CN1028933C - 利用辅助触头确定设备状态尤其是电设备开或关状态的装置 - Google Patents

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Abstract

对一个可能具有第一、二状态的设备确定其状态的装置，该设备设有辅助触头。其特征在于，它包括：至少一个辅助触头，它在该设备处于第一状态时提供一个状态信号“1”，以及至少一个辅助触头，它在该设备处于第二状态时提供一个状态信号“1”，及一个编程的微控制器在其输入端接收这些辅助触头的状态信号，以及将其从一个状态转变到另一状态所需的指令，以及尤其在其输出端上提供表示该设备状态和/或该设备可使用系数的信号。

Description

本发明涉及能利用辅助触头确定一个设备状态，尤其是电断路设备如一个断路器或隔离开关的开或关的装置。
我们称一个辅助触头是这样一种装置，它在用于一个断路装置的情况下，包括一个与该断路装置的活动部分相连系的一个部件，并提供一个与所述活动部件位置有关的信号。该信号可能是一个二进制信号，例如当该装置“在工作位置”（开或关）上时，其信号为“1”，而当该装置离开它的工作位置时，其信号为“0”。大家还知道利用辅助触头可以及时地操纵电断路装置的开断与闭合的控制线圈。
利用一个辅助触头来远距离确定一个断路器的工作位置可能包含着失误的危险。实际上，一个辅助触头是易于失效的一种装置，如果很少使用，其金属触头可能覆盖上一层氧化物;在这种情况下，该辅助触头会提供一个错误的信息，并导致决定开断一个隔离开关，而这时以为已开断的断路器实际上还保持闭合。
因而人们考虑使用多余信息（冗余技术）来改善辅助触头的应用安全性。
例如，人们设置两个辅助触头来代替一个辅助触头，并将它们提供的信号传送到一个“或”逻辑方式的电路，而考虑使用的信号则是该或逻辑电路输出端给出的信号。
人们考虑，对于指示“在工作位置上”，其中一个或另一个或两个辅助触头均给出信号“1”就够了。如果P为信号触头故障的概率，则“在工作位置”错误指示的概率为P×P。对于指示“在工作位置以外”，应该是该两个辅助触头指示“0”，则错误指示“在工作位置以外”的概率因而为2P。
因而人们察觉到利用两个辅助触头的被动多余度（冗余位）（laredondance    passive）对于辅助触头的两种指示是不相同的，并且最终还是不能解决所提出的问题。
人们考虑利用具有三个辅助触头的被动多余度（冗余位）并且利用三个中有两个的多数判定法。
对于指示“在工作位置上”，只要两个辅助触头指示“1”就够了。对于推断“在工作位置上”的可以接受的组合因而为：
111
101
011
110
对于指示“在工作位置以外”，仍然仅是要两个辅助触头指示“0”就够了。对于推断“在工作位置以外”的可接受的组合因而为：
000
001
100
010
两个辅助触头同时故障的概率为P×P，因而“在工作位置上”与“在工作位置以外”的信号可靠性相同，即为P×P，但这仅能是 也只有单个辅助触头发生故障。
相反地，在第二个故障时，如果没有对第一个的故障进行修理，将可能产生错误的结论，例如，如果两个辅助触头由于粘合停留在“1”上。
将111说成是“在工作位置上”是正确的，而将110说成是“在工作位置以外”这是不正确的，因为三中取二服从大多数的决定，使我们推断为“在工作位置上”。
可以看出，上述的冗余度大大地改善了信号显示的可使用系数，但是将注意力专放在多故障系统的机械强度上是不够的。
然而，问题在于能够在远距离监控电装置并能信赖由辅助触头提供的指示，以便能作出无危险地操作电网的决定。
因而本发明的一个目的在于提供一个借助于辅助触头确定一个装置工作位置的装置，并且甚至在某些辅助触头故障时也能提供可靠的指示。事实上，在某些电网操作条件下，例如在非常的气候条件下，不都有可能排除出了故障的辅助触头的故障。但是仍能作到无误地识别装置的工作位置。该发明的装置还应保证被控装置的操作机构正确地控制。
本发明的另一目的是提出一个能提供作自诊断的信号的装置，尤其是它能指示出装置辅助触头完好的状态或故障状态。由于能够得到恰到好处的维修也提高了被控装置的使用率。
本发明的又一目的在于提供一种装置，它能够随着它的使用改善对所用电装置的了解，例如在断路器的情况下，了解其各个操作时间间隔;其中的一个时间间隔可能是从对断路器给出的指令开始到其离开所在位置之间所经过的时间;另一个时间间隔相应于在其离开所在 位置到它到达相反位置之间经过的时间。对这些操作时延的了解能更好地预备维修该电装置及预防其严重故障。
为此目的本发明提出了一个为可能具有第一状态及第二状态的设备确定其状态的装置，该设备设有根据该设备的真实状态提供二进制状态指示信号的辅助触头，其特征在于，它包括：至少一个辅助触头、即所述第一状态的辅助触头，它在该设备处于第一状态时提供一个状态信号“1”，以及至少一个辅助触头，即第二状态的辅助触头，它在该设备处于第二状态时提供一个状态信号“1”，所述辅助触头能进行自诊断并发出一个二进制自诊断信号，及一个编程的微控制器，在其输入端接收辅助触头的状态信号及自诊断信号，以及将其从一个状态转变到另一状态所需的指令，以及在其输出端上提供一个表示该设备状态和/或该设备可使用系数的信号，该信号是由运用设备运行的连续性及使用的安全性方案的程序产生出来的，其软件依赖于下列条件：
-如果在没有状态变化的指令输送给微控制器时一个辅助触头变化了状态，则微控制器认为该辅助触头有故障并对其指示的信号不予考虑;
-如果在一个改变状态的指令传送给微控制器后，一个辅助触头在给定时延后未改变状态，则该微控制器将认为它有故障，并对其指示的信号不予考虑;
该软件此外对完好的辅助触头的状态加以考虑，例如在改变状态指令时刻出现的状态以及对改变状态指令本身加以考虑。
本发明可应用在电工技术上，为此目的在一个特设的实施例中提出了一个用以确定一种电断路装置、如断路器或隔离开关工作状态的 装置，该断路装置具有每相一个主触头，对于每个主触头包括提供二进制数学信号的辅助触头，即该辅助触头在相应于该断路装置打开或闭合状态的一个工作位置时提供信号“1”，而当该辅助触头离开该工作位置时提供信号“0”，所述主触头借助于一个开断线圈及一个闭合线圈操作，其特征在于：对于每个主触头还包括具有n个辅助触头的第一及第二触头组，n为至少等于2的整数，第一组的辅助触头（CA01，CA02，CA03）称为常闭（断开）辅助触头（contacts    auxiliaires    ouverture），它在检测到该断路装置的打开位置时提供信号“1”，第二组的辅助触头（CAF1，CAF2，CAF3）称为常开（闭合）信号触头（contacts    auxiliaires    fermeture），它在检测到该断路装置的闭合位置时提供信号“1”，所述的辅助触头与一个编程的微处理机（MP）相连接，该微处理机还接收相应于该断路装置开断指令的信号（00），及接收相应于该断路装置关闭指令的信号（OF），所述微处理机具有：一个控制主触头开断线圈的输出端（CDO），一个控制主触头闭合线圈的输出端（CDF），一个提供“断路装置已闭合”信号的输出端（PF），一个提供“断路装置已开断”信号的输出端（PO），提供关于第一组及第二组辅助触头可使用数指示信号的输出端（MACAO，MACAF），一个提供指示辅助触头组中一个组严重故障信号的输出端（MFCA）及一个提供指示主触头严重故障信号的输出端（MFP），程序方案是这样确定的，它使得：
-一个辅助触头，如果在一个开断或闭合指令后经给定时延未改变状态，则被认为是出了故障，并不再由程序对其作出考虑;
-如果在发出开断程序后，出现了下列情况之一时，则表明该断 路装置在开断程序结束时是打开的：
-n个常开辅助触头及n个常闭辅助触头是完好的并及时地改变了状态，常闭辅助触头由“1”转变到“0”，常开辅助触头由“0”转变到“1”;
-至少一个常开辅助触头是完好的及至少一个常闭辅助触头及时地改变了状态;
-n个常闭辅助触头是完好的并改变了状态，而n个常开辅助触头全部有故障（相当于发出信号MCFA＝1的辅助触头的严重故障），
-n个常开辅助触头是完好的并改变了状态，而n个常闭辅助触头均有故障（相当于发出信号MCFA＝1的辅助触头的严重故障），
-如果在发出闭合程序后，出现下列情况之一时，则表明该断路装置在闭合程序结束时是闭合的：
-如果在操作过程中所有的常开辅助触头有故障，而至少一个常闭辅助触头是完好的并改变了状态;
-如果在操作过程中所有的常闭辅助触头有故障，而至少一个常开辅助触头完好并改变了状态;
此外该程序还设置用于：
-如果当断路装置的一个开断操作或闭合操作时，一个组的辅助触头在操作指令后的一个第一延时后没有改变状态，而在同一延时后，观察到另一组的辅助触头及时改变了状态，则一组触头被表明有故障（相当于信号MFCA＝1的一个辅助触头组的严重故障）;
-如果，在装置的一个开断或关闭程序的过程中，在同一组的一 个辅助触头及时改变状态后，在由前面状态变化启动的第二延时（TIME1）结束仍未发生状态变化的那个辅助触头被表明是非完好的。
为有利起见，辅助触头设置了自诊断装置，并将信号（ADO1，ADO2，ADO3，ADF1，ADF2，ADF3）提供到微处理机输入端。
同样有利地，该程序设置用于在测试状态，并当在出现下列情况之一时，给出一个“断路装置已开断”的信号：
-n个常闭辅助触头完好且其状态转变到“1”，n个常开辅助触头完好且其状态变化到“0”;
-至少一个常闭辅助触头是完好的并且到达状态“1”，及至少一个常开辅助触头是完好的并且到达状态“0”;
-n个常闭辅助触头是完好的并到达状态“1”，如果这时所有的常开辅助触头有故障的话;
-n个常开辅助触头是完好的并到达状态“0”，如果这时所有的常开辅助触头有故障的话。
该程序设置了用于将断路装置闭锁在“装置打开”的位置上，并发出“装置故障”的信号，当这时辅助触头的状态与允许显示“断路装置开断”状态的任一情况不相符时。
以同样方式，该程序设置了用于将该断路装置闭锁在“断路装置关闭”的位置上，并且发出“断路装置故障”的信号，当这时辅助触头的状态与允许显示“装置关闭”状态的任一情况不相符时。
该程序是以下列方式设置的：
-当在起始时间（to）给出了一个开断指令（OO）或一个闭合 指令（OF）时，由第一延时器（TEMPO1）发出一个具有第一时延（TIMEO）的第一监控延时选通脉冲，并启动一个第一计时器（CHRO）;
-当第一组的第一辅助触头在时刻t1改变状态（对于开断指令是触头开断信号，而对于闭合指令是触头闭合信号）时，借助于第二个延时器（TEMPO1）的启动，发出一个具有第二时延（TIME1）的第二延时选通脉冲，并同时地停止第一计时器（CHRO），将相应于从起始到停止的时间间隔所指示的时延存储起来，并启动第二计时器（CHR1）;
-当在时刻t2第二时延（TIME1）期满时，所述第一组的辅助触头可能变化状态，并将所产生的状态存储起来用于分析;
-当在时刻t3第二组的第一信号触头改变了状态，借助于所述第二延时器（TEMPO1）再发出具有第二时延（TIME1）的所述第二延时选通脉冲，并同时停止第二计时器（CHR1），及将对于确定装置触头平均速度有用的延时进行存储;
-当第二延时（TIME1）期满时，第二组所有的有效辅助触头可能改变了状态，将产生的状态存储起来用于分析;
-如果在第二延时选通脉冲（TIME1）结束时，第一组或第二组中的一个辅助触头相对地未改变状态，则表明它有故障;
-如果在第一延时选通脉冲（TIME0）结束时，在一组中没有一个辅助触头改变状态，但在对应的另一组中观察到一次及时地改变状态，则表明一组的辅助触头具有严重故障。
该程序包括第一个工作降级的子程序（工作降级）：
-在装置的开断过程中，在观察到由一个常开辅助触头状态的改 变启动了程序后及在第一延时选通脉冲（TIME0）结束时，没有一个常闭辅助触头改变了状态，则引起出现一个装置故障的信号（MFP＝1）;
-在装置的开断过程中，在观察到由于在第一延时选通脉冲结束时常开辅助触头状态未变化，因而程序未起动时，如果三个常闭辅助触头已改变了状态，则引起出现一个“断路装置打开”的信号（PO＝1），并同时地发出常开辅助触头严重故障的信号（MACAF＝1，MFCA＝1）;
-在装置的开断过程中，在观察到由于在第一延时选通脉冲结束时常开辅助触头状态未变化，因而程序未起动时，并且还观察到完好的常闭辅助触头未改变状态，则引起发出一个断路装置故障的信号（MFP＝1），并闭锁后面所有的指令;
在装置闭合过程中，在观察到由一个常闭辅助触头状态的变化启动了程序后，及在第一延时选通脉冲（TIMEO）结束时没有一个常开辅助触头改变了状态，则引起发出“断路装置闭合”的信号，将第二延时取为等于第一延时选通脉冲（TIMEO）的延时;
-在装置闭合过程中，在观察到常开辅助触头的一次严重故障时，如果一个常闭辅助触头改变了状态的话，则引起发出一个“断路装置闭合”的信号;
-在装置闭合过程中，在观察到常开辅助触头的一次严重故障、并且观察到没有任何一个完好的常闭信号触头改变状态时，将表明“断路装置故障”，将第一延时（T1）取为等于第一延时选通脉冲（TIMEO）的延时，将第二延时（T2）取为等于所述第三计时器的最大容量（FFFF），并控制起动第三工作降级程序（“工作 降级3”）。
该程序包括第二工作降级子程序（“工作降级2”），用以确定在测试状态下断路装置的工作位置，这时所有的常闭辅助触头和/或所有的常开辅助触头均有故障，所述第二子程序的确立用于：
-如果给出的所寄存的最后一个指令是开断指令，该装置仅在当至少所有的一组辅助触头完好时，才能确定“断路装置开断”的状态;
-如给出的所寄存的最后一个指令是闭合指令，如果至少一个常开辅助触头是完好的并到达状态“1”，或如果至少一个常闭辅助触头是完好的并到达状态“0”，则该装置指示“断路装置闭合”;
-如果所有的常闭辅助触头及所有常开辅助触头全都有故障，则该装置指示“断路装置故障，并禁止后面所有的操作。
该程序包括第三个工作降级子程序“工作降级3”，用于检测断路装置的故障、控制闭锁后面所有的指令及显示信号“断路装置故障”。
在本发明的一个特定的实施形式中，每组辅助触头数n等于3。
现在将借助于附图、参照本发明的一个实施例对本发明作详细的说明，其附图为：
图1是应用来检测一种电断路装置如断路器的一个主触头开断或闭合状态的本发明装置的电路图;
图2是用于表示断路器一个主触头的正常闭合顺序的示意图。
在给出的例中，将参考高压断路器一个主触头状态的监测。在三相断路器惯常的情况下，后面所描述的装置自然是一式三份地实施的，其每一份用于断路器的每个主触头。
在所选的例中，每组辅助触头数n选为3。
本发明的装置将围绕一个微控制器MP进行描述，该微控制器例如是一个商标为INTEL的80C31电路。
该微处理机MP从第一组辅助触头CAO1，CAO2，CAO3接收信号，这些触头布置在主触头的附近，在它们完好时，并当主触头处于断开位置时，每个该触头提供一个信号“1”，而当主触头离开断开位置时，则提供一个信号“0”。我们将用与该组提供的信号相对应的一串数字称为常闭辅助触头（缩写为CAO）组的状态字，当该组的全部辅助触头完好及主触头断开时，该组CAO的状态字为111。
最好，但并非强制地，该微处理机还接收关于分别被常闭辅助触头CAO1，CAO2及CAO3所执行的完好状态自诊断的信号ADO1，ADO2，ADO3。该信号例如当辅助触头自诊断为完好时，是一个二进制数“1”，而当自诊断为故障时，是一个二进制数“0”。
该微处理机MP还从第二组辅助触头CAF1，CAF2，CAF3接收信号，这些触头布置在主触头的附近，在它们完好时，并当主触头闭合时每个该触头提供一个信号“1”，而当主触头离开闭合状态时，则提供一个信号“0”。当所有这些常开辅助触头（缩写为CAF）完好并且主触头闭合时，第二组的状态字因而为111。
如果预设接收CAO的自诊断信号的话，该微处理机也接收CAF的自诊断信号ADF1，ADF2及ADF3。
该微处理机MP从一个输入端接收一个相当于主触头打开指令的信号00，并从另一输入端接收相当于主触头开断指令的信号OF。
该微处理机在两个输出端上提供分别表示“主触头打开”及“主 触头关闭”的信号PO及PF，这些信号是应用存储在该微处理机中的程序产生出来的。此外，该微处理机还提供：分别表示主触头开断线圈BO及主触头闭合线圈BF的指令CDO及CDF;分别表示CAO及CAF最大可使用数的信号MACAO及MACAF;相应于一组辅助触头重大故障的信号MFCA;以及一个表示主触头重大故障的信号MFP。该微处理机具有一个串接端口PS，它用于与放置关断装置的外围设备进行远程联络。
现在来描述该装置的功能及程序设计的原则。
该微处理机的工作程序是预设用于提供主触头打开或闭合状态时的某些信号的，甚至当某些CSO或CSF出现故障时也能提供信号;这被称为工作降级，它允许得到主触头状态的某些信号并期待故障的CSO或CSF被修复。所应用的原理如下：
-在每一时刻，主触头的最后正常状态是已知的，因为它被存储着，正如指令OO及OF一样;
-利用每次周期性地对数据OO，OF，CAO，CAF的采集，可以知道主触头测试状态是断开的还是闭合的，这是借助于微处理机实时时钟由中断子程序每毫秒周期地进行的;
-如果在测试状态时，一个辅助触头改变了状态，该触头就出现了故障，并且该程序以后不再对该触头进行考虑;
-如果给出了一个开断或闭合指令，则发出一个延时：如果在该延时结束前，一个辅助触头改变了状态，则可断定该辅助触头从先前的静止位置到达了脱离该位置的位置。于是利用一个短的时延可以允许同一组的其它信号触头能取得它们的最终状态。它们的状态将被标注在一个监测显示器（masgue    de    surveillance）上，每个辅助触头 （缩写为CA）组应是完好的。当所有的CA均完好时，则CAO监控显示器的显示数值为111，CAF监控显示器的数值也为111。因而微处理机的输出MACAO及MACAF为“1”。在每次CA的采集时，当它们被认为闭合时，用状态字，当它们被认为是打开时则用状态字的补数，用这些状态字或其补数与它们的监测显示经历一次ET逻辑运算，以致使得仅是有效的CA才能参与位置的分析及所期待的它们的过渡的分析。因此在下文中提及的仅是这些有效的CA。
在下述情况下主触头测试状态被表明是打开的：
-三个CAO完好为“1”，三个CAF完好为“0”;
-至少一个CAO完好并为“1”及至少一个CAF完好并为“0”;
-如果所有的CAO均有故障时，则三个CAO应完好并为“1”。
在所有其它情况下表明主触头既非打开又非关闭，为故障的主触头及锁死在位置上。
只要当至少一个CAF是完好的并为“1”、或一个CAO是完好的并为“0”时，表明主触头的测试状态为闭合。在其它的情况下，认为主触头既非打开，也非关闭，为故障的主触头及锁死在位置上。
对于主触头的开断操作，“主触头已开断”信号仅在下列情况下在程序的最后给出：
-三个CAF完好并从“1”转变到“0”;
-至少一个CAF完好并从“1”转变到“0”，及一个CAO完好并从“0”转变到“1”;
-三个CAO完好并从“0”转变到“1”，而三个CAF中有 一个产生了严重故障。
-三个CAF完好并从“1”转变到“0”，而三个CAO中有一个产生了严重故障。
对于主触头的关闭操作，“主触头已闭合”信号仅在下列情况下在程序最后给出：
-如果在操作过程中三个CAF有严重的故障时，一个CAO完好并从“1”转变到“0”，
-如果在操作过程中三个CAO有严重故障时，一个CAF完好并从“0”转变到“1”。
应注意到在工作降级时，将一个打开位置确定成关闭位置的情况是非常严重的，因为安全的问题，这点是容易被理解的。此外，主触头闭合的信号是非常容易核查主触头打开的位置的，因为利用其它的手段可检测出电流及电压的存在。
图2是用于解释主触头关闭操作时该位置功能的示意图。我们假定测试状态领先于开断指令OO，主触头是完好的，并且所有的信号触头CAO及CAF也是完好的。
所给出的例子是主触头一次关闭的例子，但是其描述的顺序是与主触头打开操作时相一致的，而后者是从关闭状态开始的。
在以下，当涉及到延时器或计时器的问题时，这不过是相当于借助于软件处理的概念。
在开始时，主触头因而假定是打开的，CAO的状态字为111，而CSAF的状态字为000。在t0时刻给出一个主触头闭合指令并存储起来，一个第一延时器TEMPOO启动一个给定时延的延时选通脉冲TIME0;同时地，启动第一计时器CHRONOO，将闭合指令给闭合 线圈的控制装置CDF被激励置为成“1”，启动主触头的闭合;输出PO为“1”，输出PF为“0”。
在时刻t1时，第一个CAO改变到“0”，借助于第二延时器TEMPO1发出第二个给定时延的延时选通脉冲TIME1，在该时延期间预期其它的CAO改变为“0”;同时地停止计时器CHRONOO，然后在存储器中将第一时延T1置成等于t1-t0，并启动第二计时器CHRONO1。在时刻t2，观察到最后一个CAO到“0”，然后存储它们新的状态显示值，并将延时器TEMPO1停止。如果当延时器TEME1到期，而其它的CAO还未改变状态时，这将表明它们有故障，并且与它们状态显示器相对应的二进制数被置为零。
等到第一个CAF由“0”转变到“1”，这是在时刻t3突然发生的，停止计时器CHRONO1，并存储由式T2＝t3-t1表示的时延，它实质上相应于主触头中动触头的行程所用的时间;观察T1及T2的演变对该装置正常的工作提供了精确的信息，并使得能对维修编排计划。在同一时刻t3，再启动延时器TEMPO1，它发出了一个时延为TIME1的延时选通脉冲，并等待二个其它的CAF转变数值。在时刻t4最后一个CAF转变数值，存储新的CAF的状态显示值;发出“主触头已关闭”（PF＝1）的信号。如果该第二个延时选通脉冲结束时，其它的CAF中的一个或另一个未改变状态，这将表明它有故障，并且与新的状态显示器相对应的二进位数被置为“0”。同时将控制器CDF置成“0”。此外如果在延时选通脉冲TIMEO结束时，一组的信号触头未改变状态，这组将被认为是遭到一个严重的故障（在微处理机的输出端MFCA上其 信号为“1”），并如果另一组的CA至少有一个及时地改变状态的话。
在相应于延时器TEMPOO的延时选通脉冲TIMEO关闭的时刻t5，在已经分析了两组信号触头的状态显示器及检测出可能出现的严重故障后，该微处理机在输出端MACAO，MACAF及MFCA上发出CA的可使用数的信号，及主触头可能出现的严重故障的信号MFP。应注意到如果所有的CA全有故障，就在该时刻t5，控制信号CDF（在主触头闭合的情况时）或控制信号（在主触头打开的情况时）将重新置成“0”，以避免由于焦耳效应使控制线圈损坏。
还应注意到以上描述的程序能允许采集到对主触头自诊断有用的重要信息：随着逐步的操作对时间间隔T1及T2的了解能够监测出主触头的工作状态及预告故障。实际上，在微处理机中将存储与被实现的最后两个操作相对应的时间间隔，这样就尤其能允许以后观察到这些操作时间可能出现的偏差。
“工作降级”子程序处理在测试状态中的异常情况（一组CAF或一组CAO全部出故障）或者在执行打开或闭合指令时所检测到的异常情况，其特征在于从接收到指令开始到延时器TIMEO期满时，没有出现一个辅助触头的转换过程。
该“工作降级”子程序又被分成多个小程序。
程序“工作降级1”处理与在工作过程中出现辅助触头组严重故障有关的情况。这些严重故障是在延时器TIMEO到期时出现的。对以下的各情况应注意其规律：
-开断操作：
第一种情况：操作已被正常启动，因为观察到至少一个CAF转变了状态。这时严重的故障出在三个CAO上，在这种情况下，如果三个CAF转变了状态，我们将称其为“冒着很小的危险打开主触头”。应注意到时间间隔T2不能被测到，这时将其看作为TIMEO的值。
第二种情况：操作未被启动，严重故障是由三个CAF的故障引起的。如果三个CAO完好并经历了转变过程，则断定为“主触头开断”。如果三个CAO完好但未观察到转变状态，因而主触头具有故障，故表明主触头既非打开也非闭合，并闭锁所有的指令直到将主触头指令复位（CDO＝“0”及CDF＝“0”）。应指出时间T1实质上是无限的，因为程序没有被启动。我们将一个数值赋于T1，它相当于计时器的最大容量：FFFF;至于T2，令其等于TIMEO，这是一个过大的数值，由于没有更合适的数值了。
-关闭操作：
第一种情况：操作已被正常启动，因为观察到至少有一个CAO转变状态。其严重故障是由于CAF的严重故障引起的。主触头的机械故障的可能性很小，故断定主触头闭合。如前所述地，令T2等于TIMEO。
第二种情况：操作未被启动，可能由于要么是三个CAO的严重故障，要么是主触头的故障。在这种情况下，如果至少一个CAF完好并经历了转变状态，可以断定主触头闭合，在相反的情况下，将断定主触头故障并启动由以下描述的工作降级子程序控制的再合闸方案。我们将认为主触头既非打开又非闭合。将T1取为等于：FFFF，而T2等于TIMEO。
子程序“工作降级2”试图确定当所有的CAO和/或所有的CAF故障时测试状态的位置。如果这种确定不可能达到的话，将不指出主触头的任何位置，并且禁止后面的所有操作。
还应该区别以下三种情况：
第一种情况：
在位存储器00中存储的指令为“1”;这表明主触头是打开的。为了人身安全，仅当至少所有的一组信号触头（或全部CAO或全部CAF）完好时，才确认这个主触头打开的位置。
第二种情况：
在位存储器00中存储的指令为“0”;这表明给出的最后一个指令为关闭指令。如果至少有一个CAF完好并为“1”或如果至少有一个CAO完好并为“0”，则断定“主触头闭合”。
第三种情况：
所有的CAO及所有的CAF全都有故障，则表明主触头有故障;将不指出任何位置，并禁止后面的所有操作。
子程序“工作降级3”处理主触头的故障，这个故障可能是在操作过程中或测试状态时检测到的。在所有这些情况下，表明主触头既非打开也非闭合，并利用在输出端CDO及CDF发出相当于闭锁控制线圈的信号来禁止以后的全部操作。
如果主触头的故障出现在闭合指令时，则微处理机将在等于TIMFO的时间间隔中尝试一次开断，用以试图重新启动主触头，不会使其停留在中间位置上，在该中间位置上触头之间的绝缘性能降低了。断路器触头之间的再闭合确定是有破坏性的。
如果主触头的故障是在测试期间被检测到时，则除去上述闭锁及 信号显示外不再作任何其它事情。
当然，上述的方案仅是以例举的名义给出的，在严重降级的情况下，所述方案根据操作者遭到危险的程度其信号显示可能是不同的。对于打开的状态，再加强信号显示以使人看到在一组中有几个辅助触头是完好的并且在对应的另一组中有一个辅助触头是完好的。如果相反地，假如运行的连续性是十分重要时，则可能降低主触头开断显示的标准。因而这些方案仅是些例子，其中与辅助触头有关的程序系统概念是能让人作到的。
本发明的装置对于远程自动控制与监测装置的发展带来了很大贡献，这是因为工作的可靠性及对于确立主动的装置维修的重要数据的检测。
本发明不限于电工技术的应用上，这个领域的一个例子已作出了描述。它可以应用到所有的工业部门，并且每当它涉及到根据与持续运行及同时与材料及人员有关的方案来确定一个装置或一个机器的状态时就可以将本发明投入应用，并利用在故障情况下，根据检测器的数据显示可以提供故障的信息。

Claims (12)

1、用以确定一种电断路装置工作状态的装置，该断路装置具有每相一个主触头，对于每个主触头包括提供二进制数字信号的辅助触头，即该辅助触头在相应于该断路装置打开或闭合状态的一个工作位置时提供信号“1”，而当该辅助触头离开该工作位置时提供信号“0”，所述主触头借助于一个开断线圈及一个闭合线圈操作，对于每个主触头还包括具有n个辅助触头的第一及第二触头组，n为至少等于2的整数，第一组的辅助触头(CAO1，CAO2，CAO3)称为常闭辅助触头，它在检测到该断路装置的打开位置时提供信号“1”，第二组的辅助触头(CAF1，CAF2，CAF3)称为常开信号触头，它在检测到该断路装置的闭合位置时提供信号“1”，其特征在于：
所述辅助触头与一个编程的微处理机(MP)相连接，该微处理机还接收相应于该断路装置开断指令的信号(OO)，及接收相应于该断路装置关闭指令的信号(OF)，所述微处理机具有：一个控制主触头开断线圈的输出端(CDO)，一个控制主触头闭合线圈的输出端(CDF)，一个提供“装置已闭合”信号的输出端(PF)，一个提供“装置已断开”信号的输出端(PO)，提供关于第一组及第二组辅助触头可使用数指示信号的输出端(MACAO，MACAF)，一个提供指示辅助触头组中一个组严重故障信号的输出端(MF-CA)及一个提供指示主触头严重故障信号的输出端(MFP)，所述微处理机完成下述处理工作；
-一个辅助触头，如果在一个开断或闭合指令后经给定延时未改变状态，则被认为是出了故障，并不再由程序对其作出考虑；
-如果在发出开断程序后，出现了下列情况之一时，则表明该断路装置在开断程序结束时是打开的：
-n个常开辅助触头及n个常闭辅助触头是完好的并及时地改变了状态，常闭辅助触头由“1”转变到“0”，常开辅助触头由“0”转变到“1”：
-至少一个常开辅助触头是完好的及至少一个常闭辅助触头及时地改变了状态；
-n个常闭辅助触头是完好的并改变了状态，而n个常开辅助触头全部有故障(相当于发出信号MCFA=1的辅助触头的严重故障)，
-n个常开辅助触头是完好的并改变了状态，而n个常闭辅助触头均有故障(相当于发出信号MCFA=1的辅助触头的严重故障)，
-如果在发出闭合程序后，出现下列情况之一时，则表明该断路装置在闭合程序结束时是闭合的：
-如果在操作过程中所有的常开辅助触头有故障，而至少一个常闭辅助触头是完好的并改变了状态；
-如果在操作过程中所有的常闭辅助触头有故障，而至少一个常开辅助触头完好并改变了状态；
此外所述微处理机还完成下述处理工作：
-如果当装置的一个开断操作或闭合操作时，一个组的辅助触头在操作指令后的一个第一延时后没有改变状态，而在同一延时后，观察到另一组的辅助触头及时改变了状态，则一组触头被表明有故障(相当于信号MFCA=1的一个辅助触头组的严重故障)；
-如果，在装置的一个开断或关闭程序的过程中，在同一组的一个辅助触头及时改变状态后，在前面状态变化启动的第二延时(TIME1)期满时仍未发生状态变化的一个辅助触头被表明是非完好的。
2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于：
辅助触头（CAO1，CAO2，CAO3，CAF1，CAF2，CAF3）具有自诊断装置及将信号（ADO1，ADO2，ADO3;ADF1，ADF2，ADF3）提供到微处理机输入端。
3、根据权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述微处理机还完成下述处理工作：在测试状态，并当在出现下列情况之一时，给出一个“装置已开断”的信号：
-n个常闭辅助触头完好并其状态转变到“1”，n个常开辅助触头完好并其状态变化到“0”;
-至少一个常闭辅助触头是完好的并且到达状态“1”，及至少一个常开辅助触头是完好的并且到达状态“0”;
-n个常闭辅助触头是完好的并到达状态“1”，如果这时所有的常开辅助触头有故障的话;
-n个常开辅助触头是完好的并到达状态“0”，如果这时所有的常闭辅助触头有故障的话;
为方便起见，辅助触头均设有自诊断装置并将信号（ADO1，ADO2，ADO3，ADF1，ADF2，ADF3）提供给微处理机的输入端。
4、根据权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述微处理机还完成下述处理工作：在测试状态，当出现下列情况之一时，给出一个“装置已打开”的信号：
-n个常闭辅助触头完好并到达状态“1”，n个常开辅助触头是完好的并到达状态“0”;
-至少一个常闭辅助触头是完好的并到达状态“1”，及至少一个常开辅助触头是完好的并到达状态“0”;
-如果所有的常开辅助触头有故障时，n个常闭辅助触头是完好的及到达状态“1”;
-如果所有的常闭辅助触头有故障时，n个常开辅助触头是完好的及到达状态“0”;
5、根据权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述微处理机还完成下述处理工作：在测试状态，当出现下列情况之一时，给出一个“装置已关闭”的信号：
-至少一个常开辅助触头完好并到达状态“1”;
-至少一个常闭辅助触头完好并到达状态“0”。
6、根据权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述微处理机还完成下述处理工作：将断路装置闭锁在“装置打开”的位置上并发出“装置故障”的信号，当这时辅助触头的状态与允许显示“装置开断”状态的任一情况不相符时。
7、根据权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述微处理机还完成下述处理工作：将该断路装置闭锁在“装置关闭”的位置上并且发出“装置故障”的信号，当这时辅助触头的状态与允许显示“装置关闭”状态的任一情况不相符时。
8、根据权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述微处理机还完成下述处理工作：
-当在起始时间（to）给出了一个开断指令（OO）或一个闭合指令（OF）时，由第一延时器（TEMPO1）发出一个具有第一延时（TIMEO）的第一监控延时选通脉冲，并启动一个第一计时器（CHROO）;
-当第一组的第一辅助触头在时刻t1改变状态（对于开断指令是触头开断信号，而对于闭合指令是触头闭合信号）时，借助于第二个延时器（TEMPO1）的启动，发出一个具有第二时延（TIME1）的第二延时选通脉冲，并同时地停止第一计时器（CHROO），将相应于从起始到停止的时间间隔所指示的时延存储起来，并启动第二计时器（CHR1）;
-当在时刻t2第二延时（TIME1）期满时，所述第一组的辅助触头可能变化状态，并将所产生的状态存储起来用于分析;
-当在时刻t3第二组的第一信号触头改变了状态，借助于所述第二延时器（TEMPO1）再发出具有第二延时（TIME1）的所述第二延时选通脉冲，并同时停止第二计时器（CHR1），及将对于确定装置触头平均速度有用的延时进行存储;
-当第二延时（TIME1）期满时，第二组所有的有效辅助触头可能改变了状态，将产生的状态存储起来用于分析;
-如果在第二延时选通脉冲（TIME1）结束时，第一组或第二组中的一个辅助触头相对地未改变状态，则表明它有故障;
-如果在第一延时选通脉冲（TIME0）结束时，在一组中没有一个辅助触头改变状态，但在对应的另一组中观察到一次及时地改变状态，则表明一组的辅助触头具有严重故障。
9、根据权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述微处理机还完成一个第一工作降级的子步骤（工作降级1）：
-在装置的开断过程中，在观察到由一个常开辅助触头状态的改变启动了程序后及在第一延时选通脉冲（TIMEO）结束时，没有一个常闭辅助触头改变了状态，则引起出现一个装置故障的信号（MFP＝1）;
-在装置的开断过程中，在观察到由于在第一延时选通脉冲结束时常开辅助触头状态未变化，因而程序未起动时，如果三个常闭辅助触头已改变了状态，则引起出现一个“装置打开”的信号（PO＝1），并同时地发出常开辅助触头严重故障的信号（MACAF＝1，MFCA＝1）;
-在装置的开断过程中，在观察到由于在第一延时选通脉冲结束时常开辅助触头状态未变化，因而程序未起动时，并且还观察到完好的常闭辅助触头未改变状态，则引起发出一个装置故障的信号（MFP＝1），并闭锁后面所有的指令;
-在装置闭合过程中，在观察到由一个常闭辅助触头状态的变化启动了程序后，及在一延时选通脉冲（TIMEO）结束时没有一个常开辅助触头改变了状态，则引起发出“装置闭合”的信号，将第二延时取为等于第一延时选通脉冲（TIMEO）的延时;
-在装置闭合过程中，在观察到常开辅助触头的一次严重故障时，如果一个常闭辅助触头改变了状态的话，则引起发出一个“装置闭合”的信号;
-在装置闭合过程中，在观察到常开辅助触头的一次严重故障、并且观察到没有任何一个完好的常闭信号触头改变状态时，将表明“装置故障”，将第一延时取为等于第一延时选通脉冲（TIMEO）的延时，将第二延时取为等于所述第三计时器的最大容量（FFFF），并控制起动第三工作降级步骤（“工作降级3”）。
10、根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述微处理机还完成一个第二工作降级的子步骤（工作降级2），用以确定在测试状态下装置的工作位置，这时所有的常闭辅助触头和/或所有的常开辅助触头均有故障，所述第二子步骤用于：
-如给出的所寄存的最后一个指令是开断指令，该装置仅在当至少所有的一组辅助触头完好时，才能确定“装置开断”的状态;
-如给出的所寄存的最后一个指令是闭合指令，如果至少一个常开辅助触头是完好的并到达“1”，或如果至少一个常闭辅助触头是完好的并到达“0”，则该装置指示“装置闭合”;
-如果所有的常闭辅助触头及所有的常开辅助触头全部有故障，则该装置指示“装置故障”并禁止后面所有的操作。
11、根据权利要求1所述的装置，其特征为：所述微处理机还完成一个第三工作降级的子步骤（工作降级3），用于检测装置的故障、控制闭锁后面所有的指令及显示信号“装置故障”。
12、根据权利要求1所述的装置，其特征在于：每组辅助触头数n等于3。
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