JP5841213B2 - 自己発電型温度センサアセンブリを備えた真空回路遮断器の主回路部 - Google Patents

Description

本発明は、真空回路遮断器の主回路部に関し、特に温度センサを備えた真空回路遮断器の主回路部に関する。

一般に、真空回路遮断器は、高圧電力系統に設置されて短絡や過電流などの危険状況が発生した場合に回路を遮断して電力系統を保護するように構成された回路遮断器の一種であり、真空状態が絶縁性能とアーク消弧性能に優れることを活用して設計されたものである。

図６は従来技術による温度センサを備えた真空回路遮断器の側面図である。従来技術による温度センサを備えた真空回路遮断器の遮断器本体１は、主回路部２、操作部３及び移送部４を含む。

主回路部２は、回路内の電圧と電流を通電又は遮断する動作において中核となる構成要素である。このような主回路部２には多くの電流が流れることにより熱が発生し、事故電流が発生した場合は、その発熱量が非常に大きくなり、遮断器本体１の作動に問題を引き起こしたり、内部部品及び負荷側機器に損傷を与える恐れがあった。

このような危険を防止するために、主回路部の温度を測定する温度監視装置が開発されている。これに関する先行技術としては、特許文献１の「温度センサを備えた気中遮断器」を参照することができる。特許文献１の発明は、気中遮断器の通電部に流れる電流による遮断器の温度を監視する温度センサを備えた気中遮断器に関する。特許文献１の温度センサを備えた気中遮断器は、ベースモールドに形成されたセンサ挿入孔に挿入されて温度を測定する温度センサと、前記温度センサにより測定された値を前記通電部の温度として表示する温度表示装置とを含む。

従来の真空回路遮断器の主回路部２の発熱の程度を測定するためには、特許文献１のように、主回路部２の温度が対流により伝わる上部大気の温度を測定するように大気中に設ける方式（ケースＡ、図６の温度センサ５参照）を用いたり、モールドハウジング又は絶縁物に接触させて構成することにより間接的に伝わる温度を測定するようにする方式（ケースＢ、図６の温度センサ６参照）を用いる。

これは、温度センサ５、６に電源供給のためのケーブルとデータ通信のためのケーブルを必ず接続しなければならないからであった。つまり、温度センサ５、６に電源を供給するために電源ケーブルを接続し、温度センサ５、６により測定されたデータを外部機器に送信するためにデータケーブルを接続するが、これらのケーブル類は主回路部２から発生する高温に耐えられないからであった。また、各種ケーブル類が遮断器本体１の内部に複雑に配置された場合、絶縁性能の低下を招き、空間設計においても不具合を起こしていた。

韓国登録特許第１０−０８８３０４２号公報

このような理由で、従来の真空回路遮断器においては、図６に示すように主回路部２の近傍に設けられる方式で温度センサが適用されていたが、このような方式で設けられた温度センサ５、６により測定されたデータは正確性が低いという問題があった。つまり、温度センサ５、６が主回路部２の温度を正確に測定できないので実質的な監視効果が劣り、それにより遮断器本体１及び周辺機器に損傷を与える恐れがあった。

また、主回路部２の温度を正確に測定するために主回路部２に直接温度センサを設けた場合も、温度センサの接続ケーブルが前面に出なければならないので、温度センサの接続ケーブルによる絶縁破壊及び事故の恐れがあった。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、真空回路遮断器の主回路部に直接設けることのできる温度センサアセンブリを提供することを目的とする。

本発明の一実施形態による自己発電型温度センサアセンブリを備えた真空回路遮断器の主回路部は、主回路部ターミナルの一部に設けられる自己発電型温度センサモジュールと、前記自己発電型温度センサモジュールを囲んで支持する支持ブラケットとを含む。

前記自己発電型温度センサアセンブリを備えた真空回路遮断器の主回路部は、前記主回路部ターミナルに一体に結合される放熱フィンをさらに含み、前記自己発電型温度センサモジュールは、前記放熱フィンの中央部に平板状に形成された取付け部に載置されることを特徴とする。

また、前記自己発電型温度センサモジュールは、温度測定部と無線通信モジュールとを含むことを特徴とする。

また、前記自己発電型温度センサモジュールは、前記温度測定部の上部にセンサ放熱フィンが備えられることを特徴とする。

また、前記支持ブラケットは、本体部と支持部とを含み、前記本体部は、箱状に形成され、下面が全部開放されて前面、背面、上面、側面が一部開放されていることを特徴とする。

また、前記自己発電型温度センサアセンブリを備えた真空回路遮断器の主回路部は、前記無線通信モジュールを覆って支持する上部固定板及び下部固定板をさらに含むことを特徴とする。

また、前記支持ブラケット、前記上部固定板及び前記下部固定板が非磁性体で形成されることを特徴とする。

また、前記上部固定板は、前記温度測定部まで延びて前記支持ブラケットに結合されることを特徴とする。

また、前記無線通信モジュールと前記上部固定板との間及び／又は前記無線通信モジュールと前記下部固定板との間には、衝撃を緩和するように絶縁性能を有するスペーサが介在していることを特徴とする。

また、前記自己発電型温度センサモジュールは、上部と下部の温度差により、外部電源によらずに自体電力を生産できることを特徴とする。

本発明の一実施形態による自己発電型温度センサアセンブリを備えた真空回路遮断器の主回路部においては、主回路部の上部ターミナル又は下部ターミナルに温度センサを直接接触させて設けることができるという効果がある。これにより、主回路部ターミナルの温度を正確に測定することができるという効果がある。

また、温度センサに接続されていた各種ケーブルが除去されることにより、絶縁性能に優れるという効果がある。

本発明の一実施形態による自己発電型温度センサアセンブリを備えた真空回路遮断器の斜視図である。 図１のＡ部の部分拡大図である。 図１の真空回路遮断器の側面図である。 本発明の一実施形態による自己発電型温度センサアセンブリの斜視図である。 図４Ａの自己発電型温度センサアセンブリが放熱フィンに結合された状態の斜視図である。 図４Ｂの自己発電型温度センサアセンブリの分解斜視図である。 従来技術による温度センサを備えた真空回路遮断器の側面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明するが、これは本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が本発明を容易に実施できる程度に詳細に説明するためのものであり、これにより本発明の技術的な思想及び範疇が限定されるものではない。

本発明の一実施形態による自己発電型温度センサアセンブリを備えた真空回路遮断器の主回路部は、主回路部ターミナルの一部に設けられる自己発電型温度センサモジュールと、前記自己発電型温度センサモジュールを囲んで支持する支持ブラケットとを含む。

図１は本発明の一実施形態による自己発電型温度センサアセンブリを備えた真空回路遮断器の斜視図であり、図２は図１のＡ部の部分拡大図であり、図３は図１の真空回路遮断器の側面図である。図４Ａは本発明の一実施形態による自己発電型温度センサアセンブリの斜視図であり、図４Ｂは図４Ａの自己発電型温度センサアセンブリが放熱フィンに結合された状態の斜視図であり、図５は図４Ｂの自己発電型温度センサアセンブリの分解斜視図である。

同図に示すように、本発明の一実施形態による自己発電型温度センサアセンブリを備えた真空回路遮断器の遮断器本体５０の主回路部５２には、上部ターミナル５６と下部ターミナル５８が突出形成されている。各ターミナル５６、５８には、大電流の通電により発生する熱を効果的に放出するための放熱フィン５７が取り付けられている。基本的に、電源側からの電流は、上部ターミナル５６と真空インタラプタ５４を介して下部ターミナル５８から出力されて負荷側に流れる。真空インタラプタ５４と下部ターミナル５８との間には、真空インタラプタ５４の可動部の動きに遊びを持たせるように、フレキシブルシャント５５が取り付けられる。

このような主回路部５２は、遮断器本体５０の三相（Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相）の各相に備えられる場合がほとんどであるが、三相が同じ方式で構成されて動作するので１つの相についてのみ説明する。

上部ターミナル５６又は下部ターミナル５８には放熱フィン１０が一体に結合される。放熱フィン１０は、既存の放熱フィン５７を改造して形成したものであってもよい。

放熱フィン１０はコ字状に形成される。放熱フィン１０の中央部には、平板状のベース材からなる取付け部１１が形成される。取付け部１１の両側には、複数のフィン部１２が形成される。放熱フィン１０は、熱伝導率に優れた材質で形成されることが好ましく、前記熱伝導率に優れた材質としてはアルミニウムを適用することができる。

放熱フィン１０には自己発電型温度センサアセンブリ２０が結合される。本発明の一実施形態に適用される自己発電型温度センサアセンブリ２０は、放熱フィン１０と共に上部ターミナル５６又は下部ターミナル５８に選択的に設けられる。

自己発電型温度センサアセンブリ２０には自己発電型温度センサモジュール２５が備えられる。自己発電型温度センサモジュール２５は、温度測定部２６と、無線通信モジュール２７とを含む。温度測定部２６は、主回路部５２の上部ターミナル５６又は下部ターミナル５８に流れる電流により発生する熱の温度を直接測定する。これにより、各ターミナル５６、５８の温度を誤差なく正確に測定することができる。

温度測定部２６は電源供給装置を必要としない。例えば、温度測定部２６には、温度差を利用した自己発電方式が採用される。より詳細には、温度測定部２６の上下部の温度差を利用してそれ自体が起電力を発生する方式が適用される。

このために、温度測定部２６の上部にセンサ放熱フィン２８が備えられる。センサ放熱フィン２８は、温度測定部２６に発生する熱を放出することにより、温度測定部２６において上部のほうが下部より温度が低くなるようにする。

無線通信モジュール２７は、外部（受信機）と無線でデータ通信を行う。その無線通信方式としては、ＲＦ（Radio Frequency）モジュールを適用することができ、その他に、ＩｒＤＡ、ブルートゥース（Bluetooth）、無線ＬＡＮ（Wireless LAN）、ワイブロ（WiBro）などの近距離通信技術における各種技術を適用することもできる。無線通信モジュール２７は、外部の配電盤やノートブックパソコンなどの各種ユーザ受信機に温度測定部２６で測定されたデータを送信し、予め設定された事項に応じた処理及び制御が行われるようにする。これにより、処理及び制御装置では、ディスプレイ部に数値を表示させたり、温度が設定温度以上に上昇すると警報音を発したり自動で回路遮断器を動作させるなどの制御を行うことができる。無線通信モジュール２７の使用により、外部（受信機）との接続のためのケーブルが不要となり、それにより、占有空間が減少して空間設計が容易になり、絶縁性能が向上する。また、温度センサに関連する各種ケーブル類が除去されることにより、溶損や火災などの各種事故を未然に防止することができ、コスト削減を図ることができる。

また、図示していないが、自己発電型温度センサモジュール２５は、温度測定部２６と無線通信モジュール２７との間に備えられてデータ処理を行うプロセッサをさらに含んでもよい。

支持ブラケット３０は、自己発電型温度センサモジュール２５とセンサ放熱フィン２８を固定支持するために設けられる。支持ブラケット３０は、箱状の本体部３１と、本体部３１の下端から両側に延びる支持部３２とを含む。本体部３１は、下面が全部開放され、前面及び背面は一部を除いて開放され、上面及び両側面も外郭の骨格部を除いて開放されるように形成される。これは、本体部３１が囲んでいるセンサ放熱フィン２８の性能を最大限発揮させるためのものである。支持部３２には、複数のネジ孔が形成され、放熱フィン１０に固定結合可能になっている。

一方、無線通信モジュール２７を覆って支持するように、上部固定板３５及び下部固定板４０が設けられる。

上部固定板３５は、無線通信モジュール２７を覆う大きさを有する上面３６と、所定の高さを有する側面３７とからなる。側面３７の下部には支持面３８が折り曲げられて延設され、支持面３８にはネジ孔が形成される。側面３７及び支持面３８は、後方に延びて温度測定部２６まで延設される。これにより、上部固定板３５は、支持ブラケット３０と共に放熱フィン１０に固定設置される。

実施形態によっては、支持ブラケット３０と上部固定板３５が一体に形成されるようにしてもよい。

下部固定板４０は、上部固定板３５の上面３６及び支持面３８に対応する広さを有するように形成され、前面４１を備える。

つまり、無線通信モジュール２７は、上部固定板３５及び下部固定板４０により保護されて安定した機能を発揮することができる。

ここで、支持ブラケット３０、上部固定板３５及び下部固定板４０は、非磁性体で形成され、絶縁性能への影響が最小限に抑えられるようにすることが好ましい。また、支持ブラケット３０、上部固定板３５及び下部固定板４０は、十分な支持力を有しなければならない。例えば、支持ブラケット３０、上部固定板３５及び下部固定板４０の材料としては、ステンレス系金属を適用することができる。これにより、温度測定部２６及び無線通信モジュール２７から発生する熱と周辺に形成される磁力により発生し得る誤動作を防止することができる。

無線通信モジュール２７と上部固定板３５との間には、衝撃を緩和するように絶縁性能を有するスペーサ４５が介在している。無線通信モジュール２７と下部固定板４０との間にも、衝撃を緩和するように絶縁性能を有するスペーサ４６が介在している。スペーサ４５、４６としては、優れた絶縁性能を有するように、テフロン系の合成樹脂を適用することができる。

以上、本発明を好ましい実施形態により説明したが、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の要旨及び範囲を逸脱することなく、様々な修正や変形が可能であることを理解するであろう。また、これらの修正や変形が本発明に含まれることは言うまでもない。

１０ 放熱フィン
１１ 取付け部
１２ フィン部
２０ 自己発電型温度センサアセンブリ
２５ 自己発電型温度センサモジュール
２６ 温度測定部
２７ 無線通信モジュール
２８ センサ放熱フィン
３０ 支持ブラケット
３１ 本体部
３２ 支持部
３５ 上部固定板
３６ 上面
３７ 側面
３８ 支持面
４０ 下部固定板
４１ 前面
５０ 遮断器本体
５２ 主回路部
５４ 真空インタラプタ
５５ フレキシブルシャント
５６ 上部ターミナル
５７ 放熱フィン
５８ 下部ターミナル

Claims (9)

1. 主回路部ターミナルの一部に設けられる自己発電型温度センサモジュールと、
   前記自己発電型温度センサモジュールを囲んで支持する支持ブラケットとを含み、
   前記自己発電型温度センサモジュールは、温度測定部と無線通信モジュールとを含む、
   自己発電型温度センサアセンブリを備えた真空回路遮断器の主回路部。
2. 前記主回路部ターミナルに一体に結合される放熱フィンをさらに含み、
   前記自己発電型温度センサモジュールは、前記放熱フィンの中央部に平板状に形成された取付け部に載置される、請求項１に記載の自己発電型温度センサアセンブリを備えた真空回路遮断器の主回路部。
3. 前記自己発電型温度センサモジュールは、前記温度測定部の上部にセンサ放熱フィンが備えられる、請求項１に記載の自己発電型温度センサアセンブリを備えた真空回路遮断器の主回路部。
4. 前記支持ブラケットは、本体部と支持部とを含み、
   前記本体部は、箱状に形成され、下面が全部開放されて前面、背面、上面、側面が一部開放されている、請求項１に記載の自己発電型温度センサアセンブリを備えた真空回路遮断器の主回路部。
5. 前記無線通信モジュールを覆って支持する上部固定板及び下部固定板をさらに含む、請求項１に記載の自己発電型温度センサアセンブリを備えた真空回路遮断器の主回路部。
6. 前記支持ブラケット、前記上部固定板及び前記下部固定板が非磁性体で形成される、請求項５に記載の自己発電型温度センサアセンブリを備えた真空回路遮断器の主回路部。
7. 前記上部固定板は、前記温度測定部まで延びて前記支持ブラケットに結合される、請求項５に記載の自己発電型温度センサアセンブリを備えた真空回路遮断器の主回路部。
8. 前記無線通信モジュールと前記上部固定板との間及び前記無線通信モジュールと前記下部固定板との間、の少なくとも一方には、衝撃を緩和するように絶縁性能を有するスペーサが介在している、請求項５に記載の自己発電型温度センサアセンブリを備えた真空回路遮断器の主回路部。
9. 前記自己発電型温度センサモジュールは、上部と下部の温度差により、外部電源によらずに電力を自己生産できる、請求項１に記載の自己発電型温度センサアセンブリを備えた真空回路遮断器の主回路部。