断路器用感温警示遮罩及具该遮罩的断路器组件的制作方法

文档序号:13564791阅读:161来源:国知局

一种具警示遮罩的组件,尤其是具感温警示遮罩的断路器组件,以及断路器用感温警示遮罩。



背景技术:

随着电气设施的多元化运用,为易于检测维修及有效管理,一般住家或是工厂都会设置管控供输的配电箱或配电盘。而且为提升操作环境的安全,避免短路酿成电气火灾,造成财务甚至人命损失,目前在配电盘处,已经普遍设置有断路器(mccb,molded-casecircuitbreaker)。当配电盘发生短路或严重过载时,断路器的开关会及时跳脱断电,保护该配电盘及连接配电盘的电器设备,等到过载情况排除,确认配电盘及整个回路安全后,可以再重新扳动断路器开关,恢复供电给电器设备。

家用电由于情况较简单,通常是将多个回路的断路器集中设置在单一的输送配电盘中,能提升检修人员的维修便利性,迅速发现跳电原因并加以排除。另方面,在工厂等用电量较大的作业环境,则会运用如图1所示的电力传输汇流排91输送电流,并利用例如插接装置93,将电力传输汇流排91所提供的电能经配电盘95分配至附近的设备。配电盘95中则会设置多组断路器97,断路器97一般被设定在断路状态,当要增加一组设备时,操作人员可将机具的供电回路导接至断路器97,装接妥当后再将断路器97切换至导接状态即可供电,过程中,其他设备运转完全不受影响。

如图2所示,由于断路器97是组装在配电盘中,要先以螺丝971将配电盘中的电缆8螺锁至断路器的受电端973,再将电器设备的电源线锁固于断路器97的供电端975,并将断路器97切换至导通状态,电流才能经过断路器97而传输到电器设备。为避免蟑螂、老鼠等异物进入而造成短路,申请人所制造的断路器更设置有遮罩977,使得螺锁后的供电端975或受电端973不会轻易裸露在外,提升断路器的安全系数。

但当任何一端的螺丝压合不紧密、或者接触面留有杂物或氧化锈蚀时,因为导电接触面的电阻上升,导致电流流过该接触面时,会在形成电阻处产生电位降落,电能转换为热能、温度急遽上升,而温度上升又影响该处的电阻再进一步提高,纵使电流大小从未超过断路器的负载额度,长时间使用下,仍然有可能因为温度持续升高而发生火警意外。由于断路器原本是预防短路及电流过载的危险情况,温度过高而失火的风险并不在断路器原本的设计考量之内,此部分就成为目前设计的盲点。

因此,为提升工作环境的安全系数,部分工厂拟定对策,定期于高尖峰负载时刻巡逻检查,巡检过程中使用红外线测温仪对工厂内部所有断路器上的螺丝表面进行单一点温度测量并记录,当发现螺丝表面的温度超出规范的标准值范围时,将立刻进行安全应变处理程序,降低灾害发生的机率,但这种被动式的感温警示方式,因是以人工方式逐一进行量测,对于每一断路器的压合处无法及时监控,且当其中一压合处温度突发性升高时,又缺乏明显的警示机制,仍然不能保证工厂安全。

尤其经由实证统计,台湾地区的建筑物火警中,百分之三十五是电器火警,更证明无论是工厂或居家安全中,用电安全都是其中需要特别重视的项目。所以,本案将针对如何在具有断路器的配电回路中有效预防意外的发生作探讨,藉由本案的发明给予社会大众一个安全的用电环境。



技术实现要素:

本发明的主要目的,在于提供一种断路器用感温警示遮罩,其中藉由温度监控装置,及时监测与发送警示讯号,大幅提升用电安全性。

本发明的另一目的,在于提供一种具蓝牙传输技术的断路器用感温警示遮罩,发送警示讯息至智能装置,提升监控的便利性,以及安全监控单位的工作效率。

本发明的再一目的,在于提供一种断路器用感温警示遮罩,藉由伸缩导热探头精准地触碰导电部,提供一有效率且稳定的热传导,供温度监控装置感测警示。

本发明的又一目的,在于提供一种可以借用断路器所供应电能的断路器用感温警示遮罩,藉此提供较佳的安全警示效果。

本发明的又另一目的,在于提供一种遮蔽导电部的具断路器用感温警示遮罩的断路器组件,供降低在操作过程中误触导电部的机率,提升操作安全性。

本案所揭示的一种断路器用感温警示遮罩,是对应设置于一断路器,该断路器是供导电连接复数成对的电缆,前述断路器具有一个本体,前述本体具有两相对侧缘,且该断路器包括复数由前述两相对侧缘沿相反方向延伸形成的防护壁,且在相邻的上述防护壁之间,分别设置复数个供对应锁固上述电缆,并导电连接上述本体的导电部,该断路器用感温警示遮罩包括:一个保护壳体,供可拆卸地结合至上述断路器,并且遮蔽上述导电部;至少一个设置于上述保护壳体的伸缩导热探头,前述伸缩导热探头分别具有一个远离上述保护壳体的自由端,并以该自由端对应于至少上述导电部之一,供传导前述对应的导电部热能;至少一个设置于上述保护壳体、且导热连结上述伸缩导热探头的温度监控装置,使得当上述导电部温度超过一预定温度时,发出一警示讯号。

由本案的断路器用感温警示遮罩中的伸缩导热探头紧贴于断路器中的导电部,其中伸缩导热探头包括一个衔接在该自由端和上述温度监控装置间的导热伸缩部与支撑自由端和导热伸缩部的支撑部,稳定且及时地将发热传输到温度监控装置,另外,更因温度监控装置包括至少一感测模组,以及驱动前述感测模组的供电回路,促使能有效率发送警示讯号,提升用电安全性。

又,将上述断路器用感温警示遮罩安装于一断路器上,即成为本案的具断路器用感温警示遮罩的断路器组件,其中包括:一断路器,该断路器是供导电连接复数成对的电缆;前述断路器具有一个本体,前述本体具有两相对侧缘,且该断路器包括复数由前述两相对侧缘沿相反方向延伸形成的防护壁,且在相邻的上述防护壁之间,分别设置复数个供对应锁固上述电缆、并导电连接上述本体的导电部;一种断路器用感温警示遮罩,包括:一个保护壳体,供可拆卸地结合至上述断路器,并且遮蔽上述导电部;至少一个设置于上述保护壳体的伸缩导热探头,前述伸缩导热探头分别具有一个远离上述保护壳体的自由端,并以该自由端对应于至少上述导电部之一,供传导前述对应的导电部热能;至少一个设置于上述保护壳体、且导热连结上述伸缩导热探头的温度监控装置,使得当上述导电部温度超过一预定温度时,发出一警示讯号。

再经由本案所揭示的断路器用感温警示遮罩,其中上述断路器用感温警示遮罩更包括由保护壳体延伸形成的定位部;及上述断路器更包括复数个供上述断路器用感温警示遮罩对应设置的定位座,使该断路器用感温警示遮罩稳固,更进一步提升伸缩导热探头中的自由端触合于导电部的精准度。

所以,当导电部温度过高时,经由本案发明的一种断路器用感温警示遮罩,不仅能及时地发送警示讯号,供安全监控单位提早进入应变程序。另外,又因该保护壳体完全将断路器上的导电部与电缆衔接处有效遮盖,降低操作过程中触电的机率,操作安全性大幅提升,再者,藉由蓝牙传输元件,增加监控的便利性及提升工作效率。

附图说明

图1为公知的电力传输汇流排和配电盘示意图,说明目前工厂常见的供电情况。

图2为公知的断路器立体示意图,说明现有遮罩和断路器的结合情况。

图3为搭配本发明断路器用感温警示遮罩的断路器的俯视示意图。

图4为本发明断路器组件第一较佳实施例的立体分解示意图,说明断路器用感温警示遮罩、断路器以及电缆的相关结构位置。

图5为本发明断路器组件第二较佳实施例的立体分解图,说明断路器组件的构造及断路器用感温警示遮罩组合至断路器的方式。

图6为图5实施例的侧面透视示意图,说明断路器用感温警示遮罩的构造及与断路器结合时的相对位置。

符号说明

1、97…断路器11…本体

13…防护壁131…鸠尾槽

15…导电部2、2’…断路器用感温警示遮罩

21、21’…保护壳体211…定位部

23、23’…伸缩导热探头231、231’…自由端

233、233’…导热伸缩部235…支撑部

25、25’…温度监控装置251、251’…感测模组

252…热电偶元件253、253’…供电回路

254…处理器255…温控元件

257…蓝牙传输元件259’…led灯

8…电缆91…电力传输汇流排

93…插接装置95…配电盘

971…螺丝973…受电端

975…供电端977…遮罩

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效,在以下配合说明书附图的较佳实施例的详细说明中,将可清楚呈现;此外,在各实施例中,相同的元件将以相似的标号表示。

本案发明的第一较佳实施例是将一种电器设备用的电缆,组装至具感温警示遮罩的断路器组件上,本发明的断路器组件如图4所示,包括一个断路器1、及断路器用感温警示遮罩2,断路器1于本例中例释为一无熔丝开关。前述断路器1请参照图3所示,包括一个本体11,为便于说明起见,本例中仅由图3的左右方向,设定图式左侧为受电端,右侧则为供电端,并定义该本体11具有左右两相对侧缘(未标号),且由两相对侧缘沿图式水平的相对方向,分别延伸出四对防护壁13,藉以在四对防护壁13间,隔离出分属受电端和供电端的三对接点,每一接点在此均称为一导电部15。

在本例中,每一防护壁13的末端分别具有一个例释为鸠尾槽131的定位座,导电部15则例释为包括金属材质的螺丝、以及相对于螺丝的导电片和螺座,每一导电片都连接至无熔丝开关内部的回路,使得当无熔丝开关处于导通状态时,各受电端的导电片可以完全导接至对应的供电端导电片。

为便于说明起见,此处将从安装无熔丝开关至配电盘开始叙述。最开始,无熔丝开关都是被扳动切换至断路模式,即图3中off的位置;并将新装设的无熔丝开关放置于配电盘中对应于电缆8的位置,加以固定;随后,再将配电盘中既有的一组三条电缆8对应螺锁至受电端的三个导电部15,使每一条电缆8都被分别稳固夹制于金属螺丝与导电片之间。完成锁合后,请一并参考如图4所示,再将上述断路器用感温警示遮罩2组合至无熔丝开关上,藉以遮蔽供电端的各导电部15。电器设备的电缆同样分别螺锁至供电端的各导电部15,并同样以一个断路器用感温警示遮罩遮蔽供电端的各导电部,最后将无熔丝开关扳动为导通模式,即on的位置,使回路导通。

为使上述断路器用感温警示遮罩2能准确对位组装到无熔丝开关,本例中是在保护壳体21上形成有复数的定位部211,每一定位部211分别对应于一道上述鸠尾槽131,藉由将各定位部211插入鸠尾槽131,即可准确地定位明断路器用感温警示遮罩2,确保其中的伸缩导热探头可以精确对位于导电部15的金属螺丝,以及例释为塑胶材质的保护壳体21可以准确地遮盖导电部15。

断路器用感温警示遮罩2进一步包括设置于保护壳体21的伸缩导热探头23和温度监控装置25。当保护壳体21藉由定位部211被稳固设置于前述断路器1时,伸缩导热探头23将以自由端231导热接触于金属螺丝的顶部。由于本例中,伸缩导热探头23是以sic材料制成的自由端231,搭配例释为弹簧的导热伸缩部233及例释为硅胶封包的支撑部235,最终导接至温度监控装置25。其中,sic材料导热率约126w/m-k,远高于塑胶外壳的导热率,而金属材质的弹簧,则可以因应各螺丝的最终高度不一,有效驱使伸缩导热探头23的自由端231恰好抵触到不同高度的螺丝顶面,当然导热伸缩部亦可选择采用导电的弹片等类似物。此外,为确保自由端231不会随意偏斜,伸缩导热探头23更包括有一层包封上述弹簧的支撑部235,在此例释硅胶封包,藉以确保弹簧不会轻易歪斜,使螺丝处的热能可以顺利地经由伸缩导热探头23传导至温度监控装置25内部的感测模组251,供温度监控装置25量测读取。

在本例中,感测模组251包括一热电偶元件252与一处理器254,由热电偶元件252中的两根相异金属,分别导热碰触弹簧的两端点,接收热能的导入,前述两根金属段分别是以镍铬合金和镍铝合金制成,因两种金属材质不同,当两端点处在不同温度时,两种金属的热电效应差异造成材质间的相异热电动势,最后形成一热偶电压,该热偶电压经由回路传送至处理器254中分析判读。

此外,本例中的供电回路253包括一钮扣电池,藉以供电给处理器254,并由处理器254将热偶电压转换成一温度数值讯号进行判读,甚至作为一警示讯号输出至例如配电箱上的显示器上,供厂房的管理者在巡逻过程中即时监控,当然,此种警示讯号亦可采用例如无线传输,传送至例如一间特定的管理中心,均无碍于本案的实施。此外,当处理器254判读警示讯号超过预先设定的数值时,将立即发送讯号驱动警示元件提醒安全监控单位进入安全应变灾害程序,警示元件于本例中例释为蜂鸣器,熟知此技术领域的人也能轻易理解,警示元件也可以选择led灯等。

另外,为使该断路器用感温警示遮罩2能依照安全监控单位的需求,及时设定不同的监控温度,故于塑胶外壳上设置一个温控元件255,在此例释为温度设定旋钮,该温度设定旋钮上设有例如摄氏80度及100度的两种温度,当旋钮上的指针指向80度时,意味处理器254判读出温度数值为80度以上时,将驱动蜂鸣器示警,使安全监控的操作更便利。

进一步,为提升安全监控巡检的便利性,本例感测模组251更包括一组蓝牙传输元件257或其他无线传输元件,供当厂内的安全监控人员巡检时,工厂内位于巡逻路径范围的各断路器组件,将逐个把各自量测的温度数值藉由各自的蓝牙传输元件257,传抵巡检人员所持的智能装置,例如智能手机、平板电脑、笔记型电脑等,一方面便于在一座工厂内建立一套完整的断路器监控网络,另方面更可以藉由无线传输的有效距离,具体强制巡检人员必须依照预定路线实际巡逻,让安全监控更有效率。

当然,如熟悉本技术领域人士所能轻易理解,本发明的感温警示遮罩并非局限于前一实施例中的类型,依照本发明所揭示的技术,也可以设计成同时遮蔽保护断路器的受电端和供电端等两侧,本案第二较佳实施例如图5及图6所示,断路器用感温警示遮罩2’和前一实施例同样包括保护壳体21’,伸缩导热探头23’,以及温度监控装置25’。

本例中的保护壳体21’在联系受电端和供电端的长度方向,略大于断路器的尺寸,宽度方向则与断路器没有差异,保护壳体21’两侧因而可以形成有卡钩状的定位部,让保护壳体21’可以藉由两侧定位部,卡勾组设于断路器本体(未标号)上。同样地,伸缩导热探头23’中的自由端将触及金属材质的螺丝,并传导来自螺丝的热能至温度监控装置25’内。此外,为简化本身设计,避免更换电池等需求,本例中的伸缩导热探头,包括有一个铜材质的自由端231’,以及例如挠性导电硅胶的导热伸缩部233’,由于导电硅胶的导热率高于30w/m-k,不仅可以传递热能进入感测模组251’,甚至可以藉由铜质自由端231’和挠性导电硅胶,将原本断路器受电端提供给供电端的电能,撷取少量进入断路器用感温警示遮罩2’。如此设计,一方面可以节省更换电池的维护程序,另方面可以简化断路器用感温警示遮罩的设计,缩小供电回路253’或钮扣电池所占用空间,让产品更小巧。尤其是本案的感温警示遮罩组装或拆卸都不需要断电,完全可以热插拔,无论是家用或工厂使用都可以非常方便拆装,毫不影响正常运作。

本例中的感测模组251’则以热双金属结构为例,当两个不同膨胀系数的平行金属条受热后,会因膨胀系数差异而产生弯曲的现象,随着弯曲过程抵触到供电回路的接点后,来自断路器和伸缩导热探头23’提供的电能,经热双金属和供电回路253’驱动作为警示元件的led灯259’。这也使得来自断路器受电端的电能,在没有发生过温危险时,根本不会真正流入断路器用感温警示遮罩2’内,此种设计由于平时没有耗电,业界称此为干接点;唯有发生过温情况下,才会汲取断路器中的电能示警,因此可以大幅延长保养维护周期。

虽然本例中两侧的两组警示元件间是以导线连通(未标号),但熟悉本技术的人士也能轻易理解,无论采用rs485作为电表、或采用pt100感测器、以及可以增加通讯模组等、或改用其他电源及无线通讯方式,均无碍于本案的实施。尤其警示装置及通讯模组均可采用模组化结合,使得产品可以更加客制化,增加使用的弹性。

惟以上所述者,仅为本发明的较佳实施例而已,不能以此限定本发明实施的范围,凡是依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰,皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

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