KR102431478B1 - N상 오버래핑 구조를 갖는 자동 절환스위치 - Google Patents

N상 오버래핑 구조를 갖는 자동 절환스위치 Download PDF

Info

Publication number
KR102431478B1
KR102431478B1 KR1020220002151A KR20220002151A KR102431478B1 KR 102431478 B1 KR102431478 B1 KR 102431478B1 KR 1020220002151 A KR1020220002151 A KR 1020220002151A KR 20220002151 A KR20220002151 A KR 20220002151A KR 102431478 B1 KR102431478 B1 KR 102431478B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
phase
shaft
power
commercial power
linker
Prior art date
Application number
KR1020220002151A
Other languages
English (en)
Inventor
문성환
Original Assignee
오성기전 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 오성기전 주식회사 filed Critical 오성기전 주식회사
Priority to KR1020220002151A priority Critical patent/KR102431478B1/ko
Priority to US17/852,400 priority patent/US11735378B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102431478B1 publication Critical patent/KR102431478B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/062—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for AC powered loads
    • H02J9/063—Common neutral, e.g. AC input neutral line connected to AC output neutral line and DC middle point
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/42—Driving mechanisms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/32—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/0072—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00 particular to three-phase switches
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2300/00—Orthogonal indexing scheme relating to electric switches, relays, selectors or emergency protective devices covered by H01H
    • H01H2300/018—Application transfer; between utility and emergency power supply
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/20—Interlocking, locking, or latching mechanisms
    • H01H9/26—Interlocking, locking, or latching mechanisms for interlocking two or more switches
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/56—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle
    • H01H9/563—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle for multipolar switches, e.g. different timing for different phases, selecting phase with first zero-crossing

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)

Abstract

본 발명은 N상 오버래핑 구조를 갖는 자동 절환스위치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 3접점(R,S,T상)에서의 상용전원과 비상전원간 절환시, N상(중성접점)에서의 상용전원과 비상전원은 물리적 시차 없이 오버래핑(중첩)된 후 절환될 수 있도록 함으로써, 상용전원과 비상전원간 절환시에도 전위차가 발생하지 않으므로 전자장비의 운전이 안정적으로 이루어질 수 있도록 한 N상 오버래핑 구조를 갖는 자동 절환스위치에 관한 것이다.
이를 위해, 동력을 발생할 수 있도록 제공된 구동축을 포함하는 구동부; 상기 구동축 동력에 의해 회전될 수 있도록 제공된 상용전원 샤프트 및 비상전원 샤프트와, 상기 상용전원 샤프트 및 비상전원 샤프트의 회전에 의해 상용전원 및 비상전원을 각각 투입/개방시킬 수 있는 상용전원 단자 및 비상전원 단자를 포함하는 3접점 절환부; 상기 상용전원 샤프트가 삽입될 수 있는 제1삽입공이 형성된 제1삽입부와, 상기 제1삽입부의 회전에 의해 N상의 상용전원측 접점을 투입/개방시킬 수 있도록 제공된 N상 상용접점 단자와, 상기 비상전원 샤프트가 삽입될 수 있는 제2삽입공이 형성된 제2삽입부와, 상기 제2삽입부의 회전에 의해 N상의 비상전원측 접점을 투입/개방시킬 수 있도록 제공된 N상 비상접점 단자와, 상기 제1삽입부와 제2삽입부 사이에 연결되어 제1삽입부 및 제2삽입부의 회전에 의해 상호 간에 연동될 수 있도록 한 연결바를 포함하는 N상 오버래핑부를 포함하며, 상기 N상 오버래핑부의 제1삽입부는 상용전원 샤프트의 회전에 의해 연동될 수 있도록 제공되고, 상기 제2삽입부는 비상전원 샤프트와 별개로 독립적으로 회전될 수 있도록 제공된 것을 특징으로 하는 N상 오버래핑 구조를 갖는 자동 절환스위치를 제공한다.

Description

N상 오버래핑 구조를 갖는 자동 절환스위치{An automatic transfer switch with N phase overlapping structure}
본 발명은 N상 오버래핑 구조를 갖는 자동 절환스위치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 부하측의 각종 장비의 운용이 안정적으로 이루어질 수 있도록 N상(중성접점)에서의 상용전원과 비상전원은 중첩된 후에 절환될 수 있도록 한 N상 오버래핑 구조를 갖는 자동 절환스위치에 관한 것이다.
전원 자동 절환스위치(ATS)는 비상전원 절체개폐기라고도 하며, 한국전력에서 공급되는 상용전원 외에 비상전원(발전기 또는 한전 예비선로전력 등)으로 구성되어 있을 때, 상용전원의 정전이나 부족전압 등 정상적인 전력공급이 이루어지지 않을 경우 자동으로 비상전원으로 절환(절체)해주는 장치이다. 병원, 공장, 연구소, 방송국 등과 같이 대규모 사업장 및 전원공급이 끊기면 문제 발생의 소지가 있는 사업장은 비상전원을 발생시키기 위한 발전기를 보유하고 있다. 상기 사업장은 전원공급 중단에 따른 문제가 발생할 경우, 발전기로부터 발생하는 비상전원(예비전원)을 상용전원에 공급하기 위하여 전원 자동 절환스위치를 설치하여 사용하고 있다.
이러한 자동 절환스위치는 도 1에 도시된 바와 같이, 평상시에는 상용전원(Normal Power Supply;11)과 부하(19)를 연결하여 상용 전원(11)에서 부하(19)로 전력을 공급하고, 상용 전원(11)에 이상이 발생하였으면 비상전원(Emergency Power Supply;12)과 부하(19)를 연결하여 비상 전원(12)에서 부하(19)로 전력을 공급한다. 자동 절환스위치(13)는 평상시에 전력을 공급하는 상용 전원(11)과 연결된 제1 고정 단자(13-1), 비상 전원(12)과 연결된 제2 고정 단자(13-2), 부하(19)에 연결된 제3 고정 단자(13-3), 및 제1 고정 단자 또는 제2 고정 단자와 제3 고정단자를 연결하여 상용 전원(11) 및 비상 전원(12) 중 어느 하나로부터 전력을 부하(19)측에 공급하는 가동 단자(13-4)를 포함한다.
자동 절환스위치의 동작을 설명하면, 자동 절환스위치(13)는 평상시에 상용
전원(11)에 연결되어 부하(19)측에 전력을 공급하고, 상용 전원(11)의 이상이 감지되면 상용 전원(11)과 부하(19)측의 연결을 단절하고 비상 전원(12)과 부하(19)측을 연결하여 비상 전원(12)에서 부하(19)측으로 전력을 공급하도록 절체가 이루어지게 된다. 한편, 상기한 절체 과정시, 고정단자(13-1,13-2)와 가동단자(13-4)의 접점 사이에서 아크(arc)가 발생하여 접촉자 간에 전류를 지속시키게 되며, 이후
아크는 전류의 영점에서 사라져 소멸이 된다. 이때, 아크의 소멸시간은 대략 10 ~ 12ms정도인데, 부하(19)측의 각종 장비는 중성접점(N상)이 다른 3접점(R, S, T상)보다 10 ~ 12ms 후에 떨어져야 보호될 수 있다. 하지만, 상기한 종래의 일반적인 자동 절환스위치는 중성접점(N상)과 다른 3접점(R, S, T상)의 시간차 10ms 이내가 되므로 부하측의 설비를 보호하는데 미흡하다할 수 있다. 특히, 방송국 및 전신전화국, 군 통신 및 레이더 시설, 은행 및 전산시설, 각종 전기로, 석유화학 플랜트 등의 중요 시설 발전장비에 적용된 자동 절환스위치에 있어서, 상용전원과 비상전원의 중성접점 절체 과정에서 물리적인 시차가 발생할 경우 비록 짧은 시간이지만 순간적으로 전위차가 발생할 수 있는 문제를 야기할 수 있는데, 이때, 절체시에 부하(19)측에 통전되는 전압의 위상과, 비상전원(12) 측에 연결될 때 비상전원(12) 측의 전압의 위상이 서로 차이가 발생하는 경우 예상치 못한 고전압이 발생하여 전자장비의 파손 등이 발생할 수 있는 문제가 있었다. 또한, 비선형 부하는 대지 전위를 상승시켜 대지와 중성선 간에 전위차가 생기므로 자동 절환스위치를 통한 절체시 중성선이 부하측과 분리되어 기준 전위가 확립되지 않아 플로팅 현상이 발생되므로 전자장비의 오동작이 발생할수 있는 문제가 있다.
대한민국 등록번호 제10-0984031호
본 발명은 3접점(R,S,T상)의 상용전원과 비상전원이 절환되는 과정에서 중성접점(N상)의 상용전원과 비상전원은 오버래핑(중첩)된 후 절환되도록 함으로써, 부하측의 전압 위상과 비상전원측 전압 위상차에 따른 부하측의 전자장비가 오동작을 일으키거나 파손되는 것을 방지할 수 있도록 한 N상 오버래핑 구조를 갖는 자동 절환스위치를 제공하고자 한 것이다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 동력을 발생할 수 있도록 제공된 구동축을 포함하는 구동부; 상기 구동축 동력에 의해 회전될 수 있도록 제공된 상용전원 샤프트 및 비상전원 샤프트와, 상기 상용전원 샤프트 및 비상전원 샤프트의 회전에 의해 상용전원 및 비상전원을 각각 투입/개방시킬 수 있는 상용전원 단자 및 비상전원 단자를 포함하는 3접점 절환부; 상기 상용전원 샤프트가 삽입될 수 있는 제1삽입공이 형성된 제1삽입부와, 상기 제1삽입부의 회전에 의해 N상의 상용전원측 접점을 투입/개방시킬 수 있도록 제공된 N상 상용접점 단자와, 상기 비상전원 샤프트가 삽입될 수 있는 제2삽입공이 형성된 제2삽입부와, 상기 제2삽입부의 회전에 의해 N상의 비상전원측 접점을 투입/개방시킬 수 있도록 제공된 N상 비상접점 단자와, 상기 제1삽입부와 제2삽입부 사이에 연결되어 제1삽입부 및 제2삽입부의 회전에 의해 상호 간에 연동될 수 있도록 한 연결바를 포함하는 N상 오버래핑부를 포함하며, 상기 N상 오버래핑부의 제1삽입부는 상용전원 샤프트의 회전에 의해 연동될 수 있도록 제공되고, 상기 제2삽입부는 비상전원 샤프트와 별개로 독립적으로 회전될 수 있도록 제공된 것을 특징으로 하는 N상 오버래핑 구조를 갖는 자동 절환스위치를 제공한다.
이때, 상기 제2삽입부의 제2삽입공 단면은 다각형으로 이루어지고, 상기 비상전원 샤프트의 단면은 원형인 것이 바람직하다.
또한, 상기 구동축은 구동부의 일측에서 타측으로 승강작용을 할 수 있도록 제공되고, 상기 상용전원 샤프트 및 비상전원 샤프트 각각은, 구동축이 걸려 결합될 수 있는 장공을 갖는 링커를 포함하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 구동부에는 구동축의 승강경로를 'V' 형태로 제공하는 승강홈이 형성되고, 상기 링커는 상기 승강홈에 대응되는 'V' 형태로 서로 중첩된 것이 바람직하다.
이때, 상기 승강홈의 일측과 타측이 이루는 'V' 각도는 상기 'V'형태로 서로 중첩된 링커의 'V' 각도에 비해 작은 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 N상 오버래핑 구조를 갖는 자동 절환스위치는 3접점의 상용전원과 비상전원 간에 절환이 이루어지는 과정에서, 중성접점(N상)에서는 상용전원과 비상전원이 오버래핑된 후 절환됨으로써, 전위차가 발생하지 않는다. 즉, 본 발명은 상용전원과 비상전원 간에 절환이 이루어지는 과정에서, 중성접점에서는 상용전원과 비상전원간 절환 시간의 물리적 시차가 발생하지 않기 때문에 부하측의 전압 위상과 비상전원측 전압 위상차가 발생하지 않게 된다. 이에 따라, 본 발명은 고접압 발생에 따른 부하측 전자장비의 손상을 방지할 수 있으며, 전자장비에 오동작 등의 문제를 야기시키지 않으므로 전자장비를 안정적으로 운용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 자동 절환스위치의 회로 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 N상 오버래핑 구조를 갖는 자동 절환스위치를 분해하여 요부만 나타낸 도면이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 N상 오버래핑 구조를 갖는 자동 절환스위치의 구동부를 정면에서 나타낸 것으로써, 상용전원에서 비상전원으로 절환되는 과정의 구동부 작용을 나타낸 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 N상 오버래핑 구조를 갖는 자동 절환스위치의 3접점 절환부를 정면에서 나타낸 것으로써, 상용전원에서 비상전원으로 절환되는 과정의 3접점 절환 작용을 나타낸 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 N상 오버래핑 구조를 갖는 자동 절환스위치의 N상 오버래핑부를 정면에서 나타낸 것으로써, 상용전원에서 비상전원으로 절환되는 과정의 N상 오버래핑 작용을 나타낸 도면이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하, 첨부된 도 2 내지 도 5c를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 N상 오버래핑 구조를 갖는 자동 절환스위치(이하, '자동 절환스위치'라 함)에 대하여 설명하도록 한다.
자동 절환스위치는 3접점(R,S,T상) 절환부에서의 상용전원과 비상전원간 절환되는 과정에서, 중성접점(N상)에서는 상용전원측 단자와 비상전원측 단자가 오버래핑(중첩)된 후 절환될 수 있도록 함으로써, 상용전원과 비상전원간 절환 과정에서의 물리적 시차가 발생하지 않도록 하였다. 이에 따라, 자동 절환스위치는 예상치 못한 고전압 발생으로 인해 전자장비의 파손 및 전자장비가 오동작 되는 것을 방지할 수 있으므로, 전자장비의 운전이 안정적으로 이루어지도록 할 수 있다.
자동 절환스위치는 도 2에 도시된 바와 같이, 구동부(100)와, 3접점 절환부(200)와, N상 오버래핑부(300)를 포함한다.
구동부(100)는 상용전원과 비상전원을 절환시키기 위한 동력을 발생하는 구성으로써, 전자 회로 구성을 통해 자동으로 절환 동력을 발생시킬 수 있으며, 작업자의 수동 조작을 통해 절환 동력이 발생할 수 있도록 제공된다. 구동부(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 케이스(110)와 구동축(120)을 포함한다. 케이스(110)에는 구동모터(미도시)가 설치되며, 도면상 케이스(110)의 전면에는 구동축(120)의 이동경로를 제공하는 승강홈(111)이 형성된다. 승강홈(111)은 구동축(120)이 케이스(110)의 일측에서 하강하여 타측으로 상승할 수 있도록 'V'형태로 제공됨이 바람직하다. 구동축(120)은 구동모터의 동력에 의해 후술하는 3접점 절환부(200)의 샤프트를 회전시키는 역할을 한다. 즉, 구동축(120)은 구동모터의 회전 동력에 의해 승강홈(111)을 따라 케이스(110)의 일측에서 타측으로 승강될 수 있도록 설치된 것이다. 이때, 구동축(120)은 승강홈(111)의 전방으로 돌출되어 설치된다.
3접점 절환부(200)는 상용전원의 발전원으로부터 부하장비에 전원을 공급하거나, 비상전원의 발전원으로부터 부하장비에 전원을 공급하는 구성이며, 비상시에 상용전원과 비상전원간에 절환될 수 있도록 구성된다. 3접점 절환부(200)는 구동부(100)의 케이스(110)에 결합될 수 있도록 제공된 패널(210)과, 샤프트(220)와, 전원단자(230)를 포함한다. 샤프트(220)는 구동부(100)의 동력에 의해 회전하면서 전원단자(230)를 투입(ON)시키거나 개방(OFF)시키는 역할을 한다. 샤프트(220)는 상용전원을 투입/개방시키기 위한 상용전원 샤프트(221)와, 비상전원을 투입/개방시키기 비상전원 샤프트(222)로 구성된다.
3접점 절환부(200)의 상용전원 샤프트(221)는 구동축(120)의 움직임에 따라 연동되어 회전될 수 있도록, 상용전원 샤프트(221)의 단부에는 링커(221a)가 설치된다. 이 링커(221a)는 편의상 제1링커(221a)라 한다. 제1링커(221a)는 상용전원 샤프트(221)의 단부로부터 비상전원 샤프트(222)를 향해 연장되며, 제1링커(221a)에는 제1링커(221a)의 길이 방향으로 구동축의 이동을 위한 장공(221b)이 형성된다. 상용전원 샤프트(221a)의 단면 형태는 다각 형태로 이루어지되, 사각 형태임이 더욱 바람직하다. 비상전원 샤프트(222)는 구동축(120)의 움직임에 따라 연동되어 회전될 수 있도록 비상전원 샤프트(222)의 단부에도 링커(222a)가 설치된다. 이 링커(222a)는 편의상 제2링커(222a)라 한다. 제2링커(222a)는 비상전원 샤프트(222)의 단부로부터 상용전원 샤프트(221)를 향해 연장된다. 이러한 구성의 제1링커(221a)와 제2링커(222a)는 도 2 및 도 3a를 통해 알 수 있듯이 서로 'V'형태로 중첩된다. 이때, 승강홈(111)의 일측과 타측이 이루는 'V' 각도는 도 3b에 도시된 바와 같이, 제1링커(221a) 및 제2링커(222a)가 이루는 'V' 각도에 비해 작게 형성된다. 한편, 제2링커(222a)에도 제2링커(222a)의 길이 방향으로 구동축(120)의 이동을 위한 장공(222b)이 형성된다. 한편, 비상전원 샤프트(222)의 단면 형태는 원형으로 형성된다. 비상전원 샤프트(222)의 단면 형태가 원형으로 이루어지게 한 이유는 N상 오버래핑부(300)의 중첩 작용시, 비상전원 샤프트(222)는 N상 오버래핑부(300)의 작용에 연동되지 않도록 한 것으로써 상세한 설명은 후술하기로 한다.
3접점 절환부(200)의 전원단자(230)는 상기 샤프트(220)의 회전에 의해 연동되면서 상용전원 및 비상전원 각각을 투입/개방시킨다. 전원단자(230)는 상용전원 단자(231)와 비상전원 단자(232)로 제공된다. 상용전원 단자(231)는 상용전원 샤프트(221)의 회전에 의해 연동될 수 있도록 제공되며, 이를 위해 상용전원 단자(231)와 상용전원 샤프트(221) 사이에는 연동링커(240)가 설치된다. 연동링커(240)는 도 2에 도시된 바와 같이, 관절을 갖도록 이중의 힌지가 결합된 링커로 제공된다. 비상전원 단자(232)는 비상전원 샤프트(222)의 회전에 의해 연동될 수 있도록 제공되며, 이를 위해 비상전원 단자(232)와 비상전원 샤프트(222) 사이에도 연동링커(240)가 설치된다. 한편, 상기 연동링커(240)는 설명의 편의상 3접점 연동링커(240)라 한다. 3접점 연동링커(240)는 상부링커(241)와 하부링커(242)로 구성되며, 상부링커(241)의 길이는 하부링커(242)의 길이에 비해 길게 형성된다.
N상 오버래핑부(300)는 3접점 절환부(200)에서 상용전원과 비상전원이 서로 절환되는 과정에서, N상에서는 상용전원과 비상전원이 오버래핑된 후 절환이 이루어질 수 있도록 하여, 전위차가 발생하지 않으므로 전장장비 손상을 방지할 수 있도록 한다. N상 오버래핑부(300)는 3접점 절환부(200)에 결합될 수 있도록 제공된 패널(310)과, 삽입부(320)와, 접점단자(330)와, 연결바(340)를 포함한다.
N상 오버래핑부(300)의 삽입부(320)는 3접점 절환부(200)의 샤프트(220)가 결합되는 구성으로써, 상용전원 샤프트(221)가 결합되는 제1삽입부(321)와, 비상전원 샤프트(222)가 결합되는 제2삽입부(322)로 구성된다. 제1삽입부(321)는 상용전원 샤프트(221)가 통과되는 삽입공(321a)을 형성하며, 이 삽입공(321a)은 설명의 편의상 제1삽입공(321a)이라 한다. 제1삽입공(321a)의 단면은 상용전원 샤프트(221)의 단면 형태와 동일한 사각형으로 형성된다. 이와 같은 구성에 의해, 제1삽입부(321a)는 상용전원 샤프트(221)의 회전에 의해 상용전원 샤프트(221)와 연동될 수 있음은 이해 가능하다. 제2삽입부(322)는 비상전원 샤프트(222)가 통과되는 삽입공(322a)을 형성하며, 이 삽입공(322a)은 설명의 편의상 제2삽입공(322a)이라 한다. 제2삽입공(322a)은 제1삽입공(321a)과 마찬가지로 사각형의 단면을 갖는 형태로 이루어진다. 이때, 제2삽입공(322a)의 너비는 비상전원 샤프트(222)의 외경에 비해 크게 형성된다. 이와 같은 구성에 의해, 제2삽입부(322)는 비상전원 샤프트(222)와의 형상 차이는 물론 직경 차이로 인해, 제2삽입부(322)와 비상전원 샤프트(222)는 서로 연동되는 일은 발생하지 않는다. 즉, 상용전원 샤프트(221)와 제1삽입부(321)가 서로 연동되는 것과 달리, 비상전원 샤프트(222)와 제2삽입부(322)는 연동되지 않는 것이다.
N상 오버래핑부(300)의 접점단자(330)는 제1삽입부(321)의 회전에 의해 연동되어 상용전원측 투입/개방이 이루어지는 N상 상용접점 단자(331)와, 제2삽입부(322)의 회전에 의해 연동되어 비상전원측 투입/개방이 이루어지는 N상 비상접점 단자(332)로 구성된다. 이때, 제1삽입부(321)와 N상 상용접점 단자(331) 사이 및 제2삽입부(322)와 N상 비상접점 단자(332) 사이에는 제1삽입부(321) 및 제2삽입부(322)의 회전에 의해 접점단자(330)의 투입/개방 작용이 연동될 수 있도록 연동링커(350)가 설치된다. 이 연동링커(350)는 설명의 편의상 N상 연동링커(350)라 한다. N상 연동링커(350) 역시, 상부링커(351)와 하부링커(352)로 구성되며, 하부링커(352)의 길이는 상부링커(351)의 길이에 비해 길게 형성된다. 이때, N상 접점링커(350)의 상부링커(351)는 3접점 연동링커(240)의 상부링커(241)에 비해 짧게 형성되고, N상 접점링커(350)의 하부링커(352)는 3접점 연동링커(240)의 하부링커(242)에 비해 길게 형성된다. 이러한 연동링커(240,350)의 구성으로 인해, 샤프트(220)의 회전각에 따른 3접점 연동링커(240)의 회전 반경과 N상 연동링커(350)의 회전 반경은 상이하게 된다. 즉, 전원단자(230)를 투입/개방시키기 위한 3접점 연동링커(240)의 회전반경은 접점단자(330)를 투입/개방시키기 위한 N상 연동링커(350)의 회전반경에 비해 작은 것이다.
N상 오버래핑부(300)의 연결바(340)는 제1삽입부(321)와 제2삽입부(322)를 서로 연동시키는 역할을 하며, 제1삽입부(321)와 제2삽입부(322) 사이에 연결된다. 즉, 연결바(340)는 제1삽입부(321)의 회전에 의해 제2삽입부(322)를 밀거나 당기면서 제2삽입부(322)를 회전시킬 수 있도록 제공된 것이다. 이때, 상기한 바와 같이, 제2삽입부(322)는 비상전원 샤프트(222)와 별개로 독립적으로 회전될 수 있도록 제공되기 때문에, 연결바(340)가 제2삽입부(322)를 회전시키더라도 비상전원 샤프트(222)는 제2삽입부(322)를 따라 함께 회전되지는 않는다.
이하, 상기한 구성으로 이루어진 자동 절환스위치의 절환 작용 및 오버래핑 작용에 대하여 도 3a 내지 도 5c를 참조하여 설명하도록 한다.
도 3a, 도 4a, 도 5a는 상용전원이 투입된 상태(ON)의 구동부(100), 3접점 절환부(200), N상 오버래핑부(300)를 정면에서 나타낸 도면으로써, 상용전원으로부터 전원이 공급되고 있는 평상시의 상태이다. 이때, 구동축(120)은 도면상 승강홈(111)의 좌측 최고점에 위치되고, 상용전원 단자(221) 및 N상 상용접점 단자(331)만 투입된 상태를 도시하고 있다. 한편, 이와 같은 상태에서 상용전원으로부터 전원 공급 중단에 따른 문제가 발생할 경우, 상용전원에서 비상전원으로의 절환이 진행된다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 구동축(120)은 구동모터의 동력에 의해 승강홈(111)의 최저점으로 하강된다. 이때, 제2링커(222a)의 장공(222b) 최고점에 위치해 있던 구동축(120)은 제2링커(222a)의 장공(222b)을 따라 제2링커(222a)의 장공(222b) 최저점으로 이동하고, 구동축(120)에 걸려있는 제1링커(221a)는 구동축(120)의 이동에 의해 도면상 반시계방향으로 회전된다. 제1링커(221a)의 회전에 의해 상용전원 샤프트(221) 역시 제1링커(221a)의 회전 방향으로 회전하게 된다. 이때, 상용전원 단자(231)는 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 상용전원 샤프트(221)의 회전에 의해 3접점 연동링커(240)가 연동시킴에 따라 전원이 개방된다. 정확하게는, 상용전원 단자(231)의 가동단자가 고정단자로부터 분리되면서 접점을 개방시키는 것이다. 또한, 상용전원 샤프트(221)는 회전하면서 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, N상 오버래핑부(300)의 제1삽입부(321)를 회전시킨다. 이때, 제1삽입부(321)가 회전되더라도, N상 상용접점 단자(331)는 개방되지 않음을 알 수 있다. 이는 N상 연동링커(350)의 구조적 특성상 회전각도가 3접점 연동링커(240)의 회전각도에 비해 작게 발생하기 때문이다.
한편, 제1삽입부(321)의 회전에 의해 연결바(340)는 제2삽입부(322)를 제1삽입부(321)측으로 당기면서 회전시킴에 따라, N상 비상접점 단자(332)는 N상 연동링커(350)에 의해 회전되면서 접점되어 도 5b에 도시된 바와 같이 투입된 상태(ON)가 된다. 이때, 제2삽입부(322)는 연결바(340)에 의해 제1삽입부(321)에 연동되어 회전되더라도, 비상전원 샤프트(222)와는 별개로 독립적으로 회전되기 때문에, 제2삽입부(322)가 회전하면서 비상전원 샤프트(222)를 함께 회전시키는 일은 발생하지 않는다. 즉, N상 오버래핑부(300)에서는 제2삽입부(322)가 회전하면서 N상 비상접점 단자(332)를 투입시키는 반면, 3접점 절환부(200)에서는 비상전원 단자(232)가 투입되는 일은 발생하지 않는 것이다. 이에 따라, 절환과정에서, 도 4b에 도시된 바와 같이 3접점 절환부(200)에서는 상용전원 단자(231) 및 비상전원 단자가(232) 모두 개방된 순간에서도, 도 5b에 도시된 바와 같이, N상에서는 N상 상용접점 단자(331) 및 N상 비상접점 단자(332) 모두 투입된 상태이므로 전위차가 발생하지 않는다.
이후, 승강홈(111)의 최저점에 위치해 있던 구동축(120)은 도 3b 및 도 3c에 도시된 바와 같이, 구동모터의 동력에 의해 타측의 승강홈(111) 최고점으로 이동한다. 이때, 구동축(120)에 걸려 있던 제2링커(222a)는 도 4b 및 도 4c에 도시된 바와 같이, 도면상 반시계방향으로 회전하면서, 비상전원 샤프트(222)를 연동시킨다. 이때, 비상전원 샤프트(222)의 회전에 의해 개방되어 있던 비상전원 단자(232)는 투입된다. 즉, 비상전원 단자(232)의 가동단자는 고정단자에 접점되면서 비상전원을 투입시키는 것이다. 한편, 구동축(120)은 승강홈(111)의 최고점으로 이동하면서 제2링커(222a)를 반시계방향으로 회전시키는 과정에서, 제1링커(221a)도 반시계방향으로 회전시킨다. 왜냐하면, 승강홈(111)의 일측과 타측이 이루는 각도가 중첩된 제1링커(221a) 및 제2링커(222a)가 이루는 각도에 비해 작기 때문에, 제1링커(221a)는 구동축(120)의 승강홈(111) 위치에 따른 회전이 발생할 수 있는 것이다. 이에 따라, 상용전원 샤프트(221)는 도 5b 및 도 5c에 도시된 바와 같이, 제1삽입부(321)를 반시계방향으로 더 회전시킴에 따라, N상 연동링커(350)에 의해 N상 상용접점 단자(331)는 개방된다. 이로써, 상용전원에서 비상전원으로의 N상 오버래핑 절환 과정이 완료되며, 비상전원에서 상용전원으로 절환 과정은 상기한 일려의 과정이 역순으로 진행된다.
지금까지 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 N상 오버래핑 구조를 갖는 자동 절환스위치는 3접점 절환부에서의 상용전원과 비상전원간 절환시, 중성접점(N상)에서는 상용전원과 비상전원이 오버래핑된 후 절환될 수 있도록 하였다. 이에 따라, 본 발명은 상용전원과 비상전원간 절환 과정에서 발생하는 전위차로 인하여 전자장비의 오동작이 발생하거나 전자장비가 손상되는 것을 방지하여 전자장비의 운전이 안정적으로 이루어질 수 있도록 하였다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대하여 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정은 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연한 것이다.
100 : 구동부 110 : 케이스
111 : 승강홈 120 : 구동축
200 : 3접점 절환부 210,310 : 패널
220 : 샤프트 221 : 상용전원 샤프트
221a : 제1링커 221b,222b : 장공
222 : 비상전원 샤프트 222a : 제2링커
230 : 전원단자 231 : 상용전원 단자
232 : 비상전원 단자 240 : 3접점 연동링커
241,351 : 상부링커 242,352 : 하부링커
300 : N상 오버래핑부 320 : 삽입부
321 : 제1삽입부 321a : 제1삽입공
322 : 제2삽입부 322a : 제2삽입공
330 : 접점단자 331 : N상 상용접점 단자
332 : N상 비상접점 단자 340 : 연결바
350 : N상 연동링커

Claims (5)

  1. 동력을 발생할 수 있도록 제공된 구동축을 포함하는 구동부;
    상기 구동축 동력에 의해 회전될 수 있도록 제공된 상용전원 샤프트 및 비상전원 샤프트와, 상기 상용전원 샤프트 및 비상전원 샤프트의 회전에 의해 상용전원 및 비상전원을 각각 투입/개방시킬 수 있는 상용전원 단자 및 비상전원 단자를 포함하는 3접점 절환부;
    상기 상용전원 샤프트가 삽입될 수 있는 제1삽입공이 형성된 제1삽입부와, 상기 제1삽입부의 회전에 의해 N상의 상용전원측 접점을 투입/개방시킬 수 있도록 제공된 N상 상용접점 단자와, 상기 비상전원 샤프트가 삽입될 수 있는 제2삽입공이 형성된 제2삽입부와, 상기 제2삽입부의 회전에 의해 N상의 비상전원측 접점을 투입/개방시킬 수 있도록 제공된 N상 비상접점 단자와, 상기 제1삽입부와 제2삽입부 사이에 연결되어 제1삽입부 및 제2삽입부의 회전에 의해 상호 간에 연동될 수 있도록 한 연결바를 포함하는 N상 오버래핑부를 포함하며,
    상기 N상 오버래핑부의 제1삽입부는 상용전원 샤프트의 회전에 의해 연동될 수 있도록 제공되고, 상기 제2삽입부는 비상전원 샤프트와 별개로 독립적으로 회전될 수 있도록 제공된 것을 특징으로 하는 N상 오버래핑 구조를 갖는 자동 절환스위치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2삽입부의 제2삽입공 단면은 다각형으로 이루어지고, 상기 비상전원 샤프트의 단면은 원형인 것을 특징으로 하는 N상 오버래핑 구조를 갖는 자동 절환스위치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 구동축은 구동부의 일측에서 타측으로 승강작용을 할 수 있도록 제공되고,
    상기 상용전원 샤프트 및 비상전원 샤프트 각각은, 구동축이 걸려 결합될 수 있는 장공을 갖는 링커를 포함하는 것을 특징으로 하는 N상 오버래핑 구조를 갖는 자동 절환스위치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 구동부에는 구동축의 승강경로를 'V' 형태로 제공하는 승강홈이 형성되고,
    상기 링커는 상기 승강홈에 대응되는 'V' 형태로 서로 중첩된 것을 특징으로 하는 N상 오버래핑 구조를 갖는 자동 절환스위치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 승강홈의 일측과 타측이 이루는 'V' 각도는 상기 'V'형태로 서로 중첩된 링커의 'V' 각도에 비해 작은 것을 특징으로 하는 N상 오버래핑 구조를 갖는 자동 절환스위치.





KR1020220002151A 2022-01-06 2022-01-06 N상 오버래핑 구조를 갖는 자동 절환스위치 KR102431478B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220002151A KR102431478B1 (ko) 2022-01-06 2022-01-06 N상 오버래핑 구조를 갖는 자동 절환스위치
US17/852,400 US11735378B2 (en) 2022-01-06 2022-06-29 Automatic transfer switch with N-phase overlapping structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220002151A KR102431478B1 (ko) 2022-01-06 2022-01-06 N상 오버래핑 구조를 갖는 자동 절환스위치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102431478B1 true KR102431478B1 (ko) 2022-08-12

Family

ID=82803901

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220002151A KR102431478B1 (ko) 2022-01-06 2022-01-06 N상 오버래핑 구조를 갖는 자동 절환스위치

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11735378B2 (ko)
KR (1) KR102431478B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060036988A (ko) * 2004-10-27 2006-05-03 주식회사 서일파워텍 전원 절환 개폐기
KR20070032213A (ko) * 2005-09-16 2007-03-21 주식회사 여기로테크 비상전원 절체개폐기
KR100984031B1 (ko) 2008-08-12 2010-09-28 오성기전주식회사 중성접점 중첩 기능을 구비한 전원절체개폐기의 가동단자축부 및 가동단자부
KR20190133049A (ko) * 2017-05-11 2019-11-29 오성기전주식회사 N상 중첩절한 절체스위치

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102387322B1 (ko) * 2021-01-28 2022-04-15 오성기전 주식회사 바이패스 전원 절체 장치의 인터록 구조

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060036988A (ko) * 2004-10-27 2006-05-03 주식회사 서일파워텍 전원 절환 개폐기
KR20070032213A (ko) * 2005-09-16 2007-03-21 주식회사 여기로테크 비상전원 절체개폐기
KR100984031B1 (ko) 2008-08-12 2010-09-28 오성기전주식회사 중성접점 중첩 기능을 구비한 전원절체개폐기의 가동단자축부 및 가동단자부
KR20190133049A (ko) * 2017-05-11 2019-11-29 오성기전주식회사 N상 중첩절한 절체스위치

Also Published As

Publication number Publication date
US11735378B2 (en) 2023-08-22
US20230215667A1 (en) 2023-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100319407B1 (ko) 배전용 개폐기기의 아크 소호장치
KR100840384B1 (ko) 자동절환스위치
KR20070032213A (ko) 비상전원 절체개폐기
KR102431478B1 (ko) N상 오버래핑 구조를 갖는 자동 절환스위치
KR100844202B1 (ko) 병렬 구조의 전원 절환 장치
CN102129939B (zh) 用于四极断路器的动力传递机构
KR102264782B1 (ko) N상 중첩절환 절체스위치
KR200377876Y1 (ko) Ｎ상 미개방 아크접점장치를 구비한 전원절체개폐기
AU4940100A (en) Operating mechanism for autorecloser with series disconnector
KR100364826B1 (ko) 가스절연 부하개폐기용 퓨즈내장형 변압기의 전원 개폐장치
KR101232985B1 (ko) 가스절연차단기의 3 포지션 구동장치
KR102387324B1 (ko) 전원 절체 장치의 n상 중첩 절환 스위치
KR100762350B1 (ko) 무개방 전원절체기
EP3540755B1 (en) Circuit breaker circuit contact protection mechanism
CN107919722A (zh) 避免中性极危险电压的自动转换开关及方法
KR19990074037A (ko) 비상 전원 절체 개폐기
CN111755271A (zh) 执行断路和闭合操作的方法
GB2551307A (en) Electrical switching assembly
KR100340702B1 (ko) 엔상 미개방 절체장치를 사용하는 비상전원 절체 개폐기
CN110120629A (zh) 具有接地开关的开关设备
KR19990074036A (ko) 비상 전원 절체 개폐기
KR200293408Y1 (ko) 단로기의 제어회로
KR20100024078A (ko) 부하개폐기의 상호 인터럽 기능을 가지는 일체형 메카니즘
JP2799050B2 (ja) 断路器操作電源切換装置
KR100494664B1 (ko) 회로차단기

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant