KR100354699B1 - Main Circuit Breaker - Google Patents
Main Circuit Breaker Download PDFInfo
- Publication number
- KR100354699B1 KR100354699B1 KR1020000063493A KR20000063493A KR100354699B1 KR 100354699 B1 KR100354699 B1 KR 100354699B1 KR 1020000063493 A KR1020000063493 A KR 1020000063493A KR 20000063493 A KR20000063493 A KR 20000063493A KR 100354699 B1 KR100354699 B1 KR 100354699B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- cylinder
- circuit breaker
- vacuum interrupter
- main power
- power circuit
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/02—Details
- H01H33/42—Driving mechanisms
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/02—Details
- H01H33/59—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
Abstract
본 발명은 고속전철 및 전기기관차에 사용되는 주전원 차단기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 주전원 차단기는 공기에 의해 동작되는 기계적 메카니즘의 스프링에 축세된 위치에너지가 투입/트립 신호인가시 운동에너지의 형태로 차단부의 진공 인터럽터로 전달되어 전기적, 기계적으로 개폐동작을 하도록 설계되었으며, 그 구성은 제어부, 실린더, 솔레노이드 밸브, 가동 후렌지, 절연로드, 3개소 분할 배치형 차단 스프링, 와이프 스프링, 레버, 진공 인터럽터로 이루어진다. 또한 본 발명에서는 진공 인터럽터의 전극에 이상적인 재질을 제공한다. 본 주전원 차단기는 우리의 자체 기술로 개발되어진 것으로 절연 성능이 우수하며, 주회로를 개폐하는데 안전하며 용이하게 작동되어질 뿐만 아니라 내구성과 절연성능 또한 매우 뛰어나다.The present invention relates to a main power circuit breaker for use in high speed trains and electric locomotives. The main power circuit breaker according to the present invention is designed to be electrically and mechanically opened and closed by transferring the potential energy stored in the spring of the mechanical mechanism operated by air to the vacuum interrupter of the breaker in the form of kinetic energy when the input / trip signal is applied. The configuration is composed of a control unit, a cylinder, a solenoid valve, a movable flange, an insulated rod, a three-partly arranged blocking spring, a wipe spring, a lever, and a vacuum interrupter. In addition, the present invention provides an ideal material for the electrode of the vacuum interrupter. This main circuit breaker has been developed by our own technology, it has excellent insulation performance, it is safe and easy to open and close the main circuit, it is also very durable and insulation performance.
Description
발명의 분야Field of invention
본 발명은 고속전철 및 전기기관차에 사용되는 주전원 차단기에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 공기에 의해 동작되는 기계적 메카니즘의 스프링에 축세된 위치에너지가 주회로의 투입/트립 신호인가시 운동에너지의 형태로 차단부의 진공 인터럽터로 전달되어 전기적, 기계적으로 개폐동작할 수 있도록 한 주전원 차단기에 관한 것이다.The present invention relates to a main power circuit breaker for use in high speed trains and electric locomotives. More specifically, in the present invention, the potential energy stored in the spring of the mechanical mechanism operated by air is transferred to the vacuum interrupter of the breaker in the form of kinetic energy when the input / trip signal of the main circuit is applied, so that it can be electrically and mechanically opened and closed. To one mains breaker.
발명의 배경Background of the Invention
국책사업의 일환으로 진행되어 건설중에 있는 경부고속철도는 우리나라의 교통문제를 해결하기 위한 것으로 국내철도산업에 중흥의 계기이며, 철도분야 기술 발전에 새로운 전기가 되고 있다. 그 사업비만도 18조4천3백58억원이라는 천문학적인 금액이다. 발표에 의하면, 고속전철기술개발사업 기간은 1996년 12월부터 2002년 10월까지 총 6년간이며 2단계로 나누어 진행되어 사업종료년도인 2002년에는 7량의 시제열차가 완성되어 350km/h의 속도로 시운전을 시행하게 될 것이다.The Gyeongbu high-speed railway, which is under construction as part of the national project, is intended to solve traffic problems in Korea. It is an opportunity for revival in the domestic railway industry, and is becoming a new electricity for railway technology development. The cost of the project alone is 18,437 billion won, an astronomical amount. According to the announcement, the high-speed train technology development project lasted six years from December 1996 to October 2002, and was divided into two phases. In 2002, seven prototype trains were completed and 350km / h was completed. Commissioning will be performed at speed.
또한, 국내 전기기관차에 탑재되어 있는 수입 주전원 차단기의 노후와 성능 부족을 보완하기 위해 철도청으로부터 개발 요구가 있어왔다.In addition, there has been a demand for development from the Korea Railroad Administration to compensate for the aging and lack of performance of imported main power circuit breakers mounted in domestic electric locomotives.
이에 본 발명자는 추후 많은 소요가 예상되는 안전하고 절연능력이 뛰어난 주전원 차단기를 외국에 전혀 의존하지 않고 우리만의 자체 기술로 개발하여 고속전철용 및 전기기관차에 호환 사용될 수 있도록 하였다.Accordingly, the present inventors have developed a main circuit breaker having excellent safety and insulation ability that is expected to take much time in the future without relying on foreign countries, so that the present invention can be used for high-speed trains and electric locomotives.
본 발명의 목적은 주회로를 연결하는 경우에 공기압을 이용하여 접점에 필요한 에너지를 획득하며, 주회로를 차단하는 경우에는 연결 동작에서 스프링에 축세된 힘을 이용하여 동작되는 주전원 차단기를 제공하고자 한다.An object of the present invention to obtain the energy required for the contact by using the air pressure when connecting the main circuit, and to block the main circuit to provide a main power circuit breaker operated by using the force stored in the spring in the connection operation .
본 발명의 다른 목적은 진공 인터럽터에서 접점 형성시 필요한 에너지에 못 미쳐 발생되는 아크방전등의 문제점을 해소할 수 있는 주전원 차단기를 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to provide a main power circuit breaker that can solve the problem of arc discharge light generated less than the energy required when forming a contact in a vacuum interrupter.
본 발명의 또 다른 목적은 공기압으로 개폐동작을 수행시 발생될 수 있는 트립 타임(Trip Time)의 불안정을 해소할 수 있는 주전원 차단기를 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to provide a main power circuit breaker that can solve the instability of the trip time (Trip Time) that can be generated when performing the opening and closing operation with air pressure.
본 발명의 또 다른 목적은 20kA의 단락차단 및 1000A 부하전류 차단 수명 성능을 보증할 수 있는 우수한 접점 재질구조를 제공하고자 한다.It is another object of the present invention to provide an excellent contact material structure capable of guaranteeing short circuit breakage of 20 kA and 1000 A load current breaking life performance.
본 발명의 또 다른 목적은 단락차단 성능을 보증할 수 있는 주전원 차단기의 메카니즘을 제공하고자 한다.It is another object of the present invention to provide a mechanism of a main power circuit breaker capable of guaranteeing short circuit breaking performance.
본 발명의 또 다른 목적은 300,000회 무부하 개폐 수명을 보증할 수 있는 우수한 기계적 내구성능을 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to provide an excellent mechanical durability capable of guaranteeing 300,000 no-load opening and closing life.
본 발명의 또 다른 목적은 KS R 9144 2종 B의 진동시험을 보증할 수 있는 우수한 구조성능을 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to provide excellent structural performance that can guarantee the vibration test of KS R 9144 Class 2 B.
본 발명의 또 다른 목적은 옥외기기로서 수분침투를 보호할 수 있는 기밀성능을 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to provide an airtight performance that can protect the moisture penetration as outdoor equipment.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.The above and other objects of the present invention can be achieved by the present invention described below.
제1도는 본 발명에 따른 주전원 차단기의 전체적인 모습을 도시한 것이다.Figure 1 shows the overall appearance of the main power circuit breaker according to the present invention.
제2도는 본 발명에 따라 구성되는 주전원 차단기의 조작부를 개략적으로 도시한 것이다.2 schematically shows an operation unit of a main power circuit breaker constructed in accordance with the present invention.
제3도는 본 발명에 따른 진공 인터럽터의 외형을 도시한 것이다.3 shows the appearance of a vacuum interrupter according to the present invention.
제4도는 본 발명에 따른 주전원 차단기의 개략적인 단면도이다.4 is a schematic cross-sectional view of the main power circuit breaker according to the present invention.
제5도는 본 발명에 따른 주전원 차단기의 동작을 제어하는 제어부의 회로도이다.5 is a circuit diagram of a controller for controlling the operation of the main power circuit breaker according to the present invention.
제6도는 본 발명에 따른 제어부에서 사용되는 릴레이를 상세히 도시한 것이다.Figure 6 shows in detail the relay used in the control unit according to the present invention.
제7도는 진공 인터럽터의 개리 거리별 힘의 변화선도를 도시한 것이다.7 is a diagram showing the change in force of the open distance of the vacuum interrupter.
제8도는 진공 인터럽터를 차단하는 경우에 있어서의 특성곡선을 도시한 것이다.8 shows the characteristic curve in the case of interrupting the vacuum interrupter.
제9도는 뇌임펄스 내전압시험에 따른 라이트닝 임펄스 웨이브(Lightning Impulse Wave)를 나타내는 그래프이다.9 is a graph showing a lightning impulse wave (Lightning Impulse Wave) according to the brain impulse withstand voltage test.
제10도는 온도상승시험의 결과에 따른 그래프이다.10 is a graph according to the results of the temperature rise test.
제11도는 차단능력시험 결과를 분석하여 커브 핏(Curve Fit)한 그래프이다.Figure 11 is a curve fit (Curve Fit) by analyzing the results of the breaking capacity test.
제12도는 내진동 시험에 따른 공진이 아닌 경우의 각 방향별 가진 신호를 나타낸 그래프이다.12 is a graph showing an excitation signal in each direction when the resonance is not performed according to the vibration resistance test.
*도면의 주요부호에 대한 간단한 설명** Brief description of the major symbols in the drawings *
10 : 진공 인터럽터(Vacuum Interrupter)10: Vacuum Interrupter
11 : 고정리드편 전극 12 : 가동리드편 전극11: Fixed lead piece electrode 12: Movable lead piece electrode
13 : 고정리드 14 : 가동리드13: fixed lead 14: movable lead
15 : 벨로우즈(Bellows) 16 : 절연용기15: Bellows 16: insulation container
17 : 게터(Getter) 18 : 실드(Shield)17: Getter 18: Shield
19 : 플레이트(Plate) 20 : 절연애자19: Plate 20: Insulator
21 : 브라켓 37 : 연결박스21: Bracket 37: connection box
30 : 지지애자 35 : 차단 스프링30: support insulator 35: blocking spring
40 : 레버 45 : 와이프 스피링40: lever 45: wipe spring
50 : 절연로드 62 : 가동 후렌지50: insulated rod 62: movable flange
70 : 솔레노이드 밸브 71 : 체결볼트70 solenoid valve 71 fastening bolt
73 : 고정 후렌지 80 : 스위치73: fixed flange 80: switch
81 : 투입 압력 스위치 82 : 차단 압력 스위치81: input pressure switch 82: cutoff pressure switch
90 : 공기탱크90: air tank
발명의 요약Summary of the Invention
본 발명은 고속전철 및 전기기관차에 사용되는 주전원 차단기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 주전원 차단기는 공기에 의해 동작되는 기계적 메카니즘의 스프링에 축세된 위치에너지가 투입/트립 신호인가시 운동에너지의 형태로 차단부의 진공 인터럽터로 전달되어 전기적, 기계적으로 개폐동작을 하며, 그 구성은 실린더로 유입되는 공기를 조절하여 전체적인 동작을 제어하는 제어부, 단동형으로 피스톤 외경은 125 mm, 행정거리는 25 mm로 상기 제어부의 시그널에 따라 주회로를 개폐시키는 공기압을 발생하는 실린더, 상기 제어부에 연결되어 이 제어부의 신호에 따라 상기 실린더로 유입되는 공기를 공급하는 솔레노이드 밸브, 상기 실린더의 상면에 연결되어 상기 실린더로부터 전달되는 힘을 절연로드로 전달하는 가동 후렌지, 일측으로는 상기 후렌지에 조정볼트로 체결되어 연결되고 타측에는 레버에 연결되어 상기 실린더에서 전달되는 힘을 진공인터럽터로 전달하는 절연로드, 상기가동 후렌지와 상기 절연로드를 체결하고 있는 후렌지에 연결되어 주회로를 연결하는 동작 중 실린더로부터 전달되는 힘을 저장하여 주회로를 차단하는 힘으로 사용하는 차단 스프링, 상기 후렌지의 중앙에 위치하여 상기 절연로드와 연결되어 진공 인터럽터에서 접점이 형성되면 여기의 힘을 저장하는 와이프 스프링, 일측에는 상기 절연로드와 연결되며 타측에는 진공 인터럽터의 가동리드와 연결되어 실린더에서 전달되는 힘을 전달하여 수직방향의 동작을 수평방향의 동작으로 바꾸어 주는 레버, 상기 레버의 일측에 연결되어 상기 실린더에서 제공되는 힘에 의해 1 차측과 2 차측의 접점을 형성하여 주회로를 연결하는 진공 인터럽터로 이루어진다.The present invention relates to a main power circuit breaker for use in high speed trains and electric locomotives. The main power circuit breaker according to the present invention is delivered to the vacuum interrupter of the breaker in the form of kinetic energy when the input energy stored in the spring of the mechanical mechanism operated by air is applied to the trip / trip signal, electrically and mechanically open and close the operation The configuration is a control unit for controlling the overall operation by adjusting the air flowing into the cylinder, the single-acting type piston outer diameter is 125 mm, the stroke distance is 25 mm cylinder for generating air pressure to open and close the main circuit according to the signal of the control unit, the control unit A solenoid valve connected to a solenoid valve for supplying air introduced into the cylinder according to a signal of the controller, a movable flange connected to an upper surface of the cylinder to transfer a force transmitted from the cylinder to an insulating rod, and to one side of the flange It is connected by fastening with a bolt and connected to the lever on the other side of the cylinder Insulating rod that transfers the power transmitted from the vacuum interrupter to the vacuum interrupter, and is connected to the movable flange and the flange that connects the insulating rod to store the force transmitted from the cylinder during the operation of connecting the main circuit to interrupt the main circuit. A blocking spring to be used, a wipe spring which is located in the center of the flange and connected to the insulating rod to store the force when the contact is formed in the vacuum interrupter, and connected to the insulating rod on one side and the movable lead of the vacuum interrupter on the other side. A lever that is connected to transfer the force transmitted from the cylinder to change the vertical motion to a horizontal motion, by connecting to one side of the lever to form a contact between the primary side and the secondary side by the force provided from the cylinder It consists of a vacuum interrupter that connects the circuit.
발명의 상세한 설명Detailed description of the invention
본 발명에 따른 주전원 차단기의 개폐 조작은 정격 전압 DC 72V 및 정격 조작압력 4.0kg·중/cm2에서 동작되도록 한다. 투입되는 공기압이 허용압력 3.4kg·중/cm2에 못 미칠 경우에는 압력센서가 이를 감지하여 동작을 불가하게 한다. 공기압 누설이 발생하여 정격 조작 압력 4.0kg·중/cm2이 저하되어 투입된 접점이 개리될 위험이 있는 경우에는 3.4kg·중/cm2의 압력에서 압력센서가 이를 감지하여 자동으로 차단될 수 있도록 한다.The opening and closing operation of the main power circuit breaker according to the present invention is to be operated at a rated voltage of DC 72V and a rated operating pressure of 4.0kg · medium / cm 2 . If the input air pressure is less than the allowable pressure 3.4kg · m / cm 2 , the pressure sensor detects this and disables the operation. If a pneumatic leak occurs and the rated operating pressure decreases to 4.0kg · m² / cm 2 , and there is a risk that the input contact may be opened, the pressure sensor may detect it at 3.4kg · m² / cm 2 and shut off automatically. do.
이하 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 내용을 하기에 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the contents of the present invention.
제1도는 본 발명에 따른 주전원 차단기의 전체적인 모습을 도시한 것이다.본 발명은 크게 고전압 회로가 인가되는 부분으로 진공 인터럽터(10), 절연애자(20), 지지애자(30), 레버(40), 절연로드(50) 등으로 구성되는 차단부와 주전원 차단기의 투입과 차단시 동작하는 부분이며 압축기로부터 공급되는 공기로 동작하는 조작부로 구성된다.Figure 1 shows the overall appearance of the main power circuit breaker according to the present invention. The present invention is largely applied to the high voltage circuit vacuum interrupter 10, insulator 20, support insulator 30, lever 40 , An insulating rod 50 and the like, and a main part of the main power circuit breaker is operated when the input and interruption is composed of an operation unit operating by the air supplied from the compressor.
이하에서는 상기 차단부를 구성하는 부분에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a part of the blocking unit will be described.
상기 진공 인터럽터(10)는 세라믹 원통의 양단을 금속성 판으로 봉하고 내부에는 고정전극, 가동전극, 쉴드, 벨로우즈(Bellows)를 넣고 고도의 진공을 갖도록 한 진공 차단부이다. 이 진공 인터럽터에 대해서는 아래에서 다시 자세히 설명하기로 한다.The vacuum interrupter 10 is a vacuum interrupter that seals both ends of the ceramic cylinder with a metallic plate and has a fixed electrode, a movable electrode, a shield, bellows, and a high vacuum. This vacuum interrupter will be described in detail later.
상기 절연애자(20)는 그 내부에 진공 인터럽터가 들어가며 주회로의 1차 터미널과 2차 터미널 사이의 절연 거리를 확보해 주고, 외부 충격과 진동 및 수분으로부터 진공 인터럽터를 보호해줄 수 있도록 후렌지의 내면을 요철구조로 설계하고 특수 시멘트로 몰딩하였다. 상기 절연애자의 표면 누설거리는 750 mm 이상이 되도록 한다.The insulator 20 has a vacuum interrupter inside thereof, secures an insulation distance between the primary terminal and the secondary terminal of the main circuit, and protects the vacuum interrupter from external shock, vibration, and moisture. Was designed with uneven structure and molded with special cement. The surface leakage distance of the insulator is to be at least 750 mm.
상기 지지애자(30)는 절연애자를 지지해 주는 부분으로 1차측 지지애자(31)와 2차측 지지애자(32)가 있다.The support insulator 30 has a primary support insulator 31 and a secondary support insulator 32 as a part supporting the insulator.
상기 차단 레버(40)는 실린더에서 전달되는 힘을 진공 인터럽터로 전달하는 역할을 하며 수직방향의 동작을 수평방향의 동작으로 바꾸어 준다. 차단 레버의 일측에는 진공 인터럽터의 가동리드(14)와 연결되며, 타측에는 절연로드(50)와 연결되어 조작부에서 전달되는 힘을 진공 인터럽터(10)에 전달하여 접점을 개폐한다.The shutoff lever 40 serves to transfer the force transmitted from the cylinder to the vacuum interrupter and changes the vertical operation to the horizontal operation. One side of the blocking lever is connected to the movable lead 14 of the vacuum interrupter, and the other side is connected to the insulating rod 50 to transfer the force transmitted from the operation unit to the vacuum interrupter 10 to open and close the contact.
상기 절연로드(50)는 진공 인터럽터의 접점을 개폐시키는 실린더(60)에서 전달되는 힘을 전달해주는 부분으로 실린더(60)와 차단레버(40)를 연결한다. 본 발명에서 사용되는 절연로드는 인장하중을 진공 인터럽터에 소요되는 투입력(280kg·F)보다 안전율을 20 배로 하여 FRP 소재로 제작하며, 전기적 절연을 위하여 외부 크리피지(Creepage)를 440 mm 이상으로 설계하여 내임펄스 200 kV에 견딜 수 있도록 한다.The insulating rod 50 connects the cylinder 60 and the blocking lever 40 to a portion for transmitting a force transmitted from the cylinder 60 that opens and closes the contact point of the vacuum interrupter. The insulating rod used in the present invention is made of FRP material with a tensile load of 20 times the safety factor than the input force (280kg · F) required for the vacuum interrupter, and external creepage (Creepage) to 440 mm or more for electrical insulation. Designed to withstand 200 kV of impulse.
상기와 같은 구성이외에 주회로의 1차측 단자 쪽에서 절연애자(20)와 지지애자(30)를 연결해 주며 1차측 단자가 취부되는 브라켓(21), 주회로의 2차측에서 절연애자(20)와 지지애자(30)를 연결해주며 내부에 차단레버를 포함하는 연결박스(23)를 구비하여 차단부는 구성된다.In addition to the above configuration, the insulator insulator 20 and the support insulator 30 are connected at the primary terminal side of the main circuit, and the bracket 21 is mounted at the primary terminal, and the insulator 20 is supported at the secondary side of the main circuit. The insulator 30 is connected to and has a connection box 23 including a blocking lever therein.
이하에서는 상기 차단부로 공기의 유입을 유도하는 조작부를 설명하기로 한다. 제2도는 본 발명의 바람직한 구체예에 따른 조작부를 개략적으로 도시한 것이다. 부재번호 60은 주회로를 개폐시키는 실린더를 도시한 것으로 단동형이며, 피스톤 외경은 125 mm, 행정거리는 25 mm이다. 솔레노이드 밸브(70)에서 상기 실린더(60)로 유입된 공기는 실린더(60)의 피스톤을 밀어 올려 주회로를 연결한다. 또한 차단 스프링(35)과 와이프 스프링(45)에 차단할 때 필요한 기계적 에너지를 저장하게 된다. 주회로를 차단하는 경우에는 솔레노이드 밸브(70)의 전원을 차단시켜 실린더(60)내의 공기를 배출하고, 스프링(35, 45)에 저장되었던 기계적 에너지에 의해 주회로는 차단된다.Hereinafter, an operation unit for inducing the inflow of air to the blocking unit will be described. 2 schematically shows an operation unit according to a preferred embodiment of the present invention. Reference numeral 60 shows a cylinder for opening and closing the main circuit, which is a single-acting type, having a piston outer diameter of 125 mm and a stroke distance of 25 mm. Air introduced into the cylinder 60 from the solenoid valve 70 pushes up the piston of the cylinder 60 to connect the main circuit. In addition, the mechanical spring necessary for blocking the blocking spring 35 and the wipe spring 45 is stored. When the main circuit is shut off, the air in the cylinder 60 is discharged by shutting off the power supply of the solenoid valve 70, and the main circuit is cut off by the mechanical energy stored in the springs 35 and 45.
부재번호 70은 솔레노이드 밸브를 도시한 것이다. 솔레노이드 밸브(70)는 아래에서 설명되는 제어부의 선택에 따라 실린더(60)내로의 공기 유입 및 배출을 유도하게 된다.Reference numeral 70 shows a solenoid valve. The solenoid valve 70 induces air in and out into the cylinder 60 according to the selection of the controller described below.
압력센서로 본 발명에서는 두 가지가 사용된다. 주전원 차단기에 공급되는 공기압을 감지하여 투입에 필요한 압력에 미치지 못하면 주전원 차단기의 회로를 끊어 투입이 불가능하도록 동작하는 투입 압력 스위치(81), 상기 투입 압력 스위치의 최초 설정값은 4.0kg·중/cm2이다. 주전원 차단기에 공급되는 공기압을 감지하여 와이프 압접력의 힘을 이기지 못할 경우 주전원 차단기를 차단하는 차단 압력 스위치(82)가 사용된다. 상기 차단 압력 스위치의 최초 설정값은 3.4kg·중/cm2이다. 이러한 압력 스위치는 상기 스위치(81, 82)에 마련되어 있는 스위칭 압력 조절나사의 선택에 따라 압력의 설정값을 재설정하여 사용할 수 있다.Two kinds of pressure sensors are used in the present invention. When the air pressure supplied to the main power circuit breaker is not sensed and the pressure required for the input is not reached, the input pressure switch 81 operates to cut off the circuit of the main power circuit breaker so that the input is impossible, and the initial setting value of the input pressure switch is 4.0 kg. 2 When the air pressure supplied to the main power circuit breaker does not overcome the force of the wipe pressure contact force, a cutoff pressure switch 82 for blocking the main power circuit breaker is used. The initial setting value of the cutoff pressure switch is 3.4 kg · middle / cm 2 . This pressure switch can be used by resetting the set value of the pressure in accordance with the selection of the switching pressure adjusting screw provided in the switch (81, 82).
부재번호 90은 공기 탱크를 도시한 것이다. 실린더(60)가 빠른 속도로 동작하기 위해서는 상기 실린더(60)와 가까운 위치에 일정량의 공기를 확보할 필요가 있다. 따라서 본 발명에서는 공기 탱크를 마련하여 사용한다. 또한 레귤레이터(미부호)에서 유입되는 공기중의 이물질과 수분이 유입되는 것을 방지하기 위해서 공기탱크(90)와 레귤레이터가 연결되는 사이에 필터를 연결하여 사용한다.Reference numeral 90 shows an air tank. In order for the cylinder 60 to operate at a high speed, it is necessary to secure a certain amount of air at a position close to the cylinder 60. Therefore, in this invention, an air tank is provided and used. In addition, in order to prevent the foreign substances and moisture in the air flowing from the regulator (unsigned) is used by connecting a filter between the air tank 90 and the regulator is connected.
부재번호 62는 보조접점을 도시한 것이다. 보조접점은 외부로 주전원 차단기의 개폐신호를 전달한다. 차단부의 동작에 의해 진공 인터럽터의 접점을 개폐할 때, 가동 후렌지(62)에 링크에 의해 기계적으로 직접 연결되는 보조접점이 동작한다. 보조접점(62)의 축이 이 가동 후렌지(62)의 동작에 따라 회전하게 되면 보조접점의 접접들(a접점, b접점)이 붙고, 떨어진다. 이러한 보조접점의 일 태양을 예를 들어 설명하면, 기관차의 '보조 전동기'를 보조접점의 어느 한 접점에 연결하면, 조작부의 동작에 따라 이 보조접점이 온(ON)/오프(OFF)되어 상기 보조 전동기의 동작을 유발시킬 수 있다. 본 발명에서는 선택적으로 상기 보조접점을 추가하여 구성할 수 있도록 한다. 또한 주전원 차단기의 차단 회수를 카운트하는 전기적 카운터(도시하지 않음)를 부가하여 설치할 수도 있다.Reference numeral 62 shows the auxiliary contact. The auxiliary contact transmits the open / close signal of the main circuit breaker to the outside. When opening and closing the contact of the vacuum interrupter by the operation of the breaker, an auxiliary contact which is mechanically directly connected by a link to the movable flange 62 is operated. When the axis of the auxiliary contact 62 rotates according to the operation of the movable flange 62, the contacts (a contact, b contact) of the auxiliary contact are attached and fall. An example of such an auxiliary contact will be described by way of example. When the auxiliary motor of the locomotive is connected to any one of the auxiliary contacts, the auxiliary contact is turned on or off according to the operation of the operation unit. May cause the operation of the auxiliary motor. In the present invention, it is possible to selectively configure the auxiliary contact. In addition, an electrical counter (not shown) that counts the number of times of disconnection of the main power circuit breaker may be added and installed.
제3도는 본 발명에 따른 진공 인터럽터의 단면을 도시한 것이다. 도시한 바와 같이 진공 인터럽터는 2 개의 전극을 가지고 있다. 하나는 주회로의 1차측 전원과 연결되는 고정 리드편 전극(11)과 다른 하나는 2차측 전원과 연결되는 가동 리드편 전극(12)이다.3 shows a cross section of a vacuum interrupter according to the invention. As shown, the vacuum interrupter has two electrodes. One is the fixed lead piece electrode 11 connected to the primary side power supply of the main circuit and the other is the movable lead piece electrode 12 connected to the secondary side power source.
부재번호 17은 진공 인터럽터 내부에 미량의 가스가 발생하였을 때 흡수하여 인터럽터 내부의 진공을 유지하는 게터를 보여주고 있다.Reference numeral 17 shows a getter that absorbs when a small amount of gas is generated inside the vacuum interrupter and maintains the vacuum inside the interrupter.
부재번호 18은 아크에 의하여 발생하는 접촉자 표면의 금속증기를 부착시켜 냉각시키는 쉴드를 보여주고 있다.Reference numeral 18 shows a shield for cooling by attaching metal vapor on the contact surface generated by the arc.
부재번호 19는 진공 인터럽터의 양단을 밀봉하여 내부의 진공을 유지하는 플레이트를 보여주고 있다.Reference numeral 19 shows a plate that seals both ends of the vacuum interrupter to maintain the vacuum therein.
진공 인터럽터(10)의 내부는 진공 상태를 유지하는 상태에서 접점이 온/오프되어 주회로의 전류를 개폐하게 된다.The inside of the vacuum interrupter 10 is to open and close the contacts to open and close the current of the main circuit in a state of maintaining a vacuum state.
본 명세서에서 말하는 주회로는 진공 인터럽터에 의해 전류가 개폐되는 회로를 말한다. 고정리드(13)가 고정된 상태에서 가동리드(14)가 차단부의 동작에 따라수평으로 움직여 주회로의 전류를 개폐한다.The main circuit as used herein refers to a circuit in which a current is opened and closed by a vacuum interrupter. In the state in which the fixed lead 13 is fixed, the movable lead 14 moves horizontally in accordance with the operation of the breaker to open and close the current of the main circuit.
부재번호 15는 벨로우즈를 나타내는 것으로 진공상태에서 가동리드의 동작을 위해서 마련된 것으로 주름관의 일종이다. 본 발명에서 사용되는 벨로우즈는 스테인레스 스틸(Stainless Steel)의 재질인 것을 사용한다. 또한 상기 가동리드(14)와 고정리드(13)는 전류 통전이 목적으로 무산소동을 사용하여 제작한다.Reference numeral 15 denotes a bellows, which is provided for the operation of the movable lead in a vacuum state and is a kind of corrugated pipe. Bellows used in the present invention uses a material of stainless steel (Stainless Steel). In addition, the movable lead 14 and the fixed lead 13 is manufactured using oxygen-free copper for the purpose of conducting current.
본 발명에서는 진공 인터럽터의 기본적 성능을 좌우하는 전류 차단능력, 내전압 특성, 내융착성의 3 가지 인자가 필요한데 구리(Cu) 단일 금속만으로는 상기 3 가지 조건을 만족할 수 없으므로 첨가물이 필요하다. 본 발명에서는 차단성능이 우수한 Cu : Cr = 75 : 25로 선정하여 전극(11, 12)을 형성한다. 크롬의 함량에 따른 물성의 변화는 아래의 실시예를 통해 보다 구체적으로 게시될 것이다.In the present invention, three factors are needed, which are the current interruption capability, the breakdown voltage characteristic, and the fusion resistance, which influence the basic performance of the vacuum interrupter. However, the additives are required because the copper single metal cannot satisfy the above three conditions. In the present invention, the electrodes 11 and 12 are formed by selecting Cu: Cr = 75: 25 having excellent blocking performance. Changes in physical properties depending on the content of chromium will be published in more detail through the examples below.
그리고 절연용기(16)는 절연내력이 우수한 산화알루미늄(Al2O3) 94%의 세라믹(Ceramic) 용기를 사용한다.The insulating container 16 uses a ceramic container made of 94% of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) having excellent dielectric strength.
제4도는 본 발명에 따른 주전원 차단기의 개략적인 단면도이다. 이하에서는 본 도면을 가지고 주전원 차단기의 동작을 설명하기로 한다.4 is a schematic cross-sectional view of the main power circuit breaker according to the present invention. Hereinafter, the operation of the main power circuit breaker will be described with reference to the drawings.
공기를 투입하는 시그널이 제어부에서 솔레노이드 밸브(70)로 전달되면 밸브가 열리며, 실린더(60)에 공기탱크로부터 공기가 유입된다. 유입된 공기는 실린더를 동작시켜 실린더의 상면으로 연결되어 있는 가동 후렌지(62)를 상방향으로 밀어 올린다. 이때 가동 후렌지(62)와 고정 후렌지(73) 사이에서 세 방향으로 분할되어 위치하는 차단 스프링(35)에 1차적으로 에너지가 저장되게 된다. 또한 가동후렌지(62)와 조정볼트(71)로 연결되어 있는 절연로드(50)는 타측에 연결되어 있는 레버(60)를 밀게 된다. 이때 레버는 실린더(60)를 통해 절연로드(50)를 거쳐 전달되는 수직방향의 힘을 수평방향으로 바꾸어 상기 레버의 타측에 연결되는 가동 리드(14)에 전달하게 된다. 전달된 힘을 받은 가동리드(14)는 고정리드 편의 고정 전극(11)과 접하게 되어 접점을 형성한다.When the signal for introducing air is transmitted from the controller to the solenoid valve 70, the valve is opened, and air is introduced into the cylinder 60 from the air tank. The introduced air pushes up the movable flange 62 connected to the upper surface of the cylinder by operating the cylinder. At this time, energy is primarily stored in the blocking spring 35 which is divided in three directions between the movable flange 62 and the fixed flange 73. In addition, the insulating rod 50 connected to the movable flange 62 and the adjustment bolt 71 pushes the lever 60 connected to the other side. At this time, the lever is transferred to the movable lead 14 connected to the other side of the lever by changing the horizontal force in the vertical direction transmitted through the insulating rod 50 through the cylinder 60 in the horizontal direction. The movable lead 14 which receives the transmitted force comes into contact with the fixed electrode 11 of the fixed lead side to form a contact.
진공 인터럽터(10)에서 접점이 형성되면 가동 후렌지(62)의 중앙에 위치하여 가동 후렌지(62)와 절연로드(50)의 일측을 연결하는 와이프 스프링(45)이 눌려져 2차적으로 에너지가 저장되며 접점을 형성하기 위한 투입이 완료된다. 상기 와이프 스프링은 주회로를 차단하는 경우에 신속한 차단의 원동력이 되도록 압축에너지를 축쇄하게 된다.When the contact is formed in the vacuum interrupter 10, the wipe spring 45, which is located at the center of the movable flange 62 and connects the movable flange 62 and one side of the insulating rod 50, is pressed to store energy secondarily. The input to form the contact is completed. The wipe spring decompresses the compressive energy so as to be the driving force of the rapid interruption when the main circuit is interrupted.
차단 동작은 상기와 같은 투입 동작의 역으로 발생하여 차단 시그널이 솔레노이드 밸브(70)에 전달되면 밸브가 닫혀 공기의 유입이 단절되고, 실린더(60)의 공기가 배출된다. 따라서 압축되었던 스프링(35, 45)이 복귀하며 절연로드(50)를 하방향으로 동작시킨다. 이때 와이프 스프링(45)의 스프링 상수가 차단 스프링(35)의 상수보다 크므로 먼저 와이프 스프링(45)이 동작을 한다. 차단 스프링(35)이 동작하여 진공 인터럽터의 접점이 떨어지게 되고, 따라서 주회로는 차단된다.The blocking operation occurs in the reverse of the closing operation as described above, and when the blocking signal is transmitted to the solenoid valve 70, the valve is closed to cut off the inflow of air, and the air of the cylinder 60 is discharged. Accordingly, the springs 35 and 45 which have been compressed are returned to operate the insulating rod 50 downward. At this time, since the spring constant of the wipe spring 45 is greater than the constant of the blocking spring 35, the wipe spring 45 operates first. The blocking spring 35 is operated so that the contact point of the vacuum interrupter is dropped, and thus the main circuit is interrupted.
상술한 것처럼 동작하는 본 발명에 따른 주전원 차단기는 차단기가 구비하여야 할 전류통전기능, 사고전류 차단기능, 절연기능, 내진동기능, 기밀기능 및 전류투입기능의 6가지 기능을 수행하기 위하여 규정된 개폐특성에 따라 제작되었다. 이러한 사실은 아래의 실시예들을 통해서 충분히 검증이 될 것이다.The main power circuit breaker according to the present invention, which operates as described above, is designed to perform six functions such as current conduction function, fault current interruption function, insulation function, vibration resistance function, airtight function, and current input function to be provided with the circuit breaker. Made according to the characteristics. This fact will be fully verified through the following examples.
제5도는 본 발명에 따른 주전원 차단기의 동작을 제어하는 제어부의 회로도이다. 도면상의 C2는 투입압력스위치(81), T2는 차단압력스위치(82)를 도시한 것이다. 그리고 52C는 실린더로 공기를 제공하는 솔레노이드 밸브(70)를 도시한 것이다. 또한 R1, R2, R3는 릴레이를 도시한 것이며, 제6도에서 따로 상세히 도시하였다.5 is a circuit diagram of a controller for controlling the operation of the main power circuit breaker according to the present invention. C2 in the figure shows the input pressure switch 81, and T2 shows the cutoff pressure switch 82. And 52C shows solenoid valve 70 providing air to the cylinder. In addition, R1, R2, and R3 show relays, which are shown in detail separately in FIG.
도시된 바와 같이 2-7은 릴레이의 코일이고 이 2-7이 통전되면 릴레이의 A접점(1-3, 6-8)은 연결되고 B접점(1-4, 5-8)은 끊어지게 된다. 전철의 연결 스위치로 연결되는 On 스위치를 통해 시그널이 입력되면 릴레이 R1의 2-7로만 통전된다.As shown, 2-7 is the coil of the relay, and when 2-7 is energized, contacts A (1-3, 6-8) of the relay are connected and contacts B (1-4, 5-8) are disconnected. . When the signal is input through On switch which is connected to the connection switch of the train, it is energized to 2-7 of relay R1 only.
이때 릴레이 R1의 통전에 따라 이 릴레이 R1의 1-3 접점이 연결된다. 그리고 릴레이 R3의 2-7이 통전된다. 계속적으로 릴레이 R3의 1-3 접점이 연결되어 6-8접점도 역시 연결된다. 이후 R2의 2-7이 연결되어 52C에 시그널이 입력되어 실린더가 동작하여 주회로는 연결되는 것이다.At this time, contacts 1-3 of this relay R1 are connected according to the energization of the relay R1. Then, 2-7 of relay R3 are energized. Continuously, contacts 1-3 of relay R3 are connected so that contacts 6-8 are also connected. After that 2-7 of R2 are connected and the signal is input to 52C, the cylinder is operated and the main circuit is connected.
릴레이 R2의 2-7접점이 연결된 후에는 R2의 6-8접점이 연결되고 1-4접접은 떨어지게 된다. 이렇게 되면 온(On) 스위치가 떨어지더라도 일단 통전되고 나면 릴레이 R2의 6-8, R3의 6-8의 접점에 의해서 52C에는 계속 통전이 이루어지게 된다.After 2-7 contacts of relay R2 are connected, 6-8 contacts of R2 are connected and 1-4 contacts are dropped. In this case, even if the On switch is dropped, once the power is applied, the 52C is continuously energized by the contacts of 6-8 of R2 and 6-8 of R3.
만일 오프(Off) 스위치를 눌러 회로를 끊게 되면 52C의 시그널이 차단되어 주회로는 닫히게 된다.If the circuit is cut off by pressing the Off switch, the 52C signal is cut off and the main circuit is closed.
또한 C2, T2의 스위치는 실린더로 유입되는 공기압을 확인하여 초기 설정값에 따라 52C로 유입되는 시그널을 차단하여 주회로를 차단하게 된다.In addition, the switch of C2 and T2 checks the air pressure flowing into the cylinder and blocks the main circuit by blocking the signal flowing into the 52C according to the initial setting value.
주전원 차단기의 표준 동작책무는 고속도 개폐로 방식의 경우 O(차단)-0.3초후-CO(투입동작에 이어 지체없이 차단동작)-3분후-CO 동작을 하여야 한다. 규정에 의한 전류의 투입, 차단을 실시하기 위해서는 진공 인터럽터 내부의 가동접점을 고속도로 이동하지 않으면 안된다. 따라서 대단히 큰 가속도를 얻기 위해서는 충분한 힘이 요구되며 이 가속은 순간적으로 조작부에서 발생하는 에너지가 빠른 시간내에 차단부의 진공 인터럽터의 가동접점에 운동에너지로 전달되어야 한다. 또한 차단동작시 조작력이 크므로 조작축에 전달되는 충격도 크기 때문에 이러한 충격을 흡수하는 장치가 필요하게 된다.Standard operation responsibility of main circuit breaker shall be O (blocking) -0.3 seconds after -CO (breaking operation without delay following closing operation) -CO operation after 3 minutes in case of high speed switching method. In order to supply or cut off current according to the regulations, the movable contact inside the vacuum interrupter must be moved on the highway. Therefore, in order to obtain a very large acceleration, sufficient force is required, and this acceleration is instantaneously transferred to the moving contact of the vacuum interrupter of the breaker as kinetic energy within a short time. In addition, since the operation force is large during the blocking operation, the shock transmitted to the operation shaft is also large, and thus a device for absorbing such an impact is required.
본 발명에 따른 고속전철용 주전원 차단기는 공압 실린더(60)를 이용하여 공압으로 즉시 투입하고 차단시에는 투입시 압축시킨 차단용 스프링(35, 45)의 복귀력에 의해 차단되게 하였다.The main power circuit breaker for the high-speed train according to the present invention was immediately put into the pneumatic using a pneumatic cylinder 60, and when shut off by the return force of the blocking springs (35, 45) compressed at the time of closing.
주전원 차단기의 개폐거리로서 차단능력이 보증되는 조건에서 내임펄스 절연 성능을 만족하여야 한다. 본 주전원 차단기는 진공 인터럽터의 성능검증시 16 mm 이상의 행정거리에서는 성능을 만족한다. 따라서 실린더(60)의 행정거리는 25 mm용을 채택하여 17 mm의 진공 인터럽터 S/T와 4 mm의 와이프 S/T의 합인 21 mm를 만족한다.As the opening and closing distance of the main circuit breaker, the impulse insulation performance shall be satisfied under the condition that the breaking capability is guaranteed. This main circuit breaker satisfies the performance at stroke distances of 16 mm or more when verifying the performance of the vacuum interrupter. Therefore, the stroke distance of the cylinder 60 is adopted for 25 mm, which satisfies 21 mm, which is the sum of the vacuum interrupter S / T of 17 mm and the wipe S / T of 4 mm.
또한, 진공 인터럽터의 요구 투입 속도는 1.0± 0.2m/s로써 본 발명에 따라 동작하는 조작부의 투입속도는 측정결과 1.1m/s를 유지하였다.In addition, the required input speed of the vacuum interrupter was 1.0 ± 0.2 m / s, and the input speed of the operation part operating in accordance with the present invention maintained the measurement result 1.1 m / s.
진공 인터럽터의 요구사항에 적합한 차단기를 설계하기 위해서는 차단기의 투입, 차단시 소요되는 힘의 계산이 선행되어야 한다. 이를 위하여 제7도에서는 진공 인터럽터의 개리 거리별 힘의 변화선도가 도시되어 있다.In order to design a circuit breaker that meets the requirements of a vacuum interrupter, the calculation of the force required to open and close the circuit breaker must be preceded. For this purpose, FIG. 7 shows a change diagram of the force for each opening distance of the vacuum interrupter.
제7도에서 알 수 있듯이 투입된 진공 인터럽터가 차단시 접점이 떨어지기 전까지는 와이프 스피링(45)에 의한 가압력의 힘이 회수되는 에너지와 차단 스피링(35)의 에너지가 합쳐져셔 차단 에너지로, 접점이 떨어지면서부터는 진공 인터럽터의 진공 압력차에 의한 자폐력과 마찰력에 의한 에너지량 감소분을 제외하여 차단 에너지로 나타난다.As can be seen in FIG. 7, the energy of the pressing force by the wipe spring 45 and the energy of the blocking spring 35 are combined as the blocking energy until the contact of the injected vacuum interrupter is dropped. From the point of contact dropping, it appears as the blocking energy except for the attenuation force caused by the vacuum pressure difference of the vacuum interrupter and the decrease in energy amount caused by the friction force.
또한 차단속도의 변화는 축세 스프링(35, 45)의 반발에너지로 나타나므로 직선적인 변화값을 가질 수 있도록 본 발명에서는 주전원 차단기를 설계하였다. 제8도는 진공 인터럽터의 차단시 특성 곡선을 나타낸 것으로, 제7도의 차단 스프링의 변화선도의 기울기 값은 제8도의 V0, V01에 의해 결정된다.In addition, since the change in the breaking speed is represented by the repulsion energy of the shaft springs 35 and 45, the main power circuit breaker is designed in the present invention to have a linear change value. FIG. 8 shows characteristic curves when the vacuum interrupter is interrupted, and the inclination value of the change diagram of the blocking spring of FIG. 7 is determined by V 0 and V 01 of FIG. 8.
실시예 AExample A
아래의 표 1a 은 본 발명의 진공 인터럽터에서 사용되는 전극의 물성치를 크롬의 함량에 따라 보여주고 있다. 본 발명에서는 차단성능이 우수한 Cu(구리) : Cr(크롬) = 75 : 25로 선정하였다. 그리고 표 1b는 Cu : Cr = 75 : 25와 Cu : Cr = 80 : 20의 물성표를 비교한 것이다.Table 1a below shows the physical properties of the electrode used in the vacuum interrupter of the present invention according to the chromium content. In the present invention, Cu (copper): Cr (chromium) = 75: 25 having excellent blocking performance was selected. Table 1b compares the physical properties of Cu: Cr = 75: 25 and Cu: Cr = 80: 20.
실시예 BExample B
아래의 표 2는 상용주파내전압시험(Power Frequency Withstand Voltage Test)을 실시한 결과를 나타내 주고 있다. 상기 상용주파내전압시험은 절연내력을 검증하는 시험의 하나로 대지간, 상간, 극간에 대한 규정 전압을 인가하여 피시물이 견디는가를 확인하는 시험이다. 결과는 표에서 보이는 바와 같이 매우 양호한 결과를 얻을 수 있었다.Table 2 below shows the results of the power frequency withstand voltage test. The commercial frequency withstand voltage test is a test for verifying dielectric strength by applying a specified voltage for earth, phase, and pole to check whether a specimen is tolerated. The results showed very good results as shown in the table.
실시예 CExample C
아래의 표 3은 뇌임펄스 내전압시험(Lightning Impulse Withstand Voltage Test) 결과를 나태내주고 있다. 또한 제9도는 이에 따른 라이트닝 임펄스웨이브(Lightning Impulse Wave)를 도시한 것이다.Table 3 below shows the results of the Lightning Impulse Withstand Voltage Test. 9 also shows a Lightning Impulse Wave.
표 3과 제9도에서 보는 바와 같이 기준치 170kV 인가시 매우 양호한 결과를 얻을 수 있었다. 참고로 뇌임펄스 내전압의 절연내력의 한계를 확인하기 위해서 기준치 170 kV 이상의 전압을 인가하였다. 그 결과 대지간 인가시 200 kVp에서 절연파괴가 일어났으며 극간에는 포저티브(Positive)에서 210 kVp, 네가티브(Negative)에서 220 kVp에서 절연 파괴가 발생하였다.As shown in Table 3 and FIG. 9, very good results were obtained when the reference value of 170 kV was applied. For reference, a voltage of 170 kV or more was applied to check the limit of the dielectric strength of the brain impulse withstand voltage. As a result, dielectric breakdown occurred at 200 kVp when applied to ground, and dielectric breakdown occurred at 210 kVp at positive and 220 kVp at negative.
실시예 DExample D
아래의 표 4는 직류 절연저항 시험을 MEGGER라는 휴대용 절연저항계로 간단히 측정한 결과를 나태내주고 있다. 본 시험은 1000V를 인가하여 1분 후의 절연저항을 읽게 된다. 표 4에서 볼 수 있듯이 시험 결과는 매우 양호한 결과를 보여 주고 있다.Table 4 below shows the results of a simple measurement of the DC insulation resistance test with a MEGGER portable insulation resistance meter. This test reads insulation resistance after 1 minute by applying 1000V. As can be seen in Table 4, the test results show very good results.
실시예 EExample E
전력기기의 중대사고의 한가지인 절연파괴사고는 그 전 단계로서 부분방전을 수반하는 경우가 많다. 그러므로 부분방전을 실시하면 절연파괴에 도달하지 않은 경미한 상태에서 절연적 이상을 검출할 수 있다.Insulation breakdown, one of the major accidents of power equipment, often involves partial discharge as its predecessor. Therefore, if partial discharge is performed, an insulation abnormality can be detected in the slight state which does not reach breakdown.
기기내부에 부분방전이 발생하면 펄스성 전류가 나타나는 동시에 가청주파수로부터 초음파에 걸친 광범위한 주파수 분포를 가진 음파가 발생한다. 이 때문에 부분방전을 검출하는 방법으로 펄스전류를 검출하는 전기적 신호 검출법과 절연체중을 통하여 전파되는 초음파를 검출하는 기계적 신호검출법이 있다.Partial discharges within the equipment produce pulsed currents and sound waves with a broad frequency distribution from the audible frequency to the ultrasonic wave. For this reason, there are an electric signal detection method for detecting a pulse current and a mechanical signal detection method for detecting an ultrasonic wave propagated through an insulator weight.
절연물 내부에서 발생하는 부분방전은 절연물을 열화시키므로 고전압기기에서 결함의 검출이나 장시간 수명평가를 목적으로 부분 방전 시험을 실시하며 본 발명에 따른 진공 인터럽터의 시험결과는 아래의 표 5와 같다.Partial discharge generated inside the insulator deteriorates the insulator, so the partial discharge test is conducted for the purpose of detecting defects or evaluating long life in high voltage equipment.
실시예 FExample F
주회로 저항 측정은 차단부의 접속상태나 진공인터럽터 내부의 접점의 접촉상태의 이상유무를 확인함으로써 전력기기의 중대 사고를 미연에 방지하기 위해 측정하며, 측정방법은 5 암페어(A) 이상의 전류를 통전하여 직류강하법에 의하여 단자간의 저항을 측정한다.The main circuit resistance is measured to prevent serious accidents of the power equipment by checking the disconnection state or the contact state of the contact inside the vacuum interrupter, and the measuring method is to supply a current of 5 amperes (A) or more. The resistance between the terminals is measured by the direct current drop method.
본 시료는 접촉저항 측정기를 사용하여 100 A의 전류를 인가한 후 전압 강하법으로 극간의 저항을 측정하였으며, 그 결과는 아래의 표 6과 같았다. 본 시험으로 통상 시험기준인 주회로 저항 변화율 20 % 이내 조건에 만족하므로 양호한 특성으로 판정되었다.In this sample, the resistance between the poles was measured by the voltage drop method after applying a current of 100 A using a contact resistance meter, and the results are shown in Table 6 below. In this test, it satisfies the condition within 20% of the change rate of the main circuit resistance, which is a standard test standard, and was judged to be a good characteristic.
실시예 GExample G
주전원 차단기가 단락차단성능을 보증하기 위해서는 우수한 접점 재질구조와 함께 차단부의 투입 및 트립되는 시간 및 속도가 매우 중요하다. 투입속도가 상당히 빠르면 채터링(Chattering)이나 쇼크(Shock)가 크게 되고, 반면에 투입속도가 늦으면 고정전극과 가동전극이 접촉하기 직전에 아크(Arc)를 발생하는 원인이 된다. 이에 본 발명에 따른 주전원 차단기의 개폐동작 특성을 시험하기 위하여 동작특성분석기(Breaker Analyzer System : TM-1600/MA-31 PROGRAMMA사(스웨덴) 제작)를 이용하여 시험해본 결과는 아래와 같았다.In order to guarantee the short circuit breaker performance of the main power circuit breaker, the time and speed at which the breaker is inserted and tripped together with the excellent contact material structure are very important. If the input speed is considerably fast, chattering or shock is large, whereas if the input speed is slow, an arc is generated just before the fixed electrode and the movable electrode contact each other. In order to test the opening and closing operation characteristics of the main power circuit breaker according to the present invention was tested using an operating characteristic analyzer (Breaker Analyzer System: TM-1600 / MA-31 PROGRAMMA (Sweden)) was as follows.
투입시간 및 평균 투입속도를 측정한 결과 58ms(투입시간), 1.0∼1.1 m/s (투입속도)로 양호한 특성으로 판정되었다. 상기 투입시간은 투입코일에 신호가 인가된 시점부터 접점이 생성되는 시점까지의 시간을 말한다.As a result of measuring the input time and the average input speed, it was determined that the characteristics were good at 58 ms (injection time) and 1.0 to 1.1 m / s (injection speed). The input time refers to a time from a time point at which a signal is applied to the input coil to a time point at which a contact is generated.
트립시간 및 평균트립속도를 측정한 결과 43ms(트립시간), 1.6∼1.7 m/s (트립속도)로 양호한 특성으로 판정되었다. 상기 트립시간은 실린더에 신호가 인가된 시점부터 접점이 개리된 시점까지의 시간을 말한다.As a result of measuring the trip time and average trip speed, it was judged as a favorable characteristic with 43 ms (trip time) and 1.6-1.7 m / s (trip speed). The trip time refers to the time from the time when a signal is applied to the cylinder to the time when the contact is opened.
트립프리(CO)를 측정한 결과 양호한 특성으로 판정되었으며, 상기 트립프리란 공기의 유입 시그널이 입력된 후 바로 다시 유입 시그널을 가하는 동작으로 차단 동작 책무의 CO를 의미한다. 이때 측정되는 유입 및 차단의 각각 동작시에 얻어지는 결과와 동일해야 한다.As a result of measuring the trip free (CO), it was determined to be a good characteristic, and the trip free is an operation of applying an inflow signal again immediately after the inflow signal of air is input, which means CO of the duty of blocking operation. It should be the same as the result obtained in each operation of the inflow and the blocking measured.
실시예 HExample H
모든 전력기기에는 사용중에 부하전류가 흐르며, 최대부하전류도 단락전류보다 훨씬 적기 때문에 전자력등의 영향은 적다. 오히려 상승시간이 대단히 길므로 주울손 또는 표유부하손에 의한 발열이 문제된다. 졍격전류를 연속 통전하였을 때 온도상승 허용한도을 넘지 않도록 도전부를 설계하여야 하며, 이것을 검증하기 위해 온도상승시험을 실시한다. 이 온도상승시험을 한 결과는 아래의 표 7과 같았다. 표에서 볼 수 있듯이 피시품에 정격전류를 흘렸을 때 온도상승 한도는 IEC56 기준치를 넘지않고 양호한 통전성능을 얻을 수 있었다. 그리고 제10도는 이에 따른 피시품의 온도상승 그래프이다.In all power equipments, the load current flows during use, and the maximum load current is much smaller than the short-circuit current. Rather, since the rise time is very long, fever caused by joule loss or stray load loss is a problem. The conductive part shall be designed so as not to exceed the allowable temperature rise limit when the rated current is continuously energized, and a temperature rise test is performed to verify this. The result of this temperature rise test is shown in Table 7 below. As can be seen from the table, when the rated current was flowed through the EUT, the temperature rise limit did not exceed the IEC56 standard, and good conduction performance was obtained. And FIG. 10 is a graph of the temperature rise of the article accordingly.
실시예 IExample I
제11도는 차단능력시험 결과를 분석하여 커브 핏(Curve Fit)한 그래프이다.본 시험은 국내 인증 시험 기관인 한국철도기술연구원 주관으로 한국전기연구소에서 2000. 8. 29 ∼ 2000. 9. 1에 실시하였다.Fig. 11 is a graph of curve fit by analyzing the results of the breaking capacity test.This test is conducted by the Korea Railroad Research Institute, a domestic accredited test institute, conducted by the Korea Electrical Research Institute on August 29, 2000 and September 1 It was.
시험의 수행은, 차단능력시험은 KERI의 전력설비로 30회 차단 실시하였으며, 전기적 수명 시험은 1000A로 30,000회 실시는 장시간 소요 및 KERI 시험장비의 부하 등을 감안하여 차단전류 횟수를 정격전류 수명과 비교분석한 후 20kA단위로 시험 실시하였다.The test was conducted 30 times with the KERI's power equipment, and the electrical life test was performed with 1000A for 30,000 times, taking the long time and the load of the KERI test equipment into consideration. After the comparative analysis, the test was conducted in 20kA units.
실시예 JExample J
제 12도는 내진동시험 사진이다. 본 시험은 한국기계연구원에서 2000. 9. 5 ∼ 2000. 9. 6에 실시하였다. 시험은 철도차량 부품의 진동시험 방법(KS R 9144)에서 규정하는 방법 및 절차에 의거하여 수행되었으며 공진진동수를 구하고 장비의 취급, 수송 및 운용시에 예상되는 동적 진동응력에 견딜 수 있도록 제작되었는지 여부를 확인하고 진동내구성을 평가하는 것이 목적이다.12 is a photograph of vibration resistance test. This test was conducted from September 5, 2000 to September 6, 2000 by the Korea Institute of Machinery and Materials. The test was performed in accordance with the methods and procedures specified in the Vibration Testing Method of Railroad Vehicle Parts (KS R 9144) and was designed to withstand the resonant frequencies and to withstand the dynamic vibration stresses expected when handling, transporting and operating the equipment. The purpose is to verify the vibration resistance and to evaluate the vibration durability.
제13도는 차단부의 알루미늄 후렌지의 형상으로 알루미늄 후렌지와 절연애자가 시멘트로 몰드되었을 때, 내구성이 보장되어야만 진동시험을 통과할 수 있다.FIG. 13 shows the shape of the aluminum flange of the shielding part, and when the aluminum flange and the insulator are molded with cement, durability can be ensured to pass the vibration test.
실시예 KExample K
제 14도는 300,000회 연속개폐 시험 결과로써 시험은 한국철도기술연구원의 입회하에 2000. 9. 19 ∼ 2000. 10. 10에 결쳐서 시행되었다. 대략 10,000회마다 차단기의 점검을 실시하였고 볼트 조임 상태, 공기누설 여부, 기계적 손상, 전기적손상을 점검하였다. 시험 도중 차단기의 성능에 치명적인 영향을 미치는 문제점은 발견되지 않았으며 시험을 종료한 후에도 차단기의 특성에 변화가 거의 없어 매우 양호한 결과를 얻었다.Figure 14 shows the results of 300,000 consecutive opening and closing tests. The test was carried out in the presence of the Korea Railroad Research Institute on September 19, 2000 to October 10, 2000. The breaker was inspected approximately every 10,000 times and the bolts tightened, air leaks, mechanical damage and electrical damage were checked. No serious problems on the breaker's performance were found during the test, and the breaker's characteristics remained almost unchanged after the test.
본 발명에 따른 주전원 차단기는 자체 기술로 개발되어진 것으로 절연 성능이 우수할 뿐만 아니라 주회로를 개폐하는데 용이하게 작동된다. 또한 실시예를 통해 알 수 있듯이 주전원 차단기에 요구되는 사항 및 안전에 있어서도 모두 만족할 만한 탁월한 성능을 보여주고 있다.The main power circuit breaker according to the present invention has been developed by its own technology, and has excellent insulation performance and easily operates to open and close the main circuit. In addition, as can be seen from the embodiment has shown excellent performance that satisfies all the requirements and safety requirements for the main power breaker.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.Simple modifications and variations of the present invention can be readily used by those skilled in the art, and all such variations or modifications can be considered to be included within the scope of the present invention.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020000063493A KR100354699B1 (en) | 2000-10-27 | 2000-10-27 | Main Circuit Breaker |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020000063493A KR100354699B1 (en) | 2000-10-27 | 2000-10-27 | Main Circuit Breaker |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20020032804A KR20020032804A (en) | 2002-05-04 |
KR100354699B1 true KR100354699B1 (en) | 2002-09-30 |
Family
ID=19695777
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020000063493A KR100354699B1 (en) | 2000-10-27 | 2000-10-27 | Main Circuit Breaker |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100354699B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180062529A (en) | 2016-11-30 | 2018-06-11 | 한국철도기술연구원 | a maincircuit breaker(MCB) for protecting electic device |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101044639B1 (en) * | 2009-10-01 | 2011-06-29 | 주식회사 비츠로테크 | Circuit breaker for railway vehicle |
KR101478079B1 (en) * | 2013-10-17 | 2014-12-31 | 현대로템 주식회사 | A high-voltage apparatus inspection method using the same and main power circuit switch box has safety function |
US9842717B2 (en) | 2015-05-29 | 2017-12-12 | Lsis Co., Ltd. | High speed closing switch |
KR102533976B1 (en) * | 2022-11-02 | 2023-05-18 | 주식회사 비츠로이엠 | IoT network and AI-based circuit breaker soundness assessment device, method and system |
KR102533975B1 (en) * | 2022-11-02 | 2023-05-19 | 주식회사 비츠로이엠 | IoT network and AI-based circuit breaker monitoring device, method and system |
KR20240139233A (en) * | 2023-03-14 | 2024-09-23 | 에이치디현대일렉트릭 주식회사 | Vacuum circuit breaker |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4983792A (en) * | 1989-03-30 | 1991-01-08 | S&C Electric Company | Interrupter switch with selective circuit-isolating feature |
JPH0359920A (en) * | 1989-07-28 | 1991-03-14 | Hitachi Ltd | Direct current high speed vacuum circuit breaker device |
KR910004410A (en) * | 1989-08-04 | 1991-03-28 | 미스다 가쓰시게 | Electric vehicle with DC high speed vacuum circuit breaker and DC high speed vacuum circuit breaker |
JPH117870A (en) * | 1997-06-13 | 1999-01-12 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | Air blow-out device of electropneumatic contactor for railway rolling stock |
-
2000
- 2000-10-27 KR KR1020000063493A patent/KR100354699B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4983792A (en) * | 1989-03-30 | 1991-01-08 | S&C Electric Company | Interrupter switch with selective circuit-isolating feature |
JPH0359920A (en) * | 1989-07-28 | 1991-03-14 | Hitachi Ltd | Direct current high speed vacuum circuit breaker device |
KR910004410A (en) * | 1989-08-04 | 1991-03-28 | 미스다 가쓰시게 | Electric vehicle with DC high speed vacuum circuit breaker and DC high speed vacuum circuit breaker |
JPH117870A (en) * | 1997-06-13 | 1999-01-12 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | Air blow-out device of electropneumatic contactor for railway rolling stock |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180062529A (en) | 2016-11-30 | 2018-06-11 | 한국철도기술연구원 | a maincircuit breaker(MCB) for protecting electic device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20020032804A (en) | 2002-05-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7897890B2 (en) | Vacuum insulated switchgear | |
US7724489B2 (en) | Circuit breaker with high speed mechanically-interlocked grounding switch | |
US8957342B2 (en) | Sealed solenoid magnetically operated high voltage electric power switch | |
KR100354699B1 (en) | Main Circuit Breaker | |
KR101080673B1 (en) | Circuit breaker of operating time inspection system in a gas insulation switchgear | |
CN104835673A (en) | Breaker and mutual inductor coil mounting structure thereof | |
US20020043516A1 (en) | Vacuum switch and vacuum switchgear using the same | |
CA2769034C (en) | Mechanically interlocked transfer switch | |
JP2005038630A (en) | Vacuum interrupting device | |
CN208819797U (en) | A kind of outdoor high-voltage vacuum breaker | |
EP1120804A1 (en) | Vacuum switch and vacuum switchgear using the switch | |
GB2262351A (en) | Synthetic test circuits for short-circuit testing of high-voltage alternating current circuit-breakers, and triggered spark gaps for use in such circuits | |
Li et al. | Research on the Service Life of High-Voltage Vacuum Circuit Breaker of High-speed Train | |
Karunakaran et al. | Design and Building a High Voltage Switchgear Safety System | |
CN204706504U (en) | Circuit breaker and mutual inductor coil mounting structure thereof | |
CN116519991A (en) | Differential 400kV high-voltage pneumatic short-circuit switch and power supply short-circuit test device | |
Zhang et al. | Research on mechanical characteristics of circuit breaker operating mechanism under extreme cold condition | |
CN2177234Y (en) | Online detection device for vacuum degree of high-voltage vacuum arc-extinguishing chamber | |
CN112213049A (en) | On-line monitoring device and monitoring method for air leakage and contact abrasion of vacuum tube of contactor | |
Radwan | Circuit breaking | |
CN209297952U (en) | A kind of stationary contact point structure | |
Singh | Switchgear and power system protection | |
Saravanan et al. | The Optimum Tests For High Voltage SF6 Circuit Breaker In The New Substation Before Energizewith The National Grid | |
Golde et al. | Applicability of vacuum interrupters in liquid nitrogen environment | |
JPS63213228A (en) | Signal detector |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20120903 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130903 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140828 Year of fee payment: 13 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150901 Year of fee payment: 14 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170817 Year of fee payment: 16 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180711 Year of fee payment: 17 |