KR20130026115A - 가스절연 개폐기의 드라이버 장치 - Google Patents

가스절연 개폐기의 드라이버 장치 Download PDF

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Abstract

본 출원은 가스절연 개폐기의 드라이버 장치에 관한 것으로, 가동자를 개별 구비하는 단로기, 또는 가동자를 개별 구비하는 접지 개폐기, 또는 2개의 가동자를 동시에 구비하는 3접점 개폐기에서 모터를 이용하여 작동되는 가스절연 개폐기의 드라이버 장치에 있어서, 상기 드라이버는 상기 드라이버에 축으로 삽입되고, 상기 단로기 또는 접지 개폐기 또는 3접점 개폐기의 가동자와 연결되어 상기 모터로부터 동력을 전달하는 샤프트, 상기 샤프트의 일측에 결합되는 기어, 상기 기어와 이격되어 상기 샤프트에 결합되는 캠 스플라인(CAM SPLINE), 상기 기어의 양측에 대칭되고 상기 샤프트에 접촉하여 결합되는 복수의 마이크로 스위치들 및 상기 기어와 연결되고, 상기 드라이버의 상단에 대칭되어 결합되는 복수의 보조 스위치들을 포함한다. 따라서 개시된 기술은 원거리에 배치한 드라이버까지의 부품간의 유격 및 비틀림등에 의한 손실되는 회전운동에 영향을 받지 않고, 단로기 또는 접지 개폐기의 가동 접점부를 정확한 위치까지 운동시킬 수 있다. 또한, 가스절연 개폐기의 드라이버 장치는 부품이 많을수록 부품간의 유격이 커져 부정확해지는 가동 접점부의 운동을 직결 취부와 같이 정확하게 운동할 수 있다.

Description

가스절연 개폐기의 드라이버 장치{DRIVER APPARATUS OF GAS INSULATED SWITCHGEAR}
본 출원은 가스절연 개폐기의 드라이버 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 회전각도를 제어하여 동력전달의 손실을 저감할 수 있는 가스절연 개폐기의 드라이버 장치에 관한 것이다.
가스절연 개폐장치(GIS: GAS INSULATED SWITCHGEAR)를 구성하는 주요 모듈은 차단기(CB: Circuit Breaker), 변류기(CT: Current Transformer), 보수용 접지개폐기(ES: Earthing Switch), 단로기(DS: Disconnector Switch) 및 고속도 접지 스위치(HSES: High Speed Earthing Switch)등으로 구성된다. 이 중 차단기 및 단로기가 계통의 전류를 개폐하며, 개로 후 접지를 시켜주는 기능을 보수용 접지개폐기 및 고속도 접지 스위치가 한다. 계통 전류를 개폐하거나, 접지를 시켜주기 위한 모듈들은 외함에 가동접점을 움직일 수 있는 드라이버와 연결하며, 이 드라이버는 작업자가 자동(전기적) 또는 수동으로 동작시켜 원하는 기능을 수행한다. 모든 모듈의 외함 내부에는 고전압, 고전류가 활선상태이며, 이 드라이버는 외함과 같이, 작업자가 만져도 안전하도록 접지되어 있다. 통상의 드라이버는 각 모듈에 직결취부되거나, 링크를 이용하여 외함 내부의 가동접점을 개폐할 수 있도록 고안된다. 설치된 가스절연 개폐장치의 높이가 높을 경우, 작업자는 접근가능하도록 미리 고안된 플랫폼이나 사다리를 이용하여 각 모듈에 접근하여 드라이버를 구동시킨다. 이와 같이 작업자가 높은 곳에 설치된 드라이버에 접근하여 조작할 수 밖에 없는 이유는 드라이버를 외함 가까운 곳(직결 또는 간단한 링크)에 배치하여야 외함 내부의 가동접점을 정확하게 운동시킬 수 있기 때문이다. 긴 링크를 사용한다거나, 동력전달을 위해 여러 가지 부품이 늘어날수록 각 부품의 유격에 의해 동력전달에 손실이 발생하는 문제점이 있었다.
이와 관련된 종래 기술은 한국 공개특허 10-2009-0072580 에 개시되어 있다.
본 출원은 회전각도를 제어하여 동력전달의 손실을 저감할 수 있는 할 수 있는 가스절연 개폐기의 드라이버 장치를 제공한다.
실시예들 중에서, 가스절연 개폐기의 드라이버 장치는 가동자를 개별 구비하는 단로기, 또는 가동자를 개별 구비하는 접지 개폐기, 또는 2개의 가동자를 동시에 구비하는 3접점 개폐기에서 모터를 이용하여 작동되는 가스절연 개폐기의 드라이버 장치에 있어서, 상기 드라이버는 상기 드라이버에 축으로 삽입되고, 상기 단로기 또는 접지 개폐기 또는 3접점 개폐기의 가동자와 연결되어 상기 모터로부터 동력을 전달하는 샤프트, 상기 샤프트의 일측에 결합되는 기어, 상기 기어와 이격되어 상기 샤프트에 결합되는 캠 스플라인(CAM SPLINE), 상기 기어의 양측에 대칭되고 상기 샤프트에 접촉하여 결합되는 복수의 마이크로 스위치들 및 상기 기어와 연결되고, 상기 드라이버의 상단에 대칭되어 결합되는 복수의 보조 스위치들을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 샤프트는 외함에 별도로 구비된 상기 마이크로 스위치를 이용하여 전기적인 신호를 이격 배치되어 있는 드라이버의 모터 전원을 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 샤프트는 별도로 구비되는 동력 전달장치로 상기 보조 스위치를 구동하여 전기적 시그널을 상기 드라이버에 보낼 수 있다.
일 실시예에서, 상기 샤프트는 상기 캠 스플라인형상을 구비하지 않을 시 상기 샤프트의 회전각도를 계측가능한 엔코더와 같은 센서를 이용할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 드라이버는 모터 전원제어를 위한 상기 캠, 상기 엔코더, 상기 마이크로 스위치 및 상기 보조 스위치를 구비하지 않을 수 있다.
본 출원의 개시된 기술은 샤프트에 기어를 구비하고, 드라이버의 보조 스위치도 별도 구비하여 정확한 위치에서의 전기적인 신호를 출력할 수 있고, 부품간의 유격 및 비틀림에 의한 오차와 무관하게 드라이버를 제어할 수 있으며, 드라이버의 취부 위치도 외함과 무관하게 배치시킬 수 있다.
또한, 본 출원의 개시된 기술은 원거리에 배치한 드라이버까지의 부품간의 유격 및 비틀림등에 의한 손실되는 회전운동에 영향을 받지 않고, 단로기 또는 접지 개폐기의 가동 접점부를 정확한 위치까지 운동시킬 수 있다.
또한, 본 출원의 개시된 기술은 가스절연 개폐기의 드라이버 장치는 부품이 많을수록 부품간의 유격이 커져 부정확해지는 가동 접점부의 운동을 직결 취부와 같이 정확하게 운동할 수 있다
도 1은 종래의 가스절연 개폐기의 드라이버 장치의 구동원리를 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1의 드라이버로 인하여 가스절연 개폐장치의 작동을 설명하는 도면이다.
도 3a 내지 도 3c는 종래의 가스절연 개폐장치에서 동력전달을 위해 드라이버의 배치를 설명하는 도면이다.
도 4는 개시된 기술의 일 실시예에 따른 가스절연 개폐기의 드라이버 장치 구동원리를 설명하는 도면이다.
개시된 기술에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 개시된 기술에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 종래의 가스절연 개폐기의 드라이버 장치의 구동원리를 설명하는 도면이고, 도 2는 도 1의 드라이버로 인하여 가스절연 개폐장치의 작동을 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 가스절연 개폐장치에서 드라이버(100)는 전원이 공급된 기어드 모터(110)가 회전운동을 하게 되면, 각 구동부에 동력이 전달되기 시작한다. 기어드 모터(110)와 연결된 제2 기어(130)는 샤프트(160)와 캠(150)과 함께 일반적인 축이음방식에 의해 일체화되어 있다. 별도 설치되어 있는 마이크로 스위치(140)는 기어드 모터(110)를 제어하기 위해 설치된다. 캠(150)은 기어드 모터(110)에 공급되는 전원이 차단되도록 정해진 회전각도에 홈 또는 돌기를 형성하고, 마이크로 스위치(140)가 홈 또는 돌기에 의해 작동되어 기어드 모터(110)에 공급되는 전류를 차단한다.
샤프트(160)는 외함 내부의 개폐부(200)에 연결되어 전류를 개로 또는 폐로시키고, 접지시키거나 접지를 분리시키는 주된 역할을 한다. 여기에서, 개폐부(200)는 단로기 또는 접지 개폐기 또는 3접점 개폐기로 정의될 수 있다. 단로기와 접지 개폐기는 가동자를 개별 구비하고, 3접점 개폐기는 2개의 가동자를 동시에 구비한다. 또한, 보조 스위치(180)는 샤프트(160)와 기계적 전동(예를 들면, Gear전동, Chain전동, Linkage전동 등)으로 연결되어 고객의 요구사항을 구현할 수 있는 전기적 신호를 출력시키는 역할도 한다. 여기에서, 캠(150)에 구비된 홈 또는 돌기의 형상 및 위치가 부정확하거나 마이크로 스위치(140)의 동작이 일정하지 않다면, 외함 내부의 단로기 또는 접지 개폐기는 가동접점이 완전한 폐쇄가 되지 않아 불안전한 통전상태가 되어 발열에 의한 사고가 발생될 수 있고, 가동접점이 과다 폐쇄되어, 내부 부품간에 간섭 또는 파손에 의한 사고가 발생될 수 있다.
따라서, 샤프트(160)의 정확한 회전이 필요하며, 이를 가능하도록 캠(150)과 마이크로 스위치(140)의 정확한 셋팅이 드라이버(100)의 중요한 기능이다. 종래의 드라이버(100)의 배치는 외함에 직결취부 되거나, 또는 짧은 연결장치에 의해 동력전달 하도록 배치된다. 이는 단로기 또는 접지 개폐기 내부의 샤프트와 연결되는 드라이버(100)의 샤프트(160)간의 유격을 최소화하여 정확한 회전운동을 이루기 위함이다.
도 2를 참조하면, 드라이버(100)가 연결되어 구동시키는 개폐부(200)는 제1 절연 샤프트(220)와 제2 절연 샤프트(230)는 3상의 도체의 절연을 유지하면서 동력전달을 해주기 위한 샤프트들이며, 드라이버(100)의 동력원을 내부에 전달하여 복수의 가동접점부들(240)의 전류를 개로시키거나 폐로시킨다. 또는 접지를 시키거나 접지로부터 분리시킨다. 여기에서, 개폐부(200)는 단로기 또는 접지 개폐기 또는 3접점 개폐기로 정의될 수 있다.
도 3a 내지 도 3c는 종래의 가스절연 개폐장치에서 동력전달을 위해 드라이버의 배치를 설명하는 도면이다.
도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 드라이버(100)는 여러 가지 방법으로 외함에 취부된다. 드라이버는 절연 샤프트에 직결 취부될 수 있고, 절연 샤프트에 동력전달 방향전환용 기어 박스(예를 들면, 베벨 기어)를 설치하여 드라이버(100)를 외함의 한쪽 끝에 설치될 수 있으며, 개폐부(200)의 절연 샤프트와 드라이버(100)의 샤프트 각각에 레버와 링크를 결합하여 동력을 전달할 수 있다.
드라이버(100)의 배치 방식에서 도 3a와 직결로 연결하여 동력을 전달하는 방식이 부품간의 유격이 가장 적으며, 가동접점부가 정확한 위치까지 운동한다. 그러나 도 3b 및 도 3c와 같이 부품이 많아 질수록 부품의 유격이 커지면서 가동접점부의 작동이 부정확해진다. 더 많은 기어 박스나 링크를 이용하는 방식은 작업자의 접근 편의성은 높으나, 외함 내부의 단로기 또는 접지 개폐기의 가동 접점부는 정확한 운동을 어렵게 만드는 문제점들이 있었다.
도 4는 개시된 기술의 일 실시예에 따른 가스절연 개폐기의 드라이버 장치 구동원리를 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 가스절연 개폐기의 드라이버 장치(300)는 샤프트(310), 기어(320), 캠 스플라인(CAM SPLINE)(330), 복수의 마이크로 스위치들(340) 및 복수의 보조 스위치들(350)을 포함한다.
샤프트(310)는 드라이버(300)에 축으로 삽입되고, 단로기 또는 접지 개폐기의 가동자와 연결되어 모터로부터 동력을 전달한다. 일 실시예에서, 샤프트(310)는 외함(210)에 별도로 구비된 마이크로 스위치(340)를 이용하여 전기적인 신호를 이격 배치되어 있는 드라이버(300)의 모터 전원을 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 샤프트는 별도로 구비되는 동력 전달장치로 보조 스위치(350)를 구동하여 전기적 시그널을 드라이버(300)에 보낼 수 있다. 일 실시예에서, 샤프트(310)는 캠 스플라인(330) 형상을 구비하지 않을 시 샤프트(310)의 회전각도를 계측가능한 엔코더와 같은 센서를 이용할 수 있다.
기어(320)는 샤프트(310)의 일측에 결합되고, 모터에서 샤프트(310)로 전달되는 동력에 의해 회전한다. 캠 스플라인(CAM SPLINE)(330)은 기어(320)와 이격되어 샤프트(310)에 결합된다.
복수의 마이크로 스위치들(340)은 기어(320)의 양측에 대칭되고, 샤프트(310)에 접촉하여 결합된다. 복수의 보조 스위치들(350)은 기어(320)와 연결되고, 드라이버(300)의 상단에 대칭되어 결합된다.
드라이버(300)의 캠 스플라인(CAM SPLINE)(330)을 샤프트(310)에 구비하고, 복수의 마이크로 스위치들(340)을 별도로 구비하여, 원거리에 배치한 드라이버(300)의 기어드 모터 전원을 제어한다. 일 실시예에서, 드라이버(300)는 모터 전원제어를 위한 캠 스플라인(330), 엔코더, 마이크로 스위치(340) 및 보조 스위치(350)를 구비하지 않을 수 있다. 이를 통해 원거리에 배치한 드라이버(300)까지의 부품간의 유격 및 비틀림등에 의한 손실되는 회전운동에 영향을 받지 않고, 가동 접점부를 정확한 위치까지 운동시킬 수 있다. 또한, 샤프트(310)에 기어(320)를 구비하여, 복수의 보조 스위치들(350)도 별도 구비하여 원거리에 배치한 드라이버(300)까지의 부품간의 유격 및 비틀림등에 의한 손실되는 회전운동에 영향을 받지않고, 정확한 위치에서의 전기적인 신호를 출력할 수 있다. 또한, 부품간의 유격 및 비틀림에 의한 오차와 무관하게 드라이버(300)를 제어할 수 있고, 드라이버(300)의 취부 위치도 외함과 무관하게 배치시킬 수 있다. 또한, 가스절연 개폐기의 드라이버 장치(300)는 부품이 많을수록 부품간의 유격이 커져 부정확해지는 가동 접점부의 운동을 직결 취부와 같이 정확하게 운동할 수 있는 용이성을 제공한다.
상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 출원의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 종래의 드라이버 110 : 기어드 모터
120 : 제1 기어 130 : 제2 기어
140 : 마이크로 스위치 150 : 캠
160 : 샤프트 170 : 제3 기어
180 : 보조 스위치 200 : 개폐부
210 : 외함 220 : 제1 절연 샤프트
230 : 제2 절연 샤프트 240 : 가동 접점부
300 : 드라이버 310 : 샤프트
320 : 기어 330 : 캠 스플라인(CAM SPLINE)
340 : 복수의 마이크로 스위치들 350 : 복수의 보조 스위치들

Claims (5)

  1. 가동자를 개별 구비하는 단로기, 또는 가동자를 개별 구비하는 접지 개폐기, 또는 2개의 가동자를 동시에 구비하는 3접점 개폐기에서 모터를 이용하여 작동되는 가스절연 개폐기의 드라이버 장치에 있어서,
    상기 드라이버는
    상기 드라이버에 축으로 삽입되고, 상기 단로기 또는 접지 개폐기 또는 3접점 개폐기의 가동자와 연결되어 상기 모터로부터 동력을 전달하는 샤프트, 상기 샤프트의 일측에 결합되는 기어, 상기 기어와 이격되어 상기 샤프트에 결합되는 캠 스플라인(CAM SPLINE), 상기 기어의 양측에 대칭되고 상기 샤프트에 접촉하여 결합되는 복수의 마이크로 스위치들 및 상기 기어와 연결되고, 상기 드라이버의 상단에 대칭되어 결합되는 복수의 보조 스위치들을 포함하는 가스절연 개폐기의 드라이버 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 샤프트는
    외함에 별도로 구비된 상기 마이크로 스위치를 이용하여 전기적인 신호를 이격 배치되어 있는 드라이버의 모터 전원을 제어하는 가스절연 개폐기의 드라이버 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 샤프트는
    별도로 구비되는 동력 전달장치로 상기 보조 스위치를 구동하여 전기적 시그널을 상기 드라이버에 보내는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐기의 드라이버 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 샤프트는
    상기 캠 스플라인형상을 구비하지 않을 시 상기 샤프트의 회전각도를 계측가능한 엔코더와 같은 센서를 이용할 수 있는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐기의 드라이버 장치.
  5. 제2 및 제3항에 있어서, 상기 드라이버는
    모터 전원제어를 위한 상기 캠, 상기 엔코더, 상기 마이크로 스위치 및 상기 보조 스위치를 구비하지 않는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐기의 드라이버 장치.

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