KR20240008784A - 순차 접지 방식의 아크 제거 장치 - Google Patents

순차 접지 방식의 아크 제거 장치 Download PDF

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Abstract

배전반 내부에서 고압 아크가 발생할 시에 이를 제거하고 배전반을 보호할 수 있도록 된 순차 접지 방식의 아크 제거 장치가 개시되어 있다.
이 개시된 아크 제거 장치는, 아크를 발생시키는 대전류가 유입되는 유입부와; 유입부에 의해 유입된 대전류가 접지되어 외부로 배출되는 접지부를 포함한다.
유입부는 접지부에 1차적으로 전기 접속되는 제1가동바와, 제1가동바를 전진시키는 제1링크유닛 및 제1링크유닛를 작동시키는 제1트리거를 구비한 제1구동부와; 접지부에 2차적으로 전기 접속되는 제2가동바와, 제2가동바를 전진시키는 제2링크유닛 및 제2링크유닛를 작동시키는 제2트리거를 구비한 제2구동부; 및 제1 및 제2구동부를 지지하는 지지부;를 포함할 수 있다.

Description

순차 접지 방식의 아크 제거 장치{DEVICE FOR ARC ELIMINATING OF SEQUENTIAL GROUNDING TYPE}
본 발명은 배전반 내부에서 고압 아크가 발생할 시에 이를 제거하고 배전반을 보호할 수 있도록 된 아크 제거 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 아크 발생 방지 성능이 개선된 순차 접지 방식의 아크 제거 장치에 관한 것이다.
현대사회에서 배전반, 개폐기, 변압기 등의 전력기기는 모든 분야에서 사용되고 있는 설비기기로써 고전압을 사용하는 특성으로 인해 그 피해 규모 및 파급효과가 매우 크며, 즉각적인 인명피해를 발생시키는 치명적인 위험성을 내포한다.
고압의 전위차로 인해 발생하는 아크는 압력과 열에 의해 폭발사고를 유발시킴으로써, 전체 전력기기 사고 중 평균 90% 이상을 차지할 정도로 자주 발생할 뿐만 아니라 그 위험성도 매우 높아 반드시 막아야 하는 위험사고로 분류되고 있다.
일반적으로 수배전반에서 발생하는 전기 화재 폭발 사고는 아크에 의해 발생되는 경우가 많다. 아크 발생으로 인해 고온의 에너지가 방출되어 인명과 주변 기기에 큰 피해를 입히게 된다. 이러한 아크 발생은 대전류의 유입에 의해 발생되며 상기 아크 발생으로 인한 피해를 방지하기 위해 상기 대전류를 접지부측으로 유도 배출하게 된다.
이를 위해 종래에는 대전류 유입시, 화약의 폭발력에 의해 작동되는 소정의 기계적 장치를 통해 대전류를 접지측으로 흐르게 하는 구성을 이용하였다. 그런데, 이러한 종래 기술의 경우 폭발성 동작으로 인해 구조가 복잡하고, 폭발 보호를 위해 제품이 대형화되며 한번 사용 후에는 재사용이 불가능하여 제조 원가 및 관리 비용이 증가하는 문제점이 있었다.
공개특허공보 제10-2000-0031672호(공개일: 2000.06.05.) 등록특허공보 제10-1015051호(공고일: 2011.02.16.) 등록특허공보 제10-1229746호(공고일: 2013.02.05.) 등록특허공보 제10-1498686호(공고일: 2015.03.06.)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 제어부에 의해 아크를 유발하는 대전류를 감지하는 경우 상기 제어부는 1차적으로 톰슨 코일 액츄에이터를 가동하여 상기 대전류의 전압을 먼저 제거하고, 2차적으로 스토퍼 구동부를 가동하여 대전류를 접지부에 흐르게 하여 대전류를 최종적으로 제거할 수 있어 아크 발생 방지 성능을 향상시킬 수 있는 순차 접지 방식의 아크 제거 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 순차 접지 방식의 아크 제거 장치는, 아크를 발생시키는 대전류가 유입되는 유입부와; 상기 유입부에 의해 유입된 대전류가 접지되어 외부로 배출되는 접지부를 포함하며, 상기 유입부는 상기 접지부에 1차적으로 전기 접속되는 제1가동바와, 상기 제1가동바를 전진시키는 제1링크유닛 및 상기 제1링크유닛를 작동시키는 제1트리거를 구비한 제1구동부와; 상기 접지부에 2차적으로 전기 접속되는 제2가동바와, 상기 제2가동바를 전진시키는 제2링크유닛 및 상기 제2링크유닛를 작동시키는 제2트리거를 구비한 제2구동부; 및 상기 제1 및 제2구동부를 지지하는 지지부를 포함할 수 있다.
상기 제1트리거는, 상기 지지부의 일 측에 구비되어, 승하강 동력을 발생하는 톰슨 코일 액츄에이터와; 상기 톰슨 코일 액츄에이터에 의해 승하강하여 상기 제1링크유닛를 작동시키는 가압부를 포함할 수 있다.
상기 제1링크유닛는, 상기 가압부의 하측에 배치되는 것으로 수평 방향으로 배열되며 상호 핀 결합되는 제1 내지 제3링크와; 상기 지지부의 상하 방향으로 배치되는 것으로, 일단이 상기 제3링크에 결합되고 중앙 일측은 상기 지지부에 회전 가능하게 결합되어, 상기 제3링크의 전후진에 의해 상기 접지부 방향으로 회전되는 제4링크를 포함할 수 있다.
상기 제1가동바는, 상기 제4링크에 구비되며, 상기 지지부 방향으로 전후진될 수 있다.
여기서, 상기 제1링크는 상기 제2링크 반대 방향 일측이 상기 지지부에 핀 결합되어 고정된 상태에서 회전가능하게 구비되고, 상기 가압부는 상기 제1링크와 상기 제2링크의 결합 부위를 가압하도록 배치되며, 상기 가압부의 가압에 의해 상기 제2링크와 상기 제3링크는 상기 제1링크 측으로 이동하고, 상기 제4링크는 상기 제3링크의 이동에 의해 회전되어 상기 제1가동바를 상기 접지부 방향으로 이동시킬 수 있다.
상기 제4링크는, 상기 지지부 사이에 한 쌍으로 이루어지는 제4링크본체와; 상기 제4링크본체의 하측 일부를 관통하고, 상기 지지부에 설치되는 중심핀을 포함하며, 상기 제4링크본체의 상측에는 높이 방향으로 길게 관통 형성되는 장공이 형성될 수 있다.
상기 제1가동바는, 상기 제2가동바의 내부에 구비되는 제1가동바 본체와; 상기 제1가동바 본체의 일 측에서 돌출되고, 상기 제2가동바의 개방 슬롯을 관통한 후, 상기 제4링크본체에 형성된 장공에 삽입되는 제1연동핀;을 포함하며, 상기 제4링크의 회전에 의해 전후진될 수 있다.
상기 제2트리거는, 상기 지지부의 일 측에 구비되며, 전후진 동력을 발생하는 스토퍼 구동부와; 상기 지지부의 일 측에 구비되며, 상기 제2링크유닛 일 측을 견인하는 탄성 견인부와; 상기 제2링크유닛 일 측에 접하여, 상기 제2링크유닛의 작동을 금지시키며, 상기 스토퍼 구동부에 연동되어 이동되는 스토퍼를 포함할 수 있다.
상기 제2링크유닛는, 상기 지지부에 대해 수직 방향으로 배치되고, 일 측을 중심으로 회전 가능하게 구비되는 제5링크와; 상기 제5링크의 상측에 경사진 방향으로 배치되고, 상기 제5링크에 대해 상호 핀 결합되는 제6링크와; 상기 제6링크의 일단에 핀 결합되며, 수평 방향으로 이동되는 이동링크와; 상기 지지부에 고정되고, 상기 이동링크의 운동을 가이드하는 가이드;를 포함할 수 있다.
상기 제2가동바는, 중공 형상을 가지는 제2가동바 본체와; 상기 제2가동바 본체의 외측에 길이 방향으로 길게 형성되는 개방 슬롯을 포함하며, 상기 이동링크의 선단부에 마련될 수 있다.
상기 스토퍼 구동부는, 상기 지지부 일 측에 구비되고, 인가되는 전원에 의해 길이 방향으로 크기가 변동되는 길이 변형부와; 상기 길이 변형부에 연동되어 이동되는 이동판;을 포함할 수 있다.
상기 스토퍼는, 그 일측이 제5링크의 하단에 접하고, 일단이 상기 이동판에 연동될 수 있다.
상기 제5링크는, 상기 지지부 사이에 한 쌍으로 구비되는 제5링크본체와; 상기 제5링크본체의 일 측을 관통하며, 상기 지지부에 설치되는 중심핀; 및, 상기 제5링크본체의 하부 일 측에 구비되며, 상기 탄성 견인부의 하측이 연결되는 제2연동핀을 포함할 수 있다.
상기 지지부는, 한 쌍의 판체로 이루어지는 제1지지판과; 상기 제1지지판의 하단에 각각 부착되는 판체 형상의 제2지지판을 포함할 수 있다.
상기 지지부는, 상기 제1지지판을 관통하여 설치되며, 상기 제2트리거의 일측을 고정하는 고정핀을 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 순차 접지 방식의 아크 제거장치는 상기 지지부 중 상기 접지부 방향 측면에 고정되는 것으로, 상기 지지부에 고정되는 것으로, 그 내부에 상기 제1 및 제2가동바가 출입하는 개방부가 형성된 헤드부 본체를 구비한 헤드부를 더 포함하며, 상기 제1가동바와 상기 제2가동바 각각은 상기 개방부를 통해 이동하여 상기 접지부에 연결될 수 있다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부 도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 발명에 따른 순차 접지 방식의 아크 제거장치는 1차적으로 대전류의 전압을 먼저 제거하고, 2차적으로 대전류를 최종적으로 제거할 수 있어 아크 발생 방지 성능을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명에 따른 순차 접지 방식의 아크 제거장치는 톰슨 코일 및 스프링을 이용한 조립식 설계로 내부구조를 단순화 시킴으로써 제품의 내구성을 높임과 동시에 제작단가와 유지·보수 비용을 확연히 낮출 수 있다.
또한 본 발명에 따른 순차 접지 방식의 아크 제거장치는 기계적으로 동작하는 원리로 인해 10회 이상 작동하는 다중 동작이 가능하고 작동의 정확성과 안전성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시에에 따른 아크 제거 장치가 작동되어 제1가동바와 제2가동바가 접지부에 접지된 상태를 나타내는 개략도,
도 2는 본 발명의 일 실시에에 따른 아크 제거 장치 중 제1구동부가 작동하여 제1가동바가 전진된 상태를 나타내는 개략도,
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시에에 따른 아크 제거 장치 중 제1링크유닛를 나타내는 일부 확대 사시도 및 분리 사시도,
도 5는 본 발명의 일 실시에에 따른 아크 제거 장치의 제2구동부를 나타내는 일부 사시도,
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시에에 따른 아크 제거 장치가 작동전 대기 상태인 경우를 나타내는 개략도 및 사시도,
도 8은 본 발명의 일 실시에에 따른 아크 제거 장치의 제2트리거를 자세하게 도시하는 확대사시도,
도 9는 본 발명의 일 실시에에 따른 아크 제거 장치의 사시도,
도 10은 본 발명의 일 실시에에 따른 아크 제거 장치의 지지부를 분리하여 도시한 분리 사시도,
도 11은 본 발명의 일 실시에에 따른 아크 제거 장치의 제어부의 결합 관계를 나타내는 개략도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.
아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 아크 제거 장치(10)는 도 1 내지 도 11에 도시된 바와 같이 아크를 발생시키는 대전류가 유입되는 유입부(100)와, 상기 유입부(100)에 의해 유입된 대전류가 접지되어 외부로 배출되는 접지부(200)를 포함한다. 상기 유입부(100)에 의해 대전류가 유입된 후 1차적으로 대전류의 전압이 제거되고 2차적으로 대전류가 최종 제거된다.
이러한 유입부(100)는 상기 접지부(200)에 1차적으로 전기적으로 접속하는 제1 구동부(1000)와, 상기 접지부(200)에 2차적으로 전기적으로 접속하는 제2구동부(2000)와, 상기 제1구동부(1000) 및 제2구동부(2000)를 지지하는 지지부(3000)를 포함한다. 즉, 상기 제1구동부(1000)에 의해 1차적으로 대전류의 전압을 제거하고, 제2구동부(2000)에 의해 대전류를 최종 제거하며 이러한 제1구동부(1000)와 제2구동부(2000)는 지지부(3000)에 의해 지지된다.
상기 제1구동부(1000)는 상기 접지부(200)에 1차적으로 접속되는 제1가동바(B1)와, 상기 제1가동바(B1)를 전진시키는 제1링크유닛(LN1)와, 상기 제1링크유닛(LN1)를 작동시키는 제1트리거(1100)를 포함한다. 상기 제1링크유닛(LN1)는 다수 개의 링크가 결합된 구조를 가지며, 상기 제1트리거(1100)에 의해 제1링크유닛(LN1)가 작동되어 제1가동바(B1)를 접지부(200) 측으로 이동시켜 대전류의 전압을 1차적으로 제거한다.
상기 제2구동부(2000)는 상기 접지부(200)에 2차적으로 접속되는 제2가동바(B2)와, 상기 제2가동바(B2)를 전진시키는 제2링크유닛(LN2)와, 상기 제2링크유닛(LN2)를 작동시키는 제2트리거(2100)를 포함한다. 상기 제2링크유닛(LN2) 역시 유사하게 다수 개의 링크가 결합된 구조를 가지며, 상기 제2트리거(2100)에 의해 제2링크유닛(LN2)가 작동되어 제2가동바(B2)를 접지부(200) 측으로 이동시키 대전류를 최종 제거한다.
상기 제1링크유닛(LN1)는 제1트리거(1100)에 의해 작동되며 이러한 제1트리거(1100)는 지지부(3000) 일 측에 구비되어 승하강 동력을 발생하는 톰슨 코일 액츄에이터(1110)와, 상기 톰슨 코일 액츄에이터(1110)에 의해 승하강하여 제1링크유닛(LN1)를 작동하는 가압부(1120)를 포함한다.
상기 톰슨 코일 액츄에이터라고 하는 것은 전자기적인 반발력을 이용하여 구동하는 것을 말한다. 이러한 톰슨 코일 액츄에이터는 일반적인 액츄에이터에 비해 빠른 동작 특성을 갖는다. 즉, 일반적인 액츄에이터의 경우 동작 시간이 20~30 ms 인 반면, 톰슨 코일 액츄에이터는 수 ms 내에 동작을 완료한다. 본 발명은 이러한 톰슨 코일 액츄에이터를 이용하여 상기 가압부(1120)를 신속하게 하강하여 제1링크유닛(LN1)를 작동시킨다. 이러한 톰슨 코일 액츄에이터 자체는 널리 알려진 것으로서 예를 들어 한국 등록특허 제10-2475865호, 제10-1229746호, 제10-1741460호 등에 자세히 기재되어 있어 이에 대한 중복되는 설명과 도시는 생략한다.
상기 제1링크유닛(LN1)는 상기 가압부(1120)의 하측에 배치되고 수평 방향으로 배열되며 상호 핀 결합되는 제1링크(1130), 제2링크(1140) 및 제3링크(1150)와, 지지부(3000)의 상하 방향으로 배치되는 제4링크(1160)를 포함한다. 즉, 상기 제1링크(1130), 제2링크(1140) 그리고 제3링크(1150)는 상호 핀 결합되고 수평 방향으로 배치되며 상기 가압부(1120)의 하측에 배치된다. 상기 제4링크(1160)는 수직 방향으로 배치되고, 하단은 제3링크(1150)에 핀 결합된다. 이때, 상기 제4링크(1160)의 중앙 일측은 지지부(3000)에 회전 가능하게 결합되어, 상기 제3링크(1150)의 전후진에 의해 접지부(200) 방향으로 회전된다. 이러한 제4링크(1160)에 상기 제1가동바(B1)가 구비되어 지지부(3000) 방향으로 전후진되며 이에 대해서는 따로이 설명한다.
한편, 상기 제1링크(1130) 중 제2링크(1140) 반대 방향 일 측은 지지부(3000)에 핀 결합되어 고정된 상태에서 회전 가능하게 구비된다. 즉, 상기 제1링크(1130)는 바아 형상의 제1링크본체(1131)와, 상기 제1링크본체(1131) 중 제2링크 반대방향(도 2 내지 도 4에서 도면상 좌측)에 구비되는 고정핀(1132)과, 상기 제1링크본체(1131) 중 제2링크 방향(도 2 내지 도 4에서 도면상 우측)에 구비되는 제1연결핀(1133)을 포함한다. 상기 고정핀(1132)은 지지부(3000)에 고정되는 관계로 상기 제1링크본체(1131)는 상기 고정핀(1132)을 중심으로 회전하게 된다. 상기 제2링크(1140)는 H 빔 형상으로서 개구된 부분이 수평 방향으로 배치되는 제2링크본체(1141)를 포함한다. 상기 제2링크본체(1141) 중 제1링크(1130) 방향(도 2 내지 도 4에서 도면상 좌측)는 상기 제1연결핀(1133)에 의해 결합되어 상호 맞물린 상태에서 회전운동하게 된다. 상기 제2링크본체(1141)의 반대편에는 제2연결핀(1142)이 구비된다. 상기 제3링크(1150)는 타원 형상의 제3링크본체(1151)를 포함한다. 이러한 제3링크본체(1151) 중 제2링크(1140) 방향 측면은 상기 제2연결핀(1142)에 의해 핀 결합된다. 따라서, 상기 제2링크(1140)와 제3링크(1150)는 상호 맞물린 상태에서 회전 운동하게 된다.
상기 가압부(1120)는 상술된 제1링크(1130)와 제2링크(1140)의 결합 부위를 가압하도록 배치된다. 따라서, 상기 가압부(1120)의 가압에 의해 제2링크(1140)와 제3링크(1150)는 제1링크(1130) 측으로 이동하게 된다. 즉, 제1링크(1130)는 고정핀(1132)을 중심으로 원 운동하므로 상기 제2링크(1140)와 제3링크(1150)는 제1링크(1130) 방향으로 이동하게 된다. 이러한 구성에 의해 상기 제4링크(1160)는 제3링크(1150)의 이동에 의해 회전되어 제1가동바(B1)를 접지부(200) 방향으로 이동시키게 되며 이에 대해서는 따로이 설명한다.
한편, 상기 제1링크(1130)와 제2링크(1140)의 결합 부위에는 접촉 롤러(1142)가 배치될 수 있다. 상기 접촉 롤러(1142)는 상기 제1연결핀(1133)에 의해 핀 결합되고 상기 가압부(1120)의 하강에 의해 접촉될 수 있다.
이상 살명한 바와 같이 제1트리거(1100)에 의해 제1링크유닛(LN1)가 작동되어 제1가동바(B1)가 접지부(200)에 접속되고 제2트리거(2100)에 의해 제2링크유닛(LN2)가 작동되어 제2가동바(B2)가 접지부(200)에 접지된다.
이러한 제2트리거(2100)는 지지부(3000) 일 측에 구비되는 스토퍼 구동부(2110), 탄성 견인부(2130) 그리고 스토퍼(2120)를 포함한다. 상기 스토퍼 구동부(2110)는 지지부(3000) 일 측에 수평 방향으로 설치되고 전후진 동력을 발생한다. 상기 탄성 견인부(2130) 역시 지지부(3000) 일 측에 고정되어 상기 제2링크유닛(LN2)의 일 측을 견인하게 된다. 상기 스토퍼(2120)는 상기 제2링크유닛(LN2)의 일 측에 접하여 제2링크유닛(LN2)의 작동을 금지하는 한편 상기 스토퍼 구동부(2110)에 연동되어 이동된다. 즉, 상기 제2링크유닛(LN2)는 탄성 견인부(2130)에 의해 작동될려고 하는 힘을 받게 되나 상기 스토퍼(2120)에 의해 걸림되어 작동하지 못하는 상태이며, 만일 상기 스토퍼 구동부(2110)에 의해 스토퍼(2120)가 후진하여 제2링크유닛(LN2)의 걸림 상태가 해제되면 상기 제2링크유닛(LN2)가 작동된다.
이러한 제2링크유닛(LN2)는 상호 핀 결합하는 제5링크(2300), 제6링크(2400) 그리고 이동링크(2500)를 포함한다. 상기 제5링크(2300)는 지지부(3000)에 수직 방향으로 배치되고 일 측을 중심으로 회전 가능하게 구비된다. 상기 제6링크(2400)는 상기 제5링크(2300)의 상측에 경사진 방향으로 배치되고 상호 핀 결합된다. 상기 이동링크(2500)는 상기 제6링크(2400)의 끝단에 핀 결합되어 수평 방향으로 이동한다. 상기 이동링크(2500)는 지지부(3000) 일 측에 설치된 가이드(2800)에 의해 수평 방향 운동하도록 가이드된다. 이러한 이동링크(2500)의 선단부에 상기 제2가동바(B2)가 구비되어 수평 방향 이동하며 이에 대해서는 따로이 설명한다.
상기 스토퍼(2120)는 상기 제2링크유닛(LN2) 중 제5링크(2300)의 하측에 접하고, 상기 스토퍼 구동부(2110)에 연동되어 이동된다. 이러한 스토퍼 구동부(2110)는 지지부(3000) 일 측에 구비되고 전원 공급에 의해 길이 방향 크기가 변동되는 길이 변형부(2111)와, 상기 길이 변형부(2111)에 연동되어 이동되는 이동판(2112)을 포함한다. 상기 길이 변형부(2111)는 널리 알려진 압전 소자 등을 이용하여 전원의 인가에 의해 길이 방향 크기가 증가하거나 감소될 수 있다. 즉, 상기 길이 변형부(2111)의 길이가 감소하면 이동판(2112)이 제5링크(2300)에서 멀어지는 방향(도 1에서 도면상 좌측)으로 이동한다. 상기 이동판(2112)의 이동에 의해 스토퍼(2120)가 이동되어 제5링크(2300)의 걸림 상태가 해제된다. 이에 의해 제5링크(2300)는 탄성 견인부(2130)에 하측이 견인되어 회전하게 된다. 다시 말해서, 상기 스토퍼(2120)의 일 측은 제5링크(2300)의 하단에 접하여 제5링크(2300)의 회전을 금지하고 상기 이동판(2112)에 연동되어 이동되는 것이다.
앞서 설명된 제1구동부(1000)와 제2구동부(2000)는 지지부(3000)에 설치된다. 이러한 지지부(3000)는 한 쌍의 판체로 이루어지는 제1지지판(3100)과, 상기 제1지지판(3100)의 하단에 각각 부착되는 판체 형상의 제2지지판(3200)을 포함한다. 즉, 상호 일정 거리 분리된 상태인 한 쌍의 제1지지판(3100) 하측에 제2지지판(3200)이 각각 부착된 구성이다.
이때, 상기 제1링크유닛(LN1)의 제4링크(1160)는 지지부(3000) 사이에 한 쌍으로 이루어지는 제4링크본체(1161)와, 상기 제4링크본체(1161)의 하측 일부를 관통하고 지지부(3000)에 설치되는 중심핀(1162)과, 상기 제4링크본체(1161)의 상측에 형성되고 높이 방향으로 길게 관통되는 장공(1163)을 포함한다. 즉, 상기 제4링크(1160)는 상기 중심핀(1162)을 중심으로 회전할 수 있다. 상기 제4링크본체(1161)의 하측은 상술된 바와 같이 제3링크(1150)와 핀 결합되어 있다. 만일 가압부(1120)가 제1링크(1130)와 제2링크(1140)의 결합 부위를 가압하면 제2링크(1140)와 제3링크(1150)는 제1링크(1130) 측으로 이동하게 되고 이에 의해 제4링크(1160)의 하단 역시 제1링크(1130) 측으로 이동하게 된다. 이에 의해 제4링크(1160)는 상기 중심핀(1162)을 기준으로 시계 방향 회전을 한다. 따라서, 제4링크(1160)의 상단은 접지부 방향(도 1에서 도면상 우측 방향)으로 전진하게 되고 이에 의해 제1가동바(B1)가 접지부 방향으로 전진하게 된다.
한편, 상기 제3링크본체(1151)은 제3연결핀(1153)에 의해 제4링크본체(1161)의 하단과 핀 결합될 수 있다.
상기 제1가동바(B1)는 제2가동바(B2) 내부에 구비될 수 있다. 이러한 제2가동바(B2)는 중공 형상을 가지고 내부에 상기 제1가동바(B1)가 구비되는 제2가동바 본체(B2-1)와, 상기 제2가동바 본체(B2-1)의 외측에 길이 방향으로 길게 형성되는 개방 슬롯(B2-2)을 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1가동바(B1)는 상기 제2가동바 본체(B2-1) 내부에 구비되는 제1가동바 본체(B1-1)와, 상기 제1가동바 본체(B1-1)의 일 측에서 돌출되고 상기 개방 슬롯(B2-2)을 관통한 후 상기 제4링크(1160)의 장공(1163)에 삽입되는 제1연동핀(B1-2)을 포함한다. 즉, 상기 제4링크(1160)가 고정핀(1162)을 중심으로 시계 방향 회전을 하는 경우 제4링크(1160)의 상단부는 접지부 방향(도 1 및 도 2에서 도면상 우측 방향)으로 회전한다. 이때, 상기 제4링크(1160)의 장공(1163)에는 제1연동핀(B1-2)이 삽입되어 있으므로 제4링크(1160)의 회전에 의해 제1연동핀(B1-2)과 제1가동바 본체(B1-1)가 연동되어 접지부 방향으로 이동한다. 이러한 구성에 의해 제1가동바(B1)가 접지부 방향으로 이동한 후 접지부에 접속되어 대전류의 전압을 1차 제거한다.
물론 상기 제4링크(1160)가 반대 방향으로 회전하는 경우 상기 제1가동바(B1)는 반대 방향으로 후진하게 된다.
상기 제2링크유닛(LN2)의 제5링크(2300)는 지지부(3000) 사이에 한 쌍으로 구비되는 제5링크본체(2310)와, 상기 제5링크본체(2310)의 일 측을 관통하고 지지부(3000)에 설치되는 중심핀(2320)을 포함한다. 즉, 상기 제5링크본체(2310)는 상기 중심핀(2320)을 중심으로 회전하게 된다. 한편, 상기 제5링크본체(2310) 하부 일 측에는 제2연동핀(2330)이 구비되어 탄성 견인부(2130)의 하측이 연결된다.
또한, 상기 지지부(3000)는 제1지지판(3100)을 관통하여 설치되어 상기 탄성 견인부(2130)의 상측이 고정되는 고정핀(2340)을 포함한다. 즉, 상기 탄성 견인부(2130)의 상측은 상기 고정핀(2340)에 고정되고 탄성 견인부(2130)의 하측은 제2연동핀(2330)에 고정된다. 상기 탄성 견인부(2130)는 견인력을 발생하는 코일 스프링을 이용할 수 있으며, 이러한 탄성 견인부(2130)에 의해 제5링크(2300)는 상기 중심핀(2320)을 중심으로 시계 방향으로 회전할려고 하는 힘을 받게 된다. 다만, 상술된 바와 같이 스토퍼(2120)가 제5링크(2300)의 하측에 접해 있으므로 회전 운동은 허용되지 않게 된다.(도 6참조) 이때, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 스토퍼(2120)가 스토퍼 구동부(2110)에 의해 후진하면 제5링크(2300)는 시계 방향으로 자유롭게 회전할 수 있게 된다.
도 1, 도 2 및 도 6에 도시된 바와 같이 상기 지지부(3000) 중 접지부(200) 방향 측면에 고정되는 헤드부(4000)를 포함할 수 있다. 이러한 헤드부(4000)는 상기 지지부(3000)에 고정되는 헤드부 본체(4100)와, 상기 헤드부 본체(4100) 내부에 형성되어 상기 제1가동바(B1)와 제2가동바(B2)가 출입하는 개방부(4200)를 포함한다. 이러한 개방부(4200)를 통해 상기 제1가동바(B1)와 제2가동바(B2)는 상기 개방부(4200)를 통해 이동하여 접지부(200)에 연결될 수 있다.
상기 접지부(200)는 상기 제1가동바(B1)가 삽입되는 삽입부(220)와, 상기 삽입부(220)가 구비되는 하우징(210)을 포함할 수 있다. 상기 삽입부(220)에는 상술된 바와 같이 제1가동바(B1)가 내부에 삽입되어 대전류의 전압이 전달될 수 있고, 제2가동바(B2)는 상기 삽입부(220)의 전면에 접촉되어 대전류가 전달될 수 있다. 이러한 삽입부(220)는 일반적인 배출부(230)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
상기 지지부(3000)는 상술된 바와 같이 한 쌍의 판체로 이루어지는 제1지지판(3100)과, 상기 제1지지판(3100)의 하단에 각각 부착되는 판체 형상의 제2지지판(3200)을 포함한다. 이러한 제1지지판(3100)은 판체 형상을 가지는 지지판 본체(3110)를 포함한다.
상기 제1가동바(B1)는 제1링크유닛(LN1)에 의해 구동된다. 이때, 상술된 가압부(1120)는 상술된 제1링크(1130)와 제2링크(1140)의 결합 부위를 가압한다. 따라서, 상기 가압부(1120)의 가압에 의해 제2링크(1140)와 제3링크(1150)는 제1링크(1130) 측으로 이동하게 된다. 즉, 제1링크(1130)는 고정핀(1132)을 중심으로 원 운동하므로 상기 제2링크(1140)와 제3링크(1150)는 제1링크(1130) 방향으로 이동하게 된다. 이러한 구성에 의해 상기 제4링크(1160)는 제3링크(1150)의 이동에 의해 회전되어 제1가동바(B1)를 접지부(200) 방향으로 이동시키게 된다. 이때, 상기 고정핀(1132)은 도 10에 도시된 바와 같이 제2지지판(3200)에 형성되는 관통공(3240)에 삽입된다. 상술된 바와 같이 고정핀(1132)이 관통공(3240)에 삽입된 상태에므로 이동하지 않고 회전만 가능하게 된다. 상기 제2링크(1140)는 상기 가압부(1120)의 가압에 의해 이동하게 된다. 이를 위해 상기 제2링크본체(1141)가 회동 가능하게 구비되는 연결핀(1142)은 제2지지판(3200)에 형성되는 수평 장공(3220)에 삽입된다. 즉, 상기 연결핀(1142)이 수평 장공(3220)에 삽입되어 수평 방향의 이동을 가이드 받음으로서 제2링크(1140)가 안정적으로 수평 방향 이동이 가능해지고, 이에 연동되어 제3링크(1150) 역시 수평 방향으로 이동한다.
상기 제2가동바(B2)는 제2링크유닛(LN2)에 의해 구동되며 제2링크유닛(LN2)의 제5링크(2300)는 탄성 견인부(2130)에 의해 견인력을 받게 된다. 상술된 바와 같이 스토퍼(2200)가 제5링크(2300)의 하단에서 후퇴하면 상기 제5링크(2300)는 상기 견인력에 의해 중심핀(2320)을 중심으로 회전하고, 상기 제5링크(2300)의 하단에 구비되는 제2연동핀(2330)은 연동되어 특정 곡률로 회전된다. 이러한 제2연동핀(2330)의 회전을 안정적으로 가이드하기 위해 제1지지판(3100) 일 측에 특정 곡률과 원주 길이를 갖는 관통 아크부(3113)가 형성된다. 즉, 상기 제2연동핀(2330)이 상기 관통 아크부(3113)에 삽입된 상태에서 이동하므로 상기 제2연동핀(2330)의 안정적인 이동을 구현한다.
한편, 상기 탄성 견인부(2130)의 상측은 고정핀(2340)에 고정되며 이러한 고정핀(2340)은 상기 한 쌍의 지지판 본체(3110) 중 일 측에서 돌출되도록 형성된 후 타 측의 지지판 본체(3110)을 관통하여 돌출된다. 이렇게 돌출된 고정핀(2340)에 탄성 견인부(2130)의 상측이 걸림된다.
이하 도 1 내지 도 11을 참조하여 상술된 본 발명의 아크 제거 장치(10)를 이용한 아크 제거 동작에 대해 설명한다.
우선, 대기 상태로서 탄성 견인부(2130)가 제2연동핀(2320)을 견인하는 동안 스토퍼(2120)는 제5링크본체(2310)의 하단에 접하여 제5링크(2300)의 회전을 저지하고 있는 상태이다. (도 6참조)
이러한 상태에서 제어부(CON)에 의해 아크를 유발하는 대전류를 감지하는 경우 상기 제어부(CON)는 1차적으로 톰슨 코일 액츄에이터(1110)를 가동하여 제1링크유닛(LN1)를 작동하여 제1가동바(B1)가 접지부(200)에 1차적으로 접지되도록 한다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 톰슨 코일 액츄에이터(1110)의 가동에 의해 가압부(1120)가 하강하면서 제1링크유닛(LN1)를 작동한다. 이러한 작용에 의해 제1가동바(B1)가 먼저 접지부 방향으로 이동하여 헤드부(4000)로부터 돌출한다. 이때, 상기 제1가동바(B1)는 상술된 바와 같이 제2가동바(B2) 내부에서 이동하며 돌출한다.
이후, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 제어부(CON)는 2차적으로 스토퍼 구동부(2110)를 가동하여 스토퍼(2120)가 후진되어 제5링크본체(2310)로부터 분리된다. 이에 의해, 제5링크(2300)는 탄성 견인부(2130)의 견인력에 의해 회전하여 제2가동바(B2)가 돌출하여 접지부에 2차적으로 접지되도록 한다.
이때, 상기 제1가동바(B1)와 제2가동바(B2)의 작동은 앞서 설명한 바 이에 대한 중복되는 설명은 생략한다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다. 본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.
100 : 유입부 1000 : 제1구동부
1100 : 제1트리거 1110 : 톰슨 코일 액츄에이터
1120 : 가압부 1130 : 제1링크
1140 : 제2링크 1150 : 제3링크
1160 : 제4링크 2000 : 제1구동부
2100 : 제2트리거 2110 : 스토퍼 구동부
2120 : 스토퍼 2130 : 탄성 견인부
2300 : 제5링크 2400 : 제6링크
2500 : 이동링크 3000 : 지지부
3100 : 제1지지판 3200 : 제2지지판
4000 : 헤드부 4100 : 헤드부 본체
4200 : 개방부 200 : 접지부

Claims (14)

  1. 아크를 발생시키는 대전류가 유입되는 유입부와;
    상기 유입부에 의해 유입된 대전류가 접지되어 외부로 배출되는 접지부를 포함하며,
    상기 유입부는,
    상기 접지부에 1차적으로 전기 접속되는 제1가동바와, 상기 제1가동바를 전진시키는 제1링크유닛 및 상기 제1링크유닛를 작동시키는 제1트리거를 구비한 제1구동부와;
    상기 접지부에 2차적으로 전기 접속되는 제2가동바와, 상기 제2가동바를 전진시키는 제2링크유닛 및 상기 제2링크유닛를 작동시키는 제2트리거를 구비한 제2구동부; 및
    상기 제1 및 제2구동부를 지지하는 지지부를 포함하는 순차 접지 방식의 아크 제거 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1트리거는,
    상기 지지부의 일 측에 구비되어, 승하강 동력을 발생하는 톰슨 코일 액츄에이터와;
    상기 톰슨 코일 액츄에이터에 의해 승하강하여 상기 제1링크유닛를 작동시키는 가압부를 포함하는 것을 특징으로 하는 순차 접지 방식의 아크 제거 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1링크유닛는,
    상기 가압부의 하측에 배치되는 것으로 수평 방향으로 배열되며 상호 핀 결합되는 제1 내지 제3링크와;
    상기 지지부의 상하 방향으로 배치되는 것으로, 일단이 상기 제3링크에 결합되고 중앙 일측은 상기 지지부에 회전 가능하게 결합되어, 상기 제3링크의 전후진에 의해 상기 접지부 방향으로 회전되는 제4링크를 포함하고,
    상기 제1가동바는,
    상기 제4링크에 구비되며, 상기 지지부 방향으로 전후진되는 것을 특징으로 하는 순차 접지 방식의 아크 제거 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1링크는 상기 제2링크 반대 방향 일측이 상기 지지부에 핀 결합되어 고정된 상태에서 회전가능하게 구비되고,
    상기 가압부는 상기 제1링크와 상기 제2링크의 결합 부위를 가압하도록 배치되며,
    상기 가압부의 가압에 의해 상기 제2링크와 상기 제3링크는 상기 제1링크 측으로 이동하고, 상기 제4링크는 상기 제3링크의 이동에 의해 회전되어 상기 제1가동바를 상기 접지부 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 순차 접지 방식의 아크 제거 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제4링크는,
    상기 지지부 사이에 한 쌍으로 이루어지는 제4링크본체와;
    상기 제4링크본체의 하측 일부를 관통하고, 상기 지지부에 설치되는 중심핀을 포함하며,
    상기 제4링크본체의 상측에는 높이 방향으로 길게 관통 형성되는 장공이 형성된 것을 특징으로 하는 순차 접지 방식의 아크 제거장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1가동바는,
    상기 제2가동바의 내부에 구비되는 제1가동바 본체와;
    상기 제1가동바 본체의 일 측에서 돌출되고, 상기 제2가동바의 개방 슬롯을 관통한 후, 상기 제4링크본체에 형성된 장공에 삽입되는 제1연동핀;을 포함하며, 상기 제4링크의 회전에 의해 전후진되는 것을 특징으로 하는 순차 접지 방식의 아크 제거 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2트리거는,
    상기 지지부의 일 측에 구비되며, 전후진 동력을 발생하는 스토퍼 구동부와;
    상기 지지부의 일 측에 구비되며, 상기 제2링크유닛 일 측을 견인하는 탄성 견인부와;
    상기 제2링크유닛 일 측에 접하여, 상기 제2링크유닛의 작동을 금지시키며, 상기 스토퍼 구동부에 연동되어 이동되는 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 순차 접지 방식의 아크 제거 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2링크유닛는,
    상기 지지부에 대해 수직 방향으로 배치되고, 일 측을 중심으로 회전 가능하게 구비되는 제5링크와;
    상기 제5링크의 상측에 경사진 방향으로 배치되고, 상기 제5링크에 대해 상호 핀 결합되는 제6링크와;
    상기 제6링크의 일단에 핀 결합되며, 수평 방향으로 이동되는 이동링크와;
    상기 지지부에 고정되고, 상기 이동링크의 운동을 가이드하는 가이드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 순차 접지 방식의 아크 제거 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2가동바는,
    중공 형상을 가지는 제2가동바 본체와;
    상기 제2가동바 본체의 외측에 길이 방향으로 길게 형성되는 개방 슬롯을 포함하며, 상기 이동링크의 선단부에 마련되는 것을 특징으로 하는 순차 접지 방식의 아크 제거장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 스토퍼 구동부는,
    상기 지지부 일 측에 구비되고, 인가되는 전원에 의해 길이 방향으로 크기가 변동되는 길이 변형부와;
    상기 길이 변형부에 연동되어 이동되는 이동판;을 포함하고,
    상기 스토퍼는,
    그 일측이 제5링크의 하단에 접하고, 일단이 상기 이동판에 연동되는 것을 특징으로 하는 순차 접지 방식의 아크 제거 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제5링크는,
    상기 지지부 사이에 한 쌍으로 구비되는 제5링크본체와;
    상기 제5링크본체의 일 측을 관통하며, 상기 지지부에 설치되는 중심핀; 및,
    상기 제5링크본체의 하부 일 측에 구비되며, 상기 탄성 견인부의 하측이 연결되는 제2연동핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 순차 접지 방식의 아크 제거 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지부는,
    한 쌍의 판체로 이루어지는 제1지지판과;
    상기 제1지지판의 하단에 각각 부착되는 판체 형상의 제2지지판을 포함하는 것을 특징으로 하는 순차 접지 방식의 아크 제거장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 지지부는,
    상기 제1지지판을 관통하여 설치되며, 상기 제2트리거의 일측을 고정하는 고정핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 순차 접지 방식의 아크 제거 장치.
  14. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지부 중 상기 접지부 방향 측면에 고정되는 것으로, 상기 지지부에 고정되는 것으로, 그 내부에 상기 제1 및 제2가동바가 출입하는 개방부가 형성된 헤드부 본체를 구비한 헤드부를 더 포함하며,
    상기 제1가동바와 상기 제2가동바 각각은 상기 개방부를 통해 이동하여 상기 접지부에 연결되는 것을 특징으로 하는 순차 접지 방식의 아크 제거 장치.
KR1020230071765A 2022-07-12 2023-06-02 순차 접지 방식의 아크 제거 장치 KR20240008784A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20000031672A (ko) 1998-11-09 2000-06-05 이종수 진공인터럽터의 아크쉴드 설치구조
KR101015051B1 (ko) 2008-09-02 2011-02-16 한국전기연구원 진공차단기의 아크접점 수명을 예측하기 위한 시스템 및 그방법
KR101229746B1 (ko) 2012-11-19 2013-02-05 (주)서전기전 아크 에너지 흡수형 안전 지킴이 배전반
KR101498686B1 (ko) 2013-10-15 2015-03-06 설연우 진공인터럽트의 투입과 개방 동작을 위한 수동 투개방 조작기

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