KR101209783B1 - 자력소호형 차단기의 노즐장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자력소호형 차단기의 노즐장치에 관한 것으로, 파퍼챔버를 구비하고 있는 파퍼 실린더의 앞쪽에 써말 챔버를 구비하고 있는 노즐이 결합되는 것을 포함하는 자력소호형 차단기의 노즐장치에 있어서, 상기 써말 챔버에 저장된 압력이 유동되는 통로가되는 노즐 상류장의 단면적을 S2라하고, 압력이 최종적으로 분출되는 통로가되는 노즐 목의 단면적을 S1이라 할때, 노즐목의 단면적(S1)과 노즐 상류장의 단면적(S2)의 비율을 2.5~3.5의 비율로 설정하므로서, 대전류 및 소전류 차단에 대한 차단효과를 성공적으로 수행할 수 있게되어 차단기의 제품의 대한 신뢰성을 높여주고, 콤팩트하면서도 경제적인 차단기 구현을 현실화 할 수 있도록 한 자력소호형 차단기의 노즐장치 이다.

자력소호형 차단기, 노즐, 노즐 상류장, 노즐목

Description

자력소호형 차단기의 노즐장치{Nozzle device}

본 발명은 자력소호형 차단기의 노즐장치에 관한 것으로서, 특히 써말 챔버에 저장된 압력이 분출되는 통로가 되는 노즐상류장의 단면적(S2)과 노즐의 출구인 노즐목의 단면적(S1)의 비율을 대전류 및 소전류 차단에 대한 차단효과를 성공적으로 수행할 수 있도록 설정하므로서, 차단기의 제품의 대한 신뢰성을 높여주고, 콤팩트하면서도 경제적인 차단기 구현을 현실화 할 수 있도록 한 자력소호형 차단기의 노즐장치에 관한 것이다.

고전압 차단기에서 자력소호형(Self-Blast Type) 차단기라 함은 일반적으로 전류차단시 강력한 파퍼피스톤(Puffer Piston)의 힘 만으로 파퍼챔버(Puffer chamber) 내에 압축된 가스를 강하게 불어서 차단시 발생하는 아크를 불어 차단하는 기존 파퍼 방식과는 달리 전류 차단시 발생하는 아크의 열을 써말 챔버(Thermal chamber) 내에 축적하였다가 전류영점 시점에 압축된 가스를 강력하게 극간에 불어서 차단하는 방식이다.

즉, 소전류 차단의 경우는 파퍼 피스톤을 동작시켜 파퍼 챔버 내 가스를 압축시켜주어 차단을 수행하고, 대전류 차단의 경우는 차단시 발생하는 아크열을 써 말챔버 내에 축적하였다가 차단을 수행하는 것이며, 이러한 것을 자력소호형 차단기라 한다.

이러한 자력소호형 차단기에서 차단 성능을 좌우하는 가장 중요한 요소 중의 하나가 차단시 발생하는 열을 써말 챔버 내에 압축하였다가 축적된 에너지(가스압)를 노즐의 상류장을 통해 노즐목으로 얼마나 효과적으로 배출시켜주는가에 따라 차단의 성공여부가 결정된다.

도 1 내지 도 3은 종래의 자력소호형 차단기를 도시한 것으로, 자력소호형 차단기는 고정부재와 가동부재로 대별 구성된다.

고정부재는 고정서포트(1)의 일단에 봉형태의 고정아크 콘택트(3)가 돌출 형성되고, 상기 고정아크 콘택트(3)의 외측에 존재하도록 고정서포트(1)로 부터 연장되어 고정메인 콘택트(9)가 형성된다.

상기 가동부재는 고정아크 콘택트(3)가 끼워지는 작동로드(12)가 중심에 구비되고, 상기 작동로드(12)의 선단부에는 고정아크 콘택트(3)에 접속되는 가동아크 콘택트(13)가 형성되며, 상기 작동로드(12)의 외측에는 파퍼챔버(7)를 구비하고 있는 파퍼 실린더(10)가 결합되고, 이 파퍼 실린더(10)의 앞쪽에는 써말 챔버(6)를 구비하고 있는 노즐(4)이 결합되며, 상기 노즐(4)의 외주면에는 고정메인 콘택트(9)와 접촉되기 위한 가동메인콘택트(8)가 형성된다.

또한 상기 파퍼 실린더(10)의 후단으로는 파퍼 챔버(7) 내부를 가압하기 위한 파퍼 피스톤(11)이 결합된다.

도면부호 2 는 절연서포트이고, 도면부호 5 는 쉴드이다.

이와같이 구성되는 종래 자력소호형 차단기의 동작을 설명하면 다음과 같다.

차단기 개극/차단 시, 고정 메인 콘택트(9)와 가동 메인 콘택트(8)가 분리된 후 고정 아크 콘택트(3)로 부터 가동 아크 콘택트(13)가 분리되면서 차단기 극간에는 강력한 아크가 발생한다.

이때, 차단기 극간에 존재하는 노즐(4) 내부에는 아크에 의해 SF6 가스의 온도가 급격히 상승하여 압력이 높아지게 된다.

대전류 차단시에는 아크에 의해 온도가 급격히 높아진 SF6 가스는 상대적으로 압력이 낮은 써말 챔버(6)로 흘러 들어가 압력을 계속적으로 축적하게 된다.

사고전류를 차단하는 동안 전류의 크기가 제로(Zero)(전류 영점)가 발생하며 이러한 전류 영점이 발생할 때 써말 챔버(6)에 축적된 에너지가 상대적으로 압력이 낮은 전류 영점 발생한 간극을 향해 강력하게 분출되므로서 차단기능이 이루어지게 되는 것이다.

그러나, 종래기술은 써말 챔버(6) 내에 SF6 가스 압력이 충분히 저장(축적)되었더라도 전류 영점 시 축적된 차단 에너지가 적당히 불려주지 못한다면 차단을 수행할 수 없게 된다.

즉, 축적된 차단에너지 배출이 너무 크거나 작은 노즐목 비율로 설계되었다면 전류차단시 효과적으로 아크를 소호시키지 못하게 되는 문제점이 발생하는 것이다.

또한 대전류 차단시에는 아크의 에너지가 충분히 커서 써말 챔버 내 축적 에너지가 매우 크지만 소전류 차단시에는 전류의 크기가 작아서 아크에 의한 열적 압 력상승이 충분히 발생하지 못하여 써말 챔버 내 압력을 상승시키지 못하여 전류영점이 발생하더라도 아크를 소호시키기에 부족해져 아크를 신속하게 소호시키지 못하게되는 문제점이 발생하고 있었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 써말 챔버에 저장된 압력이 분출되는 통로가 되는 노즐상류장의 단면적과 노즐의 출구인 노즐목의 단면적의 비율을 대전류 및 소전류 차단에 대한 차단효과를 성공적으로 수행할 수 있도록 2.5~3.5의 비율을 갖도록 설정하므로서, 차단기의 제품의 대한 신뢰성을 높여주고, 콤팩트하면서도 경제적인 차단기 구현을 현실화 할 수 있도록 한 자력소호형 차단기의 노즐장치를 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은, 파퍼챔버를 구비하고 있는 파퍼 실린더의 앞쪽에 써말 챔버를 구비하고 있는 노즐이 결합되는 것을 포함하는 자력소호형 차단기의 노즐장치에 있어서, 상기 써말 챔버에 저장된 압력이 유동되는 통로가되는 노즐 상류장의 단면적을 S2 라 하고, 압력이 최종적으로 분출되는 통로가되는 노즐 목의 단면적을 S1이라 할때, 노즐목의 단면적(S1)과 노즐 상류장의 단면적(S2)의 비율을 2.5~3.5의 비율로 설정한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 노즐의 노즐목 단면적(S1)과 노즐 상류장 단면적(S2)의 비율을 적당히 선정하여 대전류 및 소전류 차단에 대한 차단효과를 성공적으로 수행한 것으로, 이를 통해 차단기의 제품의 대한 신뢰성을 높여주고, 콤팩트하면서도 경제적인 차단기 구현을 현실화 할 수 있도록 한 자력소호형 차단기의 노즐장치를 제공하는 효과를 기대할 수 있다.

이하, 첨부된 도면 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 설명에 있어서 종래와 동일한 구성요소에 대해서는 동일부호 표기하여 중복설명을 피하기로 한다.

도 4는 본 발명의 노즐장치의 요부를 보인 도면이다.

본 발명을 설명함에 있어서 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이다.

상기 도면에 의하면, 본 발명은 파퍼챔버(7)를 구비하고 있는 파퍼 실린더(10)의 앞쪽에 써말 챔버(6)를 구비하고 있는 노즐(4)이 결합되는 것을 포함하는 자력소호형 차단기의 노즐장치에 있어서, 상기 써말 챔버(6)에 저장된 압력이 유동되는 통로가되는 노즐 상류장(41)의 단면적을 S2라하고, 압력이 최종적으로 분출되는 통로가되는 노즐 목(42)의 단면적을 S1이라 할 때, 노즐목(42)의 단면적(S1)과 노즐 상류장(41)의 단면적(S2)의 비율을 2.5~3.5의 비율로 설정한 것이다.

상기 노즐상류장(41)은 노즐(4) 몸체와 가동아크 콘택트(13) 사이의 간극으로서, 이 노즐상류장(41)을 통해 써말 챔버(6)에 저장되었던 압력이 노즐목(42) 측으로 유동되는 것이고, 상기 노즐목(42)은 노즐 상류장(41)을 통해 유동된 압력이 최종적으로 분출되는 곳이다.

따라서, 본 발명에서는 노즐목(42)의 단면적(S1)과 노즐 상류장(41)의 단면적(S2)의 비율을 2.5~3.5의 비율로 설정하여 대전류 및 소전류 차단에 대한 차단효과를 성공적으로 수행할 수 있는 것이다.

도 1은 종래 자력소호형 차단기를 보인 전체 구성도.

도 2는 종래 자력소호형 차단기의 고정부재를 보인 도면.

도 3은 종래 자력소호형 차단기의 가동부재를 보인 도면.

도 4는 본 발명의 자력소호형 차단기의 노즐장치를 보인 도면.

*도면의 주요부분에 대한부호의 설명*

1: 고정서포트, 2: 절연 서포트,

3: 고정아크 콘택트, 4: 노즐,

41: 노즐 상류장, 42: 노즐목,

6: 써말 챔버, 7: 파퍼 챔버,

8: 가동 메인 콘택트, 9: 고정메인 콘택트,

Claims (2)

1. 파퍼챔버를 구비하고 있는 파퍼 실린더의 앞쪽에 써말 챔버를 구비하고 있는 노즐이 결합되는 것을 포함하는 자력소호형 차단기의 노즐장치에 있어서,

   상기 써말 챔버에 저장된 압력이 유동되는 통로가 되는 노즐 상류장의 단면적을 S2 라 하고, 압력이 최종적으로 분출되는 통로가 되는 노즐목의 단면적을 S1 이라 할 때, 차단기의 대전류 및 소전류 차단이 가능하도록 상기 노즐목의 단면적인 S1과 노즐 상류장의 단면적인 S2의 비율을 일정비율로 설정하되,

   상기 단면적 S1과 S2의 비율은 2.5～3.5의 범위내 비율로 설정하는 것을 특징으로 하는 자력소호형 차단기의 노즐장치.
2. 삭제

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