KR20170061163A

KR20170061163A - 플러그

Info

Publication number: KR20170061163A
Application number: KR1020177011802A
Authority: KR
Inventors: 안드레아스 나쓰; 한노 해리 볼프
Original assignee: 하르팅 에렉트릭 게엠베하 운트 코우. 카게
Priority date: 2014-10-09
Filing date: 2015-10-05
Publication date: 2017-06-02
Also published as: US9935406B2; US20170279228A1; JP2017530536A; RU2668564C1; CN106797094B; CN106797094A; EP3204991A1; KR101939927B1; CA2960896A1; WO2016055055A1

Abstract

본 발명은, 변류기용 단로기로서 이용하기 위한 플러그에 관한 것이다. 본원에서, 플러그 내에는 두 종류의 단락 수단(5, 6)이 제공된다. 제1 단락 수단(5)은, 플러그 내에 있는 전기 접촉부의 단락에 의해서 과전압의 방향을 바꾸기 위해 이용된다. 제2 단락 수단(6)은, 플러그가 접촉되지 않은 경우에, 플러그 내에 있는 전기 접촉부(3, 4)를 단락시키기 위해 제공된다. 이들 단락 수단(5, 6)은, 제2 단락 수단(6)이 고장인 경우에 제1 단락 수단(5)이 퓨즈(fuse)로서 이용되도록 설계된다.

Description

플러그{PLUG}

본 발명은, 독립 청구항인 제1항의 전제부에 따른 플러그로부터 출발한다.

이와 같은 플러그는, 전기 라인을 전기 부품 또는 또 다른 전기 라인과 가역적으로 접촉시키기 위해서 필요하다. 이때, 이와 같은 플러그는 적용예 및 접촉될 부품에 따라 다양한 구조적 크기 및 실시예로 존재할 수 있다.

DE 31 44 580 A1호에는, 접촉 브리지에 의해 서로 전기적으로 접속될 수 있는 2개 이상의 접촉 요소를 갖춘 모듈 방식의 플러그가 공지되어 있다. 이때, 접촉 브리지는 플러그가 플러그-인되지 않은 상태에서 접촉 요소들 사이에 전기 접촉을 형성한다.

JP H02-71 980 U호 그리고 JH 2013-84 392 A호 및 EP 0 908 973 A2호에는, 서지 어레스터(surge arrester)에 의해 서로 접속된 접촉 요소들을 구비하는 전기 플러그가 공지되어 있다.

DE 10 2005 004 920 B3호는, 플러그-인상태 및 예비 조립 상태를 갖는 플러그용 접촉 퓨즈를 개시하며, 이 경우에는 접촉 퓨즈 내에서의 간섭 효과로부터 프라이머(primer)의 점화 접촉부를 보호하기 위하여 보호 장치가 제공되어 있으며, 이 보호 장치는 단락 브리지의 분리 중에/분리 후에 보호 장치가 자동으로 작동하도록 단락 브리지와 접촉하고 있다.

US 2009/0186504 A1호에는, 플러그와 플러그 소켓(plug socket) 사이에서 인터럽트를 도입하기 위한 극들 사이에 자동 단락 커패시터를 갖춘 다극성 플러그 및 플러그 소켓이 공지되어 있다.

DE 86 09 404 U1호는, 핀형 플러그 및 소켓형 플러그로 이루어진 전기 플러그 접속부를 보여주며, 이 경우 플러그 내에 있는 접촉 요소들은 래칭 장치가 제공된 리세스 내부에 열 및 행 방식으로 배열된 상태로 삽입되어 있다.

선행 기술에 공지된 전기 플러그에서의 단점은, 플러그와 접속되어 있는 전기 부품들이 작동되지 않는 경우에 전기 플러그가 다만 접촉되지 않아야만 한다는 것, 더 상세하게 말하자면 분리되어야만 한다는 것이다. 다시 말해, 접속된 플러그가 분리될 수 있기 전에는, 전기 부품들이 완전히 무전류 상태 및 무전압 상태이어야만 한다. 그렇지 않은 경우, 특정 적용예들에서는 예를 들어 플러그 내에서의 과전압에 의해 플러그의 고장을 초래할 수 있다.

특별한 일 적용예에서는, 접속된 장치들을 분리할 때 변류기(전류 측정 변환기)의 2차 권선들이 항상 단락되어야만 한다. 이들 2차 권선이 단락되지 않으면, 2차 회로의 개방 단부에서 상당한 과전압이 발생할 수 있다.

발생하는 전압의 레벨은 전류, 코어 횡단면 및 2차 권선 수에 의존한다. 따라서, 대략 500/5 A까지의 변류기 및 작은 정격 출력에서는, 발생하는 전압의 피크 값이 대부분 200 V 아래에서 유지된다. 하지만, 변류기가 더 큰 경우에는 더 높은 전압 피크가 발생할 수 있으며, 이와 같은 더 높은 전압 피크는 개방 단자에 접촉할 때 사람에게 위험할 수 있고, 변환기 내에서 플래시오버(flashover)를 야기할 수 있으며, 단자들 사이에서 스파크오버(sparkover)를 야기할 수 있다.

일 변류기에 일 전기 플러그가 접속되어 있으면, 플러그에서 상기와 같은 스파크오버가 발생할 수 있으며, 이와 같은 스파크오버는 스파크오버 자체에 의해서 또는 심지어 폭발에 의한 전기 플러그의 완전한 고장에 의해서 사람에게 위험을 야기할 수 있다. 그렇기 때문에, 변류기의 2차 회로는 절대로 개방된 상태로 작동되어서는 안 되는데, 그 이유는 특별히 전류가 세고 코어의 출력이 강한 경우에는 접속된 플러그에서 생명을 위협할 수 있는 전압이 발생할 수 있기 때문이다.

본 발명의 토대가 되는 과제는, 단락에 의해 발생하는 과전압의 방향을 바꿈으로써 사용자에 대한 위험을 최소화하는 전기 플러그를 소개하는 것이다. 또한, 이와 같은 전기 플러그는 단락 회로 내에 결함이 있는 경우에도 사용자의 안전을 보장해 주어야만 하고, 결함 있는 플러그의 지속적인 사용이 피해져야만 한다.

상기 과제는, 독립 청구항 1의 특징부에 기재된 특징들에 의해서 해결된다.

본 발명의 바람직한 실시예들은 종속 청구항들에 명시되어 있다.

본 발명에서는, 전기 접촉부가 내부에 수용되어 있는 절연체로 이루어진 전기 플러그가 다루어진다. 이 절연체는 플러그 측 및 단자 측을 형성한다. 절연체 내에는, 제1 전기 접촉부 및 제2 전기 접촉부로 이루어진 적어도 한 쌍의 전기 접촉부가 수용되어 있다.

전기 접촉부들은 각각 하나의 플러그 영역 및 하나의 단자 영역을 구비한다. 이때, 전기 접촉부의 플러그 영역은 플러그의 유형에 따라 소켓형 접촉부 또는 핀형 접촉부로서 형성되어 있고, 절연체의 플러그 측에 배치되어 있다.

전기 접촉부의 단자 영역은 도체 접속 수단을 구비한다. 도체 접속 수단은 선행 기술에 공지된 상이한 유형으로 형성될 수 있다. 본원에서는, 케이지 스프링(cage spring), 나사 접속부, 크림프(crimp) 또는 납땜 접속부가 비-최종적인 가능한 목록으로서 열거될 수 있다. 전기 접촉부의 단자 영역은, 본원에서 전기 라인과의 접속을 가능하게 하기 위하여 절연체의 단자 측에 배치되어 있다.

본 발명에 따라, 플러그는 절연체 내에 제1 단락 수단을 더 구비한다. 제1 단락 수단에 의해서는, 절연체 내에 있는 제1 전기 접촉부와 제2 전기 접촉부 사이에 전기 접속이 이루어질 수 있다.

이때, 단락 수단은 서지 어레스터로서 형성된다. 다시 말해, 전기 접촉부들 사이에서 규정된 전압이 지나치게 큰 경우에는, 서지 어레스터에 의해 전기 접촉부들 사이에서 단락이 형성된다.

플러그의 바람직한 일 실시예에서는, 과전압의 경우에 전기 접촉부들 사이에서 더 이상 분리할 수 없는 영구적인 전기 단락이 형성된다. 영구적인 단락에 의해서, 사용자는 플러그의 교체 및 에러 분석을 실시해야 한다.

본 발명의 특별한 일 실시예는, 플러그에서 차단 장치를 형성하는 것을 제안한다. 기계식 차단 장치는, 절연체의 플러그 측 내부로 돌출하기에 적합한 그리고 이로써 카운터 플러그(counter plug)와 플러그의 플러그를 방지하기에 적합한 차단 수단을 구비한다.

플러그 내에 있는 차단 장치는, 과전압의 경우에 제1 단락 수단이 차단 장치에 작용하도록 형성되어 있다. 지나치게 높은 전압에 의해서 단락 수단이 릴리스 되는 경우에는, 전기 접촉부들 간의 전기 단락 외에 차단 장치도 개시된다. 차단 수단은, 카운터 플러그와 플러그의 플러그-인이 더 이상 불가능하도록 절연체의 플러그 측 내부로 이동된다. 이로써, 영구적으로 단락되고 결함이 있는 플러그는 더 이상 접촉될 수 없다.

바람직한 일 실시예에서, 플러그에는 제1 단락 수단 외에 제1 전기 접촉부 및 제2 전기 접촉부의 전기 접속을 위한 제2 단락 수단이 형성된다. 이때, 제2 단락 수단은 스프링에 의해 작동되어 제1 전기 접촉부와 제2 전기 접촉부 사이에서 전기 접속을 형성한다. 스프링력에 대항해서 제2 단락 수단의 전기 접속을 분리시킬 수 있는 작동기가 절연체의 플러그 측에 제공된다.

작동기는 바람직하게, 플러그가 플러그-인 되는 경우에는 카운터 플러그에 의해서 작동될 수 있도록 형성된다. 이로써, 플러그의 플러그-인에 의해서는, 제2 단락 수단이 개방되고, 접촉부들 간의 전기 접속이 분리된다.

특히 바람직한 일 실시예에서는, 작동기가 또 다른 접촉부를 대신해서 절연체의 플러그 측에 제공된다. 따라서, 작동기는 카운터 플러그의 접촉부에 의해서 작동될 수 있고, 이로써 플러그의 경우에는 단락 수단에 의해서 전기 접속부가 개방될 수 있다.

본 발명은 두 종류의 단락 수단을 갖춘 플러그를 기술한다. 전기 접촉부들 사이에서 과전압이 발생할 때, 과전압의 방향을 바꾸기 위하여 이들 접촉부들 사이에서 단락을 형성하는 제1 단락 수단이 그 하나다. 그리고 플러그가 플러그-인되지 않은 즉시, 전기 접촉부들 사이에서 단락을 형성하는 제2 단락 수단이 다른 하나다.

플러그 측에 있는 작동기에 의해서는, 카운터 플러그가 플러그-인 될 때 제2 단락 수단의 단락이 분리된다. 작동기 및 제2 단락 수단이 한 번 고장 나면, 제1 단락 수단에 의해서 과전압의 방향이 바뀔 수 있고, 사고가 방지될 수 있다. 또한, 이 경우에는 차단 장치에 의해서 플러그의 새로운 플러그가 방지된다.

특별한 일 실시예에서는, 플러그가 모듈 방식으로 구성되어 있다. 이 경우에는, 플러그가 플러그 모듈을 위한 고정 프레임을 구비한다. 적용예에 따라, 다양한 유형의 플러그 모듈이 고정 프레임 내부에 삽입되어 플러그를 형성한다. 다른 일 실시예는, 플러그 상에 추가 모듈을 배치하는 것을 제안하며, 이 경우 추가 모듈은 제1 및/또는 제2 단락 수단을 포함한다. 그럼으로써, 본 발명의 장점들이 제공되도록 하기 위하여, 기존의 플러그가 개조될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 도면에 도시되어 있고, 이하에서 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 플러그의 전기 회로도를 도시하며,
도 2는 제1 실시예에서 본 발명에 따른 플러그의 개략도를 도시하고,
도 3은 제2 실시예에서 본 발명에 따른 플러그의 개략도를 도시하며,
도 4는 제3 실시예에서 본 발명에 따른 플러그의 개략도를 도시한다.

도면들은 부분적으로 간략화된 개략적인 도시들을 포함한다. 부분적으로는, 동일하지만 경우에 따라 동일하지 않은 요소들에 대해서 동일한 참조 부호가 사용된다. 동일한 요소들의 다양한 도면들은 상이하게 크기 조정될 수 있다.

도 1은, 본 발명에 따른 플러그(1)의 전기 회로도를 보여준다. 본 회로도에는, 제1 전기 접촉부(3) 및 제2 전기 접촉부(4)가 좌측 및 우측 외부에 도시되어 있다. 2개의 전기 접촉부(3, 4)는 2개 지점에서 전기적으로 서로 접속되어 있다.

전기 접촉부(3, 4) 간의 제1 접속은 제1 단락 수단(5)에 의해서 형성된다. 이때, 제1 단락 수단(5)은 서지 어레스터로서 형성된다. 제1 전기 접촉부(3)와 제2 전기 접촉부(4) 사이에 지나치게 높은 전압이 인가되는 경우에는, 서지 어레스터에 의해서 전기 접촉부(3, 4) 사이에 영구적인 전기 접속이 이루어진다.

전기 접촉부(3, 4) 간의 제2 접속은 제2 단락 수단(6)에 의해서 형성된다. 제2 단락 수단(6)은 브레이크 콘택(break contact)으로서 형성된다. 스위치는 스프링에 의해 작동되어 제1 전기 접촉부(3)와 제2 전기 접촉부(4) 사이에서 전기 전도성 접속을 형성한다. 제2 단락 수단(6)을 개방하기 위해서 제공된 작동기(6.1)는 도 3에 상세하게 도시되어 있다.

본 발명에 따른 플러그(1)의 제1 실시예의 개략도는 도 2에 도시되어 있다. 본 도면은, 절연체(2)로부터 형성된 플러그(1)를 보여준다. 절연체(2)는 내부에 제1 전기 접촉부(3) 및 제2 전기 접촉부(4)를 수용하였다.

전기 접촉부(3, 4)는 플러그 영역(3.1, 4.1) 및 단자 영역(3.2, 4.2)을 각각 하나씩 구비한다. 플러그 영역(3.1, 4.1)은 절연체(2)의 플러그 측(2.1)을 형성한다. 마주 놓여 있는 단자 영역(3.2, 4.2)은 전기 도체들을 접속하기 위해 제공된다. 이를 위해, 절연체(2)의 단자 측(2.2) 내부로 제공되는 케이지 스프링이 단자 영역(3.2, 4.2)에 설치되어 있다.

제1 전기 접촉부(3)와 제2 접촉부(4) 사이에는 본 발명에 따라 제1 단락 수단(5) 및 제2 단락 수단(6)이 배치되어 있다. 이때, 제1 단락 수단(5)은 서지 어레스터로서 형성된다. 제2 단락 수단(6)은 스프링에 의해 작동되는 브레이크 콘택으로서 절연체(2) 내에 제공된다. 이 브레이크 콘택은 도 3에 다시 한 번 더 정확하게 도시되어 있다.

도 3은, 제2 단락 수단(6)을 갖춘 플러그(1)를 개략도로 보여준다. 제2 단락 수단(6)에는 작동기(6.1)가 설치되어 있다. 작동기(6.1)는 단락 수단(6)을 개방하기 위해 제공된다. 이를 위해, 작동기(6.1)는 절연체(2)의 플러그 측(2.1) 내부로 돌출한다. 카운터 플러그와 플러그(1)의 접촉에 의해서, 작동기(6.1)가 절연체(2) 내부로 가압되고, 단락 수단(6)이 개방된다. 이로써, 제1 전기 접촉부(3)와 제2 전기 접촉부(4) 간의 전기 접속이 분리된다.

도 4는, 제1 단락 수단(5)을 갖춘 플러그(1)를 개략도로 보여준다. 제1 단락 수단(5)은 제2 전기 접촉부(4)와 제1 전기 접촉부(3)를 연결시킨다. 제1 단락 수단(5)은 서지 어레스터로서 형성된다. 전기 접촉부(3, 4) 사이에 과전압이 인가되는 경우에는, 제1 단락 수단(5)이 전기 접촉부(3, 4) 사이에서 영구적인 전기 접속을 형성한다.

이와 같은 특수한 실시예에서는, 플러그(1)가 차단 장치(7)를 더 구비한다. 이 차단 장치(7)는 제1 단락 수단(5)에 결합되어 있다. 제1 단락 수단(5)이 개시되고, 전기 접촉부(3, 4) 사이에서 전기 접속이 이루어지면, 차단 장치(7)도 개시된다. 이 차단 장치는 절연체(2)의 플러그 측(2.1)을 차단한다. 이로써, 플러그(1)의 새로운 플러그-인이 방지된다.

도 4의 개략도에서, 차단 장치(6)가 우측에서는 전기 접촉부(4)에 출발 상태에서 도시되어 있다. 좌측에서는, 차단 장치(6)가 전기 접촉부(3)에 릴리스 된 상태에서 도시되어 있다.

차단 장치(7)에는, 출발 상태에서(도 4의 우측) 예를 들어 예비 응력 하에서 절연체(2) 내부에 지지되어 있는 차단 수단(7.1)이 제공된다. 차단 수단(7.1)은 차단 장치(7)에 의해서 제1 단락 수단(5)과 연결되어 있다.

제1 단락 수단(5)이 과전압에 의해서 개시되면(도 4의 좌측), 차단 장치(7)가 활성화되고, 예비 응력을 받은 차단 수단(7.1)이 절연체(2)의 플러그 측(2.1)으로 이동된다. 차단 수단(7.1)이 플러그 측(2.1)을 차단함으로써, 카운터 플러그와 플러그(1)의 새로운 플러그-인은 더 이상 불가능해진다. 바람직하게는, 플러그(1)의 오류 상태가 더 이상 철회될 수 없도록 하기 위하여, 차단 수단(7.1)이 상기 위치에서 영구적으로 체결된다.

1: 플러그
2: 절연체
2.1: 플러그 측
2.2: 단자 측
3: 제1 전기 접촉부
3.1: 플러그 영역
3.2: 단자 영역
4: 제2 전기 접촉부
4.1: 플러그 영역
4.2: 단자 영역
5: 제1 단락 수단
6: 제2 단락 수단
6.1: 작동기
7: 차단 장치
7.1: 차단 수단

Claims

플러그 측(2.1) 및 단자 측(2.2)을 갖는 절연체(2), 그리고 상기 절연체(2) 내부에 수용되어 있는 하나 이상의 제1 전기 접촉부(3) 및 하나 이상의 제2 전기 접촉부(4)로 이루어진 플러그(1)로서,
전기 접촉부(3, 4)는 제1 단부에서는 플러그 영역(3.1, 4.1)을 형성하고, 제2 단부에서는 단자 영역(3.2, 4.2)을 형성하고,
플러그 영역(3.1, 4.1)은 절연체(2)의 플러그 측(2.1)에 소켓형 접촉부 또는 핀형 접촉부로서 형성되고, 단자 영역(3.2, 4.2)은 절연체(2)의 단자 측(2.2) 내부에 도체 접속 수단을 제공하며,
절연체(2)는 제1 전기 접촉부(3)와 제2 전기 접촉부(4)가 전기적으로 접속될 수 있게 하는 제1 단락 수단(5)을 구비하고,
플러그(1)는, 제1 전기 접촉부(3)와 제2 전기 접촉부(4) 사이에서 스프링에 의해 작동되어 전기 전도성 접속을 형성하는 제2 단락 수단(6)을 구비하며,
절연체(2)의 플러그 측(2.1)에서 제2 단락 수단(6)에 작동기(6.1)가 할당되어 있으며, 작동기에 의해서는 전기 접촉부(3, 4) 간의 전기 전도성 접속이 분리될 수 있으며,
제1 단락 수단(5)은 서지 어레스터이며, 서지 어레스터에 의해서는 제1 전기 접촉부(3)와 제2 전기 접촉부(4) 사이에 전기 단락이 형성될 수 있는, 플러그(1)에 있어서,
제1 전기 접촉부(3)와 제2 전기 접촉부(4) 사이의 단락이 영구적으로 더 이상 분리될 수 없는 것을 특징으로 하는, 플러그(1).
제1항에 있어서, 플러그(1)에 차단 장치(7)가 형성되어 있고, 상기 차단 장치는 차단 수단(7.1)을 구비하며, 차단 수단(7.1)은 플러그(1)의 플러그 측(2.1) 내부로 돌출하기에 적합한 것을 특징으로 하는, 플러그(1).
제2항에 있어서, 제1 단락 수단(5)은 차단 장치(7)에 작용할 수 있는 것을 특징으로 하는, 플러그(1).
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 단락 수단(6)의 작동기(6.1)는 플러그(1)의 플러그 측(2.1) 내부로 돌출하는 것을 특징으로 하는, 플러그(1).
제4항에 있어서, 작동기(6.1)는 삽입될 카운터 플러그에 의해서 작동될 수 있고, 전기 접촉부(3, 4) 사이의 전기 전도성 접속이 분리될 수 있는 것을 특징으로 하는, 플러그(1).
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 플러그(1)는 변류기의 접속을 위해 제공되는 것을 특징으로 하는, 플러그(1).
제6항에 있어서, 플러그(1)는 변류기용 단로기로서 이용하기 위해 제공되는 것을 특징으로 하는, 플러그(1).
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 플러그(1)는 모듈 방식으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 플러그(1).