KR100860529B1 - 투입스프링 자동 석방장치를 구비한 기중 차단기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차단기 본체; 상기 차단기 본체를 접속 및 인출가능하게 지지하는 크래들과, 기중 차단기의 투입을 위한 탄성 에너지를 제공하는 투입스프링과, 상기 투입스프링이 탄성 에너지를 축세하게 하거나 상기 투입스프링이 축세한 탄성 에너지를 석방하도록 상기 투입스프링에 작용하는 캠과, 상기 캠을 회전가능하게 지지하는 캠 축을 갖는 개폐기구와, 상기 캠 축의 축 상에 설치되어, 상기 투입스프링의 탄성 복원력에 의한 캠 축의 회전을 저지할 수 있는 캠축 회동구속 기구 및 상기 차단기 본체를 상기 크래들로부터 인출하는 위치에 따라 연동하여, 상기 투입스프링의 탄성 복원력에 의해 상기 캠축이 회전하도록 상기 캠축 회동구속 기구의 구속을 해방하는 구속해방기구를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

기중 차단기, 투입 스프링, 인출위치, 접속위치, 캠 축, 크래들, 캠 축 회동 저지 기구, 캠 축 회동 저지 기구 해방 기구

Description

투입스프링 자동 석방장치를 구비한 기중 차단기{AIR CIRCUIT BREAKER HAVING AN AUTOMATIC DISCHARGING APPARATUS FOR A CLOSING SPRING}

도 1은 일반적인 인출형 기중 차단기의 접속 위치 상태를 보여주는 동작 상태도이고,

도 2는 일반적인 인출형 기중 차단기에 있어서 주 회로 단자는 분리되고 제어회로 단자는 접속되어 주 회로가 차단된 상태를 보여주는 동작 상태도이며,

도 3은 일반적인 인출형 기중 차단기에 있어서 주 회로 단자도 분리되고 제어회로 단자도 분리된 상태를 보여주는 동작 상태도이고,

도 4는 일반적인 인출형 기중 차단기에 있어서 인출 레일에 의해서 차단기 본체를 크래들로부터 인출한 상태를 보여주는 동작 상태도이며,

도 5 내지 도 8은 기중 차단기의 캠 축과 투입 스프링의 축세 및 석방의 관계를 보여주는 도면으로서,

도 5는 기중 차단기의 차단 상태를 보여주는 개폐기구의 단면도이고,

도 6은 기중 차단기의 개폐기구의 단면도로서 투입 스프링이 축세된 상태를 보여주는 단면도이며,

도 7은 기중 차단기의 개폐기구의 단면도로서 투입 스프링이 석방되어 투입된 상태를 보여주는 단면도이고,

도 8은 기중 차단기 중 개폐기구의 사시도이며,

도 9는 본 발명에 따른 기중 차단기의 전체적 구성을 보여주는 사시도이고,

도 10은 본 발명에 따른 기중 차단기중 차단기 본체를 제거한 상태에서 크래들 만을 별도로 보여주는 사시도이며,

도 11은 본 발명에 따른 기중 차단기의 개폐기구와 구속해방기구의 상세 구성을 보여주는 사시도이고,

도 12는 본 발명에 따른 기중 차단기의 크레들이 단로위치에 배치될 때의 구속해방기구의 구조를 도시한 측면도이며,

도 13은 본 발명에 따른 기중 차단기의 크레들이 인출위치에 배치될 때의 구속해방기구의 구조를 도시한 측면도이다.

**도면의 주요부에 대한 부호의 설명**

1: 개폐기구의 측면 2a: 캠축

5: 투입 래치

8: 온 레버(On lever) 8a: 온 링크

30: 구속해방기구

31: 가이드부재 31a: 제1가이드면

31b : 제2가이드면 31c : 제3가이드면

32 : 제1링크 33 : 지지부재

34 : 연동부재 35 : 제2링크

36 : 복원스프링 37: 주 래치트(main ratchet) 38: 보조 래치트 39: 래치트 휠(ratchet wheel) C: 크래들(cradle) H1: 투입스프링 차징(charging) 핸들

본 발명은 기중 차단기의 투입스프링 자동 석방장치에 관한 것으로서, 차단기 본체를 인출 위치로 이동하는 도중에 투입 스프링을 자동으로 석방(discharging)시키고, 완전히 인출된 상태에서는 투입스프링 차징 핸들에 의해서도 투입스프링의 축세(charging)가 되지 않도록 자동 석방 시키는 기중 차단기의 투입스프링 자동 석방장치에 관한 것이다.

일반적으로 기중 차단기는 전원 측과 부하 측 간의 전기 회로를 대기 중에서 선택적으로 개폐하는 전력기기로서, 전원 측 및 부하 측의 회로 접속 단자에 고정접속되는 고정형과 전원 측 및 부하 측의 회로 접속 단자가 구비된 크래들(cradle)로부터 차단기 본체를 인 입출가능한 인출형의 것이 있다. 최근에는 고정형 기중 차단기가 갖는 유지 보수상의 곤란성으로 인하여 인출형 기중 차단기가 많이 이용되고 있다.

이러한 인출형 차단기는, 국내외의 해당 전력기기의 표준에 따라서 우발적인 에너지 저장장치(예: 스프링 축세장치)의 석방에 의한 사고 위험으로부터 운전자나 보수 점검자의 안전을 보호하기 위한 인출 연동 장치를 확보하게 규정되어 있다.

도 1 내지 도 4를 참조하여 일반적인 인출형 기중 차단기의 인입출 동작과 그에 따른 회로의 전기적 동작을 간단히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 일반적인 인출형 기중 차단기의 접속 위치 상태를 보여주는 동작 상태도로서, 도1과 같은 상태에서는 크래들 주회로 단자(C2)와 차단기 본체(20)의 주회로 단자(20b) 간의 전기적 접속이 이루어져 주회로의 전원 측과 부하 측이 기중 차단기를 통해 전기적으로 접속된 상태가 된다.

도 1에 있어서, 부호 20a는 기중 차단기의 개폐제어신호 수신을 위한 차단기 본체(20)의 제어신호 수신 단자이고, C1은 외부로부터 상기 개폐제어신호를 전달하기 위한 크래들 제어신호 단자이며, 부호 1은 기중 차단기의 개폐기구(switching mechanism)을 나타내고, 부호 H1은 투입스프링 차징(charging) 핸들을 지시한다. 도 1의 상태는 주 회로와 제어신호 수신단자가 모두 접속된 상태로서 이른 바 접속위치에 해당된다.

도 2는 일반적인 인출형 기중 차단기에 있어서 주 회로 단자는 분리되고 제어회로 단자는 접속되어 주 회로가 차단된 상태를 보여주는 동작 상태도로서, 인출형 기중 차단기의 인출 초기의 상태에 해당하고 이때 크래들 주회로 단자(C2)와 차단기 본체(20)의 주회로 단자(20b) 간은 분리되어 주회로의 전원 측과 부하 측간은 전기적으로 차단된 상태가 된다. 또한 이때 크래들 제어신호 단자(C1)와 제어신호 수신 단자(20a)는 아직 접속된 상태이다. 도 2의 상태는 주 회로는 차단된 상태에서 기중 차단기에 개폐제어신호만을 주어 개폐동작을 시험할 수 있는 시험위치에 해당된다.

도 3은 일반적인 인출형 기중 차단기에 있어서 주 회로 단자도 분리되고 제 어회로 단자도 분리된 상태를 보여주는 동작 상태도로서, 이때는 일명 인출형 기중 차단기가 주 회로 및 제어회로로부터 분리되어 단로 위치라고 불린다.

도 4는 일반적인 인출형 기중 차단기에 있어서 인출 레일에 의해서 차단기 본체를 크래들로부터 인출한 상태를 보여주는 동작 상태도로서, 이때는 당연히 주 회로 단자도 분리되고 제어회로 단자도 분리된 상태이고 차단기 본체를 크래들로부터 완전히 인출하여 유지보수하는 위치로서 인출위치라고 불린다.

도 5 내지 도 8은 본 발명의 기중 차단기의 투입 스프링의 자동 석방 장치가 장착된 기중 차단기의 캠 축과 투입 스프링의 축세 및 석방의 관계를 보여주는 도면으로서,

도 5는 기중 차단기의 차단 상태를 보여주는 개폐기구의 단면도이고, 도 6은 기중 차단기의 개폐기구의 단면도로서 투입 스프링이 축세된 상태를 보여주는 단면도이며, 도 7은 기중 차단기의 개폐기구의 단면도로서 투입 스프링이 석방되어 투입된 상태를 보여주는 단면도이고, 도 8은 기중 차단기 중 개폐기구의 사시도이다. 도 4 내지 도 8을 참조하여 기중 차단기의 개폐기구의 구성과 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 5 및 도 6을 참조하여 기중차단기의 개폐기구의 구성을 설명한다.

도 5에 도시된 바와 같이 기중차단기의 개폐기구는 고정접촉자(12)와, 고정접촉자(12)에 접촉하여 통전회로를 폐로하는 투입위치와, 고정접촉자(12)로부터 분리되어 통전회로를 개로하는 차단(트립)위치로 이동가능한 가동접촉자(11)를 포함한다.

도 5 에 도시된 바와 같이, 가동접촉자(11)는 주축 레버(10-1)에 접속되어, 주축레버(10-1)의 회동방향에 따라 고정접촉자(12)에 접촉하거나 고정접촉자(12)로부터 분리되게 구동된다.

주축 레버(10-1)는 기중차단기가 통상 3상 통전로를 개폐하는 데 이용되므로 각 상별로 하나씩 3개가 마련되며, 해당 상의 가동접촉자(11)를 구동한다.

상기 3개의 주축 레버(10-1)들을 동시 구동하기 위해서 각각의 주축 레버(10-1)들은 하나의 공통적 주축(10)에 동축 접속된다.

따라서, 주축(10)은 개폐기구를 지지하는 양 측판(1)을 관통하여 다른 상의 주축레버(10-1)에 접속하게 연장된다.

주축 레버(10-1)들 중 개폐기구에 접속되는 중앙의 주축 레버(10-1)는 일 단부가 상기 주축(10)에 접속되고 타 단부는 제 1 링크(6)에 접속된다.

제 1 링크(6)는 상기 주축 레버(10-1)와 회전축이 다르고 서로 맞물린 기어와 같이 상기 주축 레버(10-1)에 일 단부가 접속되어, 상기 주축 레버(10-1)와 제 1 링크(6)는 서로 반대방향으로 회동된다. 제 1 링크(6)는 상기 3개 중 중앙의 주축 레버(10-1)에 상기 가동 접촉자(11)를 개로 또는 폐로 위치로 구동하는 구동력을 제공한다.

상기 제 1 링크(6)의 타 단부에는 제 2 링크(4)가 접속되며, 상기 제 1 링크(6)와 제 2 링크(4)는 서로 같은 방향으로 회동한다.

상기 제 2 링크의 타 단부에 구동 접속핀(P)에 의해 접속되어 구동력을 상기 제 2 링크(4)에 전달하는 일 단부를 가지는 제 3 링크(3)가 회동가능하게 마련된 다.

투입 스프링 부는 상기 가동 접촉자(11)를 폐로 위치로 구동하는 구동력을 제공하기 위한 투입 스프링(closing spring)(13)과 부호 지정하지 않은 투입 스프링 시트(closing spring seat)로 구성되며, 투입 스프링(13)은 탄성 에너지를 축세했다가 축세된 탄성 에너지를 석방하여 상기 가동 접촉자(11)를 폐로 위치로 구동하는 구동력을 제공한다.

상기 투입 스프링(13)의 이탈을 방지하고 상기 투입 스프링 시트의 회동을 지지하기 위해서 투입 스프링(13)의 상기 구동력 제공하는 단부의 반대측 타단부를 지지하는 투입 스프링 지지 브라켓이 마련된다.

기중차단기의 개폐기구는 상기 투입 스프링 부의 탄성력을 축세하는 구동력을 제공하기 위한 차징 캠(2)을 포함하며, 차징 캠(charging cam)(2)은 캠 축(2a)와 함께 회전 가능하다. 차징 캠(2)은 도 2에서 점선으로 표시한 캠 롤러(cam roller)(2b)을 일측에 구비한다.

제 3 링크(3)는 상기 차징 캠(2)의 회전축(2a)과 동축 접속되어 함께 회전 가능하다.

도 8에 있어서, 구동 레버(driving lever)(16)는 상기 제 2 링크(4)와 접촉되어 상기 제 2 링크(4)와 구동 접속되는 구동 레버 핀(driving lever pin)(16b)을 구비하고, 상기 구동 레버 핀(16b)에 의해 서로 이격 접속되는 한 쌍의 구동 레버(16, 16)로 구성되며, 상기 한 쌍의 레버(16, 16) 사이에 상기 제 2 링크(4)와 상기 제 3 링크(3)가 내재한다. 구동 레버(16)는 상기 투입 스프링 부에 접속되어 상기 투입 스프링 부에 탄성 에너지를 축세시키는 구동력을 제공하거나 상기 투입 스프링 부로부터 축세된 탄성 에너지를 받아서 회동 가능하다.

도 2에 도시된 바와 같이 차단 스프링(14)는 일 단부가 상기 주축 레버(10-1)에 지지되고 타 단부는 측판(1)상에 고정된 스프링 지지핀(부호 미지정)에 지지되는 스프링으로서, 투입 동작시 주축 레버(10-1)의 시계방향 회전에 의해 인장되어 탄성 에너지를 축세하고 회로 차단시 축세한 탄성 에너지를 석방하여 주축 레버(10-1)를 반 시계방향으로 회전시키는 구동력을 제공한다.

도 8에 도시된 바와 같이 제 3 링크 탄성 바이어스 스프링(15)는 한 쌍으로 구성되며, 각각의 제 3 링크 탄성 바이어스 스프링(15)는 일 단부가 상기 구동 레버(16)의 구동 레버 핀(16b)에 지지되고 타 단부는 제 2 링크(4)와 제 3 링크(3)를 구동 접속하는 구동 접속핀(P)에 의해 지지된다.

상기 구동 접속핀(P)은 제 2 링크(4)와 제 3 링크(3)를 구동 접속하기 위해 관통하며 상기 한 쌍의 제 3 링크 탄성 바이어스 스프링(15)을 양 단부측에 지지하기 위해서 돌출하게 연장한다.

이와 같이 돌출하게 연장하는 구동 접속핀(P)과의 간섭을 방지하기 위해서, 상기 한 쌍의 구동 레버(16, 16)는 서로 상당한 이격거리를 두도록 구동 레버 핀(16b)에 의해서 이격된다.

상기 차징 캠(2)의 일면에 마련되는 캠 롤러(2b)의 이동궤적 상에 위치하는 일 면을 갖도록 투입 래치(closing latch)(5)가 상하방향으로 길게 연장하게 마련되어, 상기 차징 캠(2)의 회동을 구속할 수 있다. 투입 래치(5)의 상측 단부는 온 레버(On shaft)(8)에 회동경로 상에 위치하며, 따라서 온 레버(On shaft)(8)에 의해 구속 또는 해방될 수 있다.

온 레버(On shaft)(8)는 미도시한 온 버튼에 접속되어 수동력에 의해 또는 별도의 전기적 구동제어장치와 액튜에이터(actuator)에 접속되어 자동적으로 회전 구동될 수 있다.

상기 제 3 링크(3)의 상부에는 홈부(3a)가 마련되며, 제 3 링크(3)의 홈부(3a)에 진입하거나 이탈하는 위치로 이동가능한 차단 래치 롤러(opening latch roller)(7a)를 구비하며, 그의 회전축(7b)를 중심으로 회동가능한 차단 래치(7)가 상기 제 3 링크(3)의 상부에 마련된다. 차단 래치(7)의 일 단부는 핀에 의해 차단 래치 스프링(7c)에 접속되어, 차단 래치(7)는 도 1, 2에 있어서 반시계방향으로 회동시키려는 탄성 바이어스력을 차단 래치 스프링(7c)으로부터 받는다.

차단 래치(7)의 길이방향 상 타 단부에 접촉하게 오프 샤프트(9)가 마련되며, 오프 샤프트(9)에 의해 차단 래치(7)의 회동이 구속 또는 해방된다.

이상과 같이 구성되는 종래기술에 따른 기중차단기의 개폐기구의 동작을 투입 스프링의 차징(탄성력 축세) 동작과, 투입 동작 그리고 차단(개로) 동작을 구분하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 투입 스프링의 축세 동작을 도 6을 참조하여 설명한다.

차징 캠(2)의 회전축(2a)을 미 도시한 투입스프링 차징 핸들 또는 미 도시한 구동 모터에 의해 도면상 반 시계방향으로 회전시키게 되면, 차징 캠(2)의 외주면과 접촉하고 있는 구동 레버(16)의 구동 레버 롤러(16a)가 차징 캠(2)의 외주면의 곡률반경이 감소함에 따라 압축되어, 구동 레버 롤러(16a)에 의해 가압되게 접촉하고 있는 상기 투입 스프링 부의 상기 스프링 시트를 가압하여 투입 스프링(13)을 압축한다.

차징 캠(2)이 회전함에 따라 구동 레버 롤러(16a)는 차징 캠(2)의 외주면을 따라 구르며, 차징 캠(2)은 차징 캠(2)의 일면에 구비된 캠 롤러(2b)가 투입 래치(5)에 닿을 때까지 반 시계방향으로 회전하게 되고 그에 따라, 제 3 링크(3), 제 2 링크(4) 및 구동 레버(16)가 연동하여 반 시계방향으로 회전한다.

이때, 주축(10)은 차단 래치(7)에 의해 회전이 구속되므로, 도 5과 같은 가동 접촉자(11)가 고정접촉자(12)로부터 분리된 상태가 유지되며, 제 3 링크(3)가 반 시계방향으로 회전하면서 제 3 링크(3)의 홈부(3a)에 차단 래치(7)의 롤러(roller)(7a)가 들어가고 따라서 제 3 링크(3)의 반 시계방향 회전이 구속된다.

차징 캠(2)의 일면에 구비된 캠 롤러(2b)가 투입 래치(5)에 닿으면서 투입 래치(5)를 밀어 투입 래치(5)는 그의 회전축을 중심으로 시계방향으로 회전한다. 투입 래치(5)의 시계방향 회전은 온 레버(8)에 의해 저지되면서, 투입 스프링(13)의 축세동작이 완료된다.

한편, 도 6을 참조하여 기중 차단기의 개폐기구의 투입(폐로) 동작을 설명하면 다음과 같다.

수동력에 의해 또는 미 도시한 온 버튼에 접속되어 전동적으로 즉, 별도의 전기적 구동제어장치와 액튜에이터(actuator)에 접속되어 자동적으로 온 레버(On lever)(8)가 회전 구동되면, 투입 래치(5)는 온 레버(8)에 의한 구속으로부터 해방 되어 시계방향으로 회전하게 되고, 투입 래치(5)가 해방됨에 따라 투입 래치(5)에 의한 캠 롤러(2b)의 구속도 해방되며, 이에 따라 차징 캠(2)의 외주면과 접촉하면서 투입 스프링(13)의 석방를 저지하고 있던 구동 레버 롤러(16a)는 차징 캠(2)의 원주면을 벗어나게 된다.

투입 스프링(13)이 석방되면서 투입 스프링(13)의 스프링 시트에 의해 가압되어 구동 레버(16)는 반 시계방향을 회동하고 그에 따라 구동 레버 핀(16b)은 제 2 링크(4)를 밀어 도면상 반 시계방향으로 회전시킨다. 제 2 링크(4)의 반 시계방향 회전에 의해서 제 3 링크(3)도 반 시계방향으로 회전하고, 따라서 제 1 링크(6)는 제 2 링크(4)에 의해 밀려 올라가게 가압되어 반 시계방향으로 회전한다.

주축 레버(10-1)와 제 1 링크(6)는 연동되게 접속되어있으므로, 제 1 링크(6)의 반 시계방향 회전에 의해 주축 레버(10-1)가 제 1 링크(6)에 연동하여 시계방향으로 회전함과 동시에 주축(10)도 시계방향으로 회전하고, 따라서 주축 레버(10-1)에 연동되게 구동 접속된 가동접촉자(11)가 도면상 반 시계방향으로 회전하여 고정접촉자(12)에 접촉하게 되고 따라서 통전 회로는 폐로(투입)된다.

한편 도 5를 참조하여 종래기술에 따른 기중차단기의 개폐기구의 회로 개방(opening) 동작을 설명하면 다음과 같다.

수동력에 의해 또는 미 도시한 오프 버튼에 접속되어 전동적으로 즉, 별도의 전기적 구동제어장치와 액튜에이터(actuator)에 접속되어 자동적으로 오프 샤프트(Off shaft)(9)가 시계방향으로 회전 구동되면, 차단 래치(7)는 오프 샤프트(9)에 의한 구속으로부터 해방되고 차단 래치 스프링(7c)의 탄성력에 의해 반 시계방 향으로 회전하고, 제 3 링크(3)의 홈부(3a)에 의한 구속으로부터도 해방된다.

차단 래치(7)에 의한 구속으로부터 제 3 링크(3)가 해방됨에 따라 연동하는 제 2 링크(4) 및 제 1 링크(6)도 해방되며, 차단 스프링(14)이 투입시 인장된 상태에서 그의 주축 레버(10-1) 측 지지 단부가 측판(1)의 스프링 지지 핀측으로 복귀하면서 축세한 탄성 에너지를 석방하여 주축 레버(10-1)를 반 시계방향으로 회전시키고 따라서 가동접촉자(11)가 시계방향으로 회전하면서 고정접촉자(12)로부터 분리된다. 따라서, 통전 회로는 차단된다.

그런데 종래의 투입스프링 자동 석방장치를 구비한 기중차단기에 있어서는, 기중단기 본체(20)가 크래들(c)로부터 인출되는 도중 투입 스프링(13)이 축세된 경우, 투입 스프링(13)을 석방하는 수단이 없어 투입 스프링(13)이 축세된 상태로 인출을 하게 되어 투입 스프링(13)이 축세된 상태에서 인출 위치로 이동시 사용자의 실수로 투입 버튼을 누를 경우 투입 스프링이 석방되면서 차단기 본체는 투입 동작을 하게 되며 이때 투입 동작 음에 의해 사용자가 놀라거나 2차적인 안전사고가 발생할 수 있다는 문제점이 있다.

또한, 차단기 본체(20)가 크래들(c)로부터 인출된 상태에서 사용자가 투입스프링 차징 핸들을 사용하여 투입 스프링(13)을 축세하여 차단기 본체(20)에 투입 에너지가 충전된 불안한 상태를 만들 수 있는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 차단기 본체의 인출시 축세된 투입 스프링의 탄성 에너지를 자동으로 석방하고 인출된 상태에서는 사용자의 실수로 투입스프링 차 징 핸들을 통하여 투입 스프링의 축세를 방지할 수 있는 기중 차단기의 투입 스프링 자동 석방 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 본 발명의 목적은, 차단기 본체; 상기 차단기 본체를 접속 및 인출가능하게 지지하는 크래들; 기중 차단기의 투입을 위한 탄성 에너지를 제공하는 투입스프링; 상기 투입스프링이 탄성 에너지를 축세하게 하거나 상기 투입스프링이 축세한 탄성 에너지를 석방하도록 상기 투입스프링에 작용하는 캠과, 상기 캠을 회전가능하게 지지하는 캠 축을 갖는 개폐기구; 상기 캠 축의 축 상에 설치되어, 상기 투입스프링의 탄성 복원력에 의한 캠 축의 회전을 저지할 수 있는 캠축 회동구속 기구; 및 상기 차단기 본체를 상기 크래들로부터 인출하는 위치에 따라 연동하여, 상기 투입스프링의 탄성 복원력에 의해 상기 캠축이 회전하도록 상기 캠축 회동구속 기구의 구속을 해방하는 구속해방기구;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 투입 스프링 자동 석방 장치를 갖는 기중 차단기를 제공함에 의해서 달성될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 9는 본 발명에 따른 기중 차단기의 전체적 구성을 보여주는 사시도이고, 도 10은 본 발명에 따른 기중 차단기중 차단기 본체를 제거한 상태에서 크래들 만을 별도로 보여주는 사시도이며, 도 11은 본 발명에 따른 기중 차단기의 개폐기구와 구속해방기구의 상세 구성을 보여주는 사시도이고, 도 12는 본 발명에 따른 기중 차단기의 크레들이 단로위치에 배치될 때의 구속해방기구의 구조를 도시한 측면 도이며, 도 13은 본 발명에 따른 기중 차단기의 크레들이 인출위치에 배치될 때의 구속해방기구의 구조를 도시한 측면도이다.

먼저, 본 발명에 따른 기중 차단기의 전체적 구성을 사시 도로서 보여주는 도 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 기중 차단기는 차단기 본체(20)와, 차단기 본체(20)를 인출 가능하게 지지하는 크래들(C)과, 차단기 본체(20)에 포함되는 개폐기구(SM) 및 개폐기구(SM)의 측판(1)과, 개폐기구(SM)에 포함되는 온 버튼(NB) 및 오프 버튼(FB)와, 개폐기구(SM)에 의해 작동되고 3상의 접점을 동시 개폐하기 위한 주축(10)과, 주축(10)에 접속되어 개폐기구(SM)의 가동접점(11)을 구동하는 주축 레버(10-1)와, 상기 개폐기구(SM)내의 투입 스프링을 수동으로 축세하기 위한 투입스프링 차징 핸들(H1)과, 상기 차단기 본체(20)를 크래들(C)로부터 인출할 때 상기 차단기 본체(20)를 2단적으로 안내하기 위한 제 1 인출 레일(PL1) 및 제 2 인출 레일(PL2)와, 상기 차단기 본체(20)를 인출하기 위한 구동력을 제공하는 이송장치 및 이송장치의 상부커버(T)와, 상기 이송장치를 구동하기 위한 조작부를 포함하고 기중 차단기의 전면측 크래들(C)의 양 측판 사이에 고정설치되는 거더(Girder)(G)와, 이송장치 구동 핸들(H2) 및 이송장치 구동 핸들 접속구(G1)을 포함한다. 상기 이송장치의 수동구동을 위해서 상기 이송장치 구동 핸들(H2)의 선단 부에는 예컨대 4-8각형의 각형 부가 형성되어 있고, 이에 상대적으로 이송장치 구동 핸들 접속구(G1)내에는 이송장치의 구동 샤프트(미도시)의 단 부가 그 내부에 각형 내주면을 가지게 구비된다.

한편, 본 발명에 따른 기중 차단기의 크래들(C)과 차단기 본체의 상기 이송장치의 상부커버(T) 및 2단의 제 1 및 제 2 인출 레일(PL1, PL2) 및 거더(G)는 도 10에 좀 더 상세히 도시된 바와 같은 형상과 배치를 가진다. 도 10에서 제 1 인출위치(S1)과 제 2 인출위치(S2)는 각각 후술할 차단기 본체의 인출시 단로 위치에서 벗어난 직후와 그로부터 더욱 인출한 상태에서 본 발명에 따른 기중 차단기의 투입 스프링 자동 석방 장치 중 하단 가동 부재가 위치하는 위치를 각각 지시한다.

상기 캠 축 회동구속 기구(LM)는 캠 축(2a) 상에 설치되어 캠 축(2a)과 함께 회전가능한 래치트 휠(ratchet wheel)(39)와; 상기 투입 스프링의 탄성 에너지가 석방되도록 래치트 휠(39) 및 캠 축(2a)의 회전을 허용하는 위치와, 상기 투입 스프링의 탄성 에너지가 축세되도록 래치트 휠(39) 및 캠 축(2a)의 회전을 저지하는 위치로 회동 가능한 적어도 하나의 래치트(37, 38)를 포함하여 구성된다. 여기서 적어도 하나의 상기 래치트는 주 래치트(main ratchet)(37)과, 보조 래치트(auxiliary ratchet)(38)를 포함하여 구성된다.

한편, 도 11 내지 도 13을 참조하여 본 발명에 따른 기중 차단기의 투입 스프링 자동 석방 장치중 구속해방기구의 상세 구성을 설명하면 다음과 같다.

상기 차단기 본체(20)의 일측에 구비되는 가이드부재(31)와, 상기 가이드부재(31)와 연결되어 상기 차단기 본체(20)가 상기 크레들(c)로부터 인출하는 위치에 따라 선택적으로 회전하는 링크부재(31, 32, 33, 34)와, 상기 링크부재(31, 32, 33, 34)의 일측과 접촉되어 상기 링크부재(31, 32, 33, 34)를 복원시키는 복원력을 제공하는 복원스프링(36)을 포함하여 구성되어 있다.

상기 가이드부재(31)는 상기 가이드부재의 저면과 평행하게 형성되는 제1가이드면(31a)과, 상기 제1가이드면(31a)의 단부와 연결되며 상기 가이드부재(31)의 높이 방향을 따라 상향 경사진 후 다시 하향 경사지게 형성된 제2가이드면(31b)과, 상기 제2가이드면(31b)의 단부와 연결되며 상기 제1가이드면(31a)과 평행하게 형성되는 제3가이드면(31c)을 포함하여 구성되어 있다.

상기 링크부재(31, 32, 33, 34)는 일단부가 상기 가이드부재에 형성된 가이드면에 삽입되어 상기 차단기 본체(20)가 상기 크레들(c)로부터 인출하는 위치에 따라 타단부가 회전하는 제1링크(32)와, 상기 제1링크(32)의 타단부와 접촉되며 상기 제1링크(32)가 회전가능하게 지지하도록 그 일측이 상기 가이드부재(31)에 형성된 가이드면에 삽입되는 지지부재(33)와, 상기 제1링크(32)의 타단부에 고정결합되며 상기 제1링크(32)의 두께 방향을 따라 연장 형성되며 그 단부가 상기 제1링크(32)의 판면 방향을 따라 다시 소정 길이 연장 형성되는 연동부재(34)와, 상기 제1링크(32)의 판면 방향을 따라 연장된 연동부재(34)의 단부에 회전 가능하게 연결됨과 동시에 상기 차단기 본체(20)에 회전가능하게 결합되어 상기 제1링크(32)와 연동하는 제2링크(35)를 포함하여 구성되어 있다.

상기 복원스프링(36)의 일단은 상기 연동부재(34)의 단부와 회전가능하게 연결된 단부의 대향 측 상기 제2링크(35)에 연결되고 타단은 상기 개폐기구(1)의 측면 일측과 연결되어 있다.

한편, 본 발명에 따른 상기 기중 차단기는 상기 개폐기구의 상기 투입스프링(13)을 축세된 상태로 구속하는 투입 래치(5)와 상기 투입 래치를 해방시키는 기 구, 즉 상기 투입 래치를 구속하거나 해방하는 위치로 회동 가능한 온 레버(On lever)(8) 및 온 레버(8)와 동축 접속되어, 온 레버(8)를 상기 투입 래치를 해방하는 위치로 회동시킬 수 있는 온 링크(8a)를 구비한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 투입 스프링 자동 석방 장치를 갖는 기중 차단기의 축세된 차단과 접압스프링 및 투입스프링의 에너지 방쇄는 동작은 다음과 같이 진행된다.

차단기 본체(20)가 인출위치로 이동할 때 제1링크(32)는 제1가이드면(31a)에 의해 회전하지 않은 상태가 되므로, 제1링크(32)와 제2링크(35)는 도 12와 같은 상태를 유지하고 있다. 따라서, 제1링크(32)가 제1안내면(31a)에 의해 구속되는 한 제2링크(35)가 회전되지 않게 되어 온레버(8)를 회전시키는 온링크(8a)와 접촉하지 않으며 오프샤프트(9)를 회전시키는 오프링크(미도시)와도 접촉하지 않게 된다.

그러나 인출위치로 이동할 때 제1링크(32)가 제2가이드면(31b)의 상향 경사진 면을 따라 올라가면서 제1링크(32)는 시계방향으로 회전하면서 제1링크(32)가 오프샤프트(9)를 회전시키게 된다. 이러한 제1링크(32)의 회전동작은 차단기의 본체가 투입되어 차단과 접압스프링 에너지가 축세된 경우에 대하여 에너지를 방쇄시킨다.

계속적인 인출동작이 진행되면 제1링크(32)가 제2가이드면(31b)의 하향 경사진 면을 따라 내려가면서 제1링크(32)는 반시계방향으로 회전하며 그에 따라 연동부재(34)와 연결된 제2링크(35)는 복원스프링(36)의 복원력과 연동부재(34)의 반시계방향으로의 회전에 의해 링크의 회전점을 중심으로 시계방향으로 회전하면서 온 링크(8a)에 접촉되어 온레버(8)를 회전시켜 투입스프링의 에너지를 방쇄한다.

이때, 제1링크(32)는 시계방향으로 회전된 상태이므로 항상 오프샤프트(9)와 비접촉상태에서 투입동작을 수행하므로(트립프리 동작) 도 5와 같은 투입상태가 이루어지지 않고 바로 도 7과 같은 상태가 되므로 투입스프링(13)의 에너지뿐만 아니라 모든 스프링의 에너지가 방쇄되어 진다.

본 발명은 차단기 본체; 상기 차단기 본체를 접속 및 인출가능하게 지지하는 크래들; 기중 차단기의 투입을 위한 탄성 에너지를 제공하는 투입스프링; 상기 투입스프링이 탄성 에너지를 축세하게 하거나 상기 투입스프링이 축세한 탄성 에너지를 석방하도록 상기 투입스프링에 작용하는 캠과, 상기 캠을 회전가능하게 지지하는 캠 축을 갖는 개폐기구; 상기 캠 축의 축 상에 설치되어, 상기 투입스프링의 탄성 복원력에 의한 캠 축의 회전을 저지할 수 있는 캠축 회동구속 기구; 및 상기 차단기 본체를 상기 크래들로부터 인출하는 위치에 따라 연동하여, 상기 투입스프링의 탄성 복원력에 의해 상기 캠축이 회전하도록 상기 캠축 회동구속 기구의 구속을 해방하는 구속해방기구를 포함하여 구성되는 투입 스프링 자동 석방 장치를 갖는 기중 차단기차단기를 제공함으로써, 본체의 인출시 축세된 투입 스프링의 탄성 에너지를 자동으로 석방하고 인출된 상태에서는 사용자의 실수로 투입스프링 차징 핸들을 통하여 투입 스프링의 축세를 방지할 수 있어 기중 차단기 사용자를 안전사고로부터 보호할 수 있는 효과를 가진다.

Claims (5)

1. 차단기 본체;

   상기 차단기 본체를 접속 및 인출가능하게 지지하는 크래들;

   기중 차단기의 투입을 위한 탄성 에너지를 제공하는 투입스프링;

   상기 투입스프링이 탄성 에너지를 축세하게 하거나 상기 투입스프링이 축세한 탄성 에너지를 석방하도록 상기 투입스프링에 작용하는 캠과, 상기 캠을 회전가능하게 지지하는 캠 축을 갖는 개폐기구;

   상기 캠 축의 축 상에 설치되어, 상기 투입스프링의 탄성 복원력에 의한 캠 축의 회전을 저지할 수 있는 캠축 회동구속 기구; 및

   상기 차단기 본체를 상기 크래들로부터 인출하는 위치에 따라 연동하여, 상기 투입스프링의 탄성 복원력에 의해 상기 캠축이 회전하도록 상기 캠축 회동구속 기구의 구속을 해방하는 구속해방기구;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 투입 스프링 자동 석방 장치를 갖는 기중 차단기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 캠축 회동구속 기구는,

   상기 캠축 상에 설치되어 상기 캠축과 함께 회전가능한 래치트 휠(ratchet wheel);

   상기 투입 스프링의 탄성 에너지가 석방되도록 상기 래치트 휠 및 상기 캠 축의 회전을 허용하는 위치와, 상기 투입 스프링의 탄성 에너지가 축세되도록 상기 래치트 휠 및 상기 캠 축의 회전을 저지하는 위치로 회동 가능한 적어도 하나의 래치트;를 포함하여 구성되고,

   상기 구속해방기구는,

   상기 차단기 본체의 일측에 구비되는 가이드부재;

   상기 가이드부재와 연결되어 상기 차단기 본체가 상기 크레들로부터 인출하는 위치에 따라 선택적으로 회전하는 링크부재;

   상기 링크부재의 일측에 접촉되어 상기 링크부재를 복원시키는 복원력을 제공하는 복원스프링;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 투입 스프링 자동 석방 장치를 갖는 기중 차단기.
3. 제2항에 있어서,

   상기 가이드부재는 상기 가이드부재의 저면과 평행하게 형성되는 제1가이드면과,

   상기 제1가이드면의 단부와 연결되며 상기 가이드부재의 높이 방향을 따라 상향 경사진 후 다시 하향 경사지게 형성된 제2가이드면과,

   상기 제2가이드면의 단부와 연결되며 상기 제1가이드면과 평행하게 형성되는 제3가이드면을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 투입 스프링 자동 석방 장치를 갖는 기중 차단기.
4. 제2항에 있어서,

   상기 링크부재는 일단부가 상기 가이드부재에 형성된 가이드면에 삽입되어 상기 차단기 본체가 상기 크레들로부터 인출하는 위치에 따라 타단부가 회전하는 제1링크와,

   상기 제1링크의 타단부와 접촉되며 상기 제1링크가 회전가능하게 지지하도록 그 일측이 상기 가이드부재에 형성된 가이드면에 삽입되는 지지부재와,

   상기 제1링크의 타단부에 고정결합되며 상기 제1링크의 두께 방향을 따라 연장형성되며 그 단부가 상기 제1링크의 판면 방향을 따라 다시 소정 길이 연장 형성되는 연동부재와,

   상기 제1링크의 판면 방향을 따라 연장된 연동부재의 단부에 회전 가능하게 연결됨과 동시에 상기 차단기 본체에 회전가능하게 결합되어 상기 제1링크와 연동하는 제2링크를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 투입 스프링 자동 석방 장치를 갖는 기중 차단기.
5. 제4항에 있어서,

   상기 복원스프링의 일단은 상기 연동부재의 단부와 회전가능하게 연결된 단부의 대 향측 상기 제2링크의 단부에 연결되고 타단은 상기 개폐기구 측면 일측에 연결되는 것을 특징으로 하는 투입 스프링 자동 석방 장치를 갖는 기중 차단기.

Images