KR101072518B1 - Disconnecting switch - Google Patents
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Abstract
단로기의 절연성능을 높임과 동시에, 단로부의 금속 용기 지름의 축소화를 가능하게 한다.
각각 중심 도체(18a, 18b)를 가지는 절연 스페이서(10a, 10b)로 구획되어 절연성 가스를 봉입한 밀봉용기(1) 내에, 한쪽의 절연 스페이서의 중심 도체에 설치되는 고정측 도체(7)와, 상기 고정측 도체(7)에 접속되는 고정측 접촉자(5a)와, 상기 고정측 접촉자(5a)의 안쪽에 설치되는 아크 콘택트(3A)와, 상기 고정측 접촉자(5a)를 포위하여 배치한 고정측 시일드(6a)와, 상기 고정측 접촉자(5a) 및 상기 아크 콘택트(3A)에 접촉함과 동시에 상기 아크 콘택트(3A)와의 개극에 선행하여 상기고정측 접촉자(5a)로부터 개리되는 가동자(2)와, 상기 아크 콘택트(3A)를 상기 가동자(2)의 개리 시의 축방향 이동에 추종시키는 스프링(4)과 지지 프레임(15A)의 추종수단을 구비한 단로기이다. 그리고, 아크 콘택트(3A)의 아크 점호부(21)와 상기 고정측 도체(5a)와의 사이에 전기적으로 직렬로 삽입된 코일부(22)나 자성체와 같은 인덕턴스를 가지는 구성으로 되어 있다. The insulation performance of the disconnecting unit is increased, and the diameter of the metal container of the disconnecting unit can be reduced.
A fixed-side conductor 7 provided in the center conductor of one insulating spacer in a sealed container 1 partitioned by insulating spacers 10a and 10b each having a center conductor 18a and 18b and encapsulating an insulating gas, The fixed side contactor 5a connected to the fixed side conductor 7, the fixed arc contact 3A provided inside the fixed side contactor 5a, and the fixed side contactor 5a. A mover which contacts the side shield 6a, the fixed side contactor 5a and the arc contact 3A, and opens from the fixed side contactor 5a prior to the opening of the arc contact 3A. (2) and a disconnecting device comprising a spring 4 for following the arc contact 3A to the axial movement during opening of the mover 2 and a follower means for the supporting frame 15A. The coil contacts 22 and the magnetic material are inducted in series with each other between the arc firing portion 21 of the arc contact 3A and the fixed side conductor 5a.
Description
본 발명은 단로기에 관한 것으로, 특히 변전소나 개폐소 등에 설치되는 개폐장치의 단로기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
가스절연 개폐장치를 구성하는 단로기나 차단기 등의 개폐장치에서는, 개폐 시에 고주파의 개폐 서지가 발생할 가능성이 높다. 특히, 개폐 속도가 비교적 느린 단로기에서는, 개극(開極) 동작 중에 재점호가 발생하기 쉽다. In switching devices such as a disconnector or a circuit breaker constituting the gas insulated switchgear, there is a high possibility of high frequency switching surge at the time of switching. In particular, in a disconnector having a relatively slow opening and closing speed, re-ignition is likely to occur during opening operation.
단로기의 개극 동작 중의 재점호에 의한 발생 서지는, 수 MHz 내지 수십 MHz로 주파수가 높고, 그 발생 빈도도 비정상적으로 높다. 또, 이와 같은 발생 서지는 주파수가 높은 급준한 과전압이기 때문에, 단로기의 절연성능 저하의 문제가 생긴다. The generated surge by re-ignition during the opening operation of the disconnector has a high frequency from several MHz to several tens of MHz, and its occurrence frequency is abnormally high. Moreover, since such a generated surge is a steep overvoltage with a high frequency, the problem of the insulation performance of a disconnector arises.
이 절연성능 저하의 원인이 되는 서지발생을 억제하기 위한 대책의 하나로서, 예를 들면 일본국 특허공개공보 평성3-129615호(특허문헌 1)에는, 서지가 발생하는 부분의 근방에 저항체를 배치하여 급준한 서지 전압의 파고값(波高値)을 저하시키는 단로기가 제안되어 있다. As one of the countermeasures for suppressing the occurrence of surge which causes the decrease in insulation performance, for example, Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 3-129615 (Patent Document 1) arranges a resistor in the vicinity of a portion where a surge occurs. In order to reduce the crest value of a steep surge voltage, a disconnector has been proposed.
그러나, 특허문헌 1의 대책에서는, 단로기부분이 대형화한다는 문제가 있다. 이 문제를 해결하기 위하여, 일본국 특허공개공보 평성5-342952호(특허문헌 2)에서는, 인덕턴스 코일을 단로기의 고정 접촉자부분에 설치하여, 단로기부분의 대형화를 방지하면서 개폐 서지 전압의 파고값을 저하시키는 대책이 제안되어 있다. However, the countermeasure of
도 16에, 특허문헌 2에 관한 개폐장치의 일 실시예를 나타낸다. 이 개폐장치는, 고정전극(101)에 직렬 접속하여 인덕턴스 코일(102)을 설치하고, 인덕턴스 코일(102)은 다시 시일드(103)에 접속되어 있는 점에 특징이 있다. 이 구성으로부터, 가동 콘택트(104)가 튤립 콘택트(105)로부터 개리된 후는, 아크방전이 시일드(103)로부터 인덕턴스 코일(102)을 거쳐 고정전극(101)에 흐르게 된다. In FIG. 16, the Example of the switching device which concerns on
이에 의하여, 단로기 부분의 대형화를 방지하면서 개폐 서지 전압의 파고값을 저하시키는 것이 가능해진다. 또, 이 구성에서는, 인덕턴스 코일(102)에는 개극 동작 시 밖에 전류가 흐르지 않는 구조로 되어 있다. 따라서, 서지 저감을 실현하는 인덕턴스의 효과가, 서지가 발생하기 쉬운 개극 동작 시에만 작용하도록 되어 있다. 이에 의하여, 효과적으로 고주파의 서지 전압을 억제하는 것이 가능해진다.Thereby, it becomes possible to reduce the crest value of the open / close surge voltage while preventing the enlargement of the disconnecting part. In this configuration, the
그러나, 상기 특허문헌 2의 구성에 의하면, 시일드(103)가 아크에 노출되게 된다. 그 결과, 시일드(103)가 열화·소모됨으로써 절연성의 저하로 이어질 염려가 있다. However, according to the structure of the said
또, 특허문헌 2의 구성에 의하면, 시일드(103)가 아크에 노출되기 때문에, 이 부분에 고전압이 인가되게 된다. 이 때문에, 시일드(103)와 금속용기 사이에 일정한 거리를 취하지 않으면 절연성능을 유지할 수 없다. 그 결과, 금속용기의 소형화에 한계가 있다. Moreover, according to the structure of
또한, 특허문헌 2의 구성에 의하면, 아크에 노출됨에 의한 시일드(103)의 열화·소모를 억제하기 위하여, 시일드(103)를 용융이 적은 고가의 금속재료를 사용하여 제조할 필요가 있다. 이 때문에 제조 비용이 증가한다는 문제가 생긴다.Moreover, according to the structure of
본 발명의 목적은, 서지 저감을 실현하는 인덕턴스의 효과가, 서지가 발생하기 쉬운 개극 동작 시에만 작용한다는 효과를 유지하면서, 상기 발명의 문제점을 해결하는 것이다. 즉, 단로기의 절연성능을 유지함과 동시에, 금속용기 지름의 더 한층의 축소화 및 제조 비용의 저감을 실현하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to solve the problems of the present invention while maintaining the effect that the effect of inductance for realizing surge reduction acts only at the time of opening operation that is likely to cause surge. That is, it aims at maintaining insulation performance of a disconnecting device, and realizing further reduction of the diameter of a metal container and reduction of a manufacturing cost.
상기 과제를 해결하기 위하여, 청구항 1에 관한 본 발명은, 각각 중심 도체를 가지는 절연 스페이서로 구획되어 절연성 가스를 봉입하는 밀봉용기 내에, 한쪽의 절연 스페이서의 중심 도체에 설치되는 고정측 도체와, 상기 고정측 도체에 접속되는 고정측 접촉자와, 상기 고정측 접촉자의 안쪽에 설치되는 아크 콘택트와, 상기 고정측 접촉자를 포위하여 배치한 고정측 시일드와, 상기 고정측 접촉자 및 상기 아크 콘택트에 접촉함과 동시에 상기 아크 콘택트와의 개극에 선행하여 상기 고정측 접촉자로부터 개리(開離)되는 가동자와, 상기 아크 콘택트를 상기 가동자의 개리 시의 축방향 이동에 추종시키는 추종수단을 구비한 단로기에 있어서, 상기 아크 콘택트의 아크 점호부와 상기 고정측 도체의 사이에 전기적으로 직렬로 삽입되는 인덕턴스를 가지는 것을 특징으로 하는 것이다. MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the said subject, this invention which concerns on
또, 청구항 2에 관한 발명은, 청구항 1에 기재된 발명에 있어서, 상기 추종수단은, 스프링과, 상기 스프링을 가동 자유롭게 지지하여 상기 아크 콘택트와 상기 고정측 접촉자를 전기적으로 접속하는 지지 프레임으로 구성되는 것을 특징으로 하는 것이다. In the invention according to
또, 청구항 3에 관한 발명은, 청구항 1 또는 2의 어느 하나에 기재된 발명에 있어서, 상기 인덕턴스는 도체를 코일형상으로 감은 코일부인 것을 특징으로 하는 것이다. The invention according to
또, 청구항 4에 관한 발명은, 각각 중심 도체를 가지는 절연 스페이서로 구획되어 절연성 가스를 봉입하는 밀봉용기 내에, 한쪽의 절연 스페이서의 중심 도체에 설치되는 고정측 도체와, 상기 고정측 도체에 접속되는 고정측 접촉자와, 상기 고정측 접촉자의 안쪽에 설치되는 아크 콘택트와, 상기 고정측 접촉자를 포위하여 배치한 고정측 시일드와, 상기 고정측 접촉자 및 상기 아크 콘택트에 접촉함과 동시에 상기 아크 콘택트와의 개극에 선행하여 상기 고정측 접촉자로부터 개리되는 가동자와, 상기 아크 콘택트를 상기 가동자의 개리 시의 축방향 이동에 추종시키기 위한 스프링과, 상기 스프링을 가동 자유롭게 지지하여 상기 아크 콘택트와 상기 고정측 접촉자를 전기적으로 절연하는 지지 프레임으로 구성되는 단로기에 있어서, 상기 스프링은 아크 콘택트와 상기 고정측 도체의 사이에 전기적으로 직렬로 삽입되는 인덕턴스로서 작동하는 것을 특징으로 하는 것이다.Moreover, the invention which concerns on
청구항 1 내지 3의 구성의 발명에 의하면, 아크 콘택트에 아크가 점호되어, 고정측 시일드의 부분이 아크에 노출될 염려가 저감한다. 그 결과, 고정측 시일드가 열화·소모될 염려가 저감하여 절연성능의 유지가 가능해진다. According to the invention of the configuration of
또, 고정측 시일드부에 아크가 점호될 염려를 저감시키고, 고정측 시일드에 고전압이 인가되는 것을 방지할 수 있기 때문에, 고정측 시일드와 금속용기 사이의 거리가 짧아도 절연성능을 유지하는 것이 가능해진다. 이것에 의하여 금속용기의소형화가 한층 더 실현 가능해진다. In addition, since it is possible to reduce the possibility of arc arcing on the fixed side shield and prevent high voltage from being applied to the fixed side shield, maintaining insulation performance even if the distance between the fixed side shield and the metal container is short. It becomes possible. This makes it possible to further miniaturize the metal container.
또, 고정측 시일드의 부분이 아크에 노출될 염려가 저감되기 때문에, 고정측 시일드를 저렴한 재료인 알루미늄 등으로 구성하는 것이 가능해진다. 이것에 의해 제조 비용의 저감이 가능해진다. Moreover, since the possibility that the part of a fixed side shield will be exposed to an arc is reduced, it becomes possible to comprise a fixed side shield by aluminum etc. which are inexpensive materials. As a result, the manufacturing cost can be reduced.
또한, 고정측 시일드의 부분에 아크를 점호하지 않기 때문에, 고정측 시일드를 절연재료로 피복하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 절연성의 향상을 실현하는 것이 한층 더 가능해진다. 또, 고정측 시일드로부터 금속용기까지의 절연거리를 더욱 짧게 하는 것이 가능해져, 금속용기의 지름을 더욱 축소화하는 것이 가능해진다. Further, since the arc is not fired on the portion of the fixed side shield, the fixed side shield can be covered with an insulating material. Thereby, it becomes possible to implement | achieve insulation improvement further. In addition, the insulation distance from the fixed side shield to the metal container can be further shortened, and the diameter of the metal container can be further reduced.
청구항 4의 구성의 발명에 의하면, 아크 콘택트와 스프링을 각각 별개로 만들어, 서로를 직렬로 서로 연결시킴으로써 용이하게 제조할 수 있다. 이것은 청구항 1 내지 3의 구성의 발명이 아크 콘택트 자체에 코일구조를 가지게 하는 것과 비교하면, 제조의 부담을 저감하는 것으로 이어진다. 따라서, 청구항 4의 구성의 발명에 의하면, 청구항 1 내지 3의 발명의 효과에 더하여, 제조 공정수의 삭감 및 제조 비용의 삭감이 가능해진다. According to invention of the structure of
도 1은 본 발명의 일 실시예인 단로기의 개극 직후의 상태를 나타내는 단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예인 단로기의 폐극 상태를 나타내는 단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예인 단로기의 개극 상태를 나타내는 단면도,
도 4는 도 1의 단로부에서의 확대 단면도,
도 5(a)는 도 1의 단로부에서의 고정측을 가동측에서 본 정면도,
도 5(b)는 도 1의 단로부에서의 가동측을 고정측에서 본 정면도,
도 6은 제 1 실시형태에 사용되는 아크 콘택트의 확대 단면도,
도 7은 발생하는 재점호 서지 파형의 일례를 나타내는 도,
도 8은 실시예 1에 관한 아크 콘택트를 적용한 경우에 발생하는 서지 파형을 나타내는 도,
도 9는 회로 임피던스에 대한 서지 전압의 관계를 나타내는 도,
도 10은 본 발명에서의 아크 콘택트의 전위와 고정측 시일드의 전위의 비교를 나타내는 도,
도 11은 전극 피복의 유무에 의한 절연 파괴 전압의 비교를 나타내는 도,
도 12는 본 발명에 관한 단로기의 제 2 실시예를 나타내는 도,
도 13은 본 발명에 관한 단로기의 제 3 실시예를 나타내는 도,
도 14는 본 발명에 관한 단로기의 제 4 실시예를 나타내는 도,
도 15는 제 4 실시형태에 사용되는 아크 콘택트의 확대 단면도,
도 16은 고정측 시일드에 직렬로 인덕턴스 코일을 설치한 종래의 단로기의 단로부 구조의 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing a state immediately after the opening of a disconnector according to one embodiment of the present invention;
2 is a cross-sectional view showing a closed pole state of a disconnector according to one embodiment of the present invention;
3 is a cross-sectional view showing an open state of a disconnector according to one embodiment of the present invention;
4 is an enlarged cross-sectional view of the disconnecting unit of FIG. 1;
5 (a) is a front view of the fixed side of the disconnection unit of FIG. 1 as seen from the movable side,
5 (b) is a front view of the movable side of the disconnection unit of FIG. 1 seen from the fixed side;
6 is an enlarged cross-sectional view of the arc contact used in the first embodiment;
7 is a diagram showing an example of a generated re-curve surge waveform;
8 is a diagram showing a surge waveform generated when an arc contact according to Example 1 is applied;
9 is a diagram showing a relationship between a surge voltage and a circuit impedance;
10 is a diagram showing a comparison of the potential of an arc contact and the potential of a fixed side shield in the present invention;
11 shows a comparison of dielectric breakdown voltage with and without electrode coating;
12 is a diagram showing a second embodiment of the disconnector according to the present invention;
13 is a diagram showing a third embodiment of the disconnector according to the present invention;
14 shows a fourth embodiment of the disconnector according to the present invention;
15 is an enlarged cross-sectional view of an arc contact used in a fourth embodiment;
Fig. 16 is a cross-sectional view of a disconnecting unit structure of a conventional disconnecting device in which an inductance coil is provided in series with a fixed side shield.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described with reference to drawings.
(실시예 1)(Example 1)
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예인 단로기를 나타내는 단면도이다. 도 1은 단로기의 개극 직후의 상태를 나타내고, 도 2는 단로기의 폐극 상태를 나타내며, 도 3은 단로기의 개극 상태를 나타낸다. 도 4는 도 1의 단로부에서의 확대단면도이다. 또, 도 5(a)는 단로부의 고정측을 가동측에서 본 정면도이고, 도 5 (b)는 단로부의 가동측을 고정측에서 본 정면도이다. 도 6은 아크 콘택트의 확대단면도이다. 1 to 3 are cross-sectional views showing disconnectors which are one embodiment of the present invention. 1 shows the state immediately after the opening of the disconnector, FIG. 2 shows the closed electrode state of the disconnecting device, and FIG. 3 shows the opening state of the disconnecting device. 4 is an enlarged cross-sectional view of the disconnection unit of FIG. 1. 5 (a) is a front view of the fixed side of the disconnecting unit as seen from the movable side, and FIG. 5 (b) is a front view of the movable side of the disconnecting unit as seen from the fixed side. 6 is an enlarged cross-sectional view of an arc contact.
실시예 1의 단로기는, 금속용기(1), 가동자(2), 아크 콘택트(3A), 스프링(4), 고정측 접촉자(5a), 가동측 접촉자(5b), 고정측 시일드(6a), 가동측 시일드(6b), 고정측 도체(7), 가동측 통형상 도체(8), 절연 스페이서(10a, 10b), 조작 로드(12), 지지 프레임(15A), 고전압 도체(17a, 17b), 중심 도체(18a, 18b)로 구성된다. The disconnector of the first embodiment includes a
밀폐용기(1)는, 중심 도체(18a, 18b)를 가지는 절연 스페이서(10a, 10b)를 대향 배치하여 구획되어 있고, 이 밀폐용기(1) 내에 건조공기나 SF6 가스 등의 절연매체가 봉입되어 있다. 또, 밀폐용기(1) 내에는, 절연 스페이서(10a, 10b)의 중심 도체(18a, 18b)에 접속되는 고전압 도체(17a, 17b)가, 밀폐용기(1)로부터 전기적으로 절연된 상태로 지지되어 있다. The
한쪽의 절연 스페이서(10a)의 중심 도체(18a)에는, 이것에 고정하는 고정측 도체(7)에 고정측 접촉자(5a)가 설치되고, 전기적으로 접속되어 있다. 이 고정측 접촉자(5a)는, 그 선단의 안쪽이 가동자(2)의 바깥쪽과 접하도록 배치된다.In the
고정측 접촉자(5a)에는, 이 바깥 둘레부를 포위하도록 전계 완화용 고정측 시일드(6a)가 배치되어 있다. 이 고정측 시일드(6a)는, 알루미늄 등의 도전금속으로 만들어지고, 그 주위에 에폭시계의 절연재료 등으로 피복이 실시되어 있다.The fixed
또, 이 고정측 접촉자(5a)의 안쪽에는, 지지 프레임(15A) 및 아크 콘택트(3A)를 지지하는 스프링(4)이 설치되어 추종수단을 구성하고, 가동자(2)의 개리 시의 축방향 이동에 추종 가능한 구조로 되어 있다. 아크 콘택트(3A)의 선단부에 위치하는 아크 점호부(21)는, 개극 직전에서 가동자(2)하고만 접촉하여 통전하도록, 개극상태에서 고정측 접촉자(5a)의 선단부로부터 돌출하도록 구성된다. In addition, a
다른쪽 절연 스페이서(10b)의 중심 도체(18b)에는, 이것에 고정하는 가동측통형상 도체(8)를 거쳐 가동측 접촉자(5b)가 지지되고, 이 가동측 접촉자(5b)와 고정측 접촉자(5a)를 대향시키고 있다. 가동 접촉자(5b)에는, 이 바깥 둘레부를 포위하도록 전계 완화용 가동측 시일드(6b)가 배치되어 있다. 이 가동측 시일드(6b)는, 고정측 시일드(6a)와 동일하게 구성된다.The
가동자(2)는, 고정측 접촉자(5a)와 가동측 접촉자(5b) 사이를 개폐 가능하게 교락(bridging)하고 있다. 이 가동자(2)는, 그 축선 상을 개폐 동작하도록 절연 조작 로드(12)의 한쪽 끝측, 즉 자유단측에 접촉 연결되어 있다. 이 절연 조작 로드(12)의 다른쪽 끝측에는, 기밀을 유지하면서 밀봉용기(1) 밖으로 도출한 회전축(19)이 연결되어 있다. 또, 이 회전축(19)에는 도시 생략한 조작기가 연결되어 있다. The
실시예 1에서는, 고주파 서지의 발생을 억제하기 위하여, 아크 콘택트(3A)의 일부를 인덕턴스가 되는 코일 형상으로 구성하고 있다. 이 아크 콘택트의 상세를 도 6에 나타낸다. 도 6에 나타내는 바와 같이 아크 콘택트(3A)는, 아크가 점호하는 아크 점호부(21)와, 권회하여 코일을 형성한 코일부(22)와, 지지 프레임(15A)과 전기적으로 접촉하는 접촉부(23)와, 이들 각각을 코일의 권선 내부에서 지지하는 지지 절연부(24)로 구성된다. In Example 1, in order to suppress generation | occurrence | production of a high frequency surge, one part of 3 A of arc contacts is comprised in the coil shape used as an inductance. The detail of this arc contact is shown in FIG. As shown in FIG. 6, the
아크 점호 시에 전류는, 아크 점호부(21), 코일부(22), 접촉부(23)를 통하여 지지 프레임(15A)과 고정측 도체(7)에 흐르기 때문에, 각각이 전기적으로 접속되어 있을 필요가 있다. 아크 점호부(21)의 아크에 노출되는 부분은, 아크에 의한 소모를 억제하기 위하여, 구리에 텅스텐, 크롬 등을 첨가한 내아크성의 합금을 사용하는 것이 바람직하다. During arc firing, the current flows through the
한편, 코일부(22)나 접촉부(23)는, 서지 발생 시에 전류를 흘릴 필요가 있기 때문에, 예를 들면, 구리, 알루미늄 또는 이들 합금과 같은 양도전성(良導電性)의 금속재료로 구성된다. 또, 지지 절연부(24)는, 상기 각 요소를 지지하기 위하여 FRP재나 에폭시 수지 등의 강도가 충분한 절연재로 구성된다. On the other hand, since the
이하, 실시예 1의 동작에 대하여 설명한다. 도 2는 단로기의 폐극 상태를 나타내고, 도 3은 단로기의 개극 상태를 나타내고 있다. 또, 도 1은 단로기의 개극 직후의 상태를 나타내고 있다. The operation of the first embodiment will be described below. FIG. 2 shows the closed pole state of the disconnector, and FIG. 3 shows the open state of the disconnector. 1 has shown the state immediately after the opening of a disconnecting device.
도 2에 나타내는 폐극 상태에서는, 가동자(2)가 아크 콘택트(3A) 및 고정측 접촉자(5a)와 접하고 있다. 이 경우, 고정측 도체(7)와 가동측 통형상 도체(8)의 사이에는, 고정측 접촉자(5a), 가동자(2) 및 가동측 접촉자(5b)를 거쳐 전류가 흐른다. 아크 콘택트(3A)의 코일부(22)에는 계통 전류는 거의 흐르지 않기 때문에, 인덕턴스에 의한 손실은 매우 적다. In the closed electrode state shown in FIG. 2, the
이것에 대하여, 도 1에 나타내는 개극 직후의 상태에서는, 이하에 나타내는 바와 같이, 고정측 접촉자(5a)에는 전류가 흐르지 않고, 아크 콘택트(3A)를 거쳐 전류가 흐른다. 개극 동작에서는, 가동자(2)가 도 2의 폐극 상태로부터, 조작 로드(12)가 시계방향으로 회전하는 것에 따라, 절연 스페이서(10b) 방향으로 슬라이딩한다.In contrast, in the state immediately after the opening shown in FIG. 1, the current does not flow through the fixed
이 때, 아크 콘택트(3A)는, 지지 프레임(15A)을 따라 스프링(4)에 의해 압출됨으로써, 금속용기(1)의 절연 스페이서(10b) 방향으로 가동자(2)와 일체의 상태로 이동한다. 가동자(2)가 더욱 이동하면, 고정측 접촉자(5a)와 가동자(2)의 접촉이 떨어져, 가동자(2)가 아크 콘택트(3A)하고만 접촉하는 상태가 된다. At this time, the
또한 가동자(2)가 절연 스페이서(10b) 방향으로 이동하면, 아크 콘택트(3A)는, 지지 프레임(15A)의 끝부에서 걸어 멈춰진다. 또한 가동자(2)가 이동하면, 도 1에 나타내는 바와 같이 아크 콘택트(3A)와 가동자(2)의 접촉이 떨어져 아크가 점호하는 상태가 된다. When the
도 4에 가동자(2)의 좌단이 고정측 시일드(6a)의 우단까지 변위한 상태를 나타낸다. 이 상태에서는, 아크 점호부(21)와 가동자(2)의 선단과의 간극(d)이, 가동자(2)와 고정측 시일드(6a)의 간극(D)보다 작아지도록 설정되어 있다.4 shows a state in which the left end of the
이와 같은 치수관계로 하여 두면, 아크는 작은 간극(d)에 생기고, 고정측 시일드(6a)와 가동자(2) 사이에 생기는 일은 없다. 따라서, 아크 전류는 오로지 아크 점호부(21)로부터 코일부(22)로 흐르기 때문에, 코일부(22)의 인덕턴스에 의하여, 아크에 기인하는 서지 전압의 파고값은 억제된다. In this dimensional relationship, the arc occurs in the small gap d, and does not occur between the
도 1의 상태로부터 가동자(2)가 절연 스페이서(10b) 방향으로 더 이동하여, 아크 콘택트(3A)와 가동자(2) 사이의 절연거리가 충분히 넓어지면, 방전이 발생하지 않는 상태가 되어 전류가 차단된다. 이에 의하여 도 3에 나타내는 개극 상태가된다. When the
도 7은, 인덕턴스를 가지지 않은 통상의 아크 콘택트를 사용한 경우에 발생하는 재점호 서지 파형의 일례를 나타내는 도면이다. 세로축은 전압(p. u.), 가로축은 경과시간(ns)을 나타낸다. 이 도면은, 서지발생 시에 수 MHz 이상의 고주파 전압이 발생하고 있는 것을 나타내고 있다. 발생하는 전압의 피크값은 회로조건에 의존하나, 최대로 운전전압의 약 2.5배의 전압이 발생하는 경우가 있다.FIG. 7 is a diagram showing an example of a re-curve surge waveform generated when a normal arc contact having no inductance is used. The vertical axis represents voltage (p. U.) And the horizontal axis represents elapsed time (ns). This figure shows that a high frequency voltage of several MHz or more is generated during surge generation. The peak value of the generated voltage depends on the circuit conditions, but a maximum of about 2.5 times the operating voltage may occur.
도 8에, 실시예 1에 관한 아크 콘택트를 적용한 경우에 발생하는 서지 파형을 나타낸다. 세로축은 전압(p.u.), 가로축은 경과시간(ns)을 나타낸다. 도 8은, 본 발명의 아크 콘택트를 적용한 이외는, 도 7과 동일한 회로조건에서 발생한 서지파형을 나타내고 있다.8, the surge waveform which arises when the arc contact which concerns on Example 1 is applied is shown. The vertical axis represents voltage (p.u.) and the horizontal axis represents elapsed time (ns). 8 shows surge waveforms generated under the same circuit conditions as in FIG. 7 except that the arc contact of the present invention is applied.
도 8과 도 7에 각각 나타낸 서지 파형을 비교하면, 아크 콘택트가 가지는 인덕턴스의 효과에 의하여, 도 8의 파형은 완만한 것으로 되어 있다. 즉, 서지의 파두(波頭)의 진동파형이 감쇠함으로써, 단로기의 개극 동작 시에 발생하는 과전압을 억제하여 절연성능의 저하를 방지하는 것이 가능한 것을 알 수 있다. When comparing the surge waveforms shown in Figs. 8 and 7, respectively, the waveform of Fig. 8 is gentle due to the effect of the inductance of the arc contact. In other words, it can be seen that by suppressing the vibration waveform of the surge wave of the surge, it is possible to suppress the overvoltage generated during the opening operation of the disconnecting device and to prevent the degradation of the insulation performance.
도 9는, 회로 임피던스에 대한 서지 전압의 관계를 나타내고 있다. 세로축은 서지 전압(p.u.), 가로축은 임피던스(Ω)를 나타낸다. 이 도 9에서 알 수 있는 바와 같이, 임피던스를 70Ω 이상으로 하면, 서지 전압을 2 p.u. 이하로 할 수 있고, 임피던스를 200Ω 이상으로 하면, 서지 전압을 1.5 p.u. 이하로 할 수 있다. 또한, 2 p.u.는 대지 전압 파고값이 운전 전압의 2배인 것을 의미한다. 즉, 아크 콘택트에 적용하는 인덕턴스의 임피던스를 높게 함으로써 서지 전압을 저감시키는 것이 가능하다.9 shows the relationship of the surge voltage to the circuit impedance. The vertical axis represents surge voltage (p.u.) and the horizontal axis represents impedance (Ω). As can be seen from FIG. 9, when the impedance is 70? Or more, the surge voltage is 2 p.u. When the impedance is set to 200 Ω or more, the surge voltage is 1.5 p.u. It can be set as follows. 2 p.u. means that the earth voltage crest value is twice the operating voltage. That is, it is possible to reduce the surge voltage by increasing the impedance of the inductance applied to the arc contact.
이상 설명한 바와 같이, 실시예 1에 관한 단로기는, 아크 콘택트(3A)의 일부를 인덕턴스가 되는 코일 형상으로 구성하고 있고, 아크 콘택트(3A)에는 개극 동작 시 밖에 전류가 흐르지 않는 구조로 되어 있다. 이에 의하여, 서지 저감을 실현하는 인덕턴스의 효과가, 서지가 발생하기 쉬운 개극 동작 시에만 작용하도록 되어 있다. 따라서, 효과적으로 고주파의 서지 전압을 억제하는 것이 가능해진다. As described above, the disconnector according to the first embodiment is configured to form a part of the
또, 코일부(22)를 아크 콘택트(3A)에 배치하고 있기 때문에, 서지를 억제하는 기구를 따로 설치하는 경우에 비하여, 단로기를 대형화하지 않고 서지 저감 효과를 실현하며, 절연성능을 확보하는 것이 가능해진다. Moreover, since the
또한, 본원의 발명은, 이하에 설명하는 점에서도 상기한 특허문헌 2에 관한 시일드에 직렬로 인덕턴스 코일을 설치하는 발명(이하, 종래예라고 한다.)과 비교하여 유리한 효과를 가진다. In addition, the invention of the present application has an advantageous effect as compared with the invention (hereinafter, referred to as a conventional example) in which an inductance coil is provided in series in the shield according to
도 10은, 본 발명에서의 아크 콘택트 전위와 시일드 전위의 비교를 나타내는 도면이다. 세로축은 각각의 부위에 인가되는 전위(p.u.), 가로축은 임피던스(Ω)를 나타낸다. 임피던스가 100Ω이라 가정하면, 아크 콘택트 전위는 약 1.75 p.u.인것에 대하여, 시일드 전위는 약 1.3 p.u.가 된다. 또, 임피던스가 200Ω이라 가정하면, 아크 콘택트 전위는 약 1.5 p.u.인 것에 대하여, 시일드 전위는 약 1.25 p.u.가 된다. 10 is a diagram illustrating a comparison between an arc contact potential and a shield potential in the present invention. The vertical axis represents the potential (p.u.) applied to each site, and the horizontal axis represents the impedance (Ω). Assuming that the impedance is 100Ω, the shield potential becomes about 1.3 p.u. while the arc contact potential is about 1.75 p.u. In addition, assuming that the impedance is 200?, The arc contact potential is about 1.5 p.u., whereas the shield potential is about 1.25 p.u.
즉, 아크가 발생하는 아크 콘택트(3A)의 부분에 비하여, 고정측 시일드(6a)의 시일드 전위는 크게 저하하게 된다. 특히 재점호 시에는 고주파 서지가 발생하기 때문에 전압 강하는 현저해진다. 아크 콘택트(3A)는, 고정측 시일드(6a)의 안쪽에 존재하기 때문에, 아크 콘택트 전위가 높아도, 인덕턴스분만큼 시일드 전위는 낮아진다. 그 고정측 시일드(6a)와 대지 사이의 절연성능을 확보함으로써 고전압부와 대지(접지)와의 절연성능을 만족할 수 있다. That is, compared with the part of 3 A of arc contacts in which an arc generate | occur | produces, the shield potential of the fixed
한편, 종래예에서는 아크가 직접 시일드에 점호되기 때문에, 시일드 전위가 고주파 서지의 발생 전위가 된다. 따라서, 시일드와 대지 사이의 절연성능을 충분히 확보할 필요가 있다.On the other hand, in the conventional example, since the arc is directly fired by the shield, the shield potential becomes the generation potential of the high frequency surge. Therefore, it is necessary to ensure sufficient insulation performance between the shield and the earth.
이상에 의하여, 실시예 1에 관한 단로기는, 종래예에 비하여 고정측 시일드(6a)에 인가되는 전위를 저감하는 것이 가능해지고, 절연성능이 확보된다. 또, 고정측 시일드(6a)로부터 금속용기(1)까지의 절연거리를 짧게 하는 것이 가능해져, 금속용기(1)의 지름을 축소하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 종래예와 비교하여 금속용기(1)의 소형화가 한층 더 가능해진다. By the above, the disconnector which concerns on Example 1 can reduce the electric potential applied to the fixed
또, 실시예 1에 관한 단로기는, 고정측 시일드(6a)에 아크를 점호하지 않기 때문에, 고정측 시일드(6a)를 저렴한 도전재료인 알루미늄 등으로 구성하는 것이 가능해진다. 한편, 종래예와 같이 시일드에 아크를 점호시키는 경우는, 저렴한 도전재료인 알루미늄 등으로 시일드를 구성할 수는 없고, 용융이 적은 고가의 금속재료를 사용할 필요가 있다. 따라서, 실시예 1에 관한 단로기는, 종래예와 비교하여 제조 비용을 저감하는 것이 가능해진다. Moreover, since the disconnecting device which concerns on Example 1 does not call an arc to the fixed
또한, 실시예 1에 관한 단로기는, 고정측 시일드(6a)에 아크를 점호하지 않기 때문에, 고정측 시일드(6a)를 절연부재로 피복하는 것이 가능해진다. 한편, 종래예의 경우, 시일드를 절연부재로 피복하여도, 시일드가 아크에 노출되기 때문에 피복이 녹아 짧은 기간에 피복의 효과를 잃는다. In addition, since the disconnecting device concerning Example 1 does not call an arc to the fixed
도 11은 전극 피복의 유무에 의한 절연 파괴 전압의 비교를 나타내는 도면이다. 여기서는 피복재료로서 에폭시계의 절연재료를 사용하고, 두께 수백 ㎛의 절연 피복을 실시하고 있다. 도 11에서 알 수 있는 바와 같이, 피복이 있는 경우에는 피복이 없는 경우에 비하여 절연 파괴 전압이 약 20% 상승하고 있다. 즉, 도 1의 고정측 시일드(6a)와 가동측 시일드(6b)에 절연 피복이 있는 경우에는, 절연 피복이 없는 경우와 비교하여 극간 거리 및 대지간 거리를 약 20% 저감시키는 것이 가능하다.It is a figure which shows the comparison of dielectric breakdown voltage with or without electrode coating. Here, an epoxy-based insulating material is used as the coating material, and insulation coating having a thickness of several hundred 탆 is performed. As can be seen from FIG. 11, the dielectric breakdown voltage is increased by about 20% when there is a coating, compared with the case where there is no coating. That is, when the fixed
실시예 1에 관한 단로기는, 이 점에서도 종래예와 비교하여 절연성의 향상을 실현하는 것이 가능하다. 또, 고정측 시일드(6a)로부터 금속용기(1)까지의 절연거리를 더욱 짧게 하는 것이 가능해진다. 따라서 금속용기(1)의 지름을 더욱 축소하는 것이 가능해진다. In this respect, the disconnector according to the first embodiment can realize an improvement in insulation as compared with the conventional example. Moreover, it becomes possible to further shorten the insulation distance from the fixed
(실시예 2)(Example 2)
이하에, 본 발명에 관한 단로기의 제 2 실시형태를 도 12에 의거하여 설명한다. 또한, 도 1과의 동등물에는 동일부호를 붙이고 상세한 설명을 생략한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, 2nd Embodiment of the disconnector which concerns on this invention is described based on FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the equivalent to FIG. 1, and detailed description is abbreviate | omitted.
도 12는, 실시예 2에 관한 단로기의 고정측 확대 단면도이다. 이 구성은, 아크 콘택트부에 코일을 설치하지 않고, 아크 콘택트(3B)와 고정측 도체(7) 사이에 코일 스프링(16)을 설치하고, 이 코일 스프링(16)에 전류가 흐르는 구성으로 한 것을 특징으로 한다. 즉, 서지 발생 시에 코일 스프링(16)에 전류를 흘림으로써, 서지 저감 효과가 이루어지는 인덕턴스로서 기능시키는 구성을 특징으로 한다.12 is a fixed side enlarged cross-sectional view of the disconnector according to the second embodiment. In this configuration, a
이 경우, 아크 콘택트(3B)를 축방향으로 가동시키기 위한 지지 프레임(15B)은 전류가 흐르지 않도록 절연재로 구성한다. 개극 동작 시에 있어서 고정측 도체(7)와 가동측 통형상 도체(8)의 사이에는, 코일 스프링(16), 아크 콘택트(3B), 가동자(2), 가동측 접촉자(5b)에 전류가 흐르게 된다. 이에 의하여 발생하는 서지를 저감하는 것이 가능해진다. In this case, the support frame 15B for moving the
실시예 2에 관한 구성은, 아크 콘택트(3B)와 코일 스프링(16)을 각각 별개로 만들어, 서로를 직렬로 서로 연결시킴으로써 제조할 수 있다. 즉, 실시예 2에 관한 구성은, 실시예 1과 같이 아크 콘택트(3A) 자체에 코일부(22)를 가지는 구성과 비교하여 용이하게 제조하는 것이 가능해진다. 따라서, 실시예 1의 구성의 효과에 더하여, 제조 비용의 삭감, 제조 공정수의 삭감이라는 효과가 생긴다. The structure concerning Example 2 can be manufactured by making the
(실시예 3)(Example 3)
이하에, 본 발명에 관한 단로기의 제 3 실시형태를 도 13에 의거하여 설명한다. 또한, 도 1과의 동등물에는 동일부호를 붙이고 상세한 설명을 생략한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, 3rd Embodiment of the disconnector which concerns on this invention is described based on FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the equivalent to FIG. 1, and detailed description is abbreviate | omitted.
도 13에 나타내는 실시예 3의 구성은, 상기한 실시예 2의 구성과 비교하면, 지지 프레임(15B)을 생략하여 아크 콘택트(3C)가 코일 스프링(16)만으로 지지되는 구조로 되어 있는 점에 특징이 있다. The structure of Example 3 shown in FIG. 13 has the structure which the
지지 프레임(15B)을 생략함으로써, 실시예 3에 관한 아크 콘택트(3C)와 코일스프링(16)을 합친 길이를, 실시예 2에 관한 아크 콘택트(3B)의 길이와 대략 동일하게 할 수 있다. 이것에 의하여, 실시예 3에 관한 구성은 실시예 2에 관한 구성에 비하여, 아크 콘택트(3C), 고정측 접촉자(5a), 고정측 시일드(6a) 각각의 길이를 짧게 하는 것이 가능해진다. 그 결과, 금속용기(1)의 축방향 길이를 짧게 하는 것이 가능해진다. By omitting the support frame 15B, the length obtained by combining the
또, 지지 프레임(15B)을 생략함으로써, 실시예 2에 관한 구성에 비하여 부품점수의 삭감, 제조 공정수의 삭감 및 제조 비용의 삭감이 가능해진다. 또한, 실시예 3의 구성은, 가동자(2)의 선단부에 아크 콘택트(3C)를 고정할 수 있는 오목부가 설치되어 있어도 된다. 이에 의하여, 지지 프레임(15B)을 생략하여도 아크 콘택트(3C)와 가동자(2)가 접촉하고 있는 동안은, 아크 콘택트(3C)를 가동자(2)의 중심축 상으로 확실하게 이동시키는 것이 가능해진다. 또한, 오목부의 형상은, 그 각진 부의 전계를 완화하기 위하여 임의의 곡률을 가지는 형상인 것이 바람직하다. In addition, by omitting the support frame 15B, it is possible to reduce the number of parts, the number of manufacturing steps, and the manufacturing cost, as compared with the configuration according to the second embodiment. In addition, in the structure of Example 3, the recessed part which can fix 3 C of arc contacts may be provided in the front-end | tip of the
(실시예 4)(Example 4)
이하에, 본 발명에 관한 단로기의 제 4 실시형태를 도 14에 의거하여 설명한다. 또한, 도 1과의 동등물에는 동일부호를 붙이고 상세한 설명을 생략한다. 도 14의 구성은, 아크 콘택트(3D)에 자성체를 설치한 구조로 되어 있는 점에 특징이 있다.Below, 4th Embodiment of the disconnector which concerns on this invention is described based on FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the equivalent to FIG. 1, and detailed description is abbreviate | omitted. The configuration of FIG. 14 is characterized in that it has a structure in which a magnetic substance is provided in the
도 15는 실시예 4에 관한 단로기의 아크 콘택트(3D)의 확대 단면도이다. 이 아크 콘택트(3D)는, 아크 점호부(21), 자성체부(25), 접촉부(23), 아크 점호부(21)와 접촉부(23)를 연결하는 도체(26)로 구성되어 있다. 개폐 시에 아크 점호부(21)에 아크가 점호되었을 때에는, 아크 점호부(21), 도체(26), 접촉부(23)를 통하여 지지 프레임(15C)과 고정측 도체(7)에 전류가 흐른다. 15 is an enlarged cross-sectional view of the
자성체부(25)는, 도체(26)의 주위에 원통형상으로 배치되어 있고, 도체(26)에 서지에 따르는 고주파 전류가 흐를 때에, 그것을 열에너지로 변환하여 고주파 전류를 저감한다. 자성체부(25)는, 투자율이 높을수록 고주파에서 자기저항이 커지고, 빠져 나가고자 하는 자속이 열에너지로 변환됨으로써 고주파 신호를 저감한다. The
자성체부(25)에 사용되는 투자율이 높은 재료로서는 철, 페라이트, 규소강판 등을 들 수 있다. 이들 재료를 아크 콘택트(3D)의 부분에 배치함으로써, 실시예 1내지 3에서 설명한 바와 같은 인덕턴스와 동등한 효과를 기대할 수 있다. Iron, ferrite, silicon steel sheet, etc. are mentioned as a high permeability material used for the
또, 실시예 4에 관한 구성은, 자성체부(25)를 도체(26)의 주위에 원통형상으로 배치함으로써 용이하게 제조할 수 있다. 실시예 4에 관한 구성은, 실시예 1 내지 3의 구성과 비교하여 제조가 용이하다는 효과를 가진다. 또, 제조 공정수의 저감을 도모하는 것이 가능하다.
In addition, the structure which concerns on Example 4 can be manufactured easily by arrange | positioning the
Claims (4)
상기 아크 콘택트의 아크 점호부와 상기 고정측 도체의 사이에 전기적으로 직렬로 삽입되는 인덕턴스를 가지는 것을 특징으로 하는 단로기. A fixed side conductor provided in the center conductor of one insulating spacer, a fixed side contactor connected to said fixed side conductor, and said fixed side contactor in a sealed container partitioned by an insulating spacer having a center conductor, respectively, to enclose insulating gas. An arc contact provided in the inner side, a fixed side shield disposed surrounding the fixed side contactor, the fixed side contactor and the arc contact in contact with each other, and prior to the opening of the arc contact. A disconnector comprising a mover opened from the fixed side contactor and a tracking means for following the arc contact to an axial movement during opening of the mover,
And an inductance electrically inserted in series between the arc callout portion of the arc contact and the fixed side conductor.
상기 추종수단은, 스프링과, 상기 스프링을 가동 자유롭게 지지하여 상기 아크 콘택트와 상기 고정측 접촉자를 전기적으로 접속하는 지지 프레임으로 구성되는 것을 특징으로 하는 단로기. The method of claim 1,
And said tracking means comprises a spring and a support frame for movably supporting said spring to electrically connect said arc contact and said fixed side contactor.
상기 인덕턴스는 도체를 코일 형상으로 감은 코일부인 것을 특징으로 하는 단로기.3. The method according to claim 1 or 2,
The inductance is a disconnector, characterized in that the coil wound around the conductor in a coil shape.
상기 스프링은 아크 콘택트의 아크 점호부와 상기 고정측 도체의 사이에 전기적으로 직렬로 삽입되는 인덕턴스로서 작동하는 것을 특징으로 하는 단로기.A fixed side conductor provided in the center conductor of one insulating spacer, a fixed side contactor connected to said fixed side conductor, and said fixed side contactor in a sealed container partitioned by an insulating spacer having a center conductor, respectively, to enclose insulating gas. An arc contact provided in the inner side, a fixed side shield disposed surrounding the fixed side contactor, the fixed side contactor in contact with the fixed side contactor and the arc contact, and prior to the opening of the arc contact. A movable frame opened from the spring, a spring for following the arc contact to the axial movement during opening of the mover, and a support frame for electrically insulating the arc contact and the fixed side contactor by freely supporting the spring. In the disconnector which consists of,
And the spring acts as an inductance inserted in series between the arc callout of the arc contact and the fixed side conductor.
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