开关接点状态检示装置与方法与流程

本发明有关于一种开关接点状态检示装置与方法，特别是一种通用于任何规格的电力开关，用以检查并显示开关的接点状态的装置与方法，增进电气的安全性。

背景技术：

一般配电箱里面，最常见到两种线路设备保护装置，有两种，一为断路器，一为电磁开关。前者断路器有过载保护、故障电流保护、漏电故障保护，使用于系统配电箱的电源设备开关的保护。电磁开关则为过载保护或欠相保护，使用于运转设备于过载或欠相时的保护。原本在解决断路器及电磁开关的状态显示时，通过加装相关的状态显示设备，通常设置于断路器本体内部，如加装微动开关，作为辅助接点或者警报接点，一般为机械结构传导作用而作动，这是目前一般所熟知的技艺。

断路器(CB)的使用是非常普遍的一种产品，断路器一般可分为模壳式断路器(MCCB)，或称无熔丝断路器(NFB)。前一种为欧美国家产品的组件称谓，后者为日本国家的产品。另一种产品分类名称为漏电断路器(ELCB)，属于比较小容量的断路器一般称谓MCB以及ELB。通常MCCB、ELCB断路器使用于遮断容量大，俗称为工业型断路器。而MCB、ELB使用于遮断容量小，则俗称为家用灯插回路开关断路器，其功能主要是保护设备以及线路安全的一种隔离开关，当发生过载时进行跳脱隔离，以及事故发生故障电流安全跳脱隔离。若是漏电断路器则加上漏电故障跳脱的保护功能。断路器使用于各种场所，是世界上作为保护设备及线路安全的主要隔离开关，也是目前全世界最通用的产品。

断路器的使用如此普遍，目前配电盘的制造厂家，因为空间的限制，或因为经济成本的考虑，在整个配电盘以及分电箱内部，断路器与断路器之间大部分都毗邻相互靠在一起配置，之后再固定在盘内器具固定板金上。许多国家的做法一般是在一次侧上，使用铜排作为导电总线(BUS)，欧洲则多数使用电线电缆作为一次侧断路器的电源来源。但是一次侧的接续电源，不论是使用铜排或者是电线电缆，在配电箱内部断路器与断路器之间，几乎都是没有太多的空间来增设断路器本身附属功能的相关附件装置。当有附件装置新增需求时，也几乎没有充裕的空间可以施工。在大部分的情况下，必须拆铜排、拆线、拆固定螺丝等，把器材全部拆卸后取下断路器，装上所需的附件，然后再把断路器固定在配电箱内，重做配线的工作。这种施工方式除了会造成许许多多的不便，甚至易造成工安事故产生危险。

有鉴于此，制造断路器的厂家，例如世界知名大厂施耐德、ABB、西门子、奇异、E-TN、SQ-D、三菱电机等厂家，因应客户对于附件实质上的功能需求，以及上述断路器于配电箱盘体内实际换置的困难，于是由欧美大厂率先发明了于断路器本体上方，借着可掀盖式的方式来组装某一部份的常用附件，以解决日后客户因功能需求而必须增加附件时所产生的种种困扰与不便。而目前这种解决因应的方法以及实际的产品，也正是目前全世界断路器制造厂家一致遵循的制造方式，并蔚为断路器产品设计的主流。

断路器产品随着世界上因材料应用科技的进步，以及随着世界上电子信息与变频技术等科技的进步与环境的变化，例如非线性组件使用愈来愈多，造成电力的质量与将特殊功能要求、差异化要求等，每个制造厂家除了产品愈趋小型化、电子化、可通讯化等，而形成了断路器产品多样化及尺寸无法规格化、统一化，也导致了即使是如上所述断路器产品外壳掀盖化，但是其附件因尺寸、规格不尽相同，而终究无法通用。如此便造成断路器厂家型号产品繁杂化，无法统一规格化，造成用户材料与经济上的浪费，更造成客户在使用上会非常的不便。唯一解决的方法就是必须在断路器的附件装置组合方式与方法做一彻底改变，以克服上述的困难。

但棘手的是，实务上因为各客户用电状况各个不同，使用断路器状况也不同，甚至一些断路器制造厂家，其型录的规格繁多到可以用混乱来形容，以致造成客户要在断路器增设附件功能装置时困难重重，甚至要拆盘大整修，或者面临必须重做配电盘的命运。尤其是各个制造厂家其通用的指示附件如辅助接点、警报接点等，有时不能通用。且其主要组件微动开关也可能故障而不察，将会造成指示错误不正确的状况发生。加上使用久了断路器的接点必有损耗，因此在实际的电力运转中，可能无法得到正确状态指示而导致电力危险。这些潜在的危机包括，譬如微动开关故障、机械组件装置位移、接点有空接现象、接点熔接现象，都会导致由外部的指示状态显示了错误信息，造成用户错误判读甚至影响用电的安全性。同理在电磁开关的状况也如同断路器一般，在辅助接点的作用中，就可能忽略了接点有空接现象，或者接点熔接的现象发生而不知情。为了工安的需求，避免制造的资源浪费现象，改善维修时必须开盘门并用电表量测，必须拆线、拆铜排、拆开关施工等不便，消除无论在制造时或日后维护上安全上、经济上的疑虑确实有必要。

一般最常见的典型施工误判就是，若误以为当断路器处在断路(OFF)的状态下，即可以在二次侧施工且必然安全，但其实不然，因为断路器在断路的状态下，在二次侧施工也可能会电死人。因为会有逆送电(逆相)的问题，或者在接地不良的情况下，二次侧有浮升电压，会造成感电事故。此种状况时有所闻，皆是因为没有一个良好的检示状态装置的判断依据，而造成维修人员的误判，甚而造成工安事故。依赖传统旧有的方式，设置盘面的指示与显示单元，就必须在断路器或者电磁开关彼此间做许多配线的工作，因此在设计与制造时必须花费许多的人力及材料资源。在制造完成后，无论是在品管检验上，或是未来的维修都很麻烦，必须依赖电表仪器、加上熟练的目测检验及经验判读才可处理，造成种种施工作业管理上的困扰。

综合上述原因，本发明提出一种通用性且简易安装，但操作容易、指示确实牢靠的一种装置，可以解决上述的问题，并可进一步满足客户各种状况需求不同。无论使用任何的断路器以及电磁开关皆可使用的装置，克服了不同厂家、不同规格、尺寸的问题，大大提升了用电的稳定性及经济性。

技术实现要素：

本发明的主要目的在提供一种开关接点状态检示装置与方法，其构造简单、安装方便、对开关接点状态的辨识功能精确。本发明且可以全方位适用在任何厂牌、规格、尺寸的电力开关，解决现有各种电力开关与其附件功能的需求。本发明进一步的目的是，使得开关接点实际状态能正确无误显示的装置变得简易可行，与施工或检修更具方便性。本发明提供了可替换性的开关接点状态检示装置，提升电气设备使用上的安全性与经济性。

为达到上述目的，本发明提供一种开关接点状态检示方法，是将电气开关一次侧与二次侧的电压信号，先经由电子控制电路组件量测再送进微处理器判读后显示。具体而言，该开关接点状态检示方法，包括：设置一电子控制电路组件在一装置内部；电性连接电子控制电路组件内的电子电路以及受检示的开关所属的一次侧与二次侧；将电子电路感测的信号送进微处理器；与使微处理器依据默认的动作状态逻辑进行判断，并将判断的讯号输出显示对应的结果。

本发明提供的开关接点状态检示装置，较佳的是包括了以下基本功能的设施至少其中之一：①各相电压指示功能、②电源指示功能、③欠相状态指示、④逆送电指示功能、⑤闭路(ON)、断路(OFF)、跳脱(Trip)指示功能；⑥接点熔接指示功能、⑦漏电状态显示、⑧过载状态显示、⑨相序状态指示、⑩事故状态指示功能等。上述功能设施可一同显示在一面板上，或者能够随意增减，并可扩充追加其他的功能设施。

为达到电源指示功能以及各相电压指示功能的要求，较佳的做法，可以将线路上对于要量测的开关电源侧各相电源，以及开关负载侧的各相电源电性连接于开关旁的一盒体，经由盒体内部电源转换电路，判读是否来电，并显示各相对地的电性，并显示于面板上，如此即可达到对于开关接点的各相电压显示以及电源显示的功能。

为达到欠相状态指示功能，较佳的做法，将开关电源侧以及负载侧的接点电性连接至本装置，若电源侧与负载侧非等电位，则可判读有欠相状态，此时微处理器输出的开关状态信号电性连接至显示面板，如此即可达到上述功能的要求。

为达到逆送电状态指示功能，较佳的做法，是将开关电源侧以及负载侧的接点电性连接至本装置，若电源侧没有电，但负载有电源，则可判读有逆送电的状态，此时微处理器输出的开关状态信号电性连接至显示面板，如此即可达到上述功能的要求。

为达到开关闭路(ON)状态指示功能，较佳的做法，是将开关电源侧以及负载侧的接点电性连接至本装置，若电源侧有电，负载侧也有电，则可判读有开关闭路状态。为达到开关断路状态或跳脱状态指示功能，将开关电源侧以及负载侧的接点电性连接至本装置，若电源侧有电，负载侧没有电，则可判读有开关为断路状态或者为跳脱的状态，此时可以在断路器外部或内部加装一断路辅助接点，如微动开关，即可分辨为断路或跳脱的状态，此时微处理器输出的开关状态信号电性连接至显示面板，如此即可达到上述功能的要求。

为达到开关接点熔接状态指示功能，较佳的做法，是将开关电源侧以及负载侧的接点电性连接至本装置，此时外加一分路跳脱线圈，当分路跳脱线圈作动时，开关二次负载侧若是与电源等电位，则即表示该开关接点有熔接现象。同理也可以用手动方式押住开关的跳脱按钮开关，由目测得知目前开关是否有接点熔接的现象，测试是否熔接必须在允许的情况下进行，如岁修或测试安全无虞，且系统不致于因测试造成损害。

为达到开关能够有漏电状态指示功能，较佳的做法，是可以在开关的二次负载侧，加上零相比流器或者漏电检测保护电驿以ΣI≠0时，即可了解得知线路开关的回路中是否有漏电的状态，此时微处理器输出的开关状态信号电性连接至显示面板，如此即可达到上述功能的要求。

为达到开关能够了解系统是否为过载的状态，较佳的做法，是可以利用系统上的电磁开关，利用电磁开关本身的积热过载电驿的接点来达到过载状态的指示状态功能，另一种实施方式为在电子电路的设计上，设有一设定回路以及一比较回路，得知是否在过载的现象，如此即可达到过载指示状态的功能。

同理为达到开关能够有相序状态的指示功能，较佳的做法，是可以在开关一次电源侧电性连接电子回路，内部内键有相序顺序检测装置，如此即可达到当系统回路中相序如果必须判读时，不须要再用仪器检测，并可确保系统回路的安全性。

为达到开关能够在事故状态具保护功能，较佳的做法，是可以在开发负载侧电性连接至电子回路，并且设定其事故值的比较回路，如此即可达到事故发生时的状态指示。若是非上述故障状态，且判读为Trip状态，则可确定为短路事故状态。

以上较佳的实施方式案例，为系统有电时的检测方法，若当系统没有电源输入时，本装置内建有备用电池组输入供电，因此可以在没有电源供应时，也能够做检测及简易测试的功能。

以上开关接点状态检示装置，能够有正常电源供应中，即可得知所有的状态功能，并且如果没有电源供应时，也可由内建电子回路以及内部或外加电池组来了解状态。本发明并且在盒体与指示状态显示面板间中间，也可提供以扁平电缆方式连接，以利状态显示面板可以在盘面或盘内指示，大大提升用电的质量。

附图说明

图1是本发明开关接点状态检示装置在断路器上的实施例外观示意图。

图2是本发明开关接点状态检示装置在断路器旁边的实施例外观示意图。

图3是本发明开关接点状态检示装置显示面板与本体连结的实施例外观示意图。

图4是本发明开关接点状态检示装置实施例的动作状态逻辑表。

图5是本发明开关接点状态检示装置实施例的动作顺序方块流程表。

图6是本发明开关接点状态检示装置实施例的电子电路的电路图。

图7是本发明开关接点状态检示装置实施例的内部装置示意图。

图8是本发明开关接点状态检示装置开关内部附分路跳脱及补助微动开关实施例示意图。

图中：

断路器10； 断路器电源侧11； 断路器负载侧12 ；跳脱按钮开关15；

把手16； 辅助微动开关17； 分路跳脱线圈18；

开关接点状态检示装置20 ； 端子21； 盒体22；

指拨开关(Dip sw) 23；

显示面板24； 干接点输出端子 25； 显示面板端子26；

盒体端子27 ； 扁平电缆28；

电子电路30 微处理器（CPU） 32

欠相指示灯41 逆相指示灯42ON指示灯43

OFF指示灯44 Trip指示灯45； 漏电指示灯46； 过载指示灯47 ；

短路指示灯48； 相序指示灯49； 熔接指示灯50 ；

电源指示灯51； R相指示灯52； S相指示灯53 ； T相指示灯54 ；

N相指示灯55； U相指示灯56； V相指示灯57； W相指示灯58；

G相指示灯59； 漏电保护电驿70； 积热保护电驿71；零相比流器72；

相序保护电驿80； 蓄电装置90；外部电源输入端子台91。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

依据本发明的开关接点状态检示装置20，所实施的装置较佳实施例，如图1所示，开关接点状态检示装置20固定在断路器10上方，盒体22内部设有电子电路30、微处理器32(请参阅图6），其断路器10的断路器电源侧11及断路器负载侧12的端子，分别与开关接点状态检示装置20的对应端子21电性连接到电子电路30。盒体22上方并有一指拨开关23，可依系统需求选择。此时，各点对地的电压值，可由电子电路30量测出来是否有电压值的存在。请参阅图6，各点对地是否有电压值的讯号电性连接到微处理器32，依图4默认的动作状态逻辑表，演算以得知开关接点的状态，其状态并由微处理器32输出到显示面板24控制对应指示灯号的亮灭。其状态并可电性连接至干接点输出端子25，以作为其他应用的输出接点。

如图2所示则为本发明的第二种实施例，若断路器10的侧边仍有空间，此时开关接点状态检示装置20可设计于断路器10的侧边。盒体22内部设有电子电路30、蓄电装置90、积热保护电驿71、漏电保护电驿70、相序保护电驿80及微处理器32(请参阅图7），其断路器10的断路器电源侧11及断路器负载侧12的端子，分别与开关接点状态检示装置20的对应端子21电性连接到电子电路30。盒体22上方并有一指拨开关23，可依系统需求选择。此时，各点对地的电压值，可由电子电路30量测出来是否有电压值的存在。请参阅图6，各点对地是否有电压值的讯号电性连接到微处理器32，依图4默认的动作状态逻辑表，演算以得知开关接点的状态，其状态并由微处理器32输出到显示面板24控制对应指示灯号的亮灭。其状态并可电性连接至干接点输出端子25，以作为其他应用的输出接点。开关接点状态检示装置20的代号及功能均相同于图1。

续参考图3，则为本发明的第三实施例，例如某些应用必须将开关接点状态检示于配电箱体表面时，此时开关接点状态检示装置20的显示面板24必须与盒体22采分离式的设计。显示面板24及盒体22各增设有信号连接端子座，为显示面板端子26及盒体端子27，显示面板端子26、盒体端子27以公母防呆方式设计，经由扁平电缆28进行信号的链接，以用于显示面板24可安装于所欲的对应位置。

如图4所示为本发明开关接点状态检示装置20系统电路的示意图及对应动作状态逻辑表。经由电子电路30量测，可得知一次侧及二次侧各相电压是否存在。所量测的各相电压是否存在的信号并送进微处理器32，经动作状态逻辑表得知开关接点的状态。例如第一列一次侧及二次侧各相皆有电压存在，其代表开关状态为ON。此时显示面板24的灯号计有电源指示灯51、ON指示灯43、R相指示灯 52、S 相指示灯53、T相指示灯 54、N相指示灯 55、U 相指示灯56、V相指示灯 57、W相指示灯 58、G 相指示灯59的灯亮起。而是否为熔接则可进一步于允许测试或岁修时判定(后叙)。

例如当上述各相电压进入电子电路30后，当一次电源侧11有电压而二次负载侧12各相电压有无电压现象，此时微处理器32输出信号至显示面板24，使欠相指示灯41亮。微处理器32所输出代表开关状态的信号，并连接到干接点输出端子座25，以作为其他应用的输出接点。

同理，当上述各相电压经电子电路30送进或微处理器32后，依动作状态逻辑表上的功能需求，当一次侧11没有电压而二次负载侧12有电压时，此时即可判读有逆送电的现象，微处理器32输出信号至显示面板24，使逆相指示灯42亮起。微处理器32所输出代表开关状态的信号，并连接到干接点输出端子座25，以作为其他应用的输出接点。

依据上述各相电压经电子电路30送进微处理器32后，依动作状态逻辑表上的功能需求，当一次电源侧11有电而二次负载侧12没有电源，此时有两种可能性，一为断路(OFF)的状态，一为跳脱(Trip)的状态。此时信号进入到内部微处理器32，若是在断路器10上更佳的方式，是有一种辅助微动开关17在断路器10内部位置，当OFF位置的辅助微动开关17(请参阅图8)有动作时，则代表目前是在OFF的状态。若不是，则表示目前是处在跳脱Trip的状态。此时微处理器32输出信号至显示面板24使OFF指示灯44亮或Trip指示灯45亮，微处理器32所输出代表开关状态的信号，并连接到干接点输出端子座25，以作为其他应用的输出接点。

如前述，当一次电源侧11及二次负载侧12的均有电压信号时表示开关状态信号为闭路(ON)或熔接。测试时可于断路器10内部设置分路跳脱线圈18(请参阅图8)，在断路器10跳脱无虞的前题下，微处理器32送出分路跳脱线圈18触发的控制信号使跳脱线圈动作，此时若二次负载侧12没有电压，则表示断路器10接点没有熔接，当二次负载侧12依然有电压源时，则代表断路器10接点已经有熔接的现象。若不增设跳脱线圈18，当然也可以依手动的方式按下断路器10上的跳脱按钮开关15，若按下跳脱按钮开关15，而ON指示灯43始终亮起，即表式为熔接状态，熔接指示灯50亮起。

依据本发明开关接点状态检示装置20的设计，可于一次电源侧11及二次负载侧12增设有零相比流器72(请参阅图6)，若一次电源侧11输入电流不等于二次侧12输出电流，亦即ΣI≠0时，如此即可了解判读是否有漏电的状况。此时微处理器32输出信号至显示面板24使漏电指示灯46亮起，微处理器32所输出代表开关状态的信号，并连接到干接点输出端子座25，以作为其他应用的输出接点。另一种实施方式为(请参阅图7)，若外部接有漏电保护电驿70装置，当发生漏电状态时，由漏电保护电驿70的接点信号输入到本装置20内部的微处理器32做判读，也可达到上述功能。

同理，依据本发明开关接点状态检示装置20的设计，若设计有积热保护电驿71装置(请参阅图7)，当过载时造成积热电驿71动作，由积热电驿71的接点信号输入到本装置20内部的微处理器32做判读表示过载(请参阅图6)。此时微处理器32输出信号至显示面板24使过载指示灯47亮起，微处理器32所输出代表开关状态的信号，并连接到干接点输出端子座25，以作为其他应用的输出接点。

依据本发明开关接点状态检示装置20的设计，若设计有相序保护电驿80(请参阅图7)，将其动作状态接点直接输入到本装置20，并经由内部微处理器32做判读，此时微处理器32输出开关状态信号至显示面板24使相序指示灯49亮起，微处理器32所输出代表开关状态的信号，并连接到干接点输出端子座25，以作为其他应用的输出接点。

依据本发明开关接点状态检示装置20的设计，当一次电源侧11及二次负载侧12的电压源输入，进入到内部微处理器32分析比较，若是非图4的动作状态逻辑表的开关状态，则表示为事故状态。此时微处理器32会发出一组信号至显示面板24上使短路指示灯48亮，微处理器32所输出代表开关状态的信号，并连接到干接点输出端子座25，以作为其他应用的输出接点。

以上所述的开关状态检示原理，主要判定核心为微处理器32，微处理器32的程序执行流程图详如图5所示。

本发明开关接点状态检示装置20的设计，原则上当电源侧有电源时，上述所做动作均会如期达成，外部电源经外部电源输入端子台91连接。但是当外部没有电源输入时，本开关接点状态检示装置20在功能上就无法使用，因此在本开关接点状态检示装置20内部并设有一组蓄电装置90，当外部电源失效时，亦可由蓄电装置90供电，使开关接点状态检示装置20正常运作，外观如图7所示。

综上所述，本发明开关接点状态检示装置，可安装各开关旁边，并有扁平电缆可连接至盘面，通过电子电路等外围量测开关一次侧及二次侧的各相序电压、电流、保护电驿等信号，并经微处理器依动作逻辑状态表判定开关状态，以显示于显示面板，并具备干接点输出端子，通过内部机械的结构以及内部控制组件，可以解决各种特殊需求的应用，具有产业的利用性。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。