KR101275948B1 - 전자조작방식 개폐장치 - Google Patents

전자조작방식 개폐장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 관련되는 전자조작방식 개폐장치는, 전자조작기구 구동축과, 접압 스프링부 혹은 절연 로드부에 연결되어 주회로 접점부를 개폐시키는 주회로 접점 가동축과의 접합부에서, 양축의 지름 방향에 공극을 마련하고 양축이 서로 지름 방향으로 변이할 수 있도록 축방향에도 공극을 마련한 것이고, 또한 코일 스프링을 이용한 접압 스프링의 코일 초단부와 코일 종단부를 둘레 방향으로 변위시키고 정수 이외의 권수로 한 것이며, 또한 전자조작기구 구동축과, 접압 스프링부 혹은 절연 로드부에 연결되어 주회로 접점부를 개폐시키는 주회로 접점 가동축과의 접속 각도를 변환하는 각도변환링크를 이용해서, 전자조작기구 구동축과 주회로 접점 가동축을 45°내지 180°기울여 접속해, 전자조작방식 개폐장치의 개/폐극 동작을 부품정밀도ㆍ조립정밀도에 의존하지 않도록 안정화시키고, 또한 전자조작방식 개폐장치의 설치 스페이스 축소가 가능한 전자조작방식 개폐장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

Description

전자조작방식 개폐장치{ELECTROMAGNETICALLY OPERATED SWITCHING DEVICE}
본 발명은 전력의 송배전 및 수전 설비 등에 이용되는, 전자조작기구를 이용한 개폐장치에 관한 것이다.
종래의 전자조작방식 개폐장치는, 주회로 전류의 개폐를 수행하는 주회로 접점부, 주회로부와 조작기구를 전기적으로 절연하는 절연 로드(rod)부, 및 주회로 접점에 접압(接壓)을 가하는 접압 스프링부와 전자조작기구부가 1축상에 배치, 체결되고 조작회로에 의해 제어되는 전자조작기구의 개극용(開極用) 코일 및 폐극용(閉極用) 코일에 전류를 흘리므로써, 가동자(可動子)를 소정의 방향으로 구동시켜 주회로 접점의 개극 혹은 폐극 동작을 수행하고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1：특원 2004－560567 공보(도 1)
이와 같이 종래의 전자조작방식 개폐장치에 있어서는, 주회로 접점부, 절연 로드부, 접압 스프링부, 및 전자조작기구부가 1축상에 배치되어 있기 때문에, 상기 주회로 접점부, 절연 로드부, 접압 스프링부, 및 전자조작기구부에서의 중심축의 축심 어긋남 혹은 중심축의 쓰러짐에 의해, 전자조작기구에 편하중이 인가되어 전자조작방식 개폐장치의 동작이 안정되지 않는 문제가 있었다. 또한, 주회로 접점부, 절연 로드부, 접압 스프링부, 및 전자조작기구부를 1축상에 배치했기 때문에, 전자조작방식 개폐장치의 전장(全長)이 길어져 전자조작방식 개폐장치의 설치 스페이스가 커지는 문제가 있었다.
본 발명은, 상기와 같은 문제를 해소하기 위한 것으로, 전자조작기구부로의 편하중 발생을 간단한 기구로 확실히 억제하고, 또한 전자조작방식 개폐장치의 전장을 단축해서 전자조작방식 개폐장치의 설치 스페이스를 축소할 수 있는 전자조작방식 개폐장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 주회로 전류의 개폐를 수행하는 주회로 접점부, 주회로부와 조작기구를 전기적으로 절연하는 절연 로드부, 주회로 접점에 접압을 가하는 접압 스프링부, 및 주회로 접점을 개폐 동작시켜 더욱더 개상태 및 폐상태를 유지시키는 전자조작기구부를 가지는 전자조작방식 개폐장치에 있어서, 전자조작기구부에 의해 구동되는 전자조작기구 구동축과, 접압 스프링부 혹은 절연 로드부에 연결되어 주회로 접점부를 개폐시키는 주회로 접점 가동축을 구비하고, 전자조작기구 구동축과 주회로 접점 가동축의 접합부에서 양축의 지름 방향에 공극을 마련함과 아울러 축 방향에도 공극을 마련해서, 전자조작기구 구동축의 동작에 따라 축방향의 공극이 변이하는 것이다.
또한, 주회로 전류의 개폐를 수행하는 주회로 접점부, 주회로부와 조작기구를 전기적으로 절연하는 절연 로드부, 주회로 접점에 접압을 가하는 접압 스프링부, 및 주회로 접점을 개폐 동작시켜 더욱더 개상태 및 폐상태를 유지시키는 전자조작기구부를 가지는 전자조작방식 개폐장치에 있어서, 코일 스프링을 이용한 접압 스프링의 코일 초단부와 코일 종단부를 둘레 방향으로 변위시키고 정수 이외의 권수(捲數)로 한 것이다.
또한, 주회로 전류의 개폐를 수행하는 주회로 접점부, 주회로부와 조작 기구를 전기적으로 절연하는 절연 로드부, 주회로 접점에 접압을 가하는 접압 스프링부, 및 주회로 접점을 개폐 동작시켜 더욱더 개상태 및 폐상태를 유지시키는 전자조작기구부를 가지는 전자조작방식 개폐장치에 있어서, 전자조작기구 구동축과, 접압 스프링부 혹은 절연 로드부에 연결되어 주회로 접점부를 개폐시키는 주회로 접점 가동축과의 접속 각도를 변환하는 각도변환링크를 이용해서, 전자조작기구 구동축과 주회로 접점 가동축을 45°내지 180°기울여 접속한 것이다.
본 발명의 전자조작방식 개폐장치에 의하면, 전자조작기구 구동축과, 접압 스프링부 혹은 절연 로드부에 연결되어 주회로 접점부를 개폐시키는 주회로 접점 가동축과의 접합부에서, 양축의 지름 방향에 공극을 마련함과 아울러 축 방향에도 공극을 마련해서, 전자조작기구 구동축의 동작에 따라 축 방향의 공극이 변이하도록 했기 때문에, 전자조작기구 구동축과 주회로 접점 가동축의 축 어긋남, 축의 기울기에 기인하는 전자조작기구 구동축으로의 편하중을 억제해서, 전자조작방식 개폐장치의 동작 안정화가 가능해진다.
또한, 코일 스프링을 이용한 접압 스프링의 코일 초단부와 코일 종단부를 둘레 방향으로 변위시키고 정수 이외의 권수로 한 것이므로, 코일 스프링의 특이점인 코일 초단부와 코일 종단부를 상대적으로 변위시켜, 코일 초단부와 코일 종단부에 기인하는 코일 스프링의 쓰러짐을 억제할 수 있어, 전자조작기구 구동축으로 인가되는 편하중의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 전자조작기구 구동축과, 접압 스프링부 혹은 절연 로드부에 연결되어 주회로 접점부를 개폐시키는 주회로 접점 가동축과의 접속 각도를 변환하는 각도변환링크를 이용해서, 전자조작기구 구동축과 주회로 접점 가동축을 45°내지 180°기울여 접속한 것이므로, 주회로 접점부, 절연 로드부, 접압 스프링부, 및 전자조작기구부를 1축상에 배치할 필요가 없어져, 전자조작방식 개폐장치의 전장을 단축하는 것이 가능해져, 전자조작방식 개폐장치의 설치 스페이스를 축소하는 것이 가능해진다.
도 1은 주회로 접점 폐상태에 있어서의 전자조작방식 개폐기의 전체 구성도이다.
도 2는 주회로 접점 폐상태에 있어서의 전자조작기구 구동축과 주회로 접점 가동축의 접속 상태를 나타내는 구조도이자, 도 1의 부분 확대도이다.
도 3은 주회로 접점 개상태에 있어서의 전자조작기구 구동축과 주회로 접점 가동축의 접속 상태를 나타내는 구조도이다.
도 4는 전자조작기구 구동축과 주회로 접점 가동축의 접속 상태를 나타내는 구조도이다.
도 5는 코일 스프링을 이용한 접압스프링을 나타내는 구조도이다.
도 6은 전자조작기구 구동축과 주회로 접점 가동축의 접속에 각도변환링크를 이용한 접속 상태를 나타내는 구조도이다.
도 7은 전자조작기구와 각도변환링크를 주회로 접점 가동축에 대해 대칭 배치한 상태를 나타내는 구조도이다.
도 8은 주회로 접점 폐상태에 있어서의 와셔(washer)모양 접점 소모량 인디케이터(indicator)를 나타내는 구조도이다.
도 9은 주회로 접점 폐상태에서 접점 소모 상태에 있어서의 와셔모양 접점 소모량 인디케이터를 나타내는 구조도이다.
도 10은 주회로 접점 폐상태에서 접점 소모 상태에 있어서의 와셔모양 접점 소모량 인디케이터의 확대 설명도이다.
[제 1 실시예]
이하, 본 발명의 제 1 실시예에 대해서 설명한다. 도 1은 주회로 접점 폐상태에 있어서의 전자조작방식 개폐기의 1상에 대한 전체 구성도이자, 각 상에 마련되는 것이다. 개폐 가능하게 설치된 주회로 접점(1)은 가동측 주회로 접점(1a) 및 고정측 주회로 접점(1b)으로 구성되고, 주회로 접점(1)은 예를 들면 진공중에서 개폐를 수행한다. 가동측 주회로 접점(1a)은 가요성 도체(2)를 통해 가동측 단자(3)에 접속되는 것과 아울러, 주회로를 전기적으로 절연하는 절연 로드(4), 주회로 접점 가동축(5)에 접속되고, 전자조작기구측 접압 스프링 브래킷(bracket)(9a), 주회로 접점측 접압 스프링 브래킷(9b), 스프링 브래킷 접속 죔쇠(9c)에 보유된 접압 스프링(6)을 통해 전자조작기구 구동축(7)을 구동하는 전자조작기구(8)에 접속되어 있다. 또한, 고정측 주회로 접점(1b)은 고정측 단자(21)에 접속되어 있다.
도 2는 전자조작기구 구동축(7) 및 접압 스프링(6) 부근을 나타내는 확대도이며, 도 3은 주회로 접점 개상태에 있어서의 전자조작기구 구동축(7) 및 접압 스프링(6) 부근을 나타내는 확대도이다. 전자조작기구 구동축(7)에는 너트(10a, 10b)가 스프링 브래킷 접속 죔쇠(9c)의 양측에 고정되고, 0.1 mm 정도의 공극(11a 혹은 11b)이 마련되어 있다. 너트(10a 혹은 10b)와 스프링 브래킷 접속 죔쇠(9c)는 접촉상태이며, 주회로 접점 폐상태에서는 너트(10a)와 스프링 브래킷 접속 죔쇠(9c)가 접촉부(12a)에서 접촉하고, 주회로 접점 개상태에서는 너트(10b)와 스프링 브래킷 접속 죔쇠(9c)가 접촉부(12b)에서 접촉하고 있다.
다음으로, 제 1 실시예의 동작에 대해서 설명한다. 도 1, 도 2에서는 주회로 접점 폐상태에 있고, 전자조작기구(8)는 전자조작기구 구동축(7) 및 너트(10a)와의 접촉부(12a)를 통해 접압 스프링(6)을 가압하여, 주회로 접점(1)에 접압을 가하고 있다. 주회로 접점 폐상태로부터 개상태로의 구동은, 우선 가동측 주회로 접점(1a)이 고정측 주회로 접점(1b)으로부터 멀어지는 방향으로 전자조작기구 구동축(7)이 동작 개시한다. 전자조작기구 구동축(7)의 동작 개시에 따라 접압 스프링(6)의 가압이 개방되어 가압이 완전히 없어지면, 주회로 접점 가동축(5)을 통해 가동측 주회로 접점(1a)이 동작을 개시한다. 가동측 주회로 접점(1a)이 개상태까지 이동하면, 예를 들면 주회로 접점(1)이 진공중에서 개폐를 수행하는 경우, 가동측 주회로 접점(1a)에는 진공압에 의한 자폐력(自閉力)이 작용하기 때문에 스프링 브래킷 접속 죔쇠(9c)와 너트(10b)가 접촉부(12b)에서 접촉해, 0.1 mm 정도의 공극(11b)이 생긴다.
이와 같이, 제 1 실시예에서는 너트(10a 혹은 10b)와 스프링 브래킷 접속 죔쇠(9c)는 접촉상태이며, 주회로 접점 폐상태에서는 너트(10a)와 스프링 브래킷 접속 죔쇠(9c)가 접촉부(12a)에서 접촉하고, 주회로 접점 개상태에서는 너트(10b)와 스프링 브래킷 접속 죔쇠(9c)가 접촉부(12b)에서 접촉하고 있기 때문에, 전자조작기구 구동축(7)과 주회로 접점 가동축(5)의 축 어긋남, 축의 기울기에 기인하는 전자조작기구 구동축으로의 편하중을 억제해서, 전자조작방식 개폐장치의 동작 안정화가 가능해진다.
또한, 도 4에 나타낸 대로, 홈 있는 전자조작기구 구동축(7a), 홈 있는 스프링 브래킷 접속 죔쇠(9d), 접속핀(25)을 이용한 접합에 있어서도 상기와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
[제 2 실시예]
이하, 본 발명의 제 2 실시예에 대해서 설명한다. 도 5는 코일 스프링을 이용한 접압 스프링(6)의 구조도이며, 코일 초단부(6a)와 코일 종단부(6b)를 접압 스프링(6)의 둘레 방향으로 180°의 각도로 변위시킨 것이다.
이와 같이, 제 2 실시예에서는 접압 스프링(6)의 코일 초단부(6a)와 코일 종단부(6b)를 접압 스프링(6)의 둘레 방향으로 180°의 각도로 변위시켰기 때문에, 코일 스프링의 특이점인 코일 초단부(6a)와 코일 종단부(6b)를 코일 스프링 중심축에 대해 대칭 위치로 변위시켜, 코일 초단부(6a)와 코일 종단부(6b)에 기인하는 코일 스프링의 쓰러짐을 억제할 수 있어, 전자조작기구 구동축으로 인가되는 편하중의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
[제 3 실시예]
이하, 본 발명의 제 3 실시 예에 대해서 설명한다. 도 6은 전자조작기구 구동축(7)과 주회로 접점 가동축(5)의 접속에 각도변환링크(13)를 이용한 접속상태를 나타내는 구조도이며, 전자조작기구 구동축(7)과, 접압 스프링(6) 혹은 절연 로드(4)(도시하지 않음)에 연결된 주회로 접점(1)(도시하지 않음)을 개폐시키는 주회로 접점 가동축(5)과의 접속 각도를 변환하는 각도변환링크(13)를 이용해서, 전자조작기구 구동축(7)과 주회로 접점 가동축(5)을 90° 기울여 접속하고 있다. 또한, 전자조작방식 개폐장치의 개상태 검출 및 폐상태 검출에 이용하는 회전식 보조접점(14)을 상기 각도변환링크(13)에 직접 장착하고 있다.
또한, 전자조작기구 구동축(7)과 주회로 접점 가동축(5)의 기울기는 90 °에 한정하지 않고 45 °내지 180 °범위이면 좋다.
이와 같이, 제 3 실시예에서는 전자조작기구 구동축(7)과, 접압 스프링(6) 혹은 절연 로드(4)(도시하지 않음)에 연결된 주회로 접점(1)(도시하지 않음)을 개폐시키는 주회로 접점 가동축(5)과의 접속 각도를 변환하는 각도변환링크(13)를 이용해서, 전자조작기구 구동축과 주회로 접점 가동축을 90°기울여 접속한 것이기 때문에, 주회로 접점(1)(도시하지 않음), 절연 로드(4)(도시하지 않음), 접압 스프링(6), 및 전자조작기구(8)를 1축상에 배치할 필요가 없어져, 전자조작방식 개폐장치의 전장을 단축하는 것이 가능해져, 전자조작방식 개폐장치의 설치 스페이스를 축소하는 것이 가능해진다. 또한, 회전식 보조 접점(14)을 각도변환링크(13)에 직접 장착하고 있기 때문에, 회전식 보조 접점(14)을 구동시키는 링크나 인장 스프링 등의 부품이 불필요해져, 부품 개수가 적은 회전식 보조 접점의 설치가 가능해진다.
[제 4 실시예]
이하, 본 발명의 제 4 실시예에 대해서 설명한다. 도 7은 전자조작기구(8)와 각도변환링크(13)를 주회로 접점 가동축(5)에 대해서 대칭 배치한 상태를 나타내는 구조도이다.
이와 같이, 제 4 실시예에서는 제 3 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있고, 더욱더 전자조작방식 개폐장치의 개극 거리의 증가나 접압 스프링 하중의 증대 등의 전자조작방식 개폐장치의 정격이 다른 것으로의 대응이 필요하게 된 경우에도, 전자조작기구의 개수(個數)를 용이하게 증가시키는 것이 가능하고, 여러 가지 정격으로의 변경이 용이하다.
[제 5 실시예]
이하, 본 발명의 제 5 실시예에 대해서 설명한다. 도 8은 주회로 접점 폐상태에 있어서의 와셔(washer)모양 접점 소모량 인디케이터(indicator)(15)를 나타내는 구조도이며, 도 9는 주회로 접점 폐상태에서 접점 소모 상태에 있어서의 와셔모양 접점 소모량 인디케이터를 나타내는 구조도이다. 와셔모양 접점 소모량 인디케이터(15)는 주회로 접점 가동축(5)에 마련되어, 전자조작방식 개폐장치의 폐상태에서 전자조작기구측 접압 스프링 브래킷(9a)과 와셔모양 접점 소모량 인디케이터(15)의 주회로 접점 가동축 방향거리, 즉 접압 스프링의 압축량을 측정함으로써, 주회로 접점의 접점 소모량을 감시할 수 있다.
이와 같이, 제 5 실시예에서는 전자조작방식 개폐장치의 점검 등에서 주회로 접점의 접점 소모량을 측정하는 경우, 특별한 측정기나 도구 등의 필요성이 없어져, 접점 소모량을 측정하는 작업의 간소화가 가능해진다.
또한, 도 10은 와셔모양 접점 소모량 인디케이터(15)의 사용 예이며, 와셔모양 접점 소모량 인디케이터(15)를 「교체필요」 표시영역(15a), 「주의」 표시영역(15b), 「정상」 표시영역(15c)의 3 영역으로 나누어, 도 8, 도 9 도시의 전자조작기구측 접압 스프링 브래킷(9a)부(部)로부터의 와셔모양 접점 소모량 인디케이터(15)의 돌출부에 있는 상기 영역을 감시함으로써, 용이하게 접점 소모량을 판정하는 것이 가능해진다.
13a : 링크축 13b : 전자조작기측 링크 레버
13c : 주회로 접점측 링크 레버 16 : 개폐장치 베이스판
17 : 주회로 접점 고정축 18 : 추가 각도변환링크
19 : 추가 회전식 보조 접점 20 : 추가 전자조작기구
22 : 전자조작기구 브래킷 23 : 전자조작기구 브래킷
24 : 주회로 접점 가동축 브래킷 24 : 주회로 접점 브래킷

Claims (6)

  1. 주회로 전류의 개폐를 수행하는 주회로 접점부, 주회로부와 조작기구를 전기적으로 절연하는 절연 로드부, 주회로 접점에 접압을 가하는 접압 스프링부, 및 주회로 접점을 개폐 동작시켜 더욱더 개상태 및 폐상태를 유지시키는 전자조작기구부를 가지는 전자조작방식 개폐장치에 있어서,
    상기 전자조작기구부에 의해 구동되는 전자조작기구 구동축과, 상기 접압 스프링부 혹은 상기 절연 로드부에 연결되어 상기 주회로 접점부를 개폐시키는 주회로 접점 가동축을 구비하고, 상기 전자조작기구 구동축과 상기 주회로 접점 가동축의 접합부는, 상기 주회로 접점 가동축에 마련된 스프링 브래킷 접속 죔쇠의 관통공에 상기 전자조작기구 구동축이 끼워맞춰지고, 양 축이 서로 직경방향 및 축방향으로 변위가능한 공극을 가지며, 상기 공극은 상기 축방향으로 변위함으로써 상기 주회로접점부가 개(開)상태일 때는 상기 스프링 브래킷 접속 죔쇠의 한쪽측에 형성되고, 상기 주회로 접점부가 폐(閉)상태일 때는 상기 스프링 브래킷 접속 죔쇠의 다른쪽측에 형성되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자조작방식 개폐장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    코일 스프링을 이용한 상기 접압 스프링의 코일 초단부와 코일 종단부를 둘레 방향으로 변위시키고 정수 이외의 권수(捲數)로 한 것을 특징으로 하는 전자조작방식 개폐장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 전자조작기구 구동축과, 상기 접압 스프링부 혹은 상기 절연 로드부에 연결되어 상기 주회로 접점부를 개폐시키는 주회로 접점 가동축과의 접속 각도를 변환하는 각도변환링크를 이용해서, 상기 전자조작기구 구동축과 상기 주회로 접점 가동축을 45°내지 180°기울여 접속한 것을 특징으로 하는 전자조작방식 개폐장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 전자조작기구 구동축과 상기 주회로 접점 가동축과의 접속 각도를 변환하는 상기 각도변환링크를, 상기 주회로 접점 가동축에 대해 대칭으로 2개 배치해, 복수 대의 전자조작기구를 주회로 접점 가동축에 대해 대칭 배치가 가능하게 한 것을 특징으로 하는 전자조작방식 개폐 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    전자조작방식 개폐장치의 개상태 검출 및 폐상태 검출에 이용하는 회전식 보조 접점을, 상기 전자조작기구 구동축과, 상기 접압 스프링부 혹은 상기 절연 로드부에 연결되어 상기 주회로 접점부를 개폐시키는 상기 주회로 접점 가동축과의 접속 각도를 변환하는 상기 각도변환링크에 직접 장착한 것을 특징으로 하는 전자조작방식 개폐장치.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    와셔모양 접점 소모량 인디케이터를 상기 주회로 접점 가동축에 마련해, 전자조작방식 개폐장치의 폐상태에서 접압 스프링 브래킷(bracket)과 상기 와셔모양 접점 소모량 인디케이터의 주회로 접점 가동축 방향 거리, 즉 상기 접압 스프링의 압축량을 측정함으로써, 주회로 접점의 접점 소모량을 감시 가능하게 한 것을 특징으로 하는 전자조작방식 개폐장치.
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