KR20070032213A

KR20070032213A - 비상전원 절체개폐기

Info

Publication number: KR20070032213A
Application number: KR1020060077497A
Authority: KR
Inventors: 종 근 박
Original assignee: 주식회사 여기로테크
Priority date: 2005-09-16
Filing date: 2006-08-17
Publication date: 2007-03-21

Abstract

본 발명은 비상전원 절체개폐기에 관한 것으로서, 상용전원공급원의 N상 중성선 및 3상 전원공급선과 각각 연결되는 N상 및 3상 상용전원입출력단자와; 비상(예비)전원공급원의 N상 중성선과 연결되는 N상 비상전원입출력단자와; 비상(예비)전원공급원의 3상 전원공급선과 연결되는 3상 비상전원입출력단자와; N상 및 3상 상용전원입출력단자와 N상 및 3상 비상전원입출력단자 사이에 설치되는 것으로서 회전축을 중심으로서 회전가능하게 설치되는 가동단자홀더와; N상 상용전원입출력단자와 가동단자홀더 사이, 그리고 N상 비상전원입출력단자와 가동단자홀더 사이에 설치되는 것으로서, 제1축을 중심으로 힌지결합되며 각각 돌기가 형성된 N상 제1,2가동단자와; N상 제1,2가동단자 내부에 설치되어 가동단자홀더의 가장자리에 밀착되는 제1,2접점스프링과; 제1축을 중심으로 N상 제1,2가동단자의 상부에 설치되는 것으로서, 3상 상용전원입출력단자와 가동단자홀더 사이, 그리고 3상 비상전원입출력단자와 가동단자홀더 사이에 설치되는 3상 제1,2가동단자; 및 일측이 가동단자홀더의 하부 양측단의 제2축을 중심으로 힌지결합되고 타측이 3상 제1.2가동단자의 제3축을 중심으로 힌지결합되는 제3,4링크를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

비상전원 절체개폐기{ELECTRICAL POWER TRANSFERING APPARATUS}

도 1은 본 발명에 따른 비상전원 절체개폐기의 구성을 도시한 도면,

도 2는 도 1의 N상 제1,2가동단자와 제1,2링크를 발췌한 도면으로서, N상 제1,2가동단자와 제1,2링크의 연결구조를 설명하기 위한 도면,

도 3 내지 도 5는 도 1 에 있어서, 전원의 절체시 N상 제1,2가동단자와 3상 제1,2가동단자의 일련 동작을 설명하기 위한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 ... N상 상용전원입출력단자

15 ... 3상 상용전원입출력단자

20 ... N상 비상전원입출력단자

25 ... 3상 비상전원입출력단자

30 ... 가동단자홀더

40, 45 ... N상 제1,2가동단자

40a, 45a ... 돌기

50, 55 ... 제1,2링크

50a, 55a ... 장공

50b, 55b ... 장공

60, 65 ... 접점스프링

70, 75 ... 3상 제1,2가동단자

80, 85 ... 제3,4링크

100 ... 회전축

본 발명은 비상전원 절체개폐기에 관한 것이다.

전원의 절체란, 전기설비에 공급되는 전원공급원을 변경하는 것으로서, 예를 들어 상용전원공급원으로부터 전력을 공급받다가 상용전원이 차단되면, 자가발전기등과 같은 비상(예비)전원공급원으로 절환하는 것을 말한다. 이때 비상(예비)전원공급원으로는 별도의 자가발전기등이 있으나, 송전선로를 별개로 구성하여 상시 대기하고 있는 타전원공급원을 사용할 수도 있다.

한편, 비상전원 절체개폐기란, 한전과 같은 상용전원공급원으로부터 공급되는 전원이 중단되면, 상용전원공급원과 연결된 3상의 전원공급선과 N상의 중성선을 비상(예비)전원공급원으로 자동으로 전환하는 장치이다. 이러한 비상전원 절체개폐기는, 상용전원공급원과 연결되는 상용전원입출력단과, 비상전원공급원과 연결되는 비상전원입출력단과, 상용전원입출력단과 비상전원입출력단에서 선택적으로 연결되는 가동단자와, 상용전원공급원으로부터 전원의 공급이 중단되면 자동으로 가동단자를 구동시키는 구동수단을 포함한다. 이러한 구조에 의하여 한전과 같은 상용전 원공급원으로부터 정전이나 사고로 전원의 공급이 중단되면, 구동수단에 의하여 구동되는 가동단자는 3상의 전원공급선과 N상의 중성선을 상용전원입출력단에서 비상전원입출력단으로 연결시킨다.

여기서, 중성선 N은 기기의 손상등을 미연에 방지하거나 국부적인 전기사고가 광범위한 지역으로 확산되는 것을 방지하기 위한 선으로서, 지락전류, 단락전류, 뇌서지등에 의해서 발생되는 이상전류를 검출하기 위한 각종 계전기등과 연결되어 있고, 3상 전압의 안정을 위하여 다수의 접지선이 연결되어 있다. 이러한 중성선 N상은 안정적인 전력공급을 위하여 매우 중요한 역할을 하는 선로이다.

그런데 상기와 같은 비상전원 절체개폐기의 경우, 전원의 절체시 3상(R, S, T)의 전원공급선과 N 상의 중성선이, 상용전원입출력단 또는 비상전원입출력단에 동시에 연결되거나 분리되도록 설계되어지나, 실제적으로는 기계적 오차로 인하여 N상의 중성선이 상용전원입출력단 또는 비상전원입출력단으로부터 3상의 전원공급선보다 먼저 분리되거나, 3상의 전원공급선이 상용전원입출력단 또는 비상전원입출력단에 N 상의 전원공급선보다 먼저 연결되는 경우가 빈번하였다.

이러한 경우에, 3상 전원공급선이 활선 상테에서 N상이 3상 전원공급선과 분리된 상태가 되므로, 3상 전원공급선은 N상이 연결되기전 짧은 시간동안 매우 위험한 상태로 되고, 이에 따라 N상 중성선에 과도한 전류나 전압변동이 발생되어 N 상에 연계되어 동작되는 각종 계전기는 오동작을 발생하게 된다. 따라서 각종 기기 및 기기의 운영자는 위험에 노출되고, 특히 접지보호 장치의 오동작이 유발되며, 지락사고시 인명 및 기기에 손상을 주게 되었다라는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 전원 절체시 N상 중성선을 상용전원입출력단 또는 비상전원입출력단으로부터 3상의 전원공급선보다 먼저 연결되도록 하거나, 3상의 전원공급선이 상용전원입출력단 또는 비상전원입출력단에서 N 상의 중성선보다 나중에 연결되도록 함으로써, N상 중성선에 과도한 전류나 전압변동이 발생되지 않게 하여 N 상에 연계되어 동작되는 각종 계전기는 오동작 및 기기의 손상을 방지할 수 있는 3상 4선시 비상전원 절체개폐기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은, 전원 절체시 상용전원 또는 비상(예비)전원의 정상가동에 필요한 적정시간을 확보함으로써 개폐동작을 정확하게 구현함과 아울러 전원공급의 안정성을 실현하도록 하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 비상전원 절체개폐기는, 비상전원 절체개폐기에 있어서, 상용전원공급원의 N상 중성선과 연결되는 N상 상용전원입출력단자(10); 상기 상용전원공급원의 3상 전원공급선과 연결되는 3상 상용전원입출력단자(15); 상기 비상(예비)전원공급원의 N상 중성선과 연결되는 N상 비상전원입출력단자(20); 상기 비상(예비)전원공급원의 3상 전원공급선과 연결되는 3상 비상전원입출력단자(25); 상기 N상 및 3상 상용전원입출력단자(10)(15)와 상기 N상 및 3상 비상전원입출력단자(20)(25) 사이에 설치되는 것으로서 회전축(100)을 중심으로서 회전가능하게 설치되는 가동단자홀더(30); 상기 N상 상용전원입출력단 자(10)와 가동단자홀더(30) 사이, 그리고 상기 N상 비상전원입출력단자(20)와 가동단자홀더(30) 사이에 설치되는 것으로서, 제1축(h1)을 중심으로 힌지결합되며 각각 돌기(40a)(45a)가 형성된 N상 제1,2가동단자(40)(45); 일측이 상기 가동단자홀더(30)의 하부 양측단에 제2축(h2)를 중심으로 힌지 결합되고 타측에 상기 N상 제1,2가동단자(40)(45) 상에 형성된 돌기(40a)(40b)가 끼어지는 장공(50a)(55a)이 형성된 제1,2링크(50)(55); 상기 제1축(h1)을 중심으로 상기 N상 제1,2가동단자(40)(45)의 상부에 설치되는 것으로서, 상기 3상 상용전원입출력단자(15)와 가동단자홀더(30) 사이, 그리고 상기 3상 비상전원입출력단자(25)와 가동단자홀더(30) 사이에 설치되는 3상 제1,2가동단자(70)(75); 및 일측이 상기 가동단자홀더(30)의 하부 양측단의 상기 제2축(h2)을 중심으로 힌지결합되고 타측이 상기 3상 제1.2가동단자(70)(75)의 제3축(h3)을 중심으로 힌지결합되는 제3,4링크(80)(85);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제1,2링크(50)(55)의 길이(L2)는 상기 제3,4링크(80)(85)의 길이(L1)보다 크다.

본 발명에 있어서, 상기 제1축(h1)은 상기 N상 제1,2가동단자(40)(45)에 형성된 장공(40b)(45b)에 힌지결합된다.

이하, 본 발명에 따른 비상전원 절체개폐기를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 비상전원 절체개폐기의 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 N상 제1,2가동단자와 제1,2링크를 발췌한 도면으로서, N상 제1,2가동단 자와 제1,2링크의 연결구조를 설명하기 위한 도면이며, 도 3 내지 도 5는 도 1 에 있어서, 전원의 절체시 N상 제1,2가동단자와 3상 제1,2가동단자의 일련 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 비상전원 절체개폐기는, 상용전원공급원의 N상 중성선과 연결되는 N상 상용전원입출력단자(10)와; 상용전원공급원의 3상 전원공급선과 연결되는 3상 상용전원입출력단자(15)와; 비상(예비)전원공급원의 N상 중성선과 연결되는 N상 비상전원입출력단자(20)와; 비상(예비)전원공급원의 3상 전원공급선과 연결되는 3상 비상전원입출력단자(25)와; N상 및 3상 상용전원입출력단자(10)(15)와 N상 및 3상 비상전원입출력단자(20)(25) 사이에 설치되는 것으로서 회전축(100)을 중심으로서 회전가능하게 설치되는 가동단자홀더(30)와; N상 상용전원입출력단자(10)와 가동단자홀더(30) 사이, 그리고 N상 비상전원입출력단자(20)와 가동단자홀더(30) 사이에 설치되는 것으로서, 제1축(h1)을 중심으로 힌지결합되며 각각 돌기(40a)(45a)가 형성된 N상 제1,2가동단자(40)(45)와; 일측이 가동단자홀더(30)의 하부 양측단에 제2축(h2)를 중심으로 힌지 결합되고 타측에 N상 제1,2가동단자(40)(45) 상에 형성된 돌기(40a)(45a)가 끼어지는 장공(50a)(55a)이 형성된 제1,2링크(50)(55)와; N상 제1,2가동단자(40)(45) 내부에 설치되어 가동단자홀더(30)의 가장자리에 밀착되는 제1,2접점스프링(60)(65)과; 제1축(h1)을 중심으로 N상 제1,2가동단자(40)(45)의 상부에 설치되는 것으로서, 3상 상용전원입출력단자(15)와 가동단자홀더(30) 사이, 그리고 3상 비상전원입출력단자(25)와 가동단자홀더(30) 사이에 설치되는 3상 제1,2가동단자(70)(75)와; 일측이 가동단자홀더(30) 의 하부 양측단의 제2축(h2)을 중심으로 힌지결합되고 타측이 3상 제1.2가동단자(70)(75)의 제3축(h3)을 중심으로 힌지결합되는 제3,4링크(80)(85);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 실시예에는 좌측을 기준으로 하여 설명하고 있다. 즉, 좌측에 N상 상용전원입출력단자(10) 및 와 3상 상용전원입출력단자(15)가 설치되고, 우측에 N상 비상전원입출력단자(20) 및 3상 비상전원입출력단자(25)가 설치된 것을 예로써 설명하고 있다. 또 좌측에 N상 제1가동단자(40)가 설치되고, 우측에 N상 제2가동단자(45)가 설치된다. 또한 좌측에 3상 제2가동단자(70)가 설치되고, 우측에 3상 제2가동단자(75)가 설치된다.

N상 상용전원입출력단자(10)와 3상 상용전원입출력단자(15)는 적층된 구조이고, N상 비상전원입출력단자(20)와 3상 비상전원입출력단자(25)도 적층된 구조이다.

가동단자홀더(30)는 외부의 구동수단(미도시)과 유기적으로 연결되어 있으며, 상용전원공급원으로부터 전원이 차단될 경우에 구동수단은 자동으로 작동되어 가동단자홀더(30)를 시계 또는 반시계 방향으로 회동시킨다.

N상 제1,2가동단자(40)(45)의 상부에는 도 2에 도시된 바와 같이 돌기(40a)(45a)가 형성되어 있고, 이 돌기는 제1,2링크(50)(55)에 형성된 장공(50a)(55a)에 끼어진다. 따라서, 가동단자홀더(30)가 회동되어 제1,2링크(50)(55)가 이동되더라도, N 상 제1,2가동단자(40)(45)는 곧바로 움직이지 않고 돌기(40a)(45a)가 장공(50a)(55a)의 끝단에 닿게 될 때부터 움직이게 된다.

한편, 제1,2링크(50)(55)에 의한 N 상 제1,2가동단자(40)(45)의 움직임을 더욱 지연시키는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 제1축(h1)은 N상 제1,2가동단자(40)(45)에 형성된 장공(40b)(45b)에 힌지결합된다.

상기 3상 제1,2가동단자(70)(75)의 내측에는 상기 제1,2접점스프링(60)(65)을 수용하기 위한 수용구가 형성되어 있다.

제1,2접점스프링(60)(65)은, N상 제1,2가동단자(40)(45)를 N상 상용전원입출력단자 및 N상 비상전원입출력단자(20) 측으로 탄성바이어스시키고, 이에 따라 돌기(40a)(45a)는 장공(50a)(55a)의 끝단에 위치된다.

3상 제1,2가동단자(70)(75)는 도 2에 도시된 N 상 제1,2가동단자(40)(45)의 상부측에 위치되며, 이는 도 1,3,4,5에 걸쳐 도시되어 있다. 이러한 3상 제1,2가동단자(70)(75)은 N상 제1,2가동단자(40)(45)의 상부에 위치되어 적층된 구조를 이룬다.

제3,4링크(80)(85)는 일측이 가동단자홀더(30)의 제2축(h2)에 힌지결합되고 타측이 3상 제1.2가동단자(70)(75)의 제3축(h3)에 힌지결합된다. 따라서, 가동단자홀더(30)가 회동되어 제3,4링크(80)(85)가 이동될 때, 3 상 제1,2가동단자(70)(75)는 곧바로 제1축(h1)을 중심으로 회동되는 것이다.

이때 제1,2링크(50)(55)의 길이는 상기 제3,4링크(80)(85)의 길이보다 큰 것이 바람직하다.

다음, 상기한 구조의 비상전원 절체개폐기의 동작을 설명한다.

초기 상용전원공급원으로부터 전원을 공급받을 때에는, 도 1에 도시된 바와 같이, N상 제1가동단자(40)와 3상 제1가동단자(70)는 N상 상용전원입출력단자(10) 및 3상 상용전원입출력단자(15)에 접촉되어 있고, N상 제2가동단자(45)와 3상 제2가동단자(75)는 N상 비상전원입출력단자(20) 및 3상 비상전원입출력단자(25)로부터 분리되어 있다.

만약, 정전되거나 사고에 의하여 상용전원의 공급이 차단되면, 구동수단이 자동으로 회전축(100)에 힌지결합된 가동단자홀더(30)를 시계방향으로 천천히 회전시킨다. 그러면 도 3에 도시된 바와 같이 제1,3링크(50)(80)가 좌측으로 이동하게 된다. 이때 제3링크(80)는 3상 제1가동단자(70) 3상 상용전원입출력단자(15)로부터 분리시킨다. 그러나 N상 제1가동단자(40)는 그로부터 돌출된 돌기(40a)가 제1링크(50)의 장공(50a)에 끼어지는 제1링크(50)가 좌측으로 소정간격 이동되더라도 N상 제1가동단자(40)는 N상 상용전원입출력단자(10)에 접촉되어 연결된 상태를 유지한다.

다음, 구동수단이 가동단자홀더(30)를 더욱 회동시키면, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1링크(50)가 N상 제1가동단자(40)를 N상 상용전원입출력단자(10)로부터 분리시킨다. 그리고 제2,4링크(45)(85)는 N상 제2가동단자(45)와 3상 제2가동단자(75)를 N상 비상전원입출력단자(20) 및 3상 비상전원입출력단자(25)로 이동시킨다. 이때 제2링크(45)의 길이(L2)가 제4링크(85)의 길이(L1)보다 크므로, N상 제2가동단자(45)가 N상 비상입출력단(20)에 접촉되고 3상 제2가동단자(75)는 3상 비상전원입출력단자(25)에 접촉되기 전 상태가 된다.

다음, 구동수단이 가동단자홀더(30)를 더더욱 회동시키면, 도 5에 도시된 바 와 같이, 제4링크(85)는 3상 제2가동단자(75)를 3상 비상전원입출력단자(25)에 접촉되어 연결된다.

즉, 상기한 동작에 의하여, N 상 제1가동단자(40)가 N상 상용전원입출력단자(10)로부터 분리된 후 3상 제1가동단자(70)가 3상 상용전원입출력단자(15)로부터 분리되고, 이후 N상 제2가동단자(45)가 N상 비상전원입출력단자(20)에 접촉된 후 3상 제2가동단자(75)가 3상 비상전원입출력단자(25)에 접촉되는 것이다.

한편, 비상(예비)전원에서 상용전원으로 전원이 전환되는 경우에도 상기한 바와 같은 과정을 역행한다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예로서 3상의 기기를 일예로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 비상전원 절체개폐기에 따르면, 전원의 절체시, N상 중성선을 상용전원입출력단 또는 비상전원입출력단으로부터 3상의 전원공급선보다 먼저 연결되도록 하거나, 3상의 전원공급선이 상용전원입출력단 또는 비상전원입출력단에서 N 상의 중성선보다 나중에 연결되도록 함으로써, N상 중성선에 과도한 전류나 전압변동이 발생되지 않게 하여 N 상에 연계되어 동작되는 각종 계전기는 오동작 및 기기의 손상을 방지할 수 있다. 따라서, 각종 기기 및 기기의 운영자가 위험에 노출되는 것을 방지하고, 특히 접지보호 장치의 오동작을 방지함으로써 지락사고시 인명 및 기기에 손상을 주게 되는 것을 근본적으로 막을 수 있 다.

또한 전원 절체시 상용전원 또는 비상(예비)전원의 정상가동에 필요한 적정시간을 확보함으로써 개폐동작을 정확하게 구현함과 아울러 전원공급의 안정성을 실현할 수 있다.

그리고 교류 전원의 접지 효과를 얻을 수 있게 되어 지락사고시 인명의 쇼크 위험을 감소시키고, 전위차에 의한 사고 발생을 완전히 예방할 수 있으며, 과도 전류가 발생될 수 없으므로 연결장치의 손상을 방지 할 수 있고, 아크발생이 매우 작아짐과 아울러 장치의 조작 개폐 실폐율이 감소되도록 할 수 있다.

Claims

비상전원 절체개폐기에 있어서,

상용전원공급원의 N상 중성선과 연결되는 N상 상용전원입출력단자(10);

상기 상용전원공급원의 3상 전원공급선과 연결되는 3상 상용전원입출력단자(15);

상기 비상(예비)전원공급원의 N상 중성선과 연결되는 N상 비상전원입출력단자(20);

상기 비상(예비)전원공급원의 3상 전원공급선과 연결되는 3상 비상전원입출력단자(25);

상기 N상 및 3상 상용전원입출력단자(10)(15)와 상기 N상 및 3상 비상전원입출력단자(20)(25) 사이에 설치되는 것으로서 회전축(100)을 중심으로서 회전가능하게 설치되는 가동단자홀더(30);

상기 N상 상용전원입출력단자(10)와 가동단자홀더(30) 사이, 그리고 상기 N상 비상전원입출력단자(20)와 가동단자홀더(30) 사이에 설치되는 것으로서, 제1축(h1)을 중심으로 힌지결합되며 각각 돌기(40a)(45a)가 형성된 N상 제1,2가동단자(40)(45);

일측이 상기 가동단자홀더(30)의 하부 양측단에 제2축(h2)를 중심으로 힌지 결합되고 타측에 상기 N상 제1,2가동단자(40)(45) 상에 형성된 돌기(40a)(40b)가 끼어지는 장공(50a)(55a)이 형성된 제1,2링크(50)(55);

상기 제1축(h1)을 중심으로 상기 N상 제1,2가동단자(40)(45)의 상부에 설치되는 것으로서, 상기 3상 상용전원입출력단자(15)와 가동단자홀더(30) 사이, 그리고 상기 3상 비상전원입출력단자(25)와 가동단자홀더(30) 사이에 설치되는 3상 제1,2가동단자(70)(75);

일측이 상기 가동단자홀더(30)의 하부 양측단의 상기 제2축(h2)을 중심으로 힌지결합되고 타측이 상기 3상 제1.2가동단자(70)(75)의 제3축(h3)을 중심으로 힌지결합되는 제3,4링크(80)(85);를 포함하는 것을 특징으로 하는 비상전원 절체개폐기.
제1항에 있어서,

상기 N상 제1,2가동단자(40)(45) 내부에 설치되어 상기 가동단자홀더(30)의 가장자리에 밀착되는 제1,2접점스프링(60)(65)을 포함하는 것을 특징으로 하는 비상전원 절체개폐기.
제2항에 있어서,

상기 3상 제1,2가동단자(70)(75)의 내측에는 상기 제1,2접점스프링(60)(65)을 수용하기 위한 수용구가 형성된 것을 특징으로 하는 비상전원 절체개폐기.
제1항에 있어서,

상기 제1,2링크(50)(55)의 길이(L2)는 상기 제3,4링크(80)(85)의 길이(L1)보다 큰 것을 특징으로 하는 비상전원 절체개폐기.
제1항에 있어서,

상기 제1축(h1)은 상기 N상 제1,2가동단자(40)(45)에 형성된 장공(40b)(45b)에 힌지결합된 것을 특징으로 하는 비상전원 절체개폐기.