KR0182773B1 - 푸퍼타입의 가스절연 회로차단기 - Google Patents

Abstract

푸퍼(PUFFER) 타입의 가스절연 회로 차단기는, 가동전극이 고정전극으로부터 분리될 때, 절연가스가 발생된 아크를 소호하도록 아크쪽으로 분사되게 하는데 적용된다. 절연노즐이 아크쪽으로 상기 가스를 향하고, 가동전극을 덮는 절연커버와 함께 가스유로를 형성하도록 제공된다. 상기 절연커버는 아크의 에너지선이 상기 커버에 들어오는 것을 방지하기 위해 충전제를 포함하는 절연물질로 형성된다.

더우기, 상기 절연커버는 가동전극 잔단의 전계강도를 줄이기 위해 절연노즐의 비유전율 보다 큰 값의 비유전율을 갖는다.

Description

푸퍼(PUFFER) 타입의 가스절연 회로 차단기

제1도는 본 발명에 실시예에 따른 SF₆가스절연 회로 차단기의 차단부를 나타낸 단면도.

제2도는 제1도의 실시예에서 회로 차단기의 전체 구조를 나타낸 단면도.

제3도 내지 제5도는 각각 차단부가 다른 상태에 있으며, 제1도의 실시예에서 차단기의 작동을 설명하는 단면도.

제6도는 제1도의 실시예에서 가동전극 전단의 전계 상태를 설명한 도시도.

제7도는 제1도의 실시예에서 절연커버의 비유전율과 가동전극 전단과 절연커버에서의 전계의 관계를 나타낸 그래프.

제8도는 본 발명의 실시예에 따라서 가스절연 회로 차단기의 필수 부분을 설명한 단면도이다.

본 발명은 변전소와 같은 공장에서 비교적 큰 전류를 차단하거나 단절하는 데 쓰이는 푸퍼 타입의 가스절연 회로 차단기에 관한 것으로, 특히, 아크가 발생하는 차단기 부분에 근접 배치된 절연노즐(NOZZLE)과 절연커버(COVER)의 개량에 관한 것이다.

상기 타입의 회로 차단기에 의해서 대전류가 차단되었을 때, 가동접점과 고정접점 사이, 즉, 전극 사이에 고온의 플라즈마 아크(PLASMAARC)가 발생한다. 푸퍼 타입의 가스절연 차단기는 아크에 분사하는 SF₆같은 절연가스 등에 의해 아크를 소호하는 데 적합하다. 이러한 것을 위해서, 드로트(throat)부를 갖는 원통형의 절연노즐은 고정전극과 가동전극 사이의 접촉부를 둘러 싸도록 제공된다. 전극이 분리됨에 따라, 어느 하나의 전극이 절연노즐의 드로트부를 통해 전해지면, 상기 타입의 가스가 아크쪽으로 드로트부를 통해 분사된다.

상기 타입의 회로 차단기는, 예를 들면, 본 발명을 양수한 동일 양수인의 일본국 특허 공개공보 소60-212923에 공개되어 있다. 이 공보에 공개된 회로 차단기는 실질적으로 전극과 절연노즐 사이에 원통형 절연커버가 제공되고, 상기 절연커버와 상기 절연노즐은 그들 사이의 가스유로를 정의하고, 분사된 가스는 상기에 정의된 가스유로를 통해 흐른다.

위에 기술된 절연노즐은 보통 전기적 절연체인 합성수지로 만들어진다. 그러나, 전류 차단시에 아크가 발생했을 때, 아크로부터 발생된 에너지선으로 인해, 절연노즐의 표면뿐만 아니라 내부에 공동과 탄소를 발생시키는 경우가 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서, 예를 들면, 같은 양수인의 일본국 특허 공개공보 평1-37822호로 개시되어 있는 공보에서는 아크의 침입을 방지하기 위한 노즐을 구성하기 위해서 질화붕소 분말의 충전제를 불소수지 절연체에 함유되도록 제안하고 있다. 더우기, 일본국 특허 공개공보 소63-119121과 대응 미국 특허 제4,791,256은 회로 차단기용 절연노즐을 제안하고 있는데, 이는 0.3-1.0 중량%의 질화붕소를 포함하는 불소수지 절연체로 만들어진다. 더우기, 1989 IEEE, 89 WM 077-9 PWRD의 KEY TECHNOLOGIES FOR DEVELOPING A 420 KV 50 KA GCB INTERRUPTER UNIT 3-6 페이지에는 충전제가 혼합된 PTFE으로 형성된 노즐이 설명되어 있다.

본 발명의 목적은 차단성능이 더 개량된 푸퍼타입의 가스절연 회로 차단기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 절연커버의 개량을 통해 더 나은 차단성능을 갖는 가스절연 회로 차단기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 대전류 차단성능과 마찬가지로 소전류 영역에서 개폐성능을 개량할 수 있는 가스절연 회로 차단기를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명자는 절연커버에 중점을 두었고, 본 발명은 가동전극 전단의 전계강도를 줄이는 커버재료를 개량하려고 했다.

본 발명의 한 형태에 따르면, 고정전극, 상기 고정전극과 접촉하기도 하고 떨어지기도 하는 가동전극, 상기 고정전극으로부터 상기 가동전극이 분리될 때 분사되거나 퍼프하는 절연가스를 발생하기 위한 가스 압축수단, 상기 가동전극을 커버하기 위한 커버수단, 그리고, 상기 커버수단과 함께 협동하게 형성하기 위한 노즐수단 및 상기 가스 압축수단으로부터 상기 고정전극과 상기 가동전극 사이에서 발생하는 아크로 절연가스를 도입하기 위한 유로로 이루어진 전기회로 개폐를 위한 가스절연 회로 차단기가 제공된다. 최소한 커버수단은 아크의 에너지선이 침입하거나 침투하는 것을 방지하기 위해서 충전제를 포함하는 절연물질로 만들어진다.

상기와 같이 형성된 절연커버는 전극 분리시 발생하는 아크의 에너지 선의 침투를 방지하고, 이 에너지의 흡착이 방지된다. 따라서, 가동전극 전단의 전기 포텐셜의 분배와 분출가스의 흐름을 방해하지 않고 회로 차단기의 차단성능이 중진되도록, 절연커버내의 공동과 탄소의 발생을 막을 수 있다.

바람직하게는, 절연물질은 불소수지이고, 충전제는 질화붕소 분말이다. 노즐수단은 커버수단과 같은 절연물질로 만들어지고, 노즐수단은 커버수단과 유사하게, 아크의 에너지 선의 침투를 막기 위해서 충전제를 포함하는 것이 더 적절하다. 더우기, 커버수단과 노즐수단용 재료는 커버수단의 비유전율이 노즐의 비유전율보다 크게 되도록 한 방법을 선택하는 것이 바람직하다. 똑같은 물질로 노즐수단과 커버수단을 만드는 경우에는, 선택적으로, 커버수단에 포함된 충전제의 비율이 노즐수단의 충전제의 비율보다 같거나 더 높은 것이 바람직하다.

커버수단의 비유전율을 노즐수단의 것보다 증대시킴으로써 전극이 분리될 때 가동전극 전단의 등전위선은 고정전극 쪽으로 이동된다. 그 결과, 가동전극 전단의 전계강도는 감소하고 대전류에 대해서 차단동작 뿐만 아니라 소전류영역에서의 개폐성능이 증진된다. 따라서, 고전압을 취급하는데 적용되는 차단기를 제공하는 것이 가능하다.

본 발명에 대한 상기 목적과 또다른 목적, 구조와 잇점은 다음의 참조도면에 따르는 설명에 의해서 좀 더 명확히 될 것이다.

처음에 본 발명을 명확히 하기 위해, 종래의 가스 차단기의 문제점을 설명한다. 이 문제점들은 발명자에 의해 명백하게 분석되어져 본 발명의 기본을 이룬다.

상기에서 설명하듯이, 회로 차단기의 절연노즐은 종래 기술에 의한 것으로 충전제와 혼합된 불소수지 절연체로 만들어져서, 대전류 차단시아크의 에너지 선의 침투를 방지한다. 가스절연 회로 차단기의 성능을 결정하는 요소의 하나는 보증되었으나, 절연커버는 차단성능에 있어서 그렇게 중시되지 않았다.

그렇지만, 회로 차단기의 일단절점 마다 차단용량이 증가될 때, 절연커버에서도 그렇듯이, 에너지선 침투에 기인한 공동과 탄소의 발생은 문제가 된다.

절연커버가 가동전극에 인접해 배치되기 때문에, 탄소의 발생은 가동전극 전단에서 전기 포텐셜의 분배를 방해하여 차단성능이 저하되는 것을 야기한다. 더우기, 절연커버 표면에서 발생한 탄소가 절연커버 내벽에 밀착하여 절연특성을 저하시키거나 발생된 공동이 분사가스의 흐름 특성에 역영향을 준다. 그래서 절연커버의 설비로 인해 차단성능은 절연노즐만이 제공된 회로 차단기에 비해 다소 저하되는 경우가 있다.

게다가, 회로 차단기 차단부의 소형, 대용량화에 수반하여, 절연노즐의 내아크성을 향상시키기 위하여 노즐에 혼합된 질화붕소 등과 같은 충전제의 충전량이 늘고 있다. 결과적으로, 바람직하지 않게도 노즐의 비유 전율이 증가되는 경향이 나타난다. 이와 같이, 노즐의 비유전율이 커지면 가동전극 전단의 전계강도가 증대되어서 그 위에 고전압의 초래로 차단성능의 저하를 야기할 염려가 생긴다.

즉, 종래의 회로 차단기에서, 원통형 절연커버가 절연노즐과 협동해서 가스유로를 정의하기 위해 가동전극의 외부 원주에 제공되거나 절연커버가 제공되지 않는 경우에, 가동전극 전단측의 전계강도를 낮게하는 데는 어떤 배려도 되어있지 않다. 그 결과, 고정전극과 가동전극 사이의 절연내력의 저하와 소전류 영역의 개폐, 특히, 리딩(leading) 소전류의 개폐특성이 감소하는 문제가 발생한다.

그런 까닭에, 본 발명에서는 아크의 에너지 선에 의한 탄소와 공동의 발생이 방지되고, 가동전극 전단의 전계강도를 줄이는 방법으로 가스절연회로 차단기의 절연커버를 지향, 발전시켰다.

본 발명은 첨부한 도면에 도시된 실시예에 따라서 설명된다.

제2도를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 SF₆가스절연 회로 차단기의 전체적인 구도가 도시된다. 회로 차단기에는 SF₆가스(10)가 밀폐, 주입되고, 차단부가 제공된 연장된 가스탱크(6)를 구비한다. 차단부는 가스탱크(6)로부터 전기적으로 절연되기 위해 두 절연 지지물(11,12)을 경유하여 가스탱크(6)의 반대쪽 단부 사이에 장착된다.

차단부는 가동전극(3), 가동전극의 반대쪽에 배치된 고정전극(4), 가스 압축장치(5)등으로 구성되어 있다. 차단부는 전기회로의 개폐를 위하여, 가동전극을 고정전극에 접촉 또는 가동전극을 고정전극에서 분리하는데 적용된다. 또, 절연노즐(1)은 두 전극(3, 4) 사이의 접촉부를 둘러싸도록 제공되고, 절연커버(2)는 절연노즐(1)과 가동전극(3) 사이에 배치된다.

고정전극(4)은 도체(14)를 지나 절연 지지물(11)로 가스탱크(6)의 일종단에 지지되고, 가스탱크(6)의 길이 방향으로 연장된다. 가스탱크(6)의 다른 종단에서, 절연 지지물(12)은 가스 압축장치의 피스톤(14)을 고정전극(4)이 방향으로 지지한다. 더우기, 전기 절연막대인 구동 샤프트(9)는 절연 지지물(12)고 피스톤(14)에 관하여 동심의 확장을 한다.

구동 샤프트(9)는 절연 지지물(12)과 피스톤(14)에 관해서 섭동 가능하고, 구동 샤프트 일단은 가스탱크(6)의 외부에서, 도시되지 않았지만, 기계의 조작단위에 연결되어 있다.

가스압축 장치(5)는 피스톤(14)과 연결되고 피스톤(14)상에 섭동 가능하게 결합된 실린더(15)를 포함하고 있다. 실린더(15)는 실린더 형태로 폐쇄된 종단과, 그것의 중심축에 배치된 중앙 샤프트(15a)를 가진다. 중앙 샤프트(15a)는 구동 샤프트(9)의 다른 종단에 연결되어, 실린더(15)는 구동 샤프트(9)이 작동을 통하여 피스톤(14) 상에서 이동된다. 이 이동에 응답하여, 피스톤(14)에 의해 실린더에 정의되는 공간은, SF₆가스를 압축하기 위해 푸퍼실(15b)로 작동하도록 증가되거나 감소한다.

제1도는 차단부의 필수부를 보다 상세하게 설명한다. 가동전극(3)은 복수의 접촉자(31)로 이루어지고, 원추형 도체(7)를 통하여 실린더(15)전단에 고정된다. 접촉자는 고정전극(4)을 에워싸도록 도체(7)의 원주 방향으로 배치되고, 도체(7)에 추축으로 붙여진다. 환형 스프링(8)은 고정전극(4)에 대항하여 접촉자(31)를 가세하기 위하여, 접촉자(31) 주위에 부착된다.

절연커버(2)는 접촉자(31)의 전단과 외면을 에워싸기 위해 대체로 원추형태이고, 도체(7)에 부착된다. 또한, 절연노즐(1)은 충분히 고정된 간격으로 절연커버(2)를 에워싸는 방식으로 도체(7) 에 부착된다. 이 절연노즐(1)과 절연커버(2)는 그들 사이에 가스유로(16)를 정의한다. 가스유로(16)는 실린더(15)의 한쪽끝에 형성된 개방구(17)를 통해 푸퍼실(15b)과 연락된다. 절연노즐(1)은 고정전극(4)의 근접면에 직경이 감소한 부분, 또는 드로트부(1a)를 갖는다. 가스유로(16)의 출구는 드로트부(1a)로 구부려 고정전극(4) 과 가동전극(3)의 접촉부분으로 향하게 된다.

절연노즐(1)과 절연커버(2)의 모양과 위치는 가스유로(16)의 단면영역의 변화율이 이러한 구조에서 유로의 상측흐름 종단에서 하측흐름 종단으로 대체로 일정하고, 가스유로(16)에서의 가스의 압축손실이 방지되는 방법으로 고정된다.

절연커버(2)는 불소수지로 구성된 절연물질, 에를 들어, 아크의 에너지선을 차단하기 위한 충전제로서 포함된 4불화 에틸렌 수지와 질화붕소분말 등으로 만들어진다. 또한, 절연노즐(1)은 불소수지로 구성된 절연물질, 에를 들어, 4불화 에틸렌 수지 또는 절연커버(2)와 유사하게, 불소수지와 불소수지를 포함한 질화붕소 분말로 구성된 절연물질로 만들어진다. 절연노즐(1)이 후자의 절연물질로 만들어질 경우, 충전물의 양은 충전제가 절연커버(2)에 포함되어 있는 것보다 작거나 같아야 한다.

본 발명의 실시예에 따른 SF₆가스 차단기의 전류차단 동작은 제3도 내지 제5도를 참조하여 설명한다.

제3도는 차단기가 가동전극(3)과 고정전극(4)의 접촉으로 닫힌 상태를 설명한다. 전극(3, 4)의 접촉부분은 절연노즐(1)과 절연커버(2)에의해 둘러싸여진다. 전류 차단동작은 이 상태에서 차단명령에 응답하여, 도시되지 않은 동작수단의 작동을 통해 수행된다. 제4도에서와 같이, 동작수단의 구동에 의해 구동 샤프트(9)는 도면에서 보여질 때 오른쪽으로 이동한다. 구동 샤프트(9)는 실린더(15)와 도체(7)을 경유하여 가동전극(3)을 고정전극(4)과 분리되도록 가동전극(3)을 구동한다. 이때에, 아크(A)는 고정 전극(4)과 가동전극(3) 사이에서 발생하여 두 전극이 서로 분리됨에 따라서 전극 사이에서 연장된다.

나아가서, 차단동작에 대한 응답으로, 가스 압축장치(5)가 작동된다. 특히, 상기 구동 샤프트(9)의 이동에 따라 피스톤(14)에 대하여 푸퍼 실린더(15), 절연노즐(1)과 절연커버(2)는 도면에서 보여질 때 오른쪽으로 이동한다. 결과적으로, 피스톤(14)은 푸퍼실(15b)의 SF₆가스를 압축시켜, 가스유로(16)를 통해 압축된 가스를 아크(A)에 분사하여 냉각시킨다.

제5도에 있어서, 고정전극(4)이 절연노즐(1)의 드로트부(1a)를 지나갈 때, 드로트부(1a)를 통해 압축가스가 분사된다. 이 강한 SF₆가스의 분사로 아크(A)는 소멸되고, 차단동작은 완료된다. 덧붙여, 아크의 냉각후 압축가스 일부분은 푸퍼 실린더의 중앙 샤프트(15a)를 통하여 가스탱크(6)로 배출된다.

차단동작중 절연커버(2)는 아크에 노출된다. 그러나, 절연커버(2)는 상기 질화붕소 충전제를 포함한 불소수지 절연물로 만들어졌기 때문에 아크의 에너지선 침투를 방지하여, 절연커버(2)의 표면뿐만 아니라 내부에 공동 또는 탄소의 발생을 피할 수 있다. 특히, 제5도에서 도시되듯이 아크가 현저하게 소멸된 두 전극사이의 높은 회복전압이 작동할 때도 탄소의 발생은 예방된다. 고정전극과 마주보는 가동전극(3) 전단의 전계의 분배는 종래의 회로 차단기와 달리 방해받지 않는다. 따라서, 차단부에서 전압저항의 만족스런 개선을 얻을 수 있어, 이것으로 차단성능이 개선된다. 더우기, 절연커버(2)에서 공동의 발생을 피해 분사가스의 흐름을 방해하지 않아 차단성능의 저하가 발생되지 않는다.

상기와 같이, 종래의 절연커버가 공급된 회로 차단기에서는 분사가스의 흐름이 절연커버에서 발생된 공동에 의해 역효과를 낳거나 절연커버에서 발생된 탄소가 절연노즐의 내부표면에 접착될 가능성이 있어서, 결과적으로 회로 차단기의 차단성능이 절연노즐만 제공된 경위에 비해서 저하된다. 이에 반해서, 본 실시예에서는 상기 절연커버의 이용으로, 절연노즐(1)이 그의 성능을 만족하게 나타내는 것이 가능하다. 더우기, 상기의 장점에 덧붙여 절연노즐(1)과 절연커버(2)에 의해 차례로 가스유로(16)를 설치한 영향때문에, 전체적으로 우수한 차단성능을 나타내는 SF₆가스절연 회로 차단기를 얻을 수 있다. 상기 절연노즐(1)이 질화붕소 분말을 포함한 4불화 에틸렌 수지로 만들어질 경우, 절연커버(2)와 비교하여 절연노즐(1)에서의 질화붕소 내용물을 보다 작거나 같게 하므로써, 질화붕소 내용물의 증가로 인한 노즐의 깨짐을 방지할 수 있다. 따라서, 절연노즐의 내부와 드로트부는 많은 차단동작 후에도 안정된 성능을 유지하기 위해 원하는 모양으로 유지될 수 있다.

제1도로 되돌아가서, 가동전극 전단의 전계강도의 관계에 대해 기술한다.

절연커버(2)가 가동전극(3) 전단을 덮고 있기 때문에, 이 표면의 전계(Ec)가 가동전극(3) 전단의 전계(Em)보다 높다. 반면에, 절연커버(2)는 비교적 매끄러운 절연물질로 만들어졌기 때문에, 표면 최대허용 전계강도는 가동전극(3)의 표면전계(Em)보다 높은 값으로 설정될 수 있다. 본 실시예에서, 본 발명자는 이 점에 주목하여, 절연커버(2)의 비유전율(εc)은 절연노즐(1)의 것보다 크게 설정하고 있다. 절연노즐(1)과 절연커버(2)의 비유 전율(εc)을 서로 다르게 만들도록, 절연노즐과 절연커버용 물질에 충전제를 첨가하기도 한다. 더우기, 차단부의 부분을 형성하기 위해 사용되는 절연물질은 내열성, 내아크성에 우수하고, 또한 전계에 영향을 주지않는 비유전율이 낮은 물질이다. 전형적인 물질은 비유전율 ε₁=2.1인 4불화 에틸렌과 같은 불소수지이다. 상기 충전제는 노즐(1)의 내아크성을 고려하여 선택된 물질이 바람직하다. 상기 바람직한 물질의 일례로서 상기 질화붕소를 들 수 있다. 불소수지 내에 포함된 질화붕소의 충전량에 따라서, 불소수지의 비유전율은 약 2.1 내지 3.0의 범위에서 변화한다.

상기와 같이, 절연커버(2)의 비유전율을 크게 하므로써, 가동전극(3) 전단측의 전계가 감소될 수 있다. 즉, 제6도에 도시되듯이, 차단후에 있어서 가동전극 전단측에서의 등전위선은, 절연커버가 제공되지 않은 경우에 발생한 점선으로 나타낸 등전위선(30A)에 비해, 실선(30)으로 나타낸 바와 같이 고정전극(4)쪽으로 이동될 수 있다. 그 결과, 가동전극 전단측의 전계강도가 감소될 수가 있고, 리딩 소전류 개폐특성과 같은 소전류 영역의 개폐성능을 향상시킬 수 있다.

상기 문제가 제7도를 참조하여 더 자세히 설명된다. 제7도는 절연커버(2)의 비유전율(εc)과 가동전극(3) 전단과 절연커버(2)에서의 전계강도의 관계를 설명한다. 상기 도면에서, 특성곡선(Em)은 가동전극(3)의 전계 강도를 , 특성곡선(Ec)은 절연커버(2)의 전계강도를 나타낸다. 제7도에서 이해될 수 있듯이, 절연커버(2)의 비유전율을 4불화 에틸렌 수지의 비유전 율(ε₁)보다 크게하고, 특성곡선(Em, Ec)의 교점에 대응하는 절연커버(2)의 비유전율(εc₁)보다 훨씬 크게하므로써, 가동전극(3) 전단의 전계강도(Em)는 감소될 수 있다. 반면에, 절연커버(2) 전단의 전계강도(Ec)는 전극부와 절연물질 표면의 최대허용 전계를 비교하면, 전극부의 전계면에서 전계방전이 발생하기 때문에, 후자가 표면 거칠음에 의존한다 하더라도, 전자는 후자보다 일반적으로 낮다. 즉, 절연물질 표면의 허용전계는 전극의 것보다 더 높게 설정될 수 있다. 본 발명에 따르면, 이 점에서 절연커버의 비유 전율을 크게하여 가동전극(3) 전단의 전계강도를 완화한다. 특히, 노즐(1)이 4불화 에틸렌 수지만으로 구성되어 있는 경우에, 절연커버(2)는, 예를 들어, 물질의 선택 그리고/또는 충전제의 첨가의 방법으로 절연노즐(1)의 비유전율(2.1)보다 큰 비유전율을 갖도록 형성된다. 또, 노즐(1)이 질화붕소 분말을 충전하고 있느니 경우에는 선택적으로, 절연커버(2)에 부가될 질화붕소 분말의 양을, 절연커버(2)의 비유전율이 절연노즐(1)의 것보다 더 크게 하도록 설정된다.

상기한 바와 같이 절연커버(2)가 질화붕소가 첨가된 불소수지로 구성될 때, 가동전극(3) 전단에서 전계가 감소되고, 상기 커버의 우수한 내아크성이 실현되고, 대전류가 차단될 때의 단점등도 방지된다. 절연커버(2)의 비유전율을 크게하기 위한 충전제로서, 상기 질화붕소에 대체하여 다른물질, 예를 들면, 알루미나, 산화티탄, 카올린 클레이, 아연화, 황산바륨, 산화철 등의 분말이 사용될 수 있다.

상기 실시예에서, 가동전극(3)의 외주에 직접 절연커버(2)가 제공되더라도 제8도에 도시된 바와 같이 절연커버(2)의 내측에 금속재의 실린더 부재(5)의 전단 형태는 가동전극(3) 전단의 전계도 저감할 수 있다. 덧붙여, 금속재 실린더 부재는 스프링(8) 등의 전계 집중에 대해서도 차폐효과가 있어 절연특성이 더욱 증진될 수 있다. 본 실시예에서, 가동전극(3) 전단에서 전계는 상기의 실시예와 유사하게, 절연커버(2)의 형성을 통해 감소될 수 있다.

상기와 같이, 본 발명에 따라서, 절연커버는 절연노즐과 함께 가스유로를 정의하기 위해, 절연노즐과 전극사이에 배치된다. 절연커버는 아크의 에너지선의 침투를 방지하기 위한 충전제를 포함하고, 탄소나 공동의 발생과 그것에 의한 절연노즐에의 영향을 방지하는 절연물질로 만들어진다. 결과적으로, 절연커버와 절연노즐의 협조로 차단성능이 향상된 SF₆가스절연 회로 차단기를 얻을 수 있다.

본 발명에 의하면, 내아크성에 우수하고 비유전율이 높은 절연재료에 의하여 구성된 노즐이 사용된 경우에도 가동전극 전단부의 전계강도가 감소될 수 있다. 결과적으로, 리딩 소전류 개폐특성 같은 소전류 영역에서의 개폐성능을 향상시킬 수가 있을뿐만 아니라 대전류 차단성능도 향상시킬 수가 있다. 실시예에 근거하여 본 발명이 설명되었지만, 본 발명은 한정된 형태로 제한되지 않고, 첨부된 청구범위의 영역에서 이탈하지 않고, 많은 변형이 행해지거나 다른 형태를 갖을 수 있다.

Claims (13)

1. 전기회로를 개폐하는 가스절연 회로 차단기에 있어서, 고정전극과, 상기 고정전극과 접촉·이탈하는 가동전극과, 상기 가동전극이 상기 고정전극과 분리될 때 절연가스를 분사시키는 가스압축수단과, 상기 가동전극을 덮는 커버수단과, 상기 절연가스를 상기 가스압축수단으로부터 상기 고정전극 및 상기 가동전극 사이의 아크발생부로 안내하는 유로를 상기 커버수단과 더불어 형성하는 노즐수단을 포함하여 이루어지고; 적어도 상기 커버수단은, 상기 가동전극의 외주부 및 상기 고정전극에 대향하는 상기 가동전극의 전단부를 감싸는 거의 원통형상으로 형성되며, 상기 노즐수단 보다 큰 비유전율(specific inductive capacity)을 갖는, 충전제를 포함하는 절연물질로 이루어져, 상기 아크의 에너지선이 상기 커버수단에 유입되는 것을 방지하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 가스절연 회로 차단기.
2. 제1항에 있어서, 상기 노즐수단은 상기 커버수단과 동일한 절연물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스절연 회로 차단기.
3. 제2항에 있어서, 상기 노즐수단용 상기 절연물질은 상기 커버수단과 동일한 충전제를 포함하고, 상기 커버수단의 상기 충전제의 용량은 상기 노즐수단의 상기 충전제의 용량 이상인 것을 특징으로 하는 가스절연 회로 차단기.
4. 제1항에 있어서, 상기 절연물질은 불소수지인 것을 특징으로 하는 가스절연 회로 차단기.
5. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 절연물질은 4불화 에틸렌수지인 것을 특징으로 하는 가스절연회로 차단기.
6. 제3항에 있어서, 상기 충전제는 질화붕소 분말인 것을 특징으로 하는 가스절연 회로 차단기.
7. 제1항에 있어서, 상기 절연가스는 6불화 황(SF₆)인 것을 특징으로 하는 가스절연 회로 차단기.
8. 제1항에 있어서, 상기 커버수단 및 상기 노즐수단은 동일한 절연물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스절연 회로 차단기.
9. 제8항에 있어서, 상기 절연물질은 불소수지인 것을 특징으로 하는 가스절연 회로 차단기.
10. 제9항에 있어서, 상기 절연물질은 4불화 에틸렌수지인 것을 특징으로 하는 가스절연회로 차단기.
11. 제8항에 있어서, 상기 충전제는 질화붕소, 알루미나, 산화티탄, 카올린클레이, 아연화, 황산바륨, 및 적산화철의 분말중 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 가스절연 회로 차단기.
12. 제1항에 있어서, 상기 커버수단용 물질은, 상기 가동전극이 상기 고정전극으로부터 분리될 때, 상기 가동전극측에서 상기 고정전극쪽으로 등전위선을 이동시키는 절연물질인 것을 특징으로 하는 가스절연 회로 차단기.
13. 제1항에 있어서, 상기 커버수단 및 상기 가동전극 사이에 제공되는 원통형상의 금속 부재를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 가스절연 회로 차단기.