KR102190066B1

KR102190066B1 - 바이패스 스위치

Info

Publication number: KR102190066B1
Application number: KR1020190061405A
Authority: KR
Inventors: 이경호
Original assignee: 엘에스일렉트릭(주)
Priority date: 2019-05-24
Filing date: 2019-05-24
Publication date: 2020-12-11
Also published as: KR20200135034A

Abstract

본 발명은 바이패스 스위치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초고압 직류 송전의 서브모듈에 사용되는 바이패스 스위치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 바이패스 스위치는 내부에 중공부가 형성되는 케이스; 상기 케이스의 전단에 결합되는 제1 버스바; 상기 케이스의 후단에 결합되는 제2 버스바; 상기 중공부에 설치되고, 상기 제1 버스바에 접속되는 고정 접점; 상기 중공부에 설치되고, 상기 제2 버스바에 접속되어 상기 고정 접점에 접촉 또는 분리되는 가동 접점; 상기 제2 버스바에 설치되고, 상기 가동 접점에 결합되고, 후방으로 개방되는 홈 형태의 작동부가 형성되는 가동부 연장 로드; 상기 가동부 연장 로드의 배후부에 설치되고, 상기 가동부 연장 로드를 움직이는 동력을 제공하는 액추에이터; 및 상기 작동부에 설치되고, 상기 가동 접점에 접압력을 제공하는 접압 스프링;를 포함하여 구성된다.

Description

바이패스 스위치 {Bypass Switch}

본 발명은 바이패스 스위치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초고압 직류 송전의 서브모듈에 사용되는 바이패스 스위치에 관한 것이다.

일반적으로 고압 직류 송전(High Voltage Direct Current, HVDC)은 발전소에서 생산되는 교류 전력을 송전소에서 직류 전력으로 변환시켜서 송전한 후 수전소에서 교류로 재변환시켜 전력을 공급하는 송전 설비이다. 직류 송전 방식을 적용하면 교류 송전보다 송전 손실이 크게 감소하는 이점이 있다.

고압 직류 송전 시스템에는 전기를 교류에서 직류로 전환하거나 또는 직류에서 교류로 전환하기 위해서 컨버터가 필요하며, 이러한 컨버터들은 복수 개의 서브 모듈로 구성된다.

한편, 이러한 복수의 서브 모듈 중에서 일부에 고장이 발생하는 경우 정상적인 송전을 위해 고장난 서브 모듈을 송전 계통으로부터 배제하기 위한 구성 또는 장치가 필요하다.

이러한 용도로 사용되는 장치 중의 하나가 바로 바이패스 스위치이다. 바이패스 스위치는 고압 직류 송전(High Voltage Direct Current, HVDC)에 사용되는 컨버터(Converter)에 구비되거나, 정지형 동기 보상기(STATCOM/Static Synchronous Compensator) 또는 무효전력 보상장치(Static Var Compensator,SVC) 등에 구비되어, 일부 부품의 고장시 고속으로 단락되도록 하는 고속 단락 바이패스 스위치로 사용된다.

즉, 바이패스 스위치는 복수의 서브 모듈의 조합으로 이루어진 컨버터에 구비되어, 어느 서브 모듈의 고장 등 이상이 감지되면 고장이 발생한 서브 모듈을 단락시켜 인접한 다른 서브 모듈에 고장에 의한 영향이 전파되는 것을 방지하는 장치이다. (초고압 직류 송전에서 서브 모듈 및 바이패스 스위치에 대한 작용 개요는 본 출원인에 의해 출원된 대한민국 등록특허 제10-1613812호 "초고압 직류 송전의 바이패스 스위치"를 참조할 수 있다.)

도 1 및 도 2에 종래기술에 따른 바이패스 스위치의 구성 및 작용도가 나타나 있다. 도 1은 개방 상태(open state)를 나타내고, 도 2는 닫힌 상태(closed state)를 나타낸다. (도 1, 도 2는 본 출원인이 출원한 대한민국 출원 제10-2016-0018051호 "바이패스 스위치"를 도시한 것이다.)

바이패스 스위치는 이격 설치되는 제1 버스바(6)와 제2 버스바(7), 상기 제1 버스바(6)와 제2 버스바(7) 사이에 구비되는 케이스(1)로 외형이 구성된다. 케이스(1) 내에는 제1 버스바(6)에 연결되는 고정 접점(fixed contact)(22)과 제2 버스바(7)에 연결되어 상기 고정 접점(22)에 접촉 또는 분리되는 가동 접점(moving contact)(21)이 설치된다. 여기서, 고정 접점(22)과 가동 접점(21)은 진공 인터럽터(2)의 구성 부품이다.

상기 가동 접점(21)에 작용하는 구동원으로서 액추에이터(인플레이터)(52)가 구비된다. 액추에이터(52)는 전기 신호에 의해 폭발하면서 가동 접점(21)을 움직이는 동력을 제공한다. 액추에이터(52)는 핀(33), 래치 플레이트(32) 및 가동부 연장 로드(31)를 거쳐 가동 접점(21)에 연결된다.

전술한 바와 같이, 고속 바이패스 스위치는 다수의 서브 모듈의 직렬조합으로 이뤄진 고압 직류 송전 시스템에서 서브 모듈의 내부 고장 등 이상이 감지되면 시스템의 지속적인 정상 동작을 위해 신속하게 고장난 서브 모듈을 분리시켜 인접한 타 서브 모듈로의 고장 전파를 방지하여 시스템을 유지하고 보호하는데 그 목적이 있다. 이러한 고속 바이패스 스위치는 정상 상태에서 개방 상태를 유지하고 있다가 서브 모듈 사고 시 신속히 투입(폐쇄)되어 해당 서브 모듈에 대한 우회로를 제공한다.

고속 바이패스 스위치에 있어서, 개방 상태의 유지는 영구자석(4)의 자기력에 의해 이루어진다. 액추에이터(52)에 인접하여 설치되는 영구자석(4)의 자기력에 의하여 래치 플레이트(32)가 영구자석(4)에 흡인되어 가동접점(21)은 고정접점(22)과 분리된 개방 상태를 유지하게 된다. 래치 플레이트(32)는 가동부 연장 로드(31)를 거쳐 가동접점(21)에 결합되어 있으므로, 래치 플레이트(32)가 영구자석(4)에 흡인되면 가동접점(21)도 이동하여 고정접점(22)으로부터 분리된다.

서브 모듈이 고장나는 경우, 액추에이터(52)는 외부의 점호 신호(전기 신호)를 받아 마이크로 가스 제너레이터가 작동하면서 고압의 가스가 방출되고, 이 고압의 가스가 엑츄에이터 내부에 장착된 피스톤(51)을 밀어냄으로써 래치 플레이트(32)를 영구자석(4)이 고정된 마그네트 홀더(41)로부터 분리시키게 된다. 이때 래치 플레이트(32)와 연결되어 있는 가동부 연장 로드(31) 및 진공인터럽터(2)의 가동접점(21)이 같이 움직이게 되며 최종적으로 진공인터럽터(2)의 가동접점(21)과 고정접점(22)이 접촉하여 전류 통전이 이뤄지게 된다. 도 2에 전류(i)의 통전 경로가 나타나 있다.

여기서, 스프링(48)은 접점부(21,22)가 닫힌 상태에서 가동접점(21)을 일정한 힘으로 밀어주는 역할을 한다. 통전 전류에 의해 발생하는 접점 반발력 및 외부의 진동 등으로 인해 진공인터럽터(2)의 접점부(21, 22)가 분리지지 않도록 접압력을 주는 역할을 한다.

그런데, 종래기술에 다른 고속 바이패스 스위치에 있어서 투입 동작의 동력원이 된는 액추에이터(52)가 고압의 전류가 흐르는 제2 버스바(7)에 인접하여 장착되어 있다. 이로 인해 액추에이터(52)거 설치된 부분 및 점호 신호를 보내주는 외부 장치에 대한 절연 설계가 추가로 필요하며, 고압의 점호 신호로 인한 노이즈 발생이 증가할 수 있다.

또한, 래치 플레이트(32)에 접압력을 제공하기 위한 스프링(48)이 래치 플레이트(32)와 마그네트 홀더(41) 사이에 삽입되어 있다. 따라서, 스프링(48)이 설치되는 공간의 제약으로 인해 충분한 접압력을 발휘하기 어렵다. 따라서, 필요한 접압력의 발휘를 위해 스프링 상수가 큰 스프링을 사용해야 한다. 스프링 상수(k)가 큰 스프링은 제작이 어려울 뿐만 아니라, 비용이 많이 발생한다. 또한, 스프링 상수가 큰 스프링을 사용하는 경우 작은 변형량(Δx)에도 접점가압력(F=k×Δx)의 변화가 크게 발생하여 바이패스 스위치의 가동접점(21)에 대한 스트로크 제어가 용이하지 않다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 그 목적은 액추에이터와 버스바 사이의 절연성능이 향상된 바이패스 스위치를 제공하는 것이다.

또 다른 목적은 가동부 연장 로드의 내부에 스프링 작동 공간을 제공하여, 스프링의 설계 또는 적용이 용이하도록 하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 바이패스 스위치는 내부에 중공부가 형성되는 케이스; 상기 케이스의 전단에 결합되는 제1 버스바; 상기 케이스의 후단에 결합되는 제2 버스바; 상기 중공부에 설치되고, 상기 제1 버스바에 접속되는 고정 접점; 상기 중공부에 설치되고, 상기 제2 버스바에 접속되어 상기 고정 접점에 접촉 또는 분리되는 가동 접점; 상기 제2 버스바에 설치되고, 상기 가동 접점에 결합되고, 후방으로 개방되는 홈 형태의 작동부가 형성되는 가동부 연장 로드; 상기 가동부 연장 로드의 배후부에 설치되고, 상기 가동부 연장 로드를 움직이는 동력을 제공하는 액추에이터; 및 상기 작동부에 설치되고, 상기 가동 접점에 접압력을 제공하는 접압 스프링;를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 제2 버스바에는 관통홀로 형성되는 컨택터 접속부가 마련되고, 상기 컨택터 접속부에 삽입되고, 관으로 형성되어 상기 가동부 연장 로드를 감싸 지지하도록 설치되는 멀티 컨택터 소켓을 더 포함한다.

또한, 상기 멀티 컨택터 소켓과 상기 가동부 연장 로드 사이에 밀착 배치되는 멀티 컨택터;를 더 포함한다.

또한, 상기 제2 버스바의 후면에 결합되고, 전면이 개방된 수용부를 갖는 절연 커버; 및 상기 절연 커버의 배후부에 결합되고, 상기 액추에이터가 설치되는 장착부가 형성되는 엔드 커버;를 더 포함한다.

또한, 상기 작동부의 전단에 구비되어 상기 접압 스프링에 의해 힘을 받는 푸시 로드를 더 포함한다.

또한, 상기 수용부의 후면에 장착되는 영구자석; 및 상기 영구자석을 지지하는 외측 홀더 및 내측 홀더;를 더 포함한다.

또한, 상기 작동부에는 내경이 확장되도록 단차 형성되는 래치 결합부가 형성되고, 상기 래치 결합부에 결합되어 상기 영구자석의 자력에 흡인되는 래치 플레이트;를 더 포함한다.

또한, 상기 래치 플레이트에는 상기 래치 결합부에 삽입 결합되는 관 형태의 로드 결합부가 돌출 형성된다.

또한, 상기 푸시 로드의 후단에 결합되고 상기 래치 플레이트에 관통 설치되어 상기 액추에이터의 힘을 받는 절연 푸시 로드;를 더 포함한다.

또한, 상기 엔드 커버에는 상기 절연 커버의 커버 관통홀에 삽입되어 상기 접압 스프링을 지지하는 중앙관부가 형성된다.

그리고, 상기 장착부에는 상기 액추에이터를 고정하는 캡이 구비된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 바이패스 스위치에 의하면 가동 접점의 투입 동작의 동력원이 되는 액추에이터와 고압의 전류가 흐르는 제2 버스바 사이에 절연커버가 적용되어 절연성이 확보된다. 즉, 전원에 연결되는 제1 버스바와 부하에 연결되는 제2 버스바로 이어지는 통전부와 액추에이터 부분이 절연 커버에 의해 구분 구성되어 절연이 이루어진다.

이로 인해 액추에이터에 연결되는 외부 점호 장치에 대한 절연 설계가 불필요해지며, 액추에이터는 접지를 기준으로 한 점호 신호(전기 신호)를 받게 되어 점호 신호에 노이즈 발생확률이 줄어들어 바이패스 스위치는 정확하고 안정적인 동작을 하게 된다.

한편, 가동부 연장 로드가 실린더 형상으로 형성되어 접압 스프링 장착 및 작동을 위한 공간이 마련된다. 따라서, 스프링 계수가 큰 특수 스프링이 필요하지 않고 상용의 스프링이 적용될 수 있다.

이에 따라, 가동 접점에 대한 접압력이 향상되고, 전체 부품의 중량은 감소한다.

더불어, 바이패스 스위치의 속도를 향상시켜 투입 시간을 감소시키게 된다.

또한, 가동접점에 대한 스크로크 제어가 용이하다.

한편, 래치 플레이트는 상기 가동부 연장 로드에 일부가 삽입되도록 설치되어 흔들림없이 안정적으로 가동된다.

도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 고압 송전 모듈용 바이패스 스위치의 작용 상태도이다. 도 1은 개방 상태, 도 2는 투입 상태를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고압 송전 모듈용 바이패스 스위치의 사시도이다.
도 4는 도 3의 분해사시도이다.
도 5는 도 4에서 절연 커버와 엔드 커버의 사시도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 고압 송전 모듈용 바이패스 스위치의 작용 상태도이다. 도 6은 개방 상태, 도 7은 투입 상태를 나타낸다.

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 것이며, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고압 송전 모듈용 바이패스 스위치의 사시도이고, 도 4는 도 3의 분해사시도이다. 도면을 참조하여 본 발명의 각 실시예에 따른 바이패스 스위치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 설명에서 케이스(120)의 길이 방향을 기준으로 제1 버스바(110)가 배치되는 방향을 전면(전방)으로 하고, 제2 버스바(140)가 배치되는 방향을 후면(후방)으로 하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 바이패스 스위치는 내부에 중공부(128)가 형성되는 케이스(120); 상기 케이스(120)의 전단에 결합되고 전원에 연결되는 제1 버스바(110); 상기 케이스(120)의 후단에 결합되고 부하에 연결되는 제2 버스바(140); 상기 중공부(128)에 설치되고, 상기 제1 버스바(110)에 접속되는 고정 접점(132); 상기 상기 중공부(128)에 설치되고, 상기 제2 버스바(140)에 접속되어 상기 고정 접점(132)에 접촉 또는 분리되는 가동 접점(134); 상기 제2 버스바(140)에 설치되고, 상기 가동 접점(134)에 결합되고, 후방으로 개방되는 홈 형태의 작동부(162)가 형성되는 가동부 연장 로드(160); 상기 가동부 연장 로드(160)의 배후부에 설치되고, 상기 가동부 연장 로드(160)를 움직이는 동력을 제공하는 액추에이터(220); 및 상기 작동부(162)에 설치되고, 상기 가동 접점(134)에 접압력을 제공하는 접압 스프링(175);를 포함하여 구성된다.

케이스(120)는 바이패스 스위치(100)의 외관을 형성한다. 케이스(120)는 원관형 부재로 형성될 수 있다. 케이스(120)는 절연 재질로 구성될 수 있다.

케이스(120)은 내부에 다른 부품이 수용될 수 있는 중공부(128)가 형성된다. 중공부(128)에는 진공 인터럽터(130)와 가동부 연장 로드(160)가 설치될 수 있다.

케이스(120)에는 외주면을 따라 복수 개의 통기홀(121)이 형성될 수 있다.

케이스(120)에는 내주면을 따라 복수 개의 고정부(123,124)가 마련될 수 있다. 고정부(123,124)는 양단부에 각각 마련된다. 상기 고정부(123,124)에는 나사홀(125)이 각각 형성될 수 있다.

제1 버스바(110)가 마련된다. 제1 버스바(110)는 평판으로 형성될 수 있다. 제1 버스바(110)는 케이스(120)의 전단에 결합된다.

제1 버스바(110)에는 케이스(120)의 고정부(123)에 대응하는 위치에 제1 결합홀(111)이 복수 개 형성된다.

제1 버스바(110)에는 고정 접점(132)을 체결하기 위한 고정 접점홀(112)이 제1 결합홀(111)의 중앙부에 형성된다.

제1 버스바(110)에는 다른 구성부품에 고정 연결하기 위한 제1 장착홀(113)이 형성된다.

제1 버스바(110)는 전원에 연결되어 전류가 흐르는 통전로가 된다.

제1 버스바(110)는 제1 체결부재(115)에 의해 케이스(120)에 결합된다. 제1 체결부재(115)는 제1 버스바(110)의 제1 결합홀(111)과 케이스(120)의 고정부(123)에 체결된다.

제2 버스바(140)가 마련된다. 제2 버스바(140)는 평판으로 형성될 수 있다. 제2 버스바(140)는 케이스(120)의 후단에 결합된다.

제2 버스바(140)에는 케이스(120)의 고정부(123)에 대응하는 위치에 제2 결합홀(141)이 복수 개 형성된다.

제2 버스바(140)에는 다른 구성부품에 고정 연결하기 위한 제2 장착홀(143)이 형성된다.

제2 버스바(140)는 부하에 연결되어 전류가 흐르는 통전로가 된다.

제2 버스바(140)에는 관통홀로 형성되는 컨택터 접속부(145)가 마련된다. 컨택터 접속부(145)에는 멀티 컨택터(155) 및 멀티 컨택터 소켓(150)이 삽입 설치된다.

진공 인터럽터(130)는 일단에 배치되는 고정 접점(132)과 타단에 배치되어 상기 고정 접점(132)에 접촉 또는 분리되는 가동 접점(134)을 포함한다.

진공 인터럽터(130)는 케이스(120)의 내부에 설치될 수 있다. 진공 인터럽터(130)는 케이스(120)의 중공부(128)에 배치되고, 케이스(120)에 의해 보호 및 지지를 받는다. 진공 인터럽터(130)는 고정 접점(132)과 가동 접점(134)이 설치된 양 단면을 제외하고 외주면이 케이스(120)와 소정의 간격을 갖도록 설치된다. 즉, 케이스(120)의 내경은 진공 인터럽터(130)의 외경보다 크게 형성된다. 이에 따라, 진공 인터럽터(130)는 케이스(120)의 통기홀(121)을 통해 들어오는 공기에 의해 냉각이 될 수 있다.

고정 접점(132)은 고정 접점 체결 부재(116)에 의해 제1 버스바(110)에 고정된다.

가동 접점(134)은 가동부 연장 로드(160)에 결합된다. 가동 접점(134)의 후단부에는 삽입홈(135)이 형성된다.

멀티 컨택터 소켓(150)이 마련된다. 멀티 컨택터 소켓(150)은 컨택터 접속부(145)에 삽입 설치된다. 멀티 컨택터 소켓(150)은 원관 형태로 형성될 수 있다. 멀티 컨택터 소켓(150)의 후단부는 직경이 크게 단차 형성되어 제2 버스바(140)의 후면에 접촉 설치되는 지지부(151)가 형성된다. 멀티 컨택터 소켓(150)은 가동부 연장 로드(160)가 삽입되는 공간을 제공하고, 가동부 연장 로드(160) 및 가동 접점(134)을 지지한다.

멀티 컨택터 소켓(150)에는 내주면에 멀티 컨택터(155)가 일부 삽입될 수 있는 컨택터 삽입홈(152)이 형성된다. 컨택터 삽입홈(152)은 링홈 형태로 형성될 수 있다.

멀티 컨택터(155)가 마련된다. 멀티 컨택터(155)는 복수 개로 구비될 수 있다. 멀티 컨택터(155)는 멀티 컨택터 소켓(150)에 삽입 설치된다. 멀티 컨택터(155)는 멀티 컨택터 소켓(150)의 컨택터 삽입홈(152)에 삽입 설치된다. 멀티 컨택터(155)는 멀티 컨택터 소켓(150)과 가동부 연장 로드(160) 사이의 통전 성능을 향상시키도록 마련된다. 또한, 멀티 컨택터(155)는 가동부 연장 로드(160)를 밀착 지지한다.

가동부 연장 로드(160)는 멀티 컨택터 소켓(150)을 관통하도록 설치되고 가동 접점(134)에 결합된다. 가동부 연장 로드(160)는 가동 접점(134)을 밀어 고정 접점(132)에 접촉되도록 한다.

가동부 연장 로드(160)의 전단에는 연장 로드 돌출부(161)가 돌출 형성되어 가동 접점(134)에 형성된 삽입홈(135)에 삽입 결합된다. 이에 따라, 가동부 연장 로드(160)와 가동 접점(134)은 일체로 움직인다.

가동부 연장 로드(160)에는 후방으로 개방되는 홈으로 형성되어 부품이 수용될 있는 작동부(162)가 형성된다. 즉, 가동부 연장 로드(160)는 실린더 형태로 형성된다. 작동부(162)에는 푸시 로드(170)와 접압 스프링(175) 및 래치 플레이트(180)가 삽입 설치된다. 작동부(162)는 접압 스프링(175) 등이 작동할 수 있는 공간을 제공한다.

작동부(162)의 전단에는 푸시로드 고정홈(163)이 형성되어 푸시 로드(170)의 결합돌기(171)가 삽입 결합된다.

작동부(162)의 후단에는 내경이 넓게 단차 형성되는 래치 결합부(164)가 형성된다. 래치 결합부(164)에는 래치 플레이트(180)가 결합된다.

푸시 로드(170)가 마련된다. 푸시 로드(170)는 액추에이터(220)에서 발생한 동력에 따라 움직여서 가동부 연장 로드(160)를 거쳐 가동 접점(134)을 움직이도록 한다.

푸시 로드(170)에는 전단부에 작동부(162)의 전면에 접촉하여 힘을 전달하는 가압판(172) 및 푸시로드 고정홈(163)에 삽입 결합되는 결합돌기(171)가 돌출 형성된다.

푸시 로드(170)의 후단부에는 절연 푸시 로드(185)가 삽입되는 결합홈(173)이 형성된다.

푸시 로드(170)는 자석 래치(190)와 이격 설치된다. 즉, 푸시 로드(170)의 후단부는 자석 래치(190)의 전단부보다 전방에 배치된다. 이에 따라, 푸시 로드(170)와 자석 래치(190)의 인력에 의한 간섭을 회피할 수 있다.

접압 스프링(175)이 마련된다. 접압 스프링(175)은 푸시 로드(170)에 압력을 작용하기 위하여 마련된다. 접압 스프링(175)이 푸시 로드(170)에 가하는 압력은 가동부 연장 로드(160)를 거쳐 가동 접점(134)을 가압하는 접압력으로 작용한다. 이 접압력에 의해 닫힌 상태에서 접점부(132,134) 발생하는 외력에 의해 접점부(132,134)가 분리되지 않게 된다.

접압 스프링(175)은 전단이 푸시 로드(170)의 가압판(172)에 접하고, 후단이 엔드 커버(210)의 중앙관부(211)에 접한다. 엔드 커버(210)는 절연 커버(200)에 고정 설치되므로, 접압 스프링(175)은 푸시 로드(170)를 가압하는 방향으로 힘이 작용한다.

래치 플레이트(180)가 마련된다. 래치 플레이트(180)는 가동부 연장 로드(160)에 고정되고 영구자석(195)에 흡인되어 가동 접점(134)을 고정 접점(132)으로부터 분리된 개방 상태로 유지하도록 한다. 래치 플레이트(180)는 자성체로 형성되는 것이 바람직하다.

래치 플레이트(180)에는 중앙부에 제1 관통홀(181)이 형성된다.

래치 플레이트(180)에는 제1 관통홀(181) 주변에 관 형태의 로드 결합부(184)가 형성된다. 로드 결합부(184)는 래치 플레이트(180)의 일면으로(전면으로) 돌출 형성된다.

래치 플레이트(180)의 로드 결합부(184)가 가동부 연장 로드(160)의 래치 결합부(164)에 삽입 결합된다.

래치 플레이트(180)의 로드 결합부(184)의 내부, 즉 제1 관통홀(181)에는 푸시 로드(170)의 후단부 일부 및 접압 스프링(175)의 후단부 일부가 삽입된다.

절연 푸시 로드(185)가 마련된다. 절연 푸시 로드(185)는 푸시 로드(170)의 결합홈(173)에 결합되어 액추에이터(220)의 폭발력에 의해 푸시 로드(170)를 이동시킨다. 절연 푸시 로드(185)는 절연 재료로 형성되어, 푸시 로드(170)와 자석 래치(190) 사이의 절연 성능을 향상시킨다.

자석 래치(190)가 마련된다. 자석 래치는 외측 홀더(191), 내측 홀더(197) 및 영구자석(195)으로 구성된다. 자석 래치는 래치 플레이트(180)를 흡인하는 역할을 한다. 외측 홀더(191)와 내측 홀더(197)는 자성체로 형성되는 것이 바람직하다.

외측 홀더(191)와 내측 홀더(197)는 절연 커버(200)의 수용부(201)의 후면에 결합된다.

외측 홀더(191)는 원형으로 형성되고, 중앙부에 사각형의 제2 관통홀(192)이 형성될 수 있다.

내측 홀더(197)는 사각형으로 형성되고, 중앙부에 원형의 제3 관통홀(198)이 형성될 수 있다.

영구자석(195)이 외측 홀더(191)와 내측 홀더(197) 사이에 고정된다. 영구자석(195)은 평판형 자석으로 구성될 수 있다. 영구자석(195)은 복수개, 예를 들면 4개가 구비될 수 있다. 영구자석(195)의 일면은 외측 홀더(191)의 제2 관통홀(192)의 일면에 접하고, 영구자석(195)의 타면은 내측 홀더(197)의 외면에 접하게 설치되어, 외측 홀더(191)와 내측 홀더(197)의 지지를 받는다.

영구자석(195)은 정상 상태에서 래치 플레이트(180)를 흡인하여 가동 접점(134)이 고정 접점(132)으로부터 분리된 개방 상태를 유지하도록 한다.

도 5에는 절연 커버와 엔드 커버의 다른 방향의 사시도가 나타나 있다. 추가로 참조하기로 한다.

버스바(110,140)를 포함하는 통전부와 액추에이터(220) 사이의 절연성을 향상시키기 위하여 절연 커버(200)가 마련된다. 절연 커버(200)는 특히 액추에이터(220)와 제2 버스바(140) 사이의 전기적 절연을 위하여 마련된다. 이에 따라, 외부 점호 장치에 대한 절연 설계가 불필요하며, 접지를 기준으로 한 점호 신호를 받게 되어 점호신호에 노이즈 발생확률이 줄어들어 바이패스 스위치의 정확하고 안정적인 동작을 하게 된다.

절연 커버(200)는 제2 버스바(140)의 후방에 배치된다. 이에 따라, 전원으로부터 제1 버스바(110)를 통해 들어온 전류가 제2 버스바(140)를 통해 부하로 흘러나가는 통전부가 액추에이터(220)로부터 구분 구성되어 통전부와 액추에이터부 사이의 절연이 충분히 확보된다.

절연 커버(200)는 전면이 개방된 원통 형태로 형성될 수 있다. 절연 커버(200)의 수용부(201)에는 가동 접점(134)을 제외한 가동부, 즉 가동부 연장 로드(160), 푸시 로드(170), 접압 스프링(175), 래치 플레이트(180), 절연 푸시 로드(185)가 수용된다.

절연 커버(200)의 전단부(202)는 직경이 확장되도록 단차 형성될 수 있다. 이는 절연 커버(200)를 제2 버스바(140)에 조립하기 용이하도록 하기 위한 것이다.

절연 커버(200)의 전단부(202)에는 제2 버스바(140)에 고정될 수 있는 고정부(203)가 형성된다. 고정부(203)에 체결되는 제2 체결부재(148)에 의해 절연 커버(200)는 제2 버스바(140)에 고정 결합된다.

절연 커버(200)의 후면(205)에는 엔드 커버(210)와 외측 홀더(191)가 고정된다. 절연 커버(200)의 후면(205)에는 중앙부에 커버 관통홀(206)이 형성된다. 절연 커버(200)의 후면(205)에는 엔드 커버(210) 및 홀더(191,197)를 고정하기 위한 고정홀(207)이 형성된다. 엔드 커버(210)와 홀더(191,197)는 제3 체결부재(218)에 의해 절연 커버(200)의 후면(205)에 고정 결합된다.

절연 커버(200)의 배후에 엔드 커버(210)가 결합된다.

엔드 커버(210)에는 중앙관부(211)가 돌출 형성된다. 중앙관부(211)는 절연 커버(200)의 커버 관통홀(206)에 삽입 설치되어 접압 스프링(175)을 지지한다. 중앙관부(211)의 전단부는 자석 래치(190)의 전단부보다 전방으로 돌출된다. 이에 따라, 푸시 로드(170) 및 접압 스프링(175)과 자석 래치(190) 사이의 자력에 의한 간섭을 회피할 수 있다.

엔드 커버(210)의 후면에는 홈 형태의 장착부(215)가 형성된다. 액추에이터(220)는 엔드 커버(210)의 배후면으로부터 장착부(215)에 설치되어 일부는 중앙관부(211)에 삽입된다.

액추에이터(220)는 폭발형 동력원이다. 액추에이터(220)는 사고 전류 발생시 외부의 점호 신호에 의해 폭발하여 절연 푸시 로드(185)를 밀어내어 가동 접점(134)을 움직이는 동력을 발생시킨다. 액추에이터(220)는 가스압에 의해 동력을 발생시키므로 인플레이터라고도 한다.

액추에이터(220)에는 피스톤(221)이 구비되어 폭발시 가스압에 의해 전방으로 이동하여 절연 푸시 로드(185)를 밀어낸다.

액추에이터(220)의 배후부에 캡(230)이 결합된다. 캡(230)은 액추에이터 장착부(215)에 삽입 결합되어 액추에이터(52)를 지지한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 바이패스 스위치의 작용을 살펴보기로 한다. 주로, 도 6 및 도 7을 참조하기로 한다. 도 6은 개방 상태, 도 7은 투입 상태를 나타낸다.

각 서브 모듈이 정상적으로 작동하는 정상 상태에서, 래치 플레이트(180)는 자석래치(190)의 자력에 의해 흡인되어 홀더(191,197)에 접촉한 상태에 놓인다. 이에 따라, 래치 플레이트(180)에 연결된 가동부 연장 로드(160) 및 가동부 연장 로드(160)에 연결된 가동 접점(134)도 후방으로 이동하여 접점부(132,134)는 개방된 상태를 유지한다.

따라서, 바이패스 스위치에는 전류가 흐르지 않는다.

어느 서브 모듈에 고장이 발생한 경우, 이러한 고장이 감지되어 외부에서 전기 신호가 입력되면 액추에이터(52)에 가스 제네레이터가 작동하여 가스압이 발생한다. 피스톤(221)이 가스압에 의해 전방으로 이동하면서 절연 푸시 로드(185)를 밀어낸다. 푸시 로드(170), 가동부 연장 로드(160), 가동 접점(134)은 이에 연동하여 래치 플레이트(180)과 영구자석(195) 사이의 인력을 이기고 전방으로 이동한다. 이에 따라, 가동 접점(134)이 고정 접점(132)에 접촉하여 통전이 일어난다.

즉, 바이패스 스위치에는 전류가 흘러 해당 서브 모듈을 배제하는 전류 우회로를 만들어준다.

한편, 접압 스프링(175)은 가동부 연장 로드(160)의 작동부(162) 내에서 신장되어 접점부(132,134)에 접압력을 제공한다.

또한, 가동접점에 대한 스크로크 제어가 용이하다.

이상에서 설명한 실시예들은 본 발명을 구현하는 실시예들로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 즉, 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.

110 제1 버스바 111 제1 결합홀
112 고정 접점홀 113 제1 장착홀
115 제1 체결부재 116 고정 접점 체결 부재
120 케이스 121 통기홀
123,124 고정부 125 나사홀
128 중공부 130 진공 인터럽터
132 고정 접점 134 가동 접점
135 삽입홈 140 제2 버스바
141 제2 결합홀 143 제2 장착홀
145 컨택터 접속부 148 제2 체결부재
150 멀티 컨택터 소켓 151 지지부
152 컨택터 삽입홈 155 멀티 컨택터
160 가동부 연장 로드 161 연장 로드 돌출부
162 작동부 163 푸시로드 고정홈
164 래치 결합부 170 푸시 로드
171 결합돌기 172 가압판
173 결합홈 175 접압 스프링
180 래치 플레이트 181 제1 관통홀
184 로드 결합부 185 절연 푸시 로드
190 자석 래치 191 외측 홀더
192 제2 관통홀 195 영구자석
197 내측 홀더 198 제3 관통홀
200 절연 커버 201 수용부
202 전단부 203 고정부
205 후면 206 커버 관통홀
207 고정홀 210 엔드 커버
211 중앙관부 215 장착부
218 제3 체결부재 220 액추에이터
221 피스톤 230 캡

Claims

내부에 중공부가 형성되는 케이스;
상기 케이스의 전단에 결합되는 제1 버스바;
상기 케이스의 후단에 결합되는 제2 버스바;
상기 중공부에 설치되고, 상기 제1 버스바에 접속되는 고정 접점;
상기 중공부에 설치되고, 상기 제2 버스바에 접속되어 상기 고정 접점에 접촉 또는 분리되는 가동 접점;
상기 제2 버스바에 설치되고, 상기 가동 접점에 결합되고, 실린더 형태로 형성되어 후방으로 개방되는 홈 형태의 작동부가 마련되는 가동부 연장 로드;
상기 가동부 연장 로드의 배후부에 설치되고, 상기 가동부 연장 로드를 움직이는 동력을 제공하는 액추에이터;
상기 작동부의 전단에 구비되어 상기 가동부 연장 로드에 힘을 제공하는 푸시 로드; 및
상기 작동부에 설치되고, 상기 푸시 로드에 압력을 제공하는 접압 스프링; 을 포함하는 바이패스 스위치.
제1항에 있어서, 상기 제2 버스바에는 관통홀로 형성되는 컨택터 접속부가 마련되고,
상기 컨택터 접속부에 삽입되고, 관으로 형성되어 상기 가동부 연장 로드를 감싸 지지하도록 설치되는 멀티 컨택터 소켓을 더 포함하는 바이패스 스위치.
제2항에 있어서, 상기 멀티 컨택터 소켓과 상기 가동부 연장 로드 사이에 밀착 배치되는 멀티 컨택터;를 더 포함하는 바이패스 스위치.
제1항에 있어서,
상기 제2 버스바의 후면에 결합되고, 전면이 개방된 수용부를 갖는 절연 커버; 및
상기 절연 커버의 배후부에 결합되고, 상기 액추에이터가 설치되는 장착부가 형성되는 엔드 커버;를 더 포함하는 바이패스 스위치.
삭제
제4항에 있어서, 상기 가동부 연장 로드를 자력에 의해 끌어당기는 자석 래치를 더 포함하고, 상기 자석 래치는,
상기 수용부의 후면에 장착되는 영구자석; 및
상기 영구자석을 지지하는 외측 홀더 및 내측 홀더;를 포함하는 바이패스 스위치.
제6항에 있어서, 상기 작동부에는 내경이 확장되도록 단차 형성되는 래치 결합부가 형성되고, 상기 래치 결합부에 결합되어 상기 영구자석의 자력에 흡인되는 래치 플레이트;를 더 포함하는 바이패스 스위치.
제7항에 있어서, 상기 래치 플레이트에는 상기 래치 결합부에 삽입 결합되는 관 형태의 로드 결합부가 돌출 형성되는 바이패스 스위치.
제7항에 있어서, 상기 푸시 로드의 후단에 결합되고 상기 래치 플레이트에 관통 설치되어 상기 액추에이터의 힘을 받는 절연 푸시 로드;를 더 포함하는 바이패스 스위치.
제9항에 있어서, 상기 푸시 로드는 상기 자석 래치와 이격 설치되는 바이패스 스위치.
제10항에 있어서, 상기 푸시 로드의 후단부는 상기 자석 래치의 전단부보다 전방에 배치되는 바이패스 스위치.
제6항에 있어서, 상기 엔드 커버에는 상기 절연 커버의 커버 관통홀에 삽입되어 상기 접압 스프링을 지지하는 중앙관부가 돌출 형성되는 바이패스 스위치.
제12항에 있어서, 상기 중앙관부의 전단부는 상기 자석 래치의 전단부보다 전방으로 돌출 배치되는 바이패스 스위치.
제4항에 있어서, 상기 장착부에는 상기 액추에이터를 고정하는 캡이 구비되는 바이패스 스위치.