KR100770099B1 - Control apparatus for gas insulated switchgear - Google Patents
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Abstract
본 발명은 현재 가스 절연 개폐장치의 접촉자를 구동하기 위한 조작기로서 주로 사용되고 있는 유압 조작기, 공기 조작기, 스프링 조작기의 각 조작기 각각의 장점을 모은 것으로 앞에서 기술한 세 종류의 조작기가 가진 단점을 해소할 수 있는 가스 절연 개폐장치용 조작장치를 구현하고자 한다.The present invention is to collect the advantages of each of the manipulators of the hydraulic manipulator, air manipulator, spring manipulator which is used mainly as a manipulator for driving the contactor of the gas insulated switchgear can solve the disadvantages of the three kinds of manipulators described above. To implement a control device for a gas insulated switchgear.
가스, 절연, 조작장치, 밸브, 스프링, 레바, 어큐뮬레이터. Gas, Insulation, Manipulator, Valve, Spring, Lever, Accumulator.
Description
도 1는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 가스 절연 개폐 장치용 조작장치의 완전 투입 상태를 보이고 있는 도면.1 is a view showing a fully inserted state of the operation device for gas insulated switchgear according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에서 도시하고 있는 조작장치의 차단 동작 도중을 표시한 도면.FIG. 2 is a view showing the middle of a blocking operation of the operation device shown in FIG. 1; FIG.
도 3은 도 1에서 도시하고 있는 조작장치의 차단 상태를 보이고 있는 도면.Figure 3 is a view showing a blocking state of the operation device shown in FIG.
도 4a 및 도 4b는 도 1에서 도시하고 있는 조작장치의 투입 동작 도중을 표시하고 있는 도면.4A and 4B are views showing the feeding operation of the operating device shown in FIG. 1.
도 5는 도 1에서 도시하고 있는 투입 동작 후의 이상 조건 발생시에 조작기 동작을 표시하고 있는 도면.Fig. 5 is a view showing the operation of the manipulator when an abnormal condition occurs after the closing operation shown in Fig. 1;
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10: 차단스프링 12: 주변환 레바10: blocking spring 12: peripheral ring lever
14: 차단스프링 로드 18: 롤러 레바14: blocking spring rod 18: roller lever
20: 3단 레바 22: 2단 레바20: three-speed lever 22: two-speed lever
24: 1단 레바 26: 솔레노이드용 레바24: 1-speed lever 26: Solenoid lever
30, 32, 34: 리세트용 스프링 36: 조작피스톤30, 32, 34: Reset spring 36: Operation piston
38: 어큐뮬레이터 40: 조작피스톤 제어실38: Accumulator 40: Operation piston control room
42: 절환밸브 44: 절환밸브 제어실42: switching valve 44: switching valve control room
46: 투입용 파이로트밸브 48: 투입용 솔레노이드46: pilot valve for injection 48: solenoid for injection
50: 리세트 스프링 54: 오리피스50: reset spring 54: orifice
56: 유압펌프 58: 차단용 솔레노이드56: hydraulic pump 58: shutoff solenoid
60: 절환용 B포트 62: 절환용 C포트60: Switching B port 62: Switching C port
64: 유압펌프 케이스 66: 조작피스톤 저압실64: hydraulic pump case 66: operation piston low pressure chamber
68: 차단용 쿠션장치부분 70: 차단스프링 스톱바68: cushioning section for blocking 70: blocking spring stop bar
72: 절환용 A포트 74: 압력개방 체크밸브72: A port for switching 74: Pressure release check valve
76: 투입가변 쵸크 78: 압력개방 체크피스톤76: variable input choke 78: pressure-opening check piston
80: 투입용 큐션장치 100: 스프링식 조작장치 유니트80: input cushion device 100: spring operation unit
200: 유압식 조작장치 유니트200: hydraulic control unit
300: 연결용 링크300: link for connection
본 발명은 전류 차단 및 전기회로 투입용의 고정 접촉자 및 상기 고정 접촉자와 접촉하는 가동 접촉자로부터 구성된 가스 절연 개폐장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유압식 조작수단과 스프링식 조작수단으로 구성되어 상기 가동 접촉 자를 구동하기 위한 가스 절연 개폐 장치용 조작장치에 관한 것이다.The present invention relates to a gas insulated switchgear configured from a fixed contactor for current interruption and electrical circuit input, and a movable contact contacting the fixed contactor, and more particularly, comprising a hydraulic operation means and a spring operation means. The present invention relates to a gas insulated switchgear for driving a ruler.
통상적으로, 가스 절연 개폐장치는 전류를 통전 및 차단을 해야 함으로 전류 통전을 위한 회로를 접촉하는 고정 접촉자와 가동 접촉자를 가지고 있으며, 회로를 차단할 때는 가동 접촉자를 구동하는 조작기에 전기적인 차단 신호를 주도록 되어 있다. 또한 동일하게 회로를 전기적으로 투입하기 위해서는 조작기에 신호 명령을 주는 것으로 조작되어 진다.Typically, a gas insulated switchgear has a fixed contactor and a movable contactor for contacting a circuit for current conduction because the gas insulated switchgear must be energized and interrupted, and when the circuit is disconnected, an electrical disconnect signal is provided to an actuator driving the movable contactor. It is. In addition, in order to electrically input the circuit, it is operated by giving a signal command to the manipulator.
현재는 가스 절연 장치의 가동 접촉자를 구동하기 위한 조작기 구동원으로 압축성 기체를 사용한 오일 어큐뮬레이터(oil accumulator)를 구동원으로 하는 유압 조작기와, 압축성 기체를 직접 압력 용기에 축적하여 구동원으로 하는 공기 조작기 및 코일 스프링 또는 접시 스프링을 구동원으로 하는 스프링(spring) 조작기가 주로 사용되고 있다.Currently, a hydraulic manipulator driven by an oil accumulator using a compressible gas as a driving source for driving a movable contactor of a gas insulator, and an air manipulator and coil spring which accumulate the compressed gas directly in a pressure vessel as a driving source. Alternatively, a spring manipulator using a disc spring as a driving source is mainly used.
위와 같이 유압 조작기로서는 구동에너지를 축적하기 위한 장치로서 압축성 기체를 이용한 어큐뮬레이터가 이용되고, 상기 어큐뮬레이터만으로 유압 조작기에 에너지가 공급되어진다. 동일하게, 공기 조작기의 경우는 구동에너지를 축적하기 위한 장치로서 고압 공기탱크가 이용되며, 상기 고압 탱크만으로 공기 조작기의 에너지가 공급 되어지고 있다.As described above, an accumulator using a compressible gas is used as a device for accumulating driving energy, and energy is supplied to the hydraulic actuator only by the accumulator. Similarly, in the case of the air manipulator, a high pressure air tank is used as a device for accumulating driving energy, and energy of the air manipulator is supplied only to the high pressure tank.
한편 일부 공기 조작기를 적용한 가스 절연 개폐장치로서는 투입 동작을 압축 스프링력을 이용하는 설계를 채용하고 있는 경우도 있으나, 차단 동작을 스프링 동작으로 이용하는 설계는 없다.On the other hand, as a gas insulated switchgear to which some air manipulators are applied, a design using a compression spring force may be employed as a closing operation, but there is no design using a blocking operation as a spring operation.
위에서 언급한 유압 조작식 및 공기 조작식 구동 장치의 동작 원리는 상당히 유사하며, 그 구성 예를 살펴보면 아래와 같다.The operating principle of the above-mentioned hydraulically operated and pneumatically actuated drive devices is quite similar, and the configuration examples are as follows.
즉, 수압면적(受壓面積)의 서로 다른 피스톤의 한쪽에 항상 고압을 작용시킴에 의해서 또 다른 한쪽에 압력을 고압으로 절환함으로써 투입 동작을 행한다. 또한 투입 상태에 있는 구동 장치 피스톤에 한쪽 압력을 저압으로 절환하는 것으로 차단 동작을 수행하는 것이다.That is, the injection operation is performed by switching the pressure to a high pressure on the other side by always applying a high pressure to one of the pistons having different hydraulic pressure areas. In addition, the shut-off operation is performed by switching one pressure to a low pressure in the driving device piston in the closed state.
유압조작기 및 조작기의 특징은 피스톤의 직경을 증가시키는 것으로 스프링 조작기와 비교할 때 보다 큰 조작 에너지를 비교적 용이하게 실현시킬 수 있다.The hydraulic manipulator and the manipulator are characterized by increasing the diameter of the piston so that a larger operating energy can be realized relatively easily as compared to the spring manipulator.
만일, 스프링 조작기에 있어서, 차단용 스프링 힘과 투입용 스프링 힘이 상호 관계를 가지고 있기 때문에 어느 한 쪽의 스프링 힘만을 변화시키는 것은 불가능하다. 또한 캠 기구 등에 의해 기계적인 차단용 스프링 힘과 투입용 스프링 힘을 연동(連動)시키는 구조가 일반적이나 연결 부품의 기계적 강도 때문에 유압 조작기와 공기 조작기와 같이 큰 조작력을 실현시키는 것은 불가능하다.In the spring manipulator, it is impossible to change either spring force only because the blocking spring force and the closing spring force have a mutual relationship. In addition, a structure in which a mechanical shutoff spring force and a closing spring force are interlocked by a cam mechanism or the like is common, but it is impossible to realize a large operating force such as a hydraulic manipulator and an air manipulator due to the mechanical strength of the connecting parts.
앞에서 기술한 특징 이외에 유압 조작기 및 공기 조작기는 에너지 축적 장치로서 어큐뮬레이터 또는 고압 공기탱크를 구비하고, 상기 에너지 축적 장치에 의한 조작기에 에너지를 공급하는 구조로 되어 있음으로 상기 축적장치를 단순하게 대형화함에 의해 가스 절연 장치의 연속 동작 가능 회수를 용이하게 증가하는 것이 가능해졌다.In addition to the above-described features, the hydraulic manipulator and the air manipulator have an accumulator or a high pressure air tank as an energy accumulator, and have a structure for supplying energy to the manipulator by the energy accumulator. It has become possible to easily increase the number of continuous operable times of the gas insulation device.
일반적으로는 앞에서 기술한 유압 조작기 및 공기 조작기를 적용한 가스 절연 개폐장치는 유압 펌프 콤프레셔(pump compressor) 등에 의한 에너지의 추가 공급 없이 조건에 따라 연속 동작 기능으로서, 투입동작→차단동작→투입동작→차단 동작, 또는 투입동작→차단동작을 연속 3회 이상 행하는 기능도 요구되어지는 경우가 있다.In general, a gas insulated switchgear employing the hydraulic manipulator and the air manipulator described above is a continuous operation function according to conditions without additional supply of energy by a hydraulic pump compressor, etc. In some cases, a function of performing the operation or the closing operation → the closing operation three times or more may be required.
또한 앞에서 기술한 유압 조작기 및 공기조작기의 공통 문제는 에너지의 축적 장치가 기체를 사용하고 있기 때문에 가스 절연 개폐장치의 동작에 따라서 에너지(accumulator에 축적된 유압력)가 감소하였다.In addition, the common problem of the hydraulic manipulator and the air manipulator described above is that since the energy accumulator uses gas, the energy (hydraulic force accumulated in the accumulator) decreases according to the operation of the gas insulated switchgear.
가스 절연 개폐 장치용 조작기(예를 들면, 유압조작기의 경우)는 정격압력(31.5MPa)를 기준으로 평상시 압력 변화 범위(31.5~33.5MPa), 고속 재폐로(高速再閉路) 동작 LOCK(차단-투입-차단을 연속으로 실시하는 동작을 로킹(locking)하는 압력: 30.0MPa), 투입동작 LOCK 압력(27.0MPa) 차단동작 LOCK 압력(25.5MPa)이 규격에 의해 규정되어져 있다.Manipulators for gas insulated switchgear (for example, in the case of hydraulic manipulators) are operated at normal pressure change range (31.5 to 33.5 MPa) based on the rated pressure (31.5 MPa), and high-speed reclosing operation lock. The pressure for locking the operation to continuously perform the closing / closing: 30.0 MPa, the closing operation LOCK pressure (27.0 MPa) and the blocking operation LOCK pressure (25.5 MPa) are prescribed by the standard.
이로 인하여 기기에 차단 전류 성능은 각 동작의 LOCK 압력(차단 LOCK은 25.5MPa)을 보증할 필요가 있다. 또한 기계적 강도 설계는 평상시 압력 범위의 최고치(33.5MPa)로 설계해야 할 필요가 있기 때문에 매우 경제적인 설계를 할 수가 없었다.Because of this, the breaking current capability of the device needs to guarantee the lock pressure of each operation (blocking lock is 25.5 MPa). In addition, the mechanical strength design needed to be designed to the highest pressure range (33.5 MPa) in general, which made it impossible to design very economically.
그 결과 기기의 가격이 높고 동시에 컴팩트 설계가 곤란하게 되었다. 뿐만 아니라 기체를 이용함으로 주위 온도 변화에 따라 압력이 변동되기 때문에 축적된 에너지가 오일 누유, 압축 공기 누기에 의해 감소하기 때문에 정기적으로 유압 펌프 콤프레셔 등에 의해 에너지를 보충할 필요가 있는 등 그에 따른 압력 감시 장치와 안전장치 등의 보조 기기가 필요하게 되고 기기 가격에도 영향을 미치게 된다.As a result, the device is expensive and compact design is difficult. In addition, since the pressure fluctuates according to the change of ambient temperature by using gas, the accumulated energy decreases due to oil leakage and leakage of compressed air, so it is necessary to replenish the energy regularly by hydraulic pump compressor, etc. Auxiliary devices such as devices and safety devices are needed, which also affects the cost of the device.
만일, 스프링 조작기의 경우는 앞에서 기술한 유압 조작기 및 공기 조작기와 는 다르며, 차단 동작용 스프링과 차단 스프링 압축동작 겸 투입 스프링의 두 종류의 스프링으로 구성된 구조를 가지고 있다.If the spring manipulator is different from the hydraulic manipulator and air manipulator described above, the spring manipulator has a structure composed of two types of springs: a shutoff spring and a shutoff spring compression and closing spring.
현재 제품화되어져 있는 모든 스프링 조작기는 투입용 스프링의 구동 에너지를 개방하는 것으로 가스 절연 개폐장치의 투입 동작을 수행함과 동시에 차단 스프링을 압축하는 기구를 가지고 있다.All the spring manipulators that are currently commercialized have a mechanism for opening the driving energy of the closing spring and compressing the blocking spring while performing the closing operation of the gas insulated switchgear.
또한 스프링 조작기의 메카니즘상 가스 절연 개폐장치는 차단동작→투입동작→차단동작의 연속 동작만이 가능하게 되며, 상기 연속 동작을 완료한 후에는 투입용 스프링을 축적하기 위한 시간으로서 약 10~15초 정도의 시간이 필요하게 된다.In addition, the gas insulated switchgear of the spring manipulator is capable of only a continuous operation of a blocking operation, a closing operation, and a blocking operation. After completion of the continuous operation, it is about 10 to 15 seconds as a time for accumulating the spring for injection. You will need some time.
차단→투입→차단에 연속 동작밖에 수행할 수가 없으며 이것이 유압 조작기 및 공기 조작기와 비교하면 스프링 조작기의 큰 단점이 된다. 특히 송전 전압이 300kV 이상의 기기에 대해서는 고객 요구를 만족시키지 못하는 경우가 많다.It is only possible to perform continuous operation in blocking → closing → blocking, which is a major disadvantage of the spring manipulator compared to the hydraulic manipulator and the air manipulator. In particular, devices with a transmission voltage of 300kV or higher often fail to meet customer requirements.
스프링 조작기의 경우는 구동 에너지가 스프링의 압축력으로 인한 기계적인 에너지로서 유지되기 때문에 유압 조작기 또는 공기 조작기와 같이 시간과 함께 그 값이 변화하지 않는 점이 큰 장점으로 작용하고 있다. 동시에 동작은 스프링 힘의 압축에너지에 의하기 때문에 통상 같은 에너지로 가스 절연 개폐장치를 구동하게 된다. 이것이 조작에너지가 변화할 가능성이 있는 유압 조작기 및 공기 조작기와 비교할 때 가장 크게 다른 점이기도 하다. In the case of the spring manipulator, the driving energy is maintained as a mechanical energy due to the compression force of the spring, so that the value does not change with time such as a hydraulic manipulator or an air manipulator. At the same time, the operation is driven by the compression energy of the spring force, so that the gas insulated switchgear is usually driven with the same energy. This is also the most significant difference compared to hydraulic and air manipulators, where operating energy is likely to change.
한편 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 일본공개특허공보 특개평 5-298968호가 있다. 상기 선출원 발명에는 오일 어큐뮬레이터(oil accumulator)에 접시 스프링을 적용한 유압 조작기가 개시되어 있으나, 상기 어큐뮬레이터는 차 단 투입 공용으로 되어 있기 때문에 동일한 조작 에너지의 유압 조작기와 비교할 경우 어큐뮬레이터의 용량은 본원 발명을 적용한 경우와 비교하면 현저히 커지게 된다. 기본적으로는 종래 유압 조작기가 채용되어 있는 압축가스를 적용한 어큐뮬레이터를 대체한 것으로 접시 스프링을 적용하고 있는 것 뿐임으로 종래의 유압조작기가 가진 기술적인 문제를 해결하지 못하고 있다.On the other hand, there is a Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 5-298968 as a means for solving such a problem. The above-mentioned invention discloses a hydraulic manipulator that applies a plate spring to an oil accumulator. However, since the accumulator is commonly used for shut-off, the accumulator has the capacity of the present invention compared to the hydraulic manipulator having the same operating energy. Compared with the case it becomes significantly larger. Basically, it replaces the accumulator to which the pressurized gas which the conventional hydraulic manipulator is employ | adopted is just applying the spring and it does not solve the technical problem which the conventional hydraulic manipulator has.
따라서, 본 발명은 현재 가스 절연 개폐장치의 접촉자를 구동하기 위한 조작기로서 주로 사용되고 있는 유압 조작기, 공기 조작기, 스프링 조작기의 각각의 장점을 모은 것으로 앞에서 기술한 세 종류의 조작기가 가진 단점을 해소할 수 있는 가스 절연 개폐장치용 조작장치를 제공한다.Accordingly, the present invention is to collect the advantages of the hydraulic manipulator, air manipulator, spring manipulator, which is currently mainly used as a manipulator for driving the contactor of the gas insulated switchgear can solve the disadvantages of the three kinds of manipulators described above. There is provided a control device for a gas insulated switchgear.
즉, 본 발명은 가스 절연 개폐장치와 조합하게 되면 컴팩트한 설계가 가능하여 설계 자유도가 매우 높고 경제적이고 합리적인 가스 절연 개폐장치 구동용 조작기를 구현할 수 있다.That is, the present invention can be implemented in combination with the gas insulated switchgear compact design is possible to implement a manipulator for driving a gas insulated switchgear with a high degree of design freedom and economical and reasonable.
예를 들면, 유압 조작기와 공기 조작기의 결점으로 나타나 있는 조작시의 구동력이 쇄정압력(opening operation lock pressure) 조건에서 최대압력 조건으로 크게 변화함에 의해 설계상의 불합리성과 주위 온도 변화에 의한 조작 특성의 변화 및 고압유 고압공기의 누기를 보충하기 의한 유압 펌프, 콤프레셔, 보조기기가 많은 등의 문제점을 해결 할 수가 있다. 또한 스프링 조작기의 결점인 조작력이 큰 설계가 곤란한 것과 연속 동작기능으로 차단→투입→차단 밖에 되지 않는 등의 문 제점을 완전히 해결할 수 있다.For example, a change in operating characteristics due to design irrationalities and changes in ambient temperature is caused by a large change in the driving force at the time of operation, which is a defect of the hydraulic manipulator and the air manipulator, from the opening operation lock pressure condition to the maximum pressure condition. And it is possible to solve the problems such as a large number of hydraulic pumps, compressors, auxiliary equipment by supplementing the leakage of high pressure oil high pressure air. In addition, it is possible to completely solve problems such as the difficulty in designing a large operating force, which is a drawback of the spring manipulator, and the interruption, closing, and blocking by the continuous operation function.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description will be presented a representative embodiment in the present invention to achieve the above technical problem. And other embodiments that can be presented with the present invention are replaced by the description in the configuration of the present invention.
본 발명은 현재의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 가스 절연 개폐장치의 가동 접촉자에 의해서 차단 동작을 스프링식 조작 장치로 행하고 투입 동작을 유압식 조작 장치로 행하는 것으로 투입 동작시 상기 유압식 장치는 스프링 조작 장치의 차단 스프링을 압축하여 구동에너지가 축적 가능한 구조를 가지고 있다.The present invention is to solve the present problem, by the operation contact of the gas insulated switchgear to perform the shut-off operation to the spring operation device and the closing operation to the hydraulic operation device during the closing operation of the hydraulic device is a spring operation device of the It has a structure that can store driving energy by compressing blocking spring.
또한 본 발명의 스프링식 조작장치 및 유압식 조작장치는 각각 완전히 독립되어 구성되어져 있고 장치의 배치에 따라서는 양 조작기를 연결용 링크 및 레바 등에 의해 기계적으로 운동하도록 구성 되어져 있다. 그리고 유압식 조작장치는 투입 동작을 완료하면 동시에 차단용 스프링식 조작 장치의 구동 에너지 축적이 완료되며 자동으로 유압 조작장치의 구동원인 고압 작동유를 개방시키는 시스템으로 구성되어 있다.In addition, each of the spring-loaded operating device and the hydraulic control device of the present invention is configured to be completely independent, and according to the arrangement of the device is configured to mechanically move both manipulators by the link and lever for connecting. In addition, the hydraulic control device is configured as a system for automatically opening the high-pressure hydraulic fluid, which is the driving source of the hydraulic control device, when the closing operation of the spring-loaded control device is completed.
한편, 본 발명을 가스 절연 개폐장치에 적용하게 되면 종래의 유압 장치와 공기 조작기를 적용한 가스 절연 개폐장치의 문제점이었던 동작 쇄정 압력에 따른 전류 차단 특성을 확보하고 동시에 최고 압력 조건에 따른 기계적 성능 확보의 문 제점을 차단 동작용 조작장치로서 항상 일정한 조작 에너지를 구현할 수 있고, 또한 압축 스프링 에너지로서 축적이 가능한 스프링식 조작기를 적용함으로써 합리적인 해결이 가능하였다.On the other hand, when the present invention is applied to the gas insulated switchgear, the current blocking characteristic according to the operation determination pressure, which was a problem of the gas insulated switchgear using the conventional hydraulic device and the air manipulator, is secured, and at the same time, the mechanical performance according to the highest pressure condition is achieved. The problem can be solved by applying a spring manipulator that can always implement a constant operating energy as an operation device for blocking operation and can also accumulate as a compression spring energy.
또한 본 발명은 동시에 주위 온도 변화에 의한 차단 동작 특성의 영향도 완전히 배제할 수 있게 되며, 투입 동작에 유압 조작식 장치를 적용하는 것으로 종래의 스프링 조작기의 문제점이였던 조작력 증가에 의한 기계적 강도 문제에 대해서도 해결이 가능하게 되었다. 그리고 연속 조작 횟수에 대해서는 투입용 유압 조작 장치의 어큐뮬레이터의 용량을 고객 사양에 맞추어 증감시켜 고객 요구 사항에 대해서도 충분히 기기에 큰 변경 없이 가능하게 되었다. 뿐만 아니라 가스 절연 개폐장치의 전체적인 구성은 차단용 스프링 조작장치와 투입용 유압식 조작장치를 완전히 독립시켜 구성한 양 조작 장치를 링크 및 레바 등을 이용하여 기계적으로 운동시키는 것이 가능한 구조가 됨으로 조작기 배치 방향 및 위치에 대해서도 자유스런 설계를 할 수가 있게 되어 가스 절연 개폐장치 전체로서 기기의 소형화와 동시에 합리적이고 경제적인 설계를 구현하였다.In addition, the present invention can also completely exclude the influence of the blocking operation characteristics due to the change in the ambient temperature, by applying a hydraulic operation device in the closing operation to the mechanical strength problem by the increase in the operating force which was a problem of the conventional spring manipulator The solution also became possible. In terms of the number of continuous operations, the accumulator capacity of the hydraulic manipulators for input and output was increased or decreased in accordance with the customer's specifications, so that the customer's requirements could be sufficiently changed without any major change. In addition, the overall configuration of the gas insulated switchgear can be mechanically moved by using a link and a lever, so that both operation devices formed by completely separating the spring operation device for shutoff and the hydraulic operation device for injection can be operated. Free design of the location is possible, and as a whole, the gas insulated switchgear has been miniaturized and realized reasonable and economical design.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 의거 상세히 설명하겠는 바, 상기 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter will be described in detail based on the preferred embodiment of the present invention, the present invention is not limited by the embodiment.
{실시예 1}{Example 1}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스 절연 개폐장치용 조작장치의 완전 투입상태를 표시하고 있는 도면이다. 본 발명의 조작장치는 차단 동작을 행하는 스프링식 조장장치 유니트(100)와, 투입 동작시 상기 스프링식 조작장치 유 니트(100)의 차단스프링(10)을 압축하면서 투입 동작을 행하는 유압식 조작장치 유니트(200)로 구성된다. 상기 조작장치 유니트(100,200)는 연결용 링크(300)에 연결된다. 또한 가스 절연 개폐장치(C)의 가동 접촉자(A)는 스프링식 조작장치 유니트(100)의 주변환 레바(12)에 의해 링크(B)로 연결된다.1 is a view showing a fully closed state of the operation device for gas insulated switchgear according to a preferred embodiment of the present invention. The operating device of the present invention is a hydraulic control device unit for performing the closing operation while compressing the spring-type
전술한 스프링식 조작장치 유니트(100)는 차단 에너지를 축적한 차단스프링(10)의 힘을 차단스프링 로드(14) 및 힌지(16)로 주변환 레바(12)에 연결된다. 상기 주변환 레바(12)는 주변환 레바의 롤러 레바(18)에 의해 3단 레바(20)와 접촉되어 회전력을 유지하고 있다. 상기 3단 레바(20)에는 주변환 레바(12)와 동작에 의해 시계방향 회전력이 발생함으로 주변환 레바(12)로부터의 하중 방향과 3단 레바(20)의 회전 중심축을 필요한 치수 만큼만을 이동시켜 설계되어 있다.The spring-type
앞에서 설명한 원리에 의해 발생하는 3단 레바(20)의 회전력을 2단 레바(22)에 의해 유지하고 있다. 주변환 레바(12)와 3단 레바(20)의 상호접촉관계와 같이 3단 레바(20)와 2단 레바(22)의 상호접촉에 의해 2단 레바(22)에도 시계방향의 회전력이 작용한다. 상기 2단 레바(22)의 회전력은 1단 레바(24)와의 상호 접촉에 의해 유지된다. 상기 1단 레바(24)의 회전축은 2단 레바(22)의 상호접촉 위치와 데드 포인트(dead point)가 되도록 설계되어져 있기 때문에 1단 레바(24)에는 회전력이 작용하지 않는 설계로 되어 있다. 이때 상기 1단 레바(24)는 회전축을 끼워서 솔레노이드용 레바(26)와 링크(28)로 연결되어져 있다. 또한 앞에서 기술한 각 레바(20,22,24)에는 리세트용 스프링(30,32,34)이 설치되어 있어 반시계방향의 회전력을 상기 각 레바(20,22,24)에 작용시킨다.The rotational force of the three-
투입 동작을 하는 유압식 조작장치 유니트(200)의 조작피스톤(36)은 연결용 링크(300)를 끼워서 주변환 레바(12)와 접속 되어져 있다. 이때 완전 투입상태에서는 조작피스톤(36)에 유압력은 작용하지 않는다.The
한편 유압식 조작장치 유니트(200)는 상기 조작피스톤(36)을 투입 동작시 유압적으로 구동하기 위한 어큐뮬레이터(accumulator)(38)로부터 조작피스톤 제어실(40)에 고압유를 공급하기 위한 절환밸브(42)와 절환밸브 제어실(44)에 고압유를 공급하기 위한 투입용 파이로트밸브(46)를 구동시키는 투입용 솔레노이드(48)로 구성된다.On the other hand, the
또한 상기 절환밸브(42)의 중심부에는 고압유를 절환밸브 제어실(44)에 공급하기 위한 관로(52)와 상기 절환밸브 제어실(44)의 압력을 유지하는 것으로 절환밸브(42) 위치를 유압적으로 유지하기 위한 오리피스(orifice)(54)가 설계되어 있다. 그리고 고압유를 발생하여 어큐뮬레이터(38)에 공급하기 위한 유압펌프(56)가 설계되어져 있으며, 내부에는 안전밸브와 스톱밸브 및 필터밸브 등을 내장하고 있다.In addition, the position of the switching
가스 절연 개폐장치(C)는 도 1의 상태에서 차단동작을 행하고 차단동작은 가스 절연 개폐장치(C)에 전기적인 차단 신호가 주어지거나 또는 수동조작으로 동작되어진다.The gas insulated switchgear C performs a cutoff operation in the state of FIG. 1, and the cutoff operation is given an electric cutoff signal to the gas insulated switchgear C or operated by manual operation.
상기 수동조작용 버튼을 누르면 솔레노이드용 레바(26)를 회전시킨다. 전기적으로 동일한 동작을 시키는 경우는 차단용 솔레노이드(58)에 전류가 흘러 솔레노이드가 구동하고 솔레노이드용 레바(26)를 시계방향으로 회전시켜 상기 솔레노이드 레바(26)와 회전축을 끼워서 연결된 1단 레바(24)도 시계방향으로 회전하고 2단 레 바(22)와의 연결을 해제한다. 이에 따라 2단 레바(22)에 작용하고 있는 회전력에 의해 시계방향으로 회전하고 상기 2단 레바(22)와 3단 레바(20)의 연결이 해제된다.Pressing the manual control button rotates the
이와 같이 3단 레바(20)와 주변환 레바(12)의 연결이 해제되어 차단스프링(10)이 해제됨으로 주변환 레바(12)가 시계방향으로 회전하여 가동 접촉자(A)를 차단 방향으로 구동시킨다. 상기 주변환 레바(12)의 회전운동에 의해 연결용 링크(300)에 의한 기계적으로 접속된 조작피스톤(36)은 왼쪽(좌) 방향으로 동작된다.In this way, the connection between the three-
도 2는 본 발명에 따른 가스 절연 개폐장치용 조작장치의 차단 동작이 이루어지고 있는 상태를 표시하고 있는 도면이다. 2 is a view showing a state in which the blocking operation of the operation device for a gas insulated switchgear according to the present invention is performed.
조작피스톤 제어실(40) 내의 저압 작동유는 절환용 B포트(60)로부터 절환용 C포트(62)를 통과하여 유압펌프 케이스(64) 내에 배출되어져 조작피스톤 저압실(66)에는 유압펌프 케이스(64) 내의 작동유가 흘러들어간다. 또한 차단동작의 종반에는 가스 개폐장치의 제동동작을 행하기 때문에 조작피스톤(36)에는 차단용 쿠션장치 부분(68)이 설치된다. 상기 쿠션장치 부분(68)에 의해 제어된 스트로크 엔드(Stroke end)에 도달한 후에는 차단스프링 스톱바(70)에 차단 스프링 힘을 지지하고 동시에 차단 위치를 고정하고 있다.The low pressure hydraulic oil in the operation
도 3은 본 발명에 따른 가스 절연 개폐장치용 조작장치의 차단 상태를 표시하고 있는 도면이다. 이하에서는 투입 동작에 대해서 설명한다.3 is a view showing a cut-off state of the operation device for a gas insulated switchgear according to the present invention. The closing operation will be described below.
가스 절연개폐장치(C)는 도 3의 차단 상태로부터 투입동작을 행한다. 상기 투입동작은 차단동작과 같이 가스 절연 개폐장치(C)에 전기적인 투입 신호가 주어 지거나 또는 수동 조작으로 조작되어진다.The gas insulated switchgear C performs the closing operation from the cutoff state of FIG. The closing operation is given an electrical closing signal to the gas insulated switchgear C as in the blocking operation, or operated by manual operation.
수동 조작용 버튼을 누르게 되면 투입용 파이로트 밸브(46)를 개방하게 되며, 전기력으로 동작시키는 경우는 투입용 솔레노이드(48)에 전류가 흘러 솔레노이드가 구동하여 투입용 파이로트밸브(46)을 개방하게 된다. 상기 투입용 파이로트밸브(46)가 개방되면 절환밸브 제어실(44)에 고압유가 공급되어져 절환밸브(42)가 좌 방향으로 절환된다.When the manual operation button is pressed, the
이에 따라 절환용 A포트(72)와 절환용 B포트(60)가 서로 연결되어 있어 어큐뮬레이터(38)로부터 고압유가 조작피스톤 제어실(40)에 공급되어진다. 이때 절환밸브 제어실(44)과 관로를 경유하여 압력개방 체크밸브(74)는 개방상태로 되고 고압유를 개방하지는 않는다.As a result, the switching A
조작피스톤 제어실(40)에 고압유를 공급함에 의해 조작피스톤(36)은 오른쪽 방향으로 구동한다. 연결용 링크(300)에 접속되어진 주변환 레바(12)는 반시계방향으로 회전하게 되고 이에 따라 차단스프링(10)은 압축되어진다. 어큐뮬레이터(38)와 절환용 A포트(72)의 사이에 투입가변 쵸크(choke)(76)를 설치함으로 인해 조작피스톤(36)의 속도를 조절 할 수가 있게 된다. 투입 동작 도중 절환밸브 제어실(44)의 고압유를 유지함에 의해 절환밸브(42)의 내부에 설치된 오리피스(54)로부터 고압유를 공급한다.By supplying high pressure oil to the operation
도 4는 본 발명에 따른 가스 절연 개폐장치용 조작장치의 투입 동작 중의 상태를 보이고 있는 도면이다.4 is a view showing a state during the closing operation of the operation device for a gas insulated switchgear according to the present invention.
투입 동작이 종반에 이르면 조작피스톤(36)은 압력개방 체크피스톤(78)과 충 돌하게 되며 이때, 압력개방 체크피스톤(78)은 압력개방 체크밸브(74)를 개방하여 절환밸브 제어실(44)의 고압유를 절환용 C포트(62)로 배출한다.When the closing operation reaches the end, the
조작피스톤(36)과 연결용 링크(300)에 접속되어진 주변환 레바(12)는 상기 조작피스톤(36)과 압력개방 체크피스톤(78)이 충돌하는 위치 관계와 같은 시점에서 오브 스크로크(over stroke) 위치까지 회전이 된다. 상기 오브 스트로크(over stroke)는 스프링식 조작장치 유니트(100)의 주변환 레바(12), 3단 레바(20), 2단 레바(22), 1단 레바(24)로 다시 연결 동작을 하기 때문에 주변환 레바(12)를 차단 상태의 연결 위치보다도 더욱더 반시계방향으로 회전시킴에 의해서 롤러 레바(18)와 3단 레바(20)의 접촉부에 정해진 갭(Gap)(a)을 확보하는 동작을 나타낸다. 이때 상기 오브 스트로크(over stroke)를 하고 있는 시간은 투입용 쿠션장치(80)의 특성을 조정함에 의해서 레바의 재 연결이 필요한 시간을 확보할 수가 있다. 또한 상기 투입용 쿠션장치(80)의 특성을 가변으로 하게 되면 가스 절연 개폐장치(C)의 종류에 따라 다른 투입 동작 특성에 대해서도 용이하게 대응할 수 있다.The
도 5는 본 발명에 따른 가스 절연 개폐장치용 조작장치의 투입 동작 종반을 표시하고 있는 도면이다.5 is a view showing the end of the closing operation of the operation device for a gas insulated switchgear according to the present invention.
오브 스트로크(over stroke) 동작과 동시에 압력개방 체크밸브(74)가 개방되고 절환밸브 제어실(44)의 고압유를 절환용 C포트(62)에 배출함으로서 절환밸브(42)가 오른쪽 방향으로 동작되어 절환용 B포트(60)와 절환용 C포트(62)가 서로 통하게 됨으로써 조작피스톤 제어실(40)의 고압유가 유압펌프 케이스(64)에 배출되어 조작피스톤(36)은 유압 구동력을 상실한다. 이때 상기 오브 스트로크(over stroke) 상태에 있는 주변환 레바(12)는 차단스프링(10)의 힘에 의해 3단 레바(20)와 연결하는 위치까지 시계방향으로 회전한다. 동시에 연결용 링크(300)에 접속되어진 조작피스톤(36)도 갭(a)에 상당하는 거리만큼 왼쪽방향으로 이동하여 투입 동작을 완료하게 된다.At the same time as the over stroke operation, the pressure
다음으로, 본 발명에 따른 조작장치의 이상 동작 발생시의 대응에 대해서 설명한다.Next, the correspondence at the time of abnormal operation of the operation device according to the present invention will be described.
가스 절연 개폐장치(C)에서 문제가 되는 이상동작은 투입 동작 후 뭔가의 원인에 의해 투입용 파이로트밸브(46)가 완전히 닫힌 상태가 되어서는 안되며 계속해서 고압유가 절환밸브 제어실(44)에 공급되어 있어야 한다.The abnormal operation, which is a problem in the gas insulated switchgear C, should not be completely closed by the
전술한 바와 같이 이상동작이 발행한 경우 절환밸브 제어실(44)과 관로를 경유하여 서로 통해진 위치에 설치되어진 압력개방 체크밸브(74)는 압력개방 체크피스톤(78)이 조작피스톤(36)에 의해 눌러져 있기 때문에 완전히 닫혀지지 않은 관계가 된다. 따라서 투입용 파이로트밸브(46)가 이상 현상에 의해 완전히 닫혀져 있지 않는 경우에도 절환밸브 제어실(44)의 압력을 저압으로 유지할 수가 있어 이상 현상을 펌프 운전 횟수의 증가에 의해 확인할 수가 있다.As described above, when an abnormal operation is issued, the pressure
끝으로, 도 6은 본 발명에 따른 가스 절연 개폐장치용 조작장치의 투입 동작 후의 이상조건 발생 상태를 보이고 있는 도면이다.Finally, Figure 6 is a view showing an abnormal condition occurs after the operation of the operation of the gas insulation switchgear operating device according to the present invention.
이상으로 살펴본 바와 같이, 본 발명을 적용한 가스 절연 개폐장치는 종래의 공기 유압조작기의 문제점이였던 회로 로킹(locking) 압력 조건에 따른 성능 확보와 최고 압력 조건에 따른 기계적 성능을 확보해야하는 불합리한 설계를 하지 않으면 안되는 원인이 해결되었으며, 동시에 주위 온도 변화에 의한 차단 조작 특성의 영향도 완전히 배제가 가능하게 되었다. 뿐만 아니라, 유압 조작기를 투입 동작용으로 채용하게 되면 종래 스프링 조작기에서 문제가 되었던 기계적 강도 문제에 대해서는 해결이 가능하게 되고, 또한 연속 조작 횟수에 대해서도 어큐뮬레이터의 용량을 변경함으로써 용이하게 대처할 수 있었다.As described above, the gas insulated switchgear to which the present invention is applied does not make an unreasonable design to secure the performance according to the circuit locking pressure condition and the mechanical performance according to the maximum pressure condition, which were problems of the conventional pneumatic hydraulic actuator. The cause must be solved, and at the same time, the influence of the blocking operation characteristic due to the change in the ambient temperature can be completely eliminated. In addition, if the hydraulic manipulator is adopted for the closing operation, the mechanical strength problem that has been a problem in the conventional spring manipulator can be solved, and the cumulative operation number can be easily coped with by changing the accumulator capacity.
그리고, 가스 절연 개폐장치 전체로서의 구성은 차단용 스프링식 조작장치와 투입용 유압식 조작장치를 각각 독립적으로 구성하여 기계적으로 운동하게되는 것으로 조작기 배치 및 부착 방향에 대해서 설계적으로 자유롭게 되고, 가스 절연 개폐장치 전체의 기기 소형화 및 합리화가 실현 가능하였다.In addition, the configuration of the gas insulated switchgear as a whole consists of a spring operation device for shutoff and a hydraulic manipulator for input operation independently, and mechanically moves. The miniaturization and rationalization of the apparatus of the whole apparatus was realized.
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