(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
顧客位置（５２）における回路保護装置のトリップに関連する現場の問題を遠隔診断する方法であって、
顧客位置における回路保護装置のトリップ後、顧客位置における可能な現場の問題の通知を顧客位置に対する遠隔位置で受信するステップと、
前記通知に応答して及び前記通知を契機として、遠隔位置から、顧客位置の電気システム（５１）と１つまたは複数の分岐電気回路を有する負荷（５３）との間に診断用回路保護装置（２）を準備及び設置させるステップと、を含み、診断用回路保護装置は、複数のセンサ（１４、１６、１８、２０）に結合されたプロセッサと、不揮発性記憶装置とを含み、複数のセンサは、（ａ）高周波ノイズ検出回路に結合されるノイズセンサ、（ｂ）ライン電流検出回路に結合される電流センサ、及び（ｃ）ライン−中性線間電圧検出及びゼロ交差検出回路を含み、複数のセンサとプロセッサは共に、電気システム及び１つまたは複数の分岐電気回路のうちの一方または両方に関連する電力回路情報を検出及び特定するように構築され、
顧客位置に設置された診断用回路保護装置を動作させてトリップさせるステップと、
電力回路情報の入力を受けて保存し、かつ診断用回路保護装置の１つまたは複数のトリップサイクルにわたるトリップ情報を特定して不揮発性記憶装置に保存するステップと、をさらに含み、電力回路情報は、（ｉ）商用正弦波電圧の半サイクル毎のプロセッサの割り込みを表す同期データ、（ii）１つまたは複数の分岐電気回路の電流を表すｉ（ｔ）データ、（ｉｉｉ）１つまたは複数の分岐電気回路の高周波ノイズを表す高周波データ、及び（ｉｖ）電気システム及び１つまたは複数の分岐電気回路のうちの一方または両方に対する既定のアーク検出基準が満たされた時には常に増大し、満たされない時には減少する変数を表すトリップバケットデータ、を含んでおり、
保存された電力回路情報及びトリップ情報を遠隔コンピュータシステムに送信するステップ、をさらに含み、保存された電力回路情報及びトリップ情報は、可能な現場の問題の診断のための後のアクセスのために、遠隔コンピュータシステム（５８）によって保存される、ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記送信するステップは、（ｉ）診断用回路保護装置にトリップ事象が発生したこと、または、（ｉｉ）診断用回路保護装置がネットワークを介して情報の要求を受信したこと、または、（ｉｉｉ）診断用回路保護装置内のタイマーが満了したことに応答して実施されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
診断用回路保護装置は、不揮発性記憶装置に結合された無線通信モジュール（４４）を含み、前記送信は、保存された電力回路情報及びトリップ情報を、少なくとも部分的に無線で遠隔コンピュータシステム（５８）に送信することを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記無線通信モジュール（４４）は、近距離無線通信モジュールを含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
保存された電力回路情報及びトリップ情報を、遠隔コンピュータシステムから可能な現場の問題を診断する担当者に関連するコンピュータ装置に送信するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
可能な現場の問題を診断する担当者に関連するコンピュータ装置に電子的メッセージを送信するステップをさらに含み、電子的メッセージは、診断用回路保護装置にトリップ事象が発生したこと、及び、可能な現場の問題の診断のために、保存された電力回路情報及びトリップ情報が遠隔コンピュータシステムから利用可能であることを示すことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項７】
電子的メッセージは、テキストメッセージまたは電子メールであり、保存された電力回路情報及びトリップ情報が、１つまたは複数のウェブページに表示されることを可能にするように構成されたハイパーリンクを含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
１つまたは複数の波形図を含むグラフ状の出力を作成するために、保存された電力回路情報及びトリップ情報を使用するステップと、コンピュータ装置上の後の表示のために、グラフ状の出力を、現場の問題を診断する担当者に関連するコンピュータ装置に提供させるステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
顧客位置（５２）における回路保護装置のトリップに関連する現場の問題を遠隔診断するための診断用回路保護装置（２）であって、診断用回路保護装置は、顧客位置の電気システム（５１）と１つまたは複数の分岐電気回路を有する負荷（５３）との間に設置されるように構築され、
幾つかのルーチン（１２）を実行するように構成されたプロセッサ（１０）と、
複数のセンサ（１４、１６、１８、２０）と、を含み、複数のセンサとプロセッサは共に、電気システム及び１つまたは複数の分岐電気回路のうちの一方または両方に関連する電力回路情報を検出及び特定するように構築され、複数のセンサは、（ａ）高周波ノイズ検出回路に結合されるノイズセンサ、（ｂ）ライン電流検出回路に結合される電流センサ、及び（ｃ）ライン−中性線間電圧検出及びゼロ交差検出回路を含んでおり、
プロセッサがアクセス可能な不揮発性記憶装置（４２）と、
不揮発性記憶装置に結合された通信モジュール（４４）と、をさらに含み、
幾つかのルーチンは、電力回路情報の入力を受けて保存し、診断用回路保護装置の１つまたは複数のトリップサイクルにわたるトリップ情報を特定して不揮発性記憶装置に保存し、保存及び診断のための後のアクセスのために、保存された電力回路情報及びトリップ情報を、通信モジュールによってネットワーク（５６）を介して遠隔コンピュータシステム（５８）に送信させるように構築され、
電力回路情報は、（ｉ）商用正弦波電圧の半サイクル毎のプロセッサの割り込みを表す同期データ、（ii）１つまたは複数の分岐電気回路の電流を表すｉ（ｔ）データ、（ｉｉｉ）１つまたは複数の分岐電気回路の高周波ノイズを表す高周波データ、及び（ｉｖ）既定のアーク検出基準が満たされた時には常に増大し、満たされない時には減少する変数を表すトリップバケットデータ、を含む、ことを特徴とする診断用回路保護装置。
【請求項１０】
幾つかのルーチンは、（ｉ）診断用回路保護装置にトリップ事象が発生したこと、または、（ｉｉ）診断用回路保護装置がネットワークを介して情報の要求を受信したこと、または、（ｉｉｉ）診断用回路保護装置内のタイマーが満了したことに応答して、保存された電力回路情報及びトリップ情報を遠隔コンピュータシステムに送信させるように構成されることを特徴とする請求項９に記載の診断用回路保護装置。
【請求項１１】
通信モジュールは、無線通信モジュール（４４）であることを特徴とする請求項９に記載の診断用回路保護装置。
【請求項１２】
幾つかのルーチンは、診断用回路保護装置に電子的メッセージを生成して現場の問題を診断する担当者に関連するコンピュータ装置に送信させるように構築され、電子的メッセージは、診断用回路保護装置にトリップ事象が発生したこと、及び、可能な現場の問題の診断のために、保存された電力回路情報及びトリップ情報が遠隔コンピュータシステムから利用可能であることを示し、電子的メッセージは、テキストメッセージまたは電子メールであり、保存された電力回路情報及びトリップ情報が、１つまたは複数のウェブページに表示されることを可能にするように構成されたハイパーリンクを含むことを特徴とする請求項１０に記載の診断用回路保護装置。
【請求項１３】
請求項９に記載の診断用回路保護装置と、請求項９に記載の遠隔コンピュータシステムとを含む、顧客位置（５２）における回路保護装置のトリップに関連する現場の問題を遠隔診断するためのシステム（５０）。
【請求項１４】
顧客位置（５２）における回路保護装置（２’）のトリップに関連する現場の問題を遠隔診断する方法であって、
顧客位置における回路保護装置のトリップ後、顧客位置における可能な現場の問題の通知を顧客位置に対する遠隔位置で受信するステップと、
前記通知に応答して及び前記通知を契機として、遠隔位置から、顧客位置の電気システム（５１）と１つまたは複数の分岐電気回路を有する負荷（５３）との間に、診断装置（７２）を、該診断装置を回路保護装置に結合することによって準備及び設置させるステップと、を含み、回路保護装置は、電気システム及び１つまたは複数の分岐電気回路のうちの一方または両方に関連する電力回路情報を検出及び特定するように構築されたプロセッサ及び複数のセンサと、不揮発性記憶装置とを含み、
診断装置が結合された回路保護装置を動作させてトリップさせるステップと、
電力回路情報の入力を受けて保存し、かつ回路保護装置の１つまたは複数のトリップサイクルにわたるトリップ情報を特定して不揮発性記憶装置に保存するステップと、をさらに含み、電力回路情報は、（ｉ）商用正弦波電圧の半サイクル毎のプロセッサの割り込みを表す同期データ、（ii）１つまたは複数の分岐電気回路の電流を表すｉ（ｔ）データ、（ｉｉｉ）１つまたは複数の分岐電気回路の高周波ノイズを表す高周波データ、及び（ｉｖ）既定のアーク検出基準が満たされた時には常に増大し、満たされない時には減少する変数を表すトリップバケットデータ、を含んでおり、
保存された電力回路情報及びトリップ情報を、診断装置を使用して遠隔コンピュータシステム（５８）に送信するステップ、をさらに含み、保存された電力回路情報及びトリップ情報は、可能な現場の問題の診断のための後のアクセスのために、遠隔コンピュータシステム（５８）によって保存される、ことを特徴とする方法。
【請求項１５】
回路保護装置を準備するステップをさらに含み、回路保護装置は、デバッグポートを有し、診断装置は、デバッグポートを通じて回路保護装置に結合され、回路保護装置は、保存された電力回路情報及びトリップ情報を、デバッグポートを通じて診断装置に提供することを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
顧客のための診断装置を準備するステップは、顧客位置における可能な現場の問題の通知を受信したことに応答して実行されることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
顧客位置における回路保護装置（２’）のトリップに関連する現場の問題を遠隔診断するための診断装置（７２）であって、
プロセッサ装置（７４）と、
メモリと、
通信モジュール（７６）と、を含み、
診断装置は、顧客位置の電気システム（５１）と１つまたは複数の分岐電気回路を有する負荷（５３）との間に、該診断装置を回路保護装置に結合することによって設置されるように構築及び構成され、回路保護装置は、電気システム及び１つまたは複数の分岐電気回路のうちの一方または両方に関連する電力回路情報を検出及び特定するように構築されたプロセッサ及び複数のセンサ（１４、１６、１８、２０）を含み、回路保護装置は、電力回路情報を保存し、回路保護装置の１つまたは複数のトリップサイクルにわたるトリップ情報を特定して保存するように構築及び構成され、プロセッサ装置及びメモリは、通信モジュールに、保存された電力回路情報及びトリップ情報を、遠隔コンピュータシステム（５８）に送信させるように構築及び構成され、保存された電力回路情報及びトリップ情報は、現場の問題の診断のための後のアクセスのために、遠隔コンピュータシステムによって保存され、電力回路情報は、（ｉ）商用正弦波電圧の半サイクル毎のプロセッサの割り込みを表す同期データ、（ii）１つまたは複数の分岐電気回路の電流を表すｉ（ｔ）データ、（ｉｉｉ）１つまたは複数の分岐電気回路の高周波ノイズを表す高周波データ、及び（ｉｖ）既定のアーク検出基準が満たされた時には常に増大し、満たされない時には減少する変数を表すトリップバケットデータ、を含む、ことを特徴とする診断装置。
【請求項１８】
電気システムと１つまたは複数の分岐電気回路とを有する顧客位置における現場の問題を遠隔診断するためのシステムであって、
回路保護装置（２’）を含み、
回路保護装置は、電気システム及び１つまたは複数の分岐電気回路のうちの一方または両方に関連する電力回路情報を検出するように構築された複数のセンサ（１４、１６、１８、２０）を含み、回路保護装置は、検出された電力回路情報を保存し、回路保護装置の１つまたは複数のトリップサイクルにわたるトリップ情報を特定して保存するように構築及び構成され、電力回路情報は、（ｉ）商用正弦波電圧の半サイクル毎のプロセッサの割り込みを表す同期データ、（ii）１つまたは複数の分岐電気回路の電流を表すｉ（ｔ）データ、（ｉｉｉ）１つまたは複数の分岐電気回路の高周波ノイズを表す高周波データ、及び（ｉｖ）既定のアーク検出基準が満たされた時には常に増大し、満たされない時には減少する変数を表すトリップバケットデータ、を含み、
デバッグポート（７０）と、
診断装置（７２）と、をさらに含み、診断装置は、
プロセッサ装置（７４）と、
メモリと、
通信モジュール（７６）と、を含んでおり、
診断装置は、デバッグポートを通じて回路保護装置に結合され、保存された電力回路情報及びトリップ情報は、デバッグポートを通じて診断装置に提供され、プロセッサ装置及びメモリは、通信モジュールに、保存された電力回路情報及びトリップ情報を、遠隔コンピュータシステム（５８）に送信させるように構築及び構成され、保存された電力回路情報及びトリップ情報は、可能な現場の問題の診断のための後のアクセスのために、遠隔コンピュータシステムによって保存される、ことを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１３年１２月１７日に出願された米国特許出願第１４／１０９，４６７号の優先権及び利益を主張するものであり、この出願の開示は参照により本明細書に援用される。
【０００２】
開示される概念は、一般には、回路遮断器に関し、より詳しくは、アーク障害回路遮断器（arc fault circuit interrupter：ＡＦＣＩ）のような回路保護装置のための遠隔診断システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
回路遮断器は、古くからある周知の技術である。回路遮断器は、過負荷状態、比較的高レベルの短絡、または障害状態のような過電流状態による損傷から電気回路を保護するために使用される。住居及び小規模商業用途で使用される小型の回路遮断器は、通常、小型遮断器（miniature circuit breaker）と呼ばれ、この小型の回路遮断器において、このような保護は、典型的には、熱磁気式トリップ装置によって実施される。このトリップ装置は、バイメタルを含んでおり、このバイメタルは、持続する過電流状態に応答して熱くなり、曲がる。次いで、バイメタルは、バネ動力式の作動機構のラッチを解除し、それによって、回路遮断器の可分離接点が開き、保護された電力システム中の電流が遮断される。
【０００４】
産業用回路遮断器では、多くの場合、トリップ装置を収容する回路遮断器フレームが使用される。例えば、米国特許第５，９１０，７６０号及び米国特許第６，１４４，２７１号を参照されたい。回路遮断器の電気的特性を変更するために、トリップ装置は、モジュール式のものであってもよく、交換可能なものであってもよい。
【０００５】
様々な種類の過電流状態を検出し、様々な保護機能を実施するために、マイクロプロセッサを用いたトリップ装置を使用することは、周知である。様々な保護機能は、例えば、長時間遅延トリップ、短時間遅延トリップ、瞬時トリップ、及び／または、地絡トリップである。長時間遅延トリップ機能は、保護された電気システムによって提供される負荷を過負荷及び／または過電流から保護するものである。短時間遅延トリップ機能は、回路遮断器の階層中の下流の回路遮断器のトリップ動作を調整するために使用することができる。瞬時トリップ機能は、回路遮断器が接続される導電体を、短絡などの損傷性の過電流状態から保護する。地絡トリップ機能は、その名前から示されるように、地絡から電気システムを保護する。
【０００６】
最初期の電子式トリップ装置の回路構成では、トランジスタ、抵抗器、及びコンデンサといった個別部品が使用されていた。
【０００７】
近年では、例えば米国特許第４，４２８，０２２号及び米国特許第５，５２５，９８５号に開示されるように、回路構成には、性能及び柔軟性を改善するマイクロプロセッサが含まれる。これらのデジタルシステムは、電流波形を周期的にサンプリングし、電流のデジタル表現を生成する。マイクロプロセッサは、サンプル値を使用して、１つまたは複数の電流保護曲線を実装するアルゴリズムを実行する。
【０００８】
アーク障害回路遮断器（ＡＦＣＩ）のような小型遮断器の現場の問題を診断する際、技術者は、多くの場合、それぞれの問題を取り巻く状況についての伝聞報告に大きく依存している。これらの報告は、ユーザ、電気技師、及び営業担当者から得ることができる。情報提供者の善意は確かであり、彼らの努力は高く評価されるべきものであるが、現場から報告される情報の質は、価値が低いかまたは疑わしいことが多い。実際、現場からの報告によって提供される情報の質を評価することは、多くの場合、元の問題が何であったのかを突き止めることと同程度に難しい問題である。
【０００９】
利用可能な情報のパターンが紛らわしいかまたは不明確な場合、技術者は、現場の問題が何であったのかについて、非常に広範な推測をすることを強いられる。したがって、問題の診断に役立つ確かな情報が殆どない状態で現場の問題を診断することは困難である。このような場合、問題に関する直接の情報を追加収集するために、回路遮断器の設計／開発技術者をオシロスコープ及び他の診断用装置と共に現場に派遣する必要が生じることが多い。これは、時間と費用がかかる上、現場の問題が容易に再現可能なものではない場合、非生産的ですらある。
【００１０】
既知の小型遮断器では、包括的なストレージ機構がないため、回路遮断器がそれぞれのトリップ動作を決定するために使用した情報は失われている。例えば、既知のＡＦＣＩのマイクロプロセッサでは、その内部データＥＥＰＲＯＭ中に保存するのは、トリップ事象毎に１バイトの情報（すなわち、「トリップ要因」）のみである。これは、次のような様々な制限のためである。
【００１１】
ＡＦＣＩの最優先事項は、例外状態が疑われるときには常に、保護された回路を遮断することである。マイクロプロセッサは、情報を保存するために回路の遮断を遅らせることはできない。したがって、マイクロプロセッサは、障害が特定され、かつ回路遮断器の作動機構をトリップさせるための信号が送信された後になって初めて、「トリップ要因」をＥＥＰＲＯＭ中に保存する。また、ＡＦＣＩが保護される回路を遮断した後に、マイクロプロセッサが情報を保存するための時間は限られている。これは、ＡＦＣＩは商用電源によって供給される電力を使用するものであり、この電源は、回路遮断器の可分離接点が開くときに遮断されるからである。例えば、ＥＥＰＲＯＭに情報を保存するために必要な時間は、電力供給の保持時間に比べると、比較的長い（例えば、約５〜１０ミリ秒（ｍＳ））。この結果、それぞれのトリップ事象に対して確実に保存可能な情報は１バイトのみになる。
【００１２】
ＥＥＰＲＯＭに関連する別の問題は、ＡＦＣＩの単一のマイクロプロセッサは、そのＥＥＰＲＯＭに情報が書き込まれている間、コードの実行を停止する可能性があることである。このため、マイクロプロセッサは、障害を探索しているときにはいつでも、ＥＥＰＲＯＭに対する書き込みは実行しない。仮に、これが許可されているとすれば、マイクロプロセッサは、データを保存している時間の度にアーク障害状態に対して「盲目」になることになる。さらに、ＥＥＰＲＯＭの書き込みサイクル数に対する制限（例えば、最大で３００，０００書き込みサイクル）は、ＥＥＰＲＯＭ中に保存可能な情報の量の制限を意味する。
【００１３】
既知の第１世代コンビネーション型回路遮断器は、並列アーク、直列アーク、及び３０ｍＡの地絡障害に対する保護を提供する。この回路遮断器は、プロセッサを使用し、データログのために、データＥＥＰＲＯＭ中に１バイトの情報（すなわち、最新のトリップ要因）を含む単一のトリップレコードを備え、また、回路遮断器のプリント回路基板にサードパーティ製のＥＥＰＲＯＭ開発ツールを直接接続することによってトリップ要因を抽出することができる。しかし、この回路遮断器は、ユーザへの伝達機能を備えておらず、ユーザは、トリップ要因の情報を入手できない。
【００１４】
既知の第２世代コンビネーション型回路遮断器は、並列アーク及び直列アーク、並びに任意選択で３０ｍＡの地絡障害に対する改善された保護を提供する。この回路遮断器は、プロセッサを使用し、データログのために、データＥＥＰＲＯＭ中に数百のトリップレコードを備え、各レコードは、各トリップ事象のトリップ要因を示す１バイトの情報を含んでいる。また、この回路遮断器は、任意選択の点滅するＬＥＤによってトリップ要因を抽出することができるが、それが可能なのは最新のトリップ事象のみである。完全なトリップ履歴のステータスログは、回路遮断器のプリント回路基板に専用ツールを直接接続することによって入手することができるが、ユーザには入手できない。
【００１５】
本発明の譲受人は、診断（例えば、現場で遭遇するＡＦＣＩの問題の診断）時に利用可能な情報の質及び量を向上させるために、小型遮断器中で「ブラックボックス」を使用した次世代の回路遮断器を提案した。この次世代の回路遮断器は、２０１２年９月１０日に出願された「改善された診断のための不揮発性記憶装置を使用した回路遮断器（Circuit Interrupter Employing Non-Volatile Memory for Improved Diagnostics）」と称する米国特許出願第１３／６０８，４９５号に記載されており、この開示は、参照により本明細書に援用される。より詳しくは、この特許出願には、可分離接点、可分離接点を開閉するように構築された作動機構、作動機構と協働して可分離接点を引き外す（トリップさせる）トリップ機構、ファームウェアを有するプロセッサ、可分離接点と作動的に関連する電力回路情報を検出する複数のセンサ、及び、プロセッサがアクセス可能な不揮発性記憶装置を含む小型遮断器が記載されている。プロセッサのファームウェアは、検出された電力回路情報の入力を受け、複数のトリップサイクルのそれぞれのトリップ情報を特定して不揮発性記憶装置に保存し、複数のライン半サイクルのそれぞれについて、検出された電力回路情報を特定して不揮発性記憶装置に保存し、小型遮断器の作動期間における回路遮断器情報を特定して不揮発性記憶装置に保存する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、小型遮断器のような回路遮断器には改善の余地がある。特に、例えば、問題に関する直接的な情報を収集するために、設計技術者を頻繁に現場に派遣するといった費用のかかる必要性に取り組むことで、現場の問題の診断を改善する余地がある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
一実施形態において、顧客位置における回路保護装置のトリップに関連する現場の問題を遠隔診断する方法が提供される。この方法は、顧客位置における可能な現場の問題の通知を受信するステップと、顧客のための診断用回路保護装置を準備するステップと、を含む。診断用回路保護装置は、顧客位置の電気システムと１つまたは複数の分岐電気回路を有する負荷との間に設置され、診断用回路保護装置は、電気システム及び１つまたは複数の分岐電気回路のうちの一方または両方に関連する電力回路情報を検出するように構築された複数のセンサと、不揮発性記憶装置とを含む。この方法は、さらに、検出された電力回路情報の入力を受けて保存し、かつ診断用回路保護装置の１つまたは複数のトリップサイクルにわたるトリップ情報を特定して不揮発性記憶装置に保存するステップと、保存された電力回路情報及びトリップ情報を遠隔コンピュータシステムに送信するステップとを含む。保存された電力回路情報及びトリップ情報は、可能な現場の問題の診断のための後のアクセスのために、遠隔コンピュータシステムによって保存される。
【００１８】
別の実施形態において、顧客位置における回路保護装置のトリップに関連する現場の問題を遠隔診断するためのシステムが提供される。このシステムは、顧客位置の電気システムと１つまたは複数の分岐電気回路を有する負荷との間に設置される診断用回路保護装置を含む。回路保護装置は、幾つかのルーチンを実行するように構成されたプロセッサ、電気システム及び１つまたは複数の分岐電気回路のうちの一方または両方に関連する電力回路情報を検出するように構築された複数のセンサ、プロセッサがアクセス可能な不揮発性記憶装置、及び、不揮発性記憶装置に結合された通信モジュールを含む。このシステムは、遠隔コンピュータシステムも含む。幾つかのルーチンは、検出された電力回路情報の入力を受けて保存し、診断用回路保護装置の１つまたは複数のトリップサイクルにわたるトリップ情報を特定して不揮発性記憶装置に保存し、保存及び診断のための後のアクセスのために、保存された電力回路情報及びトリップ情報を、通信モジュールによってネットワークを介して遠隔コンピュータシステムに送信させるように構築される。
【００１９】
さらに別の実施形態において、顧客位置における回路保護装置のトリップに関連する現場の問題を遠隔診断するための診断用回路保護装置が提供される。この診断用回路保護装置は、顧客位置の電気システムと１つまたは複数の分岐電気回路を有する負荷との間に設置されるように構築される。診断用回路保護装置は、幾つかのルーチンを実行するように構成されたプロセッサと、電気システム及び１つまたは複数の分岐電気回路のうちの一方または両方に関連する電力回路情報を検出するように構築された複数のセンサと、プロセッサがアクセス可能な不揮発性記憶装置と、不揮発性記憶装置に結合された通信モジュールとを含む。幾つかのルーチンは、検出された電力回路情報の入力を受けて保存し、診断用回路保護装置の１つまたは複数のトリップサイクルにわたるトリップ情報を特定して不揮発性記憶装置に保存し、保存及び診断のための後のアクセスのために、保存された電力回路情報及びトリップ情報を、通信モジュールによってネットワークを介して遠隔コンピュータシステムに送信させるように構築される。
【００２０】
さらに別の実施形態において、顧客位置における回路保護装置のトリップに関連する現場の問題を遠隔診断する方法が提供される。この方法は、顧客のための診断用回路保護装置を準備するステップを含む。診断用回路保護装置は、顧客位置の電気システムと１つまたは複数の分岐電気回路を有する負荷との間に設置される。診断用回路保護装置は、電気システム及び１つまたは複数の分岐電気回路のうちの一方または両方に関連する電力回路情報を検出するように構築された複数のセンサと、不揮発性記憶装置とを含む。この方法は、さらに、検出された電力回路情報の入力を受けて保存し、かつ診断用回路保護装置の１つまたは複数のトリップサイクルにわたるトリップ情報を特定して不揮発性記憶装置に保存するステップと、保存された電力回路情報及びトリップ情報を遠隔コンピュータシステムに送信するステップとを含む。保存された電力回路情報及びトリップ情報は、可能な現場の問題の診断のための後のアクセスのために、遠隔コンピュータシステムによって保存される。
【００２１】
さらに別の実施形態において、顧客位置における回路保護装置のトリップに関連する現場の問題を遠隔診断する方法が提供される。この方法は、顧客のための診断装置を準備するステップを含む。診断装置は、顧客位置の電気システムと１つまたは複数の分岐電気回路を有する負荷との間に、診断装置を回路保護装置に結合することによって設置され、回路保護装置は、電気システム及び１つまたは複数の分岐電気回路のうちの一方または両方に関連する電力回路情報を検出するように構築された複数のセンサと、不揮発性記憶装置とを含む。この方法は、さらに、検出された電力回路情報の入力を受けて保存し、かつ回路保護装置の１つまたは複数のトリップサイクルにわたるトリップ情報を特定して不揮発性記憶装置に保存するステップと、保存された電力回路情報及びトリップ情報を、診断装置を使用して遠隔コンピュータシステムに送信するステップとを含む。検出された電力回路情報及びトリップ情報は、可能な現場の問題の診断のための後のアクセスのために、遠隔コンピュータシステムによって保存される。
【００２２】
さらに別の実施形態において、顧客位置における回路保護装置のトリップに関連する現場の問題を遠隔診断するための診断装置が提供される。この診断装置は、プロセッサ装置と、メモリと、通信モジュールとを含む。診断装置は、顧客位置の電気システムと１つまたは複数の分岐電気回路を有する負荷との間に、診断装置を回路保護装置に結合することによって設置されるように構築及び構成される。回路保護装置は、電気システム及び１つまたは複数の分岐電気回路のうちの一方または両方に関連する電力回路情報を検出するように構築された複数のセンサを含む。回路保護装置は、検出された電力回路情報を保存し、回路保護装置の１つまたは複数のトリップサイクルにわたるトリップ情報を特定して保存するように構築及び構成され、プロセッサ装置及びメモリは、通信モジュールに、保存された電力回路情報及びトリップ情報を、遠隔コンピュータシステムに送信させるように構築及び構成される。保存された電力回路情報及びトリップ情報は、可能な現場の問題の診断のための後のアクセスのために、遠隔コンピュータシステムによって保存される。
【００２３】
好適な実施形態の以下の説明を、添付図面を参照しつつ読むことにより、本発明の完全な理解が得られるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、開示される概念の一実施形態に従う小型遮断器のブロック図である。
【図２】図２は、図１に示す小型遮断器によって取得されかつ保存され得る「オシロスコープ」型データの例を示す図である。
【図３】図３は、開示される概念の例示的な一実施形態に従って、現場で発生する回路遮断器のトリップに関連する問題を遠隔位置から診断するための遠隔診断システムを示すブロック図である。
【図４】図４は、特定の例示的な一実施形態に従って、図３に示す遠隔診断システムによって生成されるテキストメッセージを模式的に示す図である。
【図５】図５は、特定の例示的な一実施形態に従って、図３に示す遠隔診断システムによって生成されるウェブページを模式的に示す図である。
【図６】図６は、開示される概念の例示的な一実施形態に従って、小型遮断器のトリップに関連する現場の問題を遠隔的に診断する方法を示すフローチャートである。
【図７】図７は、開示される概念の別の例示的な一実施形態に従って、現場で発生する回路遮断器のトリップに関連する問題を遠隔位置から診断するための遠隔診断システムを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本明細で使用される方向を示す用語（例えば、左、右、前、後、頂部、底部、及びこれらから派生する用語）は、図面に示される要素の向きに関するものであり、請求項中に明示的に記載されていない限り、請求項を限定するものではない。
【００２６】
本明細書において、「数」（または「幾つかの」）という用語は、１または１より大きい（すなわち、複数の）整数を意味する。
【００２７】
本明細書において、「プロセッサ」という用語は、データの保存、取り出し、及び処理を実行できるプログラム可能なアナログ及び／またはデジタル装置、コンピュータ、ワークステーション、パーソナルコンピュータ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、中央処理装置、メインフレームコンピュータ、ミニコンピュータ、サーバ、ネットワークプロセッサ、または任意の適切な処理デバイスまたは装置を意味する。
【００２８】
本明細書において、２以上の部分が「接続される」または「結合される」という記述は、これらの部分が直接的に、あるいは、１以上の中間の部品を介して接合されることを意味する。
【００２９】
本明細書において、「作動期間」という用語は、回路遮断器の１つまたは複数のライン端子に適切な電力が供給されて作動している回路遮断器が存続している期間を意味する。
【００３０】
開示される概念は、単極小型遮断器に関連させて説明されるが、開示される概念は、任意の極数を有する広範な回路遮断器に対して適用可能である。
【００３１】
図１は、本発明の一実施形態に従う一例の小型遮断器２を示すブロック図である。小型遮断器２はＡＦＣＩであり、他の個所で詳述するように（図３及び図６）本発明の一態様に従う遠隔診断システムを実施するために使用される。この例示的な小型遮断器２は、上述した米国特許出願第１３／６０８，４０５号に記載された小型遮断器と同様のものである。但し、本明細書で詳述されるように、本実施形態における小型遮断器２は、後述される遠隔診断システムの一部として、小型遮断器２によって取得及び保存されたデータを遠隔位置に送信することが可能となる無線通信機能を含む。
【００３２】
図１に示す小型遮断器２は、動作寿命を有しており、可分離接点４、可分離接点４を開閉するように構築された作動機構６、例えばトリップ回路８のような、作動機構６と協働して可分離接点４を引き外す（トリップさせる）トリップ機構、及び、例えばマイクロコントローラ１０のような、幾つかのルーチンを有するプロセッサを含む。図示された実施形態には、可分離接点４が示されているが、任意の適切な固体素子の可分離接点を使用することができる。例えば、図示された小型遮断器２は、適切な回路遮断機構を、作動機構６によって開閉される可分離接点４の形で含んでいる。但し、開示される概念は、広範な回路遮断機構（例えば、ＦＥＴまたはＩＣＢＴデバイスのような固体素子のスイッチ、接触器接点である。但し、これらに限定されない）、及び／または固体素子に基づく制御／保護デバイス（例えば、駆動装置、ソフトスタータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ）、及び／または、作動機構（例えば、電気的、電気機械的、または機械的なメカニズム）に対して適用可能である。
【００３３】
小型遮断器２は、複数のセンサ１４、１６、１８、２０も含んでおり、これらのセンサは、可分離接点４と作動的に関連する電力回路情報を検出する。例えば、センサには、地絡センサ１４、広帯域ノイズセンサ１６、電流センサ１８、並びに、ライン−中性線間電圧検出及びゼロ交差検出回路２０が含まれるが、これらに限定されるものではない。地絡センサ１４の出力１５は地絡回路２２に入力され、地絡回路２２は、マイクロコントローラ１０に地絡信号２３を出力する。広帯域ノイズセンサ１６の出力１７は高周波ノイズ検出回路２４に入力され、高周波ノイズ検出回路２４は、マイクロコントローラ１０に高周波検出信号２５を出力する。電流センサ１８の出力１９はライン電流検出回路２６に入力され、ライン電流検出回路２６は、マイクロコントローラ１０にライン電流信号２７を出力する。電圧検出及びゼロ交差検出回路２０の入力は、ライン−中性線間電圧である。そして、回路２０は、マイクロコントローラ１０にライン電圧信号２８及びライン電圧ゼロ交差信号２９を出力する。マイクロコントローラ１０は、それぞれ対応するアナログ信号２３、２５、２７、２８用のアナログ入力３０、３２、３４、３６と、デジタルのライン電圧ゼロ交差信号２９用のデジタル入力３８を含んでいる。アナログ入力３０、３２、３４、３６は、マイクロコントローラ１０内の幾つかの（図示を省略する）アナログ−デジタル・コンバータ（ＡＤＣ）と作動的に関連する。マイクロコントローラ１０には、トリップ回路８にトリップ信号を供給するデジタル出力４０も含まれている。
【００３４】
小型遮断器２は、それがアクセス可能な不揮発性記憶装置４２をさらに含んでいる。不揮発性記憶装置４２は、マイクロコントローラ１０の外部にあるものであってもよく（図示は省略する）、または、（図示されるように）内部にあるものであってもよい。マイクロコントローラ１０のルーチン１２は、（図示された）不揮発性記憶装置４２に保存されるものであってもよく、または、別の適切な記憶装置（図示は省略する）に保存されるものであってもよい。例示的な実施形態において、これらのルーチンは、センサ１４、１６、１８、２０から、検出された電力回路情報の入力を受け、複数のトリップサイクルのそれぞれのトリップ情報を特定して不揮発性記憶装置４２に保存し、複数のライン半サイクルのそれぞれについて、検出された電力回路情報を不揮発性記憶装置４２に保存し、小型遮断器２の作動期間における回路遮断器情報を特定して不揮発性記憶装置４２に保存する。上述した機能を提供するためにマイクロコントローラ１０によって実行されるルーチン１２の幾つかの特定の実装例は、上述した米国特許出願第１３／６０８４９５号（その図２Ａ〜図３Ｄ）に記載されており、その開示は参照により本明細書に援用される。したがって、これらのルーチンを本発明に関連して使用できることは明らかであるが、本明細書では、これらの特定のルーチンの実装例についての説明は省略する。これらのルーチンは、初期化ルーチン、メインループルーチン、トリップルーチン、及び、任意選択でアーク／地絡障害保護ルーチンを含むものであってもよい。
【００３５】
図１に示すように、小型遮断器２は、近距離無線通信モジュール４４も含んでいる。近距離無線通信モジュール４４は、小型遮断器２が、同様の装置を有する他の電子装置と近距離無線ネットワークを介して通信できるように構築及び構成されたモジュールである。例えば、本明細書の他の個所でも説明するように、近距離無線通信モジュール４４は、小型遮断器２が、遠隔コンピュータシステムとのリンク及び通信のためにネットワーク（例えば、インターネット）へのアクセスを取得することを目的として、無線アクセスポイントと通信できるように構築及び構成される。例示的な実施形態において、近距離無線通信モジュール４４は、米国電気電子学会（ＩＥＥＥ）８０２．１１規格に準拠して、ＷｉＦｉネットワークを介した、例えばＷｉＦｉ無線ルータへの、データ通信が可能なＷｉＦｉ対応モジュールである。１つの特定の実施形態において、無線通信モジュール４４は、Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｉｍｐ社（www.electricimp.com）から市販されているハードウェアモジュールであり、プロプライエタリＯＳを実行するプロセッサと８０２．１１／ｂ／ｇ／ｎ  ＷｉＦｉ無線装置を含んでいる。
【００３６】
あるいは、近距離無線通信モジュール４４は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュールであってもよく、小型遮断器２が、アドホックＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ネットワークを介して他の装置（例えば、無線アクセスポイント）と通信できるように構築及び構成される。別の適切な代替手段には、８０２．１１ａｃ、８０２．１５．４、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）／Ｚｗａｖｅ、及び、ＨＴＴＰ、ＴＣＰ／ＩＰを使用したインターネットを介する／クラウドへのデータ送信が含まれる。さらに別の代替手段として、無線通信モジュール４４は、長距離無線通信モジュール（例えば、モデム）と置き換えることもできる。長距離無線通信モジュールは、小型遮断器２が、適切なネットワーク（例えば、インターネット）を介して遠隔コンピュータシステムと通信できるように構築及び構成される。さらに別の代替手段において、無線通信モジュール４４は、小型遮断器２が適切なネットワーク（例えば、インターネット）を介して遠隔コンピュータシステムと通信できるように構築及び構成された有線接続部と置き換えられるものであってもよい。このように、本明細書において、無線通信モジュールは、小型遮断器２が適切なネットワーク（例えば、インターネット）を介して遠隔コンピュータシステムと通信できるように構築及び構成された任意の適切な機構、装置、または構成要素（または、その一部）をいうものとする。
【００３７】
非限定的な例として、幾つかの実施形態に従う小型遮断器２のデータ保存動作を詳述すれば、次の通りである。ＡＦＣＩ機能を実行可能な例示的なマイクロコントローラ１０は、回路保護を妨げることなく、連続的に情報を保存する。また、マイクロコントローラ１０は、それぞれのトリップ決定に関する比較的大量の情報を保存する。この情報は、マイクロコントローラ１０によって保存されるため、既知の情報源からの既知の品質を備えた情報を構成し、現場の問題を診断するために有用である。したがって、本明細書の他の個所（図３及び図６）で説明されるように、この情報は、現場の問題の診断において顧客により良いサービスを提供するために、遠隔診断システムで使用することができる。
【００３８】
例示的なマイクロコントローラ１０は、例示的な内部の不揮発性記憶装置４２を含む。この不揮発性記憶装置は、例えば強誘電体メモリ（ＦＲＡＭ）を備えるものであるが、これに限定されるものではない。従来のデータＥＥＰＲＯＭによる不揮発性記憶装置と比較すると、ＦＲＡＭは、高速の書き込み性能を有しており（例えば、１書き込み当たり５×１０−３秒に対して１書き込み当たり１２５×１０−９秒）、書き込みサイクルの最大数が非常に大きい（１０６回に対して１０１５回）。ＦＲＡＭの機能を使用しても、必ずしもマイクロコントローラ１０の保護機能が改善されるものではない。しかしながら、ＦＲＡＭの機能を使用することによって、連続的なデータ保存が可能になり、ひいては、以下の実施例に記載したような非常に広範な診断が可能となる。
【００３９】
（例１）
不揮発性記憶装置４２にライン半サイクル数を保持することによって、事象間の期間を測定することができる。ライン半サイクル数を数えることによって、例えば、次の事項が取得できる。（１）作動期間中に小型遮断器２に通電されていたライン半サイクルの総数、及び、（２）それぞれのトリップ事象について、小型遮断器２に電源が投入された時点からトリップした時点までのライン半サイクル数、である。
【００４０】
（例２）
データ取得の応用のために、上述した小型遮断器２のマイクロコントローラ１０及び不揮発性記憶装置４２のような、ＦＲＡＭ不揮発性メモリを備えたプロセッサは、書き込み−消去サイクルの制限を考慮することなく、連続的にデータを保存することができる。これによって、履歴データを取得することが可能となる。履歴データは、例えば、（１）サンプリングされたアナログデータ及び／またはデジタルデータを、トリップの前の数回のライン半サイクル分取得する「オシロスコープ」型の内部機能である。これらのデータは、例えば、ライン電流、高周波検出器の出力、ライン電圧、ライン電圧のゼロ交差、地絡信号、ライン半サイクル及び割り込みの回数である。ライン半サイクル及び割り込みの回数は、データの発生順序及び商用電圧に対するデータの位相情報を取得するために役立つ。十分な記憶容量が利用可能な場合には、プロセッサは、最新の数回のトリップ事象の前に観測される、サンプルされたアナログデータの「オシロスコープ型取得データ」を保存することができる。また、履歴データは、例えば、（２）それぞれのトリップに先行する、主要なプロセッサ・レジスタ及び／または主要なアルゴリズム変数のスナップショット、あるいは履歴のいずれかである。但し、履歴データは、これらに限定されるものではない。
【００４１】
例えば、図２に示すように、次のような「オシロスコープ」型データが、小型遮断器２によって、引き続いて、例えば診断のために設計者／開発者に対してグラフ状に表現され得るように、取得及び保存されるものであってもよい。これらのデータは、（ｉ）「同期」データ、（ｉｉ）「ｉ（ｔ）」データ、（ｉｉｉ）「高周波」データ、及び、（ｉｖ）「トリップバケット」データである。「同期データ」について言えば、例示的な実施形態において、マイクロコントローラ１０では、商用正弦波電圧の半サイクル毎に１６回の割り込みが発生している。「同期」の鋸歯状波は、０から１５の割り込み番号を表す。この鋸歯状波を直接観察することによって、設計者／開発者は、（１）半サイクル毎の割り込みの回数が適正であること、（２）割り込みの持続時間が一定であること、及び（３）割り込みがライン電圧と実際に同期していること、を検証することができる。上記（２）に関して、例示的な実施形態における「直接観察」は、割り込み動作を表すアナログ版の鋸歯状波を、オシロスコープを用いて実時間で測定することを意味する。この種の解析は、開発者が、オシロスコープによって表示される波形の異常を探すことによってタイミングの問題を特定することを可能にするものである。オシロスコープ型データのウェブページへの表示は、割り込み間の期間も取得され、保存され、ウェブページに送信されて、波形のグラフ化の際に使用されない限り、タイミングの異常を明らかにするものではないことに注意されたい。割り込み間の期間も取得され、保存され、ウェブページに送信されて、波形のグラフ化の際に使用される、オシロスコープ型データのウェブページへの表示は、別の例示的な実施形態とすることもできる。
【００４２】
「ｉ（ｔ）」データについて言えば、例示的な実施形態において、このデータは、小型遮断器２によって保護される分岐回路の、マイクロコントローラ１０によって読み取られた電流である。「高周波」データについて言えば、例示的な実施形態において、このデータは、高周波ノイズ検出回路２４の出力である。これは、小型遮断器２によって保護される分岐回路上の高周波ノイズに応じた出力である。アークは高周波ノイズを発生させるため、ＡＣＦＩの全ての製造業者は、回路中にアークが発生している確率が高いときを確認するために、様々なノイズ検出及び処理技術を使用している。
【００４３】
「トリップバケット」データについて言えば、例示的な実施形態において、これは、マイクロコントローラ１０が、アーク検出基準が満たされた時には常に増加させる変数である。アーク検出基準が満たされないときには、この変数は０に向かって次第に減少する。図２に示される複数の縦線は、小型遮断器２がトリップするレベルを表す。マイクロコントローラ１０は、観測者にスケールが分かるように、「トリップレベル」に「トリップバケット」値をさし挟むようにプログラムされている。「トリップバケット」という用語は、「リーキーバケット（漏れバケツ）」の類推に由来する。水が流出するよりも速く流入する場合、最終的にバケツから水が溢れ出る。この例において、バケツから水が溢れ出る時点は、小型遮断器２が、推定されるアーク状態に応答してトリップする時点に類似する。「リーキーバケット」原理は、推定されるアーク状態が、ある程度の期間持続することを確実にするために使用される。これは、アーク状態が実際に存在することの確実性を向上させ、また、小型遮断器２が短時間のノイズの過渡信号ではトリップしないことを保障することにも役立つ。図示された実施形態において、「トリップバケット」は、十分なライン電流（「ｉ（ｔ）」）と十分な高周波ノイズ（「ＨＦ」）があるときには常に増加され、それ以外の場合には、ゼロに向かって減少する。「トリップバケット」のレベルが「トリップレベル」に到達したとき、小型遮断器２はトリップする。
【００４４】
（例３）
例示的な小型遮断器２は、機械式トリップの診断及びログ取得も改善することができる。例えば、幾つかのトリップ機能（例えば、熱磁気式トリップ、瞬時トリップ）は、機械的なメカニズムを備えており、例えばＡＦＣＩの、電子装置とは独立に動作し、かつこの電子装置にフィードバックを供給しない。したがって、ＡＦＣＩの電子装置は、次のような事象を直接区別する手段を有していない。それらの事象は、（１）磁気的な瞬時の機械式トリップの発生、（２）熱機械式トリップの発生、（３）ユーザによる小型遮断器２の電源遮断、及び（４）商用電源の停電、である。小型遮断器２が、数回の半サイクル分のライン電流の大きさの記録を保存するならば、熱式トリップ（例えば、相対的に多数の半サイクルで適度に高い電流）か、または機械式瞬時トリップ（例えば、約１または２回の半サイクルで相対的に非常に高い電流）のいずれかを推定可能となり、また、これらの事象をユーザが開始した機械的な電源遮断と区別することが可能となる。推定されたトリップ情報は、トリップログに保存されるものであってもよい。所望の場合、推定されたトリップ情報を、（例えば、ＬＥＤの点滅パターンまたは別の適切な伝達機構によって）ユーザに標示するものであってもよい。さらなる例として、小型遮断器２が熱磁気式トリップを相当に正確に推定する場合、他の穏やかな事象（例えば、ユーザによる電源遮断、商用ライン電圧の喪失）は、消去法によって推定するできる可能性がある。但し、ユーザによる電源遮断と停電は安全な状態であるため、それらを特定することの重要性は低い。
【００４５】
（例４）
小型遮断器２が、その１つまたは複数の保護機能のために、時間の検出と、ライン電流及び電圧の情報の取得を行う場合、負荷監視を実施することもできる。この情報は、回路の利用度及び性能についての監視及び傾向ログ取得のために使用することもできる。幾つかの例には、（１）小型遮断器２の作動期間中に小型遮断器２を通じて供給された総キロワット時（総キロワット時と全作動期間が既知の場合、これによって、小型遮断器の推定された平均負荷が得られる）、（２）電力回路の負荷のより詳細な記録（例えば、小型遮断器２の作動期間にわたる記録、小型遮断器に定格電流の例えば０−２５％、２５−５０％、５０−７５％、７５−１００％、及び１００％を超える電流負荷が印加されているときのライン半サイクルの回数であるが、これらに限定されるものではない）、（３）所定の期間にわたる時間毎のキロワット時の傾向（例えば、直近の２４時間にわたる時間当たりに消費されるキロワット時であるが、これに限定されるものではない）、（４）力率情報（マイクロコントローラ１０は、近似的なライン電圧の大きさと、電流の大きさ及び位相を知っているため）、（５）小型遮断器２の作動期間にわたる商用電源のライン電圧及びライン電流のピーク値、及び（６）この種の負荷監視によって可能となる幾つかの普通ではない「保護」機能（例えば、定められたキロワット時の値の後に、または、平均力率が所定の時間所定の値を下回った場合に、トリップする小型遮断器）が含まれる。
【００４６】
上述したように、開示される小型遮断器２は、トリップを決定するために、保護される電力回路に関する広範な情報を収集することができる。例えば、そのような情報には、ライン電流、高周波の活動、ライン電圧の大きさ、及び位相角が含まれるものであってもよいが、これらに限定されるものではない。開示された不揮発性記憶装置４２（例えば、ＦＲＡＭ、磁気抵抗メモリ（ＭＲＡＭ）、不揮発性ＳＲＡＭ（ｎｖＳＲＡＭ）、相変化メモリ（ＰＲＡＭ）、導電性ブリッジ型メモリ（ＣＢＲＡＭ）、ＳＯＮＯＳ（Silicon-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon）メモリ、抵抗変化型メモリ（ＲＲＡＭ））を、「ブラックボックス」を実現するために使用することができる。この「ブラックボックス」に保存されたデータによって、現場の問題の診断を大幅に改善することができる。
【００４７】
図３は、現場で発生する回路遮断器のトリップに関連する問題を遠隔位置から診断するための遠隔診断システム５０のブロック図である。図３に示すように、遠隔診断システム５０は、上述した小型遮断器２を含み、この小型遮断器は、例示的な実施形態において、ＡＦＣＩである。小型遮断器２は、顧客位置５２に設置されて作動する。顧客位置５２は、例えば住居であり、小型遮断器は、顧客位置５２で電気システム（例えば、商用交流電源システム）に接続され、顧客位置５２で負荷５３（１つまたは複数の分岐電気回路を含むものであってもよい）の保護を実施する。顧客位置５２には、無線アクセスポイント５４も配置されている。無線アクセスポイントは、例示的な実施形態において、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠して動作するように構成されたＷｉＦｉルータである。無線アクセスポイント５４は、ネットワーク５６に作動的に結合され、ネットワーク５６と小型遮断機２との間の（上述した近距離無線通信モジュール４４を介した）データ通信機能を提供する。ネットワーク５６は、１つまたは複数の有線及び／または無線の単独の通信ネットワーク、またはその様々な組み合わせであってもよい。また、ネットワーク５６は、インターネットを含むものであってもよいが、これに限定されるものではない。
【００４８】
最後に、遠隔診断システム５０は、（顧客位置５２から離れた）遠隔位置６０に配置された遠隔コンピュータシステム５８も含んでいる。例示的な実施形態において、遠隔コンピュータシステム５８は、ウェブサーバとして動作するように構成された幾つかのサーバコンピュータと、データを保存するための幾つかの関連するデータベースコンポーネントを含んでいる。また、例示的な実施形態において、遠隔コンピュータシステム５８と遠隔位置６０は、小型遮断器２の製造業者と関連付けられており、これによって、設計者／開発者または製造業者の回路遮断器の診断業務に関わる他の担当者は、遠隔コンピュータシステム５８及び遠隔位置６０に保存された情報にアクセスすることができる。
【００４９】
上述したように、小型遮断器２は、動作中、幾つかのトリップ事象の任意の事項に関連する特定のデータを不揮発性記憶装置４２に保存する。それらのデータには、トリップ事象に先行するライン電流、高周波動作、ライン電圧の大きさ、及び位相角、上述したようなトリップ事象に先行する「オシロスコープ」型のデータ、または、トリップ事象に関連する任意の他の電力回路情報及び／または上述したような検出された電力回路情報が含まれるが、これらに限定されるものではない。小型遮断器２がトリップ事象に続いてリセットされるとき、問題のトリップ事象に先行して不揮発性記憶装置４２に保存された所定量の（例えば、２５０ミリ秒分の）データが、遠隔コンピュータシステム５８での保存のために、遠隔コンピュータシステム５８にネットワーク５６を介して、小型遮断器２によって自動的に送信される。
【００５０】
遠隔コンピュータシステム５８によってトリップ事象のデータが保存されると、開発者または製造業者の他の担当者は、顧客位置５２で発生した問題の診断のために、そのデータに選択的にアクセスすることができる。例えば、保存されたトリップ事象のデータには、ＰＣ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、またはスマートフォンのようなコンピュータ装置とウェブインタフェースを使用してアクセスすることができるが、これに限定されるものではない。１つの特定の実施形態において、上述した「オシロスコープ」型データのような、保存されたトリップ事象のデータは、グラフ状に表現されるものであってもよい。
【００５１】
１つの特定の例示的な実施形態において、小型遮断器２は、不揮発性記憶装置４２に保存されたデータを上述したように送信するとき、テキストメッセージ（ＳＭＳまたはＭＭＳ）または電子メールのような電子的メッセージを、製造業者に関連する指定された一人または複数の個人（開発者または製造業者の他の診断担当者）にも送信する。この電子的メッセージは、その個人に、トリップ事象が発生したこと、及びトリップ事象に関連するデータに遠隔コンピュータシステム５８を通じてアクセスできることを知らせるものである。図４には、スマートフォンまたは同様のコンピュータ装置（例えば、タブレットコンピュータ）のスクリーン６４に表示されたそのようなテキストメッセージ６２の１つの例が、模式的に示されている。図４に示すように、テキストメッセージ６２には、事象に関する特定の情報（例えば、遮断器のＩＤ番号、及び事象の日時）及び遠隔コンピュータシステム５８によって生成されたウェブページ６８（図５）へのハイパーリンク６６が含まれている。このウェブページは、データを、例えばグラフ状に表示するように構成される。あるいは、このような電子的メッセージは、遠隔コンピュータシステム５８が、データの受信に応答して、生成及び送信するものであってもよい。
【００５２】
図６は、１つの特定の実施形態に従って、小型遮断器のトリップに関連する現場の問題を遠隔診断する方法を示すフローチャートである。この方法は、図３に示され、かつ本明細書の他の個所で説明された遠隔診断システム５０の特定の構成要素と関連させて説明される。この方法は、ステップ７０で開始される。ここで、電気システム５１及び負荷５３に接続された、顧客位置５２に存在する顧客の小型遮断器に、顧客が懸念を持つようなトリップ事象が発生する。例えば、顧客は、顧客位置５２における危険な電気的状態（例えば、負荷５３を危険にさらすような、電気システム５１及び／または負荷の危険な電気的状態）の結果としてトリップ事象が発生したと心配するかもしれない。この危険な状態は、例えば火事を起こすことによって、顧客位置５２の構造物に危険をおよぼす可能性もある。
【００５３】
次に、ステップ７２において、顧客は、彼または彼女の懸念に関して電気技師に連絡する。次いで、本実施形態では、電気技師は、顧客位置５２に直ちに訪問するのではなく、ステップ７４のように、小型遮断器２の製造業者に連絡し、顧客位置５２での使用のための小型遮断器２の型の診断用遮断器を要求する。ステップ７６において、製造業者は、小型遮断器２を顧客に送付し、ステップ７８において、電気技師は、診断のために、小型遮断器２を顧客位置５２に設置する。次に、ステップ８０のように、小型遮断器２が（おそらく、顧客の懸念を生じさせた先のトリップを発生させた状態と同じ状態により）トリップする。本明細書の他の個所に記載したように、（ステップ８０に続く）ステップ８２において、小型遮断器２によってトリップ前の特定のデータが収集され、その不揮発性記憶装置４２に保存される。ステップ８２の一部として、本明細書の他の個所に記載したように、小型遮断器２がリセットされるとき、トリップ事象に先行する特定の時間にわたる、保存されたトリップ前のデータが、ネットワーク５６を介して遠隔コンピュータシステム５８に送信される。
【００５４】
例示的かつ非限定的な実施形態において、そのデータには、図２に示すような、トリップに先行する所定の時間にわたる「オシロスコープ」型のデータが含まれる（但し、これは単なる例であり、本発明の範囲において、本明細書に記載された他の種類のデータの任意の組み合わせが保存されるものであってもよい）。また、例示的かつ非限定的な実施形態において、そのデータは、本明細書に記載されたような近距離無線通信モジュール４４と無線アクセスポイントを使用して、ネットワーク５６を介して遠隔コンピュータシステム５８に送信される。但し、ネットワーク５６を介した遠隔コンピュータシステム５８への他のデータ通信方法を使用するものであってもよい。例えば、小型遮断器２は、長距離無線通信モジュール（例えば、モデム）を備えており、それによって、小型遮断器２は、遠隔コンピュータシステム５８とネットワーク５６を介して通信可能なものであってもよい。
【００５５】
次に、ステップ８４において、上述したように遠隔コンピュータシステム５８に送信されたデータは、設計者／開発者または診断技術者のような、小型遮断器２の製造業者の担当者によってアクセスされ、顧客位置５２で発生した現場の問題（存在する場合）の診断を試みるために、それらの担当者によって使用される。このステップは、本明細書の他の個所に記載したように、（小型遮断器２及び／または遠隔コンピュータシステム５８による）例えばテキストメッセージ６２（図４）のような電子的メッセージの生成と、製造業者の担当者への送信を含むものであってもよい。これによって、例えば、スマートフォン、タブレットコンピュータ、ＰＣ、ラップトップコンピュータを使用した、ウェブページ６８のような形でのデータのアクセスが容易になる。
【００５６】
このように、図６に示される上述した方法は、問題に関する直接的な情報を収集するために、費用をかけて設計技術者を現場に派遣する必要がなくなる点で、小型遮断器に関連する現場の問題を診断する方法を改善するものである。この方法では、現場の問題を診断するためのデータは、適切な担当者が容易にアクセスできるように、遠隔位置に自動的に送信される。
【００５７】
上述した実施形態では、小型遮断器２の不揮発性記憶装置４２に保存された情報は、トリップ／リセット事象に応答するものである。その代わりに、別の実施形態において、小型遮断器２の不揮発性記憶装置２に保存された情報は、トリップ／リセット事象に応答してではなく、ユーザの要求に応答して送信される。特に、この実施形態の一例では、遠隔コンピュータシステム５８によってウェブページが生成されて利用可能とされ、ユーザは、例えば、マウスを使用してウェブページ上の仮想ボタンを押下することによって、小型遮断器２に情報（例えば、図２に示すような、所定の時間にわたる「オシロスコープ」型データ）の要求を発行することができる。この要求は、ネットワーク５６を介して無線通信モジュール４４に送信される。無線通信モジュール４４は、本明細書の他の個所に記載したように、Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｉｍｐ社から市販されているハードウェアモジュールであってもよい。
【００５８】
要求によって、無線通信モジュール４４のデジタル出力の状態は、一時的に変更される。マイクロコントローラ１０は、無線通信モジュール４４のデジタル出力を絶えずポーリングしており、その状態変化を検知すると、不揮発性記憶装置４２に保存された情報を無線通信モジュールに送信させるステップ／ルーチンにジャンプし、次いで、無線通信モジュールは、上述したような後に続く出力のために、その情報を、上述したように遠隔コンピュータシステム５８に送信する。このように、情報送信を始動させる事象が、小型遮断器の手動のリセットではなく、ウェブを介して送信されるコマンドである点を除いて、マイクロコントローラ１０、無線通信モジュール４４、及び後に続くグラフ表示をするウェブページ（例えば、ウェブページ６８）の動作は、前述した実施形態（図１−図６）と同様である。
【００５９】
このように、この実施形態では、小型遮断器２が、データ送信とともに受信の機能をそなえる、非常に単純な形での双方向通信が意図されている。加えて、この実施形態のさらなる拡張として、より精巧な形の双方向通信も可能である。例えば、小型遮断器２は、ネットワーク５６からコマンドとデータを受信し、要求に応じたトリップ、設定点の変更、特定の保護機能の使用可能化及び使用不能化、再プログラム自体、等々を実行するものであってもよい。
【００６０】
さらに別の実施形態において、小型遮断器２の不揮発性記憶装置４２に保存されたデータは、タイマーの満了に応答して周期的に送信される。したがって、周期的に満了となり、それによって小型遮断器２の、そのデータの遠隔コンピュータシステム５８への上述したような送信を引き起こすタイマーが、小型遮断器２内に設定されるものであってもよい。
【００６１】
さらに別の実施形態では、図７に模式的に示すように、顧客位置に小型遮断器２の変形例（符号２’で示す）が備えられる。小型遮断器２’は、小型遮断器に組み込まれた近距離無線通信モジュール４４を有しておらず、代わりにデバッグポート７０を備えている。デバッグポート７０は、上述した近距離無線通信モジュール４４の機能を含む別の電子装置を差し込めるように構築されており、これによって、上述したデータをこの別の電子装置に供給し、次いで、ネットワーク５６及びその上位に上述したようにデータを送信することができる。図７には、別の電子装置が遠隔オシロスコープ７２として示されている。したがって、この実施形態では、図６のステップ７６において、製造業者が小型遮断器２を顧客に送付するのではなく、代わりに、製造業者は、この別の電子装置（遠隔オシロスコープ７２）を顧客に送付する。顧客は、小型遮断器２’のデバッグポート７０にこの電子装置を差し込み、データは、本明細書の他の個所（例えば、ステップ８２、８４）に記載したように、診断を目的として収集及び送信される。
【００６２】
例示的かつ非限定的な一実施形態において、上述した別の電子装置（遠隔オシロスコープ７２）は、小型の可搬型の電子装置であり、Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｉｍｐ社から市販されているハードウェアモジュールであり、本明細書に記載されるように、Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｉｍｐ社のプラットフォーム上に構築される。Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｉｍｐハードウェアは、Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｉｍｐ社のクラウドサービスに接続するための、組み込まれたＷｉＦｉまたはセルラー方式の通信モジュール（通信モジュール７６）を備えた、３２ビットＣｏｒｔｅｘ  Ｍ３プロセッサ（μｐ  ７４）を含んでいる。クラウド（ネットワーク５６）中で、ヴァーチャルインプまたはエージェントは、ＨＴＴＰ（Ｓ）のインターネットトラフィックを処理し、ウェブページのホスティング、及び、遠隔位置６０に備えられたデータベースのような他のクラウドサービスにデータを安全に送信することのような、ウェブタスクを実行することができる。
【００６３】
このハードウェアは、８つの異なる０−３．３Ｖの信号をサンプリングすることができる。記憶／処理の制限及びネットワーク待ち時間の問題のため、この例示的な実施形態における最大の持続可能なサンプリングレートは、クラウドにストリーミングされた信号について単一の８ｋＨｚ、または、４８ｋＨｚにおける連続実行ＲＭＳ値である。このハードウェアは、非同時サンプリングに限定され、最大サンプリング周波数は２ＭＨｚである。したがって、複数のチャンネルにわたるサンプリングは、０．５マイクロ秒だけ分離される。これらの制限にもかかわらず、上述した別の電子装置（遠隔オシロスコープ７２）は、非常に高機能なオシロスコープである。信号自体またはＥｌｅｃｔｒｉｃ  Ｉｍｐ上の追加のデジタル入力ピンをトリガーとして使用することができ、事象が発生したときにはいつでもデータをクラウドに送信することができる。一例において、４つのチャンネルが５００Ｈｚでサンプリングされる。Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｉｍｐハードウェアは、このデータを、エージェントによりホスティングされたウェブページを通じて実時間でクラウド及びブラウザにストリーミングする機能を有している。
【００６４】
セルラー方式のデータの使用量を節約し、データベースのストレージを最小化するため、デジタル入力は、小型遮断器２’からの遮断器トリップ信号にも接続される。クラウドにデータをストリーミングしていないときでも、Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｉｍｐハードウェアは、常にサンプリングを実行し、４秒のバッファ時間のデータを記憶装置（メモリ）に保存している。トリップが発生したとき、トリップ要因を分析するために、このデータ（加えて、トリップ後の最大１秒間のデータ）がクラウドに送信され、通知の電子メール（または、本明細書に記載された他の形式）が技術担当者に送信される。この方法により、トリップ事象が常に（遠隔コンピュータシステム５８における）クラウドデータベースに取得されることが保証される。
【００６５】
最後に、本明細書に記載された機能は、製品開発中の貴重なツールとなり得るものである。ベータ版の装置にこの機能を組み込む（例えば、ベータ版の装置として小型遮断器２’を構築する）ことによって、製品を世界中の施設及び家庭に出荷し、テストすることができる。製品の技術者は、出張または無駄な時間を何ら要することなく、データを収集し、評価することができる。クラウドアルゴリズムは、データの収集と、最も一般的な問題を特定することで評価に役立てることができ、また、資源を最も重要な問題に集中することに役立てることができる。ファームウェアに問題が発見された場合、装置のファームウェアを、クラウドを介して更新し、次いで再評価することができる。このレベルの機能は、製品の開発とテストを実験室から現場へと拡張し、大量生産または市場への販売が始まる前に、技術者が問題を発見することを可能にする。それによって、費用のかかるリコールを防止することができる。
【００６６】
上述した実施形態は、小型遮断器と関連させて説明したが、開示される概念は、他の種類の回路保護装置（すなわち、回路遮断器）と関連させて実施することもできる。他の種類の回路保護装置は、例えば、ＡＦＣＩコンセント、大型商用回路保護装置、または、電子装置、マイクロプロセッサ、及びファームウェアを使用して動作する任意の他の回路保護装置であるが、これらに限定されるものではない。
【００６７】
本発明の特定の実施形態を詳細に説明したが、開示の全体的な教示に鑑みて、これらの詳細に対して様々な変更及び代替が可能であることは、当業者には明らかである。したがって、開示された特定の構成は、説明のみを意図するものであり、添付請求項の全範囲並びに任意の及び全ての均等物で与えられる本発明の範囲を限定するものではない。
【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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【図７】
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