KR20090019325A - 보조 스위치를 갖는 기중 차단기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 주 접점의 온/오프 상태를 표시하는 신호를 발출하는 보조 스위치를 갖는 기중 차단기에 있어서 과 스트로크(OVER STROKE)에 의한 보조 스위치의 손상을 방지할 수 있고 전기적 절연성이 우수한 보조 스위치를 갖는 기중 차단기를 제공하려는 것으로서, 본 발명에 따른 기중 차단기는 상기 개폐 축에 접속되어, 상기 기중 차단기의 온(ON) 또는 오프(OFF) 상태에 따른 상기 개폐 축의 회전 위치에 의존하여 변위 가능한 링크기구; 상기 링크기구에 접속되어, 상기 링크기구의 회전 위치에 대응되게 회전가능한 로터리 축; 상기 로터리 축에 설치되어 상기 로터리 축의 회전에 따라 상기 기중 차단기의 온(ON) 또는 오프(OFF) 상태를 나타내는 온 또는 오프 상태 표시신호를 발생시키는 보조 스위치; 및 상기 로터리 축의 회전 변위를 제한하는 제한 수단을 포함하여 구성된다.
기중 차단기, 보조 스위치, 주 접점 상태 표시

Description

보조 스위치를 갖는 기중 차단기{AIR CIRCUIT BREAKER WITH AUXILIARY SWITCH}
본 발명은 기중 차단기에 관한 것으로서, 특히 기중 차단기의 주 접점 상태(ON/OFF 상태)를 표시하는 주 접점 상태 표시 신호를 발생하는 보조 스위치를 가진 기중 차단기에 관한 것이다.
기중 차단기에 있어서 보조 스위치는 기중 차단기의 온/오프(ON/OFF) 상태, 즉 기중 차단기가 접속된 전력계통의 회로에 접속된 주 접점(통상 회로의 각각의 상별로 마련되는 가동접촉자와 고정접촉자로 구성됨)의 개폐상태를 나타내는 개폐상태 표시 신호를 발생시키는 수단으로 이용된다. 이와 같이 기중 차단기에 있어서 보조 스위치가 발출하는 개폐상태 표시 신호는 기중 차단기의 전면 판 위치 표시용으로 제공되거나 또는 기중 차단기를 내설하는 배전반의 제어반에 제공되는 등 기중 차단기를 감시하고 제어하는 데 있어서 매우 중요한 정보를 제공하는 신호가 된다.
상기 보조 스위치는 마이크로 스위치(Micro Switch)로 구성하거나 로터리 스위치(Rotary Switch)로 구성하는 구성 방식이 있을 수 있으며, 본 발명은 로터리 스위치 방식으로 보조 스위치를 구성하였다. 상기 보조 스위치는 마이크로 스위치 방식이나 로터리 스위치 방식에 관계없이 상술한 바와 같이 위치 표시, 감시 및 제어의 목적으로 다수의 개폐상태 신호가 필요하므로 다수(다단)의 스위치로 구성된다.
이러한 보조 스위치를 개폐시켜서 기중 차단기의 온/오프 상태 즉 주 접점의 개폐상태를 표시하는 개폐 상태 표시 신호를 발생시키기 위한 구동구조로서, 종래기술에 따라서 상기 주 접점의 개폐 축에 접속되는 제 1 레버(lever)와, 상기 제 1 레버의 가압에 의해 보조스위치, 예컨대 마이크로 스위치의 외부 접촉자를 가압하는 제 2 레버 등으로 구성하는 예가 제시되었다.
그러한 상기 종래기술에 따른 보조 스위치의 구동구조는 상기 제 1 레버의 구동 스트로크(stroke)에 대한 제한 수단이 없어서, 과도한 구동 스트로크에 의해 보조 스위치가 손상되는 현상이 빈발하는 문제점이 있었다.
또한 보조 스위치는 전기 규격상 1분당 2 kV(kilo Volt)의 전압을 견디는 내전압 기준을 만족해야 하는바, 종래에는 이러한 내 전압기준을 만족하면서 전기적 절연 특성이 우수한 보조 스위치가 제시되지 못하였다.
따라서, 본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해소하는 것으로서, 본 발명의 일 목적은 보조 스위치의 개폐구동기구에 있어서 과 스트로크에 의한 보조 스위치의 손상을 방지하고 반복되는 개폐에 있어서도 보조 스위치의 개폐동작 신뢰성을 보장할 수 있는 보조 스위치를 가진 기중 차단기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전기적 절연성능이 우수한 보조 스위치를 가진 기중 차단기를 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 일 목적은, 전력계통 회로를 개폐하기 위한 개폐동력을 제공하는 개폐기구와, 상기 개폐기구의 개폐동력을 전달하기 위해 회전가능한 개폐 축을 구비하는 기중 차단기에 있어서,
상기 개폐 축에 접속되어, 상기 기중 차단기의 개폐 상태에 따른 상기 개폐 축의 회전 위치에 의존하여 변위 가능한 링크기구;
상기 링크기구에 접속되어, 상기 링크기구의 회전 위치에 대응되게 회전가능한 로터리 축;
상기 로터리 축에 설치되어 상기 로터리 축의 회전에 따라 상기 기중 차단기의 개폐 상태를 나타내는 개폐 상태 표시신호를 발생시키는 보조 스위치; 및
상기 로터리 축의 회전 변위를 제한하는 제한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 보조 스위치를 갖는 기중 차단기를 제공함으로써 달성될 수 있다.
상기 본 발명의 다른 목적은, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 보조 스위치를 갖는 기중 차단기에 추가하여, 상기 로터리 축 또는 상기 보조 스위치 중 적어도 어느 하나를 전기적으로 절연하는 절연수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 보조 스위치를 갖는 기중 차단기를 제공함으로써 달성될 수 있다.
본 발명에 따라서 보조 스위치의 접접 개폐 구동력을 제공하는 로터리 축의 회전 변위를 제한하는 수단이 제공됨으로써 보조 스위치의 손상이 방지될 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따라서 보조 스위치의 로터리 축을 전기적으로 절연하는 절연피복재와 보조 스위치의 둘레를 둘러싸게 내장하는 절연 케이스(case)가 제공됨으로써 보조 스위치의 전기적 절연 및 내전압성능이 우수한 보조 스위치를 갖는 기중 차단기를 얻을 수 있는 효과가 있다.
상기 본 발명의 목적과 이를 달성하는 본 발명의 구성 및 그의 작용효과는 첨부한 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 이하의 설명에 의해서 더욱 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 보조 스위치를 갖는 기중 차단기의 주요 구성을 보여 주는 기중 차단기의 내부 사시 도로서, 먼저 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1에 있어서, 본 발명에 따른 기중 차단기(1)는, 크게 차단기 본체(1a)와, 개폐기구(10) 및 개폐 축(20) 및 보조 스위치 어셈블리(30)로 구성된다.
차단기 본체(1a)는 접속되는 전력계통 회로의 상(phase) 별로 전력계통 회로에 접속되는 주 접점 수단으로서 고정접촉자(미도시)와, 상기 고정접촉자에 접촉 또는 상기 고정접촉자로부터 분리하여 전력계통 회로를 개폐하는 가동접촉자(미 도시) 및 각각의 상기 상별 고정접촉자 및 가동접촉자를 전기적으로 격리하는 절연 격벽을 포함하여 구성된다.
개폐기구(10)는 전력계통 회로를 개폐하기 위한 개폐동력을 제공하는 수단으로서, 잘 알려진 바와 같이 모터(motor)에 의한 전동 또는 수동으로 상기 가동접촉자를 상기 고정접촉자에 접촉하는 투입(ON)위치로 구동하는 탄성 구동력을 제공하는 투입 스프링, 상기 투입 스프링으로부터의 탄성 구동력을 상기 개폐 축(20)에 전달하기 위한 링크기구(link mechanism), 차단동작시 탄성 구동력을 제공하는 트립 스프링 등을 포함하여 구성된다.
개폐 축(20)은 상기 개폐기구(10)로부터의 상기 가동접촉자의 개폐구동력을 3상과 같은 다수 상의 상기 가동접촉자에 동시에 전달하기 위한 개폐구동력 전달 축이다. 개폐 축(20)에는 예컨대 3상용의 가동접촉자가 도 1의 주축 레버(22)를 통해 접속되어서, 개폐 축(20)의 개방방향(OFF방향) 회전에 의해 3상용의 가동접촉자가 대응되는 고정접촉자로부터 분리되어 회로가 개방되어 회로는 차단되고, 개폐 축(20)의 폐로 방향 (ON방향)회전에 의해 3상용의 가동접촉자가 대응되는 고정접촉자에 접촉하여 회로가 폐회로가 되어 통전이 이루어진다.
개폐 축(20)은 차단기 본체(1a)에 고정되는 지지 브라켓(23)에 의해서 회전가능하게 지지된다.
도 1에 있어서 본 발명에 따른 보조 스위치 어셈블리(30)는 개폐 축(20)에 접속되어, 기중 차단기(1)의 개폐 상태에 따른 개폐 축(20)의 회전 위치에 의존하여 변위 가능한 링크기구(21, 24, 25, 26); 상기 링크기구에 접속되어, 상기 링크기구의 회전 위치에 대응되게 회전가능한 로터리 축(27); 로터리 축(27)에 설치되어 로터리 축(27)의 회전에 따라 기중 차단기(1)의 개폐 상태를 나타내는 개폐 상태 표시신호를 발생시키는 보조 스위치(33); 및 로터리 축(27)의 회전 변위를 제한하는 제한 수단을 포함하여 구성된다. 상기 제한 수단은 상기 링크기구의 변위를 제한함으로써 로터리 축(27)의 회전 변위를 제한하는 수단이다. 본 발명에 따른 보조 스위치 어셈블리(30)는 로터리 축(27) 또는 보조 스위치(33) 중 적어도 어느 하나를 전기적으로 절연하는 절연수단을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제한 수단과 상기 절연수단의 구성과 작용에 대해서는 타 도면을 참조하여 하기에서 상세히 설명하기로 한다.
링크기구(21, 24, 25, 26)는, 크게 개폐 축(20)에 동축 접속되어, 개폐 축(20)과 함께 회전가능한 연결 레버(21); 일단이 연결 레버(21)에 접속되어, 연결 레버(21)의 회전에 따라 상하방향으로 이동가능한 제 1 링크(25); 및 일단이 제 1 링크(25)에 접속되고 타 단이 로터리 축(27)에 접속되어, 제 1 링크(25)의 상하방 향 이동에 따라 회전함으로써 로터리 축(27)을 상응하게 회전구동하는 제 2 링크(26)를 포함하여 구성되고, 미설명 부호 24는 연결 레버(21)와 제 1 링크(25)를 연동하도록 연결하는 연결 핀이다.
도 1에 있어서 보조 스위치(33)는 회전에 의해 접점이 개폐되는 스위치이므로 로터리 스위치(rotary switch)라고도 부르며, 배경기술의 설명란에서 전술한 바와 같이 위치 표시, 감시 및 제어의 목적으로 다수의 개폐상태 신호가 필요하므로 보조 스위치(33)는 다수(다단)의 스위치로 구성된다. 따라서 이들 다수의 로터리 스위치들을 한꺼번에 결속해서 지지 및 고정하기 위한 수단으로서 제 1 및 제 2 지지 프레임(frame)(29a 및 29b)이 보조 스위치 어셈블리(30)에 포함되어 마련된다.
또한 본 발명에 따른 기중 차단기(1)에 있어서, 보조 스위치 어셈블리(30)는 보조 스위치(33)가 제공하는 상기 개폐 상태 표시신호를 표시, 감시 및 제어의 목적으로 기중 차단기의 전면 표시부(미 도시), 기중 차단기를 내장하는 배전반(미 도시)의 제어반(미 도시)에 전달하기 위한 신호전달 수단을 포함한다.
특히, 이러한 신호전달 수단으로서 예컨대 신호선을 접속하기 위한 전기적 단자 부들과, 이들 단자부들을 지지하고 서로 전기적으로 절연시키기 위한 절연재로 구성되는 커넥터(connecter)(41)와, 상기 커넥터(41)를 지지하는 동시에 제 1 및 제 2 지지 프레임(frame)(29a 및 29b)이 고정되는 기대(base)를 제공하는 커넥터 하우징(connecter housing)(40)을 포함한다. 커넥터 하우징(40)은 차단기 본체(1a)에 나사고정, 구멍과 후크(hook)에 의한 고정 등 다양한 고정방법에 의해 고정될 수 있다.
한편, 도 2는 본 발명에 따른 보조 스위치 어셈블리와 개폐 축의 외형과 접속 구성을 별도로 분리하여 보여주는 요부 사시 도로서, 도 2에 있어서 보조 스위치의 내부 구성을 보여주기 위해서 제 2 지지 프레임과 하나의 보조 스위치의 케이스는 제거한 상태로 도시하였다.
도 2를 참조하여 본 발명에 따른 보조 스위치 어셈블리의 구성을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2에 있어서 본 발명에 따른 보조 스위치 어셈블리는 상기 링크 수단과, 로터리 축 및 다수의 보조 스위치, 상기 보조 스위치를 결속하고 지지하는 수단과, 상기 인터페이스 수단으로 구성된다.
상기 링크 수단은 개폐 축의 회전 위치 다시 말해 기중 차단기의 온(ON) 또는 오프(OFF) 위치에 따라 상기 로터리 축을 상응하게 회전하도록 연동 회전시키는 수단으로서, 연결 레버(21), 제 1 링크(25), 제 2 링크(26) 및 제 1 링크(25)와 제 2 링크(26)를 연결시켜 주는 연결 핀(24)을 포함한다.
더욱 구체적으로, 연결 레버(21)는 개폐 축(20)에 동 축 접속되고, 제 1 링크(25)는 그 하단 부에 장 공 부(25b)를 구비하고 장 공 부(25b)를 통해 연결 핀(24)을 연결 레버(21)에 접속함으로써 연결 레버(21)와 구동 접속된다.
제 1 링크(25)는 얇고 긴 막대형의 부재로서, 그 길이방향에서 하단부의 외주면으로서 일정한 곡률반경을 갖는 원호 면을 갖고, 상기 제한 수단의 일부로서 제 1 링크(25)는 그 길이방향에서 상단부의 외주면은 일부를 절취한 것과 같이 곡률반경이 변화하는 캠 면(cam surface)으로 형성된 제 1 멈춤 면(25d)을 구비하며, 측면으로서 더욱 구체적으로 측면 상의 절곡 부에 제 2 멈춤 면(25c)을 구비한다.
제 2 링크(26)는 연결 핀(25a)에 의해서 제 1 링크(25)와 구동 접속되며, 미도시한 사각구멍 부를 통해 로터리 축(27)과 맞물려서 서로 구동 접속된다. 따라서 도 2에 있어서 개폐 축(20)이 시계방향으로 회전하면 그에 따라서 연결 레버(21)도 개폐 축(20)의 회전각도만큼 시계방향으로 회전하고, 제 1 링크(25)가 상승한다. 제 1 링크(25)의 상승에 따라 제 2 링크(26)는 연결 레버(21)의 회전방향과 반대방향인 반 시계방향으로 회전하고 제 2 링크(26)의 반 시계방향 회전각도만큼 로터리 축(27)이 반 시계방향으로 회전하게 된다.
또한 제 2 링크(26)에는 상기 제한 수단의 일부로서 제 1 링크(25)의 제 1 멈춤 면(25d) 또는 제 2 멈춤 면(25c)에 접촉하여 제 1 링크(25)의 이동 즉, 상하 이동을 제한하는 적어도 하나의 멈춤 돌 부를 구비한다. 바람직한 실시 예상 제 2 링크(26)는, 제 1 링크(25)의 제 1 멈춤 면(25d)에 접촉하여 제 1 링크(25)의 이동 즉 상하 이동을 제한하는 제 1 멈춤 돌 부(26a)와, 제 1 링크(25)의 제 2 멈춤 면(25c)에 접촉하여 제 1 링크(25)의 이동 즉 상하 이동을 제한하는 제 2 멈춤 돌 부(26b)를 구비한다.
특히, 도 1에 있어서 차단기 본체(1a) 내의 상기 주 접점 즉 가동접촉자와 고정접촉자가 접촉하여 회로가 통전 접속된 폐로 상태일 때, 제 2 링크(26)의 제 1 멈춤 돌 부(26a)는 제 1 링크(25)의 제 1 멈춤 면(25d)에 접촉하여 제 1 링크(25)의 이동 즉 상하 이동을 제한한다. 도 1에 있어서 차단기 본체(1a) 내의 상기 주 접점 즉 가동접촉자와 고정접촉자가 분리되어 회로가 차단된 회로 개방 상태일 때, 제 2 링크(26)의 제 2 멈춤 돌 부(26b)는 제 1 링크(25)의 제 2 멈춤 면(25c)에 접촉하여 제 1 링크(25)의 이동 즉 상하 이동을 제한한다.
제 2 링크(26)의 미 도시의 사각 구멍에 끼워져 제 2 링크(26)에 구동접속되는 로터리 축(27)은, 도 2에 도시된 바와 같이 우측으로부터 좌측으로 다수의 보조 스위치(33)를 끼워 개폐구동한다.
다수의 보조 스위치(33)와 로터리 축(27)은 제 1 지지 프레임(29b)과 미 도시된 도 1의 상기 제 2 지지 프레임에 의해서 지지되며, 도 2에서 미 도시된 상기 제 2 지지 프레임과 제 2 링크(26) 사이에는 원활한 로터리 축(27)의 회전 지지를 위한 축 홀더(shaft holder)가 마련된다.
각각의 보조 스위치(33)는 절개된 최 우측 보조 스위치와 같이 절연 케이스(case)(부호 미 부여) 내에 수납되고 고정되는 고정 접점(32)과, 로터리 축(27)에 축설되어 로터리 축(27)의 회전에 따라 고정 접점(32)에 접촉하거나 고정 접점(32)으로부터 분리되는 가동 접점(31)과, 상기 고정 접점(32)에 전기적으로 접속되고 외부의 신호 선을 접속할 수 있는 상기 인터페이스 수단의 일부로서 상기 개폐 상태 표시신호의 출력할 수 있는 단자 부(32a)를 포함하여 구성된다.
특히, 고정 접점(32)은 서로 180도 회전한 위치에 서로 마주보게 고정 설치되는 고정 접점의 쌍이 2쌍 마련되게 구성되며, 각각의 고정 접점(32)의 쌍은 상기 주접점의 온(ON) 또는 오프(OFF)의 2가지 상기 개폐 상태 표시신호를 발생시키는 접점이 된다. 따라서, 고정 접점(32)의 쌍에 대응되게 가동 접점(31)도 한 쌍의 접점을 가지게 구성된다. 참고적으로 도 2에 도시된 상태는 상기 주 접점이 온 상태 인 경우이다.
다수의 보조 스위치(33)들을 결속하여 지지하기 위해서, 제 1 지지 프레임(29b)과 미 도시된 도 1의 상기 제 2 지지 프레임과 다수의 보조 스위치(33)들을 관통하게 보조 스위치 케이스 결속 핀(33a)이 마련되며, 더욱 구체적으로 보조 스위치 케이스 결속 핀(33a)은 머리가 달린 긴 볼트(bolt)와 너트(nut)로 구성될 수 있다.
보조 스위치 케이스 결속 핀(33a)에 의해서 결속되고 제 1 지지 프레임(29b)과 미 도시된 도 1의 상기 제 2 지지 프레임에 의해서 지지된 다수의 보조 스위치(33)들은 제 1 지지 프레임(29b)과 미 도시된 도 1의 상기 제 2 지지 프레임을 후위에 마련되는 커넥터 하우징(40)에 고정함에 의해서 고정 지지될 수 있다.
커넥터 하우징(40)의 상부에는 상기 인터페이스 수단의 일부로서 커넥터(41)이 마련된다. 여기서, 커넥터(41)와 보조 스위치(33)들의 단자 부(32a)간 접속이 신호 선을 통해 이루어질 수 있고, 커넥터(41)와 미 도시의 기중 차단기의 전면 개폐 표시부 또는 배전반의 제어부 또는 표시부에도 별도의 신호 선을 통해 접속될 수 있다.
한편, 도 3은 본 발명에 따른 보조 스위치의 개폐구동축인 로터리 축의 구성을 보여주는 정면도이고, 도 4는 도 3에 보인 로터리 축의 측면도이다. 도 3 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 보조 스위치의 개폐구동축인 로터리 축의 구성을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 보조 스위치의 개폐구동축인 로터리 축(27)은 도 4에 도시된 바와 같이 단면이 사각형인 축으로서, 그 대부분의 길이 부분 특히 보조 스위치(33)들이 끼워지는 만큼의 길이 부분 즉 다수의 보조 스위치(33)의 외부 절연 케이스의 폭을 모두 합한 폭만큼의 길이에 대해서 전기적 절연을 위해서 절연피복재(27a)가 피복된다. 전기적 절연성이 우수하여 예컨대 전기 규격상 1분당 2 kV(kilo Volt)의 전압을 견디는 내전압 기준을 만족하는 보조 스위치를 제공하려는 본 발명의 목적상 1차적 수단으로서 상기 절연 피복재(27a)가 보조 스위치(33)들이 설치되는 로터리 축(27)의 축 방향 부분에 사용되며, 2차적 절연 수단으로서 절연 케이스에 대해서는 하기에서 기술하기로 한다.
여기서, 절연피복재(27a)의 구성방법은 로터리 축(27) 상에 에폭시(epoxy), 폴리스티렌·폴리프로필렌·폴리에틸렌·폴리염화비닐·나일론 등의 합성 수지재 절연재 중 선택하여 주조(molding)하여 구성할 수 있다.
로터리 축(27)의 몸체 부의 축 방향 상 양 측 부에는 도 3에 도시된 바와 같이 다수의 E-링 홈 부(27b)가 구비되며, 다수의 E-링 홈 부(27b) 중 최 좌측의 것에는 제 1 지지 프레임(29a)의 위치 고정을 위한 E-링(미 도시)이 설치될 수 있고, 우측의 3개의 E-링 홈 부(27b) 중 중앙의 것과 좌측의 것은 축 홀더(28)의 위치 고정을 위한 E-링(미 도시)이 설치될 수 있으며, 우측의 3개의 E-링 홈 부(27b) 중 중앙의 것과 우측의 것은 제 2 링크 접속 부(27c)상에 설치되는 제 2 링크(26)를 위치 고정하기 위한 E-링(미 도시)이 설치될 수 있다.
한편, 도 7은 본 발명에 따른 보조 스위치 어셈블리(assembly)의 외형을 보여주는 부분 절개 사시 도이고, 도 8은 본 발명에 따른 보조 스위치 어셈블리의 정 면을 보여주는 부분 절개 사시 도이며, 도 9는 본 발명에 따른 보조 스위치 어셈블리 중 지지 프레임(frame)의 정면도이고, 도 10은 도 9에서 보인 지지 프레임의 저면 도이며, 도 11은 본 발명에 따른 보조 스위치 어셈블리 중 절연 케이스의 부분 측면도이다.
이들 도 7 내지 도 11을 참조하여 본 발명에 따른 보조 스위치 어셈블리 중 절연 케이스의 구성과 제 1 지지 프레임의 구성 및 제 1 지지 프레임 및 제 2 지지 프레임의 고정구조에 대해서 설명하면 다음과 같다.
예컨대 전기 규격상 1분당 2 kV(kilo Volt)의 전압을 견디는 내전압 기준을 만족하며 전기적 절연성이 우수한 보조 스위치의 제공하려는 본 발명의 목적을 달성하는 2차적 수단으로서 또한 보조 스위치를 전기적으로 절연하기 위해서 본 발명에 따른 보조 스위치 어셈블리(30)는 절연 케이스(50)를 포함한다.
내부의 보조 스위치(33) 또는 단자 부(32a)를 보여주기 위해서 도 7 및 도 8에서 일부 절취한 상태로 도시되었지만 절연 케이스(50)는 좌우측면이 각각 제 1 지지 프레임(29a)과 제 2 지지 프레임(29b) 사이에 끼워 지지된다. 또한 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 절연 케이스(50)는 보조 스위치(33)의 둘레를 둘러싸게 마련되어 보조 스위치(33)를 도 1에 있어서 하부에 인접하게 설치되는 상부 판으로부터 유기될 수 있는 유도 전압으로부터 보조 스위치(33)를 전기적으로 절연한다.
절연 케이스(50)는 도 11에 도시된 바와 같이 절연 케이스 전면 부(54)와 상하 부 면이 막혀있고 양 측면 상에 로터리 축 통과 홈 면(52)으로 구성된 관통 홈이 형성된 부재로서, 절연 케이스 전면 부(54)의 길이(도 11상 전후 방향 길이)는 다수의 보조 스위치(33)들이 결속된 상태에서 다수의 보조 스위치(33)들의 두께들을 합산한 폭보다 미리 결정된 여유만큼 긴 길이로 결정된다. 도 11에 있어서 절연 케이스(50)의 양 측면의 길이는 이들 양 측면을 양측에서 끼워 지지하는 각각의 제 1 지지 프레임(29a)과 제 2 지지 프레임(29b)의 길이(도 9에 있어서 제 1 지지 프레임의 좌측 단부 면으로부터 우측 단부 면까지 거리 참조)에 거의 일치하도록 결정된다. 도 11에 있어서 절연 케이스(50)의 양 측면에 미리 결정된 높이 만큼 돌출하게 형성되는 결착 면 부(53)는 외주 면의 형상과 치수가 제 1 지지 프레임(29a)과 제 2 지지 프레임(29b)의 외주 면 형상과 치수에 대응되게 미리 결정되어 형성된다. 결착 면 부(53)를 돌출하게 형성한 것은 제 1 지지 프레임(29a) 또는 제 2 지지 프레임(29b)과 절연 케이스(50)의 양 측면을 맞대어 조립할 때 상대 위치 결정을 용이하게 함으로써 생산성을 향상시키려는 목적을 가지고 있다. 따라서 결착 면 부(53)는 제 1 지지 프레임(29a)과 제 2 지지 프레임(29b)의 외주면 형상과 같이 대략 "U"자형의 외형을 가지며, 제 1 지지 프레임(29a) 또는 제 2 지지 프레임(29b)에 대응하게 한 쌍이 장 홈으로 형성되는 접속 홈 부(29a-3)에 삽입되어 제 1 지지 프레임(29a) 또는 제 2 지지 프레임(29b)에 의해 지지되는 지지 프레임 고정 돌 부(53)가 결착 면 부(53)의 상하 2개소에 마련된다. 절연 케이스(50)도 절연피복재(27a)와 마찬가지로 에폭시(epoxy), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리염화비닐(polychlorovinyl), 나일론(nylon) 등의 합성 수지 재 절연재 중 선택하여 주조(molding)하여 구성할 수 있다.
한편, 도 7 내지 도 10을 참조하여 제 1 지지 프레임과 제 2 지 프레임 중 서로 동일한 구성이므로 대표적으로 제 1 지지 프레임의 상세 구성 및 제 1 지지 프레임 및 제 2 지지 프레임의 고정구조에 대해서 설명하면 다음과 같다.
도 9에 도시된 바와 같이 제 1 지지 프레임(29a)은 원호 면을 가진 일 측 부와 직선형의 중앙 부 및 고정 다리 부(29a-1)를 포함하는 부재로서, 상기 원호 면을 가진 일 측 부 측과 상기 고정 다리 부(29a-1) 측에 대각선으로 한 쌍으로 보조 스위치 케이스 연결 구부(29a-4)가 마련되고, 양 지지 프레임 즉, 제 1 지지 프레임(29a)과 제 2 지지 프레임(29b)의 서로 대향하는 보조 스위치 케이스 연결 구부(29a-4)를 통해 한 쌍의 보조 스위치 케이스 결속 핀(33a)을 관통시켜 너트 체결함으로써 다수의 보조 스위치(33)이 결속되어 제 1 지지 프레임(29a)과 제 2 지지 프레임(29b) 사이에서 끼워 지지될 수 있다. 도 9에 있어서 부호 29a-5는 로터리 축 구멍으로서 로터리 축(27)이 관통하고 회전가능하게 허용하는 통공이다. 도 9에 있어서 부호 29a-3은 도 11을 참조하여 전술한 절연 케이스(50)의 한 쌍의 지지 프레임 고정 돌 부(53)에 대응되고 지지 프레임 고정 돌 부(53) 삽입되어 고정 지지되는 접속 홈 부이다. 상기 고정 다리 부(29a-1)는 한 쌍으로서 각각에는 제 1 지지 프레임(29a)을 도 7에 도시된 바와 같이 커넥터 하우징(40)에 나사로 고정시킬 때 나사가 삽입될 수 있는 고정 나사 구멍(29a-2)이 마련된다. 고정 다리 부(29a-1)는 도 10에 도시된 바와 같이 상기 직선형의 중앙 부로부터 직각으로 절곡되어 형성된다.
한편, 도 5는 본 발명에 따른 보조 스위치의 개폐동작을 보여주는 도면으로 서 기중 차단기가 개방(OFF) 상태일 때 보조 스위치의 접점위치를 보여주는 측면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 보조 스위치의 개폐동작을 보여주는 도면으로서 기중 차단기가 폐로(ON) 상태일 때 보조 스위치의 접점위치를 보여주는 측면도이다. 이들 도 5와 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 보조 스위치의 개폐동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저 상기 주 접점이 오프 상태에서 온 상태로 전환될 때 본 발명에 따른 보조 스위치의 동작을 설명한다.
도 5에 도시된 상기 주 접점이 개방 상태 즉, 상기 차단기 본체 내 고정 접촉자와 가동 접촉자가 분리되어 회로가 차단된 상태에서 도 6에 도시된 것과 같이 상기 주 접점이 접촉하는 상태로 작동하면, 그에 따라 개폐 축(20)이 도 5에 도시된 상태로부터 도 6에 도시된 상태와 같이 반 시계방향으로 회전한다. 그러면, 연결 레버(21)도 반 시계방향으로 회전하고 제 1 링크(25)는 하강한다. 제 1 링크(25)의 하강 이동은 제 2 링크(26)를 시계방향으로 회동시키며, 이때 제 2 링크의 시계방향 회동은 제 1 링크(25)의 하강 이동이 제 2 링크(26) 상의 제 1 멈춤 돌 부(26b)에 제 1 링크(25)의 제 1 멈춤 면(25d)이 접촉하여 제한됨으로써 연동하여 제한된다. 또한 이때 로터리 축(27) 상에 축설된 한 쌍의 가동 접점(31)이 상기 주 접점이 온 상태일 때 개폐 축(20)의 회전 각도에 상응하게 설치되는 한 쌍의 고정 접점(32)에 접촉하여 주 접점 온 상태를 표시하는 상기 개폐 상태 표시신호를 발생시킨다. 발생된 상기 개폐 상태 표시 신호 즉 주 접점 온 상태 표시 신호는 단자 부(32a)와 미 도시의 신호 선, 커넥터(41), 다시 신호 선을 통해 기중 차단기의 개폐 상태 표시 부, 배전반의 감시 및 제어부로 전송되어, 상태 표시와 감시 및 제어에 이용될 수 있다.
다음, 상기 주 접점이 온 상태에서 오프 상태로 동작할 때 본 발명에 따른 보조 스위치의 동작을 설명한다.
도 6에 도시된 상기 주 접점이 투입 상태 즉, 상기 차단기 본체 내 고정 접촉자와 가동 접촉자가 접촉하여 회로가 통전 접속된 상태에서 도 5에 도시된 것과 같이 상기 주 접점이 분리되어 회로가 차단되는 상태로 작동하면, 그에 따라 개폐 축(20)이 도 6에 도시된 상태로부터 도 5에 도시된 상태와 같이 시계방향으로 회전한다. 그러면, 연결 레버(21)도 시계방향으로 회전하고 제 1 링크(25)는 상승한다. 제 1 링크(25)의 상승 이동은 제 2 링크(26)를 반 시계방향으로 회동시키며, 이때 제 2 링크(26)의 반 시계방향 회동은 제 1 링크(25)의 상승 이동이 제 2 링크(26) 상의 제 2 멈춤 돌 부(26b)에 제 1 링크(25)의 제 2 멈춤 면(25c)이 접촉하여 제한됨으로써 연동하여 제한된다. 또한 이때 로터리 축(27) 상에 축설된 한 쌍의 가동 접점(31)이 상기 주 접점이 오프 상태일 때 개폐 축(20)의 회전 각도에 상응하게 설치되는 한 쌍의 고정 접점(32)에 접촉하여 주 접점 오프 상태를 표시하는 상기 개폐 상태 표시신호를 발생시킨다. 발생된 상기 개폐 상태 표시 신호 즉 주 접점 오프 상태 표시 신호는 단자 부(32a)와 미 도시의 신호 선, 커넥터(41), 다시 신호 선을 통해 기중 차단기의 개폐 상태 표시 부, 배전반의 감시 및 제어부로 전송되어, 상태 표시와 감시 및 제어에 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 보조 스위치를 갖는 기중 차단기의 주요 구성을 보여주는 기중 차단기의 내부 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 보조 스위치 어셈블리와 개폐 축의 외형과 접속 구성을 별도로 분리하여 보여주는 요부 사시도이며,
도 3은 본 발명에 따른 보조 스위치의 개폐구동축인 로터리 축의 구성을 보여주는 정면도이고,
도 4는 도 3에 보인 로터리 축의 측면도이며,
도 5는 본 발명에 따른 보조 스위치의 개폐동작을 보여주는 도면으로서 기중 차단기가 개방(OFF) 상태일 때 보조 스위치의 접점위치를 보여주는 측면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 보조 스위치의 개폐동작을 보여주는 도면으로서 기중 차단기가 폐로(ON) 상태일 때 보조 스위치의 접점위치를 보여주는 측면도이며,
도 7은 본 발명에 따른 보조 스위치 어셈블리(assembly)의 외형을 보여주는 부분 절개 사시도이고,
도 8은 본 발명에 따른 보조 스위치 어셈블리의 정면을 보여주는 부분 절개 사시도이며,
도 9는 본 발명에 따른 보조 스위치 어셈블리 중 지지 프레임(frame)의 정면도이고,
도 10은 도 9에서 보인 지지 프레임의 저면도이며,
도 11은 본 발명에 따른 보조 스위치 어셈블리 중 절연 케이스의 부분 측면 도이다.
*도면의 주요부에 대한 부호의 설명
1: 기중 차단기 1a: 차단기 본체
10: 개폐기구 10a: 상부 판
20: 개폐 축(주축) 21: 연결 레버(connecting lever)
22: 주축 레버 23: 지지 브라켓(suporting bracket)
24: 연결 핀(connecting pin) 25: 제 1 링크(link) 25a: 연결 핀 25b: 장 공 부
25c: 제 2 멈춤 면 25d: 제 1 멈춤 면
26: 제 2 링크 26a: 제 1 멈춤 돌 부
26b: 제 2 멈춤 돌 부 27: 로터리 축(rotary shaft)
27a: 절연피복재 27b: E-링 홈 부
27c: 제 2 링크 접속 부
28: 축 홀더(holder) 29a: 제 1 지지 프레임(frame)
29b: 제 2 지지 프레임 29a-1: 고정 다리 부(fixing leg portion)
29a-2: 고정 나사 구멍 29a-3: 접속 홈 부
29a-4: 보조 스위치 케이스 연결 구 부
29a-5: 로터리 축 구멍
30: 보조 스위치 어셈블리(assembly)
31: 가동 접점 32: 고정 접점
32a: 단자 부 33: 보조 스위치
33a: 보조 스위치 케이스(case) 결속 핀(pin)
40: 커넥터 하우징(connecter housing)
41: 커넥터(connecter)
50: 절연 케이스(insulating case)
51: 결착 면 부
52: 로터리 축 통과 홈 면 53: 지지 프레임 고정 돌 부
54: 절연 케이스 전면 부

Claims (11)

  1. 전력계통 회로를 개폐하기 위한 개폐동력을 제공하는 개폐기구와, 상기 개폐기구의 개폐동력을 전달하기 위해 회전가능한 개폐 축을 구비하는 기중 차단기에 있어서,
    상기 개폐 축에 접속되어, 상기 기중 차단기의 개폐 상태에 따른 상기 개폐 축의 회전 위치에 의존하여 변위 가능한 링크기구;
    상기 링크기구에 접속되어, 상기 링크기구의 회전 위치에 대응되게 회전가능한 로터리 축;
    상기 로터리 축에 설치되어 상기 로터리 축의 회전에 따라 상기 기중 차단기의 개폐 상태를 나타내는 개폐 상태 표시신호를 발생시키는 보조 스위치; 및
    상기 로터리 축의 회전 변위를 제한하는 제한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 보조 스위치를 갖는 기중 차단기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 로터리 축 또는 상기 보조 스위치 중 적어도 어느 하나를 전기적으로 절연하는 절연수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 보조 스위치를 갖는 기중 차단기.
  3. 전력계통의 회로에 접속된 주 접점의 개폐를 위한 개폐동력을 제공하는 개폐 기구와, 상기 개폐기구의 개폐동력을 전달하기 위해 회전가능한 개폐 축을 구비하는 기중 차단기에 있어서,
    상기 개폐 축에 접속되어, 상기 주 접점의 개폐 상태에 따른 상기 개폐 축의 회전 위치에 의존하여 변위 가능한 링크기구;
    상기 링크기구에 접속되어, 상기 링크기구의 회전 위치에 대응되게 회전가능한 로터리 축;
    상기 주 접점의 개폐 상태에 대응하여 미리 설정된 각도로 고정 설치되며 상기 주 접점의 개폐 상태 표시신호의 전달경로에 접속되는 고정 접점과, 상기 로터리 축에 동축 접촉되어 상기 주 접점의 개폐 상태에 따른 상기 로터리 축의 회전에 의해 회전가능하고 상기 고정 접점에 접촉가능한 가동 접점을 가지며, 상기 주 접점의 개폐 상태를 나타내는 개폐 상태 표시신호를 발생시키는 보조 스위치; 및
    상기 로터리 축의 회전 변위를 제한하는 제한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 보조 스위치를 갖는 기중 차단기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 로터리 축 또는 상기 보조 스위치 중 적어도 어느 하나를 전기적으로 절연하는 절연수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 보조 스위치를 갖는 기중 차단기.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제한 수단은,
    상기 링크기구의 변위를 제한함으로써 상기 로터리 축의 회전 변위를 제한하는 수단인 것을 특징으로 하는 보조 스위치를 갖는 기중 차단기.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 링크기구는,
    상기 개폐 축에 동축 접속되어, 상기 개폐 축과 함께 회전가능한 연결 레버;
    일단이 상기 연결 레버에 접속되어, 상기 연결 레버의 회전에 따라 상하방향으로 이동가능한 제 1 링크; 및
    일단이 상기 제 1 링크에 접속되고 타 단이 상기 로터리 축에 접속되어, 상기 제 1 링크의 상하방향 이동에 따라 회전함으로써 상기 로터리 축을 상응하게 회전구동하는 제 2 링크를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 보조 스위치를 갖는 기중 차단기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제한 수단은,
    상기 제 2 링크에 돌출하게 마련되는 적어도 하나의 멈춤 돌 부;
    상기 제 1 링크에 마련되어, 상기 주 접점이 폐로 상태일 때 상기 멈춤 돌 부와 접촉하여 상기 제 1 링크의 이동을 제한하는 제 1 멈춤 면; 및
    상기 제 1 링크에 마련되어, 상기 주 접점이 개방 상태일 때 상기 멈춤 돌 부와 접촉하여 상기 제 1 링크의 이동을 제한하는 제 2 멈춤 면을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 보조 스위치를 갖는 기중 차단기.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제 1 멈춤 면은 상기 제 1 링크의 상단부에 마련되는 캠(cam) 면으로 구성되고,
    상기 제 2 멈춤 면은 상기 제 1 링크의 측면으로 구성되는 것을 특징으로 하는 보조 스위치를 갖는 기중 차단기.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 절연수단은,
    상기 로터리 축을 전기적으로 절연하기 위해서 상기 로터리 축의 적어도 일부에 피복되는 절연피복재 또는 상기 보조 스위치의 둘레를 둘러싸게 마련되는 절연 케이스(case)인 것을 특징으로 하는 보조 스위치를 갖는 기중 차단기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 보조 스위치를 지지하여 고정하기 위해서 상기 보조 스위치를 양측에서 사이에 끼워 지지하는 제 1 및 제 2 지지 프레임(frame)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 보조 스위치를 갖는 기중 차단기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제 1 지지 프레임 또는 제 2 지지 프레임과 상기 절연 케이스의 측면을 맞대어 조립할 때 상대 위치 결정을 용이하게 함으로써 생산성을 향상시킬 수 있도록, 상기 절연 케이스는 외주 면의 형상과 치수가 제 1 지지 프레임 또는 제 2 지지 프레임의 외주 면 형상과 치수에 대응되게 미리 결정되고 돌출형성된 결착 면 부를 구비하는 것을 특징으로 하는 보조 스위치를 갖는 기중 차단기.
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