KR100505053B1 - 다회로 차단기의 토글형 접지 스위치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다회로 차단기의 토글형 접지 스위치에 관한 것으로서, 탱크 내부에 가설된 고정접점 일 측에 이격 고정되는 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이드의 길이 방향을 따라 이격 가설되어 상기 고정접점에 단락되도록 회전 가능하게 결합되는 복수개의 가동 접점과, 상기 가동 접점에 각각 교차하도록 결합되어 일체로 회전력을 전달하는 컨넥터 플레이트와, 상기 컨넥터 플레이트 일 측단에 작동레버의 작동 상태에 따라 회전력을 전달하는 토글 링크로 구성함으로써, 토글 링크 방식의 접지스위치를 보다 간단하게 구성함으로써 구성 및 작동 메가니즘이 간단한 토글 링크 방식의 접지 스위치를 제공하여 제조단가의 절감 및 생산성을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.

Description

다회로 차단기의 토글형 접지 스위치{TOGGLE TYPE EARTHING SWITCH OF RING MAIN UNIT}

본 발명은 배전선로 보호용 다회로 차단기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다회로 차단기의 부하단에 설치되는 차단기의 주회로가 열림 상태에서 접지를 수행할 수 있도록 하는 다회로 차단기의 토글형 접지 스위치에 관한 것이다.

일반적으로, 발전소에서 약 20000V 정도의 전압으로 만들어진 전기는 송전에 적합한 초 고압으로 승압되어 1차 변전소로 송전된다. 1차 변전소에서는 공급받은 전력을 22.9kV로 강하시켜 2차 변전소 또는 각 수용가로 공급하게 되며, 1차 변전소로부터 공급된 전력은 가공 배전선과 지중 배전선으로 구성된 배전계통을 통하여 각 수용가의 수전설비로 공급되어지며 특고 수용가, 고압 수용가 및 각종 옥외설치 변압기를 통하여 저압 수용가까지 공급 된다. 이때, 지중 배전선로의 선로구분, 분기 및 변압기 1차측 보호를 목적으로 다회로 차단기(Ring Main Unit: RMU)가 사용되고 현재는 SF₆ 불활성 가스를 절연소재로 사용한 SF₆ 가스절연 다회로 차단기가 널리 사용되고 있다.

상기 다회로 차단기는 케이블 접속재의 설치 및 유지보수 시 작업자의 안전을 위해서 인입(Incomming), 입출(outgoing), 및 부하선(Load Line)에 접지 기능이 구비되어야 하며 특히, 다회로 차단기 내부에서 차단기가 설치되는 부하 단에 접지스위치가 투입, 열림이 될 수 있도록 하고 접지 스위치가 구비되어야 한다.

이하, 종래 배전선로 보호용 다회로 차단기의 가동 접지 스위치를 첨부한 도면에 따라 설명하면 다음과 같다. 도 1은 종래 다회로 차단기의 내부 구조를 도시한 정면도이고, 도 2는 종래 다회로 차단기의 내부 구조를 도시한 측면도이며, 도 3은 종래 다회로 차단기의 접지스위치의 가동 접점부를 도시한 사시도이고, 도 4는 종래 다회로 차단기의 접지스위치의 가동 접점부 열림 상태를 도시한도면이며, 도 5는 종래 다회로 차단기의 접지스위치의 가동 접점부 작동 상태를 도시한도면이고, 도 6은 종래 다회로 차단기의 접지스위치의 가동 접점부 투입 상태를 도시한도면이다.

도 1 또는 도 2에서 도시한 바와 같이, 종래 다회로 차단기(100)는 탱크(101)내부 일측에 인입측 3상(R, S, T)을 연결하는 터미널(110)과, 상기 터미널(110)로 인입되는 인입측 3상을 부하측 3상으로 연결하도록 애폭시 애자(111)로 고정 가설되는 고정접점(120)과, 고정접점(120)과 부하측 3상 사이에는 사고전류를 차단하기 위한 진공 인터럽터(130)(1vacuum interrupter)와, 진공 인터럽터(130) 일 측에 회동 가능하게 가설되어 고정접점(120)과 접지 및 단락되어 부하측에 사고전류 등을 대지로 흐르게 할 수 있도록 하는 가동접점(140)으로 구성된다.

상기 가동접점(140)은 상기 고정접점(120)의 일 측에 접지 및 단락되도록 회전 가능하게 가동축(150)을 따라 각각 고정되며, 상기 가동 접점은 두개의 접점 플레이트(141)를 양측에서 코일 스프링(142)에 의해 서로 마주보도록 가압되어 접지 투입시 충분한 접지력을 유지하도록 한다.

상기 가동축(150)은 회전력를 전달하는 구동부(160)가 구비되며, 상기 구동부(160)은 가동축(150) 일단에 스프링핀(153)에 의해 고정되는 분할기어(151)와, 분할기어(151)의 일 측에 맞물려 체결됨과 가동축(150)에 끝단에 "C"링(154)으로 고정되는 제 1 기어(152)와, 상기 제 1 기어(152)에 치공 결합되는 제 2 기어(163)와, 제 2 기어(163)의 중심에 일단이 결합됨과 아울러 상기 탱크(11)를 관통하여 베어링 고정되는 구동 전달축(162)과, 구동 전달축(162) 타 일단에 착탈 가능하게 결합되는 작동레버(161)로 이루어진다.

또한, 상기 가동축(150)의 타 일단에는 가동접점(140)의 회전각을 제한하기 위한 판형의 멈춤레버(155)가 구비되면, 상기 멈춤레버(155) 일 측에는 가동축(150)의 중심과 일정 거리 편심되어 가동접점(140)의 투입 상태를 탄성력 지지하기 위한 투입 스프링(156)이 구비된다.

상기 투입 스프링(156)은 멈춤레버(155) 일 측에 회전 가능하게 결합되는 제 1 가이드(157)와 탱크(101)의 고정된 고정브래킷(103)에 회전 가능하게 결합되는 제 2 가이드(158)에 의해 양단이 고정된다.

이와 같은 구성에 의하여, 종래의 다회로 차단기(100)의 접지스위치는 사용자가 작동레버(161)를 조작하면 구동 전달축(162)을 따라 전달된 회전력이 제 2 기어(163)로 전달되고, 제 2 기어(163)와 맞물리게 결합된 제 1 기어(152)가 가동축(150)에 회전력을 전달하여 가동축(150)의 길이 방향을 따라 가설된 가동접점(140)이 고정접점(120)에 투입되도록 한다.

이때, 가동접점(140)이 열림 상태에서 사용자가 작동레버(161)를 수동 조작하여 가동축(150)이 가동접점(140)의 투입한 방향으로 15°회전하면 위의 세 회절점이 일직선이되어 사점을 넘게 되면, 투입 스프링(156)의 큰 축쇠력에 의해 멈춤레버(155)의 핀을 밀어내며 회전시키고, 결국 이에 연동하는 가동축(150)이 빠른 속도로 회전하면서 이에 연동하는 가동접점(140)이 고정접점(120)에 투입되도록 한다.

따라서, 사용자가 작동레버(161)를 수동 조작하여 일정각 회전시 즉, 사점이상의 회전각에서 빠른 속도로 가동접점(140)을 투입시킬 수 있기 때문에 사고 전류가 통전되고 있을 때에도 접지조작스위치의 가동접점(140)이 부하 측의 각 3상 선을 빠른 시간내에 충분히 투입할 수 있다.

또한, 투입 스프링(156)의 압축력과 가동접점(140)에 설치된 각가의 코일 스프링력(142)에 의해 접지 스위치가 투입된 상태에서, 사고전류가 일정 시간 통전될 때에도 전자 반발력에 의해 가동접점(140)이 고정접점(120)으로부터 떨어지려는 힘을 억제할 수 있도록 하였다.

그러나 접지스위치는 가동접점(140)과 가동축(150) 그리고 접지스위치의 구동부 등으로 기능별 분리된 하부 조립체가 조합되어져 다소간 복잡하고 조립 및 제작에 보다 많은 인원과 비용 그리고 시간, 자원 등이 필요하게 되었었다.

상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명에 따르면, 가동 접점 스위치의 구동부를 보다 간단하게 구성함으로써 제작 및 조립에 용이하도록 하여 생산성 향상 및 생산 단가를 절감시키기 위한 다회로 차단기의 토글형 접지 스위치의 제공을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 탱크 내부에 가설된 고정접점 일 측에 이격 고정되는 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이드의 길이 방향을 따라 이격 가설되어 상기 고정접점에 단락되도록 회전 가능하게 결합되는 복수개의 가동 접점과, 상기 가동 접점에 각각 교차하도록 결합되어 일체로 회전력을 전달하는 컨넥터 플레이터와, 상기 컨넥터 플레이트 일 측단에 작동레버의 작동 상태에 따라 회전력을 전달하는 토글 링크로 구성됨을 특징으로 하는 다회로 차단기의 토글형 접지 스위치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 베이스 플레이트와 컨넥터 플레이트의 가동 접점 고정부에 가동접점의 투입상태를 유지하도록 탄성 지지하는 토션 스프링이 가설이 바람직하다.

또한, 상기 가동 접점은 두개의 접점 플레이트가 와이어 스프링에 의해 서로 마주보는 방향으로 탄성 지지됨이 바람직하다.

또한, 상기 토글 링크는 작동레버의 회전력을 전달하는 연결링크와, 상기 연결링크에 의해 일단이 회전 가능하게 고정되는 제 1 링크와, 상기 탱크를 관통하여 상기 1링크의 회전단과 상기 컨넥터 플레이트를 일단을 연결하는 제 2 링크로 구성됨이 바람직하다.

이하, 본 발명의 다회로 차단기의 토글형 접지 스위치를 첨부한 도면에 딸 구성 및 그 구성에 따른 작용 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 7은 본 발명의 다회로 차단기의 접지스위치 열림 상태를 도시한 정면도이고, 도 8은 본 발명의 다회로 차단기의 접지스위치 열림 상태를 도시한 측면도이며, 도 9는 본 발명의 다회로 차단기의 접지스위치 투입 상태를 도시한 정면도이고, 도 1은 본 발명의 다회로 차단기의 접지스위치 투입 상태를 도시한 측면도이며, 도 11은 본 발명의 다회로 차단기의 접지스위치를 도시한 사시도이고, 도 12는 본 발명의 다회로 차단기의 접지스위치의 정면도이며, 도 13은 본 발명의 다회로 차단기의 접지스위치의 측면도이다.

도 7 내지 도 1에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 다회로 차단기(10)의 토글형 접지 스위치는 탱크(1) 내부 일 측에 3상의 입력선이 각각 연결되는 터미널(10)와, 각 터미널(10)에 연결되는 탱크(1) 내부에 가설되는 고정접점(20)와, 고정접점(20)와 부하측 3상 사이에 사고전류를 차단하기 위한 진공 인터럽터(30)(vacuum interrupter)와, 상기 고정접점(20) 일 측에 일정각 회전하며 단락 가능하게 가설되는 가동접점(40)과, 상기 가동접점(40)을 상기 고정 접점에 단락시키도록 회전력을 전달하는 토글 링크(50)(Toggle Link)로 이루어진다.

상기 가동접점(40)의 일단을 고정접점(20) 일 측에 이격 고정되는 베이스 플레이트(60)(Base Plate)의 길이 방향을 따라 일정 간격 이격되어 회전 가능하게 핀 사프트(62)(Pin Shaft)로 고정되며, 상기 베이스 플레이트(60)에 평행하게 일정거리 이격되어 각각의 가동접점(40)에 교차하도록 결합되어 일체로 각 가동접점(40)에 회전력을 전달하는 컨넥터 플레이트(61)(Connecter Plate) 가 구비된다.

상기 가동접점(40)은 베이스 플레이트(60) 양측에 고정된 두개의 접점 플레이트(41)로 이루어지며, 각 접점 플레이트(41)는 상기 고정접점(20)에 단락되는 끝단부가 와이어 스프링(42)(Wire Spring)에 의해 서로 마주하는 방향으로 탄성지지 된다.

또한, 상기 베이스 플레이트(60)와 컨넥터 플레이트(61)의 가동접점 고정부에 가동접점(40)이 고정접점(20)에 빠른 시간 내에 투입될 수 있도록 함과 아울러 초기 위치로 복원하고자 하는 복원력을 전달하는 헬리컬 토션 스프링(63)(Helcal Torsion Spring)이 가설된다.

상기 토글 링크(50)는 탱크(2) 외부 일 측에 가설된 작동레버(51)의 회전력을 전달 및 연결상태를 유지시키는 연결링크(52)와, 상기 연결링크에 의해 전달된 회전력에 의해 일단이 회전 가능하도록 타 일단이 고정되는 제 1 링크(53)와, 상기 탱크(2)를 관통하여 상기 제 1 링크(53)의 회전단과 상기 컨넥터 플레이트(61)를 일단을 연결하는 제 2 링크(54)로 구성된다.

상기 연결링크(52)는 상기 작동레버(51)와 제 1 링크(53)를 연결하는 2절 링크로 구성되며, 일정각 이상의 사점을 넘으면 링크의 작동을 일시 정지시키는 스톱퍼(Stopper) 역활을 수행하도록 한다.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 다회로 차단기(100)의 토글형 접지 스위치는 다회로 차단기(100)의 탱크(2) 내부가 조립되기 전 초기 하부 조립체 상태에서 베이스 플레이트(60)의 핀 샤프트(62)를 중심으로 회전운동을 하면서 각 상의 고정접점(20)에 접지할 수 있도록 가동접점(40)이 조립되고, 이 가동접점(40)은 사고전류를 통전할 때 발생할 수 있는 반발력에도 안전하게 동작할 수 있도록 각 접점 플레이트(41)를 와이어 스프링(42)에 탄성 고정한다. 또한, 각각의 가동접점(40)이 일체로 회동할 수 있도록 컨넥터 플레이트(61)에 교차되게 결합되며, 컨넥터 플레이트(61)에 헬리컬 토션 스프링(63)이 연결되어 탄성력에 의해 가동접점(40)이 투입 동작이 빠르게 진행되도록 함과 아울러 초기 상태로 복원력 시키려는 복원력을 전달하도록 한다.

따라서, 다회로 차단기(100) 내부에 어스 열림 상태로 조립이 되어있는 토글형 접지 스위치의 작동레버(51)을 반시계 방향으로 30도 회전시키면 2절 연결 링크(52)가 회전하면서 사점을 넘게 되고, 사점을 넘기는 순간 토글링크(50)에 의해 전달된 회전력이 컨넥터 플레이트(61)에 전달되고, 컨넥터 플레이트(61)에 의해 각각의 가동접점(40)이 핀 샤프트(62)를 중심으로 회전하여 가동접점에 투입되도록 한다.

이때, 헬리컬 토션 스프링(63)에 의하여 항상 초기의 위치로 복원하고자 하는 복원력을 지니고 있게 되며 이 복원력은 제 1 링크(50)와 이에 결합되는 연결링크(52)에 의해서 일단 정지되도록 한다.

그리고, 투입 상태에서 접지스위치를 오픈시키기 위해서는 작동레버(51)을 시계방향으로 돌려서 토글 링크의 제 1 링크(53)와 연결링크(51)가 다시 사점을 넘기도록 수동 조작하게 하면 되고, 사점을 넘기게 되면 헬리컬 토션 스프링(63)에 의한 복원력은 연결 링크가 외함의 벽면에 부딪히게 되어 스토핑(Stopper) 역활을 하게 되어 접지스위치가 열림 상태로 고정된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 가동접점을 구동시키는 토글 링크의 구성 및 작동 메카니즘이 간단하여 생산 및 조립 단가를 절감시킴과 아울러 생산성을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 가동접점의 고정부에 헬리컬 토션 스프링을 이용하여 가동접점이 부하측의 각 3상선에 빠른 시간 내에 투입될 수 있도록함과 아울러 초기 위치로 복원시키력는 복원력을 전달하도록 한다.

또한, 가동접점의 접점 플레이트 접점부를 와이어 스프링으로 탄성 함으로써 접지력 향상 및 구조의 단순화를 꾀할 수 있다.

또한, 상기 연결링크를 2절 링크를 사용함으로서 일정각 이상의 사점을 넘 때, 가동접점의 열림 및 투입 상태를 유지시키도록 토글 링크의 동작을 멈추게 한다.

도 1은 종래 다회로 차단기의 내부 구조를 도시한 정면도,

도 2는 종래 다회로 차단기의 내부 구조를 도시한 측면도,

도 3은 종래 다회로 차단기의 접지스위치의 가동 접점부를 도시한 사시도,

도 4는 종래 다회로 차단기의 접지스위치의 가동 접점부 열림 상태를 도시한도면,

도 5는 종래 다회로 차단기의 접지스위치의 가동 접점부 작동 상태를 도시한도면,

도 6은 종래 다회로 차단기의 접지스위치의 가동 접점부 투입 상태를 도시한도면,

도 7은 본 발명의 다회로 차단기의 열림 상태를 도시한 정면도,

도 8은 본 발명의 다회로 차단기의 열림 상태를 도시한 측면도,

도 9는 본 발명의 다회로 차단기의 투입 상태를 도시한 정면도,

도 10은 본 발명의 다회로 차단기의 투입 상태를 도시한 측면도,

도 11은 본 발명의 다회로 차단기의 접지스위치를 열림 상태의 사시도,

도 12는 본 발명의 다회로 차단기의 접지스위치의 투입 상태의 사시도,

도 13은 본 발명의 다회로 차단기의 접지스위치의 측면도,

*도면의 주요부분에 대한 설명*

1: 다회로 차단기 2: 탱크

10: 터미널 20: 고정접점

30: 진공 인터럽터 40: 가동 접점

41: 접점 플레이트 42: 와이어 스프링

50: 토글 링크 51: 작동레버

52: 연결링크 53: 제 1 링크

54: 제 2 링크 60: 베이스 플레이트

61: 컨넥터 플레이트 62: 핀 샤프트

63: 헬리컬 토션 스프링

Claims (5)

1. 변전소로부터 다른 변전소 또는 수용가측으로 수십킬로 볼트의 고압전력을 지중배전선로를 통해 공급하는 배전계통에서 지중 배전선로의 선로구분, 분기 또는 변압기 1차측 보호를 목적으로 이용되는 다회로 차단기(Ring Main Unit)에 있어서,

   3상의 전원측 입력선이 각각 연결되고 탱크내로 연장되는 3개의 터미널과,

   상기 고정접점과 부하측 사이에서 사고전류를 차단하기 위한 진공인터럽터와,

   상기 고정접점 일 측에 이격 고정되는 베이스 플레이트와,

   접지에 연결되고, 상기 베이스 플레이트의 길이 방향을 따라 서로 이격 가설되며, 회전하여 상기 고정접점에 결합되었을 때 상기 고정접점으로부터의 부하측 전류를 접지시키는 3개의 가동접점과,

   상기 가동접점과 교차하도록 결합되어 일체로 회전력을 전달하는 커넥터 플레이트와,

   상기 커넥터 플레이트 일 측단에 작동레버의 작동 상태에 따라 회전력을 전달하는 토글 링크로 구성됨을 특징으로 하는 다회로 차단기의 토글형 접지스위치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 베이스 플레이트와 켄넥터 플레이트의 가동접점 고정부에 가동접점의 투입상태 촉진 및 탄성 복원력을 전달하도록 하는 헬리컬 토션 스프링이 구비됨을 특징으로 하는 다회로 차단기의 토글형 접지 스위치.
3. 제 1항 또는 제 2에 있어서,

   상기 가동접점은 두개의 접점 플레이트가 와이어 스프링에 의해 서로 마주하도록 탄성 지지됨을 특징으로 하는 다회로 차단기의 토글형 접지 스위치
4. 제 1항에 있어서,

   상기 토글 링크는 일단이 작동레버의 회전력을 전달하는 연결링크와, 상기 연결링크에 의해 일단이 회전 가능하게 고정되는 제 1 링크와, 상기 탱크를 관통하여 상기 1링크의 회전단과 상기 켄넥터 플레이트를 일단을 연결하는 제 2 링크로 구성됨을 특징으로 하는 다회로 차단기의 토글형 접지 스위치
5. 제 4항에 있어서,

   상기 연결링크는 2절 링크로 구성됨을 특징으로 하는 다회로 차단기의 토글형 접지 스위치.