KR20070065832A - 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치에 관한 것으로, 상기 제어 장치는 점 P1에서 점 P2까지 기계식 스프링(12)의 영향하에 이동 접점을 개방시키는 열림 단계; 점 P2에서 점 P3까지 상기 이동 접점을 열린 위치에 두면서 켜진 모터(10)의 영향하에 기계식 스프링(12)을 리코킹하는 리코킹 단계; 및 점 P3에서 P1까지 켜진 상기 모터의 영향하에 상기 이동 접점을 닫는 닫힘 단계 동안 점들 P1, P2, 및 P3를 포함하는 닫힌선(L)을 따라 이동하기에 적합한 제2 접점(8b)을 구비하는 작동암(8)을 포함한다.

전기 개폐기

Description

전기 개폐기를 제어하는 제어 장치 { A control device for controlling electrical switchgear }

도 1a 내지 1c는 이동 접점이 닫힌 위치에 있는 순간에서 시작하여 상기 이동 접점이 열린 위치에 놓인 후 동일 위치로 돌아올 때까지 계속되는 제어 사이클 동안 여러 단계에서의 제어 장치를 도시함으로써 본 발명의 원리를 개략적으로 도시한다;

도 2는 제어 장치가 이동 접점에 대하여 회전 출력 이동을 전달하도록 조정되는, 도 1b와 유사한 개요도이다;

도 3은 본 발명의 제1의 바람직한 실시예의 제1의 변경예에 의한 제어 장치의 투시도이다;

도 4a 내지 4d는 이동 접점이 닫힌 위치에 있는 순간에서 시작하여 상기 이동 접점이 열린 위치에 놓인 후 동일 위치로 돌아올 때까지 계속되는 제어 사이클 동안 여러 단계에서의 도 3의 제어 장치를 도시한다;

도 5는 본 발명의 제1의 바람직한 실시예의 제2 변경예에 의한 제어 장치의 정면도이다;

도 6a 및 6b는 본 발명의 제2의 바람직한 실시예의 제1 변경예에 의한 제어 장치의 정면도 및 측면도이다;

도 7은 작동 암의 제2 접점이 도 6a 및 6b에 도시된 장치의 일부인 암을 작동시키는 사이클 동안 따라 이동하는 닫힌선을 개략적으로 도시한다;

도 7a 내지 7c는 이동 접점이 닫힌 위치에 있는 순간에서 시작하여 상기 이동 접점이 열린 위치에 놓인 후 동일 위치로 돌아올 때까지 계속되는 제어 사이클 동안 다른 단계에서의 도 6a 및 6b의 제어 장치를 도시한다;

도 8a 및 8b는 본 발명의 제2의 바람직한 실시예의 제2 변경예에 의한 제어 장치의 정면도 및 측면도이다;

도 9는 제2 접점이 도 8a 및 8b에 도시된 장치의 일부인 암을 작동시키는 사이클 동안 따라 이동하는 닫힌선을 개략적으로 도시한다;

도 10은 전동 수단을 실행시키는 바람직한 방법이 상세하게 도시된, 도 9와 유사한 개요도이다; 그리고

도 11a 내지 11c는 기계식 스프링의 영향하에 이동 접점의 열림 단계 동안 방출되는 잉여 에너지를 축적할 수 있도록 하는 수단을 실행시키는 방법을 도시한다.

본 발명은 닫힌 위치 및 열린 위치에 적합한 이동 접점을 구비한 전기 개폐 기를 제어하는 제어 장치에 관한 것이다.

여기서 "전기 개폐기"라는 용어는 회로 차단기, 단로기(disconnector), 또는 실제로 접지 장치를 나타내도록 넓게 사용된다. 회로 차단기 및 단로기와 같이 이렇게 다양한 기능들을 겸비한 개폐기가 또한 포함된다.

개폐기의 이동 접점의 닫힘 및 열림을 수행하기 위해 전기 모터 및 기계식 스프링 시스템을 모두 통합한다는 점에서 "통합 설계" 장치들을 실시할 수 있음이 종래 기술로부터 공지되어 있다. 이때 모터는 적절한 서보 장치에 의한 제어를 통하여 전기 개폐기의 다양한 기능들, 예로서 개폐기의 접점들을 열고 닫는 것을 제어할 수 있다.

이러한 해결 수단들이 광범위하게 사용되고 있긴 하지만, 이동 접점 열림 단계 및 이동 접점 닫힘 단계를 수행하기 위해 스프링에서 에너지 및 모터에서 전력의 혼합 또는 동시 사용에서 기인하는 결점들이 존재한다.

이 단계들 중 한 단계 동안 스프링으로부터 에너지를 사용할 수 있도록, 스프링이 이 단계들 중 다른 단계 동안 상기 에너지를 축적할 필요가 있고, 그 역도 마찬가지다. 따라서 두 단계 동안 기계식 스프링에 압력을 가해야 하기 때문에 이동 접점에 요구되는 열림 및 닫힘 속도에 이르도록 훨씬 더 큰 모터를 사용하게 되었다.

또한, 제어 장치에 대한 이러한 유형의 통합 설계는 일반적으로 필요보다 더욱 긴 이동 접점에 제공될 열림 및 닫힘 행정(stroke)을 요구하고, 이는 장치를 더욱 복잡하며 무겁고, 덜 소형으로 만든다.

따라서 본 발명의 목적은 바람직하게 중간 전압 또는 고압 유형인 전기 개폐 기를 제어하는 더욱 단순하고 더욱 신뢰할만한 설계의 제어 장치를 제안하는 것이다.

이 때문에, 본 발명은 전기 에너지를 방해하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치를 공급하고, 상기 개폐기는 닫힌 위치 및 열린 위치에서 사용하기에 적합한 이동 접점을 포함하고, 상기 제어 장치는 상기 이동 접점을 작동하도록 설계되고 모터, 기계식 스프링 및 제1 접점과 제2 접점을 구비하는 작동 암(actuating arm)을 포함한다. 본 발명에 따르면, 작동 암은 이동 접점을 그것의 닫힌 위치 및 제2 접점을 점 P1에 배치할 수 있는 닫힌 위치, 이동 접점을 그것의 열린 위치 및 제2 접점을 P1과는 다른 점 P2에 배치할 수 있는 열린 위치, 및 제2 접점을 P2 및 P1과 다른 점 P3에 배치할 수 있는 리코킹 위치를 유지하기에 적합하고, 상기 제어 장치는 점 P1에서 점 P2까지 상기 기계식 스프링의 영향하에 이동 접점을 개방시키는 열림 단계 동안; 점 P2에서 점 P3까지 이동 접점을 열린 위치에 두면서 스위치가 켜진 모터의 영향하에 기계식 스프링을 리코킹하는 리코킹 단계 동안; 및 점 P3에서 P1까지 스위치가 켜진 모터의 영향하에 이동 접점을 닫는 닫힘 단계 동안 상기 제2 접점이 상기 점들 P1, P2, 및 P3를 포함하는 닫힌선을 따라 연속적으로 이동될 수 있도록 설계된다.

따라서 본 발명의 원리는 이동 접점이 닫힌 위치를 떠나는 순간 및 열린 위치에 놓인 후 다시 닫힌 위치로 돌아가는 순간 사이에 작동암을 작동시키는 세 개의 개별 단계를 연속적으로 수행할 수 있도록 하는 설계에 기초한다. 종래 기술과 달리, 이동 접점을 닫고 여는 닫힘 단계 및 열림 단계와 다른 기계식 스프링을 리 코킹하는 리코킹 단계를 수행하도록 되어, 열림 단계가 단지 스프링에 의해 미리 축적된 에너지를 방출함으로써 수행될 수 있도록 한다. 그러므로 상기 이동 접점이 닫힌 위치에 도달하면 완료되는 이동 접점을 닫는 닫힘 단계 동안, 스프링은 어떠한 에너지도 축적할 필요가 없으며, 따라서 종래 기술에서 필요로 하는 에너지보다 훨씬 적은 에너지를 필요로 한다. 이렇게 하여 닫힘 단계는 종래 기술보다 저전력 모터에 의해 수행될 수 있다.

또한, 열림 단계의 수행은 켜진 전기 모터를 전혀 필요로 하지 않고 오히려 닫힌 위치에서 이동 접점을 잠그는 잠금 수단이 비활성 되자마자 스프링으로부터 에너지를 방출함으로써 자동으로 수행될 수 있다는 사실에 의해 신뢰성이 매우 높아진다.

스프링을 리코킹하는 리코킹 단계는 이동 접점의 어떠한 이동도 발생시키지 않으며, 따라서 이동 접점은 바람직하게는 어떠한 잠금 수단의 도움 없이 오히려 제어 장치의 특정한 기하학적 형태와 특정 설계에 의해 열린 위치에 놓이게 된다. 본 단계의 유일한 목적은 접점이 닫힌 위치로 이동되는 동안 닫힘 단계를 시작하기 전에 스프링이 에너지를 축적하게 하는 것이다. 그러므로 본 발명에 의해 제안된 설계는 유리하게 완전히 최적화된 접점에 대한 행정(stroke)을 얻을 수 있으며 이는 상기 행정이 이동 접점의 열린 위치 및 닫힌 위치 사이의 이동에 필요한 만큼의 행정을 넘지 않기 때문이다.

또한, 이동 접점의 닫힘 행정은 모터의 스위치를 켬으로써 수행되고 이후에 열림 단계만 수행할 수 있도록 이미 충분히 리코킹된 스프링에 어떠한 응력도 발생 시키지 않기 때문에 완전히 제어된다. 여기서 또한 상기 닫힘 단계 동안 스프링을 응력하에 둘 필요가 없다는 사실 때문에, 이동 접점을 닫힌 위치에 대하여 원하는 속도로 이동시키는데 필요한 전력은 종래 기술에서 필요한 전력보다 훨씬 낮고, 이로써 사용된 모터는 저전력으로 구동될 수 있어서 저비용이 될 수 있다.

바람직하게, 상술된 바와 같이, 제어 장치는 이동 접점을 닫는 상기 닫힘 단계 동안 점 P3 에서 점 P1까지 이동되는 상기 제2 접점으로 인하여, 기계식 스프링에 저장된 에너지가 변화하지 않도록, 즉 상기 기계식 스프링은 이 단계 동안 어떠한 에너지도 방출하거나 축적하지 않도록 설계된다.

그러나 상기 장치는 스프링이 모터에 의해 전달된 동력 이외에 미리 축적된 에너지의 일부를 방출함으로써 이동 접점의 닫힘 단계의 초기 순간을 가속하도록 작동하고 상기 스프링을 응력하에 둠으로써 이동 접점의 닫힘 단계의 마지막에 브레이크로서 작동하도록 설계된다.

바람직하게, 닫힌선은 거의 삼각형 형태를 갖고, 점들 P1, P2, P3는 바람직하게 상기 삼각형의 꼭지점들을 구성하고, 세 변들 각각은 상기된 다른 세 단계 중 각 단계 동안 작동 암의 제2 접점에 대한 각 경로에 대응한다.

바람직한 방법으로, 장치는 상기 제2 접점을 점 P1에서 점 P2로 이동시킴으로써 이동 접점을 여는 상기 열림 단계가 고도의 신뢰도를 얻도록 기계식 스프링의 영향하에서만 수행되거나 모터가 상기 기계식 스프링을 보조하는 방식으로 수행되도록 설계된다.

따라서 제어 장치가 이동 접점에 선형 출력 이동이나 회전 출력 이동을 전달 할 수 있다. 또한, 이동 접점의 닫힘 단계를 완전히 제어하기 위하여 서보모터 유형의 모터가 바람직하게 사용된다.

바람직하게, 이동 접점의 위치는 상기 닫힘 단계 동안 시간의 수학적 함수의 형태인 설정값(setpoint)에 대하여 서보 제어된다. 유사하게, 이동 접점의 속도가 상기 닫힘 단계 동안 시간의 수학적 함수의 형태로 설정값에 대하여 서보 제어될 수 있고, 이동 접점의 가속도가 닫힘 단계 동안 시간의 수학적 함수의 형태로 설정값에 대하여 서보 제어될 수 있다.

또한 바람직하게, 장치는 풀리는 기계식 스프링의 영향하에 이동 접점을 여는 상기 열림 단계 동안 방출되는 에너지를 축적할 수 있는 수단을 더 포함하고, 상기 수단은 상기 스프링을 리코킹하는 상기 리코킹 단계 동안, 상기 축적된 에너지를 상기 기계식 스프링에 전달한다. 이러한 에너지의 전달은 통상적으로 모터에 의해 수행되는 스프링을 리코킹하는 리코킹 단계의 시작을 용이하게 할 수 있다. 예로서, 에너지는 몰타 십자와 같은 플라이휠에 의해 전달되고 축적된다. 플라이휠은 이동부의 작동하에 열림 단계의 마지막에서 회전하고 유사하게 축적된 운동 에너지를 스프링으로 전달함으로써 리코킹 단계를 시작한다. 물론, 열림 단계 동안 플라이휠에 의해 저장/축적된 에너지는 스프링에 의해 전달된 에너지의 일부에 의해 및/또는 이동 접점의 이동의 마지막을 구동하기 위해 더이상 사용되지 않는 모터에 의해 구성됨을 알 수 있다. 그 결과, 이동 접점을 필요한 열림 속도에 도달하게 할 수 있는 부분과 다른 부분인 에너지의 상기 부분은 열림 단계의 마지막 동안 스프링 및/또는 모터에 의해 방출된 "잉여 에너지"라고 불릴 수 있다.

바람직하게, 작동 암의 제2 접점은 고정 동체 상에 적어도 일부분이 물리적으로 정의되고 상기 닫힌선을 따르는 경로를 따라 안내된 핑거로 구성된다.

따라서, 고정 동체 상에 적어도 일부분이 물리적으로 정의된 경로는 당업자에게 공지된 방법, 예로서 닫힌선을 따라가기 위해 경로에 인접하고 경로의 일면 또는 양면에 배치된 가이드들에 의해 또는 고정 동체에 제공된 상기 핑거를 수용하는 그루브에 의해 이하에 기술될 제1의 바람직한 실시예에서처럼 실행될 수 있다. 경로가 고정 동체 상에 완전히 물리적으로 정의되도록 되었지만, 상기된 바와 같이, 선택적으로 경로가 고정 동체 상에 구조적이라기보다는 부분적으로 정의되도록 된다. 특히, 구조적으로 정의되지 않은 경로의 부분들에서 제2 접점은 예를 들면, 상기 제2 점에 연결된 하기 전동 수단의 특정 위치에 기인하고 상기 전동 수단과 관련되어 설계된 풀리나 기어들의 위치에 기인한 경로를 따라 안내된다.

또한 다른 변경예가 본 발명의 범위를 넘지 않고, 경로가 고정 동체 상에 전혀 구조적으로 정의되지 않고 오히려 예로서 직선 및 곡선 부분들의 연속으로 구성되도록 구비될 수 있고, 이 경로를 따라 제2 접점은 전동 수단 및 상기 전동 수단과 연결된 풀리나 기어들을 배치하는 설계에 의해 이동될 수 있고, 수단은 물론 제2 접점과 협력하도록 설계된다. 다시 말해, 경로는 전동 수단 및 적당히 배치된 일련의 풀리나 기어에 의해 정의된 직선 및 곡선 부분들의 연속으로 구성된다.

본 발명의 제1의 바람직한 실시예에서 경로는 고정 동체 상에 물리적으로 완전히 정의되고, 작동 암의 제2 접점은 고정 동체에 제공된 상기 닫힌선을 따라 뻗어 있는 그루브에서 안내된 핑거로 구성된다. 따라서, 상기 핑거는 본 발명의 범위 를 넘지 않고 관련 그루브에서 미끄러짐 및/또는 회전에 의해 이동할 수 있다.

이 제1 실시예에서, 전동 수단은 상기 기계식 스프링 및 상기 작동 암 사이에 삽입되고, 상기 핑거에 회전가능하게 연결된다. 이들은 바람직하게 작동 암이 작동하는 동안 직접 또는 적어도 하나의 기어를 통하여 계속 장력하에 있는 체인 또는 케이블의 형태이다. 그러나, 당업자에게 알려진 다른 전동 수단, 예로서 다음과 같은 유형의 수단이 사용될 수 있다: 스트랩; 벨트; 코그 벨트; 힌지 링크로 된 연동 장치; 테이프; 코드; 파이버 묶음; 등등. 더욱 일반적으로, 바람직하게 선택된 전동 수단은 선형 구조를 나타낸다.

또한, 상기 수단은 바람직하게 작동 암이 동작 중인 동안의 단계들 밖에서 장력하에 유지된다.

제1의 바람직한 실시예의 제1 변경예에서, 점 P1 및 P2 사이에 정의된 닫힌선의 부분은 적어도 일부분 직선, 바람직하게는 완전히 직선으로 구비된다. 이 경우, 장치는 제2 접점이 점 P1에 위치할 때, 작동암, 전동 수단 및 상기 기계식 스프링의 축이 일직선, 바람직하게는 점 P1 및 P2로 정의된 방향으로 정렬되도록 설계된다.

제1의 바람직한 실시예의 제2 변경예에서, 점 P1 및 P2 사이에 정의된 닫힌선의 부분은 적어도 일부분 오목한 형태가 되도록 구비된다. 그러나, 그 부분은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고, 적어도 일부분 볼록한 형태를 한 부분이거나, 직선 부분과 연결된 오목한 부분을 포함하는 부분일 수 있다. 필요에 따라, 적어도 하나의 직선 부분 및/또는 적어도 하나의 오목한 부분, 및/또는 적어도 하나의 볼록한 부분을 포함하는 부분을 가질 수도 있다.

이러한 두 변경예에 대하여, 바람직하게 점 P2 및 P3 사이와 점 P3 및 P1 사이에서 각각 정의된 닫힌선의 두 부분은 적어도 일부분, 바람직하게는 완전히 볼록한 형태가 되고, 각 부분은 예를 들면 원호의 형태를 갖는다. 여기서 또한, 부분들 각각이 적어도 하나의 직선 부분 및/또는 적어도 하나의 오목한 부분, 및/또는 적어도 하나의 볼록한 부분을 포함하도록 설계될 수 있다. 따라서 점 P2 및 P3 사이와 점 P3 및 P1 사이에서 각각 정의된 닫힌선의 두 부분은 바람직하게 적어도 일부분 오목한 형태인 부분들일 수 있다.

바람직하게 이 제1의 바람직한 실시예에서, 장치는 상기 핑거와 접촉함으로써 상기 핑거를 점 P2에서 점 P3로 이동시키는 방식으로 상기 모터에 의해 구동되는 제1 제어 레버를 더 포함하고, 상기 핑거와 접촉함으로써 상기 핑거를 상기 점 P3에서 점 P1으로 이동시키는 방식으로 상기 모터에 의해 구동되는 제2 제어 레버를 더 포함한다. 따라서 스터드가 그루브에 배치되는 이 바람직한 실시예에서, 스터드는 그루브를 따라 미끄러짐 및/또는 회전에 의해 이동한다.

또한, 제1 및 제2 제어 레버는 기계식 스프링을 리코킹하는 리코킹 단계 및 이동 접점을 닫는 닫힘 단계 동안 상기 모터에 의해 동시에 작동하도록 설계된다. 그 결과, 다른 기능을 갖는 두 레버를 구동하기 위하여 하나의 모터만 구비할 수 있고, 이로써 제어 장치의 설계가 현저하게 단순화될 수 있다. 그러나 또한 제1 및 제2 제어 레버가 기계식 스프링을 리코킹하는 리코킹 단계 및 이동 접점을 닫는 닫힘 단계 동안 각각 상기 모터에 의해 독립적으로 작동하도록 설계될 수 있다.

본 발명의 제2 실시예에서, 장치는 반지름 R1의 고정 내부링, 상기 링과 외부에서 맞물린 반지름 R2의 유성 기어, 및 상기 내부 링의 중심축 상에 배치된 회전축을 구비하는 유성 기어 홀더를 구비한 기어 시스템을 더 포함하고, 작동 암의 상기 제2 접점은 상기 유성 기어에 회전가능하게 장착된 핑거로 구성되고, 상기 유성 기어는 핑거의 중심축과 평행하고 거리 d1 만큼 떨어진 중심축을 구비한다.

이러한 장치는 제2 접점이 하이포사이클로이드(hypocycloid) 유형의 닫힌선을 나타내도록 하고, 작동 암이 동작중인 동안 원하는 사이클을 재현하기에 적합하다.

장치는 상기 기계식 스프링 및 상기 작동 암 사이에 삽입된 전동 수단을 더 포함하고, 상기 전동 수단은 유성 기어의 중심축에 평행하고 거리 d2만큼 떨어진 피벗축에 대하여 전동 수단과 관련하여 회전할 수 있도록 상기 유성 기어에 회전가능하게 연결된다. 여기서 또한, 전동 수단은 바람직하게 작동 암이 동작 중인 동안 직접 또는 바람직하게 적어도 하나의 기어를 통하여 계속 장력하에 유지되는 체인 또는 케이블의 형태이다. 그러나, 당업자에게 알려진 다른 전동 수단, 예로서 다음과 같은 유형의 수단이 사용될 수 있다: 스트랩; 벨트; 코그 벨트; 힌지 링크로 된 연동 장치; 테이프; 코드; 파이버 묶음; 등등. 더욱 일반적으로, 바람직하게 선택된 전동 수단은 선형 구조를 나타낸다. 또한, 상기 수단은 바람직하게 작동 암이 동작 중인 동안의 단계들 밖에서 장력하에 유지된다.

다음의 변경예들에서, 변수들 R1 및 R2는 다음 조건을 만족하는 방식으로 설정된다: (1) 5 > R1/R2 > 1; 그리고 바람직하게는 더욱 제한적인 조건: (2) R1/R2 = 3; 특히 다른 세 단계의 주기성의 조건을 만족할 수 있다. 상기 주어진 반지름들의 비 R1/R2 값은 또한 링에 의해 운반된 톱니의 수 및 유성 기어에 의해 운반된 톱니의 수의 비에 대응한다.

제2의 바람직한 실시예의 제1 변경예에서, 전동 수단의 상술된 피벗축 및 핑거의 상기 중심축은 일치하고, 이는 d1의 값이 d2의 값과 동일함을 나타낸다.

이 경우에, 변수들 R1, R2 및 d1은 다음 조건을 만족하는 방식으로 설정된다: (3) 2 > d1/R2 > 0.2; 더욱 바람직하게는 조건 (4) d1/R2 = 1/3; 또한 바람직하게 조건 (2) R1/R2 = 3를 만족한다. 물론 R1/R2 비는 0.3 내지 0.4 범위 또는 더 넓게는 0.2에서 2까지 이르는 범위일 수 있다.

d1/R2 = 1/3로 설정되는 특별한 경우에, 작동 암이 작동하는 사이클 동안 제2 접점이 따라 이동하는 닫힌선은 변들이 실질적으로 볼록한 형태인 거의 삼각형의 형태를 갖는다.

제2의 바람직한 실시예의 제2 변경예에서, 전동 수단의 상기된 피벗축과 핑거의 상기 중심축은 다르다.

이러한 경우에, 변수들 R1, R2, d1 및 d2는 다음 조건을 만족하는 방식으로 설정된다: (2) R1/R2 = 3; (3) 2 > d1/R2 > 0.2; 및 (5) 2 > d2/R2 > 0.2.

더욱 바람직하게, 변수들 R1, R2, d1 및 d2는 다음 조건을 만족하는 방식으로 설정된다: (6) d1/R2 = 1 및 (7) d2/R2 = 1/3, 또한 바람직하게 조건 (2) R1/R2 = 3을 만족한다.

여기서 또한, 이 제2 변경예에서의 값들은 예시적으로만 주어진 것이고, 제 한되지 않는다. 상기된 세 조건은 제2 접점이 따라 이동하는 닫힌선이 변들이 실질적으로 오목한 형태인 거의 삼각형인 형태를 가질 수 있음을 나타낸다.

또한, 기어 시스템은 상기 모터에 의해 구동되고 유성 기어 홀더의 상기 회전축에 회전가능하게 장착된 기어를 더 구비하고, 상기 기어는 상기 유성 기어 홀더가 이동 접점을 여는 열림 단계 및 상기 핑거가 기계식 스프링의 영향하에 점 P1에서 점 P2까지 이동되는 동안 그 축에 대하여 자유롭게 회전할 수 있고, 상기 유성 기어 홀더가 핑거가 점 P2에서 점 P3까지 그리고 점 P3에서 P1까지 각각 이동되는 스프링을 리코킹하는 리코킹 단계 및 이동 접점을 닫는 닫힘 단계 동안 켜진 모터의 영향하에 그것과 함께 회전함으로써 상기 기어를 회전시킬 수 있도록 상기 유성 기어 홀더에 기계적으로 결합된다.

이러한 목적으로, 기어가 상기 기어의 각진 부분 상에 구비되고 유성 기어 홀더의 축을 통과하는 원형 그루브를 통하여 상기 유성 기어 홀더에 연결되도록 설계될 수 있고, 축은 상기 유성 기어를 자유롭게 회전가능한 방식으로 이동시키고 상기 유성 기어의 중심축 상에 배치된다.

본 발명의 제2의 바람직한 실시예에서, 모터는 열림 단계, 예로서 열림 단계의 일부분 동안만 스프링을 보조하도록 설계된다.

이때, 모터는 스프링을 보조하고 열림 단계 동안 시간의 수학적 함수의 형태인 설정값에 대하여 이동 접점의 위치를 서보 제어할 수 있도록 설계된다. 유사하게, 모터는 스프링을 보조하고 열림 단계 동안 시간의 수학적 함수의 형태인 설정값에 대하여 이동 접점의 속도를 서보 제어하고, 및/또는 열림 단계 동안 시간의 수학적 함수의 형태인 설정값에 대하여 이동 접점의 가속도를 서보 제어할 수 있도록 설계된다.

물론, 장치는 이동 접점이 모터가 스프링을 보조하지 않거나 이동 접점의 열림의 변수들을 서보 제어하지 않을 때에도 열릴 수 있도록 설계된다.

본 발명은 또한 닫힌 위치 및 열린 위치를 유지하는데 적합한 이동 접점을 구비하고 위에서 설명된 제어 장치를 포함하는 전기 개폐기를 제공한다.

마지막으로, 본 발명은 위에서 설명된 제어 장치에 의해 수행되는 전기 개폐기를 제어하는 방법을 제공한다.

본 발명의 다른 특징 및 장점들은 첨부하는 도면들을 참조하여 기술된 이후의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

먼저, 본 발명의 원리를 개략적으로 도시한 도 1a 내지 1c를 참조하면, 작동시키려고 하는 이동 접점(미도시)이 닫힌 위치에 있는 순간에서 시작하여 상기 이동 접점이 열린 위치로 된 후 동일 위치로 돌아올 때까지 계속되는 제어 사이클 동안 여러 단계에서의 제어 장치(1)를 매우 개략적으로 보여주고 있다. 따라서 도 1a는 사이클의 초기 위치 및 최후 위치 모두를 보여주고 이때 도면들은 순서 1a, 1b, 1c, 1a 등으로 주기적으로 이어진다.

제어 장치(1)는 닫힌 위치 및 열린 위치에 사용되기에 적합한 이동 접점을 구비하는 전기 개폐기, 예로서 회로 차단기, 단로기(disconnector), 또는 실제로 접지 장치(grounding device)를 갖추도록 설계된다. 또한 본 발명은 상기 개폐기에 까지 확장된다.

이동 접점을 제어하는 기능을 수행하기 위하여, 장치(1)는 먼저 막대 경로(4)를 따라 자신의 축을 따라 미끄러지는 일종의 막대 형태의 출력 부재(2)를 포함한다. 상기 부재(2)는 이동 접점으로의 연결을 위한 연결단(2a) 및 작동 암으로의 연결을 위한 연결단(2b)를 구비한다. 따라서 개폐기의 이동 접점에 직접 또는 간접적으로 연결될 수 있는 단(2a)은 부재(2)의 축을 따라 왕복 운동으로 구동될 수 있고, 이에 의하여 양방향 화살표(6a)로써 개략적으로 도시된 바와 같이 이동 접점에 대한 선형 출력 이동을 할 수 있게 한다.

상기된 바와 같이, 장치(1)는 부재(2)의 단(2a)에 힌지 방식으로 탑재된 제1 접점(8a) 및 도 1a 내지 1c에 도시된 닫힌선(L)을 따라 이동할 수 있는 특징을 나타내는 제2 접점(8b)을 구비하는 작동암(8)을 포함한다. 또한 제1 접점(8a)은 미끄러지도록 설치된 부재(2)의 단(2b)에 직접 연결되어 있기 때문에 암(8)을 작동시키는 사이클 동안 부재(2)의 축을 따라 왕복 운동으로 구동되기에 적합하다.

이하의 두 바람직한 실시예는 닫힌선을 따라 제2 접점까지 이동하는 가능한 해결책들을 제시한다. 그러나, 이 해결책들은 물론 제한되는 것은 아니다.

장치(1)는 또한 서보모터 유형의 모터(10), 선택적으로 다수의 스프링에 의해 대체될 수 있는 기계식 스프링(12), 및 스프링(12)과 작동암(8) 사이에 삽입된 전동 수단(14)을 포함한다. 더욱 정확하게, 전동 수단(14)(예로서 다음의 유형들: 체인; 케이블; 스트랩; 벨트; 코그 벨트; 힌지 링크로 된 연동 장치; 테이프; 코드; 파이버 묶음; 등등)은 제2 접점(8b)에 힌지 방식으로 설치된 제1 단부(14a) 및 스프링(12)의 일단과 함께 작용하는 제2 단부(14b)를 구비한다.

도 1a 내지 1c에 도시된 바람직한 실시예에서, 스프링(12)은 일단이 장치(1)의 정지 부재(16)와 마주하여 압축되고 타단이 전동 수단(14)의 제2 단부(14b)와 마주하여 압축됨으로써 압축 작동하는 스프링이고, 상기 전동 수단은 부재(16) 및 스프링(12)을 연속적으로 통과한다.

더욱 구체적으로 도 1a를 참조하면, 상기 부재의 타단(2a)이 이동 접점이 닫힌 위치에 있는 것을 가능하게 하도록 암(8)이 직접 연결된 부재(2)를 임의의 위치로 유지하는 닫힌 위치라는 것을 알 수 있다. 당업자에게 공지된 종래의 잠금 수단(미도시)에 의해 상기 닫힌 위치에서 이동 접점은 견고하게 되어 있다는 것이 연상된다. 상기 잠금 수단은 제어 장치의 일부 또는 전기 개폐기의 어떤 다른 부품의 다른 부분일 수도 있다.

닫힌 위치에서, 바람직하게 암(8)은 방향(6a)에 실질적으로 평행하고 그것의 제2 접점(8b)은 바람직하게 일 평면에 배치되고 거의 삼각형 형태인 닫힌선(L)의 점 P1에 있다. 물론, 닫힌 위치에서 암(8)이 방향(6a)에 대하여 기울어지는 실시예를 고려해 볼 수 있다.

또한, 상기 닫힌 위치에서 기계식 스프링(12)은 부재(16)와 전동 수단(14)의 단부(14b) 사이에서 압축된다.

이동 접점을 개방하라는 명령이 개폐기에 의해 수신되면, 이동 접점을 잠그는 상기 잠금 수단은 비활성된다. 바람직하게 상기 잠금 수단이 이동 접점에 간접적으로, 즉 기계적 응력에 계속적으로 영향을 받는 부품의 수를 최소화하기 위하여 에너지가 저장된 장소에 가능한한 가깝게 작동한다.

비활성 이후에, 이동 접점을 개방하는 열림 단계가 시작되고, 열림 단계는 스프링(12)으로부터 에너지를 방출함으로써 이루어진다. 이 단계 동안, 스프링(12)은 정지 부재(16)로부터 떨어져 전동 수단의 제2 단부(14b)를 자극하고, 상기 제2 단부는 대체로 수단(14) 및 제2 접점(8b)이 제1 부분을 따라 선(L)을 따라가는 작동 암(8)을 동반한다.

열림 단계는 이동 접점이 열린 위치에 도달하면 끝나고, 열린 위치는 바람직하게 제어 장치의 특정 설계 및 특정 기하학 형태에 의해 잠금 수단을 사용하지 않고 단순하게 유지된다. 그리고 나서 암(8)은 도 1b에 도시된 열린 위치가 되고, 제2 접점(8b)은 닫힌선(L)의 점 P2에 배치되고 점 P2는 상기 선의 제1 부분의 경계에 대응한다.

바람직하게, 작동 신뢰성 특히 전기 개폐기의 효율 때문에, 상기 열림 단계는 모터(10)를 포함하지 않고 기계식 스프링(12)만의 영향 하에서 수행된다. 전기 전송 및 분배 설비를 보호하는데 사용되는 전기 개폐기는 보조 에너지원의 고장의 경우에도 작동될 수 있어야 한다.

이때, 이동 접점의 열림 단계가 끝난 후에 직접 리코킹(re-cocking) 단계가 적어도 일부분 에너지를 방출하는 스프링(12)을 리코킹하도록 시작된다. 리코킹 단계는 도 1c에 도시된 바와 같이, 제2 접점(8b)이 점 P3로 선(L)의 제2 부분을 따라 이동하고 제1 접점(8a)은 이동 접점이 열린 위치를 유지하는 위치가 되도록 암(8)에 대한 이동을 어떤 식으로든 하게 하는 모터(10)에 의해 수행된다. 즉, 이 리코 킹 단계 동안 제2 점(8b)은 선(L)의 점 P2와 P3 사이를 이동하나, 제1 점(8a), 부재(2), 및 이동 접점은 실질적으로 동일 위치에 머문다.

스프링(12)을 리코킹하는 이 리코킹 단계 동안에, 전동 수단(14)은 이동하는 제2 접점(8b)에 의해 수반되고, 이로써 이들의 단(14b)을 정지 부재(16)에 더욱 가까워지도록 하고 따라서 압축되는 상기 스프링에 의해 에너지를 스프링(12)에 축적하도록 한다.

이동 접점을 닫으라는 명령이 개폐기에 의해 수신되면, 이동 접점을 잠그는 상기 잠금 수단은 비활성 되고, 이동 접점을 닫는 닫힘 단계가 장치(1)에 의해 어떤식으로든 암(8)에 대해 이동을 하게 하는 모터(10)의 스위치를 켬으로써 시작되어, 제2 접점(8b)이 상기된 점 P1에 도달할 때까지 선(L)의 제3 부분을 따라 이동한다.

바람직하게, 상기 단계는 스프링(12)으로부터 나오는 에너지 없이 모터(10)에 의해서만 전송된 에너지에 의해 수행된다. 또한, 바람직하게 이동 접점의 닫힘 단계 동안에 기계식 스프링(12)은 어떤 부가적인 에너지를 축적하지 않는데, 이는 바로 이전의 스프링 리코킹 단계가 스프링이 다음의 이동 접점 열림 단계를 수행하도록 충분한 에너지를 축적하도록 하기 때문이다.

그 결과, 암(8)이 도 1c에 도시된 리코킹된 위치로부터 도 1a에 도시된 닫힌 위치까지 가는 이동 접점의 닫힘 단계 동안, 전동 수단(14)의 단부(14b)는 정지한 상태이며, 이로써 정지 부재(16)와 상기 단부(14b) 사이의 공간이 변하지 않도록 한다. 반대로, 타단부(14a)는 피벗에 의해 암(8)의 제2 점(8b)의 이동을 따라간다.

바람직하게, 거의 삼각형을 형성하는 선(L)의 상기된 세 부분은 상기 삼각형의 세 변을 구성하고, 따라서 점 P1, P2, P3가 삼각형의 꼭지점으로 간주될 수 있다. 도 1a 내지 1c에 도시된 세 부분의 형태는 결코 제한되지 않는다. 점 P2는 본 발명의 범위를 넘지 않고 도 1a 내지 1c에 도시된 점 P2와 P3 선택적으로 배치될 수 있다.

도 11a 내지 11c를 참조하여 이하에 기재되는 바와 같이, 장치(1)는 이동 접점의 열림 단계가 기계식 스프링의 영향 하에 수행되는 동안 방출된 잉여 에너지를 축적할 수 있도록 하는 수단을 포함한다. 따라서 이는 상기 스프링을 리코킹하는 리코킹 단계 동안, 바람직하게는 상기 리코킹 단계가 시작될 때에 기계식 스프링에 상기 잉여 에너지를 전달할 수 있게 된다. 그러므로, 스프링을 압축하는 상기 리코킹 단계는 모터에 의해 전달된 에너지 및 예로서 플라이휠(flywheel)의 형태가 가능한 상기 보조 수단에 의해 전달된 에너지에 의해 편리하게 발생한다.

또한, 비록 장치가 이동 접점의 닫힘 단계가 에너지를 방출하거나 축적하는 기계식 스프링 없이 발생하도록 바람직하게 설계되더라도, 스프링이 이동 접점의 닫힘 단계가 시작될 때 미리 축적한, 즉 모터에 의해 전달된 에너지에 추가된 에너지의 일부를 방출함으로써 제2 접점의 이동을 가속하는 기능을 수행하도록 설계될 수 있다. 또한 스프링은 압축되는 스프링에 의해 이동 접점의 닫힘 단계의 마지막에 브레이크 기능을 수행할 수 있어서, 도 1a에 도시된 닫힌 위치 전후에서 작동 암 전체의 이동 속도 및 제2 접점의 이동 속도를 늦추는 것을 가능하게 한다.

도 2는 이동 접점에 대하여 회전 출력 이동을 하도록 도 1a 내지 1c의 장치 와 비교하여 약간 수정된 제어 장치(1)의 개요도이다. 본 발명에서 다루어지는 이러한 해결책은 예로서, 미끄러지도록 설치된 막대를 정지축(20)에 대하여 회전하도록 장착된 출력 부재(2)로 교체함으로써 얻어질 수 있고, 이때 상기 출력 부재(2)는 암(8)의 제1 접점(8a)에 추축으로 연결된 단(2b)을 갖는 제1 가지 및 제1 가지에 대하여 각을 이루게 갈라져 나오고 이동 접점에 연결되게 설계된 단(2a)을 갖는 제2 가지를 구비할 수 있다. 도시된 예에서, 출력 부재(2)는 두 가지 사이의 교차점에서 축(20)에 탑재되고, 양방향 화살표(6b)에 의해 개략적으로 나타낸 바와 같이 이동 접점에 대하여 상기 축(20)에 중심을 둔 회전 출력 이동을 가능하게 한다.

도 3 및 4a는 본 발명의 제어 장치(1)의 제1의 바람직한 실시예의 제1의 변경예를 도시하고, 도 3은 닫힌 위치 및 열린 위치 사이의 중간 위치의 작동 암(8)을 도시하고, 도 4a는 닫힌 위치에서 작동 암(8)을 도시한다.

제1의 바람직한 실시예에서, 특징 중의 하나는 작동 암의 제2 접점(8b)이 장치(1)의 고정 동체(stationary body; 24)에 제공되고 닫힌선(L)을 따라가는 그루브(22)에서 미끄러지기에 적합한 핑거로 구성된다는 데에 있고, 상기 고정 동체는 예로서 판 형상으로 된다. 이 제1 실시예는 작동 암(8)이 고정 동체에 물리적으로 정의되고 닫힌선을 따라가는 경로에 의해 안내된 핑거로 구성되는 일군의 가능한 해결책에 속하고, 경로는 이 실시예에서 그루브에 의해 정해지지만 선택적으로 일면 또는 양면에서 가이드 또는 어느 다른 유사한 수단에 의해 구조적으로 정해질 수도 있다.

따라서 핑거(8b)는 이로써 정해진 평면에 대하여 수직으로 배치되는 동안 그 루브(22)를 통과하고, 바람직하게 작동 암(8)의 단부들 중 하나에 놓이게 된다. 그러므로, 도 3에서 더욱 명확하게 도시된 바와 같이, 핑거(8b)는 선(L)이 있는 평면에 수직이다. 그루브(22)는 판(24)을 관통하거나 상기 판의 두 표면들 중 하나만 통과하도록 설계된다.

또한, 이 실시예에서 전동 수단(14)은 케이블(26) 등에 의해 형성되고 그 일 단부(14a)는 핑거(8b)에 추축으로 설치되는 반면, 타 단부(참조 부호 없음)는 스프링(12)의 가동 단부에 대향하여 지탱하는 수단(14)의 단부(14b)를 갖는다. 더욱이, 수단(14)은 바람직하게 케이블(26)이 스프링(12)의 영향 하에 지속적으로 장력을 유지할 수 있도록 적절하게 배치된 적어도 하나의 휠(28)(도 4a에 도시)을 구비한다. 상기 휠(들)(28)의 존재는 케이블(26)에 계속 장력을 주기 위하여 항상 필요한 것은 아니나, 주어진 형태의 전기 개폐기에 대하여 사용되는 스프링 및 모터가 가능한한 작도록 상기 케이블을 안내할 수 있게 한다.

이 제1의 바람직한 실시예의 다른 특징은 장치(1)가 모터(10)에 의해 구동되고 점 P2에서 점 P3 및 점 P3에서 점 P1까지 이동할 수 있도록 핑거(8b)와 접촉하게끔 설계된 제어 레버를 구비한다는 것이다.

장치(1)는 모터(10)에 의해 구동되는, 모터의 출력에 합체되는 기어 시스템(미도시)에 의해 핑거(8b)에 평행한 축(32)에 대하여 회전하게 할 수 있는 제1 제어 레버(30)를 구비한다. 하기된 바와 같이, 제1 레버(30)는 스프링(12)을 리코킹하는 리코킹 단계를 수행하도록 설계된다.

동일한 방법으로, 장치(1)는 모터(10)에 의해 구동되는, 모터의 출력에 합체 되는 기어 시스템(미도시)에 의해 핑거(8b)에 평행한 축(36)에 대하여 회전하게 할 수 있는 제2 제어 레버(34)를 구비한다. 또한 하기된 바와 같이, 제2 레버(34)는 이동 접점을 닫는 닫힘 단계를 수행하도록 설계된다.

따라서, 이 해결책은 두 레버(30, 34)가 기계식 스프링을 리코킹하는 리코킹 단계 및 이동 접점을 닫는 동안 동시에 작동할 수 있다는 것을 알 수 있다. 레버(30, 34)는 이들이 각각의 작동 사이클 동안 알맞은 위치에 있도록 동기식으로 작동한다. 그러나, 구동 수단은 레버(30, 34)가 비동기식으로 작동하도록 할 수 있다.

더욱 구체적으로 도 4a를 참조하면, 점 P1 및 P2 사이에 위치한 선(L)의 제1 부분이 직선, 바람직하게는 방향(6a)에 평행하다는 것을 알 수 있다.

또한, P2와 P3 사이 그리고 P3와 P1 사이에 각각 위치한 다른 두 부분은 바람직하게 볼록한 형태이고, 이들 각각은 원호를 구성한다.

핑거(8b)가 도 4a에 도시된 바와 같이 P1에 위치될 때, 작동 암(8)은 방향(6a)에 평행한 닫힌 위치임을 알 수 있다. 또한 작동 암(8), 케이블(26), 및 기계식 스프링의 축(38)은 점 P1 및 P2에 의해 정의된 방향에서 일직선으로 정렬됨을 알 수 있다. 그러므로, 스프링(12)으로부터 에너지를 방출함으로써 수행되는 이동 접점의 열림 단계 전체에 걸쳐, 상기된 정렬은 특히, 가능한 작은 스프링 힘으로 필요한 속도에 도달할 수 있도록 한다. 도 4a 내지 4d에 도시된 제한되지 않은 바람직한 실시예에서, 휠(28)은 휠의 양쪽에서 연장된 케이블의 두 부분이 실질적으로 일직선으로 있기 때문에 열림 단계 동안에 거의 영향을 받지 않는다. 선택적인 방법(미도시)으로, 예로서 스프링(12)의 축(38)이 P1 및 P2에 의해 정의된 방향으로 정렬되지 않으면, 상기 정렬은 바람직하게 P1 및 P2에 의해 정의된 상기 방향에서 작동암(8) 및 단부(14a)와 휠(28) 사이에 위치된 케이블(26)의 그 부분에만 관계할 수 있다.

도 4b는 열림 단계를 마친, 즉 암(8)이 핑거(8b)가 거의 삼각형 형태인 닫힌선(L)의 점 P2에 있는 열린 위치에 도달한 제어 장치를 도시한다. 이 단계의 마지막에서, 작동 암(8), 케이블(26), 및 기계식 스프링(12)의 축(38)은 여전히 점 P1 및 P2에 의해 정의된 방향으로 정렬되어 있다.

이때, 이동 접점의 열림 단계를 마친 후 직접 리코킹 단계가 미리 방출된 에너지의 일부를 갖는 스프링(12)을 리코킹하도록 시작된다. 이 리코킹 단계는 모터(10)의 스위치를 켬으로써 수행되고, 이에 의해 제1 제어 레버(30)가 핑거(8b)와 접촉하고 그루브(22)를 따라 미끄러짐으로써 선(L)의 점 P3에 도달할 때까지 상기 핑거를 밀 때까지 회전되게 한다. 일단 리코킹 단계가 완료되면, 레버(30, 34)는 도 4c에 도시된 바와 같이 원래 위치로 돌아온다. 도 4c에서 스프링(12)이 실제로 재압축되고 제1 접점(8a)이 암(8)이 4b에 도시된 열린 위치에 있을 때 차지하고 있는 위치에 대하여 옮겨지지 않았음을 알 수 있다. 물론, 이는 이동 접점이 스프링 리코킹 전단계에 걸쳐 열린 위치에 있을 수 있도록 한다.

상기 리코킹 단계 이후에 개폐기가 닫힘 명령을 수신하면, 이동 접점의 닫힘 단계는 시작되고, 모터(10)의 스위치를 켬으로써 수행되며, 이에 의해 제2 제어 레버(34)가 P3에 위치한 핑거(8b)와 접촉하고 도 4d에 도시된 바와 같이, 상기 핑거 가 그루브(22)에서 미끄러짐으로써 선(L)의 점 P1에 이를 때까지 상기 핑거를 밀도록 회전하게 한다. 여기서 또한 닫힘 단계가 완료되면, 판(24) 및 닫힌선(L)에 대하여 평행하게 움직이도록 설계된 레버(30, 34)는 도 4a에 도시된 이들의 원래 위치로 되돌아온다. 도 4a에서, 스프링(12)은 도 4c에서 도시된 것처럼 리코킹 단계의 마지막에 취해진 압축 위치와 동일한 압축 위치로 남아 있게 된다.

도 5는 모터(미도시)에 의해 구동된 제2 제어 레버(34)가 접촉에 의해 그루브(22)를 따라 핑거(8b)를 닫힌선(L)의 점 P1으로 옮긴 후, 그 닫힌 위치에서의 작동 암(8)을 나타내는 본 발명의 제어 장치(1)의 제1의 바람직한 실시예의 제2 변경예이다.

제2 변경예에서, 도시된 전동 수단(14)이 P1에 근접하고 또한 케이블(26)을 팽팽하게 하는 제2 휠(28)을 구비한다는 사실 이외에, 점 P1 및 P2 사이의 선(L)의 제1 부분은 이 실시예에서 적어도 일부분 오목한 부분의 형태를 한다는 것을 알 수 있다. 상기 제1 부분은 실질적으로 직선 영역으로 된 P1에서 시작하여 점 P2까지 오목한 영역으로 계속된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 직선 영역은 바람직하게 그 닫힌 위치에 있는 암(8)과 일직선이다. 또한, 제2 휠(28)은 직선 영역 및 단부(14a)와 상기 제2 휠(28) 사이에 놓인 케이블(26)의 부분이 이동 접점의 열림 단계 동안 동일 선상이라는 것과 같은 형식으로 배치되어 있다. 이렇게, 열림 단계의 초기에, 상기 휠(28)은 핑거(8b)에 연결된 케이블(26)의 부분이 상기 핑거의 경로에 평행하도록 한다. 그러므로 이동 접점에 요구되는 이동 속도가 더욱 용이하게 달성된다.

도 5에 도시된, 스프링(12)에 근접한 나머지 휠(28)은 스프링(12)을 리코킹하는 리코킹 단계 동안 케이블(26)이 올바른 방향에 있을 수 있도록 한다.

제어 장치(1)의 나머지 요소들은 제1 변경예의 상기 설명에 나타난 것과 동일하거나 유사하다.

이 변경예에서, 핑거(8b)는 그루브(22)에 의해 구조적으로 정의된 경로에서 선(L)을 따라 계속 안내된다. 경로가 물리적으로 고정 동체 상에 완전히 정의될 수 있다는 것을 생각할 수 있지만, 상기된 바와 같이, 경로는 고정 동체 상에 구조적이라기 보다 그밖에 부분적으로 정의된다는 것을 선택적으로 생각할 수 있다. 어떤 경우에는, 구조적으로 정의되지 않은 경로의 부분들을 넘어, 핑거(8b)는 예로서 전동 수단 및 관련 풀리나 휠의 특정 위치에 따른 경로를 따라 안내된다.

실시예에 의하여, "직선 부분", 즉 점 P1과 제2 휠(28) 사이의 부분으로 언급되고 위에서 정의된 경로의 부분에서, 핑거(8b)의 경로가 설계 및 전동 수단과 제2 휠(28)의 특정 위치에 의하여 정해지기 때문에 어떠한 그루브도 제공할 필요가 없다. 따라서 그루브(22)가 상기된 부분에서 끊기도록 할 수 있고, 또한 이동 접점의 속도가 가장 중요한 사이클의 특정 시점에서 그루브에서 핑거(8b)의 마찰을 예방할 수 있다. 어떤 경우에는 핑거(8b)가 P1에 도착하면서 그루브를 종료하고 제2 휠(28)을 지난 후 다시 들어간다.

그루브(22)에서 다른 끊김이 또한 본발명의 범위 내에서 점 P2 및 P3 사이에 생성될 수 있다.

도 6a 및 6b는 본 발명의 제어 장치(1)의 제2의 바람직한 실시예의 제1 변경 예이며, 두 도면은 닫힌 위치에서의 작동암(8)을 도시한다.

바람직한 제2 실시예에서, 특징 중 하나는 기어 시스템이 제1의 바람직한 실시예에서처럼 고정 동체상에 구조적으로 정의된 경로를 더이상 제공할 필요가 없도록 닫힌선(L)(도 6a 및 6b에 미도시)을 따라 작동암(8)의 제2 접점(8b)를 이동시킬 수 있다는 사실에 있다.

기어 시스템은 반지름 R1과 중심축(44)의 고정 내부링(42) 및 상기 링과 외부에서 맞물리고 축(44)과 평행한 중심축(48) 상에 배치된 반지름 R2의 유성 기어(planet wheel; 46)를 구비한다. 또한, 기어 시스템은 중심축(44) 상에 배치된 회전축(52) 및 자유롭게 회전하는 방식으로 유성 기어(46)를 이동시키는 축(54)을 구비한 유성 기어 홀더를 포함한다. 물론, 축(54)은 축(48) 상에 배치되어 있다.

따라서, 제2 접점(8b)이 유성 기어(46) 상에 회전가능하게 설치된 핑거에 의해 구성되고, 상기 핑거(8b)는 축(48)에 평행하고 이로부터 거리 d1만큼 떨어져 있는 중심축(56)을 구비한다.

도 6b에 더욱 명확하게 도시된 바와 같이, 핑거(8b)는 유성 기어(46)의 일면 상에 수직으로, 당연히 중심을 달리하여 장착되어 있다. 이와 같이, 기어 시스템이 동작 상태일 때 핑거에 의해 정의된 닫힌선(L)은 이하의 등식 시스템에 의해 정의된, 즉 변수 "t"의 함수로 정의된 하이포사이클로이드(hypocycloid) 곡선이 형태를 취한다:

x(t) = (R1-R2).cos(t) + d1.cos((-1+R1/R2)t)

y(t) = (R1-R2).sin(t) - d1.sin((-1+R1/R2)t)

이 실시예에서 전동 수단은 또한 작동 사이클의 모든 단계들 동안 장력이 가해지는 케이블(26) 및 적어도 하나의 휠(28)에 의해 형성된다. 케이블(26)의 단부(14a)는 유성 기어(46) 상에 추축으로 장착되어, 유성 기어(46)의 중심축(48)에 평행하고 상기 중심축으로부터 거리 d2만큼 떨어진 피벗축(58)에 대하여 유성 기어에 상대적으로 회전할 수 있다. 도 6b에 도시되는 바와 같이, 제2 실시예의 이 제1 변경예에서, 두 축(56, 58)은 일치, 특히 거리 d1은 거리 d2와 동일하고, 단부(14a)는 유성 기어(46)와 작동암(8) 사이에서 핑거(8b) 상에 회전가능하게 장착될 수 있다.

케이블(26)의 나머지 단부(미참조)는 스프링(12)의 가동 단부와 마주하여 지탱하는 수단(14)의 단부(14b)를 이동시키고, 또한 정지 부재(16)에 의해 그 나머지 단부에서 지탱되고 있다. 그러나, 당업자에게 알려진 다른 전동 수단, 예로서 다음과 같은 유형들: 스트랩; 벨트; 코그 벨트; 힌지 링크로 된 연동 장치; 테이프; 코드; 파이버 묶음; 등등을 사용하는 것도 가능하다.

이러한 구성에서, 변수들 R1, R2, d1 및 d2는 바람직하게 다음 조건을 만족하는 식으로 설정된다:

R = 3.R2 = 9.d1 = 9.d2

그러나, d1/R2 비는 바람직하게 0.3 내지 0.4 범위내에 놓인다.

이는 도 7에 도시되는 바와 같이, 핑거(8b) 및 그 축(56)을 따라가는 닫힌선(L)이 둥근 꼭지점들 및 약간 볼록한 면으로 된 거의 정삼각형 형태가 될 수 있게 한다. 도 7에서, 점 P1, P2 및 P3는 상기 세 꼭지점의 하나에 각각 배치되어 있 다.

또한, 도 6a 및 6b를 더욱 상세하게 참조하면, 상기 제2의 바람직한 실시예의 다른 특징은 기어 시스템이 바람직하게 모터(10)에 의해 구동되고 회전축(52)에서 자유롭게 회전가능한 방식으로 장착된 기어(60)를 포함한다는 것이다. 상기 기어(60)는 상기 유성 기어 홀더가 이동 접점을 여는 열림 단계 동안 그 축(52)에 대하여 자유롭게 회전되도록 하고, 스프링을 리코킹하는 리코킹 단계 및 이동 접점을 닫는 닫힘 단계 동안에 그것과 함께 유성 기어 홀더(52)를 회전에 동반하도록 유성 기어 홀더(50)에 기계적으로 결합되게 설계되어 있다.

이러한 목적으로, 기계적 결합이 기어(60)에 제공된 원형 그루브(62)를 통하여 이루어지고, 상기 그루브는 축(44)에 중심이 맞춰지고 상기 기어의 주어진 각진 부분에만 형성될 뿐이다.

도 6b에 도시되는 바와 같이, 그루브(62)는 유성 기어 홀더의 축(54)을 지나고 이는 기어(60)가 바람직하게 유성 기어(46) 및 상기 유성 기어 홀더의 두 축(52, 54)을 결합하는 유성 기어 홀더(50)의 암(64) 사이에 평행하게 배치된다는 것을 의미한다.

다른 유형의 결합, 즉 기계적인 또는 다른 형태의 결합은 당연히 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 상기된 결합을 대체할 수 있다.

핑거(8b)가 도 6a에 도시된 바와 같이 P1에 놓이면, 작동 암(8)은 닫힌 위치에 있고, 제어 장치(1)의 선형 출력 방향(6a)에 평행해진다. 또한, 축들(44, 48, 56, 58)은 당연히 평행하고 링(42)의 동일한 직경의 평면에 놓이게 된다. 그러나, 이러한 특성은 암(8)이 그 닫힌 위치에 있는 이 구성에서 전동 수단(14)의 축(58)이 당연히 유성 기어 홀더(50) 및 핑거(8b)의 축들(44, 48 및 56)에 의해 정의된 평면의 외부에 위치가 정해질 수 있다.

개폐기가 이동 접점을 열라는 명령을 수신하면, 상기 이동 접점은 관련 잠금 수단에 의해 풀리고 이동 접점을 여는 열림 단계가 스프링(12)으로부터 에너지를 방출함으로써 수행될 수 있다.

열림 단계 동안에, 스프링(12)에 의해 방출된 에너지는 전동 수단(14)의 단부(14b)가 작동되도록 하고, 상기 단부는 이와 함께 케이블(26), 핑거(8b) 및 원형 그루브(62)에서 자유롭게 미끄러지는 축(54)을 동반한다. 기어(60)는 이 단계가 모터(10)의 스위치를 켜는 것을 포함하지 않기 때문에 정지 상태로 있는다. 그것이 점 P1에 있을 때, 핑거(8b)는 그루브(62)의 두 단부 중 하나의 외측 부근에서 수용되는 반면, 점 P2에 있을 때, 핑거(8b)는 상기 그루브의 두 단부 중 나머지의 부근, 그러나 여전히 상기 단부의 외측에 수용된다.

도 7a에 도시된 바와 같이, 열림 단계 동안, 유성 기어(46)는 링(42)과 맞물림에 의해 그 중심축(48)에 대하여 회전하는 반면, 유성 기어 홀더(50)는 축(44)에 대하여 회전함으로써, 암(8)이 도 7b에 도시된 열린 위치로 이동하도록 하고, 핑거(8b)는 P2에 위치하게 된다. 이 열림 단계 동안, 축(54)은 정지 상태의 그루브(62)에서 자유롭게 이동하고, 이러한 이동은 그루브(62)의 일단에서 그루브의 타단까지에 걸쳐 발생한다.

그리고 나서, 이동 접점의 열림 단계의 완료 바로 다음에, 리코킹 단계가 도 7b에서 그 길이로써 도시된 바와 같이 그 에너지의 적어도 일부를 미리 방출한 스프링(12)을 리코킹하도록 시작된다. 이 리코킹 단계는 모터(10)의 스위치를 켬으로써 수행되고, 이에 의해 기어(60)는 그 원형 그루브(62)의 단부 중 하나가 축(54)과 접촉할 때까지 회전하도록 하고, 핑거(8b)가 닫힌선(L)의 점 P3에 도달할 때까지 상기 축을 밀어낸다. 도면들에서 명백하게 나타난 바와 같이, 본 단부는 열림 단계의 마지막에 축(54)이 위치한 단부라기 보다, 암(8)이 닫힌 위치에 있을 때 상기 축(54)이 위치하는 반대 단부이다.

도 7c에 도시된 바와 같이, 일단 리코킹 단계가 완료되면, 스프링(12)은 압축되고, 접점(8a)은 암(8)이 도 7b에 도시된 열린 위치에 있을 때 배치된 위치에 대하여 옮겨지지 않는다. 이는 당연히 이동 접점이 스프링을 리코킹하는 리코킹 단계 전체를 통하여 열린 위치로 있는 것을 가능하게 한다.

리코킹 단계 이후에 개폐기가 닫힘 명령을 수신하면, 닫힘 단계가 이동 접점을 닫기 위해 시작되고, 이 단계는 모터(10)의 스위치를 켬으로써 수행되고, 이에 의해 도 6a에 도시된 바와 같이, 핑거(8b)가 점 P1에 도달할 때까지 축(54)에 접촉한 그루브(62)의 단부가 상기 축을 다시 한번 밀도록 기어(60)를 다시 한번 회전시킨다. 도 6a에서, 스프링(12)은 리코킹 위치의 작동암(8)을 도시하는 도 7c에 도시된 바와 같이, 리코킹 단계의 마지막에서 취하는 압축 위치와 동일한 압축 위치로 있음을 알 수 있다.

정상 작동 모드, 즉 시스템의 모든 구성요소들이 작동 위치에 있는 작동 모드에서, 기어(60)는 열림 명령이 주어지는 것과 동시에 모터(10)에 의해 회전된다. 따라서, 기어(60)에 의해 획득된 운동 에너지는 리코킹 동작 초기에 다시 사용된다. 그러나, 작동 중인 기어(60)는 열림 단계 동안 축(54)을 작동시키는데에 관여하지 않거나 아주 관여하지 않아서, 핑거(8b)가 작동중인 기어(60)에 의해 간접적으로가 아니라 스프링만 작동중인 동일한 단계 동안에 작동되는 것을 생각할 수 있다.

그러나 본 발명의 범위를 벗어나지 않고, 전기 개폐기가 예외적으로 짧은 반응 시간을 갖도록 하는 임의의 적용예에서의 제약을 만족시키도록 모터는 스프링12)으로부터 작동에 대한 보충으로서 열림 단계의 초기에서 편리하게 사용될 수 있다. 이러한 관계로, 모터를 사용하지 않는 것은 보통의 반응 시간을 확보하게 된다.

또한 본 발명의 범위를 벗어나지 않고, 모터는 닫힘 단계 동안 이동 접점의 위치, 속도, 또는 가속도를 서보컨트롤하고, 열림 단계 동안 이동 접점의 위치, 속도, 가속도를 서보컨트롤하고, 스프링이 정해진 짧은 시간 내에 리코킹 되도록 유용하게 사용될 수 있다.

서보모터(10)가 작동 위치에 있지 않은 퇴화된 작동 모드에서, 기어(60)는 작동하지 않는다. 그럼에도 열림 동작은 상기된 바와 같이 리코킹 단계를 수반하지 않고 발생한다. 이는 열림이 개폐기의 전기 보조물의 고장의 경우에도 실행될 수 있는 한은 작동 신뢰도에 있어서 특히 장점을 갖는다.

도 8a 및 8b는 닫힌 위치에서의 작동암(8)을 나타내는 본 발명의 제어 장치(1)의 제2의 바람직한 실시예의 제2 변경예이다.

이 제2 변경예에서는 제1 변경예에 비하여 두 개의 중요한 차이점을 알 수 있는데, 그 첫번째는 전동 수단(14)의 피벗축(58)과 핑거(8b)의 중심축(56)이 더 이상 일치하지 않고 오히려 서로 다르다는 사실에 있다. 따라서 단부(14a)는 핑거(8b) 상에 더 이상 회전가능하게 장착되지 않고, 오히려 동일한 유성 기어 상의 다른 위치 및 바람직하게 그 중심으로부터 다른 거리에 핑거(8b)처럼 유성 기어(46)의 일면 상에 자유롭게 회전되도록 설치된 핑거(70)에 장착된다.

또한, 다른 특징은 열린 위치에서 암(8)의 접점(8a)이 암(8)의 초기 위치가 제1 변경예에서 만나는 위치에 대하여 반대로 되도록 핑거(8b)의 아래에 배치되어 있다. 더욱 정확하게는, 열린 위치에서 암(8)의 접점(8a)은 도 8a 및 8b에 도시된 바와 같이 점 P1 및 P2를 서로 연결하는 닫힌선의 그 부분 아래에 놓여져 있다.

핑거(8b)가 도 8a에 도시된 바와 같이 P1에 위치하면, 작동암(8)은 제어 장치(1)의 선형 출력 방향(6a)에 평행하게 위치된다. 또한, 네 개의 축(44, 48, 56, 58)은 별개이며 평행할 뿐만 아니라 링(42)의 동일 직경의 평면에 위치한다는 것을 알 수 있다. 그러나, 이러한 특성은 암(8)이 닫힌 위치로 있는 이러한 구성에서 축(56 및 58)들이 당연히 유성 기어 홀더(50)의 축들(44, 48)에 의해 정의된 평면의 외부에 위치될 필요는 없다.

이 구성에서, 변수들 R1, R2, d1, 및 d2는 바람직하게 다음 조건을 만족하도록 설정된다:

R1 = 3.R2 = 3.d1

R1 = 3.R2 = 9.d2

이는 핑거(8b) 및 그 축(56)을 따라가는 닫힌선(L)이 도 9에 도시된 바와 같이, 꼭지점들이 점들 P1, P2, 및 P3로 구성되고 변들은 약간 볼록한 거의 정삼각형 형태가 되도록 할 수 있다.

이는 또한 핑거(70) 및 그 축(58)을 따라가는 닫힌선(L')이 도 9에 또한 도시된 바와 같이, 둥근 꼭지점들과 약간 볼록한 변들을 구비하는 거의 정삼각형 형태가 되도록 할 수 있다.

제어 장치(1)의 다른 구성요소들은 제1 변경예의 상기 기재에서 나타난 것들과 동일하거나 유사하다.

이 제2의 실시예에 대하여, 도 10에 도시된 바와 같이, 부가의 휠(28)을 구비하는 전동 수단(14)을 제공하는 것이 가능하다. 상기된 휠 이외에 제공된 상기 부가의 휠(28)은 P1의 근처, 닫힌선(L)의 점 P1 및 P2 사이에 배치된다. 이렇게 열림 단계의 초기에, 부가 휠(28)은 핑거(8b) 및 상기 휠(28) 사이에 배치된 케이블의 일부가 상기 핑거(8b)의 경로에 실질적으로 평행하도록 할 수 있다. 따라서 열림 단계의 초기에 스프링(12)에 의해 핑거(8b)에 전달된 힘의 전송은 고도로 최적화된다.

도 11a 내지 11c는 열림 단계 동안 방출된 잉여 에너지를 축적/저장하게 할 수 있는 수단의 바람직한 실시예를 도시하고, 이때 이동 접점은 기계식 스프링의 영향하에 열려있고, 상기 수단은 축적된 잉여 에너지를 상기 스프링이 리코킹되는 리코킹 단계 동안 기계식 스프링에 전달하도록 설계된다. 물론, 제2의 바람직한 실시예에 기재된 이러한 유형의 수단은 또한 제1의 바람직한 실시예에 적용될 수 있 다.

이 실시예에서, 에너지 회복 수단은 회전축(81)에 대하여 자유롭게 회전하는 "몰타 십자(Maltese cross; 80)"의 형태를 갖는 플라이휠에 기초한다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않고, 몰타 십자의 관성은 동일한 회전축(81) 또는 다른 축에 대하여는 선택적으로 회전하는 다른 플라이휠(미도시)에 결합됨으로써 보충될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 몰타 십자(80)는 마찰을 최소화하고 바람직하게는 흔들리지 않으면서 이동 핑거(83)가 관통할 수 있도록 충분히 폭이 넓고 방사상으로 뻗은 정수개의 그루브들(82)을 구비한다. 제1 실시예에서, 이동 핑거(83)는 작동 암의 접점(8b)과 관련된 경로를 그린다. 제2 실시예에서, 이동 핑거(83)는 유성 기어(46)에 직각으로 그 중심(48)으로부터 적당한 거리에서 고정된 원통형 축이다. 몰타 십자 근처에서 이동 핑거(83)의 경로는 도 11a 내지 11c에서 파선으로 표시된 바와 같이, 볼록한 형태이다. 회전축(81) 및 몰타 십자(80)의 반경은 이동 핑거(83)가 통과하여 바람직하게는 본 그루브의 벽들에 접선방향으로 그루브에서 나가도록 설계된다. 또한 몰타 십자(80)는 그루브(82)가 이동 핑거(83)와 접촉할 때 알맞게 배치되도록 하는 각분할 장치(angular indexing device; 미도시)와 연결되어 있다.

열림 단계의 마지막에, 이동 접점의 열림 위치에 도달하기 전에, 이동 핑거(83)는 도 11a에 도시된 바와 같이 그루브(82)를 관통하여 몰타 십자(80)를 회전시키고 이에 따라 잉여 운동 에너지, 즉 열린 위치로 이동 접점을 이동시키는데 직 접 사용되지 않는 운동 에너지를 상기 십자에 의해 축적한다. 이동 핑거(83)가 도 11b에 도시된 바와 같이 그루브(82)와 맞물려 있는 동안, 몰타 십자(80)는 회전의 최대 속도에 도달한다. 또한, 열림 단계의 마지막 및 리코킹 단계의 초기에 대응하는 이 순간부터, 열림 단계의 마지막에서의 고속으로 인하여 십자는 그것의 운동에너지를 이동 핑거(83) 및 전동 수단(14)을 통하여 스프링(12)에 전달한다. 도 11c에 도시된 바와 같이, 리코킹 단계 동안 스프링으로의 에너지 전달은 핑거(83)가 그루브(82)에서 나가면 종료된다. 그리고 나서 몰타 십자(80)의 회전 속도는 영이 되고, 다른 그루브(82)가 다음 작동 사이클 동안 핑거(83)를 다시 수용해서 에너지를 다시 전달하기 위하여 알맞은 위치에 있게 된다.

당연히, 다양한 수정이 상기된 제어 장치들(1)에 대하여 제한하지 않는 실시예에 의하여 당업자에 의해 이루어질 수 있다. 예를 들면, 제어 장치(1)는 그 구성요소들 중 적어도 일부가 핑거(8b)가 이동하는 평면에 평행한 평면에 대하여 대칭적으로 반복되도록 하는 방식으로 설계될 수 있다.

본 발명에 따르면, 고도로 단순하고 저비용이며 신뢰성이 높은 제어 장치로 중간 전압 또는 고압 유형인 전기 개폐기를 제어할 수 있다.

Claims (50)

1. 닫힌 위치 및 열린 위치를 유지하기에 적합한 이동 접점을 포함하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치(1)에 있어서,

   상기 제어 장치는 상기 이동 접점을 이동시키도록 설계되고 모터(10), 기계식 스프링(12) 및 제1 접점(8a)과 제2 접점(8b)을 구비하는 작동 암(8)을 포함하고,

   상기 작동 암(8)은 상기 이동 접점이 닫힌 위치에 놓이는 상기 제2 접점(8b)이 점 P1에 배치되는 닫힌 위치, 상기 이동 접점이 열린 위치에 놓이는 상기 제2 접점(8b)이 P1과 다른 점 P2에 배치되는 열린 위치, 및 상기 제2 접점(8b)이 P2 및 P1과는 다른 점 P3에 배치되는 리코킹 위치를 유지하는데 적합하고,

   상기 제어 장치는 상기 제2 접점(8b)이 점 P1에서 점 P2까지 상기 기계식 스프링(12)의 영향하에 상기 이동 접점을 개방시키는 열림 단계; 점 P2에서 점 P3까지 상기 이동 접점을 열린 위치에 두면서 켜진 상기 모터(10)의 영향하에 기계식 스프링(12)을 리코킹하는 리코킹 단계; 점 P3에서 P1까지 켜진 상기 모터(10)의 영향하에 상기 이동 접점을 닫는 닫힘 단계 동안 상기 점들 P1, P2, 및 P3를 포함하는 닫힌선(L)을 따라 연속적으로 이동될 수 있도록 설계되는 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 제2 접점(8b)이 점 P3에서 점 P1까 지 이동되어 상기 이동 접점을 닫는 상기 닫힘 단계 동안, 상기 기계식 스프링(12)에 저장된 에너지가 변화하지 않도록 설계되는 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 닫힌선(L)은 거의 삼각형의 형태인 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 닫힌선(L)은 상기 점들 P1, P2, 및 P3가 꼭지점을 구성하는 거의 삼각형의 형태인 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 접점(8b)이 점 P1에서 점 P2까지 이동되어 상기 이동 접점을 여는 상기 열림 단계는 상기 기계식 스프링(12)만의 영향하에서 수행되거나, 상기 모터(10)가 상기 기계식 스프링(12)을 보조하는 방식으로 수행되는 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 이동 접점에 선형 또는 회전 출력 이동을 전달하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모터(10)는 서보모터인 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이동 접점의 위치는 시간의 수학적 함수의 형태로 된 설정값(setpoint)에 대하여 상기 닫힘 단계 동안 서보 제어되는 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이동 접점의 속도는 시간의 수학적 함수의 형태로 설정값에 대하여 상기 닫힘 단계 동안 서보 제어되는 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이동 접점의 가속도는 시간의 수학적 함수의 형태로 설정값에 대하여 상기 닫힘 단계 동안 서보 제어되는 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 기계식 스프링(12)의 영향하에 상기 이동 접점을 개방하는 상기 열림 단계 동안 방출되는 에너지를 축적할 수 있는 수단을 더 포함하고, 상기 수단은 상기 축적된 에너지를 상기 기계식 스프링(12)에 상기 스프링을 리코킹하는 리코킹 단계 동안 전달하는 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치.
12. 제11항에 있어서, 잉여의 에너지를 저장할 수 있는 상기 수단은 가동부(moving part)의 작동하에 회전될 수 있는 플라이휠을 포함하고, 상기 플라이휠은 몰타 십자(Maltese cross; 80) 같은 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 작동 암(8)의 상기 제2 접점(8b)은 고정 동체 상에 적어도 일부분이 물리적으로 정의되고 상기 닫힌선(L)을 따르는 경로를 따라 안내된 핑거로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 작동 암(8)의 상기 제2 접점(8b)은 상기 닫힌선(L)을 따라 연장되고 고정 동체(24)에 제공된 그루브(22)에서 안내된 핑거로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치.
15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 기계식 스프링(12)과 상기 작동 암(8) 사이에 삽입된 전동 수단(14)을 포함하고, 상기 전동 수단(14)은 상기 핑거(8b)에 회전가능하게 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치.
16. 제15항에 있어서, 상기 전동 수단(14)은 상기 작동 암이 작동 중인 동안 계속하여 장력하에 유지되는 체인 또는 케이블의 형태인 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치.
17. 제16항에 있어서, 상기 전동 수단(14)은 상기 작동 암이 작동 중인 동안 적어도 하나의 기어를 통하여 계속 장력하에 유지되는 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치.
18. 제13항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 점들 P1 및 P2 사이에서 정의된 닫힌선(L)의 상기 부분은 적어도 일부분 직선인 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치.
19. 제18 항에 있어서, 상기 점들 P1 및 P2 사이에서 정의된 닫힌선(L)의 상기 부분은 직선인 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치.
20. 제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 제2 접점(8b)이 점 P1에 있을 때, 상기 작동 암(8), 상기 전동 수단(14) 및 상기 기계식 스프링(12)의 축(38)이 일직선으로 정렬되도록 설계되는 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치.
21. 제20항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 제2 접점(8b)이 점 P1에 있을 때, 상기 작동 암(8), 상기 전동 수단(14) 및 상기 기계식 스프링(12)의 축(38)이 상기 점들 P1 및 P2에 의해 정의되는 방향에서 일직선으로 정렬되도록 설계되는 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치.
22. 제13항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 점들 P1 및 P2 사이에 정의된 닫힌선(L)의 상기 부분은 적어도 일부분 오목한 형태인 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치.
23. 제13항 내지 제17 중 어느 한 항에 있어서, 상기 점들 P1 및 P2 사이에 정의된 닫힌선(L)의 상기 부분은 적어도 일부분 볼록한 형태인 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치.
24. 제13항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 점들 P2 및 P3 사이, 그리고 P3 및 P1 사이에서 각각 정의된 닫힌선(L)의 상기 두 부분은 적어도 일부분 오목한 형태인 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치.
25. 제13항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 점들 P2 및 P3 사이, 그리고 P3 및 P1 사이에서 각각 정의된 닫힌선(L)의 상기 두 부분은 적어도 일부분 볼록한 형태인 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치.
26. 제13항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 핑거(8b)를 점 P2에서 점 P3까지 상기 핑거와 접촉한 상태에서 이동 가능한 방식으로 상기 모터(10)에 의해 구동되는 제1 제어 레버(30)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치.
27. 제13항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 핑거(8b)를 점 P3에서 점 P1까지 상기 핑거와 접촉한 상태에서 이동 가능한 방식으로 상기 모터(10)에 의해 구동되는 제2 제어 레버(34)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치.
28. 제26항 또는 제27항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 제1 및 제2 제어 장치(30, 34)가 상기 기계식 스프링을 리코킹하는 리코킹 단계 및 상기 이동 접점을 닫는 닫힘 단계 동안 상기 모터(10)에 의해 동시에 작동되도록 설계되는 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치.
29. 제26항 또는 제27항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 제1 및 제2 제어 장치(30, 34)가 상기 기계식 스프링을 리코킹하는 리코킹 단계 및 상기 이동 접점을 닫는 닫힘 단계 동안 각각 상기 모터(10)에 의해 개별적으로 작동되도록 설계되는 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치.
30. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 장치는 반지름 R1의 고정 내부링(stationary inner ring; 42), 상기 링과 외면에서 맞물리는 반지름 R2의 유성 기어(planet wheel; 46), 및 상기 내부링(42)의 중심축(44) 상에 배치된 회전축(52)을 구비한 유성 기어 홀더(50)를 구비한 기어 시스템을 포함하고, 상기 작동 암(8)의 제2 접점(8b)은 상기 유성 기어(46)에 회전가능하게 장착된 핑거로 구성되고, 상기 유성 기어는 상기 핑거의 중심축(56)에 평행하고 거리 d1 만큼 떨어진 중심축(48)을 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치.
31. 제30항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 기계식 스프링(12) 및 상기 작동 암(8) 사이에 삽입된 전동 수단(14)을 더 포함하고, 상기 전동 수단은 상기 유성 기어(46)의 중심축(48)에 평행하고 거리 d2만큼 떨어진 피벗축(58)에 대하여 회전하도록 상기 유성 기어(46)에 대하여 회전가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치.
32. 제31항에 있어서, 상기 전동 수단(14)은 상기 작동 암(8)이 작동 중인 동안 계속 장력이 유지되는 체인 또는 케이블의 형태인 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치.
33. 제32항에 있어서, 상기 전동 수단(14)은 상기 작동 암(8)이 작동 중인 동안 적어도 하나의 기어를 통하여 계속 장력이 유지되는 체인 또는 케이블의 형태인 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치.
34. 제30항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변수들 R1 및 R2는 다음 조건을 만족하는 방식으로 설정되는 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치:

    (1) 5 > R1/R2 > 1
35. 제34항에 있어서, 상기 변수들 R1 및 R2는 다음 조건을 만족하는 방식으로 설정되는 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치:

    (2) R1/R2 = 3
36. 제31항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전동 수단(14)의 상기 피벗축(58) 및 상기 핑거(8b)의 상기 중심축(56)은 일치하여 상기 변수들 d1 및 d2가 동일함을 의미하는 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치.
37. 제36항에 있어서, 상기 변수들 R1, R2 및 d1은 다음 조건을 만족하는 방식으로 설정되는 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치:

    (3) 2 > d1/R2 > 0.2
38. 제37항에 있어서, 상기 변수들 R1, R2 및 d1은 다음 조건을 만족하는 방식으로 설정되는 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치:

    (2) R1/R2 = 3

    (4) d1/R2 = 1/3
39. 제31항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전동 수단(14)의 상기 피벗축(58)과 상기 핑거(8b)의 상기 중심축(56)이 다른 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치.
40. 제39항에 있어서, 상기 변수들 R1, R2, d1 및 d2는 다음 조건을 만족하는 방식으로 설정되는 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치:

    (3) 2 > d1/R2 > 0.2

    (5) 2 > d2/R2 > 0.2
41. 제40항에 있어서, 상기 변수들 R1, R2, d1 및 d2는 다음 조건을 만족하는 방식으로 설정되는 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치:

    (2) R1/R2 = 3

    (6) d1/R2 = 1

    (7) d2/R2 = 1/3
42. 제30항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기어 시스템은 상기 모터(10)에 의해 구동되고 유성 기어 홀더(50)의 회전축(52)에서 회전가능하게 장착된 기어(60)를 더 포함하고,

    상기 기어(60)는 상기 유성 기어 홀더가 상기 핑거(8b)가 기계식 스프링(12)의 영향하에 점 P1에서 점 P2로 이동되는 동안인 이동 접점을 여는 열림 단계 동안 그 축에 대하여 자유롭게 회전되도록 하고, 핑거(8b)가 점 P2에서 점 P3로 그리고 점 P3에서 P1으로 각각 이동되는 단계인 스프링을 리코킹하는 리코킹 단계 및 이동 접점을 닫는 닫힘 단계 동안에 켜진 모터(10)의 영향하에 기어와 함께 유성 기어 홀더(52)를 회전하도록 유성 기어 홀더(50)에 기계적으로 결합되고, 이로써 상기 기어를 회전시키는 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치.
43. 제42항에 있어서, 상기 기어(60)는 상기 유성 기어의 축(54)을 지나고 상기 기어의 각진 부분 위에 구비된 원형 그루브(62)를 통하여 상기 유성 기어 홀더(50)에 기계적으로 결합되고, 상기 축은 상기 유성 기어(46)를 자유롭게 회전가능한 방식으로 구동시키고 상기 유성 기어의 중심축(48) 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치.
44. 제30항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모터(10)는 열림 단계동안 상기 스프링(12)을 보조하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제 어하는 제어 장치.
45. 제30항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모터(10)는 상기 열림 단계의 일부 동안에만 상기 스프링(12)을 보조하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치.
46. 제30항 내지 제45항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모터(10)는 상기 스프링(12)을 보조하도록 설계되고 상기 열림 단계 동안 시간의 수학적 함수의 형태인 설정값에 대하여 상기 이동 접점의 위치를 서보 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치.
47. 제30항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모터(10)는 상기 스프링(12)을 보조하도록 설계되고 상기 열림 단계 동안 시간의 수학적 함수의 형태인 설정값에 대하여 상기 이동 접점의 속도를 서보 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치.
48. 제30항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모터(10)는 상기 스프링(12)을 보조하도록 설계되고 상기 열림 단계 동안 시간의 수학적 함수의 형태인 설정값에 대하여 상기 이동 접점의 가속도를 서보 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치.
49. 닫힌 위치 및 열린 위치를 유지하는데 적합한 이동 접점을 구비하는 전기 개폐기에 있어서, 제1항 내지 제48항 중 어느 한 항에 따른 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 개폐기.
50. 전기 개폐기를 제어하는 방법에 있어서, 상기 방법은 제1항 내지 제48항 중 어느 한 항에 따른 제어 장치에 의해 실행되는 것을 특징으로 하고,

    상기 기계식 스프링(12)의 영향하에 점 P1에서 점 P2까지 이동 접점을 여는 단계;

    켜진 모터(10)의 영향하에 점 P2에서 점 P3까지 상기 이동 접점이 상기 열린 위치에 놓인 동안 상기 기계식 스프링(12)을 리코킹 하는 단계;

    켜진 상기 모터(10)의 영향하에 점 P3에서 P1까지 상기 이동 접점을 닫는 단계를 후속단계로 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 개폐기를 제어하는 제어 장치.

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