KR100692731B1 - 가스 절연 스위치 기어 - Google Patents

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Abstract

방열, 차단 성능의 각 상에서의 편차, 제조상의 수율, 기밀의 확보, 또한 부싱의 표준화, 생산 효율의 저해 문제를 해결하기 위해, 가스 절연 스위치 기어의 진공 차단기를 지지한 절연 프레임을 절연통체로 하고, 진공 밸브의 가동부분 부근에 절연통체를 상하로 관통하는 개구부를 마련한다. 또한, 접지개폐기를 갖는 단로기의 주회로부는 각 상의 절연통체의 상하 어느 하나에, 진공 밸브와의 위치 관계가 동일하게 되도록 배치하고, 탱크 상면의 3상 절연 스페이서는 각 상 개별적으로 한 것을 제 2상(相)의 부싱을 중심으로 전후·좌우로 어긋나게 배치하고, 탱크 하부의 부싱은, 탱크 외측에 변류기를 마련하는데 충분한 길이를 갖는 부싱으로 하였다.
스위치기어

Description

가스 절연 스위치 기어{GAS-INSULATED SWITCHGEAR}
본 발명은 가스 절연 스위치 기어의 구조에 관한 것이다.
예를 들면 특개평 11-185577호 공보에 기재된 종래의 가스 절연 스위치 기어는, 베이스 위에 가대를 사이에 두고 탱크가 마련되어 있다. 탱크는 앞면측의 하부가 노치된 형상으로 되어 있고, 탱크의 앞면측에는 개구부가 형성되고, 해당 개구부는 부착판에 의해 폐색되어 있다. 탱크의 내측은 기밀로 구성되어 절연 가스가 충전되어 있다. 부착판의 내측에는 고체 절연물로 이루어지는 단면이 거의 U자 형상의 절연 프레임의 일단이 부착되고, 절연 프레임의 내측에는 개폐기로서 진공 차단기가 부착되어 있다. 또한, 절연 프레임의 상방에는 개폐기로서의 접지개폐기(grounding swtiches)를 갖는 단로기(斷路器; disconnectors)가 마련되어 있다. 그리고, 부착판의 외측에는, 진공 차단기를 조작하는 조작부와, 접지개폐기를 갖는 단로기를 조작하는 조작부가 마련되어 있다.
모선(母線; bus bars)은 탱크의 상방에 배설되어 있다. 탱크의 상면에는 개구부가 형성되고, 해당 개구부를 기밀로 막는 절연 부재로서의 3상 절연 스페이서가 마련되어 있다. 이 3상 절연 스페이서는 3상분의 내부 도체를 고체 절연물로 몰드한 것이다. 이 내부 도체의 상단이 모선에 접속되고, 하부가 접지개폐기를 갖는 단로기에 접속되어 있다.
탱크의 하부에는 고체 절연물인 부싱에 내부 도체와 변류기를 매설한 복합형의 부싱이 3상분 마련되어 있다. 이 부싱은 탱크의 개구부에 O링을 사이에 두고 내부로부터 기밀로 부착되어 있다. 이 부싱에는 가스 절연 스위치 기어의 앞면측으로부터 케이블 헤드가 부착되어 있다. 상기 진공 차단기와 부싱의 내부 도체는 도체를 통하여 접속되고, 케이블 헤드에는 전력 케이블이 접속되어 있다.
종래의 가스 절연 스위치 기어는, 진공 차단기를 지지하는 절연 프레임의 단면(斷面)이 U자 형상이기 때문에 단부(端部)의 두께를 늘리는 등 보강 대책이 필요하고, 또한, 진공 차단기부에서 발생한 열이 방열하기 어렵다는 문제가 있다.
또한, 접지개폐기를 갖는 단로기의 각 상(相)의 주회로부를, 차단기 부근에 깊이 방향으로 차례로 배치하고 있기 때문에, 각 상마다 고장(故障) 전류 통전에 수반하는 전자계의 진공 스위치 사이의 차단부에 주는 영향이 다르기 때문에, 진공 차단기의 차단 성능이 각 상에 따라 흐트러진다는 문제가 있다.
또한, 탱크 상면에 부착한 3상 절연 스페이서는, 형상이 복잡하기 때문에 제조상에서의 수율이 나쁘고, 플랜지면이 넓기 때문에 기밀 성능을 유지하기 위해서는 탱크측에서도 광범위하게 평면도를 확보할 필요가 있기 때문에 고가로 되어 있다.
또한, 탱크 하부에 마련한 부싱은, 변류기를 매설하고 있기 때문에 복잡하고 대형으로 되고, 제조상의 수율이 나쁘고, 작업성도 나쁘다. 또한, 고객처마다 변화하는 변류기의 사양에 대응할 필요가 있기 때문에 부싱의 표준화, 생산 효율을 저 해하는 원인이었다.
상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명의 가스 절연 스위치 기어에 의하면, 절연성 가스를 밀봉한 금속 용기와, 금속 용기에 지지되고, 외부 회로에 접속하여야 할 모선측 부싱과, 금속 용기 내에서 용기벽 상에 일단에서 지지된 절연 프레임과, 절연 프레임에 지지되고, 절연 프레임의 일단을 관통하여 늘어난 절연 로드에 연결된 가동측 단자 및 절연통체의 타단에 지지된 고정측 단자를 갖는 진공 차단기와, 절연 프레임에 마련된 회전 가능한 블레이드를 가지며, 모선측 부싱과 진공 차단기와의 사이에 접속된 단로기와, 진공 차단기에 접속되고 전력 케이블에 접속할 수 있는 케이블 헤드와, 케이블 헤드에 흐르는 전류를 측정하는 변류기를 구비한 가스 절연 스위치 기어에 있어서, 절연 프레임이 축방향으로 수직한 면의 단면형(斷面形)이 고리형상의 통형상체이고, 진공 차단기의 가동측 단자를 단로기에 접속하기 위한 개구부를 구비한 것을 특징으로 하는 가스 절연 스위치 기어를 얻을 수 있다.
또한, 절연통체를 관통하여 가동측 단자를 블레이드에 접속하는 가요 도체(flexible conductor)를 구비한 것으로 하여도, 모선측 부싱 및 단로기를 포함하는 주회로 도체가 진공 차단기의 축심을 포함하는 거의 수직한 면 내에 있는 것으로 하여도, 모선측 부싱이 가스 절연 스위치 기어의 깊이 방향 및 폭 방향으로 상(相)마다 서로 어긋나 있는 것이라도, 또는 변류기가 케이블 헤드와는 별개의 부품인 것으로 하여도 좋다.
도 1은 본 발명의 가스 절연 스위치 기어의 실시 형태 1을 도시한 측단면도.
도 2는 본 발명의 가스 절연 스위치 기어의 실시 형태 2를 도시한 측단면도.
도 3은 본 발명의 가스 절연 스위치 기어의 실시 형태 3을 도시한 측단면도.
도 4는 본 발명의 가스 절연 스위치 기어의 실시 형태 4를 도시한 측단면도.
실시의 형태 1
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 가스 절연 스위치 기어에서는, 박판의 금속판에 의해 구성한 가대(2) 위에 탱크(3)가 마련되어 있다. 탱크(3)의 앞면(前面)은 노치된 형상으로 되어 있다. 탱크(3)의 앞면은 개구부가 형성되고 해당 개구부는 부착판(4)에 의해 폐색되고, 탱크(3)의 내부는 기밀로 구성되고, 절연 가스가 충전되어 있다.
부착판(4)의 내측에는 고체 절연물로 이루어지는 절연통(18)의 일방측이 차단기(6)의 주회로 부분과 5mm 이상의 공극을 갖도록 부착되고, 절연통(18)의 내측에는, 진공 밸브(19) 및 진공 밸브(19)의 가동측 단자인 가동축(20)과 접지개폐기를 갖는 단로기용 블레이드 지지 단자(21)의 사이를 가동축(20)의 동작을 손상시키는 일이 없도록 접속하는 가요 도체(22) 등의 차단기 주회로부 및 진공 밸브(19)의 가동축(20)과 차단기용 조작부(8)를 절연하는 절연 로드(23), 절연 로드(23)와 진공 밸브(19)의 가동축(20)을 접속하는 어댑터(24) 등의 기구 부품을 수납하고 있다. 또한, 절연통(18)의 위에는 접지개폐기를 갖는 단로기(7)가 마련되어 있다. 그리고, 부착판(4)의 외측에는, 종래와 마찬가지로 차단기용 조작부(8)와 접지개폐기를 갖는 단로기용 조작부(9)가 마련되어 있다.
절연통(18)의 부착판(4)과 반대측에는, 진공 밸브의 고정측 단자(25)가 고정 단자(26)를 통하여 부착되고, 그 상부의 절연통(18)은 상방으로 돌출하고 접지개폐기를 갖는 단로기의 입구측 단자(27)가 부착되고, 절연통(18)의 진공 밸브 가동축(20) 상방에는, 상기 돌출부보다 작게 돌출하고 접지개폐기를 갖는 단로기의 블레이드 지지 단자(21)가 부착되어 있다. 또한, 작은 돌출부의 부착판(4)측에는 절연통(18)을 관통하도록 개구부(28)가 마련되어 있고, 진공 밸브의 가동축(20)은, 이 개구부(28)를 관통하는 가요 도체(22)에 의해 접지개폐기를 갖는 단로기의 블레이드 지지 단자(21)에 접속되어 있다.
부착판(4)의 절연통(18) 상방에는, 각 상마다 절연통(18)과 동일 피치로 개구부가 형성되고, 해당 개구부를 기밀로 막는 절연 부재로서의 시험용 단자겸 접지 단자(29)가 마련되어 있다. 이 시험용 단자겸 접지 단자(29)는 내부 도체(29a)가 중심에 매설되고, 내부 도체(29a)를 중심으로 하는 원주상에 탱크에의 부착용 금구(30)가 매설되어 있고, 부착용 금구(30)의 외측에는 탱크에 기밀로 부착하기 위한 패킹을 부착하는 오목부(31)를 내부 도체(29a)를 중심으로 마련하고 있다. 이 내부 도체(29a)의 탱크 내측 단에는, 접지개폐기를 갖는 단로기의 접지측 단자(32)에 접속되고, 탱크 외측 단은 접지 단자에 접속되어 있다. 상기 부착판(4)의 절연통(18) 상방의 개구부의 주위에는, 해당 개구부의 중심과 같은 중심을 갖는 원주상에 시험용 단자겸 접지 단자(29) 부착용의 작은 구멍을 가지며, 시험용 단자겸 접 지 단자(29)는 탱크 내측으로부터 해당 개구부에 삽입하고, 탱크 외측으로부터 부착용 구멍을 관통시킨 볼트(33)를 상기 설치 금구(30)에 삽입하여 체결한다.
탱크(3)의 상면에는, 각 상마다 절연통(18)의 상방에 절연통(18)과 같은 정도의 피치로, 또한 모선(10)의 외경 치수보다 약간 크고 전후 방향으로 어긋난 위치에 개구부가 형성되고, 해당 개구부를 기밀로 막는 절연 부재로서의 모선용 단상(單相) 부싱(single-phase bushing; 34)이 마련되어 있다. 이 단상 부싱(34)은 내부 도체(34a)가 중심에 매설되고, 내부 도체(34a)를 중심으로 하는 원주상에 탱크(3)에의 부착용 금구(35)가 매설되어 있고, 부착용 금구(35)의 외측에는 탱크에 기밀로 부착하기 위한 패킹을 부착하는 오목부(36)를 내부 도체(34a)를 중심으로 마련하고 있다. 이 내부 도체(34a)의 탱크 내측 단에는, 접속 도체(38)를 통하여 접지개폐기를 갖는 단로기의 입구측 단자(27)에 접속되고, 탱크 외측 단은 모선(10)에 접속되어 있다. 상기 탱크 상면의 개구부의 주위에는, 해당 개구부의 중심과 같은 중심을 갖는 원주상에 단상 부싱(34) 부착용의 작은 구멍을 가지며, 단상 부싱(34)은 탱크 내측으로부터 해당 개구부에 삽입하고, 탱크 외측으로부터 부착용 구멍을 관통시킨 볼트(37)를 상기 부착 금구에 삽입하고 체결한다.
탱크(3)의 앞면 하부에는, 각 상마다 절연통(18)의 하방에 절연통(18)과 같은 정도의 피치로 개구부가 형성되고, 해당 개구부를 기밀로 막는 절연 부재로서의 케이블 접속용 단상 부싱(39)이 마련되어 있다. 이 단상 부싱(39)은 내부 도체(39a)가 중심에 매설되고, 내부 도체(39a)를 중심으로 하는 원주상에 탱크(3)에의 부착용 금구(40)가 매설되어 있고, 부착용 금구(40)의 외측에는 탱크에 기밀로 부착하기 위한 패킹을 부착하는 오목부(41)를 내부 도체(39)를 중심으로 마련하고 있다. 이 내부 도체(39)의 탱크 내측 단에는, 접속 도체(42)를 통하여 차단기의 고정 단자(26)에 접속되고, 탱크 외측 단은 케이블 헤드(15)를 통하여 전력 케이블(17)에 접속되어 있다. 또한, 케이블 헤드(15)에는 케이블 헤드(15)에 흐르는 전류를 측정하는 변류기(44)가 마련되어 있다. 상기 탱크(3)의 앞면 하부의 개구부의 주위에는, 해당 개구부의 중심과 같은 중심을 갖는 원주상에 단상 부싱(39) 부착용의 작은 구멍을 가지며, 단상 부싱(39)은 탱크 내측으로부터 해당 개구부에 삽입하고, 탱크 외측으로부터 부착용 구멍을 관통시킨 볼트(42)를 상기 부착 금구에 삽입하고 체결한다.
본 실시 형태의 가스 절연 스위치 기어에 있어서는, 진공 차단기를 지지하는 절연 프레임이 통형상체이고, 개구부를 구비하고 있기 때문에, 종래와 같이 단부의 두께를 늘리는 등의 보강 대책이 불필요하고, 또한 진공 차단기부에서 발생한 열의 방열을 효율적으로 행할 수 있다. 또한, 모선측 부싱 및 단로기를 포함하는 주회로 도체가 진공 차단기의 축심을 포함하는 거의 수직면 내에 있기 때문에, 각 상마다의 진공 차단기의 차단 성능이 동등하게 된다. 또한, 모선측 부싱이 가스 절연 스위치 기어의 깊이 방향 및 폭 방향으로 상마다 서로 어긋나 있기 때문에, 탱크 상면에 부착하는 절연 스페이서의 형상을 간단하게 할 수 있고, 제조상의 수율 및 기밀 성능의 유지를 용이하게 할 수 있다. 또한, 변류기가 상기 케이블 헤드와는 별개의 부품이기 때문에, 제조상의 수율이 좋고, 작업성도 좋고, 고객처마다 변화하는 변류기의 사양에 용이하게 대응할 수 있다.
실시의 형태 2
다음에 실시의 형태 2에 관해 도 2에 의거하여 설명한다. 도 2와 도 1을 비교하면 알 수 있는 바와 같이, 절연통 내부의 차단기가 없고, 단락 도체(45)에 의해 접지개폐기를 갖는 단로기의 블레이드 지지 단자(21)와 고정 단자(26)를 개폐기를 통하지 않고 접속하고 있다.
실시의 형태 3
다음에 실시의 형태 3에 관해 도 3에 의거하여 설명한다. 도 3과 도 2를 비교하면 알 수 있는 바와 같이, 절연통(18)과 접지개폐기를 갖는 단로기(7)의 위치가, 상호 위치 관계를 변경하는 일 없이 상하 반전하고 있고, 차단기의 고정 단자(26)는 접속 도체(46)를 통하여, 탱크 상면의 단상 부싱(34)에 접속하고, 접지개폐기를 갖는 단로기의 입구측 단자(27)는 접속 도체(47)를 통하여, 탱크 앞면 하부의 단상 부싱(39)에 접속하고 있다. 또한, 탱크 앞면 하부의 단상 부싱(39)에는 전력 케이블(17)이 아니라 계기용 변압기(47)를 접속하고 있는 상태를 도시하고 있지만, 전력 케이블, 피뢰기 등도 같은 구조로 접속할 수 있다.
실시의 형태 4
다음에 실시의 형태 4에 관해 도면에 의거하여 설명한다. 도 4와 도 1을 비교하면 알 수 있는 바와 같이, 탱크 하부의 단상 부싱(39)이 배면측에 부착되어, 전력 케이블(17)이 가스 절연 스위치 기어의 배면측으로부터 단상 부싱(39)에 접속되어 있다. 도면에서는 전력 케이블(17)이 가스 절연 스위치 기어 상방으로부터 인입되어 있지만, 전력 케이블(17)을 하방으로부터 인입하는 경우에도 접속할 수는 있다.
이상의 설명한 바와 같이, 본 발명의 가스 절연 스위치 기어에 의하면, 차단기의 주회로 부분을 수납하는 절연물을 원형 또는 타원형으로 함으로써 절연물 내의 응력을 분산하고, 절연물의 박육화를 실현할 수 있다. 또한, 절연물에 돌출부를 마련함으로써 접지개폐기를 갖는 단로기의 각 단자 부착을 위해 여분의 금구를 필요로 하지 않고 조립 시간의 단축이 가능하며, 또한, 절연통의 일부에 관통 구멍을 마련함으로써, 절연통 내에서 발생한 열을 용이하게 절연통 밖으로 방열할 수 있고, 동일 도체 사이즈라도 대전류를 통전하는 것이 가능하다.
본 발명의 가스 절연 스위치 기어는, 절연 프레임이 축방향으로 수직한 면의 단면형이 고리형상의 통형상체이고, 진공 차단기의 가동측 단자를 단로기에 접속하기 위한 개구부를 구비하고 있기 때문에, 절연 프레임 내의 응력을 분산하고, 절연 프레임의 박육화를 실현할 수 있고, 절연 프레임에 접지개폐기를 갖는 단로기를 부착할 수도 있고, 또한, 절연 프레임의 일부에 관통 구멍을 마련함으로써, 절연 프레임 내에서 발생한 열을 용이하게 외부로 방열할 수 있고, 동일 도체 사이즈라도 대전류를 통전하는 것이 가능하다.

Claims (20)

  1. 절연성 가스를 밀봉한 금속 용기(3)와,
    상기 금속 용기(3)에 지지되고, 외부 회로에 접속하여야 할 모선측 부싱(34)과,
    상기 금속 용기(3) 내에서 용기벽상에 일단이 지지된 절연 프레임(18)과,
    상기 절연 프레임(18)에 지지되고, 상기 절연 프레임(18)의 상기 일단을 관통하여 늘어난 절연 로드(23)에 연결된 가동측 단자(20) 및 상기 절연 프레임(18)의 타단에 지지된 고정측 단자(25)를 갖는 진공 차단기(19)와,
    상기 절연 프레임(18)에 마련된 회동 가능한 블레이드를 가지며, 상기 모선측 부싱(34)과 상기 진공 차단기(19) 사이에 접속된 단로기(7)와,
    상기 진공 차단기(19)에 접속되고 전력 케이블(17)에 접속할 수 있는 케이블 헤드(15)와,
    상기 케이블 헤드(15)에 흐르는 전류를 측정하는 변류기(44)를 구비한 가스 절연 스위치 기어에 있어서,
    상기 절연 프레임(18)이 통형상이고, 상기 진공 차단기(19)의 가동측 단자(20)를 상기 단로기(7)에 접속하기 위한 개구부(28)를 구비한 것을 특징으로 하는 가스 절연 스위치 기어.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 모선측 부싱(34) 및 상기 단로기(7)를 포함하는 주회로 도체가 상기 진공 차단기(19)의 축심을 포함하는 거의 수직한 면 내에 있는 것을 특징으로 하는 가스 절연 스위치 기어.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제 1항 또는 제 13항에 있어서,
    상기 모선측 부싱(34)이 상기 가스 절연 스위치 기어의 속길이 방향 및 폭방향으로 상마다 서로 어긋나 있는 것을 특징으로 하는 가스 절연 스위치 기어.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
KR1020047013415A 2002-10-31 2003-03-17 가스 절연 스위치 기어 KR100692731B1 (ko)

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