KR20090059057A

KR20090059057A - 버스웨이 하우징을 버스웨이 파워 전도체에 고정하기 위한 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20090059057A
Application number: KR1020080122525A
Authority: KR
Inventors: 쿨딥 쿠마 바티자; 제프리 콕스; 스티븐 이 리차드
Original assignee: 제너럴 일렉트릭 캄파니
Priority date: 2007-12-05
Filing date: 2008-12-04
Publication date: 2009-06-10
Also published as: EP2068412A2; CA2644248A1; CN101453107A; AU2008246263A1; US20090145625A1; MX2008015482A; JP2009142148A

Abstract

본 발명의 파워 버스웨이 조립체는 한 쌍의 대향하는 비철 금속제의 개구형 측판을 구비한다. 이 측판은 U-형 형상을 가지며, 편평한 부재에 의해 결합되는 한 쌍의 상부 및 하부 플랜지를 포함한다. 파워 버스웨이 조립체는 각각의 플랜지의 일단부에 상기 측판을 함께 체결하는 수단을 더 포함한다. 상기 체결 수단은 각진 돌출부 또는 각진 슬롯을 포함한다. 상기 플랜지 쌍 중 하나로부터 연장하여 행어 지지 연결 수단을 제공하는 제 1 레일을 포함한다. 또한, 상기 플랜지 쌍 중 다른 하나로부터 연장하여 그라운드 스태브 연결 수단을 제공하는 제 2 레일을 포함한다. 파워 버스웨이 조립체는 플랜지와 상호 체결되는 적어도 하나의 브레이스를 더 포함한다. 상기 브레이스는 상기 체결 수단을 함께 바이어스하는 크기와 구성을 갖는다. 본 발명은 버스웨이 하우징을 버스웨이 파워 전도체에 고정하는 방법도 제공한다.

Description

버스웨이 하우징을 버스웨이 파워 전도체에 고정하기 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR SECURING A BUSWAY HOUSING TO BUSWAY POWER CONDUCTORS}

본 발명의 주제는 파워 버스웨이에 관한 것으로, 보다 상세하게는 버스웨이 하우징을 버스웨이 파워 전도체에 고정하는 것에 관한 것이다.

멀티-위상 전력 분배 시스템 내에 사용되는 파워 버스웨이는 통상 긴 사각형 바아(bar)의 구리 또는 알루미늄 재료로 이루어진다. 각각의 개별 바아는 전기적으로 절연되어 위상 전도체와 중립 전도체 사이는 물론 개별 위상간의 전기적 절연을 유지한다. 전기적 코드에 따르면, 그라운드 전도체는 버스웨이 전력 분배 시스템 내에 결합되어야 한다.

"열효율이 우수한 파워 버스웨이 하우징"이란 제하의 미국 특허 제4,804,804호는 전술한 파워 버스웨이 전도체에 지지 및 그라운드 전도 설비를 제공하도록 형성된 2-부품 압출 알루미늄 합금 하우징을 설명한다. 2-부품 하우징은 그 상부와 바닥면을 따라 스냅 체결식 커넥터와 함께 부착된다. 하우징은 절연 볼트에 의해 버스웨이 파워 전도체에 부착된다.

제네랄 일렉트릭사의 상표 Spectra 시리즈의 버스웨이는 알루미늄 하우징을 버스웨이 파워 전도체에 부착하기 위한 독특한 구조의 더불-절연 연결 볼트를 사용한다. 이 연결 볼트는 버스웨이의 중심을 통해 삽입되어, 예측 가능한 일정한 강도와 높은 단락률을 제공한다.

버스웨이 조립체의 고정을 위해 절연 볼트를 사용하는 것이 효율적이지만, 많은 개수의 볼트를 필요로 한다. 더욱이, 버스웨이 하우징은 통상 그라운드 포텐셜에 있기 때문에 볼트 자체가 버스 전도체의 어느 부분과도 접촉되지 않을 수 있으므로 볼트의 사용은 버스웨이 구성의 기술을 복잡하게 한다.

그러므로, 볼트를 사용하지 않고 소수의 부품만을 사용하지만 여전히 예측가능한 일정한 강도와 높은 단락률을 제공하는 버스웨이 조립체 고정 수단의 제공이 요망된다.

본 발명의 일 실시예에 따라 제공되는 파워 버스웨이 조립체는 한 쌍의 대향하는 비철 금속제의 개구형 측판을 구비한다. 이 측판은 U-형 형상을 가지며, 편평한 부재에 의해 결합되는 한 쌍의 상부 및 하부 플랜지를 포함한다. 파워 버스웨이 조립체는 각각의 플랜지의 일단부에 상기 측판을 함께 체결하는 수단을 더 포함한다. 상기 체결 수단은 각진 돌출부 또는 각진 슬롯을 포함한다. 상기 플랜지 쌍 중 하나로부터 연장하여 행어 지지 연결 수단을 제공하는 제 1 레일을 포함한다. 또한, 상기 플랜지 쌍 중 다른 하나로부터 연장하여 그라운드 스태브(stab) 연결 수단을 제공하는 제 2 레일을 포함한다. 파워 버스웨이 조립체는 플랜지와 상호 체결되는 적어도 하나의 브레이스(brace)를 포함한다. 상기 브레이스는 상기 체결 수단을 함께 바이어스하는 크기와 구성을 갖는다.

본 발명의 다른 실시예에 따라 제공되는 버스웨이 하우징을 버스웨이 파워 전도체에 고정하는 방법은 복수의 브레이스를 사용하는 것을 포함한다. 버스웨이 하우징은 한 쌍의 대향하는 비철 금속제의 개구형 측판을 구비한다. 이 측판은 U-형 형상을 가지며, 편평한 부재에 의해 결합되는 한 쌍의 상부 및 하부 플랜지를 포함한다. 상기 상부 및 하부 플랜지는 슬릿을 포함하고, 복수의 브레이스는 후크형 단부와 플랜지형 단부를 구비한다. 상기 방법은 상기 슬릿 중 하나에 상기 후크형 단부를 삽입하는 단계와, 상기 플랜지형 단부가 다른 하나의 슬릿에 근접할 때까지 브레이스를 회전시키는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 플랜지형 단부에 축방향 힘을 제공하는 단계를 더 포함하고, 상기 힘은 상기 측판에 수직하며, 상기 플랜지형 단부는 상기 다른 하나의 슬릿과 완전히 결합된다.

본 발명에 따르면, 볼트를 사용하지 않고 소수의 부품만을 사용하지만 여전히 예측가능한 일정한 강도와 높은 단락률을 제공하는 버스웨이 조립체 고정 수단이 제공된다.

본 발명의 실시예는 체결체의 사용의 필요성을 감소시키고 극소수의 부품을 채용하면서도 예측가능한 일정한 강도와 높은 단락률을 제공하는 파워 버스웨이 조립체의 고정 시스템 및 방법에 관한 것이다.

종래 기술의 버스웨이 하우징 유닛은 도 1에서 도면 부호 10으로 대략 나타낸다. 하우징 유닛(10)은 상보적인 측판 또는 측면 부재(12)에 대향 배치된 측판 또는 측면 부재(11)를 구비한다. 측판(11, 12) 각각은 U-형 구성을 갖는 것으로 도시되어 있으며, 구멍(도시 생략)을 포함할 수 있고, 알루미늄 합금과 같은 비철 금속제일 수 있는데, 이러한 알루미늄 합금은 양호한 전기적 및 열적 특성을 실질적으로 해치지 않고 알루미늄의 인장 강도를 크게 증가시킨다. 버스웨이 하우 징(10)을 형성하는 알루미늄 측판(11, 12)은 그라운드 결함을 위한 완전한 360° 고레벨의 그라운드 경로를 형성하고, 버스웨이 섹션, 부품 및 버스 플러그(도시 생략) 사이의 연속 접합부로서 기능한다.

양측판(11, 12)은 상부 플랜지(13, 15)와 하부 플랜지(14, 16)를 구비한다. 상부 플랜지(13)와 하부 플랜지(14)는 측판(11) 상의 편평한 부재(8)로부터 수직으로 연장한다. 유사하게, 상부 플랜지(15)와 하부 플랜지(16)는 측판(12) 상의 편평한 부재(9)로부터 수직으로 연장한다.

측판(11, 12)은 대응하는 레일(19, 20)을 또한 구비한다. 레일(19)은 상부 플랜지(13, 15)로부터 수직으로 연장한다. 유사하게, 레일(20)은 지시된 바와 같이 하부 플랜지(14, 16)로부터 수직으로 연장한다. 한 쌍의 레일(19 또는 20)은 행어 지지 연결 수단을 제공할 수 있는 반면, 다른 쌍의 레일은 그라운드 스태브(stab) 연결 수단을 제공할 수 있다. 레일(19, 20)은 플랜지(13-16)와 더불어 버스웨이 하우징 유닛(10)에 부가된 구조적 지지를 제공하고 주변 대기로의 방열을 향상시키기 위해 측판(11, 12)에 표면적 증가를 제공한다.

측판(11) 상의 상부 플랜지(13)의 일측 엣지를 따라 각진 슬롯(17)이 연장하고, 이 각진 슬롯은 대향 측판(12) 상의 상부 플랜지(15)를 따라 연장하는 상보적인 각진 돌출부(18)를 수용한다. 측판(12) 상의 하부 플랜지(16)를 따라 유사한 각진 슬롯(17')이 연장하고, 이 각진 슬롯은 측판(11) 상의 하부 플랜지(14)를 따라 연장하는 유사한 각진 돌출부(18')를 수용한다. 각진 슬롯(17, 17')과 각진 돌출부(18, 18')는 측판(11, 12)을 함께 고정하는 상호 체결 수단을 제공한다.

버스웨이 하우징 유닛(10)에는 3개 또는 4개의 버스웨이 또는 버스 바아 파워 전도체(27)(이하 '버스 바아'로 지칭됨)가 부착된다. 각 버스 바아(27)는 3상 파워 분배 시스템의 개별 위상을 나타낸다. 버스 바아(27)는 복수의 브레이스(brace)(30)에 의해 버스웨이 하우징 유닛(10)에 고정된다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이스의 상면도가 도면 부호 30으로 대략 나타내고 있다. 브레이스(30)는 커프 세그먼트(cuffed segment)(31), 후크형 단부(32) 및 플랜지형 단부(33)를 구비한다. 브레이스(30)는 대략 1.5인치 폭과 0.125인치의 두께를 갖는다. 브레이스(30)의 길이는 버스웨이 하우징 유닛(10)의 크기에 따라 달라질 수 있다.

특정의 일 실시예에서, 브레이스(30)는 강도와 내구성 등의 중요한 기계적 성질을 제공하는 강과 같은 경질의 탄성 재료로 이루어진다. 이들 기계적 성질은 예컨대, 버스웨이가 단락의 결과로서 동적 및 열적 응력에 노출될 때 바람직하다. 브레이스(30)는 버스웨이 하우징(10)의 외부에 배치되므로, 브레이스(30)는 버스웨이의 전기적 특성에 영향을 미치지 않는다.

도 3은 복수의 브레이스(30)를 포함하는 조립된 버스웨이 하우징 유닛(100)의 단면도이다. 커프 세그먼트(31)는 편평 세그먼트(34)로부터 오프셋되며 플랜지(13-16)의 체결 수단을 수용한다. 구체적으로, 각진 슬롯(17, 17')이 커프 세그먼트(31)의 내부에 직접 끼워짐으로써 플랜지(13-16)의 체결 수단을 가압하게 된다. 커프 세그먼트(31)가 각진 슬롯(17)의 상부에 바로 위치할 때, 편평 세그먼트(34)는 플랜지(13, 15) 상에 바로 안착된다. 유사하게, 커프 세그먼트(31)가 각 진 슬롯(17')의 상부에 바로 위치할 때, 편평 세그먼트(34)는 플랜지(14, 16) 상에 바로 안착된다.

더욱이, 브레이스(30)는 슬릿(22, 23)을 통해 플랜지(13, 15 및 14, 16)와 상호 연결될 수 있다. 후크형 단부(32)는 플랜지(13, 14) 상에 위치된 대응하는 슬릿(22) 내부에 끼워진다. 유사하게, 플랜지형 단부(33)는 플랜지(15, 16) 상에 위치된 대응하는 슬릿(23) 내부에 끼워진다. 플랜지(13) 상의 슬릿(22)은 플랜지(14) 상의 슬릿(22)에 바로 평행하게 위치된다. 유사하게, 플랜지(15) 상의 슬릿(23)은 플랜지(16) 상의 슬릿(23)에 바로 평행하게 위치된다. 도 8에 도시된 바와 같이, 슬릿(22, 23)은 약 12인치의 중심 간격으로 각각 측판(11, 12)의 길이를 따라 일정하고 규칙적인 간격으로 배치된다. 각각의 슬릿(22)의 면적은 브레이스(30)의 후크형 단부(32)를 수용하는 크기로 형성된다. 유사하게, 각각의 슬릿(23)의 면적은 브레이스(30)의 플랜지형 단부(33)를 수용하는 크기로 형성된다.

도 3을 재참조하면, 브레이스(30)의 고정을 위해 후크형 단부(32)가 슬릿(22)에 삽입된다. 이후, 플랜지형 단부(33)가 대응하는 슬릿(23)에 인접할 때까지 브레이스(30)에 회전력이 인가된다. 측판(11, 12)에 수직인 축방향 힘이 플랜지형 단부(33)에 인가된다. 상기 축방향 힘과 결합된 회전력은 플랜지형 단부(33)가 슬릿(23)에 완전히 결합되도록 하여 브레이스(30)를 제위치에 고정시킨다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 파워 버스웨이 하우징 유닛(100)을 더욱 고정시키기 위해 복수의 브라켓(40, 50)이 제공된다. 도 4는 본 발명의 다른 측면에 따른 브라켓(40)의 상면도이다. 브라켓(40)은 베이스(41)와 한 쌍의 플랜지(44)를 구비한다. 베이스(41)는 베이스(41)의 중앙을 따라 길이 방향으로 연장하는 만곡형 보강부인 리브(42)를 포함한다. 플랜지(44)는 베이스(41)에 수직으로 연장하며, 각진 세그먼트(43)와 캐치(45)를 구비한다.

유사하게, 도 5에 도시된 브라켓(50)은 베이스(51)와 한 쌍의 플랜지(54)를 구비한다. 베이스(51)는 리브(42)와 유사할 수 있는 리브(52)를 포함한다. 플랜지(54)는 베이스(51)에 수직으로 연장하며, 각진 세그먼트(53)와 캐치(55)를 구비한다.

브라켓(40, 50)은 대략 2.5인치 폭과 0.1인치 두께를 가진다. 브라켓(40, 50)의 길이는 동일하고 버스웨이 하우징 유닛(10)의 크기에 따라 달라질 수 있다. 보다 상세하게는, 베이스(41, 51)의 길이는 편평한 부재(9, 8)의 길이에 따라 각각 변화될 수 있다. 더욱이, 캐치(45, 55) 사이의 거리는 동일하다.

브라켓(40, 50)은 강도와 내구성 등의 중요한 기계적 성질을 제공하는 강과 같은 경질의 탄성 재료로 이루어진다. 이들 기계적 성질은 예컨대, 버스웨이가 단락의 결과로서 동적 및 열적 응력에 노출될 때 바람직하다. 브라켓(40, 50)은 버스웨이 하우징(10)의 외부에 배치되므로, 브라켓(40, 50)은 버스웨이의 전기적 특성에 영향을 미치지 않는다.

도 6은 브라켓(40, 50)을 복수개 포함하는 도 3의 조립된 버스웨이 하우징 유닛(100)을 도시한다. 브라켓(40, 50)은 브레이스(30)를 보충적으로 보강함으로써 버스웨이 시스템(100)을 더욱 고정하도록 하는 크기와 구성을 갖는다. 브라켓(40)의 베이스(41)는 측판(12) 상의 편평한 부재(9)를 따라 횡방향으로 연장한 다(도 8 참조). 리브(42)는 브라켓(40)이 측판(12)을 들어올리는 것을 방지하기 위해 편평한 부재(9)에 대해 베이스(41)를 보강한다.

각진 세그먼트(43)는 측판(12)으로부터 멀어지게 만곡된다. 각진 세그먼트(43)는 보다 강한 버스웨이 시스템(100)을 위해 브라켓(40)으로부터의 힘을 측판(12)으로 분배한다. 또한, 각진 세그먼트(43)는 플랜지(15, 16)와 브레이스(30)에 대한 마모를 감소시키기 위해 브라켓(40)이 플랜지(15, 16)에 대해 대향력을 인가하도록 할 수 있다.

또한, 브라켓(40)은 슬릿(23)을 통해 각각의 플랜지(15, 16)와 상호 연결될 수 있다. 캐치(45)는 전술한 슬릿(23)에 결합된다. 도 8에 도시된 바와 같이, 슬릿(23)의 폭은 브라켓(40)의 폭과 적어도 동일하다. 더욱이, 캐치(45) 사이의 길이는 브레이스(30)의 폭과 적어도 동일하다. 이는 캐치(45)와 브레이스(30)의 플랜지형 단부(33)가 슬릿(23)의 내부에 동시에 끼워지는 것을 보장한다.

도 6을 참조하면, 브라켓(50)은 측판(11)에 대해 브라켓(40)이 측판(12)에 제공하는 것과 유사한 구조와 기능성을 제공한다.

본 발명은 현재 가장 실질적이고 바람직한 실시예로 간주되는 것과 관련하여 설명되었지만, 본 발명은 이들 개시된 실시예에 한정되지 않음을 이해하여야 한다. 오히려, 본 발명은 첨부된 특허청구범위의 취지와 범위 내에 포함된 다양한 변형 및 등가의 구성의 모든 것을 포괄하는 것으로 의도된 것이다.

도 1은 버스 바아 파워 전도체를 지지하는 버스웨이 하우징 유닛의 사시도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이스의 사시도,

도 2a는 도 2에 도시된 브레이스의 저면도,

도 2b는 도 2에 도시된 브레이스의 측면도,

도 3은 도 2의 브레이스를 복수개 포함하는 도 1의 버스웨이 하우징 유닛을 도 1의 선 3-3을 따라 취한 단면도,

도 4는 본 발명의 다른 측면에 따른 브라켓의 사시도,

도 4a는 도 4에 도시된 브라켓의 측면도,

도 4b는 플랜지와 캐치를 보여주는 도 4에 도시된 브라켓의 일부의 단면도,

도 5는 본 발명의 또 다른 측면에 따른 브라켓의 사시도,

도 5a는 도 5에 도시된 브라켓의 측면도,

도 5b는 플랜지와 캐치를 보여주는 도 5에 도시된 브라켓의 일부의 단면도,

도 6은 브라켓을 복수개 포함하는 도 3의 도면과 유사한 도면,

도 7은 버스 바아 파워 전도체를 포함하는 도 6의 도면과 유사한 도면,

도 8은 도 7에 도시된 파워 버스웨이 조립체의 확대 부분 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

10 : 하우징 유닛 11, 12 : 측판

13, 15 : 상부 플랜지 14, 16 : 하부 플랜지

17 : 슬롯 18 : 돌출부

27 : 버스 바아 30 : 브레이스

31 : 커프 세그먼트 32 : 후크형 단부

33 : 플랜지형 단부 40 : 브라켓

41 : 베이스 42 : 리브

45 : 캐치

Claims

파워 버스웨이 조립체에 있어서,

편평한 부재에 의해 결합되는 한 쌍의 상부 및 하부 플랜지를 구비하는 U자형 형상을 각각 가진 한 쌍의 대향하는 비철 금속제의 개구형 측판과;

각진 돌출부 또는 각진 슬롯을 구비하고, 각각의 상기 플랜지의 일단부 상에 있는 상기 측판을 서로 체결하는 체결 수단과;

상기 플랜지 쌍 중 하나로부터 연장하여 행어 지지 연결 수단을 제공하는 제 1 레일과;

상기 플랜지 쌍 중 다른 하나로부터 연장하여 그라운드 스태브(stab) 연결 수단을 제공하는 제 2 레일과;

상기 플랜지와 상호 연결되고, 상기 체결 수단을 함께 바이어스하도록 치수 설정 및 구성되는 적어도 하나의 브레이스(brace)를 포함하는

파워 버스웨이 조립체.
제 1 항에 있어서,

상기 측판은 압출된 것인

파워 버스웨이 조립체.
제 1 항에 있어서,

상기 비철 금속은 알루미늄과 구리로 이루어진 그룹에서 선택되는

파워 버스웨이 조립체.
제 1 항에 있어서,

상기 측판을 따라 동일하고 일정한 간격으로 배치된 슬릿을 더 포함하는

파워 버스웨이 조립체.
제 4 항에 있어서,

상기 적어도 하나의 브레이스는 복수 개의 브레이스를 포함하며, 각각의 브레이스는 상기 슬릿을 통해 플랜지와 상호 연결되는

파워 버스웨이 조립체.
제 5 항에 있어서,

상기 복수 개의 브레이스 각각은 커프 세그먼트(cuffed segment)를 포함하고, 상기 커프 세그먼트는 상기 체결 수단을 수용하는

파워 버스웨이 조립체.
제 4 항에 있어서,

상기 플랜지와 상호 연결되는 적어도 하나의 브라켓을 더 포함하며, 상기 적어도 하나의 브라켓은 한 쌍의 대향하는 브레이스를 보강하도록 치수 설정 및 구성 되어 있는

파워 버스웨이 조립체.
제 7 항에 있어서,

상기 적어도 하나의 브라켓은 복수 개의 브라켓으로 구성되며, 상기 복수의 브라켓 각각은 슬릿을 통해 상기 플랜지와 상호 연결되는

파워 버스웨이 조립체.
제 8 항에 있어서,

상기 복수의 브라켓 각각은 리브를 포함하고, 상기 리브는 상기 복수의 브라켓 각각을 편평한 부재에 대해 보강하는

파워 버스웨이 조립체.
복수의 브레이스를 사용하여 버스웨이 하우징을 버스웨이 파워 전도체에 고정하는 방법으로서, 상기 버스웨이 하우징은 편평한 부재에 의해 결합되고 슬릿을 갖는 한 쌍의 상부 및 하부 플랜지를 구비하는 U-형 형상을 각각 가진 한 쌍의 대향하는 비철 금속제의 개구형 측판을 포함하고, 상기 복수의 브레이스는 후크형 단부와 플랜지형 단부를 구비하는, 상기 고정 방법에 있어서,

상기 슬릿 중 하나 내로 상기 후크형 단부를 삽입하는 단계와;

상기 플랜지형 단부가 다른 슬릿에 근접할 때까지 상기 브레이스를 회전시키 는 단계와;

상기 플랜지형 단부에 축방향 힘을 인가하는 단계를 포함하고,

상기 힘은 상기 측판에 수직하며, 그에 따라 상기 플랜지형 단부는 상기 다른 슬릿과 완전히 결합되는

버스웨이 하우징을 버스웨이 파워 전도체에 고정하는 방법.