KR100492753B1

KR100492753B1 - 진공차단기의 영구자석형 조작기

Info

Publication number: KR100492753B1
Application number: KR10-2002-0063928A
Authority: KR
Inventors: 김영찬
Original assignee: 엘에스산전 주식회사
Priority date: 2002-10-18
Filing date: 2002-10-18
Publication date: 2005-06-07
Also published as: KR20040035176A

Abstract

본 발명은 가동자의 구동방향과 개폐기의 구동방향이 서로 수직이 되도록 가동자와 트립코일 및 투입코일이 수평방향으로 설치되고, 개폐기는 수직방향으로 설치되며, 본체의 격벽 심부에 형성된 관통공과; 가동자의 트립위치 및 투입위치에서 관통공에 의해 노출되는 위치에 오도록 가동자의 상면 심부에 형성된 장착홈과; 가동자의 구동방향에 대해 직각방향으로 본체의 상측에 회전가능하게 설치된 회전축과; 일단이 회전축에 결합되고 타단이 장착홈에 슬라이드구동가능하게 삽입되어 가동자의 왕복구동을 회전축의 회전구동으로 변환시키는 제1레버와; 일단이 회전축에 결합되고 타단이 개폐기에 결합되어 회전축의 회전구동을 개폐기의 왕복구동으로 변환시키는 제2레버를; 더 구비한 것을 특징으로 하는 진공차단기의 영구자석형 조작기를 제시함으로써, 전체적인 진공차단기의 사이즈의 소형화를 가능하게 한다.

Description

진공차단기의 영구자석형 조작기{PERMANENT MAGNETIC ACTUATOR OF VACCUM CIRCUIT BREAKER}

본 발명은 산업 전선에서 송배전간에 사용되어지는 산업용 전기기기의 하나인 진공 차단기에 관한 것으로서, 상세하게는, 진공차단기의 개폐기를 구동시키기 위한 영구자석형 조작기의 구조를 개량함으로써 소형화를 가능케 하는 진공차단기에 관한 것이다.

일반적으로 차단기는 전기 회로에 있어서의 발생 가능한 단락, 지락 사고 등에 의한 대전류로부터 부하 기기 및 선로를보호하는 역할을 하는 전기 보호기기로서, 사고 전류가 발생할 때 자동적으로 차단 동작을 행하여 선로를 분리시키는 역할을 하게 된다.

이와 같은 차단기의 하나인 진공차단기는 정상부하 개폐 및 사고전류 차단시에 발생하는 아크(Arc)를 진공 용기 내에서소호시켜 신속하게 회로를 분리시킬 수 있도록 구성되어 있다.

영구자석형 조작기(PMA : permanent magnetic actuator)란, 진공차단기 메커니즘에 있어서 소요부품의 개수를 최소화할 수 있도록 고안된 기구로서, 철심을 적층하고 그 중간에 1 테스라 이상의 NdFeB계열의 영구자석을 설치하고, 조작 코일의 자기력을 이용하여 가동자를 구동시키는 한편, 영구자석의 보자력을 이용하여 구동상태를 스스로 유지하도록 되어 있다.

도 1 내지 도 4는 종래의 진공차단기의 구조를 도시한 것으로서, 도 1은 가동자가 투입위치에 있는 상태를 도시한 횡단면도, 도 2는 가동자가 트립위치에 있는 상태를 도시한 횡단면도, 도 3은 자기력의 흐름을 도시한 횡단면도, 도 4는 영구자석형 조작기에 의한 개폐기의 작동구조를 도시한 횡단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 진공차단기의 영구자석형 조작기는 내부에 가동자 구동공간이 형성된 본체(1)와, 그 구동공간에 왕복구동가능하게 장착된 가동자(2)와, 상기 본체(1)의 내부 심부에 설치됨과 아울러 보자력에 의해 상기 가동자(2)의 동작 상태를 유지하는 영구자석(3)과, 상기 영구자석(3)의 일측에 설치됨과 아울러 제어부의 트립 신호에 의해 여자되어 상기 가동자(2)를 트립구동시키는 트립코일(4)과, 상기 트립코일(4)의 반대측에 설치됨과 아울러 상기 제어부의 투입 신호에 의해 여자되어 상기 가동자(2)를 투입구동시키는 투입코일(5)을 포함하여 구성된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 영구자석(3), 트립코일(4) 및 투입코일(5)의 자기력에 의해 왕복직선구동하는 가동자(2)의 단부에는 구동레버(7)가 연장형성되고, 그 구동레버(7)는 회전레버(8)에 연결되며, 회전레버(8)는 힌지(9)를 축으로 회전구동하여 그 회전레버(8)의 단부에 연결된 개폐기 구동레버(12)를 구동시켜 개폐기(6)를 개폐시키는 구조로 되어 있다.

그런데, 상기와 같은 구조를 취하는 종래의 진공차단기의 영구자석형 조작기에 있어서는, 영구자석형 조작기의 가동자의 구동방향과 개폐기의 구동방향이 동일한 방향으로 구성되어 있으므로, 도 4에 도시된 바와 같이 영구자석형 조작기가 수직하게 설치될 수 밖에 없는 바, 전체적인 진공차단기의 사이즈를 소형화하기 어렵다는 문제점을 안고 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하여, 전체적인 진공차단기의 사이즈의 소형화를 가능하게 하는 구조의 진공차단기의 영구자석형 조작기를 제공함을 그 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 내부에 가동자 구동공간이 형성된 본체와, 그 구동공간에 왕복구동가능하게 장착된 가동자와, 상기 본체의 내부 심부에 설치됨과 아울러 보자력에 의해 상기 가동자의 동작 상태를 유지하는 영구자석과, 상기 영구자석의 일측에 설치됨과 아울러 제어부의 트립 신호에 의해 여자되어 상기 가동자를 트립구동시키는 트립코일과, 상기 트립코일의 반대측에 설치됨과 아울러 상기 제어부의 투입 신호에 의해 여자되어 상기 가동자를 투입구동시키는 투입코일을 포함하여 구성되고, 상기 가동자의 왕복구동에 의해 진공차단기의 개폐기를 개폐구동시키는 진공차단기의 영구자석형 조작기에 있어서, 상기 가동자의 구동방향과 상기 개폐기의 구동방향이 서로 수직이 되도록 상기 가동자와 상기 트립코일 및 상기 투입코일이 수평방향으로 설치되고, 상기 개폐기는 수직방향으로 설치되며, 상기 본체의 격벽 심부에 형성된 관통공과; 상기 가동자의 트립위치 및 투입위치에서 상기 관통공에 의해 노출되는 위치에 오도록 상기 가동자의 상면 심부에 형성된 장착홈과; 상기 가동자의 구동방향에 대해 직각방향으로 상기 본체의 상측에 회전가능하게 설치된 회전축과; 일단이 상기 회전축에 결합되고 타단이 상기 장착홈에 슬라이드구동가능하게 삽입되어 상기 가동자의 왕복구동을 상기 회전축의 회전구동으로 변환시키는 제1레버와; 일단이 상기 회전축에 결합되고 타단이 상기 개폐기에 결합되어 상기 회전축의 회전구동을 상기 개폐기의 왕복구동으로 변환시키는 제2레버를; 더 구비한 것을 특징으로 하는 진공차단기의 영구자석형 조작기가 제공된다.

여기서, 상기 회전축은 각진 단면을 갖도록 형성되고, 그 회전축에 결합되는 상기 제1레버의 일단은 상기 회전축의 단면 형상에 대응하는 홈부를 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 장착홈에 삽입되는 상기 제1레버의 타단은 구형 구조를 가지는 것이 바람직하다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

도 5 내지 도 10은 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서, 도 5는 사시도, 도 6은 평면도, 도 7은 개폐기가 개방된 상태를 도시한 횡단면도, 도 8은 개폐기가 폐쇄된 상태를 도시한 횡단면도, 도 9는 정면도, 도 10은 회전축 및 레버를 도시한 사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 진공차단기의 영구자석형 조작기는 기본적으로, 내부에 가동자 구동공간이 형성된 본체(1)와, 그 구동공간에 왕복구동가능하게 장착된 가동자(2)와, 상기 본체(1)의 내부 심부에 설치됨과 아울러 보자력에 의해 상기 가동자(2)의 동작 상태를 유지하는 영구자석(본체에 가려서 보이지 않음, 도 4 참조)과, 상기 영구자석의 일측에 설치됨과 아울러 제어부의 트립 신호에 의해 여자되어 상기 가동자(2)를 트립구동시키는 트립코일(4)과, 상기 트립코일(4)의 반대측에 설치됨과 아울러 상기 제어부의 투입 신호에 의해 여자되어 상기 가동자(2)를 투입구동시키는 투입코일(5)을 포함하여 구성된다는 점에서 종래의 구조와 동일하다.

본 발명은, 상기 가동자(2)의 구동방향과 상기 개폐기의 구동방향이 서로 수직이 되도록 상기 가동자(2)와 상기 트립코일(4) 및 상기 투입코일(5)이 수평방향으로 설치되고, 상기 개폐기(6)는 수직방향으로 설치되며, 상기 본체(1)의 격벽 심부에 형성된 관통공(10)과; 상기 가동자(2)의 트립위치 및 투입위치에서 상기 관통공(10)에 의해 노출되는 위치에 오도록 상기 가동자(2)의 상면 심부에 형성된 장착홈(20)과; 상기 가동자(2)의 구동방향에 대해 직각방향으로 상기 본체(1)의 상측에 회전가능하게 수평으로 설치된 회전축(30)과; 일단이 상기 회전축(30)에 결합되고 타단이 상기 장착홈(20)에 슬라이드구동가능하게 삽입되어 상기 가동자(2)의 왕복구동을 상기 회전축(30)의 회전구동으로 변환시키는 제1레버(40)와; 일단이 상기 회전축(30)에 결합되고 타단이 상기 개폐기(6)에 결합되어 상기 회전축(30)의 회전구동을 상기 개폐기(6)의 왕복구동으로 변환시키는 제2레버(50)를; 더 구비한다는 점에서 특징을 갖는다.

즉, 종래의 진공차단기의 영구자석형 조작기에 있어서는, 영구자석형 조작기의 가동자(2)의 구동방향과 개폐기(6)의 구동방향이 동일한 방향으로 구성되어 있으므로, 영구자석형 조작기가 수직하게 설치될 수 밖에 없는 바, 전체적인 진공차단기의 사이즈를 소형화하기 어렵다는 문제점을 안고 있었음에 비해, 본 발명에 의한 진공차단기의 영구자석형 조작기의 경우는 영구자석형 조작기의 가동자(2)의 구동방향과 개폐기(6)의 구동방향이 상호 수직한 방향, 예컨대 가동자(2)의 구동방향은 수평으로, 개폐기(6)의 구동방향은 수직으로 구성되어 있으므로, 영구자석형 조작기가 수평하게 설치될 수 있는 바, 전체적인 진공차단기의 사이즈를 소형화할 수 있게 되는 것이다.

본체(1)의 관통공(10)은 가동자(2)의 장착홈(20)에 삽입된 제1레버(40)가 관통하여 노출되는 곳이므로, 가동자(2)가 트립위치와 투입위치를 왕복구동함에 있어서, 이에 결합된 제1레버(40)의 구동공간이 확보될 수 있도록 충분한 크기를 가져야 한다.

제1레버(40)는 가동자(2)의 왕복구동을 회전축(30)의 회전구동으로 변환시키는 것으로서, 구형 구조를 갖는 단부가 가동자(2)의 장착홈(20)에 슬라이드 구동가능하도록 삽입되고, 타단부가 회전축(30)에 결합되어 그 구동방향이 제한되므로, 도 7에 도시된 바와 같은 개폐기의 개방상태에서는 회전축(30)과 장착홈(20)의 상대적 거리가 가까우므로 제1레버(40)의 구형 단부가 장착홈(20)에 깊이 삽입되어 있으나, 도 8에 도시된 바와 같은 개폐기의 폐쇄상태에서는 회전축(30)과 장착홈(20)의 상대적 거리가 멀어지므로 제1레버(40)의 구형 단부가 장착홈(20)에 얕게 삽입되는 위치로 슬라이드 구동되면서, 그 구동량만큼 회전축(30)을 회전구동시키게 된다.

이때, 그 회전축(30)에 결합된 제2레버(50) 역시 회전구동을 일으키면서, 그 제2레버(50)의 단부에 결합된 개폐기(6)를 폐쇄시키게 된다.

또한, 본 발명에 의한 진공차단기의 제조에 있어서, 개폐기(6) 및 영구자석형 조작기를 설치한 후, 제1레버(40) 및 제2레버(50)의 조립이 난이할 수 있는 바, 도 10에 도시된 바와 같이 상기 회전축(30)은 각진 단면을 갖도록 형성되고, 그 회전축(30)에 결합되는 상기 제1레버(40)의 일단은 상기 회전축(30)의 단면 형상에 대응하는 홈부(41)를 구비한 구조를 취할 경우, 보다 간편한 조립이 가능해진다.

본 발명은 전체적인 진공차단기의 사이즈의 소형화를 가능하게 하는 구조의 진공차단기의 영구자석형 조작기를 제공한다.

도 1 내지 도 4는 종래의 진공차단기의 구조를 도시한 것으로서,

도 1은 가동자가 투입위치에 있는 상태를 도시한 횡단면도

도 2는 가동자가 트립위치에 있는 상태를 도시한 횡단면도

도 3은 자기력의 흐름을 도시한 횡단면도

도 4는 영구자석형 조작기에 의한 개폐기의 작동구조를 도시한 횡단면도

도 5 내지 도 10은 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서,

도 5는 사시도

도 6은 평면도

도 7은 개폐기가 개방된 상태를 도시한 횡단면도

도 8은 개폐기가 폐쇄된 상태를 도시한 횡단면도

도 9는 정면도

도 10은 회전축 및 레버를 도시한 사시도

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

1 : 본체 2 : 가동자

6 : 개폐기 10 : 관통홈

20 : 장착홈 30 : 회전홈

40 : 제1레버 50 : 제2레버

Claims

내부에 가동자 구동공간이 형성된 본체(1)와, 그 구동공간에 왕복구동가능하게 장착된 가동자(2)와, 상기 본체(1)의 내부 심부에 설치됨과 아울러 보자력에 의해 상기 가동자(2)의 동작 상태를 유지하는 영구자석(3)과, 상기 영구자석(3)의 일측에 설치됨과 아울러 제어부의 트립 신호에 의해 여자되어 상기 가동자(2)를 트립구동시키는 트립코일(4)과, 상기 트립코일(4)의 반대측에 설치됨과 아울러 상기 제어부의 투입 신호에 의해 여자되어 상기 가동자(2)를 투입구동시키는 투입코일(5)을 포함하여 구성되고, 상기 가동자(2)의 왕복구동에 의해 진공차단기의 개폐기(6)를 개폐구동시키는 진공차단기의 영구자석형 조작기에 있어서,

상기 가동자의 구동방향과 상기 개폐기의 구동방향이 서로 수직이 되도록 상기 가동자와 상기 트립코일 및 상기 투입코일이 수평방향으로 설치되고, 상기 개폐기는 수직방향으로 설치되며,

상기 본체(1)의 격벽 심부에 형성된 관통공(10)과;

상기 가동자(2)의 트립위치 및 투입위치에서 상기 관통공(10)에 의해 노출되는 위치에 오도록 상기 가동자(2)의 상면 심부에 형성된 장착홈(20)과;

상기 가동자(2)의 구동방향에 대해 직각방향으로 상기 본체(1)의 상측에 회전가능하게 설치된 회전축(30)과;

일단이 상기 회전축(30)에 결합되고 타단이 상기 장착홈(20)에 슬라이드구동가능하게 삽입되어 상기 가동자(2)의 왕복구동을 상기 회전축(30)의 회전구동으로 변환시키는 제1레버(40)와;

일단이 상기 회전축(30)에 결합되고 타단이 상기 개폐기(6)에 결합되어 상기 회전축(30)의 회전구동을 상기 개폐기(6)의 왕복구동으로 변환시키는 제2레버(50)를; 더 구비한 것을 특징으로 하는 진공차단기의 영구자석형 조작기.
제1항에 있어서,

상기 회전축(30)은 각진 단면을 갖도록 형성되고, 그 회전축(30)에 결합되는 상기 제1레버(40)의 일단은 상기 회전축(30)의 단면 형상에 대응하는 홈부(41)를 구비한 것을 특징으로 하는 진공차단기의 영구자석형 조작기.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 장착홈(20)에 삽입되는 상기 제1레버(40)의 타단은 구형 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 진공차단기의 영구자석형 조작기.