特許 7115949 スイッチ故障検出システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-08-01

(45)【発行日】2022-08-09

(54)【発明の名称】スイッチ故障検出システム

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/00 20060101AFI20220802BHJP

   H02H 7/00 20060101ALI20220802BHJP

【ＦＩ】

G01R31/00

H02H7/00 L

【請求項の数】 18

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2018183047

(22)【出願日】2018-09-28

(65)【公開番号】P2019066476

(43)【公開日】2019-04-25

【審査請求日】2021-06-14

(31)【優先権主張番号】15/723,842

(32)【優先日】2017-10-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】399132320

【氏名又は名称】ティーイー・コネクティビティ・コーポレイション

【氏名又は名称原語表記】ＴＥ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ

(73)【特許権者】

【識別番号】501090342

【氏名又は名称】ティーイー コネクティビティ ジャーマニー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツンク

【氏名又は名称原語表記】ＴＥ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ Ｇｅｒｍａｎｙ ＧｍｂＨ

(73)【特許権者】

【識別番号】518345815

【氏名又は名称】ティーイー コネクティビティ ソリューソンズ ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】100100077

【弁理士】

【氏名又は名称】大場 充

(74)【代理人】

【識別番号】100136010

【弁理士】

【氏名又は名称】堀川 美夕紀

(74)【代理人】

【識別番号】100130030

【弁理士】

【氏名又は名称】大竹 夕香子

(74)【代理人】

【識別番号】100203046

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 聖子

(74)【代理人】

【識別番号】100121533

【弁理士】

【氏名又は名称】佐々木 まどか

(72)【発明者】

【氏名】グラツィオリ，マルコ

(72)【発明者】

【氏名】バラゴナ，ロバート ジョセフ

(72)【発明者】

【氏名】リーブッシュ，フランク

(72)【発明者】

【氏名】コーラー，レイモンド ハワード

(72)【発明者】

【氏名】バット，ガネシュ シバラム

【審査官】島▲崎▼ 純一

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－３３３６２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－３２７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２０６６４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００６／０２１２７４５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ ３１／００

Ｈ０２Ｈ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気システム（１００）の少なくとも１つの直列スイッチ（２４０）内で障害を判定する方法であって、前記電気システム（１００）は、少なくとも１つのＡＣ電源（１１５）と、少なくとも１つのセンサ（２９０）と、少なくとも２つの直列スイッチと、プロセッサおよびメモリを含む障害分析モジュール（１９０）とを含み、前記方法は、
前記少なくとも１つのＡＣ電源（１１５）によって、少なくとも１つの時変信号を前記電気システム（１００）に印加することと、
前記障害分析モジュール（１９０）によって、前記少なくとも１つのセンサ（２９０）から、前記電気システム（１００）の少なくとも１つのノード（２３０）における前記少なくとも１つの時変信号の少なくとも１つの測定値を受け取ることと、
前記障害分析モジュール（１９０）によって、少なくとも１つの所定の信号パラメータを受け取ることと、
前記障害分析モジュール（１９０）によって、前記少なくとも１つの測定値および前記少なくとも１つの所定の信号パラメータに基づいて、障害の存在を判定することとを含む方法。

【請求項2】

前記少なくとも１つの時変信号は、少なくとも２つの時変信号を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記少なくとも１つの測定値は、少なくとも２つの測定値を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記少なくとも２つの測定値は、前記電気システムの少なくとも２つのノードにおいて判定される、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記少なくとも１つの測定値は、電圧測定値を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記所定の信号パラメータは、少なくとも１つの電圧を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記少なくとも１つの時変信号は、１キロヘルツ未満の周波数を有する第１の時変信号を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

前記少なくとも１つの時変信号は、１キロヘルツより大きい周波数を有する第２の時変信号をさらに含む、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記少なくとも１つの時変信号は、前記第１の時変信号および前記第２の時変信号とは異なる周波数を有する第３の時変信号をさらに含む、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

障害の存在をユーザに通知することをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項11】

前記時変信号は、正弦波形、方形波形、または鋸歯状波形を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項12】

少なくとも２つの直列スイッチと、プロセッサと、命令を含むメモリとを含む直列スイッチ（２４０）障害検出システムであって、前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記直列スイッチ障害検出システムに、
少なくとも１つのＡＣ電源（１１５）によって、少なくとも１つの時変信号を前記直列スイッチ障害検出システムに印加させ、
障害分析モジュール（１９０）によって、少なくとも１つのセンサ（２９０）から、電気システム（１００）の少なくとも１つのノード（２３０）における前記少なくとも１つの時変信号の少なくとも１つの測定値を受け取らせ、
前記障害分析モジュール（１９０）によって、少なくとも１つの所定の信号パラメータを受け取らせ、
前記障害分析モジュール（１９０）によって、前記少なくとも１つの測定値および前記少なくとも１つの所定の信号パラメータに基づいて、障害の存在を判定させる、システム。

【請求項13】

前記少なくとも１つの時変信号は、少なくとも２つの時変信号を含む、請求項１２に記載のシステム。

【請求項14】

前記少なくとも１つの時変信号は、１キロヘルツ未満の周波数を有する第１の時変信号を含む、請求項１２に記載のシステム。

【請求項15】

前記少なくとも１つの時変信号は、１キロヘルツより大きい周波数を有する第２の時変信号をさらに含む、請求項１４に記載のシステム。

【請求項16】

前記少なくとも１つの時変信号は、前記第１の時変信号および前記第２の時変信号とは異なる周波数を有する第３の時変信号をさらに含む、請求項１５に記載のシステム。

【請求項17】

前記少なくとも１つの測定値は、少なくとも２つの測定値を含む、請求項１２に記載のシステム。

【請求項18】

前記少なくとも２つの測定値は、前記電気システムの少なくとも２つのノードにおいて判定される、請求項１７に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気システム内の故障したスイッチの検出および識別を対象とする。より詳細には、本発明は、直列スイッチの故障の検出および識別を対象とする。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0002】

電気システムは、典型的には、動作中に様々なシステム構成要素を起動および／または停止させるために、複数のスイッチおよびリレーを用いる。１つのスイッチに故障があると、その故障したスイッチを識別して交換するまで、システム全体が非稼動状態になる可能性がある。故障したスイッチを識別するための従来のプロセスは、典型的には、技師が各スイッチの動作を個々に試験することを必要とする。個々の試験は、極めて時間がかかり、電気システムが長時間にわたって非稼動状態になる可能性がある。

【課題を解決するための手段】

【0003】

解決策は、電気システムの２つ以上の直列スイッチ内で障害を判定する方法によって提供される。電気システムは、少なくとも１つのＡＣ電源と、少なくとも１つのセンサと、少なくとも２つの直列スイッチと、プロセッサおよびメモリを含む障害分析モジュールとを含む。方法は、少なくとも１つのＡＣ電源によって、少なくとも１つの時変信号を電気システムに印加することを含む。方法は、障害分析モジュールによって、少なくとも１つのセンサから、電気システムの少なくとも１つのノードにおける少なくとも１つの時変信号の少なくとも１つの測定値を受け取ることをさらに含む。方法は、障害分析モジュールによって、少なくとも１つの所定の信号パラメータを受け取ることと、障害分析モジュールによって、少なくとも１つの測定値および少なくとも１つの所定の信号パラメータに基づいて、障害の存在を判定することとをさらに含む。

【0004】

本発明の他の機構および利点は、添付の図面と併せて、以下のより詳細な説明から明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0005】

【図1】一実施形態による直列スイッチ故障検出システムを含む電気システムのブロック図である。

【図2】一実施形態による例示的な回路の概略図である。

【図3】一実施形態による図２の回路の測定された特徴のデータ表である。

【図4】一実施形態による例示的な回路の概略図である。

【図5】一実施形態による図４の回路の測定された特徴の多重チャネルオシロスコープディスプレイの画像である。

【図6】一実施形態による図５のオシロスコープディスプレイのチャネル２の拡大図である。

【図7】一実施形態による図４の回路の測定された特徴の多重チャネルオシロスコープディスプレイの画像である。

【図8】一実施形態による障害検出方法の流れ図である。

【発明を実施するための形態】

【0006】

可能な限り、図面全体にわたって、同じ参照番号を使用して同じ部分を表す。

【0007】

電気システム内で故障したスイッチを識別することが可能なスイッチ故障検出システムが提供される。本開示の実施形態は、たとえば、本明細書に開示する機構の１つまたは複数を含まない概念と比較して、電気システムのインピーダンスを分析して故障したスイッチを分離することが可能なスイッチ故障検出システムを提供する。

【0008】

図１に、電気システム１００のブロック図が示されている。図１の実施形態では、少なくとも２つの直列スイッチを含むスイッチング回路１２０を介して、負荷１１０に電源１１５（たとえば、５０～６０ＨｚのＡＣ）が選択的に通信可能に接続されている。スイッチング回路１２０は、負荷１１０に回路を選択的に接続するように構成された少なくとも１つのワンタイムスイッチ１２２を含むことができ、少なくとも１つの１次スイッチ１２４および／または少なくとも１つの２次スイッチ１２６を含む。いくつかの実施形態では、少なくとも２つの直列スイッチは、少なくとも１つの１次スイッチ１２４および／または少なくとも１つの２次スイッチ１２６を含む。いくつかの実施形態では、少なくとも２つの直列スイッチは、少なくとも１つの１次スイッチ１２４を含む。
いくつかの実施形態では、２次スイッチ１２６は、１次スイッチ１２４とは別個の経路を介して電源１１５を負荷１１０に選択的に接続するように構成することができる。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのワンタイムスイッチ１２２は、１次スイッチ１２４を含まない負荷１１０に、回路を選択的に接続する。一実施形態では、少なくとも１つのワンタイムスイッチ１２２は、２次スイッチ１２６を含むが１次スイッチ１２４を含まない負荷１１０に、回路を選択的に接続する。一実施形態では、少なくとも１つのワンタイムスイッチ１２２は、１次スイッチ１２４が故障した後、２次スイッチ１２６を含むが１次スイッチ１２４を含まない負荷１１０に、回路を選択的に接続する。一実施形態では、負荷１１０への回路は、２次スイッチ１２６を含むことができ、１次スイッチ１２４が修理および／または交換されるまで、電気システム１００の動作を可能にするように構成することができる。
いくつかの実施形態では、１次スイッチ１２４と並列に、１次スイッチキャパシタ１２８を含むことができる。いくつかの実施形態では、２次スイッチ１２６と並列に、２次スイッチキャパシタ１３０を含むことができる。

【0009】

図１の実施形態では、少なくとも２つの直列スイッチと並列に、スイッチング回路１２０に障害センサ１５０を接続することができる。障害センサ１５０は、電源１５２を含み、電源１５２は、エネルギー蓄積ユニット１５４（たとえば、電池、燃料電池、および／またはキャパシタ）と、スイッチング電源１５６（ＳＭＰＳ）と、スプリットレール絶縁トランス１５８とをさらに含む。２重閾値動作／解放リレーエミュレータ１６０が、障害センサ１５０をトリガして、スイッチング回路１２０が適切に動作しているかどうかを判定するための試験シーケンスを開始させる。いくつかの実施形態では、障害センサ１５０が、外部コイル入力信号１６２を受け取ることができ、外部コイル入力信号１６２は、２重閾値動作／解放リレーエミュレータ１６０に試験シーケンスを開始させることができる。

【0010】

障害センサ１５０は、絶縁領域１６４をさらに含み、絶縁領域１６４は、試験シーケンス中に障害センサ１５０によって実行される測定の精度に影響しうるスプリアス信号から、絶縁領域１６４内の構成要素を遮蔽するように構成される。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの１次スイッチ１２４の起動により、試験シーケンスを開始することができる。

【0011】

遅延タイマ１６８もまた、試験シーケンス中に起動される。遅延タイマ１６８は、少なくとも１つの１次スイッチ１２４が閉じることを可能にする所定の長さの時間にわたって、試験シーケンスのさらなる実行を遅延させる。この遅延期間に続いて、試験信号生成モジュール１７０によって、１次スイッチ１２４を含む回路を介して、負荷１１０に試験信号１７２が印加される。信号生成モジュール１７０は、信号生成器１７４を含むことができる。増幅器／ドライバ１７６が、試験信号１７２の電力を増強し、信号生成器結合回路１７８を介して、試験信号１７２を負荷１１０およびスイッチング回路１２０に印加する。いくつかの実施形態では、増幅器／ドライバ１７６は、プッシュプル増幅器を含むことができる。
いくつかの実施形態では、信号生成器結合回路１７８は、電圧フォロアを含むことができる。いくつかの実施形態では、試験信号は、少なくとも約１キロヘルツ（１ｋＨｚ）、少なくとも約１０キロヘルツ（１０ｋＨｚ）、少なくとも約１００キロヘルツ（１００ｋＨｚ）、少なくとも約３００キロヘルツ（３００ｋＨｚ）、少なくとも約５００キロヘルツ（５００ｋＨｚ）、約１００メガヘルツ（１００ＭＨｚ）未満、約１０メガヘルツ（１０ＭＨｚ）未満、約１メガヘルツ（１ＭＨｚ）未満、およびこれらの組合せの周波数を呈する。

【0012】

試験信号１７２は、障害センサ１５０の信号受信器モジュール１８０によって検出することができる。信号受信器モジュール１８０は、信号受信器結合回路１８２と、スプリアス信号（たとえば、ラインノイズ）を除去するように構成することができるフィルタモジュール１８４と、信号増幅器１８６と、検出回路１８８（たとえば、振幅検出、位相角検出、およびこれらの組合せ）とを含むことができる。いくつかの実施形態では、信号受信器結合回路１８２は、電圧フォロアを含むことができる。いくつかの実施形態では、信号増幅器１８６は、プッシュプル増幅器を含むことができる。

【0013】

障害分析モジュール１９０が、検出回路１８８によって測定された試験信号１７２の振幅および／または位相角を受け取って分析する。障害分析モジュール１９０は、プロセッサと、命令を含むメモリとを含むことができ、命令は、プロセッサによって実行されると、障害分析モジュール１９０に試験信号１７２を分析させ、障害が検出された場合はユーザに通知させる。比較モジュール１９２が、少なくとも１つの１次スイッチ１２４の位置に対応する所定の信号パラメータと試験信号１７２を比較する。障害リレー識別モジュール１９４が、所定の信号パラメータに対して試験信号１７２を分析し、少なくとも１つの１次スイッチ１２４が故障しているかどうかを判定する。少なくとも１つの１次スイッチ１２４が複数存在する場合、障害リレー識別モジュール１９４は、少なくとも１つの１次スイッチ１２４のうちのどれが故障しているかをさらに判定することができる。

【0014】

障害分析モジュール１９０が、少なくとも１つの１次スイッチのうちの少なくとも１つが故障していると判定した場合、障害分析モジュール１９０は、リレー障害信号１９６を生成することができる。リレー障害信号１９６は、ユーザに障害を通知する手段（たとえば、ディスプレイ、コンピュータ、無線デバイス（たとえば、携帯電話、タブレット、ラップトップ））に接続することができる。加えて、障害分析モジュール１９０は、ワンタイムスイッチ起動モジュール１９８に少なくとも１つのワンタイムスイッチ１２２を起動させて、代替回路経路を選択することができる。いくつかの実施形態では、代替回路経路は、少なくとも１つの２次スイッチ１２６を含む。

【0015】

図２は、直列スイッチ障害検出を示す例示的な回路２００の概略図である。図２の例で、回路２００は、第１の抵抗器２２０と直列に、接地されたＡＣ電源２１０を含む。第１の抵抗器２２０と直列に、ノード２３０が電気的に接続される。ノード２３０と直列に、第１の直列スイッチ２４０が電気的に接続される。第１の直列スイッチ２４０は、第１のキャパシタ２４４と並列に、第１のリレー２４２を含む。第１の直列スイッチ２４０と直列に、ノード２５０がさらに電気的に接続される。ノード２５０と直列に、第２の直列スイッチ２６０が電気的に接続される。第２の直列スイッチ２６０は、第２のキャパシタ２６４と並列に、第２のリレー２６２を含む。第２の直列スイッチ２６０と直列に、ノード２７０がさらに電気的に接続される。ノード２７０には、第２の抵抗器２８０がさらに電気的に接続される。
回路２００には、センサ２９０（たとえば、オシロスコープ）が電気的に接続され、センサ２９０は、ノード２３０およびノード２７０において電圧を測定するように構成される。いくつかの実施形態では、第１のキャパシタ２４４のキャパシタンスおよび第２のキャパシタ２６４のキャパシタンスは異なる。

【0016】

図３は、第１のリレー２４２および第２のリレー２６２の位置の組合せのそれぞれに対して、ノード２３０およびノード２７０においてセンサ２９０によって測定される電圧を示すデータ表３００である。図３のデータに見られるように、各スイッチの組合せの結果、センサ２９０によって電圧の一意の組合せが測定される。リレーの位置に起因するデータの一意性により、ユーザがこのデータに基づいてリレー２４２、２６２の位置を判定することが可能になる。リレー２４２、２６２の位置の判定はまた、図１に記載の障害分析モジュール１９０を用いることなどによって、自動化することができる。

【0017】

たとえば、両リレー２４２、２６２が閉じられていることが望ましい場合、センサ２９０によって収集されるデータを、障害分析モジュール１９０によって分析し、どの１つまたは複数のリレーが故障しているか（すなわち、開いているか）を判定することができる。次いで、障害分析モジュール１９０は、リレー障害信号１９６を生成して、リレーが故障していることをユーザに通知することができる。

【0018】

図４は、直列スイッチ障害検出を示す例示的な回路４００の概略図である。図４の例で、回路４００は、接地された第１のＡＣ電源４１０を含む。いくつかの実施形態では、第１のＡＣ電源４１０は、高周波ＡＣ電源とすることができる。高周波とは、約１キロヘルツ（１ｋＨｚ）より大きい周波数を意味する。いくつかの実施形態では、試験信号は、少なくとも約１キロヘルツ（１ｋＨｚ）、少なくとも約１０キロヘルツ（１０ｋＨｚ）、少なくとも約１００キロヘルツ（１００ｋＨｚ）、少なくとも約３００キロヘルツ（３００ｋＨｚ）、少なくとも約５００キロヘルツ（５００ｋＨｚ）、約１００メガヘルツ（１００ＭＨｚ）未満、約１０メガヘルツ（１０ＭＨｚ）未満、約１メガヘルツ（１ＭＨｚ）未満、およびこれらの組合せの周波数を呈する。
別の実施形態では、第１のＡＣ電源４１０は、少なくとも１キロヘルツ（１ｋＨｚ）、少なくとも３キロヘルツ（３ｋＨｚ）、少なくとも１０キロヘルツ（１０ｋＨｚ）、少なくとも４０キロヘルツ（４０ｋＨｚ）、少なくとも６０キロヘルツ（６０ｋＨｚ）、少なくとも１００キロヘルツ（１００ｋＨｚ）、少なくとも５００キロヘルツ（５００ｋＨｚ）、少なくとも１ギガヘルツ（１ＧＨｚ）、およびこれらの組合せの周波数を呈することができる。第１のＡＣ電源４１０と直列に、第１の抵抗器４２０が電気的に接続される。第１の抵抗器４２０と直列に、ノードＡ４３０が電気的に接続される。ノードＡ４３０と直列に、第１のキャパシタ４４０が電気的に接続される。第１のキャパシタ４４０と直列に、ノードＢ４５０が接続される。

【0019】

図４の例で、ノードＢ４５０に、第１のインダクタ４６０が電気的に接続される。第１のインダクタ４６０と直列に、ノードＣ４７０が電気的に接続される。ノードＣ４７０と直列に、抵抗器４８０が電気的に接続される。抵抗器４８０に、接地された第２のＡＣ電源４９０が電気的に接続される。いくつかの実施形態では、第２のＡＣ電源４９０は、低周波ＡＣ電源とすることができる。低周波とは、約１キロヘルツ（１ｋＨｚ）未満の周波数を意味する。いくつかの実施形態では、第２のＡＣ電源４９０は、１キロヘルツ（１ｋＨｚ）未満、５００ヘルツ（５００Ｈｚ）未満、１００ヘルツ（１００Ｈｚ）未満、６５ヘルツ（６５Ｈｚ）未満、６０ヘルツ（６０Ｈｚ）未満、５０ヘルツ（５０Ｈｚ）未満、４０ヘルツ（４０Ｈｚ）未満、およびこれらの組合せの周波数を呈することができる。

【0020】

図４の例で、ノードＢ４５０に、第１の直列スイッチ５００が電気的に接続される。第１の直列スイッチ５００は、第１の直列スイッチキャパシタ５０４と並列に、第１のリレー５０２を含む。第１の直列スイッチ５００と直列に、ノードＦ５１０がさらに電気的に接続される。ノードＦ５１０と直列に、第２の直列スイッチ５２０が電気的に接続される。第２の直列スイッチ５２０は、第２の直列スイッチキャパシタ５２４と並列に、第２のリレー５２２を含む。第２の直列スイッチ５２０と直列に、ノードＤ５３０がさらに電気的に接続される。ノードＤ５３０に、第２のインダクタ５４０が電気的に接続される。第２のインダクタ５４０と直列に、ノードＧ５５０が電気的に接続される。ノードＧ５５０と直列に、接地された抵抗器５６０が電気的に接続される。
ノードＤ５３０に、第２のキャパシタ５７０が電気的に接続される。第２のキャパシタ５７０と直列に、ノードＥ５８０が電気的に接続される。ノードＥ５８０と直列に、接地された抵抗器５９０が電気的に接続される。回路４００には、少なくとも１つのセンサ（図示せず）を電気的に接続することができ、少なくとも１つのセンサは、ノード４３０、４５０、５１０、５３０、５５０、および／または５８０の１つまたは複数で特徴（たとえば、電圧）を測定するように構成することができる。いくつかの実施形態では、第１の直列スイッチキャパシタ５０４のキャパシタンスおよび第２の直列スイッチキャパシタ５２４のキャパシタンスは異なる。

【0021】

図４の例で、第１のＡＣ電源４１０は、約５００キロヘルツ（５００ｋＨｚ）の高周波信号を提供し、第２のＡＣ電源４９０は、約５０ヘルツ（５０Ｈｚ）の低周波信号を提供する。

【0022】

図５は、第１のリレー５０２および第２のリレー５２２の両方が閉じている状態で回路４００の様々なノードにおいて収集されるデータのセンサ図６００を示す。トレース１ ６０１は、ノードＣ４７０の波形である。トレース２ ６０２は、ノードＢ４５０の波形である。トレース３ ６０３は、ノードＥ５８０の波形である。トレース４ ６０４は、ノードＧ５５０の波形である。

【0023】

図６は、ノードＢ４５０において測定される波形の拡大センサ図６５０である。図６の波形は、第１のＡＣ電源４１０からの５００ｋＨｚの信号６５２および第２のＡＣ電源４９０からの５０Ｈｚの信号６５４の重畳を示す。

【0024】

第１のリレー５０２または第２のリレー５２２の少なくとも１つが開いている場合、これらの信号の経路は、第１の直列スイッチキャパシタ５０４および／または第２の直列スイッチキャパシタ５２４の少なくとも１つを含む。信号経路内に追加のキャパシタンスを含むことで、信号が遭遇するインピーダンスを変えることができる。インピーダンスは、信号の周波数に依存する。たとえば、キャパシタは、ハイパスフィルタとして働くことができる。したがって、高周波信号が実質上減衰されることなく通過することが可能になる。同じキャパシタが、低周波信号を実質上減衰させることができる。図７は、センサ図７００を示し、両リレー５０２、５２２が閉じている状態の波形に対応する左側部分７０１を含む。
センサ図７００はまた、第１のリレー５０２が開いており第２のリレー５２２が閉じている状態の波形に対応する右側部分７０２を含む。トレース１ ７０５は、ノードＢ４５０の波形である。トレース２ ７０６は、ノードＤ５３０の波形である。トレース３ ７０７は、ノードＧ５５０の波形である。トレース４ ７０８は、ノードＥ５８０の波形である。図７に見られるように、第１のリレー５０２が開いているときに存在する追加のキャパシタンスの結果、信号が実質的に減衰する。

【0025】

図７に示すように、第１のＡＣ電源４１０および第２のＡＣ電源４９０によって生成される波形は、リレー５０２、５２２の位置に対応する異なるインピーダンスを受ける。異なるインピーダンスの結果、回路４００の様々なノードに異なる波形が現れる。いくつかの実施形態では、サービス技師などのユーザは、これらの波形を見て、どのリレーが開いているか、したがって修理または交換の必要があるかを判定することができる。いくつかの実施形態では、障害分析モジュール１９０が、これらの波形を分析し、どの１つまたは複数のリレーが開いているか、および場合により修理または交換を必要としているかを判定することができる。加えて、障害分析モジュール１９０は、１つまたは複数のリレーが修理または交換を必要としている可能性があることを、ユーザに通知することができる。

【0026】

一実施形態では、３つ以上の直列スイッチを有する電気システム内で、障害の判定を実行することができる。障害の判定および識別は、少なくとも３つの直列スイッチ、少なくとも５つの直列スイッチ、少なくとも７つの直列スイッチ、少なくとも１０個の直列スイッチ、少なくとも２０個の直列スイッチ、またはそれ以上を有するシステム内で実行することができる。いくつかの実施形態では、追加の信号源（たとえば、ＡＣ電源）を用いて、分析のための波形に追加の複雑さを提供することもできる。いくつかの実施形態では、少なくとも３つの信号源、少なくとも４つの信号源、少なくとも５つの信号源、またはそれ以上を用いることができる。
いくつかの実施形態では、信号源の周波数は、約１ヘルツ（１Ｈｚ）から少なくとも１ギガヘルツ（１ＧＨｚ）、少なくとも２ギガヘルツ（２ＧＨｚ）、少なくとも５ギガヘルツ（５ＧＨｚ）、少なくとも１０ギガヘルツ（１０ＧＨｚ）、またはそれ以上の範囲とすることができる。いくつかの実施形態では、波形の形状は、正弦波、方形波、および／または鋸歯状波を含むことができる。

【0027】

図８は、電気システム内で故障したスイッチを判定する方法の流れ図８００である。ブロック８１０で、少なくとも１つのＡＣ電源は、少なくとも１つの時変信号を電気システムに印加する。ブロック８２０で、障害分析モジュールは、少なくとも１つのセンサから、電気システムの少なくとも１つのノードにおける少なくとも１つの時変信号の少なくとも１つの測定値を受け取る。ブロック８３０で、障害分析モジュールは、少なくとも１つの所定の信号パラメータを受け取る。ブロック８４０で、障害分析モジュールは、少なくとも１つの測定値および少なくとも１つの所定の信号パラメータに基づいて、障害の存在を判定する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】