KR100641025B1 - Electro-Magnetic Force driving Actuator and Circuit Breaker using the same - Google Patents

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KR100641025B1 KR1020050011263A KR20050011263A KR100641025B1 KR 100641025 B1 KR100641025 B1 KR 100641025B1 KR 1020050011263 A KR1020050011263 A KR 1020050011263A KR 20050011263 A KR20050011263 A KR 20050011263A KR 100641025 B1 KR100641025 B1 KR 100641025B1
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Abstract

본 발명은 전력 계통에 사용되는 조작기 및 차단기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 작은 크기와 무게를 가지면서 조작 속도와 조작력을 극대화 할 수 있는 전자반발력을 이용한 조작기 및 상기 조작기를 이용하여 우수한 차단 성능을 발휘함으로써 특히 고압 및 초고압 차단기에 유용하게 사용할 수 있으며, 저압용으로도 사용할 수 있는 차단기에 관한 것이다. The present invention relates to a manipulator and a breaker used in a power system, and more particularly, having a small size and weight, the manipulator using an electromagnetic repulsive force capable of maximizing a manipulation speed and a maneuverability and an excellent breaking performance using the manipulator. By exhibiting, it can be particularly useful in high and ultra high pressure circuit breakers, and relates to a circuit breaker that can also be used for low pressure.

본 발명에서는, 자성체로 이루어진 중공의 내통; 자성체로 이루어지며, 상기 내통과 동심을 이루어 상기 내통으로부터 반경 방향 외측으로 일정 간격을 유지하여 설치되는 외통; 각각 상기 내통의 외면과 상기 외통의 내면에 접하여 서로 일정 간격을 유지하여 배치되는 내,외측 영구자석; 상기 내측 영구자석과 외측 영구자석 사이에 축방향으로 직선 이동이 가능하게 설치되는 코일; 및 상기 코일이 그의 일단부에 설치되며, 상기 코일에 전류가 공급되는 경우 상기 내,외측 영구자석에 의한 자계와 상기 코일의 전류밀도에 의한 전자반발력에 의해 상기 내측 영구자석과 외측 영구자석 사이에서 축방향으로 직선 운동하는 비자성체의 가동자를 포함하는 조작기가 제공된다. In the present invention, the hollow inner cylinder made of a magnetic body; An outer cylinder made of a magnetic body, the outer cylinder being concentric with the inner cylinder and installed to maintain a predetermined distance radially outward from the inner cylinder; Inner and outer permanent magnets disposed in contact with the outer surface of the inner cylinder and the inner surface of the outer cylinder to maintain a predetermined distance from each other; A coil installed between the inner permanent magnet and the outer permanent magnet so as to be linearly moved in an axial direction; And the coil is installed at one end thereof, and when a current is supplied to the coil, between the inner permanent magnet and the outer permanent magnet by the magnetic field caused by the inner and outer permanent magnets and the electromagnetic repulsion force caused by the current density of the coil. A manipulator is provided that includes a nonmagnetic mover that linearly moves in an axial direction.

또한, 상기 가동자의 타단부에 연결되어서, 상기 가동자에 의해 직선 운동하여 폐극 동작과 개극 동작을 수행하는 절연 조작 로드를 포함하는 차단기가 제공된다. In addition, a circuit breaker is provided which is connected to the other end of the mover and includes an insulation operation rod configured to linearly move by the mover to perform a closed pole operation and an opening operation.

차단기, 가스, 소호, 조작기, 파퍼 Breaker, gas, soho, manipulator, paffer

Description

전자기력을 이용한 조작기 및 이를 이용한 차단기{Electro-Magnetic Force driving Actuator and Circuit Breaker using the same} Manipulator using electromagnetic force and breaker using same {Electro-Magnetic Force driving Actuator and Circuit Breaker using the same}

도 1a는 종래의 차단기 중 파퍼 소호 방식 차단기를 일례로서 보여주는 폐극 상태 단면도이다. Fig. 1A is a closed state cross-sectional view showing an example of a PAPER SOHO type breaker in a conventional breaker.

도 1b는 도 1a에 도시된 차단부를 소호 상태에서 상세하게 보여주는 확대도이다. FIG. 1B is an enlarged view showing in detail a blocking part shown in FIG.

도 2a는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 조작기의 구성을 보여주는 단면도이다. 2A is a cross-sectional view showing the configuration of a manipulator according to a first preferred embodiment of the present invention.

도 2b는 도 2a의 A-A 단면도이다. 2B is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 2A.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 제1실시예에 따른 조작기가 설치된 차단기의 구성을 나타내는 것으로서, 차단기가 폐극상태에서 소호상태, 개극상태로 변화되는 모습을 순차적으로 보여주는 단면도이다. 3A to 3C are sectional views showing the configuration of the circuit breaker provided with the manipulator according to the first embodiment of the present invention, in which the circuit breaker is changed from the closed state to the extinguished state and the open state.

도 4는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 조작기의 구성을 보여주는 입체 단면도이다. 4 is a three-dimensional cross-sectional view showing the configuration of a manipulator according to a second preferred embodiment of the present invention.

도 5a 및 도 5b는 각각 본 발명의 제2실시예에 따른 조작기의 구성요소들을 상세하게 보여주는 도면이다. 5A and 5B are views showing in detail the components of the manipulator according to the second embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 조작기가 설치된 차단기를 보여주는 단 면도이다. Figure 6 is a stage showing a circuit breaker equipped with a manipulator according to a second embodiment of the present invention.

도 7a 도 7d는 본 발명의 제2실시예에 따른 조작기의 동작과정을 순차적으로 보여주는 단면도이다. 7A and 7D are cross-sectional views sequentially illustrating an operation process of the manipulator according to the second embodiment of the present invention.

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제2실시예에 따른 조작기에서 제1,2 자성체 링과 보조 영구자석 없이 내,외측 영구자석만을 가질때의 가동자를 이동시키는 힘과 전류특성을 보여주는 그래프이다. 8A and 8B are graphs showing force and current characteristics of moving a mover when only the inner and outer permanent magnets are provided without the first and second magnetic rings and the auxiliary permanent magnet in the manipulator according to the second embodiment of the present invention.

도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제2실시예에 따른 조작기가 제1,2 자성체 링과 보조 영구자석을 더 가질때의 힘과 전류특성을 보여주는 그래프이다. 9A and 9B are graphs showing force and current characteristics when the manipulator according to the second embodiment of the present invention further includes the first and second magnetic rings and the auxiliary permanent magnet.

도 10a 및 도 10b는 각각 본 발명의 제3실시예에 따른 전자석 조작기의 구성을 보여주는 평면도 및 입체 단면도이다. 10A and 10B are a plan view and a three-dimensional cross-sectional view showing the configuration of an electromagnet manipulator according to a third embodiment of the present invention, respectively.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

2 : 용기 10 : 차단부2: container 10: cutout

11 : 고정 아크 접촉자 12 : 고정 주접촉자 11: fixed arc contactor 12: fixed main contactor

13 : 절연통 14 : 고정 피스톤 13: insulated cylinder 14: fixed piston

15 : 지지대 16 : 지지 애자 15: support 16: support insulator

17 : 급기구 18 : 유로 17: air supply 18: euro

21 : 가동 아크 접촉자 22 : 가동 주접촉자 21: movable arc contactor 22: movable main contactor

23 : 절연 노즐 24 : 파퍼 실린더 23: insulated nozzle 24: popper cylinder

25 : 절연 조작 로드 100 : 조작기 25: insulation operation rod 100: manipulator

110 : 내통 120 : 외통 110: inner cylinder 120: outer cylinder

130 : 내측 영구자석 132 : 외측 영구자석 130: inner permanent magnet 132: outer permanent magnet

140 : 코일 142 : 전원공급선 140: coil 142: power supply line

150 : 가동자 152 : 가동환 150: mover 152: movable ring

154 : 이동축 156 : 연결축 154: moving shaft 156: connecting shaft

158 : 연결판 160 : 제1 단부판 158: connecting plate 160: first end plate

162 : 제2 단부판 170 : 핀 162: second end plate 170: pin

180 : 완충수단180: buffer means

200,300 : 조작기 210,310 : 바디 200,300: manipulator 210,310: body

211 : 챔버 220 : 내측 영구자석 211: chamber 220: inner permanent magnet

230 : 외측 영구자석 240 : 가동자 230: outer permanent magnet 240: mover

241 : 코일 242 : 제1자성체 링 241: coil 242: first magnetic ring

243 : 제2자성체 링 244 : 절연체 하우징 243: second magnetic ring 244: insulator housing

251 : 제1내측 보조 영구자석 252 : 제1외측 보조 영구자석 251: first inner auxiliary permanent magnet 252: first outer auxiliary permanent magnet

255 : 제2내측 보조 영구자석 256 : 제2외측 보조 영구자석 255: second inner auxiliary permanent magnet 256: second outer auxiliary permanent magnet

261 : 제1완충 수단 262 : 제2완충 수단 261: first buffer means 262: second buffer means

271,272 : 로드 281,282,321,322 : 지지대 271,272: Rod 281,282,321,322: Support

281a,321a : 연결부 281a, 321a: Connection

300a,300b,300c,300d : 전자석 조작부 300a, 300b, 300c, 300d: Electromagnet Control Panel

본 발명은 전력 계통에 사용되는 조작기 및 차단기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 작은 크기와 무게를 가지면서 조작 속도와 조작력을 극대화 할 수 있는 전자반발력을 이용한 조작기 및 상기 조작기를 이용하여 우수한 차단 성능을 발휘함으로써 특히 고압 및 초고압 차단기에 유용하게 적용할 수 있으며, 저압용으로도 쉽게 적용할 수 있는 차단기에 관한 것이다. The present invention relates to a manipulator and a breaker used in a power system, and more particularly, having a small size and weight, the manipulator using an electromagnetic repulsive force capable of maximizing a manipulation speed and a maneuverability and an excellent breaking performance using the manipulator. The present invention can be particularly useful for high pressure and ultra high pressure circuit breakers, and can be easily applied for low pressure circuit breakers.

차단기는 주로 송전선로의 송전단이나 수전단에 설치되어, 전력 계통에 고장이 없을 때 정상전류를 개폐하는 것은 물론, 단락 등의 고장이 발생하였을 때 고장 전류를 차단하여 계통 및 각종 전력 기기(부하)를 보호한다. The breaker is mainly installed in the transmission line or power receiver of the power transmission line, and it can open and close the normal current when there is no failure in the power system, and cut off the fault current when the short circuit occurs. Protect.

이러한 차단기는, 소호/절연 매질에 따라 진공 차단기(VCB:Vacuum Circuit Breaker), 오일 차단기(OCB:Oil Circuit Breaker), 가스 차단기(GCB:Gas Circuit Breaker) 등으로 분류된다. Such breakers are classified into vacuum circuit breakers (VCB), oil circuit breakers (OCB), gas circuit breakers (GCB), and the like according to the arc / insulation medium.

차단기가 고장 전류를 차단할 시에는 두 접점 사이에서 발생하는 아크(Arc)를 소호(消弧:Extinguishing)하여야 한다. 상기 가스 차단기는 아크를 소호하는 방식에 따라 다시, 파퍼 소호 방식(Puffer type), 로터리 아크 소호 방식(Rotating arc type), 열팽창 소호 방식(Thermal expansion type), 복합 소호 방식(Hybrid extinction type) 등으로 분류된다. When the breaker interrupts the fault current, it is necessary to extinguish the arc between the two contacts. The gas circuit breaker may be further changed into a puffer type, a rotary arc type, a thermal expansion type, a hybrid extinction type, etc. according to the arc extinguishing method. Are classified.

첨부도면 도 1a 및 도 1b에는 차단기중 상기한 파퍼 소호 방식 가스 차단기가 일례로 도시되어 있다. In the accompanying drawings, Fig. 1A and Fig. 1B show an example of the above-mentioned paper extinguishing type gas circuit breaker.

파퍼 소호 방식 가스 차단기는 SF6 가스(6불화유황, 이하 '소호성 가스'로 칭함)를 소호/절연 매질로 하며, 주로 초고압급(통상적으로는, 72.5kV급이상) 차단기에 사용되고 있다. The PAPER SOHO type gas circuit breaker uses SF6 gas (sulfur hexafluoride, hereinafter referred to as 'extinguishing gas') as the extinguishing / insulating medium and is mainly used for ultra high pressure (typically 72.5 kV or more) circuit breakers.

도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 파퍼 소호 방식 가스 차단기는, 대분하여, 고장 전류를 차단하기 위한 차단부(10)와, 차단부(10)의 조작을 위한 조작기(50)로 구성되어 있다. As shown in FIGS. 1A and 1B, the paper extinguishing type gas circuit breaker is generally composed of a breaker 10 for blocking a fault current, and a manipulator 50 for operation of the breaker 10. have.

상기 차단부(10)는 고정부와 가동부로 이루어지며, 내부에 SF6 가스가 충전(充塡)된 용기(2)내에 설치된다. The blocking part 10 is composed of a fixed part and a movable part, and is installed in a container 2 filled with SF6 gas therein.

상기 차단부(10)에 있어서의 고정부는, 고정 아크 접촉자(11)와 고정 주접촉자(12)를 구비하는 한편, 절연통(13), 고정 피스톤(14), 지지대(15) 및 지지애자(16) 등을 구비한다. The fixed part in the said interruption | blocking part 10 is equipped with the fixed arc contact 11 and the fixed main contact 12, while the insulating cylinder 13, the fixed piston 14, the support stand 15, and the support insulator ( 16) and the like.

상기 차단부(10)에 있어서의 가동부는, 가동 아크 접촉자(21), 가동 주접촉자(22), 절연노즐(23), 파퍼 실린더(24) 및 절연 조작 로드(25)를 구비한다. The movable part in the said interruption | blocking part 10 is equipped with the movable arc contactor 21, the movable main contactor 22, the insulation nozzle 23, the popper cylinder 24, and the insulation operation rod 25. As shown in FIG.

상기 절연 조작 로드(25)에는 상기 조작기(50)의 작동 로드(51)가 연결되어 있다. 또한, 상기 절연 조작 로드(25)에는 상기 가동 아크 접촉자(21), 가동 주접촉자(22), 절연노즐(23) 및 파퍼 실린더(24)가 일체로 연결되어 있다. The operating rod 51 of the manipulator 50 is connected to the insulation manipulation rod 25. The movable arc contactor 21, the movable main contactor 22, the insulation nozzle 23, and the popper cylinder 24 are integrally connected to the insulation operation rod 25.

따라서, 상기 조작기(50)가 구동되면 상기 작동 로드(51)에 의해 상기 절연 조작 로드(25)가 이동한다. 이어서, 상기 절연 조작 로드(25)의 이동에 따라 상기 가동 아크 접촉자(21), 가동 주접촉자(22), 절연노즐(23) 및 파퍼 실린더(24)가 일체로 이동하여 폐극(전류 투입) 동작과 개극(전류 차단) 동작을 수행하게 된다. Therefore, when the manipulator 50 is driven, the insulation manipulation rod 25 is moved by the operation rod 51. Subsequently, the movable arc contactor 21, the movable main contactor 22, the insulation nozzle 23, and the popper cylinder 24 move integrally with the movement of the insulation operation rod 25 to operate a closed electrode (current input). Over-current (current blocking) operation is performed.

구체적으로, 정상 상태에서는 도 1a에 도시된 바와 같이, 폐극상태를 유지하 면서 정상 전류를 흘리게 된다. Specifically, in the steady state, as shown in FIG. 1A, the steady current flows while maintaining the closed state.

그러나, 일단 전력 계통에 이상이 발생하여 정상 전류의 수배(예컨대, 약 10배)에 달하는 고장 전류가 흐르게 되면, 그의 고장 전류에 의해 조작기(50)가 작동된다. 그러면, 도 1b에 도시된 것과 같이, 상기 조작기(50)에 의한 상기 작동 로드(51)가 당겨지게 되고, 작동 로드(51)는 절연 조작 로드(25)를 당기게 된다. 따라서, 고정 아크 접촉자(11)로부터 가동 아크 접촉자(21)가 분리되고, 고정 주접촉자(12)로부터 가동 주접촉자(22)가 분리된다. However, once an abnormality occurs in the power system and a fault current of several times the normal current (for example, about 10 times) flows, the manipulator 50 is operated by the fault current. Then, as shown in FIG. 1B, the operation rod 51 by the manipulator 50 is pulled, and the operation rod 51 pulls the insulation operation rod 25. Thus, the movable arc contact 21 is separated from the fixed arc contact 11, and the movable main contact 22 is separated from the fixed main contact 12.

이와 동시에, 파퍼 실린더(24)는 고정 피스톤(14)에 대항하는 방향으로 당겨져서 파퍼 실린더(24) 내부의 소호성 가스를 압축시킨다. 압축된 소호성 가스는 급기구(17)와 유로(18)를 통과하여 도 1b에서 화살표 방향으로 분출되어 고정 아크 접촉자(11)와 가동 아크 접촉자(21) 사이에 발생하는 아크 플라즈마를 신속히 소멸시킴으로써 전류가 차단된다(개극상태). At the same time, the popper cylinder 24 is pulled in a direction against the fixed piston 14 to compress the extinguishing gas inside the popper cylinder 24. The compressed extinguishing gas passes through the air supply port 17 and the flow path 18 and is ejected in the direction of the arrow in FIG. 1B to quickly extinguish the arc plasma generated between the fixed arc contact 11 and the movable arc contact 21. The current is cut off (open state).

이와 같은 차단기에 있어서, 고장전류를 차단하고 극간의 절연을 신속하게 회복하기 위해서는 개극 동작이 고속으로 이루어져야 한다. 그런데, 아크 플라즈마가 형성되어 개극 간극을 벌리는 것만으로는 아크 소호가 완전히 이루어지지 않으므로, 전술한 바와 같이 소호 가스를 분사해 주어야 하는 것이다. 따라서, 조작기(50)는 소호 가스를 압축시키기 위한 힘 즉, 파퍼 실린더(24)를 고정 피스톤(14)에 대항하여 가동시키기 위한 힘까지 감당해야 한다. In such a circuit breaker, the opening operation must be performed at high speed in order to interrupt the fault current and quickly recover the insulation between the poles. By the way, since arc arc is not fully formed only by forming an arc plasma and opening an opening gap, it is necessary to inject an arc extinguishing gas as mentioned above. Therefore, the manipulator 50 must bear the force for compressing the extinguishing gas, that is, the force for operating the popper cylinder 24 against the fixed piston 14.

즉, 개극 속도를 높이기 위해서는 조작력을 크게 증대시켜야 함으로써, 조작기(50)에는 더욱 큰 힘과 큰 속도가 요구되는 것이다. In other words, in order to increase the opening speed, the operating force must be greatly increased, so that the manipulator 50 requires a larger force and a larger speed.

예를 들어, 송전용 고압/초고압(통상적으로, 365kv 이상)용 차단기는, 개극 간극(SL : Stroke Length)이 250mm 정도 되고, 45ms(밀리 초)라고 하는 극히 순간적인 시간 내에 동작을 완료할 수 있을 정도의 큰 힘과 큰 속도를 요구한다. For example, breakers for high voltage / ultra high voltage (typically 365kv or more) for power transmission have an opening gap (SL: Stroke Length) of about 250 mm and can complete operation within an extremely short time of 45 ms (milliseconds). It requires a lot of strength and speed.

현재 고압/초고압용 차단기에는 주로 유압 조작기나 공압 조작기가 사용되고 있다. 그러나, 이러한 조작기는 차단기 전체 가격의 1/3을 차지할 정도로 고가이고, 우리나라의 경우에는 이를 대부분 수입에 의존한다는데 문제가 있다. 또한, 이러한 유압 또는 공압 조작기는 주위의 온도변화에 따라서 작동 유체가 누설될 염려가 있다. 또한, 많은 부품으로 이루어져 있어서 그 부품들 중 단 하나의 부품의 고장에 인해서도 조작기가 동작을 하지 못하게 될 염려가 많다. At present, high pressure / ultra high pressure circuit breakers are mainly used with hydraulic actuators or pneumatic actuators. However, these manipulators are expensive enough to occupy one third of the total price of the circuit breaker, and in the case of Korea, most of them depend on imports. In addition, such a hydraulic or pneumatic actuator may be a leakage of the working fluid in accordance with the ambient temperature change. In addition, there are many concerns that the manipulator will not work even if only one of the parts is broken because of many parts.

따라서, 상기한 유압 또는 공압 조작기를 대체할 수 있는 조작기를 개발하기 위한 연구가 전세계적으로 이루어지고 있다. 그 연구 결과로는 스프링 조작기(스퍼이럴 스프링), 모터드라이브(모터를 이용하여 회전운동을 직선운동으로 전환시켜주는 시스템), 그리고 PMA 조작기(Permanent Magnetic Actuator, 영구자석형 조작기)가 대표적으로 사용되고 있다. Therefore, research for developing a manipulator that can replace the hydraulic or pneumatic manipulator has been made worldwide. As a result of the research, spring actuators (spherical springs), motor drives (systems for converting rotational motions into linear motions using motors), and PMA actuators (Permanent Magnetic Actuator) are used. .

그러나, 상기 스프링 조작기는 스프링을 압축시킨 상태에서 필요할 때 그 압축된 힘을 해제시켜 동력을 얻는 시스템이므로, 제조비용은 저렴하나, 스프링의 탄성력이 일정치 않아 동작상태에 대한 신뢰성이 낮다는 단점이 있다. 그 때문에 소호 가스를 분사시켜야 하는 고압이나 초고압용으로 적용하기는 힘들뿐 아니라, 이를 적용 시 차단실패의 확률이 매우 커진다. However, since the spring manipulator is a system that obtains power by releasing the compressed force when necessary in a state in which the spring is compressed, the manufacturing cost is low, but the elasticity of the spring is not constant, so the reliability of the operating state is low. have. For this reason, it is difficult to apply for high pressure or ultra high pressure that requires the injection of SOHO gas, and the probability of blocking failure is greatly increased when it is applied.

상기 모터드라이브는 공압이나 유압에 비해서는 제조 비용이 저렴하다고 하 지만 그래도 고가이고, 큰 힘을 내기가 어렵다는 문제점을 가지고 있어, 저압용으로는 사용이 가능하나 고압이나 초고압에서는 성능을 충분히 발휘하기 어렵다. The motor drive is said to be inexpensive in manufacturing cost compared to pneumatic or hydraulic pressure, but it is still expensive and has a problem in that it is difficult to exert a large force. .

상기 PMA 조작기는, 영구자석에서 발생되는 자계의 힘과 코일에 전류를 흘려 발생시킨 자계로 인한 전자력에 의해 가동자가 동작되도록 한 것이다. 따라서, 매우 간단한 구조로 이루어지고, 그의 조작에 대한 효율도 좋으며, 일정하고 균일한 동작을 기대할 수 있는 장점이 있어 최근에 저압 차단기용 조작기로서 많이 사용되고 있다. The PMA manipulator is to operate the mover by the force of the magnetic field generated in the permanent magnet and the electromagnetic force generated by the current flowing through the coil. Therefore, it is made of a very simple structure, the efficiency of its operation is also good, there is an advantage that can expect a constant and uniform operation has been widely used as a manipulator for low pressure circuit breaker recently.

그러나, 상기한 PMA 조작기는, 영구자석에서 발생되는 자계의 힘과 코일에 전류를 흘려 발생시킨 자계의 힘으로 구동되어야 하는 시스템이므로, 자계가 흘러가는 경로(Path)를 자성체(철심)로 만들어 주어야 할 뿐만 아니라, 가동되는 가동자 또한 자성체로 이루어져 있어야만 한다. 따라서, 차단 용량이 증대되어 조작기에 더 큰 힘을 필요로 하는 경우에는 많은 자계를 발생시켜야 하고, 그 자계가 포화(자기포화상태 : 자성체들이 어느 정도 자기화가 진행되면 그 이상 전류를 세게 해도 자기화가 진행되지 않는 '자기포화상태'에 이르게 되고, 자기포화상태에서는 전류를 계속해서 증가시켜도 일정 한도 이상의 힘을 얻을 수가 없슴)가 되지 않고 흐를 수 있도록 자성체도 그 만큼 커져야 하므로 조작기의 사이즈에 대한 부담이 커지고, 영구자석과 코일에서 여자된 자속밀도는 공극길이의 제곱에 반비례하기 때문에 차단부의 접점간극이 큰 고압이나 초고압용 차단기에 적용하는데 한계가 있다. However, since the PMA manipulator is a system that must be driven by the force of the magnetic field generated in the permanent magnet and the force of the magnetic field generated by passing a current through the coil, the path through which the magnetic field flows must be made into a magnetic body (iron core). In addition, the movable mover must also be made of magnetic material. Therefore, when the breaking capacity is increased and the actuator requires more force, a large amount of magnetic field must be generated, and the magnetic field is saturated (magnetic saturation state: When the magnetization proceeds to a certain degree, the magnetization is increased even if the current is further increased. In the self-saturated state, the magnetic body must be so large that it can flow without increasing the current even in the self-saturated state. Since the magnetic flux density of the permanent magnet and the coil becomes larger and inversely proportional to the square of the pore length, there is a limit to the application of the breaker for a high voltage or ultra high voltage with a large contact gap of the breaker.

예를 들어, 개극 간극이 20mm 정도 되는 저압용 차단기의 조작기에 PMA를 적 용할 경우, 최적화된 모델의 크기(가로×세로×두께)가 200×250×100mm가 되므로, 그의 무게만도 10kg 이상 나가게 된다. 따라서, 이러한 PMA 조작기가 초고압에 사용될 때에는 그 크기가 아주 비대해져야 하고, 무게도 유압 또는 공압 조작기에 비해 훨씬 더 많이 나가며, 제조 비용도 증가하게 된다. 그렇기 때문에, 아직까지는 PMA 조작기를 고압이나 초고압에 사용할 방안을 찾지 못하고 있다. For example, if the PMA is applied to the manipulator of a low voltage circuit breaker with an opening gap of about 20 mm, the size of the optimized model (width × length × thickness) is 200 × 250 × 100 mm, so that its weight alone should weigh more than 10 kg. do. Therefore, when such a PMA manipulator is used at ultra high pressure, its size must be very large, its weight is much higher than that of a hydraulic or pneumatic manipulator, and manufacturing costs are increased. Therefore, there is still no way to use the PMA manipulator for high or ultra high pressure.

따라서, 본 발명의 목적은, 작은 크기와 무게를 가지면서 조작 속도와 조작력을 극대화 할 수 있는 전자기력을 이용한 조작기 및 상기 조작기를 이용하여 우수한 차단 성능을 발휘함으로써 특히 초고압 및 고압 차단기에 유용하게 사용할 수 있으며, 저압용으로도 사용할 수 있는 차단기를 제공하는 것에 있다. Therefore, an object of the present invention, by using a manipulator using an electromagnetic force capable of maximizing the operating speed and operating force while having a small size and weight, and exhibiting excellent breaking performance using the manipulator, can be particularly useful for ultra high pressure and high pressure circuit breakers. The present invention also provides a circuit breaker that can also be used for low pressure.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 조작기는, 자성체로 이루어진 중공의 내통; 자성체로 이루어지며, 상기 내통과 동심을 이루어 상기 내통으로부터 반경 방향 외측으로 일정 간격을 유지하여 설치되는 외통; 각각 상기 내통의 외면과 상기 외통의 내면에 접하여 서로 일정 간격을 유지하여 배치되는 내,외측 영구자석; 상기 내측 영구자석과 외측 영구자석 사이에 축방향으로 직선 이동이 가능하게 설치되는 코일; 및 상기 코일이 그의 일단부에 설치되며, 상기 코일에 전류가 공급되는 경우 상기 내,외측 영구자석에 의한 자계와 상기 코일의 전류밀도에 의한 전자반발력에 의해 상기 내측 영구자석과 외측 영구자석 사이에서 축방향으로 직선 운동하는 비자성체의 가동자를 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the manipulator according to the first embodiment of the present invention, the hollow inner cylinder made of a magnetic body; An outer cylinder made of a magnetic body, the outer cylinder being concentric with the inner cylinder and installed to maintain a predetermined distance radially outward from the inner cylinder; Inner and outer permanent magnets disposed in contact with the outer surface of the inner cylinder and the inner surface of the outer cylinder to maintain a predetermined distance from each other; A coil installed between the inner permanent magnet and the outer permanent magnet so as to be linearly moved in an axial direction; And the coil is installed at one end thereof, and when a current is supplied to the coil, between the inner permanent magnet and the outer permanent magnet by the magnetic field caused by the inner and outer permanent magnets and the electromagnetic repulsion force caused by the current density of the coil. It characterized in that it comprises a non-magnetic mover that linearly moves in the axial direction.

이와 같은 본 발명의 제1실시예에 의한 조작기는, 영구자석에 의한 자계와 코일 전류에 의한 전계에 의해 발생되는 힘으로 가동자를 작동시키는 구조를 가져, 작은 크기와 무게로도 큰 조작력과 조작 속도를 발휘한다. The manipulator according to the first embodiment of the present invention has a structure in which the mover is operated by a force generated by a magnetic field caused by a permanent magnet and an electric field caused by a coil current, so that a large operation force and operation speed can be achieved even with a small size and weight. Exert.

상기한 본 발명의 제1실시예에 의한 조작기에 있어서, 상기 비자성체의 가동자는, 일단부에 상기 코일이 설치되며, 상기 내측 영구자석과 외측 영구자석 사이에서 축방향으로 직선 운동이 가능하게 설치되는 가동환; 및 상기 내통의 내측에 직선이동이 가능하게 설치됨과 동시에 그의 일단부가 상기 가동환에 연결되어서 상기 가동환에 의해 축방향으로 직선 이동하는 이동축을 포함하여 구성될 수 있다. In the actuator according to the first embodiment of the present invention, the movable member of the nonmagnetic material is provided with the coil at one end thereof, and is installed to allow linear motion in the axial direction between the inner permanent magnet and the outer permanent magnet. Movable ring; And it is possible to include a moving shaft which is installed to the linear movement inside the inner cylinder and at the same time one end thereof is connected to the movable ring to move linearly in the axial direction by the movable ring.

여기서, 상기 내측 영구자석과 외측 영구자석은 초전도 자석으로 이루어질 수 있다.
상기한 본 발명의 제1실시예에 의한 조작기에는, 자성체로 이루어지며, 상기 내통과 외통의 양측 단부를 막음하여 원활한 자계의 흐름을 유도하는 제1,2단부판을 포함하는 것이 바람직하다.
Here, the inner permanent magnet and the outer permanent magnet may be made of a superconducting magnet.
It is preferable that the manipulator according to the first embodiment of the present invention includes a first end and a second end plate made of a magnetic body and blocking both ends of the inner and outer cylinders to induce a smooth magnetic flow.

한편, 본 발명에 따른 차단기는, 자성체로 이루어진 중공의 내통; 자성체로 이루어지며, 상기 내통과 동심을 이루어 상기 내통으로부터 반경 방향 외측으로 일정 간격을 유지하여 설치되는 외통; 각각 상기 내통의 외면과 상기 외통의 내면에 접하여 서로 일정 간격을 유지하여 배치되는 내,외측 영구자석; 상기 내측 영구자석과 외측 영구자석 사이에 축방향으로 직선 이동이 가능하게 설치되는 코일; 상기 코일이 그의 단부에 설치되며, 상기 코일에 전류가 공급되는 경우 상기 내,외측 영구자석에 의한 자계와 상기 코일의 전류밀도에 의한 전자반발력에 의해 상기 내측 영구자석과 외측 영구자석 사이에서 축방향으로 직선 운동하는 비자성체의 가동자; 및 상기 가동자의 타단부에 연결되어서, 상기 가동자에 의해 직선 운동하여 폐극 동작과 개극 동작을 수행하는 절연 조작 로드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 본 발명의 차단기에 있어서, 상기 내측 영구자석과 외측 영구자석은 초전도 자석으로 이루어질 수 있다.
상기한 본 발명의 차단기에 있어서, 상기 비자성체의 가동자는, 일단부에 상기 코일이 설치되며, 상기 내측 영구자석과 외측 영구자석 사이에서 축방향으로 직선 운동이 가능하게 설치되는 가동환; 및 상기 내통의 내측에 직선이동이 가능하게 설치되며, 그의 일단부가 상기 가동환에 연결됨과 동시에 그의 타단부가 상기 절연 조작 로드에 연결되어서, 상기 가동환에 의해 축방향으로 직선 이동하여 상기 절연 조작 로드를 이동시키는 이동축을 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 차단기에 있어서, 자성체로 이루어지며, 상기 내통과 외통의 양측 단부를 막음하여 원활한 자계의 흐름을 유도하는 제1,2단부판을 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 차단기에 있어서, 상기한 본 발명에 따른 차단기에 있어서, 상기 가동자의 개극 방향 이동 말미가 되는 지점 부분에 충격력을 흡수하는 완충수단을 설치하는 것이 바람직하다.
On the other hand, the breaker according to the invention, the hollow inner cylinder made of a magnetic body; An outer cylinder made of a magnetic body, the outer cylinder being concentric with the inner cylinder and installed to maintain a predetermined distance radially outward from the inner cylinder; Inner and outer permanent magnets disposed in contact with the outer surface of the inner cylinder and the inner surface of the outer cylinder to maintain a predetermined distance from each other; A coil installed between the inner permanent magnet and the outer permanent magnet so as to be linearly moved in an axial direction; The coil is installed at an end thereof, and when a current is supplied to the coil, an axial direction is formed between the inner permanent magnet and the outer permanent magnet by the magnetic field caused by the inner and outer permanent magnets and the electromagnetic repulsion force caused by the current density of the coil. Mover of nonmagnetic material linearly moving; And an insulated manipulation rod connected to the other end of the mover to linearly move by the mover to perform the closing and opening operation.
In the breaker of the present invention, the inner permanent magnet and the outer permanent magnet may be made of a superconducting magnet.
In the circuit breaker of the present invention, the movable member of the nonmagnetic material, the coil is provided at one end, the movable ring is installed to enable linear movement in the axial direction between the inner permanent magnet and the outer permanent magnet; And a linear movement is provided inside the inner cylinder so that one end thereof is connected to the movable ring and the other end thereof is connected to the insulation operation rod, so that the insulation operation is performed by linearly moving in the axial direction by the movable ring. It may include a moving shaft for moving the rod.
In the circuit breaker of the present invention described above, a magnetic body may include first and second end plates which induce a smooth flow of magnetic field by blocking both ends of the inner and outer cylinders.
In the circuit breaker of the present invention described above, in the circuit breaker according to the present invention described above, it is preferable to provide a shock absorbing means for absorbing the impact force at a portion that becomes the end of the movable direction of the mover.

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여기서, 상기 완충수단은 압축 코일 스프링으로 이루어질 수 있다. Here, the buffer means may be made of a compression coil spring.

본 발명의 제2실시예에 따른 조작기는, 내부에 원환형의 챔버가 형성되어 있는 자성체의 바디; 상기 바디의 챔버 내부에 반경방향으로 일정간격을 유지하여 동심으로 설치되는 원환형의 내측 영구자석 및 외측 영구자석; 및 원환형의 코일을 가져 상기 내측 영구자석과 내측 영구자석 사이에 축방향으로 직선 이동이 가능하게 설치되며, 상기 코일에 전류가 공급되는 경우 상기 내측 영구자석과 상기 외측 영구자석에 의한 자계와 상기 코일의 전류밀도에 의한 전자반발력에 의해 상기 내측 영구자석과 외측 영구자석 사이에서 축방향으로 직선 운동하는 가동자를 포함하는 것을 특징으로 한다. The manipulator according to the second embodiment of the present invention includes a body of a magnetic body having an annular chamber formed therein; An annular inner permanent magnet and an outer permanent magnet installed concentrically by maintaining a predetermined interval in the radial direction inside the chamber of the body; And an annular coil, which is installed to allow linear movement in the axial direction between the inner permanent magnet and the inner permanent magnet, and when the current is supplied to the coil, the magnetic field and the magnetic field caused by the inner permanent magnet and the outer permanent magnet. And a mover linearly moving in the axial direction between the inner permanent magnet and the outer permanent magnet by the electromagnetic repulsive force due to the current density of the coil.

상기한 상기 내,외측 영구자석의 양단부에는 각각 원환형의 제1내,외측 보조 영구자석과 제2내,외측 보조 영구자석이 설치되고, 상기 가동자는, 그의 코일의 양측 단부에 각각 원환형의 제1자성체 링과 제2자성체 링이 배치되어 상기 코일과 일체화된 형태로 이루어질 수 있다.
본 발명의 제2실시예에 의한 조작기에 있어서, 상기 내,외측 영구자석의 양단부에는 각각 원환형의 제1내,외측 보조 영구자석과 제2내,외측 보조 영구자석이 설치될 수 있다.
At both ends of the inner and outer permanent magnets, an annular first inner and outer auxiliary permanent magnet and a second inner and outer auxiliary permanent magnet are respectively provided, and the movable member is provided at both ends of its coil in an annular shape. The first magnetic ring and the second magnetic ring may be disposed to be integrated with the coil.
In the manipulator according to the second embodiment of the present invention, the inner and outer permanent magnets may be provided at both ends of an annular first inner and outer auxiliary permanent magnet and a second inner and outer auxiliary permanent magnet, respectively.

여기서, 상기 제1내,외측 보조 영구자석과 제2내,외측 보조 영구자석의 극성은 상기 내측 영구자석과 외측 영구자석의 극성과 반대방향으로 배치된다.
상기 내측 영구자석과 외측 영구자석은 초전도 자석으로 이루어질 수 있다.
Here, the polarities of the first inner and outer auxiliary permanent magnets and the second inner and outer auxiliary permanent magnets are arranged in directions opposite to the polarities of the inner and outer permanent magnets.
The inner permanent magnet and the outer permanent magnet may be made of a superconducting magnet.

상기한 본 발명의 제2실시예에 의한 조작기에 있어서, 상기 내측 영구자석과 외측 영구자석은 초전도 벌크자석으로 이루어질 수 있다. In the manipulator according to the second embodiment of the present invention, the inner permanent magnet and the outer permanent magnet may be made of a superconducting bulk magnet.

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상기한 본 발명의 제2실시예에 의한 조작기에 있어서, 상기 코일과 제1,2자성체 링은 절연체 하우징의 내부에 매립되어 일체화되는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 절연체 하우징은 플라스틱으로 이루어질 수 있다. In the manipulator according to the second embodiment of the present invention, the coil and the first and second magnetic rings are preferably embedded in an insulator housing and integrated therein. In this case, the insulator housing may be made of plastic.

상기한 본 발명의 제2실시예에 의한 조작기에 있어서, 상기 가동자의 축방향 이동 말미에 상기 가동자의 단부가 바디에 충돌하는 것을 방지하기 위하여, 상기 가동자의 양단부측에 제1,2완충수단이 설치될 수 있다. In the manipulator according to the second embodiment of the present invention, first and second buffering means are provided at both ends of the mover to prevent the end of the mover from colliding with the body at the end of the mover in the axial direction. Can be installed.

여기서, 상기 제1,2완충수단은 압축 코일 스프링으로 이루어질 수 있다. Here, the first and second buffer means may be made of a compression coil spring.

상기 제1,2완충수단을 압축 코일 스프링으로 채용한 경우에는, 상기 압축 코일 스프링은 상기 내측 영구자석과 외측 영구자석 사이에 배치될 수 있다. When the first and second buffering means are employed as the compression coil spring, the compression coil spring may be disposed between the inner permanent magnet and the outer permanent magnet.

상기한 본 발명의 제2실시예에 의한 조작기에 있어서, 상기 가동자의 일단부에는 다수개의 비자성체의 로드가 연결되고, 상기 다수개의 비자성체 로드의 단부에는 피동부에 연결되기 위한 지지대가 설치될 수 있다. In the manipulator according to the second embodiment of the present invention, a rod of a plurality of nonmagnetic materials is connected to one end of the mover, and a support for connecting to a driven part is provided at an end of the plurality of nonmagnetic rods. Can be.

본 발명의 다른 실시예에 의한 차단기는, 본 발명의 제2실시예에 의한 조작기와, 상가 조작기의 가동자에 의해 직선 운동하여 폐극 동작과 개극 동작을 수행하기 위하여, 상기 가동자에 연결되는 절연 조작 로드를 포함한다. The breaker according to another embodiment of the present invention is insulated connected to the mover in order to perform the closed pole operation and the opening operation by linearly moving by the manipulator according to the second embodiment of the present invention and the mover of the mall manipulator. Contains an operation rod.

본 발명의 제3실시예에 의한 조작기는, 자성체로 이루어진 하나의 바디 내부에 다수개의 전자석 조작부가 설치되고, 상기 다수개의 조작부는 각각, 반경방향으로 일정간격을 유지하여 동심으로 설치되는 원환형의 내측 영구자석 및 외측 영구 자석; 원환형의 코일을 가져 상기 내측 영구자석과 내측 영구자석 사이에 축방향으로 직선 이동이 가능하게 설치되며, 상기 코일에 전류가 공급되는 경우 상기 내측 영구자석과 상기 외측 영구자석에 의한 자계와 상기 코일의 전류밀도에 의한 전자반발력에 의해 상기 내측 영구자석과 외측 영구자석 사이에서 축방향으로 직선 운동하는 가동자; 상기 다수개의 가동자에 연결되는 다수개의 로드; 및 상기 다수개의 로드의 단부를 하나로 연결하는 지지대를 포함한다. The manipulator according to the third embodiment of the present invention is provided with a plurality of electromagnet manipulators in one body made of a magnetic body, and the plurality of manipulators are each of a toroidal type which are installed concentrically while maintaining a constant interval in the radial direction. An inner permanent magnet and an outer permanent magnet; It has an annular coil, which is installed to allow linear movement in the axial direction between the inner permanent magnet and the inner permanent magnet, and when the current is supplied to the coil, the magnetic field and the coil by the inner permanent magnet and the outer permanent magnet A movable member linearly moving in the axial direction between the inner permanent magnet and the outer permanent magnet by the electromagnetic repulsive force due to the current density of the magnet; A plurality of rods connected to the plurality of movers; And a support for connecting the ends of the plurality of rods in one.

본 발명의 또 다른 실시예에 의한 차단기는, 본 발명의 제3실시예에 의한 조작기 및 상기 조작기의 다수개의 가동자에 의해 직선 운동하여 폐극 동작과 개극 동작을 수행하기 위하여, 상기 지지대에 연결되는 절연 조작 로드를 포함한다. The circuit breaker according to another embodiment of the present invention is connected to the support in order to perform the closing and opening operation by performing a linear motion by the manipulator according to the third embodiment of the present invention and a plurality of movers of the manipulator. Insulation operation rod.

이하, 첨부된 예시도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

<실시예1> Example 1

첨부도면 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 조작기를 나타내는 것이다. 도 2a에는 조작기의 구성을 보여주는 단면도가 도시되어 있고, 도 2b에는 도 2a의 A-A 단면도가 도시되어 있다. 2A and 2B show a manipulator according to a first preferred embodiment of the present invention. 2A is a cross-sectional view showing the configuration of the manipulator, and FIG. 2B is a cross-sectional view A-A of FIG. 2A.

도 2a에서 오른쪽의 도면은 조작기가 작동하기 전의 상태(폐극상태)를 나타내고, 좌측의 도면은 조작기가 작동된 후의 상태(개극상태)를 나타낸다. In FIG. 2A, the figure on the right shows a state before the manipulator operates (closed state), and the figure on the left shows a state after the manipulator operates (open state).

도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 조작기(100)는, 전자석 조작기(Electro-Magnetic Force driving Actuator : EMFA)로서, 내통(110), 외통(120), 내,외측 영구자석(130,132), 코일(140) 및 가동자(150)를 포함한다. As shown in Figure 2a and 2b, the manipulator 100 according to the present invention is an electro-magnetic actuator (EMFA), inner cylinder 110, outer cylinder 120, inner and outer permanent magnets 130, 132, coil 140, and mover 150.

상기 내통(110)과 외통(120)은 자성체로 이루어지며, 반경방향으로 서로 일정간격을 유지하여 동심으로 배치된다. The inner cylinder 110 and the outer cylinder 120 is made of a magnetic material, are arranged concentrically by maintaining a predetermined distance from each other in the radial direction.

상기 내측 영구자석(130)은 상기 내통(110)의 외면에 접하여 설치되고, 상기 외측 영구자석(132)은 상기 외통(120)의 내면에 접하여 설치된다. 따라서, 상기 내측 영구자석(130)과 외측 영구자석(132)은 반경방향으로 일정한 간격을 유지하게 된다. The inner permanent magnet 130 is installed in contact with the outer surface of the inner cylinder 110, the outer permanent magnet 132 is installed in contact with the inner surface of the outer cylinder 120. Therefore, the inner permanent magnet 130 and the outer permanent magnet 132 is to maintain a constant interval in the radial direction.

상기 코일(140)은, 상기 내측 영구자석(130)과 외측 영구자석(132) 사이에 축방향으로 직선 이동이 가능하게 설치된다. 이러한 코일(140)에는 전원공급선(142)에 의해 전류가 공급된다. The coil 140 is installed to allow linear movement in the axial direction between the inner permanent magnet 130 and the outer permanent magnet 132. The current is supplied to the coil 140 by the power supply line 142.

상기 가동자(150)는 비자성체로 이루어지며, 그의 일단부에는 상기 코일(140)이 설치된다. 따라서, 상기 가동자(150)는, 상기 코일(140)에 전류가 공급되는 경우, 상기 내측 영구자석(130)과 상기 외측 영구자석(132)에 의한 '자계'와 상기 코일(140) 전류에 의한 '전계'에 의해 발생되는 힘으로 상기 내측 영구자석(130)과 외측 영구자석(132) 사이에서 축방향으로 직선 운동한다. The mover 150 is made of a nonmagnetic material, one end of which is provided with the coil 140. Therefore, when the current is supplied to the coil 140, the movable element 150 is applied to the 'magnetic field' and the coil 140 current by the inner permanent magnet 130 and the outer permanent magnet 132. A linear motion in the axial direction between the inner permanent magnet 130 and the outer permanent magnet 132 by the force generated by the 'electric field' by.

도면에 도시된 구체적인 실시예에 있어서, 상기 가동자(150)는 가동환(152)과 이동축(154)을 포함한다. In the specific embodiment shown in the drawings, the movable member 150 includes a movable ring 152 and a moving shaft 154.

구체적으로, 상기 가동환(152)은 상기 내측 영구자석(130)과 외측 영구자석(132) 사이에 축방향으로 직선 운동이 가능하게 설치된다. 상기 가동환(152)의 일단부에는 상기 코일(140)이 설치된다. 따라서, 상기 코일(140)에 전류가 공급되면 상기 가동환(152)은 코일(140)과 함께 축방향으로 직선 이동된다. Specifically, the movable ring 152 is installed to allow a linear movement in the axial direction between the inner permanent magnet 130 and the outer permanent magnet 132. The coil 140 is installed at one end of the movable ring 152. Therefore, when the current is supplied to the coil 140, the movable ring 152 is linearly moved in the axial direction together with the coil 140.

상기 이동축(154)은 상기 내통(110)의 중심에 직선이동이 가능하게 설치된다. 이와 동시에 상기 이동축(154)의 일단부는 상기 가동환(152)에 연결된다. 따라서, 상기 이동축(154)은 상기 가동환(152)과 일체로 축방향으로 직선 이동한다. The moving shaft 154 is installed in the center of the inner cylinder 110 to enable a linear movement. At the same time, one end of the movable shaft 154 is connected to the movable ring 152. Therefore, the moving shaft 154 linearly moves in the axial direction integrally with the movable ring 152.

도 2a에 도시된 실시예에 있어서, 상기 가동환(152)과 이동축(154)은, 연결축(156)과 연결판(158)에 의해 일체화된 구조를 가진다. In the embodiment shown in FIG. 2A, the movable ring 152 and the moving shaft 154 have a structure integrated by the connecting shaft 156 and the connecting plate 158.

상기 연결축(156)은 상기 가동환(152)으로부터 다수개 연장되며, 상기 다수개의 연결축(156) 단부에 상기 연결판(158)이 연결된다. The connecting shaft 156 is extended from the movable ring 152, the connecting plate 158 is connected to the end of the plurality of connecting shaft 156.

상기 이동축(154)은 상기 연결판(158)의 중앙으로부터 연장되어서 상기 내통(110)의 내측(중심)에 직선이동이 가능한 상태로 삽입된다. The moving shaft 154 extends from the center of the connecting plate 158 and is inserted into the inner cylinder (center) of the inner cylinder 110 in a state capable of linear movement.

한편, 상기 내통(110)과 외통(120)의 양측 단부에는 제1,2단부판(160,162)이 구비된다. 상기 제1,2단부판(160,162)은 자성체로 이루어지며, 상기 내통(110)과 외통(120)의 양측 단부를 막음함으로써 내통(110)과 외통(120) 사이에 자계가 원활히 흐를 수 있도록 유도하는 역할을 한다. 이 경우, 상기 연결축(156)은 상기 제2단부판(162)을 통과하여 상기 연결판(158)에 연결된다. Meanwhile, first and second end plates 160 and 162 are provided at both end portions of the inner cylinder 110 and the outer cylinder 120. The first and second end plates 160 and 162 are made of a magnetic material, and the magnetic fields flow smoothly between the inner cylinder 110 and the outer cylinder 120 by blocking both ends of the inner cylinder 110 and the outer cylinder 120. It plays a role. In this case, the connecting shaft 156 is connected to the connecting plate 158 through the second end plate 162.

이와 같이 이루어진 본 발명의 조작기는, 플레밍의 왼손 법칙을 응용하여 상기 영구자석(130,132)에 의한 자계와 상기 코일(140) 전류에 의한 전계에 의해 발생되는 힘으로 상기 가동자(150)를 직선 이동시키도록 한 전자석 조작기(EMFA)이다. The manipulator of the present invention, which is configured as described above, linearly moves the mover 150 by the force generated by the magnetic field by the permanent magnets 130 and 132 and the electric field by the current of the coil 140 by applying the Fleming's left hand law. Electromagnetic Manipulator (EMFA).

도 2a의 좌측에 도시된 도면과 같이, 상기 조작기(100)의 코일(140)에 전류를 인가하면, 상기 영구자석(130,132)에 의한 자계와 코일(140)의 전계에 의해 코 일(140)을 축방향으로 이동시키려는 힘이 작용한다. 그에 따라, 상기 코일(140)이 상기 가동자(150)와 함께 축방향으로 이동된다. As shown in the left side of FIG. 2A, when a current is applied to the coil 140 of the manipulator 100, the coil 140 is formed by a magnetic field by the permanent magnets 130 and 132 and an electric field of the coil 140. The force to move axially is applied. Accordingly, the coil 140 is moved axially with the mover 150.

구체적으로, 상기 코일(140)에 도 2a의 좌측에 도시된 도면과 같은 방향으로 전류를 흘려주면, 코일(140)이 도면상 아래쪽으로 이동되려는 힘을 받게 되고, 그에 따라 코일(140) 및 가동환(152)이 아래쪽으로 이동된다. Specifically, when the current flows to the coil 140 in the direction shown in the left side of FIG. 2A, the coil 140 receives a force to move downward in the drawing, and thus the coil 140 and the movable part. Ring 152 is moved downward.

이와 같이 가동환(152)이 아래쪽으로 이동함에 따라, 상기 가동환(152)에 연결된 이동축(154)이 아래쪽으로 이동되면, 도 2a의 오른쪽에 도시된 도면과 같은 상태를 유지하게 된다. As the movable ring 152 moves downward in this manner, when the movable shaft 154 connected to the movable ring 152 is moved downward, the state shown in the drawing on the right side of FIG. 2A is maintained.

상기와 같이 이루어진 본 발명의 조작기(100)는, 영구자석(130,132)에 의한 자계가 형성되는 공간에 있는 코일(140)에 자계의 직각방향으로 전류를 흘려주어 축방향으로 이동되는 힘을 얻는 원리를 가진다. Manipulator 100 of the present invention made as described above, the principle of obtaining a force to move in the axial direction by flowing a current in the direction perpendicular to the magnetic field to the coil 140 in the space in which the magnetic field is formed by the permanent magnets (130,132) Has

앞서 종래의 기술 부분에서 설명한 바와 같이, 일반적인 PMA 조작기는 영구자석에서 발생되는 자계의 힘과 코일에 전류를 흘려 발생시킨 자계의 힘으로 가동자를 움직이는 시스템이므로, 자계가 흘러가는 경로를 자성체로 만들어 주어야 할 뿐만 아니라, 가동되는 가동자 또한 자성체로 이루어져 있어야 한다. As described above in the prior art, the general PMA manipulator is a system that moves the mover by the magnetic force generated by the permanent magnet and the magnetic force generated by passing the current through the coil. In addition, the movable mover must also be made of magnetic material.

따라서, 더욱 큰 조작력을 얻기 위하여는 코일에 전류를 많이 가해주어야 하는데, 자성체의 포화문제에 의해 전류를 계속해서 증가시켜도 일정 한도 이상의 조작력을 얻을 수가 없다. 또한, 이와 같은 문제를 해결하기 위하여는 자성체의 크기를 크게 해주어야 하므로써, 조작기가 너무 비대해지는 문제가 발생하고, 영구자석과 코일전류에 의해 여자된 자속밀도는 공극거리의 제곱에 반비례하게 되므로 차단 부의 접점간극이 큰 고압 및 초고압용 차단기에 적용하는데 한계가 있다. Therefore, in order to obtain a greater operating force, a large amount of current must be applied to the coil. Even if the current is continuously increased due to the saturation problem of the magnetic material, the operating force over a certain limit cannot be obtained. In addition, in order to solve such a problem, the size of the magnetic material must be increased, so that the manipulator becomes too large, and the magnetic flux density excited by the permanent magnet and the coil current is inversely proportional to the square of the pore distance. There is a limit to the application of high voltage and ultra high voltage circuit breaker with large contact gap.

그러나, 본 발명의 조작기는 플레밍의 왼손 법칙을 응용하여 자계가 형성되어 있는 공간에 전류를 직각방향으로 흘려주어 가동자에 [수학식 1]과 같은 힘을 얻는 원리를 가진다.

Figure 112005036111348-pat00022

여기서, J는 전류 밀도이고, B는 자속밀도이다. However, the manipulator of the present invention has the principle of applying a force such as [Equation 1] to the mover by applying a left-hand rule of Fleming to flow a current in a direction perpendicular to the space where the magnetic field is formed.
Figure 112005036111348-pat00022

Where J is the current density and B is the magnetic flux density.

종래의 영구자석에 의한 자계는 전술한 바와 같이 자성체의 포화 문제가 생기고, 자속밀도가 공극거리에 큰 영향을 받게된다. 그러나, 본 발명에 의한 조작기(100)는, 영구자석에 의해 코일(140) 부분에 자계가 형성되어있는 상태에서, 그 자계의 수직방향으로 코일(140) 전류에 의한 전류밀도를 형성시켜주어 플래밍의 왼손 법칙에 의한 전자반발력을 이용하게 되므로 코일(140)에 흘려주는 전류의 양이 바로 힘으로 전환되는 시스템이다. 따라서, 코일(140)에 전류를 많이 흘려주면, 그 만큼 큰 힘을 얻을 수 있는 것이다. As described above, the magnetic field of the conventional permanent magnet causes a saturation problem of the magnetic body, and the magnetic flux density is greatly influenced by the pore distance. However, the manipulator 100 according to the present invention forms a current density by the current of the coil 140 in the vertical direction of the magnetic field in a state in which a magnetic field is formed in the coil 140 by a permanent magnet. Since the electron repulsion force by Ming's left hand law is used, the amount of current flowing through the coil 140 is directly converted into a force. Therefore, when a large amount of current flows to the coil 140, the big power can be obtained by that much.

따라서, 본 발명의 조작기(100)에서는 코일(140) 전류에 의해 여자된 자계로부터 발생된 전자력이 공극에 미치는 힘을 이용한 것이 아닌 코일(140)영역에서 외부자속 밀도와 전류밀도에 의한 전자반발력에 의해 동작하게 되므로, 전자력이 미치는 곳의 자성체의 포화문제를 생각할 필요 없이, 단지 코일(140)의 권수를 많이 감아주고, 전류의 세기를 크게 하기만 하면 더욱 큰 조작력을 얻을 수 있으므로, 조작기의 크기와 무게를 대폭적으로 줄일 수 있게 된다. 바꾸어 말하면, 크기와 무게에 비해 매우 큰 조작력을 얻을 수 있게 되는 것이다. Therefore, in the manipulator 100 of the present invention, the electromagnetic force generated from the magnetic field excited by the current of the coil 140 does not use the force applied to the air gap, but the electromagnetic repulsive force due to the external magnetic flux density and the current density in the coil 140 region. Since it is operated by the magnetic force, it is not necessary to think about the saturation problem of the magnetic body in the place where the electromagnetic force is applied, and only by winding the number of turns of the coil 140 and increasing the intensity of the current, a larger operating force can be obtained, so that the size of the manipulator And the weight can be greatly reduced. In other words, you can get a very large operating force compared to the size and weight.

한편, 종래의 PMA 조작기는, 가동자와 철심(고정자) 사이의 공극에 충분한 자속밀도가 형성되도록 해주어야 한다. 이러한 자속밀도는 공극간 거리의 제곱에 반비례하게 되므로, 충분한 자속밀도를 형성시켜주기 위해서는 많은 양의 코일전류를 흘려주어야 한다. 그러므로, 반응성 즉, 초기 동작 속도가 느릴 수밖에 없다. 그러나, 본 발명에 의한 조작기는, 코일(140)에 전류가 공급됨과 동시에 외부자계와의 전자반랄력이 일어나므로 초기 속도가 매우 빠르고 힘차다. On the other hand, the conventional PMA manipulator must allow sufficient magnetic flux density to be formed in the gap between the mover and the iron core (stator). Since the magnetic flux density is inversely proportional to the square of the distance between the voids, a large amount of coil current needs to flow in order to form a sufficient magnetic flux density. Therefore, the reactivity, that is, the initial operating speed is bound to be slow. However, since the manipulator according to the present invention is supplied with a current to the coil 140 and generates an electromagnetic repulsive force with an external magnetic field, the initial speed is very fast and powerful.

첨부도면 도 3a 내지 도 3c는 상기한 조작기를 사용한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차단기의 구성을 나타내는 것으로서, 도 3a에는 차단기가 폐극상태일 때를 나타내는 도면이, 도 3b에는 소호상태일 때를 나타내는 도면이, 도 3c에는 개극 완료 상태일 때의 도면이 도시되어 있다. 3A to 3C show the configuration of a circuit breaker according to a preferred embodiment of the present invention using the above-described manipulator, and FIG. 3A shows when the circuit breaker is in the closed state, and FIG. The figure which shows is a figure in the open state completed state in FIG. 3C.

도 1a, 1b 및 도 2a, 2b에서와 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 부호를 부여하며, 그 반복되는 설명은 생략한다. The same components as in FIGS. 1A, 1B and 2A, 2B are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof will be omitted.

도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 차단기에 있어서는, 절연 조작 로드(25)가 상기한 조작기(100)의 가동자(150) 단부에 연결된 구성으로 되어 있다. 따라서, 상기 절연 조작 로드(25)는 상기 가동자(150)의 운동에 의해 축방향으로 이동되어 폐극 동작과 개극 동작을 수행하게 된다. 3A to 3C, in the circuit breaker according to the present invention, the insulating operation rod 25 is configured to be connected to the end of the mover 150 of the manipulator 100 described above. Therefore, the insulation manipulation rod 25 is moved in the axial direction by the movement of the mover 150 to perform the closing and opening operation.

구체적으로, 상기 절연 조작 로드(25)의 일단부는 상기 가동자(150)의 이동축(154) 단부에 핀(170)을 통해 연결되어 있다. Specifically, one end of the insulation manipulation rod 25 is connected to the end of the moving shaft 154 of the movable member 150 through the pin 170.

본 실시예에 의한 차단기에 있어서, 상기 절연 조작 로드(25)와 상기 가동자(150)의 이동축(154) 단부는, 도 3a 내지 도 3c에 도시된 것과 같이, 서로 직접적으로 연결될 수도 있고, 중간에 소정의 링크기구 등을 매개로 연결될 수도 있다. In the circuit breaker according to the present embodiment, the end of the insulating operation rod 25 and the movable shaft 154 of the mover 150 may be directly connected to each other, as shown in FIGS. 3A to 3C, It may be connected via a predetermined link mechanism or the like in the middle.

그리고, 본 실시예에 의한 차단기에 있어서는 상기 가동자(150)의 개극 방향 이동의 말미가 되는 지점 부분에 완충수단(180)을 설치하는 것이 바람직하다. 상기 완충수단(180)은 상기 가동자(150)가 개극 방향으로 이동되는 되는 경우 가동자(150)의 가동환(152)이 제2단부판(162)에 부딪히는 충격을 흡수 또는 감쇄하는 역할을 한다. 도면에 도시된 실시예와 같이, 상기 완추수단(180)은 압축코일스프링으로 이루어질 수 있다. In the circuit breaker according to the present embodiment, it is preferable that the shock absorber 180 is provided at a point where the movable part 150 becomes the end of the movement in the opening direction. The shock absorber 180 absorbs or attenuates the impact that the movable ring 152 of the movable member 150 strikes the second end plate 162 when the movable member 150 is moved in the opening direction. do. As in the embodiment shown in the figure, the chute means 180 may be made of a compression coil spring.

상기와 같이 이루어진 차단기는, 그의 조작기(100)가 본 발명의 제1실시예에 의한 조작기(100)로 이루어진다. 차단기의 구체적인 차단 동작에 대해서는 도 1a 및 도 1b를 통하여 이미 설명되었고, 조작기(100)의 동작에 대해서는 도 2a 및 도 2b를 통하여 이미 설명되었으므로, 이하에서는 중복되는 설명은 회피하면서 간단하게 설명한다. The breaker made as described above, the manipulator 100 is composed of a manipulator 100 according to the first embodiment of the present invention. Since the specific blocking operation of the circuit breaker has already been described with reference to FIGS. 1A and 1B, and the operation of the manipulator 100 has already been described with reference to FIGS. 2A and 2B, the following description will be briefly avoided.

먼저, 도 3a에 도시된 것과 같은 폐극상태에서 전력 계통에 이상이 발생하여 정상 전류의 수배에 달하는 고장 전류가 흐르게 되면, 조작기(100)의 코일(140)에 전류가 공급된다. 그러면, 도 3b에 도시된 것과 같이, 코일(140)과 가동자(150)가 이동하면서 절연 조작 로드(25)를 당기게 된다. 따라서, 고정 아크 접촉자(11)로부터 가동 아크 접촉자(21)가 이탈되고, 고정 주접촉자(12)로부터 가동 주접촉자(22)가 이탈된다. 그러면, 파퍼 실린더(24)가 고정 피스톤(14)에 대항하는 방향으로 당겨져서 파퍼 실린더(24) 내부의 소호성 가스를 압축시킨다. 이에, 압축된 소호성 가스는 급기구(17)와 유로(18)를 통하여 분출되어 고정 아크 접촉자(11)와 가동 아크 접촉자(21) 사이에 발생하고 있는 아크 플라즈마를 소멸시킨다. First, when an abnormality occurs in the power system in the closed state as shown in FIG. 3A and a fault current reaching several times the normal current flows, the current is supplied to the coil 140 of the manipulator 100. Then, as shown in FIG. 3B, the coil 140 and the mover 150 move while pulling the insulation manipulation rod 25. Thus, the movable arc contact 21 is separated from the fixed arc contact 11, and the movable main contact 22 is released from the fixed main contact 12. Then, the popper cylinder 24 is pulled in a direction against the fixed piston 14 to compress the extinguishing gas inside the popper cylinder 24. Accordingly, the compressed extinguishing gas is blown out through the air supply port 17 and the flow path 18 to extinguish the arc plasma generated between the fixed arc contact 11 and the movable arc contact 21.

이 후, 가동자(150)가 더욱 후퇴하여 절연 조작 로드(25)를 더욱 당기게 되 면, 도 3c에 도시된 바와 같이, 완전한 개극상태가 달성된다. Thereafter, when the mover 150 is further retracted to pull the insulation operation rod 25 further, as shown in Fig. 3C, a complete open state is achieved.

이때, 상기 가동자(150)의 이동 말미에서는, 가동자(150)의 단부가 완충수단(180)에 부딪혀 충격력이 흡수된다. 따라서, 개극 마지막 단계에서는 가동자(150)의 이동 속도가 감속되므로 가동자(150)의 가동환(152)이 제2단부판(162)에 충돌하지 않게 된다. At this time, at the end of the movement of the mover 150, the end of the mover 150 hits the shock absorbing means 180 to absorb the impact force. Therefore, since the moving speed of the mover 150 is decelerated at the last stage of opening, the movable ring 152 of the mover 150 does not collide with the second end plate 162.

앞서 설명한 바와 같이, 차단기가 고장전류를 차단하고 극간의 절연을 신속하게 회복하기 위해서는 극히 순간적인 시간 내에 동작을 완료할 수 있는 큰 힘과 큰 속도가 요구된다. 특히 차단 용량이 큰 고압/초고압의 차단기에 있어서는 조작력이 매우 큰 조작기를 필요로 하게 되는 것이다. As described above, in order for the breaker to interrupt the fault current and quickly recover the insulation between the poles, a large force and a high speed are required to complete the operation in a very short time. In particular, a breaker of high pressure / ultra high pressure having a large breaking capacity requires a manipulator having a very large operating force.

본 발명의 차단기에 있어서는, 전자반발력에 의해 작동하는 조작기(100)를 구비하고 있으므로, 자성체의 포화문제를 생각할 필요 없다. 따라서, 단지 코일(140)의 권수를 많이 감아주고, 전류의 세기를 크게 하기만 하면 더욱 큰 조작력을 얻을 수 있으므로 그의 크기와 무게의 증대에 비해 매우 큰 조작력을 증대를 얻을 수 있게 된다. 그렇기 때문에, 본 발명의 조작기는 초기 속도가 매우 빠르다. In the circuit breaker of the present invention, since the actuator 100 which operates by the electromagnetic repulsive force is provided, it is not necessary to consider the saturation problem of the magnetic body. Therefore, by simply winding the number of turns of the coil 140 and increasing the intensity of the current, a larger operating force can be obtained, and thus a very large operating force can be obtained in comparison with the increase in size and weight thereof. As such, the manipulator of the present invention has a very high initial speed.

그렇기 때문에, 상기와 같은 조작기(100)를 사용한 본 발명의 차단기는 종래에 적용하기 힘들었던 365kv 이상의 송전용 고압/초고압 차단기에서 매우 우수한 성능을 발휘할 수 있다. 특히, 조작기에서 소호 가스를 압축시키기 위한 힘까지 감당해야만 하는 가스 소호형 차단기, 나아가서는 파퍼 소호 방식의 가스 소호형 차단기에서도 매우 우수한 성능을 발휘할 수 있다. Therefore, the breaker of the present invention using the manipulator 100 as described above can exhibit a very good performance in the high-voltage / ultra-high pressure breaker for transmission of 365kv or more that was difficult to apply in the prior art. In particular, the gas extinguishing type circuit breaker which has to bear the force for compressing the extinguishing gas in the manipulator, and even the gas extinguishing type circuit breaker of the paper extinguishing method can exhibit excellent performance.

또한, 본 발명에 의한 차단기는, 코일의 권수 등을 조정하여 크기와 조작력 을 증감시킬 수 있으므로, 전술한 고압/초고압용 차단기 뿐만 아니라, 저압용에도 당연히 적은 크기와 무게로 쉽게 적용할 수 있게 된다. In addition, the circuit breaker according to the present invention can increase and decrease the size and operating force by adjusting the number of turns of the coil, etc., so that not only the circuit breaker for the high pressure / ultra high pressure described above, but also for the low pressure can be easily applied with a small size and weight. .

이상의 설명에 있어서는, 도면에 도시된 파퍼 소호형 차단기를 일례를 들어 설명하였지만, 본 발명의 조작기는, 진공 차단기, 오일 차단기, 그리고 로터리 아크 소호 방식의 차단기, 열팽창 소호 방식의 차단기, 복합 소호 방식의 차단기 등, 큰 힘과 큰 속도를 요구하는 대부분의 차단기에 쉽게 적용할 수 있고, 그 효율도 매우 크다고 할 것이다. In the above description, the popper arc-type circuit breaker shown in the drawings has been described as an example, but the manipulator of the present invention includes a vacuum circuit breaker, an oil circuit breaker, a circuit breaker of a rotary arc arcing method, a circuit breaker of a thermal expansion arcing method, and a compound arcing method. It can be easily applied to most circuit breakers that require great power and speed, such as breakers, and the efficiency thereof is very large.

<실시예 2> <Example 2>

첨부도면 도 4, 도 5a 및 도 5b에는 본 발명의 제2실시예에 따른 조작기가 도시되어 있다. 제2실시예에 따른 조작기는 전술한 제1실시예에 따른 전자석 조작기(EMFA)를 변형한 형태를 가진다. 4, 5A and 5B show a manipulator according to a second embodiment of the present invention. The manipulator according to the second embodiment has a form in which the electromagnet manipulator (EMFA) according to the first embodiment is modified.

도 4에 도시된 것과 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 조작기(200)는, 내부에 원환형의 챔버(211)가 형성되어 있는 자성체 바디(210)와, 상기 바디(210)의 챔버(211) 내부에 반경방향으로 일정간격을 유지하여 동심으로 설치되는 원환형의 내측 영구자석(220) 및 외측 영구자석(230)과, 원환형의 코일(241)을 가져 상기 내측 영구자석(220)과 내측 영구자석(230) 사이에 축방향으로 직선 이동이 가능하게 설치되는 원환형의 가동자(240)를 포함한다. As shown in FIG. 4, the manipulator 200 according to the second embodiment of the present invention includes a magnetic body 210 having an annular chamber 211 formed therein, and a chamber of the body 210. The inner permanent magnet 220 has an annular inner permanent magnet 220 and an outer permanent magnet 230 and an annular coil 241 which are installed concentrically by maintaining a predetermined interval in the radial direction therein. ) And an annular movable member 240 installed to be linearly movable in the axial direction between the inner and the permanent magnet 230.

상기 코일(241)을 가지는 가동자(240)는, 상기 코일(241)에 전류가 공급되는 경우 상기 내측 영구자석(220)과 상기 외측 영구자석(230)에 의한 자계와 상기 코일(241) 전류에 의한 전계에 의해 발생되는 힘으로 상기 내측 영구자석(220)과 외 측 영구자석(230) 사이에서 축방향으로 직선 운동한다. The mover 240 having the coil 241 has a magnetic field generated by the inner permanent magnet 220 and the outer permanent magnet 230 and the coil 241 current when a current is supplied to the coil 241. A linear motion in the axial direction between the inner permanent magnet 220 and the outer permanent magnet 230 by the force generated by the electric field by.

상기 바디(210)는 상기 내,외측 영구자석(220,230) 및 가동자(240)의 설치를 위하여 제1바디(210a)와 제2바디(210b)로 구획되어 서로 결합되는 형태로 이루어지는 것이 바람직하다. The body 210 is preferably made of a form that is divided into a first body 210a and a second body 210b to be coupled to each other for the installation of the inner and outer permanent magnets 220 and 230 and the mover 240. .

본 실시예에 있어서, 상기 가동자(240)의 코일(241)의 양측 단부에는 각각 원환형의 제1자성체 링(242)과 제2자성체 링(243)이 상기 코일(241)과 하나의 바디로 설치될 수 있다. 상기 코일(241)과 제1,2자성체 링(242,243)의 일체화는 상기 코일(241)과 제1,2자성체 링(242,243)을 절연체 하우징(244) 내부에 매립시키는 것으로 달성될 수 있다. 상기 제1,2자성체 링(242,243)의 크기(길이)는 피구동체의 홀딩력에 따라 서로 다르게 구성할 수 있다. 예를들어, 차단기의 폐극상태를 지속적으로 유지하기에 필요한 홀딩력과 개극상태를 지속적으로 유지하기에 필요한 홀딩력의 차이에 따라서 차등이 있을 수 있다. In the present exemplary embodiment, an annular first magnetic ring 242 and a second magnetic ring 243 are formed at both ends of the coil 241 of the mover 240, respectively, of the coil 241 and one body. Can be installed as Integration of the coil 241 and the first and second magnetic rings 242 and 243 may be achieved by embedding the coil 241 and the first and second magnetic rings 242 and 243 in the insulator housing 244. The size (length) of the first and second magnetic rings 242 and 243 may be configured differently according to the holding force of the driven member. For example, there may be a difference depending on the difference between the holding force required to continuously maintain the closed state of the breaker and the holding force required to continuously maintain the open state.

상기 제1,2 자성체 링(242)(243)에 대응하여, 상기 내,외측 영구자석(220)(230)의 양단부에는 각각 원환형의 제1내,외측 보조 영구자석(251,252)과 제2내,외측 보조 영구자석(255,256)이 설치될 수 있다. Corresponding to the first and second magnetic rings 242 and 243, the inner and outer permanent magnets 220 and 230 are provided at both ends of the annular first and outer auxiliary permanent magnets 251 and 252 and the second ends, respectively. Inner and outer auxiliary permanent magnets 255 and 256 may be installed.

상기 제1내,외측 보조 영구자석(251,252)과 제2내,외측 보조 영구자석(255,256)의 극성은 상기 내측 영구자석(220)과 외측 영구자석(230)의 극성과 반대방향을 이루도록 한다. 그러면, 제1내,외측 보조 영구자석(251,252) 사이에 발생하는 자력선 및 상기 제2내,외측 보조 영구자석(255,256) 사이에 발생하는 자력선들의 방향이 상기 내측 영구자석(220)과 외측 영구자석(230) 사이에 발생하는 자력선 의 방향과 반대가 된다. 이와 같이 하면, 상기 가동자(240)가 도 4에서 위쪽으로 이동하였을 때, 상기 제1내,외측 보조 영구자석(251,252)에 의한 자력에 의해 상기 제1자성체 링(242)이 홀딩되어 상기 코일(241)에 전류의 공급을 차단하더라도 가동자(240)가 위쪽으로 이동된 상태를 계속적으로 유지할 수 있게 된다. 마찬가지로, 상기 가동자(240)가 도 4에서 아래쪽으로 이동하였을 때, 상기 제2내,외측 보조 영구자석(251,252)에 의한 자력에 의해 상기 제2자성체 링(242)이 홀딩되어 상기 코일(241)에 전류의 공급을 차단하더라도 가동자(240)가 아래쪽으로 이동된 상태를 계속적으로 유지할 수 있게 된다. Polarities of the first inner and outer auxiliary permanent magnets 251 and 252 and the second inner and outer auxiliary permanent magnets 255 and 256 may be opposite to the polarities of the inner and outer permanent magnets 220 and 230. Then, the direction of the magnetic force lines generated between the first inner and outer auxiliary permanent magnets 251 and 252 and the magnetic force lines generated between the second inner and outer auxiliary permanent magnets 255 and 256 are the inner permanent magnet 220 and the outer permanent magnet. The direction of the magnetic force lines generated between the 230 is the opposite. In this case, when the movable member 240 moves upward in FIG. 4, the first magnetic ring 242 is held by the magnetic force of the first inner and outer auxiliary permanent magnets 251 and 252 so that the coil is held. Even if the supply of current to the 241 is cut off, the mover 240 can continue to be moved upward. Similarly, when the mover 240 is moved downward in FIG. 4, the second magnetic ring 242 is held by the magnetic force of the second inner and outer auxiliary permanent magnets 251 and 252 to hold the coil 241. Even if the supply of current is cut off, the mover 240 can continue to be moved downward.

상기한 가동자(240)의 일단부(도면상 상단부)에는 다수개의 비자성체 로드(271)가 연결된다. 그리고, 상기 다수개의 비자성체 로드(271) 단부에는 지지대(281)가 구비될 수 있다. 상기 지지대(281)에는 연결부(281a)가 형성되어 있고, 상기 연결부(281a)에는 구멍(281b)이 형성되어 있다. 상기 연결부(281a)는 상기 구멍(281b)에 의해 차단기와 같은 피동부에 연결된다. A plurality of nonmagnetic rods 271 are connected to one end (the upper end in the drawing) of the mover 240. A support 281 may be provided at an end of the plurality of nonmagnetic rods 271. A connection portion 281a is formed in the support 281, and a hole 281b is formed in the connection portion 281a. The connecting portion 281a is connected to a driven part such as a circuit breaker by the hole 281b.

상기한 가동자(240)의 타단부(도면상 하단부)에도 다수개의 비자성체 로드(271)를 연결할 수 있다. 그리고, 상기 다수개의 비자성체 로드(272)의 단부에는 지지대(282)가 구비될 수 있다. A plurality of nonmagnetic rods 271 may also be connected to the other end (lower portion in the drawing) of the mover 240. And, the end of the plurality of nonmagnetic rods 272 may be provided with a support 282.

상기 가동자(240)의 축방향 이동 말미에 상기 가동자의 단부가 바디(210)에 충돌하는 것을 방지하기 위하여 가동자(240)의 양단부측에 제1,2완충수단(261)(262)을 구비할 수 있다. 본 실시예에 있어서, 상기 제1,2완충수단(261)(262)은 압축 코일 스프링으로 이루어져 상기 내측 영구자석(220)과 외측 영구자석(230) 사이에 배치된다. 상기 제1,2완충수단(261)(262)은 도시된 형태에만 한정되는 것은 아니다. 예를들어, 조작기(100)의 외측에 유압 또는 공압 댐퍼를 설치할 수 있다. 또한, 본 실시예와 같이 상기 바디(210)의 내부에 설치되지 아니하고 바디(210)의 외측에 설치할 수도 있다. To prevent the end of the mover from colliding with the body 210 at the end of the axial movement of the mover 240, first and second buffering means 261 and 262 are provided at both end sides of the mover 240. It can be provided. In the present embodiment, the first and second buffering means 261 and 262 are composed of compression coil springs and are disposed between the inner permanent magnet 220 and the outer permanent magnet 230. The first and second buffering means 261 and 262 are not limited to the illustrated form. For example, a hydraulic or pneumatic damper can be installed outside the manipulator 100. In addition, instead of being installed inside the body 210 as in the present embodiment, it may be installed outside the body 210.

도 5a 및 도 5b에는 도 4에 도시된 구성요소들이 상세하게 도시되어 있다. 5A and 5B show the components shown in FIG. 4 in detail.

먼저, 도 5a에는 상기 바디(210), 내,외측 영구자석(220,230), 제1내,외측 보조 영구자석(251,252) 및 제2내,외측 보조 영구자석(255,256)의 구체적인 형상이 도시되어 있다. 바디(210)의 내부에는 원환형의 챔버(211)가 형성된다. 따라서, 상기 챔버(211)는 내벽면(211a)과 외벽면(211b)을 가진다. 상기 바디(210) 내부에 원환형의 챔버(211)의 성형과 상기 내,외측 영구자석(220,230) 및 가동자(240)의 조립을 위하여, 상기 바디(210)는 제1바디(210a)와 제2바디(210b)로 나뉘어질 수 있다. 그리고, 상기 제2바디(210b)의 아래쪽으로는 전술한 제2완충수단(262)의 설치를 위한 연장홈(212)이 형성될 수 있다. 상기 연장홈(212)은 상기 완충수단(262)의 길이가 긴 경우에 형성된다. 상기 바디(210)의 양단부에 형성된 다수개의 통공(213)들에는 전술한 로드(271)의 통과를 위한 것이다. First, FIG. 5A shows specific shapes of the body 210, inner and outer permanent magnets 220 and 230, first inner and outer auxiliary permanent magnets 251 and 252, and second inner and outer auxiliary permanent magnets 255 and 256. . An annular chamber 211 is formed inside the body 210. Therefore, the chamber 211 has an inner wall surface 211a and an outer wall surface 211b. In order to form the annular chamber 211 in the body 210 and to assemble the inner and outer permanent magnets 220 and 230 and the mover 240, the body 210 is formed with a first body 210a. It may be divided into a second body 210b. In addition, an extension groove 212 for installing the aforementioned second buffering means 262 may be formed below the second body 210b. The extension groove 212 is formed when the length of the buffer means 262 is long. The plurality of through holes 213 formed at both ends of the body 210 are for passage of the rod 271 described above.

상기 내측 영구자석(220)과 외측 영구자석(230)의 극성은 자력선이 화살표 방향 즉, 반경방향 내측으로 흐르도록 배치된다. 그리고, 제1내,외측 보조 영구자석(251,252)과 제2내,외측 보조 영구자석(255,256)의 극성은 상기 내측 영구자석(220)과 외측 영구자석(230)의 극성과 반대방향으로 배치된다. 이러한 내,외측 영 구자석(220,230), 제1내,외측 보조 영구자석(251,252) 및 제2내,외측 보조 영구자석(255,256)들은 연속되는 원환형으로 도시되어 있으나, 반경방향으로 다수개로 분할된 형태를 가질 수 있다. Polarities of the inner permanent magnets 220 and the outer permanent magnets 230 are arranged such that the lines of magnetic force flow in an arrow direction, that is, radially inward. In addition, polarities of the first inner and outer auxiliary permanent magnets 251 and 252 and the second inner and outer auxiliary permanent magnets 255 and 256 are arranged in opposite directions to the polarities of the inner and outer permanent magnets 220 and 230. . The inner and outer permanent magnets 220 and 230, the first inner and outer auxiliary permanent magnets 251 and 252, and the second inner and outer auxiliary permanent magnets 255 and 256 are shown in a continuous annular shape, but are divided into a plurality of radially. It may have a form.

도 5b에는 가동자(240)와 제1,2완충수단(261)의 구체적인 형상이 도시되어 있다. 전술한 바와 같이, 상기 가동자(240)는 코일(241)과 제1,2 자성체 링(242)(243)이 절연체 하우징(244)에 매립되어 일체화된 형태를 가진다. 상기 절연체 하우징(244)은 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 코일(241)과 제1,2 자성체 링(242)(243)은 인서트 공법에 의해 하우징(244)을 사출성형함으로써 간단하게 매립할 수 있다. 그리고, 상기 가동자(240)의 양단부에는 전술한 로드(271)의 결합을 위한 다수개의 홈(245)이 형성되어 있다. 상기 로드(271)는 상기 홈(245)에 나사체결방식 등에 의해 결합될 수 있다. 한편, 상기 제1,2 완충수단(261)(262)이 압축스프링으로 이루어지면서 바디(210)의 내부에 설치되는 경우, 상기 압축 스프링(261)(262)은 상기 다수개의 비자성체 로드(271)(272)들의 외측을 둘러싸는 방식으로 설치될 수 있다. 상기 로드(271)들의 단부에 고정된 지지대(281)에는 연결부(281a)가 형성되어 있다. 상기 연결부(281a)에는 작동로드(280)가 구멍(281b)과 축(291)의 결합에 의해 연결되어 있다. 상기 작동로드(290)는 차단기와 같은 피동부에 연결되어, 상기 가동자(240)의 축방향 운동에 의해 피동부를 구동한다. FIG. 5B shows the concrete shape of the mover 240 and the first and second buffering means 261. As described above, the mover 240 has a shape in which the coil 241 and the first and second magnetic rings 242 and 243 are embedded in the insulator housing 244 to be integrated. The insulator housing 244 may be made of plastic. In this case, the coil 241 and the first and second magnetic rings 242 and 243 can be easily embedded by injection molding the housing 244 by an insert method. In addition, a plurality of grooves 245 for coupling the aforementioned rods 271 are formed at both ends of the mover 240. The rod 271 may be coupled to the groove 245 by a screwing method or the like. Meanwhile, when the first and second shock absorbing means 261 and 262 are installed inside the body 210 while being made of a compression spring, the compression springs 261 and 262 are the plurality of nonmagnetic rods 271. It may be installed in a manner surrounding the outside of the (272). A connection portion 281a is formed at the support 281 fixed to the ends of the rods 271. An actuating rod 280 is connected to the connecting portion 281a by the coupling of the hole 281b and the shaft 291. The actuating rod 290 is connected to a driven part such as a breaker and drives the driven part by the axial movement of the mover 240.

첨부도면 도 6에는 상기한 제2실시예에 따른 조작기(200)를 가지는 차단기가 도시되어 있다. 도 6에 도시된 차단기는 앞서 3a 내지 3c에서 설명한 차단기와 조 작기 부분만 상이하고 나머지 부분은 동일한 구성으로 이루어진다. 도 6에서는 차단기가 폐극상태를 유지할 때를 보여주고 있다. In the accompanying drawings, a circuit breaker having a manipulator 200 according to the second embodiment is shown. The circuit breaker illustrated in FIG. 6 differs from the circuit breaker described above in FIGS. 3A through 3C only, and the other parts have the same configuration. 6 shows when the breaker maintains the closed state.

도 6에 도시된 것과 같이, 본 실시예에 의한 차단기에 있어서, 차단기의 절연 조작 로드(25)에는 작동로드(290)가 핀(170)으로써 연결되고, 상기 작동로드(290)는 상기한 조작기(200)의 지지대(281)에 연결된다. 따라서, 상기 절연 조작 로드(25)는 상기 지지대(281)의 운동에 의해 축방향으로 이동되어 폐극 동작과 개극 동작을 수행하게 된다. 상기 지지대(281)는 가동자(240)에 연결되어서 가동자(240)의 축방향 운동에 따라 구동된다. 구체적으로, 상기 절연 조작 로드(25)의 일단부는 상기 지지대(281)의 연결부(281a)에 축(291)으로써 연결되어 있다. As shown in FIG. 6, in the circuit breaker according to the present embodiment, an operation rod 290 is connected to the insulating operation rod 25 of the circuit breaker by a pin 170, and the operation rod 290 is the above-described operation unit. It is connected to the support 281 of the (200). Therefore, the insulation manipulation rod 25 is moved in the axial direction by the movement of the support 281 to perform the closed electrode operation and the opening operation. The support 281 is connected to the mover 240 and is driven according to the axial movement of the mover 240. Specifically, one end of the insulating operation rod 25 is connected to the connecting portion 281a of the support 281 by the shaft 291.

도 7a 내지 도 7d에는 본 발명의 제2실시예에 의한 조작기(200)의 작동과정이 순차적으로 도시되어 있다. 상기 조작기(200)가 도 6의 차단기에 적용된 것으로 가정하여 설명한다. 7A to 7D sequentially illustrate the operation of the manipulator 200 according to the second embodiment of the present invention. It is assumed that the manipulator 200 is applied to the breaker of FIG. 6.

도 7a는 가동자(240)가 도면상 위쪽 즉, 제1내,외측 보조 영구자석(251,252)측으로 최대한 이동된 상태를 보여준다. 따라서, 지지대(281)도 최대한 위쪽으로 이동하여 작동로드(290, 도시생략)를 밀어올려 차단기는 폐극상태를 유지하게 된다. 내,외측 영구자석(220,230)의 자력선의 방향은 화살표(m1)으로, 제2내,외측 보조 영구자석(255,256)의 자력선의 방향은 화살표(m2), 그리고 제1내,외측 보조 영구자석(251,252)의 자력선의 방향은 화살표(m3)로 표시되어 있다. 상기 가동자(240)가 위쪽으로 이동되어 차단기가 폐극상태를 유지할 때, 상기 가동자(240)의 코일(241)에는 전류가 공급되지 아니한다. 상기 가동자(240)의 제1 자성체 링(242) 은 상기 내,외측 영구자석(220,230)과 제1내,외측 보조 영구자석(251,252)에서 발생하는 자력선의 흐름 경로로서의 역할을 하게된다. 이와 동시에 상기 제1 자성체 링(242)이 이미 제1내,외측 보조 영구자석(251,252)쪽으로 치우쳐 있으므로, 상기 제1내,외측 보조 영구자석(251,252)의 자계에 의한 힘(자력)은 상기 제1 자성체 링(242)에 미치게 된다. 이 힘은 상기 제1 자성체 링(242)을 붙잡아 두는 홀딩력으로 작용하게 되어 가동자(240)가 위로 이동된 상태를 지속적으로 유지할 수 있게 된다. 따라서, 차단기는 폐극상태를 계속적으로 유지할 수 있게 된다. 이때, 상기 가동자(240)는 제1 완충수단(261)에 의해 일정 한도 이상은 올라가지 못하고 상기 제1내,외측 보조 영구자석(251,252)에 의한 홀딩력과 제1 완충수단(261)이 가지는 탄성복귀력이 평형을 이루는 지점에서 정지하게 된다. FIG. 7A illustrates a state in which the mover 240 is moved upward to the top, that is, toward the first inner and outer auxiliary permanent magnets 251 and 252. Accordingly, the support 281 also moves upward as much as possible to push up the operation rod 290 (not shown) to maintain the breaker state. The direction of the magnetic lines of the inner and outer permanent magnets 220 and 230 is indicated by the arrow m1, and the direction of the magnetic lines of the second inner and outer auxiliary permanent magnets 255 and 256 by the arrow m2 and the first inner and outer auxiliary permanent magnets ( The directions of the lines of magnetic force of 251 and 252 are indicated by arrows m3. When the mover 240 is moved upward and the breaker maintains the closed state, no current is supplied to the coil 241 of the mover 240. The first magnetic ring 242 of the mover 240 serves as a flow path of magnetic lines generated in the inner and outer permanent magnets 220 and 230 and the first and outer auxiliary permanent magnets 251 and 252. At the same time, since the first magnetic ring 242 is already biased toward the first inner and outer auxiliary permanent magnets 251 and 252, the force (magnetic force) of the first inner and outer auxiliary permanent magnets 251 and 252 is caused by the magnetic field. 1 extends to the magnetic ring 242. This force acts as a holding force for holding the first magnetic ring 242 so that the movable member 240 can be continuously moved upward. Therefore, the breaker can keep the closed state continuously. At this time, the movable member 240 is not raised by a predetermined limit by the first shock absorbing means 261, but the holding force by the first inner and outer auxiliary permanent magnets 251 and 252 and the elasticity of the first shock absorbing means 261. It stops at the point where the return force is in equilibrium.

전력 계통에 이상이 발생하면 차단기를 개극시키기 위하여 코일(241)에 전류가 공급된다. 그러면, 내,외측 영구자석(220,230) 사이에서 발생하는 자속밀도와 코일(241)에 의해 발생하는 전류밀도와의 관계에서 반발력(축방향 힘)이 작용하게 되어 코일(241)이 아래쪽으로 이동된다. 즉, 가동자(240)가 아래쪽으로 이동된다. 이 경우, 상기 코일(241)에 공급되는 전류는 폐극상태에서 제1내,외측 보조 영구자석(251,252)에 의해 제1자성체 링(242)을 붙잡아두는 홀딩력을 충분히 극복할 수 있을 정도의 값으로 공급한다. If an abnormality occurs in the power system, a current is supplied to the coil 241 to open the circuit breaker. Then, the repulsive force (axial force) acts on the relationship between the magnetic flux density generated between the inner and outer permanent magnets 220 and 230 and the current density generated by the coil 241, thereby moving the coil 241 downward. . That is, the mover 240 is moved downward. In this case, the current supplied to the coil 241 is sufficiently large to overcome the holding force held by the first magnetic ring 242 by the first inner and outer auxiliary permanent magnets 251 and 252 in the closed pole state. Supply.

가동자(240)가 도 7b에 도시된 위치까지 내려오게 되면, 코일(241)에 작용하는 반발력과 가동자(240)가 이동하는 관성력에 의한 축방향 이동력이 제1자성체 링(242)을 위로 당기는 힘보다 월등히 크므로 가동자(240)는 아래로 계속적으로 진행 할 수 있게 된다. 또한 이때에는 제2자성체 링(243)이 제2내,외측 보조 영구자석(255,256)쪽으로 진입하여 상기 내,외측 영구자석(220,230)과 제2내,외측 보조 영구자석(255,256)에서 발생하는 자력선의 흐름 경로의 역할을 하게된다. 따라서, 제2내,외측 보조 영구자석(255,256)이 제2 자성체 링(243)을 아래쪽으로 끌어당기는 힘이 점진적으로 커져 가동자(240)는 아래쪽으로 더 큰 힘을 받아 가속된다. 이때가 조작기(200)가 가장 큰 힘을 내는 때이다. 따라서, 이 때를 차단기의 접점부에서 가스반발력(도 6에서 고정 피스톤(14)에 대항하는 방향으로 파퍼 실린더(24)를 당겨야 하는 힘)이 최대가 되는 시점과 일치되도록 설계하는 것이 바람직하다. When the mover 240 is lowered to the position shown in FIG. 7B, the axial movement force due to the repulsive force acting on the coil 241 and the inertial force that the mover 240 moves moves the first magnetic ring 242. Much greater than the pulling force up, so the mover 240 can continue to go down. In this case, the second magnetic ring 243 enters the second inner and outer auxiliary permanent magnets 255 and 256, and the magnetic lines generated from the inner and outer permanent magnets 220 and 230 and the second inner and outer auxiliary permanent magnets 255 and 256. To act as a flow path. Accordingly, the force of pulling the second inner and outer auxiliary permanent magnets 255 and 256 downwardly of the second magnetic ring 243 is gradually increased, and the mover 240 is accelerated by receiving a greater force downward. This is when the manipulator 200 exerts the greatest force. Therefore, it is desirable to design this time to coincide with the point at which the gas repulsion force (the force that should pull the popper cylinder 24 in the direction against the fixed piston 14 in Fig. 6) at the contact portion of the breaker becomes maximum.

이와 같이, 가동자(240)의 속도가 계속하여 증가하면서 도 7b에 도시된 지점을 지나게 되면 코일(241)에 공급되는 전류를 신속하게 차단한다. 그러면, 상기 가동자(240)는 관성력과 상기 제2내,외측 보조 영구자석(255,256)이 제2자성체 링(243)을 아래쪽으로 끌어당기는 힘에 의하여서만 이동된다. As such, as the speed of the mover 240 continues to increase and passes the point shown in FIG. 7B, the current supplied to the coil 241 is quickly cut off. Then, the mover 240 is moved only by the inertia force and the force of the second inner and outer auxiliary permanent magnets 255 and 256 to pull the second magnetic ring 243 downward.

가동자(240)가 도 7c의 위치까지 내려오게 되면, 제2내,외측 보조 영구자석(255,256)은 제2자성체 링(243)을 이동방향의 역방향(위쪽)으로 밀어내게 된다. 즉, 가동자(240)의 제2자성체 링(243)이 제2내,외측 보조 영구자석(255,256)의 축방향 중간지점을 지나는 시점부터는 가동자(240)의 이동방향에 반대하는 방향으로 힘이 발생하게 되어 가동자(240)를 제동하게 된다. 이 시점에서는, 차단기의 접점에서는 이미 개극동작이 종료된 상태이므로 제동력이 크면 클수록 가동자(240)의 하단부가 바디(210)에 부딪혀 충격을 받는 일이 발생치 않아 기계적 안정화를 얻을 수 있게 된다. 그렇지만, 실제적으로 가동자(240)는 6m/s 이상의 매우 큰 속도로 이동하므로 가동자(240)가 제2내,외측 보조 영구자석(255,256)을 지나쳐 바디(210)에 충돌할 염려가 있다. 이 경우, 제2완충수단(262)에 의해 가동자(240)가 안정적으로 감속될 수 있다. When the mover 240 is lowered to the position of FIG. 7C, the second inner and outer auxiliary permanent magnets 255 and 256 push the second magnetic ring 243 in the reverse direction (upward) in the moving direction. That is, from the time when the second magnetic ring 243 of the mover 240 passes through the axial middle point of the second inner and outer auxiliary permanent magnets 255 and 256, the force is directed in a direction opposite to the moving direction of the mover 240. This will cause the mover 240 to brake. At this point, since the opening operation has already been completed at the contact point of the breaker, the greater the braking force, the lower the lower part of the mover 240 hits the body 210 and the impact does not occur, thereby obtaining mechanical stabilization. However, since the mover 240 actually moves at a very large speed of 6 m / s or more, the mover 240 may collide with the body 210 through the second inner and outer auxiliary permanent magnets 255 and 256. In this case, the mover 240 may be stably decelerated by the second buffering means 262.

가동자(240)가 아래쪽으로 이동하는 동작 말미에서는, 통상적으로 상기 제2완충수단(262)과 제2내,외측 보조 영구자석(255,256)에 의해 가동자(240)를 이동 반대방향으로 밀어내는 힘이 제2내,외측 보조 영구자석(255,256)에 의해 제2자성체 링(243)을 붙잡는 홀딩력보다 크게 마련이다. At the end of the operation in which the mover 240 moves downward, typically, the mover 240 is pushed in the opposite direction by the second buffering means 262 and the second inner and outer auxiliary permanent magnets 255 and 256. The force is larger than the holding force of holding the second magnetic ring 243 by the second inner and outer auxiliary permanent magnets 255 and 256.

그러면, 도 7d에 도시된 것과 같이, 가동자(240)는 상기 제2완충수단(262)의 복원력에 의해 위로 올라가게 된다. 결국, 상기 가동자(240)는 상기 제2완충수단(262)의 복원력과 제2내,외측 보조 영구자석(255,256)에 의한 제2자성체 링(230)의 홀딩력이 평형을 이루는 지점에서 정지하게 된다. 이때가 차단기의 개극이 완료된 상태이다. Then, as shown in Figure 7d, the mover 240 is raised up by the restoring force of the second buffer means (262). As a result, the mover 240 stops at the point where the restoring force of the second buffering means 262 and the holding force of the second magnetic ring 230 by the second inner and outer auxiliary permanent magnets 255 and 256 are in equilibrium. do. This is the state in which breaker opening is completed.

첨부도면 도 8a 내지 도 10b에는 본 발명의 제2실시예에 따른 전자석 조작기(200)를 차단기에 적용한 경우의 시뮬레이션 실험 결과들이 도시되어 있다. 8A to 10B show simulation test results when the electromagnet manipulator 200 according to the second embodiment of the present invention is applied to a breaker.

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제2실시예에 따른 조작기에서 제1,2 자성체 링(242,243)과 보조 영구자석(251,252)(255,256) 없이 내,외측 영구자석(220,230)만을 가질때 가동자(240)를 이동시키는 힘과 전류특성을 보여준다. 전류는 계속하여 증가하지만 가동자(240)를 이동시키는 힘은 초반에만 증가하다가 급격하게 작아진다. 그러나, 차단기의 가스반발력은 가동자의 동작이 거의 끝나는 지점에서 최대가 된다. 따라서, 제1,2 자성체 링(242,243)과 보조 영구자석(251,252)(255,256)이 없는 조작기 모델은 초고압용으로 사용하기에는 약간의 어려움이 있을수 있다. 8A and 8B illustrate a mover having only inner and outer permanent magnets 220 and 230 without first and second magnetic rings 242 and 243 and auxiliary permanent magnets 251 and 252 and 255 and 256 in a manipulator according to a second embodiment of the present invention. 240 shows the force and current characteristics to move. The current continues to increase but the force for moving the mover 240 increases only initially and then decreases rapidly. However, the gas repulsion force of the breaker is maximized at the point where the operation of the mover is almost finished. Therefore, the manipulator model without the first and second magnetic rings 242 and 243 and the auxiliary permanent magnets 251 and 252 and 255 and 256 may have some difficulties in using for high pressure.

첨부도면 도 18 및 도 19에는 조작기가 제1,2 자성체 링(242,243)과 보조 영구자석(251,252)(255,256)을 가질때의 힘과 전류특성을 보여준다. 즉, 외측 영구자석(220,230)의 위,아래에 보조 영구자석(251,252)(255,256)을 설치하고, 코일(241)의 위,아래에 제1,2자성체 링(242,243)을 설치한 경우의 특성을 보여준다. 이때에는 도 8a 및 도 8b에서 문제시 되었던 가동자(240)의 이동에 따라 힘이 줄어드는 현상을 없앨 수 있다. 18 and 19 show the force and current characteristics when the manipulator has first and second magnetic rings 242 and 243 and auxiliary permanent magnets 251 and 252 and 255 and 256. In other words, when the permanent permanent magnets 251, 252 (255, 256) are installed above and below the outer permanent magnets 220 and 230, and the first and second magnetic rings 242 and 243 are installed above and below the coil 241, respectively. Shows. At this time, the phenomenon that the force is reduced by the movement of the mover 240, which was a problem in Figures 8a and 8b can be eliminated.

도 9a에서, 사각형 포인트로 연결된 그래프가 차단기의 가스 반발력을 나타내고, 삼각형 포인트로 연결된 그래프가 순수 조작기에서 발생하는 전자력(엑츄에이터 추력)을 나타내고, 마름모꼴 포인트로 연결된 그래프가 상기 차단기의 가스 반발력을 이기고 동작하는 조작기의 합성힘(Net force)을 나타낸다. 순수 조작기에서 발생하는 전자력이 가스 반발력보다 커야만이 가동자의 속도가 빨라지게 된다. 이러한 전자력은 앞서 도 8a 및 도 8b에서 설명한 바와 같이 가동자의 이동 초기 구간에서는 증가하다가 다시 감소하게 된다. 그러나, 본 그래프에서는 가동자의 이동 초기 구간을 지나 약간 감소하다가 뒷부분에서는 다시 힘이 증가하는 것을 알 수 있다. 즉, 힘이 다시 증가하는 시점은 가동자의 자성체 링이 보조 영구자석에 가까워지는 시점이 되는 것이다. 따라서, 가동자에 미치는 힘이 커져 전체적인 가동자의 속도는 줄어들지 않고 계속적으로 증가하게 된다. In FIG. 9A, graphs connected by square points represent the gas repulsion force of the breaker, graphs connected by triangle points represent the electromagnetic force (actuator thrust) generated in the pure manipulator, and graphs connected by the lozenge point win the gas repulsion force of the breaker. Represents the net force of the manipulator. The electromagnetic force generated by the pure manipulator must be greater than the gas repulsion force to speed up the mover. As described above with reference to FIGS. 8A and 8B, the electromagnetic force increases and then decreases in the initial moving section of the mover. However, in this graph, it can be seen that the force decreases slightly after passing the initial moving section of the mover again. In other words, when the force increases again, the magnetic ring of the mover approaches the auxiliary permanent magnet. Thus, the force on the mover is increased so that the speed of the overall mover does not decrease and continues to increase.

도 9a에서, 'K구간'에서는 전자력에 의한 힘이 가스 반발력 보다 낮게 나오게된다. 그러나, 이때에는 가동자의 관성력이 매우 큰 상태이므로, 도 9b의 '변위' 그래프와 같이, 가동자의 속도가 많이 줄어들지 않고 여전히 큰 속도를 낼 수 있다. 예컨대, 차단기의 바람직한 최적설계라 함은 가스 반발력이 순수 조작기의 전자력보다 크지 않게 하는 것이지만, 가스 반발력의 최대치는 매회 달라지게 되므로 가동자의 관성력이 충분히 크다면 이 문제는 심각하지 않다. In FIG. 9A, the force due to the electromagnetic force is lower than the gas repulsion force in the 'K section'. However, at this time, since the inertial force of the mover is very large, as shown in the 'displacement' graph of FIG. 9B, the speed of the mover may not be reduced much but may still be large. For example, the preferred optimum design of the circuit breaker is such that the gas repulsion force is not greater than the electromagnetic force of the pure manipulator, but the maximum gas repulsion force is changed every time, so this problem is not serious if the inertia force of the mover is large enough.

<실시예3> Example 3

첨부도면 도 10a 및 도 10b에는 본 발명의 제3실시예에 따른 전자석 조작기(300)가 도시되어 있다. 제3실시예에 따른 조작기(300)는 제2실시예에 의한 조작기가 하나의 바디(310)에 다수개(도면에서는 4개) 설치된 형태이다. 즉, 자성체로 이루어진 하나의 바디(310) 내부에 다수개의 조작부(300a,300b,300c,300d)가 설치될 수 있다. 상기 각각의 조작부(300a,300b,300c,300d)는, 전술한 제2실시예의 조작기와 동일하게, 내,외측 영구자석(220,230), 코일과 제1,2 자성체 링을 가지는 가동자(240), 제1,2내,외측 보조 영구자석(251,252)(255,256), 그리고 제1,2 완충수단(261,262)을 구비한다. 상기 다수개의 가동자(240)에는 각각 다수개의 로드(271)(272)들이 연결되고, 상기 다수개의 로드(271)(272) 들은 하나의 지지대(321)(322)에 연결된다. 상기 상측 지지대(321)에는 차단기에 연결되기 위한 연결부(321a)가 구비된다. 이러한 본 발명의 제3실시예에 의한 조작기(300)는, 차단기의 차단 용량 증가에 따라서 조작기의 개수를 증가시키는 경우의 바람직한 구성예를 보여준다. 10A and 10B, an electromagnet manipulator 300 according to a third embodiment of the present invention is shown. The manipulator 300 according to the third embodiment has a form in which a plurality of manipulators (four in the drawing) according to the second embodiment are installed in one body 310. That is, a plurality of manipulation units 300a, 300b, 300c, and 300d may be installed in one body 310 made of a magnetic material. Each of the operation units 300a, 300b, 300c, and 300d has an inner and outer permanent magnets 220 and 230, a mover 240 having coils and first and second magnetic rings, similar to the manipulator of the second embodiment. And first and second inner and outer auxiliary permanent magnets 251 and 252 and 255 and 256, and first and second buffering means 261 and 262, respectively. A plurality of rods 271 and 272 are respectively connected to the plurality of movers 240, and the plurality of rods 271 and 272 are connected to one support 321 and 322. The upper support 321 is provided with a connecting portion (321a) for connecting to the breaker. The manipulator 300 according to the third embodiment of the present invention shows a preferred configuration in the case of increasing the number of manipulators according to the increase in the breaking capacity of the breaker.

한편, 상술한 제1 내지 제3실시예에 따른 조작기 및 이들을 적용한 차단기에 있어서는, 초전도 자석(또는 초전도 벌크 자석)을 이용하여 자속밀도를 증가시켜 조작기의 효율을 극대화 시킬 수 있다. 본 발명에서 제안된 조작기들은 영구자석의 자속밀도와 코일의 전류밀도에서 발생하는 전자반발력에 의해 동작하는 조작기이므로, 기존의 영구자석 대신 초전도 자석을 이용할 경우 자속 밀도가 커지게 되어 보다 큰 힘과 속도를 가지게 된다. On the other hand, in the manipulators according to the first to the third embodiment and the circuit breaker using the same, it is possible to maximize the efficiency of the manipulator by increasing the magnetic flux density using a superconducting magnet (or superconducting bulk magnet). Since the manipulators proposed in the present invention operate by the magnetic repulsion force generated from the magnetic flux density of the permanent magnet and the current density of the coil, the magnetic flux density increases when the superconducting magnet is used instead of the existing permanent magnet. Will have

Figure 112005036111348-pat00023
Figure 112005036111348-pat00023

위의 식에서 알 수 있는 바와 같이, 에너지(E)는 자속밀도(B)의 제곱에 비례하게 된다. 그리고, 일반 영구자석 중에서 상대적으로 자속밀도가 높은 Nd계열(네오디늄계열)의 영구자석의 자속밀도는 보통 1.2테스라(T) 정도인 반면, 현재 개발된 초전도 벌크자석의 자속밀도는 3T ~ 12T 정도로서 일반적인 영구자석에 비해 현저히 높은 자속밀도를 지닌다. 만일, 약3테스라(T)의 자속밀도를 가지는 초전도 자석을 적용할 경우, 약1테스라(T)의 자속밀도를 지니는 일반 영구자석에 비해 자속 밀도는 약3배가 되고, 에너지는 약9배가 된다. 따라서, 이때 같은 양의 전류밀도를 가해주게 되면 그 힘은 약9배가 커지게 됨을 알 수 있다. 이처럼 일반 영구자석을 초전도 자석으로 대체 적용하여 그 효율을 높일 수 있다. 실시예 1에 따른 조작기의 경우에는 단지 일반 영구자석을 초전도 자석으로 대체함으로써 그 효율을 높일 수 있다. 그러나, 실시예 3의 조작기 처럼 가스반발력을 고려하여, 그 가스반발력을 감당하기 위해 주 영구자석(내,외측 영구자석)과 보조영구자석(제1,2 내,외측 보조 영구자석) 사이에 발생하는 힘을 이용하게 될 경우, 주 영구자석과 보조 영구자석을 모두 초전도 자석을 사용하면 문제가 발생하게 된다. 초전도 자석의 특징은 일반영구자석과 같이 일정한 자속 밀도를 나타내지만, 외부에서 발생된 자계는 초전도 성질(Meissner effect)에 의해 초전도 자석으로 유입이 되지 않게 된다. 그러므로 본 발명에서는 주 영구자석을 초전도 자석을 이용하고 보조 영구자석을 일반 영구자석을 이용하여 초전도 자석에서 발생된 자계가 일반 영구자석을 통해 흘러갈 수 있도록 하여 조작부의 링형 자성체가 초전도 자석과 일반 영구자석의 경계부분에 위치할 때 큰 힘으로 작용할 수 있도록 할 수 있다. As can be seen from the above equation, the energy E becomes proportional to the square of the magnetic flux density B. In addition, the magnetic flux density of permanent magnets of Nd series (neodymium series) with relatively high magnetic flux density is about 1.2 Tesla (T), whereas the magnetic flux density of the superconducting bulk magnets currently developed is 3T ~ 12T. As a result, it has a significantly higher magnetic flux density than a general permanent magnet. If a superconducting magnet having a magnetic flux density of about 3 Tesla (T) is applied, the magnetic flux density is about 3 times higher than that of a general permanent magnet having a magnetic flux density of about 1 Tesla (T), and the energy is about 9 It is doubled. Therefore, it can be seen that the force is increased about 9 times by applying the same amount of current density. As such, the permanent magnet can be replaced with a superconducting magnet to increase its efficiency. In the case of the manipulator according to the first embodiment, the efficiency can be improved by simply replacing the general permanent magnet with a superconducting magnet. However, considering the gas repulsion force as in the manipulator of Example 3, it is generated between the main permanent magnet (internal and external permanent magnet) and the auxiliary permanent magnet (first and second internal and external auxiliary permanent magnets) to cover the gas repulsion force. In case of using the power of the superconducting magnet, both the main permanent magnet and the secondary permanent magnet have problems. Superconducting magnets have a constant magnetic flux density like normal permanent magnets, but externally generated magnetic fields do not flow into the superconducting magnets due to the superconducting property (Meissner effect). Therefore, in the present invention, the magnetic field generated from the superconducting magnets flows through the general permanent magnets by using the super permanent magnets as the super permanent magnets and the secondary permanent magnets as the general permanent magnets, so that the ring-shaped magnetic parts of the control unit are superconducting magnets and the general permanent magnets. When placed at the boundary of the magnet it can be applied to a large force.

이상에서는 첨부 도면에 도시된 본 발명의 구체적인 실시예가 상세하게 설명되었으나, 이는 하나의 예시에 불과한 것이며, 본 발명의 보호범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이상과 같은 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 및 균등한 다른 실시가 가능한 것이며, 이러한 변형 및 균등한 다른 실시예는 본 발명의 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다. In the foregoing description, specific embodiments of the present invention shown in the accompanying drawings have been described in detail, but this is only an example and the protection scope of the present invention is not limited thereto. In addition, the embodiments of the present invention as described above can be variously modified and equivalent other embodiments by those of ordinary skill in the art within the technical spirit of the present invention, such modifications and equivalent other embodiments are It goes without saying that it belongs to the appended claims of the invention.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 조작기는 영구자석에 의한 자계와 코일의 전류밀도에 의한 전자반발력에 의해 가동자를 작동시키는 구조를 가져, 작은 크기와 무게로도 큰 조작력과 조작 속도를 발휘할 수 있는 장점이 있다. As described above, the manipulator according to the present invention has a structure for operating the mover by the magnetic field due to the permanent magnet and the electromagnetic repulsive force due to the current density of the coil, which can exhibit a large operating force and operation speed even with a small size and weight There is an advantage.

또한, 본 발명의 차단기에 있어서는, 큰 힘과 빠른 속도로 차단 동작이 수행되기 때문에 특히, 초고압 및 고압 차단기에 유용하게 적용할 수 있으며, 저압용으로도 쉽게 적용할 수 있다는 장점이 있다. In addition, in the circuit breaker of the present invention, since the breaking operation is performed at a high force and a high speed, it can be particularly usefully applied to ultra-high pressure and high pressure circuit breakers, and there is an advantage that it can be easily applied even for low pressure.

Claims (29)

자성체로 이루어진 중공의 내통; Hollow inner cylinder made of magnetic material; 자성체로 이루어지며, 상기 내통과 동심을 이루어 상기 내통으로부터 반경 방향 외측으로 일정 간격을 유지하여 설치되는 외통; An outer cylinder made of a magnetic body, the outer cylinder being concentric with the inner cylinder and installed to maintain a predetermined distance radially outward from the inner cylinder; 각각 상기 내통의 외면과 상기 외통의 내면에 접하여 서로 일정 간격을 유지하여 배치되는 내,외측 영구자석; Inner and outer permanent magnets disposed in contact with the outer surface of the inner cylinder and the inner surface of the outer cylinder to maintain a predetermined distance from each other; 상기 내측 영구자석과 외측 영구자석 사이에 축방향으로 직선 이동이 가능하게 설치되는 코일; 및 A coil installed between the inner permanent magnet and the outer permanent magnet so as to be linearly moved in an axial direction; And 상기 코일이 그의 일단부에 설치되며, 상기 코일에 전류가 공급되는 경우 상기 내,외측 영구자석에 의한 자계와 상기 코일의 전류밀도에 의한 전자반발력에 의해 상기 내측 영구자석과 외측 영구자석 사이에서 축방향으로 직선 운동하는 비자성체의 가동자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기력을 이용한 조작기. The coil is installed at one end thereof, and when a current is supplied to the coil, a shaft is formed between the inner permanent magnet and the outer permanent magnet by the magnetic field caused by the inner and outer permanent magnets and the electromagnetic repulsion force caused by the current density of the coil. A manipulator using electromagnetic force, characterized in that it comprises a mover of a nonmagnetic material that linearly moves in the direction. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 비자성체의 가동자는, The mover of the nonmagnetic material is 일단부에 상기 코일이 설치되며, 상기 내측 영구자석과 외측 영구자석 사이에서 축방향으로 직선 운동이 가능하게 설치되는 가동환; 및 A movable ring provided at one end of the coil and configured to linearly move in an axial direction between the inner permanent magnet and the outer permanent magnet; And 상기 내통의 내측에 직선이동이 가능하게 설치됨과 동시에 그의 일단부가 상기 가동환에 연결되어서 상기 가동환에 의해 축방향으로 직선 이동하는 이동축을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기력을 이용한 조작기. A manipulator using electromagnetic force, characterized in that it comprises a moving shaft which is installed in the inner cylinder so that the linear movement is possible, and one end thereof is connected to the movable ring to move linearly in the axial direction by the movable ring. 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 자성체로 이루어지며, 상기 내통과 외통의 양측 단부를 막음하여 원활한 자계의 흐름을 유도하는 제1,2단부판을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기력을 이용한 조작기. It is made of a magnetic body, the manipulator using an electromagnetic force, characterized in that it comprises a first, second end plate to induce a smooth flow of the magnetic field by blocking both ends of the inner cylinder and the outer cylinder. 자성체로 이루어진 중공의 내통; Hollow inner cylinder made of magnetic material; 자성체로 이루어지며, 상기 내통과 동심을 이루어 상기 내통으로부터 반경 방향 외측으로 일정 간격을 유지하여 설치되는 외통; An outer cylinder made of a magnetic body, the outer cylinder being concentric with the inner cylinder and installed to maintain a predetermined distance radially outward from the inner cylinder; 각각 상기 내통의 외면과 상기 외통의 내면에 접하여 서로 일정 간격을 유지하여 배치되는 내,외측 영구자석; Inner and outer permanent magnets disposed in contact with the outer surface of the inner cylinder and the inner surface of the outer cylinder to maintain a predetermined distance from each other; 상기 내측 영구자석과 외측 영구자석 사이에 축방향으로 직선 이동이 가능하게 설치되는 코일; A coil installed between the inner permanent magnet and the outer permanent magnet so as to be linearly moved in an axial direction; 상기 코일이 그의 단부에 설치되며, 상기 코일에 전류가 공급되는 경우 상기 내,외측 영구자석에 의한 자계와 상기 코일의 전류밀도에 의한 전자반발력에 의해 상기 내측 영구자석과 외측 영구자석 사이에서 축방향으로 직선 운동하는 비자성체 의 가동자; 및 The coil is installed at an end thereof, and when a current is supplied to the coil, an axial direction is formed between the inner permanent magnet and the outer permanent magnet by the magnetic field caused by the inner and outer permanent magnets and the electromagnetic repulsion force caused by the current density of the coil. Mover of nonmagnetic material linearly moving; And 상기 가동자의 타단부에 연결되어서, 상기 가동자에 의해 직선 운동하여 폐극 동작과 개극 동작을 수행하는 절연 조작 로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 차단기. And an insulation operation rod connected to the other end of the mover to linearly move by the mover to perform a closed pole operation and an opening action. 삭제delete 제5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 비자성체의 가동자는, The mover of the nonmagnetic material is 일단부에 상기 코일이 설치되며, 상기 내측 영구자석과 외측 영구자석 사이에서 축방향으로 직선 운동이 가능하게 설치되는 가동환; 및 A movable ring provided at one end of the coil and configured to linearly move in an axial direction between the inner permanent magnet and the outer permanent magnet; And 상기 내통의 내측에 직선이동이 가능하게 설치되며, 그의 일단부가 상기 가동환에 연결됨과 동시에 그의 타단부가 상기 절연 조작 로드에 연결되어서, 상기 가동환에 의해 축방향으로 직선 이동하여 상기 절연 조작 로드를 이동시키는 이동축을 포함하는 것을 특징으로 하는 차단기. A linear movement is provided inside the inner cylinder so that one end thereof is connected to the movable ring, and the other end thereof is connected to the insulation manipulation rod, so that the insulation manipulation rod is linearly moved in the axial direction by the movable ring. Breaker comprising a moving shaft for moving the. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 자성체로 이루어지며, 상기 내통과 외통의 양측 단부를 막음하여 원활한 자 계의 흐름을 유도하는 제1,2단부판을 포함하는 것을 특징으로 하는 차단기. A circuit breaker comprising a first end and a second end plate formed of a magnetic material and blocking both end portions of the inner and outer cylinders to induce a smooth flow of the magnetic field. 제5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 가동자의 개극 방향 이동 말미가 되는 지점 부분에 설치되어 충격력을 흡수하는 완충수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 차단기. And a shock absorber provided at a portion of the movable end of the mover in the opening direction to absorb the impact force. 제9항에 있어서, The method of claim 9, 상기 완충수단은 압축 코일 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차단기. The shock absorber is characterized in that the circuit consisting of a compression coil spring. 내부에 원환형의 챔버가 형성되어 있는 자성체의 바디; A body of magnetic material having an annular chamber formed therein; 상기 바디의 챔버 내부에 반경방향으로 일정간격을 유지하여 동심으로 설치되는 원환형의 내측 영구자석 및 외측 영구자석; 및 An annular inner permanent magnet and an outer permanent magnet installed concentrically by maintaining a predetermined interval in the radial direction inside the chamber of the body; And 원환형의 코일을 가져 상기 내측 영구자석과 내측 영구자석 사이에 축방향으로 직선 이동이 가능하게 설치되며, 상기 코일에 전류가 공급되는 경우 상기 내측 영구자석과 상기 외측 영구자석에 의한 자계와 상기 코일의 전류밀도에 의한 전자반발력에 의해 상기 내측 영구자석과 외측 영구자석 사이에서 축방향으로 직선 운동하는 가동자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기력을 이용한 조작기. It has an annular coil, which is installed to allow linear movement in the axial direction between the inner permanent magnet and the inner permanent magnet, and when the current is supplied to the coil, the magnetic field and the coil by the inner permanent magnet and the outer permanent magnet And a mover which linearly moves in the axial direction between the inner permanent magnet and the outer permanent magnet by an electromagnetic repulsive force due to the current density of the manipulator. 제11항에 있어서, The method of claim 11, 상기 내,외측 영구자석의 양단부에는 각각 원환형의 제1내,외측 보조 영구자석과 제2내,외측 보조 영구자석이 설치되고, Both ends of the inner and outer permanent magnets are provided with an annular first inner and outer auxiliary permanent magnet and a second inner and outer auxiliary permanent magnet, respectively. 상기 가동자는, 그의 코일의 양측 단부에 각각 원환형의 제1자성체 링과 제2자성체 링이 배치되어 상기 코일과 일체화된 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자기력을 이용한 조작기. And said mover has an annular first magnetic ring and a second magnetic ring disposed at both ends of said coil so as to be integrated with said coil. 제12항에 있어서, The method of claim 12, 상기 제1내,외측 보조 영구자석과 제2내,외측 보조 영구자석의 극성은 상기 내측 영구자석과 외측 영구자석의 극성과 반대방향인 것을 특징으로 하는 전자기력을 이용한 조작기. The polarity of the first inner and outer auxiliary permanent magnets and the second inner and outer auxiliary permanent magnets are opposite to the polarities of the inner and outer permanent magnets, the manipulator using electromagnetic force. 삭제delete 제12항에 있어서, The method of claim 12, 상기 코일과 제1,2자성체 링은 절연체 하우징의 내부에 매립되어 일체화되는 것을 특징으로 하는 전자기력을 이용한 조작기. And the coil and the first and second magnetic rings are embedded in the insulator housing and integrated therein. 제15항에 있어서, The method of claim 15, 상기 절연체 하우징은 플라스틱으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자기력을 이용한 조작기. The insulator housing is a manipulator using electromagnetic force, characterized in that made of plastic. 제11항에 있어서, The method of claim 11, 상기 가동자의 축방향 이동 말미에 상기 가동자의 단부가 바디에 충돌하는 것을 방지하기 위하여, 상기 가동자의 양단부측에 제1,2완충수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 전자기력을 이용한 조작기. And first and second buffering means are provided at both ends of the mover to prevent the end of the mover from colliding with the body at the end of the mover in the axial direction. 제17항에 있어서, The method of claim 17, 상기 제1,2완충수단은 압축 코일 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자석 조작기. The first and second buffering means is an electromagnet manipulator, characterized in that made of a compression coil spring. 제17항에 있어서, The method of claim 17, 상기 제1,2완충수단은 압축 코일 스프링으로 이루어지고, 상기 내측 영구자석과 외측 영구자석 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 전자기력을 이용한 조작기. The first and second buffering means is made of a compression coil spring, the manipulator using an electromagnetic force, characterized in that disposed between the inner permanent magnet and the outer permanent magnet. 제11항에 있어서, The method of claim 11, 상기 가동자의 일단부에는 다수개의 비자성체의 로드가 연결되고, 상기 다수개의 비자성체 로드의 단부에는 피동부에 연결되기 위한 지지대가 설치되는 것을 특징으로 하는 전자기력을 이용한 조작기. One end of the mover is connected to a plurality of nonmagnetic rods, the end of the plurality of nonmagnetic rods, the manipulator using an electromagnetic force, characterized in that a support for connecting to the driven portion is provided. 내부에 원환형의 챔버가 형성되어 있는 자성체의 바디; A body of magnetic material having an annular chamber formed therein; 상기 바디의 챔버 내부에 반경방향으로 일정간격을 유지하여 동심으로 설치되는 원환형의 내측 영구자석 및 외측 영구자석; An annular inner permanent magnet and an outer permanent magnet installed concentrically by maintaining a predetermined interval in the radial direction inside the chamber of the body; 원환형의 코일을 가져 상기 내측 영구자석과 내측 영구자석 사이에 축방향으로 직선 이동이 가능하게 설치되며, 상기 코일에 전류가 공급되는 경우 상기 내측 영구자석과 상기 외측 영구자석에 의한 자계와 상기 코일의 전류밀도에 의한 전자반발력에 의해 상기 내측 영구자석과 외측 영구자석 사이에서 축방향으로 직선 운동하는 가동자; 및 It has an annular coil, which is installed to allow linear movement in the axial direction between the inner permanent magnet and the inner permanent magnet, and when the current is supplied to the coil, the magnetic field and the coil by the inner permanent magnet and the outer permanent magnet A movable member linearly moving in the axial direction between the inner permanent magnet and the outer permanent magnet by the electromagnetic repulsive force due to the current density of the magnet; And 상기 가동자에 의해 직선 운동하여 폐극 동작과 개극 동작을 수행하기 위하여, 상기 가동자에 연결되는 절연 조작 로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 차단기. And an insulation operation rod connected to the mover to linearly move by the mover to perform the closed and open operation. 제21항에 있어서, The method of claim 21, 상기 내,외측 영구자석의 양단부에는 각각 원환형의 제1내,외측 보조 영구자석과 제2내,외측 보조 영구자석이 설치되고, Both ends of the inner and outer permanent magnets are provided with an annular first inner and outer auxiliary permanent magnet and a second inner and outer auxiliary permanent magnet, respectively. 상기 가동자는, 그의 코일의 양측 단부에 각각 원환형의 제1자성체 링과 제2자성체 링이 배치되어 상기 코일과 일체화된 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차단기. And the movable member has an annular first magnetic ring and a second magnetic ring disposed at both end portions of the coil thereof so as to be integrated with the coil. 삭제delete 자성체로 이루어진 하나의 바디 내부에 다수개의 전자석 조작부가 설치되고, A plurality of electromagnet control unit is installed in one body made of magnetic material, 상기 다수개의 조작부는 각각, Each of the plurality of operation units, 반경방향으로 일정간격을 유지하여 동심으로 설치되는 원환형의 내측 영구자석 및 외측 영구자석; An annular inner permanent magnet and an outer permanent magnet installed concentrically by maintaining a constant distance in the radial direction; 원환형의 코일을 가져 상기 내측 영구자석과 내측 영구자석 사이에 축방향으로 직선 이동이 가능하게 설치되며, 상기 코일에 전류가 공급되는 경우 상기 내측 영구자석과 상기 외측 영구자석에 의한 자계와 상기 코일의 전류밀도에 의한 전자반발력에 의해 상기 내측 영구자석과 외측 영구자석 사이에서 축방향으로 직선 운동하는 가동자; It has an annular coil, which is installed to allow linear movement in the axial direction between the inner permanent magnet and the inner permanent magnet, and when the current is supplied to the coil, the magnetic field and the coil by the inner permanent magnet and the outer permanent magnet A movable member linearly moving in the axial direction between the inner permanent magnet and the outer permanent magnet by the electromagnetic repulsive force due to the current density of the magnet; 상기 다수개의 가동자에 연결되는 다수개의 로드; 및 A plurality of rods connected to the plurality of movers; And 상기 다수개의 로드의 단부를 하나로 연결하는 지지대를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기력을 이용한 조작기. Manipulator using an electromagnetic force comprising a support for connecting the ends of the plurality of rods into one. 제24항에 있어서, The method of claim 24, 상기 내,외측 영구자석의 양단부에는 각각 원환형의 제1내,외측 보조 영구자석과 제2내,외측 보조 영구자석이 설치되고, Both ends of the inner and outer permanent magnets are provided with an annular first inner and outer auxiliary permanent magnet and a second inner and outer auxiliary permanent magnet, respectively. 상기 가동자는, 그의 코일의 양측 단부에 각각 원환형의 제1자성체 링과 제2자성체 링이 배치되어 상기 코일과 일체화된 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자기력을 이용한 조작기. And said mover has an annular first magnetic ring and a second magnetic ring disposed at both ends of said coil so as to be integrated with said coil. 삭제delete 자성체로 이루어진 하나의 바디 내부에 다수개의 전자석 조작부가 설치되고, A plurality of electromagnet control unit is installed in one body made of magnetic material, 상기 다수개의 조작부는 각각, Each of the plurality of operation units, 반경방향으로 일정간격을 유지하여 동심으로 설치되는 원환형의 내측 영구자석 및 외측 영구자석; An annular inner permanent magnet and an outer permanent magnet installed concentrically by maintaining a constant distance in the radial direction; 원환형의 코일을 가져 상기 내측 영구자석과 내측 영구자석 사이에 축방향으로 직선 이동이 가능하게 설치되며, 상기 코일에 전류가 공급되는 경우 상기 내측 영구자석과 상기 외측 영구자석에 의한 자계와 상기 코일의 전류밀도에 의한 전자반발력에 의해 상기 내측 영구자석과 외측 영구자석 사이에서 축방향으로 직선 운동하는 가동자; It has an annular coil, which is installed to allow linear movement in the axial direction between the inner permanent magnet and the inner permanent magnet, and when the current is supplied to the coil, the magnetic field and the coil by the inner permanent magnet and the outer permanent magnet A movable member linearly moving in the axial direction between the inner permanent magnet and the outer permanent magnet by the electromagnetic repulsive force due to the current density of the magnet; 상기 다수개의 가동자에 연결되는 다수개의 로드; 및 A plurality of rods connected to the plurality of movers; And 상기 다수개의 로드의 단부를 하나로 연결하는 지지대를 포함하며, It includes a support for connecting the ends of the plurality of rods in one, 상기 다수개의 가동자에 의해 직선 운동하여 폐극 동작과 개극 동작을 수행 하기 위하여, 상기 지지대에 연결되는 절연 조작 로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 차단기. And an insulating operation rod connected to the support to linearly move by the plurality of movers to perform the closed and open operation. 제27항에 있어서, The method of claim 27, 상기 내,외측 영구자석의 양단부에는 각각 원환형의 제1내,외측 보조 영구자석과 제2내,외측 보조 영구자석이 설치되고, Both ends of the inner and outer permanent magnets are provided with an annular first inner and outer auxiliary permanent magnet and a second inner and outer auxiliary permanent magnet, respectively. 상기 가동자는, 그의 코일의 양측 단부에 각각 원환형의 제1자성체 링과 제2자성체 링이 배치되어 상기 코일과 일체화된 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차단기. And the movable member has an annular first magnetic ring and a second magnetic ring disposed at both end portions of the coil thereof so as to be integrated with the coil. 삭제delete
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