KR20060063417A

KR20060063417A - 배전선로용 차단기의 무전원 트립장치

Info

Publication number: KR20060063417A
Application number: KR1020040102586A
Authority: KR
Inventors: 탁성준
Original assignee: 엘에스산전 주식회사
Priority date: 2004-12-07
Filing date: 2004-12-07
Publication date: 2006-06-12
Also published as: KR100631005B1

Abstract

본 발명은 배전선로용 차단기의 무전원 트립장치에 관한 것으로, 배전선로용 차단기에 있어서, 개폐축에 일체로 결합하여 회동운동을 하는 캠레버와, 캠레버의 캠면을 따라 연동하도록 결합하여 그 캠레버의 회동상태에 따라 트립레버의 트립동작을 제어하는 래치레버와, 래치레버의 타단에 배치하여 미소 전류에 의해 여자되면서 상기한 래치레버를 회동시키는 무전원 트립코일과, 래치레버와 무전원 트립코일 사이에 구비하여 상기 무전원 트립코일에 의해 회전하면서 상기한 래치레버를 구속 및 해제하는 래치를 포함함으로써, 차단기 트립코일을 위한 외부전원 공급 없이 차단기내에 설치되어 있는 사고전류 감지 CT의 미소 출력전류의 신호에 의해 차단기가 트립 동작이 가능하도록 하여 배전선로에서 차단기가 외부전원의 공급 없이 사고전류를 인식하고 트립할 수 있는 배전선로용 차단기의 무전원 트립장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

Description

배전선로용 차단기의 무전원 트립장치{TRIP APPARATUS OF CIRCUIT BREAKER FOR DISTRIBUTION LINE}

도 1은 종래 차단기의 트립장치에서 초기상태를 보인 개략도,

도 2 내지 도 4는 종래 차단기의 트립장치에서 투입 대기상태와 차단대기 상태 그리고 투입상태를 각각 보인 개략도,

도 5는 본 발명 배전선로용 차단기의 무전원 트립장치를 보인 개략도,

도 6 내지 도 9는 본 발명 배전선로용 차단기의 무전원 트립장치에서 초기 상태와 트립대기 상태와 트립 상태 그리고 초기 위치로 복귀되는 상태를 보인 개략도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

21 : 개폐축 29 : 트립레버

110 : 캠레버 120 : 래치레버

121 : 롤러 130 : 반원형 래치

140 : 트립스프링 150 : 무전원 트립코일

160 : 복귀레버 170 : 복귀스프링

본 발명은 배전선로용 차단기의 무전원 트립장치에 관한 것으로, 특히 배전선로에서의 사고전류를 차단하기 위해 설치된 차단기가 외부전원 공급 없이 사고전류를 차단할 수 있는 배전선로용 차단기의 무전원 트립장치에 관한 것이다.

일반적으로 차단기가 배전반 내에 설치될 경우에는 수동조작 및 외부전원의 공급으로 자동동작을 할 수 있다. 즉, 사고전류가 배전반의 CT(Current Transformer)에 의해 감지되고, 배전반 내에 설치되어 있는 보호 릴레이에서 차단기로 사고전류 트립동작에 대한 지령이 내려지면 배전반에서 공급하는 외부전원에 의해 차단기의 트립코일이 여자되어 차단기 트립이 이루어진다. 반면, 차단기가 배전선로에 설치되어 배전선로의 사고시에 사고 전류를 차단하는 경우에는 외부에서 전원이 공급되지 않으므로 외부 전원의 공급없이 차단기가 사고전류를 차단해야한다. 즉, 차단기내에 CT(변류기; Current Transformer)와 OCR(과전류 릴레이; Over Current Relay)이 직접 설치되어 CT에 의해 감지된 사고전류가 OCR로 신호를 보내 이 신호에 의해 OCR이 차단기로 차단신호를 보내게 된다. 하지만 OCR은 CT전원 외에 다른 외부전원을 공급받지 못하므로 미소 전류의 출력신호를 보내게 되는데 차단기는 이러한 미소 신호 받아 동작해야 하므로 기존 차단기의 트립 코일이 아닌 미소 전류에 의해 동작할 수 있어야 한다.

도 1은 종래 차단기의 트립장치에서 초기상태를 보인 개략도이고, 도 2 내지 도 4는 종래 차단기의 트립장치에서 투입 대기상태와 차단대기 상태 그리고 투입상태를 각각 보인 개략도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래 배전선로용 차단기의 트립장치는, 크랭크축(미 부호)은 스프링 충진의 주원인 기어회전체(1)와 동심 회전운동을 하며 연결대(2)와 결합되어 에너지를 전달하고 도 2에서와 같이 투입스프링(3) 충진 완료후 시계방향으로의 회전력을 투입래치(4)에 의해 구속받고 있다. 상기 기어회전체(1)는 전동 및 수동에 의해 회전하는 캠축(5)과 연결레버(6), 기어푸쉬레버(7)에 고정된 걸쇠(8)에 의해 캠축(5)의 1회전당 상기 기어회전체(1)에 형상된 치형 한 칸씩 회전하며 좌측 하단의 멈춤쇠(9)에 의해 시계반대방향의 회전력을 운동기간 동안 구속받고 있다. 이 기어회전체(1)의 회전운동으로 기어회전체(1)에 고정되어 있는 푸시핀(10)이 크랭크축과 일체되어 회전운동을 하는 회전플레이트(11)와 캠플레이트(12), 크랭크축을 회전시킨다. 좌측 끝단부가 상기 연결대(2)와 연결된 충진레버(13)는 동력축(14)에 고정되어 상기 동력축(14)을 회전조인트로 고정되어 있는 전달레버(15)와 분리되어 회전운동을 하고 있다. 여기서, 제1 레버(16), 제2 레버(17), 제3 레버(18)은 전달레버(15), 중간레버(19), 개폐레버(20)에 각각의 한쪽 끝단이 연결되고 다른 끝단은 하나의 선회점으로 연결되어 작업을 수행하고 있다. 상기 중간레버(19)는 주회로 접촉자에 에너지를 전달하고 항상 차단 스프링력을 받고있는 개폐레버(20)와 개폐축(21)에 회전조인트로 연결된 채 분리되어 회전운동을 하면서 도 2에와 같이 투입대기 상태에서 투입진행으로 전환될 때 상기 중간레버(19)의 끝단에 롤러(22)가 시계방향으로 비틀림력을 받고 있는 트립래치(23)에 의해 구속되어 진다. 투입스프링(3)의 에너지 충진은 전동 및 수동에 의해서 축적되며, 차단스프링은 투입시 투입스프링력을 인가받아 에너지를 축적한다. 도 4에서와 같이, 충진레버(13)와 분리된 전달레버(15)는 복귀스프링(24)에 의해 시계방향으로 항상 힘을 받고 있어 트립과 동시에 레버핀(25)까지 회전 복귀하여 상기 충진레버(13)와 일체가 된다.

캠축(5)이 수동 또는 전동에 의해 시계방향으로 회전될 때 걸쇠(8)가 상기 캠축(5)의 한바퀴당 기어회전체(1)를 한치형씩 회전시킨다. 고정된 멈춤쇠(9)는 시계반대방향으로 회전하려 하는 기어회전체(1)를 방해하여 투입스프링(3) 충진활동을 진행시킨다.

상기 크랭크축에 회전조인트로 고정된 연결대(2)의 운동은 캠축(5)의 회전을 따라 충진레버(13)를 시계방향으로 선회시키는데 크랭크축과 일체 회전운동을 하는 캠플레이트(12)의 반경이 큰 면이 걸쇠(8)를 반시계방향으로 밀어 올릴 때가지 충진 과정이 계속된다. 상기 충진레버(13)의 한쪽 끝단은 투입스프링(3)에 고정되어 있다. 이 과정에서 투입스프링(3)은 한쪽 단이 고정단에 팽팽하게 지지됨에 따라 충진된다. 투입스프링(3)은 크랭크축이 초기상태로부터 약 180도 회전할 동안 인장되고 도 1 상태에서 도 2상태로 진행하는 동안 크랭크축이 상사점을 지날 때 크랭크축은 투입스프링(3)의 인장하중으로 인하여 같은 방향으로 빠르게 진행하다가 투입래치(4)의 롤러(26)에 도달하는 순간에 멈춘다. 동시에, 상기 걸쇠(8)는 캠플레이트(12)의 회전운동으로 걸쇠(8)를 반시계방향으로 밀어올려 공회전을 시작함으로써 더 이상의 기어회전체(1) 회전을 할 수 없는 상태가 되어 충진완료를 감지하게 하고, 캠축(5)은 기구부에 대한 충격없이 공회전을 한다. 만약, 기구부가 전동으로 구동된다면 캠플레이트(12)의 캠단부를 따라 운동하다가 충진완료 시점에서 리미트스위치(ES)를 밀고있던 스위치레버(27)의 압력을 잃게 되어 리미트 스위치(ES)가 자동적으로 전동을 멈추게 한다.

상기 전달레버(15), 제1 레버(16), 제2 레버(17), 제3 레버(18), 중간레버(19)가 도 1의 초기상태에서 도 2의 선회점의 위치 이동은 투입스프링(3) 충진과 동시에 이루어지며 이때 복귀스프링(24)의 복원력에 의해 동작이 이루어진다. 도 2에서와 같이 차단기의 기구부는 현위치에서 투입코일의 여자나 수동에 의해 투입래치(4)의 좌측 끝단을 들어올리는 것에 의해 크랭크축의 캠의 평면단부와 접촉상태로 유지하면서 투입스프링력을 지지하고 있던 롤러(26)가 제거되어 회로를 투입시킬 수 있다.

상기 투입래치(4)의 제거에 의해 투입스프링(3)이 초기위치로 복원되면서 에너지를 발산하면 기구부는 도 2의 상태에서 도 3의 상태로 전환된다. 이때 차단기는 투입상태가 되며, 도 3에서 보는 바와 같이 개폐축(21)을 중심으로 개폐레버(20)가 시계반대방향으로 회전력을 받고 있으나 중간레버(19)가 트립래치(23)에 의해 구속받으며 트립 대기상태가 된다.

상기 차단스프링(28)은 투입진행동안 동시에 충진되면서 차단기의 주회로 접촉자들은 진행 동안이나 후에라도 언제나 수동이나 전기적인 트립코일의 여자로 트립레버(29)의 왼쪽 끝단을 들어올리는 것에 의해 개로될 수 있다. 이 순간에 트립레버(29)의 오른쪽 끝단이 트립래치(23)를 시계반대방향으로 회전시키면서 중간레버(19)의 롤러(22)가 트립래치(23)로부터 이탈되면서 지지력이 제거된다. 차단스프링(28)은 회로 접점을 개극시키며 갖고 있던 에너지를 소실하면서 모든 기구부의 요소들은 순간적으로 도 1과 같은 상태로 위치이동을 하게된다.

도 3에 도시된 바와 같은 투입상태에서 투입스프링(3)은 전술한 것과 같은 방법으로 기어회전체(1)의 독립적인 회전운동에 의하여 재충진이 가능하며 도 4에 도시된 위치 상태가 된다. 이 상태에서 진공차단기는 규격상의 중요한 기능인 고속 재투입을 수행할 수 있다. 규격상의 차단기 고속도 재투입은 주회로가 외부 신호에 의해 트립되고 난 후 0.3ms이내에 재투입을 수행할 수 있어야 한다. 즉, 투입스프링(3)은 항상 투입에너지를 갖고 있어야 한다. 만약, 동작기구부가 전동장치가 설치되어 있다면 투입스프링(3)의 재충진은 전기적 회로도에서 보여진 것과 같이 기어회전체(1)의 캠을 타고 있던 리미트스위치 레버(27)가 작동되면서 자동적으로 이루어진다. 자동 고속도 재투입은 도 4에서 보여진 바와 같이 투입상태에서 투입스프링(3)이 재충진된 위치에서만이 실행 가능하다.

그러나, 상기와 같은 종래 차단기의 트립장치는, 배전반 안에 설치될 경우 만족할 정도의 기능을 수행하지만 트립코일의 여자전류가 많이 필요함에 따라 배전선로에 독자적으로 설치하는 경우에는 외부전원이 공급되지 않아 사고전류를 자동으로 트립하지 못하고 수동으로 조작할 수밖에 없어 설치와 유지에 제약이 뒤따르는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 차단기의 트립장치가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 차단기 트립코일을 위한 외부전원 공급 없이 차단기내에 설치되어 있는 사고전류 감지 CT의 미소 출력전류의 신호에 의해 차단기가 트립 동작이 가능하도록 하여 배전선로에서 차단기가 외부전원의 공급 없이 사고전류를 인식하 고 트립할 수 있는 배전선로용 차단기의 무전원 트립장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 배전선로용 차단기에 있어서, 개폐축에 일체로 결합하여 회동운동을 하는 캠레버와, 캠레버의 캠면을 따라 연동하도록 결합하여 그 캠레버의 회동상태에 따라 트립레버의 트립동작을 제어하는 래치레버와, 래치레버의 타단에 배치하여 미소 전류에 의해 여자되면서 상기한 래치레버를 회동시키는 무전원 트립코일과, 래치레버와 무전원 트립코일 사이에 구비하여 상기 무전원 트립코일에 의해 회전하면서 상기한 래치레버를 구속 및 해제하는 래치를 포함한 배전선로용 차단기의 무전원 트립장치를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 배전선로용 차단기의 무전원 트립장치를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 5는 본 발명 배전선로용 차단기의 무전원 트립장치를 보인 개략도이고, 도 6 내지 도 9는 본 발명 배전선로용 차단기의 무전원 트립장치에서 초기 상태와 트립대기 상태와 트립 상태 그리고 초기 위치로 복귀되는 상태를 보인 개략도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 배전선로용 차단기의 무전원 트립장치는, 미소 전류에 의해 트립레버를 들어 올려 트립래치(23)를 해제할 수 있는 전원트립기구부(100)를 구비한 것으로, 전원트립기구부는 개폐축(21)에 일체로 결합하여 후술할 복귀레버(160)에 대해 회동운동을 하는 캠레버(110)와, 캠레버(110)에 구름 접촉하도록 결합하여 그 캠레버(110)의 회동상태에 따라 소정의 각도로 회동 하면서 상기한 트립레버(29)를 회동시켜 트립동작을 제어하는 래치레버(120)와, 래치레버(120)의 일측에 미끄러지게 결합하는 반원형 래치(130)와, 래치레버(120)의 일측에 고정 결합하여 탄력 지지하는 트립스프링(140)과, 래치레버(120)의 타단에 배치하여 미소 전류에 의해 여자되면서 상기한 래치레버(120)를 회동시키는 무전원 트립코일(150)과, 캠레버(110)의 일단에 회동 가능하게 결합하여 트립후 무전원 트립코일(150)과 반원형 래치(130)를 원상태로 복귀시키는 복귀레버(160) 및 복귀스프링(170)으로 구성한다.

래치레버(120)는 대략 티(T)자 모양으로 형성하여 그 일단은 트립레버(29)를 지지하고, 다른 일단은 상기 캠레버(110)와 구름 접촉하도록 롤러(121)를 구비하며, 또다른 일단은 상기한 트립스프링(140)을 고정 결합한다. 또, 트립스프링(140)의 고정점 보다 바깥쪽 끝단에는 상기한 반원형 래치(130)를 미끄러지게 결합한다.

반원형 래치(130)는 상기 래치레버(120)를 구속 및 해제할 수 있도록 상기 래치레버(120)의 일측에 미끄러지게 결합하고, 트립스프링(140)은 래치레버(120)의 일측에 고정 결합하여 상기 캠레버(110)가 회동할 때 트립레버(29)를 동일한 방향으로 회동시키도록 인장스프링으로 이루어진다.

복귀레버(160)는 그 일단을 상기한 캡레버(110)에 회동 가능하게 결합하는 것으로 그 중앙부에는 트립장치에 구비한 고정핀(P)에 길이방향으로 미끄러지게 결합하도록 길이방향으로 길게 미끄럼홈(161)을 형성한다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

상기와 같은 본 발명 배전선로용 차단기의 무전원 트립장치의 동작을 설명하 면 다음과 같다.

즉, 도 6에서와 같이 초기 회로가 개방상태에 있을 때에는 개폐축(21)에 일체로 조립된 캠레버(110)와 래치레버(120)의 일단에 있는 롤러(121)가 구름 접촉을 하며 맞대어 유지되고 있다. 이때 래치레버(120)의 다른 일단은 트립레버(29)와 접촉한 상태이고 또 다른 일단은 반원형 래치(130)에 의해 지지되어 있으며 그 일단에는 트립스프링(140)이 인장 설치되어 상기 래치레버(120)를 시계방향으로 회전시키려는 힘을 가지고 있다.

다음, 도 7에서와 같이 회로가 투입상태로 변하게 되면 개폐축(21)과 함께 캠레버(110)가 시계방향으로 회전하게 되어 캠레버(110)와 구름 접촉을 하고 있던 롤러(121)와의 사이에 공간적으로 여유가 생기게 된다. 이와 함께 캠레버(110)의 일단에 연결되어 있는 복귀레버(160)가 고정핀(P)을 기준으로 미끄러지면서 복귀스프링(170)과 함께 길이방향으로 움직여 반원형 래치(130)가 회전할 수 있는 여유가 발생한다. 이러한 회로의 투입상태에서 사고전류가 배전선로에 흐르게 되면 차단기에 직접 설치되어 있는 CT(변류기)가 사고전류를 감지하고 CT의 2차단전류값을 차단기의 OCR(과전류 릴레이)에 전달하면 OCR은 설정되어 있는 차단 특성 곡선에 의해 사고시 무전원 트립코일(150)에 미소의 출력을 보내 무전원 트립코일(150)은 도 8에서와 같이 여자되어 반원형 래치(130)를 시계방향으로 회전시킨다. 이때 반원형 래치(130)의 반원형 단면에 의해 지지되어 있던 래치레버(120)의 일단의 구속이 해제되어 인장되어 있던 트립스프링(140)의 복원력에 의해 래치레버(120)가 시계방향으로 회전되고 이 회전운동에 의해 트립레버(29)를 들어 올려 전술한 바와 같이 차 단기가 트립동작을 하게 된다. 차단기가 트립상태로 오면 개폐축(21)과 함께 조립되어 있던 캠레버(110)가 반시계 방향으로 회전하여 롤러(121)와 함께 래치레버(120)를 반시계 방향으로 회전시키고 트립스프링(140)를 인장시키는 동시에 캠레버(110)의 일단에 연결된 복귀레버(160)가 복귀운동을 하면서 반원형 래치(130)의 일단과 복귀스프링(170)이 접촉하면서 반원형 래치(130)를 반시계방향으로 회전시켜 반원형 단면과 래치레버(120)의 일단이 지지되어 구속되는 상태로 되고, 반원형 래치(130)의 다른 일단은 무전원 트립코일(150)을 리셋위치로 복귀시키게 된다. 이때 복귀스프링(170)의 압축특성에 의해 무전원 트립코일(150)은 충격을 받지 않고 리셋된다. 즉, 복귀스프링(170)과 반원형 래치(130)의 일단이 접족할 때의 충격을 복귀스프링(170)이 흡수하면서 반원형 래치(130)를 회전시키는 것이다.

이렇게 하여 배전선로의 차단기는 외부전원 공급없이 사고전류를 차단 할 수 있게 된다.

본 발명에 의한 배전선로용 차단기의 무전원 트립장치는, 외부전원을 공급하지 않고도 차단기내에 설치되어 있는 사고전류 감지 CT의 미소 출력전류의 신호에 의해 차단기가 자동으로 트립 동작을 할 수 있도록 하여 배전선로에서 차단기가 외부전원의 공급 없이도 사고전류를 인식하고 트립할 수 있는 배전선로용 차단기를 제공할 수 있다.

Claims

배전선로용 차단기에 있어서,

개폐축에 일체로 결합하여 회동운동을 하는 캠레버와, 캠레버의 캠면을 따라 연동하도록 결합하여 그 캠레버의 회동상태에 따라 트립레버의 트립동작을 제어하는 래치레버와, 래치레버의 타단에 배치하여 미소 전류에 의해 여자되면서 상기한 래치레버를 회동시키는 무전원 트립코일과, 래치레버와 무전원 트립코일 사이에 구비하여 상기 무전원 트립코일에 의해 회전하면서 상기한 래치레버를 구속 및 해제하는 래치를 포함한 배전선로용 차단기의 무전원 트립장치.
제1항에 있어서,

래치레버의 일측에는 그 래치레버가 무전원 트립코일에 의해 회전하면서 상기 트립레버를 들어올려 트립하도록 복원되면서 상기한 래치레버를 회동시키는 트립스프링을 더 포함한 것을 특징으로 하는 배전선로용 차단기의 무전원 트립장치.
제1항에 있어서,

캠레버의 일단에 회동 가능하게 결합하여 트립후 무전원 트립코일과 래치를 원상태로 복귀시키는 복귀레버를 포함한 것을 특징으로 하는 배전선로용 차단기의 무전원 트립장치.
제3항에 있어서,

복귀레버에는 개폐축 트립시 상기 래치를 탄력적으로 지지하여 충격을 흡수하는 복귀스프링을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 배전선로용 차단기의 무전원 트립장치.
제1항에 있어서,

래치레버의 일단에는 상기 캠레버의 캠면과 구름 접촉하여 원활하게 회동운동을 하도록 롤러를 구비하는 것을 특징으로 하는 배전선로용 차단기의 무전원 트립장치.