KR101241356B1 - 가스차단기용 퍼퍼 실린더의 안전밸브장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 가스차단기용 퍼퍼 실린더의 안전밸브장치는, 노즐을 구비한 퍼퍼실린더의 일측 끝단에 가동아크접점이 형성된 가동컨텍트가 구비되고, 상기 퍼퍼실린더와 대향하도록 고정컨텍트가 구비되며, 상기 가동컨텍트를 전후진 작동시키기 위한 가동로드가 퍼퍼실린더 내측으로 삽입되어 있는 가스 차단기에 있어서, 상기 노즐 방향과 반대되는 상기 퍼퍼실린더의 일측 개방부에 삽입 설치되고, 상기 퍼퍼실린더측 일면을 통해 상기 가동로드가 관통 연장되되, 상기 퍼퍼실린더측 일면에는 복수의 압력배출구를 형성한 본체; 상기 압력배출구와 거리를 갖도록 배치되되, 상기 가동로드가 관통되며 상기 압력배출구와 동일 위치에 복수의 로드관통공을 형성한 가이드부; 및 상기 가이드부에 각각의 일측이 관통되어 슬라이드 체결되며, 타측이 탄성력에 의해 상기 압력배출구를 각각 독립적으로 차단하기 위한 로드를 구비한 복수의 개폐로드장치;를 포함한다.

가스차단기, 퍼퍼실린더, 컨텍트, 로드, 가이드, 아크, 가스, 압력, 배출

Description

가스차단기용 퍼퍼 실린더의 안전밸브장치{Safety valve device of Puffer cylinder for gas circuit breaker}

본 발명은 가스차단기에 관한 것으로, 특히 가스차단기의 실린더에 설치하여 규정압력을 초과할 때 각각 독립적으로 작동하는 로드를 통해 압력을 배출함과 아울러 압력을 완벽하게 차단할 수 있는 가스차단기용 퍼퍼 실린더의 안전밸브장치에 관한 것이다.

종래의 퍼퍼 소호방식 차단기의 차단부는 고정주접점, 고정 아크접점, 가동주접점, 가동 아크접점, 노즐, 퍼퍼 실린더, 피스톤 등으로 구성된다.

이는 정상상태에서는 고정부와 가동부가 접촉되어 있는 투입상태를 유지하면서 정상전류를 흘리게 되지만, 전력계통에 이상이 발생하여 고장전류가 흐르게 되면 회로를 차단하여 부하 및 기타 전기기기를 보호해야 한다.

차단기의 동작은 구동부의 구동코일이 동작신호에 의해 여자 되어 구동 시스템이 동작하면, 차단부의 가동부분이 움직이게 되고, 이에 의해 퍼퍼실린더 내부의 가스는 피스톤에 의해 압축되고, 가동부가 이동함에 따라 가동 아크접점과 고정 아크접점이 상호 분리되며, 두 접점 사이에는 아크(ARC)가 발생 된다. 이때 발생 된 아크는 퍼퍼 실린더에서 압축된 SF6 가스에 의해 소호되고, 극간의 절연이 회복되면 차단기는 고장 전류를 차단하게 되는 것이다.

여기서, 도 1에 도시된 바와 같이, 노즐 방향과 반대되는 상기 퍼퍼실린더의 일측 개방부에는 퍼퍼실린더의 내부에 규정압력을 초과할 때 규정압력을 유지시키기 위해 압력밸브를 설치하였다.

이와 같은 종래의 압력밸브는, 상기 퍼퍼실린더측 일면을 통해 상기 가동로드(1)가 관통 연장되되, 상기 퍼퍼실린더측 일면에는 상기 가동로드를 중심으로 양측에 각각 압력배출구(11)를 형성하고, 상기 압력배출구를 개폐하기 위한 개폐용 로드(20)가 본체(10)의 내부에 각각 구비된다. 여기서, 상기 개폐용 로드(20)에는 코일스프링(21)이 구비되며, 상기 코일스프링(21)이 제공하는 탄성력에 의해 동작이 이루어지는 구성이다.

또한, 압력배출구의 개폐를 이루기 위해 양측의 로드 끝부에는 원판 형상의 차단부재(22)가 연결 설치된다. 즉 양측 로드에 하나로 연결되는 원판이 각각의 압력배출구를 동시에 개폐하는 구조이다.

그러나 상기 압력밸브는 양측 로드가 원판에 일체로 연결되어 있기 때문에, 반복적인 압력 배출에 의해 원판의 형태가 변형될 염려가 있다. 즉 원판의 변형에 의해 압력배출구에 완벽한 밀착을 이룰 수 없어 실린더 내부의 압력 손실될 염려가 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 가스차단기의 실린더에 설치하여 반복되는 압력 배출 과정에서 작동이 저하되지 않고, 규정압력을 초과할 때 각각 독립적으로 작동하는 로드에 의해 완전한 개폐를 이루어 압력 배출 및 차단의 신뢰도를 확보할 수 있는 가스차단기용 퍼퍼 실린더의 안전밸브장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 노즐을 구비한 퍼퍼실린더의 일측 끝단에 가동아크접점이 형성된 가동컨텍트가 구비되고, 상기 퍼퍼실린더와 대향하도록 고정컨텍트가 구비되며, 상기 가동컨텍트를 전후진 작동시키기 위한 가동로드가 퍼퍼실린더 내측으로 삽입되어 있는 가스 차단기에 있어서, 상기 노즐 방향과 반대되는 상기 퍼퍼실린더의 일측 개방부에 삽입 설치되고, 상기 퍼퍼실린더측 일면을 통해 상기 가동로드가 관통 연장되되, 상기 퍼퍼실린더측 일면에는 복수의 압력배출구를 형성한 본체; 상기 압력배출구와 거리를 갖도록 배치되되, 상기 가동로드가 관통되며 상기 압력배출구와 동일 위치에 복수의 로드관통공을 형성한 가이드부; 및 상기 가이드부에 각각의 일측이 관통되어 슬라이드 체결되며, 타측이 탄성력에 의해 상기 압력배출구를 각각 독립적으로 차단하기 위한 로드를 구비한 복수의 개폐로드장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 개별적인 로드 동작에 의해 압력배출구를 개폐함으로써, 가스차단기의 실린더에 설치하여 반복되는 압력 배출 과정에서 작동이 저하되지 않아 밸브의 수명이 긴 장점이 있다.

개별적인 로드 동작 구조를 갖기 때문에 차단부재의 변형이 없이 규정압력을 초과할 때 가스의 완전한 차단을 이룰 수 있어 차단성공의 신뢰도를 확보할 수 있는 장점이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 가스차단기용 퍼퍼 실린더의 안전밸브장치를 도시한 단면도이고, 도 3은 도 2에 따른 로드, 코일스프링 및 부시를 도시한 사시도, 도 4는 도 2에 따른 안전밸브가 퍼퍼 실린더의 일측에 설치된 상태를 도시한 설치 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 노즐(111)을 구비한 퍼퍼실린더(110)의 일측 끝단에 가동아크접점(121)이 형성된 가동컨텍트(120)가 구비되고, 상기 퍼퍼실린더(110)와 대향 하도록 고정컨텍트(130)가 구비되며, 상기 가동컨텍트(120)를 전후진 작동시키기 위한 가동로드(140)가 퍼퍼실린더(110) 내측으로 삽입되어 있는 가스차단기(100)에 있어서, 본체(200), 가이드부(300)와, 복수의 개폐로드장치(400)를 포함한다.

상기 본체(200)는 노즐(111)이 형성된 방향과 반대되는 퍼퍼실린더(110)의 일측 개방부에 삽입 설치되며, 퍼퍼실린더(110)측 일면을 통해 가동로드(140)가 관통 연장된다. 또한, 상기 퍼퍼실린더(110)측 일면에는 복수의 압력배출구(210)가 형성된다. 또한, 상기 압력배출구(210)는 후술 될 개폐로드장치(400)의 차단부재(420)가 대응 삽입될 수 있도록 압력배출구(210)의 입구 부위에는 원 형상의 안착홈(211)이 더 형성된다.

가이드부(300)는 압력배출구(210)가 형성된 본체(200)의 내부 일면과 일정 거리를 갖도록 배치되는 것으로, 상기 가이드부(300)의 중앙에는 퍼퍼실린더(110)측 일면을 통해 가동로드(140)가 관통 설치된다.

또한, 상기 가이드부(300)에는 후술 될 개폐로드장치(400)의 로드(410)가 관통 위치될 수 있는 로드관통공(310)이 상기 압력배출구(210)와 동일 위치게 복수로 형성된다.

상기 로드관통공(310)은 압력배출구(210) 개방시 후술 될 로드(410)의 단턱(411)이 대응되게 걸려 더 이상 이동하지 않도록 하는 대응 단턱(311)이 형성된다.

다시 말해, 상기 로드관통공(310)의 로드(410) 삽입 방향측의 지름보다 로드(410)가 관통되어 통과되는 부위의 지름을 작게 형성함으로써 단턱(311)이 형성되는 것이다. 한편 후술 될 로드(410)의 삽입되는 일측 단부 역시 로드관통공(310)의 형상과 대응되는 형상을 갖는다. 즉, 복수의 로드(410)가 삽입되는 넓은 지름 부위와 좁은 지름 사이의 단턱(311)이 로드(410)의 이동을 제한한다.

다음으로, 개폐로드장치(400)에 구비된 로드(410)는 상기 가이드부(300)의 로드관통공(310)을 통해 각각의 일측이 슬라이드 체결되며, 타측이 탄성력에 의해 상기 양측 압력배출구(210)를 각각 독립적으로 차단한다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 로드(410)는 로드관통공(310)에 삽입되는 일측 단부에 단턱(411)이 형성되도록 작은 지름으로 더 연장한다. 즉 상기 로드(410)의 단턱(411)은 압력배출구(210) 개방시 로드(410)가 이동될 때, 상기 로드(410)의 단턱(411)이 로드관통공(310)의 단턱(311)에 대응되게 걸려 더 이상 이동하지 않게 된다.

또한, 상기 로드(410)의 일측 단부에는 압력배출구(210)를 차단하기 위해 차단부재(420)가 구비된다.

상기 차단부재(420)는 압력배출구(210)의 입구에 형성된 안착홈(211)과 동일한 원주 지름을 갖는다. 특히 차단부재(420)의 원주가 형성된 양단 부위를 각각 직선으로 형성함으로써, 상기 압력배출구(210)가 개방될 때 상기 양측의 직선 부위를 통해 가스 압력이 배출될 수 있도록 한다.

더욱 상세히 설명하면, 퍼퍼실린더(110)의 내부 가스압력이 규정압력 이상으로 올라갈 경우, 로드(410)가 압력배출구(210)로부터 후퇴하게 되는데, 이때 압력은 압력배출구(210)를 통해 안착홈(211)과 밀착되지 않은 양측 직선 부위 즉, 압력배출구(210)와 차단부재(420) 사이에 형성된 공간으로 유입되어 본체(200)의 내부를 통해 외부로 배출된다.

다시 말해, 상기 차단부재(420)가 안착홈(211)에서 완전히 이탈되지 않은 상 태에서도 퍼퍼실린더(110)의 압력을 용이하게 배출할 수 있다. 이는 전술된 개폐로드장치(400)의 로드(410)가 가이드부(300)의 로드관통공(310) 내에서 이동 위치가 제한되기 때문에 가능하다.

여기서, 상기 로드(410)에는 차단부재(420)와 가이드부(300) 사이에 압축력을 작용시키는 코일스프링(440)이 구비된다.

상기 코일스프링(440)의 일측이 고정적으로 위치된 가이드부(300)의 일면에 밀착되어 타측으로 탄성력을 가함으로써, 코일스프링(440)이 차단부재(420)에 탄성력을 가하여 차단부재(420)를 압력배출구(210)의 안착홈(211) 내부에 밀착된 상태로 위치시킨다.

여기서, 상기 코일스프링(440)의 탄성력 크기는 퍼퍼실린더(110)의 규정 압력에 맞게 설계되어야 한다. 만약, 규정 압력에 맞게 설계되지 않을 경우 퍼퍼실린더(110)의 내부 압력이 한계 이상으로 올라가는 경우가 발생 될 수 있고, 또 퍼퍼실린더(110)의 내부 압력이 규정압력을 유지하고 있는 상태에서 압력이 배출되어 압력 손실이 발생 될 염려가 있기 때문이다.

한편, 상기 로드(410)에는 상기 코일스프링(440)과 상기 가이드부(300) 사이에 위치되어 코일스프링(440)을 지지하는 부시(430)가 더 구비될 수 있다.

이하, 본 발명의 가스차단기용 퍼퍼실린더의 안전밸브장치의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 고정컨텍트(130)의 고정아크접점(131)과 가동컨텍트(120)의 가동아크접점(121)을 분리하면, 가동아크접점(121)이 고정아크접점(131)과 분리되면서 강력 한 아크(ARC)가 발생한다.

이때, 아크가 발생하여 가스차단기(100)의 극간에 존재하는 노즐(111) 내부에는 아크 발생에 의해 SF6 GAS가 상대적으로 압력이 낮은 챔버(112)로 흘러들어가 압력을 계속 축적하게 된다.

여기서, 상기 챔버(112) 내부의 압력 상승은 퍼퍼실린더(110)에서 배출되는 압력의 추가적인 압력상승을 가져오며, 이때 규정 이상 압력을 초과하면 로드(410)의 차단부재(420)가 압력배출구(210)로 유입되는 압력에 의해 안착홈(211)의 내부에서 소정거리 후퇴한다.

이때, 상기 로드(410)의 단턱(411)이 로드관통공(310)의 단턱(311)에 걸려 더이상 이동하지 않게되는데, 이로 인해 차단부재(420)가 안착홈(211)으로부터 완전히 이탈되지 않은 상태에서 압력을 배출하게 된다.

이후, 퍼퍼실린더(110)의 내부가 규정 압력으로 복귀되면 차단부재(420)는 코일스프링(440)의 압축력에 의해 원래의 안착홈(211) 위치로 전진하여 압력배출구(210)를 차단하는 상태가 된다.

따라서, 가스차단기(100)의 실린더에 설치하여 반복되는 압력 배출 과정에서 작동이 저하되지 않고, 규정압력을 초과할 때 각각 독립적으로 작동하는 개폐로드장치(400)에 의해 완전한 개폐를 이루어 압력 배출 및 차단의 신뢰도를 확보할 수 있다.

이상에서 본 발명의 가스차단기용 퍼퍼 실린더의 안전밸브장치에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시 예를 예 시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

따라서 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범위를 이탈하지 않는 범위 내에서 치수 및 모양 그리고 구조 등의 다양한 변형 및 모방할 수 있음은 명백한 사실이며 이러한 변형 및 모방은 본 발명의 기술 사상의 범위에 포함된다.

도 1은 종래의 가스차단기용 퍼퍼 실린더의 안전밸브장치를 도시한 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 가스차단기용 퍼퍼 실린더의 안전밸브장치를 도시한 단면도.

도 3은 도 2에 따른 로드, 코일스프링 및 부시를 도시한 사시도.

도 4는 도 2에 따른 안전밸브가 퍼퍼 실린더의 일측에 설치된 상태를 도시한 설치 단면도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100: 가스차단기 110: 퍼퍼실린더

111: 노즐 112: 챔버

120: 가동컨텍트 130: 고정컨텍트

140: 가동로드 200: 본체

210: 압력배출구 211: 안착홈

300: 가이드부 310: 로드관통공

311: 단턱 400: 개폐로드장치

410: 로드 411: 단턱

420: 차단부재 430: 부시

440: 코일스프링

Claims (7)

1. 노즐을 구비한 퍼퍼실린더의 일측 끝단에 가동아크접점이 형성된 가동컨텍트가 구비되고, 상기 퍼퍼실린더와 대향하도록 고정컨텍트가 구비되며, 상기 가동컨텍트를 전후진 작동시키기 위한 가동로드가 퍼퍼실린더 내측으로 삽입되어 있는 가스 차단기에 있어서, 상기 노즐 방향과 반대되는 상기 퍼퍼실린더의 일측 개방부에 삽입 설치되고, 상기 퍼퍼실린더측 일면을 통해 상기 가동로드가 관통 연장되되, 상기 퍼퍼실린더측 일면에는 복수의 압력배출구를 형성한 본체; 상기 압력배출구와 거리를 갖도록 배치되되, 상기 가동로드가 관통되며 상기 압력배출구와 동일 위치에 복수의 로드관통공을 형성한 가이드부; 및 상기 가이드부에 각각의 일측이 관통되어 슬라이드 체결되며, 타측이 탄성력에 의해 상기 압력배출구를 각각 독립적으로 차단하기 위한 로드를 구비한 복수의 개폐로드장치; 를 포함하여 구성하고,

   상기 개폐로드장치의 로드는 상기 로드관통공에 삽입되는 일측 단부에 단턱이 형성되도록 작은 지름으로 더 연장되고, 상기 로드관통공은 상기 압력배출구 개방시 상기 로드의 단턱이 걸려 더 이상 이동하지 않도록 대응되는 단턱를 형성하는 것을 특징으로 하는 가스차단기용 퍼퍼 실린더의 안전밸브장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 압력배출구를 차단하기 위해 상기 로드의 일측 단부에는 차단부재가 구비되고, 상기 차단부재가 대응 삽입될 수 있도록 상기 압력배출구의 입구 부위에는 안착홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 가스차단기용 퍼퍼 실린더의 안전밸브장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 안착홈은 원 형상으로 홈을 이루며, 상기 안착홈에 삽입되는 상기 차단부재의 원주가 형성된 양단을 부위를 각각 직선으로 형성하여, 상기 압력배출구 개방시 상기 양측의 직선 부위와 상기 안착홈 사이 공간부로 압력이 배출되는 것을 특징으로 하는 가스차단기용 퍼퍼 실린더의 안전밸브장치.
5. 제3항에 있어서,

   상기 로드에는 상기 차단부재와 상기 가이드부 사이에 코일스프링이 구비되는 것을 특징으로 하는 가스차단기용 퍼퍼 실린더의 안전밸브장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 로드에는 상기 코일스프링과 상기 가이드부 사이에 위치되어 스프링을 지지하는 부시가 구비되는 것을 특징으로 하는 가스차단기용 퍼퍼 실린더의 안전밸 브장치.
7. 제4항에 있어서,

   상기 차단부재는 상기 압력배출구 개방시 상기 안착홈에서 완전히 이탈되지 않도록 이동되는 것을 특징으로 하는 가스차단기용 퍼퍼 실린더의 안전밸브장치.

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