KR100631007B1

KR100631007B1 - 가스절연 개폐장치

Info

Publication number: KR100631007B1
Application number: KR1020050059419A
Authority: KR
Inventors: 최종웅; 졸란 가지츠; 강성모; 안희섭; 여진욱; 윤정훈
Original assignee: 엘에스산전 주식회사
Priority date: 2005-07-01
Filing date: 2005-07-01
Publication date: 2006-10-04

Abstract

본 발명은 이중 구동 방식의 가스절연 개폐장치에 관한 것으로서, 구동측과 피동측의 양방향 구동 및 아크접점간의 개극 시점을 주접점 개극 이후로 조절함으로써, 아크접점이 주접점보다 먼저 개극되는 현상을 방지하여 접점 손상을 저감시키고 소호가스의 분사중 아크접점을 분리하므로써 신속한 아크소호로 차단성능 향상이 가능하며, 구동측과 피동측의 양방향 구동에 의해 적은 출력의 액튜에이터를 사용하는 것이 가능하여 장치의 전체 사이즈를 소형화할 수 있고 제작비용을 줄일 수 있는 이중 구동 방식의 가스절연 개폐장치에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명은, 제 1 가동 주접촉자를 대향하게 설치되고, 제 1 가동 주접촉자의 이동방향과 반대방향으로 이동가능하여 제 1 가동 주접촉자에 접촉하는 위치와 제 1 가동 주접촉자로부터 분리되는 위치로 변위가능한 제 2 가동 주접촉자와; 제 1 가동 아크접촉자를 대향하게 설치되며 제 1 가동 아크접촉자의 이동방향과 반대방향으로 제 2 가동 주접촉자에 접속되어 함께 이동 가능하고, 제 1 가동 아크접촉자에 접촉하는 위치와 제 1 가동 아크접촉자로부터 분리되는 위치로 이동 가능한 제 2 가동 아크접촉자와; 제 2 가동 주접촉자와 상기 노즐간에 동력을 전달하도록 연결되고, 트립동작시 제 1 가동 주접촉자와 제 2 가동 주접촉자간의 분리 후 소정 시간지연후에 상기 압축실내에서 압축된 소호가스가 상기 제 2 가동 아크접촉자를 향해 분사되면서 상기 제 2 가동 아크접촉자를 제 1 가동 아크접촉자로부터 분리되게 구동하는 지연구동 링크기구와, 여기서 시계방향 또는 반시계방향으로 회동가능하고, 상기 노즐로부터의 동력을 상기 노즐의 이동방향과 반대방향으로 변환하여 제공하는 회동 레버와, 상기 회동 레버의 상부에 회동가능하게 축접속되는 일단부와, 상기 회동 레버를 시계방향으로 회동하게 접촉가압하는 제 1 위치와, 상기 회동 레버를 반시계방향으로 회동하게 접촉가압하는 제 2 위치와, 제 1 위치로부터 제 2 위치로 또는 제 2 위치로부터 제 1 위치로 상기 회동 레버로부터 분리되어 회동하는 회동위치를 가지는 타단부를 구비하는 지연구동 레버와, 일단부가 상기 지연구동 레버의 타단부측에 접속되고 타단부는 상기 노즐측에 접속되어, 상기 노즐측으로부터의 동력을 상기 지연구동 레버에 전달하는 제 1 링크와, 일단부가 상기 회동 레버의 하부에 접속되고 타단부는 상기 제 2 가동 아크접촉자에 접속되어, 상기 회동 레버가 상기 노즐의 이동방향과 반대방향으로 변환하여 제공하는 동력을 제 2 가동 아크접촉자에 전달하는 제 2 링크를 포함하는 상기 지연구동 링크기구와;를 포함하여 구성된다.

가스절연 개폐장치, 지연구동, 회전레버, 지연구동 레버, 링크

Description

가스절연 개폐장치{A GAS INSULATED SWITCHGEAR}

도 1 및 도 2는 종래의 가스절연 개폐장치를 측 단면도로서 도시한 것으로서,

도 1은 종래 가스절연 개폐장치가 투입상태일 때를 나타낸 측 단면도이고,

도 2는 종래 가스절연 개폐장치가 개극되는 순간을 나타낸 측 단면도이다.

도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치를 측 단면도로서 도시한 것으로서,

도 3은 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치가 투입상태일 때를 나타낸 측 단면도이고,

도 4 는 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치가 개극(트립) 진행중인 상태일 때를 나타낸 측 단면도이며,

도 5는 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치가 개극(트립)을 완료한 상태를 나타낸 측 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 제 2 가동 주접촉자 110 : 제 2 가동 아크접촉자

111 : 연결링크 120 : 제 1 링크

130 : 지연구동 레버 140 : 회동 레버

141 : 제 1 돌출부 142 : 제 2 돌출부

143 : 연결축 150 : 제 2 링크

200 : 고정 실린더 210 : 제 1 가동 아크접촉자

220 : 고정피스톤 230 : 노즐

240 : 압축실 250 : 실린더 로드

260 : 절연 로드 300 : 압축실린더

310: 제 1 가동 주접촉자

본 발명은 가스절연 개폐장치에 관한 것으로서, 특히 이중 구동 방식의 가스절연 개폐장치에 관한 것으로서, 아크접촉자간의 개극(분리)이 주접촉자간의 개극보다 선행되고 아크접촉자간의 개극은 소호가스하에서 이뤄지는 구성을 제공하여 접점 손상을 저감시키고 신속한 아크소호가 가능하며, 이중구동구조로서 개극을 위한 구동 에너지는 줄일 수 있도록 한 이중 구동 방식의 가스절연 개폐장치에 관한 것이다.

가스절연 개폐장치나 가스절연 차단기는 변전소로부터 수용가측으로 또는 1차 변전소로부터 2차 변전소로 수만 킬로볼트의 초고압 배전개통상 전기선로 상에 설치되어 정상적인 사용 상태에서 인위적으로 선로를 개폐할 때 또는 선로의 지락이나 단락 등 사고전류가 발생하였을 때 전류를 안전하게 차단하여 전력계통 및 전 력기기를 보호하는 전기기기로서, 이와 같은 가스절연 개폐장치에서는 개폐장치가 트립(Trip)작동을 할 때 압축실에서 압축된 절연력이 우수한 소호가스(예를 들어, 6불화항(SF₆) 가스)를 노즐을 통해 분사시켜 트립작동 시 발생하는 아크를 소호시켜 주게 된다.

전술한 가스절연 개폐장치의 구조 및 작동상태를 도 1 및 도2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 2는 종래의 가스절연 개폐장치를 도시한 것으로서, 도 1은 종래 가스절연 개폐장치가 투입상태일 때를 나타낸 측 단면도이고, 도 2는 종래 가스절연 개폐장치가 개극되는 순간을 나타낸 측 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 가스절연 개폐장치의 차단부는 고정측과 가동측으로 이루어져 있다.

상기 고정측은 고정 주접촉자(100)와 고정 아크접촉자(110)로 구성된다.

상기 가동측은 고정 실린더(200)와; 고정 실린더(200)내에서 직선이동가능한 실린더 로드(250)와; 실린더 로드(250)에 구동접속되어, 실린더 로드(250)의 직선이동방향과 동일한 방향으로 이동가능하며, 길이방향의 양단부가 개방되게 형성된 압축실린더(300)와; 고정 실린더(200)내에 압축실린더(300)의 일 개방단부를 폐색하도록 고정 설치되는 고정 피스톤(220)과; 압축실린더(300)의 타 개방단부측에 연접 설치되어, 압축실린더(300)와 함께 동일방향으로 이동가능한 가동 주접촉자(310)와; 가동 주접촉자(310)의 선단에 연접 설치되어, 가동 주접촉자(310)와 함께 이동가능하고, 압축실린더(300)와 고정 피스톤(220)과 실린더 로드(250)로 형성되는 압축실(240)내 소호가스를 분사하기 위한 노즐(230)과; 실린더 로드(250)의 선단에 설치되어 실린더 로드(250)와 함께 동일방향으로 직선이동 가능한 가동 아크접촉자(210);와를 포함하여 구성된다.

부호 260도 상기 구동측에 포함되는 구성부의 하나로서, 외부의 액튜에이터(예컨대, 유압 또는 공압 실린더, 모터구동 차징(charging) 스프링 등)와 실린더 로드(250)사이에 연결되어 이러한 액튜에이터의 출력 동력을 실린더 로드(250)에 전기적으로 절연하여 전달하는 절연로드이다.

상기 개폐장치의 정상적인 통전 상태에서는 도 1과 같이, 고정 주접촉자(100)와 가동 주접촉자(310)이 접촉되고, 가동 아크접촉자(210)가 고정 아크접촉자(110)에 접촉하는 투입 상태로서 선로는 전기적으로 폐로상태 다시말해 통전상태를 유지하게 된다.

상기와 같은 투입상태에서 단락전류와 같은 사고전류의 발생으로 선로를 트립(차단)해야하는 경우, 이러한 사고전류를 검출에 따른 조작기(미도시)의 구동으로 조작기와 연결된 절연로드(260)가 도면상 우측방향(개로방향)으로 당겨져서 고속의 트립동작이 시작되고, 실린더 로드(250)에 의해 절연로드(260)에 구동접속된 가동 아크접촉자(210), 압축 실린더(300) 및 가동 주접촉자(310)가 실린더 로드(250)의 이동방향으로 함께 이동하게 된다.

이때 압축 실린더(300)와 고정피스톤(220)과 실린더 로드(250)에 의해 형성되는 압축실(240)의 용적은 압축 실린더(300)와 실린더 로드(250)의 도면상 우측방 향으로 직선 이동함에 따라 급속히 줄어들게 되고 따라서 압축실(240)내의 소호가스는 압축된다.

실린더 로드(250)의 추가 우측방향 직선이동에 의해, 고정 주접촉자(100)과 가동 주접촉자(310)가 분리되고, 가동 아크접촉자(210)가 고정 아크접촉자(110)에서 분리되는 순간부터 가동 아크접촉자(210)와 고정 아크접촉자(110) 사이에서 아크가 발생하게 되는데, 이때 압축실(240)의 내부에 압축되어 있던 소호가스가 노즐(230)을 통해 아크를 향해 분사되므로 아크가 소호되고, 전류는 차단되는 것이다. 도 2에 있어서 다수의 점선표시부분은 접촉자간 개극시 발생하는 아크를 표시하는 것이다.

상기와 같은 구조를 가지는 종래의 가스절연 개폐장치는 주접촉자간의 개극(분리) 보다 아크접촉자간의 개극이 선행되는 것이 보장되지 않으므로, 주접촉자간의 개극이 아크접촉자간의 개극 보다 선행되는 경우, 소호가스의 분사가 이루어지지 못한 상태에서 분리되는 주접촉자간에 아크가 발생하고 이 아크는 주접촉자 및 주변 장치를 손상시키게 된다.

이러한 아크소호의 문제를 해결하는 방안으로서, 주접촉자간 및 아크접촉자간의 개극속도를 향상시켜 아크발생시간을 최소화하는 방안이 모색될 수 있다.

그러나 종래의 일방향구동구조의 가스절연 개폐장치에 있어서, 이러한 개극속도 향상을 위한 트립동작의 속도를 증대를 위해서는 구동측의 큰 순간 구동에너지가 필요하게 되고 따라서 구동측에 구동에너지를 제공하는 액튜에이터의 큰 출력이 요구된다. 결국, 액튜에이터의 대형화로 인한 가스절연 개폐장치 전체의 크기가 증대되고 제작비용의 상승이 동반되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출한 것으로서, 주접촉자간의 개극 후 소정 시간지연후에 아크접촉자가 개극되도록 구성함으로써, 아크의 발생이 없는 상태에서 주접촉자가 먼저 개극(분리)되고 아크접촉자간의 개극은 소호가스의 분사하에 양방향구동으로 순간 분리되므로써 신속한 아크소호로 차단성능 향상이 가능하며, 구동측과 피동측의 양방향 구동에 의해 적은 출력의 액튜에이터를 사용하는 것이 가능하여 장치의 전체 사이즈를 소형화할 수 있고 제작비용을 줄일 수 있는 가스절연 개폐장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 본 발명의 목적은, 고정 실린더와, 상기 고정 실린더내에서 직선이동가능한 실린더 로드와, 상기 실린더 로드에 구동접속되어 상기 실린더 로드의 직선이동방향과 동일한 방향으로 이동가능하며 길이방향의 양단부가 개방되게 형성된 압축실린더와, 상기 고정 실린더내에 상기 압축실린더의 일 개방단부를 폐색하도록 고정 설치되는 고정 피스톤과, 상기 압축실린더의 타 개방단부측에 연접 설치되어 상기 압축실린더와 함께 동일방향으로 이동가능한 제 1 가동 주접촉자와, 제 1 가동 주접촉자의 선단에 연접 설치되어 제 1 가동 주접촉자와 함께 이동가능하고 상기 압축실린더와 상기 고정 피스톤과 상기 실린더 로드로 형성되는 압축실내 소호가스를 분사하기 위한 노즐과, 상기 실린더 로드의 선단에 설치되어 상기 실린더 로드와 함께 동일방향으로 직선이동 가능한 제 1 가동 아크접촉자를 구비하는 가스 절연 개폐장치에 있어서,

제 1 가동 주접촉자를 대향하게 설치되고, 제 1 가동 주접촉자의 이동방향과 반대방향으로 이동가능하여 제 1 가동 주접촉자에 접촉하는 위치와 제 1 가동 주접촉자로부터 분리되는 위치로 변위가능한 제 2 가동 주접촉자와;

제 1 가동 아크접촉자를 대향하게 설치되며 제 1 가동 아크접촉자의 이동방향과 반대방향으로 제 2 가동 주접촉자에 접속되어 함께 이동 가능하고, 제 1 가동 아크접촉자에 접촉하는 위치와 제 1 가동 아크접촉자로부터 분리되는 위치로 이동 가능한 제 2 가동 아크접촉자와;

제 2 가동 주접촉자와 상기 노즐간에 동력을 전달하도록 연결되고, 트립동작시 제 1 가동 주접촉자와 제 2 가동 주접촉자간의 분리 후 소정 시간지연후에 상기 압축실내에서 압축된 소호가스가 상기 제 2 가동 아크접촉자를 향해 분사되면서 상기 제 2 가동 아크접촉자를 제 1 가동 아크접촉자로부터 분리되게 구동하는 지연구동 링크기구와, 여기서

시계방향 또는 반시계방향으로 회동가능하고, 상기 노즐로부터의 동력을 상기 노즐의 이동방향과 반대방향으로 변환하여 제공하는 회동 레버와,

상기 회동 레버의 상부에 회동가능하게 축접속되는 일단부와, 상기 회동 레버를 시계방향으로 회동하게 접촉가압하는 제 1 위치와, 상기 회동 레버를 반시계방향으로 회동하게 접촉가압하는 제 2 위치와, 제 1 위치로부터 제 2 위치로 또는 제 2 위치로부터 제 1 위치로 상기 회동 레버로부터 분리되어 회동하는 회동위치를 가지는 타단부를 구비하는 지연구동 레버와,

일단부가 상기 지연구동 레버의 타단부측에 접속되고 타단부는 상기 노즐측에 접속되어, 상기 노즐측으로부터의 동력을 상기 지연구동 레버에 전달하는 제 1 링크와,

일단부가 상기 회동 레버의 하부에 접속되고 타단부는 상기 제 2 가동 아크접촉자에 접속되어, 상기 회동 레버가 상기 노즐의 이동방향과 반대방향으로 변환하여 제공하는 동력을 제 2 가동 아크접촉자에 전달하는 제 2 링크를 포함하는 상기 지연구동 링크기구와;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 본 고안에 따른 가스절연 개폐장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.

상기 본 발명의 목적과 이를 달성하는 수단의 구성과 그 작용효과는 첨부한 도면을 참조한 본 발명의 실시예에 대한 설명에 의해서 좀 더 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 동작상태를 단면도로서 도시한 것으로서, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가스절연 개폐장치가 투입상태(전기적 폐로상태인 동시에 일명 ON상태)일 때를 나타낸 동작상태도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가스절연 개폐장치가 트립(Trip, 일명 차단상태)동작 진행중인 상태일 때를 나타낸 동작상태도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가스절연 개폐장치가 트립동작을 완료한 상태를 나타낸 동작상태도이다.

도 3에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치는, 크게 구동측과, 피동측과, 구동측의 동력을 피동측에 전달하여 움직이게 하는 동력전달부로 구성된다.

상기 구동측은,

고정 실린더(200)와; 고정 실린더(200)내에서 직선이동가능한 실린더 로드(250)와; 실린더 로드(250)에 구동접속되어, 실린더 로드(250)의 직선이동방향과 동일한 방향으로 이동가능하며, 길이방향의 양단부가 개방되게 형성된 압축실린더(300)와; 고정 실린더(200)내에 압축실린더(300)의 일 개방단부를 폐색하도록 고정 설치되는 고정 피스톤(220)과; 압축실린더(300)의 타 개방단부측에 연접 설치되어, 압축실린더(300)와 함께 동일방향으로 이동가능한 제 1 가동 주접촉자(310)와; 제 1 가동 주접촉자(310)의 선단에 연접 설치되어, 제 1 가동 주접촉자(310)와 함께 이동가능하고, 압축실린더(300)와 고정 피스톤(220)과 실린더 로드(250)로 형성되는 압축실(240)내 소호가스를 분사하기 위한 노즐(230)과; 실린더 로드(250)의 선단에 설치되어 실린더 로드(250)와 함께 동일방향으로 직선이동 가능한 제 1 가동 아크접촉자(210)와를 포함하여 구성된다.

상기에서 압축실(240)내에 수용되는 소호가스는 예컨대 육불화황(SF6) 또는 질소(N)와 같은 절연 및 소호능을 가진 가스이다.

상기 피동측은,

제 1 가동 주접촉자(310)를 대향하게 설치되고, 제 1 가동 주접촉자(310)의 이동방향과 반대방향으로 이동가능하여 제 1 가동 주접촉자(310)에 접촉하는 위치와 제 1 가동 주접촉자(310)로부터 분리되는 위치로 변위가능한 제 2 가동 주접촉자(100)와; 제 1 가동 아크접촉자(210)를 대향하게 설치되며, 제 1 가동 아크접촉자(210)의 이동방향과 반대방향으로 제 2 가동 주접촉자(100)에 접속되어 함께 이동 가능하고, 제 1 가동 아크접촉자(210)에 접촉하는 위치와 제 1 가동 아크접촉자(210)로부터 분리되는 위치로 이동 가능한 제 2 가동 아크접촉자(110)를 포함하여 구성된다.

상기 동력전달부는,

제 2 가동 주접촉자(100)와 노즐(230)간에 동력을 전달하도록 연결되고, 트립동작시 제 1 가동 주접촉자(310)와 제 2 가동 주접촉자(100)간의 분리 후 소정 시간지연후에 압축실(240)내에서 압축된 소호가스가 제 2 가동 아크접촉자(110)를 향해 분사되면서 제 2 가동 아크접촉자(110)를 제 1 가동 아크접촉자로부터 분리되게 구동하는 지연구동 링크기구로 구성된다.

여기서 지연구동 링크기구는, 시계방향 또는 반시계방향으로 회동가능하고, 노즐(230)로부터의 동력을 노즐(230)의 이동방향과 반대방향으로 변환하여 제공하는 회동 레버(140)와; 회동 레버(140)의 상부에 회동가능하게 연결축(143)에 의해 축접속되는 일단부와, 회동 레버(140)를 시계방향으로 회동하게 접촉가압하는 제 1 위치(도 3에 도시된 위치)와, 회동 레버(140)를 반시계방향으로 회동하게 접촉가압하는 제 2 위치(도 4 및 도 5에 도시된 위치)와, 제 1 위치로부터 제 2 위치로 또는 제 2 위치로부터 제 1 위치로 회동 레버(140)로부터 분리되어 회동하는 회동위 치를 가지는 타단부를 구비하는 지연구동 레버(130)와; 일단부가 지연구동 레버(130)의 타단부측에 접속되고 타단부는 노즐(230)측에 접속되어, 노즐(230)측으로부터의 동력을 지연구동 레버(130)에 전달하는 제 1 링크(120)와; 일단부가 회동 레버(140)의 하부에 접속되고 타단부는 제 2 가동 주접촉자(100)에 접속되어, 회동 레버(140)가 노즐(230)의 이동방향과 반대방향으로 변환하여 제공하는 동력을 제 2 가동 주접촉자(100)에 전달하는 제 2 링크(150)를 포함하여 구성된다.

미설명 부호 111은 예컨대 보울트와 너트등의 접속수단에 의해서 노즐(230)의 선단부에 접속 고정되는 연결링크이고, 그 일단부가 연결핀과 같은 연결수단에 의해 제 1 링크(120)와 접속되어, 노즐(230)로부터의 동력을 제 1 링크(120)에 전달한다.

상기에서 회동 레버(140)는 그 상단부에서 하단부로 갈수록 그 폭이 좁아지는 부채꼴의 형상을 가지며, 지연구동 레버(130)와의 마찰면적을 크게하여 동력전달 효율을 높이기 위해서, 제 1 위치와 제 2 위치에서 지연구동 레버(130)의 타단부와 접촉하는 제 1과 제 2의 돌출부(141, 142)를 그 상부의 2개소에 각각 구비한다.

전술한 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치의 동작을 도 3 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치의 투입동작에 대해 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 가스절연 개폐장치가 도 5에 도시된 것과 같은 트립상태에서 미도시의 외부 액튜에이터로부터의 동력에 의해 액튜에이터에 구동접속된 절연로드(260)이 화살표 반대방향 즉, 도 3상 좌측방향으로 직선이동하면, 그에 따라 절연로드(260)에 일단부가 구동 접속된 실린더 로드(250)도 같은 좌측방향으로 직선이동한다. 그러면, 실린더 로드(250)과 미도시한 연결링크와 같은 연결수단에 의해 구동접속된 압축실린더(300), 압축실린더(300)의 선단에 연접 설치된 제 1 가동 주접촉자(310), 실린더 로드(250)의 선단에 연접 설치된 제 1 가동 아크접촉자(210) 그리고 제 1 가동 주접촉자(310)의 선단에 연접 설치된 노즐(230)도 실린더 로드(250)도 같은 좌측방향으로 직선이동한다.

노즐(230)의 좌측방향 이동에 따라서 노즐(230)과 연결링크(111)를 통해 접속된 제 1 링크(120)도 도면상 좌측방향으로 이동하며, 따라서 제 1 링크(120)에 접속된 지연구동 레버(130)가 연결축(143)을 중심으로 반시계방향으로 각도(θ1)만큼 회동하여 회동 레버(140)를 반시계방향으로 회동하게 접촉가압하는 제 2 위치에 위치하게 된다.

따라서, 회동 레버(140)가 지연구동 레버(130)로부터의 접촉가압력에 의해 반시계방향으로 회동하면, 회동 레버(140)의 타단부에 접속된 제 2 링크(150)는 도면상 우측방향 즉, 노즐(230)등 구동측의 이동방향과 반대방향으로 이동하게 된다. 이에 제 2 링크(150)의 타단부에 접속된 제 2 가동 아크접촉자(110)도 노즐(230)등 구동측의 이동방향과 반대방향 즉, 제 1 가동 아크접촉자(210)에 접근하는 방향으로 직선이동한다.

결국, 제 1 가동 아크접촉자(210)는 제 2 가동 아크접촉자(110)과 서로 접근 하여 접촉되고, 제 2 가동 아크접촉자(110)와 함께 이동하도록 접속된 제 2 가동 주접촉자(100)도 제 2 가동 아크접촉자(110)와 함께 동일방향으로 직선이동하여 제 1 가동 주접촉자(310)과 접촉함으로써 투입동작이 완료되고, 이들 접촉자들의 접촉을 통해 전원측과 부하측간의 전기적 회로가 폐로되어 통전상태로 된다.

한편, 도 3 과 같은 투입상태에서 사고전류의 발생으로 미도시의 액튜에이터가 구동하여 절연로드(260)이 화살표방향 즉 도 4에 도시된 바와 같이 우측방향으로 직선이동하기 시작하면, 절연로드(260)에 일단부가 구동 접속된 실린더 로드(250)도 같은 우측방향으로 직선이동한다. 그러면, 실린더 로드(250)과 미도시한 연결링크와 같은 연결수단에 의해 구동접속된 압축실린더(300), 압축실린더(300)의 선단에 연접 설치된 제 1 가동 주접촉자(310), 실린더 로드(250)의 선단에 연접 설치된 제 1 가동 아크접촉자(210) 그리고 제 1 가동 주접촉자(310)의 선단에 연접 설치된 노즐(230)도 실린더 로드(250)도 같은 우측방향으로 직선이동한다.

노즐(230)의 우측방향 이동에 따라서 노즐(230)과 연결링크(111)를 통해 접속된 제 1 링크(120)도 도면상 우측방향으로 이동하며, 따라서 제 1 링크(120)에 접속된 지연구동 레버(130)가 연결축(143)을 중심으로 시계방향으로 각도(θ1)만큼 회동하여 회동 레버(140)를 시계방향으로 회동하게 접촉가압하는 제 1 위치에 위치하게 된다. 도 4에 있어서 각도(θ2)는 지연구동 레버(130)이 직립한 상태에서 제 1 위치로 이동하는 각도를 표시한다.

여기서 지연구동 레버(130)는 제 1 링크(120)가 도면상 우측으로 이동하여도각도(θ1)만큼 회동하는 동안의 시간지연후에 회동 레버(140)을 제 1 위치에서 시 계방향으로 접촉가압하기 시작한다. 따라서 이러한 지연시간동안 구동측의 제 1 가동 주접촉자(310)과 피동측의 제 2 가동 주접촉자(100)가 먼저 분리되며, 이때는 아직 양 가동 아크접촉자(210, 110)은 서로 접촉한 상태이므로 제 1 가동 주접촉자(310)과 제 2 가동 주접촉자(100)간에서 아크는 발생하지 않는다. 이와 동시에 위치고정상태인 고정 피스톤(220)에 대해서 압축실린더(300) 및 실린더 로드(250)는 우측으로 직선이동하므로 압축실(240)이 체적압축되어 내부에 수용된 소호가스가 압축된 상태로 된다. 이상과 같은 동작상태가 도 4에 도시된 상태이다.

한편, 도 4과 같은 주접촉자(100, 310)들은 분리상태이나 아크 접촉자들(210, 110)은 미분리된 상태에서, 절연로드(260)가 화살표방향 즉 우측방향으로 더욱 직선이동하면, 절연로드(260)에 일단부가 구동 접속된 실린더 로드(250)도 같은 우측방향으로 더욱 직선이동한다. 그러면, 실린더 로드(250)과 미도시한 연결링크와 같은 연결수단에 의해 구동접속된 압축실린더(300), 압축실린더(300)의 선단에 연접 설치된 제 1 가동 주접촉자(310), 실린더 로드(250)의 선단에 연접 설치된 제 1 가동 아크접촉자(210) 그리고 제 1 가동 주접촉자(310)의 선단에 연접 설치된 노즐(230)도 실린더 로드(250)도 같은 우측방향으로 더욱 직선이동한다.

노즐(230)의 우측방향 이동에 따라서 노즐(230)과 연결링크(111)를 통해 접속된 제 1 링크(120)도 도면상 우측방향으로 더욱 이동하며, 따라서 제 1 링크(120)에 접속된 지연구동 레버(130)가 연결축(143)을 중심으로 시계방향으로 각도(θ1)만큼 회동한 제 1 위치에서 회동 레버(140)를 시계방향으로 회동하게 접촉가압하게 된다.

회동 레버(140)의 시계방향 회동에 따라서 제 2 링크(150)는 도면상 좌측방향 즉, 구동측과 반대방향으로 이동하고, 그에 따라 제 2 가동 아크접촉자(110)도 노즐(230)등의 구동측과 반대방향으로 이동하면서 제 1 가동 아크접촉자(210)로부터 신속히 분리된다. 제 1 가동 아크접촉자(210)와 제 2 가동 아크접촉자(110)의 서로 반대방향의 이동과 더불어 서로 분리됨과 동시에, 노즐(230)로부터는 상기와 같이 압축실(240)내에서 압축되었던 소호가스가 제 1 가동 아크접촉자(210)와 제 2 가동 아크접촉자(110)사이로 분사되면서 아크를 신속히 소호시켜, 아크전류로 인한 사고전류의 차단지연이 방지된다.

이와같이 하여 두 주접촉자(310, 100)와 두 아크접촉자(210, 110)이 서로 분리 이격되고 전기적으로 이들간이 서로 단절되는 트립(차단)의 동작이 완료되며, 이같은 상태를 도 5에 도시하였다.

여기서 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 가스절연 개폐장치는 지연구동 레버(130)가 회동 레버(140)에 연결축(143)을 중심으로 기 설정된 각도(θ1)만큼 회전할 수 있도록 상기 회동 레버(140)의 상단부 일측 및 타측에 구비된 제1 및 제2 돌출부(141, 142) 사이의 거리를 조정함으로써 상기 제1 및 제2 돌출부(141, 142) 사이의 거리를 회전할 때 발생되는 시간차이와 대응되는 시간만큼 상기 동력의 전달시간이 지연될 수 있는 바, 이와 같은 구조에 의해 아크접점은 주접점이 개극된 후 소정 시간간격을 두고 개극될 수 있다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치는, 주접촉자간의 개극 후 소정 시간지연후에 아크접촉자가 개극되도록 구성함으로써, 아크의 발생이 없는 상태에서 주접촉자가 먼저 개극(분리)되고 아크접촉자간의 개극은 소호가스의 분사하에 양방향구동으로 순간 분리되므로써 신속한 아크소호로 차단성능 향상이 가능하며, 구동측과 피동측의 양방향 구동에 의해 적은 출력의 액튜에이터를 사용하는 것이 가능하여 장치의 전체 사이즈를 소형화할 수 있고 제작비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims

고정 실린더와, 상기 고정 실린더내에서 직선이동가능한 실린더 로드와, 상기 실린더 로드에 구동접속되어 상기 실린더 로드의 직선이동방향과 동일한 방향으로 이동가능하며 길이방향의 양단부가 개방되게 형성된 압축실린더와, 상기 고정 실린더내에 상기 압축실린더의 일 개방단부를 폐색하도록 고정 설치되는 고정 피스톤과, 상기 압축실린더의 타 개방단부측에 연접 설치되어 상기 압축실린더와 함께 동일방향으로 이동가능한 제 1 가동 주접촉자와, 제 1 가동 주접촉자의 선단에 연접 설치되어 제 1 가동 주접촉자와 함께 이동가능하고 상기 압축실린더와 상기 고정 피스톤과 상기 실린더 로드로 형성되는 압축실내 소호가스를 분사하기 위한 노즐과, 상기 실린더 로드의 선단에 설치되어 상기 실린더 로드와 함께 동일방향으로 직선이동 가능한 제 1 가동 아크접촉자를 구비하는 가스절연 개폐장치에 있어서,

제 1 가동 주접촉자를 대향하게 설치되고, 제 1 가동 주접촉자의 이동방향과 반대방향으로 이동가능하여 제 1 가동 주접촉자에 접촉하는 위치와 제 1 가동 주접촉자로부터 분리되는 위치로 변위가능한 제 2 가동 주접촉자와;

제 1 가동 아크접촉자를 대향하게 설치되며 제 1 가동 아크접촉자의 이동방향과 반대방향으로 제 2 가동 주접촉자에 접속되어 함께 이동 가능하고, 제 1 가동 아크접촉자에 접촉하는 위치와 제 1 가동 아크접촉자로부터 분리되는 위치로 이동 가능한 제 2 가동 아크접촉자와;

제 2 가동 주접촉자와 상기 노즐간에 동력을 전달하도록 연결되고, 트립동작 시 제 1 가동 주접촉자와 제 2 가동 주접촉자간의 분리 후 소정 시간지연후에 상기 압축실내에서 압축된 소호가스가 상기 제 2 가동 아크접촉자를 향해 분사되면서 상기 제 2 가동 아크접촉자를 제 1 가동 아크접촉자로부터 분리되게 구동하는 지연구동 링크기구와, 여기서

시계방향 또는 반시계방향으로 회동가능하고, 상기 노즐로부터의 동력을 상기 노즐의 이동방향과 반대방향으로 변환하여 제공하는 회동 레버와,

상기 회동 레버의 상부에 회동가능하게 축접속되는 일단부와, 상기 회동 레버를 시계방향으로 회동하게 접촉가압하는 제 1 위치와, 상기 회동 레버를 반시계방향으로 회동하게 접촉가압하는 제 2 위치와, 제 1 위치로부터 제 2 위치로 또는 제 2 위치로부터 제 1 위치로 상기 회동 레버로부터 분리되어 회동하는 회동위치를 가지는 타단부를 구비하는 지연구동 레버와,

일단부가 상기 지연구동 레버의 타단부측에 접속되고 타단부는 상기 노즐측에 접속되어, 상기 노즐측으로부터의 동력을 상기 지연구동 레버에 전달하는 제 1 링크와,

일단부가 상기 회동 레버의 하부에 접속되고 타단부는 상기 제 2 가동 아크접촉자에 접속되어, 상기 회동 레버가 상기 노즐의 이동방향과 반대방향으로 변환하여 제공하는 동력을 제 2 가동 아크접촉자에 전달하는 제 2 링크를 포함하는 상기 지연구동 링크기구와;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치.
제 1항에 있어서,

상기 회동 레버는 그 상단부에서 하단부로 갈수록 그 폭이 좁아지는 부채꼴의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치.
제 1항에 있어서,

상기 회동 레버는,

상기 지연구동 레버와의 마찰면적을 크게하여 동력전달 효율을 높이기 위해서, 제 1 위치와 제 2 위치에서 상기 지연구동 레버의 타단부와 접촉하는 제 1과 제 2의 돌출부를 그 상부의 2개소에 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치.