KR101072547B1 - 고압차단기의 가스절연 개폐장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고압차단기의 가스절연 개폐장치를 제공한다. 상기 고압차단기의 가스절연 개폐장치는 본체 내에서 회전 가능하게 축 설치되며, 상기 축에 연결된 외부 조작기의 구동력에 의해 단로기 방향, 접지개폐기 방향, 또는 중립 위치 중 어느 하나로 위치되도록 양방향으로 선택적인 회전을 하는 구동자와; 상기 구동자의 선택적인 회전에 따라 일단이 상기 구동자와 접지 또는 분리되고, 타단이 상기 단로기의 접점에 접지 또는 분리되어 상기 단로기의 통전을 조작하도록 축 설치되는 제1회동자와; 상기 구동자의 선택적인 회전에 따라 일단이 상기 구동자와 접지 또는 분리되고, 타단이 상기 접지개폐기의 접점에 접지 또는 분리되어 상기 접지개폐기의 통전을 조작하도록 축 설치되는 제2회동자;를 포함하여 이루어진다.

Description

고압차단기의 가스절연 개폐장치{Gas Insulated Switchgear}

본 발명은 고압차단기의 가스절연 개폐장치에 관한 것으로, 특히, 하나의 조작기로 단로기, 접지개폐기, 또는 중립위치를 선택적으로 구동시킬 수 있는 3위치 조작이 가능한 고압차단기의 가스절연 개폐장치에 관한 것이다.

일반적으로 가스절연 개폐장치(GIS, Gas Insulated Switchgear)는 변전소의 주요 구성품인 차단기(GCB, Gas Circuit Breaker), 단로기(DS, Disconnecting Switch), 접지개폐기(ES, Earthing Switch), 피뢰기(Lightning Arrester), 주모선(Main Bus)등으로 구성되어 있고, 내부에 절연성능이 우수하고, 불활성인 SF 6 가스를 충진하여, 변전소의 소형화 및 안전을 도모하고 있다.

상기 기기 중에 단로기와 접지개폐기는 각각 독립된 조작기구를 이용해 그 접점의 개로(Open)와, 폐로(Close) 동작을 수행하였으나, 최근에는 구조의 단순화, 경제성 및 제어의 단순성 등을 이유로 단로기와 접지개폐기를 하나의 조작기구로 조작할 수 있도록 하는 통합된 단로기/접지개폐기 조작기구가 제시되고 있다.

종래의 단로기/접지개폐기 조작기구는 회전축에 레버, 링크, ES/DS 가동자를 핀으로 연결하여 작동시 ES/DS 가동자를 동시에 움직인다. 상기 단로기/접지개폐기 조작기구는 레버의 회전운동을 가동자의 직선운동으로 변화시키는 구조로서, 상기 레버의 회전운동으로 인하여 가동자 운동방향에 대해 일정한 각도로 항상 힘이 작용한다. 이는 금속이물질 발생가능성이 높아서 GIS 사고 발생 가능성이 높으며, 불필요하게 ES/DS 가동자를 동시에 구동함으로써, 구동력도 커지는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 하나의 조작기로 단로기(DS), 접지개폐기(ES)중 하나만을 구동시키고, 다른 하나는 고정시킴과 아울러 접속을 모두 끊은 중립위치를 유지시킴으로, 단로기(DS) 구동장치와 접지개폐기(ES)의 구동장치가 각각 독립적으로 구동하도록 하여 입력을 최소화할 수 있고, 금속 이물질 발생 및 구동력을 최소화할 수 있으며, 단순한 구조로도 3위치 제어를 정확히 할 수 있는 고압차단기의 가스절연 개폐장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 고압차단기의 가스절연 개폐장치는 본체 내에서 회전 가능하게 축 설치되며, 상기 축에 연결된 외부 조작기의 구동력에 의해 단로기 방향, 접지개폐기 방향, 또는 중립 위치 중 어느 하나로 위치되도록 양방향으로 선택적인 회전을 하는 구동자와; 상기 구동자의 선택적인 회전에 따라 일단이 상기 구동자와 접지 또는 분리되고, 타단이 상기 단로기의 접점에 접지 또는 분리되어 상기 단로기의 통전을 조작하도록 축 설치되는 제1회동자와; 상기 구동자의 선택적인 회전에 따라 일단이 상기 구동자와 접지 또는 분리되고, 타단이 상기 접지개폐기의 접점에 접지 또는 분리되어 상기 접지개폐기의 통전을 조작하도록 축 설치되는 제2회동자;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 구동자에는 상기 제1회동자와 제2회동자에 각각 접지되는 제1가이드부 재와 제2가이드부재가 구비되고, 상기 제1회동자와 제2회동자의 중립을 유지시키는 제1고정돌기와 제2고정돌기가 구비되며,

상기 제1회동자와 제2회동자의 일단부에는 상기 제1가이드부재와 제2가이드부재가 각각 삽입되어 접지되는 제1가이드홈과 제2가이드홈이 구비되고, 중앙부의 외주에 상기 제1고정돌기와 제2고정돌기에 각각 걸림되어 상기 제1회동자와 제2회동자의 중립을 유지시키는 제1고정자와 제2고정자가 구비된다.

상기 본체에는 상기 제1회동자와 제2회동자의 과도한 회전을 방지하도록 상기 제1회동자와 제2회동자가 중립에 위치할 때 제1회동자와 제2회동자의 타단이 각각 걸림되는 멈춤쇠가 구비된다.

상기 제1고정자와 제2고정자는 제1회동자와 제2 회동자에 각각 연결되는 연결부와, 상기 연결부의 단부와 힌지축으로 결합되는 고정레버와 상기 고정레버가 상기 구동자의 고정돌기에 탄력적으로 지지되도록 상기 힌지축에 결합되는 회전 스프링으로 이루어진다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명 고압차단기의 가스절연 개폐장치에 따르면, 하나의 조작기로 단로기(DS), 접지개폐기(ES) 또는 중립위치를 선택적으로 모두 구동할 수 있고, 구조가 단순하여 조작이 편리하며, ES/DS의 독립적 구동으로 동작횟수를 줄여 금속 이물질의 발생을 줄임에 따라 금속 이물질로 인해 발생될 수 있는 고장이나 오동작을 방지하여 제품의 품질을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 단로기(DS)를 연결하는 제1회동자와 접지개폐기(ES)를 연결하는 제2회 동자가 구동자와 정확한 접지 및 분리가 이루어짐에 따라 정확한 제어가 이루어지고, 중립 상태의 안정적인 고정을 유지시킴으로 3위치의 정확한 제어가 이루어져 제품의 안정성을 향상시키는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 고압차단기의 가스절연 개폐장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 고압차단기의 가스절연 개폐장치의 중립상태를 개략적으로 도시한 제1 작동상태도이고, 도 2는 본 발명에 따른 고압차단기의 가스절연 개폐장치의 작동방식을 개략적으로 도시한 제2 작동상태도이며, 도 3은 본 발명에 따른 고압차단기의 가스절연 개폐장치의 작동방식을 개략적으로 도시한 제3 작동상태도를 나타내고 있다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 고압차단기의 가스절연 개폐장치는 구동자(100)와, 제1회동자(200)와, 제2회동자(300)를 포함하여 이루어진다.

상기 구동자(100)는 원판의 형태로 본체(미도시) 내에 회전가능하게 축 설치되는 것으로, 본체(미도시)의 외부에는 상기 축에 구동력을 전달하기 위한 외부 조작기(미도시)가 별도로 구비된다.

즉, 상기 구동자(100)는 상기 외부 조작기(미도시)의 구동력에 의해 단로기(DS)방향, 접지개폐기(ES)방향 또는 중립위치(접속을 모두 끊는 위치) 중 어느 하나로 위치되도록 양방향으로 선택적인 회전을 한다.

다시 말해, 상기 구동자(100)는 외부 조작기(미도시)의 조작에 의해 회전방향이 결정되며, 상기 결정된 회전방향에 의해 단로기(DS)측 또는 접지개폐기(ES)측으로 선택적인 회전을 하는 것이다. 물론, 상기 단로기(DS)와 접지개폐기(ES)의 접속을 모두 끊을 경우에는 구동자(100)가 단로기(DS)와 접지개폐기에 접속이 되지 않는 중립에 위치하게 된다.

상기 구동자(100)는 중앙을 기준으로 상단 양측에 상기 제1회동자(200)와 제2회동자(300)에 각각 접지되는 제1가이드부재(110)와 제2가이드부재(120)가 구비되고, 하단 양측에 상기 제1회동자(200)와 제2회동자(300)의 중립을 유지시키기 위한 제1고정돌기(130)와 제2고정돌기(140)가 원판의 외주에서 외측으로 돌출되도록 구비된다.

이때, 상기 제1고정돌기(130)와 제2고정돌기(140)는 구동자(100)의 중립위치일때 상기 제1회동자(200)와 제2회동자(300)가 돌출 턱부에서 걸림되다가 상기 구동자(100)가 일 방향으로 회전되면 상기 제1회동자(200)와 제2회동자(300)가 구동부(100)의 외주를 따라 미끄럼 운동을 하도록 원형 돌기로 형성된다.

또한, 상기 제1,제2가이드부재(110,120)는 상기 제1,제2회동자(200,300)와 접지 및 분리가 용이하도록 단부가 볼 형상으로 이루어진다.

상기 구동자(100)와 단로기(DS) 사이에서 회전가능하게 축 설치되는 제1회동자(200)가 구비된다.

상기 제 1회동자(200)는 상기 구동자(100)의 선택적인 회전에 따라 일단이 상기 구동자(100)와 접지 또는 분리되고, 타단이 상기 단로기(DS)의 접점에 접지 또는 분리되어 상기 단로기(DS)의 통전을 조작한다.

상기 제1회동자(200)는 일단에 상기 제1가이드부재(110)가 삽입되어 접지되는 제1가이드홈(210)이 구비되고, 중앙부의 외주면에 상기 제1고정돌기(130)에 걸림되어 상기 제1회동자(200)의 중립을 유지시키는 제1고정자(220)가 구비되어 이루어진다.

상기 제 1고정자(220)는 상기 제1회동자(200)에 연결되는 연결부(221)와, 상기 연결부(221)의 단부와 힌지축(222)으로 결합되는 고정레버(223)와, 상기 고정레버(223)를 탄력적으로 지지하도록 상기 힌지축(222)에 결합되는 회전 스프링(224)으로 이루어진다.

상기 회전스프링(224)은 상기 고정레버(223)가 구동자(100)의 외주를 따라 미끄럼운동을 할 때, 상기 구동자(100)의 외주에 밀착되도록 상기 고정레버(223)를 탄력적으로 지지시켜 주는 역할을 한다.

그리고, 상기 구동자(100)와 접지개폐기(ES) 사이에서 회전가능하게 축 설치되는 제2회동자(200)가 구비된다.

상기 제2회동자(300)는 상기 구동자(100)의 선택적인 회전에 따라 일단이 상기 구동자(100)와 접지 또는 분리되고, 타단이 상기 접지개폐기(ES)의 접점에 접지 또는 분리되어 상기 접지개폐기(ES)의 통전을 조작한다.

상기 제2회동자(300)는 제 1회동자(200)와 동일한 구성으로 이루어진다. 즉, 일단부에 상기 제2가이드부재(120)가 삽입되어 접지되는 제2가이드홈(310)이 구비되고, 중앙부의 외주면에 상기 제2고정돌기(140)에 걸림되어 상기 제2회동자(300) 의 중립을 유지시키는 제2고정자(320)가 구비되어 이루어진다.

상기 제2고정자(320)도 제1고정자(220)와 동일한 구성으로 이루어진 것으로, 상기 제2회동자(300)에 연결되는 연결부(321)와, 상기 연결부(321)의 단부와 힌지축(322)으로 결합되는 고정레버(323)와 상기 고정레버(323)를 탄력적으로 지지하도록 상기 힌지축(322)에 결합되는 회전 스프링(324)으로 이루어진다.

그리고, 상기 본체(미도시)에는 상기 제1회동자(200)와 제2회동자(300)가 중립에 위치할 때 제1회동자(200)와 제2회동자(300)의 타단이 각각 걸림되는 위치에 멈춤쇠(400)가 구비되어 상기 제1회동자(200)와 제2회동자(300)의 과도한 회전을 방지한다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 고압차단기의 가스절연 개폐장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 2에 도시한 바와 같이 상기 구동자(100)가 상기 외부 조작기(미도시)의 구동력에 의해 단로기(DS)방향 측으로 회전을 하면 상기 구동자(100)의 제1가이드부재(110)가 제1회동자(200)의 제1가이드홈(210)에 삽입되어 제1회동자(200)와 접지되면서 회전되고, 아울러 상기 제1회동자(200)는 축을 중심으로 타단이 단로기(DS)와 접지되어 단로기(DS) 측의 통전이 이루어진다.

이때, 상기 제2회동자(300)는 제2고정자(320)의 고정레버(323)가 구동자(100)의 외주를 따라 미끄럼운동을 하면서 상기 구동자(100)의 제2고정돌기(140)를 지지시켜 상기 구동자(100)가 안정적인 자세를 유지하도록 지탱해준다.

그리고, 도 3에 도시한 바와 같이 상기 구동자(100)가 상기 외부 조작기(미 도시)의 구동력에 의해 접지개폐기(ES)방향 측으로 회전을 하면 상기 구동자(100)의 제1가이드부재(110)는 제1회동자(200)의 제1가이드홈(210)으로부터 분리되고, 상기 구동자(100)의 제2가이드부재(120)가 제2회동자(300)의 제2가이드홈(310)에 삽입되어 제2회동자(300)와 접지되며, 아울러 상기 제2회동자(300)는 축을 중심으로 타단이 접지개폐기(ES)와 접지되어 접지개폐기(ES) 측의 통전이 이루어진다.

이때, 상기 제1회동자(200)는 제1가이드부재(110)가 제1가이드홈(210)으로부터 분리되면서 축을 중심으로 원위치로 복귀되는데 이때, 제1회동자(200)의 하단부가 멈춤쇠(400)에 걸림된다. 또한, 상기 제1고정자(220)의 고정레버(223)가 구동자(100)의 외주를 따라 미끄럼운동을 하면서 상기 구동자(100)의 제1고정돌기(130)를 지지시켜 상기 구동자(100)가 안정적인 자세를 유지하도록 지탱해준다.

그리고, 도 1에 도시한 바와 같이 상기 구동자(100)가 상기 외부 조작기(미도시)의 구동력에 의해 중립에 위치하게 되면, 상기 구동자(100)의 제2가이드부재(120)가 제2회동자(300)의 제2가이드홈(310)으로부터 분리되어 접속을 모두 끊게 되며, 상기 제2회동자(300)는 축을 중심으로 원위치로 복귀된다. 이때 상기 제2회동자(300)의 하단부가 멈춤쇠(400)에 걸림된다. 아울러 상기 제1고정자(220)의 고정레버(223)가 구동자(100)의 제1고정돌기(130)에 걸림되고, 상기 제2고정자(320)의 고정레버(323)가 구동자(100)의 제2고정돌기(140)에 걸림되며, 상기 제1회동자(200)와 제2회동자(300)의 하단부가 멈춤쇠(400)에 걸림됨에 따라 중립이 유지된다.

이와 같이 하나의 조작기로 단로기(DS), 접지개폐기(ES) 또는 중립위치를 선 택적으로 모두 구동할 수 있고, 상기 단로기(DS)를 연결하는 제1회동자(200)와 상기 접지개폐기(ES)를 연결하는 제2회동자(300)가 각각 상기 구동자(100)와 정확한 접지 및 분리가 이루어짐에 따라 정확한 제어가 이루어지고, 중립 상태의 안정적인 고정을 유지시킴으로 3위치의 정확한 제어가 이루어져 제품의 안정성을 향상시키게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형 가능함은 물론이다.

따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라, 상기 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 고압차단기의 가스절연 개폐장치의 중립상태를 개략적으로 도시한 제1 작동상태도.

도 2는 본 발명에 따른 고압차단기의 가스절연 개폐장치의 작동방식을 개략적으로 도시한 제2 작동상태도.

도 3은 본 발명에 따른 고압차단기의 가스절연 개폐장치의 작동방식을 개략적으로 도시한 제3 작동상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100: 구동자 110: 제1가이드부재

120: 제2가이드부재 130: 제1고정돌기

140: 제2고정돌기 200: 제1회동자

210: 제1가이드홈 220: 제1고정자

300: 제2회동자 310: 제2가이드홈

320: 제2고정자 400: 멈춤쇠

221,321: 연결부 222,322: 힌지축

223,323: 고정레버 224,324: 회전스프링

Claims (4)

1. 본체 내에서 회전 가능하게 축 설치되며, 상기 축에 연결된 외부 조작기의 구동력에 의해 단로기 방향, 접지개폐기 방향, 또는 중립 위치 중 어느 하나로 위치되도록 양방향으로 선택적인 회전을 하는 구동자; 상기 구동자의 선택적인 회전에 따라 일단이 상기 구동자와 접지 또는 분리되고, 타단이 상기 단로기의 접점에 접지 또는 분리되어 상기 단로기의 통전을 조작하도록 축 설치되는 제1회동자; 상기 구동자의 선택적인 회전에 따라 일단이 상기 구동자와 접지 또는 분리되고, 타단이 상기 접지개폐기의 접점에 접지 또는 분리되어 상기 접지개폐기의 통전을 조작하도록 축 설치되는 제2회동자; 를 포함하여 구성하고,

   상기 구동자에는 상기 제1회동자와 제2회동자에 각각 접지되는 제1가이드부재와 제2가이드부재가 구비되고, 상기 제1회동자와 제2회동자의 중립을 유지시키는 제1고정돌기와 제2고정돌기가 구비되며, 상기 제1회동자와 제2회동자에는 상기 제1가이드부재와 제2가이드부재가 각각 삽입되어 접지되는 제1가이드홈과 제2가이드홈이 일단부에 구비되고, 상기 제1회동자와 제2회동자의 중앙부 외주면에는 각각 상기 제1고정돌기와 제2고정돌기에 각각 걸림되어 상기 제1회동자와 제2회동자의 중립을 유지시키는 제1고정자와 제2고정자가 구비되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 고압차단기의 가스절연 개폐장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 제1고정자와 제2고정자는 제1회동자와 제2회동자에 각각 연결되는 연결부와, 상기 연결부의 단부와 힌지축으로 결합되는 고정레버와 상기 고정레버가 상기 구동자의 고정돌기에 탄력적으로 지지되도록 상기 힌지축에 결합되는 회전 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고압차단기의 가스절연 개폐장치
4. 제 1항에 있어서,

   상기 본체에는 상기 구동자가 중립에 위치할 때 상기 제1회동자와 제2회동자의 과도한 회전을 방지하도록 상기 제1회동자와 제2회동자의 타단이 각각 걸림되는 멈춤쇠가 구비된 것을 특징으로 하는 고압차단기의 가스절연 개폐장치.

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