KR101408262B1 - 고체절연 부하개폐기의 개폐기구 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고체절연 부하개폐기의 개폐기구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 접지스위치에 절연부재가 구비되어 절연성능이 향상된 고체절연 부하개폐기의 개폐기구에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고체절연 부하개폐기의 개폐기구는 하우징; 상기 하우징의 내부 일측에 설치되는 진공인터럽터; 상기 하우징의 내부 타측에 설치되는 메인도체; 상기 하우징의 내부에 회동 가능하게 설치되며, 일측에는 베이스접점이 형성되어 상기 메인도체에 전기적으로 접속되고, 타측에는 가동접점이 형성되는 접지스위치; 상기 가동접점이 상기 진공인터럽터의 주접점 또는 접지 접점에 선택적으로 접촉되도록 상기 접지스위치를 회동시키는 푸시로드; 및 상기 접지스위치를 감싸며, 상기 접지스위치에 절연성능을 향상시키는 절연부재;를 포함하여 구성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고체절연 부하개폐기의 개폐기구는 하우징; 상기 하우징의 내부 일측에 설치되는 진공인터럽터; 상기 하우징의 내부 타측에 설치되는 메인도체; 상기 하우징의 내부에 회동 가능하게 설치되며, 일측에는 베이스접점이 형성되어 상기 메인도체에 전기적으로 접속되고, 타측에는 가동접점이 형성되는 접지스위치; 상기 가동접점이 상기 진공인터럽터의 주접점 또는 접지 접점에 선택적으로 접촉되도록 상기 접지스위치를 회동시키는 푸시로드; 및 상기 접지스위치를 감싸며, 상기 접지스위치에 절연성능을 향상시키는 절연부재;를 포함하여 구성된다.
Description
본 발명은 고체절연 부하개폐기의 개폐기구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 접지스위치에 절연부재가 구비되어 절연성능이 향상된 고체절연 부하개폐기의 개폐기구에 관한 것이다.
일반적으로 발전소에서 약 20,000V 정도의 전압으로 만들어진 전기는 송전에 적합한 초고압으로 승압되어 1차 변전소로 송전된다. 1차 변전소에서는 공급받은 전력을 22.9kV로 강하시켜 2차변전소 또는 각 수용가로 공급하게 된다. 1차 변전소로부터 공급된 전력은 가공배전선과 지중배전선으로 구성된 배전계통을 통하여 각 수용가의 수전설비로 공급되어지며 특고수용가, 고압수용가 및 각종 옥외설치 변압기를 통하여 저압수용가에까지 공급된다. 이때 고압수용가 수배전반(수전설비)의 선로 구분, 분기 및 변압기 1차측 보호를 목적으로 부하개폐기(LBS:Load Break Switch)가 사용된다.
즉, 부하개폐기는 도시, 주거단지에서 사용하는 장치로 전력을 분배해 주고, 전력계통에 발생되는 서지나 사고발생시 차단기 작동 후 안전을 위하여 신속한 개폐를 하여 고장구간을 분리하고, 타 건전계통으로부터 정전구간에 전력을 공급하여 정전시간을 단축하기 위해 사용되는 기기이다.
이러한 부하개폐기는 크게 고체 절연 부하개폐기와 가스 절연 부하개폐기로 나누어진다. 과거에는 SF6과 같은 가스를 사용하여 절연 및 소호를 하도록 하는 가스 절연 부하개폐기가 널리 사용되었으나, 지구 온난화 방지 등의 추세에 따라 최근에는 에폭시 등을 활용한 고체 절연 부하개폐기가 많이 사용되고 있다.
특히, 에폭시 몰드 절연 부하개폐기의 경우 전력계통에서 정전 발생시 원방 또는 수동 조작으로 고장구간을 분리하고, 타 건전 계통으로부터 정전 구간에 전력을 공급하여 정전시간을 단축하기 위해 사용되는 기기로서, 단말장치를 이용하여 원격에서 부하개폐 및 선로 상태를 감시하는 배전 자동화 시스템에 적용되는 부하개폐기이다. 진공 인터럽터와 기중 절연을 적용한 복합 소호방식을 채택함으로써 SF6 가스를 사용하지 않아 친환경적이다.
선행기술인 대한민국 등록특허 제10-1110481호를 참조하여 고체절연 부하개폐기의 일반적인 구성을 살펴보면, 고체절연 부하개폐기는 주회로 및 주회로를 개폐하는 주회로 개폐기(main circuit switch)(110), 접지회로 및 접지회로를 개폐하는 접지회로 개폐기(earthing switch)(120), 주회로 개폐기(110)와 접지회로 개폐기(120)를 각각 투입이나 차단 또는 접지개폐 위치로 조작하는 접점개폐 조작기구(130) 및 조작기구(130)로부터의 조작 구동력을 주회로 개폐기(110)와 접지회로 개폐기(120)에 전달하는 동력전달장치(150)를 포함한다.
개폐기의 각 부분은 기계적 강도가 우수하고 단락시 전자기적 충격에 견디며, 장기간의 사용에도 개폐속도가 일정하게 유지되고 절연성이 우수한 구조로 설계되어야 한다. 진공인터럽터와 기중절연을 혼합하여 적용된 부하개폐기에서도 절연 성능 확보를 위한 구조나 설계가 요구되고 있는데, 특히, 제품의 크기가 작아지고 있는 추세에 맞춰 제한된 공간 내에서 절연성능을 유지하기 위한 방법이 마련되어야 한다.
이와 같이 좁은 공간에서 절연성능을 높이기 위한 방안의 일환으로 접지스위치에 대한 절연 강화가 고려된다. 도 1 내지 도 4를 참조하여, 종래기술을 살펴보면 접지스위치(4)는 일단은 베이스 접점(9)에 의해 메인도체(6)에 연결되어 전기적으로 접속되어 있다. 접지스위치(4)의 타단은 접지스위치(4)가 푸시로드(5)의 힘에 의해 힌지부(4a)를 중심으로 회전함에 따라 가동접점(8)이 주회로(2)의 고정접점(3)과 접지 접점(7)의 사이에서 선택적으로 접촉될 수 있다. 접지스위치(4)가 하우징(1) 내에서 가동되고 있으며 특히 접지부의 개방상태에서 고정접점(3)과 가동접점(4)의 극간거리가 10mm 정도에 불과함에 따라 스파크나 지락현상 등이 발생할 우려가 있는 등 절연성능에 문제가 발생할 수 있다. 즉, 접지스위치(4) 주변의 절연성을 강화하여야 할 필요성이 있다.
본 발명은 전술한 요구사항을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 접지스위치에 절연부재가 구비되어 절연성능이 향상된 고체절연 부하개폐기의 개폐기구를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고체절연 부하개폐기의 개폐기구는 하우징; 상기 하우징의 내부 일측에 설치되는 진공인터럽터; 상기 하우징의 내부 타측에 설치되는 메인도체; 상기 하우징의 내부에 회동 가능하게 설치되며, 일측에는 베이스접점이 형성되어 상기 메인도체에 전기적으로 접속되고, 타측에는 가동접점이 형성되는 접지스위치; 상기 가동접점이 상기 진공인터럽터의 주접점 또는 접지 접점에 선택적으로 접촉되도록 상기 접지스위치를 회동시키는 푸시로드; 및 상기 접지스위치를 감싸며, 상기 접지스위치에 절연성능을 향상시키는 절연부재;를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 절연부재는 실리콘으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 절연부재는 일측에 개방홈이 형성되어 별도의 결합수단 없이 상기 접지스위치를 감싸는 방식으로 씌워질 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 절연부재의 일부에는 상기 푸시로드의 일부를 감싸는 다리부가 연장 형성되며, 상기 다리부에는 압축 및 신장이 가능한 다수개의 주름이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고체절연 부하개폐기의 접지스위치에 의하면, 접지스위치에 절연부재가 구비되어 절연성능이 향상되는 효과가 있다. 또한, 절연부재는 실리콘으로 형성되어 접지스위치에 끼우는 작업이 용이하며, 주름부가 형성되어 접지스위치의 움직임에 대응하여 유연하게 압축,신장이 가능한 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 부하개폐기의 개폐기구 작동상태도로서 접지스위치가 진공인터럽터에 접촉한 상태를 나타내는 것이다.
도 2는 도 1에서 접지스위치가 접지 접점에 접촉한 상태를 나타내는 것이다.
도 3은 종래기술에 따른 부하개폐기의 개폐기구 중 접지스위치의 평면도이다.
도 4는 도 3의 접지스위치의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 부하개폐기의 개폐기구 작동상태도로서 접지스위치가 진공인터럽터에 접촉한 상태를 나타내는 것이다.
도 6은 도 5에서 접지스위치가 접지 접점에 접촉한 상태를 나타내는 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연부재의 측면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연부재가 접지스위치에 결합된 상태의 측면도이다.
도 9는 도 8과 같은 상태의 평면도이다.
도 2는 도 1에서 접지스위치가 접지 접점에 접촉한 상태를 나타내는 것이다.
도 3은 종래기술에 따른 부하개폐기의 개폐기구 중 접지스위치의 평면도이다.
도 4는 도 3의 접지스위치의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 부하개폐기의 개폐기구 작동상태도로서 접지스위치가 진공인터럽터에 접촉한 상태를 나타내는 것이다.
도 6은 도 5에서 접지스위치가 접지 접점에 접촉한 상태를 나타내는 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연부재의 측면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연부재가 접지스위치에 결합된 상태의 측면도이다.
도 9는 도 8과 같은 상태의 평면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고체절연 부하개폐기의 접지스위치는 하우징(10); 상기 하우징(10)의 내부 일측에 설치되는 진공인터럽터(20); 상기 하우징(10)의 내부 타측에 설치되는 메인도체(30); 상기 하우징(10)의 내부에 회동 가능하게 설치되며, 일측에는 베이스접점(42)이 형성되어 상기 메인도체(30)에 전기적으로 접속되고, 타측에는 가동접점(43)이 형성되는 접지스위치(40); 상기 가동접점(43)이 상기 진공인터럽터(20)의 주접점(21) 또는 접지 접점(50)에 선택적으로 접촉되도록 상기 접지스위치(40)를 회동시키는 푸시로드(60); 및 상기 접지스위치(40)를 감싸며, 상기 접지스위치(40)에 절연성능을 향상시키는 절연부재(70);를 포함하여 구성된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 부하개폐기의 개폐기구 작동상태도로서 접지스위치(40)가 진공인터럽터(20)에 접촉한 상태를 나타내는 것이고, 도 6은 도 5에서 접지스위치(40)가 접지 접점(50)에 접촉한 상태를 나타내는 것이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연부재(70)의 측면도이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연부재(70)가 접지스위치(40)에 결합된 상태의 측면도이고, 도 9는 도 8과 같은 상태의 평면도이다. 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 부하개폐기의 개폐기구를 설명하기로 한다.
하우징(10)은 본 발명의 일 실시예에 따른 부하개폐기의 개폐기구를 수용한다. 하우징(10)은 대체적으로 상자형으로 형성되며, 일측으로는 하부로 연장 형성되는 돌출부(11)가 있다. 하우징(10) 상부에는 개폐기구의 가동부에 동력을 제공하는 동력전달장치에 연결된다. 하우징(10)은 절연성능이 우수한 재질로 형성되며, 사출성형에 의해 제조될 수 있다.
진공인터럽터(20)는 주회로부로서 고정접점과 가동접점을 가진 채, 하우징(10) 내부의 일측, 즉 돌출부(11)에 세로방향을 따라 설치된다. 도면에서는 진공인터럽터(20)를 개략적으로만 도시하였다. 진공인터럽터(20)의 주접점(21)은 전도체로 이루어져 진공인터럽터(20)에 전기적 접속을 이루도록 한다.
메인도체(30)는 하우징(10) 내부에서 타측, 즉 진공인터럽터(20)가 설치된 위치의 반대측에 수평으로 설치되며, 외부로 돌출된다.
접지스위치(40)는 하우징(10) 내부의 하면에서 진공인터럽터(20)와 메인도체(30)의 사이에 설치된다. 접지스위치(40)는 막대 형상의 몸체로 이루어져 있다. 접지스위치(40) 몸체 일측에는 힌지부(41)가 형성되어 회동 가능하게 결합된다. 힌지부(41) 아래에는 베이스접점(42)이 형성되어 메인도체(30)에 전기적으로 접속된다. 접지스위치(40) 타측에는 가동접점(43)이 형성된다. 접지스위치(40)가 하우징(10)의 하면과 평행한 상태로 있는 경우에는 접지스위치(40)의 가동접점(43)은 진공인터럽터(20)의 주접점(21)에 연결되며, 메인도체(30) 및 진공인터럽터(20)간에 전기적 연결이 이루어지게 된다.
접지 접점(50)은 하우징(10)의 상부에 설치된다. 접지 접점(50)은 전도체로 이루어져 전기적 접속부를 이루게 된다.
푸시로드(60)는 하단이 접지스위치(40)의 몸체 중앙에 결합되어, 접지스위치(40)를 당기거나 밀 수 있도록 된다. 접지스위치(40)의 가동접점(43)이 주접점(21)에 접촉되어 있는 상태에서 푸시로드(60)가 접지스위치(40)를 당기면 접지스위치(40)는 힌지부(41)를 중심으로 시계 방향으로 회동하면서 가동접점(43)이 주접점(21)으로부터 분리되어 접지 접점(50)에 접촉된다. 접지스위치(40)의 가동접점(43)이 접지 접점(50)에 접촉되어 있는 상태에서 푸시로드(60)가 접지스위치(40)를 밀면 접지스위치(40)는 힌지부(41)를 중심으로 반시계 방향으로 회동하면서 가동접점(43)이 접지 접점(50)으로부터 분리되어 주접점(21)에 접촉되게 된다.
절연부재(70)는 절연성이 우수한 재질로 형성된다. 바람직하게는 실리콘으로 형성될 수 있다. 실리콘은 절연성 및 내열성이 우수하다. 또한, 쉽게 산화되지 않 으며 약품에 대한 저항성도 뛰어나고 내수성 및 내구성도 우수하다. 더불어 유연하 며 가공성이 우수하고 가벼워서 절연소재로 사용하기에 적합하다.
절연부재(70)의 절연몸체(71)는 접지스위치(40)를 감쌀 수 있는 크기로 형성 된다. 절연몸체(71)의 일측에는 하측으로 접지스위치(40)의 베이스접점(42)이 외부로 노출되도록 개방홈(73)이 형성된다. 절연몸체(71)의 중간에는 외측으로 연장되는 다리부(72)가 형성된다. 다리부(72)의 양측 단부는 개방된다. 바람직하게는 다리부(72)는 다수개의 주름이 형성되어 압축 및 신장에 유연하게 대응할 수 있도록 한다. 절연몸체(71)의 양측에는 외측으로 볼록하게 돌기부(74)가 형성되어 힌지부(41) 등 접지스위치(40)의 돌출부분을 포괄하여 감쌀 수 있도록 한다.
절연부재(70)는 일체형으로 형성되어 절연성을 높이도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고체절연 부하개폐기의 조립 및 작용에 대하여 설명하기로 한다.
조립은 단순하게 절연부재(70)를 접지스위치(40)에 씌우는 과정으로 이루어진다. 절연부재(70)의 일측에 형성된 개방홈(73)을 통하여 접지스위치(40)의 일단부로부터 씌워 감싸질 수 있도록 한다. 절연부재(70)는 실리콘 등 유연성이 우수한 재질로 형성되므로 잡아당겨 용이하게 접지스위치(40)에 씌울 수 있다. 작업 순서에 있어서, 접지스위치(40)가 하우징(10)의 내부 하면에 고정된 상태에서 절연부재(70)를 씌울 수도 있고, 절연부재(70)를 접지스위치(40)에 씌운 상태에서 접지스위치(40)를 하우징(10)의 내부 하면에 고정하는 것도 가능하다.
작용에 있어서는 푸시로드(60)를 이용하여 접지스위치(40)를 당기거나 밀 수 록 한다. 투입상태 즉, 접지스위치(40)가 주접점(21)에 접촉되어 통전되어 있는 상태에서 개방상태 및 접지상태로 변환하기 위하여 푸시로드(60)가 접지스위치(40)를 당기면 접지스위치(40)는 힌지부(41)를 중심으로 시계 방향으로 회동하면서 가동접점(43)이 주접점(21)으로부터 분리되어 접지 접점(50)에 접촉된다. 반대로, 개방상태 및 접지상태, 즉 접지스위치(40)가 접지 접점(50)에 접촉되어 있는 상태에서 투입상태로 변환하기 위하여 푸시로드(60)가 접지스위치(40)를 밀면 접지스위치(40)는 힌지부(41)를 중심으로 반시계 방향으로 회동하면서 가동접점(43)이 접지 접점(50)으로부터 분리되어 주접점(21)에 접촉되게 된다.
접지스위치(40)의 가동에 있어서 접지스위치(40)의 주변에 절연부재(70)가 덧씌워져 있으므로 하우징(10) 내부의 절연성능이 향상된다. 측정에 의하면 본 발명의 일 실시예의 따른 부하개폐기 개폐기구의 기준충격절연강도는 종래기술에 대비하여 20% 가량 향상되는 결과값을 나타내었다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시 예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.
10 하우징 11 돌출부
20 진공인터럽터 21 주접점
30 메인도체 40 접지스위치
41 힌지부 42 베이스접점
43 가동접점 50 접지 접점
60 푸시로드 70 절연부재
71 절연몸체 72 다리부
73 개방홈
20 진공인터럽터 21 주접점
30 메인도체 40 접지스위치
41 힌지부 42 베이스접점
43 가동접점 50 접지 접점
60 푸시로드 70 절연부재
71 절연몸체 72 다리부
73 개방홈
Claims (4)
- 상자형으로 형성되어, 부하개폐기의 개폐기구가 수용되는 하우징;
상기 하우징의 내부 일측에 설치되는 진공인터럽터;
상기 하우징의 내부 타측에 설치되는 메인도체;
상기 하우징의 내부에 회동 가능하게 설치되며, 일측에는 베이스접점이 형성되어 상기 메인도체에 전기적으로 접속되고, 타측에는 가동접점이 형성되는 접지스위치;
상기 가동접점이 상기 진공인터럽터의 주접점 또는 접지 접점에 선택적으로 접촉되도록 상기 접지스위치를 회동시키는 푸시로드; 및
상기 하우징 내에서 상기 접지스위치를 감싸며, 상기 하우징 내부의 절연성능을 향상시키는 절연부재;를 포함하는 고체절연 부하개폐기의 개폐기구.
- 제1항에 있어서, 상기 절연부재는 실리콘으로 형성되는 것을 특징으로 하는 고체절연 부하개폐기의 개폐기구.
- 제1항에 있어서, 상기 절연부재는 일측에 개방홈이 형성되어 별도의 결합수단 없이 상기 접지스위치를 감싸는 방식으로 씌워질 수 있는 것을 특징으로 하는 고체절연 부하개폐기의 개폐기구.
- 제1항에 있어서, 상기 절연부재의 일부에는 상기 푸시로드의 일부를 감싸는 다리부가 연장 형성되며, 상기 다리부에는 압축 및 신장이 가능한 다수개의 주름이 형성되는 것을 특징으로 하는 고체절연 부하개폐기의 개폐기구.
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