KR0129003B1 - 회전 아아크 및 팽창 회로 차단기 - Google Patents

회전 아아크 및 팽창 회로 차단기

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Abstract

내용 없음.

Description

회전 아아크 및 팽창 회로 차단기
제1도는 본 발명에 따른 회로 차단기의 개략적인 중심 단면도로서, 그 우측 반쪽은 폐쇄 위치에 있는 본 회로 차단기를 나타내며 좌측 반쪽은 개방 위치에 있는 회로 차단기를 나타내는 도면.
제2도는 제1도의 II-II선을 따라 절취하여 본 단면도.
제3도는 제1도에 따른 차단실의 또다른 태양을 확대하여 나타낸 부분도.
제4도 및 제5도는 본 발명의 또 다른 두가지 실시예를 예시하는 제3도와 유사한 도면들.
＊도면의 주요부분에 대한 부호와 설명
10 : 봉입실 14,16 : 접속단자패드
18 : 운전봉 20,22,24,36 : 아아크 접촉부
26 : 차단실 28 : 회전면
30,32 : 경판 34 : 코일
48,50,54,58,60 : 주 접촉부
본 발명은 유전(誘電) 강도가 높은 가스가 충전되어 밀폐된 봉입실을 가지며 하나 이상의 포울을 포함하는 회로 차단기에 관한 것으로서, 각각의 포울은, 경판들에 의해 그 양쪽 단부가 모두 견고히 밀폐된 회전면을 가진 차단실과, 접촉부들이 분리된 위치에서 차단실내에 동축으로 배치되며, 차단실이 관상 아아크 접촉부들에 의해 구성된 가스 유출로를 경유하여 팽창실을 형성하는 상기 봉입실과 교통하도록 그 각각이 사기 경판들 중의 하나를 통과하는 한쌍의 관상 아아크 접촉부와, 분리된 아아크 접촉부들 사이에 발생된 아아크의 회전에 의한 불로아웃(blowout) 자기장을 아아크 접촉부 분리 영역에서 형성하도록 차단실 안쪽의 상기 경판들 중 하나에 의해 지지되는 코일 또는 영구 자석과, 회로 차단기가 개방 작동될때 아아크 접촉부가 분리되기 전에 개방되도록 배치되며 차단실 외부에 착설된 한쌍의 주 접촉부들로 형성된다.
최신 기술의 회로 차단기는 환형 전극들상에서 회전에 의해 블로아웃된 자기 아아크와 팽창 가스에 의해 블로아웃된 기상(pneumatic) 아아크를 결합시킨다. 이 차단 방법은 중간전압 또는 고전압 회로 차단기들에 사용될 수 있으며 저 동작력이 소요된다는 이점을 가진다. 또한 전류 차단을 확실히 해주는 아아크 접촉부에 추가하여, 아아크 접촉부의 분리가 일어나기 전에 개방되고 정격 전류를 도전시키는 주 접촉부를 설치하는 것이 이미 제안되었다. 이러한 최신 기술에 의한 장치는 복잡하며, 정교한 전기 접속이 요구된다.
본 발명의 목적은 통전 및 전류 차단기능이 분리될 수 있는 특별히 간단한 구조 및 구성을 갖는 회로 차단기를 완성시키는 것이다. 본 발명에 따른 회로 차단기는 상기 회전면과 코일 또는 영구 자석을 지지하는 경판이 금속으로 만들어지고, 이 경판을 통과하는 아아크 접촉부에 전기 접속되며, 다른 경판은 절연재로 만들어져서 접촉부가 열린 위치에서 전기 절연을 제공하며 절연 경판에 인접한 상기 회전면의 환형 가장자리는 정지 주 접촉부로서 배치되거나 이를 지지하는 것을 특징으로 한다.
이 경우에, 차단실에 원통면과 차단 영역에 차단 영역에 인접한 경판은 금속으로 만들어지고 정지 주 접촉부 및 전류 입력 컨덕터로서 설치된 정지 아아크 접촉부에로의 접속부을 지지 또는 형성하는데 사용된다. 차단실의 대향 경판은 차단 영역으로부터 떨어져 있으며 열 및 기계적 응력을 덜 받으며, 그것은 회로 차단기가 열린 위치에서 전기 절연을 제공하도록 절연물질로 만들어질 수 있다. 이 절연 경판은 원추형인 것이 바람직하며, 작은 틈새를 두고 가동 접촉부를 둘러싸고 예컨대, 탄성 링에 의해 형성되는 마찰 접촉에 의해 이 가동 접촉부에 전기적으로 접속되는 원통형 금속 인서어트로 형성된다. 가동 주 접촉부는 가동 아아크 접촉부에 지지되어 전기 접속되며, 이것은 스위치기어 장치의 제작 및 조립을 간소화 시킨다. 정지 주 접촉부와 가동 주 접촉부 조립체는 차단실의 연장부의 크기를 고려하여 차단실의 연장부에 배치된다. 주 접촉부들은 이들 접촉부들 중 가동 부분에 견고히 고정되거나 정치 부분에 견고히 고정될 수 있는 튜울립-핑거 접촉부로 구성됨이 바람직하다. 또다른 실시예에 따라, 튜울립 - 핑거 접촉부는 서로 마주보도록 배치된 두개의 정지 주접촉부들과 협력하는 접촉 브리지로서 설치될 수 있다. 각각의 포울은 차단실 외측에서 동축 원통형으로 개개의 봉입실내에 수용될 수 있으며 또는 모든 회로 차단기 포울들은 적절한 모양의 공통 봉입실 내에 배치될 수도 있다. 본 발명은 주 접촉부가 열리거나 아아크가 전극상에 절환될때 회로내로 절환되는, 코일에 의해 자기 아아크가 블로아웃되거나 영구 자석에 의해 자기 아아크가 블로아웃되는 회로 차단기에 응용될 수 있다. 본 발명은 두개의 관상 아아크 접촉부를 거친 이중 기상 불로아웃의 회로 차단기에 응용되어 이하 설명되지만, 이것은 특히, 가동 접촉부를 거쳐 탈출하는 가스들에 의한 단일 블로아웃의 회로 차단기에도 적용된다. 다른 이점 및 특색은 첨부도면에 나타나며 비제한적인 실시예들로서 주어진, 본 발명의 다양한 실시예에 대한 이하의 설명으로부터 보다 명백해질 것이다.
이하 도면을 참조로하여 본 발명을 상세히 설명한다. 중간전압 또는 고전압 스위치의 포울은 원통형 케이싱(casing)(12)에 의해 한정되고 두개의 경판(14, 16)에 의해 그 양단이 밀폐된 봉입실(10)을 포함한다. 이 봉입실(10)은 고유전강도 가스로 충전되며, 특히 과압력 또는 대기압하의 육플루오르화 황으로 채워진다. 원통형 케이싱(12)은 절연 물질로 이루어질 수 있으며 도전성 물질로된 경판(14, 16)은 전류 입력 단자 패드를 형성한다. 봉입실(10)의 축선에 착설된, 운전봉(18)은 경판(16)을 빈틈없이 통과하며 관상 가동 접촉부(20)에 의해 봉입실(10) 내부로 연장한다.
관상 가동 접촉부(20)는 대향 경판(14)에 의해 지지되는 정지 아아크 접촉부(24)와 협동하여, 그의 단부에서 가동 아아크 접촉부(22)를 지지한다. 원통형 표면(28) 및 두개의 경판(30, 32)에 의해 형성된 차단실(26)은 아아크 접촉부(22, 24)를 동축상으로 둘러싼다. 원통형 표면(28)과 정지 아아크 접촉부(24)에 인접한 경판(30)은 금속으로 만들어지며 정지 접촉부(24)에 전기 접속된다. 가동 접촉부(20)가 통과하는 대향 경판(32)은 가동 접촉부(20)와 원통형 표면(28)간의 전기 절연을 확실히 해주는 절연 물질로 만들어진다. 차단실(26) 내부에는 금속 경판(30)에 연결된 코일(34)이 배치된다. 공지된 종류의 코일(34)은 가동 아아크 접촉부(22)를 마주보게끔 배치된 아아크 이동 트랙을 형성하는 전극(36)에 의해 덮인다. 코일(34)은 회로 차단기가 닫힌 위치에서 가동 아아크 접촉부(22)와 정지 접촉부(24) 사이에서 직렬로 삽입되도록 한편에서는 전극(36)에 전기 접속되고 다른 편에서는 경판(30)에 전기 접속된다. 제1도의 왼편 부분에 나타난 회로 차단기의 개방 상태에 있어서, 한편에서는 차단실(26)은 접촉부의 관상 내부와 봉입실(10)간의 왕래 오리피스(38)를 기저에 가지는 관상 가동 접촉부(20)를 거쳐 팽창실을 형성하는 봉입실(10)과 왕래하며, 다른 한편에서는 관상 정지 접촉부(24)를 거쳐 봉입실과 왕래하고, 이 정지 접촉부는 중앙통로(40)에 의해 코일(34)을 통해 뻗어있으며 오리피스(42)에 의해 그의 기저부에서 봉입실(10)과 왕래한다. 제1도의 오른편 반쪽부분에 나타난 회로 차단기의 닫힌 상태에서, 가동 아아크 접촉부(22)는 전극(36)과 접촉하여 접촉부(20, 24)에 의해 형성된 두개의 배출 통로를 봉쇄한다. 가동 아아크 접촉부(22)는 스프링(44)에 의해 팽창 위치로 바이어스된 신축가능한 반 고정 접촉부이다. 활주식 접촉부(46)는 봉입실(10)의 경판(16)에 의해 지지되며, 가동 접촉부(20)와 협동하여 이 가동 접촉부(20)와 경판(16)에 의해 구성되는 전류 입력단자 패드의 전기 접속부를 제공한다.
차단실(26)의 원통형 표면(28)은 정지 주 접촉부로서 착설된 플랜지(48)에 의해 절연 경판(32) 너머로 뻗는다. 정지 주 접촉부(48)는 가동 접촉부(20)에 견고히 고정된 지지체(52)에 의해 지지되는 튜울립 - 핑거 접촉부에 의해 형성된 가동 주 접촉부(50)와 상호협동한다. 차단실(26)의 크기를 참작하여 튜울립 접촉부(50)의 핑거들은 플랜지(48)의 내면과 상호 협동하나, 주 접촉부들의 크기가 2차적일때 플랜지(48)를 외부에서 조이도록 역 배치가 사용될 수 있음이 명백하다.
본 발명에 따른 스위치 작동은 이하의 설명으로부터 명백해질 것이다. 제1도의 오른편 반쪽에 나타난 회로 차단기의 닫힌 위치에서, 단자 패드(16)를 거쳐 주어진 순간에 입력된 전류는 활주식 접촉부(46), 가종 접촉부(20), 지지체(52), 튜울립 핑거 접촉부(50), 주 접촉부(48), 원통형 표면(28), 도전성 경판(30), 정지 접촉부(24) 및 출력 단자 패드(14)를 통해 흐른다. 소비율의 전류는 가동 아아크 접촉부(22), 전극(36), 코일(34) 및 도전성 경판(30)에 의해 형성된 병렬 회로를 통해 흐른다. 회로 차단기의 개방은 정지 주 접촉부(48)의 분리 위치로 튜울립 핑거 주 접촉부(50)를 하향 이동시키는 운전봉(18)의 제1도에서의 하향 슬라이딩에 의해 제어된다. 회로 차단기 개방 이동의 1차 단계도중, 신축가능하게 장착된 가동 아아크 접촉부(22)는 스프링(44)의 작용에 기인하여 전극(36)과 접한채 유지된다. 주 접촉부들(48, 50)이 분리되자마자, 전류가 가동 아아크 접촉부(22)와 코일(34)에 의해 형성된 병렬 회로로 절환된다. 주 접촉부들(48, 50)의 개방은 아아크를 형성하지 않고 일어나며, 전류가 병렬 회로로 절환되자마자, 코일(34)은 아아크 접촉부(22, 36)가 회로 차단기의 계속되는 개방 동작 과정중 분리될때 아아크 형성을 블로아웃 시키는 자기장을 발생시킨다. 차단실(26)내로 발생된 아아크는 이 차단실 내에 포함된 가스의 압력 증가 및 온도 상승을 야기시키며, 가스는 관상 접촉부(20, 24)를 거쳐 차단실을 탈출하여 봉입실(10)에 의해 형성된 팽창실로 들어가고, 가동 아아크 접촉부(22)와 전극(36)사이에 뻗어나오는 아아크를 기상 블로아웃시킨다. 팽창에 의한 아아크의 기상 블로아웃과 아아크의 회전 블로아웃이 조합된 작용은 고속 아아크 소화률 확실 해준다. 차단 영역은 차단실(26)의 금속 경판(30) 근처에 배치되는 반면, 절연 물질로 만든 대향 경판(32)은 아아크의 작용으로부터 멀리 떨어져 위치되어 보호된다. 절연 경판(32)을 차단 영역에서 멀리 착설시킴으로써, 오염 및 파손의 위험이 줄어드는 동시에 정지 주 접촉부(48)와 정지 접촉부(24)의 전기 접속을 확실히 하는 원통형 금속 봉입실(28)을 차단실(26)에 배치시킨다. 따라서, 전체적인 조립은 특별히 간단하고 간결하다.
상술된 실시예에 있어서, 코일(34)은 주 접촉부들(48, 50)이 열리자마자 회로내로 절환되나 이 회로내로의 절환은 전극(36)상으로의 아아크 절환에 의한 본래 공지된 방법으로 성취될 수 있음이 명백하다. 코일(34)은 또한 영구 자석으로 대체될 수도 있으며 기상 블로아웃은 접촉부들 중 하나, 특히 기동 접촉부(20)를 통해 수행될 수 있다. 멀티포울 회로 차단기는 여러개의 포울의 조합으로 구성되나 모든 회로 차단기 포울들에 공통된 봉입실(10)이 사용될 수 있으며, 봉입실 형상이 이 봉입실내부의 포울들의 배치에 어울리는 것이 당연하다.
주 접촉부(48, 50)의 구조는 다를 수 있으며 두개의 또다른 실시예가 제3및 4도를 참조하여 예로서 후술될 것이다. 이 도면들에서, 동일한 참조 번호가 제1도의 것과 동일하거나 유사한 부분을 지시하도록 사용된다.
제3도에서, 가동 접촉부(20)는 튜울립 핑거 접촉 브리지 형태로 가동 주 접촉부(54)를 지지한다. 오른편 반쪽 부분에 도시된 회로 차단기의 닫힌 위치에서, 튤울립 핑거 접촉 브리지(54)는 한편에서는 차단실(26)에 의해 지지되는 정지 주 접촉부(48)와 협동하며 다른 한편에서는 전류 입력 단자 패드(16)에 전기 접속된 원통형 정지 접촉부(56)와 협동한다. 회로 차단기의 차단이 일어날때, 접촉 브리지(54)는 상술된 방식으로 정지 주 접촉부(48)로부터 분리되는 원통형 정지 접촉부(56)내부로 수축된다. 접촉 브리지의 주 접촉부의 이러한 배열은 주전류 회로와 분로회로(shunt circuit)의 보다 나은 분리를 가능하게 해 주지만 이 작업은 변형되지 못한다.
제4도에 예시된 또다른 실시예에 따르면, 튜울립-핑거 주 접촉부(58)는 차단실(26)의 원통형 표면(28)에 의해 지지되며, 이 튜울립 핑거 접촉부(58)는 가동 접촉부(20)에 확실히 고정된 원통형 가동 주접촉부(58)를 결합시킴으로써 가동 조립체의 중량을 감소시켜 현저히 큰 접촉 분리 속도를 성취할 수 있도록 해준다.
차단실(16)의 절연 경판(32)은 절연 또는 도전 물질의 플랜지(62)를 지지하며, 주 접촉부(58, 60)와 가동 접촉부(20) 사이에 끼워진다. 이런 종류의 플랜지(62)는 기술된 또다른 실시예에 사용될 수 있다.
제5도는 또다른 태양에 사용될 수 있는 절연 경판(32)의 바람직한 실시예를 예시한다. 절연 경판(32)은 연면 거리(creepage distance)를 증가시키고 향상된 유전 강도를 제공하는 원추형이다. 가동 접촉부(20)와 절연 경판(32) 사이에는 금속 인어서트(64)가 작은 틈새를 두고 가동 접촉부(20)를 둘러싸도록 끼워지며 가동 접촉부(20)와 마주하는 인서어트(64)의 환상 모목부에 수용된 탄성 금속링(66)에 의해 형성된 슬라이딩 접촉부에 의해 가동 접촉부(20)에 전기 접속된다. 따라서, 가동 접촉부(20)와 절연 경판(32)사이의 상대적인 슬라이딩을 허용하는 공극에서의 점화 위험을 피할 수 있다.

Claims (8)

  1. 고 유전강도 가스로 채워지고 포울을 하나 이상 포함하는 밀폐된 봉입실(10)을 지닌 회로 차단기에 있어서, 각각의 포울이, 경판(30,32)에 의해 그 양끝이 단단히 밀폐된 회전면(28)을 가지는 차단실(26)과, 상기 차단실에 동축상으로 배치된 가동 아아크 접촉부(20,22)와 정지 아아크 접촉부(24,36)에 의해 형성된 한쌍의 관상 아아크 접촉부(20,22;24,36)로서, 그 각각은 상기 경판들(30,32)중 하나를 통과하여 차단실이, 아아크 접촉부의 분리된 위치에서, 상기 관상 아아크 접촉부에 의해 구성된 가스 유출 통로를 거쳐 팽창실을 형성하는 상기 봉입실(10)과 왕래하도록 하는 한쌍의 아아크 접촉부와, 분리된 아아크 접촉부들 사이로 발생된 아아크의 회전에 의해 블로 아웃 자기장을 아아크 접촉부 분리 영역에서 만들어 내기 위해 차단실(26) 내부에서 상기 경판들 중 한 경판(30)에 의해 지지되는 코일(34)과, 회로 차단기 개방 동작이 일어날때 아아크 접촉부가 분리되기 전에 열리도록 배열되고 차단실(26)외부에 배치된 정지 주 접촉부(48,58)와 가동 주 접촉부(50,54,60)에 의해 형성된 한쌍의 주 접촉부(48,50;48,54;58,60)로 이루어지고, 상기 회전면(28)과 코일(34)을 지지하는 경판(30)은 금속으로 만들어지고 이 경판을 통과하는 아아크 접촉부(24)에 전기 접속되며, 다른 경판(32)은 절연재로 만들어져서 접촉부들의 개방 위치에서 전기 절연을 제공하며 상기 회전면(28)의 환형 가장자리는 절연 경판에 인접하여 정지 주 접촉부(48, 58)로서 배열되거나 이를 지지하며, 상기 아아크 접촉부(20, 22 ; 24, 36)의 접촉 영역은 상기 절연 경판(30)보다 상기 코일(34)을 지지하는 금속 경판(30)에 더 근접하도록 축방향으로 한쪽으로 치우쳐 있으며, 코일의 면들중 일면은 금속 경판에 접하여 그에 전기 접속되며, 다른 면은 내측 가장자리가 정지 아아크 접촉부를 구성하는 아아크 이동 트랙을 형성하는 환상 전극(36)에 접속되어 덮이는 것을 특징으로 하는 회로 차단기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 차단실(26)의 절연 경판(32)은 금속 경판(30)을 통과하는 정지 아아크 접촉부(24,36)와 협동하는 가동 아아크 접촉부(20,22)가 미끄러져 통과하는 오리피스를 가지며, 상기 정지 아아크 접촉부는 상기 금속 경판에 전기 및 기계적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 회로 차단기.
  3. 제1항에 있어서, 관상의 가동 아아크 접촉부(20, 22)가 차단실(26)의 절연 경판(32)을 통과하며, 밀폐된 봉입실(10)을 빈틈없이 통과하는 운전봉(18)에 의해 연장되고, 가동 주 접촉부(50)는 튜울립 - 핑거 접촉부의 형상으로 되어 있고 가동 아아크 접촉부(20, 22)와 운전봉(18)에 의해 형성된 조립체에 확실히 고정되는 것을 특징으로 하는 회로 차단기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 가동 주 접촉부는 가동 아아크 접촉부(20, 22)에 확실히 고정되는 튜울립 - 핑거 접촉 브리지(54)에 의해 형성되고 회로 차단기의 닫힌 위치에서, 정지 주 접촉부(48) 및 이와 대면하는 다른 정치 주 접촉부들 간의 절연 간극을 교락할 수 있는 것을 특징으로 하는 회로 차단기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 회전면(28)의 상기 환형 가장 자리에 의해 지지된 상기 정지 주 접촉부(58)는 원통형 링(60) 형태의 가동 주 접촉부와 협동할 수 있는 튜울립 - 핑거 접촉부(58) 형태의 접촉 부인 것을 특징으로 하는 회로 차단기.
  6. 제1항에 있어서, 상기 절연 경판(32)은 원추형이며, 인서어트가 전기 접속되는 가동 아아크 접촉부(22)를 작은 틈새를 두고 둘러싸는 금속 인서어트(64)를 포함하는 것을 특징으로 하는 회로 차단기.
  7. 제1항에 있어서, 상기 봉입실(10)은 전류 입력 컨덕터들로서 배치된 정지 아아크 접촉부(24)와 가동 아아크 접촉부(20, 22)에 각각 접속되는 두개의 접속 단자 패드(14, 16)를 포함하는 것을 특징으로 하는 회로 차단기.
  8. 제1항에 있어서, 상기 봉입실(10)이 원통형이며 이 봉입실 내부에 축방향으로 배치되는 하나의 포울을 포함하고, 상기 차단실(26)도 또한 원통형인 것을 특징으로 하는 회로 차단기.
KR1019880008232A 1987-07-02 1988-07-02 회전 아아크 및 팽창 회로 차단기 KR0129003B1 (ko)

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