KR100705636B1 - 고전압 조작봉 센서 및 그 제작 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공 스위칭 장치를 이용 및 제작하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 진공 스위칭 장치(105)는 상기 장치 내에 이동가능 전기적 컨택트(movable electrical contact)를 활성화시키는 조작봉(120)를 구비한다. 상기 조작봉(120)는 전기 센서(210, 215)를 내부에 포함하고 있는 공동(hollow) 에폭시 유리 튜브(205)일 수 있고, 상기 튜브(205) 내에 위치하면서 상기 센서(210, 215)를 감싸는 엘라스토머 류의(elastomeric) 폴리머 충전(filling) 컴파운드(260)가 구비되어 있을 수 있다. 상기 조작봉(120)는, 상기 튜브(205)에 압착 고정(press-fit)되고 적어도 하나의 크로스 핀(235)에 의해 고정된 강철 말단 부품(end-fitting)(225, 230)에 의해, 일단(one-end)에서 상기 이동가능 전기적 컨택트에 부착될 수 있다. 이러한 방식으로, 매우 안정된 전기기계적 연결이 상기 조작봉(120) 및 상기 진공 스위칭 장치(105)의 나머지 부분 사이에 이뤄질 수 있으며, 상기 센서(210, 215)는 상기 장치의 동작과 관련된 충격으로부터 보호된다. 게다가, 상기 진공 스위칭 장치(105)는 제작하기 쉽고 컴팩트하다.

Description

고전압 조작봉 센서 및 그 제작 방법{HIGH VOLTAGE OPERATING ROD SENSOR AND METHOD OF MAKING THE SAME}

본 발명은 고전압 스위칭장치(switchgear)에 관한 것이다.

종래의 진공 고장 차단기(vacuum fault interrupters)는 고전압 고장 차단을 제공한다. 진공 차단기로도 불릴 수 있는 그러한 진공 고장 차단기는 일반적으로 전기적 컨택트(electrical contact)를 갖는 고정 전극 어셈블리, 및 고유의 전기적 컨택트를 가지면서 상기 고정 전극 어셈블리에 대해 공통 길이방향 축 상에 배열된 이동가능 전극 어셈블리를 포함한다. 상기 이동가능 전극 어셈블리는 일반적으로 상기 공통 길이방향 축을 따라 움직이기에, 상기 전기적 컨택트들이 다른 컨택트와 접하고, 접하지 않도록 한다. 이러한 방식으로, 전류 경로에 배치된 진공 차단기는 대전류를 엄청나게 차단하는데 이용될 수 있으며, 이에 따라 외부 회로에의 손상을 방지할 수 있다.

상기 전기적 컨택트들을 다른 컨택트들과의 접촉에서 벗어나도록 움직이는 때를 결정하기 위해, 종래의 진공 차단기들은 종종 일부 타입의 전류 및/또는 전압 감지 장치를 이용한다.

하나의 일반적 측면에서, 진공 스위칭 장치는 진공 어셈블리를 포함한다. 스위칭 컨택트들은 상기 진공 어셈블리 내에 배치되고, 상기 스위칭 컨택트들의 하나는 축을 따라 이동가능한 스위칭 컨택트이다. 상기 진공 스위칭 장치는 또한, 상기 축을 따라 배치되고 상기 축을 따른 상기 이동가능 스위칭 컨택트의 움직임을 활성화하도록 동작하는 봉, 및 상기 봉 내에 배치되고 충전 컴파운드(filling compound)에 의해 감싸진 센서를 포함한다.

구현예들은 다음의 특성들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 충전 컴파운드는 엘라스토머 류의(elastomeric) 폴리머 컴파운드로 만들어질 수 있다. 상기 센서는 저항성 소자를 포함할 수 있으며, 상기 봉은 방사상으로 감긴 에폭시 유리 튜브를 포함할 수 있다.

금속 부품(metalic fitting)은 상기 봉의 일단에 압착 고정(press-fit)될 수 있으며, 상기 센서에 연결될 수 있다. 그리고, 상기 금속 부품을 제자리에 고정시키기 위해 크로스 핀이 상기 봉 및 상기 금속 부품을 통해 삽입될 수 있다. 이 구현예에서, 도전성 가드 슬리브(guard sleeve)는 상기 크로스 핀에 의해 상기 금속 부품과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 금속 부품은 접지될 수 있어서, 상기 도전성 가드 슬리브 또한 접지된다. 또, 전압 감지 저항은 핀 소켓 어셈블리를 통해 상기 금속 말단 부품(metallic end fitting)에 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 봉은 이랑이 있는(ribbed) 실리콘 슬리브 내에 싸여질 수 있으며, 상기 장치는 진공 고장 차단기를 포함할 수 있다.

다른 일반적인 면에서, 진공 스위칭 장치용 조작봉은, 센서를 공동(hollow) 튜브에 삽입하고, 상기 센서의 제1 부분을 상기 튜브의 제1 말단에 부착된 제1 말단 부품(end fitting)에 연결하며, 상기 센서의 제2 부분을 상기 튜브의 외부로 연장된 전기적 커넥션에 연결하며, 상기 튜브를 충전 컴파운드로 충전함으로써 제작될 수 있다.

구현예들은 다음의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 충전 컴파운드는 엘라스토머 류의(elastomeric) 폴리머 컴파운드일 수 있다.

센서를 삽입하는 단계에서는, 저항성 소자를 상기 공동 튜브의 길이를 따라 꿸 수 있다. 상기 저항성 소자의 일단(one end)은 상기 제1 말단 부품에 부착된 핀 소켓 어셈블리에 부착될 수 있다.

또한, 센서를 삽입하는 단계에서는: 적어도 하나의 구멍이 상기 튜브의 상기 제1 말단 근처의 부분을 통해 뚫릴 수 있으며, 상기 제1 말단 부품은 상기 튜브의 제1 말단에 압착 고정될 수 있으며, 핀이 상기 구멍을 통해, 상기 제1 말단 부품에 삽입될 수 있다.

이랑이 있는 고무 스커트(ribbed rubber skirt)가 상기 조작봉를 덮을 수 있다. 상기 튜브는 방사상으로 감긴 에폭시 유리 튜브일 수 있다.

상기 튜브를 상기 충전 컴파운드로 채우는 단계에서, 상기 충전 컴파운드는 상기 실리콘 고무 스커트를 통해 상기 튜브로 삽입될 수 있다. 또한, 상기 튜브를 상기 충전 컴파운드로 채우는 것은, 또한 상기 튜브의 상기 제2 말단 근처의 튜브 내에 구멍을 뚫는 단계; 아래로 향하는 방향으로 접하고 있는 상기 제1 말단과 함께 상기 튜브를 세우는(standing) 단계; 및 상기 제1 말단 근처의 지점에 상기 충전 컴파운드를 삽입하여, 상기 충전 컴파운드에 의해 치환된 공기가 상기 구멍을 통해 상기 튜브로부터 제거되도록 하는 단계를 포함할 수 있다. 이 구현예에서, 상기 구멍은 상기 센서의 제2 부분으로의 전기적 커넥션을 형성하는 것을 돕는데 이용될 수 있다.

또 다른 일반적인 면에 따르면, 진공 스위칭 장치용 조작봉은 방사상으로 감긴 에폭시 유리 튜브, 상기 튜브의 길이방향으로 연장된 센서 및 상기 튜브 내에 위치하면서 상기 센서를 감싸는 충전 컴파운드를 포함한다.

구현예들은 다음의 특성들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 실리콘 슬리브는 상기 조작봉의 제1 부분을 감쌀 수 있으며, 접지된 가드 슬리브(guard sleeve)는 상기 조작봉의 주위에 있을 수 있다.

하나 이상의 구현예들에 대한 상세한 사항들은 첨부된 도면들과 이하의 기재에 의해 설명된다. 다른 특성들은 기재, 도면들 및 청구항들로부터 자명할 것이다.

도 1은 진공스위칭장치를 나타낸 도면,

도 2는 도 1의 진공스위칭장치와 함께 이용하기 위한 조작봉을 나타낸 도면,

도 3은 도 2의 조작봉의 일부를 상세히 나타낸 도면,

도 4는 도 2의 조작봉의 바디를 나타낸 도면,

도 5는 외부 고무 스커트를 포함하는 도 2의 조작봉을 나타낸 도면,

도 6은 도 2의 조작봉을 제작하기 위한 방법을 나타낸 플로우차트이다.

이하, 예시도면을 참조하면서 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

도 1에는 과도하게 높은 전류로부터 외부회로(도시되지 않았음)를 보호하는데 이용되는 진공 차단기(105)를 포함하는 진공스위칭장치가 도시되어 있다. 진공 차단기(105)는 상부 컨택트 터미널(115)에 연결된 고정 터미널 봉(110)을 포함한다. 상부 컨택트 터미널(115)은 외부회로에 대해 진공 차단기(105)를 연결한다.

진공 차단기(105)는 유전체가 충만된 공동(125)(도시되지 않은 유전체는 가스 또는 액체일 수 있다) 내에 포함된 조작봉(120)에 부착되고, 개구(130)를 통해 연장된다. 조작봉(120)은 그 축 운동을 야기시키도록 동작하는 외부장치(도시되지 않았음)에 연결됨과 더불어 이동가능 전기적 컨택트 어셈블리(135)에 연결되어, 어셈블리(135)의 이동가능 전기적 컨택트를 진공 차단기(105)(도시되지 않은 진공 차단기의 내부) 내의 고정 전기적 컨택트를 갖는 컨택트의 내부 또는 외부로 이동시킨다.

이동가능 전기적 컨택트 어셈블리(135)는 진공 차단기(105) 내의 전기적 컨택트의 운동을 활성화시키는 수단이므로 진공 차단기(105) 내의 전류의 흐름을 차단하게 된다.

전류교환 어셈블리(140)는 이동가능 전기적 컨택트 어셈블리(135)와 고정 콘덕터(145) 사이에서 전류가 흐를 수 있도록 한다. 일반적으로, 어셈블리는 두 지점 사이에서 전류흐름을 용이하게 하는바, 예컨대 롤러 컨택트, 슬라이딩 컨택트, 또는 플렉시블 커넥터를 포함할 수 있다.

예컨대, 실리콘 슬리브일 수 있는 컴플라이언트 재료(150)는 진공 차단기(105)를 에워싼다. 일례에 있어서, 컴플라이언트 재료(150)는, 예컨대 SILQUEST A-100 실란(즉, 감마-아미노프로필 트리에톡시실란)과 같은 실란을 기초로 하는 접착제에 의해 진공 차단기(105)에 부착된다. 예컨대, 에폭시 밀봉 재료일 수 있는 강성 밀봉 재료(155)가 도 1의 진공스위칭장치 전체를 에워싸는데 이용된다.

일례에 있어서, 조작봉(120)은 높은 강성의 절연성인 중합재료로 이루어진 튜브로 제작된다. 중합재료 튜브는, 내부 공동을 갖춘, 필라멘트가 감겨진 에폭시 유리 보강 튜브(예컨대, 유리섬유 튜브)일 수 있다. 이러한 내부 공동 내부의 공간은, 저항성의 고전압 센서로서 이용될 수 있는 하나 이상의 저항을 유지하는데 이용된다. 이러한 저항 주위로, 저점도의 액체 폴리머 컴파운드가 주입될 수 있고, 이어서 안정된 폴리머 상태를 취하도록 경화된다. 일례에 있어서, 하나의 저항의 일단이 이동가능 전기적 컨택트 어셈블리(135)에 연결될 수 있다. 하나의 저항(또는 동일한 저항)의 타단은 매우 유연한 와이어(160)에 연결될 수 있고, 이 와이어를 통해 과전압 보호장치(165) 및 로우-암 저항(170; low-arm resistor)과 병렬로 연결된다. 따라서, 본 예에서는 로우-암 저항(170)을 가로질러 측정된 센서 출력전압 Vout은,

과 동일하다.

이러한 방법에 있어서, 신뢰할 수 있고, 저비용이면서, 용이하게 제작된 전압 센서가 조작봉(120)에 통합될 수 있다. 더욱이, 폴리머 컴파운드의 탄성은 조작봉(120)의 동작과 관련한 움직임 및 충격으로부터 초래되는 전압 센서 상의 기계적 충격 효과를 상당히 감소시킨다. 이하, 조작봉(120)의 상세한 구조와 동작 및 어셈블리를 설명한다.

도 2는 조작봉(120)의 일례를 나타낸 것이다. 도 2에 있어서, 에폭시 유리 튜브(205)가 제1 저항(210)과 제2 저항(215)을 수용하도록 도시되어 있고, 2개의 저항이 커넥터(220)에 의해 연결된다. 커넥터(220)는, 예컨대 통상적인 와이어 연결, 핀 소켓 어셈블리(도 3에서 상세히 설명됨), 또는 소정의 다른 형태의 적절한 커넥터일 수 있다.

제1 부품(225)과 제2 부품(230)은, 튜브(205)의 내부 부품에 전기적 컨택트를 제공함과 더불어 크로스 핀(235)을 통해 외부 도전성-슬리브(245)(이후 설명됨)에 전기적 연결을 제공하는데 도움을 주는 동안, 캡 튜브(205)를 견고하게 하도록 미리 제작된 금속편이다. 부품(225,230)은, 예컨대 강철로 구성될 수 있다. 일례에 있어서, 강철 부품(225,230)은 울퉁불퉁함과 더불어 에폭시 유리 튜브(205)에 눌려져 고정된다. 더욱이, 강철 부품(225,230)은, 도시된 바와 같이, 튜브(205)와 부품(225,230)에 뚫려진 대응하는 구멍을 통해 크로스 핀(235)을 삽입함으로써 튜브(205)에 고정된다.

에폭시 유리 튜브(205)의 내부 직경 내로 강철 부품(225,230)을 눌러 고정하는 이러한 처리와, 에폭시 유리 튜브와 종단 부품을 통한 크로스 핀(235)의 이어지 는 부가는, 에폭시 유리 튜브(205)에 대해 강철 부품(225,230)이 연결되는 곳에서 높은 정도의 기계적 강도를 제공한다. 상기한 바와 같이, 이러한 강하고 신뢰할 수 있는 기계적 조인트는 에폭시 유리 튜브(205)에 대해 강철 부품(225,230)으로부터 높은 충격력을 전달할 수 있고, 여기서 이러한 힘은 진공 차단기(105)의 동작에 기인하여 예측된다.

더욱이, 강철 부품(225,230)은 강철 부품(225)의 종단과 강철 부품(230)의 종단 상의 진공 차단기 동작 매카니즘에서 각각 전기적 컨택트 어셈블리(135)를 이동시키도록(도 1 참조) 용이하고 신뢰할 수 있는 어셈블리를 위해 기계가공되어 미리 관통되어질 수 있다. 따라서, 저항(210)의 일단을, 예컨대 핀 소켓 어셈블리(240)를 이용해서 강철 부품(225)에 직접 연결함으로써, 저항(210)과 고정 콘덕터(145) 사이의 직접 연결(도 1 참조)이, 강철 부품(225)을 이동 전기적 컨택트 어셈블리(135)의 대응하는 부분에 관통시킴으로써 간단히 얻어지게 된다. 이러한 방법에서, 전기적 컨택트가 확립되어, 강철 부품(225)을 통한 고정 콘덕터(145) 상에 존재하는 고전압 전위를 고전압 저항(210)으로 가져오게 한다.

에폭시 유리 튜브(205)의 타단에서, 전기적 커넥션이 저항 리드(250)와 고탄성 배선(255) 사이에서 만들어진다. 상기 커넥션은, 예컨대 납땜 연결 또는 압착 접합 커넥터에 의해, 저항 어셈블리를 에폭시 유리 튜브(205)로 삽입하기 이전에 만들어질 수 있다. 고탄성 배선(255)은 도전성 슬리브(245)의 내부 직경에 기계가공된 슬롯(도시되지 않았음)을 통해 에폭시 유리 튜브의 외부로 전압 신호를 보내는데 이용된다. 부품(230)은 전형적으로 접지된 매카니즘 링크장치에 기계적 및 전 기적으로 연결된다. 슬리브(245)는 핀(235)을 통해 부품(235)에 전기적으로 연결되고, 따라서 슬리브(245)는 전기적으로 잘 접지되게 된다. 한편, 분리 접지 리드(고탄성 배선)는 이러한 접지 연결을 제공하는 데 이용된다.

에폭시 유리튜브(205)의 공동(즉, 에폭시 유리튜브(205)와 저항(resistor; 210, 215) 사이) 내에 남겨지는 자유공간은 엘라스토머 류의 컴파운드(260)로 채워져 있다. 컴파운드(260)는 상당히 넓은 온도범위(예컨대, -50∼+100℃)에 걸쳐 탄성을 유지하고, 높은 유전특성(예컨대, ＞400V/mil)을 가지며, 빈 공간이 거의 없도록 고도로 경화된다. 컴파운드(260)는 조작봉(120)을 통해 전송되는 기계적인 에너지/충격 에너지에 댐핑(damping: 제동)을 제공하고, 모든 밀봉된 부분, 특히 에폭시 유리튜브(205) 및 고전압 저항(210, 215)에 대해 양호한 결합을 제공한다.

도 3은 핀 소켓 어셈블리(240)를 포함하여 강철 부품(steel fitting; 225)을 더 상세히 설명하기 위한 도면이다. 특히, 핀 소켓 어셈블리(240)는 강철 부품(225)의 통합부분을 형성하도록 압착고정되어 있다. 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 핀 소켓(240)은 강철 부품(225)과 고전압 저항(210)의 양호한 전기적 컨택트를 설정하기 위해 사용되고 있다. 게다가, 핀 소켓 어셈블리(240)의 이용은 어셈블리 절차를 간단화하고, 조작봉(120)의 높은 기계적 충격조작 중에도 충분한 탄성(즉, 특히 저항(210)에 대한 움직임의 자유도)을 제공한다.

도 4는 에폭시 유리튜브(205)를 설명하기 위한 도면이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 구멍(405)은 컴파운드(260)의 삽입을 가능하게 하기 위해 에폭시 유리튜 브(205)의 한쪽 측면에 뚫려 있다. 마찬가지로, 구멍(410)은 탄성이 높은 와이어(255)가 에폭시 유리튜브(205)의 내경을 빠져 나가는 것이 가능하도록, 컴파운드(260)의 충전(充塡) 중에 공기의 배출을 위해 에폭시 유리튜브(205)의 반대쪽 단부에 뚫려 있다.

도 5는 실리콘 고무 스커트(505)에 의해 덮여진 에폭시 유리튜브(205)를 설명하기 위한 도면이다. 도시된 바와 같이, 주변을 둘러싸는 리브(rib)는 "크리프 거리(creep distance)"(절연표면의 길이)를 증가시켜 단락회로를 쇠약하게 하는 것을 방지해서 일반적으로 상기 유리튜브(205)와 결합된 엘리먼트의 유전특성을 향상시키기 위해 실리콘 고무 스커트(505)의 길이를 따라 포함되어 있다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 실리콘 고무 스커트(505)는 실리콘 고무에 기초를 둔 접착제를 실온경화(room temperature vulcanizing: RTV)하는 처리를 이용해서 유리튜브(205)에 부착되어 있다.

접지된 슬리브(245)는 실리콘 스커트(505)의 전면에 걸쳐 흐르게 되는 임의의 누설전류의 "보호" 또는 "차폐"의 기능을 제공한다. 이것은, 실리콘 스커트(505)의 전면에 걸쳐 발생할 수도 있는 누설전류(고습조건 또는 실리콘 스커트(505)의 유전특성의 다른 열화 또는 에폭시 유리튜브(205)와의 그 인터페이스 중에 예상되는 누설전류와 같은 누설전류)의 변화에 관계없이 전압센서의 정확한 출력을 유지하여 제공한다. 슬리브(245)의 길이는 탄성 리드(lead; 255)의 출구를 덮고, 임의의 누설전류를 접지로 전도할 수 있도록 해도 좋다.

도 6은 조작봉(120)을 조립하기 위한 수순(600)을 설명하는 플로우차트이다. 먼저, 구멍 405 및 410을 형성하기 위해 도 4에 나타낸 바와 같이 해서 에폭시 유리튜브(205)를 절단하여 구멍을 뚫는다(605). 이어서, 저항(210, 215)을 탄성 리드(255)와 함께 조립하고서, 강철 부품(225) 및 핀 소켓 어셈블리(240)와 접합하여 서브어셈블리(sub-assembly)를 형성한다(610).

서브어셈블리는 에폭시 유리튜브(205)의 한쪽 단부(제1 단부)를 통해 삽입되어 에폭시 유리튜브(205)의 길이를 따라 밀어 넣어져, 탄성 와이어(255)의 단부가 에폭시 유리튜브(205)의 다른쪽 단부(제2 단부)에서 구멍(410)을 통해 밀려 들어가 강철 부품(225)이 한쪽 단부에서 적절히 위치되도록 한다(615).

이어서, 제2의 강철 부품(230)이 에폭시 유리튜브(205)의 나머지 단부에 위치된다(620). 다음에, 미리 제작된 강철 부품(225, 230)이 에폭시 유리튜브(205)의 각각의 단부로 밀려 들어가게 된다(625).

그 후, 엘라스토머 류의 컴파운드(260)가 에폭시 유리튜브(205)의 공동 내로 주입된다(630). 하나의 수법에서는, 에폭시 유리튜브(205)는 그 단부에 위치되고, 반면에 강철 부품(225)은 저부에 위치된다. 폴리머 컴파운드(260)를 구멍(405)을 통해 에폭시 유리튜브(205)의 아래쪽 단부로 견실하게 주입함으로써, 에폭시 유리튜브(205)의 공동 내의 공기가 상승하는 폴리머 컴파운드(260)에 의해 위쪽 방향으로 밀려 올라가게 된다. 이와 같이 해서, 에폭시 유리튜브(205) 내의 공동이 완전히 채워지게 된다. 이 실시예에서는, 상승하는 폴리머 컴파운드(260)에 의해 치환되는 공기는 에폭시 유리튜브(205)에 형성된 구멍(410)을 통해 배출된다는 점을 이해해야 한다.

그 후, 폴리머 컴파운드(260)가 경화된다(635). 지금 막 설명한 폴리머 컴파운드(260)를 삽입하기 위한 수법이 뒤따르면, 에폭시 유리튜브(205)는 발생할 경화처리를 위해 상술한 수직 위치에 남게 된다. 그 각각의 단부에 이미 압착고정된 단부 부품(225, 230)를 가진 에폭시 유리튜브(205)는 그 후 조립되는 슬리브(245)를 갖고, 유리튜브(205)의 양쪽 단부에는 핀(235)을 포함하도록 필요에 따라 구멍이 뚫려 있다(640). 마지막으로, 실리콘 고무 스커트(505)가 에폭시 유리튜브(205)와 결합된 전체 어셈블리에 걸쳐 끌어 당겨진다(645).

상술한 방법에 있어서는, 엘라스토머 류의 컴파운드(260)는 예컨대 뉴저지 먼마우스 정션의 존 씨. 돌프 컴패니에 의해 제작된 돌폰 CB1120과 같은 폴리부타디엔(합성고무)이어도 좋다. 실리콘 고무, 폴리우레탄, 또는 실리콘 겔 등과 같은 다른 재료가 엘라스토머 류의 컴파운드(260)로 사용되어도 좋다.

상술한 실시예는 여러 가지 특징을 갖는다. 예컨대, (아마도 밀봉재료 내에 내포된) 조작봉의 바깥쪽으로 대향함에 따라 센서가 조작봉(120) 내에 실현된다는 사실은, 통상의 진공 차단기 어셈블리에 관하여 도 1에 나타낸 어셈블리의 전체적인 축소된 치수 및 어셈블리의 용이함을 고려한다.

다른 예로서는, 비용 면에서 상당히 낮은 실시예가 있다. 특히, 에폭시 유리튜브(205)는 제작하기 쉽고, 매우 값이 싸다. 방사상으로 감을 때, 그럼에도 불구하고 에폭시 유리튜브와 같은 것은 매우 강하고 동작 중에도 신뢰할 수 있으며, 또한 중량 면에서도 (더 빠른 동작을 고려할 수도 있을만큼) 아주 가볍다. 게다가, 에폭시 유리튜브(205)의 에폭시 유리물질은 진공 차단기(105)의 동작 중에 전 형적으로 부닥치는 각종 형태의 기계적인 충격이나 열적 충격에 저항력이 있다.

엘라스토머 류의 컴파운드(260)에 의해 동작 중의 기계적인 충격에 대해 한층 더한 저항력이 제공된다. 그러한 컴파운드는 또한 광범위한 동작온도에 걸쳐 아주 낮은 열팽창계수를 제공한다. 지금 막 설명한 충돌강도 및 낮은 중량에 의해, 고속 차단기 동작을 축소된 접촉 탄력으로 수행하는 실시예가 가능하게 되고, 그에 따라 차단기 수명 및 신뢰성이 증가되게 된다. 게다가, 설명되는 실시예는 똑바로 나아가는 쉽게 실현되는 제작공정 및 상당히 작은 부분 카운트를 갖게 된다. 또한, 중심적으로 위치되는 저항(210, 215) 주위로 기계적인 힘을 운반하는 엘라스토머 류의 컴파운드는 이들 저항에 대하여 고정밀도의 열정합(thermal matching)을 가진다.

마지막으로, 상술한 설명은 대부분이 진공 차단기에 관하여 제공되었지만, 상술한 특징은 임의의 고전력의 진공에 기초를 둔 스위칭장치에 등가적으로 적용할 수가 있고, 유체로 채워진 공동(125) 내에서의 조작봉의 이러한 형태의 사용과 같은 여러 가지 다른 설정에도 적용할 수가 있다. 가능한 유체는 절연 오일, SF6 및/또는 공기를 포함한다.

본 발명은, 첨부도면을 참조하면서 바람직한 실시형태와 관련해서 충분히 설명되어 있지만, 본 발명과 관련된 분야의 기술에 숙련된 사람들에게는 여러 가지로 변형이나 수정이 있을 수 있음은 명백한 바, 그러한 변형이나 수정은 첨부한 청구 의 범위에 따른 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않는 한, 그 안에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (22)

1. 스위칭 컨택트들을 내부에 갖는 진공 어셈블리로서, 상기 스위칭 컨택트들의 하나는 축을 따라 이동하는 것이 가능한 이동가능 스위칭 컨택트인 진공 어셈블리;

   상기 축을 따라 배치되고, 상기 이동가능 스위칭 컨택트의 상기 축을 따른 이동을 활성화하도록 동작하는 봉; 및

   상기 봉 내에 배치되고, 충전 컴파운드(filling compound)에 의해 싸여진 고전압 봉 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 스위칭 장치.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 충전 컴파운드는 엘라스토머 류의(elastomeric) 폴리머 컴파운드를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 스위칭 장치.
3. 제1 항에 있어서,

   상기 고전압 봉 센서는 저항성 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 스위칭 장치.
4. 제1 항에 있어서,

   상기 봉은 방사상으로 감긴 에폭시 유리 튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 스위칭 장치.
5. 제1 항에 있어서,

   상기 봉의 일단에 압착 고정(press-fit) 되고, 상기 고전압 봉 센서에 연결된 금속 부품(fitting); 및

   상기 금속 부품을 제자리에 고정하기 위해 상기 봉 및 상기 금속 부품을 통해 삽입되는 크로스 핀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 스위칭 장치.
6. 제5 항에 있어서,

   상기 크로스 핀에 의해 상기 금속 부품에 전기적으로 연결된 도전성 가드 슬리브(guard sleeve)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 스위칭 장치.
7. 제6 항에 있어서,

   상기 금속 부품이 접지되어 있고, 따라서 상기 도전성 가드 슬리브 또한 접지되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 스위칭 장치.
8. 제5 항에 있어서,

   상기 고전압 봉 센서는 핀 소켓 어셈블리를 통해 상기 금속 말단 부품에 전기적으로 연결된 전압 감지 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 스위칭 장치.
9. 제1 항에 있어서,

   상기 봉은 이랑이 있는(ribbed) 실리콘 슬리브로 덮여있는 것을 특징으로 하 는 진공 스위칭 장치.
10. 제1 항에 있어서,

    상기 진공 스위칭 장치는 진공 고장 차단기(vacuum fault interrupter)를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 스위칭 장치.
11. 고전압 조작봉 센서를 공동(hollow) 튜브에 삽입하는 단계;

    상기 고전압 조작봉 센서의 제1 부분을 상기 튜브의 제1 말단에 부착된 제1 말단 부품(end fitting)에 연결하는 단계;

    상기 고전압 조작봉 센서의 제2 부분을 상기 튜브의 외부로 연장된 전기적 커넥션으로 연결하는 단계; 및

    상기 튜브를 충전 컴파운드로 채우는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 스위칭 장치용 조작봉 제작 방법.
12. 제11 항에 있어서,

    상기 충전 컴파운드는 엘라스토머 류의(elastomeric) 폴리머 컴파운드인 것을 특징으로 하는 진공 스위칭 장치용 조작봉 제작 방법.
13. 제11 항에 있어서,

    고전압 조작봉 센서를 삽입하는 단계는, 저항성 소자를 상기 공동 튜브의 길이를 따라 꿰는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 스위칭 장치용 조작봉 제작 방법.
14. 제13 항에 있어서,

    상기 저항성 소자의 일단을, 상기 제1 말단 부품에 부착된 핀 소켓 어셈블리에 부착하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 스위칭 장치용 조작봉 제작 방법.
15. 제11 항에 있어서,

    고전압 조작봉 센서를 삽입하는 단계는:

    상기 튜브의 상기 제1 말단 근처의 부분을 통해 적어도 하나의 구멍을 뚫는 단계;

    상기 제1 말단 부품을 상기 튜브의 제1 말단에 압착 고정시키는 단계; 및

    상기 핀을 상기 구멍을 통해 상기 제1 말단 부품으로 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 스위칭 장치용 조작봉 제작 방법.
16. 제11 항에 있어서,

    이랑이 있는 고무 스커트(skirt)를 상기 조작봉에 덮는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 스위칭 장치용 조작봉 제작 방법.
17. 제11 항에 있어서,

    상기 튜브를 상기 충전 컴파운드로 채우는 단계는, 상기 충전 컴파운드를 상기 실리콘 고무 스커트를 통해 상기 튜브로 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 스위칭 장치용 조작봉 제작 방법.
18. 제17 항에 있어서,

    상기 튜브를 상기 충전 컴파운드로 채우는 단계는:

    상기 튜브의 상기 제2 말단 근처의 튜브 내에 구멍을 뚫는 단계;

    아래를 향하는 방향으로 접하고 있는 상기 제1 말단과 함께 상기 튜브를 세우는 단계; 및

    상기 제1 말단 근처의 지점에 상기 충전 컴파운드를 삽입하여, 상기 충전 컴파운드에 의해 치환된 공기가 상기 구멍을 통해 상기 튜브로부터 제거되도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 스위칭 장치용 조작봉 제작 방법.
19. 제18 항에 있어서,

    상기 구멍은 상기 고전압 조작봉 센서의 제2 부분으로의 전기적 커넥션을 형성하는 것을 돕는데 이용되는 것을 특징으로 하는 진공 스위칭 장치용 조작봉 제작 방법.
20. 제11 항에 있어서,

    상기 튜브는 방사상으로 감긴 에폭시 유리 튜브인 것을 특징으로 하는 진공 스위칭 장치용 조작봉 제작 방법.
21. 방사상으로 감긴 에폭시 유리 튜브;

    상기 튜브의 길이를 따라 연장된 고전압 조작봉 센서; 및

    상기 튜브 내에 있으며, 상기 고전압 조작봉 센서를 감싸는 충전 컴파운드를 포함하는 진공 스위칭 장치용 조작봉.
22. 제21 항에 있어서,

    상기 조작봉의 제1 부분을 감싸는 실리콘 슬리브; 및

    상기 조작봉의 제2 부분 주위의 접지된 가드 슬리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 스위칭 장치용 조작봉.

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