KR20070027757A

KR20070027757A - 전환 스위치, 이 스위치의 작동 방법, 및 이 스위치의 용도

Info

Publication number: KR20070027757A
Application number: KR1020077002306A
Authority: KR
Inventors: 라르스 욘손; 토뮈 라르손; 페테르 닐손; 스테판 발데마르손
Original assignee: 에이비비 리써치 리미티드
Priority date: 2004-06-30
Filing date: 2005-06-29
Publication date: 2007-03-09
Also published as: KR101242828B1; EP1779397B1; WO2006004527A1; BRPI0512861A; EP1779397A1; US7982142B2; RU2007103345A; US20080257703A1; JP2008505479A; RU2345437C2

Abstract

본 발명은 작동 부재와 전기 회로를 가지는 전환 스위치에 관한 것이다. 전기 회로는 주 분기 (1) 및 주 분기 (1) 에 병렬로 연결되는 저항 분기 (2) 를 가진다. 각각의 분기는 접촉자 (11, 21) 및 진공 스위치 (12, 22) 를 포함한다. 또한, 저항 분기 (2) 는 저항 (30) 을 포함한다. 주 회전 선택 접촉자는 항상 저항 접촉자 (21) 보다 먼저 작동된다. 본 발명에 따르면, 작동 부재는 작동 중에 항상 동일한 하나의 회전 방향으로 주 접촉자 (11) 를 회전시키도록 배치된다. 또한, 본 발명은 대응하는 전환 스위치의 작동 방법 및 이 스위치의 용도에 관한 것이다.

Description

전환 스위치, 이 스위치의 작동 방법, 및 이 스위치의 용도{A DIVERTER SWITCH, A METHOD FOR OPERATING SUCH A SWITCH AND USE OF SUCH A SWITCH}

본 발명은, 제 1 태양에서 작동 부재 및, 주 분기와 저항 분기를 가지는 전기 스위치를 포함하는 전환 스위치로서, 상기 주 분기는 주 접촉자 및 주 진공 스위치를 포함하며, 상기 저항 분기는 저항 접촉자, 저항 진공 스위치, 및 저항을 포함하며, 상기 작동 부재는 작동 중에 먼저 주 접촉자를 작동시키고 그 후에 저항 접촉자를 작동시키는 전환 스위치에 관한 것이다.

제 2 태양에서, 본 발명은 이 전환 스위치의 작동 방법과 관련되고, 제 3 태양에서, 이 전환 스위치의 용도와 관련된다.

탭 전환기에 포함되는 전환 스위치는 일반적으로 서로 다른 레벨의 전압에서 태핑이 가능하게 하기 위해 변압기와 관련하여 사용된다. 이것은 전환 스위치에 연결되는 선택기와 협동하여 이루어진다. 변압기로부터의 전력 출력이 한 전압 레벨에서 다른 전압 레벨로 바뀌는 경우, 이것은 전환 스위치가 여전히 현재 전압 레벨로 공급받는 동안, 선택기를 새로운 전압 레벨에 대응하는 변압기 권선의 태핑점에 연결시킴으로써 이루어진다. 따라서, 선택기의 연결은 부하 전류 없이 이루어진다. 선택기가 새로운 전압 레벨에 대한 탭에 연결되는 경우에, 출 력 전류가 변압기의 새로운 태핑점으로부터 나오도록 절환 작동은 전환 스위치에 의해 이루어진다. 변압기가 다수의 태핑점을 가지는 경우에, 일반적으로 전압에 있어서 서로 비슷한 두 태핑점 사이에서만 절환이 이루어진다. 더 먼 위치에 대한 조정이 필요하다면, 단계적으로 이루어진다. 여기서 언급한 종류의 전환 스위치는 일반적으로 전력 또는 배전 변압기의 제어에 사용된다. 물론, 본 발명은 이런 종류의 적용에 한정되지 않고, 반응기, 위상 변환기, 축전기 등의 다른 종류의 송전 또는 배전기에 유리하게 사용될 수 있다.

전환 스위치의 작동은 한 회로에서 다른 회로로의 연결을 포함하고, 이에 따라 전기적 아크가 발생된다. 보통 전환 스위치가 침지되어 있는 오일 등의 절연 매체를 오염시키는 것을 피하고, 또한 스위치 접촉자의 마모를 줄이기 위해, 아크가 발생하는 절환 작동을 위해 진공 스위치가 사용되는 것이 이미 알려져 있다. 전기적 접촉 마모는 진공 스위치에서만 일어날 것이다. 전기적 관점에서의 적절한 진행을 위해서, 이런 종류의 전환 스위치는 하나 이상의 주 분기 및 하나 이상의 저항 분기를 가진다.

예를 들어, 상기 종류의 전환 스위치는 미국 특허 5,786,552 에서 이미 알려져 있다. 따라서, 거기서 설명된 전환 스위치는, 안정 상태에서 병렬로 연결되고 출력 라인에 연결되는 하나의 주 분기 및 하나의 저항 분기를 가진다. 각각의 분기는 진공 스위치 및 거기에 직렬로 연결되는 접촉자를 가진다. 이것들은 전환 스위칭이 일어나는 경우에 일정한 순서로 작동되며, 이 경우에 주 분기가 저항 분기보다 먼저 작동되도록 하는 것이 중요하다. 이 방식에서, 주 분기의 진 공 스위치는 단지 부하 전류를 차단하기 위해서, 그리고 저항 분기의 진공 스위치는 발생하는 순환 전류를 위해서 치수가 정해질 수 있다. 순서를 반대로 하는 경우에는, 주 분기의 진공 스위치가 이 전류들 전체를 차단하게 되고, 따라서 그에 대해 치수가 정해진다. 각각의 접촉자는, 왕복 운동에서 다른 방향으로 작동되어, 주 접촉자가 저항 접촉자보다 먼저 작동되는 작동 순서를 수행한다. 이런 이유 때문에, 접촉 시스템은, 전환 스위치의 상대적으로 복잡한 설치 때문에 효율적으로 제조하기 어려운 전환 스위치에 대해 복잡한 기계적 해결책을 포함하는 특별한 배치를 필요로 한다. 게다가, 전환 스위치에 대한 이 해결책은 상대적으로 많은 공간을 요구한다.

예를 들어, 국제 공개 94/02955, 국제 공개 99/60588, 국제 공개 00/24013, 국제 공개 02/31846, 유럽 특허 712140, 유럽 특허 650637, 유럽 특허 1197977, 영국 특허 2000911, 미국 특허 4978815, 독일 특허 29622685, 및 독일 특허 4315060 에서 유사한 장치의 추가적인 예가 설명되어 있다.

본 발명의 목적은, 상기 종래 기술의 문제점을 제거하여, 주 접촉자가 항상 저항 접촉자보다 먼저 작동되는 것이 간단한 방식으로 보장되는 전환 스위치 및 이 스위치의 작동 방법을 제공하는 것이다.

그 중에서도, 이런 종류의 전환 스위치의 구성요소는 연속적인 작동에서 최고 부하 전류를 전달하도록 되어 있다. 그러나, 더 높은 부하 전류에 대해서도 이 구성요소를 이용할 필요가 있을 수 있다. 이것을 실현하기 위한 한 종래의 방법은, 부하 전류가 연속적인 작동 중에 실질적으로 바이패스 연결을 통해 흐르는 바이패스 기능을 가진 전환 스위치를 제공하는 것이다. 진공 스위치 및 접촉자가 절환 작동 중에 실질적으로 단지 일시적으로 부하를 받기 때문에, 부하 전류가 증가될 수 있다는 이점이 있다. 바이패스가 전환 스위치에서 손실의 감소를 가능하게 해주는 부차적인 효과도 있다. 추가로, 전환 스위치에서의 손실이 감소될 수 있다. 이런 종류의 종래 바이패스 기능의 단점은 전환 스위치가 부가적인 구성요소의 작동을 위한 복잡하고 비싼 수단을 가져야 한다는 것이다.

따라서, 본 발명의 다른 목적은 바이패스 기능을 신속하고 간단하며 신뢰성 있게 작동시킬 수 있는 전환 스위치 및 이 스위치의 작동 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 1 태양에 따르면, 상기 목적은, 특허 청구범위 제 1 항의 전문에 기재된 종류의 전환 스위치로서, 작동 부재는 작동 중에 주 접촉자가 항상 동일한 한 방향으로 회전하도록 하는 것을 특징으로 하는 전환 스위치에 의해 실현된다.

주 접촉자의 운동 패턴이 단일 방향의 운동에 의해 상당히 단순해지기 때문에, 종래 기술과 관련된 단점이 제거된다. 게다가, 회전 운동이 항상 같은 방향으로 일어나기 때문에, 주 접촉자는 매우 간단한 방식으로 또한 기능적으로 더욱 안전하게 구성될 수 있다. 또한, 주 접촉자가 항상 저항 접촉자보다 먼저 작동되어야 한다는 조건을 기계적으로 달성하기가 더 쉬워질 것이다.

바람직한 일 실시형태에 따르면, 저항 접촉자 또한 동일한 한 회전 방향으로 회전되도록 작동 부재가 배치된다. 따라서, 주 접촉자의 단일 방향 회전의 전술한 이점이 저항 접촉자에 대해서도 얻어질 수 있다.

다른 바람직한 실시형태에 따르면, 주 접촉자 및 저항 접촉자는 동일한 방향으로 회전된다. 이것은 요구되는 운동 전달 부재가 간단한 방식으로 구성될 수 있다는 것을 의미한다.

바로 앞의 실시형태에 대해 택일적인 바람직한 실시형태에 따르면, 주 접촉자 및 저항 접촉자는 서로 반대 방향으로 회전된다. 필요한 운동 전달 부재 또는 접촉자의 배향에 관한 어떠한 실시형태에서, 이 택일적인 실시형태는 가장 간단한 해결책을 포함한다.

본 발명의 전환 스위치의 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 작동 부재는 작동축, 작동축의 회전 운동을 주 접촉자의 회전축에 전달하는 제 1 운동 전달 부재, 및 작동축의 회전 운동을 저항 접촉자의 회전축에 전달하는 제 2 운동 전달 부재를 포함한다.

이런 구성으로, 접촉자는 개별적으로 작동될 것이고, 접촉자가 자정 기능을 유지하면서 더 짧은 활주 거리 및 더 적은 마찰 손실을 가질 수 있다는 점에서 작은 크기 및 적은 작동 에너지의 실현이 용이해진다. 이에 따른 한 결과로, 마모 입자에 의한 오일의 오염이 낮게 유질될 수 있다.

다른 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 제 1 및 제 2 운동 전달 부재는, 주 접촉자의 회전이 시작되는 위치로부터 소정의 각도만큼 작동축이 회전했을 때 저항 접촉자의 회전이 일어나도록 한다.

이것은 두 회전 선택 접촉자의 운동을 서로 동기화시켜서 저항 접촉자에 관하여 소정의 시간 지연을 이루기 쉽게 한다.

다른 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 제 1 및 제 2 운동 전달 부재 중 하나 이상은 제네바 기구를 포함한다.

제네바 기구는 회전 운동을 단속적인 회전 운동으로 간단하게 변환시킬 수 있기 때문에 그 목적에 특히 적합한 기구이고, 회전 운동 후에 상기 기구의 피동부는 새로운 유사한 운동으로 구동될 준비가 된 위치를 쉽게 취할 수 있다. 또한, 제네바 기구는 고유의 기계적 잠금 기능을 갖는다. 게다가, 4 부분 구조의 제네바 기구를 사용하면 이런 상황에 적합한 90°의 회전 운동을 얻을 수 있다. 운동 전달 부재 둘 다 제네바 기구로 적합하게 구성된다.

부가적인 바람직한 실시형태에 따르면, 작동 부재는 주 분기의 진공 스위치 및 저항 분기의 진공 스위치도 작동시킨다.

이러한 구성으로, 전체적인 절환 과정이 하나의 공통된 작동 부재를 통해 개시되고, 따라서 향상된 상기 과정에 대한 제어성 및 감시를 얻을 수 있는 이점이 있다.

또 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 작동 부재는 작동축의 회전 운동을 주 분기의 진공 스위치의 작동 운동으로 변환하는 제 3 운동 전달 부재 및 작동축의 회전 운동을 저항 분기의 진공 스위치의 작동 운동으로 변환하는 제 4 운동 전달 부재를 포함한다.

스위치의 운동 전달 부재는 접촉자의 운동 전달 부재와 별개이기 때문에, 각각의 운동 전달 부재는 수행될 각각의 운동에 최적으로 맞춰지도록 구성될 수 있다. 작동될 네 개의 유닛 각각은 개별적인 운동 전달 부재를 가지기 때문에, 다양한 작동 관계에 있어 최대의 유연성이 얻어진다.

다른 실시형태에 따르면, 제 3 및 제 4 운동 전달 부재 중 하나 이상, 바람직하게는 둘 다 캠 기구를 포함한다.

캠기구는 회전 운동을 선형 운동으로 변환시키는 간단하고 적절한 기구이고, 따라서 스위치 작동의 경우 일반적으로 선형 작동 운동이 문제가 되므로 스위치 작동에 사용되면 유리하다.

또 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 운동 전달 부재는 주 접촉자, 저항 접촉자, 주 분기의 진공 스위치, 및 저항 분기의 진공 스위치의 작동이 소정의 순서 및 작동축의 소정의 각운동으로 일어나게 한다.

부하의 절환 중에, 서로 다른 구성요소들은 소정의 순서로 작동되어야 한다. 이것은, 본 실시형태를 이용하여 운동 전달 부재의 매커니즘에 의해 소정의 순서를 정함으로써 간단한 방법으로 실현될 수 있다. 또한, 작동 과정에서 다양한 작동에 대한 최적의 시간 관계가 있다. 작동축의 각위치에 따라 각각의 운동 부재를 활성화시킴으로써, 소정의 시간 관계가 안전하고 간단한 방식으로 실현될 수 있다.

또 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 작동 장치는 운동 변환 부재를 통해서 작동축과 구동 연결되는 회전축을 포함하며, 운동 변환 부재는 구동축의 교번적인 회전 운동을 작동축의 단일 방향 회전 운동으로 변환한다.

이러한 운동 변환 부재에 의해서, 거기에 포함되는 회전 운동이 다른 방향일지라도 단일 방향 회전 운동이 간단한 방법으로 이루어질 수 있는 이점이 생긴다.

또 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 운동 변환 부재는 제 1 기간 중에 구동축의 회전 운동으로부터 에너지를 받아서, 제 2 기간 중에 작동축에 에너지를 전달하는 기계적 에너지 축적 부재를 포함하며, 상기 제 2 기간은 상기 제 1 기간보다 상당히 짧고, 바람직하게는 10%보다 짧다.

전환 스위치의 구성요소의 작동에는, 비교적 큰 힘에 의한 신속한 과정이 필요하다. 본 실시형태에 따른 에너지 축적 부재에 의하면, 구동축의 운동이 그에 따라 빠르고 강력하지 않아도, 상기 과정이 실현될 수 있는 이점이 생긴다.

또 다른 실시형태에 따르면, 구동축은 전환 스위치와 협동 작용하는 선택기의 안내 부재에 연결되고, 상기 안내 부재는 구동축에 연결되어, 변압기가 더 높거나 더 낮은 전압으로 제어되어 있는지에 따라 다른 방향으로의 회전 운동이 구동축에 전해진다.

전환 스위치는, 선택기의 안내 부재가 전압이 증가하거나 감소하는지에 따라서 다른 방향으로 회전하는 선택기와 자주 협동 작용하기 때문에, 이와 관련하여 회전 운동의 단일 방향의 실현성은 특히 유용하다.

본 발명의 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 전환 스위치가 바이패스 접촉자를 포함하는 바이패스 분기를 또한 포함하는 경우에, 작동 중에 작동 부재는 동일한 한 회전 방향으로 바이패스 접촉자를 항상 회전시키게 된다.

바이패스 접촉자에 대한 운동 패턴이 단일 방향 운동에 의해 매우 단순화되기 때문에, 종래 기술과 관련된 단점은 제거된다. 게다가, 회전 운동이 항상 동일한 방향이기 때문에, 바이패스 접촉자는 매우 간단한 방식으로, 또한 향상된 기능적 안전성을 가지며 구성될 수 있다. 또한, 저항 접촉 이전에 항상 작동되는 주 접촉자 이전에 바이패스 접촉자가 항상 작동되어야 한다는 조건을 기계적으로 달성하기가 더 쉬어질 것이다. 또한, 이것은 신속한 절환 작동을 가능하게 하여, 절환 구성요소에 대한 부하가 작게 된다. 본 발명에 따른 전환 스위치를 이용한 절환 작동은 약 100ms 의 시간 동안 일어나고, 따라서, 작동 시간의 거의 100% 에 대한 부하 전류가 바이패스 접촉자를 통해 흐르게 된다.

바람직한 일 실시형태에 따르면, 작동 부재는 바이패스 접촉자, 주 접촉자, 및 저항 접촉자를 동일한 한 회전 방향으로 회전시킨다. 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 바이패스 접촉자, 주 접촉자, 및 저항 접촉자는 동일한 방향으로 회전되도록 배치된다. 이것은 요구되는 운동 전달 부재가 간단한 방식으로 구성될 수 있다는 것을 의미한다.

바로 앞의 실시형태에 대한 대안적인 바람직한 실시형태에 따르면, 바이패스 접촉자, 주 접촉자, 및 저항 접촉자 중 둘은 세 번째 접촉자와 반대되는 방향으로 회전하게 된다. 필요한 운동 전달 부재 또는 접촉자의 배향에 대한 어떤 실시형태들에서, 이 대안적인 실시형태는 가장 간단한 해결책을 가진다. 본 발명의 전환 스위치의 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 작동 부재는, 작동축, 이 작동축의 회전 운동을 주 접촉자의 회전축에 전달하는 제 1 운동 전달 부재, 작동축의 회전 운동을 저항 접촉자의 회전축에 전달하는 제 2 운동 전달 부재, 및 작동축의 회전 운동을 바이패스 접촉자의 회전축에 전달하는 제 5 운동 전달 부재를 포함한다. 이런 구성으로, 접촉자들은 개별적으로 작동될 것이고, 따라서 접촉자들은 그 자정 기능을 유지하면서 더 짧은 활주 거리 및 더 적은 마찰 손실을 가질 수 있다는 사실에 의해, 작은 크기 및 적은 작동 에너지를 실현하기 용이하게 한다. 또한, 이에 따른 한 결과로서, 마모 입자에 의한 오일의 오염이 적게 유지될 수 있다.

다른 바람직한 실시형태에 따르면, 제 5 운동 전달 부재는 제네바 기구를 포함한다.

스위치의 운동 전달 부재는 접촉자의 운동 전달 부재와 별개이기 때문에, 각각의 운동 전달 부재는 수행될 각각의 운동에 최적으로 맞춰지도록 구성될 수 있다. 수행될 다섯 개의 유닛 각각은 개별적인 운동 전달 부재를 가지기 때문에, 다양한 작동 관계에 있어 최대의 유연성이 얻어진다.

또 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 제 1, 제 2, 제 3, 제 4, 및 제 5 운동 전달 부재는 주 접촉자, 저항 접촉자, 주 분기의 진공 스위치, 저항 분기의 진공 스위치, 및 바이패스 접촉자의 작동이 소정의 순서 및 작동축의 소정의 각운동으로 일어나게 한다.

부하의 절환 중에, 서로 다른 구성요소들은 소정의 순서로 작동되어야 한다. 이것은, 본 실시형태를 이용하여 운동 전달 부재의 매커니즘에 의해 소정의 순서를 정함으로써 간단한 방법으로 실현될 수 있다. 또한, 작동 과정에서 다양한 작동에 대한 최적의 시간 관계가 있다. 작동축의 각위치에 따라 각각의 운동 부재를 활성화시킴으로써, 소정의 시간 관계가 안전하고 간단한 방식으로 실현될 수 있다. 또한, 상기 실시형태는 전환 스위치의 서로 다른 구성요소들이 통합된 유닛을 형성하기 위해 함께 만들어질 수 있게 한다.

본 발명의 전환 스위치의 전술한 바람직한 실시형태는 특허 청구범위 제 1 항의 종속항에 기재되어 있다.

본 발명의 제 2 태양에 따르면, 작동 중에 주 접촉자가 항상 동일한 한 회전 방향으로 회전되는 특별한 구성을 포함하는, 특허 청구범위 제 23 항의 전제부에서 설명된 종류의 방법으로 설정된 목적이 달성된다.

본 방법은, 전술하였던 본 발명의 전환 스위치로부터 주어지는 이점과 유사한 종류의 이점을 갖는다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 유리한 실시형태에 대한 이하의 설명으로 본 발명을 자세히 설명하겠다.

도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 전환 스위치의 한 위상에 대한 회로도이다.

도 1a 는, 바이패스 기능을 가지는 본 발명의 일 실시형태에 따른 전환 스위치의 한 위상에 대한 회로도이다.

도 2 는, 도 1 에 따른 전환 스위치에 있어서, 시간에 대한 전환 스위치의 구성요소들의 상태를 도시하는 도면이다.

도 2a 는, 도 1a 에 따른 전환 스위치에 있어서, 시간에 대한 전환 스위치의 구성요소들의 상태를 도시하는 도면이다.

도 3 은, 도 1 에 따른 전환 스위치에 있어서, 시간에 대한 전환 스위치의 구성요소들의 동작을 도시하는 도면이다.

도 4 는, 도 1 에 따른 전환 스위치에서의 기계적 힘 전달 장치를 도시한 블록도이다.

도 4a 는, 도 1a 에 따른 전환 스위치에서의 기계적 힘 전달 장치를 도시한 블록도이다.

도 5 는, 도 4 에서 도시된 힘 전달 장치의 일 부분의 상세 종단면도이다.

도 6 은, 도 4 에서 도시된 힘 전달 장치의 다른 부분의 상세 측면도이다.

도 7 은, 도 4 에서 도시된 힘 전달 장치의 또 다른 부분의 상세 사시도이다.

도 8 은, 도 5 에서 도시된 부분의 운동 전달을 도시한다.

도 9 는, 다른 작동 상황에서의, 도 8 에 상당하는 운동 전달을 도시한다.

도 10 은, 도 5 와 관련된 부분을 상세히 도시한다.

도 11 은, 도 5 와 관련된 다른 부분을 상세히 도시한다.

도 1 은, 본 발명과 관련된 종류의 전환 스위치를 도시한 회로도이다. 도면은 단지 한 위상의 스위칭만을 보여주고 있으며, 예를 들어, 3상 구조의 경우에 각각의 위상에 대응하여 전환 스위치가 배치된다는 점이 명확하다. 전환 스위치는 주 분기 (1) 및 거기에 병렬로 연결되는 저항 분기 (2) 를 가진다. 주 분기 (1) 는 진공 스위치 (22) 와 직렬인 회전 선택 접촉자 (11) 를 포함한다. 유사하게는, 저항 분기는 저항 접촉자 (21) 및 진공 스위치 (22) 를 포함한다. 또한, 저항 분기 (2) 는 저항 (30) 을 포함한다. 주 접촉자는, 도 1 에 따른 실시형태에서 나타나는 것처럼 반시계 방향으로 회전 가능하게 구성된 가동 접촉 부재 (17) 와 네 개의 고정 접촉 부재 (13, 14, 15, 16) 를 가진다. 연결을 교체하기 위해서, 가동 접촉 부재 (17) 는 짝 지어진 고정 접촉 부재에 접촉되도록 구성된다. 저항 접촉자 (21) 는 동일한 기본 구성과 기능을 가진다.

도시된 위치에서, 전환 스위치는 출력선 (5) 을, 예를 들어 변압기의 태핑점에 연결되는 선 (3) 에 연결시키는 위치에 있다. 3 상 구조의 전환 스위치에서, 선 (5) 은 공통의 중립 지점에 해당한다는 것을 여기서 언급할 수 있다. 도면 부호 (4) 는 변압기의 제 2 태핑점에 연결된 선을 나타낸다. 변압기의 관련 태핑점에 선 (3) 과 선 (4) 을 연결하는 것은 선택기(비도시)로 이루어진다. 선 (3) 은 분기 (28) 를 통해서 고정 접촉 부재 (13, 23) 에 연결된다. 선 (4) 은 분기 (29) 를 통해서 고정 접촉 부재 (16, 26) 에 연결된다.

전환 스위치가, 선 (3) 에 연결된 태핑점에 출력선 (5) 이 연결되어 있는 도면에 도시된 위치로부터, 선 (4) 에 연결된 태핑점에 출력선 (5) 이 연결되도록 출력선 (5) 을 전환하고자 하는 경우에, 이하의 단계로 진행된다.

1 주 분기의 진공 스위치 (12) 를 열어서, 부하 전류를 저항 분기에 전달한다.

2 가동 접촉 부재 (17) 가 한 쌍의 고정 접촉 부재 (13, 15) 에 접촉하고 있는 도면에 도시된 위치로부터, 한 쌍의 고정 접촉 부재 (14, 16) 에 접촉하는 위치로, 반시계 방향으로 90 도 회전되도록 주 접촉자 (11) 를 작동시킨다.

3 주 분기의 진공 스위치 (12) 를 닫아서, 부하 전류를 차단하고 순환 전류가 흐르도록 한다.

4 저항 분기의 진공 스위치 (22) 를 열어서, 순환 전류를 차단한다.

5 가동 접촉 부재 (27) 가 한 쌍의 고정 접촉 부재 (23, 25) 에 접촉하 고 있는 도면에 나타난 위치로부터, 한 쌍의 고정 접촉 부재 (24, 26) 에 접촉하는 위치로, 반시계 방향으로 90 도 회전되도록 저항 접촉자 (21) 를 작동시킨다.

6 저항 분기의 진공 스위치를 닫는다.

닫힌 위치에서, 출력선 (5) 은 선 (4) 에 연결된 변압기의 태핑점에 연결된다.

전환 스위치를 다음에 또 작동시키고자 할 때도 마찬가지로 하여, 주 접촉자 및 저항 접촉자를 이 경우에도 전과 동일한 방향, 즉 반시계 방향으로 회전시키면 된다.

도 2 는, X 축을 시간축으로 하는 선도에서 그 과정을 나타낸 것이다. 그 과정의 다른 단계에서의 각 구성요소 (11, 12, 21, 22) 의 상태가 표시되어 있다. 주 접촉자 (11) 에 있어서, 위치 1 은 고정 접촉 부재 (13, 15) 가 연결된다는 것을 의미하고, 위치 2 는 고정 접촉 부재 (14, 16) 가 연결된다는 것을 의미한다. 저항 접촉자 (21) 에 있어서, 위치 1 은 고정 접촉 부재 (23, 25) 가 연결된다는 것을 의미하고, 위치 2 는 고정 접촉 부재 (24, 26) 가 연결된다는 것을 의미한다.

도 3 은, X 축을 시간축으로 하고, 회로 차단기와 각각의 최초 위치에 대한 회전 선택 접촉자들의 위치가 Y 축에서 센티미터 및 라디안으로 표시되어 있는 선도에서 그 과정을 나타낸 것이다. 다른 구성요소의 운동 곡선은 구성요소 각각의 참조 번호로 표시되어 있다.

운동 곡선 (A) 은, 운동 전달 부재를 통해서 구성요소 각각에 운동을 전달하 는 작동축의 회전 운동을 나타낸다.

도 4 는, 전환 스위치의 구성요소의 운동을 일으키는 기계적 작동 부재를 개략적으로 도시하는 블록도이다.

입력 구동 부재 (41) 는 운동 변환 부재 (40) 를 통해서 중간축 (51) 에 연결된다. 구동 부재 (41) 가 작동되는 경우에 한 방향 또는 다른 방향으로 회전될 수 있다. 운동 변환 부재 (40) 는, 구동축 (41) 의 회전 방향에 관계없이 회전 운동이 항상 동일한 한 방향으로 중간축 (51) 에 전달되도록 구성된다.

중간축 (51) 은이 회전하면서 기계적 에너지 어큐뮬레이터 (50) 에 에너지를 공급한다. 중간축의 일정한 각 운동 후에, 축적된 에너지가 방출되고, 따라서 작동축 (61) 이 빠르고 강력하게 회전한다. 작동축의 회전은, 운동 전달 부재 (70a, 70b) 를 통해서 각각 주 접촉자 (11) 및 저항 접촉자 (21) 의 회전 운동으로, 운동 전달 부재 (60a, 60b) 를 통해서 각각 주 분기의 진공 스위치 (12) 및 저항 분기의 진공 스위치 (22) 의 병진 운동으로 변환된다. 이 결과, 전환 스위치는 도 1, 도 2, 및 도 3 을 참조하여 전술한 일련의 운동을 하게 된다.

도 4 에서 도시된 운동 변환 부재 (40) 는 협동 기어 휠의 시스템으로 구성된다. 에너지 어큐뮬레이터 (50) 는 평평한 헬리컬 스프링 형태의 비틀림 스프링으로 실질적으로 구성된다. 대안적으로, 에너지 어큐뮬레이터 (50) 는 실질적으로 서로 병렬로 연결되는 다수의 평평한 헬리컬 스프링의 형태일 수 있다. 에너지 어큐뮬레이터 내의 헬리컬 스프링(들)은 동일한 한 회전 방향으로 항상 인장되고, 즉 스프링(들)은 구동 부재 (41) 의 회전 방향에 관계없이 소정의 충전 방 향 및 방출 방향을 각각 나타내는 것이 바람직하다. 운동 전달 부재 (70a, 70b) 는 실질적으로 제네바 기구의 형태이고, 운동 전달 부재 (60a, 60b) 는 실질적으로 캠 기구의 형태이다. 전환 스위치의 기구에서의 다른 구성요소들은 도 5 내지 도 11 을 참조하여 이하 더 상세히 설명된다.

도 1a 는, 특허청구의 범위 제 12 항에 따른 바이패스 기능을 가지는 종류의 전환 스위치를 도시하는 회로도이다. 도 1a 에 따른 전환 스위치는 바이패스 접촉자 (201) 를 가지는 바이패스 분기 (200) 를 가진다. 바이패스 접촉자 (201) 는 가동 접촉 부재 (202) 를 포함하며, 이 가동 접촉 부재 (202) 는 그 고정 단부에서 접촉 부재 (203) 에 전기적으로 연결되고, 그 가동 단부에서는 접촉 부재 (204, 205) 에 교대로 연결된다.

도시된 위치에서, 부하 전류의 대부분은 선 (3) 으로부터, 접촉 부재 (204, 203) 를 통해 바이패스 접촉자 (201) 를 경유하여, 선 (5) 으로 흐른다. 이렇게 해서, 바이패스 접촉자 (201) 를 통과할 때의 저항이 진공 스위치의 저항보다 낮기 때문에, 진공 스위치 (12) 에는 부하가 크게 걸리지 않는다.

전환 스위치가, 선 (3) 에 연결된 태핑점에 출력선 (5) 이 연결되어 있는 도면에 도시된 위치로부터, 선 (4) 에 연결된 태핑점에 출력선 (5) 이 연결되도록 출력선 (5) 을 전환하는 경우에, 이하의 단계로 진행된다.

1 가동 접촉 부재 (202) 를 반시계 방향으로 90 도 회전시켜 바이패스 분기의 바이패스 스위치 (201) 를 열어서, 접촉 부재 (203, 204) 간의 접촉을 차단하고, 부하 전류가 주 분기의 진공 스위치 (12) 로 전달되게 한다.

2 주 분기의 진공 스위치 (12) 를 열어, 부하 전류가 저항 분기로 전달되게 한다.

3 가동 접촉 부재 (17) 가 한 쌍의 고정 접촉 부재 (13, 15) 에 접촉하는 도면에 도시된 위치로부터 한 쌍의 고정 접촉 부재 (14, 16) 에 접촉하는 위치로 반시계 방향으로 90 도 회전되도록 주 접촉자 (11) 를 작동시킨다.

4 주 분기의 진공 스위치 (12) 를 닫아서, 부하 전류를 차단하고 순환 전류가 흐르게 한다.

5 저항 분기의 진공 스위치 (22) 를 열어서, 순환 전류를 차단한다.

6 가동 접촉 부재 (27) 가 한 쌍의 고정 접촉 부재 (23, 25) 에 접촉하는 도면에 나타난 위치로부터 한 쌍의 고정 접촉 부재 (24, 26) 에 접촉하는 위치로 반시계 방향으로 90 도 회전되도록 저항 접촉자 (21) 를 작동시킨다.

7 저항 분기의 진공 스위치를 닫는다.

8 가동 접촉 부재 (202) 를 반시계 방향으로 90 도 회전시켜 바이패스 분기의 바이패스 스위치 (201) 를 닫아서, 접촉 부재 (203, 205) 를 닫고, 부하 전류가 주 분기의 진공 스위치 (12) 로부터 바이패스 스위치 (201) 로 전달되게 한다.

닫힌 위치에서, 출력선 (5) 은 선 (4) 에 연결된 변압기의 태핑점에 연결된다. 전환 스위치를 그 다음에 또 작동시키고자 할 때는 마찬가지로 하여, 바이패스 접촉자, 주 접촉자, 및 저항 접촉자를 이 경우에도 전과 동일한 방향, 즉 반시계 방향으로 회전시키면 된다.

도 2a 는, X 축을 시간축으로 하는 선도에서 그 과정을 도시한 것이다. 그 과정의 다른 단계에서의 각 구성요소 (201, 11, 12, 21, 22) 의 상태가 표시되어 있다. 바이패스 접촉자에 있어서, 위치 1 은 고정 접촉 부재 (203, 204) 가 연결된다는 것을 의미하고, 위치 2 는 고정 접촉 부재 (203, 205) 가 연결된다는 것을 의미한다. 주 접촉자 (11) 에 있어서, 위치 1 은 고정 접촉 부재 (13, 15) 가 연결된다는 것을 의미하고, 위치 2 는 고정 접촉 부재 (14, 16) 가 연결된다는 것을 의미한다. 저항 접촉자 (21) 에 있어서, 위치 1 은 고정 접촉 부재 (23, 25) 가 연결된다는 것을 의미하고, 위치 2 는 고정 접촉 부재 (24, 26) 가 연결된다는 것을 의미한다.

도 4a 는, 전환 스위치의 구성요소의 운동을 일으키는 기계적 작동 부재를 개략적으로 도시하는 블록도이다.

입력 구동 부재 (41) 는 운동 변환 부재 (40) 를 통해서 중간축 (51) 에 연결된다. 구동 부재 (41) 가 작동되는 경우에, 한 방향 또는 다른 방향으로 회전될 수 있다. 운동 변환 부재 (40) 는, 구동축 (41) 의 회전 방향에 관계없이 회전 운동이 항상 동일한 한 방향으로 중간축 (51) 에 전해지도록 구성된다.

중간축 (51) 은 회전하면서 기계적 에너지 어큐뮬레이터 (50) 에 에너지를 공급한다. 중간축의 일정한 각 운동 후에, 축적된 에너지가 방출되고, 따라서 작동축 (61) 이 빠르고 강력하게 회전한다. 작동축의 회전은, 운동 전달 부재 (70a, 70b, 70c) 를 통해서 각각 주 접촉자 (11), 저항 접촉자 (21), 및 바이패스 접촉자 (201) 의 회전 운동으로, 또한 운동 전달 부재 (60a, 60b) 를 통해서 각각 주 분기의 진공 스위치 (12) 및 저항 분기의 진공 스위치 (22) 의 병진 운동으로 변환된다. 이 결과, 전환 스위치는 도 1a 및 도 2a 를 참조하여 전술한 일련의 운동을 하게 된다.

도 4a 에서 도시된 운동 변환 부재 (40) 는, 도 4 에서 도시된 협동 기어 휠의 시스템으로 구성된다. 에너지 어큐뮬레이터 (50) 는 평평한 헬리컬 스프링 형태의 비틀림 스프링으로 실질적으로 구성된다. 대안적으로, 에너지 어큐뮬레이터 (50) 는 실질적으로 서로 병렬로 연결되는 다수의 평평한 헬리컬 스프링의 형태일 수 있다. 에너지 어큐뮬레이터 내의 스프링(들)은 동일한 한 회전 방향으로 항상 인장되고, 즉 스프링(들)은 구동축 (41a) 의 회전 방향에 관계없이 소정의 충전 방향 및 방출 방향을 각각 나타내는 것이 바람직하다. 운동 전달 부재 (70a, 70b, 70c) 는 실질적으로 제네바 기구의 형태이고, 운동 전달 부재 (60a, 60b) 는 실질적으로 캠 기구의 형태이다. 이러한 다른 구성요소들이 도 5 내지 도 11 을 참조하여 이하 설명될 것이지만, 다른 실시형태도 가능하다.

도 5 는, 입력 구동축 (41a), 거기에 연결되는 구동 풀리 (41b), 원통형 기어 휠 (80), 구동 핀 (41c), 및 기어 휠 (80) 에 견고하게 연결되는 축 (41d) 을 포함하는 구동 부재 (41), 운동 변환 부재 (40), 중간축 (51), 에너지 어큐뮬레이터 (50), 및 작동축 (61) 을 통과하는 개략적인 종단면도이다. 실린더형 기어 휠 (80) 은, 구동 핀 (41c) 에 의해 구동 풀리 (41b) 에 있는 홈을 통해서 구동 풀리 (41b) 와 결합한다. 따라서, 구동 핀 (41c) 은 구동축 (41a) 의 회전 운동을 기어 휠 (80) 에 전달하게 된다. 구동 풀리 (41b) 는, 전환 스위치와 별개 인 전환 스위치 하우징에서 기계적 인터페이스를 구성한다.

따라서, 입력 구동축 (41a) 은, 다수의 원통형 기어 휠을 통해서 중간축 (51) 에, 즉 전환 스위치의 작동을 일으키는 축에 연결된다.

기어 휠 (80) 은 축 (41d) 에 견고하게 연결되고 기어 휠 (81) 에 결합되며, 다시 이 기어 휠 (81) 은 기어 휠 (82) 에 결합된다. 폴(pawl) (48) 을 가지는 래칫 장치 (86) 에 의해서, 기어 휠 (81) 는 기어 휠 (83) 에 견고하게 연결되는 축 (42) 에 연결되고, 상응하는 래칫 장치 (87) 에 의해서, 기어 휠 (82) 은 기어 휠 (84) 에 견고하게 연결되는 축 (43) 에 연결된다. 각각의 래칫 장치 (86, 87) 는, 하부 기어 휠로부터 각각의 상부 휠 및 자유휠에 시계 방향의 회전 운동을 전달하도록, 즉 각각의 하부 기어 휠의 반시계 방향의 회전 운동 중에 상대 회전이 가능하도록 구성된다. 두 상부 기어 휠 (83, 84) 각각은, 중간축 (51) 에 회전 운동을 전달하기 위해서 기어 휠 (85) 과 구동 연결 상태에 있다.

중간축 (51) 은, 입력 구동축이 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하는지에 관계없이 항상 동일한 한 방향으로 회전한다.

도 8 및 도 9 는, 운동 변환 부재 (40) 의 이러한 작동 방식을 도시한다.

도 8 에서 기어 휠에 기호로 표시되었듯이, 기어 휠 (80) 은 구동축 (41a) 에 의해서 반시계 방향으로 회전한다. 이 결과, 기어 휠 (81) 의 시계 방향 회전 및 기어 휠 (82) 의 반시계 방향 회전이 일어난다. 또한, 이렇게 해서 기어 휠 (83) 은 기어 휠 (81) 을 그 시계 방향 회전으로 따르게 되고, 기어 휠 (85) 을 통해서 중간축 (51) 을 반시계 방향 회전으로 구동시키게 한다.

기어 휠 (82) 이 반시계 방향으로 회전하기 때문에, 이 회전 운동은 기어 휠 (84) 에 전달되지 않을 것이다. 따라서, 기어 휠 (84) 은 회전 운동의 전달에 기여하지 않게 되고, 기어 휠 (51) 과의 결합의 결과로서 실질적으로 토크 없이, 단지 시계 방향으로 회전할 것이다.

도 9 에서, 구동축 (41a) 의 회전 방향은 반대쪽, 즉 시계 방향이다. 상기와 유사한 이론을 적용하면, 이 경우에도 출력축 (51) 은 기어 휠 (80, 81, 82, 84, 85) 을 경유하여 반시계 방향으로 회전할 것이고, 이 경우에 기어 휠 (83) 은 회전 운동의 전달에 기여하지 않는다는 것을 쉽게 이해할 수 있다.

도 5 에 따른 도시된 예에서, 중간축 (51) 을 작동축 (61) 에 연결시키는 에너지 어큐뮬레이터 (50) 는 평평한 헬리컬 스프링 (52) 을 포함한다. 이 스프링은, 작동축 (61) 에 견고하게 연결되는 드럼 (54) 에 있는 지지 수단(비도시)에 의해, 일 단부에서 지지된다. 헬리컬 스프링의 다른 단부는 중간축 (51) 에 견고하게 연결되는 캐리어 요소 (55) 와 접촉한다. 드럼 (54) 과 작동축 (61) 을 회전이 안되게 고정시키기 위해 캣치(catch) (58) 가 제공된다. 이 캣치가 해제 기구 (59) 에 의해 해제되면, 드럼 (54) 및 작동축이 회전할 수 있게 되어 있다.

작동 중에, 중간축 (51) 이 시계 방향으로 회전하는 경우에, 캐리어 요소 (55) 는 이 중간축의 회전 운동을 따르게 되고, 스프링 (52) 과 접촉하면, 스프링을 인장시켜 에너지 축적이 일어나게 한다. 해제 기구 (59) 는, 일반적으로 360°보다 작은, 바람직하게는 약 310°의 소정의 회전 운동 후에, 캣치 (58) 를 해제하도록 되어 있다. 스프링 기구로 큰 시간비가 얻어진다. 축 (51) 의 회전 시간이 일반적으로 약 5 초일 수 있는 반면에, 작동축 (61) 의 회전은 약 0.2 초의 시간 동안 일어난다.

그리고, 작동축 (61) 의 운동은 캠 슬롯 (91) 을 통해서 진공 스위치에 전달되고, 핀 (72, 73) 을 가지는 기구 (71) 를 통해서 접촉자에 전달된다.

중간축 (51) 의 운동의 단일화와 에너지 축적이 서로 별개인 모듈화 가능한 기구에 의해 실현되기 때문에, 장치는 간단하고, 융통성이 있으며, 튼튼해질 것이다.

도 6 은, 작동축 (61) 의 회전 운동이 운동 전달 부재 (60a, 60b) 을 통해 각각의 진공 스위치 (12, 22) 에 전달되는 방법의 원리를 도시한다.

구동축 (61) 의 드럼 (54) 에는, 캠 슬롯 (91) 이 있다. 캠 종동부 (93) 가 캠 트랙에서 움직이고, 캠 트랙 (91) 은 도면에서 수직 운동 패턴으로 캠 종동부 (93) 를 안내한다. 캠 종동부 (93) 는, 지지부 (101) 에 피봇식으로 설치되고 도면의 평면에 수직한 축에 대해 회전할 수 있는 로커 아암 (100) 에 부착된다. 로커 아암 (100) 은 그 다른 단부에서 하부 요크 (102) 에 연결되고, 하부 요크 (102) 는 작동 로드 (95) 를 통해 상부 요크 (97) 에 부착된다. 상부 요크는 작동 로드 (96) 를 통해 각각의 위상으로 있는 주 진공 스위치 (12a) 에 연결된다. 작동 로드 (96) 는 각각의 스프링 (99) 을 통해 상부 요크에 연결되고, 이 스프링 (99) 의 결합지점은 너트 (98) 를 이용하여 조절될 수 있다.

또한, 작동축 (61) 은 그에 연결된 제네바 기구를 가지며, 이 제네바 기구 (71) 는 운동 전달 부재 (70a, 70b) 를 통해서 회전 선택 접촉자 (11, 21) 에 운동을 전달하기 위한 두 개의 축방향 핀 (72, 73) 을 가진다(도 4 참조).

운동 전달 부재는 도 7 에서 더 상세히 도시되어 있고, 도 7 은 상기 운동 전달 부재 (70a, 70b) 를 구성하는 두 제네바 기구의 사시도이다.

제네바 기구 (71) 에 배치된 두 핀 (72, 73) 은 서로 일정한 각거리를 두고 위치한다. 양쪽에는, 핀과 협동 작용하는 제네바 휠 (74, 75) 이 배치된다. 작동축 (61) 이 시계 방향으로 회전하는 경우에, 핀 (72) 은 특정 각도의 위치에서 좌측 제네바 휠 (74) 의 슬롯 (76) 에 들어가서, 1/4 회전 후에 핀 (72) 이 슬롯을 떠날 때까지, 상기 제네바 휠을 반시계 방향으로 회전시킨다. 제네바 휠 (74) 은, 축(비도시)을 통해서 주 접촉자 (11) 의 가동 접촉 부재 (17) 에 견고하게 연결된다(도 1 참조).

그 후에, 제네바 휠 (74) 은 정지한 채로 유지되고, 다음 번 운동이 개시되면 다음 슬롯이 핀 (72) 을 받을 준비가 되게 된다.

상응하는 방법으로, 핀 (73) 은 저항 접촉자 (21) 의 작동을 위해 우측 제네바 휠 (75) 과 협동 작용한다. 각각의 회전 선택 접촉자의 작동 사이의 시간 관계는 제네바 기구의 구성에 의해 결정될 것이다. 예를 들어, 핀 (72, 73) 의 서로간 상대 각위치를 도 7 의 경우와 다르게 선택함으로써, 다른 시간 관계를 얻을 수 있다.

도 6 에 도시된 캠 슬롯 (91) 과 도 7 에 도시된 제네바 기구 (71) 둘 다가 작동축 (61) 의 운동을 따라 회전하는 경우에, 캠 슬롯 (91) 의 프로파일 및 각각 의 제네바 휠과 결합하는 핀 (72, 73) 의 위치는 전환 스위치의 네 구성요소 (11, 12, 21, 22) 의 일정한 순서와 시간 관계가 얻어지도록 동기화될 수 있다.

도 10 은, 도 5 에 있는 부품 (86, 87) 에 상당하는 잠금 기구를 도시한다. 외부 휠 링은, 기어 휠 (83) 에 견고하게 연결된 축 (42) 에 조절된 회전 운동을 전달하기 위해 배치되는 기어 휠 (81) 에 의해 구성될 수 있다. 휠 (81) 은, 중간축 (42) 에 평행한 회전축 (49) 에 대해 회전할 수 있는 스프링 가압식 폴 (48) 을 가진다. 휠 (81) 의 원통형 개구부에는, 눌린 위치에 있는 폴을 수용하기에 충분한 크기의 리세스 (56) 가 있다. 도면에서, 폴 (48) 에 대해 축방향으로 반대편에 위치하는 축 (42) 의 일부분에서, 축 (42) 은 원주 표면을 약간 나선형으로 만드는 반경 방향 노치 (57) 를 가진다.

휠 (81) 이 시계 방향으로 회전되는 경우에, 폴 (48) 은 노치 (57) 를 누를 것이고, 따라서 축 (52) 이 폴이 따라 회전하게 된다. 이에 반해, 휠 (81) 이 반시계 방향으로 회전되는 경우에, 축 (42) 은 움직이지 않을 것이다. 이리하여 폴 (48) 은 리세스 (56) 안으로 점진적으로 가압되고, 일회전 후에 다시 도시된 위치로 스냅될 것이다. 대안적인 실시형태에 따르면, 휠 (81) 은, 스프링 가압식 폴에 상당하는 기능을 가진 판 스프링을 가진다.

피동축 (61) 에 연결된 드럼 (54) (도 5 참조) 은 끝 위치에서, 즉 거의 일회전한 후에, 드럼의 회전을 제동하는 장치를 가지고 있으며, 그 장치에 의해 중간축 (51) 에 연결되는 회전 요소 (55) 에 제동력이 전달된다. 이 장치는 도 11 에서 개략적으로 도시되었고, 도 11 은, 캣치가 해제되어 드럼 (54) 의 회전이 허 용되기 직전의 상기 장치를 도시한다. 드럼 (54) 은 외부에 배치되는 외부 돌기 (103) 와 내부에 배치되는 내부 돌기 (104) 를 가진다. 도면에서, 외부 돌기는 캣치 (19) 와 접촉한다. 브레이크 스프링 (105) 이 캐리어 요소 (55) 에 장착된다. 캐리어 요소 (55) 는 부채꼴 형상의 리세스 (27) 를 가지며, 이 리세스 (27) 는 브레이크 스프링 (105) 이 바깥쪽으로 구부러져서 인장될 수 있게 한다.

캣치 (19) 를 해제하여, 드럼 (54) 이 회전 가능하게 풀어지면, 드럼 (55) 의 내부 돌기가 브레이크 스프링 (105) 과 충돌할 때까지, 드럼은 도면에서의 시계 방향으로 고속 회전될 것이다.

돌기 (104) 가 브레이크 스프링 (105) 과 충돌하는 경우, 브레이크 스프링이 도면에서의 시계 방향으로 구부러지게 되고, 회전 운동이 캐리어 요소 (55) 에 전달된다. 브레이크 스프링을 통한 탄성 충돌에 의해서, 회전 운동의 원활한 전달이 이루어진다. 캐리어 요소가 함께 회전하면, 헬리컬 스프링 (52) (도 5 참조) 이 다시 인장되게 된다. 이 결과, 드럼 (54) 으로부터 충분한 에너지가 헬리컬 스프링 (52) 에 전달되어, 다음 작동 행정에서 사용될 수 있게 된다.

이런 방법으로, 드럼 (54) 은 캐리어 요소 (55) 가 360° 회전할 때까지 함께 회전하게 하고, 그에 의해 드럼의 외부 돌기 (103) 가 캣치 (19) 와 충돌한다. 드럼 (54) 의 남는 운동 에너지를 흡수하기 위해, 캣치 (19) 는 댐핑(damping) 유닛에 배치되는 댐핑 스프링 (106) 을 가진다. 댐핑 유닛은, 활성화된(압축된) 댐핑 스프링 (106) 에 의해 점성 댐핑(viscous damping)이 이루어질 수 있도록 형성될 수 있다.

중간축 (51) 의 단일방향 운동을 달성하기 위한, 도 5, 도 8, 및 도 9 를 참조하여 설명된 기어 휠의 시스템은 대안적으로 원뿔형 기어 휠의 시스템으로 대체될 수 있다. 이 경우, 구동축은, 중간축 (51) 에 배치되는 대응 베벨 기어 휠과 협동 작용하고 45° 스큐를 가지는 베벨 기어 휠을 가진다. 중간축 (51) 의 베벨 기어 휠은 중간 원뿔형 휠에 의해서 중간축 (51) 에 배치된 제 2 원뿔형 휠에 연결된다. 중간축에 배치된 두 기어 휠은, 도 10 에 도시된 것과 상당하는 종류의 래칫 장치로 중간축에 연결된다.

Claims

작동 부재와, 주 분기 (1) 및 저항 분기 (2) 를 가지는 전기 회로를 포함하는 전환 스위치로서,

상기 주 분기 (1) 는 주 접촉자 (11) 및 주 진공 스위치(12) 를 포함하고, 상기 저항 분기 (2) 는 저항 접촉자 (21), 저항 진공 스위치 (22), 및 저항 (30) 을 포함하며, 상기 작동 부재는 작동 중에 먼저 상기 주 접촉자 (11) 를 작동시키고 그 다음에 저항 접촉자 (21) 를 작동시키는 상기 전환 스위치에 있어서,

상기 작동 부재는 작동 중에 항상 동일한 한 회전 방향으로 적어도 상기 주 접촉자 (11) 를 회전시키는 것을 특징으로 하는 전환 스위치.
제 1 항에 있어서, 상기 작동 부재는 작동 중에 항상 동일한 한 회전 방향으로 상기 저항 접촉자 (2) 를 회전시키는 것을 특징으로 하는 전환 스위치.
제 2 항에 있어서, 상기 주 접촉자 (11) 및 상기 저항 접촉자 (21) 는 동일한 방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는 전환 스위치.
제 2 항에 있어서, 상기 주 접촉자 (11) 및 상기 저항 접촉자 (21) 는 서로 반대 방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는 전환 스위치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 작동 부재는 작동축 (61), 이 작동축 (61) 의 회전 운동을 상기 주 접촉자의 회전축에 전달하는 제 1 운동 전달 수단 (70a), 및 상기 작동축 (61) 의 회전 운동을 상기 저항 접촉자 (2) 의 회전축에 전달하는 제 2 운동 전달 수단 (70b) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 전환 스위치.
제 2 항에 있어서, 상기 제 1 운동 전달 수단 (70a) 및 상기 제 2 운동 전달 수단 (70b) 은, 상기 주 접촉자 (11) 의 회전이 일어나는 위치로부터 소정의 각도만큼 상기 작동축 (61) 이 회전했을 때 상기 저항 접촉자 (21) 의 회전이 일어나도록 하는 것을 특징으로 하는 전환 스위치.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 운동 전달 수단 (70a, 70b) 중 하나 이상은 제네바 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 전환 스위치.
제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 작동 부재는 상기 주 진공 스위치 (12) 및 상기 저항 진공 스위치 (22) 도 작동시키는 것을 특징으로 하는 전환 스위치.
제 8 항에 있어서, 상기 작동 부재는 상기 작동축의 회전 운동을 상기 주 진공 스위치 (12) 의 작동 운동으로 변환시키는 제 3 운동 전달 수단 (60a) 및 상기 작동축 (61) 의 회전 운동을 상기 저항 진공 스위치 (22) 의 작동 운동으로 변환시키는 제 4 운동 전달 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전환 스위치.
제 9 항에 있어서, 상기 제 3 및 제 4 운동 전달 수단 (60a, 60b) 중 하나 이상은 캠 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 전환 스위치.
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 운동 전달 수단 (70a, 70b, 60a, 60b) 은 상기 주 접촉자 (11), 상기 저항 접촉자 (21), 상기 주 진공 스위치 (12), 및 상기 저항 진공 스위치 (21) 의 작동이 소정의 순서 및 상기 작동축 (61) 의 소정의 각운동으로 일어나게 하는 것을 특징으로 하는 전환 스위치.
제 1 항에 있어서, 상기 전기 회로는 바이패스 접촉자 (201) 를 포함하는 바이패스 분기 (200) 를 더 포함하고, 상기 작동 부재는 작동 중에 항상 동일한 한 방향으로 상기 바이패스 접촉자 (201) 를 회전시키는 것을 특징으로 하는 전환 스위치.
제 12 항에 있어서, 상기 바이패스 접촉자 (201), 상기 주 접촉자 (11), 및 상기 저항 접촉자 (21) 는 동일한 방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는 전환 스위치.
제 131 항에 있어서, 상기 바이패스 접촉자 (201), 상기 주 접촉자 (11), 및 상기 저항 접촉자 (21) 중 둘은 세 번째 접촉자와 반대되는 방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는 전환 스위치.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 상기 작동 부재는 작동축 (61), 이 작동축 (61) 의 회전 운동을 상기 주 접촉자의 회전축에 전달하는 제 1 운동 전달 부재 (70a), 상기 작동축 (61) 의 회전 운동을 상기 저항 접촉자 (2) 의 회전축에 전달하는 제 2 운동 전달 부재 (70b), 및 상기 작동축 (61) 의 회전 운동을 상기 바이패스 접촉자 (201) 의 회전축에 전달하는 제 5 운동 전달 부재 (70c) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전환 스위치.
제 15 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2, 및 제 3 운동 전달 부재 (70a, 70b, 70c) 는 상기 주 접촉자 (11) 의 회전이 일어나는 위치로부터 소정의 각도만큼 상기 작동축 (61) 이 회전했을 때 상기 저항 접촉자 (21) 의 회전이 일어나게 하고, 또한 상기 바이패스 접촉자 (201) 의 회전이 일어나는 위치로부터 소정의 각도만큼 상기 작동축 (61) 이 회전했을 때 상기 주 접촉자 (11) 의 회전이 일어나게 하는 것을 특징으로 하는 전환 스위치.
제 15 항 또는 제 16 항에 있어서, 상기 제 5 운동 전달 부재 (70c) 는 제네 바 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 전환 스위치.
제 15 항 또는 제 16 항에 있어서, 상기 작동 부재는 상기 주 진공 스위치 (12) 및 상기 저항 진공 스위치 (22) 도 작동시키고, 상기 작동 부재는 상기 작동축의 회전 운동을 상기 주 진공 스위치 (12) 의 작동 운동으로 변환시키는 제 3 운동 전달 부재 (60a) 및 상기 작동축 (61) 의 회전 운동을 상기 저항 진공 스위치 (22) 의 작동 운동으로 변환시키는 제 4 운동 전달 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전환 스위치.
제 18 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2, 제 3, 제 4, 및 제 5 운동 전달 부재 (70a, 70b, 60a, 60b, 70c) 는 상기 바이패스 접촉자 (201), 상기 주 접촉자 (11), 상기 저항 접촉자 (21), 상기 주 진공 스위치 (12), 및 상기 저항 진공 스위치 (21) 의 작동이 소정의 순서 및 상기 작동축 (61) 의 소정의 각운동으로 일어나게 하는 것을 특징으로 하는 전환 스위치.
제 5 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 작동 부재는 운동 전달 수단 (40, 50) 을 통해서 상기 작동축 (61) 과 구동 연결되는 구동 부재 (41) 를 포함하며, 상기 운동 전달 수단 (40, 50) 은 상기 구동 부재 (41) 의 교번적인 회전 운동을 상기 작동축 (61) 의 단일 방향 회전 운동으로 변환시키는 것을 특징으로 하는 전환 스위치.
제 20 항에 있어서, 상기 운동 전달 수단 (40, 50) 은 제 1 기간 중에 상기 구동 부재 (41) 의 회전 운동으로부터 에너지를 받아서, 제 2 기간 중에 상기 작동축 (61) 에 에너지를 전달하게 되는 기계적 에너지 축적 부재 (50) 를 포함하며, 상기 제 2 기간은 상기 제 1 기간보다 상당히 짧은 것을 특징으로 하는 전환 스위치.
제 5 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동 부재 (41) 는 상기 전환 스위치와 협동 작용하는 선택기의 안내 부재에 기계적으로 연결되고, 상기 안내 부재는 상기 구동 부재에 연결되어, 변압기가 더 높거나 더 낮은 전압으로 제어되어 있는지에 따라 다른 방향으로 회전 운동이 상기 구동 부재 (41) 에 전해지는 것을 특징으로 하는 전환 스위치.
작동 부재와, 주 분기 및 저항 분기를 가지는 전기 회로를 포함하는 전환 스위치의 작동 방법으로서,

상기 주 분기는 주 접촉자 및 진공 스위치를 포함하고, 상기 저항 분기는 저항 접촉자, 저항 진공 스위치, 및 저항을 포함하며, 작동 중에 상기 주 접촉자는 저항 접촉자보다 먼저 작동되는 상기 전환 스위치의 작동 방법에 있어서,

작동 중에 주 접촉자는 항상 동일한 하나의 회전 방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는 전환 스위치의 작동 방법.
제 23 항에 있어서, 상기 전환 스위치는 바이패스 분기를 더 포함하고, 이 바이패스 분기는 바이패스 접촉자를 포함하며, 작동 중에 상기 바이패스 접촉자는 상기 주 접촉자보다 먼저 작동되며, 작동 중에 상기 바이패스 접촉자는 항상 동일한 하나의 방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는 전환 스위치의 작동 방법.
제 23 항 또는 제 24 항에 있어서, 상기 방법이 제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 따른 전환 스위치를 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 전환 스위치의 작동 방법.
변압기를 제어하기 위해 사용되는 제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 따른 전환 스위치의 용도.
반응기를 제어하기 위해 사용되는 제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 따른 전환 스위치의 용도.
축전기를 제어하기 위해 사용되는 제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 따른 전환 스위치의 용도.