KR102007779B1 - 접지스위치를 갖는 개폐장치 - Google Patents

접지스위치를 갖는 개폐장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 개폐장치는, 캐비닛 내부에 배치된 고정전극; 고정전극에 대응하여 구비되고, 고정전극과 접촉되는 제1위치와 분리되는 제2위치의 사이에서 회동하는 가동전극; 캐비닛의 외부에 배치되고, 캐비닛에 상하로 길게 형성된 가이드홀을 따라 상하로 안내되는 페달; 페달에 대해 회전 가능하게 연결된 커넥팅 로드; 및 커넥팅 로드에 연결되어 커넥팅 로드와 함께 회전하여 제1위치에 위치한 가동 전극을 타격하는 해머를 포함할 수 있다.

Description

접지스위치를 갖는 개폐장치{SWITCHGEAR HAVING EARTH SWITCH}
본 발명은 개폐장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 접지스위치를 갖는 개폐장치에 관한 것이다.
산업의 발달로 인한 전력수요의 급증에 따라 전력 계통도 대용량, 초고압화 되어가고 있으며, 이에 따른 전력설비의 안정화와 신뢰도는 매우 중요한 사항이다.
전력수요의 급증에 따른 초고압 변전설비는 용지확보의 곤란, 유지보수 비용의 과다, 안정성 확보 등의 이유로 변전설비의 추세가 주회로 계통은 밀폐, 은폐화 되고 제어계통은 전자화로 급속도로 변화하고 있으며, 기존의 공기 또는 유류 절연형 변전설비에서 가스 절연형 변전설비로 변화되어 가고 있다.
일반적으로 개폐장치(스위치기어, Switchgear)는 송전라인 또는 배전라인 등에 구비되어, 정상적인 상태에 의한 개폐뿐만 아니라 지락, 단락 등과 같은 이상 상태에서 선로를 개방하여 전력계통을 안정하게 보호하는 기기이다.
개폐장치는 절연 매체에 따라 공기절연개폐장치(Air Insulated Switchgear; AIS), 고체절연개폐장치(Solid Insulated Switchgear; SIS) 및 가스절연개폐장치(Gas Insulated Switchgear; GIS) 등으로 구분할 수 있다.
개폐장치(Swichgear)는 전기계통의 전원측과 부하측간의 회로 사이에 설치되어 정상적인 전류상태에서 인위적으로 회로를 개폐할 때 또는 회로상에 지락이나 단락 등 이상전류가 발생하였을 때 전류를 안전하게 차단하여 전력계통 및 부하기기를 보호하는 전기기기이다.
이러한 개폐장치는 일반적으로 고압전원으로부터 수전하는 부싱(Bushing Unit), 모선(Main Bus), 회로차단기(Gas Circuit Breaker), 단로기(Disconnector Switch), 접지스위치(Earthing Switch), 변류기(Current Transformer), 가동부, 제어부 등으로 구성되어 있다.
여기서, 접지스위치(ES, 접지개폐기)는 차단기 양단에 설치되어 보수 점검 시 수동으로 주회로를 접지하는 역할을 하며 기기 보수나 점검시 도체들에 잔류되어 있는 전류를 제거하는 역할을 하는 기기이다.
도 1은 종래기술에 따른 개폐장치의 접지 스위치가 분리된 상태를 도시한 도면이고, 도 2는 종래기술에 따른 개폐장치의 접지 스위치가 투입된 상태의 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 개폐장치의 캐비닛(1) 내부에는 접지 스위치가 배치될 수 있다. 접지 스위치는 접지스위치 메커니즘(미도시)에 연결되어 상하로 이동하는 링크(2)와, 링크(2)의 움직임에 따라 좌우 운동하는 수평 커넥팅 로드(4)와, 수평 커넥팅 로드(4)의 움직임에 따라 상하 운동하는 수직 커넥팅 로드(6)와, 수직 커넥팅 로드(6)의 움직임에 따라 회전운동하는 가동자(12)와, 가동자(12)와 함께 회전하는 가동 전극(9)과, 계통과 연결되어 가동전극(9)이 접촉 또는 분리되는 고정전극(8)을 포함할 수 있다.
링크(2)의 동력은 제1기어박스(3)에 의해 수평 커넥팅 로드(4)로 전달될 수 있고, 수평 커넥팅 로드(4)의 동력은 제2기어박스(5)에 의해 수직 커넥팅 로드(6)로 전달될 수 있다.
가동 전극(9)은 회전축(11)을 중심으로 가동자(12)와 함께 회전할 수 있고, 회전 운동에 의해 고정 전극(8)과 접촉되거나 분리될 수 있다. 회전축(11)은 서포터(10)에 구비될 수 있으며, 상기 서포터(10)에는 가동자(12)의 회전을 가이드하는 가이드 홀(10A)이 형성될 수 있다.
그러나, 종래와 같은 개폐장치의 경우, 고정전극(8)과 가동전극(9)이 접촉된 상태에서 사고전류에 해당하는 큰 전류가 통전되거나, 활선 상태의 계통에 연결된 고정전극(8)과 가동전극(9)가 접촉될 경우, 고정전극(8)과 가동전극(9) 사이에 약간의 융착이 발생할 수 있는 문제점이 있다. 상기 융착을 극복하고 고정전극(8)과 가동전극(9)를 분리시키기 위해서는 매우 큰 개방력을 가진 메커니즘이 필요하게 되고, 이는 제조비용 상승 및 접지 스위치의 수명 단축을 야기시킬 수 있다.
KR 20-2010-0011682 U (2010.12.01 공개) KR 20-0437070 U (2007.10.25 등록)
본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는, 가동전극에 일정한 충격력을 가해져 가동전극과 고정전극의 융착이 분리되고 접지 스위치가 용이하게 개방되는 개폐장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 개폐장치는, 캐비닛 내부에 배치된 고정전극; 상기 고정전극에 대응하여 구비되고, 상기 고정전극과 접촉되는 제1위치와 분리되는 제2위치의 사이에서 회동하는 가동전극; 상기 캐비닛의 외부에 배치되고, 상기 캐비닛에 상하로 길게 형성된 가이드홀을 따라 상하로 안내되는 페달; 상기 페달에 대해 회전 가능하게 연결된 커넥팅 로드; 및 상기 커넥팅 로드에 연결되어 상기 커넥팅 로드와 함께 회전하여 상기 제1위치에 위치한 가동 전극을 타격하는 해머를 포함할 수 있다.
상기 제1위치에 위치한 가동 전극은 상기 해머의 회전 반경 이내에 위치하고, 상기 제2위치에 위치한 가동 전극은 상기 해머의 회전 반경 외부에 위치할 수 있다.
상기 해머는, 상기 커넥팅 로드와 소정의 각도를 유지하며 회전하는 바디부; 및 상기 바디부의 단부에 구비되어 상기 가동 전극을 타격하는 헤드부를 포함할 수 있다.
상기 커넥팅 로드와 상기 바디부는 동일한 회전축을 중심으로 회전할 수 있다.
상기 커넥팅 로드와 상기 바디부 사이의 각도는 예각일 수 있다.
상기 커넥팅 로드 및 해머 중 적어도 하나에 연결되고, 상기 해머가 상기 제1위치에 위치한 가동전극에서 멀어지는 방향으로 탄성력을 작용하는 탄성부재를 더 포함할 수 있다.
상기 가동전극은 상기 고정전극의 하측에서 접촉되고, 상기 해머는 상기 가동전극을 상측에서 타격할 수 있다.
상기 해머의 회전축은 상기 가동 전극의 회전축의 상측에 위치할 수 있다.
상기 커넥팅 로드에는 상기 커넥팅 로드의 길이 방향으로 길게 형성된 연결홀이 형성되고, 상기 페달에는 상기 가이드홀을 통해 상기 연결홀에 삽입되는 연결부가 구비될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 해머가 가동전극을 타격함으로써 가동전극과 고정전극 사이의 융착이 분리될 수 있다. 이로써, 접지스위치의 개방 동작이 용이하게 이뤄질 수 있는 효과가 있다.
또한, 작업자는 페달을 밟는 것만으로 용이하게 해머를 작동시킬 수 있다.
1은 종래기술에 따른 개폐장치의 접지 스위치가 분리된 상태를 도시한 도면이다.
도 2는 종래기술에 따른 개폐장치의 접지 스위치가 투입된 상태의 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 개폐장치의 정면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 개폐장치의 페달에 외력을 가한 경우의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 개폐장치의 고정전극과 가동 전극 사이에 융착이 발생한 상태의 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 해머가 가동전극을 타격하는 상태의 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 고정전극과 가동 전극이 분리된 상태의 도면이다.
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 발명에 따른 접지스위치를 갖는 개폐장치(이하, "개폐장치")는, 공기절연 개폐장치(AIS)임이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니며 가스절연 개폐장치(GIS)인 것도 가능함은 물론이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 개폐장치는, 캐비닛(100) 내부에 배치된 고정전극(105); 상기 고정전극(105)에 대응하여 구비되고, 상기 고정전극(105)과 접촉되는 제1위치와 분리되는 제2위치의 사이에서 회동하는 가동전극(106); 상기 캐비닛(100)의 외부에 배치되고, 상기 캐비닛(100)에 상하로 길게 형성된 가이드홀(103)을 따라 상하로 안내되는 페달(102); 상기 페달(102)에 대해 회전 가능하게 연결된 커넥팅 로드(104); 및 상기 커넥팅 로드(104)에 연결되어 상기 커넥팅 로드(104)와 함께 회전하여 상기 제1위치에 위치한 가동 전극(106)을 타격하는 해머(109)를 포함할 수 있다. 이하, 좀 더 자세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 개폐장치의 정면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 개폐장치의 페달에 외력을 가한 경우의 정면도이다.
캐비닛(100)은 개폐장치의 외형을 형성할 수 있다. 캐비닛(100)은 단일의 부재로 형성될 수 있으나, 서로 체결된 복수개의 부재로 형성됨이 바람직하다.
캐비닛(100)의 전면에는 프론트 도어(101)가 구비될 수 있다. 프론트 도어(101)는 개폐가능하게 구비되어 작업자는 프론트 도어(101)를 열고 캐비닛(100)의 내부로 접근할 수 있다.
프론트 도어(101)에는 가이드홀(103)이 형성될 수 있다. 가이드홀(103)은 상하로 길게 형성된 장공 형태로 형성될 수 있다. 가이드홀(103)은 페달(102)을 상하로 안내할 수 있다.
페달(102)은 캐비닛(100)의 외부에 배치될 수 있다. 좀 더 상세히, 페달(102)는 프론트 도어(101)의 전방에 배치될 수 있다. 페달(102)은 가이드홀(103)을 따라 상하로 안내될 수 있다.
페달(102)은 평상시 도 3에 도시된 바와 같이 가이드홀(103)의 상단에 위치할 수 있다.
반면, 사용자가 발로 페달(102), 좀 더 상세히는 페달(102)의 누름부(102A)를 밟아 외력을 가하면 페달(102)은 도 4와 같이 가이드홀(103)의 하단까지 내려올 수 있다. 사용자가 외력을 제거하면 페달(102)는 다시 가이드홀(102)의 상단으로 이동할 수 있다.
페달(102)이 캐비닛(100)의 외부에 위치하므로, 사용자는 프론트도어(101)를 개방하지 않고 후술할 해머(109, 도 5 참조)를 작동시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 개폐장치의 고정전극과 가동 전극 사이에 융착이 발생한 상태의 도면이고, 도 6은 도 5에 도시된 해머가 가동전극을 타격하는 상태의 도면이고, 도 7은 도 6에 도시된 고정전극과 가동 전극이 분리된 상태의 도면이다.
고정전극(105)는 캐비닛(100)의 내부에 위치할 수 있다. 예를 들어, 고정전극(105)는 케이블실에 위치할 수 있다.
가동전극(106)은 고정전극(105)에 대응하여 구비될 수 있다. 가동전극(106)은 회동 가능하게 구비되어, 고정전극(105)과 접촉되거나 분리될 수 있다.
가동전극(106)은 고정전극(105)의 하측에서 접촉 및 분리될 수 있다.
가동전극(106)이 고정 전극(105)과 접촉되는 위치를 제1위치라 명명하고, 고정 전극(105)과 분리되는 위치를 제2위치라 명명할 수 있다. 가동전극(106)은 상기 제1위치와 제2위치의 사이에서 회동할 수 있다. 가동전극(106)이 제1위치에 위치하여 고정 전극(105)에 접촉되면 접지 스위치가 투입되고, 가동전극(106)이 제2위치에 위치하여 고정 전극(105)과 분리되면 접지 스위치가 개방될 수 있다.
가동전극(106)은 제1서포터(112)에 회전 가능하게 구비되며, 회전축(113)을 중심으로 회전할 수 있다. 가동전극(106)은 접지 스위치 메커니즘(미도시)에 의해 회동할 수 있으며, 이는 주지의 기술이므로 자세한 설명은 생략한다.
한편, 커넥팅 로드(104)는 앞서 설명한 페달(102)과 회전 가능하게 연결될 수 있다.
좀 더 상세히, 커넥팅 로드(104)에는 커넥팅 로드(104)의 길이 방향으로 길게 형성된 연결홀(104A)이 형성될 수 있고, 페달(102)의 배면에는 후방으로 돌출된 연결부(미도시)가 구비될 수 있다. 상기 연결부는 프론트 도어(101, 도 3 참조)에 형성된 가이드홀(103, 도 3 참조)을 통과하여 커넥팅 로드(104)에 형성된 연결홀(104A)에 삽입될 수 있다.
페달(102)이 상하로 운동하면, 커넥팅 로드(104)는 회전축(107)을 중심으로 회전할 수 있다.
페달(102)이 가이드홀(103)의 상단에 위치하거나 하단에 위치하는 경우, 상기 연결부는 연결홀(104A)의 양단 중 회전축(107)과 더 먼 쪽의 일단에 접할 수 있다. 페달(102)이 가이드홀(103)의 상단과 하단 사이에서 이동하는 과정에서, 상기 연결부는 연결홀(104A) 내부에서 회전축(107)에 가까워지는 방향으로 이동할 수 있다.
해머(109)는 커넥팅 로드(104)에 연결되어 커넥팅 로드(104)와 함께 회전할 수 있다. 해머(109)는 제1위치에 위치한 가동 전극(106)을 타격할 수 있다. 즉, 해머(109)는 고정 전극(105)과 접촉 상태의 가동 전극(106)을 타격할 수 있다.
커넥팅 로드(104)의 회전축(107)은 해머(109)의 회전축(107)과 동일할 수 있다. 커넥팅 로드(104)와 해머(109)는 제2서포터(108)에 회전 가능하게 구비될 수 있다. 커넥팅 로드(104)는 제2서포터(108)의 전방에 위치하여 회전할 수 있고, 해머(109)는 제2서포터(108)의 후방에 위치하여 회전할 수 있다.
캐비닛의 저면에서 제1서포터(112)까지의 높이는, 캐비닛의 저면에서 제2서포터(108)까지의 높이보다 낮을 수 있다. 이러한 구성에 의해, 해머(109)가 가동 전극(106)을 상측에서부터 타격하는 것이 용이해질 수 있다.
상기 제1위치에 위치한 가동 전극(106)은 해머(109)의 회전 반경 이내에 위치하고, 상기 제2위치에 위치한 가동 전극(106)은 해머(109)의 회전 반경 외부에 위치할 수 있다. 즉, 해머(109)는 회전하며 고정 전극(105)과 접촉 상태의 가동 전극(106)을 타격할 수 있으나, 고정 전극(105)와 분리된 상태의 가동 전극(106)을 타격하지 못할 수 있다. 이로써, 고정 전극(105)과 가동 전극(106)이 분리된 상태에서 페달(102)을 밟더라도 해머(109)가 가동 전극(106)을 타격하지 않으므로 작업자의 실수로 인한 오작동 내지는 부품의 파손을 방지할 수 있다.
해머(109)는, 커넥팅 로드(104)와 소정의 각도를 유지하며 회전하는 바디부(110)와, 상기 바디부(110)의 단부에 구비되어 가동 전극(106)을 타격하는 헤드부(111)를 포함할 수 있다.
바디부(110)와 커넥팅 로드(104)는 동일한 회전축(107)을 중심으로 회전하여, 커넥팅 로드(104)와 바디부(110) 사이의 각도는 예각을 유지할 수 있다. 이로써, 커넥팅 로드(104)의 회전력이 바디부(110)로 직접적으로 전달될 수 있다.
헤드부(111)는 바디부(110)의 단부에 위치할 수 있고, 가동 전극(106)을 타격하도록 구성될 수 있다.
해머(109)의 회전축(107)은 가동 전극(106)의 회전축(113)보다 상측에 위치할 수 있다. 이로써, 해머(109)는 가동 전극(106)을 상측에서 타격할 수 있고, 해머(109)의 회전력 및 자중에 의해, 가동 전극(106)에 전달되는 충격력이 보다 강해져 가동 전극(105)과 고정 전극(106) 사이의 융착이 손쉽게 해제될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 개폐장치는 커넥팅 로드(104) 및 해머(109) 중 적어도 하나에 연결된 탄성부재(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 탄성부재는 해머(109)가 고정전극(105)와 접촉된 상태의 가동전극(106)에서 멀어지는 방향으로 탄성력을 작용할 수 있다. 이로써, 작업자가 페달(102)에 가하는 외력을 제거하면 상기 탄성부재의 탄성력에 의해 해머(109) 및 커텍팅 로드(104)가 가동전극(106)과 멀어지는 방향으로 회전하고, 페달(102)은 상측으로 이동할 수 있다.
일례로, 해머(109)의 바디부(110)에는 캐비닛(100)의 내측면과 연결된 코일 스프링(미도시)이 구비될 수 있다. 상기 코일 스프링은 해머(109)가 가동 전극(106)쪽으로 회전하면 늘어나게 되고, 줄어드는 방향으로 탄성력을 작용할 수 있다.
다른 예로, 해머(109) 및 커넥팅 로드(104)의 회전축(107)에는 토션스프링(미도시)이 구비될 수 있다. 상기 토션스프링은 해머(109)가 가동 전극(106)쪽으로 회전하면 회전 반대 방향으로 탄성력을 작용하도록 구성될 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 개폐장치의 작용에 대해 설명한다.
도 5와 같이 접지 스위치가 투입되어 고정 전극(105)과 가동 전극(106)이 접촉된 상태에서 고정 전극(105)과 가동 전극(106)간의 융착이 발생할 수 있다. 이때, 작업자가 페달(102)을 밟으면, 페달(102)은 프론트 도어(101)에 형성된 가이드홀(103)을 따라 하측으로 이동할 수 있다. 도 6과 같이, 페달(102)의 동력은 커넥팅 로드(104)로 전달되어 커텍팅 로드(104) 및 해머(109)가 함께 하측으로 회전할 수 있고, 해머(109)는 가동전극(106)의 상측을 타격하여 고정 전극(105)과 가동 전극(106) 사이의 융착을 해제시킬 수 있다.
도 7과 같이, 사용자가 페달(102)에 가하는 외력을 제거하면 탄성부재(미도시)에 의해 페달(102)은 상측으로 이동하고 커넥팅 로드(104) 및 해머(109)는 상측으로 회전할 수 있다. 또한, 접지스위치 메커니즘(미도시)에 의해 가동전극(106)이 고정전극(105)에서 분리되도록 하측으로 회전하여 접지 스위치가 개방될 수 있다.
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 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 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.
100: 캐비닛 101: 프론트도어
102: 페달 103: 가이드홀
104: 커넥팅 로드 105: 고정전극
106: 가동전극 107: 회전축
109: 해머 110: 바디부
111: 헤드부

Claims (9)

  1. 캐비닛 내부에 배치된 고정전극;
    상기 고정전극에 대응하여 구비되고, 상기 고정전극과 접촉되는 제1위치와 분리되는 제2위치의 사이에서 회동하는 가동전극;
    상기 캐비닛의 외부에 배치되고, 상기 캐비닛에 상하로 길게 형성된 가이드홀을 따라 상하로 안내되는 페달;
    상기 페달에 대해 회전 가능하게 연결된 커넥팅 로드;
    상기 커넥팅 로드에 연결되어 상기 커넥팅 로드와 함께 회전하여 상기 제1위치에 위치한 가동 전극을 타격하는 해머; 및
    상기 커넥팅 로드 및 해머 중 적어도 하나에 연결되고, 상기 해머가 상기 제1위치에 위치한 가동전극에서 멀어지는 방향으로 탄성력을 작용하는 탄성부재를 포함하는 개폐장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1위치에 위치한 가동 전극은 상기 해머의 회전 반경 이내에 위치하고, 상기 제2위치에 위치한 가동 전극은 상기 해머의 회전 반경 외부에 위치한 개폐장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 해머는,
    상기 커넥팅 로드와 소정의 각도를 유지하며 회전하는 바디부; 및
    상기 바디부의 단부에 구비되어 상기 가동 전극을 타격하는 헤드부를 포함하는 개폐장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 커넥팅 로드와 상기 바디부는 동일한 회전축을 중심으로 회전하는 개폐장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 커넥팅 로드와 상기 바디부 사이의 각도는 예각인 개폐장치.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 가동전극은 상기 고정전극의 하측에서 접촉되고,
    상기 해머는 상기 가동전극을 상측에서 타격하는 개폐장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 해머의 회전축은 상기 가동 전극의 회전축의 상측에 위치한 개폐장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 커넥팅 로드에는 상기 커넥팅 로드의 길이 방향으로 길게 형성된 연결홀이 형성되고,
    상기 페달에는 상기 가이드홀을 통해 상기 연결홀에 삽입되는 연결부가 구비된 개폐장치.
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