(57)【要約】【課題】アーク閃光防止システムで使用する冗長システム、方法および装置を提供すること。【解決手段】回路保護システムとともに使用するハブは、光源および少なくとも１つの光センサを含む少なくとも１つのセンサデバイスに通信可能に結合するように構成された第１の入力ポートを含む。このハブはさらに、少なくとも１つの制御装置に通信可能に結合するように構成された第１の出力ポートと、第１の入力ポートおよび第１の出力ポートに通信可能に結合された処理装置とを含む。この処理装置は、光源が発射した試験パルスに応答したセンサステータス信号を、第１の入力ポートを経由して、前記少なくとも１つの光センサから受け取り、センサステータス信号に少なくとも部分に基づくハブステータス信号を、第１の出力ポートを経由して、前記少なくとも１つの制御装置に送信するように構成されている。【選択図】図２
2012053043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路保護システムとともに使用するハブ（１０６）であって、
光源（２０６）および少なくとも１つの光センサ（２０４）を含む少なくとも１つのセンサデバイス（１０２）に通信可能に結合するように構成された第１の入力ポート（２１８）と、
少なくとも１つの制御装置（１２４）に通信可能に結合するように構成された第１の出力ポート（２２６）と、
前記第１の入力ポート（２１８）および前記第１の出力ポート（２２６）に通信可能に結合された処理装置（２３６）であり、
前記光源（２０６）が発射した試験パルスに応答したセンサステータス信号を、前記第１の入力ポート（２１８）を経由して、前記少なくとも１つの光センサ（２０４）から受け取り、
前記センサステータス信号に少なくとも部分的に基づくハブステータス信号を、前記第１の出力ポート（２２６）を経由して、前記少なくとも１つの制御装置（１２４）に送信する
ように構成された処理装置（２３６）と
を備えるハブ（１０６）。
【請求項２】
前記少なくとも１つのセンサデバイス（１０２）が複数のセンサデバイス（１０２）を含み、前記第１の入力ポート（２１８）が複数の第１の入力ポート（２１８）を備え、前記複数の第１の入力ポート（２１８）がそれぞれ、前記複数のセンサデバイス（１０２）のうちのそれぞれのセンサデバイス（１０２）に通信可能に結合するように構成された、請求項１記載のハブ（１０６）。
【請求項３】
前記処理装置（２３６）がさらに、
対応する光センサ（２０４）を試験するために、前記複数のセンサデバイス（１０２）のうちのそれぞれのセンサデバイス（１０２）のそれぞれの光源（２０６）を活動化し、
前記複数のセンサデバイス（１０２）のうちのそれぞれのセンサデバイス（１０２）からセンサステータス信号を受け取る
ように構成された、請求項２記載のハブ（１０６）。
【請求項４】
前記処理装置（２３６）がさらに、前記複数のセンサデバイス（１０２）のうちのそれぞれのセンサデバイス（１０２）から、前記センサステータス信号を表す電流を受け取り、前記電流に基づいて、前記複数のセンサデバイス（１０２）のうちのそれぞれのセンサデバイス（１０２）に対するセンサステータスを決定するように構成された、請求項２記載のハブ（１０６）。
【請求項５】
前記処理装置（２３６）がさらに、前記複数のセンサデバイス（１０２）のうちのそれぞれのセンサデバイス（１０２）の前記センサステータスに少なくとも部分的に基づいて、前記ハブステータスを決定するように構成された、請求項４記載のハブ（１０６）。
【請求項６】
前記処理装置（２３６）がさらに、前記センサステータス信号および前記ハブ（１０６）の動作ステータスに少なくとも部分的に基づいて、前記ハブ（１０６）のハブステータスを決定するように構成されており、前記ハブステータス信号が前記ハブステータスを表す、請求項１記載のハブ（１０６）。
【請求項７】
前記ハブ（１０６）がさらに、ペアード冗長ハブ（１０６）に通信可能に結合するように構成された第２の出力ポート（２２８）を備え、前記処理装置（２３６）がさらに、前記ハブステータスを、前記第２の出力ポート（２２８）を経由して、前記ペアード冗長ハブ（１０６）に送信するように構成された、請求項１記載のハブ（１０６）。
【請求項８】
前記ハブ（１０６）がさらに、ペアード冗長ハブ（１０６）に通信可能に結合するように構成された第２の入力ポート（２２０）を備え、前記処理装置（２３６）がさらに、前記第２の入力ポート（２２０）を経由して、前記ペアード冗長ハブ（１０６）のハブステータスを受け取るように構成された、請求項１記載のハブ（１０６）。
【請求項９】
光源（２０６）および少なくとも１つの光センサ（２０４）をそれぞれが備える複数のセンサデバイス（１０２）と、
回路保護デバイスを活動化するように構成された少なくとも１つの制御装置（１２４）と、
前記複数のセンサデバイス（１０２）および前記少なくとも１つの制御装置（１２４）に通信可能に結合された少なくとも１つのハブ（１０６）と
を備え、前記少なくとも１つのハブ（１０６）が、
前記複数のセンサデバイス（１０２）のうちのそれぞれのセンサデバイス（１０２）の前記少なくとも１つの光センサ（２０４）からセンサステータス信号を受け取り、
前記センサステータス信号に少なくとも部分的に基づくハブステータス信号を、前記少なくとも１つの制御装置（１２４）に送信し、
前記複数のセンサデバイス（１０２）のうちの１つのセンサデバイス（１０２）からアーク閃光検出信号を受け取り、
前記回路保護デバイスを活動化する際に使用するため、前記アーク閃光検出信号を、前記少なくとも１つの制御装置（１２４）に送信する
ように構成された冗長光感知システム（１００）。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのハブ（１０６）が第１のハブ（１１２）および第２のハブ（１１４）を備え、前記第１のハブ（１１２）が、第１の複数のセンサデバイス（１２０）に通信可能に結合され、前記第２のハブ（１１４）が、第２の複数のセンサデバイス（１２２）に通信可能に結合された、請求項９記載の冗長光感知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載の実施形態は一般に配電システムに関し、より具体的には、配電システムとともに使用するアーク閃光検出／緩和システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
知られている電力回路および開閉装置（ｓｗｉｔｃｈｇｅａｒ）は一般に、空気、気体誘電体、固体誘電体などの絶縁体によって分離された導体を有する。しかしながら、導体どうしがあまりに近くに配置されている場合、または導体間の電圧が導体間の絶縁体の絶縁特性を上回った場合には、アークが発生することがある。導体間の絶縁体がイオン化することがあり、そうなると、絶縁体は導体となり、アーク閃光の形成が可能になる。
【０００３】
アーク閃光は、２つの相導体間、相導体と中性導体の間、または相導体とアース点の間の欠陥に起因するエネルギーの急激な放出によって引き起こされる。アーク閃光の温度は２０，０００℃に達し、または２０，０００℃を超えることがあり、この温度が、導体および隣接する機器を蒸発させることがある。さらに、アーク閃光は、導体および隣接する機器に損傷を与えるのに十分なかなりのエネルギーを、熱の形だけでなく、強烈な光、圧力波および／または音波の形でも放出しうる。しかしながら、アーク閃光を生じさせる欠陥の電流レベルは一般に短絡の電流レベルよりも低く、そのため、回路遮断器がアーク欠陥条件を取り扱うように特に設計されていない限り、回路遮断器は一般にトリップせず、遅延トリップを示さない。個人用の防護服および保護機器の使用を命じることでアーク閃光の問題を規制する機関および規格は存在するが、規制によって確立されたアーク閃光を排除するデバイスはない。
【０００４】
ヒューズ、回路遮断器などの標準回路保護デバイスは一般に、アーク閃光を緩和するのに十分なほど高速には反応しない。十分に高速な応答を示す１つの知られている回路保護デバイスが、電気的な「短絡」を意図的に生み出して電気エネルギーをアーク閃光点からそらすことによる機械的および／または電気機械的プロセスを利用する電気「クローバー（ｃｒｏｗｂａｒ）」である。このような意図的な短絡回路欠陥は次いで、ヒューズまたは回路遮断器をトリップさせることによって除かれる。しかしながら、クローバーを使用して生み出されるこの意図的な短絡回路欠陥は、かなりのレベルの電流が隣接する電気機器に流入することを可能にすることがあり、それによって機器の損傷をなおも可能にすることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７２５９５６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
光センサを使用して、アーク閃光時に発せられた光の存在を検出することができる。しかしながら、このようなセンサはしばしば低い光レベルに対して感度を有し、そのため、アーク閃光以外の光も検出し、回路保護デバイスの「不快な（ｎｕｉｓａｎｃｅ）トリップ」をトリガする。例えば、一般的なアーク閃光事象は、アーク閃光事象から３から４フィート離れたところで１００，０００ルクス程度の光束を有する光を生成しうるが、知られている光センサは一般に７００ルクス以下で飽和する。トリップ時の回路遮断器、空間照明または直射日光によって発せられた光によって、光センサが、アーク閃光事象を誤って検出することがある。さらに、光センサの故障が、開閉装置区画内の機器を、アーク閃光に対して無防備にすることがある。したがって、アーク閃光に関連した光の冗長検出のために、各区画内で多数のセンサを使用することが望ましい。さらに、１つまたは複数の構成要素の故障に起因する配電機器の大きな損傷をアーク閃光が引き起こす可能性をさらに低減させるために、冗長通信ハブおよび／または冗長システムコントローラを使用することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一態様では、回路保護システムとともに使用するハブが提供される。このハブは、光源および少なくとも１つの光センサを含む少なくとも１つのセンサデバイスに通信可能に結合するように構成された第１の入力ポートを含む。このハブはさらに、少なくとも１つの制御装置に通信可能に結合するように構成される第１の出力ポートと、第１の入力ポートおよび第１の出力ポートに通信可能に結合された処理装置とを含む。この処理装置は、光源が発射した試験パルスに応答したセンサステータス信号を、第１の入力ポートを経由して、前記少なくとも１つの光センサから受け取り、センサステータス信号に少なくとも部分的に基づくハブステータス信号を、第１の出力ポートを経由して、前記少なくとも１つの制御装置に送信するように構成されている。
【０００８】
他の態様では、冗長光感知システムが、光源および少なくとも１つの光センサをそれぞれが有する複数のセンサデバイスと、回路保護デバイスを活動化するように構成された少なくとも１つの制御装置とを含む。この冗長光感知システムはさらに、センサデバイスおよび制御装置に通信可能に結合された少なくとも１つのハブを含む。このハブは、それぞれのセンサデバイスの光センサからセンサステータス信号を受け取り、センサステータス信号に少なくとも部分的に基づくハブステータス信号を制御装置に送信し、１つのセンサデバイスからアーク閃光検出信号を受け取り、回路保護デバイスを活動化する際に使用するため、アーク閃光検出信号を制御装置に送信するように構成されている。
【０００９】
他の態様では、方法が、複数の各センサデバイス内の光源を活動化すること、および複数の各センサデバイスからセンサステータス信号を受け取ることを含み、センサステータス信号は、各センサデバイス内のそれぞれの光センサが、対応する光センサが発射した試験パルスを検出したかどうかを表す。この方法はさらに、センサステータス信号に基づいて、各センサデバイスのセンサステータスを決定すること、各センサデバイスのセンサステータスに少なくとも部分的に基づいてハブステータスを決定すること、ならびにハブステータスを表すハブステータス信号を、冗長ハブおよび少なくとも１つの制御装置に送信することを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】例示的な冗長感知システムの概略ブロック図である。
【図２】図１に示した感知システムの一実施形態である例示的なディジタル冗長感知システムの概略図である。
【図３】図１に示した感知システムの他の実施形態であるアナログ冗長感知システムの一実施形態の概略図である。
【図４】図３に示したアナログ冗長感知システムの代替実施形態の概略図である。
【図５】図３に示したアナログ冗長感知システムの他の代替実施形態の概略図である。
【図６】図１に示した冗長感知システムの自己試験を実行する例示的な一方法を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以上に、光学センサベースの冗長アーク閃光検出システムで使用するシステム、方法および装置の例示的な実施形態を説明した。これらの実施形態は、アーク閃光検出システム内における偽陽性の読み（ｆａｌｓｅ  ｐｏｓｉｔｉｖｅ  ｒｅａｄｉｎｇ）の可能性を低減させるのに役立つ。例えば、これらの実施形態は、アーク閃光検出システム全体が意図されたとおりに機能しているとの誤った指示を生じさせうる故障モードの数を減らす。さらに、システムが配電機器を監視し続けている間に、欠陥のあるセンサ、ハブおよび／または制御装置を修理し、かつ／または取り替えることができるため、これらの実施形態は、アーク閃光検出システムのアベイラビリティを向上させる。本明細書に記載した実施形態は、ある開閉装置配列内の全ての潜在的な閃光点をカバーする光センサのネットワークを含むアーク閃光検出システムを提供する。これらのセンサは、センサ診断を実行し、アーク閉じ込め（ｃｏｎｔａｉｎｍｅｎｔ）デバイスを活動化するために使用される冗長制御装置に対する入力／出力（Ｉ／Ｏ）要件を低減させるハブと通信する。
【００１２】
図１は、アーク閃光事象を検出し、緩和する際に使用する、本発明の一実施形態としての例示的な冗長感知システム１００の概略ブロック図である。図１の例示的な実施形態では、感知システム１００が、開閉装置１０４のスタックの区画内にそれぞれ配置された複数の光センサデバイス１０２を含む。感知システム１００はさらに、ハブの第１のセット１０８およびハブの第２のセット１１０を含む複数のハブ１０６を含む。例えば、ハブの第１のセット１０８は、第１のハブ１１２および第２のハブ１１４を含み、ハブの第２のセット１１０は、第１のハブ１１２と冗長ハブ対を形成する第３のハブ１１６、および第２のハブ１１４と冗長ハブ対を形成する第４のハブ１１８を含む。各ハブ１０６は、開閉装置１０４のスタック内に配置されており、同じスタック１０４内に配置されたそれぞれの光センサデバイス１０２に結合されており、同じスタック１０４内に配置されたそれぞれの光センサデバイス１０２と双方向通信するように構成されている。例えば、第１のハブ１１２は、光センサデバイス１０２の第１の部分１２０に結合される。同様に、第３のハブ１１６は、光センサデバイス１０２の第２の部分１２２に結合される。
【００１３】
感知システム１００はさらに、第１の制御装置１２６および第２の制御装置１２８を含む複数の制御装置１２４を含む。通信冗長性を助長するため、各制御装置１２４はそれぞれのハブ１０６に結合されている。各制御装置１２４は、低電圧ＤＣ電力などの電力をハブ１０６に供給する電源に結合されており、あるいは低電圧ＤＣ電力などの電力をハブ１０６に供給する電源を含む。例えば、第１の制御装置１２６は、ハブの第１のセット１０８に電力を供給する第１の電源１３０を含み、またはハブの第１のセット１０８に電力を供給する第１の電源１３０に結合され、第２の制御装置１２８は、ハブの第２のセット１１０に電力を供給する第２の電源１３２を含み、またはハブの第２のセット１１０に電力を供給する第２の電源１３２に結合される。
【００１４】
図１の例示的な実施形態では、感知システム１００が、スタック１０４内の配電機器に結合されている。例えば、図１は、シッピングスプリット（ｓｈｉｐｐｉｎｇ  ｓｐｌｉｔ）１３８によって分離された第１のスタック１３４と第２のスタック１３６とを含む、メイン−タイ−メイン（ｍａｉｎ−ｔｉｅ−ｍａｉｎ）構成の２つの開閉装置スタックを示している。第１のスタック１３４は、第１の制御装置１２６、ハブ１０８の第１のセットの一部、およびハブの第２のセット１１０の一部を含む。第１のスタック１３４はさらに、第１のアーク閃光閉じ込めデバイス１４０、第１の主回路遮断器１４２、１つまたは複数の第１のフィーダ（ｆｅｅｄｅｒ）回路遮断器１４４、ならびに第１のスタック１３４と第２のスタック１３６を選択的に接続するタイ（ｔｉｅ）回路遮断器１４６を含む。第２のスタック１３６は、第２の制御装置１２８、ハブの第１のセット１０８の一部、およびハブの第２のセット１１０の一部を含む。第２のスタック１３６はさらに、第２のアーク閃光閉じ込めデバイス１４８、第２の主回路遮断器１５０、および１つまたは複数の第２のフィーダ回路遮断器１５２を含む。
【００１５】
図２は、感知システム１００（図１に示す）の一実施形態である例示的なディジタル冗長感知システム２００の概略図である。図２の例示的な実施形態では、各光センサデバイス２０２が、光センサ２０４と、光センサ２０４が応答するように配置された光源２０６を含む。ある実施形態では、アーク閃光事象に関係した光を検出する際の冗長性を助長するために、各光センサデバイス２０２が複数の光センサ２０４を含む。光源２０６は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）、近赤外ＬＥＤ、あるいは光または放射エネルギーを発射する他の適当なデバイスとすることができる。光センサ２０４は、光学検出器、光導電セル、フォトダイオード、フォトトランジスタ、発光するようにではなく光を検出するように逆バイアスされたＬＥＤ、光を検出する他の適当なデバイスなどの光検出器とすることができる。さらに、各光センサデバイス２０２は、ハブ２１０から電力を受け取る電力入力ポート２０８、試験信号入力ポート２１２、試験信号出力ポート２１４およびセンサステータス出力ポート２１６を含む。図２の例示的な実施形態では、光源２０６が、直列に、すなわち「デイジーチェーン」構成で接続されており、光源２０６は、ハブ２１０から受け取った電流によって駆動される。ハブ２１０が光源２０６を個別に制御することができるように、代替実施形態では光源２０６がハブ２１０に別々に結合される。
【００１６】
各ハブ２１０は、光センサ２０４に結合してセンサステータスを受け取る複数の第１の入力ポート２１８を含む。各ハブ２１０はさらに、ペアード（ｐａｉｒｅｄ）冗長ハブからハブステータスを受け取る第２の入力ポート２２０を含む。例えば、第１のハブ２２２は、第２のハブ２２４からハブステータス信号を受け取る第２の入力ポート２２０を含む。各ハブ２１０はさらに、１つまたは複数の制御装置（図２には示されていない）にペアードハブステータス信号を送信する際に使用する複数の第１の出力ポート２２６を含む。各ハブ２１０はさらに、ペアード冗長ハブにハブステータスを送信する第２の出力ポート２２８を含む。例えば、第１のハブ２２２は、第２のハブ２２４の第２の入力ポート２２０にハブステータス信号を送信する第２の出力ポート２２８を含む。第２の出力ポート２２８は、通常動作時には開いている継電器２３０に結合されている。各ハブ２１０はさらに、光センサデバイス２０２に電力を出力し、さらに、光センサデバイス２０２を試験する際に使用する光源２０４を活動化する試験信号を出力する複数の第３の出力ポート２３２を含む。
【００１７】
各ハブ２１０はさらに、光センサ２０４からセンサステータスを受け取る複数の電流−ディジタル比較器２３４を含む。このセンサステータス信号は、２つの電流レベルのうちの一方の電流レベルを有する電流である。下電流レベルは、光センサ２０４の「センサレディ（ｓｅｎｓｏｒ  ｒｅａｄｙ）」ステータスに関連し、上電流レベルは、光センサ２０４の「ライトデテクテッド（ｌｉｇｈｔ  ｄｅｔｅｃｔｅｄ）」ステータスに関連する。また、比較器２３４がセンサステータス信号を受け取らない場合、比較器２３４は、機能していない光センサ２０４を検出する。
【００１８】
各ハブ２１０はさらに、ハブステータスを決定し、そのハブステータスをペアードハブに送信する処理装置２３６を含む。処理装置２３６はさらに、ペアードハブステータスを決定し、ペアードハブステータス信号を１つまたは複数の制御装置に送信する。ペアードハブステータス信号は、冗長ハブ２１０の対のステータスを表し、各ハブ２１０のハブステータスに基づく。各ハブ２１０のハブステータスは、ハブ２１０に結合された各光センサデバイス２０２のセンサステータス、およびハブ２１０が実行する内部試験の結果に基づく。例えば、第１のハブ２２２がその内部自己試験中にエラーを検出せず、光センサデバイス２０２内のエラーまたはセンサ故障を検出しないとき、処理装置２３６は、継電器２３０の継電器コイルを閉じさせ、その結果、第２のハブ２２４に正のハブステータス信号が送信される。処理装置２３６がエラーまたは電力の損失を検出した場合、処理装置２３６は、継電器２３０の継電器コイルを開いたままにし、それを第２のハブ２２４が検出する。次いで、第２のハブ２２４は、第１の出力ポート２２６のうちの１つの第１の出力ポート２２６を経由して、第１のハブ２２２に対する保守が必要であることを指示するペアードハブステータス信号を制御装置に送信する。しかしながら、第１のハブ２２２と第２のハブ２２４の両方が、エラーまたは電力の損失を検出した場合には、第１のハブ２２２と第２のハブ２２４の両方が、第１の出力ポート２２６のうちの１つの第１の出力ポート２２６を経由して、ペアードハブステータス信号を制御装置に送信する。各ハブ２１０は、３つの信号のうちの１つの信号を制御装置に送信するように構成されており、これらの３つの信号は、エラーまたは電力の損失が検出されていないことを制御装置に指示する第１のステータス信号、ペアードハブ内でエラーまたは電力の損失が検出されたことを指示する第２のステータス信号、および両方のハブ内でエラーまたは電力の損失が検出されたことを指示する第３のステータス信号を含む。これらの可能な信号はそれぞれ、対応する第１の出力ポート２２６に関連づけられている。処理装置２３６は、制御装置に送る信号を決定し、関連する線を低レベルに引き下げる電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）２３８を活動化する。
【００１９】
図３は、アーク閃光事象を検出し、緩和する際に使用するアナログ冗長感知システム３００の一実施形態の概略図である。図３の例示的な実施形態では、感知システム３００が複数の光センサデバイス３０２を含み、各光センサデバイス３０２は、ヒューズ３０４、リニアレギュレータ（ｌｉｎｅａｒ  ｒｅｇｕｌａｔｏｒ）３０６、タイマ３０８、光源３１０および冗長光センサ３１２を含む。各光センサデバイス３０２はさらに、対応する光センサ３１２に結合された演算増幅器３１４、および対応する演算増幅器３１４に結合された電圧−電流変換器３１６を含む。各光センサデバイス３０２はさらに、ハブ３２０から電力を受け取る第１の入力ポート３１８、およびハブ３２０からセンサ試験コマンドを受け取る第２の入力ポート３２２を含む。各光センサデバイス３０２はさらに、第１の出力ポート３２４および第２の出力ポート３２６を含み、これらの出力ポート３２４および３２６はそれぞれ、センサステータス信号をハブ３２０に送信する。具体的には、第１の出力ポート３２４は、第１の光センサに関連した第１のセンサステータス信号を送信し、第２の出力ポート３２６は、第２の光センサに関連した第２のセンサステータス信号を送信する。
【００２０】
図３の例示的な実施形態では、感知システム３００がさらに、第１のハブ３２８および第２のハブ３３０を含む複数のハブ３２０を含む。さらに、各ハブ３２０は別個の開閉装置スタック内に配置されている。例えば、第１のハブ３２８は、第１のスタック３３２内でのアーク閃光事象を検出し、緩和するように配置され、第２のハブ３３０は、第２のスタック３３４内でのアーク閃光事象を検出し、緩和するように配置される。各ハブ３２０は、光センサ３１２に結合してセンサステータスを受け取る複数の第１の入力ポート３３６を含む。より具体的には、各ハブ３２０は、光センサデバイス３０２の第１の出力ポート３２４および第２の出力ポート３２６のそれぞれに対応する第１の入力ポート３３６を含む。各ハブ３２０はさらに、ペアード冗長ハブからハブステータスを受け取る第２の入力ポート３３８を含む。例えば、第１のハブ３２８は、第２のハブ３３０からハブステータス信号を受け取る第２の入力ポート３３８を含む。各ハブ３２０はさらに、１つまたは複数の制御装置（図３には示されていない）にペアードハブステータス信号を送信する際に使用する複数の第１の出力ポート３４０を含む。各ハブ３２０はさらに、ペアード冗長ハブにハブステータスを送信する第２の出力ポート３４２を含む。例えば、第１のハブ３２８は、第２のハブ３３０の第２の入力ポート３３８にハブステータス信号を送信する第２の出力ポート３４２を含む。第２の出力ポート３４２は、通常動作時には開いているが、閉じたときに通常動作ステータスを指示する２つの継電器３４４に結合されている。各ハブ３２０はさらに、光センサデバイス３０２に電力を出力し、さらに、光センサデバイス３０２を試験する際に使用する光源３１０を活動化する試験信号を出力する複数の第３の出力ポート３４６を含む。
【００２１】
各ハブ３２０はさらに、光センサ３１２からセンサステータス信号を受け取る複数の抵抗器３４８を含む。このセンサステータス信号は、２つの電流レベルのうちの一方の電流レベルを有する電流である。下電流レベルは、光センサ３１２の「センサレディ」ステータスに関連し、上電流レベルは、光センサ３１２の「ライトデテクテッド」ステータスに関連する。また、抵抗器３４８がセンサステータス信号を受け取らない場合、抵抗器３４８は、機能していない光センサ３１２を検出する。抵抗器３４８は、センサステータス信号を、センサステータスを表す電圧へ変換する。例えば、下電圧レベルは、下電流レベルによって生み出され、光センサ３１２の「センサレディ」ステータスに関連し、上電圧レベルは、上電流レベルによって生み出され、光センサ３１２の「ライトデテクテッド」ステータスに関連する。
【００２２】
各ハブ３２０はさらに、ハブステータスを決定し、そのハブステータスをペアードハブに送信する処理装置３５０を含む。処理装置３５０はさらに、ペアードハブステータスを決定し、ペアードハブステータス信号を制御装置に送信する。ペアードハブステータス信号は、冗長ハブ３２０の対のステータスを表し、各ハブ３２０のハブステータスに基づく。各ハブ３２０のハブステータスは、ハブ３２０に結合された各光センサデバイス３０２のセンサステータス、およびハブ３２０が実行する内部試験の結果に基づく。例えば、第１のハブ３２８がその内部自己試験中にエラーを検出せず、光センサデバイス３０２内のエラーまたはセンサ故障を検出しないとき、処理装置３５０は、各継電器３４４のそれぞれの継電器コイルを閉じさせ、その結果、第２のハブ３３０に正のハブステータス信号が送信される。処理装置３５０がエラーまたは電力の損失を検出した場合、処理装置３５０は、各継電器３４４のそれぞれの継電器コイルを開いたままにし、それを第２のハブ３３０が検出する。次いで、第２のハブ３３０は、第１の出力ポート３４０のうちの１つの第１の出力ポート３４０を経由して、第１のハブ３２８に対する保守が必要であることを指示するペアードハブステータス信号を制御装置に送信する。しかしながら、第１のハブ３２８と第２のハブ３３０の両方が、エラーまたは電力の損失を検出した場合には、第１のハブ３２８と第２のハブ３３０の両方が、第１の出力ポート３４０のうちの１つの第１の出力ポート３４０を経由して、ペアードハブステータス信号を制御装置に送信する。各ハブ３２０は、３つの信号のうちの１つの信号を制御装置に送信するように構成されており、これらの３つの信号は、エラーまたは電力の損失が検出されていないことを制御装置に指示する第１のステータス信号、ペアードハブ内でエラーまたは電力の損失が検出されたことを指示する第２のステータス信号、および両方のハブ内でエラーまたは電力の損失が検出されたことを指示する第３のステータス信号を含む。これらの可能な信号はそれぞれ、対応する第１の出力ポート３４０に関連づけられている。処理装置３５０は、制御装置に送る信号を決定し、関連する線を低レベルに引き下げる電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）３５２を活動化する。図３の例示的な実施形態では、処理装置３５０が、複数のアナログ−ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器（図示せず）を含む。
【００２３】
図４は、アーク閃光事象を検出し、緩和する際に使用する代替アナログ冗長感知システム４００の概略図である。図４の実施形態は、感知システム４００が、複数の光センサデバイス３０２および複数のハブ３２０を含む点で、図３の実施形態と同様である。さらに、各ハブ３２０は別個の開閉装置スタック内に配置されている。例えば、第１のハブ３２８は、第１のスタック３３２内でのアーク閃光事象を検出し、緩和するように配置され、第２のハブ３３０は、第２のスタック３３４内でのアーク閃光事象を検出し、緩和するように配置される。
【００２４】
しかしながら、感知システム４００は、光センサデバイス３０２とハブ３２０の間の冗長接続を含まない。さらに、各ハブ３２０は、２つの信号のうちの一方の信号を１つまたは複数の制御装置（図４には示されていない）に送信するように構成されており、これらの２つの信号は、エラーまたは電力の損失が検出されていないことを制御装置に指示する第１のステータス信号、およびペアードハブ内でエラーまたは電力の損失が検出されたことを指示する第２のステータス信号を含む。
【００２５】
図５は、アーク閃光事象を検出し、緩和する際に使用する他の代替アナログ冗長感知システム５００の概略図である。図５の実施形態は、感知システム５００が、複数の光センサデバイス３０２および複数のハブ３２０を含む点で、図４の実施形態と同様である。しかしながら、各開閉装置スタックが、第１と第２の両方のハブ３２８、３３０、およびそれぞれのハブに結合された光センサデバイス３０２を含む。したがって、感知システム５００は、十分に冗長なアプローチが、アーク閃光事象を検出し、緩和することを可能にする。
【００２６】
図６は、図１〜５に示した冗長感知システムなどの冗長感知システムの自己試験を実行する例示的な一方法を示す流れ図６００である。簡単にするため、ここで説明する動作は、ディジタル機能とアナログ機能とを区別することを除き、ディジタル冗長感知システム２００（図２に示されている）に関するが、ディジタル機能とアナログ機能とを区別するときには、ここで説明する動作が、ディジタル冗長感知システム２００の代わりに、またはディジタル冗長感知システム２００に加えて、アナログ冗長感知システム３００（図３に示す）に関する。
【００２７】
図６の例示的な実施形態では、各ハブ２１０が、各光センサデバイス２０２内の光源２０６を活動化する６０２。例えば、各ハブ２１０は、第３の出力ポート２３２を経由して各光源２０６に活動化信号を送信する。この活動化信号に応答して、各光源２０６は、対応する光センサ２０４に向かって光を発射する。光センサ２０４はその光を検出し、指定された電流レベルのセンサステータス信号をハブ２１０に送信する。例えば、下電流レベルは、光センサ２０４の「センサレディ」ステータスに関連し、上電流レベルは、光センサ２０４の「ライトデテクテッド」ステータスに関連する。また、機能していない光センサ２０４は、センサステータス信号を送信せず、このことはハブ２１０によって検出される。各ハブ２１０は、光センサ２０４からセンサステータス信号を受け取り６０４、各光センサデバイス２０２のセンサステータスを決定する６０６。図２のディジタル実施形態では、各ハブ２１０が、光センサ２０４からセンサステータス信号を受け取り、その電流レベルに基づいてセンサステータスを決定する電流−ディジタル比較器２３４を含む。図３〜５のアナログ実施形態では、各ハブ３２０が、センサステータス信号を電圧に変換する抵抗器３４８を含み、この電圧が次いで、複数のアナログ−ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器によって、各光センサデバイス３０２のセンサステータスを決定する際に処理装置３５０が使用するディジタル値に変換される。
【００２８】
さらに、図６の例示的な実施形態では、各ハブ２１０が、各光センサデバイス２０２のセンサステータスおよび１つまたは複数の内部試験の結果に基づいて、ハブステータスを決定する６０８。各ハブ２１０内の処理装置２３６は、ハブステータスを決定し、そのハブステータスをペアードハブに送信する６１０。処理装置２３６はさらに、ペアードハブからハブステータス信号を受け取り６１２、ペアードハブステータスを決定する６１４。処理装置２３６は次いで、ペアードハブステータス信号を１つまたは複数の制御装置１２４（図１に示されている）に送信する６１６。ペアードハブステータス信号は、冗長ハブ２１０の対のステータスを表し、各ハブ２１０のハブステータスに基づく。各ハブ２１０のハブステータスは、ハブ２１０に結合された各光センサデバイス２０２のセンサステータス、およびハブ２１０が実行する内部機器試験の結果に基づく。
【００２９】
以上に、アーク閃光を防止し、緩和するシステムの冗長センサ／ハブ構成で使用するシステム、方法および装置の例示的な実施形態を詳細に説明した。これらのシステム、方法および装置は、本明細書に記載した特定の実施形態に限定されず、これらの方法の動作、ならびに／またはこれらのシステムおよび／もしくは装置の構成要素を独立に利用し、本明細書に記載した他の動作および／または構成要素とは別個に利用することができる。さらに、記載した動作および／または構成要素を他のシステム、方法および／もしくは装置内に画定し、または他のシステム、方法および／もしくは装置と組み合わせて使用することもでき、記載した動作および／または構成要素は、本明細書に記載したシステム、方法および記憶媒体だけを用いて実施することに限定されない。
【００３０】
本明細書に記載した制御装置などの制御装置は、少なくとも１つの処理装置または処理ユニット、およびシステムメモリを含む。制御装置は一般に、少なくとも、ある形態のコンピュータ可読媒体を有する。コンピュータ可読媒体には例えば、限定はされないが、コンピュータ記憶媒体および通信媒体が含まれる。コンピュータ記憶媒体は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュールまたは他のデータなどの情報を記憶する、任意の方法または技術で実現された揮発性および不揮発性のリムーバブルおよび非リムーバブル媒体を含む。通信媒体は一般に、搬送波または他の輸送機構などの被変調データ信号中のコンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュールまたは他のデータを具体化し、任意の情報送達媒体を含む。その信号中に情報をコード化するような方法でその信号の１つまたは複数の特性がセットされまたは変更された被変調データ信号を、当業者は熟知している。上記のコンピュータ可読媒体のうちの任意のコンピュータ可読媒体の組合せも、コンピュータ可読媒体の範囲に含まれる。
【００３１】
例示的な配電システム環境に関して本発明を説明したが、本発明の実施形態は、他の多くの汎用または専用配電システム環境または構成とともに使用可能である。配電システム環境が、本発明の任意の態様の使用または機能の範囲に関する限定を示唆することは意図されていない。さらに、配電システム環境が、例示的な動作環境に示した構成要素のうちの任意の１つの構成要素または構成要素の任意の組合せに関する依存性または要件を有するとする解釈はすべきではない。本発明の諸態様とともに使用するのに適する可能性がある周知の配電システム、環境および／または構成の例には、限定はされないが、パーソナルコンピュータ、サーバコンピュータ、ハンドヘルドまたはラップトップデバイス、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースのシステム、セットトップボックス、プログラム可能な民生用電子機器、移動電話、ネットワークＰＣ、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、上記のシステムまたはデバイスなどのうちの任意のシステムまたはデバイスなどを含む分散コンピューティング環境などがある。
【００３２】
特に追記しない限り、本明細書に示し、説明した本発明の実施形態内の動作の実行または実施順は重要ではない。すなわち、特に追記しない限り、それらの動作は任意の順序で実施することができ、本発明の実施形態は、追加の動作または本明細書に開示した動作よりも少ない動作を含むことができる。例えば、特定の動作を、別の動作の前、別の動作と同時に、または別の動作の後に実行または実施することは、本発明の態様の範囲内に含まれることが企図される。
【００３３】
ある実施形態では、用語「処理装置」が一般に、本明細書に記載した機能を実行する能力を有するシステムおよびマイクロコントローラ、縮小命令セット回路（ｒｅｄｕｃｅｄ  ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  ｓｅｔ  ｃｉｒｃｕｉｔ）（ＲＩＳＣ）、特定用途向けＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｉｔｏｎ  ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）（ＡＳＩＣ）、プログラマブルロジック回路、および他の任意の回路または処理装置を含む、プログラム可能な任意のシステムを指す。上記の例は単なる例であり、したがって、それらの例が、用語「処理装置」の定義および／または意味を限定することは意図されていない。
【００３４】
本発明または本発明の実施形態の諸態様を提示するとき、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」および「ｓａｉｄ」は、その要素が１つまたは複数あることを意味することが意図されている。用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」は包括語であり、記載された要素以外の追加の要素が存在してもよいことを意味することが意図されている。
【００３５】
本発明をその最良の形態を含めて開示するため、ならびに任意の装置またはシステムを製作し、使用すること、および組み込まれた任意の方法を実行することを含め、当業者が本発明を実施することを可能にするために、本明細書はいくつかの例を使用する。本発明の特許を受けられる範囲は下記の特許請求の範囲によって定義され、この範囲が、当業者が思いつくその他の例を含むことがある。このようなその他の例は、それらが特許請求の範囲の文字表現と異ならない構造要素を有する場合、またはそれらが特許請求の範囲の文字表現との差異が実質的にない等価の構造要素を含む場合に、特許請求の範囲に含まれることが意図されている。
【符号の説明】
【００３６】
１００  冗長感知システム
１０２  光センサデバイス
１０４  開閉装置スタック
１０６  ハブ
１０８  ハブの第１のセット
１１０  ハブの第２のセット
１１２  第１のハブ
１１４  第２のハブ
１１６  第３のハブ
１１８  第４のハブ
１２０  光センサデバイスの第１の部分
１２２  光センサデバイスの第２の部分
１２４  制御装置
１２６  第１の制御装置
１２８  第２の制御装置
１３０  第１の電源
１３２  第２の電源
１３４  第１のスタック
１３６  第２のスタック
１３８  シッピングスプリット
１４０  第１のアーク閃光閉じ込めデバイス
１４２  第１の主回路遮断器
１４４  第１のフィーダ回路遮断器
１４６  タイ回路遮断器
１４８  第２のアーク閃光閉じ込めデバイス
１５０  第２の主回路遮断器
１５２  第２のフィーダ回路遮断器
２００  ディジタル冗長感知システム
２０２  光センサデバイス
２０４  光センサ
２０６  光源
２０８  電力入力ポート
２１０  ハブ
２１２  試験信号入力ポート
２１４  試験信号出力ポート
２１６  センサステータス出力ポート
２１８  第１の入力ポート
２２０  第２の入力ポート
２２２  第１のハブ
２２４  第２のハブ
２２６  第１の出力ポート
２２８  第２の出力ポート
２３０  継電器
２３２  第３の出力ポート
２３４  電流−ディジタル比較器
２３６  処理装置
２３８  電界効果トランジスタ
３００  アナログ冗長感知ステム
３０２  光センサデバイス
３０４  ヒューズ
３０６  リニアレギュレータ
３０８  タイマ
３１０  光源
３１２  冗長光センサ
３１４  演算増幅器
３１６  電圧−電流変換器
３１８  第１の入力ポート
３２０  ハブ
３２２  第２の入力ポート
３２４  第１の出力ポート
３２６  第２の出力ポート
３２８  第１のハブ
３３０  第２のハブ
３３２  第１のスタック
３３４  第２のスタック
３３６  第１の入力ポート
３３８  第２の入力ポート
３４０  第１の出力ポート
３４２  第２の出力ポート
３４４  継電器
３４６  第３の出力ポート
３４８  抵抗器
３５０  処理装置
３５２  電界効果トランジスタ
４００  アナログ冗長感知システム
５００  アナログ冗長感知システム
【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】
2012053043.tif 000007
【図６】
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