(57)【要約】本発明は、接触部を有するスイッチング装置の試験、制御および調節を行う方法と、スイッチング装置と、コンピュータプログラムに関する。当該スイッチング装置は、電気モータ（６）と、電気モータから接触部（４、５）の一方までの運動を変換するための機械的連結装置（４１）とを具備する。動作中の接触部の位置、速度、および／または加速度は、動作中に制御される。制御ユニット（４３）により、スイッチング装置の動作は実時間で適応的に制御される。格納手段（７０）が提供され、スイッチング装置の測定、事象および故障に関する情報を収容し、動作パラメータを含む。スイッチング装置の自己診断テストに関する情報も同様にログに格納することができる。
2004509435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接触部と、電気モータ（６）と、前記電気モータ（６）から少なくとも１つの接触部（４、５）までの運動を変換する機械的連結装置（４１）とを具備するスイッチング装置を制御および調節する方法であって、
少なくとも１つの接触部の位置、速度および／または加速度を取得し、および動作中に少なくとも１つの接触部の位置、速度および／または加速度を制御することを含み、スイッチング装置の事象およびスイッチング装置に関する測定値をログ記録および格納することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つの接触部の位置、速度および／または加速度を実時間で適応的に制御することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
電気モータ（６）は回転モータであり、前記少なくとも１つの接触部の位置、速度および／または加速度はロータ（１３）の位置、速度および／または加速度から取得されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
電気モータ（６）は回転モータであり、電気モータ（６）のロータ（１３）の位置、速度および／または加速度を制御することにより前記少なくとも１つの接触部の位置、速度および／または加速度を制御することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
特定の電流を遮断することにより、少なくとも１つの接触部の位置、速度および／または加速度を、動作中に制御することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
少なくとも１つの接触部の位置、速度および／または加速度を動作中に制御して、スイッチング装置を流れる電流のゼロ交差と同期化した遮断動作時に、接触部を離間させることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
少なくとも１つの接触部の位置、速度および／または加速度を動作中に制御して、スイッチング装置の電圧と同期化した閉動作時に接触部を接触させることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
事象および故障に関する情報を事象／故障ログに格納することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
動作からの特徴パラメータを動作ログに格納することを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記パラメータが接触部（４、５）の位置、速度および／または加速度、ロータ（１３）の位置、速度および／または加速度、動作に要求されるエネルギーおよび／または動作中のスイッチング装置の温度のパラメータを含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記パラメータは動作中のスイッチング装置の電圧およびスイッチング装置を流れる電流のパラメータを含むことを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
スイッチング装置の最終動作からの詳細データを最終動作ログに格納することを特徴とする請求項９ないし請求項１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
電気エネルギーがコンバータ（４４）を介してモータ（６）に供給されることと、前記データが接触部（４、５）の位置、速度および／または加速度、ロータ（１３）の位置、速度および／または加速度、コンバータの動作、動作に要求されるエネルギーおよび／またはスイッチング装置の温度に関する時間の経過に伴うデータを含むこととを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記データがスイッチング装置の電圧およびスイッチング装置を流れる電流の時間の経過に伴うデータを含むことを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
動作と動作の間、および動作中のスイッチング装置の電圧およびスイッチング装置を流れる電流のデータを、長時間ログに格納することを特徴とする請求項１ないし請求項１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
プロセッサを用いて取得した情報を処理し、および／または関連する指令を出し、当該プロセッサはコンピュータプログラムに基づいて動作することを特徴とする請求項１ないし請求項１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
接触部、電気モータ（６）および電気モータ（６）から少なくとも１つの接触部までの運動を変換する機械的な連結装置（４１）を具備するスイッチング装置の状態を評価する方法であって、当該スイッチング装置の構成要素に対して自己診断テストを実行することを特徴とする方法。
【請求項１８】
前記テストは１以上の小規模なモータの運動を行うこと含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
スイッチング装置の動作のための電気エネルギーを格納する格納手段をさらに具備するスイッチング装置に関する請求項１７または請求項１８に記載の方法であって、前記テストが前記格納手段をわずかに充電または放電することを含むことを特徴とする方法。
【請求項２０】
外部命令または内部状態による誘発の結果前記テストを実行することを特徴とする請求項１７ないし請求項１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
接触部（４、５）、電気モータ（６）、および電気モータ（６）から少なくとも１つの接触部（４、５）までの運動を変換する機械的連結装置（４１）を具備し、少なくとも１つの接触部の位置、速度および／または加速度を取得するための記録手段と、少なくとも１つの接触部の位置、速度および／または加速度を動作中に制御するための制御手段とをさらに具備するスイッチング装置であって、当該スイッチング装置がスイッチング装置の事象およびスイッチング装置に関する測定値を記録および格納するための手段を具備することを特徴とするスイッチング装置。
【請求項２２】
前記制御手段は、動作中に実時間で少なくとも１つの接触部の位置、速度および／または加速度を適応的に制御するための制御手段であることを特徴とする請求項２１に記載のスイッチング装置。
【請求項２３】
電気モータ（６）が回転モータであることと、前記記録手段（４２）が電気モータ（６）のロータ（１３）の位置、速度および／または加速度を取得するように構成されることとを特徴とする請求項２１または請求項２２に記載のスイッチング装置。
【請求項２４】
電気モータ（６）が回転モータであることと、前記制御手段が電気モータ（６）のロータ（１３）の位置、速度および／または加速度を制御するように構成されることとを特徴する請求項２１ないし請求項２３のいずれか１項に記載のスイッチング装置。
【請求項２５】
スイッチング装置の動作のための電気エネルギーの格納手段がキャパシタバンク（４４）および／またはバッテリであることを特徴とする請求項２１ないし請求項２４のいずれか１項に記載のスイッチング装置。
【請求項２６】
前記制御手段（４３）がスイッチング装置により遮断される電流のアンペア値に応じて動作するように構成されることを特徴とする請求項２１ないし請求項２５のいずれか１項に記載のスイッチング装置。
【請求項２７】
前記制御手段が、スイッチング装置を流れる電流のゼロ交差と同期化された遮断動作時に、接触部を離間させるように構成されることを特徴とする請求項２１ないし請求項２６のいずれか１項に記載のスイッチング装置。
【請求項２８】
前記制御手段が、スイッチング装置の電圧と同期化された閉動作時に、接触部を接触させるように構成されることを特徴とする請求項２１ないし請求項２７のいずれか１項に記載のスイッチング装置。
【請求項２９】
動作からの特性パラメータを動作ログにログ記録および格納する手段を具備することを特徴とする請求項２１ないし請求項２８のいずれか１項に記載のスイッチング装置。
【請求項３０】
前記パラメータが、接触部の位置、速度および／または加速度、ロータ（１３）の位置、速度および／または加速度、動作に要求されるエネルギーおよび動作中のスイッチング装置の温度のパラメータを含むことを特徴とする請求項２９に記載のスイッチング装置。
【請求項３１】
前記パラメータが動作中のスイッチング装置の電圧およびスイッチング装置を流れる電流のパラメータを含むことを特徴とする請求項２９または請求項３０に記載のスイッチング装置。
【請求項３２】
スイッチング装置の最終動作から詳細データを最終動作ログにログ記録および格納する手段を具備することを特徴とする請求項２１ないし請求項３１のいずれか１項に記載のスイッチング装置。
【請求項３３】
コンバータ（４４）を含むことと、前記データが接触部（４、５）の位置、速度および／または加速度、ロータ（１３）の位置、速度および／または加速度、動作に要求されるエネルギーおよび／またはスイッチング装置の温度に関連する時間の経過に伴うデータを含むこととを特徴とする請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
前記データがスイッチング装置の電圧およびスイッチング装置を流れる電流の時間の経過に伴うデータを含むことを特徴とする請求項３２または請求項３３に記載のスイッチング装置。
【請求項３５】
動作と動作の間、および動作中のスイッチング装置の電圧およびスイッチング装置を流れる電流のデータを長時間ログに格納する手段を具備することを特徴とする請求項２１ないし請求項３４のいずれか１項に記載のスイッチング装置。
【請求項３６】
スイッチング装置がプロセッサとコンピュータ製品を具備し、当該プロセッサはスイッチング装置に関する情報を処理し、および／またはスイッチング装置に指令を出すように構成され、当該プロセッサはコンピュータプログラム製品のコンピュータプログラムに基づいて動作することを特徴とする請求項２１ないし請求項３５のいずれか１項に記載のスイッチング装置。
【請求項３７】
接触部（４、５）、電気モータ（６）、および電気モータから少なくとも１つの接触部までの運動を変換する機械的連結装置（４１）を具備し、自己診断テストを行うテスト手段をさらに具備することを特徴とするスイッチング装置。
【請求項３８】
前記テスト手段が小規模なモータの運動を行う手段を含むことを特徴とする請求項３７に記載のスイッチング装置。
【請求項３９】
スイッチング装置の動作のための電気エネルギーを格納するための格納手段をさらに具備し、自己診断テストを行う手段が前記格納手段をわずかに充電または放電する手段を含むことを特徴とする請求項３７または請求項３８に記載のスイッチング装置。
【請求項４０】
外部命令および／または内部状態の結果、自己診断テストを開始する手段を具備することを特徴とする請求項３７ないし請求項３９のいずれか１項に記載のスイッチング装置。
【請求項４１】
コンピュータプログラム製品がプロセッサに対し請求項１６に記載の方法を実行する指令を含むことを特徴とするコンピュータプログラム製品。
【請求項４２】
プロセッサに対し請求項１６に記載の方法を実行する指令を含むことを特徴とするコンピュータで読取り可能な媒体。
【請求項４３】
請求項３６に記載のスイッチング装置のプロセッサに対する指令を含むことを特徴とするコンピュータプログラム製品。
【請求項４４】
請求項３６に記載のスイッチング装置のプロセッサに対する指令を含むことを特徴とするコンピュータで読取り可能な媒体。
【請求項４５】
インターネット等のネットワークを介して供給されることを特徴とする請求項４１または請求項４３に記載のコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の技術分野
本発明は、接触部を有するスイッチング装置を試験、制御、および調節する方法と、スイッチング装置と、コンピュータプログラムに関する。当該スイッチング装置は、電気モータと、電気モータから少なくとも１つの接触部までの運動を変換するための機械的連結装置とを具備する。当該スイッチング装置は、１つ以上の電気モータと、各電気モータから少なくとも１つの接触部までの運動を変換するための１つ以上の機械的連結装置とを具備することができる。少なくとも１つの接触部の位置、速度および／または加速度を取得し、動作中の少なくとも１つ接触部の位置、速度および／または加速度を動作中に制御する。当該方法およびスイッチング装置は、特に中高電圧網に適用することを目的とする。
【０００２】
従来技術
従来より、スイッチング装置の動作は、スイッチング装置を開閉させるのに十分なエネルギーを有するバネ機構を使用することにより行われている。旧式のバネ動作機構では、開閉信号は、現時点での実時間信号に限られる。バネ機構では、１つの開閉動作から次の開閉動作までの動作時間が正確に同じではない。よって、命令から動作完了までの時間遅延は一定ではない。接触部の運動及び位置を正確に制御および調節することができない。従来のバネスイッチング装置を有するシステムにおける連絡手段は、トリッピングコイルを含む。１１０Ｖの連絡用結線および中継が同様に必要である。
【０００３】
バネ機構を用いたスイッチング装置では、動作のたびに接触部にも同じバネ力が加えられるので、各動作においてどのような不良電流であれ遮断できるようにバネを設計しなければならない。バネ機構では時間遅延は一定でない。バネ機構のシステムでは、非常に限られた解決方法を用いて位置情報しか提供しない。バネ機構方式では、バネ機構の動作に関する情報を収集するために外部測定機器を接続しなければならず、また情報取得を望むスイッチング装置の全ての動作の間該機器を接続状態に保たねばならない。実質的に、これは、スイッチング装置を試験するためには、業務から外し、測定機器を接続していくつかの動作を実施せねばならないことを意味する。
【０００４】
バネ式スイッチング装置に関する欠点を克服するために、電気モータを使用して可動式接触部を動作させることが提案された。ＷＯ００／１３６６２１には、その種のスイッチング装置の一例が開示されている。
【０００５】
ＷＯ００／１３６６２１によると、可動式接触部の運動が制御される。制御ユニットは入力情報を受信し、該情報は、ネットワーク状態に関する情報、可動式接触部の運動、電気モータのロータの運動、および／またはオペレータの指示を含んでいる。この情報に基づいて、制御ユニットは、モータに供給される電流を制御することにより該モータの運動を制御する。当該運動は、制御ユニットに格納された運動の特徴に従い、入力からの帰還情報に適応される。
【０００６】
この周知の装置は、運動を制御できる度合いが高まり、バネ式スイッチング装置に係る重要な改良点を提供している。しかし、当該周知の装置は、可動式接触部の最適な動作を行うのに十分な柔軟性を有していない。
【０００７】
発明の要旨
よって、本発明の第１様態における目的は、可動式接触部の運動が、可動式接触部のタイミングおよび運動の特徴に関して最適化されるように、スイッチング装置の制御および調節方法を改善することである。
【０００８】
本発明の第１様態によると、上記は、請求項１で特定された方法が請求項の特徴部分に示された特有のステップを含むことにより達成される。
【０００９】
可動式接触部の運動に関して取得した情報は、接触部の制御のために使用されるだけではなく、記録および格納される。実際のログ入力とファクトリーログ入力とを比較することにより、スイッチング装置が命令された動作を行っているかについての指標が得られる。また、格納情報により傾向を観察し、場合によっては故障を予測することができる。この情報を格納することによって、各々の動作はそれに続くスイッチング装置の動作に使用可能な情報を供給する。情報は以前の動作の最適な動きからの逸脱を調整するために使用され、それにより制御が最新のものとなる。これにより制御はさらに正確なものとなる。現在の動作と以前の動作に関する情報が制御に寄与するので、本発明の方法によりスイッチング装置の動作制御はより知的なものとなる。
【００１０】
本発明による方法の好ましい実施形態では、少なくとも１つの接触部の位置、速度および／または加速度は実時間で適応的に制御される。
【００１１】
本発明による方法の別の実施形態では、回転モータが使用される場合、ロータの位置、および／または速度から接触部の位置、速度および／または加速度が得られる。ロータが可動式接触部に機械的に連結されるので、ロータの運動に関するデータは、可動式接触部の対応する運動を直接表す。ロータから前記データを取得することは非常に便利であり、可動式接触部の運動を決定する単純な方法である。開／閉命令の受信後約５ｍｓでスイッチング装置が当該運動を開始したかを検知する。この検知結果は、第１スイッチング装置が命令に応答していない場合に、別のスイッチング装置に命令を送るために使用される。
【００１２】
別の実施形態では、ロータの位置、速度および／または加速度を制御することにより可動式接触部の位置、速度および／または加速度の制御が行われる。上述した実施形態のように、これは、機械的連結により確立される、ロータの運動と可動式接触部の運動との間の直接的な関係を利用している。
【００１３】
さらに別の実施形態では、少なくとも１つの接触部の位置、速度および／または加速度の動作中の制御および調節は、特定の遮断電流に基づいて動作中に制御される。スイッチング装置の動作のための所要のエネルギー、および接触部の位置、速度および／または加速度は、短絡回路電流、容量性または誘導性電流または通常の負荷電流等、現状の電流に適応される。電流特性は電流の遮断形態に作用するので、運動を制御する際、遮断される電流の特性に関する情報を使用することは、特に好都合である。よって、この実施形態による運動特性は、しかるべく適応される。
【００１４】
さらに別の実施形態では、少なくとも１つの接触部の位置、速度および／または加速度を動作中に制御して、スイッチング装置を流れる電流のゼロ交差で同期化された接触部の位置、速度および／または加速度を取得する。遮断電流のゼロ交差に係る所定の時間で、遮断動作、および特に接触部の分離が起こることが重要である。
【００１５】
さらに別の実施形態では、少なくとも１つの接触部の位置、速度および／または加速度を動作中に制御して、スイッチング装置の電圧で同期化された接触部の位置、速度および／または加速度を取得する。
【００１６】
高速通信では、正確な所望の開／閉の瞬間を運動制御に連続的に送信することができる。よって所望の瞬間は、接触部の運動が開始した後でも更新されるので、さらに正確な予測および同期化の改善が可能になる。
【００１７】
さらに別の実施形態では、事象及び故障に関する情報は事象／故障ログに格納される。
【００１８】
さらに別の実施形態では、動作からの特性パラメータは動作ログに格納される。
【００１９】
さらに別の実施形態では、接触部の位置、速度および加速度のパラメータ、ロータの位置、速度および／または加速度、動作に要求されるエネルギーおよび動作中のスイッチング装置の温度が動作ログに格納される。
【００２０】
さらに別の実施形態では、動作中の、スイッチング装置の電圧、およびスイッチング装置を流れる電流のパラメータが動作ログに格納される。
【００２１】
さらに別の実施形態では、スイッチング装置の最後の動作からの詳細データが最終動作ログに格納される。
【００２２】
さらに別の実施形態では、接触部の位置、速度および／または加速度、ロータの位置、速度および／または加速度、動作に要求されるエネルギー、および最後の動作中の温度が最終動作ログに時間の関数として格納される。
【００２３】
さらに別の実施形態では、最後の動作中の、スイッチング装置の電圧、およびスイッチング装置を流れる電流が、最終動作ログに時間の関数として格納される。
【００２４】
別の実施形態では、動作と動作の間および動作中の、スイッチング装置の電圧、およびスイッチング装置を流れる電流が、長時間ログに格納される。
【００２５】
本発明によるスイッチング装置を制御および調節するための方法の、上記の好ましい実施形態は、請求項１に従属する請求項に規定される。
【００２６】
本発明の第２様態では、請求項１７に規定される方法が当該請求項の特徴部分で特定されたステップを含むことにより本目的を達成する。可動式接触部を動作させるのに電気モータを使用することにより、非常に簡単に信頼性のある試験を実施することができる。当該試験は、試験の情報に基づく制御が可能になるという意味で、正確な制御を達成するのに寄与している。
【００２７】
本発明の第３様態における目的は、上述したような既知のタイプのスイッチング装置を改善し、可動式接触部の運動がタイミングおよび運動特性に関して最適化されたスイッチング装置を達成することである。
【００２８】
スチッチング装置の状態を評価する方法の好ましい実施形態では、小型モータ運動を行うことによってスイッチング装置に自己診断テストを実施する。当該方法は、スイッチング装置の機能を管理する可能性を提供する。通常、スイッチング装置は、寿命期間を通して静止状態であり、数回の短い瞬間だけしか動作しないので、スイッチング装置が正しく動作準備を完了しているかどうかに関して不確実性が常に存在する。本発明にしたがって制御するとき、短いモータ運動を開始することによって、スイッチング装置の状態を評価するのに十分なデータが取得される。このような試験によって、ロータ位置付けシステムの機能、（設置される場合）コンバータの機能、モータの機能、接触部の機能、電気的格納手段等に関する情報が取得される。小さい運動とは、完全遮断運動の一部のみであり、その１０分の１未満、または２０分の１未満であり、通常は、中圧または高圧システムで作動するスイッチング装置に対して数ミリメートルの範囲である。よって、当該接触部は試験中に切離されない。
【００２９】
さらに別の実施形態では、遮断動作の電気エネルギーを格納する格納手段に対し、前記格納手段を僅かに充電または放電することにより自己診断テストを実施する。また、本発明方法により提供される有利な点は、電気的格納手段の状態を点検することである。この僅かな充電または放電により取得されたデータにより、格納手段の動作準備が整っているかが分かる。
【００３０】
自己診断テストは、外部命令、または、内部状態による誘発の結果実施してもよい。本発明が可能とする前段落記載の実施形態による試験または他の類似する試験は、有利には、外部命令により開始される。このような命令は、状態の点検が適切とみなされたときに与えられるか、または規則的な間隔で与えられる。後者の場合、命令は自動的に実施される。別の有利な方法は、スイッチング装置の内部状態に応じてこのような試験を開始することである。このような場合、内部状態が動作不良の可能性を示すとき、テストが自動的に実施される。よって、試験を開始するためのこれら２つの有利な方法は本発明の別の実施形態を表している。前記実施形態は代替方法となるだけでないことに注意されたい。該実施形態は組み合わせて使用することもできる。
【００３１】
さらに別の実施形態では、プロセッサを使用して取得した情報を処理し、および／または関連する指令を与える。プロセッサはコンピュータプログラムに従って動作する。それによって最も能率的に制御および調節が行われる。スイッチング装置は小型で製造が安価である。また、当該実施形態は、取得した情報に応じて、制御を行う方法を容易に変更することができる。
【００３２】
本発明の第３実施様態によると、これは、請求項２１に記載のスイッチング装置が当該請求項の特徴部分に規定される特定の特徴を含むことにより達成される。それにより、当該スイッチング装置は、本発明の方法にしたがって、可動式接触部の運動を制御することができる。そのために、当該スイッチング装置は、当該方法に関して上述したものに対応する長所を提供する。
【００３３】
好ましい実施形態では、制御手段は、実時間動作中に少なくとも１つの接触部の位置、速度および／または加速度の適応的制御を行うための制御手段である。
【００３４】
別の実施形態では、本発明によるスイッチング装置は、ロータの位置、速度および／または加速度から、接触部の位置、速度および／または加速度を取得するための記録手段を有する。
【００３５】
別の実施形態では、本発明によるスイッチング装置は、ロータの位置、速度および／または加速度から、接触部の位置、速度および／または加速度の制御を行うための制御手段を有する。
【００３６】
さらに別の実施形態では、電気的エネルギーの格納を行う手段は、キャパシタバンクおよび／または充電池である。
【００３７】
別の実施形態では、当該スイッチング装置は、特定の遮断電流にしたがって、動作中に接触部の位置、速度および加速度の制御を行う手段を有する。
【００３８】
さらに別の実施形態では、スイッチング装置を流れる電流のゼロ交差と同期化された遮断操作において接触部が分離するように制御手段を構成する。
【００３９】
別の実施形態では、スイッチング装置の電圧と同期化された閉動作において、接触部が接触するように制御手段を構成する。
【００４０】
さらに別の実施形態では、当該スイッチング装置は、動作から得た固有のパラメータを動作ログにログおよび格納する手段を有する。さらに別の実施形態では、前記パラメータは、接触部の位置、速度および／または加速度、ロータの位置、速度および／または加速度、動作に要求されるエネルギーおよび動作中の温度を動作ログに含む。
【００４１】
さらに別の実施形態では、前記パラメータは動作間のスイッチング装置の電圧およびスイッチング装置を流れる電流のパラメータを動作ログ中に含む。
【００４２】
さらに別の実施形態では、スイッチング装置は、スイッチング装置の最終動作から詳細データを最終動作ログ中にログおよび格納する手段を有する。
【００４３】
さらに別の実施形態では、スイッチング装置はコンバータを具備し、前記データは接触部の位置、速度および加速度、ロータの位置、速度および加速度、コンバータの動作、動作に要求されるエネルギーおよびスイッチング装置の温度に関連する時間の経過に伴うデータを含む。
【００４４】
さらに別の実施形態では、前記データは、最終動作中のスイッチング装置の電圧およびスイッチング装置を流れる電流についての、時間の経過に伴うデータを含む。
【００４５】
さらに別の実施形態では、スイッチング装置は、動作と動作の間、および動作中における、スイッチング装置の電圧およびスイッチング装置を流れる電流のデータを、長時間ログに格納する手段を有する。上述した本発明のスイッチング装置の好ましい実施形態は、上述したような、対応する本発明の方法の好ましい実施形態に関連するものと同様な長所を有する。
【００４６】
スイッチング装置のさらに別の実施形態は、プロセッサとコンピュータプログラム製品を含む。当該プロセッサは、スイッチング装置に関連する情報を処理し、および／または命令をスイッチング装置に与えるように構成される。当該プロセッサは、コンピュータプログラム製品のコンピュータプログラムにしたがって動作する。スイッチング装置にこれら構成要素を備え付けることにより、容易に制御を行うことができ、スイッチング装置の寸法および費用が低減される。コンピュータプログラムの修正によって、制御過程を容易に変更することができる。
【００４７】
スイッチング装置の好ましい実施形態は請求項２１の従属項に特定される。
【００４８】
本発明の第４様態では、請求項３７に規定されるスイッチング装置が、該請求項の特徴部分に規定された特定の特徴を含むことにより目的が達成される。そのような試験手段を提供することによって、上述したスイッチング装置の状態を評価する本発明の方法に関連するものと同じ長所が得られる。
【００４９】
本発明の第４実施様態によるスイッチング装置の好ましい実施形態は、請求項３７の従属項で特定される。これらの実施形態は、対応する本発明の方法の好ましい実施形態と類似する長所を提供する。
【００５０】
本発明の第５および第６実施様態は、それぞれコンピュータプログラム製品および、コンピュータで読取り可能な媒体に関わる。当該コンピュータプログラム製品およびコンピュータ読取り可能な媒体は、本発明のコンピュータプログラムを含む。本発明のコンピュータプログラムは、プロセッサに対して請求項１６で特定された方法を実施させる指令を含み、および／または請求項３６で特定されたスイッチング装置において用いられる。本発明のコンピュータプログラム製品および本発明のコンピュータ読取り可能な媒体は、請求項１６記載の方法を実施するのに不可欠な構成要素の異なる様態を意味する。また、それらは、結果的に請求項３６で特定したスイッチング装置の不可欠な構成要素でもある。
【００５１】
請求項に記載の本発明を添付図を参照して詳細に説明する。
【００５２】
図１は、電気的スイッチング装置の原理を概略的に図示している。前記電気的スイッチング装置は、遮断チャンバ１、作動手段２および作動ロッド３からなる。遮断チャンバには、固定接触部４と可動接触部５とが設置される。各接触部はそれぞれ導体に接続される。通常の状態では、２つの接触部４、５は、相互に接触しており、当該スイッチング装置を経由して一方の接触部から他方の接触部に電流が流れる。例えば短絡漏電等、何らかの理由で電流が遮断される場合、可動接触部５が高速で固定接触部から離れる。その結果、まず接触部間に電気アークが発生し、当該アークは接触部の離間後絶縁ガスにより素早く消される。その後、電流を閉状態にするときは、可動接触部５が固定接触部と接触する方向に再び移動する。開始動作は手動で又は自動的に行うことができる。スイッチング装置の遮断および閉鎖は、可動接触部と作動ユニット内の駆動手段に接続される作動ロッド３により行われる。スイッチング装置のこのような一般的な構成は、異なる形態のスイッチング装置に共通しており、様々な方法で達成される。図では、スイッチング装置に通常備わっている詳細が省略されている。これは、動作原理を明らかにするためである。以下の説明は、主に、図中の２、つまり作動手段に関するものである。図では、作動手段は遮断チャンバとは独立したユニットとして示されているが、実際は共通ユニットとして構成される。
【００５３】
図２は、図１に関して記載した装置と類型のスイッチング装置の作動手段２の第１実施形態を示している。当該作動手段は、フード７で覆われた固定子１２およびロータ１３を有する電気モータ６を具備する。載置板８の穿孔部２９に挿通するボルト等によりフード７の一端は支持部が保持する載置板８に取付けられる。図では、磁器等の絶縁材料からなる支柱９が、載置板のモータと反対面から上方に延びている。絶縁支柱９は外部にフランジ部１０を具備し、クリープ距離を増加させる。絶縁支柱の内部に作動ロッドが配置される。図示されていない絶縁支柱の上端には、遮断チャンバが収容され、前記可動接触部が作動ロッド３に接続固定される。作動ロッド３、絶縁ロッドおよびモータ６はすべて同軸である。
【００５４】
モータのロータ１３の回転運動を作動ロッド３の直進運動に変換する運動変換機構が設けられ、図１に関する記載事項に従ってスイッチング装置の開閉を行う。以下に運動変換機構をさらに詳細に説明する。
【００５５】
モータのケーシング１では、モータのロータ１３は、ロータの各端部においてベアリング１４、１５で軸回転される。モータの固定子１２は、モータのケーシング１に取付けられ、モータのハウジングは載置板８に取付けられる。ロータ１３は、ロータの主要部の長さに沿って延びる中央軸穿孔部３０を有する。載置板８はモータシャフトと同軸の開口部を有し、該開口部内では、複動アンギュラ玉軸受け１８内で回転するようナット１６が軸回転される。当該軸受け１８の外部リング１９は、外部リング上のフランジを挿通して延びる穿孔部２０内の（図示せず）接合部により載置板８に取付けられる。軸受けの内部リング２１はナット１６に接続固定される。また、当該内部リング２１は、ロータ１３にも接続固定される。
【００５６】
ネジ１７がナット、すなわちスレッドを有するロッドに挿通して延びる。ナット１６のスレッドとネジ１７は、相互に嵌合して協働する。よってそれらの相対的な回転により、ネジがナットに対して軸方向に移動する。モータから隔離したネジ１７の端部、すなわち図の上端部はスイッチング装置の作動ロッド３に接続される。これは、ネジの上端部が作動ロッドの下端部２４の穿孔部２３内に延びることで達成される。ネジと作動ロッドの両端部を挿通して延びる、反対側に配列されたピン２５によって接続部は収容される。
【００５７】
載置板８からは、ガイドスリーブ２６がネジ１７を覆いながら延びている。当該ガイドスリーブは、反対側に、軸方向に沿って伸びるガイド溝２７を有する。前記ピン２５は各ガイド溝２７を通って外部に延びており、各端部に締結ワッシャ２８が設置されている。ガイド溝２７はピン２５の直径に相当する幅を有する。それにより、ネジ１７はガイドスリーブ２６に対して回転しない。さらに、穿孔部２９に挿通されるボルト（図示しない）により載置板８に取付けられているため、ガイドスリーブ２６は回転しない。ガイドスリーブ２６は、作動ロッド３がわずかな隙間を保って挿入される内径を有する。
【００５８】
よって、軸回転することによりナット１６は軸方向に固定され、上述した構成によりネジ１７は回転しないように固定されるので、ナットの回転運動によりネジは軸方向に強制的に移動することになる。
【００５９】
図２は、閉位置にある場合の通常の位置におけるスイッチング装置を示している。スイッチング装置が電流を遮断するように起動されると、図からわかるようにロータ１３が右回りに回転し始めるようモータが始動する。これによりネジが強制的に右回りに動き、よって可動接触部５（図１参照）が固定接触部との接触部から後退する。中央穿孔部３０は、ネジが十分な距離を移動して遮断を完了するために必要な空間を形成するのに十分な長さを有する。遮断動作の間、作動ロッドの底部はガイドスリーブ２６内を下方に摺動する。
【００６０】
遮断を完了するとモータは停止し、この時ネジ１７の下端部はを穿孔部３０の底部近傍に位置する。ピン２６はガイド溝２７の下端部に位置している。スイッチング装置を後にリセットすると、モータは逆方向に回転を開始し、ネジ１７と作動ロッドは可動接触部５が再び固定接触部に接触するまで上方に移動し、当該装置の構成要素は再び図２の配置となる。
【００６１】
作動手段により行われるモータの回転運動から直進運動への変換は、当然のことながら図２を参照して説明した１実施例以外にも様々な方法で構成することができる。さらに、前記運動の変換は必要であるとは限らない。開閉動作の際可動接触部が回転動作を行ってもよく、また可動接触部の直進運動およびリニアモータによる駆動を採用する方法も可能である。図２で示した実施形態では、ナットはロータに接続され、ネジは可動接触部に接続される。場合によっては、反対の関係、つまり、ネジがロータに接続され、ナットが可動接触部に接続されることが望ましい。よって、ネジはロータと一体的に連結し、ナットはネジとの係合により強制的な直線運動を行う。このような実施形態には、前記直線運動される部分の大きさが、図２に記載の実施形態より十分に小さくなるという長所がある。
【００６２】
図３は、本発明によるスイッチング装置の実施例を示したブロック図である。当該ブロック図は、接触部４、５を有する遮断チャンバ１を具備する。当該スイッチング装置は電気網の電線５１上を動作し、各接触部４、５はそれぞれが前記電線５１の一部に接続される。前記接触部の一方は可動で、電気モータの回転運動を可動接触部５の直線運動に変換する機械的連結装置４１を介して電気モータ６に機械的に接続される。遮断チャンバ、機械的連結装置および電気モータは、図１、２で示したように構成することができるが、当然他の構成を用いることもできる。
【００６３】
電気モータ６は、電気連結５２によってコンバータ４７に接続される。当該コンバータ４７は、電気連結５３によってキャパシタバンク４４に接続される。キャパシタバンク４４からコンバータ４７に、スイッチング装置を動作する電気エネルギーが供給される。コンバータは電気を変換し、電気モータ６に供給する。ネットワーク電源４９または充電池電源５０に接続される充電器４８によってキャパシタバンクを充電する。
【００６４】
制御ユニット４３はスイッチング装置の動作を制御する。制御ユニットは、スイッチング装置に係る情報を取得し、その動作の制御信号を供給するように構成される。よって、複数の信号線が制御ユニット４３をスイッチング装置の他の部分に接続する。第１信号線が制御ユニットをモータ６の記録手段４２に接続する。記録手段４２は電気モータのロータに接続され、その運動に関するデータを取得する。当該データは、その位置、速度又は加速度、或いは、その組合わせとすることができる。ロータの運動は可動接触部５に伝達されるので、ロータ運動のデータは可動接触部５の対応するデータを示す。
【００６５】
第２信号線５５を経由して、制御ユニット４３は制御信号をコンバータ４７に送信し、電気モータ６の動作を制御する。その制御信号によって、コンバータ４７は、位置、速度および／または加速度等の電気ロータの運動と、それにより生ずる可動接触部５の対応する運動を管理する。制御信号は、記録手段４２から第１信号線５４を介して取得された信号に応答して生成される。このように、制御ユニットにより、スイッチング装置の動作は適応的に実時間で制御される。
【００６６】
制御ユニット４３と結合して格納手段７０が提供される。この格納手段７０には、スイッチング装置に係る測定値および事象がログ管理および格納される。
【００６７】
第３信号線５６は、制御ユニット４３を、スイッチング装置が動作を行うライン５１上に位置する測定ユニット６７に接続する。測定ユニットは、ライン５１の電流とスイッチング装置の電圧を測定するように構成される。この測定に関する情報は、信号線５６を通って制御ユニット４３に送られる。また、この情報は、制御ユニット４３からコンバータ４７への制御信号に作用し、それによりスイッチング装置の動作にも影響を与える。さらに、測定ユニット６７からの情報信号を使用して、スイッチング装置の動作を電流および／または電圧と同期化する。遮断動作の際は、接触部の離間が電流のゼロ交差、またはゼロ交差から所定の時間で起こるように、スイッチング装置を同期化することができる。閉鎖時には、接触部の接触が電圧サイクルの所定の瞬間に起こるようにスイッチング装置を同期化することができる。
【００６８】
制御ユニットへのさらなる入力は、スイッチング装置の様々な構成要素からの第４信号線５７、第５信号線５８、第６信号線５９および第７信号線６０により構成される。コンバータ４７と電気モータとの間の電気連結５２に位置する電流測定ユニット４５からの信号は第４信号線５７を経由して受信される。コンバータの温度等の条件を示すコンバータ４７からの信号は、第５信号線５８を経由して受信される。キャパシタバッテリ４４とコンバータ４７との間の電気連結５３に位置する電圧測定ユニット４６からの信号は、第６信号線５９を経由して受信される。充電池４８からの信号は第７信号線６０を経由して受信される。
【００６９】
異なる信号線からの全ての情報は、制御ユニット４３と結合する格納手段７０にログ記録および格納することができる。格納手段は、複数のログ、すなわち動作ログ、事象／故障ログ、最終動作ログおよび長時間ログを含む。よって、当該ログは、測定値、事象およびスイッチング装置の故障に関する情報を収容し、接触部の位置、速度および加速度、ロータの位置、速度および加速度、動作に要求されるエネルギー、動作中のスイッチング装置の温度、スイッチング装置の電圧およびスイッチング装置を流れる電流、コンバータからのデータ等の動作パラメータを含む。
【００７０】
ログには、スイッチング装置の自己診断テストに関する情報も同様に格納することができる。
【００７１】
スイッチング装置はプロセッサ７１を具備し、コンピュータで読取り可能な媒体等のコンピュータプログラム製品のコンピュータプログラムに従って動作する。コンピュータプログラムは、信号線を介して異なる情報源から取得した情報をどのように処理して制御ユニット４３から制御信号を生成し、スイッチング装置を動作するかについて、プロセッサ７１に対し指令を出す。また、当該プログラムは前記格納情報が前記処理にどのように作用するかについての指令を出す。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、電気スイッチング装置の原理を示している。
【図２】図２は、図１に関して記載した装置と類型のスイッチング装置の作動手段の第１実施形態を示している。
【図３】図３は、本発明によるスイッチング装置のブロック図を示している。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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