KR100379570B1 - vacuum interrupter - Google Patents
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Abstract
본 발명은 진공 인터랍터(Vacuum Interrupter)에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 센터 쉴드를 절연관에 고정시키는 플랜지에 브레이징 냉각시 발생하는 스트레스를 감소시킴으로써 신뢰성을 향상시킬 수 있는 진공 인터랍터를 제공하는 것이다.The present invention relates to a vacuum interrupter (Vacuum Interrupter), an object of the present invention is to provide a vacuum interrupter that can improve the reliability by reducing the stress generated during brazing cooling on the flange for fixing the center shield to the insulation tube will be.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 진공 인터랍터는 산화알루미늄 세라믹으로 이루어져 고정 전극과 가동 전극을 감싸는 원통 형상의 절연관과, 상기 절연관과 전극들 사이에 상기 고정 전극과 가동 전극의 일단에 서로 접속 및 분리되는 접점과 일정 간격을 유지하는 센터 쉴드와, 상기 센터 쉴드를 상기 절연관에 고정시키는 플랜지를 포함하는 진공 인터랍터에 있어서; 상기 센터 쉴드는 외경이 다른 2개의 단으로 이루어지고, 큰 외경의 1단 내에 상기 센터 쉴드와 일정 간격을 유지하는 상기 접점이 구비되고 작은 외경의 2단에 상기 센터 쉴드를 절연관에 고정시키는 플랜지가 접합되는 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 플랜지에는 센터 쉴드에 접합되는 부위와 절연관에 접합되는 부위 사이에 라운딩부가 형성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the vacuum interceptor according to the present invention is made of aluminum oxide ceramic cylindrical insulating tube surrounding the fixed electrode and the movable electrode, and one end of the fixed electrode and the movable electrode between the insulating tube and the electrodes A vacuum interceptor comprising: a center shield for maintaining a predetermined distance from a contact connected to and separated from each other; and a flange for fixing the center shield to the insulator tube; The center shield is composed of two stages having different outer diameters, and the contact point is provided to maintain a constant distance from the center shield in one end of the large outer diameter, and the flange for fixing the center shield to the insulated tube at the second end of the small outer diameter. It is characterized in that the junction. And, the flange is characterized in that the rounded portion is formed between the portion joined to the center shield and the portion joined to the insulated tube.
Description
본 발명은 진공 인터랍터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 센터 쉴드를 세라믹 절연관에 고정시키는 플랜지의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 센터 쉴드 형상 및 플랜지 형상을 갖는 진공 인터랍터에 관한 것이다.The present invention relates to a vacuum interceptor, and more particularly, to a vacuum interceptor having a center shield shape and a flange shape that can improve the reliability of the flange for fixing the center shield to the ceramic insulated tube.
일반적으로 진공 인터랍터(VI: Vacuum Interrupter)라 함은 고전압의 수배전 계통에서 사고 전류 발생시 차단 역할을 하는 진공 차단기(VCB: Vacuum Circuit Braker)의 핵심부품으로 진공상태에서 아크를 소호하여 사고 전류를 차단하는 기기를 이른다.In general, the vacuum interrupter (VI) is a core part of the vacuum circuit breaker (VCB) that serves to shut off when an accident current occurs in a high-voltage water distribution system. Leading to blocking devices.
상기 진공 인터랍터는 진공에서의 높은 절연 내력과 아크 생성물의 진공 중으로의 급속한 확산을 이용하여 상기 아크를 소호하는 구조로 이루어져 있다.The vacuum interceptor has a structure for extinguishing the arc by using high dielectric strength in the vacuum and rapid diffusion of the arc product into the vacuum.
이하, 상술한 진공 인터랍터를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the above-described vacuum interceptor will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 일반적인 진공 인터랍터의 구성을 나타낸 단면도로서, 상기 진공 인터랍터는 산화알루미늄(Al2O3) 세라믹으로 이루어져 측면을 절연하는 절연관(11)과, 상기 절연관의 내부에 외부의 단자(도시 생략)와 연결되는 고정 전극(13) 및 가동 전극(12)과, 상기 전극의 일단에 구비되어 서로 접속 및 분리되는 고정 접점(15) 및 가동 접점(14)과, 상기 접점을 둘러싸고 있는 센터 쉴드(center shield,16)와, 상기 센터 쉴드를 절연관(11)에 연결하여 고정시키는 플랜지(17)로 구성된다.1 is a cross-sectional view showing a configuration of a general vacuum interceptor, wherein the vacuum interceptor is made of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) ceramic to insulate side surfaces and an external terminal inside the insulated tube. A fixed electrode 13 and a movable electrode 12 which are connected to (not shown), a fixed contact 15 and a movable contact 14 provided at one end of the electrode and connected and separated from each other, and surrounding the contact. A center shield 16 and a flange 17 which connects and fixes the center shield to the insulated pipe 11 are provided.
그리고, 상기 가동 전극(12)에는 그 타단을 진공상태로 감싸는 벨로우즈(18)와, 이동시 통로를 형성하는 부싱 가이드(19)가 구비되고, 상기 절연관(11)의 양 끝단에는 진공 인터랍터의 상 하부면을 밀봉하는 실(seal,20)이 구비된다.In addition, the movable electrode 12 is provided with a bellows 18 for wrapping the other end in a vacuum state, and a bushing guide 19 for forming a passage during movement, and at both ends of the insulating tube 11, A seal 20 for sealing the upper lower surface is provided.
이와 같이 구성된 진공 인터랍터는 상기 가동 전극(12)에 연결된 가동 단자의 상하 왕복운동으로 가동 접점(14)이 고정 접점(15)에 접속 및 분리되어 상기 고정 전극(13)에 연결된 고정 단자와 통전 및 단전된다.The vacuum interceptor configured as described above is energized with the fixed terminal connected to the fixed electrode 13 by the movable contact 14 being connected to and separated from the fixed contact 15 by the vertical reciprocating motion of the movable terminal connected to the movable electrode 12. And power cut off.
한편, 상술한 진공 인터랍터의 센터 쉴드(16)는 플랜지(17)에 의해 절연관(11)에 고정된다.On the other hand, the center shield 16 of the vacuum interceptor described above is fixed to the insulated pipe 11 by the flange 17.
도 2는 종래 진공 인터랍터의 확대 단면도로서, 상기 센터 쉴드(16)는 전기적 절연 내력을 위해 접점(14,15)과 일정 간격(b)을 유지하면서 단일 외경을 갖고 있으며, 상기 센터 쉴드(16)의 중앙부가 플랜지(17)에 의해 상기 절연관(11)의 일측에 고정된다. 이 때, 상기 플랜지(17)는 저융점의 합금을 녹여 접합시키는 브레이징(brazing)으로 상기 센터 쉴드(16)를 절연관(11)에 고정시키게 된다.FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a conventional vacuum interceptor, wherein the center shield 16 has a single outer diameter while maintaining a predetermined distance b with the contacts 14 and 15 for electrical insulation strength, and the center shield 16 ) Is fixed to one side of the insulated tube (11) by the flange (17). At this time, the flange 17 fixes the center shield 16 to the insulating tube 11 by brazing to melt and join an alloy having a low melting point.
그러나, 브레이징 냉각시 상기 센터 쉴드(16)와 절연관(11)의 열팽창 계수의 차이로 인해 상기 플랜지(17)는 스트레스를 받게 된다. 일반적으로 절연관(11)의 재료인 세라믹의 열팽창 계수는 7.8 ×10-6/℃ 정도이고, 센터 쉴드(16)의 재료인 SUS304 의 열팽창 계수는 18 ×10-6/℃ 정도이다. 즉, 상기 센터 쉴드(16)의 열팽창 계수가 절연관(11)의 열팽창 계수보다 크기 때문에, 브레이징 냉각시 상기 센터 쉴드(16)와 절연관(11) 사이의 플랜지(17)에는 서로 반대 방향으로 작용하는 힘이 가해져 스트레스를 받게 되는 것이다. 이로 인해, 상기 플랜지(17)에 크랙(crack)이 발생하거나, 심할 경우 상기 플랜지가 떨어져 나가는 문제가 발생하게 되었다.However, the flange 17 is stressed due to the difference in the coefficient of thermal expansion of the center shield 16 and the insulation tube 11 during brazing cooling. Generally, the thermal expansion coefficient of the ceramic which is the material of the insulated tube 11 is about 7.8x10 <-6> / degreeC, and the thermal expansion coefficient of SUS304 which is the material of the center shield 16 is about 18x10 <-6> / degreeC . That is, since the coefficient of thermal expansion of the center shield 16 is greater than the coefficient of thermal expansion of the insulated tube 11, the flange 17 between the center shield 16 and the insulated tube 11 at the time of brazing cooling is opposite to each other. The working force is applied to stress. As a result, a crack occurs in the flange 17 or, in a severe case, the flange may fall off.
상기 문제점을 해결하기 위해, 상기 절연관(11)에서 센터 쉴드(16)까지의 거리(a)를 충분히 확보하고 플랜지(17)의 형상을 변형하여 스트레스를 줄일 수 있으나, 이를 위해서는 상기 센터 쉴드(16)와 접점(14,15) 사이의 일정 간격(b)를 유지해야 함에 따라 결국 절연관(11)의 외경을 증가시켜야 한다. 따라서, 전체 진공 인터랍터의 크기가 증가하는 등 원가를 상승시키는 요인이 발생하게 되며, 이것은 바람직하지 않은 현상이다.In order to solve the problem, it is possible to sufficiently secure the distance (a) from the insulator tube 11 to the center shield 16 and to reduce the stress by modifying the shape of the flange 17, but for this purpose, the center shield ( As a constant distance b between 16) and contacts 14 and 15 must be maintained, the outer diameter of the insulation tube 11 must be increased. Therefore, a factor of raising the cost occurs such as an increase in the size of the entire vacuum interceptor, which is an undesirable phenomenon.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 센터 쉴드를 절연관에 고정시키는 플랜지에 브레이징 냉각시 발생하는 스트레스를 감소시킴으로써 신뢰성을 향상시킬 수 있는 진공 인터랍터를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a vacuum interrupter that can improve the reliability by reducing the stress generated during the brazing cooling to the flange for fixing the center shield to the insulating tube. .
도 1은 일반적인 진공 인터랍터의 구성을 나타낸 단면도1 is a cross-sectional view showing the configuration of a general vacuum interceptor
도 2는 종래 진공 인터랍터의 확대 단면도Figure 2 is an enlarged cross-sectional view of a conventional vacuum interceptor
도 3은 본 발명에 따른 진공 인터랍터의 확대 단면도3 is an enlarged cross-sectional view of a vacuum interceptor according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 진공 인터랍터의 브레이징 냉각시의 상태도4 is a state diagram at the time of brazing cooling of the vacuum interrupter according to the present invention;
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
11 : 절연관 12 : 가동 전극11 insulated tube 12 movable electrode
13 : 고정 전극 14 : 가동 접점13: fixed electrode 14: movable contact
15 : 고정 접점 30 : 센터 쉴드15: fixed contact 30: center shield
31 : 1단 32 : 2단31: 1st stage 32: 2nd stage
40 : 플랜지 41 : 라운딩부40: flange 41: rounding part
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 진공 인터랍터는 산화알루미늄 세라믹으로 이루어져 고정 전극과 가동 전극을 감싸는 원통 형상의 절연관과, 상기 절연관과 전극들 사이에 상기 고정 전극과 가동 전극의 일단에 서로 접속 및 분리되는 접점과 일정 간격을 유지하는 센터 쉴드와, 상기 센터 쉴드를 상기 절연관에 고정시키는 플랜지를 포함하는 진공 인터랍터에 있어서; 상기 센터 쉴드는 외경이 다른 2개의 단으로 이루어지고, 큰 외경의 1단 내에 상기 센터 쉴드와 일정 간격을 유지하는 상기 접점이 구비되고 작은 외경의 2단에 상기 센터 쉴드를 절연관에 고정시키는 플랜지가 접합되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the vacuum interceptor according to the present invention is made of aluminum oxide ceramic cylindrical insulating tube surrounding the fixed electrode and the movable electrode, and one end of the fixed electrode and the movable electrode between the insulating tube and the electrodes A vacuum interceptor comprising: a center shield for maintaining a predetermined distance from a contact connected to and separated from each other; and a flange for fixing the center shield to the insulator tube; The center shield is composed of two stages having different outer diameters, and the contact point is provided to maintain a constant distance from the center shield in one end of the large outer diameter, and the flange for fixing the center shield to the insulated tube at the second end of the small outer diameter. It is characterized in that the junction.
그리고, 상기 플랜지에는 센터 쉴드에 접합되는 부위와 절연관에 접합되는 부위 사이에 라운딩부가 형성되고, 상기 라운딩부의 곡률 반경은 1mm 이상인 것을 특징으로 한다.The flange has a rounding portion formed between the portion joined to the center shield and the portion joined to the insulated tube, and the radius of curvature of the rounded portion is 1 mm or more.
마지막으로, 상기 절연관과 센터 쉴드의 2단 사이의 간격은 상기 절연관과센터 쉴드의 1단 사이의 간격보다 0.5mm 이상 큰 것을 특징으로 한다.Finally, the distance between the two ends of the insulated tube and the center shield is greater than 0.5mm greater than the distance between the first end of the insulated tube and the center shield.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공 인터랍터를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the vacuum interceptor according to the preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공 인터랍터의 확대 단면도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공 인터랍터의 브레이징 냉각시의 상태도이다.First, Figure 3 is an enlarged cross-sectional view of a vacuum interceptor according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 4 is a state diagram during brazing cooling of the vacuum interceptor according to a preferred embodiment of the present invention.
한편, 설명에 앞서 일반적인 진공 인터랍터의 구성에 관해서는 상술한 바, 구체적인 설명은 생략하기로 하며 이하에서는 본 발명의 특징부만을 설명하기로 한다.On the other hand, prior to the description of the configuration of the general vacuum interceptor as described above, a detailed description will be omitted and only the features of the present invention will be described below.
도 3에 도시된 바에 따르면, 본 발명의 실시예에 따른 진공 인터랍터는 산화알루미늄 세라믹으로 이루어져 상기 진공 인터랍터의 측면을 구성함과 동시에 내부에 진공상태를 유지하는 원통 형상의 절연관(11)과, 상기 절연관의 내부에 각각 외부 단자(도시 생략)와 연결되어 있는 가동 전극(12) 및 고정 전극(13)과, 상기 전극들의 각각의 일단에 구비되어 서로 접속 및 분리되는 접점(14,15)과, 상기 절연관(11)과 전극들(12,13) 사이에 구비되고 상기 접점(14,15)과 일정 간격(b)을 유지하면서 상기 접점을 감싸는 센터 쉴드(30)와, 상기 센터 쉴드를 절연관(11)에 고정시키는 플랜지(40)로 구성되어 있다.As shown in FIG. 3, the vacuum interceptor according to the embodiment of the present invention is made of aluminum oxide ceramic to form a side surface of the vacuum interceptor and maintain a vacuum state therein. And a movable electrode 12 and a fixed electrode 13 connected to an external terminal (not shown), respectively, inside the insulated tube, and contacts 14 provided at one end of each of the electrodes and connected and separated from each other. 15 and a center shield 30 provided between the insulating tube 11 and the electrodes 12 and 13 and surrounding the contact while maintaining a predetermined distance b with the contacts 14 and 15, and It is comprised by the flange 40 which fixes the center shield to the insulated tube 11. As shown in FIG.
이 때, 상기 센터 쉴드(30)는 외경이 다른 2개의 단(31,32)으로 이루어진다. 즉, 상기 센터 쉴드(30)는 전기적 절연 내력을 위해 상기 접점(14,15)과의 일정 간격(b)을 유지하면서 상기 접점을 수용하는 1단(31)과, 상기 1단의 상부에 상기 1단의 외경보다 작은 외경을 갖고 상기 플랜지(40)에 의해 절연관(11)에 고정되는 2단(32)으로 구성된다.At this time, the center shield 30 is composed of two ends 31, 32 having different outer diameters. That is, the center shield 30 has a first stage 31 for accommodating the contacts while maintaining a predetermined distance b from the contacts 14 and 15 for electrical insulation strength, and the upper portion of the first stage. It consists of two stages 32 having an outer diameter smaller than that of the first stage and fixed to the insulating tube 11 by the flange 40.
그리고, 상기 플랜지(40)는 모재를 녹이지 않고 저융점의 합금을 녹여 접합시키는 브레이징(brazing) 공법에 의해 상기 센터 쉴드(30)를 절연관(11)에 고정시키게 된다. 즉, 상기 플랜지(40)의 일단은 상기 절연관(11)에 접합되고, 타단은 상기 센터 쉴드의 2단(32)에 접합된다.In addition, the flange 40 fixes the center shield 30 to the insulating tube 11 by a brazing method of melting and joining a low melting point alloy without melting a base material. That is, one end of the flange 40 is joined to the insulated tube 11, and the other end is joined to the two ends 32 of the center shield.
이 때, 상기 플랜지(40)의 일단과 타단 사이에는 일정한 곡률 반경(R)을 갖는 라운딩부(41)가 형성된다. 따라서, 상기 플랜지(40)는 일단이 상기 절연관(11)에 접합되고, 라운딩부(41)를 거쳐 타단이 절곡되며, 상기 절곡된 타단이 상기 센터 쉴드의 2단(32)에 접합되는 것이다.At this time, a rounding part 41 having a constant radius of curvature R is formed between one end and the other end of the flange 40. Accordingly, one end of the flange 40 is joined to the insulating tube 11, the other end is bent through the rounding part 41, and the other end of the flange 40 is joined to the second end 32 of the center shield. .
상기 라운딩부(41)는 브레이징 냉각시 발생하는 플랜지(40)의 스트레스를 흡수하기 위한 것으로, 상기 스트레스를 원활히 흡수하기 위해서는 곡률 반경(R)이 1mm 이상 되는 것이 바람직하다.The rounding part 41 is for absorbing the stress of the flange 40 generated during brazing cooling, and the radius of curvature R is preferably 1 mm or more to smoothly absorb the stress.
따라서, 상기 플랜지(40)에 충분한 곡률 반경(R)을 갖는 라운딩부(41)를 형성하기 위해서는 상기 절연관(11)과 센터 쉴드의 2단(32) 사이의 간격(c)은 충분히 확보되어야 한다. 이를 위해서, 상기 절연관(11)과 센터 쉴드의 2단(32) 사이의 간격(c)은 종래의 절연관과 센터 쉴드의 간격과 같은 상기 절연관(11)과 센터 쉴드의 1단(31) 사이의 간격(a)보다 0.5mm 이상 큰 것이 바람직하다. 즉, 상기 센터 쉴드(30)는 2단(32)의 외경이 1단(31)의 외경보다 0.5mm 이상 작도록 형성된다.Therefore, in order to form the rounded portion 41 having a sufficient radius of curvature R in the flange 40, the distance c between the insulation tube 11 and the second end 32 of the center shield must be sufficiently secured. do. To this end, the distance c between the insulator tube 11 and the second stage 32 of the center shield is equal to the distance between the insulator tube 11 and the center shield, and the first stage 31 of the center shield. It is preferable that it is 0.5 mm or more larger than the space | interval (a) between. That is, the center shield 30 is formed such that the outer diameter of the second end 32 is 0.5 mm or more smaller than the outer diameter of the first end 31.
이와 같이 구성된 진공 인터랍터는 절연관(11)의 외경을 증가시키거나 아니면 접점(14,15)의 크기를 줄일 필요 없이, 상기 접점(14,15)과 센터 쉴드(30)의 간격을 종래와 같이 동일하게 유지하면서도 플랜지(40)가 설치되는 상기 절연관(11)과 센터 쉴드(30) 사이의 간격을 보다 많이 확보할 수 있다.The vacuum interceptor configured as described above can provide a gap between the contacts 14 and 15 and the center shield 30 without increasing the outer diameter of the insulator tube 11 or reducing the size of the contacts 14 and 15. While maintaining the same, it is possible to ensure more space between the insulator tube 11 and the center shield 30, the flange 40 is installed.
다음, 상술한 진공 인터랍터의 브레이징 냉각시 상기 플랜지의 상태를 첨부된 도 4를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Next, the state of the flange during brazing cooling of the above-described vacuum interceptor will be described in detail with reference to FIG. 4.
도 4에 도시된 바에 따르면, 상기 플랜지(40)를 절연관(11)과 센터 쉴드(40) 사이에 브레이징으로 접합한 후 냉각할 때에 세라믹으로 된 상기 절연관(11)의 열팽창 계수가 상기 센터 쉴드(30)의 열팽창 계수보다 작기 때문에, 상기 플랜지(40)에는 상기 절연관(11)과 센터 쉴드(30)의 열팽창 차이로 인해 서로 당기는 힘(F)이 작용하게 되며, 결국 상기 힘(F)은 플랜지(40)의 스트레스로 이어진다.As shown in FIG. 4, when the flange 40 is brazed between the insulated tube 11 and the center shield 40 and then cooled, the coefficient of thermal expansion of the insulated tube 11 made of ceramic is centered. Since it is smaller than the coefficient of thermal expansion of the shield 30, due to the difference in thermal expansion of the insulating tube 11 and the center shield 30 to the flange 40, the pulling force (F) to each other acts, eventually the force (F) ) Leads to stress of the flange 40.
그러나, 상기 플랜지(40)는 충분한 공간을 확보한 상태에서 라운딩부(41)가 형성되어 있기 때문에, 상기 절연관(11)과 센터 쉴드(30)의 열팽창 차이를 상기 라운딩부(41)가 펴지면서 흡수함으로써 스트레스를 완화하게 된다.However, since the rounding portion 41 is formed in a state where the flange 40 has a sufficient space, the rounding portion 41 does not spread the thermal expansion difference between the insulating tube 11 and the center shield 30. Absorption will relieve stress.
따라서, 상기 플랜지에 크랙이 발생하거나, 또는 상기 플랜지가 절연관 또는 센터 쉴드와 이탈하는 문제를 사전에 예방할 수 있다.Therefore, it is possible to prevent the problem that the crack occurs in the flange, or the flange is separated from the insulated pipe or the center shield in advance.
본 발명에 따른 진공 인터랍터는 센터 쉴드를 외경이 다른 2개의 단으로 형성하고 상기 센터 쉴드를 절연관에 고정시키는 플랜지를 상기 단 중 외경이 작은 단에 라운딩부를 두고 브레이징으로 접합함으로써, 브레이징 냉각시 발생하는 플랜지의 스트레스를 상기 라운딩부가 펴지면서 충분히 완화시켜 준다.The vacuum interceptor according to the present invention forms a center shield with two ends having different outer diameters, and joins a flange for fixing the center shield to the insulation tube by brazing with a rounding part at the end having the smallest outer diameter among the ends. The stress of the generated flange is sufficiently relaxed as the rounding portion is unrolled.
따라서, 상기 플랜지에 크랙이 발생하거나, 또는 상기 플랜지가 떨어져 나가는 문제를 미연에 방지할 수 있으며, 이것은 제품의 신뢰성 향상으로 이어지는 효과를 거둔다.Therefore, it is possible to prevent the crack or the flange from falling off the flange in advance, which has the effect of leading to improved product reliability.
Claims (4)
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Cited By (1)
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