KR101150334B1 - 진공차단기의 플렉서블 션트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 진공차단기에 있어서 주 회로부의 미리 결정된 수용공간내에서 플렉서블 션트의 두께는 증가시키되 직선길이는 감축할 수 있고 유연성은 증가시킬 수 있는 플렉서블 션트를 제공하려는 것으로서, 본 발명에 따라서 한 쌍의 도체 판으로 구성되며, 각각의 상기 도체 판은, 클램프에 접속되고 평평한 도체부로 형성되는 클램프 접속부; 단자측에 접속되고 평평한 도체부로 형성되는 단자측 접속부; 및 클램프 접속부와 단자측 접속부 사이를 연결하게 형성되며, 외측으로 볼록하게 형성되는 플렉서블(flexible) 곡면부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공차단기의 플렉서블 션트가 개시된다.

Description

진공차단기의 플렉서블 션트{FLEXIBLE SHUNT FOR VACUUM CIRCUIT BREAKER}
본 발명은 진공차단기, 즉 진공 회로차단기에 관한 것으로서, 특히 진공차단기에 있어서 가동전극 측과 주 회로 단자간의 도전로(coductive path)를 제공하는 플렉서블 션트(flexible shunt)에 관한 것이다.
진공차단기는 발전소나 변전소의 초고전압 내지 고전압의 전로를 개폐할 수 있고 연결된 전력회로상 이상전류 발생시 회로를 차단하여 회로 및 회로에 접속된 부하측 기기를 보호하는 전력기기이다. 일반적으로 진공차단기는 전력 및 선로의 상태를 감시할 수 있도록 디지털 계전기와 같은 계기 및 보호 감시기기와 다수의 회로차단기가 구비된 배전반에 부설되어 사용된다.
진공차단기는 상술한 바와 같이 배전반 내에 부설되어 사용되는 것이 일반적이므로 설치 및 유지 보수가 용이하도록 위치를 이동시킬 수 있도록 이동장치가 구비된 인출형 진공차단기가 많이 사용되고 있다.
이러한 인출형 진공차단기는 크게 구분하여 교류 3상의 상별로 진공인터럽터(Vacuum Interrupter)로 불리는 접점부와 접점부의 개폐를 구동하는 개폐기구 및 접점부에 전기적으로 접속되는 단자부를 가지며 바퀴를 가진 이송장치에 의해 위치가 이동가능한 차단기 본체와, 상기 차단기 본체를 지지하고 차단기 본체의 단자부와 접속되는 제 1 단자부와 외부의 전력회로와 전기적으로 접속되는 제 2 단자부를 가지며 배전반 내에서 위치가 고정된 크래들(cradle)을 포함하여 구성된다.
이러한 인출형 진공차단기에 있어서 일 예에 따른 차단기 본체의 외형을 보여주는 첨부 도 1을 참조하여 설명한다. 크래들은 상기 제 2 단자부와 상기 제 1 단자부를 가지는 함체로서, 본 발명과 관련성이 적으므로 도시 및 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 1을 참조할 수 있는 바와 같이 차단기 본체(100)는 부호 미부여한 바퀴가 달린 이송대차상에 설치되어 전후방향으로 이동가능하며, 차단기 본체(100)는 전면의 전면 커버(10)와 본체 함체(20), 주 회로부(30) 및 단자부(32a, 40a)를 포함한다. 단자부(32a, 40a)는 후술하는 도 2의 상부 단자(32) 및 하부 단자(40)와 부호 미부여한 단자단부의 핑거 접속자(finger contactors)를 포함한다.
차단기 본체(100)는 단자부(32a, 40a)가 상기 크래들의 제 1 단자부에 접속된 접속 위치(connected position)와, 이송장치에 의해 차단기 본체(100)가 인출되어 단자부(32a, 40a)가 크래들의 제 1 단자부로부터 분리되었지만 제어부{도 1에서 전면 커버(10)의 후위에 위치하는 관련 업계에서 과전류 계전기(Over Current Relay) 또는 OCR이라고 줄여서 불리는 미도시된 제어부}에 대한 전원공급 및 신호선 연결은 유지되는 시험 위치(test position)와, 이송장치에 의해 차단기 본체(100)가 더욱 인출되어 단자부(32a, 40a)도 크래들의 제 1 단자부로부터 분리되고 상기 제어부에 대한 전원공급 및 신호선 연결도 중단되는 분리 위치(disconnected position)를 갖는다.
본 발명은 이러한 진공차단기에 있어서 가동접점부와 접속되는 가동축과 단자부간을 전기적으로 연결함과 동시에 가동축의 이동을 허용하도록 유연한 전기적 접속수단을 제공하는 플렉서블(flexible) 도체, 일명 플렉서블 션트(flexible shunt)에 관한 것으로서, 해당 플렉서블 션트의 종래기술에 대해서 첨부한 도 2를 참조하여 설명한다.
종래기술에 따른 플렉서블 션트를 포함하는 주 회로부(30)는 크게 구분하여 접점부인 진공인터럽터(33)와, 진공인터럽터(33)의 고정접점(34) 및 가동접점(35)에 전기적으로 접속되는 상부 단자(upper terminal)(32) 및 하부 단자(lower terminal)(40)와, 고정접점(34)에 접촉하는 상승위치 또는 고정접점(34)으로부터 분리된 하강위치로 가동접점(35)을 수직구동하는 수직구동부로서 가동축(일명 가동전극)(35a), 연결 로드(rod)(41) 및 푸시 로드(push rod)(42)와, 도 1의 차단기 본체측에 마련된 구동기구로서 개폐기구(미도시)로부터의 개폐구동력을 상기 수직구동부에 전달하는 링크(44)와, 가동접점(35)이 상기 접촉하는 상승위치에서 접촉을 유지하도록 접촉압력을 푸시 로드(push rod)(42)에 도면상 상방으로 부과하는 접압스프링(43)과, 가동축(35a)의 과열을 방지하게 방열시키도록 가동축(35a)을 사이에 끼워 설치되는 클램프(clamp)(36) 및 클램프(36)상에 일체로 설치되는 히트 싱크(heat sink)(37)와, 클램프(36)에 연결되는 일단부와 하부 단자(40)에 연결되는 타단부를 가지며 하부 단자(40)와 가동접점(35)을 전기적으로 연결하는 플렉서블 션트(flexible shunt)(38')를 포함하여 구성된다. 부호 31은 주 회로부(30)의 상술한 구성부품들을 수용하는 외함으로서 주 회로부 하우징을 지시한다.
종래기술에 따라서 진공차단기에 있어서 가동접점(35)와 접속되는 가동축(35a)과 하부 단자(40)간을 전기적으로 연결하는 플렉서블 션트(38')는 여러가닥의 구리재 연선을 꼬아서 형성된 것 또는 여러 장의 구리재 연선박판을 겹쳐서 압착한 것으로 구성된다.
진공차단기의 대용량화 추세에 따라서 통전전류량이 증가하게 되었고, 따라서 플렉서블 션트(38')의 두께도 증가되어야 했다. 그러나 플렉서블 션트(38')는 상술한 바와 같이 일 단부가 가동축(35a)과 함께 이동하는 클램프(36)에 접속되어 함께 이동되어야 하므로 유연성이 요구되며, 따라서 유연성 확보를 위해서 플렉서블 션트(38')의 길이를 증가시켜야 했다.
그러나 종래기술에 따른 플렉서블 션트는 길이의 증가에 따라서 진공차단기의 크기 증가를 초래하고 진공차단기의 제조원가를 상승시키는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해소하는 것으로서, 본 발명의 목적은 미리 결정된 수용공간내에서 플렉서블 션트의 두께는 증가시키되 직선길이는 감축할 수 있고 유연성은 증가시킬 수 있는 진공차단기의 플렉서블 션트를 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 목적은, 본 발명에 따라서 진공인터럽터와, 가동축과, 히트 싱크(heat sink)와, 상기 히트 싱크를 상기 가동축에 접속해주는 클램프(clamp)와, 전원 또는 부하측 전력회로와 접속되는 단자를 가진 진공차단기용으로서, 진공차단기의 플렉서블 션트에 있어서,
한 쌍의 도체 판으로 구성되며,
각각의 상기 도체 판은,
상기 클램프에 접속되고 평평한 도체부로 형성되는 클램프 접속부;
상기 단자측에 접속되고 평평한 도체부로 형성되는 단자측 접속부; 및
상기 클램프 접속부와 상기 단자측 접속부 사이를 연결하게 형성되며, 외측으로 볼록하게 형성되는 플렉서블(flexible) 곡면부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 진공차단기의 플렉서블 션트를 제공함으로써 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 진공차단기의 플렉서블 션트는 한 쌍의 도체 판으로 구성되며, 각각의 상기 도체 판은, 중간의 플렉서블(flexible) 곡면부를 포함하여 직선길이는 짧아도 플렉서블 션트의 표면 길이가 증가될 수 있으므로, 두께가 증가하여도 중간의 플렉서블 곡면부에 의해서 유연성을 유지함으로써 가동축측의 클램프에 접속되는 일단부가 유연하게 이동가능한 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 진공차단기의 플렉서블 션트에 있어서, 클램프 접속부와 단자측 접속부는, 각각 나사를 포함하는 고정수단의 접속을 허용하기 위한 복수의 접속구부를 구비하므로, 클램프와 단자측에 용이하게 접속할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 진공차단기의 플렉서블 션트에 있어서, 단자측 접속부와 상기 단자사이에 개재되는 도전재로 된 션트 고정블록을 더 포함하므로, 플렉서블 션트 중 단자측 접속부와 단자사이의 높이차를 극복하여 플렉서블 션트와 단자간을 전기적으로 용이하게 접속할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 진공차단기의 플렉서블 션트에 있어서, 플렉서블 션트를 구성하는 도체 판이, 복수의 전기적 도체 박판을 적층하고 압착하여 형성된 도체 판으로 구성되므로, 두께 대비하여 유연성이 우수한 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 플렉서블 션트가 적용될 수 있는 일반적인 인출형 진공차단기의 차단기 본체 외형을 보여주는 사시도이고,
도 2는 종래기술에 따른 플렉서블 션트 및 그의 주변 구성을 보여주는 진공차단기의 주 회로부의 종 단면도이고,
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 진공차단기의 플렉서블 션트 및 그의 주변 구성을 보여주는 진공차단기의 주 회로부 종 단면도로서 접점 접촉상태를 보여주는 종 단면도이며,
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 진공차단기의 플렉서블 션트 및 그의 주변 구성을 보여주는 진공차단기의 주 회로부 종 단면도로서 접점 분리상태를 보여주는 종 단면도이고,
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 진공차단기의 플렉서블 션트만에 대한 사시도이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하는 구성과 그의 작용효과는 첨부한 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시예의 구성과 작용효과에 대한 이하의 설명에 의해서 좀 더 명확히 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 플렉서블 션트가 적용될 수 있는 진공차단기는 도 1에 도시되고 배경기술 설명란에서 기술한 진공 차단기가 이용될 수 있으며 반복을 피하기 위해 해당 진공차단기에 대한 설명은 생략하기로 한다.
또한 본 발명에 따른 플렉서블 션트가 적용될 수 있는 진공차단기에 있어서 종래기술 대비 개량된 기술부분인 주 회로부의 구성을 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3을 참조할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 플렉서블 션트를 갖는 주 회로부(30)는 접점부인 진공인터럽터(33)와, 진공인터럽터(33)의 고정접점(34) 및 가동접점(35)에 전기적으로 접속되는 상부 단자(upper terminal)(32) 및 하부 단자(lower terminal)(40)와, 고정접점(34)에 접촉하는 상승위치 또는 고정접점(34)으로부터 분리된 하강위치로 가동접점(35)을 수직구동하는 수직구동부로서 가동축(일명 가동전극)(35a), 연결 로드(rod)(41) 및 푸시 로드(push rod)(42)와, 도 1의 차단기 본체측에 마련된 구동기구로서 개폐기구(미도시)로부터의 개폐구동력을 상기 수직구동부(35a, 41, 42)에 전달하는 링크(44)와, 가동접점(35)이 상기 접촉하는 상승위치에서 접촉을 유지하도록 접촉압력을 푸시 로드(push rod)(42)에 도면상 상방으로 부과하는 접압스프링(43)과, 가동축(35a)의 과열을 방지하게 방열시키도록 가동축(35a)을 사이에 끼우도록 설치되는 클램프(clamp)(36) 및 클램프(36)상에 일체로 설치되는 히트 싱크(heat sink)(37)와, 클램프(36)에 연결되는 일단부와 하부 단자(40)에 연결되는 타단부를 가지며 하부 단자(40)와 가동접점(35)을 전기적으로 연결하는 플렉서블 션트(38)를 포함하여 구성된다. 부호 31은 주 회로부(30)의 상술한 구성부품들을 수용하는 외함으로서 주 회로부 하우징을 지시한다.
상기 본 발명의 특징부인 플렉서블 션트(38)는 서로 맞대어 설치되는 한 쌍의 도체 판(38a, 38b)으로 구성된다. 도체 판(38a, 38b)은, 각각 복수의 전기적 도체 박판을 적층하고 압착하여 형성된 도체 판으로 구성될 수 있다.
플렉서블 션트(38)를 구성하는 각각의 도체 판(38a, 38b)은, 클램프 접속부(38a1 또는 38b1)와, 단자측 접속부(38a3 또는 38b3) 및 플렉서블(flexible) 곡면부(38a2 또는 38b2)를 포함한다.
클램프 접속부(38a1 또는 38b1)는 클램프(36)에 접속되고 평평한 도체부로 형성된다.
단자측 접속부(38a3 또는 38b3)는 단자측, 즉 하부 단자(40)에 접속되고 평평한 도체부로 형성된다.
클램프 접속부(38a1 또는 38b1)와 단자측 접속부(38a3 또는 38b3)는, 각각 나사를 포함하는 접속수단의 접속을 허용하기 위한 복수의 접속구부(38c 또는 38d)를 갖는다.
플렉서블 곡면부(38a2 또는 38b2)는 클램프 접속부(38a1 또는 38b1)와 상기 단자측 접속부(38a3 또는 38b3) 사이를 연결하게 형성되며, 외측으로 볼록하게 형성된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플렉서블 션트(38)는, 단자측 접속부(38a3 또는 38b3)를 상기 단자, 즉 하부 단자(40)에 접속하기 위해서, 상기 단자측 접속부(38a3 또는 38b3)와 하부 단자(40)사이에 개재되는 도전재로 된 션트 고정블록(39)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공차단기의 플렉서블 션트. 션트 고정블록(39)에 의해서 플렉서블 션트(38) 중 단자측 접속부(38a3 또는 38b3)와 하부 단자(40)사이의 높이차가 있더라도 이를 극복하여 플렉서블 션트(38)와 하부 단자(40)간을 전기적 및 기계적으로 용이하게 접속할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 플렉서블 션트(38)를 포함하는 진공차단기에 있어서 주 회로부(30)의 동작을 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같은 접촉 위치 구동을 위해서 도 1의 차단기 본체측에 마련된 구동기구로서 개폐기구(미도시)로부터의 개폐구동력에 의해서 상기 개폐기구에 접속된 링크(44)의 좌측단부가 하강하면, 링크(44)중 우측으로 편기된 위치에 접속된 푸시 로드(42)는 상승하고, 푸시 로드(42)에 하단부가 접속된 연결 로드(41)도 상승한다. 그러면, 연결 로드(41)에 하단부가 접속된 가동축(35a)이 상승함에 따라, 가동축(35a)의 상단부에 접속된 가동접점(35)가 진공인터럽터(33)내에서 대응하는 고정접점(34)에 접촉하여 회로가 통전가능한 상태로 된다.
도 4에 도시된 바와 같은 분리 위치 구동을 위해서 도 1의 차단기 본체측에 마련된 구동기구로서 개폐기구(미도시)로부터의 개폐구동력에 의해서 상기 개폐기구에 접속된 링크(44)의 좌측단부가 상승하면, 링크(44)중 우측으로 편기된 위치에 접속된 푸시 로드(42)는 하강하고, 푸시 로드(42)에 하단부가 접속된 연결 로드(41)도 하강한다. 그러면, 연결 로드(41)에 하단부가 접속된 가동축(35a)이 하강함에 따라, 가동축(35a)의 상단부에 접속된 가동접점(35)가 진공인터럽터(33)내에서 대응하는 고정접점(34)으로부터 분리되여 회로가 차단된 상태로 된다.
이러한 진공차단기의 개폐동작시 가동축(35a)이 상승 또는 하강 이동함에 따라서, 가동축(35a)에 접속된 클램프(36)도 상승 또는 하강 이동하게 되며, 클램프(36)에 클램프 접속부(38a1 또는 38b1)가 접속된 본 발명에 따른 진공차단기의 플렉서블 션트(38)도 해당 클램프 접속부(38a1 또는 38b1)가 상승 또는 하강 이동하게 된다. 이때, 본 발명에 따른 진공차단기의 플렉서블 션트(38)는 한 쌍의 도체 판(38a, 38b)으로 구성되며, 각각의 도체 판(38a, 38b)은, 중간의 플렉서블 곡면부(38a2 또는 38b2)를 포함하여 직선길이는 짧아도 플렉서블 션트(38)의 표면 길이가 증가되므로, 두께가 증가하여도 중간의 플렉서블 곡면부(38a2 또는 38b2)에 의한 긴 표면거리에 의해서 유연성을 유지함으로써 가동축(35a)측의 클램프(36)에 접속되는 클램프 접속부(38a1 또는 38b1)가 유연하게 이동가능한 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 진공차단기의 플렉서블 션트(38)에 있어서, 클램프 접속부(38a1 또는 38b1)와 단자측 접속부(38a3 또는 38b3)는, 각각 나사를 포함하는 고정수단의 접속을 허용하기 위한 복수의 접속구부(38c 또는 38d)를 구비하므로, 클램프(36)와 하부 단자(40)에 용이하게 접속할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 진공차단기의 플렉서블 션트(38)에 있어서, 단자측 접속부(38a3 또는 38b3)와 하부 단자(40)사이에 개재되는 도전재로 된 션트 고정블록(39)을 더 포함하므로, 플렉서블 션트(38) 중 단자측 접속부(38a3 또는 38b3)와 하부 단자(40)사이의 높이차를 극복하여 플렉서블 션트(38)와 하부 단자(40)간을 전기적으로 용이하게 접속할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 진공차단기의 플렉서블 션트(38)에 있어서, 플렉서블 션트(38)를 구성하는 도체 판(38a, 38b)이, 복수의 전기적 도체 박판을 적층하고 압착하여 형성된 도체 판으로 구성되므로, 두께 대비하여 유연성이 우수한 효과를 얻을 수 있다.
10: 전면 커버 20: 본체 함체
30: 주 회로부 31: 주 회로부 하우징
32: 상부 단자 33: 진공 인터럽터
34: 고정접점 35: 가동접점
36: 클램프 37: 히트 싱크
38: 플렉서블 션트(본 발명) 38': 플렉서블 션트(종래기술)
38a, 38b: 도체 판
38a1, 38b1: 클램프 접속부 38a2, 38b2: 플렉서블 곡면부
38a3, 38b3: 단자측 접속부 39: 션트 고정블록 40: 하부 단자 41: 연결 로드 42: 푸시 로드 43: 접압 스프링 44: 링크

Claims (4)

  1. 진공인터럽터와, 가동축과, 히트 싱크(heat sink)와, 상기 히트 싱크를 상기 가동축에 접속해주는 클램프(clamp)와, 전원 또는 부하측 전력회로와 접속되는 단자를 가진 진공차단기용으로서, 진공차단기의 플렉서블 션트에 있어서,
    한 쌍의 도체 판으로 구성되며,
    각각의 상기 도체 판은,
    상기 클램프에 접속되고 평평한 도체부로 형성되는 클램프 접속부;
    상기 단자측에 접속되고 평평한 도체부로 형성되는 단자측 접속부; 및
    상기 클램프 접속부와 상기 단자측 접속부 사이를 연결하게 형성되며, 외측으로 볼록하게 형성되는 플렉서블(flexible) 곡면부;를 포함하고,
    상기 단자측 접속부를 상기 단자에 고정하기 위해서, 상기 단자측 접속부와 상기 단자사이에 개재되는 도전재로 된 션트 고정블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공차단기의 플렉서블 션트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 클램프 접속부와 상기 단자측 접속부는,
    각각 나사를 포함하는 고정수단의 접속을 허용하기 위한 복수의 접속구부를 갖는 것을 특징으로 하는 진공차단기의 플렉서블 션트.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 도체 판은,
    복수의 전기적 도체 박판을 적층하고 압착하여 형성된 도체 판으로 구성된 것을 특징으로 하는 진공차단기의 플렉서블 션트.
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