TW201639262A - 自動偵測電容跳脫裝置異常的方法與裝置 - Google Patents

Abstract

一種自動偵測電容跳脫裝置(CTD)異常的方法與裝置，可明確指示電壓值，有警示功能與警示接點。本案有自動偵測功能，可知電容跳脫裝置內的電容量狀態，又有附容量不足狀態指示，與狀態的警示接點，於盤面上有指示燈以利清楚辨識提昇電容跳脫裝置的功能。

Description

自動偵測電容跳脫裝置異常的方法與裝置

本案是一種關於電容跳脫裝置的自動偵測方法與其改良裝置，特別是關於外觀指示清楚容易安裝易辨識並且有外接警報接點，具備內部自動偵測迴路，可增強其供電品質的方法與其改良裝置。

電容跳脫裝置(Capactor Trip Device,CTD)是一種非常普遍使用的產品，但往往讓人忽略它的重要性！曾有高壓CB爆炸造成事故，當品管人員在電子儀表上調閱故障記錄時，發現一片空白，並發現電驛專用電容跳脫裝置，沒有動作，導致高壓CB沒有隔離事故，造成二次事故。所以電容跳脫裝置元件雖小，但必須慎選足夠的容量及放電時間，否則事故發生時，高壓CB還是無法有效隔離事故。一般電容跳脫裝置是作為VCB或GCB跳脫迴路的電源供應，或者保護電驛的工作電源，可利用電容跳脫裝置的電源供應。因此在VCB斷電後，若想要自動再投入供電，必須小心處理。特別是如果想要在台電停電，且情況是VCB因過電流保護電驛偵測到負載的短路故障動作跳脫後，則不建議在故障尚未清除之前作自動復閉供電的動作。

高壓隔離設備(H.V.CB)，是接受保護電驛(Relay)的指令，做為是否跳脫高壓斷路器，以將主供電幹線(在台灣，是指台灣電力公司的供電幹線)將事故源隔離。因此該斷路器如果不能如期在某一事業單位(受電方)發生短路事故時立即跳脫，將會造成高壓隔離設備(H.V.CB)損壞，而擴及到影響主供電幹線供應電源給其他的事業單位(受電方)，造成 連鎖性的產業損失。高壓斷路器能否及時跳脫，受控於保護電驛(Relay)是否能即時發出指令，因此，當提供保護電驛的工作電源有問題時，該保護電驛就不會動作；該保護電驛就不會動作時，高壓CB在事故發生時也就不會動作，無法隔離事業單位的事故點，造成嚴重的二次事故，甚至影響台電供電饋線跳脫！不可不慎。由於此高危險性的工安事件常因誤判而產生意外，於是供電幹線的業者(台灣電力公司)為防止電驛於短路事故時，因電壓驟降無法動作觸發斷路器跳脫，及因比流器飽和遲緩動作，要求事業單位要按照規定裝設其保護系統，才會答應供電。主要的規定內容是：採比壓器二次側電源供應時，應輔以電容跳脫裝置(CTD)或輔以電容跳脫裝置再併接不斷電系統(UPS)，且供電子式或數位式電驛使用之電容跳脫裝置，不得接供斷路器或其他設備使用。這是理想，意外，常常來自於理想狀況下，實務上不斷電系統一年、兩年後幾乎都會故障，但是事業單位卻不會察覺到，通常都是有短路事故時，發現高壓隔離設備(H.V.CB)不會跳脫，發現不斷電系統無法供應工作電源給保護電驛(Relay)，但為時已晚。

但觀察習有的電容跳脫裝置，放置在盤體內，不明顯。也沒有輸入電源的指示、輸出電壓明確的指示、與相關明顯狀況的指示。且在盤體內外無法共用。沒有明確的指示電壓值是否過低，且無法有外接輸出接點指示、警報或者連接至中央控制室中，內部沒有自動偵測功能，當電容因時間衰減，會造成電容跳脫裝置失能，並且若無警示、指示及警示接點的裝置功能，會造成高壓盤於系統故障時，跳脫迴路沒有工作電源，而無法隔離事故點的嚴重情形。

本案提供的方法供自動偵測電容跳脫裝置異常，是先設立一控制電路；與設立一電驛在該控制電路組件內。將該電驛電連於主供電幹線端的斷路器，且使該電驛與一押和開關對鎖，防止線路在通電時，縱使誤按下該押扣開關也不會燒毀電容跳脫裝置，且主供電幹線端的斷路器也不會跳脫。另外，也設立一警報電路與一組比較電壓電路，當電容跳脫裝置的電壓低於設定電壓值時，將驅動一指示單元與該警報電路。

上述自動偵測電容跳脫裝置異常的方法，還包括：設立一測試按鈕開關；與設立一定時自動偵測線路。另外，設定當該測試按鈕開關動作時，令該控制電路組件內部之電容強制放電，同時偵測當電壓降低至一預先設定值時，驅動指示單元，並使警報接點導通。上述設立定時自動偵測的方法，可藉由內建程式構成，或藉由外接點控制來調整設定該定時自動偵測迴路的時間。

本案提供的電容跳脫裝置(Capactor Trip Device,CTD)，可改善昔日電容跳脫裝置種種的限制，盤面及固定式都可使用，有明確指示以及自動偵測功能，以達到顧客對於實際狀況的嚴苛要求，防止故障時不知電容跳脫裝置(CTD)故障。

本案提供的電容跳脫裝置，可以是一具有型同電錶型狀態之電容跳脫裝置，或固定於盤體內之電容跳脫裝置。其具有一交流輸入端子與一直流輸出端子。並且有低電壓警示接點以及容量不足警示接點。在面板上有一電錶指示狀態電壓，並且於面板上有正常、低電壓、容量不足指示燈組。有一警示燈並可閃爍警示。有一測試按鈕可以模擬斷電時電容跳 脫裝置的狀態，可得知容量是否足夠，反應時間。當至設定電壓值時警示燈會閃爍或指示燈亮。手動測試外，其內部除正常電容跳脫裝置迴路外，內含一組電壓比較電壓，並且可使用可變電阻，以取得設定電壓值，當低於該設定值時，電子迴路推動一組電路使警示燈動作，另一組使補助電驛動作，並至低電壓警示接點。並且讓面板上之低電壓燈組動作。內部並且有一定時自動偵測迴路，內部有一時間電路於一段時間內，輸出一段時間脈衝，並且自動將手動測試部分切換，以防止短路以及誤動作。該定時自動偵測迴路設立定時的方法，可藉由內建程式構成，或藉由外接點控制來調整設定。

另外，在該時間脈衝內，當電壓不足時，該自動偵測迴路，驅動一組補助電驛至容量不足警示接點，並且讓警示燈亮著或者閃爍，又使面板上之容量不足燈指示動作。再者，又面板上正常、電壓不足、容量不足燈組中，最佳方法之一為三種不同顏色的指示燈組，以利辨識。警示燈最佳選擇之一為閃爍型指示燈。並且當電容跳脫裝置在測試狀態中時，面板上的電源輸入指示燈必須熄掉。以利得知電容跳脫裝置是在PT二次電源側切斷的狀態下，才不會在視覺上產生誤解，並模擬實際故障發生時的狀態。

綜上所述，如此電容跳脫裝置(CTD)可以提昇信賴度，用電品質可以提昇。本案提供的電容跳脫裝置，具有各種優點，有電壓錶可以瞭解實際狀態，並且有手動測試結構，以及內部自動偵測迴路，並且以顏色不同燈區分電容跳脫裝置之狀態，並提供電容跳脫裝置故障時，警示閃 爍燈，又有故障狀態警報接點，可以做為各種的監視及控制使用，解決以往不知電容跳脫裝置是否堪用的問題。

依據本發明自動偵測電容跳脫裝置異常的方法，所實施的裝置較佳的實施例，如第1圖所示，並請參閱第2圖，其具有一立體空間盒狀本體10；內含一電錶型面板11樞設在該本體10上。可以固定在盤面上，再者，所有控制電路組件，內含電容跳脫裝置(CTD)控制電路20，比較迴路40，內部設定時間電路41，是固定在電容跳脫裝置的本體10內。該控制電路組件其具有一端子組29，其有兩點交流電輸入端子21供輸入交流電源(AC)與兩點直流電輸出端子22供直流(DC)輸出；其中直流輸出可供應電力給主供電端的斷路器(CB)或者保護電驛。該控制電路組件20，有一全波整流單元23，並可有一隔離變壓器(PT)24，將交流整流變壓成適當的直流電。

押扣開關25較佳的是一照光式押扣開關(PBL)，且其較佳的是外裝固定在電錶型面板11上(參考第1圖)，其燈光除了可以做為電源指示，並且使用內部散熱電扇42驅動經散熱孔26通風降溫，並顯示目前電容器是否持續儲存著電能，並有載可以測試的功能。照光式押扣開關(PBL)25其所以具有防呆功能，是因為在外接電壓送電中，縱使誤動作按下該照光式押扣開關25，除了不會短路燒毀內部線路，也不會影響電源供應。因為使用1a、1b、2C的接點，另外，該控制電路組件20還包括一直流輸出電錶30，該電錶有指示電壓值功能，與一顯示燈(PL，俗稱PL燈)31外裝於該電錶型面板11上(參考第1圖)；且較佳的，更有一可替換的熔絲組FUSE27，固定在該電錶型面板11上。進一步的，可還包括一突波吸收器28， 可以保護設備不會在脈衝產生時受損。

如第7圖所示，當交流電經過隔離變壓器24變壓後，即進入隨時偵測PT二次側電源是否有電。為防止電容過熱衰減，內有散熱風扇42降溫，以確保運作之品質。偵測結果並由輸出電錶30顯示。參考第3圖所示，由直流電輸出端子22迴授(方塊50)至比較電壓迴路40進行比較與抉擇(方塊51)，若是高於設定電壓值時(方塊52)，面板11之狀態指示顯示燈組33中的正常燈亮(方塊53)。相對的，若是直流輸出點22之直流電壓值低於比較迴路40中之設定電壓值(方塊54)，則除了面板11中的電壓過低狀態指示顯示燈組33會亮(方塊55)之外，閃爍警示燈32也動作(方塊56)，並使37電驛動作，乾接點(A接點)導過，接至電壓不足輸出接點34(方塊57)。可變電阻則是用以調整設定的電壓值(方塊55)。

如第4圖與第5圖所示，在本案裝置的內部有設定時間電路41(方塊60)，可在24小時日夜不斷地輸出一譬如是每隔4sec的脈衝，如第4圖所示，而驅動一檢測電驛37(方塊61)，檢測電驛37動作時，是如第7圖所示的檢測迴路與手動PBL互鎖，會切斷手動測試(方塊62)，防止短路狀況發生。脈衝動作的方式，也可由一外接控制點而產生(方塊63)。該脈衝在譬如4sec的時間內，由CTD直流電輸出端子22輸出之直流電壓(方塊50)，再與內部比較電路40做比較與抉擇(方塊51)。若是高於設定電壓值時(方塊52)，面板11狀態顯示燈組33中的正常燈亮(方塊53)；若是直流輸出點22之直流電壓低於比較迴路40電之設定電壓值(方塊54)，則則除了面板11中的容量不足狀態指示顯示燈組33會亮(方塊55)之外，面板11中閃爍警示燈32動作(方塊56)，並使檢測電驛37動作，乾接點(A接點)導過，接至直流電輸 出端子35(方塊64)。

本案提供的電容跳脫裝置，如上述具有各種優點，由外觀可以知道電壓狀態，電錶型容易判讀，所有的狀態在盤面上一目瞭然，又有指示明確的指示燈組，以及醒目的閃爍指示燈，更佳的是又有警示乾接點，容易監視，完全克服維修上的困難。提升用電品質，使高壓配電盤的穩定性更獲得保障的優點。

10‧‧‧本體

11‧‧‧面板

20‧‧‧控制電路組件

21‧‧‧交流電輸入端子

22‧‧‧直流電輸出端子

23‧‧‧全波整流單元

24‧‧‧隔離變壓器(PT)

25‧‧‧押扣開關

26‧‧‧散熱孔

27‧‧‧可替換的熔絲組FUSE

28‧‧‧突波吸收器

29‧‧‧端子組

30‧‧‧電錶

31‧‧‧顯示燈(PL，俗稱PL燈)

32‧‧‧閃爍顯示燈

33‧‧‧狀態指示顯示燈組

34‧‧‧電壓不足輸出接點

35‧‧‧容量不足輸出接點

36‧‧‧外接控制點

37‧‧‧檢測電驛

38‧‧‧固定孔

39‧‧‧後端接線固定板

40‧‧‧比較電壓迴路

41‧‧‧內部設定時間電路

42‧‧‧散熱風扇

第1圖是本發明自動偵測電容跳脫裝置異常的裝置的外觀立體示意圖。

第2圖是本發明自動偵測電容跳脫裝置異常的裝置的外接點示意圖。

第3圖是本發明自動偵測電容跳脫裝置異常的裝置的比較迴路示意圖。

第4圖是本發明自動偵測電容跳脫裝置異常的裝置的實際容量迴路檢測示意圖。

第5圖是本發明自動偵測電容跳脫裝置異常的裝置的比較迴路控制圖。

第6圖是本發明自動偵測電容跳脫裝置異常的裝置的定時容量檢測圖。

第7圖是本發明自動偵測電容跳脫裝置異常的裝置的內部電路圖。

10‧‧‧本體

11‧‧‧電錶型面板

25‧‧‧押扣開關

26‧‧‧散熱孔

27‧‧‧可替換的熔絲組

29‧‧‧端子組

30‧‧‧電錶

31‧‧‧顯示燈

32‧‧‧閃爍顯示燈

33‧‧‧狀態顯示燈組

38‧‧‧固定孔

Claims (11)

1. 一種自動偵測電容跳脫裝置異常的方法，包括：設立一控制電路；設立一電驛在該控制電路組件內；將該電驛電連於主供電幹線端的斷路器，且使該電驛與一押扣開關對鎖，防止線路在通電時，縱使誤按下該押扣開關也不會燒毀電容跳脫裝置，且主供電幹線端的斷路器也不會跳脫；與設立一警報電路與一組比較電壓電路，當電容跳脫裝置的電壓低於設定電壓值時，將驅動一指示單元與該警報電路。
2. 如申請專利範圍第1項所述自動偵測電容跳脫裝置異常的方法，還包括：設立一測試按鈕開關；設立一定時自動偵測線路；與設定當該測試按鈕開關動作時，令該控制電路組件內部之電容強制放電，同時偵測當電壓降低至一預先設定值時，驅動指示單元，並使警報接點導通。
3. 如申請專利範圍第2項所述自動偵測電容跳脫裝置異常的方法，藉由外接點控制來調整設定該定時自動偵測迴路的時間。
4. 一種自動偵測電容跳脫裝置異常的裝置，包括：一具有一面板的盒狀本體；一透明蓋板單元封罩在該面板上；一固定在該面板上的押扣開關與一指示單元； 一控制電路組件固定在該本體內，其具有一交流電輸入端子與一直流電輸出端子，該控制電路組件有一全波整流單元與一隔離變壓器，將交流電整流變壓成適當的工作直流電；該控制電路組件設有一電驛電連於主供電幹線端的斷路器，該電驛與該押扣開關對鎖，防止線路在通電時誤按下該押扣開關也不會燒毀該電容跳脫裝置，且主供電幹線端的斷路器也不會跳脫；與一警報電路；該控制電路組件有一組比較電壓電路，當低於設定電壓值時，將驅動該指示單元與該警報電路的警報接點。
5. 如申請專利範圍第4項所述自動偵測電容跳脫裝置異常的裝置，還包括：一手動測試按鈕開關設在該面板上；與一設於該本體內部的自動偵測線路；當該手動測試按鈕開關動作時，可令該控制電路組件內部之電容強制放電，當電壓降低設定值時，將驅動該指示單元，並使該警報接點導通。
6. 如申請專利範圍第4項所述自動偵測電容跳脫裝置異常的裝置，還包括：一照光式測試按鈕開關設在該面板上；與一設於該本體內部的自動偵測線路；當該照光式測試按鈕開關動作時，可令該控制電路組件內部之電容強制放電，當電壓降低設定值時，將驅動該指示單元，並使該警報接點導通。
7. 如申請專利範圍第4項所述自動偵測電容跳脫裝置異常的裝置，該面板 上設之該指示單元包括有顯示正常、低電壓、不足容量之指示裝置。
8. 如申請專利範圍第4項所述自動偵測電容跳脫裝置異常的裝置，該指示單元包括一一般指示燈或閃爍指示燈。
9. 如申請專利範圍第4項所述自動偵測電容跳脫裝置異常的裝置，還包括一組定時自動偵測迴路，在設定時間內自動強制電容放電一個時間值，當該控制電路組件內部之電壓低於設定電壓值時，將驅動該指示單元，並使該警報接點導通。
10. 如申請專利範圍第4項所述自動偵測電容跳脫裝置異常的裝置，該面板是一指示面板，於電壓正常、電壓不足或電容量不足時，以不同顏色之指示燈或LCD面板指示。
11. 如申請專利範圍第9項所述自動偵測電容跳脫裝置異常的裝置，其中該定時自動偵測迴路的時間設定可由外接點控制來調整該自動檢測的設定時間。