KR101037027B1

KR101037027B1 - 진공차단기

Info

Publication number: KR101037027B1
Application number: KR1020090136236A
Authority: KR
Inventors: 이동식
Original assignee: 엘에스산전 주식회사
Priority date: 2009-12-31
Filing date: 2009-12-31
Publication date: 2011-05-25
Also published as: JP5123372B2; US8642912B2; CN102117712B; CN102117712A; JP2011138778A; US20110155697A1; EP2341518A1

Abstract

본 발명은, 차단동작에 필요한 구동에너지를 제공하는 구동부; 상기 구동부의 구동에너지를 전달하며, 상기 구동부의 일측면의 중앙부에서 수직으로 연장하여 부착되는 프레임부; 및 상기 프레임부의 상측에 수직하게 부착되어, 상기 프레임부로부터 구동에너지를 전달받아 차단동작을 수행하는 주회로부;를 포함하는 진공차단기로서, 상기 프레임부가 부착되는 구동부의 일측면 중앙부에서, 상기 구동부의 일측면 양측 끝단까지의 거리는 서로 동일한 것을 특징으로 한다. 본 발명은 상기 구성에 의해서, 전면의 구동부가 주회로부 및 프레임부에 대칭인 형태로 이루어져 있어서 배전반에 본 발명에 따른 차단기를 설치시 에폭시 몰딩된 주회로부 측면의 하부 도체의 인입(또는 인출)단의 방향을 좌측 및 우측 방향으로 쉽게 취부 할 수 있어서, 좌배열 내지 우배열을 쉽게 구현할 수 있으며, 또한 절연거리 확보를 위한 추가적인 배전반 판넬 폭의 증가가 불필요한 효과가 있다.

Description

진공차단기{VACUUM CIRCUIT BREAKER}

본 발명은 진공 차단기에 관한 것으로, 특히 진공차단기의 진공인터럽터를 에폭시로 몰딩하고 또한 차단기의 프레임을 대칭으로 구성하여 측면의 인출입단자를 좌측이나 우측으로 전환하여도 전체적인 폭이 증가하지 않는 구성을 가진 진공차단기에 관한 것이다.

통상 차단기는 전기회로에 있어서 발생 가능한 단락이나 지락 등의 사고시에 이러한 사고전류로부터 부하기기 및 선로를 보호하는 전기 보호기기이다. 차단기는 소호 매질에 따라 기름을 소호 매질로 사용하는 유입차단기, 불황성 기체인 육불화항(SF₆) 가스를 이용한 가스차단기, 공기를 소호 매질로 이용한 기중차단기, 진공의 절연내력을 이용한 진공차단기 등으로 구분된다.

일반적으로, 배전반분야는 발전소 또는 변전소에서 보내진 전력을 수용가로 수전이나 배전시 사용하는 전기계통을 감시하거나 제어 혹은 보호하기 위한 것으로, 구조적으로 단위기기(차단기, 보호계전기) 등을 부착하여 지지하거나 보호하는 구조물과 이들을 접속하여 서로 연결시키는 전선의 집합체로 구성되어 있다. 그리 고, 배전반 내의 절연방식에 의하여 가스절연 배전반 및 공기절연 배전반으로 대별되며, 기능적인 측면에서는 감시제어를 주목적으로 하는 것, 개폐를 주목적으로 하는 것, 반도체 등에 의한 전력변환을 주목적으로 하는 것 등으로 분류된다. 이하에서는 개폐를 주목적으로 하는 배전반 중 진공차단기에 관하여 설명한다.

도 1은 종래기술에 따른 진공차단기의 사시도이며, 도 2는 도 1의 진공차단기를 다른 각도에서 본 모습이다.

도 1에서는, 종래의 진공차단기의 주회로부(20)가 전후방향인 종배열로 조립된 전체적인 외형이 도시되어 있고, 차단동작을 위한 에너지 전달 장치의 구조가 일부 투시도로 나타나 있고, 구동부(10)의 운동력을 주회로부(20)의 가동접점에 전달하는 기구장치의 구성이 도시되어 있다. 도 2는 진공차단기의 주회로부를 상세하게 나타내는 상세투시도이다.

도 1 및 도 2에서 도시한 바와 같이 상기 구동부(10)에서 생성된 동력을 이용하여 회전축(11)을 회전시킨다. 이때 회전축(11)의 회전력은 연결대(12)를 통해서 프레임부(30)로 전달된다. 프레임부(30)는 전달링크(31), 지지판(32), 스프링 가이드(33), 방향전환링크(34) 및 접압스프링(35) 등을 포함하며, 이들 구성을 통해서 회전축(11)의 회전 운동을 전후 수평 운동으로 전환하게 된다. 이때 전달링크(31)에 연결된 접압스프링(35) 및 방향전환링크(34)를 통해서 전후 수평운동이 수직운동으로 전환하게 된다. 이를 통해 주회로부(20) 내부에 있는 절연로드(25) 및 가동 접점이 수직으로 운동하여 가동접점과 고정접점이 접촉하게 된다. 그리고, 가동접점과 고정접점이 접촉한 후에도 구동부(10)의 동력에 의해서 회전되는 회전 축(11)은 계속 회전하게 되고 이에 따라 전달링크(31)도 계속 수평운동을 하게된다. 그러나 방향전환링크(34)는 더이상 움직이지 않게 됨에 따라 스프링 지지판(32)이 스프링 가이드(33)를 따라서 수평운동을 하게 되어 접압스프링(35)을 압축하게된다. 이에 접점은 일정한 접압력을 가진 상태에서 접점 투입을 완료하게 되어, 전류 투입시 전자 반발력을 이길 수 있으며, 또한 전류 차단시 에너지로 활용되게 된다. 반대로 기구부에서 투입상태를 유지해 주는 레치를 제거하여 접점 개방이 될 때는 접점 투입과 반대방향으로 동작이 이루어지게 된다.

그리고, 종래의 종배열 차단기의 경우 도 2에서 보듯이, 주회로부(20)는 크게 에폭시 하우징(26), 상부 도체(21), 진공인터랍터(22), 플렉시블 션트(23), 하부 도체(24)로 구성되어 있으며, 각각의 부품들은 서로 조립 형태로 이루어져 있다.

그리고, 종래의 차단기는 구동부의 전면에서 보아 프레임이 좌측이나 우측으로 치우쳐서 설치되어 있었다. 즉, 주회로부 프레임이 구동부의 전면에서 보아 비대칭인 형상이다. 이렇게 상기 구동부(10)의 전면(도 1의 A방향)에서 볼때 상기 주회로부(20)와 프레임부(30)가 왼쪽이나 오른쪽 중 어느 한쪽으로 치우쳐서 형성된 경우, 주회로부의 측면에 설치된 인출입단자(21,24)를 다른 방향으로 전환하게 되면 인출입단자와 판넬 사이의 절연거리가 충분하지 않게 되고, 따라서 배전반 판넬 사이의 절연거리를 확보하기 위해서 배전반 판넬 폭이 증가하여야 하는 문제가 있다.

다시 말하면, 배전반은 사용 환경이나 사용자의 편의에 따라서 인가단의 위 치가 좌에서 우로되는 좌배열이거나 또는 우에서 좌로되는 우배열로 구성되며, 따라서 배전반에 수납되어 사용되어지는 차단기 역시 좌배열 또는 우배열로 쉽게 전환이 이루어져야 하는데, 종래의 비대칭 차단기의 경우에는 이러한 전환이 용이하지 않았다. 따라서 차단기의 주회로부를 180도 회전시킬 수 없는 구조이기 때문에 배전반 내부의 부스바 및 기타 전장품을 배치하여 설치하는 구조를 전체적으로 변경하여야 하였다. 따라서 종래의 배전반에서 좌에서 우배열이나 우에서 좌배열로 인가단의 방향이 바꾸는 경우 배전반의 전체적인 구성이 달라지는 불편함이 있었다.

그리고, 종래의 종배열 차단기의 경우 도 2에서 보듯이 주회로부(20)를 구성하는 에폭시 하우징(26), 상부도체(21), 진공인터랍터(22), 플렉시블 션트(23), 하부도체(24) 등의 부품들이 서로 조립형태로 이루어져 있어서, 하나의 주회로부를 이루기 위해서는 이러한 여러개의 부품들을 조립하여야 하고 따라서 제작시간의 증대와 조립오차를 발생시키는 문제가 있었다.

본 발명은 주회로부에 들어가게되는 부품을 에폭시 몰딩하여 주회로부의 일체화 및 고체절연화를 통한 컴팩트화 및 절연 신뢰성을 향상시키는 목적을 가지고 있다. 또한, 고체 절연화를 통해 기존의 종배열 차단기의 공기절연 방식에 비해 주회로부의 높이를 줄임으로 제조비용 절감 및 본 발명이 설치되어 사용될 배전반의 높이를 줄이는 목적을 가지고 있다. 또한, 본 발명은 전면의 구동부가 주회로부 및 프레임부에 대칭인 형태로 이루어져 있어서 배전반에 본 발명을 설치시 에폭시 몰딩된 주회로부 측면의 하부 도체의 인입(또는 인출)단의 방향을 좌측 및 우측 방향으로 쉽게 취부 함을 통해 좌 배열 및 우배열을 쉽게 구현하며, 또한, 절연거리 확보를 위한 추가적인 배전반 판넬 폭의 변화가 발생되지 않게 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 차단동작에 필요한 구동에너지를 제공하는 구동부; 상기 구동부의 구동에너지를 전달하며, 상기 구동부의 일측면의 중앙부에서 수직으로 연장하여 부착되는 프레임부; 및 상기 프레임부의 상측에 수직하게 부착되어, 상기 프레임부로부터 구동에너지를 전달받아 차단동작을 수행하는 주회로부;를 포함하는 진공차단기로서, 상기 프레임부가 부착되는 구동부의 일측면 중앙부에서, 상기 구동부의 일측면 양측 끝단까지의 거리는 서로 동일한 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기 구성에 의해서, 전면의 구동부가 주회로부 및 프레임부에 대칭인 형태로 이루어져 있어서 배전반에 본 발명을 설치시 에폭시 몰딩된 주회로부 측면의 하부 도체의 인입(또는 인출)단의 방향을 좌측 및 우측 방향으로 쉽게 취부 할 수 있어서, 좌배열 내지 우배열을 쉽게 구현할 수 있으며, 또한 절연거리 확보를 위한 추가적인 배전반 판넬 폭의 증가가 불필요한 효과가 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해서 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공차단기의 모습이며, 도 4는 도 3의 진공차단기를 다른 각도에서 바라본 모습으로 종배열형 차단기의 외형 투시도이며, 도 5는 상기 진공차단기의 평면도이다. 그림에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차단기(100)는 전면의 구동부(110), 주회로부(120)와 프레임부(130)로 구성되어 있다. 전면의 구동부(110)는 스프링력을 이용하여 구동에너지를 발생시키는 구조이며, 주회로부(120)는 진공인터랍터(124)와 도체(123,125)를 에폭시로 몰딩하여 구성되어 있며, 상기 도체(123,125)는 인출입단자와 연결된다. 그리고, 프레임부(130)는 전면의 구동부로부터 발생된 구동에너지를 주회로부(120)에 전달하기 위해서, 회전축(311), 연결대(132), 변환레버(133), 전달링크(134), 접압스프링(136) 등을 포함한다.

구체적으로 보면, 전면의 구동부(110)에서 생성된 동력을 이용하여 회전축(131)을 회전시킨다. 이때 회전축(131)에 연결된 연결대(132)와 변환레버(133)를 통해서 회전축(131)의 회전 운동을 전후 수평 운동으로 전환하게 된다. 이때 전달 링크(134)에 연결된 접압스프링(136) 및 방향전환링크(135)를 통해서 전후 수평운동이 수직운동으로 전환하게 된다. 이를 통해 주회로부(120) 내부에 있는 절연로드(121) 및 가동 접점이 수직으로 운동하게 되어 가동접점과 고정접점이 접촉하게 된다. 접점이 접촉한 후에도 구동부(110)의 구동 에너지에 의해서 회전되는 회전축(311)은 계속 회전하게 되고 이에 따라 전달링크(134)도 계속 수평운동을 하게된다. 그러나 방향전환링크(135)는 더이상 움직이지 않게 됨에 따라 접압스프링(136)에 압축력이 작용하여 압축되고 이에 접점은 일정한 접압력을 가진 상태에서 접점 투입을 완료하게 되어, 전류 투입시 전자 반발력을 이길 수 있으며, 또한, 전류 차단시 차단 에너지로 활용할 수 있게 된다. 반대로 구동부(110)에서 투입상태를 유지해 주는 레치를 제거하여 접점이 개방될 때는 접점 투입과 반대 방향으로 동작이 이루어지게 된다.

본 발명에 따른 차단기(100)는, 구동부(110)의 일측에서 프레임부(130)가 연결되어 있는데, 프레임부가 연결된 면을 구동부의 후면이라 하고, 구동부에서 프레임부가 연결된 면의 반대측 면을 전면이라고 한다. 상기 차단기는, 구동부(110)의 후면에서 프레임부(130)가 연결되되, 상기 프레임부는 상기 구동부 폭(A)의 가운데 부분에서 연결되고, 또한 상기 주회로부(120)는 상기 프레임부(130)의 상측에서 직립하여 연결된다. 따라서, 본 발명에 따른 차단기가 배전반에 설치되는 형상을 보면, 프레임부(130)에서 프레임부 양측에 위치하는 판넬(미도시)까지의 거리가 대략 동일하게 형성된다. 이러한 형태를 구동부(110)의 전면에서 보면, 상기 프레임부와 주회로부가 상기 구동부를 기준으로 좌우가 대략 대칭인 형태로 되어 있다. 이것은 도 5에서 나타난 바와 같이, 상기 구동부의 일측면 중앙에서 상기 프레임부가 부착되고, 상기 구동부 일측면 중앙의 프레임부가 부착된 지점에서 상기 구동부의 양측 끝단까지의 거리(S1,S2)가 서로 동일하다는 것을 의미한다.

배전반에 전력이 공급되고 전력이 인출되는 방향(전력공급방향)을 보면 배전반의 좌측에서 공급되어 우측으로 인출되는 좌배열의 형태로 구성되거나, 전력공급방향이 배전반의 우측에서 좌측으로 공급되는 우배열의 형태로 구성된다. 이렇게 배전반이 사용되는 구체적인 환경이나 사용자의 편의를 고려하여 배전반의 전력공급방향은 다양하게 구성될 수 있다. 본 발명에 따른 차단기를 배전반에 적용하면, 전력공급방향이 좌배열로 배치되는 경우 뿐만 아니라 우배열로 배치되는 경우에도 배전반의 판넬과 차단기 주회로부의 단자간의 절연 거리가 변하지 않게 되는 유리한 점이 있다. 그러므로, 종래와 같이 배전반 인가단의 방향이 좌배열과 우배열 경우에 배전반의 구성을 달리하여 구성하여야 하는 불편함이 사라지는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 구동부와 프레임이 대칭인 차단기를 적용하면, 주회로부의 측면 인입(또는 인출)단자를 좌측 및 우측 방향으로 전환하여도 인입(또는 인출) 단자와 배전반 판넬 사이의 절연거리가 변하지 않아서 판넬 폭의 증가 없이 쉽게 좌배열 또는 우배열의 배전반에 적용할 수 있게 되는 것이다.

본 발명에 따른 차단기의 주회로부(120)는, 진공인터랍터(124)와 도체(123)를 에폭시로 몰딩하여 구성되고, 이러한 주회로부의 에폭시 몰딩을 이용한 고체 절연화를 통해 주회로부의 크기를 줄임과 동시에 절연 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 또한, 진공인터랍터 내장형 에폭시 몰딩형태의 주회로부를 적용하여 구동부, 프레 임부, 주회로부를 모듈화 된 형태로 구성이 가능하며, 이에 따라 차단기의 유지 보수에 용이하게 된다. 또한, 본 발명은 전면에 경량형의 구동부를 적용하여 전체적인 차단기의 사이즈 및 중량을 줄임으로써 배전반의 판넬 사이즈 역시 컴팩트한 구성이 가능하게 된다.

도 1은 종래기술에 따른 진공차단기의 사시도이며,

도 2는 도 1의 진공차단기를 다른 각도에서 사시도이며,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공차단기의 모습이며,

도 4는 도 3의 진공차단기를 다른 각도에서 바라본 모습이며,

도 5는 도 3의 진공차단기의 평면도이다.

Claims

차단동작에 필요한 구동에너지를 제공하는 구동부;

상기 구동부의 구동에너지를 전달하며, 상기 구동부의 일측면의 중앙부에서 수직으로 연장하여 부착되는 프레임부; 및

상기 프레임부의 상측에 수직하게 부착되어, 상기 프레임부로부터 구동에너지를 전달받아 차단동작을 수행하는 주회로부;를 포함하고,

상기 프레임부가 부착되는 구동부의 일측면 중앙부에서, 상기 구동부의 일측면 양측 끝단까지의 거리는 서로 동일한 것을 특징으로 하는 차단기.