電力線のセグメントの位相線のインピーダンスを変化させるための切替え装置および方法

本発明は、電力線のセグメントの位相線のインピーダンスを変化させるための切替え装置および方法に関する。

本技術分野において知られているものに、米国特許第7,639,460B2号がある。この文書は、電力線のセグメントの位相線のインピーダンスを変化させるための切替え装置および方法を説明する。位相線は、互いに電気的に絶縁され、セグメントの両端において共に短絡されるn個の導体を含む。より具体的には、上記装置は、導体のうちの少なくとも1つに直列に接続される少なくとも1つの第1の真空断続器と、少なくとも1つの第1の真空断続器を選択的に開閉するための少なくとも1つの第1の制御可能なモータと、位相線の現在の動作条件を表すパラメータに従って、少なくとも1つの第1の制御可能なモータを制御するための制御器とを含む。米国特許第7,639,460B2号は、参照によって本明細書に組み込まれる。

知られているものには、「Smart Power Line and photonic de−icer concepts for transmission−line capacity and reliability improvement」と題され、ジャーナル「Cold Regions Science and Technology」(volume 65, issue 1)の2011年1月版において発行された、本発明者による論文もある。本論文は、スマート電力線概念と、新たな送電線または既存の送電線へのスマート電力線概念の実装とに関する。スマート電力線は、3つのニーズ、すなわち、除氷、回線インピーダンス変調、および回線監視に対処する。

本技術分野において知られているものには、米国特許第6,396,172号および国際公開第WO02/41459号の下で公開されたPCT出願もある。これらの文書においては、いくつかの位相線を有する電力線のセグメントと共に使用されることを同様に意図された切替え装置が説明される。

本技術分野において知られているものには、米国特許第2,797,344号もある。本特許は、電気ケーブルを除氷するための装置を説明する。この特許は、送電線において、互いに絶縁される一対の導体を有するケーブルが提供されることを提案する。電気ブリッジは、導体のうちの1つと直列に接続される。電気ブリッジを開くための手段が提供され、ケーブル上の氷の蓄積に反応して、電気ブリッジを動作させるための別の手段が提供される。電気ブリッジは、ケーブル上の氷の蓄積に反応する手段によって開かれる、通常は閉じられたスイッチを備える。

本技術分野において知られているものには、米国特許第4,082,962号もある。この特許は、オーバーヘッド送電線の導体を流れる直流によって氷を溶かすためのデバイスを説明する。この特許は、送電線の導体のうちの1つの一端に一時的に接続される整流器の使用を提案する。本装置は、整流器に並列に接続される回路フィルタだけでなく、接地回路も備える。この特許において提案される回路は、送電線を除氷するために整流電流を使用する。送電線のセクションごとに、整流器、接地回路および回路フィルタが使用される。

本技術分野において知られているものには、米国特許第4,126,792号もある。この特許は、着氷強度が高い領域のための高電圧ネットワークを提案する。この特許は、整流電流によって氷を溶かすために、整流器と、送電線の少なくとも1つの導体を整流器に接続するための切替え回路との使用を提案する。 上述された切替え装置および方法のうちの少なくともいくつかにおいて見出され得る欠点のうちの1つは、これらの装置および方法のうちのいくつかが、電力線のセグメントの導体の効率的かつ安全な切替えを可能にしないことがあり得ることである。

本発明の課題のうちの1つは、電力線のセグメントの導体の断続器が閉位置と開位置との間で効率的、安全かつ経済的な手法で切り替えられることを可能にする、電力線のセグメントのための切替え装置および方法を提案することである。 本発明の課題、利点および他の特徴は、添付の図面を参照しつつ、あくまでも例として与えられる様々な随意的な実施形態の下記の非限定的な説明を読めば、より明らかとなるであろう。

本発明によれば、電力線のセグメントの位相線のインピーダンスを変化させるための切替え装置であって、位相線は、互いに電気的に絶縁されるn個の導体を含み、nは、2以上であり、n個の導体は、セグメントの両端において共に短絡され、本装置は、導体ごとに、直列に接続される制御可能な断続器であって、断続器は、断続器を閉位置または開位置に選択的に切り替えるための第1の命令信号を受信するための命令端子を有する、制御可能な断続器と、位相線の実際の動作条件を表すパラメータを検出するためのパラメータ検出器と、検出器によって検出されたパラメータに従って、断続器をそれらの命令端子を介して制御するための第1の制御器と、断続器を無効化するための無効化ユニットとを備える、切替え装置が提供される。無効化ユニットは、n個の制御可能な断続器をそれぞれ無効化するために、n個の制御可能な断続器にそれぞれ関連付けられるn個の制御可能なスイッチと、n個の断続器のうちのいずれが閉じられているかを検出するための位置検出器と、位置検出器から位置信号を受信するための第1の入力、前記無効化ユニットに命令するための第2の命令信号を受信するための第2の入力、および、全動作時間において、n個の断続器のうちの少なくとも1つが閉じられ、無効化されるように、前記第2の命令信号及び前記位置信号を考慮してn個の制御可能なスイッチに命令するための命令出力を有する第2の制御器とを備える。

本発明によれば、電力線のセグメントの位相線のインピーダンスを変化させるための方法であって、位相線は、互いに電気的に絶縁されるn個の導体を含み、nは、2以上であり、n個の導体は、セグメントの両端において共に短絡され、各導体は、直列に接続される制御可能な断続器を有し、制御可能な断続器は、断続器を閉位置または開位置に選択的に切り替えるための命令信号を受信するための命令端子を有し、本方法は、位相線の実際の動作条件を表すパラメータを検出するステップと、検出されたパラメータに従って、断続器をそれらの命令端子を介して制御するステップと、n個の制御可能な断続器にそれぞれ関連付けられるn個の制御可能なスイッチを用いて断続器を無効化するステップとを含む、方法も提供される。断続器を無効化するステップは、n個の断続器のうちのいずれが閉じられているかを検出するステップと、全動作時間において、n個の断続器のうちの少なくとも1つが閉じられ、無効化されるように、n個の制御可能なスイッチに命令するステップとを含む。

断続器が提供される電力線のセグメントの概略図である。

図2Aは、並列に接続される一対の真空断続器が提供される電力線の位相線の導体の斜視図である。図2Bは、図2Aに示されるものの端面図である。

本発明の好適な実施形態に係る切替え装置の構成要素を示すブロック図である。

本発明の好適な実施形態に係る切替え装置の構成要素の斜視図である。

本発明の別の好適な実施形態に係る、電力線のセグメントの対応する断続器のモータに関連付けられる制御可能なスイッチを示す回路図である。

本発明の別の好適な実施形態に係るカムモータのための電源を位置スイッチと共に示す概略図である。

本発明の別の好適な実施形態に係る、位置符号器およびカム制御器と協働する回転可能なカムユニットを示す概略図である。

本発明の別の好適な実施形態に係る、別の位置符号器および別のカム制御器と協働する回転可能なカムユニットを示す概略図である。

本発明の別の好適な実施形態に係る、第1の位置において回転可能なカムと回転接触する複数の制御可能なスイッチの正面図である。

回転可能なカムが第2の位置において示される、図9に示されるものの別の正面図である。

回転可能なカムが第3の位置において示される、図9に示されるものの別の正面図である。

本発明の別の好適な実施形態に係る無効化ユニットの構成要素の斜視図である。

図13Aは、制御可能なスイッチの側面図である。図13Bは、図13Aの制御可能なスイッチの回路図である。

本発明の別の好適な実施形態に係る、第1の位置における位置カムと回転接触する複数のカム位置スイッチを示す正面図である。

位置カムが第2の位置において示される、図14に示されるものの別の正面図である。

本発明は、電力線のセグメントの位相線のインピーダンスを変化させるための切替え装置および対応する方法に関する。

本発明のいくつかの潜在的な適用例は、下記を含む:回線インピーダンス変調器(LIM:line impedance modulator)、回線除氷器、オンライン電源、電流制限器、サブ同期共鳴減衰、エリア間振動減衰、および制動抵抗器。

図1から図11を参照すると、電力線4のセグメント2の位相線3に対して作用する切替え装置が示される。位相線3は、「n」個の導体6を含み、nは、2以上である。図1に提供される例において、位相線3は、4つの導体6を有するものとして示されるが、位相線3は、必要な場合には、より多くのまたはより少ない導体6も有し得る。同様に、図1に示される3つよりも多くのまたは少ない位相線3が存在し得る。n個の導体6は、互いに電気的に絶縁され、短絡回路5を用いてセグメント2の両端において共に短絡される。図1に示される文字「R」、「L」、および「M」は、それぞれ位相線3のセグメント2の抵抗、インダクタンス、および相互インダクタンスを表す。

本装置は、位相線3の導体6ごとに、制御可能な断続器7を有する。各断続器7は、その対応する導体6に直列に接続される。各断続器7は、命令信号を受信することができる命令端子8を有する。これらの命令信号は、各断続器7を閉位置と開位置との間で選択的に動作させる。閉位置において、断続器7は、その導体6にわたってガルバニックリンク(galvanic link)を形成し、電流がこの導体6を流れることを可能にする。開位置において、断続器7は、その導体6にわたってガルバニックリンクを形成せず、したがって、電流がこの導体6を流れることを防止する。したがって、位相線3の断続器7の各々の位置を変化させることは、所望の効果を生成し得ることが認識され得る。例えば、図1に示される4つの断続器7のうちの3つが開位置にあり、第4の断続器7が閉位置にある場合、電流は、位相線3のこの第4の導体6のみを流れる。これは、この第4の導体6が電気抵抗を通じて熱を生成することを可能にし、したがって、例えば、氷を溶かし得る。安全および動作上の目的のために、断続器7のうちの少なくとも1つは、電流が位相線3を流れることができるように、常に閉位置になければならない。断続器7の各々の位置をどのように変化させることが、電流が導体6のうちの各々を次々に流れることを可能にし得るか、したがって、例えば、導体6の各々がその導体6上に蓄積する氷を溶かすことを可能にし得るかが、こうして認識され得る。

いくつかの実施形態において、断続器7の各々は、機械的断続器から成り得る。他の実施形態において、断続器7の各々は、少なくとも1つの真空断続器10から成り得、その例は、図2Aおよび図2Bに示される。「少なくとも1つの」という表現は、1つまたは複数の真空断続器10の存在を指す。例えば、並列に接続される一対の真空断続器10が存在する場合などであり、その例は、図1、図2A、および図2Bに示される。各真空断続器10は、モータ12によって受信される命令信号に応じて、そのモータ12に対応する真空断続器10を開き、または閉じるモータ12を含み得、各モータ12は、供給端子14を有する。さらに随意的に、真空断続器10のうちの1つまたは複数は、電気スイッチまたは電子スイッチであり得る。

図3を参照すると、本装置は、パラメータ検出器50も含み、パラメータ検出器50は、位相線3の電流または実際の動作条件を示すパラメータを検出する。これらのパラメータのうちのいくつかは、例えば、断続器7における電流、位相線3に対して作用する機械的張力、および断続器の位置を含み得る。本装置は、第1の制御器23も備え、その例は、図3に示される。第1の制御器23は、パラメータ検出器によって検出されるパラメータに基づいて、断続器7を制御する。第1の制御器23の文脈において使用される「制御する」という用語は、第1の制御器23が、各断続器7の命令端子8において受信される命令信号を生成することによって、断続器7の開閉を命令する能力を指す。第1の制御器23は、他のシステムまたはサブシステムと通信するための複数の入出力バス90を有し得る。

本装置は、無効化ユニット40も含み、その例は、図3から図11に示される。無効化ユニット40は、例えば、断続器7のそれぞれのモータ12を介して、断続器7を無効化することができる。「無効化する」という用語は、断続器7が閉位置から開位置へ、およびその逆へ命令され得ないように、無効化ユニット40が、断続器7のうちの少なくとも1つをオフにするか、または非アクティブ化する能力を指す。

図3から図11を参照すると、無効化ユニット40は、断続器7を無効化するために、各々が断続器7に関連付けられる「n」個の制御可能なスイッチ9を有する。制御可能なスイッチ9の動きは、断続器7の動きを開位置と閉位置との間で制御する、対応するモータ12を無効化および有効化し得る。いくつかの実施形態において、また、図3に示されるように、制御可能なスイッチ9は、モータ制御器38に接続され、モータ制御器38は、対応するモータ12の動作を制御する。ここで、図3および図6を参照すると、無効化ユニット40は、複数の位置検出器15も含み、位置検出器15は、断続器7のうちのいずれが閉位置にあるのかを検出する。図3、図7および図8を参照すると、無効化ユニット40は、第2の制御器33も有する。第2の制御器33は、位置検出器15の位置に応答する供給信号を受信する電力供給入力11、13を有する。この信号は、断続器7が閉位置にあるかを示す。位置検出器15からのこの信号に基づいて、第2の制御器33は、少なくとも1つの断続器7が動作時に常に閉じられ、無効化されるように、命令出力17を介して制御可能なスイッチ9に命令する。本実施形態において、命令出力17は、全ての断続器7が閉位置にあることを入力11、13が示す場合にのみ、制御可能なスイッチ9に命令する。第2の制御器33は、信号を受信するための第2の入力も有する。いくつかの実施形態において、第2の入力は、第1の制御器23からの信号を受信するために使用される。したがって、無効化ユニット40は、電流が位相線3を常に流れることを確保し、所与の位相線3の全ての断続器7が偶然に開かれることが防止されることも同時に確保することが認識され得る。

切替え装置を少し詳しく説明したので、ここで、本装置のさらなる随意的な構成要素および特徴が、図を参照しながら説明される。

いくつかの実施形態において、また、図1および図2を参照しつつ前述されたように、各真空断続器7は、並列に接続される一対の真空断続器10から成り得る。そのような構成においては、制御可能なスイッチ9も、図5に示されるように、n対の制御可能なスイッチ9から成り得る。これらの対の制御可能なスイッチ9は、真空断続器10の開閉を制御するモータ12を有効化または無効化することによって、真空断続器10を無効化または有効化することができる。

さらに随意的に、第2の制御器33は、回転可能なカムユニット20を有してもよく、その例は、図4、図7、図8、および図12に示される。回転可能なカムユニット20は、位置検出器15の動作位置に応じて制御可能なスイッチ9に命令するための命令出力17に応答する。大抵の実施形態において、「命令する」という用語は、さらに後述されるように、回転可能なカムユニット20が、制御可能なスイッチ9を有効化または無効化し、それによって、その制御可能なスイッチ9に関連付けられる断続器7が無効化されるか、または有効化されるかを制御する能力を指す。

回転可能なカムユニット20は、所与のn個の所定の位置間で、所定の順序に従って回転することができる回転可能なカム22を有する。さらに後述されるように、これらの所定の位置の各々は、複数対の真空断続器10の動作に影響を及ぼし得る。所定の位置の各々は、電源を切るために、または、所与の真空断続器10のモータ12のうちの少なくとも1つに供給する信号を供給し、それによって、少なくとも一対の真空断続器10を無効化するために、命令信号が制御可能なスイッチ9へ送られるロケーションに、回転可能なカム22を配置する。

n個の所定の位置を通じた回転可能なカム22の回転、および制御可能なスイッチ9に対するその影響は、図9から図11、および図13Aから図13Bにおいて、より良好に例示される。図13Aおよび図13Bは、制御可能なスイッチ9の例、および、その等価概略図を提供する。図9は、4つの制御可能なスイッチ9A、9B、9Cおよび9Dの例を提供する。図9は、n個の所定の位置のうちの第1の位置に位置付けられた回転可能なカム22も示す。図9から図11を参照すれば理解され得るように、回転可能なカム22は、複数の所定の位置を通じて回転され得る。本実施形態においては、4つの所定の位置が存在しており、各々が、4つの導体6のまとまりについての約90°の角度間隔によって、隣接する所定の位置から分離されている。そのような角度は、必要な場合には、変化させ得る。実際には、いくつかの実施形態において、角度間隔は、所与の位相線3上の導体6の個数で360°を除算することによって判定される。

図9に戻ると、回転可能なカム22は、第1の断続器9Aと接触するものとして示される。回転可能なカム22と第1の断続器9Aのレバー11Aとの接触は、レバー11Aが回転可能なカム22の軸21と接触することを防止する。接触のこの遮断は、第1の制御可能なスイッチ9Aに、第1の制御可能なスイッチ9Aに関連付けられる断続器7のモータ12へ送信されているいかなる供給信号も断つように命令し、したがって、その断続器7を無効化する。

図10は、第2の位置における回転可能なカム22を示す。この位置において、第1および第2の制御可能なスイッチ9A、9Bは、2つの対応するモータ12へ供給信号を供給することを防止される。ある所定の位置から別の所定の位置へ遷移する回転可能なカム22が示される。回転可能なカム22と接触するレバー11A、11Bの双方は、回転可能なカム22の軸21と接触することを防止される。理解され得るように、接触のこの遮断は、第1および第2の制御可能なスイッチ9A、9Bに関連付けられるモータ12へ供給信号が送信されることを防止し、したがって、対応する断続器7を無効化する。

図11は、第3の位置における回転可能なカム22を示す。この位置において、第2の制御可能なスイッチ9Bは、対応するモータ12へ供給信号を供給することを防止される。回転可能なカム22と接触するレバー11Bは、回転可能なカム22の軸21と接触することを防止される。理解され得るように、接触のこの遮断は、第2の制御可能なスイッチ9Bに関連付けられるモータ12へ供給信号が送信されることを防止し、したがって、対応する断続器7を無効化する。

前記を踏まえると、ある所定の位置から別の所定の位置への遷移は、無効化ユニット40が断続器7のモータ12を有効化および無効化することを可能にし、したがって、特定の断続器7を無効化し、それらが命令されることを防止することが認識され得る。ある所定の位置から別の所定の位置への遷移は、断続器7のうちの少なくとも1つを常に閉無効化位置(closed and disabled position)に維持することが、さらに認識され得る。

図11を参照しつつ、下記の例を検討されたい。所与の位相線3上に4つの断続器7が存在する。制御可能なスイッチ9A、9C、および9Dに関連付けられる断続器7は、全て開位置にあり、制御可能なスイッチ9Bに関連付けられる断続器7のみが、無効化され、閉じられている。前述されたように、制御可能なスイッチ9Bに関連付けられる断続器7は、無効化されているため、開かれることができない。いくつかの例においては、制御可能なスイッチ9Cに関連付けられる断続器7を有する導体6のみを電流が流れるように、制御可能なスイッチ9Cに関連付けられる断続器7を無効化閉位置(disabled and closed position)へ移動し、それ以外の全ての断続器7を開くことが望まれ得る。

本実施形態において、また、安全目的のために、全ての断続器7は、回転可能なカム22が回転され得る前には、閉位置になければならない。これは、回転可能なカム22が停止する場合に、4つの断続器7のうちの少なくとも1つが無効化閉位置に留まることを有利に確保する。したがって、制御可能なスイッチ9Cに関連付けられる断続器7を無効化閉位置に移動し、それ以外の全ての断続器7を開くために、まず、位相線3の全ての断続器7を閉じることが必要である。そのため、制御可能なスイッチ9A、9C、および9Dに関連付けられる断続器7は、これらの断続器7がいまだに有効化されているため、閉位置へ移動され得る。ここで、全ての断続器7は閉位置となり、そのため、ここで、回転可能なカム22を回転させることが可能になる。

次いで、回転可能なカム22は、制御可能なスイッチ9Bに関連付けられる所定の位置から、制御可能なスイッチ9Cに関連付けられる位置(図示せず)へ回転され得る。回転可能なカム22のこの回転は、レバー11Cを軸21との接触から離れるように押し、したがって、制御可能なスイッチ9Cが対応する断続器のモータ12へ供給信号を供給することを防止する。したがって、制御可能なスイッチ9Cに関連付けられる断続器7は、無効化され、開位置へ移動されることを防止される。制御可能なスイッチ9A、9B、および9Dに関連付けられる断続器7は、いまや有効化されているため、これらの断続器7は全て、第1の制御器23(図3を参照)によって開位置へ移動され得る。

回転可能なカム22と断続器7との間の関係は、下記の表を参照することによって、より良好に認識され得る。この表は、本発明の1つの取り得る実施形態に係る、4つの所定の位置を有する回転可能なカム22の位置と、各導体6上で対に配置される真空断続器10の位置を制御するモータ12との間の関係を説明する。

したがって、回転可能なカム22が所定の位置を通じて回転するにつれて、回転可能なカム22は、真空断続器10に対応するモータ12を有効化または無効化し、したがって、真空断続器10自体を有効化または無効化することが認識され得る。

図4、図6、図7、図8、および図12に戻ると、第2の制御器33は、第2の制御器33のカムモータ26に供給することができる入力11、13を有する。入力11、13が供給される場合、第2の制御器33のカム制御器28は、その命令出力17を介してカムモータ26に命令する位置にある。カムモータ26は、回転可能なカム22をn個の所定の位置を通じて回転させることができる。カムモータ26は、ステッピングモータ、減速器を有するDCモータ、または、回転可能なカム22を比較的低速で回転させることができる任意の他の適切なモータであり得る。

図3および図6は、カムモータ26についての電源25を概略的に例示する。カムモータ26の電源25は、それ自体が中央DC電源36から電力を受信することができる。この実施形態において、カムモータ26は、電力または供給信号のみを受信し、したがって、全ての位置検出器15が閉位置にある場合にのみ、回転可能なカム22を回転させることができる。図3および図6は、真空断続器10の各々に関連付けられる位置検出器15を例示することによって、この動作条件を概略的に示す。いくつかの例において、真空断続器10が閉位置にある場合、その真空断続器10に関連付けられる位置検出器15は、「オン」位置を意味する閉位置に配置される。全ての断続器10が閉位置にある場合、全ての位置検出器15は、「オン」位置にあり、その結果、カムモータ26は、カム制御器28の命令出力17を用いて命令可能となる。

図7および図8に戻ると、カムモータ26は、カム制御器28によって命令され得る。カム制御器28は、供給入力11、13が有効化される場合にのみ、回転可能なカム22を所定の順序に従ってn個の所定の位置を通じて回転させるようにカムモータ26に命令する。カム制御器28は、第1の制御器23と融合され、または、さもなければ一体化され得、双方が、単一のプロセッサによって命令され得る。

位置検出器15は、入力を有する検出器スイッチ15である。全ての検出器スイッチ15が閉じられる場合、供給入力11、13は有効化される。検出器スイッチ15の目的は、真空断続器10のいずれの対が閉じられているかを検出することである。いったん検出器スイッチ15が閉位置を検出すると、検出器スイッチ15は、真空断続器10に関連付けられるそれらの出力を閉じる。

いくつかの実施形態(図示せず)において、回転可能なカム22の現在の位置および次の位置に対応する対の真空断続器10が閉じられる条件は、供給入力11、13を有効化するのに十分である。

図6に示される実施形態において、上記条件は、全ての対の真空断続器10が閉じられる場合に満たされる。別の言い方をすれば、位置検出器15または検出器スイッチ15は、下記の条件が満たされる場合、すなわち、位置検出器15が対の真空断続器10が全て閉じられていると判定した場合に、回転可能なカム22が回転することを可能にするように、供給入力11、13を有効化する。

ここで、図5、図7、および図8を参照すると、カム制御器28は、位置符号器30を有する。位置符号器30は、さらに後述されるように、回転可能なカム22の位置を検出し、カム制御器28による処理のための対応するカム位置信号を生成する。カム位置信号は、位置を示す。

図8を参照すると、カム位置信号の生成は、他の手法においても達成され得る。一実施形態において、回転可能なカムユニット20またはカム制御器28は、位置カム29を有し得る。位置カム29は、前述された軸21などによって、回転可能なカム22に強固に接続される。「強固に接続される」という表現は、位置カム29が回転可能なカム22と同じ角速度で回転することができる能力を指す。カム制御器28は、位置カム29に接続されるカム位置スイッチ27も有し得る。これらのカム位置スイッチ27は、前述されたカム位置信号を出力することができる。

図7に示される別の実施形態において、カム制御器28は、冗長目的のために、すなわち、回転可能なカム22の位置を二重チェックするために構成され得る。そのようなカム制御器28は、第1のカム位置信号を生成するために、前述された位置符号器などの、位置符号器30を有し得る。カム制御器28は、前述された位置カムなどの、位置カム29も有し得、カム位置スイッチ27をさらに含み得る。この実施形態において、カムモータ26は、供給入力11、13が有効化されると、カム制御器28の命令出力17によって命令され得る。したがって、命令出力17は、カムモータ26の供給端子14へ供給信号を供給し、回転可能なカム22を次の位置へ回転するようにカムモータ26に命令し得る。これは、下記の順序に従って実現され得る。供給端子14が閉じられ、カムモータ26が有効化される。これは、回転可能なカム22を回転させ、位置カム29も回転させる。位置カム29の回転は、カム位置スイッチ27を閉じ、この時点において、供給端子14は開かれる。カムモータ26は、カム位置スイッチ27が開かれる位置へ位置カム29が回転し、したがって、カムモータ26を無効化するまで、いまだに有効化されたままである。命令出力17がカムモータ26へ供給することを停止する場合、符号器30は、回転可能なカム22の位置を確認する。

いくつかの実施形態において、また、図8に示されるように、命令出力17は、供給入力11、13が有効化される場合、供給端子14へ供給信号を送り、したがって、回転可能なカム22を回転させるようにカムモータ26に命令する。カムモータ26は、符号器30が回転可能なカム22によって到達される位置を確認し、回転可能なカム22の回転を停止させるための信号を送るまで、回転可能なカム22を回転させる。位置カム29も回転することを停止するにつれて、カム位置スイッチ27は、第2のカム位置信号を出射し、これも、回転可能なカム22の位置を確認することができる。

したがって、回転可能なカム22の位置は、2つの独立した手法で、すなわち、位置符号器30によって生成される第1のカム位置信号を通じて、および、カム位置スイッチ27によって生成される第2のカム位置信号を通じて、検証され得ることが認識され得る。そのような構成において、カム制御器28の入力は、第1のカム位置信号または第2のカム位置信号のどちらかを受信し、回転可能なカム22の回転を制御するために、第1または第2の位置信号のうちのどちらか一方を使用し得る。

位置カム29の回転とカム位置スイッチ27とのその協働の例は、図14および図15に示される。位置カム29は、位置カム29と回転可能なカム22との強固な接続が理由で、回転可能なカム22に沿って回転する。位置カム29の回転は、レバー13を位置カム29の中心31へ向かって押し、また、位置カム29の中心31から離れるように押し、位置カム29とカム位置スイッチ27のレバー13とを相互作用させる。位置カム29の中心31へ向かう、および、位置カム29の中心31から離れる、レバー13の移動は、カム位置スイッチ27に、回転可能なカム22の位置を示す信号を生成させる。

ここで、図1から図11を参照しつつ、電力線4のセグメント2の位相線3のインピーダンスを変化させるための方法をここで説明する。前述されたように、位相線3は、n個の導体6を含み、nは、少なくとも2であり、導体6は、互いに電気的に絶縁され、セグメント2の両端において共に短絡される。前述された導体6と同様に、各導体6は、導体6と直列な制御可能な断続器7を有し、断続器7は、その断続器7を閉位置または開位置に選択的に切り替えるための命令信号を受信するための命令端子8を有する。

本方法は、前述されたパラメータ検出器50を使用することなどによって、位相線3の実際の動作条件または現在の動作条件を表すパラメータを検出することに関与するステップa)を含む。

本方法は、ステップa)において検出されたパラメータに基づいて、断続器7をそれらの命令端子8を介して命令することに関与するステップb)も含む。そのような命令することは、前述された第1の制御器などの、第1の制御器23によって実行され得る。

本方法は、制御可能な断続器7にそれぞれ関連付けられる、n個の制御可能なスイッチ9を用いて断続器7を無効化することに関与するステップc)も含む。そのような無効化することは、前述された無効化ユニットなどの、無効化ユニット40を使用することによって達成され得る。

ステップc)は、断続器7のうちのいずれが閉じられているかを検出することに関与する付加的なステップi)を含む。この検出は、前述された位置検出器または検出器スイッチなどの、位置検出器15または検出器スイッチ15を使用することによって達成され得る。ステップc)は、全動作時間において、断続器7のうちの少なくとも1つが閉じられ、無効化されるように、制御可能なスイッチ9に命令することに関与する付加的なステップii)も含む。制御可能なスイッチ9へのそのような命令は、前述された第2の制御器などの、第2の制御器33を使用して達成され得る。

前記を踏まえると、本発明は、1つの断続器を常に閉位置に維持することを可能にし得、それによって、所与の位相線についての従来技術の「いちかばちかの(make−or−break)」システムの複雑な冗長性および安全要件のうちのいくつかの必要性を除去し、コストを低減することに役立つことが認識され得る。 [形態1] 電力線のセグメントの位相線のインピーダンスを変化させるための切替え装置であって、前記位相線は、互いに電気的に絶縁されるn個の導体を含み、nは、2以上であり、前記n個の導体は、前記セグメントの両端において共に短絡され、前記装置は、 導体ごとに、直列に接続される制御可能な断続器であって、前記断続器は、前記断続器を閉位置または開位置に選択的に切り替えるための命令信号を受信するための命令端子を有する、制御可能な断続器と、 前記位相線の実際の動作条件を表すパラメータを検出するためのパラメータ検出器と、 前記検出器によって検出された前記パラメータに従って、前記断続器をそれらの命令端子を介して制御するための第1の制御器と、 前記断続器を無効化するための無効化ユニットと を備え、前記無効化ユニットは、 前記n個の制御可能な断続器をそれぞれ無効化するために、前記n個の制御可能な断続器にそれぞれ関連付けられるn個の制御可能なスイッチ、 前記n個の断続器のうちのいずれが閉じられているかを検出するための位置検出器、および、 前記位置検出器から信号を受信するための入力、前記無効化ユニットに命令するための命令信号を受信するための第2の入力、全動作時間において、前記n個の断続器のうちの少なくとも1つが閉じられ、無効化されるように、前記命令信号を考慮して前記n個の制御可能なスイッチに命令するための命令出力を有する第2の制御器 を備える、切替え装置。 [形態2] 形態1に記載の切替え装置において、前記n個の断続器の各々が、少なくとも1つの真空断続器から構成され、前記真空断続器の各々が、前記命令信号に応答して、前記対応する真空断続器を選択的に開閉するためのモータを有し、各モータが、供給端子を有する、切替え装置。 [形態3] 形態2に記載の切替え装置において、 前記少なくとも1つの真空断続器の各々が、並列に接続される一対の真空断続器から構成され、 前記n個の制御可能なスイッチが、前記n対の真空断続器を無効化するための、n対の制御可能なスイッチからそれぞれ構成される、 切替え装置。 [形態4] 形態3に記載の切替え装置において、前記第2の制御器が、 前記n対の制御可能なスイッチをそれらの動作位置に応じて命令するための前記命令出力を提供する回転可能なカムユニットであって、前記回転可能なカムユニットは、所定の順序に従ってn個の所定の位置に回転させることが可能な回転可能なカムを有し、前記n個の所定の位置の各々は、前記対応する対の制御可能なスイッチを介して前記対応する対のモータへの供給信号を断つことによって、前記n対の真空断続器のうちの1つが無効化される位置に対応する、回転可能なカムユニットと、 供給端子を有する、前記回転可能なカムを回転させるためのカムモータと、 前記カムモータに命令することによって、前記所定の順序に従って前記n個の所定の位置を通じて前記回転可能なカムを回転させるためのカム制御器と を備える、切替え装置。 [形態5] 形態4に記載の切替え装置において、前記位置検出器が、前記n対の真空断続器のうちのいずれが閉じられているかを検出するために、前記n対の真空断続器にそれぞれ接続される入力と、前記回転可能なカムの少なくとも実際の位置および次の位置に対応する前記対の真空断続器が閉じられる場合にのみ、前記カムモータの前記供給端子へ前記供給信号を提供するための出力とを有する検出器スイッチを備える、切替え装置。 [形態6] 形態4に記載の切替え装置において、前記n個の所定の位置が、4つの所定の位置であり、各所定の位置が、90°の角度間隔によって分離されている、切替え装置。 [形態7] 形態4に記載の切替え装置において、前前記カム制御器が、前記回転可能なカムの前記位置を検出し、カム位置信号を生成するための位置符号器を備える、切替え装置。 [形態8] 形態4に記載の切替え装置において、前記カム制御器が、前記回転可能なカムに強固に接続される位置カムと、前記位置カムに接続される入力、およびカム位置信号を生成するための出力を有するカム位置スイッチとを備える、切替え装置。 [形態9] 形態4に記載の切替え装置において、前記カム制御器が、 前記回転可能なカムの前記位置を検出し、第1のカム位置信号を生成するための位置符号器と、 前記回転可能なカムに強固に接続される位置カムと、 前記回転可能なカムの前記位置が、前記第1のカム位置信号または第2のカム位置信号のいずれかを用いて確認可能となるように、前記位置カムに接続される入力、および前記第2のカム位置信号を生成するための出力を有するカム位置スイッチと 備える、切替え装置。 [形態10] 形態9に記載の切替え装置において、前記カム制御器が、前記第1のカム位置信号および前記第2のカム位置信号のうちの1つを用いて前記回転可能なカムの回転を制御するために、前記第1のカム位置信号または前記第2のカム位置信号のいずれかを受信するための入力を有する、切替え装置。 [形態11] 形態4に記載の切替え装置において、前記位置検出器の前記出力が、前記回転可能なカムの前記位置の全てに対応する前記対の真空断続器が閉じられる場合にのみ、前記カムモータの前記供給端子へ前記供給信号を提供するためのものである、切替え装置。 [形態12] 形態1に記載の切替え装置において、前記第2の制御器の前記第2の入力が、前記第1の制御器から前記命令信号を受信するためのものである、切替え装置。 [形態13] 電力線のセグメントの位相線のインピーダンスを変化させるための方法であって、前記位相線は、互いに電気的に絶縁されるn個の導体を含み、nは、2以上であり、前記n個の導体は、前記セグメントの両端において共に短絡され、各導体は、直列に接続される制御可能な断続器を有し、前記制御可能な断続器は、前記断続器を閉位置または開位置に選択的に切り替えるための命令信号を受信するための命令端子を有し、前記方法は、 a)前記位相線の実際の動作条件を表すパラメータを検出するステップと、 b)ステップa)において検出されたパラメータに従って、前記断続器をそれらの命令端子を介して制御するステップと、 c)前記n個の制御可能な断続器にそれぞれ関連付けられるn個の制御可能なスイッチを用いて前記断続器を無効化するステップと を含み、前記ステップc)は、 i)前記n個の断続器のうちのいずれが閉じられているかを検出するステップ、および、 ii)全動作時間において、前記n個の断続器のうちの少なくとも1つが閉じられ、無効化されるように、前記n個の制御可能なスイッチに命令するステップ を含む、方法。 [形態14] 形態13に記載の方法において、前記n個の断続器の各々が、並列に接続される一対の真空断続器から構成され、前記真空断続器の各々が、前記命令信号に応答して、前記対応する真空断続器を選択的に開閉するためのモータを有し、各モータが、供給端子を有し、 ステップc)において、前記n個の制御可能なスイッチが、前記n対の真空断続器を無効化するために、n対の制御可能なスイッチからそれぞれ構成され、前記ステップc)が、 前記n対の制御可能なスイッチに、回転可能なカムを用いて、その動作位置に応じて命令するステップであって、前記回転可能なカムが、所定の順序に従ってn個の所定の位置に回転することが可能であり、前記n個の所定の位置の各々が、前記対応する対の制御可能なスイッチを介して前記対応する対のモータへの供給信号を断つことによって、前記n対の真空断続器のうちの1つが無効化される位置に対応する、命令するステップと、 下記の条件が満たされる場合、すなわち、前記カムの実際の位置および次の位置に対応する前記対の真空断続器が閉じられている場合にのみ、カムモータを有効化するために、制御可能なスイッチを用いて前記カムモータの供給端子へ供給信号を供給することによって、供給端子を有する前記カムモータを用いて、前記n個の所定の位置のうちの次の位置へ前記カムを回転させるステップと をさらに含む、方法。 [形態15] 形態14に記載の方法において、前記条件が、前記カムの前記位置の全てに対応する前記対の真空断続器が閉じられることも必要とする、方法。