TWI632584B - 斷路器附件組合裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係指斷路器各種附屬元件裝置，用以解決世界上各廠家為了組裝附屬元件，因為多種不同規格及各種尺寸，採取不同技術手段而必須製造各種不同型態的產品，造成生產成本增加，以及管理上的負擔。其主要技術特徵是設計一附件組合裝置，可固定於斷路器之上，或者固定於斷路器的旁邊，當斷路器把手處於ON、OFF或Trip的位置時可做為輔助接點元件，連接斷路器外接式分路跳脫裝置，乃至斷路器外接式不足電壓跳脫裝置，並可包括外掛式上鎖裝置、欠相保護裝置。並且設有對應連動的微動開關，可將微動開關信號引出，作進一步的電氣連結功能應用，達成機械與電氣互鎖的功能，提昇斷路器附件的安全實用性並且可制式化生產，達成經濟性的最大效益。

Description

斷路器附件組合裝置

本發明是有關於一種可與斷路器結合的組合裝置，其所有的附件可與斷路器相結合，特別是指通用於任何規格之斷路器，並且有外部顯示及接點之功能，並可提昇電器安全實用性的裝置。

斷路器的使用是非常普遍的一種產品，斷路器一般可分為模殼式斷路器(MCCB)，或稱無熔絲斷路器(NFB)。前一種為歐美國家產品的元件稱謂，後者為日本國家的產品。另一種產品分類名稱為漏電斷路器(ELCB)，屬於比較小容量的斷路器一般稱謂MCB以及ELB。通常MCCB、ELCB斷路器使用於遮斷容量大，俗稱為工業型斷路器。而MCB、ELB使用於遮斷容量小，則俗稱為家用燈插迴路開關斷路器，其功能主要是保護設備以及線路安全的一種隔離開關，當發生過載時進行跳脫隔離，以及事故發生故障電流安全跳脫隔離。若是ELCB則加上漏電故障跳脫的保護功能。斷路器使用於各種場所，是世界上做為保護設備及線路安全的主要隔離開關，也是目前全世界最通用之產品。

斷路器的使用如此普遍，目前在配電盤的製造廠家，因為空間的限制，甚至因為經濟成本考量下，在整個配電盤以及分電箱內部斷路器與斷路器之間，大部份都毗鄰相互靠在一起後固定在盤內器具固定板金 上。在台灣一般在一次側上，使用銅排做為導電匯流排(BUS)，歐洲一般則使用電線電纜做為一次側斷路器的電源來源。但是一次側的接續電源，不論是使用銅排或者是電線電纜，在配電箱內部斷路器與斷路器之間，幾乎都是沒有太多的空間，可以做為斷路器本身附屬功能的增設。當有功能新增的需求時，也幾乎沒有充裕的空間可以施工。在大部份的情況下，必須拆銅排、拆線、拆固定螺絲……等，把器材全部拆卸後取下斷路器，裝上所需的附件，然後再把斷路器固定在配電箱內，重做配線的工作。這些做為除了會造成許許多多的不便，甚至易造成工安事故產生危險。

有鑑於此，製造斷路器的廠家，例如世界知名大廠施耐德、ABB、西門子、奇異、E-TN、SQ-D、三菱電機……等廠家，因應客戶對於附件實質上的功能需求，以及上述斷路器於配電箱盤體內實際換置的困難，於是由歐美大廠率先發明了於斷路器本體上方，有可掀蓋式的方式來輕易組裝某一部份的常用附件，以解決日後客戶因功能需求而必須增加附件時所產生的種種困擾與不便。而目前這種解決因應的方法以及實際的產品，也正是目前全世界斷路器製造廠家一致遵循的製造方式，並蔚為斷路器產品設計的主流。

斷路器的最主要附件，主要有以下幾項品目；一為輔助接點開關(AUXILIARY SW，簡寫AUX SW)，作用為斷路器閉合ON，或者啟斷OFF的狀態表示。二為警報接點開關(ALARM SW，簡寫AL SW)，作用為斷路器跳脫Trip的故障狀態表示。三為分路跳脫裝置(Shunt Trip Device，一般簡寫SHT)，作用為使用一電源以供應跳脫元件作動，使斷路器內部跳脫機構動作，進行跳脫的裝置。四為不足電壓跳脫裝置(Under Voltage Trip Device，一般簡寫UVT)，作用為當系統因故障而使得線路電壓壓降至某一限度時，UVT會動作使斷路器做跳脫的功能。五為掛鎖裝置，為符合法規以及公共安全的需求，一般為閉合ON、啟斷OFF、跳脫Trip三個位置，以及1~3個鎖具的裝置。六則為欠相保護電驛的功能。例如使用於馬達集中管理盤MCC，或者其它如產業機台的特殊場合特殊功能的要求。以上七種附件產品為斷路器附件最常使用的產品，市場上也有迫切性及必要性的功能產品需求。

斷路器產品隨著世界上因材料應用科技的進步，以及隨著世界上電子資訊以及變頻技術…等科技的進步與環境的變化，例如非線性元件使用愈來愈多，造成電力的品質問題……等，以及將特殊功能要求、差異化的要求等，每個製造廠家除了產品愈趨小型化、電子化、可通訊化等，形成了斷路器的產品多樣化及尺寸無法規格化、統一化，也導致了即使是斷路器產品外殼掀蓋化，但是其附件因尺寸、規格不盡相同，而無法通用化。如此便造成斷路器廠家型號產品繁雜化，無法統一規格化，形成經濟上的浪費，更造成客戶在使用上會非常的不便，如此問題就必須在斷路器的附件組合方式與方法做一改變，以克服上述的困難。

實際的客戶用電狀況是各個不同，使用斷路器狀況也不同，甚至一些斷路器製造廠家，其型錄的規格只能以「混亂」來形容，以致結合上述種種因素，往往造成客戶要在斷路器增加附件功能困難重重，甚至要拆盤大整修，或者面臨必須重做的命運。

綜合了上述的分析，本發明提出一種通用性的附件組合方式以解決客戶因斷路器要增加附件裝置的不同需求，可克服不同廠家不同規 格、尺寸的附件增設之問題。

本發明之主要目的在提供一種構造簡單、安裝方便的斷路器附件組合裝置，可以全方位的使用在任何廠牌、規格、尺寸的上述各種功能需求的解決方案，使得斷路器附件的安裝變得可行性與實用方便性，甚而可替換性，更可大大提昇電氣設備使用上的安全性。

為達到上述目的，本發明斷路器附件組合裝置必須是七種附件能夠組合在一起，或者七種附件能夠隨意增減功能，是一種通用性的附件產品設計，包括了輔助接點、警報接點、分路跳脫裝置、不足電壓跳脫裝置、上鎖裝置、欠相保護功能裝置，都可預留置放位置，以利方便組裝。

又為連接輔助接點以及警報接點功能的要求，可以在斷路器上方，設有一固定板，該固定板上設有多個孔狀溝槽，上方可設置微動開關…等感測元件，利用斷路器把手位移動作後的位置所在，再以微動開關的動作連結出線或至端子台即可達到輔助接點以及警報接點的功能。

又為達到分路跳脫裝置功能，使用的方法有別於傳統掀蓋方式或拆卸斷路器上蓋，可以利用每只斷路器有一測試跳脫按鈕(IEC規定全世界斷路器製造廠家，為使消費者有一簡易測試斷路器故障機械結構是否會正常跳脫的機構)，以一線圈連動一傳動機構，當電源接通電時，使得傳動機構上的壓桿壓到跳脫按鈕，使斷路器跳脫，並且連結出線或至端子台。

又為達到不足電壓跳脫裝置功能，使用的方法有別於傳統掀 蓋方式或拆卸斷路器上蓋，也是利用斷路器上的測試跳脫按鈕，其動作方式剛好與分路跳脫裝置相反作用，當正常通電且正常電壓值時，傳動機構不動作。但是當電壓值低於設定正常值以下時，則傳動機構動作，並使傳動機構上的壓桿壓到跳脫按鈕，使斷路器跳脫，以達到不足電壓跳脫的功能要求，並且連結出線或至端子台。

又為達到斷路器上鎖裝置的要求，可以在固定板上方，放置一適當的上鎖裝置，利用斷路器把手可以活動位移的功能，可以鎖住在功能需求的位置上，不論是在閉合ON、啟斷OFF的位置上，並且最好有電氣以及機械功能點的動作功能。

又為達到欠相保護的功能，可以在斷路器附件組合裝置的盒體內，加上具有欠相故障跳脫保護的元件，以達到保護設備的功效。

以上斷路器的附件都可以組合在斷路器的上方或者是斷路器的旁邊(有空間的狀況允許)，如此就可以解決以往為了增加斷路器的附件所衍生的設計需求，而最好有功能接點輸出，不論以有線或者無線方式傳輸，更能提昇其他功能之應用設計。

10‧‧‧斷路器

11‧‧‧把手

13‧‧‧跳脫按鈕開關

20‧‧‧斷路器附件組合裝置

21‧‧‧附件組合固定板

22‧‧‧輔助接點開關

23‧‧‧警報接點開關

31‧‧‧閉合ON位置定位微動開關

32‧‧‧啟斷OFF位置定位微動開關

33‧‧‧跳脫Trip位置定位微動開關

35‧‧‧端子

36‧‧‧端子

37‧‧‧楕圓形長孔

38‧‧‧端子

40‧‧‧盒體

41‧‧‧分路跳脫電動線圈

42‧‧‧端子

43‧‧‧外接電源

44‧‧‧傳動機構

45‧‧‧連動壓桿

46‧‧‧分路跳脫裝置

47‧‧‧分路跳脫裝置電驛

48‧‧‧分路跳脫裝置電驛接點

51‧‧‧不足電壓跳脫線圈

52‧‧‧端子

53‧‧‧不足電壓跳脫裝置

54‧‧‧反向機構

61‧‧‧開關安全鎖

62‧‧‧鎖具

63‧‧‧鑰匙

64‧‧‧檔桿

65‧‧‧閉鎖顯示

66‧‧‧正常顯示

67‧‧‧上鎖狀態連動點

68‧‧‧上鎖狀態外接端子

70‧‧‧欠相保護裝置

71‧‧‧欠相保護電驛

72‧‧‧欠相保護電驛接點

第1圖是本發明斷路器附件組合裝置的外觀示意圖。

第2A圖是本發明斷路器附件組合裝置的輔助接點裝置、警報接點裝置組合示意圖。

第2B圖是本創作斷路器附件組合裝置第2A圖補充說明圖。

第3圖是本發明斷路器附件組合裝置的分路跳脫裝置組合示意圖。

第4圖是本發明斷路器附件組合裝置的不足電壓跳脫裝置示意圖。

第5圖是本發明斷路器附件組合裝置的開關安全鎖上鎖裝置示意圖。

第6圖是本發明斷路器附件組合裝置的欠相保護裝置示意圖。

第7A圖是本發明斷路器附件組合裝置的跳脫結構動作分路跳脫裝置、不足電壓跳脫裝置各別驅動動作示意圖。

第7B圖是本創作斷路器附件組合裝置的跳脫結構動作以不足電壓跳脫裝置共同驅動動作示意圖。

第8圖是本發明斷路器附件組合裝置的斷路器旁邊位置組合示意圖。

依據本發明斷路器附件組合裝置20，所實施的裝置較佳實施例，如第一圖所示。在斷路器附件組合裝置20是由3只微動開關分別固定在附件組合固定板21上，包括閉合ON位置定位微動開關31、啟斷OFF位置定位微動開關32、跳脫Trip位置定位微動開關33，分別與斷路器10之把手11產生連動。另有一盒體40內有放置一個分路跳脫電動線圈41，該線圈受盒體40外部端子42受電所控制。當外接電源43通電時，會使盒體40內部之傳動機構44動作，再經由外部之連動壓桿45壓住斷路器10本體的跳脫按鈕開關13，使得斷路器10做跳脫的動作。盒體40內部也有一只不足電壓跳脫線圈51，該線圈受盒體40外部端子52受電所控制，當外接電源43通電時，並且在正常值電壓時不作動。但是低於正常電壓值以下時，會使盒體40內部之傳動機構44動作，並且鎖住再經由外部之連動壓桿45壓住斷路器10本體上面的跳脫按鈕開關13做跳脫動作。在盒體40之上，有一開關安全鎖61，可以固定在盒體40之上，該開關安全鎖61有一鎖具62，當鑰匙63插入鎖具 62可以使檔桿64移動至功能需求之位置，不論在閉合ON、啟斷OFF或者是跳脫Trip的位置，做閉鎖的功能，使斷路器10更靈活的運用。

依據本發明第2A圖所示，為斷路器附件組合裝置20中，對於附件中輔助接點開關22、警報接點開關23的組合方式說明。在斷路器10本體上，有一附件組合固定板21，上面有許多橢圓形長孔37，當斷路器10把手11位置在閉合ON，放置閉合ON位置定位微動開關31，調整適當位置並且固定在附件組合固定板21上，並可出線或連接至端子35。當把手11位置在啟斷OFF的位置，放置啟斷OFF位置定位微動開關32，調整適當位置並且固定在附件組合固定板21上，並可出線或連接至端子38。如此輔助接點開關22就完成。當把手11在跳脫Trip位置時，放置跳脫Trip位置定位微動開關33，調整適當並且固定在附件組合固定板21上，並可出線或連接至端子36，如此警報接點開關23就完成(參閱第2B圖)。由於上述附件組合固定板21上有調整的楕圓形長孔37，因此就可以解決每個斷路器10位置不同的問題，並且能通用於所有的規格與尺寸。

依據本發明第3圖所示，為斷路器附件組合裝置20中，對於附件中分路跳脫裝置46的組合方式說明。由第3圖中可以瞭解由盒體40內分路跳脫電動線圈41動作，經由傳動機構44連動壓桿45也動作，往下壓到斷路器10本體上面的跳脫按鈕開關13，使內部跳脫機構動作，達到啟斷OFF接點而跳脫功能，此時把手11的位置會在跳脫Trip位置。如此動作方式即可解決斷路器10對於增加分路跳脫裝置46，必須一定設置在斷路器10本體內部的問題，以及必須應付各種大小規格尺寸的困擾。

依據本發明第4圖所示，為斷路器附件組合裝置20中，對於 附件中不足電壓跳脫裝置53的組合方式以及動作原理說明。由第4圖中可以瞭解由盒體40上之端子52，當有外接電源43輸入時，可以讓盒體40內不足電壓跳脫線圈51通電動作，經由反向機構54(如圖第7圖所示)，使得傳動機構44不動作，如此當外接電源43電壓在設定正常電壓以上不作動，此時斷路器10與一般正常狀態一樣，可以自由操作。但是當外接電源43電壓在設定正常電壓以下時，則經由反向機構54，而使得傳動機構44動作，並且鎖定該作用，連動壓桿45動作，往下壓到斷路器10本體上面的跳脫按鈕開關13，使得斷路器10內部跳脫機構動作，達到啟斷OFF接點而跳脫的功能，此時把手11的位置會在跳脫Trip位置。如此動作方式即可解決斷路器10對於曾經不足電壓跳脫裝置53，必須一定裝在斷路器10本體內部的問題，以及種種因大小規格尺寸不同所衍生的困擾。

依據本發明第5圖所示，為斷路器附件組合裝置20中，對於開關安全鎖61上鎖方式組合以及動作原理說明。由第5圖中可以瞭解開關安全鎖61可以組裝在盒體40的上方，並且在附件組合固定板21上方，該功能相同使用於開關安全鎖61上鎖的組合方式，當鑰匙63插入鎖具62後，可以驅動開關安全鎖61內部傳動機構，而使檔桿64位於功能需求的位置，達到上鎖的功能。並且如第5圖所示，有閉鎖顯示65、正常顯示66、上鎖狀態連動點67，以及上鎖狀態外接端子68的功能要求。同時也可以做為與其它只開關安全鎖61做為機械式方面的控制，由他只斷路器附件組合裝置20的外接電源43串接，控制內部的不足電壓跳脫裝置53，以達到斷路器10(電氣與機械)互鎖的功能。又開關安全鎖61上附有上鎖狀態連動點67，可以機械性的引出該作用點，與他只的開關安全鎖61之狀態連動點67做互鎖的作用， 以達到機械性對鎖的功能，並解決了傳統必須有多種元件來組成造成的不便。

依據本發明第6圖所示，為斷路器附件組合裝置20中，對於欠相保護裝置70的組合以及動作原理說明。由第6圖中可以瞭解由盒體40上當有外接電源43輸入時，可以讓盒體40內，欠相保護電驛71通電動作。當線路有欠相狀態時，欠相保護電驛71中之電驛接點72與分路跳脫電動線圈41電性連接通電，經由傳動機構44連動壓桿45動作，往下壓到斷路器10本體上面的跳脫按鈕開關13，使內部跳脫機構動作，達到啟斷OFF跳脫的功能。反之當線路沒有欠相狀態時，則不動作，斷路器10可以正常閉合ON或啟斷OFF。

依據本發明第7A圖所示，為斷路器附件組合裝置20中，對於分路跳脫裝置46以及不足電壓的跳脫裝置53如何使斷路器10作動而跳脫Trip的結構動作示意圖。第7B圖所示，為斷路器附件組合裝置20中一種較佳的實施方式，其中不足電壓跳脫裝置53的結構不變，而分路跳脫裝置46中的分路跳脫電動線圈41，由分路跳脫裝置電驛47取代，當盒體40上之端子42外接電源43通電時，分路跳脫裝置電驛47動作，分路跳脫裝置電驛接點48中的COM與NC不通電，並串接至不足電壓跳脫裝置53中的不足電壓跳脫線圈51，此時反向機構54向下動作，使傳動機構44動作，並使連動壓桿45向下壓住斷路器10本體上面的跳脫按鈕開關13，使得斷路器10完成跳脫Trip的動作。同理，欠相保護裝置70的動作程序則是由欠相保護電驛71通電，若欠相保護電驛71偵測有欠相狀況時，欠相保護電驛接點72中的COM與NC不通電，並串接至不足電壓跳脫裝置53中的不足電壓跳脫線圈51，此時反 向機構54向下動作，使傳動機構44動作，並使連動壓桿45向下壓住斷路器10本體上面的跳脫按鈕開關13，使得斷路器10完成跳脫Trip的動作。如此電子式的做法可以節省空間及減少電力消耗。

本發明之斷器器附件組合裝置可直接安裝於斷路器旁邊，如第9圖所示，斷路器無需另拆開重新配置，即可增設所需之功能。相較於掀蓋式之斷路器構造，仍具有容易安裝之優勢。而如果斷路器上方有容許的額外空間，亦可安裝於斷路器的上方。

綜上所述，本發明斷路器附件組合裝置，可以組裝於各種位置，並且有端子輸出功能，透過內部機械的結構以及內部控制元件，可以解決各種特殊需求之應用，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，亦符合新穎性及進步性之法定專利申請要件。援依法提出專利申請，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。

Claims (5)

1. 一種斷路器附件組合裝置，包括：一盒體，該盒體在斷路器外部，該盒體內有放置一個分路跳脫電動線圈，該分路跳脫電動線圈受該盒體外部端子受電所控制，當外接電源通電時，該分路跳脫電動線圈動作，驅動該盒體內部之傳動機構動作，再經由該盒體外部之連動壓桿壓住該斷路器本體的跳脫按鈕開關，使得該斷路器做跳脫的動作，該連動壓桿位於該斷路器跳脫按鈕開關的上方；一附件組合固定板，與盒體上方固接，可以安置斷路器的附件，位於該斷路器的上方或該斷路器的旁邊。
2. 如申請專利範圍第1項所述之斷路器附件組合裝置，該附件組合固定板上方可以裝置輔助接點開關、警報接點開關、開關安全鎖。
3. 如申請專利範圍第1項所述之斷路器附件組合裝置，該附件可依功能的需求調整設置。
4. 一種斷路器附件組合裝置，包括：一盒體，該盒體在斷路器外部；一分路跳脫電動線圈，該分路跳脫電動線圈在盒體內，該分路跳脫電動線圈受該盒體外部端子受電所控制，當外接電源通電時，該分路跳脫電動線圈動作，驅動該盒體內部之傳動機構動作，再經由該盒體外部之連動壓桿壓住斷路器本體的跳脫按鈕開關，使得該斷路器做跳脫的動作；一不足電壓跳脫線圈，該不足電壓跳脫線圈在盒體內，該不足電壓跳脫線圈受該盒體外部端子受電所控制，當有外接電源輸入時，可以使盒體 內不足電壓跳脫線圈通電動作，經由反向機構，使得傳動機構不動作，當外接電源電壓在設定正常電壓以上不作動，此時該斷路器與一般正常狀態一樣，可以自由操作，當外接電源電壓在設定正常電壓以下時，則經由反向機構，而使得傳動機構動作，並且鎖定該作用，連動壓桿動作，往下壓到該斷路器本體上面的跳脫按鈕開關，使得該斷路器內部跳脫機構動作，達到啟斷而跳脫的功能，此時把手的位置會在跳脫位置；該盒體內部傳動機構、反向機構、連動壓桿、分路跳脫電動線圈、不足電壓跳脫線圈分別電性驅動連動壓桿，可以壓住斷路器跳脫按鈕開關使斷路器跳脫。
5. 一種斷路器附件組合裝置，包括：一盒體，該盒體在斷路器外部；一不足電壓跳脫線圈，該不足電壓跳脫線圈在盒體內，該不足電壓跳脫線圈受該盒體外部端子受電所控制，當有外接電源輸入時，可以使盒體內不足電壓跳脫線圈通電動作，經由反向機構，使得傳動機構不動作，當外接電源電壓在設定正常電壓以上不作動，此時該斷路器與一般正常狀態一樣，可以自由操作，當外接電源電壓在設定正常電壓以下時，則經由反向機構，而使得傳動機構動作，並且鎖定該作用，連動壓桿動作，往下壓到該斷路器本體上面的跳脫按鈕開關，使得該斷路器內部跳脫機構動作，達到啟斷而跳脫的功能，此時把手的位置會在跳脫位置；一分路跳脫裝置，該分路跳脫裝置受該盒體外部端子受電所控制，當該端子外接電源通電時，分路跳脫裝置電驛動作，分路跳脫裝置電驛接點不通電，並串接至不足電壓跳脫裝置中的不足電壓跳脫線圈，此時反向 機構向下動作，使傳動機構動作，並使連動壓桿向下壓住該斷路器本體上面的跳脫按鈕開關，使得該斷路器完成跳脫的動作；該盒體內部傳動機構、反向機構、連動壓桿、分路跳脫裝置、不足電壓跳脫線圈共同以不足電壓跳脫線圈作動，驅動連動壓桿，可以壓住斷路器跳脫按鈕開關使斷路器跳脫。