KR20030065901A - 가스배전반용 단로기의 구동메카니즘 - Google Patents

Abstract

본 발명 가스배전반용 단로기의 구동메카니즘은 정확하고 고정적인 변위를 생성하여 각 포지션(폐로-개로-접지)상에서 단락시 발생하는 전자력, 중력 또는 진동 등의 외부적 영향이 발생하더라도 우발적인 개폐동작이 일어나지 않도록 하는 안정적인 3포지션 스위칭이 이루어지게 된다. 그리고, 이중의 인터록장치가 구비되므로 종래기술에서 가장큰 문제점인 오조작이 근본적으로 발생되지 않게되며, 메카니즘의 외형이 축소되므로 컴팩트한 구성이 가능해진다.

Description

가스배전반용 단로기의 구동메카니즘{DRIVING MECHANISM OF DISCONNECTOR SWITCH}

본 발명은 가스배전반용 단로기의 구동메카니즘에 관한 것으로, 특히 포지션 스위치 조작시 오동작 방지를 위한 인터록이 이루어질 수 있도록 한 가스배전반용 단로기의 구동메카니즘에 관한 것이다.

일반적으로 건물 등에 설치되는 단모선 가스배전반의 싱글 라인 다이어그램이 도 1에 도시되어 있고, 그 중 인커밍, 피딩, 스켈턴을 중심으로 구성된 판넬의 전체구조는 도 2에 도시되어 있다.

그리고, 도 3은 도 2의 내부구조를 보인 것으로, 판넬의 내부 상측에 A부와 같은 단로기가 설치되어 있고, 하측에 B부와 같이 상기 단로기를 구동하는 메카니즘이 구비되어 있다.

도 4 내지 도 6은 종래 단로기의 구동 메카니즘과 디스컨넥터 블레이드의 동작을 보인 것으로, 도 4는 디스컨넥터 블레이드(4-17)의 전기적으로 온(ON)상태이고, 도 5는 오프(OFF)상태이며, 도 6은 어스(EARTH)상태이고, 그 3 포지션별 구동 메카니즘의 동작에 따른 디스컨넥터 블레이드(4-17)의 동작을 보여주고 있다.

도 7과 도 8은 종래 구동 메카니즘을 보인 것으로, 도시된 바와 같이, 모터의 회전운동 또는 수동조작에 의해서 회전되는 2개의 드라이브 샤프트(7-1)(7-2)가 설치되어 있고, 그 드라이브 샤프트(7-1)(7-2)에서 베벨기어(8-3)를 통하여 스핀들 샤프트(8-4)(8-5)를 회전시킬 수 있도록 되어 있어서, 3 포지션 스위칭 변위를 2개의 스핀들 샤프트(8-4)(8-5)로부터 구하여질 수 있도록 되어 있다.

그리고, 드라이브 래스(8-6)가 구비되어 있고, 그 드라이브 래스(8-6)의 양단부에 가이드 너트(8-7)(8-8)가 결합되어 있으며, 그 가이드 너트(8-7)(8-8)은 스핀들 샤프트(8-4)(8-5)에 나사결합되어 있고, 상부에는 3 포지션 스위칭을 위한 디스컨넥터 드라이브 윙(8-9)과 디스컨넥터 드라이드 레버(8-10)가 컨넥터 로드(8-11)(8-12)로 연결되어 있어서, 이들 링크와 레버가 디스컨넥터 스위치의 3 포지션 구동을 위한 기본적인 구성을 이루고 있다.

그밖의 기능으로 각 포지션에 따른 전기적 시그널 감지를 위하여, 도 9에서와 같이, 가이드 너트(9-13)가 상하운동을 하면서 각 포지션을 감지할 수 있도록 리미트 스위치(9-14)가 설치되어 있으며, 또한 부가적으로 필요한 접점신호를 위해서는 디스컨넥터 드라이브 윙(8-9)이 회전할때 함께 회전하는 피봇 샤프트(10-15)에서 와이어로 연결되어 함께 회전운동하면서 포지션별 전기적 시그널을 받을 수 있는 캠 스위치(10-16)가 도 10과 같이 설치되어 있다.

상기와 같이 구성된 가스배전반용 단로기의 구동메카니즘에서의 동작을 설명하면, 도 5와 같은 디스컨넥터 오프 위치에서 드라이브 샤프트(7-1)(7-2)가 수동 및 모터에 의한 구동되며, 여기서 발생한 동력을 베벨기어(8-3)를 통해 레프트 스핀들(8-4)을 회전시키고, 이에 따라 왼쪽의 가이드 너트(8-7)가 상향으로 수직이동하며 드라이빙 래스(8-6)의 왼쪽이 상측으로 이동하게 되며, 그와 같이 상측으로 이동하는 가이드 너트(8-7)가 리미트 스위치(9-14)를 구동시키면 구동 모터의 전원이 끊어지면서 동작을 멈추게 된다.

또한, 상기 드라이빙 래스(8-6)가 상측으로 운동을 하며 디스컨넥터 드라이브 윙(8-9)이 피봇 샤프트(10-15)를 중심으로 회전하면서 디스컨넥터 드라이브 레버(8-10)를 반시계방향으로 회전시키게 되고, 이 드라이브 레버(8-10)의 운동에 의해 디스컨넥터 블레이드(4-17)가 회동하여 온(ON) 상태가 된다.

그리고, 상기와 같이 디스컨넥터의 포지션이 바뀌는 것과 관련된 전기적인 인터록장치나 그 밖의 필요한 보조접점은 피봇 샤프트(10-15)에 와이어로 연결되어 있는 캠 스위치(10-16)에서 온/오프 접점을 선택하여 사용하게 된다.

이와는 반대로 디스컨넥터 오프 위치에서 어스 위치로의 운동은 라이트 스핀들(8-5)의 회전에 따라 오른쪽의 가이드 너트(8-8)이 하향으로 수직이동하게 되면서 위에서 설명한 것과 동일한 방법으로, 대신에 위에서 설명한 반대의 동작으로 링크와 레버가 운동하여 디스컨넥터 블레이드(6-18)가 어스 상태가 되고, 정해진 위치에서 모터의 구동전원을 공급하거나 중단하는 것은 위에서 설명한 것과 동일한 방법으로 리미트 스위치를 이용하며, 기타 필요한 접점은 역시 마찬가지로 피봇 샤프트(10-15)에 연결된 캠 스위치(10-16)을 이용한다.

그러나, 상기와 같이 구성되어 있는 종래 가스배전반용 단로기의 구동메카니즘은 디스컨넥터 오프 상태에서 디스컨넥터 온 상태로 구동하기 위해서는 좌측 상단의 드라이브 샤프트(7-1)만을 조작하여야 하고, 디스컨넥터 오프 상태에서 어스 상태로 구동하기 위해서는 우측 하단의 드라이브 샤프트(7-2)만을 조작하여야 하는데, 경우에 따라서 조작자의 판단착오로 이러한 조작순서가 바뀌는 경우 즉, 디스컨넥터 온 상태에서 우측하단에 있는 드라이브 샤프트(7-2)를 조작하거나, 어스 상태에서 좌측상단에 있는 드라이브 샤프트(7-1)를 조작하게 되는 경우에 도 11에서와 같이 디스컨넥터 오프 상태에서도 절연거리가 미확보되어 전기적인 사고가 발생되는 문제점이 있었다. 따라서, 여러가지 조작방법에 대한 설명과 전기적인 제어로 오조작이 방지되도록 하였으나, 전기로 구동하지 않고 수동으로 조작하는 경우에는 아직도 근본적으로 오조작을 방지하지 못하는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 구동메카니즘은 그 외형치수(높이×가로×세로)가 310mm×500mm×700mm로 전체 가스배전반의 부분임에도 불구하고 상단한 부피를 차지하고, 그로 인하여 제품이 무거워질뿐 아니라 결국에는 제품원가의 상승을 초래하는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 사용자의 오조작이 근본적으로 발생되지 않도록 인터록 기능과 함께 부가적인 안전장치를 추가하여 오오작에 의하여 발생될 수 있는 사고를 방지할 수 있도록 함과 아울러 메카니즘 자체의 외형크기를 컴팩트화 하도록 하는데 적합한 가스배전반용 단로기의 구동메카니즘을 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 가스배전반 싱글 라인 다이어그램을 보인 회로도.

도 2는 종래 가스배전반의 전체구성을 보인 측면도 및 종단면도.

도 3은 종래 가스배전반의 내부구조도.

도 4는 종래 단로기의 온 상태 단면도.

도 5는 종래 단로기의 오프 상태 단면도.

도 6은 종래 단로기의 어스 상태 단면도.

도 7은 종래 구동 메카니즘의 사시도.

도 8은 종래 구동 메카니즘의 내부링크 연결도.

도 9은 도 7의 A부 확대도.

도 10은 도 7의 B부 확대도.

도 11은 종래 메카니즘의 오조작시 디스컨넥터 블레이드의 상태도.

도 12는 본 발명에 따른 가스배전반용 단로기의 구동메카니즘의 일측을 보인 사시도.

도 13은 도 12의 타측 사시도.

도 14는 도 12의 정면도.

도 15는 도 12의 단면도.

도 16은 도 12의 측면도.

도 17은 본 발명 가스배전반용 단로기의 온상태 단면도.

도 18은 본 발명 가스배전반용 단로기의 오프상태 단면도.

도 19은 본 발명 가스배전반용 단로기의 어스상태 단면도.

도 20은 본 발명에 따른 단로기의 온상태에서 구동메카니즘의 정면도.

도 21은 본 발명에 따른 단로기의 어스상태에서 구동메카니즘의 정면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

12-20, 12-21 : 모터 12-35 : 핀

12-36 : 캠 플레이트 12-37 : 인터록 플레이트

14-40,14-41 : 프론트 플레이트 15-22 : 디에스 스핀들 샤프트

15-23 : 이에스 스핀들 샤프트 15-25 : 가이드 너트

15-26 : 드라이빙 래스 15-27 : 컨넥트 로드

15-28 : 트라이앵귤라 레버 15-29 : 어드져스트 링크

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명 가스배전반용 단로기의 구동메카니즘을 첨부된 도면의 실시예를 참고하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 12와 도 13에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 디스컨넥터 구동 메카니즘의 전체적인 구성을 다른 각도에서 바라본 모습이고, 도 14는 정면도이며, 도 15는 디스컨넥터 오프 상태에서 단면도이며, 도 16은 도 15의 반대측에서 바라본 측면도를 나타내고 있다.

각각의 구성부품에 대하여 살펴보면, 우선 도 12에서와 같이 2개의 모터(12-20)(12-21)는 도 15에서의 디에스 스핀들 샤프트(15-22)와 이에스 스핀들 샤프트(15-23)에 롤러 체인과 스프로켓(15-24)을 이용하여 연결되어 구동하도록 되어 있다

그리고, 일정높이차를 두고 가로방향으로 회전가능하게 설치된 2개의 스핀들 샤프트(15-22)(15-23)에는 2개의 가이드 너트(15-25)가 나사결합되어 있고, 그 가이드 너트(15-25)에는 드라이빙 래스(15-26)의 양단부가 결합되어 있다.

또한, 상기 드라이빙 래스(15-26)의 중앙부에는 컨넥트 로드(15-27)의 일단부에 연결되어 있고, 타단부는 트라이앵귤라 레버(15-28)의 하단부 연결되어 있으며, 그 트라이앵귤라 레버(15-28)의 상단부는 어드저스트 링크(15-29)의 하단부에 연결되어 있다.

그리고, 상기 어드저스트 링크(15-29)의 상단부에는 도 12에서와 같이 디스컨넥터 드라이브 레버(12-30)에 연결되어 있고, 그 드라이브 레버(12-30)의 중심에는 도 17에서와 같이 디스컨넥터 샤프트(17-31)에 고정되어 있어서, 도 17, 도 18, 도 19에서와 같은 디스컨넥터 블레이드를 동작을 할 수 있도록 되어 있다.

여기서, 본 발명은 컴팩트한 외형크기와 안정적인 인터록이 이루어지도록 도 16에서와 같이 전기적인 접점 시그널을 받을 수 있는 캠 스위치(16-32)에 스위치레버(16-33)를 통하여 도 13에서와 같이 가이드 너트(13-34)에 간단하게 조립 및 분해될 수 있도록 되어 있고, 그 캠 스위치(16-32)가 설치된 반대쪽에는 도 15에서와 같이 드라이빙 래스(15-26)의 중앙부에 길이방향으로 형성된 결합공에 핀(12-35)가 결합되어 있고, 그 핀(12-35)의 후단부는 캠 플레이트(12-36)의 S자형 슬롯에 삽입결합되어 있어서, 캠 플레이트(12-36)를 상,하이동시킬 수 있도록 되어 있다.

그리고, 상기 캠 플레이트(12-36)의 단부에는 도 12에서와 같이 인터록 플레이트(12-37)가 연결되어 있어서 함께 상하운동을 할 수 있도록 되어 있고, 전면부는 도 14에서와 같이 리미트 스위치(14-38)(14-39)를 작동할 프론트 플레이트(14-40)(14-41)가 상,하에 설치되어 있어서 모타 구동이 아닌 수동조작을 할 경우에 전원을 차단할 수 있도록 되어 있다.

상기와 같이 구성되어 있는 본 발명에서, 먼저 디스컨넥터 오프 상태에서 디스컨넥터 온 상태로의 동작을 설명하면 다음과 같다.

도 15에서와 같이 디에스 스핀들 샤프트(15-22)를 구동시키기 위하여 프론트 플레이트(14-40)르 우측으로 이동시키면 리미트 스위치(14-38)의 접점이 끊어져서 모터로 인가되는 전원이 끊기게 되고, 수동조작을 위한 핸들의 사용이 가능한 상태가 되고, 프론트 플레이트(14-40)를 좌측으로 이동시키면 리미트 스위치(14-38)의 접점이 연결되어 모터의 전원공급이 가능해져서 수동조작핸들의 삽입구는 가로막힌 상태가 되므로 수동조작이 불가능해지며, 롤러 체인과 스프로켓(15-24)으로 모터와 연결하여 전원에 의한 구동이 이루어지게 된다.

그리고, 수동 또는 모터에 의한 구동으로 상부의 디에스 스핀들 샤프트(15-22)를 회전시키면 그 디에스 스핀들 샤프트(15-22)에 나사결합되어 있는 가이드 너트(15-25)가 수평방향으로 이동되고, 드라이빙 래스(15-26)의 상단부도 동시에 이동이 되는데, 이때 전방을 향하여 운동하던 가이드 너트가 리미트 스위치(13-42)에 접촉이 되면 구동 모터의 전원이 끊어지면서 동작을 멈추게 되며, 그와 같이 가이드 너트(15-25)의 동작이 멈추었을때 디스컨넥터의 위치는 도 17에서와 같이 디스컨넥터 온 상태가 된다.

또한, 구동 메카니즘에서는 가이드 너트(15-25)의 운동과 더불어 자동으로 도 12에서와 같이 인터록 플레이트(12-37)가 캠 플레이트(12-36)의 하강과 더불어 하강하여 하측의 삽입구를 막아서 이에스 스핀들 샤프트(15-23)의 수동조작이 불가능하도록 인터록이 이루어지게 된다.

이와 같이 본 발명에서는 이러한 록킹기능을 이용하여 2개의 스핀들 샤프트를 구동할때는 안전하고도 신뢰성 있는 디스컨넥터 조작을 위하여 디스컨넥터 온 상태에서는 이에스 스핀들 샤프트의 조작이 불가능하고, 디스컨넥터 오프 상태에서는 디스콘넥터 온상태 또는 어스 상태의 어떤 포지션으로도 조작이 가능하며, 어스 상태에서는 디에스 스핀들 샤프트(15-22)의 조작이 불가능하도록 인터록이 이루어지므로 사용자의 오조작에 의하여 오작동이 근본적으로 차단되어 진다.

그리고, 종래의 구동메카니즘에서는 디스컨넥터의 포지션이 바뀌는 것과 관련된 전기적 접점을 도 10에서와 같이 회전하는 피봇 샤프트(10-45)에 와이어로 연결되어 있는 캠 스위치(10-16)를 이용하였으나, 본 발명에서는 도 16에서 볼 수 있듯이 전기적 접점 시그널을 받을 수 있는 캠 스위치(16-32)에 스위치 레버(16-33)를 통하여 가이드 너트(16-44)에 체결된 후, 가이드 너트(16-44)의 운동과 더불어 안정적으로 90°씩 회전하면서 포지션에 따른 전기적인 신호를 줄 수 있도록 되어 있다.

디스컨넥터 오프 상태에서 어스 상태로 구동을 할 경우에, 모터를 이용한 전기적인 구동시에는 프론트 플레이트(14-40)에 의해 수동조작이 불가하고, 수동조작을 할 경우에는 모터에 인가되는 전원을 차단하도록 구성되어 있는 메카니즘에서 수동 또는 전동으로 이에스 스핀들 샤프트(15-23)를 구동하면 가이드 너트(15-25)가 수평왕복운동을 하면서 레버와 링크들을 거쳐서 도 19에서와 같이 어스 상태로의 운동을 형성함과 동시에 혹시나 발생할지도 모르는 사용자의 오작동을 미연에 방지하기 위하여 가이드 너트(15-25)에 연결된 인터록 플레이트(12-37)는 자동으로 어스상태에서는 디에스 스핀들 샤프트(15-22)의 수동조작이 불가능해지도록 상향운동을 하게 된다.

동시에, 종래의 구동 메카니즘에서 조립이 어렵고 시간과 공간을 차지하던 전기적 시그널을 얻기 위한 캠 스위치의 구성은 가이드 너트(15-25)에 간편하게 조립되어 있어 안정적으로 동작되어 진다. 이제까지는 디스컨넥터 오프 상태에서 디스컨넥터 온상태 또는 어스 상태로의 동작을 설명하였으며, 반대로 구동할 경우에는 위에서 설명한 동작순서와 방향만 반대로 동작되어지게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명 가스배전반용 단로기의 구동메카니즘은 정확하고 고정적인 변위를 생성하여 각 포지션(폐로-개로-접지)상에서 단락시 발생하는 전자력, 중력 또는 진동 등의 외부적 영향이 발생하더라도 우발적인 개폐동작이 일어나지 않도록 하는 안정적인 3포지션 스위칭이 이루어지게 된다.

그리고, 이중의 인터록장치가 구비되므로 종래기술에서 가장큰 문제점인 오조작이 근본적으로 발생되지 않게되며, 메카니즘의 외형이 축소되므로 컴팩트한 구성이 가능해진다.

Claims (2)

1. 가스배전반용 단로기의 구동메카니즘에 있어서,

   상,하부 설치되는 구동 모터와,

   그 상부의 모터에 의하여 정,역회전가능하도록 가로방향으로 설치되는 디에스 스핀들 샤프트와,

   그 디에스 스핀들 샤프트의 하부에 가로방향으로 설치되며 하부의 모터에 의하여 정역회전되는 이에스 스핀들 샤프트와,

   상기 디에스/이에스 스핀들 샤프트에 각각 나사결합되어 정,역회전에 따라 가로방향으로 좌우이동하는 가이드 너트와,

   그 가이드 너트에 상,하단부에 연결되어 가이드 너트의 좌,우이동에 따라 단부가 좌,우로 이동되는 드라이빙 래스와,

   그 드라이빙 래스의 중앙부에 일측단부가 연결되어 드라이빙 래스의 좌,우이동에 따라 동시에 이동하는 컨넥트 로드와,

   그 컨넥트 로드의 타단부가 하단부에 연결됨과 아울러 상단부가 어드져스트 링크에 연결되어 컨넥트 로드의 좌,우이동에 따라 고정핀을 중심으로 회동되는 트라이앵귤라 레버와,

   상기 드라이빙 래스에 결합되어 메카니즘의 수동조작시 오조작이 방지될 수 있도록 차단하기 위한 인터록기구를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가스배전반용 단로기의 구동메카니즘.
2. 제 1항에 있어서, 상기 인터록기구는 상기 드라이빙 래스의 중앙부에 길이방향으로 형성된 결합공에 일단부에 연결되는 핀과,

   그 핀의 타단부가 S자형의 슬롯에 결합되어 핀의 좌,우이동에 따라 상,하방향으로 이동가능하게 설치되는 캠 플레이트와,

   그 캠 플레이트의 일단부에 연결되어 캠 플레이트의 상,하운동과 동시에 이동되어 상,하부 프론트 플레이트의 삽입구중 어느 한쪽을 차단하기 위한 인터록 플레이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 가스배전반용 단로기의 구동메카니즘.