KR101699364B1 - 기구식 압력저하감지장치를 구비한 개폐기 - Google Patents

기구식 압력저하감지장치를 구비한 개폐기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기구식 압력저하감지장치를 구비한 개폐기에 관한 것으로, 절연가스가 충전된 절연용기, 절연용기 내에 설치되는 서로 접촉 및 분리되는 전원측 단자와 부하측 단자를 구비한 부하개폐부, 주동절 및 종동절을 구비하고, 종동절로 부하개폐부를 트립시키는 트립링크기구, 퓨즈모듈을 구비하고, 퓨즈모듈에 의한 구동력을 주동절에 전달하는 전달링크기구를 구비하는 제1구동력발생부 및, 절연용기 내의 압력을 감지하는 압력감지수단과 절연용기 내의 압력이 정상범위인 경우 전달링크기구와 간섭을 일으키지 않는 로킹상태로 유지되고 절연용기 내의 압력이 저하된 경우 전달링크기구를 구동시키는 연계수단과 절연용기 내의 압력이 정상범위인 경우 연계수단을 로킹상태로 유지시키고 절연용기 내의 압력이 저하된 경우 압력감지수단에 연동하여 연계수단의 로킹을 해제하는 규제수단을 구비한 압력저하감지장치를 포함하여 절연물질인 절연가스 누설시에 기구적인 압력감지장치를 사용하여 선로를 차단하여 가스누설에 따른 절연저하에 의한 지락사고를 방지할 수 있도록 한 것이다.

Description

기구식 압력저하감지장치를 구비한 개폐기{Ring main unit having mechanical pressure switch}
본 발명은 기구식 압력저하감지장치를 구비한 개폐기에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 더욱 구체적으로는 개폐기 본체의 절연물질인 절연가스 누설시에 기구적인 압력감지장치를 사용하여 선로를 차단하여 가스누설에 따른 절연저하에 의한 지락사고를 방지할 수 있도록 한 기구식 압력저하감지장치를 구비한 개폐기에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 개폐기(Ring Main Unit, RMU)는 배전선로 상의 선로분기, 선로구분 및 부하보호를 목적으로 하는 전기 기기의 일종이다.
이러한 개폐기는, 절연물질인 육불화황(SF6)가스로 충전된 절연용기 내부에 부하개폐부를 구비하게 구성되어 부하를 개폐함과 아울러 퓨즈모듈을 더 구비하게 구성되어 부하 측을 보호할 수 있게 구성될 수 있다.
도 1은 종래 개폐기를 보인 정면도이다.
도시된 바와 같이, 상기 종래의 개폐기는, 이상전류 발생시 퓨즈 스트라이커(12)가 돌출되는 퓨즈모듈(10) 및 상기 퓨즈모듈(10)에 의한 구동력으로 상기 부하개폐부(미도시)를 트립시키는 구동부(20)를 구비하여 구성된다.
상기 구동부(20)는, 상기 퓨즈 스트라이커(12)로부터 상기 부하개폐부(미도시)를 기구적으로 연결하는 복수의 링크부재를 구비하여 구성된다.
이러한 구성에 의해, 상기 종래의 개폐기는, 이상전류 발생시 상기 퓨즈 스트라이커(12)가 돌출된다.
상기 퓨즈 스트라이커(12)의 돌출에 의한 구동력은 상기 구동부(20)에 의해 전달되어 상기 부하개폐부(미도시)를 트립시킨다.
종래 기술은 부하개폐부에 충전된 절연가스, 예컨대 SF6가스로 Tank부와 절연을 유지한다.
만일 SF6가스가 누설되어 최저사용압력이하로 될 경우 부하개폐부와 탱크부간의 절연내력이 떨어져 사고(절연파괴)로 연결될 수 있다.
이를 방지하기 위해 개폐기에는 사용자에게 경보/알람 신호를 줄 수 있는 접점식 압력저하감지스위치(30) 구비하고 있다. 사용자는 접점식 압력저하감지스위치(30)의 경보신호를 확인하고, 부족한 가스를 보충하는 조치를 취하여 개폐기를 사용할 수 있도록 조치한다.
가스누설되어 사용자가 조치하는 과정을 요약하면 아래와 같다.
가스누설 → 압력저하감지스위치(30) 접점 신호 출력 → 사용자 감지/확인 → 사용자가 개폐기 오픈 → 사용자가 개폐부 접지 → 가스충전
그러나 종래의 개폐기는 사용자가 직접 개폐기를 오픈하고 개폐부를 접지한 후 가스를 충전하여야 하므로 만일 압력저하감지스위치(30)의 경보 신호를 사용자가 확인이 지연되는 경우, 압력저하감지스위치(30)의 고장이 발생한 경우, 압력저하감지스위치(30)에 연결된 제어선의 단선이 일어날 경우 사용자는 가스누설을 감지하지 못하고 기기를 활선상태로 사용하여 절연 파괴사고로 연계될 수 있다.
이와 관련된 선행기술로서는 대한민국 특허등록 제10-148758호(2015.01.22. 등록) "개폐기"(이하, '선행기술'이라 한다)는 구동력으로 트립링크기구를 구동하는 제1구동력발생부 및 제1구동력발생부가 정상 작동되지 않을 때 트립링크기구를 구동하는 제2구동력발생부를 구비하고, 제2구동력발생부는, 통전시 자화되어 이동 가능한 철심을 구비하고, 철심으로 트립링크기구를 구동하는 솔레노이드, 퓨즈모듈의 온도를 측정하는 센서 및 센서의 측정온도가 사전에 결정된 기준온도 이상이면 솔레노이드를 통전시키는 제어기를 구비하여 구성되어, 제1구동력발생부가 정상 작동되지 않을 때에도 이상전류 등으로 인한 상당한 열 발생시 트립되어 부하 및 퓨즈모듈을 보호할 수 있도록 한 기술을 개시하고 있다.
그러나 상기 선행기술은 이상전류 등으로 인하여 상당한 열 발생시 트립되어 부하 및 퓨즈모듈을 보호할 수 있는 것으로, 가스누설에 의한 절연 파괴사고를 방지할 수 없는 것이다.
대한민국 특허등록 제10-148758호(2015.01.22. 등록) "개폐기"
따라서 본 발명의 목적은 개폐기 본체의 절연물질인 절연가스 누설시에 기구적인 압력감지장치를 사용하여 선로를 차단하여 가스누설에 따른 절연저하에 의한 지락사고를 방지할 수 있도록 한 기구식 압력저하감지장치를 구비한 개폐기를 제공하려는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은 절연가스가 충전된 절연용기; 상기 절연용기 내에 설치되는 서로 접촉 및 분리되는 전원측 단자와 부하측 단자를 구비한 부하개폐부; 주동절 및 종동절을 구비하고, 상기 종동절로 상기 부하개폐부를 트립시키는 트립링크기구; 퓨즈모듈을 구비하고, 상기 퓨즈모듈에 의한 구동력을 상기 주동절에 전달하는 전달링크기구를 구비하는 제1구동력발생부; 및
상기 절연용기 내의 압력을 감지하는 압력감지수단과, 상기 절연용기 내의 압력이 정상범위인 경우 상기 전달링크기구와 간섭을 일으키지 않는 로킹 상태로 유지되고 상기 절연용기 내의 압력이 저하된 경우 상기 전달링크기구를 구동시키는 연계수단과, 상기 절연용기 내의 압력이 정상범위인 경우 상기 연계수단을 로킹 상태로 유지시키고 상기 절연용기 내의 압력이 저하된 경우 상기 압력감지수단에 연동하여 상기 연계수단의 로킹을 해제하는 규제수단을 구비한 압력저하감지장치를 포함하는 개폐기를 제공함으로써 달성된다.
상기 압력감지수단은 상기 절연용기의 벽체에 결합되어 상기 절연용기의 내부로 연장되는 관체와, 상기 관체의 내부에 설치되어 상기 절연용기 내의 압력에 노출되는 압력막과, 상기 절연용기 내의 압력에 대항하여 상기 압력막을 탄력지지하는 압력감지용 스프링을 포함한다.
상기 연계수단은 상기 절연용기의 벽체 외부에 고정되는 안내하우징과, 일단부가 상기 제1구동력발생부의 전달링크기구에 연계되는 연계핀과, 상기 안내하우징과 상기 연계핀 사이에 설치되어 상기 연계핀을 상기 전달링크기구에 향하여 탄력지지하는 연계스프링을 포함한다.
상기 규제수단은 내측단부가 상기 압력막에 결합되어 상기 절연용기의 벽체의 외부로 연장되며 외측단부에 구비된 걸림부가 상기 연계핀의 걸림홈에 걸릴 수 있는 규제수단을 포함한다.
상기 압력감지용 스프링의 조립장을 조절하여 상기 압력막과 압력감지용 스프링에 의한 동작압력을 조정하는 동작압력조정수단을 더 포함할 수 있다.
상기 동작압력조정수단은 상기 관체에 나사결합되는 조정볼트로 구성되어 상기 압력감지용 스프링의 조립장을 조절하도록 구성된다.
상기 조정볼트는 중심부에 상기 규제수단의 동작을 안내하기 위한 안내공이 형성된다.
본 발명의 기구식 압력저하감지장치를 구비한 개폐기에 의하면 절연용기 내부의 압력이 정상범위로서 절연용기 내부 가스압력이 압력감지용 스프링의 힘보다 크면 연계수단이 규제수단에 의하여 전달링크기구와 간섭을 일으키지 않는 로킹 상태로 유지되어 개폐기가 크로스되고, 선로가 연결된 상태로 유지되며, 절연용기 내부의 가스가 누설되어 탱크 내부 압력이 떨어질 경우, 절연용기의 내부 압력이 압력감지용 스프링의 힘보다 작아지면 규제수단에 의하여 연계수단의 로킹 상태가 해제되고 연계수단이 절단링크기구를 트립 방향으로 동작시켜 개폐기가 오픈되어 선로가 차단되므로 혹시나 있을 수 있는 가스 부족에 의한 절연파괴 사고를 미연에 방지할 수 있어 기기 운영의 안전성을 향상시킬 수 있게 된다.
도 1은 종래 개폐기의 정면도,
도 2는 본 발명이 적용되는 개폐기를 보인 사시도,
도 3은 도 2를 상측에서 바라본 사시도,
도 4는 도 3의 I-I선 단면도,
도 5는 도 3의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도,
도 6은 도 5의 퓨즈모듈의 내부를 보인 단면도,
도 7은 도 2의 제1구동력발생부의 주동절을 보인 요부 사시도,
도 8은 도 2의 제1구동력발생부의 종동절을 보인 요부 사시도,
도 9은 도 2의 트립링크기구의 주동절이 제1구동력발생부에 의해 구동되는 모습을 보인 요부 사시도,
도 10는 도 2의 트립링크기구의 주동절이 제2구동력발생부에 의해 구동되는 모습을 보인 요부 사시도,
도 11은 도 2의 래치가 트립링크기구의 주동절에 의해 구동되는 모습을 보인 요부 사시도,
도 12는 본 발명에 의한 기구식 압력저하감지장치를 구비한 개폐기의 사시도,
도 13은 정상압력일 경우 압력저하감지장치의 상태를 보인 단면도,
도 14는 탱크 내부압력이 저하된 경우 압력저하감지장치의 상태를 보인 단면도,
도 15는 탱크 내부압력이 저하된 경우 압력저하감지장치가 동작한 상태를 보인 단면도이다.
이하, 본 발명에 의한 기구식 압력저하감지장치를 구비한 개폐기를 첨부도면에 예시한 바람직한 실시예에 따라서 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명이 적용되는 개폐기를 보인 사시도, 도 3은 도 2를 상측에서 바라본 사시도, 도 4는 도 3의 I-I선 단면도, 도 5는 도 3의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도, 도 6은 도 5의 퓨즈모듈의 내부를 보인 단면도, 도 7은 도 2의 제1구동력발생부의 주동절을 보인 요부 사시도, 도 8은 도 2의 제1구동력발생부의 종동절을 보인 요부 사시도, 도 9은 도 2의 트립링크기구의 주동절이 제1구동력발생부에 의해 구동되는 모습을 보인 요부 사시도, 도 10는 도 2의 트립링크기구의 주동절이 제2구동력발생부에 의해 구동되는 모습을 보인 요부 사시도, 도 11은 도 2의 래치가 트립링크기구의 주동절에 의해 구동되는 모습을 보인 요부 사시도이다.
본 발명이 적용되는 개폐기는 도 2 내지 도 11에 도시한 바와 같이, 서로 접촉 및 분리되는 전원측 단자(430)와 부하측 단자(450)를 구비한 부하개폐부(420); 주동절(레버)(810) 및 종동절(샤프트)(850)을 구비하고, 상기 종동절(샤프트)(850)로 상기 부하개폐부(420)를 트립시키는 트립링크기구(800); 퓨즈모듈(200)을 구비하고, 상기 퓨즈모듈(200)에 의한 구동력으로 상기 주동절(레버)(810)을 구동하는 제1구동력발생부(OM); 및 상기 제1구동력발생부(OM)가 정상 작동되지 않을 때, 상기 주동절(레버)(810)을 구동하는 제2구동력발생부(700);를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 부하개폐부(420)는, 전원이 인입되는 상기 전원측 단자(430), 수용가(이하, '부하'라 함)(미도시)와 연결되는 상기 부하측 단자(450), 접지부(미도시)와 연결되는 접지측 단자(470)를 구비할 수 있다.
상기 부하측 단자(450) 및 상기 접지측 단자(470)는 서로 이격하게 고정 설치될 수 있다.
상기 전원측 단자(430)는, 상기 트립링크기구(800)의 종동절(샤프트)(850)에 결합되어 회전 가능하게 설치될 수 있다.
이에 의해, 상기 전원측 단자(430)는, 상기 부하측 단자(450)에 접촉되고 상기 접지측 단자(470)에 분리되거나, 상기 부하측 단자(450)에 분리되고 상기 접지측 단자(470)에 접촉될 수 있다.
여기서, 상기 전원측 단자(430)가 상기 접지측 단자(470)에 접촉되는 경우는, 본 발명의 주요부가 아니므로 상세한 설명은 생략한다.
상기 부하개폐부(420)는, 밀폐된 공간을 형성하는 절연용기(410)의 내부에 수용될 수 있다.
상기 절연용기(410)의 내부에는 절연가스, 즉 SF6가 충전될 수 있다.
또한, 상기 절연용기(410)에는, 상기 육불화황가스의 밀봉을 유지한 채 상기 절연용기(410)의 내부에서 외부로 돌출되게 설치되는 제1부싱(310), 제2부싱(320) 및 부하측 부싱(500)이 구비될 수 있다.
상기 제1부싱(310), 상기 제2부싱(320) 및 상기 부하측 부싱(500)은 서로 이격한 곳에 구비될 수 있다.
상기 제1부싱(310)은, 상기 절연용기(410)의 내부에 위치하는 일측이 전원측 부스바(440)에 의해 상기 전원측 단자(430)에 통전 가능하게 연결될 수 있다.
또한, 상기 제1부싱(310)은, 상기 절연용기(410)의 외부에 위치하는 타측이, 후술할 퓨즈하우징(210)의 내부로 삽입될 수 있다.
상기 퓨즈하우징(210)의 내부로 삽입된 상기 제1부싱(310)의 타측은, 후술할 접속부(230)에 의해 후술할 퓨즈(220)의 일단부에 통전 가능하게 연결될 수 있다.
상기 제2부싱(320)은, 상기 절연용기(410)의 내부에 위치하는 일측이 접지측 부스바(480)에 의해 상기 접지측 단자(470)에 통전 가능하게 연결될 수 있다.
또한, 상기 제2부싱(320)은, 상기 절연용기(410)의 외부에 위치하는 타측이 상기 퓨즈하우징(210)의 내부로 삽입될 수 있다.
또한, 상기 퓨즈하우징(210)의 내부로 삽입된 상기 제2부싱(320)의 타측은, 후술할 도체부(240)에 의해 상기 퓨즈(220)의 타단부에 통전 가능하게 연결될 수 있다.
상기 부하측 부싱(500)은, 상기 절연용기(410)의 내부에 위치하는 일측이 부하측 부스바(460)에 의해 상기 부하측 단자(450)에 통전 가능하게 연결될 수 있다.
또한, 상기 부하측 부싱(500)은, 상기 절연용기(410)의 외부에 위치하는 타측이 케이블(미도시)에 의해 상기 부하(미도시)에 통전 가능하게 연결될 수 있다.
상기 트립링크기구(800)는, 상기 전원측 단자(430)의 회전축으로부터 축방향으로 연장 형성되는 샤프트(850), 상기 샤프트(850)에 결합되고 상기 샤프트(850)로부터 원주방향으로 돌출된 회전판(840)을 구비할 수 있다.
또한, 상기 트립링크기구(800)는, 상기 회전판(840)과 이격하고 회전 가능하게 설치되는 레버(810), 상기 회전판(840) 및 상기 레버(810)와 이격하고 상기 레버(810)에 가압되어 회전 가능하게 설치되는 래치(820) 및 일측에서 상기 래치(820)와 힌지결합되고 타측에서 상기 회전판(840)과 힌지결합되는 연결봉(830)을 구비할 수 있다.
상기 레버(810)는, 상기 레버(810)의 회전축으로부터 일 방향으로 연장된 일단부(812) 및 상기 일단부(812)와 반대방향으로 연장된 타단부(814)를 구비한 시소형태로 형성될 수 있다.
상기 레버의 일단부(812)는, 상기 래치(820)에 접촉 가능하고, 상기 레버(810)의 회전축과 상기 레버(810)의 일단부(812) 중 상기 래치(820)에 접촉되는 부위(812b)의 사이(812a)에서 상기 제1구동력발생부(OM)의 후술할 제1구동력발생부 종동절(제5링크)(650)에 의해 가압되게 형성될 수 있다.
상기 레버의 타단부(814)는, 상기 솔레노이드(790)의 후술할 철심(796)에 의해 가압되게 형성될 수 있다.
이에 의해, 상기 레버(810)는, 상기 제1구동력발생부 종동절(제5링크)(650) 및 상기 철심(796) 중 어느 하나에 의해 가압되어 일 방향으로 회전되고, 상기 래치(820)를 가압할 수 있다.
이 경우, 상기 레버(810)의 회전축은 상기 회전판(840)의 회전축과 평행할 수 있다.
상기 래치(820)는, 일측에서 후술할 로커암(RA)에 힌지결합되어 상기 로커암(RA)과의 힌지결합 부위를 중심으로 회전 가능하고, 타측에서 상기 연결봉(830)과 힌지결합되는 몸체부(822), 상기 몸체부(822)에 회전 가능하게 설치되는 레버접촉부(826) 및 상기 몸체부(822)와 상기 레버접촉부(826)를 탄성 결합시키는 스프링(824)을 구비할 수 있다.
이 경우, 상기 몸체부(822)의 회전축은 상기 회전판(840)의 회전축 및 상기 레버(810)의 회전축과 평행하고, 상기 레버접촉부(826)의 회전축은 상기 몸체부(822)의 회전축과 평행할 수 있다.
즉, 상기 레버(810)의 회전축, 상기 몸체부(822)의 회전축, 상기 레버접촉부(826)의 회전축 및 상기 회전판(840)의 회전축은 서로 이격하고 평행하게 배치될 수 있다.
또한, 상기 회전판(840)의 회전축, 상기 샤프트(850)의 회전축 및 상기 전원측 단자(430)의 회전축은 동일 축 상에 배치될 수 있다.
상기 몸체부(822)는, 상기 몸체부(822)의 회전축 및 상기 레버접촉부(826)의 회전축으로부터 이격한 일측으로부터 상기 몸체부(822)의 회전축과 평행한 방향으로 돌출된 지지돌부(822b)를 구비할 수 있다.
상기 레버접촉부(826)는, 상기 레버접촉부(826)의 회전축으로부터 반경방향으로 돌출된 암(826a)을 구비할 수 있다.
상기 암(826a) 및 상기 지지돌부(822b)는, 상기 몸체부(822)의 같은 면 측에 배치될 수 있다.
상기 스프링(824)은 토션스프링일 수 있다.
상기 스프링(824)은, 상기 레버접촉부(826)의 회전축에 끼워지는 코일부(824c), 상기 코일부(824c)로부터 연장형성되어 상기 암(826a)에 지지되는 일단부(824a) 및 상기 코일부(824c)로부터 연장형성되어 상기 지지돌부(822b)에 지지되는 타단부(824b)를 구비할 수 있다.
이에 의해, 상기 래치(820)는 다음과 같이 구동될 수 있다.
즉, 상기 레버의 일단부(812)가 상기 레버접촉부(826)의 암(826a)을 가압하면, 상기 레버접촉부(826)는 상기 레버접촉부(826)의 회전축을 중심으로 회전될 수 있다.
상기 레버접촉부(826)가 회전되면, 상기 스프링(824)에 의해 상기 몸체부(822)가 상기 몸체부(822)의 회전축을 중심으로 회전될 수 있다.
상기 로커암(RA)은, 상기 트립링크기구(800)의 상부에 회전 가능하게 설치되어, 일 방향으로 회전 시 상기 래치(820), 상기 연결봉(830), 상기 회전판(840) 및 상기 샤프트(850)를 통해 상기 부하개폐부(420)를 투입시키는 역할을 수행할 수 있다.
이러한 상기 로커암(RA)은, 본 발명의 주요 구성은 아니므로 상세한 설명은 생략한다.
여기서, 상기 레버(810)가 상기 트립링크기구(800)의 주동절이고, 상기 샤프트(850)가 상기 트립링크기구(800)의 종동절이 될 수 있다.
상기 제1구동력발생부(OM)는, 트립 구동력을 발생시키는 상기 퓨즈모듈(200) 및 상기 퓨즈모듈(200)에 의해 발생된 트립 구동력을 상기 트립링크기구(800)에 전달하는 전달링크기구(600)를 구비할 수 있다.
상기 퓨즈모듈(200)은, 내부에 수용공간이 형성된 바디(212) 및 상기 바디(212)의 개구를 개폐하는 캡(214)을 구비한 퓨즈하우징(210), 일단은 상기 캡(214)에 결합되고 타단은 상기 바디(212)의 내부에 수용 결합되는 퓨즈(220)를 구비할 수 있다.
상기 바디(212)의 상측에는 상기 부하개폐부(420)에 연결될 수 있게 상부부싱이 구비될 수 있다.
상기 상부부싱은, 상기 전원측 단자(430)와 통전 가능하게 연결되는 상기 제1부싱(310) 및 상기 접지측 단자(470)와 통전 가능하게 연결되는 상기 제2부싱(320)이 구비될 수 있다.
상기 바디(212)의 하부영역에는 전원이 인가되는 전원측 부싱(100)이 구비될 수 있다.
상기 퓨즈(220)는 대략 원형의 봉 형상으로 구성될 수 있다.
상기 퓨즈(220)는 일정 이상의 전류에서 내부가 용단되게 구성될 수 있다.
상기 퓨즈(220)의 양단부에는 반경방향으로 축소되고 외측으로 돌출된 접속단부(222, 224)가 각각 형성될 수 있다.
상기 바디(212)의 내부 일 측에는 상기 퓨즈의 일단부가 접속될 수 있게 접속부(230)가 구비될 수 있다.
상기 접속부(230)는 상기 제1부싱(310)과 통전 가능하게 연결될 수 있다.
상기 바디(212)의 내부에는 원통형의 도체부(240)가 마련될 수 있다.
상기 도체부(240)는, 상기 퓨즈(220)의 타단부가 접속될 수 있다.
또한, 상기 도체부(240)는, 상기 제2부싱(320) 및 상기 전원측 부싱(100)과 각각 통전 가능하게 연결될 수 있다.
상기 캡(214)은, 상기 퓨즈(220)의 타단부가 소정 깊이로 삽입되어 결합되게 형성될 수 있다.
상기 캡(214)에는, 이상전류가 발생하여 상기 퓨즈(220)가 용단되면 상기 캡(214)으로부터 돌출되게 설치된 퓨즈 스트라이커(250)가 구비될 수 있다.
상기 전달링크기구(600)는, 상기 퓨즈모듈(200)의 상측에 배치되는 상기 트립링크기구(800)를 기구적으로 연결하는 복수의 링크부재를 구비하여 구성될 수 있다.
즉, 상기 전달링크기구(600)는, 상기 퓨즈 스트라이커(250)에 가압되어 회전되는 제1링크(610), 상기 제1링크(610)에 힌지결합되어 왕복운동하는 제2링크(620), 상기 제2링크(620)에 힌지결합되어 회전되는 제3링크(630), 상기 제3링크(630)에 힌지결합되어 왕복운동하는 제4링크(640) 및 상기 제4링크(640)에 힌지결합되어 회전되는 제5링크(650)를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 제1링크(610)는, 일축을 중심으로 회전 가능하고, 상기 제1링크(610)의 회전축으로부터 양방향으로 연장된 시소형태로 형성될 수 있다.
상기 제1링크의 일단부(612)는, 상기 퓨즈 스트라이커(250)의 하측에 배치되어 상기 퓨즈 스트라이커(250)에 의해 가압되게 구비될 수 있다.
상기 제1링크(610)의 회전축을 중심으로 상기 제1링크의 일단부(612)의 반대측에 위치하는 상기 제1링크의 타단부(614)는, 상기 제2링크(620)와 힌지결합될 수 있다.
이 경우, 본 실시예는, 상기 퓨즈모듈(200)이 세 개 구비되고, 이에 대응하여 상기 제1링크의 일단부(612)가 세 개 구비되어 구성되나, 그 수는 적절히 조절될 수 있다.
상기 제2링크(620)는, 상기 제1링크의 타단부(614)로부터 상기 트립링크기구(800)의 하측까지 연장 형성될 수 있다.
상기 제2링크(620)는, 상기 제2링크의 일단부(622)에서 상기 제1링크의 타단부(614)와 힌지결합되고, 상기 제2링크의 타단부(624)에서 상기 제3링크(630)와 힌지결합되게 구비될 수 있다.
상기 제3링크(630)는, 상기 트립링크기구(800)의 하측에 구비될 수 있다.
상기 제3링크(630)는, 일축을 중심으로 회전 가능하고, 상기 제3링크(630)의 회전축으로부터 양방향으로 연장된 시소형태로 형성될 수 있다.
상기 제3링크의 일단부(632)는, 상기 트립링크기구(800)의 하측에 배치되고, 상기 제2링크의 타단부(624)와 힌지결합될 수 있다.
상기 제3링크(630)의 회전축을 중심으로 상기 제3링크의 일단부(632)의 반대측에 위치하는 상기 제3링크의 타단부(634)는, 상기 트립링크기구(800)의 하측으로부터 상기 트립링크기구(800)의 측부 방향으로 이격한 위치에 배치되고, 상기 제4링크(640)와 힌지결합될 수 있다.
상기 제4링크(640)는, 상기 제3링크의 타단부(634)에서 상기 레버(810)의 측부까지 연장 형성될 수 있다.
상기 제4링크(640)는, 상기 제4링크의 일단부(642)에서 상기 제3링크의 타단부(634)와 힌지결합되고, 상기 제4링크의 타단부(644)에서 상기 제5링크(650)와 힌지결합될 수 있다.
상기 제5링크(650)는, 상기 레버(810)의 측부에 구비될 수 있다.
상기 제5링크(650)는, 일축을 중심으로 회전 가능하고, 상기 제5링크(650)의 회전축으로부터 양방향으로 연장된 시소형태로 형성될 수 있다.
상기 제5링크의 일단부(652)는, 상기 제4링크의 타단부(644)와 힌지결합될 수 있다.
상기 제5링크(650)의 회전축을 중심으로 상기 제5링크의 일단부(652)의 반대측에 위치하는 상기 제5링크의 타단부(654)는, 상기 레버의 일단부(812)에 접촉될 수 있다.
여기서, 상기 제1링크(610)가 상기 제1구동력발생부(OM)의 주동절이고, 상기 제5링크(650)가 상기 제1구동력발생부(OM)의 종동절이 될 수 있다.
본 실시예에서는, 상기 전달링크기구(600)가 상기 트립링크기구(800) 및 상기 퓨즈모듈(200)의 설치 위치에 대응하여 상기 제1링크(610) 내지 상기 제5링크(650)를 구비하여 구성되나, 그 수와 구조는 적절히 조절될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 개폐기의 작용효과를 설명한다.
먼저, 상기 개폐기는, 상기 전원측 단자(430)가 상기 부하측 단자(450)에 접촉되어 투입될 수 있다.
투입된 상기 개폐기에 인입되는 전원은, 상기 전원측 부싱(100)으로부터 상기 도체부(240), 상기 퓨즈(220)의 타단부, 상기 퓨즈(220)의 일단부, 상기 접속부(230), 상기 제1부싱(310), 상기 전원측 부스바(440), 상기 전원측 단자(430), 상기 부하측 단자(450), 상기 부하측 부스바(460) 및 상기 부하측 부싱(500)을 거쳐 상기 부하(미도시)에 공급될 수 있다.
상기와 같은 정상 통전 상태에서 이상전류가 발생하면, 상기 제1구동력발생부(OM)에 의해 상기 부하개폐부(420)가 트립될 수 있다.
더욱 구체적으로, 이상전류가 발생하면, 상기 퓨즈(220)가 용단되고, 상기 퓨즈 스트라이커(250)가 상기 캡(214)으로부터 돌출될 수 있다.
상기 제1링크(610)는, 상기 제1링크의 일단부(612)가 상기 퓨즈 스트라이커(250)로 가압되어, 도 7상 반시계방향으로 회전될 수 있다.
상기 제2링크(620)는, 상기 제1링크(610)의 회전에 연동하여 도 7상 상방으로 이동될 수 있다.
상기 제3링크(630)는, 상기 제2링크(620)의 이동에 연동하여 도 8상 반시계방향으로 회전될 수 있다.
상기 제4링크(640)는, 상기 제3링크(630)의 회전에 연동하여 도 8상 하방으로 이동될 수 있다.
상기 제5링크(650)는, 상기 제4링크(640)의 이동에 연동하여 도 8상 반시계방향으로 회전될 수 있다.
상기 레버(810)는, 상기 레버의 일단부(812)가 상기 제5링크의 타단부(654)로 가압되어, 도 9상 반시계방향으로 회전될 수 있다.
상기 레버접촉부(826)는, 상기 암(826a)이 상기 레버의 일단부(812)로 가압되어, 도 11상 시계방향으로 회전될 수 있다.
상기 스프링(824)은, 상기 암(826a)에 의해 토션이 가해질 수 있다.
상기 몸체부(822)는, 상기 지지돌부(822b)가 상기 스프링(824)으로 가압되어, 도 11상 시계방향으로 회전될 수 있다.
상기 연결봉(830)은, 상기 몸체부(822)의 회전에 연동하여 도 3상 상방으로 이동될 수 있다.
상기 회전판(840)은, 상기 연결봉(830)의 이동에 연동하여 도 3상 반시계방향으로 회전될 수 있다.
상기 샤프트(850)는, 상기 회전판(840)의 회전에 연동하여 도 3상 반시계방향으로 회전될 수 있다.
상기 전원측 단자, 상기 샤프트(850)의 회전에 연동하여 도 4상 반시계방향으로 회전되며 상기 부하측 단자(450)로부터 분리될 수 있다.
이에 의하여, 본 발명에 따른 개폐기는 트립되고, 선로는 차단될 수 있다.
한편, 상기 퓨즈모듈(200)은, 상기 퓨즈(220)의 정격용량 이상의 전류가 장시간 흐르거나, 불균일한 전류 통전에 의한 열충격이 가해질 수 있다.
이에 의해, 상기 퓨즈 스트라이커(250)가 파손되거나 용착되고, 결과적으로 상기 퓨즈모듈(200)이 기능을 상실할 수 있다.
상기 퓨즈모듈(200)이 기능을 상실한 상태에서도 상기 전원측 단자(430) 및 상기 부하측 단자(450)가 접촉되어 있으면 전원이 계속 상기 부하(미도시)로 공급될 수 있다.
상기한 바와 같이, 상기 퓨즈모듈(200)이 기능을 상실하였지만 계속 통전되고 있는 상태에서 이상전류 등으로 인한 상당한 열이 발생하면, 상기 제2구동력발생부(700)에 의해 상기 부하개폐부(420)가 트립될 수 있다.
한편, 도 12는 본 발명에 의한 기구식 압력저하감지장치를 구비한 개폐기의 사시도, 도 13은 정상압력일 경우 압력저하감지장치의 상태를 보인 단면도, 도 14는 탱크 내부압력이 저하된 경우 압력저하감지장치의 상태를 보인 단면도, 도 15는 탱크 내부압력이 저하된 경우 압력저하감지장치가 동작한 상태를 보인 단면도이다.
도 12 내지 도 15에서 900은 개폐기의 제1구동력발생부(OM)를 구성하는 전달링크기구(600)와 연계되어 동작되는 기구식 압력저하감지장치이다.
상기 기구식 압력저하감지장치(900)는 절연용기(410) 내의 압력을 감지하는 압력감지수단(910)과, 상기 제1구동력발생부(OM)의 전달링크기구(600)에 연계되는 연계수단(920)과, 상기 압력감지수단(910)과 연계수단(920) 사이에 설치되어 연계수단(920)을 규제하는 규제수단(930)을 포함하여 구성된다.
상기 압력감지수단(910)은 상기 절연용기(410)의 벽체에 결합되어 상기 절연용기의 내부로 연장되는 관체(911)와, 상기 관체(911)의 내부에 설치되어 상기 절연용기(410) 내의 압력에 노출되는 압력막(913)과, 상기 절연용기(410) 내의 압력에 대항하여 상기 압력막(913)을 탄력지지하는 압력감지용 스프링(914)을 포함한다.
상기 관체(911)는 상기 압력막(913)이 삽입되는 관 형태로 형성되며, 외측단부에는 상기 절연용기(410)의 벽체에 고정하기 위한 플랜지부(912)가 구비된다. 상기 관체(911)를 상기 절연용기(410)의 벽체에 고정함에 있어서는 상기 플랜지부(912)를 기밀 용접에 의하여 상기 절연용기(410)의 벽체에 고정할 수 있다.
상기 연계수단(920)은 상기 절연용기(410)의 벽체 외부에 고정되는 안내하우징(921)과, 일단부가 상기 제1구동력발생부(OM)의 전달링크기구(600)에 연계되는 연계핀(923)과, 상기 안내하우징(921)과 상기 연계핀(923) 사이에 설치되어 상기 연계핀(923)을 상기 전달링크기구(600)에 향하여 탄력지지하는 연계스프링(925)을 포함한다.
상기 안내하우징(921)은 상기 절연용기(410)의 벽체에 고정하기 위한 플랜지부(922)를 구비한다.
상기 연계핀(923)은 봉 모양으로 형성되며, 상기 전달링크기구(600)를 트립방향으로 동작시킬 수 있도록 배치된다.
도시예에서는 하단부가 상기 전달링크기구(600)의 제4링크(640)를 트립방향으로 동작시킬 수 있도록 배치된다. 상기 연계핀(923)의 중간부에는 걸림홈(924)이 형성된다.
상기 연계스프링(925)은 상기 연계핀(923)의 상단부와 상기 안내하우징(921) 사이에 설치된다.
상기 규제수단(930)은 내측단부(932)가 상기 압력막(913)에 결합되어 상기 절연용기(410)의 벽체의 외부로 연장되며 외측단부에 구비된 걸림부(933)가 상기 연계핀(923)의 걸림홈(924)에 걸릴 수 있는 규제수단(931)을 포함한다.
상기 규제수단(931)의 내측단부(932)는 상기 압력막(913)의 외측면에 결합된다. 상기 규제수단(931)의 내측단부(932)와 상기 압력막(913)의 외측면을 결합함에 있어서는 볼트에 의하여, 또는 용접에 의하여 결합할 수 있다.
또한 본 발명에 의한 기구식 압력저하감지장치(900)는 동작압력조정수단(940)을 더 포함한다.
상기 동작압력조정수단(940)은 상기 관체(911)에 나사결합되는 조정볼트(941)로 구성되어 상기 압력감지용 스프링(914)의 조립장(組立長)을 조절함으로써 상기 압력막(913)과 압력감지용 스프링(914)에 의한 동작압력을 조정할 수 있도록 구성된다.
또한 상기 조정볼트(941)는 중심부에 안내공(942)이 형성되어 상기 규제수단(931)의 동작을 안내하는 역할을 하도록 구성된다.
이하, 본 발명에 의한 기구식 압력저하감지장치(900)의 동작을 설명한다.
절연용기(410) 내부의 압력이 정상범위일 경우에는, 도 14에 도시한 바와 같이, 절연용기(410) 내부 가스압력이 압력감지용 스프링(914)의 힘보다 크기 때문에 규제수단(931)의 걸림부(933)가 연계핀(923)의 걸림홈(924)에 걸린 상태로 유지된다.
이에 따라 상기 제4링크(640)과 제4링크(640)에 힌지 결합되어 있는 제5링크(650)가 정상상태(투입상태)로 유지되어 개폐기가 크로스되고, 선로가 연결된 상태로 유지된다.
절연용기(410) 내부의 가스가 누설되어 탱크 내부 압력이 떨어질 경우, 절연용기(410)의 내부 압력이 압력감지용 스프링(914)의 힘보다 작아져 규제수단(931)이 절연용기(410) 내부 쪽으로 밀리게 된다(도 15 참조).
이에 따라 규제수단(931) 걸림부(933)가 연계핀(923)의 걸림홈(924)에서 빠지게 되고, 이와 동시에 연계핀(923)가 연계스프링(925)의 힘에 의해 아래방향으로 탄력적으로 이동하게 된다(도 16 참조).
이때, 연계핀(923)의 탄력적으로 이동하는 힘에 의해 상기 전달링크기구(600)의 제4링크(640)가 아래로 내려가게 되고, 제4링크(640)과 힌지 결합되어 있는 제5링크(650)가 반시계 방향으로 회전하게 된다. 제5링크(650)의 회전력이 상기 트립링크기구(800)의 주동절(레버)(810)에 전달되어 래치(820)가 해제되고, 개폐기가 오픈되어 선로가 차단된다.
따라서 절연용기(410) 내의 가스가 누설되어 절연용기(410) 내의 가스 충전량이 절연을 유지하는 데에 충분하지 못할 경우, 압력저하감지장치(900)가 이를 감지하여 전달링크기구(600) 및 트립링크기구(800)를 트립동작시켜 선로를 비활성 상태로 만듦으로써 혹시나 있을 수 있는 가스 부족에 의한 절연파괴 사고를 미연에 방지할 수 있어 기기 운영의 안전성을 향상시킬 수 있게 된다.
또한 압력저하감지장치(900)의 규제수단(930)에 의하여 연계수단(920)이 로킹 상태로 유지되고 있는 상태에서는 제1구동력발생부(OM)의 동작에 간섭을 일으키지 않게 된다.
이상에서 본 발명의 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었다. 그러나 본 발명은 그 사상 또는 본질적인 특징에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 형태로 실시될 수 있으므로 위에서 설명된 실시예는 그 상세한 설명의 내용에 의해 제한되지 않아야 한다.
또한 앞서 기술한 상세한 설명에서 일일이 나열되지 않은 실시예라 하더라도 첨부된 특허청구범위에서 정의된 그 기술 사상의 범위 내에서 넓게 해석되어야 할 것이다. 그리고 상기 특허청구범위의 기술적 범위와 그 균등범위 내에 포함되는 모든 변경 및 변형은 첨부된 특허청구범위에 의해 포섭되어야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 절연가스가 충전된 절연용기;
    상기 절연용기 내에 설치되어 서로 접촉 및 분리되는 전원측 단자와 부하측 단자를 구비한 부하개폐부;
    주동절 및 종동절을 구비하고, 상기 종동절로 상기 부하개폐부를 트립시키는 트립링크기구;
    퓨즈모듈을 구비하고, 상기 퓨즈모듈에 의한 구동력을 상기 주동절에 전달하는 전달링크기구를 구비하는 제1구동력발생부; 및
    상기 절연용기 내의 압력을 감지하는 압력감지수단과,
    상기 절연용기 내의 압력이 정상범위인 경우 상기 전달링크기구와 간섭을 일으키지 않는 로킹상태로 유지되고 상기 절연용기 내의 압력이 저하된 경우 상기 전달링크기구를 구동시키는 연계수단과,
    상기 절연용기 내의 압력이 정상범위인 경우 상기 연계수단을 로킹상태로 유지시키고 상기 절연용기 내의 압력이 저하된 경우 상기 압력감지수단에 연동하여 상기 연계수단의 로킹을 해제하는 규제수단을 구비한 압력저하감지장치를 포함하되,
    상기 압력감지수단은 상기 절연용기의 벽체에 결합되어 상기 절연용기의 내부로 연장되는 관체와, 상기 관체의 내부에 설치되어 상기 절연용기 내의 압력에 노출되는 압력막과, 상기 절연용기 내의 압력에 대항하여 상기 압력막을 탄력지지하는 압력감지용 스프링을 포함하고,
    상기 연계수단은 상기 절연용기의 벽체 외부에 고정되는 안내하우징과, 일단부가 상기 제1구동력발생부의 전달링크기구에 연계되는 연계핀과, 상기 안내하우징과 상기 연계핀 사이에 설치되어 상기 연계핀을 상기 전달링크기구에 향하여 탄력지지하는 연계스프링을 포함하며,
    상기 규제수단은 내측단부가 상기 압력막에 결합되어 상기 절연용기의 벽체의 외부로 연장되며 외측단부에 구비된 걸림부가 상기 연계핀의 걸림홈에 걸릴 수 있는 규제수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기구식 압력저하감지장치를 구비한 개폐기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 압력감지용 스프링의 조립장을 조절하여 상기 압력막과 압력감지용 스프링에 의한 동작압력을 조정하는 동작압력조정수단을 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 기구식 압력저하감지장치를 구비한 개폐기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 동작압력조정수단은 상기 관체에 나사결합되는 조정볼트로 구성되어 상기 압력감지용 스프링의 조립장을 조절하도록 구성됨을 특징으로 하는 기구식 압력저하감지장치를 구비한 개폐기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 조정볼트는 중심부에 상기 규제수단의 동작을 안내하기 위한 안내공이 형성됨을 특징으로 하는 기구식 압력저하감지장치를 구비한 개폐기.
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