KR20120012456A

KR20120012456A - 보조 지지구가 구비된 다극 회로 차단기

Info

Publication number: KR20120012456A
Application number: KR1020117024560A
Authority: KR
Inventors: 덩구이 아오; 샹징 웨이
Original assignee: 노악 일렉트릭스 (상하이) 컴퍼니, 리미티드
Priority date: 2009-06-05
Filing date: 2010-05-19
Publication date: 2012-02-10
Also published as: KR101242709B1; EP2439762A4; CN101604600A; CN101604600B; US20120061215A1; EP2439762B1; WO2010139185A1; EP2439762A1; US8664550B2

Abstract

본 발명에서는 보조 지지구가 구비된 다극 회로 차단기를 제공하는바, 이는 베이스, 다수개의 단일 극 회로 차단기 유닛, 하나의 조작 기구 및 하나의 회전축 모듈을 포함하여 구성된다. 회전축 모듈은 다수개의 지지구와 다수개의 접촉기 지지구가 직렬 조립되어 이루어진 것으로서, 접촉기 지지구에 브리지식 이중 브레이크 동적 접촉기가 구비된다. 지지 모듈은 회전축, 보조 지지구, 보조 지지구의 베어링과 적어도 하나의 지지대로 구성되고; 회전축과 접촉기 지지구는 동기화 회전을 유지하며, 베어링의 외측과 보조 지지구의 베어링 홀은 긴밀하게 결합되고, 베어링의 내측과 회전축이 긴밀하게 결합되며, 지지대와 보조 지지구 상의 지지대 설치홀이 긴밀하게 결합되고, 조작 기구와 지지대가 고정 연결되며, 지지대는 단일 극 회로 차단 유닛의 케이스 상에 설치 고정되고, 또 각 보조 지지구를 통하여 회전축에게 안정적인 지지력을 제공한다. 본 발명에 의한 다극 회로 차단기는 각 접점의 접촉 압력이 균일하고 조작이 영활하며 차단 속도가 빠르고 각 극 접촉기의 차단 동기화 성능이 좋고 사용 수명이 길다.

Description

보조 지지구가 구비된 다극 회로 차단기{MULTIPLE POLE BREAKER WITH AUXILARY SUPPORTING PIECES}

본 발명은 저압 회로 차단기에 관한 것으로서, 특히 이중 브레이크 다극 회로 차단기 회전축 모듈에 적용되는 보조 지지 구조에 관한 것이다.

저압 회로 차단기는 보호 기능이 구비되어 메인 회로의 입력단과 부하단 사이의 온/오프(on/off) 기능을 구현하는 저압 전기 제품이다. 저압 회로 차단기는 적어도 메인(main) 회로의 온/오프 기능을 구현하는 접촉기 시스템과, 접촉기 시스템을 제어하여 온/오프 기능을 구현하는 조작 기구와, 회로 차단기를 메인 회로의 입력단과 부하단에 연결하는 접선 장치와, 조작 기구, 접촉기 시스템 및 접선 장치를 설치하는 케이스를 포함하여 구성된다. 상기 접촉기 시스템은 또 동적 접촉기, 정적 접촉기와 접촉기 지지구를 포함한다. 상기 동적 접촉기는 상기 접촉기 지지구에 설치되고, 상기 접촉기 지지구의 동작에 따라 상기 정적 접촉기와의 접속/차단을 진행한다. 상기 접촉기 지지구는 상기 조작 기구와 연결되고, 상기 조작 기구의 제어에 따라 동작한다. 상기 접촉기 시스템은 이중 브레이크 혹 단일 브레이크 두 가지로 구분된다. 이중 브레이크 접촉기 시스템의 각 극은 직렬 연결된 두 개의 동적 접점과 각각 주회로의 입력단, 부하단에 연결되는 두 개의 정적 접점을 구비한다. 단일 브레이크 접촉기 시스템의 각 극은 단지 하나의 동적 접촉기와 하나의 정적 접촉기를 구비한다. 단극 회로 차단기의 접촉기 시스템은 단지 한 그룹의 동적 접촉기, 정적 접촉기를 구비한다. 다극 회로 차단기는 여러 그룹의 동적 접촉기, 정적 접촉기를 구비하며, 동적 접촉기, 정적 접촉기의 그룹 수량은 회로 차단기의 극 수와 맞먹는다.

이중 브레이크 접촉기 시스템은 차단 용량이 단일 브레이크 접촉기 시스템보다 크고 전류가 회로 차단기의 두 개의 직렬 연결된 접촉기 상에서 차단되므로, 각 접촉기가 비교적 낮은 기계적 응력과 열 응력을 받고, 또 두 개의 직렬 연결된 아크 전압을 구비하여 차단 용량을 향상시켰기 때문에, 플라스틱 케이스 회로 차단기에 널리 사용된다. 하지만, 이중 브레이크 접촉기 시스템의 각 단극 회로 차단기는 어떻게 두 쌍의 동적 접촉기, 정적 접촉기 사이에 균일한 기계적 접촉 압력을 형성할 것인가 하는 것이 과제인 바, 그렇지 않으면 회로 차단기의 전도 능력에 영향을 미치게 된다. 유럽 특허 EP0314540에서는 단일 극 회로 차단기의 기술방안을 제시하고 있는바, 접촉기 지지구가 하나의 회전축이고; 두 개의 동적 접점이 구비된 동적 접촉기가 스프링에 의하여 회전축 상에 설치되며; 두 동적 접점 사이의 중심점과 회전축의 축심이 합쳐져 두 동적 접점의 이동 트랙이 대칭을 유지하도록 하고; 두 동적 접점과 정적 접점의 접촉 압력은 상기 스프링에 의해 제공되기 때문에, 상기 단일 극 회로 차단기의 두 그룹의 접촉기 접촉 압력이 불균일한 문제를 개선하는 것을 특징으로 한다. EP0314540 특허의 결함이라면, 회전축의 회전 정밀도가 부족하고, 회전축 시스템의 다극 회로 차단기 시스템 중의 안정적인 적용 문제를 고려하지 않았다.

다극 접촉기 시스템에서 회전축이 비교적 길게 연장되고, 회전축이 회전할 때 힘을 받음에 의해 현저한 비틀림 현상이 발생하여 중심 회로 차단기에서 멀리 있는 동적 접촉기 동작이 비교적 늦으므로, 각 단계 접촉기 접촉 압력의 불균일 문제를 더욱 엄중하게 만든다. 또한, 다극 회로 차단기 매 극의 접촉기 시스템은 소호(arc quench)의 필요에 인하여 독립적인 소호 챔버 내에 설치 격리되어야 하기 때문에, 여러 그룹의 동적 접점이 설치된 회전축은 각 소호 챔버의 분할 벽을 꿰질러야만 각 그룹의 동적 접점을 각 소호 챔버 내에 설치할 수 있으며, 이는 회전축의 지지구조의 디자인에 큰 어려움이 있으므로 회전축의 지지구조가 복잡하고, 설치와 시운전이 어려운 등 기술적 어려움을 가져 온다.

출원번호가 200710151603.1인 발명 특허에서는 본 발명과 다른 기술방안을 제시하고 있는바, 회전축 모듈이 다수개의 접촉기 지지구, 회전축 및 롤링 베어링을 포함하여 구성되고, 회전축 모듈은 그 위의 롤링 베어링과 다극 회로 차단기 케이스 내의 분할 벽 상의 베어링 시트와 베어링 커버 플레이트를 통하여 설치되는 것을 특징으로 한다. 이 기술방안은 회전축 모듈의 운동 정밀도와 운동 영활성(靈活性)을 향상시킬 수 있으나 이도 두 가지 제한성이 존재한다. 첫째, 상기 방안에서 단지 분할 벽을 통하여 회전축을 안정시키기 때문에 베어링 커버 플레이트의 배합이 있어야 회전축 모듈을 안정적으로 회로 차단기의 분할 벽 에 설치 지지할 수 있기 때문에, 설치 정밀도가 높지 못하고 시운전이 복잡하며 생산 효율에 영향을 미친다. 둘째, 지지의 안정성과 정확성을 확보하기 위하여 이러한 기술방안은 다수개의 독립적인 분할 단일 극 회로 차단기로 구성된 다극 회로 차단기에 적용될 수 없고, 단지 케이스가 일체형 구조인 다극 회로 차단기, 즉 분할 벽을 통하여 분할된 각 단일 극 회로 차단기에 적용될 수 있다.

독립적인 분할 단일 극 회로 차단 유닛으로 구성된 다극 회로 차단기는 공업화 생산 효율을 향상시키는 것과 생산 원가를 낮추는데 유리하고, 각 단일 극 회로 차단 유닛이 극 수가 다른 다극 회로 차단기에 적용될 수 있기 때문에, 단지 하나의 생산라인, 한 세트의 금형, 하나의 부품으로 부극 수가 다른 회로 차단기를 생산해 낼 수 있다. 하지만, 독립적인 각 분할 단일 극 회로 차단 유닛은 동일한 조작 기구의 제어 하에 온/오프 조작과 트립(trip)(跳閘) 동작을 완성해야 하기 때문에, 회전축의 지지와 구동 구조의 디자인에 새로운 난제를 가져다 주고 있다.

본 발명은, 선행 기술의 다극 회로 차단기의 회전축 지지구가 불합리하여 회전축으로 하여금 선명한 뒤틀림 현상이 발생하여 동적 접점과 정적 접점의 접촉 압력이 불균형하고, 회전축 모듈의 설계가 불합리하여 조작 구동력과 트립 구동력이 크고, 회전축 회전이 영활 하지 못하고 트립 속도가 느리며, 제조 난이도가 크고 생산 원가가 높은 등 일련의 결함을 극복하는 것을 목적으로 한 보조 지지구가 구비된 회로 차단기다.

본 발명에서는 조작 기구를 회전축 시스템의 지지대 상에 지지시키고, 지지대와 보조 지지구를 이용하여 직접적으로 다수 지점에서 회전축에 안정적인 지지력을 제공하는 기술방안을 이용하여, 접촉기 지지구의 운동 안정성을 확보하고, 각 접촉기 접촉 압력의 균일성을 강화하며, 구조가 간단하여 제품의 차단 능력, 신뢰성, 안정성 등 내재적 성능을 크게 향상시키고 제품의 사용 수명을 연장시킨다. 상기 목적을 이루기 위하여, 본 발명에서는 하기 기술방안을 제시한다.

본 발명에 의한 보조 지지구가 구비된 다극 회로 차단기는, 하나의 베이스; N개 단일 극 회로 차단 유닛, 하나의 각 단일 극 회로 차단 유닛을 제어하여 차단 조작을 진행하는 조작기구; 및 하나의 각 단일 극 회로 차단 유닛에 사용되는 회전축 모듈;을 포함하여 구성된다.

상기 단일 극 회로 차단 유닛에는, 케이스; 하나의 소호 챔버; 두 개의 대칭되게 분포된 정적 접촉기; 두 개의 대칭되게 분포되는 소호 그리드; 각각 정적 접촉기와 연결되는 두 개의 접선 장치;를 포함하여 구성된다.

상기 회전축 모듈은 N-1개 지지 모듈과 N개 접촉기 지지구가 직렬 조립되어 이루어진 것이고, 각 지지 모듈의 양측에는 모두 하나의 접촉기 지지구가 설치되고, 각 접촉기 지지구 상에 모두 하나의 브리지식 이중 브레이크 동적 접촉기가 설치되며, 동적 접촉기는 그 위의 스프링을 통하여 접촉기 지지구와 연결된다.

상기 조작 기구와 회전축 모듈은 직접 연결되어, 직접 각 접촉기 지지구 상의 N개 동적 접촉기를 구동시켜 각 단일 극 회로 차단 유닛의 정적 접촉기와 동시에 접속/차단 조작을 진행하도록 한다.

상기 지지 모듈은 회전축, 보조 지지구, 보조 지지구의 베어링과 적어도 하나의 지지대로 구성되고; 하나의 축공이 접촉기 지지구의 축심 위치에 설치되고, 상기 회전축은 축공을 통하여 지지 모듈 양측의 접촉기 지지구 내에 삽입되며, 상기 회전축과 접촉기 지지구는 동시 화전을 유지한다. 하나의 베어링이 상기 보조 지지구 상에 설치되고, 상기 베어링의 외측과 보조 지지구의 베어링 홀이 긴밀하게 결합되며, 상기 베어링의 내측과 회전축이 긴밀히 설치되고, 긴밀하게 결합된다 함은 안정적인 연결 관계를 말하며, 회로 차단기가 동작 과정에 처할 시, 긴밀한 결합은 베어링의 외측과 보조 지지구 사이, 베어링의 내측과 회전축 사이에서 전위 혹 상대적인 변위가 발생하지 않도록 한다.

본 발명에 의한 기술방안에서, 베어링은 롤링 베어링을 사용할 수도 있고, 슬라이딩 베어링을 사용할 수도 있다. 상기 베어링이 롤링 베어링일 시, 상기 회전축과 롤링 베어링의 내측 링이 간섭 끼움(interference fit joint) 결합되어 설치되고, 상기 롤링 베어링의 외측 링과 보조 지지구 상의 베어링 홀이 간섭 끼움 결합되어 설치되며, 베어링의 외측 링과 내측 링 사이에서 베어링의 리테이너에 의해 안내되어 굴림체로 하여금 정확한 롤링 패스에서 롤링되도록 한다.

상기 베어링이 슬라이딩 베어링일 시, 상기 슬라이딩 베어링의 부싱은 보조 지지구 상에 구비되고; 상기 축 저널은 회전축 상에 구비된다. 이러한 것들은 모두 보조 지지구가 효과적으로 회전축에게 안정적인 지지력을 제공하는 것을 확보한다.

적어도 하나의 지지대 설치홀이 상기 보조 지지구 상에 구비되고, 상기 지지대와 지지대 설치홀은 긴밀하게 결합되며, 상기 지지대는 회전축에 평행되게 설치되고, 각 지지 모듈은 지지대를 공동으로 사용한다. 상기 조작 기구도 지지대를 통하여 회전축 모듈과 고정 연결되고, 상기 지지대는 상기 단일 극 회로 차단 유닛의 케이스 상에 설치 고정되며, 또 각 보조 지지구를 통하여 회전축에게 안정적인 지지력을 제공한다. 이러한 지지 시스템의 장점으로는, 지지대가 조작 시스템에게 지지력을 제공하는 동시에, 각 극 보조 지지구를 통하여 회전축에게도 직접 지지력을 제공하고 있으며, 또 아울러 케이스의 지지력까지 전달하기 때문에, 시험에 의하면 이러한 새로운 지지 시스템은 원격 접촉기의 뒤틀림을 크게 낮출 수 있다고 한다.

회전축과 접촉기 지지구 사이의 연결 관계를 좀더 안정시키기 위하여, 본 발명에서는 또 하기 기술 방안을 이용하는바: 상기 회전축은 접촉기 지지구와 인접된 위치에 적어도 하나의 외부 평면을 구비하고, 상기 접촉기 지지구의 축공 내에 적어도 하나의 내부 평면을 구비하며, 상기 외부 평면과 내부 평면이 서로 긴밀하게 접합되고, 서로 대응되게 작동하도록 하여, 회전축과 축공 사이에 모멘트 부하로 인한 전위가 일어나지 않도록 한다.

회전축 모듈 상에 설치된 조작 기구는 제어 연결로드를 통하여 접촉기 지지구를 구동시켜 작동한다. 상기 접촉기 지지구 상에 조작 기구 제어홀이 구비되고, 상기 조작 기구는 제어 조작암을 연장시키며, 상기 제어 조작암은 직접 접촉기 지지구의 조작 기구 제어홀 내에 연결되어, 조작 기구의 접촉기 지지구에 대한 직접 구동 제어를 완성한다.

여러 가지 지지대를 구비할 때, 인접된 두 지지대 사이에 회전축을 원심으로 하여 형성되는 각도 α는 60~120도 사이인 것이 바람직한 것이다.

본 발명에 의한 디자인은 영활성 있게 여러 가지 케이스 유형의 회로 차단기에 적용 가능하고, 상기 단일 극 회로 차단 유닛의 케이스와 상기 다극 회로 차단기의 베이스는 일체로 형성된 하나의 구성요소일 수 있거나; 혹 상기 각 단일 극 회로 차단 유닛의 케이스와 상기 다극 회로 차단기의 케이스는 모두 분할 형성된 독립 구성요소일 수 있거나; 혹 단일 극 회로 차단 유닛의 각 케이스는 일체로 형성된 하나의 구성요소로서, 다극 회로 차단기의 베이스와 분할 형성될 수도 있다. 이러한 방안은 모두 본 발명의 기술방안에 적용될 수 있다.

도1은 본 발명에 의한 보조 지지구가 구비된 3극 회로 차단기의 한 구체적인 실시예의 일부 구조 투시도.
도2는 도1에 도시된 단일 극 회로 차단기의 A-A 단면도.
도3은 본 발명에 의한 보조 지지구가 구비된 4극 회로 차단기의 한 실시예의 일부 도면으로서, 구체적으로는 회전축 모듈의 구조도.
도4는 본 발명에 의한 보조 지지구가 구비된 다극 회로 차단기의 지지 모듈 실시예 구조도.
도5는 본 발명에 의한 보조 지지구가 구비된 회로 차단기의 접촉기 지지구 구조도.
도6은 본 발명에 의한 보조 지지구가 구비된 회로 차단기의 회로 차단기 보조구의 보조 지지구의 구체적인 실시예 구조도.

아래, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 보조 지지구가 구비된 다극 회로 차단기의 실시예에 대하여 상세히 설명하도록 하는바, 본 발명에 의한 보조 지지구가 구비된 다극 회로 차단기는 하기 실시예에 한정되지 않는다.

해당 회로 차단기의 극 수 N은 생산의 수요에 따라 2극, 3극 혹은 4극 등으로 할 수 있는바, 도1은 3극 회로 차단기의 일부 구조 투시도로서, 그 중에서 3극 중의 일부 구조만 도시하고 있다. 상기 다극 회로 차단기는 다음과 같은 것을 포함되는바, 다수의 단일 극 회로 차단 유닛(1), 상기 단일 극 회로 차단 유닛(1)의 수량과 회로 차단기의 극 수 N은 동일하며, 도1에서는 N이 3이고; 하나의 베이스(미도시), 상기 다수 단일 극 회로 차단 유닛(1)은 모두 베이스 상에 설치되며; 하나의 조작 기구(102), 해당 조작 기구(102)는 N개 단일 극 회로 차단 유닛을 제어하여 차단 조작을 진행하며; N개의 단일 극 회로 차단 유닛이 공동으로 사용하는 회전축 모듈(100);이 포함된다.

도1, 도2에 도시된 바와 같이, 각 단일 극 회로 차단 유닛(1)에는 모두 하기 구성요소가 포함되는바, 즉 단일 극 회로 차단 유닛의 케이스(24)로 구성된 소호 챔버(2); 회전축 축심을 중심으로 하여 대칭되게 분포된 정적 접촉기, 예를 들면 도2에 도시된 제1 정적 접촉기(29)와 제2 정적 접촉기(33); 두 개의 회전축 축심에 대하여 대칭되게 분포된 소호 그리도, 예를 들면 도2에 도시된 제1 소호 그리드(36)와 제2 소호 그리드(37); 두 개의 접선 장치가 각각 두 개의 정적 접촉기와 연결되는바, 도시된 접선 장치(4)는 그 중 하나의 접선 장치이고, 다른 하나의 접선 장치는 도시되지 않고 있다. 제1 정적 접촉기(29) 상에 제1 정적 접점(28)이 구비되고, 제2 정적 접촉기(33) 상에 제2 정적 접접(34)이 구비된다. 도2에 도시된 실시예에서, 각 단일 극 회로 차단 유닛(1)의 케이스(24)는 모두 분할 형성된 독립 구성요소인 바, 즉 다수의 독립적인 분할 단일 극 회로 차단 유닛의 케이스(24)가 하나의 독립적인 베이스 상에 조립되고, 이때 연결판(38)을 통하여 단일 극 회로 차단 유닛의 케이스(24)를 하나의 케이스 모듈로직렬 조립하여, 다극 회로 차단기의 베이스에 연결 고정시킨다. 상기 연결판(38)은 단일 극 회로 차단기의 케이스(24) 상에 설치되고, 그 위에 나사산 홈이 구비되어, 상기 나사산 홈을 통하여 케이스(24)를 볼트로 베이스 상에 고정시킬 수 있다. 본 발명은 또 케이스가 일체형인 다수 단일 극 회로 차단 유닛에 적용될 수 있는바, 예를 들면, 각 단일 극 회로 차단기의 케이스(24)와 다극 회로 차단기의 베이스가 일체로 형성되고, 이러한 상태에서, 단일 극 회로 차단기의 소호 챔버는 실제상에서 다극 회로 차단기 내의 분할 벽으로 구성된다. 어떤 케이스 구조를 이용하든지, 본 발명에서 보조 지지구의 기술방안을 이용하기 때문에, 회전축 모듈이 케이스(24)가 독립 분할 구조인 다극 회로 차단기와 케이스(24)가 일체형 구조인 다극 회로 차단기에 적용됨에 있어서의 문제점을 해결할 수 있다.

도1과 도3에서는 회전축 모듈(100)의 구체적인 실시방식을 도시하고 있다. 도3에 의한 하나의 4극 회로 차단기의 회전축 모듈(100)은 N-1개(즉 3개) 지지 모듈(101)과 N개(즉 4개) 접촉기 지지구(12)가 직렬 조립되어 형성된다. 지지 모듈(101)은 직렬 조립된 N개 접촉기 지지구(12)의 연결 부품일 뿐 아니라, 아울러 회전축 모듈(100)에게 지지력을 제공한다. 지지 모듈(101)은 두 개의 인접된 접촉기 지지구가 공동을 사용하는 지지 모듈로서, 이는 접촉기 지지구(12)의 일단에 인접되기 때문에 훌륭한 지지 효과를 갖는다. 회전축 모듈(100)도 가늘고 긴 축의 형상을 구비하기는 하지만 다수개의 지지 모듈(101)로 구성된 지지 구조이기 때문에, 회전축 모듈(100)의 강도를 크게 증가하여 만곡 변형을 제거하고, 동적 접점과 정적 접점 사이의 접촉 압력이 아주 균일하게 만들며, 회전축 모듈(100)의 회전이 아주 영활하다.

도5에 도시된 바와 같이, 접촉기 지지구(12) 상에 하나의 관통된 축공(121), 하나의 축공(121)에 수직 관통된 접촉기 홈(122)과 적어도 하나의 조작 기구 제어홀(123), 적어도 하나의 스프링 설치부(125)가 구비되며; 상기 회전축(17)은 축공(121)을 통하여 지지 모듈(101) 양측의 접촉기 지지구(12) 내에 연결되고, 축공(121)과 회전축(17)(도4 참조)은 간섭 끼움 결합되어 상기 회전축(17)과 접촉기 지지구(12)가 동시에 회전될 수 있도록 하며; 접촉기 홈(122)은 동적 접촉기(40)를 수용 설치하고(도2 참조); 조작 기구 제어홀(123)은 조작 기구(102)를 직접 각 접촉기 지지구(12)에 연결하여, 접촉기 지지구(12)로 하여금 조작 기구(102)의 직접 제어를 받도록 하며; 스프링 홀(125)은 스프링(39) 설치에 이용되고(도2 참조), 스프링(39)은 동적 접촉기(40)를 접촉기 지지구(12) 상에 설치하여 동적 접촉기(40)로 하여금 접촉기 지지구의 회전에 따라 회전하도록 한다.

회전축 모듈(100)의 각 접촉기 지지구(12) 상에 모두 동적 접촉기(40)가 설치되고(도2 참조), 각 동적 접촉기(40)는 각 단일 극 회로 차단 유닛(1)(도1 참조)의 제1 정적 접촉기(29)(도2 참조), 제2 정적 접촉기(33)(도3 참조)와 각각 배합하여 각 단일 극 회로 차단 유닛과 동시에 접속/차단을 진행한다. 그래서 회전축 모듈(100)은 각 단일 극 회로 차단기 유닛의 공용 부품이라고 말할 수 있다. 회전축 모듈(100)은 조작 기구(102)와 직접 연결되고, 그 중에서 조작 기구(102)는 지지대(25)를 통하여 회전축 모듈(100) 상에 설치되고, 조작 기구(102)가 각 극 접촉기 지지구(12)에 대한 제어 연결 관계는 구체적으로 도2, 도5에 도시된 바와 같으며, 접촉기 지지구(12) 상에 조작 기구 제어홀(123)이 구비되고, 조작 기구(102)로부터 제어 조작암(32)이 연장되며, 상기 제어 조작암(32)이 직접 접촉기 지지구(12)의 조작 기구 제어홀(123) 내에 연결되고, 조작 기구(102)가 작동 시, 조작 기구(102)의 제어 조작암(32)은 직접 접촉기 지지구(12)를 구동시켜 회전축(17)의 축심을 에워싸고 회전하도록 함으로써, 접촉기 지지구(12) 내에 설치된 동적 접촉기(40)를 구동시켜 동기화로 회전하기 때문에, 조작 기구(102)의 구동에 의하여 회전축 모듈(100) 상의 각 동적 접촉기는 각 단일 극 회로 차단 유닛의 정적 접촉기와 각각 동기화 접속/차단을 진행하여 다극 회로 차단기의 각 동적 접점과 정적 접점의 접속/차단의 동기화를 확보한다. 본 발명에 의한 회전축 모듈(100) 구조는 케이스가 분할 구조인 다극 회로 차단기에 적용될 뿐 아니라, 케이스가 일체형 구조인 다극 회로 차단기에도 적용됨은 물론이다.

도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 보조 지지구가 구비된 다극 회로 차단기에서는 브리지(bridge)식 이중 브레이크 동적 접촉기를 이용한다. 동적 접촉기(40)의 양단에는 제1 동적 접점(41)과 제2 동적 접점(35)이 구비된다. 제1 동적 접점(41)과 제2 동적 접점(35)은 회전축(100) 회전중심을 기준으로 점 대칭 분포된다. 제1 동적 접점(41)과 제1 정적 접점(28)은 배합하여 회로 차단기의 접속/차단을 구현하고, 제2 동적 접점(35)과 제2 정적 접점(34)은 배합하여 회로 차단기의 접속/차단을 구현한다. 제1 동적 접점(41)과 제2 동적 접점(35)이 점대칭으로 분포되기 때문에, 회전축 모듈(100)이 회전축(17)의 축심을 에워싸고 일정한 각도 회전 시, 제1 동적 접점(41)과 제2 동적 접점(35)의 접속/차단을 구동하여 단일 극 회로 차단 유닛의 주회로의 온/오프 조작을 구현한다. 동적 접촉기(40)는 스프링(39)을 통해 접촉기 지지구(12) 상의 접촉기 홈(122)(도5 참조)에 설치되는바, 이러한 설치 구조의 장점으로는, 동적 접점과 정적 접점 사이에 탄성 접촉 압력을 형성하여 접촉 신뢰성을 개선하고; 제1 동적 접점(41)이 받는 접촉 압력과 제2 동적 접점(35)이 받는 접촉 압력의 크기가 균일하도록 하며; 또 동적 접촉기의 오버 운행이 동적, 정적 접촉기에 대한 충격력을 완화시킨다. 제1 정적 접촉기(29)와 제2 정적 접촉기(33)에는 모두 U형 구조가 구비되는바, 상기 U형 구조는 동적 접촉기와 정적 접촉기의 접점 부근에 있는 전류 방향이 반대로 되도록 하여, 큰 전류(초부하 혹 단락 전류) 상황 하에서 동적 접촉기와 정적 접촉기 사이에 자동으로 전자기 반발력을 발생시켜 차단 능력을 향상시킨다. 도2에 도시된 실시예에서, 스프링(39)은 두 개의 드로 스프링이다. 스프링(39)의 일단은 접촉기 지지구(12)와 연결되고, 타단은 동적 접촉기(40)와 연결된다. 기타 실시방식에 있어서, 스프링(39)의 수량은 하나일 수 있는바, 왜냐하면 하나의 스프링을 이용하여서도 마찬가지로 동적 접촉기(40)를 접촉기 지지구(12) 상에 설치할 수 있고, 또 마찬가지로 동적 접점과 정적 접점 사이에 탄성 접촉 압력을 형성할 수 있기 때문이다. 하지만, 만일 두 개의 스프링으로 대칭 방식으로 설치하면, 제1 동적 접점(41)이 받는 접촉 압력과 제2 동적 접점(35)이 받는 접촉 압력의 균형성이 더욱 좋다. 또한, 스프링(39)은 비틀림 스프링도 사용 가능한바, 다시 말하면 드로 스프링과 비틀림 스프링은 사실상 서로 대체 가능한 동일한 실시방식이다.

도1, 도3, 도4에 도시된 바와 같이, 상기 지지 모듈(101)은 회전축(17), 보조 지지구(15)의 베어링(16), 보조 지지구(15) 및 지지대(25)로 구성된다. 도6에 도시된 바와 같이, 상기 보조 지지구(101) 상에는 베어링의 설치에 이용되는 베어링 홀(153)이 구비되고, 적어도 하나의 지지대(25)의 연결에 이용되는 지지대 설치홀(151)이 구비된다. 상기 베어링(16)은 보조 지지구(101)의 베어링 홀(153) 내에 설치되고, 롤링 베어링 혹 슬라이딩 베어링 중의 일종일 수 있으며, 상기 회전축(17)은 베어링(16) 내에 설치될 수 있다. 상기 회전축(17)은 상기 베어링(16)을 통하여 보조 지지구(101)와 긴밀하게 결합되고, 보조 지지구(101)의 지지력을 받는 동시에 회전축(17)의 영활한 회전을 유지할 수 있다. 상기 회전축(17)의 양측에는 각각 접촉기 지지구(12)가 연결되어 있다.

도4 및 도5에 도시된 바와 같이, 회전축(17)의 접촉기 지지구(12)에 인접된 양단의 축두 상에, 회전축선에 평행되는 외부 평면(171)이 구비되고; 접촉기 지지구(12) 측면에 회전축(17)의 설치에 이용되는 축공(121)이 구비되고, 상기 축공(121) 내에 축공(121) 중심선과 평행되는 내부 평면(124)이 구비되며, 상기 내부 평면(124)과 회전축(17) 상의 외부 평면의 수량, 형상은 모두 서로 대응되며, 회전축(17)의 축두가 축공(121) 내에 삽입 시, 상기 외부 평면(171)과 내부 평면(124)은 서로 긴밀히 결합되어 회전축(17)과 접촉기 지지구(12)가 동기화로 회전축(17)을 에워싸고 회전할 수 있도록 확보한다. 회전축(17) 상의 축두와 접촉기 지지구(12)의 축공(121) 사이의 배합은 간섭 끼움 결합이기는 하지만, 공구를 사용하여 상기 축두와 축공(121)을 순조롭게 설치할 수 있다. 축두와 축공(121) 사이의 간섭끼움 결합과 축두 상의 외부 평면(171)과 축공(121)의 내부 평면(124) 사이의 긴밀한 결합을 이용하기 때문에, 회전축(17)과 접촉기 지지구(12) 사이에 느슨해 지거나 전위가 발생하지 않도록 하며, 회전축(17)과 접촉기 지지구(12)가 어떤 부하(충격 부하, 모멘트 부하)를 받든지 모두 느슨하거나 전위가 발생할 우려가 없다. 상기 내용으로부터 또 하기 내용을 유추할 수 있는바, 회전축(17) 양단에 구비되는 축두 상의 외부 평면(171)은 적어도 하나이고, 접촉기 지지구(12) 상에 구비되는 내부 평면(124)도 적어도 하나이며, 내부 평면(124)와 외부 평면(171)의 수량 및 위치 관계는 일대일로 대응된다. 내부 평면(124)와 외부 평면(171)의 수량이 증가할 시, 제조 난이도가 증가하나 전위를 방지하는 기술효과를 개선할 수 있다.

도3 및 도4에 도시된 베어링(16)의 구체적인 실시예는 롤링 베어링(16)이다. 롤링 베어링(16)은 베어링 내측의 내부 링(161), 베어링 외측의 외부 링(162), 내부 링과 외부 링 사이의 굴림체(미도시) 및 리테이너(미도시) 등 네 가지 구성요소가 포함된다. 롤링 베어링(16)의 외부 링(162)은 보조 지지구(15)의 베어링 홀(153) 내에 설치되고, 양자는 서로 긴밀하게 설치된다. 상기 외부 링과 베어링 홀(153)이 흔들리지 않도록 하기 위하여, 외부 링과 베어링 홀(153) 사이에는 간섭 끼움 결합을 하여야 하나, 공구를 이용하여 순조롭게 설치할 수 있어야 한다. 롤링 베어링(16)의 내부 링(161)은 회전축(17) 상에 설치되고, 양자는 서로 긴밀하게 설치된다. 상기 내부 링과 상기 회전축(17)이 흔들리지 않도록 하기 위하여, 내부 링과 회전축(17) 사이에는 간섭끼움 결합을 하여야 하나, 공구를 이용하여 순조롭게 설치할 수 있어야 한다. 외부 링(162)과 내부 링(161) 사이에는 볼 베어링 등 굴림체를 통하여 굴림 마찰을 형성한다. 롤링 베어링(16)을 이용하기 때문에 회전축 모듈(100)의 회전 정밀도가 아주 높고, 회전이 아주 영활하다.

베어링(16)의 다른 한 가지 대체 가능한 방식은 슬라이딩 베어링이다. 슬라이딩 베어링은 베어링 내측(161)의 축 저널과 베어링 외축(162)의 부싱 두 가지 기본 구성요소를 포함한다. 슬라이딩 베어링의 축 저널은 지지되는 회전축(17) 상에 구비되고, 양자는 일체로 형성되거나 분할 형성될 수 있으며; 상기 슬라이딩 베어링의 부싱은 베어링을 지지하는 보조 지지구(15) 상에 구비되고, 양자는 일체로 형성되거나 분할 형성될 수 있다. 슬라딩 베어링 방안을 이용하는 상황 하에서, 본 발명에서 우선 추천하는 기술방안으로는, 상기 슬라이딩 베어링의 부싱이 보조 지지구(15) 상에 구비되고, 보조 지지구(15) 상의 베어링 홀(153)과 일체로 형성되며; 상기 축 저널은 회전축(17)의 중간부에 형성되며, 베어링 내축(161)의 축 저널과 베어링 내측(162)의 부싱 사이에 윤활제를 통하여 슬라이딩 마찰을 구현한다. 아래, 도4 및 도6을 참조하여 슬라딩 베어링의 기술방안과 상기 롤링 베어링을 이용하는 기술방안의 공동점과 차이점을 설명하도록 한다. 도6에 도시된 바와 같이, 보조 지지구(15) 상에 베어링 홀(153)이 구비되고; 롤링 베어링 이용 시, 베어링 홀(153)과 롤링 베어링의 외부 링이 간섭 끼움 결합되며; 슬라이딩 베어링 이용 시, 베어링 홀(153)은 직접 회전축(17)과 슬라이딩 결합되어 회전축(17)을 슬라딩 지지한다. 도4에 도시된 회전축(17)은, 롤링 베어링 이용 시, 상기 축 저널과 롤링 베어링(16)의 내부 링이 간섭 끼움 결합되고; 슬라딩 베어링 이용 시, 상기 축 저널과 보조 지지구(15)의 베어링 홀(153)(도6 참조)은 스라딩 결합된다. 상기 두 가지 방안에 대한 비교 분석을 통하여 알 수 있는바, 보조 지지구(15)는 반드시 베어링을 통하여야만 회전축(17)을 지지할 수 있기 때문에, 회전축(17)은 반드시 베어링과 배합 설치되어야 하고, 베어링은 반드시 보조 지지구(15)와 배합 설치되어야 하며; 롤링 베어링(16) 이용 시, 상기 회전축(17), 롤링 베어링(16)과 보조 지지구(15) 삼자 사이의 배합설치 관계는 이해하기 아주 쉬우며; 스라이딩 베어링 이용 시, 슬라이딩 베어링이 슬라이딩 지지면의 두 개 구성요소(회전축(17) 상에 설치된 축 저널과 보조 지지구(15) 상에 설치된 부싱)를 구비하고 각각 회전축(17)과 보조 지지구(15) 상에 구비되기 때문에, 상기 회전축, 슬라이딩 베어링과 보조 지지구(15) 삼자 사이의 배합 설치 관계는 특례를 형성한다. 이러한 특례 하에서, 회전축(17)과 슬라이딩 베어링의 축 저널 사이의 배합 설치는 일체를 형성하고; 슬라이딩 베어링의 부싱와 보조 지지구(15) 사이의 배합 설치는 일체를 형성한다. 다른 한 가지 대체 가능한 실시방식으로는, 슬라이딩 베어링의 부싱와 보조 지지구(15) 사이의 배합 설치 형석이 분할된 두 개 구성요소인 것으로서, 두 개의 분할된 구성요소는 각각 회전축(17)과 보조 지지구(15) 상에 긴밀하게 결합되며, 이러한 실시방식의 구조는 상기 일체형의 구조보다 복잡하나, 기술효과는 동일하다.

슬라이딩 베어링은 롤링 베어링에 비하여 구조가 간단하고, 제조원가가 낮은 장점이 있으나, 이의 회전 영활성은 롤링 베어링 보다 훨씬 못하다. 본 발명의 지지 모듈(101)은 롤링 베어링을 이용하는 것이 바람직하고, 슬라이딩 베어링을 이용할 수도 있다.

도1, 도3, 도4 및 도5에 도시된 바와 같이, 보조 지지구(15) 상에 적어도 하나의 지지대 설치홀(151)이 구비된다. 상기 지지대 설치홀(151)은 지지대(25)와 긴밀하게 결합되어 연결되기 때문에, 보조 지지구(15)를 단일 극 회로 차단 유닛의 케이스(24) 혹 다극 회로 차단기의 베이스(미도시) 상에 설치 고정하며, 상기 지지대(25)는 회전축(17)에 평행되게 구비된다. 이러한 걸림 구조를 통하여 각 극 회로 차단기 및 그 접촉기 지지구(12)의 회전축(17)이 모두 동축으로 안정되게 회전할 수 있도록 한다. 보조 지지구(15) 설치의 안정성을 확보하기 위하여, 지지대(25) 상과 보조 지지구(15)의 양측에 위치고정 장치를 설치할 수 있다.

도1에 바람직한 실시예를 도시하고 있는바, 해당 실시예에서는 두 개 지지대(25)를 이용하고, 두 지지대(25)는 각각 회전축(17)의 양측에 설치되며, 회전축(17)과 평행되게 구비되고, 각 단일 극 회로 차단 유닛(1)은 지지대(25)를 공동 사용하며, 회전축 모듈(100) 상의 각 보조 지지구(15)는 모두 두 개의 지지대(25) 상에 연결되고, 두 지지대(25)는 단일 극 회로 차단 유닛의 케이스(24) 상에 고정 설치된다. 기계학 원리를 통하여 쉽게 알 수 있는 바와 같이, 상기 실시예의 장점으로는, 보조 지지구가 모두 지지대(25)에 설치되기 때문에, 지지대(25)는 각 보조 지지구(15)에게 지지력을 제공할 뿐 아니라, 각 보조 지지구(15)가 받는 지지력이 서로 간섭되지 않기 때문에 회전축 모듈(100)의 회전 정밀도와 회전 영활성을 확보하며; 두 개의 지지대(25)가 공동으로 보조 지지구에게 지지력을 제공하기 때문에, 보조 지지구(15)의 위치 고정 정밀도를 크게 향상시킬 수 있다. 지지대(25)가 하나일 시, 보조 지지구(15)의 위치고정 정밀도가 떨어지고; 지지대(25)가 두 개 이상일 시, 보조 지지구(15)의 설치가 어려우며, 아울러 각 보조 지지구(15)가 받는 지지력 사이의 간섭을 증가시킨다. 회전축(17)을 원심으로 하여 인접된 두 지지대(25)의 원심에 대한 각도 α는 60~120도(단점 포함)인 것이 바람직 하며, 이로써 지지구의 안정성을 확보하며, 도6에 도시된 각도는 90~110도 사이안에 있다.

Claims

보조 지지구가 구비된 다극 회로 차단기는 하나의 베이스; N개 단일 극 회로 차단 유닛(1); 하나의 각 단일 극 회로 차단 유닛을 제어하여 온/오프 조작을 진행하는 조작기구(102); 및 하나의 각 단일 극 회로 차단 유닛에 사용되는 회전축 모듈(100);을 포함하여 구성되고,
상기 단일 극 회로 차단 유닛(1)은, 케이스; 하나의 소호 챔버(2); 두 개의 대칭되게 분포된 정적 접촉기(29, 33); 두 개의 대칭되게 분포되는 소호 그리드(36, 37); 각각 정적 접촉기와 연결되는 두 개의 접선 장치(4);를 포함하여 구성되며;
상기 회전축 모듈(100)은 N-1개 지지 모듈(101)과 N개 접촉기 지지구(12)가 직렬 조립되어 이루어진 것이고, 각 지지 모듈(101)의 양측에는 모두 하나의 접촉기 지지구(12)가 설치되고, 각 접촉기 지지구(12) 상에 모두 하나의 브리지식 이중 브레이크 동적 접촉기(40)가 설치되고;
상기 조작 기구(102)와 회전축 모듈(100)은 직접 연결되어, 직접 각 접촉기 지지구(12) 상의 N개 동적 접촉기(40)를 구동시켜 각 단일 극 회로 차단 유닛(1)의 정적 접촉기(29, 33)와 동기화 접속/차단 조작을 진행하도록 하는; 보조 지지구가 구비된 다극 회로 차단기에 있어서,
상기 지지 모듈(101)은 회전축(17), 보조 지지구(15), 보조 지지구의 베어링(16) 및 적어도 하나의 지지대(25)로 구성되고;
하나의 축 공(121)이 접촉기 지지구(12) 상에 구비되고, 상기 회전축(17)은 축공(121)을 통하여 지지 모듈(101) 양측의 접촉 지지구(12) 내에 삽입되며, 상기 회전축(17)과 접촉기 지지구(12)는 동기회 회전을 유지하며;
하나의 베어링 홀(153)이 상기 보조 지지구(15) 상에 구비되고, 상기 베어링(16)의 외측(162)과 보조 지지구(15)의 베어링 홀(153)이 긴밀하게 결합되며, 상기 베어링(16)의 내측(161)과 회전축(17)이 긴밀하게 결합되고;
적어도 하나의 지지대 설치홀(151)이 상기 보조 지지구(15) 상에 구비되고, 상기 지지대(25)와 지지대 설치홀(151)은 긴밀하게 결합되며, 상기 지지대(25)는 회전축(17)에 평행되게 설치되고, 각 지지 모듈(101)은 지지대(25)를 공동으로 사용하며;
상기 조작 기구(102)는 지지대(25)를 통하여 회전축 모듈(100)과 고정 연결되고;
상기 지지대(25)는 상기 단일 극 회로 차단 유닛의 케이스(24) 상에 설치 고정되고, 또 각 보조 지지구(15)를 통하여 회전축(17)에게 안정적인 지지력을 제공하는; 것을 특징으로 하는 보조 지지구가 구비된 다극 회로 차단기.
제1항에 있어서, 상기 회전축(17)은 접촉기 지지구(12)와 인접된 위치에 적어도 하나의 외부 평면(171)을 구비하고, 상기 접촉기 지지구(12)의 축공(121) 내에 적어도 하나의 내부 평면(124)을 구비하며, 상기 외부 평면(171)과 내부 평면(124)이 서로 긴밀하게 접합되고, 서로 대응되게 작동하도록 하여, 회전축(17)과 축공(121) 사이에 모멘트 부하로 인하여 전위가 일어나지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 보조 지지구가 구비된 다극 회로 차단기.
제1항에 있어서, 회전축(17)을 원심으로 하여 인접된 두 지지대(25) 사이의 각도 α는 60~120도인 것을 특징으로 하는 보조 지지구가 구비된 다극 회로 차단기.
제1항에 있어서, 상기 조작 기구(102)는 제어 조작암(32)을 연장시키며, 상기 접촉기 지지구(12) 상에 조작 기구 제어홀(123)이 구비되며, 상기 제어 조작암(32)은 직접 접촉기 지지구(12)의 조작 기구 제어홀(123) 내에 연결되어, 조작 기구(102)의 접촉기 지지구(12)에 대한 직접 구동 제어를 완성하는 것을 특징으로 하는 보조 지지구가 구비된 다극 회로 차단기.
제1항에 있어서, 상기 베어링(16)은 롤링 베어링이고, 상기 회전축(17)과 롤링 베어링(16)의 내부 링은 간섭 끼움 설치되고, 상기 롤링 베어링(16)의 외부 링과 보조 지지구(15) 상의 베어링 홀(153)은 간섭 끼움 설치되는 것을 특징으로 하는 보조 지지구가 구비된 다극 회로 차단기.
제1항에 있어서, 상기 베어링(16)은 슬라이딩 베어링이고, 상기 슬라이딩 베어링의 부싱은 보조 지지구 상에 구비되며, 상기 축 저널은 회전축(17) 상에 구비되는 것을 특징으로 하는 보조 지지구가 구비된 다극 회로 차단기.
제1항에 있어서, 상기 단일 극 회로 차단 유닛의 케이스(24)와 상기 다극 회로 차단기의 베이스는 일체로 형성된 구성요소일 수 있거나; 혹 상기 각 단일 극 회로 차단 유닛의 케이스와 상기 다극 회로 차단기의 케이스는 모두 분할 형성된 독립 구성요소일 수 있거나; 혹 단일 극 회로 차단 유닛의 각 케이스(24)는 일체로 형성된 하나의 구성요소로서, 다극 회로 차단기의 베이스와 분할 형성될 수도 있는 것을 특징으로 하는 보조 지지구가 구비된 다극 회로 차단기.