KR20070032214A

KR20070032214A - 비상 전원 절체 개폐기

Info

Publication number: KR20070032214A
Application number: KR1020060078247A
Authority: KR
Inventors: 종 근 박
Original assignee: 주식회사 여기로테크
Priority date: 2005-09-16
Filing date: 2006-08-18
Publication date: 2007-03-21

Abstract

본 발명은 비상 전원 절체 개폐기에 관한 것으로서, 특히 상용전원 또는 비상(예비)전원에서 타측 전원을 절환시키는 가동단자의 동작이 수직방향으로 진행되는 경우에, 중성선의 N상 가동단자가 3상 가동단자보다 접점에서 이탈되는 시간을 지연시키고, 타측 전원의 접점과 접속되는 시간은 신속하게 이루어지도록 한 비상 전원 절체 개폐기에 관한 것이다.

전원 절체 개폐기, N상 가동단자, 3상 가동단자.

Description

비상 전원 절체 개폐기{ Electrical power transfering apparatus }

도 1은 일반적인 3상 4선식 개폐기의 원리를 설명하기 위한 회로도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비상 전원 절체 개폐기의 사시도,

도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 비상 절원 절체 개폐기의 작동 상태도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 상용전원측단자, 20 : 비상전원측단자,

30 : 3상(R,S,T) 가동단자, 31 : 3상 가동단자홀더,

32 : 3상 가동단자 슬롯, 34,44 : 핀,

40 : N상 가동단자, 41 : N상 가동단자홀더,

42 : N상 가동단자 슬롯, 50 : 구동축,

60 : 가동단자 구동수단, 65 : 조작레버.

본 발명은 비상 전원 절체 개폐기에 관한 것으로서, 특히 상용전원 또는 비상(예비)전원에서 타측 전원을 절환시키는 가동단자의 동작이 수직방향으로 진행되 는 경우에, 중성선의 N상 가동단자가 3상 가동단자보다 접점에서 이탈되는 시간을 지연시키고, 타측 전원의 접점과 접속되는 시간은 신속하게 이루어지도록 한 비상 전원 절체 개폐기에 관한 것이다.

전원의 절체란 전기 설비에 공급되는 전원 소스를 변경하는 것으로서, 예를 들어 상용전원으로부터 전원을 공급받다가 상용전원이 정전되면, 자가발전설비를 가동하여 비상전원 또는 예비전원을 공급받도록 전원공급원을 절환하는 것을 말한다.

이때의 비상전원으로는 별도의 발전설비를 가동하는 방식이 있을 수 있으며, 또는 송전선로를 별개로 구성하여 상시 대기하고 있는 타전원을 상용하는 방식도 있다.

비상 전원 절체 개폐기는 한전에서 공급되는 전력이 중단되면, 자체 발전기와 같은 다른 전력공급 수단으로 연결하는 장치로서, 대용량의 릴레이 또는 기계식 절체기를 사용하여 전원의 절체를 실시하는 것이 일반적이다.

수동식 전원절체장치는 정전이 감지되면, 릴레이 또는 기계식 절체기를 수동으로 작동시켜 비상전원으로 전환하는 것이고, 자동식 전원절체장치는 상용전원의 정전시 이를 자동으로 감지하여 비상전원으로 전환시키는 작동을 수행하는 것이다.

비상 전원 절체 개폐기의 구성은 한전으로부터 공급되는 상용전력단자와 자체 발전기에 의하여 공급되는 비상전력 단자와 부하단자가 있으며, 한전으로부터 공급되는 전력이 중단되면 자동으로 자체발전기의 입출력단으로 연결하는 가동단자와, 가동단자를 구동시키는 구동수단으로 구성되어 있다.

이와 같이 구성되는 비상 전원 절체 개폐기는 한전에서 공급되는 전원이 정전되며, 가동단자의 구동수단이 가동단자를 자체 발전기의 전원으로 자동절환 시키거나 또는 사용자의 수동 조작에 의하여 가동단자를 절환시키도록 하고 있다.

이러한 비상 전원 절체 개폐기는 그 작동의 신뢰성, 신속성 및 안정성이 요구되는 것이다.

일반적으로 개폐기는 도 1에 도시된 바와 같이, 3상의 R, S, T의 전원공급선과 중성선 N을 개폐하도록 구성되어 있다.

이때, 중성선 N은 기기의 손상 등을 미연에 방지하거나 국부적으로 전기적인 사고나 광범위한 지역으로 확산되는 것을 방지하고자 지락전류, 단락전류, 뇌서지 등에 의하여 발생되는 이상전류를 검출하기 위한 각종 계전기 등이 연결 설치되어 있고, 3상 전압의 안정을 위하여 다수의 접지선이 연결되어 있어 안정적인 전력공급을 위하여 매우 중요한 역할을 하는 선로라 할 수 있다.

그러나, 이러한 종래의 개폐기에서는 R, S, T, N이 동시에 투입되거나 차단되도록 설계되어지나, 실제로는 기계적인 오차로 인하여 R, S, T상보다 N상이 먼저 개방되거나, 연결시에 R, S, T상이 N상보다 먼저 연결되는 경우가 빈번히 발생된다.

이러한 경우에 R, S, T상이 활선 상태에서 N상은 3상과는 분리된 상태가 되므로, 3상은 N상이 닫기 전 짧은 시간동안 매우 위험한 상태로 되어 중성선에 발생되는 과도적인 전류, 전압변동에 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 주게되는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 전원 절체시 N상의 가동단자가 3(R, S, T)상의 가동단자보다 먼저 투입되고 늦게 개방되도록 하여 상용전원 또는 비상전원의 정상가동에 필요한 충분한 시간을 확보함으로써, 개폐동작을 정확하게 구현함과 아울러 전원공급의 안정성을 실현하고, 과도 전류의 발생을 방지하여 연결장치의 손상을 방지할 수 있는 비상 전원 절체 개폐기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 비상 전원 절체 개폐기는, R, S, T, N선을 갖는 3상 4선식 비상 전원 절체 개폐기에 있어서, 중성선 N상 가동단자와 상용전원측단자 및 비상전원측단자와의 간격높이(H2)는, 3상(R, S, T)의 가동단자와 상용전원측단자 및 비상전원측단자의 간격높이(H1)보다 낮게 형성되고, 상기 N상 가동단자에 형성된 슬롯도 상기 3상 가동단자의 슬롯보다 낮은 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 N상 가동단자는, 상기 3상 가동단자가 H2를 벗어나는 구간에서 상용 및 비상측단자와 동시 접속상태를 이루고 있다가, 상기 3상 가동단자가 H2 범위 내에서 완전접속이 이루어지는 순간에 상기 3상 가동단자가 접속하는 단자의 반 대편 단자로부터 개방되도록 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비상 전원 절체 개폐기의 사시도이고, 도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 비상 절원 절체 개폐기의 작동 상태도이다.

도 3은 상용전원측단자(10)에 연결된 상태이고, 도 4는 중립상태이며, 도 5는 비상전원측단자(20)에 연결된 상태이다.

도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 비상 전원 절체 개폐기는, 상용전원측단자(10)와, 비상전원측단자(20)와, 3상(R,S,T)상 가동단자(30)와, 3상 가동단자홀더(31)와, 중성선 N상 가동단자(40)와, N상 가동단자홀더(41)로 이루어진다.

도 4의 중립상태에서 중성선 N상 가동단자(40)와 상용전원측단자(10) 및 비상전원측단자(20)와의 간격높이를 H2라고 하고, 3상의 가동단자(30)와 상용전원측단자(10) 및 비상전원측단자(20)의 간격높이를 H1이라 하면, H2는 H1보다 낮게 형성되어 있다.

그리고, 상기 N상 가동단자(40)에 형성된 슬롯(42)도 상기 3상 가동단자(30)의 슬롯(32)보다 낮은 위치에 형성되어 있다.

즉, N상 가동단자(40)는 상용전원측단자(10)와 비상전원측단자(20)의 양단에 접속되어 있고, 3상 가동단자(30)는 상용전원측단자(10)와 비상전원측단자(20)의 양단 어디에도 접속되어 있지 않는 상태로 있다.

상기 슬롯(32,42)은 홀더(31,41)에 형성된 핀(34,44)에 각각 결합되어 있고, 상기 홀더(31,41)는 구동축(50)의 회전에 따라 동일각으로 회전된다.

상기 구동축(50)의 회전에 따라 동일각으로 회전되는 홀더(31,41)의 핀(34,44)과, 상기 핀(34,44)에 결합된 슬롯(32,42)의 조합에 의해 상기 3상 가동단자(30)와 N상 가동단자(40)는 상기 상용전원측단자(10) 및/또는 비상전원측단자(20)로 회전 이동되어, 상기 N상 가동단자(40)는 상용전원측단자(10)와 비상전원측단자(20)의 양단에 동시에 접속되도록 할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 3상 가동단자(30)와 N상 가동단자(40)가 상용전원측단자(10)에 연결된 상태에서 상용전원이 정전되면, 도 2의 구동수단(60)이 자동으로 작동되어 조작레버(65)가 구동축(50)을 회전시키게 된다.

이에 따라 도 3에 도시된 바와 같은 상용전원측단자(10)에 연결되어 있던 상기 3상 가동단자(30)는, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 상용전원측단자(10)에서 접점이 이탈된 상태로 되어 상용전원측단자(10)와 비상전원측단자(20) 모두에서 이탈된 상태가 된다.

그리고, 상기 3상 가동단자(30)의 회전이동과 동시에, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 N상 가동단자(40)는 상용전원측단자(10)와 비상전원측단자(20) 양측 모두에 접속된 상태가 된다.

즉, 상기 3상 가동단자(30)는 상용전원측단자(10)에서 비상전원측단자(20)로 회전이동하면서 상용전원측단자(10) 및 비상전원측단자(20)와 모두 비접속 상태를 유지하는 반면에, 상기 N상 가동단자(40)는 상기 3상 가동단자(30)가 H2를 벗어나는 구간에서 N상 가동단자(40) 중앙에 위치한 스프링의 압력으로 상용전원측단자(10)와 비상전원측단자(20)에 동시 접속 상태를 유지하게 된다.

상기 구동축(50)의 계속적인 회전에 의해, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 3상 가동단자(30)가 H2 범위 내에서 완전접속이 이루어지는 순간에, 상기 N상 가동단자(40)는 상기 3상 가동단자(30)가 접속하는 단자의 반대편 단자 즉 상용전원측단자(20)로부터 개방되도록 한다.

즉, 도 5에서 상기 3상 가동단자(30)가 비상전원측단자(20)와 접속하는 순간에 상가 N상 가동단자(40)는 상용전원측단자(10)로부터 개방된다.

상기 N상 가동단자(40)의 위와 같은 작동은, N상 가동단자홀더(41)에 의해 상용전원측단자(10)에 접속된 N상 가동단자(40)를 핀(34,44)과 슬롯에 의해 일정길이만큼 당겨서, 3상 가동단자(30)가 비상전원측단자(20)와 접속 시작 및 완전 접속이 되는 순간에 동일한 위치로 최소 절연거리만큼 회전되어, N상 가동단자(40)가 상용전원측단자(10)와 접속이 끊어지게 된다.

이와 같은 N상 가동단자(40)가, 3상 가동단자(30)가 상용전원측단자(10)에서 이탈되어 비상전원측단자(20)에 접속되기 전 간격(H2)에 이르기까지 N상 가동단자(10)는 무개방 상태로 있다가, 3상 가동단자(30)가 비상전원측단자(20)에 접속되는 순간부터 완전 접속되는 순간에 상용전원측단자(10)에 접속상태인 N상 가동단자(40)가 N상 가동단자홀더(41)에 의해 일정길이만큼 이동함으로서 상용전원측단자(10)에서 개방되는 것이다.

한편, 비상전원측단자(20)에서 상용전원측단자(10)로 전원이 전환되는 경우에도 N상 가동단자(40)는, 3상 가동단자(30)가 비상전원측단자(20)에서 간격(H2)을 지나는 순간 상용 및 비상전원측단자(10,20)에 동시접속하게 된다.

상기 구동축(50)의 회전에 계속됨에 따라 3상 가동단자(30)가 상용전원측단자(10)와 간격(H2) 위치까지 N상 가동단자(40)가 무개방 상태로 접속되었다가, 3상 가동단자(30)가 상용전원측단자(10)에 접속되는 순간부터 완전 접속이 이루어지는 순간에, N상 가동단자(40)가 N상 가동단자홀더(41)에 의해 일정길이만큼 이동함으로서 비상전원측단자(20)에서 개방되는 동작을 동일하게 수행하게 된다.

본 발명인 비상 전원 절체 개폐기는 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 비상 전원 절체 개폐기에 따르면, 접지장해 보호장치의 적절한 운영 및 오동작이 제거되고, 교류전원의 접지효과를 얻을 수 있게 되며, 지락사고시 인명의 쇼크 위험을 감소시키는 효과가 있다.

또한, 전원차에 의한 사고발생을 완전히 예방할 수 있고, 과도전류가 발생될 수 없으므로 연결 장치의 손상을 방지할 수 있으며, 아크 발생율을 최소화할 수 있어, 장치의 조작 개폐 실패율이 감소되는 효과가 있다.

Claims

상용전원측단자와, 비상전원측단자와, 가동단자를 구비한 3상 4선식 비상 전원 절체 개폐기에 있어서,

상기 RSTN 상을 위한 각각의 가동단자들은 가동단자홀더에 형성된 한 쌍의 핀에 결합되는 슬롯을 가지며,

이중 N상 가동단자에 형성된 슬롯은 상기 N상 이외의 3상 가동단자의 슬롯보다 낮은 위치에 형성되어,

중립상태에서 중성선 N상 가동단자와 상용전원측단자 및 비상전원측단자와의 간격높이(H2)는, 3상(R, S, T)의 가동단자와 상용전원측단자 및 비상전원측단자의 간격높이(H1)보다 낮게 형성되도록 구성된 것을 특징으로 하는 비상 전원 절체 개폐기.
제 1 항에 있어서,

상기 N상 가동단자는,

상기 3상 가동단자가 H2를 벗어나는 구간에서 상용 및 비상측단자와 동시 접속상태를 이루고 있다가, 상기 3상 가동단자가 H2 범위 내에서 완전접속이 이루어지는 순간에 상기 3상 가동단자가 접속하는 단자의 반대편 단자로부터 개방되도록 하는 것을 특징으로 하는 비상 전원 절체 개폐기.