KR20130125031A - 자동부하전환개폐기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부하 측으로 공급하는 전력의 공급원을 주전원 또는 예비전원 사이에서 선택적으로 개폐하는 ALTS에 관한 것이다. 본 발명의 ALTS(10)는 ALTS 개폐부(210)와 ALTS 구동부(110)를 포함하며, ALTS 구동부(110)는 구동력을 발생하는 액추에이터(121)와, 액추에이터(121)의 구동력에 의해 직선운동을 하는 전달 로드(122)와, 전달 로드(122)의 직선운동을 회전운동으로 바꾸어서 ALTS 개폐부(210)의 주전원 측 개폐부(212)와 예비전원 측 개폐부(213)를 선택적으로 개방 및 폐쇄하는 레버기구(113)를 구비한다.

Description

자동부하전환개폐기{AUTOMATIC LOAD TRANSFER SWITCH}

본 발명은 자동부하전환개폐기(Automatic Load Transfer Switch : ALTS)에 관한 것으로, 특히, ALTS의 개폐부의 구조를 간단하게 하고, ALTS와 부하개폐기(Load Break Switch : LBS)를 일체 구조로 하는 동시에 ALTS 및 LBS의 개폐부의 절연구조를 개선한 ALTS에 관한 것이다.

ALTS는 일반적으로 22.9㎸급 배전 또는 수전선로에 사용되며, 정전시에 큰 피해를 입을 수 있는 수용가인 국가 또는 공공기관, 병원, 전산센터, 산업용 생산설비, 항만, 공항 등에서 주전원의 정전이나, 또는 주전원의 전압이 기준전압 이하로 떨어지는 전압강하에 대비하기 위해서, 상기 주전원과는 별도로 예를 들어 비상용 발전기 등의 예비전원을 마련하여, 평상시에는 주전원으로부터 수용가 측에 전력을 공급하고, 만일 주전원 측에 정전이 발생하거나 또는 이상적인 전압강하가 발생한 때에는 즉시 예비전원으로 자동으로 전환시켜서 예비전원으로부터 수용가 측에 전력을 공급하도록 하는 개폐기를 가리킨다.

이러한 ALTS는 주전원의 전압 상태를 상시로 감시하여, 만일 주전원의 정전 또는 전압강하에 의한 저전압이 감지될 때에는 주전원을 즉시 개방시키는 동시에 예비전원으로 신속하게 전환시켜서 수용가에 전력을 공급하고, 반대로, 주전원이 정상상태로 복구되면 다시 예비전원에서 주전원으로의 신속한 전환이 필요하다. 다시 말해, 아주 짧은 시간 내에 상기 전환동작이 이루어지지 않으면 수용가 측은 일시적인 정전상태가 되어서 큰 피해를 입게 된다.

한편, LBS는 전력선로의 정격전류를 개폐하는 장치로서, 한류 퓨즈가 부가된 LBS의 경우에는 단락전류의 차단도 가능한 기기이며, 국내에서 전력의 공급사업을 독점하고 있는 한국전력(주)의 내선규정에 의해 한국전력(주)으로부터 전력을 공급받는 모든 수용가에게는 설치가 의무화되어 있다.

ALTS에 관한 종래기술로 특허문헌 1에 개시된 기술이 있다. 도 1은 특허문헌 1에 개시된 ALTS의 조작 기구부의 구성을 나타내는 도면이고, 도 2는 개폐부의 동작을 나타내는 도면이다.

도 1, 2를 이용하여 특허문헌 1의 ALTS의 구성 및 동작을 간단하게 설명한다.

도 1에 도시한 것과 같이, ALTS의 조작 기구부는 크게 동력구동부(110)와 동력전환부(130) 및 개폐부(150)로 구성되며, 주전원에서 예비전원으로의 전환시에는 구동부(110)가 동력전환부(130)의 구동 플레이트(133)를 오른쪽으로 이송시킴으로써 지지판(132)을 시계방향으로 회전시키고, 지지판(132)이 시계방향으로 회전하면, 도 2에 도시한 것과 같이, 지지판(132)과 동일 축에 연결된 개폐부(150)의 래치(151, 152)가 시계방향으로 회전함으로써 주전원 측 선로는 개방되고, 예비전원 측 선로는 투입동작이 이루어지게 된다.

예비전원에서 주전원으로의 전환은 상기 동작과 반대가 된다.

특허문헌 1 : 공개특허 특 2001-0068607호 공보

상기 특허문헌 1에 개시된 기술의 ALTS는 동력구동부(110)와 동력전환부(130)가 매우 복잡한 구성으로 이루어져 있고, 이에 따라서 ALTS를 구성하는 부품 수가 많으며, 이는 생산원가의 상승으로 이어지게 된다.

또, 상기 특허문헌 1의 ALTS는 물론, 통상의 ALTS에서도 ALTS와 LBS가 별개의 구성요소로서 분리되어 설치되어 있고, 이에 따라 ALTS의 외형이 커질 수밖에 없으며, 특히, 실내에 수변전설비를 설치하는 경우에는 설치장소의 면적이 커지는 등의 불합리로 연결된다.

또, 상기 특허문헌 1의 ALTS는 물론, 통상의 ALTS에서도 ALTS와 LBS는 고압부의 절연 및 개폐시에 발생하는 아크의 소호를 위한 절연방식으로 통상 가스절연방식을 도입하고 있고, 절연가스로는 SF6 가스를 사용하고 있으나, 이 방식에서는 SF6 가스의 누출을 감시하기 위한 별도의 장치를 필요로 하게 되며, 이 또한 비용의 증가로 연결되게 된다는 문제가 있다.

본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 개선하여, ALTS를 구동하는 구동부의 구조를 간단하게 하는 동시에, ALTS와 LBS의 절연부를 일체 구조로 하며, 그와 아울러 절연방식을 고체절연방식으로 함으로써 ALTS의 제조비용의 절감 등을 도모하기 위한 것이다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 자동부하전환개폐기는, 제 1 전원과 제 2 전원 사이에서 부하 측으로 공급되는 전력공급원을 전환하는 제 1 개폐수단과, 상기 제 1 개폐수단을 구동하는 제 1 구동수단을 구비하는 자동부하전환개폐기로, 상기 제 1 구동수단은, 구동력을 발생하는 제 1 액추에이터와, 상기 제 1 액추에이터의 구동력에 의해 직선운동을 하는 제 1 전달 로드와, 상기 제 1 전달 로드의 직선운동을 회전운동으로 변환하는 제 1 레버기구를 포함하며, 상기 제 1 레버기구의 회전운동에 의해 상기 제 1 개폐수단은 상기 부하 측으로 공급하는 전력공급원을 상기 제 1 전원과 상기 제 2 전원 사이에서 선택적으로 개폐하는 자동부하전환개폐기이다.

바람직하게는, 상기 제 1 개폐수단은 제 1 전원 측 개폐부와 제 2 전원 측 개폐부를 구비하고, 상기 제 1 레버기구는, 일단이 상기 제 1 전달 로드와 회동 가능하게 연결되고 타 단은 상기 제 1 전달 로드와 수직방향으로 배치된 회동 축에 고정 결합된 제 1 링크와, 중심 축이 상기 회동 축에 고정 결합되고, 상기 중심 축의 양단 중 어느 일단은 상기 제 1 전원 측 개폐부와, 타 단은 상기 제 2 전원 측 개폐부와 각각 결합하는 제 2 링크를 포함한다.

바람직하게는, 상기 제 1 전원 측 개폐부와 상기 제 2 전원 측 개폐부는 하나의 절연 하우징 내에 함께 수용되어 있다.

바람직하게는, 상기 제 1 개폐수단의 출력 측과 전기적으로 연결되어서 부하 측으로 공급되는 전력의 공급을 개폐하는 부하개폐기를 더 포함하며, 상기 부하개폐기는, 상기 제 1 개폐수단의 출력 측에서 부하 측으로 공급되는 전력 공급로를 개폐하는 제 2 개폐수단과 상기 제 2 개폐수단을 구동하는 제 2 구동수단을 구비하고, 상기 제 2 구동수단은, 구동력을 발생하는 제 2 액추에이터와, 상기 제 2 액추에이터의 구동력에 의해 직선운동을 하는 제 2 전달 로드와, 상기 제 2 전달 로드의 직선운동을 회전운동으로 변환하는 제 2 레버기구를 포함하며, 상기 제 2 레버기구의 회전운동에 의해 상기 제 2 개폐수단은 상기 부하 측으로 공급하는 전력을 개폐한다.

바람직하게는, 상기 절연 하우징 내에는 제 1 전원 측 개폐부 및 제 2 전원 측 개폐부와 함께 상기 제 2 개폐수단도 일체로 수용되어 있다.

본 발명의 자동부하전환개폐기는 개폐부를 구동하는 구동부가 구동력을 발생하는 액추에이터와, 액추에이터의 구동력에 의해 직선운동을 하는 전달 로드와, 전달 로드의 직선운동을 회전운동으로 바꾸어서 제 1, 2 전원을 선택적으로 개폐하는 레버기구로 이루어져 있으므로, 간단한 구성에 의해 부하 측으로 공급되는 전력의 공급원을 제 1 측에서 제 2 전원 측으로, 또는 제 2 전원 측에서 제 1 전원 측으로 전환할 수 있으며, 이 구성에 의해 ALTS의 구조가 간단한 동시에, 부품 수를 최소한으로 할 수 있으므로 제조원가를 절감할 수 있고, 또, 구조의 간략화에 따라서 고장의 발생이 적은 등의 이점이 있다.

또, ALTS와 LBS를 동일한 케이스 내에 수용하면서, ALTS 개폐부와 LBS 개폐부를 하나의 절연 하우징 내에 내장함으로써, ALTS의 구조가 간단한 동시에, ALTS를 구성하는 부품 수를 최소한으로 할 수 있으므로 ALTS의 크기를 감소시킬 수 있고, 제조원가를 절감할 수 있으며, 또, 구조의 간략화에 따라서 비교적 고장이 적은 등의 이점도 있다.

도 1은 종래 기술의 ALTS의 조작 기구부의 개략을 나타내는 도면,
도 2는 종래 기술의 ALTS의 개폐부의 개략을 나타내는 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시형태의 ALTS(10)의 개략적인 구조를 보여주는 도면,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시형태의 ALTS(10)의 주요부 분해 사시도,
도 5는 ALTS 구동부(110)의 레버기구(113)의 상세를 나타내는 사시도,
도 6은 ALTS의 동작상태를 나타내는 도면으로, (a)는 주전원 측과 부하 측이 개방되고 예비전원 측과 부하 측이 폐쇄된 상태를, (b)는 예비전원 측과 부하 측이 개방되고 주전원 측과 부하 측은 폐쇄된 상태를 각각 나타내는 도면,
도 7은 LBS의 동작상태를 나타내는 도면으로, (a)는 전원 측과 부하 측이 폐쇄된 상태를, (b)는 전원 측과 부하 측이 개방된 상태를 각각 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태를 도면을 이용하여 상세하게 설명한다.

먼저, 본 실시형태에서는 설명의 편의상 제 1 전원으로는 전력회사로부터 수용가에 공급되는 간선전원(이하 「주전원」이라 한다)으로 하고, 제 2 전원으로는 수용가 측에 구비된 비상발전기(이하 「예비전원」이라 한다)를 이용하는 경우를 예로 하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시형태의 ALTS(10)의 개략적인 구조를 보여주는 도면이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시형태의 ALTS(10)의 주요부 분해 사시도이 다. 도 3, 4에 도시된 것과 같이, ALTS(10)는 크게 구동부(100)와 개폐부(200)와 입출력케이블(300) 등으로 이루어지며, 이들 구성요소는 하나의 케이스(400) 내에 일체로 수용되어 있다.

도 3에서는 설명의 편의를 위해 케이스(400)는 상면 및 측면의 커버가 분리된 상태로 도시되어 있고, 또, 도 3을 비롯하여 본 명세서에 첨부된 각 도면에서는 본 발명의 요지의 설명을 위해서 필요한 부분만을 도시하고 있으며, 그 외의 각종 구성요소 및 이들 구성요소를 장착하기 위한 장착수단 등은 꼭 필요한 경우를 제외하고는 생략하고 있다.

구동부(100)는 개폐부(200)를 동작시키기 위한 구동력을 발생하는 부분이며, 후술하는 것과 같이 ALTS를 구동시키기 위한 ALTS 구동부(110)와 LBS를 구동시키기 위한 LBS 구동부(120)로 이루어진다.

개폐부(200)는 구동부(100)의 구동력에 의해 동작하여 선로를 개폐하며, ALTS 구동부(110)의 구동력에 의해 구동하여 부하 측으로 공급하는 전력의 공급원을 주전원 또는 예비전원 측으로 전환하는 ALTS 개폐부(210)와 LBS 구동부(120)의 구동력에 의해 구동하여 전원 측과 부하 측 사이의 무부하전류 또는 부하전류를 개폐하는 LBS 개폐부(220)로 이루어진다.

또, 입출력케이블(300)은 주전원 및 예비전원으로부터 공급되는 전력을 ALTS 개폐부(210)로 인입하는 입력케이블(310)과 LBS 개폐부(220)의 출력을 부하 측으로 인출하는 출력케이블(320)로 이루어지며, 입출력케이블(300)은 필요에 따라서 버스 바 또는 절연케이블 등으로 이루어진다. 입출력케이블은 본 발명의 요지와는 직접 관련이 없으며, 통상의 기술자라면 필요에 따라서 적절하게 구성할 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

다음에, 도 4 내지 7을 참조하면서 각 부의 구체적인 구성 및 동작에 대해서 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시형태의 ALTS(10)의 주요부 분해 사시도이고, 도 5는 ALTS 구동부(110)의 레버기구(113)의 상세를 나타내는 사시도이다. 도 6은 ALTS의 동작상태를 나타내는 도면으로, (a)는 주전원 측과 부하 측이 개방되고 예비전원 측과 부하 측이 폐쇄된 상태를, (b)는 예비전원 측과 부하 측이 개방되고 주전원 측과 부하 측은 폐쇄된 상태를 각각 나타내는 도면이다. 또, 도 7은 LBS의 동작상태를 나타내는 도면으로, (a)는 전원 측과 부하 측이 폐쇄된 상태를, (b)는 전원 측과 부하 측이 개방된 상태를 각각 나타내는 도면이다. 또, 도 3, 4, 5에서는 ALTS(10)의 R, S, T상 모두를 나타내고 있으나, 도 6, 7에서는 설명의 편의상 ALTS(10)의 R, S, T상 중 어느 하나의 상만을 나타내고 있으나, 3상의 구조는 모두 동일하다.

먼저, 도 4와 같이, ALTS 구동부(110)는 구동력을 발생시키는 액추에이터(111)와, 직선운동을 하며 액추에이터(111)에서 발생한 구동력을 ALTS 개폐부(210)에 전달하는 전달 로드(112)와, 전달 로드(112)의 직선운동을 회전운동으로 바꿔서 ALTS 개폐부(210)를 선택적으로 온 오프하는 레버기구(113)로 이루어진다.

액추에이터(111)는 주전원 측 코일(1111)과 예비전원 측 코일(1112) 및 플런저(1113)가 케이스 내에 내장되어 배치되어 있고, 주전원 측 코일(1111) 및 예비전원 측 코일(1112)은 각각 미 도시의 제어부와 연결되어 있으며, 제어부의 제어에 의해 주전원 측 코일(1111) 또는 예비전원 측 코일(1112)이 선택적으로 여자(勵磁) 또는 소자(消磁)됨으로써 주전원 측 코일(1111)과 예비전원 측 코일(1112) 측으로 플런저(1113)가 직선운동을 하게 된다(도 6 (a), (b) 참조).

또, 액추에이터(111)의 플런저(1113)는 필요에 따라서 영구자석을 포함할 수도 있다.

액추에이터(111)는 본 발명의 요지는 아니며, 공지의 구성을 갖는 것으로서, 예를 들어 공개특허 특1999-47296호 공보에 그 구조 및 동작이 개시되어 있으므로 여기에서는 구체적인 구조 및 동작에 대한 설명은 생략한다.

전달 로드(112)는 일단이 액추에이터(111)의 플런저(1113)의 일단과 연동 가능하게 연결되고, 타 단은 레버기구(113)의 일단과 연동 가능하게 연결되어서, 플런저(1113)의 직선 운동을 레버기구(113)로 전달하는 기능을 한다.

레버기구(113)는 전달 로드(112)의 직선운동을 회전운동으로 변환하여 ALTS 개폐부(210)를 구동한다.

도 5에 도시된 것과 같이, 레버기구(113)는, 전달 로드(112)의 타 단에 일단이 회동 가능하게 결합되고 타 단은 회동 축(1131)과 고정 결합된 제 1 링크(1132)와, 제 1 링크(1132)와 적절한 간격을 두고 복수 개 배치되며, 중앙부는 회동 축(1131)에 고정 결합되고, 양단에 각각 제 1 축공(1136) 및 제 2 축공(1137)을 갖는 제 2 링크(1133)를 갖는다. 여기서, 복수의 제 2 링크(1133) 간의 간격은 ALTS 개폐부(210)의 주전원 측 개폐부(212) 및 예비전원 측 개폐부(213)의 각 가동전극의 중심 축간의 거리에 대응하는 간격이다. 또, 본 실시형태에서는 제 2 링크(1133)의 개수는 3개이며, 이 개수는 ALTS(10)의 상 수에 대응하는 개수이다.

회동 축(1131)은 봉 형상의 축으로 양단이 베어링(1134)을 개재하여 브래킷(1135)에 회동 가능하게 지지되어 있다. 도 5에서 보는 것과 같이 전달 로드(112)의 배치방향과 레버기구(113)의 회동 축(1131)의 배치방향은 대략 수직방향이다.

복수의 제 2 링크(1133)는 각각 제 1 축공(1136)이 ALTS 개폐부(210)의 주전원 측 개폐부(212)의 가동전극의 일단과 결합되고, 제 2 축공(1137)은 ALTS 개폐부(210)의 예비전원 측 개폐부(213)의 가동전극의 일단과 결합된다. 따라서 후술하는 것과 같이, 전달 로드(112)의 직선운동이 레버기구(113)에서 회전운동으로 변환되고, 레버기구(113)의 제 2 링크(1133)의 회동에 의해 제 2 링크(1133) 양단의 제 1 축공(1136) 및 제 2 축공(1137)에 각각 결합된 주전원 측 개폐부(212) 및 예비전원 측 개폐부(213)의 가동전극이 도 4의 Y축 방향으로 직선운동을 함으로써 후술하는 것과 같이 ALTS 개폐부(210)의 주전원 측 개폐부(212) 및 예비전원 측 개폐부(213)가 선택적으로 개방 및 폐쇄동작을 하게 된다.

ALTS 개폐부(210)는 주전원 측 개폐부(212)와 예비전원 측 개폐부(213)로 이루어지며, 도 4 및 도 6에 모식적으로 도시되어 있는 것과 같이, 주전원 측 개폐부(212)와 예비전원 측 개폐부(213)는 각각 내부에 고정전극과 가동전극을 갖는다.

고정전극 중, 주전원 측 고정전극(2121)은 주전원 측 입력케이블을 거쳐서 전력회사의 주전원 측 배전선과 전기적으로 연결되고, 예비전원 측 고정전극(2131)은 예비전원 측 입력케이블을 거쳐서 비상발전기 등의 예비전원 측과 전기적으로 연결된다.

또, 앞에서 설명한 것과 같이, 가동전극 중, 주전원 측 가동전극(2122)은 제 2 링크(1133)의 제 1 축공(1136)과 절연상태로 연결되고, 예비전원 측 가동전극(2132)은 레버기구(113)의 제 2 축공(1137)과 절연상태로 연결되어 있다.

또, 주전원 측 가동전극(2122) 및 예비전원 측 가동전극(2132)은 절연 하우징(211) 내에서 미 도시의 버스 바 등에 의해 후술하는 LBS 개폐부(220)의 가동전극(2202)과 전기적으로 연결되어 있다. 즉, ALTS 개폐부(210)의 주전원 측 및 예비전원 측 가동전극(2122, 2132)은 상호 전기적으로 연결되는 동시에 LBS 개폐부(220)의 가동전극(2202) 측과도 전기적으로 상호 연결됨으로써, 결과적으로 ALTS 개폐부(210)의 출력이 LBS 개폐부(220)의 입력이 되는 구조로 되어 있다. 후술하나, 본 발명의 ALTS가 이와 같은 구조를 가짐으로써 간단한 구성으로 ALTS와 LBS를 일체 구조로 할 수 있다.

이상, ALTS 개폐부(210)의 구성에 대해서 간단하게 설명하였으나, 각 가동전극 및 고정전극을 포함하는 ALTS 개폐부(210)의 내부 구조 및 접점의 형상 등은 본원 발명의 요지는 아니므로 여기에서는 더 이상의 구체적인 설명은 생략한다. 예를 들어 본 출원인의 선출원인 등록특허 10-1051230호 공보에 기재된 구조 등으로 할 수 있다.

절연 하우징(211)은 예를 들어 에폭시 등의 절연체 재료로 이루어지며, ALTS 개폐부(210)의 주전원 측 개폐부(212), 예비전원 측 개폐부(213) 및 후술하는 LBS 개폐부(220)를 일체로 밀봉하는 구조로 이루어져 있고, 내부는 진공으로 되어 있다.

다음에, LBS 구동부(120)의 구성에 대해서 설명한다.

도 4 및 도 7에서 보는 바와 같이, LBS 구동부(120)는 액추에이터(121)와, 액추에이터(121)에 연동하여 직선운동을 하는 전달 로드(122)와, 전달 로드(122)의 직선운동을 회전운동으로 변환하여 LBS 개폐부(220)를 개폐하도록 구동하는 레버기구(123)로 이루어진다.

LBS 구동부(120)의 각 부의 구조 및 기능은 기본적으로는 ALTS 구동부(110)의 각 부와 동일하며, 다만, ALTS 구동부(110)에서는 레버기구(113)의 제 2 링크(1133)가 양단에 각각 제 1 축공(1136) 및 제 2 축공(1137)을 갖는 형상을 이루고 있었으나, LBS 구동부(120)의 제 2 링크(1233)는 일단에만 축공이 형성되어 있다는 점에서 차이가 있다. 미 설명부호 1211은 제 1 코일이고, 1212는 제 2 코일이며, 1213은 플런저이다.

LBS 개폐부(220)는, 도 4 및 도 7에 모식적으로 도시되어 있는 것과 같이, 내부에 고정전극(2201)과 가동전극(2202)을 갖는다.

고정전극(2201)은 출력케이블을 거쳐서 부하 측과 전기적으로 연결되고, 또, 앞에서 설명한 것과 같이 가동전극(2202)은 레버기구(123)의 제 2 링크(1233)의 축공과 기계적으로 연결되어 있다.

또, 앞에서도 설명한 것과 같이, LBS 개폐부(220)의 가동전극(2202)은 절연 하우징(211) 내에서 미 도시의 버스 바 등에 의해 ALTS 개폐부(210)의 주전원 측 가동전극 및 예비전원 측 가동전극(2122, 2132)과 전기적으로 연결되어 있다. 즉, ALTS 개폐부(210)의 주전원 측 및 예비전원 측 가동전극(2122, 2132)과 LBS 개폐부(220)의 가동전극(2202)은 전기적으로 상호 연결됨으로써, 결과적으로 ALTS 개폐부(210)의 출력이 LBS 개폐부(220)의 입력이 되는 구조로 되어 있다.

다음에, 도 4, 5, 6, 7을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시형태의 ALTS(10)의 동작에 대해서 설명한다.

먼저, ALTS 개폐부(210)의 주전원 또는 예비전원 측으로의 전환동작에 대해서 도 4, 5, 6을 참조하면서 설명한다.

주전원 측에 정전이 발생하거나, 또는 주전원 측의 전압이 미리 설정된 소정 전압 이하가 되면, 도 6의 (a)와 같이, 미 도시의 제어부로부터의 제어에 의해 액추에이터(121)의 예비전원 측 코일(1112)이 여자되고 주전원 측 코일(1111)이 소자되며, 플런저(1213)는 예비전원 측 코일(1112)에서 발생하는 자계에 의해 예비전원 측 코일(1112) 방향(도 4의 X축 방향)으로 이동하고, 이에 의해 일 단이 플런저(1213)와 연결된 전달 로드(122)도 플런저(1213)와 동일한 방향(도 4의 X축 방향)으로 이동한다.

이에 따라 전달 로드(122)의 직선운동은 전달 로드(122)의 타 단과 그 일단이 연결된 레버기구(113)의 제 1 링크(1132)를 거쳐서 회동 축(1131)에 의해서 회전운동으로 변환되며, 이에 의해 제 2 링크(1133)가 회동 축(1131)을 중심으로 시계방향(도 6 (a)의 화살표 A 방향)으로 회동하고, 제 2 링크(1133)의 제 1 축공(1136)은 도 4의 Y축 방향으로, 제 2 축공(1137)은 도 4의 -Y축 방향으로 회동한다.

이와 같은 레버기구(113)의 동작에 의해 ALTS 개폐부(210)의 주전원 측 개폐부(212)는 가동전극(2122)이 도 4의 Y축 방향으로 이동하여 주전원 측 개폐부(212) 내의 가동전극(2122)의 접점과 고정전극(2121)의 접점이 개방되는 동시에, 예비전원 측 개폐부(213)는 가동전극(2132)이 -Y축 방향으로 이동하여 예비전원 측 개폐부(213) 내의 미 도시의 가동전극(2132)의 접점과 고정전극(2121)접점이 폐쇄된다. 따라서 부하 측(정확하게는 LBS의 입력 측)으로 공급되는 전원은 주전원 측에서 예비전원 측으로 전환되게 된다.

이어서, 정전이 복구되어서 주전원에 의한 전력의 공급이 가능해진 경우에 예비전원 측으로부터 주전원 측으로 전력 공급이 전환되는 동작에 대해서 설명한다.

예비전원으로부터 부하 측으로 전력이 공급되는 상태(도 6의 (a))에서 주전원 측의 정전이 복구되거나 또는 전압강하의 문제가 해소되어 전력의 공급이 정상적으로 이루어지게 되면, 미 도시의 제어부로부터의 명령에 의해 주전원 측 코일(1111)이 여자되고 예비전원 측 코일(1112)이 소자되며, 플런저(1113)는 예비전원 측 코일(1112) 측에서 주전원 측 코일(1111) 방향(도 4의 -X축 방향)으로 이동하게 되고, 이에 의해 일 단이 플런저(1113)와 연결된 전달 로드(112)도 플런저(1113)와 동일한 방향(도 4의 -X축 방향)으로 이동한다.

이에 따라 레버기구(113)는 회동 축(1131)을 중심으로 반 시계방향(도 6 (b)의 화살표 B 방향)으로 회동하고, 레버기구(113)의 제 2 링크(1133)의 회동에 의해 ALTS 개폐부(210)의 주전원 측 개폐부(212)는 가동전극(2122)이 도 4의 -Y축 방향으로 이동하여 주전원 측 개폐부(212) 내의 고정전극(2121)의 접점과 가동전극(2122)의 접점이 폐쇄되는 동시에, 예비전원 측 개폐부(213)는 가동전극(2132)이 도 4의 Y축 방향으로 이동하여 예비전원 측 개폐부(213) 내의 고정접점과 가동접점(2131, 2132)이 개방된다. 다시 말해, 부하 측(정확하게는 LBS의 입력 측)으로 공급되는 전력의 공급은 예비전원 측에서 주전원 측으로 전환되게 된다.

다음에, LBS 개폐부(220)의 동작에 대해서 도 4 및 도 7을 참조하면서 설명한다.

먼저, LBS를 개방상태에서 폐쇄상태로 전환하는 동작을 도 7 (a)를 참조하면서 설명한다.

미 도시의 제어부로부터의 명령에 의해 액추에이터(121)의 제 1 코일(1211)이 여자되고 제 2 코일(1212)이 소자되면, 플런저(1213)는 제 1 코일(1211)에서 발생하는 자계에 의해 제 1 코일(1211) 측으로 이동하고, 플런저(1213)의 일 단과 연결된 전달 로드(122)도 플런저(1213)와 동일한 방향(도 4의 -X축 방향)으로 이동한다.

이에 의해 전달 로드(122)의 직선운동은 레버기구(123)에 의해 회전운동으로 변환되며, 제 2 링크(1233)는 회동 축(1231)을 중심으로 반 시계방향(도 7 (a)의 화살표 C방향)으로 회동한다.

제 2 링크(1233)의 회동에 의해 LBS 개폐부(220)의 가동전극(2202)은 도 4의 -Y축 방향으로 이동하여 LBS 개폐부(220) 내의 가동전극(2202)의 접점과 고정전극(2201)의 접점이 폐쇄되며, 따라서 부하 측으로 전력의 공급이 이루어지게 된다. 즉 LBS는 폐쇄상태가 된다.

다음에, LBS를 폐쇄상태에서 개방상태로 전환하는 동작을 도 7 (b)를 참조하면서 설명한다.

미 도시의 제어부로부터의 LBS의 개방명령에 의해 액추에이터(121)의 제 2 코일(1212)이 여자되고 제 1 코일(1211)이 소자되면, 플런저(1213)는 제 2 코일(1212)에서 발생하는 자계에 의해 제 2 코일(1212) 측으로 이동하고, 플런저(1213)에 일 단이 연결된 전달 로드(122)도 플런저(1213)와 동일한 방향(도 4의 X축 방향)으로 직선운동을 한다.

이에 의해 전달 로드(122)의 직선운동은 레버기구(123)에 의해 회전운동으로 변환되며, 제 2 링크(1233)는 회동 축(1231)을 중심으로 시계방향(도 7 (b)의 화살표 D방향)으로 회동한다.

제 2 링크(1233)의 회동에 의해 LBS 개폐부(220)의 가동전극(2202)은 도 4의 Y축 방향으로 이동하여 LBS 개폐부(220) 내의 가동전극(2202)의 접점과 고정전극(2201)의 접점이 개방되며, 따라서 부하 측으로의 전력의 공급이 차단되게 된다. 즉 LBS는 개방상태가 된다.

이상과 같이, 본 발명의 ALTS(10)는 ALTS 개폐부(210)를 구동하는 ALTS 구동부(110)가 구동력을 발생하는 액추에이터(121)와, 액추에이터(121)의 구동력에 의해 직선운동을 하는 전달 로드(122)와, 전달 로드(122)의 직선운동을 회전운동으로 바꾸어서 ALTS 개폐부(210)의 주전원 측 개폐부(212)와 예비전원 측 개폐부(213)를 선택적으로 개방 및 폐쇄하는 레버기구(113)로 이루어져 있으므로, 간단한 구성에 의해 부하 측으로 공급되는 전력의 공급원을 주전원 측에서 예비전원 측으로, 또는 예비전원 측에서 주전원 측으로 전환할 수 있으며, 이 구성에 의해 ALTS의 구조가 간단한 동시에, ALTS를 구성하는 부품 수를 최소한으로 할 수 있으므로 제조원가를 절감할 수 있고, 또, 구조의 간략화에 따라서 고장의 발생이 적은 등의 이점이 있다.

또, ALTS와 LBS를 동일한 케이스 내에 수용하면서, ALTS 개폐부(210)와 LBS 개폐부(220)를 일체화하여 하나의 절연 하우징(211) 내에 내장함으로써, ALTS의 구조가 간단한 동시에, ALTS를 구성하는 부품 수를 최소한으로 할 수 있으므로 ALTS의 크기를 감소시킬 수 있고, 제조원가를 절감할 수 있으며, 또, 구조의 간략화에 따라서 비교적 고장이 적은 등의 이점도 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 다음과 같은 변경이나 변형이 가능함은 물론이다.

상기 실시형태에서는 주전원은 전력회사로부터 공급되는 간선전원이고, 예비전원은 비상발전기인 경우를 예로 하여 설명하였으나, 예를 들어 주전원 및 예비전원도 모두 전력회사로부터 수용가 측에 공급되는 전원으로서, 예비전원은 상기 주전원과는 다른 별도의 전원일 수도 있다.

또, 상기 실시형태에서는 ALTS 구동부(110) 및 LBS 구동부(120)의 구동력 발생수단인 액추에이터(111, 121)는 코일에 발생하는 자계에 의해 플런저가 직선방향으로 구동하는 이른바 자기력(磁氣力) 방식으로 하고 있으나, 이 방식에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 스프링의 압축력이나 인장력을 이용한 기게식의 액추에이터라도 좋다. 전달 로드(112) 또는 전달 로드(122)가 직선운동을 하도록 구동력을 발생하는 수단이라면 공지의 어떤 방식이라도 좋다.

또, 상기 실시형태에서는 ALTS 개폐부(210)의 주전원 측 개폐부(212)와 예비전원 측 개폐부(213) 및 LBS 개폐부(220)가 함께 하나의 절연 하우징(211) 내에 수용되는 것으로 하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, ALTS 개폐부(210)를 수용하는 절연하우징과 LBS 개폐부(220)을 수용하는 하우징을 각각 별개로 해도 좋다. 또는, ALTS 개폐부(210)의 주전원 측 개폐부(212)를 수용하는 절연하우징과 예비전원 측 개폐부(213)를 수용하는 절연하우징도 각각 별개의 하우징으로 해도 좋다.

이 경우에도 주전원 측 개폐부(212), 예비전원 측 개폐부(213) 및 LBS 개폐부(220)의 가동전극은 서로 전기적으로 연결되어야 한다.

10 ALTS
100 구동부
200 개폐부
300 입력케이블
110 ALTS 구동부
120 LBS 구동부
111, 121 액추에이터
112, 122 전달 로드
113, 123 레버기구
211 절연 하우징
212 주전원 측 개폐부
212 예비전원 측 개폐부

Claims (6)

1. 제 1 전원과 제 2 전원 사이에서 부하 측으로 공급되는 전력공급원을 전환하는 제 1 개폐수단과, 상기 제 1 개폐수단을 구동하는 제 1 구동수단을 구비하는 자동부하전환개폐기로,
   상기 제 1 구동수단은,
   구동력을 발생하는 제 1 액추에이터와,
   상기 제 1 액추에이터의 구동력에 의해 직선운동을 하는 제 1 전달 로드와,
   상기 제 1 전달 로드의 직선운동을 회전운동으로 변환하는 제 1 레버기구를 포함하며,
   상기 제 1 레버기구의 회전운동에 의해 상기 제 1 개폐수단은 상기 부하 측으로 공급하는 전력공급원을 상기 제 1 전원과 상기 제 2 전원 사이에서 선택적으로 개폐하는 자동부하전환개폐기.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제 1 개폐수단은 제 1 전원 측 개폐부와 제 2 전원 측 개폐부를 구비하고,
   상기 제 1 레버기구는,
   일단이 상기 제 1 전달 로드와 회동 가능하게 연결되고 타 단은 상기 제 1 전달 로드와 수직방향으로 배치된 회동 축에 고정 결합된 제 1 링크와,
   중심 축이 상기 회동 축에 고정 결합되고, 상기 중심 축의 양단 중 어느 일단은 상기 제 1 전원 측 개폐부와, 타 단은 상기 제 2 전원 측 개폐부와 각각 결합하는 제 2 링크를 포함하는 자동부하전환개폐기.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제 1 전원 측 개폐부와 상기 제 2 전원 측 개폐부는 일체로 성형된 하나의 절연 하우징 내에 함께 수용되거나, 또는 분리 성형된 하우징 내에 각각 별도로 수용되어 있는 자동부하전환개폐기.
4. 청구항 1 또는 2에 있어서,
   상기 제 1 개폐수단의 출력 측과 전기적으로 연결되어서 부하 측으로 공급되는 전력의 공급을 개폐하는 부하개폐기를 더 포함하며,
   상기 부하개폐기는,
   상기 제 1 개폐수단의 출력 측에서 부하 측으로 공급되는 전력 공급로를 개폐하는 제 2 개폐수단과 상기 제 2 개폐수단을 구동하는 제 2 구동수단을 구비하고,
   상기 제 2 구동수단은,
   구동력을 발생하는 제 2 액추에이터와,
   상기 제 2 액추에이터의 구동력에 의해 직선운동을 하는 제 2 전달 로드와,
   상기 제 2 전달 로드의 직선운동을 회전운동으로 변환하는 제 2 레버기구를 포함하며,
   상기 제 2 레버기구의 회전운동에 의해 상기 제 2 개폐수단은 상기 부하 측으로 공급하는 전력을 개폐하는 자동부하전환개폐기.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 제 1 전원 측 개폐부와 제 2 전원 측 개폐부 및 상기 제 2 개폐수단은 일체로 성형된 하나의 절연 하우징 내에 함께 수용되어 있는 자동부하전환개폐기.
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 제 1 전원 측 개폐부와 제 2 전원 측 개폐부 및 상기 제 2 개폐수단은 분리 성형된 절연 하우징 내에 각각 별도로 수용되어 있는 자동부하전환개폐기.

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