KR20070115728A - 접지 및 시각적 브레이크를 제공하는 절연 스위치용 커넥터시스템 - Google Patents

접지 및 시각적 브레이크를 제공하는 절연 스위치용 커넥터시스템 Download PDF

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KR20070115728A
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connector
contact
housing
detachable interface
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KR1020070052795A
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엠. 스텝니악 프랑크
지벤스 래리
리드 안토니
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토마스앤베츠 인터내셔널, 인크.
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Abstract

전압원 커넥터; 부하 커넥터; 진공 보틀 내의 제1 컨택부; 및 진공 보틀 외부에 위치하며 제1 컨택부와 직렬 연결된 제2 컨택부를 포함하는 고전압 진공 스위치용 커넥터. 상기 제1 및 제2 컨택부를 통하여 전압원이 부하에 연결되며, 제2 컨택부는 제1 분리식 인터페이스, 제2 분리식 인터페이스 및 도전성 핀을 포함한다. 도전성 핀이 제거될 때, 절연핀이 대체되어 삽입될 수 있다. 바람직한 구현예에서, 커넥터 시스템은 하우징 및 도전성 핀을 관찰하기 위한 하우징을 통하여 연장된 시야 글라스를 포함한다. 또한 커넥터 시스템은, 테스트 연결 및/또는 접지 연결을 위하여 사용되는, 제1 및 제2 분리식 인터페이스용 제1 및 제2 커넥터를 포함한다.

Description

접지 및 시각적 브레이크를 제공하는 절연 스위치용 커넥터 시스템{CONNECTOR SYSTEM FOR AN INSULATED SWITCH WITH PROVISION FOR GROUNDING AND VISIBLE BREAK}
도 1은 진공 보틀 내의 종래기술의 고전압 스위치를 도시한 것이다.
도 2는 진공 보틀 내의 고전압 스위치에 연결된 커넥터 시스템을 도시한 것이다.
도 3은 스위치가 밀폐 위치에 있고, 진공 보틀 내의 고전압 스위치에 연결된 시야 글라스를 갖는 커넥터 시스템을 도시한 것이다.
도 4는 스위치가 개방 위치에 있고, 하나의 절연캡이 제거된, 진공 보틀 내의 고전압 스위치에 연결된 시야 글라스를 갖는 커넥터 시스템을 도시한 것이다.
도 5는 커넥터 시스템 일측이 접지되며, 타측 절연캡이 제거된, 진공 보틀 내의 고전압 스위치에 연결된 시야 글라스를 갖는 커넥터 시스템을 도시한 것이다.
도 6은 커넥터 시스템 양측이 접지되며, 도전성 핀이 제거된, 진공 보틀 내의 고전압 스위치에 연결된 시야 글라스를 갖는 커넥터 시스템을 도시한 것이다.
도 7은 커넥터 시스템 양측이 접지되며, 도전성 핀이 절연성 핀으로 대체된, 진공 보틀 내의 고전압 스위치에 연결된 시야 글라스를 갖는 커넥터 시스템을 도시한 것이다.
도 8은 잠금 시스템을 가지고 스위치 핸들이 밀폐 위치에 있는, 진공 보틀 내의 고전압 스위치에 연결된 커넥터 시스템을 도시한 것이다.
도 9는 잠금 시스템을 가지고 키가 제거되어 스위치 핸들이 개방 위치에 있는, 진공 보틀 내의 고전압 스위치에 연결된 커넥터 시스템을 도시한 것이다.
도 10은 잠금 시스템을 가지고 개방 위치에서 도전성 핀이 제거된, 진공 보틀 내의 고전압 스위치에 연결된 커넥터 시스템을 도시한 것이다.
본 출원은 2006년 5월 31일에 출원된 미국 가출원번호 제60/809,695호의 우선권을 주장한다.
본 발명은 고전압 전기 회로에서 전류의 흐름을 차단하기 위한, 이동식 통전 컨택부에 곤한 것이다. 특히, 본 발명은 고전압 진공 스위치 및 이들 스위치의 컨택부를 전기적으로 접지시키고 개방 회로를 시각적으로 확인시키는 수단에 관한 것이다. 본 명세서에서, "고전압"이라 함은, 1 kV 이상의 전압을 의미한다.
전원 회로 및 시스템을 위한, 저대기압(sub-atmosphere) 또는 진공식 회로 차단기를 갖는 고전압 스위치 어셈블리는, 미국특허 제4,568,804호, 제3,955,167호 및 제3,471,669호 등에 예시되어 있는 바와 같이, 당해 기술분야에서 널리 공지되어 있다. 캡슐화된 진공식 스위치 또는 회로 브레이커도, 미국특허 제3,812,314호 및 제2,870,298호에 공지되어 있다.
종래기술의 스위치 어셈블리 및 회로 브레이커에서, 전류 흐름을 제어하고 차단하기 위해, 하나는 고정식이고, 다른 하나는 이동식인, 한 쌍의 상보적 컨택부가 구비된다. 상기 컨택부는, 통상 "보틀"(bottle)이라 불리우는, 상대적으로 깨지기 쉬운 글라스 또는 세라믹 하우징을 갖는 제어된 대기 컨택부 어셈블리 내에 장착된다. 금속 벨로스(bellows)가 상기 보틀의 한쪽 말단에 제공되고, 이동식 컨택부가 상기 벨로스 내부에 접속된다. 상기 벨로스의 바깥에 결합된 작동봉이 이동하면서, 보틀 내부의 이동식 컨택부를 가동시킨다. 상기 컨택부가 개방되고 밀폐될 때, 아크에 의해 상기 컨택부가 손상되는 것을 방지하기 위해, 상기 보틀의 내부는, 저압 공기와 같이, 제어된 대기로 유지된다. 상기 보틀의 글라스 또는 세라믹 측벽은, 디바이스의 수명을 위해 제어된 압력으로 유지하기 위한, 내침투성 봉입물을 구비한다. 상기 보틀을 둘러싸는 도전성 핀을 포함하는, 상기(solid dielectric material)를 사용하여, 컨택부 어셈블리를 보호하고 강화시키기 위한 노력이 있어왔지만(전술한 특허에 설명됨), 또 다른 개선이 현실적으로 요구되고 있다.
특히, 지하 파워 분배 시스템 및 이와 유사한 다른 응용에 적당한, 제어된 대기 컨택부 어셈블리를 이용하는 탄성체-절연 스위치에 대한 요구는 중요하고, 충족되지 않고 있다. 이들 응용에 사용되는 스위치는 몇몇 요구조건을 만족시켜야 한다. 컨택부 어셈블리와 작동봉을 포함하고, 사용 중에 라인 전압에 연결된 스위치 어셈블리는 부분적으로 고체 절연 하우징 내에 수납되어야 한다. 상기 하우징은, 상기 시스템에 인가되는 최대 전압, 종종 수천 볼트 정도로 높은 전압을 인내할 수 있는 유전 강도를 가져야 한다. 안전성을 고려하여, 절연 하우징은 접지되는 도전 층으로 덮여진다. 상기 스위치는, 유전 하우징을 개방하지 않고도, 유전 하우징의 바깥에서 작동하여야 하고, 온도 극한, 수분 및 환경 오염물에 대한 노출에 수년 동안 견뎌낼 수 있어야 한다. 상기 스위치는 고전압에 대한 지속적 노출에도 작동가능하여야 하고, 반복적 작동에도 견뎌내어야 한다. 가장 중요하게는, 상기 스위치는 쉽고, 컨택부의 위치에 대한 신뢰성있는 지시를 제공하여야 한다.
진공 보틀을 사용하는 절연 스위치는, 컨택부가 개방되어 있는지(시각적 브레이크) 또는 밀폐되어 있는지를 확인하기 위한, 컨택부의 시각적 검사 수단을 제공하지 아니한다. 종래기술의 스위치는, 컨택부가 대규모 가스 또는 오일이 충진된 캐비닛 내부에 장착되고, 상기 컨택부를 시각적으로 관측하기 위해 글라스 윈도우가 사용되도록 고안되었다. 그러나, 진공 보틀 내의 컨택부를 직접적으로 시각적으로 관측할 수 있는 수단이 없는데, 그 이유는 상기 진공 보틀이 금속과 불투명한 세라믹 물질로 제작되기 때문이다. 진공 보틀 내부를 진공상태로 유지하기 위해 필요한 밀봉은 글라스 윈도우의 설치를 방해한다. 보다 새로운 고전압 스위치는 진공 스위칭을 고유전성 EPDM 고무 절연재와 결합시키고, 이것은 루찌의 미국특허 제5,667,060호, 제5,808,258호 및 제5,864,942호에 기재되어 있으며, 이들 문헌은 그 전체로서 참고문헌으로서 본 발명에 포함된다.
도 1은 진공 보틀(902)을 사용하는 전형적 종래기술의 절연 스위치(900)를 도시한 것이다. 스위치는 진공 보틀(902) 내부에 밀봉되어 시각적으로 보여지지 아니한다. 전압원(904) 및 부하(906)는 스위치(900)에 연결되나, 스위치 컨택부는 보이지 않는다. 스위치 컨택부의 상태를 확인할 수 있는 유일한 수단은 스위치 핸들( 908)의 위치이다. 만일 핸들(908) 및 스위치 컨택부 사이의 접속구가 작동되지 않거나 결함이 있으면, 조작자가 컨택부 위치를 알 수 있는 긍정적 지시는 없다. 따라서, 컨택부의 위치에 대한 신뢰성있는 지시를 제공하는, 진공 보틀을 사용하는 절연 스위치가 산업적으로 요구되고 있다.
본 발명에 따르면, 고전압 진공 스위치용 커넥터 시스템이 제공된다. 커넥터 시스템은: 전압원 커넥터; 부하 커넥터; 진공 보틀 내의 제1 컨택부; 및 진공 보틀 외부에 위치하며 제1 컨택부와 직렬 연결된 제2 컨택부를 포함한다. 커넥터 시스템은 전압원 커넥터 및 부하 커넥터를 이용하여 제1 및 제2 컨택부를 통하여 전압원을 부하에 연결한다. 제2 컨택부는 하우징에 위치하며 제1 분리식 인터페이스, 제2 분리식 인터페이스 및 도전성 핀을 포함한다. 하우징은 기존 진공 스위치에 부착되거나 또는 진공 스위치 및 제2 컨택부는 단일 하우징 내에 제조될 수 있다. 바람직하게는, 하우징은 도전성 핀을 포함하는, 상기, 가장 바람직하기로는 EPDM 고무로 제작될 수 있다. 일 구현예에서, 커넥터 시스템은 하우징을 통하여 연장되고, 도전성 핀이 이를 통하여 관찰될 수 있도록 위치되는 시야 글라스를 포함한다. 또한 커넥터 시스템은 제1 분리식 인터페이스를 위한 제1 커넥터 및 제2 분리식 인터페이스를 위한 제2 커넥터를 포함하며, 이들은 테스트 연결 및/또는 접지 연결을 위하여 사용된다.
다른 바람직한 구현예에서, 커넥터 시스템은 또한 : 키; 제1 컨택부를 개방 또는 밀폐 위치로 구동하는 수동작동기구를 위한 제1 록; 및 하우징 내의 도전성 핀을 잠그는 브래킷을 위한 제2 록을 포함한다. 키는 제1 및 제2 록 양자를 조작하며, 제1 컨택부가 개방되도록 수동작동기구가 위치될 때만 제1 록으로부터 빠질 수 있다.
가장 바람직한 구현예에서, 도전성 핀은 구리와 같은 전기적 도전 재료로 제작되며 제거될 수 있다. 제1 컨택부가 개방된 후, 도전성 핀은 제거될 수 있고 엘라스토머, 플라스틱, 세라믹 또는 유리 재료와 같은 전기적 비-도전 재료로 제작되는 절연핀으로 대체될 수 있다. 또한 도전성 핀 및 절연핀은, 사용자에 의해 쉽게 인지될 수 있도록 채색 코드화될 수 있다. 이에 따라 사용자는 신속하고도 안전하게 스위치 컨택부 위치를 알 수 있어, 고전압회로에서의 보수 및 유지를 수행하는 개개인에게 향상된 보호 수준을 제공할 수 있다.
본 발명의 절연 스위치용 커넥터 시스템의 바람직한 구현예와, 본 발명의 다른 목적들, 특징 및 유리한 효과 등은 아래의 상세한 설명 및 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명된다.
본 발명은 진공 보틀 내의 절연 스위치 컨택부와 직렬 연결되는 제2의 컨택부 세트를 제공하는 고전압 진공 스위치용 커넥터 시스템이다. 제2의 컨택부 세트는 절연 스위치 컨택부와 독립적으로 개방될 수 있어 개방 회로를 제공할 수 있다. 본 발명은 또한 한정된 공간에서 하류부(down stream)의 안전한 실질적 유지를 위하여 보틀의 부하 측 및 부하 측 케이블을 접지하는 수단을 제공한다.
커넥터 시스템은, 제거되는 경우 컨택 분리를 유발하는 도전성 핀(이하 '풀- 핀(pull-pin)'이라고도 언급됨)을 포함한다. 대조적으로, 종래기술의 커넥터 시스템들은 부착 케이블로부터 분리되는 절연 커넥터 요소(component)가 요구되었다. 절연 커넥터 분리에 있어서 하나의 단점은 일반적으로 개폐기(switchgear)에 연결되는 큰 도전성 케이블은 제한된 유연성을 가진다는 것이다. 이에 따라 커넥터 두 부분을 분리하는 것은 어렵다.
"데드프론트(deadfront)" 진공 스위치는, 5-38kV 분배 시스템에서 약 600 암페어 정도의 부하 전류를 발생시키고, 운반 및 차단할 수 있는, 스프링 동력의 부하 스위칭 장치이다. 여기에서 사용되는 바와 같이, '데드프론트'라는 용어는, 노출된 라이브(live) 부분을 절연하고, 차폐하며 제거하는 성형 고무 구조체를 갖는 스위치를 언급하는 것이다. 이러한 스위치의 바람직한 구현예는 진공 스위칭 및 고 유전 강도의 EPDM 고무 절연성을 결합한 것으로, 루찌(Luzzi)의 미국특허 제5,667,060호, 제5,808,258호 및 제5,864,942호에 기재되어 있으며, 상기 문헌들은 그 전체로서 본 발명의 참고문헌으로서 포함된다.
본 발명에 의한 고전압 진공 스위치용 커넥터 시스템은 직렬로 연결된 두개의 컨택부를 포함한다. 전형적으로, 제1 컨택부는 스위치 하우징에 들어있는 진공 보틀 내의 기존 고전압 진공 스위치이다. 제2 컨택부는 진공 보틀 외부에 위치하며, 스위치 하우징과 연결되는 별도의 하우징에 들어있다. 그러나, 제1 및 제2 컨택부는 단일 하우징 내에 양 컨택부들을 포함하는 일체의 유닛으로 제조될 수 있다. 바람직하게는, 하우징은 고형의 유전 재료, 가장 바람직하게는 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머("EPDM") 고무로 제작된다. 커넥터 시스템은 시스템을, 최소한 1kV 의 고 전압원에 연결하기 위한 전압원 커넥터 및 전압 부하에 연결하기 위한 부하 커넥터를 포함한다. 전압원 커넥터는 제1 컨택부 입구측에 연결되며 제1 컨택부 출구측은 제2 컨택부 입구측에 직렬로 연결된다. 이후 제2 컨택부 출구측은 부하 커넥터에 연결되어, 제1 및 제2 컨택부를 통하여 전압원은 부하에 연결된다.
제2 컨택부는, 도전성 핀으로 연결되는, 제1 분리식 인터페이스 및 제2 분리식 인터페이스를 포함할 수 있다. 도전성 핀은, 구리와 같은 전기적 도전 재료로 제작되며, 바람직하게는 제1 컨택부가 개방될 때 제거될 수 있다. 도전성 핀이 제거된 후, 전압원이 부하에서 끊겨 있다는 것을 보장하기 위하여, 전기적 비-도전 재료로 형성된 절연핀이 제1 분리식 인터페이스 및 제2 분리식 인터페이스 사이에 설치될 수 있다. 도전성 및/또는 절연핀의 상태는 하우징을 통하여 연장된 시야 글라스를 통하여 시각적으로 점검될 수 있다. 시야 글라스는 통하여, 사용자는 스위치가 개방 또는 밀폐되어 있는지를 확인할 수 있다. 바람직한 구현예에서, 도전성 핀 및 절연핀은 채색 코드화되어 신속하고도 용이한 시각적 인식이 가능하다.
또한 커넥터 시스템은 제1 분리식 인터페이스를 위한 제1 커넥터 및 제2 분리식 인터페이스를 위한 제2 커넥터를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 커넥터들은 테스트 연결 및/또는 접지 연결을 위하여 사용된다. 제1 커넥터를 통하여 사용자는 전압 테스트를 수행하여 진공 보틀 내의 제1 컨택부가 개방된 것을 확인한다. 제1 컨택부가 개방된 것을 확인한 후, 제1 접지 케이블은 제1 커넥터에 연결될 수 있다. 전압 테스트는 이후 제2 커넥터를 이용하여 수행될 수 있으며 사용자가 회로가 개방된 것을 확인한 후, 제2 접지 케이블이 부착될 수 있다. 제2 컨택부의 양측을 접지함으로써 보수 및 일상적인 유지를 수행하는 사용자에게 향상된 안전성을 제공한다.
추가적인 안전 수단으로써, 또한 커넥터 시스템은 키 및 한 쌍의 록을 포함하는 키-록 시스템을 가질 수 있다. 제1 록은 제1 컨택부를 개방 또는 밀폐 위치로 구동하는 수동작동기구를 위한 것이다. 제2 록은 하우징에서 도전성 핀을 잠그는 브래킷을 위한 것이다. 하나의 키는 양 록을 작동시킨다. 수동작동기구를 조작하여 제1 컨택부를 밀폐하기 위해서는 키는 반드시 제1 록에 있어야 한다. 제1 컨택부가 밀폐되어 있는 한 제1 록에서 키가 빠질 수 없다. 이를 통하여, 전압원이 부하에 연결되어 있는 동안, 브라킷을 열고 하우징에서 도전성 핀을 제거하도록 키가 사용될 수 없다는 것이 보장된다. 수동작동기구가 개방 위치에 있을 때, 키를 돌릴 수 있고 제1 록에서 뺄 수 있다. 키를 돌리는 것은 수동작동기구를 개방 위치로 잠그는 것이고, 사용자가 키를 삽입하고 돌린 후에만 밀폐 위치로 변경될 수 있다.
키는 제1 록에서 빠진 후, 제2 록에 삽입되어 하우징에서 브래킷을 여는데 사용될 수 있다. 브래킷은 도전성 핀 또는 절연핀을 포함하는 플러그 어셈블리를 하우징에 잠그고 있으며, 브래킷을 먼저 제거하지 않고는 플러그 어셈블리는 제거될 수 없다. 브래킷을 제거하는 것은 플러그 어셈블리가 하우징에서 빠지도록 하는 것이다. 스위치가 끊겨 있으면, 플러그 어셈블리는 하우징에서 빠질 수 있고 도전성 핀은 절연핀으로 대체된다. 플러그 어셈블리는 이후 하우징에 재삽입되고 제1 컨택부가 개방 위치에 있는 동안 절연핀이 제1 분리식 인터페이스 및 제2 인터페이스 사이의 위치에 유지된다. 바람직하게는, 도전성 핀은 전기적 도전 재료로 제작 되고 절연핀은 전기적 비-도전 재료로 제작된다. 바람직한 전기적 도전 재료는 구리이며, 바람직한 전기적 비-도전 재료는 엘라스토머, 플라스틱, 세라믹 또는 유리 재료일 수 있다.
도전성 핀은, 바람직하게는 나사 결합으로, 제1 컨택점에서 제1 분리식 인터페이스와 전기적으로 연결되는 제1 말단, 플러그와 연결되는 제2 말단 및 중간점(midpoint)을 가진다. 도전성 핀은 또한 제2 분리식 인터페이스와 연결되는, 제2 말단 및 중앙점 사이에 제2 컨택점을 가진다. 도전성 핀은 제1 말단 직경이 제2 말단 직경 보다 작게, 길이를 따라 직경이 변경되도록 치수화된다. 바람직하게는, 제1 컨택부에서 제1 말단 직경은, 도전성 핀이 하우징에 삽입될 때, 제2 분리식 인터페이스를 통과하도록 충분히 작으나, 제1 분리식 인터페이스에 안정적으로 개재되도록 충분히 크다. 제2 컨택점에서 도전성 핀의 직경은, 도전성 핀이 하우징에 삽입될 때, 이것이 제2 분리식 인테페이스에 전기적으로 개재되도록 선택된다. 도전성 핀은 제1 말단에서 제2 말단으로 갈수록 직경이 점차적으로 증가되는 테이퍼 형상일 수 있다. 또한 도전성 핀은 제1 말단에서 제2 컨택점까지의 부분이 제1 직경을 가지고 제2 컨택점(을 포함)에서 제2 말단까지의 부분이 제2 직경을 가지되, 제1 직경이 충분히 작아 제1 말단이 제2 분리식 인터페이스를 통과하도록 디자인될 수 있다. 바람직하게는, 도전성 핀은 제1 컨택점에서 제1 직경 및 제2 컨택점에서 제1 직경 보다 큰 제2 직경을 가진다. 절연핀 직경은 도전성 핀 치수와 실질적으로 동일하다.
하기 기재는 용이한 설명을 위하여 단상 스위치를 기본으로 한다. 그러나, 공통 구동 기구와 연결된 단상 스위치와 동일한 3 레그(leg)를 갖는 3상 스위치에 동일하게 적용될 수 있다.
도 2는 커넥터 시스템(16)이 진공 보틀(14) 내의 스위치 컨택부(8)에 부착되어 스위치 어셈블리(10)가 형성된 커넥터 시스템(16)을 도시한 것이다. 커넥터 시스템(16)은 종래기술(도 1 참조)의 표준 스위치 어셈블리 말단 피팅(906)을 대체한 것이다. 커넥터 시스템(16)은 도전성 핀(22)에 의해 내부적으로 연결된 두개의 분리식 커넥터 컨택부(18, 20)를 가진다. 제1 분리식 커넥터 컨택부(18)는 진공 보틀(14) 내의 컨택부(8)의 출력 및 전류 운반 부싱(bushing)(35)과 전기적으로 연결된다. 직접 테스트 연결부(33)를 갖는 커넥팅 포스트(34)는 부싱(35)에 연결된다. 제2 분리식 커넥터 컨택부(20)는, 부하(load)(94)와 연결된 전류 운반 부싱(37)과 전기적으로 연결된다. 도전성 핀(22)은 두개의 분리식 커넥터 컨택부(18, 20)를 전기적으로 연결하며 절연 플러그(24)에 부착된다. 커넥터 시스템(16)은 스위치(8)에 연결되는 제1 말단(15) 및 이를 통하여 커넥팅 핀(22)이 접근될 수 있는 제2 말단(17)을 가진다. 도전성 핀(22)/플러그(24) 어셈블리는, 스위치 컨택부(8)가 개방되어 연결 분리가 보장될 때, 하우징의 제2 말단(17)에 배치된 천공(19)을 통하여 제거될 수 있다. 도전성 핀(22)이 제거된 후, 절연봉(26) 및 플러그(24)(도 7 참조)가 이를 대체하여 전기적 분리를 유지하며 하우징에 밀봉 커버를 제공한다.
다시 도 2를 참조하면, 전압원(90)은, 케이블 엘보우(92)를 이용하여, 스위치 어셈블리(10)에 연결된다. 진공 보틀(14) 내의 스위치 컨택부(8)는 구동 기구(12)에 연결된 수동 핸들(30)에 의해 구동된다. 스위치 컨택부(8)가 밀폐될 때, 전압원(90)은 진공 보틀(14)을 통하여 출력 커넥터(32)를 지나, 이후 커넥터 시스템(16)을 통과한다. 커넥터 시스템(16)이 밀폐 위치에 있으면, 두개의 분리식 커넥터 컨택부(18, 20)는 전기적으로 도전성 핀(22)에 의해 전기적으로 연결된다. 커넥터 시스템(16)으로부터의 출력은 이후 케이블 엘보우(96)를 통하여 부하(94)로 연결된다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 구현예로, 두개의 분리식 커넥터 컨택부(18, 20) 사이에 위치하며, 보호캡(43)을 갖는 시야 글라스(42)를 포함하는 커넥터 시스템(16)이 도시된다. 시야 글라스(42)를 통하여 사용자는 시각적으로 도전성 핀(22)을 검사하여 이것이 제거되어 커넥터 시스템(16)이 개방되었는지 확인할 수 있다. 도 3 내지 7은 커넥터 시스템(16)을 개방하고 개방 조건을 확인하기 위한 연속 조작을 도시한 것이다. 커넥터 시스템(16)의 중요한 특징들 중 하나는, 케이블 엘보우(92, 96)의 어느 한쪽을 제거하지 않고도 전압원(90)이 부하(94)로부터 물리적으로 제거되고 전기적으로 끊길 수 있는 것이다. 이러한 특징은 케이블 엘보우(92, 96)를 제거하기에 제한된 공간을 갖는 봉입물(enclosure)의 내부에 스위치 어셈블리(10)가 장착된 경우에 특히 유용하다.
도 3의 커넥터 시스템(16)은 밀폐 위치에 있는 도전성 핀(22)을 도시한다. 이러한 배열에 있어서, 진공 보틀(14) 내의 스위치 컨택부(8)가 밀폐 위치에 있는 경우, 소스 전압(90)은 부하(94)로 통과된다. 두개의 분리식 커넥터 컨택부(18, 20)에는 테스트 연결부(33, 39)가 제공되어, 전압 측정을 위하여 도전성 핀(22)의 각 측에 테스트 장비가 연결될 수 있다. 테스트 연결부(33, 39)가 사용되지 않을 때에, 이들은 절연캡(36, 40)으로 덮여있다. 커넥터 시스템(16)을 포함하는 결합 스위치 어셈블리(10)는, 두 분리식 직렬 컨택부를 사용함에 따라 향상된 사용자 안전성 및 보호 수준을 제공한다. 제1 스위치 컨택부(8)는 진공 보틀(14) 내에 있으며 제2 컨택부는 커넥터 시스템(16)의 도전성 핀(22)에 의해 형성된다. 조작 핸들(30)이 개방 위치로 가고, 도전성 핀(22)이 제거되고 접지 엘보우(80, 82)가 연결된 후(도 7 참조), 사용자는 보수 및/또는 유지를 수행하여도 안전하다는 것을 확신할 수 있다.
도 4는 구동 기구(12)를 위한 핸들(30)이 개방 위치에 있고 절연캡(36)이 제1 분리식 커넥터(18)에서 제거되어 직접 전압 테스트가 준비된 것을 도시한다. 직접 전압 테스트를 통하여, 보이지 않지만, 진공 보틀(14) 내의 스위치 컨택부(8)가 개방된 것을 확인한다. 전압 테스트를 통하여 스위치 어셈블리(10) 출력이 0 볼트인 것을 확인한 후{즉, 진공 보틀(14) 내의 스위치 컨택부(8)가 개방됨}, 제1 접지 엘보우(80)는, 도 5에 도시된 바와 같이 커넥팅 포스트(34)에 부착된다. 연속해서, 절연캡(40)은 로드브레이크 탭 플러그(38)로부터 제거되고 테스트 커넥팅부(39)는 커넥터 시스템(16)의 제2 분리식 커넥터(20) 측에서의 전압 테스트를 위하여 사용된다.
도 6을 참조하면, 제1 접지 엘보우(80)가 커넥팅 포스트(34)에 연결되어 진공스위치 컨택부(8)의 소스 측(90)을 접지시키고, 제2 접지 엘보우(82)는 로드브레이크 탭 플러그(38)에 연결되어 커넥팅 시스템(16)의 부하(94) 측을 접지시키는 것을 알 수 있다. 소스 측(90) 및 부하 측(94)의 접지는 커넥터 시스템(16)을 안전한 상황으로 설정시키주며, 접지 엘보우(80, 82)를 끊지 않고도 도전성 핀(22)을 안전하게 제거하도록 한다. 쉽게 인지되도록 황색과 같은 특히 밝은 색을 가진 절연핀(26)과 플러그(29)는, 커넥터 시스템(16)의 천공(19)에 삽입되고, 이것은 개방 점들, 즉 두개의 분리식 커넥터 컨택부(18, 20) 사이의 절연 수준을 높이고, 도 7에 도시된 바와 같이 천공(19)을 밀봉한다. 도전성 핀(22)이 제거되었는지 또는 절연핀(26)이 삽입되었는지에 대한 시각적 확인은 시야 글라스(sight glass, 42)(또는 관찰 포트(viewing port)라고도 언급됨)를 통하여 가능하다.
상기 조작을 역으로 진행하면 부하(94)는 전압원(90)에 다시 연결된다. 먼저, 절연핀(26)이 제거되고 도전성 핀(22)이 커넥터 시스템(16)에 설치된다. 제2 접지 엘보우(82)가 로드브레이크 탭 플러그(38)로부터 제거되고 절연캡(40)이 설치된다. 이후 제1 접지 엘보우(80)가 커넥팅 포스트(34)에서 제거되고 절연캡(36)이 설치된다. 스위치 핸들(30)은 밀폐 위치로 이동하여 진공 보틀(14) 내의 스위치 컨택부(8)를 밀폐시키고 부하(94)를 전압원(90)에 다시 연결시킨다.
다른 바람직한 구현예에서, 스위치 어셈블리(10)가 개방 위치에 있기 전에 도전성 핀(22)이 제거되지 않는다는 것을 보장하기 위한 인터록(interlock) 시스템이 적용된다. 스위치 핸들(30)이 밀폐 위치에 있을 때, 핸들 어셈블리(56) 상의 제1 록(52)에 키(50)가 잡혀있다. 스위치 핸들(30)이 개방 위치로 이동될 때까지, 키(50)는 제1 록(52)으로부터 제거되지 않는다. 이후 이러한 키(50)는 제2 록(54)을 개방할 때 사용되며, 제2 록(54)은 브래킷(58)이 커넥터 시스템(16)의 하우징에 잠기도록 하여 플러그(24) 및 도전성 핀(22)이 제거되는 것을 방지한다. 도 8 및 10에는 인터록 시스템{키(50) 및 두개의 록들(52, 54) 포함}이 작동되는 방법이 도시된다. 스위치 핸들(30)을 개방 위치에 이동하여 키(50)가 제1 록(52)에서 빠지도록 한다. 스위치 핸들(30)이 개방된 이후에만 키(50)가 제1 록(52)에서 빠질 수 있으며 제2 록(54)을 여는데 사용되어, 플러그(24)를 잡고 있는 브래킷(58)을 제거할 수 있다. 이를 통하여 풀-핀 어셈블리(pull-pin assembly){즉, 도전성 핀(22) 및 플러그(24)}가 제거될 수 있다. 두개의 록들(52, 54)은, 스위치 핸들(30)이 개방 위치에 있을 때에만 도전성 핀(22)이 제거될 수 있다는 것을 보장한다.
바람직한 구현예에서, 도 6에 도시된 도전성 핀(22)은, 제1 분리식 커넥터(18)에 도전성 핀(22)을 연결하기 위하여, 나사식 팁(21)을 가진다. 도전성 핀(22)은 제1 직경(25) 및 제2 직경(27)의 두 직경을 가지도록 구성되고, 제2 직경(27)은 제1 직경(25) 보다 크다. 커넥팅 시스템(16)의 제2 말단(17)에 있는 천공(19)을 통하여 도전성 핀(22)이 삽입될 때, 제1 직경(25)은 제2 분리식 커넥터(20)를 쉽게 통과하여 제1 분리식 커넥터(18)에 개재되도록 치수화된다. 도전성 핀(22)의 나사식 팁(21)이 제1 분리식 커넥터(18) 내부로 나사 결합될 때, 제2 직경(27)은 제2 분리식 커넥터(20)에 개재되어 전기적 연결을 형성한다. 도전성 핀(22)의 후단(23)은 플러그(24)에, 바람직하게는 나사 결합에 의해 부착된다. 플러그(24)는 도전성 핀(22)을 회전시킬 수 있는 도구를 수용하기 위한 천공(28) 및 플러그가 천공(19) 내로 설치된 후 플러그(24) 상에 배치되는 캡(29)을 가진다. 다른 바람직한 구현예에서, 도전성 핀(22)은 테이퍼 형상일 수 있으며 팁(21)은 후단(23)보다 더 작은 직경을 가지게 되어, 팁은 제1 분리식 커넥터(18)에 개재되기 전에 제2 분리식 커넥터(20)를 통하여 통과될 수 있다.
본 발명에 따른 고전압 진공 스위치용 커넥터 시스템은 진공 보틀 내의 컨택부의 위치에 대한 신뢰성있는 지시를 제공한다. 더 나아가, 본 발명에 따른 고전압 진공 스위치용 커넥터 시스템은 고전압 진공 스위치 및 이들 스위치의 컨택부를 전기적으로 접지시키고, 개방 회로를 시각적으로 확인시킬 수 있는 효율적 시스템이다.
상기에서, 본 발명의 바람직한 구현예가 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 정신을 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양한 변형이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 그리고, 본 발명은, 아래의 특허청구범위에 기재된 발명의 범위 내에서, 다양한 보완 및 변형을 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (21)

  1. 전압원 커넥터;
    부하 커넥터;
    진공 보틀 내의 제1 컨택부; 및
    진공 보틀 외부에 위치하며, 제1 분리식 인터페이스와, 제2 분리식 인터페이스와, 상기 제1 분리식 인터페이스와 상기 제2 분리식 인터페이스를 연결하는 도전성 핀을 포함하는, 상기 제1 컨택부와 직렬 연결된 제2 컨택부;를 포함하여 이루어지며,
    전압원이 상기 제1 컨택부 및 상기 제2 컨택부를 통하여 부하로 연결되는, 고전압 진공 스위치용 커넥터 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 커넥터 시스템이 하우징을 추가로 포함하며, 상기 제2 컨택부는 상기 하우징 내에 있는, 고전압 진공 스위치용 커넥터 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 커넥터 시스템이 시야 글라스를 추가로 포함하며, 상기 제2 컨택부는 상기 시야 글라스를 통하여 관찰되는, 고전압 진공 스위치용 커넥터 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 하우징은 EPDM 고무로 제작되며, 상기 시야 글라스는 상기 하우징을 통해 연장되는, 고전압 진공 스위치용 커넥터 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 커넥터 시스템이 제1 분리식 인터페이스를 위한 제1 커넥터 및 제2 분리식 인터페이스를 위한 제2 커넥터를 추가로 포함하는, 고전압 진공 스위치용 커넥터 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 커넥트 및 제2 커넥터는 테스트 연결 및/또는 접지 연결을 위하여 사용되는, 고전압 진공 스위치용 커넥터 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    키;
    제1 컨택부를 개방 또는 밀폐 위치로 구동하는 수동작동기구를 위한 제1 록; 및
    하우징 내의 도전성 핀을 잠그는 브래킷을 위한 제2 록;을 추가로 포함하며, 상기 키는 상기 제1 및 제2 록들을 조작할 수 있는, 고전압 진공 스위치용 커넥터 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 컨택부가 개방 위치에 있도록 수동작동기구가 위치될 때만 상기 제1 록으로부터 상기 키가 제거될 수 있는, 고전압 진공 스위치용 커넥터 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 도전성 핀은 제거될 수 있는, 고전압 진공 스위치용 커넥터 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 도전성 핀이 제거되고 절연핀이 제1 분리식 인터페이스 및 제2 분리식 인터페이스 사이에 설치되는, 고전압 진공 스위치용 커넥터 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 도전성 핀은 전기적 도전 재료로 제작되고, 상기 절연핀은 전기적 비-도전 재료로 제작되는, 고전압 진공 스위치용 커넥터 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 절연핀은 엘라스토머, 플라스틱, 세라믹 또는 유리 재료로 제작되는, 고전압 진공 스위치용 커넥터 시스템.
  13. 하우징;
    전압원 커넥터;
    부하 커넥터;
    진공 보틀 내의 제1 컨택부;
    진공 보틀 외부에 위치하며, 하우징 내부에 위치하며, 제1 분리식 인터페이스와, 제2 분리식 인터페이스와, 상기 제1 분리식 인터페이스와 상기 제2 분리식 인터페이스를 연결하는 제거가능한 도전성 핀을 포함하고, 상기 상기 제1 컨택부와 직렬 연결된 제2 컨택부; 및
    하우징을 통해 연장되며, 이를 통하여 제거가능한 도전성 핀이 관찰될 수 있는 시야 글라스;를 포함하여 이루어지며,
    전압원이 상기 제1 컨택부 및 제2 컨택부를 통하여 부하로 연결되는, 고전압 진공 스위치용 커넥터 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 커넥터 시스템이 제1 분리식 인터페이스를 위한 제1 커넥터 및 상기 제2 분리식 인터페이스를 위한 제2 커넥터를 추가로 포함하며, 상기 제1 및 제2 커넥터는 테스트 연결 및/또는 접지 연결을 위하여 사용되는, 고전압 진공 스위치용 커넥터 시스템.
  15. 제13항에 있어서, 상기 도전성 핀이 제거되고, 절연핀이 상기 제1 분리식 인터페이스 및 상기 제2 분리식 인터페이스 사이에 설치되는, 고전압 진공 스위치용 커넥터 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 도전성 핀은 전기적 도전 재료로 제작되며, 상기 절연핀은 전기적 비-도전 재료로 제작되는, 고전압 진공 스위치용 커넥터 시스템.
  17. 제13항에 있어서, 상기 하우징은 EPDM 고무로 제작되는, 고전압 진공 스위치 용 커넥터 시스템.
  18. 제13항에 있어서,
    키;
    상기 제1 컨택부를 개방 또는 밀폐 위치로 구동하는 수동작동기구를 위한 제1 록; 및
    하우징 내의 도전성 핀을 잠그는 브래킷을 위한 제2 록;을 추가로 포함하며, 상기 키는 제1 및 제2 록들을 조작할 수 있으며, 상기 제1 컨택부가 개방 위치에 있도록 수동작동기구가 위치될 때만 상기 제1 록으로부터 키가 제거될 수 있는, 고전압 진공 스위치용 커넥터 시스템.
  19. 하우징;
    전압원 커넥터;
    부하 커넥터;
    진공 보틀 내의 제1 컨택부;
    진공 보틀 외부에 위치하며, 하우징 내부에 위치하며, 제1 분리식 인터페이스와, 제2 분리식 인터페이스와, 상기 제1 분리식 인터페이스와 상기 제2 분리식 인터페이스를 연결하는 제거가능한 도전성 핀을 포함하는, 상기 제1 컨택부와 직렬 연결된 제2 컨택부;
    테스트 연결 및/또는 접지 연결을 위한, 제1 분리식 인터페이스를 위한 제1 커넥터 및 제2 분리식 인터페이스를 위한 제2 커넥터; 및
    하우징을 통해 연장되며, 이를 통하여 제거가능한 도전성 핀이 관찰될 수 있는 시야 글라스;를 포함하여 이루어지며,
    전압원이 상기 제1 컨택부 및 제2 컨택부를 통하여 부하로 연결되는, 고전압 진공 스위치용 커넥터 시스템.
  20. 제19항에 있어서, 상기 도전성 핀이 제거되고, 절연핀이 상기 제1 분리식 인터페이스 및 상기 제2 분리식 인터페이스 사이에 설치되고, 상기 도전성 핀은 전기적 도전 재료로 제작되며, 상기 절연핀은 전기적 비-도전 재료로 제작되는, 고전압 진공 스위치용 커넥터 시스템.
  21. 제19항에 있어서,
    키;
    제1 컨택부를 개방 또는 밀폐 위치로 구동하는 수동작동기구를 위한 제1 록; 및
    하우징 내의 도전성 핀을 잠그는 브래킷을 위한 제2 록;을 추가로 포함하며, 상기 키는 제1 및 제2 록들을 조작할 수 있으며, 상기 제1 컨택부가 개방 위치에 있도록 수동작동기구가 위치될 때만 상기 제1 록으로부터 상기 키가 제거될 수 있는, 고전압 진공 스위치용 커넥터 시스템.
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