(57)【要約】【課題】コンポーネントを監視するための方法、装置及びシステムを提供する。【解決手段】本システム（１００）は、コンポーネントの動作状態に関する信号を供給するような構成されているセンサ（１３０）と、該動作状態を表す値を保存するためのメモリ（１３６）と、前記センサに及び前記メモリに結合されたプロセッサ（１２８）とを含む。前記プロセッサは、前記保存された値に基づいて第１の期間中の前記動作状態の第１の値を計算し、前記第１の値を用いて第２の期間中の前記動作状態の第２の値を計算し、次いで前記第２の値を用いて前記コンポーネントのステータスを決定するようにプログラムされている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンポーネントの動作状態に関する信号を供給するような構成されているセンサ（１３０）と、
前記動作状態を表す値を保存するためのメモリ（１３６）と、
前記センサに及び前記メモリに結合されたプロセッサ（１２８）であって、前記保存された値に基づいて第１の期間中の前記動作状態の第１の値を計算し、前記第１の値を用いて第２の期間中の前記動作状態の第２の値を計算し、次いで前記第２の値を用いて前記コンポーネントのステータスを決定するようにプログラムされているプロセッサ（１２８）と、
を有するシステム（１００）。
【請求項２】
前記第１の値は、前記第１の期間中の前記動作状態の平均値、移動平均、最頻値、中央値、値域、及び標準偏差の内の１つである、請求項１に記載のシステム（１００）。
【請求項３】
前記第２の値は、前記第２の期間中の前記動作状態の平均値、移動平均、最頻値、中央値、値域、及び標準偏差の内の１つである、請求項１に記載のシステム（１００）。
【請求項４】
前記プロセッサ（１２８）は、前記コンポーネントの動作寿命にわたって前記コンポーネントの前記動作状態の前記第２の値を計算するようにプログラムされている、請求項１に記載のシステム（１００）。
【請求項５】
前記プロセッサ（１２８）は、前記第２の値に基づいた前記コンポーネントの予想寿命を受け取り、次いで前記コンポーネントの前記予想寿命から前記動作寿命の持続時間を減算することによって、前記コンポーネントの前記ステータスを決定するようにプログラムされている、請求項４に記載のシステム（１００）。
【請求項６】
前記プロセッサ（１２８）は、前記コンポーネントの前記ステータスを前記コンポーネントの残存実用寿命であるとして決定するようにプログラムされている、請求項５に記載のシステム（１００）。
【請求項７】
前記プロセッサ（１２８）は更に、前記残存実用寿命が閾値よりも小さい場合は通知を出すようにプログラムされている、請求項６に記載のシステム（１００）。
【請求項８】
前記閾値は前記コンポーネントの前記予想寿命に基づいて定められる、請求項７に記載のシステム（１００）。
【請求項９】
前記プロセッサ（１２８）は更に、前記残存実用寿命が閾値よりも小さい場合に前記コンポーネントの前記残存実用寿命を延長する行為を実施するようにプログラムされている、請求項７に記載のシステム（１００）。
【請求項１０】
前記行為は、前記コンポーネントを通って流れる電流量を低減すること、前記コンポーネントの温度を低減すること、及び前記コンポーネントに近接する空気の湿度を低減することの内の１つを含んでいる、請求項９に記載のシステム（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に云えば、監視システムに関し、より詳しくは、コンポーネント（構成要素、構成部品、構成装置、構成素子など）を監視する際に用いるための方法、装置及びシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
既知の配電回路及び開閉装置(switchgear)は、一般に、空気、ガス又は固体誘電体によって分離されている導体を持つ。しかしながら、導体が接近し過ぎて配置されている場合、又は導体間の電圧が導体間の絶縁体の絶縁特性を超える場合、アークが生じることがある。例えば、導体間の絶縁体はイオン化されることがあり、この結果、絶縁体が導電性になり及びアーク・フラッシュが形成されることがある。
【０００３】
アーク・フラッシュは、２つの相導体の間、相導体と中性導体との間、又は相導体と接地点との間の障害に起因した急速なエネルギの放出を含む。アーク・フラッシュ温度は２００００℃に達し又はそれを超えることがあり、その結果、導体及び隣接の機器を蒸発させることがある。加えて、アーク・フラッシュは、導体及び隣接の機器を損傷するのに充分なエネルギを、熱、強力な光、圧力波及び／又は音波の形態で放出させることがある。しかしながら、アーク・フラッシュを発生する障害の電流レベルは、一般に短絡電流レベルよりも小さく、遮断器がトリップ（引外し）を生じないようなレベルであり、或いは遮断器がアーク障害状態を処理するように特別に設計されていない場合は遅延したトリップを引き起こすようなレベルである。
【０００４】
少なくとも幾種類かの既知の遮断器又は他のトリップ装置は、負荷に供給される電流をプログラム可能に遮断する電子式トリップ・ユニット内に含まれる。トリップ装置及び回路保護装置は、重要な収益創出機械へ及び／又は動作を維持するのが非常に望ましい機械又は装置へ電気を供給することのできる開閉装置又は他の配電システムに組み入れることができる。このようなトリップ装置は時間につれて劣化することがあり、またこのような劣化に起因して突然に故障することがある。更に、既知のトリップ装置の信頼性は、トリップ装置を高温及び／又は高湿の環境内で動作させると低下することがある。もしトリップ装置が故障した場合には、トリップ装置に結合された機械及び／又は装置が、損傷を受けることがあり、及び／又は望ましくないほどの電力損失を生じることがある。従って、トリップ装置を交換又は修理する予防的処置を取ることができるように、トリップ装置が故障しそうなときを予測又は決定することが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７７０５６０１号
【発明の概要】
【０００６】
本発明の一面においては、コンポーネントの動作状態(condition) に関する信号を供給するような構成されているセンサと、該動作状態を表す値を保存するためのメモリと、前記センサに及び前記メモリに結合されたプロセッサと、を含むシステムが提供される。前記プロセッサは、前記保存された値に基づいて第１の期間中の前記動作状態の第１の値を計算し、前記第１の値を用いて第２の期間中の前記動作状態の第２の値を計算し、次いで前記第２の値を用いて前記コンポーネントのステータスを決定するようにプログラムされる。
【０００７】
別の面においては、負荷を電気的に保護する際に用いるための回路保護装置を提供する。この回路保護装置は、負荷に供給される電流を遮断するように構成されたトリップ機構と、前記トリップ機構の動作状態に関する信号を供給するように構成されたセンサとを含む。回路保護装置はまた、動作状態を表す値を保存するためのメモリと、前記センサに及び前記メモリに結合されたプロセッサとを含む。前記プロセッサは、前記保存された値に基づいて第１の期間中の前記動作状態の第１の値を計算し、前記第１の値を用いて第２の期間中の前記動作状態の第２の値を計算し、次いで前記第２の値を用いて前記コンポーネントのステータスを決定するようにプログラムされる。
【０００８】
更に別の面においては、コンポーネントを監視するための方法を提供する。本方法は、コンポーネントの動作状態を測定して、該動作状態を表す値をメモリに保存する段階を含み、該段階において、前記動作状態は前記コンポーネントの温度を含んでいる。本方法はまた、プロセッサによって、前記保存された値に基づいて第１の期間中の前記動作状態の第１の値を計算し、次いで、プロセッサによって、前記第１の値を用いて第２の期間中の前記動作状態の第２の値を計算し、次いで、プロセッサによって、前記第２の値を用いて前記コンポーネントの残存実用寿命を決定する段階を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、模範的な電力システムの概略ブロック図である。
【図２】図２は、図１に示されている電力システムに使用することのできる模範的な配電システムの概略ブロック図である。
【図３】図３は、コンポーネントを監視するための模範的な方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
コンポーネントの監視に使用するための方法、装置及びシステムの模範的な実施形態を本書で説明する。これらの実施形態は、コンポーネントの（残存実用寿命のような）ステータスを監視及び／又は決定するのを容易にする。コンポーネントの動作状態が測定され、該測定された動作状態を表す値がメモリに保存される。プロセッサが、ある間隔期間中の前記動作状態の第１の平均値を計算する。プロセッサは、以前の期間での前記動作状態の平均値を受け取る。プロセッサは、前記第１の平均値と前記以前の期間中の前記平均値を用いて前記コンポーネントの動作寿命(operational lifetime)にわたる前記動作状態の第２の平均値を計算する。コンポーネントの残存実用寿命が、前記コンポーネントの動作寿命中の前記動作状態の平均値と、前記コンポーネントの動作寿命の持続時間と、信頼性モデルから求められる予想コンポーネント寿命とに基づいて決定される。前記コンポーネントの残存実用寿命が閾値以下である場合、警告が発せられ、及び／又は前記コンポーネントの残存実用寿命を増大させる行為が実施される。従って、前記コンポーネントの故障は、コンポーネントが突然に故障する可能性を小さくするように一層高い精度で予想し又は決定することができる。
【００１１】
図１は、機器保護システム１０２及び配電システム１０４を含む模範的な電力システム１００の概略ブロック図である。模範的な実施形態では、配電システム１０４は複数の開閉装置ユニット１０６を含む。保護システム１０２は中央制御装置１０８を含み、該中央制御装置１０８は、プロセッサ１１０と、該プロセッサ１１０に結合されたメモリ１１２とを含む。プロセッサ１１０は、開閉装置ユニット１０６の動作を制御し及び／又は監視する。より具体的に述べると、プロセッサ１１０は、開閉装置ユニット１０６内の複数の遮断器及びトリップ・ユニット（いずれも図１に示していない）の動作を制御し及び／又は監視する。プロセッサ１１０はネットワーク１１４を介して開閉装置ユニット１０６と通信する。例えば、中央制御装置１０８は、ネットワーク１１４を介してプロセッサ１１０と開閉装置ユニット１０６との間でデータ及び／又は指令を送信及び受信することを可能にする中央通信ユニット１１６を含む。
【００１２】
ここで、用語「プロセッサ」とは、一般的に、本書で述べる様々な機能を実行することが可能であるシステム及びマイクロコントローラ、縮小命令セット回路（ＲＩＳＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラム可能な論理回路、並びに任意の他の回路又はプロセッサを含む、任意のプログラム可能なシステムを表すことを理解されたい。上記の様々な例は、模範的なものに過ぎず、従って、用語「プロセッサ」の定義及び／又は意味を何ら制限しようとするものではない。
【００１３】
メモリ１１２は、開閉装置ユニット１０６を制御し及び／又は監視するためにプロセッサ１１０によって実行可能であるプログラム・コード及び命令を保存する。メモリ１１２は、限定するものではないが、非揮発性ＲＡＭ（ＮＶＲＡＭ）、磁気ＲＡＭ（ＭＲＡＭ）、強誘電体ＲＡＭ（ＦｅＲＡＭ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュ・メモリ及び／又は電気的に消去なプログラム可能な読出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）を含むことができる。メモリ１１２には、任意の他の適当な磁気、光学及び／又は半導体メモリを、単独で又は他の形態のメモリと組み合わせて含めることができる。メモリ１１２はまた、限定するものではないが、適当なカートリッジ、ディスク、ＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ又はＵＳＢメモリを含む取外し可能なメモリとするか又は該メモリを含むことができる。
【００１４】
図１の模範的な実施形態では、保護システム１０２は表示装置１１８及びユーザー入力装置１２０を含み、これらは、保護システム１０２を用いる配電システム１０４を監視し制御するためのユーザー・インターフェースを構成する。表示装置１１８は、限定するものではないが、モニタ、テレビジョン表示装置、プラズマ表示装置、液晶表示装置（ＬＣＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）に基づいた表示装置、複数の有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）に基づいた表示装置、ポリマー発光ダイオード（ＰＬＥＤ）に基づいた表示装置、複数の表面伝導型電子エミッタ（ＳＥＤ）に基づいた表示装置、投射及び／又は反射像を含む表示装置、或いは任意の他の適当な電子装置又は表示機構を含むことができる。一実施形態では、表示装置１１８は、関連したタッチスクリーン制御装置を持つタッチスクリーンを含む。表示装置１１８は、正方形、長方形又は細長の長方形のような任意の適当な形状であってよい。ユーザー入力装置１２０は、限定するものではないが、キーボード、キーパッド、接触感応スクリーン、マウス、スクロール・ホイール、ポインティング・デバイス、音声認識ソフトウエアを用いるオーディオ入力装置、及び／又はユーザーが配電システム１０４にデータを入力するのを可能にする任意の適当な装置を含む。
【００１５】
図２は、複数の回路保護装置１２２を含む配電システム１０４の概略ブロック図である。各々の回路保護装置１２２は、開閉装置ユニット１０６内に取外し可能に結合されていて、１つ以上の負荷１２４への電力をプログラム可能に制御するように構成されている。模範的な実施形態では、回路保護装置１２２は電子式トリップ・ユニット（ＥＴＵ）１２２である。
【００１６】
負荷１２４は、限定するものではないが、製造施設又は発電施設又は配電施設内の機械、モータ、照明器具及び／又は他の電気的及び機械的機器を含むことができる。電力が主給電線１２６から開閉装置ユニット１０６へ供給され、主給電線１２６はまた回路保護装置１２２に結合される。この場合、電力は、負荷１２４へ電力を供給するために回路保護装置１２２を使用する複数の分岐回路１２７に分割される。
【００１７】
各々の回路保護装置１２２は、プロセッサ１２８と、少なくとも１つのセンサ１３０と、プロセッサ１２８に結合された１つ以上の遮断器又はアーク封じ込め装置のような少なくとも１つのトリップ機構１３２とを含む。模範的な遮断器は、例えば、遮断器に結合された負荷へ該遮断器を通って流れる電流を遮断する回路スイッチ及び／又は回路断続器を含む。模範的なアーク封じ込め装置は、例えば、封じ込め集成体と、複数の電極と、プラズマ銃と、回路で検出された他の電気的故障によるアークから封じ込め集成体の中へエネルギを方向転換させるために電極相互の間のギャップの中へ融蝕性プラズマをプラズマ銃から放出させるトリガ回路とを含む。
【００１８】
センサ１３０は、トリップ機構１３２及び／又は回路保護装置１２２の少なくとも１つの動作状態を測定する。模範的な実施形態では、センサ１３０は、トリップ機構１３２及び／又は回路保護装置１２２の温度、或いはトリップ機構１３２及び／又は回路保護装置１２２に近接する周囲空気の温度を測定する温度センサ１３０である。別の態様では、センサ１３０は、トリップ機構１３２及び／又は回路保護装置１２２を囲む又はそれらに近接する周囲空気の湿度を測定する湿度センサ１３０であり、並びに／又は、変流器、ロゴスキー(Rogowski)コイル、ホール効果センサ及び／又は分路のような、トリップ機構１３２及び／又は回路保護装置１２２を通って流れる電流を測定する電流センサである。更に別の態様では、センサ１３０は、温度センサ、湿度センサ及び／又は電流センサ、並びに／又は配電システム１０４が本書で述べるように機能できるようにする任意の他の種類のセンサの組合せを含むことができる。模範的な実施形態では、各々のセンサ１３０は、関連したトリップ機構１３２における又はそれに近接した場所における測定された温度を表すデータ（以後、「温度データ」と呼ぶ）及び／又は測定された湿度を表すデータ（以後、「湿度データ」と呼ぶ）を生成する。更に、各々のセンサ１３０は、温度データ及び／又は湿度データを含む又は該データを表す信号を、トリップ機構１３２に関連した又は結合されたプロセッサ１２８へ送る。各々のプロセッサ１２８は、温度データ、湿度データ及び／又は任意の他の動作状態データがプログラム可能なトリップ閾値を超えた場合、負荷１２４へ供給される電流を遮断するためにトリップ機構１３２を作動するようにプログラムされる。
【００１９】
模範的な実施形態では、プロセッサ１２８はまた、中央制御装置１０８に通信可能に結合される。例えば、プロセッサ１２８は、中央制御装置１０８と通信のために直接結合することができ、或いは、通信ユニット１３４を介して中央制御装置１０８と通信のために結合することができる。プロセッサ１２８と中央制御装置１０８との間の通信はまた、有線通信リンクを介して又は無線通信リンクを介して行うことができる。プロセッサ１２８は、対応するトリップ機構１３２に関する測定された動作状態データを収集する。例えば、各々のプロセッサ１２８は、プロセッサ１２８に結合されたトリップ機構１３２に関連したセンサ１３０から（測定された温度及び／又は湿度データのような）測定された動作状態データを収集する。実施形態によっては、プロセッサ１２８は、予め選択された頻度で、測定された動作状態データを周期的に受け取る。例えば、プロセッサ１２８は、約１分毎、又は１時間毎、又は１日毎、又は任意の他の頻度で、温度及び／又は湿度データを受け取る。プロセッサ１２８は、温度及び／又は湿度データを表す値を、プロセッサ１２８に結合されたメモリ１３６に保存させ、及び／又は温度及び／又は湿度データを中央制御装置１０８へ送る。代替の実施形態では、回路保護装置１２２にプロセッサ１２８が含まれず、プロセッサ１２８の機能は中央制御装置１０８に組み込まれる。
【００２０】
メモリ１３６は、回路保護装置１２２及び／又はトリップ機構１３２を制御し及び／又は監視するために、プロセッサ１２８によって実行可能であるプログラム・コード及び命令を保存する。模範的な実施形態では、メモリ１３６は、メモリ１３６内に保存されたデータを停電後も保持することが可能である非揮発性ＲＡＭを含む。この代わりに又はこれに加えて、メモリ１３６は、磁気ＲＡＭ（ＭＲＡＭ）、強誘電体ＲＡＭ（ＦｅＲＡＭ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュ・メモリ及び／又は電気的に消去なプログラム可能な読出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）を含むことができる。メモリ１３６には、任意の他の適当な磁気、光学及び／又は半導体メモリを、単独で又は他の形態のメモリと組み合わせて含めることができる。メモリ１３６はまた、限定するものではないが、適当なカートリッジ、ディスク、ＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ又はＵＳＢメモリを含む取外し可能なメモリとするか又はそれらを含むことができる。
【００２１】
回路保護装置１２２はまた、プロセッサ１２８に結合された表示装置１３８を含む。模範的な実施形態では、表示装置１３８は、回路保護装置１２２のステータスを表示する１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む。例えば、プロセッサ１２８は、回路保護装置１２２及び／又はトリップ機構１３２がアクティブであり及び／又は正常に動作していることを表示するため、故障又は障害が生じたことを表示するため、回路保護装置１２２のトリップ機構１３２又は別のコンポーネントの実用寿命が閾値以下であることを表示するため、並びに／又はトリップ機構１３２及び／又は回路保護装置１２２の任意の他のステータスを表示するため、表示装置１３８の１つ以上のコンポーネント（例えば、ＬＥＤ）を作動することができる。
【００２２】
図２において回路保護装置１２２を配電システム１０４の開閉装置ユニット１０６に関して記述したが、回路保護装置１２２（又はその任意のコンポーネント）は、任意の装置又はシステムに用いることができることを認められたい。それに加えて又はその代わりに、センサ１３０及びプロセッサ１２８が、トリップ機構１３２以外の任意の他の装置又はシステムにおける又はそれに近接した場所における（温度及び／又は湿度のような）動作状態を監視又は測定することができる。
【００２３】
図３は、コンポーネントを監視するための模範的な方法２００の流れ図である。より具体的に述べると、方法２００は、回路保護装置１２２（図２に示す）のトリップ機構１３２（図２に示す）のようなコンポーネントの予想される残存実用寿命のようなステータスを計算する。方法２００は、少なくとも一部が、（プロセッサ１２８のような）プロセッサによって実行される。例えば、複数のコンピュータ実行可能な命令が、メモリ１３６（図２に示す）のようなコンピュータ読取り可能な媒体内に具現される。これらの命令は、プロセッサによって実行されたとき、プロセッサに、方法２００の各段階及び／又は本書で述べるような機能を実行させる。その代わりに又はそれに加えて、命令は、メモリ１１２（図１に示す）内に保存することができ、及び／又は本書で述べる様々な機能を遂行するようにプロセッサ１１０（図１に示す）によって実行することができる。
【００２４】
模範的な実施形態では、方法２００は、トリップ機構１３２（図２に示す）のようなコンポーネントの動作状態を測定する段階２０２を含む。例えば、段階２０２で、センサ１３０によりトリップ機構１３２の温度を測定して、温度データをプロセッサ１２８へ伝送する。ここで、方法２００は、段階２０２で測定したトリップ機構１３２の温度に関連して説明するが、方法２００はこの代わりに又はこれに加えてトリップ機構１３２及び／又は（配電システム１０４のような）装置又はシステムの任意の他のコンポーネントの湿度又は任意の他の動作状態を測定するために用い得ることが認められよう。模範的な実施形態では、段階２０２で、センサ１３０により動作状態を周期的に、例えば、約１分毎に、又は約１時間毎に、又は任意の他の頻度で測定する。この代わりに、段階２０２で、センサ１３０により、事象の生起時に、例えば、コンポーネントの温度変化（又はコンポーネントに近接した周囲空気の温度変化）、負荷１２４（図２に示す）に供給される電流量の変化、回路保護装置１２２によって検出される停電、ユーザー又は装置からの入力、及び／又は方法２００を本書で述べるように機能させ得る任意の他の事象が生起したときに、動作状態を測定する。
【００２５】
次いで、プロセッサ１２８により、センサ１３０からの測定データ（例えば、温度データ）を受け取って、該測定データをメモリ１３６に保存する（段階２０４）。またプロセッサ１２８により、測定データにタイムスタンプを行い、さもなければ、各々の測定を行った時刻及び／又はメモリ１３６に測定データを受け取った時刻を保存する。次いで、プロセッサ１２８により、所定の事象が生じたかどうか判定する（段階２０６）。模範的な実施形態では、所定の事象には、所定の間隔期間が経過したこと、ユーザー入力装置１２０（図１に示す）から信号を受け取ったこと、配電システム１０４内の機械又はコンポーネントの始動、及び／又は方法２００を本書で述べるように機能させ得る任意の他の事象が含まれる。
【００２６】
所定の事象が生じていない場合、センサ１３０によりコンポーネントの動作状態を測定することを続ける（段階２０２）。しかしながら、所定の事象が生じた場合、プロセッサ１２８により、第１の期間又は間隔期間中の動作状態の第１の値を計算する（段階２０８）。模範的な実施形態では、第１の値は、間隔時間中に計算された平均値（又は中間値）である。この代わりに、第１の値は、移動平均、最頻値、中央値、値域、標準偏差、又は間隔期間中に計算された動作状態の任意の他の値とすることができる。模範的な実施形態では、プロセッサ１２８により、動作状態の平均値が計算された最後の時刻を識別し、この識別された時刻を間隔開始時刻として設定する。プロセッサ１２８により、最も最近に測定された動作状態値を受け取った及び／又は測定した時刻を、間隔終了時刻として設定する。間隔期間は間隔開始時刻と間隔終了時刻との間の時間として設定され、また間隔期間の持続時間（以後、「間隔持続時間」と呼ぶ）は間隔終了時刻から間隔開始時刻を減算することによって求められる。この代わりに、間隔開始時刻、間隔終了時刻、間隔期間、及び／又は間隔持続時間は、方法２００を本書で述べるように機能させ得る任意の他の時刻又は時間として定義又は設定することができる。一実施形態では、プロセッサ１２８により、間隔期間中の動作状態の各々の測定値を加算し、その和を間隔期間中の値の数によって除算することによって、間隔期間中の動作状態の平均値（以後、「間隔平均値」と呼ぶ）を計算する（段階２０８）。次いで、プロセッサ１２８により、間隔平均値及び間隔持続時間をメモリ１３６に保存する。
【００２７】
次いで、プロセッサ１２８により、コンポーネントの動作寿命中の又は動作寿命にわたる期間のような第２の期間中のコンポーネントの温度の第２の値を計算する（段階２１０）。模範的な実施形態では、第２の値は、コンポーネントの動作寿命にわたって又は動作寿命中に計算された温度の平均値（又は中間値）である。この代わりに、第２の値は、コンポーネントの動作寿命にわたって又は動作寿命中に計算された温度（又は動作状態）の移動平均値、最頻値、中央値、値域、標準偏差、又は任意の他の値とすることができる。本書で用いられる用語「動作寿命(operational lifetime)」とは、コンポーネントが機械又はシステム内で動作していた時間の累算量又は合計量を表す。例えば、トリップ機構１３２の動作寿命は、トリップ機構１３２が回路保護装置１２２（又は任意の他の装置）に組み込まれていて且つ電気がトリップ機構１３２に流れていた時間（期間）である。コンポーネントの動作寿命は、アワー(hour)単位で、又は任意の他の時間単位で測定することができる。この代わりに、コンポーネントの動作寿命は、別の測定単位で、例えば、機械又は装置の始動又は運転停止の数、コンポーネントがオン又はオフに切り換えられたサイクルの数又は回数、及び／又は方法２００を本書で述べるように機能させ得る任意の他の測定単位で、測定することができる。模範的な実施形態では、コンポーネントの動作寿命は、本書でより詳しく述べるように、間隔期間及び該間隔期間より前の期間を含む。
【００２８】
代替の実施形態では、プロセッサ１２８で、コンポーネントの平均値を計算する（段階２１０）前に所定の事象が生じたかどうかの判定（段階２０６）を行わない。このような実施形態では、むしろ、プロセッサ１２８により、例えば、各々の新しい温度測定値を受け取ったときに、コンポーネントの動作寿命中のコンポーネント温度の平均値を自動的に及び／又は連続的に計算する（段階２１０）。
【００２９】
模範的な実施形態では、コンポーネントの動作寿命にわたる動作状態の平均値（以後、「動作寿命平均値」と呼ぶ）を計算するため（段階２１０）、プロセッサ１２８により、間隔期間のより前の動作寿命（以後、「以前の動作期間」と呼ぶ）にわたる動作状態の平均値についてのデータがメモリ１３６に存在しているかどうか判定する。模範的な実施形態では、データは、以前の動作期間中の動作状態の平均値（以後、「以前の動作状態平均値」と呼ぶ）、並びに以前の動作期間の持続時間（以後、「以前の動作持続時間」と呼ぶ）を含む。以前の動作期間についてデータが存在していない場合、プロセッサ１２８により、動作寿命平均値を、間隔期間中の動作状態の平均値に等しいと設定する。しかしながら、以前の動作期間についてデータが存在している場合、プロセッサ１２８で、メモリ１３６から以前の動作状態平均値及び以前の動作持続時間を受け取って、以前の動作状態平均値と以前の動作持続時間とを乗算することによって動作状態についての以前の累算状態値を計算する。
【００３０】
次に、プロセッサ１２８により、間隔平均値と間隔持続時間とを乗算することによって間隔累算状態値を計算する。またプロセッサ１２８により、以前の動作持続時間と間隔持続時間とを加算することによって動作寿命持続時間を計算する。間隔累算状態値と以前の累算状態値とを加算し、その和を動作寿命持続時間によって除算して、動作状態の動作寿命平均値を求める。模範的な実施形態では、動作寿命平均値及び動作寿命持続時間はメモリ１３６に保存される。更に、プロセッサ１２８により、以前の動作状態平均値を動作寿命平均値に等しくなるように設定し又は更新し、また以前の動作持続時間を、将来の計算に用いるために動作寿命持続時間等しくなるように設定し又は更新する。
【００３１】
代替の実施形態では、プロセッサ１２８により、コンポーネントが複数の所定の温度（又は動作状態）範囲の各々の範囲内で動作していた時間の長さに基づいて、動作寿命平均値を計算する（段階２１０）。例えば、プロセッサ１２８により、コンポーネントの温度が各々の温度範囲（例えば、１１〜２０℃、２１〜３０℃、３１〜４０℃、など）内にある時間の長さを決定し、且つ各々の温度範囲内の温度について平均値（例えば、３１〜４０℃の温度範囲では３５．５の値、また２１〜３０℃の温度範囲では２５．５の値）を計算する。プロセッサ１２８により、各々の温度範囲の平均値と、コンポーネントの温度が各々の温度範囲内にある時間の長さとを用いて、動作状態の動作寿命平均値を計算する。
【００３２】
一実施形態では、プロセッサ１２８により、温度範囲に対して重みの値を選択し適用して、温度が各々の温度範囲内にある時間の長さに、各々の温度範囲に関連した重み値を乗算するようにする。重み値は、正常な、すなわち、ベースラインの動作温度閾値に対して相対的に高い又は低い温度でコンポーネントを動作する効果を表す。例えば、正常な動作温度閾値が約３０℃である場合、３０℃よりも高い温度で動作すると、コンポーネントに余分な応力を生じさせて、コンポーネントの動作寿命を短くすることがある。従って、一実施形態では、プロセッサ１２８により、温度が４１〜５０℃の温度範囲内にある時間に対して１．２の重み値を適用し、また温度が５１〜６０℃の温度範囲内にある時間に対して１．４重み値を適用することができる。この代わりに、重み値及び／又は温度範囲は、配電システム１０４を本書で述べるように機能させることのできる任意の値及び／又は範囲にすることができる。
【００３３】
プロセッサ１２８により動作状態の動作寿命平均値を計算した（段階２１０）後、プロセッサ１２８で、（メモリ１３６のような）メモリからコンポーネントについての予想寿命データを受け取る（段階２１２）。模範的な実施形態では、コンポーネントについての予想寿命データ（これはまた、「予想コンポーネント寿命」とも呼ぶ）は、コンポーネントが故障するまで所定の値の動作状態で動作し続けると予想されるアワー(hour)（又は別の時間単位）の数を含む。例えば、予想寿命データは、トリップ機構１３２が故障するまでに約摂氏３０度（℃）の温度で約２６２０００時間にわたって動作すると予想されることを指示することがある。模範的な実施形態では、予想寿命データはユーザーから（すなわち、ユーザー入力装置１２０から）及び／又はメモリ１３６に結合された別のシステム又は装置から得られ、また予想寿命データはメモリ１３６内のテーブル又は別のデータ構造に保存される。更に、予想寿命データは複数のコンポーネント動作温度と関連付けられる。より具体的に述べると、各々のコンポーネント動作温度は、その温度についての予想コンポーネント寿命と相関している（すなわち、コンポーネントは、当該温度に関連した予想コンポーネント寿命に等しいアワー数にわたって当該温度で動作すると予想される）。一実施形態では、予想寿命データは、ベルコア(Bellcore)予測モデルのようなコンポーネント信頼性モデルから求められ又は補間される。
【００３４】
次いで、プロセッサ１２８により、コンポーネントの動作寿命平均値及び予想寿命データに基づいて、コンポーネントの予想残存実用寿命のようなステータスを計算する（段階２１４）。この代わりに、ステータスは、電気コンタクトの残存厚さ、コンポーネントの温度又は他の動作状態の正常な動作範囲又は推奨動作範囲、コンポーネントの動作状態が正常な動作範囲及び／又は推奨動作範囲の外にあることの通知又は警告、保守問題の同定、コンポーネントの動作モード又は状態の変化の同定、並びに／又はコンポーネントの任意の他のステータス表示又は値とすることができる。模範的な実施形態では、プロセッサ１２８が、メモリ１３６から動作寿命平均値に関連した予想コンポーネント寿命を受け取る。一実施形態では、予想コンポーネント寿命は、動作寿命平均値に最も近い、メモリ１３６内に保存されていた温度値から補間される。プロセッサ１２８により、コンポーネントについての動作寿命持続時間を予想コンポーネント寿命から減算して、コンポーネントの残存実用寿命を計算又は決定する。次いで、プロセッサ１２８により、コンポーネントの残存実用寿命が所定の閾値以下であるかどうか判定する（段階２１６）。一実施形態では、所定の閾値は、コンポーネントの予想コンポーネント寿命の約１０パーセントに等しい。この代わりに、所定の閾値は、配電システム１０４を本書で述べるように機能させ得る任意の他のアワー数である。
【００３５】
残存実用寿命が所定の閾値以下でない場合、方法２００は、前に述べたようにコンポーネントの動作状態を測定する段階２０２へ戻る。しかしながら、残存実用寿命が所定の閾値以下である場合、プロセッサ１２８により、ユーザーへ警告又は通知を出す（段階２１８）。模範的な実施形態では、警告は、表示装置１３８の１つ以上のＬＥＤ又は他のコンポーネントを作動して、コンポーネントの残存実用寿命が閾値以下に減少したことを視覚的に表示することを含む。この代わりに又はこれに加えて、警告は、（例えば、中央通信ユニット１１６を介して）ユーザーへデータ信号又はメッセージを送信すること、保守要求を出すこと、可聴警報又はノイズを発生すること、表示装置１３８上のテキスト及び／又は図形の表示を変更すること、並びに／又は任意の他の警告又は通知を含む。一実施形態では、プロセッサ１２８により、トリップ機構１３２をトリップ又は作動して、警告を出す前に、又は出した後に、又は実質的に出している間に、電流が負荷１２４へ供給されないようにする。
【００３６】
更に、プロセッサ１２８により、随意選択によって、コンポーネントの残存実用寿命を延長又は増大させる１つ以上の行為を実施する（段階２２０）。例えば、測定温度が約９０℃のような第１の閾値を超えたとき、回路保護装置１２２がトリップ機構１３２をトリップ又は作動するように構成設定されている場合、プロセッサ１２８は、測定温度が約７０℃のような第２の相対的に低い閾値を超えたとき、トリップ機構１３２をトリップ又は作動するように回路保護装置１２２を構成設定することができる。従って、プロセッサ１２８により、トリップ機構１３２の残存実用寿命が残存実用寿命閾値よりも小さい場合はトリップ機構１３２のトリップ閾値を調節することができる。これに加えて又はこの代わりに、回路保護装置１２２が第１の所定のトリップ時間曲線に従ってトリップ又は作動するように構成設定されている場合、プロセッサ１２８は、回路保護装置１２２に第１のトリップ時間曲線よりも一層急速にトリップ又は作動を生じさせる第２の所定のトリップ時間曲線を選択するように構成することができる。その結果、回路保護装置１２２及びトリップ機構１３２を通る電流量を低減することができ、従って、回路保護装置１２２内で発生される熱量を低減することができる。コンポーネントの動作寿命は少なくとも部分的にコンポーネントの動作温度に左右されることがあるので、回路保護装置１２２内の温度を下げることは、トリップ機構１３２の運転寿命を増大させることができる。段階２２０で１つ以上の行為を実施した後、方法２００はコンポーネントの動作状態を測定する段階２０２へ戻ることができる。
【００３７】
本書で述べた方法、装置及びシステムの技術的効果は、（ａ）コンポーネントの動作状態を測定すること、（ｂ）コンポーネントの動作状態を表す値をメモリに保存すること、（ｃ）保存された値に基づいて第１の期間中のコンポーネントの動作状態の第１の値を計算すること、（ｄ）第１の値を用いて第２の期間中のコンポーネントの動作状態の第２の値を計算すること、及び（ｅ）第２の値を用いてコンポーネントの残存実用寿命の長さを決定すること、の内の１つ以上を含むことができる。
【００３８】
これまで、コンポーネントを監視するための方法、装置及びシステムの模範的な実施形態を詳しく説明した。これらの方法、装置及びシステムは本書に述べた特定の実施形態に限定されるものではなく、むしろ方法の動作及び／又はシステム及び／又は装置のコンポーネントは、本書で述べた他の動作及び／又はコンポーネントとは独立に且つ別々に利用することができる。更に、記述した動作及び／又はコンポーネントはまた、他のシステム、方法及び／又は装置において定義し、或いはそれらと組み合わせて使用することができ、且つ本書で述べたようなシステム、方法及び装置のみで実施することに制限されない。
【００３９】
本発明を模範的な回路保護システムに関連して説明したが、本発明の様々な実施形態は、様々な他の回路保護システム、或いは他のシステム又は装置にも使用できる。本書で述べた回路保護システムは、本発明の任意の面の使用及び機能の範囲に関して何らの制限を示唆しているものではない。更に、本書で述べた回路保護システムは、模範的な動作環境において例示した様々なコンポーネントの任意の１つ又は組み合わせに関して何らかの従属性又は要件を持つものと解釈すべきではない。
【００４０】
本発明の実施形態における様々な動作の実行又は遂行順序は、特に明記していない限り、不可欠なものではない。すなわち、それらの動作は、特に明記していない限り、任意の順序で遂行することができ、また本発明の実施形態は、本書に述べたものよりも多数の動作又は少数の動作を含むことができる。例えば、特定の動作を、別の動作の前に又はそれと同時に又その後に実行又は遂行することは本発明の様々な面の範囲内にあるものと考えられる。
【００４１】
本発明の様々な実施形態の特定の特徴を幾つかの図面に示し且つ他の図面に示していないが、これは便宜のために過ぎない。本発明の原理によれば、一図面の任意の特徴を任意の他の図面の任意の特徴と組み合わせて引用し及び／又は特許請求することができる。
【００４２】
本明細書は、最良の実施形態を含めて、本発明を開示するために、また当業者が任意の装置又はシステムを作成し使用し、任意の採用した方法を遂行すること含めて、本発明を実施することができるようにするために、様々な例を使用した。本発明の特許可能な範囲は「特許請求の範囲」の記載に定めており、また当業者に考えられる他の例を含み得る。このような他の例は、それらが特許請求の範囲の文字通りの記載から実質的に差異のない構造的要素を持つ場合、或いはそれらが「特許請求の範囲」の文字通りの記載から実質的に差異のない等価な構造的要素を含む場合、特許請求の範囲内にあるものとする。
【符号の説明】
【００４３】
１００  電力システム
１０２  保護システム
１０４  配電システム
１０６  開閉装置ユニット
１０８  中央制御装置
１１０  プロセッサ
１１２  メモリ
１１４  ネットワーク
１１６  中央通信ユニット
１１８  表示装置
１２０  ユーザー入力装置
１２２  回路保護装置
１２４  負荷
１２６  主給電線
１２７  分岐回路
１２８  プロセッサ
１３０  センサ
１３２  トリップ機構
１３４  通信ユニット
１３６  メモリ
１３８  表示装置
２００  方法
【図１】
2013065556.tif 000003
【図２】
2013065556.tif 000004
【図３】
2013065556.tif 000005