KR20130004884A - 전기 고전압 온로드 단로기 및 이를 개방하는 방법 - Google Patents

전기 고전압 온로드 단로기 및 이를 개방하는 방법 Download PDF

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크리슈토프 지겐탈러
마르쿠스 켈러
미하엘 뵈슈
우르스 크뤼지
레네 칼바이트
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에이비비 테크놀로지 아게
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Abstract

전기 고전압 단로기 (1) 는, 제 1 접촉 요소에 고정된 제 1 래칭 요소 (40) 와 함께 단절 축선 (8) 을 따라 이동 가능한 제 1 접촉 요소 (20); 단로기를 개방하기 위해 단절 축선을 따라 개방 방향 (7) 으로 제 1 가동 접촉 요소 (20) 를 이동시키기 위한 드라이브 시스템 (30); 제 2 접촉 요소에 고정된 제 2 래칭 요소 (70) 와 함께 단절 축선을 따라 이동 가능한 제 2 접촉 요소 (60); 및 개방 방향에 거슬러 제 2 접촉 요소 (60) 를 복원시키기 위한 복원 시스템 (80) 을 포함한다. 제 1 및 제 2 래칭 요소 (40, 70) 는, 단로기가 폐쇄된 때 제 1 래칭 요소 (40) 와 제 2 래칭 요소 (70) 가 서로 래칭된 연결이 되도록 배치되고, 개방 방향 (7) 으로의 제 1 접촉 요소 (20) 의 이동의 초기 단계 동안에는, 래칭된 연결은 초기에는 유지되어서, 개방 방향으로 제 1 접촉 요소 (20) 에 의해 제 2 접촉 요소 (60) 가 함께 운반되고, 그리고 나서 이동의 단절 단계 동안에는, 래칭된 연결이 해제되어서, 개방 방향에 거슬러 복원 시스템 (80) 에 의해 제 2 요소 (60) 가 복원되고, 제 2 접촉 요소 (60) 는 제 1 접촉 요소 (20) 로부터 단절된다.

Description

전기 고전압 온로드 단로기 및 이를 개방하는 방법{ELECTRICAL HIGH-VOLTAGE ON-LOAD DISCONNECTOR AND METHOD FOR OPENING THE SAME}
본 발명은 고전압 기체절연 개폐기 어셈블리 (GIS) 의 분야에 속하고, 특히 가동 (movable) 제 1 접촉 요소 및 가동 제 2 접촉 요소를 포함하는 온로드 단로기 (on-load disconnector) 에 관한 것이다.
고전압 개폐기 어셈블리는 1 ㎸ 이상, 특히 75 ㎸ 이상의 정격 전압용으로 구성된 개폐기 어셈블리인 것으로 이해된다.
온로드 단로기의 경우, 두 가지 타입, 이른바 "버스-차징 (bus-charging)" 단로기와 이른바 "버스-트랜스퍼 (bus-transfer)" 단로기는 구별된다. "버스-차징" 단로기의 경우 용량성 전류의 중단이 가장 중요하지만, "버스-트랜스퍼" 단로기는 정격 (rated) 작동에서 제 1 버스바로부터 제 2 버스바로의 변화를 행하려고 하는 스위칭 경우에 발생하는 단절 상황을 위한 것이다. 단로기, 특히 온로드 단로기는 "버스-트랜스퍼" 스위칭 작용의 경우와 "버스-차징" 스위칭 작용의 경우 모두에 사용된다.
만약 예컨대 이중 버스바를 포함하는 기체절연 (GIS) 개폐기 어셈블리의 경우에, 버스바가 교환된 후, 정상 작동 (정격 작동) 에서 유도 전압 및 보정 전류가 발생한다면, 이는 (온로드) 단로기의 특정 차단 용량을 요구한다. 정격 작동에서, 오로지 두 버스바 사이에 형성된 전류 루프의 임피던스 때문에, 온로드 단로기를 개방할 때 이른바 커플러 베이 (coupler bay) 로 인해, 주어진 정격 전압 및 주어진 정격 전류에서 무시할 수 없는 보정 전류가 발생한다.
(온로드) 단로기를 개방할 때, 가동 접촉부 및 고정 접촉부 사이에 아크가 발생한다. 스위칭 경우에 따라서, 매우 높은 진동수 (대략 ㎒ 의 강도) 를 갖는 임시 과전압 (VFTs) 이 발생하고, 이는 개폐기 어셈블리의 연결된 장치에 해로울 수 있다. 온로드 단로기의 작동이 빠를수록, 아크 점화의 발생이 적어진다. 그러므로, 고속으로 이동될 수 있는 가동 아크 접촉부가 고정 아크 접촉부와 접촉하도록 그리고 그로부터 단절되도록 노력된다. 가동 아크 접촉부는 종종 과도 전류 접촉부로도 불린다. 이들 아크 접촉부의 연결 직후에, 가동 단로기 접촉부와 고정 단로기 접촉부의 연속 전류 접촉부 (정격 전류 접촉부) 가 서로 더 가깝게 될 수 있고, 아크의 점화 없이, 따라서 마모가 없는 방식으로 서로 전기 접속된다.
(온로드) 단로기의 경우, 개폐기 어셈블리의 요구에 따라 버스바의 단절 및 연결을 위해 사용되는 각각의 단절 스위치는, 상기 유도 전압 및 보정 전류의 존재 하에서도, 믿을 수 있는 방식으로 그리고 마모가 없는 방식으로 반복적으로 전환될 수 있어야 한다. 기체절연 개폐기 어셈블리의 경우, 상기 유도 전압은 보통 20 V 보다 크지 않다. 이 경우, 전류는 정격 전류의 최대 80% 로 추정된다. 버스바 도는 개폐기 베이가 서로 더 먼 거리에 있는 특별한 경우 및/또는 커플러 베이의 디자인과 개수에 따라, 전류 루프 (또한, 그에 따라 유도 전압) 가 (온로드) 단절 스위치에서 사용되는 통상적인 것보다 더 크게 될 수 있다. 예컨대, 아웃도어 어셈블리와 조합된 기체절연 개폐기 베이의 경우, 정격 작동에서의 이 유도 전압은 예컨대 개폐기 어셈블리에 따라 300 V 까지 상승할 수 있다. 그러므로, 증가된 요구 하에서도 믿을 수 있게 그리고 마모가 없는 방식으로 전환되는 (온로드) 단절 스위치가 필요하다.
이러한 목적을 위해, 예컨대 고정 접촉부 및 가동 접촉부로서 단로기 튜브를 갖는 고전압 (온로드) 단로기가 존재한다. 이 단절 스위치의 경우, 속행 (follow-on) 접촉부가 고정 접촉부에 통합되고, 이는 아크를 지지할 수 있다. 스위치 개방시, 단로기 튜브와 속행 접촉부 사이에 아크가 형성될 수 있다. 그러한 단로기가 아크를 지지하도록 설계된다는 점 덕분에, 단로기는 특정 부하 하에서, 예컨대 20 V 의 전압 및 1600 A 의 전류에서 단절시킬 수 있다. 그러한 단로기는 많은 상황에서 완전히 충분하다. 그렇지만, 더 높은 부하 하에서도 빠르고 믿을 수 있는 그리고 적은 마모의 단절이 희망되는 상황이 발생할 수도 있다.
DE 600 30 032 T2 에는, 빠르게 이동 가능한 접촉부를 포함하는 기체 절연 고전압 단절 스위치가 개시되어 있다. 단절 스위치는 고정 접촉부 및 가동 접촉부를 갖는다. 가동 접촉부 내에 피스톤이 위치되고, 상기 피스톤은 작동 로드에 의해 작동된다. 가동 접촉부의 각 단부와 피스톤 사이에, 2 개의 스프링이 배치된다. 더욱이, 피스톤에 대해 축선 방향으로 가동 접촉부를 고정하기 위해, 2 개의 로킹 (locking) 시스템이 제공된다. 그 결과, 가동 접촉부는 작동 로드와 피스톤과 관계없이 변위될 수 있다.
EP0348645A2 에는, 메이팅 (mating) 접촉부 내로 이동될 수 있는 접촉부를 포함하는 기체 절연 개폐기 어셈블리가 개시되어 있다. EP0348645A2 에 따르면, 스프링에 의해 예압이 가해진 빠르게 작용하는 클램핑 스프링이 가속된 접촉-형성 또는 또는 중단을 제공한다는 점에 의해, 단절 스위치가 스위치 온 및 오프되는 때 작은 전류의 통호 (arc-through) 가 회피될 수 있다. 그러므로, 이러한 배경에 대하여, 청구항 1 에 따른 전기 고전압 단로기 및 청구항 15 에 따른 방법이 제안된다. 다른 유리한 태양은 종속 청구항, 이하의 설명 및 도면으로부터 분명해진다.
본 발명의 제 1 태양에 따르면, 전기 고전압 단로기는, 제 1 접촉 요소에 고정된 제 1 래칭 요소와 함께 단절 축선을 따라 이동 가능한 제 1 접촉 요소; 제 2 접촉 요소에 고정된 제 2 래칭 요소와 함께 단절 축선을 따라 이동 가능한 제 2 접촉 요소;단로기를 개방하기 위해 단절 축선을 따라 개방 방향으로 제 1 접촉 요소를 이동시키기 위한 드라이브 시스템; 및 개방 방향에 거슬러 제 2 접촉 요소를 복원시키기 위한 복원 시스템을 포함한다. 제 1 및 제 2 래칭 요소는 다음의 구성이 얻어지도록 배치된다:
단로기가 폐쇄된 때, 제 1 래칭 요소와 제 2 래칭 요소가 서로 래칭되어 래칭된 (latched) 연결을 형성한다. 개방 방향으로의 제 1 접촉 요소의 이동의 초기 단계 동안에는, 래칭된 연결은 초기에는 단절 축선에 대해 제 1 접촉 요소의 제 1 위치 영역에서 유지되어서, 개방 방향으로 제 1 접촉 요소에 의해 제 2 접촉 요소가 함께 운반된다. 다시 말해, 단로기의 개방시, 단절 축선에 대한 제 1 접촉 요소의 제 1 위치 영역에서, 래칭된 연결의 접착력이 매우 높아서, 즉 매우 유지 가능하여서, 개방 방향으로 제 1 접촉 요소의 이동시 제 1 접촉 요소에 의해 제 2 접촉 요소가 함께 운반되고/함께 운반될 수 있다. 단로기의 실시형태에 따라, 단로기의 작동 동안 접착력은 예컨대 자기적으로 (magnetically) 또는 적절한 기하학적 형상에 의해 (기하학적으로) 또는 자기적 및 기하학적 수단의 조합에 의해 가해질 수 있다.
그리고 나서, 이동의 단절 단계 동안 래칭된 연결은 해제되어서, 개방 방향에 거슬러 복원 시스템에 의해 제 2 요소가 복원되고, 단절 축선에 대해 제 1 접촉 요소의 제 2 위치 영역에서 제 1 접촉 요소로부터 제 2 접촉 요소가 단절된다. 이하에서, 용어 "래칭 (latching)"은, 서로 래칭되고 그에 상응하게 분명히 잠기는 방식으로 구현되는 해제가능 래칭 요소를 포함하는 기계적 래칭 장치를 요구하는 래칭으로 좁게 해석되지 않는다. 오히려, 본 발명에서 용어 "래칭"은, 가동 제 1 접촉 요소가 단절 축선의 방향으로 메이팅 접촉 요소에 대해 미리 결정된 위치를 갖게 하고 "래칭된 상태", 즉 추정되는 "래칭 위치"로부터 다시 가동 제 1 접촉 요소를 빼내기 위해 특정 저항값을 극복할 것을 요구하는 효과로 이해되어야 한다. 그러한 비기계적 대안의 일례로서, 예컨대 자성 (magnetic) 연결이 언급되어야 하고, 이 자성 연결의 인력은 언급된 접착력을 생성하기 위해 본 발명의 의미 내에서 포스로킹 (force-locking) 래칭을 형성한다. 다시 말해, 단로기의 작동 상태에서 단로기의 개방시, 단절 축선에 대해 제 1 접촉 요소의 제 2 위치 영역 (제 2 위치 영역은 제 1 위치 영역에 인접해 있음) 에서 래칭된 연결의 접착력은 해제 가능하고, 다시 말해 힘에 관하여 재현가능하고, 따라서 제 2 접촉 요소는 개방 방향에 거슬러 복원 시스템에 의해 복원되고/복원될 수 있고, 제 2 접촉 요소는 제 1 접촉 요소로부터 단절되고/단절될 수 있다.
단로기는 특히 온로드 단로기일 수 있다.
본 발명의 제 2 태양에 따르면, 전기 고전압 단로기를 작동 상태에서 개방하는 방법이 제안된다. 고전압 단로기는, 제 1 접촉 요소에 고정된 제 1 래칭 요소와 함께 단절 축선을 따라 이동 가능한 제 1 접촉 요소; 제 2 접촉 요소에 고정된 제 2 래칭 요소와 함께 단절 축선을 따라 이동 가능한 제 2 접촉 요소; 단로기를 개방하기 위해 제 2 접촉 요소를 향해 단절 축선을 따라 개방 방향으로 제 1 가동 접촉 요소를 이동시키기 위한 드라이브 시스템; 및 개방 방향에 거슬러 제 2 접촉 요소를 복원시키기 위한 복원 시스템을 포함한다. 본 방법에서, 단로기는 먼저 폐쇄되어서, 제 1 래칭 요소 및 제 2 래칭 요소는 서로 래칭되어 래칭된 연결을 형성한다. 본 방법은, 다음의 프로세스 또는 방법 단계를 포함한다:
- 단절 축선에 대해 제 1 접촉 요소의 제 1 위치 영역을 통해 단절 축선을 따라 개방 방향으로 제 1 접촉 요소를 이동시키는 단계;
- 제 1 위치 영역을 통한 개방 방향으로의 제 1 접촉 요소의 이동시 래칭된 연결의 접착력을 유지하여서, 개방 방향으로의 제 1 접촉 요소의 이동시 제 1 접촉 요소에 의해 제 2 접촉 요소를 함께 운반하는 단계;
- 단절 축선에 대해 제 1 위치 영역에 인접한 제 1 접촉 요소의 제 2 위치 영역에서 유지력을 해제하는 단계, 및
- 개방 방향에 거슬러 복원 시스템에 의해 제 2 접촉 요소를 복원시켜서, 제 1 접촉 요소로부터 제 2 접촉 요소를 단절시키는 단계.
본 발명에 따른 단로기의 이점은, 아크 접촉부의 단절시, 접촉 요소들 사이의 높은 상대 속도가 빠르게 달성될 수 있다는 것이다. 이로써, 형성되는 아크의 빠른 소실 (extinguishing) 이 조성된다. 그 결과, 본 발명에 따른 단로기의 경우, 심지어 정격 작동에서 비교적 높은 부하, 예컨대 480 ㎾ 의 전력이 반복적으로 빠르게, 믿을 수 있게 그리고 적은 마모로 전환될 수 있다.
본 발명에 따른 단로기는 DE　600 30 032 T2 에 기재된 단로기와 본질적으로 상이한데, 그 이유는 거기에 기재된 단로기에서는 단지 가동 접촉부의 부분들 사이의 로킹 시스템만이 기재되어 있고, 고정 접촉부가 어떠한 로킹 시스템도 갖지 않기 때문이다. 대조적으로, 본 발명에 따른 단로기의 래칭 요소에 의하면, 단절기가 개방된 상태에서 단절 부분의 다른 측에 위치된 접촉 피이스 사이의 래칭된 연결이 가능하다. 단절기의 개방 프로세스 동안, 접촉 피이스 중 하나가 래칭된 연결 때문에 다른 하나에 의해 먼저 함께 운반되고, 그리고 나서 상기 연결이 해제되는 결과, 접촉 피이스는 서로 단절되고 떨어져 이동된다. 그 결과, 2 개의 접촉 피이스의 특히 높은 상대 가속도 및 속도가 획득될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시형태에서, 접촉 요소는 서로에 대해 반경방향으로 오프셋되고 단로기의 축선에 대해 실질적으로 반경 방향으로, 즉 축선 방향이 아니라 반경 방향으로 서로 접촉하게 된다.
이하에서, 도면에 도시되고 이점 및 수정을 보여주는 예시적인 실시형태에 기초하여 본 발명을 설명한다.
도 1 은 개방 상태에 있는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 고전압 단로기를 보여주는 개략적인 측단면도이다.
도 2 의 (a) 는 폐쇄 상태에 있는 도 1 의 고전압 단로기를 보여주는 개략적인 측단면도이다.
도 2 의 (b) 는, 단절 축선에 대한 제 1 접촉 요소의 제 1 위치 영역의 단부에서 단절의 초기 단계 동안, 도 1 의 고전압 단로기를 보여주는 개략적인 측단면도이다.
도 2 의 (c) 는, 단절 축선에 대한 제 1 접촉 요소의 제 2 위치 영역에서 단절의 단절 단계 동안, 도 1 의 고전압 단로기를 보여주는 개략적인 측단면도이다.
도 3 은, 단절의 초기 단계 동안 본 발명의 다른 실시형태에 따른 고전압 단로기를 보여주는 개략적인 측단면도이다.
도 4a 및 도 4b 는, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 고전압 단로기의 제 1 및 제 2 가동 접촉 요소를 각각 보여주는 개략적인 측단면도이다.
도 5 는, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 고전압 단로기를 확대하여 보여주는 개략적인 측단면도로서, 여기서 제 1 및 제 2 가동 접촉 요소를 볼 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 고전압 단로기 (1), 더 정확하게는 고전압 온로드 단로기를 보여준다. 단로기 (1) 는 내부 체적 (4) 을 정의하는 하우징 (2) 을 갖는다. 하우징은 절연 가스 또는 진공 또는 낮은 압력을 유지하기 위해 기밀 (gas-tight) 일 수 있다. 또한, 단로기 (1) 는 제 1 고정 접촉부 (10) (제 1 고정 접촉 피이스 (10) 라고도 함), 단로기 튜브 (20) (가동 제 1 접촉 요소 (20) 라고도 함), 단로기를 개방하기 위해 이하에서 더 상세히 설명하는 제 2 접촉 요소 (60) 를 향해 단절 축선을 따라 개방 방향 (7) 으로 단로기 튜브 (20) 를 이동시키기 위한 단로기 튜브 (20) 용 구동 시스템 또는 구동 메커니즘 (30), 및 제 1 래칭 요소 (40) 를 포함한다. 이들 요소는 단로기의 제 1 측을 형성한다. 또한, 단로기 (1) 는 제 2 고정 접촉부 (50) (제 2 고정 접촉 피이스 (50) 라고도 함), 가동 형식으로 구현된 상기한 제 2 접촉 요소 (60), 래칭 요소 (70) 및 복원 시스템 (80) 을 포함한다. 이들 요소는 단로기의 제 2 측을 형성하고, 이 제 2 측은 단절 부분 (9) 에 의해 단로기의 제 1 측으로부터 분리되어 있다. 단로기는 단로기의 축선 (8) 을 갖는다.
제 1 고정 접촉부 (10) 는 단로기 하우징에 대해 고정 형식으로 배치된다. 가동 제 1 접촉 요소 (20) 는 제 1 고정 접촉부 (10) 에, 예컨대 슬라이딩 접촉을 통해, 전기 접속된다. 이러한 접속은 가동 제 1 접촉 요소 (20) 의 이동 상태와 관계없이 존재한다. 가동 제 1 접촉 요소 (20) 의 말단부 (즉, 고립 부분을 향해 또는 다른, 즉 제 2, 접촉 요소를 향해 축선 방향에 배치된 단부) 에는, 제 1 래칭 요소 (40) 가 고정된다. 제 1 접촉 요소 (20) 및/또는 제 1 고정 접촉부 (10) 는 단로기의 축선 (8) 을 중심으로 실질적으로 회전 대칭으로 또는 대개 회전 대칭으로 배치된다. 제 1 접촉 요소 (20) 및/또는 제 1 고정 접촉부 (10) 는 특히 원통형 부분을 가질 수 있다.
가동 제 1 접촉 요소 (20) 는 단로기의 축선 (8) 에 해당하는 단절 축선을 따라 이동할 수 있다. 이 이동을 안내하기 위해, 가동 제 2 접촉 요소 (60) 는 안내 시스템, 예컨대 단절 축선 또는 안내 핀을 따라 연장된 레일에 의해 설치된다. 가동 제 1 접촉 요소 (20) 의 이동을 구동하기 위해, 구동 메커니즘 (30) 은 스핀들 (31) 을 갖고, 이 스핀들은 단로기의 축선 (8) 을 따라 연장되고 단로기의 축선을 중심으로 회전할 수 있다. 스핀들 (31) 을 회전시키기 위해, 모터 및/또는 핸드 크랭크가 제공된다 (도시 생략). 단로기의 축선 (8) 을 중심으로 한 스핀들 (31) 의 회전이 단로기의 축선 (8) 을 따른 가동 제 1 접촉 요소 (20) 의 길이방향 이동으로 전환되도록, 가동 제 1 접촉 요소 (20) 에 고정된 드라이버가 스핀들과 협력 작동한다.
유사하게, 제 2 고정 접촉부 (50) 는 단로기 하우징에 대해 고정 형식으로 배치된다. 가동 제 2 접촉 요소 (60) 는 단로기의 축선 (8) 에 해당하는 단절 축선을 따라 이동할 수 있다. 이 이동을 안내하기 위해, 가동 제 2 접촉 요소 (60) 는 안내 시스템, 예컨대 단절 축선 또는 안내 핀을 따라 연장된 레일에 의해 설치된다. 일 단부가 하우징 (2) 에 연결되고 다른 단부가 가동 제 2 접촉 요소 (60) 에 연결된 복원 스프링에 의해, 복원 시스템 (80) 이 형성된다. 그 결과, 복원 스프링 (80) 은 제 1 고정 접촉부 (10) 로부터 멀어지도록 가동 제 2 접촉 요소 (60) 를 당길 수 있다. 복원 스프링 (80) 은 예컨대 단로기의 하우징에 단단히 연결된 샤프트 주위에 동축으로 배치된 나사선 스프링이다. 본 발명의 일반적인 일 태양에 따르면, 복원 스프링 (80) 은 하우징 (2) 내 접촉 요소에 작용하는 단독 스프링일 수 있다. 또한, 복원 스프링 (80) 에 대한 복원 이동을 감쇠하기 위해, 하우징 (2) 의 내부 체적 내에 감쇠 요소 (도시 생략) 가 배치된다. 특히, 감쇠 요소는 개방 방향 (7) 에 거스르는 제 2 접촉 요소 (60) 의 복원 이동을 감쇠하도록 배치된다. 감쇠 요소는 하우징 (2) 내부의 오염을 줄이기 위해 무오일 (oil-free) 일 수 있고, 예컨대 환형 스프링을 포함한다. 또한, 개방 방향에 거스르는 가동 제 2 접촉 요소 (60) 의 이동을 한정하는 스톱 (stop) 이 제공된다. 추가 스톱은 가동 제 1 및/또는 제 2 접촉 요소 (20, 60) 의 추가 이동을 또한 한정할 수 있다.
가동 제 2 접촉 요소 (60) 는 제 2 고정 접촉부 (50) 에, 예컨대 슬라이딩 접촉 (도시 생략) 을 통해, 전기 접속된다. 가동 제 2 접촉 요소 (60) 의 말단부 (즉, 고립 부분을 향해 또는 다른, 즉 제 1, 접촉 요소를 향해 축선 방향에 배치된 단부) 에는, 제 2 래칭 요소 (70) 가 고정된다. 제 2 접촉 요소 (60) 및/또는 제 2 고정 접촉부 (50) 는 단로기의 축선 (8) 을 중심으로 실질적으로 회전 대칭으로 배치된다. 제 2 접촉 요소 (60) 및/또는 제 2 고정 접촉부 (50) 는 특히 원통형 부분을 가질 수 있다. 또한, 제 2 접촉 요소 (60) 는 접촉 튤립으로서 구현될 수도 있다.
제 1 래칭 요소 (40) 및 제 2 래칭 요소 (70) 는 그들이 서로 가까워지는 때에 서로 래칭되도록 설계된다. 래칭된 상태에서, 래칭 요소 (40, 70) 는 서로 기계적으로 연결된다. 이 래칭된 상태는 다시 해제될 수 있다. 본 발명의 일반적인 일 태양에 따르면, 래칭 요소 (40, 70) 가 단절 축선 방향으로 한계값을 초과하는 상대력 (relative force) 으로 당겨 분리되면 래칭된 상태는 해제되고, 따라서 이는 래칭된 연결의 접찹력 (접착 효과) 를 초과한다. 래칭 요소 (40, 70) 의 이러한 특성은, 예컨대 도 4a ~ 도 5 를 참조하여 이하에서 더 상세하게 설명하는 바와 같이, 기계적 스냅 작용에 의해 실현될 수 있다. 대안적으로, 자성 래칭 요소가 제공될 수도 있다. 그러므로, 일반적인 일 태양에 따르면, 제 1 및 제 2 래칭 요소 (40, 70) 는 각각 자석을 포함한다.
본 발명의 대안적인 일 태양에 따르면, 래칭된 상태는 외부 작용에 의해 해제된다. 일례로, 래칭된 연결은 선택적으로 스위치 온 및 오프될 수 있는 전자석에 의해 영향을 받을 수 있다. 이 태양에 따르면, 래칭된 연결은 스위치 오프된 전자석에 의해 해제되고, 따라서 제 1 및 제 2 래칭 요소 (40, 70) 사이의 접착력이 취소되고 래칭된 연결 (40, 70) 이 해제된다. 또한, 래칭된 연결은, 2 개의 가동 접촉 요소 중 하나에 끼워 맞춰지고 가동 접촉 요소 중 다른 하나의 구멍 안으로 그리고 밖으로 이동될 수 있는 볼트에 의해 영향을 받을 수 있다. 이 태양에 따르면, 래칭된 연결은 볼트가 구멍 밖으로 이동됨에 의해 해제된다.
본 발명의 일반적인 일 태양에 따르면, 제 1 접촉 요소 (20) 및 제 2 접촉 요소 (60) 는 단로기가 폐쇄 상태에서 전기적으로 서로 접속되고; 제 1 접촉 요소 (20) 및 제 2 접촉 요소 (60) 는 단로기가 개방 상태에서 전기적으로 서로 고립된다.
단로기는 가동 제 1 접촉 요소 (20) 의 길이방향 이동에 의해 선택적으로 개방 또는 폐쇄될 수 있다. 도 1 은 개방 상태의 단로기를 보여준다. 여기서 가동 제 1 접촉 요소 (20) 는 좌측을 향해 이동되어 있다. 그러므로, 좌측을 향한 이 방향을 개방 방향이라고도 한다. 그 결과, 상기 요소는 제 1 고정 접촉부 (10) 에 전기 접속되지만, 단절 부분 (9) 에 의해 제 2 고정 접촉부 (50) 로부터 단절된다.
도 2 의 (a) 는 폐쇄 상태의 단로기를 보여준다. 여기서 가동 제 1 접촉 요소 (20) 는 우측을 향해 (즉, 개방 방향에 거스르는 방향으로) 이동되어 있고, 따라서 가동 제 1 접촉 요소 (20) 가 제 2 고정 접촉부 (50) 와 접촉하고 있다. 그 결과, 상기 접촉 요소는 제 1 고정 접촉부 (10) 뿐만 아니라 제 2 고정 접촉부 (50) 에 전기 접속되고, 따라서 단로기의 제 1 측과 제 2 측 사이에서 단절 부분 (9) 을 가교하는 전기 접속을 수립하고, 상기 전기 접속은 단로기를 폐쇄한다. 본 발명의 일반적인 일 태양에 따르면, 가동 제 1 접촉 요소 (20) 는 (예컨대, 슬라이딩 접촉을 통해) 제 2 고정 접촉부 (50) 에 전기 접속되도록 개방 방향을 거슬러 이동될 수 있다.
그러므로, 대체로 제 1 및 제 2 접촉 요소 (20, 60), 따라서 제 1 및 제 2 고정 접촉부 (10, 50) 가, 단로기가 폐쇄된 경우 서로 전기 접속되고 단절기가 개방된 경우 단절 부분 (9) 에 의해 서로 단절된다. 단절기가 폐쇄된 경우, 제 2 고정 접촉부 (60) 가 단로기를 통해 흐르는 전류의 대부분을 운반한다. 대조적으로, 가동 제 2 접촉 요소 (60) 는 단지 더 낮은 또는 심지어 무시할 수 있는 전류를 운반한다.
도 2 의 (a) 에서 또한 볼 수 있는 것처럼, 폐쇄된 스위칭 상태에서, 2 개의 래칭 요소 (40, 70) 가 서로 래칭되어서 래칭된 연결을 형성하도록, 제 1 래칭 요소 (40) 가 제 2 래칭 요소 (70) 의 근방으로 이동된다. 이는, (제 1 가동 접촉 요소와 함께) 제 1 래칭 요소 (40) 의 이동시, 제 1 래칭 요소 (40) 및 제 2 래칭 요소 (70) 가 서로 부착되어 있기 때문에, 제 2 래칭 요소 (70) (따라서, 제 2 가동 접촉 요소 (50)) 도 함께 운반됨을 의미한다.
단로기를 개방할 목적으로, 제 1 접촉 요소 (20) 는 제 1 고정 접촉 피이스 (10) 를 향해 개방 방향으로 이동된다. 개방 방향은 도 2 의 (b) 에서 화살표 (7) 로 도시되어 있다. 도 2 의 (b) 는 개방 방향 (7) 으로 제 1 접촉 요소 (20) 가 이동하는 초기 단계 동안의 단로기를 보여준다. 제 1 래칭 요소 (40) 와 제 2 래칭 요소 (70) 사이의 래칭된 연결은 처음에는 단절 축선에 대한 제 1 접촉 요소 (20) 의 제 1 위치 영역 (44) 에서 유지되고, 따라서 가동 제 2 접촉 요소 (60) 가 개방 방향 (7) 으로 가동 제 1 접촉 요소 (20) 에 의해 함께 운반된다. 이 경우, 용어 "제 1 위치 영역 (44)"은, 단로기의 축선 (8) 방향으로 연장된 위치 영역으로서, 단로기의 폐쇄 위치에서 제 1 래칭 요소 (40) 및 제 2 래칭 요소 (70) 의 위치에 의해 복원 스프링 (80) 의 방향으로 한정되는 위치 영역을 의미하는 것으로 이해된다. 고정 접촉 피이스 (10) 의 방향에서, 제 1 위치 영역은 그에 인접한 제 2 위치 영역 (46) 에 의해 한정된다.
가동 제 1 접촉 요소 (20) 가 이동한 결과, 제 2 고정 접촉부 (50) 에 대한 가동 제 1 접촉 요소의 연결이 중단되는 반면, 래칭 요소 (40, 70) 의 래칭된 연결 때문에 가동 제 2 접촉 요소 (60) 에 대한 가동 제 1 접촉 요소 (20) 의 연결은 여전히 유지된다. 가동 제 1 접촉 요소 (20) 와 제 2 고정 접촉부 (50) 사이의 연결이 단절되면, 이전에 고정 접촉부 (50) 에 의해 운반되던 전류는 단로기의 개방시에 가동 제 2 접촉 요소 (60) 로 방향이 바뀌게 되고, 따라서 아크가 회피된다.
가동 제 2 접촉 요소 (60) 가 복원 스프링 (80) 의 힘에 거슬러 이동되는데, 이 힘은 개방 방향 (7) 에 거스르는 방향으로 가동 제 2 접촉 요소 (60) 를 당긴다. 함께 운반 (carrying-along) 프로세스에서, 상대력이 전달되고, 다시 말해 제 2 접촉 요소 (60) 가 함께 운반되도록 제 1 래칭 요소 (40) 와 제 2 래칭 요소 (70) 사이의 접착력, 즉 복원 스프링 (80) 의 힘에 거슬러 그리고 자신의 질량 관성에 거슬러 제 2 접촉 요소 (60) 를 가속하는데 필요한 힘이 전달된다. 복원 스프링 (80) 이 개방 방향 (7) 에 거슬러 제 2 접촉 요소 (60) 의 편향이 증가됨에 따라 훨씬 더 큰 정도로 장력을 받기 때문에, 유사하게 상기 상대력이 훨씬 더 높아지게 된다.
만약 상대력 (접착력) 이 특정 한계값을 초과하면, 제 1 래칭 요소 (40) 와 제 2 래칭 요소 (70) 사이의 래칭된 연결은 해제된다. 단로기의 개방시, 래칭된 연결 (40, 70) 의 접착력은 제 1 접촉 요소 (20) 의 제 2 위치 영역 (46) 에서 해제/감소될 수 있고, 상기 제 2 위치 영역은 단로기 축선에 대해 제 1 위치 영역 (44) 에 인접해 있다. 제 1 위치 영역 (44) 처럼, 제 2 위치 영역 (46) 도 또한 단로기의 축선 (8) 방향으로 연장된다. 제 2 위치 영역은 일 측에서 제 1 위치 영역 (44) 에 의해 한정되는 한편, 반대측에서는, 이전에 래칭된 위치가 이제 취소/해제된 제 1 래칭 요소 (40) 및 제 2 래칭 요소 (70) 의 위치에 의한 상대 위치에 의해 한정된다. 이동의 단절 단계 (도 2 에 도시됨) 는 이러한 풀림으로 시작되고, 이 단계에서 제 2 접촉 요소 (60) 는 개방 방향 (7) 에 거슬러 복원 시스템 (80) 에 의해 복원되고, 제 2 접촉 요소 (60) 는 제 1 접촉 요소 (20) 로부터 단절된다.
도 2 의 (b) 및 (c) 는 복원 스프링 (80) 의 방향으로 향하게 된 제 1 래칭 요소 (40) 의 그 단부면에 기초하여 제 1 위치 영역 (44) 및 제 2 위치 영역 (46) 을 보여준다.
단절 단계의 마무리 후에, 제 2 접촉 요소 (60) 는 도 1 에 나타낸 그의 초기 위치로 다시 복원된다.
도 2 의 (c) 에 나타낸 단절 단계 동안, 상기 접촉 요소 (20, 60) 사이에 아크가 형성될 수 있다 (도시 생략). 이를 위해, 접촉 요소 (20 및/또는 60) 는 단절 단계 동안 그리고/또는 단절 단계 후에 그들 사이에 형성되는 아크를 지지하기 위해 각각의 부식 (erosion) 부분 (도시 생략) 을 구비한다. 그러한 부식 부분의 예가 도 5 에 나타낸 부식 링이다. 단절 단계 동안 가동 접촉 요소 (20, 60) 가 매우 빠르게 이동하여 분리되기 때문에, 상기 아크는 빠르게 그리고 믿을 수 있게 꺼질 수 있고, 단지 접촉부의 적은 부식만이 발생한다. 이로써, 예컨대 300 V 의 전압에서 1600 A 의 전류를 전환시키는 것이 가능하다. 단로기가 적어도 1600 A 의 전류 및 적어도 300 V 의 전압을 전환시키도록 설계된다는 것은 본 발명의 일반적인 일 태양을 구성한다.
도 1 ~ 도 2 의 실시형태에 도시된 본 발명의 이하의 일반적인, 상호 독립된 태양은 빠르게 이동하여 분리되는 가동 접촉 요소에 기여하고, 단로기의 양측에는, 단절 단계 동안 반대 방향으로 이동하여 분리되는 가동 접촉 요소가 존재한다. 그 결과, 가동 접촉 요소가 과도하게 많은 양의 운동 에너지 (속도의 제곱에 따라 증가함) 를 쓸 필요없이, 높은 상대 이동이 획득될 수 있다. 더욱이, 서로에서부터 가동 접촉 요소의 풀림은 가동 접촉 요소가 상당한 속도 (예컨대, 최대 속도의 30 % 이상 또는 심지어 50 % 이상) 로 이미 가속된 직후에 시작된다. 이는 가동 제 1 접촉 요소의 초기 가속이 이미 행해진 때에만 단절이 이루어지는 것을 보장한다. 이 초기 가속은 예컨대 접착력 때문에 다소 지연된 형식으로 진행될 수 있고, 따라서 아크의 소실을 지연시킨다. 또한, 가동 제 2 접촉 요소의 경우에 이동 역전 (movement reversal) 이 일어난다. 이로써, 제 2 가동 접촉 요소가 과도하게 많은 양의 운동 에너지 (속도의 제곱에 따라 증가함) 를 쓸 필요없이, 가동 접촉 요소들 사이에 높은 상대 속도를 획득할 수 있게 된다. 더욱이, 제 2 가동 접촉 요소는 제 1 가동 제 1 접촉 요소의 이동 질량 (moved mass) 보다 더 낮은 이동 질량을 갖는다. 그 결과, 단절 단계 동안 제 2 가동 접촉 요소의 높은 가속이 획득될 수 있다. 또한, 복원 스프링은 이동의 초기 단계 동안 장력을 받고, 복원 스프링은 이동의 단절 단계 동안 개방 방향에 거슬러 제 2 가동 접촉 요소를 당긴다. 그 결과, 복원 스프링은 구동 시스템으로부터 오는 에너지를 저장할 수 있고, 실질적으로 제 2 가동 접촉 요소의 가속을 위해 단시간 내에 아크의 소실에 관련된 시간 동안 이 에너지를 이용 가능하게 한다.
도 1 ~ 도 2 에 나타낸 단로기의 경우, 제 1 래칭 요소 (40) 는 제 2 래칭 요소 (70) 의 반경방향 외측에 배치되고, 따라서 래칭된 연결에서, 도 2 의 (b) 에 나타낸 바와 같이, 제 2 래칭 요소 (70) 는 외측 영역에서 반경방향으로 제 1 래칭 요소 (40) 에 맞닿는다. 결과적으로, 제 1 래칭 요소 (40) 는 안쪽을 향하게 되고, 제 2 래칭 요소 (70) 는 바깥쪽을 향하게 된다.
도 3 은, 래칭된 연결에서,제 2 래칭 요소 (70) 가 단로기의 축선 (8) 방향으로 제 1 래칭 요소 (40) 옆에 지탱되는 대안적인 실시형태를 보여준다. 여기서, 예컨대 래칭 요소의 자성 또는 기계적 특성에 의해, 래칭 요소 (40, 70) 사이에 유사하게 래칭 연결이 수립될 수 있다.
도 4a 및 도 4b 는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 고전압 단로기의 래칭 요소 (40) 가 고정되어 있는 제 1 가동 접촉 요소 (20), 및 제 2 래칭 요소 (70) 를 보여준다. 이들 래칭 요소 (40, 70) 는 예컨대 도 1 ~ 도 2 의 고전압 단로기에 사용될 수 있다.
도 4a 및 도 4b 에 나타낸 래칭 요소 (40, 70) 는 다음과 같이 서로 기계적으로 맞물리도록 설계된다: 제 1 래칭 요소 (40) (도 4a 참조) 는 반경방향 안쪽을 향하는 (단로기의 축선을 향하는) 돌출부 (42) 를 갖는다. 상기 돌출부 (42) 는, 개방 방향을 향하는 측 (도 4a 에서 좌측) 에 제 1 선단 표면 부분 (42b) (개방 방향을 향해 경사져 있음) 을 포함하고, 개방 방향으로부터 멀어지는 측 (도 4a 에서 우측) 에 제 1 말단 표면 부분 (42a) (개방 방향으로부터 멀어지도록 경사져 있음) 을 포함한다. 여기서, "말단" 및 "선단"이라는 표현은, 말단 표면 부분 (42a) 이 선단 표면 부분 (42b) 보다 축선 방향에서 고립 부분을 향해 또는 다른 (제 2) 접촉 요소를 향해 더 가까이 배치된다는 것을 의미한다. 이들 2 개의 표면 부분 (42a, 42b) 은 돌출부 (42) 의 대략 편평한 중앙 피이스를 측방향으로 한정한다. 제 1 래칭 요소 (40) 및 돌출부 (42) 는 제 1 가동 접촉 요소 (20) 에 실질적으로 단단히 고정된다. 표면 부분 (42b) 은 부식 부분으로서 구현되고, 도 5 에 도시된 것처럼 부식 부분과 유사한 기능을 갖는다.
반대로 제 2 래칭 요소 (70) (도 4b 참조) 는 반경방향 바깥쪽을 향하는 (단로기의 축선으로부터 멀어지는) 돌출부 (72) 로서 구현된 래칭 헤드를 갖는다. 상기 돌출부 (72) 는 개방 방향을 향하는 측 (도 4b 에서 좌측) 에 제 2 말단 표면 부분 (72a) (개방 방향을 향해 경사져 있음) 을 포함하고, 개방 방향으로부터 멀어지는 측 (도 4b 에서 우측) 에 제 2 선단 표면 부분 (72b) (개방 방향으로부터 멀어지도록 경사져 있음) 을 포함한다. 다시 한번 말단 표면 부분 (72a) 이 선단 표면 부분 (72b) 보다 축선 방향에서 고립 부분을 향해 또는 다른 (제 1) 접촉 요소를 향해 더 가까이 배치된다 이들 2 개의 표면 부분 (72a, 72b) 은 돌출부 (72) 를 측방향으로 한정한다. 돌출부 (72) 는 탄성 요소에 의해, 여기서는 굽힘 스프링 (78) 에 의해 제 2 가동 접촉 요소 (60) (도 4b 에 도시 안 됨) 에 설치된다. 제 2 래칭 요소 (70) 는 탄성 요소 (78) 와 일체로 구현된다. 제 2 래칭 요소 (70) 는 탄성 요소 (78) 에 의해 반경방향 바깥쪽으로, 즉 맞물림 방향으로 가압된다. 래칭된 연결을 해제하기 위해, 제 2 래칭 요소 (70) 는 반경방향 안쪽으로, 즉 맞물림 방향에 거슬러 이동될 수 있다.
제 2 래칭 요소 (70) 는 스토퍼 피이스 내에 반경방향으로 배치된 축선방향 돌출부 (78a) 를 또한 갖는다. 스토퍼 피이스는 도 4b 에 도시되지 않았지만, 도 5 의 요소 (62) 의 스토퍼 피이스와 유사하게 배치된다. 스토퍼 피이스는 제 2 래칭 요소 (70) 의 반경방향 편향을 위해 스톱을 이용가능하게 하고, 반경방향 바깥쪽으로 제 2 래칭 요소 (70) 의 최대 편향을 정의하며, 따라서 상기 최대 편향을 초과하는 이동을 방지한다.
제 1 래칭 요소 (40) 는 도 1 ~ 도 2 에 도시된 바와 같이 제 2 래칭 요소 (70) 의 반경방향 외측에 배치된다. 그러므로, 제 1 래칭 요소 (40) 의 돌출부 (42) 는 제 2 래칭 요소 (70) 를 향해 돌출하고, 제 2 래칭 요소 (70) 의 돌출부 (72) 는 제 1 래칭 요소 (40) 를 향해 돌출한다. 래칭 요소 (40, 70) 는 돌출부들 (42, 72) 이 반경 방향으로 중첩되도록 배치된다.
래칭 요소들 (40, 70) 은 제 1 래칭 요소 (40) 가 개방 방향에 거슬러, 즉 우측을 향해 제 2 래칭 요소 (70) 를 지나 안내됨으로써 서로 래칭되고, 따라서 제 1 래칭 요소 (40) 는 단로기의 축선 방향으로 탄성 요소 (78) 의 힘에 대항하여 제 2 래칭 요소 (70) 를 가압한다. 제 2 가동 접촉 요소가 맞닿아서 개방 방향에 거슬러 더, 즉 우측으로 더 이동될 수 없는 상태에서 래칭이 이루어진다. 제 2 말단 표면 부분 (72a) 이 개방 방향을 향해 경사져 있기 때문에, 래칭은 부드럽게 그리고 적은 마모로 이루어질 수 있다. 이러한 목적을 위해, 말단 표면 부분 (42a, 72a) 의 경사가 서로 상응하는 것이 유리하지만, 반드시 상응해야 할 필요는 없다.
래칭 후, 탄성 요소 (72) 는 제 2 래칭 요소를 다시 위쪽으로 (맞물림 방향으로) 가압하고, 따라서 선단 표면 부분 (42b, 72b) 이 서로 맞닿고 서로 맞물린다. 그리고 나서, 가동 제 1 접촉 요소 (20) 가 개방 방향으로 (좌측을 향해) 이동되면, 그 이동은 제 1 위치 영역 (44) 에서 제 2 래칭 요소 (70) 에 대한, 따라서 가동 제 2 접촉 요소 (50) 에 대한 선단 표면 부분 (42b, 72b) 의 접촉을 통해 전달된다.
이미 위에서 설명한 바와 같이, 가동 제 2 접촉 요소 (50) 또는 제 2 래칭 요소 (70) 가 각각 제 1 접촉 요소 (20) 또는 제 1 래칭 요소 (40) 에 대해 임계값을 초과하는 힘으로 개방 방향에 거슬러 당겨지면, 맞물림 형성 접착력이 해제되고, 따라서 래칭 연결이 해제된다. 이 경우, 표면 부분 (42b, 72b) 의 경사의 결과, 상기 힘은, 말단 표면 부분 (42a) 이 말단 표면 부분 (72a) 과 선단 표면 부분 (72b) 에 의해 형성되는 정점 (vertex) 을 지날 때까지, 단로기의 축선 방향으로 (결합 방향에 거슬러) 탄성 요소 (78) 의 스프링 힘에 거슬러 제 2 래칭 요소 (70) 를 가압하고, 따라서 래칭 연결은 해제되고, 제 2 래칭 요소 (70) 는 제 1 래칭 요소 (40) 로부터 멀어지도록 개방 방향에 거슬러 제 1 래칭 요소 (40) 를 지나 당겨진다.
선단 표면 부분 (42b, 72b) 의 경사는 서로 상응하고 탄성 요소 (78) 의 스프링 상수에 맞게 조정되고, 따라서 제 2 위치 영역 (46) 에서 단절 단계를 시작하려 할 때, 접착력의 임계값에 도달된다.
제 2 말단 표면 부분 (72a) 의 경사는 표면 부분 (72a) 으로부터 아크가 가능한 한 빠르게 사라지도록 선택된다. 이러한 목적을 위해, 표면 부분 (72a) 의 얕은 경사 (단로기의 축선에 대해 작은 각도를 갖는 경사) 가 유리하다. 본 발명의 일반적인 일 실시형태에 따르면, 제 2 말단 및 제 2 선단 표면 부분 (72a, 72b) 은 서로 상이한 경사를 갖는다. 특히, 제 2 말단 표면 부분 (72a) 의 경사는 제 2 선단 표면 부분 (72b) 의 경사보다 더 얕을 수 있다.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 제 2 선단 표면 부분 (72b) 은 개방 방향을 향하는 제 2 래칭 요소 (70) 의 단부로부터 축선 방향으로 1 ㎝ 이상의 거리에 배치된다. 이는 제 1 래칭 요소 (40) 가 미끄러질 수 있는 제 2 래칭 요소 (70) 의 길이가 래칭 연결의 해제 후에도 여전히 이용가능하다는 것을 보장한다. 상기 길이는 제 2 래칭 요소 (70) 가 래칭 요소 (40, 70) 가 단절되기 전에, 다시 말해 제 1 래칭 요소 (40) 가 개방 방향을 향하는 제 2 래칭 요소 (70) 의 단부로부터 떨어져 가기 전에 제 1 래칭 요소 (40) 에 대해 가속될 수 있게 한다. 그 결과, 단절시에, 상당한 상대 속도를 달성하는 것이 가능하고, 이는 아크의 빠른 소실을 조성한다.
도 5 는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 단로기의 확대도이다. 제 1 및 제 2 가동 접촉 요소 (20, 60) 및 제 1 및 제 2 래칭 요소 (40, 70) 를 도 5 에서 볼 수 있다. 래칭 요소 (40, 70) 는 도 4a 및 도 4b 에 도시된 요소에 해당하고, 도 4a 및 도 4b 의 설명도 또한 도 5에 적용된다. 도 5 는 래칭된 상태의 상기 요소 (40, 70) 를 보여준다. 도 4b 와 대조적으로, 도 5 에서는, 탄성 요소 (78) 는 굽힘 스프링에 의하는 대신 판 스프링으로써 구현된다.
또한, 도 5 에는 제 2 접촉 요소의 부식 부분 (62) 이 제공되어 있다. 본 발명의 일반적인 일 태양에 따르면, 그러한 부식 부분 (62) 은 예컨대 축선 방향에서 제 2 래칭 요소 (70) 에 인접한 제 2 접촉 피이스 (60) 의 축선방향 (말단) 단부에 배치된다. 부식 부분은, 특히 도5 에 도시된 것처럼, 캡 (cap) 으로서 구현될 수 있고, 상기 캡은 축선 방향에서 제 2 접촉 피이스 (60) 및/또는 제 2 래칭 요소 (70) 를 적어도 일부 덮는다. 더욱이, 제 1 접촉 요소의 부식 부분은 표면 부분 (42a) 에 의해 정의된다. 상기 부식 부분 (42a) 은 제 1 래칭 요소 (40) 와 일체로 구현된다. 부식 부분 (62, 42a) 은 단절 단계 동안 및/또는 단절 단계 후 그들 사이에 형성되는 아크를 지지하도록 배치된다. 제 2 접촉 요소 (60) 의 부식 부분 (62) 은 제 2 래칭 요소 (70) 에 인접하게, 더 정확하게는 제 2 말단 표면 부분 (72a) 에 인접하게 배치된다. 부식 부분 (62) 은 부가적으로 도 4a 를 참조하여 전술한 스토퍼를 형성한다.
도 2 의 (a) ~ (b) 와 유사하게, 도 4 ~ 도 5 에 도시된 실시형태도 각각 제 1 위치 영역 (44) 및 제 2 위치 영역 (46) 을 또한 갖는다. 제 1 위치 영역 (44) 은 단로기가 폐쇄된 상태에서 제 2 래칭 요소 (70) 에 대한 제 1 래칭 요소 (40) 의 위치에 의해 복원 요소 (80) 의 방향으로 정의된다. 이 경우, 경사진 표면 부분 (42b, 72b) 은 서로를 향한다. 고정 접촉 피이스 (10) 의 방향에서, 제 1 위치 영역 (44) 은 그에 인접한 제 2 위치 영역 (46) 에 의해 한정된다. 제 1 래칭 요소 (40) 의 말단 표면 부분 (42a) 이 제 2 래칭 요소 (70) 의 말단 표면 부분 (72a) 과 선단 표면 부분 (72b) 에 의해 형성되는 정점을 떠나는 곳에서 제 2 위치 영역 (46) 에 대한 제 1 위치 영역 (44) 의 경계가 위치되고, 따라서 제 1 래칭 요소 (40) 와 제 2 래칭 요소 (70) 사이에 탄성 요소 (78) 에 의해 가해지는 유지력의 효과가 취소된다.
이상에서, 보호 가스 단로기에 기초한 예로써 본 발명을 설명하였다. 그렇지만, 본 발명은 특히 변전소의 고전압 및 중전압 (medium-voltage) 적용, 예컨대 진공 단속기, 셀프블로잉 (self-blowing) 회로 차단기 등을 위한 다른 단로기에도 또한 적합하다.

Claims (17)

  1. - 제 1 접촉 요소에 고정된 제 1 래칭 요소 (40) 와 함께 단절 축선을 따라 이동 가능한 제 1 접촉 요소 (20);
    - 제 2 접촉 요소에 고정된 제 2 래칭 요소 (70) 와 함께 단절 축선을 따라 이동 가능한 제 2 접촉 요소 (60);
    - 단로기를 개방하기 위해 제 2 접촉 요소 (60) 를 향해 단절 축선을 따라 개방 방향 (7) 으로 제 1 가동 접촉 요소 (20) 를 이동시키기 위한 드라이브 시스템 (30); 및
    - 개방 방향에 거슬러 제 2 접촉 요소 (60) 를 복원시키기 위한 복원 시스템 (80)
    을 포함하는 전기 고전압 단로기 (1) 로서,
    단로기가 폐쇄된 때, 제 1 래칭 요소 (40) 와 제 2 래칭 요소 (70) 가 서로 래칭되어 래칭된 연결을 형성하고,
    단로기의 개방시, 단절 축선에 대한 제 1 접촉 요소 (20) 의 제 1 위치 영역 (44) 에서, 래칭된 연결의 접착력이 매우 높아서, 개방 방향으로 제 1 접촉 요소 (20) 가 이동할 때, 제 1 접촉 요소 (20) 에 의해 제 2 접촉 요소 (60) 가 함께 운반되고,
    단로기의 개방시, 단절 축선에 대해 제 1 위치 영역 (44) 에 인접한 제 1 접촉 요소 (20) 의 제 2 위치 영역 (46) 에서 래칭된 연결의 접착력이 해제될 수 있고, 따라서 제 2 접촉 요소 (60) 는 개방 방향에 거스르는 복원 시스템 (80) 에 의해 복원되고 제 2 접촉 요소 (60) 는 제 1 접촉 요소 (20) 로부터 단절되는 전기 고전압 단로기 (1).
  2. 제 1 항에 있어서,
    단로기를 폐쇄하기 위해 제 1 접촉 요소 (20) 와 접촉하기 위한 고정 접촉부 (50) 를 더 포함하는 전기 고전압 단로기 (1).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    제 1 및 제 2 접촉 요소 (20, 60) 는 각각 부식 부분 (42a, 62) 을 갖고, 이들 부식 부분은 그들 사이에 형성될 수 있는 아크를 지지하도록 배치되는 전기 고전압 단로기 (1).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복원 시스템 (80) 은 복원 스프링을 포함하는 전기 고전압 단로기 (1).
  5. 제 4 항에 있어서,
    단로기의 개방시, 단절 축선에 대한 제 1 접촉 요소 (20) 의 제 2 위치 영역에서 래칭된 연결의 접착력이, 단절 축선의 방향으로 작용하는 복원 시스템 (80) 의 힘 성분이 단절 축선의 방향으로 작용하는 접착력의 힘 성분을 초과한다는 사실에 의해 해제될 수 있는 전기 고전압 단로기 (1).
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 고전압 단로기는 기밀 하우징 (2) 을 더 포함하고, 상기 복원 시스템 (80) 은 상기 하우징의 내부 체적 내에 배치된 감쇠 요소를 갖는 전기 고전압 단로기 (1).
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 접촉 요소 (20, 60) 는 단로기의 축선 (8) 을 중심으로 실질적으로 회전 대칭으로 배치되는 전기 고전압 단로기 (1).
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 래칭 요소 (40, 70) 는 서로 기계적으로 맞물리도록 설계되는 전기 고전압 단로기 (1).
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 래칭 요소 (70) 는 래칭 구역에 다수의 탄성 요소 (78) 를 갖고, 이 탄성 요소는 래칭시 단절 축선에 대해 반경방향으로 제 1 래칭 요소 (40) 를 향해 이동할 수 있고 또한 탄성 요소 (78) 의 스프링 힘에 거슬러 래칭된 연결을 해제하기 위해 단절 축선에 대해 반경방향으로 제 1 래칭 요소 (40) 로부터 멀어지도록 이동할 수 있는 전기 고전압 단로기 (1).
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 래칭 요소 (70) 는 래칭 영역에서 클램핑 텅 (clamping tongues) 처럼 구현되고, 상기 탄성 요소 (78) 는 주변 방향으로 주변에 연장되는 보디와 일체로 구현되는 전기 고전압 단로기 (1).
  11. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 래칭 요소 (40) 는 단로기의 축선 (8) 에 대해 제 2 래칭 요소 (70) 를 향해 반경방향으로 돌출하는 돌출부로서 구현되고, 개방 방향 (7) 으로부터 멀어지도록 경사진 제 1 말단 표면 부분 (42a) 및 개방 방향 (7) 을 향해 경사진 제 1 선단 표면 부분 (42b) 을 가지며, 단로기가 개방된 때, 상기 제 1 말단 표면 부분 (42a) 은 제 1 선단 표면 부분 (42b) 보다 축선 방향에서 제 2 접촉 요소 (60) 를 향해 더 가까이 배치되고,
    상기 제 2 래칭 요소 (70) 는 축선 (8) 에 대해 제 1 래칭 요소 (40) 를 향해 반경방향으로 돌출하는 돌출부로서 구현되고, 개방 방향 (7) 을 향해 경사진 제 2 말단 표면 부분 (72a) 및 개방 방향 (7) 으로부터 멀어지도록 경사진 제 2 선단 표면 부분 (72b) 을 가지며, 단로기가 개방된 때, 상기 제 2 말단 표면 부분 (72a) 은 제 2 선단 표면 부분 (72b) 보다 축선 방향에서 제 1 접촉 요소 (20) 를 향해 더 가까이 배치되는 전기 고전압 단로기 (1).
  12. 제 11 항에 있어서,
    제 2 말단 표면 부분 (72a) 과 제 2 선단 표면 부분 (72b) 은 서로 상이한 경사를 갖고, 예컨대 제 2 선단 표면 부분 (72b) 의 경사는 제 2 말단 표면 부분 (72a) 의 경사보다 더 큰 전기 고전압 단로기 (1).
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 접촉 요소 (20) 와 제 2 접촉 요소 (60) 는 단로기의 축선 (8) 에 대해 반경방향으로 서로 오프셋되고, 특히 제 1 접촉 요소 (20) 는 제 2 접촉 요소 (60) 보다 반경방향으로 더 바깥쪽에 배치되고, 제 1 래칭 요소 (40) 는 반경방향 안쪽을 향하고, 제 2 래칭 요소 (70) 는 반경방향 바깥쪽을 향하는 전기 고전압 단로기 (1).
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 래칭 요소 (40, 70) 는 각각 자석을 포함하는 전기 고전압 단로기 (1).
  15. 제 14 항에 있어서,
    단로기의 개방시, 단절 축선에 대해 제 1 접촉 요소 (20) 의 제 2 위치 영역에서 래칭된 연결의 접착력은 자석 중 하나가 스위치 오프됨으로써 해제될 수 있는 전기 고전압 단로기 (1).
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 고전압 단로기는 제 2 접촉 피이스 (60) 의 말단 단부에 배치된 부식 부분 (62) 을 더 포함하고, 상기 말단 단부는 단로기가 개방된 때 제 1 접촉 피이스 (20) 를 향하는 전기 고전압 단로기 (1).
  17. 전기 고전압 단로기 (1) 를 개방하는 방법으로서, 상기 고전압 단로기는,
    - 제 1 래칭 요소 (40) 가 고정되어 있는 제 1 접촉 요소 (20);
    - 단로기를 개방하기 위해 제 2 접촉 요소 (60) 를 향해 단절 축선을 따라 개방 방향 (7) 으로 제 1 가동 접촉 요소 (20) 를 이동시키기 위한 드라이브 시스템 (30);
    - 제 2 래칭 요소 (70) 가 고정되어 있는 제 2 접촉 요소 (60); 및
    - 개방 방향에 거슬러 제 2 접촉 요소 (60) 를 복원시키기 위한 복원 시스템 (80) 을 포함하고,
    상기 단로기 (1) 는 먼저 폐쇄되어서, 제 1 래칭 요소 (40) 및 제 2 래칭 요소 (70) 는 서로 래칭되어 래칭된 연결을 형성하고, 상기 방법은,
    - 단절 축선에 대해 제 1 접촉 요소 (20) 의 제 1 위치 영역 (11) 을 통해 단절 축선 (8) 을 따라 개방 방향 (7) 으로 제 1 접촉 요소 (20) 를 이동시키는 단계;
    - 제 1 위치 영역 (44) 을 통한 개방 방향으로의 제 1 접촉 요소 (20) 의 이동시 래칭된 연결의 접착력을 유지하여서, 개방 방향으로의 제 1 접촉 요소 (20) 의 이동시 제 1 접촉 요소 (20) 에 의해 제 2 접촉 요소 (60) 를 함께 운반하는 단계;
    - 단절 축선에 대해 제 1 위치 영역 (44) 에 인접한 제 1 접촉 요소 (20) 의 제 2 위치 영역 (46) 에서 유지력을 해제하는 단계, 및
    - 개방 방향에 거슬러 복원 시스템 (80) 에 의해 제 2 접촉 요소 (60) 를 복원시켜서, 제 1 접촉 요소 (20) 로부터 제 2 접촉 요소 (60) 를 단절시키는 단계를 포함하는, 전기 고전압 단로기 (1) 를 개방하는 방법.
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