專利名稱：自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器以及判斷和處理其故障的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器，特別是涉及一種能夠判斷和處理手柄折斷、
觸頭熔焊以及轉(zhuǎn)換開關(guān)內(nèi)部脫扣故障的自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器。本發(fā)明還涉及一種判斷和處理 自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器故障的方法。
背景技術(shù)：
自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器，又稱ATSE (Automatic Transfer SwitchingEquipment)，包括 一個或幾個轉(zhuǎn)換開關(guān)電器以及操作機構(gòu)。在重要的用電場所，ATSE用于檢測電路，并在一 個電源出現(xiàn)問題而不能繼續(xù)為負載設(shè)備正常供電時，切換到另一個電源，從而保證負載設(shè) 備的連續(xù)工作。然而，在使用過程中，ATSE在解決不同電源之間的切換問題的同時，其自身 也可能出現(xiàn)各種問題。例如當轉(zhuǎn)換開關(guān)的手柄折斷時，無法通過轉(zhuǎn)換開關(guān)的手柄來斷開轉(zhuǎn) 換開關(guān)，如果此時將常用電源切換到備用電源，則會使相互之間進行切換的兩個電源短路。 這極有可能會造成火災(zāi)或者造成負載設(shè)備的損壞。同樣，當轉(zhuǎn)換開關(guān)的觸頭熔焊時，盡管從 外觀上看手柄處于斷開位置，然而由于轉(zhuǎn)換開關(guān)內(nèi)部發(fā)生了熔焊現(xiàn)象，所以致使發(fā)生熔焊 的轉(zhuǎn)換開關(guān)實際上處于閉合狀態(tài)。如果此時將常用電源切換到備用電源將會產(chǎn)生與手柄折 斷相同的危險。此外，轉(zhuǎn)換開關(guān)可能因多次使用而致使其內(nèi)部觸頭不能扣合，故無法繼續(xù)繼 續(xù)使用，并最終影響其所屬的ATSE的作用的實現(xiàn)。因此，在發(fā)生脫扣故障的時候，往往希望 及時找到問題所在，并及時更換已經(jīng)失效的轉(zhuǎn)換開關(guān)。否則當備用電源也出現(xiàn)問題時，將無 法再次進行電源切換。 以往，本領(lǐng)域技術(shù)人員解決上述問題的方法通常為，例如為了避免可能因手柄折 斷和/或觸頭熔焊所造成的短路的危險，而在ATSE之外再連接數(shù)個熔斷器。這樣做的缺 點在于，增加了整個設(shè)備所占用的空間和安裝的復(fù)雜性，并提高了設(shè)備成本，同時由于無法 對例如手柄折斷、觸頭熔焊、轉(zhuǎn)換開關(guān)脫扣的故障原因和位置作出及時判斷，所以維修人員 需要耗費大量時間來尋找和排除故障，從而影響了生產(chǎn)、生活的正常進行，且增大了維修成 本。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的一個目的是提供一種自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器，特別是提供一種能
夠判斷和處理手柄折斷、觸頭熔焊以及轉(zhuǎn)換開關(guān)內(nèi)部脫扣故障的自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器。本發(fā)
明的另一個目的是提供一種判斷和處理自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器故障的方法。 為了實現(xiàn)前一個目的，自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器包括了常規(guī)ATSE的組成部分，即一個常
用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)、一個備用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)、一個操縱機構(gòu)、一個控制單元、一個信號處理單元、一
組常用電源輸入端子、一組備用電源輸入端子、一組輸出端子以及電源狀況信號采集單元。
其中常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)用于連接常用電源輸入端子和輸出端子，而備用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)用于連接
備用電源輸入端子和輸出端子。操縱機構(gòu)與常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)手柄和備用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)手柄機
械地接合，以使操縱機構(gòu)能夠正確地控制各個轉(zhuǎn)換開關(guān)手柄的位置。電源狀況信號采集單元設(shè)置在常用電源輸入端子和/或備用電源輸入端子上。此外，所述自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器還 包括有設(shè)置在所述輸出端子上的轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出信號采集單元，其用于采集輸出端子上的 電壓信號，并將采集到的電壓信號傳送到信號處理單元；轉(zhuǎn)換開關(guān)手柄位置信號采集單元， 其用于采集常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)手柄和/或備用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)手柄的位置信號，并將采集到的信 號傳送到信號處理單元。 根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，所述轉(zhuǎn)換開關(guān)手柄位置信號采集單元用于將位置信 號傳送到信號處理單元。信號處理單元對獲得的位置信號和來自轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出信號采集單 元的電壓信號進行分析。信號處理單元設(shè)置成，當所述常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)從閉合位置變化到 打開位置時，如果轉(zhuǎn)換開關(guān)處于斷開位置而轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出信號采集單元的電壓信號為零， 則認為無故障；如果轉(zhuǎn)換開關(guān)處于斷開位置而轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出信號采集單元的電壓信號不為 零，則認為發(fā)生了手柄折斷和/或觸頭熔焊故障。當信號處理單元認為存在手柄折斷和/ 或觸頭熔焊故障時，為了避免常用電源與備用電源短路，信號處理單元會向控制單元發(fā)出 信號停止操縱機構(gòu)，且不會閉合所述備用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)。 根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，所述轉(zhuǎn)換開關(guān)手柄位置信號采集單元用于將位置信
號傳送到信號處理單元，所述信號處理單元對所述位置信號與來自所述轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出信號
采集單元的電壓信號進行分析。信號處理單元設(shè)置成，當處于閉合位置的所述常用側(cè)轉(zhuǎn)換
開關(guān)脫扣時，如果轉(zhuǎn)換開關(guān)處于閉合位置而轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出信號采集單元的電壓信號不為
零，則認為無故障；如果轉(zhuǎn)換開關(guān)處于閉合位置而轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出信號采集單元的電壓信號
為零，則認為發(fā)生了轉(zhuǎn)換開關(guān)內(nèi)部脫扣故障。當信號處理單元認為存在轉(zhuǎn)換開關(guān)內(nèi)部脫扣
時，信號處理單元會向控制單元發(fā)出信號停止操縱機構(gòu)，且不會閉合所述備用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)。 根據(jù)本發(fā)明的又一實施方式，所述轉(zhuǎn)換開關(guān)手柄位置信號采集單元用于將位置信
號傳送到信號處理單元。信號處理單元對獲得的位置信號和來自轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出信號采集單
元的電壓信號進行分析。信號處理單元設(shè)置成，當所述常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)從閉合位置變化到
打開位置時，如果轉(zhuǎn)換開關(guān)處于斷開位置而轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出信號采集單元的電壓信號為零，
則認為無故障；如果轉(zhuǎn)換開關(guān)處于斷開位置而轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出信號采集單元的電壓信號不為
零，則認為發(fā)生了手柄折斷和/或觸頭熔焊故障；當處于閉合位置的所述常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)
脫扣時，如果轉(zhuǎn)換開關(guān)處于閉合位置而轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出信號采集單元的電壓信號不為零，則
認為無故障；如果轉(zhuǎn)換開關(guān)處于閉合位置而轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出信號采集單元的電壓信號為零，
則認為發(fā)生了轉(zhuǎn)換開關(guān)內(nèi)部脫扣故障。當信號處理單元認為存在手柄折斷和/或觸頭熔焊
時，為了避免常用電源與備用電源短路，信號處理單元會向控制單元發(fā)出信號停止操縱機
構(gòu)，且不會閉合所述備用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)。當信號處理單元認為存在轉(zhuǎn)換開關(guān)內(nèi)部脫扣時，信號
處理單元會向控制單元發(fā)出信號停止操縱機構(gòu)，且不會閉合所述備用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)。 優(yōu)選地，轉(zhuǎn)換開關(guān)手柄位置信號采集單元通過檢測操縱機構(gòu)所處的位置，來確定
與操縱機構(gòu)機械地接合的常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)和/或備用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)的手柄位置。 優(yōu)選地，本發(fā)明的各種實施方式中的所述轉(zhuǎn)換開關(guān)為微型斷路器(MCB)，但是本發(fā)
明還可使用塑殼斷路器等，任何可用的斷路器。 優(yōu)選地，本發(fā)明的各種實施方式中的所述轉(zhuǎn)換開關(guān)手柄位置信號采集單元為三個 位置傳感器，但是也可為任何可行的數(shù)量的位置傳感器。 優(yōu)選地，本發(fā)明的各種實施方式中的所述位置傳感器為光電耦合傳感器，但也可為其它適合類型的位置傳感器。 優(yōu)選地，本發(fā)明的各種實施方式中的所述自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器還包括一個報警裝 置，用于在所述自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器發(fā)生故障時報警。 為了實現(xiàn)本發(fā)明的后一個目的，本發(fā)明提供了一種判斷和處理自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器 故障的方法。 根據(jù)本發(fā)明的又一實施方式，所述方法包括以下步驟 在輸出端子上采集電壓信號，并采集轉(zhuǎn)換開關(guān)手柄的位置信號； 信號處理單元分別接收來自所述輸出端子上的電壓信號和來自所述轉(zhuǎn)換開關(guān)手
柄位置信號采集單元的位置信號； 分析所述電壓信號和所述位置信號，如果常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)位于斷開位置而輸出端 子上存在電壓信號，則存在手柄折斷和/或觸頭熔焊故障，如果常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)處于斷開 位置而輸出端子上不存在電壓信號，則無故障。 優(yōu)選地，在分析所述電壓信號和所述位置信號的所述步驟之后，還包括停止操縱 機構(gòu)且不會閉合所述備用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)的步驟。 優(yōu)選地，停止操縱機構(gòu)且不會閉合所述備用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)的所述步驟之后，還包括 報警的步驟。 根據(jù)本發(fā)明的又一實施方式，一種判斷和處理自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器的故障的方法， 包括以下步驟 在輸出端子上采集電壓信號，并采集轉(zhuǎn)換開關(guān)手柄的位置信號； 信號處理單元分別接收來自所述輸出端子上的電壓信號和來自所述轉(zhuǎn)換開關(guān)手
柄位置信號采集單元的位置信號； 分析所述電壓信號和所述位置信號，如果常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)處于斷開位置而輸出端 子上不存在電壓信號，則存在常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)內(nèi)部脫扣故障，如果常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)處于斷 開位置而輸出端子上存在電壓信號，則無故障。 優(yōu)選地，在分析所述電壓信號和所述位置信號的所述步驟之后，還包括停止操縱 機構(gòu)且不會閉合所述備用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)的步驟。 優(yōu)選地，停止操縱機構(gòu)且不會閉合所述備用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)的所述步驟之后，還包括 報警的步驟。 根據(jù)本發(fā)明的又一實施方式，一種判斷和處理自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器的故障的方法， 包括以下步驟 在輸出端子上采集電壓信號，并采集轉(zhuǎn)換開關(guān)手柄的位置信號； 信號處理單元分別接收來自所述輸出端子上的電壓信號和來自所述轉(zhuǎn)換開關(guān)手
柄位置信號采集單元的位置信號； 分析所述電壓信號和所述位置信號，如果常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)處于斷開位置而輸出端 子上存在電壓信號，則存在手柄折斷和/或觸頭熔焊故障，如果常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)處于斷開 位置而輸出端子上不存在電壓信號，則無故障；如果常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)處于閉合位置而輸出 端子上不存在電壓信號，則存在常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)內(nèi)部脫扣故障，如果常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)處于 閉合位置而輸出端子上存在電壓信號，則無故障。 優(yōu)選地，當分析所述電壓信號和所述位置信號的所述步驟之后，還包括停止操縱機構(gòu)且不會閉合所述備用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)的步驟。 優(yōu)選地，停止操縱機構(gòu)且不會閉合所述備用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)的所述步驟之后，還包括 報警的步驟。 本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在一些情況下，本發(fā)明中的備用側(cè)也可以作為常用側(cè)來 使用，而常用側(cè)也可以作為備用側(cè)來使用。 從上述方案中可以看出，由于本發(fā)明避免了常用電源與備用電源短路，并可對故 障進行報警，所以有利于保護生產(chǎn)、生活的安全，并節(jié)省了時間，降低了成本。


圖1為本發(fā)明的自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器的主視圖；
圖2為沿圖1中的A-A獲得的剖視圖； 圖3為拆除了前部面板的圖1的自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器的主視圖； 圖4a、4b以及4c分別顯示了處于常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)閉合/備用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)斷開位
置、中間位置以及常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)斷開/備用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)閉合位置的操縱機構(gòu)和底盤； 圖5為本發(fā)明的自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器的功能結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為本發(fā)明的自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
為了使本發(fā)明的目的更加清楚，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步 的詳細說明。 圖l顯示了本發(fā)明的自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器的主視圖。其中，常用電源所在的一側(cè)以 字母N表示，備用電源所在的一側(cè)以字母B表示。盡管在本實施方式中，常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)1 和備用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)3為微型斷路器，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解所述轉(zhuǎn)換開關(guān)1和3也可 為其它類型的斷路器，例如塑殼斷路器等。在使用過程中，所述轉(zhuǎn)換開關(guān)1和3的上部分別 與底盤6上的一組常用電源輸入端子和一組備用電源輸入端子連接。常用電源輸入端子和 備用電源輸入端子按照標記(即Ll、 L2、 L3、 N)所示分別連接到三相常用電源和備用電源 的三個相線和零線。常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)1和備用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)3的下部連接到相同的一組輸出 端子。常用電源輸入端子和備用電源輸入端子的各個端子上均裝有電源狀況信號采集單元 11 (如圖5所示)。在各個輸出端子上均裝有轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出信號采集單元12 (如圖5所示)。 圖1還顯示了殼的面板41。殼內(nèi)包括了操縱機構(gòu)2(如圖4a、4b、4c)和電路板71、72以及 73。如圖l所示，操縱機構(gòu)2在常用側(cè)和備用側(cè)分別有兩個桿暴露在殼外。信號處理單元 13 (如圖5所示)、控制單元14(如圖5所示)以及報警器10 (如圖5所示)用集成電路板 構(gòu)成。此外，在殼的面板41上， 一個指示器標明了 N、F、B三個位置，其中位置N表示常用電 源閉合/備用電源斷開，位置B表示備用電源閉合/常用電源斷開，而中間位置F表示兩個 電源均斷開。 圖2顯示了沿圖1的A-A獲得的剖視圖。其中，殼的主體42和電動機23固定在 底盤6上，殼的面板41蓋在殼的主體42上。轉(zhuǎn)盤24與電動機23的軸固定在一起。電路 板71包含有報警器10，且在電路板71上安裝有報警燈和/或報警笛，所述報警燈和/或報 警笛的類型和數(shù)量可根據(jù)不同的實際需要而變化。電路板72包含有信號處理單元13，主要用于分析和處理信號，所述信號包括來自設(shè)置在常用電源輸入端子和備用電源輸入端子上 的電源狀況信號采集單元11的信號、來自設(shè)置在輸出端子上的開關(guān)輸出信號采集單元12 的信號以及來自設(shè)置在操縱機構(gòu)2上的轉(zhuǎn)換開關(guān)手柄位置信號采集單元5的信號。電路板 73包含有控制單元14，控制單元14用于控制電動機23的轉(zhuǎn)動以及報警器10的報警?？?制單元14可以控制電動機23旋轉(zhuǎn)，以使操縱機構(gòu)2從圖4a中的常用電源位置經(jīng)過圖4b 的中間位置，然后變化到圖4c的備用電源位置，或者從備用電源位置經(jīng)過中間位置變化到 常用電源位置。此外，轉(zhuǎn)盤24插入光耦板53中，轉(zhuǎn)盤24在旋轉(zhuǎn)過程中經(jīng)過光耦板53中的 縫隙，并在轉(zhuǎn)盤24的半圓形圓周的中央部分具有缺口 25 (如圖4a、4b和4c所示)。當操縱 機構(gòu)處于中間位置時，即光耦板53中的光可以穿過所述轉(zhuǎn)盤24上的缺口 25時，光耦板53 會向信號處理單元發(fā)出相應(yīng)的位置信號。 圖3顯示了用于確定操縱機構(gòu)2所處位置的光耦板51、52和53的位置，光耦板 51、52的工作原理與光耦板53的工作原理類似。操縱機構(gòu)2包括常用側(cè)叉狀件21、備用側(cè) 叉狀件22以及轉(zhuǎn)盤24，所述叉狀件21和叉狀件22的朝外的兩根桿暴露在殼外，且所述兩 根桿之間分別容納有轉(zhuǎn)換開關(guān)1和轉(zhuǎn)換開關(guān)3的手柄。叉狀件21和叉狀件22各有兩個平 行開口 ，所述每一叉狀件的兩個平行開口中容納有三個定位銷26，使得叉狀件21、22只能 沿對稱軸B的軸向運動。轉(zhuǎn)盤24在其最遠的兩個端部各有一個銷27，且每一個銷27都插 入到與該銷27所對應(yīng)的叉狀件21和叉狀件22上的凹槽中，以在電動機23轉(zhuǎn)動的同時推 動叉狀件21或叉狀件22向上或向下運動，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)換開關(guān)1和/或轉(zhuǎn)換開關(guān)3的閉合。 光耦板51用于判斷叉狀件21的位置，光耦板52用于判斷叉狀件22的位置。當光耦板51 被叉狀件21遮蔽，光耦板53被轉(zhuǎn)盤24遮蔽，而光耦板52未被遮蔽時，則認為常用側(cè)轉(zhuǎn)換 開關(guān)處于閉合位置而備用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)處于斷開位置；當光耦板52被叉狀件22遮蔽，光耦板 53被轉(zhuǎn)盤24遮蔽，而光耦板51未被遮蔽時，則認為常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)處于斷開位置而備用側(cè) 轉(zhuǎn)換開關(guān)處于閉合位置；當光耦板51、52分別被叉狀件21、22遮蔽，而光耦板53未被遮蔽 時，則認為操縱機構(gòu)處于中間位置，即常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)和備用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)都處于斷開位置。
圖4a、4b以及4c分別顯示了處于常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)閉合/備用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)斷開位 置、中間位置以及常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)斷開/備用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)閉合位置的操縱機構(gòu)和底盤。
圖5為本發(fā)明的功能結(jié)構(gòu)示意圖。其中信號輸入部分8由電源狀況信號采集單元 11、轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出信號采集單元12以及轉(zhuǎn)換開關(guān)手柄位置信號采集單元5組成，且單元11、 單元12和單元5都將各自的信號交由信號處理單元13處理。信號處理單元13由電子器 件組成，并設(shè)置成能夠?qū)Ω鞣N信號進行處理，且將進一步處理的信號傳送給控制單元14，由 控制單元14根據(jù)其所接收到的信號來控制操縱機構(gòu)2和報警器10。信號處理單元13和控 制單元14組成處理和控制部分15。操縱機構(gòu)2和報警器10組成信號輸出部分9。
圖6為本發(fā)明的信號和控制示意圖。其中NI表示常用電源狀況信號、N0表示常 用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出信號、BI表示備用電源狀況信號、BO表示備用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出信號。處 理和控制部分15分別控制報警器10和操縱機構(gòu)2。操縱機構(gòu)2對常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)1和備 用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)3進行控制。 根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式，輸出端子上的轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出信號采集單元12發(fā)出 電壓信號，而轉(zhuǎn)換開關(guān)手柄位置信號采集單元5發(fā)出位置信號；信號處理單元13分別接收 所述電壓信號和所述位置信號；信號處理單元13對所述電壓信號和所述位置信號進行分析，并判斷常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)的位置和/或備用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)的位置。信號處理單元13還進一 步判斷是否存在手柄折斷和/或觸頭熔焊和轉(zhuǎn)換開關(guān)內(nèi)部脫扣故障，在處于閉合位置的所 述常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)脫扣時，如果常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)處于閉合位置，而轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出信號采集 單元12的電壓信號為零，則認為存在常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)內(nèi)部脫扣故障；如果常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān) 處于閉合位置，而轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出信號采集單元12的電壓信號不為零，則認為無故障；在所 述常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)從閉合位置變化到打開位置時，如果常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)處于斷開位置，而 轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出信號采集單元12的電壓信號為零，則認為無故障；如果常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)處于 斷開位置，而轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出信號采集單元12的電壓信號不為零，則認為存在手柄折斷和/ 或觸頭熔焊故障。 當信號處理單元13認為存在手柄折斷和/或觸頭熔焊故障時，信號處理單元13 會向控制單元14發(fā)出信號?？刂茊卧?4在收到所述信號后，將會停止操縱機構(gòu)2，以避免 常用電源與備用電源短路。當信號處理單元認為存在轉(zhuǎn)換開關(guān)內(nèi)部脫扣時，控制單元14也 將停止操縱機構(gòu)2。 另夕卜，當存在故障時，信號處理單元13還會向控制單元14發(fā)出信號，控制單元14 在收到所述信號后，將會控制報警器10報警。 本發(fā)明的第二實施方式的自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器具有與第一實施方式完全相同的機 械結(jié)構(gòu)和電路結(jié)構(gòu)。其不同之處僅在于，本發(fā)明的第二實施方式中的信號處理單元13僅對 手柄折斷和/或觸頭熔焊故障進行分析和處理，即在所述常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)從閉合位置變化 到打開位置時，如果常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)處于斷開位置，而轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出信號采集單元12的電 壓信號為零，則認為無故障；如果常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)處于斷開位置，而轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出信號采集 單元12的電壓信號不為零，則認為存在手柄折斷和/或觸頭熔焊故障。
當信號處理單元13認為存在轉(zhuǎn)換開關(guān)內(nèi)部脫扣故障時，信號處理單元13會向控 制單元14發(fā)出信號?？刂茊卧?4在收到所述信號后，將會停止操縱機構(gòu)2，以避免常用電 源與備用電源短路。 另夕卜，當存在故障時，信號處理單元13還會向控制單元14發(fā)出信號，控制單元14 在收到所述信號后，將會控制報警器10報警。 本發(fā)明的第三實施方式的自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器具有與第一實施方式完全相同的機 械結(jié)構(gòu)和電路結(jié)構(gòu)。其不同之處僅在于，本發(fā)明的第三實施方式的信號處理單元13僅對內(nèi) 部脫口故障進行分析和處理，即在處于閉合位置的所述常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)脫扣時，如果常用 側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)處于閉合位置，而轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出信號采集單元12的電壓信號為零，則認為存在 轉(zhuǎn)換開關(guān)內(nèi)部脫扣故障；如果光耦板如果常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)處于閉合位置，而轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出 信號采集單元12的電壓信號不為零，則認為無故障。 當信號處理單元13認為存在手柄折斷和/或觸頭熔焊故障時，信號處理單元13 會向控制單元14發(fā)出信號?？刂茊卧?4在收到所述信號后，將會停止操縱機構(gòu)2，以避免 常用電源與備用電源短路。當信號處理單元認為存在轉(zhuǎn)換開關(guān)內(nèi)部脫扣時，控制單元14也 將停止操縱機構(gòu)2。 另夕卜，當存在故障時，信號處理單元13還會向控制單元14發(fā)出信號，控制單元14 在收到所述信號后，將會控制報警器10報警。 根據(jù)本發(fā)明的第四實施方式，自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器故障的判斷和處理方法包括以下步驟 (A)輸出端子上的轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出信號采集單元12發(fā)出電壓信號，而轉(zhuǎn)換開關(guān)手柄 位置信號采集單元5發(fā)出位置信號； (B)信號處理單元13分別接收所述電壓信號和所述位置信號；
(C)信號處理單元13對所述電壓信號和所述位置信號進行分析，并判斷常用側(cè)轉(zhuǎn) 換開關(guān)的位置和/或備用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)的位置。信號處理單元13還進一步判斷是否存在手 柄折斷和/或觸頭熔焊以及轉(zhuǎn)換開關(guān)內(nèi)部脫扣故障，在處于閉合位置的所述常用側(cè)轉(zhuǎn)換開 關(guān)發(fā)生脫扣時，如果常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)處于閉合位置，而轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出信號采集單元12的電 壓信號為零，則認為存在轉(zhuǎn)換開關(guān)內(nèi)部脫扣故障，如果常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)處于閉合位置，而轉(zhuǎn) 換開關(guān)輸出信號采集單元12的電壓信號不為零，則認為無故障；在所述常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)從 閉合位置變化到斷開位置時，如果常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)處于斷開位置，而轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出信號采 集單元12的電壓信號為零，則認為無故障；如果常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)處于斷開位置，而轉(zhuǎn)換開 關(guān)輸出信號采集單元12的電壓信號不為零，則認為存在手柄折斷和/或觸頭熔焊故障；
(D)當信號處理單元13認為存在手柄折斷和/或觸頭熔焊故障時，信號處理單元 13會向控制單元14發(fā)出信號?？刂茊卧?4在收到所述信號后，將會停止操縱機構(gòu)2，以避 免常用電源與備用電源短路。當信號處理單元認為存在轉(zhuǎn)換開關(guān)內(nèi)部脫扣時，控制單元14 也將停止操縱機構(gòu)2。 (E)另外，當存在故障時，信號處理單元13還會向控制單元14發(fā)出信號，控制單元 14在收到所述信號后，將會控制報警器10報警。 本發(fā)明的第五實施方式，自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器故障的判斷和處理方法包括以下步 驟 (A)輸出端子上的轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出信號采集單元12發(fā)出電壓信號，而轉(zhuǎn)換開關(guān)手柄 位置信號采集單元5發(fā)出位置信號； (B)信號處理單元13分別接收所述電壓信號和所述位置信號；
(C)信號處理單元13對所述電壓信號和所述位置信號進行分析，并判斷常用側(cè)轉(zhuǎn) 換開關(guān)的位置和/或備用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)的位置。信號處理單元13還進一步判斷是否存在手 柄折斷和/或觸頭熔焊故障，在所述常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)從閉合位置變化到打開位置時，如果 常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)處于斷開位置，而轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出信號采集單元12的電壓信號為零，則認為 無故障；如果常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)處于斷開位置，而轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出信號采集單元12的電壓信號 不為零，則認為存在手柄折斷和/或觸頭熔焊故障； (D)當信號處理單元13認為存在手柄折斷和/或觸頭熔焊故障時，信號處理單元 13會向控制單元14發(fā)出信號?？刂茊卧?4在收到所述信號后，將會停止操縱機構(gòu)2，以避 免常用電源與備用電源短路。 (E)另外，當存在故障時，信號處理單元13還會向控制單元14發(fā)出信號，控制單元 14在收到所述信號后，將會控制報警器10報警。 根據(jù)本發(fā)明的第六實施方式，自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器故障的判斷和處理方法包括以下 步驟 (A)輸出端子上的轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出信號采集單元12發(fā)出電壓信號，而轉(zhuǎn)換開關(guān)手柄 位置信號采集單元5發(fā)出位置信號；
(B)信號處理單元13分別接收所述電壓信號和所述位置信號； (C)信號處理單元13對所述電壓信號和所述位置信號進行分析，并判斷常用側(cè)轉(zhuǎn)
換開關(guān)的位置和/或備用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)的位置。信號處理單元13還進一步判斷是否存在轉(zhuǎn)
換開關(guān)內(nèi)部脫扣故障，在處于閉合位置的所述常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)脫扣時，如果常用側(cè)轉(zhuǎn)換開
關(guān)處于閉合位置，而轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出信號采集單元12的電壓信號為零，則認為存在轉(zhuǎn)換開關(guān)
內(nèi)部脫扣故障；如果常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)處于閉合位置，而轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出信號采集單元12的電
壓信號不為零，則認為無故障 (D)當信號處理單元13認為存在轉(zhuǎn)換開關(guān)內(nèi)部脫扣故障時，信號處理單元13會向 控制單元14發(fā)出信號?？刂茊卧?4在收到所述信號后，將會停止操縱機構(gòu)2。
(E)另外，當存在故障時，信號處理單元13還會向控制單元14發(fā)出信號，控制單元 14在收到所述信號后，將會控制報警器10報警。 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施方式而已，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在一些情況 下，本發(fā)明中的備用側(cè)也可以作為常用側(cè)來使用，而常用側(cè)也可以作為備用側(cè)來使用。本發(fā) 明的各種實施方式不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等 同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器，包括一個常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)、一個備用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)、一個操縱機構(gòu)、一個控制單元、一個信號處理單元、一組常用電源輸入端子、一組備用電源輸入端子、一組輸出端子以及電源狀況信號采集單元，所述常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)連接所述常用電源輸入端子和所述輸出端子，所述備用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)連接所述備用電源輸入端子和所述輸出端子，所述操縱機構(gòu)與所述常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)手柄和所述備用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)手柄機械地接合，以使所述操縱機構(gòu)能夠正確地控制各個所述轉(zhuǎn)換開關(guān)手柄的位置，所述電源狀況信號采集單元設(shè)置在所述常用一組電源輸入端子和/或所述一組備用電源輸入端子上，其特征在于，所述自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器還包括轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出信號采集單元，設(shè)置在所述一組輸出端子上，用于采集所述一組輸出端子上的信號，并將采集到的信號傳送到所述信號處理單元；轉(zhuǎn)換開關(guān)手柄位置信號采集單元，用于采集所述常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)手柄和/或所述備用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)手柄的位置信號，并將采集到的信號傳送到所述信號處理單元。
2 如權(quán)利要求1所述的自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器，其特征在于，所述信號處理單元設(shè)置成，能 夠在所述常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)從閉合位置變化到打開位置時，對來自所述轉(zhuǎn)換開關(guān)手柄位置信 號采集單元的位置信號和來自所述轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出信號采集單元的電壓信號進行分析，從而 能夠判斷所述常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)和/或所述備用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)是否存在手柄折斷和/或觸頭熔 焊故障，當存在所述故障時，所述控制單元將停止所述操縱機構(gòu)，且不會閉合所述備用側(cè)轉(zhuǎn) 換開關(guān)。
3. 如權(quán)利要求1所述的自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器，其特征在于，所述信號處理單元設(shè)置成，能 夠在處于閉合位置的所述常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)脫扣時，對來自所述轉(zhuǎn)換開關(guān)手柄位置信號采集 單元的位置信號和來自所述轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出信號采集單元的電壓信號進行分析，從而能夠判 斷所述常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)和/或所述備用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)是否存在內(nèi)部脫扣故障，當存在所述故 障時，所述控制單元將停止所述操縱機構(gòu)，且不會閉合所述備用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)。
4. 如權(quán)利要求2所述的自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器，其特征在于，所述信號處理單元還設(shè)置成， 能夠在處于閉合位置的所述常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)脫扣時，判斷所述常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)和/或所述 備用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)是否存在內(nèi)部脫扣故障，當存在所述故障時，所述控制單元將停止所述操 縱機構(gòu)，且不會閉合所述備用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)。
5. 如上述權(quán)利要求的任一項所述的自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電路，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換開關(guān)手 柄位置信號采集單元通過采集所述操縱機構(gòu)的位置信號，來采集與所述操縱機構(gòu)機械地接 合的所述常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)的位置信號和/或所述備用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)的位置信號。
6 如權(quán)利要求5所述的自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換開關(guān)手柄位置信號 采集單元為三個位置傳感器。
7. 如權(quán)利要求6所述的自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器，其特征在于，所述位置傳感器為光電耦合 傳感器。
8. 如權(quán)利要求7所述的自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器，其特征在于，所述自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器還包 括一個報警器，所述報警器用于在所述自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器發(fā)生故障時報警。
9. 一種判斷和處理自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器故障的方法，其使用權(quán)利要求1或2所述的自動 開關(guān)轉(zhuǎn)換電器，所述方法包括以下步驟(A)在輸出端子上采集電壓信號，并采集轉(zhuǎn)換開關(guān)手柄的位置信號；(B) 信號處理單元分別接收來自所述輸出端子上的電壓信號和來自轉(zhuǎn)換開關(guān)手柄位置 信號采集單元的位置信號；(C) 分析所述電壓信號和所述位置信號，在所述常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)從閉合位置變化到打 開位置時，如果所述常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)處于斷開位置，而所述輸出端子上存在電壓信號，則存 在手柄折斷和/或觸頭熔焊故障，如果所述常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)處于斷開位置而所述輸出端子 上不存在電壓信號，則無故障。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，在所述步驟(C)之后，還包括(D) 停止操縱機構(gòu)且不會閉合所述備用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)的步驟。
11. 如權(quán)利要求9或10所述的方法，其特征在于，在所述步驟(D)之后，還包括報警的 步驟。
12. —種判斷和處理自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器故障的方法，其使用權(quán)利要求1或3所述的自動 開關(guān)轉(zhuǎn)換電器，所述方法包括以下步驟(A) 在輸出端子上采集電壓信號，并用采集轉(zhuǎn)換開關(guān)手柄的位置信號；(B) 信號處理單元分別接收所述輸出端子上的電壓信號和來自轉(zhuǎn)換開關(guān)手柄位置信號 采集單元的位置信號；(C) 分析所述電壓信號和所述位置信號，在處于閉合位置的所述常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)發(fā)生 脫扣時，如果所述常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)處于閉合位置而所述輸出端子上不存在電壓信號，則存 在所述常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)內(nèi)部脫扣故障，如果所述常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)處于閉合位置而所述輸出 端子上存在電壓信號，則無故障。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，在所述步驟(C)之后，還包括(D) 停止操縱機構(gòu)且不會閉合所述備用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)的步驟。
14. 如權(quán)利要求12或13所述的方法，其特征在于，在所述步驟(D)之后，還包括報警的 步驟。
15. —種判斷和處理自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器故障的方法，其使用權(quán)利要求1或4所述的自動 開關(guān)轉(zhuǎn)換電器，所述方法包括以下步驟(A) 在輸出端子上采集電壓信號，并用采集轉(zhuǎn)換開關(guān)手柄的位置信號；(B) 信號處理單元分別接收所述輸出端子上的電壓信號和來自轉(zhuǎn)換開關(guān)手柄位置信號 采集單元的位置信號；(C) 分析所述電壓信號和所述位置信號，在所述常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)從閉合位置變化到打開位置時，如果所述常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)處于斷開位置而所述輸出端子上存在電壓信號，則存在手柄折斷和/或觸頭熔焊故障，如果所述常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)處于斷開位置而所述輸出端子 上不存在電壓信號，則無故障；在處于閉合位置的所述常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)發(fā)生脫扣時，如果所述常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)處于閉合位置而所述輸出端子上不存在電壓信號，則存在所述常用側(cè)轉(zhuǎn) 換開關(guān)內(nèi)部脫扣故障，如果所述常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)處于閉合位置而所述輸出端子上存在電壓 信號，則無故障。
16. 如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，在所述步驟(C)之后，還包括(D) 停止操縱機構(gòu)且不會閉合所述備用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)的步驟。
17. 如權(quán)利要求15或16所述的方法，其特征在于，在所述步驟(D)之后，還包括報警的 步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器，特別是涉及一種能夠判斷和處理手柄折斷、觸頭熔焊以及轉(zhuǎn)換開關(guān)內(nèi)部脫扣故障的自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器。本發(fā)明還涉及一種判斷和處理自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器故障的方法。一種自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器，包括一個常用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)、一個備用側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)、一個操縱機構(gòu)、一個控制單元、一個信號處理單元、一組常用電源輸入端子、一組備用電源輸入端子、一組輸出端子、電源狀況信號采集單元、轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出信號采集單元以及轉(zhuǎn)換開關(guān)手柄位置信號采集單元。
文檔編號H01H3/08GK101783252SQ200910000199
公開日2010年7月21日 申請日期2009年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月16日
發(fā)明者包章堯, 吳宏峰, 柴愛軍, 熊濤 申請人:西門子公司