KR101570787B1 - 차음구조를 강화한 조작기 축소형 고속철도 주회로 차단기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외부 노이즈나 과전류에 민감하고, 다수의 전자 부품으로 이루어진 콘트롤러를 사용하지 않고 기계식 스위치를 사용하여 코일에 공급되는 전원을 단속할 수 있게 함으로써, 구성을 단순화시켜 크기를 축소할 수 있을 뿐만 아니라, 외부의 노이즈나 과전류에 의해 송상되는 것을 방지할 수 있는 축소형 고속철도 주회로 차단기에 관한 것으로서, 조작기의 구성이, 링크에 연결되고 수평 이동하는 작동로드; 상기 작동로드를 감싸도록 설치되어, 하기 스위치들의 작동에 의해 자력을 발생하여 상기 작동로드를 이동시켜 차단기에 설치된 접점을 온/ 오프시키는 트립코일과 투입코일; 조작반에서 작동되는 조작수단의 조작에 의해 작동하여 상기 트립 및 투입코일에 공급되는 전원을 단속하는 트립스위치와 투입스위치로 구성한 것을 특징으로 한다.

Description

차음구조를 강화한 조작기 축소형 고속철도 주회로 차단기{REDUCED MAIN CIRCUIT BREAKER FOR HIGH SPEED RAILWAYE}

본 발명은 차단기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외부 노이즈나 과전류에 민감하고, 다수의 전자 부품으로 이루어진 콘트롤러를 사용하지 않고 기계식 스위치를 사용하여 코일에 공급되는 전원을 단속할 수 있게 함으로써, 구성을 단순화시켜 크기를 축소할 수 있을 뿐만 아니라, 외부의 노이즈나 과전류에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있는 차음구조를 강화한 조작기 축소형 고속철도 주회로 차단기에 관한 것이다.

전기, 전자 및 기계 기술이 발달함에 따라 다양한 종류의 교통수단이 개발되고 있으며, 그 중 하나로 최근에는 고속철도가 개발되어 운행되고 있다.

고속철도는 고압의 전기를 공급받아 운행되는 것으로, 전류의 투입 및 트립동작을 수행할 수 있는 주회로 차단기가 구비된다. 이러한 주회로 차단기는 고속전철 및 전기기관차의 천정에 탑재되어 전류의 투입 및 트립동작을 정밀하게 제어할 수 있도록 하여 고속전철 및 전기기관차가 안전하게 운행될 수 있도록 한다.

이러한 고속 철도용 차단기는 주로 송전선로의 송전단이나 수전단에 설치되어, 전력 계통에 고장이 없을 때 정상전류를 개폐하는 것은 물론, 단락 등의 고장이 발생하였을 때 고장 전류를 차단하여 계통 및 각종 전력 기기(부하)를 보호하는 것으로, 특히 사고 전류가 발생할 때 자동으로 차단 동작을 행하여 선로를 분리시키는 역할을 한다.

이러한 차단기는 구조나 절연매질 등에 따라 다양한 것이 있고, 그 예로 특허문헌 1 내지 4의 기술이 있으며, 이러한 종래의 고속철도 주회로 차단기는 철도 차량의 운전실에 구비된 조작반의 조작신호에 의해 동작하는 조작기와, 상기 조작기와 연결되어 조작기의 구동에 따라 모선에 공급되는 전원을 단속하는 차단기로 이루어지고, 상기 조작기에는 차량 운전실의 조작반에서 전달되는 제어신호에 따라 코일에 공급되는 전원을 제어하는 콘트롤러를 포함하고 있다.

이러한 종래의 고속철도 주회로 차단기에 있어서, 상기 콘트롤러는 다양한 전자 소자로 이루어진 것으로, 고속으로 주행하는 철도 차량의 주행 중 외부로부터 많은 노이즈나 충격을 받게 되고, 이러한 노이즈나 충격에 의해 쉽게 손상될 뿐만 아니라, 오동작을 일으키는 문제가 있고, 콘트롤러가 조작기의 많은 부분을 차지하여 차단기 자체의 크기가 커져 이를 설치할 수 있는 공간의 제약을 받는 문제가 있다.

1. 대한민국 등록특허 제0492753호 2. 대한민국 등록특허 제0554376호 3. 대한민국 등록특허 제0354699호 4. 대한민국 등록특허 제1044639호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 개발된 것으로, 외부의 노이즈나 충격에 강하고, 크기를 축소시킨 축소형 고속철도 주회로 차단기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

보다 상세하게 본 발명은 물리적으로 작동하는 스위치를 설치하여 코일에 공급되는 전원을 제어함에 의해 차단기의 접점이 온/오프되게 함에 따라 외부의 전기적 노이즈에 의해 오 동작되는 것을 방지할 수 있음은 물론, 크기가 축소되어 설치 장소에 제약을 덜 받는 축소형 고속철도 주회로 차단기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 이루기 위한 본 발명에 따른 조작반의 조작신호에 의해 동작하는 조작기와, 상기 조작기와 연결되어 조작기의 구동에 따라 모선에 공급되는 전원을 단속하는 차단기와, 상기 조작기와 차단기를 연결하는 링크로 이루어진 축소형 고속철도 주회로 차단기에 있어서, 상기 조작기는, 일단이 상기 링크에 연결되고, 수평 이동하는 작동로드; 상기 작동로드를 감싸도록 설치되어, 하기 스위치들의 작동에 의해 자력을 발생하여 상기 작동로드를 이동시켜 차단기에 설치된 접점을 온/ 오프시키는 트립코일과 투입코일; 조작반에서 작동되는 조작수단의 조작에 의해 작동하여 상기 트립 및 투입코일에 공급되는 전원을 단속하는 트립스위치와 투입스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

스위치들의 구동을 위한 릴레이가 더 설치되고, 코일들에는 스위치의 온/오프에 의해 코일들에 전원을 공급하는 캐패시터가 더 구비되는 것이 바람직하다.

상기 조작기를 덮고 있는 밀폐형커버의 내벽에는 방음재가 더 설치될 수 있다. 방음재는 상대적으로 작은 기공을 갖으며, 커버의 내벽에 접착되는 외벽층과; 상기 바깥층의 안쪽에 적층되고, 상대적으로 큰 기공을 갖고, 내벽에 다수의 홈이 형성된 내벽층으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 차단기의 차단횟수를 계수하는 카운터를 더 구비할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 축소형 고속철도 주회로 차단기는 철도 치량의 운전실에 구비된 조작판에 의해 직접 온/ 오프되는 스위치를 이용하여 코일들에 공급되는 전원을 단속하여 구동이 이루어짐으로써 별도의 콘트롤러를 구비하지 않아도 되므로 구조를 단순화시킬 수 있으며, 이에 따라 크기를 축소시킬 수 있어 설치 공간의 제약을 적게 받는 것이다.

또한, 외부노이즈나 충격에 민감한 소자로 이루어진 콘트롤러를 사용하지 않음으로써 외부의 전기적인 노이즈는 물론, 충격의 영향을 덜 받아 보다 정확한 전원 차단 작동을 할 수 있는 것이다.

또한, 밀폐형 커버를 구비하여 차단기가 작동하는 중에 발생하는 소음이 외부로 전달되는 것을 방지할 수 있는 효과도 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 축소형 고속철도 주회로 차단기의 일예의 사시도
도 2는 본 발명에 따른 축소형 고속철도 주회로 차단기에서 커버를 분리한 상태에서 도시한 저면사시도
도 3은 본 발명에 따른 축소형 고속철도 주회로 차단기를 구성하는 조작기의 저면사시도
도 4는 본 발명에 따른 축소형 고속철도 주회로 차단기를 구성하는 조작기의 저면도
도 5는 본 발명에 따른 축소형 고속철도 주회로 차단기의 커버를 절단한 상태의 측면도
도 6은 본 발명에 따른 축소형 고속철도 주회로 차단기에 설치된 커버의 일부를 확대도시한 단면도
도 7은 본 발명에 따른 축소형 고속철도 주회로 차단기의 동작 상태를 설명하기 위한 회로도
도 8은 종래 축소형 고속철도 주회로 차단기의 동작 상태를 설명하기 위한 회로도

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여, 첨부도면이 참조되어 상세하게 설명된다.

본 발명은 크기가 축소되어 설치 공간에 제약을 덜 받을 뿐만 아니라, 외부 노이즈나 충격에 강한 축소형 고속철도 주회로 차단기를 제공할 수 있다.

축소형 고속철도 주회로 차단기는 코일들(12t, 12c)에 공급되는 전원을 단속하기 위한 스위치들(11t, 11c)을 구비하고 있다.

이러한 본 발명의 축소형 고속철도 주회로 차단기는 종래의 차단기와 동일하게 철도차량의 운전실에 구비된 조작반의 조작신호에 의해 동작하는 조작기(10)와, 상기 조작기와 연결되어 조작기의 구동에 따라 모선에 공급되는 전원을 단속하는 차단기(20)로 이루어지며, 본 발명은 상기 조작기(10)의 구성에 특징이 있다.

즉, 상기 스위치들(11t, 11c)과 코일들(12t, 12c)은 조작기(10)에 구비되어 작동함에 따라 차단기(20)에 구비된 접점을 온/ 온프시키는 것이다.

상기 스위치들(11t, 11c)은 두 개의 코일들(12t, 12c) 중 어느 하나에 공급되는 전원을 단속하는 수단으로, 철도차량의 운전실에 구비된 조작반의 조작신호에 의해 작동되어 온/ 오프된다.

상기 스위치들(11t, 11c)은 차단기에 구비된 접점이 접촉시키는 방향에 따라 트립스위치(11t)와, 투입스위치(11c)로 구분되고, 상기 코일들(12t, 12c)들 역시 차단기에 구비된 접점이 접촉시키는 방향에 따라 트립코일(12t)와 투입코일(12c)로 구분된다.

상기 트립코일(12t)와 투입코일(12c)의 작동에 따라 일정한 방향으로 이동하는 작동로드(10r)를 구비하고 있고, 상기 작동로드(10r)은 두 개의 코일(12t, 12c)을 관통하여 설치되어 있다. 이러한 작동로드(10r)와 코팅들(12t, 12c)의 배치 구조는 종래의 철도 차량용 주전원 차단기와 동일 유사하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

물론, 상기 작동로드(10r)의 이동은 차단기(20)와 조작기(10) 사이에 설치된 링크(30)를 회동시켜 차단기 내부에 구비된 절연로드를 이동시키고, 절연로드의 이동에 따라 절연로드 단부에 설치된 가동로드가 이동하여 가동로드 단부의 가동접점과 고정로드의 단부에 설치된 고정접점의 접촉 및 분리가 반복되는 것이다.

이러한 본 발명에 따른 축소형 고속철도 주회로 차단기는 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 스위치들(11t, 11c)에는 릴레이(13t, 13c)가 더 연결되어 있다.

상기 릴레이들(13t, 13c)은 상기 스위치를 구동시키기 위한 수단으로 실질적으로 트립코일(12t)와 투입코일(12c)에 공급되는 전원을 단속하는 역할을 한다. 즉, 각 코일들(12t, 12c)에 전원을 공급하기 위한 수단인 트립캐패시터(14t)와 투입캐패시터(14c)의 출력을 단속한다.

즉, 상기 트립릴레이들(13t)는 트립캐패시터(14t)의 출력을 단속하여 트립코일(12t)에 캐패시터에 저장되어 있던 전기를 공급하여 트립코일을 작동시키고, 상기 투입릴레이들(13c)는 투입캐패시터(14c)의 출력을 단속하여 투입코일(12c)에 캐패시터에 저장되어 있던 전기를 공급하여 투입코일을 작동시키는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 차단기에는 차단기의 차단횟수를 계수하는 카운터(10c)를 더 설치할 수 있다. 상기 카운터(10c)는 스위치들의 접속 횟수나 릴레이의 구동횟수 등을 계수함에 의해 차단기의 작동 횟수를 계수 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 축소형 고속철도 주회로 차단기는 작동할 때 발생되는 소음이 외부로 발산하는 것을 방지할 수 있도록 밀폐형커버(40)를 구비하고 있으며, 이 밀폐형커버(40)는 도 5에 도시한 바와 같이 구성 부품이 실장되는 지지판(10p)에 고정되어 구성 부품을 감싸도록 설치되고, 도 6에 도시한 바와 같이, 내벽에는 방음재(41)가 설치되어 있다.

상기 방음재(41)는 다양한 층 구조를 갖도록 만들어질 수 있으나, 바람직하게는 도 6에 도시한 바와 같이, 상대적으로 작은 기공을 갖으며, 커버의 내벽에 접착되는 외벽층(41o)과; 상기 외벽층의 안쪽에 적층되고, 상대적으로 큰 기공을 갖고, 내벽에 다수의 홈이 형성된 내벽층(41i)으로 구성하는 것이다.

이와 같이 구성된 방음재(41)는 내벽층(41i)에 형성된 상대적으로 큰 기공으로 유입된 소음이 기공 내부에서 기공 벽에 부딪혀 소음이 감소되고, 이렇게 줄어든 소음은 외벽층의 상대적으로 작은 기공으로 유입되면서 더욱 감소하게 되는 것이다.

이하에서는 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 축소형 고속철도 주회로 차단기의 작동 과정을 간략하게 설명한다.

도 7에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 축소형 고속철도 주회로 차단기의 동작 상태를 설명하기 위한 회로도에서 SW1, SW2는 차량 운전실의 조작반에 구비된 파워 온/오프스위치이고, CX는 투입릴레이(13c), TX와 R은 트립릴레이(13t), LS1은 투입스위치(11c), LS2는 트립스위치(12t), CC는 투입코일(12c), TC는 트립코일(12t), EVR1은 투입용 DC릴레이, EVR2는 트립용 DC릴레이, C1은 트립캐패시터(14t), C2는 투입캐패시터(14c)이다.

이하에서는 도 7에 도시한 기호를 기준으로 설명한다.

조작반의 스위치 SW1, SW2가 오픈된 상태에서 차단기의 고정점점과 이동점점은 서로 분리된 상태이다. 즉, 트립릴레이 TX가 트립스위치LS2를 작동시켜 트립스위치가 온된 상태이므로 트립코일CC가 자력을 발생하여 작동로드를 당겨 차단기의 고정점점과 이동점점이 분리된 상태이다.

도 7에 3번 DC110V 전원은 상시전원 인가로 신호만 들어가면 언제든지 동작 할수 있도록 전원을 인가한다.

이 상태에서 조작반에 구비된 스위치SW1을 한번 누르면 EVR1측으로 전기를 흘려 대기상태로 준비한다.

스위치 SW1이 눌러진 상태에서 스위치 SW2를 누르면 투입릴레이 CX가 동작을하여 EVR-1전원을 살려주며 이때 EVR-1전원이 들어가게 되면 투입코일 CC 측으로 전원이 인가되어 차단기가 투입동작을 하게 된다.

이후 차단기 투입상태에서 스위치 SW1를 OFF하게 되면 트립릴레이 R의 전원이 OFF되면 R-b1의 접점은 다시 붙게 되어 트립릴레이 TX 전원을 살려주며, 이에 트립릴레이 TX 접점이 접촉되며, EVR-2 트립용 DC릴레이 전원이 들어가게 되어 트립코일 TC로 전원이 들어가 차단기는 오픈상태로 변하게 된다.

10: 조작기 10c: 카운터 10p: 지지판
10r: 작동로드 10s: 소켓
11t: 트립스위치 11c: 투입스위치
12t: 트립코일 12c: 투입코일
13t: 트립릴레이 13c: 투입릴레이
14t: 트립캐패시터 14c: 투입캐패시터
20: 차단기
30: 링크
40: 밀폐형커버
41: 방음재 41o: 외벽층 41i:내벽층
41g: 홈

Claims (6)

1. 조작반의 조작신호에 의해 동작하는 조작기,
   상기 조작기와 연결되어 상기 조작기의 구동에 따라 모선에 공급되는 전원을 단속하는 차단기,
   상기 조작기와 상기 차단기를 연결하는 링크, 그리고
   상기 조작기를 덮고 있는 밀폐형커버를 포함하여 구성되며,
   상기 밀폐형커버의 내벽에는 기공을 갖으며 커버의 내벽에 접착되는 외벽층과; 상기 외벽층의 안쪽에 적층되고, 상기 외벽층의 기공보다 큰 기공을 가지며 내벽에 다수의 홈이 형성된 내벽층으로 이루어진 방음재가 형성되어 있고,
   상기 조작기는
   일단이 상기 링크에 연결되고 수평 이동하는 작동로드,
   상기 작동로드를 감싸도록 설치되고 하기 스위치들의 작동에 의해 자력을 발생하여 발생된 자력으로 상기 작동로드를 이동시켜 상기 차단기에 설치된 접점을 온/ 오프시키는 트립코일과 투입코일,
   상기 트립코일 및 상기 투입코일에 공급되는 전원을 단속하는 트립스위치와 투입스위치,
   상기 트립코일에 커플링되고 상기 트립스위치의 온/오프에 의해 상기 트립코일에 전원을 공급하는 트립커패시터,
   상기 투입코일에 커플링되고 상기 투입스위치의 온/오프에 의해 상기 투입코일에 전원을 공급하는 투입커패시터,
   조작반에서 작동되는 조작수단의 조작에 의해 작동하여 상기 트립스위치의 온/오프 동작을 결정하는 트립릴레이, 그리고
   조작반에서 작동되는 조작수단의 조작에 의해 작동하여 상기 투입스위치의 온/오프 동작을 결정하는 투입릴레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 축소형 고속철도 주회로 차단기.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서,
   차단기의 차단횟수를 계수하는 카운터가 더 설치된 것을 특징으로 하는 축소형 고속철도 주회로 차단기.
   

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