KR20150073143A - 변전설비용 차단기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변전설비용 차단기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구조를 간소화시켜 설계자유도를 증대시킬 뿐만 아니라, 무엇보다도 방진기능을 증대시켜 안전성을 높인 변전설비용 차단기에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 구조를 간소화시켜 설계자유도를 증대시킬 뿐만 아니라, 무엇보다도 방진기능을 증대시켜 안전성을 높이는 효과를 얻을 수 있다.

Description

변전설비용 차단기{Circuit breaker for transformer equipment}

본 발명은 변전설비용 차단기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구조를 간소화시켜 설계자유도를 증대시킬 뿐만 아니라, 무엇보다도 방진기능을 증대시켜 안전성을 높인 변전설비용 차단기에 관한 것이다.

통상, 송전시 전력손실을 줄이기 위해 고압으로 송전하게 되는데, 송전된 전력은 수요자에게 공급되기 전에 적정한 전압으로 변압되어야 한다.

이러한 이유로 인해 도심과 교외를 불문하고 전력수요지에는 변압기 또는 변전소가 설치된다.

이때, 변압기는 비교적 저전압으로 송전된 전력을 수요자가 요구하는 수준의 전압으로 강압하여 수요자에게 직접 전달하기 위한 기기로서 대부분의 소자가 하나의 통 안에 수용되어 있는 일체형 기기이다.

이에 반해, 변전소는 송전소에서 비교적 고압으로 송전된 전력을 변압기와 차단기 및 기타의 장치들을 거쳐 강압하여 수요자에게 공급하기 위한 플랜트이며, 고압의 전력을 처리해야 하므로 선로 주위에 형성되는 전기장의 세기가 매우 강하다.

때문에, 아크발생이나 혼촉 등을 방지하고 안전을 유지하기 위해서는 소자 및 선로들의 사이가 충분히 이격되거나 충분히 절연되어야 한다.

또한, 변전소는 설치위치에 따라 옥외 변전소 및 옥내 변전소로 구분되는데, 대지의 단위면적당 건물밀집도가 낮은 교외에서는 공간점유비용이 절연비용보다 저렴하기 때문에 소자 및 선로들의 사이를 충분히 이격시키는 방안이 경제적으로 유리하며, 그에 따라 비용이 저렴하고 설치가 용이한 장점이 있는 옥외 변전소를 노지 위에 노출되게 설치하고 있다.

이에 반해, 대지의 단위면적 당 건물밀집도가 높은 도심에서는 절연비용이 공간점유비용보다 저렴하기 때문에 소자 및 선로들의 사이를 충분히 절연시키는 방안이 경제적으로 유리하며, 그에 따라 가스절연 개폐장치(GIS:Gas Insulated Switchgear) 방식의 옥내 변전소를 설치하고 있다.

아울러, 고압계통 이상의 등급에서 변전설비의 전기회로 보호용으로 사용되는 차단 장치는 부하전류나 사고전류를 차단하는 부하개폐기 부분, 시험시나 점검시에 선로로부터 잘라 내기 위한 단로기 부분, 및 잘라 낸 부분을 접지하는 접지 개폐기 부분으로 구성되는 것이 일반적이다.

즉, 가스절연 개폐장치(GIS)는 변전소의 주요 구성품인 차단기(GCB:Gas Circuit Breaker), 단로기(DS:Disconnecting Switch), 접지개폐기(ES:Earthing Switch), 피뢰기(Lightning Arrester), 주모선(메인 Bus) 등으로 구성되어 있고, 내부에 절연성능이 우수하고, 불활성인 SF6 가스를 충진하여, 변전소의 소형화 및 안전을 도모하고 있다.

그리고, 가스절연개폐장치(GIS) 중 차단기(GCB)는 차단부 조작방식에 따라, 유공압 조작방식과 스프링 조작방식으로 대별된다.

이때, 전자인 유공압 조작방식은 유체 또는 기체를 작동유체로 하여 큰 조작력을 얻을 수 있는 장점이 있으나 조작이 곤란할 뿐만 아니라 유공압의 기밀성을 안정되게 유지시켜야 하는 단점으로 인해 부피가 커지고 관리가 어려울 뿐만 아니라 온도에 따라 성능이 불균일하다는 단점이 있다.

반면, 후자인 스프링 조작방식은 차단 및 투입 에너지원으로 탄성을 사용하는 것으로, 유체 및 기체를 이용한 유공압 조작방식에 비해 조작력의 유지 및 조작장치의 관리가 용이하다는 장점이 있으나, 구조가 복잡하고 소형화가 어려워 한정된 공간에서의 설치의 곤란함과 설계의 자유도가 크게 제한되는 단점이 있으며 특히 정비성이 좋지 못하다.

이에, 설치공간에 대한 제약도 줄이면서 설계 자유도를 증대시켜 효용성을 높일 수 있는 변전설비용 차단기로 등록특허 제0714458호(2007.04.26)가 개시되었다.

상기 등록특허는 모터의 구동력을 다수의 기어가 교합하여 전달하기 때문에 동작 신뢰성이 높고, 구조가 간단하여 전체적인 볼륨을 슬림화시킬 수 있어 설치공간에 대한 제약을 줄일 수 있는 장점을 가진다.

그런데, 전력 송배전과 같이 중요한 설비 대부분이 내진은 물론 방진에 대한 개념이 너무 부실하게 설계되어 있어 이에 대한 보완이 요구되고 있다.

특히, 변전설비용 차단기의 경우 진동흡수력이 떨어지게 되면 구성부품들의 내구성이 열화되고 접점 불량은 물론, 동작 불량을 야기하여 중요한 시점에서 필요로 하는 동작이 구현되지 않아 불측의 설비사고 혹은 인명사고를 초래하기도 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 다양한 원인으로 발생하는 차단기 주변에서의 진동으로 차단기의 구성부품들이 열화되거나 휨 변형, 접점 불량으로 동작 불량을 야기하지 않도록 진동감쇄효과를 높여 설비사고나 인명사고를 예방하는 방진기능이 강화된 변전설비용 차단기를 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 케이싱(c)의 내부에 구비되어 전원을 공급받아 선택적으로 정역 방향의 회전력을 생성하는 모터(1)와; 상기 모터(1)의 회전축에 연결되는 제1베벨 기어(2a) 및 이에 교합되는 제2베벨 기어(2b)로 된 방향 절환 기어군(2)과; 상기 제2베벨 기어(2b)를 일측에 축 지지하여 일체로 연동되는 웜샤프트(3a) 및 이에 교합되는 웜휠(3b)로 된 웜 기어군(3)과; 상기 웜휠(3b)의 일측에 상호 일정한 간격을 두고 구비되는 정역 래칫(4) 및 상기 웜휠(3b)에 대해 회전 가능하게 축끼움되는 것으로 일측에 정역 래칫(4)이 각각 선택적으로 걸림되어 연동 회전되게 하는 정역 래치홈(5a)이 형성되는 샤프트(5)와; 상기 샤프트(5)의 일단에 일체로 회전 가능하게 구비되는 크랭크(6) 및 이 크랭크(6)에 일단이 연결되고 타단은 케이싱(c)에 연결되어 탄성력을 작용하는 인장 스프링(7)과; 상기 샤프트(5)의 일측에 각형 끼움구조로 축결합되는 원판형의 부재로 일측면에 돌출부가 형성되는 조인트(8)와; 상기 샤프트(5)에 동축상으로 배치되면서 일측에는 조인트(8)의 돌출부에 맞물리는 돌출부를 형성하여 정역 연동되어 회전에 의한 스위칭력을 제공하는 것으로 일측 끝단은 케이싱(c)의 외부로 돌출되어 사각으로 가공되는 아웃 샤프트(9)와; 상기 아웃 샤프트(9)의 일측에 일단이 연결되어 연동에 의해 승강되는 2절 링크(10) 및 이 2절 링크(10)의 타단을 회전 가능하게 지지하는 브라켓트(b) 상에 구비되어 2절 링크(10)의 승강시 선택적으로 접촉에 의해 신호를 생성하여 모터(1)의 회전방향을 결정하는 정역 리미트(11);를 포함하며, 상기 케이싱(c)의 하단부 둘레 4면에서 하방향으로 돌출되게 사각편상의 방진안내편(22)이 고정되고, 상기 방진안내편(22)의 안쪽면에는 래크기어(24)가 형성되며, 상기 래크기어(24)에는 피니언기어(34)가 치결합되고, 상기 피니언기어(34)는 방진하우징(40)의 일측 외부에서 회전가능하게 축고정되며, 상기 방진하우징(40) 내부에는 상기 피니언기어(34)와 동축을 이룬 제1평기어(42)가 설치되고, 상기 제1평기어(42)는 상기 방진하우징(40) 내부에서 제2평기어(44)와 치결합되며, 상기 제1,2평기어(42,44)는 방진하우징(40)의 내부공간이 격벽(W)에 의해 구획된 기어챔버(46)와 오일챔버(48) 중 기어챔버(46) 상에 배치되고, 상기 기어챔버(46)와 오일챔버(48)가 구획되는 경계면인 상기 격벽(W)에는 입구가 넓고 출구가 좁은 적어도 하나 이상의 제1연통공(50)이 형성되며, 상기 제1연통공(50)들 사이의 임의 위치에는 상기 오일챔버(48) 쪽의 입구가 넓고 기어챔버(46) 쪽의 입구가 좁은 제2연통공(52)이 더 형성되고, 상기 케이싱(c)이 설치되는 설치면(BT) 상에는 사각통(60)이 고정되며, 상기 사각통(60)의 내부 둘레면에는 상단으로부터 일정깊이 가이드홈(62)이 형성되어 상기 방지판(30)이 끼워지고, 상기 방진판(30)의 중심에는 로드관통공(H)이 형성되며, 상기 사각통(60)의 중심에는 상기 설치면(BT)에 댐퍼(64)가 고정되고, 상기 댐퍼(64)에는 완충로드(66)가 연결되며, 상기 완충로드(66)의 길이 일부에는 간격을 두고 일정길이씩 제1,2나사산(SC1,SC2)이 형성되고, 상기 제1나사산(SC1)에는 제2나사산(SC2)를 넘어 관통한 제1지지너트(SN1)가 체결되며, 상기 제2나사산(SC2)에는 제2지지너트(SN2)가 체결되고, 상기 완충로드(66)에는 상기 방지판(30)을 사이에 두고 반대방향으로 볼록한 제1,2판스프링(SP1,SP2)이 끼워져 제1,2지지너트(SN1,SN2)에 의해 각각 고정되며, 상기 완충로드(66)는 상기 로드관통공(H)을 관통한 다음 상기 케이싱(c)의 하단면 중앙에 고정된 것을 특징으로 하는 변전설비용 차단기를 제공한다.

이때, 상기 방진안내편(22)의 하단면 중심에는 스프링고정돌기(26)가 돌출되고, 상기 스프링고정돌기(26)에는 방진스프링(28)의 상단이 끼워진 후 방진안내편(22)의 하단에 걸림 고정되되, 상기 방진스프링(28)은 원추형상으로 형성된 것에도 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 구조를 간소화시켜 설계자유도를 증대시킬 뿐만 아니라, 무엇보다도 방진기능을 증대시켜 안전성을 높이는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 변전설비용 차단기의 구성을 보인 예시적인 구성도이다.
도 2는 도 1의 "A-A"선을 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 1의 "B-B"선을 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 변전설비용 차단기를 구성하는 워엄휠의 요부 구성을 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 변전설비용 차단기의 아웃 샤프트에 연동되는 요부 구성을 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 변전설비용 차단기의 아웃사프트에 연동되는 2절 링크의 동작 상태를 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 변전설비용 차단기의 방진 구조를 보인 예시도이다.
도 8은 도 7의 요부 확대도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

특히, 본 발명은 상기 종래 기술에서 언급한 등록특허 제0714458호의 차단기에서 방진 기능을 부가 구현하여 방진성을 높임으로써 변전설비용 차단기의 안전성을 증대시킨 것에 주된 특징이 있다.

이를 위해, 본 발명에 따른 변전설비용 차단기는 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 전원공급에 따라 선택적으로 정방향 또는 역방향의 회전력을 생성시키는 모터(1)를 포함한다.

그리고, 상기 모터(1)는 방향 절환 기어군(2)에 의해 회동력이 전달되는데, 상기 방향 절환 기어군(2)은 상기 모터(1)의 회전축에 축끼움되어 회전하는 제1베벨 기어(2a) 및 이 제1베벨기어(2a)에 교합되어 대략 90°각도로 방향 절환을 하여 회전력을 전달받는 제2베벨 기어(2b)로 이루어진다.

뿐만 아니라, 상기 방향 절환 기어군(2)은 웜 기어군(3)과 연결되는데, 상기 웜 기어군(3)은 상기 제2베벨 기어(2b)를 일측에 축 지지하여 일체로 연동되는 웜샤프트(3a) 및 이 웜샤프트(3a)에 치결합되어 회전력을 전달받는 웜휠(3b)로 이루어진다.

아울러, 상기 웜 기어군(3)을 구성하는 웜휠(3b)의 일측면에는 상호 일정한 간격을 두고 정역 래칫(4)이 구비되며, 상기 웜 기어군(3)을 구성하는 웜휠(3b)에 대해 회전 가능하게 축끼움되는 것으로 일측에 정역 래칫(4)이 각각 선택적으로 걸림되어 연동 회전되게 하는 정역 래치홈(5a)이 형성되는 샤프트(5)가 구비된다.

또한, 상기 샤프트(5)의 일단에는 회전 가능하게 일체로 구비되어 편심 회전되는 크랭크(6)가 설치되고, 상기 크랭크(6)에 일단이 연결되고 타단은 케이싱(c)의 일측에 연결되어 탄성력을 작용하는 인장 스프링(7)이 더 구비되며, 상기 샤프트(5)의 일측에 각형 끼움구조로 축결합되는 원판형의 부재로 일측면에 돌출부가 형성되는 조인트(8)도 구비된다.

뿐만 아니라, 상기 샤프트(5)에는 동축상으로 배치되면서 일측에서 조인트(8)의 돌출부에 맞물리는 돌출부를 형성하여 정역방향으로 회전시 이에 연동하여 회전에 의한 스위칭력을 제공하는 아웃 샤프트(9)가 더 구비되는데, 상기 아웃 샤프트(9)의 일측 끝단은 케이싱(c)의 외부로 돌출되며 사각 형상으로 가공된다.

특히, 상기 아웃 샤프트(9)의 일측에는 2절 링크(10)가 연결되는데, 상기 2절 링크(10)의 일단이 아웃 샤프트(9)에 연결되어 연동에 의해 승강되게 구성되며, 상기 2절 링크(10)의 타단은 브라켓트(b)에 의해 회전 가능하게 지지되고, 상기 브라켓트(b) 상에는 2절 링크(10)의 승강시 선택적인 접촉에 의해 신호를 생성하여 모터(1)의 회전방향을 결정하는 정역 리미트(11)가 구비된다.

이때, 상기 정역 리미트(11)는 상기 2절 링크(10)와의 선택적인 접촉을 통해 모터(1)의 다음 기동시 회전 방향을 결정하는 회로를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 각 구성은 모든 충전부가 접지된 케이싱(c) 내에 내장되어 6불화황(SF6) 가스로 격리되어 구성됨으로써 감전에 대한 위험을 제거하게 되는 동시에 열화 또는 마모 등을 줄이게 된다.

또한, 상기와 같이 이루어진 구성은 유니트(unit) 별로 완전 분리 조립되어 설치가 간편하도록 이루어지며, 염해, 먼지에 의한 오손, 기후 및 낙뢰의 영향을 받지 않도록 외부 프레임에 의해 완전히 밀폐되도록 구성되는 것이 바람직하다.

이에 더하여, 본 발명에 따른 변전설비용 차단기는 외부 요인에 의해 발생되는 진동을 감쇄시킬 수 있도록 도 7 및 도 8과 같은 특수한 구조의 방진유닛을 더 구비한다.

도 7 내지 도 8에 따르면, 상기 방진유닛은 상기 케이싱(c)의 하단 둘레에서 하방향으로 돌출되게 고정된 방진안내편(22)을 포함한다.

상기 방진안내편(22)은 길쭉한 사각편상의 부재로서, 상기 케이싱(c)의 하단부 둘레 4면 폭 중심에 일체로 고정되고, 케이싱(c)의 하단 하부를 향해 돌출된다.

특히, 상기 방진안내편(22)의 안쪽면, 즉 서로 대향되는 것끼리 마주보는 면에는 래크기어(24)가 형성된다.

뿐만 아니라, 상기 방진안내편(22)의 하단면 중심에는 스프링고정돌기(26)가 돌출되며, 상기 스프링고정돌기(26)에는 방진스프링(28)의 상단이 끼워진 후 방진안내편(22)의 하단에 걸림 고정된다.

아울러, 상기 방진스프링(28)의 하단은 방진판(30)의 상면에 견고히 고정된다.

여기에서, 상기 방진스프링(28)은 설치 안정성을 높이고, 완충 흡수력을 증대시키기 위해 원추형상으로 형성됨이 특히 바람직하다.

또한, 상기 래크기어(24)에는 피니언기어(34)가 치결합된다.

그리고, 상기 피니언기어(34)는 방진하우징(40)의 일측 방진하우징(40) 외측에 회전가능하게 축고정되고, 상기 방진하우징(40) 내부에는 상기 피니언기어(34)와 동축을 이룬 제1평기어(42)가 설치된다.

아울러, 상기 제1평기어(42)는 상기 방진하우징(40) 내부에서 제2평기어(44)와 치결합되며, 이들 제1,2평기어(42,44)는 방진하우징(40)의 내부공간이 격벽(W)에 의해 구획된 기어챔버(46) 상에 배치된다.

즉, 상기 방진하우징(40)은 내부공간은 격벽(W)을 기준으로 제1,2평기어(42,44)가 설치되는 기어챔버(46)와, 오일이 주로 채워지는 오일챔버(48)로 구획된다. 물론, 기어챔버(46)에도 오일이 채워져 있지만 기어들이 설치되어 있기 때문에 구분상 기어챔버라 칭하기로 한다.

아울러, 상기 기어챔버(46)와 오일챔버(48)가 구획되는 경계면인 상기 격벽(W)에는 적어도 하나 이상의 제1연통공(50)이 형성되어 상기 기어챔버(46)와 상기 오일챔버(48)가 서로 통할 수 있도록 구성된다.

이때, 상기 제1연통공(50)은 상기 기어챔버(46) 쪽에서 상기 오일챔버(48)으로 오일이 넘어갈 때 완충기능을 갖출 수 있도록 하기 위해 입구는 넓고 출구는 좁게 형성하여 압을 크게 받을 경우 관류속도가 느려지게 하도록 형성하여야 한다.

그러면, 평상시에는 압을 크게 받지 않기 때문에 자연스러운 흐름이 이루어지지만 갑작스런 충격이나 진동이 가해져 압 변화가 발생하면서 기어들의 회전에 의해 기어챔버(46) 쪽 오일이 오일챔버(48) 쪽으로 넘어갈 때는 과압이 걸리면서 쉽게 넘어가지 못하도록 함으로써 기어들의 회전을 방해하게 하여 완충시킴으로써 충격을 완화하도록 동작하게 된다. 이것은 래크기어(24)와의 연계 동작에 의해 완충효과가 발생함을 의미한다.

뿐만 아니라, 일정시간이 흐르면 압이 자연스럽게 해소되도록 하기 위해 상기 격벽(W), 바람직하게는 제1연통공(50)들 사이의 임의 위치에는 상기 오일챔버(48) 쪽의 입구가 넓고 기어챔버(46) 쪽의 입구가 좁은 제2연통공(52)이 더 형성된다.

덧붙여, 상기 오일챔버(48)에는 오일충전구(54)가 더 구비되어 오일을 보충할 수 있도록 구성된다.

한편, 본 발명에 따른 변압설비용 차단기는 2중 방진 완충구조를 갖추기 위해 상기 케이싱(c)이 설치되는 설치면(BT) 상에 일정크기의 사각통(60)이 견고히 고정된다.

이때, 상기 설치면(BT)은 콘크리트 바닥면이 될 수도 있고, 프레임이나 플레이트의 일측면이 될 수도 있다.

또한, 상기 사각통(60)의 내부 둘레면에는 상단으로부터 일정깊이 가이드홈(62)이 형성되며, 상기 가이드홈(62)에는 이를 따라 승하강될 수 있도록 상기 방지판(30)이 끼워진다.

그리고, 상기 방진판(30)의 중심에는 로드관통공(H)이 형성된다.

뿐만 아니라, 상기 사각통(60)의 중심에는 상기 설치면(BT)에 하단이 고정되는 댐퍼(64)가 고정되는데, 상기 댐퍼(64)는 내부에 스프링이 내장된 일종의 공지된 쇽업저버로서, 통상적인 유압 혹은 공압 실린더 형태와 달라 별도의 공압충전 혹은 유압충전이 필요치 않다.

아울러, 상기 댐퍼(64)에는 완충로드(66)가 연결되는데, 상기 완충로드(66)의 길이 일부에 간격을 두고 일정길이씩 제1,2나사산(SC1,SC2)이 형성되며, 상기 제1나사산(SC1)에는 제2나사산(SC2)를 넘어 관통한 제1지지너트(SN1)가 체결되고, 상기 제2나사산(SC2)에는 제2지지너트(SN2)가 체결된다.

이때, 상기 제1지지너트(SN1)는 제1판스프링(SP1)의 볼록한 하단을 지지하며, 상기 제2지지너트(SN2)는 제2판스프링(SP2)의 볼록한 상단을 지지한다.

즉, 상기 완충로드(66)는 설치되기 전에 먼저 상기 제2지지너트(SN2)가 체결되고, 그 상태에서 하부로 볼록한 형태의 제2판스프링(SP2)이 끼워져 제2지지너트(SN2)에 의해 지지되며, 그 상태에서 상기 완충로드(66)가 상기 방지판(30)의 로드관통공(H)을 관통하여 끼워진다.

그런 다음, 상기 방지판(30)을 관통한 완충로드(66)에 상부로 볼록한 제1판스프링(SP2)이 끼워지고, 그 상태에서 제1지지너트(SN1)가 체결되어 상기 제1판스프링(SP1)을 고정하며, 이렇게 조립된 상태에서 상기 완충로드(66)의 상단이 상기 케이싱(c)의 하단면 중심에 고정된다.

이후, 제1,2판스프링(SP1,SP2)의 양단은 각각 상기 방지판(30) 상에 볼트 고정된다.

이와 같은 구조를 갖게 되면, 본 발명에 따른 차단기를 구성하는 케이싱(c)은 래크기어(24)와 피니언기어(34)에 의한 1차 완충(방진), 댐퍼(64)에 의한 2차 완충(방진) 및 댐퍼(64)와 연통되는 제1,2판스프링(SP1,SP2) 및 가이드홈(62)에 의한 3차 완충(방진)이 이루어지므로 완벽한 방진설계가 가능하게 된다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 변전설비용 차단기의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도 1을 참조하여 설명하자면, 모터(1)가 외부로부터 전원을 공급받아 일방향 회전력을 생성시키고, 이 모터(1)의 회전력은 모터(1)의 회전축에 연결된 제1베벨 기어(2a) 및 이 제1베벨 기어(2a)에 교합된 제2베벨 기어(2b)가 연동하여 회전을 하게 된다.

이어, 상기 제2베벨 기어(2b)가 축끼움된 웜 기어군(3)의 웜샤프트(3a)가 일체로 회전을 하여 웜휠(3b)을 일방향 회전시킨다.

이때, 상기 웜휠(3b)이 회전하면서 웜휠(3b)에 고정되어 있는 정역 래칫(4)이 일체로 회전을 하게 되며, 상기 정역 래칫(4)은 샤프트(5)의 일측에 형성된 정역 래칫홈(5a)에 선택적으로 걸림되어 회전력을 전달하여 결과적으로 샤프트(5)가 회전을 하게 되는데, 이때 상기 샤프트(5)는 크랭크(6)가 정점에 도달하는 위치까지 회전을 하게 된다.

한편, 상기 샤프트(5)가 회전하면서 상기 샤프트(5)에 고정되어 있는 크랭크(6)가 일체로 연동하여 회전하게 되고, 이 크랭크(6)가 회전함에 따라 인장 스프링이 인장되어 신장된다.

이때, 상기 크랭크(6)가 회전하여 정점에 도달하게 되면 신장되었던 인장 스프링(7)은 탄성복귀를 이루면서 그 힘에 의해 샤프트(5)를 회전시키게 된다.

이와 동시에 상기 샤프트(5)에 고정되어 있는 조인트(8)가 샤프트(5)와 함께 일체로 회전하게 되는데, 이때 상기 조인트(8)상에는 아웃 샤프트(9)가 도 5에서 보는 바와 같이, 각각 돌출부를 형성하여 맞물리는 구조로 구비되는 것에 의해 연동하여 회전을 이루게 된다.

여기서, 상기 아웃 샤프트(9)는 그 일측이 케이싱(c)의 외부로 노출되게 연장되며 그 끝단은 사각으로 가공되어 이 끝단부가 도시하지는 않았으나 변전설비에 연결 결합됨으로써 회전에 의한 스위치 작용을 실시하게 되는 것이다.

이러한 구성은 공지된 기술에 의해 실시되므로 상세한 구성 및 설명은 생략하였다.

한편, 상기 아웃 샤프트(9)의 일측에 연결되는 2절 링크(10)는 수직방향으로 승강되는 구조로 구비되는 것에 의해 도 3 및 도 6에서 나타내 보인 바와 같이 정역 리미트(11)에 선택적으로 접촉하게 된다.

이어, 상기 정역 리미트(11)는 2절 링크(10)와의 접촉에 의해 선택적으로 신호를 생성하며 이 신호를 기초로 상술한 모터(1)는 다음 구동시의 회전 방향이 결정된다.

이와 같이 상기 베벨 기어군 및 웜 기어군(3)의 동작에 의해 샤프트(5) 및 이에 연결된 크랭크(6) 및 2절 링크(10)가 연동하여 아웃포스트를 소정각도 만큼 회전하는 동작이 실시되므로 구성의 간소화에 따른 동작의 신뢰성이 보장된다.

이에 더하여, 외부 다양한 요인에 의해 강한 진동이 발생하게 되면 그 진동은 주로 설치면(BT)을 통해 전달되게 된다.

이러한 진동 발생시 댐퍼(64)는 즉시 동작하여 전달된 진동이 케이싱(c)으로 전달되지 못하도록 진동을 흡수하거나 감쇄시키게 되는데, 이는 내장된 스프링의 탄성 완충력에 의한 것이다.

상기 댐퍼(64)의 진동 흡수와 동시에, 완충로드(66)도 영향을 받게 되는데, 완충로드(66)의 상하유동은 제1,2지지너트(SN1,SN2)에 의해 결속된 한 쌍의 제1,2판스프링(SP1,SP2)이 방지판(30)을 탄성 완충함으로써 흡수차단된다.

또한, 동시에 래크기어(24)의 유동은 피니언기어(34)와의 조합에 의해 상호 맞물림된 상태에 있기 때문에 피니언기어(34)의 급회전은 제1,2평기어(42,44)의 급회전을 유발하고, 이로 인해 기어챔버(46) 내부의 오일은 빠져나갈 곳이 없으므로 결국 제1연통공(50)으로 몰리게 되며, 그 순간 압이 차면서 제1,2평기어(42,44)의 회전속도를 늦추게 된다.

이에 따라, 급속한 완충이 일어나고, 이는 케이싱(c)을 진동으로부터 보호하게 된다.

그리고, 일정시간이 경과하면 기어챔버(46)와 오일챔버(48) 내부의 압 불균형을 맞추기 위해 자연스럽게 오일이 이동하면서 내부압 불균형이 해소되면서 평형상태를 유지하게 된다.

결국, 본 발명에 따른 차단기는 외력의 강한 진동 영향으로부터 케이싱(c)을 보호할 수 있어 안전성이 향상되며, 내구성이 증대되고, 내부 구성품들이 진동의 영향으로 변형되거나 열화되지 않기 때문에 장수명화가 가능하며, 설비사고나 인명피해를 미연에 방지할 수 있다.

1:모터 2:방향 절환 기어
3:웜 기어군 4:정역 래칫
5:샤프트 6:크랭크
7:인장스프링 8:조인트
9:아웃 샤프트 10:2절 링크
11:정역 리미트

Claims (2)

1. 케이싱(c)의 내부에 구비되어 전원을 공급받아 선택적으로 정역 방향의 회전력을 생성하는 모터(1)와; 상기 모터(1)의 회전축에 연결되는 제1베벨 기어(2a) 및 이에 교합되는 제2베벨 기어(2b)로 된 방향 절환 기어군(2)과; 상기 제2베벨 기어(2b)를 일측에 축 지지하여 일체로 연동되는 웜샤프트(3a) 및 이에 교합되는 웜휠(3b)로 된 웜 기어군(3)과; 상기 웜휠(3b)의 일측에 상호 일정한 간격을 두고 구비되는 정역 래칫(4) 및 상기 웜휠(3b)에 대해 회전 가능하게 축끼움되는 것으로 일측에 정역 래칫(4)이 각각 선택적으로 걸림되어 연동 회전되게 하는 정역 래치홈(5a)이 형성되는 샤프트(5)와; 상기 샤프트(5)의 일단에 일체로 회전 가능하게 구비되는 크랭크(6) 및 이 크랭크(6)에 일단이 연결되고 타단은 케이싱(c)에 연결되어 탄성력을 작용하는 인장 스프링(7)과; 상기 샤프트(5)의 일측에 각형 끼움구조로 축결합되는 원판형의 부재로 일측면에 돌출부가 형성되는 조인트(8)와; 상기 샤프트(5)에 동축상으로 배치되면서 일측에는 조인트(8)의 돌출부에 맞물리는 돌출부를 형성하여 정역 연동되어 회전에 의한 스위칭력을 제공하는 것으로 일측 끝단은 케이싱(c)의 외부로 돌출되어 사각으로 가공되는 아웃 샤프트(9)와; 상기 아웃 샤프트(9)의 일측에 일단이 연결되어 연동에 의해 승강되는 2절 링크(10) 및 이 2절 링크(10)의 타단을 회전 가능하게 지지하는 브라켓트(b) 상에 구비되어 2절 링크(10)의 승강시 선택적으로 접촉에 의해 신호를 생성하여 모터(1)의 회전방향을 결정하는 정역 리미트(11);를 포함하며, 상기 케이싱(c)의 하단부 둘레 4면에서 하방향으로 돌출되게 사각편상의 방진안내편(22)이 고정되고, 상기 방진안내편(22)의 안쪽면에는 래크기어(24)가 형성되며, 상기 래크기어(24)에는 피니언기어(34)가 치결합되고, 상기 피니언기어(34)는 방진하우징(40)의 일측 외부에서 회전가능하게 축고정되며, 상기 방진하우징(40) 내부에는 상기 피니언기어(34)와 동축을 이룬 제1평기어(42)가 설치되고, 상기 제1평기어(42)는 상기 방진하우징(40) 내부에서 제2평기어(44)와 치결합되며, 상기 제1,2평기어(42,44)는 방진하우징(40)의 내부공간이 격벽(W)에 의해 구획된 기어챔버(46)와 오일챔버(48) 중 기어챔버(46) 상에 배치되고, 상기 기어챔버(46)와 오일챔버(48)가 구획되는 경계면인 상기 격벽(W)에는 입구가 넓고 출구가 좁은 적어도 하나 이상의 제1연통공(50)이 형성되며, 상기 제1연통공(50)들 사이의 임의 위치에는 상기 오일챔버(48) 쪽의 입구가 넓고 기어챔버(46) 쪽의 입구가 좁은 제2연통공(52)이 더 형성되고, 상기 케이싱(c)이 설치되는 설치면(BT) 상에는 사각통(60)이 고정되며, 상기 사각통(60)의 내부 둘레면에는 상단으로부터 일정깊이 가이드홈(62)이 형성되어 상기 방지판(30)이 끼워지고, 상기 방진판(30)의 중심에는 로드관통공(H)이 형성되며, 상기 사각통(60)의 중심에는 상기 설치면(BT)에 댐퍼(64)가 고정되고, 상기 댐퍼(64)에는 완충로드(66)가 연결되며, 상기 완충로드(66)의 길이 일부에는 간격을 두고 일정길이씩 제1,2나사산(SC1,SC2)이 형성되고, 상기 제1나사산(SC1)에는 제2나사산(SC2)를 넘어 관통한 제1지지너트(SN1)가 체결되며, 상기 제2나사산(SC2)에는 제2지지너트(SN2)가 체결되고, 상기 완충로드(66)에는 상기 방지판(30)을 사이에 두고 반대방향으로 볼록한 제1,2판스프링(SP1,SP2)이 끼워져 제1,2지지너트(SN1,SN2)에 의해 각각 고정되며, 상기 완충로드(66)는 상기 로드관통공(H)을 관통한 다음 상기 케이싱(c)의 하단면 중앙에 고정된 것을 특징으로 하는 변전설비용 차단기.
   
2. 청구항 1에 있어서;
   상기 방진안내편(22)의 하단면 중심에는 스프링고정돌기(26)가 돌출되고, 상기 스프링고정돌기(26)에는 방진스프링(28)의 상단이 끼워진 후 방진안내편(22)의 하단에 걸림 고정되되, 상기 방진스프링(28)은 원추형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 변전설비용 차단기.

Images