用于检测不存在电压的方法和设备

摘要

用于确定电气设备中不存在电压的方法和设备。已安装设备电连接至电源。所述已安装设备具有能够检测电压、进行自诊断、并测试与所述电源的连接性的电路。在一个实施例中，所述设备还可以检查所述电压是否处于断电电平，重新检查连续性并且重复所述自诊断。在另一实施例中，所述已安装设备可以电连接至断开器的线路侧和负载侧并且具有被配置成用于检查所述断开器的状态的电路。在另一实施例中，所述设备可以被配置成用于与便携式读取器通信从而向所述便携式读取器传送信息。在又另一实施例中，所述设备可以被配置成用于与控制器进行交互，所述控制器控制对其中安装有所述设备的面板进行访问。

权利要求

1.一种用于检测电压的不存在的已安装设备，所述设备包括：壳体；以及

将所述壳体电连接至电源的电路，所述电路进一步被配置成用于检测电压的存在、测试与所述电源的连接性、并且对所述电路的运行进行自诊断。

2.如权利要求1所述的设备，其中，所述电路还被配置成用于显示对没有电压的肯定指示。

3.如权利要求3所述的设备，设备进一步包括附接至所述电路的次级电源，并且其中，使用所述次级电源执行针对连接性的测试或所述自诊断中的至少一项。

4.如权利要求4所述的设备，其中，所述电路被进一步配置成用于检查没有达到断电电平的电压、重新检查连接性、并且重复自诊断。

5.如权利要求4所述的设备，其中，所述电路连接至电气断开器的线路侧和负载侧两者。

6.如权利要求5所述的设备，其中，所述电路还被配置成用于检查所述断开器的状态。

7.如权利要求4所述的设备，其中，所述电路被进一步配置成用于与便携式读取器进行交互，从而将信息从所述设备传送至所述便携式读取器。

8.如权利要求4所述的设备，其中，所述电路被进一步配置成用于与控制器通信，所述控制器用于控制对面板的访问。

9.一种用于测试电压的不存在的方法，所述方法包括：提供电连接至电源的已安装设备；

使所述设备检查电压的存在；

使所述设备进行自诊断，从而确保在没有检测电压或由用户发起这两种情况之一时所述已安装设备的适当可操作性；以及使所述设备测试与所述电源的连接性。

10.如权利要求1所述的方法，进一步包括：使所述已安装设备检查所述电压是否处于断电电平、重新检查连接性、并且重复自检查诊断。

11.如权利要求10所述的方法，进一步包括：假设所述设备电连接至断开器的线路侧和负载侧；以及使所述设备检查所述断开器的状态。

12.如权利要求10所述的方法，进一步包括：提供便携式读取器；以及使所述设备向所述便携式读取器传送信息。

13.如权利要求10所述的方法，进一步包括：将所述设备电连接至控制器，其中，所述控制器控制对面板的访问。

说明书

用于检测不存在电压的方法和设备

相关申请的交叉引用

[0001] 本申请要求于2014年9月5日提交的美国临时申请号62/046,419的权益，所述申请的主题以其全文通过援引并入本文。发明领域

[0002] 本申请涉及电气安全并描述了一种用于借助电气设备中永久安装的电压测试器来确定不存在电压的系统和方法。

背景技术

[0003] 传统上，使用便携式测试仪器来验证不存在电压。借助便携式测试仪器进行电压验证是如图1中所示的多步骤过程。所述过程中的步骤中的一些是耗时、复杂的(具有许多子步骤)，并涉及暴露于电气危险下。

[0004] 虽然借助便携式测试仪器的电压验证过程被视为最佳做法，它并不是没有限制。便携式仪器易受机械和电气故障、以及使用便携式设备的人滥用的影响。贯穿整个过程，进行电压验证测试的人暴露于可能导致受伤或死亡的潜在电气危险下。为了确保安全，所有的导体都被假定带电直到被证明并非如此，这需要使用额外的防范措施，比如个人保护设备(PPE)。此外，如果未执行或以简略的方式执行所述过程，导致受伤的事故可能性甚至更大。由于所述过程高度依赖人为输入、交互、和解释，它易受错误和误差的影响。

[0005] 为了提高作业人员安全和所述过程的效率，期望能够在访问电气设备之前确定是否存在电气危险。如果不存在电压，则消除了电击、电弧闪光、和电弧爆炸的风险。

[0006] 由于对需要电气安全有了提高的认识，电压指示器的使用在工业应用中正变得更加普遍。这些设备在存在电压时提供警告方面是有效的，但对于电压不存在验证来说是不可靠的。通常，电压指示器被硬接线至三相电路并仅由它们正监测的电路供电。因而，它们仅能够指示存在电压。为了验证不存在电压，仍然需要借助便携式测试仪器的过程，因为电压指示器没有方法来判断没有信号是由于故障设备、丢失的连接、还是真实被断电的状况。

[0007] 在US 8,013,613中已经提出了向设备中注入测试电流，从而使得所述设备可以被立刻转换成带电的从而验证指示器的功能。虽然这是一种改进并且验证了指示器正在起作用，但是它并未验证电压指示器与正被监测的电路之间的硬接线连接是完整的并且不直接用信号通知不存在电压。因而，需要一种更稳健的方法来测试并验证永久安装的设备不存在电压。

发明内容

[0008] 一种已安装设备电连接至电源。所述已安装设备具有能够检测电压、进行自诊断、并测试与所述电源的连接性的电路。在一个实施例中，所述设备还可以检查所述电压是否处于断电电平，重新检查连续性并且重复所述自诊断。在另一实施例中，所述已安装设备可以电连接至断开器的线路侧和负载侧并且具有被配置成用于检查所述断开器的状态的电路。在另一实施例中，所述设备可以被配置成用于与便携式读取器通信从而向所述便携式读取器传送信息。在又另一实施例中，所述设备可以被配置成用于与控制器进行交互，所述控制器控制对其中安装有所述设备的面板进行访问。

附图说明

[0009] 图1是流程图，示出了一种使用便携式测试仪器进行电压验证的现有技术方法。

[0010] 图2是流程图，示出了一种使用已安装测试设备验证不存在电压的方法。

[0011] 图3是流程图，示出了一种进一步结合了存在指示器和不存在指示器的验证已安装设备不存在信号的方法。

[0012] 图4是流程图，示出了一种使用已安装测试设备将肯定电压存在和不存在指示与电压验证相结合的方法。

[0013] 图5是在一种被设计成用于执行图4的方法的系统中所使用的部件的图。

[0014] 图6示出了具有附接至电气断开器的负载和线路两者的测试设备的系统。

[0015] 图7示出了具有附接至电气断开器的负载和线路侧两者的单个测试设备的系统。

[0016] 图8是流程图，示出了一种借助安装在断开器的负载和线路两者上的设备来验证不存在电压的方法。

[0017] 图8示出了在线路侧和负载侧具有单独设备的测试结果，其中，断开器的线路侧上电并且断开器开路，同时图10示出了同样的内容，其中，单个设备连接至断开器的线路侧和负载侧两者。

[0018] 图11示出了在线路侧和负载侧具有单独设备的测试结果，其中，断开器的线路侧上电并且断开器开路，相2存在问题，同时图12示出了同样的内容，其中，单个设备连接至断开器的线路侧和负载侧两者。

[0019] 图13示出了在线路侧和负载侧具有单独设备的测试结果，其中，断开器的线路侧不上电并且断开器开路，相2存在问题，同时图14示出了同样的内容，其中，单个设备连接至断开器的线路侧和负载侧两者。

[0020] 图15是流程图，示出了测试设备被用来指示不存在电压的基本序列。

[0021] 图16是流程图，示出了可以如何更改图11的序列以包括将中间结果写入内存的步骤。

[0022] 图17和图18是流程图，示出了可以如何通过各种连接在设备之间传送来自测试设备的信息。

[0023] 图19示出了测试设备的前显示器的一个实施例。

[0024] 图20和图21示出了来自便携式读取器的显示器，所述便携式读取器使用应用于测试设备通信。

[0025] 图22是流程图，示出了使用测试设备来控制对封壳进行访问的基本过程。

[0026] 图23示出了用于实现图22的方法的系统的基本部件和输入与输出关系。

[0027] 图23是流程图，示出了使用测试设备来控制对具有证书认证的封壳进行访问的基本过程。

[0028] 图24示出了用于实现图13的方法的系统的基本部件和输入与输出关系。

[0029] 图26A和图26B是流程图，示出了使用测试设备来控制对封壳进行访问的先进过程。

[0030] 图27示出了用于实现图26A和图26B的方法的系统的基本部件和输入与输出关系。

[0031] 图28示出了在用于控制对带电电气设备进行访问的系统中将要使用的元件。

具体实施方式

[0032] 为了验证不存在电压，用户必须能够辨别出：导体被断电；用来确定所述导体被断电的测试仪器在使用之前和之后是起作用的；并且电路旨在被测量的一部分事实上已被测试。此外，为了消除人可能暴露于电气危险，期望能够在不访问设备的情况下进行此确定。在门或盖子仍然在适当位置的同时在访问电气设备之前完成可靠的验证以若干种方式极大地增强了安全性。这防止了与设备进行交互的人不经意地与电路的非计划部分接触或者(如果设备事实上带电的话)将导体短路。这还增大了人与潜在带电的导电部分之间的距离，以及如果发生电弧闪光的话可能包含任何产生的效果。

[0033] 图2中所示的方法可以用来借助已安装测试设备来验证电气封壳内不存在电压，所述已安装测试设备在不访问所述设备的情况下硬接线(或另外直接连接)至电路的期望测试的点，由此防止暴露至电路导体直到它们已经被证明已断电。这种方法可以被没有来自电压存在指示器(步骤0)的信号或独立地(开始于步骤1)触发。

[0034] 检查存在电压(步骤0)利用了现有的电压指示器技术。如果检测到例如约近似30-50V以上的电压，指示器将激活，一般通过点亮一个或多个LED。这个指示器充当存在危险电压的警告。如果电压存在指示器无效，需要进一步调查来确定和证明不存在电压。这就是增加的使用已安装测试设备以便验证不存在电压的功能开始之处(虽然取决于用来执行剩余步骤的技术，可以期望不发起这个过程(除非不存在危险电压)从而保护已安装测试设备以及正被监测的系统的电子器件)。第一步骤(步骤1)是通过以下方式测试安装的测试设备：
执行一系列自诊断和/或内部检查以验证已安装测试设备的确在工作并且未故障。这需要次级电源，所述次级电源独立于正被监测的电路的主电源。如果设备正在起作用，则重要的是验证已安装测试设备与旨在被监测的电路部分之间存在连接性(步骤2)。这一步骤是关键的并且是确认步骤3中是否未检测到电压所需的，这是因为事实上电路上没有电压，而不是因为将导致已安装测试设备的引线与电压源解耦合的安装故障，从而防止对不存在电压的错误指示。接下来，必须通过检测方法验证不存在电压。断电状况必须被观察(步骤3)(当验证不存在信号(比如电压)时，重要的是确保所述信号真的不存在)为低至断电电平(约
0V)，并非仅仅非危险电压(小于约30V)。然后必须再次对连接性进行验证(步骤4)从而确保存在断电状况，这是因为事实上线路上存在约0V，并且不是由于安装故障或已安装测试设备与正被监测的电路之间不具有连接性。最终，已安装测试设备必须重复自诊断(步骤5)从而确保它仍然起作用。如果满足了针对过程中每个步骤的标准，则可以总结为已经验证了不存在电压。步骤序列对方法的可靠性和最终结果是重要的，因此可以使用处理器来确保这些步骤被自动地且以正确顺序执行。

[0035] 利用这种方法和设备的已安装系统中所需的关键元素中的一部分包括以下各项的组合：直接连接(例如，硬接线)至正被监测的电路的已安装(非便携式)测试设备/仪器；用于进行自诊断的可靠方式；连接性测试(用于验证已安装测试设备与正被监测的电路之间的直接连接的完整性)；覆盖设备可能经历的整个可能电压范围的电压检测技术；提供对不存在电压(以及可选地，存在电压)的肯定指示的能力；当正被监测的电路被断电时为已安装测试设备供电的次级电源或基础设施；以及确保以正确序列执行所述方法的方式，其中，输出基于从每个步骤中观察或测量到的条件所辨别出的逻辑。下面描述这些元素或特征中的每一种的重要性以及它们提供给整个方法的价值。

[0036] 永久安装的设备/系统。在此所述的电压测试和验证方法具有优于利用便携式测试器的常规方法的若干种优点。○包括对连接性和测试设备功能进行验证的已安装系统可以在不访问面板的情况下从面板的外部被发起。这防止了人员在电压验证期间直接暴露于电气危险下。闭合的面板盖子或门增加了人与危险之间的距离并充当其之间的屏障——减小电击伤的可能性和严重性的两个因素。
○已安装系统一般硬接线在电路部分中并与其直接接触。当使用便携式测试仪器时，用户必须标识正确的电路部分并与未绝缘的区域接触。如果便携式测试仪器探针未与导体充分接触或被不经意地放置在绝缘区域上，则会发生错误读数。
○假定针对应用以正确的设备恰当地完成了安装，已安装测试设备将适用于应用。在测试仪器与电路/设备之间的不兼容等级的基础上，使用不正确的测试仪器导致发生事故。
另外，一些测试仪器具有多种设置，必须基于应用和计划的功能选择所述设置。针对无论何时对设备进行任何更改都期望被测试和确认的特定设备而选定的永久安装的系统确保了将不会由于使用了与应用不适用的电压测试仪器而发生错误。
○便携式仪器易受机械和电气损害的影响。已安装测试设备不太可能受到物理损伤(当针对应用适当地定级时)，并且可以被设计成用于检测内部故障并在安全模式下失效。
在其寿命过程中，当被在设备之间传送或用于不适当的应用时，便携式测试仪器可能具有或发展松弛连接、较差的接触、损坏的探针等。

[0037] 连接性验证。这是重要的一步并且是现有技术目前状态中缺少的的一步。为了依靠来自非便携式系统的电压不存在指示，重要的是确定已安装测试设备仍然如预期的那样以直接连接直接地耦合至期望被监测的电路部分。另外，有利的是在不需要直接访问设备(即，保持门和盖子闭合)的情况下完成这个验证，这经常导致没有直接视线。在工业电气设备中，安装故障一般是由于错误终止、热膨胀、或振动所导致的松散或切断的连接。当验证不存在信号(比如电压)时，这可以通过验证贯穿整个系统或设备中从指示器到主电路存在连续性来完成。存在若干种技术可以用来验证测试设备的接线与电路导体之间存在连接性，由此确保设备安装是完整的。

[0038] 对不存在的肯定指示。典型的指示器通过点亮LED或某种其他类型的有源指示(数字显示器、音频等)来传达信号的存在。这些指示器没有办法直接传达信号不存在、和缺乏，从而简单地允许与指示器进行交互的人假定当同一指示器没有点亮时不存在信号。当传达与安全直接相关的状态时，这可能是危险的假设。因此，在此RS中所描述的方法利用有源指示器来传达电压不存在。提供肯定指示是这种方法寻求确保所有的指示都导致故障安全状况的一种方式。

[0039] 次级电源。为了提供对信号不存在的有源指示(并且为被用来执行本方法中所描述的步骤的任何微处理器和电子器件供电)，需要分别导出并与正被监测的电路独立的次级电源。同样必不可少的是，这个次级电源运行于非危险电压。取决于应用以及什么类型的电源基础设施是现成可用的，可以从各种电源提供所述次级电源。可以在暂时或连续或某种组合的基础上提供次级电源。○临时电源的示例可以包括如电池(一次性或可再充电的)或电容器等存储设备、能量采集方法(RF、振动、热能、太阳能)等。这些电源可以是有限的并且用于主电路被断电(当电源回归时或借助人工干预可能再充电)之后的一段时间，或用于提供短暂状态指示所需的短暂时间。
○连续电源的示例可以包括网络电源(比如以太网供电(PoE)或与备用不间断电源(UPS)类似)、发电机供电、或者处于非危险电压的单独控制电源，所述单独控制电源具有与主电路独立的架构(必须独立，从而使得当主电路关断、锁定和标定时次级电源可用)。

[0040] 设备自测试/诊断。在验证不存在信号(比如电压)时，重要的是验证用于测试电压或进行电压测量的设备或电路在过程中确认了不存在电压的点之前和之后都如所期望的那样起作用。自诊断很可能是为了确保关键部件、电路、或过程如所期望的那样运行和执行而进行的一系列检查和验证。这有助于保证利用这整个方法的已安装测试设备将产生故障安全指示并且可能容忍一定类型的故障或状况。

[0041] 取决于用来实现所述方法的技术，此步骤所需和利用的自诊断可以不同。例如，可能重要的是知道，负责执行(进行测量的)测试的电子器件并未由于正被监测的电路上任何浪涌或未期待状况而受到损坏。替代性地，这个步骤可以有助于确保设备的功能不被已经安装所述设备的环境中可能出现的任何不期望的因素不利地影响。因此，在实际电压测试或测量之前都确认设备的功能对于增加结果的置信度并确保结果的有效性是必要的。

[0042] 电压检测范围。电压存在指示器一般在存在被视为非危险的阈值以上的电压时点亮。这个值一般近似30-50V。然而，在验证不存在信号时，指示非危险电压是不够的——检测电路必须能够确定电路被断电，断电基于测试仪器的能力和周围环境尽可能接近0V。另外，用来确定不存在、以及可能地存在电压的(多种)电压检测技术必须在设备在安装中可能暴露至的整个电压范围上可靠地运行，不管电压被视为危险还是不危险。

[0043] 自动测试程序。在设备中结合基于逻辑的控制确保了在给出最终状态指示之前每次以正确的顺序完成用于验证不存在电压所必须的所有步骤。这改进了便携式测试仪器方法，其中，工作人员保证在测量电压之前和之后验证测试仪器(一般是电压表或数字万用表)的功能。通过结合对设备功能和已安装测试设备以及电路的有待测试的部分之间的连接性的必要验证，还表现了较电压存在指示器的改进。这个过程可以是基于微处理器或控制器的，并且可以结合不同程度的容错，并且还可以被设计成为了确保任何故障(如果它们发生的话)都导致安全状态。所述系还必须具有传达测试结果(例如通过LED指示、数字显示器、输出至另一设备或有联系的网络元件等)的能力。

[0044] 图3中示出了这种使用已安装测试设备的方法的一个示例。所述用于验证信号不存在的方法可以独立地使用或结合电压存在指示系统使用。这种方法存在若干种可能的变体。例如，可以期望提供附加指示，比如(一旦次级电源被激活)“测试正在进行”、或次级电源的状态。图4中所示的另一示例结合了附加元件。图5展示了具有利用图4中的方法的已安装测试设备的系统的物理实施例，系统10包括带有门的封壳13以及设备12，此设备的一部分安装在门上。设备12电连接至电源14。在一个实施例中，所述设备可以显示点亮的电源LED(每相一个)从而显示存在电源(参见图5中面板I)、当不存在电源时不点亮(面板II)，然后在按压测试按钮时，它可以点亮测试LED(面板III)并且可以显示测试正在进行，并且如果测试确认了不存在电压则显示确认LED(面板IV)。

[0045] 在一个实施例中，除了断开器的状态之外，已安装测试设备还可以通过以下方式具有增强的功能：监测电气断开器的线路(电源)侧和负载侧两者上存在和不存在电压。

[0046] 当线路侧和负载侧都安装了单独的已安装测试设备时，一些增强的功能可用。例如，线路侧设备可以用来在面板内指示电压状态或用来视觉地提供失相指示。负载侧设备可以用来确认电气断开器的状态。如果断开器经历了机械故障或者断路器触点被焊接，已安装测试设备可以提供视觉指示。然而，如果在线路侧和负载侧上正被监测的断开器开路之前将上游断开器断电(在复杂或级联锁定/标定、或计划关断期间情况可能如此)，在不检查每一相的线路触点和负载触点两端连续性的情况下不能确认断开器的状态。这是因为，如果上游电源关闭，负载设备的状态将显示没有电压，不管断开器的位置如何。

[0047] 为了防止这种类型的错误，可以将程序就位以指定在复杂锁定/标定期间这些操作的顺序。另外，在关断期间，合格的电力作业人员将经常使用电压表来检测断开器的线路侧、断开器的负载侧两端的电压，并最终在每一相(线路至负载)的两端进行测量从而检查电阻。这是一种好的做法，然而这会耗费时间并且仅在遵循并依次执行过程的每个步骤时有效。

[0048] 另外，安装两个单独的设备会是成本高昂的(应该考虑部件成本和安装成本两者)并且会存在对电气封壳的空间限制。

[0049] 图6示出了对线路和电源侧两者使用单独的监视器。标准的做法是遵守正确的锁定/标定程序从而在解释指示时获得准确的结果。当将这种方法用于单独线路侧和负载侧指示器时，重要的是在隔离电能时用户首先打开、锁定、并标定下游断开器。如果用户从上游设备开始，最佳做法将要求用户在断开器两端进行测量从而验证所有的触点都完全开路。

[0050] 为了更多地增强功能，如图7中所示的设置用于一个过程，如使用了图8中所示的过程。次级电源或存储的非危险能量源(例如，电池、网络电源、超级电容等)用来发起自诊断。如果设备成功地满足了针对自诊断测试所建立的标准，则通过利用任何种类的方法来建立测试设备与正被监测的电路之间的连续性来验证安装。一旦已经确定了安装令人满意，则对线路侧和负载侧两者都进行电压测试。可以测试所述电压或者可以进行针对高于一定阈值的存在的测试。如果验证了不存在电压，则下一步是验证在每一相的触点(线路和负载)两端没有连续性。这是至关重要的步骤，并且确保了断开器事实上是开路的且未发生机械故障(如未完全断电的断路器或刀片中的焊接触点)。

[0051] 这种方法允许用户在打开面板之前确定电压和断开器的状态，不管设备是否可运行、关断以进行维护、或LOTO过程中是否发生了崩溃。

[0052] 图9示出了系统20，所述系统具有闭合(对线路侧进行上电)的上游断开器24以及封壳中的开路的断开器23，断开器23的线路侧和负载侧都具有测试设备21。图10示出了另一系统30，所述另一系统具有连接至断开器23的线路侧和负载侧两者的单个测试设备31。图11和图12示出了与图9和图10相同的设置，但面板中的断开器开路并且相2存在问题。图
13和图14示出了与图11和图12类似的系统，其中上游断开器开路并且面板中的断开器开路，相2存在问题。

[0053] 在进一步的实施例中，此系统可以建立在永久安装的测试设备的概念上。虽然上文所述的电压指示器可以是系统或网络的一部分，它通常被具体化为具有补充电源的独立设备，根据来自用户的提示，短时间内由电池提供所述补充电源。图15中示出了此设备的基本操作，当设备处于未供电状态时发起针对电压不存在的测试。由于这个设备将经受没有电力的时间段并且未连接至网络(独立)，所述设备没有办法建立时钟以确定何时发生测试。类似地，由于所述设备独立于网络，记录所产生的指示的唯一方式是由用户手动地进行。这种类型的电子设备监测电路中的单个点，并且因此，很可能若干唯一的设备将被安装在设施内。所述进一步实施例提供了：一种用于浏览用来确定最终结果或指示的中间步骤、数据、和状态的方法；一种用于记录电压测试完成并自动记录结果的方法；以及一种用于向来自没有网络基础设施的独立设备上发起的测试的结果添加时间和日期戳的方法(图12)。

[0054] 为了完成这一点，需要若干因素：将结果写入至存储器的测试算法、设备中必须存在无线传输能力、具有无线能力的便携式读取器/显示器必须可用、以及相应的软件。·测试算法必须包含以下步骤：所述步骤包括将结果(中间数据和状态和/或最终指示)写入至存储器。每次用户发起新的测试，在任何新的结果被覆写之前都必须将存储器中的所有结果清空，从而确保存储器中的数据总是来自同一次测试。增加这个步骤对用户而言是透明的，因为用户只能看到设备界面上的最终指示。
·必须将一种或多种形式的无线传输结合至设备中。通过利用不依赖附加基础设施的无线技术，比如蓝牙、信标、RFID(射频识别)、或NFC(近场通信)，布局保持与独立设备一样简单。
·便携式读取器/显示器(“读取器”)必须是可用的。这是一种具有从独立设备无线地接收、以及可能发送传输的能力的便携式装置(比如智能手机、平板、专用浏览器、或其他类似物)。读取器还必须具有显示器，从而使得关于测试设备和测试结果的信息可以对用户可见。
·为了优化对结果的浏览，可以在读取器上安装专用软件或应用程序(app)。所述app可以在设备上本地地运行或者它可以被配置成与服务器同步，所述服务器允许对来自多个用户和读取器的结果进行收集和存档。在服务器上或基于云的平台上可以安装附加软件，从而允许通过网络浏览器在线管理设备。允许将从独立设备收集的数据下载/导出为其他格式的能力。

[0055] 这种方法在应用于已安装测试设备的情况下可用。例如，如果对设备使用NFC，则当用户通过按压“测试”按钮发起与未供电设备的交互时，发起电压测试序列。当微处理器逐步通过所述算法以及测试序列中的其他步骤时，来自测试序列的数据和结果被写入至(多个)NFC标签。所述设备完成测试序列并通过门上安装的指示器来显示所述测试序列的结果(图19)。用户可以然后使用具有NFC读取能力的设备(智能电话、平板、或其他类似设备)来访问app，所述app被专门设计成用于独立电压测试器/指示器(图20)。一旦app运行，用户将电话拿到接近测试设备。NFC读取器然后访问来自标签的数据并将其显示在app中。当数据被显示在app中时，测试结果被记录、盖时间戳、并自动地存录。在app内，用户具有添加注释或评论、标记不寻常的结果以便接下来的行动、用电子邮件发送或与特定设备相关联的结果/状态的能力(图21)。可以使用附加软件来管理多个独立设备、用户、和/或便携式读取器。

[0056] 使用这种方法来记录和访问来自独立设备的附加数据具有若干益处并且解决了针对没有连续电源的独立电子设备所标识的问题，确切地：·保持设备上的物理用户接口简单。这种方法允许用户访问附加信息，而不需要复杂接口或显示器、或更大的物理实施例。
·可以使用单个读取器或(更小的读取器组)来与多个独立设备进行交互。这具有若干益处，包括：最小化部件成本(读取器需要单个显示器，而不是每个独立设备一个显示器)、提高的稳健性和可靠性(独立设备中更少的部件导致更少的连接和故障点；如果便携式显示器出现故障，则可以在不需要对独立设备安装进行任何返工或维护的情况下获得一个新的便携式显示器)。
·附加信息是可访问的。在所述app内可以指示像电池状态等内容。每一相的电压值或范围可以显示在所述app内(与物理接口上的开/关指示器相反)。
·所述app可以用作解决困难的工具。虽然物理接口仅显示了关于测试的通过/失败结果，所述app可以用来显示更加细化的结果。例如，它可以显示测试序列中每个步骤或所选步骤的结果，从而允许用户区分测试是由于存在电压、电池电量低、还是安装中的引线连接未经验证而失败。它还可以提供关于哪一(哪些)相记录了错误的信息或上报实际的测量电压值。
·所述app可以用作对每个测试加时间/日期戳以及记录测试结果的工具。所述设备将总是把最近的测试结果存储在存储器中。当存储器中的数据被读取并被从所述设备传输至读取器时，它被导入app并且可以对这一步骤加时间/日期戳，这否则对不被连续供电的独立设备将不可能。
○对最终用户(电气技师可以证明进行了测试)、设施所有者(具有记录和日志供审计并显示保险公司)、以及产品制造商(记录结果，以防发生事故)而言是有用的·每次从正确的设备浏览数据。在具有NFC的电压指示器的情况下，由于NFC技术的接近度要求，向用户保证所述app中所浏览的结果和信息来自预期的电压测试器/指示器设备。类似的功能可以用其他无线技术实现，例如可以抑制传输信号，从而减小传输距离，导致对独立设备和便携式读取器的接近度要求。替代性地，可以结合其他反馈方法，比如读取器传输信号以激活独立设备上的指示器。
·自含式、容易使用和部署。没有设置、配置、设备配对或IP地址要管理。另外，系统在车间地板上没有移动或无线访问的情况下运行。如果期望的话，仅需要网络连接来可选地对数据进行同步或存档。
·取决于设计和实现这种类型的系统的方式，存在便携式读取器可以通过充当一种用于验证功能或校准独立设备的方法来提供附加功能的可能性。
·所述app可以被用作通过具有日期戳的照片以及关于安装上一次被修改的时间的信息浏览关于所述安装以及安装有设备的电路的信息。这对电气作业人员看到设备初始如何被安装在面板中可能会是有用的。

[0057] 类似的功能可以借助蓝牙、信标、Wi-Fi、或其他无线传输方法实现。当使用可以传输比几厘米还远的无线信号时，可以添加附加步骤以确保，当浏览读取器上的结果时，正在显示的结果来自特定设备，因为在读取器的范围内可能存在不止一个设备。可以将以下或类似方法中的一种或多种结合至所述设备中以便验证结果：·在传输时在独立设备上提供反馈指示器
·减弱信号，从而使得传输距离受限
·将标识特征结合在所述app中从而显示唯一标识符(像序列号或MAC地址)
·使用所述app中的“按钮”来触发独立设备上的指示灯或信号，正针对所述独立设备显示结果

[0058] 这种方法可以允许采用以下方式来使用电压指示器；·电压测试器/指示器作为独立设备
·电压测试器/指示器作为子系统中的设备(例如，作为访问控制系统的输入端)·电压测试器/指示器作为具有本地app的独立设备
·电压测试器/指示器作为具有本地app的子系统中的设备
·电压测试器/指示器作为具有连接至服务器的app的独立设备
·电压测试器/指示器作为具有连接至服务器的app的子系统中的设备

[0059] 在工业环境中，电气设备经常容纳在面板、箱体、或其他类型的封壳内。从电源部件(例如，开关、断路器、熔丝、驱动器、触点等)到控制和网络产品(例如，PLC、控制器、网络开关、和电源等)范围内的设备通常被封闭，不仅用于提供保护不受严酷或动态环境的影响，而且还用于提供各种安全和安全性水平。取决于应用，尤其是如果电气部件带电的话，对电气、控制、或网络面板的未授权访问(无论是有意的还是无意的)会导致各种危险。

[0060] 近年来，借助提高对电击、电弧闪光、和电弧爆炸危险的认识的努力，更加强调了工作场所的电气安全。当对电气设备或在其附近工作时，当存在电压时，存在比如电弧闪光、电弧爆炸、和电击等危险。OSHA通过一般责任条款来强制实施电气安全，严重依赖自发共识标准，比如NFPA 70E、工作地点电气安全标准。伴随着对NFPA 70E的每次修正，对于对带电设备执行任务来说它正变得越来越难接受。在大多数状况下，需要在电气安全的工作环境下(例如，断电状态)进行涉及电气危险的工作。然而，NFPA 70E也认识到一些诊断和测试活动必须在设备带电时执行。

[0061] 由于工业设施变得越来越自动化和联网，诊断活动已经变得更加复杂。在许多情况下，可以仅借助控制/网络电源来执行启动配置、解决困难、和设备测试。普遍接受的是，较低的电压关于电击和电弧闪光都较不危险。NFPA70E第130(A)(3)条确切地指示了可以允许对额定小于50V的设备进行带电工作。在工业自动化中，控制/网络功能一般运行于较低电压电平(24Vdc)。因而，对于许多应用，有益的是对具有并非源自主电源的用于面板内的控制/网络电源具有单独基础设施，从而使得在执行某些任务时当控制/网络电源可用时可以将主电源锁定。

[0062] 在许多企业设置中，技术的进步已经使工作人员标记和访问读取器司空见惯。许多工业设施还有办法限制和监测对各部门、实验室、或生产区域的限制。这些系统经常运行于小于50V的网络电源或控制电压。随着电源和控制系统借助网络能力变得智能，IT职员、电气技师、和控制工程师之间的界限正变得模糊。由于电源、控制、和网络设备均容纳在类似封壳中，很可能不具有对具体类型设备工作的资格的某人可以他或她自己、为周围的人、设备、或过程尝试访问产生危险的面板——尤其是在高压情形比如未计划的断电下或必须避免计划延迟的情形下。

[0063] 当封壳被装配有测试设备、封壳锁、控制器、可选证书读取器(均独立于主电源电路被供电)，用于解决工业设施中产生的安全、安全性、和维护问题的新方法是可能的。通常，这些元件不存在或者如果封壳中存在子集，它们独立地运行。在此描述的新概念介绍了通过在下一代安全至安全性和维护实践中向用户介绍新方法来解决这些问题中的一部分的机会。

[0064] 对电气、控制、或网络面板的未授权访问(无论是有意的还是无意的)会导致可能影响人、设备、或过程的安全和安全性危险。在封壳级使用包括电子锁结合证书读取器的访问控制系统，用户可以在授权时间控制或限制对已授权人的访问。通过借助与主要电源(比如网络(PoE)、电池、超级电容等)分开的非危险电源或能力储存设备对控制器、锁、和证书读取器供电，只要次级电源可用，就将电压限制为安全电平(50V或更少)并且设备将继续起作用，而不管封壳内主要/主电源的状态。为了进一步减小风险，在一些情况下可以期望将访问进一步限制为只有当面板已经被断电时、或如果满足了特殊环境(例如，完成带电工作许可)的情形。

[0065] 这样，另一实施例包括一种提供了新颖的方式来减弱暴露至电气危险的风险、防止过程终端、以及自动化维护存录/记录的方法。这样，可以实现提高工作人员和设备的安全水平、减少事故、以及趋势识别和可能的责任或保险诱因。个别地，存在组成这个系统的部件，然而它们不被共同利用也不针对本说明书中所描述的功能而优化。

[0066] 这种方法(22和23中以其最简单的方式示出)由控制器组成，所述控制器具有用于测试设备的输入端以及至电子锁的输出端。输入触点和输出触点可以是标准I/O、安全额定的和冗余的等、或某种组合。所述测试设备被配置成用于监测封壳内的主电源电路。测试设备、锁、和控制器均从独立于主电源电路的非危险电压源供电(这使得系统中的设备能够运行，即使是在主电源被隔离时)；所述系统部件可以由同一源或分开的源(例如，电池、网络(PoE)等)供电。控制器必须具有处理电源以逐步通过在错误！未找到引用源中所概述的逻辑。用户通过测试电压来请求访问锁定的封壳。如果存在电压，则封壳保持锁定。如果验证了不存在电压，则控制器将在预定的时间量(例如，10秒)内将锁解开，从而允许用户在控制器将锁重新锁定之前打开门。当门闭合时，可以再次重复这个过程。

[0067] 图22示出了使用已安装测试设备的状态来控制对封壳进行访问的基本过程。图23示出了具有证书认证的系统的部件以及输入/输出关系。

[0068] 另一种变体是在过程中包括一种形式的证书认证从而增加额外安全性并防止未授权工作人员访问设备。这在24和25中示出。这种方法与图22中的基本过程类似，但包括用于验证用户的身份的额外步骤(最可能在检查电压之前，虽然序列是可互换的)。这种附加功能要求控制器具有用于证书读取器(安装在封壳外部的硬件)和证书验证系统的两个附加输入。证书验证系统将一般由被批准访问的证书数据库组成，所述数据库在通过网络从另一系统链接至控制器的系统外部。然而，在一些情况下，这可以保持在控制器中。不管怎样，在本实施例中，除了处理能力之外，如果作为独立设备运行或者如果网络连接丢失，控制器必须还包含用于存储证书的存储器。证书读取器必须与控制器、测试设备、和锁以同样的方式被供电。

[0069] 在本实施例中，用户通过将他或她的证书(你所具有的——徽章；你所知道的——PIN或密码；或你本身——生物特征)呈现给证书读取器来请求访问系统。证书读取器用来认证用户的身份。如果呈现给读取器的证书被控制器基于来自证书验证系统的最近状态验证为有效的，则执行对电压不存在的测试。如果电压不存在，将锁打开并准许用户访问。然而，如果证书无效或检测到或不可确定存在电压，拒绝访问并且锁保持锁定。

[0070] 可以借助先进的特征在更复杂的实施例中扩展这个概念，如图26A、图26B、和图27中所示。取决于期望的功能，实施例可以由所有这些特征或其子集组成。

[0071] 这个过程以用户请求访问具有图27中所示已安装元件的电气面板开始。用户可以基于企业资产管理系统中所生成的他或她接收的工作命令请求访问。工作命令系统可以作为输入端链接至控制器，或者它可以独立地运行。通过整合工作命令系统，可以向所述过程中添加检查从而确保正访问正确的设备并且可以在对其他过程破坏性最小的时间帧内计划工作。验证正在访问正确的设备将有助于提高安全性，因为许多工业封壳看起来类似并且每年当有人由于不正确标记或“看起来相像的”特征而访问错的设备时发生事故。进一步，如果正被维修的设备没有首先被关断，可能发生对周围设备或过程的损坏。尤其是在加工工业中，这会对人、环境、和周围事物危险。因而，期望能够针对批准的访问设定时间帧。此特征还可以用于对维修技术员或承包人限制对特定区域或一件设备的访问。

[0072] 一旦已经确定了试图被维修的设备被批准访问，下一步是验证用户的证书。用户将他或她的证书呈现给读取器。除了别的方法以外，这个过程可以包括扫描徽章或钥匙、在键盘上输入PIN或密码、或呈现指纹。系统通过借助证书验证系统验证证书来完成认证证书的过程，不管证书验证系统是在控制器内部还是通过单独系统链接。此系统可以链接至与存储着证书的服务器有网络连接的活动目录。通过包括附加特性可以进一步增强证书，比如确信雇员被授权访问具体类型的设备(例如，区别可能由作业角色产生(维护人员或办公室职员)、或产生于被授权访问高压设备和低压设备、不同类型设备(比如控制和自动化设备相对于配电、来自特定制造商的设备、特定区域或工作单元内的设备等)的人之间)以及交叉引用培训数据库来确保证书是最新的。通过将证书与培训记录整合，访问可以取决于确保已经在系统中完成和文件证明了所需的类别或技术审计。这还为按要求传递基于特定需要的培训奠定了基础。例如，在访问电动机控制中心之前，可以要求请求访问的用户观看对特定设备模型唯一的简洁的安全视频或回顾安全程序。

[0073] 一旦证书被验证，控制器可以寻找来自电压探测器的状态。如果电压测试确定了设备被断电，则可以将锁解开从而授予用户访问。然而，如果面板带电，可以拒绝访问或者可以将附加的要求集合结合至控制器逻辑以确定是否可以授予访问。例如，带电工作可以取决于在工作命令或其他链接的系统中具有额外证明文件(批准带电工作许可证、完整的作业简报等)。另外，对于一些任务，程序要求存在不止一个人。访问系统可以被配置成要求在进行带电工作或在有限区域内进行任何工作之前对来自不止一个用户的证书进行呈现并认证。

[0074] 如果确定了满足将锁解开的所有条件，可以授予对封壳的访问。取决于所使用的锁的类型，这个锁可以在预定时间段之后自动锁定，并且它可以取决于门的位置。如果使用了门位置传感器，控制器可以结合附加逻辑来确定何时发送警告或通知，如果门被打开太长时间、如果它被意外地打开、如果当面板重新带电时它保持打开灯。这进一步增强了整体系统的安全和安全性。

[0075] 除了已经解释的用途之外，实现这种系统的另一种原因是存录和记录带电和/或断电工作的访问。当授予或批准了访问之后，可以存录请求和产生的过程分析和结果。这些结果然后可以被作为警告或警报发送，如果通信机构可用或者它们能够被显示在物理界面上(例如HMI、移动设备等)的话。访问授予和拒绝的通知都很重要，并且如果正在进行工作的话可以用来警告其他受影响的工作人员。例如，如果批准了对带电工作的访问，可以向电弧闪光边界内附近的HMI发送警告。类似地，在维护作业人员试图访问一件设备之前，他或她可能对浏览之前的访问尝试以及它们何时发生感兴趣(类似于将警报显示在HMI上的方式)。用户可以请求通过面板HMI(或其他类似视觉界面)回顾这些结果；如果访问尝试是最近的并且与问题开始的时间一致，作业人员在开始他的工作并尝试打开面板之前可能想要得到更多的信息。

[0076] 图28示出了用于控制对封壳进行访问的系统60的另一示例。系统60包括徽章读取器61、门传感器62、封壳锁63、控制器64、测试设备65、有待监测的电源66、网络连接67、和界面68。

[0077] 在此所述的过程代表从基本到先进范围的三个实施例；本领域技术人员将认识到存在其他序列变体，所述其他序列变体在所实现的特征和功能的组合的基础上可以同样有效或令人期望。例如，系统可以被配置成用于：如果系统带电的话则仅需要证书，在这种情况下，将在证书验证步骤之前发生电压测试。

[0078] 所需的硬件将取决于期望的和实现的功能量。在基本实施例中，可以将逻辑嵌入单独控制器。当添加了附加功能时，用于提供对证书或条件的更简单管理的联网选项和/或软件可以提供有用接口。

[0079] 当实现这种方法时，提供了以下所列出的益处。

[0080] 减轻电气危险。任何时间设备带电，存在电击和电弧闪光危险；然而，小于50V AC或60V DC的电压一般被视为安全。利用安全供电的访问控制或封壳“锁”可以证明在以下场景中有效：-防止不合格的工作人员访问带电的电气面板，从而暴露危险
-防止合格的工作人员在没有合适授权(比如带电工作许可证)的情况下打开带电电气面板
-防止当所有电压源未断电时借助不止一个电压源访问隔室
-防止访问隔室/面板直到存储的能量已经消散至安全水平
-防止访问不正确的隔室或封壳(看起来相像的设备)
-在委任设备或使设备重新带电之前，提供封壳门或盖子已经被正确地闭合的验证-确保门和盖子被正确地闭合并闭锁在弧阻设备上
-确保针对某些任务存在合格的个人(具有合适的培训和访问水平)(一些安全程序需要存在两个人)
-在允许访问隔室之前，确保个人已经完成所有必需的培训并且培训记录是最近的[0081] 防止过程中断。在每分钟的停机时间伴随几千美元价格标签的应用中，将过程中断最小化是必要的。另外，如果未被适当控制的话某些过程可能有危险，因而限制对控制功能和设置的访问会有较多的安全性和安全含义。访问控制或封壳“锁”还适用于以下场景：
-防止访问和/或提供什么设备被个体访问的记录
-防止未授权工作人员访问设备并提供已经访问特定设备的工作人员的记录-防止在一定的时间访问并提供设备被访问时间的记录
-防止更改不正确设备、控制器、或端点设备上的设置或参数
○避免看起来相像的设备的误差，提供容易的识别
○避免可能周期内的特定时间中断过程的改变

[0082] 下一代维护和记录保持。在工业环境中在面板或隔室级别监测和控制访问具有改革维护和记录保持的潜力，尤其是当结合电压测试时。当公司面对在规则和规范更严格的文件证明要求时，需要简化遵从的产品和工具。以下场景描述了访问控制或封壳“锁”可以如何帮助改进基本维护任务。-通过对工业设备采取“电子制图”方式提升维护实践，类似于医学和牙科记录保持中从纸质记录到数字记录的过渡
-确保工作人员具有访问设备的正确证书、或角色
-确保个人具有关于特定类型设备的最新培训
-伴随示意性工作命令的审阅、培训模型的完成、程序审阅、或清单验证而进行访问。可能需要与HMI、平板电脑等的链接，以及具有条形码的数据库或设备和/或部件上的其他标识手段。
-创建“日志文件”来在HMI、移动设备等上显示访问请求和响应结果的历史。

[0083] 另外，锁定主电源以及仍然访问控制功能的能力具有以下益处：-PPE减少：特别有益于当PPE可以限制灵活性并且可能创造额外危险时，尤其是在严酷环境下(极端热/冷、湿润环境等)。
-不需要带电工作许可证：在许多公司中，这一般要求行政批准并且可能是漫长的过程。使用电压探测器作为访问系统的输入端可以有助于防止作业人员暴露至带电部分-提高工作人员和设备的安全水平
-减少事故(避免停机时间、受伤造成的损失，将设备替换最小化)
-将这种产品与自动化文件证明系统结合可以有助于减少责任，通过：
○前摄地标识培训差距
○保持维护记录并在任务到期时提供警告
○提供用于整合维护和安全记录的方法
○减少手动数据输入的误差
-针对一定的设备、工作人员、或事件识别图案和趋势
-针对公司或地点的保险诱因或减少保费

[0084] 通过网络能力向电压检测和指示系统增加智能性使得附加信息(比如与安全相关的部件状态)实时可用。通过向电压探测器增加网络能力(或输出触点)，附加的显示和信息活动现在是可能的。例如，如果远程进行切换，还可以通过远程位置处的HMI显示来自电压探测器的输出。另外，如果使用连续电源(比如PoE)而不是间歇性电源，只要电源可用，将显示对电压不存在和存在两者的肯定指示。网络能力还允许补充具有更复杂显示的物理界面，例如指示上一次检测电压是什么时候或者关于任何其他状态改变的更多信息。

[0085] 另一实施例可以包括置换码或密钥从而允许在特殊情形下访问带电面板，如果安全策略允许的话这是某些应用或合格的工作人员会需要的。

[0086] 虽然已经展示和描述了本发明的具体实施例和应用，要理解的是，本发明并不限于在此所披露的明确结构和组成，并且在不背离如所述的发明精神和范围的情况下各种更改、改变、和变体从前述内容会是明显的。