TWM649640U

TWM649640U - 電氣驅動方式開關安全鎖裝置

Info

Publication number: TWM649640U
Application number: TW112207580U
Authority: TW
Inventors: 陳錫瑜
Original assignee: 陳錫瑜
Priority date: 2023-07-20
Filing date: 2023-07-20
Publication date: 2023-12-21

Abstract

本創作之主要目的在改善習知技藝中開關安全鎖裝置，無法以電氣驅動方式達到機械性互鎖功能所造成的不方便。主要目的可應用在兩只或兩只以上斷路器之間的互鎖以及一種通用性的電氣驅動開關裝置。提供一種構造簡單以電氣驅動方式的開關上鎖裝置，可以全方位的使用在上述各種功能需求的解決方案，符合用戶用電設備裝置規則法令要求並且可遠距離電氣控制操作在確實可靠的電氣與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。其主要技術特徵是設計一鎖具與該鎖具樞轉時電性連結連動一電動控制器、一閉鎖控制器、一電動傳動機構，當該鎖具樞轉選擇作動方式時電性連結該電動控制器，對該閉鎖控制器與該電動傳動機構作動，達到對斷路器間進行電氣驅動操作功能。

Description

電氣驅動方式開關安全鎖裝置

本創作是有關於一種電氣驅動方式開關安全鎖裝置，特別是關於一種可以提高電氣安全性能的開關對鎖裝置，本創作之主要目的在改善習知技藝中開關安全鎖互鎖裝置，無法以電氣驅動方式達到機械性互鎖功能所造成的不方便。主要目的可應用在

兩只斷路器之間的互鎖、

三台斷路器之間防止三台同時投入的互鎖、

多台斷路器之間的互鎖應用、

一種通用性的電氣驅動開關互鎖裝置。提供一種構造簡單、安裝方便以電氣驅動方式的開關上鎖裝置，可以全方位的使用在上述各種功能需求的解決方案，符合用戶用電設備裝置規則法令要求並且可遠距離電氣控制操作在確實可靠的電氣與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。其主要技術特徵是設計一鎖具與該鎖具樞轉時電性連結連動一電動控制器、一閉鎖控制器、一電動傳動機構，對斷路器間進行互鎖操作功能。

本創作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新型與創作，該等研發的成果有十幾份已經申請專利並已獲准。特別地，本創作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。本創作申請人所以有此一系列關於電機開關安全的新型與創作，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，若是能用本創作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，必須閉合ON、啟斷OFF、跳脫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，若是能應用本創作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。本創作並且也改良了，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。本創作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Kerkey，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。

本創作一種電氣驅動方式開關安全鎖裝置，本創作之主要目的在改善習知技藝中開關安全鎖互鎖裝置，無法以電氣驅動方式達到機械性互鎖功能所造成的不方便。主要目的可應用在

兩只斷路器之間的互鎖、

三台斷路器之間防止三台同時投入的互鎖、

多台斷路器之間的互鎖應用、

一種通用性的電氣驅動開關互鎖裝置。提供一種構造簡單、安裝方便以電氣驅動方式的開關上鎖裝置，可以全方位的使用在上述各種功能需求的解決方案，並且可遠距離電氣控制操作在確實可靠的電氣與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。其主要技術特徵是設計一鎖具或一鎖具盒、一電動控制器、一閉鎖控制器、一電動傳動機構，對斷路器間進行互鎖操作功能。

為達上述目的，本創作可設置一鎖具，該鎖具可為附鎖式選擇開關，數量為1只以上之組合，或者多段式切換選擇開關(附鎖式)或者由一鎖具盒組設置而成，當該鎖具選擇時可樞轉連動之電動控制器，再經由閉鎖控制器與電動傳動機構的組合達到開關之間的互鎖功能。

為達上述目的，本創作可設置一與該鎖具樞轉時連動之電動控制器，該電動控制器可依開關之間作動之需求設定一順序控制的作動信息，或依需求由一微處理器發出作動信息，對每一各別的開關的閉鎖控制器與電動傳動機構作動，達到開關之間的互鎖功能。

為達上述目的，本創作對於每個開關可各自設置，一閉鎖控制器與一電動傳動機構，各開關依狀態實際需求設定作動順序，藉由電動控制器之作動訊息而作動，達到開關之間的互鎖功能。

為達上述目的，一種電氣驅動方式開關安全鎖裝置包括：一鎖具；一與該鎖具樞轉時連動之電動控制器；該電動控制器內部可設置一電子電路，該電子電路可為一順序控制電路或設置一微處理器，依該鎖具之選擇設定電性連結該電子電路或該微處理器發出作動信息；一閉鎖控制器，該閉鎖控制器電性連結該電動控制器，一該鎖具設定狀態作動，對一開關作動閉鎖或非閉鎖的功能；一電動傳動機構，該電動傳動機構電性連結該電動控制器，依該鎖具設定狀態作動，對該開關作動可閉合、啟斷之功能或對該開關執行不作動的功能；其中該電氣驅動方式開關安全鎖裝置，由該鎖具作動時，電性連結該電動控制器作動，該電動控制器內部該電子電路依該鎖具設定狀態發出信息作動該閉鎖控制器、該電動傳動機構，或該電動控制器內部該微處理器依該鎖具設定狀態由該微處理器內部設定狀態發出信息作動該閉鎖控制器、該電動傳動機構，對該開關執行該閉鎖控制器與該電動傳動機構的功能，達到互鎖的功能。

為達上述目的，一種電氣驅動方式開關安全鎖裝置包括：一鎖具盒；一與該鎖具盒樞轉時連動之電動控制器；該電動控制器內部可設置一電子電路，該電子電路可為一順序控制電路或設置一微處理器，依該鎖具盒之選擇設定電性連結該電子電路或該微處理器發出作動信息；一閉鎖控制器，該閉鎖控制器電性連結該電動控制器，一該鎖具盒設定狀態作動，對一開關作動閉鎖或非閉鎖的功能；一電動傳動機構，該電動傳動機構電性連結該電動控制器，依該鎖具盒設定狀態作動，對該開關作動可閉合、啟斷之功能或對該開關執行不作動的功能；其中該電氣驅動方式開關安全鎖裝置，由該鎖具盒作動時，電性連結該電動控制器作動，該電動控制器內部該電子電路依該鎖具盒設定狀態發出信息作動該閉鎖控制器、該電動傳動機構，或該電動控制器內部該微處理器依該鎖具盒設定狀態由該微處理器內部設定狀態發出信息作動該閉鎖控制器、該電動傳動機構，對該開關執行該閉鎖控制器與該電動傳動機構的功能，達到互鎖的功能。

1:電氣驅動方式開關安全鎖裝置

10:鎖具

11:電動控制器

12:電子電路

13:微處理器

14:閉鎖控制器

15:電動傳動機構

16:開關

17:優先作動開關

18:備用作動開關

19:聯絡作動開關

27:優先作動開關二

28:備用作動開關二

29:聯絡作動開關二

114:優先閉鎖制動機構

115:優先電動傳動機構

124:優先閉鎖制動機構二

125:優先電動傳動機構二

214:備用閉鎖制動機構

215:備用電動傳動機構

224:備用閉鎖制動機構二

225:備用電動傳動機構二

314:聯絡閉鎖制動機構

315:聯絡電動傳動機構

324:聯絡閉鎖制動機構二

325:聯絡電動傳動機構二

【圖1】係本創作一種電氣驅動方式開關安全鎖裝置之第一實施例配置示意圖

【圖2】係本創作一種電氣驅動方式開關安全鎖裝置之第二實施例配置示意圖

【圖3】係本創作一種電氣驅動方式開關安全鎖裝置之第三實施例配置示意圖

【圖4】係本創作一種電氣驅動方式開關安全鎖裝置之第四實施例配置示意圖

【圖5】係本創作一種電氣驅動方式開關安全鎖裝置之第五實施例配置示意圖

【圖6】係本創作一種電氣驅動方式開關安全鎖裝置之第六實施例配置示意圖

本創作之電氣驅動方式開關安全鎖裝置1第一實施例如圖1所示，一種電氣驅動方式開關安全鎖裝置1包括：一鎖具10；一與該鎖具10樞轉時連動之電動控制器11；該電動控制器11內部可設置一電子電路12，該電子電路12可為一順序控制電路或設置一微處理器13，依該鎖具10之選擇設定電性連結該電子電路12或該微處理器13發出作動信息；一閉鎖控制器14，該閉鎖控制器14電性連結該電動控制器11，一該鎖具10設定狀態作動，對一開關16作動閉鎖或非閉鎖的功能；一電動傳動機構15，該電動傳動機構15電性連結該電動控制器11，依該鎖具10設定狀態作動，對該開關16作動可閉合、啟斷之功能或對該開關16執行不作動的功能；其中該電氣驅動方式開關安全鎖裝置1，由該鎖具10作動時，電性連結該電動控制器11作動，該電動控制器11內部該電子電路12依該鎖具10設定狀態發出信息作動該閉鎖控制器14、該電動傳動機構15，或該電動控制器11內部該微處理器13依該鎖具10設定狀態由該微處理器13內部設定狀態發出信息作動該閉鎖控制器14、該電動傳動機構15，對該開關16執行該閉鎖控制器14與該電動傳動機構15的功能，達到互鎖的功能。

本創作之電氣驅動方式開關安全鎖裝置1第二實施例如圖2所示，一種電氣驅動方式開關安全鎖裝置1包括：一鎖具10；一與該鎖具10樞轉時連動之電動控制器11，該電動控制器11內部可設置一電子電路12，該電子電路12可為一順序控制電路，或設置一微處理器13單元，該電動控制器11依該鎖具10之選擇設定電性連結該電子電路12或該微處理器13發出作動信息；一優先作動開關17，該優先作動開關17旁邊各設置一優先閉鎖制動機構114與一優先電動傳動機構115，該優先閉鎖制動機構114、該優先電動傳動機構115電性連結該電動控制器11，依該電動控制器11發出作動信息動作，達成對該優先作動開關17執行閉合、啟斷、閉鎖之功能；一備用作動開關18，該備用作動開關18旁邊設置一備用閉鎖制動機構214與一備用電動傳動機構215，該備用閉鎖制動機構214、該備用電動傳動機構215電性連結該電動控制器11，依該電動控制器11發出作動信息作動，達成對該備用作動開關18執行閉合、啟斷、閉鎖之功能；其中該電氣驅動方式開關安全鎖裝置1由該鎖具10作動時，電性連結該電動控制器11作動，該電動控制器11內部該電子電路12或該微處理器13依該鎖具10樞轉至設定狀態，由該電動控制器11發出信息作動該優先閉鎖制動機構114與該備用閉鎖制動機構214，優先由該備用閉鎖制動機構214被閉鎖，該優先閉鎖制動機構114不作動，此時該備用作動開關18被閉鎖，而該優先作動開關17可正常執行閉合、啟斷、閉鎖的功能，當該優先作動開關17故障或失能時，該優先閉鎖制動機構114閉鎖，該備用閉鎖制動機構214解除閉鎖，此時該優先作動開關17被閉鎖，而該備用作動開關18可正常執行閉合、啟斷、閉鎖的功能，達成兩個開關間互鎖功能。

本創作之電氣驅動方式開關安全鎖裝置1第三實施例如圖3所示，一種電氣驅動方式開關安全鎖裝置1包括：一鎖具10；一與該鎖具10樞轉時連動之電動控制器11，該電動控制器11內部可設置一電子電路12，該電子電路12可為一順序控制電路，或設置一微處理器13單元，該電動控制器11依該鎖具10之選擇設定電性連結該電子電路12或該微處理器13發出作動信息；一優先作動開關17，該優先作動開關17旁邊各設置一優先閉鎖制動機構114與一優先電動傳動機構115，該優先閉鎖制動機構114、該優先電動傳動機構115電性連結該電動控制器11，依該電動控制器11發出作動信息動作，達成對該優先作動開關17執行閉合、啟斷、閉鎖之功能；一備用作動開關18，該備用作動開關18旁邊各設置備用閉鎖制動機構214，一備用電動傳動機構215，該備用閉鎖制動機構214、該備用電動傳動機構215電性連結該電動控制器11，依該電動控制器11發出作動信息作動，達成對該備用作動開關18執行閉合、啟斷、閉鎖之功能；一聯絡作動開關19，該聯絡作動開關19旁邊設置一聯絡閉鎖制動機構314與一聯絡電動傳動機構315，該聯絡閉鎖制動機構314、該聯絡電動傳動機構315電性連結該電動控制器11，依該電動控制器11發出作動信息作動，達成對該聯絡作動開關19執行閉合、啟斷、閉鎖之功能；其中該電氣驅動方式開關安全鎖裝置1由該鎖具10作動時，電性連結該電動控制器11作動，該電動控制器11內部該電子電路12或該微處理器13依該鎖具10樞轉至設定狀態，由該電動控制器11發出信息作動該優先閉鎖制動機構114、該備用閉鎖制動機構214、該聯絡閉鎖制動機構314，被作動的順序為該聯絡閉鎖制動機構314，第二順位為該備用閉鎖制動機構214，第三順位為該優先閉鎖制動機構114，當該優先閉鎖制動機構114因該優先作動開關17故障或失能時，該優先閉鎖制動機構114閉鎖，而該聯絡閉鎖制動機構314解除閉鎖，同理當該備用閉鎖制動機構214因該備用作動開關18故障或失能時，該備用閉鎖制動機構214閉鎖而該聯絡閉鎖制動機構314解除閉合，該優先作動開關17與該備用作動開關18優先作動，該聯絡作動開關19備用，被閉鎖的開關無法閉合、啟斷，達成三個開關間互鎖功能。

本創作之電氣驅動方式開關安全鎖裝置1第四實施例如圖4所示，本創作一種電氣驅動方式開關安全鎖裝置1，本實施例作動原理為上述第二實施例如圖2的應用，由各兩只開關組合互鎖所組成，達到一電力迴路由一優先作動開關17，一優先作動開關二27兩開關間相互對鎖，另一電力迴路由一備用作動開關18、一備用作動開關二28兩個開關相互對鎖，藉由一電力迴路開關該優先作動開關17中該優先閉鎖制動機構114、該優先電動傳動機構115與該優先作動開關二27中該優先閉鎖制動機構二124與該優先電動傳動機構二125兩個開關的互鎖功能，和另一電力迴路開關該備用作動開關18中該備用閉鎖制動機構214、該備用電動傳動機構215與該備用作動開關二28中該備用閉鎖制動機構二224、該備用電動傳動機構二225的互鎖功能。

本創作之電氣驅動方式開關安全鎖裝置1第五實施例如圖5所示，本創作一種電氣驅動方式開關安全鎖裝置1，本實施例作動原理為上述第三實施例如圖3，與上述第四實施例的實際應用案例，該兩電力迴路中，一電力迴路兩只開關一優先作動開關17一優先作動開關二27組成，另一電力迴路兩只開關一備用作動開關18、一備用作動開關二28組成，再由聯絡作動開關19組合而成如圖所示，作動原理為當各別電力迴路兩只間的開關相互閉鎖切換，當各別電力迴路兩只開關都失能時，該聯絡閉鎖制動機構314解除閉鎖該聯絡電動傳動機構315可閉合作動，由該聯絡作動開關19作動支援，當各別電力迴路恢復正常時，該聯絡作動開關19閉鎖，恢復由各別電力迴路兩只開關作動，達成五個開關間互鎖功能。

本創作之電氣驅動方式開關安全鎖裝置1第六實施例如圖6所示，本創作一種電氣驅動方式開關安全鎖裝置1，本實施例作動原理為上述第五實施例的再應用，差異性在於聯絡作動開關19，多併接了一只聯絡作動開關二29與該聯絡閉鎖制動機構二324、該聯絡電動傳動機構二325，其作動原迴路多了一組支援開關，如此可以達到六只開關間的互鎖功能。

綜上所述，本創作之電氣驅動方式開關安全鎖裝置，可以透過鎖具以及閉鎖制動機構和電動傳動機構的相互連結，可以解決各種特殊需求之應用，並且以鎖具機械性的對鎖機制輔以電動控制器解決以電氣來做對鎖功能可能發生的困擾，尤其適用於不限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，並未見與本創作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。