KR100332720B1 - 감쇠정지부를갖는에너지저장장치를구비하는회로차단메카니즘 - Google Patents

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Abstract

토글 메카니즘의 에너지 저장 장치 (64) 는, 토글의 폐쇄 사점이 지나간 이후에, 그리고 구동레버 (70) 의 이동의 종료전에, 메인 폐쇄 스프링 (106) 의 과다 에너지를 흡수하도록 설계된 감쇠정지부 (91) 를 구비하는 신축링크 (90) 를 포함한다. 이는 메카니즘의 향상된 기계적 내구성을 가져온다.

Description

감쇠 정지부를 갖는 에너지 저장 장치를 구비하는 회로차단 매카니즘
본 발명은, 매 극마다 한쌍의 분리 가능 접점을 갖고,
스위칭 바아와 제 2 로드 사이에 연결된 제 1 로드를 포함하는, 토글장치에 결합된 트리핑 후크;
하나이상의 메인 폐쇄 스프링을 갖는 탄성 장치와 연동하는 텔레스코픽 링크를 갖는 에너지 저장 시스템;
에너지 저장 시스템및 토글장치의 제 2 로드 사이에 배치된 구동레버;
부하위치로부터 비부하위치로 및 그 반대로 텔레스코픽링크의 스위칭을 수행하는 작동수단을 포함하는 다극성 전기 회로차단기용 작동 메카니즘에 관한 것이다.
이런 종류의 메카니즘은 EP-A-A 222,645 호에 기재되어 있다. 메카니즘의 토글의 폐사점(closing dead point) 이후의 과다작동에너지는 이동 제한 정지부를 피봇팅하는 고정된 구동레버에 의해서 직접적으로 흡수된다. 이는, 반복된 회로차단기 랙킹아웃 (racking-out) 작동에 이어서 무부하 시동(no-load start-ups) 의 주목할만한 어떤 상태하에서, 메카니즘의 너무 이른 마모를 야기할 수도 있다.
본 발명의 목적은 회로차단기 에너지저장 작동메카니즘의 기계적 내구성을 향상시키는데 있다.
본 발명에 따른 메카니즘은, 비부하가 발생할 경우, 텔레스코픽 링크가 토글장치의 폐사점 통과 후, 및 구동레버의 변위 종료 전에 메인 폐쇄 스프링의 과다 에너지를 흡수하도록 설계된 감쇠 정지부와 연동하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 한 특징에 따르면, 감쇠 정지부는 에너지 저장 시스템의 텔레스코픽 링크에 일체로 되어 있다.
비부하 단계의 과정에서 과다 에너지의 결과로서 발생하는 기계적 쇼크는 감쇠정지에 의해서 발생된다.
일체로된 정지부의 감쇠효과는 스틸부의 탄성으로부터 기인한다. 감쇠 접촉 부품의 충돌영역의 레벨에 타 흡수계면을 제공함으로써 조절될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 텔레스코픽 링크는 구동레버에 연결된 캡을 포함하고, 가이드와 캡사이에 중간 슬라이드랙으로서 배치된 슬라이드 및 가이드와 슬라이딩하며 연동하고, 상기 슬라이드는 캡의 상대 단차와 간섭하도록 설계된 리테이닝 엣지를 구비하여 상기 감쇠 정지부를 형성한다.
메인 압축스프링은 캡의 베어링표면과 슬라이드의 베이스사이에 삽입되고, 상기 베이스는 엣지의 반대편에 위치한다. 보조분극스프링은 가이드와 캡의 길이방향 신장부사이의 슬라이드 내부에 동축으로 삽입된다.
본 발명의 다른 이점들과 특정들은, 비제한적인 예로서만 주어지며, 첨부한 도면에 도시된 본 발명의 실시예의 하기의 설명으로 부터 좀 더 명확해 질것이다.
제 1 도 내지 제 3 도에서, 극당 최소 한쌍의 분리 가능 접점 (10, 12)을 갖는 다극 전기 회로차단기는 트리핑 후크 (18)에 결합된 토글장치 (16) 를 포함하는 평행 플랜지 (flanges) (15)를 갖는 프레임에 의해서 지지된 작동 메카니즘 (14)에 의해서 작동된다.
토글장치 (16) 는 피봇스핀들 (24)에서 관절을 이루는 한쌍의 로드 (20, 22)를 포함하며, 하부 트렌스미션 로드 (20) 는 모든 극들에 공통인 횡스위칭 바아 (23) 에 기계적으로 연결된다. 바아 (23) 는, 접점 (10, 12) 의 개방위치와 폐쇄위치 사이를 회전하도록 축 (26) 에 장착됨으로써 형성된다. 각 극의 레벨에는, 바아 (23)의 크랭크를 가동접점 (12) 의 절연지지 케이지(28) 에 연결하는 연결 로드 (30) 가 배치되어 있다. 상기 접점 (12) 은, 특히, 직조 스트립으로 된 유연성있는 도체 (34) 에 의해서 접속단자 패드(32) 에 연결된다. 접촉 압력 스프링 (36) 은 케이지 (28) 와 각 가동 접점(12) 의 상부 대면부 사이에 배치된다.
트리핑후크 (18) 는 부하 위치 (제 1 도) 와 트리핑된 위치사이에 고정 메인 스핀들 (38) 에 피봇식으로 장착된다. 개방 스프링 (40) 은 바아의 스퍼 (spur) (42) 와 토글장치 (16) 위에 위치한 고정된 잔류 러그 (lug) (44) 사이에 고정된다. 스핀들 (48) 에 피봇식으로 장착된 잠금레버에 의해서 형성된 개방 래쳇 (ratchet) (46) 은 반달형상의 제 1 래칭 볼트 (latching bolt) (50) 에 의해서 작동된다. 개방 래쳇 (46) 의 복귀 스프링 (52) 은 스핀들 (48) 에 대하여 제 1 래칭 볼트 (50) 의 반대편에 위치한다. 스핀들 (48) 과 볼트 (50) 사이에서 개방래쳇 (46) 에 배치된 정지부 (54) 는 부하 위치에서 트리핑후크 (18) 의 V 형 오목부 (56) 와 연동한다. 토글 (16) 의 상부 로드 (22) 는 오목부 (56) 의 반대편에 있는 트리핑 후크 (18) 의 스핀들 (58) 에서 관절을 이룬다. 스핀들 (58) 과 러그 (44) 사이에 고정된 복귀 스프링 (60) 은 후크 (18) 를 반시계 방향으로 부하 위치 (제 1 도) 로 압력을 가하며, 개방래쳇 (46) 의 정지부 (54) 는 후크 (18) 의 V 형 오목부 (56) 에 위치한다.
메카니즘 (14)은 후크 (18) 의 메인 스핀들 (38) 에 고정되고 에너지 저장 시스템 (64) 과 연동하는 리셋팅 캠 (cam) (62) 을 포함한다.
리셋팅 캠 (62) 이외에, 상기 에너지 저장 시스템 (64) 에는 제 2 래칭볼트 (68) 에 의해서 작동되는 폐쇄래쳇 (66) 과 스핀들 (69) 에 피봇식으로 장착된 구동레버 (70) 가 구비되어 있다. 탄성에너지 제장장치 (71) 는 프레임의 하우징 (74) 과 구동레버 (70) 의 트랜스미션 핑거 (76) 사이에 배치된다. 리셋팅 캠 (62) 은 구동레버 (70) 의 로울러 (78) 와 연동하며, 상기 탄성에너지 정장장치 (71) 는 이 구동레버를 캠 (62) 에 대하여 위쪽으로 작동시킨다.
캠 (62) 의 프로파일은 폐쇄스프링 (71) 에 하중을 가하기 위한 제 1 섹터(80) 와 탄성장치 (71) 의 팽창작동으로 인한 구동레버 (70) 의 반시계 방향의 고속 피봇팅을 허용하는 로울러 (78) 의 릴리즈에 대응하는 제 2 섹터 (82) 를 포함한다. 더욱이, 리셋팅 캠 (62)은, 캠 (62) 의 제 1섹터 (80)의 단부가 구동레버 (70) 의 로울러 (78) 에 대하여 압축될 경우에, 폐쇄 래쳇 (66)에 대하여 내밀도록 설계된 핀 (84) 를 구비하고 있다.
제 1 도의 안정된 위치인, 에너지 저장 시스템 (64) 의 부하 위치에서, 접점 (10, 12) 은 토글장치 (16) 의 상태에 따라서, 개방위치 또는 폐쇄위치로 된다. 제 1 섹터 (80) 에 압축하는 로울러 (78) 는 시계방향의 회전력으로 토글장치를 작용시키는 리셋팅 캠 (62) 상에 토크를 가한다. 폐쇄 래쳇(60)은 캠 (62) 의 핀 (84) 의 리테이닝 작용으로 인해서 이러한 회전에 반대된다.
상기 메카니즘 (14) 은 자기열적 또는 전자 트립장치 (표시되지 않음) 와 연동하여 과부하 또는 누전의 경우 접점 (10, 12) 의 자동적인 개방을 일으킨다. 토글장치 (16)에 의한 접점 (10, 12)의 개방후에, 폐쇄작동은, 스핀들 (88) 둘레에 폐쇄래쳇 (66) 의 반시계 방향으로의 피봇팅을 발생시키는 제 2 볼트 (68)를 동작시킴으로써 명령받을 수 있게된다. 이는, 핀 (84) 을 릴리즈 시켜서, 로울러 (78) 의 동작으로 인한 캠 (62) 의 시계방향으로의 피봇팅을 야기하여 캠 (62) 의 제 2 섹터 (82) 를 구동레버 (70) 를 릴리즈하는 위치로 이동시킨다. 상기 구동 레버 (70) 는 탄성장치 (71) 의 신장에 의해서 반시계 방향으로 구동되어, 접점 (10, 12) 을 폐쇄위치 (제 3 도)로 이동시키는 토글장치 (15)로 폐쇄력으로 전달시킨다. 이 폐쇄작동은, 탄성장치 (71) 의 신장이 발생하는 경우, 자동적으로 하중이 걸리는 개방 스프링 (40)의 힘에 반대로 발생한다.
이러한 종류의 메카니즘의 작동은 본 출원인에 의해서 제출된 서류 EP-A-222, 645에 상세히 기재되어 있으며, 탄성장치 (71) 의 압축에 의한 에너지 저장 시스템 (64) 의 리셋팅은 메인 스핀들 (38) 에 키 삽입으로 고정된 기어식 모터 (표시되지않음) 또는 작동레버에 의해서 수동식 또는 자동식으로 행해진다. 캠 (62) 의 회전에 의한 이 리셋팅 작동은 본 출원인에 의해서 제출된 서류 FR-A-2, 558, 986에 상세히 설명되어있다. 메인 스핀들 (38) 의 회전 구동은, 폐쇄래쳇 (66) 에 대하여 캠 (62) 의 핀 (84) 이 위로 나올때까지 시계방향으로 행해진다. 리셋팅 캠 (62) 은 동일한 회전 방향으로 메인 스핀들 (38) 과 함께 회전하며, 두개의 안정된 위치, 즉 캠 (62) 이 폐쇄래쳇 (66) 에 의해서 잠긴 부하 위치 (제 1 도) 와, 구동 레버 (70) 의 릴리즈와 탄성장치 (71) 의 신장을 허용하는 비부하위치 (제 3 도)를 점유한다.
본 발명에 따르면, 회로 차단기 접점 (10, 12) 의 폐쇄를 위한 에너지 저장 시스템 (64) 의 탄성장치 (71) 는 감쇠 정지부 (91) 가 일체로된 텔레스코픽 링크 (90) 를 포함한다. 텔레스코픽링크 (90) 는 프레임의 하우징 (74)에 위치한 가이드 (92) 및 가이드 (92) 를 따라서 미끄러질 수 있는 캡 (94) 을 구비하고 있고, 구동 레버 (70) 의 핑거 (76) 를 수용하기 위한 노취(notch)를 구비한다. 중간 슬라이드랙의 형태로 슬라이드 (100) 는 가이드(92) 와 캡 (94) 사에에 삽입되고, 캡 (94) 의 길이방향으로 신장 (105) 될때, 상대 단차 (104) 와 연동하는 환상형 엣지 (102) 를 포함하여, 감쇄 정지부 (91)를 형성한다.
메인 압축 스프링 (106) 은, 베이스가 엣지 (102) 의 반대편에 위치한, 슬라이드 (110) 의 외부 베이스 (108) 와 캡 (94) 사이에 삽입된다. 보조 분극 스프링 (110) 은 슬라이드 (100) 내부에 동축적으로 배치되고, 캡 (94)의 길이방향의 신장 (105) 의 가이드 (92) 와 단차 (104) 에 지탱한다. 보조 스프링 (110) 의 강성은 메인 스프링 (106) 의 강성보다 낮다.
제 1 도에서 도시된 메카니즘 (14) 의 개방 부하 상태에서, 리셋팅 캠 (62) 은 폐쇄 래쳇 (66)에 의해서 부하 위치에서 잠기며, 두개의 스프링 (106, 110) 은 가이드 (92) 로 향하는 캡 (94) 의 상대운동에 의해서 최대로 압축된다. 슬라이드 (100) 의 단부 (102) 는 프리셋 거리 (112) 에 의해서 캡 (94)의 단차 (104) 로 부터 길이 방향으로 분리된다.
폐쇄 래쳇 (66) 의 해제 동작에 의한 캠 (62) 의 해금후에, 메인 스프링(106) 의 신장은 스핀들 (69) 둘레에 구동레버 (70) 의 반시계방향으로의 피봇팅을 일으킨다. 구동 레버 (70) 는 폐사점의 초과량에 대응하는 중간위치로 토글장치 (16) 를 구동하도록 상부 로드 (22) 에 작용한다. 에너지 저장시스템 (64) 은 캡 (94) 의 단차 (104) 가 슬라이드 (100) 의 단부 (102) 에 대하여 맞물리게 되어 구동레버 (70) 가 고정된 스터드 (stud) (114) 에 접촉하기전에 스프링 (106) 의 과다 에너지를 흡수하도록 설계된 감쇠 정지부 (91) 를 구성하여, 제 2 도의 위치로 있게 된다. 이 감쇠 정지부 (91)의 존재는, 단차 (104) 또는 엣지 (102) 상에 배치된 탄성 링 (표시된지않음) 에 의해서 증가될 수 있는 강철 부품의 탄성으로 부터 기인한다. 탄성 링은 임의의 흡수계면에 기해서 대체될 수 있는 것은 당연하다.
제 3 도에서 도시된 폐쇄 비부하 상태에서는, 접점 (10, 12)은 폐쇄위치에 있고, 보조 스프링 (110) 은 구동레버 (70) 를 고정된 스터드 (114) 에 대하여 분극한다.
제 4 도에서, 회로 차단기 접점 (10, 12) 을 닫기 위해 요구되는 작동에너지는, 접점의 개방위치 O 와 폐사점 경로의 중간점 PMF 사이에서 신장하는 곡선 A 에 의해서 표시된다. 곡선 B 는, 특히, 서류 EP-A-222, 645에 기재된 구동레버 (70) 의 전체 이동 (L1) 에 대한 종래의 메카니즘의 폐쇄에너지를 도시한다. 곡선 C 는, 폐사점 경로의 생산물 PMF 후에 과다 에너지가 흡수되도록 하는 텔레스코픽 링크 (90) 내부에 감쇠정지부 (91) 의 존재로 인한, 본 발명에 따른 폐쇄에너지를 반영한다. 이동거리 (L2) 는 이동거리 (L1) 보다 작으며, 메카니즘 (14) 의 내구성을 향상시킨다.
감쇠정지부 (91) 의 존재는 또한, 회로차단기의 비부하 시동의 횟수가 증가되게 한다. 어떤 표준들은 사실, 접점이 개방위치에 있거나 또는 폐쇄 위치에 있거나 상관없이, 회로 차단기가 랙아웃될 경우, 에너지 저장 메카니즘이 비부하 상태일 것을 요구한다. 비부하 레버 (표시되지않음) 는, 회로 차단기 랙킹아웃 이동이 발생하여 래칭 볼트 (68) 에 작용하면 작동되어, 스프링 (106, 110) 의 신장을 자동적으로 가져오는 폐쇄 래쳇 (66) 을 해금한다.
정지부 (91)를 갖는 에너지 저장 시스템 (64) 은 모노블록 회로차단기의 메카니즘 (14) 또는 회로 차단기 유니트에 기계적으로 연결된 원격 제어 유니트에 직접 일체로 될 수 있다.
리셋팅 캠 (62) 은 폐쇄 스프링의 부하를 행하는 다른 수단에 의해서 대체될 수 있다.
제 1 도는 접점의 개방 위치와 에너지 저장 시스템의 부하 위치에 대응하는 개방부하상태에서 도시된, 본 발명에 따른 에너지 저장 시스템을 구비하는 메카니즘의 개략도를 도시한다.
제 2 도는 토글의 사점이 지나간이후에 비부하 위치의 에너지 저장 시스템을 도시하는, 제 1 도의 부분 확대도이다.
제 3 도는 접점의 폐쇄위치와 에너지저장 시스템의 비부하위치에 대응하는, 메카니즘의 폐쇄비부하상태에서의, 제 1 도에 대응되는 도면.
제 4 도는 가동조립체의 이동에 대하여 공지의 메카니즘 (곡선 B) 과 본 발명에 따른 메카니즘 (곡선 C) 의 작동에너지의 변동을 나타내는 상이한 다이아그램을 도시한다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
16. 토글 장치 (toggle device) 18. 트리핑 후크 (tripping hook)
20, 22. 제 1 로드, 제 2 로드 64. 에너지 저장 시스템
91. 감쇠 정지부

Claims (6)

  1. 매 극마다 한쌍의 분리 가능한 접점 (10, 12)을 구비하며,
    스위칭 바아 (23) 와 제 2로드 (22)사이에서 관절을 이루는 제 1 로드 (20) 를 포함하는 토글장치 (16) 에 결합된 트리핑 후크 (18);
    하나 이상의 메인 폐쇄 스프링 (106) 을 갖는 탄성장치 (71) 와 연동하는 텔레스코픽 링크 (90) 를 갖는 에너지 저장 시스템 (64);
    토글 장치 (16) 의 제 2 로드 (22) 와 에너지 저장 시스템 (64) 사이에 배치된 구동레버 (70) , 및
    부하 위치로 부터 비부하 위치로 및 그 반대의, 텔레스코픽 링크 (90)의 스위칭을 수행하는 작동수단을 포함하는 다극 전기 회로 차단기용 작동 메카니즘에 있어서,
    상기 텔레스코픽 링크 (90) 는 비부하가 발생할 경우 토글장치 (16) 의 폐사점 통과 후, 및 구동레버 (70) 변위의 종료 전에, 메인 폐쇄 스프링 (106) 의 과다 에너지를 흡수하도록 설계된 감쇠 정지부 (91) 와 연동하는것을 특징으로 하는 회로차단기 작동 메카니즘.
  2. 제 1 항에 있어서, 감쇠 정지부 (91) 는 에너지 저장 시스템 (64) 의 텔레스코픽 링크 (90) 에 일체로 되는 것을 특징으로 하는 회로 차단기 작동 메카니즘.
  3. 제 2 항에 있어서, 텔레스코픽 링크 (90) 가, 구동레버 (70) 에 연결되고 가이드 (92) 와 미끄러지며 연동하는 캡 (94) 과, 가이드 (92) 와 캡 (94) 사이에 중간 슬라이드-랙으로서 배치된 슬라이드 (100) 를 포함하며, 상기 슬라이드 (100) 가 캡 (94) 의 접합 단차 (104) 와 간섭하도록 설계된 리테이닝 엣지 (102)를 구비하여 상기 감쇠 정지부 (91) 를 형성하는 것을 특징으로 하는 회로 차단기 작동 메카니즘.
  4. 제 3항에 있어서, 메인 압축 스프링 (106) 은 캡 (94) 의 지지표면과 슬라이드 (100) 의 베이스 (108) 사이에 삽입되며, 상기 베이스는 엣지 (102) 의 반대편에 위치하는 것과, 보조 분극 스프링 (110) 이 캡 (94) 의 길이방향의 신장부 (105) 와 가이드 (92) 사이의 슬라이드 (100) 내부로 동축적으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 회로 차단기 작동 메카니즘.
  5. 제 4항에 있어서, 보조 스프링 (110)이 감쇠 정지부 (91)로 부터 반대편에 있는 상기 신장부 (105) 의 단차 (104) 에 지지되는 것을 특징으로 하는 회로 차단기 작동 메카니즘.
  6. 제 3항 내지 제 5항 중의 어느 한 항에 있어서, 감쇠 정지부 (91) 가 엣지 (102) 또는 단차 (104) 에 배치된 탄성 기계적 쇼크 흡수 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 회로 차단기 작동 메카니즘.
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