經濟部中央標準局印裝 A6 B6 五、發明説明（） 本發明傣劂於復閉装置，尤特指輸配電糸統中使用之 多重型式之復閉裝置。 有關本案，可參考美國專利第409號之電子控 制之復閉裝置。 所諝"'復閉裝置"铬指一種開關以啓斷或閉合一輸電 線之用。此種復閉裝置傣由一控制裝置予以操縱，就本發 明而言，係以一電子控制電路操縱之。為簡明起見，上述 無論開關，或控制器，或兩者之纽合結構，下文均以復閉 裝置稱之◊吾人應瞭解復閉装置"一詞涵蓋各種復閉 器、分段器、斷路器等及其組合结構和其附屬控制設備在 本發明之範圔中均涉及。 在任何輸配電糸統中，均具有一共同困擾，亦即例如 由瞬間短路所引起之短暫停電事故。因為輸電線係架設於 電桿之間，其受風吹動可能發生彼此瞬間碰觸或觸及接地 線之情形。除此之外，露天之輸電線亦可能受落下物體之 影響而發生跳火，或其他瞬間事故所引起之短暫短路或電 流突波，其保險絲或斷路器都可能被燒毀或跳脱。但上述 大部份事故，由於瞬間即告终了，故立即自動恢復正常供 電，因此不霈要永久性之保險絲或斷路器保護。但設若有 保險絲被燒毁或斷路器跳脱，輸電線即被啓斷，用電戶立 即失去電源之供應〇無論互換保險絲或復置斷路器，終將 令用電戶增加負擔〇 過去均採用壓力式復閉裝置，當發生瞬間事故時，其 啓斷輸電線之短暫時段即足令該瞬間事故平息。隨後其壓 力控制裝置使復閉装置重新投入供電。此種習用壓力式復 甲 4 (210X297 公发） 乂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裴· .線 經濟部中央標準局印裂 A6 ^14019___ 閉裝置遇有事故時，其一裝置快速啓斷輸電線，並使壓力 流體通過一預定直徑之孔隙◊在預定時間之後，通過孔隙 之壓力流腠即再令復閉裝置重新投入而恢復供電◊設若事 故未排除，該壓力式復閉裝置將一直週而復始地動作。 就最近之趨勢而言，壓力式復閉裝置在輸配電糸統中 有全部被汰換之趨勢〇首要原因傣顧慮發生跳火時，其内 裝油料有起火之危臉，尤.以桿上之壓力式復閉裝置為然。 除此之外，一旦發生漏油事件，極容易造成環境污染，尤 對地下水之供應為燃。 由上述理由，目前輸配電条統中正在醞醸油裝装置以 非油裝裝置代替之運動，詳謓參閲美國專利第4, 5S5, 409 號。但更換並非易事，尤以大量使用之捍上設備為然，因 其與成本有躅。 捍上壓力式控制設備均使用高電壓，串接電流線圈作 為壓力式機械之電源〇因此，吾人不能直接以高壓作為電 子控制電路之電源。但若在桿上設置比壓器作為復閉裝置 之電子控制電路之電源，其成本又將大幅升高而無法令人 接受。而電子控制電路又需消耗一部份電力（就5伏特而 言，約在5 0 m A ),因此傳統小電池又顯得太昂貴，且 需經常更換。除此之外，由於輸電線發生事故時，復閉裝 置跳脱之際，其本身即無電源可用。 因此，本發明之目的傣在提供一種電子式復閉裝置.以 替代壓力式控制之復閉裝置。另一目的係本發明所提供之 新式復閉裝置可以若干不同方式運作，但其電源供應装置 則不昂貴。 甲 4(210X297 公发) (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) *裝· •線· A6 B6 214019 (請先閱讀背面之注竞事項再填寫本頁} 該比流器◊另一種係成分開之琛圈，使用時僅將其套於輸 電線上即可，因此不霈要剪斷輸電線。當輸電線有電流流 通時，該電流亦對比流器之次级圈__起一電流，一直到心 鐵飽和為止。一般而言，比流器之心鐵通常像在不飽和之 範圍内工作。 設若輸電線之電流未達一臨界值，比流器之次级圈亦 將顯現極低值之電流或根本沒有電流〇因此，其關相之復 閉裝置與控制設備將無法獲足夠之電源◊本發明因此特設 一電池，俥僅在輸電線電流不足時供應控制電路之用，但 在平時該電池僅輸出小量電流以雄持時計與記憶設備等功 能之用。由於為維持最佳狀態，鋰電池平常需輸出一定量 之電流，因此鋰電池極適合上述用途。一非充電式鋰電池 可使用十年再更換，應屬最理想β但例如可受長時間而小 量電流充電之錁鐲電池或太陽電池亦可使用。 經濟部中.央標準局印裝 使用比流器另一種困難傣當復閉裝置保持啓開之際， 比流器卻突然無法提供足夠電源時，其控制電路即無法工 作。為解決此一問題，而又不使電池輸出超量電流起見， 本發明特使比流器對一大電容器作短暫充電，該大電容器 隨即放電而使復閉装置之控制電路工作◊該大電容器依輸 電線之電流大小而繼缠作充電與放電之工作β該大電容器 因此可視為一儲存庫，當輸電線具有大電流之際，該大電 容器即將多餘之電能儲存起來；當輸電線之電流降低時， 大電容器即將所儲存之電能釋出ο但當輸電線之電流太小 或無電流時，本發明所設置之電池立即取而代之，並對復 閉裝置提供電源。 —-----6- 甲 4(210X 297公沒） A6 B6 21401^ 圖1表示經大幅簡化之本發明之電源供應器，其中比 流器20自輸電線22取出電源，然後藉全波整流器24 將該電源整流成為直流電◊由於圖1所示電源供應器之價 格極低廉，它可在最低而可用之電流水平和較高之電流水 平狀況下工作。因此，吾人現在假設輸電線之電流水平太 低而致使該電源供應器無法在一定霍流水平上連缅工作Φ 為防止比流器2 0無法提供足夠之電力，本發明特令 比流器2 0慢慢對電容器2 6充電。當電容器2 6之電壓 水平超過齊納二極體28之崩潰電壓時，齊纳二極體28 立即導通，並將電容器2 6之電壓维持在某一定之水平， 例如1 2伏特，因此吾人就稱其為 '''導通"電壓。當齊纳 二極體2 8導通時，電晶體3 0亦因此導通，一直到電容 器26之電壓低於一特定水平（例如7伏特）時，電晶體 3 0才截流。上述特定水平，吾人稱為'''不導通〃電壓。 在1 2伏特時，電晶體3 0導通，但在7伏特不導通，如 此吾人稱之為遲滯現象（hysteresis),本發明之控制電路 .·· 因此可在較大之輸電線電流變動範圍内保持正常動作〇圖 1之中，二極體3 2傣一種控制和隔離用之二極賸。 電流經齊納二極體2 8與電胆器3 4而輸於閂鎖電晶 體3 6之基極，該電晶體3 6因而與齊納二極體2 8同時 導通。當電晶體3 6導通時，由橋式整流器24經電晶體 3 6和電胆器3 8至導通之開關電晶饋3 0之基極而成一 完全回路β流經齊纳二極體4 6之電流係電晶體3 6與30 之保持電流◊當電容器2 6之端電壓下降而令齊納二極體 46與電晶體36、30截流時，上述流經齊纳二極體46 (請先閲讀背面之注素事項再填窝本頁) •裴· •線· 經 濟 部 中 央 標 準 局 印 裝 甲 4(210X297 公沒） A6 B6 因此，本發明之電子式控制之愎閉裝置至少具有一比 流器'該比猗器交連於輸電線且依據輸電線電流而輸出電 能◊設若輸電線發生事故，輸電線即被啓斷一段時間，該 復閉裝置随後又投入閉合該輸電線p設該事故仍然存在， 該復閉裝置即再度啓斷和閉合該輸電線。在若干不同運作 方式中，一比較器設備可選擇一種運作方式以運作該復閉 裝置◊這些方式僳：⑴輸電線電流太小時，以斷缠方式蓮 作以節省能源；（2在邊際電流狀況下，以快速啓動方式蓮 作，以作快速反應；（3當輸電線電流太高時，立即停止蓮 作，以防該電子控制電路受到損_ β 茲依據所附圖件，以實施例方式進一步說明本發明為 下，其中： 圖1傺本發明之復閉装置之控制電路略圖； 圖1Α表示本發明各電路之導通與不導通之循環時間差； 圃2係本發明之復閉裝置所使用之多種電源供應器之第一 種實施例略圖； 圃3與4表示一種更精密之復閉裝置之電源供應器之實施 例； 圖5表示圖3與圖4结合在一起而形成一完整之電路； 圖6表示使用於一復閉裝置之控制電路之略圖ρ 經濟部中央標準局印製 {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 由於獲得容易，成本又低廉，故本發明使用比流器作 為電源之用。比流器係將一線圈（相當於次级圈）撓於一 心鐡（Core)上，而該心鐵則圍繞一輸電線（相當於初级圈 )〇目前商用比流器有兩種型式，其中一種成一環圈而直 接插接於輸電線之間，因此使用時，輸電線需剪斷俾安装 __A____ 甲 4(210X297 公潑） A6 B6 214019 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 該比流器。另一種係成分開之琛圈，使用時僅將其套於輸 電線上即可，因此不霈要剪斷輸電線〇當輸電線有電流流 通時，該電流亦對比流器之次级圈_起一電流，一直到心 鐵飽和為止。一般而言，比流器之心鐵通常係在不飽和之 範圍内工作〇 設若輸電線之電流未達一臨界值，比流器之次级圈亦 將顯現極低值之電流或根本沒有電流。因此，其關相之復 閉裝置與控制設備將無法獲足夠之電源。本發明因此特設 一電池，俾僅在輸電線電流不足時供應控制電路之用，但 在平時該電池僅輸出小童電流以维持時計與記憶設備等功 能之用。由於為雄持最佳狀態，鋰電池平常需輸出一定量 之電流，因此鋰電池極適合上述用途。一非充電式鋰電池 可使用十年再更換，應屬最理想〇但例如可受長時間而小 置電流充電之錁鎘電池或太陽電池亦可使用。 •線 經濟部中央標準局印裂 使用比流器另一種困難像當復閉裝置保持啓開之際， 比流器卻突然無法提供足夠電源時，其控制電路即無法工 作 為解決此一問題，而又不使電池輸出超置電流起見， 本發明特使比流器對一大電容器作短暫充電，該大電容器 隨即放電而使復閉裝置之控制電路工作。該大電容器依輸 電線之電流大小而繼續作充電與放電之工作。該大電容器 因此可視為一儲存庫，當輸電線具有大電流之際，該大電 容器即將多餘之電能儲存起來；當輸電線之電流降低時， 大電容器即將所儲存之電能釋出。但當輸電線之電流太小 或無電流時，本發明所設置之電池立即取而代之，並對復 閉裝置提供電源。
_____F 甲 4 (210X297 公廣） 經濟部中央標準局印裝 Α6 Β6 圖1表示經大幅簡化之本發明之電源供應器，其中比 流器20自輸電線22取出電源，然後藉全波整流器24 將該電源整流成為直流電。由於圃1所示電源供應器之價 格極低廉，它可在最低而可用之電流水平和較高之電流水 平狀況下工作C«因此，吾人現在假設輸電線之電流水平太 低而致使該電源供應器無法在一定電流水平上連缠工作。 為防止比流器2 0無法提供足夠之電力，本發明特令 比流器20慢慢對電容器26充電◊當電容器26之電壓 水平超過齊纳二極體2 8之崩潰電壓時，齊納二極賭2 8 立即導通，並將電容器2 6之電壓維持在某一定之水平， 例如〗2伏特，因此吾人就稱其為 ''導通"電壓。當齊納 二極體2 8導通時，電晶饅3 0亦因此導通，一直到電容 器2 6之電壓低於一特定水平（例如7伏特）時，電晶體 3 0才截流。上述特定水平，吾人稱為、、不導通"電壓。 在1 2伏特時，電晶體3 0導通，但在7伏特不導通，如 此吾人稱之為遲滯現象（hysteresis),本發明之控制電路 因此可在較大之輸電線電流變動範圍内保持正常動作◊圖 1之中，二極體3 2傜一種控制和隔離用之二極體。 電流绖齊納二極體2 8與電胆器3 4而輸於閂鎖電晶 體36之基極，該電晶饋36因而與齊納二極體28同時 導通。當電晶體3 8導通時，由橋式整流器24經電晶體 3 6和電胆器3 8至導通之開蹰電晶體3 0之基極而成一 完全回路 流經齊納二極體4 6之電流僳電晶體3 6與SO 之保持電流。當電容器2 6之端電壓下降而令齊纳二極體 4 6與電晶體3 6、3 0截流時，上述流經齊納二極體46 甲 4(210X 297 公沒) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .装· •緣. A6 B6 214019 之電流立即停止。但流經齊纳二掻體46之電流可維持相 當長之時間，故其所流經之電路應足以産生應有之功能。 上述遲滯現象示於圃1A,其中電容器26被充電達 於導通電壓C ,電晶體3 ◦因而開始導通如脈波D所示◊ 當電晶體3 0導通後Λ吾人假設輸電線2 2之電流低於某 預定水平，電容器26因而對上述電路釋出所儲存之電能 ◊當電容器26繼績放電時，其端電壓即下降於不導通之 水平Ε ,電晶體3 0因而截流，脈波D亦因此终结。電容 器2 6隨後又被充電而達於導通電壓C 1 ,如此重複循環 。脈波D之寬度足以讓微計算機開機並査驗輸電線之電流 水平。 圖1之中，標號4 0係一電壓調整器，電容器4 2則 供旁路雜訊之用。負載4 4代表一復閉裝置，以啓閉輸電 線〇 當輸電線之電流足以使電容器2 6保持完全充電之狀 態時，上述控制電路即雄持現狀〇設若輸電線電流繼續上 升而超出某一電壓值時，本發明之控制電路將受到損癍。 因此，在未達損壞電壓之前，齊纳二極體2 8開始崩潰而 導通，比流器20因而由齊纳二極體28與二極體32旁 路，比流器2 0因而失去效用，本發明之控制電路因此獲 得保護。 輸電線在低電流之狀況下，吾人不,急於使電容器2 6 達於導通電壓，因為其绱電歷不會逹到損隳電壓之水平〇 因此，電容器2 6由電伏特F (圖1 A )開始充電而達導通 電壓C需要一段長時間。 甲 4(210X 297公发) (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) .装. •線. 經濟部中央標準局印裂 A6 B6 經濟部中央標準局印裝 設若輸電線電流太高，吾人亟需予以比流器2 0.(圖 1 )旁路，進而令其失去效用。此時如圖1 A所示，電容 器26在F與C之時間内被充電，而其在大電流下充電之 時間可能太久而燒毁電路零件〇因此，本發明特別再提供 一種更精密而在大電流下快速導通之電路，詳如圃2所示 圖2表示一種快速動作而具有荊述特徵之多重電源供 應電路，其中與圃i所示零件相同者，均以相同標號表示 之。 圖2之中橋式整流器2 4交連於比流器2 0之次级圈 ，但吾人亦可使用其他型式之整流器。 圖2所示電源控制電路具有6傾電晶體，全部均作為 電子開蹰之用。當輸電線至少具有某些電流時，交連於整 流器24之大型電容器50與小電容器52即被充電。大 型電容器5 0之電容量為小電容器5 2之6 0至7 5倍， 就一特定狀況而言，亦即約為1 〇〇〇嫩法拉（.《 F)與1 5 .u F 之比。當輸電線無電流或僅有甚小電流流通之際，這..些電 容器即在圖1A所示C至E時間將電能輸於電路中之電子 元件，以使復閉裝置工作（亦即脈波D之週期）。圃中控 制二極體54、 56、 58可肪止電容器5◦與52經電 晶體5 9而放電。 當輸電線2 2之電流達到或超過某一定值時，比流器 2〇之次级圈即感應一電壓並由橋式整流器2 4予以整流 〇被整流後之電流則經電阻器6 0而流於電晶體6 1 $基 極，該電晶體因而導通大型電容器5 0因而由橋式整·流器 2 4經電晶體6 1、電容器5 0與二極體5 4 ,然後回到 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •装. .訂· .線· 甲 4 (210X297 公发） 8· 214019 A6 B6 經濟部中.央標準局印Μ‘ 橋式整流器2 4之另一側而被充電。 圖2之中有4個比較器62、 64、 66、 68,其 較低之輸入端由一齊纳二極體7 〇保持一定之基準水平， 其較高之輸入端則由5個電胆器7 2所串接而成之分壓器 供予蝙壓，該4個比較器因此可由電容器50不同之電壓 水平而導通。其中比較器6 2可在最低之電懕水平時導通 ;比較器6 4則可在輸電線2 2具有低電流水平時導通； 比較器66可在中等電流水平時導通；比較器68可在高 電壓水平時導通，但吾人絶不能使電壓超過該高電壓水平 ?· 羝要比流器2 0能感應一電壓，電容器5 2即能獲得 充電而不需任何電晶體導通，因此可提供一種未經調節之 電壓V U R。電容器5 2之電壓係經電胆器7 2而輸於比 較器6 2至6 8。當電容器5 2被充電而連某一水平時， 電胆器7 4之電壓降即為比較器6 2之導通電壓◊當比較 器6 2導通時，電晶體74隨即導通而將一電壓輸於調整 器7 8 ,然後藉導線7 6將一起動信號輸於控制電路中之 一計算機。調整器7 8因此控制輸於計算機之電壓水平， 圖中所示5伏特僅表示其中一例而已〇 為使撖計算機可靠地執行其功能，脈波D (圖1 A)需 要有寬度，例如1 ◦ 〇毫秒Us)。因此，吾人需計算電容 器5 0之電容量，以使整個電路糸統在1 〇 〇 ms乏内蓮作 。就一範例而言，吾人計算電容器5 0之電容量應約為 1000 y f ,如此大電容量亦可應付導通比較器6 2所需建 立未被調節電壓VUR之水平◊ _--β- {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .¾. •訂· •線. 甲 4(210X297 公沒） 214019 A6 B6 經濟部中央標準局印裝 吾人需考慮低電流與突然之電流湧浪之情況。就低電 流之情況而言，吾人希望以如圖1A所示遲滯效應作間歇 性運作。就突然之電流湧浪而言，吾人希望極快速啓動， 以保護電路零件不致披燒毀。當間歇性蓮作之際，大型電 容器5 0反覆作為一電源以供應電能9當發生電流湧浪之 際，大型電容器5 0則作為一儲存庫之用，以吸收多餘之 電能。 小電容器5 2可快速被充電，以將未經調節電壓VUR 提升到導通電壓所需之電壓水平。由於電容量之差異，故 除非大型電容器5 0首先停止充電，否則小電容器5 2無 法發揮顯著之效果〇大型電容器5 0之充電最初傣由電晶 體6 1、8 0所控制，但這些電晶體傺呈截流狀態，以防 止大型電容器5 0被充電，一直到在小電容器5 2之控制 下産生快速導通為止。因此，本糸統電路在大型電容器50 被充電以前早就可進行蓮作。 更詳細而言，小電容器5 2被充電後可將未經調..節電 壓V U R提升於導通電壓之水平C (圖1 A ),比較器6 2 因而導通。除非V U R低於不導通電壓（圖1 A ),否則經 電胆器8 2之回授電流即可令比較器6 2保持導通之狀態 。當導通之後，一偏壓即經電胆器6 0輸於電晶體6 1之 基極，電晶體6 1因而導通◊電晶體6 1因而予.以二極體 5 8旁路，大型電容器5 0因此被充電。因為吾人假設電 流太小而不會損壞電路零件，但該滯延與大型電容器5 0 之充電無關。 設若未經調節電壓V U R繼缠上升且在比較器6 4之 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝· •訂. .緣. 肀 4 (210X297 公沒） A6 B6
2i4〇W 較高輸入端達1 3伏特，比較器64立即導通。吾人僳假 設輸電線具低電流而V U R且未逹1 3伏特，因此，比較 器64此時並未導通，故電晶醱保持截流狀態。 設若輸電線仍然具低電流，因無足夠之電能，故該条 統電路無法運作〇因此，大型電容器5 0立即開始充放電 ,詳如圖1Α。當放電時（脈波D),電容器50對調整器 78供應電能。當繼續放電時，VUR開始降低，因為吾 人假設輸電線電流太低而無法使条統電路維持運作。經電 胆器8 2之回授電流量因而大幅降低，比較器6 2與電晶 體因而截流。當此種狀況發生時，大型電容器5 0之充電 開始上升，条統電路因此如圖1 Α所示進行循環蓮作◊除 此之外，為便於說明起見，吾人假設導通電壓C為1 2伏 特，不導通電壓為7伏特，而由調整器7 8輸出之調節電 壓為5伏特。 吾人再假設輸電線2 2之電流突然發生湧浪且超過損 壞電路零件之水平◊一快速起動電路包含電晶贌8 0.,、86 與88,—檢知電胆器86産生一電壓降，電晶體80之 射極與基極之間因而産生一電壓差值，電晶體80因而導 通，但電晶體6 1則因其基極導地而截流。電晶體8 0導 通表示電路之運作電壓已達一預定水平，因此亟需快速啓 動〇電晶體8 0依據電胆器8 6之電壓降而導通，其意即 當電晶體6 1截流時，大型電容器5 0 Ρ41不再需要，因此 可自電路中切離。此時假設輸電線電流未將V U R提升於 1 3伏特以使比較器6 4導通◊因此，電晶體8 4保持截 流狀態。因此由橋式整流器2 4經二極5 4、5 6、小電 甲 4(210X297公廣） ....................................................it..............................打................................綠 {請先閑讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局印装 A6 B6
釘4〇W 容器5 2、電阻器8 6至橋式整流器24而成一回路。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本页) 本条統電路設有裝置以防止該電路在一預定電壓水平 之邊綠時而動作時而停止之問題，亦即調整器78之輸出 電壓（+) 5 V被輸於電晶體9 0之基極而使其導通，電晶 體9 0因而與電晶體8 0成並聯關係以使電晶體6 1保持 截流之狀態〇設若本条統電路在一預定電壓水平附近工作 ，該電路即不會發生時而動作時而停止之問題〇設若未有 電晶體9 0之設置，輸電線電流可能在一水平邊緣上下擺 動，電胆器8 6之電壓降因此使電晶腠8 0發生截流和導 通之現象，輸電線電流因而有時被導向調整器78,有時 則被導向大型電容器5 0 ◊當電晶體9 0導通時，電晶髏 6 1截流，大型電容器50因此完全無充電現象，衹要調 整器7 8繼續輸出（+) 5 V ,所有電流即導向調整器7 8 。當（+) 5 V消失後，電晶體9 0截流，該電流即重回於 低電壓之運作方式。 吾人再假設輸電線電流夠高而小電容器5 2被充電， VUR值因而逹一預定水平（例如13V),比較器64因 此導通，電晶體84進而導通。電晶體84導通後，大型 電容器5 0即開始被充電而吸收多餘之電能ρ 設若輸電線電流不夠高而使比較器64截流，電晶體 8 4亦截流，本糸統電.路又重回小電容器5 2之控制。 經濟部中央標準局印製 就正常之輸電線電流水平而言，比流器2 0可提供足 夠之電流控制該条統電路，同時電晶體S 1保持導通◊在. 此狀浣下，比較器6 6之較高輸入端之電壓水平即令該比 較器6 6導通，並將L Ο Ρ "(足夠之電能）藉導線9 2 平 4(210X297 公衮） A6 B6 經濟部中央標準局印Μ· 輸於控制電路中之一微處理機，該微處理機因而繼續且穩 定地蓮作。 吾人再假設因發生事故例如短路而輸電線電流大增（ 例V U R值超過1 5伏特）時，大型電容器5 0必然完全 被充電而飽和。比較器6 8因而導通，電晶體5 9因而導 通，比流器2 0因此被旁路，電容器5 0、5 2因此不再 接受任何充電電流，且轉換為放電方式作為電源，以低電 流模式蓮作。當電容器放電時，V U R電壓值即下降，所 有比較器64、78、80、8 4全部截流。當比較器68 截流後，電晶體5 9亦截流，比流器2 0因此不再被旁路 Ο 比流器因此再度對電容器5 0與5 2充電〇設若輸電 線仍然具有大電流，比較器6 8立即再導通，電晶髏5 9 亦随之導通，再次將比流器旁路。電晶體5 9之導通與截 流就像一調整器一樣，因此可維持一穩定電壓。 圖3、4(兩者組合成圖表示另一種電源供應器之 電池電路〇圖3之中並未規定電壓值◊ 圖4所示電池148最好换一種娌電池，但為保持其 特性，娌電池需經常釋出小量之電流。該小量電流傺當電 晶體152導通時經由限流電胆器150釋出。當比流器 供應電流時，電晶體1 5 2即依據經由電胆器1 5 4之一 信號而導通〇電壓調整電路1 5 6將鋰電池電壓控制在電 路所需之電壓水平（例如5伏特）〇如果V U R值超過電池 電壓，圖4所示蕭特基（Schottky)二極體1 57可防止反 偏壓輸於電晶體1 4 8 p除此之外，上述蕭特基二極體亦 θ-θ- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本页) •装· • *>叮：·： ·. .線. 甲 4(210X297 公沒） 經濟部中央標準局印裂 A6 B6 可防止鋰電池再充電而損壊之問題。 撤處理機經由導線1 5 8與1 6 0 ,和電晶體1 6 4 與1 6 2送出信號而控制電池電路（圖4) ◊正反器1 6 6 傺一種閂鎖電路，其具有記憶微處理機上次送來之控制信 號，因此可使電池電路保持送電或不送電之狀態。電閘 1 6 8係反相放大器，其可輸出足夠之電力以雄持電晶髏 1 4 8導通或截流之狀態。 電容器168之電容量足以提供足夠之電流供電驛線 圈動作。 當時間間隙超過脈波寬度D (如圖1 Α所示以1 OOros為 例）時，本實施例之設備即自動使該時間間隙渡過β詳細 而言，由上述吾人可回憶計算機之蓮作時間極快，但復閉 裝置屬一锺機械開關，因此其蓮作時間需較計算機之運作 時間為長◊設若輸電線被啓斷而無電流流通時，復閉裝置 所需之運作時間更長◊超出上面所述之範圍時，電力公司 即應決定等待多久後，復閉裝置才能重新自動投入。例如 樹枝被風吹動而觸及輸電線，吾人應決定霈待多久樹枝才 能脱離輸電線，然後再令復閉裝置重新投人。 因此，計箄機在輸電線故障而完全關路之前即令電池 供應電源，而此控制信號係由導線1 5 8與1 6 0輸入。 復閉装置附設有一計數器以計數器復閉器動作之次 數，當到達預定之動作次數後，該電池即應予更換。事實 上，一般復閉裝置均甚少動作，故電池亦甚少更換。 圃3與4所示電路大致與圖2所示者相同，但圃2所 示電路傜經簡化，而圖3與4則屬商業化之電路◊但兩者 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝. •訂· •線. 甲 4(210X297公沒） A6 B6 之中，相同之配件均以相同之標號表示之。 圖3所示三傾三相比流器A、B、C大致與比流器20 相同。圖3左倒另具有一期同接地比流器2 9 0。上述每 一比流器均具有突波抑制設備300,其中包含一電容器 3〇2與一金屬氧化可變電胆器304◊上述四謫比流器 則再交連於兩個全波橋式整流器3 0 6與3 0 8。 圖3之中，達靈頓（dar lington)電路5 9之作用與圖 2之電晶體5 9相同，當輸電線發起電流之際，該電路59 即予比流器旁路〇吾人所以採用達靈頓電路，原因傜其較 易且較快導通與截流，同時亦較易固定於一正確之導通電 壓。 吾人首先假設輸電線之電流低於一預定值，例如5 0 ιηΑ ,因此來自比流器1 1 ◦之電流亦小於5 0 roA。 在此狀況，電晶體b J 2因無足夠電流而不能導通， 但，是其電流足以通過蕭特基二極體3 1 4 ,以對小型電容 器5 2充電，因而建立未經調節之電壓'' V U R 此時 因為電晶體3 1 2未導通，故萧特基二極體3 1 6、S18 亦不導通。故大型電容器5 〇被隔離而未充電。 經濟部中央標準局印裝 (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) _訂· •線· 小型電容器5 2被充電後，V U R電壓因而升高，因 此一偏壓立即經分壓器而施於比較器6 2至S 8。電阻器 3 2 9與齊納二極體7 ◦維持一參考電壓水平，上述比較 器因此以該電壓水平作為偏壓以決定何時導通。當該偏壓 足夠高時，上述比較器即極敏感而導通，因此可快速發生 作用。圖中榡號F B傺一般蓮算放大器之回授電阻器〇 當小型電容器5 2使V U R電壓值達足夠高之際，比 甲 4(210X297 公廣) 15 A6 B6 經濟部中央標準局印製 較器6 4導通而將一電壓經偏壓電阻器3 2 〇施於電晶體 3 1 2之基極，電晶體3 1 2因而導通電胆器3 2 2亦 屬一偏壓電胆器。 當電晶鱈3 1 2導通後，電流即由蕭特基二極體S16 充入大型電容器5 0之内。第二簫特基二極體3 1 8可防 止小型電容器52向大型電容器50充電◊當電容器50 之電位高於電容器5 2之後，二極體3 1 6與3 1 8立即 導通/因此，大型電容器5 0需待一段時間後，其充電電 壓才能達成且獲致控制權◊當V U R電壓值上升時，比較 器6 2即導通（例如約1 2伏特〕而對電路供應電源。電胆 器3 2 4與二極體3 2 6提供一回授偏壓以使比較器S 2 維持較.久之導通，以産生一種交換遲滯。 此時吾人應瞭解，一彼停止運作之電路立即開始運作 ，並且以小於一預定電流水平繼缠對其供應電源〇 依據比較器6 2之輸出，電源供應程序繼續進行，金 屬氧化半導體場效應電晶體（MC1S-FET) 3 3 4因而導通， 進而觸發電晶體3 3 6 ◊ V C C因而送出工作電壓（例如 5伏特）◊標號3 3 8所示電路可令電壓V Ε Ε與V D D 之極性彼相反◊因此，設若VDD為+ 7*5伏特，電壓 VEE即為一 7*5伏特。 VCC電壓施於分壓器340、 342之兩端而使比 較器3 4 4導通，進而令MOS-FET 3 3 4截流，因而結束 一周期（例如圖1 Α所示之脈波D )。此時，大型電容器50. 對撤計算機提供足興.之電能而使其執行一些測試與監視之 功能β比較器6 6 a、6 6 b因而導通，以對計算機送出 (請先Μ讀背面之注意事項再滇寫本页) ，装· •打· •線 甲 4(210X297 公簷) 經濟部中央標準局印製 A6 B6 低電力警告L PW或多電力L Ο P信號（可能之兩種情況） ◊當VUR電壓下.降時，因為電容器50與52放電，比 較器62因此截流。如此依據電阻器324,二極體326 所産生之交換遲滯，週而復始産生如圃1 A所示之交換遲 滞效應。 吾人若沿電晶贌336、線圈346、二極體348 、分壓電胆器3 4 0、3 4 2、比較器3 4 4、M0S -FET 3 34與基極偏壓電阻器3 5 0追蹤即形成一交換調節器 電路，以將V U R電壓值維持在所欲之範圍（例如7至12 伏特）。電壓調節之所以發生，因為電晶鱈3 3 6在1 2 伏特時導通和在7伏特截流，大型電容器5 0因此維持在 上述兩電壓水平之間。 因此，在電壓不足時，該電路即按序停止運作與恢復 運作，以對計算機重複發出信號，使其知道輸電線之電流 狀況，随之令復閉装置作適當之蓮作〇 下列吾人再介绍一種遒遇快速上升突波電流而能快速 動作之電路〇因為電流足夠，故電路立即動作而對電容器 5 0與5 2充電〇但因為大型電容器5 0所需充電時間較 長，因此會延遲電路之動作。 在開始之初，比較器8 0 (相當於圃2之電晶體80)傣 保持截流狀態◊因為比流器2 0供應足夠之電力'故電胆 器86之具有IR之電壓降◊但對標號352所示接地而 言，電阻器8 6與3 5 4之左_因而具有一偏壓'比較器 8 (J因而導通◊但這些程序需要費一些時間。因此為爭取 時效，在開始之初，小電容器5 2即經由二極體3 1 4充 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝· •線· 甲 4(210X297 么'沒） 17 A6 B6 經濟部中央標準局印裂 電。由於輸電線具有相當大之電流，故小電容器5 2被快 速充電而達前述之最高電壓水乎，電晶體33K因此導通 。比較器8 (J亦觸發電晶體3 1 2 ,大型電容器5 0因向 被充電以吸收多餘之突波電流。 此時，由於比較器6 4、B E5 a、6 t5 b因傺因應於 低輸電線電流，故亦動作。 撖計算機經由導線L P W與L ϋ P向得知輸電線之狀 況，阆時對比較器6 6 a、6 6 b提供所需要之軟體訊息 Φ當導線L P W如此指示時，抛計算機即獲知電壓即將達 .萌潰之邊綠，因而令電池供應電力。 在正常情形之卜，輸電線電流足以使電容器5 U與52 保持完全充電之狀態 <> 因此+會因為放電向使電壓水+降 低5該電路因此+發生時而動作時而停止動作之現象。 下列吾人假設輸電線電流超出某一高水準而足以令控 制電路燒毁時，吾人此時细需保護該控制電路避免被燒毀 ◊在此狀況卜，比較器6 8導通，並將一信號經由偏壓電 胆器3 5 8施於推動電晶體3 之基極◊(所有其他比 較器62 — 68、80均導通，微計算機因此自導線LPW 及U)P獲得訊息）ρ 推動電晶體3 6 U將一電壓施於達靈頓電路5 9之一 電晶體之基極，達靈頓電路5 9因此導通rfn將比流器2 () 旁路，以保護該控制電路。圃中電阻器3 6 2屬一偏壓電 胆器。 比流器一旦被旁路，即停止對電路供應電流〃此後一 段時間，大型電容器5 U對電路提供rfU使電路保持運作。 (請先閱讀背面之注素事項再填寫本頁) .笟. •打· .線. 甲 4(210X 297公髮） 18 經濟部中央標準局印- 一段時間之後，電容器50之電能被消耗後，電路即停止 蓮作，其情況為低電流水平之蓮作情形一樣。 當電路停止蓮作之後，推動電晶體36ϋ不再對逹蹵 頓電路59供_電流，因此達靈頓電路59立即截流◊比 流器k； ϋ之電流因此再次對小電容器5 2充電β電路因此 乂恢復運作。'設若超電流之狀況仍然存在，電路立即再停 止運作β此種蓮作與停止蓮作之情形，就如一交換電壓調 節器之:動作一般/ 圖6表示一交連於輸電線Ζ 2之復閉裝置之控制電路 ，，圖6僅在其右上角之處象擻性示出一導線作為輸電線22 ,：>該輸電線之中具有一常閉接點，俥啓開該輸電線〇上述 接點4 U U Rj以傜一復閉器之一部份、斷路器、分段器或 其他類似設備等。當有事故時，接點4 0 U立即啓開，但 當事故被排除後，接點4 ϋ ϋ立即重新閉合。輸電線中接 點4 ϋ U之啓閉傺分別受、、跳脱〃與、'投入〃繞Μ 4 ϋ ki 與4 U 4之控制◊該兩繞組各由一二極體4 0 B、4 ϋ 8 予.以旁路以防高反電勢β 圖6表示三個比流器2 〇分別由輸電線A、B、（J三 痼予以提供電能〇每一比流器被連接於相關之全波橋式整 流器2 4。一接地變壓器4 1 4則連接於全波橋式整流器 4 1 這四個整流器再由四條相關之導線41 8連接於 撤處理機4 2 U p因為四個導線之功能均相峁，故僅就導 線Α詳述之 輸電線之A相被整流後之電壓由電阻器4 2 2施於蓮 算放大器4 2 4。A相被整流後之電壓亦由二極體組合 ^--- A6 B6 {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· •線· 甲 4(210X297 公沒） A6 B6 4 2 B輸於共用匯流排（或、、B + ") 4 2 8 ,俾對控制 電路提供電力。楼.號4 IS U為接地線。齊納二極體4 3 2 用以調整電壓水平。 一電壓對頻率之轉換電路4 3 4 pJ將輸電線電流之取 樣水平轉換為一糸列脈波，向該脈波之頻率則與電流水平 成正比〇計數器4 3. B計數脈波數，然後铋電饞4 3 8將 一相當之信號送於撖處理機4 k； (J。設若計數太低或無計 數，撖處理機4 2 ϋ立即復置該計數器，使其童新計數較 長之時間。微處理機随後再檢査其計數，以渕定輸電線電 流之水乎。不論其是否需重新計數，撖處理機立即選擇一 適合於該輸電線電流水乎之程式或蓮作模式 撖處理機之程式傜铋四條導線4 4 U輸入。其輸入口」· 在工廠Μ造時或蓮作中行之。 圖中激發電路4 4 2屬阃2或3之一部份電路，其中 包含比較器6 4 .至e5 8 ,大型電容器5 U與小電容器5 2 。激發電路4 4 2 qj_ .以為前述任何之狀態，但視有無輸電 線電流或其電流水平向定p 經濟部中央標準局印製 (請先閑讀背面之注意事項再填寫本頁) •訂· •線. 設若因某種原因，電路糸統停止蓮作，復閉裝置d跳 脱，因而短暫停電；或設若輸電線電流太低，電路糸統因 而無法維持運作，微處理機4 2 U因此停止運作◊吾人也 許RJ以回憶，娌電池欲保持應有功能必霈雄持釋出小量電 流，該小量電流此時即p_J發揮某些功能，例如産生一連_ 糸夕!]之時序脈波◊因此，設若輸電線具有任何電流時，該 電壓對頻、率轉換電路4 3 4即開始産生代表該輸電線電流 水乎之脈波◊計數器4 3 6則開始儲存該脈波之頻率， 甲 4(210Χ 297公发） 20 A6 B6 經濟部中央標準局印裝 在此情況卜' 輸送線電壓终於恢復達一水+ ffii令齊纳 二極體4 3 ki發生崩潰/激發電路44 2因向呈現一電壓 。圃k；或3所示各比較器因對撖處理機4 2 U發出一特定 信號。撇處理機4 2 (J因而依撺所輸入之程式指令而選擇 一連作模式◊ 撤處理機之運作需要由鋰電池1 4 8供應電力。微處 理機程式必需謹憤書寫，俥在完全無電力供應之前令電池 提供電海，而在電源未恢復前不能令電池停止供應電力 繼電器接點4 5 ϋ閉合rfu將鋰電池1 · 4 «連接於電池電路 4 2 8。其他適當之電池例如RJ慢慢充電之錁鋪電池等亦 R/使用〇 電壓調整器4 5 2將趣電池之電壓調整適於微處理機 4 2 U之電壓水平，例如自1 2伏特降為p_J供撇處理機使 用之5伏特<：> 前述*跳脱"與、'投入"繞組4 0 2、4 0 4傺由場 效應電晶體4 5 4、4 5 B所控制，而該兩場效應電晶體 則由微處理機4 2 ϋ經具有5條導線之電纜予以選擇激發 或截流〇當任何一場效應電晶腾導通時，其電流即通過與 其相關之繞组4 0 2或4 ◦ 4 ◊設若場效應電晶體4 5 4 導通，跳脱繞组4 ϋ 2即被加勢，輸電線接點4 U U因而 啓開◊若場效應電晶體4 5 Β導通，投入繞Μ即被加勢， 輸電線接點4 U U因而閉合.：> 當任何一場效應電導通時 ，微處理機420亦令電晶體460導通。電晶體4E3U 令發光二，極體4 Β 2、4 Β 4瞬時導通，.以避免因連缠工 作ffcj浪費太多電力。該發光二極體屬光電池4 B B、4 6« {請先M讀背面之注-firi‘項各填寫本页) •装· •訂. .線. 甲 4(210X 297公髮） 21 9 1 ο 4 1 2
A B 經济部中央標準局印裝 中光槭合器之一部份。當接點4 ϋ ϋ啓閉之際，該光榣合 器即Ri隔離尖銳電壓之千擾。 當''跳脫〃嬈組402被加勢之後，接點470立即 閉合，發光二極體4 6 2因rfn發光。當"投入〃繞組404 被加勢之後，接點4 7 2立即閉合，發光二極體4 6 4因 “ ...r' : , ' Ιίπ發光。微處理機4 2 υ在檫號4 7 6所示之處監視光槭 合器之輸出，以確定跳脫或閉合接點4 7 U、4 7匕之蓮 二 * 作情形，進而呵瞭解輸電線接點4 ϋ ϋ之蓮作情形。二極 4 7 8 P_f防止不需要之laj授。 當輸電線接點4 U ϋ啓開或閉合之後，微處理機420 立即令場效應電晶體4 5 4或4 5 Β截流》其相關之繞組 4ϋ2或4ϋ4因rftj釋放。輸電線接點4〇0隨即保持在 上一次指令所指定之位置。 Η簡單N顧本發明之内容。當輸電線電流不足於維持 本發明之電路正常工作時，本發明電路中之一大型電容器 立即斷缠提供電能，使本發明之電路工作。當輸電線發生 突波電流時，本發明電路之一小電容器立即快速提供電能 tin令本發明電路快速蓮作。當輸電線電流達一預限值之前 ，本發明電路即持纟貞運作，大型電容器因此作為一儲存庫 之用，俾依一交換調整器之蓮作向釋出電能或吸收電能。 就更高且具危險性之輸電線電流水平rfn言，本發明電路即 將來自輸電線之電能旁路，然後週而復始地偵測輸電線是 否仍然具危險性之電流水平。當週向復始偵測輸電線之際 ，本發明電路即有如一交換式調整器之蓮作。 就本行之技術人員rfn言，其能力極易瞭解如何更改本 (請先閲讀背面之注意本項再填寫本页) •装. .訂· .線· 甲4(210X 297 公发） ·λ·λ A6 ^1401^_ B6__發明之結構。因此，卜列申請專利範圍lii解釋具有涵蓋所 有相等結構之功效。 (請先閲讀背面之注意事項异填寫本頁) •裝· *訂· •線. 經濟部中央標準局印装 甲 4(210X 297公发）