(57)【要約】  ここには、スイッチングの過渡電流（transients）を軽減するため、中・高電圧の回路ブレーカ（遮断器  circuit breaker）を制御するために制御されたスイッチング装置（ＣＳＤｓ）を用いる技術が開示されている。本件発明は、負荷内に存在し得る残留直流電圧チャージを考慮に入れることによって、コンデンサバンクやフィルターのような容量性負荷内の突入電流（inrush current）を軽減および／または消去するための回路ブレーカ（遮断器circuit breaker）の閉鎖を制御する方法を開示する。容量性負荷の高速スイッチングを行うための方法と、負荷の放電時間を除去（縮減）することが開示されている。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーカ（遮断器）と、容量性負荷（コンデンサ負荷  capacitive loads）と、電流として供給されている電気と、からなる電気回路の容量性負荷の高速スイチングを可能とする方法において、
該方法は、電気回路に送られる（派生する）突入電流を減少させるために、開／閉の機械的作動を同期させ、容量性負荷（コンデンサ負荷  capacitive loads）の非通電（電源断）を完了する前の任意の時点でブレーカに開／閉コマンドを送信するのに適合した制御されたスイッチング装置（ＣＳＤ）を形成する電気回路を設置（提供）する工程からなることを特徴とする制御されたスイッチング装置およびその使用方法。
【請求項２】
残留電圧のレベルが所定レベルまで低下したときに、ブレーカ（遮断器）に閉のコマンドを送信する工程をさらに設けたことを特徴とする請求項１に記載された制御されたスイッチング装置およびその使用方法。
【請求項３】
電流の電圧が、容量電圧に等しいときに容量性負荷を再通電するために角度を測定する工程をさらに設けたことを特徴とする請求項１または２に記載された制御されたスイッチング装置およびその使用方法。
【請求項４】
自動的にブレーカ（遮断器）の電気スイッチの角度を調整する工程をさらに設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載された制御されたスイッチング装置およびその使用方法。
【請求項５】
ブレーカ（遮断器）の電気的スイッチング角度は、容量性負荷の電圧レベルを測定する更なる工程に依拠することを特徴とする請求項４に記載された制御されたスイッチング装置およびその使用方法。
【請求項６】
電流遮断の時間とＶ！計算を確定するために、回路ブレーカ（遮断器）／負荷電流を監視（モニター）する更なる工程を設けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載された制御されたスイッチング装置およびその使用方法。
【請求項７】
Ｖ！の計算は、Ｖｉが（ｔ＝０の）容量性負荷の直流残留電圧値であり、Ｋが電気回路の物理的特性の基づく補正係数で、Ｖｍが交流瞬時電圧値である場合に、Ｖｔ＝Ｋ−*Ｖｍを解くことによって算出されることを特徴とする請求項６に記載された制御されたスイッチング装置およびその使用方法。
【請求項８】
容量性負荷（コンデンサ負荷  capacitive loads）の高速スイッチングを可能にする電気回路は、電気回路に電気的に電流を供給するとともに、ブレーカ（遮断器）からなり、残留電圧を出力する少なくとも１つの容量性負荷と、電気回路に電送する（派生する）突入電流を低減するようにブレーカ（遮断器）の機械的開閉作動を同期させ、容量性負荷の非通電（電源断）を完了する前に適時にブレーカ（遮断器）に開閉コマンドを送信するように制御されたスイッチング装置（ＣＳＤ）が形成されることを特徴とする制御されたスイッチング装置用電気回路からなることを特徴とする制御されたスイッチング装置およびその使用方法。
【請求項９】
前記ＣＤＳ（制御されたスイッチング装置）は、容量性負荷の高速スイッチングを可能にするために、充電（チャージ）残留直流電圧の大きさと極性に応じてブレーカ（遮断器）の最適な電気的スイッチング角を決定するように形成された電気回路であることを特徴とする請求項８に記載された制御されたスイッチング装置およびその使用方法。
【請求項１０】
前記ＣＳＤ（制御されたスイッチング装置）は、容量性負荷を再通電するために電気角を測定するように調整された電気回路であることを特徴とする請求項８に記載された制御されたスイッチング装置およびその使用方法。
【請求項１１】
前記ＣＳＤ（制御されたスイッチング装置）は、電流の電圧が容量性負荷電圧と等しいとき、ブレーカ（遮断器）を動的に閉鎖に調節するように形成された電気回路であることを特徴とする請求項１０に記載された制御されたスイッチング装置およびその使用方法。
【請求項１２】
前記ＣＳＤ（制御されたスイッチング装置）は、現在の電流遮断時間とＶｉの計算を決定し、最適化するために回路ブレーカ（遮断器）／負荷電流を監視するように形成された電気回路であることを特徴とする請求項８乃至１１のいずれかに記載された制御されたスイッチング装置およびその使用方法。
【請求項１３】
回路内での制御されるスイッチング装置（ＣＳＤ）の使用は、ブレーカ（遮断器）と、電気回路に電送する（派生する）突入電流を低減するようにブレーカ（遮断器）の機械的開閉作動を同期させ、容量性負荷の非通電（電源断）を完了する前に、適時にブレーカ（遮断器）に開／閉コマンドを送信する容量性負荷とからなることを特徴とする制御されたスイッチング装置用電気回路の使用方法。
【請求項１４】
容量性負荷の高速スイッチングを可能にするために、残留直流電圧電荷の大きさと極性に応じてブレーカ（遮断器）の最適な電気的スイッチング角が決定されるように形成されることを特徴とする請求項１１に記載された制御されたスイッチング装置およびその使用方法。
【請求項１５】
前記ＣＳＤ（制御されたスイッチング装置）、容量性負荷を再通電させるための電気角を測定するように調整された電気回路であることを特徴とする請求項１１に記載された制御されたスイッチング装置およびその使用方法。
【請求項１６】
前記ＣＳＤ（制御されたスイッチング装置）は、電流の電圧が容量性負荷の電圧と等しいとき、動的にブレーカ（遮断器）を閉鎖調整するように形成されている電気回路であることを特徴とする請求項１３に記載された制御されたスイッチング装置用電気回路の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
１．関連出願の相互参照
本件特許出願は、2013年12月20日に米国特許商標庁に出願された、米国特許出願第61／919617号：発明の名称「制御されたスイッチング装置およびその使用方法」の優先権の利益を主張するものであり、その内容は、本件に参照明細書として包含併合される。
【０００２】
２．発明の属する分野
本件発明は、電気工学の分野に関連するものである。より詳しくは、本発明は、この種の負荷（電気機器の負荷）に存在する残留電圧を考慮に入れて、突入電流（inrush current）を軽減または消去するため、回路ブレーカ（遮断器）の作動を制御することにより、容量性負荷（コンデンサ負荷  capacitive loads）の高速スイッチングを行うための装置および方法に関するものである。容量性負荷の例としては、無効（無効電力  reactive）の補償に用いられるコンデンサバンク、高調波フィルター中のコンデンサ、絶縁された送電線（に使用されるコンデンサバンク）がある。本件発明は、制御されたスイッチング装置（ＣＳＤｓ）とその使用方法に関連するものである。
【背景技術】
【０００３】
電力システムには、伝送・配電線に起因するまたは、直列・分路(分流)補償（serial or shunt compensation）のためまたは高調波フィルタリングのためのコンデンサの追加に起因する物理的な特性の異なる種類の容量性負荷がある。直列・分路補償は、配電・伝送線に沿って定電圧測定結果を維持するために用いられる。これらの容量性負荷は、必要に応じて、回路ブレーカ（遮断器）によってオンまたはオフが切り換えられる。
【０００４】
コンデンサバンク（capacitor bank）が非通電（電源断：de-energized）であるとき、多少の残留直流電圧チャージ（residual DC voltage charges）がその静電界に残存する。コンデンサバンクは自己放電する特性を有しているため、電圧蓄積量は動的であり、少しずつ非通電（電源断）からコンデンサバンクの完全な放電へと減少する。コンデンサバンクは、ブレーカ（遮断器）の開放後、自身を放電するのに１５分かかる。
【０００５】
コンデンサバンクの通電によって生じる突入電流（inrush current）のような過渡電圧（voltage transients）を少なくする又は消去するため、放電されたコンデンサのスイッチを入れる最適な瞬間は、波形上の電圧のゼロ交差（時点）となる。適確な瞬間にこの操作を実行するため、制御されたスイッチング装置（ＣＳＤ）が必要とされる。典型的な電気回路網における通常の運転状況の中では、コンデンサバンクは一日に数回スイッチング（切り換え）されることになる。
【０００６】
多くのアプリケーションでは、容量性負荷（コンデンサ負荷）のスイッチング（切り換え）を用いることが必要となる。例えば、分散型エネルギー資源（ＤＥＲ）の統合、静的ＶＡＲ補償装置（ＳＶＣ）および静的同期補償装置（ＳＴＡＴＣＯＭ）のシステムは、電圧制御を実現するため、一日当たり数回コンデンサバンクのスイッチング（切り換え）を行う。しかしながら、現在の技術によると、コンデンサバンクが非通電（電源断）であるとき、電源システムまたはＤＥＲのオペレータ（操作者）は、回路網上の突入電流を避けるため、それら（コンデンサ）を再度充電するまで（前）にコンデンサの完全な放電を（まで）待つ必要がある。図１に示す突入電流（２）は、回路網上の容量性負荷の制御されていないスイッチング操作の結果を図示している。そのような突入電流の結果は、それらが装置を損傷することがあるため危機となり得るので、それ故に、システムの信頼性を減少させている。この例では、電圧（１）も同様に図示されている。更に、結果として生じる過渡電流（transients）は電力線を進み、保護を妨害し、その際に、回路網の安定性を減殺し、潜在的に大きい（深刻な）停電を派生させる。
【０００７】
現在の技術は、抵抗の挿入（pre-insertion resistors）または制御されたスイッチング装置（ＣＳＤ）を用いる事によって、コンデンサバンク上の突入電流を縮小させている。しかしながら、そのような解決策によると、スイッチング操作の実行時の突入電流を避けるため、コンデンサバンクは放電される必要がある。更に、コンデンサを放電させるための１５分の待ち時間は、電源システムおよびＤＥＲのオペレータ（操作者）にとって、装置の不適切な操作という結果となることから、都合の良い時にスイッチング（切り換え）を行うことが許されないため、問題がある。
【０００８】
多くの場合、容量性負荷（コンデンサ負荷  capacitive loads）がまだ充電されている間（時）は、作動を回避する為に回路ブレーカ（遮断器）の閉鎖を制御するために、ブロッキング（阻止）タイマーが用いられる。そのタイマーは、いつもブレーカ（遮断器）が開の時に装備されることによりブレーカ（遮断器）の閉鎖をブロック（阻止）する。
従って、突入電流を最小化する間における容量性負荷のスイッチングの時間を縮小するための新しい技術の必要性が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】アメリカ合衆国特許ＵＳ６，４３３，９８０  Ｂ１
【特許文献２】アメリカ合衆国特許ＵＳ７，５７６，９５７  Ｂ２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この発明は、容量性負荷（コンデンサ負荷  capacitive loads）の通電によって派生する突入電流の軽減および／または消去が目的であり、回路ブレーカ（circuit breaker  ＣＢ）の閉鎖を制御することにより容量性負荷の高速スイッチングを実現する装置および方法に関する。
さらに具体的には、本発明の装置および方法は、振幅（magnitude、or “規模”）に応じた回路ブレーカ（ＣＢ）の最適な電気的なスイッチング角度（スイッチングを行う電気角、electrical angle：電気角）、および、負荷（load）に存在しているであろう残留直流電圧チャージ（residual DC voltage charges）の極性（polarity）を決定する。さらに具体的には、本発明の装置および方法は、負荷（load）に存在しているであろう残留直流電圧チャージ（residual DC voltage charges）の大きさと極性（polarity）によって回路ブレーカ（遮断器）の最適な電気的なスイッチング角度（スイッチングを行う電気角、electrical angle：電気角）を決定する。荷容量性負荷（コンデンサ負荷  capacitive loads）の残留直流電圧は、ＣＳＤによって評価され、または測定される。本発明は、回路ブレーカ（遮断器）の開放後に、容量性負荷の残留電圧値を評価するための技術、および徐々に変化する直流残留電圧を見積もるための技術についても詳述する。このアプローチのおかげで、制御されたスイッチング装置（ＣＳＤ）は、回路ブレーカ（遮断器）の開放後は、いつでも回路ブレーカ（遮断器）を閉鎖することができ、その際に、容量性負荷の高速なスイッチングを実現できる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一つの目的として、本発明では、回路ブレーカ（遮断器）（４）を含む電気回路における容量性負荷（５）の通電に起因する突入電流の軽減のための方法を詳述する。この方法では、電気回路に、電気回路に伝送される過渡電流（transients）を減少させるために、その機械的操作を同期させる（synchronize）ため、回路ブレーカ（遮断器）（４）に閉鎖コマンドを送るように形成されている制御されたスイッチング装置（６）を提供する工程からなる。この例では、制御されたスイッチング装置（ＣＳＤ）は、ネットワーク（network、回路）の変圧器（potential transformers）（７）および変流器（current transformer）（８）と接続される。電源（３）も同様に図示されている。前記方法は、容量性負荷の高速スイッチングを可能にする。好ましい実施形態は、容量性負荷の回路ブレーカ（ＣＢ）が開のとき、この方法では、開に続く数ミリ秒、この回路ブレーカ（ＣＢ）の再遮断を可能にしている。
この方法では、回路ブレーカ（ＣＢ）の再閉鎖を開放に続く数ミリ秒あとにすることを可能にしている。
【００１２】
本発明の他の目的として、ここに開示された方法では、更に、容量性負荷（コンデンサ負荷  capacitive loads）の高速スイッチングを可能にするため、突入電流を減少させる最適な電気角において電気回路のブレーカーを閉鎖するために制御されたスイッチング装置（ＣＳＤ）を調整する工程からなる。
【００１３】
本発明のさらなる目的として、制御されたスイッチング装置は容量性負荷に接続されている。この方法では、更に、ブレーカを切り換えるための最適な電気角を計算するために、容量性負荷内の残留電圧チャージを計算する工程を包含するものである。
【００１４】
本発明の他の目的として、ここに開示された方法では、容量性負荷への通電中に、その残留直流電圧にかかわらず、突入電流を縮小または消去する工程を包含するものである。
【００１５】
本発明は、電気回路に供給される突入電流を縮小するために最適な電気角において電気回路の回路ブレーカ（遮断器）を閉鎖することにより、容量性負荷の通電を制御するように制御されたスイッチング装置を使用している。
【００１６】
前記突入電流の縮小は、ポイント−オン−ウェーブ（ＰＯＷ）コントローラとしてもまた知られている、制御されたスイッチング装置の使用によって実現される。
【００１７】
先行技術に見られるように、容量性負荷（コンデンサ負荷  capacitive loads）の放電完了には１５分ほどかかっている。従って、保護遮断装置（protection trip）の使用あるいは任意のコマンドの送信によって、容量性負荷のスイッチがオフ（非通電）となる毎に、装置のオペレータ（操作者）は、それ（容量性負荷）を始動通電する前に、容量性負荷が充分に放電されるのを待つ必要がある。この発明を用いると、容量性負荷のスイッチがオフとなる毎に、電流と電圧の波形が捕捉（captured）され、それにより、容量性負荷の各フェーズにおいて捕捉される残留電圧が測定される。更に、電源電圧および回路網の周波数（network frequency）に従って最適な遮断電気角（electrical closing angle）を動的に計算するために、容量性負荷の残留電圧は、常にＣＳＤによって算出予測されている。
【００１８】
本発明の他の目的としては、電気回路の容量性負荷の高速スイッチングを可能にする方法が開示されている。その電気回路は、ブレーカと容量性負荷を装備し、電気的に電流が供給されており、該方法は、電気回路へ伝送される突入電流を縮小するために開放および閉鎖の機械的操作を同期させ、電気回路に、容量性負荷の非通電（電源断）が完了する前にブレーカに開放または閉鎖コマンドを送るように形成された制御されたスイッチング装置（ＣＳＤ）を提供する工程からなる。
【００１９】
本発明の更なる他の目的としては、前記方法は、更に、残留電圧レベルがゼロと異なる（ゼロでない）にもかかわらず、ブレーカに閉鎖コマンドを送信する工程を包含し得る。前記方法は、更に、電流の電圧が容量電圧に等しいときに、容量性負荷を再通電するための角度（電気角）を測定する工程もまた包含し得る。
【００２０】
該方法は、更に、容量性負荷電圧のレベルを測定する更なる工程に基づく、ブレーカの電気的なスイッチング角度（電気角）の自動的な調整を包含する。
【００２１】
本発明の更なる他の目的としては、容量性負荷の高速スイッチングを可能にする電気回路が開示されている。前記電気回路は、電気的に電流を供給されており、ブレーカと、残留電圧を出力する少なくとも１つの容量性負荷と、電気回路へ伝送される突入電流を縮小するためにブレーカの開放および閉鎖の機械的操作を同期させるための容量性負荷の非通電（電源断）が完了する前にブレーカに開放または閉鎖コマンドを送るように形成される制御されたスイッチング装置（ＣＳＤ）とを包含する。
【００２２】
本発明の他の目的としては、ブレーカと容量性負荷とからなる回路中に制御されたスイッチング装置（ＣＳＤ）が使用されることが開示されており、そこでは、ＣＳＤは、制御されたスイッチング装置と少なくとも１つの容量性負荷とからなる電気回路へ伝送される突入電流を縮小するためにブレーカの開放および閉鎖の機械的操作を同期させるように、容量性負荷の非通電（電源断）が完了する前にブレーカに開放／閉鎖コマンドを送るように形成されている。
【００２３】
新規であると確信される本発明の特徴は、添付の請求項に詳細に説明されている。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
本発明の上記および他の目的、特徴および長所は、以下の説明から容易に明らかとなるであろう。添付の図面を参照する。
【００２５】
【図１】突入電流の例を時の関数としてグラフで図示したものである（従来技術）。
【００２６】
【図２】ＣＳＤ（制御されたスイッチング装置）で構成されたＣＢ（回路ブレーカ：遮断器）を使用して制御される代表的な容量性負荷回路を図示したものである（従来技術）。
【００２７】
【図３】容量性負荷の制御された電流通電を示す例をグラフで図示したものである。
【００２８】
【図４】本件発明の原理に従って負荷／ＣＢ（回路ブレーカ：遮断器）の電流の測定および電源電圧の測定から直流残留電圧を算出予測するための技術をグラフで図示したものである。
【００２９】
【図５】代表的なコンデンサの残留電圧曲線を秒単位の時間関数として図示したもので、代表的なコンデンサの自己放電現象を、コンデンサの１分間の継続的放電を使用して示したものをグラフに図示したものである。
【００３０】
【図６】電源電圧および変動する直流残留電圧に従って最適なスイッチングの電気角をグラフで図示したものである。
【００３１】
【図７】本件発明の原理によるＣＳＤ（制御されたスイッチング装置）を実行した、変動する直流残留電圧を測定するＣＳＤ（制御されたスイッチング装置）を使用したＣＢ（回路ブレーカ）からなる代表的な容量性負荷回路装置を図示したものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
新規な制御されたスイッチング装置（ＣＳＤ）およびその使用方法は、以下に詳述される。本発明は、特定の実例となる（複数の）実施態様に関して説明されるが、ここに開示される（複数の）実施態様は単なる例であり、発明の範囲はそれによって制限される事はないと理解されるものである。
【００３３】
この発明は、ＣＢ（回路ブレーカ）の作動の制御によって、ＣＳＤ（制御されたスイッチング装置）の使用による突入電流を軽減および／または消去することよる荷容量性負荷（コンデンサ負荷  capacitive loads）の高速スイッチングに関するものであり、ここでＣＳＤ（制御されたスイッチング装置）は、負荷に捕捉されている残留直流電圧チャージの振幅（大きさ）と極性に従い、自動的に最適なＣＢ（回路ブレーカ）の電気的なスイッチング角度（電気角）を決定する。ＣＳＤ（制御されたスイッチング装置）は、容量性負荷の残留直流電圧を評価および測定する。回路ブレーカ（遮断器）の開放から生じる容量性負荷内の直流残留電圧（Ｖｉ）を評価するための技術、および、全ての時間に渡って変動する直流残留電圧を評価するための技術もまた、開示されている。
【００３４】
さて、図２を参照すると、回路をスイッチングする中または高電圧のコンデンサバンクの例、またはＶＡＲ補償を実現する装置、電圧調整・高調波フィルタリング（voltage regulation and harmonic filtering）が示されている。これらの装置は、通常は、ＣＳＤ（６）と、一般的に回路ブレーカ（遮断器）（４）を介して電源（３）に接続されている容量性負荷（５）とから構成されている。ＣＢ（４）は、容量性負荷（５）の通電を制御する。
【００３５】
通常は、ＣＳＤ（制御されたスイッチング装置）は、容量性負荷の通電に付帯する突入電流の軽減および／または消去のために、回路ブレーカ（遮断器）の閉鎖（遮断）操作を制御することに用いられる。その場合、残留直流電圧は考慮に入れられないため、容量性負荷の通電に待機時間が必須となる。
【００３６】
さて、図３を参照すると、ＣＳＤ（制御されたスイッチング装置）によって実行されるコンデンサバンクのスイッチング動作後に捕捉された波形の例が図示されている。コンデンサバンクは、電源電圧（９）の値がゼロに近いときに、オンに切り換えられる（電源が入れられる）。そのようなゼロ近接値（near zero-value）でのスイッチングは、突入電流が最小化されることを可能にする。そのような本発明の原理に沿った実施態様では、コンデンサは充分に放電され、または、残留電圧が考慮に入れられる。
【００３７】
さらに図３を参照すると、ＣＢ（回路ブレーカ）は、電気的なスイッチング角度（電気角）に近接し（close at）しており、負荷電流（１０）（inrush current）は時間に従って（in time）変動していることが示されている。この結果は、図１に示した結果からの画期的な改善を示している。図１に示されているように、非制御状態のコンデンサバンクへの通電からは突入電流（２）が、ＣＳＤによってスイッチング制御されたコンデンサと比較して、４ＰＵ以上も派生しており、図３で示すように、突入電流（１０）は生成されていない。
【００３８】
さて、図４を参照すると、容量性負荷の非通電から生ずる残留電圧（１６）の図面上での例が示されている。容量性負荷の非通電は、前記容量性負荷の最初（先頭）の直流残留電圧（１６）の原因となる。ＣＢ（回路ブレーカ）の開放の時点で、Ｖｉ（１６）の振幅（大きさ）および極性は、電源電圧（１２）のレベルや振幅（大きさ）、および電流遮断（current interruption）（１４）の時点における電圧の極性に依拠する。本発明の原理による制御されたスイッチング装置（ＣＳＤ）は、電流遮断（current interruption）（１４）時間を決定するためおよびＶｉ（１６）の計算のために、回路ブレーカ（遮断器）／負荷電流（load current）（１３）を監視する。Ｖｉの値は、一般に、以下の等式（方程式）によって計算される。
Ｖｉ＝Ｋ−*Ｖｍ
ここでは、Ｖｉは、容量性負荷内の直流残留電圧値であり（ｔ＝０）、
Ｋは、電気回路の物理的特性（physical characteristics）に基づく補正率（correction factor）であり、Ｖｍは、瞬間的な交流電圧値である。
【００３９】
次に、図５を参照すると、徐々に低下する、時を関数とする容量性負荷の電圧特性の曲線が示されている。代表的な容量性負荷の利用例では、Ｖｉ値から安全レベル（safe level）である値への一または複数の容量性負荷の放電は、約１５分間程度は継続することになる。Ｖ１５の低下する電圧曲線の特性と、ＣＢ（回路ブレーカ）の開放時からの経過時間とを使用することにより、本発明の原理に従ったＣＳＤ（制御されたスイッチング装置）は、容量性負荷の振幅（大きさ）および残留電荷の極性を推測することになる。当業界の技術者等（当業者）は、本発明の原理が、一または多数あるコンデンサ装置のあらゆるレベルや放電継続時間に適用され得ることを理解するであろう。
【００４０】
ＣＳＤ（制御されたスイッチング装置）は、また、ポイント−オン−ウェーブ（ＰＯＷ）コントローラとしても知られており、ネットワーク（回路）上に存在する少なくとも一の電気信号とＣＢ（回路ブレーカ）の機械的操作とを同期させるため、回路ブレーカ（遮断器）に開／閉コマンドを伝送するように設計された合理的な（intelligent）制御装置である。スイッチングの過渡電流を減少または除去するため、ＣＢ（回路ブレーカ）の機械的操作は、最適な電気角において選択実行されるのが望ましい。
【００４１】
容量性負荷の通電によって生じる突入電流を軽減および／または消去することにより突然の電圧変化は避けられる。そのために、少なくとも一つの回路ブレーカ（遮断器）を使用して負荷へ再通電するための最適な電気角は、電源電圧がＶｉと等しい時であるべきと推測（予測）されることになる。これは、ＣＢ（回路ブレーカ）の全域に渡る（across）電圧が０に等しいときの電気角と合致することになる。
【００４２】
例えば、図６は、時の関数としての電源電圧（１７）、ＣＢ（１８）の全域に渡る電圧、電流（１９）およびＶｉ（２０）の変化を図示するものである。ＣＢ（２１）の開放後、ＣＢ（回路ブレーカ）の全域に渡る電圧は、少なくとも１回はゼロに近づくとされるが、通常は複数回（２２）存在することになる。ＣＢ（回路ブレーカ）は、ＣＢ（回路ブレーカ）の電圧がゼロに近づくところでいつでも閉鎖されことが可能である。電圧Ｖｉは経時的にゆっくり時間をかけて徐々に減少するため、最適なスイッチング時点は、それゆえに動的になり、また、経時的に時間をかけて変化する。ＣＳＤ（制御されたスイッチング装置）にコマンド（指令）が伝送されたとき、ＣＢ（回路ブレーカ）の閉作動の時点を最適化するためにＶｉを考慮に入れて計算されなければならない。本発明のＣＳＤ（制御されたスイッチング装置）では、容量性負荷電圧の突然の変化を回避し、また、突入電流の軽減および／または回避するように、ＣＢ（回路ブレーカ）の閉鎖時間を動的（的確）に形成（適応）するためにＶｉを使用している。このようにして、本発明による方法（アプローチ）では、容量性負荷の高速スイッチングを可能にしている。
【００４３】
次に、図７を参照すると、回路におけるＣＢ（回路ブレーカ）の電気角のスイッチングの動的な変化を可能にする本発明の一実施例が示されている。この実施例は、図２に示された回路の図示に似たものを基礎としているが、容量性負荷に直接接続される回路ブレーカ（遮断器）ＣＢ（２４）を制御する制御されたスイッチング装置ＣＳＤ（２６）を備えた装置から構成されている。この構成は、直流残留電圧の測定（２９）を可能にする。電源（２３）と、変圧器（２７）および変流器（２８）も同様に図示されている。
【００４４】
当業界の技術者（当業者）であれば、本件方法（発明）と共に、これらブレーカ、変流器および、変圧器、容量性負荷、ＰＯＷ（ポイント−オン−ウェーブ）および、制御されたスイッチング装置ＣＳＤ等を、もっとも、これに限定されるものではないが、あらゆる先行技術にかかる他の電気部品、または、各種部品の将来の派生機器に、応用することが出来ることを理解するであろう。特に、アメリカ合衆国特許ＵＳ６，４３３，９８０  Ｂ１には、ここで用いることができる制御されたスイッチング装置ＣＳＤの主要な機能が開示されている。また、アメリカ合衆国特許ＵＳ７，５７６，９５７  Ｂ２には、ここで用いることができるＰＯＷ（ポイント−オン−ウェーブ）の主要な機能が開示されている。アメリカ合衆国特許ＵＳ６，４３３，９８０  Ｂ１およびアメリカ合衆国特許ＵＳ７，５７６，９５７  Ｂ２の内容は、参考文献としてここに包含される。
【００４５】
図示により、および現在好ましいとされる本発明の実施態様は、上述の通り詳細に開示されたが、本発明の概念（コンセプト）は、他にも様々に具現化され、また、応用され、更に、付帯する請求項は、先行技術によって限定されることはあっても、多様性を包含すると解釈されることを意図していると理解されるべきである。
【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】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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2017500684.tif 000011