KR200494885Y1

KR200494885Y1 - 단로기

Info

Publication number: KR200494885Y1
Application number: KR2020200001009U
Authority: KR
Inventors: 진승균
Original assignee: 엘에스일렉트릭(주)
Priority date: 2020-03-24
Filing date: 2020-03-24
Publication date: 2022-01-17
Also published as: KR20210002185U

Abstract

본 발명은 단로기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단로기의 모터 전원 제동 구조에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단로기는 케이스에 구비되는 고정접촉자; 상기 고정접촉자에 접촉 또는 분리되어 회로를 개폐하는 가동접촉자; 상기 가동접촉자에 구동력을 제공하는 구동모터; 상기 구동모터에 연결되어 회전하면서 상기 구동력을 상기 가동접촉자에 전하는 구동축; 상기 케이스의 일부에 설치되어 상기 회로의 투입(On), 개방(Off) 위치에서 상기 구동모터에 인입되는 구동전류를 제어하는 리미트 스위치; 상기 구동축에 결합되어 회전하면서 상기 회로의 투입(On), 개방(Off) 위치에서 상기 리미트 스위치를 작동시키는 스톱핀;을 포함하고, 상기 스톱핀은 상기 리미트 스위치의 접촉면보다 길게 형성되는 접촉부를 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

단로기{Disconnector}

본 발명은 단로기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단로기의 모터 전원 제동 구조에 관한 것이다.

일반적으로 단로기는 차단기 또는 가스절연개폐장치에 적용되는 장치이다.

가스절연개폐장치(Gas Insulated Swichgear)는 전기계통의 전원측과 부하측간의 회로 사이에 설치되어 정상적인 전류상태에서 인위적으로 회로를 개폐할 때 또는 회로상에 지락이나 단락 등 이상전류가 발생하였을 때 전류를 안전하게 차단하여 전력계통 및 부하기기를 보호하는 전기기기이다.

이러한 가스절연개폐장치(GIS)는 통상 고압전원으로부터 수전하는 부싱(Bushing Unit), 회로차단기(Circuit Breaker, CB), 단로기(Disconnector Switch, DS), 접지스위치(Earth Switch, ES), 가동부(Moving Unit), 제어부(Control Unit) 등으로 구성되어 있다.

여기서, 단로기(DS)는 기기 점검시 부하전류를 제거한 후 (즉, 무부하 상태에서) 회로를 격리하거나 접속을 변경하도록 하기 위한 장치이다.

단로기의 투입, 개방 위치로의 제어는 조작기에서 발생된 구동력으로 이루어진다. 이때, 단로기의 정확한 동작은 조작기의 구동력을 제공하는 구동모터의 제어와 연관이 있다. 개폐스위치 및 조작기의 구조 및 동작 형태에 따라 다르지만 위치 제어에는 일반적으로 보조 스위치나 리미트 스위치(5)의 동작에 의해서 전원이 분리되고 멈추게 된다.

도 1 및 도 2에 종래기술에 따른 가스절연개폐장치의 부분도(단로기의 정면도)가 도시되어 있다.

도 1은 단로기의 OFF 동작 상태를 나타낸다. Off 신호가 발생하면 구동부(구동모터)(2)의 구동력에 의해 구동축(3)은 도면상 반시계 방향으로 회전하고 구동축(3)에 연결된 링크(4)를 거쳐 가동자(미도시)가 회동하여 고정자(미도시)로부터 분리되어 회로는 개방된다.

이때, 구동축(3)에 연결된 스톱핀(6)이 함께 회동한다. 스톱핀(6)은 반시계 방향으로 회전하여 좌측에 설치된 Off 리미트 스위치(5)를 동작시키며, 스톱핀(6)은 슬롯 형상의 장공(7)의 좌측 말단부에 도달하여 동작을 멈춘다. Off 리미트 스위치(5)의 신호에 의해 구동부(2)의 동작은 정지된다.

도 2는 단로기의 ON 동작 상태를 나타낸다. On 신호가 발생하면 구동부(구동모터)(2)의 구동력에 의해 구동축(3)은 도면상 시계 방향으로 회전하고 구동축(3)에 연결된 링크(4)를 거쳐 가동자(미도시)가 회동하여 고정자(미도시)에 접촉하여 회로는 연결(투입, 통전)된다.

이때, 구동축(3)에 연결된 스톱핀(6)이 함께 회동한다. 스톱핀(6)은 시계 방향으로 회전하여 우측에 설치된 On 리미트 스위치(5)를 동작시키며, 스톱핀(6)은 슬롯 형상의 장공(7)의 우측 말단부에 도달하여 동작을 멈춘다. On 리미트 스위치(5)의 신호에 의해 구동부(2)의 동작은 정지된다.

그런데, 고속 회전하는 모터는 전원이 끊어져도 관성에 의해서 진행 방향으로 더 회전을 하려고 하는데, 위치 제어를 위한 제동기구 등의 구성이 없는 경우 조작기와 연결된 개폐기는 정확한 정지 위치를 벗어날 가능성이 있다.

종래기술에 따른 단로기의 작동 방식은 구동축(3)에 연결된 스톱핀(6)이 리미트 스위치(5)를 동작방향으로 눌러서 구동모터에 인입되는 전류를 차단하는 것이다.

종래기술에 따른 단로기에서 고속 회전하는 구동모터(2)는 전원이 끊어져도 관성에 의해서 진행 방향으로 더 회전을 하려고 하는데, 이 경우 리미트 스위치(5)에 구동모터(2)의 회전력이 그대로 가해지므로 리미트 스위치(5)의 파손 위험이 있다.

또한 기계적인 제동에 의한 반발력이 역으로 구동모터(2)에 전달되어 구동부의 파손 위험이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 그 목적은 구동모터의 관성회전력이 리미트 스위치에 전달되는 것을 방지하도록 하는 것이다.

또한, 리미트 스위치에 충격에 의한 반발력이 역으로 구동부에 전달되는 것을 방지하도록 하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 단로기는 케이스에 구비되는 고정접촉자; 상기 고정접촉자에 접촉 또는 분리되어 회로를 개폐하는 가동접촉자; 상기 가동접촉자에 구동력을 제공하는 구동모터; 상기 구동모터에 연결되어 회전하면서 상기 구동력을 상기 가동접촉자에 전하는 구동축; 상기 케이스의 일부에 설치되어 상기 회로의 투입(On), 개방(Off) 위치에서 상기 구동모터에 인입되는 구동전류를 제어하는 리미트 스위치; 상기 구동축에 결합되어 회전하면서 상기 회로의 투입(On), 개방(Off) 위치에서 상기 리미트 스위치를 작동시키는 스톱핀;을 포함하고, 상기 스톱핀은 상기 리미트 스위치의 접촉면보다 길게 형성되는 접촉부를 갖는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 리미트 스위치에는 상기 스톱핀의 회전 방향에 직교하는 방향으로 동작하여 상기 구동전류를 제어하는 누름버튼이 구비된다.

상기 누름버튼의 버튼접촉부는, 모서리부가 라운드 형상으로 형성되거나 말단부가 구 형상으로 형성된다.

또한, 상기 리미트 스위치에는 상기 누름버튼의 주변을 감싸도록 설치되어, 상기 스톱핀과의 충격을 완화하는 탄성스프링에 구비된다.

또한, 상기 스톱핀의 머리부는 타원 형상의 단면을 갖는다.

또한, 상기 접촉부는 상기 누름버튼의 직경보다 길게 형성된다.

또한, 상기 접촉부의 중앙부에는 홈으로 형성되는 안착부가 형성된다.

또한, 상기 케이스에는 상기 스톱핀이 노출되어 운동하도록 호 형상의 작동홀이 형성된다.

그리고, 상기 작동홀의 양측 말단부는 상기 안착부가 상기 누름버튼을 접촉하는 지점을 지나치는 길이로 형성된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 단로기에 의하면 스톱핀의 회전 방향과 리미트 스위치의 누름버튼의 작동 방향이 직교하는 방향으로 설정됨에 따라 스톱핀의 회전에 의해 리미트 스위치에 작용하는 충격이 거의 없다.

스톱핀의 머리부에 접촉부가 마련되어 리미트 스위치의 동작 가능 범위(거리)가 확장된다. 따라서, 리미트 스위치가 구동모터의 구동전류를 차단한 후 구동모터의 관성회전에 의해 스톱핀이 더 회전하는 것이 허용된다. 즉, 리미트 스위치의 작동방향과 스톱핀의 회전 반경이 서로 직교하는 방향으로 배치되어, 리미트 스위치가 동작하는 상태에서도 스톱핀의 회전에 물리적 제약을 가하지 않는다.

또한, 스톱핀과 리미트 스위치의 충격량이 감소되므로 이의 반력이 구동부에 전달되지 않는다.

도 1은 종래기술에 따른 단로기의 부분도로서 Off 상태이다.
도 2는 종래기술에 따른 단로기의 부분도로서 On 상태이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단로기의 구동부의 사시도로서 개방(Off) 상태이다.
도 4는 도 3의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 단로기의 구동부의 사시도로서 투입(On) 상태이다.
도 6은 도 5의 정면도이다.
도 7 및 도 8은 각각 본 발명에 적용되는 누름버튼의 다른 실시예이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.

도면을 참조하여 본 발명의 각 실시예에 따른 단로기에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단로기의 구동부의 사시도로서 개방(Off) 상태이고, 도 4는 도 3의 정면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 단로기는 케이스(10)에 구비되는 고정접촉자(20); 상기 고정접촉자(20)에 접촉 또는 분리되어 회로를 개폐하는 가동접촉자(30); 상기 가동접촉자(30)에 구동력을 제공하는 구동모터(40); 상기 구동모터(40)에 연결되어 회전하면서 상기 구동력을 상기 가동접촉자(30)에 전달하는 구동축(45); 상기 케이스(10)의 일부에 설치되어 투입(On), 개방(Off) 위치에서 상기 구동모터(40)에 흐르는 전류를 단속하는 리미트 스위치(60,65); 상기 구동축(45)에 결합되어 회전하면서 투입(On), 개방(Off) 위치에서 상기 리미트 스위치(60,65)를 작동시키는 스톱핀(70);을 포함하고, 상기 스톱핀(70)은 상기 리미트 스위치(60,65)의 접촉면보다 길게 형성되는 접촉부(72)를 갖는 것을 특징으로 한다.

케이스(10)가 구비된다. 케이스(10)는 단로기의 구성부품을 설치하고 내장할 수 있도록 마련된다. 케이스(10)는 폐쇄된 상자형으로 형성될 수도 있고, 도 3 등에 도시된 예처럼 개방된 형태로 구성될 수도 있다.

케이스(10)가 개방된 형태의 예로서, 케이스(10)는 복수의 패널(또는 플레이트)의 결합체로 구성될 수 있다. 이러한 패널들로 전면판(11), 하면판(12), 후면판(13)을 포함할 수 있다.

하면판(12)에는 고정부와 가동부를 고정하기 위한 장착대(13,14)가 마련된다. 장착대(13,14)는 각각 요철을 갖는 블럭으로 구성될 수 있다.

고정자 장착대(13)에 고정접촉자(20)가 고정 설치된다. 고정접촉자(20)는 복수의 판으로 구성된 버스바 형태로 형성될 수 있다. 고정접촉자(20)는 회로의 일단에 연결된다.

가동자 장착대(14)에 가동부(25)가 고정 설치된다. 가동부(25)는 복수의 판으로 구성된 버스바 형태로 형성될 수 있다. 가동부(25)는 고정접촉자(20)와 소정 간격으로 이격되어 설치된다.

가동접촉자(30)가 가동부(25)의 단부에 회전 가능하게 설치된다. 가동접촉자(30)는 복수의 판으로 구성된 버스바 형태로 형성될 수 있다. 가동접촉자(30)는 가동부(25)에 교차되도록 배치될 수 있다. 즉, 가동접촉자(30)의 각 판과 가동부(25)의 각 판은 일부가 서로 맞물리는 형식으로 설치된다. 가동접촉자(30)는 가동부(25)의 회전축(28)을 기준으로 회전 가능하게 설치된다.

가동접촉자(30)가 회전하여 고정접촉자(20)에 접촉하면 회로는 접속(통전)되고, 가동접촉자(30)가 회전하여 고정접촉자(20)로부터 분리되면 회로는 개방(차단)된다.

구동부가 마련된다. 구동부는 가동접촉자(30)에 구동력을 제공한다. 구동부는 구동모터(40)를 포함할 수 있다. 구동모터(40)는 구동 전류를 받아 작동한다.

구동축(45)이 구동모터(40)에 연결된다. 구동축(45)은 전면판(11)과 후면판(13)에 걸쳐 설치될 수 있다. 구동축(45)은 구동모터(40)의 구동력에 의해 정회전 또는 역회전 한다. 상세히 도시하지는 않았지만, 구동모터(40)와 구동축(45) 사이에는 감속기어가 구비될 수 있다.

구동축(45)과 가동접촉자(30)를 연결하는 링크(50,55)가 마련된다. 링크는 구동축(45)에 고정되어 구동축(45)과 함께 회동하는 하부링크(50) 및 하부링크(50)와 가동접촉자(30) 사이에 연결되는 상부링크(55)로 구성될 수 있다. 구동축(45)이 회전하면 하부링크(50) 및 상부링크(55)를 거쳐 가동접촉자(30)를 회전시키게 된다. 이때, 가동접촉자(30)는 회전축(28)을 중심으로 회전하여 고정접촉자(20)로부터 분리되거나 고정접촉자(20)에 접촉하여 회로를 개폐한다.

전면판(11)에는 리미트 스위치(60,65)가 한 쌍 구비된다. 리미트 스위치(60,65)는 개방측 리미트 스위치(60)와 투입측 리미트 스위치(65)로 구성된다.

개방측 리미트 스위치(60)는 구동축(45)이 반시계 방향으로 회동하여 회로 개방 상태에 이르렀을 때 구동모터(40)에 전달되는 구동전류를 차단한다.

투입측 리미트 스위치(65)는 구동축(45)이 시계 방향으로 회동하여 접속(통전) 상태에 이르렀을 때 구동모터(40)에 전달되는 구동전류를 차단한다.

각 리미트 스위치(60,65)에는 스위칭 작동하는 누름버튼(61,66)이 구비된다. 누름버튼(61,66)이 눌러지면 구동모터(40)로 인입되는 구동전류를 차단하게 된다. 누름버튼(61,66)은 소정의 직경을 갖는 기둥 형태로 형성될 수 있다. 누름버튼(61,66)의 말단부가 스톱핀(70)에 접촉하는 접촉면이 된다.

도 7 및 도 8에는 누름버튼(66)의 다른 실시예가 도시되어 있다.

누름버튼(66)의 버튼접촉부(67a)는 모서리부가 라운드 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 누름버튼(66)의 버튼접촉부(67b)는 말단부가 구 형상으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 스톱핀(70)에 접촉할 때 충격이 완화된다.

누름버튼(61,66)의 주변을 감싸는 탄성스프링(63,68)이 마련된다. 탄성스프링(63,68)은 스톱핀(70)이 누름버튼(61,66)에 접촉할 때, 급격히 부딪히지 않도록 충격을 완화시키는 역할을 한다.

전면판(11)에는 스톱핀(70)이 동작하는 공간으로 호 형상의 작동홀(19)이 마련된다. 작동홀(19)은 소정의 폭을 갖는 슬릿 형태로 형성될 수 있다.

스톱핀(70)이 마련된다. 스톱핀(70)은 구동축(45)과 함께 작동홀(19)을 따라 회동 가능하게 설치된다.

스톱핀(70)은 다리부(71)가 구비되어 구동축(45)에 고정된다.

스톱핀(70)의 머리부는 대략적으로 타원형의 단면을 갖는 기둥으로 형성된다.

스톱핀(70)의 머리부에는 상면에 접촉부(72)가 마련된다. 접촉부(72)는 누름버튼(61,66)의 직경보다 길게 형성된다. 따라서, 스톱핀(70)이 누름버튼(61,66)을 작동시킬 수 있는 범위가 확장된다. 즉, 스톱핀(70)이 누름버튼(61,66)을 작동시키고 더 회전하여도 누름버튼(61,66)을 누른 상태가 유지된다.

접촉부(72)의 중앙부에는 홈으로 형성되는 안착부(73)가 마련된다. 안착부(73)는 누름버튼(61,66)이 좌우로 흔들리지 않고 고정된 상태를 유지하도록 보조한다. 또한, 안착부(73)는 리미트 스위치(60,65)가 작동하여 구동모터(40)에 인입되는 구동전류를 차단하는 동작이 완료되는 지점이다.

즉, 도 4는 누름버튼(61,66)이 스톱핀(70)의 안착부(73)를 지난 지점에 도달하여 위치하는 것을 나타낸다. 스톱핀(70)은 누름버튼(61,66)이 작용하는 방향에 직교하는 방향으로 회전하므로 누름버튼(61,66)에 충격을 주지 않으면서 누름버튼(61,66)을 작동시키고, 누름버튼(61,66)이 작동하는 범위는 접촉부(72)의 길이만큼 확장된다. 예를 들어, 접촉부(72)는 "D"의 길이를 가질 수 있다.

도 5 및 6에는 투입(접속) 상태가 도시되어 있다. 투입 작용은 차단 작용과 반대 방향이지만, 작용방식은 동일하게 이루어진다.

본 발명의 일 실시예에 따른 단로기의 작용을 살펴보기로 한다.

도 3은 단로기의 개방(차단) 상태이다. 회로는 차단된(끊어진) 상태에 있다. 조작기 또는 외부에서 단로기의 투입 신호를 받으면 구동모터(40)에 정방향의 구동전류가 인입되어 구동축(50)이 시계 방향으로 회전한다. 구동축(50)에 연결된 하부링크(50)와 상부링크(55)를 거쳐 전달되는 힘에 의해 가동접촉자(30)는 회전축(28)을 중심으로 시계 방향으로 회전하여 고정접촉자(20)에 접촉되고 회로는 접속(통전)된다.

구동축(50)이 회전할 때, 구동축(50)에 연결된 스톱핀(70)이 작동홀(19)을 따라 시계 방향으로 이동하면서 투입 위치에 다다르면 투입측 리미트 스위치(65)를 누르게 되고, 투입측 리미트 스위치(65)는 구동모터(40)에 흐르는 구동전류를 차단하여 투입 상태가 완료(유지)된다. 즉, 도 5의 상태가 된다. 이때, 구동모터(40)의 관성회전에 의해 구동축(50)이 조금 더 회전하고 투입 완료 시점인 스톱핀(70)의 안착부(73)와 누름버튼(66)의 접촉점을 지나더라도 접촉부(72)가 누름버튼(66)을 벗어나지 않으므로 투입 상태는 유지된다.

도 5는 단로기의 투입(접속) 상태이다. 회로는 접속된(연결된) 상태에 있다. 조작기 또는 외부에서 단로기의 개방 신호를 받으면 구동모터(40)에 역방향의 구동전류가 인입되어 구동축(50)이 반시계 방향으로 회전한다. 구동축(50)에 연결된 하부링크(50)와 상부링크(55)를 거쳐 전달되는 힘에 의해 가동접촉자(30)는 회전축(28)을 중심으로 반시계 방향으로 회전하여 고정접촉자(20)로부터 분리되고 회로는 개방(차단)된다.

구동축(50)이 회전할 때, 구동축(50)에 연결된 스톱핀(70)이 작동홀(19)을 따라 반시계 방향으로 이동하면서 개방 위치에 다다르면 개방측 리미트 스위치(60)를 누르게 되고, 개입측 리미트 스위치(60)는 구동모터(40)에 흐르는 구동전류를 차단하여 개방 상태가 완료(유지)된다. 즉, 도 3의 상태가 된다. 이때, 구동모터(40)의 관성회전에 의해 구동축(50)이 조금 더 회전하고 개방 완료 시점인 스톱핀(70)의 안착부(73)와 누름버튼(66)의 접촉점을 지나더라도 접촉부(72)가 누름버튼(61)을 벗어나지 않으므로 개방 상태는 유지된다.

이상에서 설명한 실시예들은 본 발명을 구현하는 실시예들로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 케이스 11,12,13 전면판, 하면판, 후면판
19 작동홀 20 고정접촉자
25 가동부 30 가동접촉자
40 구동모터 45 구동축
50 하부 링크 55 상부 링크
60, 65 리미트 스위치 61,66 누름버튼
63,68 탄성스프링 70 스톱핀
72 접촉부 73 안착부

Claims

케이스에 구비되는 고정접촉자;
상기 고정접촉자에 접촉 또는 분리되어 회로를 개폐하는 가동접촉자;
상기 가동접촉자에 구동력을 제공하는 구동모터;
상기 구동모터에 연결되어 회전하면서 상기 구동력을 상기 가동접촉자에 전하는 구동축;
상기 케이스의 일부에 설치되어 상기 회로의 투입(On), 개방(Off) 위치에서 상기 구동모터에 인입되는 구동전류를 제어하는 리미트 스위치;
상기 구동축에 결합되어 회전하면서 상기 회로의 투입(On), 개방(Off) 위치에서 상기 리미트 스위치를 작동시키는 스톱핀;을 포함하고,
상기 리미트 스위치에는 상기 스톱핀의 회전 방향에 직교하는 방향으로 동작하여 상기 구동전류를 제어하고, 소정의 직경을 갖는 기둥 형태로 형성되는 누름버튼이 구비되고,
상기 스톱핀은 상기 리미트 스위치의 접촉면보다 길게 형성되는 접촉부를 갖고,
상기 스톱핀의 머리부는 타원 형상의 단면을 갖는 단로기.
삭제
제1항에 있어서, 상기 누름버튼의 버튼접촉부는,
모서리부가 라운드 형상으로 형성되거나 말단부가 구 형상으로 형성되는 단로기.
제1항에 있어서, 상기 리미트 스위치에는 상기 누름버튼의 주변을 감싸도록 설치되어, 상기 스톱핀과의 충격을 완화하는 탄성스프링에 구비되는 단로기.
삭제
제1항에 있어서, 상기 접촉부는 상기 누름버튼의 직경보다 길게 형성되는 단로기.
제1항에 있어서, 상기 접촉부의 중앙부에는 홈으로 형성되는 안착부가 형성되는 단로기.
제7항에 있어서, 상기 케이스에는 상기 스톱핀이 노출되어 운동하도록 호 형상의 작동홀이 형성되는 단로기.
제8항에 있어서, 상기 작동홀의 양측 말단부는 상기 안착부가 상기 누름버튼을 접촉하는 지점을 지나치는 길이로 형성되는 단로기.