KR101070133B1 - 폐쇄 준비 상태를 표시하는 회로 차단기용 인디케이터 - Google Patents

폐쇄 준비 상태를 표시하는 회로 차단기용 인디케이터 Download PDF

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Abstract

회로 차단기의 "폐쇄 준비"(RTC) 상태에 대한 시각적 및 전기적 표시부가 제공된다. 예시적인 실시예는 회로 차단기 장치를 포함하고, 이 장치는 회로 차단기 접점에 연결된 부축과, 상기 부축에 연결된 부축 캠 프로파일과, 상기 부축 캠 프로파일에 연결된 트립 프리 플레이트와, 상기 트립 프리 플레이트에 연결되고 트립 축에 연결되는 트립 패들과, 상기 트립 프리 플레이트와 장전 캠 조립체에 연결된 폐쇄 준비 표시 인디케이터를 포함한다.

Description

폐쇄 준비 상태를 표시하는 회로 차단기용 인디케이터{READINESS FOR CLOSING INDICATOR FOR CIRCUIT BREAKERS}
본 발명은 회로 차단기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회로 차단기에 대한 폐쇄 용이성 또는 폐쇄 준비(Readiness to close: RTC)의 상태에 대한 시각적 및 전기적 표시를 지시하는 인디케이터에 관한 것이다.
회로 차단기는 전기 회로를 과부하 또는 단락에 의해 야기되는 손상으로부터 보호하도록 설계된 자동 작동식 전기 스위치이다. 한번 사용되면 교환하여야 하는 퓨즈와는 달리, 회로 차단기는 (수동 또는 자동으로) 리셋되어 정상적 동작을 재개할 수 있다. 차단기의 스위치 메커니즘은 부하가 접속되는 접점의 개폐를 위해 연결될 수 있다.
이와 같이, 회로 차단기는 다른 상태, 특히 폐쇄 스프링이 활성화된 폐쇄 상태, 폐쇄 스프링이 비활성화된 폐쇄 상태, 폐쇄 스프링이 활성화된 개방 상태, 폐쇄 스프링이 비활성화된 개방 상태, 소정의 인터록(interlock)이 적용된 개방 상태, 소정의 인터록이 적용되지 않은 개방 상태 등의 다른 상태에 있을 수 있다. 접점을 폐쇄하는 회로 차단기의 경우, 다음과 같은 조건이 충족된다: 폐쇄 스프링이 활성화되어야 하고, 차단기 접점은 개방 상태에 있어야 하고, 인터록은 적용되지 않아야 한다.
소비자가 회로 차단기의 "폐쇄 준비" 상태를 용이하게 확인하는 것을 도와주는 인디케이터를 통해 회로 차단기의 상태(폐쇄 용이성)를 모니터링 하는 것이 바람직하다.
예시적인 실시예는 회로 차단기 시스템을 포함하고, 이 시스템은 회로 차단기 접점과 장전 캠 조립체에 작동적으로 연결된 폐쇄 스프링을 갖는 회로 차단기와, 상기 회로 차단기 접점에 연결된 부축과, 상기 부축에 연결된 부축 캠 프로파일과, 상기 부축 캠 프로파일에 연결된 트립 프리 플레이트와, 상기 트립 프리 플레이트에 연결되고 트립 축에 연결되는 트립 패들과, 상기 트립 프리 플레이트와 장전 캠 조립체에 연결된 폐쇄 준비 표시 인디케이터(ready to close indicator)를 포함한다.
이들 및 다른 장점 및 특징들은 도면을 참조로 한 하기의 설명으로부터 보다 분명해질 것이다.
본 발명으로서 간주되는 주제는 본 명세서의 말미의 특허청구범위에 특히 지적되고 분명히 청구된다. 전술한 바의 것과 그리고 다른 본 발명의 목적, 특징 및 장점들은 첨부 도면을 참조로 한 하기의 상세한 설명으로부터 분명하다.
소비자가 회로 차단기의 "폐쇄 준비" 상태를 용이하게 확인하는 것을 도와주는 인디케이터를 통해 회로 차단기의 상태(폐쇄 용이성)를 모니터링할 수 있다.
상세한 설명은 도면을 참조로 하여 예시로써 본 발명의 장점 및 특징과 함께 실시예를 설명한다.
예시적인 실시예들은 회로 차단기의 다음의 조건 모두가 충족되는 것에 응답하여 회로 차단기에 대한 "폐쇄 준비(ready to close)"의 표시를 제공한다: 1) 회로 차단기의 메인 스프링은 장전되고; 2) 분기 코일(shunt coil)은 활성화되지 않고; 3) 설치되어 있는 경우, UV 코일이 활성화되고; 4) 회로 차단기는 소정의 제공된 로킹 수단/인터록 수단에 의해 오프 위치로 로킹되지 않고; 5) 회로 차단기는 오프 위치에 있으며; 6) 보호 유닛 조립체에서의 기계적 로크아웃(lockout)은 리셋된다. 상기 조건 중 어느 하나 이상이 만족되지 않으면, 여기서 설명되는 인디케이터는 "폐쇄 준비"를 표시하지 않는다. 예시적인 실시예에서, 상기 표시는 "폐쇄 준비 상태"를 나타내는 가시적 플래그(flag)나 전기적 신호일 수 있다. 인터록의 적용은 저전압 코일(under voltage coil)의 활성화가 아닌 분기 코일의 활성화 또는 패드록(padlock)/키 로크(key lock)의 적용을 통해 행해질 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 회로 차단기 조립체(100)의 사시도이다. 상기 조립체(100)는 차단기 하우징(105)과, 상기 하우징(105) 내에 배치된 회로 차단 기(150)와, 상기 하우징(105) 내에 배치되고 상기 회로 차단기(150)에 결합되는 부축(lay shaft)(163)을 포함한다. 상기 조립체(100)는 그에 조립된 것으로 보여지는 트립 유닛(119)을 더 포함한다. 상기 조립체(100)는 폐쇄된 구성 상태에 있는 것에 응답하여 회로(도시 생략)에 전류가 흐를 수 있게 하고, 조립체(100)가 개방된 구성 상태에 있는 것에 응답하여 회로에 전류가 흐르는 것을 방지하도록 구성되어 있다. 예시적인 실시예에서, 회로 차단기(150)는 트립 프리 플레이트(trip free plate)(155)에 결합되는 "폐쇄 준비"(RTC) 인디케이터(151)를 더 포함한다. 예시적인 실시예에서, 상기 회로 차단기(150)는 추가로 설명되는 RTC 인디케이터(151)에 결합되는 RTC 캠(156)을 갖는 장전(charging) 캠 조립체(170)를 더 포함한다. 전술한 바와 같이, RTC 인디케이터(151)는 예시적인 실시예에 따라 이제 설명되는 바와 같이 전술한 조건을 만족할 때 회로 차단기의 "폐쇄 준비" 상태를 표시할 수 있다. 도 1B는 예시적인 실시예에 따른 회로 차단기 조립체의 정면 사시도이다. 이 도면에서, 회로 차단기 조립체(100)는 RTC 인디케이터 구멍(102)을 통해 RTC 인디케이터(151)를 볼 수 있는 전방 커버(101)를 포함한다.
도 1c-1d는 예시적인 회로 차단기(150)의 정면 사시도이다. 예시적인 실시예에서, 회로 차단기(150)는 트립 축에 연결되는 트립 패들로 총칭될 수 있는 개방 코일 인터페이스(111, 154, 114)를 포함한다. 개방 코일은 분기 코일(shunt coil) 또는 저전압 코일일 수 있다. 정상적으로, 분기 코일은 회로 차단기를 개방시키기 위해 제공되고, 저전압 코일은 차단기 전압을 확인하기 위해 제공되며, 만일 그 전압이 범위 내에 있지 않으면, 저전압 코일은 회로 차단기(150)를 개방시킨다. 전 술한 코일을 통해 인터록(interlock)도 적용될 수 있다. 인터록 적용을 위해, 분기 코일이 에너지 활성화되어야 한다. 분기 코일 플런저는 트립 패들을 밀어 내리고 회로 차단기를 폐쇄 미준비 상태로 유지시킨다. 정상적으로, 저전압 코일은 회로 차단기를 폐쇄 준비 상태로 유지하기 위해 에너지 활성화되어야 한다. 인터록 적용을 위해, 저전압 코일은 에너지 활성화되지 않는다. 이와 같이, 저전압 코일 플런저는 트립 패들을 밀어 회로 차단기를 폐쇄 미준비 상태로 유지한다.
도 1e는 예시적인 실시예에 따른 회로 차단기 조립체(100)의 측면도이다. 예시된 바와 같이, 회로 차단기(150)는 커플러(124)와 부축(163)(추가 설명됨)을 통해 가동 핑거(moving finger)(132)에 작동적으로 연결된다. 예시적인 실시예에서, 상기 가동 핑거는 접촉 스프링(126)에 의해 적소에 유지된다. 추가의 예시적인 실시예에서, 가동 핑거(132) 상에 배치된 접촉 팁(134)은 터미널(144)에 배치된 접촉 팁(142)과 접촉하도록 구성된다.
도 2a-2d는 예시적인 실시예에 따라 차단기가 장전되고 접점이 개방된 상태(메인 스프링(162)이 장전되어 압축된 상태)의 회로 차단기(150)의 여러 도면들이다. 또한, 전술한 바와 같은 인터록은 적용되지 않는다. 예시적인 실시예에서, 장전 상태의 차단기는 장전되는 메인 차단기 스프링(162)을 포함한다. 예시적인 실시예에서, 회로 차단기는 트립 프리 플레이트(155)와 RTC 캠(156)에 결합되는 RTC 인디케이터(151)를 포함한다. 예시적인 실시예에서, RTC 인디케이터(151)는 RTC 인디케이터 아암(180)과, RTC 캠(156) 상에 배치된 캠 홈(182)에 결합되도록 구성된 캠 핀(181)을 포함한다. 예시적인 실시예에서, 상기 트립 프리 플레이 트(155)는 도 7에 추가적으로 예시되어 있는 트립 억제 후방 핀(160)과 트립 억제 전방 핀(161)을 포함한다.
여전히 도 2a-2d를 참조하면, 전술한 상태에서 RTC 인디케이터(151)는 폐쇄 준비 인디케이터 활성 상태에 있다. 예시적인 실시예에서, 상기 RTC 인디케이터(151)는 바이어스 부재(도시 생략, 예, 스프링)를 통해 하방으로 바이어스 되고, 캠 핀(181)은 RTC 캠 홈(182)과 결합된다(즉, 홈내로 하강됨). 또한, 이 상태에서 RTC 인디케이터(151)는 "폐쇄 준비" 상태를 표시한다. 예시적인 실시예에서, RTC 인디케이터(151)는 마이크로-스위치(도 2b 참조)에 결합된다. 이 상태에서 RTC 인디케이터(151)는 또한 마이크로 스위치(152)를 활성화시키고, 마이크로 스위치는 다시 "폐쇄 준비"의 전기적 표시부로서 실시된다. 예시적인 실시예에서, 상기 마이크로 스위치(152)의 N0/NC 접점은 전기적 표시부로서 제공될 수 있다. RTC 활성 상태에서, 마이크로 스위치(152) 접점은 폐쇄되며, RTC 비활성 상태에서는 반대이다.
도 3a-3c는 예시적인 실시예에 따라 차단기가 장전되고 접점이 개방되고(메인 스프링(162)이 장전되어 압축됨) 트립 코일이 활성화된 상태의 회로 차단기(150)의 여러 도면들이다. 이 상태에서, RTC 인디케이터는 폐쇄 준비 인디케이터 비활성 상태에 있다. 예시적인 실시예에서, 이 상태에서 트립 패들(154)은 트립 코일(도시 생략)이 활성화되었음을 나타내는 인디케이터로서 화살표(158)로 지시된 바와 같이 밀어 내려진다. 또한, 트립 코일을 통해 인터록이 적용된다. 또한, 트립 패들(154)은 트립 억제 전방 핀(161)을 통해 트립 프리 플레이트(155)를 접촉하여 밀어낸다. 예시적인 실시예에서, 트립 프리 플레이트(155)의 이동에 응답하여 트립 억제 캠 프로파일(157)(도 7 참조)도 이동하며, 그에 따라 RTC 인디케이터(151)를 접촉하여 회전시킨다. RTC 인디케이터(151)의 최종 이동은 "폐쇄 준비" 표시를 사용자로부터 은닉하게 된다. RTC 인디케이터(151)의 이동은 마이크로 스위치(152)의 활성화도 방지한다. 또한, RTC 인디케이터(151)는 바이어스 부재(도시 생략, 예, 스프링)를 통해 하방으로 바이어스 되고, 캠 핀(181)은 RTC 캠 홈(182)에서 분리된다(즉, 홈으로부터 상승됨).
도 4a-4c는 예시적인 실시예에 따라 차단기가 장전되고 접점이 폐쇄된 상태(메인 스프링(162)이 장전되어 압축됨)의 회로 차단기의 여러 도면들이다. 이 상태에서 부축(163)의 부축 캠 프로파일(159)은 트립 억제 후방 핀(160)을 통해 트립 프리 플레이트(155)를 접촉하여 밀어낸다. 예시적인 실시예에서, 이 움직임에 기인하여 트립 억제 캠 프로파일(157)은 RTC 인디케이터(151)를 회전시키고 RTC 인디케이터(151)가 "폐쇄 준비" 표지를 표시하는 것을 방지하고, 이는 다시 전술한 바와 같이 마이크로 스위치(152)의 활성화를 방지한다. 또한, 캠 핀(181)은 RTC 캠 홈(182)에서 분리된다(즉, 상승된다). 그러나, RTC 인디케이터는 캠 핀(181)이 RTC 캠 홈(182) 내로 하강 준비된 상태인 하강 준비 상태에 있다. 그러나, RTC 인디케이터는 트립 억제 캠 프로파일(157)에 의해 캠 핀(181)이 상기 홈(182) 내로 하강하는 것이 억제되어 하강 상태로 되는 것이 억제된다.
도 5a-5c는 예시적인 실시예에 따라 차단기가 방출되고 접점이 개방된 상태(메인 스프링(162)이 장전 해제되어 연장됨)의 회로 차단기의 여러 도면들이다. 이 상태에서 RTC 인디케이터는 폐쇄 준비 인디케이터 비활성 상태에 있고, 인터록은 적용되지 않는다. 이 상태에서, RTC 캠이 회전되어 캠 핀(181)이 캠 홈(182) 내로 하강하는 것이 방지된다. 이와 같이, RTC 캠(156)은 RTC 인디케이터(151)가 "폐쇄 준비" 표지를 나타내는 것을 방지하고, 이는 다시 마이크로 스위치(152)의 활성화를 방지한다. 예시적인 실시예에서, 회로 차단기(150)가 폐쇄되면(즉, 장전 해제되면), 장전 캠 조립체(170)가 회전하고 RTC 캠 홈(182)이 RTC 인디케이터(151)를 들어 올린다. 따라서, RTC 인디케이터(151)는 회전된다. 도 5c는 RTC 캠 홈(182) 외측에 RTC 캠(156) 상에 자리하는 캠 핀(181)을 보여주고 있다. 도 5a는 장전 캠 조립체(170)가 장전 캠(183)과 상기 장전 캠 조립체(170)에 결합되는 폐쇄 캠 플레이트(190)를 포함하는 것을 더 도시하고 있다. 도 5d는 폐쇄 캠 플레이트 부싱(191)과, 폐쇄 캠 리벳 핀(192)과, 폐쇄 캠 롤러(193)를 포함하는 예시적인 폐쇄 캠 플레이트(190)의 측면도이다. 예시적인 실시예에서, 장전 캠 조립체(170)의 장전 동작은 핸들이나 모터(도시 생략)로 반시계 방향으로 화살표(A)로 지시된 바와 같이 캠 샤프트(164)를 회전시키는 것을 포함한다. 캠 샤프트(164)가 회전시 캠 프로파일(184)은 폐쇄 캠 플레이트(190)와 상호 작용하여, 스프링(162)의 압축을 통해 다시 폐쇄 캠 플레이트(190)를 시계 방향으로 회전시킨다.
본 발명은 단지 한정된 수의 실시예에 관하여 설명되었지만, 본 발명은 그러한 개시된 실시예에 한정되지 않음을 이해하여야 한다. 오히려, 본 발명은 전술하지 않았지만 본 발명의 취지와 범위에 상응하는 소정 개수의 변화, 변경, 대체 또는 등가의 구성을 포함하도록 변형될 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예들이 설명되었지만, 본 발명의 측면은 설명된 실시예의 일부만을 포함할 수 있음을 이해하여야 한다. 따라서, 본 발명은 전술한 설명에 의해 한정되는 것으로 보여지지 않고, 오히려 첨부된 특허청구범위에 의해서만 한정된다.
도 1a는 예시적인 실시예에 따른 회로 차단기 조립체의 정면 사시도,
도 1b는 예시적인 실시예에 따른 회로 차단기 조립체의 정면 사시도,
도 1c는 예시적인 회로 차단기의 정면 사시도,
도 1d는 예시적인 회로 차단기의 정면 사시도,
도 1e는 예시적인 실시예에 따른 회로 차단기 조립체의 측면도,
도 2a-2d는 예시적인 실시예에 따라 차단기가 장전되고 접점이 개방된 상태의 회로 차단기의 여러 도면,
도 3a-3c는 예시적인 실시예에 따라 차단기가 장전되고 접점이 개방되고 트립 코일이 활성화된 상태의 회로 차단기의 여러 도면,
도 4a-4c는 예시적인 실시예에 따라 차단기가 장전되고 접점이 폐쇄된 상태의 회로 차단기의 여러 도면,
도 5a-5c는 예시적인 실시예에 따라 차단기가 방출되고 접점이 개방된 상태의 회로 차단기의 여러 도면,
도 5d는 예시적인 폐쇄 캠 플레이트의 측면도,
도 6a는 예시적인 실시예에 따른 장전 캠 조립체의 측면 사시도,
도 6b는 예시적인 실시예에 따른 폐쇄 준비 캠의 측면도,
도 7은 예시적인 실시예에 따른 트립 프리 플레이트의 측면도,
도 8은 예시적인 실시예에 따라 부축 캠 플로파일을 갖는 부축의 사시도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>
100 : 회로 차단기 조립체 5 : 하우징
119 : 트립 유닛 126 : 접촉 스프링
132 : 가동 핑거 134 : 접촉 팁
150 : 회로 차단기 155 : 트립 프리 플레이트
151 : RTC 인디케이터 152 : 마이크로 스위치
154 : 트립 패들 155 : 트립 프리 플레이트
157 : 캠 프로파일 162 : 메인 차단기 스프링
163 : 부축 180 : RTC 인디케이터 아암
181 : 캠 핀 182 : 캠 홈

Claims (10)

  1. 회로 차단기 장치에 있어서,
    회로 차단기 접점에 연결된 부축(lay shaft)과,
    상기 부축에 연결된 부축 캠 프로파일과,
    상기 부축 캠 프로파일에 연결된 트립 프리 플레이트(trip free plate)와,
    상기 트립 프리 플레이트에 연결되고, 트립 축에 연결되는 트립 패들과,
    장전 캠 조립체에 작동적으로 연결된 회로 차단기 메인 스프링과,
    상기 트립 프리 플레이트 및 상기 장전 캠 조립체에 연결된 폐쇄 준비 표시 인디케이터(ready to close indicator)와,
    상기 트립 패들과 상기 트립 프리 플레이트를 통해 상기 폐쇄 준비 표시 인디케이터에 작동적으로 연결된 분기 코일(shunt coil)과,
    상기 트립 패들과 상기 트립 프리 플레이트를 통해 상기 폐쇄 준비 표시 인디케이터에 작동적으로 연결된 UV(undervoltage) 코일을 포함하는
    회로 차단기 장치.
  2. 회로 차단기 장치에 있어서,
    회로 차단기 접점에 연결된 부축과,
    상기 부축에 연결된 부축 캠 프로파일과,
    상기 부축 캠 프로파일에 연결된 트립 프리 플레이트와,
    상기 트립 프리 플레이트에 연결되고, 트립 축에 연결되는 트립 패들과,
    상기 트립 프리 플레이트 및 장전 캠 조립체에 연결된 폐쇄 준비 표시 인디케이터를 포함하며,
    상기 장전 캠 조립체는 캠 홈을 갖는 폐쇄 준비 캠을 포함하며,
    상기 폐쇄 준비 표시 인디케이터는 폐쇄 준비 인디케이터 아암과, 상기 폐쇄 준비 인디케이터 아암 상에 배치된 캠 핀을 포함하며,
    상기 캠 핀은 회로 차단기 장치가 폐쇄 준비 상태에 있는 것에 응답하여 상기 캠 홈내로 하강하도록 구성되는
    회로 차단기 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 캠 핀은 상기 회로 차단기 장치가 폐쇄 미준비 상태에 있는 것에 응답하여 상기 캠 홈 외부에 유지되도록 구성되는
    회로 차단기 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 폐쇄 준비 캠은, 차단기 폐쇄 스프링이 에너지 활성화되지 않은 것으로 인해 상기 회로 차단기 장치가 폐쇄 미준비 상태에 있는 것에 응답하여, 상기 캠 핀이 폐쇄 준비 캠 홈내로 하강하는 것을 방지하도록 구성되는
    회로 차단기 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 트립 프리 플레이트는, 상기 회로 차단기 장치가 인터록(interlock)되어 있는 것으로 인해 상기 회로 차단기 장치가 폐쇄 미준비 상태에 있는 것에 응답하여, 상기 캠 핀이 폐쇄 준비 캠 홈내로 하강하는 것을 방지하도록 구성되는
    회로 차단기 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 트립 프리 플레이트는, 상기 회로 차단기 접점이 오프 상태에 있는 것으로 인해 상기 회로 차단기 장치가 폐쇄 미준비 상태에 있는 것에 응답하여, 상기 캠 핀이 폐쇄 준비 캠 홈내로 하강하는 것을 방지하도록 구성되는
    회로 차단기 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
KR1020090032193A 2008-04-15 2009-04-14 폐쇄 준비 상태를 표시하는 회로 차단기용 인디케이터 KR101070133B1 (ko)

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