고속 투입 스위치{HIGH-SPEED CLOSING SWITCH}
본 발명은 고속 투입 스위치에 관한 것으로, 특히 가동 전극과 연결된 로드(ROD)가 외부로 돌출되어 있으면서 상기 가동 전극의 위치를 원 위치로 복귀 시킬 수 있는 고속 투입 스위치에 관한 것이다.
일반적으로 수배전반은 전력을 공급받아 각각의 전력수용가에 설치된 부하설비에서 요구하는 전력을 공급하기 위해서, 특고압의 전력을 저압으로 변환하여 분배하는 설비이며, 통상적으로 내부에는 개폐기, 피뢰기, 변압기, 차단기 및 각종 계측장비 등이 구비되어 있다. 이러한 수배전반 내부에 구비된 고속 투입 스위치는, 선로를 개폐하거나 단락 등의 사고가 발생할 경우에 전류를 차단시키는 기기를 말하며, 단락 등 이상 상태 뿐만 아니라 정상적인 상태에서도 필요시 선로를 개폐하여 전력개통을 안전하게 보호하는 기기이다. 상기 고속 투입 스위치는 내부 절연상태를 유지하기 위해, 통상 우수한 절연 특성을 갖는 무미, 무취, 무독의 불활성 절연가스인 SF6가 충진된 탱크형 금속 용기 내부에 절연물로 절연된 차단부를 구성한다. 즉, 고속 투입 스위치는 에폭시 등의 절연물로 제작된 케이스 내부에 고압 전극, 접지 전극 및 가동 전극이 위치한 구조이다. 또한 고속 투입 스위치는 가동 전극을 반발시켜 투입 위치로의 이동(전기적인 CLOSING)시키기 위한 코일과, 가동 전극의 개방(OPEN) 및 투입 상태를 감지하기 위한 위치 센서도 포함되어 있다. 수배전반에서 고속 투입 스위치의 고압 전극은 수배전반 모선에 연결되어 상시 고압 전원이 인가되고 있으며, 접지 전극은 별도의 접지 부스바 또는 접지 케이블로서 배전반을 통해 계통 또는 설치 장소 접지에 연결되어 있다. 이러한 고속 투입 스위치는 특허문헌 1에도 개시되어 있다. 그리고, 대기 상태에서의 가동 전극은 개방 상태로써 접지 전극쪽에 위치하며, 아크보호 시스템 등의 신호에 의해서 투입 명령이 전달되면, 상기 코일에 펄스 전류가 흘러서 상기 가동 전극의 반발이 이루어지고, 상기 반발에 의해 상기 가동 전극은 고압 전극과 접지 전극에 걸쳐 전기적으로 연결되어 통전하도록 구성된다. 이때, 고속 투입 동작을 위하여 가동 전극은 외부와 별도의 축 구성이 이루어져 있지 않고, 자체적으로만 움직이며, 이의 위치 상태는 전기적 접점 센서 등을 통해 케이스 외부에서 전기적 신호로 위치를 판별한다. 또한, 상기 투입 목적을 달성한 후 다시 개방상태로 복귀할 때에는 별도의 복귀 로드를 이용하여 가동 전극의 반발판 날개를 잡아서 복귀시키게 된다. 이때, 상기 가동 전극이 원 위치로 복귀하게 되면, 상기 복귀 로드는 초기의 대기 상태로 위치한다. 종래의 고속 투입 스위치의 가동 전극의 복귀는 별도의 복귀 로드를 통하여 이루어지나, 상기 복귀 로드의 위치는 상기 가동 전극을 복귀시키는 상황을 제외하면 항상 초기 위치를 유지하고 있다. 따라서 상기 복귀 로드의 위치와 상기 가동 전극의 위치는 상호 일치하지 않는다. 또한, 상기 종래 기술에 따르면 상기 복귀 로드는 상기 가동 전극의 움직임에 연동하여 이동하지 않으며, 상기 가동 전극을 복귀 시키는 경우에만 선택적으로 이동하게 된다. (특허문헌 1) KR10-2010-0063556 A
실시 예에서는, 케이스 외부로 돌출되어 있으면서 가동 전극과 연결되고, 상기 가동 전극의 움직임에 연동하여 이동하는 로드가 포함된 고속 투입 스위치를 제공한다. 또한, 실시 예에서는 투입 동작 시에 원통형의 가동 전극의 원주가 삽입되는 삽입 홈이 형성된 고압 전극을 포함하는 고속 투입 스위치를 제공한다. 또한, 실시 예에서는 가동 전극의 위치에 따라 케이스 외부로의 돌출 정도가 변화하는 로드가 포함된 고속 투입 스위치를 제공한다. 또한, 실시 예에서는 별도의 센서를 이용하지 않고 고속 투입 스위치의 외부에서 가동 전극의 위치를 용이하게 확인할 수 있는 고속 투입 스위치를 제공한다. 또한, 실시 예에서는 고속 투입 스위치의 투입 횟수 확인이나 인터락 기능을 구비한 고속 투입 스위치를 제공한다. 제안되는 실시 예에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 제안되는 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
실시 예에 따른 고속 투입 스위치는, 내부가 밀폐되어 있는 케이스; 상기 케이스 내부에 설치되는 접지 전극; 상기 케이스 내부에 설치되며, 상기 접지 전극과 일정 간격 이격된 고압 전극; 상기 케이스 내부에 설치되며, 상기 접지 전극과 상기 고압 전극이 서로 연결되지 않도록 제 1 위치에서 상기 접지 전극과 상기 고압 전극이 서로 연결되는 제 2 위치 사이에서 이동하는 가동 전극; 상기 가동 전극 하부에 형성되고, 전원 인가에 따라 상기 가동 전극이 상기 제 1 위치에서 제 2 위치로 이동되도록 전자기력을 발생시키는 코일; 및 일단이 상기 가동 전극에 고정 연결되고, 타단이 상기 케이스의 외부로 돌출되는 복귀 로드를 포함한다. 또한, 상기 가동 전극은, 내부에 중공이 형성된 이동부와, 상기 이동부의 일단에 설치되며, 상기 복귀 로드의 일단이 삽입되는 관통 홀이 형성된 플랜지부를 포함하며, 상기 복귀 로드의 일단은, 상기 플랜지부의 관통 홀 내부에 삽입되어, 상기 가동 전극에 고정 연결된다. 또한, 상기 고압 전극은, 상기 가동 전극의 이동부가 삽입되는 삽입 홈을 포함하며, 상기 가동 전극이 제 1 위치에서 제 2 위치로 이동하는 경우에 상기 이동부의 적어도 일부는 상기 삽입 홈 내부로 투입된다. 또한, 상기 가동 전극이 제 1 위치에서 제 2 위치로 이동하는 경우, 상기 고압 전극은 상기 삽입 홈을 중심으로 상기 이동부 내주면을 감싸는 제 1 부분과, 상기 이동부의 외표면을 감싸는 제 2 부분을 포함한다. 또한, 상기 가동 전극이 제 1 위치에 놓인 상태에서 상기 복귀 로드 중 상기 케이스 외부로 돌출된 부분의 길이는, 상기 가동 전극이 제 1 위치에서 제 2 위치로 이동하는 거리에 상응하는 길이보다 크다. 또한, 상기 케이스는, 상부 및 하부가 개방된 몸체부와, 상기 몸체부의 개방된 상부를 밀폐하며, 상기 고압 전극과 결합되는 상부 케이스와, 상기 몸체부의 개방된 하부를 밀폐하며, 상기 접지 전극과 결합되는 하부 케이스를 포함한다. 또한, 상기 접지 전극에 일단이 결합되고, 상기 하부 케이스에 타측이 결합되는 파이프를 더 포함한다. 또한, 상기 케이스의 내부는, SF6, N2 또는 수분을 제거한 공기 중 적어도 하나의 불활성 가스로 충진되어 외부와 밀폐되어 있다. 또한, 상기 케이스 위부에 위치하여 상기 복귀 로드의 이동 횟수를 카운팅하는 센서를 더 포함한다. 또한, 상기 센서는, 상기 가동 전극이 제 1 위치에 놓이는 경우에 상기 복귀 로드와 접촉하지 않고, 상기 가동 전극이 제 2 위치로 이동한 경우에 상기 복귀 로드와 접촉하는 접촉 센서를 포함한다. 또한, 상기 케이스 외부에 위치하고, 선택적으로 상기 케이스 외부로 노출된 상기 복귀 로드와 연결되어 상기 복귀 로드의 이동을 제한하는 인터락 수단을 더 포함한다. 또한, 상기 복귀 로드는, 상기 케이스 내부에 위치하는 제 1 부분과, 상기 케이스 외부로 노출되는 제 2 부분을 포함하며, 상기 가동 전극이 제 1 위치에서 제 2 위치로 이동하는 경우에 상기 복귀 로드의 제 1 부분의 길이는 증가하고, 상기 복귀 로드의 제 2 부분의 길이는 감소한다.
실시 예에서는, 가동 전극과 연결되고,면서 상기 가동 전극의 움직임에 연동하여 이동하는 로드를 제공함으로써,하고, 상기 로드에 모터 등으로 구동되는 복귀 메커니즘을 연결하여 상기 를 이용하여 상기 가동 전극의 위치를 원 위치로 복귀시킬 수 있음에 따라 추가적인 복귀 로드를 구비하지 않아도 됨에 따른 제품 비용을 감소시킬 수 있다. 또한, 실시 예에서는 가동 전극과 연결된 로드가 케이스 외부로 돌출되어 있고, 상기 가동 전극의 위치에 따라 상기 로드의 돌출 정도가 변화하기 때문에, 외부에서 육안으로 상기 가동 전극의 위치를 직관적으로 확인할 수 있다. 부에서 육안으로 상기 가동 전극의 위치를 직관적으로 확인할 수 있다. 또한, 실시 예에서는 고속 투입 스위치의 투입 동작 시에 원통 형상의 가동 전극의 원주 부분이 고압 전극의 삽입 홈 내에 삽입됨으로써, 가동 전극과 고압 전극의 접압을 보다 견고히 할 수 있으며, 보다 짧은 통전 경로를 확보함에 따라 사고 전류 발생 시에 상기 고압 전극이 빠르고 안전적으로 접지전극과 연결되도록 하여 신뢰성을 향상시킬할 수 있다. 또한, 실시 예에서는 케이스 외부로 돌출된 로드의 이동 횟수가 가동 전극의 투입 횟수와 직결됨으로써, 고속 투입 스위치의 외부에서 상기 가동 전극의 투입 횟수를 카운팅할 수 있으며, 상기 외부로 돌출된 로드를 통해 인터락 기능을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수배전반의 전체적인 개요도를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 고속 투입 스위치를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 고속 투입 스위치의 개방 상태를 보여주는 도면이다.
도 4은 본 발명의 실시 예에 따른 고속 투입 스위치의 투입 상태를 보여주는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수배전반의 전체적인 개요도를 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 상기 수배전반(1)은 내부에 아크소호 시스템(2), 변압기(3), 주 차단기(4), 전류센서(5) 제1차단기(6), 제2차단기(7) 등을 포함하고 있고, 또한 본 발명에 따른 고속투입 스위치(100)를 포함하고 있다. 수배전반에서 발생하는 아크에 대처하기 위한 방법으로 고려할 수 있는 것으로는, 수배전반(1)의 제어시스템(미도시)에서 내부에서 발생한 아크를 감지하면 주 차단기(4)에 트립 신호를 송출하고 동시에 전용의 고속투입 스위치(100)를 동작시킨다. 그러면, 고속투입 스위치(100)는 아크사고 전류를 접지쪽으로 우회시켜서 수배전반 내부에 아크로 인해 발생할 수 있는 피해를 최소화시킨다. 그리고 난 후 주 차단기(4)가 사고전류를 차단하여 사고를 완전히 해결하면서 수배전반도 보호하는 시스템이다. 그리고, 아크 사고인지 여부를 판단하기 위해서, 수배전반 내부에는 발생한 아크에서 방출되는 빛을 수광하는 수광 센서를 설치하여 아크 사고 발생시 수광 센서에서 감지한 광신호를 시스템 본체로 전송하거나 혹은 수배전반 내부에 구비된 전류센서에서 나오는 과전류 신호를 시스템 본체로 전송하고, 제어시스템은 상기 조건을 기초로 아크 사고 여부를 판단할 수 있다. 또는 상기 두 개의 신호를 동시에 전송하여 아크 사고 여부를 판단하도록 할 수도 있을 것이다. 아크 사고 발생시 제어시스템 본체에서 주 차단기(4)로 신호를 전송하지만 주 차단기는 작동에 소요되는 시간이 50ms정도로 비교적 길기 때문에 아크사고에 신속하게 대응하지 못하며, 따라서 더 빠른 속도로 반응하는 전용의 고속투입 스위치가 필요한 것이다. 다시 말하면, 아크는 발생 후 10~15ms 정도에 최고의 온도(20,000K)와 압력(2×105Pa)에 도달하므로 통상 아크발생으로부터 접지까지 5ms 이내에 사고판단과 투입동작을 모두 완료시킬 수 있는 전용의 고속투입 스위치가 필요하게 된다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 고속 투입 스위치를 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 고속 투입 스위치(100)는 외곽에 틀을 형성하는 케이스(110)와, 상기 케이스(110) 내부에 형성되는 파이프(120)와, 상기 케이스(110) 내부에 형성되는 접지 전극(130)과, 상기 케이스(110) 내부에 형성되는 고압 전극(140)과, 상기 케이스(110) 내부에 형성되는 가동 전극(150)과, 상기 케이스(110) 내부에 형성되는 코일(160)과, 일부가 상기 케이스(110) 내부에 형성되어 상기 가동 전극(150)과 연결되고, 나머지 일부가 상기 케이스(110) 외부로 돌출되는 복귀 로드(170)를 포함한다. 케이스(110)는 절연 가스로 충진되도록 내부가 밀폐될 수 있다. 이를 위해서, 케이스(110)의 내부는 실시 예와 같이 상부 및 하부가 개방될 수 있다. 그리고, 상기 케이스(110)는 케이스를 구성하는 몸체부(111)와, 상기 몸체부(111)의 개방된 상부를 덮도록 상기 몸체부(111)의 상부에 형성되는 상부 케이스(112)와, 상기 몸체부(111)의 개방된 하부를 덮도록 상기 몸체부(111)의 하부에 형성되는 하부 케이스(113)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 상부 케이스(112)는 고압 전극(140)과 일체로 이루어질 수 있으며, 이와 다르게 상기 고압 전극(140)과 별도의 부재로 분리되어 상기 상부 케이스(112)에 구성될 수도 있다. 이러한 구성에 의해서, 상기 몸체부(111)의 내부에 절연가스를 충진한 후, 상기 상부 케이스(112)와 하부 케이스(113)를 장착하여, 상기 케이스(110) 내부를 밀폐할 수 있다. 그러나, 케이스(110)의 내부가 절연 가스로 충진되도록 밀폐되는 구성은 전술한 예로 한정되지 않고, 주지의 어떠한 구성이라도 가능하다. 또한, 케이스(110)의 내부에 충진되는 절연가스는 특별히 한정되지 않고, 절연가스라면 주지의 어떠한 가스라도 가능하다. 일 예로, 상기 케이스(110)의 내부는 불활성 가스로 충진되어서 케이스의 외부와 밀폐되어 있고, 내부에 충진된 상기 불활성 가스는 바람직하게는 SF6, N2 또는 수분을 제거한 공기로 이루어질 수 있다. 상기와 같은 케이스(110)는 수전반이나 배전반 또는 상기 설명한 바와 같은 수배전반 등에 구비될 수 있다. 하부 케이스(113) 위에는 접지 전극(130)을 감싸도록 파이프(120)가 구비된다. 파이프(120)는 대략 내부가 중공인 원통 형상을 가지며, 중공의 내부면의 상부에서 상기 접지 전극(130)이 결합되고, 상기 파이프(120)의 하부는 상기 하부 케이스(113)에 결합되어 있다. 상기 파이프(120)는 상기 접지 전극(130)을 감싸며 형성된다. 이때, 상기 상기 파이프(120)는 상기 접지 전극(130)를 감쌈으로써 상기 접지 전극(130)을 보호함과 동시에 도체로 이루어져 있어서 도체 역할을 수행한다. 상기 파이프(120) 위에는 접지 전극(130)이 결합된다. 상기 접지 전극(130)는 상기 케이스(110)의 하부에 구비될 수 있다. 이때, 접지 전극(130)은 내부에 중공이 형성되어 있으며, 그에 따라 후술할 가동 전극(150)이 상기 중공 내부로 이동 가능하게 되어, 상기 중공의 내벽에 상기 가동 전극(150)의 외표면이 접촉된다. 또한, 고압 전극(140)은 상기 설명한 바와 같이, 상부 케이스(112)와 일체로 이루어질 수 있다. 그러므로, 상기 고압 전극(140)은 상기 케이스(110)의 내부의 상부에 구비될 수 있다. 또한, 이와 다르게 상기 고압 전극(140)은 상기 상부 케이스(112)와는 별도의 부재로 상기 상부 케이스(112)에 결합될 수 있다. 또한, 상기 고압 전극(140)은 후술할 가동 전극(150)이 이동되어 삽입될 수 있는 삽입 홈(141)이 형성되어 있다. 이때, 상기 고압 전극(140)의 삽입 홈(141)에 의해 상기 가동 전극(150)의 투입 시에 내부에 중공(151)이 형성되는 상기 가동 전극(150)의 중공 내벽과, 상기 가동 전극(150)의 외표면을 모두 감싸진다. 이에 대해서는 하기에서 더욱 상세히 설명하기로 한다. 한편, 상기 고압 전극(140)과 상기 접지 전극(130)이 상기 케이스(110)의 내부에 서로 이격되어 구비되는 구성은 전술하고 도시한 바에 한정되지 않고, 주지의 어떠한 구성이라도 가능하다. 상기 고압 전극(140)은 전술한 수전반, 배전반 및 수배전반 중 적어도 어느 하나의 전기 회로에 전기적으로 연결될 수 있으며, 상기 접지 전극(130)은 접지측에 연결될 수 있다. 가동 전극(150)은 상기 케이스(110)의 내부에서 이동 가능하게 구비된다. 즉, 가동 전극(150)은 상기 케이스(110) 내부에서, 즉 상기 접지 전극(130)과 고압 전극(140)이 서로 연결되지 않는 개방 위치와, 상기 접지 전극(130)과 고압 전극(140)이 서로 연결되는 투입 위치 사이에서 이동할 수 있다. 이를 위해서, 가동 전극(150)은 접지 전극(130)의 중공 내벽에 접촉하면서 상기 케이스(110)의 상부로 이동 가능하게 구비될 수 있다. 가동 전극(150)은 이동부(152)와 플랜지부(153)를 포함할 수 있다. 가동 전극(150)의 이동부(152)는 상기 접지 전극(130)의 중공 내벽에 접촉하면서 이동할 수 있다. 또한, 이동부(152)는 투입 위치로의 이동 시에, 상기 고압 전극(140)의 삽입 홈(141)의 내부로 일부가 삽입될 수 있다. 그리고, 가동 전극(150)의 플랜지부(153)는 상기 이동부(152)의 일부가 상기 고압 전극(140)의 삽입 홈(141)에 삽입되면, 이동이 멈추도록 상기 접지 전극(130)에 걸릴 수 있다. 이를 위해서, 이동부(152)의 플랜지부(153)는 상기 이동부(152)보다 직경이 더 클 수 있다. 상기 케이스(110)의 하부에는 코일(160)이 구비된다. 코일(160)은 톰슨 코일일 수 있다. 톰슨 코일(160)은 전원이 인가되면, 전자기력을 발생할 수 있다. 이를 위해서, 톰슨 코일(160)은 코일이 링 형상으로 감겨질 수 있다. 그리고, 톰슨 코일(160)에 전원이 인가되면, 상기 링형상으로 감긴 코일에 전류가 흐르게 되어 전자기력을 발생할 수 있다. 이와 같이, 톰슨 코일(160)에 의해서 발생된 전자기력에 의해서 가동 전극(150)이 개방 위치에서 투입 위치로 이동할 수 있다. 톰슨 코일(160)은 케이스(110)의 하부 케이스(113)의 상면에 배치되는 지지부재(180)에 구비될 수 있다. 그리고, 상기 가동 전극(150)의 플랜지부(153)가 상기 톰슨 코일(160) 위에 위치할 수 있다. 또한, 가동 전극(150)의 플랜지부(153)는 톰슨 코일(160)에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 따라서, 톰슨 코일(160)에서 발생한 전자기력이 용이하게 상기 이동부(152)의 플랜지부(153)에 작용할 수 있다. 이때, 상기 톰슨 코일(160)에 전원이 인가되지 않으면, 상기 이동부(152)의 플랜지부(153)는 자중에 의해서 톰슨 코일(160) 위에 위치하게 된다. 다시 말해서, 상기와 같이 톰슨 코일(160)에 전원이 인가되지 않는 경우, 상기 가동 전극(150)은 개방 위치에 놓이게 된다 또한, 상기 톰슨 코일(160)에 전원이 인가되면, 상기 가동 전극(150)이 투입 위치에 위치하게 되어, 상기 고압 전극(140)과 접지 전극(130)이 서로 연결될 수 있다. 그리고, 수전반이나 배전반 또는 수배전반의 전기회로가 상기 고압 전극(140), 접지 전극(130) 및 가동 전극(150)에 의해서 접지측에 연결된다. 전기회로에 아크 등의 사고 전류가 발생하면 사고 전류가 전기 회로에 흐르지 않고 우회하여 빠르게 접지측으로 흐를 수 있다. 이에 따라, 아크 등의 사고전류로부터 수전반이나 배전반 또는 수배전반 등의 전기 회로를 보호할 수 있다. 한편, 톰슨 코일(160)의 구성은 특별히 한정되지 않고, 전원이 인가되면 전자기력이 발생하여 가동 전극(150)이 이동될 수 있도록 하는 구성이라면 주지의 어떠한 구성이라도 가능하다. 복귀 로드(170)는 일단이 가동 전극(150)에 결합되고 타단이 상기 케이스(110)의 외부로 돌출되어 형성된다. 상기 복귀 로드(170)의 일단은 상기 하부 케이스(113)의 관통 홀(114), 상기 지지부재(180)의 관통 홀(181)을 통해 삽입된 후, 볼트(200)와 같은 공지의 결합 수단에 의해 상기 가동 전극(150)의 저면에 지지되도록 결합된다. 상기 케이스(110)의 하부 케이스(113)에는 상기 복귀 로드(170)가 관통하는 관통 홀(181)이 형성되어 있으며, 상기 복귀 로드(170)는 상기 관통 홀(181) 내에 삽입되어 일부가 상기 가동 전극(150)에 고정 연결되고, 나머지 일부가 상기 케이스(110) 외부로 돌출된다. 이때, 상기 가동 전극(150)의 플랜지부(153)에는 상기 복귀 로드(170)의 일단이 관통하는 관통 홀(154)이 형성되어 있으며, 상기 복귀 로드(170)의 일단은 상기 플랜지부(153)의 관통 홀(154) 내에 삽입되어 상기 가동 전극(150)에 고정 연결된다. 이에 따라, 상기 가동 전극(150)이 투입 위치로 이동하는 경우, 상기 복귀 로드(170)도 상기 가동 전극(150)의 이동에 연동하여 함께 상기 케이스(110)의 상부쪽으로 이동하게 된다. 이때, 상기 가동 전극(150)이 투입 위치로 이동 한 경우에도 상기 복귀 로드(170)의 일부는 상기 케이스(110) 외부로 돌출되어 있다. 이를 위해, 케이스(110)의 외부로 돌출되는 상기 복귀 로드(170)의 일부분의 길이는 상기 케이스(110) 내부에서 상기 가동 전극(150)이 상기 개방위치에서 투입 위치로 이동하는 거리보다 더 클 수 있다. 상기 설명한 바와 같이, 복귀 로드(170)의 일단이 가동 전극(150)과 연결되고, 상기 가동 전극(150)의 움직임에 연동하여 상기 복귀 로드도 상기 케이스 내부로 이동하도록 하며, 상기 가동 전극(150)가 투입 위치로 이동한 후에도 상기 복귀 로드(170)의 일부가 상기 케이스(110) 외부로 돌출될 수 있도록 함으로써, 상기 복귀 로드(170)를 이용하여 상기 가동 전극의 위치를 원 위치로 복귀시킬 수 있다. 또한, 실시 예에서는 가동 전극(150)과 연결된 복귀 로드(170)가 케이스(110) 외부로 돌출되어 있고, 상기 가동 전극(150)의 위치에 따라 상기 복귀 로드(170)의 돌출 정도가 변화하기 때문에, 외부에서 육안으로 상기 가동 전극(150)의 위치를 직관적으로 확인할 수 있다. 가동 전극(150)은 내부에 중공(151)이 형성되어 있는 원통 형상을 가진다. 그러나, 상기 가동 전극(150)의 형상은 이에 한정되지 않고, 상기와 같이 내부에 중공(151)이 형성된 사각통 형상이나 다각통 형상을 가질 수도 있을 것이다. 그리고, 고압 전극(140)에는 상기 가동 전극(150)이 삽입되는 삽입 홈(141)이 형성되고, 상기 삽입 홈(141)에는 상기 가동 전극(150)의 상면과 접촉하는 접촉자(미도시)가 구비된다. 이때, 상기 접촉자는 상기 가동 전극(150)의 상면과 접촉하는 접촉면에 배치된다. 이때, 상기 가동 전극(150)의 투입 시에, 상기 고압 전극(140)은 상기 삽입 홈(141)을 가짐으로써, 상기 고압 전극(140)의 일부가 상기 가동 전극(150)의 중공(151)의 내부에 배치되고, 나머지 일부가 상기 가동 전극(150)의 외표면을 감싸도록 배치된다. 다시 말해서, 상기 가동 전극(150)의 투입 시에, 상기 가동 전극(150)이 상기 고압 전극(140)의 삽입 홈(141) 내부로 삽입됨에 따라 상기 고압 전극(140)은 상기 가동 전극(150)의 중공(151) 내부를 감싸면서, 상기 고압 전극(140)의 외표면을 감싼다. 이에 따라, 고속 투입 스위치의 투입 동작 시에 원통 형상의 가동 전극(150)의 원주 부분이 고압 전극(140)의 삽입 홈(141) 내에 삽입됨으로써, 가동 전극(150)과 고압 전극(140)의 접압을 보다 견고히 할 수 있으며, 보다 짧은 통전 경로를 확보함에 따라 사고 전류 발생 시에 상기 고압 전극(140)이 빠르고 안전적으로 접지전극(130)과 연결되도록 하여 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 한편, 실시 예서는 상기 하부 케이스(113)의 하면, 다시 말해서, 케이스(110)의 외부에 접촉 센서(도시하지 않음)를 형성할 수 있다. 이때, 상기 접촉 센서는 상기 가동 전극(150)이 상기 개방 위치에 놓이는 경우에 상기 복귀 로드(170)과와 접촉하지 않고, 상기 가동 전극(150)이 상기 투입 위치로 이동 하는 경우에 상기 복귀 로드(170)과와 접촉할 수 있다. 이에 따라, 상기 복귀 로드(170)이가 상기 접촉 센서에 접촉한 횟수를 카운팅하여, 상기 고속 투입 스위치의 투입 횟수를 카운팅할 수 있다. 즉, 실시 예에서는 케이스(110) 외부로 돌출된 복귀 로드(170)의 이동 횟수가 가동 전극(150)의 투입 횟수와 직결됨으로써, 고속 투입 스위치의 외부에서 상기 가동 전극(150)의 투입 횟수를 카운팅할 수 있다. 또한, 상기 하부 케이스(113)의 하부에는 상기 외부로 돌출된 복귀 로드(170)의 이동을 제한하면서, 상기 복귀 로드(170)의 위치를 고정시키는 고정 수단(도시하지 않음)이 형성된다. 상기 고정 수단은, 상기 고속 투입 스위치의 동작을 제한하는 경우에 동작하여, 상기 복귀 로드(170)의 이동을 제한하게 된다. 다시 말해서, 상기 외부로 돌출된 복귀 로드(170)과 연결되도록 상기 케이스(110)의 외부에 인터락 스위치를 장착하고, 그에 따라 상기 인터락 스위치를 토대로 상기 복귀 로드(170)의 이동을 제한할 수 있다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 고속 투입 스위치의 개방 상태를 보여주는 도면이고, 도 4은 본 발명의 실시 예에 따른 고속 투입 스위치의 투입 상태를 보여주는 도면이다. 도 3 및 7을 참조하면, 상기 접지 전극(130)의 중공의 내주면에는 상기 가동 전극(150)과 접촉하여 전기적인 통전을 시키기 위한 접촉 요소가 형성되어 있다. 상기 가동 전극(150)이 개방 위치에 놓이는 경우, 상기 복귀 로드(170)는 상기 케이스(110)의 외부로 제 1 길이(H1)만큼이 돌출되어 있다. 이때, 상기 가동 전극(150)이 투입 위치로 이동하는 경우, 상기 복귀 로드(170)로 상기 가동 전극(150)과 함께 상기 케이스(110) 내부로 이동하게 된다. 이에 따라, 상기 복귀 로드(170)는 상기 제 1 길이에서 상기 가동 전극(150)이 이동한 거리만큼의 길이가 감소한 제 2 길이(H2) 부분이 상기 케이스(110) 외부로 돌출되게 된다. 이때, 외부로 돌출되어 있는 복귀 로드(170)에는 모터(도시하지 않음)가 연결되며, 그에 따라 상기 복귀 로드(170)를 하부 방향으로 이동시켜, 상기 복귀 로드(170)의 일단에 고정 연결된 가동 전극(150)을 개방 위치로 이동시킬 수 있다. 실시 예에서는, 가동 전극(150)과 연결되고, 상기 가동 전극(150)의 움직임에 연동하여 이동하는 복귀 로드(170)를 제공함으로써, 상기 복귀 로드(170)를 이용하여 상기 가동 전극(150)의 위치를 원 위치로 복귀시킬 수 있음에 따라 추가적인 복귀 로드를 구비하지 않아도 됨에 따른 제품 비용을 감소시킬 수 있다. 또한, 실시 예에서는 가동 전극(150)과 연결된 복귀 로드(170)가 케이스(110) 외부로 돌출되어 있고, 상기 가동 전극(150)의 위치에 따라 상기 복귀 로드(170)의 돌출 정도가 변화하기 때문에, 외부에서 육안으로 상기 가동 전극(150)의 위치를 직관적으로 확인할 수 있다. 또한, 실시 예에서는 고속 투입 스위치의 투입 동작 시에 원통 형상의 가동 전극(150)의 원주 부분이 고압 전극(140)의 삽입 홈(141) 내에 삽입됨으로써, 가동 전극(150)과 고압 전극(140)의 전압을 보다 견고히 할 수 있으며, 보다 짧은 통전 경로를 확보할 수 있다. 또한, 실시 예에서는 케이스(110) 외부로 돌출된 복귀 로드(170)의 이동 횟수가 가동 전극(150)의 투입 횟수와 직결됨으로써, 고속 투입 스위치의 외부에서 상기 가동 전극(150)의 투입 횟수를 카운팅할 수 있으며, 상기 외부로 돌출된 복귀 로드(170)를 통해 인터락 기능을 제공할 수 있다. 또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.
100: 고속 투입 스위치
110: 케이스
120: 파이프
130: 접지 전극
140: 고압 전극
150: 가동 전극
160: 톰슨 코일
170: 복귀 로드 |
