KR20190044372A

KR20190044372A - 실시간 모니터링 기능을 구비한 진공차단기 및 모니터링 방법

Info

Publication number: KR20190044372A
Application number: KR1020170136716A
Authority: KR
Inventors: 한기선; 김태균; 오승열; 곽주식
Original assignee: 한국전력공사
Priority date: 2017-10-20
Filing date: 2017-10-20
Publication date: 2019-04-30
Also published as: KR102433208B1; KR102506084B1; KR20220116126A; KR102506085B1; KR20220115910A

Abstract

본 발명은 가동접점부를 상하로 이동시켜 고정접점부와 접촉 또는 이격시키는 주접점 링크부, 상기 주접점 링크부와 동일 타이밍에 동일한 링크 동작을 수행하도록 설치되는 미러링 보조 링크부, 상기 미러링 보조 링크부의 링크 동작에 따라 전원이 연결 또는 차단되는 보조 접점부, 상기 보조 접점부의 전원 도통 상태로 주접점부의 트립 상태 또는 클로징 상태를 확인하는 모니터링부를 포함하며 상기 보조 접점부의 전원 연결 또는 차단 상태는 상기 주접점부의 접촉 또는 이격상태와 동일한 시간동안 동일하게 진행되는 것을 특징으로 하는 진공차단기 및 모니터링 방법에 관한 것이다.

Description

실시간 모니터링 기능을 구비한 진공차단기 및 모니터링 방법{VACUUM CIRCUIT BREAKER EQUIPPED WITH A FUNCTION OF REALTIME MONITORING AND THE MONITORING METHOD}

본 발명은 진공차단기에 관한 것으로 보다 상세하게는, 계전기를 포함하며 실시간 동작 모니터링 기능을 구비한 진공차단기에 관한 것이다.

통상적으로 차단기(Circuit breaker)라 함은, 발전소, 변전소, 건축물 등 전기적 공작설비의 전기적 회로를 분리, 접속 등을 유지시키기 위한 도구로 사용하는 전기기계의 하나로, 충분한 절연성능을 가지고 고장전류의 차단에 유용하게 사용된다. 따라서, 이러한 차단기는 전기 공급회로 설비에 일반적으로 사용되는 필수적이고 중요한 전기 설비물의 하나이다. 발·변전소 등 전력설비에는 각종 많은 차단기 종류가 설치 운전 중에 있으며 과거부터 현재, 미래까지 계속되는 기계장치로 발전되고 있다. 전력 계통에서 필수 장비인 차단기는 설치 후에도 지속적인 유지보수가 이루어져야 하며, 유지보수를 위해서, 다양한 관점에서 차단기의 동작 특성이 진단이 되어야 한다.

이러한 배경에서, 차단기 운영자에게 편의성을 제공하고 보다 정확한 차단기 동작특성 진단 결과를 제공하는 차단기 진단 장비 관련 기술이 등장하고 있다.

진공차단기(vacuum circuit breaker)는 정상부하 시 회로를 개폐하거나 또는 고장 발생시 고장전류를 차단하여 회로를 보호하는 기기로서, 차단 동작에서 발생하는 아크를 진공용기 내에서 소호시켜 신속하게 회로를 분리시키는 회로 및 기기 보호용기기이다. 진공차단기는 내부에 진공인터럽터를 구비하며, 상기 진공인터럽터의 내부는 진공상태이다.

종래의 진공차단기의 경우, 차단기 측에 설치된 계전기를 통해 차단기의 동작 특성을 모니터링 하는데, 진공인터럽터 측에 변류기(Current Transformer,"CT”)를 설치하고 변류기의 측정값을 기초로 계전기가 진공인터럽터의 차단 동작 특성을 평가하게 된다.

다만, 이 같은 종래의 모니터링 방식은 다양한 기능이 탑재되는 계전기 시스템을 보다 복잡하게 하고, 차단기 제조사 입장에서도 해당 제조사가 제조하는 차단기 특성에 최적화된 차단기 동작 특성 감시 기능을 차단기에 탑재하지 못한다는 문제점이 있다.

특허문헌 1. 한국등록특허 제10-1415079호 특허문헌 2. 한국등록특허 제10-1059771호

본 발명은 제조사 별로 제조되는 진공차단기에 최적화된 차단 동작 특성 감시 기능을 탑재할 수 있는 진공차단기를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이때, 진공차단기 외측(수배전반 외함)에 별도로 설치되는 계전기와 무관하게 독립적으로 진공차단기 내에서 진공차단기의 차단 동작 특성을 정확하게 모니터링 할 수 있는 진공차단기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

가동접점부를 상하로 이동시켜 고정접점부와 접촉 또는 이격시키는 주접점 링크부, 주접점 링크부와 동일 타이밍에 동일한 링크 동작을 수행하도록 설치되는 미러링 보조 링크부, 미러링 보조 링크부의 링크 동작에 따라 전원이 연결 또는 차단되는 보조 접점부, 보조 접점부의 전원 도통 상태로 주접점부의 트립 상태 또는 클로징 상태를 확인하는 모니터링부를 포함하며, 보조 접점부의 전원 연결 또는 차단 상태는 가동접점부와 고정접점부의 접촉 또는 이격상태와 동일한 시간동안 동일하게 진행되는 것을 특징으로 하는 진공차단기이다.

본 발명은 진공차단기의 주접점 링크부와 동일한 링크 구조를 가지고 주접점 링크부와 동일 타이밍에 동일한 링크 구동 메커니즘을 수행하는 미러링 보조 링크부를 사용해 진공차단기의 트립 또는 투입 상태를 신뢰성 있게 파악할 수 있다.

또한, 본 발명은 주접점 링크부와 미러링 보조 링크부가 동일 형상으로 형성되는 것에 의해 실제 동일 조건에서 진공차단기의 트립 또는 투입 상태를 신뢰성 있게 파악할 수 있다.

또한, 본 발명은 진공차단기의 트립 신호 또는 클로징 신호에 동기화되어 진공차단기의 트립 상태 또는 클로징 상태를 진단하므로, 이러한 진단에 의해 생성되는 데이터를 최소화해 시스템을 간이하게 설계할 수 있고 이러한 진단에 의해 소모되는 전력을 최소화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 진공차단기의 개략도이다.(도통상태)
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 진공차단기의 개략도이다.(차단상태)
도 3은 본 발명에 따른 모니터링부의 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 진공차단기의 모니터링 방법의 순서도이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

본 발명은 가동접점부(120)를 상하로 이동시켜 고정접점부(110)와 접촉 또는 이격시키는 주접점 링크부(130), 상기 주접점 링크부와 동일 타이밍에 동일한 링크 동작을 수행하도록 설치되는 미러링 보조 링크부(200), 상기 미러링 보조 링크부의 링크 동작에 따라 전원이 연결 또는 차단되는 보조 접점부(400), 상기 보조 접점부의 전원 도통 상태로 주접점부(100)의 트립 상태 또는 클로징 상태를 확인하는 모니터링부(500)를 포함하며, 상기 보조 접점부의 전원 연결 또는 차단 상태는 상기 주접점부의 접촉 또는 이격상태와 동일한 시간동안 동일하게 진행되는 것을 특징으로 하는 진공차단기 및 모니터링 방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 진공차단기의 구성 및 체결구조를 확인할 수 있는 개략도이다.

도 1이 본 발명에 따른 진공차단기의 도통상태의 도면이고 도 2는 차단상태의 도면이므로 도 1 및 도 2를 참고하면 본 발명의 구성 및 작동원리를 이해하는데 도움이 된다.

상기 모니터링부(500)는 상기 진공차단기와 연결된 계전기의 트립 신호 또는 클로징 신호에 의해 동기화되는데 이는 상기 보조 링크부와 상기 미러링 보조 링크부, 상기 주접점부와 상기 보조 접점부가 서로 동기화 된다는 의미이다.

상기 주접점 링크부(130)는 상기 진공차단기의 구동 메커니즘 중 선택된 구간이며, 상기 구동 메커니즘에 의해 회전 운동하는 주축(200)은 상기 주접점 링크부와 상기 미러링 보조 링크부(300) 사이에 위치하고, 상기 주축은 상기 주접접 링크부와 체결되는 제1리브( 210), 상기 미러링 보조 링크부와 체결되는 제2리브(220)를 포함하며 상기 제1리브 및 제2리브의 회전중심축이다.

상기 주접점 링크부(130)는 상기 제1리브(210)와 연결되는 제1링크(131), 상기 주접점부(100)와 연결되는 제2링크(133)를 포함하며 상기 주접점부는 상기 가동접점부(120)와 상기 고정접점부(110)를 포함한다.

상기 미러링 보조 링크부(300)는 상기 제2리브(220)와 연결되는 제1보조링크(310), 상기 보조 접점부(400)와 연결되는 제2보조링크(330)를 포함하며 상기 제1보조링크와 상기 제1링크(131)는 동일한 형상과 재질을 갖고, 상기 제2보조링크와 상기 제2링크(133)는 동일한 형상과 재질을 갖는다.

도 3은 본 발명에 따른 모니터링부의 블록도로, 도 3을 참고하여 설명하면, 상기 모니터링부(500)는 상기 진공차단기의 상태를 감지하는 동기화부(530), 상기 계전기로부터 전송받은 제어명령에 따라 전원(510)을 공급 또는 차단하는 전원 제어부(520), 상기 전원의 도통 여부를 감시하는 상태감시부(540), 상기 상태감시부의 결과를 확인하는 인터페이스부(550)를 포함하며, 상기 인터페이스부는 메인 진단 유닛(600)에 연동되고, 상기 메인 진단 유닛은 상기 진동차단기의 개극 시간, 아크 시간, 차단 시간, 제어회로의 전원상태, 차단기의 수명 중 어느 하나 이상을 모니터링하는 것을 특징으로 한다.

상기 보조 접점부(400)는 상기 제2보조링크(330)와 연결되는 제3보조링크(430), 상기 전원(510)이 인가되는 제1전원단자(441) 및 제2전원단자(442), 상기 제1전원단자 및 제2전원단자와 접촉 또는 이격되는 접촉부재(420), 상기 접촉부재의 회전 중심이자 상기 제3보조링크와 상기 접촉부재를 연결하는 보조접점축(410)을 포함하며 상기 접촉부재는 회전운동을 통해 상기 제1전원단자 및 제2전원단자는 동시에 접촉하거나 동시에 이격된다.

본 발명에 따른 진공차단기의 모니터링 방법에 있어서, 상기 계전기로부터 수신된 트립 신호 또는 클로징 신호에 의해 상기 모니터링부(500)가 동기화되는 동기화단계(S10), 상기 보조 접점부(400)의 전원 도통 상태로 상기 주접점부(100)의 상태를 모니터링 하는 모니터링 단계(S20)를 포함하며 상기 동기화단계에서 상기 보조 접점부의 전원 연결 또는 차단 상태는 상기 주접점부의 접촉 또는 이격상태와 동일한 시간동안 동일하게 진행되는 것을 특징으로 한다.

도 4는 본 발명에 따른 진공차단기의 모니터링 방법의 순서도로 이를 참고하여 모니터링 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 동기화단계(S10)는 구동 메커니즘에 의해 상기 주축(200)이 회전 운동하는 주축 회전단계(S11), 상기 주축 회전단계에 의해 상기 주접점부(100)와 상기 보조 접점부(400)가 구동하는 구동단계를 포함하며 상기 구동단계에서 상기 주접점부와 상기 보조 접점부는 동일한 시간에 동일한 구동 메커니즘을 수행하며, 상기 구동단계는 상기 주접점부를 구동시키는 주접점부 구동단계(S12) 상기 보조 접점부를 구동시키는 보조 접점부 구동단계(S13)를 포함하며 상기 주접점부 구동단계와 상기 보조 접점부 구동단계는 동시에 진행된다.

상기 주접점부 구동단계(S12)는 상기 주축(200)의 회전에 의해 상기 제1링크(131)가 이동하는 제1이동단계, 상기 제1링크의 이동에 의해 제2링크(133)가 이동하는 제2이동단계, 상기 제2링크의 이동에 의해 상기 주접점부(100)가 접촉 또는 이격되는 제3이동단계를 포함하며 상기 제3이동단계는 상기 가동접점부(120)의 상하운동으로 실행된다.

또한, 상기 보조 접점부 구동단계(S13)는 상기 주축(200)의 회전에 의해 상기 제1보조링크(310)가 이동하는 제1보조이동단계, 상기 제1보조링크의 이동에 의해 제2보조링크(330)가 이동하는 제2보조이동단계, 상기 제2보조링크의 이동에 의해 상기 보조 접점부(400)가 접촉 또는 이격되는 제3보조이동단계를 포함하며 상기 제3보조이동단계는 상기 접촉부재(420)의 회전운동으로 실행된다.

상기 모니터링(S20) 단계는 상기 주접점부의 상태를 감지하는 주접점부 상태 감지단계(S21), 상기 계전기로부터 제어명령을 전송받는 제어명령 수령단계(S22), 상기 제어명령대로 상기 전원을 제공 또는 차단하는 전원 제공단계(S23), 상기 보조 접점부의 전원 도통 상태를 확인하는 보조 접점부 상태 확인단계(S24)를 포함한다.

상기 도통상태는 상기 진공차단기가 투입 신호(클로징 신호, closing signal)에 의해 클로징 된 상태(투입 상태)를 의미하며, 상기 차단상태는 상기 진공차단기가 트립 신호(trip signal)에 의해 트립 된 상태(차단 상태)를 의미한다.

다음으로, 본 발명이 적용되는 차단기의 일반적인 동작에 대하여 간략히 설명하면 다음과 같다. 차단기 제어 회로가 계전기로부터 트립 신호(Trip Signal) 또는, 투입 신호(Closing Signal)를 수신하면 상기 차단기에 내장된 트립 코일(또는, 클로즈 코일)이 전기적으로 여자되고, 이때 여자된 트립 코일(또는, 클로즈 코일)에 의해 발생한 전자석적 힘(달리 표현하면, “투자력”)에 의해 여자된 코일 내측에 위치한 아마추어가 여자된 코일의 축방향으로 이동한다. 축방향으로 이동하는 아마추어의 타력에 의해 상기 차단기 동작 지탱부(후크)가 변화되는 것에 의해 상기 차단기 구동 매커니즘의 동작이 유발되고, 이에 의해, 주접촉자의 차단 동작(또는, 투입 동작)이 행하여 진다. 여기서, 상기 차단기 구동 매커니즘의 동작은 축적된 에너지 특히, 탄성 에너지에 의해 수행되며, 축적된 탄성 에너지는 상기 아마추어의 타력이 상기 후크를 개방시키는 것에 의해 개방된다.

도 1 및 도 2를 참조하여 좀더 상세히 설명하면, 상기 진공차단기는 상기 주접점부(100), 상기 주접점 링크부(130)를 포함할 수 있다. 상기 주접점부(100)는 진공인터럽터일 수 있으며, 상기 주접점부(100)의 내측은 진공 상태로 외부와 기밀을 유지할 수 있다. 상기 주접점부(100) 내측에 상기 고정접점부(110)와 상기 가동접점부(120)가 구비될 수 있다. 상기 고정접점부(110)와 가동접점부(120)는 외부의 메인 전원과 연결될 수 있다. 상기 진공인터럽터 내부에서 상기 고정접점부(110)는 일측에 고정전극이 구비될 수 있고, 상기 가동접점부(120)는 일측에 가동전극이 구비될 수 있다. 상기 가동접점부(120)는 상기 진동차단기의 구동 메커니즘에 의해 상하로 이동할 수 있으며 이에 의해, 상기 가동전극은 상기 고정전극과 접촉 또는 이격하고 이에 의해, 상기 진공차단기가 투입(클로징, Closing) 또는 차단(트립, Trip)될 수 있다.

상기 주접점 링크부(130)는 상기 진공차단기의 구동 메커니즘에서 상기 가동접점부(120) 측에 위치한 최종 링크를 의미할 수 있다. 상기 주접점 링크부(130)는 상기 주축(200)을 통해 상술한 트립 또는 클로징 신호에 의해 구동을 시작하는 상기 진공차단기의 구동 메커니즘 파트에 의해 동작할 수 있다. 상기 주축(200)은 도시되지 않은 상기 진공차단기의 구동 메커니즘 파트에 의해 회전 운동을 할 수 있으며, 이때 상기 제1 링크(131)는 상기 주축의 회전운동에 의해 좌우로 이동할 수 있다. 상기 제2 링크(133)는 링크고정축(132)에 의해 회전운동 가능하게 고정되며 일측은 상기 제1링크(131)에 회전 운동 가능하게 고정되고, 상기 제1링크(131)의 좌우 운동에 따라 회전 운동을 할 수 있다. 상기 제2링크(133)의 타측은 상기 가동접점부(120)에 회전운동 가능하게 고정되고, 상기 제2링크(133)의 회전운동에 따라 상기 가동접점부(120)는 상하로 이동할 수 있다.

상기 진공차단기의 트립 동작을 다시 도 2를 참고하여 설명하기에 앞서, 상기 진공차단기의 트립 동작 개시 시점 이전에는 도 1과 같은 형태로 상기 제1링크(131)가 위치한다. 트립 동작이 개시되면 상기 주축(200)이 시계 방향으로 회전하고, 이때 상기 제1링크(131)는 좌측으로 이동하며, 상기 제1링크(131)가 상기 제2링크(133)를 좌측으로 당기면, 상기 제2링크(133)는 상기 링크고정축(132)을 회전 중심축으로 하여 시계방향으로 회전한다. 이에 의해, 상기 가동접점부(120)가 하부로 이동하면서 상기 진동차단기는 트립상태 된다.

상기 진공차단기 투입 동작을 다시 도 1을 참고하여 설명하면, 투입 동작이 개시되면 상기 주축(200)이 반시계 방향으로 회전하고, 이때 상기 제1링크(131)는 우측으로 이동하며, 상기 제1링크(131)가 상기 제2링크(133)를 우측으로 밀어내면, 상기 제2링크(133)는 상기 링크고정축(132)을 회전 중심축으로 하여 반시계 방향으로 회전한다. 이에 의해, 상기 가동접점부(120)가 상부로 이동하면서 상기 진동차단기는 투입상태 된다.

상기 주축(200)에는 상기 제1리브 및 제2리브(210. 220)가 고정될 수 있으며, 상기 제1리브 및 제2리브는 상기 주축과 일체로 형성될 수 있다.

상기 제1리브(210)에는 상기 제1링크(131)가 회전 운동 가능하게 연결될 수 있다.

상기 제2리브(220)에는 상기 미러링 보조 링크부(300)가 연결될 수 있으며, 상기 미러링 보조 링크부(300)는 상기 제1보조링크(310), 상기 보조링크 고정축(320), 상기 제2보조링크(330)를 포함할 수 있다. 상기 제1보조링크(310)의 일측은 상기 제2리브(220)에 회전 가능하게 고정되고, 타측은 상기 제2보조링크(330)와 회전 가능하게 고정될 수 있다. 상기 제2리브(220)는 상기 진공차단기의 투입 또는 트립 동작 시 상기 제1링크(131)와 동일 거리와 동일 각도로 회전 및 직선 운동을 하도록 설치될 수 있다.

또한, 상기 제2보조링크(330)는 상기 진공차단기의 투입 또는 트립 동작 시 상기 제2링크(133)와 동일 각도로 회전 운동하도록 설치될 수 있다.

설계 상의 용이함을 위해, 상기 제1링크(131)와 상기 제1보조링크(310)는 동일한 형상일 수 있고, 상기 제2링크(133)와 상기 제2보조링크(330)는 동일한 형상 및 재질로 형성될 수 있다.

상기 제2보조링크(330)의 일측에 상기 제1보조링크(310)가 회전 가능하게 고정될 수 있고

타측에는 상기 제3보조링크(430)가 고정될 수 있다. 상기 미러링 보조 링크부(300)는 상기 주축(200)의 회전에 따라 회전 및 직선 운동을 하면서, 끝단에서 상기 주접점 링크부(130)와 동일한 각도의 회전 운동을 제공한다. 그리고 일체형인 상기 제1리브(210)와 상기 제2리브(220)는 동시에 상기 주축(200)에 의해 회전 운동을 하므로, 상기 보조 접점부(400)는 상기 주접점부(100)와 동일 시점에 트립 및 투입될 수 있다.

상기 보조 접점부(400)는 상기 보조접점축(410), 상기 제3보조링크(430), 상기 제1전원단자(441), 상기 제2 전원단자(442), 상기 접촉부재(420)를 포함하며, 상기 접촉부재는 일측에 제1보조접점(421), 타측에 제2보조접점(422)포함할 수 있다.

상기 보조 접점부(400)는 상기 주접점부(100)에 대응되는데, 상기 주접점부(100)는 수직 운동으로 트립과 클로징 동작이 수행되는데 반해 상기 보조 접점부(400)는 회전 운동으로 트립과 클로징 동작이 수행된다. 이는 상기 보조 접점부(400)를 수직 운동으로 트립과 클로징 동작을 수행하도록 설계를 하면 상기 미러링 보조 링크부(300) 측부에 상기 보조 접점부(400)가 위치하게 되어, 상기 미러링 보조 링크부(300)와 상기 보조 접점부(400)가 차지하는 공간이 크기 때문이다.

상기 제3보조링크(430)는 상기 제2보조링크(320)의 회전운동을 상기 보조접점축(410)에 전달한다.

따라서, 상기 보조접점축(410)은 상기 제3보조링크(430)의 회전에 따라 회전하며, 이때 상기 보조접점축(410)에 고정된 상기 접촉부재는 상기 주축의 회전에 따라 회전 운동을 하는데, 상기 보조접점축(410)이 반 시계 방향으로 회전하면, 상기 보조 접점부는 트립하며, 상기 보조접점축(410)이 시계 방향으로 회전하면, 상기 보조 접점부는 투입할 수 있다.

상기 모니터링부(500)는 상기 제1전원단자(441) 및 제2전원단자(442)에 전원을 공급한 상태에서 상기 진공차단기의 트립 및 투입 이벤트에 동기화되어 상기 주접점부(100)와 동기화된 상기 보조 접점부(400)의 트립 및 투입 상태를 모니터링 할 수 있다.

도 3을 참고하면, 상기 모니터링부(500)는 상기 전원(510), 상기 전원 제어부(520), 상기 동기화부(530), 상기 상태감시부(540), 상기 인터페이스부(550)를 포함할 수 있다. 상기 전원(510)은 직류 및 교류 중 어느 하나일 수 있으며, 상기 제1전원단자(441)와 상기 제2전원단자(442)에 전원을 공급할 수 있다. 상기 전원 제어부(520)는 상기 동기화부(530)의 제어명령에 따라 상기 전원을 공급 및 차단할 수 있다.

상기 동기화부는 상기 진공차단기의 외부에 설치된 상기 계전기로부터 트립 신호(Trip Signal) 또는, 투입 신호(Closing Signal)를 수신하고 그 신호에 의해 동기화되어 상기 진공차단기를 트립 또는 투입할 수 있으며, 상기 계전기로부터의 트립 신호 또는 투입 신호에 대응한 상기 진공차단기의 제어 신호 등을 수신하는 것에 의해 상기 진공차단기의 트립 및 클로징 이벤트를 감지할 수 있다. 또한, 상기 동기화부(530)는 상기 계전기로부터의 트립 신호 또는 투입 신호, 그리고 그에 대응한 상기 진공차단기의 제어 신호 등을 수신하기 위해 해당 신호가 전송되는 라인 상에서 전류 또는 전압을 검출하기 위한 회로 또는 센서와 연동 될 수 있다.

상기 동기화부(530)가 상기 진공차단기의 트립 및 클로징 이벤트를 감지하면 상기 전원 제어부(520)에 제어명령을 전송하고 상기 제어명령을 수신한 상기 전원 제어부(520)는 상기 제어명령에 따라 상기 전원(510)을 상기 제1전원단자(441) 및 제2전원단자(552)에 제공한다. 상기 상태감시부(540)는 상기 제1전원단자(441) 및 제2전원단자(552)에 상기 전원이 공급된 상태에서 상기 제1전원단자(441) 및 제2전원단자(552) 간에 전기가 도통되는지 여부를 판단하는 것에 의해 상기 진공차단기 즉, 상기 주접점부(100)의 트립 및 투입 여부를 감지할 수 있다. 상기 제1전원단자(441) 및 제2전원단자(552) 간의 도통 여부를 상기 상태감시부(540)와 연동하는 전류 센서(변류기(Current Transformer))를 사용해 감지할 수 있다. 그리고, 그 감지 결과는 상기 인터페이스부(550)를 통해 연동되는 상기 메인 진단 유닛(600)에 제공될 수 있으며, 상기 메인 진단 유닛(600)은 상기 계전기와 독립된 별개의 유닛으로, 상기 진공차단기의 전반적인 상태(예를 들어, 진공차단기의 개극 시간(Opening Time), 아크 시간(Arc Time), 차단 시간(Break Time), 제어 회로의 전원 상태, 차단기 수명 등)를 모니터링하는 유닛일 수 있다.

위와 같이 본 발명은 상기 진공차단기의 주접점 링크부(130)와 동일한 링크 구조를 가지고 동일 타이밍에 동일한 링크 구동 메커니즘을 수행하는 상기 미러링 보조 링크부(300)를 사용해 상기 진공차단기의 트립 또는 투입 상태를 신뢰성 있게 파악할 수 있으며, 상기 주접점 링크부(130)와 상기 미러링 보조 링크부(300)가 동일 형상과 재질로 형성되는 것에 의해 실제 동일 조건에서 상기 진공차단기의 트립 또는 투입 상태를 신뢰성 있게 파악할 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 불과하며, 설계자에 따라 상기 진공차단기 구동 메커니즘 중 일부 구간을 상기 주접점 링크부(130)라 정의하고, 상기 주접점 링크부(130)와 동일한 형태의 상기 미러링 보조 링크부(300)를 사용해 상기 진공차단기의 트립 또는 클로징 상태를 진단한다면 발명의 범위에 속할 수 있다. 이때, 상기 주축(200)과 같이 일체형인 상기 제1리브(210)와 상기 제2리브(220)가 설치되고 각각에 상기 주접점 링크부(130)와 상기 미러링 보조 링크부(300)가 설치되는 것이 바람직하므로, 이러한 사항을 감안하여 설계자는 적절하게 상기 진공차단기의 구동 메커니즘에서 상기 주접점 링크부(130) 구간을 정의하고 그 구간의 경계점에서 그 구간에 대응하는 상기 미러링 보조 링크부(300)를 설계하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 보조 접점부(400)를 상기 주접점부(100)의 트립 또는 차단 상태를 나타낼 수 있는 간이한 모의 모델로 제작하는 것에 의해 제작 비용이 저감될 수 있고 상기 진공차단기 내부에서 상기 보조 접점부(400)와 상기 미러링 보조 링크부(300)의 설치 공간이 확보될 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

100 : 주접점부
200 : 주축
300 : 미러링 보조 링크부
400 : 보조 접점부
500 : 모니터링부
600: 메인 진단 유닛
110 : 고정접점부
120 : 가동접점부
130 : 주접점 링크부
131 : 제1링크
132 : 링크고정축
133 : 제2링크
210 : 제1리브
220 : 제2리브
310 : 제1보조링크
320 : 보조링크 고정축
330 : 제2보조링크
410 : 보조접점축
420 : 접촉부재
421 : 제1보조접점
422 : 제2보조접점
430 : 제3보조링크
441 : 제1전원단자
442 : 제2전원단자
510 : 전원
520 : 전원제어부
530 : 동기화부
540 : 상태감시부
550 : 인터페이스부

Claims

가동접점부를 상하로 이동시켜 고정접점부와 접촉 또는 이격시키는 주접점 링크부;
상기 주접점 링크부와 동일 타이밍에 동일한 링크 동작을 수행하도록 설치되는 미러링 보조 링크부;
상기 미러링 보조 링크부의 링크 동작에 따라 전원이 연결 또는 차단되는 보조 접점부:
상기 보조 접점부의 전원 도통 상태로 주접점부의 트립 상태 또는 클로징 상태를 확인하는 모니터링부; 를 포함하며
상기 보조 접점부의 전원 연결 또는 차단 상태는 상기 주접점부의 접촉 또는 이격상태와 동일한 시간동안 동일하게 진행되는 것을 특징으로 하는 진공차단기.
제1항에 있어서,
상기 모니터링부는 상기 진공차단기와 연결된 계전기의 트립 신호 또는 클로징 신호에 의해 동기화되는 것을 특징으로 하는 진공차단기.
제1항에 있어서,
상기 주접점 링크부는 상기 진공차단기의 구동 메커니즘 중 선택된 구간인 것을 특징으로 하는 진공차단기.
제3항에 있어서,
상기 구동 메커니즘에 의해 회전 운동하는 주축은
상기 주접점 링크부와 상기 미러링 보조 링크부 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 진공차단기.
제4항에 있어서,
상기 주축은
상기 주접점 링크부와 체결되는 제1리브;
상기 미러링 보조 링크부와 체결되는 제2리브; 를 포함하며
상기 제1리브 및 제2리브의 회전중심축인 것을 특징으로 하는 진공차단기.
제5항에 있어서,
상기 주접점 링크부는
상기 제1리브와 연결되는 제1링크;
상기 주접점부와 연결되는 제2링크; 를 포함하며
상기 주접점부는 상기 가동접점부와 상기 고정접점부를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공차단기.
제6항에 있어서,
상기 미러링 보조 링크부는
상기 제2리브와 연결되는 제1보조링크;
상기 보조 접점부와 연결되는 제2보조링크; 를 포함하며
상기 제1보조링크와 상기 제1링크는 동일한 형상과 재질을 갖고, 상기 제2보조링크와 상기 제2링크는 동일한 형상과 재질을 갖는 것을 특징으로 하는 진공차단기.
제2항에 있어서,
상기 모니터링부는
상기 진공차단기의 상태를 감지하는 동기화부;
상기 계전기로부터 전송받은 제어명령에 따라 전원을 공급 또는 차단하는 전원 제어부;
상기 전원의 도통 여부를 감시하는 상태감시부;
상기 상태감시부의 결과를 확인하는 인터페이스부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공차단기.
제8항에 있어서,
상기 인터페이스부는 메인 진단 유닛에 연동되는 것을 특징으로 하는 진공차단기.
제9항에 있어서,
상기 메인 진단 유닛은
상기 진공차단기의 개극 시간, 아크 시간, 차단 시간, 제어회로의 전원상태, 차단기의 수명 중 어느 하나 이상을 모니터링하는 것을 특징으로 하는 진공차단기.
제7항에 있어서,
상기 보조 접점부는
상기 제2보조링크와 연결되는 제3보조링크;
상기 전원이 인가되는 제1전원단자; 및 제2전원단자;
상기 제1전원단자 및 제2전원단자와 접촉 또는 이격되는 접촉부재;
상기 접촉부재의 회전 중심이자 상기 제3보조링크와 상기 접촉부재를 연결하는 보조접점축; 을 포함하며
상기 접촉부재는 회전운동을 통해 상기 제1전원단자 및 제2전원단자는 동시에 접촉하거나 동시에 이격되는 것을 특징으로 하는 진공차단기.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 진공차단기의 모니터링 방법에 있어서,
계전기로부터 수신된 트립 신호 또는 클로징 신호에 의해 모니터링부가 동기화되는 동기화단계;
상기 보조 접점부의 전원 도통 상태로 상기 주접점부의 상태를 모니터링 하는 모니터링 단계; 를 포함하며
상기 동기화단계에서 상기 보조 접점부의 전원 연결 또는 차단 상태는 상기 주접점부의 접촉 또는 이격상태와 동일한 시간동안 동일하게 진행되는 것을 특징으로 하는 진공차단기의 모니터링 방법.
제12항에 있어서,
상기 동기화단계는
구동 메커니즘에 의해 주축이 회전 운동하는 주축 회전단계;
상기 주축 회전단계에 의해 주접점부와 보조 접점부가 구동하는 구동단계; 를 포함하며
상기 구동단계에서 상기 주접점부와 상기 보조 접점부는 동일한 시간에 동일한 구동 메커니즘을 수행하는 것을 특징으로 하는 진공차단기의 모니터링 방법.
제12항에 있어서,
상기 모니터링 단계는
상기 주접점부의 상태를 감지하는 주접점부 상태 감지단계;
상기 계전기로부터 제어명령을 전송받는 제어명령 수령단계;
상기 제어명령대로 전원을 제공 또는 차단하는 전원 제공단계;
상기 보조 접점부의 전원 도통 상태를 확인하는 보조 접점부 상태 확인단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공차단기의 모니터링 방법.
제13항에 있어서,
상기 구동단계는
상기 주접점부를 구동시키는 주접점부 구동단계;
상기 보조 접점부를 구동시키는 보조 접점부 구동단계; 를 포함하며
상기 주접점부 구동단계와 상기 보조 접점부 구동단계는 동시에 진행되는 것을 특징으로 하는 진공차단기의 모니터링 방법.
제15항에 있어서,
상기 주접점부 구동단계는
상기 주축의 회전에 의해 제1링크가 이동하는 제1이동단계;
상기 제1링크의 이동에 의해 제2링크가 이동하는 제2이동단계;
상기 제2링크의 이동에 의해 상기 주접점부가 접촉 또는 이격되는 제3이동단계; 를 포함하며
상기 제3이동단계는 가동접점부의 상하운동인 것을 특징으로 하는 진공차단기의 모니터링 방법.
제15항에 있어서,
상기 보조 접점부 구동단계는
상기 주축의 회전에 의해 제1보조링크가 이동하는 제1보조이동단계;
상기 제1보조링크의 이동에 의해 제2보조링크가 이동하는 제2보조이동단계;
상기 제2보조링크의 이동에 의해 상기 보조 접점부가 접촉 또는 이격되는 제3보조이동단계; 를 포함하며
상기 제3보조이동단계는 접촉부재의 회전운동인 것을 특징으로 하는 진공차단기의 모니터링 방법.