TWM641656U

TWM641656U - 自動切換開關互鎖模組的改良裝置

Info

Publication number: TWM641656U
Application number: TW111208150U
Authority: TW
Inventors: 陳錫瑜
Original assignee: 陳錫瑜
Priority date: 2022-07-29
Filing date: 2022-07-29
Publication date: 2023-06-01

Abstract

本創作一種自動切換開關互鎖模組的改良裝置，改善習有技藝中自動切換開關受限其斷路器必須同一廠牌、同尺寸、同規格等限制，並改善習有技藝中對於斷路器本體進行破壞改造的疑慮，並受限於距離因素的問題，或受限於斷路器間須機械性互鎖難以克服的問題，本創作可解決上述各種功能需求，利用偵測電力迴路的電力狀態，對於斷路器與斷路器相互之間進行電氣性與機械性的功能互鎖並且可跨盤長距離互鎖，防止誤動作的狀況，提供一種構造簡單安裝方便的互鎖裝置，提昇用電的安全性。

Description

自動切換開關互鎖模組的改良裝置

本創作一種自動切換開關互鎖模組的改良裝置，可以改善習有自動切換開關中，其斷路器間互鎖方式不受廠牌規格尺寸等限制，該自動切換開關互鎖模組的改良裝置有保護閉鎖啟斷功能及電動閉合功能，斷路器與斷路器相互之間可進行電氣與機械功能性互鎖，並且可以跨盤長距離互鎖，容易裝置經濟實惠，提昇用電的安全性。本創作之主要目的一種使用於斷路器與斷路器間的互鎖裝置利用偵測電力迴路的電力狀態，一種能夠確實機械式的互鎖裝置，尤其適用於不受距離限制的應用，避免因電氣性的故障問題，而造成誤動作或者不動作，在兩只斷路器之間的電氣與機械性互鎖，提供一種構造簡單、安裝方便的互鎖裝置，可以全方位的解決上述各種功能需求，防止誤動作的狀況產生，提高電氣設備使用上的安全性能。

習有技藝中自動切換開關中其斷路器間互鎖方式，如世界知名廠牌如施耐德、西門子等，對於斷路器與斷路器之間一般以類似鋼性索，對於兩者之間(斷路器背面之機構間鎖住其該斷路器的作動機構)進行互相連動，以達到互鎖的關係，所以在規格、型號、尺寸上都有特別的要求，若不是相同的型號、規格，則無法進行互鎖功能，必須整組汰換，無法有效的利用，是目前市場上共同的問題。

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(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，同一尺寸。在實際狀況下，失去了所有的彈性應用方式，若是能用本創作自動切換開關互鎖模組的改良裝置，則可以解決長期上述之不便，但是要能夠解決電氣性與機械性對鎖的功能，才符合其安全性的要求。

習有技藝中的產品，對二台斷路器互鎖裝置的產品一般都是以破壞斷路器的底部挖洞置入連動一類似翹翹板形式的絕緣裝置，以機械性的互鎖方式，限制其斷路器的可動閉合接點，或以板金方式將兩只斷路器鎖住相對的跳脫機構或是投入機構，以達成兩台斷路器互鎖的功能。如此方式有許多的缺點會造成使用上的不便以及功能性上受限制並破壞斷路器的基本結構，再者若是極數不同的開關或者不同種類的斷路器時就無法製作，無法隨心所欲在任何位置、任何空間做電氣與機械性上的互鎖功能，尤其更受限於尺寸大小、廠牌、型號、規格不同，既無法達到互鎖功能，因此也造成經濟上無法降低成本，更無法制式標準化生產，以上的問題是必須克服的難題，必須針對上述的缺失做改善，以達市場實際的需求並提昇用安品質。

習有技藝中會有斷路器與斷路器之間有必須互鎖的場所，電力迴路系統中雙迴路以上的供電系統時的互鎖需求，如雙電源迴路間的電力互鎖…。以上的電力迴路系統，為考慮其供電品質的可靠穩定性，採用多迴路供電，所以在斷路器與斷路器之間就必須有互鎖的機制。目前市場一般會使用自動切換開關(ATS)做為互鎖的控制盤，該自動切換開關面體積大、價格昂貴、製造時間冗長，並且限制該裝置斷路器必須同廠牌、同規格、同尺寸、同配件，導致在實際的使用上受到相當多的限制，並且無法做任何的變更。所以該問題一直無法解決，尤其當負載變更時或器材更替造型尺寸時，既有的設備就無法使用，而無法變更容量器材、新舊型號無法匹配、在場空間無法配合……，會造成許多的困擾。

本創作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達到電氣與機械互鎖的功能，尤其適用於長距離的應用，避免因電氣性的故障問題，而造成誤動作或者不動作。主要的可解決在兩只斷路器之間的電氣與機械性互鎖利用偵測電力迴路的狀態，提供一種構造簡單、安裝方便的開關互鎖裝置。可以全方位的使用在上述各種功能需求的解決方案利用偵測電力迴路的電力狀態進行互鎖功能，並且在確實可靠的電氣與機械性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。

為達上述目的，該自動切換開關互鎖模組的改良裝置，其電氣與機械性互鎖必須確實、安全無慮，要能通用任何規格，可任意互鎖，不會造成誤動作，以及不受距離的限制，最好有機械與電氣的接點，並符合永久性組件符合規範的要求，若是能夠解決任何規格都可以使用的問題，就可使產品標準化、制式化，而這個問題一直存在電力系統中無法有效解決。對於先前技術無法克服的問題，以及使用上的不便例如可使用於空氣斷路器與模殼式斷路器間的互鎖等，不受器材產品類別所限制，於是有本創作自動切換開關互鎖模組的改良裝置的產品需求，利用偵測電力迴路的電力狀態，使斷路器與斷路器相互之間進行電氣性與機械性的功能達到互鎖。

為達上述目的，該自動切換開關互鎖模組的改良裝置，可以改善習有斷路器盤的互鎖方式，例如使用自動切換開關(ATS)做兩台對鎖的互鎖方式；或者使用板金方式、鋼索式做互鎖；兩台同廠牌、規格、尺寸才可互鎖並且要破壞斷路器結構，三台則無法做互鎖的功能；並且必須同在一空間之限制。本創作不受廠牌規格尺寸等限制，該斷路器盤有自我保護閉鎖功能並且可自動閉合該斷路器利用偵測電力迴路的電力狀態，斷路器盤與斷路器盤相互之間可進行電氣與機械功能性互鎖，不受空間限制並且可以跨盤長距離互鎖，容易裝置經濟實惠，開關互鎖模組間可載波連結增加信賴度提昇用電的安全性。解決問題的目的，除了有新穎性與進步性，本創作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。

為達上述目的，一種自動切換開關互鎖模組的改良裝置，其係與兩個電力迴路電性連結，且該兩個電力迴路各自具有一附電動操作器斷路器，該兩只附電動操作器斷路器各自包括：一斷路器與一電動操作器，該斷路器併接在電力迴路，該斷路器內部裝設有跳脫機構、操作把手、閉合及啟斷裝置、輔助接點，該電動操作器連結操作把手作動該斷路器閉合或啟斷；該自動切換開關互鎖模組的改良裝置，包括兩只開關互鎖模組裝置，該兩只開關互鎖模組裝置各自包括：一電力迴路狀態檢示裝置、一電力迴路故障自動閉鎖裝置、一電力迴路自動閉合裝置；該電力迴路狀態檢示裝置，包括：一控制電路組件，供檢測開關其電源側及負載側接點的電壓信號狀態，該控制電路組件內鍵一電子電路，該電子電路電性連結到該斷路器的電源側與負載側，依各相序與接地端之間串接一個電阻分壓整流元件或者是具有複數個電阻彼此串接的分壓整流元件，用以感測該斷路器電源側與負載側的電壓信號，將該電子電路各相序有電、無電的狀態信號，送到該控制電路組件內鍵微處理器，該微處理處內鍵之程式依據該受檢示的該斷路器電源側與負載側各相序之電壓信號有無狀態，以判斷演算該斷路器內部接點狀態，而判別該斷路器內部各相接點狀態，是導通閉合或開路開啟，並判別電力迴路中電源側與負載側異常狀態，如欠相、反相、反相電源、高壓電、低壓電等；該電力迴路故障自動閉鎖裝置依該電力迴路狀態檢示裝置判別該電力迴路故障狀態時，該電力迴路故障自動閉鎖裝置上有連動機構可閉鎖該斷路器內部的跳脫機構，或斷開該附電動操作器斷路器閉合的電路迴路並與該斷路器內部跳脫機構相互連動，達到閉鎖功能；該電力迴路自動閉合裝置依該電力迴路狀態檢示裝置判別該電力迴路正常狀態時，該附電動操作器斷路器閉合的電路迴路導通，使電動操作器機構連接連動機構帶動該斷路器操作把手使斷路器閉合；該開關互鎖模組裝置，利用偵測該電力迴路的電力狀態，當該電力迴路狀態檢示裝置，於電源側端經內部電壓感測裝置偵測到欠相或反相電源，或於負載側端經內部電壓感測裝置偵測到反相電源時，該電力迴路狀態檢示裝置內部電路發送一信息，驅動該電動馬達操作器裝置使該斷路器啟斷，該閉鎖裝置作動閉鎖，當電力狀態檢示裝置於負載側端經內部電壓感測裝置偵測到無電壓狀態時，且於電源側端經內部電壓感測裝置偵測到該電力迴路正常狀態，該電力迴路狀態檢示裝置內部電路發送一信息，解除該斷路器之該電力迴路故障自動閉鎖裝置並電性驅動該電動操作器裝置閉合該斷路器，以達到該電力迴路故障時該斷路器自動閉鎖，該電力迴路正常時該斷路器自動閉合通電的功能；該自動切換開關互鎖模組的改良裝置，其兩只開關互鎖模組裝置各自偵測該電力迴路的電力狀態，當該電力狀態檢示裝置，於電源側端經內部電壓感測裝置偵測到欠相或反相電源，或於負載側端經內部電壓感測裝置偵測到反相電源時，該電力狀態檢示裝置內部電路發送一信息，驅動電動裝置使該斷路器啟斷，該閉鎖裝置作動閉鎖，當電力狀態檢示裝置於負載側端經內部電壓感測裝置偵測到無電壓狀態時，該電力狀態檢示裝置內部電路發送一信息，解除該開關之閉鎖裝置並驅動電動裝置閉合該斷路器以達到該兩台斷路器互鎖的功能。

101:自動切換開關互鎖模組的改良裝置

102:1號電力迴路

110:1號開關互鎖模組裝置

111:1號附電動操作器斷路器

112:1號斷路器

113:1號電動操作器

114:1號跳脫機構

115:1號操作把手

116:1號輔助接點

117:1號電力迴路狀態檢示裝置

118:1號電力迴路故障自動閉鎖裝置

119:1號電力迴路自動閉合裝置

120:1號斷路器跳脫按鈕開關

121:1號控制電路組件

122:1號電源側

123:1號負載側

124:1號電子電路

125:1號微處理器

103:2號電力迴路

210:2號開關互鎖模組裝置

211:2號附電動操作器斷路器

212:2號斷路器

213:2號電動操作器

214:2號跳脫機構

215:2號操作把手

216:2號輔助接點

217:2號電力迴路狀態檢示裝置

218:2號電力迴路故障自動閉鎖裝置

219:2號電力迴路自動閉合裝置

220:2號斷路器跳脫按鈕開關

221:2號控制電路組件

222:2號電源側

223:2號負載側

224:2號電子電路

225:2號微處理器

【圖1】係本創作一種自動切換開關互鎖模組的改良裝置之第一實施例配置示意圖

【圖2】係本創作一種自動切換開關互鎖模組的改良裝置之第二實施例配置示意圖

本創作一種自動切換開關互鎖模組的改良裝置101之第一實施案例如圖1所示，其係與兩個電力迴路電性連結，其中1號電力迴路102 與1號附電動操作器斷路器111和1號開關互鎖模組裝置110電性連結，另一2號電力迴路103與2號附電動操作器斷路器211和2號開關互鎖模組裝置210電性連結，該1號電力迴路102與2號電力迴路103兩個電力迴路並且在該1號附電動操作器斷路器111的負載側1號負載側123與2號附電動操作器斷路器211的負載側2號負載側223電性連結；該一種自動切換開關互鎖模組的改良裝置101，其係與一1號電力迴路102電性連結，且該1號電力迴路102具至少有一1號附電動操作器斷路器111，該1號附電動操作器斷路器111包括：一1號斷路器112與一1號電動操作器113，該1號斷路器112併接在該1號電力迴路102，該1號斷路器112內部裝設有1號跳脫機構114、1號操作把手115、1號輔助接點116、1號斷路器跳脫按鈕開關120，該1號電動操作器113連結1號操作把手115作動該1號斷路器112閉合或啟斷；該1號開關互鎖模組裝置110，包括：一1號電力迴路狀態檢示裝置117、一1號電力迴路故障自動閉鎖裝置118、一1號電力迴路自動閉合裝置119；該1號電力迴路狀態檢示裝置117，包括：一1號控制電路組件121，供檢測該1號斷路器112其1號電源側122及1號負載側123接點的電壓信號狀態，該1號控制電路組件121內鍵一1號電子電路124，該1號電子電路124電性連結到該1號斷路器112的該1號電源側122與該1號負載側123，依各相序與接地端之間串接一個電阻分壓整流元件或者是具有複數個電阻彼此串接的分壓整流元件，用以感測該1號斷路器112該1號電源側122與該1號負載側123的電壓信號，將該1號電子電路124各相序有電、無電的狀態信號，送到該1號控制電路組件121內鍵1號微處理器125，該1號微處理器125內鍵之程式依據該受檢示的該1號斷路器112該1號電源側122與該1號負載側123各相序之電壓信號有無狀態，以判斷演算該1 號斷路器112內部接點狀態，而判別該1號斷路器112內部各相接點狀態，是導通閉合或開路開啟，並判別1號電力迴路102中該1號電源側122與該1號負載側123異常狀態，如欠相、反相、反相電源、高壓電、低壓電、內部接點熔接等其中至少一項；該1號電力迴路故障自動閉鎖裝置118，可外置在該1號斷路器跳脫按鈕開關120上方，依該1號電力迴路狀態檢示裝置117的指令，當偵測到故障時，該1號電力迴路故障自動閉鎖裝置118作動將該1號斷路器跳脫按鈕開關120連動該1號斷路器112內部的該1號跳脫機構114閉鎖，或斷開該1號附電動操作器斷路器111閉合的1號電力迴路102，達到閉鎖功能，或由該1號電力迴路故障自動閉鎖裝置118作動使該1號斷路器112內部的該1號跳脫機構114閉鎖，達到閉鎖功能；該1號電力迴路自動閉合裝置119依該1號電力迴路狀態檢示裝置117判別該1號電力迴路102正常狀態時，先解除該1號電力迴路故障自動閉鎖裝置118，該1號附電動操作器斷路器111閉合該1號電力迴路自動閉合裝置119的電路迴路導通，使1號電動操作器113機構連接作動該1號斷路器112該1號操作把手115使該1號斷路器112閉合；該1號開關互鎖模組裝置110應用該1號電力迴路狀態檢示裝置117可由該1號電源側122端經內部電壓感測裝置偵測到欠相或反相電源等故障電源，或由該1號負載側123端經內部電壓感測裝置偵測到反相電源或故障電源時，該1號電力迴路狀態檢示裝置117內部電路發送一信息，電性連結該1號電力迴路故障自動閉鎖裝置118使該1號斷路器112啟斷，該1號跳脫機構114作動閉鎖，當1號電力迴路狀態檢示裝置117於1號負載側123端經內部電壓感測裝置偵測到無電壓狀態時，且於1號電源側122端經內部電壓感測裝置偵測到該1號電力迴路102正常狀態，該1號電力迴路狀態檢示裝置117內部電路發送一信息，解除該1號開關互鎖模組裝置110之該1號電力迴路故障自動閉鎖裝置118並電性驅動該1號電動操作器113連動該1號操作把手115閉合該1號斷路器112，以達到該1號電力迴路102故障時該1號斷路器112自動閉鎖，該1號電力迴路102正常時該1號開關互鎖模組裝置110經該1號電力迴路自動閉合裝置119使該1號斷路器112自動閉合通電的功能。同理該2號開關互鎖模組裝置210，其係與一2號電力迴路103電性連結，且該2號電力迴路103具至少有一2號附電動操作器斷路器211，該2號附電動操作器斷路器211包括：一2號斷路器212與一2號電動操作器213，該2號斷路器212併接在該2號電力迴路103，該2號斷路器212內部裝設有2號跳脫機構214、2號操作把手215、2號輔助接點216、2號斷路器跳脫按鈕開關220，該2號電動操作器213連結2號操作把手215作動該2號斷路器212閉合或啟斷；該2號開關互鎖模組裝置210，包括：一2號電力迴路狀態檢示裝置217、一2號電力迴路故障自動閉鎖裝置218、一2號電力迴路自動閉合裝置219；該2號電力迴路狀態檢示裝置217，包括：一2號控制電路組件221，供檢測該2號斷路器212其2號電源側222及2號負載側223接點的電壓信號狀態，該2號控制電路組件221內鍵一2號電子電路224，該2號電子電路224電性連結到該2號斷路器212的該2號電源側222與該2號負載側223，依各相序與接地端之間串接一個電阻分壓整流元件或者是具有複數個電阻彼此串接的分壓整流元件，用以感測該2號斷路器212該2號電源側222與該2號負載側223的電壓信號，將該2號電子電路224各相序有電、無電的狀態信號，送到該2號控制電路組件221內鍵2號微處理器225，該2號微處理器225內鍵之程式依據該受檢示的該2號斷路器212該2號電源側222與該2號負載側223各相序之電壓信號有無狀態，以判斷演算該2 號斷路器212內部接點狀態，而判別該2號斷路器212內部各相接點狀態，是導通閉合或開路開啟，並判別2號電力迴路103中該2號電源側222與該2號負載側223異常狀態，如欠相、反相、反相電源、高壓電、低壓電、內部接點熔接等其中至少一項；該2號電力迴路故障自動閉鎖裝置218，可外置在該2號斷路器跳脫按鈕開關220上方，依該2號電力迴路狀態檢示裝置217的指令，當偵測到故障時，該2號電力迴路故障自動閉鎖裝置218作動將該2號斷路器跳脫按鈕開關220連動該2號斷路器212內部的該2號跳脫機構214閉鎖，或斷開該2號附電動操作器斷路器211閉合的2號電力迴路103，達到閉鎖功能，或由該2號電力迴路故障自動閉鎖裝置218作動使該2號斷路器212內部的該2號跳脫機構214閉鎖，達到閉鎖功能；該2號電力迴路自動閉合裝置219依該2號電力迴路狀態檢示裝置217判別該2號電力迴路103正常狀態時，先解除該2號電力迴路故障自動閉鎖裝置218，該2號附電動操作器斷路器211閉合該2號電力迴路自動閉合裝置219的電路迴路導通，使2號電動操作器213機構連接作動該2號斷路器212該2號操作把手215使該2號斷路器212閉合；該2號開關互鎖模組裝置210應用該2號電力迴路狀態檢示裝置217可由該2號電源側222端經內部電壓感測裝置偵測到欠相或反相電源等故障電源，或由該2號負載側223端經內部電壓感測裝置偵測到反相電源或故障電源時，該2號電力迴路狀態檢示裝置217內部電路發送一信息，電性連結該2號電力迴路故障自動閉鎖裝置218使該2號斷路器212啟斷，該2號跳脫機構214作動閉鎖，當2號電力迴路狀態檢示裝置217於2號負載側223端經內部電壓感測裝置偵測到無電壓狀態時，且於2號電源側222端經內部電壓感測裝置偵測到該2號電力迴路103正常狀態，該2號電力迴路狀態檢示裝置217內部電路發送一信息，解除該2號開關互鎖模組裝置210之該2號電力迴路故障自動閉鎖裝置218並電性驅動該2號電動操作器213連動該2號操作把手215閉合該2號斷路器212，以達到該2號電力迴路103故障時該2號斷路器212自動閉鎖，該2號電力迴路103正常時該2號開關互鎖模組裝置210經該2號電力迴路自動閉合裝置219使該2號斷路器212自動閉合通電的功能。

本創作一種自動切換開關互鎖模組的改良裝置101之第二實施案例如圖2所示，該第二實施案例與該第一實施案例雷同，為一可行之實施案例，比較該第一實施案例少了1號斷路器跳脫按鈕開關120與2號斷路器跳脫按鈕開關220的應用，該1號電力迴路102、2號電力迴路103，當偵測到故障時，該1號電力迴路102或2號電力迴路103中該1號電力迴路故障自動閉鎖裝置118或該2號電力迴路故障自動閉鎖裝置218作動將該1號斷路器112內部的該1號跳脫機構114或該2號斷路器212內部的該2號跳脫機構214閉鎖，達到閉鎖功能，與第一實施案例相同，可以達到一種自動切換開關互鎖模組的改良裝置101，兩只開關互鎖的功能。

綜上所述，本創作一種自動切換開關互鎖模組的改良裝置，進一步提昇了斷路器盤在電力供應系統的穩定性及安全性，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，並未見與本創作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，僅為本創作之較佳實施例，自不能以此限定本創作之權利範圍，凡依本創作精神所作之等效變更或修飾者，仍涵蓋於本創作之申請專利範圍中。