M299853 八、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 特別是有關於— 點的線路故障指 本創作係有關一種線路故障指示界、， 種使用微控制器以指明環路供電線路故障 示器。 【先前技術】 =路故障指示器通常使用在配電系統上，當環路 :生，障時：分設於環路供電線路中的多個線路故障 +繞^可透過疋否偵測到故障電流的動作，確認環路供 輯㈣位置。當料發生短料㈣，原先設 出警示訊號，至於，因故障電流流過而發 號，此時線路檢修人員即=正“大態而不發出警示訊 光閃爍或聲音鳴塑i根據警㈣號之有無，例如燈 —般使帽摩^ ^速_出線路故障的位置。 使得微控制通過外部中斷ι/〇 口的方式， 在強電磁的干擾U竟下'睡眠狀態下進入工作狀態。然而 態，導致微控“僅兄能在’^4制==現鎖死的狀 器再正常工作，因此^ A後’重新供電才能使微控制 器必須考慮強電磁干干擾環境下，線路故障指示 外，習知的唆路素，以避免微控制器鎖死。此 的線路故F早指示器不僅無法判斷暫態電流，其以 5 M299853 多層電晶體及邏輯比較的佈局方式來判斷故障電流時， 率不彰，元件也較易老化損壞。 ^ 有鑑於此，本創作提出一種線路故障指示器，在無 ¥兒流的情形下，微控制器的電源不會接通，如此一來， 不僅能避免線路故障指示器長時間處於 微控制器造成不良的影塑，更+ 1曰而對 9更犯減少電置耗扣以增加線路 ^不㈣使料間。同時利用微控制器之程式來判
〜電流大小及存續時間，減少誤判機率。 【新型内容} 踗姑作的主要目的是提供一種使用微控制器設計的養 :章:器’其係以微控制器取代一些較不可靠二子泉 η =控制器及其内嵌軟體的功能，俾使線路故障 才曰不益更為精確、可靠及省電。 文丨早 置，透過微控制器及其相關電路的配 以避ΐ:ί: 情形下，微控制器的電源不會接通， 以避免強電磁環境的干擾。 设遇 為達到上述目的，本創作 其係用於-配„統巾==：；種線=障指示器’ 器、一整流電路、—遽波_:，包括有—微控制 一故障驅動電路以乃nt电路、—過電流偵測電路、 部輸入之交流訊號進行2:】:二該整流電路係對-外 壓電路係對該直流訊號進;于渡；以;直:：f二該濾波穩 麼；該過電流備測電二雨 疋之直流電 一比較器，用以輸出—電屡穩堡電路，其包含有 汛唬，该故障驅動電路係耦接 6 M299853 該過電流偵測電路，其包含有一可控矽二極體；該繼電器 • 電路係耦接該故障驅動電路，其包含有一電磁繼電器；其 _ 中當該電壓訊號為南電位時5該可控石夕二極體導通而驅動 該電磁繼電器，以使該微控制器得電動作。 此外，該線路故障指示器更包括一電流感應裝置、一 電源供應裝置、一警示裝置、一重設裝置及一狀態輸出裝 置◦該電流感應裝置係用以提供該外部輸入之交流訊號； 該電源供應裝置係用以提供該微控制器動作時所需之電 • 力；該警示裝置於該微控制器得電動作後可發出一警示訊 號；該重設裝置係用以手動重設該微控制器並使之斷電； 該狀態輸出裝置係用於輸出一故障訊號以表示該配電系統 中之線路電纜發生故障。 較佳地，該電流感應裝置係為一交流互感器；該電源 供應裝置係為一電池；該警示裝置係為一發光二極體；該 重設裝置係為一觸控開關。 【實施方式】 為使貴審查委員能對本創作之特徵、目的及功能有 更進一步的認知與瞭解，茲配合圖式詳細說明如後： 請參考圖一，其係為本創作較佳實施例線路故障指示 器應用於環路供電線路之示意圖。配電線路分別由變電所 100所提供之獨立電源110與120形成常開環路供電，編 號F1至F11的線路故障指示器則分別安裝於電源110與電 源120之間的迴路上，當線路發生短路故障時，例如故障 點130發生在F5與F6之間的線路區段上，線路故障指示 7 M299853 器F1至F5會因故障電流流過而動作，設置於線路故障指 ▲示器上的指示燈會持續閃爍，而線路故障指示器F6與F7 „ 的指示燈則不會閃爍。由於線路故障指示器F5動作（指示 燈閃爍），而線路故障指示器F6無動作，故維修人員可快 速確認故障點130的位置，立即修復F1至F5區段的供電， 另外F6至F7區段可藉由開啟線路常開點140的開關，先 改由電源120供電，等到故障點130修復完成後，再將線 路常開點140的開關關閉，F6至F7區段則可恢復由電源 • 11供電。 請參考圖二，其係為本創作較佳實施例線路故障指示 器之功能方塊圖。線路故障指示器200包括一微控制器及 其控制電路210、一電流感應裝置220、一電源供應裝置 230、一警示裝置240、一狀態輸出裝置250及一重設裝置 260。當配電系統270之電流通過線路電纜280，且電流超 過線路故障指示器200所設定之最低觸發電流值，例如3 安培，電流感應器220可感應一相對電壓至微控制器及其 • 控制電路210，此時電源供應裝置230提供電量給微控制 器，微控制器開始計時，計時時間可設定第一暫態時間， 例如1/2週波；亦可設定多重暫態時間，例如1週波、2 週波...，當計時期滿後，若電流仍超過最低觸發電流值， 警示裝置240開始動作而發出燈光或聲響之警示訊號，狀 態輸出裝置250亦開始動作而發出故障訊號，以通知維修 ‘ 人員線路電纜280可能出現異常，至於重設裝置260則可 •用來手動復歸線路故障指示器200或是用來測試警示裝置 230可否發出燈光或聲響之警示訊號。 8 M299853 請參考圖」 不 器的控制電路圖。該控制電路圖包括—心· 滤波穩壓電路320、一過電流债測電^ L电路31〇、一 路340、-繼電器電路35()、一微控 、—故障驅動電 樣電路370 &一最小復歸電流取樣電路湖。、1電流取 首先，電流互感器（未圖式）可 的電流’並對應輸出交流電壓於接點^ =12 4線路上 =路训整流後，可將交流電壓_為直4$經= 包含有橋式整流器BR1，其 式整: 為BR1達成轉換電流形式之目的。由於整流電路= 出直流電壓會產生週期性雜動，故必須透、波= 路320對脈動直流電壓進行濾波及穩壓，以便輸出穩^ 直流電壓，並保持訊號於額定的電壓範圍内操作，复$卢 波穩壓電路320係由電阻R1、齊納二極體Ζ1(、ζ: diode)、電容Cl及C2組成。 濾波穩壓電路320係耦接過電流偵測電路33〇，並提 供比較器AR1工作電源，其中過電流備測電路33()包含有 比較器人以；電阻1^13、以15;電容〇3吖4;以及二 極體D2。透過電阻R2、R3分壓可提供比較器繼—負輸 入基準電壓；透過二極體D1以及電阻以、奶分壓可提供 比較益AR1 —正輸入基準電壓。此外，濾波穩壓電路32〇 另耦接一由電容C5及電阻R6、R7所組成之分壓電路，以 便提供一基準電壓VREF給微控制器360。 過黾偵測電路3 3 0係麵接故障驅動電路3 4 〇，其中 故障驅動電路34〇包含有可控矽二極體以；電阻rs、R9 ; M299853 以及電容C6。杳璜敗祉兩 比較器AR1會產生線路上之高壓電流超過設定值， 體Q1處於‘狀能，=電位之輸出電壓，此時可控石夕二極
豆中繼♦ 51 + 心進而驅動繼電器電路350開始動作， ，、丫、、挺甩為電路35〇包合 F 極俨阶π, 匕3有电磁繼電器Κ1 ;電晶體Q2 ; - =D ;電阻Rl〇、Ru;以及彻。電磁繼電：
沪七㈣兩組觸點，A__於決定是㈣出故障訊 號’1組觸點用於決定電池電源是否供電。 W !主：Zt珍—極體Q1導通時’電磁繼電器K1動作而使 :::恶輸出的A組觸點閉合，以便透過接頭j2i、j22輪 帝、、早nfl就’另外負責電池電源供電的B組觸點也會接通 屯BT以提供級控制為360的相關用電，此時微控制哭 360開始動作並計時，當計時期滿後，因p(). 5為低電位: 將使比較器AR1無法產生高電位之輸出電塵，可控石夕二極 體f也不再導通，繼電器電路35〇則繼續保持在故障輸出 狀態，微控制器360也會驅動指示燈]^!)!發出閃爍燈光， 其中LED1可為一發光二極體。 此外，由電阻R6、R7分壓電路所提供之基準電壓VREF 則可作為微控制器360其過電流比較的基準，微控制器36〇 可透過P0· 0、ρ〇· 1及ρ〇· 6持續對外監測，直到供電線路 恢復正常。當過電流取樣電路370輸入至微控制器360的 兒位小於設定的觸發值，且最小復歸電流取樣電路380的 輸出為低電位，微控制器360復位並透過Ρ〇· 4輸出低電位 至繼電器電路350，電磁繼電器Κ1動作而使負責狀態輸出 的Α觸點斷開以停止輸出故障訊號。另外負責電池電源供 電的B觸點也會斷開以關閉微控制器360的電池電源，指 M299853 示 燈LED 1媳滅，整個電路也會重新設定， 復歸方式。其中過電流取樣電路370係内制的 電阻犯意以及電容⑶，來實現 取樣電路則包括有一電晶體q3。 復-甩流 否則繼電器電路350會繼續保持故障輪 燈LED1持續閃爍直到—預先設定之自動復歸心曰不 小時後’微控制器咖才會復位並輸出日繼^ 4 路而將微控制器360的電池 整個電路也重新設定，此為時間控制㈣; 式。另外，線路故障指示器在故障指示 1 歸方式。 則更疋此為手動控制的復 微控制器' 360可透過石英晶體π 容⑴、⑴來產生所需的時序脈波。 ^^及電 ^件則分別以R、C^來表示電阻、電容與及電 綜合上述，本創作提出一種 用微控制器及其内咖之多重計時4t=，t t 路故障指示器更加可靠與省電。平時在 下，微控制器的電源不合接 '/、，、Μ早毛r机的十月形 到強電磁環境的干擾。 °(免U控制器長時間受 唯以上所述者，僅為本創作之較佳 * 之限制本創作的範圍。即大 : : =以 之均等變化及修飾，仍將不所做 離本創作之精神和範圍，故都應 M299853 狀況。 【圖式簡單說明】 圖一為本創作較佳實施例線路故障指示器應用於環路供電 線路之示意圖。 圖二為本創作較佳實施例線路故障指示器之功能方塊圖。 圖三為本創作較佳實施例線路故障指示器之控制電路圖。 【主要元件符號說明】 10 0〜變電所 110〜電源 120〜電源 130〜故障點 140〜線路常開點 200〜線路故障指示器 鲁 210〜微控制器及其控制電路 220〜電流感應裝置 230〜電源供應裝置 240〜警示裝置 250〜狀態輸出裝置 260〜重設裝置 2 7 0〜配電系統 280〜線路電纜 310〜整流電路 M299853 320〜濾波穩壓電路 • 330〜過電流偵測電路 . 340〜故障驅動電路 350〜繼電器電路 360〜微控制器 370〜過電流取樣電路 3 8 0〜最小復歸電流取樣電路 R、Rb R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、Rll、R12、 籲 R13、R14〜電阻 C、Π、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、CIO、C11 〜電 容 L〜電感 AR1〜比較器 BR1〜橋式整流器 Zl、Z2〜齊納二極體 I Dl、D2、D3、D4〜二極體 Q1〜可控珍二極體 Q2、Q3〜電晶體 LED 1〜發光二極體 K1〜電磁繼電器 Y1〜石英晶體 A、B〜觸點
Jll、J12、J21、J22〜接點 S1〜重設開關 13