KR100370103B1 - Disconnecting switch of Gas Insulator Switchgear - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가스절연 개폐기에 관한 것으로서, 고정자에 가동자를 접/단락시 발생되는 아크를 상기 고정자와 가동자의 소정위치로 유도되도록 한 것에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas insulated switchgear, wherein an arc generated when a stator is brought into and out of a stator is directed to a predetermined position of the stator and the mover.
이를 위해, 본 발명은 탱크내의 일측에 설치된 제 1도체와, 탱크내의 하부에 설치된 제 2도체와, 상기 제 2도체의 고정자에 단로기를 접/단락 시키기 위해 가동자를 로딩시키는 기구부를 구비한 가스절연 개폐기에 있어서, 상기 가동자의 단부와 고정자의 일측에는 상기 고정자에 가동자를 접/단락시 발생되는 아크를 상기 두 소정부위로 유도하는 아크유도수단이 각각 구비됨을 특징으로 하는 가스절연 개폐기의 단로기가 제공된다.To this end, the present invention is a gas insulated having a first conductor installed on one side in the tank, a second conductor installed on the lower side in the tank, and a mechanism for loading the mover to contact / short the disconnector to the stator of the second conductor. In the switchgear, an end portion of the mover and a side of the stator are provided with a disconnector of the gas insulated switchgear, characterized in that the arc guide means for inducing the arc generated when the mover is in contact with the stator to the two predetermined portions, respectively. do.
Description
본 발명은 가스절연 개폐기(Gas Insulator Switchgear : GIS)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고정자에 가동자를 접/단락시 발생되는 아크가 상기 고정자와가동자의 소정위치로 유도되도록 구성한 가스절연 개폐기의 단로기에 관한 것이다.The present invention relates to a gas insulator switchgear (GIS), and more particularly, a disconnector of a gas insulated switchgear configured to induce arcs generated when the mover is contacted / shorted to the stator to a predetermined position of the stator and the actuator. It is about.
일반적으로 가스절연 개폐기(GIS)는 옥ㆍ내외 변전소용으로, 사용조건하에서 정상 상태의 개폐뿐만 아니라 사고, 단락등의 이상상태에 있어서도 선로를 안전하게 개폐하여 계통을 적절히 보호하는 장치이며, SF6가스로 충진밀폐된 철제용기 (Enclosure)내에 단로기(DS), 접지개폐기(ES), 차단기(CB)등의 개폐설비와 모선을 내장시킨 개폐장치이다.In general, an apparatus and gas insulated switchgear (GIS) is for the indoor and inside and outside the substation, as well as the steady-state open and close under the conditions used even securely open and close the line in an abnormal state such as an accident, short circuit to properly protect the system, SF 6 gas It is a switchgear with built-in switchgear and busbar such as disconnector (DS), ground switch (ES), and breaker (CB) in the sealed and sealed steel container.
일반적으로 가스절연 개폐기(GIS)는 금속제 밀폐용기(탱크)에 절연성능과 소호(消弧;arcextinguishing)기능이 우수한 SF6가스를 절연매체로 사용하여 도체와 각종 보호기기들을 수납시켜 신뢰성을 향상시킨 수변전 설비로서, 각종기기 및 접속관들을 유니트화시켜 조합하므로써 전체적인 시스템을 구축하고 있다.In general, a gas insulated switchgear (GIS) uses SF 6 gas, which has excellent insulation performance and arcextinguishing function, as an insulating medium in a metal sealed container (tank) to accommodate conductors and various protective devices to improve reliability. As a water substation facility, the whole system is constructed by uniting and combining various equipment and connecting pipes.
첨부된 도 1은 종래의 가스절연 개폐기의 단로기 내부구조를 도시한 단면도로서, 상기 가스절연 개폐기는 내부에 절연가스가 충진되어 있는 밀폐형의 탱크(1)와, 상기 탱크의 내부 일측에 절연 스페이서(2)에 의해 고정된 제 1 도체(3)와, 상기 탱크(1)의 내측 하부에 설치되어 단로기와 접/단락되는 제 2 도체(4)와, 단로기를 접/단락 시키기 위한 기구부(5)로 구성되어 있다.1 is a cross-sectional view illustrating an internal structure of a disconnecting device of a conventional gas insulated switchgear, wherein the gas insulated switch is a sealed tank 1 in which an insulating gas is filled therein, and an insulating spacer on one side of the tank. 2) a first conductor 3 fixed by 2), a second conductor 4 installed in the inner lower portion of the tank 1 and contacting / shorting with the disconnector, and a mechanism part 5 for contacting / shorting the disconnector. Consists of
한편, 상기 기구부(5)는 동력을 발생시키는 구동모터(50)와, 상기 구동모터의 동력에 의해 도면상 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하는 링크(51)와, 상기 링크의 회전동작에 따라 수직왕복운동하면서 상기 제 2 도체(4)의 고정자(6)와 접/단락되는 가동자(7)로 구성되어 있다.On the other hand, the mechanism part 5 is a drive motor 50 for generating power, a link 51 that rotates clockwise or counterclockwise in the drawing by the power of the drive motor, and according to the rotation operation of the link It consists of a movable element 7 which is in contact with and shorted to the stator 6 of the second conductor 4 while vertically reciprocating.
이와 같이 구성된 종래 단로기의 개/폐로 동작을 설명하면 다음과 같다.The opening / closing operation of the conventional disconnector configured as described above is as follows.
우선, 단로기를 상기 제 2 도체(4)에 접속할때에는 기구부(5)를 이루고 있는 구동모터(50)를 구동시킴에 따라 링크(51)가 도 1의 위치로부터 도면상 시계방향으로 회전되고 이때 상기 링크에 연결된 가동자(7)가 수직하향으로 이동하여 그 이동경로상에 위치한 제 2 도체(4)의 고정자(6)에 투입되므로써 단로기는 전기적으로 폐로된 상태가 된다.First, when the disconnector is connected to the second conductor 4, the link 51 rotates clockwise from the position of FIG. 1 as the driving motor 50 constituting the mechanism 5 is driven. As the mover 7 connected to the link moves vertically downward and is put into the stator 6 of the second conductor 4 located on the movement path, the disconnector is in an electrically closed state.
반대로, 개로상태로 전환할때는 상기 폐로진행동작의 역순으로 진행하면 된다.On the contrary, when switching to the open state, it is sufficient to proceed in the reverse order of the closing operation.
하지만, 상기 가스절연 개폐기는 각종 기기들을 전기도체인 모선으로 연결하여 구성하고 있는데, 가스로 절연된 모선 및 기기는 대지간의 정전용량과 기기자체의 정전용량, 전압강하등으로 인하여 단로기를 접/단락시에는 300V 정도의 전압과 4000A 정도의 큰 전류를 개폐해야 한다.However, the gas insulated switchgear is configured by connecting various devices with a bus bar, which is an electrical conductor, and the gas insulated bus bar and the device are connected / shorted to the disconnector due to the capacitance between the earth, the capacitance of the device itself, and the voltage drop. In this case, you should open and close a voltage of about 300V and a large current of about 4000A.
따라서, 도 2에서와 같이, 상기 고정자(6)에 가동자(7)를 접/단락시 상기 가동자와 고정자 사이에는 아크가 발생하게 되고, 상기 아크에 의한 아크열로 인하여 상기 가동자와 고정자의 선단 접촉부가 용착되거나, 이때 발생하는 도전(導電)성 열가스에 의하여 절연파괴가 생기는 문제점이 있었다.Therefore, as shown in FIG. 2, when the mover 7 is contacted / shorted to the stator 6, an arc is generated between the mover and the stator, and the mover and the stator are caused by the arc heat caused by the arc. There is a problem that the breakdown of the insulation is caused by the welding of the tip contact portion or the conductive thermal gas generated at this time.
한편, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 종래에는 단로기의 개폐속도을 증대시키는 방법이 주로 사용됨에 따라 기구부의 외부에는 큰 동력을 발생시키는 전동스프링 조작장치나 공압실린더를 이용한 공기조작장치등을 구비하여 가동자의 개리속도를 고속으로하여 개폐하여 왔었다.On the other hand, in order to solve the above problems, conventionally the method of increasing the opening and closing speed of the disconnecting device is mainly used, the outside of the mechanism is provided with an electric spring operation device or a pneumatic cylinder using a pneumatic cylinder to generate a large power The opening and closing speed of the mover has been opened and closed at a high speed.
하지만, 상기와 같은 전동스프링 조작장치나 공압 실린더와 같은 과대한 동력 발생장치를 사용함으로써, 기기의 외형이 크게 되고, 재료비가 증가하며, 소음 공해등이 발생하는 문제점이 있었다.However, by using an excessive power generating device such as an electric spring operation device or a pneumatic cylinder as described above, there is a problem that the appearance of the device is increased, the material cost increases, noise pollution, and the like.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출한 것으로서, 고정자에 가동자를 접/단락시 발생하는 아크를 상기 고정자와 가동자의 소정위치로 유도되도록 하는 아크유도수단을 구비하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an arc inducing means for guiding an arc generated when the mover is contacted / shorted to the stator and the mover to a predetermined position.
도 1은 종래의 가스절연 개폐기의 단로기 내부구조를 도시한 단면도1 is a cross-sectional view showing the internal structure of the disconnector of a conventional gas insulated switchgear
도 2는 도 1의 가동자와 고정자의 접/단락시 아크발생을 나타낸 상태도Figure 2 is a state diagram showing the arc generation when the contact and short circuit of the mover and the stator of Figure 1
도 3은 본 발명에 의한 가스절연 개폐기의 단로기 내부구조를 도시한 단면도3 is a cross-sectional view showing the internal structure of the disconnector of the gas insulated switchgear according to the present invention.
도 4는 도 3의 단로기의 폐로된 상태를 나타낸 상태도4 is a state diagram showing a closed state of the disconnector of FIG.
도 5는 도 3의 가동자와 고정자의 접/단락시 아크발생을 나타낸 상태도5 is a state diagram showing the generation of arc when the contact and the short circuit of the mover and the stator of FIG.
도면의 주요부분에 대한 설명Description of the main parts of the drawings
100:탱크(tank) 200:제 1도체100: tank 200: first conductor
300:제 2도체 400:고정자300: second conductor 400: stator
450:고정아크접촉자 500:가동자450: fixed arc contact 500: mover
550:가동아크접점 600:기구부550: movable arc contact 600: mechanism
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 탱크내의 일측에 설치된 제 1도체와, 탱크내의 하부에 설치된 제 2도체와, 상기 제 2도체의 고정자에 단로기를 접/단락 시키기 위해 가동자를 로딩(loading)시키는 기구부를 구비한 가스절연 개폐기에 있어서, 상기 가동자의 단부와 고정자의 일측에는 상기 고정자에 가동자를 접/단락시 발생되는 아크를 상기 두 소정부위로 유도하는 아크유도수단이 각각 구비됨을 특징으로 하는 가스절연 개폐기의 단로기가 제공된다.In order to achieve the above object, the present invention provides a first conductor installed on one side of the tank, a second conductor installed on the lower side of the tank, and loading the mover to contact / short the disconnector to the stator of the second conductor. In the gas insulated switchgear having a mechanism to make, wherein the end of the mover and one side of the stator are provided with arc inducing means for guiding the arc generated when the mover in contact with the stator to the two predetermined portions, respectively; A disconnector of a gas insulated switchgear is provided.
이하, 본 발명의 목적을 효과적으로 달성할 수 있는 바람직한 실시예로서 그 기술구성 및 작용을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, described in detail by the accompanying drawings the technical configuration and operation as a preferred embodiment that can effectively achieve the object of the present invention.
도 3은 본 발명에 의한 가스절연 개폐기의 구성을 나타낸 내부구조도이고, 도 4는 도 3의 단로기의 폐로된 상태를 나타낸 상태도이며, 도 5는 도 3의 가동자와 고정자 사이의 접/단락시 아크발생을 나타낸 상태도이다.3 is an internal structural view showing a configuration of a gas insulated switchgear according to the present invention, FIG. 4 is a state diagram showing a closed state of the disconnector of FIG. 3, and FIG. 5 is a contact / short circuit between the mover and the stator of FIG. This is a state diagram showing arc generation.
도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 가스절연 개폐기는 탱크(100)내의 일측에 설치된 제 1도체(200)와, 탱크내의 하부에 설치된 제 2도체(300)와, 상기 제 2도체의 고정자(400)에 단로기를 접/단락 시키기 위해 가동자(500)를 로딩시키는 기구부(600)가 구비된다.As shown in FIG. 3, the gas insulated switchgear according to the present invention includes a first conductor 200 installed at one side of the tank 100, a second conductor 300 installed at a lower portion of the tank, and a stator of the second conductor. Mechanism 600 for loading the mover 500 in order to contact / short the disconnector to 400 is provided.
그리고, 상기 가스절연 개폐기의 단로기에서 상기 가동자(500)의 단부와 고정자(400)의 일측에는 상기 고정자에 가동자를 접/단락시 발생되는 아크를 상기 두 소정부위로 유도하는 아크유도수단이 각각 구비된다.In addition, at one end of the mover 500 and at one side of the stator 400 in the disconnector of the gas insulated switchgear, arc inducing means for inducing an arc generated when the mover contacts / shorts the stator to the two predetermined portions, respectively. It is provided.
한편, 상기 아크유도수단은 상기 가동자가 삽입되기 위해 형성된 고정자(400)의 삽입홈(420) 하면에 위치한 바(bar)로 이루어진 고정아크접촉자 (450)와, 상기 가동자(500)의 단부에 위치한 링형상의 가동아크접점(550)이 각각 구비된다.On the other hand, the arc guiding means is a fixed arc contactor 450 made of a bar (bar) located on the lower surface of the insertion groove 420 of the stator 400 is formed to be inserted into the mover, the end of the mover 500 Positioned ring-shaped movable arc contacts 550 are provided respectively.
이 경우, 상기 고정아크접촉자(450)는 핀처럼 소정의 박판부재 일측에 돌출된 바(bar)가 형성된 부재로 구비되어, 상기 박판부재를 상기 고정자의 삽입홈(420) 하면에 스크류(430)를 이용하여 결합되도록 구성되어 있다.In this case, the fixed arc contactor 450 is provided with a member having a bar protruding from one side of a predetermined thin plate member, such as a pin, and screwing the thin plate member to the lower surface of the insertion groove 420 of the stator. It is configured to be combined using.
또한, 상기 가동자의 단부에는 상기 고정아크접촉자의 형상과 동일한 소정의 삽입공간(520)이 상기 가동자의 내부로 형성된다.In addition, a predetermined insertion space 520 having the same shape as that of the fixed arc contact is formed at the end of the mover.
따라서, 상기 가동자와 고정자(400)의 접촉시 고정아크접촉자 (450)가 상기 가동자(500)의 내부로 삽입되도록 이루어짐과 더불어 상기 가동자가 하방향(도 3에서 아랫부분을 하방향으로 정의함)으로 최대한 이동시 상기 가동자와 고정자가 접면ㆍ일치되도록 구성되어진다.Therefore, the fixed arc contactor 450 is made to be inserted into the mover 500 when the mover and the stator 400 are in contact with each other, and the mover is defined downward in FIG. 3. The mover and the stator are configured to fold in contact and coincide with each other when moving as much as possible.
한편, 상기 고정아크접촉자(450)와 가동아크접점(550)은 상기 가동자와 고정자 사이에 발생되는 아크에의해 쉽게 부식되거나 용손(鎔損)되지 않는 재질을 사용하며, 바람직하게는 내아크성이 우수한 동-텅스텐 합급의 재질이 사용된다.On the other hand, the fixed arc contactor 450 and the movable arc contact 550 is made of a material that is not easily corroded or melted by the arc generated between the mover and the stator, preferably arc resistance This superior copper-tungsten alloy material is used.
이하, 상기와 같이 구성된 단로기의 개/폐로시 동작을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the opening / closing operation of the disconnector configured as described above will be described.
도 4에서와 같이, 상기 가동자(500)는 기구부(600)에서 전달되는 동력에 의해 도면상의 하방향으로 이동하여, 상기 고정자의 삽입홈(420)에 삽입됨으로써 상기 단로기는 전기적으로 폐로된 상태가 된다.As shown in Figure 4, the mover 500 is moved downward in the drawing by the power transmitted from the mechanism 600, is inserted into the insertion groove 420 of the stator, the disconnector is in an electrically closed state Becomes
그리고, 개로시 동작과정은 상기 폐로과정의 반대과정으로 이루어진다.And, the opening operation process is made of the reverse process of the closing process.
한편, 상기 단로기의 개로시, 상기 고정자(400)와 가동자(500) 사이에는 계속 전기가 흘러 가려 하는데 이를 기계적인 작용력으로 접점이 강제로 떨어지도록 하고, 상기 두 부재사이의 공간에 절연 및 소호성능이 우수한 SF6가스가 들어가서 전기가 흐르지 못하게 한다.On the other hand, when the disconnector is open, electricity continues to flow between the stator 400 and the mover 500, which causes the contact force to drop by a mechanical force, and insulates and extinguishes the space between the two members. High-performance SF 6 gas enters and prevents electricity from flowing.
따라서, 상기 두 부재 사이에는 전기에너지에 의한 아크가 발생되고, 상기 단로기의 폐로시 상기 고정자에 가동자가 인접할 경우에도 상기와 같이 아크가 발생하게 된다.Therefore, an arc is generated between the two members due to electrical energy, and the arc is generated even when the mover is adjacent to the stator when the disconnector is closed.
한편, 일반적으로 한쌍의 통전성 부재 사이에 발생하는 아크는 두 통전성부재사이의 최단거리에서 발생하여 두 부재사이를 통전하려는 성질을 가지고 있다.On the other hand, in general, an arc generated between a pair of conductive members is generated at the shortest distance between two conductive members and has a property of energizing between the two members.
따라서, 도 5에서와 같이, 상기 고정자(400)에 가동자(500)가 접촉되기 직전과 고정자로부터 가동자가 단락된 시점의 경우, 상기 가동자와 고정자의 최단거리는 가동자의 단부에 위치한 가동아크접점(550)과 고정자의 고정아크접촉자(450)가 됨으로써, 가동자와 고정자의 접/단락시 상기 가동아크접점과 고정아크접촉자 사이에서 아크가 발생하게 된다.Therefore, as shown in FIG. 5, when the mover 500 is in contact with the stator 400 and when the mover is shorted from the stator, the shortest distance between the mover and the stator is located at the end of the mover. By the fixed arc contact 450 of the stator 550 and the stator, an arc is generated between the movable arc contact point and the fixed arc contact point when the mover and the stator contact / short.
또한, 상기 고정아크접촉자(450)는 피뢰침의 원리와 같이 전류를 한곳에 집중하는 역활을 함으로써, 아크가 고정아크접촉자로 원활하게 유도되도록 한다.In addition, the fixed arc contactor 450 serves to concentrate the current in one place, as in the principle of the lightning rod, so that the arc is smoothly guided to the fixed arc contactor.
한편, 상기 고정아크접촉자(450)를 상단에 비해 하단의 직경 또는 폭을 크게하거나, 상기 고정접촉자와 상기 가동자의 고정접촉자 삽입공간(520)의 크기를 상이하게 구성함으로써 상기 가동자가 고정자에 원활히 삽입하도록 구비가능하다.On the other hand, by increasing the diameter or width of the lower end of the fixed arc contactor 450 than the upper end, or by configuring the size of the fixed contactor insertion space 520 of the fixed contactor and the mover differently, the mover is smoothly inserted into the stator. It is possible to provide.
그리고, 상기 고정아크접촉자(450)를 별도로 가공하여, 고정자(400)에 스크류(430)로 체결함 없이 상기 고정자와 일체로 가공형성할 경우, 제작공정을 단순화 시킬 수 있음이 가능하다.In addition, by separately processing the fixed arc contactor 450, when forming integrally with the stator without fastening to the stator 400 with a screw 430, it is possible to simplify the manufacturing process.
상기와 같이, 본 발명은 상기 단로기의 가동자에 가동아크접점과 고정자에 고정아크접촉자를 구비하여, 고정자에 가동자를 접/단락시 발생되는 아크를 상기 가동아크접점과 고정아크접촉자로 유도하도록 이루어진다.As described above, the present invention is provided with a movable arc contact on the mover of the disconnector and a fixed arc contact on the stator to guide the arc generated when the mover is contacted / shorted to the movable arc contact and the fixed arc contactor. .
따라서, 종래에 가동자와 고정자의 전부분에서 아크가 발생된데 반해, 본 발명은 내아크성의 동-텅스텐으로 이루어진 가동아크접점과 고정아크접촉자 사이로 아크가 유도됨으로써, 아크에 의한 고정자와 가동자의 용손(鎔損)이 일어나는 것을 해소할 수 있게 된다.Therefore, the arc is generated in all parts of the mover and the stator, whereas the present invention is directed to the arc between the movable arc contact and the fixed arc contact made of arc-resistant copper-tungsten, It is possible to eliminate the occurrence of yongseon (鎔 損).
그리고, 상기 소정부위에서만 아크가 발생하게 되어 종래에 비해 발생되는아크의 발생량이 줄게 됨으로써, 아크에 의해 생성되는 도전성 이물질의 발생을 억제하여 절연파괴 현상을 해소할 수 있게 된다.In addition, since the arc is generated only at the predetermined portion, the amount of generated arc is reduced as compared with the related art, thereby suppressing the occurrence of conductive foreign matter generated by the arc, thereby solving the dielectric breakdown phenomenon.
또한, 아크발생을 억제하기 위해 종래에 사용되던 전동스프링 조작장치나 공압 실린더와 같은 과대한 동력 발생장치가 불필요하게 되고, 대략 종래의 4분의 1정도의 조작력만으로도 가스 단로기의 본래의 기능과 사용 목적을 달성할 수 있음으로써 종래에 비해 경제적인 구성이 가능토록 한다.In addition, excessive power generating devices such as electric spring manipulators or pneumatic cylinders, which are conventionally used to suppress arcing, are unnecessary, and the original function and use of the gas disconnector can be achieved with only about a quarter of the conventional operating force. By achieving the object, it is possible to make an economical configuration compared to the conventional.
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- 2000-05-23 KR KR10-2000-0027785A patent/KR100370103B1/en not_active IP Right Cessation
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