KR101243106B1 - 부하 개폐기용 차단장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 부하 개폐기용 차단장치에 관한 것으로서, 과전류 검출부에 힌지를 통해 회전 가능하도록 구비되어 전원부의 고정 접점에 선택적으로 접속 또는 단락되는 부하 개폐기용 차단장치에 있어서, 구동링크; 상기 구동링크와 링크 연결핀을 통해 고정되는 통전가동링크; 상기 통전가동링크와 힌지를 공유하며, 상기 링크 연결핀이 삽입되어 이동하도록 원호형의 장공이 형성된 아크가동링크; 및, 상기 힌지의 축 중심에 설치되며, 각각의 자유단이 아크가동링크와 통전가동링크에 고정되는 탄성부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

부하 개폐기용 차단장치{CIRCUIT BREAKER FOR LOAD BREAK SWITCH}
본 발명은 부하 개폐기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 과전류 검출부에 힌지를 통해 회전 가능하도록 구비되어 전원부의 고정 접점에 선택적으로 접속 또는 단락되는 부하 개폐기용 차단장치에 관한 것이다.
일반적으로, 부하 개폐기는 고압의 전기가 흐르는 배전선로상에 설치되어 부하로 인한 사고 발생시 특정지역으로 공급되는 전기를 신속히 차단시킴으로써, 부하로 인한 피해를 줄이면서 개보수의 공사를 용이하게 할 수 있도록 하는 장치이다.
특히, 상기 부하 개폐기에는, 도 1에 도시한 바와 같이, 과전류 검출부(1)와 전원부(2) 사이에서, 힌지(3)를 통해 상기 과전류 검출부(1)에 연결되어 일측에 구비된 동력전달수단(미도시)의 구동력을 전달받아 전원부(2)의 고정접점에 선택적으로 접속되거나 단락되도록 구비된 차단장치(10)가 구비되어 있다.
상기 차단장치(10)는 아크가동링크(11)와 통전가동링크(12)로 나눌 수 있는데, 통전 연결 후 개방시(단락시), 먼저 통전가동링크(12)가 분리된 다음, 아크가동링크(11)가 나중에 분리되는 구조를 가져야 한다.
이는 최후 개방하는 순간 전극에서 아크가 발생하게 되는데, 구리로 이루어진 통전가동링크(12)가 최후에 개방되면 아크에 의해 손상되는 것을 피할 수 없기 때문이다.
여기서, 상기 아크가동링크(11)는 텅스텐 재질의 가동접점으로 이루어져 있어 최후 개방시 아크가 발생하더라도 소실되는 경우를 최대한 방지할 수 있다.
상기 통전가동링크(12)는 구리 재질의 가동접점으로 이루어져 상기 전원부(1)에 설치되며 상기 통전가동링크(12)와 마찬가지로 구리 재질로 이루어진 통전고정부(13)에 선택적으로 접속 또는 단락되도록 구성된다.
특히, 상기 통전가동링크(12)는 2개로 분할된 구조로서, 주물로 이루어지며 전원부(2)의 부스바(4)에 용접 고정되어 있는 통전고정부(13)의 양측을 협지하도록 되어 있다.
이와 같이, 구리 재질로 구성된 통전가동링크(12)가 2개의 분할된 구조를 가짐으로써 재료비가 많이 소요되고 구성이 복잡하며 자체 중량이 증가하는 단점이 있었다.
또한, 상기 통전고정부(13)는 제조 시에 비용이 저렴한 프레스 작업을 하지 못하고, 주물 공정을 통해 제조하게 되므로 제조비용이 추가되는 문제점도 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 부하 전류를 개폐하는 차단장치의 아크가동링크와 통전가동링크에 대한 구성을 단순화하여 전체 중량을 절감할 수 있으며, 특히 통전고정부를 상기 통전가동링크가 쉽게 삽입 가능하도록 프레스 작업을 통해 판상으로 제조하여 제조 비용을 절감할 뿐만 아니라 용이하게 제조할 수 있도록 하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 부하 개폐기용 차단장치는, 과전류 검출부 힌지를 통해 회전 가능하도록 구비되어 전원부의 고정 접점에 선택적으로 접속 또는 단락되는 부하 개폐기용 차단장치에 있어서, 구동링크; 상기 구동링크와 링크 연결핀을 통해 연결되며 상기 과전로 검출부에 상기 힌지에 의해 연결되는 통전가동링크; 상기 통전가동링크와 상기 힌지를 공유하며, 상기 링크 연결핀이 삽입되어 이동하도록 상기 힌지를 중심으로 하는 원호형의 장공이 형성된 아크가동링크; 및, 상기 힌지의 축 중심에 설치되며, 2개의 자유단이 아크가동링크와 통전가동링크에 각각 연결되는 탄성부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 아크가동링크는 간극을 두고 2개의 플레이트를 겹쳐 형성하며, 그 선단에 플레이트로 이루어진 가동접점부를 결합하여 고정한 것을 특징으로한다.
상기 통전가동링크는 상기 아크가동링크의 간극 사이에 삽입 가능한 두께를 갖는 하나의 플레이트로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 탄성부재는 상기 아크가동링크와 통전가동링크가 각각 상,하부로 벌어지는 방향으로 작용하도록 구성된 토션 스프링인 것을 특징으로 한다.
상기 탄성부재의 자유단은 상기 아크가동링크와 통전가동링크에 각각 형성된 스프링 지지핀에 의해 걸림 고정되는 것을 특징으로 한다.
상기 아크가동링크에는 상기 통전가동링크에 형성된 스프링 지지핀이 이동 가능하도록 상기 힌지를 중심으로 하는 원호형의 장공이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 부하 개폐기용 차단장치는, 과전류 검출부에 힌지를 통해 회전 가능하도록 구비되어 전원부의 고정 접점에 선택적으로 접속 또는 단락되는 부하 개폐기용 차단장치로서,
구동링크;
상기 구동링크의 구동에 의해 상기 전원부의 고정 접점에 연결 또는 분리되는 통전가동링크와 아크가동링크; 및,
2개의 자유단이 아크가동링크와 통전가동링크에 각각 연결되는 탄성부재를 포함하되,
상기 전원부에는, 상기 통전가동링크가 삽입되어 접속되는 2개의 분할 구조물로 이루어진 통전고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 통전가동링크는 상기 아크가동링크의 간극 사이에 삽입 가능한 두께를 갖는 하나의 플레이트로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 통전고정부는, 이격된 상태로 서로 마주보게 배치되는 'L'자형 단면의 지지부; 및, 상기 지지부의 외측에 밀착 형성되어 상기 지지부를 안쪽으로 탄성적으로 밀어주는 판스프링부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 지지부의 상부 양쪽은 각각 외측 방향으로 벌어져 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 지지부는 구리 재질로 이루어지며, 상기 판스프링부는 인청동 재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 통전고정부는 전원부에 체결부재를 통해 고정되는 것을 특징으로 한다.
상기 지지부와 판스프링부는 프레스에 의한 성형작업에 의해 제조되는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따른 부하 개폐기에 의하면, 아크가동링크와 통전가동링크에 대한 구성의 단순화가 가능하므로 전체 중량을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 통전가동링크에 대응하는 통전고정부를 프레스 작업을 통해 판상으로 제조하므로 제조가 용이하고, 비용이 절감되는 효과가 있다.
도 1은 종래의 부하 개폐기용 차단장치를 나타내는 측면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 부하 개폐기를 나타내는 측면도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 부하 개폐기용 차단장치를 나타내는 평면도 및 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 부하 개폐기용 차단장치의 통전고정부를 나타내는 정면도이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명에 따른 부하 개폐기용 차단장치에 대한 작동 상태를 나타내는 작동도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.
첨부한 도 2는 본 발명에 따른 부하 개폐기를 나타내는 측면도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 부하 개폐기용 차단장치를 나타내는 평면도 및 측면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 부하 개폐기용 차단장치의 통전고정부를 나타내는 정면도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 부하 개폐기용 차단장치는, 과전류 검출부(200)와 전원부(300) 사이에 구비된다.
구체적으로, 상기 과전류 검출부(200)는 검출부 지지 절연체(210)의 내부에 과전류 등의 검출신호를 부하 개폐기의 메인컨트롤러로 보내 개폐기를 자동 차단시킴으로써 전기 사고를 방지하는 과전류 검출기((220)가 설치되어 있다.
또한, 상기 전원부(300)는 전원부 지지 절연체(310)의 상측 중앙부에 텅스텐 재질의 고정접점으로 이루어진 아크고정부(320)가 설치되고, 상기 아크 고정부 전방의 인접한 위치에 구리 재질의 고정접점으로 이루어진 통전고정부(330)가 설치되어 있다.
상기 차단장치(100)는 힌지(230)를 통해 상기 과전류 검출부(200)에 연결되어 상기 부하 개폐기의 일측에 구비된 동력전달수단(400)의 구동력을 전달받아 상기 고정접점에 선택적으로 접속하거나 단락되도록 구비된 링크 구조로 이루어져 있다.
구체적으로, 상기 차단장치(100)는 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 가동접점인 아크가동링크(110)와 통전가동링크(120)로 나누어진다.
특히 아크가 발생하더라도 소실되는 경우를 최소화할 수 있는 상기 아크가동링크(110)는 상기 전원부(300)의 아크고정부(320)에 접촉 또는 해제 가능하게 되고, 상기 통전가동링크(120)는 통전고정부(330)에 접촉 또는 해제 가능하게 된다.
즉, 상기 아크가동링크(110) 및 통전가동링크(120)가 각각 아크고정부(320) 및 통전고정부(330)의 고정접점에 접촉하여 전원 회로가 통전될 수 있는 통전 위치와, 상기 아크가동링크(110) 및 통전가동링크(120)가 각각 아크고정부(320) 및 통전고정부(330)의 고정접점으로부터 분리되어 전원 회로를 통한 전류의 흐름이 차단되는 개방 위치의 2가지 동작 위치를 갖게 된다.
이때, 상기 차단장치(100)는 상기 동력전달수단(400)의 종동축(410)에 연결되어 상기 종동축(410)의 회전 작동에 연동하도록 구성되어 있는 바, 링크암(420)을 매개로 종동축(410)에 축 연결되어 상기 아크가동링크(110) 및 통전가동링크(120)에 작동력을 부여하는 구동링크(130)를 포함하게 된다.
상기 아크가동링크(110)는 일측의 고정단이 상기 힌지(230)에 고정되고, 타측의 자유단이 상기 아크고정부(320)에 삽입 가능한 일정 길이를 갖는 플레이트(plate)로 이루어져 있다.
이때, 상기 아크가동링크(110)는 일정한 간극을 두고 2개의 플레이트를 겹친 형태로 그 선단에 상기 아크고정부(320)에 삽입 가능한 플레이트로 이루어진 가동접점부(114)를 결합하여 고정하게 된다.
여기서, 상기 아크가동링크(110)는 2개의 플레이트를 겹쳐 조립하도록 구성되나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 하나의 플레이트를 접어서 그 사이에 통전가동링크(120)가 삽입 가능한 구성일 수도 있다.
상기 통전가동링크(120)는 상기 아크가동링크(110)와 힌지(230)를 공유하여 아크가동링크(110)와 함께 회전 가능하며, 상기 아크가동링크(110)의 간극 사이에 삽입 가능한 두께를 갖는 하나의 플레이트이다.
상기 아크가동링크(110)와 통전가동링크(120)는 각각 상부 및 하부로 벌어지는 방향으로 작용하도록 되어 있는 바, 상기 힌지(230)의 축 중심(C)에 탄성부재(140), 즉 토션 스프링이 설치되어 있다.
즉, 상기 토션 스프링의 일측 자유단은 상기 아크가동링크(110)에 고정되고, 타측 자유단은 통전가동링크(120)에 고정되는데, 이때 상기 토션 스프링의 자유단들은 상기 아크가동링크(110) 및 통전가동링크(120)에 각각 형성된 스프링 지지핀(111,121)들에 의해 걸림 고정된다.
상기 탄성부재(140)에 의해, 전원 투입시 통전가동링크(120)가 통전고정부(330)에 견고하게 고정될 수 있고, 개방시 상기 아크가동링크(110)와 통전가동링크(120)가 서로 자연스럽게 벌어지게 된다.
또한, 상기 아크가동링크(110)와 통전가동링크(120)에 작동력을 부여하는 구동링크(130)의 상단은 2갈래로 나누어져 상기 통전가동링크(120)의 중간 위치에 링크 연결핀(122)을 통해 고정되어 있다.
이에 따라, 상기 동력전달수단(400)의 작동에 의해 차단장치(100) 즉, 상기 구동링크(130), 아크가동링크(110) 및 통전가동링크(120)가 연동하도록 되어 있다.
이와 같이 링크연결 구조로 이루어진 차단장치(100)는 통전 연결 후 개방시(단락시), 아크가 발생하더라도 소실되는 경우를 최소화하기 위하여, 먼저 통전가동링크(120)가 분리된 다음, 아크가동링크(110)가 나중에 분리되는 구조를 가져야 한다.
이를 위해, 상기 아크가동링크(110)는 아크고정부(320)에 삽입 고정된 상태에서, 상기 통전가동링크(120)에 구비된 스프링 지지핀(121)과 링크 연결핀(122)이 이동 가능하도록 아크가동링크(110)에는 상기 힌지(230)를 중심으로 하는 원호형상으로 이루어진 복수의 장공(112,113)이 형성되어 있다.
이에 따라, 상기 구동링크(130)가 개방되는 방향(반시계 방향)으로 회전시, 상기 아크가동링크(110)에 형성된 장공(112,113)을 통해 스프링 지지핀(121)과 링크 연결핀(122)이 먼저 이동할 수 있기 때문에 상기 아크가동링크(110)에 대해 상기 통전가동링크(120)가 상대 이동하여 먼저 개방된다.
이어서, 상기 스프링 지지핀(121)과 링크 연결핀(122)이 상기 장공(112,113)의 상단 끝까지 이동하면 연속적으로 아크가동링크(110)를 밀어주게 되어 완전한 개방이 이루어지게 된다.
한편, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 통전가동링크(120)에 대응하는 통전고정부(330)는 2개로 분할된 구조물로서, 그 사이에 통전가동링크(120)가 삽입되어 접속되는 구조를 갖는다.
즉, 상기 통전고정부(330)는 서로 마주보며 이웃하는 'L'자형 단면을 갖는 지지부(331)와, 상기 지지부(331)의 외측에 밀착 형성되어 상기 지지부(331)를 안쪽으로 탄성적으로 밀어주는 판스프링부(332)로 이루어져 있다.
이때, 상기 지지부(331)의 상부 양쪽은 각각 외측 방향으로 벌어져 있어 상기 통전가동링크(120)의 플레이트가 좌우로 흔들리더라도 쉽게 통전고정부(330)에 삽입 가능하게 된다.
여기서, 상기 지지부(331)는 구리(동) 재질로 이루어지며, 상기 판스프링부(332)는 인청동 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
이와 같은 구성의 통전고정부(330)는 프레스 공정을 통해 제조 가능하므로 종래의 주물로 이루어진 통전고정부(330)와 비교하여, 제작이 용이하고 비용이 절감되는 이점이 있다.
또한, 상기 통전고정부(330)는 전원부(300)의 부스바(311) 위에 용접 고정되는 종래의 통전고정부(330) 대비, 체결부재(333)를 통해 체결 고정되므로 탈장착이 용이하게 된다.
상기 통전고정부(330)의 구조는 상기 통전가동링크(120)와 아크가동링크(110)의 구조가 도면에 도시된 구조가 아닌, 다른 종래의 구조에 대하여도 적용 가능함을 밝혀둔다.
또한, 상기 통전가동링크(120)에 대응하는 통전고정부(330)가 2개로 분할된 구조로 되어 있으므로, 그 사이에 삽입되는 통전가동링크(120)는 단일한 플레이트로 형성될 수 있으며, 이 경우 그만큼 소요되는 구리 재료의 양이 적어지는 장점이 있다.
이하, 본 발명에 따른 부하 개폐기용 차단장치의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.
첨부한 도 6 내지 도 8은 본 발명에 따른 부하 개폐기용 차단장치에 대한 작동 상태를 나타내는 작동도이다.
차단장치(100), 즉 아크가동링크(110)와 통전가동링크(120)는 도 6에 도시한 바와 같이, 각각의 아크고정부(320)와 통전고정부(330)에 투입시(통전 연결시)에 동력전달수단(400)에 의해 구동링크(130)가 시계방향으로 회전하면서 아크가동링크(110)와 통전가동링크(120)를 동시에 회전시킴에 따라 동시에 접속된다.
즉, 상기 아크가동링크(110) 및 통전가동링크(120)가 각각 아크고정부(320) 및 통전고정부(330)의 고정접점에 접촉하여 전원 회로가 통전될 수 있게 된다.
반면, 개방시(단락시)에는 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 동력전달수단(400)에 의해 구동링크(130)가 반시계 방향으로 회전하면서 함께 핀 고정되어 있는 통전가동링크(120)를 밀어주게 된다.
이때, 상기 아크가동링크(110)에 형성된 원호형의 장공(112,113)을 따라 스프링 지지핀(121)과 링크 연결핀(122)이 먼저 상방으로 이동하게 된다.
이에 따라 상기 통전가동링크(120)는 상기 아크가동링크(110)에 대해 상대 이동하여 먼저 개방된다.
이어서, 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 스프링 지지핀(121)과 링크 연결핀(122)이 상기 장공(112,113)의 상단 끝까지 이동하면 연속적으로 아크가동링크(110)를 밀어주게 되어 완전한 개방이 이루어지게 된다.
즉, 상기 아크가동링크(110) 및 통전가동링크(120)가 각각 아크고정부(320) 및 통전고정부(330)의 고정접점으로부터 분리되어 전원 회로를 통한 전류의 흐름을 차단하게 된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에 기재된 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 한 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 실시 또한 본 발명의 특허청구범위 내에 있게 된다.
100 : 차단장치 110 : 아크가동링크
111 : 스프링 지지핀 112,113 : 장공
120 : 통전가동링크 121 : 스프링 지지핀
122 : 링크 연결핀 130 : 구동링크
140 : 탄성부재 200 : 과전류 검출부
210 : 검출부 지지 절연체 220 : 과전류 검출기
230 : 힌지 300 : 전원부
310 : 전원부 지지 절연체 311 : 부스바
320 : 아크고정부 330 : 통전고정부
331 : 지지부 332 : 판스프링부
333 : 체결부재 400 : 동력전달수단
410 : 종동축 420 : 링크암

Claims (9)

  1. 과전류 검출부 힌지를 통해 회전 가능하도록 구비되어 전원부의 고정 접점에 선택적으로 접속 또는 단락되는 부하 개폐기용 차단장치에 있어서,
    구동링크;
    상기 구동링크와 링크 연결핀을 통해 연결되며 상기 과전류 검출부에 상기 힌지에 의해 연결되는 통전가동링크;
    상기 통전가동링크와 상기 힌지를 공유하며, 상기 링크 연결핀이 삽입되어 이동하도록 상기 힌지를 중심으로 하는 원호형의 장공이 형성된 아크가동링크; 및,
    상기 힌지의 축 중심에 설치되며, 2개의 자유단이 아크가동링크와 통전가동링크에 각각 연결되는 탄성부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 부하 개폐기용 차단장치.
  2. 제1항에 있어서.
    상기 아크가동링크는 간극을 두고 2개의 플레이트를 겹쳐 형성하며, 그 선단에 플레이트로 이루어진 가동접점부를 결합하여 고정한 것을 특징으로 하는 부하 개폐기용 차단장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 통전가동링크는 상기 아크가동링크의 간극 사이에 삽입 가능한 두께를 갖는 하나의 플레이트로 이루어진 것을 특징으로 하는 부하 개폐기용 차단장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 탄성부재는 상기 아크가동링크와 통전가동링크가 각각 상,하부로 벌어지는 방향으로 작용하도록 구성된 토션 스프링인 것을 특징으로 하는 부하 개폐기용 차단장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 아크가동링크에는 상기 통전가동링크에 형성된 스프링 지지핀이 이동 가능하도록 상기 힌지를 중심으로 하는 원호형의 장공이 형성된 것을 특징으로 하는 부하 개폐기용 차단장치.
  6. 과전류 검출부에 힌지를 통해 회전 가능하도록 구비되어 전원부의 고정 접점에 선택적으로 접속 또는 단락되는 부하 개폐기용 차단장치에 있어서,
    구동링크;
    상기 구동링크의 구동에 의해 상기 전원부의 고정 접점에 연결 또는 분리되는 통전가동링크와 아크가동링크; 및,
    2개의 자유단이 아크가동링크와 통전가동링크에 각각 연결되는 탄성부재를 포함하되,
    상기 전원부에는, 상기 통전가동링크가 삽입되어 접속되는 2개의 분할 구조물로 이루어진 통전고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부하 개폐기용 차단장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 통전가동링크는 상기 아크가동링크의 간극 사이에 삽입 가능한 두께를 갖는 하나의 플레이트로 이루어진 것을 특징으로 하는 부하 개폐기용 차단장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 통전고정부는,
    이격된 상태로 서로 마주보게 배치되는 'L'자형 단면의 지지부; 및,
    상기 지지부의 외측에 밀착 형성되어 상기 지지부를 안쪽으로 탄성적으로 밀어주는 판스프링부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 부하 개폐기용 차단장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 지지부와 판스프링부는 프레스에 의한 성형작업에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 부하 개폐기용 차단장치.
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CN107132400A (zh) * 2017-07-12 2017-09-05 泉州亿兴电力有限公司 一种钳型电流测量装置

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JPH10321085A (ja) 1997-05-20 1998-12-04 Hitachi Ltd 高圧負荷開閉器

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