KR100607393B1 - 모듈 랙을 포함하는 스위치기어 캐비닛을 위한 연결장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스위치기어 캐비닛(1)의 모듈 랙을 길게 뻗은 케이블용 고정 단자와 연결시키기 위한 연결장치(8)에 관한 것이다. 상기 연결장치(8)는 랙 바닥(6) 아래에 설치되는 접속도체(17)용 챔버를 구비한 평면 하우징(15)을 갖는다. 상기 하우징(15) 밖으로 돌출한 상기 접속도체(17)의 단부(20, 21)는 케이블 연결 공간(11) 내에서 케이블용 단자 또는 모듈 랙과 상호작용하는 분리 콘택 피이스를 형성한다. 높은 정격전류 또는 특유의 사용자 회로를 제조하기 위해서는 상기 접속도체를 포함하는 두 개의 하우징(15)이 결합될 수 있다.

Description

모듈 랙을 포함하는 스위치기어 캐비닛을 위한 연결장치{CONNECTING DEVICE FOR A SWITCHGEAR CABINET WITH MODULE RACKS}
본 발명은 저전압 스위치기어 캐비닛의 모듈 랙을 케이블 연결 공간 내에 있는 외부 케이블용 고정 단자와 전기 접속하기 위한 연결장치에 관한 것이며, 상기 모듈 랙은 스위치기어 캐비닛의 프레임 내에 배치된 랙 바닥상에서 가이드되고, 상기 연결장치는 절연물로 이루어진 하우징 및 상기 하우징 내에 배치되어 상기 모듈 랙과 상호 작용하는 분리 콘택 부재(isolating contact pieces) 및 접속 도체를 갖는다.
상기 방식의 연결장치는 예컨대 EP 0 695 470 B1 호에 공지되어 있다. 상기 연결장치는 모듈 랙을 큐비클 버스바(cubicle busbar)에 연결하기 위한 도체 트랙뿐 아니라, 상기 모듈 랙의 출력부를 고정 단자와 연결하기 위한 도체 레일도 포함하며, 상기 고정 단자에는 사용자 쪽으로 유도하는 케이블이 연결된다.
US-A-3 168 683에는 모듈 랙용 랙을 위한 구획을 갖춘 스위치 캐비닛 장치가 공지되어 있으며, 각각의 구획에는 두 그룹의 연결 잭이 배치되어 있고, 상기 연결 잭은 모듈 랙의 상응하는 카운터 콘택에 대응하며, 상기 연결 잭은 개별 구획 내부로 모듈 랙을 삽입할 때 상기 카운터 콘택과 도전 접속될 수 있다. 이 경우, 상기 스위치 캐비닛 장치의 예정된 공간 내에 배치될 수 있는 상기 연결 잭의 그룹들 중 하나가 전기 접속 라인과 연결된다.
본 발명은 다만 고정 단자와 모듈 랙 출력부의 연결만을 다루며, 이를 위해서 특히 높은 정격전류에 적합하고 기술적으로 및 경제적으로 바람직한 해결법을 추구한다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 상기 연결장치의 하우징이 랙 바닥 아래에 설치되기 위해서 평평하게 형성되고, 접속도체의 하우징으로부터 돌출하는 단부가 케이블 연결 공간 내에 놓인 단자 그리고 모듈 랙과 상호 작용하는 분리 콘택 피이스를 형성함으로써 달성된다. 상기 연결장치의 장점 및 특징들은, 하우징이 저가의 플라스틱 부분으로 제조될 수 있고, 분리 콘택 피이스 및 단자를 포함한 접속도체가 통상적인 압출 성형 재료 또는 박판(sheet)으로 제조될 수 있다는데 있다.
하우징은 두 개의 서로 중첩되는 하우징 부분으로 이루어질 수 있으며, 상기 하우징 부분 중 하우징 하부는 접속도체를 위한 채널 형태의 챔버를 갖고, 상기 하우징 부분 중 하우징 상부는 접속도체의 각진 단부를 통과시키기 위한 개구를 갖는다. 유사한 하우징(그러나 평탄한 프로파일 도체용은 아님)은 전술한 EP 0 695 470 B1에 따른 분배 부품들을 갖는다.
스위치기어 내에 사용된 모듈 랙은 전력 및 정격전류의 크기에 따라서 그리고 스위칭 목적(일반적인 결선 또는 스타델타(star-delta) 결선)에 따라서 구분될 수 있다. 본 발명에 따른 연결장치의 상기 두 가지 특징들은, 하우징 상부의 개구와 일직선상에 놓여있는 개구가 하우징 하부에 배치되어, 하부 하우징의 접속도체의 각진 단부가 그 위에 있는 하우징을 관통할 수 있음으로써 간단한 방식으로 보장된다. 우선, 상기 연결장치가 보다 높은 정격전류에 적합한 경우가 관찰된다. 이를 위해서 본 발명의 한 실시예에 따르면, 하우징의 관통개구가 각진 단부의 두께의 적어도 두 배에 상응하는 폭을 가질 수 있음으로써, 두 배의 도체 횡단면을 갖는 연결장치를 형성하기 위하여 서로 중첩된 두 개의 하우징의 접속도체의 동일한 각진 단부들은 상기 두개 하우징 중 상부 하우징의 관통개구를 공동으로 관통할 수 있게 된다. 따라서, 상응하게 매칭된 접속도체가 장착되는 동일한 하우징 부분들이 조합될 수 있다.
스타델타 결선용으로도 적합한 연결장치를 제공하려고 하는 또다른 목적은, 서로 중첩된 두 개의 하우징의 접속도체의 각진 단부들이 모듈 랙의 이동 방향으로 볼 때 중간 챔버와 나란히 놓이도록 배치된 추가의 관통 개구를 상기 하우징이 구비함으로써 달성된다.
확대된 관통개구 및 추가의 관통개구를 갖는 하우징은 명백하게 모든 경우의 목적에 부합되기 때문에, 상기 하우징 형태를 모든 연결장치용으로 사용하는 것이 추천된다.
우선 랙 바닥이 스위치기어 캐비닛의 프레임 내에 설치되는 방식으로 스위치기어 캐비닛이 형성될 수 있더라도, 랙 바닥 및 적어도 하나의 연결장치가 모듈 랙의 이동 방향으로 하우징을 지지하는 크로스빔(crossbeam)에 의해서 조립이 끝난 하나의 유니트로 연결되는 것이 바람직하며, 이 경우 접속도체의 각진 단부를 위한 관통개구를 갖는 후방 하우징 부분 및 단자를 구비한 단부를 갖는 측면 하우징 부분은 후면과 측면에서 랙 바닥 위로 돌출한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참조하여 아래에서 더 자세히 설명된다.
도 1은 랙 바닥 및 연결장치를 구비한 모듈 랙용 스위치기어 캐비닛을 도시하고,
도 2는 랙 바닥 및 연결장치로 이루어진 조립이 끝난 유니트를 도시하며,
도 3은 4극형 연결장치를 도시하며, 이때 각 극 마다 하나의 접속도체가 제공되고,
도 4는 두 개의 하우징 및 각 극 마다 각각 두 개의 접속도체를 갖는 증가된 정격전류용 연결장치를 도시하며,
도 5는 도 4와 동일한 연결장치이지만, 여기서는 접속도체의 형상 및 배열을 보여주기 위해서 상부 하우징의 커버가 제거된 상태이며,
도 6은 마찬가지로 서로 중첩된 두 개의 하우징을 갖는 스타델타 결선용 연결장치의 또다른 실시예이며,
도 7은 도 6과 동일한 연결장치이지만, 여기서는 접속도체의 형상 및 배열을 보여주기 위해서 상부 하우징의 커버가 제거된 상태이다.
도 1에 도시된 저전압 스위치기어의 캐비닛(1)은 공지된 바대로 프레임(2)을 가지며, 상기 프레임(2)은 수직 프레임 부재(3), 상부에 수평으로 배치된 메인 버스바(main busbar)(4) 및 수직 큐비클 버스바(cubicle busbar)(5)를 포함한다. 상기 수직 프레임 부재(3)에서는 지지부로서의 랙 바닥(6) 그리고 공지된 또는 적합한 모듈 랙(도시되지 않음)을 위한 가이드 수단이 고정되며, 상기 가이드 수단은 후면 분리 콘택들을 포함한다.
상기 랙 바닥(6) 간의 간격은, 두 개의 랙 바닥(6) 사이에 있는 공간을 모듈 랙의 높이에 맞추기 위해서 상이하다. 상대적으로 낮은 구획이 도 1의 가장 하부에 위치한 두 개의 랙 바닥(6) 사이에 형성되는데, 그 이유는 이 정도만으로도 상응하게 낮은 정격전류용 모듈 랙을 수용하기에 충분하기 때문이다. 이 목적을 위해 특히 적합한 연결장치(7)는 "Anschlussvorrichtung fuer einen Geraeteeinschub eines Niederspannungs-Schaltfeldes"라는 제목의 다른 특허 출원의 대상이므로, 아래에서는 더 자세히 설명하지 않겠다. 상기 낮은 랙 구획 위에 위치한 랙 구획들은 높은 전력의 모듈 랙용으로 제공되어 상응하게 높은 정격전류용의 연결장치를 갖는다. 이러한 연결장치(8, 9, 10)에 관해서는 아래에서 더 자세히 설명될 것이며, 연결장치(10)는 도 6 및 도 7에 별도로 도시되어 있다.
도 1의 오른쪽 전방에 놓인 수직 프레임 부재(3)은 케이블 연결 공간(11)의 내부를 보여주기 위해서 투시도로 도시되어 있으며, 상기 케이블 연결 공간(11)은 랙 바닥(6)의 측면에서 프레임(2)의 높이에 걸쳐서 연장된다. 사용자쪽으로 유도하는 케이블을 연결하기 위해서, 상기 케이블 연결 공간(11) 내부로 상기 연결장치(7, 8, 9 및 경우에 따라서는 10)의 단자가 돌출한다.
도 2는 우선 조립이 끝난 유니트를 도시하며, 상기 유니트는 랙 바닥(6), 연결장치(9) 및 두 개의 부재를 연결시키는 크로스빔(12)을 포함한다. 상기 랙 바닥은 측면 에지(13)를 가지며, 상기 측면 에지(13)는 작동위치에서 그리고 분리위치 및/또는 검사위치에서 모듈 랙(도시되지 않음)을 로킹하기 위한 위치 연결 링크(14)를 포함한다. 상기 연결장치(9)는 도 4 및 도 5에서 더 세부적으로 알 수 있다.
우선 도 3에는 연결장치(8)가 크로스빔(12)과 함께 도시된다. 상기 연결장치(8)는 본 발명에 따른 연결 장치의 기본 형태이거나 또는 표준 형태이다. 상기 연결장치(8)는 하우징(15)을 가지며, 상기 하우징(15)은 접속도체(17)용 채널들을 형성하기 위해 로드(rod) 또는 리브(rib)를 갖는 하우징 하부(16) 및 상기 채널들을 커버하는 하우징 상부(18)로 이루어진다. 적합한 플라스틱으로 이루어진 하우징 부분들(16 및 18)은 공지된 방식으로 스냅 노우즈(snap nose) 또는 스냅 텅(snap tongue)에 의해서, 또는 통상의 연결부재에 의해서 서로 연결될 수 있다. 상기 접속도체(17)는 하우징 부분(16, 18)의 조립에 의해서 마찬가지로 하우징(15) 내에 고정된다.
상기 접속도체(17)는 바람직하게는 통상의 평판 재료(구리판 또는 구리-직각 프로필)로 제조되고, 상기 접속 도체의 단부(20 및 21)가 하우징(15) 밖으로 돌출할 정도의 치수를 갖는다. 상기 단부(20)는 케이블 연결 공간(11)(도 1) 내부로 돌출하고 외부 케이블(도시되지 않음)용 단자를 형성하기 위해서 관통개구(22)를 갖는다. 상기 단부(21)는 도 2에 도시된 바와같이 분리 콘택 피이스를 형성하기 위해서 하우징(15) 평면에 대하여 구부러져(각을 이루고) 있으며, 후방 에지에서 랙 바닥(6)의 평면 위로 돌출한다. 상기 단부(21) 자체가 분리 콘택 피이스로서 이용될 수 있지만, 도시된 예에서는 단부(21)와 동일한 두께를 갖는 지지 피이스(23)가 제공되었다. 이와 같은 조치의 목적에 대해서는 더 설명될 것이다.
도 3에 도시된 하우징(15)의 하우징 상부(18)에는 4개의 각진 단부(21)에 대해서 각각 하나의 개구(25)가 제공된다. 상기 개구(25)는 접속도체(17)의 재료 두께의 두 배에 상응하는 폭을 갖는다. 추가의 개구(25)는 하우징 상부(18)에서 모듈 랙의 이동 방향(도 2 및 도 3에서 이중 화살표(26)로 표시됨)으로 볼 때 개구(24) 뒤에 배치된다. 상기 개구(25)는 도 3에 따른 예(연결장치 8)에서는 필요하지 않지만, 본 발명의 또다른 실시예(도 4 및 도 5의 연결장치(9)와 도 6 및 도 7의 연결장치(10) 참조)에서는 중요하다.
도 4 및 도 5에 도시된 연결장치(9)는 보다 높은 전력의 모듈 랙 및 사용자 회로를 위해 제공되고, 연결장치(8)에 비해 두 배의 도체 횡단면을 갖는다. 이와 같은 구조는 두 개의 동일한 하우징(15)이 서로 중첩되고 상기 두개의 하우징에 접속도체가 제공됨으로써 달성된다. 이 경우에 하부 하우징(15) 내에 있는 접속도체는 도 3의 접속도체(17)에 상응하는 반면, 상부 하우징(15) 내에 있는 접속도체(27)는 세부적인 부분을 제외하고는 접속도체(17)와 거의 유사하다. 이 경우에는 실제로 각진 단부(28) 및 케이블 연결 공간(11) 내부로 돌출하는 접속도체(27)의 단부(30)가 다루어진다. 이에 관련된 세부적인 사항들을 보여주기 위해서, 도 5에는 상부 하우징(15')의 상부가 생략되어 있다. 하우징(15')의 채널형태의 챔버(19) 내부에 수용된 접속도체는, 각진 단부(28)와 단부(21)가 평행하게 배치됨으로써 도 3에서와 동일한 두께의 분리 콘택 피이스가 형성되도록 설계되었다. 상기 케이블 연결 공간(11) 내부로 돌출하는 상부 접속도체(27)의 단부(30)는 두 번 구부러지는데, 이때 상기 단부(30)는 접속도체(17)의 단부(20)와 간격을 두고서 하우징(15') 평면과 평행하게 놓인다. 두 개의 단부(20 및 30)는 삽입된 U형 커플링 피이스(31)에 의해서 연결된다. 단부(30)를 갖는 접속도체(27)의 형상을 더 잘 보여주기 위해서, 도 5의 한 극에서는 커플링 피이스가 생략되었다.
단부(20 및 30)의 확장에 의해서는 각 극 마다 두 개의 단자가 형성되며, 상기 단자는 케이블을 연결하기 위해서 다중으로 사용될 수 있다. 그러나 경우에 따라 단 하나의 단자가 사용될 경우에는, 커플링 피이스(31)를 이용하여 양 접속도체(17 및 27)에 전류를 분배하기 위해서 남겨진 단자에 연결나사를 삽입하는 것이 바람직하다.
또한 도 5에서, 분리 콘택 피이스로서 사용되는 단부(21 및 28)를 갖는 후방 영역에서는 하우징 하부(16)에 배치된 개구(32)를 볼 수 있다. 상기 개구(32)는 하우징 상부(18)에 있는 상응하는 개구(25)와 동일 평면에 놓인다. 상기 개구(32)는 각각의 개구(24 및 25)와 동일한 위치에 배치된다(도 7 참조). 도 4 및 도 5에 따른 연결장치(9)에서는 접속도체(17)가 하부 하우징(15')으로부터 나와서 개구(32)를 통해 상부로 관통한다.
도 6 및 도 7에 따른 연결장치(10)는 스타델타 회로내의 엔진 구동부의 작동을 가능케 하고, 마찬가지로 서로 중첩된 두 개의 하우징(15')을 갖는다. 하부 하우징(15')에는 접속도체(33)가 배치되며, 상기 접속도체(33)는 자신의 각진 단부(34)가 개구(32)(도 5) 및 하우징 상부(18)에 있는 후방 개구(25)를 통해 가이드된다는 점에서 도 3의 접속도체(17)와 구별된다. 케이블 연결 공간(11)(도 1) 내에 놓인 단부(35)는 접속도체(17)(도 3)의 단부(20)에 상응한다. 상부 하우징(15') 내에 있는 접속도체는 도 5의 접속도체(27)와 상응하고, 이에 상응하는 도면부호를 갖는다.
연결장치(10)의 결선을 위해서는 두 세트의 접속도체(33 및 27)에 별도의 분리 콘택 피이스가 필요하다. 이는 접속도체(33)의 단부(34)가 각각 하나의 엘보우(36)를 가짐으로써 달성된다. 이러한 방식으로 단부(28)의 상부에 놓인, 즉 수직으로 평행하게 놓인 분리 콘택 피이스가 형성된다. 단부(28) 및 엘보우(36)에 부착된 지지 피이스(23)는 모듈 랙의 분리 콘택 피이스에 상응하는 두께를 갖는다.
도 6에는 연결장치(10)의 바람직한 또다른 실시예로서 후측 절연 분리판(37) 및 지지대(38)가 도시되어 있으며, 이때 단부(28 및 34) 또는 엘보우(36)는 서로 일직선상에 정렬된다.
개관의 용이함을 위하여, 본 명세서에서 연결장치(8, 9 또는 10)의 하우징(15, 15') 내에 수용된 접속도체는 전체적으로는 그 형상이 다를지라도 유사한 도면부호를 갖는다. 상기 접속도체는 실질적으로 도면에 도시된 형상을 갖는다. 즉 이 경우에 스위치기어 캐비닛의 정면으로부터 볼 때 케이블 연결 공간(11) 내에 단자가 나란히 배열되고, 분리 콘택 피이스는 랙 바닥의 후방 단부에 나란히 배열된다. 따라서 상기 단자와 분리 콘택 피이스 사이에 있는 접속도체의 섹션은 길이가 상이하고 특히 도 5 및 도 7에서 알 수 있는 바와같이 상이한 직각 휨부 또는 각진 부분을 갖는다. 앞서 언급한 채널(19)은 이러한 각진 또는 직각으로 구부러진 형태에 매칭되므로, 추가의 고정부재 없이도 발생하는 힘에 대항하여 상기 접속도체를 지지한다.

Claims (6)

  1. 저전압 스위치기어 캐비닛의 모듈 랙을 케이블 연결 공간(11) 내에 배치된 외부 케이블용 고정 단자와 전기 접속하기 위한 연결장치(8, 9, 10)로서, 상기 모듈 랙이 상기 스위치기어 캐비닛(1)의 프레임(2) 내에 배치된 랙 바닥(6)상에서 가이드되고 상기 연결장치(8, 9, 10)가 절연물로 이루어진 및 상기 모듈 랙과 상호 작용하는 분리 콘택 피이스 그리고 접속 도체(17, 27, 33)를 갖는 하우징(15, 15')을 포함하도록 구성된 연결장치에 있어서,
    상기 연결장치(8, 9, 10)의 하우징(15, 15')은 상기 랙 바닥(6) 아래에 설치되기 위해서, 상기 연결장치가 두 개의 인접한 모듈 랙 사이에 배치될 수 있도록 평평하게 형성되며, 상기 접속도체(17, 27, 33)의 하우징으로부터 돌출하는 단부(20, 30, 35; 21, 28, 34)는 상기 케이블 연결 공간(1) 내에 놓인 단자 그리고 상기 모듈 랙과 상호 작용하는 분리 콘택 피이스를 형성하는 것을 특징으로 하는 연결장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징(15')이 서로 중첩되는 두 개의 하우징 부분으로 이루어지며, 상기 하우징 부분 중 하우징 하부(16)는 상기 접속도체(17, 27, 33)를 위한 채널 형태의 챔버(19)를 갖고, 상기 하우징 부분 중 하우징 상부(18)는 상기 접속도체(17, 27, 33)의 각진 단부(21, 28, 34)를 통과시키기 위한 개구(24, 25)를 갖는 것을 특징으로 하는 연결장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 하우징 하부(16)에는 상기 하우징 상부(18)의 개구(24, 25)와 동일 평면에 놓인 개구(32)가 배치됨으로써, 상기 하부 하우징(15')의 접속도체(17, 33)의 각진 단부(21, 34)가 상기 하부 하우징 위에 있는 상부 하우징(15')을 관통할 수 있는 것을 특징으로 하는 연결장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 하우징(15')의 관통개구(24)가 상기 각진 단부(21, 28) 두께의 적어도 두 배에 상응하는 폭을 가지며, 두 배의 도체 횡단면을 갖는 연결장치(9)를 형성하기 위해서 두 개의 서로 중첩된 하우징(15')의 접속도체(17, 27)의 동일한 직각 단부(21, 28)가 상기 두개 하우징(15') 중 상부 하우징의 관통개구(24)를 공동으로 관통할 수 있는 것을 특징으로 하는 연결장치.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    두 개의 서로 중첩된 하우징(15')의 접속도체(17, 27)의 각진 단부(21, 28)가 상기 모듈 랙의 이동 방향(26)으로 볼 때 중간 챔버와 나란히 놓이게 되도록, 상기 하우징(15)이 또다른 관통개구(25)를 갖는 것을 특징으로 하는 연결장치.
  6. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 랙 바닥(6) 및 적어도 하나의 연결장치(8, 9, 10)가 상기 하우징들(15, 15')을 모듈 랙의 이동 방향(26)으로 지지하는 크로스빔(12)에 의해서 조립이 끝난 하나의 유닛으로 연결되며, 상기 접속도체(17, 33)의 각진 단부(28, 34)를 위한 개구(24, 25)를 갖는 후방 하우징 부분 및 상기 케이블 연결 공간(11) 쪽으로 향한 측면 하우징 부분이 후면과 측면에서 상기 랙 바닥(6) 위로 돌출하는 것을 특징으로 하는 연결장치.
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