(57)【要約】      （修正有）【課題】差動電流測定手段と、上記測定手段へと接続され、トリップ曲線を選択するために動作比率選択手段および時間遅延選択手段を備える処理手段、作動手段、および上記測定手段へと接続されたテスト手段を備える差動保護装置において、上記テスト手段の電力消費を最適にする。【解決手段】テスト手段３１から３８が作動するときに、最小または小さくされた動作比率ならびに最短または短くされた時間遅延が選択されるよう、上記テスト手段が上記動作比率選択手段１４および上記時間遅延選択手段１６に関連付けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
差動電流測定手段（１）と、
トリップ曲線を選択するために動作比率選択手段（１４；１０８）および時間遅延選択手段（１６；１１０）を備え、前記測定手段へと接続されて差動電流を表わす信号（ＩＤ）を受信する処理手段（７）と、
トリップ曲線の選択に従って回路遮断器の主接点（４）を開くための作動手段（２１）と、
前記測定手段へと接続されたテスト手段（３１から３８）と、
を備える差動保護装置であって、
前記テスト手段が作動するときに、最小または小さくされた動作比率ならびに最短または短くされた時間遅延が選択されるよう、前記テスト手段が前記動作比率選択手段および前記時間遅延選択手段に関連付けられていることを特徴とする、差動保護装置。
【請求項２】
前記テスト手段が、前記テスト手段が作動するときに増幅手段（１０２）の利得を増大させるために、処理手段（７）の入力回路（１０１）に関連付けられていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記テスト手段が、制御スイッチ（３２）を備え、前記スイッチが、前記最短の時間遅延よりも長い期間にわたるテスト電流（ＩＴ）の生成を可能にすることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
テスト電流が、５０ミリ秒を超える初期の時間遅延を伴って生成されることを特徴とする、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
テスト電流が、少なくとも１つのパルスを含むことを特徴とする、請求項３または４に記載の装置。
【請求項６】
テスト電流が、少なくとも１つのパルス列（２０４）を含むことを特徴とする、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つのパルス列が、前記最短の時間遅延よりも長い継続時間を有することを特徴とする、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つのパルス列が、前記最短の時間遅延の１０倍よりも短い継続時間を有することを特徴とする、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
テスト電流が、前記最短または短くされた時間遅延の少なくとも２倍である時間によって隔てられた複数のパルス列を含むことを特徴とする、請求項３から８のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、
−差動電流測定手段と、
−トリップ曲線を選択するために動作比率選択手段および時間遅延選択手段を備え、上記測定手段へと接続されて差動電流を表わす信号を受信する処理手段と、
−トリップ曲線の選択に従って回路遮断器の主接点を開くための作動手段と、
−上記測定手段へと接続されたテスト手段と、
を備える差動保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許出願第ＥＰ  ０  ９３６  ７１６号が、差動電流測定手段と、上記測定手段へと接続されて差動電流を表わす信号を受信する処理手段と、上記処理手段の動作比率を選択するための選択手段と、上記測定手段へと接続されたテスト手段と、作動手段と、を備える差動保護装置であって、上記テスト手段が、該テスト手段を動作させるときに低い比率が選択されるよう、上記比率選択手段に関連付けられている差動保護装置を記載している。
【０００３】
従来技術の差動保護装置のテスト手段は、差動電流測定手段によって検出されるのに充分な強さを呈するテスト電流を生成することによって実現されている。従来技術の差動保護装置において実現されているテスト手段の欠点は、電力の消費に関して最適でない点にある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、
−差動電流測定手段と、
−トリップ曲線を選択するために動作比率選択手段および時間遅延選択手段とを備え、上記測定手段へと接続されて差動電流を表わす信号を受信する処理手段と、
−トリップ曲線の選択に従って回路遮断器の主接点を開くための作動手段と、
−上記測定手段へと接続されたテスト手段と、
を備える差動保護装置を提案することによって、従来技術の装置の欠点を是正することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による差動保護装置においては、上記テスト手段が作動するときに、最小または小さくされた動作比率が選択され、かつ最短または短くされた時間遅延が選択されるよう、テスト手段が動作比率選択手段および時間遅延選択手段に関連付けられている。
【０００６】
好ましくは、テスト手段が、テスト手段が作動するときに増幅手段の利得を増大させるよう、処理手段の入力回路に関連付けられている。
【０００７】
好ましくは、テスト手段が制御スイッチを備え、該スイッチが、上記最短の時間遅延よりも長い期間にわたるテスト電流の生成を可能にする。有利には、テスト電流が、５０ミリ秒を超える初期の時間遅延を伴って生成される。有利には、テスト電流が、少なくとも１つのパルスを含み、好ましくは少なくとも１つのパルス列を含む。この場合、上記少なくとも１つのパルス列が、好ましくは上記最短の時間遅延よりも長い継続時間を有しており、例えば上記最短の時間遅延の１０倍よりも短い継続時間を有している。好ましくは、テスト電流が、上記最短または短くされた時間遅延の少なくとも２倍の期間によって隔てられた複数のパルス列を含む。
【０００８】
他の利点および特徴が、本発明を限定するものではない例として提示され、添付の図面に示される本発明の特定の実施形態についての以下の説明から、さらにはっきりと明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１に示されている回路遮断器は、保護されるべき設備の線路導体２の差動電流を測定するための測定トロイド１を備える差動保護装置である。トロイドの磁気回路３が線路導体を囲んでおり、すなわち線路導体が、一次巻線を形成している。線路導体は、機構５によって開放できる主接点４に、直列に接続されている。これらの接点は、継電器、スイッチ、または回路遮断器の接点であってよい。
【００１０】
図１の差動保護装置においては、測定トロイド１が、差動電流を表わす信号ＩＤを受信するための処理回路７へと接続された第１の二次巻線６を備える。負荷抵抗器８が、処理回路の最大感度を決定すべく第１の二次巻線の両端へと接続されている。
【００１１】
さらに、処理回路７は、主接点４を開くべく機構５を作動させることを可能にする、トリップ回路１２へとトリップ指令を供給するための電流処理回路１１を有している。電流処理回路１１は、導体２を流れる差動電流を表わす信号ＩＤを受信するため、トロイド１の第１の二次巻線６へと接続されている。電流処理回路１１へと接続された第１の調節装置１３によって、動作比率または所定の動作しきい値を調節または選択することができる。調節または選択は、入力１４によって実行される。導体２の差動電流がこの動作しきい値を超える場合、保護装置が、例えば主接点４へと作用する。やはり電流処理回路１１へと接続されている第２の調節装置１５によって、時間遅延を調節または選択することができる。調節または選択は、入力１６によって実行される。このようにして、トリップ指令が、選択された時間遅延を伴ってトリップ回路１２へと加えられる。動作比率の選択および時間遅延の選択によって、トリップ曲線を選択することができる。
【００１２】
トリップ回路１２は、制御トランジスタ２２によってアクチュエータ２１へと接続されている。アクチュエータによって、回路遮断器の主接点４を、さまざまな種類の電気的故障に応答して、トリップ曲線の選択に従って開くことができる。アクチュエータ２１および制御トランジスタ２２は、アクチュエータの電力供給の維持を可能にしている電力貯蔵コンデンサ２３に並列に接続されている。このコンデンサに、ダイオード２５を介して電源２４による供給が行われている。
【００１３】
さらに、本発明の差動保護装置は、第２の二次巻線３１へとテスト電流ＩＴを送ることを可能にするテスト手段を備える。テスト手段は、処理回路７内のテスト回路３３へと接続された押しボタン３２の形態のスイッチを備える。テスト回路が、押しボタン３２の閉路に応答して、処理回路７の出力３４にテスト信号を生成する。この出力３４そのものが、電源２４の電力供給を受けている増幅手段によって、測定トロイドの第２の二次巻線３１へと接続されている。これらの増幅手段は、２つのトランジスタ３５および３６と、２つの抵抗器３７および３８とを備える。図１の場合には、トランジスタ３５および３６が、スイッチの機能を備える。出力３４によってもたらされるパルスによって、これらのスイッチを閉じるように指令して、第２の二次巻線３１にテスト電流ＩＴを生成することができる。抵抗器３７は、第２の二次巻線３１の電流を制限する目的を果たし、抵抗器３８は、スイッチ３６をバイアスする目的を果たす。このように、テストを実行するときに、スイッチ３２を操作することによって、第２の二次巻線３１にテスト電流ＩＴを流すことができる。
【００１４】
図１に示されているように、テスト手段のスイッチ３２は、動作比率選択手段１３および時間遅延選択手段１５にも接続されている。このようにテスト手段を動作比率選択手段１３および時間遅延選択手段１５に関連付けることで、このテスト手段を作動させるときに、最小または小さくされた動作比率ならびに最短または短くされた時間遅延を選択することができる。したがって、装置のテスト手段が、最小または小さくされた比率ならびに最短または短くされた時間遅延の両者を選択するように調節装置１３および１５に対して作用する。このように、テストの実行時に、強度の弱いテスト電流ＩＴで充分に差動保護装置の動作をテストすることができ、したがって電力消費が最適化される。さらにテスト電流の値を抑えるために、第２の二次巻線３１の巻きの数を増やすことができる。第２の二次巻線および第１の二次巻線の巻きの数の間の比は、トロイドの周囲の空間によって制限される。この比は、１〜５０の間であってよく、例えば１０に等しくてよい。
【００１５】
図２に示されているように、電流処理回路１１は、差動電流を表わす信号ＩＤに従ってトリップ指令をトリップ回路１２へと供給できるようにする一連のモジュールを備える。図２に示した実施形態においては、電流処理回路が、差動電流を表わす信号ＩＤを受信して処理するための入力回路１０１を備える。入力回路は、増幅器１０２、アナログ−デジタル変換器１０３、および信号のＤＣ部分を選択するための高域通過フィルタ１０４を備えている。この場合には２乗を計算するための乗算器モジュール１０５および低域通過フィルタ１０６によって、差動電流のｒｍｓ値を決定することができる。比較器モジュール１０７が、差動電流のｒｍｓ値を比率選択手段１３によって選択された動作比率と比較する。差動電流のｒｍｓ値が動作比率よりも大きい場合、第１の駆動信号が時間遅延モジュール１０９へと送られる。時間遅延モジュールは、時間遅延選択手段１５によって選択された時間遅延が経過した後に第１の駆動信号を伝達する。モジュール１０５、１０６、１０７、および１０９と並列に、高域通過フィルタ１０４からの信号が、高速フィルタ１１１でのフィルタ処理の後に第２の駆動信号として伝達される。フィルタ１１１は、差動故障の存在のすみやかな検証を実行可能にする。モジュール１０５、１０６、１０７、および１０９による処理は、フィルタ１１１によって実行される処理ほどには高速でない。２つの駆動信号が、論理「ＡＮＤ」を実行するブーリアン・モジュール１１２へと送られる。駆動信号が同時に送られるときに、トリップ指令がトリップ回路１２へと送信される。このように、トリップ指令が送られるためには、差動故障の存在が、少なくとも時間遅延の期間の終わりまでに高速フィルタ１１１によって確認されなければならない。
【００１６】
図２に示されているように、テスト・スイッチが、機能的な結び付き１２１によって入力回路１０１の増幅器１０２へと機能的に接続されている。テスト・スイッチの作動によって、増幅器１０２の利得を大きな値または最大値へと増大させることができる。さらに、テスト・スイッチは、機能的な結び付き１２２によって動作比率選択手段１３へと機能的に接続されている。したがって、テスト・スイッチの作動によって、最小または小さくされた動作比率を選択することができる。同じやり方で、テスト・スイッチは、機能的な結び付き１２３によって時間遅延選択手段１５へと機能的に接続されている。したがって、テスト・スイッチの作動によって、最短または短くされた時間遅延を選択することができる。これら一方のテスト手段と他方の動作比率選択手段、時間遅延選択手段、および入力回路増幅手段との間の機能的関係が、差動保護装置の電力消費の最適化を達成するべく組み合わせられている。
【００１７】
本発明の保護装置のテスト手段の動作の例が、図３ａおよび３ｂに示されている。押しボタン３２を作動することによって、テスト指令信号２０１が生成される。図３ａに示されているように、テスト用の押しボタンが作動されると、指令信号がロー（ｌｏｗ）状態からハイ（ｈｉｇｈ）状態に移行する。図１に示されたテスト回路３３が、テスト指令に応答してテスト信号２０２を生成する。このテスト信号が、増幅された後に、第２の二次巻線３１へのテスト電流ＩＴの送出を可能にする。図３ｂに示されているように、テスト信号２０２は、この信号がテスト電流の不在に対応するロー状態に保たれる継続時間Ｔ１の初期段階２０３を含む。この時間Ｔ１は、有利には５０ミリ秒よりも長く、例えば１５０ミリ秒に等しい。この初期段階に相当する初期の時間遅延は、テスト用の押しボタンがミスまたは不注意によって作動されたときに、テスト電流の送出が防止されることを可能にしている。テスト信号は、電流パルスを生成するパルス列２０４を含む。これらのパルスは、テスト回路３３に備えられる発振器によって生成される。これらのパルス列の継続時間Ｔ２は、上記の最短または短くされた時間遅延よりも長い。例えば、パルス列の継続時間Ｔ２を、上記の最短または短くされた時間遅延の２倍に等しくすることができる。時間Ｔ２を抑えることで、装置の電力消費を最適化することができる。図３ｂに示されているように、テスト信号２０２は、電力貯蔵コンデンサ２３の再充電を可能にする時間Ｔ３の不活段階によって隔てられた複数のパルス列２０４を含む。時間Ｔ３は、上記の最短または短くされた時間遅延の２倍よりも長くてもよく、例えば５００ミリ秒に等しい。パルス列の継続時間Ｔ２の制限と時間Ｔ３の延長とが組み合わせられて、本発明による差動保護装置の電力消費の最適化が達成される。
【００１８】
本発明による差動保護装置は、差動電流の測定が実行される限りにおいて、あらゆる保護装置へと適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態による差動保護装置および関連のテスト手段を概略的に示す。
【図２】本発明の一実施形態による差動保護装置の制御回路の機能図である。
【図３ａ】差動保護装置のテスト指令信号およびテスト信号を、例示目的のために示す。
【図３ｂ】差動保護装置のテスト指令信号およびテスト信号を、例示目的のために示す。
【符号の説明】
【００２０】
１  測定トロイド
２  線路導体
３  磁気回路
４  主接点
５  機構
６  第１の二次巻線
７  処理回路
８  負荷抵抗器
１１  電流処理回路
１２  トリップ回路
１１  電流処理回路
１３  第１の調節装置
１５  第２の調節装置
２１  アクチュエータ
２２  制御トランジスタ
２３  電力貯蔵コンデンサ
２４  電源
３１  第２の二次巻線
３２  押しボタン
３３  テスト回路
１０１  入力回路
１０２  増幅器１０２
１０３  アナログ−デジタル変換器
１０４  高域通過フィルタ
１０５  乗算器モジュール
１０６  低域通過フィルタ
１０７  比較器モジュール
１０９  時間遅延モジュール
１１１  高速フィルタ
１１２  ブーリアン・モジュール
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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