(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電路に流れる負荷電流の検出手段と、該電路を開閉する開閉手段と、任意の限時特性を設定するデータが入力される特性設定手段と、該特性設定手段に入力されたデータを記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶されたデータに基づいて限時特性を設定するとともにこの設定された限時特性に従って出力を発生する演算手段と、該演算手段の出力に基づいて上記開閉手段の引外しを行う引外し手段を備え、回路遮断器外部の上記特性設定手段で特性設定を行なう時点でディスプレイ上で設定不可能領域を表示し、上記演算手段は上記特性設定手段から入力された限時特性曲線上の複数の点のデータに基づいて限時特性の設定を行なうよう構成されたことを特徴とする回路遮断器。
【請求項２】
上記特性設定手段は上記回路遮断器の本体とは独立して設けられ、上記特性設定手段に入力されたデータは伝送手段を介して上記演算手段に入力されるよう構成されたことを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。
【請求項３】
電路に流れる負荷電流の検出手段と、上記電路を開閉する開閉手段と、任意の限時特性を設定するデータが入力される特性設定手段と、この特性設定手段に入力されたデータを記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶されたデータに基づいて限時特性を設定するとともにこの設定された限時特性に従って出力を発生する演算手段と、回路遮断器外部の上記特性設定手段で特性設定を行なう時点でディスプレイ上で設定不可能領域を表示し、上記演算手段の出力に基づいて警報出力を発生する警報手段を備え、上記演算手段は上記特性設定手段から入力された限時特性曲線上の複数の点のデータに基づいて限時特性の設定を行なうよう構成されたことを特徴とする回路遮断器。
【請求項４】
上記特性設定手段は上記回路遮断器の本体とは独立して設けられ、上記特性設定手段に入力されたデータは伝送手段を介して上記演算手段に入力されるよう構成されたことを特徴とする請求項３記載の回路遮断器。
【請求項５】
電路に流れる負荷電流の検出手段と、該電路を開閉する開閉手段と、任意の限時特性を設定するデータが入力される特性設定手段と、該特性設定手段に入力されたデータを記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶されたデータに基づいて限時特性を設定するとともにこの設定された限時特性に従って出力を発生する演算手段と、該演算手段の出力に基づいて上記開閉手段の引外しを行う引外し手段と、回路遮断器外部の上記特性設定手段で特性設定を行なう時点でディスプレイ上で設定不可能領域を表示し、上記演算手段の出力に基づき上記引外し手段の動作前に警報出力を発する警報手段を備え、上記演算手段は上記特性設定手段から入力された限時特性曲線上の複数の点のデータに基づいて限時特性の設定を行なうよう構成されたことを特徴とする回路遮断器。
【請求項６】
上記特性設定手段は上記回路遮断器の本体とは独立して設けられ、上記特性設定手段に入力されたデータは伝送手段を介して上記演算手段に入力されるよう構成されたことを特徴とする請求項５記載の回路遮断器。
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は回路遮断器に係り、特に特性の任意な設定が容易で電路の保護に好適な回路遮断器に関する。
背景技術
従来のこの種の技術としては例えば特開平05−236633号公報に開示されているように、電路に流れる電流を検出する電流検出手段の出力信号レベルを検出する複数のレベル判別手段と、この各々のレベル判別手段に対応して設けられた限時発生手段により、配電系統上、より上位にある機器及び下位にある機器との特性上の保護協調を達成するよう構成したものが知られている。
又、上記従来技術には明示されていないが、レベル判別手段のピックアップレベルを可調整とし、顧客が任意にそのレベルを調整することにより、例えば図13のように負荷電流に対する引外しの動作時間が長限時引外し特性Ｅ、短限時引外し特性Ｆ及び瞬時引外し特性Ｇを有するものでは、長限時引外し特性Ｅ、短限時引外し特性Ｆのそれぞれの限時要素が動作する電流レベルＡ、Ｃを可調整とし、さらに動作時間Ｂ、Ｄの調整も可能にして、協調を取る上での裕度を向上させたものが知られている。
従来の技術では、電流検出ピックアップレベル、あるいは限時特性動作時間レベルの可調整化により、保護協調達成の上での裕度が向上しているものの限時特性の特性形状そのものは、メーカでの回路遮断器設計時にすでに固定されており、顧客が使用する場合、任意の特性形状の設定はできないようになっていた。そのため、任意の機器構成により電力系統を構築する場合に保護協調に最適な限時特性を得ることができない場合があった。
又、従来技術では特性調整用スイッチが回路遮断器本体に設けられていたため、顧客側での特性設定裕度を向上できるよう可調整項目を増加させた場合、特性調整用スイッチの個数も同時に増加することになるが、実装スペースが限られているので、可調整項目の増加には限界があった。
発明の開示
本発明の目的は、上記問題点を解決する為に、回路遮断器本体に設けられる特性調整用スイッチの個数を増加することなく、顧客が希望する任意の限時特性曲線を設定可能とした保護協調の取り易い回路遮断器を提供することにある。
上記目的は、回路遮断器内に選択可能な複数の初期設定データを記憶する記憶素子を設け、回路遮断器本体とは独立した特性設定装置からデータを回路遮断器内の記憶素子に入力して限時特性形状の設定・調整をするよう構成することにより達成される。
回路遮断器の限時特性形状の設定・調整を回路遮断器外の特性設定装置により任意に行ない、設定・調整後のデータを回路遮断器内の記憶素子に転送する為、回路遮断器本体側には限時特性調整用のスイッチを不要とすることができる。また、実装スペースとは無関係に可調整項目を容易にの増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の回路遮断器の回路構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例の回路遮断器の主要部の構成を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施例の回路遮断器を用いたシステムの回路構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施例の回路遮断器を用いたシステムの構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施例の回路遮断器を用いたシステムの特性設定装置の回路構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の一実施例の回路遮断器の特性設定方法を説明する特性図である。
【図７】本発明の一実施例の回路遮断器の特性設定に用いられる点群データの説明図である。
【図８】本発明の一実施例の回路遮断器の保護協調を考慮した特性設定方法を説明する特性図である。
【図９】本発明の一実施例の回路遮断器の主ルーチンのフローチャートである。
【図１０】本発明の一実施例の回路遮断器の特性設定装置から受信したデータ処理のフローチャートである。
【図１１】本発明の一実施例の回路遮断器を用いたシステムの特性設定装置のデータ処理のフローチャートである。
【図１２】本発明の一実施例の回路遮断器の遠隔表示機能の表示画面の例を示す図で、同図（Ａ）はID番号１の回路遮断器の電流情報の表示画面を示す図、同図（Ｂ）はID番号２の回路遮断器にはトリップ情報の表示画面を示す図である。
【図１３】従来例の回路遮断器の限時特性の設定方法を示す特性図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。
図２は、本実施例の回路遮断器20の主要部の構成を示す。回路遮断器20の筐体20aは略直方体状の外形形状を有し、この筐体20a中には、電路15を流れる負荷電流の検出手段としての変流器（以下CT）１、このCT1により検出された電流信号により引外し装置８を駆動する制御装置18、電路15の電源側15aと負荷側15b間に設けられた接点14と、この接点14を開閉操作する開閉機構25と、引外し装置８により駆動されて開閉機構25を引き外す引外し機構26、遮断時に発生するアークを消弧する為の消弧装置19が格納され、開閉機構25を手動で開閉操作するハンドル27が筐体20aの一つの面から突出して設けられている。接点14、開閉機構25およびハンドル27は開閉手段を構成し、引外し装置８および引外し機構26は引外し手段を構成する。制御装置18に設けられた表示部11は筐体20aのハンドル27が設けられている面からその表示内容が読めるよう配設される。また、この面には通信ケーブル40を介してパーソナルコンピュータ（以下パソコン）30、32と接続できるよう制御装置18のデータ送受信部12、ID設定部13にそれぞれ電気的に接続されたコネクタ12a、13aが設けられる。
制御装置18のブロック構成を図１に示す。電路15の負荷側の導体15bはCT1を貫通し、CT1により検出された電流信号は、信号検出部２及びA/D変換器３によりデジタル２進データに変換されて演算手段としてのマイクロプロセッサユニット（以下MPU）４に入力される。MPU4は、記憶手段としての記憶素子５に記憶された選択可能な複数の初期設定データ、及び回路遮断器20本体から独立した特性設定手段としての特性設定装置30、32から記憶素子５に入力されたデータを演算して、所望の限時特性が得られるよう限時特性形状の設定・調整を行なう。MPU4内での演算結果により、MPU4の出力はトリガー回路７または警報装置駆動回路17に供給される。電路15の電流が電路の遮断が必要な電流値の場合はトリガー回路７にMPU4の出力が供給されて引外し装置８が付勢され、引外し機構26の動作により開閉機構25が引き外され、回路遮断器20の接点14の引外し動作が行なわれる。電路15の電流が電路の遮断が必要な電流値に対して所定の割合に達したときは警報装置駆動回路17にMPU4の出力が供給されて警報回路９、10が制御され、外部警報装置50の出力動作が行なわれる。警報装置駆動回路17および警報回路９、10は警報手段を構成する。警報回路９、10は有接点リレーまたはトランジスタ、SCR等の半導体スイッチング素子により構成され、外部警報装置50は光、音あるいはその双方により電流値が引外し値に近づいていることを報知する。具体的には、光で表示するものとしては放電灯、電球あるいはLED等の発光素子を用いた表示灯、CRT、プラズマまたは液晶表示器等のディスプレイ装置、音で表示するものとしては、ブザー、ベル、チャイム、サイレン等物理的に音を発生するもの、発振回路、IC等により電子的に音を発生するもの、録音された音声を発生するもの、IC等により電子的に合成された音声を発生するもの、コンピュータのソフトウエアにより音声を発生するものが用いられる。上記の光または音を表示するものはいずれか一つが単独で用いられてもよく、あるいは光と音、光と光、音と音を任意に組み合わせたものであってもよい。
本実施例の回路遮断器が用いられたシステムの例を図３〜図５により説明する。
このシステムでは回路遮断器20のデータ送受信部12に接続されたコネクタ12aに接続された伝送手段としての通信ケーブル40を介して特性設定装置30または32が接続され、警報回路９には外部警報装置50が接続されている。
特性設定装置30、32は例えば、回路遮断器20の設置場所とは離れた所にある集中監視室等に設置された一般的なパソコン30でもよいし、あるいは携帯用のパソコン32でもよく、データ通信機能として通信インターフェース30b、32b、データの入力装置としてマウス31またはキーボード33等、および特性設定用の専用プログラムを起動できる機能を有していればよい。これらの特性設定装置としては、図５に示すように、演算処理を行うためのCPUと、演算のためのデータあるいはプログラムを格納するRAMおよびROMと、マウス31またはキーボード33等の入力装置と、通信インターフェース30b、32bと、表示装置としてのCRT30a、液晶ディスプレイ32aを有し、さらにフロッピーディスクドライブ等の外部記憶装置35を有している。伝送手段は通信ケーブル40に限ることなく、光ファイバーによる光伝送、あるいは可視光線、赤外線、電磁波等を用いた無線通信による伝送を用いたものでもよい。
本実施例では特性設定装置30、32からデータを入力するので、回路遮断器本体側での調整用スイッチ類の増設が不要となり回路遮断器本体の寸法の増大が防止できる。
回路遮断器の限時特性を設定する上で回路遮断器自体の過電流耐量と設定する特性曲線との整合性を確保することが重要である。
本実施例では、回路遮断器20内の記憶素子５に回路遮断器自体の過電流耐量のデータを保持しておき、回路遮断器外部の特性設定装置30または32で特性設定を行なう時点で、図６のようにそのディスプレイ30a、32a上に設定不可能領域Ｖを表示するようにしている。限時特性設定は、ディスプレイ30a、32a上に表示された特性を設定すべき領域に設定しようとする回路遮断器の限時特性曲線データを点群データの集合体として入力装置から入力することにより行う。CPUは、入力された点群データを一次補完することにより、限時特性曲線を得ている。設定不可能領域Ｖへ故意に点群データを設定しようとしてもそのデータを受け付けないように特性設定装置の特性設定用プログラムを組むことにより安全性を確保できる。
具体的には、特性設定装置30、32のディスプレイ30a、32a上には、図６に示されるように動作時間を縦軸、負荷電流を横軸にとった座標系が表示され、この座標系上に回路遮断器自体の過電流耐量の関係上特性を設定してはならない設定不可領域Ｖとその境界線IVが表示される。特性の設定は、設定すべき回路遮断器の限時特性曲線が通過する複数の座標系上の点を設定不可領域Ｖの外側に設定して入力することにより行われる。つまり、回路遮断器の限時特性曲線データをその限時特性曲線が通過する複数の座標系上の点のデータ（点群データ）の集合体として与えるものである。本実施例では点群データとして回路遮断器の限時特性曲線III、警報回路出力の特性曲線II、Ｉ上でそれぞれの特性曲線が折れ曲がる点のデータが与えられている。警報回路出力特性Ｉは緊急度の低い警報で、電路電流が遮断すべき電流に対し所定の割合になったときにこの出力が供給される表示灯等の警報装置を動作させ、警報回路出力特性IIは緊急度の高い警報で、電路電流がより増大して遮断すべき電流に近づいたときにこの出力が供給される電子音発生装置等の警報装置を動作させる。図６の例では負荷電流が定格電流の100％の前後で、警報回路出力特性Ｉと警報回路出力特性IIが交差しているが、本来はこのような設定は好ましくない。本実施例ではディスプレイ30a、または32a上に特性曲線が表示されるので、このような場合はディスプレイで確認しながら警報回路出力特性Ｉと警報回路出力特性IIが交差しないよう再設定をすればよい。回路遮断器の限時特性曲線IIIは設定不可領域Ｖの境界線IVと警報回路出力IIとの間でこれらのいずれとも交差しないよう設定される。
このようにして設定された点群データは、図７のように負荷電流軸に対する電流点データとこれに対応する動作時間軸上の動作時間点データが一対となったデータの集合体で表わされる。回路遮断器への限時特性設定時は、特性設定装置30、32からこの集合データを通信ケーブル40を介してデータ通信により、回路遮断器20に転送する。回路遮断器20では、受信した集合データを一度記憶素子５に保存するとともに、MPU4内のRAM上に展開し、限時特性演算の対象とする。記憶素子５としては例えばEEPROMが用いられる。記憶素子５に点群データから特性曲線に復元するプログラムを記憶させることにより、直接に図７のような集合表形式で点群データを与えてもMPU4は点群データを特性曲線に復元することができる。
特性設定装置30、32の外部記憶装置35に上位及び下位に接続する機器のデータを記憶しておくことにより、回路遮断器の特性設定時に、上位及び下位に接続する機器との保護協調の確認も容易に行なえるようになる。つまり、図８に示すように、例えば上位にある機器の熱特性曲線VI及び下位に接続される機器の動作特性曲線VIIIをそれぞれ記憶させておき、回路遮断器の特性設定時にそれらのデータをディスプレイ30a、32aの同一画面上に表示して、それらの間に点群が位置するよう入力して特性曲線VIIを設定することにより、保護協調を確認しながらの特性設定が容易に行なえるようになる。
MPU4の特性設定のフローを図９〜図11により説明する。
図９は特性設定の主ルーチンを示す。ステップ100でスタートし、ステップ101で限時特性を設定し、ステップ102で特性再設定のフラグをクリアする。次にステップ103で特性再設定フラグがセットされているか判断を行い、フラグがセットされていればステップ101に戻って再び減じ特性の設定を行い、次いでステップ102に進んで特性再設定フラグのクリアを行い、ステップ103に進む。ステップ103で特性再設定フラグがセットされているか判断を行い、フラグがセットされていなければステップ101で設定された限時特性で制御を行い、ステップ103に戻り特性再設定フラグセットのYES、NOでステップ101あるいはステップ104に進む。
図10は特性設定装置からデータを受信した場合の割り込み処理のフローを示す。ステップ200でデータ受信の割り込みがあるとステップ201で全データを受信完了したか判断を行う。全データの受信が完了してなければステップ202へ進み、処理を終わる。全データの受信が完了していればステップ211へ進み、特性設定不可領域のデータが特性設定装置から要求されているか判断を行う。特性設定不可領域のデータが要求されていればステップ212へ進み、特性設定不可領域のデータを送信してステップ213へ進み、処理を終わる。特性設定不可領域のデータが要求されてなければステップ221へ進み、特性設定点群データを受信したか判断を行う。特性設定点群データを受信していればステップ222へ進み点群データの補完演算を行い特性を設定する。次いでステップ223に進み、特性再設定フラグをセットしてステップ224へ進み、処理を終わる。特性設定点群データを受信していなければステップ231へ進み、状態情報が要求されているか判断を行う。状態情報が要求されていればステップ232へ進み、回路遮断器の状態情報を送信してステップ233に進み、処理を終わる。状態情報が要求されていなければステップ240へ進み、処理を終わる。
図11は特性設定時の特性設定装置の処理のフローを示す。ステップ300でスタートし、ステップ301で特性設定モードか否か判断を行う。特性設定モードであればステップ311に進み特性設定不可領域のデータを要求するコードを回路遮断器に送信する。次いでステップ312に進み、データ受信が完了したか判断を行う。データ受信が完了していなければ再びステップ312に戻り、完了していればステップ313に進み外部記憶装置35から上位または下位に接続される機器の特性データを読み込む。次いでステップ314に進み回路遮断器の特性データの入力を受け付け、このデータを表示する。次いでステップ315に進み、特性設定データを回路遮断器に送信するか判断する。送信しない場合はステップ314に戻る。送信する場合はステップ316に進み、データの送信を行う。次いでステップ317に進み、特性設定モードが終了したか判断を行う。終了でなければステップ314に戻り、終了であればステップ301に戻る。
ステップ301で特性設定モードでなければステップ302に進み、状態情報表示モードか判断を行う。状態情報表示モードであればステップ321に進み状態情報を要求するコードを回路遮断器に送信する。次いでステップ322に進み、状態情報のデータ受信が完了したか判断を行う。データ受信が完了していなければ再びステップ322に戻り、完了していればステップ323に進み回路遮断器の状態情報を表示する。次いでステップ324に進み、状態表示モードが終了したか判断を行う。終了でなければステップ323に戻り、終了であればステップ301に戻る。
本実施例では回路遮断器20のMPU4に、外部装置からの情報転送要求に対応して要求された情報を送り返すようなプログラムが組み込まれ、回路遮断器20がデータ通信機能を有しているので、例えば、通電開始後の回路遮断器20の状態を特性設定装置30、32で遠方監視することが可能となる。この場合、回路遮断器にはID番号が付けられ、複数の回路遮断器が特性設定装置に接続される場合は各回路遮断器ごとに異なるID番号が与えられる。
例えば、回路遮断器20に対し、特性設定装置30からID番号１の回路遮断器には電流の情報の転送要求を行ない、ID番号２の回路遮断器にはトリップの情報の転送要求を行なった場合、特性設定装置30のディスプレイ30aに図12（Ａ）、（Ｂ）に示すように、その時点でのID番号１の回路遮断器の状態情報およびID番号２の回路遮断器の状態情報を表示することができる。
又、設定された警報特性により、警報信号が発生する条件が成立した時点において、回路遮断器20に設けられた警報回路９、10を駆動するのとは独立して、データ通信機能により、回路遮断器20から特性設定装置30、32または外部の監視装置等へ警報信号コードを送信することもできる。
産業上の利用可能性
本発明によれば、回路遮断器の限時特性設定の自由度を容易に拡大できる為、最適な保護協調が取り易いという効果が得られる。
又、データ通信機能を内蔵する為、情報ネットワークへの対応が可能となる。
【図５】
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【図１】
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【図９】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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