(57)【要約】過電流引外し装置の特性線全体の経過は単調に低下しなければならないが、それは設定値の決められた選択時に常に生じるとは限らない。本発明では、過負荷領域における過電流引外しの特性線が、短時間遅れ短絡領域に達する前に存在する特性線部分のために、短い遅れ時間に関係する、電流に無関係の遅れ時間に設定可能であり、この遅れ時間は少なくとも短い遅れ時間と同じ大きさである。この引外し装置は特にロゴウスキーコイルによる電流測定の際に有利である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
動作電流（ＩＲ）、慣性度（ｔＲ）、短時間遅れ短絡電流（Ｉｓｄ）、短い遅れ時間（Ｔｓｄ）、及び遅れなし短絡電流（Ｉｉ）の設定値によって、過負荷領域（Ｉ）、短時間遅れ短絡領域（ＩＩ）、及び遅れなし短絡領域（ＩＩＩ）に分割された特性線を有する低電圧遮断器の電子式過電流引外し装置において、
過負荷領域（Ｉ）の特性線は、短時間遅れ短絡領域（ＩＩ）に達する前に存在する特性線部分のために、短い遅れ時間（Ｔｓｄ）に関係する、電流に無関係の遅れ時間（Ｔｓｄｉ）に設定可能であり、電流に無関係の遅れ時間（Ｔｓｄｉ）は短い遅れ時間（Ｔｓｄ）と少なくとも全く同じ大きさであることを特徴とする低電圧遮断器の電子式過電流引外し装置。
【請求項２】
過負荷領域の、電流に無関係の遅れ時間（Ｔｓｄｉ）が、短い遅れ時間（Ｔｓｄ）を予め定められたパーセント値だけ増大させた値であることを特徴とする請求項１記載の電子式過電流引外し装置。
【請求項３】
過負荷領域の、電流に無関係の遅れ時間（Ｔｓｄｉ）が、短い遅れ時間（Ｔｓｄ）を予め定められた時間だけ増大させた値であることを特徴とする請求項１記載の電子式過電流引外し装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、動作電流ＩＲ、慣性度ｔＲ、短時間遅れ短絡電流Ｉｓｄ、短い遅れ時間Ｔｓｄ、及び遅れなし短絡電流Ｉｉの設定値によって、過負荷領域Ｉ、短時間遅れ短絡領域ＩＩ、及び遅れなし短絡領域ＩＩＩに分割された特性線を有する低電圧遮断器の電子式過電流引外し装置に関する。
【０００２】
電気設備においては、下位の負荷や設備、および最終的には遮断器自体を過負荷及び短絡から保護するために遮断器が用いられる。固有の遮断器を備えた負荷分岐回路を配線すること、上位の遮断器を備えた多数の分岐回路を配線すること、等によって、枝状に広がった開閉器システムが生じる。この開閉器システムは故障を発生した分岐回路を選択的に遮断することを前提としている。その場合、多くの開閉器が同時にではなく、故障箇所の直前に配置された開閉器しか遮断しないということを前提条件としている。その開閉器によって故障が処理できな場合に初めて、次位に段付けされた開閉器が遮断動作をしなければならない。
【０００３】
この選択性の達成は基本的には電流段付け及び／又は時間段付けによって可能である。つまり、過電流引外し装置は異なる動作電流に設定され、及び／又は引外しの遅れ時間は多段化される。最下位に段付けられる負荷は遅れを含まず、高位に段付けられる負荷はそれぞれ比較的長い遅れを含んでいる。
【０００４】
過電流引外し装置には通常、過負荷、短時間遅れ短絡、及び遅れなし短絡の各領域に区分される引外し特性線が設定される。その場合、過負荷特性線は一般に式Ｉ２ｔ＝一定値となるように選定される。引外し装置の動作電流ＩＲと、測定電流ＩＲの６倍に対する引外し時間ｔａの上限を決定する過負荷特性線の慣性度ｔＲとを決定することによって、その一定値は規定することができる。規則によれば、動作電流の１．２倍のとき、引外しは遅くとも７２００秒後に行われる。そのことから、過負荷特性線の下限すなわち垂直特性線部分が生じる。
【０００５】
電流値が大きくなると、過負荷特性線は短時間遅れの短絡特性線によって制限される。それによって、電流に対する設定値Ｉｓｄに対して保証遅延時間ｔｓｄが決定される。短時間遅れの短絡特性線の経過はここでも式Ｉ２ｔ＝一定値となるようにすることができる。しかし、その経過は通常電流とは無関係であるとして決定され、それゆえ特性線全体において水平な特性線分が生じる。
【０００６】
このことは電流値Ｉｉによって決定される遅れなし引外し領域によって制限される。この領域では遅れが考慮されないので、この時間値は引外し時間、電流検出時間、及び開閉器の固有時間の総和によってのみ決定される。
【０００７】
特性線全体の経過は、各電流値に特定の引外し時間が与えられ一義的な選択段付けが可能になるようにするために、単調に低下しなければならない。選択性は、異なる段付けをされた遮断器が、各段付け毎に電流増大方向及び／又は引外し時間延長方向にシフトされて共通の特性線に全く接しないか交差しないような引外し特性線を備えることによって達成される。好ましくない許容誤差状態が存在する場合でも選択損失を生じないようにするために、実際上は或る程度の最小間隔が必要である。
【０００８】
単調低下する特性線全体は、過負荷特性線の領域から短時間遅れ短絡引外しの領域へ移行する際、設定された特性値ＩＲ、ｔＲ、Ｉｓｄ、ｔｓｄによって、時間値が過負荷領域から短時間遅れ短絡引外し領域へ低下する垂直線分が生じる場合に常に保証される。
【０００９】
通常の鉄心付き変流器による電流測定を可能とするために、鉄心飽和に基づいて通常の設定値を用いて、単調低下する特性線が自動的に生じる制限された測定領域が生じる。
【００１０】
しかし動作電流ＩＲが短時間遅れの短絡引外しのための電流Ｉｓｄに対して非常に小さく選定されると（これは大きなダイナミック領域に相当する）、過負荷特性線の領域における時間値は、その動作電流が短時間遅れの引外しのための値にジャンプする前に、短時間遅れの引外しより短くなる。すなわち、過負荷領域から短時間遅れの引外し領域へ移行する際、時間値は増大する。このようなダイナミック領域を利用することにより、例えば、鉄心付き変流器の代りに、測定領域が理論的に制限されないロゴウスキーコイルを用いることが可能になる。ロゴウスキーコイルを用いた電流検出法は古くから知られており、最近では特に現実的なものとなっている（例えば、独国実用新案第９４２１２４０号明細書または独国特許第１９５２３７２５号明細書参照）。
【００１１】
引外し装置の上述の特性は、高いダイナミック領域でも利用できるようにするものである。というのは、過電流引外し装置に対して、ＩＲ／Ｉｓｄという比の制限、または慣性度ｔＲの制限が必要であったからである。しかし、このような制限によって選択段付けの可能性が同様に失われることになる。
【００１２】
本発明の課題は、電流領域全体において特性線全体が単調低下することを保証する低電圧遮断器の電子式過電流引外し装置を提供することである。
【００１３】
この課題は本発明によれば請求項１の特徴部に記載した構成によって達成される。好ましい実施態様は従属請求項に記載されている。
【００１４】
本発明によれば、過負荷領域における過電流引外し装置の特性線は、短時間遅れ短絡領域に達する前に存在する特性線部分のために、短い遅れ時間Ｔｓｄに関係する、電流に無関係の遅れ時間Ｔｓｄｉに設定可能であり、電流に無関係の遅れ時間Ｔｓｄｉは短い遅れ時間Ｔｓｄと少なくとも全く同じ大きさである。
【００１５】
電流に無関係の遅れ時間Ｔｓｄｉは、短い遅れ時間Ｔｓｄを予め定められたパーセント値だけ増大させた値、または短い遅れ時間Ｔｓｄを予め定められた時間だけ増大させた値とすることができる。
【００１６】
過電流引外し装置は、予め定められた特性値から、Ｉ２ｔ＝一定値で低下する過負荷特性線が電流に無関係の過負荷領域へ移行するための電流値と時間値の組合せを一義的に決定することができる。今やこの組合せの値は選択性を考慮する上で各過電流引外し装置に対して、水平に推移する特性線部分が互いに必要な最小間隔を持つように設定することができる。それらの組合せ値の設定は利用者に対しては無用なものである。なぜなら、それらの値は存在する設定値から自動的に生じるからである。
【００１７】
以下において本発明を実施例を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１には、電子式過電流引外し装置の特性線図が示されている。そこには、動作電流ＩＲに対する電流Ｉと引外し時間ｔａとの関係が示されている。特性線は、動作電流ＩＲのほかに、動作電流ＩＲの６倍のときの引外し時間ｔａ、並びに短時間遅れ短絡電流Ｉｓｄの設定値及びそれに対応する短い遅れ時間ｔｓｄによって決定される。遅れなし領域の開始は遅れなし短絡電流Ｉｉの設定値によって決定される。初期の垂直な特性線部分は、ＩＥＣ ６０ ９４７−２によれば、動作電流ＩＲの１．０５〜１．２倍の間にある。図示の特性線は二重対数座標における値として示されている。
【００１９】
これを用いてまず３つの領域について説明する。まず過負荷領域Ｉである。ここでは、Ｉ２ｔ＝一定である。次に、電流に無関係の遅れ時間ｔａの領域として短時間遅れの短絡引外し領域ＩＩがあり、最後に、遅れなしの短絡引外し領域ＩＩＩがある。
【００２０】
図示の例のように、短時間遅れ短絡電流Ｉｓｄの設定値が動作電流ＩＲに対して相応に高く設定される場合（これは電流測定用のロゴウスキーコイルを使用した際に可能になる）、特性線は短時間遅れ短絡電流Ｉｓｄに対する設定値の下の過負荷領域Ｉ内に落ちる。特性線はもはや一義的ではなくなり、選択段付けにおいて図示の特性線の下に位置する次に低い選択段の遮断器の特性線を切ることになる。このようにして選択性はもはや与えられない。
【００２１】
今や他のパラメータを与えることによって、過負荷特性線が常に短い遅れ時間ｔｓｄを明らかに上回るようにすることができる。そのため、付加的な特性線部分として、電流に無関係の過負荷領域ＩＶが設定される。この過負荷領域ＩＶは過負荷領域Ｉの単調垂下部を短時間遅れの短絡引外し領域ＩＩに接続する。電流に無関係の過負荷領域ＩＶの垂直位置決めは短い遅れ時間ｔｓｄのために一定時間値、例えば０．２ｓを電流に無関係の遅れ時間ｔｓｄｉに付加することによって行われる。このようにして下位の遮断器に対する選択性が再び可能になる。
【００２２】
マイクロプロセッサによって制御される引外し装置の場合、全面的にソフトウェアによって実現することが可能である。簡単なＩＦ応答により、過負荷保護の引外しが、短い遅れ時間ｔｓｄに設定時間値を加えた時間より短い時間で引外されることがないように保証することができる。単調垂下する過負荷領域Ｉが電流に無関係の過負荷領域ＩＶへ移行するための電流値と時間値との組合せは、電子式過電流引外し装置の場合、各場合とも引外し装置によって自ら決定することができるので、さらなる設定作業をする必要がない。
【００２３】
図２はブロック図を参照して過電流引外し装置の機能を示したものである。パラメータとして動作電流ＩＲ、慣性度ｔＲ、短時間遅れ短絡電流Ｉｓｄ、短い遅れ時間ｔｓｄ、及び遅れなし短絡電流Ｉｉとともに、過負荷保護のために、短い遅れ時間ｔｓｄの設定値から一定時間値（ここでは０．２ｓｅｃ）を加えることによって生じる電流に無関係の過負荷領域ＩＶに対する他のパラメータが用意されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による過電流引外し装置の特性線を示す線図。
【図２】図１の過電流引外し装置の概略構成を示すブロック図。
【符号の説明】
ＩＲ動作電流
ｔａ引外し時間
ｔｓｄ短い遅れ時間
ｔｓｄｉ電流に無関係の遅れ時間
ｔＲ慣性度
Ｉｓｄ短時間遅れ短絡電流
Ｉｉ遅れなし短絡電流
【図１】
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【図２】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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