KR20110038618A

KR20110038618A - 탭절환 변압기의 탭절환기의 작동을 위한 수동 구동장치

Info

Publication number: KR20110038618A
Application number: KR1020107026579A
Authority: KR
Inventors: 아르민 버그하우저; 실케 브레데
Original assignee: 마쉬넨파브릭 레인하우센 게엠베하
Priority date: 2008-08-01
Filing date: 2009-05-22
Publication date: 2011-04-14
Also published as: US8404986B2; RU2011107595A; WO2010012329A1; RU2499319C2; EP2311054A1; JP2011530140A; JP5345215B2; BRPI0913186B1; CN102077308A; CN102077308B; DE102008036006B3; EP2311054B1; US20110102118A1; KR101554240B1; BRPI0913186A2; UA99869C2

Abstract

본 발명은 탭절환 변압기의 탭절환기의 작동을 위한 수동 구동장치에 관한 것으로, 본 수동 구동장치는 잠금 유닛을 포함한다. 잠금 유닛은 회전될 수 있는 멈춤쇠 및 다양한 잠금 수단을 포함하는데, 멈춤쇠는 의도된 전환 작업 전에 외부로부터 조작될 수 있다. 잠금 유닛은 수동 구동장치의 비자발적 오조작이나 자발적 오조작에 대해 가능한 한 고도의 안정성을 제공한다.

Description

탭절환 변압기의 탭절환기의 작동을 위한 수동 구동장치{MANUAL DRIVE FOR A TAP CHANGER FOR TAP-CHANGING TRANSFORMERS}

본 발명은 탭이 있는 변압기의 탭절환기의 단차식 무전원 작동을 위한 수동 구동장치에 관한 것이다.

그러한 수동 구동장치가 DE-OS 35 41 888로부터 공지되어 있다. 수동 구동장치는 하우징, 핸드 크랭크(hand crank)를 구비한 구동 샤프트, 구동 출력 샤프트, 이들 사이에 배치된 승압 트랜스미션(step-up transmission) 및 탭절환기의 각각 연결된 위치에 대한 수치 디스플레이(numerical display)로 구성된다.

또 다른 수동 구동장치가 2004년 6월 출판된 출원인의 회사 간행물, 예를 들면 'Handantrieb BM75, Betriebsanleitung BA 109/03'으로부터 공지되어 있다. 여기에는 또한 수동 작동을 위한 핸드 크랭크가 제공된다. 이 수동 구동장치는, 안전상의 이유로, 각각의 전환 동작 후 무단 조작을 방지하기 위해 패드록(padlock)에 의해 잠길 수 있다. 또한, 잠금해제 레버의 작동과 동시에 전환되는 록킹 접점(locking contact)이 체크(check)로서 제공된다.

핸드 크랭크가 구동 샤프트로부터 제거가능하고, 스프링 클립(spring clip)에 의해 하우징 바깥쪽에 부착되어 있는, 또 하나의 수동 구동장치가 2004년 8월 출판된 본 출원인의 다른 회사의 간행물, 예를 들면 'Handantrieb MR404, Betriebsanleitung BA 23/02'으로부터 공지되어 있다. 이 실시예에서의 수동 구동장치는 키의 회전에 의해 잠금해제된다. 이 경우에, 구속 레버가 캠 휠(cam wheel)에 의해 구속 디스크(blocking disc)에서 이탈됨에 따라, 구동 샤프트는 해제되어 회전될 수 있다. 탭절환기에 이어진 구동 샤프트는 핸드 크랭크 자체를 전환하는 회전이 얼마나 많이 요구되느냐에 상관없이 전환마다 1회 회전을 하는 감소 트랜스미션(reduction transmission)에 의해 항상 회전된다. 전환 종결시, 상술한 구속 레버는 인장 코일 스프링(tension spring)에 의해 다시 구속 디스크의 절개부(cut-out) 및 캠 휠 내에 맞물린다. 이와 동시에, 전기 캠 스위치(electric cam switch)가 전환된다. 구속 래칭(constrained latching)에 의할 경우, 새로운 전환이 키의 반복된 회전 후에만 일어날 수 있다.

요약하면, 상술한 종류의 수동 구동장치의 경우, 공지된 종래 기술은 다음의 조건, 예컨대 3개의 기계적 부조립체, 즉 핸드 크랭크에 적용된 토크를 탭절환기에 전달하기 위한 부하 트랜스미션(load transmission), 핸드 크랭크 작동을 디스플레이 트랜스미션(display transmission)에 전달하고, 제공될 수 있는 구속형 잠금 수단을 작동시키기 위한 제어 트랜스미션(control transmission), 및 탭절환기의 작동 설정을 시각화하고, 발생된 탭절환을 카운트하기 위한 상기 디스플레이 트랜스미션를 포함하는 것을 특징으로 한다. 공지된 수동 구동장치는 무단 조작을 방지하기 위해 안전 장치를 추가로 포함한다.

그러나, 종래의 수동 구동장치는 통상 외부 설치용으로 제공되고, 많은 경우, 자율적으로 설치되기 때문에 비자발적인 수많은 작동 시도의 영향을 받기 쉽다. 장치에 대한 사용 설명서를 아주 간단히 무시하는 비전문가들이 일부 있지만, 의도적으로 오조작 또는 고의적 파손 행위를 시도하려는 사람들도 일부 있다. 장치의 불가피한 손상 또는 탭이 있는 변압기의 조작상 장애를 제외하고, 이러한 문제는 특히 제품 책임 사유에 관계가 있다.

본 발명의 목적은 모든 종류의 오동작 및 오조작에 대한 가능한 가장 큰 기계적 및 전기적 안전을 제공하는 도입부에서 설명한 종류의 수동 구동장치를 제공하는데 있다.

상기 목적은 특허청구범위 제1항의 특징부에 따른 수동 구동장치에 의해 달성된다. 종속청구항은 본 발명의 바람직한 전개에 관한 것이다.

본 발명에 따른 수동 구동장치는 종래 기술과 관련하여 이미 언급된 하중 트랜스미션, 제어 트랜스미션 및 디스플레이 트랜스미션의 부조립체를 포함한다. 그 경우에 본 발명에 따르면, 제어 트랜스미션은, 권한이 없는 자가 잠금해제 유닛을 작동시킴 없이 기능과 반대로 전환 작업을 착수하려 하는 경우, 힘을 흡수하는 멈춤쇠(pawl)를 포함한 잠금 유닛을 포함한다. 본 발명은 전반적으로 지식 부족으로 인한 실수나 심지어는 의도적으로 발생되는 오동작에 대해 가능한 한 고도의 안전성을 제공한다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 더 자세히 설명하기로 한다.

도 1은 후방에서, 즉 사용자로부터 멀리 떨어진 하우징 측에서 바라본 구속 상태에 있는 본 발명에 따른 수동 구동장치의 잠금 유닛을 나타낸다.
도 2는 도 1의 잠금 유닛의 측면도를 나타낸다.
도 3 내지 도 9는 탭절환의 준비 및 실행 동안, 즉 수동 구동장치의 작동 과정 동안 시간 순서에 따른 잠금 유닛의 정면도를 나타내는 것으로, 구체적으로, 도 3은 고정 패드록이 제거된 후의 잠금 유닛의 정면도이고, 도 4는 제어부가 최종 위치로 더 회전된 후의 잠금 유닛의 정면도이며, 도 5는 삽입된 핸드 크랭크가 회전을 시작할 때의 잠금 유닛의 정면도이고, 도 6은 핸드 크랭크가 추가 회전하는 동안의 잠금 유닛의 정면도이며, 도 7은 탭절환이 종결되기 직전의 잠금 유닛의 정면도이고, 도 8은 탭절환이 종결된 후의 잠금 유닛의 정면도이며, 도 9는 후속하는 구속 과정 동안의 잠금 유닛의 정면도이다.
도 10은 정면에서 바라본 수동 구동장치 전체의 사시도를 나타낸다.

맨먼저, 정지된 고정 상태에 있는 본 발명에 따른 잠금 유닛을 나타내고 있는 도 1 및 도 2가 더 자세히 설명될 것이다. 외부 제어부(2)가 형성된 외부 키(external key)(1)가 하우징(도시되지 않음) 외부에 배치된다. 이 외부 제어부(2)는 고정용 카운터-부재(fixed counter-member)(3)와 연동하며, 외부 제어부(2)는 고정 상태로 고정용 카운터-부재(3)에 기대어 고정 위치에서 외부 제어부(2)와 고정용 카운터-부재(3)의 보어를 통해 삽입되는 패드록(padlock)에 의해 고정된다. 외부 제어부(2)는 캠(cam)(6) 및 추가로 구속 핀(7)을 포함하는 내부 키(internal key)(5)와 연결된다. 외부 제어부(2), 외부 키(1) 및 내부 키(2)는 회전될 수 있도록 구성된다. 또한, 회전축(9)에 설치된 멈춤쇠(8)가 제공된다. 멈춤쇠는 캠(6)과 기계적으로 확실하게 연동하는 홈(10)을 포함한다. 홈(10)으로부터 멀리 떨어진 멈춤쇠 측에는 구속 핀(7)과 기계적으로 확실하게 연동하는 구속 프로파일(blocking profile)(11)이 형성되어 있다. 또한, 멈춤쇠(8)에는 멈춤쇠와 함께 멈춤쇠(8)에 접하여 회전축(9)을 중심으로 회전될 수 있는 구속 캠(12)이 설치되어 있다. 바람직하게, 구속 캠(12)은 설정된 양만큼 멈춤쇠(8)의 길이방향에 수직하게 변위될 수 있다. 멈춤쇠(8)의 타 자유 단부에는 추가로 구속 멈춤쇠(13)가 형성되어 있다. 상술한 구속 캠(12)은 제어 트랜스미션의 기어휠(15)에 형성된 홈(14)과 연동한다. 멈춤쇠(8)의 측면에 있어서 상술한 구속 멈춤쇠(13)는 구동 샤프트(17)에 형성된 구속 홈(16)과 연동한다. 또한, 내부 키(5)에 유기적으로 연결되어 있는 스프링(18) 및 멈춤쇠(8)에 유기적으로 연결되어 있는 스프링(19)이 제공된다. 마지막으로, 또한 변압기 서킷브레이커(transformer circuitbreaker)를 작동시키기 위한 마이크로스위치(20) 및 전기 잠금 해제 리포트(electrical lock release report)를 발생시키기 위한 마이크로스위치(21)가 도시되어 있다. 이 위치에서, 패드록(4)은 내부 키(5)를 도시된 위치에 유지한다.

다음에 설명되는 도면에서는 단지 기능의 순간 설정 및 모드의 설명에 각각 필요한 구성요소들에만 참조 번호가 다시 제공되어 있다. 도 3은 패드록(4)의 제거 후의 잠금 유닛을 나타내고 있다. 내부 키(5)는 스프링(18)에 의해 오른쪽으로 90°까지 회전된다. 이와 동시에, 마이크로스위치(21)가 작동되어, 패드록(4)의 제거 상태가 전기적 신호로 나타내어진다. 구속 홈(16) 내에 맞물리는 구속 멈춤쇠(13)가 여전히 구동 샤프트(17)를 구속하고 있음을 볼 수 있다.

도 4는 완전 구속해제된 후, 즉 제어부가 최종 위치로 더 회전된 후의 장치를 나타내고 있다. 이 경우에, 외부 제어부(2) 및 이에 따른 내부 키(5)는 스프링의 힘을 받아 오른쪽으로 더 회전된다. 결과적으로, 내부 키(5)의 캠(6)은 멈춤쇠(8)에 부딪쳐, 멈춤쇠(8)를 아래방향으로 누르고, 결국엔 홈(10) 내에 맞물린다. 이러한 멈춤쇠의 운동 동안, 마이크로스위치(20)는 변압기 서킷브레이커를 작동시켜, 변압기가 무전압으로 전환되는 것이 보장된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 단지 이 구속해제의 최종 설정시에만 구속 멈춤쇠(13)가 구속 홈(16)에서 빠져 나오기 때문에 구동 샤프트(17)가 해제된다. 따라서, 수동 구동장치는 작동준비 완료상태가 되는데, 이후부터 구동 샤프트는 단지 플러그드-온 핸드 크랭크(plugged-on hand crank)만으로 작동될 수 있다. 그러나, 의도된 탭절환은 여전히 중단될 수 있다.

도 5는 핸드 크랭크가 회전하기 시작할 때의 장치를 나타내고 있다. 구속 캠(12)은 홈(14)과 맞물림 해제된다. 핸드 크랭크의 회전 동안, 홈(14)도 제어 트랜스미션에 의해 회전되는데, 이 경우, 홈(14)은 핸드 크랭크가 8회 회전하는 동안 정확히 1회 회전하게 된다. 회전이 시작되면, 구속 캠(12)의 프로파일은 홈(14)을 지나 움직이고, 캠(6)은 스프링력으로 인해 홈(10)에서 이탈한다. 이는 도 6에 도시되어 있다. 기어휠(15) 및 이에 따른 홈(14)이 탭절환마다 1회 회전만을 행하기 때문에, 구동 샤프트(17)의 홈(16) 내에 맞물릴 수 있기 위한 멈춤쇠(8)의 해제는 단지 7회 회전 후에만 일어난다. 여기서 설명한 전형적인 실시예에서, 시작점은 구동 샤프트(7)의 8회 회전이다. 그러나, 이 회전수는 절대적으로 필수적인 것은 아니고, 다른 회전수도 가능하다. 그러나, 어떠한 경우에도, 트랜스미션을 적절히 설계하면, 홈(14)이 탭절환마다 정확히 1회 회전을 행하는 것이 보장된다.

그 다음, 내부 키(5)는 더이상 홈(10)에 의해 구속되지 않고 구속 프로파일(11)에 부딪치는 구속 핀(7)의 연동에 의해 구속된다. 도 7은 이에 대해, 예를 들면 구속 핀(7)이 구속 프로파일(11)에 의해 구속된 상태를 나타내고 있다.

도 8은 구속 멈춤쇠(13)가 맞물려 구동 샤프트(17)가 구속 멈춤쇠(13)에 의해 구속되는 완전히 종결된 전환 후의 장치를 나타내고 있다. 설명한 바와 같이, 구속 멈춤쇠(13)는 구속 홈(16)에 맞물려져, 스프링(19)의 힘으로, 전체 멈춤쇠(8)는 회전되었다. 마이크로스위치(21)에 의한 잠금 해제 리포트는 이 위치에서 여전히 작동 상태에 있다.

마지막으로, 도 9는 구속된 때의 장치를 나타내고 있다. 만일, 사용자가 결정하였다면, 외부 제어부(2)가 스프링(18)의 힘을 받아 다시 수동으로 회전되어, 외부 제어부(2)는 고정 카운터-부재(3)에 기대고, 이 위치에서 요소들을 고정하는 패드록(4)이 삽입될 수 있다(본 도면에서는 도시되지 않음). 마이크로스위치(21)에 의한 잠금 해제의 지시가 다시 취소된다.

설명된 순서를 통해, 본 발명에 따른 장치가 다양한 보호 기능부들을 결합하고 있다는 것을 알 수 있다. 한편, 구동 샤프트(17)는, 패드록(4)이 제거되지 않는 한, 그리고 제어부(2)가 스프링(18)의 힘을 받아 아주 의도적으로 작동 설정으로 더 회전되지 않는 이상, 구속되거나 구속된 상태를 유지한다. 또한, 여기서는 구동 샤프트(17)의 8회 회전으로 구성되는 매 1회의 완전한 탭절환을 수행하는 것도 가능해진다. 이는 구속 캠(12)과 홈(14)의 연동을 통해 일어난다. 만일, 탭절환 동안 조작자가 8회 미만의 회전 후 회전 운동을 중단한다면, 도 5 및 도 6에 도시되고 마이크로스위치(20)가 변압기 서킷브레이커의 스위칭-오프(switching-off)를 가능하게 하는, 중간 상태가 발생하여, 장치를 잠그거나 구속하는 것이 불가능해진다. 그 이유는 내부 키(5)가 구속 상태를 유지하기 때문이 아니다. 또한, 정확히 8회의 회전, 즉 홈(14)의 1회의 완전한 회전 후, 멈춤쇠(8)의 구속 캠(12)이 상기 홈(14)으로 되돌아가서, 멈춤쇠(8)가 회전축(9)을 중심으로 회전됨으로 인해 구동 샤프트(17)도 다시 구속되기 때문에, 8회를 초과한 회전을 행하는 것은 불가능해진다. 이러한 구속은, 단지 아주 의도적으로만, 외부 제어부(2)의 작동을 반복함으로써 극복될 수 있다.

도 10은 외부에서 바라본 본 발명에 따른 완성된 수동 구동장치를 한 번 더 나타내고 있다. 본 도면에서는, 통상 하우징 옆에 부착되는 핸드 크랭크(22), 이 핸드 크랭크(22)를 위한 삽입 개구(23), 및 하우징의 상부측에 위치되며 작동시키고자 하는 탭절환기로 이어지는 구동 출력 샤프트(24)가 보여지고 있다. 또한, 탭절환기의 각각의 현재 연결된 탭을 나타내는 설정 디스플레이(25), 스위칭 스텝 디스플레이(switching step display)(26) 및 카운터(counter)(27)도 보여지고 있다. 스위칭 스텝 디스플레이(26)는 제어 트랜스미션의 기어휠(15)의 홈(14)과 유사하게 매 탭절환마다 정확히 1회의 회전을 행하여, 각각의 최종 전환의 현재 상태에 대한 정보를 제공한다. 만일, 이 스위칭 스텝 디스플레이(26)의 바늘이 다시 그 처음 위치에 이르면, 전환은 종결된다.

Claims

탭이 있는 변압기의 탭절환기의 단차식 무전원 작동을 위한 수동 구동장치에 있어서,
탭절환마다 다수의 회전이 수동으로 행해지는 구동 샤프트,
상기 회전을 탭절환마다 기어휠의 정확히 1회 회전으로 감소시키는 제어 트랜스미션(control transmission), 및
회전식 외부 제어부에 의해 어떠한 수동 잠금해제도 없는 한, 상기 구동 샤프트가 상기 구동 샤프트의 구속 홈 내에 맞물리는 구속 멈춤쇠(blocking pawl)에 의해 구속되는 식으로 제공되는 잠금 유닛
을 포함하고,
상기 잠금 유닛은 상기 외부 제어부(2)와 연결되는 회전식 내부 키(5)를 포함하고,
상기 잠금 유닛은 회전축(9)을 중심으로 회전될 수 있는 멈춤쇠(8)를 추가로 포함하며,
상기 멈춤쇠(8)는 상기 구동 샤프트(17)의 상기 구속 홈(16)과 연동하는 구속 멈춤쇠(13)를 포함하고,
상기 멈춤쇠(8)는 상기 제어 트랜스미션(15)의 상기 기어휠의 홈(14)과 연동하는 구속 캠(12)을 포함하며,
상기 내부 키(5)의 작동을 통해, 상기 멈춤쇠(8)는 잠금 위치에서 벗어나도록 회전될 수 있어, 상기 구속 멈춤쇠(13) 및 상기 구속 캠(12)은 대응하는 상기 홈(14, 16)과 맞물림 해제되는,
수동 구동장치.
제1항에 있어서,
상기 내부 키(5)는 캠(6) 및 구속 핀(7)을 포함하고, 상기 멈춤쇠(8)의 일 자유 단부에는 상기 캠(6)과 연동하는 홈(10) 및 상기 구속 핀(7)과 연동하는 구속 프로파일(blocking profile)(11)이 형성된, 수동 구동장치.
제2항에 있어서,
상기 구속 멈춤쇠(13)는 상기 홈(10)으로부터 멀리 떨어진 상기 멈춤쇠(8)의 자유 단부에 배치된, 수동 구동장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
스프링(18)이 상기 내부 키(5)에 유기적으로 연결되어 있어, 상기 내부 키(5)는 상기 스프링(18)의 힘을 받아 잠금해제 설정으로 회전될 수 있는, 수동 구동장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
스피링(19)이 상기 멈춤쇠(8)에 유기적으로 연결되어 있는, 수동 구동장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
변압기 서킷브레이커(transformer circuitbreaker)를 작동시키고, 또한 잠금 위치에서 상기 멈춤쇠(8)의 처짐시 상기 멈춤쇠(8)에 의해 작동될 수 있는, 마이크로스위치(20)가 제공되는, 수동 구동장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
잠금해제 상태를 전기적 신호로 나타내고, 상기 내부 키(5)에 의해 작동될 수 있는, 마이크로스위치(21)가 제공되는, 수동 구동장치.