KR100339331B1 - 배전반의 차단기와 단로기의 인터록 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 발전소나 변전소에서 보내진 전력을 수용가로 수,배전시 전기 계통의 감시, 제어 및 보호를 위해 사용되는 배전반에 관한 것으로, 이중 모선을 갖는 배전반의 2개의 단로기를 하나의 작동축을 이용하여 기계적으로 인터록 시킬 수 있게 한 것이다.
본 발명은 제 1 단로기의 구동을 위한 제 1 드라이빙 액슬(11)과, 상기 제 1 드라이빙 액슬의 회전에 따라 이동하는 연결레버(14)와, 상기 연결레버의 이동에 따라 회전하는 제 1 록킹 플레이트(24)와, 제 2 단로기의 구동을 위한 제 2 드라이빙 액슬(26)과, 상기 제 2 드라이빙 액슬의 회전에 따라 연동하는 더블 레버(30)와, 상기 더블 레버의 회전에 따라 연동하여 회전하는 제 2 록킹 플레이트(33)와, 차단기축과 연동하여 회전하면서 상기 제 1 록킹 플레이트와 제 2 록킹 플레이트에 맞물려 회전을 구속하는 록킹바(34)로 구성된 배전반의 차단기와 단로기의 인터록 장치이다.
Description
본 발명은 발전소나 변전소에서 보내진 전력을 수용가로 수,배전시 전기계통의 감시,제어 및 보호를 위해서 사용되는 배전반에 관한 것으로, 특히 이중모선(母線)을 갖는 배전반의 2개의 단로기를 하나의 작동축을 이용하여 기계적으로 인터록(Interlock)시킬 수 있도록 한 것이다.
일반적으로 배전반은 절연매체에 따라 공기절연 배전반, 고체절연 배전반, 가스절연 배전반 등으로 구분되며 본 발명이 적용되는 가스절연 배전반은 개폐 및 차단시에 발생하는 아크(Arc)를 소호하면서 사고시 신속하게 회로를 분리시키는 진공용기(Vacuum Interrupter)와 이를 동작시키는 차단기구 장치 및 주모선과 분기 회로를 단속할 수 있는 접지 스위치 기능을 부가한 3점 스위치 등의 주회로 기기로 구성되어 있다.
또한 이중모선이 있는 배전반은 단로기(Disconnector)가 각 모선별로 하나씩 있으며, 2개의 모선중 하나의 모선에 사고가 생기는 경우에도 다른 하나의 모선을 통해 전력을 공급할 수 있도록 설계되어 있다.
도 1과 도 2는 이중 모선을 갖는 일반적인 가스 절연 배전반의 구성도와 단선도로서, 배전반은 주모선용 도체가 위치한 모선실(1)과, 가스 차단기가 위치하는 차단기실(2)과, 변류기 및 동력 케이블이 연결되어 전력의 인입 및 인출이 이루어지는 케이블실(3)과, 단로기가 설치되어 있는 단로기실(4) 등으로 크게 나누어져있다.
또한 상기와 같은 배전반은 배전반내의 사고의 파급을 방지하기 위하여 각 실간에 격벽을 설치한 금속 격벽형 폐쇄 배전반의 형태로 되어 있다.
도 2와 같이 주모선용 도체(8)(9)에는 각각 단로기(6)(7)가 하나씩 연결되어 있고 상기 단로기의 선로가 하나로 합쳐진 위치에 하나의 차단기(5)가 설치되어 있으며, 전류를 감지하기 위해 변류기(10)가 연결되어 있다.
상기 단로기(6)(7)는 전기적으로 무부하 상태일 때 회로를 연결하여 개폐동작을 하는 기기이며, 차단기는 사고전류 발생시 회로를 차단하는 역할을 한다.
상기 단로기(6)(7)와 차단기(5)가 열린상태에서 회로를 연결하기 위해서는 먼저 단로기에 모선을 연결한 후에 차단기(5)를 투입하여야 하고, 반대로 회로를 끊기 위해서는 차단기를 회로에서 먼저 분리한 후에 단로기(6)(7)를 끊어야 하며, 만약 회로 연결시 차단기를 먼저 투입한 후 단로기를 모선에 연결하거나 회로 차단시 단로기를 먼저 개폐하는 경우에는 단로기가 아크를 소호할 수 있는 기능이 없기 때문에 단로기에 아크가 발생하고 사고로 이어진다.
즉, 단로기(6)(7)는 아크를 소호하는 기능이 없으므로 주회로를 개방 및 투입할 때에는 반드시 차단기에 의해 단로기가 동작할 수 있도록 차단기와 연동기능을 구비하고 있다.
여기서 단로기와 차단기의 연동기능이라 함은 차단기를 이용하여 회로를 먼저 개방하지 않으면 단로기의 투입 및 개방이 불가능해지도록 하는 기능이며, 이러한 기능을 위해 인터록 장치가 필요하다.
종래의 이중모선을 갖는 배전반은 전기적인 시퀀스(Sequence)에 의해 차단기가 투입된 상태에서는 단로기의 개폐동작이 불가능하도록 하였으며, 단로기는 조작전원의 고장에 대비하여 수동으로 동작할 수 있는 수동기구를 구비하고 있다.
즉, 종래 배전반의 단로기와 차단기 메커니즘 사이에는 이들의 연동을 위한 아무런 장치가 설치되어 있지 않고 단지 전기적인 시퀀스에 의해 인터록이 이루어지도록 되어 있으며, 배전반의 전면에는 차단기가 투입된 상태에서 단로기의 수동동작 기구를 동작시키지 못하도록 하기 위한 도어가 설치되어 있다.
그러나 상기와 같은 종래의 배전반은 전기적인 신호에 의해 차단기와 단로기 메커니즘 상호간의 동작을 제어하는 구조이기 때문에 전기 신호의 오류로 인해 오동작을 일으킬 우려가 있고, 정전시에는 수동 조작을 하여야 하나 오조작 또는 조작미숙 등으로 인해 안전사고의 위험이 상존하는 등의 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 전기적인 인터록 장치에 부가하여 단로기와 차단기를 서로 안전하게 연동시킬 수 있는 기계적 인터록 장치를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따라 제 1 단로기의 구동을 위한 제 1 드라이빙 액슬과, 상기 제 1 드라이빙 액슬의 회전에 따라 이동하는 연결레버와, 상기 연결레버의 이동에 따라 회전하는 제 1 록킹 플레이트와, 제 2 단도기의 구동을 위한 제 2 드라이빙 액슬과, 상기 제 2 드라이빙 액슬의 회전에 따라 연동하는 더블레버와, 상기 더블레버의 회전에 따라 연동하여 회전하는 제 2 록킹 플레이트와, 차단기축과 연동하여 회전하면서 상기 제 1 록킹 플레이트와 제 2록킹 플레이트에 맞물려 회전을 구속하는 록킹바를 구비한 배전반의 차단기와 단로기의 인터록 장치가 제공된다.
도 1은 일반적인 가스절연 배전반의 구성도
도 2는 이중모선을 갖는 배전반의 단선도
도 3은 본 발명에 따른 인터록 장치를 나타낸 구성도로서 차단기와 2개의 단로기가 모두 열린 상태도
도 4는 본 발명에서 차단기가 투입되고 제 1 단로기는 닫힌 상태도
도 5는 본 발명에서 차단기가 투입되고 제 2 단로기는 닫힌 상태도도 6은 본 발명의 록킹바와 각 록킹 플레이트 구성을 보인 요부 사시도
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 제 1드라이빙 액슬 12 : 좌측 스핀들
13 : 우측스핀들 14 : 연결레버
15 : 가이드너트 17 : 제 2 컨넥팅 로드
24 : 제 1 록킹 플레이트 26 : 제 2 드라이빙 액슬
27 : 로테이팅 액슬 28 : 어퍼스핀들
29 : 가이드너트 30 : 더블레버
32 : 제 5 컨넥팅 로드 33 : 제 2 록킹 플레이트
34 ; 록킹바 35 : 차단기축
도 3은 본 발명의 장치가 이중 모선을 갖는 배선반에 적용된 실시예를 나타낸 차단기와 단로기의 인터록 장치의 구성도로서, 본 발명 장치는 크게 나누어 제 1 단로기를 구동시키는 매커니즘과 제 2 단로기를 구동시키는 메커니즘으로 구성되어 있다.
제 1 단로기를 구동시키는 메커니즘은 제 1 드라이빙 액슬(11)과, 상기 제 1 드라이빙 액슬과 베벨기어에 의해 수직방향으로 연결되어 제 1 드라이빙 액슬의 회전에 따라 연동하는 좌측 스핀들(12)과, 상기 좌측 스핀들의 우측에 설치된 우측 스핀들(13)과, 상기 좌측 스핀들 및 우측 스핀들 사이에 설치되고 각 스핀들의 위엄기어 부분에 물려 있는 가이드 너트(15)로 연결되어 스핀들의 축방향으로 이동가능한 연결레버(14)와, 상기 연결레버에 일단이 연결된 제 1 컨넥팅 로드(16) 및 제 2 컨넥팅 로드(17)와, 상기 제 1 컨넥팅 로드에 연결되어 연결레버의 이동시 액슬(19)을 중심으로 회전 운동을 하는 제 1 드라이빙 레버(18)와, 상기 제 1 드라이빙 레버에 차례로 연결되어 제 1 드라이빙 레버의 회전운동에 따라 연동하는 제 3 컨넥팅 로드(20) 및 제 2 드라이빙 레버(21)와, 상기 제 2 드라이빙 레버의 회전에 따라 연동하는 제 4 커넥팅 로드(22) 및 제 3 드라이빙 레버(23) 등으로 구성되어 있으며 상기 제 3 드라이빙 레버(23)는 제 1 단로기(도시는 생략함)의 주축을 중심으로 회전하면서 제 1 단로기를 개폐시키는 역할을 한다.
상기 제 2 컨넥팅 로드(17)에는 제 1 록킹 플레이트(24)가 연결되어 있으며, 연결레버(14)의 회전에 따라 제 1 록킹 플레이트는 회전축(25)을 중심으로 회전운동을 한다.
제 2 단로기를 구동시키는 메커니즘은 제 2 드라이빙 액슬(26)과, 상기 제 2 드라이빙 액슬과 베벨기어에 의해 수직방향으로 연결되어 제 2 드라이빙 액슬의 회전에 따라 연동하는 로테이팅 액슬(27)과, 상기 로테이팅 액슬과 베벨기어로 연결되어 동력을 전달받는 어퍼스핀들(28)과, 상기 어퍼스핀들의 위엄기어부에 설치된 가이드너트(29)에 일단이 연결되어 어퍼스핀들의 회전에 따라 회전축(31)을 중심으로 회전운동을 하는 더블레버(30)와, 상기 더블레버에 연결되어 더블레버의 회전에 따라 이동하는 제 5 컨넥팅 로드(32)와, 상기 제 5 컨넥팅 로드에 연결되어 더블레버의 회전에 따라 연동하여 회전하는 제 2 록킹 플레이트(33)로 구성되어 있다.
한편 상기 록킹 플레이트(24)(33)의 윗부분에는 록킹바(34)가 설치되어 있으며, 상기 록킹바(34)는 차단기축(35)에 연결되어 차단기의 투입시 록킹바도 함께 회전하게 된다.
상기와 같이 된 본 발명 장치의 작동을 설명한다.
도 3은 제 1 단로기와 제 2 단로기가 모두 열려 있고 차단기도 투입되지 않은 상태로서, 연결레버(14)는 수평으로 있지 않고 도면상 오른쪽 부분이 왼쪽 부분에 비해 위로 올라가 있다.
이 상태에서는 차단기가 먼저 닫힐 수도 있고 제 1 단로기와 제 2 단로기는 모두 자유롭게 개폐가 가능하다.
도 3과 같은 상태에서 제 1 단로기를 통해 전력을 공급하기 위해 제 1 드라이빙 액슬(11)을 수동 또는 모터에 의해 시계방향으로 회전시키면 베벨기어에 의해 동력이 전달되어 좌측 스핀들(12)이 반시계 방향으로 회전하게 되고 좌측 스핀들(12)에 설치된 가이드 너트(15)가 상승하면서 연결레버(14)의 좌측부분을 함께 끌고 올라가 도 4와 같이 연결레버(14)가 거의 수평을 이루는 상태가 된다.
이때 연결레버(14)와 연결되어 있는 제 1 컨넥팅 로드(16)는 연결레버(14)의 이동에 따라 도면상 상방으로 이동하게 되고 제 1 드라이빙 레버(18)는 액슬(19)을 중심으로 도면상 시계방향의 회전을 하게 되며, 제 1 드라이빙 레버(18)가 회전하면 제 3 컨넥팅 로드(20)에 의해 제 1 드라이빙 레버(18)와 연결된 제 2 드라이빙 레버(21)는 중앙축을 중심으로 도면상 반시계 방향의 회전을 하게 된다.
또한 제 2 드라이빙 레버(21)가 반시계 방향의 회전을 하면 제 4 컨넥팅 로드(22)에 의해 제 2 드라이빙 레버(21)에 연결된 제 3 드라이빙 레버(23)가 시계방향의 회전을 하면서 제 1 단로기의 축(도시는 생략함)을 회전시켜 제 1 단로기가 닫히게 되며, 연결레버(14)의 이동시 연결레버(14)에 연결된 제 2 컨넥팅 로드(17)의 일단에 연결된 제 1 록킹레버(24)는 회전축(25)을 중심으로 도면상 반시계 방향의 회전을 하게 된다.
상기와 같이 제 1 단로기가 닫힌 상태에서 차단기(도시는 생략함)를 투입하면 차단기축(35)이 도면상 시계방향으로 회전하고 록킹바(34)가 차단기축(35)과 함께 시계방향으로 회전하면서 도 4와 같이 제 1 록킹 플레이트(24)에 맞물려 제 1 록킹 플레이트(24)를 구속하게 된다.
이와 같은 상태에서 제 1 단로기를 열려면 제 1 록킹 플레이트(24)가 도면상 시계방향으로 회전하여야 하는데, 상기와 같이 록킹바(34)가 제 1 록킹 플레이트(24)에 맞물려 회전을 구속하고 있으므로 차단기가 투입된 상태에서는 제 1 단로기를 열 수 없게 되는 것이다.
한편 도 3과 같은 상태에서 제 2 단로기로 전력을 공급하기 위해 제 2 드라이빙 액슬(26)을 회전시키면 베벨기어에 의해 로테이팅 액슬(27)에 회전력이 전달되어 로테이팅 액슬(27)이 시계방향의 회전을 하게 되고 로테이팅 액슬(28)의 회전에 의해 어퍼 스핀들(28)이 회전하게 되며, 도 5와 같이 가이드 너트(29)는 도면상 좌측 방향으로 이동을 하게 된다.
또한, 가이드 너트(29)가 이동하면 가이드 너트(29)에 일단이 연결된 더블 레버(30)는 회전축(31)을 중심으로 도면상 반시계 방향의 회전을 하여 제 2 단로기를 닫게 되고 더블레버(30)에 연결되어 있는 제 5 컨넥팅 로드(32)는 하방으로 이동을 하게 되며, 제 5 컨넥팅 로드(32)의 일단에 설치된 제 2 록킹 플레이트(33)는 회전축(25)을 중심으로 도면상 반시계 방향의 회전을 하게 된다.
상기와 같이 제 2 단로기가 닫힌 상태에서 차단기를 투입하면 전술한 바와 같이 차단기축(35)와 록킹바(34)가 시계방향으로 회전하면서 제 2 록킹 플레이트(33)에 맞물려 제 2 록킹 플레이트(33)를 구속하게 되므로 차단기가 투입된 상태에서는 제 2 단로기를 열 수 없게 되는 것이다.도 6은 본 발명의 록킹바와 각 록킹 플레이트 구성을 보인 요부 사시도로서, 상기 도 6에서 도시된 바와 같이 제 1 록킹 플레이트(24)와 제 2 록킹 플레이트(33)는 독립적으로 회전가능하도록 구성되는데, 상기 제 1 록킹 플레이트(24)는 회전축(25)에 끼워진 상태로 축에 고정됨에 따라 상기 회전축과 함께 회전되는 반면, 제 2 록킹 플레이트(33)는 회전축 상에 고정되어 있지 아니하고 끼워지기만 한 상태이다.따라서, 상기 각 록킹 플레이트(24)(33)가 서로 회전됨에 간섭하지 않는 구조로 됨을 알 수 있고, 이에 따라 상기한 제 1 단로기 또는 제 2 단로기 중 어느 하나를 선택적으로 구동시킨 상태(즉, 도 4 또는 도 5와 같이 록킹 플레이트가 반시계방향으로 회전된 상태)에서 차단기를 투입함에 따라 록킹바(34)가 시계방향으로 회전하여 상기 제 1 록킹 플레이트(24) 또는 제 2 록킹 플레이트(33)에 걸려지게 되고, 이러한 상태는 첨부된 도 4 또는 도 5와 같이 다시 차단기를 인출하지 않고는 제 1 단로기 또는 제 2 단로기를 구동해제하지 못하도록 구속된 상태가 되는 것이다.아울러 상기 제 1 단로기 또는 제 2 단로기를 모두 구동시킨 상태에서도 마찬가지로 상기 제 1 록킹 플레이트(24)와 제 2 록킹 플레이트(33)가 모두 반시계방향으로 회전된 상태에서 록킹바(34)가 상기 각 록킹 플레이트(24)(33)를 함께 구속하게 되므로 차단기를 인출하지 않고는 제 1 단로기 및 제 2 단로기를 구동해제하지 못하게 됨은 이해 가능하다.즉, 이러한 작용을 위해 록킹 플레이트에 걸림되는 상기 록킹바(34)의 걸고리 부분의 두께는 제 1 록킹 플레이트(24) 및 제 2 록킹 플레이트(33)를 동시에 걸림할 수 있을 만큼 충분한 두께를 갖도록 함이 바람직하다.
본 발명은 전기적인 인터록과 함께 기계적인 인터록 장치를 제공하여 보다높은 안정성과 신뢰성을 확보할 수 있고 차단기에서 나온 하나의 작동축을 이용하여 2개의 단로기를 인터록 시킬 수 있기 때문에 장치가 간단해져 배전반 전체의 부피를 축소시킬 수 있게 된다.
또한 2개의 단로기의 메커니즘이 모듈화 되어 있으므로 단모선용 배전반인 경우 필요없는 단로기 메커니즘을 따로 분리하여 사용할 수도 있다.
Claims (5)
- 제 1 단로기의 구동을 위한 제 1 드라이빙 액슬(11)과, 상기 제 1 드라이빙 액슬의 회전에 따라 회전하는 좌측 스핀들(12)과, 상기 좌측 스핀들과 우측 스핀들(13) 사이에 설치되어 좌측 스핀들의 회전에 따라 스핀들의 측방향으로 이동하는 연결레버(14)와, 상기 연결레버의 이동에 따라 회전하는 제 1 록킹 플레이트(24)와, 제 2 단로기의 구동을 위한 제 2 드라이빙 액슬(26)과, 상기 제 2 드라이빙 액슬의 회전에 따라 회전하는 로테이팅 액슬(27) 및 어퍼 스핀들(28)과, 상기 어퍼 스핀들의 회전에 따라 연동하여 회전하는 더블 레버(30)와, 상기 더블레버의 회전에 따라 연동하여 회전하는 제 2 록킹 플레이트(33)와, 차단기축(35)과 연동하여 회전하면서 상기 제 1 록킹 플레이트와 제 2 록킹 플레이트에 맞물려 회전을 구속하는 록킹바(34)로 구성된 것을 특징으로 하는 배전반의 차단기와 단로기의 인터록 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 연결레버(14)는 좌측 스핀들(12)과 우측 스핀들(15)의 위엄 기어부에 설치된 가이드 너트(15) 사이에 연결되어 가이드 너트의 이동에 따라 함께 이동되게 한 배전반의 차단기와 단로기의 인터록 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 연결레버(14)와 제 1 록킹 플레이트(24) 사이에 제 2 컨넥팅 로드(17)를 연결하여 연결 레버의 이동에 따라 제 1 록킹 플레이트가 회전되도록 한 배전반의 차단기와 단로기의 인터록 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 더블레버(30)는 그 일단이 어퍼 스핀들(28)의 위엄 기어부에 설치된 가이드(29)에 연결되어 가이드 너트의 이동에 따라 회전축(31)을 중심으로 회전되도록 한 배전반의 차단기와 단로기의 인터록 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 더블레버(30)와 제 2 록킹 플레이트(33) 사이에 제 5 컨넥팅 로드(32)를 연결하여 더블레버의 회전에 따라 제 2 록킹 플레이트가 회전되도록 한 배전반의 차단기와 단로기의 인터록 장치.
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