KR101911611B1 - 차단기 구동형 레지스터 스위치 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차단기, 슬라이더, 레버 및 링크 배열체, 스위치 및 폐쇄 레지스터를 포함하는 차단기 구동형 레지스터 스위치 조립체에 관한 것이다. 슬라이더는 차단기와 연결되어 차단기 로드가 제 1 축선을 따라 슬라이더를 구동하도록 배열되고 슬라이더가 제 1 축선에 평행한 제 2 축선을 따라 차단기 아크 접촉부를 구동하도록 배열된다. 레버 및 링크 배열체는 슬라이더의 이동부와 기계적으로 커플링된 적어도 하나의 레버 및 적어도 하나의 레버의 이동부와 기계적으로 커플링된 적어도 하나의 링크를 포함한다. 스위치는 가동 접촉부 및 고정 접촉부를 포함하고, 가동 접촉부는 폐쇄 레지스터를 전기적으로 연결하고 연결 해제하는 것 중 하나를 위해 고정 접촉부와 맞물리도록 슬라이더의 이동에 반응하여 비례적으로 이동하도록 배열된다.

Description

차단기 구동형 레지스터 스위치 조립체{INTERRUPTER DRIVEN RESISTOR SWITCH ASSEMBLY}

본 발명은 전력 분배의 분야에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 금속성 서킷 브레이커 내측에서 차단기의 구동 메카니즘에 의해 구동되는 시리즈 레지스터 스위치를 하우징하는 금속성 서킷 브레이커에 관한 것이다.

고전압 서킷 브레이커들에는 일반적으로 고전압 서킷 브레이커의 작동 시에 과전압들을 억제하도록 폐쇄 레지스터가 제공된다. 폐쇄 레지스터 및 스위치는 서킷 브레이커의 메인 접촉부들과 전기적으로 병렬로 배열될 수 있거나 - 또는 폐쇄 레지스터는 서킷 브레이커의 메인 접촉부들과 직렬로 연결되지만 스위치와는 병렬로 연결된다. 전자의 구성에서, 폐쇄 레지스터는 서킷 브레이커에서 차단기 유닛의 접촉 배열체의 폐쇄/개방 직전에 서킷 내에 연결되어 전류는 메인 전류 경로가 폐쇄되기 직전에 폐쇄 레지스터를 통해 유동한다. 후자의 구성에서, 폐쇄 레지스터는 스위치에 병렬로 제공될 수 있고 스위치는 차단기 유닛에 직렬로 배열된다. 그러한 시리즈 구성에서, 차단기 유닛은 서킷 브레이커의 레지스터 스위치 전에 개방되고/폐쇄될 것이다. 폐쇄 레지스터의 삽입을 위한 스위치는 사전 삽입 레지스터 (PIR) 스위치로서 본원에서 칭해진다. 서킷 브레이커의 작동 중에 폐쇄 레지스터들을 구동하도록 적절한 메카니즘들을 갖는 폐쇄 레지스터의 사용은 본 기술 분야에서 널리 공지되어 있다. 예시적인 개시들은 US 특허 제 4499350 및 US 특허 제 8426760 에서 행해진다. 이들 특허들은 폐쇄 레지스터 및 또한 서킷 브레이커의 작동 중에 그것들을 삽입하기 위한 메카니즘들의 필요성을 설명한다.

또한 PIR 을 포함하는 보다 컴팩트한 서킷 브레이커들에 대한 요구의 관점에서, 또한 폐쇄 레지스터들을 위한 효율적인 작동 메카니즘들을 갖는 컴팩트한 새로운 차단기들 및 PIR 스위치들을 개발할 필요성이 존재한다. 이는 GIS 베이 레이아웃에서 임의의 변경 없이 가스 절연형 변전소들 (GIS) 을 갖도록 지원한다. 따라서, 서킷 브레이커 내에서 PIR 스위치의 조립체 및 그 작동은 본 발명에서 개선된다.

본 발명의 다양한 양상들은 하나 이상의 다음의 특징들을 제공한다.

· 특별한 구성 기술이 기계적 및 전기적 관점 양쪽으로부터 채용되고, 이는 유전 응력들을 감소시키는 탱크와 단부 차폐부 사이에 물리적 클리어런스에서의 현저한 증가를 제공한다.

· 메카니즘 내측에 배기부 부피는 아크의 보다 양호한 냉각을 위해 현저하게 증가된다.

· 메카니즘 하우징을 중심으로 차폐부는 레지스터 스위치 하부-조립체에의 차단기 하부-조립체의 용이한 조립으로 메카니즘 하우징에서 보다 양호한 차폐를 보장하기 위해 분할된다.

· 레지스터 스위치 메카니즘을 위한 입력은 완전한 선형 모션 (임의의 회전 모션 내지 선형 모션 변환을 포함하지 않음) 을 발생시키는 메인 차단기 (차단기 로드를 통해) 로부터 직접 취해지고 개방 작동은 폐쇄 작동 중에 저장되는 스프링 압축력에 의해 지배된다.

· 특별한 구성 기술은 PIR 를 보다 컴팩트하게 만드는 단부 차폐부와 탱크 사이의 유전체 갭을 현저하게 증가시킬 뿐만 아니라 PIR 보유 플레이트 및 스페이서 플레이트에 차폐 및 지지부를 제공하도록 메카니즘 하우징을 위해 채용된다

· 아크 핀은 PIR 에서 이동하는 매스를 감소시키도록 이동하는 접촉부의 부분으로서 제조된다.

서킷 브레이커가 제공된다. 서킷 브레이커는 가스 절연형 고전압 서킷 브레이커일 수 있다. 그러나, 본 발명은 가스 절연형 고전압 서킷 브레이커들에 제한될 필요는 없다.

본 발명의 양상에 따르면, 차단기 구동형 레지스터 스위치 조립체가 제공된다. 차단기 구동형 레지스터 스위치 조립체는 차단기, 슬라이더, 레버 및 링크 배열체, 스위치 및 폐쇄 레지스터를 포함한다. 슬라이더는 고정된 실질적으로 원통형 부재에 걸쳐 슬라이딩할 수 있는 실질적으로 중공의 원통형 부재일 수 있다. 양상에 따르면, 슬라이더는 차단기와 연결되어 차단기 로드가 제 1 축선을 따라 슬라이더를 구동하도록 배열된다. 이러한 연결부는 슬라이더가 차단기 로드의 이동에 따라 차단기의 개방 및 폐쇄 중에 작동하는 것을 가능하게 한다.

슬라이더는 차단기 아크 접촉부와 연결된다. 차단기 아크 접촉부는 차단기 아크 핀일 수 있다. 슬라이더와 차단기 아크 접촉부 사이의 연결부는 하나 이상의 링크들을 사용하여 제조될 수 있다. 일 실시형태에서, 슬라이더는 세개의 링크들을 사용하여 차단기 아크 접촉부와 연결된다. 슬라이더와 차단기 아크 접촉부 사이의 연결부는 슬라이더가 제 1 축선과 평행한 제 2 축선에서 차단기 아크 접촉부를 구동할 수 있도록 한다. 추가로, 연결부는 차단기 아크 접촉부의 이동 방향이 슬라이더의 이동 방향과 반대로 되도록 할 수 있다.

뿐만 아니라, 슬라이더는 레버 및 링크 배열체와 연결된다. 레버 및 링크 배열체는 적어도 하나의 레버 (예를 들면 1, 2, 3 등) 및 적어도 하나의 링크 (예를 들면 1, 2, 3 등) 를 포함한다. 적어도 하나의 레버는 슬라이더의 이동부와 기계적으로 커플링된다. 실시형태에서, 적어도 하나의 레버는 롤러들의 쌍을 사용하여 슬라이더와 기계적으로 커플링되고, 롤러들의 쌍은 슬라이더 주위로 대칭적으로 배열되어 제 1 축선을 따라 슬라이더의 병진 운동 모션은 롤러들의 쌍이 적어도 하나의 레버와 접촉하고 적어도 하나의 레버를 이동하게 한다.

일 실시형태에서, 레버 및 링크 배열체는 두개의 레버 아암들을 포함하고, 각각의 레버 아암은 레버 및 링크를 포함한다. 추가로, 레버는 일단부에 피봇됨으로써, 레버는 슬라이더가 레버를 이동시킬 때에 단부 주위로 회전하는 것을 가능하게 한다. 적어도 하나의 링크는 적어도 하나의 레버의 이동부와 기계적으로 커플링된다. 일 실시형태에서, 적어도 하나의 링크는 적어도 하나의 레버의 부분에 부착된다. 이는 슬라이더의 병진 운동 모션이 원하는 딜레이로 적어도 하나의 링크로 전달되는 것을 가능하게 한다.

스위치는 적어도 하나의 링크의 단부에 연결된 가동 접촉부를 포함한다. 스위치는 또한 폐쇄 레지스터를 전기적으로 연결하고 연결 해제하는 것 중 하나를 위해 가동 접촉부와 맞물리도록 배열된 고정 접촉부를 포함한다. 가동 접촉부는 가동 접촉부와 적어도 하나의 링크 사이의 연결의 결과로서 슬라이더의 이동에 반응하여 비례적으로 이동하도록 배열된다. 일 실시형태에서, 가동 접촉부는 스프링을 사용하여 가이드 튜브와 연결되어서 스프링은 폐쇄 레지스터를 전기적으로 연결 해제하는 것을 지원한다. 실시형태에서, 가동 접촉부는 아크 핀을 포함하고 차단기의 이동 : 가동 접촉부의 이동의 비가 약 1 : 1.36 으로 되도록 연결된다.

실시형태에서, 폐쇄 레지스터는 두개의 인접한 레지스터 스택들을 포함하고 두개의 레지스터 스택들의 레지스터들은 전기적으로 직렬로 연결된다. 실시형태에 따르면, 차단기 구동형 레지스터 스위치 조립체는 또한 적어도 두개의 전기적 차폐부들을 포함하고, 두개의 전기적 차폐부들의 각각은 폐쇄 레지스터의 상응하는 단부를 차폐하도록 배열된다.

본 발명의 양상에서, 차단기 구동형 레지스터 스위치 조립체를 작동하는 방법이 제공된다. 방법은 차단기 로드가 차단기 작동 조건의 발생에 반응하여 제 1 축선을 따라 슬라이더를 구동하게 한다. 방법은 제 1 축선에 평행한 제 2 축선을 따라 슬라이더의 이동에 반대의 방향으로 차단기 아크 접촉부를 구동하는 것을 추가로 포함한다. 뿐만 아니라, 방법은 슬라이더의 이동부와 기계적으로 커플링된 레버 및 링크 배열체의 적어도 하나의 레버를 구동하는 것을 포함한다. 게다가, 방법은 폐쇄 레지스터를 전기적으로 연결하고 연결 해제하는 것 중 하나를 위해 고정 접촉부와 가동 접촉부를 맞물리게 하도록 가동 접촉부를 비례적으로 이동시키는 것을 포함한다.

본 발명의 주제물은 첨부된 도면들을 예시하는 예시적인 실시형태들을 참조하여 다음의 텍스트에서 보다 상세하게 설명될 것이다.

도 1 은 서킷 브레이커 및 그 회로도를 예시하고,
도 2 는 서킷 브레이커의 정단면도 및 평단면도를 예시하고,
도 3 은 서킷 브레이커의 스위치의 폐쇄된 상태를 예시하고,
도 4 는 서킷 브레이커의 폐쇄 레지스터의 레지스터들의 배열체를 예시하고,
도 5 는 서킷 브레이커의 정면도를 예시한다.

도면들에서 사용되는 도면 부호들, 및 그 의미들은 도면 부호들의 리스트에 요약 형태로 열거된다. 원칙적으로, 동일한 부분들에는 도면에서 동일한 도면 부호들이 제공된다.

도 1 은 고도로 컴팩트한 서킷 브레이커 탱크 (13) 내측에 하우징될 필요가 있는 폐쇄 레지스터 (12) 에 평행하게 연결되는 레지스터 스위치 (11) (이후로는 PIR 스위치, 레지스터 스위치 (11), 시리즈 스위치, 시리즈 레지스터 스위치로서 또는 간단히 스위치로서 상호 교환적으로 칭해짐) 를 도시한다. 레지스터 스위치 배열체는 차단기 (14) (이후로는 메인 차단기 또는 차단기 (14) 로 상호 교환적으로 칭해짐) 와 직렬로 제공된다. 시리즈 PIR 구성에서, 브레이커 (차단기 (14)) 는 레지스터 스위치 (11) 전에 항상 작동하고, 즉 폐쇄 작동 중에 브레이커는 레지스터 스위치 (11) 의 폐쇄 작동 전에 폐쇄될 것이고, 개방 작동에서 브레이커는 레지스터 스위치 (11) 의 개방 작동 전에 개방될 것이다. 본 발명의 목적들 중 하나는 브레이커 및 레지스터 스위치 (11) 의 폐쇄 및 개방을 위한 메카니즘을 효율적으로 작동시키는 것이다. 레지스터 스위치 배열체는 또한 차단기 (14) 와 평행하게 제공될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

브레이커 및 레지스터 스위치를 작동하기 위한 예시적인 종래 기술의 방법들은 별개의 부가적인 메카니즘들을 제공하고, 절연 로드들을 브레이커와 레지스터 스위치 사이에서의 기계적 링키지에 제공하는 것을 포함한다. 그러한 기계적 링키지들은 작은 공간 유용성으로 인해 전기적으로 보다 불안정할 수 있고 또한 기계적으로 보다 복잡하여 비용을 부가시키는 데 왜냐하면 추가의 컴포넌트들을 포함하기 때문이다. 이전에 언급된 바와 같이, 서킷 브레이커에서 시리즈 스위치의 도입은 그것이 규정된 시간 내에 특정한 순서로 브레이커 및 레지스터 스위치 메카니즘들을 작동시키고 또한 양호한 절연 마진들로써 전기적으로 효율적으로 되도록 효율적인 기계적 배열체들을 포함하지만 공간 고려로 인해 복잡해질 수 있다. 종종, 그러한 구성들은 보다 더 큰 탱크 직경 및 길이를 요구하는 데, 이는 차례로 비용을 부가시키는 GIS 베이 레이아웃 및 풋프린트를 변경하게 만든다.

본 발명에서, PIR 메카니즘에 대한 입력은 메인 차단기 (14) (브레이커) 의 차단기 로드 (도면에 도시 생략) 로부터 취해지고, 따라서 모션은 선형이고, 즉 임의의 회전 내지 선형 모션 변환을 포함하지 않는다. 이는 비용 및 공간에서 현저한 감소를 발생시키는 임의의 별개의 PIR 메카니즘의 필요성을 제거한다.

차단기 로드는 차단기 로드가 슬라이더 (143) 를 구동할 수 있도록 슬라이더 (143) 와 연결된다. 따라서, 슬라이더 (143) 는 차단기의 개방/폐쇄 중에 차단기 로드의 이동에 따라 제 1 축선 (25) 를 따라서 이동한다. 슬라이더 (143) 는 실질적으로 원통형 부재 (146) 에 걸쳐 슬라이딩할 수 있도록 실질적으로 중공의 실린더의 형상일 수 있다.

슬라이더 (143) 는 적어도 두개의 링크들을 통해 차단기 아크 접촉부 (141) 와 연결되어 슬라이더 (143) 는 제 2 축선 (26) 을 따라 차단기 아크 접촉부 (141) 를 구동할 수 있고, 제 2 축선 (26) 은 제 1 축선 (25) 에 평행하다. 차단기 아크 접촉부 (141) 는 차단기 아크 핀일 수 있다. 슬라이더 (143) 와 차단기 아크 접촉부 (141) 사이의 접촉부는 두개 이상의 링크들을 사용하여 확립될 수 있어서 차단기 아크 접촉부 (141) 의 이동 방향은 슬라이더 (143) 의 이동 방향과 반대이다. 예를 들면, 슬라이더 (143) 가 제 1 축선 (25) 을 따라 우측을 향해 이동할 때에, 이때 슬라이더는 제 2 축선 (26) 을 따라 좌측 방향으로 차단기 아크 접촉부 (141) 를 구동한다. 실시형태에서, 슬라이더 (143) 와 차단기 아크 접촉부 (141) 사이의 접촉부는 도 2 및 도 3 에 도시된 바와 같은 세개의 링크들을 사용하여 확립된다. 슬라이더 (143) 로부터 차단기 아크 접촉부 (141) 로 모션을 전달하면서 원하는 딜레이들이 존재할 수 있다는 것은 명백할 것이다.

슬라이더 (143) 는 또한 레버 및 링크 배열체와 연결된다. 도 2 를 참조하면, 새로운 PIR 메카니즘의 실시형태에서, 레버 및 링크 배열체는 작동에서 요구되는 딜레이를 제공하도록 캠으로서 사용되는 대칭적으로 배열된 두개의 레버들 (19, 19') 을 포함한다. 각각의 레버는 레버로부터 본 경우에 아크 핀 (15) 인 레지스터 스위치 (11) 의 이동하는 접촉부 (144) 로 모션을 전달하도록 지점 (21) 에서 그 각각의 링크들 (20, 20’) 에 연결된다.

다른 단부에서, 레버들은 슬라이더 (143) 주위로 대칭적으로 배열되는 롤러들 (22, 22’) 의 쌍을 통해 슬라이더 (143) 에 연결된다. 롤러들의 쌍은 슬라이더 (143) 가 차단기 (14) 의 차단기 로드에 의해 구동될 때에, 롤러들의 쌍이 레버 (19, 19’) 와 접촉하고 레버를 푸시하도록 배열된다. 환언하면, 롤러들은 처음에 레버로부터 물리적으로 분리되고 나중에 슬라이더 (143) 의 병진 운동 모션의 결과로서 레버들을 푸시한다. 레버들은 핀 (도 2 에 도시 생략) 에 걸쳐 슬라이딩하는 슬리브 (도 2 에 도시 생략) 의 도움으로 그들의 위치에 유지된다. 레버, 링크 및 상응하는 연결부들의 각각의 쌍은 레버 배열체의 레버링 아암을 형성한다.

레버 및 링크 배열체는 스위치의 가동 접촉부 (144) 가 차단기의 이동에 반응하여 비례적으로 이동하는 것을 가능하게 한다. 차단기 대 가동 접촉부의 이동의 비는 약 1 : 1.36 이다. 이는 레버 및 링크들을 적절하게 연결함으로써 달성된다. 레버 및 링크 및 그들의 연결부를 적절히 구성함으로써 상이한 딜레이를 도입하는 것이 가능하다.

새로운 PIR 메카니즘 컨셉의 일부는 “오프셋 센터 슬라이더 크랭크 메카니즘”으로부터 채용되고, 슬라이더 크랭크 메카니즘 크랭크는 단일 행정에 대해 360°의 회전을 갖는다. 새로운 PIR 메카니즘에서, 일단부 (23) 에 피봇되는 크랭크로서 고려되는 레버는 양쪽 왕복으로 단지 120°만큼 회전한다. 레버의 피봇팅 센터는 이동하는 접촉부의 축선으로부터 오프셋을 제공한다.

PIR 메카니즘에서 이동하는 매스를 감소시키도록, 아크 핀 (15) 은 레지스터 스위치 (11) 의 이동하는 접촉부 (144) 의 부분으로서 제조되고 튤립 접촉부 (16) 는 레지스터 스위치 (11) 의 고정 접촉부 (145) 의 부분으로서 제조된다. 이러한 배열체가 슬라이더 (143) 에서 반작용력 뿐만 아니라 입력 에너지를 감소시키는 데 도움을 준다는 것은 명백할 것이다. 대안적으로, 튤립 접촉부가 이동하는 접촉부의 부분으로서 제조될 수 있는 한편 아크 핀은 고정 접촉부의 부분으로서 제조된다.

PIR 메카니즘의 가이드 튜브 (147) 는 다수의 횡단면적을 갖도록 구성되어서 특정된 공칭 전류가 그것을 통해 유동할 수 있고 또한 어댑터 및 접촉 링 (18) 에 기계적 지지부를 제공할 수 있다. 접촉 링 (18) 은 가이드 튜브 (147) 에 스레딩되고 가이드 튜브를 위해 두개의 조임 구멍을 제공한다. 어댑터는 메인 노즐 및 또한 아크 핀 (15) 에 지지부를 제공하고, 아크 핀은 그에 볼트 결합된다.

도 3 은 레지스터 스위치 (11) 의 폐쇄 위치를 예시한다. 폐쇄 작동은 약 5 밀리초 (ms) 의 기계적 삽입 시간을 달성하는 데 도움을 주는, PIR 메카니즘의 레버들 및 링키지들의 조합에 의해 달성된다. 폐쇄하면서, 레지스터 스위치 (11) 의 이동하는 접촉부 (144) 의 최초 속도는 그 트레블의 40 % 까지 매우 느리게 되고 이후에 레버가 그 피봇팅 지점을 향해 이동할 때에 점진적으로 증가한다. 슬라이더 (143) 는 레버 (19, 19‘) 의 직선 프로파일에서 롤러 (22, 22’) 를 푸시할 것이고, 그것은 가이드 튜브 (147) 에 부착된 링크 (20, 20’) 를 푸시할 것이고 이는 차례로 이 경우에 아크 튤립 접촉부 (16) 인 고정 접촉부 (145) 의 부분을 향해 아크 핀 (15) 을 이동시킬 것이다.

스프링 (24) 은 개방 중에 작동하기 시작하고 약 67 내지 100 ms 의 시간에서 접촉부를 개방할 수 있는 방식으로 구성된다. 이를 위해, 스프링 상수가 따라서 연산되었다.

댐핑 링 (감쇠 디스크) 은 개방 작동 중에 댐핑을 제공하도록 가이드 튜브의 다른 단부에 제공된다. 개방하면서, 레버는 슬라이더 (143) 로부터 연결 해제되고 폐쇄 중에 압축 스프링에 저장된 에너지로 인해, 스프링은 가이드 튜브 (147) 를 푸시할 것이고, 이는 차례로 튤립 접촉부 (16) 으로부터 멀리 아크 핀 (15) 을 이동시킬 것이다. 댐핑 링이 가이드 튜브 (147) 를 정지시키고 따라서 슬라이더 (143) 에서의 충격력을 방지하기 때문에, 완전히 개방된 위치에서, 레버와 슬라이더 (143) 사이에 약간의 물리적 거리가 존재할 것이다.

따라서 메인 차단기 (14) 로부터의 모션은 오프셋 센터 슬라이더 크랭크 메카니즘을 사용하여 스위치 (11) 로 전달된다. 슬라이더 및 스위치가 동축일 필요는 없다. 레버 및 링크 배열체는 그 축선 (동축이거나 또는 동축이 아닌) 을 따라 스위치의 가동 접촉부를 적절히 이동시키도록 구성된다.

새로운 PIR 구성은 컴팩트한 서킷 브레이커 챔버 (13) 내측에 하우징되고 메인 차단기 (14) 의 차단기 로드에 의해 구동되는 시리즈 레지스터 스위치 (11) 를 포함한다. 일실시예에서, 폐쇄 레지스터 (12) 는 스택 당 25 디스크들을 갖는 총 50 레지스터 디스크들 (27) 을 포함하고 스택들은 직렬로 전기적으로 연결되고 병렬로 기계적으로 배열된다. 새로운 PIR 구성의 스타팅 지점은, 그 성능에 영향을 주지않고 충분한 유전체 갭을 제공할 뿐만 아니라 컴팩트한 서킷 브레이커 탱크 내측에 완전히 하우징되는 것이 시리즈 레지스터 스위치에 대해 매우 결정적인 레지스터 디스크들의 수를 현저하게 감소시킬 수 있었다. 디스크들의 총수는 디스크의 에너지 등급 (rating) 및 전기적 삽입 시간인 두개의 가장 중요한 인자들에 의해 지배되는 에너지 연산으로부터 유도되었다. 디스크의 에너지 등급을 보다 크게 하고 전기적 삽입 시간을 보다 낮게 할수록, 요구되는 디스크들의 수가 보다 적어질 것이다. 기계적 삽입 시간은 PIR 메카니즘 구성에 대해 중요한 파라미터이고 그것은 따라서 차단기 스위치 및 PIR 스위치 구성을 사용하여 연산되는 전기적 삽입 시간으로 결정된다.

시리즈 레지스터 스위치는 완전 개방 위치 중에 역상 조건 및 또한 폐쇄 조건 중에 기준 충격 절연 강도 (Basic Impulse level, BIL) 경우 모두에 견디도록 구성되었다. 역상 경우 연산들로부터, 아크 핀 (15) 과 튤립 접촉부 (16) 사이에 최적의 접촉부 갭이 PIR 행정 세트에 있어서 약 80 mm 로 설정되고 따라서 PIR 메카니즘을 컴팩트하게 만들 수 있다는 것이 발견되었다.

또한, 레지스터들 디스크들 (27) 은 도 4 에 도시된 바와 같이 지그 재그 방식으로 배열되고, 시리즈 연결부는 양쪽 스택들의 센터 디스크에서 거의 제로 전압을 얻도록 구리 접촉 점퍼들 (28) 에 의해 달성된다. 이러한 배열체는 PIR 의 컴팩트성에 대해 매우 결정적이었다. 또한, 레지스터 스택들 사이에 수평의 축선간 거리, 및 레지스터 스택과 스위치 및 또한 컴포넌트 구성 사이에 수직의 축선간 거리를 변경하는 반복적인 프로세스를 통해 역상 조건 중에 접촉 링에 뿐만 아니라 이동하는 접촉 지지부의 차폐부 및 고정된 접촉 지지부의 차폐부에 낮은 유전 응력을 달성하는 것이 중요하였다. 도 4 에 도시된 바와 같이, 스택에서 두개의 레지스터 디스크들 사이의 공간은 각각 이전의 그리고 앞선 레지스터 디스크에의 전기적 연결을 위해 각각 전기적 절연 및 두개의 접촉 점퍼들 (28) 용의 하나의 PTFE 스페이서 (29) 에 의해 충전된다. 각각의 레지스터 스택은 스프링력을 고르게 분배하는 보유 플레이트 (30) 및 거리 조정을 위한 스페이서 플레이트 (31) 를 포함한다. 레지스터 스택들 사이의 수평의 축선간 거리 및 레지스터 스택과 스위치 사이의 수직의 축선간 거리는 최적의 구성을 위해 결정되었다.

레지스터 스위치 조립체가 일반적으로 탱크와 동심이지 않을 때에, 특별한 구성 기술들이 기계적 및 전기적 관점 양쪽으로부터 채용되어야 한다. 도 5 를 참조하면, 메카니즘 하우징 또는 배기부의 베이스 (32) 는 레지스터 스택에 지지부 및 차폐를 제공하도록 구성된다. 이는 BIL 테스트 경우에 대해 단부 차폐부에서 유전 응력을 급격히 감소시키는 탱크 (도면에 도시 생략) 와 단부 차폐부 (33) 사이에 물리적 클리어런스에서의 부가적인 현저한 증가를 발생시킨다. 새로운 메카니즘 하우징 내측에 배기부 부피는 또한 증가하여 아크의 보다 양호한 냉각을 발생시킨다. 메카니즘 하우징은 메카니즘 하우징의 베이스에 제공된 볼트들을 통해 이동하는 접촉 지지부에 연결된다. 이는 메카니즘 하우징의 상단 부분에서 유전 응력을 감소시키는 데 유리하다.

분할된 차폐부 (35) 는 메카니즘 하우징의 차폐를 제공할 뿐만 아니라 레지스터 스위치 하부-조립체에 완전한 브레이커 하부-조립체의 용이한 조립을 제공한다. 또한, 메카니즘 하우징 차폐부 (36) 의 구성은 배기 가스 유동을 위한 충분한 경로를 제공한다.

작동 시에, 차단기는 차단기 작동 조건에 따라 작동한다. 서킷 브레이커를 작동하는 방법은 잘못된 전류에 대한 반응으로서 수동 차단 및 자동 차단과 같은 다양한 차단기 작동 조건들을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 방법은 차단기의 차단기 로드가 차단기 작동 조건의 발생에 반응하여 제 1 축선 (25) 을 따라 슬라이더 (143) 를 구동시키는 것을 포함한다. 방법은 슬라이더 (143) 에 의해 제 2 축선 (26) 을 따라 차단기 아크 접촉부 (141) 를 이동시키는 것을 추가로 포함한다. 추가로, 차단기 아크 접촉부 (141) 의 이동 방향은 슬라이더 (143) 의 이동 방향과 반대이다. 추가로, 방법은 이동하는 슬라이더 (143) 의 이동에 반응하여 레버 및 링크 배열체를 이동시키는 것을 포함한다. 뿐만 아니라, 방법은 폐쇄 레지스터 (12) 를 전기적으로 연결하고 연결 해제하는 것 중 하나를 위해 고정 접촉부 (145) 와 가동 접촉부 (144) 를 맞물리게 하는 슬라이더 (143) 의 이동에 반응하여 스위치 (11) 의 가동 접촉부 (144) 를 비례적으로 이동시키는 것을 포함한다.

Claims (10)

1. 차단기 구동형 (driven) 레지스터 스위치 조립체로서,
   차단기 (14),
   슬라이더 (143) 로서, 차단기 로드 (rod) 가 제 1 축선 (25) 을 따라 실질적으로 원통형 부재 (146) 에 걸쳐 상기 슬라이더를 구동하기 위해 배열되도록 상기 차단기에 연결되고, 상기 슬라이더는 상기 실질적으로 원통형 부재에 걸쳐 슬라이딩할 수 있도록 실질적으로 중공의 실린더의 형상인, 상기 슬라이더 (143),
   적어도 하나의 레버 (19) 및 상기 적어도 하나의 레버의 부분 (21) 에 부착되는 적어도 하나의 링크 (20) 를 포함하는 레버 및 링크 배열체로서, 상기 적어도 하나의 레버는 상기 슬라이더의 이동부와 기계적으로 커플링되고 상기 적어도 하나의 링크는 상기 적어도 하나의 레버의 이동부와 기계적으로 커플링되고,
   상기 적어도 하나의 레버는 롤러들의 쌍 (22, 22’) 을 사용하여 상기 슬라이더와 기계적으로 커플링되고,
   상기 롤러들의 쌍은 상기 슬라이더 주위로 대칭적으로 배열되어 상기 제 1 축선을 따른 상기 슬라이더의 병진 운동 모션은 상기 롤러들의 쌍이 상기 적어도 하나의 레버와 접촉하게 하고 상기 적어도 하나의 레버를 이동하게 하는, 상기 레버 및 링크 배열체,
   폐쇄 레지스터 (12), 및
   스위치 (11) 를 포함하고,
   상기 스위치는,
   가동 접촉부 (144) 로서, 상기 가동 접촉부가 상기 슬라이더의 이동에 반응하여 비례적으로 이동하기 위해 배열되도록 상기 적어도 하나의 링크의 단부에 연결되는, 상기 가동 접촉부 (144), 및
   상기 폐쇄 레지스터를 전기적으로 연결하고 연결 해제하는 것 중 하나를 위해 상기 가동 접촉부와 맞물리도록 배열되는 고정 접촉부 (145) 를 포함하는, 차단기 구동형 레지스터 스위치 조립체.
2. 제 1 항에 있어서,
   슬라이더는 적어도 하나의 링크 (142) 를 사용하여 차단기 아크 접촉부 (141) 와 연결되어 상기 슬라이더는 상기 제 1 축선에 평행한 제 2 축선 (26) 을 따라 상기 차단기 아크 접촉부를 구동하도록 배열되고,
   상기 차단기 아크 접촉부의 이동 방향은 상기 슬라이더의 이동 방향과 반대인, 차단기 구동형 레지스터 스위치 조립체.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 레버는 일단부 (23) 에서 피봇되는, 차단기 구동형 레지스터 스위치 조립체.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 레버 및 링크 배열체는 두개의 동일한 레버 아암들을 포함하고,
   상기 두개의 동일한 레버 아암들의 각각은 레버 (19, 19’) 및 링크 (20, 20’) 를 포함하는, 차단기 구동형 레지스터 스위치 조립체.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 가동 접촉부는 스프링 (24) 을 사용하여 가이드 튜브 (147) 와 연결되어서 상기 스프링은 상기 폐쇄 레지스터를 전기적으로 연결 해제하는 데 지원하는, 차단기 구동형 레지스터 스위치 조립체.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 가동 접촉부는 아크 핀 (15) 을 포함하고 상기 차단기의 이동 : 상기 가동 접촉부의 이동의 비가 1 : 1.36 으로 되도록 연결되는, 차단기 구동형 레지스터 스위치 조립체.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 폐쇄 레지스터는 두개의 인접한 레지스터 스택들을 포함하고,
   상기 두개의 레지스터 스택들의 레지스터들은 전기적으로 직렬로 연결되는, 차단기 구동형 레지스터 스위치 조립체.
9. 제 8 항에 있어서,
   적어도 두개의 전기적 차폐부들을 추가로 포함하고,
   상기 두개의 전기적 차폐부들의 각각은 상기 폐쇄 레지스터의 상응하는 단부를 차폐하도록 배열되는, 차단기 구동형 레지스터 스위치 조립체.
10. 차단기 구동형 레지스터 스위치 조립체를 작동하는 방법으로서,
    차단기 작동 조건의 발생 시에 차단기 (14) 의 차단기 로드가 제 1 축선 (25) 을 따라 상기 차단기 로드와 연결된 슬라이더 (143) 를 구동하게 하는 단계로서, 상기 슬라이더는 실질적으로 원통형 부재에 걸쳐 슬라이딩할 수 있도록 실질적으로 중공의 실린더의 형상인, 상기 구동하게 하는 단계;
    상기 제 1 축선에 평행한 제 2 축선 (26) 에서 상기 슬라이더와 연결된 차단기 아크 접촉부 (141) 를 구동시키는 단계;
    상기 슬라이더의 이동부와 기계적으로 커플링된 레버 및 링크 배열체의 적어도 하나의 레버 (19) 를 구동시키는 단계로서,
    상기 적어도 하나의 레버는 롤러들의 쌍 (22, 22’) 을 사용하여 상기 슬라이더와 기계적으로 커플링되고,
    상기 롤러들의 쌍은 상기 슬라이더 주위로 대칭적으로 배열되어 상기 제 1 축선을 따른 상기 슬라이더의 병진 운동 모션은 상기 롤러들의 쌍이 상기 적어도 하나의 레버와 접촉하게 하고 상기 적어도 하나의 레버를 이동하게 하고,
    상기 적어도 하나의 링크는 상기 적어도 하나의 레버의 부분 (21) 에 부착되는, 상기 슬라이더의 이동부와 기계적으로 커플링된 레버 및 링크 배열체의 적어도 하나의 레버 (19) 를 구동시키는 단계; 및
    상기 링크 및 레버 배열체의 단부에 연결된 가동 접촉부 (144) 를 비례적으로 이동시켜서 폐쇄 레지스터를 전기적으로 연결하고 연결 해제하는 것 중 하나를 위해 고정 접촉부 (145) 와 상기 가동 접촉부를 맞물리게 하는 단계를 포함하고,
    상기 가동 접촉부 및 상기 고정 접촉부는 상기 차단기 구동형 레지스터 스위치 조립체의 스위치의 컴포넌트들인, 차단기 구동형 레지스터 스위치 조립체를 작동하는 방법.

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