KR101968229B1

KR101968229B1 - 부하개폐장치

Info

Publication number: KR101968229B1
Application number: KR1020170178614A
Authority: KR
Inventors: 목찬영
Original assignee: 효성중공업 주식회사
Priority date: 2017-12-22
Filing date: 2017-12-22
Publication date: 2019-04-11

Abstract

본 발명은 부하개폐장치에 관한 것이다. 본 발명은 고정자(50)의 고정접촉자(54)와 가동자(60)의 가동접촉자(64)가 서로 접촉하고 분리하여 선로를 오픈하고 클로즈하는데, 상기 가동접촉자(64)의 길이가 변하도록 되어 가동접촉자(64)의 이동행정에 필요한 공간이 최소화된다. 상기 가동접촉자(64)는 다수개의 중첩체(65)로 구성되어 상기 중첩체(65)가 펼쳐지고 중첩되는 동작에 의해 길이가 가변된다. 이와 같은 본 발명에 의하면 부하개폐장치에서 가동자(60)의 길이방향 크기를 최소화할 수 있게 되는 이점이 있다.

Description

부하개폐장치{Disconnecting/connecting switch of load breaker}

본 발명은 부하개폐장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선로 상에서 필요시에 회로를 차단시켜 주는 부하개폐장치에 관한 것이다.

도 1에는 종래 기술에 의한 부하개폐장치의 하나인 단로기의 구성이 개시되어 있다. 이에 따르면, 일반적인 단로기는 고정된 상태의 고정자(20)와, 조작기(도시되지 않음)에 의해 가동되면서 상기 고정자(20)와 접속되는 가동자(10)로 구성된다.

상기 고정자(20)의 내주면을 따라서는 복수의 세그먼트(segment)(21)가 스프링(22)에 의해 탄력적으로 오므려지거나 혹은 벌려지도록 설치되고, 상기 각 세그먼트(21)들의 외측 끝단(가동자가 요입되는 입구측)에는 아크메탈로 이루어진 고정자 보조접점(도시는 생략됨)이 형성되며, 상기 고정자(20)의 내측 중앙 부위에는 고정접촉자(23)가 돌출 형성된다.

이와 함께, 상기한 가동자(10) 역시 내주면을 따라 복수의 세그먼트(11)가 스프링(12)에 의해 탄력적으로 오므려지거나 혹은 벌려지도록 설치되고, 중앙측을 따라 조작기의 조작 동작에 의해 전진 및 후진 이동되는 가동접촉자(13)가 설치되며, 상기한 가동접촉자(13)의 전방에는 상기한 고정접촉자(23)의 요입을 위한 요입홈(14)이 형성된 주접점(15)이 구비된다. 이때, 상기 주접점(15)의 끝단 둘레면에는 상기 고정자 보조접점과의 전기적 접촉을 위해 아크메탈로 이루어진 가동자 보조접점(도시는 생략됨)이 형성된다.

이와 같이 구성되는 종래의 단로기는 가동자(10)의 가동접촉자(13)가 전진 이동된 상태로 그의 주접점(15)이 고정자(20)의 고정접촉자(23)와 접속된 상태에서 오픈(open) 명령에 의한 조작기의 동작에 의해 가동자(10)의 가동접촉자(13)는 고정자(20)로부터 이탈되는 방향으로 이동되며, 이의 과정에서 상기 주접점(15)이 상기 고정접촉자(23)로부터 분리되는 순간 둘 사이를 흐르고 있던 충전 및 여자 전류에 의해 아크가 발생되고, 계속적인 가동접촉자(13)의 이동에 의해 극간 거리가 확보되면서 소호됨에 따라 오픈동작이 완료된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다. 종래의 단로기에서는 상기 가동접촉자(13)의 길이와 행정거리에 따라서 전체 단로기의 길이방향 크기가 결정된다. 따라서, 단로기의 길이방향 크기를 더 이상 줄일 수 없는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제10-1053384호 대한민국 등록특허 제10-1545202호 미국 등록특허 제7994442호 대한민국 등록특허 제10-0929534호

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 부하개폐장치에서 가동접촉자의 길이를 신축시켜 부하개폐장치의 길이방향 크기를 최소화하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 고정접촉자를 구비하는 고정자와, 다수개의 중첩체로 구성되어 상기 중첩체가 펼쳐지고 중첩됨에 의해 상기 고정접촉자에 접촉 또는 분리되는 가동접촉자를 구비하는 가동자와, 구동원의 구동력으로 동작되어 상기 가동접촉자의 중첩체를 펼치고 중첩시키도록 상기 구동원의 구동축을 중심으로 원형으로 감겨지고 펼쳐지는 체인을 포함하는 구동부재와, 상기 구동부재의 감겨짐과 펼쳐짐을 안내하는 부재가이드를 포함하고, 상기 구동부재인 체인과 구동원은 구동링크에 의해 연결되고 상기 중첩체와 구동부재는 아암형태의 연결부재에 의해 연결된다.

삭제

본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 고정접촉자를 구비하는 고정자와, 다수개의 중첩체로 구성되어 상기 중첩체가 펼쳐지고 중첩됨에 의해 상기 고정접촉자에 접촉 또는 분리되는 가동접촉자를 구비하는 가동자와, 구동원의 구동력으로 동작되어 상기 가동접촉자의 중첩체를 펼치고 중첩시키도록 감겨지고 펼쳐지는 유연한 랙기어를 포함하는 구동부재와, 상기 구동부재의 감겨짐과 펼쳐짐을 안내하는 부재가이드를 포함하고, 상기 구동부재인 랙기어는 상기 구동원에 의해 회전되는 평기어에 구동원의 구동축을 중심으로 원형으로 감아지고 풀어진다.

상기 중첩체는 다수 개가 직경이 차례로 다르게 만들어져 펼쳐지고 중첩되는 것이 가능하게 된다.

상기 중첩체의 외면 후단에는 걸림리브 돌출되어 형성되고, 직경이 가장 작은 중첩체를 제외한 나머지 중첩체의 내면 선단과 후단에는 제1스토퍼와 제2스토퍼가 구비되어 상기 걸림리브와 선택적으로 접촉된다.

상기한 바와 같은 본 발명에 의한 부하개폐장치에서는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

먼저, 본 발명에서는 가동접촉자가 다수개의 중첩체로 만들어져 있어 길이가 신축되므로 가동접촉자를 지지하기 위한 구조가 하나의 중첩체의 길이정도이면 되고 가동접촉자의 이동에 필요한 공간 역시 줄어들게 된다. 따라서, 가동자의 길이방향 크기를 최소화할 수 있어, 전체 개폐장치의 길이방향 크기를 줄일 수 있게 되는 효과를 가진다.

그리고, 본 발명에서는 가동접촉자를 동작시켜 회로를 오픈시킬 때, 가동접촉자 전체를 동시에 동작시키는 것이 아니라 다수개의 중첩체를 순차적으로 이동시키는 것으로 가동접촉자를 구동시키기 위한 구동력이 작아지는 효과도 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 부하개폐장치의 하나인 단로기의 구성을 보인 단면도.
도 2는 본 발명에 의한 부하개폐장치의 바람직한 실시례를 보인 단면도.
도 3은 본 발명 실시례의 부하개폐장치에서 가동접촉자와 고정접촉자가 서로 접촉된 상태를 보인 단면도.
도 4는 본 발명 실시례의 부하개폐장치에서 가동접촉자가 고정접촉자에서 분리되어 완전히 중첩된 상태를 보인 단면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시례를 보인 단면도.

이하, 본 발명의 일부 실시례들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시례를 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시례에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시례의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도면에 도시된 바에 따르면, 본 발명의 부하개폐장치는 고정자(50)와 가동자(60)를 포함하고, 상기 고정자(50)의 외관과 골격을 고정자하우징(52)이 형성한다. 상기 고정자하우징(52)의 내부에는 고정접촉자(54)가 있다. 상기 고정접촉자(54)는 선로상의 회로와 전기적으로 연결되는 부분이다.

상기 가동자(60)의 외관을 가동자하우징(62)이 형성한다. 상기 가동자하우징(62)의 내외부로 입출되게 가동접촉자(64)가 있다. 상기 가동접촉자(64)는 상기 고정접촉자(54)와 전기적으로 연결되고 분리된다. 상기 가동접촉자(64)는 다수개의 중첩체(65)로 구성된다. 상기 중첩체(65)는 제일 내측에 있는 것의 외경이 그 다음의 것의 내경과 같고, 제일 외측으로 가면서 점차로 외경이 커지도록 되어 있다.

그리고, 상기 중첩체(65)는 가장 내측의 것이 가장 앞으로 가도록 차례로 펼쳐지게 된다. 참고로 도 2의 상태는 동작과정중을 나타낸 것이다. 그리고 도 3에 가동접촉자(64)가 가장 길게 펼쳐진 상태가 도시되어 있고, 도 4에는 가동접촉자(64)가 가장 짧게 중첩된 상태가 도시되어 있다. 이들 중첩체(65)는 예를 들면 가장 내측의 것이 그 다음 것의 외부로 완전히 빠져나가기 직전에 걸려 있고, 이런 방식으로 차례로 중첩체(65)들이 동작되어 가장 길게 펼쳐진다. 이를 위해 상기 중첩체(65)들의 후단 외면을 둘러서는 걸림리브(651)가 돌출되어 있다. 그리고 가장 선단에 있는 중첩체(65)를 제외하고는 내면 선단에 제1스토퍼(653)가 돌출되어 형성되고 내면 후단에 제2스토퍼(655)가 돌출되어 형성된다. 상기 제1스토퍼(653)와 제2스토퍼(655)에는 상기 걸림리브(651)가 선택적으로 길어진다. 상기 제1스토퍼(653)에 상기 걸림리브(651)가 걸어지는 것은 가동접촉자(64)가 펼쳐졌을 때이고, 상기 제2스토퍼(655)에 상기 걸림리브(651)가 걸어지는 것은 가동접촉자(64)가 접어졌을 때이다. 한편, 최후단의 중첩체(65)는 다른 것보다 더 길게 만들어져 전체 가동접촉자(64)가 가동자하우징(62)에 안정적으로 지지될 수 있도록 한다.

상기 가동접촉자(64)의 동작을 위한 구동력을 구동원(66)이 제공한다. 상기 구동원(66)은 전기모터, 유압모터 등 다양한 것이 사용될 수 있다. 상기 구동원(66)의 구동력은 구동원(66)의 구동축에 일단부가 연결된 구동링크(67)로 전달된다.

상기 구동링크(67)에는 구동부재(68)가 연결된다. 상기 구동부재(68)로는 본 실시례에서는 체인이 사용된다. 상기 구동부재(68)는 상기 가동접촉자(64)에서 가장 선단에 있는 중첩체(65)에 연결된다. 상기 구동부재(68)는 상기 가장 선단에 있는 중첩체(65)에 직접 연결될 수도 있지만, 별도의 연결부재(69)에 의해 연결될 수도 있다. 상기 연결부재(69)는 강성을 가진 바아가 사용된다.

상기 구동부재(68)인 체인을 안내하기 위한 부재가이드(70)가 있는데, 본 실시례에서는 상기 체인이 감겨지는 위치에서 안내하는 부재가이드(70)만이 도시되어 있다. 하지만, 상기 부재가이드(70)는 상기 가동접촉자(64)가 펼쳐질 때에도 안내하도록 할 수도 있다. 물론 상기 연결부재(69)가 있는 구간에는 부재가이드(70)가 사용되지 않아도 된다.

한편, 도 5에는 본 발명의 다른 실시례가 도시되어 있다. 여기서는 설명의 편의를 위해 도 2에 도시된 실시례와 같은 구성에 대해서 100단위의 도면부호를 부여하여 필요한 부분만을 설명한다.

여기서는 가동자(160)의 가동자하우징(162) 내에 설치되는 가동접촉자(164)의 중첩체(165)가 위의 실시례와는 반대로 되어 있다. 즉, 가장 선단으로 돌출되는 중첩체(165)가 가장 직경이 크고 후단에 위치된 것으로 갈수록 직경이 작아지도록 된다.

가장 선단으로 돌출되는 중첩체(165)에 연결부재(169)에 의해 구동부재(168)인 체인이 연결되고, 상기 체인은 구동원(166)의 구동력에 의해 회전되는 구동링크(167)에 연결되어 구동원(166)의 구동력으로 감아지고 펼쳐지게 된다.

그리고, 도면으로 도시되지는 않았지만, 상기 구동부재(68,168)로서 체인 대신에 유연한 랙기어가 사용될 수 있다. 상기 랙기어는 평면상에 기어치가 형성되는 것인데, 일반적으로는 금속으로 만들어진다. 하지만, 본 실시례에서 사용되는 랙기어는 유연한 재질로 되어 감아질 수 있다. 상기 랙기어를 감고 풀어주기 위해서는 평기어가 사용되는데 상기 평기어는 상기 구동원(66,166)의 위치에 설치하여 구동원(66,166)에 의해 회전되도록 하면 된다. 상기 평기어에 상기 랙기어가 감아지면 상기 가동접촉자(64,164)가 짧아지고, 풀어지면 가동접촉자(64,164)가 길게 펼쳐진다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 부하개폐장치가 사용되는 것을 상세하게 설명한다.

설명의 편의를 위해 도2에서 도 4에 도시된 실시례를 기초로 동작을 설명한다. 먼저, 도 3에는 부하개폐장치에 의해 선로의 회로가 연결된 상태가 도시되어 있다. 여기서는 상기 가동접촉자(64)의 길이가 최대로 되어 상기 가동접촉자(64)와 고정접촉자(54)가 접촉되어 선로의 회로가 연결된 상태이다.

이 상태에서 회로를 오픈시켜야 하는 경우에는 상기 구동원(66)을 동작시킨다. 상기 구동원(66)의 동작에 의해 상기 구동링크(67)가 회전을 하고 상기 구동링크(67)가 도 3을 기준으로 반시계방향으로 회전하면 상기 구동부재(68)가 구동링크(67)에 의해 당겨져 감아지게 된다. 특히, 상기 부재가이드(70)에 의해 구동부재(68)가 안내되면서 도 4에 도시된 바와 같은 상태로 감아진다.

상기 구동부재(68)가 감겨지면서, 상기 가동접촉자(64)의 최선단에 있는 중첩체(65)가 당겨지고 중첩체(65)가 차례로 중첩되면 가동접촉자(64)의 길이가 도 4에 도시된 상태로 짧아지게 된다. 이와 같이 되면서 상기 가동접촉자(64)가 상기 고정접촉자(54)에서 분리되면 회로가 오픈된다.

이상에서, 본 발명의 실시례를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시례에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시례들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시례에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 가동자 11: 세그먼트
12: 스프링 13: 가동접촉자
14: 요입홈 15: 주접점
20: 고정자 21: 세그먼트
22: 스프링 23: 고정접촉자
50: 고정자 52: 고정자하우징
54: 고정접촉자 60: 가동자
62: 가동자하우징 64: 가동접촉자
66: 구동원 67: 구동링크
68: 구동부재 70: 부재가이드
160: 가동자 162: 가동자하우징
164: 가동접촉자 166: 구동원
167: 구동링크 168: 구동부재
170: 부재가이드 651: 걸림리브
653: 제1스토퍼 655: 제2스토퍼

Claims

고정접촉자를 구비하는 고정자와,
다수개의 중첩체로 구성되어 상기 중첩체가 펼쳐지고 중첩됨에 의해 상기 고정접촉자에 접촉 또는 분리되는 가동접촉자를 구비하는 가동자와,
구동원의 구동력으로 동작되어 상기 가동접촉자의 중첩체를 펼치고 중첩시키도록 상기 구동원의 구동축을 중심으로 원형으로 감겨지고 펼쳐지는 체인을 포함하는 구동부재와,
상기 구동부재의 감겨짐과 펼쳐짐을 안내하는 부재가이드를 포함하고,
상기 구동부재인 체인과 구동원은 구동링크에 의해 연결되고 상기 중첩체와 구동부재는 아암형태의 연결부재에 의해 연결되는 부하개폐장치.
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고정접촉자를 구비하는 고정자와,
다수개의 중첩체로 구성되어 상기 중첩체가 펼쳐지고 중첩됨에 의해 상기 고정접촉자에 접촉 또는 분리되는 가동접촉자를 구비하는 가동자와,
구동원의 구동력으로 동작되어 상기 가동접촉자의 중첩체를 펼치고 중첩시키도록 감겨지고 펼쳐지는 유연한 랙기어를 포함하는 구동부재와,
상기 구동부재의 감겨짐과 펼쳐짐을 안내하는 부재가이드를 포함하고,
상기 구동부재인 랙기어는 상기 구동원에 의해 회전되는 평기어에 구동원의 구동축을 중심으로 원형으로 감아지고 풀어지는 부하개폐장치.
제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 중첩체는 다수 개가 직경이 차례로 다르게 만들어져 펼쳐지고 중첩되는 것이 가능하게 되는 부하개폐장치.
제 6 항에 있어서, 상기 중첩체의 외면 후단에는 걸림리브 돌출되어 형성되고, 직경이 가장 작은 중첩체를 제외한 나머지 중첩체의 내면 선단과 후단에는 제1스토퍼와 제2스토퍼가 구비되어 상기 걸림리브와 선택적으로 접촉되는 부하개폐장치.