KR101739005B1 - Spring operation device of circuit breaker - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차단기용 스프링 조작기에 관한 것이다. 본 발명은 본 발명은 메인구동부(30)와 연동되고 일측에 차단기(100)가 연결되는 메인회전축(60)과, 상기 메인구동부(30)에 연결되어 클로징동작을 수행하는 클로즈스프링(75)이 구비된 클로즈스프링(75)장치와, 상기 메인회전축(60)에 연결되어 오픈동작을 수행하며 서로 다른 길이를 갖는 제1스프링(87) 및 제2스프링(89)이 병렬로 구성되는 오픈스프링(87,89)장치를 포함한다. 그리고 상기 제1스프링(87)과 상기 제2스프링(89)은 상기 오픈스프링(87,89)장치에 동심으로 설치된다. 이와 같은 본 발명에서는 서로 다른 길이를 갖는 제1스프링(87) 및 제2스프링(89)이 병렬로 연결되어 오픈스프링(87,89)을 구성하므로, 큰 에너지가 요구되는 오픈동작 초기에는 제1스프링(87) 및 제2스프링(89)이 함께 작동하여 빠른 속도로 오픈동작이 이루어지고, 또한 그 이후에는 제1스프링(87)만 작동함으로써 스프링조작기의 다른 부품에 불필요한 충격이나 구동력을 부가하지 않는다. The present invention relates to a spring actuator for a circuit breaker. The present invention includes a main rotation shaft 60 interlocked with the main drive unit 30 and connected to the breaker 100 at one side thereof and a closing spring 75 connected to the main drive unit 30 for performing the closing operation, An opening spring 75 connected to the main rotation shaft 60 and configured to open and close the first and second springs 87 and 89 having different lengths, 87,89) devices. The first spring 87 and the second spring 89 are installed concentrically to the open springs 87 and 89. In the present invention, since the first spring 87 and the second spring 89 having different lengths are connected in parallel to form the open springs 87 and 89, The spring 87 and the second spring 89 are operated together to perform an opening operation at a high speed and thereafter only the first spring 87 is operated so that unnecessary impact or driving force is not applied to other parts of the spring actuator Do not.
Description
본 발명은 차단기용 스프링 조작기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 오픈스프링을 2중스프링으로 구성하여 오픈동작 초기에 신속한 작동이 가능하도록 한 차단기용 스프링 조작기에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a spring actuator for a circuit breaker, and more particularly, to a spring actuator for a circuit breaker which is constructed by a double spring to enable rapid operation at the beginning of an open operation.
일반적으로 가스절연 개폐장치(GIS)는 금속제 밀폐용기에 절연성능과 소호기능이 우수한 절연용 가스를 절연매체로 사용하여 도체와 각종 보호기기들을 수납시켜 신뢰성을 향상시킨 수변전 설비로써, 차단기, 단로기, 접지개폐기 등 여러가지 구성들이 복합적으로 구성되어 이루어진다.In general, gas insulated switchgear (GIS) is a waterproofing facility which improves the reliability by inserting conductors and various protective devices by using insulated gas, which is excellent in insulation performance and SOHO function, in an airtight container made of metal, , A ground switch, and the like.
이러한 구성들 중 차단기는 가스절연개폐장치에 대한 정상상태의 개폐뿐만 아니라, 선로의 지락, 단락 및 사고 등과 같은 이상상태에서도 계통 사고 전류를 차단하여 전력시스템을 안전하게 보호하는 것이다.Among these structures, the breaker is to protect the power system by not only opening and closing the steady state of the gas insulated switchgear, but also by blocking the system fault current even in the abnormal state such as the ground fault, short circuit and accident of the line.
이러한 차단기는 이상상태 발생시 신속하게 전원을 차단하도록 하는 것으로,다수의 스프링을 사용한 스프링 조작기에 의해 상기한 차단기의 선택적인 투입동작과 오픈동작이 이루어질 수 있다.Such a circuit breaker allows the power source to be quickly cut off in the event of an abnormal state, and a selective closing operation and an open operation of the breaker can be performed by a spring actuator using a plurality of springs.
종래의 차단기에서는 오픈동작에 사용되는 오픈스프링과 투입동작에 사용되는 클로즈스프링이 구비되고, 이들이 각각 오픈동작과 투입동작에서 복원(이완)되면서 오픈/투입 동작을 가능하게 한다. In the conventional circuit breaker, an open spring used for the open operation and a close spring used for the closing operation are provided, and these open / close operations can be performed while restoring (loosening) in the open operation and the closing operation, respectively.
특히, 차단기의 특성상 빠른 속도로 회로를 차단하기 위한 성능이 매우 중요하다. 이를 위해 오픈스프링의 탄성을 증가시킬 수 있으나, 이렇게 되면 전체적으로 탄성력이 증가하여 오픈동작시 다른 부품에 필요이상의 힘이 가해져 부품의 내구성에 문제를 야기할 수 있다. Particularly, due to the characteristics of the circuit breaker, the performance for blocking the circuit at a high speed is very important. For this purpose, the elasticity of the open spring can be increased. However, the elasticity of the open spring increases, which may cause a problem in the durability of the component due to an unnecessary force applied to other parts during the open operation.
그리고, 투입과정에서 남는 에너지를 이용하여 앞서 복원된 오픈스프링을 다시 변형시켜 차징이 이루어지는데, 이때 투입동작 과정에서 클로즈스프링에 의해 가해지는 과도한 에너지에 의해 차단기의 내구성이 저하될 수 있으므로, 대시포트(dashpot)를 설치하여 완충작용이 이루어지게 하나, 이와 같은 다수의 장치들은 차단기의 소형화를 어렵게 하고 있다.
In this case, since the durability of the circuit breaker may be reduced due to excessive energy applied by the closing spring during the closing operation, a dashpot is installed to provide a buffering effect. However, such a plurality of devices make it difficult to downsize the circuit breaker.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 오픈스프링에 의한 차단동작 초기에 빠른 속도로 전력이 차단되도록 하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to provide an electric power supply device capable of rapidly shutting off an electric power at the initial stage of an opening operation by an open spring.
본 발명의 다른 목적은 소형화된 스프링조작기를 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a miniaturized spring actuator.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 메인구동부와 연동되고 일측에 차단기가 연결되는 메인회전축과, 상기 메인구동부에 연결되어 클로징동작을 수행하는 클로즈스프링이 구비된 클로즈스프링장치와, 상기 메인회전축에 연결되어 오픈동작을 수행하며 서로 다른 길이를 갖는 제1스프링 및 제2스프링이 병렬로 구성되는 오픈스프링장치를 포함하고, 상기 오픈스프링장치는 고정판과, 상기 고정판으로부터 이격되고 상기 메인회전축의 개폐레버를 향해 선택적으로 이동가능한 가동판과, 양단이 상기 고정판 및 가동판에 각각 연결되는 제1스프링과, 일단이 상기 고정판에 연결되고 타단은 가동판에 연결되지 않으며 상기 제1스프링에 비해 상대적으로 길이가 짧게 형성되는 제2스프링을 포함하고, 상기 제1스프링은 제2스프링과 동심이고 상기 제2스프링을 감싸도록 설치된다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of driving an electronic apparatus, including a main rotation shaft interlocked with a main driving unit and connected to a breaker at one side thereof, and a closing spring connected to the main driving unit, And an open spring device connected to the main rotation shaft to perform an opening operation and having first and second springs having different lengths in parallel, wherein the open spring device comprises a fixing plate, A first spring having both ends connected to the fixed plate and the movable plate, one end connected to the fixed plate, and the other end connected to the movable plate, And a second spring formed to be shorter in length than the first spring, wherein the first spring It is provided to a second spring concentrically wrapped around the second spring.
상기 메인구동부에는 차징장치가 구비되고, 상기 차징장치는 상기 클로즈스프링을 선택적으로 압축시킨다. The main driving unit is provided with a charging device, and the charging device selectively compresses the closing spring.
상기 차단기의 클로즈스프링장치에 의한 클로징동작 과정에서 상기 오픈스프링장치의 제1스프링 및 제2스프링이 시간차를 두고 각각 압축된다. The first spring and the second spring of the open spring device are respectively compressed with a time difference during the closing operation of the circuit breaker by the close spring device.
상기 메인회전축에는 오픈완충장치가 설치되어 오픈동작에서 댐핑기능을 수행한다.
An open shock absorber is provided on the main rotation shaft to perform a damping function in an open operation.
본 발명에 의한 차단기용 스프링조작기에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.According to the spring actuator for a circuit breaker according to the present invention, the following effects can be expected.
본 발명에서는 서로 다른 길이를 갖는 제1스프링 및 제2스프링이 병렬로 연결되어 오픈스프링을 구성하므로, 큰 에너지가 요구되는 오픈동작 초기에는 제1스프링 및 제2스프링이 함께 작동하여 빠른 속도로 오픈동작이 이루어져 차단기의 차단성능이 향상되고, 또한 그 이후에는 제1스프링만 작동함으로써 스프링조작기의 다른 부품에 불필요한 충격이나 구동력을 부가하지 않으므로 스프링조작기의 내구성이 향상될 수 있다. In the present invention, since the first spring and the second spring having different lengths are connected in parallel to constitute the open spring, the first spring and the second spring work together at the initial stage of opening operation, The operation is performed to improve the breaking performance of the breaker, and thereafter, only the first spring is operated, so that the durability of the spring actuator can be improved since unnecessary impact or driving force is not added to other parts of the spring actuator.
특히, 본 발명에서는 기존의 차단기의 구성을 크게 변화시키지 않고, 오픈스프링에 제2스프링을 추가함으로써 오픈동작의 초기속도를 향상시킬 수 있으므로, 오픈동작 성능향상을 위한 차단기의 설계가 용이하고 적은 추가비용으로 성능이 향상된 새로운 스프링조작기를 만들 수 있다. Particularly, in the present invention, since the initial speed of the open operation can be improved by adding the second spring to the open spring without largely changing the configuration of the existing breaker, it is possible to easily design the circuit breaker for improving the open operation performance, You can create a new spring actuator with improved performance at a cost.
그리고, 본 발명에서는 클로징동작시 오픈스프링 중 제2스프링이 충격흡수를 위한 일종의 댐퍼(대시포트)역할을 하므로, 클로징동작시 충격을 흡수하여 스프링조작기의 동작안정성이 향상되는 효과가 있다. In the present invention, since the second spring of the open spring serves as a kind of damper (dash port) for shock absorption during the closing operation, there is an effect that the operation stability of the spring actuator is improved by absorbing the impact during the closing operation.
또한, 오픈스프링의 제2스프링이 댐퍼역할을 하므로, 기존의 클로즈용 댐퍼 또는 대시포트를 생략할 수 있고, 따라서 스프링조작기의 구조가 간소화되고 제조비용을 줄일 수 있음은 물론이고, 생략되는 구조를 통해 스프링조작기의 소형화가 가능해지고 및 설계자유도가 커지는 효과가 있다.
In addition, since the second spring of the open spring functions as a damper, the conventional damper for closing or the dash port can be omitted, so that the structure of the spring actuator can be simplified and the manufacturing cost can be reduced. It is possible to reduce the size of the spring manipulator and to increase the degree of freedom of design.
도 1은 본 발명에 의한 차단기용 스프링조작기의 바람직한 실시례의 구성을 보인 개념도.
도 2(a) 및 도 2(b)는 본 발명을 구성하는 오픈스프링의 실시례들을 보인 정면도.
도 3은 본 발명 실시례를 구성하는 오픈스프링이 복원된 상태에서 외력에 의해 탄성변형되는 과정을 순차적으로 보인 동작상태도.
도 4는 본 발명 실시례를 구성하는 클로즈스프링 및 오픈스프링이 모두 이완된 초기상태를 보인 개념도.
도 5는 본 발명 실시례를 구성하는 오픈스프링이 탄성변형된 모습을 보인 개념도.
도 6은 본 발명 실시례를 구성하는 클로즈스프링 및 오픈스프링이 모두 탄성변형된 준비단계의 모습을 보인 개념도.
도 7은 본 발명 실시례를 구성하는 오픈스프링이 복원되어 차단기가 오픈된 상태의 모습을 보인 개념도.
도 8은 본 발명 실시례를 구성하는 클로즈스프링이 복원되어 차단기가 투입된 상태의 모습을 보인 개념도.1 is a conceptual diagram showing a configuration of a preferred embodiment of a spring actuator for a circuit breaker according to the present invention;
Fig. 2 (a) and Fig. 2 (b) are front views showing examples of the open springs constituting the present invention.
FIG. 3 is an operation state diagram showing a process of elastically deforming by an external force in a state where an open spring constituting an embodiment of the present invention is restored.
4 is a conceptual diagram showing an initial state in which both the closing spring and the open spring constituting the embodiment of the present invention are relaxed.
5 is a conceptual view showing a state in which an open spring constituting an embodiment of the present invention is elastically deformed.
FIG. 6 is a conceptual view showing a state in which both the closing spring and the open spring constituting the embodiment of the present invention are elastically deformed. FIG.
7 is a conceptual view showing a state in which an open spring constituting an embodiment of the present invention is restored and a circuit breaker is opened.
8 is a conceptual view showing a state in which a closing spring constituting an embodiment of the present invention is restored and a circuit breaker is inserted.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals even though they are shown in different drawings. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the difference that the embodiments of the present invention are not conclusive.
또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, Quot; may be "connected," "coupled," or "connected. &Quot;
도 1에는 본 발명에 의한 차단기용 스프링조작기의 바람직한 실시례의 구성이 개념도로 도시되어 있다. Fig. 1 is a conceptual diagram showing a configuration of a preferred embodiment of a spring actuator for a circuit breaker according to the present invention.
본 발명의 스프링조작기에는 구동원(10)이 구비된다. 상기 구동원(10)은 아래에서 설명될 기어조립체(20) 및 이에 연결된 메인구동부(30)의 구동에 필요한 동력을 제공한다. 예를 들면, 상기 구동원(10)은 전기를 사용하는 모터가 사용될 수 있다. 하지만, 이외에도 다양한 방식으로 구동되는 구동원(10)이 사용될 수 있다.The spring manipulator of the present invention is provided with the drive source (10). The
상기 구동원(10)은 상기 구동원(10)의 출력축에 설치된 기어조립체(20)와 이에 연결된 메인구동부(30)를 회전시킴으로써, 아래에서 설명될 클로즈스프링(75)을 탄성변형시킬 수 있다. 상기 기어조립체(20)는 상기 구동원(10)의 구동력을 감속시키는 감속기일 수 있다. 이와 같은 구동원(10) 및 기어조립체(20)를 차징장치로 볼 수 있다. The
상기 스프링조작기의 구동원(10)에는 상기 기어조립체(20)를 매개로 메인구동부(30)가 연결된다. 상기 메인구동부(30)는 원판형상으로 된 것으로, 본 실시례에서는 기어를 사용한다. 상기 메인구동부(30)는 상기 구동원(10) 및 클로즈스프링(75)의 구동력에 의해 회전될 수 있다. 상기 메인구동부(30)로서 기어를 사용하는 경우에는 구동원(10)인 모터의 구동력이 상기 기어조립체(20)에 의해 감속된 상태로 전달받는다. The
상기 메인구동부(30)의 일측 외면에는 메인구동부(30)의 회전중심에서 소정 거리 떨어진 위치에 클로즈스프링연결부(75)가 있다. 상기 클로즈스프링연결부(75)는 상기 메인구동부(30)와 후술할 클로즈스프링장치(70)의 제1가동판(73)에 그 양단이 각각 연결되어, 상기 메인구동부(30)의 회전력 및 클로즈스프링(75)의 탄성력을 상호전달하는 역할을 한다. On the outer surface of one side of the main driving
상기 메인구동부(30)에는 클로즈래치장치(200)가 구비된다. 상기 클로즈래치장치(200)는 클로즈스프링(75)이 탄성변형된 상태, 즉 클로징된 상태를 유지하거나 차단기(100)가 클로징동작을 수행하도록 하는 일련의 구성이다. 상기 클로즈래치장치(200)는 다수개의 스프링과 레버로 구성되는 것으로, 본 출원인의 등록특허 10-942567에 잘 개시되어 있고, 스프링조작기에서 일반적으로 사용되는 것이므로 구체적인 구조에 대한 설명은 생략한다.The
상기 메인구동부(30)의 회전축에는 캠(40)과 캠팔로워(50)가 구비된다. 상기 캠(40)은 상기 메인구동부(30)의 회전축에 설치되어 상기 메인구동부(30)와 함께 회전된다. 그리고, 상기캠팔로워(50)는 상기 캠(40)의 회전에 연동되는 것으로, 아래에서 설명될 메인회전축(60)에 구비되어 상기 캠(40)의 회전력을 메인회전축(60)에 전달하는 역할을 한다. 즉, 후술할 오픈스프링장치(80)와 클로즈스프링장치(70)의 압축과 이완을 위한 동력 전달을 캠(40)과 이에 대응되는 캠팔로워(50)를 사용하여 수행하게 된다. 여기서 캠(40)과 캠팔로워(50)는 일반적으로 사용되는 구조이므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.A
상기 캠팔로워(50)가 연결되는 메인회전축(60)의 축몸체(61)에는 레버가 구비된다. 상기 레버는 상기 축몸체(61)와 함께 회전되는 것으로, 본 실시례에서 상기 레버는 차단기(100)를 선택적으로 차단하기 위한 개폐레버(63)와, 아래에서 설명될 완충장치(400)와 연결되는 완충레버(65)로 구성된다. 물론, 상기 개폐레버(63)와 완충레버(65)는 하나로 구성되거나, 완충레버(65)가 생략될 수도 있다. The
상기 개폐레버(63)는 상기 메인회전축(60)과 함께 회전하면, 상기 차단기(100)를 작동시켜 차단기(100)를 오픈하거나 또는 투입하는 동작을 하는데, 도 1을 기준으로 개폐레버(63)가 시계방향으로 회전되면 차단기(100)를 투입하고, 반시계반향으로 회전되면 차단기(100)를 오픈하게 된다. 상기 차단기(100)는 일종의 스위치로서, 일반적으로 사용되는 것이므로 구체적인 구조에 대한 설명은 생략한다.When the opening and closing
상기 개폐레버(63)에는 오픈래치장치(300)가 구비된다. 상기 오픈래치장치(300)는 오픈스프링(87,89)이 탄성변형된 상태, 즉 클로징된 상태를 유지하거나 탄성변형상태를 해제하여 차단기(100)가 오픈동작을 수행하도록 하는 일련의 구성이다. 상기 오픈래치장치(300)는 상기 클로즈래치장치(200)와 마찬가지로 스프링조작기에서 일반적으로 사용되는 것이므로 구체적인 구조에 대한 설명은 생략한다.The open /
상기 메인구동부(30)에는 클로즈스프링장치(70)가 구비된다. 상기 클로즈스프링장치(70)는 상기 메인구동부(30)에 설치되고, 내부에 포함된 클로즈스프링(75)이 탄성변형되어 압축됨에 의해 탄성에너지를 가지고 있다가 정해진 조건이 되면 복원되면서 구동력을 제공하게 된다. 그리고 이러한 구동력은 상기 차단기(100)를 닫아 투입상태를 만들어 준다. The
도 1에서 보듯이, 상기 클로즈스프링장치(70)는 고정설치되는 제1고정판(71)과, 상기 제1고정판(71)으로부터 이격되어 상기 제1고정판(71)에 가까워지는 방향 또는 멀어지는 방향으로 가동되는 제1가동판(73)을 포함한다. 이때, 상기 제1가동판(73)은 클로즈스프링연결부(75)에 의해 상기 메인구동부(30)에 연결됨으로써, 상기 메인구동부(30)의 회전에 연동하여 직선이동한다. As shown in FIG. 1, the
그리고, 클로즈스프링(75)이 상기 제1고정판(71) 및 제1가동판(73) 사이에 그 양단이 각각 연결되어 상기 메인구동부(30)의 회전에 따라 상기 제1가동판(73)이 이동되면 그 과정에서 압축되어 에너지를 축적하게 된다. Both ends of the
반대로, 상기 클로즈스프링(75)이 복원되면, 그 과정에서 상기 클로즈스프링연결부(75)를 통해 상기 메인구동부(30)를 회전시키게 되고, 상기 메인구동부(30)는 상기 메인구동축을 회전시켜 후술할 오픈스프링(87,89)을 압축할 수 있다. 미설명부호 75a는 상기 클로즈스프링(75)이 상기 제1가동판(73)에 연결되는 부분을 나타내고, 75b는 상기 클로즈스프링(75)이 상기 메인구동부(30)에 연결되는 부분을 나타낸다.In contrast, when the
상기 메인회전축(60)의 개폐레버(63)에는 오픈스프링장치(80)가 연결된다. 상기 오픈스프링장치(80)는 상기 개폐레버(63)와 연동하여 오픈동작시에는 오픈스프링장치(80)의 오픈스프링(87,89)이 원형으로 복원되면서 상기 개폐레버(63)를 회전시켜 차단기(100)를 오픈시키고, 클로즈스프링(75)이 원형으로 복원될 때에는 상기 개폐레버(63)에 의해 그 회전력을 전달받아 압축되어 탄성에너지를 축적한다.An open spring device (80) is connected to the opening / closing lever (63) of the main rotating shaft (60). The
도 1에서 보듯이, 오픈스프링연결부(85)에 의해 상기 개폐레버(63)에 연결된다. 상기 개폐레버(63)는 그 일단은 후술할 제2가동판(83)에 연결되고, 타단은 상기 개폐레버(63)에 연결되어 상기 개폐레버(63)와 오픈스프링장치(80)의 연동을 가능하게 한다. And is connected to the opening / closing
상기 오픈스프링장치(80)의 구조는 도 2에 잘 도시되어 있다. 도 2(a)에서 보듯이, 상기 오픈스프링장치(80)에는 제2고정판(81)과, 상기 제2고정판(81)으로부터 이격되고 상기 메인회전축(60)의 개폐레버(63)를 향해 선택적으로 이동가능한 제2가동판(83)이 구비된다. 이때, 상기 제2가동판(83)은 상기 오픈스프링연결부(85)에 의해 상기 메인회전축(60)의 개폐레버(63)에 연결됨으로써, 상기 메인회전축(60)의 회전에 연동하여 직선이동한다. The structure of the
상기 제2고정판(81)과 상기 제2가동판(83) 사이에는 오픈스프링(87,89)이 구비된다. 상기 오픈스프링(87,89)은 서로 다른 길이를 갖는 제1스프링(87) 및 제2스프링(89)이 병렬로 구성된다. 즉, 상기 오픈스프링(87,89)은 제1스프링(87) 및 제2스프링(89)을 포함하고, 이들이 서로 다른 길이를 가짐으로써 원형으로 복원되는 과정에서 시간에 따라 다른 탄성력을 제공할 수 있다. Open springs (87, 89) are provided between the second fixing plate (81) and the second movable plate (83). The open springs 87 and 89 have a
보다 구체적으로는, 상기 제1스프링(87)은 그 양단이 상기 제2고정판(81) 및 제2가동판(83)에 각각 연결되고, 상대적으로 길이가 짧은 제2스프링(89)은 일단이 상기 제2고정판(81)에 연결되고 타단은 상기 제2가동판(83)에 고정되지 않는다. More specifically, the
이에 따라, 도 3에서 보듯이, 오픈스프링(87,89)은 압축된 초기 상태(도 3(a))에서부터 원형으로 복원될 때 제1스프링(87)과 제2스프링(89)이 함께 복원되면서 제2가동판(83)을 이동시키다가, 제2스프링(89)이 완전히 복원되면(도 3(b)) 그 이후에는 제1스프링(87)만 더 복원되면서 상기 제2가동판(83)을 이동시키게 된다.(도 3(c)) 3, the
이는 오픈스프링장치(80)의 작동초기에는 제1스프링(87)과 제2스프링(89)의 탄성력을 더한 만큼의 힘으로 개폐레버(63)를 회전시키고, 작동말기에는 제1스프링(87)의 탄성력만으로 개폐레버(63)를 회전시키는 것을 의미한다. 따라서, 상대적으로 큰 에너지가 요구되는 오픈동작 초기에는 제1스프링(87) 및 제2스프링(89)이 함께 작동하여 빠른 속도로 오픈동작이 이루어져 차단기(100)의 차단성능을 높이고, 그 이후에는 제1스프링(87)만 작동함으로써 스프링조작기의 다른 부품에 불필요한 충격이나 구동력을 부가하지 않을 수 있다. At the beginning of the operation of the
이와 같이 시간에 따라 다른 탄성력을 제공하기 위하여 상기 제1스프링(87) 및 제2스프링(89)은 서로 다른 길이를 가지는데, 그 길이의 차는 상기 오픈스프링장치(80)가 설치되는 차단기(100)의 설치환경이나 설계값에 따라 적절하게 결정될 수 있다. 예를 들어, 오픈동작 초기에 보다 큰 힘이 필요할 경우에는 제2스프링(89)의 길이를 더 증가시키거나, 또는 보다 탄성계수가 높은 제2스프링(89)을 사용할 수 있다. The
도 2(a)에서 보듯이, 상기 제1스프링(87)과 상기 제2스프링(89)은 상기 오픈스프링(87,89)장치에 동심으로 설치된다. 즉, 상기 제1스프링(87)은 상기 오픈스프링장치(80)에 상기 제2스프링(89)을 감싸도록 설치되는 것이다. 도 2(b)에서 보듯이. 상기 제2스프링(89)이 제1스프링(87)을 감싸는 구조도 가능하다. 상기 제1스프링(87) 및 제2스프링(89)은 모두 원통코일스프링으로 구성된다. As shown in FIG. 2 (a), the
물론, 도시되지는 않았으나, 상기 제1스프링(87)과 제2스프링(89)이 반드시 동심으로 구성될 필요는 없으며, 상기 제1스프링(87) 및 제2스프링(89)이 서로 이격되어 나란히 구비될 수도 있다. 즉, 상기 제1스프링(87)과 제2스프링(89)이 병렬로 구성되기만 하면 어떠한 구조도 가능하다. 또한, 상기한 실시례에서 상기 제2스프링(89)은 그 일단이 제2고정판(81)에 고정되나, 상기 제2스프링(89)의 일단은 제2고정판(81)이 아닌 타측, 즉 제2가동판(83)에 고정될 수도 있다. Although not shown, the
한편, 상기 완충레버(65)에는 완충장치(400)가 설치된다. 상기 완충장치(400)는 상기 완충레버(65)에 설치되어 상기 오픈스프링장치(80)에 의해 오픈동작이 수행되는 과정에서 발생되는 충격을 흡수하는 역할을 한다. 상기 완충장치(400)는 댐퍼나 대시포트 등으로 구성될 수 있다. On the other hand, the
이하에서는 본 발명에 의한 차단기용 스프링 조작기의 동작과정을 도면을 참조하여 설명하기로 한다. Hereinafter, the operation of the spring actuator for a circuit breaker according to the present invention will be described with reference to the drawings.
먼저 도 4에서 보듯이, 스프링조작기의 초기상태에서는 클로즈스프링(75) 및 오픈스프링(87,89)이 모두 탄성변형되지 않고 이완된 상태이다. 그리고 상기 차단기(100)는 오픈된 상태이다. First, as shown in Fig. 4, in the initial state of the spring actuator, both the
이 상태에서 차징장치의 구동원(10)의 구동력으로 상기 메인구동부(30)가 도 4를 기준으로 반시계방향으로 회전하면, 상기 제1가동판(73)이 당겨지면서 상기 클로즈스프링(75)이 상기 제1고정판(71)에 대해 압착되기 시작한다. When the
그리고, 이어서 상기 오픈스프링(87,89)도 압축되어 제2고정판(81)에 대해 압착되는데, 이 과정은 상기 압축된 클로즈스프링(75)이 이완되면서 발생하는 탄성력으로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 클로즈스프링(75)이 이완되어 복원되면서 상기 메인구동부(30)를 반시계 방향으로 회전시키고, 메인구동부(30)에 연결된 캠(40)과 캠팔로워(50)에 의해 상기 메인회전축(60)이 시계방향으로 회전되면, 상기 개폐레버(63)가 상기 오픈스프링장치(80)의 제2가동판(83)을 당겨 상기 오픈스프링(87,89)을 탄성변형시켜 제2고정판(81)에 압착시키게 된다. 또한 개폐레버(63)가 시계방향으로 회전하면서 차단기(100)는 클로즈되어 클로징동작이 이루어진다. 이와 같은 상태가 도 5에 도시되어 있다. Then, the
이어서 다시 상기 차징장치를 이용하여 클로즈스프링(75)을 탄성변형시켜 제1고정판(71) 방향으로 압착시키고, 그 결과 오픈스프링(87,89) 및 클로즈스프링(75)이 모두 압착된다. 이 과정에서 상기 메인구동부(30)는 상기 메인회전축(60)과 연동되지 않으므로 상기 오픈스프링장치(80)는 압축되어 고정된 상태 그대로 유지된다. 이는 상기 클로즈스프링(75)과 오픈스프링(87,89)이 모두 탄성변형된 상태로서 동작대기 상태를 의미한다. 이와 같은 모습이 도 6에 도시되어 있다. Subsequently, the closing
그리고, 이와 같은 상태로 대기하고 있다가, 이상신호가 들어오면 상기 오픈스프링(87,89)이 동작되면서 스위치를 오픈시킨다. 즉, 이상신호가 주어지면 상기 오픈스프링(87,89)의 복원을 차단하고 있던 오픈래치장치(300)가 해제되면서 상기 오픈스프링(87,89)이 이완되면서 복원되는 것이다. 그리고 이 과정에서 상기 오픈스프링장치(80)에 연결된 상기 개폐레버(63)가 반시계방향으로 회전되고, 이에 따라 차단기(100)가 당겨져 차단이 이루어진다. 이와 같은 모습이 도 7에 도시되어 있다.Then, when an abnormal signal is received, the
상기한 오픈동작으로 보다 상세하게 설명하면, 상기 오픈스프링(87,89)은 제1스프링(87) 및 제2스프링(89)으로 구성되고, 오픈스프링(87,89)의 작동초기에는 서로 병렬로 연결된 제1스프링(87) 및 제2스프링(89)이 동시에 이완되면서 축적된 탄성에너지를 운동에너지로 변환한다. 이에 따라, 큰 에너지가 요구되는 오픈동작 초기에는 제1스프링(87) 및 제2스프링(89)이 함께 작동하여 빠른 속도로 오픈동작이 이루어져 차단기(100)의 차단성능이 향상된다. The open springs 87 and 89 are constituted by a
한편, 상기 제2스프링(89)은 제1스프링(87) 보다 짧으므로, 제1스프링(87) 보다 먼저 완전히 복원된다.(도 3(b) 참조) 이때부터는, 상기 제1스프링(87)만 계속 이완되어 복원되면서 탄성에너지를 운동에너지로 변환시키게 되는데, 이에 따라 상기 개폐레버(63)는 더 회전되지만, 앞선 단계보다는 그 속도가 줄어들게 된다. The
그리고 도 3(c)와 같이, 제1스프링(87)도 완전히 복원되면 오픈동작이 완료된다. 이처럼, 큰 에너지가 요구되는 오픈동작 초기를 지나면, 제1스프링(87)만 작동함으로써 불필요하게 과도한 탄성에너지가 제공되지 않고, 따라서 스프링조작기의 다른 부품에 불필요한 충격이나 구동력을 부가하지 않을 수 있다. 3 (c), when the
다음으로, 이상신호가 사라지면, 다시 차단기(100)를 닫아 전력을 투입하는 작업이 필요한데, 이는 상기 클로즈스프링장치(70)에 의해 이루어진다. 즉, 상기 클로즈스프링장치(70)의 클로즈스프링(75)의 복원을 차단하고 있던 클로즈래치장치(200)가 해제되어 상기 클로즈스프링(75)이 이완되면서 복원되는 것이다. Next, when the abnormal signal disappears, it is necessary to close the
이 과정에서 상기 클로즈스프링(75)은 제1가동판(73)을 상기 제1고정판(71)으로부터 멀어지는 방향으로 밀고, 이에 따라 상기 메인구동부(30)는 반시계방향으로 회전한다. 그리고, 메인구동부(30)의 회전에 따라 상기 캠(40) 및 캠팔로워(50)가 연동하여 상기 메인회전축(60)을 시계방향으로 회전시킨다. In this process, the closing
상기 메인회전축(60)이 시계방향으로 회전하면 상기 개폐레버(63)가 시계방향으로 회전하면서 상기 차단기(100)가 닫혀 전력의 투입이 이루어진다. When the
이때, 상기 개폐레버(63)가 시계방향으로 회전되는 과정에서 상기 개폐레버(63)에 연결된 오픈스프링연결부(85)가 당겨지고, 이에 따라 상기 오픈스프링장치(80)의 제2가동판(83)이 제2고정판(81) 방향으로 이동하면서 오픈스프링(87,89)을 탄성변형시킨다. 즉, 상기 클로즈스프링(75)의 탄성력에 의해 상기 차단기(100)가 클로징동작을 할 뿐 아니라, 상기 오픈스프링(87,89)도 탄성변형되는 것이다. At this time, in the course of the clockwise rotation of the open /
그리고, 상기 오픈스프링(87,89)이 탄성변형되면서 압축되는 과정은 앞서 설명한 오픈스프링(87,89)의 이완과정의 역순으로 이루어진다. 도 3을 참조하면, 압축초기에는 상기 제1스프링(87)만 탄성변형되고(도 3(c)), 상기 제1스프링(87)이 어느 정도 탄성변형되면 상기 제2가동판(83)이 상기 제2스프링(89)의 일단에 닿아 상기 제2스프링(89)도 함께 탄성변형시키게 된다. 이는 클로즈스프링장치(70)에 의한 클로징동작 과정에서 상기 오픈스프링장치(80)의 제1스프링(87) 및 제2스프링(89)이 시간차를 두고 각각 압축된다고 표현할 수도 있다. The process in which the
이에 따라, 클로징동작의 초기에는 오픈스프링(87,89)이 탄성변형시키는데 필요한 힘이 적게 들고, 중기 이후에는 오픈스프링(87,89)을 탄성변형시키는데 상대적으로 많이 드는 것이다. 이러한 오픈스프링(87,89)의 구조적 특징으로 인해, 상기 제2스프링(89)은 클로징동작의 중기~말기에 클로즈스프링(75)의 탄성력에 의한 충격을 흡수하는 일종의 완충기능을 수행할 수 있고, 따라서 클로징동작시에 별도의 완충장치(400)가 필요하지 않게 된다. Accordingly, the force required for the elastic deformation of the
마지막으로, 클로징동작이 완료되면, 상기 차징장치가 다시 작동하여 복원된 상기 클로즈스프링(75)을 탄성변형시킨다. Finally, when the closing operation is completed, the charging apparatus is operated again to elastically deform the restored closing
이상에서, 본 발명에 따른 실시례를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시례에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. That is, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively coupled to one or more of them. Furthermore, the terms "comprises", "comprising", or "having" described above mean that a component can be implanted unless otherwise specifically stated, But should be construed as including other elements. All terms, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Commonly used terms, such as predefined terms, should be interpreted to be consistent with the contextual meanings of the related art, and are not to be construed as ideal or overly formal, unless expressly defined to the contrary.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시례들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시례에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the scope of the present invention but to limit the scope of the technical idea of the present invention. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.
상기한 실시례에서는 오픈스프링이 제1스프링(87) 및 제2스프링(89)으로 구성되나, 상기 오픈스프링은 3개 이상의 서로 다른 길이를 갖는 스프링이 병렬로 연결되어 구성될 수도 있다.
In the above embodiment, the open springs consist of the
10: 구동원 20: 기어조립체
30: 메인구동부 40: 캠
50: 캠팔로워 60: 메인회전축
70: 클로즈스프링장치 71: 제1고정판
73: 제1가동판 75: 클로즈스프링연결부
77: 클로즈스프링 80: 오픈스프링장치
81: 제1고정판 83: 제1가동판
85: 클로즈스프링연결부 87: 제1스프링
89: 제2스프링 100: 차단기
200: 클로즈스프링래치 300: 오픈스프링래치
400: 완충장치 10: drive source 20: gear assembly
30: main drive unit 40: cam
50: cam follower 60: main rotating shaft
70: closing spring device 71: first fixing plate
73: first movable plate 75: close spring connection portion
77: closing spring 80: open spring device
81: first fixing plate 83: first movable plate
85: closing spring connecting portion 87: first spring
89: Second spring 100: Circuit breaker
200: Closed spring latch 300: Open spring latch
400: shock absorber
Claims (7)
상기 메인구동부에 연결되어 차단기의 클로징동작을 수행하는 클로즈스프링이 구비된 클로즈스프링장치와,
상기 메인회전축에 연결되어 차단기의 오픈동작을 수행하며 서로 다른 길이를 갖는 제1스프링 및 제2스프링이 병렬로 구성되는 오픈스프링장치를 포함하고,
상기 오픈스프링장치는
고정판과,
상기 고정판으로부터 이격되고 상기 메인회전축의 개폐레버를 향해 선택적으로 이동가능한 가동판과,
양단이 상기 고정판 및 가동판에 각각 연결되는 제1스프링과,
일단이 상기 고정판에 연결되고 타단은 가동판에 연결되지 않으며 상기 제1스프링에 비해 상대적으로 길이가 짧게 형성되는 제2스프링을 포함하고,
상기 제1스프링은 제2스프링과 동심이고 상기 제2스프링을 감싸도록 설치되는 차단기용 스프링 조작기.
A main rotating shaft interlocked with the main driving unit and having a circuit breaker connected to one side thereof,
A closing spring device connected to the main driving unit and having a closing spring for performing a closing operation of the circuit breaker,
And an open spring device connected to the main rotation shaft to perform an open operation of the breaker and having first and second springs having different lengths in parallel,
The open spring device
A fixing plate,
A movable plate spaced from the fixed plate and selectively movable toward the opening / closing lever of the main rotating shaft;
A first spring having both ends connected to the fixed plate and the movable plate,
And a second spring having one end connected to the fixing plate and the other end connected to the movable plate and having a relatively shorter length than the first spring,
Wherein the first spring is concentric with the second spring and is installed to surround the second spring.
The spring actuator for a circuit breaker according to claim 1, wherein a charging device is connected to the main drive part, and the charging device selectively compresses the closing spring.
2. The method of claim 1, wherein the first spring and the second spring of the open spring device are compressed with a time difference during a closing operation of the circuit breaker by the close spring device, Wherein the first spring and the second spring are compressed together when the movable plate of the open spring device contacts the one end of the second spring during compression of the spring.
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