(57)【要約】【課題】地絡回路遮断機能（ＧＦＣＩ；ground fault circuit interrupter）を有する回路遮断器において、地絡故障が検出された場合のみならず、使用者からの指令に応答して、遠隔地から回路遮断器をトリップさせる。【解決手段】筐体102内に配置されて、ライン端子116を負荷端子118に電気的に接続する閉状態および前記負荷端子118から前記ライン端子116を電気的に分離する開状態をとり得る開閉器104, 106、ならびに制御装置を備えた回路遮断装置100。前記制御装置は、負荷回路に故障が検出されたときに、前記開閉器104, 106を開状態の方に動作させる。前記制御装置はさらに、オフ指令を受信するように構成され、該オフ指令に応答して、負荷回路にシミュレーションされた故障を作り出し、当該故障によって前記開閉器が開状態になるように動作させる。【効果】同一の開閉器によって、故障に基づくトリップと、指令によるトリップとを行うことができる。【選択図】図１
2020043061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路遮断装置であって、
筐体と、
前記筐体に配置されて、電力を供給する電源回路に接続されるライン端子と、
前記筐体に配置されて、負荷回路に接続される負荷端子と、
前記筐体内に配置されて、前記ライン端子と前記負荷端子の間を電気的に結合し、前記ライン端子を前記負荷端子に電気的に接続する閉状態および前記負荷端子から前記ライン端子を電気的に分離する開状態をとり得る開閉器と、
制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記負荷回路における電気信号の故障を検出するように構成されて、前記負荷回路に故障が検出されたときに、前記開閉器を開状態の方に動作させるための故障検出器を備え、
前記制御装置は、「オフ」指令を受信するように構成され、該「オフ」指令に応答して、負荷回路に模擬的な故障を作り出し、当該故障によって前記開閉器を開状態になるように動作させ、
同一の開閉器が、故障に基づくトリップと、指令によるトリップとを行うことができるように構成された、回路遮断装置。
【請求項２】
前記「オフ」指令は、当該回路遮断装置が通信するネットワークを介して受信される電子信号に含まれる、請求項１に記載の回路遮断装置。
【請求項３】
前記装置が、前記装置の状態を表す状態信号を生成する、請求項１に記載の回路遮断装置。
【請求項４】
前記状態信号は、回路遮断装置が通信するネットワークを介して送られる電子信号に含まれる、請求項３に記載の回路遮断装置。
【請求項５】
回路遮断器を含み、
前記開閉器は、前記ライン端子および前記負荷端子が互いに電気的に接続される閉位置と、前記ライン端子および前記負荷端子が各々から電気的に離される開位置との間で互いに移動可能な一対の接点と、前記一対の接点の少なくとも一つに接続され、トリップ電流に応答して前記一対の接点を閉位置から開位置へ移動させて前記回路遮断器をトリップさせるトリップコイルとをさらに含む、請求項１に記載の回路遮断装置。
【請求項６】
前記筐体から延びる、操作可能なハンドルをさらに有し、前記ハンドルは、前記回路遮断器が引き外された状態から、閉じられた状態にリセットすることを許容する、請求項５に記載の回路遮断装置。
【請求項７】
前記装置は、前記装置の状態を表す状態信号を生成し、前記状態信号は、少なくとも、（１）前記装置がオフになるように命令されたことを示すオフ状態、（２）前記装置が検出された過電流状況によってトリップされたことを示すトリップ状態、および（３）前記装置が検出された地絡故障状況のためトリップされたことを示す故障状態、のうちのいずれかを示す、請求項５に記載の回路遮断装置。
【請求項８】
前記状態信号は以下の各手順に従って発生する、請求項７に記載の回路遮断装置。
（ｉ）前記装置がトリップされたと判定されたときに、装置をオフにするための指令が受け取られたかどうか判定し、そうであれば、前記状態信号は、オフ状態を表し、
（ｉｉ）前記（ｉ）で、装置をオフにするための指令が受け取られなかったと判定された場合、地絡故障が検出されたかどうか判定し、地絡故障が検出されたと判定された場合、前記状態信号は、故障状態を表し、
（ｉｉｉ）前記（ｉｉ）で地絡故障は検出されなかったと判定された場合、装置が過電流状況のためにトリップされたかどうか判定し、前記状態信号は、トリップ状態を表す。
【請求項９】
前記故障検出器および前記開閉器に電気的に接続している試験装置をさらに有し、前記試験装置は、起動されたときに、故障をシミュレーションするのに適したテスト信号を生成し、前記開閉器はそれによって開状態になる、請求項１に記載の回路遮断装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の回路遮断装置であって、
前記試験装置は、
前記筐体に固定された軸のまわりを回動可能に接続された、レバーアームを含むテストスイッチであって、前記レバーアームは前記軸の回りで動作位置と非動作位置との間を弧状に回動する端部を有し、前記レバーアームの端部が動作位置に動いたときに、前記試験装置がテスト信号を生成する、前記テストスイッチと、
使用者が前記筐体を通して操作できる第１端部と、前記レバーアームの第２端と協働する第２端部とを有する摺動部材であって、前記摺動部材は、前記筐体と前記レバーアームの軸とに対して摺動可能であり、前記摺動部材の第２端部が、レバーアームの前記端部が回動する弧に実質的に接する平面上を摺動する、前記摺動部材と、を備え、
前記摺動部材の第２端部と前記レバーアームの前記端部とが協働することによって、前記摺動部材の前記平面上の摺動運動が、前記レバーアームの前記軸を中心とした回動運動に変換される、回路遮断装置。
【請求項１１】
前記制御装置の回路は、印刷回路基板に実装されている、請求項１または請求項１０に記載の回路遮断装置。
【請求項１２】
故障検出機能、命令に基づくオフ機能および過電流トリップ機能を含む回路遮断器の動作状態を決定する方法であって、以下の各ステップを含む、方法。
（ｉ）回路遮断器がトリップされたと判定されたときに、回路遮断器をオフにするための指令が受け取られたかどうか判定し、そうであれば、前記回路遮断器は、オフ状態を表し、
（ｉｉ）前記（ｉ）で、回路遮断器をオフにするための指令が受け取られなかったと判定された場合、地絡故障が検出されたかどうか判定し、地絡故障が検出されたと決定された場合、前記回路遮断器は、故障状態を表し、
（ｉｉｉ）前記（ｉｉ）で地絡故障が検出されなかったと判定された場合、回路遮断器が過電流状況のためにトリップされたかどうか判定し、前記回路遮断器は、トリップ状態を表す。
【請求項１３】
前記回路遮断器の状態を表す状態信号を生成するステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記状態信号は、前記回路遮断器が通信するネットワークを介して送信される電子信号に含まれる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
入力部およびディスプレイを備えた中央制御装置と、
前記中央制御装置に連結されたネットワークと、
前記ネットワークを経て前記中央制御装置と連結する、請求項１に記載の複数の回路遮断装置と、を含む電力制御監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地絡回路遮断機能（ＧＦＣＩ；ground fault circuit interrupter）を有する回路遮断器に関するものである。より具体的には、本発明は、電子制御信号を用いて遠隔地からオン／オフすることができるＧＦＣＩ回路遮断器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＦＣＩ装置は、選択された基準に基づく検出に応じて、トリップした（開いた）状態と、動作している（閉じている）状態との間を切替えできる装置である。具体的には、電流が想定外のグラウンド経路（例えば、人を介した経路、または、水を介した経路等）に沿って流れていることを装置が検出したときに、ＧＦＣＩ装置は電力の供給を中断するように設計されている。
【０００３】
ＧＦＣＩ装置は、電力の供給を中断するための数々のタイプの機器、例えば回路遮断器、電気アウトレット(electrical outlets)等の部品として含まれることができる。
【０００４】
ＧＦＣＩアウトレットは、米国内で、多くの人命を守るため広く使われている。過去３０年以上の間、ＧＦＣＩ装置の広範囲にわたる使用が多数の設置を実現したが、これらの機器は劣化しやすく、また故障しやすい。
【０００５】
ＧＦＣＩ装置が故障して、ＧＦＣＩを他と区別する保護機能がもはや働かなくなっても、通常のコンセントと同じように電力を供給することができる。これは、そうでないにもかかわらず、ＧＦＣＩ装置がまだ機能し、生命の安全保護を提供しているものとみなされるという、危険な状況を作る。
【０００６】
典型的なＧＦＣＩ装置は、機器の表面でテストできる機能を備えている。例えば、ＧＦＣＩアウトレットに「試験」ボタンおよび「リセット」ボタンが付いている。ユーザによって試験ボタンが押されると、模擬的な事故状況が作られ、負荷端子そしてアウトレットに接続されるいかなる装置にも電力の供給を中断するために、ＧＦＣＩ装置が引き外される。すなわち装置は開状態に移る。
【０００７】
電気アウトレットのレベルだけでなく回路遮断器のレベルにも、アーク遮断保護だけでなく、ＧＦＣＩ機能を備えさせることを、より多くの建築法規が要求している。これは、保護されているＧＦＣＩアウトレットを含む回路およびその下流の回路だけでなく、すべての回路が地絡事故から保護されることを保証する。このように、ＧＦＣＩ回路遮断器は、ますます普及するようになっている。
【０００８】
ＧＦＣＩ回路遮断器にも、ＧＦＣＩアウトレットと同じように、回路への電力の供給を中断するために引き外された状態、すなわち開状態になるように、故障状況をシミュレートするための試験機能が備えられている。ＧＦＣＩ回路遮断器の場合、リセットボタンが付いているほかに、ハンドルもしくはこれに類似した部材を使ってリセットを行ってもよいだろう。または、必要に応じて、遠隔リセット能力が提供されてもよいだろう。
【０００９】
加えて、用途によっては、遠隔で回路遮断器を動作させることができることが望ましい。
【００１０】
例えば、使用者は、被保護回路を検査するときまたは修理するときに、被保護回路の電源を切るために手動で回路遮断器をトリップさせる。
【００１１】
しかしながら、いくつかの回路において、回路遮断器を動作させるときに危険なアークが発生し、使用者に危険を及ぼすことがある。
【００１２】
さらに他の回路において、例えば船舶において、回路遮断器は、狭小なまたは危険な環境に設置されていることがある。
【００１３】
これらの状況では、遠隔で回路遮断器を動作させることができれば、有益である。
【００１４】
他の応用例をあげると、例えば大きなオフィスビルにおいて、頭上の照明器具の駆動回路を自動的にトリップすることは、望ましいであろう。そうすると、夜間に、階の全てまたは階の一部を、個々のスイッチにタイマーを備えさせることなく、時刻信号に応答して自動的に運転停止することができる。
【００１５】
他の応用において、再び船舶の例をあげると、回路遮断器に加えて個別のスイッチを設けることなく、各種デバイス（例えばビルジポンプ(bilge pumps)）をオン／オフするために、遠隔で回路遮断器をトリップできることは、望ましいであろう。
【００１６】
回路遮断器を遠隔制御する一つの方法は、意図的に回路遮断器の機構をトリップすることができて、および／またはそれをリセットすることができる機構を回路遮断器に組み込むことである。
【００１７】
この種の機構の実施例は、トリップ機構を駆動するために用いられるソレノイドまたはモーターである。例えばソレノイドもしくはモーターまたは他の遠隔操作可能な機構を使用して、スイッチハンドルを物理的に動かすことによって、トリップ機構を駆動して回路遮断器をリセットすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１５／０１０１９１４号明細書
【特許文献２】米国特許第９,７６１,３９９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、ＧＦＣＩ回路遮断器においては、回路遮断器のサイズまたは形状が、地絡故障の場合に自動的に回路遮断器をトリップするために使用される機構に加えて、遠隔で駆動される手動または自動引外し機構を追加することを困難にすることがある。
【００２０】
さらに、サイズまたは形状が障害の要因でなくても、手動でまたは自動的に回路遮断器を遠隔でトリップするために、および、地絡故障の場合に回路遮断器を自動的にトリップするために、別個のおよび異なった機構を提供することは費用の観点から不利となることがある。
【００２１】
このように、ＧＦＣＩ回路遮断器の設計において、地絡故障が検出された場合のみならず、使用者からの指令、または、地絡故障とは無関係なイベント（例えば、時刻、温度、液位などの検知）に応答して、回路遮断器を遠隔で、手動および／または自動でトリップさせたいという要望が依然として残っている。
【００２２】
本発明の第１の態様に従って、回路遮断装置は、筐体と、前記筐体に配置されて、電力を供給する電源回路に接続されるライン端子と、前記筐体に配置されて、負荷回路に接続される負荷端子と、前記筐体内に配置されて、前記ライン端子と前記負荷端子の間を電気的に結合し、前記ライン端子を前記負荷端子に電気的に接続する閉状態および前記負荷端子から前記ライン端子を電気的に分離する開状態を有する開閉器とを備える。
【００２３】
さらに制御装置を備え、該制御装置は、前記負荷回路における電気信号の故障を検出するように構成された故障検出器を含む。故障検出器は、前記負荷回路に故障が検出されたときに、前記開閉器を開状態の方に動作させる。
【００２４】
前記制御装置は、「オフ」指令を受信するように構成され、該「オフ」指令に応答して、負荷回路に模擬的な故障を作り出し、当該故障によって前記開閉器を開状態になるように動作させ、これによって、同一の開閉器が、故障に基づくトリップと、指令によるトリップとを行えるように構成される。
【００２５】
いくつかの実施形態では、「オフ」指令は、当該回路遮断装置が通信するネットワークを介して受信される電子信号に含まれる。
【００２６】
いくつかの実施形態では、前記装置は回路遮断器であり、前記開閉器は、前記ライン端子および前記負荷端子が互いに電気的に接続される閉位置と、前記ライン端子および前記負荷端子が各々から電気的に離される開位置との間で互いに移動可能な一対の接点と、前記一対の接点の少なくとも一つに接続され、トリップ電流に応答して前記一対の接点を閉位置から開位置へ移動させて前記回路遮断器をトリップさせるトリップコイルとをさらに含む。
【００２７】
これらの実施形態で特定のものにおいて、前記筐体から延びるハンドルが具備され、前記ハンドルは、前記回路遮断器が引き外された状態から、閉じられた状態にリセットすることを許容する。
【００２８】
ある種の実施形態では、装置の状態を表す状態信号が生成され、前記状態信号は、装置がオフになるように命令されたことを示すオフ状態、装置が検出された過電流状況によってトリップされたことを示すトリップ状態、および装置が検出された地絡故障状況のためトリップされたことを示す故障状態、のうちの少なくともいずれかを示す。
【００２９】
これらの実施形態で特定のものにおいて、状態信号は、以下の各手順に従って発生する。
【００３０】
（ｉ）前記装置がトリップされたと判定されたときに、装置をオフにするための指令が受け取られたかどうか判定し、そうであれば、前記状態信号は、オフ状態を表す。（ｉｉ）前記（ｉ）で、装置をオフにするための指令が受け取られなかったと判定された場合、地絡故障が検出されたかどうか判定し、地絡故障が検出されたと判定された場合、前記状態信号は、故障状態を表す。（ｉｉｉ）前記（ｉｉ）で地絡故障は検出されなかったと判定された場合、装置が過電流状況のためにトリップされたかどうか判定し、前記状態信号は、トリップ状態を表す。
【００３１】
いくつかの実施形態では、前記故障検出器および前記開閉器に電気的に接続している試験装置が設けられ、前記試験装置は、起動されたときに、故障をシミュレーションするのに適したテスト信号を作成し、前記開閉器はそれによって開状態になる。
【００３２】
これらの実施形態で特定のものにおいて、前記試験装置は、前記筐体に固定された軸のまわりを回動可能に接続された、第１端を有するレバーアームを含むテストスイッチであって、前記レバーアームは前記軸の回りで動作位置と非動作位置との間を弧状に回動する第２端を有し、前記レバーアームの第２端が動作位置に動いたときに、前記試験装置がテスト信号を生成する、前記テストスイッチと、使用者が前記筐体を通して操作できる第１端部と、前記レバーアームの第２端と協働する第２端部とを有する摺動部材であって、前記摺動部材は、前記筐体と前記レバーアームの軸とに対して摺動可能であり、前記摺動部材の第２端部が、レバーアームの第２端が回動する弧に実質的に接する平面上を摺動する、前記摺動部材と、を備える。
【００３３】
前記摺動部材の第２端部と前記レバーアームの第２端とが協働することによって、前記摺動部材の前記平面上の摺動運動が、前記レバーアームの前記軸を中心とした回動運動に変換される。
【００３４】
ある種の実施形態では、前記制御装置の回路は、印刷回路基板に実装されている。
【００３５】
本発明の他の観点によれば、故障検出機能、命令に基づくオフ機能および過電流トリップ機能を含む回路遮断器の動作状態を決定する方法が提供される。該方法は、以下の各ステップを含む。
【００３６】
（ｉ）回路遮断器がトリップされたと判定されたときに、回路遮断器をオフにするための指令が受け取られたかどうか判定し、そうであれば、前記回路遮断器は、オフ状態を表し、（ｉｉ）前記（ｉ）で、回路遮断器をオフにするための指令が受け取られなかったと判定された場合、地絡故障が検出されたかどうか判定し、地絡故障が検出されたと決定された場合、前記回路遮断器は、故障状態を表し、（ｉｉｉ）前記（ｉｉ）で地絡故障が検出されなかったと判定された場合、回路遮断器が過電流状況のためにトリップされたかどうか判定し、前記回路遮断器は、トリップされた状態を表す。
【００３７】
いくつかの実施形態では、回路遮断器の状態を表す状態信号が生成される。これらの実施形態のうちある形態では、前記状態信号は当該回路遮断装置が通信するネットワークを介して受信される電子信号に含まれる。
【００３８】
いくつかの実施形態では、入力部およびディスプレイを備えた中央制御装置と、前記中央制御装置に連結されたネットワークと、前記ネットワークを経て前記中央制御装置と連結される複数の回路遮断装置、を含む電力制御監視装置が提供される。
【００３９】
各装置の状態を表す状態信号は、各回路遮断装置のために生成される。前記状態信号は、装置がオフになるように指令されたことを示すオフ状態、装置が検出された過電流状況によってトリップされたことを示すトリップ状態、および装置が検出された地絡故障状況のためトリップされたことを示す故障状態、のうちの少なくともいずれかを示す。
【００４０】
本発明のある実施形態によれば、各装置のために状態信号は、以下のようにして生成される。（ｉ）装置がトリップされたと判定されたときに、装置をオフにするための指令が受け取られたかどうか判定し、そうであれば、前記状態信号をオフ状態とし、（ｉｉ）前記（ｉ）で、装置をオフにするための指令が受け取られなかったと判定された場合、地絡故障が検出されたかどうか判定し、地絡故障が検出されたと決定された場合、前記状態信号を故障状態とし、（ｉｉｉ）前記（ｉｉ）で地絡故障が検出されなかったと判定された場合、装置が過電流状況のためにトリップされたかどうか判定し、前記状態信号をトリップされた状態とする。
【００４１】
いきつかの実施形態では、装置の状態は、中央制御装置のディスプレイに表示される。いくつかの実施形態では、指令は、中央制御装置の入力部に受け取られて、複数の回路遮断装置に送信される。
【００４２】
ある種の実施形態では、入力部および中央制御装置のディスプレイは、タッチスクリーンから成る。
【００４３】
いくつかの実施形態では、ネットワークは、コントロール・エリア・ネットワーク（ＣＡＮ）バスを含む。
【００４４】
ある種の実施形態では、システムは、船舶の電源を制御するのに適したように構成される。
【００４５】
本願明細書において記載されたいずれかの構成を使用することによって、回路遮断器をトリップさせる（すなわち、回路遮断器をオフにする）手動の指令は、模擬された地絡故障を作り、それによって、地絡故障自動トリップ機構を利用して接点を開位置に作用させる。本発明のＧＦＣＩ回路遮断器は、地絡故障が検出された場合の回路遮断器のトリップと同様に、「オフ」指令の受領に基づく回路遮断器のトリップを、全く同一のトリップ機構を使用して遂行することができる。それによって、回路遮断器のサイズおよび／または要求価格を減らすことができる。
【００４６】
さらに本発明によれば、本発明の論理的な判定手順を採用することによって、回路遮断器が「オフ」指令を受けてトリップされたのか、地絡故障が検出されてトリップされたのか、または、過電流状況が検出されてトリップされたのか、回路遮断器は正確に決定することができて、ディスプレイを使って報知できる。それによって、使用者が適切に行動できる。
【００４７】
本発明の他の目的およびその特定の特徴および効果は、以下の図面および付随する詳細な説明からより明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施形態に従った、地絡回路遮断機能（ＧＦＣＩ）を有する回路遮断器を示す分解等角図である。
【図２】回路遮断器の収容部分の中の適所に、試験時に摺動させるアクチュエータが組み立てられている状態を示す分解等角図である。
【図３】回路遮断器の、試験時に摺動させるアクチュエータおよびその周辺の部品を示す等角図である。
【図４】組立てられた回路遮断器の外観を示す等角図であり、試験時に摺動させるアクチュエータおよびその周辺の部品を示すために、筐体の一部を切り欠いている。
【図５】複数の回路遮断器を組み込んだ電力制御監視装置を示す模式的なブロック線図である。
【図６】地絡故障が検出されたかどうか、過電流状況が検出されたかどうか、または「オフ」指令により回路遮断器がトリップされたかどうかを決定するための論理的な判定の手順を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
図面を参照し、まず図１に、本発明のある実施態様に従った、ＧＦＣＩ機能を有する回路遮断器（１００）の実施形態を示す。
【００５０】
回路遮断器（１００）は、装置内で動作する各素子を収容する筐体（１０２）を備えている。筐体（１０２）はいわゆるクラムシェル構造となっており、図１−図３に、筐体（１０２）の半分が図示されている。そして、図４には、筐体（１０２）の両半分の合体した様子が図示されている。
【００５１】
回路遮断器（１００）は、静止接点（１０４）および可動接点（１０６）（図３に最も良く示される）を含む一組の接点を備えている。可動接点（１０６）は、可動接点アーム（１０８）に設置される。
【００５２】
可動接点アーム（１０８）はリンク・アセンブリ（１１０）に連結されている。そしてそれは、細長い部分（１１２）を含むハンドル（１１４）に連結されている。可動接点（１０６）は、ハンドル（１１４）の手動操作によって、静止接点（１０４）に対して、開位置と閉位置との間に移動するように構成される。各図は、電流がその間で流れない開位置にある各接点（１０４、１０６）を示すが、当業者は、各接点（１０４，１０６）がどのようにして閉位置へ移動するかを、容易に理解するであろう。
【００５３】
また、図１で、分電盤の母線または負荷センターなどの電力源に接続されるライン端子（１１６）が示されている。静止接点（１０４）は、ライン端子（１１６）に電気的に接続されるプレート側に載置されている。
【００５４】
可動接点アーム（１０８）に載置された可動接点（１０６）は過電流測定装置に電気的に接続している。過電流測定装置は負荷端子（１１８）にも電気的に接続される。ライン端子および負荷端子（１１６，１１８）は、回路遮断器（１００）が設置される盤（パネル）のタイプに応じて、様々な形（例えばスタブ接続、ねじ式接続など）をとることができる。
【００５５】
以下、動作を説明する。電力はライン端子（１１６）を介して回路遮断器（１００）に入力される。それは各接点（１０４，１０６）が閉じているときに、電流測定装置を通過する。電流が閾値を超える場合、トリップ機構（１２０）によって接点（１０４，１０６）を開いて、電流測定装置は回路遮断器（１００）を「トリップ」させるように機能する。そうすると、接点（１０４，１０６）を介した電流の流れは停止する。
【００５６】
電流が電流測定装置によって設定された閾値を超えない場合、電力は負荷端子（１１８）まで通過でき、電力を被接続回路および／または機器へ供給することができる。
【００５７】
図１および図２に示されているように、可動接点アーム（１０８）、可動接点（１０６）、リンク・アセンブリ（１１０）、ハンドル（１１４）およびトリップ機構（１２０）は、製造の容易さのための筐体に挿入され設置される前に、モジュラ式の回路遮断器機構ユニットとして、形成されてもよい。
【００５８】
また、図１にアーク消去装置が示されている。それは、例えば、複数のアーク・プレート（１２２）によって形成されてもよい。複数のアーク・プレート（１２２）は、両接点（１０４，１０６）が開く際もしくは閉じる際に発生するアークを、接点（１０４，１０６）から離し、そして、前記アークを急速に消滅させるために、設けられる。１つの取り得る構成として、アーク・プレート（１２２）は、可動接点（１０６）の移動経路に対応した曲線経路に沿って配置される。
【００５９】
加えて、アークによって発生したガスを筐体（１０２）から逃がすために、筐体（１０２）のアーク・プレート（１２２）の近くに、通気口（１２４）が設けられていてもよい。通気口（１２４）は多くの孔（１２６）によって形成されることができ、それはアーク・プレート（１２２）の位置に基づいて配置される。
【００６０】
回路遮断器（１００）は、プリント回路基板（ＰＣＢ）（１２８）（図２および図３に示す）を含む。ＰＣＢ（１２８）は、回路遮断器（１００）のＧＦＣＩ機能を実行するのに必要な論理回路をその上に搭載していてもよい。ＧＦＣＩ機能を実行するとは、具体的には、閾値に相当する漏洩電流が検出された場合、回路遮断器（１００）にライン端子（１１６）と負荷端子（１１８）との間の電気の流れを終了させることをいう。
【００６１】
前記「漏洩電流」とは、負荷側から外に行く電流および帰りの電流の、電流の向きも考慮した加算の結果として測定され、電流のアンバランスとして定義される。これは、例えば、ＧＦＣＩで保護された負荷回路につながれる一つ以上の装置に行く電流量を計測する段階と、中立線から戻ってくる電流量を計測する段階とを含む。戻ってくる量が外に出る量より少ない場合、この差が漏洩電流となる。正常に動作している回路は、出ていく電流をリターン電流と比較して測定したとき、零の差電流（すなわち、漏洩が零）を示す。しかしながら、閾値を超える漏洩が検出された場合（概してそれは４ｍＡと６ｍＡの間にある）、接地故障条件が存在すると決定され、ＧＦＣＩ回路は電流を停止させる。
【００６２】
より詳しく述べると、接地故障条件が存在すると決定された場合、故障検出回路は両接点（１０４，１０６）を開かせるためにトリップ機構（１２０）を起動させ、それによって、回路遮断器（１００）をトリップさせる。
【００６３】
加えて、いくつかの実施形態において、ＰＣＢ（１２８）上の回路に電流測定装置（すなわち、過電流検出機能）を取り入れることもできる。これは過電流検知器として別実装する実施例と対比される。
【００６４】
ＧＦＣＩの属する技術分野で公知のように、回路遮断器（１００）は、回路遮断器（１００）のＧＦＣＩ機能が回路遮断器（１００）にライン端子（１１６）と負荷端子（１１８）との間の電気の流れを終了させるという、地絡故障条件をシミュレーションするテスト機能を、備えている。
【００６５】
しかしながら、典型的なプッシュ式試験ボタンを使用するのでなく、回路遮断器（１００）は、使用者がテスト機能を起動させることができるためのユニークな構成を含む。そのテスト機能のための構成は２つの主要部分により定義される。
【００６６】
図４に示されるように、このテスト機能のための構成は、筐体（１０２）に対して固定された軸（Ａ）の回りを回動可能な、第１の端部（４０４）を有する回動可能なレバーアーム（４０２）を含む。レバーアーム（４０２）は軸（Ａ）の回りを弧状に、動作位置（図示せず）と休止位置（図４に示される）との間において回動可能である第２の端部（４０６）を含む。試験装置は、レバーアームの第２の端部が休止位置（図４に示される）から動作位置に動かされるときに、テスト信号を生成する。動作位置に動かされるとは、レバーアーム（４０２）が軸（Ａ）に関して反時計回りに回転することを言う。
【００６７】
なお、この図４の実施例では、レバーアーム（４０２）が軸（Ａ）を通過して延び、第１の端部（４０４）で終端しているが、レバーアーム（４０２）の第１の端部が軸（Ａ）の中に入り込んで、軸（Ａ）から延びていない構造（すなわち一本のレバーアーム が軸（Ａ）の側面から第２の端部（４０６）に向かって突出している構造）も実施可能である。
【００６８】
このテスト機能はまた、筐体（１０２）を通して使用者が操作可能な第１端部（４１０）と、前記レバーアーム（４０２）の第２の端部（４０６）と協働して動く第２端部（４１２）とを有する摺動部材（４０８）を使用する。
【００６９】
摺動部材（４０８）は長い部材であり、一般にポリマーなどの材料からなる平坦な片として形成される。
【００７０】
各図に示すように、摺動部材（４０８）は、例えば筐体（１０２）の形状に適応し、および／または回路遮断器（１００）の他の部品に対する干渉を回避するため、一つまたはそれ以上の屈曲部および／または切欠き部を含むことができる。
【００７１】
摺動部材（４０８）は、筐体（１０２）およびレバーアーム（４０２）の軸（Ａ）に対して相対的に摺動可能である。すなわちレバーアーム（４０２）の第２の端部（４０６）が弧に沿って回動するとき、その弧に実質的に接する平面において、摺動部材（４０８）の第２端部（４１２）が摺動する。各図に示す実施例では、摺動部材（４０８）は、筐体（１０２）の上面の大部分が存在する平面と、通常、平行である平面に沿って摺動する。
【００７２】
摺動部材（４０８）の第２端部（４１２）とレバーアーム（４０２）の第２の端部（４０６）とは、一般に平面すべり運動が軸（Ａ）に関するピボット運動に変換される態様で、協働する。
【００７３】
レバーアーム（４０２）が反時計回りに回動して動作位置まで移動するのに連動して、摺動部材（４０８）は、レバーアーム（４０２）の休止位置に対応する標準動作位置（図４に示される）から試験位置まで（すなわち図４に示されるよりも右方向に）、移動可能である。
【００７４】
回動可能なレバーアーム（４０２）の第２の端部（４０６）は、休止位置の方へ（図４に示される時計回り方向）、例えばばね作用によって付勢されていることが好ましい。そうすると、摺動部材（４０８）も、標準動作位置の方（すなわち、図４に示される左方向）へ付勢される。
【００７５】
また、筐体（１０２）が開口を有し、摺動部材（４０８）の第１端部（４１０）が筐体（１０２）の開口を通って延びる突出部（４１４）をその上に有することが好ましい。前記開口は筐体（１０２）の一番上の面に配置されるのが好ましい。開口はハンドル（１１４）の近くに配置されるのが最も好ましい。そうすると、摺動部材（４０８）の突出部（４１４）およびハンドル（１１４）の細長い部分（１１２）は互いに関して密接して配置され、使用者によって、両方ともに簡単にアクセスが確保される。
【００７６】
この配置は、使用者が摺動部材（４０８）の突出部（４１４）を操作することによって、回路遮断器（１００）のＧＦＣＩ機能を直ちにテストするのを許容する。それによって、回路遮断器（１００）は引き外され、そして、ハンドル（１１４）の細長い部分（１１２）を操作することによって、回路遮断器（１００）をリセットすることができる。
【００７７】
本発明は、ロープロファイルすなわち低背の構成を許容できるＧＦＣＩ機能を有する回路遮断器を提供することができる。またそれに加えて、もしくはそれとは別に、本発明は、試験アクチュエータボタンもしくはこれに類したものを、回路遮断器の外面上の多数の場所のうちいずれか任意の場所に配置することができ、ＧＦＣＩ機能を有する回路遮断器に装置設計上の柔軟性をもたらすことができる。
【００７８】
また本発明の回路遮断器（１００）は、使用者が、遠くに位置する電気的インタフェース、例えば中央制御装置（後に詳しく述べる）を使用して、それによって回路遮断器を手動で回路断にしたり、および／または、ある制御装置が検出された地絡故障とは無関係な事象の発生に基づいて回路遮断器を遠隔で回路断にするという、遠隔オン／オフ機能の特徴を組み込んでいる。
【００７９】
例えば、照明光源に電力を供給している回路遮断器を一日の時刻に基づいて回路断にすること、検出した温度に基づいて送風機を駆動している回路遮断器を回路断にすること、検出された水位に基づいてビルジポンプを駆動している回路遮断器を回路断にすること等ができれば、望ましい。
【００８０】
手動自動にかかわらず、遠隔操作可能である回路遮断器が知られている。伝統的には、この種の遠隔操作可能な回路遮断器は、回路遮断器から離れて位置している制御装置等から受信した電気制御信号に応答して回路遮断器を引き外すように作用するソレノイド等を内部に含んでいる。
【００８１】
しかしながら、本発明の回路遮断器（１００）は、この種の別個のソレノイドを必要としない。
【００８２】
その代わりに、本発明によれば、回路遮断器（１００）が遠隔に位置する制御装置やスイッチ等から「オフ」指令信号を受信したときに、回路遮断器（１００）は、回路遮断器内に地絡故障信号を生成する。そうすると、回路遮断器（１００）のＧＦＣＩ機能は、あたかも本当の地絡故障が負荷回路に検出されたかのように反応して、回路遮断器（１００）のライン端子（１１６）と負荷端子（１１８）との間の電気の流れを終了させる（すなわち、回路遮断器をトリップさせる）。
【００８３】
回路遮断器をリセットする場合、他の原因でトリップされた回路遮断器がリセットされるのと同様に、ハンドルを操作するための遠隔「リセット」、すなわち「オン」指令信号に反応して、ハンドル（１１４）が操作され、またはソレノイド等が駆動されて回路遮断器はリセットされ、もとの状態に戻る。
【００８４】
この種の遠隔でリセット可能な回路遮断器の例は、本件特許出願人による米国特許出願公開第２０１５／０１０１９１４号明細書（特許文献１）および米国特許第９,７６１,３９９号明細書（特許文献２）において開示されている。本明細書にそれらの内容が内含される。
【００８５】
ここで図５を参照する。図５には、本発明にしたがって構成された複数の回路遮断器（１００１，１００２，１００３，１００ｎ）と、ネットワーク（例えばＣＡＮバス）を介して電気的に通信する中央制御装置（５００）とを含むシステムが示されている。
【００８６】
制御装置（５００）は、各回路遮断器（１００１，１００２，１００３，１００ｎ）の状態を表示するディスプレイとともに、指令を入力するための手段とを備えている。
【００８７】
好ましい実施例において、入力手段およびディスプレイの両方は、各回路遮断器ごとに、グラフィカルユーザーインタフェース（５０２１，５０２２，５０２３，５０２ｎ）を有するタッチパネル表示を使用して提供される。
【００８８】
好ましくは、各回路遮断器のグラフィックディスプレイは、各回路遮断器を制御するための仮想の「ボタン」等を含む。仮想の「ボタン」等は、少なくとも「オン」ボタン（５０４）および「オフ」ボタン（５０６）を含む。
【００８９】
必要に応じて、図示しない「リセット」ボタンを設けても良い。ただし図示した実施例においては、リセット機能は、「オン」ボタンに結合されている。
【００９０】
指令ボタンのいずれかが操作されると、制御装置（５００）は、使用者により起動された動作を示す指令信号（５０８）を生成して、回路遮断器（１００１，１００２，１００３，１００ｎ）の適切な一つに送信する。
【００９１】
指令信号（５０８）は前述したような定期イベント、さまざまな検出されたパラメータ（例えば、温度、液位など）等に基づいて、制御装置（５００）によって自動的に生成されてもよい。それは、入力手段とディスプレイを操作している使用者によってプログラムされることができる。
【００９２】
回路遮断器（１００１，１００２，１００３，１００ｎ）の適切な一つは、当該指令を実行して、必要に応じて、その内部状態を更新する。
【００９３】
回路遮断器（１００１，１００２，１００３，１００ｎ）の各々はその内部状態をモニタして、その状態を表す信号（５１０）を制御装置（５００）に送信する。その状態は回路遮断器ごとにグラフィカルユーザーインタフェース（５０２１，５０２２，５０２３，５０２ｎ）に表示される。
【００９４】
例えば、各グラフィカルユーザーインタフェース（５０２１，５０２２，５０２３，５０２ｎ）は、回路遮断器がオンであり正常に機能していることを示す「オン」状態（５１２）、回路遮断器が（手動でまたは自動的に）オフになるよう指令されたことを示す「オフ」状態（５１４）、回路遮断器が検出された過電流状況のためトリップされたことを示す「引きはずし」状態（５１６）、回路遮断器が検出された地絡故障状況のためトリップされたことを示す「故障」状態（５１８）、ならびに考えられるさまざまな他の状態を表示する。
【００９５】
図５の例では、回路遮断器（１００１）は「オン」状態で、回路遮断器（１００２）は地絡故障のためトリップされており、回路遮断器（１００３）はオフであり、そして、回路遮断器（１００ｎ）は「オン」状態である。示される回路遮断器のいずれも、検出された過電流状況のためにトリップされたものはない。
【００９６】
ここで図６を参照して、地絡故障が検出されたため、過電流状況が検出されたため、または、意図的なオフ指令のために、各回路遮断器がトリップされたのかどうかを決定するための、回路遮断器（１００１，１００２，１００３，１００ｎ）および／または制御装置（５００）による例示的な、論理判定の過程（６００）を、流れ図に示す。
【００９７】
まずステップ（６０２）で、オン状態の回路遮断器がトリップされたかどうか、決定がなされる。そうでない場合には、回路遮断器の状態は「オン」を続け、ステップ（６０４）に示されるように、監視は続く。
【００９８】
回路遮断器がトリップされたことがステップ（６０２）で判定された場合、ステップ（６０６）で、回路遮断器を（使用者によって手動で、または、上記のように所定の基準に基づいて自動的に）オフにするために、当該指令が受け取られたのかどうかに関して、判定がなされる。
【００９９】
回路遮断器をオフにするための指令が実際、受け取られた場合、回路遮断器の状態は「オフ」に変えられ、それからステップ（６０８）に示されるように、システムは回路遮断器の「オン」指令を監視する。
【０１００】
ステップ（６１０）で、「オン」指令が受け取られない場合、回路遮断器の状態は「オフ」を続け、監視は続く。
【０１０１】
しかしながら、ステップ（６１０）で「オン」指令が受け取られると、システムは、ステップ（６１２）で回路遮断器の接点を閉位置（すなわち、作動状態の）にリセットして、回路遮断器の状態を「オン」状態に変えて、ステップ（６０２）で回路遮断器のトリップの監視に戻る。
【０１０２】
一方、回路遮断器をオフにする指令が受け取られなかったことがステップ（６０６）で判定された場合、ステップ（６１４）で、例えば、知られているように、シリコン制御整流器（ＳＣＲ）のパルスを監視することによって、地絡故障が検出されたかどうかの判定がなされる。
【０１０３】
地絡が検出された場合、回路遮断器の状態は「故障」に変えられ、システムは、ステップ（６１６）に示されるように、「オン」指令、すなわち「リセット」指令を監視する。
【０１０４】
ステップ（６１８）で、「オン」指令、すなわち「リセット」指令が受け取られていない場合、回路遮断器の状態は「故障」であり続け、監視を続ける。
【０１０５】
しかしながら、「オン」すなわち「リセット」指令がステップ（６１８）で受け取られると、システムは、ステップ（６１２）で、回路遮断器の接点を閉（すなわちオンの）位置にリセットして、回路遮断器の状態を「オン」状態に変えて、ステップ（６０２）に戻り、回路遮断器のトリップのための監視を続ける。
【０１０６】
地絡がステップ（６１４）で検出されなかった場合、過電流状況のため、回路遮断器がトリップされたという判定がなされる。なぜなら「オフ」指令でトリップされず、地絡の検出でもトリップされなかったからである。
【０１０７】
したがって、回路遮断器の状態は「トリップ」に変わり、システムはステップ（６２０）に示されるように、「オン」すなわち「リセット」指令を監視する。
【０１０８】
ステップ（６２２）で、「オン」すなわち「リセット」指令が受け取られない場合、回路遮断器は「トリップ」状態を続け、監視は継続される。
【０１０９】
しかしながら、「オン」すなわち「リセット」指令がステップ（６２２）で受け取られた場合、システムは、ステップ（６１２）で閉位置（すなわち、オン状態）に回路遮断器の接点をリセットして、回路遮断器の状態を「オン」に変えて、ステップ（６０２）で、回路遮断器のトリップを監視し続ける。
【０１１０】
このように、本発明のＧＦＣＩ回路遮断器の構成は、「オフ」指令の受領に基づく回路遮断器のトリップが、地絡故障が検出された場合の回路遮断器のトリップと同様に、同一のトリップ機構を使用して実行されることを許容する。それによって、回路遮断器のサイズおよび／または要求価格を低下させることができる。
【０１１１】
さらに、論理的な判定の手順を採用することによって、回路遮断器は、「オフ」指令のためトリップされたのか、地絡故障が検出されたのでトリップされたのか、または、過電流状況が検出されたのでトリップされたのかを正確に決定することができて、ディスプレイに報知できる。それによって、使用者が適切に行動できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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