KR100323741B1 - Vacuum in terrupter for Vacuum contact breaker - Google Patents
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Abstract
본 발명은 진공 차단기용 진공 인터럽터에 관한 것으로, 진공로에 의한 1차 및 2차 용접작업에 의해 진공 인터럽터를 제작하는 종래의 구조와는 달리 한차례의 용접공정으로 진공 인터럽터를 제작할 수 있게 함으로서 작업공정 및 작업시간을 단축시키고 제품의 품질을 향상시킬 수 있게 한 것이다.The present invention relates to a vacuum interrupter for a vacuum circuit breaker, and unlike the conventional structure of manufacturing a vacuum interrupter by primary and secondary welding operations by a vacuum furnace, it is possible to manufacture a vacuum interrupter by one step welding process. And to shorten the working time and improve the quality of the product.
본 발명은 고정 전극봉과 가동 전극봉 및 상기 각 전극봉에 고정되는 전극으로 구성되고 상기 전극은 전극 코일과 전극 지지재와 주전극 및 접점으로 구성된 진공 인터럽터에 있어서, 상기 고정 전극봉과 가동 전극봉에 각각 나사구멍을 형성하고 접점과 주전극에 각각 스크류 관통공을 형성함과 함께 전극 지지재와 전극코일에도 스크류 관통공을 형성하여 상기 각 스크류 관통공을 통해 스크류를 삽입하여 나사구멍에 체결함에 따라 전극이 조립되게 한 진공 차단기용 진공 인터럽터이다.The present invention comprises a fixed electrode, a movable electrode and an electrode fixed to each electrode, wherein the electrode is a vacuum interrupter composed of an electrode coil, an electrode support material, a main electrode and a contact, each of the screw holes in the fixed electrode and the movable electrode And through the holes and the main electrode, respectively, and through the screw holes through the electrode support material and the electrode coil. Vacuum interrupter for vacuum breaker.
Description
본 발명은 진공 차단기의 핵심부품인 진공 인터럽터(Interrupter)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 진공 인터럽터의 전극구조를 개선하여 작업공정을 줄이고 품질의 향상을 기할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a vacuum interrupter (interrupter), which is a core part of a vacuum breaker, and more particularly, to improve the electrode structure of the vacuum interrupter, thereby reducing work processes and improving quality.
진공 차단기는 송,배전 선로 및 자가 발전 설비등에서 사고 발생시 사고전류로부터 모터나 변압기 등의 회로 기기를 보호하기 위해 사용되는 전기기기로서, 차단 소호매질에 따라 유압 차단기와 가스 차단기와 공기 차단기 및 진공 차단기 등이 있다.Vacuum circuit breaker is an electrical device used to protect circuit devices such as motors and transformers from accident currents in transmission and distribution lines and self-generating facilities, and according to the block protection medium, hydraulic circuit breakers, gas circuit breakers, air circuit breakers and vacuum circuit breakers. Etc.
상기와 같은 차단기 중 진공 차단기는 우수한 절연내력을 이용한 차단기로서, 그 핵심 부품인 진공 인터럽터에는 가동전극과 고정전극이 설치되어 사고전류가 발생하면 차단기의 트립(Trip)기구와 연결된 링크의 구동에 의해 가동전극이 고정전극으로부터 개리된다.Among the circuit breakers described above, the vacuum breaker is a breaker using excellent dielectric strength. The vacuum interrupter, which is a core component thereof, is provided with a movable electrode and a fixed electrode, and when an accident current occurs, the drive is connected to a trip mechanism of the breaker. The movable electrode is separated from the fixed electrode.
또한 진공 인터럽터는 사고전류에 의해 접점이 개리될 때 아크전류의 정체로 인한 국부적인 과열로 접점이 손상되는 것을 줄이기 위해 아크를 자기 구동하여 원주 방향으로 빠르게 회전시켜 차단하는 횡자계 방식과, 아크를 접점내에 구속하고 접점 전체면에 아크를 확산시켜 차단함으로서 아크 에너지 손실을 줄임은 물론 접점의 마모도 적게하는 종자계 방식이 있다.In addition, the vacuum interrupter has a horizontal magnetic field method that self-drives the arc and rotates it quickly in the circumferential direction to prevent damage to the contact due to local overheating due to the stagnation of the arc current when the contact is opened by the accidental current. There is a seed system that reduces the arc energy loss and reduces the wear of the contact by restraining it within the contact and diffusing the arc across the contact surface.
도 1은 종래 진공 인터럽터의 종단면도로서, 진공 인터럽터는 크게 나누어고정전극 조립체와 가동전극 조립체 및 세라믹 조립체로 구성되어 있다.1 is a vertical cross-sectional view of a conventional vacuum interrupter, which is divided into a fixed electrode assembly, a movable electrode assembly, and a ceramic assembly.
상기 고정전극 조립체는 고정 전극봉(1)와, 상기 고정 전극봉 일측단부에 고정되어 고정전극을 이루는 전극코일(2)과 접점지지재(3) 및 접점(4)과, 상기 고정 전극봉의 반대측에 고정된 고정측 덮개(5)와, 상기 고정측 덮개와 세라믹(21) 사이에 용접되어 진공을 유지시키는 원통형 실컵(6) 등으로 구성되어 있다.The fixed electrode assembly is fixed to the fixed electrode rod (1), the electrode coil (2) and the contact support material (3) and the contact point (4) which is fixed to one end of the fixed electrode rod to form a fixed electrode, the opposite side of the fixed electrode And a cylindrical seal cup 6 or the like welded between the fixed side cover 5 and the fixed side cover and the ceramic 21 to maintain a vacuum.
또한 가동전극 조립체는 가동 전극봉(11)과, 상기 가동 전극봉의 일측단부에 고정되어 가동전극을 이루는 전극코일(12)과 접점지지재(13) 및 접점(14)과, 상기 가동 전극봉의 반대측에 고정된 가동측 덮개(15)와, 상기 가동측 덮개와 세라믹(22) 사이에 용접되어 진공을 유지시키는 원통형 실컵(16)과, 상기 가동전극의 움직임을 가능하게 하면서 기밀을 유지시키는 벨로우즈(17)와, 상기 가동전극이 고정전극으로부터 개리될 때 발생하는 아크로부터 벨로우즈를 보호하는 벨로우즈 쉴드(18)등으로 구성되어 있다.In addition, the movable electrode assembly 11, the electrode coil 12, the contact support material 13 and the contact point 14, which are fixed to one end of the movable electrode rod to form the movable electrode, and opposite to the movable electrode rod, A fixed movable side cover 15, a cylindrical seal cup 16 welded between the movable side cover and the ceramic 22 to maintain a vacuum, and a bellows 17 to maintain airtight while enabling the movable electrode to move. And a bellows shield 18 which protects the bellows from an arc generated when the movable electrode is opened from the fixed electrode.
한편 상기와 같은 고정전극 조립체과 가동전극 조립체는 별도의 지그에 가조립된 후 1차로 진공로에 들어가 용접이 되며, 완전 조립된 상태에서 2차적으로 진공로에 들어가 용접이 되어 내부가 10-5Torr 이하인 진공 인터럽터가 된다.The fixed electrode joripchegwa movable electrode assembly as described above into the car 1 to a vacuum after the temporarily assembled on a separate jig and the welding, from the fully assembled secondarily into the vacuum in the welding is not more than 10 -5 Torr inside the It becomes a vacuum interrupter.
이를 보다 상세하게 설명한다.This will be described in more detail.
도 2는 고정전극 조립체를 지그에 가조립한 상태를 나타낸 단면도로서 지그A(101)위에 고정측 덮개(5)와 원통형 실컵(6)이 차례로 놓여지고 그 위에 용접이 잘되도록 일정 무게를 갖는 지그B(102)가 놓여지며, 접점(4) 위에도 접점의 변형을 방지하기 위한 세라믹 재질의 지그C(103)와 지그D(104)를 놓고 그 위에 용접이 잘 되도록 일정 무게를 갖는 지그E(105)와 지그F(106)를 놓아 고정전극 가조립품이 완성된다.FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which the fixed electrode assembly is temporarily assembled into a jig. The jig B has a fixed weight such that the fixed side cover 5 and the cylindrical seal cup 6 are sequentially placed on the jig A 101 and welded thereon. A jig E 105 having a predetermined weight is placed on the contact point 4 and a jig C 103 and a jig D 104 made of a ceramic material to prevent deformation of the contact point are also placed on the contact point 4. And jig F 106 are placed to complete the fixed electrode assembly.
또한 도시는 하지 않았으나 각 부품들의 사이사이에는 진공에서 일정온도를 가할 때 쉽게 용접이 되어 각 부품들을 고정시키고 각 부품 사이의 도전성을 좋게 함은 물론 기밀을 유지시키는 용접와셔와 용접링이 위치하여 있다.In addition, although not shown, between the parts are easily welded when a certain temperature is applied in a vacuum to fix each part and improve the conductivity between the parts, as well as a weld washer and a welding ring to maintain airtightness. .
도 3은 가동전극 조립체를 지그에 가조립한 상태를 나타낸 단면도로서 가동 전극봉(11)은 그 일단부가 지그G(107)의 구멍으로 삽입되어 있고 그 나머지 부품들은 고정전극 조립체와 같이 지그B(102)와 지그C(103)와 지그D(104)와 지그E(105) 및 지그F(106)에 의해 가조립되어 있으며, 각 부품들 사이사이에는 용접와셔와 용접링이 놓여져 있다.3 is a cross-sectional view showing a state in which the movable electrode assembly is temporarily assembled into a jig. One end of the movable electrode 11 is inserted into the hole of the jig G 107, and the remaining parts are jig B102 like the fixed electrode assembly. And jig C (103), jig D (104), jig E (105), and jig F (106), which are prefabricated, and a weld washer and a welding ring are placed between the parts.
상기와 같이 지그에 의해 가조립된 고정전극 가조립품과 가동전극 가조립품을 1차적으로 진공로에 넣고 가열하면 용접와셔와 용접링에 의해 각 부품이 용접되어 전극 조립체가 되며, 용접이 완료된 후에는 각 부품간의 용접상태와 진공누설 검사를 하여 진공누설의 발생시 다시 한번 용접을 하거나 불량처리를 하게 된다.As described above, when the fixed electrode assembly and the movable electrode assembly assembled by the jig are first put into a vacuum furnace and heated, each part is welded by a weld washer and a welding ring to form an electrode assembly. We check welding condition and vacuum leakage between parts to weld again or fail in case of vacuum leakage.
또한 검사를 통과한 고정전극 조립체와 가동전극 조립체는 다시 지그에 의해 전체 가조립이 이루어지는데, 도 4와 같이 지그H(108)위에 가동전극 조립체를 올려놓고 그 위에 세라믹(21)과 주아크 쉴드(23)와 세라믹(22)과 고정전극 조립체 및 지그I(109)를 차례로 올려놓은 후 지그H(108)와 지그I(109) 사이에 스크류(11)와 너트(111)를 조립하면 진공 인터럽터의 전체 가조립이 된다.In addition, the fixed electrode assembly and the movable electrode assembly, which have passed the inspection, are totally assembled by a jig. As shown in FIG. 4, the movable electrode assembly is placed on the jig H 108, and the ceramic 21 and the main arc shield ( 23), the ceramic 22, the fixed electrode assembly and the jig I 109 are placed in this order, and then the screw 11 and the nut 111 are assembled between the jig H 108 and the jig I 109. The entire assembly is complete.
물론 진공 인터럽터의 전체 가조립시에도 각 부품과 부품사이에는 진공의 기밀을 유지하기 위하여 1차 용접때 보다 낮은 온도에서 녹는 재질의 용접와셔가 설치되며, 상기와 같이 전체 가조립된 조립품은 2차적으로 진공로에 들어가 용접작업이 행하여진다.Of course, even when the vacuum interrupter is fully assembled, a welding washer of a material that is melted at a lower temperature than that of the first welding is installed between each part and the parts to maintain the airtightness of the vacuum. It enters the furnace and welding works.
그러나 상기와 같은 종래의 진공 인터럽터는 진공로에 의한 용접공정이 1차와 2차로 두 번 행하여지므로 한정된 진공로에 한번에 들어가는 작업량이 한정되어 다량의 작업이 곤란하고 이에 따라 생산성이 떨어진다.However, in the conventional vacuum interrupter as described above, since the welding process by the vacuum furnace is performed twice in the first and the second time, the amount of work to be entered into the limited vacuum furnace at a time is limited, so that a large amount of work is difficult and thus productivity is reduced.
또한 각 부품을 가조립하는데 여러종류의 지그가 필요하여 지그의 제작비용이 많이 들고 보관 및 관리가 불편하며, 부품들이 가조립된 상태로 진공로에 들어가므로 정상적인 조립상태를 유지하는데 많은 주의를 기울여야 하고 불량품 발생의 우려가 많았다.In addition, various types of jig are needed to pre-assemble each part, which makes manufacturing jig expensive and inconvenient to store and manage. Since the parts are put into the vacuum furnace with the assembled parts, much care must be taken to maintain the normal assembly state. There was much concern about outbreak.
본 발명의 목적은 두차례의 용접공정을 한차례로 줄이고 각 부품들의 조립 안정성을 기하여 품질의 향상을 가져올 수 있는 진공 차단기용 진공 인터럽터를 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a vacuum interrupter for a vacuum circuit breaker that can reduce the two welding process once and bring the improvement of quality by ensuring the assembly stability of each component.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따라 고정 전극봉과 가동 전극봉 및 상기 각 전극봉에 고정되는 전극으로 구성되고 상기 전극은 전극코일과 전극 지지재와 주전극 및 접점으로 구성된 진공 인터럽터에 있어서, 상기 고정 전극봉과 가동 전극봉에 각각 나사구멍을 형성하고 접점과 주전극에 각각 스크류 관통공을 형성함과 함께 전극지지재와 전극코일에도 스크류 관통공을 형성하여상기 각 스크류 관통공을 통해 스크류를 삽입하여 나사구멍에 체결함에 따라 전극이 조립되게 한 진공 차단기용 진공 인터럽터가 제공된다.According to an embodiment of the present invention for achieving the above object is composed of a fixed electrode and a movable electrode and an electrode fixed to each electrode, the electrode is a vacuum interrupter consisting of an electrode coil and an electrode support material and the main electrode and contacts The screw holes are formed in the fixed electrode and the movable electrode, respectively, and screw through holes are formed in the contacts and the main electrode, respectively, and screw through holes are formed in the electrode support material and the electrode coil. There is provided a vacuum interrupter for a vacuum circuit breaker in which an electrode is assembled by inserting and fastening to a screw hole.
도 1은 종래 진공 인터럽터의 종단면도1 is a longitudinal cross-sectional view of a conventional vacuum interrupter
도 2는 종래 진공 인터럽터의 고정전극 가조립품의 단면도2 is a cross-sectional view of a fixed electrode assembly of a conventional vacuum interrupter
도 3은 종래 진공 인터럽터의 가동전극 가조립품의 단면도3 is a cross-sectional view of a movable electrode assembly of a conventional vacuum interrupter.
도 4는 종래 진공 인터럽터의 전체 가조립품의 단면도4 is a cross-sectional view of the entire assembly of a conventional vacuum interrupter
도 5는 본 발명에 따른 진공 인터럽터의 고정전극 조립체 단면도5 is a cross-sectional view of the fixed electrode assembly of the vacuum interrupter according to the present invention.
도 6은 도 5에 나타난 고정 전극봉의 단면도6 is a cross-sectional view of the fixed electrode shown in FIG.
도 7은 본 발명에 따른 진공 인터럽터의 가동전극 조립체 단면도7 is a cross-sectional view of the movable electrode assembly of the vacuum interrupter according to the present invention.
도 8은 본 발명에 따른 주전극의 평면도와 정면도8 is a plan view and a front view of a main electrode according to the present invention;
도 9는 본 발명에 따른 접점의 평면도와 정면도9 is a plan view and a front view of a contact according to the present invention.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings
31 : 고정 전극봉 41 : 가동 전극봉31: fixed electrode 41: movable electrode
32,42 ; 전극코일 33,43 : 전극 지지대32,42; Electrode Coil 33,43: Electrode Support
34,44 : 핀 35,45 : 주전극34,44 pin 35,45 main electrode
36,46 : 접점 51 : 나사구멍36,46: contact 51: screw hole
52,53,54 : 스크류 관통공 55,56 : 스크류52,53,54: screw through hole 55,56: screw
도 5와 도 7은 본 발명에 따른 고정전극 조립체와 가동전극 조립체의 단면도이다.5 and 7 are cross-sectional views of the fixed electrode assembly and the movable electrode assembly according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 진공 인터럽터의 고정전극 조립체를 나타낸 단면도로서 고정전극 조립체는 고정전극봉(31)과, 고정전극을 이루는 전극코일(32)과 접점지지재(33)와 핀(34)과 주전극(35) 및 접점(36)과, 고정측 덮개(37)와 원통형 실컵(38) 등으로 구성되어 있다.5 is a cross-sectional view illustrating a fixed electrode assembly of a vacuum interrupter according to the present invention, wherein the fixed electrode assembly includes a fixed electrode rod 31, an electrode coil 32 constituting the fixed electrode, a contact support member 33, and a pin 34. The main electrode 35 and the contact 36, the fixed side cover 37, the cylindrical seal cup 38, etc. are comprised.
또한 가동전극 조립체는 도 7과 같이 가동전극봉(41)과, 가동전극을 이루는 전극코일(42)과 접점지지재(43)와 핀(44)과 주전극(45) 및 접점(46)과, 가동측 덮개(47)와, 원통형 실컵(48)과 벨로우즈(49) 및 벨로우즈 쉴드(50) 등으로 구성되어 있다.In addition, as shown in FIG. 7, the movable electrode assembly 41 includes a movable electrode rod 41, an electrode coil 42, a contact support member 43, a pin 44, a main electrode 45, and a contact 46 that constitute the movable electrode; The movable side cover 47, the cylindrical seal cup 48, the bellows 49, the bellows shield 50, etc. are comprised.
상기 고정전극봉(31)과 가동전극봉(41)의 중심부에는 나사구멍(51)이 형성되어 있다.A screw hole 51 is formed in the center of the fixed electrode 31 and the movable electrode 41.
도 8과 같이 주전극(35)(45)의 중앙부와 외곽부에는 각각 스크류의 조립을 위한 스크류 관통공(52)(53)이 형성되어 있고 접점(36)(46)의 중앙부에도 도 9와 같이 스크류 관통공(54)이 형성되어 있다.As shown in FIG. 8, screw through-holes 52 and 53 are formed in the center and the outer portion of the main electrodes 35 and 45, respectively, and in the center of the contacts 36 and 46, respectively. Similarly, the screw through hole 54 is formed.
또한 전극코일(32)(42)에는 핀(34)(44)의 구멍을 관통하여 스크류가 삽입될 수 있도록 나사구멍이 형성되어 있고 접점지지재(33)(43)의 중앙부에는 스크류가삽입될 수 있도록 스크류 관통공이 형성되어 있다.In addition, a screw hole is formed in the electrode coils 32 and 42 so that the screw can be inserted through the holes of the pins 34 and 44, and the screw is inserted into the center portion of the contact supporting members 33 and 43. Screw through holes are formed to allow
따라서 고정전극 조립체와 가동전극 조립체의 각 전극코일(32)(42) 위에 핀(34)(44)과 전극 지지재(33)(43)를 올려놓고 그 위에 주전극(35)(45)을 올려놓은 후 주전극(35)(45)의 스크류 관통공(52)과 핀(34)(44)의 구멍을 통해 전극코일(32)(42)의 나사구멍으로 스크류(55)를 삽입하면 주전극(35)(45)과 핀(34)(44) 및 전극코일(32)(42)이 일체형으로 고정되며, 이러한 상태에서 주전극(35)(45) 위에 접점(36)(46)을 올려놓고 각 접점(36)(46)과 주전극(35)(45)에 형성된 스크류 관통공(53)(54)을 통해 접점 지지재(33)(43) 및 전극코일(32)(42)에 각각 형성된 구멍으로 스크류(56)를 삽입하여 그 선단부를 고정 전극봉(31)과 가동 전극봉(41)에 각각 형성된 나사구멍(51)에 체결해 주면 각 전극봉과 전극은 일체형으로 조립된다.Therefore, the pins 34 and 44 and the electrode support materials 33 and 43 are placed on the electrode coils 32 and 42 of the fixed electrode assembly and the movable electrode assembly, and the main electrodes 35 and 45 are placed thereon. After mounting, the screw 55 is inserted into the screw holes of the electrode coils 32 and 42 through the screw through holes 52 and the pins 34 and 44 of the main electrodes 35 and 45. The electrodes 35, 45, pins 34, 44, and electrode coils 32, 42 are integrally fixed, and in this state, the contacts 36, 46 are placed on the main electrodes 35, 45. The contact supporting materials 33, 43, and electrode coils 32, 42 are formed by screw holes 53 and 54 formed in each of the contacts 36 and 46 and the main electrodes 35 and 45. When the screw 56 is inserted into each of the holes formed therein, and the tip portion thereof is fastened to the screw holes 51 formed in the fixed electrode 31 and the movable electrode 41, the electrodes and the electrodes are assembled in one piece.
상기와 같이 고정 전극봉(31)과 가동 전극봉(41)에 전극이 조립된 상태에서 각 전극봉에 고정측 덮개(37)와 가동측 덮개(47)를 각각 끼워 고정하고 원통형 실컵(38)(48)을 스폿 용접으로 가조립하여 가조립품을 뒤집어도 부품들이 조립된 상태로 유지되게 한 후 도 4와 같이 가동전극 조립체 위에 세라믹(21)과 주아크 쉴드(23)와 세라믹(22) 및 고정전극 조립체를 차례로 올려놓고 지그 및 스크류와 너트로 조립하면 진공 인터럽터의 전체 가조립이 된다.As described above, the fixed side cover 37 and the movable side cover 47 are fitted to each of the electrode rods while the electrodes are assembled to the fixed electrode rod 31 and the movable electrode rod 41, and the cylindrical seal cups 38 and 48 are respectively fixed. After the assembly is performed by spot welding to maintain the assembled parts even when the assembly is turned over, the ceramic 21, the main arc shield 23, the ceramic 22 and the fixed electrode assembly are placed on the movable electrode assembly as shown in FIG. 4. Put it in order and assemble it with jig, screw and nut, and the entire vacuum interrupter is assembled.
상기와 같이 진공 인터럽터의 전체 가조립이 된 후 이를 진공로에 넣고 일정온도로 가열하면 진공 인터럽터의 제작이 완료된다.After the entire assembly of the vacuum interrupter as described above is put into a vacuum furnace and heated to a certain temperature to manufacture the vacuum interrupter is completed.
본 발명은 1차 및 2차에 걸쳐 용접공정을 하는 종래의 진공 인터럽터와는 달리 한차례의 용접공정에 의해 진공 인터럽터를 제조할 수 있으므로 제조공정이 간소화되고 진공 누설 검사시간을 줄여 낮은 원가의 진공 인터럽터를 만들 수 있으며, 용접 작업시 각각의 부품 사이에 용접재료를 넣고 지그의 무게에 의해 가압하는 종래 방식과는 달리 각 부품을 스크류로 조립한 상태에서 용접을 하기 때문에 조립 안정성으로 인한 품질의 향상을 가져오게 된다.Unlike the conventional vacuum interrupter which performs the welding process in the first and second stages, the present invention can manufacture the vacuum interrupter by one welding process, thereby simplifying the manufacturing process and reducing the vacuum leakage inspection time, thereby reducing the cost of the vacuum interrupter. Unlike the conventional method in which welding material is inserted between each part during welding and pressurized by the weight of the jig, welding is performed while each part is assembled with screws, thereby improving quality due to assembly stability. Will be imported.
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