KR20090015818A - 저감된 상당 전달력 및 저감된 크기를 갖는 메탈클래드3-상 형태의 스위치 장치 - Google Patents

저감된 상당 전달력 및 저감된 크기를 갖는 메탈클래드3-상 형태의 스위치 장치

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KR20090015818A
KR20090015818A KR1020080075114A KR20080075114A KR20090015818A KR 20090015818 A KR20090015818 A KR 20090015818A KR 1020080075114 A KR1020080075114 A KR 1020080075114A KR 20080075114 A KR20080075114 A KR 20080075114A KR 20090015818 A KR20090015818 A KR 20090015818A
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요하네스 블래터
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아레바 티엔디 아게
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Abstract

세 개의 상들(R, S, T)을 위한 메탈클래드 스위치 수단을 구비한 형태의 고전압 또는 중전압의 3상 스위치 장치로서, 이 장치는:
각각 하나의 상을 위한 세 개의 인터럽터들(R, S, T)을 둘러싸고, 가스로 채워진, 메탈 탱크(2);
세 개의 인터럽터들(R, S, T) 중 개별적인 하나의 이동 접촉부를 작용시키도록 각각 적합화된 세 개의 독립적인 제어 유니트들(3R, 3S, 3T); 및
각각이, 첫째로는 세 개의 제어 유니트들 중 개별의 하나의 출력 샤프트(30R, 30S, 30T)에 연결되고, 둘째로는 세 개의 인터럽터들(R, S, T) 중 개별의 하나의 이동 접촉부에 연결되는, 세 개의 전달 메카니즘들(4R, 4S, 4T);을 포함하고,
세 개의 제어 유니트들(3R, 3S, 3T)은 상기 장치에서 메탈 탱크(2)의 외측에 그리고 위에 배치되고, 세 개의 전달 메카니즘들(4R, 4S, 4T)은 서로에 대해 상이한 기하형태를 가지되, 스위치 작동 중에 전달의 순간에 무관하게 동일한 속력비를 갖는다.

Description

저감된 상당 전달력 및 저감된 크기를 갖는 메탈클래드 3-상 형태의 스위치 장치{Switching apparatus of the metalclad 3-phase type with reduced size and reduced transmission forces per phase}
본 발명은 메탈클래드 3-상 형태의 스위치 장치 분야에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 이와 같은 형태의 장치의 구성 및 3개의 상들을 위한 스위치 수단(switching means)을 구성하는 인터럽터들의 이동 접촉부(moving contact)를 제어하는 것에 관련된다.
본 출원인은 많은 이와 같은 형태의 장치들을 이전부터 개발해 왔다. 여기에서는 이들 중에서 아레바 F35(AREVA F35)라는 상표로 판매된 스크린식 스위치기어 유니트(screened switchgear unit)에 관하여 설명하는데, 그것은 도 1 에 개략적으로 도시되어 있다. 도 1 은 수직의 작동 자세에 있는 스위치 장치(1)의 정면도인데, 여기에는 단일의 메탈 탱크(metal tank; 2)의 상측부에 장착된 하나의 제어 유니트(control unit; 3)가 있고, 메탈 탱크 자체는 SF6 가스로 채워져 있다. 이 단일의 제어 유니트(3)는 스프링들이 이용된 형태의 것이며, 그것은 스위치 작동 중에 회로 차단기(circuit breaker)의 3 개의 상 인터럽터들(phase interrupters; R, S, T)의 이동 접촉부들의 작용을 제어하는데, 그 인터럽터들은 탱크(2) 내측에 장착되고, 이 제어는 단일의 전달 메카니즘(transmission mechanism; 4)을 통하여 이루어진다. 단일의 전달 메카니즘(4)은 먼저 제어 유니트(3)의 출력 샤프트(output shaft; 30)에 연결되고, 두 번째로는 폴(pole)들의 세 개의 이동 접촉부 세트에 연결된다. 또한 상기 메카니즘(4)은 도 1 에 파단선으로 도시된 커넥팅 로드(connecting rod)들 및 레버(lever)들의 시스템으로 구성되는 부분(4)을 포함하는데, 그 시스템은 제어 유니트(3)의 몸체(31) 및 메탈 탱크(2) 둘 다의 외측에 배치되어 있다. 적합한 밀봉부들은 전달 샤프트(transmission shaft; 41)가 메탈 탱크(2) 내로 통과하는 지점에서 밀봉을 제공한다. 그러한 스위치 장치는 크기가 매우 크지 않다는 장점을 갖는다. 어떤 구성형태에 있어서는, 각 폴을 독립적으로 스위치시킬 필요가 있다. 나아가, 스위치 작동 중에 있어서는 전달(transmission)에 있어서 발생하는 기계적 힘을 저감시키는 것이 바람직할 것이다. 또한 가능한 적은 수의 구성요소들을 이용하여 그렇게 하는 것이 바람직할 것이다.
3개의 상 인터럽터들을 서로에 대하여 독립적으로 작동시키는 하나의 기술이, 메탈 탱크 내에서 3개의 상들이 스위치되는 장치들에 관하여 널리 알려져 있다. 그것은 3개의 이동성 인터럽터 접촉부들 각각을 서로에 대해 독립적으로 제어하는 것으로 이루어지는데, 이것은 그 각각의 개별적 제어 유니트에 의하여 그리고 그에 따라서 개별적인 전용의 전달 메카니즘을 이용함으로써 이루어진다.
미국특허 제4,417,111호에는 각각의 이동성 상 접촉부(moving phase contact)를 위한 독립적인 제어를 구비한 메탈클래드 3-상 회로 차단기가 기재되어 있다. 도시된 실시예에서, 3 개의 동일한 제어 유니트들은 메탈 탱크의 전방에 그리고 아래에 배치되어 있다. 각 제어 유니트는 개방 메카니즘(opening mechanism; 15), 폐쇄 스프링(closing spring; 22), 및 회전식 메인 샤프트(rotary main shaft; 10)를 포함한다. 이 요소들은 커넥팅 로드들 및 레버들에 의하여 함께 연결된다. 폴(W)을 위한 레버들 및 커넥팅 로드들은 폴들(U, V)의 그것들과는 상이하다. 각 회전식 샤프트(10)는 회로 차단기 폴의 이동 접촉부(4)에 동일하게 연결된다. 회로 차단기를 폐쇄시키는 작동을 위하여, 메인 콘트롤 샤프트(main control shaft; 10)는 미리 정해진 각도만큰 돌려지는데, 그 각도는 제1 회전 방향으로 180°미만의 각도이다. 회로 차단기를 개방하는 작동에 있어서, 메인 샤프트는 미리 정해진 제2 각도만큼 반대 방향으로 돌려지는데, 그 각도도 180°미만이다. 그 회로 차단기의 이용은 크기가 대형으로 된다는 불이익을 가져오는바, 특히 축방향으로 그러하며, 많은 갯수의 구성요소들을 이용할 필요가 있다는 불이익도 있다.
또한 미국특허 제5,569,891호에도 각각의 이동성 상 접촉부를 위한 독립적인 제어를 구비한 3-상 회로 차단기가 기재되어 있지만, 여기에는 세 개의 동일한 메탈 탱크들이 구비되며, 그 메탈 탱크 각각은 회로 차단기의 하나의 폴을 포함한다. 그 특허에 관한 도 4 에 도시된 바와 같이, 모두 동일한 치수들을 갖는 3 개의 메탈 탱크(3)들이 서로에 대하여 평행하게 그리고 수평적으로 배치되어 있다. 제어 시스템(30)은 지지 구조물 아래에 배치되어 있고, 서로에 대해 독립적이며 서로 동일한 세 개의 제어 유니트들을 포함하는데, 그들 각각은 전달 커넥팅 로드들(32, 33, 34)에 연결된다. 그 전달 커넥팅 로드들(32, 33, 34)은 레버(40, 41, 또는 43) 및 전달 샤프트(36, 37, 38, 또는 39)에 의하여 회로 차단기의 이동 접촉부에 연결되고, 그 샤프트들은 공통축에 배치된다. 그 구성은 필연적으로 많은 갯수의 구성요소들을 이용하는바, 이것은 특히 메탈 탱크들이 세 개 이용되며 또는 밀봉부가 필요하기 때문이다. 지지 구조물 아래의 폴들의 축들과 동일한 측부에 세 개의 제어 유니트들을 배치시키는 것과, 공통축에 전달 샤프트들(36, 37, 38, 39)을 배치시키는 것은, 필연적으로 크기의 증가로 이어진다.
미국특허 제6,437,476호에는 메탈 탱크를 구비한 3-상 회로 차단기가 기재되어 있는바, 그것은 세 개의 이동성 상 접촉부들을 위한 단일의 제어 유니트를 구비한다. 칼럼6, 18~47줄에 서술되어 있는 바와 같이, 단일의 제어 유니트(22)는 회로 차단기의 측부에 배치되고, 또한 수 개의 레버들 및 커넥팅 로드들을 통하여 이동성 상 접촉부들에 연결된다. 포크(fork; 3)는 세 개의 폴들에 제어 동력(control power)을 분배한다(칼럼7, 9~28줄 참조). 각 폴을 위한 독립적인 제어 유니트를 구비하기 위하여, 회로 차단기는 각 폴을 위한 하나의 메탈 탱크를 구비하도록 설계되거나(칼럼7, 31~41줄), 또는 세 개의 폴들을 위한 하나의 메탈 탱크를 구비하도록 설계되어야 한다(칼럼6, 49~52줄).
본 발명의 목적은 위에서 언급된 단점들을 경감시키는 것이고, 특히 예를 들어 AREVA F35 라는 상표로 시판되고 있는 것과 동일한 형태를 갖는 스위치 장치가, 회로 차단기의 크기를 저해시키지 않고 각 폴을 위한 하나의 독립적인 제어 유니트를 구비하는 것을 가능하게 하는 해결방안을 제안하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 독립적인 폴 제어 유니트들의 제조에 있어서 상이한 구성요소들의 갯수를 최소로 이용하는 것이다.
상기 목적을 위하여, 본 발명은 세 개의 상들을 위한 메탈클래드 스위치 수단을 구비한 형태의 고전압 또는 중전압의 스위치 장치를 제공하는데, 이 장치는:
각각 하나의 상을 위한 세 개의 인터럽터들을 둘러싸고, 가스로 채워진, 메탈 탱크;
세 개의 인터럽터들 중 개별적인 하나의 이동 접촉부를 작용시키도록 각각 적합화된 세 개의 독립적인 제어 유니트들; 및
각각이, 첫째로는 세 개의 제어 유니트들 중 개별의 하나의 출력 샤프트에 연결되고, 둘째로는 세 개의 인터럽터들 중 개별의 하나의 이동 접촉부에 연결되는, 세 개의 전달 메카니즘들;을 포함하고,
세 개의 제어 유니트들은 상기 장치에서 메탈 탱크의 외측에 그리고 위에 배치되고, 세 개의 전달 메카니즘들은 서로에 대해 상이한 기하형태를 가지되, 스위치 작동 중에 전달(transmission)의 순간에 무관하게 동일한 속력비를 갖는다.
메탈 탱크에 대해 상대적인 제어 유니트의 위치를 지시하기 위한 "위 (above)"라는 용어는, 본 발명의 회로 차단기가 작동을 위한 위치에 있는 때에, 즉 탱크가 수직으로 설치되는 상태에 적용되는 것으로 이해되어야 할 것이다. 모든 장비를 수평 위치에서 장착하는 것도 물론 가능하다는 것이 이해되어야 할 것이다.
AREVA F35 라는 상표로 시판되고 있는 형태와 동일한 장치와 비교하면, 본 발명의 구성에 있어서는, 추가적인 크기의 불이익을 최소화하고 또한 상이한 구성요소들의 갯수를 최소화하면서 세 개의 회로 차단기 폴들의 독립적인 작동이 가능하게 되며, 또한 크기가 작게 유지되면서도 동시에, 스위치 작동 중에 세 개의 접촉부들에 움직임을 주도적으로 전달하는 기계적 힘이 현저히 저감된다. 또한, 서로에 대해 동일한 전달 비율(transmission ratio)들을 갖는 전달 메카니즘들을 형성함으로써, 제어 유니트들이 동일하게 제작될 수 있다.
본 발명의 유리한 구성형태에 있어서는, 세 개의 인터럽터들이 메탈 탱크 내에 삼각형을 형성하는 방식으로 배치되는데, 그 삼각형은 이등변 삼각형인 것이 바람직하다.
장치의 크기를 더 저감시키기 위하여, 세 개의 제어 유니트들이 메탈 탱크의 위에 수직으로 배치된다.
유리하게는, 세 개의 제어 유니트들은 서로에 대해 평행하고, 그들의 세 개의 출력 샤프트들은 공통축을 따라서 서로에 대해 정렬되어 있으며, 바람직하게는 하나의 열을 이룬다.
유리한 실시예에서는, 세 개의 제어 유니트들이 서로에 대해 동일하다.
바람직하게는, 세 개의 제어 유니트들이 공통의 기반대에 고정되는데, 기반대 자체는 메탈 탱크의 상측부 상에 고정된다.
구성의 유리한 일 형태에 있어서, 세 개의 전달 메카니즘들 중의 적어도 하나는:
세 개의 제어 유니트들 중 개별의 하나의 출력 샤프트에 횡방향으로 고정된 제1 레버;
대응하는 상기 제1 레버의 자유 단부에서 피봇하게 장착된 일 단부를 구비하는 제1 커넥팅 로드;
메탈 탱크의 상측 부분에서 회전하게 장착되고, 또한 제1 커넥팅 로드의 다른 단부에 회전하게 장착되며, 전달 샤프트의 일 단부에 고정된, 제2 레버; 및
전달 샤프트의 다른 단부에 고정되고, 인터럽터의 이동 접촉부의 단부 또는 절연성의 제2 커넥팅 로드의 단부에 피봇하게 장착된, 제3 레버;를 포함하고,
첫째로는 제1 레버, 제1 커넥팅 로드, 및 제2 레버가 메탈 탱크의 외측에 배치되고, 둘째로는 제3 레버와, 적용가능한 경우에는 제2 커넥팅 로드가 메탈 탱크의 내측에 배치되도록, 전달 메카니즘이 구성된다.
바람직하게는, 외부의 커넥팅 로드들 중의 하나가, 사용에 있어서의 동일한 작동을 수행하는 때에, 다른 두 개의 상들을 위한 외부의 커넥팅 로드들의 방향에 반대되는 방향으로 변위될 수 있다.
이와 같은 바람직한 구성의 형태에 있어서, 스위치 작동 중의 회전 각도에 무관하게 세 개의 전달 비율들에 관하여 적어도 관계 a/b 가 동일하다면, 세 개의 전달 메카니즘들은 동일한 전달 비율을 갖는데, 여기에서 a 는 제1 커넥팅 로드의 축과 출력 샤프트의 축 사이의 거리이며, b 는 제1 커넥팅 로드의 축과 전달 샤프트의 축 사이의 거리이다.
바람직하게는, a 는 세 개의 메카니즘들에 관하여 동일하고, b 는 출력 샤프트의 회전에 무관하게 세 개의 메카니즘들에 관하여 동일하다.
본 발명의 장치의 하나의 주된 적용예에서는, 세 개의 인터럽터들이 회로 차단기의 세 개의 폴들을 구성한다.
메탈 탱크는 종 형상의 커버 부재가 위에 얹혀진 원통형 탱크를 포함할 수 있고, 전달 수단의 부분은 그것을 관통하고, 전달 수단의 상기 부분이 배치되어 관통하는 구역에 밀봉 수단이 배치되어 메탈 탱크 내의 유전성 가스를 위한 밀봉이 제공된다.
본 발명에 의하여, 종래기술의 문제가 해결되는바, 특히 예를 들어 AREVA F35 라는 상표로 시판되고 있는 것과 동일한 형태를 갖는 스위치 장치가, 회로 차단기의 크기를 저해시키지 않고 각 폴을 위한 하나의 독립적인 제어 유니트를 구비하는 것이 가능하게 된다.
또한 본 발명에 의하여, 독립적인 폴 제어 유니트들의 제조에 있어서 상이한 구성요소들의 갯수를 최소로 이용하는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 다른 장점들과 특징들은 상세한 설명을 읽음으로써 보다 명백해질 것인데, 그 설명은 다음과 같은 도면들을 참조로 한다:
도 1 은 종래의 AREVA F35 형태의 스크린식 스위치기어 유니트의 회로 차단기의 전체적인 정면도이고;
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 장치의 전체적인 정면도이며;
도 3 은 도 2 의 스위치 장치의 평면도이고;
도 4 는 도 2 의 A-A 선을 따라 취한 단면도이며;
도 5 는 도 2 의 B-B 선을 따라 취한 단면도이고;
도 6 은 도 2 의 C-C 선을 따라 취한 단면도이다.
도 2 내지 도 6 에 도시된 실시예에서, 스위치 장치는 세 개의 폴들(R, S, T)을 구비한 회로 차단기(1)이고, 그 세 개의 폴들은 공통의 메탈 탱크(2) 내에 배치되며, 보다 구체적으로는 예를 들어 SF6 와 같은 유전성 유체로 채워진 공통의 탱크(20) 내측에 배치된다.
상기 세 개의 폴들(R, S, T)은 이등변 삼각형으로 배치되고, 본 실시예에서 폴들(S, R) 간의 거리는 폴들(S, T)을 분리시키는 거리와 동등하다. 폴들(R, S, T) 각각은 직선의 움직임으로 움직일 수 있는 이동 접촉부 및 고정 접촉부(fixed contact)를 포함한다. 각 이동 접촉부는 절연시키는 전달 커넥팅 로드들 중의 하나에 전술된 방식으로 연결된다. 각 전달 커넥팅 로드의 부분은 탱크(20)의 상측부에 대해 배치된다(도 2 및 도 4 참조).
전기 연결부(electrical connection; 10)들은 절연성 지지 디스크(insulating supporting disk; 11)들을 통하여, 가스로 절연된 서브스테이션(gas insulated substation; GIS)의 다른 구성요소(미도시)를 향해 연장되고, 제 위치에서 밀봉된다.
회로 차단기(1)는 세 개의 독립적인 제어 유니트들(3R, 3S, 3T)을 포함하는바, 그 각각은 세 개의 인터럽터들(R, S, T) 중의 하나의 개별적인 이동 접촉부를 작용시키도록 적합화된다(도 2 및 도 3 참조).
도시된 실시예에서, 세 개의 제어 유니트들(3R, 3S, 3T)은 서로 동일하고, 그들은 메탈 탱크(2)의 위에 서로에 대해 평행하게 배치되며, 세 개의 출력 샤프트들(30R, 30S, 30T)은 공통축(H-H) 상에 열을 이루어 정렬된다(도 3 참조). 바람직하게는, 도 2 에 도시된 바와 같이, 제어 유니트들(3R, 3S, 3T) 각각은 개별의 독립적인 하우징(31R, 31S, 31T) 내에 포함되지만, 상기 세 개의 유니트들(3R, 3S, 3T)은 공통 기반대(platform; 5)에 고정되며, 그 기반대 자체는 메탈 탱크(2)의 상측부(21) 상에 고정된다.
각 제어 유니트에는 복수의 레버들이 종래의 방식으로 구비되는데, 그 레버들은 스프링들(예를 들어, 보통은 미리 부하가 걸려 있는 폐쇄 스프링 및 트립 스프링(trip spring)) 내에 저장된 에너지에 의하여 회전하게 설정되도록 적합화된다. 이 종류의 제어 유니트의 작동은 공지되어 있고, 예를 들어 유럽특허 제0 651 409호에 기재되어 있다. 전달 작동을 위하여 유사한 원리에 의하여 작동하는 다른 형태의 제어 유니트가 이용될 수 있다.
회로 차단기(1)는 세 개의 전달 메카니즘들(4R, 4S, 4T)을 구비하는바, 그 각각은 첫 번째로 세 개의 제어 유니트들 중 개별의 하나의 출력 샤프트(30R, 30S, 30T)에 연결되고, 두 번째로 세 개의 인터럽터들(R, S, T) 중 하나의 이동 접촉부에 연결된다(도 2 참조).
본 발명에 따르면, 세 개의 전달 메카니즘들(4R, 4S, 4T)은 서로 상이한 기하형태를 가지지만, 그들의 속력비(speed ratio)들은 스위치 작동 중에 회전 각도에 무관하게 서로에 대해 동일하다.
도시된 실시예에서, 상기 세 개의 전달 메카니즘들(4R, 4S, 4T) 각각은 세 개의 제어 유니트들 중 개별의 하나의 출력 샤프트(30R, 30S, 30T)에 횡방향으로 고정된 제1 레버(42R, 42S, 42T)를 포함한다.
출력 샤프트(30R, 30S, 30T) 각각의 상이한 폴(R, S, T) 각각을 위한 하나의 전달 샤프트(41R, 41S, 41T)가 있다. 이 전달 샤프트들(41R, 41S, 41T) 모두가 폴들(R, T)의 축에 의하여 정의되는 평면의 동일한 측부에 배치되지는 않는다.
도 4 및 도 5 에 도시된 바와 같이, 제1 커넥팅 로드(43R, 43S, 43T)의 일 단부는 피봇 움직임(pivoting movement)을 위하여 제1 레버(42R, 42S, 42T)의 자유 단부에 개별적으로 장착된다. 제 2 레버(44R, 44S, 44T)는, 메탈 탱크(2)의 커버 부재(cover member; 21)에 회전하도록 장착된 전달 샤프트(41R, 41S, 41T)의 일 단부에 개별적으로 고정되고, 대응하는 제1 커넥팅 로드(43R, 43S, 또는 43T)의 다른 단부에 피봇식으로 결합된다.
도 4 에 도시된 바와 같이, 세 개의 전달 메카니즘들(4R, 4S, 4T)의 기하형태는, 커넥팅 로드(43S)의 축의 중간 위치가 다른 로드들(43R, 43T)의 축들에 평행하지 않도록 된다.
도 6 에 도시된 바와 같이, 제3 레버(45R, 45S, 45T)는 각각 전달 샤프트(41R, 41S, 41T)의 다른 단부에 고정되고, 대응하는 제2 커넥팅 로드(46R, 46S, 46T)의 일 단부에 피봇 움직임이 가능하도록 장착되는데, 제2 커넥팅 로드는 이동성 인터럽터 접촉부의 단부에 결합된다. 제2 커넥팅 로드(46R, 46S, 46T)는 절연 물질로 만들어지는바, 예를 들면 유리 섬유로 강화된 에폭시 수지로 만들어진다.
도시된 실시예에서, 전달 메카니즘들(4R, 4S, 4T)은, 첫째로는 제1 레버들(42R, 42S, 42T), 제1 커넥팅 로드들(43R, 43S, 43T), 및 제2 레버들(44R, 44S, 44T)이 메탈 탱크(2)의 외측에 배치되고, 둘째로는 제3 레버들(45R, 45S, 45T) 및 제2 커넥팅 로드들(46R, 46S, 46T)이 메탈 탱크(2) 내측에 배치되는 방식으로 배치된다. 바람직하게는, 도시된 바와 같이, 세 개의 전달 메카니즘들(4R, 4S, 4T)이 커넥팅 로드(43S)의 길이를 제외하고는 서로 동일한 요소들로 이루어지는데, 커넥팅 로드(43S)의 길이는 커넥팅 로드들(43R, 43T)보다 길다.
제1 커넥팅 로드들 중에서, 외측의 것들(43R, 43T)은 대략적으로 폴들(R, T)에 의하여 정의되는 평면에 놓이고, 메탈 탱크(2)의 커버 부재(21)로 이루어지는 상측 부분에 대해 상대적으로 측방향으로 연장된다. 중앙의 제1 커넥팅 로드(43S)는 그 평면의 외측에 놓이고, 폴(S)의 축에 대해 상대적으로 경사지는바; 그 경사는 제1 커넥팅 로드(43S)가 커버 부재(21) 뒤로 연장되게 이루어진다. 본 발명에서, 이 경사의 각도(θ)는 스위치 작동 중에 폴(S)의 축에 대해 상대적으로 10° 내지 40° 사이에서 가변적이다(도 5 참조).
도 4 및 도 5 에 도시된 바와 같이, 제1 커넥팅 로드(43R, 43S, 43T)의 축과 출력 샤프트(30R, 30S, 30T)의 축 사이의 거리(a)는, 세 개의 메카니즘들(4R, 4S, 4T) 각각에 대하여 동일하다. 제1 커넥팅 로드(43R, 43S, 43T)의 축과 전달 샤프트(41R, 41S, 41T)의 축 사이의 개별적인 거리(b)는 대응하는 출력 샤프트(30R, 30S, 30T)의 회전에 무관하게 세 개의 메카니즘들에 대하여 동일하다.
도시된 실시예에서, 세 개의 출력 샤프트들(30R, 30S, 30T)은 동일한 방향으로 회전한다. 폐쇄 작동 중에, 외측의 제1 커넥팅 로드들(43R, 43T)은 미는 힘을 겪고, 다른 제1 커넥팅 로드(43S)는 당기는 힘을 겪는다. 세 개의 제2 커넥팅 로드들(46R, 46S, 46T)은 미는 힘을 겪는다. 역으로, 개방 작동 또는 트립 작동(tripping operation) 중에는, 외측의 제1 커넥팅 로드들(43R, 43T)이 당기는 힘을 겪고, 제1 커넥팅 로드(43S)는 미는 힘을 겪는다. 다시 말하면, 외측 커넥팅 로드들 중의 하나(43S)는, 임의의 주어진 기능 작동에 있어서, 다른 두 개의 폴들(R, T)의 외측 커넥팅 로드들(43R, 43T)의 방향과 반대의 방향으로 변위된다. 세 개의 제2 커넥팅 로드들(46R, 46S, 46T)은 당기는 힘을 겪는다. 중앙의 커넥팅 로드(43)와 외측의 커넥팅 로드들(43R, 43T) 사이에 있어서와 같이, 작용하는 힘의 형태의 역관계는, 제1 레버(42S), 중앙의 제1 커넥팅 로드(43S), 제2 레버(44S), 및 제3 레버(45S)가 다른 두 개의 상(phase)들의 동일한 요소들이 끼워맞춰지는 위치에 대해 상대적인 관계로 끼워맞춰지는 위치에 기인하는 것이다(도 4, 5, 6 참조). 이와 관련하여, 도시된 실시예에서, 중앙의 제3 레버(45S)는 중앙의 제1 레버(44S)와 동일하고, 이들 두 개의 레버들은 전달 샤프트(41S) 상에서 서로에 대해 상대적으로 대략 180° 의 각도(α)로 배치된다. 본 발명에 있어서 이 각도(α)는 140°와 220° 사이의 범위 내에 있는 것이 유리할 것이다. 반면에, 외측의 제2 레버들(44R, 44T) 및 외측의 제3 레버들(45R, 45T)은 그들의 대응하는 전달 샤프트(41R, 41T) 상에서 서로에 대하여 대략 0 의 각도로 배치된다(도 4 및 도 6 참조). 본 발명에서 이 각도는 -40°와 +40° 사이의 범위 내에 있는 것이 유리할 것이다.
도시된 실시예에서, 제1 레버들(42R, 42S, 42T) 모두는 동일한 길이를 가지고(도 4 및 도 5 참조), 레버들(44R, 44S, 44T, 45R, 45S, 45T)의 길이들도 동일하다(도 6 참조). 물론, 제2 레버들(44R, 44S, 44T)이 동일한 길이를 가지고, 제3 레버들(45R, 45S, 45T)의 길이가 서로 동일하면서도, 제2 레버들의 길이는 제3 레버들(45R, 45S, 45T)의 길이와 상이할 수 있다.
도 2 에서 알 수 있는 바와 같이, 제1 커넥팅 로드들(43R, 43S, 43T) 각각은 대응하는 제1 레버(42R, 42S, 또는 42T)가 놓인 평면에 대해 상대적으로 약간 경사를 이룬다. 제1 커넥팅 로드들(43R, 43S, 43T) 중의 하나와 다른 것 사이에 있는 경사와 상이할 수 있는 이 경사는, 형성되는 움직임의 경로에 큰 영향을 주는 것은 아니다. 그러나, 그 경사는 본 발명에 의하여 제공되는 회로 차단기의 크기 측면의 장점이 훨씬 더 향상되는 것을 가능하게 한다.
도시된 바와 같이, 메탈 탱크(2)는 종(bell) 형상의 커버 부재(21)가 위에 얹혀진 원통형 탱크(20)를 포함하는데(도 6 및 도 2 참조), 전달 샤프트들(41R, 41S, 41T)은 그것을 관통하고, 유전성 가스가 메탈 탱크(2) 내에 밀봉되는 것을 보장하기 위하여, 전달 수단의 부분이 관통하는 구역에 밀봉 수단이 배치된다(도 6 참조).
본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다른 형태들 및 변형예들이 도출될 수 있다. 예를 들어, 제1 커넥팅 로드들(43R, 43T)은 폴들(R, T)에 의하여 정의되는 평면 외측에 놓일 수 있는데, 이 경우에는 두 개의 레버들의 그들 각각의 출력 샤프트들에서의 각도 위치는 세 개의 전달 메카니즘들 사이에 동일한 속력비를 유지하도록 적합화되어야 할 것이다.
다른 형태로서, 제1 레버들과 제2, 3 레버들은 상이한 길이를 가질 수 있다. 제1 커넥팅 로드들 각각의 축과 그들 각각의 출력 샤프트들 각각의 축 사이의 거리(a)는 세 개의 메카니즘들에 대하여 여전히 동일하여야 할 것이다. 동일한 방식으로, 제1 커넥팅 로드의 축과 전달 샤프트의 축 사이의 거리(b)는, 개별의 출력 샤프트의 회전의 함수로서, 세 개의 전달 메카니즘들에 대해 동일하여야 할 것이다.
또 다른 형태에 있어서, 상이한 폴들의 제1 레버들(42R, 42S, 42T)과 제2 레버들(44R, 44S, 44T)은 상이한 길이를 가질 수 있다. 상이한 폴들에 관하여 동일한 전달 비율을 얻기 위하여는, 적어도 관계(a/b)가 스위치 작동 중에 회전 각도에 무관하게 세 개의 폴들에 대해 동일하여야 한다.

Claims (15)

  1. 세 개의 상들(phases; R, S, T)을 위한 메탈클래드 스위치 수단(metalclad switching means)을 구비한 형태의 고전압 또는 중전압 스위치 장치(1)로서, 이 장치는:
    각각 하나의 상을 위한 세 개의 인터럽터들(interrupters; R, S, T)을 둘러싸고, 가스로 채워진, 메탈 탱크(metal tank; 2);
    세 개의 인터럽터들(R, S, T) 중 개별적인 하나의 이동 접촉부(moving contact)를 작용시키도록 각각 적합화된 세 개의 독립적인 제어 유니트들(control units; 3R, 3S, 3T); 및
    각각이, 첫째로는 세 개의 제어 유니트들 중 개별의 하나의 출력 샤프트(30R, 30S, 30T)에 연결되고, 둘째로는 세 개의 인터럽터들(R, S, T) 중 개별의 하나의 이동 접촉부에 연결되는, 세 개의 전달 메카니즘들(transmission mechanisms; 4R, 4S, 4T);을 포함하고,
    세 개의 제어 유니트들(3R, 3S, 3T)은 상기 장치에서 메탈 탱크(2)의 외측에 그리고 위에 배치되고, 세 개의 전달 메카니즘들(4R, 4S, 4T)은 서로에 대해 상이한 기하형태를 가지되, 스위치 작동 중에 전달의 순간에 무관하게 동일한 속력비(speed ratio)를 갖는, 세 개의 상들을 위한 메탈클래드 스위치 수단을 구비한 형태의 고전압 또는 중전압 스위치 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    세 개의 인터럽터들(R, S, T)이 삼각형을 형성하는 방식으로 메탈 탱크(2) 내에 배치된, 세 개의 상들을 위한 메탈클래드 스위치 수단을 구비한 형태의 고전압 또는 중전압 스위치 장치(1).
  3. 제 2 항에 있어서,
    삼각형은 이등변 삼각형인, 세 개의 상들을 위한 메탈클래드 스위치 수단을 구비한 형태의 고전압 또는 중전압 스위치 장치(1).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    세 개의 제어 유니트들은 메탈 탱크(2)의 위에 수직으로 배치된, 세 개의 상들을 위한 메탈클래드 스위치 수단을 구비한 형태의 고전압 또는 중전압 스위치 장치(1).
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    세 개의 제어 유니트들(3R, 3S, 3T)은 서로에 대해 평행하고, 그들의 세 개의 출력 샤프트들(30R, 30S, 30T)은 공통축(H-H)을 따라서 서로에 대해 정렬되어 있는, 세 개의 상들을 위한 메탈클래드 스위치 수단을 구비한 형태의 고전압 또는 중전압 스위치 장치(1).
  6. 제 5 항에 있어서,
    세 개의 제어 유니트들은 열(row)을 이루어 정렬되어 있는, 세 개의 상들을 위한 메탈클래드 스위치 수단을 구비한 형태의 고전압 또는 중전압 스위치 장치(1).
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    세 개의 제어 유니트들은 서로 동일한, 세 개의 상들을 위한 메탈클래드 스위치 수단을 구비한 형태의 고전압 또는 중전압 스위치 장치(1).
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    세 개의 제어 유니트들(3R, 3S, 3T)은 공통의 기반대(platform; 5)에 고정되고, 그 기반대 자체는 메탈 탱크(2)의 상측부(21) 상에 고정된, 세 개의 상들을 위한 메탈클래드 스위치 수단을 구비한 형태의 고전압 또는 중전압 스위치 장치(1).
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    세 개의 전달 메카니즘들(4R, 4S, 4T) 중의 적어도 하나는:
    세 개의 제어 유니트들 중 개별의 하나의 출력 샤프트(30R, 30S, 30T)에 횡방향으로 고정된 제1 레버(42R, 42S, 42T);
    대응하는 상기 제1 레버(42R, 42S, 42T)의 자유 단부에서 피봇하게 장착된 일 단부를 구비하는 제1 커넥팅 로드(43R, 43S, 43T);
    메탈 탱크(2)의 상측 부분(21)에서 회전하게 장착되고, 또한 제1 커넥팅 로드(43R, 43S, 43T)의 다른 단부에 회전하게 장착되며, 전달 샤프트(41R, 41S, 41T)의 일 단부에 고정된, 제2 레버(44R, 44S, 44T); 및
    전달 샤프트(41R, 41S, 41T)의 다른 단부에 고정되고, 인터럽터의 이동 접촉부의 단부 또는 절연성의 제2 커넥팅 로드(46R, 46S, 46T)의 단부에 피봇하게 장착된, 제3 레버(45R, 45S, 45T);를 포함하고,
    첫째로는 제1 레버, 제1 커넥팅 로드, 및 제2 레버가 메탈 탱크(2)의 외측에 배치되고, 둘째로는 제3 레버와, 적용가능한 경우에는 제2 커넥팅 로드가 메탈 탱크(2)의 내측에 배치되도록, 전달 메카니즘이 구성되는, 세 개의 상들을 위한 메탈클래드 스위치 수단을 구비한 형태의 고전압 또는 중전압 스위치 장치(1).
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    외부의 커넥팅 로드들 중의 하나(43S)는, 사용에 있어서의 동일한 작동을 수행하는 때에, 다른 두 개의 상들(R, T)을 위한 외부의 커넥팅 로드들(43R, 43T)의 방향에 반대되는 방향으로 변위될 수 있는, 세 개의 상들을 위한 메탈클래드 스위치 수단을 구비한 형태의 고전압 또는 중전압 스위치 장치(1).
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    세 개의 전달 메카니즘들(4R, 4S, 4T)은 삼각형을 형성하도록 배치된, 세 개의 상들을 위한 메탈클래드 스위치 수단을 구비한 형태의 고전압 또는 중전압 스위치 장치(1).
  12. 제 9 항 또는 제 10 항과 조합되는 제 11 항에 있어서,
    출력 샤프트(30R, 30S, 30T)의 동일한 각도 위치에 관하여 비율(a/b)은 각 인터럽터에 대하여 동일하고, a 는 제1 커넥팅 로드(43R, 43S, 43T)의 축과 출력 샤프트(30R, 30S, 30T)의 축 사이의 거리이며, b 는 제1 커넥팅 로드(43R, 43S, 43T)의 축과 전달 샤프트(41R, 41S, 41T)의 축 사이의 거리인, 세 개의 상들을 위한 메탈클래드 스위치 수단을 구비한 형태의 고전압 또는 중전압 스위치 장치(1).
  13. 제 12 항에 있어서,
    거리 a 는 세 개의 메카니즘들에 관하여 동일하고;
    거리 b 는 출력 샤프트(30R, 30S, 30T)의 회전에 무관하게 세 개의 메카니즘들에 관하여 동일한, 세 개의 상들을 위한 메탈클래드 스위치 수단을 구비한 형태의 고전압 또는 중전압 스위치 장치(1).
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    세 개의 인터럽터들은 회로 차단기(1)의 세 개의 폴들(poles; R, S, T)을 구성하는, 세 개의 상들을 위한 메탈클래드 스위치 수단을 구비한 형태의 고전압 또는 중전압 스위치 장치(1).
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    메탈 탱크(2)는 종(bell) 형상의 커버 부재(21)가 위에 얹혀진 원통형 탱크(20)를 포함하고, 전달 수단(transmission means)의 부분(41R, 41S, 41T)은 커버 부재를 관통하고, 전달 수단의 상기 부분이 배치되어 관통하는 구역에 밀봉 수단(sealing means)이 배치되어 메탈 탱크(2) 내의 유전성 가스를 위한 밀봉이 제공되는, 세 개의 상들을 위한 메탈클래드 스위치 수단을 구비한 형태의 고전압 또는 중전압 스위치 장치.
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