KR100480386B1 - 배전반의 접지스위치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배전반의 접지스위치에 관한 것으로, 가동접점부와 고정접점부가 일체화되어 마운팅 플레이트에 의해 진공차단기용 크래들의 하부에 부착할 수 있도록 구성된다. 또, 접압스프링의 힘을 가동접점의 단부에 균등하게 배분시키는 역할을 하는 포스디바이더가 설치되고 가동접점의 단부의 가운데가 대전류통전에 적합하도록 절결된 형태로 구성된다. 또한, 접지스위치에 구동축의 회전력의 방향을 바꾸어 개폐축에 전달하는 구동 베벨기어와 피동 베벨기어가 개폐축 단부에 함께 구성된다. 이러한 본 발명은 조작자가 구동축을 시계방향으로 회전시켜 접지스위치를 투입 동작시키고, 반시계방향으로 회전시켜 접지스위치를 개방시킬 수 있으므로 접지스위치의 조작이 용이한 이점이 있다. 또, 대전류통전으로 인해 접지스위치에 약간의 용착이 발생되더라도 개방동작을 원활하게 하여 조작의 안정성이 향상되고, 대전류 통전시 전류의 흐름을 용이하게 하면서 고정접점과 가동접점 간에 발생되는 전자반발력을 극복할 수 있는 이점이 있다. 또한, 가동접점부 단부에 설치된 접압스프링을 고정하는 역할을 하면서 동시에 접압스프링의 힘을 효율적으로 작용시키는 포스디바이더에 의해 사고 전류를 3초 이상 통전할 수 있는 고성능을 발휘하는 이점이 있다.

Description

배전반의 접지스위치{GROUND SWITCH FOR DISTRIBUTING BOARD}

본 발명은 산업용 전기기기의 배전반의 접지스위치에 관한 것으로, 특히 무부하시의 충전전류를 안전하게 접지로 연결시켜 주는 동시에 사고 전류의 투입 및 통전 능력을 보유하고 있는 회로 및 기기보호용 구동기구와 통전부가 구비된 접지스위치에 관한 것이다.

일반적으로 배전반 분야는 발전소 및 변전소에서 보내진 전력을 수용가(주로 고압수용가)로 수배전시 사용하는 전기계통의 감시, 제어 및 보호를 사용되는 장치로서 구조적으로 차단기, 보호계전기, 메터 류의 단위기기를 부착지지 및 보호하는 구조물 및 이를 접속 연결시키는 전선의 집합체로 구성되어 있다.

그리고, 배전반내의 절연방식에 의해 가스절연 배전반 및 공거절연 배전반으로 대별된다. 또 기능적인 측면에서는 감시제어를 주목적으로 하는 것, 개폐를 주목적으로 하는 것, 반도체 등에 의한 전력변환을 주목적으로 하는 것 등으로 분류된다.

본 발명은 적용되는 진공차단기와 조합하여 사용되는 접지스위치에 관한 것으로, 접지스위치는 애자에 의해 지지되고 있는 고정접점 부분과 블레이드(blade) 형태의 가동접점이 고정되어 있는 회전축 부분, 그리고 그 회전축에 동력을 전달하기 위한 구동장치가 추가로 구성되어 있다.

종래의 접지스위치는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 구동축(101)과 개폐축(102)의 단부에 베벨기어(103),(104)가 서로 맞물리게 결합되고, 고정접점(105)이 지지애자(106)를 개재하여 마운팅 플레이트(107)에 체결되어 있으며, 개폐축(102)에 가동접점(108)이 결합되고, 가동접점(108)의 단부에는 접압력을 형성하는 접압스프링(110)이 스프링홀더(111)를 개재하여 고정되어 있다.

그리고, 상기 마운팅 플레이트(107)는 진공차단기용 크래들(109)의 하단부에 견고하게 설치된 구성으로 되어 있다.

이와 같은 종래의 접지스위치는 조작자가 조작핸들을 구동축(101)에 삽입하여 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시키면 구동축(101) 단부에 설치되어 있는 베벨기어(103)가 연동되어 회전하게 되고 서로 맞물려 있는 베벨기어(104)에 회전력이 전달되면 구동축(101)의 회전력은 직각방향으로 방향이 바뀌어져 개폐축(102)에 동력이 전달된다. 또 개폐축(102)의 회전방향에 따라 개폐축(102) 상에 용접되어 있는 가동접점(108)이 회전하게 되어 지지애자(106)에 설치되어 있는 고정접점(105)과 결합 또는 분리된다.

그리고, 고정접점(105)과 가동접점(108)이 결합되면 부하 측에 잔류되어 있는 전류를 접지시킬 수 있는 경로가 형성된다.

이와 같은 종래 접지스위치의 문제점을 살펴보면, 접지스위치가 투입되어 있는 상태, 즉 가동접점(108)과 고정접점(105)이 결합되어 있고, 가동접점(108)에 적당한 스프링 힘이 작용하고 있는 상태에서 사고 전류가 통전하게 되면 일정시간 동안 그 전류를 통전할 수 있는 능력이 있어야 되고, 통전 후 접지스위치를 용이하게 개방, 즉 가동접점(108)이 고정접점(105)으로부터 완전히 분리될 수 있어야 되는데 종래 베벨기어(103),(104)의 구조에서는 사고 전류에 의해 발생되는 용착현상에 발생되는 용착력을 극복하면서 가동접점(108)을 고정접점(105)으로부터 분리시키는데 매우 난이한 단점이 있다. 그 이유는 조작자가 조작핸들을 구동축(101)에 삽입하여 시계방향으로 회전시켜 접지스위치를 개방시키고자 할 때 구동축(101)에 약간의 유동이 발생하게 되고, 그로 인해 구동축(101)의 단부에 설치된 베벨기어(103)가 개폐축(102)의 단부에 설치된 베벨기어(104)로부터 이탈되는 현상이 발생되기 때문이다. 이렇게 되면 한 쌍의 베벨기어(103),(104)는 상호간에 피치원에서 맞물리지 못하게 되어 구동력을 제대로 전달할 수 없는 상태로 된다.

또, 일반적으로 접지스위치를 투입하려면 조작자가 구동축(101)을 시계방향으로 회전시키게 되어 있는데, 종래 기술에 있어서는 그 방향이 반시계방향으로 되어 있어 조작 측면에서도 혼선을 야기할 수 있다.

또한, 사고 전류의 크기에 따라서 가동접점(108)의 형상 및 가동접점(108)에 가해지는 접압력이 틀려지는데, 사고 전류가 큰 경우에 종래의 구조로는 통전하는데 있어서 그 한계가 있다.

본 발명은 위와 같은 종래의 결함 및 문제점을 해소하기 위하여 창안한 것으로, 접지스위치의 투입 및 개방을 위한 조작이 용이하고, 또, 대전류통전과 사고 전류에 따른 안정성이 향상될 수 있는 접지스위치를 제공하고자 함에 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 접지스위치는 가동접점부와 고정접점부가 일체화되어 마운팅 플레이트에 의해 진공차단기용 크래들의 하부에 부착할 수 있도록 구성된다. 또, 접압스프링의 힘을 가동접점의 단부에 균등하게 배분시키는 역할을 하는 포스디바이더가 설치되고 가동접점의 단부의 가운데가 대전류통전에 적합하도록 절결된 형태로 구성된다. 또한, 접지스위치에 구동축의 회전력의 방향을 바꾸어 개폐축에 전달하는 구동 베벨기어와 피동 베벨기어가 개폐축 단부에 함께 구성된다. 이러한 본 발명의 일부인 구동절환장치도 동력전달장치에 구성되는 부속장치로서 동력의 전달을 직각방향으로 바꾸어 전달케 해주는 장치이다.

보다 구체적으로 본 발명에 의한 접지스위치는 마운팅 플레이트에 복수개의 고정접점이 지지애자를 개재하여 각각 고정되고, 상기 마운팅 플레이트에 회전 가능하게 결합되는 개폐축에는 복수개의 가동접점이 상기 각 고정접점에 대응되게 결합된 형태로 상기 가동접점과 고정접점이 상기 마운팅 플레이트에 일체화되어 상기 마운팅 플레이트에 의해 진공차단기용 크래들에 부착하도록 구성된다.

또, 상기 가동접점은 상기 개폐축에 연결부재를 개재하여 연결되는 양쪽 접촉판의 선단 연결공에 간격링을 개재하여 연결봉이 삽입됨과 아울러 상기 연결봉의 양측부에는 포스디바이더와 접압스프링이 각각 삽입되고 단부에 스프링홀더가 각각 고정됨과 아울러, 상기 접촉판의 선단 중간부에는 절결부가 형성되고, 상기 포스디바이더는 중앙부에 삽입공과 환상돌부가 구비된 사각 바탕부의 양측단부에는 지지부가 형성되어 상기 양쪽 접촉판의 절결부 양측에 형성된 요홈에 끼워져 결합된 형태로 구성된다.

또한, 상기 구동 베벨기어와 피동 베벨기어를 조인트에 서로 맞물리게 결합하여 상기 조인트를 상기 개폐축의 단부에 결합하고, 상기 구동 베벨기어에는 홈을 형성하여, 상기 구동 베벨기어의 홈에 삽입되는 조작핸들로 상기 구동 베벨기어를 회전시키면 상기 피동 베벨기어가 함께 회전하면서 상기 개폐축이 회전하도록 구성된다.

이하, 본 발명을 첨부한 도면에 실시예를 들어 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4 내지 도 14는 본 발명에 의한 접지스위치에 관한 도면으로서, 도 4에는 접지스위치의 평면도, 도 5에는 접지스위치의 측면도가 각각 도시되고, 도 6 및 도 7에는 가동접점의 평면도 및 측면도가 각각 도시되어 있으며, 도 14에는 본 발명에 의한 접지스위치의 사시도가 도시되어 있다.

먼저, 도면에서 201은 구동축, 202는 개폐축, 203은 피동 베벨기어, 204는 구동 베벨기어를 각각 보인 것으로, 마운팅 플레이트(207)에 복수개의 고정접점(205)이 지지애자(206)를 개재하여 각각 고정되고, 마운팅 플레이트(207)에 회전 가능하게 결합되는 개폐축(202)에는 복수개의 가동접점(208)이 상기 각 고정접점(205)에 대응되게 결합되어 상기 개폐축(202)을 회전시킴에 의해 가동접점(208)이 고정접점(205)에 접촉 및 분리되도록 되어 있다.

상기 가동접점(208)은 도 6 및 도 7과 같이 개폐축(202)에 용접되는 연결부재(208a)의 양측에 접촉판(208b)이 배치되어 그의 후단부와 중간부의 연결공(208e)에 삽입되는 볼트(208c)에 너트(208d)가 체결되어 고정되고, 양쪽 접촉판(208b)의 선단부에 형성된 연결공(208e)에는 간격링(208f)을 개재하여 연결봉(208g)이 삽입됨과 아울러 연결봉(208g)의 양측부에는 포스디바이더(211)와 접압스프링(209)이 각각 삽입되고 단부에 스프링홀더(210)가 고정되어 있다.

상기 가동접점(208)의 접촉판(208b)은 도 11과 같이 선단 중간부에 절결부(208h)가 형성되고, 그 양측부에 요홈(208i)이 형성되어 있다. 상기 포스디바이더(211)는 도 12와 같이, 사각 바탕부(211a)의 중앙에 연결봉(208g)과 결합하기 위한 삽입공(211b)이 형성되고, 그 주위로 접압스프링(209)을 지지하기 위한 환상돌부(211c)가 형성되어 있으며, 사각 바탕부(211a)의 양측단부에는 양쪽 접촉판(208b)의 요홈(208i)에 끼워지는 지지부(211d)가 형성되어 있다.

상기 개폐축(202)을 회전시키기 위한 개폐축 회전수단은 전술한 종래의 구성을 이용하여도 가능하나, 본 발명에서는 도 8 및 도 9와 같이 조인트(200)에 구동 베벨기어(204)와 피동 베벨기어(203)를 서로 맞물리게 결합하여 도 4와 같이 조인트(200)를 개폐축(202)의 단부에 결합하였고, 구동 베벨기어(204)에는 조작핸들을 삽입하고 회전시키기 위한 홈(204a)을 형성하여 조작핸들로 구동 베벨기어(204)를 회전시키면 피동 베벨기어(203)가 함께 회전하면서 개폐축(202)이 회전하도록 하였다.

도 10과 같이 피동 베벨기어(203)에는 통공(203a)이 형성되고, 도 11과 같은 핀(212)이 통공(203a)을 통하여 개폐축(202)의 단부에 고정되어 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 조작자가 조작핸들을 삽입하여 회전시키게 되는 구동축(201)의 단부는 개폐축(202)의 단부에 설치된 구동 베벨기어(204)에 삽입시킬 수 있는 형상으로 되어 있으며, 접지스위치를 투입시키기 위해서 구동축(201)을 시계방향으로 회전시키면 구동축(201)은 구동 베벨기어(204)를 회전시키고, 맞물려 있는 피동 베벨기어(203)에 동력을 직각방향으로 전달하면 피동 베벨기어(203)의 회전력으로 개폐축(202)이 회전 동작을 하게 되는데, 이렇게 해서 개폐축(202) 상에 용접되어 있는 가동접점(208)이 지지애자(206)에 결합되어 있는 고정접점(205) 방향으로 회전 이동된다.

상기 개폐축(202)은 일정한 각도만큼 회전되면 정해진 위치부터는 접지스위치의 구동메카니즘에 구비된 스프링의 힘에 의해 신속하게 회전되어 자동으로 투입되며, 가동접점(208)과 고정접점(205)이 완전히 결합된 시점에는 개폐축(202)의 회전이 정지되고 동작이 멈추게 된다.

접지스위치를 개방시키기 위해서 조작핸들을 구동축(201)에 삽입하여 반시계방향으로 회전시키면 구동 베벨기어(204)가 피동 베벨기어(203)를 반시계방향으로 회전시키므로 개폐축(202)은 원래의 위치로 회전 이동되어 초기상태로 복귀하게 된다.

위에서 설명한 바와 같은 본 발명은 조작자가 구동축(201)을 시계방향으로 회전시켜 접지스위치를 투입 동작시키고, 반시계방향으로 회전시켜 접지스위치를 개방시킬 수 있으므로 조작의 용이성을 도모하였으며, 구동축(201)에 약간의 유동이 있더라도 개폐축(202)의 단부에 구동 베벨기어(204) 및 피동 베벨기어(203)가 함께 설치되어 있어 동력 절환이 확실하게 되므로 대전류통전으로 인해 접지스위치에 약간의 용착이 발생되더라도 개방동작을 원활하게 하여 조작의 안정성을 달성하였다.

또, 만약에 접지스위치가 투입되어있는 상태에서 사고 전류가 일정시간 동안 통전되면 전류의 흐름이 원활하지 못하거나 접압스프링(209)의 접압력이 약한 경우에 가동접점(208)과 고정접점(205) 상호간에 용접되는 현상이 발생되는데, 그 용접개소가 많아지거나 심하게 용접되는 경우에는 접지스위치가 개방되지 않는 치명적인 문제가 발생되고 수배전 시스템을 더 이상 운용할 수 없게 될 것이나, 이러한 문제점을 개선하기 위해 대전류 통전시 전류의 흐름을 용이하게 하면서 고정접점(205)과 가동접점(208) 간에 발생되는 전자반발력을 극복하도록 최적의 가동접점부를 개발한 것이다. 가동접점부 단부에 설치된 접압스프링(209)을 고정하는 역할을 하면서 동시에 접압스프링(209)의 힘을 효율적으로 작용시키는 포스디바이더(211)가 그 핵심요소이며 사고 전류를 3초 이상 통전할 수 있는 고성능을 발휘하도록 도와준다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 조작자가 구동축을 시계방향으로 회전시켜 접지스위치를 투입 동작시키고, 반시계방향으로 회전시켜 접지스위치를 개방시킬 수 있으므로 접지스위치의 조작이 용이한 이점이 있다. 또, 대전류통전으로 인해 접지스위치에 약간의 용착이 발생되더라도 개방동작을 원활하게 하여 조작의 안정성이 향상되고, 대전류 통전시 전류의 흐름을 용이하게 하면서 고정접점과 가동접점 간에 발생되는 전자반발력을 극복할 수 있는 이점이 있다. 또한, 가동접점부 단부에 설치된 접압스프링을 고정하는 역할을 하면서 동시에 접압스프링의 힘을 효율적으로 작용시키는 포스디바이더에 의해 사고 전류를 3초 이상 통전할 수 있는 고성능을 발휘하는 이점이 있다.

도 1은 종래 접지스위치의 사시도.

도 2 및 도 도 3은 종래 접지스위치의 가동접점을 보인 정면도 및 측면도.

도 4 내지 도 14는 본 발명에 의한 배전반의 접지스위치에 관한 도면으로서,

도 4는 접지스위치의 평면도.

도 5는 접지스위치의 측면도.

도 6 및 도 7은 가동접점의 평면도 및 측면도.

도 8은 구동 베벨기어와 피동 베벨기어의 결합된 형태를 보인 평면도.

도 9는 피동 베벨기어의 정면도.

도 10은 구동 베벨기어의 측면도.

도 11은 개폐축의 단부에 고정되는 핀을 발췌하여 보인 구성도.

도 12는 접촉판을 발췌하여 보인 구성도.

도 13은 포스디바이더를 발췌하여 보인 구성도.

도 14는 본 발명에 의한 접지스위치의 사시도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

200 : 조인트 202 : 개폐축

203 : 피동 베벨기어 204 : 구동 베벨기어

204a : 홈 205 : 고정접점

206 : 지지애자 207 : 마운팅 플레이트

208 : 가동접점 208a : 연결부재

208b : 접촉판 208e : 연결공

208f : 간격링 208g : 연결봉

208h : 절결부 208i : 요홈

209 : 접압스프링 210 : 스프링홀더

211 : 포스디바이더 211a : 사각 바탕부

211b : 삽입공 211c : 환상돌부

211d : 지지부

Claims (3)

1. 진공차단기용 크래들에 결합된 마운팅 플레이트(207)에 복수개의 고정접점(205)이 지지애자(206)를 개재하여 각각 고정되고, 상기 마운팅 플레이트(207)에 회전 가능하게 결합되는 개폐축(202)에는 복수개의 가동접점(208)이 상기 각 고정접점(205)에 대응되게 결합된 배전반의 접지스위치에 있어서, 구동 베벨기어(204)와 피동 베벨기어(203)를 조인트(200)에 서로 맞물리게 일연체로 결합하여 상기 조인트(200)를 상기 개폐축(202)의 단부에 결합하고, 상기 구동 베벨기어(204)에는 홈(204a)을 형성하여, 상기 구동 베벨기어(204)의 홈(204a)에 삽입되는 조작핸들로 상기 구동 베벨기어(204)를 회전시키면 상기 피동 베벨기어(203)가 함께 회전하면서 상기 개폐축(202)이 회전하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배전반의 접지스위치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 가동접점(208)은 상기 개폐축(202)에 연결부재(208a)를 개재하여 연결되는 양쪽 접촉판(208b)의 선단 연결공(208e)에 간격링(208f)을 개재하여 연결봉(208g)이 삽입됨과 아울러 상기 연결봉(208g)의 양측부에는 포스디바이더(211)와 접압스프링(209)이 각각 삽입되고 단부에 스프링홀더(210)가 각각 고정됨과 아울러, 상기 접촉판(208b)의 선단 중간부에는 절결부(208h)가 형성되고, 상기 포스디바이더(211)는 중앙부에 삽입공(211b)과 환상돌부(211c)가 구비된 사각 바탕부(211a)의 양측단부에는 지지부(211d)가 형성되어 상기 양쪽 접촉판(208b)의 절결부(208h) 양측에 형성된 요홈(208i)에 끼워져 결합된 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 배전반의 접지스위치.
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