專利名稱：電力開關(guān)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力開關(guān)設(shè)備，例如氣體絕緣開關(guān)設(shè)備，并且本發(fā)明
尤其涉及一種具有由ic標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)的動作監(jiān)測功能的電力開關(guān)設(shè)備，該IC
標(biāo)簽具有傳感器，用于檢測和監(jiān)測開關(guān)動作的狀態(tài)。
背景技術(shù)：
通常，用作電力開關(guān)的斷路器在其操作機(jī)構(gòu)部分處設(shè)置了輔助開關(guān)， 以便顯示斷開截面的開關(guān)動作狀態(tài)或測量其斷開截面的開關(guān)動作時(shí)間。該
輔助開關(guān)包括與斷路器的操作機(jī)構(gòu)的開關(guān)動作協(xié)調(diào)開關(guān)的a觸點(diǎn)和b觸點(diǎn)。
然而，由于輔助開關(guān)是由機(jī)械的a觸點(diǎn)和b觸點(diǎn)驅(qū)動的，因此動作有 時(shí)會不穩(wěn)定，這是由于以下原因造成的觸點(diǎn)的磨損、粘附到觸點(diǎn)的異物、 以及開關(guān)動作累積時(shí)間的增加。
于是，近年來，作為常規(guī)輔助開關(guān)的替代，已經(jīng)使用了無觸點(diǎn)接近型 傳感器來檢測斷路器的開關(guān)動作狀態(tài)。作為這樣一種傳感器，例如，存在 一種利用高頻振蕩的傳感器。
圖8是一幅縱向截面圖，該縱向截面圖示出了具有動作監(jiān)測功能并包 括利用高頻振蕩的傳感器的常規(guī)電力開關(guān)(吹氣型氣體斷路器ioo)的示例。
如圖8所示，該常規(guī)吹氣型氣體斷路器100具有位于密閉外殼102中 的主體，在密閉外殼102中，密封了諸如SFe氣體之類的絕緣氣體，將作為 開關(guān)部的固定電極103和可動電極104以相對可移動的方式布置在密閉外 殼102中，并在可動電極104的一側(cè)上另外形成吹氣機(jī)構(gòu)105。此外，如此 配置這種吹氣型氣體斷路器100，使得在這兩個(gè)電極103和104發(fā)生開關(guān)動 作時(shí)，向兩個(gè)電極103與104之間產(chǎn)生的電弧噴射由吹氣機(jī)構(gòu)105壓縮的 絕緣氣體，以便使電弧熄滅。
吹氣型氣體斷路器100的可動電極104的開關(guān)動作是由操作機(jī)構(gòu)108 的操作活塞109的上下動作執(zhí)行的，該操作機(jī)構(gòu)108通過絕緣桿106和操作桿107連接到電極104，作為開關(guān)操作部。亦即，通過打開包括蓄能器 110和油泵111的液壓系統(tǒng)的拉出閥112，操作機(jī)構(gòu)108的操作活塞109向 下移動，從而將可動電極104從固定電極103中拉出，而通過打開拉入閥 113，活塞109向上移動，從而將可動電極104拉入固定電極103中。
此外，在該吹氣型氣體斷路器100中，在操作機(jī)構(gòu)108中提供用于檢 測開關(guān)動作狀態(tài)的動作監(jiān)測單元114。該動作監(jiān)測單元114包括監(jiān)測外殼 115，該監(jiān)測外殼115圍繞操作桿107的一部分；位置檢測器116，該位置 檢測器116在監(jiān)測外殼115中以固定方式提供給操作桿107的活動部；提 供給監(jiān)測外殼115的兩個(gè)傳感器117a和117b，該兩個(gè)傳感器117a和117b 穿過外殼115的側(cè)壁并面向位置檢測器116;以及固定到監(jiān)測外殼115的外 表面的傳感器附著板118，并且傳感器117a和U7b附著到該傳感器附著板 118上。在這種情況下，例如，位置檢測器116由連接所述操作桿107和所 述操作活塞109的活塞桿的金屬法蘭來制造。
此外，兩個(gè)傳感器117a和117b具有位置檢測功能，以便利用高頻振 蕩來檢測位置檢測器116的位置。亦即，利用高頻振蕩的兩個(gè)傳感器117a 和117b利用了如下事實(shí)，gp,如果作為檢測目標(biāo)的金屬接近了對接近行為 敏感的振蕩線圈，則由于自感變化和傳感器電路的損耗變化，線圈的振蕩 會停止，并且將傳感器構(gòu)造為對位置檢測器116的接近敏感，從而能夠檢 測檢測器的位置。當(dāng)吹氣型氣體斷路器100的可動電極104和連接到該斷 路器100的操作桿107處于打開或閉合狀態(tài)時(shí)，傳感器U7a和117b被配 置為對提供給操作桿107的位置檢測器116的打開或閉合位置進(jìn)行檢測， 以產(chǎn)生打開或閉合位置信號。
此外，通常傳感器117a和117b的輸出被配置為通過諸如雙絞線之類 的電纜U9a和119b發(fā)送到繼電器板或測量部等(未示出)中存儲的傳感 器接收機(jī)。
上述常規(guī)電力開關(guān)的動作監(jiān)測單元的傳感器H7a和117b的輸出信號 是打開位置信號和閉合位置信號。對于向外界顯示打開狀態(tài)和閉合狀態(tài)中 的任一種狀態(tài)而言，它們是非常有效的。相反，在通過觀察開關(guān)動作的中 途狀態(tài)來診斷開關(guān)時(shí)，僅能夠觀察到從打開狀態(tài)變化到閉合狀態(tài)的時(shí)間或 從閉合狀態(tài)變化到打開狀態(tài)的時(shí)間。由于僅在這些時(shí)間的測量中有開關(guān)動作的波動，因此不能通過僅僅一個(gè)開關(guān)動作所需的時(shí)間來診斷開關(guān)，必須 觀察多次幵關(guān)動作所需時(shí)間的趨勢。
為了測量這種趨勢，如果不僅測量開關(guān)動作的時(shí)間，而且還測量動作
的經(jīng)過時(shí)間(past time)與位置之間的關(guān)系(行程曲線)，則即使在動作 中途發(fā)生諸如延遲等問題，也可以立即確定趨勢。然而，為了測量行程曲 線，需要在操作桿107附近布置繞組、電阻器等并事先施加電壓，以便確 定電壓與位置之間的相互關(guān)系。在這種結(jié)構(gòu)中，如果將電極附著到操作桿 107以接觸繞組或電阻器，可以觀察到由附著到操作桿107的電極測量的電 壓(位置)與時(shí)間之間的關(guān)系，即行程曲線。然而，為了測量行程曲線， 由于需要放置施加了電壓的繞組或電阻器并將配線附著到操作桿107，同時(shí) 還要調(diào)節(jié)電極，因此在通常的狀態(tài)下，存在的缺點(diǎn)是不僅流程非常復(fù)雜， 而且由于測量系統(tǒng)的可靠性低于開關(guān)的可靠性，因此不能將測量系統(tǒng)保持 附著在開關(guān)上。為此，通常，即使對于工廠測試或現(xiàn)場測試，也只能在定 期檢査中每若干年執(zhí)行一次測量。
為了解決這個(gè)問題，通過利用超聲波傳感器并采用用于發(fā)送取決于位 置檢測器行程距離的輸出的結(jié)構(gòu)，可以容易且可靠地獲知電力開關(guān)設(shè)備和 傳感器自身的動作狀態(tài)，并且可以提供可靠性得到提高的電力開關(guān)設(shè)備。 例如，在日本專利特許公開No. H07-288068中披露了具有這種結(jié)構(gòu)的電力 開關(guān)設(shè)備。這種電力開關(guān)設(shè)備具有傳感器的自我監(jiān)測功能，并比利用高頻 的電力開關(guān)設(shè)備類型具有更高的可靠性。
然而，常規(guī)的利用高頻或超聲波的裝置或方法需要通過電線向外部存 儲裝置發(fā)送信號，因?yàn)椴粌H需要復(fù)雜的布線工作，而且即使不常工作的開 關(guān)設(shè)備也要求連接開關(guān)設(shè)備，因此這并非一種經(jīng)濟(jì)(廉價(jià))的方式。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決常規(guī)技術(shù)的上述問題，提出了本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供 一種廉價(jià)的電力開關(guān)設(shè)備，該電力開關(guān)設(shè)備能夠通過測量操作桿等的動作 狀態(tài)(包括時(shí)間信息)等來測量開關(guān)動作，能夠容易而無誤地確定異常的 存在，并能夠比過去更可靠地實(shí)現(xiàn)動作監(jiān)測功能。
為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的電力開關(guān)設(shè)備擁有由具有傳感器的IC標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)的動作監(jiān)測功能，所述電力開關(guān)設(shè)備包括-
電力開關(guān)設(shè)備的主體，其包括執(zhí)行開關(guān)動作的開關(guān)部；
操作機(jī)構(gòu)，其包括機(jī)械連接到所述開關(guān)部以執(zhí)行所述開關(guān)部的開關(guān)操
作的開關(guān)操作部；以及
動作監(jiān)測部，其監(jiān)測所述開關(guān)操作部的動作并與外部設(shè)備無線通信， 其中所述動作監(jiān)測部包括具有傳感器的IC標(biāo)簽和外殼，其中所述具有
傳感器的IC標(biāo)簽附著到所述開關(guān)操作部的一部分，而所述外殼圍繞著包括
所述具有傳感器的IC標(biāo)簽的所述開關(guān)操作部的至少一部分。
在電力開關(guān)設(shè)備的優(yōu)選實(shí)施例中，電力開關(guān)設(shè)備優(yōu)選具有如下方面。 所述具有傳感器的IC標(biāo)簽包括存儲介質(zhì)，所述存儲介質(zhì)記錄了由所述
具有傳感器的IC標(biāo)簽的所述傳感器獲取的測量結(jié)果。
所述IC標(biāo)簽的所述傳感器是具有應(yīng)變檢測功能的應(yīng)變傳感器。所述應(yīng)
變傳感器基于所述具有傳感器的IC標(biāo)簽的天線的電阻值的測量結(jié)果來檢測
所述開關(guān)操作部的應(yīng)變量。
所述具有傳感器的IC標(biāo)簽包括電源單元，例如電池或大容量電容器，
所述電源單元用于供電以便致動所述具有傳感器的IC標(biāo)簽，所述電源單元
具有從外部無線充電的充電功能。
所述具有傳感器的IC標(biāo)簽具有被用作磁場傳感器的自身天線。 所述動作監(jiān)測部的外殼包括磁體，所述磁體被放置為在通過所述開關(guān)
操作部的操作來移動所述具有傳感器的IC標(biāo)簽期間，所述磁體通過所述具
有傳感器的IC標(biāo)簽的附近。
所述磁體的N和S極的極性交替布置且間隔細(xì)微間距。
根據(jù)本發(fā)明，其中將具有應(yīng)變傳感器的ic標(biāo)簽附著到用于開關(guān)動作的
操作桿上，以便在存儲單元中存儲該操作桿中出現(xiàn)的應(yīng)變的檢測結(jié)果和檢 測時(shí)間并將所存儲的信息(檢測結(jié)果和檢測時(shí)間)發(fā)送到IC標(biāo)簽讀取器， 可以容易并無誤地掌握電力開關(guān)設(shè)備的動作狀態(tài)，因此，可以提供可靠性 比以前更高的電力開關(guān)設(shè)備。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的示例性電力開關(guān)設(shè)備(吹氣型氣體斷路器)的縱向(豎直)截面圖，該電力開關(guān)設(shè)備擁有由具有傳感器的IC標(biāo) 簽實(shí)現(xiàn)的動作監(jiān)測功能；
圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電力開關(guān)設(shè)備的動作監(jiān)測部的 結(jié)構(gòu)的放大截面圖，該電力開關(guān)設(shè)備擁有由具有傳感器的IC標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)的動 作監(jiān)測功能；
圖3是示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的電力開關(guān)設(shè)備的具有傳感器的IC標(biāo) 簽以及與該具有傳感器的IC標(biāo)簽無線通信的IC標(biāo)簽讀取器的結(jié)構(gòu)的示意 圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的電力開關(guān)設(shè)備的具有傳感器的IC標(biāo)簽中存 儲的示例性信息結(jié)構(gòu)的說明圖5是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的示例性電力開關(guān)設(shè)備(吹氣型氣體斷
路器)的縱向(豎直)截面圖，該電力開關(guān)設(shè)備擁有由具有傳感器的ic標(biāo)
簽實(shí)現(xiàn)的動作監(jiān)測功能；
圖6是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的示例性電力開關(guān)設(shè)備(吹氣型氣體斷 路器)所使用的磁體的縱向截面圖，該電力開關(guān)設(shè)備擁有由具有傳感器的 IC標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)的動作監(jiān)測功能；
圖7是示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的電力開關(guān)設(shè)備的具有傳感器的IC標(biāo) 簽的另一結(jié)構(gòu)的示意圖；以及
圖8是具有常規(guī)動作監(jiān)測單元的電力開關(guān)設(shè)備示例，即吹氣型斷路器 的縱向(豎直)截面圖。
具體實(shí)施例方式
下文，將參考附圖來描述用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的擁有由具有傳感器的 IC標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)的動作監(jiān)測功能的電力開關(guān)設(shè)備的最佳模式(實(shí)施例)。此外， 要指出的是，在以下描述中，將描述一種示例性情況，在這種情況下，擁 有由具有傳感器的IC標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)的動作監(jiān)測功能的電力開關(guān)設(shè)備是一種吹氣 型氣體斷路器。
圖1是示出了擁有由具有傳感器的ic標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)的動作監(jiān)測功能的吹氣
型氣體斷路器(在下文中將其簡稱為斷路器)1A的結(jié)構(gòu)的縱向截面圖，該吹氣型氣體斷路器是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的擁有由具有傳感器的IC標(biāo)簽
實(shí)現(xiàn)的動作監(jiān)測功能的電力開關(guān)設(shè)備的示例。
如圖1所示，斷路器1A包括動作監(jiān)測部3A，該動作監(jiān)測部3A具有監(jiān) 測操作桿2的動作狀態(tài)的動作監(jiān)測功能。此外，要指出的是，執(zhí)行斷路動 作所需的結(jié)構(gòu)與圖8所示的常規(guī)吹氣型斷路器100的結(jié)構(gòu)相同。
亦即，在斷路器1A中，作為開關(guān)部的固定電極6和可動電極7以相對 可移動的方式布置在密閉外殼5內(nèi)，密閉外殼5中密封了諸如SF6氣體等絕 緣氣體，斷路器1A包括裝置主體部，在該裝置主體部中，在可動電極7的 一側(cè)上另外形成吹氣機(jī)構(gòu)8，斷路器1A還包括通過絕緣桿9和操作桿2連 接到主體的操作機(jī)構(gòu)ll，作為開關(guān)操作部。
斷路器1A的可動電極7的開關(guān)動作是由通過絕緣桿9和操作桿2連接 的操作機(jī)構(gòu)11的操作活塞12的上下動作執(zhí)行的。亦即，操作機(jī)構(gòu)11的操 作活塞12被如此配置，以至于通過打開包括蓄能器13和油泵14的液壓系 統(tǒng)的拉出閥(斷路閥)15，該操作活塞12向下移動，從而將可動電極7從 固定電極6中拉出，并且通過打開拉入閥16，該操作活塞12向上移動，從 而將可動電極7拉入到固定電極6中。斷路器1A被配置為在兩個(gè)電極6和 7進(jìn)行開關(guān)動作時(shí)，向兩個(gè)電極6與7之間產(chǎn)生的電弧噴射由吹氣機(jī)構(gòu)8壓 縮的絕緣氣體，以便熄滅電弧。
在斷路器1A中，將檢測開關(guān)動作狀態(tài)的動作監(jiān)測部3A安裝到操作機(jī) 構(gòu)11上。動作監(jiān)測部3A包括監(jiān)測外殼17，該監(jiān)測外殼17圍繞操作桿2 的一部分；具有應(yīng)變傳感器的IC標(biāo)簽(下文中稱為具有應(yīng)變傳感器的IC 標(biāo)簽18)，該應(yīng)變傳感器具有應(yīng)變檢測功能；以及誘發(fā)磁場的磁體19a和 19b。
圖2是示出了斷路器1A的動作監(jiān)測部3A的結(jié)構(gòu)的放大示意圖，該斷 路器1A是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的擁有由具有傳感器的IC標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)的動 作監(jiān)測功能的電力開關(guān)設(shè)備的示例。
如圖2所示，將具有應(yīng)變傳感器的IC標(biāo)簽18可拆卸地附著到操作桿2 上，使得在斷路器1A致動時(shí)，該具有應(yīng)變傳感器的IC標(biāo)簽18不會從操作 桿2上脫落。將磁體19a和19b附著到圍繞操作桿2 —部分的監(jiān)測外殼17 的壁表面上，磁體19a和1%沿垂直于操作桿2的動作方向的方向誘發(fā)磁場。
將磁體19a放置在當(dāng)斷路器1A閉合時(shí)面向所述具有應(yīng)變傳感器的IC 標(biāo)簽18的位置處，將磁體19b放置在當(dāng)斷路器1A打開時(shí)面向IC標(biāo)簽18 的位置處。此外，為了將磁體19a和19b固定在監(jiān)測外殼17的壁表面上， 將磁體附著板20固定在監(jiān)測外殼17的外表面上。
接下來，將描述包括如圖2所示的動作監(jiān)測部3A的斷路器1A的動作 概況。
如果在斷路器1A的開關(guān)動作向操作桿2施加力的同時(shí)該操作桿2上下 滑動，那么操作桿2將會與磁體19a和19b的磁場鏈接，并且在附著到操 作桿2的該具有應(yīng)變傳感器的IC標(biāo)簽18的天線部分處產(chǎn)生電功率。亦即， 該具有應(yīng)變傳感器的IC標(biāo)簽18的天線部分充當(dāng)著磁場傳感器。
以在該具有應(yīng)變傳感器的IC標(biāo)簽18的天線部分處產(chǎn)生的功率作為觸 發(fā)，該具有應(yīng)變傳感器的IC標(biāo)簽18存儲由該具有應(yīng)變傳感器的IC標(biāo)簽18 的應(yīng)變傳感器獲取的數(shù)據(jù)以及時(shí)間?？梢岳蒙院竺枋龅膱D3所示的IC標(biāo) 簽讀取器25進(jìn)行讀取來獲取該具有應(yīng)變傳感器的IC標(biāo)簽18中存儲的數(shù)據(jù)。
圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的電力開關(guān)設(shè)備的具有傳感器的IC標(biāo)簽18 以及與IC標(biāo)簽18無線通信以從IC標(biāo)簽18讀取信息的IC標(biāo)簽讀取器25 的示意性結(jié)構(gòu)的示意圖。此外，在圖3中，IC標(biāo)簽18和IC標(biāo)簽讀取器25 中的實(shí)線和虛線分別表示信息流和能量流。
如圖3所示，該具有傳感器的IC標(biāo)簽18包括天線31，該天線31向 IC標(biāo)簽讀取器25發(fā)送包括信號和信息(下文簡稱為通信信號)30的電磁 波30/從IC標(biāo)簽讀取器25接收包括通信信號30的電磁波，以與IC標(biāo)簽讀 取器25進(jìn)行通信；調(diào)制/解調(diào)部32，該調(diào)制/解調(diào)部32對通過天線31接收 的電磁波進(jìn)行調(diào)制/解調(diào)；作為傳感器示例的應(yīng)變傳感器33，該應(yīng)變傳感器 33檢測和獲取應(yīng)變量；存儲器34，該存儲器34存儲由應(yīng)變傳感器33獲取 的信息；內(nèi)置計(jì)時(shí)器的時(shí)鐘35;供應(yīng)運(yùn)行功率的電源部36;向電源部36 供應(yīng)功率的電池37;以及控制IC標(biāo)簽18的控制部38。
調(diào)制/解調(diào)部32具有轉(zhuǎn)換所發(fā)送/接收的信號30以使其適于被記錄、 發(fā)送等的功能(調(diào)制功能和解調(diào)功能)，以及具有對通信信號30進(jìn)行濾波 的功能，并且調(diào)制/解調(diào)部32能夠消除疊加在通信信號30上的由于部分放電等引起的噪聲分量?；谔炀€31的電阻值的測量結(jié)果，應(yīng)變傳感器33 檢測作為開關(guān)操作部的操作桿2的應(yīng)變量。存儲器34例如是由非易失性存 儲器構(gòu)成的存儲介質(zhì)?？刂撇?8具有控制所需的信息，例如關(guān)于存儲器34 的信息存儲過程的信息，并執(zhí)行算術(shù)處理。
此外，將具有內(nèi)置電池37的有源型IC標(biāo)簽用作該具有傳感器的IC標(biāo) 簽18的示例。這樣，前提是在電池37耗盡之前定期地更換該具有傳感器 的IC標(biāo)簽18本身，因此，通常將IC標(biāo)簽18配置成除非它從IC標(biāo)簽讀取 器25接收到讀取信號，否則它就不發(fā)送諸如測量結(jié)果等信息。
另一方面，IC標(biāo)簽讀取器25包括天線40，該天線40用于向IC標(biāo) 簽18發(fā)送通信信號30/從IC標(biāo)簽18接收通信信號30;用于對通過天線40 接收的電磁波進(jìn)行調(diào)制/解調(diào)的調(diào)制/解調(diào)部41;用于供應(yīng)運(yùn)行功率的電源 部42;以及用于控制IC標(biāo)簽讀取器25的控制部43。
此外，該具有傳感器的IC標(biāo)簽18和IC標(biāo)簽讀取器25對電磁波進(jìn)行 頻率調(diào)制或數(shù)字調(diào)制，并發(fā)送/接收各種信號，例如數(shù)據(jù)讀取開始命令信號 和測量結(jié)果。這種操作有助于將必要的信號或必要的信息與部分放電等引 起的噪聲區(qū)分開。
此外，IC標(biāo)簽讀取器25的天線40、調(diào)制/解調(diào)部41、電源部42和控 制部43是分別與該具有傳感器的IC標(biāo)簽18的天線31、調(diào)制/解調(diào)部32、 電源部36和控制部38具有基本相同動作的部件。
IC標(biāo)簽讀取器25通過向IC標(biāo)簽18發(fā)送讀取信號30而與該IC標(biāo)簽 18進(jìn)行無線通信，并能夠從該IC標(biāo)簽18讀取信息。通過電纜或可移除存 儲器將IC標(biāo)簽讀取器25從IC標(biāo)簽18接收的測量數(shù)據(jù)輸入到上層裝置45， 例如計(jì)算機(jī)。
圖4是示出了具有傳感器的IC標(biāo)簽18的存儲器34中存儲的信息結(jié)構(gòu) 的示例的說明圖。
在存儲器34上存儲的信息示例中，如圖4所示，包括諸如最大數(shù)據(jù)容 量等信息個(gè)數(shù)、保持?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)量、上次刪除數(shù)據(jù)的日期、序列號(No.)、 數(shù)據(jù)存儲區(qū)的數(shù)量(例如1024個(gè)區(qū))、以及IC標(biāo)簽的標(biāo)識信息(IC標(biāo)簽的 ID號)。
對于圖1所示的動作監(jiān)測部3A中包括的具有應(yīng)變傳感器的IC標(biāo)簽18的存儲器34而言，應(yīng)變傳感器與一個(gè)序列號相關(guān)，應(yīng)變量的測量結(jié)果和對 應(yīng)的測量時(shí)間存儲在對應(yīng)于該序列號的數(shù)據(jù)存儲區(qū)中。對于圖4所示的存 儲器34而言，由于可以在一個(gè)數(shù)據(jù)存儲區(qū)上存儲1024個(gè)測量結(jié)果，因此 如果使用全部1024個(gè)數(shù)據(jù)存儲區(qū)，則可以存儲1024X1024個(gè)數(shù)據(jù)。
接下來，將以斷路器1A作為示例來描述根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的擁有 由具有傳感器的IC標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)的動作監(jiān)測功能的電力開關(guān)設(shè)備的動作。
首先，在斷路器1A發(fā)生開關(guān)動作時(shí)，IC標(biāo)簽18利用應(yīng)變傳感器33檢 測時(shí)間和操作桿2發(fā)生的應(yīng)變并獲取應(yīng)變量信息。
如圖3所示，在具有應(yīng)變傳感器的IC標(biāo)簽18中，對于由時(shí)鐘35中內(nèi) 置的計(jì)時(shí)器動作產(chǎn)生的每一預(yù)定時(shí)間，控制部38在存儲器34中存儲由應(yīng) 變傳感器33檢測到的應(yīng)變量信息以及時(shí)間信息(例如時(shí)間)。于是，在存 儲器34上存儲了應(yīng)變量隨時(shí)間的變化。
這里，對于在存儲器34上存儲測量結(jié)果所產(chǎn)生的結(jié)果而言，如果在存 儲器34上存儲新獲取的應(yīng)變量信息并且導(dǎo)致超出存儲器34的容量，在這 種情況下，控制部38控制存儲器34，以便根據(jù)預(yù)定規(guī)則來存儲應(yīng)變量信息。 例如，在存儲了 1024個(gè)(最大數(shù)量)應(yīng)變量測量結(jié)果的情況下，控制部38 在存儲應(yīng)變量測量結(jié)果數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲區(qū)中刪除最舊的應(yīng)變量測量結(jié)果， 并在存儲器34上存儲新測量的應(yīng)變量結(jié)果。
作為圖4所示的示例，當(dāng)在存儲器34上存儲IC標(biāo)簽的標(biāo)識信息(IC 標(biāo)簽的ID號)時(shí)，如果IC標(biāo)簽的標(biāo)識信息和IC標(biāo)簽讀取器25的標(biāo)識信 息之一或兩者彼此一致，則IC標(biāo)簽讀取器25允許讀取在存儲器34上存儲 的應(yīng)變量(測量結(jié)果信息)。
亦即，如果IC標(biāo)簽讀取器25通過來自斷路器1A外部的電磁波向具有 應(yīng)變傳感器的IC標(biāo)簽18給出高頻信號(通信信號)30，則IC標(biāo)簽18能 夠向IC標(biāo)簽讀取器25發(fā)送信息/從IC標(biāo)簽讀取器25接收信息。這樣，由 于可以通過用于從遠(yuǎn)處發(fā)送通信信號30的遠(yuǎn)程操作來獲取由具有應(yīng)變傳感 器的IC標(biāo)簽18獲取的應(yīng)變量的測量結(jié)果信息，因此用戶可以測量和監(jiān)測 應(yīng)變量，且不必改變斷路器1A的狀態(tài)。
根據(jù)斷路器1A(根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的擁有由具有傳感器的IC標(biāo)簽 實(shí)現(xiàn)的動作監(jiān)測功能的電力開關(guān)設(shè)備)，在監(jiān)測開關(guān)動作中操作桿2的動作時(shí)，操作桿2運(yùn)動產(chǎn)生的磁通量變化觸發(fā)了該具有應(yīng)變傳感器的IC標(biāo)簽18 的致動，由此在具有應(yīng)變傳感器的IC標(biāo)簽18的存儲器34上存儲因操作桿 2運(yùn)動而產(chǎn)生的應(yīng)變。于是，在連續(xù)檢測期間，可以記錄開關(guān)動作的趨勢， 而無需特殊的電源。
此外，如果具有應(yīng)變傳感器的IC標(biāo)簽18通過天線31接收從IC標(biāo)簽 讀取器25向該具有應(yīng)變傳感器的IC標(biāo)簽18輻射并疊加在時(shí)間信息上的用 于數(shù)據(jù)通信的電磁波，則控制部38獲取通過天線31和調(diào)制/解調(diào)部32的 電磁波上疊加的時(shí)間信息，并能夠通過基于所獲取的時(shí)間信息產(chǎn)生時(shí)鐘35 的校正信號來校正時(shí)間。因此，可以在IC標(biāo)簽讀取器25每次發(fā)送電磁波 來讀取/寫入信息時(shí)校正時(shí)鐘35的時(shí)間。
在讀取數(shù)據(jù)和從IC標(biāo)簽18向IC標(biāo)簽讀取器25發(fā)送數(shù)據(jù)過程當(dāng)中， 在從IC標(biāo)簽讀取器25向IC標(biāo)簽18發(fā)送開始命令信號時(shí)，對電磁波進(jìn)行 頻率調(diào)制或數(shù)字調(diào)制，因此，可以有助于將在IC標(biāo)簽讀取器25和IC標(biāo)簽 18之間讀取/寫入的信號和數(shù)據(jù)與由部分放電等引起的噪聲區(qū)分開來。
圖5是示出了斷路器1B的動作監(jiān)測部3B的結(jié)構(gòu)的放大示意圖，該斷 路器1B是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的擁有由具有傳感器的IC標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)的動 作監(jiān)測功能的電力開關(guān)設(shè)備的示例。
斷路器1B是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的擁有由具有傳感器的IC標(biāo)簽實(shí) 現(xiàn)的動作監(jiān)測功能的電力開關(guān)設(shè)備的示例，斷路器1B擁有由具有應(yīng)變傳感 器的IC標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)的動作監(jiān)測功能，盡管該斷路器1B與第一實(shí)施例的斷路 器1A的不同之處在于提供了動作監(jiān)測部犯來代替動作監(jiān)測部3A，但對于 其他方面而言斷路器1A和1B之間基本沒有差別。因此，在第二實(shí)施例的 描述中，使用相同的附圖標(biāo)記表示與斷路器1A相同的部件，并將省略其描 述。
有磁體51而非磁體19a和1%，但對于其他方面而言動作監(jiān)測部3B和動作 監(jiān)測部3A之間基本沒有差異。亦即，動作監(jiān)測部3B包括監(jiān)測外殼17、具 有應(yīng)變傳感器的IC標(biāo)簽18和磁體51。此外，在圖5所示的動作監(jiān)測部3B中，盡管磁體51是通過附著于磁體附著板20的磁體附著底座52附著的， 但是磁體51也可以以與圖2所示的動作監(jiān)測部3A的磁體19a和19b相同 的方式直接附著到磁體附著板20上。
圖6是示出了動作監(jiān)測部3B中包括的磁體51的結(jié)構(gòu)的說明圖。 如圖6所示，在磁體51中，交替布置細(xì)微間距的N極和S極極性。如 果使用具有這種極性布置的磁體51，則在執(zhí)行斷路器1B的開關(guān)操作時(shí)，該 具有應(yīng)變傳感器的IC標(biāo)簽18的天線31反復(fù)與對應(yīng)于磁體51的細(xì)微間距 的磁通鏈接。
結(jié)果，產(chǎn)生的AC電壓頻率對應(yīng)于運(yùn)動距離，并且一次循環(huán)的時(shí)間對應(yīng) 于其速度。因此，不僅能夠利用應(yīng)變傳感器33的輸出，而且還能夠利用從 天線31接收的輸出來計(jì)算開關(guān)的行程，因此可以進(jìn)行更詳細(xì)的診斷。此外， 斷路器1B的其它動作和效果與上述斷路器1A的其它動作和效果相同。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的擁有由具有傳感器的IC標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)的動作監(jiān)測 功能的電力開關(guān)設(shè)備，可以通過將IC標(biāo)簽18附著到電力開關(guān)設(shè)備來容易 而無誤地檢測由開關(guān)動作產(chǎn)生的應(yīng)變。可以通過無線電波(通信信號)30 從IC標(biāo)簽18的天線31向IC標(biāo)簽讀取器25容易地發(fā)送由具有應(yīng)變傳感器 的IC標(biāo)簽18檢測到的數(shù)據(jù)。因此，通過比較測量結(jié)果的趨勢，可以在定 期檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)開關(guān)設(shè)備的異常動作，不僅有助于診斷，而且實(shí)現(xiàn)了連續(xù)監(jiān) 測。
此外，對于存儲器34上存儲的信息而言，由于可以通過從IC標(biāo)簽讀 取器25發(fā)送讀取信號30來讀取存儲器34上迄今為止所記錄的開關(guān)動作數(shù) 據(jù)，因此可以獲知開關(guān)動作的時(shí)間與所加應(yīng)力之間的關(guān)系，這樣能夠?qū)⒏?個(gè)開關(guān)動作相互比較。結(jié)果，可以判斷開關(guān)動作的時(shí)間與所加應(yīng)力之間的 關(guān)系是變化快還是慢，從而還能夠詳細(xì)診斷電力開關(guān)設(shè)備的異常狀態(tài)。
此外，盡管在上述實(shí)施例中介紹了如下示例，其中，基于操作桿7的 應(yīng)變量，利用磁體19a和19b或51來檢測開關(guān)操作部的動作，但也可以根 據(jù)開關(guān)操作部的位置檢測模式以任何方式選擇磁體的具體結(jié)構(gòu)，并且也可 以用任何方式設(shè)置相對于該具有應(yīng)變傳感器的IC標(biāo)簽18的位置。
此外，即使在不使用磁體19a和19b或51時(shí)也可以檢測開關(guān)操作部的 位置。例如，如果使用具有加速度傳感器的IC標(biāo)簽，則可以直接檢測開關(guān)操作部的動作。
另一方面，不必為操作桿2提供該具有應(yīng)變傳感器的IC標(biāo)簽18，相反， 可以將IC標(biāo)簽18放置在操作電力開關(guān)設(shè)備的開關(guān)部的操作部分的任何位 置。此外，可以適當(dāng)?shù)馗淖冊摼哂袘?yīng)變傳感器的IC標(biāo)簽18的具體結(jié)構(gòu)。
此外，盡管在上述實(shí)施例中描述了如下的示例，其中，具有傳感器的 IC標(biāo)簽18是包括電池37的有源型IC標(biāo)簽，但該IC標(biāo)簽18可以是包括充 電裝置的無源型IC標(biāo)簽。當(dāng)采用包括充電裝置的無源型IC標(biāo)簽18時(shí)，可 以通過從外部向標(biāo)簽定期地輻射為電池充電的電磁波來實(shí)現(xiàn)充電功能。此 外，作為電池37的替代，可以包括可高速充電的蓄電池或高容量電容器55， 例如圖7所示的雙電層電容器。在這些情況下，由于可以從外部利用電磁 波定期地輻射而對它們充電，因此也可以獲得與電池37類似的動作和效果。
此外，盡管在上述實(shí)施例中還描述了電力開關(guān)為吹氣型氣體斷路器的 示例，但本發(fā)明也同樣適用于包括開關(guān)部的一般電力開關(guān)設(shè)備。例如，即 使將標(biāo)簽附著到諸如變壓器的抽頭變換器之類的操作桿上，也可以實(shí)現(xiàn)類 似的動作和效果。
還要指出，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例中描述的模式，并且在不脫離本 發(fā)明和下述權(quán)利要求的主題或范圍的情況下可以對本發(fā)明進(jìn)行很多改變和 修改。
權(quán)利要求
1、一種電力開關(guān)設(shè)備，包括電力開關(guān)設(shè)備的主體，其包括執(zhí)行開關(guān)動作的開關(guān)部；操作機(jī)構(gòu)，其包括機(jī)械連接到所述開關(guān)部的開關(guān)操作部，以便通過所述操作機(jī)構(gòu)的動作執(zhí)行所述開關(guān)部的開關(guān)操作；以及動作監(jiān)測部，其監(jiān)測所述開關(guān)操作部的動作并與外部設(shè)備無線通信，其中所述動作監(jiān)測部包括具有傳感器的IC標(biāo)簽和外殼，其中所述具有傳感器的IC標(biāo)簽附著到所述開關(guān)操作部的一部分，而所述外殼圍繞著包括所述具有傳感器的IC標(biāo)簽的所述開關(guān)操作部的至少一部分。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力開關(guān)設(shè)備，其中所述具有傳感器的IC 標(biāo)簽包括存儲介質(zhì)，所述存儲介質(zhì)記錄由所述具有傳感器的ic標(biāo)簽的所述 傳感器獲取的測量結(jié)果。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力開關(guān)設(shè)備，其中所述IC標(biāo)簽的所述傳 感器是具有應(yīng)變檢測功能的應(yīng)變傳感器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力開關(guān)設(shè)備，其中所述應(yīng)變傳感器基于所述具有傳感器的工c標(biāo)簽的天線的電阻值的測量結(jié)果來檢測所述開關(guān)操作部的應(yīng)變量。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力開關(guān)設(shè)備，其中所述具有傳感器的IC 標(biāo)簽包括用于供電以便致動所述具有傳感器的IC標(biāo)簽的電源單元，并且所 述電源單元具有從外部無線充電的充電功能。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電力開關(guān)設(shè)備，其中所述電源單元由電池構(gòu)成。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電力開關(guān)設(shè)備，其中所述電源單元由電容器構(gòu)成。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力開關(guān)設(shè)備，其中所述具有傳感器的IC 標(biāo)簽具有被用作磁場傳感器的自身天線。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電力開關(guān)設(shè)備，其中所述動作監(jiān)測部的外殼 安裝有磁體，所述磁體被布置為在通過所述開關(guān)操作部的操作來移動所述 具有傳感器的IC標(biāo)簽期間，所述磁體通過所述具有傳感器的IC標(biāo)簽的附 近。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電力開關(guān)設(shè)備，其中所述磁體的N極和S 極的極性交替布置且間隔細(xì)微間距。
全文摘要
一種擁有由具有傳感器的IC標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)的動作監(jiān)測功能的電力開關(guān)設(shè)備包括主體，其包括執(zhí)行開關(guān)動作的開關(guān)部；操作機(jī)構(gòu)，其包括機(jī)械連接到開關(guān)部以執(zhí)行開關(guān)部的開關(guān)操作的開關(guān)操作部；以及動作監(jiān)測部，其監(jiān)測開關(guān)操作部的動作并與外部設(shè)備進(jìn)行無線通信。該動作監(jiān)測部包括具有傳感器的IC標(biāo)簽和外殼，該具有傳感器的IC標(biāo)簽附著到所述開關(guān)操作部的一部分，該外殼圍繞著包括該具有傳感器的IC標(biāo)簽的開關(guān)操作部的至少一部分。
文檔編號H01H33/42GK101563743SQ200780046571
公開日2009年10月21日 申請日期2007年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月17日
發(fā)明者丸山志郎, 和田治壽, 花井正廣 申請人:株式會社東芝