CN111969566B - 高压交流系统电容跳脱改良装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压交流系统电容跳脱改良装置，其是改善高压电力安全系统。本发明高压交流系统电容跳脱改良装置，以系统线路上电压源及电流源的电能，作为断路器跳脱回路的工作电源，可确实使断路器的跳脱机构动作，使断路器开启，以隔离事故点电流，提升用电的安全性。

Description

高压交流系统电容跳脱改良装置

技术领域

本发明是一种高压交流系统电容跳脱改良装置，特别是一种装置在不改变原本高压系统设施的状态下，借系统线路上的电能驱动断路器的跳脱线圈，形成一完整跳脱回路系统，可确保高压电力系统发生事故时，使高压断路器开路而隔断事故点的高压电力回路。

背景技术

输（配）电系统中，高压断路器盘﹙又称配电柜﹚是非常重要的设备并受到重视，按屋内装置规则的认证要求，举凡高压设施，从箱体、高压变压器、断路器、比压器、比流器、避雷器、高压熔丝等，都必须通过验证。按理而言高压系统应非常可靠且安全信赖度高，但实务上高压受电用户出故障的状况时有所闻。探讨其中发现有许多的案例，症结是高压系统中提供跳脱回路的工作电源失能，而造成事故，蓦然发现，高压系统中，提供系统能安全隔离事故的跳脱回路工作电源组件，确已成为安全上的死角。当该跳脱回路所需的工作电源故障时，系统因缺乏电能致动，跳脱机构无法作动隔离高压事故，后果相当严重，衍生的经济损失甚或赔偿问题难以估计。

高压断路器盘，有三种动作，一为通电闭合ON、二为断电启断OFF、三为故障时跳脱Trip隔离事故。一般驱动断路器跳脱的指令来自于保护电驿，而保护电驿的信息来源，一般来自比流器CT，检视是否有过载或短路的事故，而比压器PT检视是否有过电压或低电压的状况，零相比流器ZCT检视是否有接地状况或温度过高、频率异常问题等，以上感测装置提供保护电驿作动导通，并进而使断路器断开以隔离事故点。目前高压配电系统中，许多的事故发生时无法有效隔离事故点令断路器跳脱，其中有许多的原因是因为系统中跳脱回路的工作电源失能。目前世界上在高压配电系统上，其使用的跳脱回路工作电源，一般分为直流工作电源与交流工作电源。直流工作电源一般又以电池组作为跳脱回路的工作电源，交流工作电源一般则以电容跳脱装置CTD为主。而目前高压断路器的跳脱方式一般分为两种，一种为电动式，使用内部动作线圈，另一种为机械式跳脱。高压配电系统事故案例不胜枚举，不外乎就是当其供（配）电系统中，其断路器盘中的控制电源的跳脱回路工作电能失能，导致当系统发生故障时，因为没有一个有效的工作电源导致事故发生时，无法使断路器做对应跳脱动作以隔离事故，甚至造成大停电等重大损失。

高压断路器(H.V.CB)或特高压CGIS或GIS，是接受保护电驿(Relay)的指令，作为是否跳脱高压断路器，将事故源隔离。因此该断路器如果不能如期在某一事业单位(受电方)发生短路事故时立即跳脱，将会造成高压断路器(H.V.CB)损坏，而扩及到影响主供电干线供应电源给其他的事业单位(受电方)，造成连锁性的产业损失。高压断路器能否及时跳脱，受控于保护电驿(Relay)是否能实时发出指令。因此，当提供保护电驿的工作电源有问题时，该保护电驿就不会动作；该保护电驿不会动作时，高压CB在事故发生时也就不会动作，无法隔离事业单位的事故点，造成严重的二次事故，甚至影响供电馈线跳脱，不可不慎。由于此高危险性的工安事件常因误判而产生意外，于是供电干线的业者(比如中国台湾电力公司)为防止电驿于短路事故时，因电压骤降无法动作触发断路器跳脱，及因比流器饱和迟缓动作，要求事业单位要按照规定设置保护系统，才会答应供电。主要的规定内容是：采用比压器二次侧电源供应时，应辅以电容跳脱装置(CTD)或辅以电容跳脱装置再并接不断电系统(UPS)，且供电子式或数位式电驿使用的电容跳脱装置(CTD)，不得供断路器或其他设备使用。无论如何，这都只是优化的理想，但意外常常来自于理想状况下，实务上不断电系统(UPS)一年、两年后几乎都会因电池老化而故障。若是使用蓄电池组为主的直流供电系统，其电池一年后可能会失能，但是事业单位却不会察觉到，通常都是有短路事故时，发现高压断路器(H.V.CB)不会跳脱，发现没有跳脱回路的直流工作电源无法供应工作电源给保护电驿(Relay)，但为时已晚。

配电盘中，其中保护电驿以及断路器的跳脱回路中，其中保护电驿的工作电源一般为AC与DC皆可使用以提供其所需的工作电源。在一般的情况下，会以直流电源为优先考虑（AC与DC二者只能选定一种），因为一般而言直流电源比较稳定可靠。

本发明申请人对于高压配电系统中，其高压配电盘中的跳脱回路工作电源改善方式，已经有数个方案提出并申请专利。尤其在电容跳脱装置CTD的改良方面，从在有载之下可测试，有电表显示其电压值，到盘面式可以有效防止因开启高压配电盘而可能引起的工安事故预防，有电压比较电路及警报电路的电容跳脱装置可以解决电容器会因时间而衰减的问题，有时间电路与电压比较电路的组合，可以每日或设定时间以模拟事故发生时，其跳脱回路工作电源是否足以推动其负载设备以隔离事故，进一步有自动电源转换电路的CTD，以防止电容跳脱装置故障时，外部电源有交流及直流电源的支持，以及可以解决电压以及电容量和通讯的问题，以上的解决方案是目前市场的产品。以及具有备用电源的电容跳脱装置CTD、直流储能直流电源电容跳脱装置CTD、高压电磁开关VCS专用电容跳脱装置CTD、支持直流系统的电容跳脱装置CTD等，以上种种的改善方案，都是为了使高压系统中跳脱回路的工作电源更安全稳定而设计制造。

由以上可得知，高压断路器盘跳脱回路工作电源基本上分为两大类，一种电池组直流电能供电、另一种为交流电源供电。一般来自高压比压器HVPT二次侧，因为当高压系统中发生短路事故时，比压器PT电压骤降为零，导致没有一有效工作电源使用于该跳脱回路，造成断路器无法跳脱闭合接点以隔离事故，于是在交流电源供电系统中加装电容跳脱装置CTD以作为该系统高压盘跳脱回路的工作电源。一般而言，该跳脱回路工作电源，以直流的电池组盘或者以电容跳脱装置储存直流电能的情况下，可以解决大部分的问题。但是在特殊的状况下，如大地震等天灾，或者人为因素的疏失之下，都可能使得该跳脱回路损坏或失能，导致断路器无法跳脱隔离事故点。例如因为使用器材不当，例如使用UPS，因UPS内部电池失能造成UPS失能而导致许多的事故案例，实际案例如龙山变电站因事故没有隔离造成科学园区大停电。中国台电新天轮案，因控制电源操作不当、断路器无法跳脱断开事故点，造成电厂爆炸及数十人的伤亡；日本福岛核电厂因地震，把该跳脱回路线路损害，高压断路器没有跳脱，导致冷却循环系统失能，造成核灾等，以上实际案例皆说明跳脱回路工作电源的重要性以及必须改善的迫切性。本发明即用以进一步改良断路器跳脱回路系统，提升跳脱回路供电系统的稳定性。

检讨该高压配电系统中其跳脱回路系统会故障的原因，在组件上如比压器PT其会发生烧毁的原因为1.环境不良，湿气过重、2.比压器PT本体绝缘不好（绝缘劣化、有空隙等）、3.动物入侵等，会造成比压器PT烧毁；比流器CT其会发生烧毁的原因为1.当系统发生短路事故时，二次侧造成烧毁、2.环境潮湿、3.绝缘不良、4.接地故障等，会造成比流器CT烧毁；一般而言，比流器CT二次侧不得开路会产生高压电压，并烧毁该比流器CT，所以CT二次侧必须串接负载阻抗避免开路；一般而言，比压器PT二次侧不得短路会产生过大故障电流，并烧毁该比压器PT，所以比压器PT二次侧必须并接负载阻抗避免短路。且在一般高压交流系统中其控制电源，一般也以比压器PT二次侧的电源作为跳脱回路的工作电源来源。在高压系统上，比流器CT二次侧为一般电流源，电性连结至计器指示电流及保护电驿，比压器PT二次侧为一般电压源，电性连结至计器指示电压及保护电驿，依据电能等于电压乘以电流（单相），三相乘以√3倍的电能，当比流器CT二次侧开路电流源趋近零则两端间会产生高压，反之当比压器PT二次侧短路电压源趋近零则两端间会产生高电流。所以当系统发生故障时，比压器PT或比流器CT其中会有异常的状态电能。另外外接电源失能、线路断线或线路短路等，皆会影响其跳脱回路的工作电源。

由上述的事故案例所呈现的问题，无论是天灾或者是人祸的因素，其跳脱回路的跳脱系统失能，并且依此产生极大的事故。因此在既有的架构下，不能改变其配电盘的结构、不能改变其保护电驿的设定值、不能改变该断路器的结构等，借由本发明断路器跳脱回路系统改良装置，增强了其原本跳脱回路系统的功能，以达到以往无法保护的安全功能性。综上所述，以直流电源或交流电源为主的控制回路，使用于高压盘的跳脱回路工作电能失能时，在现场中所面临实际的状况，以往并无法有效的来解决该问题，于是从现场中的状况实际需求，一种断路器跳脱回路系统改良装置可以解决上述的问题，同时提升其配电系统的安全性及稳定性。

发明内容

目的

本发明提供一种高压交流系统电容跳脱改良装置，是将已有跳脱回路的工作电源装置加以强化改进，除了具有直流电能的状态或者交流电能的状态，或者直流交流混合而成的状态外，在不改变原本系统保护电驿所设定保护协调的情况下，不改变原有配电盘的结构，以及已经定型试验过的高压断路器状态下，以系统线路上的电能，即利用电压源及电流源的电能，串接保护电驿的内部接点动作，串接且驱动断路器的跳脱线圈，形成一完整跳脱回路系统，并驱动断路器内部跳脱机构，使断路器作动断电跳脱并隔离事故。

解决问题的技术手段

为达到上述目的，本发明提供一种高压交流系统电容跳脱改良装置，其是与一电力回路电性连结；该电力回路具有至少一供断开该电力回路的断路器的跳脱线圈，以连动该断路器的跳脱机构断开该断路器；设置于该电力回路上的至少一只电压侦测装置，该电压侦测装置包含一供降低输出电压的降压单元；设置于该电力回路上的至少一只电流侦测装置，该电流侦测装置包含一供降低输出电流的降流单元；与设置于该电力回路上的至少一只保护电驿，该保护电驿依据电力系统线路状态，设定其保护电气安全设定值，比如电流、接地、电压、频率、温度等数值的其中至少之一；当该电压侦测装置、该电流侦测装置数值大于电气安全设定值时，保护电驿作动导通，较佳的是保护电驿常开接点作动导通；本发明的高压交流系统电容跳脱改良装置包括：一主要控制基板，该主要控制基板电性连结包含一跳脱回路电源电路、一电源自动交替电路、一电容储能电路、一感测装置连结单元、一外部设备装置连结单元与一状态显示单元；其中跳脱回路电源电路至少电性连结电压侦测装置的降压单元、电流侦测装置的降流单元或外接支持电源；其中电容储能电路电性连结跳脱回路电源电路，以储存适当的直流电能；前述电源自动交替电路电性连结跳脱回路电源电路与电容储能电路，以适当的电能输出作为跳脱回路的驱动电能；前述感测装置连结单元至少包含电流侦测装置、电压侦测装置二项以上；前述外部设备装置连结单元至少包含一保护电驿常开接点、断路器的跳脱线圈两端或外部强制指令接点；前述状态显示单元可实时显示整个系统跳脱回路的状态。该降流单元并联一侧支路径，且该保护电驿常开接点及断路器的断路器闭合辅助接点串联于该侧支路径上，当电力系统正常时，该保护电驿常开接点开路，该断路器闭合辅助接点导通，该侧支路径无电流流经，当电力系统故障时，该保护电驿常开接点导通，该降流单元电流流经该侧支路径以作为电流源电能。

本发明的高压交流系统电容跳脱改良装置可依据电流源电能或电压源电能，经整流为直流电能，再由电容器储存直流电能或外接电能，经电源自动交替电路提供跳脱驱动电能再串接保护电驿常开接点，或保护电驿常开接点再并接外部强制指令接点作动导通，断路器闭合辅助接点动作导通时，即驱动该断路器的跳脱线圈以连动该断路器的跳脱机构断开断路器。

为达到上述目的，本发明还提供另一种高压交流系统电容跳脱改良装置的实施例，其大致与上一实施例类似，其也是与一电力回路电性连结；该电力回路具有至少一供断开该电力回路的断路器的跳脱线圈，以连动该断路器的跳脱机构断开该断路器；设置于该电力回路上的至少一只电压侦测装置，该电压侦测装置包含一供降低输出电压的降压单元；设置于该电力回路上的至少一只电流侦测装置，该电流侦测装置包含一供降低输出电流的降流单元；与设置于该电力回路上的至少一只保护电驿，该保护电驿依据电力系统线路状态，设定其保护电气安全设定值，比如电流、接地、电压、频率、温度等的其中至少一种，当该电压侦测装置、该电流侦测装置数值大于该电气安全设定值时，该保护电驿常开接点作动导通；本发明前述的高压交流系统电容跳脱改良装置包括：一主要控制基板，该主要控制基板电性连结包含一交直流转换电路、一跳脱回路电源电路、一电容储能电路、一电源自动交替电路、一感测装置连结单元、一外部设备装置连结单元与一状态显示单元；前述交直流转换电路电性连结至电压侦测装置的降压单元或外接交流电能，将交流电能转换为直流电能，并且将直流电能电性连接至电容器储能；前述跳脱回路电源电路至少电性连结电压侦测装置的降压单元、电流侦测装置的降流单元或外接支持电源；前述电容储能电路电性连结跳脱回路电源电路，以储存适当的直流电能；前述电源自动交替电路电性连结跳脱回路电源电路，电容储能电路以适当的电能输出作为跳脱回路驱动电能；前述感测装置连结单元至少包含电流侦测装置、电压侦测装置二项以上；前述外部设备装置连结单元至少包含一保护电驿常开接点、断路器的跳脱线圈两端或外部强制指令接点；前述状态显示单元可显示系统跳脱回路的状态；该降流单元并联一侧支路径，且该保护电驿常开接点及断路器的断路器闭合辅助接点串联于该侧支路径上，当电力系统正常时，该保护电驿常开接点开路，该断路器闭合辅助接点导通，该侧支路径无电流流经，当电力系统故障时，该保护电驿常开接点导通，该降流单元电流流经该侧支路径以作为电流源电能；本发明提供的高压交流系统电容跳脱改良装置可依据电流源电能或电压源电能，经整流为直流电能，再由电容器储存直流电能或外接电能，经电源自动交替电路提供跳脱驱动电能再串接保护电驿常开接点，或保护电驿常开接点再并接外部强制指令接点作动导通，断路器闭合辅助接点作动导通时，驱动该断路器的跳脱线圈以连动该断路器的跳脱机构断开断路器。

附图说明

图1为本发明高压交流系统电容跳脱改良装置的配线示意图。

图2为本发明中的电流侦测装置（比流器）的电路示意图。

图3为本发明中的比流器跳脱回路系统跳脱回路保护动作的示意图。

图4为本发明高压交流系统电容跳脱改良装置的第一实施例的架构图。

图5为本发明高压交流系统电容跳脱改良装置的第二实施例的架构图。

附图中的符号说明：

1 高压交流系统电容跳脱改良装置；10 断路器；11 电流侦测装置；12 电压侦测装置；13 跳脱机构；14 断路器闭合辅助接点；15 跳脱线圈；16 保护电驿常开接点；17 外部强制指令接点；18 跳脱回路电源电路；19 保护电驿；20 电源自动交替电路；24 DC外接支持单元；25 AC外接支持单元；28 控制回路电源；180 第二交直流转换电路；183 模拟故障发生电路；184 交直流转换电路；185 直流电源交替电路；188、189开关B接点；190 电容储能电路；191 直流电源并联输出电路。

具体实施方式

本发明高压交流系统电容跳脱改良装置所实施的较佳实施例，如图1所示，其电力回路上设有一断路器10，该断路器10有一跳脱线圈15，该跳脱线圈15连动该断路器10的跳脱机构13。该电力回路上设有一电压侦测装置12(如比压器），该电压侦测装置12包含一供降低输出电压的降压单元；该降压单元电性连结至保护电驿19及控制回路电源28。该电力回路上也设有一电流侦测装置11(如比流器)，该电流侦测装置11包含一供降低输出电流的降流单元；该降流单元电性连结至保护电驿19及控制回路电源28，该控制回路电源28经电源自动交替电路20，选择对应的电能串接至保护电驿19以连结保护电驿常开接点16。该保护电驿19依据电力系统线路、负载状态及保护协调需求，设定其保护电气安全设定值，达到保护设定值时，该保护电驿常开接点16作动导通，并可并接外部强制指令接点17，再串接该断路器闭合辅助接点14，再串接该断路器10的跳脱线圈15以形成一跳脱回路系统。如此即可引入电流侦测装置11(如比流器)的电能以及电压侦测装置12（如比压器）的电能，进一步改善当事故发生时，能确保该断路器10的跳脱线圈15有足够的电能驱动，以隔离事故。

请参考图2所示为针对本发明的原理做进一步的说明。如图2方框所示为一般电流侦测装置（比流器）的等效电路示意图，电流侦测装置11的降流单元的电流流经一电流表，形成一完整回路。而为进一步引入电流侦测装置11(如比流器)的电流作为断路器10的跳脱线圈15的电源，本发明于电流侦测装置11的降流单元并联一侧支路径。此一侧支路径于电力系统正常时，保护电驿19未动作内部的保护电驿常开接点16开路，而断路器10的断路器闭合辅助接点14为导通状态，此时并未有电流流经侧支路径。但当电力系统故障，保护电驿19动作该保护电驿常开接点16导通及断路器闭合辅助接点14也导通，侧支路径即为构成一完整回路导通状态，电流侦测装置11(如比流器)的降流单元电流即通过侧支路径，因而可作为断路器10的跳脱线圈15驱动所需的电力。

将前述电流侦测装置11(如比流器)的降流单元的侧支路径的技术特征与已知断路器跳脱电源的设计结合，请参阅图3所示。图中左上方方块表示已知技术中以电池组BAT、电容跳脱装置CTD或不断电系统UPS作为断路器10的跳脱线圈15的跳脱电源，其通常在一般情况下，是足以提供断路器10的跳脱线圈15所需的驱动电源。但当电池、电容跳脱装置或不断电系统因人为疏忽、天灾巨变而失能，将无法驱动该跳脱线圈15以隔离事故，此时将产生巨大危害。如将前述引入电流侦测装置11(如比流器)的降流单元的电流源的技术特征整合，从图3可见，当系统故障(保护电驿常开接点16导通)，若已知技术的电池组、电容跳脱装置或不断电系统均失能时，此时电力回路的电流仍持续通过断路器10，因此电流侦测装置11(如比流器)的降流单元的电流源仍持续有电流流通(参阅图2所示)。而此时电源自动交替电路20因已知技术的电池组、电容跳脱装置或不断电系统均失能而切换到电流侦测状置11的回路，电流如虚线箭号所示流进断路器10的跳脱线圈15，以驱动跳脱机构13作动，因而可以切断断路器10的闭合主接点以隔离事故点，进一步提升了断路器跳脱回路系统的稳定性，以确保电力系统运作的安全。

而对于不同性质的外部支持电源，高压交流系统电容跳脱改良装置的设计略有差异，本发明现以直流及交流外部支持电源两个实施例作说明。图标中相同功能的组件或方块以相同的编号标示。如图4所示为本发明的第一个实施例的功能方块图，高压交流系统电容跳脱装置改良装置1具有连接DC外接支持单元24的直流输入端及连接电压侦测装置12的降压单元的交流输入端。DC外接支持单元24例如为电池组，可作为断路器跳脱回路操作所需的电源之一。另外电压侦测装置12的降压单元连接到交流输入端，经由一交直流转换电路184转换为直流电源，该交直流转换电路184一般为桥式整流滤波，此一转换后的直流电源，与来自DC外接支持单元24的电源输出，同时连接到一直流电源交替电路185，该直流电源交替电路185，当电压侦测装置12的降压单元有电时，优先选用该交直流转换电路184的直流电源输出，借此对电容储能电路190充电，利用电容储存跳脱回路所需的电能。如电压侦测装置12的降压单元失能，直流电源交替电路185选用DC外接支持单元24的电源，对电容储能电路190充电。直流电源交替电路185，通常可使用2A2B1C的继电器模块或功能相同的切换模块达成（未图标）。直流电源交替电路185的输出电源（即电容储能电路190的输出电源）与DC外接支持单元24的电源，同时输入到直流电源并联输出电路191，直流电源并联输出电路191以电容储能电路190的电能作为优先提供跳脱回路所需的电源。直流电源并联输出电路191，通常可使用2A2B1C的继电器模块或功能相同的切换模块达成（未图标）。而为便于检视跳脱回路电源电路18的状态，DC外接支持单元24、电容储能电路190、直流电源并联输出电路191的输出，可各自连结到侦测电路及显示单元，如表头、七段显示器或其他液晶显示面板（未图标）。侦测电路设有电压比较电路，以判断电压是否高于一默认值，以进行必要的警示。

而如图2所示的电流侦测装置（比流器）电路示意图，将侧支路径及直流电源并联输出电路191的输出，连接到电源自动交替电路20，电源自动交替电路20优先选用来自直流电源并联输出电路191的电源，直流电源并联输出电路191的电源失能时，则切换到电流侦测装置11的降流单元的侧支路径，此时保护电驿常开接点16导通，断路器闭合辅助接点14也导通，电流侦测装置11的电流流经侧支路径，以驱动跳脱线圈15使跳脱机构13作动，隔离事故点。同理，电源自动交替电路20，通常可使用2A2B1C的继电器模块或功能相同的切换模块达成（未图标）。图4中的模拟故障发生电路183用以方便测试跳脱回路电源电路18的工作状态。另外外部强制指令接点17可接受来自远程的外部指令，以进行断路器10的跳脱线圈15控制。

再参阅图5所示为本发明的第二个实施例的功能方块图，高压交流系统电容跳脱改良装置1具有连接AC外接支持单元25的交流输入端，及连接电压侦测装置12的降压单元的交流输入端。AC外接支持单元25例如为不断电系统UPS，可作为断路器10跳脱回路操作所需的电源之一。其经由第二交直流转换电路180转换为直流电源，第二交直流转换电路180一般为桥式整流滤波。电压侦测装置12的降压单元连接到交流输入端，经由一交直流转换电路184转换为直流电源，该交直流转换电路184一般为桥式整流滤波，此一转换后的直流电源，与来自第二交直流转换电路180的电源输出，同时连接到一直流电源交替电路185，该直流电源交替电路185，当电压侦测装置12的降压单元有电时，优先选用交直流转换电路184的直流电源输出，借此对电容储能电路190充电，利用电容储存跳脱回路所需的电能。如电压侦测装置12的降压单元失能，直流电源交替电路185选用AC外接支持单元25整流后的第二交直流转换电路180的电源输出，对电容储能电路190充电。直流电源交替电路185，通常可使用2A2B1C的继电器模块或功能相同的切换模块达成（未图标）。直流电源交替电路185的输出电源（即电容储能电路190的输出电源）与第二交直流转换电路180的输出电源，同时输入到直流电源并联输出电路191，直流电源并联输出电路191以电容储能电路190的电能作为优先提供跳脱回路所需的电源。直流电源并联输出电路191，通常可使用2A2B1C的继电器模块或功能相同的切换模块达成（未图标）。而为便于检视跳脱回路电源电路18的状态，第二交直流转换电路180、电容储能电路190、直流电源并联输出电路191的输出，可各自连结到侦测电路及显示单元，如表头、七段显示器或其他液晶显示面板（未图标）。侦测电路设有电压比较电路，以判断电压是否高于一默认值，以进行必要的警示。

而如图2所示的电流侦测装置（比流器）电路示意图，将侧支路径及直流电源并联输出电路191的输出，连结到电源自动交替电路20，电源自动交替电路20优先选用来自直流电源并联输出电路191的电源，直流电源并联输出电路191的电源失能时，则切换到电流侦测装置的降流单元的侧支路径，此时保护电驿常开接点16导通，断路器闭合辅助接点14也导通，电流侦测装置11的电流流经侧支路径，以驱动跳脱线圈15使跳脱机构13作动，隔离事故点。同理，电源自动交替电路20，通常可使用2A2B1C的继电器模块或功能相同的切换模块达成（未图标）。图4中的模拟故障发生电路183用以方便测试跳脱回路电源电路18的工作状态。另外外部强制指令接点17可接受来自远程的外部指令，以进行断路器10的跳脱线圈15控制。

无论是本发明高压交流系统电容跳脱改良装置的实施例一或实施例二，为便于测试跳脱回路电源的工作而设有模拟故障发生电路183，该模拟故障发生电路183可为测试按钮或连接至微控制器的触发切断信号，可个别断开连结到直流电源并联输出电路的连接状态，切断开关B接点188及189，可为一般2A2B1C的继电器模块或功能相同的切换模块达成（未图标）。

本发明的高压交流系统电容跳脱改良装置的实施例一或二，为利于远程监控各备电电源的状态而设有接受外部强制指令接点17，以方便进行远程测试。远程控制例如可通过串行通讯模块（如RS485、RS422或RS232等通讯端口）来达成，串行通讯模块较佳为与微控制器接口结合执行信号或控制命令的发射与接收。

综上所述，本发明高压交流系统电容跳脱改良装置，进一步提升了断路器跳脱回路系统的稳定性，深具产业利用性。本发明所揭露的仅为本发明的较佳实施例，不能以此限定本发明的权利范围，凡依本发明精神所做的等效变更或修饰，仍涵盖于本发明的申请专利范围中。

Claims (4)

1.一种高压交流系统电容跳脱改良装置，其与一电力回路电性连结，且该电力回路具有至少一供断开该电力回路的断路器的跳脱线圈，以连动该断路器的跳脱机构断开该断路器；一设置于该电力回路上的电压侦测装置，该电压侦测装置包含一供降低输出电压的降压单元；一设置于该电力回路上的电流侦测装置，该电流侦测装置包含一供降低输出电流的降流单元；与一设置于该电力回路上的保护电驿，该保护电驿依据电力系统线路状态，设定其保护电气安全设定值，当该电压侦测装置、该电流侦测装置数值大于该电气安全设定值时，该保护电驿作动导通；其特征在于，

该高压交流系统电容跳脱改良装置包括：

一跳脱回路电源电路，该跳脱回路电源电路至少电性连结该电压侦测装置的降压单元、该电流侦测装置的降流单元或外接支持电源；

一电容储能电路，该电容储能电路电性连结跳脱回路电源电路，以储存适当的直流电能；

一电源自动交替电路，该电源自动交替电路电性连结该跳脱回路电源电路、该电容储能电路，以适当的电能输出作为跳脱回路驱动电能；

一感测装置连结单元，该感测装置连结单元至少包含该电流侦测装置、该电压侦测装置二项以上；

一外部设备装置连结单元，该外部设备装置连结单元至少包含一保护电驿常开接点、断路器的跳脱线圈两端或外部强制指令接点；

一状态显示单元，该状态显示单元显示系统跳脱回路的状态；

一主要控制基板，该主要控制基板电性连结包含该跳脱回路电源电路、该电容储能电路、该电源自动交替电路、该感测装置连结单元、该外部设备装置连结单元与该状态显示单元；

该降流单元并联一侧支路径，且该保护电驿常开接点及断路器的断路器闭合辅助接点串联于该侧支路径上，当电力系统正常时，该保护电驿常开接点开路，该断路器闭合辅助接点导通，该侧支路径无电流流经，当电力系统故障时，该保护电驿常开接点导通，该降流单元电流流经该侧支路径以作为电流源电能；

该高压交流系统电容跳脱改良装置依据电流源电能或电压源电能，经整流为直流电能，再由电容器储存直流电能或外接电能，经电源自动交替电路提供跳脱驱动电能再串接保护电驿常开接点，或保护电驿常开接点再并接外部强制指令接点作动导通，断路器闭合辅助接点作动导通时，驱动该断路器的跳脱线圈以连动该断路器的跳脱机构断开断路器。

2.如权利要求1所述的高压交流系统电容跳脱改良装置，其特征在于，该保护电驿是依据该电力系统线路、负载状态及保护协调需求，该保护电驿的保护电气安全设定值是根据电流、接地、电压、频率、温度其中至少一种而设定。

3.一种高压交流系统电容跳脱改良装置，其与一电力回路电性连结，且该电力回路具有至少一供断开该电力回路的断路器的跳脱线圈，以连动该断路器的跳脱机构断开该断路器；一设置于该电力回路上的电压侦测装置，该电压侦测装置包含一供降低输出电压的降压单元；一设置于该电力回路上的电流侦测装置，该电流侦测装置包含一供降低输出电流的降流单元；与一设置于该电力回路上的保护电驿，该保护电驿依据电力系统线路状态，设定其保护电气安全设定值，当该电压侦测装置、该电流侦测装置数值大于该电气安全设定值时，该保护电驿作动导通；其特征在于，

该高压交流系统电容跳脱改良装置包括：

一主要控制基板，该主要控制基板电性连结包含一交直流转换电路、一跳脱回路电源电路、一电容储能电路、一电源自动交替电路、一感测装置连结单元、一外部设备装置连结单元与一状态显示单元；

该交直流转换电路电性连结至该电压侦测装置的降压单元或外接交流电能，将交流电能转换为直流电能，并且以电容器储能将直流电能电性连接至电容器储能；

该跳脱回路电源电路至少电性连结该电压侦测装置的降压单元、该电流侦测装置的降流单元或外接支持电源；

该电容储能电路电性连结该跳脱回路电源电路，以储存适当的直流电能；

该电源自动交替电路电性连结该跳脱回路电源电路，该电容储能电路以适当的电能输出作为跳脱回路驱动电能；

该感测装置连结单元至少包含该电流侦测装置、该电压侦测装置二项以上；

该外部设备装置连结单元至少包含一保护电驿常开接点、断路器的跳脱线圈两端或外部强制指令接点；

该状态显示单元显示系统跳脱回路的状态；

该降流单元并联一侧支路径，且该保护电驿常开接点及断路器的断路器闭合辅助接点串联于该侧支路径上，当电力系统正常时，该保护电驿常开接点开路，该断路器闭合辅助接点导通，该侧支路径无电流流经，当电力系统故障时，该保护电驿常开接点导通，该降流单元电流流经该侧支路径以作为电流源电能；

该高压交流系统电容跳脱改良装置依据电流源电能或电压源电能，经整流为直流电能，再由电容器储存直流电能或外接电能，经电源自动交替电路提供跳脱驱动电能再串接保护电驿常开接点，或保护电驿常开接点再并接外部强制指令接点作动导通，断路器闭合辅助接点作动导通时，驱动该断路器的跳脱线圈以连动该断路器的跳脱机构断开断路器。

4.如权利要求3所述的高压交流系统电容跳脱改良装置，其特征在于，该保护电驿是依据该电力系统线路、负载状态及保护协调需求，该保护电驿的保护电气安全设定值是根据电流、接地、电压、频率、温度其中至少一种而设定。

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