KR101463374B1 - 스위칭 디바이스 및 개폐기 - Google Patents

스위칭 디바이스 및 개폐기 Download PDF

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KR101463374B1
KR101463374B1 KR1020147000216A KR20147000216A KR101463374B1 KR 101463374 B1 KR101463374 B1 KR 101463374B1 KR 1020147000216 A KR1020147000216 A KR 1020147000216A KR 20147000216 A KR20147000216 A KR 20147000216A KR 101463374 B1 KR101463374 B1 KR 101463374B1
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톰-루네 뵈르투프트
팔 크리스티안 스크뤼텐
하바르 하드란
욘-안데르스 트베텐
스탄레위 로네
얀-아릴 진케
로베르트 에스페세트
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Abstract

도전체 (114, 116, 118) 에 전기적으로 접속가능한 배전용 스위칭 디바이스 (102, 104, 106) 로서, 상기 스위칭 디바이스는 상기 도전체에 전기적으로 접속가능한 차단기 (126, 128, 130), 및 상기 차단기가 장착되는 적어도 부분적으로 도전성인 하우징 (120, 122, 124) 을 포함하고, 상기 하우징은 외부면 (134) 을 가지고 있다. 상기 차단기는 적어도 하나의 도전성 제 1 콘택트 (202) 및 하나의 도전성 제 2 콘택트 (204) 를 포함하고, 상기 제 2 콘택트는 상기 제 1 콘택트에 대하여 그리고 상기 하우징에 대하여 이동가능하고, 상기 제 1 콘택트 및 상기 제 2 콘택트가 접촉할 때 상기 차단기는 폐쇄 위치에 있고, 상기 제 1 콘택트 및 상기 제 2 콘택트가 분리될 때 상기 차단기는 개방 위치에 있다. 상기 스위칭 디바이스는 상기 차단기와 상기 도전체 사이에 전류 경로를 제공하도록 배열되고, 상기 하우징은 상기 제 2 콘택트 (204) 를 작동하기 위한 적어도 하나의 안내 부재 (150, 152) 를 수용하고, 상기 적어도 하나의 안내 부재는 상기 하우징에 대하여 이동가능하고, 상기 적어도 하나의 안내 부재는, 상기 차단기가 상기 폐쇄 위치에 있을 때, 상기 제 1 콘택트에 대하여 상기 제 2 콘택트를 바이어싱하도록 배열된 바이어싱 어셈블리 (151) 를 포함한다. 상기 바이어싱 어셈블리는 제 1 바이어싱 부재 (156) 및 제 2 바이어싱 부재 (158) 를 포함하는 복수의 바이어싱 부재들 (156, 158) 을 포함한다. 배전용 개폐기는 적어도 하나의 이러한 스위칭 디바이스를 포함한다.

Description

스위칭 디바이스 및 개폐기 {A SWITCHING DEVICE AND A SWITCHGEAR}
본 발명은 도전체에 전기적으로 접속가능한 배전용 스위칭 디바이스에 관한 것이다. 스위칭 디바이스는 도전체에 전기적으로 접속가능한 차단기, 및 차단기가 장착되는 적어도 부분적으로 도전성인 하우징을 포함하고, 하우징은 외부면을 갖는다. 차단기는 적어도 하나의 도전성 제 1 콘택트 및 하나의 도전성 제 2 콘택트를 포함하고, 제 2 콘택트는 제 1 콘택트 및 하우징에 대하여 이동가능하고, 제 1 및 제 2 콘택트가 접촉할 때 차단기는 폐쇄 위치에 있고, 제 1 및 제 2 콘택트가 분리될 때 차단기는 개방 위치에 있다. 스위칭 디바이스는 차단기와 도전체 사이에 전류 경로를 제공하도록 배열되고, 하우징은 제 2 콘택트를 작동하기 위한 적어도 하나의 안내 부재를 수용하고, 적어도 하나의 안내 부재는 하우징에 대하여 이동가능하다. 또한, 본 발명은 전술한 종류의 적어도 하나의 스위칭 디바이스를 포함하는 개폐기에 관한 것이다.
종래 기술의, 12, 24 또는 36 ㎸ 와 같은, 예컨대 1 ~ 1,000 ㎸ 인 중전압 및/또는 고전압용 개폐기는 보통 케이싱 또는 인캡슐레이션에 수용된 1 ~ 5 개의 모듈을 포함하고, 각각의 모듈은 적어도 3 개의 전기 부싱 (3 상 AC 배전 시스템의 각 상에 대해 1 개), 각각의 전기 부싱으로부터 각각의 차단기, 예컨대 진공 단속기로 이어지는 전도체, 선택 스위치 (각각의 차단기에 대해 1 개), 및 버스바 (각 상에 대해 1 개) 를 포함한다. 선택 스위치는 차단기를 버스바에 접속하거나 버스바로부터 차단기를 분리하는데 사용된다. 각각의 선택 스위치는, 그것이 버스바에 접속되거나 분리되는 위치들 사이에서 이동가능한 스위치 나이프를 보통 포함한다.
흔히, 차단기는 스프링 장착 (spring loaded) 될 수도 있는 진공 단속기이고, 특정 작동 조건의 발생시 전기 회로를 단속하도록 제공된다. 이러한 차단 후, 선택 스위치는, 선택 스위치가 지면에 접속되는 위치 또는 예를 들어 스위치의 차단기 측 부품들에 대한 전기 측정이 수행될 수도 있는 개방 위치 중 어느 하나로, 각각의 버스바로부터 수동으로 또는 자동으로 분리될 수도 있다.
개폐기의 예들은 US2008/0217153 A1, US2004/0104201 A1 및 DE 3528770 A1 각각에 개시되고, 여기에서 각 상에 대해 차단기, 버스바, 및 스위칭 요소가 차단기를 버스바에 전기적으로 접속하는 제 1 위치, 스위칭 요소가 지면/어스에 접속되는 제 2 위치, 및 스위칭 요소가 버스바 및 지면 모두로부터 분리되는 제 3 위치 사이에서 피봇가능한 이동가능한 스위칭 요소를 가지는 개폐기가 개시되는데, 제 3 위치는 스위치오프 위치에 대응한다.
US 2005/0241928 A1 은 경량 재료로 구성된 라인 또는 부하 스위치로서 사용하기 위한 내부 접촉자를 갖는 전력 단속기를 개시한다.
US 3,919,511 은 차단기 하우징의 내부에서 전기장을 손상시키지 않도록 도전성 재료로 이루어진 반쉘 (half-shells) 에 의해 부분적으로 덮여있는 기구 하우징을 갖춘 회로 차단기를 개시한다.
US 5,057,654 는 전도성 분류기 전류 경로의 전도부가 일체 성형되는 커버부 및 성형된 하우징을 가지는 단속기 유닛을 구비한 단속기 스위치 어셈블리를 개시하고, 전도부는 일반적으로 얇은 부재 또는 스트립이다.
US 2002/0179571 A1 은, 제 1 단자와 제 2 단자 사이에 전기 접속 부분을 형성하는, 전도성 재료, 예컨대 알루미늄으로 만들어진 하우징을 포함하는 배전 시스템용 전기 회로 단속기 디바이스를 개시한다. 하우징은 제 1 단자와 하우징 사이에 위치한 회로 단속기, 예컨대 진공 단속기에 접속되고, 하우징은 회로 단속기를 작동하기 위한 수동 핸들 및 레버 기구 어셈블리를 수용한다. 대안적으로, 전도성 분류기가 제 1 단자와 제 2 단자 사이에 전기 접속 부분을 형성하면서 하우징은 비전도성 재료로 만들어진다.
WO 2004/032298-A1 은 진공 단속기를 포함하는 콤팩트한 구조의 가스 절연 스위치를 개시하고, 부품들은 각 부품의 이동가능한 콘택트 유닛의 전기장을 줄이기 위한 전도성 케이스에 고정되고 전기적으로 접속된다.
US 5,003,427 은 버스바, 전원 스위치 및 3 방향 스위치를 포함하는 금속 포위된 다상 고 전압 스위칭 배열체를 개시한다.
US 5,276,286 은, 보호 금속 커버에 장착된 진공 스위치를 포함하는, 아이싱 (icing) 조건 하에 작동하기 위한 노출된 옥외 단로기를 개시하고, 금속 커버는 진공 스위치를 작동하기 위한 부재를 수용한다. JP2001143582-A 는 하우징에 접속된 진공 차단기를 개시한다. WO 01/78100-A1 은 금속성 재료로 만들어진 하우징에 장착된 진공 단속기를 포함하는 폴 장착을 위한 격리 회로 차단기를 개시하고, 하우징은 진공 단속기를 작동하기 위한 안내 부재를 수용한다.
EP 2 180 490-A1, US 2008/0217153-A1, US 2004/0104201-A1 및 DE 35 28 770-A1 은, 차단기 및 3 개 위치 사이의 피봇 축선을 중심으로 피봇가능한 스위치 요소를 포함하는 스위칭 디바이스를 개시한다. 제 1 위치에서 스위치 요소는 차단기 및 버스바에 전기적으로 접속된다. 제 2 위치에서 스위치 요소는 차단기 및 접지 요소에 전기적으로 접속된다. 제 3 위치에서 스위치 요소는 버스바 및 접지 요소 모두로부터 분리된다.
개폐기는 개폐기의 부품들 사이에서 방전, 아크 또는 플래시오버의 발생 (upcoming) 을 방지하도록 설계되어야 한다. 종래 기술의 개폐기는 안전 규정을 충족시키도록, 즉 방전 또는 아크의 발생을 방지하도록 너무 큰 공간을 요구할 수도 있다. 하지만, 동시에, 더 적은 공간을 요구하지만 파괴 방전에 대해 여전히 안전성을 보장하는 콤팩트한 개폐기가 필요하다.
본 발명의 목적은 콤팩트한 설계를 가지는 개폐기를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가 목적은 개폐기의 부품들 또는 유닛들 사이에서 플래시오버, 방전 또는 아크의 위험을 감소시키는 것이다.
본 발명의 전술한 목적들은, 도전체에 전기적으로 접속가능한 배전용 스위칭 디바이스를 제공함으로써 달성되고, 스위칭 디바이스는,
상기 도전체에 전기적으로 접속가능한 차단기, 및
상기 차단기가 장착되는 적어도 부분적으로 도전성인 하우징을 포함하고, 상기 하우징은 외부면을 가지고,
상기 차단기는 적어도 하나의 도전성 제 1 콘택트 및 하나의 도전성 제 2 콘택트를 포함하고, 상기 제 2 콘택트는 상기 제 1 콘택트에 대하여 그리고 상기 하우징에 대하여 이동가능하고, 상기 제 1 콘택트 및 상기 제 2 콘택트가 접촉할 때 상기 차단기는 폐쇄 위치에 있고, 상기 제 1 콘택트 및 상기 제 2 콘택트가 분리될 때 상기 차단기는 개방 위치에 있고, 상기 스위칭 디바이스는 상기 차단기와 상기 도전체 사이에 전류 경로를 제공하도록 배열되고, 상기 하우징은 상기 제 2 콘택트를 작동하기 위한 적어도 하나의 안내 부재를 수용하고, 상기 적어도 하나의 안내 부재는 상기 하우징에 대하여 이동가능하고, 상기 적어도 하나의 안내 부재는, 상기 차단기가 상기 폐쇄 위치에 있을 때, 상기 제 1 콘택트에 대하여 상기 제 2 콘택트를 바이어싱하도록 배열된 바이어싱 어셈블리를 포함하고, 상기 바이어싱 어셈블리는 제 1 바이어싱 부재 및 제 2 바이어싱 부재를 포함하는 복수의 바이어싱 부재들을 포함한다.
복수의 바이어싱 부재들을 포함하는 바이어싱 어셈블리를 가지는 본 발명에 따른 스위칭 디바이스에 의하여, 바이어싱 어셈블리의 콤팩트성이 개선되고, 그 결과, 개폐기의 부품들 또는 유닛들 사이에서 플래시오버, 방전 또는 아크의 위험을 여전히 감소시키면서 스위칭 디바이스 및 개폐기의 콤팩트성이 개선된다. 특히, 설치되었을 때, 스위칭 디바이스와 개폐기의 수직 연장부가 효율적으로 감소되어, 효율적인 콤팩트성을 제공할 수도 있는데, 왜냐하면 제 2 콘택트의 운동 방향으로 스위칭 디바이스의 연장부가 바이어싱 어셈블리 및 복수의 바이어싱 부재들에 의해 감소될 수도 있기 때문이다. 단일 바이어싱 부재 대신에 2 개, 또는 복수의 바이어싱 부재를 가짐으로써, 바이어싱 어셈블리의 바이어싱 효과를 감소시키지 않으면서 바이어싱 어셈블리의 연장부가 감소될 수도 있고, 바이어싱 어셈블리는 보다 콤팩트한 크기로 제공되어서, 하우징의 크기가 보다 콤팩트하게 되도록 허용하고, 그 결과, 스위칭 디바이스 및 개폐기의 콤팩트성이 개선된다. 스위칭 디바이스는, 어떤 실질적인 설계 변경도 없이 또는 적어도 어떤 실질적인 설계 변경 없이, 복수의 상이한 용도를 위해, 예컨대 부하 차단 스위치 용도 및 회로 차단기 용도를 위해 사용될 수도 있다. 스위칭 디바이스는 조립 및 설치하기에 용이하고 작동 장소에 도달하기 전 조립되고 사전 조립될 수도 있다. 바이어싱 어셈블리는 조립 및 설치하기에 용이하고 작동 장소에 도달하기 전 조립, 사전 조립될 수도 있는데, 이것은 설치 작업을 용이하게 한다.
제 1 바이어싱 부재와 제 2 바이어싱 부재는 측방향으로 나란히 위치할 수도 있다. 제 1 바이어싱 부재는 제 1 탄성 부재의 형태일 수도 있고 제 2 바이어싱 부재는 제 2 탄성 부재의 형태일 수도 있다. 제 1 바이어싱 부재는 제 1 압축 스프링, 예컨대 코일 스프링을 포함할 수도 있고, 제 2 바이어싱 부재는 제 2 압축 스프링, 예컨대 코일 스프링을 포함할 수도 있다. 복수의 바이어싱 부재는 제 1 부가적 바이어싱 부재 및 제 2 부가적 바이어싱 부재를 포함할 수도 있다. 제 1 부가적 바이어싱 부재는 제 1 바이어싱 부재 안쪽에서 축선방향으로 연장될 수도 있고, 제 2 부가적 바이어싱 부재는 제 2 바이어싱 부재 안쪽에서 축선방향으로 연장될 수도 있다. 하우징은 차단기와 도전체 사이의 전류 경로의 제 1 부분을 수용할 수도 있고, 전류 경로의 제 1 부분은 차단기에 전기적으로 접속된다.
차단기는 전류 경로를 개방/단속하도록 되어있고 전류 경로를 폐쇄하도록 되어있다. 본 기술분야의 당업자에게 잘 알려진 여러 가지 종래 기술의 차단기들이 있다. 차단기는 적어도 2 가지 상태; 차단기가 그것을 통하여 전류를 전도하는 폐쇄 또는 전도 상태인 제 1 상태, 및 차단기가 그것을 통하여 전류 경로를 차단/단속하고 차단기가 실질적으로 비전도성이어서 어떤 전류도 전도하지 않는 개방 또는 비전도 상태인 제 2 상태를 갖는다. 종래에는, 차단기는 오류 조건을 검출하고 오류 검출시 전류를 차단하도록 되어있고, 그 후, 차단기는 정상 전도 작동을 재개하도록 (수동으로 또는 자동으로) 리셋될 수도 있다.
차단기는 하우징의 바깥쪽에 위치한 도전체에 전기적으로 접속가능할 수도 있다.
본 발명에 따른 스위칭 디바이스의 추가 유리한 실시형태에 따르면, 차단기는 진공 단속기이지만, 차단기는 SF6 가스 단속기와 같은 임의의 적합한 유형의 차단기 형태일 수 있다.
본 발명에 따른 스위칭 디바이스의 유리한 실시형태에 따르면, 스위칭 디바이스는 도전체를 포함한다.
유리하게도, 도전체는 버스바이지만, 또한 그 밖의 다른 도전체 형태일 수 있다. 유리하게도, 하우징은 적합한 도전성 재료, 예컨대 주조 알루미늄과 같은 알루미늄으로 만들어진다. 하지만, 하우징은 또한 구리, 아연, 전도성 폴리머 재료, 또는 그 밖의 다른 적합한 도전성 재료로 만들어질 수 있다. 알루미늄 하우징을 주조 또는 몰딩하는 것은 많은 비용이 들지 않는 절차이다. 유리하게도, 하우징은 임의의 위치에서, 예컨대 전기 접속 영역에서 니켈 또는 은으로 도금된다.
유리하게도, 차단기의 주요 부분 또는 대부분은 하우징의 바깥쪽에 위치할 수도 있다. 유리하게도, 적어도 부분적으로 도전성인 하우징은 도전성이다.
하우징은 스위치 요소의 적어도 일부를 수용하기 위한 개구, 예컨대 슬롯을 포함할 수도 있다.
개선된 스위칭 디바이스의 결과로서, 스위칭 디바이스가 수용된 인캡슐레이션 안쪽에서 전기 절연 가스의 필요성이 감소될 수도 있고, 예를 들어, SF6 대신에 가능하다면 공기가 사용될 수도 있다. 하지만, 본 발명의 스위칭 디바이스는 유리하게도 임의의 절연 가스, 예컨대 SF6 을 포함한 인캡슐레이션과 결합될 수 있고, 스위칭 디바이스의 하우징은 또한 임의의 절연 가스로 충전될 수도 있고 이를 포함할 수도 있다.
본 발명에 따른 스위칭 디바이스의 유리한 실시형태에 따르면, 제 2 콘택트는 제 1 축선을 따라 축선방향으로 이동가능하고, 제 1 바이어싱 부재는 제 1 축선에 대하여 제 2 바이어싱 부재로부터 반경방향으로 변위된다. 이 실시형태에 의하여, 바이어싱 어셈블리의 바이어싱 효과를 감소시키지 않으면서 바이어싱 어셈블리의 연장부가 추가 감소되고, 바이어싱 어셈블리 및 하우징은 보다 콤팩트한 크기로 제공되고, 그 결과, 스위칭 디바이스와 개폐기의 콤팩트성이 개선된다.
본 발명에 따른 스위칭 디바이스의 추가 유리한 실시형태에 따르면, 제 1 바이어싱 부재는 제 1 축선에 대하여 제 2 바이어싱 부재로부터 반경방향으로 분리된다. 이 실시형태에 의하여, 바이어싱 어셈블리의 바이어싱 효과를 감소시키지 않으면서 바이어싱 어셈블리의 연장부가 추가 감소되고, 그 결과, 스위칭 디바이스와 개폐기의 콤팩트성이 개선된다.
본 발명에 따른 스위칭 디바이스의 다른 유리한 실시형태에 따르면, 바이어싱 어셈블리는 제 1 축선의 방향으로 이동가능하고, 바이어싱 어셈블리는 제 2 콘택트에 간접적으로 또는 직접적으로 접속된다. 이 실시형태에 의하여, 콤팩트한 설계를 가지는 개폐기가 제공된다. 바이어싱 어셈블리는 제 2 콘택트에 접속될 수도 있지만, 전기적으로 절연될 수도 있다.
본 발명에 따른 스위칭 디바이스의 또다른 유리한 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 안내 부재는 피봇 축선을 중심으로 회전가능한 적어도 하나의 피봇 암을 포함하고, 피봇 암 및 바이어싱 어셈블리는 상기 피봇 암의 회전 운동을 상기 바이어싱 어셈블리의 축선방향 운동으로 전달하기 위한 상보적 안내 수단을 포함하고, 상기 피봇 암은 상기 바이어싱 어셈블리 및 상기 제 2 콘택트의 축선방향 운동을 제어하도록 배열된다. 이 실시형태에 의하여, 스위칭 디바이스와 개폐기의 콤팩트성이 추가로 개선된다.
본 발명에 따른 스위칭 디바이스의 추가 유리한 실시형태에 따르면, 스위칭 디바이스는 선형 방향으로 바이어싱 어셈블리를 안내하기 위한 제 2 상보적 안내 수단을 포함한다. 이 실시형태에 의하여, 제 2 콘택트의 효율적 제어가 제공되고, 차단기의 제 1 콘택트와 제 2 콘택트 사이에 만족스러운 접촉을 제공하도록 제 2 콘택트의 선형 운동이 보장된다. 제 2 상보적 안내 수단은, 제 1 축선에 실질적으로 평행하거나 실질적으로 동일 선상에 있는 제 2 축선을 따라 바이어싱 어셈블리를 안내하도록 배열될 수도 있다.
본 발명에 따른 스위칭 디바이스의 또다른 유리한 실시형태에 따르면, 피봇 축선은 제 1 축선과 실질적으로 직각을 이룬다. 이 실시형태에 의하여, 스위칭 디바이스 및 개폐기의 콤팩트성이 더욱더 개선된다.
본 발명에 따른 스위칭 디바이스의 유리한 실시형태에 따르면, 제 1 바이어싱 부재는 제 1 압축 스프링을 포함하고 제 2 바이어싱 부재는 제 2 압축 스프링을 포함하고, 제 1 압축 스프링은 제 1 종방향 중심 축선을 규정하고 제 2 압축 스프링은 제 2 종방향 중심 축선을 규정하고, 제 1 중심 축선은 제 2 중심 축선으로부터 변위된다. 이 실시형태에 의하여, 바이어싱 어셈블리의 바이어싱 효과를 감소시키지 않으면서 바이어싱 어셈블리의 연장부가 추가 감소되고, 바이어싱 어셈블리 및 하우징은 보다 콤팩트한 크기로 제공되고, 그 결과, 스위칭 디바이스와 개폐기의 콤팩트성이 추가로 개선된다. 각각의 압축 스프링은 코일 스프링 또는 나선형 스프링의 형태일 수도 있다. 대안적으로, 각각의 바이어싱 부재는 그 밖의 다른 적합한 바이어싱 수단, 예컨대 접시 스프링, 플랫 스프링, 판 스프링, 비틀림 스프링 등을 포함할 수도 있다.
본 발명에 따른 스위칭 디바이스의 추가 유리한 실시형태에 따르면, 제 1 중심 축선은 제 2 중심 축선으로부터 반경방향으로 변위되고 실질적으로 평행을 이룬다. 이 실시형태에 의하여, 바이어싱 어셈블리의 연장부가 추가 감소되어서, 개폐기의 부품들 또는 유닛들 사이에서 플래시오버, 방전 또는 아크의 위험을 여전히 감소시키면서 스위칭 디바이스와 개폐기의 개선된 콤팩트성을 제공한다.
본 발명에 따른 스위칭 디바이스의 다른 유리한 실시형태에 따르면, 바이어싱 어셈블리는 복수의 바이어싱 부재를 수용하는 바이어싱 어셈블리 케이싱을 포함한다. 적어도 하나의 안내 부재의 부분으로서, 바이어싱 어셈블리와 바이어싱 어셈블리 케이싱은 하우징에 수용된다. 바이어싱 어셈블리 케이싱은 특정 중량으로 제공될 수도 있고, 바이어싱 어셈블리 케이싱의 중량은, 바이어싱 어셈블리의 운동, 속도 및 가속도를 조절 및 제어하여, 그 결과 또한 제 2 콘택트의 운동, 속도 및 가속도를 조절 및 제어하도록, 바이어싱 어셈블리 케이싱을 더 무겁거나 더 가벼운 것으로 교환함으로써 용이하게 조절될 수도 있다. 바이어싱 어셈블리 하우징에 의하여, 차단기의 개방 작용은, 즉 제 1 콘택트 및 제 2 콘택트가 분리되었을 때, 특정 용도로 조절될 수도 있어서, 유연하고 개선된 스위칭 디바이스를 제공한다. 바이어싱 어셈블리 하우징에 의하여, 개폐기의 부품들 또는 유닛들 사이에서 플래시오버, 방전 또는 아크의 위험을 여전히 감소시키면서 스위칭 디바이스 및 개폐기의 개선된 콤팩트성이 제공된다.
바이어싱 어셈블리는 제 1 바이어싱 부재 및 제 2 바이어싱 부재와 관련하여 언급한 임의의 종류의 하나 또는 복수의 부가적 바이어싱 부재를 포함할 수도 있다. 바이어싱 어셈블리 케이싱은 부가적 바이어싱 부재를 수용할 수도 있다. 바이어싱 어셈블리 케이싱에 의하여, 부가적 바이어싱 부재를 바이어싱 어셈블리 케이싱에 대해 부가하거나 제거함으로써 또는 제 1 바이어싱 부재 및 제 2 바이어싱 부재를 교환하는 경우에 바이어싱 효과는 쉽게 조절될 수도 있다.
본 발명에 따른 스위칭 디바이스의 또다른 유리한 실시형태에 따르면, 바이어싱 어셈블리 케이싱은 제 1 격실 및 제 2 격실을 포함하고, 제 1 격실은 제 1 바이어싱 부재를 수용하고 제 2 격실은 제 2 바이어싱 부재를 수용한다. 이 실시형태에 의하여, 바이어싱 어셈블리의 연장부가 추가 감소되어서, 개폐기의 부품들 또는 유닛들 사이에서 플래시오버, 방전 또는 아크의 위험을 여전히 감소시키면서 스위칭 디바이스 및 개폐기의 개선된 콤팩트성을 제공된다.
본 발명에 따른 스위칭 디바이스의 또다른 유리한 실시형태에 따르면, 바이어싱 어셈블리 케이싱은 적어도 하나의 주조부 (casted part) 로 만들어진다. 이것은 스위칭 디바이스의 제 2 콘택트의 작동을 개선하도록 특정 중량을 가지는 바이어싱 어셈블리 케이싱을 제공하는 효율적인 방법이다.
본 발명에 따른 스위칭 디바이스의 유리한 실시형태에 따르면, 차단기는 하우징과 맞물리는 원통형 컨테이너에 의해 유지된다. 컨테이너는 폴리머 재료, 예컨대 열가소성 재료로 만들어질 수도 있다. 컨테이너는 차단기를 수용할 수도 있다. 이 실시형태에 의하여, 개폐기의 콤팩트성이 추가 개선되고, 개폐기의 부품들 또는 유닛들 사이에서 플래시오버, 방전 또는 아크의 위험이 추가 감소된다.
본 발명에 따른 스위칭 디바이스의 유리한 실시형태에 따르면, 하우징은 하우징을 서스펜션 (suspension) 하기 위한 관통홀을 구비한다. 이로써, 전기장의 분배를 어떠한 실질적인 정도로 손상시키지 않는 효율적인 하우징의 서스펜션이 제공된다. 하우징은 개폐기의 부품들 또는 유닛들 사이에서 플래시오버, 방전 또는 아크의 위험을 추가 감소시키도록 관통홀의 입구 및 출구 둘레에 고리형 전기 절연 요소를 포함할 수도 있다.
본 발명에 따른 스위칭 디바이스의 추가 유리한 실시형태에 따르면, 하우징의 외부면은 관통홀을 향하여 그리고 관통홀 내부로 부드럽게 만곡된다. 이 실시형태에 의하여, 높은 유전 응력을 갖는 소위 삼중점을 피할 수도 있다. 이것은 관통홀로 삽입되는 샤프트를 사용할 때 유리하다.
본 발명에 따른 스위칭 디바이스의 다른 유리한 실시형태에 따르면, 스위칭 디바이스는 하우징의 관통홀로 삽입되는 샤프트를 포함하고, 샤프트는 그것의 종방향 축선을 중심으로 하우징에 대하여 회전가능하고, 샤프트는 적어도 하나의 안내 부재에 접속되고, 샤프트 및 이 샤프트의 회전이 적어도 하나의 안내 부재의 운동을 제어하도록 되어있다. 이 실시형태에 의하여, 전기장의 분배를 어떠한 실질적인 정도로 손상시키지 않는 효율적인 차단기의 제어가 제공된다. 유리하게도, 복수의 상, 예컨대 3 개의 상 각각이 혁신적인 스위칭 디바이스를 구비할 때, 모든 하우징들의 적어도 하나의 안내 부재의 운동을 제어하도록 동일한 샤프트가 각각의 하우징의 관통홀로 삽입될 수도 있다. 대안적으로, 차단기를 작동하기 위해 상기 샤프트를 사용하는 대신에, 2 개의 풀/푸시 로드 (pulling/pushing rods) 가 사용될 수도 있는데, 하나는 차단기를 개방하기 위한 것이고 하나는 차단기를 폐쇄하기 위한 것이다. 차단기를 제어하기 위한 다른 수단이 또한 가능하다. 샤프트는 피봇 암에 접속될 수도 있다. 샤프트는 베어링 수단, 예컨대 적어도 하나의 베어링에 의하여 각각의 관통홀과 하우징에 접속될 수도 있다.
본 발명에 따른 스위칭 디바이스의 또다른 유리한 실시형태에 따르면, 하우징은 적어도 하나의 주조부로 만들어진다. 유리하게도, 하우징은 적합한 수단에 의해 접합되는 2 개의 주조부로 만들어질 수 있다. 이 실시형태들에 의하여, 차단기는 효율적으로 지지될 것이고, 기계적으로 안정된 스위칭 디바이스 및 시스템이 달성된다.
본 발명에 따른 스위칭 디바이스의 또다른 유리한 실시형태에 따르면, 하우징은 스위칭 디바이스의 작동 중 차단기의 제 2 콘택트의 전기 전위와 실질적으로 동일한 전기 전위에 있도록 되어있다. 이 실시형태에 의하여, 전기장 및 전기장 응력의 분배가 추가로 개선된다.
본 발명에 따른 스위칭 디바이스의 또다른 유리한 실시형태에 따르면, 하우징은 스위칭 디바이스를 통과하는 전류 전압에 의해 발생된 전기장을 분배하도록 평활한 외부 형상을 가지고 있다. 하우징은 예컨대 날카로운 모서리 또는 가장자리를 갖는 각진 외부 형상을 가지지 않고 거칠기 (roughness) 가 없으므로 하우징의 외부 형상, 또는 외부 기하학적 구조는 평활하다. 이 실시형태에 의하여, 스위칭 디바이스를 통과하는 전류 전압에 의해 발생된 전기장 또는 전기장 응력은 효율적 방식으로 추가로 균등하게 분배되고, 스위칭 디바이스의 부품들 사이 및 하우징과 주변, 예컨대 다른 상의 스위칭 디바이스의 하우징 또는 지면 사이의 플래시오버, 방전 또는 아크의 위험이 추가로 감소된다. 결과적으로, 본 발명에 따른 하나 또는 복수의 스위칭 디바이스를 구비한 개폐기는 보다 콤팩트하게 부피가 덜 크게 만들어질 수 있어서, 개폐기를 위한 공간은 더 적게 요구된다. 또한, 전기장의 어떤 부가적 차폐도 회피된다.
본 발명에 따른 스위칭 디바이스의 유리한 실시형태에 따르면, 하우징은 스위칭 디바이스를 통과하는 전류 전압에 의해 발생되는 전기장을 분배하도록 평활한 외부면을 가지고 있다. 하우징의 외부면은, 외부면이 거칠기, 돌기 또는 날카로운 오목부 (indentations) 를 가지고 있지 않으므로 평활하다. 외부면은 균등하게 만곡되어 있다. 이 실시형태에 의하여, 전기장 또는 전기장 응력의 균등한 분배가 추가로 개선된다. 개폐기의 부품들 또는 유닛들 사이의 플래시오버, 방전 또는 아크 위험이 추가로 감소되고, 개폐기는 보다 콤팩트한 설계를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 스위칭 디바이스의 유리한 실시형태에 따르면, 하우징은 차단기와 도전체 사이에서 전류 경로의 제 1 부분을 수용하고, 전류 경로의 제 1 부분은 차단기에 전기적으로 접속되고, 스위칭 디바이스는 차단기를 도전체에 전기적으로 접속하기 위한 스위치를 포함하고, 스위치는 스위치 요소를 포함하고, 이 스위치 요소는, 스위치 요소가 전류 경로의 제 1 부분 및 도전체에 전기적으로 접속되는 제 1 위치로 이동가능하고, 스위치 요소가 도전체로부터 분리되고 전류 경로의 제 1 부분 및 접지 요소에 전기적으로 접속되는 제 2 위치로 이동가능하고, 스위치 요소가 도전체 및 접지 요소로부터 분리되는 제 3 위치로 이동가능하다.
전류 경로의 제 1 부분이 하우징에 수용되도록 하우징 내부에, 제 1 및 제 2 위치에서 스위치 요소가 전기적으로 접속되는 (즉, 전도성 접촉되는), 전류 경로의 제 1 부분을 배치함으로써, 하우징의 외부면은 특히 평활한 외부 형상을 제공받을 수도 있다. 그 결과, 스위칭 디바이스를 통과하는 전류 전압에 의해 발생되는 전기장 또는 전기장 응력은 효율적으로 균등하게 분배되고, 스위칭 디바이스의 부품들 사이 및 하우징과 주변, 예컨대 다른 상의 스위칭 디바이스의 하우징 또는 지면 사이의 플래시오버, 방전 또는 아크의 위험이 효율적으로 감소된다. 결과적으로, 본 발명에 따른 하나 또는 복수의 스위칭 디바이스를 구비한 개폐기는 보다 콤팩트하게 그리고 부피가 덜 크게 만들어질 수 있고, 개폐기를 위한 공간은 더 적게 요구된다. 또한, 전기장의 임의의 부가적 차폐가 회피될 수도 있다. 하우징 안쪽에서 차단기를 작동하기 위한 적어도 하나의 안내 부재를 제공하는 것은 전기장의 균등한 분배에 또한 기여한다.
제 2 위치에서 스위치 요소는 하우징의 바깥쪽에 위치한 접지 요소에 전기적으로 접속가능할 수도 있다.
본 발명에 따른 스위칭 디바이스의 추가 유리한 실시형태에 따르면, 제 1 위치에서 스위치 요소는 하우징의 바깥쪽에 위치한 도전체에 전기적으로 접속가능하다. 이 실시형태에 의하여, 개폐기의 콤팩트성이 추가로 개선된다.
본 발명에 따른 스위칭 디바이스의 다른 유리한 실시형태에 따르면, 제 3 위치에서 스위치 요소는 하우징의 외부면 내에 위치한다. 이 실시형태에 의하여, 스위치 요소는 하우징에 의해 완전히 차폐될 수도 있다. 스위칭 디바이스의 유전 성능은 손상되지 않고, 전기장 및 전기장 응력의 분배는 추가로 개선된다. 또한, 개폐기의 콤팩트성이 추가로 개선될 수도 있다.
본 발명에 따른 스위칭 디바이스의 또다른 유리한 실시형태에 따르면, 제 3 위치에서 스위치 요소는 전류 경로의 제 1 부분에 전기적으로 접속된다. 이 실시형태에 의하여, 전기장 및 전기장 응력의 분배 및 개폐기의 콤팩트성은 추가로 개선된다.
본 발명에 따른 스위칭 디바이스의 또다른 유리한 실시형태에 따르면, 스위치 요소는 회전 축선을 중심으로 피봇가능하고 제 1 위치, 제 2 위치 및 제 3 위치 사이에서 피봇가능하다. 이것은 상이한 위치들 사이에서 스위치 요소를 이동시키는 효율적인 방법으로, 이는 개폐기의 콤팩트한 설계를 지지한다.
본 발명에 따른 스위칭 디바이스의 유리한 실시형태에 따르면, 스위치 요소의 회전 축선은 하우징의 외부면의 바깥쪽에 위치한다. 이 실시형태에 의하여, 스위치 요소는 하우징 바깥쪽에서 그것의 회전 축선에 피봇식으로 장착될 수도 있고, 전기장 및 전기장 응력의 분배는 추가로 개선된다. 대안적으로, 스위치 요소의 회전 축선은 하우징의 외부면의 안쪽에 위치한다.
본 발명에 따른 스위칭 디바이스의 다른 유리한 실시형태에 따르면, 스위치 요소의 회전 축선은 스위치 요소의 바깥쪽에 위치한다. 이 실시형태는 상이한 위치들 사이에서 스위치 요소의 효율적인 운동을 지지한다.
스위치 요소는 세장형 연장부를 가질 수도 있다. 스위치 요소는 세장형 연장부를 따라 종방향 축선을 규정할 수도 있고, 스위치 요소의 종방향 축선은 스위치 요소의 회전 축선으로부터 변위될 수도 있다. 대안적으로, 스위치 요소의 회전 축선은 스위치 요소와 교차할 수도 있다.
본 발명에 따른 스위칭 디바이스의 또다른 유리한 실시형태에 따르면, 스위치 요소는 제 1 단부 부분과 제 2 단부 부분을 가지고 그 사이에 스위치 요소가 연장되어 있고, 제 1 위치에서 스위치 요소의 제 1 단부 부분은 전류 경로의 제 1 부분에 전기적으로 접속되고 스위치 요소의 제 2 단부 부분은 도전체에 전기적으로 접속되고, 제 2 위치에서 스위치 요소의 제 2 단부 부분은 도전체로부터 분리되고 전류 경로의 제 1 부분에 전기적으로 접속되고 스위치 요소의 제 1 단부 부분은 접지 요소에 전기적으로 접속된다. 이 실시형태에 의하여, 전기장 및 전기장 응력의 분배 및 개폐기의 콤팩트성이 추가로 개선된다.
본 발명에 따른 스위칭 디바이스의 또다른 유리한 실시형태에 따르면, 제 3 위치에서 스위치 요소의 제 1 단부 부분 및 제 2 단부 부분은 전류 경로의 제 1 부분에 전기적으로 접속된다. 이 실시형태에 의하여, 전기장과 전기장 응력의 분배 및 개폐기의 콤팩트성이 추가로 개선된다.
본 발명에 따른 스위칭 디바이스의 유리한 실시형태에 따르면, 스위칭 디바이스는 차단기와 도전체 사이에서 전류 경로의 제 1 부분을 형성하는 도전성 부재를 포함하고, 하우징은 도전성 부재를 수용한다.
본 발명에 따른 스위칭 디바이스의 추가 유리한 실시형태에 따르면, 도전성 부재는 제 1 단부 부분 및 제 2 단부 부분을 가지고 그 사이에 도전성 부재가 연장되고, 제 1 위치에서 스위치 요소는 도전성 부재의 제 2 단부 부분에 전기적으로 접속되고, 제 2 위치에서 스위치 요소는 도전성 부재의 제 1 단부 부분에 전기적으로 접속된다. 이 실시형태는 상이한 위치들 사이에서 스위치 요소의 효율적인 운동을 지지한다.
본 발명에 따른 스위칭 디바이스의 다른 유리한 실시형태에 따르면, 제 3 위치에서 스위치 요소는 도전성 부재의 제 1 단부 부분과 제 2 단부 부분에 전기적으로 접속된다. 이 실시형태에 의하여, 전기장 및 전기장 응력의 분배 및 개폐기의 콤팩트성이 추가로 개선된다.
스위치 요소는 실질적으로 평행할 수도 있는 2 개의 스위치 나이프를 포함할 수도 있다. 스위치 요소가 도전성 부재에 접속될 때, 도전성 부재는 도전성 부재와 스위치 요소 사이의 접촉을 개선하도록 2 개의 스위치 나이프들 사이에 끼워질 수도 있다. 유리하게도, 도전성 부재는 제 1 단부 부분과 제 2 단부 부분 사이에 중간 부분을 가질 수도 있고, 제 1 단부 부분과 제 2 단부 부분의 두께는 중간 부분의 두께보다 더 클 수도 있다. 이 실시형태는 상이한 위치들 사이에서 스위치 요소의 효율적인 운동을 지지하고, 스위치 요소와 도전성 부재 사이의 접속을 지지한다.
본 발명에 따른 스위칭 디바이스의 또다른 유리한 실시형태에 따르면, 스위칭 디바이스는 도전성 부재를 제 2 콘택트에 전기적으로 접속하는 가요성 제 2 도전체를 포함한다. 이 실시형태에 의하여, 전기장과 전기장 응력의 분배 및 개폐기의 콤팩트성이 추가로 개선된다.
본 발명의 전술한 목적은 또한 배전용 개폐기를 제공함으로써 달성되는데, 개폐기는 청구항 1 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 스위칭 디바이스, 및/또는 본 발명에 따른 스위칭 디바이스의 전술한 실시형태 중 어느 하나에 따른 적어도 하나의 스위칭 디바이스를 포함한다. 본 발명에 따른 개폐기에 의하여, 콤팩트한 설계를 가지고 또한 개폐기의 부품들 또는 유닛들 사이에서 플래시오버, 방전 또는 아크의 위험을 감소시킨 개폐기가 달성된다. 그 외에는, 본 발명에 따른 스위칭 디바이스의 다양한 실시형태에 대한 개시와 관련해 전술한 이유로 개선된 개폐기가 제공된다.
본 발명에 따른 개폐기의 유리한 실시형태에 따르면, 개폐기는 적어도 하나의 스위칭 디바이스를 수용하는 인캡슐레이션을 포함한다.
본 발명에 따른 개폐기의 추가 유리한 실시형태에 따르면, 개폐기는 각 상을 위한 이러한 스위칭 디바이스를 포함한다.
본 발명에 따른 스위칭 디바이스 및/또는 개폐기는 유리하게도 중전압 및/또는 고전압, 예컨대 1 ㎸ 초과에 대해 적합하게 되어있다.
본 발명에 따른 스위칭 디바이스 및 개폐기 각각의 전술한 실시형태 및 특징은 추가의 유리한 실시형태를 제공하는 다양한 가능한 방식으로 조합될 수도 있다.
본 발명에 따른 스위칭 디바이스 및 개폐기의 추가 유리한 실시형태 및 본 발명의 추가 장점들은 실시형태에 대한 상세한 설명에 나와있다.
이하, 본 발명은 예시를 목적으로 실시형태에 의하여 그리고 첨부 도면을 참조하여 보다 상세히 설명될 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 스위칭 디바이스의 3 가지 실시형태를 포함하는 본원에 따른 개폐기 실시형태의 개략적 부분도이다.
도 2 내지 도 4 는 개폐기의 실시형태 및 도 1 의 스위칭 디바이스의 실시형태들 중 하나의 개략적 절개도이다.
도 5 는 도 2 내지 도 4 의 스위칭 디바이스의 실시형태의 하우징 외부의 개략도이다.
도 6 은 차단기를 작동하기 위한 적어도 하나의 안내 부재를 나타낸 스위칭 디바이스의 실시형태의 개략적 절개도이다.
도 7 내지 도 10 은 도 6 에 나타낸 바이어싱 어셈블리의 개략도이다.
도 11 내지 도 14 는 차단기를 작동하기 위한 적어도 하나의 안내 부재를 도시한 하우징의 개략적 단면도이다.
도 15 는 도 1 에 나타낸 2 개의 스위칭 디바이스의 개략적 단면도이다.
도 16 은 차단기와 하우징 사이의 접속부의 개략적 세부도이다.
도 17 내지 도 19 는 도 2 내지 도 6 의 스위칭 디바이스의 스위치 실시형태의 개략도이다.
도 20 및 도 21 은 도 2 내지 도 6 의 스위칭 디바이스의, 차단기와 도전체 사이에 전류 경로의 제 1 부분을 형성하는, 도전성 부재의 실시형태의 개략도이다.
도 22 는 선형 방향으로 바이어싱 어셈블리를 안내하기 위한 제 2 상보적 안내 수단의 실시형태를 도시한 개략적 사시 절개도이다.
도 1 은 본 발명에 따른 배전용 스위칭 디바이스 (102, 104, 106) 의 3 가지 실시형태를 가지는 본원에 따른 개폐기의 실시형태를 개략적으로 나타내고, 여기에서 스위칭 디바이스 (102) 중 하나는 분명히 보여주기 위해 하우징 일부가 절개되어있다. 도시된 개폐기는 배전 개폐기이고 인캡슐레이션 (107) 에 수용될 수 있는 복수의 스위칭 디바이스 (102, 104, 106) 를 포함한다 (도 5 참조). 인캡슐레이션 (107) 은, 복수의 상 시스템의 각 상에 대해 하나씩 제공된, 다수의 전기 부싱 (미도시) 에 의해 관통될 수도 있다. 각각의 전기 부싱으로부터 각각의 전도 요소 (108, 110, 112) 는 각각의 스위칭 디바이스 (102, 104, 106) 로 연장될 수도 있다. 인캡슐레이션 (107) 의 바깥쪽에서, 전기 부싱은 케이블 (미도시) 에 접속될 수도 있고 이 케이블은 개폐기를 부하에 접속하거나 중전압 또는 고전압 동력 분배 라인에 접속한다.
각각의 스위칭 디바이스 (102, 104, 106) 는 버스바 형태의 도전체 (114, 116, 118) 에 전기적으로 접속가능하다. 각각의 스위칭 디바이스 (102, 104, 106) 는, 금속, 예컨대 알루미늄, 또는 그 밖의 다른 적합한 금속으로 만들어질 수도 있고 2 개의 주조부로 만들어질 수도 있는 도전성 하우징 (120, 122, 124), 및 하우징 (120, 122, 124) 에 장착된 차단기 (126, 128, 130) 를 포함한다. 하우징 (120, 122, 124) 은 차단기 (126, 128, 130) 의 일부와 중첩될 수도 있다. 차단기 (126, 128, 130) 의 대부분은 하우징 (120, 122, 124) 의 바깥쪽에 위치한다. 차단기 (126) 는 하우징 (120) 과 맞물리는 원통형 컨테이너 (129) 에 의해 유지될 수도 있다 (도 6 참조). 스위칭 디바이스 (102, 104, 106) 는 차단기 (126, 128, 130) 와 도전체 (114, 116, 118) 사이에 전류 경로를 제공한다. 하우징 (120) 은 차단기 (126) 와 도전체 (114) 사이 전류 경로의 제 1 부분 (131) 을 수용한다. 전류 경로의 제 1 부분 (131) 은 차단기 (126) 에 전기적으로 접속된다.
각각의 하우징 (120) 은 외부면 (134) 및 내부면 (136) 을 갖는다. 하우징 (120, 122, 124) 의 외부 형상, 또는 외부 기하학적 구조는 스위칭 디바이스 (102, 104, 106) 를 통과하는 전류 전압에 의해 발생된 전기장을 분배하도록 평활할 수도 있다. 하우징은 각진 외부 형상을 가지지 않고 거칠기가 없으므로 하우징 (120) 의 외부 형상은 평활하다 (도 5 참조). 하우징 (120) 의 외부면 (134) 은 또한 스위칭 디바이스 (102, 104, 106) 를 통과하는 전류 전압에 의해 발생된 전기장을 분배하도록 평활할 수도 있다. 외부면 (134) 은 거칠기, 날카로운 돌기 또는 날카로운 오목부가 없으므로 하우징 (120) 의 외부면 (134) 은 평활하다. 각각의 하우징 (120) 은 적어도 하나의 주조부, 예컨대 상호 장착된 2 개의 주조부로 만들어질 수도 있다.
차단기 (126, 128, 130) 는 진공 단속기의 형태이고 종래의 방식으로 제 1 단자 (138) 에 전기적으로 접속된 도전성 제 1 콘택트 (202; 개략적으로 도 6 에서 파선/대시 선으로 도시됨), 및 제 2 단자 (140) 에 전기적으로 접속된 도전성 제 2 콘택트 (204; 개략적으로 도 6 에서 파선으로 도시됨) 를 포함한다. 제 2 콘택트 (204) 및 제 2 단자 (140) 는 제 1 콘택트 (202) 에 대하여 그리고 하우징 (120) 에 대하여 이동가능하다. 제 1 콘택트 (202) 및 제 2 콘택트 (204) 가 접촉할 때 차단기 (126) 는 폐쇄 (전도) 위치에 있고, 제 1 콘택트 (202) 및 제 2 콘택트 (204) 가 분리될 때 차단기 (126) 는 개방 (비전도) 위치에 있다. 차단기 (126, 128, 130) 는 종래와 같고 당업자에게 공지되어 있으므로 더 상세히 설명되지 않는다. 진공 단속기 대신에 다른 차단기가 또한 사용될 수도 있음을 이해해야 한다.
전류 경로의 전술한 제 1 부분 (131) 은, 차단기 (126) 와 도전체 (114) 사이에 전류 경로의 제 1 부분 (131) 을 형성하는, 도전성 부재 (132) 의 형태일 수도 있다. 도 2 내지 도 4 및 도 6 을 참조하면, 도전성 부재 (132) 는 하우징 (120) 의 내부면 (136) 에 장착될 수도 있다. 도전성 부재 (132) 는, 도전성 부재 (132) 를 제 2 콘택트 (204) 에 전기적으로 접속하는 가요성 제 2 도전체 (142) 에 의하여 제 2 단자 (140) 에 접속됨으로써 차단기 (126) 의 제 2 콘택트 (204) 에 전기적으로 접속될 수도 있다 (도 6 참조). 도전성 부재 (132) 는 차단기 (126) 를 도전체 (114) 에 전기적으로 접속하기 위한 스위치 (144) 에 의하여 도전체 (114) 에 전기적으로 접속가능하다. 스위치 (144) 는 도전성 스위치 요소 (146) 를 포함한다. 제 2 도전체 (142) 와 스위치 요소 (146) 는 차단기 (126) 와 도전체 (114) 사이에 전류 경로의 제 2 부분을 형성할 수도 있다. 각 하우징 (120, 122, 124) 은, 스위치 요소 (146) 가 하우징 (120) 에 수용된 도전성 부재 (132) 와 접촉하도록 허용하기 위해서, 스위치 요소 (146) 의 적어도 일부를 수용하기 위한 개구 (148), 예컨대 슬롯을 포함할 수도 있다 (도 1 참조). 스위치 요소 (146) 는 하우징 (120) 에 제공된 개구 (148) 에서 움직이도록 되어있을 수도 있다. 도전성 부재 (132) 및 스위치 (144) 는 이하 본원에서 더 상세히 설명된다.
도 6 을 참조하면, 하우징 (120) 은 차단기 (126) 를 작동하기 위한 복수의 안내 부재 (150, 152) 를 수용할 수도 있다. 복수의 안내 부재 (150, 152) 는 바이어싱 어셈블리 (151) 를 형성하는 제 1 군의 안내 부재 (150) 를 포함할 수도 있다. 바이어싱 어셈블리 (151) 는, 복수의 바이어싱 및/또는 탄성 부재 (156, 158) 를 수용하는 바이어싱 어셈블리 케이싱 (154) 을 포함할 수도 있다. 바이어싱 어셈블리 (151) 는 또한 다른 방식으로 설계될 수도 있고 단일 바이어싱 부재, 예컨대 코일 스프링, 또는 그 밖의 다른 스프링 수단, 예컨대 접시 스프링 등의 형태일 수도 있다. 바이어싱 어셈블리 (151) 는 차단기 (126) 의 제 2 콘택트 (204) 에 접속될 수도 있지만, 전기적으로 절연될 수도 있다. 차단기 (126) 가 폐쇄 위치에 있을 때, 바이어싱 어셈블리 (151) 는 제 1 콘택트 (202) 에 대하여 제 2 콘택트 (204) 를 바이어싱하도록 되어있다. 바이어싱 어셈블리 (151) 는 하우징 (120) 에 대하여 축선방향으로 이동가능할 수도 있다. 제 2 콘택트 (204) 는 제 1 축선 (206) 을 따라 축선방향으로 이동가능할 수도 있다. 또한, 복수의 안내 부재 (150, 152) 는 피봇 축선 (159) 을 중심으로 회전가능한 피봇 암 (153) 을 포함할 수도 있다. 바이어싱 어셈블리 (151) 는 피봇 암 (153) 에 접속되고, 피봇 암 (153) 의 회전은 바이어싱 어셈블리 (151) 의 축선방향 운동을 가져온다. 바이어싱 어셈블리 (151) 의 축선방향 운동은 차단기 (126) 의 제 2 콘택트 (204) 의 축선방향 운동을 가져온다.
도 7 내지 도 10 을 참조하여, 이하, 도 6 에 나타낸 바이어싱 어셈블리 (151) 가 보다 상세히 설명된다. 바이어싱 어셈블리 (151) 는 제 1 바이어싱 부재 (156) 및 제 2 바이어싱 부재 (158) 를 포함하는 상기 복수의 바이어싱 부재 (156, 158) 를 포함할 수도 있다. 제 1 바이어싱 부재 (156) 는 제 1 압축 스프링 (208) 을 포함할 수도 있고 제 2 바이어싱 부재 (158) 는 제 2 압축 스프링 (210) 을 포함할 수도 있다. 각각의 압축 스프링 (208, 210) 은, 예를 들어, 코일 또는 나선형 스프링의 형태일 수도 있다. 바이어싱 어셈블리 (151) 의 단면도를 나타낸 도 10 을 참조하면, 제 1 압축 스프링 (208) 은 제 1 종방향 중심 축선 (212) 을 규정할 수도 있고 제 2 압축 스프링 (210) 은 제 2 종방향 중심 축선 (214) 을 규정할 수도 있다. 제 1 바이어싱 부재 (156) 는 제 1 축선 (206) 에 대하여 제 2 바이어싱 부재 (158) 로부터 반경방향으로 변위되어 반경방향으로 분리될 수도 있다. 제 1 중심 축선 (212) 은 제 2 중심 축선 (214) 으로부터 변위될 수도 있고, 또는 보다 정확히, 제 1 중심 축선 (212) 은 제 2 중심 축선 (214) 으로부터 반경방향으로 변위되고 실질적으로 평행을 이룰 수도 있다.
바이어싱 어셈블리 (151) 는 제 1 축선 (206) 의 방향으로 이동가능할 수도 있고, 바이어싱 어셈블리 (151) 는 축선방향으로 이동가능한 안내 로드 (216) 를 통하여 제 2 콘택트 (204) 에 간접적으로 또는 직접적으로 접속될 수도 있는데, 안내 로드는 제 2 단자 (140) 로부터 그리고 차단기 (126) 의 제 2 콘택트 (204) 로부터 바이어싱 어셈블리 (151) 를 전기적으로 절연하도록 배열될 수도 있다.
복수의 바이어싱 부재 (156, 158) 를 수용하는 바이어싱 어셈블리 케이싱 (154) 은 제 1 케이싱 부분 (218) 및 제 2 케이싱 부분 (220) 을 포함할 수도 있다. 바이어싱 어셈블리 (151) 의 단면도를 나타내는 도 10 을 참조하면, 제 1 케이싱 부분 (218) 은 제 1 격실 (222) 및 제 2 격실 (224) 을 포함할 수도 있고, 여기에서 제 1 격실 (222) 은 제 1 바이어싱 부재 (156) 를 수용하고, 제 2 격실 (224) 은 제 2 바이어싱 부재 (158) 를 수용한다. 각각의 케이싱 부분 (218, 220) 은 주조부로 만들어질 수도 있다. 제 2 케이싱 부분 (220) 은 안내 로드 (216) 에 의해 맞물린 제 1 개구 (226) 를 구비할 수도 있고, 안내 로드 (216) 는 쇼울더 (228) 에 의해 제 2 케이싱 부분 (220) 을 제자리에 유지할 수도 있다. 안내 로드 (216) 는 제 2 개구 (230) 를 포함할 수도 있고, 제 1 케이싱 부분 (218) 은 2 개의 제 3 개구 (232, 234) 를 포함할 수도 있다. 바이어싱 어셈블리 (151) 는, 바이어싱 어셈블리 (151) 를 안내 로드 (216) 에 로킹하기 위해서 제 2 및 제 3 개구들 (230, 232, 234) 에 맞물리도록 배열된 안내 핀 (236) 을 포함할 수도 있다.
바이어싱 어셈블리 (151) 는 제 1 및 제 2 바이어싱 부재와 관련하여 언급된 임의의 종류의 하나 또는 복수의 부가적 바이어싱 부재를 포함할 수도 있다. 바이어싱 어셈블리 케이싱 (154) 은 부가적 바이어싱 부재를 수용할 수도 있다. 하나의 부가적 바이어싱 부재는, 예를 들어, 제 1 바이어싱 부재 (156) 의 안쪽에서 제 1 격실 (222) 에 수용될 수도 있고, 제 2 부가적 바이어싱 부재는, 예를 들어, 제 2 바이어싱 부재 (158) 의 안쪽에서 제 2 격실 (224) 에 수용될 수도 있다. 바이어싱 어셈블리 케이싱 (154) 에 의하여, 부가적 바이어싱 부재를 부가하거나 제거함으로써, 또는 제 1 바이어싱 부재 (156) 및 제 2 바이어싱 부재 (158) 를 변경함으로써 바이어싱 효과가 쉽게 조절될 수도 있다.
도 11 내지 도 14 를 참조하면, 피봇 암 (153) 및 바이어싱 어셈블리 (151) 는 피봇 암 (153) 의 회전 운동을 바이어싱 어셈블리 (151) 의 축선방향 운동으로 전달하기 위한 상보적 안내 수단 (238) 을 포함할 수도 있고, 피봇 암 (153) 은 바이어싱 어셈블리 (151) 의 축선방향 운동 및 따라서 또한 제 2 콘택트 (204) 의 축선방향 운동을 제어하도록 배열될 수도 있다. 피봇 암 (153) 의 피봇 축선 (159) 은 실질적으로 제 1 축선 (206) 과 직각을 이룰 수도 있다. 상보적 안내 수단 (238) 은 피봇 암 (153) 에 의해 규정되고 형성된 곡선 그루브 (240), 및 안내 핀 (236) 에 부착된 롤 (242) 을 포함할 수도 있고, 롤 (242) 은 곡선 그루브 (240) 에 맞물린다. 대안적으로, 롤 (242) 은 배제될 수도 있고, 안내 핀 (236) 은 자체적으로 곡선 그루브 (240) 와 맞물리도록 될 수도 있다. 곡선 그루브 (240) 와 롤 (242) 은 피봇 암 (153) 의 회전 운동을 바이어싱 어셈블리 (151) 의 축선방향 운동으로 효율적으로 전달하도록 설계된다.
피봇 암 (153) 은 전술한 대로 곡선 그루브 (240, 248) 를 각각 구비한 2 개의 피봇 암 요소 (244, 246) 를 포함할 수도 있고, 바이어싱 어셈블리 (151) 는 2 개의 피봇 암 요소 (244, 246) 사이에 위치결정될 수도 있다. 안내 핀 (236) 은 각 피봇 암 요소 (244, 246) 의 곡선 그루브 (240, 248) 와 각각 맞물리는 2 개의 롤 (242, 243) 을 구비할 수도 있다.
피봇 암 (153) 의 회전 운동을 바이어싱 어셈블리 (151) 의 축선방향 운동으로 전달함으로써, 피봇 암 (153) 이 바이어싱 어셈블리 (151) 와 제 2 콘택트 (204) 를 차단기의 제 1 콘택트 (202) 를 향한 방향으로 밀 때, 곡선 그루브 (240) 는 안내 핀 (236), 제 1 케이싱 부분 (218), 안내 로드 (216) 및 결과적으로 제 2 콘택트 (202) 를 제 1 콘택트 (202) 를 향하여 밀어주고, 동시에 바이어싱 부재 (156, 158) 는 제 1 콘택트 (202) 를 향하여 안내 로드 (216) 및 제 2 콘택트 (202) 를 바이어싱한다.
도 11 내지 도 14 를 참조하면, 차단기의 적어도 하나의 안내 부재 (150, 152) 및 제 2 콘택트 (204) 의 상이한 위치가 더 자세히 나타나 있다. 도 11 및 도 12 에서, 차단기 (126) 의 제 1 콘택트 (202) 및 제 2 콘택트 (204) 는 접속을 끊고 분리되고, 즉 차단기 (126) 가 개방 위치에 있고, 바이어싱 어셈블리 (151) 는 제 1 콘택트 (202) 로부터 멀리 떨어진 제 1 위치로 이동하였다. 도 13 및 도 14 에서, 차단기 (126) 의 제 1 콘택트 (202) 및 제 2 콘택트 (204) 는 접속되고, 즉 차단기 (126) 는 폐쇄 위치에 있고, 바이어싱 어셈블리 (151) 는 그것의 제 1 위치와 제 1 콘택트 (202) 사이의 제 2 위치로 이동하였다. 바이어싱 어셈블리 (151) 를, 도 11 및 도 12 에 도시된 제 1 위치로부터 도 13 및 도 14 에 도시된 제 2 위치로 이동시키기 위해서, 피봇 암 (153) 은 도 12 의 화살표 (A) 로 도시된 반시계 방향 (A) 으로 회전된다. 바이어싱 어셈블리 (151) 를, 도 13 및 도 14 에 도시된 제 2 위치로부터 도 11 및 도 12 에 도시된 제 1 위치로 이동시키기 위해서, 피봇 암 (153) 은 도 12 의 방향 (A) 에 반대인 도 13 에서 화살표 (B) 로 도시된 방향 (B) 으로 회전된다.
도 22 를 참조하면, 스위칭 디바이스는 선형 방향으로 바이어싱 어셈블리 (151) 를 안내하기 위한 제 2 상보적 안내 수단 (270) 을 포함할 수도 있다. 제 2 상보적 안내 수단 (270) 에 의하여, 제 2 콘택트 (204) 의 효율적인 제어가 제공되고, 차단기 (126) 의 제 1 콘택트 (202) 및 제 2 콘택트 (204) 사이에 만족스러운 접촉을 제공하도록 제 2 콘택트 (204) 의 선형 운동이 보장된다. 제 2 상보적 안내 수단 (270) 은 제 1 축선 (206) 에 실질적으로 평행을 이루거나 실질적으로 동일 선상에 있는 제 2 축선 (272) 을 따라 바이어싱 어셈블리 (151) 를 안내하도록 배열될 수도 있다. 도 22 에서, 바이어싱 어셈블리 케이싱 (154) 및 바이어싱 부재들 중 하나는 분명히 보여주기 위해 제거되었다. 제 2 상보적 안내 수단 (270) 은 제 1 안내 요소 (274), 및 제 1 안내 요소 (274) 에 의해 맞물린 축선방향 그루브 (278) 를 구비한 제 2 안내 요소 (276) 를 포함할 수도 있다. 제 1 안내 요소 (274) 는 바이어싱 어셈블리 (151) 에 부착될 수도 있고, 예를 들어 안내 핀 (236) 에 부착될 수도 있고, 제 2 안내 요소 (276) 는 하우징 (120) 에 부착될 수도 있고 그 반대의 경우도 가능하다. 축선방향 그루브 (276) 는 제 2 축선 (272) 의 방향으로 연장될 수도 있다.
도 1 및 도 5 를 참조하면, 각각의 하우징 (120) 은 하우징 (120) 을 서스펜션하기 위한 관통홀 (161) 을 구비할 수도 있다. 샤프트 (163) 는 각각의 하우징 (120) 의 관통홀 (161) 로 삽입될 수도 있다. 샤프트 (163) 는 베어링 수단, 예컨대 적어도 하나의 베어링에 의하여 각각의 관통홀 (161) 과 하우징 (120) 에 접속될 수도 있다. 하우징 (120) 의 외부면 (134) 은 관통홀 (161) 을 향하여 그리고 관통홀 내부로 부드럽게 만곡될 수도 있다. 관통홀 (161) 을 향하여 그리고 관통홀 내부로 외부면 (134) 의 상기 부드러운 곡률 (167) 에 의하여, 높은 유전 응력을 가지는 소위 삼중점을 피할 수도 있다. 샤프트 (163) 는 그것의 종방향 축선 (165) 을 중심으로 하우징 (120) 에 대하여 회전가능하다. 종방향 축선 (165) 은 피봇 암 (153) 의 피봇 축선 (159) 과 동축을 이룰 수도 있다. 샤프트 (163) 는 피봇 암 (153) 에 접속될 수도 있다. 샤프트 (163) 의 회전은 피봇 암 (153) 이 회전하도록 한다. 샤프트 (163) 는, 피봇 암 (153) 의 회전을 제어하여 바이어싱 어셈블리 (151) 의 축선방향 운동을 제어함으로써 차단기 (126) 의 제 2 콘택트 (204) 의 운동을 제어하도록 되어있다. 2 개의 스위칭 디바이스 (102, 104) 의 개략적 단면도를 개략적으로 나타내는 도 15 를 참조하면, 하우징 (120, 122) 은 개폐기의 부품들 또는 유닛들 사이에서 플래시오버, 방전 또는 아크의 위험을 추가로 감소시키도록 관통홀 (161) 의 입구 및 출구 둘레에 고리형 전기 절연 요소 (250) 를 포함할 수도 있는데, 예컨대 하우징 (120, 122) 의 각 측에 하나의 절연 요소 (250) 를 포함할 수도 있다.
도 16 은 차단기 (126) 와 하우징 (120) 사이의 접속부의 실시형태를 개략적으로 나타낸다. 차단기 (126) 는 하우징 (120) 과 맞물리는 원통형 컨테이너 (129) 에 의해 유지될 수도 있다. 컨테이너 (129) 는 폴리머 재료로 만들어질 수도 있다. 컨테이너 (129) 는 차단기 (126) 를 수용할 수도 있다. 컨테이너 (129) 및 하우징 (120) 은 컨테이너 (129) 를 하우징 (120) 에 단단히 부착하기 위한 유지 수단 (260) 을 포함할 수도 있다. 유지 수단 (260) 은 적어도 하나의 그루브 (262) 및 적어도 하나의 림 (264) 을 포함할 수도 있고, 림 (264) 은 그루브 (262) 와 맞물리도록 되어있다. 컨테이너 (129) 는 림 (264) 을 구비할 수도 있고 하우징은 그루브 (262) 를 구비할 수도 있고, 그 반대도 가능하다. 림 (264) 은 컨테이너 (129) 둘레에서 원주방향일 (circumferential) 수도 있다. 그루브 (262) 는 컨테이너 (129) 둘레에서 원주방향일 수도 있다.
도 17 내지 도 19 를 참조하면, 전술한 스위치 (144) 는 보다 상세히 개략적으로 나타나 있다. 전술한 대로, 스위치 (144) 는 스위치 요소 (146) 를 포함한다. 스위치 요소 (146) 는, 실질적으로 서로 평행할 수도 있는 2 개의 도전성 스위치 나이프 (160, 162) 를 포함할 수도 있다. 도전성 부재 (132) 에 접속될 때, 스위치 요소 (146) 는 효율적인 접촉을 제공하기 위해서 2 개의 스위치 나이프 (160, 162) 사이에 도전성 부재 (132) 를 수용하도록 배열될 수도 있다. 대안적으로, 스위치 요소는 단일 스위치 나이프를 포함할 수도 있다. 스위치 요소 (146) 는 회전 축선 (164) 을 중심으로 피봇가능하다. 스위치 요소 (146) 는 제 1 단부 부분 (166) 과 제 2 단부 부분 (168) 을 가질 수도 있고 그 사이에서 스위치 요소 (146) 가 연장된다. 스위치 요소 (146) 의 회전 축선 (164) 은 스위치 요소 (146) 의 바깥쪽에 위치한다. 스위치 요소 (146) 는 세장형 연장부를 가질 수도 있고, 스위치 요소 (146) 는 스위치 요소 (146) 의 회전 축선 (164) 으로부터 변위될 수도 있다. 대안적으로, 스위치 요소의 회전 축선은 스위치 요소와 교차할 수도 있다. 스위치 요소 (146) 는, 스위치 요소 (146) 를 회전 축선 (164) 에 접속하는 중간 요소 (170) 를 통하여, 하우징 (120) 의 바깥쪽에 위치한 회전 축선 (164) 에 피봇식으로 장착될 수도 있다. 아래쪽에서 본 스위치 요소 (146) 를 나타낸 도 18 을 참조하면, 2 개의 스위치 나이프 (160, 162) 는 접속 수단 (172, 174) 에 의해 서로 접속될 수도 있다. 도 19 를 참조하면, 접속 수단 (172) 의 단면도가 나타나 있다. 각각의 접속 수단 (172) 은 스위치 나이프 중 하나 (160) 와 일체인 중공 돌출부 (176) 를 포함할 수도 있다. 돌출부 (176) 는 다른 스위치 나이프 (162) 와 인접해 있다. 각각의 접속 수단 (172) 은 부착 요소 (178) 및 압축 스프링 (180) 을 포함할 수도 있다. 압축 스프링 (180) 은 중공 돌출부 (176) 의 내부 공간 (182) 에 수용되고 부착 요소 (178) 에 의하여 제자리에 유지된다. 부착 요소 (178) 는 중공 돌출부 (176) 의 내부 공간 (182) 안쪽에 축선방향으로 연장될 수도 있고 다른 스위치 나이프 (162) 에 부착될 수도 있다. 압축 스프링 (180) 은 부착 요소 (178) 를 둘러쌀 수도 있다. 접속 수단 (172, 172) 에 의하여, 스위치 나이프 (160, 162) 는 도전성 부재 (132) 에 대하여 효율적으로 바이어싱될 수도 있고 스위치 요소 (146) 와 도전성 부재 (132) 사이의 효율적인 접촉이 달성된다. 또한, 각각의 스위치 나이프 (160, 162) 는 스위치 요소 (146) 와 도전성 부재 (132) 사이의 접촉을 추가로 향상시키도록 돌기 (184) 를 가질 수도 있다.
도 20 및 도 21 을 참조하면, 전술한 도전성 부재 (132) 가 보다 상세히 개략적으로 나타나 있다. 도전성 부재 (132) 는 약간 만곡될 수도 있다. 도전성 부재 (132) 는 제 1 단부 부분 (186) 및 제 2 단부 부분 (188) 을 가질 수도 있고 그 사이에서 도전성 부재 (132) 가 연장된다. 도전성 부재 (132) 는 제 1 단부 부분 (186) 및 제 2 단부 부분 (188) 사이에 중간 부분 (190) 을 가질 수도 있고, 제 1 단부 부분 (186) 및 제 2 단부 부분 (188) 의 두께 (d1) 는 중간 부분 (190) 의 두께 (d2) 보다 클 수도 있다. 중간 부분 (190) 과 단부 부분 (186, 188) 사이의 두께 차이에 의해, 스위치 요소 (146) 의 운동이 용이하게 되고 개선된다.
도 2 내지 도 5 를 참조하면, 스위치 (144) 의 작동이 더 상세히 도시된다. 도 2 내지 도 5 에서, 단 하나의 상의 스위칭 디바이스 (102) 가 나타나 있다. 도 2 내지 도 5 에 도시되지 않은 스위칭 디바이스 (104, 106) 는 도시된 디바이스와 평행하게 배열되어서 도시된 디바이스 뒤에 감추어지거나 그 앞의 평면에 위치한다. 스위치 (144) 의 스위치 요소 (146) 는, 스위치 요소 (146) 가 전류 경로의 제 1 부분 (131), 즉 도전성 부재 (132), 그리고 도전체 (114) 에 물리적으로 접속되고 전기적으로 접속되는 제 1 위치로 이동가능하여서 차단기 (126) 와 도전체 (114) 사이에 전류 경로를 제공한다. 제 1 위치에서, 스위치 요소 (146) 는 하우징 (120) 의 바깥쪽에 위치한 도전체 (114) 에 전기적으로 접속가능할 수도 있다. 스위치 요소 (146) 의 제 1 위치는 도 2 (및 또한 도 1) 에 도시되어 있다. 제 1 위치에서, 스위치 요소 (146) 의 제 1 단부 부분 (166) 은 도전성 부재 (132) 에, 보다 정확히 도전성 부재 (132) 의 제 2 단부 부분 (188) 에 물리적으로 접속되고 전기적으로 접속되도록 배열될 수도 있고, 스위치 요소 (146) 의 제 2 단부 부분 (168) 은 도전체 (114) 에 물리적으로 접속되고 전기적으로 접속되도록 배열될 수도 있다.
스위치 (144) 의 스위치 요소 (146) 는 제 2 위치로 이동가능한데 이 위치에서 스위치 요소 (146) 는 도전체 (114) 로부터 분리되고 도전성 부재 (132) 및 접지/어스 요소 (192) 에 물리적으로 접속되고 전기적으로 접속된다. 스위치 요소 (146) 의 제 2 위치는 도 3 에 도시된다. 제 2 위치에서 스위치 요소 (146) 의 제 2 단부 부분 (168) 은 도전성 부재 (132) 에, 보다 정확히 도전성 부재 (132) 의 제 1 단부 부분 (186) 에 물리적으로 접속되고 전기적으로 접속되도록 배열될 수도 있고, 스위치 요소 (144) 의 제 1 단부 부분 (166) 은 접지 요소 (192) 에 물리적으로 접속되고 전도 접속되도록 배열될 수도 있다.
스위치 (144) 의 스위치 요소 (146) 는 제 3 위치로 이동가능한데, 이 위치에서 스위치 요소 (146) 는 도전체 (114) 로부터 분리되고 접지 요소 (192) 로부터 분리된다. 스위치 요소 (146) 의 제 3 위치는 도 4 에 도시되어 있다. 제 3 위치에서, 스위치 요소 (146) 는 도전성 부재 (132) 에 물리적으로 접속되고 전기적으로 접속되도록 배열될 수도 있다. 제 3 위치에서, 스위치 요소 (146) 의 제 1 단부 부분 (166) 및 제 2 단부 부분 (168) 은 도전성 부재 (132) 에, 보다 정확히 도전성 부재 (132) 의 제 1 단부 부분 (186) 및 제 2 단부 부분 (188) 에 물리적으로 접속되고 전기적으로 접속될 수도 있다. 제 3 위치에서, 스위치 요소 (146) 는 하우징 (120) 의 외부면 (134) 내에 위치할 수도 있다.
전술한 대로, 유리하게도, 스위치 요소 (146) 는 회전 축선 (164) 을 중심으로 피봇가능하고 제 1 위치, 제 2 위치 및 제 3 위치 사이에서 피봇가능하다. 스위치 요소 (146) 의 회전 축선 (164) 은 하우징 (120) 의 외부면 (134) 바깥쪽에 위치할 수도 있다.
접지 요소 (192) 와 도전체 (114) 는 효율적인 접촉을 달성하도록 스위치 요소 (146) 의 2 개의 스위치 나이프 (160, 162) 사이의 공간에 맞물리도록 배열될 수도 있다.
도 4 에 나타난 것처럼 스위치 요소 (146) 가 제 3 위치에 있어서 도전체 (114) 및 접지 요소 (192) 로부터 분리되고 하우징 (120) 의 외부면 (134) 내에 위치할 때, 도 5 는 도 2 내지 도 4 에 나타낸 하우징 (120) 의 외부를 보여준다. 전술한 대로, 하우징 (120) 의 외부 형상 및 하우징 (120) 의 외부면 (134) 은, 스위칭 디바이스 (102) 를 통과하는 전류 전압에 의해 발생된 전기장을 분배하도록 평활하다.
스위치 (144) 는 소위 안전 스위치, 또는 선택 스위치로서 역할을 하는데, 이것은 중전압 또는 고전압 회로 자체를 차단하도록 되어있지 않고, 차단기 (126) 에 의해 차단이 수행된 후 중전압 또는 고전압 라인으로부터 차단기를 분리하도록 되어있다. 개폐기에 3 위치 스위치 요소를 가지는 이유는 본 기술분야의 당업자들에게 잘 알려져 있어서 본원에서 보다 상세히 설명되지 않는다. 스위치 (144) 의 제 2 위치는 개폐기에 접속된 케이블과 같은 부품의 안전한 수리 및 정비를 가능하게 하는 안전 위치로 간주될 수도 있다. 제 3 위치는 스위치오프 위치로서 간주될 수도 있다.
스위치 (144) 의 혁신적인 설계에 의하여, 전기장 및 전기장 응력의 분배가 개선되고, 콤팩트한 설계를 가지는 개폐기를 가능하게 한다.
전술한 실시형태의 각각의 하우징은 스위칭 디바이스의 작동 중 차단기의 제 2 콘택트의 전기 전위와 실질적으로 동일한 전기 전위로 있을 수도 있다.
개폐기는 전술한 바와 같은 복수의 개폐기 또는 유닛들을 포함할 수도 있음을 이해해야 한다. 각각의 전기 상에 대해, 유닛으로부터 유닛까지 연장되는 전술한 도전체와 같은 공통 버스바가 있을 수도 있다. 인캡슐레이션은 복수의 개폐기/유닛에 대해 공통될 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 인캡슐레이션은, 가압될 수도 있는 전기 절연 가스 또는 가스 혼합물로 충전될 수도 있다. 공기 충전된 인캡슐레이션이 또한 가능하다.
스위칭 디바이스의 3 위치 스위치 및 전류 경로의 배열의 대안적인 설계는 유럽 특허 출원 제 09179639.1 호에 개시되는데, 이것은 본원에 참조로 원용된다.
본 발명은 도시된 실시형태에 제한되는 것으로 간주되지 않을 것이고, 첨부된 청구범위의 범위에서 벗어나지 않으면서 본 기술분야의 당업자에 의해 다양하게 수정 및 변경될 수 있다.

Claims (19)

  1. 도전체에 전기적으로 접속가능한 배전용 스위칭 디바이스로서,
    상기 스위칭 디바이스는,
    상기 도전체에 전기적으로 접속가능한 차단기, 및
    상기 차단기가 장착되는 적어도 부분적으로 도전성이고 그리고 외부면을 가지는 하우징을 포함하고,
    상기 차단기는 적어도 하나의 도전성 제 1 콘택트 및 하나의 도전성 제 2 콘택트를 포함하고, 상기 제 2 콘택트는 상기 제 1 콘택트에 대하여 그리고 상기 하우징에 대하여 이동가능하고, 상기 제 1 콘택트 및 상기 제 2 콘택트가 접촉할 때 상기 차단기는 폐쇄 위치에 있고, 상기 제 1 콘택트 및 상기 제 2 콘택트가 분리될 때 상기 차단기는 개방 위치에 있고,
    상기 스위칭 디바이스는 상기 차단기와 상기 도전체 사이에 전류 경로를 제공하도록 배열되고,
    상기 하우징은 상기 제 2 콘택트를 작동하기 위한 적어도 하나의 안내 부재를 수용하고, 상기 적어도 하나의 안내 부재는 상기 하우징에 대하여 이동가능하고,
    상기 적어도 하나의 안내 부재는, 상기 차단기가 상기 폐쇄 위치에 있을 때, 상기 제 1 콘택트에 대하여 상기 제 2 콘택트를 바이어싱하도록 배열된 바이어싱 어셈블리를 포함하고,
    상기 바이어싱 어셈블리는 제 1 바이어싱 부재 및 제 2 바이어싱 부재를 포함하는 복수의 바이어싱 부재들을 포함하고,
    상기 하우징은 상기 하우징을 서스펜션 (suspension) 하기 위한 관통홀을 구비하며,
    상기 스위칭 디바이스는 상기 하우징의 상기 관통홀로 삽입된 샤프트를 포함하고, 상기 샤프트는 상기 샤프트의 종방향 축선을 중심으로 상기 하우징에 대하여 회전가능하고, 상기 샤프트는 상기 적어도 하나의 안내 부재에 접속되고, 상기 샤프트 및 상기 샤프트의 회전은 상기 적어도 하나의 안내 부재의 운동을 제어하도록 되어있는 것을 특징으로 하는, 도전체에 전기적으로 접속가능한 배전용 스위칭 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 콘택트는 제 1 축선을 따라 축선방향으로 이동가능하고, 상기 제 1 바이어싱 부재는 상기 제 1 축선에 대하여 상기 제 2 바이어싱 부재로부터 반경방향으로 변위되는 것을 특징으로 하는, 도전체에 전기적으로 접속가능한 배전용 스위칭 디바이스.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 바이어싱 부재는 상기 제 1 축선에 대하여 상기 제 2 바이어싱 부재로부터 반경방향으로 분리되는 것을 특징으로 하는, 도전체에 전기적으로 접속가능한 배전용 스위칭 디바이스.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 바이어싱 어셈블리는 상기 제 1 축선의 방향으로 이동가능하고, 상기 바이어싱 어셈블리는 상기 제 2 콘택트에 간접적으로 또는 직접적으로 접속되는 것을 특징으로 하는, 도전체에 전기적으로 접속가능한 배전용 스위칭 디바이스.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 안내 부재는 피봇 축선을 중심으로 회전가능한 적어도 하나의 피봇 암을 포함하고, 상기 피봇 암 및 상기 바이어싱 어셈블리는 상기 피봇 암의 회전 운동을 상기 바이어싱 어셈블리의 축선방향 운동으로 전달하기 위한 상보적 안내 수단을 포함하고, 상기 피봇 암은 상기 바이어싱 어셈블리 및 상기 제 2 콘택트의 축선방향 운동을 제어하도록 배열되는 것을 특징으로 하는, 도전체에 전기적으로 접속가능한 배전용 스위칭 디바이스.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 스위칭 디바이스는 선형 방향으로 상기 바이어싱 어셈블리를 안내하기 위한 제 2 상보적 안내 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 도전체에 전기적으로 접속가능한 배전용 스위칭 디바이스.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 피봇 축선은 상기 제 1 축선에 직각을 이루는 것을 특징으로 하는, 도전체에 전기적으로 접속가능한 배전용 스위칭 디바이스.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 바이어싱 부재는 제 1 압축 스프링을 포함하고 상기 제 2 바이어싱 부재는 제 2 압축 스프링을 포함하고, 상기 제 1 압축 스프링은 제 1 종방향 중심 축선을 규정하고 상기 제 2 압축 스프링은 제 2 종방향 중심 축선을 규정하고, 상기 제 1 종방향 중심 축선은 상기 제 2 종방향 중심 축선으로부터 변위되는 것을 특징으로 하는, 도전체에 전기적으로 접속가능한 배전용 스위칭 디바이스.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 종방향 중심 축선은 상기 제 2 종방향 중심 축선으로부터 반경방향으로 변위되고 상기 제 2 종방향 중심 축선에 평행한 것을 특징으로 하는, 도전체에 전기적으로 접속가능한 배전용 스위칭 디바이스.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 바이어싱 어셈블리는 복수의 바이어싱 부재들을 수용하는 바이어싱 어셈블리 케이싱을 포함하는 것을 특징으로 하는, 도전체에 전기적으로 접속가능한 배전용 스위칭 디바이스.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 바이어싱 어셈블리 케이싱은 제 1 격실 및 제 2 격실을 포함하고, 상기 제 1 격실은 상기 제 1 바이어싱 부재를 수용하고, 상기 제 2 격실은 상기 제 2 바이어싱 부재를 수용하는 것을 특징으로 하는, 도전체에 전기적으로 접속가능한 배전용 스위칭 디바이스.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 바이어싱 어셈블리 케이싱은 적어도 하나의 주조부 (casted part) 로 만들어지는 것을 특징으로 하는, 도전체에 전기적으로 접속가능한 배전용 스위칭 디바이스.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 스위칭 디바이스의 작동 동안 상기 차단기의 상기 제 2 콘택트의 전위와 동일한 전위에 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는, 도전체에 전기적으로 접속가능한 배전용 스위칭 디바이스.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징의 상기 외부면은 상기 관통홀을 향하여 그리고 상기 관통홀 내부로 부드럽게 만곡되는 것을 특징으로 하는, 도전체에 전기적으로 접속가능한 배전용 스위칭 디바이스.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 차단기와 상기 도전체 사이의 전류 경로의 제 1 부분을 수용하고, 상기 전류 경로의 제 1 부분은 상기 차단기에 전기적으로 접속되며, 상기 스위칭 디바이스는 상기 차단기를 상기 도전체에 전기적으로 접속하기 위한 스위치를 포함하고, 상기 스위치는 스위치 요소를 포함하고,
    상기 스위치 요소는,
    상기 스위치 요소가 상기 전류 경로의 제 1 부분 및 상기 도전체에 전기적으로 접속되는 제 1 위치로 이동가능하고,
    상기 스위치 요소가 상기 도전체로부터 분리되고 상기 전류 경로의 제 1 부분 및 접지 요소에 전기적으로 접속되는 제 2 위치로 이동가능하며,
    상기 스위치 요소가 상기 도전체 및 상기 접지 요소로부터 분리되는 제 3 위치로 이동가능한 것을 특징으로 하는, 도전체에 전기적으로 접속가능한 배전용 스위칭 디바이스.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은 적어도 하나의 주조부로 만들어지는 것을 특징으로 하는, 도전체에 전기적으로 접속가능한 배전용 스위칭 디바이스.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 스위칭 디바이스를 통과하는 전류의 전압에 의해 발생되는 전기장을 분배하도록 평활한 외부 형상을 가지는 것을 특징으로 하는, 도전체에 전기적으로 접속가능한 배전용 스위칭 디바이스.
  18. 배전용 개폐기로서,
    상기 개폐기는 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 스위칭 디바이스를 포함하는, 배전용 개폐기.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 개폐기는 상기 적어도 하나의 스위칭 디바이스를 수용하는 인캡슐레이션을 포함하는 것을 특징으로 하는, 배전용 개폐기.
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