KR101160276B1 - 중간-전압 스위칭 디바이스의 극 부분 - Google Patents

중간-전압 스위칭 디바이스의 극 부분 Download PDF

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Abstract

본 발명은 진공 인터럽터 챔버를 갖는 낮은-전압, 중간-전압 또는 높은-전압의 스위칭 디바이스의 극 부분에 관한 것으로, 상기 진공 인터럽터 챔버는 절연 물질로 주조되었고, 고정된 접점 및 이동가능 접점을 구비하며, 상기 주조 절연 케이스는 특허 청구항 1항의 전제부에 따라, 이동가능 접점의 영역에서의 바닥에서 개방되거나 상기 이동가능 접점을 구동하는 구동 로드쪽으로 개방된다. 프로세스에서, 극 부분의 가열을 감소시켜, 이에 따라 더 높은 정격 전류 운반 능력이 발생되기 위해, 본 발명은, 이동가능 접점의 영역 또는 구동 로드(3)의 관절 지점에서, 절연(2)의 벽, 절연과 전기적 연결 부품 사이의 경계 영역, 또는 이동가능 접점의 전기적 연결 부품(4)을 통해 지나가는 적어도 하나의 통풍구(7)가 적용된다는 것을 제안한다.

Description

중간-전압 스위칭 디바이스의 극 부분{POLE PART OF A MEDIUM-VOLTAGE SWITCHING DEVICE }
본 발명은 진공 인터럽터(interrupter) 챔버를 갖는 중간-전압 스위칭 디바이스의 극 부분에 관한 것으로, 상기 진공 인터럽터 챔버는 절연 물질로 주조되었고, 고정된 접점 및 이동가능 접점을 구비하며, 상기 주조 절연 케이스는 청구항 1항의 전제부에 따라, 이동가능 접점의 영역에서의 바닥에서 개방되거나 상기 이동가능 접점을 구동하는 구동 로드쪽으로 개방된다.
중간-전압 개폐기(switchgear) 조립체의 동작 동안, 전달 저항으로 인해 열이 생성되며, 이로 인해 전류 운반 능력이 극 부분의 영역에 한정된다. 스위칭 디바이스의 극 부분이 절연 물질, 일반적으로 에폭시 수지 또는 플라스틱으로 주조될 필요가 있기 때문에, 대류에 의해 달성될 수 있는 열의 소산(dissipation)이 한정된다.
그러므로, 이에 따라 미리 결정된 전류 운반 능력은 특히 절연 물질에 손상을 주지 않기 위해 최대로 발생하도록 되는 최대 허용가능 온도에 의해 한정된다.
DE 298 25 094 U1은 중간-전압 스위칭 디바이스의 극 부분을 개시하며, 여기서 진공 인터럽터 챔버는 에폭시 수지 캡슐(encapsulation)에 도입되고, 베이스 측부, 즉 바닥에서 개방된다. 전류 경로에서 비례적으로 가장 큰 전기 전달 저항은 이 경우에 실질적으로 하부 접점에서, 즉 이동가능 접점에서 물리적인 이유로 인해 생성된다. 거기서 생성된 열은 실질적으로 단지 열 전도를 통해 소산될 수 있고, 대류를 통해서는 전혀 소산될 수 없다. 그러므로 절연 물질 에폭시 수지는 열의 불량한 전도체이다. 이 모든 것은 생성된 열의 소산을 더 어렵게 한다.
본 발명은, 극 부분의 가열을 감소시켜, 더 높은 정격 전류 운반 능력이 이에 따라 생성되도록 하는 목적에 기초한다.
일반적인 유형의 중간-전압 스위칭 디바이스의 극 부분의 경우에서의 설정된 목적은 청구항 1항의 특징적인 특징부에 의해 본 발명에 따라 달성된다.
추가로 유리한 구성은 나머지 청구항들에 언급된다.
상기 방법에 관한 본 발명의 본질은, 이동가능 접점의 영역 또는 구동 로드의 관절 지점에서, 적어도 하나의 통풍구(ventilation opening)가 적용되고, 절연 벽, 절연부와 전기 연결 부품 사이의 경계 영역, 또는 이동가능 접점의 전기 연결 부품을 통해 통과한다는 것이다. 이러한 통풍구를 통해, 대류에 의한 열 소산은 이제 극 부분 케이스로부터 직접적으로 발생한다. 즉, 공기 또는 가스는 이제 극 부분의 절연 케이스에서 하부 개구부, 즉 베이스 측부 상의 개구부를 통해 흐를 수 있고, 이제 생성된 열의 영역 바로 옆에 통풍구를 통해 외부로 빠져나갈 수 있고, 열은 이에 따라 없어질 수 있다. 그 결과, 극 부분의 더 높은 정격 전류 운반 능력이 발생되는데, 그 이유는, 더 이상 열의 증가가 이루어지지 않지만, 그 대신에, 열이 대류에 의해 외부로 소산될 수 있기 때문이다.
추가로 유리한 구성은, 통풍구가 이동가능 접점의 구동 굴대(axle)의 작동축에 실질적으로 직각으로 이어진다는 것을 규정한다. 따라서 통풍구는 가능한 한 짧은 채널 길이가 적용될 수 있는데, 이는 가열된 공기 또는 가열된 가스의 유출을 선호한다.
추가로 유리한 구성은, 표면이 증가된 표면 거칠기를 구비하거나 가스쪽으로 열의 개선된 운반을 위한 거친 구조를 구비한다는 것을 규정한다.
추가로 유리한 구성은, 이동가능 접점 부품과 연결 부품 사이의 전기적 전도성 연결이 이동가능 전기적 접점 연결이고, 이러한 이동가능 전기적 접점 연결이 피스톤/실린더 배치의 방식으로, 접점 로드에 전기적 및 고정적으로 연결되는 피스톤과, 연결 부품에 적용되는 드릴링된 실린더 구멍을 통해 제공되고, 이러한 관점에서 통풍구는 피스톤의 하부 개방 스트로크 위치 바로 아래에 적용된다는 것을 규정한다. 그러므로 열의 통풍 또는 소산은 열의 증강의 원인의 영역에 직접 위치하므로, 최대 효율을 갖는다.
추가로 유리한 구성은, 통풍구가 연결 부품의 외부 연결 플레이트의 영역에 적용된다는 것을 규정한다. 이러한 방식으로, 통풍구는 제조 기술에 관해 선호가능한 위치에 위치된다.
추가로 유리한 구성은, 통풍구가 연속적인 중공 나사의 형태인 적어도 하나의 나사에 의해 연결 부품에 적용되는데, 이러한 연결 부품에서, 외부 접점은 적어도 하나의 중공 나사로 고정되고, 적어도 하나의 그러한 중공 나사의 수용 개구부는 통풍될 극 부분 영역의 외부로부터 내부로 연속적으로 지나간다는 것을 규정한다. 중공 나사의 이용은 특히 유리한데, 이는 이에 따라 임의의 특수한 드릴링된 구멍이 적용될 필요가 없기 때문이다.
실험은, 예를 들어 1 μΩ만큼 저항에서 가능하게 발생하는 증가에도 불구하고, 동일한 연결 부품에서의 상기 온도가 대략 0.5K만큼 낮아질 수 있다는 것을 보여주었다. 이러한 추가 조치에 의해 소산된 에너지가 약 3000A의 한정된 방식으로 인가된 전류의 경우에 대략 10W라는 것을 이 실험에서 추론될 수 있다. 총 저항으로부터, 고정된-접점 측부 및 스위칭-접점 측부 상에서, 대략 70W의 열이 소산될 수 있다는 것을 추론할 수 있다. 드릴링된 구멍의 도입으로 인해, 대략 14% 이상은 극 부분으로부터 전달부(delivery)로 전달될 수 있다. 주조 수지 구성요소 부분은 불변인 채로 남아있고, 열 소산은 연결 부품을 통해 극 부분의 내부 영역으로부터 주위 환경으로 대류에 의해 발생한다.
본 발명은 도면에 도시되고, 아래에 더 구체적으로 설명될 것이다.
본 발명은, 극 부분의 가열을 감소시켜, 더 높은 정격 전류 운반 능력이 이에 따라 생성되도록 한다.
도 1은 극 부분을 통과하는 단면도.
도 1은 극 부분을 통과하는 단면도이다. 진공 인터럽터 챔버(1)는 에폭시 수지 캡슐(2) 내에 절연 방식으로 내장된다. 진공 인터럽터 챔버 내의- 상부 접점은 고정되는 반면, 진공 인터럽터 챔버 내의- 하부 접점은 이동 접점이며, 이러한 이동 접점은 벨로우(bellows)(본 명세서에서 더 이상 구체적으로 예시되지 않음)를 통해 외부로 통과하고, 이동가능 구동 로드(3)에 의해 이동될 수 있다.
하부 이동가능 접점과 외부 연결 지점(4) 사이의 전기적 전이를 생성하기 위해, 금속의 전기적 전도성 연결은 이동가능 접점과 금속 피스톤(5) 사이에서 생성된다. 상기 금속 피스톤은 금속의 전기적 전도성 실린더 영역(6) 내에서 이동가능하게 작용하고, 상기 금속의 전기적 전도성 실린더 영역(6)은 연결 지점(4)의 금속 바디에 또한 일체화된다. 연결 지점 외부에서, 이 때 외부 접점은 버스바(busbar)로 만들어진다. 이러한 예시적인 실시예에서, 본 발명에 따른 통풍구(7)는 연결 지점(4)의 금속 바디를 통해 드릴링된 구멍으로서 적용된다. 이 경우에, 이것은 개방된 접점의 가장 낮은 스트로크 위치 바로 아래, 즉 피스톤(5) 아래에 있다.
캡슐 케이스(2)는 알려진 방식으로 바닥에서 개방된다. 본 발명을 통해, 공기 또는 가스는 아래로 흐를 수 있고, 다시 통풍구를 통해 밖으로 흐를 수 있고, 프로세스에서 열을 빼낸다.
통풍구(7)는 이 경우에 또한 에폭시 캡슐 케이스(2)를 통해 적용될 수 있다.
통풍구(7)가 하부 연결 지점(4)의 금속 바디를 통해 적용되면, 외부로의 개구부(또는 개구부들)는 이 때 또한 이러한 개구부로 나사산 형성되는(screwed) 중공 나사(8)에 의해 발생할 수 있다. 이러한 방식으로, 어떠한 특수한 통풍구(7)도 드릴링될 필요가 없지만, 그 대신, 외부 버스바를 연결하기 위한 고정 나사를 수용하기 위해 임의의 경우에 제공되는 드릴링된 구멍이 사용된다. 이 때 이들만은 통과하도록 적용될 필요가 있고, 다른 경우 종래의 것으로서 블라인드 구멍(blind holes)의 형태일 필요가 없다.

Claims (6)

  1. 진공 인터럽터(interrupter) 챔버를 갖는 중간-전압 스위칭 디바이스의 극(pole) 부분으로서, 상기 진공 인터럽터 챔버는 절연 물질로 주조되고, 고정된 접점 및 이동가능 접점을 갖고, 주조 절연 케이스는 이동가능 접점의 영역에서의 바닥에서 개방되거나 상기 이동가능 접점을 구동하는 구동 로드쪽으로 개방되고, 이동가능 접점의 영역에서 또는 구동 로드(3)의 관절 지점에서, 적어도 하나의 통풍구(7)가 적용되고, 상기 통풍구(7)는 절연의 벽(2), 절연과 전기적 연결 부품 사이의 경계 영역, 또는 이동가능 접점의 전기적 연결 부품(4)을 통해 통과하고,
    상기 통풍구(7)는 연속적인 중공 나사(8)의 형태인 적어도 하나의 나사에 의해 전기적 연결 부품(4)에 적용되고, 상기 전기적 연결 부품에서, 외부 접점은 적어도 하나의 중공 나사로 고정되고, 적어도 하나의 그러한 중공 나사의 수용 개구부는 통풍될 극 부분 영역의 외부로부터 내부로 연속적으로 지나가는, 중간-전압 스위칭 디바이스의 극 부분.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 통풍구(7)는 이동가능 접점의 구동 굴대(axle)의 작동축에 직각으로 이어지는, 중간-전압 스위칭 디바이스의 극 부분.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 이동가능 접점의 부품과 연결 부품(4) 사이의 전기적 전도성 연결은 이동가능 전기적 접점 연결이며, 이러한 이동가능 전기적 접점 연결은 접점 로드에 전기적 및 고정적으로 연결되는 피스톤(5)과, 피스톤/실린더 배치의 방식으로 연결 부품에 적용되는 드릴링된(drilled) 실린더 구멍(6)을 통해 제공되고, 이러한 관점에서 상기 통풍구(7)는 피스톤의 하부 개방 스트로크 위치 바로 아래에 적용되는, 중간-전압 스위칭 디바이스의 극 부분.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 통풍구의 표면은 증가된 표면 거칠기, 또는 가스쪽으로의 열의 개선된 운반을 위한 거친 구조를 구비하는, 중간-전압 스위칭 디바이스의 극 부분.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 통풍구(7)는 상기 연결 부품(4)의 외부 연결 플레이트의 영역에 적용되는, 중간-전압 스위칭 디바이스의 극 부분.
  6. 삭제
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