KR101496903B1 - Hybrid-extinction type gas circuit breaker - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복합 소호형 가스 차단기에 관한 것으로서, 열팽창실 크기가 고정된 구조, 및 열팽창실 크기가 아킹타임이 가장 긴 경우에 대해서 설계된 구조로 인해 아킹타임이 짧아질 경우에서 효과적인 차단성능을 낼 수 없었던 문제점이 해결될 수 있고, 아킹타임에 관계없이 최적의 차단성능을 발휘할 수 있는 복합 소호형 가스 차단기를 제공하는데 주된 목적이 있다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 실린더와 실린더 로드 사이에 분리벽에 의해 구획된 열팽창실과 압축실이 구비되고, 상기 압축실이 피스톤에 의해 마감되어 밀폐되며, 상기 열팽창실의 일측에는 고정아크접점과 가동아크접점 사이의 아크 소호를 위해 가스가 출입하는 가스 출입구가 구비된 복합 소호형 가스 차단기에 있어서, 상기 열팽창실 내 열가스와 냉가스 간의 원활한 혼합과 차단성능 향상을 위하여 열팽창실 내부에 가스 출입구를 통해 유입된 열가스의 흐름 및 경로를 변경해주는 가이드가 설치되는 것을 특징으로 하는 복합 소호형 가스 차단기를 제공한다.The present invention relates to a composite soffit type gas circuit breaker, and more particularly, to a structure in which a thermal expansion chamber size is fixed and a thermal expansion chamber size is designed for the longest arcing time, There is a main object of the present invention to provide a composite SOH type gas circuit breaker which can solve the problem that is not encountered and can exhibit an optimum breaking performance regardless of the arcing time. In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that the present invention is characterized in that a thermal expansion chamber and a compression chamber are provided between a cylinder and a cylinder rod, the compression chamber being closed by a piston, A gas-liquid contactor comprising a gas inlet and a gas outlet for gas exiting for arc extinguishing between a fixed arc contact and a movable arc contact, characterized in that in order to smoothly mix and block the hot gas and the cold gas in the thermal expansion chamber, And a guide for changing a flow and a path of the heat gas introduced through the gas inlet is provided in the gas outlet.

Description

차단성능이 향상되는 복합 소호형 가스 차단기{Hybrid-extinction type gas circuit breaker} BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a gas-

본 발명은 복합 소호형 가스 차단기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전력계통의 고장 발생시에 고장전류를 차단하여 전력설비를 보호하는 복합 소호형 가스 차단기에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a composite SOH type gas circuit breaker, and more particularly, to a combined SOH type gas circuit breaker that protects a power plant by blocking a fault current when a power system fails.

일반적으로 전력계통에서 고장이 발생한 경우 고장전류를 차단하고 전력설비를 보호하기 위하여 차단기(Circuit Breaker)가 사용된다.In general, a circuit breaker is used to shut down the fault current and protect the power plant in the event of a fault in the power system.

통상의 초고전압 차단기에서 두 전기접점 간에 고장전류에 의해 발생한 아크를 소호하는 작동원리 및 장치 구성에 대해 설명하면 다음과 같다.An operation principle and a device configuration for extinguishing an arc generated by a fault current between two electrical contacts in a normal ultra high voltage circuit breaker will be described as follows.

기본적으로 절연가스를 차단기 내에 고압으로 충전(充塡)한 상태에서, 고장전류에 의한 아크가 발생하면, 절연가스를 매우 높은 압력으로 압축하여 아크에 직접 강력하게 분사함으로써 아크를 소호하게 된다. Basically, when an arc is generated due to a fault current in a state where insulation gas is charged to a high pressure in a breaker, the arc is extinguished by strongly compressing the insulation gas to a very high pressure and directly injecting it into the arc.

여기서, 절연가스로는 SF6(육불화황) 가스가 널리 사용되고 있으며, 이는 화학적으로 매우 안정된 분자구조를 가지기 때문에 높은 절연파괴강도를 가진다. Here, SF6 (sulfur hexafluoride) gas is widely used as an insulating gas, and it has a high dielectric breakdown strength because it has a chemically very stable molecular structure.

이러한 특성 때문에 SF6 절연가스는 고전압설비의 절연매체로 널리 사용되고 있고, 또한 아크 방전을 소멸시키는 아크 소호 성능이 우수하여 차단기의 아크 소호 매질로 널리 사용되고 있다. Because of this characteristic, SF6 insulated gas is widely used as insulation medium of high-voltage equipment, and arc extinguishing arc discharge performance is excellent, and it is widely used as arc extinguishing medium of circuit breaker.

현재 대부분의 초고전압 전력계통에서 고장 발생시 고장전류 차단 및 전력계통 설비 보호를 위하여 SF6 가스 차단기(Gas Circuit Breaker)(이하, 가스 차단기라 함)가 사용되고 있다.SF6 gas circuit breaker (hereinafter referred to as "gas circuit breaker") is used in most ultra-high voltage power systems in order to cut off the fault current and protect the power system equipment in the event of a fault.

초고전압 차단기는 아크를 소호하는 방식에 따라 크게 파퍼 방식(Puffer Type)과 복합 소호 방식(Hybrid Type)으로 나뉘며, 복합 소호 방식의 가스 차단기는 보통 압축실(Compress Chamber)과 열팽창실(Thermal Chamber) 등 2개의 챔버를 포함하여 구성된다.The ultra high voltage circuit breaker is divided into a puffer type and a hybrid type according to the arc extinguishing method, and the gas circuit breaker of the combined extinguishing method is usually divided into a compression chamber and a thermal chamber, And two chambers.

이러한 복합 소호 방식의 가스 차단기는 고장전류에 의한 아크를 소호하기 위하여 차단기 내부에 설치된 압축실 및 열팽창실을 이용하며, 통상적으로 차단기의 압축실은 소전류 차단에 이용되고, 열팽창실은 대전류 차단에 이용된다.In order to extinguish an arc caused by a fault current, the gas-operated circuit breaker of the present invention uses a compression chamber and a thermal expansion chamber provided inside the circuit breaker. In general, the compression chamber of the circuit breaker is used for interrupting a small current and the thermal expansion chamber is used for interrupting a large current .

도 1은 종래의 복합 소호형 가스 차단기의 구성과 구조를 개략적으로 도시한 종단면도로서, 도시된 바와 같이, 종래의 가스 차단기는 고정아크접점(1)과, 가동아크접점(2), 실린더 로드(3), 제1노즐(4), 제2노즐(5), 피스톤(6), 열팽창실(10), 압축실(11), 열팽창실(10)과 압축실(11)을 분리하는 분리벽(7), 상기 분리벽(7)에 장착되는 체크밸브(8), 그리고 피스톤(6)에 설치되는 감압밸브(9)를 포함한다.Fig. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing the construction and structure of a conventional composite SOF type gas circuit breaker. As shown in Fig. 1, a conventional gas circuit breaker includes a fixed arc contact 1, a movable arc contact 2, (1) to separate the compression chamber (11) from the first expansion chamber (3), the first nozzle (4), the second nozzle (5), the piston (6), the thermal expansion chamber (10), the compression chamber A wall 7, a check valve 8 mounted on the separating wall 7, and a pressure reducing valve 9 mounted on the piston 6. [

이러한 구성의 복합 소호형 차단기에서는 전력계통에 고장이 발생하면, 연결고리(3a)를 통해 연결된 조작기(미도시)에 의해 고정아크접점(1)과 피스톤(7)을 제외한 나머지 부분(이하, 가동부라 함)이 도 1을 기준으로 우측에서 좌측으로 이동하고, 가동부가 이동하는 과정에서 압축실(11)의 가스가 위치 고정된 피스톤(6)에 의해 자동으로 압축된다.When a fault occurs in the electric power system, the fixed arc contact 1 and the remaining portion except the piston 7 (hereinafter referred to as " movable contact ") are connected by an actuator (not shown) 1) moves from the right side to the left side with reference to FIG. 1, and the gas in the compression chamber 11 is automatically compressed by the positionally fixed piston 6 in the process of moving the movable portion.

또한 가동부가 이동함에 따라 고정아크접점(1)과 가동아크접점(2)이 분리되고, 두 아크접점(1,2) 사이에는 아크가 발생하게 된다.Also, as the moving part moves, the fixed arc contact 1 and the movable arc contact 2 are separated, and an arc is generated between the two arc contacts 1, 2.

이때, 압축실(11)의 가스압력이 열팽창실(10)의 가스압력보다 높으면 분리벽(7)의 체크밸브(8)가 열리게 되고, 압축실(11)에서 압축된 가스는 열팽창실(10)과 제1노즐(4)을 통해 고정아크접점(1)과 가동아크접점(2) 사이로 분사된다. At this time, if the gas pressure of the compression chamber 11 is higher than the gas pressure of the thermal expansion chamber 10, the check valve 8 of the separation wall 7 is opened and the gas compressed in the compression chamber 11 flows into the thermal expansion chamber 10 And the first nozzle 4 and between the stationary arc contact 1 and the movable arc contact 2.

이에 따라, 두 아크접점(1,2) 사이에서 발생한 아크가 압축실(11)의 압축된 가스에 의해 소호되면서 고장전류가 차단될 수 있게 된다.As a result, the arc generated between the two arc contacts 1 and 2 is canceled by the compressed gas in the compression chamber 11, so that the fault current can be cut off.

이와 같은 고장전류 차단 작동은 전력계통에서 발생한 고장전류가 작은 경우에 가능한 작동으로, 이는 분사된 가스가 고정아크접점(1)과 가동아크접점(2) 사이에서 발생한 아크에 의해 팽창하여 열팽창실(10)로 역류하지 않을 경우에만 가능하다.This fault current interruption operation is possible when the fault current generated in the power system is small, because the injected gas expands due to the arc generated between the fixed arc contact 1 and the movable arc contact 2, 10).

만약, 차단해야 할 고장전류가 큰 경우에는 고정아크접접(1)과 가동아크접점(2) 사이에서 발생한 아크 에너지가 크므로 주위의 가스를 팽창시켜 가스를 열팽창실(10)로 역류시키게 된다.If the fault current to be shut off is large, the arc energy generated between the fixed arc contact 1 and the movable arc contact 2 is large, so that the surrounding gas is expanded to flow back to the thermal expansion chamber 10.

이때, 아크의 온도가 수만 도에 달하므로 고온에 의해 아크 주위의 가스가 팽창하여 열팽창실(10)로 역류하며, 역류된 가스에 의해 열팽창실(10)의 압력이 압축실(11)보다 높아지면 체크밸브(8)가 닫히게 된다. At this time, since the temperature of the arc reaches several tens of thousands, the gas around the arc expands due to the high temperature, flows back to the thermal expansion chamber 10, and the pressure of the thermal expansion chamber 10 is higher than that of the compression chamber 11 The ground check valve 8 is closed.

열팽창실(10)로 역류한 가스는 열팽창실(10)에서 냉각되어 다시 고정아크접점(1)과 가동아크접점(2) 사이의 아크로 분사되어 아크를 소호하게 된다. The gas backwashing in the thermal expansion chamber 10 is cooled in the thermal expansion chamber 10 and is again injected into the arc between the fixed arc contact 1 and the movable arc contact 2 to extinguish the arc.

이 과정에서 압축실(11)의 압력이 높으면 조작기(미도시)에 스트레스를 주게 되고, 차단기 자체에도 기계적 압력이 가해질 수 있으므로, 압축실(11)의 압력이 일정치(예를 들어 15bar) 이상이 되면 피스톤(6)의 감압밸브(9)가 열려 압축실(11)의 가스를 뒤쪽으로 분출하여 압축실(11)의 압력을 조절하게 된다.If the pressure in the compression chamber 11 is too high, stress may be applied to the manipulator (not shown) and mechanical pressure may be applied to the breaker itself. The pressure reducing valve 9 of the piston 6 is opened and the gas in the compression chamber 11 is blown back to regulate the pressure in the compression chamber 11. [

다시 말하면, 고장전류의 크기가 작은 경우에는 압축실(11)의 압축된 가스로 아크를 소호하여 고장전류를 차단하고, 고장전류가 큰 경우에는 고정아크접점(1)과 가동아크접점(2) 사이에서 발생한 아크 에너지를 이용하여 주위의 가스를 팽창시켜 열팽창실(10)로 역류시킨 다음, 역류되어 열팽창실(10)에서 냉각 및 압축된 가스를 재차 분사하여 아크를 소호하여 고장전류를 차단하게 되는 것이다.In other words, when the magnitude of the fault current is small, the arc is extinguished by the compressed gas in the compression chamber 11 to interrupt the fault current. When the fault current is large, the fixed arc contact 1 and the movable arc contact 2 are closed, And then flows back to the thermal expansion chamber 10 and flows back into the thermal expansion chamber 10 to cool and compress the gas so that the arc is extinguished so as to block the fault current .

한편, 일반적인 전력계통의 경우 교류이므로 전류가 "0"이 되는 시점이 존재하며, 이때 열팽창실(10)에 높은 압력으로 충전되어 있던 가스가 아크로 다시 분사되어 두 전기접점(1,2) 간에 존재하는 열가스를 배출시킨다.On the other hand, in the case of a general power system, there is a time point when the current becomes "0" because it is an alternating current. At this time, the gas charged at a high pressure in the thermal expansion chamber 10 is injected again into the arc, Thereby discharging the heat gas.

이로써 절연성능을 회복하게 되는데, 이를 차단에 성공하였다고 한다.As a result, the insulation performance is restored.

만일, 가동아크접점(2)과 고정아크접점(1) 간에 열가스가 잘 배출이 되지 않거나 냉각이 되지 않는다면, 절연파괴가 발생하여 재점호(Reignition)가 발생하게 된다. If the hot gas is not exhausted or cooled down between the movable arc contact 2 and the fixed arc contact 1, the insulation breakdown occurs and a re-ignition occurs.

그러므로 열팽창실(10)로 유입된 열가스가 냉가스와 잘 혼합되어 다시 아크로 분사되어 나가는 것이 차단성능을 결정짓는 중요한 설계변수가 된다. Therefore, the hot gas introduced into the thermal expansion chamber 10 is mixed with the cold gas and injected again, which is an important design parameter for determining the blocking performance.

아크가 두 전기접점(1,2) 간에 존재하는 시간, 즉 아킹타임(Arcing Time)에 따른 차단성능과 열팽창실(10)의 크기 및 형상은 매우 중요한 상관관계를 가진다. There is a very important correlation between the time for the arc to exist between the two electrical contacts 1 and 2, that is, the blocking performance according to the arcing time, and the size and shape of the thermal expansion chamber 10.

즉, 아킹타임이 길면 길수록 열팽창실(10)로 유입되는 열가스의 양이 많아지므로 열팽창실(10)의 크기가 커야 차단에 유리한 반면, 만약 열팽창실(10)의 크기가 작다면 압력은 커지고 아크로 분사되는 속도는 증가하지만 온도가 높고 분사되는 유량이 적어 차단에 실패하게 된다. That is, the longer the arcing time, the greater the amount of the thermal gas introduced into the thermal expansion chamber 10, and therefore, the larger the size of the thermal expansion chamber 10, the greater the blocking effect. If the size of the thermal expansion chamber 10 is small, The speed at which the acrojection increases is high, but the shutoff fails because the temperature is high and the flow rate injected is small.

또한 아킹타임이 짧은 경우에서 열팽창실(10)이 크다면 열팽창실(10)로 유입되는 열가스의 양이 적으므로 열팽창실(10)의 압력이 충분히 커지지 않게 되고, 전류가 "0"인 시점에서 아크로 분사하는 절연가스의 양이 적어 차단에 실패할 수가 있다. If the arcing time is short and the thermal expansion chamber 10 is large, the amount of the thermal gas introduced into the thermal expansion chamber 10 is small, so that the pressure of the thermal expansion chamber 10 is not sufficiently increased. The amount of the insulated gas injected into the arc can be so small that the cutoff may fail.

따라서, 아킹타임이 긴 경우에는 열팽창실(10)의 크기가 크고, 아킹타임이 짧은 경우에는 열팽창실(10)의 크기가 작아야 차단에 유리하다. Therefore, when the arcing time is long, the size of the thermal expansion chamber 10 is large, and when the arcing time is short, the size of the thermal expansion chamber 10 is small.

이와 같이 열팽창실(10)의 크기와 형상은 아킹타임의 크기와 밀접한 상관관계가 있으며, 차단성능에 결정적인 영향을 미치는 매우 중요한 설계 변수가 된다.As described above, the size and shape of the thermal expansion chamber 10 are closely related to the size of the arcing time, and are very important design variables that have a decisive influence on the blocking performance.

그러나, 종래의 복합 소호형 가스 차단기는 열팽창실(10)의 크기를 아킹타임에 따라 조정할 수 없으며, 아킹타임에 관계없이 열팽창실(10)의 크기가 항상 고정적이다. However, the size of the thermal expansion chamber 10 can not be adjusted according to the arcing time, and the size of the thermal expansion chamber 10 is always fixed regardless of the arcing time.

대부분 열팽창실을 설계할 때 차단 동작시 아킹타임이 가장 긴 경우에 대해 열팽창실(10)의 크기를 설계, 즉 가장 길어질 경우의 아킹타임 수준에서도 차단성능을 발휘할 수 있도록 열팽창실(10)의 크기를 설계하며, 아킹타임이 짧은 경우에 대해서는 무시하고 설계를 하게 된다.The size of the thermal expansion chamber 10 is designed for the longest arcing time when the thermal expansion chamber is designed in the shutdown operation, that is, the size of the thermal expansion chamber 10 is designed to exhibit the shutoff performance even at the arching time level when the longest And the design is performed by ignoring the short arcing time.

이에 아킹타임이 짧아질 경우에는 효과적으로 고장전류를 차단할 수 없으며, 따라서 아킹타임이 짧아져도 고장전류를 효과적으로 차단할 수 있는 구조의 개발이 절실한 실정이다.
Therefore, when the arcing time is short, the fault current can not be effectively blocked. Therefore, it is inevitable to develop a structure capable of effectively blocking the fault current even if the arcing time is shortened.

본 발명은 상기와 같은 점을 고려하여 창출한 것으로서, 열팽창실 크기가 고정된 구조, 및 열팽창실 크기가 아킹타임이 가장 긴 경우에 대해서 설계된 구조로 인해 아킹타임이 짧아질 경우에서 효과적인 차단성능을 낼 수 없었던 문제점이 해결될 수 있고, 아킹타임에 관계없이 최적의 차단성능을 발휘할 수 있는 복합 소호형 가스 차단기를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been made in view of the above-mentioned points. It is an object of the present invention to provide a structure in which the size of a thermal expansion chamber is fixed, and a structure in which a thermal expansion chamber size is designed for a long arcing time, And it is an object of the present invention to provide a composite SOH type gas circuit breaker which can solve the problem that can not be achieved, and which can exhibit optimal breaking performance irrespective of arcing time.

또한 본 발명은 열팽창실에서 열가스의 흐름을 인위적으로 조정할 수 있는 구조를 구비함으로써 열팽창실의 열가스 및 소호부에 존재하는 열가스를 효과적으로 냉각시켜 차단성능을 향상시킬 수 있는 복합 소호형 가스 차단기를 제공함에 목적이 있다.In addition, the present invention provides a structure in which a flow of a thermal gas can be artificially adjusted in a thermal expansion chamber, thereby effectively cooling the thermal gas in the thermal expansion chamber and the thermal gas in the combustion chamber, And the like.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 실린더와 실린더 로드 사이에 분리벽에 의해 구획된 열팽창실과 압축실이 구비되고, 상기 압축실이 피스톤에 의해 마감되어 밀폐되며, 상기 열팽창실의 일측에는 고정아크접점과 가동아크접점 사이의 아크 소호를 위해 가스가 출입하는 가스 출입구가 구비된 복합 소호형 가스 차단기에 있어서, 상기 열팽창실 내 열가스와 냉가스 간의 원활한 혼합과 차단성능 향상을 위하여 열팽창실 내부에 가스 출입구를 통해 유입된 열가스의 흐름 및 경로를 변경해주는 가이드가 설치되는 것을 특징으로 하는 복합 소호형 가스 차단기를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that the present invention is characterized in that a thermal expansion chamber and a compression chamber are provided between a cylinder and a cylinder rod, the compression chamber being closed by a piston, A gas-liquid contactor comprising a gas inlet and a gas outlet for gas exiting for arc extinguishing between a fixed arc contact and a movable arc contact, characterized in that in order to smoothly mix and block the hot gas and the cold gas in the thermal expansion chamber, And a guide for changing a flow and a path of the heat gas introduced through the gas inlet is provided in the gas outlet.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 가이드는 열팽창실 내부에서 실린더 로드의 외측면에 판 형상으로 고정 설치되는 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment of the present invention, the guide is fixed in a plate shape on the outer surface of the cylinder rod in the thermal expansion chamber.

여기서, 상기 가이드는 실린더 로드를 중심으로 하여 실린더 로드의 길이방향에 대해 횡방향으로 배치되도록 설치되는 판상 구조물인 것을 특징으로 한다.Here, the guide is a plate-like structure that is installed to be disposed in the transverse direction with respect to the longitudinal direction of the cylinder rod about the cylinder rod.

또한 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 가이드는 열팽창실 내부에서 실린더의 내측면에 판 형상으로 고정 설치되는 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment of the present invention, the guide is fixed in a plate shape on the inner side surface of the cylinder in the thermal expansion chamber.

여기서, 상기 가이드는 실린더의 내측면에서 실린더 로드가 위치한 중심부를 향해 돌출 형성되어 열팽창실 및 실린더 로드의 길이방향에 대해 횡방향으로 배치되는 판상 구조물인 것을 특징으로 한다.
Here, the guide is a plate-like structure protruding from the inner side surface of the cylinder toward the center portion where the cylinder rod is located, and arranged in the lateral direction with respect to the longitudinal direction of the thermal expansion chamber and the cylinder rod.

이에 따라, 본 발명의 복합 소호형 가스 차단기에서는 열팽창실에서 열가스의 흐름 및 경로를 인위적으로 조정할 수 있는 가이드가 설치됨으로써 열가스와 냉가스의 원활한 혼합을 유도할 수 있고, 이를 통해 열팽창실의 열가스 및 소호부에 존재하는 열가스가 효과적으로 냉각될 수 있게 되면서 차단성능이 향상될 수 있게 된다.Accordingly, in the present invention, since the guide for artificially adjusting the flow and path of the thermal gas in the thermal expansion chamber is provided, it is possible to induce smooth mixing of the thermal gas and the cold gas, The thermal gas and the thermal gas existing in the small area can be effectively cooled, and the blocking performance can be improved.

특히, 열팽창실 내부에 가이드가 설치됨으로써 아킹타임이 긴 경우는 물론 아킹타임이 짧아질 경우에도 효과적인 차단성능이 발휘될 수 있고, 아킹타임에 관계없이 최적의 차단성능이 발휘될 수 있는 이점이 있게 된다.
Particularly, since the guide is provided inside the thermal expansion chamber, effective blocking performance can be exhibited even when the arcing time is long and the arcing time is short, and an optimal blocking performance can be exhibited regardless of the arcing time do.

도 1은 종래의 복합 소호형 가스 차단기의 구성과 구조를 개략적으로 도시한 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 소호형 가스 차단기의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 복합 소호형 가스 차단기의 구조를 나태는 단면도이다.
도 4 및 도 5는 종래의 차단기와 본 발명에 따른 차단기의 성능을 비교하기 위하여 실시한 수치유동해석의 결과를 나타내는 도면이다.
도 6은 종래의 차단기와 본 발명에 따른 차단기의 성능을 비교한 도면으로, 아킹타임에 따른 아크 온도와 압력상승치를 나타내는 도면이다.1 is a longitudinal sectional view schematically showing a structure and a structure of a conventional composite SOF type gas circuit breaker.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the structure of a composite SOF type gas circuit breaker according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
3 is a cross-sectional view of a structure of a composite SOF type gas circuit breaker according to another embodiment of the present invention.
4 and 5 are views showing the results of a numerical flow analysis performed to compare the performance of a conventional circuit breaker and a circuit breaker according to the present invention.
FIG. 6 is a graph comparing the performance of a conventional circuit breaker and a circuit breaker according to the present invention, and is a graph showing an arc temperature and a pressure increase value according to an arcing time.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains.

본 발명의 복합 소호형 가스 차단기는 열팽창실 크기가 고정된 구조, 및 열팽창실 크기가 아킹타임이 가장 긴 경우에 대해 설계된 구조로 인해 아킹타임이 짧아질 경우에서 효과적인 차단성능을 낼 수 없었던 문제점을 해결하고, 아킹타임에 관계없이 최적의 차단성능을 발휘할 수 있도록 함에 주된 목적이 있는 것이다.The present invention provides a composite sofft type gas circuit breaker having a structure in which the size of a thermal expansion chamber is fixed and a structure in which a thermal expansion chamber size is designed for a long arcing time, And has the main purpose of enabling an optimum blocking performance regardless of the arcing time to be exhibited.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는 열팽창실에서 열가스의 흐름 및 경로를 인위적으로 조정할 수 있는 가이드를 설치하여, 열팽창실 내 열가스 및 소호부에 존재하는 열가스가 효과적으로 냉각될 수 있도록 하고, 이를 통해 차단성능이 향상될 수 있도록 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a guide for artificially adjusting the flow and path of the thermal gas in the thermal expansion chamber, so that the thermal gas in the thermal expansion chamber and the thermal gas existing in the superficial portion can be effectively cooled So that the blocking performance can be improved.

도 2과 도 3은 본 발명의 여러 실시예에 따른 복합 소호형 가스 차단기를 도시한 단면도로서, 각각의 도면은 열팽창실(10) 내부에 설치되는 가이드(14)의 위치를 달리하는 차단기의 구조를 나타내고 있다.FIGS. 2 and 3 are cross-sectional views showing a composite SOFC type gas circuit breaker according to various embodiments of the present invention, wherein each of the drawings shows a structure of a circuit breaker having different positions of a guide 14 installed inside a thermal expansion chamber 10 Respectively.

열팽창실(10)의 크기를 아킹타임에 따라 자동으로 가변되도록 하는 것이 바람직하나, 이는 복잡한 장치 구성을 필요로 하게 된다.It is preferable that the size of the thermal expansion chamber 10 is automatically variable according to the arcing time, but this requires a complicated apparatus configuration.

따라서, 본 발명의 차단기에서는 아킹타임이 가장 긴 경우에 대해서도 차단성능이 발휘될 수 있도록 열팽창실(10)의 크기가 설정 및 설계되고, 더불어 열팽창실(10) 내에 열가스의 흐름을 인위적으로 제어할 수 있는 가이드(14)가 추가로 설치된다.Therefore, in the circuit breaker of the present invention, the size of the thermal expansion chamber 10 is set and designed so that the blocking performance can be exhibited even when the arcing time is longest, and the flow of the thermal gas is artificially controlled A guide 14 is additionally provided.

상기 가이드(14)가 설치됨으로써 아킹타임이 긴 경우는 물론 아킹타임이 짧아질 경우에도 효과적인 차단성능이 발휘될 수 있으며, 아킹타임에 관계없이 최적의 차단성능이 발휘될 수 있게 된다.By providing the guide 14, an effective blocking performance can be exhibited even when the arcing time is long as well as the arcing time is shortened, and optimum blocking performance can be exhibited irrespective of the arcing time.

본 발명의 차단기에서 열팽창실(10) 내부에 상기한 가이드(14)가 추가로 설치되는 점을 제외하고는 그 이외의 구성요소에 대해서는 종래의 차단기와 비교하여 차이가 없으므로 설명을 생략하기로 한다.Except for the fact that the above-mentioned guide 14 is additionally provided in the thermal expansion chamber 10 in the circuit breaker of the present invention, the other components are not different from the conventional circuit breaker .

도 2에서 도면부호 12는 실린더를 나타내고, 이는 실린더 로드(3) 및 피스톤(6)과 함께 챔버(열팽창실 및 압축실)을 형성하게 된다.In Fig. 2, reference numeral 12 denotes a cylinder, which together with the cylinder rod 3 and the piston 6 forms a chamber (a thermal expansion chamber and a compression chamber).

즉, 통상의 복합 소호형 차단기에서 실린더(12)는 실린더 로드(3) 바깥쪽으로 일정간격을 두고 위치되어 열팽창실(10)과 압축실(11)을 형성하는데, 이때 바깥쪽 실린더(12)의 내측면과 안쪽 실린더 로드(3)의 외측면 사이에 상기 열팽창실(10)과 압축실(11)을 분리해주는 분리벽(7)이 설치된다. That is, in the conventional com- posite supercompact type circuit breaker, the cylinder 12 is positioned outside the cylinder rod 3 at a certain distance to form the thermal expansion chamber 10 and the compression chamber 11, A separating wall 7 separating the thermal expansion chamber 10 and the compression chamber 11 is provided between the inner side surface and the outer side surface of the inner cylinder rod 3.

이에 복합 소호형 차단기에서는 바깥쪽의 실린더(12)와 안쪽의 실린더 로드(3) 사이에 분리벽(7)에 의해 구획된 열팽창실(10)과 압축실(11)이 마련되고, 여기서 압축실(11)은 피스톤(6)에 의해 마감되어 밀폐되며, 열팽창실(10)의 일측에는 고정아크접점(1)과 가동아크접점(2) 사이의 아크 소호를 위해 가스가 출입하는 가스 출입구(13)가 구비된다.The thermal expansion chamber 10 and the compression chamber 11 partitioned by the separation wall 7 are provided between the outer cylinder 12 and the inner cylinder rod 3, The gas inlet and outlet 13 for gas entry and exit for arc extinguishing between the fixed arc contact 1 and the movable arc contact 2 are formed at one side of the thermal expansion chamber 10 by being closed by the piston 6, .

이러한 구조에서 실린더(12) 선단부에는 제1노즐(4)을 형성하는 부재가 일체로 설치되고, 실린더 로드(3)가 실린더(12) 내측 중심부를 통과하여 동축상에 배치된다.In this structure, a member for forming the first nozzle 4 is integrally provided at the front end of the cylinder 12, and the cylinder rod 3 passes through the inner center portion of the cylinder 12 and is arranged coaxially.

도 2의 실시예는 열팽창실(10) 내부에서 가스 출입구(13) 반대편에 위치하도록 가이드(14)를 설치한 실시예로서, 여기서 가이드(14)는 열팽창실(11) 내부에서 실린더 로드(3)의 외측면에 고정 설치된다.2 is an embodiment in which a guide 14 is provided so as to be positioned on the opposite side to the gas inlet 13 in the thermal expansion chamber 10. The guide 14 is disposed inside the thermal expansion chamber 11, As shown in Fig.

상기 가이드(14)는 실린더 로드(3)의 외측면에 전 둘레에 걸쳐 원주방향을 따라 원형으로 형성되는 판상의 구조물로서, 열팽창실(10) 내부에서 실린더 로드(3)를 중심으로 하여 반경방향으로 돌출된 횡방향의 판상 구조를 이루는 부재이다.The guide 14 is a plate-like structure formed on the outer surface of the cylinder rod 3 in a circular shape along the circumferential direction around the entire circumference of the cylinder rod 3. The guide 14 is formed in the thermal expansion chamber 10 in the radial direction And is a member having a plate-like structure in the transverse direction.

즉, 상기 가이드(4)는 열팽창실(10)의 길이방향(실린더 로드의 길이방향이면서 도면상 좌우방향임)에 대해 횡방향으로 배치되는 판상 구조물로서, 차단 작동시에 열팽창실(10)의 내부에서 그 길이방향으로 유동하는 열팽창실 내 열가스의 흐름 및 경로를 인위적으로 조정하고 제어하기 위한 부재이다.That is, the guide 4 is a plate-like structure disposed transversely with respect to the longitudinal direction of the thermal expansion chamber 10 (the longitudinal direction of the cylinder rod and the horizontal direction in the drawing) And is a member for artificially adjusting and controlling the flow and path of the thermal gas in the thermal expansion chamber flowing in the longitudinal direction from the inside.

도 2의 실시예는 차단 작동시 열팽창실(10) 내부와 외부 사이에서 가스가 출입하게 되는 가스 출입구(13)로부터 열팽창실 길이방향으로 그 맞은편에 가이드(14)가 설치되는 실시예이며, 가스 출입구(13)로부터 상대적으로 멀리 떨어진 위치, 즉 열팽창실(10) 내부에서 분리벽(7)에 가까운 위치에 설치되고 있다.The embodiment of FIG. 2 is an embodiment in which the guide 14 is provided on the opposite side in the longitudinal direction of the thermal expansion chamber from the gas inlet / outlet 13, through which the gas enters and exits, between the inside and the outside of the thermal expansion chamber 10, Is located at a position relatively far from the gas inlet 13, that is, at a position close to the separating wall 7 in the thermal expansion chamber 10.

또한 도 2를 참조하면, 열팽창실(10) 내부에서 가이드(14)가 실린더 로드(3)의 외측면에 고정 설치됨을 볼 수 있고, 이때 실린더 로드(3)의 외측면에서 수직으로, 즉 실린더 로드의 길이방향(축방향, 열팽창실의 길이방향)에 대해 그 직각의 방향(실린더 로드를 중심으로 반경방향)으로 가이드(14)가 설치되고 있다. 2, it can be seen that the guide 14 is fixed to the outer surface of the cylinder rod 3 inside the thermal expansion chamber 10. At this time, the cylinder 14 is vertically disposed on the outer surface of the cylinder rod 3, The guide 14 is provided in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the rod (the axial direction, the longitudinal direction of the thermal expansion chamber) (the radial direction around the cylinder rod).

좀더 구체적으로 도 2의 실시예에서는 열팽창실(10) 전체 길이(L1)를 100%라 할 때, 도면상 우측에서부터 좌측으로 열팽창실 전체 길이의 대략 77%에 해당하는 위치(L2)에 가이드(14)가 설치되고 있다.More specifically, in the embodiment of FIG. 2, when the entire length L1 of the thermal expansion chamber 10 is assumed to be 100%, at a position L2 corresponding to approximately 77% of the entire length of the thermal expansion chamber from the right- 14 are installed.

이때, 팽창실 높이(H1)를 100%라 할 때, 즉 실린더 로드(3) 외측면에서 실린더(12) 내측면까지의 높이를 100%라 할 때, 실린더 로드(3)로부터 수직으로 가이드(14)가 팽창실 높이의 40%에 해당하는 높이(H2)(도면상 가이드의 상하 길이)로 설치될 수 있다. At this time, when the height of the expansion chamber H1 is 100%, that is, the height from the outer surface of the cylinder rod 3 to the inner surface of the cylinder 12 is 100% 14 may be provided at a height H2 (upper and lower length of the guide in the drawing) corresponding to 40% of the height of the expansion chamber.

도 3의 실시예는 열팽창실(10) 내부에서 가스 출입구(13) 쪽으로 가이드(14)를 설치한 실시예로서, 차단 작동시 열팽창실(10) 내부와 외부 사이에서 가스가 출입하게 되는 가스 출입구(13) 가까이에 가이드(14)가 설치되고, 이때 열팽창실(10) 내부에서 실린더(12)의 내측면에 고정 설치된다.The embodiment of FIG. 3 is an embodiment in which the guide 14 is provided in the thermal expansion chamber 10 toward the gas inlet 13, and the gas outlet 12 is provided between the inside and the outside of the thermal expansion chamber 10, A guide 14 is provided in the vicinity of the cylinder 13 and is fixed to the inner surface of the cylinder 12 inside the thermal expansion chamber 10 at this time.

상기 가이드(14)는 실린더(12)의 내측면에 전 둘레에 걸쳐 원주방향을 따라 원형으로 형성되는 판상의 구조물이 되며, 열팽창실(10) 내부에서 실린더(12)의 내측면에서 실린더 로드(3)가 위치한 중심부를 향해 반경방향으로 돌출된 횡방향의 판상 구조를 이루는 부재가 된다.The guide 14 is a plate-like structure formed on the inner surface of the cylinder 12 in a circular shape along the circumferential direction around the entire circumference of the cylinder 12. The guide 14 is formed in the inside of the thermal expansion chamber 10, 3 in the radial direction toward the central portion where it is located.

또한 상기 가이드(14)는 열팽창실(10)의 길이방향(도면상 좌우방향)에 대해 횡방향으로 배치되는 판상 구조물로서, 이 역시 도 2의 실시예와 마찬가지로 차단 작동시에 열팽창실(10)의 내부에서 그 길이방향(도면상 좌우방향)으로 이동하는 열팽창실(10) 내 열가스의 흐름을 인위적으로 조정하고 제어하기 위한 부재가 된다.The guide 14 is a plate-like structure arranged transversely with respect to the longitudinal direction of the thermal expansion chamber 10 (also in the left-right direction in the figure) And is a member for artificially adjusting and controlling the flow of the thermal gas in the thermal expansion chamber 10 which moves in the longitudinal direction (left and right direction in the drawing) inside the chamber.

도 3의 실시예는 차단 작동시 열팽창실(10) 내부와 외부 사이에서 가스가 출입하게 되는 가스 출입구(13)에 가까이 가이드(14)가 설치되는 실시예이다.The embodiment of FIG. 3 is an embodiment in which the guide 14 is installed close to the gas inlet / outlet 13 where gas enters and exits between the inside and the outside of the thermal expansion chamber 10 during the shutoff operation.

도 3을 참조하면, 열팽창실(10) 내부에서 가이드(14)가 실린더(12)의 내측면에 고정 설치됨을 볼 수 있고, 이때 실린더(12)의 내측면에서 수직으로, 즉 실린더(12)의 길이방향(축방향, 열팽창실의 길이방향)에 대해 그 직각의 방향으로 가이드(14)가 설치되고 있다. Referring to FIG. 3, it can be seen that the guide 14 is fixed to the inner surface of the cylinder 12 inside the thermal expansion chamber 10. At this time, vertically from the inner surface of the cylinder 12, A guide 14 is provided in a direction perpendicular to the longitudinal direction (the axial direction, the longitudinal direction of the thermal expansion chamber).

좀더 구체적으로 도 3의 실시예에서는 열팽창실(10) 전체 길이(L1)를 100%라 할 때, 도면상 우측에서부터 좌측으로 열팽창실 전체 길이의 대략 20%에 해당하는 위치(L2)에 가이드(14)가 설치되고 있다.More specifically, in the embodiment of FIG. 3, when the total length L1 of the thermal expansion chamber 10 is assumed to be 100%, a guide L2 is provided at a position L2 corresponding to approximately 20% of the entire length of the thermal expansion chamber from the right- 14 are installed.

이때, 팽창실 높이(H1)를 100%라 할 때, 즉 실린더 로드(3) 외측면에서 실린더(12) 내측면까지의 높이를 100%라 할 때, 실린더(12) 내측면에서 수직으로 가이드(14)가 팽창실 높이의 40%에 해당하는 높이(H2)(도면상 가이드의 상하 길이)로 설치될 수 있다. At this time, when the height of the expansion chamber H1 is 100%, that is, the height from the outer surface of the cylinder rod 3 to the inner surface of the cylinder 12 is 100% (14) may be provided at a height H2 (upper and lower length of the guide in the figure) corresponding to 40% of the height of the expansion chamber.

본 발명의 차단기에서 상기한 가이드(14)는 가스 출입구(13)를 통해 열팽창실(10) 내부로 유입된 열가스와 열팽창실 내부에 존재하고 있던 냉가스의 혼합(mixing)을 원활하게 해주며, 열가스와 냉가스의 원활한 혼합은 열팽창실 내 가스의 온도 및 차단기의 아크 온도를 낮춰주는데 기여하게 된다.In the circuit breaker of the present invention, the guide 14 smoothly mixes the heat gas introduced into the thermal expansion chamber 10 through the gas inlet 13 and the cold gas existing in the thermal expansion chamber , And the smooth mixing of the hot gas and the cold gas contributes to lowering the temperature of the gas in the thermal expansion chamber and the arc temperature of the circuit breaker.

특히, 상기 가이드(14)는 가스 출입구(13)를 통해 유입되어 열팽창실(10)의 길이방향으로 이동하는 열가스의 흐름을 원활하게 해주는데, 도 2 및 도 3에 도시된 실시예 모두에서 가스 출입구(13)를 통해 유입된 열가스가 가이드(14)에 부딪히면서 흐름 및 그 경로에 있어 인위적인 변동이 발생하는바, 예시한 실시예의 구조에 의해 가이드(14)는 열가스의 흐름을 인위적으로 상승 또는 하강시켜 주게 된다. Particularly, the guide 14 flows through the gas inlet 13 to smooth the flow of the thermal gas moving in the longitudinal direction of the thermal expansion chamber 10, and in both of the embodiments shown in FIGS. 2 and 3, The heat gas flowing through the entrance 13 collides against the guide 14, causing an artificial fluctuation in the flow and its path. As a result, the structure of the illustrated embodiment causes the guide 14 to artificially Or lowered.

도 2의 실시예에서는 열팽창실(10) 내부에서 가이드(14)가 가스 출입구(13)의 맞은편으로 실린더 로드(3)의 외측면에 설치되므로 열가스의 흐름을 인위적으로 상승시키는 작용을 하게 되며, 도 3의 실시예에서는 열팽창실(10) 내부에서 가이드(14)가 가스 출입구(13) 위쪽으로 실린더(12)의 내측면에 설치되므로 열가스의 흐름을 인위적으로 하강시키는 작용을 하게 된다. 2, since the guide 14 is installed on the outer surface of the cylinder rod 3 opposite to the gas inlet 13 in the thermal expansion chamber 10, the gas 14 acts to artificially raise the flow of the heat gas In the embodiment of FIG. 3, since the guide 14 is installed on the inner surface of the cylinder 12 above the gas inlet 13 in the thermal expansion chamber 10, the operation of lowering the flow of the heat gas artificially .

이렇게 흐름이 상승 또는 하강되는 열가스는 열팽창실(10) 내에 존재하고 있는 냉가스와 더 잘 혼합될 수 있고, 이러한 열가스와 냉가스의 원활한 혼합은 열팽창실 내 가스의 온도 및 차단기의 아크 온도를 낮춰주어 차단성능을 향상시키는데 기여하게 된다.The hot gas in which the flow is raised or lowered can be better mixed with the cold gas existing in the thermal expansion chamber 10 and the smooth mixing of the hot gas and the cold gas can be performed by the temperature of the gas in the thermal expansion chamber and the arc temperature Thereby improving the blocking performance.

또한 가이드(14)가 설치된 부분에서는 열팽창실(10) 내 유동 단면적이 축소되므로, 이 유동 단면적 축소 역시 열팽창실 길이방향으로 이동하는 열가스의 속도를 상승시키는데 기여하게 되고, 이에 열가스와 냉가스의 혼합이 원활해질 수 있게 된다.In addition, since the cross sectional area of the flow within the thermal expansion chamber 10 is reduced in the portion where the guide 14 is provided, this flow cross sectional area reduction also contributes to raising the speed of the thermal gas moving in the longitudinal direction of the thermal expansion chamber, Can be smoothly mixed.

이와 같이 본 발명의 차단기에서는 열팽창실(10) 내부에 횡방향(도면상 수직방향)으로 배치되는 가이드(14)가 설치됨으로써 차단 작동시 열팽창실 내 열가스의 흐름을 개선하게 되어 차단성능이 향상되는 효과가 있게 된다.As described above, in the circuit breaker of the present invention, the guide 14 disposed in the lateral direction (the vertical direction in the drawing) is provided in the thermal expansion chamber 10, thereby improving the flow of the thermal gas in the thermal expansion chamber .

또한 가장 길게 아킹타임이 나타날 수 있는 상황을 가정하여, 즉 아킹타임이 가장 긴 경우에 맞추어 열팽창실(10)의 크기를 설계한 후, 열팽창실 내 가이드(14)의 위치를 다양하게 설정함으로써 열팽창실 내에서의 열가스 흐름을 변경할 수 있고, 이를 통해 최적의 차단성능을 발휘할 수 있는 차단기를 구성할 수 있게 된다.In addition, assuming a state in which the arcing time is the longest, that is, when the arcing time is longest, the size of the thermal expansion chamber 10 is designed, and then the position of the guide 14 in the thermal expansion chamber is variously set, It is possible to change the flow of the heat gas in the chamber, thereby making it possible to constitute a circuit breaker capable of exhibiting optimal breaking performance.

한편, 본 발명자는 종래의 차단기와 본 발명에 따른 차단기의 성능을 비교하기 위해 컴퓨터를 이용한 수치유동해석(Computational Fluid Dynamics)을 수행하였으며, 그 결과를 도 4와 도 5에 나타내었다. In order to compare the performance of the conventional circuit breaker and the circuit breaker according to the present invention, the inventor of the present invention conducted computational fluid dynamics using a computer. The results are shown in FIGS. 4 and 5.

차단기의 차단 동작 동안 열가스는 열팽창실로 유입되어 열팽창실에 이미 존재하는 냉가스와 혼합되는데, 이때 열가스는 가스 출입구 맞은편 끝까지 흐르게 된다.During the shutdown operation of the circuit breaker, the hot gas enters the thermal expansion chamber and is mixed with the cold gas already present in the thermal expansion chamber, where the hot gas flows to the opposite end of the gas outlet.

그러나, 종래의 차단기에서는 열가스가 냉가스와 혼합되기 전에 운동하는 힘을 잃고 정체하게 되며, 냉가스와 잘 혼합되지 않게 된다. However, in a conventional circuit breaker, the heat gas loses power and becomes stagnant before being mixed with the cold gas, and is not mixed well with the cold gas.

도 4의 (a)에 나타낸 온도 분포에서 냉가스와 혼합되는 형태가 일그러져 나타나고 있으며, 도 4의 (b)에 나타낸 유동의 흐름에서도 원형이 아닌 타원형의 궤적을 나타내고 있다.The shape of mixing with the cold gas in the temperature distribution shown in Fig. 4 (a) is distorted, and the oval trajectory is shown instead of the circular shape in the flow of the flow shown in Fig. 4 (b).

반면, 본 발명에 따른 차단기에서는 도 5에서와 같이 원형에 가까운 유동의 흐름을 보여주고 있으며, 가이드에 의해 열팽창실 내로 유입된 열가스의 흐름이 인위적으로 조정되어 열가스가 운동력을 잃지 않고 냉가스와 잘 혼합된다.5, the flow of the heat gas introduced into the thermal expansion chamber by the guide is artificially adjusted so that the heat gas does not lose the dynamic force, and the flow of the cold gas Lt; / RTI >

이러한 차이는 아크의 온도에 직접적인 영향을 미치는데, 종래의 차단기에서 아크 온도는 1717K, 본 발명의 차단기에서 아크 온도는 1671K로서, 본 발명의 차단기에서는 아크 온도가 매우 낮으므로 차단에 있어 유리함이 있게 된다. This difference has a direct effect on the temperature of the arc. In the conventional circuit breaker, the arc temperature is 1717K, the arc temperature in the circuit breaker of the present invention is 1671K, and the arc temperature is very low in the circuit breaker of the present invention, do.

도 6은 종래의 차단기와 본 발명의 차단기에 대한 해석 결과를 나타내는 도면으로, 도 6에서 x축은 압력 상승치를 나타내고, y축은 아크의 온도를 나타낸다.FIG. 6 is a graph showing an analysis result of a conventional circuit breaker and a circuit breaker of the present invention. In FIG. 6, the x-axis represents the pressure increase value and the y-axis represents the arc temperature.

압력 상승은 크고 아크의 온도는 낮을수록 차단에 유리한데, 종래의 차단기에서 아킹타임이 10ms일 때 아크온도 1888K, 압력 상승은 33.5bar이지만, 본 발명의 차단기는 아크 온도 1755K, 압력 상승은 34.3bar로서, 압력 상승이 높으면서도 온도는 훨씬 낮으므로 차단에 매우 유리하다. The arc temperature is 1888 K and the pressure rise is 33.5 bar when the arcing time is 10 ms in the conventional circuit breaker. However, the breaker of the present invention has the arc temperature of 1755 K and the pressure rise is 34.3 bar , Which is very advantageous in blocking since the temperature rise is high and the temperature is much lower.

또한 아킹타임이 15ms일 때 종래의 차단기는 아크 온도 1717K, 압력 상승은 46.5bar이며, 본 발명의 차단기는 각각 1671K, 48.0bar로서 차단에 매우 유리하다. Also, when the arcing time is 15ms, the conventional circuit breaker has an arc temperature of 1717K and a pressure increase of 46.5bar, and the breaker of the present invention is very advantageous for interrupting as 1671K and 48.0bar, respectively.

이러한 해석 결과는 아킹타임이 작은 경우와 큰 경우 모두에서 본 발명의 차단기가 차단에 있어 매우 유리하게 작용하고 있음을 내는 것이다.The results of this analysis show that the circuit breaker of the present invention is very advantageous in blocking in both small and large arcing times.

이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Modified forms are also included within the scope of the present invention.

1 : 고정아크접점 2 : 가동아크접점
3 : 실린더 로드 4 : 제1노즐
5 : 제2노즐 6 : 피스톤
7 : 분리벽 8 : 체크밸브
9 : 감압밸브 10 : 열팽창실
11 : 압축실 12 : 실린더
13 : 가스 출입구 14 : 가이드1: fixed arc contact 2: movable arc contact
3: cylinder rod 4: first nozzle
5: second nozzle 6: piston
7: Separation wall 8: Check valve
9: Decompression valve 10: Thermal expansion chamber
11: compression chamber 12: cylinder
13: gas inlet 14: guide

Claims (5)

실린더와 실린더 로드 사이에 분리벽에 의해 구획된 열팽창실과 압축실이 구비되고, 상기 압축실이 피스톤에 의해 마감되어 밀폐되며, 상기 열팽창실의 일측에는 고정아크접점과 가동아크접점 사이의 아크 소호를 위해 가스가 출입하는 가스 출입구가 구비된 복합 소호형 가스 차단기에 있어서,
상기 열팽창실 내 열가스와 냉가스 간의 원활한 혼합과 차단성능 향상을 위하여 열팽창실 내부에 가스 출입구를 통해 유입된 열가스의 흐름 및 경로를 변경해주는 가이드가 설치되고,
상기 가이드는 실린더 로드의 외측면에 전 둘레에 걸쳐 원주방향을 따라 원형으로 형성되는 판상의 구조물로서, 열팽창실 내부에서 실린더 로드를 중심으로 하여 반경방향으로 돌출된 횡방향의 판상 구조를 이루어져,
차단 작동시에 열팽창실의 내부에서 그 길이방향으로 유동하는 열팽창실 내 열가스의 흐름 및 경로를 인위적으로 조정하고 제어할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 복합 소호형 가스 차단기.
And a compression chamber is closed between the cylinder and the cylinder rod by a partition wall, and the compression chamber is closed by a piston, and an arc arc between the fixed arc contact and the movable arc contact is formed at one side of the thermal expansion chamber Claims [1] A gas-fired closed-type gas circuit breaker having a gas inlet and a gas inlet and outlet,
A guide for changing the flow and path of the thermal gas introduced into the thermal expansion chamber through the gas inlet is provided for smooth mixing and blocking of the thermal gas and the cold gas in the thermal expansion chamber,
The guide is a plate-like structure formed on the outer surface of the cylinder rod in a circular shape along the circumference in the circumferential direction, and has a plate-like structure in the lateral direction protruding in the radial direction around the cylinder rod in the thermal expansion chamber,
Wherein a flow and a path of the thermal gas in the thermal expansion chamber flowing in the longitudinal direction of the thermal expansion chamber during the shutoff operation can be artificially adjusted and controlled.
삭제delete 삭제delete 실린더와 실린더 로드 사이에 분리벽에 의해 구획된 열팽창실과 압축실이 구비되고, 상기 압축실이 피스톤에 의해 마감되어 밀폐되며, 상기 열팽창실의 일측에는 고정아크접점과 가동아크접점 사이의 아크 소호를 위해 가스가 출입하는 가스 출입구가 구비된 복합 소호형 가스 차단기에 있어서,
상기 열팽창실 내 열가스와 냉가스 간의 원활한 혼합과 차단성능 향상을 위하여 열팽창실 내부에 가스 출입구를 통해 유입된 열가스의 흐름 및 경로를 변경해주는 가이드가 설치되고,
상기 가이드는 실린더의 내측면에 전 둘레에 걸쳐 원주방향을 따라 원형으로 형성되는 판상의 구조물로서, 열팽창실 내부에서 실린더의 내측면에서 실린더 로드가 위치한 중심부를 향해 반경방향으로 돌출된 횡방향의 판상 구조를 이루어져,
차단 작동시에 열팽창실의 내부에서 그 길이방향으로 이동하는 열팽창실 내 열가스의 흐름을 인위적으로 조정하고 제어할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 복합 소호형 가스 차단기.
And a compression chamber is closed between the cylinder and the cylinder rod by a partition wall, and the compression chamber is closed by a piston, and an arc arc between the fixed arc contact and the movable arc contact is formed at one side of the thermal expansion chamber Claims [1] A gas-fired closed-type gas circuit breaker having a gas inlet and a gas inlet and outlet,
A guide for changing the flow and path of the thermal gas introduced into the thermal expansion chamber through the gas inlet is provided for smooth mixing and blocking of the thermal gas and the cold gas in the thermal expansion chamber,
The guide is a plate-like structure formed in a circular shape along the circumferential direction on the inner circumferential surface of the cylinder, and is a plate-like structure having a plate-like structure in the radial direction protruding in the radial direction from the inner side surface of the cylinder, Consisting of structure,
Wherein a flow of the thermal gas in the thermal expansion chamber moving in the longitudinal direction within the thermal expansion chamber during the interruption operation can be artificially adjusted and controlled.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102105437B1 (en) 2019-07-19 2020-04-28 한국초고압 주식회사 Circuit breaker for gas insulated switchgear with increased electrode contact force
KR102108821B1 (en) 2019-07-22 2020-05-11 (주)태화기전 GIS breaker with insulating gas collection function to be exhausted
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101531644B1 (en) * 2013-11-14 2015-06-25 한국전기연구원 Gas circuit breaker with magnetic field shielding nozzle
KR101524800B1 (en) * 2013-11-14 2015-06-02 한국전기연구원 Auto-moving flow guide for gas circuit breaker
CN112038967B (en) * 2020-08-25 2022-04-08 国核电力规划设计研究院有限公司 Electric equipment and switch equipment thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020015896A (en) * 2000-08-23 2002-03-02 권영한 Hybrid-extinction type gas circuit breaker
KR20050093565A (en) * 2004-03-19 2005-09-23 한국전기연구원 Hybrid type gas interrupter with separated thermal-expansion and puffer cylinder
KR20110015343A (en) * 2009-08-07 2011-02-15 한국전기연구원 Device to control the pressure in thermal chamber of gas circuit braker
KR20110037114A (en) * 2009-10-05 2011-04-13 한국전기연구원 Assist device to improve the dielectric strength of circuit braker

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020015896A (en) * 2000-08-23 2002-03-02 권영한 Hybrid-extinction type gas circuit breaker
KR20050093565A (en) * 2004-03-19 2005-09-23 한국전기연구원 Hybrid type gas interrupter with separated thermal-expansion and puffer cylinder
KR20110015343A (en) * 2009-08-07 2011-02-15 한국전기연구원 Device to control the pressure in thermal chamber of gas circuit braker
KR20110037114A (en) * 2009-10-05 2011-04-13 한국전기연구원 Assist device to improve the dielectric strength of circuit braker

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102105437B1 (en) 2019-07-19 2020-04-28 한국초고압 주식회사 Circuit breaker for gas insulated switchgear with increased electrode contact force
KR102108817B1 (en) 2019-07-19 2020-05-11 (주)알파앤오메가 GIS breaker with ease of operation and insulated gas backflow prevention function
KR102108819B1 (en) 2019-07-19 2020-05-11 (주)동조전력 A Gas Insulated Switchgear breaker which increases the cooling performance of SF6 discharged after arcing
KR102108815B1 (en) 2019-07-19 2020-05-11 (주)두산전력 GIS breaker with double cooling structure of insulated gas
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