、シュミットトリガ−７８ ６，７８７は部品番号７４ｈｃ１４である。

第２図はサーキットブレーカ一体すなわちフレームに使用される引外し方式１０ ０の斜視図である。相電流Ａ、Ｂ、Ｃを運ぶ線路１６はアナログ入力回路１０８ の一部である線路埋設変流器５１０．５１２．５１４（破線）を通るものとして 示されている。（やはり破線で示す）ソレノイド１１２により線路１６の電流経 路が遮断されると、ユーザはサーキットブレーカハンドル２２０を使用して電流 経路を再び接続する。

サーキットブレーカハンドル２２０を除けば、ブレーカユニット１００とユーザ 間のインターフェイスはスイッチパネル２２２、ＬＣＤディスプレイパネル３０ ０および通信ポート２２４に含まれる。スイッチパネル２２２によりユーザがユ ーザセレクト回路１３２内の２進化１０進（ＢＣＤ）ダイアル（第８図）を調整 できるようにするアクセスホール２３０が提供される。通信ポート２２４は前記 したように光通信チャネルを介してリモートプログラマ−２０へ情報を送信受信 するのに使用される。従って、設定点データはホール２３０を介してローカル入 力もしくは通信ポート２２４を介してリモート入力することができる。

以下、ブレーカユニット１００について詳細説明を行第３ａ図は第１ｂ図のロー カルディスプレイ１５０の回路図である。ローカルディスプレイ１５０はブレー カユニットｌＯＯの残部から物理的に分離されているが、従来のコネクタアセン ブリ３１０を使用してそこに接続されている。コネクタアセンブリ３１０はマイ クロコンピュータ１２０からローカルディスプレイ１５０へ複数本の通信線を運 ぶ。これらの線１３２には引外しシステム接地、電源１２２からの＋５ｖ信号、 ディスプレイプロセッサ３１６用シリアル通信回線３１４、ラッチ３２０用デー タ回線３１８が含まれる。データ回線３１Ｂには回線３１８のさらにもう１本に よりラッチ３２０ヘクロツクされる４本の引外し表示線（過負荷、短絡、地絡お よび位相不平衡）も含まれている。

ＬＣＤディスプレイ３２２はラッチ３２０およびディ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のさまざまなセグメン トを実現することができる。カスタムおよびセミカスタムディスプレイの付加情 報についてはハミルトン社のパンフレット液晶ディスプレイを参照することがで きる。

ラッチ３２０はセグメント３７０〜３７３を制御して前記引外し状態をそれぞれ 表示する。これらのセグメント３７０〜３７３の各々がＬＣＤドライバ回路３２ ６およびオシレータ回路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 イレベルとなる時に照光する。

ディスプレイプロセッサ３１６は４個の７セグメントデジツト３１７を電流計と して制御して線路１６の電流を表示する。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および２Ｋ　ＲＯＭを含むＮＥＣ部品番 号ＵＰＤ７５０２ＬＣＤ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ＮＥＣＵＰＤ７５ ０１１０２１０３　ＣＭＯ３４ビツトシングルチツプマイクロプロセツサユーザ ーズマニユ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 なまタイプ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１個の セグメント３７５に接続してスイッチ３１１を押下するとバッテリの状態が表示 されるようにされる。好ましくは、押釦スイッチ３１１を押下した時にラッチ３ ２０がリセットするようにされる。このために、スイッチ３１１によりトランジ スタ３１５が活性化される。ラッチは例えば４０１７４集積回路である。

さらに、スイッチ３１１はＬＣＤディスプレイ３２２上に表示される相電流を選 定してセグメント３７５を制御し４個の７セグメントデジツト３１７に表示され る線路Ｉ６の相電流（Ａ、Ｂ、ＣもしくはＮ）と識別するようにされる。このた めに、スイッチ３１１によりトランジスタ３２７が活性化されてバッテリからの 信号が反転されディスプレイプロセッサ３１６が遮断される。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−Ｂ−Ｃ−地絡 −Ａ相等へと変化する。

電流経路の最大許容連続電流の％を示すオプショナルなバーセグメント３２４が ＬＣＤディスプレイ３２２に含まれている。バーセグメント３２４は独立したＬ ＣＤ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ＬＣＤドライバ３２６と同様にオンレータ回路３２８と 一緒に作動する。しかしながら、ＬＣＤドライバ３３０およびオシレータ回路３ ２８はおよそ２〜３Ｖの比較的低い電圧で作動する。モトローラ社から入手てき るＭＣｌ　４０７０集積回路を使用してＬＣＤドライバ３３０．３２６を実現す ることができる。

したがって、トリップシステムがディスプレイプロセッサ３１６に充分な動作電 力（もしくは電流）を供給できない場合でも、ＬＣＤトライバ３３０がバーセグ メント３２４を駆動することができる。線路１６を介して負荷１４へ運ばれる電 流が定格引外し電流のおよそ２０％よりも小さいことを引外しシステムが検出す ると必ずＬＣＤドライバ３３０によりバーセグメント３２４が駆動される。

別の実施例として、ＬＣＤドライバ３３０を断路することによりバーセグメント ３２４をディセーブルすることができる。

付加バーセグメント３３２〜３３５がディスプレイプロセッサ３１６により駆動 されて線路１６を介して負荷へ運ばれる電流が定格引外し電流の少くとも２０〜 ４０％、４０〜６０％、６０〜８０％および８０〜１００％である場合をそれぞ れ表示する。

オシレータ３２８は例えばそれぞれＩＭΩ、ＩＭΩおよび０．００１μＦの値を 有する抵抗器３２９．３３６およびコンデンサ３３１を含む標準ＣＭＯＳオシレ ータ回路に部品番号ＭＣ１４０７０も使用している。電源事故によりシステムが 引外されて線路Ｉ６の電流が遮断されても、ローカルディスプレイ１５０は限定 的に作動することができる。この持続動作はバッテリ３３８を２次電源として使 用して実施される。バッテリは例えば７年の寿命を有する３〜３．６ｖリチウム バツテリである。

２つの条件すなわち、（１）ラッチ３２０がマイクロコンピュータ１２０から引 外し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）＋ＳＶｔ源の出力電圧値がバッテリ３３８の電圧値よりも低い、が存 在する場合だけローカルディスプレイＩ５０の一部ヘバッテリ３３８から給電か 行われる。ラッチ３２０によりデータ線３１８からの４本の引外し表示線の中の 任意の１本がラッチされると、ラッチ出力線３４０上に制御信号が発生される。

制御信号により電子スイッチ３４２がオンとされダイオード３４４が順バイアス されている限りバッテリ３３８から電圧Ｖｃｃの給電を行うことができる。

第２の条件も存在する場合は常にダイオード３４４は順バイアスされる。したか って、＋ＳＶｔ源の出力電圧値がバッテリ３３８の電圧値よりも低ければ、ダイ オード３４４は順バイアスされてバッテリ３３８からローカルディスプレイ＋５ ０へ給電が行われる。さらに、パワーアップ回路３４８により励起されたスイッ チ３４６により＋５ｖ信号によってＶｃｃの給電を行えるようになるまてダイオ 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がリセットされた後てないと電子スイッチ３４６を励起しない。

パワーアップ回路３４８は例えばそれぞれ６２０にΩ、３００にΩおよびＩＯＭ Ωの抵抗値を有する抵抗器３４９．３５１．３５３と一緒に作動する部品番号Ｉ ＣＬ７６６５である。

Ｖｃｃからの電力はラッチ３２０、ＬＣＤドライバ３２６、ＬＣＤ　ドライバ３ ３０、およびオシレータ回路３２８へしか供給されない。ＬＣＤドライバ３３０ およびオシレータ回路３２８にはバッテリ３３８もしくはダイオード３５０．３ ５２を介し＋５Ｖｔ源出力から給電が行われる。この構成により任意の事故状況 中にユーザは引外しシステム１００の状態を見ながらバッテリ３３８から引き出 される電流を最少限に抑えることができる。

コネクタ３１０によりバッテリ３３８の負端子の接地接続か行われるため、バッ テリ３３８がコネクタ３１０を介して引外しシステムの残部と接続されていない 限りバッテリ３３８から電力を引き出すことはできない。ローカルディスプレイ １５０のこの特徴によりバッテリの寿命はさらに延びてシステムの保守は最少限 に抑えられる。

第３ｂ図にディスプレイプロセッサ３１６の好ましいプログラミングのフロー図 を示す。フロー図はブロック３７６て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。メモリの初期化には内部ＲＡＭ、入出力ボートおよ び割込およびスタックレジスタをクリアすることが含まれている。

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１ｂ図のマイクロコンピュータ１２０からデータか受信されているこ 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ーによりディスプ 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ォッチドッグ機能が提 供される。

ソフトウェアタイマーか（ある時間間隔内に）周期的にリセットされない場合に は、ディスプレイプロセッサ自体がリセットされる。

第３ｂ図のブロック３９０〜３９８に示すように、データレディフラグは割込ル ーチンに設定される。このディスプレイプロセッサは第１ｂ図のマイクロコンピ ュータ１２０からデータを受信する時に割込ルーチンを実行するようにプログラ ムされる。割込ルーチンのブロック３９０において、受信されたばかりのデータ バイトがマイクロコンピュータから送られるパケットの最終データバイトである かどうかを決定するテストが行われる。受信され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。これは前に受信された７バイトの８ビツト和を最近受信されたバイト （最終バイト）と比較して行われる。８ピット和と最終バイトか異なる場合には 、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、ブロック３９６に示すようにディスプ レイプロセッサはデータレディフラグを設定し、ブロック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および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。ＬＣＤディスプレイ３２２に送られて表示され るデータは、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、 オペレータがスイッチ３１１を使用して３相電流および地絡電流の各々をシーケ ンスすることにより選定される。

ブロック３８６において、ディスプレイプロセッサはセンサ識別、定格プラグタ イプおよび長時間ピックアップ値を含む受信データを使用して線路１６上を運ば れる定格用外し電流（短絡もしくは地絡）の％を決定する。

ブロック３８８において、バーセグメント（第３ａ図の３２４および３３２〜３ ３５）はこの決定に応答してディスプレイプロセッサにより駆動される。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はディスプレイプロセッサがスイッチ３１１ の押下に応答して実行することができる第２の割込みルーチンを表わしている。

この第２の割込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に よりオペレータがスイッチ３１１を押下することによりとの相（短絡もしくは地 絡）電流を選定したかが決定される。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ポートを監視してスイッチ３１１か解除される時 を決定しスイッチ３１１から受信される信号をデバウンスする。ブロック４０６ において、ディスプレイプロセッサはｒｅｔｕｒｎ　ｆｒｏｍ　１ｎｔｅｒｒｕ ｐｔコマンドを実行する０デイスプレイプロセツサ３１６はローカルディスプレ イ１５０にとってオプショナルでありこの動作には必要でない。さらに、ローカ ルディスプレイ１５０自体か引外しシステムにとってオプションであり引外しシ ステムを作動させるのに必要ではない。

Ｂ、　短絡電流および地絡検出 第４図は第１ｂ図のアナログ入力回路１０８、ＳＣ／ＧＦセンサ１１０、電源１ ２２および利得回路の拡大図である。これらの各回路が３相電流線路１６から給 電される。この電力を使用して、これらの回路は信号を送りそれからブレーカユ ニット１００は（１）線路１０６上の位相および電流値を決定して短絡の存在を 検出し、（２）地絡および瞬時短絡の存在を検出し、（３）システム電力を供給 し、（４）電流定格を確立する。

（１）位相および電流値の決定および短絡検出第４図において、アナログ入力お よびＣＦ／Ｓ　Ｃ感知回路１０８．１１０には線路１６に適切に隣接配置されて 各相電流経路Ａ、Ｂ、Ｃからエネルギを受電する変流器５１０．５１２．５１４ が含まれている。各変流器５１０．５１２．５１４は一定比率の１次電流に比例 した電流出力を発生す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％である場合に、変流器が固定出力 電流値を発生するように設定される。例えば、２０Ａサーキツトブレーカに対し ては、各変流器５１０．５１２．５１４は１００％（２００Ａ）で作動している 場合には１００％（４０００Ａ）で作動している場合の４０００Ａサーキツトブ レーカ内の変流器と同じ電流出力信号を発生する。

好ましい構造により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得られる。

変流器５１０．５１２．５１４からの出力電流は地絡感知トロイド５０８、全波 整流器ブリッジ５１６．５１８．５２０および電源１２２を介して引外しシステ ム接地へ通される。出力電流は引外しシステム接地から負担抵抗器構成５３０へ 戻される。感知トロイド５０８により変流器５１０．５１２．５１４からの出力 電流が加算される。中性線（Ｎ）１６を使用するシステムでは、感知トロイドは 中性線（Ｎ）に接続されて任意の帰還電流を感知するように接続された変流器５ ０６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 に発生され、短絡もしくは地絡状態を検出するのに使用される第４の整流器ブリ ッジ５２２へ運ばれる。

整流器ブリッジ５１６〜５２２の右（正）側で、正相電流信号が発生され導線５ ２４において加算される。導線５２４の電流は電源１２２に使用され、それにつ いては後記する。

整流器ブリッジ５１６〜５２０の左（負）側では、負担抵抗器構成５３０および 引外しシステム接地を介して負相電流信号が運ばれ電源１２２を介して整流器ブ リッジ５１６〜５２０へ戻される。この電流経路により各々が負担電圧と呼ばれ る電圧信号Ａ′、Ｂ′、Ｃ′が確立され利得回路３１４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、Ａ’、Ｂ’、Ｃ’倍信号各二重利得部へ送られて反転および増 幅される。第４図の利得回路１３４の一般的に番号５３３として示すその３つの 同じ二重利得部の一つが拡大して示されている。二重利得部５３３は位相信号Ａ ′を受信する。各二重利得部には一対のローパスフィルタ５３２および一対の増 幅器５３４．５３６が含まれている。ローパスフィルタ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て信号振幅をそれぞれ０．５だ け低減し３倍に増大する。この構成によりマイクロコンピュータ１２０はいかな る利得回路も変更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。

好ましい部品の値は例えば抵抗器５４１．５４３．５４５．５５３．５５５は１ ０にΩ、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 品番号ＬＭ１２４である。

利得回路１３４を使用して、マイクロコンピュータ−２０は信号Ａ’、Ｂ’、Ｃ ’の負担電圧をサンプリングすることにより線路１６上のＲＭＳ電流値を測定す る。

ＲＭＳ計算は次式に基いている。

１＝０ ここに、 Ｎ＝サンプル数 １＝（サンプルレートにより定まる）個別時間間隔 ！　（ｔ）　＝ブレーカを流れる電流の瞬時値サーキットブレーカを流れる電流 は一定時間間隔でサンプルされてＩ　（ｔ）が得られる。この瞬時電流サンプル 値は二乗され一定数（Ｎ）のサンプルに対する他の二乗されたサンプルと加算さ れる。この加算値をＮで除してその平均値がめられる。次に平均値の平方根をと って最終ＲＭＳｔ流値がめられる。

第５図にピーク値が１００Ａである６０）１ｚ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を示す。サンプルされた電流は全波整流される。垂直線 は電流値がサンプルされる個別の点を表わす。０．５ｍＳのサンプルプレートで ２５ｍ５の時間にわたって５０サンプルが取り出される。

１００Ａが２進２５５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を第１表の他の列に示す。

値Ｉ　ＲＭＩは１＝０からｔ＝Ｎまで存在した電流波形の加熱効果を正確に反映 している。代表的にこの電流波形は５０〜６０Ｈｚ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）を含むことがある。

実際には、サンプルレートおよびサンプル数を含むいくつかの要因がＩ　ＩＩＭ ｌｌの計算精度に影響を及はす。実施例では、サンプルレートは２．０ＯＯＨｚ であり電流の大きさが評価される前に少くとも１２８サンプルが取り出される。

したがって、ＲＭＳｔ流値を規則正しく測定すれば莫大な計算を行うことができ 、ＲＭＳ短絡閾値を検出する感知トロイド５０８は入力巻線５４０．５４２．５ ４４．５４６からの電流信号を磁気的に加算して線路１０６上に地絡もしくは瞬 時短絡が存在するかどうかを表示する。トロイド５０８は４個の入力巻線５４０ ．５４２．５４４．５４６により構成され、各変流器５１０．５１２．５１４に １個づつとオプショナルな中性電流経路変流器５０６用が１個である。トロイド ５０８には加算された電流信号を出力する１個の出力巻線５０９がある。

地絡感知トロイド５０８は端子５５２にテスト信号を与えることができるもう１ 個の巻線５５０を含んでいる。

瞬時スイッチ５５４を使用して、テスト信号により引外しシステムの擬似地絡が 生成される。引外しシステムはこの擬似地絡に真の地絡と同様に反応する。テス ト巻線５５０は加熱すると抵抗値か増大する正係数抵抗器５５０により保護され 、抵抗器と巻線５５０を流れる電流が制限される。正係数抵抗器は例えばキース トンＰＴＣリセッタブルヒューズ部品番号ＲＬ３５１０−１１Ｏ−１２０−ＰＴ Ｆである。テスト巻線５５０により従来使用されている独立したテスト変圧器が 不要となる。

感知トロイド５０８は地絡時および非地絡時の引外しシステムの動作を考えれば 良く理解できる。地絡の無い平衡３相系統では、各相の電流の大きさは等しく位 相が互いに１２０°偏移しており、中性電流は存在せず、したがって出力巻線５ ０９からは電流が生じない。任意相（Ａ、ＢもしくはＣ）の電流が増加すると、 中性経路の電流は相電流の増加とベクトル値が等しく方向が反対となり、磁気的 和はやはりＯである。地絡が存在すると、電流は意図せぬ経路を介して接地体へ 流れ、中性変流器５０６をバイパスして変圧器５０９内に電流信号を生成する。

したがって、変圧器５０９は地絡が存在する場合のみ電流信号を発生する。

地絡感知トロイド５０８の出力変圧器５０９からの電流信号は整流器ブリッジ５ ２２、電源１２２へ通され負担抵抗器構成５３０を介して帰還される。整流器ブ リッジ５２２と一緒に、負担抵抗器構成５３０はこの電流信号を交流整流信号５ ８８へ変換しそれは引外しシステム接地に対して反転されている。この信号の電 圧は変圧器５０９の電流に比例する。

交流整流信号５５８はフィルター５６０により濾波されてノイズを抑制され次に 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入力へ運ばれる。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１２ ０により制御され、厳しい地絡状態ではこの信号は２／３だけ選択的に低減され る。好ましい部品の値は例えば抵抗器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０．０３３μＦ、増幅器５７９は部品番号ＬＭ１２４、ＩＧＦＥＴ５ ８１は部品番号Ｂ５１７０である。

（３）システム電力供給 引外しシステムの電力は線路１６上の電流により直接供給され、どの線路１６の 電流でも使用することができる。この特徴によりブレーカユニットは３相の中の どの相でもパワーアップすることができ一つ以上の位相の線路１６に地絡が存在 する場合でも給電される。さらに、ブレーカユニット１００はプログラマ−２０ を介して遠隔地からパワーアップおよびパワーダウンすることができる。

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 ６．５１８．５２０．５２２へ通されて電流１２２へ電流が供給される。整流器 ブリッジ５１６〜５２２の右側の導線５２４において、出力電流が加算されダー リントントランジスタ５６８．９、ＩＶ　ツェナーダイオード５７０およびバイ 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９．ＩＶの定電圧が生じる 。その公称エミッタベース電圧（Ｖ、ｂ）はおよそ１．Ｏｖであるため、トラン ジスタ５６８のエミッターはおよそＩＯＶとなる。

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からコレクタまでの 両端間をＩＯＶに維持する。好ましい部品の値は例えばダーリントントランジス タ５６８は部品番号２Ｎ６２８５、ツェナーダイオード５７０は１Ｎ４７３９、 抵抗器５７２は２２０Ωである。

トランジスタ５６８のエミッターには電力信号ＶＴ（“引外し電圧”）が加えら れる。

＋５Ｖ信号は調整された＋５Ｖ電源出力信号であり、電圧調整器５７１　（部品 番号ＬＰ２９５０ＡＣＺ−５，０）および調整器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から入力される。ダイオード５７６はコンデンサ５８４をＶＴの１ダイオ ード効果（０，６Ｖ）以内に充電して、＋９Ｖｔ源と呼ばれるおよそ＋９Ｖの第 ２の電源を生成する。コンデンサ５８４に蓄えられたエネルギーにより電子回路 は＋９Ｖ電源により給電されて引外し発生後しばらくの間給電されたままとされ る。トランジスタ５６８のエミッター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はソレノイド１１２のエネルギ蓄 積素子としても使用され、ソレノイド１１２はマイクロコンピュータ（第１ｂ図 の１２０）もしくはウォッチドッグ（第８図の７１２）からの“引外し“信号に よりパワーＩＣＦＥＴ５８３がオンとされる時に励起される。

引外し信号は各ダイオード５９１．５９３により結合される。ソレノイド１！２ は部品番号ｌＮ５２４６等の１６Ｖツエナーダイオード５９５か感知する過電圧 状態によっても励起される。好ましい部品の値は例えばコンデンサ５７４は２２ ０μＦ、コンデンサ５８４は１００μＦ、コンデンサ５８２はＩＯμＦ１抵抗器 ５８５は１００にΩ、抵抗器５８９はＩＯＫΩ、コンデンサ５８７は０．１μＦ 、ＩＧＦＥＴ５８３は部品番号６６６０である。　ダイオード５７６．５７８は （図示せぬ）オプショナルな外部電源から電流を受電するのに使用される。

（４）　を流定格の確立 整流器ブリッジの左側で、ブリッジからの逆相信号（Ａ’、Ｂ’、Ｃ’　）が定 格プラグ５３１を含む負担抵抗器構成５３０へ供給されて引外しシステムの電流 定格が設定される。前記したように、１次電流がリモートプログラマ−２０もし くはユーザセレクト回路１３２を介してプログラムすることかできる定格電流す なわち”センササイズの１００％であれば、変流器出力電流は２８２．８ｍＡ（ ＲＭＳ）となる。したがって、マイクロコンピュータ１２０は利得回路１３４（ 第１ｂ図）を使用して負担電圧を読み取ると、線路１６の実際の電流を計算する ことができる。

第４図に線路１６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５ ２７．５２９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は各々が 例えば４．９９Ω、１％、５Ｗ抵抗器である。この値は地絡信号用負担抵抗器５ ２５の対応する抵抗値Ｉ２．４Ωと比較するとよい。定格プラグの抵抗器５２７ は抵抗器５２９に並列接続されており合成抵抗値が低下する。したがって、抵抗 器５２９により引外しシステムの最小電流定格か設定される。実施例では、例え ば最小電流定格は最大電流定格の４０％に対応している。定格プラグ内の抵抗器 ５２７によりマイクロコンピュータが読み出す電圧（Ａ’、Ｂ’、Ｃ’　）が校 正される。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 小および最大電流定格に対して定格電流の端数まで同じくすることができる。し たがって、最小電流定格に対するコンバータの分解能が犠牲にされることはない 。

第６ａ図および第６ｂ図において、定格プラグ５３１は印刷回路板５８７に搭載 された抵抗器５２７を含んでいる。定格プラグを引外しシステム１００の残部に 接続するのにコネクタ５８８が使用される。引外しシステムに定格プラグが無い 場合には、システムは最小定格へ戻る。

定格プラグ５３１にはさらに可溶鋼印刷回路リンクＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄが含まれてお り、それらは印刷回路接続５８９から選択的に切断（開路）されて負担抵抗器構 成５３０内の抵抗値、すなわち負担電圧／電流比、がマイクロコンピュータ１２ ０へ知らされる。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により引外しシステムは各並列抵抗器構 成の１６の値の中の一つがそこから定義されるような２進論理で印刷回路リンク Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄを符号化することができる。実施例において、２進コード“＋１ １１”および“＋１１０”はテストの目的で保存され、１４のコード“００００ ”〜″１１０１”は次のような０．４００〜１．０００の電流定格乗数に対応し ている。

００００　０．４００ ０００１　０．５００ ００１０　０．５３６ ００１１　０．５８３ ０１００　０．６００ ０１０１　０．６２５ ０１１０　０．６６７ ０１１１　０．７００ １０００　０．７５０ １００１　０．８００ １０１０　０．８３３ １０１１　０．８７５ １１００　０．９００ １１０１　１．０００ 第９図のユーザセレクト開路１３２にはマイクロコンピュータ１２０が定格プラ グ５３１から２進化抵抗値を読み取るのに使用するインターフェイス回路が含ま れている。３ステートバツフア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つの可溶印刷回路リンクの状態を表わす４本の導線の各々の 論理値を選択的に読み取ることができる。可溶印刷回路リンクと＋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じ ていることを示す。

バッファ８２０の入力におけるプルダウン抵抗器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閉じていることを示す。

可溶印刷回路リンクＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄは電流発生器を使用して開略しリンクに過剰 電流を送って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を引外しシステム内に設ける前に行われる。したがって、一度設置され ると、定格プラグ５３１はその抵抗値を自動的にマイクロコンピュータ１２０に 知らせ、設定値の調整や使用する定格プラグの種別をマイクロコンピュータに知 らせる必要がない。マイクロコンピュータはそのＡ／Ｄコンバータから読み取っ た値を２進化抵抗値に対応する所定の校正係数により調整して、定格プラグ５３ １内の抵抗値とは無関係の実際の電流値を計算することができる。

Ｃ１バイメタル反りシミュレーション マイクロコンピュータはマイクロプロセッサを使用しない引外しシステムで広く 使用され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 る。

これはアナログ入力回路１０８が感知する電流サンプル測定値の二乗を累算して 行われる。この電流の二乗値の和はブレーカユニットｌＯＯ内に累積される熱に 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、マイクロコンピュータ１ ２０は電流の二乗の累算値を対数的に減分するようにプログラムされる。すなわ ち、サンプリング期間中に、Ｉ　（ｔ）　”の累算値Ａは熱損失率が周囲温度よ 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Ａに比例する量だ け減分される。特に、ブレーカユニット１００内の温度は線路１６内の電流経路 が切断もしくは中断されると低下する。これが生じると、マイクロコンピュータ １２０は作動電力を消失してこの数値シミュレーションを維持できなくなる。

この問題は第１ｂ図のサーマルメモリを使用してマイクロコンピュータ１２０の 作動電力が消失している所定期間だけ累積電流の履歴を維持することにより克服 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により監視制 御されて電流の二乗の累算値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消失すると、Ｒ Ｃ回路６１０の両端間電圧は対数的に減衰する。（この減衰は式Ｖ＝Ｖ、ｅｘｐ 　（−ｔ／ＲＣ）に従って行われる）。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の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６１２は例えば部品番 号ＬＭ７１４等の増幅器６２７および４．７にΩ抵抗器６２９を含んでいる。

１００μＦコンデンサ６１１および３．２４ＭΩ抵抗器６１３を含む好ましいＲ Ｃ回路６１０により３２４秒すなわちおよそ５．４分の固定時定数が与えられる 。

ＲＣ回路６１０の電圧制御はそれぞれ部品番号ＶＰ０８０８、Ｂ５１７０等のＩ ＧＦＥＴトランジスタ６１８．６２０を使用して行われる。通常の静止状態中は 、マイクロコンピュータ１２０は過負荷状態ではなくトランジスタ６２０のゲー トを論理ローとしてトランジスタ６２０．６２２をディセーブルしコンデンサ６ １１が引外しシステムの接地へ放電できるようにする。トランジスタ６１８．６ ２０は抵抗器６２１，６２３．６２５と一緒に作動し、それらは例えばそれぞれ １００ＫΩ、４７にΩおよび５．ＩＫΩの値を有している。

過負荷状態中に、マイクロコンピュータ１２０はその内部ＲＡＭ内に電流情報を 累積して熱レベルをシミュレートシ、トランジスタ６２６のゲートを論理ハイと してコンデンサ６１１が対応する選定値まで充電できるようにする。コンデンサ ６１１の充電中に、マイクロコンピュータ１２０はアナログバッファ６１２を使 用して電圧値を監視する。選定値に達すると、マイクロコンピュータはトランジ スタ６２０のゲートをローとしてそ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を介して５ｖに制限される。クランプダイオ ード６２２両端間の順方向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はこの過負荷事故値 において引外し信号を発生する前に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。この過負荷状態において１分後に、マイクロコンピュータ１ ２０は引外しまで５０％であることを示す累積電流情報を有している。また、マ イクロコンピュータはＲＣ回路を最大５ｖの５０％である２、５Ｖまで充電でき るようにしている。本例において、この時点で過負荷事故状態が除去され電子別 件しシステムすなわちブレーカユニット１００の作動電力が消失するものとする と、マイクロコンピュータ１２０の電力がＯｖに降下する時に最初に記憶された 電流累積が消失される。

しかしながら、ＲＣ回路６１０の両端間には以前として電圧が存在しており、（ ＲＣ回路６１０の時定数である）５．４分ごとにおよそ６３．２％だけ減衰開始 する。

したがって、電流なしで５．４分後にＲＣ回路６１０の両端間電圧は２．５Ｖの ３６．８％、すなわち０．９２Ｖとなる。

この時点で再び過負荷状態が生じると、マイクロコンピュータ１２０がパワーア ップしてＲＣ回路６１０両端間の０，９２Ｖを測定する。次に、マイクロコンピ ュータ１２０はその内部電流累積を予めプログラムされた全別件し遅延時間のお よそ１８％（０，９２Ｖを５．Ｏｖの最大値で除したもの）に初期化する。

マイクロコンピュータが実施する累積計算は次式に基いている。

Ｎ １＝０ ここに、 Ｎ＝サンプル数 １＝（累積率で定まる）個別時間間隔 １　（ｔ）　＝ブレーカ電流のＲＭＳ値事故中に、電流が所定時間だけ所定値を 越えると、すなわち選定過負荷状態となると、すぐに電流二乗値を加算開始する 。電子用外しシステムは電流の二乗に比例する値を内部累算レジスタに記憶し続 け、それは累算速度に基いて周期的に増分される。事故電流値が一定で、累算速 度も一定で、１＝０における累算レジスタの状態が公知であれば、累算レジスタ 内の値は一定速度で増加して任意所与の時間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７０．７１Ａ　（ＲＭＳ）の連続事故が測定され るものとする。更に、累算レジスタは事故以前はゼロであるものとする。マイク ロコンピュータ−２０は６４ｍ５ごとに電流の二乗値をレジスタ内に累算して、 それを一定速度で増加させる。

連続する固定値事故の場合は、内部累算レジスタは時間に比例して増加する。シ ステムをこの事故から保護するために、この増加する累算値はシステムの最大許 容熱量を表わすように選定されている所定の閾値に対して周期的に比較される。

累算値がこの所定値以上であれば、引外しシステムによりブレーカが引き外され る。

電流の二乗値を累算することの貴重な特徴は電流が２倍になると、電流二乗値が ４倍となり内部累算レジスタはより高速に増加してより高速に引外しか行われる ことである。したがって、遅延時間（電力事故の検出により引外しが行われるま での時間）かある電流値においてＸ秒であれば、電流が２倍になると遅延時間は ｘ／４秒となる。

任意の定電流に対する遅延時間の計算式を次に示し、ここに、Ａ、＝累算率 に＝所定の最終累算値 ■＝ブレーカを流れる電流の真のＲＭＳ値り、　リセット回路 次に第８図にリセット回路１２４の拡大図を示し、パワーアップリセット回路７ １０および引外しシステム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、共にパ ワーアップ中に生じる。パワーアップリセット回路７１０は線７４３を介して（ ローとされた）信号を供給して引外しシステム１００が電流線路１０６から充分 な作動電力を引き出すまでマイクロコンビエータ１２０をリセット状態に維持し 、かつ導線７４４を介してウォッチドッグ回路７１２へ（ローとされた）リセッ ト信号を供給し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。

好ましくは、パワーアップリセット回路は＋５Ｖｔ圧源の出力電圧かマイクロコ ンピュータ（第１ｂ図の１２０）を適切に機能させる所定の基準電圧よりも低い 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＋５Ｖ電圧源の出力電圧が４．６Ｖを越えるまでリセット線７４３を保 持する部品番号ＭＣ３３０６４Ｐ−５である。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にはプルアップ抵抗 器７４１、コンデンサ７３９、および集積回路７４５をウォッチドッグ回路７１ ２に接続するダイオード７５３も含まれている。

抵抗器７４１は例えば４７にΩてありコンデンサ７３９は０．０１μＦである。

ダイオード７５３によりマイクロコンピュータ１６０がリセットされている時だ けリセット回路７１０がウォッチドッグ回路７１２に影響を及はすことが保証さ れる。

ウォッチドッグ回路７１２により引外しシステムはマイクロコンピュータの故障 から保護される。したかって、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＋１２が係合する ように設計される。マイクロコンピュータ１２０は好ましくはおよそ２００ｍ５ ごとに導線７１４上に論理バイパルスを規則的に発生することによりウォッチド 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７１８へ通されて ＩＧＦＥＴトランジスタ７２０か活性化され、次に限流抵抗器７３３を介してＲ ＣＣタイング回路７２４が放電する。抵抗器７３０およびクランプダイオード７ ３２はコンデンサ７１８からのパルスを接地へ向けるのに使用される。

導線７１４上のパルスによりＲＣＣタイング回路７２４はコンバータ７２６の入 力において基準電圧Ｖｒｅｆを越えてチャージアップするのを防止される。ＲＣ Ｃタイング回路７２４がＶ　ｒｅｆを越えて充電されると、コンバータ７２６は ソレノイド１１２に引外し信号を送って線路１０６の電流経路を遮断する。基準 電圧は例えば抵抗器７２９を介して給電される４、３Ｖツエナーダイオード４２ ７から供給される。好ましい部品の値は例えばコンデンサ７１８は０．００１μ Ｆ１抵抗器は２７にΩ、ダイオード７３２は部品番号ＩＮ４１４８、トランジス タ７２０は部品番号ＢＳ　１７０、抵抗器７３３はｌＯΩ、コンデンサ７３５は ０．２２μＦ１コンパレータ７２６は部品番号ＬＭ２９０３１、ダイオード７２ ７は部品番号ｌＮ４６８７、抵抗器７２９は１００にΩ、抵抗器７５１はＩＯＫ Ωである。

Ｅ、　ユーザセレクトスイッチ 前記したように、ユーザセレクト回路１３２は第９図に示されている。定格プラ グ用バッファ８２０の他に、ユーザセレクト回路には各々が第１ｂ図のアドレス およびデータデコーダ１３０を介してイネーブルされる一対のＢＣＤダイアル８ １２および３−ステートバッファ８１４を有する複数のユーザインターフェイス 回路８１０が含まれている。各ＢＣＤダイアル８１２によりユーザはいくつかの 引外しシステム特性の中の一つを選定することかできる。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および長時間遅延（過負荷領外し特性） を指示し、もう一対のＢＣＤスイッチを使用して短時間ピックアップおよび短時 間遅延（短終用外し特性）を指示することができる。他のＢＣＤスイッチを使用 してセンサおよびブレーカサイズ、瞬時ピックアップ、地絡例外し特性、および 位相不平衡閾値を指示することまた、第１ｂ図のユーザセレクト回路１３２によ りソレノイド１１２を励起するのに充分なエネルギがあるかどうかか決定される 。アドレスおよびデータ復号回路１３０を使用して、バッファ８２０はその入力 線８３０の１本を読取るように選定される。第１ｂ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およびクランプダイ 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 である。

マイクロコンピュータ１２０かソレノイド＋１２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たか論理ローとして読み出さ れたかが決定される。入力が２．５〜３Ｖよりも大きければバッファ８２０の出 力には必ず論理ハイが生ずる。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 してソレノイド１１２を励起しようとする。

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を励起するのに不充分な電力であると決定し、間欠電力故障によりＶＴ が降下したものと見越してＶＴのチェックを繰り返しながら待機する。ＶＴが２ ．５〜３．Ｏｖを越えて上昇すると、マイクロコンピュータ１２０は再びソレノ イドの励起を試みる。

Ｇ、情報ディスプレイ用通信 マイクロコンピュータ１２０は同じ引外しシステム状態情報をローカルディスプ レイ１５０およ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を介してローカルディスプレイ１５０へ同期送信され、かつシリ 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へ同期送信さ れる。インターフェイス１５１１９１はＭＣ６８ＨＣ１ｌ内のＳＣ１およびＳＰ Ｉボートを介して実現することができる。

引外しシステム状態情報の履歴は非揮発性別件しメモリ１４４に記憶される。履 歴には特定原因と最終例外しの電流値とさまざまな引外し原因の連続累積が含ま れる。

好ましくは、引外しメモリ１４４は例えばカリフォルニア州、ミルビタスのＸｌ ｃｏｌ社から入手できるプログラマブルＲＯＭ　（ＥＥＰＲＯＭ）　、Ｘ２４Ｃ Ｏ４１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 のデータ転送はマイクロコンピュータ１２０と同期化ＥＥＰＲＯＭ１１４との間 でデータを転送するシリアル周辺インターフェイス＋９１の一方の線とクロック 信号を送信する他方の線を使用して実現される。引外しシステム１００のパワー アップ中に、マイクロコンピュータ１２０から引外しメモリ１４４ヘデータ要求 コードとして解釈される一意的なビットパターンが送信される。次に、マイクロ コンピュータ１２０により双方向データ線が入力として設定され引外しメモリ１ ４４から要求データがクロックインされる。

マイクロコンピュータ１２０はその内部ＲＡＭ内に履歴データのコピーを維持し 、引外し時にそれを更新してインターフェイス１９１を介して引外しメモリ１４ ４へ返送し、再び一意的なビットパターンを使用して引外しメモリ＋４４を受信 モードに設定する。データを受信すると、引外しメモリ１４４はその内容を再プ ログラムし、新しい受信データで古い履歴情報をオーバライドする。

正規動作中に（すなわち、パワーアップ後別件しが無い場合）、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。

この情報は引外しメモリ１４４を励起するのに必要な一意的ビットパターンを含 んでいないため、引外しメモリ１４４は正常な送信を無視する。しがしながら、 シリアル周辺インターフェイスに接続することができる他のデバイスは正しく情 報を受信および解釈することができる。

マイクロコンピュータ１２０は例えば引外しシステム１００がディスプレイプロ セッサ３１６内の比較的低電カプロセッサと通信できるようにする通信手順を実 行する。この手順ではソフトウェア割込機構を使用してインターフェイス１５１ Ｓ　１９１を介して送られる情報の周波数が追跡される。正規動作中に、７ｍＳ ごとに一つの８ビツトバイト情報が送られる。引外し状態中に、コンピュータ１ ２０はできるだけ早く情報を連続的に送信する。

この手順によりディスプレイ端末１６２およびディスプレイプロセッサ３１６は この受信機能に専用することなく引外しシステム１００からの状態メツセージを 連続的に表示する。同じく重要なことは、この手順によりマイクロコンピュータ １２０は線路１０６上の電流の連続分析を含む、さまざまなタスクを実施するこ とができる。

好ましくは、状態メツセージは、パケット当たり８バイトのマルチパケット送信 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異なる８群すなゎちパケットＯ〜７の異な る８パケツトへ分類することかできる。各パケットの第１バイトはバイトおよび パケット番号および引外しシステム１００の引外し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ビツトと、パケット番号を 識別する４ビツトと、引外し状態を識別する３ビツトを含むことができ、それは 非慣性し状態、電流過負荷トリップ、短絡トリップ、瞬時トリップ、地絡トリッ プ、およ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 号に応じて異なる。７バイトは（マルチシステム構成用）情報を送る引外しシス テムを識別するのに使用され、８バイトはデータの完全性を示す検査合計として 使用される。

マイクロコンピュータは情報の優先順タイプに応じて各パケットに含まれる情報 のタイプを変える。正規（非慣性し）状態中に、引外しユニットはパケットＮ０ ９０を送り、それにパケットＮ００１が続きさらに残りの明示されたパケットＮ ｏ、２〜７の一つが続く。シーケンスは次のようにグラフィック表示することが できる。

ｌ）パケットＯ−パケットＩ−パケット２２）パケット０−パケットｌ−パケッ ト３３）パケツトローパケツト１−パケツト４引外し発生まで繰返す ４）　パケットローパケットｌ−パケット５５）パケットローパケットｌ−パケ ット６６）パケット０−パケット１−パケット７引外し状態中に、正規動作バケ ット送信シーケンスは中断され電力か消失されるまでパケットＮｏ、２が連続的 に送信される。送信速度はできるだけ速い速度へ増大される。

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ｄト８つの異なるパケ ット０〜７に対して構成される。

これらのバイトの情報は各パケット番号に対して次のように実現される。

パケット０−（００００） データバイト１−Ａ相電流−ハイバイトデータバイト２−Ａ相電流−一一ン（イ トデータバイト３−Ｂ相電流−ハイバイトデータバイト４−Ｂ相電流−’−Ｊバ イトデータバイト５−過負荷ビツクアップおよび短絡抑制イン パケットＩ−（０００１） データバイトｌ−Ｃ相電流−ハイバイトデータバイト２−Ｃ相電流−ローバイト データバイト３−地絡電流−ハイバイトデータバイト４−地絡電流−ローバイト データバイト５−短絡、位相不平衡および地絡ピックアップ パケット２−（００１０） データバイトｌ−最大相電流−ハイバイトデータバイト２−最終相電流一ローバ イトデータバイト３−最大位相識別（Ａ、Ｂ、ＣもしくはＮ）、ブレーカ識別お よび地絡抑制イ ン データバイト４−引外しユニット／センサ識別データバイト５一定格プラグ／オ プションパケット３−（００１１） データバイトｌ−長時間スイッチ データバイト２−短時間スイッチ データバイト３−瞬時位相不平衡スイッチデータバイト４−地絡スイッチ データバイト５−位相不平衡用外し パケット４−（０１００） データバイトｌ−長時間引外し データバイト２−短詩間引外し データバイト３−地絡用外し データバイト４−最終最大相電流−ノ＼イバイトデータパイト５−最終最大相電 流一ロ−バイトパケット５−（０１０１） データバイトｌ−ソフトウエア故障用外しデータバイト２−最終Ａ相電流−ノ１ イノくイトデータバイト３−最終Ａ相電流−ローバイトデータバイト４−最終Ｂ 相電流−ハイバイトデータバイト５−最終Ｂ相電流−ローバイトパケット６−（ ０１１０） データバイトｌ−最終故障系統状態バイトデータバイト２−最終Ｃ相電流−ハイ バイトデータバイト３−最終Ｃ相電流−ローバイトデータバイト４−最終地絡電 流−ハイバイトデータバイト５−最終地絡電流−ローバイトパケット７−（０１ １１） データバイトｌ−長時間メモリ比 データバイト２−Ａ相％不平衡 データバイト３−Ｂ相％不平衡 データバイト４−Ｃ相％不平衡 データバイト５−ソフトウェアバージョン識別子バイトしたがって、マイクロコ ンピュータ１２０は実質的に４つのクラスで情報を送信する。各パケットの第１ バイトで述へたように、第１のクラスは引外し状態情報を構成する。第２および 第３クラスは電流測定情報に関り、第２のクラスはパケット０およびｌで述へた ように各線路１０６の電流測定情報を含み、第３のクラスはパケット２で述べた ように最大電流状態情報を含んでいる。情報の最終クラスはパケット３〜７に含 まれている引外しシステムの本構成に関連する。

第１０ｂ図を参照して、前記構成プログラミングプロトコルの好ましいアルゴリ ズムのフロー図を示す。フロー図はブロック８６０で始まりそこでユーザはリモ ートプログラマ−２０を介してプログラムを行い、新しい引外し点セットもしく は構成信号を有するプログラムシーケンスを引外しシステムＩＯへ送るよう要求 する。次に、ユーザは要求されたプログラムを通信チャネル８７０を介してシス テムＩＯへ送信することができる。したがって、第１０ｂ図において点線の左側 はリモートプログラマ−２０内のアクティビティを示し、点線の右側は引外しシ ステムＩＯ内のアクティビティを示す。新しい引外し点等の送信は第１ａ図に示 すシステム１０への光構成信号２２からなり、システム１０はブロック８６１に おいて送信データを一時的にバッファしブロック８６２に示すようにデータや構 成信号の妥当な送信をチェックする。データチェックが良好であれば、データは リモートプログラマ−８６３へ返送されて要求がうまく受信されたことを示す。

データチェックが良好でなければ、エラー情報かりモートプログラマ−へ送信さ れ、ブロック８６４に示すようにプログラマ−はプログラムシーケンスを再送し なければならない。ブロック８６３．８６４．８６５においてプログラム要求の 送信成功が探索される。

ブロック８６４において引外しシステム１０が構成トリップ点を変える妥当な要 求を受信したかどうかが決定されると、リモートプログラマ−２０は引外しシス テムに記憶コマンドを送り引外しシステムが新しいデータをその非揮発性構成メ モリへ保存するよう命令する。次に、ブロック８６６において引外しシステムは データを記憶し、ブロック８６７において正規シリアル通信の送信における正規 のサーキットブレーカ保護コードの実行に戻る。

第１Ｏｂ図のフロー図は選定ブレーカユニット１００が正しく作動することをリ モートプログラマ−２０が保証できる自己チェック機構の例を示している。リモ ートプログラミングコマンドを受信してもブレーカユニット１００が作動できな い場合には、そのユニット１００をリモートプログラマ−２０へ確認し戻して現 場ユーザに知らせることができる。ブロック８６５に示すように、特定の欠陥ブ レーカユニット１００を識別してオペレータへ情報を返送することができる。し かしながら、識別されたユニットが例えばリモートプログラムされた引外し点等 のプログラムされたコードを正しく受信すれば、ブロック８６６に示すように選 定されたユニット１００はマイクロコンピュータの非揮発性メモリ、好ましくは ＥＥＰＲＯＭ、内の構成データを受信する。送信データの正確な受信を検証する ために、選定ユニット１００はブロック８６７に示すように２５０ｍ５１に受信 データをリモートプログラマ−へ返送する。ブロック８６８に示すように、プロ グラマ−は次に全データパケットが引外し点、ＺＳ■データ等の構成データの正 しい記憶を検証するのを待つ。全パケットが検証されると、リモートプログラマ −はブロック８６９に示すように正しいブレーカ、センサおよびＺＳＩデータが 受信されかつプログラミングプロトコルが正しく作動していることをオペレータ に知らせる。

＾ト、 ｒ−−−−−一−−−――＋＋轡−ｍ ＦＩＧ、ｉ０ａ

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. １．リモートプログラマブルブレーカユニットにおいて、該ブレーカユニットは 、 ３相電流経路と、 前記電流経路を遮断する引外しソレノイド手段と、前記電流経路と前記引外しソ レノイド間に接続され、引外し点を記憶する非揮発性リモートプログラマブルメ モリ手段を含み、前記電流経路内の電流が前記引外し点の少くとも一つを越える 時に前記引外しソレノイドを励起するマイクロコンピュータと、 前記マイクロコンピュータに光結合され前記引外し点をリモートプログラマーし て前記リモートプログラマブルメモリ手段に記憶し、リモートインターフェイス を介して前記マイクロコンピュータに接続されたシリアル通信インターフェイス 、および前記マイクロコンピュータに光構成信号を送信し前記光構成信号に従っ て前記記憶された引外し点を変えるキーイング手段を含むリモートプログラマー 手段、を具備するリモートプログラマブルブレーカユニット。
2. ２．請求項１記載のブレーカユニットにおいて、前記リモートプログラマー手段 は前記マイクロコンピュータから前記引外し点に対応する構成信号を受信するデ イスプレイを具備するブレーカユニット。
3. ３．請求項１記載のブレーカユニットにおいて、前記マイクロコンピュータは前 記引外し点を冗長形式で前記非揮発性リモートプログラマブルメモリ手段に記憶 してその中の引外し点データが誤って消失した時に前記マイクロコンピュータに より前記非揮発性リモートプログラマブルメモリ手段から前記データの無エラー コピーが回復されるようにする手段を含むブレーカユニット。
4. ４．請求項４記載のブレーカユニットにおいて、前記デイスプレイは前記電流経 路から送信される電流読取値を表示する手段を具備するブレーカユニット。
5. ５．請求項１記載のブレーカユニットにおいて、さらに、 前記引外しソレノイドおよび前記マイクロコンピュータを収容する引外しシステ ム凾体と、 前記引外しシステム函体上の第１の位置に前記引外し点をローカル表示するロー カルデイスプレイと、前記引外しシステム上の第２の位置における前記引外し点 をローカルに変えるユーザセレクト回路、を具備するブレーカユニット。
6. ６．請求項１記載のブレーカユニットにおいて、前記引外し点は前記全ての３相 電流経路内で地絡電流値がゼロアンペアに等しいブレーカユニット。
7. ７．プログラマブル電子引外しシステムにおいて、該システムは、 ３相電流経路と、 下流引外しユニットを具備し、下流引外しユニットは、 各々が前記３相電流経路に接続されその中の電流の各位相を感知する３個の電流 センサと、前記センサに接続され、 前記３個の電流センサの全てを通る交流電流を加算する加算手段と、 ＲＭＳ電流を測定する検出手段 を含むマイクロコンピュータ、 前記マイクロコンピュータに接続され前記電流経路のそれぞれ地絡状態および短 絡状態に応答して前記加算および前記検出手段を選択的に励起するリモートプロ グラマー手段と、 前記加算手段および前記検出手段の出力が記憶された複数の引外し点を越える時 に前記電流経路を遮断する下流引下しソレノイドを含む、プログラマブル電子引 外しシステム。
8. ８．請求項７記載の引外しシステムにおいて、さらに、 １本の電気導体を介して前記下流引外しユニットに接続された上流引外しユニッ トと、 前記マイクロコンピュータに接続され前記加算手段の主付くが前記記憶された引 外しユニットへ地絡抑制アウト信号を発生する抑制アウト回路を具備し、前記上 流引外しユニットは前記地絡抑制アウト信号の受信後遅延期間が限れると前記電 流経路を遮断する上流引下しソレノイド手段を有している、引外しシステム。
9. ９．請求項７記載の引外しシステムにおいて、さらに、異本の電気導体を介して 前記下流引外しユニットに接続された上流引外しユニットと、 前記マイクロコンピュータに接続され前記検出手段に出力が前記記憶された引外 し点を越える時に前記１本の電気導体を介して前記上流引外しユニットへ短絡抑 制アウト信号を発生する抑制アウト回路を具備し、前記上流引外しユニットは前 記短絡抑制アウト信号の受信後遅延期間が限れると前記電流経路を遮断する上流 遮断ソレノイド手段を有する、引外しシステム。
10. １０．請求項７記載の引外しシステムにおいて、前記引外し点は前記マイクロコ ンピュータ内のランダムアクセスメモリに記憶された地絡電流値からなる、引外 しシステム。
11. １１．請求項７記載の引外しシステムにおいて、前記引外し点は前記マイクロコ ンピュータ内のランダムアクセスメモリに記憶された短絡電流値からなる、引外 しシステム。
12. １２．請求項７記載の引外しシステムにおいて、前記リモートプログラマーは前 記マイクロコンピュータに光構成信号を送信し前記光構成信号に従って前記記憶 された引外し点を変えるキーボードを具備する引外しシステム。
13. １３．請求項７記載の引外しシステムにおいて、前記リモートプログラマー手段 は前記マイクロコンピュータから前記記憶された引外し点に対応する光構成信号 を受信するデイスプレイを具備する、引外しシステム。
14. １４．引外しシステム内の地絡引外し特性および短絡引外し特性のリモートプロ グラミング方法において、該方法は、 電流源および電流経路の両端に接続された電流負荷を有する３相電流経路を提供 し、 少くとも２個のプログラマブルブレーカを前記電源および負荷間で前記電流経路 に接続し、 前記ブレーカを１本の相互接続線と相互接続し、前記各ブレーカ内に記憶された １組の引外し点を越える電流変動を前記電流経路が受信する時に前記電流経路を 遮断するように少くとも１個の前記ブレーカをリモートプログラミングし、 前記１本の相互接続線を介して前記１方のブレーカから他方のブレーカへ抑制ア ウト信号を送信する、ことからなる リモートプログラミング方法。
15. １５．請求項１４記載の方法において、前記一方のブレーカは前記他方のブレー カよりも前記負荷近くに接続された下流ブレーカである、リモートプログラミン グ方法。
16. １６．請求項１４記載の方法において、前記リモートプログラミングステップは 、 リモートプログラマーを前記一方のブレーカに光結合し、前記リモートプログラ マーから前記各ブレーカへ前記引外し点セットを入力する、 ことからなるリモートプログラミング方法。
17. １７．請求項１４記載の方法において、前記リモートプログラミングステップは 、 リモートプログラマーを前記一方のブレーカへ光結合し、前記各ブレーカからの 前記引外し点セットを前記リモートプログラマーに表示する、 ことからなるリモートプログラミング方法。