KR20200117210A - 가스절연개폐장치의 조작기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 차단기 또는 가스절연개폐장치 내부에 고정되는 프레임; 상기 프레임에 배치되어 구동원으로부터 차징력을 전달받는 차징기어부; 상기 프레임에 고정되는 하우징; 상기 하우징 내부에 배치되어 상기 차징기어부로부터 차징력을 전달받아 투입에너지를 축적하는 투입스프링부; 일단이 상기 차징기어부에 제1 핀으로써 연결되고 타단이 상기 투입스프링부에 제2 핀으로써 연결되는 링크; 및 상기 링크의 일단과 상기 제1 핀 사이 또는 상기 링크의 타단과 상기 제2 핀 사이에 배치되는 베어링;을 포함하는 가스절연개폐장치의 조작기를 제공한다.

Description

가스절연개폐장치의 조작기{SPRING OPERATION DEVICE FOR GAS INSULATED SWITCHGEAR}

본 발명은 구조가 개선된 가스절연개폐장치의 조작기에 관한 것이다.

일반적으로 초고압 차단기(High Voltage Gas Circuit Breaker) 또는 가스절연개폐장치(Gas Insulated Switchgear)는 전력 계통의 전원측과 부하측 회로 사이에 설치되어 정상적인 전류상태에서 유지보수 등을 위해 수동으로 회로를 개폐하거나 회로상에 과부하나 단락 등 이상전류가 발생하였을 때 자동적으로 회로가 차단되도록 하여 전력계통 및 부하기기를 보호하는 전기기기이다.

상기한 초고압 차단기 또는 가스절연개폐장치의 접점(주접점 및 아크 접점)은 유압 조작기구 또는 전통적인 기계적 조작방식의 스프링 조작기구에 의해 작동된다.

대한민국 공개특허 제10-2013-0072147호(발명의 명칭: 차단기용 스프링 조작기 및 차단기)는 후자와 같은 차단기 또는 가스절연개폐장치의 기술적 사상을 게재하고 있으며, 도 1은 종래 기술에 따른 조작기를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 측단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래 기술에 따른 조작기(10)는 외부의 구동원으로부터 구동력을 전달받은 차징기어(11)가 시계방향으로 회전하여 상기 차징기어(11)에 일단이 연결된 링크(12)가 도시된 것과 같이 상사점에 이르게 되면, 상기 링크(12)의 타단에 연결된 플랜지(13)는 오른쪽으로 이동된다.

이 때, 투입스프링(15) 하우징(14) 내부에 배치된 투입스프링(15)은 상기 플랜지(13)의 이동에 따라 압축되어 에너지가 축적되며, 상사점에 배치된 차징기어(11)는 미도시된 래치에 의해 지지된다.

이 후, 투입 신호가 입력되면, 상기 래치가 해방되며 이에 따라 상기 투입스프링(15)의 복귀력으로 인해 상기 플랜지(13)가 왼쪽으로 이동됨으로써 상기 링크(12)와 연결된 상기 차징기어(11)가 시계방향으로 회전하여 하사점에 이르게 되어 차단기 또는 가스절연개폐장치를 투입 상태로 구동하게 된다.

이러한 조작기(10)는 상기 모터의 구동력과 투입스프링(15)의 복귀력이 상기 링크(12)에 의해서 전달되고 있다.

상기 링크(12)는 일단이 상기 플랜지(13)에 배치된 가이드힌지(16)에 지지핀(17)으로써 체결되고, 타단이 상기 차징기어(11)의 일측면에 힌지핀(18)으로써 체결된다.

이러한 구조하에서, 상기 투입스프링(15) 하우징(14)은 상기 차징기어(11)가 배치되는 프레임(19)에 체결되는데, 상기 투입스프링(15) 하우징(14)과 프레임(19)의 체결시 조립 오차가 발생하게 되면 결국, 상기 링크(12)는 지지핀(17) 및/또는 힌지핀(18)과의 관계에서 동작 부하가 발생하여 투입 성능이 저하되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 조작기의 조립 공차에 관계없이 조작기의 투입 성능을 보전할 수 있는 가스절연개폐장치의 조작기를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은, 차단기 또는 가스절연개폐장치 내부에 고정되는 프레임; 상기 프레임에 배치되어 구동원으로부터 차징력을 전달받는 차징기어부; 상기 프레임에 고정되는 하우징; 상기 하우징 내부에 배치되어 상기 차징기어부로부터 차징력을 전달받아 투입에너지를 축적하는 투입스프링부; 일단이 상기 차징기어부에 제1 핀으로써 연결되고 타단이 상기 투입스프링부에 제2 핀으로써 연결되는 링크; 및 상기 링크의 일단과 상기 제1 핀 사이 또는 상기 링크의 타단과 상기 제2 핀 사이에 배치되는 베어링;을 포함하는 가스절연개폐장치의 조작기를 제공한다.

또한, 상기 차징기어부는 상기 프레임 상에 일측으로 돌출되도록 배치되는 기어축; 상기 기어축에 회전 가능하게 배치되어 구동원으로부터 회전력을 전달받으며 일측면에 돌기가 형성되는 차징기어; 상기 프레임 상에 배치되어 상기 돌기에 체결됨으로써 상기 차징기어의 회전을 제한하는 래치; 및 상기 차징기어와 치합되어 구동원으로부터 구동력을 전달하는 적어도 한 개 이상의 기어부;를 포함하는 가스절연개폐장치의 조작기할 수 있다.

또한, 상기 제1 핀의 일단은 상기 차징기어에 체결되고 타단은 상기 링크의 일단에 체결될 수 있다.

또한, 상기 투입스프링부는 상기 하우징 내부에서 이동 가능하게 배치되는 플랜지; 상기 하우징 내부에서 일단이 상기 플랜지에 배치되고 타단이 상기 프레임에 배치되는 투입스프링; 및 상기 플랜지에 고정되어 상기 링크의 타단이 체결되는 가이드힌지;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제2 핀의 일단은 상기 가이드힌지에 체결되고 타단은 상기 링크의 타단에 체결될 수 있다.

또한, 상기 베어링은 볼베어링으로 형성될 수 있다.

본 발명은 링크의 일단 및 제1 핀 사이, 또는 상기 링크의 타단 및 제2 핀 사이에 볼베어링을 배치함으로써, 조작기의 조립 공차 등에 구애받지 않고 링크의 힘 전달을 보장할 수 있으며, 조작기의 조립시간이 단축되고, 내구성이 향상되며, 구동 안정성이 보장될 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 조작기를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 도 1의 측단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 조작기를 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 도 3의 측단면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 당업자가 이해하는 용어의 일반적인 의미와 동일하고, 만약 본 명세서에서 사용된 용어가 당해 용어의 일반적인 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다.

다만, 이하에 기술될 발명은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것은 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 조작기를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 4는 도 3의 측단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 조작기(100)는 프레임(110), 하우징(120), 차징기어부(130), 투입스프링부(140), 링크(150) 및 베어링(160)을 포함할 수 있다.

상기 프레임(110)은 전체적으로 판 형상으로 형성될 수 있으며, 차단기 또는 가스절연개폐장치 내부에 고정될 수 있다. 이러한 프레임(110) 상에 후술할 차징기어부(130)가 배치될 수 있다.

상기 하우징(120)은 내부가 비어있는 관 형태로써 형성될 수 있으며, 상기 프레임(110)에 고정될 수 있다. 이러한 하우징(120) 내부에 후술할 투입스프링부(140)가 배치될 수 있다.

상기 차징기어부(130)는 상기 프레임(110)에 배치되어 구동원(1)으로부터 차징력을 전달받을 수 있다. 여기서, 차징력은 후술할 투입스프링(142)을 압축하는 힘을 의미할 수 있으며, 후술할 투입력은 상기 투입스프링(142)이 복귀되는 힘을 의미할 수 있다.

상기 구동원(1)은 전동모터로써 구현될 수 있으며, 이러한 구동원(1)은 상기 프레임(110)의 측면에 고정될 수 있다.

상기 차징기어부(130)는 기어축(131), 차징기어(132), 래치(133), 및 기어부(134)를 포함할 수 있다.

상기 기어축(131)은 상기 프레임(110) 상에 일측으로 돌출되도록 배치될 수 있으며, 상기 차징기어(132)는 상기 기어축(131)에 회전 가능하게 배치되어 구동원(1)으로부터 회전력을 전달받아 회전될 수 있다.

또한, 상기 차징기어(132)는 후술할 래치(133)에 체결될 수 있도록 일측면에 돌기(132a)가 형성될 수 있다.

상기 래치(133)는 상기 프레임(110) 상에 배치되어 상기 돌기(132a)에 체결됨으로써 상기 차징기어(132)의 회전을 제한할 수 있다.

구체적으로, 상기 래치(133)는 후술할 링크(150)가 상사점에 위치하였을 때, 상기 돌기(132a)에 체결되어 상기 차징기어(132)의 회전을 제한할 수 있다.

여기서, 상사점은 후술할 제2 핀(152)의 중심축과 상기 기어축(131)을 잇는 가상의 선(l)을 그었을 때, 가상의 선(l)이 지나는 구간에 상기 제1 핀(151)의 중심축이 위치하거나, 상기 제1 핀(151)의 중심축이 가상의 선을 지나간 근접지점을 의미할 수 있다.

또한, 상기 래치(133)는 수동 또는 자동으로 상기 돌기(132a)와의 체결이 해제될 수 있으며, 이에 따라 상기 차징기어(132)는 후술할 투입스프링(142)의 복귀력으로 회전될 수 있다.

상기 기어부(134)는 상기 차징기어(132)와 치합되어 구동원(1)으로부터 구동력을 전달할 수 있으며, 적어도 한 개 이상의 기어를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 구동원(1)과 기어부(134)는 베벨기어로써 구현될 수 있으며, 이러한 베벨기어와 상기 차징기어(132) 사이에는 감속기어가 배치될 수 있다.

상기 투입스프링부(140)는 상기 하우징(120) 내부에 배치되어 상기 차징기어부(130)로부터 차징력을 전달받아 투입에너지를 축적할 수 있다.

이러한 투입스프링부(140)는 상기 하우징(120) 내부에서 이동 가능하게 배치되는 플랜지(141)와, 상기 하우징(120) 내부에서 일단이 상기 플랜지(141)에 배치되고 타단이 상기 프레임(110)에 배치되는 투입스프링(142)과, 상기 플랜지(141)에 고정되어 상기 링크(150)의 타단이 체결되는 가이드힌지(143)를 포함할 수 있다.

즉, 상기 플랜지(141)는 상기 차징기어(132)가 상사점에 위치할 때 상기 프레임(110)에 근접하고, 상기 투입스프링(142)이 복귀될 때 상기 프레임(110)과 가장 멀리 이격될 수 있다.

이러한 플랜지(141)의 이동은 링크(150)에 의해 구현될 수 있다.

상기 링크(150)는 일단이 상기 차징기어부(130)에 제1 핀(151)으로써 연결되고 타단이 상기 투입스프링부(140)에 제2 핀(152)으로써 연결될 수 있다.

구체적으로, 상기 제1 핀(151)의 일단은 상기 차징기어(132)에 체결되고 타단은 상기 링크(150)의 일단에 체결되며, 상기 제2 핀(152)의 일단은 상기 가이드힌지(143)에 체결되고 타단은 상기 링크(150)의 타단에 체결될 수 있다.

이러한 상태에서, 상기 링크(150)가 작동 부하가 걸리지 않고 차징력 또는 투입력을 효과적으로 전달할 수 있는 가장 이상적인 조건은 상기 제1 핀(151) 및/또는 제2 핀(152)과 상기 링크(150)의 핀홀의 축이 일치하는 것이다.

그러나, 전술한 것과 같이 상기 프레임(110)과 하우징(120)의 조립 오차, 상기 프레임(110) 상의 기어축(131)의 수직도, 상기 차징기어(132), 링크(150) 및 제1 핀(151) 사이의 조립오차, 또는 사용에 의한 변형 등에 의해 상기 링크(150)의 작동 부하가 발생될 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기 링크(150)의 일단과 상기 제1 핀(151) 사이 또는 상기 링크(150)의 타단과 상기 제2 핀(152) 사이에 배치되는 베어링(160)을 더 포함할 수 있다.

이러한 베어링(160)은 상기 제1 핀(151)과 링크(150)의 편심에 관계 없이 상기 링크(150)의 원활한 동작을 보장해야 하므로, 볼베어링으로서 구현될 수 있다.

즉, 상기 베어링(160)이 볼베어링으로서 구현되므로써 상기 제1 핀(151)과 베어링(160)의 내륜은 동축을 이루고, 상기 베어링(160)의 외륜은 상기 내륜과 동축을 이루거나 편심될 수 있지만 상기 외륜과 내륜 사이에 배치된 복수 개의 볼에 의해 상기 링크(150)의 원활한 구동을 보장할 수 있다.

따라서, 본 발명은 조작기(100)의 조립 공차 등에 구애받지 않고 링크(150)의 힘 전달을 보장하기 때문에 조작기(100)의 조립시간이 단축되고, 내구성이 향상되며, 구동 안정성이 보장될 수 있는 이점이 있다.

이상, 상기 설명에 의해 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이며, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위 및 그와 균등한 범위에 의하여 정해져야 한다.

100: 조작기 110: 프레임
120: 하우징 130: 차징기어부
131: 기어축 132: 차징기어
133: 래치 134: 기어부
140: 투입스프링부 141: 플랜지
142: 투입스프링 143: 가이드힌지
150: 링크 151: 제1 핀
152: 제2 핀 160: 베어링

Claims (6)

1. 차단기 또는 가스절연개폐장치 내부에 고정되는 프레임;
   상기 프레임에 배치되어 구동원으로부터 차징력을 전달받는 차징기어부;
   상기 프레임에 고정되는 하우징;
   상기 하우징 내부에 배치되어 상기 차징기어부로부터 차징력을 전달받아 투입에너지를 축적하는 투입스프링부;
   일단이 상기 차징기어부에 제1 핀으로써 연결되고 타단이 상기 투입스프링부에 제2 핀으로써 연결되는 링크; 및
   상기 링크의 일단과 상기 제1 핀 사이 또는 상기 링크의 타단과 상기 제2 핀 사이에 배치되는 베어링;을 포함하는 가스절연개폐장치의 조작기.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 차징기어부는,
   상기 프레임 상에 일측으로 돌출되도록 배치되는 기어축;
   상기 기어축에 회전 가능하게 배치되어 구동원으로부터 회전력을 전달받으며 일측면에 돌기가 형성되는 차징기어;
   상기 프레임 상에 배치되어 상기 돌기에 체결됨으로써 상기 차징기어의 회전을 제한하는 래치; 및
   상기 차징기어와 치합되어 구동원으로부터 구동력을 전달하는 적어도 한 개 이상의 기어부;를 포함하는 가스절연개폐장치의 조작기.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1 핀의 일단은 상기 차징기어에 체결되고 타단은 상기 링크의 일단에 체결되는 가스절연개폐장치의 조작기.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 투입스프링부는,
   상기 하우징 내부에서 이동 가능하게 배치되는 플랜지;
   상기 하우징 내부에서 일단이 상기 플랜지에 배치되고 타단이 상기 프레임에 배치되는 투입스프링; 및
   상기 플랜지에 고정되어 상기 링크의 타단이 체결되는 가이드힌지;를 포함하는 가스절연개폐장치의 조작기.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 제2 핀의 일단은 상기 가이드힌지에 체결되고 타단은 상기 링크의 타단에 체결되는 가스절연개폐장치의 조작기.
   
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 베어링은 볼베어링으로 형성되는 가스절연개폐장치의 조작기.

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