KR20010105782A - 3-포지션 개폐기의 구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회로차단기의 '온 ·오프'에 따라 작동하는 구동장치를 3-포지션 개폐기의 가동단자에 연결하여 상기 구동장치의 작동에 의해 상기 가동단자가 상기 개폐기의 개-폐-접지를 위한 회전을 수행하도록 한 것이다.

따라서, 상기 3-포지션 개폐기의 개-폐동작 뿐만 아니라 접지동작도 자동으로 이루어지며, 전자력, 중력, 또는 진동 등에 의한 우발적인 개-폐-접지동작이 발생하지 않도록 한 것이다.

이를 위해 본 발명은 수직으로 위치하고 모터에 의해 축을 중심으로 회전하며 원주에 나사산이 형성된 제 1스핀들샤프트 및 제 2스핀들샤프트와, 상기 제 1·2스핀들샤프트에 장착되어 상기 제 1·2스핀들샤프트가 회전할 때 상·하로 이동하는 제 1가이드너트 및 제 2가이드너트와, 좌·우측단이 상기 제 1·2가이드너트의 측면과 축결합되어 상기 제 1·2가이드너트와 함께 소정의 이동변위 내에서 상·하로 이동하는 구동바와, 상기 구동바 위에 위치하여 상기 구동바의 일측과 연결되며 상기 구동바의 상·하이동을 개폐기 가동단자의 회전으로 바꾸어 주는 연결수단과, 상기 구동바 아래에 위치하여 상기 구동바의 일측에 연결되며 회로차단기의 '온'상태에서 상기 구동바가 아래로 이동하는 것을 방지하는 잠금수단으로 이루어진 3-포지션 개폐기의 구동장치를 제공한다.

Description

3-포지션 개폐기의 구동장치{appatus for driving 3-position switcher apparatus}

본 발명은 3-포지션 개폐기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상기 3-포지션 개폐기를 보다 정확하고 안전하게 작동시키는 3-포지션 개폐기의 구동장치에 관한 것이다.

발전소에서 약 20,000V 정도의 전압으로 만들어진 전기는 송전에 접합한 초고압으로 승압되어 1차 변전소로 송전되며, 1차 변전소에서는 공급받은 전력을 22.9V로 강하시켜 2차변전소 또는 각 수용가로 공급하게 된다.

1차변전소로부터 공급된 전력은 가공배전선과 지중배전선으로 구성된 배전계통을 통하여 각 수용가의 수전설비로 공급되어진다.

이때 지중배전선로의 선로구분 및 분기를 목적으로 도 1에 도시된 바와 같이 개-폐-접지 3개의 접점으로 구동되는 3-포지션 개폐기(이하 개폐기라 함)가 사용된다.

도면에 도시된 바와 같이 상기 개폐기는 절연을 목적으로 S₆가스가 채워져 밀폐되며 그 단면이 수평부(15)와 수직부(16)로 구분되는 T자 형상의 케이스(17)와, 상기 케이스(17)의 수평부(15) 일측에 설치되어 1차변전소로부터 전기가 공급되는 수전부(10)와, 상기 케이스(17) 수평부(15) 중앙에 설치되며 상기 수전부(10)와 전기적으로 연결되는 고정단자(13)와, 상기 케이스(17) 하단에 설치되어 상기 수전부(10)로부터 공급되는 전기가 분기되어 배전선로 상으로 통하는 배전부(12)로이루어진다.

상기 배전부(12)에는 모터(도시생략)에 의해 정·역회전하는 가동단자(20)가 축결합되고, 상기 수직부(16)의 일측에는 상기 개폐기의 개로(open)시 내부에 존재하는 전기를 방전시키기 위한 접지단자(14)가 설치된다.

또한, 상기 개폐기에는 각 접접과 관련하여 안전한 조작을 위하여 회로차단기 등의 장치가 별도로 구비된다.

따라서, 도면에 도시된 바와 같이 고정단자(13)와 서로 접하여 개폐기의 폐로(close) 상태를 유지하는 가동단자(20)가 모터에 의해 반시계 방향(도면기준)으로 회전하여 상기 고정단자(13)와 접지단자(14)의 사이에 위치하면, 상기 개폐기는 개로되는 것이다.

한편, 개로 상태의 개폐기를 방전시키기 위해서는 상기 가동단자(20)를 반시계 방향으로 회전시켜 접지단자(14)와 접하도록 하여 상기 개폐기가 접지(earth)되게 한다.

그러나, 이와 같은 개폐기는 다음과 같은 문제점을 나타내었다.

상기 개폐기에 장착된 가동단자는 단일의 모터에 의해 회전되므로 상기 개폐기의 개-폐동작은 상기 모터에 의해 자동으로 이루어지나, 상기 개폐기가 접지되기 위해 고정단자와 접지단자의 중간에 위치한 상기 가동단자가 회전시켜 상기 접지단자와 접하도록 하는 과정은 수동에 의해 이루어지는 문제점을 나타내었다.

또한, 상기한 이유로 인해 상기 개폐기에는 전자력, 중력, 또는 진동등에 의한 우발적인 개-폐-접지동작이 발생하여 안전상의 문제점을 나타내었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 상기 개폐기의 개-폐-접지동작이 모두 자동으로 이루어지도록 하며, 개-폐-접지의 각 잡점에서의 가동단자의 위치를 고정시켜 상기 개폐기 우발적인 동작이 발생하지 않도록 하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 3-포지션 개폐기의 구성을 나타낸 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 3-포지션 개폐기의 구동장치의 구성을 나타낸 정면도.

도 3a 내지 도 3d는 도 2 구동장치의 작동을 나타낸 도면.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

13 : 고정단자 14 : 접지단자

20 : 가동단자 30 : 구동장치

31 : 제 1스핀들샤프트 32 : 제 1스핀들샤프트

33 : 구동레버 34 : 제 1가이드너트

35 : 제 2가이드너트 38 : 구동크랭크

39 : 구동날개 40 : 제 1커넥팅로드

41 : 제 2커넥팅로드 42 : 제 3커넥팅로드

43 : 로킹플레이트 44 : 인터록플레이트

45 : 베벨기어

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 개폐기 내에 장착된 가동단자의 정확하고 고정적인 작동변위를 생성하며, 회로차단기의 '온·오프'에 따라 상기 가동단자를 회전시키는 3-포지션 개폐기의 구동장치를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 자세히 설명하면 다음과 같다.

종래기술과 동일한 구성요소에 대해서는 동일명칭 및 동일부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 3-포지션 개폐기의 구동장치(이하, 구동장치라 함)(30)는 수직으로 위치하고 모터(도시생략)에 의해 축을 중심으로 회전하며 원주에 나사산이 형성된 제 1스핀들샤프트(spindle shaft)(31) 및 제 2스핀들샤프트(32)와, 상기 제 1·2스핀들샤프트(31)(32)의 소정위치에 장착되어 상기 제 1·2스핀들샤프트(31)(32)가 회전할 때 상·하로 이동하는 제 1가이드너트(34) 및 제 2가이드너트(35)와, 좌·우측단이 상기 제 1·2가이드너트(34)(35)의 측면과 축결합되어 상기 제 1·2가이드너트(34)(35)와 함께 상·하로 이동하는구동바(driving bar)(33)와, 상기 구동바(33)의 위에 위치하여 상기 구동바(33)의 상·하로의 이동을 개폐기 가동단자(20)의 회전으로 바꾸어 주는 연결수단(36)과, 상기 구동바(33)의 아래에 위치하여 상기 구동장치(30)의 오작동을 방지하는 잠금수단(37)으로 구성된다.

상기 제 1·2스핀들샤프트(31)(32)는 하단 또는 상단에 설치된 베벨기어(bevel gear)(45)에 의해 모터의 구동시 그 축의 중심으로 회전한다.

또한, 상기 제 1·2스핀들샤프트(31)(32)에는 상기 구동바(33)가 일정한 변위를 가지며 상·하이동을 하도록 상부거림편(46)과 하부걸림편(47)이 각각 구비되며, 각 스핀들샤프트(31)(32)에 형성된 각각의 걸림편(46)(47)은 그 높이가 동일하여 상기 구동바(33)가 상·하로 이동한 후 수평을 유지하도록 한다.

상기 구동바(33)의 상·하로의 이동을 개폐기 가동단자(20)의 회전으로 바꾸어 주는 상기 연결수단(36)은 상기 가동단자(20)의 일측에 축결합 된 별도의 연결부재(도 3a 내지 도 3d 참조)의 가동단자(20)와 연결된 반대측과 축결합 된 구동크랭크(driving crank)(38)와, 상기 구동크랭크(38) 아래에 위치하며 중앙부가 별도의 축과 결합하여 그 축을 중심으로 회전이 가능하도록 설치된 구동날개(driving wing)(39)로 이루어진다.

상기 구동날개(39)의 좌측단(도면기준)과 상기 구동바(33)의 일측은 제 1커넥팅로드(connecting rod)(40)의 양단과 각각 축결합되고, 상기 구동날개(39)의 우측단(도면기준)과 상기 구동크랭크(38)의 일측은 제 2커넥팅로드(41)의 양단과 각각 축결합된다.

따라서, 상기 구동바(33)가 아래로 이동하면 상기 구동날개(39)는 그 축을 중심으로 반시계 방향으로 회전하며 상기 구동크랭크(38)는 그 축을 중심으로 하여 시계 방향으로 회전한다.

상기 구동바(33)의 아래에 위치하여 상기 구동장치(30)의 오작동을 방지하는 잠금수단(37)은 일측이 별도의 축에 결합되어 그 축을 중심으로 회전하는 로킹플레이트(locking plate)(43)와, 양단이 상기 로킹플레이트(43)의 타측 및 구동바(33)의 일측과 각각 축결합된 제 3커넥팅로드(42)로 이루어진다.

따라서, 상기 구동바(33)의 상·하이동에 따라 상기 로킹플레이트(43)가 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하게 된다.

또한, 상기 로킹플레이트(43)의 위에는 회로차단기(도시생략)의 '온·오프'에 따라 축을 중심으로 회전하는 인터록플레이트(interlock plate)(44)가 구비되어, 상기 로킹플레이트(43)의 회전을 구속 또는 그 구속을 해제한다.

따라서, 상기 회로차단기가 '온'상태이면 상기 로킹플레이트(44)의 회전이 구속되어 상기 구동바(33)가 하향으로의 이동을 하지 못하게 된다.

이하, 상기와 같이 구성된 개폐기의 구동장치(30)에 의해 폐로 상태의 개폐기가 개로-접지되는 과정을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3a에 도시된 바와 같이 상기 개폐기가 폐로된 상태에서는 상기 구동장치(30)의 구동바(33)가 그 이동변위의 위에 위치한다.

이 때, 회로차단기는 '온'상태이며 상기 인터록플레이트(44)가 상기 로킹플레이트(43)가 시계 방향으로 회전하는 것을 구속하여, 상기 구동바(33) 및 제 3커넥팅로드(42)는 하향이동을 할 수 없으며 상기 구동장치를 이루는 모든 구성요소들의 동작이 구속된다.

그러므로, 상기 구동장치(30)에 연결된 가동단자(20) 또한 회전이 구속되며, 외부의 충격이나 진동이 발생하여도 상기 가동단자(20)와 고정단자(13)의 접하는 상태는 계속해서 유지된다.

회로차단기가 '오프'상태로 바뀌면 도 3b에 도시된 바와 같이 상기 인터록플레이트(44)가 반시계 방향으로 회전하여 상기 로킹플레이트(43)의 구속이 해제된다.

따라서, 도시되지 않은 모터의 구동에 의해 상기 제 1스핀들샤프트(31)가 축을 중심으로 회전을 하면 도 3c에 도시된 바와 같이 제 1가이드너트(34)가 아래로 이동을 한다.

이 때, 제 2스핀들샤프트(32)는 회전하지 않고 제 2가이드너트(35)의 위치가 고정되므로, 구동바(33)는 상기 좌측으로 기울어진다.

즉, 상기 구동바(33)는 제 2가이드너트(35)와 결합된 축을 중심으로 하여 시계 방향으로 회전하는 것과 같다.

따라서, 구동바(33)가 기울어짐과 동시에 상기 구동바(33)의 일측에 축결합된 제 1커넥팅로드(40) 또한 아래로 이동하며, 상기 제 1커넥팅로드(40)의 타단과 축결합된 구동날개(39)는 반시계 방향으로 회전을 한다.

상기 구동날개(39)가 반시계 방향으로 회전함에 따라 그 타측에 축결합된 제 2커넥팅로드(41)는 위로 이동하며, 상기 제 2커넥팅로드(41)의 타단과 축결합된 구동크랭크(38)는 시계 방향으로 회전을 한다.

그러므로, 상기 구동크랭크(38)에 연결된 가동단자(20)는 반시계 방향으로 회전하여 고정단자(13)와 접지단자(14) 사이에 위치하고, 상기 개폐기는 개로된다.

또한, 구동바(33)가 기울어짐과 동시에 상기 구동바(33)의 일측에 축결합된 제 3커넥팅로드(42) 또한 아래로 이동하며, 상기 제 3커넥팅로드(42)의 타단과 축결합된 로킹플레이트(43)는 시계방향으로 회전을 한다.

이와 같이 개폐기의 개로과정이 완료되면 상기 회로차단기는 다시 '온'상태로 되어 상기 인터록플레이트(44)는 시계 방향으로 회전을 하고, 상기 로킹플레이트(43)의 회전은 또다시 구속된다.

따라서, 상기 구동장치(30) 및 이에 연결된 가동단자(20)의 동작이 구속되며, 외부의 충격이나 진동이 발생하여도 상기 개폐기의 개로 상태가 지속적으로 유지되는 것이다.

한편, 상기 개폐기가 접지되기 위해서는 상기 회로차단기가 다시 '오프'상태로 바뀌고, 도 3d에 도시된 바와 같이 상기 인터록플레이트(44)가 반시계 방향으로 회전을 하여 상기 로킹플레이트(43)의 구속이 다시 해제된다.

그리고, 도시되지 않은 모터의 구동에 의해 상기 제 2스핀들샤프트(32)가 축을 중심으로 회전을 하여 제 2가이드너트(35)가 아래로 이동을 하여 구동바(33)가 그 이동변위의 아래에 위치하게 된다.

따라서, 구동바(33)가 아래로 내려감과 동시에 상기 구동바(33)의 일측에 축결합된 제 1커넥팅로드(40)는 개로상태의 위치보다 더욱 아래로 이동하며, 상기 제1커넥팅로드(40)의 타단과 축결합된 구동날개(39) 또한 개로상태의 위치보다 더욱 반시계 방향으로 회전을 한다.

상기 구동날개(39)가 반시계 방향으로 회전함에 따라 그 타측에 축결합된 제 2커넥팅로드(41) 역시 개로상태의 위치보다 더욱 위로 이동하며, 상기 제 2커넥팅로드(41)의 타단과 축결합된 구동크랭크(38) 또한 개로상태의 위치보다 더욱 시계 방향으로 회전을 한다.

그러므로, 상기 구동크랭크(38)에 연결된 가동단자(20)는 개로상태의 위치보다 더욱 반시계 방향으로 회전하여 접지단자(14)와 접하고, 상기 개폐기는 접지된다.

또한, 구동바(33)의 우측이 아래로 이동함과 동시에 상기 구동바(33)의 일측에 축결합된 제 3커넥팅로드(42) 또한 개로상태의 위치보다 더욱 아래로 이동하며, 상기 제 3커넥팅로드(42)의 타단과 축결합된 로킹플레이트(43) 역시 개로상태의 위치보다 더욱 시계 방향으로 회전을 한다.

이와 같이 개폐기의 접지과정이 완료되면 회로차단기는 다시 '온'상태로 되나 도시된 바와 같이 상기 인터록플레이트(44)는 상기 로킹플레이트(43)의 회전을 구속하지 않는다.

이는 접지된 상태의 상기 개폐기의 모든 구성요소는 그 자중에 의해 위치가 고정되기 때문이다.

본 발명은 상기한 실시예에 국한되지 않으며 본 발명의 사상과 범주를 벗어나지 않는 범위 내어서 다양한 변경 및 실시가 가능하다.

예를 들어, 상기 제 1·2스핀들 샤프트를 연결하는 구동바의 길이·형상 등을 변형하여 원하는 위치에 상기 각 커넥팅로드를 연결하도록 하여, 보다 안전한 구동장치의 설계가 가능하도록 하며 가동단자의 변위를 조절해가며 각 접점상태를 점검할 수 있도록 하는 것이 가능하다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 회로차단기의 '온 ·오프'에 따라 작동하는 구동장치를 3-포지션 개폐기의 가동단자에 연결하여 상기 구동장치의 작동에 의해 상기 가동단자가 상기 개폐기의 개-폐-접지를 위한 회전을 수행하도록 한다.

따라서, 상기 3-포지션 개폐기의 개-폐동작뿐만 아니라 접지동작도 자동으로 이루어지는 효과가 있다.

또한, 상기 구동장치는 회로 차단기의 '오프'상태에서만 작동이 가능하므로 상기 3-포지션 개폐기에 전자력, 중력, 또는 진동 등에 의한 우발적인 개-폐-접지동작이 발생하지 않는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 수직으로 위치하고 모터에 의해 축을 중심으로 회전하며 원주에 나사산이 형성된 제 1스핀들샤프트 및 제 2스핀들샤프트와,

   상기 제 1·2스핀들샤프트에 장착되어 상기 제 1·2스핀들샤프트가 회전할 때 상·하로 이동하는 제 1가이드너트 및 제 2가이드너트와,

   좌·우측단이 상기 제 1·2가이드너트의 측면과 축결합되어 상기 제 1·2가이드너트와 함께 소정의 이동변위 내에서 상·하로 이동하는 구동바와,

   상기 구동바 위에 위치하여 상기 구동바의 일측과 연결되며 상기 구동바의 상·하이동을 개폐기 가동단자의 회전으로 바꾸어 주는 연결수단과,

   상기 구동바 아래에 위치하여 상기 구동바의 일측에 연결되며 회로차단기의 '온'상태에서 상기 구동바가 아래로 이동하는 것을 방지하는 잠금수단으로 이루어진 3-포지션 개폐기의 구동장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 연결수단은 상기 3-포지션 개폐기 가동단자의 일측에 연결된 별도의 연결부재와 함께 축결합된 구동크랭크와,

   상기 구동크랭크 아래에 위치하며 중앙부가 별도의 축과 결합하여 그 축을 중심으로 회전이 가능하도록 설치된 구동날개와,

   양단이 상기 구동날개 및 구동바의 일측에 축결합된 제 1커넥팅로드와,

   양단이 상기 구동날개의 제 1커넥팅로드에 연결되지 않은 측 및 구동크랭크의 일측에 축결합된 제 2커넥팅로드 이루어진 것을 특징으로 하는 3-포지션 개폐기의 구동장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 잠금수단은 일측이 별도의 축에 결합되어 그 축을 중심으로 회전하는 로킹플레이트와,

   양단이 상기 로킹플레이트의 타측 및 구동바의 일측과 각각 축결합된 제 3커넥팅로드와,

   회로차단기의 '온·오프'에 따라 회전하며 상기 회로차단기의 '온'상태에는 상기 로킹플레이트의 회전을 구속하는 인터록플레이트로 이루어진 것을 특징으로 하는 3-포지션 개폐기의 구동장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 제 1스핀들샤프트 및 제 2스핀들샤프트의 일단에는 베벨기어가 설치되어 축을 줌심으로 회전하는 것을 특징으로 하는 3-포지션 개폐기의 구동장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 구동바가 일정한 변위 내에서 상·하로 이동하며,

   상기 변위의 상·하에 상기 구동바가 수평을 유지하며 위치할 수 있도록,

   상기 제 1스핀들샤프트 및 제 2스핀들샤프트의 상기 구동바의 이동변위 상·하에 걸림편이 각각 형성된 것을 특징으로 하는 3-포지션 개폐기의 구동장치.