KR102594090B1

KR102594090B1 - 고체절연 개폐장치의 차단기 위치표시용 인디게이터

Info

Publication number: KR102594090B1
Application number: KR1020230098613A
Authority: KR
Inventors: 김종우; 정기헌; 김시종; 임태일
Original assignee: 인텍전기전자 주식회사
Priority date: 2023-07-28
Filing date: 2023-07-28
Publication date: 2023-10-26

Abstract

본 발명에서는 외함 내에서 가이드 레일을 따라 전후로 미끄럼 이동 가능하고 한쪽에 릴리스 레버가 고정된 캐리지, 로드 가이드가 형성된 브래킷, 상기 브래킷과 하부가 리스트핀에 의해 핀 이음으로 연결되고, 상기 리스트핀을 중심으로 회전 시 도어의 슬롯을 통해 전방으로 노출되는 동작표시판, 상단에 슬롯홀이 형성되고, 상기 슬롯홀과 상기 동작표시판이 제1링크핀에 의해 핀 이음으로 연결되고, 하단이 솔레노이드의 플런저와 제2링크핀에 의해 핀 이음으로 연결된 링크, 플런저의 수축 작용으로 상기 링크를 당겨서 상기 동작표시판을 상기 리스트핀을 중심으로 회전시켜 외함의 내부로 삽입하는 솔레노이드, 상기 릴리스 레버의 위치를 검출하여 솔레노이드의 작동을 제어하는 컨트롤러로 전기적인 신호를 전송하는 검출스위치, 상기 릴리스 레버의 미는 작용에 의해 상기 로드 가이드의 안내에 따라 전후로 미끄럼 이동하여 상기 동작표시판을 밀어서 상기 리스트핀을 중심으로 회전시켜 상기 도어의 전방으로 돌출시키는 푸시로드, 상기 릴리스 레버의 미는 작용이 해제되면 상기 푸시로드가 원래 위치로 되돌아가도록 탄성력이 작용하는 제1스프링을 포함하는 고체절연 개폐장치의 차단기 위치표시용 인디게이터를 개시한다.

Description

고체절연 개폐장치의 차단기 위치표시용 인디게이터{Indicator for earthquake-proof solid insulated switchgear}

본 발명은 차단기의 인/입출 상태(position)를 쉽게 파악하기 위한 고체절연 개폐장치용 인디게이터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차단기가 서비스위치(connected position), 시험위치(test position) 및 이동위치(moving position) 중 어느 하나의 미리 정해진 위치에 도달하면 이를 외함의 외부에 기계적으로 표시하여 도어를 열지 않고도 차단기의 현재 위치를 쉽게 확인할 수 있는 고체절연 개폐장치의 차단기 위치표시용 인디게이터에 관한 것이다.

국내 전력계통의 주요 근간인 발전소나 변전소 등에서 전력 수송의 제어 및 감시·보호 목적으로 가장 널리 적용되고 있는 가스절연 개폐장치(Gas Insulated Switchgear: GIS)는 주로 SF₆가스를 고전압에 대한 절연 및 소호 매질로 사용하고 있다.

그런데 SF₆가스는 환경오염과 지구온난화를 일으키는 원인이 되는 온실가스로 국제 기후변화협약 교토의정서에 따라 그 배출량을 의무적으로 감축해야 하는 국내외적인 환경정책을 고려하여 근래에는 SF₆가스를 절연 매질로 사용하지 않고 본체부와 모선부를 절연 성능이 우수한 에폭시 수지 몰드로 고체절연화하여 안전성과 친환경성을 갖춘 고체절연 개폐장치가 개발되었으며, 그 시장 규모가 지속적으로 확대되고 있다.

이러한 고체절연 개폐장치(Solid Insulated Switchgear)는 차단기(Cricuit Breaker: CB), 단로기(Disconnecting Switch: DS), 접지개폐기(Earthing Switch: ES) 따위의 구성 부품을 패키지 타입으로 콤팩트하게 내장함으로써 MCSG(Metal Clad Switchgear)와 달리 노출된 도전부가 없어 접촉에 의한 감전사고가 발생하지 않는 데다 기존 GIS의 SF₆가스 사용에 따른 주기적 보수 및 점검이 필요 없고, 신속한 고장 분리와 정전시간을 최소화하여 수배전을 보호할 수 있다.

특히 차단기(CB)는 수동핸들이나 수동레버를 이용하여 기계적으로 개방할 수 있고, 테스트나 유지보수 및 점검이 원활하도록 하기 위해 대차에 탑재하여 외함 내에서 전방으로 인출이 가능한 구조로 되어 있다.

예컨대, 특허문헌 1에는 인입/인출형 고체절연 개폐장치가 공개된 바 있다. 이는 도 1에 도시한 바와 같이 전원측에 접속되어 있는 제1고체절연 하우징(131)이 설치된 외함(110)과, 상기 외함(110) 내에서 슬라이딩 이동하여 인입 및 인출되고, 부하측에 접속되어 있는 제2고체절연 하우징(135)이 탑재된 대차(120)로 구성되어 있다.

따라서 작업자가 대차(120)를 밀어서 제2고체절연 하우징(135)의 접점을 제1고체절연 하우징(131)의 접점에 접촉시킬 수 있고, 대차(120)를 당겨서 제2고체절연 하우징(135)의 접점을 제1고체절연 하우징(131)의 접점으로부터 분리할 수 있다.

그런데 이는 도어를 열지 않은 상태에서는 대차(120)의 위치 즉, 차단기의 개로 및 폐로 상태를 파악하기 어려운 구조이기 때문에 차단기의 투입 상태에서 도어를 열 경우 감전 등 안전사고 발생의 위험이 높은 문제점이 있다.

한편, 인입/인출형 고체절연 개폐장치의 대차(120)는 서비스, 시험, 인출 3가지의 위치(Position)를 지키고 있어야만 한다.

즉, 서비스위치(connected position)는 차단기가 외부의 전원측 및 부하측 고압회로가 접속되어 운전할 수 있는 상태이며, 시험위치(test position)는 차단기가 고압회로와 연결되지 않았으나 제어회로는 연결되어 초기 동작을 수행할 수 있는 상태이며, 인출위치는 차단기를 외함에서 완전히 인출한 상태이다.

여기서 상술한 배경기술 또는 종래기술은 본 발명자가 보유하거나 본 발명을 도출 및 완성하는 과정에서 습득한 정보로서 본 발명의 기술적 의의를 이해하는 데 도움이 되고 선행기술조사 및 심사에 유용하게 사용하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 출원 전에 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 일반적으로 알려지고 널리 사용되는 기술을 의미하는 것은 아님을 밝히며, 아울러 종래기술에서의 도면 부호는 본 발명에서의 도면 부호와 상호 무관한 것이다.

KR

10-1768868

B1(2017. 08. 10.)

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10-1471847

B1(2014. 12. 05.)

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10-1148797

B1(2012. 05. 16.)

KR

10-1032905

B1(2011. 04. 27.)

이에 본 발명자는 상술한 제반 사항을 종합적으로 고려함과 동시에 기존의 고체절연 개폐장치가 지닌 기술적 한계 및 문제점들을 해결하려는 발상에서, 고체절연 개폐장치의 차단기가 서비스위치(connected position), 시험위치(test position) 및 이동위치(moving position) 중 어느 하나의 미리 정해진 위치에 도달했을 때 이를 외함의 외부에 기계적으로 표시하여 도어를 열지 않고도 차단기의 현재 위치, 즉 인입/인출 상태를 쉽게 확인할 수 있는 새로운 고체절연 개폐장치의 차단기 위치표시용 인디게이터를 개발하고자 각고의 노력을 기울여 부단히 연구하던 중 그 결과로써 본 발명을 창안하게 되었다.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 외함을 개폐하는 도어를 열지 않고도 외함 내 차단기의 현재 위치를 외부에서 쉽게 확인할 수 있도록 하는 고체절연 개폐장치의 차단기 위치표시용 인디게이터를 제공하는 데 있는 것이다.

여기서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 이상에서 언급한 기술적 과제 및 목적으로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제 및 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명의 기술적 과제를 해결하기 위한 새로운 착상을 구체화하면서 특정의 기술적 목적을 효과적으로 달성하기 위한 본 발명의 실시 태양(aspect)에 따른 구체적인 수단은, 외함의 전면을 개폐하고, 안쪽에 세로로 슬롯이 형성된 도어, 부하전류의 개폐 및 고장전류를 차단하기 위한 차단기를 탑재하고, 리드 스크류의 회전에 의해 상기 외함 내에서 가이드 레일을 따라 전후로 미끄럼 이동 가능한 캐리지, 상기 캐리지의 한쪽에 고정된 릴리스 레버, 상기 도어에 고정되고, 상부에 로드 가이드가 형성된 브래킷, 상기 브래킷과 하부가 리스트핀에 의해 핀 이음으로 연결되고, 상기 리스트핀을 중심으로 회전 시 상기 도어의 슬롯을 통해 전방으로 노출되는 동작표시판, 상단에 슬롯홀이 형성되고, 상기 슬롯홀과 상기 동작표시판이 제1링크핀에 의해 핀 이음으로 연결되고, 하단이 솔레노이드의 플런저와 제2링크핀에 의해 핀 이음으로 연결된 링크, 상기 도어에 장착되고 플런저의 수축 작용으로 상기 링크를 당겨서 상기 동작표시판을 상기 리스트핀을 중심으로 회전시켜 상기 외함의 내측으로 삽입하는 솔레노이드, 상기 릴리스 레버와 마주하는 상기 외함 내에 설치되고, 상기 릴리스 레버의 위치를 검출하여 상기 컨트롤러로 전기적인 신호를 전송하는 검출스위치, 상기 검출스위치의 개폐 신호에 따라 상기 솔레노이드의 작동을 제어하는 컨트롤러, 상기 릴리스 레버의 미는 작용에 의해 상기 로드 가이드의 안내에 따라 전후로 미끄럼 이동하여 상기 동작표시판을 밀어서 상기 리스트핀을 중심으로 회전시켜 상기 도어의 전방으로 돌출시키는 푸시로드, 상기 로드 가이드와 상기 푸시로드 사이에 장착되고, 상기 릴리스 레버의 미는 작용이 해제되면 상기 푸시로드가 원래 위치로 되돌아가도록 탄성력이 작용하는 제1스프링, 상단이 상기 브래킷에 고정되고, 하단이 상기 제2링크핀에 고정되어 상기 솔레노이드의 플런저가 상기 링크를 당기는 작용이 해제되면 상기 동작표시판이 상기 리스트핀을 중심으로 일정한 각도로 회전하여 상기 도어의 전방으로 돌출되도록 상기 링크를 상승시키는 탄성력이 작용하는 제2스프링을 포함하여 채용하는 것을 특징으로 하는 고체절연 개폐장치의 차단기 위치표시용 인디게이터를 제시한다.

이로써 본 발명은 차단기가 서비스위치(connected position), 시험위치(test position) 및 이동위치(moving position) 중 어느 하나의 미리 정해진 위치에 도달했을 때 동작표시판이 외함의 내부로 삽입 또는 외부로 돌출하여 차단기의 인입/인출 동작 과정을 표시하기 때문에 외함의 도어를 열지 않고도 차단기의 현재 위치, 즉 인입/인출 상태를 쉽게 확인할 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시 태양(aspect)은 상기 도어의 전면에 평행하게 노출되도록 상기 동작표시판의 선단에 수직으로 꺾여 형성된 전면표시부를 더 포함하여 구성됨으로써 외함이 전면에 차단기의 현재 위치를 더욱 확실히 표시하여 전기안전성을 높일 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시 태양(aspect)은 상기 동작표시판을 안정적으로 밀어주기 위해 상기 푸시로드의 선단에 고정된 스핀 헤더를 더 포함하여 구성됨으로써 동작표시판을 리스트핀을 중심으로 일정한 각도로 회전시키는 작용이 기계적으로 더욱 확실하고 안정적으로 이루어질 수 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하고자 특유한 해결 수단이 기초하고 있는 본 발명의 기술사상 및 실시 예(embodiment)에 따르면, 차단기가 서비스위치(connected position), 시험위치(test position) 및 이동위치(moving position) 중 어느 하나의 미리 정해진 위치에 도달하면 동작표시판과 전면표시부가 동시에 회전하여 외함의 외부로 동작 과정 및 상태를 기계적으로 표시하기 때문에 외함의 도어를 열지 않고도 차단기의 현재 위치와 인입/인출 상태를 쉽게 확인할 수 있다.

즉, 차단기의 위치 이동과 연동하여 기계적으로 작동되는 동작표시판과 전면표시부에 의해 차단기의 현재 위치와 인입/인출 상태를 외함의 외부에 표시하므로 작업자가 외함의 도어를 열지 않고도 차단기의 위치 및 동작 상태를 확인할 수 있어 차단기의 점검, 보수작업 중 감전사고에 의한 재해를 방지할 수 있다.

여기서 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 종래기술에 따른 고체절연 개폐장치를 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 고체절연 개폐장치의 차단기 위치표시용 인디게이터가 장치된 고체절연 개폐장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 고체절연 개폐장치의 차단기 위치표시용 인디게이터가 장치된 고체절연 개폐장치 중 국부를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 고체절연 개폐장치의 차단기 위치표시용 인디게이터가 장치된 고체절연 개폐장치 중 국부를 나타낸 측면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 고체절연 개폐장치의 차단기 위치표시용 인디게이터를 구성하고 있는 주요 요소가 차단기의 서비스위치(connected position) 시 작동 상태를 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 5의 주요 요소 중 일부 구성요소를 제외하고 나타낸 배면사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 고체절연 개폐장치의 차단기 위치표시용 인디게이터가 차단기의 서비스위치(connected position) 시 작동 상태에 대한 이해를 돕기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 고체절연 개폐장치의 차단기 위치표시용 인디게이터가 차단기의 이동위치(moving position) 시 작동 상태에 대한 이해를 돕기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 고체절연 개폐장치의 차단기 위치표시용 인디게이터가 차단기의 시험위치(test position) 시 작동 상태에 대한 이해를 돕기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

이에 앞서, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 개념과 당해 기술분야에서 통용 또는 통상적으로 인식되는 의미로 해석하여야 함을 명시한다.

또한, 본 발명과 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

여기서 첨부된 도면들은 기술의 구성, 기술의 작용 및 작동 원리에 대한 설명, 이해의 편의성, 기술의 명확성 등을 위해 일부분을 과장하거나 간략화하여 도시될 수 있고, 그 도면상의 각 구성요소가 실제의 크기 및 형태와 정확하게 일치하는 것은 아님을 밝힌다.

아울러 본 명세서에서 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함하는 의미이며, 또 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

즉, 본 명세서에서 설시(說示)하는 '포함하다', '가지다' 등의 용어는 특징, 개수, 단계, 공정, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계, 공정, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재와 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해해야 한다.

한편, 본 발명에서 사용하는 "부" 및 "유닛"의 의미는 시스템에서 목적하는 적어도 하나의 기능이나 어느 일정한 동작을 처리하는 단위 또는 역할을 하는 모듈 형태를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 혹은 하드웨어 및 소프트웨어의 결합 등을 통한 수단이나 독립적인 동작을 수행할 수 있는 디바이스 또는 어셈블리 등으로 구현할 수 있다.

그리고 본 발명에서 사용하는 상단, 하단, 상면, 하면, 또는 상부, 하부, 상측, 하측, 전후, 좌우 등의 용어는 각 구성요소에 있어 상대적인 위치를 구별하기 위해 편의상 사용한 것이다. 예를 들어, 도면상의 위쪽을 상부로 아래쪽을 하부로 명명하거나 지칭하고, 길이 방향을 전후 방향으로, 폭 방향을 좌우 방향으로 명명하거나 지칭할 수 있다.

또한, 본 발명에서 사용하는 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용할 수 있다. 즉, 제1, 제2 등의 용어는 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하는 목적으로 사용할 수 있다.

<주요 구성요소>

본 발명의 실시 예에 따른 고체절연 개폐장치의 차단기 위치표시용 인디게이터를 구성하는 주요 요소는 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이 도어(10), 캐리지(20), 릴리스 레버(23), 브래킷(30), 동작표시판(40), 링크(50), 솔레노이드(60), 검출스위치(62), 컨트롤러(63), 푸시로드(70), 제1스프링(71) 및 제2스프링(80)을 포함하고 있다.

도어(10)는 외함(C)의 전면을 개폐하기 위한 것으로, 안쪽에 세로로 슬롯(11)이 형성되어 있다.

즉, 슬롯(11)은 동작표시판(40)이 도어(10)의 전방으로 노출되거나 외함(C)의 내측으로 삽입될 수 있도록 안내하는 역할을 한다.

여기서 외함(C)은 직육면체의 모서리 부분에 위치하는 여러 개의 프레임을 연결하여 조립하고, 여러 개의 보강프레임으로 보강하여 만든 큐비클(cubicle) 형태의 기반 구조로 형성될 수 있다.

또한, 외함(C)을 형성하는 프레임은 압연 강판, 아연도금 강판, 스테인리스판, 알루미늄판 등을 굽힘 가공하여 제작함으로써 구조적 강성을 강화하여 견고한 조립 상태 및 안정된 자세를 유지하고, 진동 시 변위의 응답 배율을 작게 하고 내부의 전기 기기에 가해지는 가속도를 줄일 수 있다.

그리고 외함(C)의 내부는 여러 개의 프레임을 서로 볼팅 체결 방식으로 연결하여 입체적으로 조립한 케이지 형태의 골조로 이루어질 수 있다.

아울러 외함(C) 내에 장치되는 각종 구성 기기 및 부품의 무게를 안배함으로써 좌우 어느 쪽으로도 크게 치우치지 않은 균형의 안정성으로 인해 쉽게 흔들리거나 넘어지는 것을 방지할 수 있다.

캐리지(20)는 부하전류의 개폐 및 고장전류를 차단하기 위한 차단기(CB)를 탑재한 채로 리드 스크류(21)의 회전에 의해 외함(C) 내에서 가이드 레일(22)을 따라 전후로 미끄럼 이동 가능하게 설치되어 있다.

즉, 캐리지(20)에서 도어(10)까지 길게 설치된 리드 스크류(21)를 작업자가 조작용 공구(핸들)를 이용하여 손으로 돌리면 그 리드 스크류(21)에 끼워진 미끄럼 나사(볼 너트)를 진동 없이 직선 운동시키고, 이에 의해 캐리지(20)의 전후 양측에 달린 바퀴가 가이드 레일(22)을 따라 전후로 미끄럼 이동할 수 있다.

여기서 캐리지(20)는 리드 스크류(21)의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 미끄럼 나사(볼 너트)를 장착하여 리드 스크류(21)의 회전에 의해 수평으로 슬라이딩 이동하는 너트이동형 구조를 포함할 수 있다.

또한, 차단기(CB)는 가동로드의 하강에 따라 그 하단에 연결되어 있는 가동접촉자가 진공인터럽터 내의 고정접촉자와 접촉 시 투입 상태를 이루고, 가동로드의 상승에 따라 가동접촉자가 진공인터럽터 내의 고정접촉자와 분리 시 개방상태를 이루는 구조를 채용할 수 있다.

릴리스 레버(23)는 캐리지(20)의 이동에 따라 검출스위치(62)의 전기접점을 개폐하거나 푸시로드(70)를 밀어주기 위해 캐리지(20)의 한쪽에 고정되어 있다.

즉, 릴리스 레버(23)는 캐리지(20)에 의해 외함(C)의 전후 방향으로 이동하여 검출스위치(62)의 전기접점을 개폐하거나 푸시로드(70)를 밀어주는 역할을 한다.

브래킷(30)은 동작표시판(40)의 지지하기 위해 도어(10)의 안쪽에 고정되어 있다.

그리고 브래킷(30)의 상부에는 푸시로드(70)의 이동을 안내하는 로드 가이드(31)가 구비되어 있다.

동작표시판(40)은 차단기(CB)의 인/입출 상태(position)를 외함(C)의 외부에 표시하기 위해 브래킷(30)과 하부가 리스트핀(41)에 의해 핀 이음으로 연결되어 있다.

즉, 동작표시판(40)은 리스트핀(41)을 중심으로 회전 시 도어(10)의 슬롯(11)을 통해 전방으로 노출되도록 마치 아래쪽보다 위쪽이 넓게 퍼진 부채꼴 모양의 판형으로 형성되어 있다.

그리고 동작표시판(40)의 선단에는 도어(10)의 전면에 평행하게 노출되는 전면표시부(45)가 일체로 형성되어 있다.

즉, 전면표시부(45)는 도어(10)의 앞쪽에서 작업자가 차단기(CB)의 인입/인출 동작 상태를 쉽게 인지할 수 있도록 동작표시판(10)의 선단에서 직각으로 꺾여 형성되어 있다.

여기서 동작표시판(40)과 전면표시부(45)의 표면에는 차단기(CB)의 위치를 표시하는 마킹(marking)이나 경고 문구, 문양 등을 인쇄 또는 새길 수 있음은 물론이다.

링크(50)는 동작표시판(40)과 솔레노이드(60)의 플런저(61)를 핀 이음으로 연결하고, 일정한 한정운동을 하게 하기 위해 납작하고 긴 막대 모양으로 형성되어 있다.

즉, 링크(50)의 상단에는 긴 장공 모양의 슬롯홀(51)이 뚫려 있고, 이 슬롯홀(51)과 동작표시판(40)이 제1링크핀(52)에 의해 핀 이음으로 연결되어 있으며, 링크(50)의 하단은 솔레노이드(60)의 플런저(61)와 제2링크핀(53)에 의해 핀 이음으로 연결되어 있다.

솔레노이드(60)는 동작표시판(40)을 리스트핀(41)을 중심으로 회전시켜 외함(C)의 내측으로 삽입하기 위해 도어(10)의 안쪽에 장착되어 있다.

즉, 솔레노이드(60)는 그 플런저(61)의 수축 작용으로 링크(50)를 당겨서 동작표시판(40)이 외함(C)의 내측에 삽입된 상태를 유지시키는 역할을 한다.

여기서 솔레노이드(60)로는 코일에 전기를 통전시키면 자장의 힘에 의해 플런저(61)가 내려가고, 전기가 차단되면 플런저가 자유 상태로 놓이는 구조, 즉 나선형으로 감은 전자 코일의 전자력을 이용해 자동적으로 개폐동작이 일어나는 솔레노이드(solenoid) 구조를 채택하여 적용할 수도 있다.

검출스위치(62)는 릴리스 레버(23)의 위치를 검출하여 컨트롤러(63)로 전기적인 신호를 전송하기 위해 릴리스 레버(23)와 마주하는 외함(C) 내에 설치되어 있다.

여기서 검출스위치(62)로는 검출코일에 금속물체가 접근하면 전자유도작용에 의하여 검출코일에 접속된 발진회로의 발진 주파수나 발진 진폭이 변화하면서 스위칭 동작이 이루어지는 고주파 발진형 혹은 도체 전극을 가진검출부에 피검지 물체가 접근하면 센서 부분의 정전용량이 크게 변화하는 현상을 이용한 정전용량형 혹은 물체가 근접한 것을 비접촉으로 감지하여 그 위치를 검출하는 광섬유 근접센서 또는 발광소자와 수광소자를 대향시켜 투과광을 검지하는 포토 센서 등을 채용할 수 있다.

특히 차단기(CB)가 서비스위치 상태를 정확하게 확인하기 위해 릴리스 레버(23)가 밀착되었는지 여부를 알려주는 기준점으로 리미트 스위치를 채용하는 것이 바람직하다.

즉, 리미트 스위치(접촉부가 센서 도그에 접촉함으로써 내부의 가동접점을 움직여 스위치를 개폐하여 기계적 움직임 및 위치를 검출하는 접촉식 센서)가 릴리스 레버(23)를 감지하고, 이 리미트 스위치의 감지 신호에 따라 컨트롤러(63)가 솔레노이드(60)의 구동원을 제어하는 신호를 출력하는 구조를 적용할 수 있다.

컨트롤러(63)는 검출스위치(62)의 개폐 신호에 따라 솔레노이드(60)의 작동을 제어한다.

즉, 컨트롤러(63)는 검출스위치(62)로부터 차단기(CB)의 위치 감지 신호를 수신받고, 이를 기초로 하여 미리 입력된 설정 프로그램(로직 컴퓨터에 수록된 제어 프로그램)에 의해 솔레노이드(60)의 작동과 함께 전반적인 가동을 설정 및 제어한다.

여기서 컨트롤러(63)에 의한 각 구성 부품의 작동 및 연동 관계는 전기적인 시퀀스에 의해 간단하게 응용 및 제어할 수 있는 것이므로, 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.

푸시로드(70)는 동작표시판(40)을 도어(10)의 슬롯(11)을 통해 전방으로 돌출시키기 위해 로드 가이드(31)에 슬라이딩 이동 가능한 상태로 장착되어 있다.

즉, 푸시로드(70)는 릴리스 레버(23)의 미는 작용에 의해 로드 가이드(31)의 안내에 따라 전방으로 미끄럼 이동하면서 동작표시판(40)을 외함(C)의 앞쪽으로 밀어서 리스트핀(41)을 중심으로 회전시킬 수 있다.

제1스프링(71)은 릴리스 레버(23)의 미는 작용이 해제되면 푸시로드(70)가 원래 위치로 되돌아가도록 하기 위해 로드 가이드(31)와 푸시로드(70) 사이에 장착되어 있다.

즉, 제1스프링(71)은 푸시로드(70)의 이동에 따라 압축되면서 탄성력이 작용하여 동작표시판(40)과 푸시로드(70) 간의 접촉 간섭을 해제시키도록 원형 단면의 강선을 나선상으로 감아서 그 한쪽 끝부분은 로드 가이드(31)에 의해 지지되어 있고, 다른 한쪽 끝부분은 푸시로드(70)에 밀착되어 있다.

그리고 푸시로드(70)의 선단에는 동작표시판(40)을 안정적으로 밀어주기 위한 스핀 헤더(72)가 장착되어 있다.

즉, 스핀 헤드(72)는 푸시로드(70)의 직선 운동에 따른 미는 힘을 동작표시판(40)에 자연스럽게 전달하여 회전 운동으로 변환시키기 위해 원형 단면을 갖는 원통 모양으로 형성되어 있다.

여기서 제1스프링(71)은 가해지는 하중, 즉 푸시로드(70)가 누르는 힘이 작용하여 압축 변형이 일어날 때 탄성 에너지를 축적하고, 그 압축력에 반발하여 본래의 상태로 돌아가려는 힘(복원력)을 발생시키는 압축코일 스프링을 사용하는 것이 바람직하나, 이에 국한하지 않고, 압축하려고 하는 힘에 저항하는 작용을 하는, 예를 들어 탄성고무 등과 같이 탄성 복원력에 의해 코일스프링과 동일한 작용효과를 가진 것이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방할 것이다.

제2스프링(80)은 솔레노이드(60)의 플런저(61)가 링크(50)를 당기는 작용이 해제되면 링크(50)가 상승하고 동작표시판(40)이 리스트핀(41)을 중심으로 일정한 각도로 회전하여 도어(10)의 전방으로 돌출되도록 하기 위해 원형 단면의 강선을 나선상으로 감아서 그 한쪽 끝부분(상단)이 브래킷(30)에 고정되어 있고, 다른 쪽 끝부분(하단)이 제2링크핀(53)에 고정되어 있다.

즉, 제2스프링(80)은 동작표시판(40)의 회전 각도와 링크(50)의 하강 작동에 따라 인장되면서 탄성력이 작용하여 동작표시판(40)이 리스트핀(41)을 중심으로 일정한 각도 회전하여 비스듬히 누운 상태를 유지시키고, 아울러 링크(50)를 동작표시판(40)의 회전에 간섭이 없는 위치로 신속하게 상승시키는 역할을 한다.

여기서 제2스프링(80)은 스테인리스 재질로 이루어져 잡아당기는 힘을 가하면 길이가 늘어나고, 그 힘을 해제하면 축적된 탄성 에너지에 의해 원래의 길이로 복귀하는 작용, 즉 외부에서 작용하는 힘과 대향하는 방향으로 인장력을 발생하여 원래의 위치나 상태로 신속하게 복귀시키는 인장 코일스프링을 사용하는 것이 바람직하나, 이에 국한하지 않으며, 예를 들어 탄력성과 신축성이 우수한 고무줄(탄성밴드)이나 외부에서 작용하는 힘과 대향하는 방향으로 복원력을 발생하는 비틀림 코일스프링 또는 토션스프링과 같이 인장 코일스프링과 동일한 작용효과를 가진 것이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방할 것이다.

<주요 작용 및 기본 작동 원리>

이와 같이 구성된 본 발명의 실시 예에 따른 고체절연 개폐장치의 차단기 위치표시용 인디게이터의 주요 작용 및 기본 작동 원리와 상태를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 작업자가 조작용 공구(핸들)를 이용하여 리드 스크류(21)를 돌리는 조작에 의해 캐리지(20)가 가이드 레일(22)을 따라 전후로 미끄럼 이동하게 되고, 이 과정에서 차단기(CB)가 서비스위치(connected position), 시험위치(test position) 및 이동위치(moving position) 중 어느 하나의 미리 정해진 위치에 도달하면 동작표시판(40)과 전면표시부(45)가 연동하여 해당 동작 상태를 외함(C)의 외부에 기계적으로 표시한다.

예를 들어, 도 4에 도시한 바와 같이 캐리지(20)를 외함(C)의 내측으로 삽입하여 차단기(CB)를 서비스위치로 이동시키면 릴리스 레버(23)의 누르는 작용에 의해 검출스위치(62)의 전기접점이 온(on) 상태가 되어 컨트롤러(63)로 전기적인 신호를 전송하고, 이에 컨트롤러(63)는 솔레노이드(60)의 플런저(61)가 하강 작동하여 링크(50)를 당기도록 제어함으로써 동작표시판(40)이 외함(C)의 내측으로 삽입되고, 이와 동시에 전면표시부(45)가 도어(10)의 전면에 평행하게 세워진 상태를 유지할 수 있다.

즉, 도 7에 도시한 바와 같이 차단기(CB)가 서비스위치에 정확히 도달하면 이를 표시하는 마킹이나 경고 문구, 문양 등이 인쇄되거나 새겨진 전면표시부(45)가 도어(10)의 전면에 평행하게 놓임으로써 작업자는 도어(10)를 열지 않고도 차단기(CB)가 현재 서비스위치에 위치하고 있다는 것을 쉽게 확인할 수 있다.

이때, 제2스프링(80)은 길이가 늘어나면서 탄성 에너지를 축적하여 원래의 길이로 복귀하는 작용, 즉 인장력을 발생한다.

이 상태에서 도 8에 도시한 바와 같이 차단기(CB)를 시험위치로 이동시키기 위해 캐리지(20)를 외함(C)의 전방으로 인출하면 릴리스 레버(23)의 누르는 작용이 해제되면서 검출스위치(62)의 전기접점이 오프(off) 상태가 되고, 이렇게 되면 컨트롤러(63)는 솔레노이드(60)에 전기를 차단하도록 제어함으로써 그 플런저(61)가 링크(50)를 당기는 작동을 해제한다.

아울러 제2스프링(80)의 탄성력이 작용하여 링크(50)를 상승시킨다.

이 과정에서 동작표시판(40)은 링크(50)의 슬롯홀(51)과 제1링크핀(52)에 의해 연결되어 있기 때문에 링크(50)의 상승 작용에 따라 리스트핀(41)을 중심으로 일정한 각도로 회전하여 도어(10)의 전방으로 돌출된다.

즉, 차단기(CB)가 이동위치(moving position)에 있으면 이를 표시하는 마킹이나 경고 문구, 문양 등이 인쇄되거나 새겨진 동작표시판(40)이 도어(10)의 전면에 비스듬히 기울어진 상태로 노출됨으로써 외함(C)의 좌우 방향 등에서 작업자는 도어(10)를 열지 않고도 차단기(CB)가 현재 이동위치에 위치하고 있다는 것을 쉽게 확인할 수 있다.

이 상태에서 도 9에 도시한 바와 같이 차단기(CB)를 시험위치로 이동시키기 위해 캐리지(20)를 외함(C)의 전방으로 인출하면 릴리스 레버(23)가 푸시로드(70)를 밀어주고, 이렇게 되면 푸시로드(70)는 로드 가이드(31)의 안내에 따라 전방으로 미끄럼 이동하면서 동작표시판(40)의 테두리 부분을 안정적으로 밀어서 리스트핀(41)을 중심으로 회전시킨다.

이 과정에서 푸시로드(70)의 선단에 장착된 스핀 헤드(72)가 동작표시판(40)과 푸시로드(70) 간의 접촉 안정성을 부여하게 된다.

즉, 차단기(CB)가 시험위치(test position)에 도달하면 이를 표시하는 마킹이나 경고 문구, 문양 등이 인쇄되거나 새겨진 동작표시판(40)이 도어(10)의 전면에 노출되고, 이와 함께 전면표시부(45)가 수평으로 누어진 상태를 유지함으로써 작업자는 도어(10)를 열지 않고도 차단기(CB)가 현재 시험위치에 위치하고 있다는 것을 쉽게 확인할 수 있다.

이때, 제1스프링(71)은 압축 변형이 일어나면서 탄성 에너지를 축적하여 원래의 상태로 돌아가려는 힘(복원력)을 발생한다.

이후, 차단기(CB)를 서비스위치(connected position)로 이동시키면 릴리스 레버(23)는 푸시로드(70)를 미는 작용을 해제하고, 검출스위치(62)의 전기접점을 눌러서 컨트롤러(63)로 전기적인 신호를 전송하고, 컨트롤러(63)는 솔레노이드(60)의 플런저(61)가 링크(50)를 당기도록 전기를 통전시킨다.

이렇게 되면 도 7에 도시한 바와 같이 푸시로드(70)는 제1스프링(71)의 탄성력에 의해 원래의 위치로 되돌아가고, 동작표시판(40)은 링크(50)의 당김 작동으로 리스트핀(41)을 중심으로 회전하여 외함(C)의 내측으로 삽입되고, 전면표시부(45)는 도어(10)의 전면에 평행하게 세워진 상태를 유지할 수 있다.

이처럼 차단기(CB)가 서비스위치(connected position), 시험위치(test position) 및 이동위치(moving position)로 이동할 때 링크(50)와 푸시로드(70) 등의 작동에 의해 동작표시판(40)과 전면표시부(45)가 연동으로 회전하여 외함(C)의 외부로 해당 동작 과정 및 상태를 기계적으로 표시하므로 외함의 도어(10)를 열지 않고도 차단기(CB)의 현재 위치와 인입/인출 상태를 쉽게 확인할 수 있다.

한편, 본 발명은 상술한 실시 예(embodiment) 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 예시되지 않은 여러 가지로 다양하게 변형하고 응용할 수 있음은 물론이고 각 구성요소의 치환 및 균등한 타 실시 예로 변경하여 폭넓게 적용할 수도 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백하다.

그러므로 본 발명의 기술적 특징을 변형하고 응용하는 것에 관계된 내용은 본 발명의 기술사상 및 범위 내에 포함되는 것으로 해석하여야 할 것이다.

10: 도어 11: 슬롯
20: 캐리지 21: 리드스크류
22: 가이드 레일 23: 릴리스 레버
30: 브래킷 31: 로드 가이드
40: 동작표시판 41: 리스트핀
45: 전면표시부 50: 링크
51: 슬롯홀 52: 제1링크핀
53: 제2링크핀 60: 솔레노이드
61: 플런저 62: 검출스위치
63: 컨트롤러 70: 푸시로드
71: 제1스프링 72: 스핀 헤드
80: 제2스프링 90: 제3스프링

Claims

외함(C)의 전면을 개폐하고, 안쪽에 세로로 슬롯(11)이 형성된 도어(10);
부하전류의 개폐 및 고장전류를 차단하기 위한 차단기(CB)를 탑재하고, 리드 스크류(21)의 회전에 의해 상기 외함(C) 내에서 가이드 레일(22)을 따라 전후로 미끄럼 이동 가능한 캐리지(20);
상기 캐리지(20)의 한쪽에 고정된 릴리스 레버(23);
상기 도어(10)의 안쪽에 고정되고, 상부에 로드 가이드(31)가 형성된 브래킷(30);
상기 브래킷(30)과 하부가 리스트핀(41)에 의해 핀 이음으로 연결되고, 상기 리스트핀(41)을 중심으로 회전 시 상기 슬롯(11)을 통해 전방으로 노출되는 동작표시판(40);
상단에 슬롯홀(51)이 형성되고, 상기 슬롯홀(51)과 상기 동작표시판(40)이 제1링크핀(52)에 의해 핀 이음으로 연결되고, 하단이 솔레노이드(60)의 플런저(61)와 제2링크핀(53)에 의해 핀 이음으로 연결된 링크(50);
상기 도어(10)에 장착되고 플런저(61)의 수축 작용으로 상기 링크(50)를 당겨서 상기 동작표시판(40)을 상기 리스트핀(41)을 중심으로 회전시켜 상기 외함(C)의 내측으로 삽입하는 솔레노이드(60);
상기 릴리스 레버(23)와 마주하는 상기 외함(C) 내에 설치되고, 상기 릴리스 레버(23)의 위치를 검출하여 컨트롤러(63)로 전기적인 신호를 전송하는 검출스위치(62);
상기 검출스위치(62)의 개폐 신호에 따라 상기 솔레노이드(60)의 작동을 제어하는 컨트롤러(63);
상기 릴리스 레버(23)의 미는 작용에 의해 상기 로드 가이드(31)의 안내에 따라 전방으로 미끄럼 이동하여 상기 동작표시판(40)을 밀어서 상기 리스트핀(41)을 중심으로 회전시켜 상기 도어(10)의 전방으로 돌출시키는 푸시로드(70);
상기 로드 가이드(31)와 상기 푸시로드(70) 사이에 장착되고, 상기 릴리스 레버(23)의 미는 작용이 해제되면 상기 푸시로드(70)가 원래 위치로 되돌아가도록 탄성력이 작용하는 제1스프링(71); 및
상단이 상기 브래킷(30)에 고정되고, 하단이 상기 제2링크핀(53)에 고정되어 상기 솔레노이드(60)의 플런저(61)가 상기 링크(50)를 당기는 작용이 해제되면 상기 동작표시판(40)이 상기 리스트핀(41)을 중심으로 일정한 각도로 회전하여 상기 도어(10)의 전방으로 돌출되도록 상기 링크(50)를 상승시키는 탄성력이 작용하는 제2스프링(80);
을 포함하는, 고체절연 개폐장치의 차단기 위치표시용 인디게이터.
제1항에 있어서,
상기 도어(10)의 전면에 평행하게 노출되도록 상기 동작표시판(40)의 선단에 일체로 형성된 전면표시부(45);
를 더 포함하는, 고체절연 개폐장치의 차단기 위치표시용 인디게이터.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 동작표시판(40)을 안정적으로 밀어주기 위해 상기 푸시로드(70)의 선단에 고정된 스핀 헤더(72);
를 더 포함하는, 고체절연 개폐장치의 차단기 위치표시용 인디게이터.