KR101390499B1 - 가스절연 개폐장치용 단로기 및 접지개폐기 - Google Patents

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정영일
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성림 중전기 주식회사
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Abstract

본 발명은 단로기와 접지개폐기를 하나의 구동장치를 이용하여 구동할 수 있는 가스절연 개폐장치용 단로기 및 접지개폐기에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는, 단순구조로 구성되어 부피를 콤팩트화 하면서 조작 편이성을 향상시킨 일체화된 구조의 가스절연 개폐장치용 단로기 및 접지개폐기에 관한 것으로서,
본 발명에 따른 가스절연 개폐장치용 단로기 및 접지개폐기는, 절연용 가스가 충전되는 가스절연 개폐장치(GIS, Gas Insulated Switchgear)의 외함 내부에 구비되고, 단로기용 가동자 및 접지개폐기용 가동자가 각각 결합되며, 결합된 상기 단로기용 가동자 및 접지개폐기용 가동자를 각각 전진 또는 후진 직선이동시켜, 상기 단로기용 가동자 및 접지개폐기용 가동자와 각각 대향한 위치에 구비되는 단로기용 고정접점 및 접지개폐기용 고정접점에 상기 단로기용 가동자 및 접지개폐기용 가동자를 접속 또는 분리시키는, 가스절연 개폐장치용 단로기 및 접지개폐기에 있어서, 상기 가스절연 개폐장치의 외함 내부에 구비되고, 외부 조작기로부터 구동력을 전달받아 양방향으로 선택적인 회전을 하는 구동축(110); 상기 구동축(110)에 축 설치되어 상기 구동축(110)과 함께 회전하는 제1구동기어(120); 상기 제1구동기어(120)로부터 소정거리 이격된 위치에서 상기 구동축(110)에 축 설치되어 상기 구동축(110)과 함께 회전하는 제2구동기어(130); 막대 형상으로 형성되며, 내측면에는 길이방향을 따라 상기 제1구동기어(120)와 맞물리게 다수의 기어 치(teeth)가 소정길이로 형성되고, 일측 단부는 상기 단로기용 가동자의 일측 단부와 고정결합되며, 상기 제1구동기어(120)의 양방향 선택적인 회전에 따라 전진 또는 후진 직선이동하여 상기 단로기용 가동자의 타측 단부와 대향한 위치에 구비되는 상기 단로기용 고정접점에 상기 단로기용 가동자의 타측 단부를 접속 또는 분리시키는 제1랙기어(140); 및, 막대 형상으로 형성되며, 내측면에는 길이방향을 따라 상기 제2구동기어(130)와 맞물리게 다수의 기어 치(teeth)가 소정길이로 형성되고, 일측 단부는 상기 접지개폐기용 가동자의 일측 단부와 고정결합되며, 상기 제2구동기어(130)의 양방향 선택적인 회전에 따라 전진 또는 후진 직선이동하여 상기 접지개폐기용 가동자의 타측 단부와 대향한 위치에 구비되는 상기 접지개폐기용 고정접점에 상기 접지개폐기용 가동자의 타측 단부를 접속 또는 분리시키는 제2랙기어(150);를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

가스절연 개폐장치용 단로기 및 접지개폐기 {Disconnecting Switch and Earthing Switch of Gas Insulated Switchgear}
본 발명은 단로기와 접지개폐기를 하나의 구동장치를 이용하여 구동할 수 있는 가스절연 개폐장치용 단로기 및 접지개폐기에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는, 단순구조로 구성되어 부피를 콤팩트화 하면서 조작 편이성을 향상시킨 일체화된 구조의 가스절연 개폐장치용 단로기 및 접지개폐기에 관한 것이다.
일반적으로 가스절연개폐장치(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 구성되고, 각 구성기기들은 접지된 금속제의 외함 내부에 설치되며, 외함 내부에는 높은 절연력을 가지고 절연성능이 우수하며 불활성인 SF6 가스를 충전하여 변전소의 소형화 및 안전을 도모하고 있다.
종래의 가스절연 개폐장치의 구성기기 중 단로기와 접지개폐기는 각각 별도의 조작기로 구동되는 구조로 형성되어 구조가 복잡하고, 조립 작업이 번거로우며, 그 크기가 커서 큰 설치공간이 확보되어야 하는 문제점이 있었다.
이에, 도 1a, 도 1b 및, 도 1c에 도시된 바와 같이, 가스가 충전되는 외함(11)과, 상기 외함(11)의 내부에 설치되어 일측을 중심으로 그 타측이 회동되는 회동레버(12)와, 상기 회동레버(12)의 일단에 힌지결합되어 길이방향으로 수평 이동되는 단로기용 가동자(13)와, 상기 단로기용 가동자(13)와 대향되는 타측에 설치되어 단로기용 가동자(13)의 이동에 따라 접하게 되는 단로기용 고정접점(14)과, 상기 회동레버(12)에 힌지결합되되, 단로기용 가동자(13)가 설치되는 방향과 직교되는 위치에 결합되어 길이방향으로 수직 이동되는 접지개폐기용 가동자(15)와, 상기 접지개폐기용 가동자(15)와 대향되는 타측에 설치되어 접지개폐기용 가동자(15)의 이동에 따라 접하게 되는 접지개폐기용 고정접점(16)으로 구성되어 하나의 조작기로 단로기 및 접지개폐기를 동작시킬 수 있도록 하고, 이를 통해, 조립시간의 단축과 비용의 절감 및 전체적인 부피를 줄일 수 있도록 하는 가스절연 개폐장치용 단로기 및 접지개폐기가 개발되었으나,
이 또한, 구성이 복잡하여 생산성이 낮으며, 외함 내부에 큰 설치공간이 확보되어야 하는 문제점이 있고, 다수의 링크들로 힌지결합되어 작동시에 다수의 힌지결합 부위에서 금속 이물질의 발생 가능성 및 고압차단기(GIS) 사고 발생 가능성이 현저히 높아지는 문제점이 있으며, 중립위치에서 벗어나는 Over-run이 발생 될 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 하나의 조작기로 단로기 및 접지개폐기를 동작시킬 수 있도록 하여 조립시간의 단축과 비용의 절감 및 전체적인 부피를 줄일 수 있도록 함과 아울러,
단로기 및 접지개폐기의 구동시, 구성 요소들 간의 상대이동에 따른 접촉 마찰 발생부위를 최소화하여 최소의 구동력으로 구동될 수 있도록 하고, 금속 이물질의 발생 가능성 및 고압차단기(GIS)의 사고발생 가능성을 낮출 수 있도록 하며,
또한, 단로기 및 접지개폐기를 하나의 조작기로 동작시킬 수 있는 구성을 단순화시킴과 함께, 단순한 구조로도 3위치를 제어할 수 있도록 하고, 이를 통해 생산성을 향상시킬 수 있도록 하며, 중립위치에서 단로기용 가동자 및 접지개폐기용 가동자의 위치를 정확히 유지시켜 Over-run 발생을 방지할 수 있도록 하고, 콤팩트화하여 외함 내에 설치되는 공간을 현저히 줄일 수 있도록 한다.
상기 전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 형태에서는, 절연용 가스가 충전되는 가스절연 개폐장치(GIS, Gas Insulated Switchgear)의 외함 내부에 구비되고, 단로기용 가동자 및 접지개폐기용 가동자가 각각 결합되며, 결합된 상기 단로기용 가동자 및 접지개폐기용 가동자를 각각 전진 또는 후진 직선이동시켜, 상기 단로기용 가동자 및 접지개폐기용 가동자와 각각 대향한 위치에 구비되는 단로기용 고정접점 및 접지개폐기용 고정접점에 상기 단로기용 가동자 및 접지개폐기용 가동자를 접속 또는 분리시키는, 가스절연 개폐장치용 단로기 및 접지개폐기에 있어서, 상기 가스절연 개폐장치의 외함 내부에 구비되고, 외부 조작기로부터 구동력을 전달받아 양방향으로 선택적인 회전을 하는 구동축(110); 상기 구동축(110)에 축 설치되어 상기 구동축(110)과 함께 회전하는 제1구동기어(120); 상기 제1구동기어(120)로부터 소정거리 이격된 위치에서 상기 구동축(110)에 축 설치되어 상기 구동축(110)과 함께 회전하는 제2구동기어(130); 막대 형상으로 형성되며, 내측면에는 길이방향을 따라 상기 제1구동기어(120)와 맞물리게 다수의 기어 치(teeth)가 소정길이로 형성되고, 일측 단부는 상기 단로기용 가동자의 일측 단부와 고정결합되며, 상기 제1구동기어(120)의 양방향 선택적인 회전에 따라 전진 또는 후진 직선이동하여 상기 단로기용 가동자의 타측 단부와 대향한 위치에 구비되는 상기 단로기용 고정접점에 상기 단로기용 가동자의 타측 단부를 접속 또는 분리시키는 제1랙기어(140); 및, 막대 형상으로 형성되며, 내측면에는 길이방향을 따라 상기 제2구동기어(130)와 맞물리게 다수의 기어 치(teeth)가 소정길이로 형성되고, 일측 단부는 상기 접지개폐기용 가동자의 일측 단부와 고정결합되며, 상기 제2구동기어(130)의 양방향 선택적인 회전에 따라 전진 또는 후진 직선이동하여 상기 접지개폐기용 가동자의 타측 단부와 대향한 위치에 구비되는 상기 접지개폐기용 고정접점에 상기 접지개폐기용 가동자의 타측 단부를 접속 또는 분리시키는 제2랙기어(150);를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치용 단로기 및 접지개폐기(100)를 제공한다.
본 발명의 일 형태에 따른 가스절연 개폐장치용 단로기 및 접지개폐기(100)에 있어서, 상기 제1구동기어(120) 및 제2구동기어(130)는 각각 전체 원주면의 1/2 원주면에 기어 치(teeth)가 형성되며, 상기 단로기용 가동자 및 접지개폐기용 가동자 각각의 타측 단부가, 상기 단로기용 고정접점 및 접지개폐기용 고정접점에서 각각 분리되는 중립위치에서, 상기 제1구동기어(120) 및 제2구동기어(130)의 기어 치 중간지점과 상기 제1랙기어(140) 및 제2랙기어(150)의 중간지점이 각각 맞물리게 형성될 수 있으며,
바람직하게는, 상기 단로기용 가동자 및 단로기용 고정접점과, 상기 접지개폐기용 가동자 및 접지개폐기용 고정접점이 설치되는 구조에 따라, 상기 제1랙기어(140) 및 제2랙기어(150)가 이루는 각도를 다양하게 조정 배치할 수 있고,
또한, 상기 제1랙기어(140)와 제2랙기어(150)가 서로 상, 하측으로 소정거리 이격된 사이 공간에 구비되고, 상기 단로기용 가동자 및 접지개폐기용 가동자 각각의 타측 단부가, 상기 단로기용 고정접점 및 접지개폐기용 고정접점에서 각각 분리되는 중립위치에서, 자화(磁化)되어 자력(磁力)으로 상기 제1랙기어(140) 및 제2랙기어(150)를 위치고정시키는 이동방지 전자석 블럭(160);을 더 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 가스절연 개폐장치용 단로기 및 접지개폐기는, 하나의 조작기로도 단로기 및 접지개폐기를 동작시킬 수 있어 조립시간의 단축과 비용의 절감 및 전체적인 부피를 줄일 수 있으며,
단로기 및 집지개폐기의 구동시, 구성 요소들 간의 상대이동에 따른 접촉 마찰 발생부위를 최소화하여 최소의 구동력으로 구동시킬 수 있고, 금속 이물질의 발생 가능성 및 고압차단기(GIS)의 사고발생 가능성을 낮출 수 있으며,
또한, 단로기 및 접지개폐기를 하나의 조작기로 3위치 제어가 가능함과 함께, 그 구성도 단순하여 생산성을 향상시킬 수 있으며, 외함 내에 설치되는 공간을 현저히 줄일 수 있고, 중립위치에서 단로기용 가동자 및 접지개폐기용 가동자의 위치를 정확히 유지시킬 수 있어 Over-run 발생을 방지할 수 있게 된다.
도 1a는 종래 가스절연 개폐장치용 단로기 및 접지개폐기에 있어서, 단로기 및 접지개폐기가 각각 개방되는 중립위치를 나타내는 작동 상태도;
도 1b는 종래 가스절연 개폐장치용 단로기 및 접지개폐기에 있어서, 단로기용 가동자가 단로기용 고정접점에 접속되고, 접지개폐기용 가동자는 접지개폐기용 고정접점에서 개방되는 것을 나타내는 작동 상태도;
도 1c는 종래 가스절연 개폐장치용 단로기 및 접지개폐기에 있어서, 접지개폐기용 가동자가 접지개폐기용 고정접점에 접속되고, 단로기용 가동자는 단로기용 고정접점에서 개방되는 것을 나타내는 작동 상태도;
도 2는 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치용 단로기 및 접지개폐기에 있어서, 단로기용 가동자 및 접지개폐기용 가동자가 단로기용 고정접점 및 접지개폐기용 고정접점에서 각각 분리 이격되는 중립위치에서의 제1랙기어 및 제2랙기어를 나타내는 작동 상태도;
도 3은 제2랙기어를 부분 절개한 도 2의 정면도;
도 4는 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치용 단로기 및 접지개폐기에 있어서, 단로기용 가동자가 단로기용 고정접점에 접속되고, 접지개폐기용 가동자는 접지개폐기용 고정접점에서 더 멀리 분리 이격될 시의 제1랙기어 및 제2랙기어를 나타내는 작동 상태도;
도 5는 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치용 단로기 및 접지개폐기에 있어서, 접지개폐기용 가동자가 접지개폐기용 고정접점에 접속되고, 단로기용 가동자는 단로기용 고정접점에서 더 멀리 분리 이격될 시의 제1랙기어 및 제2랙기어를 나타내는 작동 상태도; 및,
도 6은 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치용 단로기 및 접지개폐기에 있어서, 단로기 및 접지개폐기(100)가 외함 내부에 설치되는 구조에 따라, 제1랙기어 및 제2랙기어가 이루는 사이 각도가 조정되는 것을 나타내는 작동 상태도;이다.
이하 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 부호가 사용되며, 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.
도 2는 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치용 단로기 및 접지개폐기에 있어서, 단로기용 가동자 및 접지개폐기용 가동자가 단로기용 고정접점 및 접지개폐기용 고정접점에서 각각 분리 이격되는 중립위치에서의 제1랙기어 및 제2랙기어를 나타내는 작동 상태도이고, 도 3은 제2랙기어를 부분 절개한 도 2의 정면도로서,
본 발명에 따른 가스절연 개폐장치용 단로기 및 접지개폐기(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 크게, 절연용 가스가 충전되는 가스절연 개폐장치의 외함 내부에 구비되는 구동축(110)과, 상기 구동축(110)에 축 설치되어 구동축(110)과 함께 회전하는 제1구동기어(120)와, 상기 제1구동기어(120)로부터 하측으로 소정거리 이격된 위치에서 상기 구동축(110)에 축 설치되어 구동축(110)과 함께 회전하는 제2구동기어(130)와, 일측은 단로기용 가동자(도시되지는 않음)와 고정결합되고 상기 제1구동기어(120)의 회전에 따라 직선이동하여 단로기용 가동자를 단로기용 고정접점(도시되지는 않음)과 접속 또는 분리시키는 제1랙기어(140)와, 일측은 접지개폐기용 가동자와 고정결합되고 상기 제2구동기어(130)의 회전에 따라 직선이동하여 접지개폐기용 가동자를 접지개폐기용 고정접점(도시되지는 않음)과 접속 또는 분리시키는 제2랙기어(150)를 포함하여 형성된다.
상기 구동축(110)은, 가스절열 개폐장치의 외관을 이루는 외함 내부에 구비되며, 외함 외부에 구비되는 외부 조작기(도시되지는 않음)로부터 구동력을 전달받아 시계방향 또는 반 시계방향으로 선택적으로 회전가능하게 구비된다. 바람직하게는, 정밀 제어나 가스절연개폐장치의 디지털화 경향에 맞춰, 외함 외부에 구비되어 입력되는 제어 신호에 따라 구동이 제어되는 전기모터(도시되지는 않음)에 상기 구동축(110)이 직결되도록 구성한다.
상기 구동축(110)에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 중심이 관통되어 축 설치되는 제1구동기어(120) 및 제2구동기어(130)가 구비되며, 상기 제1구동기어(120) 및 제2구동기어(130)는 평 기어(Spur gear) 형태로 형성되어 상기 구동축(110)과 함께 회전하게 되고, 상기 구동축(110)의 회전 방향에 따라 맞물리게 설치되는 상기 제1랙기어(140) 및 제2랙기어(150)를 각각 직선이동시키게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치용 단로기 및 접지개폐기에 있어서, 단로기용 가동자가 단로기용 고정접점에 접속되고, 접지개폐기용 가동자는 접지개폐기용 고정접점에서 더 멀리 분리 이격될 시의 제1랙기어 및 제2랙기어를 나타내는 작동 상태도로서,
상기 제1랙기어(140)는, 도 2와 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1구동기어(120)와 맞물리게 구비되어 상기 구동축(110)과 함께 회전하는 상기 제1구동기어(120)의 회전에 따라 직선이동하게 되며, 도시되지는 않았으나, 통상의 가스절연 개폐장치의 외함 내부에 구비되는 단로기용 가동자에 일측이 고정결합되고, 상기 제1랙기어(140)가 직선이동함에 따라 상기 제1랙기어(140)의 일측이 고정결합된 단로기용 가동자도 함께 직선이동하게 되어 대향하게 일측이 외함 내부에 고정되는 단로기용 고정접점과 접속 또는 분리되게 된다.
또한, 도 5는 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치용 단로기 및 접지개폐기에 있어서, 접지개폐기용 가동자가 접지개폐기용 고정접점에 접속되고, 단로기용 가동자는 단로기용 고정접점에서 더 멀리 분리 이격될 시의 제1랙기어 및 제2랙기어를 나타내는 작동 상태도이고, 도 6은 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치용 단로기 및 접지개폐기에 있어서, 단로기 및 접지개폐기(100)가 외함 내부에 설치되는 구조에 따라, 제1랙기어 및 제2랙기어가 이루는 사이 각도가 조정되는 것을 나타내는 작동 상태도로서,
상기 제2랙기어(150)는, 도 2와 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제2구동기어(130)와 맞물리게 구비되어 상기 구동축(110)과 함께 회전하는 상기 제2구동기어(130)의 회전에 따라 직선이동하게 되며, 도시되지는 않았으나, 통상의 가스절연 개폐장치의 외함 내부에 구비되는 접지개폐기용 가동자에 일측이 고정결합되고, 상기 제2랙기어(150)가 직선이동함에 따라 상기 제2랙기어(150)의 일측이 고정결합된 접지개폐기용 가동자도 함께 직선이동하게 되어 대향하게 일측이 외함 내부에 고정되는 접지개폐기용 고정접점과 접속 또는 분리되게 된다.
상기 제1구동기어(120) 및 제2구동기어(130)에 구비되는 기어 치(teeth)를 전체 원주면을 따라 형성시킬 수도 있으나, 맞물리는 상기 제1랙기어(140) 및 제2랙기어(150)의 길이 또한 상기 기어 치가 형성되는 원주에 따라 증가하게 되고, 늘어난 랙기어의 길이 만큼 외함 내부의 설치공간 또한 증가하게 되므로, 각각의 가동자가 고정접점에서 충분히 분리 이격될 수 있는 소정의 거리만큼 상기 제1랙기어(140) 및 제2랙기어(150)의 이동길이를 정하고, 정해진 상기 제1랙기어(140) 및 제2랙기어(150)의 이동길이에 맞춰 상기 구동축(110)의 회전각도와, 상기 제1·2구동기어의 크기 및, 기어 치가 형성될 상기 제1구동기어(120) 및 제2구동기어(130)의 원주 길이를 결정하는 것이 좋다.
바람직하게는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1구동기어(120) 및 제2구동기어(130)의 회전범위를 0°~ 180°범위 내에서만 회전되게 기어 치를 각각 전체 원주면의 1/2 원주면에만 형성시키고, 단로기용 가동자 및 접지개폐기용 가동자가, 단로기용 고정접점 및 접지개폐기용 고정접점에서 각각 분리되는 중립위치에서, 상기 제1구동기어(120) 및 제2구동기어(130)의 기어 치 중간지점과 상기 제1랙기어(140) 및 제2랙기어(150)의 중간지점이 각각 맞물리게 형성함으로써, 전체 원주면에 대해 기어 치를 가공할 필요가 없어 생산성을 향상시킬 수 있고, 맞물린 기어들의 접촉 마찰 부위를 최소화시켜 최소의 구동력으로 구동시킬 수 있고, 금속 이물질의 발생 가능성 및 고압차단기(GIS)의 사고발생 가능성을 줄일 수 있으며, 직선이동거리를 제한할 수 있어 외함 내부의 설치공간을 줄일 수 있게 한다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 단로기용 가동자 및 상기 단로기용 가동자와 대향되는 위치에 구비되는 단로기용 고정접점과, 접지개폐기용 가동자 및 상기 접지개폐기용 가동자와 대향되는 위치에 구비되는 접지개폐기용 고정접점이 외함 내부에 설치되는 구조에 따라, 상기 제1랙기어(140) 및 제2랙기어(150)가 이루는 사이 각도를 다양한 각도로 조정한 후, 배치될 수 있도록 하며,
도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 가스절연 개폐장치 내에 구성되는 본체 제어 콘트롤러 등으로부터 입력되는 외부입력 신호에 따라 선택적으로 자화(磁化)되는 이동방지 전자석 블럭(160)을, 상기 제1랙기어(140) 및 제2랙기어(150)가 서로 상, 하측으로 이격된 사이 공간에 구비시켜 단로기용 가동자 및 접지개폐기용 가동자가, 단로기용 고정접점 및 접지개폐기용 고정접점에서 각각 분리되는 중립위치에서, 자화시켜, 자력의 영향을 받는 금속재로 형성되는 상기 제1랙기어(140) 및 제2랙기어(150)를 밀착고정시킴으로써, 상기 단로기용 가동자 및 접지개폐기용 가동자가 중립위치에서 벗어나는 Over-run 현상을 방지할 수 있도록 한다.
이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치용 단로기 및 접지개폐기(100)의 작동을 설명하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 단로기용 가동자 및 접지개폐기용 가동자가 각각의 고정접점에서 분리 이격되어 중립위치에 오게 되면, 중립위치에서 벗어나는 Over-run이 발생되지 않도록 하기 위해 가스절연 개폐장치 작동을 제어하는 본체 제어 콘트롤러 등으로부터 작동신호을 입력받은 이동방지 전자석 블럭(160)은 자화되어 자력으로 상·하측면에 밀착된 단로기용 가동자 및 접지개폐기용 가동자를 고정하게 된다.
중립위치에서, 단로기를 Close 시키기 위해서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 이동방지 전자석 블럭(160)으로 입력되던 자화신호를 차단함과 동시에 외부 조작기를 통한 구동축(110)의 작동으로 제1구동기어(120)를 시계방향으로 90°회전이동시킴으로써, 상기 제1구동기어(120)에 맞물린 제1랙기어(140)가 고정결합되는 단로기용 가동자가 단로기용 고정접점 편으로 이동되어 접속(Close) 하게되고, 동시에 제2구동기어(130)에 맞물린 제2랙기어(150)는 접지개폐기용 고정접점에서 더 멀어지게 되고,
중립위치에서, 접지개폐기를 Close 시키기 위해서는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 이동방지 전자석 블럭(160)으로 입력되던 자화신호를 차단함과 동시에 외부 조작기를 통한 구동축(110)의 작동으로 제2구동기어(130)를 반 시계방향으로 90°회전이동시킴으로써, 상기 제2구동기어(130)에 맞물린 제2랙기어(150)가 고정결합되는 접지개폐기용 가동자가 접지개폐기용 고정접점 편으로 이동되어 접속(Close) 하게되고, 동시에 제1구동기어(120)에 맞물린 제1랙기어(140)는 단로기용 고정접점에서 더 멀어지게 된다.
또한, 단로기 및 접지개폐기(100)의 접속을 위해 상기 구동축(110)이 회전한 방향의 반대 방향으로 상기 구동축(110)을 90°회전시킴으로써, 단로기용 가동자 또는 접지개폐기용 가동자를 접속위치에서 중립위치로 용이하게 이동시킬 수 있게 된다.
상기 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치용 단로기 및 접기개폐기는, 양방향으로 선택적으로 회전가능한 상기 구동축(110)의 회전만으로 단로기 및 접지개폐기(100)에 대한 3위치 제어가 가능하며, 단로기 및 접지개폐기(100)가 외함 내부에 설치되는 구조에 따라 상기 제1랙기어(140) 및 제2랙기어(150)가 이루는 사이 각도를 다양한 각도로 조정한 후 배치할 수 있으며,
각각의 가동자가 고정접점에서 분리 이격되는 상기 제1랙기어(140) 및 제2랙기어(150)의 이동길이 만큼 상기 제1구동기어(120) 및 제2구동기어(130)의 원주면에 기어 치를 형성하고 전체 원주면에 대해 기어 치를 가공할 필요가 없어 생산성을 향상시킬 수 있고, 맞물린 기어들의 접촉 마찰 부위를 최소화시켜 최소의 구동력으로 구동시킬 수 있으며, 이에 따라 금속 이물질의 발생 가능성 및 고압차단기(GIS)의 사고발생 가능성을 줄일 수 있고, 상기 제1구동기어(120) 및 제2구동기어(130)에 구비되는 기어 치의 형성 범위만큼 상기 제1랙기어(140) 및 제2랙기어(150) 각각의 직선이동거리를 제한할 수 있어 외함 내부의 설치공간을 줄일 수 있게 되며,
또한, 단로기 및 접지개폐기(100)를 하나의 조작기로 3위치 제어가 가능함과 함께, 그 구성도 단순하여 제조가 용이하고, 외함 내에 설치되는 공간을 현저히 줄일 수 있으며, 중립위치에서 단로기용 가동자 및 접지개폐기용 가동자의 위치를 정확히 유지시킬 수 있어 Over-run 발생을 방지할 수 있게 된다.
위에서 몇몇의 실시예가 예시적으로 설명되었음에도 불구하고, 본 발명이 이의 취지 및 범주에서 벗어남 없이 여러 다른 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.
따라서, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 첨부된 청구항 및 이의 동등 범위 내의 모든 실시예는 본 발명의 범주 내에 포함된다.
100 : 가스절연 개폐장치용 단로기 및 접지개폐기
110 : 구동축 120 : 제1구동기어
130 : 제2구동기어 140 : 제1랙기어
150 : 제2랙기어 160 : 이동방지 전자석 블럭

Claims (4)

  1. 절연용 가스가 충전되는 가스절연 개폐장치(GIS, Gas Insulated Switchgear)의 외함 내부에 구비되고, 단로기용 가동자 및 접지개폐기용 가동자가 각각 결합되며, 결합된 상기 단로기용 가동자 및 접지개폐기용 가동자를 각각 전진 또는 후진 직선이동시켜, 상기 단로기용 가동자 및 접지개폐기용 가동자와 각각 대향한 위치에 구비되는 단로기용 고정접점 및 접지개폐기용 고정접점에 상기 단로기용 가동자 및 접지개폐기용 가동자를 접속 또는 분리시키는, 가스절연 개폐장치용 단로기 및 접지개폐기에 있어서,

    상기 가스절연 개폐장치의 외함 내부에 구비되고, 외부 조작기로부터 구동력을 전달받아 양방향으로 선택적인 회전을 하는 구동축(110);
    상기 구동축(110)에 축 설치되어 상기 구동축(110)과 함께 회전하는 제1구동기어(120);
    상기 제1구동기어(120)로부터 소정거리 이격된 위치에서 상기 구동축(110)에 축 설치되어 상기 구동축(110)과 함께 회전하는 제2구동기어(130);
    막대 형상으로 형성되며, 내측면에는 길이방향을 따라 상기 제1구동기어(120)와 맞물리게 다수의 기어 치(teeth)가 소정길이로 형성되고, 일측 단부는 상기 단로기용 가동자의 일측 단부와 고정결합되며, 상기 제1구동기어(120)의 양방향 선택적인 회전에 따라 전진 또는 후진 직선이동하여 상기 단로기용 가동자의 타측 단부와 대향한 위치에 구비되는 상기 단로기용 고정접점에 상기 단로기용 가동자의 타측 단부를 접속 또는 분리시키는 제1랙기어(140); 및,
    막대 형상으로 형성되며, 내측면에는 길이방향을 따라 상기 제2구동기어(130)와 맞물리게 다수의 기어 치(teeth)가 소정길이로 형성되고, 일측 단부는 상기 접지개폐기용 가동자의 일측 단부와 고정결합되며, 상기 제2구동기어(130)의 양방향 선택적인 회전에 따라 전진 또는 후진 직선이동하여 상기 접지개폐기용 가동자의 타측 단부와 대향한 위치에 구비되는 상기 접지개폐기용 고정접점에 상기 접지개폐기용 가동자의 타측 단부를 접속 또는 분리시키는 제2랙기어(150);를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치용 단로기 및 접지개폐기(100).
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1구동기어(120) 및 제2구동기어(130)는 각각 전체 원주면의 1/2 원주면에 기어 치(teeth)가 형성되며,
    상기 단로기용 가동자 및 접지개폐기용 가동자 각각의 타측 단부가, 상기 단로기용 고정접점 및 접지개폐기용 고정접점에서 각각 분리되는 중립위치에서,
    상기 제1구동기어(120) 및 제2구동기어(130)의 기어 치 중간지점과 상기 제1랙기어(140) 및 제2랙기어(150)의 중간지점이 각각 맞물리게 형성되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치용 단로기 및 접지개폐기(100).
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 단로기용 가동자 및 단로기용 고정접점과, 상기 접지개폐기용 가동자 및 접지개폐기용 고정접점이 설치되는 구조에 따라, 상기 제1랙기어(140) 및 제2랙기어(150)가 이루는 각도를 다양하게 조정 배치하는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치용 단로기 및 접지개폐기(100).
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제1랙기어(140)와 제2랙기어(150)가 서로 상, 하측으로 소정거리 이격된 사이 공간에 구비되고,
    상기 단로기용 가동자 및 접지개폐기용 가동자 각각의 타측 단부가, 상기 단로기용 고정접점 및 접지개폐기용 고정접점에서 각각 분리되는 중립위치에서, 자화(磁化)되어 자력(磁力)으로 상기 제1랙기어(140) 및 제2랙기어(150)를 위치고정시키는 이동방지 전자석 블럭(160);을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치용 단로기 및 접지개폐기(100).
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