KR101594867B1 - 진공인터럽터 조작 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공인터럽터 조작 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 진공인터럽터의 고정전극과 가동전극을 다져서 전극간 거리를 용이하게 조절할 수 있는 진공인터럽터 조작 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 진공인터럽터 조작 장치는 진공인터럽터의 고정전극이 설치되는 베이스 서포터; 상기 베이스 서포터의 상부에 이격하여 설치되는 상부 서포터; 상기 베이스 서포터의 상부에 이격하여 상기 상부 서포터의 전방에 설치되고, 상기 진공인터럽터의 가동전극이 고정되는 구동판; 및 상기 상부 서포터에 고정 설치되어 상기 구동판을 상하운동시키는 구동수단;을 포함하며, 상기 구동판이 상하로 운동하면서 상기 가동전극을 고정전극으로부터 반복적으로 분리 및 접촉시켜 다지도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

진공인터럽터 조작 장치{Operation Device for Vacuum Interrupter}

본 발명은 진공인터럽터 조작 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 진공인터럽터의 조립 전에 고정전극과 가동전극을 다지는 작업을 수행할 수 있는 진공인터럽터 조작 장치에 관한 것이다.

일반적으로 진공차단기는 전력계통에 설치되어 단락이나 과전류 등의 위험상황이 발생할 경우 회로를 차단하여 전력계통을 보호하도록 구성된 회로차단기의 일종으로서 진공상태에서의 절연성능과 아크 소호력이 우수한 점을 활용하여 설계된 것이다.

이러한 진공차단기는, 차단용량이 크고 신뢰성 및 안전성이 높으며 작은 설치 공간에도 거치할 수 있는 등의 많은 장점이 있어 중전압에서부터 고전압에 이르기까지 그 적용범위가 확대되어 가는 추세이다.

또한, 종래 아크 소호 및 절연을 위하여 육불화황 가스를 절연매질로 많이 사용하였으나, 육불화황 가스는 온실효과를 발생시키는 등의 문제점이 있었다. 이에 따라, 환경 친화적 전력기기 제품 개발이 활발히 이루어지고 있으며 이러한 환경 친화적 전력기기 제품의 하나로 진공차단기의 수요가 급증하는 추세에 있다.

이러한 진공차단기 내부에서 전류를 차단하는 핵심부품이 진공인터럽터이다. 도 1에 진공차단기의 메커니즘(1)이 포함된 본체(2)가 도시되어 있고, 도 2에 진공차단기 메커니즘(1)에 연결되는 진공차단기 소호부가 도시되어 있으며, 도 3에 진공인터럽터의 단면도가 도시되어 있다.

진공인터럽터(3)는 밀폐된 세라믹 용기(4)에 고정전극(5)과 가동전극(6)을 조립하여 제작이 된다. 진공인터럽터(3)의 고정전극(5)은 세라믹 용기(4)에 완전히 고정 결합되며, 가동전극(6)은 벨로우즈(7)를 이용하여 세라믹 용기(4)에 상하로 반복되는 왕복운동을 할 수 있도록 결합된다. 따라서 가동전극(6)은 고정전극(5)에 접촉되어 전기회로를 통전시키거나 분리되어 전기회로의 통전을 차단시킬 수 있게 된다.

여기서 고정전극(5)과 가동전극(6)에 사용되는 재료는 주로 경도가 낮은 무산소동(銅)을 사용하게 되는데, 무산소동은 경도가 낮기 때문에 반복되는 스트로크 하중에 의해 고정전극(5)과 가동전극(6)이 다져지게 된다. 이러한 반복하중에 의해 전극에 발생하는 다짐량은 초기 수백 회 이내의 스트로크에서 크게 일어나고 이후에는 줄어들어 포화상태에 이르게 된다.

진공차단기에 사용되는 진공인터럽터(3)는 고정전극(5)과 가동전극(6)이 일정한 거리 이상 이격이 되어야 높은 전압에도 절연성능을 유지할 수 있으며, 큰 전류를 차단하기 위해 빠른 동작속도가 요구된다. 또한 큰 전류를 통전시키기 위해서는 고정전극(5)의 접점과 가동전극(6)이 일정한 접압력을 갖고 접촉이 되어야 한다.

종래 진공차단기 제작은 진공인터럽터(3)를 차단기 소호부에 조립하고 진공인터럽터(3)를 작동시키는 메커니즘을 함께 조립한 상태에서 이 메카니즘으로 초기 전극이 충분히 다져질 수 있도록 다짐작업을 수행하고 스트로크 길이를 조절하게 된다.

그런데, 공간의 제약과 메카니즘의 동력에 충분한 여유가 없는 경우에는 진공인터럽터(3)를 소호부와 메커니즘에 조립하여 진공인터럽터(3)를 다지는 작업 및 전극의 스트로크 조절 작업이 매우 어려운 경우가 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 그 목적은 진공인터럽터의 조립 전에 고정전극과 가동전극을 다지는 작업을 수행할 수 있는 진공인터럽터 조작 장치에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진공인터럽터 조작 장치는 진공인터럽터의 고정전극이 설치되는 베이스 서포터; 상기 베이스 서포터의 상부에 이격하여 설치되는 상부 서포터; 상기 베이스 서포터의 상부에 이격하여 상기 상부 서포터의 전방에 설치되고, 상기 진공인터럽터의 가동전극이 고정되는 구동판; 및 상기 상부 서포터에 고정 설치되어 상기 구동판을 상하운동시키는 구동수단;을 포함하며, 상기 구동판이 상하로 운동하면서 상기 가동전극을 고정전극으로부터 반복적으로 분리 및 접촉시켜 다지도록 하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 구동장치는 구동모터; 상기 구동모터로부터 구동력을 받아 회전하는 캠; 및 상기 캠에 의해 간헐적으로 상하운동을 하는 링크;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 진공인터럽터는 고정전극이 아래쪽을 향하도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 링크는 중앙부에 링크축이 마련되어 시소운동을 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 캠은 마름모형으로 형성되어 회전할 때마다 상기 링크의 시소운동이 2회 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 링크축은 수평상태에서 링크의 길이방향의 중심보다 전방부에 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 베이스 서포터와 상기 구동판 사이에는 가이드가 마련되어 상기 구동판의 상하운동이 직선운동으로 이루어지도록 보조하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동판의 중량을 변화시킴에 따라 상기 진공인터럽터의 가동전극과 고정전극의 다짐량을 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 구동판의 중량 변화는 무게가 다른 구동판을 교체함으로써 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진공인터럽터 조작 장치에 의하면 진공차단기의 조립 전에 진공인터럽터의 고정전극과 가동전극을 다짐으로써 작업이 용이하게 이루어지도록 할 수 있다.

또한, 진공인터럽터를 진공차단기에 조립된 상태로 다짐작업을 수행하지 않게 됨으로서 진공차단기의 메커니즘에 과부하가 발생하지 않는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 진공차단기 본체가 도시되어 있다.
도 2는 종래기술에 따른 진공차단기 소호부가 도시되어 있다.
도 3은 종래기술에 따른 진공인터럽터의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공인터럽터 조작 장치의 정면도이다.
도 5는 도 4의 우측면도이다.
도 6은 도 4의 상부사시도이다.
도 7은 도 4에서 A-A 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공인터럽터 조작 장치의 작동도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진공인터럽터 조작 장치는 진공인터럽터(10)의 고정전극(11)을 지지하는 베이스 서포터(20); 상기 베이스 서포터(20)의 상부에 이격하여 설치되는 상부 서포터(30); 상기 베이스 서포터(20)의 상부에 이격하여 상기 상부 서포터(30)의 전방에 설치되고, 상기 진공인터럽터(10)의 가동전극(12)이 고정되는 구동판(40); 상기 상부 서포터(30)에 고정 설치되어 상기 구동판(40)을 상하운동시키는 구동수단(50,60,70);을 포함하며, 상기 구동판이(40)이 상하로 운동하면서 상기 가동전극(12)을 고정전극(11)으로부터 반복적으로 분리 및 접촉시켜 다지도록 하는 것을 특징으로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공인터럽터 조작 장치의 정면도이다. 도 5는 도 4의 우측면도, 도 6은 도 4의 상부사시도, 도 7은 도 4에서 A-A 단면도이다. 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진공인터럽터 조작 장치는 진공인터럽터(10)를 지지하여 주는 베이스 서포터(20) 및 지지대(25), 구동수단을 지지하여 주는 상부 서포터(30), 가동전극(12)을 상하로 움직이게 하는 구동판(40) 등으로 구성된다. 여기서 구동수단은 구동부 및 동력전달부를 포함하는 것으로 구동부를 이루는 구동모터(50)와 구동샤프트(55), 구동부의 동력을 전달하여 간헐적인 운동을 발생시키는 캠(60) 및 링크(70)를 포함하여 구성될 수 있다.

베이스 서포터(20)는 판상으로 이루어져 진공인터럽터(10) 및 구동부와 동력전달부를 모두 지지하는 역할을 한다.

베이스 서포터(20)의 하부에 지지대(25)가 설치될 수 있다. 지지대(25)는 1단 또는 2단으로 이루어질 수 있다. 베이스 서포터(20)와 지지대(25)의 사이 및 지지대(25)의 각 단 사이에는 지주(24,26)가 설치될 수 있다. 지지대(25)의 하부에는 받침대(29)가 설치될 수 있다. 받침대(29)는 바닥면에 콘크리크 구조물로 이루어져서 기반을 형성할 수 있다. 받침대(29)와 지지대(25) 사이에는 스프링 구조물로 이루어진 완충장치(28)가 구비될 수 있다.

베이스 서포터(20)에 진공인터럽터(10)가 장착된다. 진공인터럽터(10)의 고정전극(11)은 고정볼트(21)에 의해 베이스 서포터(20)에 고정된다. 진공인터럽터(10)는 고정전극(11)이 아래를 향하도록 하여 설치된다. 이는 구동부가 단순한 구조로 이루어지도록 하고, 가동전극(12)이 자중에 의해 하강운동을 할 수 있도록 하기 위해서이다.

베이스 서포터(20)의 상부에 상부 서포터(30)가 설치된다. 상부 서포터(30)는 베이스 서포터(20)와 마찬가지로 판상으로 형성되며 베이스 서포터(20)로부터 소정거리 이격하여 설치된다. 상부 서포터(30)는 지주(35)에 의해 베이스 서포터(20)로부터 이격하여 설치될 수 있다.

구동수단이 상부 서포터(30)에 설치될 수 있다. 먼저, 구동샤프트(55)가 상부 서포터(30)의 위에 설치된다. 구동샤프트(55)는 상부 서포터(30)에 고정 설치되는 샤프트 지지대(56)에 설치될 수 있다. 샤프트 지지대(56)의 일측에는 구동력을 발생시키도록 구동모터(50)가 설치되어 구동샤프트(55)에 연결된다.

구동샤프트(55)의 중앙에 캠(60)이 장착된다. 캠(60)은 마름모형으로 형성될 수 있다. 이에 따라 캠(60)은 회전당 2회 후술하는 링크(70)에 접촉하게 된다.

캠(60)의 전방에 링크(70)가 설치된다. 링크(70)는 링크축(71)이 중앙부에 삽입 설치되어 시소 형태의 운동을 할 수 있도록 설치된다. 링크축(71)은 링크축 지지대(72)에 지지될 수 있다. 링크축(71)은 링크(70)의 길이방향의 중심보다 전방에 형성되도록 하여 지렛대 원리를 이용할 수 있도록 한다. 즉, 캠(60)에서 발생하는 힘보다 가중된 힘이 후술하는 구동판(40)에 작용하도록 할 수 있다.

링크(70)의 후단부에는 캠(60)의 접촉력을 받는 단축(73)이 형성될 수 있다. 단축(73)에 의해 캠(60)의 접촉이 안정적으로 이루어질 수 있다.

구동판 가이드(80)가 베이스 서포터(20)의 전면부에 설치된다. 구동판 가이드(80)는 구동판(40)의 양측에 삽입되어 구동판(40)이 상하로 슬라이딩할 수 있도록 안내하는 역할을 한다.

구동판(40)은 구동판 가이드(80)에 슬라이딩 가능하게 삽입 설치된다. 상하운동이 매끄럽게 이루어지도록 구동판(40)에는 플랜지 형태로 형성되는 슬라이더(85)가 결합될 수 있다. 슬라이더(85)가 구동판 가이드(80)를 따라 움직임에 따라 구동판(40)이 매끄럽게 상하운동을 하게 된다.

구동판 가이드(80)의 일부에는 스토퍼(86)가 설치되어 구동판(40)의 하강운동할 때 최저위치를 제한하도록 설정할 수 있다. 스토퍼(86)의 위치는 진공인터럽터(10)의 크기에 따라 가변적으로 설정될 수 있다.

구동판(40)의 상부에는 구동판 걸림부(41)가 형성된다. 구동판 걸림부(41)는 링크(70) 전단부의 힘을 직접적으로 받는 부분이다. 구동모터(50)에서 발생한 구동력은 구동샤프트(55)와 캠(60)을 거쳐 링크(70)를 시소운동하도록 하며, 링크(70)의 전단부가 구동판 걸림부(41)를 상방으로 밀어올림에 따라 구동판(40)이 상방으로 운동하게 된다. 여기서, 구동판 걸림부(41)의 일부에는 접촉축(42)이 형성되고 링크(70)의 전단부에도 접촉축(42)에 대응하는 접촉홈이 형성되어 접촉이 안정적으로 이루어지도록 할 수 있다.

구동판(40)에는 진공인터럽터(10)의 가동전극(12)이 고정볼트(45)에 의해 설치될 수 있다.

구동판(40)의 무게를 조절함에 따라서 구동판(40)이 하강하는 하중을 늘리거나 줄이도록 할 수 있다. 즉, 무게가 다른 구동판(40)으로 교체함에 따라 가동전극(12)과 고정전극(11) 사이에 발생하는 충격량에 의해 다짐량을 조절할 수 있다.

도 6 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 진공인터럽터 조작 장치의 작용에 대하여 설명하기로 한다.

구동모터(50)에 의해 구동력이 발생하고 이 구동력은 구동샤프트(55)를 회전시키게 된다. 구동샤프트(55)의 회전에 따라 캠(60)이 회전하며 캠(60)은 형성된 형상에 따라 회전당 복수의 횟수로 링크(70)의 후단부를 접촉함으로써 링크(70)를 시소운동하도록 한다.

링크(70)가 링크축(71)을 중심으로 시소운동함에 따라 링크(70) 전단부는 구동판 걸림부(41)를 들어올리게 되고 이에 따라 구동판(40)이 구동판 가이드(80)를 따라 상방으로 움직이게 된다. 따라서, 구동판(40)에 결합되어 있는 가동전극(12)은 고정전극(11)으로부터 분리되어 상방운동하게 된다.

캠(70)이 링크(70)로부터 접촉하지 않는 상태에 있어서는 구동판(40)이 자중에 의해 하강함에 따라 가동전극(12)도 하강하여 고정전극(11)에 충격을 주면서 접촉하게 된다. 이에 따라 가동전극(12)과 고정전극(11)의 접점에는 다져짐이 발생하게 된다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시 예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.

10 진공인터럽터 11 고정전극
12 가동전극 20 베이스 서포터
21 고정볼트 24,26 지주
25 지지대 28 완충장치
29 받침대 30 상부 서포터
35 지주 40 구동판
41 구동판 걸림부 42 접촉축
45 고정볼트 50 구동모터
55 구동샤프트 56 지지대
60 캠 70 링크
71 링크축 72 지지대
73 단축 80 구동판 가이드
85 슬라이더 86 스토퍼

Claims (9)

1. 진공인터럽터의 고정전극을 지지하는 베이스 서포터;
   상기 베이스 서포터의 상부에 이격하여 설치되는 상부 서포터;
   상기 베이스 서포터의 상부에 이격하여 상기 상부 서포터의 전방에 설치되고, 상기 진공인터럽터의 가동전극이 고정되는 구동판; 및
   상기 상부 서포터에 고정 설치되어 상기 구동판을 상하운동시키는 구동수단;을 포함하며,
   상기 구동판이 상하로 운동하면서 상기 가동전극을 고정전극으로부터 반복적으로 분리 및 접촉시켜 다지도록 하고,
   상기 구동수단은,
   구동모터;
   상기 구동모터로부터 구동력을 받아 회전하는 캠; 및
   상기 캠에 의해 간헐적으로 상하운동을 하는 링크;를 포함하고,
   상기 구동판의 상부에는 상기 링크의 전단부가 접촉될 수 있는 구동판 걸림부가 형성되는 것을 특징으로 하는 진공인터럽터 조작 장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 진공인터럽터는 고정전극이 아래쪽을 향하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 진공인터럽터 조작 장치.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 링크는 중앙부에 링크축이 마련되어 시소운동을 하는 것을 특징으로 하는 진공인터럽터 조작 장치.
   
5. 제4항에 있어서, 상기 캠은 마름모형으로 형성되어 회전할 때마다 상기 링크의 시소운동이 2회 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공인터럽터 조작 장치.
   
6. 제5항에 있어서, 상기 링크축은 수평상태에서 링크의 길이방향의 중심보다 전방부에 형성되는 것을 특징으로 하는 진공인터럽터 조작 장치.
   
7. 제1항에 있어서, 상기 베이스 서포터와 상기 구동판 사이에는 가이드가 마련되어 상기 구동판의 상하운동이 직선운동으로 이루어지도록 보조하는 것을 특징으로 하는 진공인터럽터 조작 장치.
   
8. 제1항에 있어서, 상기 구동판의 중량을 변화시킴에 따라 상기 진공인터럽터의 가동전극과 고정전극의 다짐량을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 진공인터럽터 조작 장치.
   
9. 제8항에 있어서, 상기 구동판의 중량 변화는 무게가 다른 구동판을 교체함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공인터럽터 조작 장치.

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