KR20120105031A - 금속 밀봉된 가스 절연 병합 단로 및 접지 스위치 - Google Patents

금속 밀봉된 가스 절연 병합 단로 및 접지 스위치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하우징 내에 수납되는 금속 밀봉된 가스 절연 병합 다상(多相) 스위치 단로기 및 접지 스위치에 관한 것으로, 종방향 축을 따라 이동 가능하며 제1의 위치에서는 2개의 동작부(18, 24)를 서로 접속하고 제2의 위치에서는 고정된 접지 접촉부(42)에 접속되는 접촉 볼트(20)를 각 상(相)당 하나씩 구비하고, 접촉 볼트(20)를 위한 구동 모터(48)를 구비하며, 구동 모터는 구동 스핀들(39)을 통해 상기 접촉 볼트(20)를 작동시킨다. 모든 상(相)의 접촉 볼트(20)들의 운동선들(lines of movement)은 단일 평면에 놓이며, 접촉 볼트(20)는 각각 상기 운동선과 정렬되는 하나의 절연 스핀들(23)에 의해 구동될 수 있으며, 구동 스핀들(39)은 상기 운동선의 평면에 배치되고 절연 스핀들(23)에 수직을 이루며 각각 하나의 편향 기어 메커니즘(37)을 통해 절연 스핀들에 결합되고, 접촉 볼트(20)의 구동을 위한 편향 기어 메커니즘(37)은 접지 접촉부(42) 내에 수납된다.

Description

금속 밀봉된 가스 절연 병합 단로 및 접지 스위치{METAL-ENCAPSULATED, GAS-INSULATED COMBINED DISCONNECTING AND GROUNDING SWITCH}
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른, 하우징 내에 수납되는, 금속 밀봉된 가스 절연 병합 다상(多相), 특히 3상 스위치 단로기 및 접지 스위치에 관한 것이다.
금속 밀봉된 가스 절연 고전압 스위치기어 조립체용의 이러한 병합 스위치 단로기 및 접지 스위치가 특허문헌 EP 0 824 264 B1에 개시되어 있다. 각 상(相)의 접촉 볼트(contact bolt)가 하우징 요소 내에 변위 가능하게 장착되며, 이들 접촉 볼트의 운동선(line of movement)들은 서로 평행하게 이어진다. 접촉 볼트는 구동 스핀들(drive spindle)을 통해서 구동되며, 이 구동 스핀들은 랙과 피니언 기어(rack and pinion gear)의 형태이며 랙 섹션에 의해 접촉 볼트에 맞물린다(meshes). 접촉 볼트들의 운동선들은 2개의 플랜지 사이의 접속 전도체(connecting conductor)에 대해 약 40°의 각도를 이룬다.
특허문헌 DE 24 14 200 A1에는 캐리어 하우징 내에서 접촉 볼트가 왕복 운동할 수 있는 금속 밀봉된 스위치기어 조립체가 개시되어 있으며, 접촉 볼트는 제1의 위치에서는 동작부(active part)에 접속되고 제2의 위치에서는 접지 접점(earthing contact)에 접속된다. 접촉 볼트는 스핀들을 통해 구동되며, 스핀들은 접촉 볼트에 평행하게 이어지고, 회전 가능하며 외측 나사산을 갖는다. 내측 나사산을 갖는 관통 구멍(through-hole)을 포함하는 암(arm)이 접촉 볼트에 수직하게 끼워지고, 회전 가능한 스핀들은 상기 암을 관통하며, 나사산 형성 로드는 절연체에 의해 구동되고, 상기 절연체는 나사산 형성 로드와 정렬되거나 또는 병합 스위치 단로기 및 접지 스위치의 종방향측으로부터 랙과 피니언 기어를 통해 회전 상태로 설정된다. 이 스위치기어 조립체는 단상(單相) 밀봉 스위치기어 조립체이다.
유사한 구성이 미국 특허 US 3,665,135에도 또한 개시되어 있다.
특허문헌 EP 0 678 952 A1호에는 병합 스위치 단로기 및 접지 스위치가 개시되어 있으나, 스위치 단로기와 접지 스위치는 서로 개별적으로 작동된다.
본 발명의 목적은 물리적 크기가 저감되고 접촉 볼트의 작동이 단순화되는, 서두에서 언급된 유형의 병합 스위치 단로기 및 접지 스위치를 제공하는 것이다.
상기 목적은 본 발명에 따라 청구항 1의 특징부에 의해 달성된다.
따라서 본 발명에 의하면, 미끄럼운동 접촉 볼트들의 운동선들은 단일 평면 내에 위치하며, 미끄럼운동 접촉 볼트는 각각 하나의 절연 스핀들(insulating spindle)에 의해 구동될 수 있고, 상기 절연 스핀들은 상기 미끄럼운동 접촉 볼트의 운동선과 정렬되며; 이 경우에 구동 스핀들(drive spindle)은 상기 운동선의 평면 내에 놓이고 각각 하나의 편향 기어 메커니즘을 통해 절연 스핀들에 결합되며, 각 접촉 볼트를 구동하기 위한 편향 기어 메커니즘은 접지 접촉부 내에 수납된다.
바람직한 구성에 있어서, 상기 편향 기어 메커니즘은 베벨 기어이며, 그 베벨 휠(bevel wheel)은 각각의 접지 접촉부 내에 수납 및 장착된다.
본 발명의 일례의 바람직한 구성은, 상기 절연 스핀들 각각이 외측 나사산을 가지며, 상기 외측 나사산은 각각 하나의 접촉 볼트의 내측 나사산에 맞물리는 것과, 각 접촉 볼트는 회전이 저지되며, 그 결과 절연 스핀들이 회전할 때 접촉 볼트는 일방향 또는 타방향으로 전환되는 것을 특징으로 한다.
편향 기어 메커니즘에서의 기어비(transmission ratio)는 1:1의 기어비이며, 그 결과 구동 스핀들이 회전할 때, 절연 스핀들도 동일하게 회전하게 된다. 구동 스핀들을 관찰함으로써 1:1의 비율로 절연 스핀들의 운동에 대해 직접 결론을 내리는 것이 가능하다. 또한, 기어비가 역시 1:1인 구동 스핀들 전방의 구동 영역이 또한 포함되면, 개시점(starting point) 예를 들면, 구동 모터의 운동으로부터 절연 스핀들의 운동에 대해 직접 결론을 내리는 것이 가능하다.
이는 구동측에 보조 스위치 및 다른 조립체의 적절한 위치 설정을 가능케 하며, 그에 따라 출력 구동측의 상황을 나타내기 위해 즉, 절연 스핀들 및 그에 따른 접촉 볼트의 상황을 나타내기 위해 간단한 방식으로 이들 보조 스위치 및 다른 조립체가 사용될 수 있게 한다.
본 발명의 다른 바람직한 구성 및 개선과 추가적인 이점은 다른 종속항에 개시되어 있다.
본 발명 및 본 발명의 다른 바람직한 구성과 개선 및 다른 이점이 도면을 참조하여 상세히 설명되고 기재될 것이며, 도면은 본 발명의 예시적인 실시예를 개략적으로 도시한다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 물리적 크기가 저감되고 접촉 볼트의 작동이 단순화되는 병합 스위치 단로기 및 접지 스위치를 제공하는 등의 효과를 갖는다.
도 1은 병합 스위치 단로기 및 접지 스위치의 단면도를 도시하는 도면.
도 2는 도 1에 도시된 병합 스위치 단로기 및 접지 스위치의 종단면도를 도시하는 도면.
이제 도 1이 참조될 것이다.
아래에서 병합 단로기 및 접지 스위치라고도 지칭되는, 도 1에 도시된 금속 밀봉된 3상 병합 스위치 단로기 및 접지 스위치(10)는 원통형 하우징(11)을 구비하며, 이 원통형 하우징(11)에는 각 경우에 하나의 플랜지(12와 13)가 서로 반대편에서 말단부에 일체로 형성되며, 그 플랜지 평면들은 서로 평행하다.
제3의 플랜지(14)의 플랜지 평면은 상기 플랜지 평면들에 수직을 이루며, 플랜지(12, 13, 및 14)는 각각 커넥터(15, 16, 및 17)에 일체로 형성된다.
플랜지 평면(12와 13)에 평행하며 커넥터(17) 또는 플랜지(14)의 중앙축과 대체로 정렬된 중앙축을 갖는 관통 보어(through-bore: 19)가 형성된 제1의 동작부(18)가 하우징(11)의 내부에 위치된다. 간단히 접촉 볼트라고도 불리는 미끄럼운동 접촉 볼트의 형태인 접촉 볼트(20)가 관통 보어(19) 내에 형성되어 미끄럼운동 접촉 요소(21과 22)를 통해 동작부(18)에 도전(導電) 상태로 접속되며, 동작부(18)는 접촉 볼트(20)의 캐리어부(carrier part)라고도 지칭될 수 있다. 미끄럼운동 접촉 볼트(20)는 적절한 수단, 예를 들면 측방향의 종방향으로 뻗은 편평부(flattened portion) 또는 텅 및 그루브 장치(tongue and groove arrangement)에 의해 회전이 저지되며, 접촉 볼트(20)의 중앙 종방향 축이기도 한 그 운동선을 따라서 직선으로만 운동한다.
접촉 볼트(20)에 접속되는 절연 스핀들(23)은 플랜지(14) 반대편의 접촉 볼트(20)의 그 단부면에 접하며, 절연 스핀들(23)은 접촉 볼트(20) 내의 내측 나사산(도시하지 않음)과 맞물리는 외측 나사산을 갖는다. 접촉 요소(21과 22)에 대응하는 접촉 요소(26과 27)가 내측 보어(25)의 내측 표면에 배치되는, 상기 내측 보어(25)를 구비한 제2의 동작부(24)가 하우징(11) 내에 위치된다. 내측 보어(25)의 중앙축은 접촉 볼트(20)의 중앙축 및 절연 스핀들(23)의 중앙축과 정렬된다. 동작부(24)는 화살표 방향(P1)을 따라 예를 들면, 아웃고어 모듈(outgoer module)로의 전류 경로를 형성하는 부분 전도체(28)에 접속된다. L 형상의 접속 전도체(30)의 림(limb: 29)이 동작부(24)와 부분 전도체(28)의 사이에 위치되고, 상기 접속 전도체의 다른 림은 상기 제1의 림(29)에는 수직하게 그리고 플랜지(12)의 플랜지 평면에는 평행하게 및 접촉 볼트의 운동선이 놓이는 평면에는 평행하게 배치된다. 림(31)은, 예를 들면 플랜지(12)에 고정된 트랜스포머 모듈(33)에 접속된 부분 전도체(32)에 접한다.
예를 들면, 다른 트랜스포머 모듈(34)이 플랜지(13)에 고정되며, 연장부(35)를 통해서 캐리어부 또는 제1의 동작부(18)에 접속된다.
베벨 기어(37)의 제1의 베벨 휠(36)은 접촉 볼트(20)로부터 멀리 떨어진 절연 스핀들(23)의 그 단부에 고정되어 구동 스핀들(39)에 고정된 제2의 베벨 휠(38)과 맞물리고, 구동 스핀들(39)은 접촉 볼트(20)의 운동선이 놓이는 평면에 배치되며, 상기 구동 스핀들(39)은 절연 스핀들(23)에 수직하게 및 접촉 볼트(20)의 중앙축에 수직하게 배치된다.
도 2는 각 상(相)에 대해 절연 스핀들(23)을 갖는 도 1에 도시된 하우징을 통한 종단면도를 도시한다. 도 2로부터 스위치 단로기 및 접지 스위치는 3상 스위치임을 알 수 있다. 또한 2상 스위치의 형태일 수도 있으며, 단상(單相) 구성도 당연히 고려될 수 있다. 하지만, 접지 접촉부(42)를 갖는 절연 스핀들(23)과 접촉 볼트(20)의 단일 평면 내의 배치는 2상 또는 3상 실시예에서만 유익할 수 있다.
베벨 기어는 접지 접촉부(42)의 내부(40)에 수납되며, 이 접지 접촉부(42)는 돌출부(43)를 통해 하우징(11)의 내측면에 고정된다. 접지 접촉부(42)는 내측 보어(45)를 갖는 접촉 달성 요소(contact-making element: 44)를 구비하며, 접촉 보어(45) 내에는 접촉 요소(21, 22; 26, 27)에 대응하는 접촉 요소(46과 47)가 수납된다.
각 상(相)의 접촉 볼트(20)는 제1의 동작부(18) 내에 위치되며, 그 단부면들은 동작부의 단부면들 내에 놓이거나 배치된다. 접촉 볼트와 제2의 동작부(24)의 사이에 접촉이 이루어질 수 있도록 하기 위해, 구동 스핀들(39)은 전기 모터(48)를 통해 회전할 수 있게 설정되고, 그 결과 절연 스핀들(23)은 베벨 기어(37)를 통하여 회전할 수 있게 설정되며, 그 결과 일방향으로의 회전시에 접촉 볼트(20)는 제2의 동작부(24) 안으로 구동되어 아웃고어(P1)를 예를 들면, 전류 트랜스포머(변류기: 34)에 접속한다.
다른 동작 모드에서, 구동 스핀들(39)이 반대 방향으로 회전할 때, 접촉 볼트(20)는 화살표 방향(P1)과 반대의 방향으로 이동하며, 그 결과 접촉 볼트는 도면에서는 좌측에 도시된 상기 접촉 볼트의 단부면에 의해 접지 접촉부(42/43)의 내측 보어(45) 안으로 들어갈 수 있으며, 그에 따라 접지가 이루어지게 된다.
접지 접촉부(42)를 직접 하우징의 내측면에 고정하는 대신에, 계측 접속 장치를 통하여 고정하는 것도 또한 가능하나, 이는 본 실시예에는 도시되지 않았다. 병합 스위치 단로기 및 접지 스위치(10)는 스위치기어 조립체의 일 구성에서 회로 차단기 하우징에 직접 플랜지 접속된다.
10: 스위치 단로기 및 접지 스위치 11: 원통형 하우징
12: 제1의 플랜지 13: 제2의 플랜지
14: 제3의 플랜지 15, 16, 17: 커넥터
18: 제1의 동작부 19: 관통 보어
20: 접촉 볼트 또는 미끄럼운동 접촉 볼트
21, 22: 접촉 요소 23: 절연 스핀들
24: 제2의 동작부 25: 내측 보어
26, 27: 접촉 요소 28, 32: 부분 전도체
29, 31: 림(limb) 30: L 형상의 접속 전도체
33: 전압 트랜스포머(변압기) 34: 전류 트랜스포머(변류기)
35: 연장부 36: 제1의 베벨 휠
37: 베벨 기어 38: 제2의 베벨 휠
39: 구동 스핀들 40: 내부
42: 접지 접촉부 43: 돌출부
44: 접촉 달성 요소 45: 내측 보어
46, 47: 접촉 요소 48: 전기 모터

Claims (3)

  1. 하우징 내에 수납되는 금속 밀봉된 가스 절연 병합 다상(多相), 바람직하게 3상 스위치 단로기 및 접지 스위치로서,
    종방향 축을 따라 이동 가능하며 제1의 위치에서는 2개의 동작부(18, 24)를 서로 접속시키고 제2의 위치에서는 고정된 접지 접촉부(42)에 접속되는 접촉 볼트(20)를 각 상(相)당 하나씩 구비하며, 상기 접촉 볼트(20)를 위한 구동 모터(48)를 구비하고, 상기 구동 모터(48)는 구동 스핀들(drive spindle: 39)을 통해 상기 접촉 볼트(20)를 작동시키며,
    모든 상(相)의 상기 접촉 볼트(20)의 운동선들(lines of movement)은 단일 평면 내에 놓이며, 상기 접촉 볼트(20)는 각 경우에 상기 운동선들과 정렬되는 하나의 절연 스핀들(insulating spindle: 23)에 의해 구동될 수 있고, 상기 구동 스핀들(39)은 상기 운동선들의 평면에 배치되고 상기 절연 스핀들(23)에 수직을 이루며 각 경우에 하나의 편향 기어 메커니즘(37)을 통해 상기 절연 스핀들(23)에 결합되며, 상기 접촉 볼트(20)를 구동하기 위한 상기 편향 기어 메커니즘(37)은 상기 접지 접촉부(42) 내에 수납되는, 스위치 단로기 및 접지 스위치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 편향 기어 메커니즘(37)은 베벨 기어이며, 상기 베벨 기어의 베벨 휠(bevel wheels: 36, 38)은 각각의 접지 접촉부(42) 내에 수납되는 것을 특징으로 하는, 스위치 단로기 및 접지 스위치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 절연 스핀들(23)은 각각 외측 나사산을 가지며, 상기 외측 나사산은 각각 하나의 접촉 볼트(20)의 내측 나사산에 맞물리고, 각 경우에 접촉 볼트(20)는 회전이 저지되며, 그 결과 상기 절연 스핀들(23)이 회전할 때 접촉 볼트(20)가 일방향 또는 타방향으로 전환되는 것을 특징으로 하는, 스위치 단로기 및 접지 스위치.
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