(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の保護装置を含む保護システム（１５）の制御方法であって、
該複数の装置は、それぞれ、
ヒューズ（３）あるいは回路遮断器と直列に接続されたマイクロスイッチ（２）、
電流計測ユニット（５）、
記憶ユニット（４）、
制御ユニット（６）、および
少なくとも１個の通信インタフェース（１４，１８−２３）
を備え、
少なくとも一つの電流数値範囲が、該記憶ユニット（４）に記録され、
該電流計測ユニット（５）は、該保護装置（１）内の電流強度を測定してその測定され
た電流強度を示す電流値を生成するように構成され、
該制御ユニット（６）は、該電流値を処理し、電流値が該電流数値範囲内に存在する場
合に該マイクロスイッチ（２）を開放し、それが開放されてしまった後に再び該マイクロ
スイッチ（２）を閉じるように構成されるとともに、
該保護装置（１）は、該通信インターフェイスによって通信のために相互に直列に接続
され、それによって通信チェーンを形成し、
該保護装置（１Ａ−１Ｄ）は、共通の電源線（１６）に並列に接続され、
第１の保護装置（１Ａ）に対する許容可能な最大の電流値を設定し、
該通信チェーンにそれぞれ前置された保護装置（１Ａ−１Ｃ）の許容可能な最大の電
流値の関数として、残りの保護装置（１Ｂ−１Ｄ）のそれぞれに対する許容可能な最大
の電流値を計算し、そして、
該許容可能な最大の電流値が負である残りの保護装置（１Ｂ−１Ｄ）のそれぞれのマ
イクロスイッチ（２Ｂ−２Ｄ）を開放する
という各ステップを含む、方法。
【請求項２】
通信チェーン内の第１の保護装置（１Ａ）から最後から２番目の保護装置（１Ｃ）までの電流計測ユニットによる電流強度の計測および測定された電流強度を示す電流値の生成と、
それぞれの保護装置（１Ａ−１Ｃ）内で生成された電流値をその保護装置（１Ａ−１Ｃ）に対する許容可能な最大の電流値からその保護装置（１Ａ−１Ｃ）の制御ユニットを使用して減算し、
差値を通信チェーン内のそれぞれ後続する保護装置（１Ｂ−１Ｄ）に対してその通信チェーンを介して伝達する、
という手段によって他の保護装置（１Ｂ−１Ｄ）のそれぞれに対する許容可能な最大の電流値を計算する、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第１の保護装置（１Ａ）に対する許容可能な最大の電流値が共通の電源線（１６）のヒューズ（２７）の作動電流強度の値よりも小さいか、または共通の電源線（１６）内で利用可能な電流強度の値よりも大きい
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
通信チェーン内の最後の保護装置（１Ｄ）の電流計測ユニット（５Ｄ）によって電流強度を測定するとともに測定された電流強度を示す電流値を生成し、
前記最後の保護装置（１Ｄ）の制御ユニット（６Ｄ）を使用してその最後の保護装置（１Ｄ）に対する許容可能な最大の電流値からその最後の保護装置（１Ｄ）内で生成された電流値を減算し、
通信チェーンを介して他の保護装置（１Ａ−１Ｃ）に差値を伝達する、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
第２の保護装置（１Ｂ）から最後の保護装置（１Ｄ）に対する許容可能な最大の電流値の計算と、最後の保護装置（１Ｄ）内における差値の計算と、他の全ての保護装置（１Ａ−１Ｃ）に対する差値の伝達が共通の電源線（１６）内を通流する電流の周期間隔以内に実施される、
ことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
保護装置（１Ａ−１Ｄ）のマイクロスイッチ（２Ａ−２Ｄ）が開放される前に保護装置の電流計測ユニット（５Ａ−５Ｄ）によって最後に生成された電流値をその保護装置（１Ａ−１Ｄ）の記憶ユニット（４Ａ−４Ｄ）上に記憶し、
開放後に計算されたその保護装置（１Ａ−１Ｄ）に対する許容可能な最大の電流値が前記記憶された電流値よりも高い場合に開放されたマイクロスイッチ（２Ａ−２Ｄ）を閉じる、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
複数の保護装置を含む保護システム（１５）の制御方法であって、
該複数の装置は、それぞれ、
ヒューズ（３）あるいは回路遮断器と直列に接続されたマイクロスイッチ（２）、
電流計測ユニット（５）、
記憶ユニット（４）、
制御ユニット（６）、および
少なくとも１個の通信インタフェース（１４，１８−２３）
を備え、
少なくとも一つの電流数値範囲が、該記憶ユニット（４）に記録され、
該電流計測ユニット（５）は、該保護装置（１）内の電流強度を測定してその測定され
た電流強度を示す電流値を生成するように構成され、
該制御ユニット（６）は、該電流値を処理し、電流値が該電流数値範囲内に存在する場
合に該マイクロスイッチ（２）を開放し、それが開放されてしまった後に再び該マイクロ
スイッチ（２）を閉じるように構成されるとともに、
該保護装置（１）は、該通信インターフェイスによって通信のために相互に直列に接続
され、それによって通信チェーンを形成し、
該保護装置（１Ａ−１Ｄ）は、共通の電源線（１６）に並列に接続され、
許容可能な最大の電流値を設定し、
各保護装置（１Ａ−１Ｄ）に対する最大開放継続時間数値を設定し、
全ての保護装置（１Ａ−１Ｄ）のそれぞれ１つの電流値の合計の関数として、残りの
許容可能な最大の電流値をそれぞれ計算し、
残りの許容可能な最大の電流値が、保護装置（１Ａ−１Ｄ）の最大開放継続時間数値
よりも長い間、間断なく、負である場合に、該保護装置（１Ａ−１Ｄ）のマイクロスイ
ッチを開放する、
という各ステップを含む、方法。
【請求項８】
各保護装置（１Ａ−１Ｄ）に対して最大閉鎖継続時間数値を設定し、
マイクロスイッチの開放後に計算された許容可能な最大の電流値がその保護装置（１Ａ−１Ｄ）に対して設定された最大閉鎖継続時間数値よりも長く継続的に正である場合に、保護装置（１Ａ−１Ｄ）の開放されたマイクロスイッチ（２Ａ−２Ｄ）を閉鎖する、
ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
全ての保護装置（１Ａ−１Ｄ）のそれぞれ最新の電流値を連続的に加算することによって全ての保護装置（１Ａ−１Ｄ）のそれぞれ１つの電流値の合計を形成し、および
それぞれ形成された合計を設定された許容可能な最大の電流値から減算することによって残りの許容可能な最大の電流値を計算する、
ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
通信チェーンを介して前記残りの許容可能な最大の電流値を他の全ての保護装置（１Ａ−１Ｃ）に伝達する、
ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記残りの許容可能な最大の電流値の計算と他の全ての保護装置（１Ａ−１Ｃ）への伝達が共通の電源線（１６）内を通流する電流の周期間隔以内に実施される、
ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電気回路の保護装置および保護システムならびに保護システムの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
１戸あるいは複数戸の需要家からなる、集合住宅、一戸建て、あるいはオフィスビル等の設備の電気回路は、通常ヒューズあるいは回路遮断器等の形式の保護装置によって長時間の過電流および短絡電流から保護される。その際通常複数の電気回路が並行して駆動されて少なくとも１本の電力線から電流が供給され、保護装置は電気回路と電力線の間に配置されて共に保護司システムを形成する。ヒューズあるいは回路遮断器が溶断あるいは作動した後、通常該当する保護装置の交換あるいは再点入が必要になり、そのことが労力を必要とするとともにコストを発生させる。さらに、従来のヒューズおよび回路遮断器によれば個々の電気回路による電力消費量を把握することも制御することもできないが、そのことは近年の上昇する電気料金ならびに変動する電力系の電力供給量に関して極めて重要である。
【０００３】
英国特許出願公開第２４５０４２６号（Ａ）明細書により、ヒューズあるいは回路遮断器と結合されていて電気回路を開閉するためにリモートコントローラによって開閉可能であるスイッチングリレーが知られている。電力計測ユニットがヒューズによって保護された電気回路内の電力消費を測定してリモートコントローラに対して伝送することができ、従って前記リモートコントローラの使用者が該当する電気回路の電力消費に基づいて電気回路を遮断するかあるいは閉じたままに保持すべきかを決定することができる。前記の英国特許出願公開第２４５０４２６号（Ａ）明細書によって開示されたシステムは、従来と同様なヒューズあるいは回路遮断器による長時間の過電流と短絡電流からの電気回路の保護を可能にし、従ってそれらの作動に際して依然として交換あるいは再点入が必要になる。この英国特許出願公開第２４５０４２６号（Ａ）明細書によって開示されたシステムは装置的に高コストであり、特にヒューズあるいは回路遮断器の領域内に追加的な構造スペースを必要とするとともに、複数のヒューズあるいは回路遮断器からなる保護システムならびに個々の電気回路内の電力消費の制御を極限られた範囲で可能にするものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って本発明の目的は、電気回路内の電力消費をより良好に自動制御することができる、改善されていて極めて安全かつ効果的な保護装置および保護システムならびにそれの制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記の課題は、請求項１記載の保護装置、請求項１３記載の保護システム、ならびに請求項１７あるいは２３記載の方法によって解決される。
【０００６】
本発明に係る保護装置は、ヒューズあるいは回路遮断器と直列に接続されたマイクロスイッチと、電流計測ユニットと、記憶ユニットと、制御ユニットを含むことを特徴とする。前記記憶ユニット上には少なくとも１個の電流数値範囲が記録される。電流計測ユニットは、保護装置内の電流強度を測定してその測定された電流強度を示す電流値を生成するように構成される。制御ユニットは、前記の電流値を処理し、ある電流値が前記の電流数値範囲内に存在する場合にマイクロスイッチを開放しまたそのマイクロスイッチを開放した後に再び閉じるように構成される。
【０００７】
そのため保護装置は、電流を誘導する電源線と接続可能な入力と、電気回路と接続可能な出力を備えることが好適である。従って入力と出力の間にヒューズあるいは回路遮断器とマイクロスイッチが直列に配置され、その際電流計測ユニットが例えばマイクロスイッチと出力の間の電流強度を測定して測定された電流強度を示す電流値を生成することができる。
【０００８】
前記少なくとも電流数値範囲は、記憶ユニット上にデータセットとして記録することが好適である。記憶ユニット上に少なくとも２個の電流数値範囲を記録することが特に好適であり、すなわち長時間過電流状態を定義する長時間過電流数値範囲と、短絡電流状態を定義する短絡電流数値範囲を記録することが好適である。その際記憶ユニットは例えば制御ユニット内に統合することができるが、独立したユニットとして形成することもできる。
【０００９】
制御ユニットは、電流計測ユニットによって生成された電流値にアクセスして処理することができる。処理としては、専ら加算、減算、比較、記憶、消去、あるいは伝達等が挙げられる。制御ユニットはさらに、電流値以外に他の任意の数値を処理するように構成し得ることが極めて好適である。制御ユニットは特に、電流計測ユニットによって生成された電流値を記憶ユニット上に記録された電流数値範囲と比較するように構成することができる。その種の比較に際して記憶ユニット上に記録された電流数値範囲の１つ、例えば長時間過電流状態あるいは短絡電流状態を定義する電流数値範囲の中に電流値が存在することを制御ユニットが判定した場合、マイクロスイッチを開放しそれによって保護装置の電気回路を配電網から分離することができる。
【００１０】
従ってヒューズあるいは回路遮断器が作動する前に、制御ユニットによってマイクロスイッチを自動的に開放することができる。従って、ヒューズあるいは回路遮断器はマイクロスイッチが適時に開放されない場合のための予備的な保護手段としてのみ作用する。マイクロスイッチを開放した後に、例えば設定可能な時間間隔の経過後あるいはその他の設定可能な条件が成立した場合に、再び自動的に閉じることができるため、作動後の交換あるいは再点入を省略することができる。この保護装置は極めて小型であり、例えば一般的なヒューズ式保護装置あるいは回路遮断器と同じ寸法とすることができ、従ってそれらの保護装置を本発明に係る保護装置によって問題無く代替することができる。加えて、本発明に係る保護装置が付勢手段を備えることができ、それによってマイクロスイッチを（そのための電源を設ける必要なく）開放および（再）閉鎖することができ、そのことは特に保護装置の１つあるいは複数の要素の故障またはその電力供給が停止した場合に有効である。
【００１１】
第１の実施形態によれば、記憶ユニット上に少なくとも１個の電流数値範囲に対して割り当てられた少なくとも１個の最大継続時間数値が記憶され、電流値が前記最大継続時間数値よりも長く前記電流数値範囲内に存在した場合にマイクロスイッチを開放するように制御ユニットを構成することが好適である。
【００１２】
この実施形態によれば、保護装置の記憶ユニット上に電流数値範囲と最大継続時間数値とからなる少なくとも１つの対が記録される。好適には記憶ユニット上に相互に割り当てられた電流数値範囲と最大継続時間数値からなる少なくとも２つの対が記録され、すなわちそれらは、長時間過電流数値範囲およびそれに割り当てられていて長時間過電流状態が最大どれくらいの継続時間で許容されるかを定義する長時間過電流最大継続時間数値と、短絡電流数値範囲およびそれに割り当てられていて短絡電流状態が最大どれくらいの継続時間で許容されるかを定義する短絡電流最大継続時間数値である。
【００１３】
制御ユニットは、電流計測ユニットによって連続して生成される電流値がどれくらい長く電流数値範囲内に存在するかの継続時間を測定し、測定された継続時間を記憶ユニット上に記録されていて該当する電流数値範囲に対して割り当てられている継続時間最大値と比較し、その継続時間最大値を超過した場合にマイクロスイッチを開放しそれによって保護装置に接続された電気回路をヒューズあるいは回路遮断器を作動させることなく電源線から分離し得るように構成される。
【００１４】
別の実施形態によれば、保護装置が温度計測ユニットと電圧計測ユニットとエネルギー計測ユニットとインピーダンス計測ユニットと周波数計測ユニットと電力計測ユニットの中から少なくとも一個の別の計測ユニットを備え、その際記憶ユニット上に前記該当する別の計測ユニットの形式に対応する少なくとも１個の別の数値範囲が記録されることが好適である。前記別の計測ユニットはそれの形式に応じた計測を実施してそれに対応する測定値を生成するよう構成される。制御ユニットは、測定値を処理して測定値が前記該当する別の数値範囲内に存在する際にマイクロスイッチを開放するように構成される。
【００１５】
保護装置が温度計測ユニットを備える場合、記憶ユニット上に少なくとも１個の温度数値範囲、好適には超過温度数値範囲が記録され、それによってどの超過温度測定値が許容されないかが定義される。ヒューズあるいは回路遮断器は通常長時間過電流によって過熱および／または破断するバイメタル要素あるいは細い金属線を有するため、ヒューズあるいは回路遮断器のバイメタルあるいは金属線の直近の温度を計測し得るように温度計測ユニットを配置することが好適である。その場合記憶ユニット上に記録された温度数値範囲がバイメタル要素あるいは金属線の温度に関するものであることが好適である。この点に関して同様に、温度計測ユニットがヒューズの周辺温度を計測可能であるとともに記憶ユニット上に記録された温度数値範囲が周辺温度に関するものであることが好適である。この温度センサを有する実施形態は特に、マイクロスイッチの開閉を相互に独立して計測された２個の数量（電流および温度）に基づいて実施可能にし、それら両方の数量を特に長時間過電流について重要なパラメータとすることによって、保護装置の安全性をさらに高めるように作用する。
【００１６】
保護装置が周波数、電圧、電力、あるいはエネルギー計測ユニットの形式の少なくとも１個の別の計測ユニットを備える場合、それによって特にその保護装置に接続された電力線の過負荷を極めて早期かつ確実に検知するとともにマイクロスイッチの即時の自動開放によって最短時間で電力線から負荷を除去することを可能にし、それによって電力線内の電流の性質を再び高める。
【００１７】
保護装置が周波数あるいは電圧計測ユニットを備える場合、記憶ユニット上に少なくとも１個の周波数および電圧数値範囲が記録され、それによってどの周波数あるいは電圧測定値が許容されないかが定義される。その種の周波数あるいは電圧数値範囲は過小周波数あるいは過小電圧状態を定義することが好適であり、それは、前記周波数あるいは電圧計測ユニットによって測定された電気回路内の周波数あるいは電圧が公称の電源周波数あるいは電圧を設定可能な閾値分を超えて下回った場合に成立する。その種の不要な過小周波数あるいは過小電圧状態は、通常例えば負荷急上昇あるいは電源電流の急低下に起因して電気回路内の負荷が過大になった場合に発生する。この不適正な状態は“ブラウンアウト（電圧低下）”とも呼ばれ、それが電気回路内の機器の故障の原因となり、電力網の停電につながる危険性が有る。
【００１８】
保護装置が電力あるいはエネルギー計測ユニットを備える場合、記憶ユニット上に少なくとも１個の電力あるいはエネルギー数値範囲が記録され、それによってどの電力あるいはエネルギー測定値が許容されないかが定義される。その種の電力あるいはエネルギー数値範囲は過大な電力需要あるいは過大なエネルギー消費の状態を定義することが好適であり、それは、前記電力計測ユニットによって測定された電力需要あるいは前記エネルギー計測ユニットによって測定されたエネルギー消費がいずれも設定可能な閾値を超過した場合に成立する。
【００１９】
保護装置がインピーダンス計測ユニットを備える場合、記憶ユニット上に少なくとも１個のインピーダンス数値範囲が記録され、それによってどのインピーダンス測定値が許容されないかが定義される。その種のインピーダンス数値範囲は高インピーダンス状態を定義することが好適であり、それは、前記インピーダンス計測ユニットによって測定されたインピーダンスが設定可能な閾値を超過した場合に成立する。高インピーダンス状態は特に、例えば幾つかの負荷が完全に停止していてかつ幾つかの負荷は単にスタンバイ動作にある場合に電気回路内の全ての負荷が電源線から分離されるために充分であることのための指標として使用することができる。保護装置の制御ユニットはマイクロスイッチを開放することによって適宜な分離を自動的に実行することができ、それにより特に電気回路によって発生する電磁スモッグを低減するように作用する。インピーダンス計測ユニットは独自の構成要素として設置するかあるいは電流計測ユニット内に内蔵することができる。
【００２０】
以下に記す温度計測ユニットの説明に関する記述は上述した他の計測ユニットについても同様に該当し、従って重複を避けるために前記他の計測ユニットに関しても引用されるものとする。制御ユニットは、温度計測ユニットによって生成された温度測定値を取得して記憶ユニット上に記録された少なくとも１個の温度数値範囲と比較することができる。その種の比較に際して温度測定値が記憶ユニット上に記録された温度数値範囲内に存在する、例えばヒューズの金属線の過熱状態を定義する超過温度数値範囲内に存在することを制御ユニットが判定した場合、マイクロスイッチを開放することができる。
【００２１】
上述した少なくとも１つの別の計測ユニットを備えた本発明に係る保護装置は、電流計測ユニットによって生成された電流値が記憶ユニット上に記録された電流数値範囲内に存在しない、記憶ユニット上に全く電流数値範囲および／または最大継続時間数値が記録されていない、制御装置が電流値を処理するように構成されていない、および／または保護装置が電流計測ユニットを全く備えていない、場合にもマイクロスイッチを開放するように制御ユニットを構成するような方式で好適に変更することができる。
【００２２】
記憶ユニット上に少なくとも１個の別の数値範囲に対して割り当てられた少なくとも１個の別の最大継続時間数値が記憶され、測定値が前記別の最大継続時間数値よりも長く前記別の数値範囲内に存在する場合にマイクロスイッチを開放するよう制御ユニットを構成することが極めて好適である。この別の数値範囲とそれに割り当てられた別の最大継続時間数値からなる対によって、その別の数値範囲によって定義された状態が最大どれくらいの持続時間で制御ユニットがマイクロスイッチを開放することなく許容されるかが定義される。制御ユニットは、前記別の計測ユニットの測定値がそれの種類に応じた数値範囲内にどれくらい長く存在するかの継続時間を計測し、測定された継続時間を記憶ユニット上に記録された該当する別の数値範囲に割り当てられた別の最大継続時間数値と比較し、その最大継続時間数値を超過した際にマイクロスイッチを開放することができる。
【００２３】
さらに、数値範囲と最大継続時間数値が処理可能であるようにすることが極めて好適である。それによって保護装置を、例えば極めて柔軟かつ簡便に多様なヒューズおよび回路遮断器、ならびに電源線、送電網、および電気回路に適合させることができる。
【００２４】
別の実施形態によれば、エネルギー計測ユニットによって生成されたエネルギー測定数値を処理することによって記憶ユニット上に記憶可能であって設定可能な時間間隔中の電気回路内のエネルギー消費を含むものであるエネルギー消費レポートを生成するように制御ユニットが構成されることが好適である。その際保護装置の電気回路内で消費されるエネルギーは、設定可能な時間間隔中、例えば１日、１週間、１か月、１年等の中で把握することができる。設定可能な時間間隔は保護装置の記憶ユニット上に記録され従って制御ユニットがそれにアクセスし得るようにすることが好適である。記憶ユニット上に記憶可能なエネルギー消費レポートは保護装置の外部からアクセスすることができ、それによってそれを後処理するかおよび／または表示することができる。
【００２５】
この点に関して、電気回路内でエネルギーを消費する異なった負荷の間で識別を行いまた個々の負荷に対してエネルギー消費レポートを作成するように制御ユニットを構成することが極めて好適である。このことは電気回路の負荷プロファイルの評価によって可能になり、それによってどの負荷が設定可能な時間間隔中にどれくらいのエネルギーを消費したかを詳細に判定することができる。
【００２６】
別の好適な実施形態によれば、保護装置が少なくとも１個の通信インタフェースを備える。好適には、少なくとも１台の別の保護装置との直接的な通信接続を形成するよう構成された少なくとも１個の通信インタフェースを備える。加えて通信インタフェースは、外部の装置、例えばコンピュータあるいは携帯電話、特にスマートフォンの通信インタフェースと通信するように構成することができる。通信インタフェースは、記憶ユニット上に記録されたデータセットを送信するとともに記憶ユニット上に記録されたデータセットを受信するように構成することが好適であり、その際前記データセットは、単なる例示であるが、数値範囲、最大継続時間数値、時間間隔、電流値、その他の測定値あるいはエネルギー消費レポートを含むことができる。特に、電力供給業者あるいは配電業者の外部装置も通信インタフェースと通信することができ、それによって特にどのマイクロスイッチがどのような条件下で開放および／または閉鎖すべきであるかに対して影響を与えることができる。
【００２７】
この点に関して、通信インタフェースを無線式に通信するように構成することが極めて好適である。ケーブル配線を省略することによって特に構造スペースおよび設置コストを節減することができる。この点に関して通信インタフェースとして、例えば無線ＬＡＮ、ブルートゥース（登録商標）、赤外線、あるいはその他の無線インタフェースを使用することができる。
【００２８】
別の実施形態によれば、通信インタフェースが電流値および／または測定値へのアクセスを保証するように構成されることが好適である。そのため例えば、通信インタフェースとの接続を形成しようとする装置と比較されるＩＰアドレスを記憶ユニット上に記録することができる。通信インタフェースは特に、保護装置に接続された電源線に電流を供給する電力供給業者の装置に対して計測ユニットによって生成された数値へのアクセスを保証することができ、従ってその電力供給業者が例えば保護装置の電気回路内に各時点で受給される電力に関する情報をリアルタイムで取得しその情報を例えばその業者の配電網内の配電の制御のために利用することができる。
【００２９】
加えて、記憶ユニットへのアクセスを少なくとも部分的に拒否するように通信インタフェースを構成し得ることが好適である。それによって特に、保護装置の使用者のプライバシーを保護するように作用する。従って例えば、通信インタフェースは電力供給業者に対して記憶ユニット上に記録されたエネルギー消費レポートへのアクセスを拒否することができる。
【００３０】
請求項１３に記載の本発明に係る保護システムは、上述した本発明に係る保護装置の複数を、いずれも少なくとも１個の通信インタフェースを伴って備え、その際各保護装置が通信インタフェースによって相互に通信接続される。通信インタフェースを介して各保護装置が特に電流値およびその他の生成された数値を相互に交換することができる。同様に、少なくとも１台の保護装置が、少なくとも１台の別の保護装置のマイクロスイッチを制御するように構成され得ることが極めて好適である。
【００３１】
例えば、保護システム内において保護装置のうちの１台（いわゆるマスター保護装置）が他の保護装置に対していずれも最大に許容可能な電流値を割り当てることができる。前述した保護システムの別の保護装置はブレーカボックス内に存在することが好適であるが、保護装置をブレーカボックスの外側の該当する電気使用機器の直ぐ手前に接続し生成した電流値をブレーカボックス内の少なくとも１台の保護装置と交換することもできる。
【００３２】
保護装置がそれに割り当てられた最大許容される電流値を上回る電流値を検出すると、該当する保護装置の制御ユニットがそれに対応するマイクロスイッチを開放するように極めて簡便に構成することができる。しかしながら、マスター保護装置がそのような状態に柔軟に応答し得ることが極めて好適である。従って、前記他の保護装置がそれらによって生成された電流値を、通信インタフェースを介してマスター保護装置に送信することが極めて好適である。そこでマスター保護装置は、受信した電流値および設定可能な保護システムのための最大電流値に基づいて、可能な限り多くの保護装置のマイクロスイッチが閉じられたまま保持され得るような方式で前記他の保護装置に対する最大に許容可能な電流値を変更することができる。
【００３３】
その方式によって各保護装置に割り当てられた電気回路内の電力需要を、極めて柔軟に各保護装置間で平衡化することができる。複数の保護システムの保護装置、特にマスター保護装置が同様に上述した方式によって相互に通信することができ、従って複数の保護システム間のレベルにおいても電力需要の同様な均衡化が可能になる。
【００３４】
本発明に係る保護システムの第１の実施形態によれば、保護装置が通信インタフェースを介して相互に直列に通信接続され、それによって通信チェーンが形成される。この実施形態は最小で２個であるが基本的に任意の多数の本発明に係る保護装置を含むことができ、通信チェーンの保護装置が極めて高速に相互に情報を交換することができ、また保護装置間でマイクロスイッチの開放および／または閉鎖を極めて迅速に調整することができる。例えば、通信チェーンの両端に配置された最初および最後の保護装置がいずれも通信インタフェースを備えていて、それを介してそれらがそれぞれ直接的に隣接した保護装置と通信接続される。それら最初と最後の保護装置の間にある保護装置は、例えばそれぞれ２個の通信インタフェースを備えることができ、それを介してそれらがいずれも直接隣接する保護装置と通信接続される。特に電流値、測定値、ならびにその他のデータセットを、通信インタフェースを介して他の保護装置に極めて高速に伝送し、処理し、かつ保護装置のマイクロスイッチの開放および／または閉鎖の制御のために使用することができる。この点に関しても、通信チェーン内の保護装置のうちの少なくとも１台がさらにその通信チェーンの外部の少なくとも１台の（それ自体も別の通信チェーンの一部であり得る）別の保護装置と通信インタフェースを介して通信接続されることが好適であり、それによって特に回路遮断器の開閉の順序の観点に関して各保護装置の優先度を極めて柔軟に決定することができる。
【００３５】
本発明に係る保護システムの別の実施形態によれば、保護装置が追加的に共通のバスシステムを介して相互に通信接続される。バスシステムは特に通信チェーンの保護装置と中央で通信し得るようにすることを可能にし、それによって記憶ユニット上に記録されたデータセットを変更するかあるいはそれにアクセスする。さらにバスシステムは、例えば通信チェーン内の通信インタフェースの故障に際して冗長性を形成する。
【００３６】
この点に関して、バスシステムが別の通信インタフェースを備えた通信ユニットを含むことが極めて好適である。その別の通信インタフェースは、例えばＬＡＮ、ＷＬＡＮ、ブルートゥース（登録商標）、あるいは赤外線インタフェースによって形成することができる。通信ユニットは、多様な外部機器、例えばコンピュータあるいは携帯電話、特にスマートフォンと通信するように構成される。特に、電力供給業者の外部装置が前記別の通信インタフェースと通信することができ、それによって特にどのマイクロスイッチがどのような条件下で開放および／または閉鎖すべきであるかに対して影響を与えることができる。
【００３７】
請求項１７に記載の方法は、保護装置が通信インタフェースを介して相互に直列に通信接続されてそれによって通信チェーンを形成しその通信チェーンの保護装置が１本の共通の電源線に並列に接続される、上述した本発明に係る保護システムを制御するための方法であって、
−  第１の保護装置に対する許容可能な最大の電流値を設定し、
−  その他の各保護装置のそれぞれに対する許容可能な最大の電流値をいずれも通信チェーン内で前置された保護装置の許容可能な最大の電流値に相関して計算し、
−  前記他の保護装置のうち許容可能な最大の電流値が負になった各１つについてそれのマイクロスイッチを開放する、
各方法ステップを含んでなる。
【００３８】
前記共通の電源線には例えば電力供給業者の配電網によって交流電力を供給することができる。しかしながら、分散型の発電機から電力、例えば三相電力を電源線に供給することもできる。さらに、例えば太陽光発電装置によって生成された、あるいは蓄電池によって提供される直流電力を電源線に供給することもできる。
【００３９】
第１の保護装置に対する許容可能な最大の電流値の設定は、例えばその値を数値範囲として前記第１の保護装置の記憶ユニット上に記録し、その際その数値範囲が前記許容可能な最大の電流値より大きいものである全ての数値を含むようにするような方式で達成することができる。第１の保護装置のマイクロスイッチはそれの制御ユニットによって、例えばその第１の保護装置の電流計測ユニットによって生成された電流値が前記の数値範囲内に存在する場合に開放することができる。第１の保護装置の許容可能な最大の電流値は、前記第１の保護装置に対する許容可能な最大の電流値に相関して好適にはその第１の保護装置の制御ユニット内で計算される。その他の保護装置（存在する場合）に対する許容可能な最大の電流値の計算は、前記第２の保護装置と同様に実施される。
【００４０】
記憶ユニット上には負の許容可能な最大の電流値を含んだ数値範囲が記録される。保護装置に対する負の許容可能な最大の電流値とは、通信チェーン内で前置された保護装置において、既に第１の保護装置に対して設定された許容可能な最大の電流値によるものよりも多くの電流が通流していることを意味する。この場合該当する保護装置のマイクロスイッチが開放され、それによってその保護装置に接続された電気回路が電源線から分離される。後続する全ての保護装置に対する許容可能な最大の電流値も同様に負である場合、それらのマイクロスイッチも同様に開放される。この方法は、第１の保護装置に対して最高の電力消費優先度を割り当てる場合に極めて好適であり、その優先度はその後の保護装置に対してそれぞれ低下していって最後の保護装置に対して最も低くなる。本発明に係る方法によって極めて単純、効率的、かつ明瞭に保護装置の電気回路を電源線から分離することができる。
【００４１】
請求項１７記載の本発明に係る方法の第１の実施形態は、通信チェーン内の第１から最後から２番目までの保護装置の電流計測ユニットによる電流強度の計測および測定された電流強度を示す電流値の生成を利用して前記他の保護装置のそれぞれに対する許容可能な最大の電流値を計算するものであって、測定された電流強度を示す電流値を生成し、それぞれの保護装置内で生成された電流値をその保護装置に対する許容可能な最大の電流値からその保護装置の制御ユニットを使用して減算し、差値を通信チェーン内のそれぞれ後続する保護装置に対してその通信チェーンを介して伝達することを特徴とする。
【００４２】
第２の保護装置に対する許容可能な最大の電流値は、第１の保護装置の制御ユニット内においてその第１の保護装置に対して設定された許容可能な最大の電流値とその第１の保護装置の電流計測ユニットによって生成された電流値との間の差から計算され、通信チェーンを介して第２の保護装置に伝送される。第３の保護装置（存在する場合）に対する許容可能な最大の電流値は、第２の保護装置の制御ユニット内においてその第２の保護装置に対して計算された許容可能な最大の電流値とその第２の保護装置の電流計測ユニットによって生成された電流値との間の差から計算され、通信チェーンを介して第３の保護装置に伝送される。その他の保護装置（存在する場合）に対する許容可能な最大の電流値の計算と差値の伝達も同様に実施される。
【００４３】
言い換えると、保護装置の制御ユニットがマイクロスイッチを開放することなくその保護装置内で測定されることが許容される最大の電流値は、第１の保護装置に対して許容可能な最大の電流値から通信チェーン内で前置された各保護装置内で測定された電流強度の合計を減算した値に制限される。従って許容可能な最大の電流値は第１の保護装置に対して最大で、最後の保護装置に対して最小の数値となる。電流計測ユニットに電流値は、いずれもそれぞれ該当する電流計測ユニットによって生成される最後の電流値に係るものとすることが好適であり、すなわちそれは電流計測ユニットによって測定された現実的な電流強度を示すものである。第１の実施形態は、極めて現実的、単純、かつ効果的なマイクロスイッチの開放の連携方式あるいはそれに伴った電源線から電気回路の分離を可能にする。
【００４４】
許容可能な最大の電流値は、共通の電源線あるいはその中に提供可能な電流強度の考査に配慮して決定することが好適である。共通の電源線内の電流が例えばヒューズによって制限される場合、許容可能な最大の電流値はヒューズの溶断電流強度よりも小さい数値とすることが好適である。このことは、特に十分な数のマイクロスイッチを開放することによって共通の電源線のヒューズの溶断が必須であることを回避することができるため、極めて有効である。ヒューズは単に、マイクロスイッチが適時に開放しなかった場合のための冗長性のために機能する。
【００４５】
さらに、許容可能な最大の電流値は、その数値が電源線内で利用可能な電流強度を超過しないような方式で設定することができ、前記電流強度は例えば使用者によってあるいは外部の電力供給業者によって例えば共通の電源線について予め決定されることができる。従って保護システムの使用者に対して、保護装置の電気回路を介して通流する総電流を制限し従って極めて容易に電力を節約し得るようにすることが可能になる。電力供給業者にとって特に、第１の保護装置に対する許容可能な最大の電流値とさらに保護システム全体に対する許容可能な最大の電流値が適宜に調節されるため、その業者の配電網内における電力の変動に対してより柔軟に対応し得る可能性が得られる。
【００４６】
請求項１７に記載の本発明に係る方法の別の実施形態によれば、
−  通信チェーン内の最後の保護装置の電流計測ユニットによって電流強度を測定するとともに測定された電流強度を示す電流値を生成し、
−  前記最後の保護装置の制御ユニットを使用してその最後の保護装置に対する許容可能な最大の電流値からその最後の保護装置内で生成された電流値を減算し、
−  通信チェーンのその他の保護装置に差値を伝達する、
ことが好適である。
【００４７】
この実施形態によれば、最後の保護装置内において差値が計算されて他の保護装置に伝達され、それによって少なくとも１個のマイクロスイッチが切断されることなく、最大さらにどれくらいの電流が追加的に保護装置内に通流することが許容されるかが提示される。この点に関して、第２から最後までの保護装置に対する許容可能な最大の電流値の計算と、最後の保護装置内における差値の計算と、他の全ての保護装置に対する差値の伝達が共通の電源線内を通流する電流の周期間隔以内に実施され、それによってマイクロスイッチの開放の極めて高速な調整が可能になることが極めて好適である。共通の電源線内を直流電流が通流する場合でも、例えば保護装置内の適宜な時間数値の設定によって同様に適宜な高頻度の電流計測を実施することができる。
【００４８】
別の好適な実施形態は、保護装置のマイクロスイッチが開放される前に保護装置の電流計測ユニットによって最後に生成された電流値をその保護装置の記憶ユニット上に記憶し、開放後に計算されたその保護装置に対する許容可能な最大の電流値が前記記憶された電流値よりも高い場合に開放されたマイクロスイッチを再び閉じることを特徴とする。
【００４９】
保護装置の回路遮断器の開放後にもその保護装置に対する許容可能な最大の電流値がさらに計算される。許容可能な最大の電流値が、マイクロスイッチが開放される前の最後に測定して記憶された電流値よりも低い場合、マイクロスイッチはさらにそのまま開放されて保持される。それに対してマイクロスイッチが再び閉鎖され（少なくとも可能性が高いように）電気回路内で同等か殆ど同等な電流強度が測定される場合、マイクロスイッチを閉じた後に生成された電流値がその保護装置に対する許容可能な最大の電流値を超過してそれが負になる可能性が有るため、制御ユニットがマイクロスイッチを即座に再開放する。そのことは保護システムの不安定な動作状態につながる可能性が有り、その場合マイクロスイッチが連続的に開閉される可能性が有る。従ってマイクロスイッチは、該当する保護装置に対して計算された許容可能な最大の電流値が少なくとも記憶された電流値を同じ大きさである場合に、初めて再び閉鎖される。この実施形態は、開放されたマイクロスイッチが極めて短時間後に再び閉鎖され、従って保護システムの不安定な動作状態が発生することなく共通の電源線から分離された電気回路に極めて迅速に再び電力が供給されることに寄与する。
【００５０】
請求項２３に記載の方法は、保護装置が通信インタフェースを介して相互に直列に通信接続されてそれによって通信チェーンを形成しその通信チェーンの保護装置が１本の共通の電源線に並列に接続される、上述した本発明に係る保護システムを制御するための方法であって、
−  許容可能な最大の電流値を設定し、
−  各保護装置に対して最大開放継続時間数値を設定し、
−  残りの許容可能な最大の電流値を、いずれも全ての保護装置のそれぞれ１つの電流値の合計に相関して計算し、
−  残りの許容可能な最大の電流値が前記保護装置の最大開放継続時間数値よりも長く連続して負である場合に保護装置のマイクロスイッチを開放する、
方法ステップを含んでなる。
【００５１】
許容可能な最大の電流値の設定は、例えば保護装置のうち少なくとも１台の記憶ユニット上、好適には通信チェーン内の最初あるいは最後の保護装置の記憶ユニット上への適宜な数値の記録によって実施される。最大開放継続時間数値の設定は、保護装置の記憶ユニットのそれぞれへの適宜な数値の記録によって実施することが好適である。残りの許容可能な最大の電流値の計算は、各保護装置の電流値をいずれも連続して複数回合算する方式によって実施される。そのように形成された電流値合計が１台の保護装置について最大開放継続時間数値より長く継続して許容可能な最大の電流値を超過した場合に、その保護装置のマイクロスイッチが開放され、それによってその保護装置に接続された電気回路が共通の電源線から分離される。
【００５２】
請求項２３に記載の本発明に係る方法によれば、保護装置に対する最大開放継続時間数値を適宜に高く選択することによって、通信チェーン内の各保護装置に対して任意の停止優先度を割り当てることができる。保護装置に対する最大開放継続時間数値は、その保護装置のマイクロスイッチが開放される前にどれくらい長く連続して残りの許容可能な最大の電流値が負である必要があるかを決定する。より小さな最大開放継続時間数値が設定された保護装置は、より高い最大開放継続時間数値が設定された保護装置に比べて相当に高速に開放される。その際最大開放継続時間数値は、電源線のヒューズが溶断する時間間隔よりも短く選択することが好適である。
【００５３】
第１の好適な実施形態によれば、各保護装置に対する最大閉鎖継続時間数値を設定することと、マイクロスイッチの開放後に計算された許容可能な最大の電流値がその保護装置に対して設定された最大閉鎖継続時間数値よりも長く継続的に正である場合に、保護装置の開放されたマイクロスイッチ閉鎖が実施されることが好適である。
【００５４】
最大閉鎖継続時間数値を設定することにより、（マイクロスイッチの開放後に計算された残りの許容可能な最大の電流値が再び継続的に正である場合に）より小さな最大閉鎖継続時間数値が設定されている保護装置についてより大きな最大閉鎖継続時間数値が設定された保護装置に比べてより高速に開放されたマイクロスイッチを再び閉鎖することによって、保護装置に再点入優先度を割り当てることができる。極めて明白かつ一義的な保護装置の総合優先度を形成するために、切断および点入優先度の組合せを設定することが極めて好適である。そのため、より高い総合優先度を割り当てるべきである保護装置に対して、より低い総合優先度を割り当てるべき保護装置に対する場合に比べて、より大きな開放および閉鎖継続時間数値が設定される。
【００５５】
請求項２３に記載の本発明に係る方法の別の好適な追加構成は、
−  全ての保護装置のそれぞれ最新の電流値を連続的に加算することによって全ての保護装置のそれぞれ１つの電流値の合計を形成し、
−  それぞれ形成された合計を設定された許容可能な最大の電流値から減算することによって残りの許容可能な最大の電流値を計算する、
ことを特徴とする。
【００５６】
連続的な加算として以下のことが理解される：
第１の保護装置の電流計測ユニットが電流値を生成してそれを第２の保護装置に伝達する。第２の保護装置の電流計測ユニットが電流値を生成し、それを第１の保護装置から伝達された電流値に加算してその合計を第３の保護装置に伝達する。第３およびその後の各保護装置（存在する場合）が第２の保護装置と同様に動作する。電流値は、いずれも最新、好適には最後に電流計測ユニットによって生成された電流値に係り、それが最新の、好適には電流計測ユニットによって最後に生成された電流値を示す。上述したステップが反復され、それによって全ての保護装置のそれぞれ１つの電流値の合計が形成される。形成された合計をいずれも許容可能な最大の電流値から減算し、それによって残りの許容可能な最大の電流値が得られる。加算および減算は、いずれも該当する保護装置の制御ユニットによって実施することが好適である。
【００５７】
さらに、通信チェーンを介して前記残りの許容可能な最大の電流値を他の全ての保護装置に伝達することが好適であり、そのことによって特に、伝達されるべき残りの許容可能な最大の電流値を極めて迅速に全ての保護装置に伝達することができ、マイクロスイッチの開放および／または閉鎖についての決定のために利用可能になるという利点が得られる。この点に関して、残りの許容可能な最大の電流値の計算と他の全ての保護装置への伝達が共通の電源線内に通流する電流の１つの周期間隔内に実施されることが極めて好適であり、それによって通信チェーン内における保護装置のマイクロスイッチの開放および／または閉鎖についての極めて迅速な決定が可能になる。共通の電源線内に直流電流が通流する場合でも、例えば適宜な時間数値を保護装置内に設定することによって同様に適宜に高頻度な電流計測を実施することができる。
【００５８】
加えて、共通の電気回路が複数の保護装置のいずれも１個の出力と、またいずれも１本の電源線が保護装置のそれぞれ１個の入力と結合されてなる、上述した本発明に係る保護システムを制御するために、
−  各保護装置に対して最大開放継続時間数値を設定し、
−  各一つの保護装置のマイクロスイッチの開放状態を判定して判定された開放状態を他の全ての保護装置に伝達し、
−  各１つの保護装置の伝達された開放状態がその保護装置に対して設定された最大開放継続時間数値より長く継続的に、それのマイクロスイッチの他に少なくとも１個の別のマイクロスイッチが閉鎖されているという理論を示す場合に、保護装置のマイクロスイッチを開放する、
各ステップを好適に設けることができる。
【００５９】
上述した１台を除く全ての回路遮断器の開放によって、同一時点において全ての保護装置のマイクロスイッチのうちの１個のみが閉じられ、それによって少なくとも１個の負荷を有する共通の電気回路が電源線のうちの唯１本のみと結合されることを可能にすることができる。その際開放状態という概念から、マイクロスイッチが開放あるいは閉鎖されているか、または閉鎖すべきであるか、の状態が理解される。電源線のうちのどれを電気回路と結合して保持すべきであるかについては、特に異なった長さの最大開放継続時間数値を設定することによって制御することができる。
【００６０】
個々の電源線はそれぞれ独自の電源によって給電することができ、それには特に多相電流、例えば三相電流の個別相、または太陽光発電装置あるいは蓄電池からの直流電流、あるいは中央電力供給網からの交流電流等の他の多様な電源が含まれる。いずれも保護装置の１個の出力が共通の電気回路に接続される。各保護装置内においてマイクロスイッチの開放状態を判定し、例えば通信インタフェースおよび／または共通のバスシステムを介して他の全ての保護装置に伝達することができる。上記の判定および伝達は、継続的に反復することが好適である。
【００６１】
例えば１台の保護装置のマイクロスイッチが閉鎖されて、少なくとも１台の別の保護装置のマイクロスイッチが閉鎖されるべきであるという情報を取得している場合、その保護装置に対して設定されていて例えば前記情報の取得後にカウントし始める最大開放継続時間数値の継続時間の間に他のマイクロスイッチが１つも開放されるべきでないという新しい情報を取得しない限りは、保護装置の制御ユニットによってマイクロスイッチが開放される。
【００６２】
さらに、共通の電気回路が複数の保護装置のいずれも１個の出力と、またいずれも多相電流のうちの１個の相が通流する１本の電源線がいずれも保護装置の１個の入力と結合される、上述した本発明に係る保護システムを制御するために、
−  各１台の保護装置のマイクロスイッチを開放し、
−  各１台の保護装置のそれのマイクロスイッチを閉鎖する準備状態を判定し、判定された準備状態を他の全ての保護装置に伝達し、ならびに、
−  各保護装置に対して他の保護装置がそれらの保護装置のマイクロスイッチを閉じる準備が出来ているという情報が伝達された場合に、各１台の保護装置のマイクロスイッチを同一時点で閉鎖する、
各ステップを好適に含むことができる。
【００６３】
そのことによって特に全ての保護装置のマイクロスイッチの同時あるいは殆ど同時の閉鎖が可能になり、それによって複数保護装置の出力に共通に接続された電気回路に多相電流の全ての相を同時に供給することができる。このことは、例えば電気回路内に配置することができる多相電動機の始動および運転のために極めて有効である。その際１台の保護装置がそれのマイクロスイッチを閉鎖する準備状態の判定は、例えば上述したインピーダンス計測ユニットを使用して個々の相が個々の電源線内に通流している多相電流の周期間隔内に実施することができる。前記の準備状態が各保護装置において確認されかつ他の全ての保護装置に伝達された場合に、それらの全ての保護装置の制御ユニットによってそれらの保護装置のマイクロスイッチが同時に閉鎖される。
【００６４】
次に、本発明の実施例につき、添付図面を参照しながら説明する。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明に係る保護装置の一実施例の構成を概略的に示した説明図である。
【図２】本発明係る保護システムの一実施例の構成を概略的に示したものであり、それの保護装置が入力側で共通の電源線と、また出力側でいずれも個別の電気回路と結合されている構成図である。
【図３】本発明係る保護システムの別の実施例の構成を概略的に示したものであり、それの保護装置が入力側でそれぞれ独自の電源線と、また出力側で共通の電気回路と結合されている構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００６６】
図１に示された本発明に係る保護装置１の実施例は、ヒューズ３と直列に接続されたマイクロスイッチ２と、記憶ユニット４と、電流計測ユニット５と、制御ユニット６を備える。保護装置１は、ヒューズ３に代えて図示されていない回路遮断器を備えることもできる。さらに保護装置１は、電力を導入する電源線に接続するための入力７と少なくとも１台の電気負荷を有する電気回路へ接続するための出力８を備える。
【００６７】
電流計測ユニット５はそれの電流センサ５ｓによってマイクロスイッチ２と出力８の間の電流強度を測定して電流値を生成することができ、その電流値が測定された電流強度を示すものであるとともに制御ユニット６によって処理することができる。記憶ユニット４上には２個の電流数値範囲が記録され、すなわち長時間の過電流状態を定義する長時間過電流数値範囲と短絡状態を定義する短絡電流数値範囲である。さらに記憶ユニット４上には、前記長時間過電流数値範囲に割り当てられた長時間過電流最大継続時間数値と前記短絡電流数値範囲に割り当てられた短絡電流最大継続時間数値が記録される。
【００６８】
制御ユニット６は、電流計測ユニット５によって生成された電流値が前記２個の数値範囲のうちのいずれかあるいは両方の中に存在する場合に、ヒューズ３を溶断させることなくマイクロスイッチ２を適宜な命令によって開放するように構成される。また制御ユニット６はマイクロスイッチ２を再び自動的に閉鎖するようにも構成され、従って長時間過電流状態あるいは短絡状態の後のヒューズ３の交換あるいは再設置が不要となる。
【００６９】
記憶ユニット４上にはさらに長時間過電流数値範囲に割り当てられた長時間過電流最大継続時間数値と短絡数値範囲に割り当てられた短絡最大継続時間数値が記録される。別の動作方式によれば制御ユニット６が、長時間過電流最大継続時間数値および／または短絡最大継続時間数値よりも長い時間間隔にわたって電流計測ユニット５によって生成された電流値が長時間過電流数値範囲および／または短絡数値範囲内に存在することを比較によって検出した場合にマイクロスイッチ２を開放する。
【００７０】
保護装置１はさらに温度計測ユニット９を備え、それが温度センサ９Ｓをヒューズ３の直近に備え、従ってヒューズ３の内部の金属線３Ｗの近辺の温度を計測して測定された温度を示す温度測定値を生成することができる。記憶ユニット４上には、ヒューズ３の金属線３Ｗの過熱状態を定義する超過温度数値範囲とその超過温度数値範囲に割り当てられた超過温度最大継続時間数値が記録される。
【００７１】
別の動作方式によれば制御ユニット６は、長時間過電流最大継続時間数値よりも長い時間間隔にわたって電流計測ユニット５によって生成された電流値が長時間過電流数値範囲内に存在し、かつ超過温度最大継続時間数値よりも長い時間間隔にわたって温度計測ユニット９によって生成された温度測定値が超過温度数値範囲内に存在することを比較によって検出した場合にマイクロスイッチ２を開放する。
【００７２】
保護装置１はさらに、周波数計測ユニット１０、電圧計測ユニット１１、および電力計測ユニット１２、ならびに前記電力計測ユニット１２内に内蔵されたエネルギー計測ユニットと電流計測ユニット５内に内蔵されたインピーダンス計測ユニットの形式の別の計測ユニットを備える。前記別の計測ユニット９ないし１２は、保護装置１内の周波数、電圧、電力、エネルギー、あるいはインピーダンスを計測し、測定された電圧、電力、エネルギー、あるいはインピーダンスを示す電圧数値、電力数値、エネルギー数値、あるいはインピーダンス数値を生成するように構成される。記憶ユニット４上には該当する別の計測ユニットに対応する種類の数値範囲が記録され、すなわち非正常に低い周波数あるいは電圧の状態を定義する過小周波数数値範囲および過小電圧数値範囲、過大な電力需要あるいは過大なエネルギー消費の状態をそれぞれ定義する過剰電力および過剰消費数値範囲、ならびに保護装置の電気回路内の負荷が停止する準備が出来ているとみなされる状態を定義する高インピーダンス数値範囲である。さらに記憶ユニット４上には、前記別の数値範囲にそれぞれ割り当てられた別の最大継続時間数値が記録される。
【００７３】
本発明に係る保護装置の別の動作方式によれば、保護装置の制御ユニット６が、
−  記憶ユニット上に記録された過電流最大継続時間数値より長い時間間隔で電流計測ユニット５によって生成された電流値が記憶ユニット上に記録された過電流数値範囲内に存在し（第１の開放要件）かつ、
−  別の最大継続時間数値のうちの１つより長い時間間隔で対応する別の計測ユニット９−１２によって測定された測定値が前記の別の最大継続時間数値に割り当てられた別の数値範囲内に存在する（第２の開放要件）、
場合にマイクロスイッチ２を開放する。
【００７４】
さらに別の動作方式によれば、前記第２の開放要件のみを満たす場合にマイクロスイッチ２を開放するように制御ユニット６が構成される。
【００７５】
さらに別の動作方式によれば、制御ユニット６がさらにエネルギー消費数値を作成して記憶ユニット４上に記録するように構成され、それが記憶ユニット４上に記録された消費時間間隔の間の出力８上に接続可能な電気回路のエネルギー消費を含む。そのため制御ユニット６は、前記消費時間間隔の間に電力計測ユニット１２によって生成された電力測定値を累積的に加算する。さらに別の動作方式によれば、制御ユニット６が、電気回路内の異なった負荷のエネルギー消費数値を負荷特性の評価によって作成して記憶ユニット４上に蓄積するように構成される。
【００７６】
保護装置１は、その保護装置１に電力を供給するための電力供給ユニット１３をさらに備え、それが入力７に接続可能な配電網あるいはその他の電源によって給電することができる。さらに、保護装置１は無線式のデータ伝送のための通信インタフェース１４を備える。この通信インタフェース１４は図示されていない特定のＩＰアドレスを有する外部通信インタフェースに対して保護装置１内に生成された測定値にアクセスすることを許可する。しかしながら、記憶ユニット４上に記録されたエネルギー消費数値へのアクセスは保護装置１のユーザによって設定可能なユーザＩＤとパスワードを入力することによってのみ可能になり、そのため特に電力供給事業者はエネルギー消費数値へのアクセス権を持たない。
【００７７】
図２の保護システム１５は、いずれも図１に示された保護装置１と同様な４個の保護装置１Ａないし１Ｄを備える。各保護装置１Ａ−１Ｄはそれらの入力７Ａ−７Ｄ上で交流電流を導入する電力網１６の形式の共通の電源線に接続され、前記配電網は中央の電力供給業者によって供給された交流電力を導入する。各保護装置１Ａ−１Ｄはさらに、それらの出力８Ａ−８Ｄ上でそれぞれ図示されていない複数の負荷を備えた独自の電気回路１７Ａ−１７Ｄに接続される。保護装置１Ａ−１Ｄは、無線式に相互に通信する通信インタフェース１８−２３を介して相互に直列に通信接続され、それによって通信チェーンを形成する。そのため、保護装置１Ａ，１Ｄが通信チェーンの末端上にそれぞれ１個の通信インタフェース１８，２３を備えていて、その他の保護装置１Ｂ，１Ｃはそれぞれ２個の通信インタフェース１９−２２を備える。保護装置１Ａ−１Ｄはさらに、別の通信インタフェース２６を有する通信ユニット２５を含んだ共通のバスシステム２４を介して相互に通信接続される。
【００７８】
以下に、図２に示された保護システム１５の制御および動作について、本発明に係る方法の実施例を参照しながら説明する。電力網１６は、作動電流強度に達成すると作動する電源ヒューズ２７を備える。前記作動電流強度の値は第１の保護装置１Ｄの記憶ユニット４Ａ上に固定的に記録される。
【００７９】
保護システム１５の一動作方式によれば、記録された作動電流強度の値によって第１の保護装置１Ａに対する許容可能な最大の電流値が設定され、その数値から第１の保護装置１Ａの制御ユニット６Ａがそれの電流計測ユニット５Ａによって検出された最後の電流値を減算し、その電流値は電流計測ユニット５Ａによって最後に測定された第１の保護装置１Ａのマイクロスイッチ２Ａと出力８Ａの間の電流強度を示すものである。差値が第２の保護装置１Ｂに対する許容可能な最大の電流値に相当し、それが通信チェーン内で第２の保護装置１Ｂに伝達される。その伝達は、第１の保護装置１Ａあるいは第２の保護装置１Ｂの相互に通信接続された２個の通信インタフェース１８，１９を使用して実施される。
【００８０】
第２の保護装置１Ｂの制御ユニット６Ｂは受信したその第２の保護装置１Ｂに対する許容可能な最大の電流値から電流計測ユニット５Ｂによって最後に検出された電流値を減算し、その電流値は電流計測ユニット５Ｂによって最後に測定された第２の保護装置１Ｂのマイクロスイッチ２Ｂと出力８Ｂの間の電流強度を示すものである。差値が第３の保護装置１Ｃに対する許容可能な最大の電流値に相当し、それが通信チェーン内で相互に通信接続された第２の保護装置１Ｂおよび第３の保護装置１Ｃの２個の通信インタフェース２０，２１を使用して第３の保護装置１Ｃに伝達される。第４の保護装置１Ｄに対する許容可能な最大の電流値の計算とその第４の保護装置１Ｄへの伝達は、第２の保護装置１Ｂの場合と同様な方式で実施される。
【００８１】
第４の保護装置１Ｄの制御ユニット６Ｄは受信したその第４の保護装置１Ｄに対する許容可能な最大の電流値から電流計測ユニット５Ｄによって最後に検出された電流値を減算し、その電流値は電流計測ユニット５Ｄによって最後に測定された第４の保護装置１Ｄのマイクロスイッチ２Ｄと出力８Ｄの間の電流強度を示すものである。差値が保護システム１５に対する残りの許容可能な最大の電流値に相当し、通信チェーンを介して他の全ての保護装置１Ａ−１Ｃに伝達される。
【００８２】
前記の方式の保護装置１Ａ−１Ｄに対する許容可能な最大の電流値の判定および計算によれば、保護装置１Ａが可能性のある電流受容に関して最高の優先度を得る。その優先度は通信チェーン内の保護装置から保護装置へと低下し、第４の保護装置１Ｄにおいて最小となる。第２ないし最後の保護装置１Ｂ−１Ｄの各制御ユニット６Ｂ−６Ｄが、該当する保護装置１Ｂ−１Ｄに対する許容可能な最大の電流値が負である場合に、マイクロスイッチ２Ｂ−２Ｄを開放する。第１の保護装置１Ａの制御ユニット６Ａは、保護装置１Ａ内に形成された差値が負である場合に、マイクロスイッチ２Ａを開放する。
【００８３】
その際、全ての保護装置１Ａ−１Ｄに対する許容可能な最大の電流値の計算と保護システム１５に対する残りの許容可能な最大の電流値の他の全ての保護装置１Ａ−１Ｃへの伝達を含んでなる方法サイクルは、電力網１６内を流れる交流電流の１つの周期間隔内に実施される。完了した方法サイクルに対して直接次の方法サイクルが続き、従って電力網内を通流する交流電流の各周期につき保護装置１Ａ−１Ｄの制御ユニット６Ａ−６Ｄによってマイクロスイッチ２Ａ−２Ｄを開放すべきかどうかの決定が新たになされる。
【００８４】
先に開放されたマイクロスイッチ２Ａ−２Ｄの閉鎖は、マイクロスイッチ２Ａ−２Ｄの開放後に計算された、最新の利用可能な保護装置１Ａ−１Ｄに対する許容可能な最大の電流値が記録された電流値よりも大きい場合に、マイクロスイッチ２Ａ−２Ｄの開放前に最後に該当する保護装置１Ａ−１Ｄの電流計測ユニット５Ａ−５Ｄによって生成された電流値を保護装置１Ａ−１Ｄの記憶ユニット４Ａ−４Ｄに記録してマイクロスイッチ２Ａ−２Ｄを再び閉鎖することによって実施される。
【００８５】
保護システム１５の別の動作方式によれば、許容可能な最大の電流値が、第１の保護装置１Ａの記憶ユニット４Ａ上に記録された電源ヒューズ２７の作動電流強度の値によって決定される。許容可能な最大の電流値から、全ての保護装置１Ａ−１Ｄのいずれも１つの電流値の合計が減算される。
【００８６】
そのため、第１の保護装置１Ａの制御ユニット６Ａが許容可能な最大の電流値からその第１の保護装置１Ａの電流計測ユニット５Ａによって検出された最後の電流値を減算する。形成された差値が通信チェーン内の第２の保護装置１Ｂに伝達される。第２の保護装置１Ｂの制御ユニット６Ｂは、受信した差値からその第２の保護装置１Ｂの電流計測ユニット５Ｂによって最後に検出された電流値を減算する。形成された差値が第３の保護装置１Ｃに伝達され、そこで第２の保護装置１Ｂの場合と同様な方式で差値が形成され、第４の保護装置１Ｄに伝達される。第４の保護装置１Ｄは受信した差値から電流計測ユニット５Ｄによって最後に検出された電流値を減算する。形成された差値は保護システム１５に対する残りの許容可能な最大の電流値に相当し、それが通信チェーンを介して最初の３台の保護装置１Ａ−１Ｃに伝達される。
【００８７】
その際、全ての保護装置１Ａ−１Ｄ内の差値の形成と残りの許容可能な最大の電流値の最初の３台の保護装置１Ａ−１Ｃへの伝達を含んでなる方法サイクルは、電力網１６内を流れる交流電流の周期間隔内に実施される。完了した方法サイクルに対して直接次の方法サイクルが続き、従って電力網内を通流する交流電流の各周期につき各保護装置１Ａ−１Ｄに対して残りの許容可能な最大の電流値が伝達される。
【００８８】
全ての保護装置１Ａ−１Ｄの記憶ユニット４Ａ−４Ｄ上には、さらにそれぞれ最大開放継続時間数値が記録される。通信チェーンを介して伝達される残りの許容可能な最大の電流値が保護装置１Ａ−１Ｄの最大開放継続時間数値よりも長く継続的に負である場合に、それらの保護装置の制御ユニット６Ａ−６Ｄがマイクロスイッチ２Ａ−２Ｄを開放する。従って記憶ユニット４Ａ−４Ｄ上に最も高い最大開放継続時間数値が記録されている保護装置１Ａ−１Ｄが可能性のある電流受容に関して最も高い優先度を取得し、記憶ユニット４Ａ−４Ｄ上に最も低い最大開放継続時間数値が記憶されている保護装置１Ａ−１Ｄは最も低い優先度を取得する。
【００８９】
図３に示された本発明に係る保護システム１５の別の実施例は、図２に示された最初の３台の保護装置１Ａ−１Ｃを含み、それらが合計４個の通信インタフェース１８−２１を介して前述したような方式で通信チェーンを形成する。保護装置１Ａ−１Ｃはさらに共通のバスシステム２４を介して、別の通信インタフェース２６を有する通信ユニット２５と、相互に通信結合される。保護装置１Ａ−１Ｃの入力７Ａ−７Ｃは、いずれも図示されていない三相発電機の電源線１６Ａ−１６Ｃに接続され、その際電源線１６Ａ−１６Ｃのそれぞれが三相電流の１相を導電する。保護装置１Ａ−１Ｃの３個の出力８Ａ−８Ｃは、図知れていない複数の負荷を備えた共通の電気回路１７Ａと結合される。
【００９０】
図３に示された保護システム１５の一動作方式によれば、１個を除いて全てのマイクロスイッチが開放される。そのため、保護装置１Ａ−１Ｃの記憶ユニット４Ａ−４Ｃ上にいずれも開放継続時間数値が記録され、それが保護装置１Ａに対して最も大きく、第２の保護装置１Ｂに対しては第１の保護装置１Ａよりも小さく、また第３の保護装置１Ｃに対しては最も小さくなる。
【００９１】
各電源線１６Ａ−１６Ｃ内に導入された相の周期間隔以内にマイクロスイッチ２Ａ−２Ｃがそれの開放状態を検出して共通のバスシステム２４を介して即座に他の全ての保護装置１Ａ−１Ｃに伝達する。代替的あるいは追加的に、通信チェーンを介しての伝達を行うこともできる。従って各保護装置１Ａ−１Ｃに対して、どのマイクロスイッチ２Ａ−２Ｃが開放されているかあるいは閉鎖されているかについての情報が三相電流の周期間隔内に伝達される。
【００９２】
例えば第１の保護装置１Ａと第２の保護装置１Ｂのマイクロスイッチ２Ａ，２Ｂが閉鎖されているとして、前記の受信した情報が第２の保護装置１Ｂに対する最大開放継続時間数値より長く開放状態を保持した場合に、第２の保護装置１Ｂの制御ユニット６Ｂがそれのマイクロスイッチ２Ｂを開放する。第１の保護装置１Ａに対する最大開放継続時間数値が第２の保護装置１Ｂのものよりも大きく従って第２の保護装置１Ｂのマイクロスイッチ２Ｂの開放後に第１の保護装置１Ａを除いた他の保護装置１Ｂ，１Ｃのいずれも閉鎖されたマイクロスイッチ２Ｂ，２Ｃを有することがないため、第１の保護装置１Ａの制御ユニット６Ａはそれのマイクロスイッチ２Ａを開放しない。
【００９３】
図３に示された保護システム１５の別の動作方式によれば、全てのマイクロスイッチ２Ａ−２Ｃが開放され、また同時に再び閉鎖される。この動作方式は、例えば電気回路１７Ａ内の図示されていない三相電動機が始動および運転される場合に機能する。マイクロスイッチ２Ａ−２Ｃの閉鎖は、各保護装置１Ａ−１Ｃ内においてそれのマイクロスイッチ２Ａ−２Ｃが点入準備されていてかつ対応する情報が他の全ての保護装置１Ａ−１Ｃに対して伝達によって利用可能に提供されたことが判定された後に、実施される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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