KR20090109506A - 로킹 기구를 갖는 회로 차단기 - Google Patents

Abstract

소정의 트립 프리 로킹 장치를 적용하기 전에 회로 차단기가 스위칭 오프되는 것을 보장하는 로킹 메커니즘을 갖는 회로 차단기가 제공된다. 예시적인 실시예들은 회로 차단기 장치를 포함하며, 이 회로 차단기 장치는 회로 차단기 접점에 연결되는 부축과, 상기 부축에 연결되는 부축 캠과, 상기 부축 캠과 연계되도록 구성된 리프팅 플레이트와, 상기 리프팅 플레이트와 결합하도록 구성된 패드록 플레이트를 포함한다. 추가의 예시적인 실시예는 회로 차단기 시스템을 포함하며, 이 시스템은 회로 차단기 접점을 가지고 스위치 오프 상태로 구성되는 회로 차단기와, 상기 회로 차단기 상에 배치되고, 결합시 상기 회로 차단기를 트립(시동) 억제 상태로 고정하는 패드록 플레이트와, 상기 패드록 플레이트의 결합에 응답하여 상기 회로 차단기를 스위치 오프 상태로 고정하도록 구성된 로킹 메커니즘을 포함한다.

Description

로킹 기구를 갖는 회로 차단기{CIRCUIT BREAKER WITH LOCKING MECHANISM}

본 발명은 회로 차단기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 패드록(padlock)을 적용하기 이전에 회로 차단기가 작동 정지되는 것을 보장하는 회로 차단기용 기계적 링크 구성에 관한 것이다.

회로 차단기는 전기 회로를 과부하 또는 단락에 의해 야기되는 손상으로부터 보호하도록 설계된 자동 작동식 전기 스위치이다. 한번 사용되면 교환하여야 하는 퓨즈와는 달리, 회로 차단기는 (수동 또는 자동으로) 리셋되어 정상적 동작을 재개할 수 있다. 차단기의 스위치 메커니즘은 부하가 접속되는 개방 및 폐쇄 접점에 연결될 수 있다. 서랍식 회로 차단기는 회로 차단기를 전력원과 부하 회로에 대해 접속 및 접속 해제하기 위해 전력 장비 내외로 래크 이동되도록(rack) 구성된 특정 종류의 회로 차단기 구성이다. 서랍식 회로 차단기용 메커니즘은 통상 서랍식 회로 차단기가 접점-폐쇄 위치에 있을 때 라인과 부하 사이에 물리적으로 접속될 수 없도록 하는 것을 보장하기 위해 제공된다. 다수의 규정에 따르면, 회로 차단기는 패드록(padlock) 또는 키 인터록(key interlock)을 적용하기 전에 스위치 오프되는 것을 필요로 한다.

로킹 메커니즘을 적용하기 전에 회로 차단기를 스위치 오프시키는 인터록 메커니즘을 제공하는 것이 요망된다.

예시적인 실시예들은 회로 차단기 장치를 포함하며, 이 회로 차단기 장치는 회로 차단기 접점에 연결되는 부축(lay shaft)과, 상기 부축에 연결되는 부축 캠과, 상기 부축 캠과 연계되도록 구성된 리프팅 플레이트와, 상기 리프팅 플레이트와 결합하도록 구성된 패드록 플레이트를 포함한다.

추가의 예시적인 실시예는 회로 차단기 시스템을 포함하며, 이 시스템은 회로 차단기 접점을 가지고 스위치 오프 상태로 구성되는 회로 차단기와, 상기 회로 차단기 상에 배치되고, 결합시 상기 회로 차단기를 트립(시동) 억제 상태로 고정하는 패드록(padlock) 플레이트와, 상기 패드록 플레이트의 결합에 응답하여 상기 회로 차단기를 스위치 오프 상태로 고정하도록 구성된 로킹 메커니즘을 포함한다.

이들 및 다른 장점 및 특징들은 도면을 참조로 한 이후의 설명으로부터 분명해질 것이다.

본 발명으로서 간주되는 주제는 본 명세서의 말미의 특허청구범위에 특히 지적되고 분명히 청구된다. 전술한 바의 것과 그리고 다른 본 발명의 목적, 특징 및 장점들은 첨부 도면을 참조로 한 하기의 상세한 설명으로부터 분명하다.

로킹 메커니즘을 적용하기 전에 회로 차단기를 스위치 오프시키는 인터록 메커니즘이 제공된다.

상세한 설명은 도면을 참조로 하여 예시로써 본 발명의 장점 및 특징과 함께 실시예를 설명한다.

예시적인 실시예에서, 설명되는 시스템은 수동 오프 스위치를 누르거나 소정의 트립(시동으로도 지칭됨) 억제 로킹 장치(trip free locks)의 적용 전에 트립 코일(trip coil)을 활성화시키는 것에 의해 회로 차단기가 스위치 오프되는 것을 보장하는 링크의 구성을 포함한다. 예시적인 실시예에서, 회로 차단기 메커니즘의 측면 시트상에 수직 레버(리프팅 플레이트)가 왕복동 방식으로 설치된다. 예시적인 실시예에서, 이 수직 레버가 상향 변위되면, 수직 레버는 시동 샤프트를 트립 위치(tripped position)에 유지한다. 또한, 수직 레버는 (회로 차단기의 접점이 폐쇄되거나 개방시 그 접점의 위치를 간접적으로 감지하는) 부축(lay shaft)의 기계적 부축(캠)의 위치를 감지하는 인터페이싱 (리프팅) 프로파일을 포함한다. 예시적인 실시예에서, 리프팅 레버의 수직 이동은 접점이 개방시에만 수직 레버가 상향 변위될 수 있도록 부축의 폐쇄 위치에 있는 기계적 부축 캠에 부착된 블로킹 핀에 의해 억제된다(즉, 기계적 부축은 개방 위치에 있다). 예시적인 실시예에서, 후술되는 바와 같이, 모든 로킹 기구는 회로 차단기를 로킹 상태로 적용하기 위해 수직 레버와 연동한다.

도 1은 예시적인 실시예에 따른 회로 차단기 조립체(100)의 사시도이다. 상기 조립체(100)는 차단기 하우징(105)과, 상기 하우징(105) 내에 배치되는 회로 차단기(150)와, 상기 하우징(105) 내에 배치되고 상기 회로 차단기(150)에 연결되는 부축(110)을 포함한다. 예시적인 실시예에서, 상기 회로 차단기(150)는 회로 차단기(150)의 측벽(170)에 인접하게 배치되는 리프팅 플레이트(수직 레버)(152)를 더 포함한다. 예시적인 실시예에서, 상기 리프팅 플레이트(152)는 리프팅 플레이트(152)의 일단부에 배치되는 리프팅 플레이트 슬롯(160)을 포함한다. 후술되는 바와 같이, 상기 리프팅 플레이트 슬롯은 키 로크 레버(161, 도 6 참조)를 수용하도록 구성된다. 예시적인 실시예에서, 상기 회로 차단기(150)는 상기 측벽(170)에 인접하게 배치되는 패드록(padlock) 플레이트(153)를 더 포함한다. 상기 리프팅 플레이트(152)와 상기 패드록 플레이트(153)는 트립 패들(trip paddle)(154)에 결합된다.

도 2는 예시적인 실시예에 따른 오프 상태의 회로 차단기 메커니즘(150)의 측면도이다. 또한, 도 3a는 리프팅 플레이트(152)의 측면도이고, 도 3b는 패드록 플레이트(153)의 측면도이다. 전술한 바와 같이, 상기 회로 차단기 메커니즘(150)은 리프팅 플레이트(152), 트립 패들(154) 및 패드록 플레이트(153)를 포함한다. 상기 트립 패들(154)은 상기 리프팅 플레이트(152)와 상기 패드록 플레이트(153) 사이에 배치된다. 예시적인 실시예에서, 상기 리프팅 플레이트(152)는 리프팅 롤 러(156), 블로킹 캠 프로파일(159) 및 리프팅 플레이트 슬롯(160)을 더 포함한다. 예시적인 실시예에서, 상기 패드록 플레이트(153)는 그립부(165), 패드록 구멍(166), 패드록 핀(157) 및 패드록 리프팅 프로파일(158)을 포함한다. 후술되는 바와 같이, 상기 그립부는 사용자에 의해 파지되어 상기 패드록 플레이트(153)를 상기 측벽(170)을 따라 회로 차단기(150)로부터 외측으로 이동시킬 수 있다. 또한, 상기 패드록 플레이트(153)가 이 방식으로 외측으로 당겨질 때, 패드록 또는 기타의 로킹 메커니즘을 패드록 구멍(166) 내에 삽입할 수 있다. 또한, 하기에 후술되는 바와 같이, 상기 패드록 핀(157)은 상기 트립 패들을 구속하여 회전시키도록 구성된다.

여전히 도 2, 3a 및 3b를 참조하면, 예시적인 실시예에서, 상기 부축(110)은 블로킹 핀(155)을 더 포함하는 캠 플레이트(151)를 포함한다. 전술한 바와 같이, 도 2는 접점이 개방된 상태에서 오프 위치에 있는 회로 차단기(150)를 도시한다. 또한, 도 2는 회로 차단기를 로킹-오프 위치(locked OFF position)로 고정시키도록 리프팅 플레이트(152)와 패드록 플레이트(153)가 결합되지 않은 패드록-로킹되지 않은 상태(un-padlocked state)의 회로 차단기를 도시하고 있다. 예시적인 실시예에서, 사용자가 그립부(165)를 잡고 외측으로 힘을 가하는 것으로 패드록 플레이트(153)를 밖으로 당기면, 패드록 플레이트 프로파일(158)이 리프팅 플레이트 롤러(156)를 위로 향하게 한다. 그러나, 설명하는 바와 같이, 이 동작은 회로 차단기가 온(ON) 상태에 있을 때 동작 억제된다.

도 4는 예시적인 실시예에 따른 온 상태의 회로 차단기(150)의 측면도이다. 이러한 ON 상태에서, 접점은 접촉 상태이고 부축(110)은 부축 캠(151) 상의 블로킹 핀(155)이 리프팅 플레이트(152) 측으로 리프팅 프로파일(159)에 인접하게 회전되도록 회전된다. 또한, 이러한 ON 상태에서, 리프팅 플레이트(152)(즉, 리프팅 프로파일(159))의 상향 이동은 부축 캠(151) 상의 블로킹 핀(155)에 의해 억제된다(즉, 블로킹 핀(155)과 리프팅 프로파일(159)이 기계적 접촉 상태에 있을 때). 또한, 예시적인 실시예에서, 리프팅 플레이트(152)의 리프팅 플레이트 롤러(156)는 패드록 플레이트(153)의 패드록 플레이트 프로파일(158)에 결합된다. 그러므로, 후술되는 바와 같이, 상기 리프팅 플레이트는 접점이 폐쇄 상태에 있을 때(즉, 회로 차단기(150)가 ON 상태에 있을 때), 상향 변위될 수 없다. 블로킹 핀(155)이 리프팅 플레이트(152)를 유지하는 상태에서 사용자는 패드록 플레이트(153)를 외측으로 당길 수 없는데, 이는 패드록 플레이트 프로파일(158)이 리프팅 플레이트 롤러(156)를 배향시키는 방향인 상향으로 리프팅 플레이트 롤러(156)가 변위되는 것 또한 억제되기 때문이다. 이와 같이, 부축(110)이 전술한 바와 같이 회전된 상태에서 회로 차단기(150)가 ON 상태에 있을 때, 사용자는 회로 차단기(150)를 패드록-로킹시킬 수 없음을 알 수 있다. 또한, 사용자는 리프팅 플레이트(152)의 상향 변위가 억제되기 때문에 키 로크 레버(161)를 리프팅 플레이트 슬롯(160) 내로 배치할 수 없다(도 6과 관련하여 후술됨).

예시적인 실시예에서, 트립 프리 로킹 장치는 회로 차단기(150)에 결합될 수 있음을 알 수 있다. 그러나, 상기 회로 차단기(150)는 트립 프리 로킹 장치가 회로 차단기(150) 상에 배치될 때 오프 상태로 배치 및 배치 유지됨을 알 수 있다. 여기에 설명되는 예시적인 시스템은 회로 차단기가 설명되는 바와 같이 로킹되거나 패드록-로킹될 때 회로 차단기가 ON 상태로 배치되는 것을 방지한다.

도 5a는 예시적인 실시예에 따른 오프 상태의 회로 차단기(150)의 측면도이다. 도 5는 회로 차단기가 오프인 상태에서 패드록-적용된 상태(padlock-applied state)를 나타낸다. 오프 상태에서, 부축(110)은 부축 캠(151)과 블로킹 핀(155)이 리프팅 플레이트(152)로부터 떨어져 회전되도록 회전된다. 이러한 방식으로, 블로킹 핀은 전술한 바와 같은 리프팅 프로파일을 통한 리프팅 플레이트의 상향 변위를 방해하지 않는다. 이와 같이, 사용자가 전술한 바와 같이 화살표(A)로 도시된 바와 같이 그립부(165)를 잡고 패드록 플레이트(153)를 외측으로 당기면, 패드록 핀(157)은 트립 패들(154)을 회전시킨 후 트립 패들(154)을 트립 프리 상태로 유지한다. 또한, 예시적인 실시예에서, 패드록 플레이트 프로파일(158)은 리프팅 플레이트 롤러(156)를 통해 리프팅 플레이트(152)를 들어 올린다. 이와 같이, 패드록 플레이트(153)가 외측으로 당겨진 상태에서 사용자는 키 로크 레버(161)를 리프팅 플레이트 슬롯(160) 내로 삽입함은 물론, 패드록 구멍(166)에 패드록을 적용할 수 있다(도 6 참조). 그러므로, 사용자가 회로 차단기를 트립 프리 및 오프 상태로 패드록-로킹하고자 하면, 사용자는 회로 차단기를 접점이 개방된 오프 상태로 스위칭시키고, 패드록 플레이트(153)를 전술한 바와 같이 당긴 후, 추가로 회로 차단기를 전술한 바와 같이 로킹시킨다.

도 5b-5C는 트립 프리 상태인 회로 차단기 메커니즘(150)의 측면 사시도이다. 예시적인 실시예에서, 상기 회로 차단기 메커니즘(150)은 트립 프리 플레이 트(173)를 더 포함하고, 이 트립 프리 플레이트는 폐쇄 축(closing shaft)(174)에 결합되는 폐쇄 패들(172)에 접촉되도록 구성되는 트립 프리 핀(178)에 결합된다. 예시적인 실시예에서, 폐쇄 축(174)은 폐쇄 커플러 프로파일(179)을 갖는 폐쇄 커플러(173)에도 결합된다. 또한, 트립 샤프트는 트립 패들(154)과 래치(176)에 결합된다. 예시적인 실시예에서, 회로 차단기 메커니즘(150)은 푸쉬 온 레버(push on lever)(177)를 더 포함한다. 예시적인 실시예에서, 회로 차단기 메커니즘(150)의 폐쇄를 위해 래치(176)는 해제되어야 한다. 또한, 래치(176)의 해제를 위해서는 폐쇄 축(174)이 회전된다. 예시적인 실시예에서, 정상 상태(즉, 트립 프리 상태가 아닌)에서 사용자는 푸쉬 온 레버(177)를 누른다. 푸쉬 온 레버(177)를 누르는 것에 의해 폐쇄 커플러(173)가 회전된다. 다시, 폐쇄 커플러 프로파일(179)은 트립 프리 핀(178)을 구속하고, 이는 다시 폐쇄 패들(172)을 구속한다. 폐쇄 패들(172)의 구속은 폐쇄 축(174)의 회전을 야기하여 래치(176)를 폐쇄함으로써 래치 해제된다. 예시적인 실시예에서, 트립 프리 상태는 패드록의 적용에 의해 얻어지는데, 이때 회로 차단기 메커니즘(150)은 폐쇄 상태에 있으며, 회로 차단기 메커니즘(150)의 소정의 다른 인터록(interlock) 또는 메인 스프링(도시 생략)의 적용이 인가(압축)되지 않은 상태이다. 이러한 트립 프리 상태에서, 트립 프리 플레이트(171)는 외측으로 이동된다. 또한, 폐쇄 커플러 프로파일(179)은 트립 프리 핀(178)을 구속할 수 없다. 이와 같이, 폐쇄 축(174)은 트립 프리 핀(178)과 폐쇄 패들(172) 사이의 결합이 없으므로 회전될 수 없다. 예시적인 실시예에서, 래킹 핸들(racking handle)(도시 생략)이 결합되어 회로 차단기 조립체(100) 내외로 래 크(rack) 이동된다. 예시적인 실시예에서, 리프팅 플레이트(152)는 상기 래킹 핸들과의 결합을 위해 들어 올려진다. 이와 같이, 회로 차단기 메커니즘은 내외로의 래크 이동을 위해 오프 상태로 배치된다.

도 6a-6b는 예시적인 실시예에 따른 회로 차단기(150) 메커니즘의 측면 사시도이다. 전술한 바와 같이, 회로 차단기(150)가 오프 상태에 있고 상기 패드록 플레이트(153)가 외측으로 결합 상태에 있으면, 부축(110)은 회전이 방지되어 회로 차단기가 트립 프리 상태로 로킹되고, 그 상태에서 패드록이 패드록 구멍(166) 내로 삽입될 수 있다. 또한, 키 로크 레버(161)는 리프팅 플레이트(152)를 상향 변위된 위치에 고정시키는 인터록 키(180)를 통해 리프팅 플레이트 슬롯(160) 내로 삽입되어 차단기를 트립 프리 상태로 유지할 수 있다.

이와 같이, 소정의 트립 프리 장치를 적용하기 전에 회로 차단기를 오프 상태로 스위칭 시키는 것을 보장하는 트립 프리 상태로 회로 차단기를 배치하기 위해, 사용자는 설명되는 여러 단계를 수행함을 알 수 있다. 여기에 설명되는 바와 같이, 사용자가 회로 차단기를 트립 프리 고정된 상태로 배치하고자 하는 경우, 사용자는 회로 차단기 메커니즘(150)을 오프 위치로 배치하는데, 이 위치에서는 블로킹 핀(155)이 리프팅 프로파일(159)로부터 상향으로 회전된 상태이므로 리프팅 플레이트(152)가 상향으로 변위될 수 있도록 부축(110)이 회전될 수 있다. 다음, 사용자는 패드록 플레이트(153)를 파지한다. 여기에 설명되는 바와 같이, 패드록 플레이트(153)를 파지하는 것에 의해 리프팅 플레이트(152)는 상향 변위된다. 또한, 패드록 핀(157)은 트립 패들(154)를 구속하여 회전시킴으로써 트립 샤프트를 전술 한 바와 같이 회전된 위치에 유지한다. 사용자가 패드록 플레이트(153)를 파지하면, 이후 사용자는 로킹 메커니즘을 파지할 수 있다. 여기에 설명되는 바와 같이, 패드록은 패드록 구멍(166) 내에 삽입될 수 있다. 유사하게, 키 로크 레버(161)가 리프팅 플레이트 슬롯(160) 내에 삽입될 수 있다. 마지막으로, 사용자는 회로 차단기(150)를 이동시키거나 회로 차단기(150)에 대해 유지 보수를 행하는 것과 같이, 회로 차단기(150)를 오프 상태로 유지할 필요가 있는 차단기 동작을 수행할 수 있다.

본 발명은 단지 한정된 수의 실시예에 관하여 설명되었지만, 본 발명은 그러한 개시된 실시예에 한정되지 않음을 이해하여야 한다. 오히려, 본 발명은 전술하지 않았지만 본 발명의 취지와 범위에 상응하는 소정 갯수의 변화, 변경, 대체 또는 등가의 구성을 포함하도록 변형될 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예들이 설명되었지만, 본 발명의 측면은 설명된 실시예의 일부만을 포함할 수 있음을 이해하여야 한다. 따라서, 본 발명은 전술한 설명에 의해 한정되는 것으로 보여지지 않고, 오히려 첨부된 특허청구범위에 의해서만 한정된다.

도 1은 예시적인 실시예에 따른 회로 차단기 조립체의 사시도,

도 2는 예시적인 실시예에 따른 오프 상태의 회로 차단기의 측면도,

도 3a는 예시적인 리프팅 플레이트의 측면도,

도 3b는 예시적인 패드록 플레이트의 측면도,

도 4는 예시적인 실시예에 따른 온 상태의 회로 차단기의 측면도,

도 5a는 예시적인 실시예에 따른 오프 상태의 회로 차단기의 측면도,

도 5b-5c는 패드록의 적용에 기인하여 트립 프리 상태인 회로 차단기 메커니즘의 측면 사시도,

도 6a-6b는 예시적인 실시예에 따른 회로 차단기 메커니즘의 측면 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>

100 : 회로 차단기 조립체 105 : 차단기 하우징

110 : 부축 150 : 회로 차단기

151 : 캠 플레이트 152 : 리프팅 플레이트

153 : 패드록 플레이트 154 : 트립 패들

155 : 블로킹 핀 156 : 리프팅 롤러

157 : 패드록 핀 160 : 리프팅 플레이트 슬롯

161 : 키 로크 레버 166 : 패드록 구멍

170 : 측벽 176 : 래치

177 : 푸쉬 온 레버

Claims (10)

1. 회로 차단기 장치에 있어서,

   회로 차단기 접점에 연결되는 부축(110)과,

   상기 부축에 연결되는 부축 캠(151)과,

   상기 부축 캠과 연계되도록 구성된 리프팅 플레이트(152)와,

   상기 리프팅 플레이트와 결합되도록 구성된 패드록 플레이트(153)를 포함하는

   회로 차단기 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 부축 캠(151)은 블로킹 메커니즘을 포함하는

   회로 차단기 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 블로킹 메커니즘은 블로킹 핀(155)인

   회로 차단기 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 리프팅 플레이트(152)는 블로킹 핀(155)과 결합하도록 구성된 블로킹 캠 프로파일(159)을 포함하는

   회로 차단기 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 리프팅 플레이트(152)와 상기 패드록 플레이트(153) 사이에 배치되는 트립 패들(154)을 더 포함하는

   회로 차단기 장치.
6. 제 6 항에 있어서,

   상기 패드록 플레이트(153)는 상기 트립 패들(154)에 결합되는

   회로 차단기 장치.
7. 회로 차단기 시스템에 있어서,

   회로 차단기 접점을 구비하고 오프 상태로 구성되는 회로 차단기(150)와,

   상기 회로 차단기 상에 배치되는 패드록 플레이트(153)로서, 이 패드록 플레이트(153)의 결합에 의해 상기 회로 차단기를 트립 프리 상태로 고정시키는, 상기 패드록 플레이트(153)와,

   상기 패드록 플레이트의 결합에 응답하여 상기 회로 차단기를 오프 상태로 고정시키도록 구성된 로킹 메커니즘을 포함하는

   회로 차단기 시스템.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 패드록 플레이트(153)는 상기 회로 차단기(150)로부터 외측으로 당겨지도록 구성된

   회로 차단기 시스템.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 회로 차단기 접점에 연결되는 부축(110)과,

   상기 부축에 연결되는 부축 캠(151)을 더 포함하는

   회로 차단기 시스템.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 부축 캠(151)과 연계되도록 구성된 리프팅 플레이트(152)를 더 포함하고, 상기 패드록 플레이트(153)는 상기 리프팅 플레이트와 결합되도록 구성되는

    회로 차단기 시스템.

Images