KR100856641B1 - 회로 차단기 장치 - Google Patents

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엘렌베르거 앤드 포엔스겐 게엠베하
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Abstract

본 발명은 다수의 안전용 스위치들(LSn), 특히 라인 안전용 스위치들을 포함하는 안전용 스위치 시스템에 관한 것으로, 상기 안전용 스위치들은 라인들(Lnm)을 통해 전력 분배 시스템(EN)의 시스템 구성요소(SKn)에 연결되고 제어 노브(BEn)를 구비한다. 상기 제어 노브는 작동 패널(BF)을 관통하고 각 안전용 스위치(LSn)를 트리거링하기 위해 상기 작동 패널(BF)의 전면(FS)으로부터 작동될 수 있다. 진단 및/또는 매개변수화 데이터(DDP)를 교환하기 위한 커플링 엘리먼트(KEn)는 하나 또는 모든 안전용 스위치들(LSn)과 연관되고 또한 작동 패널(BF)의 전면(FS)으로부터 접근될 수 있다.

Description

회로 차단기 장치{SAFETY SWITCH SYSTEM}
본 발명은 라인들을 통해 전력 분배 시스템의 시스템 구성요소에 각각 연결된 다수의 회로 차단기들을 갖는 회로 차단기 장치에 관한 것이다. 이 경우, 회로 차단기들은 특히 저-전압 시스템에서 전류-운반 라인들을 보호하기 위한 라인 회로 차단기들을 의미한다.
일반적으로 이러한 회로 차단기 장치는 특히 회로 차단기들을 갖는 비행기 전원공급 시스템 또는 복잡한 조립 부품의 스위치기어 캐비닛(switchgear cabinet)의 일부분으로, 상기 회로 차단기들은 예를 들면 제어 보드 형태의 제어 패널에 유지되고 상기 회로 차단기들의 제어 버튼들은 상기 제어 패널의 후면으로부터 전면으로 향해 있는 상응하는 리드스루 개구(leadthrough opening)들을 통해 제어 패널을 관통한다.
회로 차단기들의 제어 버튼들은, 전류 또는 전압을 차단하는 방식으로 상응하거나 영향받는 라인 경로 및 상기 라인 경로와 연관된 전력 분배 시스템의 시스템 구성요소들을 스위치 하기 위하여 각 회로 차단기들을 수동으로 작동시키기 위해서 사용된다. 이 외에, 일반적으로 각 제어 버튼의 위치 또는 위치상 변화 때문에, 제어 버튼은 상기 영향받는 라인 경로 중에서 보호되어야 할 라인들의 과부하로 인한 결함 발생시 작동하는 회로 차단기를 나타낸다.
본 발명의 목적은 처음에 언급된 타입의 회로 차단기 장치를 개선하여 단지 제어 기능 이외에 진단 및/또는 매개변수화 기능도 가능하게 하는 것이다.
상기 목적은 본 발명에 따라 청구항 1의 특징들에 의해 달성된다. 이와 관련하여, 진단 및/또는 매개변수화 데이터의 교환을 위한, 마찬가지로 제어 패널의 전면으로부터 접근할 수 있는 커플링 엘리먼트가 해당 또는 각 회로 차단기에 연관된다.
이 경우, 본 발명은 첫째로 이러한 회로 차단기 장치의 회로 차단기들이 특히 예를 들면 프로세서-보조 프로세싱 유닛 형태의 국소적 지능을 점점 구비하고 그에 따라 실제적 보호 기능 이외에 감시 및 제어 기능들도 수행할 수 있다는 고려에 기초한다. 둘째로, 접근 옵션은 일반적으로 상기 목적을 위해서는 복잡한 데이터 버스 시스템의 개장(retrofitting)을 피하면서, 즉석-설치된(ready-installed) 회로 차단기들의 경우에도 결과적 진단 및/또는 매개변수화 기능들을 위하여 이용될 수 있어야 한다. 이는, 회로 차단기들 및/또는 상기 회로 차단기들에 커플링된, 전력 분배 시스템의 시스템 구성요소들의 진단 또는 매개변수화가 제어 측에서 이용될 수 있다는 사실에 의하여 달성될 수 있다. 그 결과, 이러한 진단 또는 매개변수화 목적을 위해 장치들을 설계하는 것은 데이터 버스 시스템만큼 불필요하다.
한 유용한 구성에서, 제어 패널의 전면으로부터 접근될 수 있는 데이터 교환을 위한 커플링 엘리먼트는 양방향 데이터 교환을 위한 진단 또는 매개변수화를 위해 설계된다. 이 경우, 커플링 엘리먼트는 무선 데이터 교환을 위한 전송 및/또는 수신 장치의 형태일 수 있다. 여기서, 예를 들면 적외선에 의한 광 데이터 전송 또는 예를 들면 초음파에 의한 음향(acoustic) 데이터 전송이 대체로 생각될 수 있다. 무선 데이터 전송도 사용될 수 있다. 원칙적으로, 상기 커플링 엘리먼트는 편의상 전기 연결 접속(an electrical connecting connection) 또는 플러그-인 접속(plug-in connection) 형태로 케이블들, 라인들 또는 와이어들을 이용한 데이터 교환을 위해서도 설계될 수 있다.
기하학적 장치에 관해서, 커플링 엘리먼트는 제어 패널에, 바람직하게는 연관된 회로 차단기의 각 제어 버튼의 바로 부근에, 또는 바람직하게는 제어 버튼 그 자체에 제공될 수 있다. 이 경우 제어 버튼은 작동 버튼 또는 작동 로커(rocker) 또는 그와 같은 종류의 형태를 가지는 제어 엘리먼트를 의미하는 것으로도 이해된다.
커플링 엘리먼트의 차단기-내부 커플링 또는 접속이 프로세싱 유닛을 통해 제공될 수 있고, 상기 프로세싱 유닛은 차단기-관련 데이터를 측정 및/또는 제어하거나 또는 엘리먼트들을 스위칭하기 위해 각 회로 차단기에 제공된다. 전력 분배 시스템 또는 상응하는 시스템 구성요소와 데이터를 교환하기 위한 커플링 엘리먼트도 차단기 내에서 각 회로 차단기에 연관된 시스템 구성요소의 라인 말단(a line terminal)에 연결될 수 있다.
진단 또는 매개변수화 장치가 제어 패널에 제공되는 커플링 엘리먼트를 통해 연결된 경우, 전력 분배 시스템으로부터 유래한 진단 장치에서의 과전압을 방지하기 위해, 보조 스위칭 엘리먼트가 편의상 상기 커플링 엘리먼트와 상기 라인 말단 사이의 차단기-내부 접속부에 연결된다. 이 경우, 상기 보조 스위칭 엘리먼트(보조 스위치)는 회로 차단기의 주 스위칭 엘리먼트(주 스위치)와 상호 작용하여, 주 스위치가 개방되고 커플링의 결과로서 보조 스위치가 폐쇄될 때에만 전력 분배 시스템의 각 시스템 구성요소와의 데이터 교환이 이루어질 수 있다.
본 발명에 의해 달성되는 장점들은, 회로 차단기 장치의 제어 패널의 전면으로부터 접근될 수 있는 커플링 엘리먼트의 장치 덕분에, 한편으론 차단기-내부 구성요소들과 그리고 다른 한편으론 각 회로 차단기에 연결된 전력 분배 시스템의 시스템 구성요소들과의 데이터 교환이 버스 없이 이루어질 수 있다는 사실로 특히 이루어진다. 데이터 교환은 편의상 진단 또는 매개변수화 장치를 통해 이루어지고, 상기 진단 또는 매개변수화 장치는 마찬가지로 제어 패널의 전면으로부터 진단 및/또는 매개변수화 데이터를 기록 또는 판독하기 위하여 상응하는 커플링 지점 또는 인터페이스를 갖는다. 따라서, 상응하는 커플링 엘리먼트들을 통한 이러한 버스-없는 데이터 교환을 통해, 회로 차단기에 버퍼-저장될 수 있는 측정 및 결함 데이터가 판독되고, 예를 들면 전용 라인과 같은 전력 분배 시스템의 각 라인들 또는 시스템 데이터를 감시하는 회로 차단기를 구성하기 위한 매개변수화 데이터가 회로 차단기에 또는 상기 회로 차단기를 통해 전력 분배 시스템의 각 시스템 구성요소에 기록되는 것이 가능해진다.
본 발명의 예시적인 실시예들이 도면을 참조하여 더욱 상세하게 아래에 기술될 것이다.
도 1은 데이터 교환을 위해 제어 패널에 배열된 제어 및 커플링 엘리먼트, 그리고 진단 장치를 갖는 전력 분배 시스템의 회로 차단기 장치에 대한 개략도,
도 2는 제어 패널에 배열되고 상응하는 회로 차단기에 바로 커플링되는 커플링 엘리먼트를 갖는 변형예에 대한 도면, 및
도 3은 도 2와 같은 예시에서 회로 차단기의 제어 엘리먼트에 배열된 커플링 엘리먼트를 갖는 실시예에 대한 도면.
상호 상응하는 부분들은 모든 도면들에서 동일한 참조 부호들이 제공된다.
도 1은 각 경우에 전력 분배 시스템 또는 전력 공급 시스템(EN)의 한 시스템 구성요소(SK1 ...n)에 라인들(L11...L1m)을 통해 연결된 다수의 라인 회로 차단기들(LS1 ...n)을 갖는 회로 차단기 장치에 대한 개략도를 나타낸다.
제어 버튼으로서 아래에 참조될 제어 엘리먼트(BE1...n)는, 회로 차단기로서 아래에 참조될 각 라인 회로 차단기들(LS1...n)에 연관된다. 작동 버튼 또는 작동 로커의 형태일 수도 있는 각 제어 버튼(BEn)은 상응하는 스위칭 엘리먼트(SEn)를 통해 각 회로 차단기(LSn)에 기계적으로 커플링된다. 각 회로 차단기(LSn)의 제어 버튼(BEn)은 제어 패널(BF)에 배열되고, 상기 제어 패널(BF)에서 하우징 또는 장치 내면(IS), 예를 들면 스위치기어 캐비닛 또는 전력 공급 시스템 캐비닛의 내부로부터 관통-개구들을 통해 더 이상 세부적으로 도시되지 않는 외면을 향해 있는 외부로 통과되고, 그에 따라 제어 패널(BF)의 전면(FS)으로부터 접근될 수 있고 작동되는 것이 가능하다.
도 1에 도시된 예시적인 실시예에서, 커플링 엘리먼트(KE1...n)는 해당 또는 각 제어 버튼(BE1...n)에 물리적으로 인접하여 제공되고, 여기서 커플링 엘리먼트는 마찬가지로 제어 패널(BF)의 전면(FS)으로부터 접근될 수 있다. 각 커플링 엘리먼트(KEn)는 장치-내부에 있다, 즉 예를 들면 전면(FS)의 반대편에 있는, 제어 패널(BF)의 내면(IS) 상에서 연결 라인(VLn)을 통해 각 회로 차단기(LSn)에 연결된다.
커플링 엘리먼트(KEn)는 개략적으로 도시된 진단 장치(DG)와의 데이터 교환을 위해서 사용된다. 상기 진단 장치는 각 커플링 엘리먼트(KEn)에 상보적인 커플링부(KT)를 갖는데, 여기서 개략적으로 도시된 바와 같이, 케이블들 또는 라인들을 이용한 전기 접속(LD) 또는 또한 무선 접속(IRD, FD)이 데이터 교환을 위하여 상응하게 설계된 커플링 엘리먼트들(KEn) 또는 커플링부들(KT)을 통해 구현될 수 있다. 그러므로, 예를 들면 적외선 전송기들 및 수신기들 형태의 커플링 엘리먼트들(KEn)과의 적외선 경로(IRD)를 통한 광 데이터 교환 또는 또한 무선 경로(FD)를 통한 무선 데이터 교환이 이루어질 수 있다. 이를 위해, 커플링 엘리먼트(KEn)는 상응하는 전송 및 수신 장치들의 형태이다.
도 2 및 도 3은 기계적, 전자기계적 또는 전자적 스위칭 메커니즘(SH)을 갖고, 전기적 스위칭 접촉들의 형태로 또는 예를 들면 전계 효과 트랜지스터 형태의 전자적 또는 반도체 스위치의 형태로 상기 스위칭 메커니즘에 커플링된 주 스위칭 엘리먼트 또는 주 스위치(HS)를 갖는 회로 차단기(LSn)의 기본 설계도를 나타낸다. 회로 차단기(LSn)의 추가 구성요소 부분은 편의상 프로세싱 유닛(VE)이다. 상기 프로세싱 유닛(VE)은 한편으론 스위칭 메커니즘(SH) 및/또는 주 스위치(HS)를 제어하기 위해 그리고 다른 한편으론 회로 차단기 내에서 검출되는 측정값들을 잡아내고 저장하고 처리하기 위해 사용된다.
주 스위치(HS)는 감시 대상 라인들(Lnm)을 통해 발전기(G)와 부하(L)로 상징되는 각 시스템 구성요소(SKn)에 연결된다. 일반적으로, 시스템 구성요소(SKn)의 공급부에 대면(facing)하는 회로 차단기(LSn)의 출력부는 이 경우 LINE 말단이라 하고, 반면에 시스템 구성요소(SKn)의 소비자 또는 부하(L)에 대면하는 회로 차단기(LSn)의 말단은 LOAD라 한다.
도 2에서 점선들로 도시된 보조 스위칭 엘리먼트(HE)는 또한 차단기 내에 제공되고 차단기-내부 연결 라인(VLL)을 통해 회로 차단기(LSn)의 LOAD 말단에 연결된다. 연결 라인(VLL)은 회로 차단기(LSn)의 프로세싱 유닛 또는 로직(VE)을 통해 제어 패널 또는 프론트(front) 패널(BF)에 제공되는 커플링 엘리먼트(KEn)로 나아가게 된다. 커플링 엘리먼트(KEn)로부터 보조 스위칭 엘리먼트(HE)를 통해 회로 차단기(LSn)의 LOAD 말단으로의 직접 접속이 또한 점선으로 도시된 바와 같이 제공될 수 있다. 보조 스위치로도 아래에 참조되는 보조 스위칭 엘리먼트(HE)와 주 스위치(HS)는 이 경우에 특히 프로세싱 유닛(VE)을 통해 또는 별개의 전면 추가 접촉을 통해 서로 커플링되고, 그 결과로 주 스위치(HS)가 개방될 때 보조 스위치(HE)만이 폐쇄된다. 커플링 엘리먼트(KEn) 및 이를 통한 진단 장치(DG)에서의 과전압이 그러므로 신뢰할만하게 방지된다.
도 2에 도시된 예시적인 실시예에서, 커플링 엘리먼트(KEn)는 회로 차단기(LSn)에 직접 커플링된다. 이를 위해, 커플링 엘리먼트와 회로 차단기(LSn), 특히 차단기 하우징 사이의 직접 연결 접촉이 더 이상 세부적으로 도시되지 않은 정도로 존재할 수 있다.
회로 차단기(LSn), 그리고 아마도 상기 회로 차단기를 통한 각 시스템 구성요소(SKn) 그리고 커플링 엘리먼트(KEn)와의 데이터 교환은 진단 및/또는 매개변수화 장치(DG)를 통해 이루어지고, 상기 진단 및/또는 매개변수화 장치(DG)는 마찬가지로 제어 패널(BF)의 전면(FS)으로부터 작동될 수 있다. 이 경우, 데이터 교환은 도 3에서 이중 화살표로 상징된 바와 같이 광학적으로, 음향적으로 또는 무선으로 그리고 그에 따라 무선 방식으로, 또는 도 2에서 점선 접속으로 상징된 바와 같이 케이블들 또는 라인들을 이용하여 이루어질 수 있다. 이를 위해, 진단 장치는 이러한 무선 데이터 교환 또는 와이어들을 이용한 데이터 교환을 위하여 상응하는 커플링 지점 또는 인터페이스(KT)를 갖는다.
바람직한 실시예에서, 특히 도 3에 도시된 바와 같이 상응하는 작은-영역 제어 패널(BF)을 갖는 빈틈없는 물리적 또는 공간적 조건들의 경우에, 커플링 엘리먼트(KEn)는 제어 버튼(BE)으로 통합된다. 이 경우, 차단기-내부 라인 접속(VLn)은 또한 점선들로 도시된 바와 같이 제어 버튼(BE)과 스위칭 메커니즘(SH) 사이의 접속의 기계적 스위칭 엘리먼트(SEn)를 통해 이루어질 수 있다. 본 실시예에서, 보조 스위칭 엘리먼트(HE)는 도시되지 않으며, 이 경우 제어 패널(BF)을 관통하는 커플링 엘리먼트(KEn)를 위한 별개의 관통-개구를 갖는 실시예와 제어 버튼(BE)에 통합된 커플링 엘리먼트(KEn)를 갖는 실시예 모두에서, 보조 스위칭 엘리먼트 또는 보조 스위치(HE)가 있거나 없는 그리고 프로세싱 유닛(VE)이 있거나 없는 차단기-내부 설계가 제공될 수 있다.
각 커플링 엘리먼트(KEn)를 통한 데이터 교환은 바람직하게도 양방향으로 이루어진다. 이를 위해, 제어 데이터와 매개변수들 또는 매개변수화 데이터(DDP)는 진단 장치(DG)로부터 각 커플링 엘리먼트(KEn)를 통해 각 회로 차단기(LSn)의 프로세싱 유닛(VE)으로 및/또는 상기 회로 차단기를 통해 각 시스템 구성요소(SKn)로 전송될 수 있다. 제어, 진단 또는 매개변수화 데이터(DDP)는 이 경우 프로세싱 유닛(VE)에 저장되거나 버퍼-저장되고 및/또는 그곳으로부터 시스템 구성요소(SKn)로 전달되고 또한 진단 장치(DG)로부터 다시 판독된다. 라인 파라미터들은 또한 프로세싱 유닛(VE)에 버퍼-저장될 수 있다. 특히 또한 예를 들면 커플링 임피던스들과 시스템용 파라미터들과 같은 시스템 또는 시스템 구성요소(SKn)로부터의 측정값들과 진단 데이터는 마찬가지로 프로세싱 유닛(VE)에 버퍼-저장될 수 있고 진단 장치(DG)를 통해 판독될 수 있다.
그 외에, 데이터 또는 파라미터들은 시스템 구성요소(SKn)로부터 판독될 수 있고 그에 따라 시스템 상태들이 커플링 엘리먼트(KEn)를 통해 진단 장치(DG)에 의해 질의될 수 있다. 이 경우, 역시 시스템용 데이터, 결함 메시지들 및/또는 측정값들은 회로 차단기(LSn)의 프로세싱 유닛(VE)에 버퍼-저장될 수 있고 소정 시각에 커플링 엘리먼트(KEn)를 통해 진단 장치(DG)에 의해 판독될 수 있다.
그러므로, 진단 및/또는 매개변수화 데이터(D)는 버스-없는 방식으로 각 회로 차단기(LSn)의 커플링 엘리먼트(KEn)를 통해 제어 또는 전면(FS)으로부터 기록 및 판독되며, 회로 차단기(LSn)의 설치면, 즉 전면(FS)의 반대편에 있는 장치 또는 하우징의 내면(IS) 상에서 상기 기록 및 판독을 위해서 요구되는 개입이 없다.
참조부호들의 리스트
BEn 제어 버튼
BF 제어 패널
DG 진단 장치
DDP 진단/매개변수화 데이터
EN 전력 분배 시스템/전력 공급 시스템
FD 무선 접속
FS 전면
G 발전기
HE 보조 스위칭 엘리먼트/보조 스위치
HS 주 스위칭 엘리먼트/주 스위치
IRD 적외선 경로
IS 장치/하우징 내면
KEn 커플링 엘리먼트
KT 커플링부/인터페이스
L 부하
LD 접속
Lnm 라인
LSn 라인 회로 차단기
SEn 스위칭 엘리먼트
SH 스위칭 메커니즘
SKn 시스템 구성요소
VE 프로세싱 유닛
VLn 연결 라인

Claims (10)

  1. 각각 라인들(Lnm)을 통해 전력 분배 시스템(EN)의 시스템 구성요소(SKn)에 연결되고 각각 제어 버튼(BEn)을 갖는 다수의 회로 차단기들(LSn)을 구비한 회로 차단기 장치로서,
    - 각 회로 차단기(LSn)를 작동시키기 위한 상기 제어 버튼(BEn)은 제어 패널(BF)을 관통하고 상기 제어 패널의 전면(FS)에서 작동될 수 있고,
    - 진단 및 매개 변수화 데이터(D) 교환 중 적어도 하나를 위한, 상기 제어 패널(BF)의 전면(FS)으로부터 마찬가지로 접근될 수 있는 커플링 엘리먼트(KEn)가 각 회로 차단기(LSn)와 연관되고,
    - 버스-없이 전력 분배 시스템(EN)과의 데이터 교환을 위한 상기 커플링 엘리먼트(KEn)는 차단기 내에서 각 회로 차단기(LSn)와 연관된 시스템 구성요소(SKn)의 라인 말단(LOAD)에 연결되는,
    회로 차단기 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 커플링 엘리먼트(KEn)는 양방향 데이터 교환을 위해 설계되는,
    회로 차단기 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 커플링 엘리먼트(KEn)는 데이터 교환을 위해 전송 장치 및 수신 장치 중 적어도 하나의 형태인,
    회로 차단기 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 커플링 엘리먼트(KEn)는 제어 패널(BF)에 배열되는,
    회로 차단기 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 커플링 엘리먼트(KEn)는 각 회로 차단기(LSn)의 부근에 또는 각 회로 차단기(LSn)의 제어 엘리먼트(BEn) 내에 배열되는,
    회로 차단기 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 커플링 엘리먼트(KEn)는 차단기-관련 데이터 또는 차단기 엘리먼트들(SH, HS, HE)을 측정 및 제어 중 적어도 하나를 위하여 회로 차단기(LSn)의 차단기-내부 프로세싱 유닛(VE)에 연결되는,
    회로 차단기 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    보조 스위칭 엘리먼트(HE)가 상기 커플링 엘리먼트(LSn)와 라인 말단(LOAD) 사이의 차단기-내부 접속부(VLn)에 연결되는,
    회로 차단기 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 보조 스위칭 엘리먼트(HE)는 각 시스템 구성요소(SKn)와의 데이터 교환이 주 스위칭 엘리먼트(HS)가 개방될 때에만 이루어지도록 회로 차단기(LSn)의 상기 주 스위칭 엘리먼트(HS)에 커플링되는,
    회로 차단기 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
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