TW201223053A - Apparatus for indicating a status of an apparatus that energizes a protective device, and associated method - Google Patents

Description

201223053 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明所揭示及主張的概念大體上係關於一種被配置 成用於供能給一保護元件以便張開一電路中至少一部分的 設備；而且更明確地說，本發明係關於—種在其起始該電 路之開路的能力下降至預設臨界值時實施預設動作的設 備0 【先前技術】 目前已知有各種類型的電路斷流器（circuit inten*Upter)。其中一種類型電路斷流器的形式為包含一電流 測量電路的繼電器（relay)，該電流測量電路會運用各種演算 法在特定的預定過載情形下決定何時要中斷送往一大額負 載（例如，馬達）的電力連接。此等電路斷流器可能包含一能 量儲存元件（例如，電解質電容器），用以供能給一繼電器的 螺線管會導致另一螺線管改變狀態而讓—接冑器中斷 該電路。此等電路斷流器大體上雖然已經可有效地達成它 們的預期目的；不過，此等電路斷流器卻非毫無限制。 一般的理解係，電解質電容器的能量儲存功能會隨著 時間衰退，而且高溫會讓此衰退加速。端視衰退的程度而 疋，此電容器儲存的能量數額可能不足以供能給起始該電 路之開路的螺線管。此外，耗特定的過載情況可能係在 極：的時間週期中出現；但是，纟它的過載情況卻會發生 數分鐘’ *至數小時。而且’不論是因為連接至儀器的電 4 201223053 源供應器已經中斷，讳去Β σ -者疋因為儀器過熱或故障，儀哭、系 常都不希望瞬間停止描你 α通 y止操作。因此，本發明希望可以 關技術t已知的前述和其它缺點。 、 【發明内容】 據此，本發明提供一種具有過載繼電器形式之經改盖 的。又備其包含數個比流器（current transformer)，它們會從 八保4的電路處吸取電力，以便評估該電路並且還會為自 己供電。t亥等比流器會為一電容器充電，該電容器會供電 給一處理器，並且能夠供能給一螺線管，用以將一組正常 為CLOSED的接點觸變為〇pEN的狀況，以便讓另—螺線 管張開—接觸器’用以中斷該電路和-負載的連接。其優 點係，該過載繼電器進一步包含一電容器分析電路，其會 偵測該電容器的一或多項操作參數並且讓該過載繼電器的 一處理器判斷該電容器的能量儲存功能何時下降至預設臨 界值。倘若作出此判斷的話，該過載繼電器便會實施數種 預動作中的任何動作，例如，發送一指示信號指示應該 在給定的時間週期中置換該過載繼電器或是該電容器本身 或是讓該電容器供能給該螺線管以便中斷該電路。該過載 繼電器的進一步優點還包含一視覺指示器，其包含一能夠 提供該過载繼電器之狀態的視覺指示符的LED。 據此’本文所揭示及主張之概念的一觀點係提供一種 經改善的過載繼電器，其會自我供電並且包含—提供該過 載繼電器之狀態指示符的視覺指示器。 201223053 本文所揭示及主張之概念的另一項觀點係提供一種經 改善的過載繼電器，其會被配置成用以保護一電路並且提 供一指示符指示其可能沒有能力保護該電路。 本文所揭示及主張之概念的前述與其它觀點係由一種 經改善的設備來提供’該設備會被建構成用以至少起始張 開一電路中的至少一部分。該設備的一般特性可被描述為 包含：數個比流器，它們會被建構成用以從該電路處吸取 電流以便供能給該設備；一殼體；一處理器，其會被設置 在該殼體之上並且由該等數個比流器來供電；以及一視覺 指示器，其會連接該處理器並且會被建構成用以提供代表 該設備之狀態的數個視覺指示符，該視覺指示器的至少— 部分係由該等數個比流器來供電。 本文所揭示及主張之概念的其它觀點係由一種用以指 示一設備之狀態的經改善的方法來提供，該設備會被建構 成用以至少起始張開一電路中的至少一部分。該設備包 含：數個比流器，它們會被建構成用以從該電路處吸取電 流以便供能給該設備；一殼體；一處理器，其會被設置在 該殼體之上並且由該等數個比流器來供電；以及一視覺指 示器，其會連接該處理器。該方法的一般特性可被描述為 包含：利用該等數個比流器.來供電該視覺指示器的至少一 部分；以及提供代表該設備之狀態的數個視覺指示符。 【實施方式】 根據本文所揭示及主張之概念的一種經改善的過載繼 6 201223053 電窃4概略描繪在圖1 +。該過載繼電器4會監視並控制 -包括三個相位8A' 以及8C(下文中統一以數字8來 表示）的電路，它們會延伸在一電源12以及一負載16之間， 在圖中所示的示範性實_中’該負載16係—電馬達。該 電路還包含.一能夠手動操作的主要分離器2〇;以及一接 觸器設備24，其係由該過載繼電器4來操作，用以中斷該 電路。 該過載繼電器4包括一殼體26，其上設置著三個比流 器28A、28B、以及28C(下文中統—以數字28來表示），它 們係被用來監視流過該等相位8的電流並且用則共電給該 過載繼電4中的至少一部分。在供電給該過載繼電器中， 由該等比流器28從1¾等相& 8處所吸取的電流會被傳送至 一升壓穩壓器32並且接著被傳送至一儲存元件，在本文的 标範性實施例中，㈣存元件的形式為—電解質電容器 36。由該等比流H 28從該等相位8處所吸取的電流會被儲 存在該電合器36之中，其接著會供電給該過載繼電器*的 各項功能》 該等比流器28還會額外連接—電流測量電路4〇，該電 流測量電路40會連接一處理器料。該電流測量電路4〇會 促成該處理器44監視該等相位8之中的電流並且在特定的 預設情況中採取動作。該處理器44之令併入多種演算法， 以便以時間為函數來估算流經該等相& 8的電流的數額， 而且其會被配置成用以在必要時中斷該電路。舉例來說， 該處理器44可能會運用—種隨著時間流逝來監視電流的演 201223053 算法作為馬達之溫度的指示符1若流㈣電路的電流在 一段足夠的時間週期中都在足夠的位準處的話，那麼，舉 例來說，處理H 44可能會判定該負載16有過熱的危險並. 且決定應該中斷該電路。 優點係，該過載繼電器4還進一步包括一電容器分析 電路4 8其會充g 一谓測系统，用以偵測該電容$ 3 6的特 定操作參數，例如，它的電壓。雖然概略顯示該電容 器分析電路48以電氣方式被設置在該電容器刊以及該處 理器44之間；$過，應該瞭解的係、，亦可以運用其它連接 排列方式，其並不會脫離本發明的概念。下文中將會更詳 細地討論該電容器分析電路48的操作。 該過載繼電器4還進一步包括一保護元件，其形式係 -種鎖存類型的螺線f 52。在特定的預定情況中，該處理 器44會讓該螺線管52由電容器36來供能，用以將一組正 常為CLOSED的接點56觸變為〇ΡΕΝ的狀況並且用以將— 組正常為OPEN的接 站叫啊雙两CLOSED π凡。囚j 螺線皆52係、-種鎖存類型，所以，不論來自該電容器 的能量是否停止，來自該電容器36的一能量脈衝都會奪 螺線管52改變狀態並且因而分別將正常為cl〇sedw 56以及正常為〇PEN的接點6〇觸變為它們的⑽en ^ CLOSED交替狀況。也就是，需要另一能量脈衝或是一* 性重置方能讓該螺線管52返回其原始狀態（也就是，正$ 狀態）並且分別將正常為CLOSED的接點56以及正j 0PEN的接點60觸變為它們的CLOSED以及0PEN正β 8 201223053 況》 當該螺線管52被供能並且將該等正常為〇pEN的接點 60觸變為它們的CL0SED狀況時，一指示器以便會被供 能，而且該指示器64的形式可能係一種光、一種警報器… 等。當該等正常為CLOSED的接點56被該螺線管52觸變 為它們的OPEN狀況時，其會中斷經由該等正常為cl〇sed 的接點56流到該接觸器設備24之螺料68的操作電流， 而中斷該操作電㈣會導致該螺線f 68改變㈣並且操作 該接觸器，該接觸器則會中斷連接至該貞裁16的電路。螺 線管68為非鎖存類型，因此，因為被觸變為它們之〇㈣ 狀況㈣等正常為CL〇SED的接點56的關係而中斷流往該 '、! g 68的操作電流會導致該螺線管改 斷該電路。 一I且甲 、'該過载繼電器4的進一步優點係還包括：一指示器， =文中所示的示範性實施例中，該指示器係一視覺指示 二其包括一發光源；以及一次要機械式指示器。然而， -聽~ _ •^日^ 72亦可能包含或者額外包含 見π㈠件，其衫會脫離本發明的概念。在本文 :4性實施例中，該發光源係—副76，其係從 電專=28吸取自該電路的電流中由該電容器％來供 该:人要指示器的形式係一示範性機械式重置器8〇，當 °亥螺線管52改變狀能# 田 動。也” “時§亥機械式重置器80實際上會移 置器80便卢田°亥螺線管52處於第—狀態時，該機械式重 。 '於第一實體位置中，如圖1中的實體線概略所 201223053 示。然而，倘若該螺線管52被該電容器36供能並且因而 改變狀態成第二狀態的話，該機械式重置器8〇實際上便會 移到另-位置，如數字82處的虛線所示，技術人員能夠利 用視覺的方式來確認。 該過載繼電器4還進一步包括一通信介面84以及—使 用者介面88,它們會連接該處理器44而促成和該過載繼電 盗4進打互動。舉例來說，該通信介面84能夠被用來傳送 信號至一遠端元件（例如，一感測器或是一電腦元件）。該使 用者介面88能夠被用來連接一遠端電腦元件或是其它設 備，用以讓技術人員和該過載繼電器4進行互動，舉例來 說，以便操作該過載繼電器4或是從該過載繼電器4處接 收資料或是兩者兼之。 其優點係，該LED 76會提供該過載繼電器4中複數個 狀態中任何狀態的視覺指示符。舉例來說，因為該led % 會自我供電，也就是，由該等比流器28.從該電路之該等相 位8處所吸取的電流來供電，所以，該LED %在該電容器 36的初始充電期間係處於不發光狀況，也就是，黯淡。也 就是說，當該電容器36在其中儲存的能量不足以供能該螺 線管52時該LED 76便不會發光，其為該過載繼電器4的 其中一種狀態。 一旦電容器36達到所希的電量位準並於其中儲存足夠 的旎量用以可靠地供能給該螺線管52時，該LED 76便會 以第一種預設的方式閃爍。舉例來說，該LED 76可能會每 秒閃爍一次，用以指示該電容器36已經充電並且指示該過 10 201223053 載、’廒電益4的功能正確。此為該過載繼電器4的另一種狀 態。 〇端視來自該電流測量電路40的輸出而定，倘若某種錯 决It况即將發生但尚未發生的話，該處理器44可能會讓該 LED以第二種預設的方式閃爍。舉例來說該LED76可能 會每秒閃爍兩次，其係指示該過載繼電器4的又一種狀態。 倘若該電容器36因該處理器44而供能給該螺線管52 並且中斷該電路的話，1亥LED 76可能會因為電流沒有流經 邊等相位8以及該電容器36供能給該螺線管52而實質上 已經放電的關係而再次不發光。然而，因為該機械性重置 器80會移到其第二位置，如數字82處所示，所以，該機 械性重置器80的第二位置結合處於不發光狀況的led % 將會指，示該過載繼電器4的再一種狀態。就此方面來說， 應該瞭&解的係，LED 76的不發光狀況結合處於其第一位置 中的機械性重置器80(如圖i中數字8〇處所示）通常係指示 該過載繼電器4的狀態處於該電容器36並未完全充電的初 始充電情況中。另外，還應該瞭解的係，該過載繼電器4 的該等各種狀態皆能夠透過通信介面84被傳送至另一元 件。 進一步的優點係，該電容器分析電路48可操作用以判 斷該電容器36的能量儲存功能，以便在該能量儲存功能下 降至預設臨界值時產生警報或是實施某種類型的預設動 作。該預設臨界值通常就在用以供能給該螺線管52所需要 的能量數額之上。也就是，倘若該電容器36抵達其供能給 201223053 該螺線管5 2的能力可能盔χ a , 便會被實施。h為不確-的情況的話’該預設動作 ，電容器分析電路48會以任何各式各樣的方式來評估 6亥電谷器36的能量儲存功能。叛 …能會部分放電，電容：3T，該電容器分析電 過程期間進行-或多/的電電^並且在該至少部分放電 丁次多_人的電屋偵測。以進-步範例來說， “谷器分析電路48可能會讓該電容器％在大於其—般 會破充電的能量儲存位準處被充電並且可能會藉由評估咳又 電谷器36的電壓和時㈣函數來評估該電容器％ 度。亦可以採用多種其它方法，例如:評： :亥電…6但卻不直接監視該電容器36的任何特徵的方 ^確切地說’此種評估電容器36的方式可能涉及評估其 它因素，例如，舉例來說，該電容器36有作用的時間持續 長度、隨著時間變化的環境溫度、該電容器36的充電/放^ 循環的次數…等。 優點係’倘若該電容器36經判定其能量儲存功能已經 下降至預設臨界值的話，該處理器44便會觸發一視 報聽覺警報、或是兩者，及’或可能會在通信介面84上 傳送一信號給另—元件。除此之外，該處理器44可能會觸 發該電容器36，用以供能給該螺線管52並且中斷該電路。 再者，該LED 76亦可能會被觸發而閃爍；或者以另—種方 式發光，例如，舉例來說，每秒閃爍三次。亦可以採用其 它預設的動作。 應該瞭解的係，該處理器44或是該電容器分析電路48 12 201223053 或是兩者皆能夠判斷該電容器36的能量儲存功能是否已經 下降至該預設臨界值。另外，還應該瞭解的係，亦可以運 用其它準則來判斷該電容器36或是該過載繼電器4本身是 否應該被置換。 該過载繼電器4回應於該電容器36的能量儲存功能是 否已經下降至預設臨界值的判斷結果所採取的預設動作可 以任何各式各樣的方式來詮釋。舉例來說，該視覺或聽覺 警報可此指示需要在九十天内或是在下一次的排定維修循 玉衣中置換》亥電谷益36或該過載繼電4。或者，可以運用 s亥通k介面84將代表應該在九十天内置換該電容器36或 該過載繼電器4本身之警示的信息傳送給另一元件。進— 步的優點係，該處理器44能夠接收來自該電流測量電路4〇 的輸入：，用以提供進一步的指示符，指示該電容器36或該 過載繼電器4本身應該立刻被置換。於此情況中，在九十 天中進行置換的初始警示可能會先被提供，但是負載16的 溫度條件（以及可能的環境條件）卻可能會被該電流測量電 路40判定為必須立刻置換該電容器36或該過載繼電器4 本身。 該LED 76雖然係被設置在殼體26之上；但是，其亦 可被設置在其它地方；或者， 該LED 76的形式亦可能為被 設置在該殼體26上許多位置中以及遠離該殼體％的複數

在圖2中大體上描繪 艰戰繼電器4的狀態。 的係一種操作該過載繼電器4的 13 201223053 經改善的方法。在1G44，能量會被儲存在—儲存元 女電谷器36)之中。在108處，會對該電容器36實施二 分析作業，並且會在112處偵測該電容器％的—或多項操 作參數。在U 6處，倘若經判定該電容器36的能量儲存^ 月匕已、”呈下降至預設臨界值的話，那麼便會在以〇處實施一 預設的動作^本文中其它地方所提，此預設動作的範例 包含觸發一視覺警報、觸發一聽覺警報、在一通信介面上 傳二-信號給另一元件 '以及供能給一保護元件(例如，螺 線管52卜其它的預設動作亦相當顯見。 ’、 圖3中所示的係大體上描繪該過載繼電器4的其它有 利特點的另-流程圖。纟2〇44，—視覺指示器（例如，其 i 3 LED 76)會自我供電，例如，運用該等比流器從受 到該過載繼電器4保護的電路處吸取電流。在2〇8處會提 ’、至v第—視覺指示符，其代表該過載繼電器4的狀態。 如本文中其它地方所提，該LED %能夠以任何各式各樣的 方式閃爍或者可能不發光。當該LED76不發光時可以利 用該機械式重置器80的狀況來判斷該過載繼電器4究竟係 在初始充電狀況中或者是已經發生錯誤。應該瞭解的係， 可以透過通信介面84將進一步的通信提供給一外部元件來 增補該等視覺指示符。 本文雖然已經詳細說明本發明的特定實施例；不過， 热習本技術的人士便會明白，可以遵照本發明的全部教示 内谷來對此等細節進行各種修正以及變更。據此，本文所 揭不的特殊配置僅為解釋性，而並非要限制本發明的範 14 201223053 可°本發明的範疇係由隨附的完整申請專利範圍及其任何 與全部的等效範圍來定義。 【圖式簡單說明】 配合隨附的圖式來閱讀本發明的實施方式便能夠進— 步瞭解本文所揭示及主張的概念，其中： 圖1所示的係一經改善的過載繼電器以及—豆 的電路的概略圖式； ’Λ 之經改善的過載繼電器的特定觀 圖2所示的係圖 的流程圖；以及 圖3所示的係圖 的另一流程圖。 之經改善的過載繼 電器的其它觀點 在本說明書中 %仰间的元件 【主要元件符號說明】 4 :過載繼電器（設備） 8Α，8Β，8C :相位（電路） 12 電 源 16 負 載（馬達） 20 主 要分離器 24 接 觸器設備 26 殼 體 28Α，28Β，28C :比流器 32 :升壓穩壓器 15 201223053 儲存能量） 36 ·•儲存元件（電容器 4〇 .電流挪量電路 44 ·’處理器 測操作參數電壓） ，鎖存類型） 48 ·電容H分析電路（相系統，谓 52 :螺線管（過載繼電器，保護元件 56 .正常為CL〇SED的接點（觸變） 60 :正常為〇PEN的接點 64 :.指示器 68 :螺線管（接觸器設備，非鎖存類型） 72 :視覺指示器（及/或聽覺指示器） 76 :發光源（LED) 80 :次要指示器（機械式重置器） 8 4 :通信介面 88 :使用者介面 16

Claims (1)

1. 201223053 七、申請專利範圍： 1 · 一種被建構成用以至少起始張開一電路中的至少一 部分之設備（4)，該設備包括： 數個比流器（28A、28B、28C)，會被建構成用以從該電 路處吸取電流，以便供能給該設備； 一殼體（26); 一處理器（44)，其會被設置在該殼體之上並且由該等數 個比流器來供電；以及 一視覺指示器（72)，其會連接該處理器並且會被建構成 用以提供代表該設備之狀態的數個視覺指示符，該視覺指 示器的至少一部分係由該等數個比流器來供電， 該視覺指示器包括一發光源（76)，其會被建構成用於以 第一預設方式來閃爍以便指示該設備的第—狀態並且用於 以第二預設方式來閃爍以便指示該設備的第二、不同的狀 態。 2.如申請專利範圍第"員的設備’其中，該被建構成用 以至/起始張開-電路之至少—部分的設備係—過載繼電 器。 2項的設備’其中，該發光源係一 3 .如申請專利範圍第 LED 〇 4 ·如申清專利範圍 建構成不發光，用以指 第四狀態中至少其中—者 第1項的設備，其中，該發光源會被 示該設備的第三狀態以及該設備的 5.如申請專利範園第 4項的設備，其中，該視覺指示器 201223053 進一步包括一次要指示器（80)，其可在其中一個位置以及另 一個位置之間移動，其中，位於該一個位置之中的次要指 示器結合該發光源的不發光狀況係指示該設備的第三狀 態’而且其中’位於該另一個位置之中的次要指示器結合 該發光源的不發光狀況則係指示該設備的苐四狀態。 6. 如申請專利範圍第1項的設備，其中，該發光源會被 設置在該殼體之上。 7. —種用以指示一設備（4)之狀態的方法，該設備會被 建構成用以至少起始張開一電路中的至少一部分，該設備 包含：數個比流器（28A ' 28B、28C)，它們會被建構成用以 從該電路處吸取電流以便供能給該設備；一殼體（26); —處 理器（44)，其會被設置在該殼體之上並且由該等數個比流器 來供電；以及一視覺指示器（72)，其包括一發光源（76)並且 會連接§亥處理盗’該方法包括： 利用該等數個比流器來供電該視覺指示器的至少—部 分； 提供代表該設備之狀態的數個視覺指示符；以及 下面至少其中一者： 以第一種預設的方式來閃爍，以便指示該設備的第一 狀態，以及 以第二種預設的方式來巧爍，以便指示該設備的第 二、不同的狀態。 8. 如申請專利範圍第7項的方法，其進一步包括： 藉由每秒閃爍預設的次數而以第一種預設的方式來閃 18 201223053 爍；以及 错由母秒閃爍另外預設的次數而以第二種預設的方式 來閃爍。 9.如申凊專利範圍第7項的方法，其中，該發光源包括 led，並且進一步包括讓該LED不發光，用以指示該設 備的第三狀態以及該設備的第四狀態中至少其中一者。 1 〇 ·如申5月專利範圍S 9項的方法，其巾，該視覺指示 器進一步包括一次要指示器（8〇),其可在其中一個位置以及 另一個位置之間移動，並且進一步包括下面至少其中一者： 利用位於該其中一個位置之中的次要指示器結合該發 光源的不發光狀況來指示該設備的第三狀態，以及 利用位於該另一個位置之中的次要指示器結合該發光 '源的不發光狀況來指示該設備的第四狀態。 • 11. 一種被建構成用以至少起始張開一電路中的至少一 部分之設備（4)，該設備包括： 數個比流器（28 A、28B、28C)，被建構成用以從該電路 處吸取電流，以便供能給該設備； 一殼體（26); 一處理器（44)，其會被設置在該殼體之上並且由該等數 個比流器來供電；以及 一視覺指示器（72)，其會連接該處理器並且會被建構成 用以提供代表該設備之狀態的數個視覺指示符，該視覺指 示器包括一發光源（76)以及一次要指示器（80)，該視覺指示 器的至少一部分係由該等數個比流器來供電；以及 19 201223053 ••亥人要扣不态可在其中一個位置以及另一個位置之間 移動，位於該其中一徊 τ 個位置之中的次要指示器結合位於不 發光狀況中的該發弁调技_ . ^元原係私不該設備的其中一種狀態，而 位於j 3個位置之中的次要指示器結合位於不發光狀況 中的發光源則係指示該設備的另一種狀態。 12. 如申請專利範圍第11項的設備，其中，該發光源會 被建構成處於發光狀況之中，用以指示該設備的一對不同 狀態中的任一者。 13. 如申請專利範圍第12項的設備，其中，該處於發光 狀況之中的該發光源會被建構成用於以第一種預設的方式 來閃爍以便指示該設備的其中一個不同狀態並且用於以第 二種預設的方式來閃爍以便指示該設備的另一個不同狀 態。 14_如申請專利範圍第n項的設備，其中，該發光源會 被設置在該殼體之上。 15.如申請專利範圍第} 1項的設備，其中，該被建構成 用以至少起始張開一電路之至少一部分的設備一過載繼電 器。 八、圖式： (如次頁） 20