JPH06509890A - 絶縁された表示器を備えた障害回路検出器 - 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】 絶縁された表示器を備えた障害回路検出器発明の背景 本発明は、配電システム用の障害センサおよび表示器に関する。特に、本発明は 、監視対象の電線上の障害の発生後に、その障害あるいはシステムの擾乱が一過 性のものであった場合には「正常」を表示するように表示器がリセットされる自 己リセット障害表示器に関する。更に、本発明は、センサ組立体から電気的に分 離され光ファイノいリンクを介してセンサと通信する自己リセット障害表示器を 備えた障害検出器に関する。

！＠々の形式の障害検出器は、電力分配システムにおける障害を検出して、この ような障害が検出されたことの視覚的表示を行うために使用されている。このよ うな検出器は、典型的には、センサと表示器とを含んでいる。このセンサは、通 常、監視対象の導体における障害あるいはシステムの擾乱の存在を検出してその 事象についての信号を表示器に伝送するように、その導体を有する負荷に接続さ れる。センサは、典型的には、監視対象の導体に直接クランプするクランプ・オ ン装置を含む。他の従来技術のセンサは、配電システムのコネクタまたは構成要 素」−に設けられた試験、へに取付けられてきた。この表示器は、センサと電気 的に接続され、作業員のための更に便利な観察点を提供するようにしばしばセン サから遠く離れて取付けられる。予め定めた大きさの障害が生じたことの信号を 受取ると同時に、表示器は障害あるいは擾乱が監視路線に検出されたことの視覚 的表示を行なうつ 障害検出器は、典型的には、障害が生じた時に障害のある回路を見出して修理し なければならない修理要員に対する情報を提供するように、配電回路の色々な分 岐路の各相に設置される。障害表示器がないと、修理要員は、障害を生じた分岐 回路を見出すため試行錯誤で作業しなければならない。この作業は、一時に１つ ずつの分岐回路をその共通の給電回路から遮断し、次いて、断路即ち遮断された 分岐回路が障害を生じたものであるかどうかを判定するため分岐回路のネットワ ークに給電する給電回路遮断器を閉じることにより行われる。障害が依然として システムに存在するならば、電気リレーその他の保護装置が自動的に給電回路遮 断器を「トリップ」させることにより給電回路を再び開路する。これは、修理要 員に対して、障害が遮断された分岐回路には存在せず、給電回路と接続している 分岐回路の１つに依然として存在することを指示している。障害のある回路を見 出すこの試行錯誤の試みは、障害回路表示器の使用により排除される。というの は、修理要員が単に視覚的に表示器を調べ、「障害」表示を示す表示器を持つ１ つ又は複数の路線を見出すだけで済むためである。

障害のある回路検出器を備えた路線においては、誤動作あるいは障害が見出され て修理された後、表示器はその「障害」表示状態から「正常」表示状態ヘリセッ トされなければならない。多くの従来技術の表示器では、当技術において「ホッ ト・スティック」として知られる非導電性の用具を使用して人手によりリセット されねばならなかった。一旦正常な即ち安定状態の負荷電流が所定の時間だけ存 在すると、表示器を「正常な」状態に自動的にリセットするための手段を含むよ うな障害検出器もある。

自己リセット障害検出器は、機械的フラッグその池の視覚的表示装置と、監視さ れる導体における所定の大きさの電流の発生と同時に表示装置に障害を表示させ るためのトリップ回路と、監視される導体における正常な安定状態の負荷電流の 復元と同時に表示装置をそのリセット状態即ち「正常」状態に移行させる周期的 に付勢されるリセット回路とを、典型的に設けている。

センサはしばしば比較的接近しにくい場所に設置されるため、表示器は、修理要 員がそれを視覚的に検査するより良い視点を提供するように、センサからは遠く 離れて設置されることが望ましいことが多い。このような場合に、障害を生じた 回路の検出器のセンサ部分と表示器部分とは、典型的には１つ又は複数の導線で 接続されてきた。ある典型的な使用例においては、このようなセンサは配電変圧 器の一次側即ち高電圧側に取付けられ、それに対して、表示器は低電圧側即ち二 次側に遠（離れて配置される。センサと遠隔表示器とを導線で離間して接続する ことにより、導線の絶縁が壊れて接地障害その他の状況を生じる可能性があると いう望ましくない状態が生じる。高電圧側のセンサを低電圧側の表示器から遮断 するため用いられる従前の方法は、炭素を含浸させた材料から作られた導体の使 用を含むものであった。このような導体は非常に高いインピーダンスを持つため に、表示器の機能性に著しい制陽が課される。更に、それてもそのワイヤは電流 の導体であり、依然としてグランドあるいは二次側電圧に電流経路を提供するお それがある。

現在の障害検出器は、更に欠点を有しており、時には信頼できない場合もあって 、たとえば、誤って障害の表示をしたり、実際に障害が生じているのにもかかわ らず表示しなかったりすることがある。このような誤作動は、検出器が監視して いる回路上の高周波数の過渡電流の存在によって生じ得る。この過渡電流は、典 型的には、その電気的なシステムの別の場所で生起するスイッチング事象によっ て引き起こされる。検出器の誤作動が生じる理由は、現在使用される検出器で用 いられるセンサは温度変化に非常に左右されるのに対して、その検出器が、典型 的には広範囲の周囲温度にさらされる戸外に設置されるからである。

従って、現在でも電力システム回路における障害を検出し表示する装置が存在し ているのではあるが、この装置を改良することで、センサ組立体と表示器との間 の分離の度合いを強化し、更に、障害回路検出器の動作信頼性を高めることがで きるのは明らかであろう。

発明の概要 本発明によれば、監視対象の導体における過電流あるいは障害状態を検出し、遠 く離れた電気的に分離された表示器でこのような状態の視覚的な表示を行う装置 が提供される。本発明の装置は、一般に、監視される導体における障害状態を検 出するためのセンサと、障害が生じたことの視覚的表示を行う表示器とを含む。

本発明は更に、センサと表示器との間に通信経路を含み、この通信経路は光ファ イバ・ケーブル等の電気的絶縁物を含んており、センサと表示器とを相互に電気 的に分離することによって、その間に障害電流が流れないようにする。また、監 視対象の導体に存在する電圧が所定の最小限の電圧である限り、表示器を、その 正常すなわち障害なしの表示の状態にリセットする自動装置が設けられている。

センサは発光ダイオード（ＬＥＤ）を有する送信回路を含んでおり、電流がＬＥ Ｄに斉れる時光ファイバ・ケーブルに光パルスを伝送するための発光ダイオード （ＬＥＤ）と、所定の電圧がスイッチの両端に存在する時閉路することによりＬ ＥＤに対して電流が流れることを許容するシリコン単方向性スイッチとからなる 送信回路を含む。センサの送信回路は、更に、所定の大きさの障害電流が監視導 体に検出される時に所定の電圧をノリコン単方向性スイッチの両端に生じるプロ グラム可能な抵抗を含む。高周波数の過渡電流により送信回路から表示器へ障害 が発生したとの誤った信号が伝送されるのを防止するために、センサは、送信回 路を動作させる大きさの過渡電流を排除するローパスフィルタを含み得る。加え て、センサは、温度変化がセンサの出力に対して有する影響を最小化することで 本発明の正確性及び信頼性を向上させるために考案された温度補償回路を含み得 る。

本発明の自動リセット手段は、所定の最小電圧が監視導体上に存在する時を判定 する検出回路と、その最小電圧が検出される限り周期的な間隔で表示器を連続的 にリセットするリセット回路と、この所定の最小電圧が監視導体に検出されない 時にはりセント回路を消勢するホールドオフ回路とを含む。この表示器は、更に 、光ファイバ・ケーブルを介して伝送される光パルスを受取りこのパルスを電気 パルスに変換する光フアイバ検出器を含む。この表示器はまた、光フアイバ検出 器から電気パルスを受取り出力パルスを送出して表示器を「正常な」表示状態か ら「障害」表示状態へ変化させ、表示器のリセット前の所定の期間、ホールドオ フ回路にリセット回路を遅らせる２重ＣＭＯＳタイマ・パッケージのようなタイ マをも含む。

本装置は更に、装置を試験して、実際に監視導体に過電流条件が存在しない時に は、表示器にこのような過電流条件の存在を表示させる試験回路を含む。この試 験回路は、手動で磁石をセンサに接近させることにより作動させることができ、 これにより監視導体を「付勢状管」即ち負荷を運ぶ状態に置いたままで保守又は サービス要員が装置の作動を安全に検査することを可能にする、センサに置かれ た磁気的に作動可能なスイッチを含む。

このように、本発明は、障害検出装置から電気的に絶縁され、監視導体を作動状 聾から外すことなく現場試験が可能な自己リセット表示器を提供することにより 、障害検出器技術の実質的な進歩を可能にする特徴および利点の組合わせを含む 。本発明は、また、高周波数の過渡電流と変化する周囲温度とが障害検出器の誤 作動を引き起こすのを排除することによって、信頼性と正確性とを担保するセン サ組立体の内部の回路を含む。本発明の上記及び他の特性や利点については、添 付図面を参照して以降の詳細な説明を読めば当業者には明らかであろう。

図面の簡単な説明 本発明の好適実施例の詳細な説明への導入のために、以下の添付図面を参照する 。

図１は、本発明の障害回路検出器の全体図である。

図２は、図１に示された検出器のセンサ組立体の回路図である。

図３は、図１に示された検出器の表示器組立体の回路図である。

好適実施例の説明 最初に図１において、本発明の原理に従って構成された障害回路検出器１０の一 例が示される。検出器１０は、一般に、センサ組立体１２と表示器組立体１４と からなっている。図示された好適実施例の事例においては、センサ組立体１２は 、障害電流について監視のなされるべき負荷を運ぶ監視対象の導体１８の周囲に 配置される。表示器組立体１４は、センサ組立体１２から遠（離れて配置されて 、光ファイバ・ケーブル１６によってこのセンサ組立体と通信状態にある。

センサ組立体 次に図２においては、図１に示されたセンサ組立体１２に対する回路の概略図が 示される。一般に、センサ組立体１２は、導体１８（図１）における電流レベル を検出するための変流器２０と、所定の電流レベルが監視対象の導体１８に検出 される時に光パルスを表示器組立体１４へ伝送するための送信回路２２とを含む 。信頼性と正確性とを向上させるために、センサ組立体１２は、変流器２０の動 作に対する温度変化の悪影響を打ち消す温度補償回路１５０と、通過して送信回 路２２に至り障害条件の誤った表示を引き起こす虞れのある非所望の高周波数の 過渡電流を除去するローパスフィルタ１６０とを含む。

図２に示されるように、変流器２０は、出力リード２４．２６を有するワイアコ イル２１を含む。リード２４．２６が負荷に接続された場合には、監視導体１８ に流れる電流に比例する電流がコイル２１に誘導されて、リード２４．２６を介 して負荷に送られる。本好適実施例では、コイル２１は、銅のワイアがらなって いる。本発明に適した変流器２ｏは、プラスチックのポビンコアに４１番ゲージ の銅ワイアが７０００回巻かれたものから成る。コイル２１の両端の公称直流抵 抗（Ｄ　ＣＲ）は、１３７０Ω±１５％である。

銅ワイアのＤＣＲは、温度変化に応じて変化する。更に特定すると、ワイアの温 度が上昇すると、ＤＣＲも線形に増加する。この特性を示す物質は、正の温度係 数（ＰＴＣ）を有するといわれる。したがって、温度補償手段を全（備えない場 合は、周囲温度の上昇に応答してコイル２１の温度が上昇するにつれて、コイル ２１の抵抗値もまた上昇し、それにより、監視導体１８を流れる電流に比例しな い小さい電流が送信回路２２に達することになる。この状況が検出器の誤動作を 引き起こし得る。

したがって、センサ組立体１２は温度補償回路１５０を含み、これは一般にサー ミスタ１５２と抵抗１５４とを含む。図２に示すように、サーミスタ１５２は、 抵抗１５４と並列に電気的に結合されている。この並列結合の１端は、接続点２ ７において変流器２０のリード２４に接続されており、他端は、接続点１６１に おいてローパスフィルタ１６０に結ばれている。

サーミスタは、正又は負どちらかの温度係数をもち得る。この実施例では、サー ミスタ１５２は負の温度係数（ＮＴＣ）を有し、これは、その温度が上昇すると 抵抗値が減少することを意味する。この実施例において適切なサーミスタは、Ｆ ｅｎｗａｌ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社の型番１９７−１０２ＤＡＧ−ＡＯＩで あり、これは、２５℃±１０％において１０００Ωの抵抗値を有し、また、６． ３５の抵抗比を有する。サーミスタの抵抗比は、そのサーミスタが経験する温度 変化に対するその抵抗値の変化の比率である。サーミスタ１５２がコイル２１と 同一温度に露出することを確実にするため、サーミスタ１５２は、物理的にコイ ル２１の上におかれ、またコイル２１にテープで巻き付けられる。

図２に示される実施例では、抵抗１５４は、８２５Ω、１／４Ｗ、１％の公差を 定格とする。抵抗１５４は、おおよそ−４０°Ｃから＋８５℃程度の温度の所定 の動作範囲では、抵抗値の変化が無視できるように選択されている。実質的に温 度変化に影響を受けない抵抗１５４を負の温度係数をもつサーミスタ１５２と並 列に接続することによって、サーミスタ１５２と抵抗１５４との並列の組み合わ せの抵抗値は、温度が上昇するにつれて減少する。このようにして、サーミスタ １５２、抵抗１５４、コイル２１は、それらの抵抗値と温度係数とに基づいて選 択されることにより、温度変化に伴うコイル２１の抵抗値の変化は、サーミスタ １５２と抵抗１５４との並列の組み合わせの抵抗値の逆のそれに応じた変化によ って打ち消される。したがって、所定の範囲内の任意の温度変化にもかかわらず 、ローパスフィルタ１６０のコンデンサ１６２の両端に現れる電圧は、監視導体 １８中の所与の電流に対してほぼ一定に保たれる。この結果により、広い温度範 囲に亘って送信回路に一定の出力が供給され、よって、障害表示機能におけるよ り高い正確度と信頼性が保証される。

更に図２において、ローパスフィルタ１６０は、一般に、コンデンサ１６２．１ ６４と、インダクタ１６６とを含む。上述のように、温度補償回路１５０からの 出力は、コンデンサ１６２の両端に接続される。ローパスフィルタ１６０は、温 度補償回路１５０から送られる信号から高周波数の過渡電流を濾過ないし除去す るために用いられる。この過渡電流は、様々なスイッチング事象や落雷により引 き起こされるのであるが、たとえば、監視導体に大きな電流を生じさせ、それは 次に変流器２０のコイル２１に対応する大きな電流を誘導する。この電流が変流 器２２にまで達することになると、検出器１０に障害の存在を誤って表示させる ことにｔｉり得る。ローパスフィルタ１６０は、このような過渡現象と誤って誘 導された過度の電流とを区別するために含まれており、障害回路検出器１０の適 切な動作を保証している。ローパスフィルタ１６０のコンデンサ１６２．１６４ 、インダクタ１６６は、狭い範囲の周波数だけがローパスフィルタ１６０を通過 して送信回路２２に達するようにと選択されている。ローパスフィルタ１６０が 通過させるように設計されている周波数の帯域は、監視されつつある公称システ ム周波数の周辺に中ノし・がおかれ、すなわち、アメリカ合衆国では６０ｈｚで ある。

好適実施例では、フィルタのロールオフ・ポイントは、はぼ１０００〜２０００ ｈｚの範囲内である。

信号は、ローパスフィルタ１６０を介して条件付けされた後で、送信回路２２の ブリソノ整流回路２８を通過する。ブリッジ整流回路２８は、ローパスフィルタ 回路１６０の出力に直接に接続されており、送信回路２２の使用のために交流を 直流に整流する。

変流器２０のコイル２１の両端に接続されるのはバリスタ３０であり、これはセ ンサ組立体１２の回路に対する過剰電圧保護を提供する。変流器２０のコイルに 誘導される電流が所定のレベルに接近すると、コイル２１、バリスタ３０、コン デンサ１６２に現れる電圧は、バリスタの降伏電圧（本好適実施例においては２ ２ボルト）に達し、この時点でバリスタ３０は導体として働き、コイルに２１を シャントし、センサ組立体１２の回路に対する損害を阻止する。

バリスタ３０の降伏電圧より低い正常電圧においては、ブリッジ整流器２８から 出る電流は、変流器２０に対する負荷を提供するプログラム可能抵抗３２とトラ ンジスタ３４との直列結合を介してカスケード接続される。公称では、抵抗３２ およびトランジスタ３４との組合わせの両端の電圧は０〜１２ポルトの間にある 。プログラム可能抵抗３２とトランジスタ３４との直列結合と並列に接続されて いるのは、以下において更に詳細に説明されるように、濾波およびエネルギの蓄 積のために使用されるコンデンサ３６である。

やはり、抵抗３２とトランジスタ３４との直列結合と並列をなすのは、ノリコン 単方向性スイッチ（ＳＵＳ）３８、光フアイバ送信機即ちＬＥＤ４０および抵抗 ４２である。５ＵＳ３８は、その両端の電圧が上昇すると、所定のレベルに達す るまで高い抵抗を維持するという特性を有する。好適実施例においては８．２ボ ルトに等しいこの所定の電圧においては、５ＵＳ３８は導通状態となって「オン 」に切換わり、これを経て電流を光フアイバ送信機４０へ流す。抵抗４４および ４６は、５ＵＳ３８を適正な作動状態へバイアスするため回路２２に用いられる 分圧器ネットワークを形成する。

抵抗３２は、５ＵＳ３８をトリガーする電流量を調整するため使用される抵抗で ある。５ＵＳ３８は、８２ボルトで導通状態となる。このため、抵抗３２が大き くなる程、５ＵＳ３８のトリガーのため必要な電流は小さくなる。５ＵＳ３８が 導通状態になると、コンデンサ３６が５ＵＳ３８、光フアイバ通信機４０および 抵抗４２を介して放電する。コンデンサ３６は、比較的少ない量のエネルギを蓄 えることが望ましく、このエネルギは放電の際に送信機４０ヘサーノ電流を与え る。通信機４０は、その後、光ファイバ・ケーブル１６を介して強いが短い光パ ルスを生じることにより応答する。コンデンサ３６の放電と同時に５Ｏ８３８を 流れるｉｉ流が再びゼロまで降下すると、５ＵＳ３８は再びその「オフ」状態即 ち非常に抵抗の大きなモードへ切換わり、コンデンサ３６とプログラム可能抵抗 ３２とに電圧が再び形成させられる。抵抗４２は、通信機４０が過大な電流レベ ルで破壊されないように光フアイバ通信機４０に流れるコンデンサ３６の放電電 流を制限するように設けられる。

一般に、送信回路２２は変流器２０により生じる少量の電流をある電圧レベルに 変換する。この電圧レベルが所定の値、本実施例では８．２ボルトを超える時、 コンデンサ３６は５ＵＳ３８および光フアイバ通信機４０を経て放電し、これが 更に明るい単一光パルスを生じる。

送信回路２２の好適実施例は更に、抵抗４８、磁気リード・スイッチ５０および トランジスタ３４からなる試験回路を含む。抵抗４８は、プログラム可能抵抗３ ２の抵抗値よりほぼ１オーダーだけ大きな抵抗値を有する。リード・スイッチ５ ０はセンサ組立体１２内に置かれ、修理具あるいはオペレータが「ホットスティ ック」等の使用により磁石をセンサ組立体１２の付近に置く時、磁気リード・ス イッチ５０が閉路し、これによりトランジスタ３４をオフにして抵抗３２を回路 から有効に除外する。抵抗４８の抵抗値がプログラム可能抵抗３２の抵抗値より はるかに大きいため、抵抗４８の両端の電圧は急激に上昇する。５ＵＳ３８のし きい値電圧に達すると５ＵＳ３８は導通状態となって光フアイバ通信機４０をト リガーして強い光パルスを生じさせる。当業者は、もし障害検出器１０が手動で 試験可能であることが要求されなければ、トランジスタ３４、リード・スイッチ ５０および抵抗４８からなる試験回路が全て回路から抹消することができること が理解されよう。このような構成においては、プログラム可能抵抗３２は、トラ ンジスタ３４と接続される代わりに接地バス５２に直接に接続されることになる 。送信回路２２の動作は、前に述べたものと同じである。

光フアイバ送信ケーブル 好適実施例においては、光フアイバ送信ケーブル１６は、センサ組立体１２と表 示器組立体１４との間の送信リンクとして使用される。隣接する配電システムか らの電気的な絶縁を提供する限り、従来の光ファイバ・ケーブルの使用が可能で ある。このケーブルは、表示器組立体１４がよく見えるように計画的に配置する ことを可能にするために、長さが約１．８ｍ（６フイート）であることが望まし い。

表示器組立体 次に、図３には表示器組立体１４の回路の概略図が示され、この回路は一般に表 示回路５４、リセット回路５６、ホールドオフ回路５８および電源回路６０か表 示器組立体１４のための制御電力即ち入力は、変圧器の二次側が入力電圧を表示 器組立体１４へ供給するように、その−次側が導体１８と接続された制御電力変 圧器１４０等により、監視対象の導体１８から供給される。このような構成にお いては、表示器に対する入力電圧は、監視対象の導体１８における電圧と正比例 する。図３に示されるように、交流が制御電力変圧器１４０からリード１３０． １３２を介して表示器組立体１４へ供給される。バリスタ１１４が提供され、入 力リードに跨って接続されて表示器組立体１４に対する過電圧保護を行う。リー ド１３０．１３２の両端の電圧が所定の限度値、本好適実施例では１５０ボルト ＡＣを越えるならば、バリスタ１１４は導通状態となり表示器組立体１４の回路 を分路することになる。

リード１３０．１３２と接続されたコンデンサ１１６．１１８の組合わせは、容 量性電流制限器を構成する。抵抗１２０．１２２は、それぞれコンデンサ１１６ ．１１８と並列に設置され、コンデンサ両端の電圧を均衡させるため使用される 。

抵抗１２０．１２２およびコンデンサ１１６．１１８の並列構成は、人力するＡ Ｃ信号を表示器組立体回路により使用される直流に整流する整流ブリッジ回路１ ２４と接続されている。ブリッジ１２４に流れる電流は、コンデンサ１１６．１ １８により交流の約１０〜１５ミリアンペアに制限されることになる。この電流 は直流に整流され、ブリッジ１２４からの出力は直流の約１２ボルトである。

抵抗１２６がブリソノ１２４と並列に設置され、以下に述べるホールドオフ回路 ５８が作動するレベルをセットするよう選択された抵抗値を有する。望ましい実 施例においては、抵抗１２６は、６０ボルトＡＣが制御電力変圧器１４０の二次 側に存在する時その両端の電圧が１２ボルトＤＣとなるように選定される。コン デンサ１２８を用いてブリツノ１２４からの出力をフィルタして、平滑直流信号 更に図３においては、送信回路２２の光フアイバ通信機４０により生じる光パル ス（図２）は、光ファイバ・ケーブル１６を経て表示器組立体１４へ送られ、こ こで光ファイバ・レノーバ６２により受取られる。レンーバ６２は、電圧バス】 ３４と接地バス１３６間に接続され、光パルスを等しい持続時間の電気パルスへ 変換する。レンーハ６２の出カリードロ３は、２重（デュアル）ＣＭＯＳタイマ ・ハンゲー７６４の入力リードと接続されている。このＣ〜１０Ｓタイマ・パ・ ンケーノ６・１は、２つの内部タイマ即ち単安定タイマ６４ａと非安定タイマ６ ４ｂを含む。単安定タイマ６４ａは障害表示回路５４において使用されるが、非 安定タイマ６４ｂは以下において更に詳細に述べるリセット回路５６の構成要素 を含む。一般に、タイマ６４ａは、レンーバ６２により受取られ更に長い持続時 間の電気パルスへ変換される短い持続時間を１伸ばす」ため使用される。タイマ ６４ａからの電気パルス出力の持続時間は、抵抗６６およびコンデンサ６８の組 合わせにより予め定められる。抵抗６７は、表示回路５４において使用され、タ イマ６４ａのトリ力入力をバイアスする。

レノ−ハロ２から短い持続時間の入力パルスのタイマ６４ａによる受取りと同抵 抗７６をバイアス抵抗として用いて、トランジスタ７０に対する適正な作動電圧 をセットする。トランジスタ７０．７２がオンにされると、電流が図３の矢印８ ２により示される方向にこれらトランジスタ７０．７２および表示器８０を経て グラウンド・ハス１３６へ流れることが許容される。表示器８０をこの方向に流 ねる？！ｌ流は、表示器８０を「正常」表示状態から「障害」あるいは「警報」 状態へ切換える。表示器８０は、双安定表示器であり、これによりリセットされ るまて「障害」表示を表示し続けることになる。ノ＼リスタ８１が表示器８０と 並列に結合されて表示器８０を過大電圧から保護する。好適実施例においては、 表示器８０両端の電圧が２２ボルトを越える時、バリスタ８１は導通状態となり 表示器８０周囲で電流を分路する。

リセット回路 先に述べたように、２重ＣＭＯＳタイマ・パッケージ６４は、リセット回路５６ において使用される第２の内部タイマ６４ｂを含む。一般に、リセット回路５６ はタイマ６４ｂ、抵抗８４．８６、コンデンサ８８およびトランジスタ９０．９ ２．９４．９６からなる。バイアス抵抗８４．８６、コンデンサ８８およびトラ ンジスタ９０の組合わせは、タイマ６４ｂをして１０秒の遅れを実行させ、次い てその出力端子を介してリセット・パルスを発生することにより、トランジス゛ 　夕９２．９４．９６をオンにする。抵抗９８．１００はバイアス抵抗として含 まれる。一旦トランジスタ９２．９４がオンになると、電流がトランジスタ９２ ．９４を経てグラウンド・バス１３６に流れ、表示器８０を図３の矢印１０２で 示される方向に流れる。矢印１０２により示される方向の電流は、表示器８０に 表示を変更させてその「正常」表示を再び表示させる。表示器８０は双安定であ るため、この表示器は、タイマ６４ｂからのリセット・パルスが終了した後も「 正常」あるいは「リセット」状態を維持することになる。以下に述べるホールド オフ回路５８により決定される如き所定の電圧が監視対象の回路に維持される限 り、タイマ６４ｂは、リセット回路が表示器８０を連続的に「正常」状態にリセ ットするかあるいはリセットしようとするように１０秒毎にリセット・パルスを 発生する。

リセット回路５６は、リセットがホールドオフ回路５８により遅延される限り、 連続的に循環動作する。表示回路５４およびリセット回路５６により表示器８０ が同時あるいは略々同時に動作する可能性を排除するため、また表示器８０がリ セットされる前に完全に１０秒の遅れが常に生じることを保証するため、障害の 発生と共に表示回路５４は、タイマ６４ｂを時間ゼロにリセットすることにより 、リセット回路５６を同時に作動させながら表示器８０を作動させる。特に、前 述の如（、タイマ６４ｂからの出力は、光ファイバ・レンーバ６２からの同時に の受取りと同時に長い持続時間のパルスを開始する。図３に示されるように、ト ランジスタ７０．７２．７４をオンにするタイマ６４ｂの端子０ＵＴ２からの出 力パルスはまたトランジスタ９０をオンにし、これがリセット・タイマ６４ｂを 時間ゼロから始動するよう強制することになる。このように、表示器８０のリセ ット動作は常に、「セット」パルスがタイマ６４ａにより生じた後１０秒間遅れ さ表示器組立体１４はまた、監視対象の導体１８に不充分な電圧が存在するなら ば、リセット機能を遅らせるためのホールドオフ回路５８を含む。図３に示され るように、表示器組立体１４が得られる制御電力変圧器１４０の二次側からの電 圧は、監視対象の導体１８における電圧に比例することになる。望ましい実施態 様においては、少なくとも６０ボルトが表示器組立体１４で得られるまで、リセ ット回路５６はホールドオフ回路５８により使用不能状態にされる。その結果、 ８７ボルトを超える電圧がリード１３０．１３２の両端に現れるならば、障害表 示器８０はリセット回路５６によりリセットされて「正常」状態を表示する。も し８７ボルト未満の電圧が存在するならば、障害表示器８０はリセットされずに 「障害」または「警報」状態を表示するようにオンの状態を維持する。

ホールドオフ回路５８は、一般に、ツェナー・ダイオード１０４、トランジスタ １０６、トランジスタ１０８および抵抗１１０．１１２からなる。この組合わせ は、入力する交流電圧がリード１３０．１３２の両端で８７ボルトより小さけれ ば、リセット機能を不能にするよう働く。ツェナー・ダイオード１０４およびト ランジスタ１０６の組合わせは、回路における電圧を約１２７ボルトに制限する 電圧調整器を構成する。この電圧レベルに達すると、ツェナー・ダイオード１０ ４はブレークダウン状態となり、電流がこのダイオードを通ってトランジスタ１ ０６のベースへ流れ、これによりトランジスタ１０６をオン状態にする。抵抗１ １０は、トランジスタ１０６のコレクタおよびトランジスタ１０８のベースと接 続されてこれらトランジスタをバイアスする。トランジスタ１０６がオンになる と、トランジスタ１０８はオフとなる。トランジスタ１０８がオフになると、リ セット・タイマ６４ｂが使用可能状態にされて作動を開始する。従って、ツェナ ー・ダイオード１０４およびトランジスタ１０６からなる電圧調整器の両端に充 分な電圧があると、トランジスタ１０６はオンとなることによりトランジスタ１ ０８をオフにして、リセット・タイマ６４ｂを再び作動させる。反対に、この回 路は、入力リード１３０．１３２における８７ポルトと対応する抵抗１２６の両 端に少なくとも直流１２７ポルトが存在するまで、リセット動作をオフに保持す る、即ち遅れさせる。このため、ホールドオフ回路は、制御電力変圧器１４０か ら表示器組立体１４に対して少なくとも８７ポルトが得られなければ、表示器が リセットされることを阻止する。このホールドオフ回路はまた、低い電圧および 漂遊ノイズが表示器の偽のリセットを生じることを阻止する。

先に述べた望ましい実施態様の事例においては、下記の電気的構成要素がセンサ 組立体１２および表示器組立体１４の回路における使用に適する。

構成要素　参照番号　製造メーカ　記　事ブリソノ　２８．１２４　Ｄｉｏｄｅ ｓ　１＾、４００■、メーカ部番ＤＢ１０４バリスタ　３０．８１　Ｐａｎａｓ ｏｎｉｃ　ＺＮＲ（ＮＯＶ）、２２Ｖ。

メーカ部番ＥＲＺ−ＣＯ５ＤＫ２２０ プログラム　３２　Ｍｅｐｃｏ／Ｃｅｎｔｒａｌａｂ　１／４　Ｌ　５％可能抵 抗 トランジスタ　３４．７２．７４．５ｉｌｉｃｏｎｉｘ　ＦＥＴ　ｒＮＪチャン ネル、９０．９４．９６　メーカ部番２Ｎ７０００コンデンサ　３６．６８　Ｍ ｅｐｃｏ／Ｃｅｎｔｒａｌａｂ　ＣｅｒＩｌｉｃ、０．１μＦ、５０Ｖ、２０％ 、メーカ部番ＣＺ２０Ｃ１０４Ｍ 単方向性　３８　Ｍｏｔｏｒｏｌａ　ＳＵＳ　トランジスタ、ノリコン・スイッ チ　メーカ部番２Ｎ４９８９Ｌ　Ｅ　Ｄ　４０　Ｍｏｔｏｒｏｌａ　光ファイバ ・エミッタ、メーカ部番ＭＦＯＥ７６ 抵抗　４２　Ｍｅｐｃｏ／Ｃｅｎｔｒａｌａｂ　３３Ω、１／４　Ｌ　５％抵抗 　４４．８６　Ｍｅｐｃｏ／Ｃｅｎｔｒａｌａｂ　２２０Ω、ｌ／４　ｆ、５％ リード・スイッチ５０　Ｈａｍｌｉｎ、　Ｆｏｒｍ＾、メーカ部番ＭＤＳＲ−４ −１８５レンーバ　６２　Ｍｏｔｏｒｏｌａ　光７フイバ検出器、メーカ部番Ｍ ＦＱＤ７５ ２重ＣＭＯＳタイ７６４　Ｔｅｘａｓ　Ｉｎ５ｔｒ＋ｍｅｎｔｓメーカ部番ＴＬ Ｃ５５６ＩＮ抵抗　６６　２７に、　ｌ／４１．５％コイル　２１　Ｃｒａａ＋ ｅｒ　Ｃｏ１１　４１番ゲージの銅ワイアを７０００回転 サーミスタ　１５２　Ｆｅｎｗａｌ　２５℃で１０００Ω、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉ ｃｓ、　Ｉｎｃ。

抵抗率６．３５ メーカ番号１９７−１０２ＤＡＧ−＾０１抵抗　１５４　Ｍｅｐｃｏ／Ｃｅｎｔ ｒａｌａｂ　３２５Ω、ｌ／４Ｗ、１％コンデンサ　１６２．１６４　Ｍｅｐｃ ｏ／Ｃｅｎｔｒａｌａｂ　ＩμＦ１５０ｖインダクタ　１６６　ＮｙｔｒＯｎｉ Ｃ３１０μＨ抵抗　６７．１００、　Ｍｅｐｃｏ／Ｃｅｎｔｒａｌａｂ　ＩＯＫ 、１／４ｍ、５％１１０．１１２ トランジスタ　７０．９２　Ｍｏｔｏｒｏｌａ　ＰＮＰ　トランジスタ、メーカ 部番２Ｎ３９０６ 抵抗　７６．９８　Ｍｅｐｃｏ／Ｃｅｎｔｒａｌａｂ　４７０Ω、１／４　Ｗ、 　５％表示器　３Ｑ　Ｆｅｒｒａｎｔｉ　メーカ部番５４ＮＲ２０２抵抗　８４ 　！！ｅｐｃｏ／Ｃｅｎｔｒａｌａｂ　６ｇ０Ｌ１／４　ＩＩ、５％コンデンサ 　８ｇ　Ｐａｎａｓｏｎｉｃ　タンタル、１０μＦ、１６Ｖ。

メーカ部番ＥＣ３−ＦＩＣＥ１０６に ツェナー・１０４　Ａｍｅｒｉｃａｎ　１２Ｖ、５００ｍ１，５％、メーカ部番 ｌＮ５２４２Ｂ ダイオード　Ｐｏｗｅｒ　Ｄｅｖｉｃｅｓトランジスタ　１０６．１０８　Ｍｏ ｔｏｒｏｌａ　ＮＰＮｈランシスタ、メーカ部番２Ｎ３９０４ バリスタ　１１４　Ｐａｎａｓｏｎｉｃ　ＺＮＲ（ＭＯＶ）、２００Ｖ。

メーカ部番Ｅ［１Ｚ−ＣＯ５ＤＫ２０１コンデンサ　＋１６．１１８　Ｐａｎａ ｓｏｎｉｃ　Ｐｏ１ｙ、　Ｆｉｌｍ、０．４７μＦ、２５０Ｖ。

メーカ部番ＥＣＱ−Ｅ２４７４ＫＦ 抵抗　１２０．１２２　Ｍｅｐｃｏ／Ｃｅｎｔｒａｌａｂ　４７に、１／４１， ５％抵抗　１２６　Ｍｅｐｃｏ／Ｃｅｎｔｒａｌａｂ　１ｇＫ、　ｌ／４１．５ ％コンデンサ　１２８　Ｐａｎａｓｏｎｉｃ　Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ、４７ ０μＦ、１６Ｖメ一カ部番ＥＣＥ−＾１ｃＵ４７１ 本発明の好適実施例について説明したが、当業者には本発明の趣旨あるいは教示 内容から逸脱することな（その変更が可能であろう。本文に述べた実施例は事例 であって限定するものではない。システムおよび装置の多くの変更および修正は 可能であり、本発明の範囲内に含まれる。従って、本発明の範囲は、本文の記述 により限定されるものではなく、特許請求の範囲によってのみ限定されるもので ある。

補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８） 平成　４年１２月２り日込−

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. １．電気的な導体における障害の存在を検出するための装置であって、前記導体 における過電流状態を検知し、該手段自体の温度変化の影響を打ち消す温度補償 回路を含む検知手段と、 前記検知手段から離れた位置にあり前記導体における過電流状態の存在を表示す る手段と、 前記検知手段によって検知された過電流状態の存在を前記表示手段へ通信する手 段と、 前記表示手段を自動的にリセットする手段と、所定の最小電圧が前記導体上に存 在しない場合には、前記リセット手段の自動的な作動を停止させる手段と、 を含む装置。
2. ２．請求の範囲１記載の装置であって、前記通信手段が、前記検知手段を前記表 示手段から、電気的に絶縁させる装置。
3. ３．請求の範囲１記載の装置であって、前記検知手段が、前記検知手段内に誘導 される非所望の高周波数の過渡電流を除去するローパスフィルタ回路を含む装置 。
4. ４．請求の範囲２記載の装置であって、前記検知手段が、前記検知手段内に誘導 される非所望の高周波数の過渡電流を除去するローパスフィルタ回路を含む装置 。
5. ５．請求の範囲１記載の装置であって、前記温度補償回路が、正の温度係数をも つワイアコイルを有する変流器と、負の温度係数をもつサーミスタと、 前記サーミスタに並列に接続され、ほぼ−４０℃から＋８５℃の範囲内の温度に おける抵抗値の変化か無視できる抵抗と、を含む装置。
6. ６．請求の範囲５記載の装置であって、前記抵抗と前記サーミスタとの並列結合 が前記ワイアコイルに直列に電気的に接続され、前記ワイアコイルと前記サーミ スタとの温度が上昇する場合に該並列結合の抵抗値が前記ワイアコイルの抵抗値 の増加に比例して減少する装置。
7. ７．請求の範囲２記載の装置てあって、前記通信手段が光ファイバ信号経路を含 む装置。
8. ８．請求の範囲１記載の装置であって、前記装置を試験して前記表示手段に前記 導体における過電流状態の存在を表示させ、前記検知手段における磁気的に作動 可能なスイッチを含む手段を含む装置。
9. ９．電気的な導体における障害の存在を検出するための装置であって、前記導体 におけ故障を検知する手段であって、−４０℃から＋８５℃程度の範囲内の温度 変化の前記検知手段への影響を打ち消す温度補償回路と、前記検知手段に誘導さ れる非所望の高周波数の過渡電流を除去するローバスフィルタ回路とを含む手段 と、 前記検知手段から離れた位置にあり前記導体における障害の存在を表示する手段 と、 前記検知手段が検知した障害の存在を前記表示手段へ通信する手段と、前記表示 手段を自動的にリセットする手段と、所定の最小電圧が前記導体上に存在しない 場合には、前記リセット手段の自動的な作動を停止させる手段と、 を含む装置。
10. １０．請求の範囲９記載の装置であって、前記通信手段が、前記検知手段を前記 表示手段から、電気的に絶縁させる装置。
11. １１．請求の範囲１０記載の装置であって、前記リセット手段が、前記停止手段 により停止されない限りは規則的な所定の間隔で前記表示手段を連続的にリセッ トし、前記停止手段は前記所定の電圧が前記導体上に存在しない場合は前記リセ ット手段を消勢させるホールドオフ回路を含む装置。
12. １２．請求の範囲１１記載の装置であって、前記温度補償回路が、正の温度係数 をもつワイアコイルを有する変流器と、負の温度係数をもつサーミスタと、 前記サーミスタに並列に接続され、ほぼ−４０℃から＋８５℃の範囲内の温度に おける抵抗値の変化が無視できる抵抗と、を含む装置。
13. １３．所定の電流の大きさの障害が監視される電気的な導体に生じたことを表示 する装置であって、 前記監視される導体において電流を検知する手段と、前記検知手段が検知した電 流に比例する信号を発生する手段と、前記発生手段が発生した信号中の高周波数 の過渡電流をフィルタで除去して、該過渡電流による前記装置の誤動作を防止す る手段と、障害状態が前記検知手段により検出された時、光パルスを伝送する手 段と、前記光パルスを受取り、該パルスを電気パルスに変換する手段と、前記電 気パルスの受取り時に、監視される導体における障害状態の存在を表示し、「正 常」または「障害」状態の表示をそれぞれ行う第１および第２の表示状態を有す る手段と、 前記表示手段を前記第２の表示状態から前記第１の表示状態へリセットする手段 と、 所定の最小電圧が監視される導体上に存在するまで、前記リセット手段が前記表 示手段をリセットすることを遅らせる手段とを備える装置。
14. １４．請求の範囲１３記載の装置であって、前記発生手段により発生した信号に おける温度により生じる変化を補償する手段を更に含む装置。
15. １５．請求の範囲１４記載の装置であって、前記伝送手段が、電流が流れる時、 光ファイバ・ケーブルに光パルスを伝送する発光ダイオードと、 所定の電圧が前記スイッチの両端に存在する時、閉路して電流が前記発光ダイオ ードに流れることを許容するシリコン単方向性スイッチとを含む装置。
16. １６．請求の範囲１５記載の装置であって、前記伝送手段が、前記所定の電流の 大きさの障害が前記検知手段により検知された時、前記所定の電圧を前記シリコ ン単方向性スイッチの両端に生じさせる抵抗を更に含む装置。
17. １７．請求の範囲１４記載の装置であって、前記装置を試験して前記伝送手段に 光パルスを前記受取り手段へ伝送させ、監視される導体に過電流状態が存在する ことを表示し、前記伝送手段において手動操作可能なスイッチを有する手段を含 む装置。
18. １８．請求の範囲１３記載の装置であって、前記フィルタ除去手段が、おおよそ １０００〜２０００ｈｚの範囲のロールオフ・ポイントを有するローパスフィル タを含む装置。
19. １９．請求の範囲１４記載の装置であって、前記フィルタ除去手段が、おおよそ １０００〜２０００ｈｚの範囲のロールオフ・ポイントを有するローバスフィル タを含む装置。
20. ２０．請求の範囲１９記載の装置であって、前記検知手段が正の温度係数を有す るワイアコイルを含み、前記温度補償手段が負の温度係数を有するサーミスタを 含む装置。
21. ２１．請求の範囲２０記載の装置であって、前記温度補償手段が、おおよそ−４ ０℃から＋８５℃の範囲内の温度における抵抗値の変化が無視でき、前記サーミ スタに並列接続された抵抗を更に含み、前記抵抗と前記サーミスタとの並列結合 が、前記ワイアコイルに電気的に直列に接続されており、 前記並列結合の抵抗が、前記ワイアコイルと前記サーミスタとの温度が上昇する 場合の前記ワイアコイルの抵抗値の増加に比例して減少する装置。
22. ２２．請求の範囲１４記載の装置であって、前記受け取り手段からの電気パルス を受け取り、その前記受け取り手段からの電気パルスを受け取り時には、前記表 示手段を前記第１の表示状態から前記第２の表示状態に変化させ、更に、前記リ セット手段が所定の時間前記表示手段をリセットするのを遅らせる出力パルスを 伝送するタイマを含む装置。