KR102355564B1 - 수배전반, 분전반, 접속반, 제어반의 아크제거기 - Google Patents

수배전반, 분전반, 접속반, 제어반의 아크제거기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수배전반, 분전반, 접속반, 제어반에서 발생하는 아크에 의해 전기적으로 연결된 기구들의 손상을 방지하기 위한 아크제거기에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 수배전반, 분전반, 접속반, 제어반의 아크제거기는 내부에 가동공간이 형성되는 본체하우징, 상기 가동공간의 내부로 노출되도록 본체하우징에 설치되며 n상의 전류가 각각 상별로 연결되는 복수 개의 위상단자, 상기 가동공간으로 노출된 상기 복수 개의 위상단자와 각각 전기적으로 접속되는 복수 개의 접속단자, 상기 복수 개의 접속단자가 설치되며 상기 가동공간에서 상기 복수 개의 접속단자를 상기 각 위상단자와 접속되는 투입위치와 상기 위상단자에서 분리되는 개방위치로 슬라이딩 이동시키는 가동하우징, 상기 가동하우징에 결합되어 상기 본체하우징의 측면으로 돌출되며 상기 가동하우징의 슬라이딩 이동에 따라 상기 본체하우징에서 출몰하는 가이드축, 및 아크의 발생 시 상기 가동하우징을 상기 투입위치에 위치로 강제적으로 이동시켜 상기 접속단자를 상기 위상단자에 접속시키는 투입구동부를 포함하며, 상기 가동공간은 상기 가동공간에서 상기 가동하우징이 지진이나 진동에 의해 상기 개방위치에서 상기 투입위치로 이동하는 것을 방지하도록 상기 개방위치에 형성되어 상기 접속단자가 지지되며, 상기 개방위치에서 투입위치로 이동하는 방향으로 높아지는 경사면을 포함한다. 따라서, 지진이나 진동에 의해 가동하우징이 이동하여 단락사고가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

Description

수배전반, 분전반, 접속반, 제어반의 아크제거기{Arc eliminator of switchgear, distribution panel, connection panel, control panel}
본 발명은 수배전반, 분전반, 접속반, 제어반에서 발생하는 아크에 의해 전기적으로 연결된 기구들의 손상을 방지하기 위한 아크제거기에 관한 것이다.
일반적으로 수배전반에는 단락에 의해 아크가 발생하는 경우, 아크에 의해 연결된 전기기구들의 손상을 방지하기 위한 아크보호장치가 설치된다.
아크보호장치는 아크가 발생하면, 전원차단기를 작동시켜 전원의 공급을 차단하고, 아크제거장치를 통해 아크를 제거함으로써, 아크의 발생에 따른 전기기구들의 손상을 방지할 수 있었다.
아크보호장치에서 아크제거장치는 아크를 제거할 수 있기 때문에 가장 중요한 구성품의 하나이며, 종래의 아크제거장치는 한국등록특허공보 제10-2095408호(2020.3.25.공고)에 개시된 바가 있다.
상기한 종래의 아크제거장치는 절연 재질로 이루어진 복수개의 하우징; 상기 하우징들 내부 상측에 배치되어 고전압의 3상 메인 부스바와 각각 연결되는 고정전극; 상기 고정전극의 내주면에 구비되는 제1스프링; 상기 하우징들 내부 하측에 배치되어 상하방향으로 이동 가능하도록 구비된 이동전극; 상기 하우징들 내부 하측에서 상기 이동전극을 감싸도록 배치되는 고정부; 상기 고정부의 내주면에서 상기 이동전극의 외주면과 간섭되도록 구비되는 제2스프링 및 상기 고정부의 하부에서 상기 이동전극에 전자 반발력을 제공하는 코일부를 포함하여 구성되었다.
이와 같이 구성된 종래의 아크제거장치는 이동전극이 고정전극과 접촉하면서 3상 메인 부스바가 접지되어 아크를 제거할 수 있었다.
하지만, 종래의 아크제거장치는 많은 구성요소로 인해 제작이 어렵고 제작비용이 높을 뿐만 아니라, 수평적으로 설치될 경우 아크가 발생하지 않더라도 지진 또는 진동에 의해 이동전극이 고정전극에 접지되면서 단락사고가 발생하는 문제점이 있었다.
또한, 구조적으로 복잡하여 제작이 어려워 제작비용이 높아지는 문제점이 있으며, 이동전극이 고정전극에 접속 시에 복귀스프링이 압축되어 탄성력이 이동전극에 가해지기 때문에 작은 충격 또는 진동만으로도 고정전극에서 이동전극이 쉽게 분리되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 가동하우징이 슬라이딩 이동하는 가동공간에 경사면이 형성되고, 접속단자가 탄성력에 의해 경사면에 의해 지지되기 때문에 지진 또는 진동이 발생하여 가동하우징이 투입위치로 이동하여 단락사고가 발생하는 것을 방지할 수 있는 수배전반, 분전반, 접속반, 제어반의 아크제거기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 가동하우징이 본체하우징에서 슬라이딩 이동하는 것만으로도 아크를 제거할 수 있기 때문에 비교적 간단한 구성에 의해 제작비용을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 위상단자에서 접속단자가 이탈되면 경사면에 의해 가동하우징이 개방위치로 용이하게 복귀하기 때문에 작은 힘으로도 가동하우징을 개방위치로 복귀시킬 수 있는 수배전반, 분전반, 접속반, 제어반의 아크제거기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 광신호수신부가 설치되어 아크를 감지한 아크신호를 광신호에 의해 전송하여 신속히 작동함으로써, 아크사고의 피해를 최소화할 수 있으며, 단자공은 평면으로 형성되고, 단자공에 접속단자가 탄성력에 의해 지지되어 접속단자가 위상단자에 접속 시 용이하게 분리되는 것을 방지할 수 있는 수배전반, 분전반, 접속반, 제어반의 아크제거기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 가이드축이 스토퍼에 의해 지지되어 가동하우징이 상대적으로 강한 충격이나 진동에 의해 가동하우징이 이동하여 단락사고가 발생하는 것을 방지할 수 있는 수배전반, 분전반, 접속반, 제어반의 아크제거기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 수배전반, 분전반, 접속반, 제어반의 아크제거기는 내부에 가동공간이 형성되는 본체하우징, 상기 가동공간의 내부로 노출되도록 본체하우징에 설치되며 n상의 전류가 각각 상별로 연결되는 복수 개의 위상단자, 상기 가동공간으로 노출된 상기 복수 개의 위상단자와 각각 전기적으로 접속되는 복수 개의 접속단자, 상기 복수 개의 접속단자가 설치되며 상기 가동공간에서 상기 복수 개의 접속단자를 상기 각 위상단자와 접속되는 투입위치와 상기 위상단자에서 분리되는 개방위치로 슬라이딩 이동시키는 가동하우징, 상기 가동하우징에 결합되어 상기 본체하우징의 측면으로 돌출되며 상기 가동하우징의 슬라이딩 이동에 따라 상기 본체하우징에서 출몰하는 가이드축, 및 아크의 발생 시 상기 가동하우징을 상기 투입위치에 위치로 강제적으로 이동시켜 상기 접속단자를 상기 위상단자에 접속시키는 투입구동부를 포함하며, 상기 가동공간은 상기 가동공간에서 상기 가동하우징이 충격이나 진동에 의해 상기 개방위치에서 상기 투입위치로 이동하는 것을 방지하도록 상기 개방위치에 형성되어 상기 접속단자가 지지되며, 상기 개방위치에서 투입위치로 이동하는 방향으로 높아지는 경사면을 포함한다.
상기 접속단자는 상기 경사면의 둘레에 지지된 상태에서 상기 위상단자가 위치하는 부분으로 이동하면 상기 경사면에 가압되어 압축되면서 상기 위상단자에 탄성적으로 접촉되도록 상기 가동공간의 반경방향으로 탄성력을 가질 수 있다.
상기 본체하우징은 복수 개의 단위블록을 조립하여 형성되며, 상기 복수 개의 단위블록 중 상기 가동하우징이 상기 개방위치에 위치한 상태에서 상기 접속단자와 대응되는 위치에 위치하는 단위블록 중 어느 하나는 조립 후에 상기 가동공간을 형성하도록 관통되며 상기 경사면을 갖는 블록공을 포함할 수 있다.
상기 위상단자는 상기 복수 개의 단위블록의 사이마다 삽입되며 상기 본체하우징의 조립 시 상기 가동공간을 형성하는 단자공이 관통형성되며, 상기 단자공은 상기 접속단자가 접속되도록 위치한 상태에서 상기 접속단자의 이탈을 방지하도록 상기 경사면과 연속된 평면 또는 상기 경사면과 연속되며 상기 경사면에 대해 반대방향으로 경사진 반경사면을 포함할 수 있다.
상기 단위블록은 조립되는 사이를 기밀하는 기밀패킹을 포함할 수 있다.
상기 투입구동부는 상기 가동하우징을 전자기력에 의해 작동시키는 톰슨코일일 수 있다.
상기 본체하우징에서 상기 가이드축이 출몰하는 부분에 설치되어 상기 가이드축을 지지하는 형태로 상기 가동하우징이 충격이나 진동에 의해 이동하는 것을 방지하는 스토퍼를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 가동공간에 경사면이 형성되고, 접속단자가 탄성력에 의해 경사면에 지지되어 지진 또는 진동에 의해 가동하우징이 투입위치로 이동함에 따라 단락사고가 발생하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 본체하우징에 위상단자가 설치되고, 접속단자가 가동하우징에 설치되는 형태로 구성되어 비교적 간단한 구성에 의해 제작비용을 대폭 감소시킬 수 있다.
또한, 위상단자에 단자공에 접속단자가 압축되면서 탄성력에 의해 지지되어 지진 또는 진동에 의해 위상단자에서 접속단자가 용이하게 분리되는 것을 방지할 수 있으며, 단자공에서 접속단자가 이탈하면 경사면에 의해 가이드되어 가동하우징이 개방위치로 용이하게 이동함으로써, 가동하우징의 개방위치로의 복귀를 용이하게 수행할 수 있다.
또한, 본체하우징을 단위블럭을 조립하는 형태로 구성하여 위상단자로 공급되는 전류의 크기에 따라 단위블럭을 교체하는 형태로 위상단자의 사이 간격을 용이하게 조절할 수 있다.
또한, 가이드축이 스토퍼에 의해 지지되어 투입위치 또는 개방위치에서 충격이나 진동에 의해 가동하우징이 이동하여 투입 또는 개방되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수배전반, 분전반, 접속반, 제어반의 아크제거기를 설치한 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수배전반, 분전반, 접속반, 제어반의 아크제거기를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수배전반, 분전반, 접속반, 제어반의 아크제거기를 분해한 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수배전반, 분전반, 접속반, 제어반의 아크제거기를 도시한 측단면도로서, 가동하우징이 개방위치에 위치한 상태를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수배전반, 분전반, 접속반, 제어반의 아크제거기를 도시한 측단면도로서, 가동하우징이 투입위치에 위치한 상태를 나타낸다.
도 6는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수배전반, 분전반, 접속반, 제어반의 아크제거기의 단자공을 확대한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 수배전반, 분전반, 접속반, 제어반의 아크제거기를 도시한 측단면도로서, 가동하우징이 개방위치에 위치한 상태를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 수배전반, 분전반, 접속반, 제어반의 아크제거기를 도시한 측단면도로서, 가동하우징이 개방위치에 위치한 상태를 나타낸다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 설명하도록 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 수배전반, 분전반, 접속반, 제어반의 아크제거기(100)는 먼저, 수배전반, 분전반, 접속반, 제어반의 내부에서 단락 또는 지락에 의해 아크가 발생하면, 모든 상간을 단락시켜 저 임피던스 단락을 생성하여 아크를 진압할 수 있다.
본 발명에서 수배전반, 분전반, 접속반, 제어반은 내부에 구성품만 다를 뿐, 모두 동등한 함체의 개념일 수 있다.
아크제거기(100)는 아크의 발생으로부터 4ms 이내의 신속하게 아크를 진압하여 전원차단기(210)의 작동보다 더 신속하게 먼저 작동하여 아크사고의 발생을 방지할 수 있다.
아크제거기(100)는 아크감지센서(230)와 함께 독립적으로 설치될 수도 있으며, 아크 보호 시스템(300)에 함께 구성되어 아크사고의 발생을 방지할 수 있다.
아크 보호 시스템(300)은 아크 보호 시스템(300)은 아크의 발생을 감지하는 아크감지센서(230), 아크감지센서(230)의 아크신호를 전송받아 제어하는 아크계전기(200), 및 아크계전기(200)에 의해 제어되어 전원의 공급을 차단하는 전원차단기(210)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 아크감지센서(230)는 아크에서 발생하는 빛을 감지하는 광감지센서 또는 과전류를 감지하는 과전류감지센서 중 어느 하나 또는 둘 모두를 포함할 수 있으며, 아크감지센서(230)는 아크계전기(200)를 통하지 않고 아크계전기(200)로 직접적으로 아크를 감지한 아크신호를 전달하여 아크를 제거할 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수배전반, 분전반, 접속반, 제어반의 아크제거기(100)는 본체하우징(110)을 포함할 수 있다.
본체하우징(110)은 사각 또는 원통기둥의 형성으로 형성될 수 있으며, 본체하우징(110)은 기둥이 누운 형태 즉 가로방향으로 누운 형태로 배치될 수 있다.
본체하우징(110)의 내부에는 하기에 설명할 가동하우징(130)이 슬라이딩 이동하는 가동공간(110a)이 본체하우징(110)의 길이방향을 따라 형성될 수 있으며, 본체하우징(110)의 일측단은 개방되고 타측단은 밀폐된 형태일 수 있다.
가동공간(110a)은 경사면(112a)을 가질 수 있으며, 경사면(112a)에는 하기에 설명할 접속단자(140)가 밀착되어 지지될 수 있다.
경사면(112a)은 본체하우징(110)에서 지진과 같은 진동이나 외력에 의한 충격에 의해 접속단자(140)가 위상단자(120)가 위치하는 방향으로 이동하여 위상단자(120)에 전기적으로 접속되는 것을 방지할 수 있다.
경사면(112a)은 접속단자(140)가 위상단자(120)에서 이격된 위치에서 위상단자(120)로 갈수록 높이가 점점 높아지는 형태로 형성될 수 있다.
제1 실시예에서 경사면(112a)은 위상단자(120)에서 접속단자(140)가 이격된 개방위치에서 위상단자(120)와 접속단자(140)가 접속되는 투입위치로 갈수록 내경이 작아지게 형성하여 접속단자(140)가 위상단자(120)가 위치하는 방향으로 용이하게 진입하는 것을 저지할 수 있다.
경사면(112a)은 가동공간(110a)을 전체적으로 본체하우징(110)의 일단에서 타단으로 갈수록 점점 직경이 커지거나, 작아지는 형태로 형성할 수 있으며, 가동공간(110a)의 일부 구간에서만 직경이 넓어지거나, 커지는 형태로도 형성될 수도 있다.
물론 경사면(112a)은 가동공간(110a)의 둘레 일부에만 형성될 수도 있다.
본체하우징(110)의 밀폐된 타측에는 하기에 설명할 가이드축(135)이 출몰하는 출몰공(119)이 형성될 수 있다.
본체하우징(110)은 복수 개의 단위블록(111)을 조립하는 형태로 구성될 수 있으며, 복수 개의 단위블록(111)은 절연체로 형성될 수 있으며, 단위블록(111)은 복수 개의 단위블록(111)을 결합한 상태에서 내부에 서로 연통되는 가동공간(110a)을 형성하도록 중앙에 블록공(112)이 관통하여 형성될 수 있다.
즉, 단위블록(111)은 본체하우징(110)을 복수 개로 수직 절단한 형태로 절단된 형태의 복수 개의 단위블록(111)을 조립하는 형태로 본체하우징(110)을 형성할 수 있다.
블록공(112)이 본체하우징(110)의 일측 또는 타측방향으로 경사진 경사면(112a)을 가져 단위블록(111)을 조립 시 가동공간(110a)에 경사면(112a)을 형성할 수 있다.
단위블록(111)은 일측마감블록(117)과 타측마감블록(118)을 더 포함할 수 있다.
일측마감블록(117)은 복수 개의 조립된 단위블록(111)의 일측단에 결합되어 조립된 단위블록(111)의 일측단을 마감할 수 있으며, 타측마감블록(118)은 복수 개의 조립된 단위블록(111)의 타측단에 결합되어 조립된 단위블록(111)의 타측단을 마감할 수 있다.
일측마감블록(117)은 본체하우징(110)의 가동공간(110a)과 연통되도록 중앙이 관통된 형상일 수 있으며, 일측마감블록(117)은 가동공간(110a)의 내부에 삽입되는 가동하우징(130)이 본체하우징(110)에서 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
일측마감블록(117)에는 본체하우징(110)에서 슬라이딩 이동하는 가동하우징(130)이 일측방향으로 이동하는 거리를 제한하기 위한 걸침턱이 형성될 수 있다.
타측마감블록(118)은 판의 형태로 형성될 수 있으며, 타측마감블록(118)의 일면에는 단위블록(111)의 블록공(112)에 삽입되어 끼워지는 끼움부가 형성될 수 있다.
그리고, 타측마감블록(118)의 중앙에는 가이드축(135)이 출몰하는 출몰공(119)이 관통형성될 수 있다.
복수 개의 단위블록(111)은 서로 겹쳐지는 형태로 조립된 상태에서 관통볼트가 단위블록(111), 일측마감블록(117) 및 타측마감블록(118)의 모서리 부분을 관통하여 끼워지는 형태로 복수 개의 단위블록(111)이 결합될 수 있다.
단위블록(111)은 기밀패킹(113)을 포함할 수 있다. 기밀패킹(113)은 단위블록(111)의 일면 또는 양면에 설치되어 단위블록(111)들 사이를 기밀할 수 있다.
기밀패킹(113)은 단위블록(111)의 양면에 블록공(112)의 둘레를 따라 설치될 수 있으며, 기밀패킹(113)은 복수 개의 단위블록(111)을 조립한 상태에서 가동공간(110a)의 내부로 이물질이 침투하는 것을 방지할 수 있다.
기밀패킹(113)은 고무, 실리콘, 우레탄, 테프론과 같은 기밀성을 갖는 재료로 형성될 수 있다.
물론, 단위블록(111)에는 기밀패킹(113)을 설치하기 위한 패킹홈이 일면 또는 양면에 형성될 수 있다.
가동하우징(130)은 접지선 또는 아크제거기(100)를 덮는 케이스 또는 가이드축(135)에 의해 외부와 접지될 수 있다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수배전반, 분전반, 접속반, 제어반의 아크제거기(100)는 위상단자(120)를 포함할 수 있다.
위상단자(120)는 n상의 부스바와 연결되며, 위상단자(120)는 각 상의 전류가 각각 공급될 수 있도록 복수 개가 본체하우징(110)에 설치될 수 있다.
예컨대, 3상의 전기가 공급될 경우, 3 개의 위상단자(120)가 본체하우징(110)에 설치될 수 있다.
위상단자(120)는 본체하우징(110)의 가동공간(110a)의 내부로 노출되도록 위치할 수 있으며, 위상단자(120)는 판의 형태로 형성되어 복수 개의 단위블록(111)의 사이마다 설치되는 형태로 단위블록(111)에 의해 이격될 수 있다.
위상단자(120)의 중앙에는 조립된 본체하우징(110)에서 관통된 가동공간(110a)을 형성할 수 있도록 단자공(121)이 관통하여 형성될 수 있으며, 단자공(121)은 가동공간(110a)과 대응되는 둘레의 크기로 형성될 수 있다.
위상단자(120)에는 각 상의 전류를 공급하는 부스바가 결합되는 바결합부가 위상단자(120)의 외측에 형성될 수 있으며, 바결합부는 본체하우징(110)을 조립한 상태에서 본체하우징(110)의 외측에 위치할 수 있다.
복수 개의 위상단자(120)의 본체하우징(110)에서 서로 동일한 측면에 위치하도록 본체하우징(110)에 설치될 수 있다.
도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 단자공(121)은 경사면(112a)과 연속되는 평면을 가져 하기에 설명할 접속단자(140)가 경사면(112a)에 가이드되면서 단자공(121)의 내주로 진입하여 위상단자(120)와 접속단자(140)가 전기적으로 접속될 수 있다.
단자공(121)의 변형예로는 단자공(121)의 내주가 평면이 아니라, 경사면(112a)과 연속되되 반대방향으로 경사진 즉 높이가 낮아지는 반경사면으로 형성되거나, 접속단자(140)가 안착될 수 있도록 오목한 곡면으로 형성될 수도 있다.
위상단자(120)는 전류가 흐를 수 있는 금속 예컨대, 알루미늄, 구리, 구리합금, 알루미늄합금 등으로 형성될 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수배전반, 분전반, 접속반, 제어반의 아크제거기(100)는 접속단자(140)를 포함할 수 있다.
접속단자(140)는 위상단자(120)와 전기적으로 접속될 수 있으며, 접속단자(140)는 위상단자(120)와 대응위치와 대응되는 개수로 가동공간(110a)의 내부에 위치할 수 있다.
복수 개의 접속단자(140)는 가동공간(110a)에서 위상단자(120)과 전기적으로 단선되는 위치 예컨대 단위블록(111)의 블록공(112)에 위치하는 개방위치와 접속단자(140)와 전기적으로 접속되는 위치 예컨대, 위상단자(120)의 단자공(121)에 위치하는 투입위치로 하기에 설명할 가동하우징(130)에 의해 슬라이딩 이동하도록 가동공간(110a)에 설치될 수 있다.
접속단자(140)는 위상단자(120)의 단자공(121)의 내부로 삽입되어 단자공(121)의 내주에 접속되는 형태로 위상단자(120)와 전기적으로 접속될 수 있으며, 접속단자(140)는 가동공간(110a)의 경사면(112a)에서 밀착되어 지지하다가 단자공(121)이 위치한 방향으로 이동할 때, 가압압축되면서 단자공(121)에서 탄성력에 의해 지지할 수 있다.
접속단자(140)는 단자공(121)의 내주에서 반경방향으로 탄성력에 의해 가압밀착될 수 있도록 스프링에 의해 지지되거나, 탄성변형될 수 있는 형상을 가질 수 있다.
제1 실시예에서와 같이 접속단자(140)는 링 형태의 제1 접속단자(141)와 제2 접속단자(142)를 포함하고, 제1 접속단자(141)는 투입위치에서 개방위치로 갈수록 직경이 넓어지는 곡면으로 형성되며, 제2 접속단자(142)는 제1 접속단자(141)와 대칭되는 형태로 개방위치에서 투입위치로 갈수록 직경이 좁하지는 곡면으로 형성될 수 있다.
제1 접속단자(141)의 직경이 넓은 단부가 제2 접속단자(142)의 직경이 넓은 단부의 외측 둘레에 위치하도록 겹쳐져 제1 접속단자(141)와 제2 접속단자(142)의 겹쳐진 부분이 다른 부분보다 돌출되도록 구성함으로써, 일단마감블럭(117)에서 위상단자(120)로 진입 시에 제1 접속단자(141)와 제2 접속단자(142)의 서로 겹쳐져 돌출된 부분이 가압되면서 탄성력이 발생하여 단자공(121)에서 접속단자(140)가 밀착되어 지지될 수 있다.
변형예의 접속단자(140)는 내부의 중공이 형성된 파이프를 링 형태로 제작하는 형태로 형성되어 중공에 의해 탄성력을 가지도록 제작될 수도 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수배전반, 분전반, 접속반, 제어반의 아크제거기(100)는 가동하우징(130)을 포함할 수 있다.
가동하우징(130)은 가동공간(110a)의 내부에서 슬라이딩 이동 가능하게 설치되어 가동공간(110a)에서 복수 개의 접속단자(140)를 함께 투입위치 또는 개방위치로 슬라이딩 이동시킬 수 있다.
가동하우징(130)에는 복수 개의 접속단자(140)가 함께 설치될 수 있으며, 가동하우징(130)은 접속단자(140)와 전기적으로 통전될 수 있는 금속으로 형성될 수 있다.
가동하우징(130)은 내부가 빈 원통형상으로 형성될 수 있으며, 일단은 개방되고, 타단은 밀폐될 수 있으며, 가동하우징(130)의 둘레에 접속단자(140)가 끼워지는 형태로 설치될 수 있다.
이때, 가동하우징(130)의 밀폐된 부분이 본체하우징(110)의 밀폐된 타측단과 마주하도록 가동공간(110a)에 설치될 수 있다.
가동하우징(130)에는 접속단자(140)의 양단이 걸쳐져 가동하우징(130)에서 접속단자(140)를 고정하기 위한 한 쌍의 단자고정턱(131)이 가동하우징(130)의 둘레에서 돌출되어 형성될 수 있으며, 한 쌍의 단자고정턱(131)은 접속단자(140)의 개수와 대응되는 개수로 가동하우징(130)에 복수 개가 형성될 수 있다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수배전반, 분전반, 접속반, 제어반의 아크제거기(100)는 가이드축(135)을 포함할 수 있다.
가이드축(135)은 본체하우징(110)에서 가동하우징(130)의 슬라이딩 이동을 가이드할 수 있으며, 가이드축(135)은 가동하우징(130)의 밀폐된 타단에 가동하우징(130)이 슬라이딩 이동하는 방향으로 돌출되도록 설치되며, 가이드축(135)의 끝단은 본체하우징(110)의 출몰공(119)을 관통하여 본체하우징(110)의 외부로 노출될 수 있다.
가이드축(135)은 출몰공(119)에 지지되어 가동공간(110a)에서 가동하우징(130)이 슬라이딩 이동할 때, 가동하우징(130)의 이동을 가이드할 수 있으며, 가이드축(135)은 가동하우징(130)과 함께 가동하우징(130)이 개방위치에서 투입위치로 슬라이딩 이동할 때에는 출몰공(119)으로 돌출된 부분이 본체하우징(110) 측으로 삽입되고, 투입위치에서 개방위치로 이동할 때에는 본체하우징(110)에서 돌출될 수 있다.
가이드축(135)은 본체하우징(110)에서 가동하우징(130)의 이동을 가이드할 뿐만 아니라, 본체하우징(110)의 외측으로 돌출된 가이드축(135)을 당기거나 밀어 강제적으로 가동하우징(130)을 개방위치에서 투입위치로 슬라이딩 이동시키거나, 투입위치에서 개방위치로 슬라이딩 이동시킬 수 있다.
한편, 가동하우징(130)의 둘레에 설치되는 접속단자(140)는 개방위치에서 접속단자(140)가 경사면(112a)에 탄성력에 의해 밀착되기 때문에 충격이나 진동이 발생하더라도 가동하우징(130)이 투입위치로 용이하게 변경되는 것을 방지할 수 있다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수배전반, 분전반, 접속반, 제어반의 아크제거기(100)는 투입구동부(150)를 포함할 수 있다.
투입구동부(150)는 가동하우징(130)을 강제적으로 개방위치에서 투입위치로 슬라이딩 이동시키거나, 개방위치에서 투입위치로 슬라이딩 이동시킬 수 있다.
투입구동부(150)는 공압 또는 유압실린더, 또는 기어연결, 나사체결과 같은 기계적인 구조를 갖거나, 전자석과 같은 자력에 의한 전기적인 구조를 가질 수 있다.
제1 실시예에서 투입구동부(150)는 자력에 의해 가동하우징(130)을 강제적으로 이동시키도록 전기적인 구조를 갖는 톰슨코일로 구성하였다.
여기서, 톰슨코일은 전기를 투입하면 자력이 발생하고, 자력에 의해 본체하우징(110)에서 가동하우징(130)을 슬라이딩 이동시킬 수 있으며, 톰슨코일의 구조는 공지된 구조이므로 상세한 설명은 생략한다.
한편, 투입구동부(150)를 톰슨코일로 구현하는 경우, 기계적인 구조보다는 수 ms 내에서 가동하우징(130)을 신속하게 슬라이딩 이동시켜 아크사고의 발생을 최소화할 수 있다.
톰슨코일은 가동공간(110a)의 내부에 설치될 수 있으며, 톰슨코일은 가동공간(110a)의 내부에서 본체하우징(110)의 밀폐된 타단에 위치하여 전기의 투입에 따라 자력이 발생하면 가동하우징(130)을 본체하우징(110)의 일단을 향해 밀어내는 형태로 가동하우징(130)을 본체하우징(110)에서 슬라이딩 이동시킬 수 있다.
제1 실시예에서는 가동하우징(130)을 톰슨코일에서 밀어내어 투입위치로 이동하도록 구성하였지만, 톰슨코일이 위치한 방향으로 가동하우징(130)을 당겨 투입위치로 이동하도록 구성할 수도 있다.
투입구동부(150)는 투입구동부(150)를 작동하기 위해 전원이 공급되는 전원공급부를 포함할 수 있으며, 전원공급부는 투입구동부(150)가 톰슨코일로 구현되는 경우, 전원을 충전하여 저장하는 커패시터 또는 2차 전지로 구현될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수배전반, 분전반, 접속반, 제어반의 아크제거기(100)는 광신호수신부(160)를 포함할 수 있다.
광신호수신부(160)는 아크감지센서(230)에서 아크를 감지한 아크신호를 광신호로 전달하여 투입구동부(150)를 작동시킬 수 있다.
광신호수신부(160)는 아크감지센서(230)와 직접적으로 연결되어 아크신호를 전달받거나, 아크계전기(200)를 통해 전달되는 아크신호에 따라 투입구동부(150)를 작동시킬 수 있다.
여기서, 광신호수신부(160)는 아크의 발생을 감지한 아크신호를 광신호를 통해 전달받음으로써, 투입구동부(150)를 신속하게 작동하여 아크를 해소함으로써, 전기적으로 연결된 전기기구들의 손상을 방지할 수 있다.
이상에서 설명한 각 구성 간의 작용과 효과를 설명하도록 한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 수배전반, 분전반, 접속반, 제어반의 아크제거기(100)는 본체하우징(110)에 위상단자(120)가 복수 개가 이격되어 설치되며, 본체하우징(110)의 가동공간(110a)에는 가동하우징(130)이 수평방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 설치된다.
한편, 본체하우징(110)은 블록공(112)이 관통형성된 단위블록(111)을 복수 개를 겹쳐 구성하는 데, 복수 개의 단위블록(111)의 사이에는 단자공(121)이 관통형성된 위상단자(120)를 삽입하고 관통볼트로 체결하는 형태로 본체하우징(110)을 제작할 수 있다.
이때, 복수 개의 단위블록(111)과 위상단자(120)를 겹친 상태에서 일측단에는 일측마감블록(117)을 위치시키고, 타측단에는 타측마감블록(118)을 위치시킨 상태에서 관통볼트를 체결하여 고정한다.
가동하우징(130)에는 복수 개의 위상단자(120)와 전기적으로 접속되는 각각 접속단자(140)가 설치되며, 접속단자(140)는 가동공간(110a)의 둘레에 탄성력에 지지되도록 설치되며, 가동하우징(130)의 가동공간(110a)에는 접속단자(140)와 위상단자(120)가 이격되는 개방위치에서 충격이나 진동에 의해 가동하우징(130)이 위상단자(120)에 접속단자(140)가 접속되는 방향으로 이동하는 것을 차단하기 위해 경사면(112a)이 형성된다.
가동하우징(130)에는 가동하우징(130)의 이동을 가이드하는 가이드축(135)이 본체하우징(110)의 출몰공(119)에 삽입되어 끼워지며, 가이드축(135)은 가동하우징(130)의 슬라이딩 이동함에 따라 출몰공(119)에서 출몰한다.
본체하우징(110)에는 가동하우징(130)을 개방위치에서 투입위치로 강제적으로 이동시키는 투입구동부(150)가 설치되며, 투입구동부(150)는 자력에 의해 가동하우징(130)을 이동시킬 수 있는 톰슨코일로 구현될 수 있다.
투입구동부(150)는 광신호수신부(160)를 포함하여, 아크감지센서(230)에서 발생한 아크신호를 광신호로 신속하게 전달받아 투입구동부(150)를 작동시킬 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 제1 실시예에 따른 수배전반, 분전반, 접속반, 제어반의 아크제거기(100)는 최초 가동하우징(130)은 위상단자(120)에서 접속단자(140)가 이격된 개방위치에 위치한다.
이때, 접속단자(140)는 탄성력에 의해 가동공간(110a)에 형성된 경사면(112a)에 탄성력에 의해 지지되기 때문에 충격이나 진동이 발생하더라도 가동하우징(130)이 투입위치로 이동하는 것을 차단하여 가동하우징(130)의 이동으로 접속단자(140)와 위상단자(120)가 접속하여 단락사고가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 아크감지센서(230)로부터 아크신호가 발생하면, 투입구동부(150)가 작동하고, 투입구동부(150)는 가동하우징(130)을 투입위치에 위치하도록 밀어내어 위상단자(120)에 접속단자(140)가 전기적으로 접속된다.
이때, 접속단자(140)는 경사면(112a)을 지나면서 압축되고 위상단자(120)에 접속단자(140)가 전기적으로 접속될 수 있다.
각 위상단자(120)에 접속단자(140)가 전기적으로 접속되면, 접속단자(140)들은 도전체인 가동하우징(130)을 통해 n상의 전류를 함께 단락시켜 저 임피던스를 발생함으로써, 아크를 제거한다.
아크가 제거되고, 아크의 발생요소가 모두 해소되면, 아크제거기(100)가 재가동할 수 있도록 가이드축(135)을 외측으로 당겨 투입위치에 위치한 가동하우징(130)을 개방위치로 복귀시킴으로서, 가동단자로부터 접속단자(140)를 이격시켜 단락을 해제한다.
이때, 가이드축(135)은 복귀레버를 결합하여 복귀레버를 지렛대의 형태로 작동하는 형태로 복귀시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수배전반, 분전반, 접속반, 제어반의 아크제거기(100)는 가동공간(110a)에 경사면(112a)이 형성되고 접속단자(140)가 경사면(112a)에 탄성력에 의해 밀착지지되기 때문에 충격이나 진동에 의해 가동하우징(130)이 투입위치로 이동함으로써, 단락사고가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 위상단자(120)의 단자공(121)은 경사면(112a)과 연속되는 평면으로 형성되며 접속단자(140)가 단자공(121)에 진입 시 압축되면서 탄성력에 의해 지지되어 접속단자(140)가 위상단자(120)에서 용이하게 분리되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 가동하우징(130)을 투입위치에서 개방위치로 복귀할 때, 접속단자(140)가 단자공(121)에서 분리되면 경사면(112a)에 의해 가이드되면서 개방위치로 슬라이딩 이동하기 때문에 적은 힘으로 가동하우징(130)을 용이하게 복귀시킬 수 있다.
또한, 본체하우징(110)이 단위블록(111)을 조립하는 형태로 구성되어 위상단자(120)로 공급되는 전류의 크기에 따라 단위블록(111)을 교체하는 형태로 위상단자(120)의 사이 간격을 용이하게 조절할 수 있다.
또한, n상의 전기가 본체하우징(110)에 함께 연결되며 하나의 가동하우징(130)이 이동하며 단락시키기 때문에 비교적 간단한 구성에 의해 제작이 용이할 뿐만 아니라, 제작비용을 대폭 감소시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 제2 실시예를 설명하도록 한다.
본 발명의 제2 실시예는 제1 실시예와 동일한 구성은 동일한 부호를 병기하고, 동일한 구성은 작용과 효과가 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 수배전반, 분전반, 접속반, 제어반의 아크제거기(100)는 스토퍼(170)를 포함할 수 있다.
스토퍼(170)는 투입구동부(150)가 작동하지 않더라도 충격이나 진동에 의해 투입위치에서 개방위치로 이동하여 아크를 제거하지 못하거나, 개방위치에서 투입위치로 이동하여 단락사고가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
스토퍼(170)는 가이드축(135)을 지지하는 형태로 가동하우징(130)의 이동을 저지할 수 있으며, 스토퍼(170)는 본체하우징(130)에서 가이드축(135)이 출몰하는 출몰공으로 출몰하여 가이드축(135)을 지지할 수 있다.
스토퍼(170)는 막대형상으로 형성되고, 출몰공(119)이 형성된 타측마감블록(118)의 출몰공(119)에 대해 수직으로 관통 형성되는 스토퍼공(119a)에 삽입되어 스토퍼공(119a)에서 슬라이딩 이동하며 출몰공(119)으로 끝단이 출몰할 수 있으며, 출몰공(119)과 반대방향에 위치하는 스토퍼공(119a)에는 스토퍼(170)의 이탈을 방지하는 마개(171)가 설치될 수 있다.
그리고, 마개(171)와 스토퍼(170)의 사이에는 가압스프링(173)이 설치되어 마개(171)에서 스토퍼(170)를 스토퍼공(119a)에서 돌출되는 방향으로 탄성력에 의해 지지할 수 있다.
마개(171)은 스토퍼공(119a)에 나사체결될 수 있으며, 스토퍼공(119a)에서 마개(171)의 나사체결되는 깊이를 조절하는 형태로 가압스프링(173)의 탄성력을 조절하여 스토퍼(170)에 의해 가이드축(135)을 지지하는 지지력을 조절할 수 있다.
한편, 가이드축(135)에는 스토퍼(170)가 걸쳐지는 개방걸침홈(135a)과 투입걸침홈(135b)이 형성될 수 있다.
개방걸침홈(135a)은 가동하우징(130)이 개방위치에 위치한 상태에서 스토퍼(170)와 대응되는 가이드축(135) 부분에 형성되어 가동하우징(130)을 개방위치에서 고정할 수 있으며, 투입걸침홈(135b)은 가동하우징(130)이 투입위치에 위치한 상태에서 스토퍼(170)와 대응되는 가이드축(135) 부분에 형성되어 가동하우징(130)을 투입위치에서 고정할 수 있다.
이때, 개방걸침홈(135a)과 투입걸침홈(135b)의 깊이는 강제적으로 가동하우징(130)을 이동시킬 대, 스토퍼(170)가 개방걸침홈(135a)과 투입걸침홈(135b)에서 밀려나면서 이동할 수 있는 압력과, 깊이를 가지도록 형성될 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 제2 실시예에 따른 수배전반, 분전반, 접속반, 제어반의 아크제거기(100)는 개방위치에 가동하우징(130)이 위치할 경우, 스토퍼(170)가 가이드축(135)의 개방걸침홈(135a)에 걸쳐져 충격이나 진동에 의해 가동하우징이 투입위치로 이동함에 따라 단락사고가 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 투입위치에 가동하우징(130)이 위치할 경우, 스토퍼(170)가 가이드축(135)의 투입걸침홈(135b)에 걸쳐져 충격이나 진동에 의해 가동하우징이 개방위치로 이동함에 따라 아크를 제거하지 못하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 투입구동부(150)에 의해 가동하우징(130)이 개방위치에서 투입위치로 이동할 경우에는 가이드축(135)이 가동하우징(130)과 함께 이동하면서 개방걸침홈(135a)에서 스토퍼(170)가 스토퍼공(119a)으로 삽입되면서 이탈되어 가동하우징(130)이 투입위치로 이동할 수 있다.
또한, 가동하우징(130)을 강제적으로 투입위치에서 개방위치로 복귀시킬 경우에도 가이드축(135)이 가동하우징(130)과 함께 이동하면서, 투입걸침홈(135b)에서 스토퍼(170)가 스토퍼공(119a)으로 삽입되면서 이탈되어 가동하우징이 개방위치로 이동할 수 있다.
따라서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 수배전반, 분전반, 접속반, 제어반의 아크제거기(100)는 스토퍼(170)에 의해 제1 실시예보다는 충격이나 진동에 의해 가동하우징이 이동하는 억제력을 향상시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.
100: 아크제거기 110: 본체하우징
110a: 가동공간 111. 단위블록
112: 블록공 112a: 경사면
113: 기밀패킹 117: 일측마감블록
118: 타측마감블록 119: 출몰공
119a: 스토퍼공 120: 위상단자
121: 단자공 130: 가동하우징
131: 단자고정턱 135: 가이드축
140: 접속단자 141: 제1 접속단자
142; 제2 접속단자 150: 투입구동부
160: 광신호수신부 170: 스토퍼
171: 마개 173: 가압스프링
200: 아크계전기 210: 전원차단기
230; 아크감지센서 300: 아크 보호 시스템

Claims (7)

  1. 내부에 가동공간이 형성되는 본체하우징, 상기 가동공간의 내부로 노출되도록 본체하우징에 설치되며 n상의 전류가 각각 상별로 연결되는 복수 개의 위상단자, 상기 가동공간으로 노출된 상기 복수 개의 위상단자와 각각 전기적으로 접속되는 복수 개의 접속단자, 상기 복수 개의 접속단자가 설치되며 상기 가동공간에서 상기 복수 개의 접속단자를 상기 각 위상단자와 접속되는 투입위치와 상기 위상단자에서 분리되는 개방위치로 슬라이딩 이동시키는 가동하우징, 상기 가동하우징에 결합되어 상기 본체하우징의 측면으로 돌출되며 상기 가동하우징의 슬라이딩 이동에 따라 상기 본체하우징에서 출몰하는 가이드축, 및 아크의 발생 시 상기 가동하우징을 상기 투입위치에 위치로 강제적으로 이동시켜 상기 접속단자를 상기 위상단자에 접속시키는 투입구동부를 포함하는 수배전반, 분전반, 접속반, 제어반의 아크제거기에 있어서,
    상기 가동공간은
    상기 가동공간에서 상기 가동하우징이 충격이나 진동에 의해 상기 개방위치에서 상기 투입위치로 이동하는 것을 방지하도록 상기 개방위치에 형성되어 상기 접속단자가 지지되며, 상기 개방위치에서 투입위치로 이동하는 방향으로 높아지는 경사면을 포함하고,
    상기 접속단자는 탄성력에 의해 상기 가동공간의 경사면에 탄성력에 의해 지지되어 충격이나 진동에 의해 상기 투입위치로 이동을 방지하는 것을 특징으로 하는 수배전반, 분전반, 접속반, 제어반의 아크제거기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접속단자는
    상기 경사면의 둘레에 지지된 상태에서 상기 위상단자가 위치하는 부분으로 이동하면 상기 경사면에 가압되어 압축되면서 상기 위상단자에 탄성적으로 접촉되도록 상기 가동공간의 반경방향으로 탄성력을 갖는 것을 특징으로 하는 수배전반, 분전반, 접속반, 제어반의 아크제거기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 본체하우징은 복수 개의 단위블록을 조립하여 형성되며,
    상기 복수 개의 단위블록 중 상기 가동하우징이 상기 개방위치에 위치한 상태에서 상기 접속단자와 대응되는 위치에 위치하는 단위블록 중 어느 하나는
    조립 후에 상기 가동공간을 형성하도록 관통되며 상기 경사면을 갖는 블록공을 포함하는 것을 특징으로 하는 수배전반, 분전반, 접속반, 제어반의 아크제거기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 위상단자는
    상기 복수 개의 단위블록의 사이마다 삽입되며 상기 본체하우징의 조립 시 상기 가동공간을 형성하는 단자공이 관통형성되며,
    상기 단자공은 상기 접속단자가 접속되도록 위치한 상태에서 상기 접속단자의 이탈을 방지하도록 상기 경사면과 연속된 평면 또는 상기 경사면과 연속되며 상기 경사면에 대해 반대방향으로 경사진 반경사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 수배전반, 분전반, 접속반, 제어반의 아크제거기.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 단위블록은
    조립되는 사이를 기밀하는 기밀패킹을 포함하는 것을 특징으로 하는 수배전반, 분전반, 접속반, 제어반의 아크제거기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 투입구동부는
    상기 가동하우징을 전자기력에 의해 작동시키는 톰슨코일인 것을 특징으로 하는 수배전반, 분전반, 접속반, 제어반의 아크제거기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 본체하우징에서 상기 가이드축이 출몰하는 부분에 설치되어 상기 가이드축을 지지하는 형태로 상기 가동하우징이 충격이나 진동에 의해 이동하는 것을 방지하는 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 수배전반, 분전반, 접속반, 제어반의 아크제거기.
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