KR0149648B1

KR0149648B1 - 통합 감지 및 전원 공급 장치를 갖고 있는 스위치 구성물

Info

Publication number: KR0149648B1
Application number: KR1019900004233A
Authority: KR
Inventors: 토빈 토마스 제이; 보이. 차밸라 레오나르드; 에이. 라모스 조엘; 티. 스완슨 로이
Original assignee: 존 더블유. 에스테이; 에스 앤드 씨 일렉트릭 캄파니
Priority date: 1989-03-30
Filing date: 1990-03-29
Publication date: 1998-10-15
Also published as: US5103111A; US5313106A; CA2009388A1; KR900015212A; CA2009388C

Abstract

내용 없음

Description

통합 감지 및 전원 공급 장치를 갖고 있는 스위치 구성물

제1도는 본 발명에 따른 다중극 그룹 동작 스위치 구성물의 사시도.

제2도는 본 발명의 스위치 구성물로 사용하기 위한 통합 회로 파라미터 감지 장치의 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 스위치 구성물 12, 14, 16 : 스위치 극 유니트

18 : 오퍼레이터 20 : 구동열

21, 23 : 분리가능한 인터럽팅 접촉부

22 : 지지 베이스 24 : 관형 지지 부재

30 : 상호 접속 연걸부 38 : 통합 전류 감지 장치

40, 46 : 지지 절연기 41, 48 : 회로단자

42 : 회로 단자 도체 44 : 통합 전압 감지 장치

50 : RTU 51a, 52a, 52b, 52c : 신호도체

53 : 출력단자 55 : 단자

56 : 접속기 70 : 인터럽터 스위치

로거스(Rogers)등의 이름으로 1989년 3월 30일자 출원된 계류중인 미합중국 특허 출원 제 3331, 216호의 스위치 및 스위치 구성물은 본 발명과 비교하여 유용하고 이출원은 여기에서 모든 목적을 위해 참고하여 관련되어 있다.

본 발명은 일반적으로 전기 스위치 및 회로 인터럽터 분야에 관한 것으로, 특히 스위치 구성되고 내장되고 외부 전원을 요구하지 않도록 통합 회로 파라미터(integral circuit-parameter)감지 및 전원 공급 장치를 포함하는 배전회로(electric power distribution circuit)용 다중극 그룹 동작 스위치( multi-pole group-operated switch)구성물에 관한 것이다.

여러가지 스위치 및 회로 인터럽터는 예를 들어 미합중국 특허 제27, 625gh ; wp 4,596,906호; 및 제4,752,859호에 기술된 바와 같이 공지되어 있다. 부수적으로, 여러가지 장치들은 배전회로에서 존재하는 전류 및 전압 감지용으로 공지되어 있는데, 예를 들어 미합중국 특허 제4,351,994호; 제4,002,976호; 및 제4,700,123호를 참조하라.

종래 기술의 장치가 유용한 특징으로 제공되었지만, 이 장치들은 특정 스위치 구성물의 스위치를 동작시키도록 배전 회로 및 전원 공급기 내의 전압류 및 전류를 나타내는 신호를 얻기 위해 외부 접속 장치 및/또는 명로하게 분리 장치를 요구한다. 부수적인 부품 및 공간 요구외에도, 종래 기술의 장치는 또한 적당한 스위치 동작을 결정하도록 요구되는 파라미터 감지, 및 스위치의 실제 동작 모두를 위한 오부전원 공급기, 및 외부 와이어링과 부품 접촉부의 신뢰도에 좌우된다.

따라서, 본 발명의 목적은 구성물이 회로 파라미터를 감지하고 배전 회로로부터만 동작되는 통합장치를 갖고 있는 스위치 구성물에 대한 동작 전력을 공급시키도록 통합 장치를 포함하는 배전 회로용 다중극 그룹 동작 스위치 구성물을 제공하려는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 완전히 내장되고 스위치 구성물의 동작용 외부 전력이 요구되지 않는 스위치 구성물을 제공하려는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 스위치 구성물이 회로 파라미터들을 감지하고스위치 오페레이터용 동작 전력을 제공하기 위한 장치를 포함하는 배전회로용 다중극 수위치 구성무을 제공하는 것인데, 이 장치는 스위치구성물으 1개 이상의 스위치 글 유니트(switch pole unit)의부분으로 통합되어 있다.

본 발명의 이 목적 및 다른 목적은 배전 회로용 다중극 그룹 동작 스위치 구성물에 의해 유효하게 제공된다. 스위치 구성물은 회로 파라미터를 감지하고 스위치 구성물의 스위치오페레이터용 전력을 공급하기 위한 통합장치를 포함하고 있다.

스위치 구성물은 다수의 스위치 극 유니트들을 포함하고 있다. 바람직한 특징에 딸서, 1개이상의 스위치 극 유니트들은 통합 전류 감지 장치, 통합 전압 감지 장치, 또는 통합 결합 전압 및 전류 감지 장치를 포함하고 있다. 전압 감지 장치는 또한 스위치 오퍼레이터에 전력을 제공하고 스위치 구성물의 배터리를 충전시키도록 동작 전력을 제공한다.

본 발명의 구조 및 동작 방법과 함께 본 발명의 목적 및 장점은 첨부 도면을 비교하여 명세서를 참조함으로써 잘 이해할 수 있다.

이제 제1도를 참조하면, 본 발명에 따른 다중극 그룹 동작 스위치 구성물(10)은 배전 회로 내에서 사용하기 위해 도시되어 있다. 도시된 스위치 구성물(10)은 3개의 스위치극 유니트(12, 14 및 16)을 사용하고 있다. 예를 들어, 제한된 의미로 해석하려는 것은 아니지만, 스위치극 유니트(12, 14 및 16)은 일반적으로 계류중인 특허 출원 제331, 216호에 도시된 형태이다. 또한, 스위치 구성물(10)은 또한 그것의 동작을 위해 각각의 스위치 극 유니트(12,14 및 16)에 동작적으로 결합된 구동열(drive train, 20)을 동작시키는 오퍼레이터(18)을 포함하고 있다. 본 발명의 중요한 특징에 딸서, 스위치 극 유니트(12, 14 및 16)은 이스위치 극 유니트(12, 14 및 16)과 통합하는 여러가지 회로 파라미터 감지 및 전력 공급장치를 포함하고 있다. 이 통합 장치는 스위치 구성물(10)이 각각의 스위치 극 유니트(12, 14 및 16)에 의해 설치되는 회로 경로를 개방시키도록 동작되는 경우를 결정하기 위해 적당한 정보를 제공한다. 부수적으로, 이 통합 장치는 역시 오퍼레이터(18)에 동작 전력을 제공한다. 스위치 구성물이(10)본 발명을 설명하기 위해 도시적인 예로써 사용되지만, 본 발명이 여러가지 회로 인터럽팅 및 /또는 절단 접촉부를 갖고 있는 여러가지 스위치 극 유니트 분만 아니라 마운팅 패턴(mounting pattern), 간견(spacing)및 배향(orientation)의 여러가지 결합을 갖고 있고 여러가지 스위치 구성물과 비교하여 유용하다는 것을 알 수 있다.

어쨌든, 제1도의 특정 예시적인 실시예를 고려하면, 각각의 스위치 극 유니트(12, 14 및 16)의 지지베이스(22)는 적당한 패스너(fastener, 도시하지 않음)를 통해 관형 지지부재(tubular support member, 24)에 고정된다. 각각의 스위치 극 유니트(12, 14 및 16)의 동작 레버 암(26)은 (20)이라 칭해지는 구동 열에 접속된다.

예를 들어, 쌍방향 화살표(28)에 의해 도시된 바와 같이, 우측으로의 구동열(20)의이동은 각각으 스위치 극 유니트(12, 14 및 16)의 분리가능한 인터럽팅 접촉부를 폐쇄한다. 구동 열(20)은 어퍼레이터(18)에 의해 고속으로 동작된다. 오퍼레이터(18)은 스위치 극 유니트(12, 14 및 16)을 선택적으로 개방 또는 폐쇄하도록 예를 들어 방향(32)에서 일반적으로 칭해지는 출력 샤프트(shaft)를 신속하게 회전시키는 형태이다. 이 형태의 오퍼레이트(18)은 종종 구동열(20)이 좌측, 다음 우측으로 신속하게 진행될 수 있는 퀵-메이크 퀵-브레이크(quick-make quick-break)능력을 갖는 것으로 칭해진다. 오퍼레이터(18)은 (30)에서의 샤프트가 스위치 극 유니트(12, 14 및 16)을 개방 또는 폐쇄시키도록 회전되려고 할 경우를 결정하기 위해 (34)에서 제어 정보를 수신한다. 이 형태의 오퍼레이터는 일반적으로 에어지를 저장하기 위해 1개 이상의 스프링들을 사용하는데, 이 스프링 또는 스프링들은 전동기 등을 통해 충전된다. 어쨌든, 방향(32)에서의 회전은(36)에서의 상호 접속 연결부를 통해 구동열(20)에 의해 우측 또는 좌측의 이동으로 변환된다. 예를 들어, 스위치 극 유니트(12, 14 및 16)이 폐쇄된 위치에 있다면, 구동 샤프트(30)의 회전은 우측으로 구동열(20)의 이동에 의해 각각의 스위치 극 유니트(12, 14 및 16)에서 분리가능한 인터럽링 접촉부(21, 23)을 개방할 것이다. 구동 샤프트(30)의다음 회전은 좌측으로의 구동열(20)의이동을 통해 인터럽터의 접촉부(21, 23)를 폐쇄한다.

각각의 스위치 극 유니트(12, 16)은 통합 전류감지 장치(38) 및 회로 단자 도체(42)를 그와 함께 통합적으로 연합되는 자지 절연기(40)을 포함하고 있다. 회로단자 도체(42)는 또한 제1단자를 정하기 위해 고정된 제1회로다자(41)를 포함하고 있다. 스위치 극 유니트(14)는 회로 단자 도체(42)를 따라 지지 절연기(46)내에 통합적으로 결합되는 통합 전류 감지 장치(38) 및 통합 전압 감지 장치(44) [역시 변압장치(potential device)라 칭함]를 포함하고 있다. 통합 회로파라미터 감지장치를 갖고 있는 각각의 지지 절연기 (40 및 46)은 역시 절연 지지부, 회로 파라미터장치 및 회로 단자 장치의 결합물로 칭해진다.

이제 부수적으로 제2도를 참조하면, 양호한 장치에서, 전류 감지 장치(38)은 회로 단자도체(42), 전류 감지 장치(38), 전압 감지 장치(44) 및 신호 도체(51a 및 52a)가 지지 절연기(46) 내로 통합적으로 연합되는 몰딩 프로세스 중에 회로 단자 도체(42)에서 통합적으로 연합된다. 신호 도체(51a 및 52a)는 출력 단자(53)에서 지지 절연기(46)의 하단부에 전압 감지 장치(44) 및 전류 감지 장치(38)의 출력에 각각 접속한다. 제2도의 지지 절연기(46)은 에이치. 쉘러(H.Scherer)등에 의해 계류중인 특허 출원에서 기술되는 바와 같은 한 특정 설계를 설명하고 있다. 양호한 실시예에서, 지지 절연기(40 및 46)은 지환족 수지(cycloaliphatic resin)으로부터 몰드된다.

또한, 개별적인 제2회로 단자(48)은 각각의 스위치 극 유니트(12, 14 및 16)상에 제공되는데, 스위치 구성물(10)의 각각의 극 또는 위상의회로 경로가 제1 및 제2 회로 단자(41, 48)사이에서 정해지고 각각의 스위치 극 유니트(12, 14 및 16)에 의해 이송되는 분리가능한 인터럽팅 접촉부(21, 23)을 포함하고 있다. 각각의 회로단자(41, 48)은 분리가능한 인터럽팅 접촉부들(21, 23)중 한 접촉부에 개별적으로 접속된다. 각각의 전류 감지 장치(38)로부터의 전류 감지 정보는 일반적으로 (52)로 칭해지는 도체들을 통해 RTU(원격 단자 유니트, 50)로 전달된다. 특히, 신호도체(52a)는 지지 절연기(40, 46)을 통해 전달하고 단자(53)에서 절연체들을 배출한다. 부수적으로, 신호 도체(52b)는 단자(53)으로부터 각각의 지지베이스(22)를 따라 지지 지지부재(24) 내로 연장하는 도관 또는 통로(54)를 통해 전달한다. 특정 실시예에서, 단자 또는 전기 접속기(55)는 지지 부재(24) 및 지지베이스(22)의 인터페이스에 제공된다.

도체(52c)는 RTU(50)에 접속을 위해 단자(55)로부터 (56)에서의 접속기까지 지지 부재(24)내에서 지지부재(24)를 따라 전달하는데, 도관, 통로, 또는 유사한 유도 장치(57)을 통해 통과하는 도체(52c)는 지지 부재(24)내에 제공된다. 도관(59)내의 신호도체(58)은 접속기(56)에서 RTU(50)까지 회로 파라미터 감지 신호를 접속한다. 이 방식에서, 신호 도체(52)의 기계 및 전기적 차폐(shielding)가 제공된다. 또한, 신호 도체(52c)는 오퍼레이터(18)의 모터(68)에 동작 전력을 제공하도록 접속된다. 신호 도체(52c)상에 존재하는 신호는 스위치 극 유니트(14)의 제1단자(41)에서 전압으 감지된 전압 정보를 제공하고, RTU(50)내에 내장된 배터리(62)의 충전을 제공하며 각각의 스위치 극 유니트(12, 14 및 160의 각각으 회로 단자도체(42)를 통해 통과하는 전류의 감지된 전류 정보를 제공하도록 RTU(50)에 접속된다. RTU(50)은 통신 링크(communication link), 예를 들어 라디오를 통해 변전소(substation) 또는 유사한 것에 감지된 전류 및 전압 정보를 전달한다. 또한, RTU(50)은 스위치 동작이 바람직한 경우에 예를 들어 샤프트(30)을 회전시키도록 오퍼레이터(18)을 제어하기 위해 도체(34) 상의 동작 제어 신호를 제공하도록 통신 링크를 통해 변전소로부터 정보를 수신한다. 한 특정 장치에서, 도체(52c)상에 감지된 회로 파라미터 신호는 스위치 동작을 위해 오퍼레이터(18)의 제어를 제공하도록 사용된다.

특정 스위치 구성물(10)에서, 각각의 스위치 극 유니트(12, 14 및 16)은 인터럽터스위치(70) 내의 분리가능한 인터럽팅 접촉부(21, 23)을 포함하는데, 분리가능한 인터럽팅 접촉부(21,23)은 구동 열(20)을 통해 동작할 수 있다. 부수적으로, 각각의 인터럽터(70)은 전술한 계류중인 특허 출원 제331, 216호에 상세히 기술된 바와 같이 절단 기능을 제공하도록 위치(70')로 이동될 수 있게 하기 위해 지지부재(22)에 대하여 회전적으로 장착된다. 각각의 인터럽터(70)은 절연체로 제조되는 하우징을 포함하고 있다.

특히, 절단 구동 링크(72)는 일반저긍로 (74)로 칭해지는 절단 제어부에 의해 구동된다. 절단 제어부(74)는, 물론, 다른 실시예에서, 원격 수동 동작용 모터 구동 출력 또는 연결부를 정하지만 훅스틱(hookstick)등과 같은 것을 통해 동작된다. 절단 제어부(74)는 (78)에 선회적으로 장착되고 구동링크(72)에 결합되는 크랭크암(76)을 포함하고 있다. 크랭크 암(76)의 이동은 각각의 스위치 극 유니트(12,14 및 16)의 인터럽터(70)을 회전시키도록 구동 링크(72)의 대응 이동을 제공한다. 따라서, 인터럽터 스위치 극 유니트(12, 14 또는 16)이 도시된 바와 같이 각각 폐쇄된 위치 내에 있다면, 크랭크 암(76)은 도시된 바와 같은 위치내에 있다. 가시적인 회로 분리 위치가 바람직하다면, 인터럽터(70)에 의해 이송되는 조 접촉부(80)이 회로단자 도체(42)에 의해 이송되는 고정 접촉부(43, 제2도)로부터 절단되고 물리적으로 분리되도록 크래크암(76)은 가상 위치(76')로 좌측 하향 이동되고, 인터럽터(70)은 가상위치('70')로 회전된다. 이에 상응하여, 도시된 위치로 다시 크랭크(76)의 이동은 도체(42)에 조 접촉부(80)을 접속시킨다.

인터럽터(70) 및 지지 절연기(40 또는 46)은 제1및 제2회로 단자 (41, 48) 사이에 도한 지지 베이스(22)에 대하여 적당한 절연을 제공한다.

본 발명의 여러가지 실시예를 도시하고 기술하였지만, 본 분야에 숙련된 기술자 들은 여러가지로 변경 및 변형할 수 있다. 예를 들어, 한 특정 교체 실시예에서, 회로 감지 장치(38')는 제1및 제2회로 단자(41 및 48) 사이에 흐르는 전류는 감지하기 위하여 인터럽터(70)와 통합적으로 연합한다. 다른 특정 장치에서, 전압감지장치(44)는 절연기(46) 또는 인터럽터(70)을 제공하고 전류 감지 장치는 있을 수도 있고 없을 수도 있다. 또 다른 특정 실시예에서, 전류 감지 장치(38)은 단자 도체(42) 주위라기 보다 단자 도체(42)에 인접하여 배치되어 있다. 부수적으로, 각각의 스위치 극은 통하 전류 감지 장치, 1개 이상의 통합 전압 감지 장치, 또는 통합 결합 전압 및 전류 감지 장치와 같은 회로 파라미터 감지 장치(도는 전류 파라미터 감지 장치 없음)의 소정의 결합물을 포함할 수 있다. 이러한 변화 및 변형은 본 발명의 원리 및 범위를 벗어나지 않고 첨부된 특허 청구의 범위 내에서만 제한된다.

Claims

분리 가능한 접촉부 쌍, 제1 및 제2회로 단자들을 정하기 위한 수단을 포함하되, 상기 각각의 분리가능한 접촉부들이 상기 회로 단자들 중 개개의 한 단자에 접속되며, 지지베이스, 분리가능한 접촉부, 및 상기 지지 베이스에 대하여 제1및 제2회로 단자들을 절연하고 지지하기 위한 수단, 상기 분리가능한 접속부를 분리하고 접속하기 위한 수단, 및 제1 및 또는 제2회로 단자에서 회로 파라미터 들에 대하여 1개 이상의 회로 파라미터들을 감지하기 위해 상기 절연 및 지지 수단과 통합적으로 연합되는 수단을 포함하되, 상기 절연 및 지지 수단은 상기 지지 베이스에 부착되고, 상기 제1회로 단자를 갖추며, 전류 감지 수단을 포함하는 상기 감지 수단을 통합적으로 연합하는 몰드 절연 지지부를 포함하고, 상기 제1회로는 단자는 상기 전류 감지 수단을 통해 배치되어 있으며, 상기 절류 감지 수단이 배치된 좁은 단면의 제1부분을 갖고 있는 도체부분을 포함하는 것을 특징으로 하는배전 회로용 스위치.
제1항에 있어서, 상기 절연 및 지지 수단이 서로에 대하여 상기 제1및 제2회로 단자들을 절연시키기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배전회로용 스위치.
제2항에 있어서, 상기 절연 및 지지 수단이 상기 분리 가능한 접촉부가 선정된 분리 위치에 있는 경우에 서로에 대하여 상기 분리가능한 접촉부를 절연하기위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배전 회로용 스위치.
각각이 분리가능한 접촉부를 정하기 위한 수단 및 상기 분리가능한 접촉부를 분리하고 접속하기 위한 수단을 포함하는 다수의 스위치 극 유니트, 상기 다수의 스위치 극 유니트들을 지지하기 위한 수단, 상기 1개 이상의 스위치 극 유니트들의 선정된 위치에서 출력신호들을 제공하기 위해 상기 다수의 스위치 극 유니트 중 1개 이상의 스위치 극 유니트들 내에 연합하는 회로 파라미터 감지 수단, 및 상기 출력 신호를 상기 지지 수단의 선정된 위치로 전달하기 위해 상기 지지 수단에 의해 이송되는 수단을 포함하되, 상기 스위치 극 유니트 각각이 제1 및 제2회로 단자 및 상기 제1회로 단자를 이송하는 몰드된 절연 지지부를 포함하고, 상기 회로 파라미터 감지 수단은 상기 몰드된 절연 지지부 내에 연합되며 전류 감지 수단을 포함하고, 상기 제1회로 단자는 상기 전류 감지 수단을 통해 배치되고 상기 전류 감지 수단이 배치된 좁은 단명의 제 1 부분을 갖고 있는 도체 부분을 포함하고, 하나 이상의 상기 회로 파라미터 감지 수단은 전압 감지 수단을 포함하는것을 특징으로 하는 다중 극 스위치.
제4항에 있어서, 상기 다수의 스위치 극 유니트들을 동작시키기 위한 상기 구동 출력에 응답하여 구동 출력 및 구동 열 수단을 갖고 있는 오퍼레이터 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중극 스위치.
제5항에 있어서, 1개 이상의 상기 출력 신호들이 상기 오퍼레이터 수단에 전달되는 것을 특징으로 하는 다중극 스위치.
제6항에 있어서, 상기 오퍼레이트 수단이 전원 공급기에 응답하는 수단을 포함하고, 상기 전압 감지 수단이 상기 오퍼레이트를 동작시키도록 전력을 공급하기 위한 수단을 포함하는것을 특징으로 하는 다중극 스위치.
제1항에 있어서, 상기 감지 수단은 상기 제1단자와 상기 지지 베이스사이에ㅣ 상기 몰드된 절연 하우징 지지물 내에 배치된 전압 감지 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배전 회로용 스위치.
제8항에 있어서, 상기 분리가능한 접촉부들 중 제1접촉부에 상기 제1회로 단자를 선택적으로 접속시키기 위한 절단 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배전 회로용 스위치.
제9항에 있어서, 상기 절단 수단은 상기 제1회로 단자에 접속된 제1절단 접촉부, 및 상기 제1절단 접촉부와 연합하도록 배열되고 상기 제1분리가능한 접촉부와 접속되는 제2절단 접촉부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배전 회로용 배전 회로용 스위치.
제10항에 있어서, 상기 절연 및 지지 수단은 상기 분리가능한 접촉부를 수용하고 상기 제2 절단 접촉부를 이송하는 절연 물질로 제조되는 인터럽터의 하우징을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배전 회로용 스위치.
제11항에 있어서, 상기 지지 베이스에 대하여 상기 인터럽터 하우징을 회전식으로 장착시키기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배전 회로용 스위치.
제8항에 있어서, 상기 감지 수단은 상기 지지 베이스의 선정된 점에서 감지된 파라미터 신호들을 출력시키기 위한 전기 접속 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배전회로용 스위치.