CN108206106A - 开关安全锁上锁方式改良的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种开关安全锁上锁方式改良的装置,供对断路器上锁,该装置包括一上锁装置及固定底板;固定底板供固设于断路器上,上锁装置安装于该固定底板上;该上锁装置内部设有一挡杆与一锁具,挡杆与该锁具可连动,当断路器把手处于闭合、启断、跳脱其中任一状态时,锁具保持在闭锁位置,即可对断路器进行上锁操作,且挡杆可连动一微控开关,并可将微动开关信号引出至外接端子,作进一步的电气连结功能,而同步产生机械性与电气性的上锁。本发明借助一固定底板固设于断路器,上锁装置内部设有一挡杆与锁具连动,断路器把手处于闭合(ON)或启断(OFF)状态时,使用钥匙转动锁具至闭锁位置,可对断路器进行ON或OFF的上锁操作。
Description
技术领域
本发明是有关于一种开关上锁装置的改良,特别是关于一种可以提高安全性能的电机开关上锁装置。
背景技术
本发明申请人基于对改善工业安全的热诚,与现场实做的经验,曾有一系列关于电机开关与供电管理的发明与创作,该等研发的成果有十几份已经申请专利并已获准。特别地,本发明申请人曾提供一系列实用的电机开关上锁装置创作,可与各种厂牌与型号的电机开关结合使用,成效良好。本发明申请人所以有此一系列关于电机开关安全的发明与创作,是鉴于国内外过去许多电气事故,都发生在电机机械的维修事件中,主要是缺乏了实用的电机开关上锁装置。但是没有解决对于各种状态都可适用的上锁装置的改良。
中国台湾劳工委员会劳工安全卫生研究所在1999年出版的「电气安全技术资料」由苏文源主持的研究报告中指出:「感电事故一直是劳工意外伤害的主要原因之一,应尽量避免以保护劳工安全。发生感电事故的主要原因是事业单位及劳工对电气安全的认知不足,使工作现场存在有不安全的环境与不安全的行为等潜在危险。」常见的电气安全灾害主要有两种,第一种是来自使用电气的机械设备,第二种则是电气作业中的疏忽。为了补救事业单位及劳工对电气安全的认知不足,防止使用电气的作业产生危害,在「劳工安全卫生设施规则」第四十五条中,进一步强制规范雇主使用电气的机械设备需具备安全设施,亦即对于使用动力运转的机械,具有显著危险者,应于适当位置设置有明显标志的紧急制动装置,立即遮断动力并与制动系统连动,能于紧急时快速停止机械的运转。另外,对于防止使用电气的作业产生危害方面,在停电作业时,「劳工安全卫生设施规则」第二百五十四条规定雇主对于电路开路后从事该电路、该电路支持物、或接近该电路工作物的敷设、建造、检查、修理、油漆等作业时,应于确认电路开路后,就该电路采取开路的开关于作业中,应「上锁」或标示「禁止送电」、「停电作业中」或设置监视人员监视的设施。在前述第一种来自使用电气的机械设备的灾害,造成的原因是几乎大部分的人对于电气安全遮断动力原理的认知不足。虽然「劳工安全卫生设施规则」第二百五十四条进一步规定,在电路采取开路的开关于作业中应「上锁」,但是截至目前为止,该「上锁」的规定都往往流于空谈,并没有确实的实行。
根据国际电工法规NEC.422.31.(430.102)(440.14)作为隔离设备用的分路开关或断路器应具有闭锁装置。隔离设备位置上是在用电器具可视范围内或开路时可闭锁者。其闭锁装置机构应置于适当位置。其法规原则及用途为防止误送电、逆送电(在不影响公共安全的情况下!):
1. 私人室内分电盘不用上锁。
2. 公共场所用电要上锁。
3. 马达集中控制盘可使用开关把手上锁。
4. 上锁的后会有危险状况不得上锁!
闭锁装置为防止误送电、逆送电…等,因为眼睛视觉有看不到的状况,可能发生危险,所以才会希望维修时闭锁,以确保安全。有鉴于此,世界上制造开关的厂家皆有生产相关的产品。其中包括外挂式、内键式……等不一而足。同样在美国OSHA、消防法法规…等,都有强制性的规定及罚则。
在特殊的场所中,对于开关的要求又有其不同的需求,譬如在许多危险场所、如化学工厂、火药库、气体、液体工厂、军事设施…等,某些用电开关必须在送电中要求开关闭合,不准被误触或误动作将开关断路,造成严重的损失,譬如炉心正在熔化高温高压液体,会造成不可收拾的后果,所以在某些特殊场所,其开关必须是闭锁在通电(闭合)ON的状态,因为上述的原由,所以全世界制造断路器开关的厂家,在开关上锁的装置上,也有一种闭锁在通电(闭合)ON状态的装置,并且生产制造另一种产品。
在特殊场所环境中,又有某些特殊功能是被需求的,譬如在许多无人驻守的机房,其断路器开关在某些回路中,必须防止外力误动作造成断电,而造成损失甚而发生事故。但是对于该回路中,当发生事故时,不论是过载、故障电流、接地故障…等,必须让该断路器跳脱,以免使设备发生损害甚而造成火灾!所以在上述的闭锁装置的要求,又不同于上述两种状态,一种强制闭锁于通电闭合ON状态,一种强制闭锁于断电状态启断OFF,故障时又必须能够让断路器作跳脱的动作以隔离事故。
在实际电力系统许多案例中,有许多状况是必须使两只断路器相互做对锁的动作状态,即两只断路器互锁Interlock,即两只断路器其中只有一只通电,不能两只同时通电,会造成短路事故。上述的状态在一般的情况下大部分都使用自动切换开关(也即俗称ATS),但是自动切换开关一般都是两只并排在同一机壳上,并且断路器必须同一规格,在实际状况下,失去了所有的弹性应用方式,若是能用本发明开关安全锁上锁方式改良的装置,则可以解决长期上述的不便。但是要能够做到电气性与机械性对锁的功能,才符合其安全性的要求。
又当三只断路器必须做对锁状态,即三只断路器连动互锁Tie的功能,亦即三只断路器最多仅容许两台同时闭合ON,若是能应用本发明开关上锁装置的改良,则可以解决长久以来的问题。且由于能够进行机械与电气方面的对锁,可提高其绝对的信赖度。并且借由状态的接点输出,可利于辨识,增加使用的方便性及安全性。本发明并且也改良了,例如M318184专利案无熔丝开关上锁装置专利中的不方便与缺点,其只能锁住跳脱位置的方式,虽然符合了维修时必须能停电上锁的闭锁装置的要求,但是不能够通用于前述其他不同功能需求的状况。现有技术中世界各国对于锁住的方式有闭合ON、启断OFF,不同的方式即需有不同的锁具及构件,衍生出多重的安全锁实施态样,如此将造成生产成本的增加,及增加产品管理上的负担及业主的困扰。以上种种问题存在了许久,国内外业者一直无法妥善解决该等问题,来增进电气设备与作业中的安全。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明的主要目的在提供一种构造简单、安装方便的开关上锁装置,可以全方位的使用在上述各种功能需求的解决方案,并且电气与机械方面相互结合的做法,防止误动作的状况产生,可以提高电气设备使用上的安全性能。
【解决问题的技术手段】
为达到上述目的,本发明开关上锁装置,必须闭合(ON)、启断(OFF)、跳脱(Trip)三个位置状态都必须可以闭锁(LOCK),又为了使断路器相互间对锁,以防止误动作的状况发生,除了机械性的闭锁以及对锁功能外,更必须辅以电气性的互锁作用以进一步避免误动作的产生,确保符合公共安全规范的要求,防止意外事故的发生。
又为了达到机械闭锁功能的要求,其闭锁的锁具,为可以达到多重位置的上锁状态,该锁具必须要有特殊的功能,可以做各种组合的变换,例如钥匙旋转有三个位置或二个位置,可以在各个位置做拔出或者不可拔离的要求,以符合各种状态功能的要求。
又为达到机械与电气对锁的功能,要求其锁件内部互锁必须要有内部电动栓连动机构的元件组合,以利进行对锁动作时,在电气方面以及机械性方面的对锁可以达成内部相互闭锁的功能,使得内部的连动机构可以依要求的状态而作动,即使在有出现备用钥匙也不会作动产生误动作。
为达到内部电气作动的功能,所以在断路器表面上方设有固定板,可有一个能够分辨断路器状态位置的装置,在断路器闭合ON、启断OFF、跳脱Trip三个状态点,皆可以装置三只微动开关,或两只微动开关,可容易辨识断路器的状态,并且可设置有出线或者外接端子台接点以利接线,以能够连结至其它只断路器的上锁装置,做各种功能的应用。
又为达到安全性的严苛要求,所以在上锁装置上方,必须有防护罩的功能,就像一般照相机的镜头保护装置一般,而该防护罩的作动情形,也是由钥匙以及断路器的状态位置所连结的状态电气点而控制,以确保对锁功能。当有人不小心拿到备用钥匙,以该备用钥匙作动时,也不会产生误动作,以免误动作产生事故或者工安事件,以符合安全性的要求。
以上的上锁装置因为有电气的接点,所以在该上锁的装置比较可行性的做法是可以有显示该上锁状态的指示牌或兼显示指示灯。又为了厘清责任点的分界问题,所以最好有功能接点输出,不论以有线或者无线方式传输。
本发明提供的一种开关安全锁上锁方式改良的装置,供对断路器上锁,该装置包括一上锁装置及固定底板;该固定底板供固设于断路器上,该上锁装置安装于该固定底板上;该上锁装置内部设有一挡杆与一锁具,且该挡杆与该锁具可连动,当断路器把手处于闭合、启断、跳脱其中任一状态时,该锁具保持在闭锁位置,即可对断路器进行上锁操作,且该挡杆连动一微控开关,并可将该微动开关信号引出至外接端子,作进一步的电气连结功能,而同步产生机械性与电气性的上锁。
作为优选技术方案,该上锁装置包含一盒体,该盒体内部的该挡杆随锁具连动于闭合、启断、跳脱其中任一闭锁状态时,连动显示闭锁或正常的显示元件,便于检视开关安全锁的操作状态。
作为优选技术方案,该上锁装置设有一电源输入点与一电动栓,借由一驱动元件控制对锁具内部挡杆的栓锁与否,该驱动元件的电源是连接至该上锁装置的该电源输入点。
作为优选技术方案,该锁具由插入的钥匙控制,且该锁具上设有拔出位置的注记点。
作为优选技术方案,该微动开关设置于该固定底板后,以可调整位移适当间距的状态固定在该断路器上。
作为优选技术方案,该盒体与该固定底板结合成一卡式盒体组件而固定在断路器上。
本发明的开关安全锁上锁方式改良的装置,易于固设于断路器的固定底板,且上锁装置内部设有一挡杆与锁具连动,当断路器把手处于闭合(ON)或启断(OFF)状态时,使用钥匙转动锁具至闭锁位置,即可对断路器进行ON或OFF的上锁操作,且挡杆相对于断路器的不同操作,可连动微控开关,并可将微动开关信号引出,作进一步的电气连结功能应用,达成机械与电气互锁的功能,提升系统的安全性。
本发明借助一固定底板易于固设于断路器,且上锁装置内部设有一挡杆与锁具连动,当断路器把手处于闭合(ON)或启断(OFF)状态时,使用钥匙转动锁具至闭锁位置,即可对断路器进行ON或OFF的上锁操作,且挡杆相对于断路器的不同操作,可连动微控开关,并可将微动开关信号引出,作进一步的电气连结功能应用,达成机械与电气互锁的功能,提升系统的安全性。
附图说明
图1是本发明开关安全锁上锁方式改良的装置的实施例外观示意图。
图2是本发明开关安全锁上锁方式改良的装置在闭合位置的示意图。
图3类似于图2,但显示在启断位置的示意图。
图4类似于图2,但显示在闭锁强制闭合位置的示意图。
图5是本发明开关安全锁上锁方式改良的装置的另一实施例的外观示意图,显示本发明装置装设在断路器的上方。
图6是本发明开关安全锁上锁方式改良的装置的内部结构图,说明闭锁装置机械性与电气性的相对动作,并显示上锁装置在正常位置。
图7类似于图6,但显示档杆被限制不能移动。
图8与图9分别显示本发明装置的闭锁装置,是相关于机械与电气结构彼此连动的外观示意图,图8是平面图,图9是立体示意图。
图10与图11共同显示本发明装置对两只断路器互锁的示意图。
图12与图13共同显示本发明装置应用在三只断路器互锁示意图。
图14是本发明开关安全锁上锁方式改良的装置的支架实施例示意图。
图15是本发明开关安全锁上锁方式改良的装置的组装示意图。
【符号说明】
断路器10; 把手11;
上锁装置20; 本体21; 固定底板22;
锁具23; 档杆24; 闭锁位置点25;
正常位置点26;
钥匙30; 闭锁指示31; 正常指示32;
外接端子台40; 电源输入点42;
档杆定位柱50; 内部电动栓51; 内部位置定位微动开关53;
固定支架70。
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。
依据本发明开关安全锁上锁方式改良的装置,所实施的装置较佳的实施例,如图1所示,其上锁装置20是由具有一盒状锁具本体21,并且与固定底板22结合,固定放置在断路器10把手11的旁边。图中所示把手11位置在断路器10本体闭合ON的位置,此时将钥匙30插入锁具23,并且以逆时针转动至闭锁位置点25,此时内部传动机构动作,使档杆24移动至闭锁位置,并且显示或标示于闭锁指示31,其正常指示32没有指示,并且其连动档杆24并可使用内部位置定位微动开关53动作(参考图6与图7所示)。微动开关信号可连接至外部端子台40或者出线,以做为开关安全锁的状态表现输出点,同时也可以做为与其他只开关安全锁做为电性方面的控制。
依据本发明开关安全锁上锁方式改良的装置,所实施的第二实施例,如图2与图3所示。图2显示断路器10的把手11拨到上方,图3则显示把手11拨到下方的位置。无论如何,当上锁装置20位于断路器10中间位置,此时档杆24位于把手11跳脱Trip位置时,则可做为闭合ON锁住功能,同样也达成一般启断OFF锁住功能的要求。此时闭锁指示31会显示,并且于外接端子台40中的共同点COM与常开NO会导通。反之当钥匙30若以顺时针转动至正常位置点26,此时内部传动机构动作,使档杆24缩入至上锁装置20的本体21里面(图中未显示),此时显示或标示于正常指示32,而闭锁指示31没有显示,内部位置定位微动开关53动作,连接至外部端子台40,此时端子台中的共同点COM与常闭NC会导通。
参阅图4所示为本发明的第三实施例,开关安全锁20本体21固定在断路器10的把手11的侧面。当钥匙30转动至闭锁位置点25,此时若档杆24位于断路器10把手11正下方,也就是说把手11往上已经推到断路器ON的位置,档杆24将完全密合顶住把手11。如此即可达到强制闭合ON的功能,即使线路发生故障时,也强制闭合断路器10内部的接点,不会被断电,以符合强制不断电的功能要求。
参阅图5为强制断路器10启断OFF或跳脱Trip状态的实施案例。开关安全锁上锁装置20如图5中所示,可装设在位于断路器10的把手11移动方向的上方位置。当钥匙30转动至闭锁位置25时,此时档杆24如图中所示,完全把把手11顶住无法往上方向拨动,则无法使断路器10做闭合ON的功能,如此可达到强制OFF的作用,不会产生误动作。
图6与图7都是本发明开关安全锁上锁方式改良的装置的内部结构图,显示在上锁装置20的内部、档杆24与内部电动栓51,以及定位微动开关53的相关动作示意图。图6为上锁装置20在正常位置时的内部示意图,其中钥匙30位于正常位置点26,并且本体21上显示正常指示32,其中的内部位置定位微动开关53,如图示共同点COM与常开NO导通,连接到上锁装置20的外接端子台40。在档杆24下方有一档杆定位栓50,当内部电动栓51没有通电往下吸时会使档杆24被限制不能移动(如图7所示),而内部电动栓51动作往下吸时,档杆24就能自由活动(如图6所示)。而内部电动栓的电源来自上锁装置20的电源输入点42,电性连结至他指的上锁装置20的内部位置定位微动开关53,上锁装置20在闭锁位置25时电性相连,并且有电源通电后,使得档杆24能够自由活动。而图7中所示,上锁装置20在闭锁位置时的内部示意图,其中钥匙30会位于闭锁位置点25,并且在本体21上显示闭锁指示31,其中的内部位置定微动开关53。共同点COM与常闭NC导通,连接到上锁装置20的外接端子台40,在档杆24下方有一档杆定位栓50,当内部电动栓51没有通电往下吸时会使档杆24被限制不能移动,而内部电动栓51动作通电往下吸时,档杆24就能自由活动。而内部电动栓的电源来至上锁装置20的电源输入点42,电性连结至他只的上锁装置20的内部位置定位微动开关53,在上锁装置20在闭锁位置25时电性相连,待电源通电后才使得档杆24能够自由活动。图8与图9用以辅佐了解上述图6与图7的动作与功能,该图8与图9分别显示本发明闭锁装置关于机械与电气结构彼此连动的外观示意图,其中图8是平面图,图9是立体示意图。
图10与图11是共同显示本发明装置对两只断路器互锁的示意图,显示应用在电力系统中两台断路器CB1、CB2(如图11所示)相互对锁的功能应用实例。其中图10为电力系统表示图,图11则为断路器上装设有本发明装置的外观表示图。当在断路器10(分别为CB1及CB2)以一只上锁装置20来作说明,该两只上锁装置20有两个锁具23,但是只有一只钥匙30在上锁装置本体20的锁具23上,当钥匙30在闭锁位置25时,内部位置定位微动开关53不动作,使外接端子台40其中的共同点COM以及常用NC导通,该两点电性连接至另一只上锁装置20内部电动栓51动作,使得另一只上锁装置20内部的传动机构及档杆24得以活动。反之,当钥匙30在正常位置点26时,内部位置定位微动开关53动作,使得外接端子台40其中的共同点COM以及常开NO导通,该两点电性连接至另一只上锁装置20的电源输入点42,并且使得另一只上锁装置20内部电动栓51动作,使得另一只上锁装置20内部的传动机构及档杆24挡住不得活动,如此就达到CB1、CB2两只断路器10相互间对锁的功能。
图12与图13共同显示本发明装置应用在电力系统中三台断路器CB1、CB2、CB3相互对锁的示意图。在功能应用实施例中,图12为电力系统表示图,图13中为装设有本发明装置的三台断路器实际外观表示图。其中当三只断路器CB1、CB2、CB3加上上锁装置20后,最多只有两只可以闭合ON,三个上锁装置20只有两只钥匙30在上面,而其动作的连接方式,如同两台对锁一样,可以达到所需的对应功能。
图14是本发明开关安全锁上锁方式改良的装置的支架示意图,图15则是本发明装置的组装在支架上的示意图。图14及图15显示,上锁装置20的本体21,或者固定底板22,都是依照断路器10的外观尺寸,做一卡式盒体或一卡式座或放置在一对固定支架70上,可以灵活的依实地状况做变动,达到实用性的要求。无论如何,这些都只是方便于本发明装置安装的细节技术实施例,非用以限制本发明装置实际上装设的方式。
综上所述,本发明的开关安全锁上锁方式改良的装置,可以闭锁于各种位置,并且有显示功能,通过内部机械的结构以及内部控制元件,辅以外部断路器开关位置的变化,可以解决各种特殊需求的应用,深具产业的利用性。
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。
Claims (6)
1.一种开关安全锁上锁方式改良的装置,供对断路器上锁,该装置包括一上锁装置及固定底板;该固定底板供固设于断路器上,该上锁装置安装于该固定底板上;其特征在于,该上锁装置内部设有一挡杆与一锁具,且该挡杆与该锁具可连动,当断路器把手处于闭合、启断、跳脱其中任一状态时,该锁具保持在闭锁位置,即可对断路器进行上锁操作,且该挡杆连动一微控开关,并可将该微动开关信号引出至外接端子,作进一步的电气连结功能,而同步产生机械性与电气性的上锁。
2.如权利要求1所述的一种开关安全锁上锁方式改良的装置,其特征在于,该上锁装置包含一盒体,该盒体内部的该挡杆随锁具连动于闭合、启断、跳脱其中任一闭锁状态时,连动显示闭锁或正常的显示元件,便于检视开关安全锁的操作状态。
3.如权利要求1所述的一种开关安全锁上锁方式改良的装置,其特征在于,该上锁装置设有一电源输入点与一电动栓,借由一驱动元件控制对锁具内部挡杆的栓锁与否,该驱动元件的电源连接至该上锁装置的该电源输入点。
4.如权利要求1所述的一种开关安全锁上锁方式改良的装置,其特征在于,该锁具由插入的钥匙控制,且该锁具上设有拔出位置的注记点。
5.如权利要求1所述的一种开关安全锁上锁方式改良的装置,其特征在于,该微动开关设置于该固定底板后,以可调整位移适当间距的状态固定在该断路器上。
6.如权利要求2所述的一种开关安全锁上锁方式改良的装置,其特征在于,该盒体与该固定底板结合成一卡式盒体组件而固定在断路器上。
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