JPH0646522A - 遮断器用操作制御回路の常時監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 遮断器の操作回路を構成している操作コイル
と操作スイッチの両方を同時に常時監視することを目的
とする。 【構成】 操作スイッチを二重化し、各スイッチ素子に
並列に接続した抵抗の電圧の分布を、正常時の分布とサ
イクリックに比較する。比較の結果から異常状態を検出
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、遮断器の投入操作、引
外し操作を行なう操作制御回路を常時監視する遮断器用
操作制御回路の常時監視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように遮断器の投入操作、引外し
操作のための操作制御回路は、操作制御スイッチ、操作
制御コイル及び遮断器の開閉状態に連動して開閉する補
助接点を直列に接続して構成されている。そして操作制
御回路の故障に対する従来の常時監視は、操作制御コイ
ルの断線検知のみを行なっていた。

【０００３】図３はその従来例を示し、この例は引外し
操作のための制御回路であり、制御電源ラインＰ，Ｎ間
に、引外し操作のための操作スイッチ１と、引外しコイ
ル２と、遮断器の開閉状態に連動して開閉する補助接点
３とを直列に接続して構成されている。引外しコイル２
の断線検知のために、引外しコイル２に並列に監視装置
４が接続されてある。

【０００４】投入状態にある遮断器（このときは補助接
点３はオンとされている。）を引外すには、操作スイッ
チ１をオンとすればよく、これにより引外しコイル２が
励磁されて遮断器は引外される。引外しコイル２の断線
検知のための監視は、引外しコイル２にその動作電流以
下の電流を流し、そのときの電流値を監視装置４が監視
することによって行なっている。

【０００５】しかしこのような構成によると、引外しコ
イルの断線検知を監視することができても、操作スイッ
チの監視を行なうことはできない。これは操作スイッチ
の動作テストを行なうと、操作電流が流れて遮断器が動
作してしまうためであり、また操作スイッチが機械式リ
レー接点である場合は、半導体スイッチに比べて開閉寿
命が短いため、頻繁に常時監視できない理由に基づく。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、操作コイル
のみではなく、操作制御スイッチをも含めて、操作制御
回路の故障を常時監視できるようにすることを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、第１のスイッ
チ素子と第２のスイッチ素子とを直列に接続した操作制
御スイッチ回路と、遮断器を投入又は引外すための操作
制御コイルと、遮断器の開閉状態に連動して開閉される
補助接点とを直列に接続して操作制御回路を構成し、第
１のスイッチ素子、第２のスイッチ素子及び補助接点の
それぞれに並列に電気抵抗を接続してなり、第１のスイ
ッチ素子と第２のスイッチ素子とを同時にオフする第１
の状態、第１のスイッチ素子のみをオフする第２の状態
及び第２のスイッチ素子のみをオフする第３の状態をサ
イクリックに発生させる状態発生手段と、第１乃至第３
の状態において、第１のスイッチ素子、第２のスイッチ
素子に並列接続されている電気抵抗の各端子電圧を基準
電圧と比較し、第１のスイッチ素子、第２のスイッチ素
子及び操作制御コイルの正常状態における各端子電圧
と、異常状態における各端子電圧との相違から、操作制
御回路の異常を検出する比較検出手段とを備えてなるこ
とを特徴とする。

【０００８】

【作用】操作制御コイルの励磁は、第１及び第２のスイ
ッチ素子を同時にオン、オフすることによって行なう。
遮断器の投入状態及び引外し状態のいずれの場合でも、
第１乃至第３の状態をサイクリックに発生させる。第１
及び第２のスイッチ素子ならびに操作制御コイルがすべ
て正常の場合と、そのうちのいずれかひとつでも異常の
場合とでは、各電気抵抗の端子電圧が相違するようにな
る。したがってこの電圧を基準電圧と比較することによ
り、各スイッチ素子及び操作制御コイルの異常を検出す
ることができる。

【０００９】

【実施例】本発明の実施例を図によって説明する。図３
の例にならって引外しコイルの操作回路を対象にして説
明する。なお図３と同じ符号を付した部分は、同一又は
対応する部分を示す。本発明にしたがい、第１のスイッ
チ素子５と第２のスイッチ素子６を直列に接続してスイ
ッチ回路７を構成する。各スイッチ素子５，６はたとえ
ば半導体スイッチ素子が利用される。スイッチ回路７は
引外しコイル２、補助接点３に直列とされ操作制御回
路、すなわち引外し操作回路８が構成され、この引外し
操作回路８は制御電源ラインＰ、Ｎ間に接続される。

【００１０】各スイッチ素子５、６に並列に電気抵抗
９、１０を接続する。また補助接点３に並列に電気抵抗
１１を接続する。１２は監視制御回路で、電気抵抗９の
端子電圧Ｖ１及び電気抵抗１０の端子電圧Ｖ２が、及び
制御電源ラインＰから制御電源電圧が基準電圧として与
えられている。そして監視のために各スイッチ素子をド
ライブし、及び各端子電圧と基準電圧との比較演算を実
行する。

【００１１】遮断器が投入状態にあるとき、図示しない
ドライブ回路によって両スイッチ素子５、６がオンとさ
れる。これによって引外しコイル２が駆動して遮断器は
引き外される。この引外し動作により補助接点３はオフ
とされる。これらの動作は従来の構成と特に相違するも
のではない。

【００１２】引外し操作回路８の監視のために、スイッ
チ素子５、６がともにオフの状態（第１の状態）、スイ
ッチ素子５のみがオフの状態（第２の状態）及びスイッ
チ素子６のみがオフの状態（第３の状態）を設定する。
この各状態をサイクリックに再現させる。これは監視制
御回路１２から予め定めてあるプログラムにしたがって
発せられる信号によって各スイッチ素子がドライブされ
ることによって実行される。

【００１３】第１乃至第３の状態に対応して電気抵抗
９、１０に端子電圧Ｖ１、Ｖ２が発生する。この電圧は
引外しコイル２がもつインダクタンスにより過度応答す
るが、定常値に達すると各状態毎に定まった電圧値とな
る。

【００１４】しかし引外しコイル２に断線が生じたり、
各スイッチ素子５、６が正規の動作状態にないとき、す
なわち故障状態にあるときは、これらが正常状態にある
ときとは異なる電圧分布値となる。表１はそのような場
合の電圧分布を、正常状態である場合の電圧分布と比較
して示したものである。

【００１５】故障状況は、引外しコイル２の断線、スイ
ッチ素子５、６の短絡故障（ドライブ回路の故障が原因
である場合も含む。）、開放故障の場合を示す。簡単に
するために各電圧値は、制御電源電圧を１としたときの
比率で示し、また各電気抵抗９〜１１の抵抗値を等しく
設定した場合を示している。なお表中で−により示した
ものは、その前の状態の出力電圧で故障が検知され、こ
れより故障表示を行なったのち、次の状態に進まないこ
とを意味している。

【００１６】

【表１】

【００１７】表１から明らかなように、遮断器が投入状
態あるいは引外し状態にいずれであっても、いかなる故
障も状態１〜３にいずれにおいて、正常な電圧分布とは
異なる電圧分布を示すことが理解できる。したがって各
状態の比較のための基準電圧として正常時の電圧分布を
与えることにより、故障の発生を検知することができ
る。また制御電源ラインＰ、Ｎの制御電源電圧に変動が
ある場合は、制御電源電圧を基準電圧とすることによ
り、変動を補償することが可能となる。

【００１８】監視は状態１〜３をサイクリック起こすこ
とによつて常時監視を行なう。監視中に引外し指令が発
生した場合は、これを割込み入力として監視のためのサ
イクリックを停止し、投入動作なり引外し動作が完了し
たあと、サイクリックを再開させればよい。前記した電
圧分布の比較結果を論理演算して、故障内容の表示を行
なうことも可能である。

【００１９】図３に監視制御回路１２の一例を示す。プ
ログラム記憶部２０に記憶されたプログラムをマイクロ
コンピュータによる演算処理部１９で解読し、設定した
時間間隔でスイッチ素子５、６をサイクリックにドライ
ブする。２１はそのための外部インタフェース回路、２
２はスイッチ素子５のドライブ回路、２３はスイッチ素
子６のドライブ回路、２４は故障内容を表示する表示回
路である。

【００２０】電圧Ｖ１、Ｖ２及び制御電源電圧Ｖは入力
変換器１３に与えられ、ここで入力に適した電圧に降圧
され、アナログフィルタ１４を通して低ノイズ化した
後、サンプルホールド回路１５に保持される。そして、
これらの電圧信号のデータはマルチプレクサ１６により
順次切り換えられてＡ／Ｄコンバータ１７によりデイジ
タル信号に変換され、Ａ／Ｄ変換データメモリ１８に一
時格納される。

【００２１】これらのデータのうち、スイッチ素子５、
６のドライブ指令後、一定時間経過後のデータを演算処
理部１９が読み込むことによって、電圧波形の立上り特
性による誤動作を解消することができる。プログラム中
に指定された電圧分布データと、このデータを比較し、
差異が発生すれば、スイッチ素子５、６をともにオフす
る指令を各ドライブ回路２２、２３に出力するととも
に、インタフェース回路２１を介して故障内容を表示回
路２４に表示するようにする。

【００２２】これらのサイクリックな監視動作中に、引
外し指令が発生した場合は、この指令は演算処理部１９
に割込入力として入力され、演算処理部１９はプログラ
ムに基づいて監視動作を停止し、直ちに引外し指令をス
イッチ素子５、６のドライブ回路２２、２３に出力す
る。引外し動作の確認は、表１に示すように電圧Ｖ１、
Ｖ２の電圧分布から可能である。その確認後に監視動作
を再開する。

【００２３】なお前記したように電圧波形は過度波形で
あるため、波形の立上りを考慮して定常電圧値と比較す
ることにより、動作の信頼性が向上する。またこの種操
作回路には、スイッチングが高速で、かつ開閉寿命が長
い電力用半導体素子が好適である。そしてスイッチ素子
を二重化して、それ自身を常時監視することにより高い
信頼度で使用することができるようになる。

【００２４】以上の説明は引外し操作回路についての例
であるが、同様にして投入操作回路についても本発明が
適用できることはいうまでもない。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、遮
断器の操作回路において、操作コイルのみならず、操作
スイッチも含めて、それぞれの故障の常時監視を行なう
ことができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す回路図である。

【図２】図１の監視制御回路の一例を示すブロック図で
ある。

【図３】従来例の回路図である。

【符号の説明】

２ 操作コイル（引外しコイル） ３ 補助接点 ５ 第１のスイッチ素子 ６ 第２のスイッチ素子 ７ 操作制御スイッチ回路 ８ 操作回路（引外し操作回路） ９ 電気抵抗 １０ 電気抵抗 １１ 電気抵抗 １２ 監視制御回路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１のスイッチ素子と第２のスイッチ素
   子とを直列に接続した操作制御スイッチ回路と、遮断器
   を投入又は引外すための操作制御コイルと、前記遮断器
   の開閉状態に連動して開閉される補助接点とを直列に接
   続して操作制御回路を構成し、前記第１のスイッチ素
   子、前記第２のスイッチ素子及び前記補助接点のそれぞ
   れに並列に電気抵抗を接続してなり、前記第１のスイッ
   チ素子と前記第２のスイッチ素子とを同時にオフする第
   １の状態、前記第１のスイッチ素子のみをオフする第２
   の状態および前記第２のスイッチ素子のみをオフする第
   ３の状態をサイクリックに発生させる状態発生手段と、
   前記第１乃至第３の状態において、前記第１のスイッチ
   素子および前記第２のスイッチ素子に並列接続されてい
   る電気抵抗の各端子電圧を基準電圧と比較し、前記第１
   のスイッチ素子、前記第２のスイッチ素子及び前記操作
   制御コイルの正常状態における前記各端子電圧と、異常
   状態における前記各端子電圧との相違から、前記操作制
   御回路の異常を検出する比較検出手段とを備えてなる遮
   断器用操作制御回路の常時監視装置。
2. 【請求項２】 基準電圧が、操作制御回路の電源電圧で
   ある特許請求の範囲第１項記載の遮断器用操作制御回路
   の常時監視装置。
3. 【請求項３】 第１のスイッチ素子と第２のスイッチ素
   子が、半導体スイッチ素子である特許請求の範囲第１項
   又は第２項記載の遮断器用操作制御回路の常時監視装
   置。
4. 【請求項４】 電気抵抗の各端子電圧の波形の立上り時
   間後に基準電圧と比較する特許請求の範囲第１項、第２
   項又は第３項記載の遮断器用操作制御回路の常時監視装
   置。
5. 【請求項５】比較検出手段に、故障内容を表示する手段
   を備えた特許請求の範囲第１項、第２項、第３項又は第
   ４項記載の遮断器用操作制御回路の常時監視装置。
6. 【請求項６】投入指令および引外し指令の入力を割込み
   入力として、比較検出手段の動作を停止し、投入動作お
   よび引外し動作の完了後、比較検出手段の動作を再開す
   る手段を備えた特許請求の範囲第１項、第２項、第３
   項、第４項又は第５項記載の遮断器用操作制御回路の常
   時監視装置。