TWI603362B

TWI603362B - 開關安全鎖的互鎖裝置

Info

Publication number: TWI603362B
Application number: TW105134930A
Authority: TW
Inventors: 陳錫瑜
Original assignee: 陳錫瑜
Priority date: 2016-10-28
Filing date: 2016-10-28
Publication date: 2017-10-21
Also published as: TW201816815A

Description

開關安全鎖的互鎖裝置

本發明是有關於一種開關安全鎖的互鎖裝置的改良，特別是關於一種可以提高電氣安全性能的開關對鎖裝置。

本發明申請人基於對改善工業安全的熱誠，與現場實做的經驗，曾有一系列關於電機開關與供電管理的發明與創作，該等研發的成果有十幾份已經申請專利並已獲准。特別地，本發明申請人曾提供一系列實用的電機開關上鎖裝置創作，可與各種廠牌與型號的電機開關結合使用，成效良好。本發明申請人所以有此一系列關於電機開關安全的發明與創作，是鑒於國內外過去許多電氣事故，都發生在電機機械的維修事件中，主要是缺乏了實用的電機開關上鎖裝置。但是沒有解決對於各種狀態都可適用的上鎖裝置的改良。

行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所在1999年出版的「電氣安全技術資料」由蘇文源主持的研究報告中指出：「感電事故一直是勞工意外傷害的主要原因之一，應儘量避免以保護勞工安全。發生感電事故的主要原因是事業單位及勞工對電氣安全的認知不足，使工作現場存在有不安全的環境與不安全的行為等潛在危險。」常見的電氣安全災害主要有兩種，第一種是來自使用電氣的機械設備，第二種則是電氣作業中的疏忽。為了補救事業單位及勞工對電氣安全的認知不足，防止使用電氣的作業產生危害，在「勞工安全衛生設施規則」第四十五條中，進一步強制規範雇主使用電氣的機械設備需具備安全設施，亦即對於使用動力運轉之機械，具有顯著危險者，應於適當位置設置有明顯標誌之緊急制動裝置，立即遮斷動力並與制動系統連動，能於緊急時快速停止機械之運轉。另外，對於防止使用電氣的作業產生危害方面，在停電作業時，「勞工安全衛生設施規則」第二百五十四條規定雇主對於電路開路後從事該電路、該電路支持物、或接近該電路工作物之敷設、建造、檢查、修理、油漆等作業時，應於確認電路開路後，就該電路採取開路之開關於作業中，應「上鎖」或標示「禁止送電」、「停電作業中」或設置監視人員監視之設施。在前述第一種來自使用電氣的機械設備的災害，造成的原因是幾乎大部分的人對於電氣安全遮斷動力原理的認知不足。雖然「勞工安全衛生設施規則」第二百五十四條進一步規定，在電路採取開路之開關於作業中應「上鎖」，但是截至目前為止，該「上鎖」的規定都往往流於空談，並沒有確實的實行。

根據國際電工法規NEC.422.31.(430.102)(440.14)作為隔離設備用之分路開關或斷路器應具有閉鎖裝置。隔離設備位置上係在用電器具可視範圍內或開路時可閉鎖者。其閉鎖裝置機構應置於適當位置。其法規原則及用途為防止誤送電、逆送電(在不影響公共安全的情況下！)：

1.私人室內分電盤不用上鎖。

2.公共場所用電要上鎖。

3.馬達集中控制盤可使用開關把手上鎖。

4.上鎖之後會有危險狀況不得上鎖！閉鎖裝置為防止誤送電、逆送電…等，因為眼睛視覺有看不到的狀況，可能發生危險，所以才會希望維修時閉鎖，以確保安全。有鑑於此，世界上製造開關的廠家皆有生產相關的產品。其中包括外掛式、內鍵式……等不一而足。同樣在OSHA(職業安全與健康標準)、消防法法規…等，都有強制性的規定及罰則。

在特殊的場所中，對於開關的要求又有其不同的需求，譬如在許多危險場所、如化學工廠、火藥庫、氣體、液體工廠、軍事設施…等，某些用電開關必須在送電中要求開關閉合，不准被誤觸或誤動作將開關斷路，造成嚴重的損失，譬如爐心正在熔化高溫高壓液體，會造成不可收拾的後果。所以在某些特殊場所，其開關必須是閉鎖在通電(閉合)ON的狀態，因為上述的原由，所以全世界製造斷路器開關的廠家，在開關上鎖的裝置上，也有一種閉鎖在通電(閉合)ON狀態的裝置，並且生產製造另一種產品。

在特殊場所環境中，又有某些特殊功能是被需求的，譬如在許多無人駐守的機房，其斷路器開關在某些迴路中，必須防止外力誤動作造成斷電，而造成損失甚而發生事故。但是對於該迴路中，當發生事故時，不論是過載、故障電流、接地故障…等，必須讓該斷路器跳脫，以免使設備發生損害甚而造成火災。所以在上述閉鎖裝置的要求，又不同於上述兩種狀態，一種強制閉鎖於通電閉合ON狀態，一種強制閉鎖於斷電狀態啟斷OFF，故障時又必須能夠讓斷路器作跳脫的動作以隔離事故。

在實際電力系統許多案例中，有許多狀況是必須使兩只斷路器相互做對鎖的動作狀態，即兩只斷路器互鎖(Interlock)，即兩只斷路器其中只有一只通電，不能兩只同時通電，會造成短路事故。上述的狀態在一般的情況下大部分都使用自動切換開關(也即俗稱ATS)，但是自動切換開關一般都是兩只並排在同一機殼上，並且斷路器必須同一規格。在實際狀況下，失去了所有的彈性應用方式，若是能用本發明開關安全鎖上鎖方式改良之裝置，則可以解決長期上述之不便。但是要能夠做到電氣性與機械性對鎖的功能，才符合其安全性的要求。並解決上述各種狀況，必須ON、OFF、Trip等的要求，必須有互鎖的功能。

又當三只斷路器必須做對鎖狀態，即三只斷路器連動互鎖Tie的功能，亦即三只斷路器最多僅容許兩台同時閉合ON，若是能應用本發明開關安全鎖的互鎖裝置，則可以解決長久以來的問題。且由於能夠進行機械方面的對鎖，可提高其絕對的信賴度。並且藉由狀態機械性的作用，可利於辨識，增加使用之方便性及安全性。本發明並且也改良了，例如M318184專利案無熔絲開關上鎖裝置專利中的不方便與缺點，其只能鎖住跳脫位置的方式，雖然符合了維修時必須能停電上鎖之閉鎖裝置的要求，但是不能夠通用於前述其他不同功能需求的狀況而必須互鎖的功能。本發明也改良了開關安全互鎖方式的改良專利中，在對鎖部份以電氣方式對鎖功能可能會造成的問題。如停電斷線…等可能造成誤動作或不動作的困擾。習知技藝中世界各國對於互鎖住的方式一般皆使用傳統鎖具，不同的方式即需有不同的鎖具及構件，衍生出多重的安全鎖實施態樣，並且沒有實際機械性對鎖功能以利辨別，如此將造成生產成本的增加，及增加產品管理上的負擔及業主的困擾。習知技藝中世界各國對於互鎖的裝置，在專業的製造廠家中有製造一種對鎖的鎖具一般俗稱Kirkey，是以鎖具中的鑰匙來做對鎖的工作。如果有二只鎖具，上面只放一只鑰匙，另外一個鎖具必須是有鑰匙的，鑰匙拔起來才可以放置在另外一只鎖具上，以鑰匙來做控制。同理當三只鎖具時，則附上二只鑰匙，如此以鑰匙的控制達到對鎖功能。其優點是通用構造簡單、安裝容易，缺點是當備用鑰匙出現時，會造成誤動作，甚至工安危險。以上種種問題存在了許久，國內外業者一直無法妥善解決該等問題，來增進電氣設備與作業中的安全。

本發明之主要目的在提供一種使用於斷路器與斷路器間的互鎖裝置，一種能夠確實機械式的互鎖裝置，尤其適用於短距離的應用，避免因電氣性的故障問題，而造成誤動作或者不動作。主要的目的在①兩只斷路器之間的機械性互鎖、②三台斷路器之間防止三台同時投入的機械性互鎖、③多台斷路器之間的互鎖應用、④一種通用性的機械開關安全鎖裝置。提供一種構造簡單、安裝方便的開關上鎖裝置，將開關安全鎖的互鎖裝置安置在斷路器上，並利用鎖具位於閉鎖位置時檔桿定位於斷路器把手活動路徑中間，並利用線控模組的兩端，一端連結該開關安全鎖的互鎖裝置的傳動裝置，另一端連結另一只開關安全鎖的互鎖裝置的制動機構，達到互鎖功能。可以全方位的使用在上述各種功能需求的解決方案，並且在確實可靠的機械方面相互結合的做法，防止誤動作的狀況產生，可以提高電氣設備使用上的安全性能。

為達到上述目的，本發明開關安全鎖的機械互鎖裝置，必須要有輔助的傳動裝置，可以利用如線控模組，做一媒介提供一距離傳動功能。線控模組有兩端，一端為受力端，一端為應力端內有可活動的介質，或者相等功能的作動裝置。並且必須要有一使開關安全鎖內部檔桿動作與否的制動機構，再與開關安全鎖本體鎖具做結合，如此則可以達到互鎖的功能，並防止誤動作的狀況發生，機械性的對鎖安全性更高，確保符合公共安全規範的要求，並防止意外事故的發生。

又為了達到機械閉鎖功能之要求，其閉鎖的鎖具，為可以達到多重位置的上鎖狀態，該鎖具必須要有特殊的功能，可以做各種組合的變換，例如鑰匙旋轉有三個位置或二個位置，可以在各個位置做拔出或者不可拔離之要求，以符合各種狀態功能的要求。

又為了達到機械閉鎖功能的要求，其有必要製造一制動機構，該制動機構一端與輔助的傳動裝置如線控模組，與另至少一只(組)開關安全鎖做連動，制動機構的動作狀態是當至少一只(組)輔助的傳動裝置的作動，則制動機構就解除，使鎖具內部的檔桿可以活動自如。

為達到兩只斷路器之間的機械性互鎖功能，將開關安全鎖的互鎖裝置安置在斷路器上，並可以在開關安全鎖的後方或者適當位置(含開關安全鎖內部)，當開關安全鎖作動時如鎖具位於閉鎖裝置，連動內部的檔桿活動，此時檔桿定位於斷路器把手活動路徑的中間，此時輔助的傳動裝置如線控模組連動，並使另一只開關安全鎖內部的檔桿動作或不動作，如此兩只開關安全鎖之間的相互動作，即可達成兩只斷路器不會同時投入的誤動作而造成事故。

為達到三台斷路器之間防止三台同時投入的機械性互鎖功能，將開關安全鎖的互鎖裝置安置在斷路器上，並可以在開關安全鎖的上方或者適當位置(含開關安全鎖內部)放置至少二只以上輔助的傳動裝置如線控模組連動，此時可以實施的案例是將開關安全鎖上方，預留一活動溝槽，其中有一檔片，本檔片與內部的檔桿固接，如此當開關安全鎖作動時，連動內部檔桿動作，使得輔助的傳動裝置如線控模組連動，並使另外二只開關安全鎖內部的檔桿動作或不作動，當鎖具位於正常位置時，該檔桿不動作，該斷路器把手可以正常操作，當鎖具位於閉鎖位置時，此時檔桿定位於斷路器把手活動路徑的中間，使斷路器不動作被閉鎖住，如此就可以達到三只開關至少有一台是在閉鎖的狀態，如此就可以達到應有的功能。

如同上述兩例，所以開關安全鎖對於互鎖狀況的要求，除了可以在開關安全鎖內部的機械機構做適當的變化，以鎖匙的方式來做變化。當然就必須在外加的輔助的傳動裝置，以及做一制動機構的裝置，並配合以鎖具中的檔桿，以及制動突柱位置的相對邏輯功能，來達到多台斷路器之間的互鎖應用。

如以上所述，在多台斷路器之間的互鎖應用中，可以得到一種可通用性使用的開關安全用鎖的互鎖裝置，並且可以應用在大部分的場所，使用開關安全鎖的互鎖裝置的應用得到最大經濟效益，變成一種制式化標準的配備，可以減少日後在設備維修上的困擾，解決了當有人不小心拿到備用鑰匙，以該備用鑰匙作動時，也不會產生誤動作，以免誤動作產生事故或者工安事件，以符合安全性的要求。

解決問題的目的，除了有新穎性與進步性，本發明的重點也必須考慮市場性的問題，市場性的問題除了解決作用的功能性外，是否為適當位置或者能夠符合世界法規如NEC、IEC、JIS、BS、CCC、CNS…等，如上所述，該項解決的方式與手段所能達到的目的功能性，皆可達到規範的要求，如此產品才會符合市場性的需求。

10‧‧‧開關安全鎖的互鎖裝置

11‧‧‧本體

12‧‧‧鑰匙

13‧‧‧鎖具

14‧‧‧閉鎖位置

15‧‧‧閉鎖位置顯示

16‧‧‧正常位置

17‧‧‧正常位置顯示

18‧‧‧檔桿

19‧‧‧條型開孔

20‧‧‧連動定位板

21‧‧‧前固定座

22‧‧‧後固定座

23‧‧‧固定螺絲孔

24‧‧‧傳動裝置

26‧‧‧制動機構

27‧‧‧制動突柱

28‧‧‧固定孔

29‧‧‧後方固定孔

30‧‧‧盒體

31‧‧‧固定板

第1圖是本發明開關安全鎖的互鎖裝置之外觀示意圖。

第2圖是本發明開關安全鎖的互鎖裝置之兩只互鎖裝置動作狀態示意圖。

第3圖是本發明開關安全鎖的互鎖裝置之兩只互鎖裝置另一實施案例動作狀態示意圖。

第4圖是本發明開關安全鎖的互鎖裝置之兩只互鎖裝置再一實施案例動作狀態示意圖。

第5圖是本發明開關安全鎖的互鎖裝置之三只互鎖裝置動作狀態示意圖。

第6圖是本發明開關安全鎖的互鎖裝置之內鍵在盒體內的外觀示意圖。

依據本發明開關安全鎖的互鎖裝置10，所實施的裝置較佳的實施例，如第1圖所示，其上鎖裝置是由具有一盒狀的本體11，如圖中所示本體11的鑰匙12插入鎖具13，並且以逆時針轉動至閉鎖位置14，此時內部傳動機構動作，使檔桿18移動至閉鎖位置14，並且顯示或標示於閉鎖位置顯示15，其正常位置顯示17沒有顯示。反之當順時針轉動至正常位置16時，此時內部傳動機構動作，使檔桿18移動至正常位置16，並且顯示或標示於正常位置顯示17，此時閉鎖位置顯示15沒有顯示。如第1圖所示開關安全鎖的互鎖裝置10的上方有一條型開孔19，中間有一內部連動定位板20，可以隨著鎖具13內部的檔桿18動作，在該連動定位板20的前後方皆有一固定座，前固定座21及後固定座22該固定座固定在盒狀本體11，該固定座並有固定螺絲孔23，上面可以安置輔助的傳動裝置24，可以做為提供與本開關安全鎖的互鎖裝置10的連動機構。當然該安置輔助的傳動裝置24也可以在本體11的後方固定孔29來固定，達到與他只開關安全鎖的互鎖裝置10連動的功能。在本體11的下方可設有一裝置制動機構26，內部有制動突柱27，當他只開關安全鎖的互鎖裝置10的輔助傳動裝置24，可以在此固定孔28上固定，並依輔助傳動裝置24的作動來控制制動機構26，使得鎖具13中的檔桿18受到控制，達到機械性對鎖的功能。

依據本發明開關安全鎖的互鎖裝置10，所實施的第一實施例，如第2圖所示。開關安全鎖的互鎖裝置10本體11有一後方固定孔29，可以連接安置輔助的傳動裝置24，該傳動裝置24連動於鎖具13內部的檔桿18。當檔桿18往正常位置16作動時，傳動裝置24也作動，並且連動至他只開關安全鎖的互鎖裝置10的制動機構26，該制動機構26動作(如第1圖中所示)使他只開關安全鎖的互鎖裝置10內部檔桿18無法傳動作並鎖定在閉鎖位置14。如此當他只開關安全鎖的互鎖裝置10其中鎖具13中如果有備用鑰匙12也不會動作，如此可以達到對鎖的功能。如第2圖中所示，當開關安全鎖的互鎖裝置10在閉鎖位置14時，鎖具13內部檔桿18在前方，與鎖具13連結的傳動裝置24沒有動作。同時與他只開關安全鎖的互鎖裝置10的制動機構26不動作，此時他只的開關安全鎖的互鎖裝置10就可以活動自如，就可以達到完全互鎖的功能，不會產生誤動作的現象。

依據本發明開關安全鎖的互鎖裝置10，所實施的第二實施例，如第3圖所示。開關安全鎖的互鎖裝置10本體11的上方有一連動定位板 20，該連動定位板20與鎖具13內部檔桿18固合連動，本體11上方有一後固定座22，將輔助的傳動裝置24安置固定在固定座22上的固定螺絲孔23。當檔桿18往正常位置16作動時，傳動裝置24也作動，並且連動至他只開關安全鎖的互鎖裝置10的制動機構26，該制動機構26動作(如第3圖中所示)使他只開關安全鎖的互鎖裝置10內部檔桿18無法傳動作鎖定在閉鎖位置14。如此當他只開關安全鎖的互鎖裝置10如果有備用鑰匙12也不會動作，如此可以達到對鎖的功能。如第3圖中所示，當開關安全鎖的互鎖裝置10在閉鎖位置14時，鎖具13內部檔桿18在前方，與鎖具13連結的傳動裝置24沒有動作，同時與他只開關安全鎖的互鎖裝置10的制動機構26不動作，此時他只的開關安全鎖的互鎖裝置10就可以活動自如，就可以完全順序邏輯的功能，而不會產生誤動作的現象。

依據本發明開關安全鎖的互鎖裝置10，所實施的第三實施例，如第4圖所示。開關安全鎖的互鎖裝置10的上方有一連動定位板20，該連動定位板20與鎖具13內部檔桿18連動，鎖具13上方有一前固定座21，將輔助的傳動裝置24安置固定在前固定座21上的固定螺絲孔23，當檔桿18往閉鎖位置14作動時，傳動裝置24也作動，並且連動至他只開關安全鎖的互鎖裝置10的制動機構26，該制動機構26不動作(如第4圖中所示)，如此他只的開關安全鎖的互鎖裝置10就可以活動自如，就可以完全順序邏輯的功能，而不會產生誤動作的現象。如第4圖中所示，當開關安全鎖的互鎖裝置10在正常位置16時，鎖具13內部檔桿18在後方，與鎖具13連結的傳動裝置24沒有動作，同時與他只開關安全鎖的互鎖裝置10的制動機構26動作，他只的開關安全鎖的互鎖裝置10內部檔桿18無法傳動作鎖定在閉鎖位置14，如此當他只的開關安全鎖的互鎖裝置10其中鎖具13中如果有備用鑰匙12也不會動作，如此可達到對鎖的功能。

依據本發明開關安全鎖的互鎖裝置10，所實施的第四實施例，如第5圖所示。本案例的實施案是第三實施案例的延伸應用，當使用到三只對鎖功能時，在輔助的傳動裝置24必須有二只。同理在開關安全鎖的互鎖裝置10下方的制動機構26也必須由其它二只開關安全鎖的互鎖裝置10的傳動裝置24來控制，如此當其中被制動的開關安全鎖的互鎖裝置10，在其制動機構26中，只要他只開關安全鎖的互鎖裝置10鎖至閉鎖位置14時，此時就解除檔桿18限制活動的功能，如此三只開關在做互鎖功能時，就可以達到三台不會同時ON的效果，並且以機械性的方式來完成。同理，三台開關安全鎖的互鎖裝置10互鎖的功能，也可以以第二實施案例的延伸應用來達成，如同以上所述。

依據本發明開關安全鎖的互鎖裝置10，所實施的另一較佳實施案例如第6圖所示，是將如第1圖所示之規格功能，將制動機構26以及與檔桿18互動之連動機構，放置在盒體30中，外部只有輔助的傳動裝置24的固定板31，為另一種解決方案。

綜上所述，本發明之開關安全鎖互鎖的裝置，可以透過內部機械的結構以及傳動機構、制動機構的相互連結，可以解決各種特殊需求之應用，並且以機械性的對鎖機制解決以電氣來做對鎖功能可能發生的困擾，尤其適用於較短距離的開關之間對鎖功能的應用，深具產業之利用性。且查市面上之相關產品及已核准之專利公告中，並未見與本發明實質之技術特徵相同者，亦合乎新穎性及進步性之法定專利申請要件。爰依法提出專利申請，懇請貴審查委員能早日賜予本案專利，以確保申請人之權益。惟本案所揭露者，僅為本發明之較佳實施例，自不能以此限定本發明之權利範圍，凡依本發明精神所作之等效變更或修飾者，仍涵蓋於本發明之申請專利範圍中。