KR101520552B1

KR101520552B1 - 전기 절연기

Info

Publication number: KR101520552B1
Application number: KR1020137000277A
Authority: KR
Inventors: 브레트 알렉산더 와트슨
Original assignee: 지멘스 엘티디
Priority date: 2010-07-07
Filing date: 2011-06-29
Publication date: 2015-05-14
Also published as: RU2013104976A; EP2591487A1; CN103081050A; BR112013000430B1; MX2013000127A; RU2528613C1; US9076602B2; AU2011276938A1; EP2591487A4; BR112013000430A8; BR112013000430A2; KR20130055630A; CN103081050B; US20130200045A1; AU2011276938B2; EP2591487B1; HK1181186A1; ES2649899T3; CA2804380C; CA2804380A1

Abstract

전기 절연기는 관통하는 애퍼처를 형성하는 바디, 상기 애퍼처의 제1 단부에 배치된 제1 전기 콘택, 상기 애퍼처의 제2 단부에 이동가능하게 배치되고 상기 제1 콘택에 전기적으로 접속되거나 분리되도록 상기 애퍼처를 통해 동작적으로 이동가능하도록 구성되는 제2 전기 콘택, 및 상기 애퍼처의 각 단부 및 애퍼처의 주변에서 상기 바디에 고정된 적어도 2개의 오목 전계 제어 스크린을 포함하고, 상기 스크린은 상기 애퍼처를 가로질러 배치되고 각 오목 스크린의 개방 단부는 다른 스크린을 향한다.

Description

전기 절연기{AN ELECTRICAL ISOLATOR}

본 발명은 전기 절연기 및 관련 전기 스위치에 관한 것이다.

본 명세서 내의 임의의 종래 공보(또는 그로부터 도출된 정보) 또는 공지된 임의의 물질의 참조는 종래의 공보(또는 그로부터 도출된 정보) 또는 공지된 물질이 본 명세서가 관련된 시도의 분야 내의 공통적인 일반 지식의 일부를 형성하는 제안의 임의의 형태 또는 인정 또는 허용으로서 간주되어서는 안된다.

전기 산업에서 고전압 회로 브레이커, 개폐기(switchgear), 및 다른 전기 장비를 위한 기체 유전 매체로서 육플로오르화항(SF6) 가스의 사용은 공지되어 있다. 그러나, SF6 가스 절연 스위치는 SF6의 온실 효과(CO2의 약 23,900배) 때문에 더이상 바람직하지 않다. 또한, SF6 가스를 포함하는 스위치는 밀봉(sealing)을 필요로 하고, 이러한 밀봉된 스위치는 일반적으로 스위치의 수명 동안 적절한 동작을 확보하기 위하여 더 높은 유지 비용을 유발한다. 또 다른 문제점은, 임의의 누설을 판단하기 위하여 스위칭 장치가 매년 체크되어 보고되어야 하는 것을 필요로 하면서, 이러한 스위치와 관련된 요구사항의 보고의 최근의 도입이다. 이러한 보고는 임의의 이러한 개폐기의 자동자에 큰 부담을 준다.

일반적으로 중간 전압에서 사용되는 2 타입의 전기 스위치가 존재한다. 제1 타입은 결함 생성 및 부하 브레이크 스위치이다. 이러한 스위치에 대한 일반적인 애플리케이션은 링 메인 유닛(Ring Main Unit, RMU) 내의 오버헤드 라인 부하 브레이크 스위치 및 부하 브레이크 스위치이다. 제2 타입은 결함 생성 및 결함 브레이크 스위치이다. 이들 스위치에 대한 일반적인 애플리케이션은 링 메인 유닛(RMU) 회로 브레이커, 예를 들어, 실내 및 금속 폐쇄 개폐기 등이다.

전기 절연 스위치는 일반적으로 3개의 메인 컴포넌트, 즉, 인터럽터(interrupter), 절연기 및 인터럽터 및 절연기를 작동시키는 기구를 포함한다. 진공 인터럽터는 SF6이 없는 광범위한 전기 스위치에 널리 사용되는 하나의 타입의 인터럽터이다. 그 설계는 본 기술에 공지되어 있지만, 개방 콘택 사이에 존재하는 매우 높은 내부 전계 강도 및 내부 전계의 형상의 결과로서 가장 큰 전기 응력이 도전 콘택 표면에 발생한다는 사실 때문에 절연기로서 사용되는데 적합하지 않다. 그 동작에 의해 야기되는 작은 돌기(asperity) 및 표면 결함은 설계보다 낮은 전압에서 플래시오버를 초래하는 진공 인터럽터의 절연 용량의 저하를 초래하는 소위 "응력 집중부(stress raisers)"를 야기할 것이다.

NSDD(Non Sustained Disruptive Discharge)는 또한 이러한 진공 인터럽터의 문제이다. NSDD의 현상은 일반적으로 진공 스위치 콘택 물질 내에 불순물에 의해 야기된다. "Peculiarities of non-sustained disruptive discharges at interruption of cable/line charging current" A. M, Chaly, L.V. Denisov, V. N. Poluyanov, I.N. Poluyanova, Tavrida Electric, 22, Vakulenchuka Str., Sevastopol, 99053 Ukraine 참조. 이러한 이유로, 일반적으로 진공 인터럽터와 직렬로 절연기를 사용하여 안전한 절연 수단을 제공할 필요가 있다.

임의의 전기 스위치는 결함있는 라인을 만들고 단락 결함 전류를 브레이크하는데 필요하지만, 다른 스위치는 단지 부하 전류를 브레이크하는데 요구된다. 결함 전류를 만들고 브레이크하거나 부하 전류를 브레이크하는 것은 진공 인터럽터, 솔리드 스테이트 전자 인터럽터, 에어 블래스트(air blast) 인터럽터 등의 임의의 적절한 인터럽터에 의해 수행될 수 있다. 또한 다른 기술이 적합할 수 있다. 그러나, 이러한 모든 공지된 인터럽터는 안전한 절연을 제공하기 위하여 서비스될 수 있는 최대 전압을 안전하게 견딜 수 있는 추가의 절연기를 필요로 한다.

상이한 타입의 절연기와 관련된 다수의 종래 문서가 존재한다. 예를 들어, 미국 특허 4,484,044는 에어 분리 스위치와 직렬로 진공 스위치를 포함하는 부하 스위치를 기재한다. 진공 스위치는 고정 전극, 축 방향으로 이동가능한 제어 막대의 일단에 부착된 이동가능한 전극 및 전극을 분리하는 경향이 있는 제어 막대에 탄성력을 가하는 유지 스프링을 포함한다. 에어 분리 스위치는 원뿔 형상 수형 콘택 및 그 내에 수형 콘택의 삽입을 허용하도록 형성된 대향 암형 콘택을 포함한다. 수형 콘택은 제어 막대의 다른 단부에 부착되고 제어 막대와 단차를 형성하는 비교적 큰 직경의 베이스부를 갖는다. 수형 콘택은 수형 콘택의 단차를 해제가능하게 맞물리는 스프링 로딩 록 돌출부(spring loaded locking projections) 및 수형 콘택이 암형 콘택과의 맞물림 후에 스토퍼에 대하여 이동할 때 진공 스위치의 전극을 폐쇄하기에 충분한 힘을 제어 막대에 가하는 스토퍼를 갖는다. 암형 콘택의 록 돌출부의 스프링 로딩, 수형 콘택의 형상 및 유지 스프링의 스프링 상수는, 수 및 암형 콘택의 맞물림시 제어 막대에 가해지는 힘이 진공 스위치의 전극을 폐쇄하기에 충분하지 않도록 하지만 이들 콘택의 해제시 제어 막대 상의 힘은 수형 콘택의 해제 전에 진공 스위치의 전극을 완전히 분리하도록 동작하도록 선택된다.

이것은 도 1에 도시된 바와 같이(미국 특허 4,484,044의 도 3) 종래의 절연기의 일반적인 설계이다. 이는 이동 콘택(12), 고정 콘택(7) 및 절연 거리(L)를 포함한다. 이 타입의 절연기는 공기 및 SF6에서 중간 전압 전기 개폐기에 사용된다. SF6 가스는 공기의 유전 강도의 2.5배를 갖기 때문에, SF6 절연기는 일반적으로 공기 절연 장치보다 실질적으로 작고, 따라서, SF6 절연 장치는 각 길이에 있어서 공기 절연 장치의 크기의 40%이고, 따라서, 공기 절연 장치의 볼륨의 10 내지 20%일 수 있는 장치를 초래한다. 그러나, 이들 절연기는 도 2의 부착된 전계 플롯으로부터 알 수 있는 바와 같이 공기 내의 큰 절연 거리를 필요로 하는 단점을 갖는다. 도 2는 도 1의 절연기의 전계 플롯을 나타낸다. 172mm의 절연 거리(L)에 대하여 추정 최대 전기 응력은 2,800볼트/mm인 것을 알 수 있다. 따라서, 공기가 3,000 볼트/mm의 브레이크다운을 가짐에 따라, 이것은 172mm가 절연기로서 동작하는 이 배열을 위해 제공될 수 있는 최소 분리인 것을 의미한다.

마찬가지로, 미국 특허 3,598,939는 서로 대향하는 실질적으로 매끄러운 표면을 나타내는 큰 금속 전극을 갖는 절연 스위치에 관한 것으로, 전극의 적어도 하나는 그 전극이 고정된 이동 캐리지에 의해 이동가능하다. 개방 갭 위치 내의 전극은 스위칭 전압 서지(surge), 임펄스 전압에 대한 비교적 높은 내성 또는 절연 세기를 갖고, 비교적 작은 갭 공간을 갖는다. 양 전극을 접촉하기 위하여 캐리어를 이동하는 것은 스위치의 폐쇄 위치에 대응하지만, 전극 간의 콘택을 브레이크하기 위하여 캐리지를 이동하는 것은 개방 위치에 대응한다. 후자의 위치에서, 실질적으로 균일한 정전계가 전극 간의 갭에 생성된다.

미국 특허 3,624,322는 한 쌍의 기울어진 절연기 칼럼 상에 장착된 반구형 전극 차폐 동력 공급부(electrode shielding energized part)를 채용하는 절연 스위치를 개시한다. 칼럼은, 적절한 기구에 의해 회전할 때 절연기 칼럼의 상부가 원형 경로에서 이동하도록 하는 로터 베어링에 의해 지지 프레임에 장착된다. 결합부(linkage)가 채용되고 제1 방향의 칼럼 회전에 응답하여 스위치 배열의 블레이드 및 조오(jaw)를 전기적으로 접촉하고 제2 방향으로의 칼럼 회전에 응답하여 블레이드 및 조오를 빼내어 콘택을 브레이크한다. 채용된 전극의 매끄러운 표면은 제2 경우에서 서로 대면하고 대면하는 표면 사이에 실질적으로 균일한 정전계를 생성하는 개방 갭 조건을 제공한다.

미국 특허 3,592,984는 구형, 타원형, 환형상 또는 회전 타원형 전극 및 접이식 스위치블레이드를 갖는 절연 스위치를 기재한다. 개방 갭 위치의 전극은 스위칭 전압 서지, 임펄스 전압에 대한 비교적 높은 내성을 갖고 비교적 작은 갭 공간을 갖는다. 양 전극을 접촉하기 위한 접이식 스위치블레이드의 확장은 스위치의 폐쇄 위치에 대응하고 전극 중의 하나로의 스위치블레이드의 후퇴는 개방 위치에 대응한다. 후자의 위치에서, 전극 사이에 개방 갭이 생성되고 갭 내에 실질적으로 균일한 정전계를 발생한다. 이것은 스위치 개방 갭이 전극으로부터 갭으로의 거리보다 실질적으로 짧아지고 스위치 개방 갭 양단보다 오히려 전극 및 접지 사이에서 임의의 플래시오버가 있도록 보증하는 이점을 갖는다.

미국 특허 5,237,137는, 금속 클래드에 대한 절연 스위치에서, 압축 가스 절연 고전압 개폐기, 회전가능하게 지지되는 레버 배열(lever arrangement)을 포함하는 기계적 제어 유닛을 나타낸다. 레버 배열은 중립 위치에서 자동으로 록되고 메인 콘택 핀에 접속된 가이드 표면에 의해 해제될 때까지 보조 콘택 핀을 유지한다. 보조 콘택 핀의 정합 콘택(mating contact)은 또한 스프링 로딩되고 초기에 등전위 본딩을 유지하면서 해제 후에 약간 이 보조 콘택 핀을 따른다.

미국 특허 4,591,680는 기껏해야 낮은 부하 조건하에서 가스 절연 캡슐화 스위칭 스테이션의 전기적 절연 및 접속 컴포넌트에 적합한 절연 스위치를 제공하고, 여기서, 고정 콘택 부재에는 콘택 부재에서 끝나는 중앙 후단 콘택이 제공된다. 이는 정격 전류 핑거 및 고정 콘택 차폐 전극의 원으로 동축으로 둘러싸인다. 이동가능한 콘택 부재의 중앙 콘택 막대는 이동가능한 차폐 전극에 의해 거리를 두고 동축으로 둘러싸인다. 원하지 않는 플래시오버를 방지하기 위하여, 특히, 캡슐화에서의 플래시 오버에서, 정격 전류 핑거는 이동가능한 차폐 전극에 의해 둘러싸인 영역 내의 콘택 막대와 접촉한다. 이들 정격 전류 핑거는 회전가능하게 장착되고 자신의 단부 부재를 방사상으로 안쪽으로 누르는 힘이 인가된다. 콘택 부재는 이동가능 콘택 배열을 향해 돔(dome) 형성된 전면을 갖는 차폐 플레이트로서 구성된다. 후단 콘택이 뒤로 밀리면, 후단 콘택이 앞으로 밀릴 때 전면의 뒤에 위치하는 정격 전류 핑거는 콘택 부재 내의 개구를 통해 돌출한다. 콘택 막대 및 전자와 함께 이동하는 차폐 전극에는 원주 그루브가 제공된다.

상술한 종래의 스위치는 볼록 전계 제어 전극 형상에 중점을 둔다. SF6이 없는 전기 절연 스위치를 생성하기 위하여 단독으로 또는 인터럽터와 조합하여 사용될 소형 및 저비용 공기 절연 개봉(unsealed) 전기 절연기에 대한 요구사항이 존재한다.

발명의 개요

본 발명의 제1 형태에서는, a) 관통하는 애퍼처(aperture)를 형성하는 바디; b) 상기 애퍼처의 제1 단부에 배치된 제1 전기 콘택; c) 상기 애퍼처의 제2 단부에 이동가능하게 배치되고 상기 제1 콘택에 전기적으로 접속되거나 분리되도록 상기 애퍼처를 통해 동작적으로 이동가능하도록 구성되는 제2 전기 콘택; 및 d) 상기 애퍼처의 각 단부 및 애퍼처 주변에서 상기 바디에 고정된 적어도 2개의 오목 전계 제어 스크린 - 상기 스크린은 상기 애퍼처를 가로질러 배치되고 각 오목 스크린의 개방 단부는 다른 스크린을 향함 - 을 포함하는 전기 절연기를 제공한다.

일반적으로, 상기 바디는 고체 유전체 절연 물질로 이루어진다.

일반적으로, 상기 애퍼처는 튜브 형상이다.

일반적으로, 상기 전기 절연기는 상기 애퍼처 내에서 상기 제1 콘택을 상기 제2 콘택에 접속하는 슬라이딩 콘택을 포함한다.

일반적으로, 상기 절연기는 상기 애퍼처를 통해 상기 제1 콘택에 접촉하거나 분리되도록 상기 제2 콘택을 작동시키는 기구를 포함한다.

일반적으로, 상기 바디는 외부 도전 스크린을 포함한다.

일반적으로, 상기 외부 도전 스크린은 도전 페인트 또는 분사된 금속 코팅(sprayed metal coating)을 포함한다.

일반적으로, 상기 외부 도전 스크린은 사용시 접지된다.

일반적으로, 상기 스크린은 상기 애퍼처 내의 전계를 변경하여 상기 콘택 간의 소망의 전기 응력을 유지하도록 구성된다.

본 발명의 제2 형태에 있어서, a) 관통하는 애퍼처를 형성하는 바디; b) 상기 애퍼처의 제1 단부에 배치된 제1 전기 콘택; c) 상기 애퍼처의 제2 단부에 이동가능하게 배치되고 상기 제1 콘택에 전기적으로 접속되거나 분리되도록 상기 애퍼처를 통해 동작적으로 이동가능하도록 구성되는 제2 전기 콘택; 및 d) 상기 애퍼처의 각 단부로부터 밖으로 연장하는 적어도 2개의 전계 제어 스크린을 포함하는 전기 절연기를 제공한다.

일반적으로, 상기 애퍼처는 튜브 형상이다.

일반적으로, 상기 바디는 외부 도전 스크린을 포함한다.

일반적으로, 상기 외부 도전 스크린은 도전 페인트 또는 분사된 금속 코팅을 포함한다.

일반적으로, 상기 외부 도전 스크린은 사용시 접지된다.

본 발명의 제3 형태에 있어서, a) 하우징; b) 전류를 방해하기 위한 하우징 내의 인터럽터; c) 상기 인터럽터와 전기 통신하도록 배치되고 상기 하우징 내에 있는 절연기를 포함하고, 상기 절연기는, d) 관통하는 애퍼처를 형성하는 바디; e) 상기 애퍼처의 제1 단부에 배치된 제1 전기 콘택; f) 상기 애퍼처의 제2 단부에 이동가능하게 배치되고 상기 제1 콘택에 전기적으로 접속되거나 분리되도록 상기 애퍼처를 통해 동작적으로 이동가능하도록 구성되는 제2 전기 콘택; g) 상기 애퍼처의 각 단부 및 애퍼처의 주변에서 상기 바디에 고정된 적어도 2개의 오목 전계 제어 스크린 - 상기 스크린은 상기 애퍼처를 가로질러 배치되고 각 오목 스크린의 개방 단부는 다른 스크린을 향함 -; h) 상기 인터럽터 및 상기 절연기를 작동시키도록 구성되는 기구를 갖는 전기 스위치를 제공한다.

일반적으로, 상기 인터럽터는 진공 인터럽터를 포함한다.

일반적으로, 상기 기구는 통로의 각 단부 및 통로 주변에서 상기 하우징의 일부에 고정된 적어도 2개의 오목 전계 제어 스크린을 갖는 하우징의 일부 내에서 통로를 통해 상기 하우징으로 들어가는 절연 푸쉬로드를 포함하여, 상기 스크린이 상기 통로를 가로질러 배치되고 각 오목 스크린의 개방 단부가 다른 오목 스크린을 향하고, 상기 스크린은 낮은 전기 응력의 영역을 제공하기 위하여 통로 내에서 전계를 분배하도록 구성된다.

일반적으로, 상기 스크린은 상기 애퍼처 내에서 전계를 변경하여 상기 콘택 사이의 소망의 전기 응력 프로파일을 유지하도록 구성되는 전기 스위치.

본 발명의 제3 형태에 있어서, 제1 및 제2 영역을 전기적으로 절연하는 전기 절연 챔버로서, a) 상기 제1 및 제2 영역 사이에 연장하는 통로; b) 상기 통로를 통해 연장하는 부재; c) 상기 통로 주변에 제공되는 적어도 2개의 오목 전계 제어 스크린 - 상기 스크린은 상기 애퍼처를 가로질러 배치되고 각 오목 스크린의 개방 단부는 다른 스크린을 향하고, 상기 스크린은 낮은 전기 응력의 제3 영역을 제공하기 위하여 상기 챔버 내에 전계를 분배하도록 구성되고, 상기 부재는 상기 제3 영역을 통해 연장함 - 을 포함하는 전기 절연 챔버를 제공한다.

일반적으로, 상기 제1 및 제2 영역 중의 적어도 하나는 전기 장치용 하우징 내에 제공된다.

일반적으로, 상기 스크린은 상기 챔버 내의 전계를 변경하여 상기 부재를 따라 소망의 전기 응력을 유지하도록 구성된다.

일반적으로, 상기 부재는, a) 기계적 액츄에이터; b) 광 파이버; 및 c) 유체 파이프 중의 적어도 하나를 포함한다.

본 발명의 예는 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 미국 특허 4,484,044에 기재된 종래의 절연기의 타입을 나타내는 도면을 도시한다.
도 2a 및 2b는 도 1의 종래의 절연기에 대한 공기 내의 전계 플롯을 나타내는 도면을 도시한다.
도 3a는 2개의 평탄 평행 플레이트 전계 제어 스크린을 갖는 절연기의 예를 나타내는 도면을 도시한다.
도 3b 및 3c는 2개의 평탄 평행 플레이트 전계 제어 스크린의 공기 내의 일반적인 전계 플롯을 나타내는 도면을 도시한다.
도 4a는 본 배열에 따른 전기 절연기의 예를 나타내는 도면을 도시한다.
도 4b 및 4c는 외부 도전 스크린이 없는 고체 유전체 내에 부분적으로 매립된 2개의 평탄 평행 플레이트 전계 제어 스크린의 일반적인 전계 플롯을 나타내는 도면을 도시한다.
도 5a 및 5b는 외부 도전 스크린이 없는 고체 유전체에 부분적으로 매립된 2개의 평탄 평행 플레이트 전계 제어 스크린을 갖는 도 4의 절연기의 추가의 전계 플롯을 나타내는 도면을 도시한다.
도 6a 및 6b는 접지된 외부 도전 스크린을 갖는 고체 유전체에 부분적으로 매립된 2개의 평탄 평행 플레이트 전계 제어 스크린의 일반적인 전계 플롯을 나타내는 도면을 도시한다.
도 7은 외부 도전 스크린이 없는 본 배열에 따른 전기 절연기의 예를 나타내는 도면을 도시한다.
도 8은 외부 도전 스크린이 있는 본 배열에 따른 전기 절연기의 예를 나타내는 도면을 도시한다.
도 9a 및 9b는 도 7의 전기 절연기의 전계 플롯을 나타내는 도면을 도시한다.
도 10a 및 10b는 도 7의 전기 절연기의 추가의 전계 플롯을 나타내는 도면을 도시한다.
도 11a 및 11b는 도 8의 전기 절연기의 전계 플롯을 나타내는 도면을 도시한다.
도 12a 및 12b는 접지된 외부 접지(earth) 스크린을 갖는 도 8의 전기 절연기의 전계 플롯을 나타내는 도면을 도시한다.
도 13은 본 배열에 따른 스위치 분리기의 예를 나타내는 도면을 도시한다.
도 14는 본 배열에 따른 스위치 분리기의 또다른 예를 나타내는 도면을 도시한다.

첨부된 도면을 참조하여, 배경으로, 도 3a는 제1 전기 콘택(4) 및 제1 콘택(4)에 전기적으로 접속되거나 분리되도록 동작적으로 이동가능하게 구성되는 제2 이동가능 전기 콘택(5)을 갖는 전기 절연기(9)의 예를 나타낸다. 슬라이딩 콘택(6)은 일반적으로 전기 콘택(4 및 5) 간의 접촉을 용이하게 한다. 절연기(9)는 또한 도시된 바와 같이 각각의 전기 콘택(4 및 5)에 근접하도록 배치된 2개의 평행 전계 제어 스크린(31 및 32)을 포함한다. 스크린(31 및 32)은 콘택(4 및 5)을 가로질러 배치되고 스크린(31 및 32)은 콘택(4 및 5)이 분리될 때 스크린(31 및 32) 사이의 전기 응력을 감소하기 위하여 전계를 고르게 분배하도록 구성된다.

도 3b 및 3c는 68mm의 거리만큼 서로 떨어진 공기 내의 2개의 평행 플레이트 전계 제어 스크린(31, 32)의 다른 예의 전계 플롯을 나타낸다. 도 3c의 그래프에 도시된 바와 같이, 이 도체 배열은 콘택(4 및 5)(슬라이딩 콘택(6)에 의해)이 서로 전기적으로 접속되기 직전에 2,800 V/mm의 추정 최대 전기 응력을 초래한다.

본 배열의 예에 따르면, 도 4a는 도시된 바와 같이 관통하는 애퍼처(2)를 형성하는 바디(1)를 갖는 전기 절연기(9)를 나타낸다. 절연기(9)는 또한 애퍼처(2)의 제1 단부에 배치된 제1 전기 콘택(4) 및 애퍼처(2)의 제2 단부에 이동가능하게 배치된 제2 전기 콘택(5)을 포함한다. 제2 콘택(5)은 일반적으로 슬라이딩 콘택(6)을 통해 제1 콘택(4)에 전기적으로 접속되거나 분리되도록 애퍼처(2)를 통해 동작적으로 이동가능하도록 구성된다. 절연기(9)는 또한 도시된 바와 같이 애퍼처(2)의 각 단부로부터 밖으로 연장하는 적어도 2개의 전계 제어 스크린(31 및 32)을 포함한다. 2개의 대향 평행 플레이트 전계 제어 스크린(31 및 32)은 일반적으로 고체 유전체(33) 내에 부분적으로 매립된다. 스크린(31 및 32)은 애퍼처(2) 내의 전계를 변경하여 콘택(4 및 5) 사이의 소망의 전기 응력 프로파일을 유지하도록 구성된다.

바람직하게 둥근 애퍼처 또는 중앙 홀(2)은 제2 또는 이동 콘택(5)이 통과하도록 애퍼처를 제공한다. 이동 콘택(5)은 일반적으로 적절한 기구로부터 구동된다. 이동 콘택은 당업자에 익숙한 많은 적절한 동작 기구 중의 어느 하나에 의해 수동으로 또는 전기적으로 동작할 수 있다. 일 예에서, 이동 콘택(5)은 일반적으로 슬라이딩 콘택(6)을 통해 제1 또는 고정 콘택(4)와 접속하여 전기 회로가 완성된다. 슬라이딩 콘택(6)은 "멀티램(Multilam)" 또는 유사 콘택일 수 있다.

도 4b 및 4c는 고체 유전체(33) 내에 부분적으로 매립된 2개의 대향 평행 플레이트 전계 제어 스크린(31, 32)의 전계 플롯을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 135kv의 인가된 전압은 고체 유전체 인터페이스(A-A)로 내부 공기에서 2800볼트/mm의 추정 최대 전기 응력을 생성한다. 도 3c의 스크린(31 및 32) 사이의 유전체로서 공기와 연관된 높은 응력의 영역이 고체 유전체(33)에 매립되고 스크린 간의 분리가 초기 68mm로부터 47.5mm로 감소될 수 있다. 도 3c 및 도 4c의 전기 응력의 뒤집힌 형상의 비교는 전계 구배가 (연관된 슬라이딩 콘택(6)을 갖는) 콘택(4)의 영역 내에 도 4a의 배열에서 감소되는 것을 나타내어, 콘택(5)이 콘택(4)에 근접함에 따라, 전기 응력은 도 3b 및 3c의 배열과 비교하여 감소할 것이다.

유전체 인터페이스로의 공기에서의 전기 응력은 제품의 수명 동안 신뢰성을 예측하기 위하여 중요하고, 도 5a 및 5b는 고체 유전체(33) 내에 부분적으로 매립된 2개의 대향 평행 플레이트 전계 제어 스크린(31 및 32)의 추가의 전계 플롯을 나타낸다. 135kv의 인가된 전압은 3,000볼트/mm의 공기 브레이크다운 응력보다 작은 고체 유전체(33) 인터페이스(C-C)로의 외부 공기에서 2,525볼트/mm의 추정 최대 전기 응력을 생성한다.

도 6a 및 6b는 도시된 바와 같이 유전체(33)의 주변에 추가된 접지된 외부 도전 스크린(10)을 갖는 고체 유전체에 부분적으로 매립된 2개의 대향 평행 플레이트 전계 제어 스크린(31, 32)의 전계 플롯을 나타낸다. 135kv의 인가 전압은 고체 유전체 인터페이스(A-A)로 내부 공기에서 3,000볼트/mm의 추정 최대 전기 응력을 생성한다.

전기 엔지니어의 기술에서 알려진 바와 같이, 대부분의 균일한 전계 분포는 무한 크기의 2개의 평행 플레이트에 의해 달성된다. 도 3은 상당히 균일한 전계 분배는 공기 내의 적절한 거리만큼 떨어진 작은 평행 제어 스크린으로 달성될 수 있다는 것을 나타낸다. 또한, 도 4 및 5에 따라 고체 유전체 내에 이러한 스크린을 부분적으로 매립함으로써, 콘택(4 및 5) 간의 간격이 감소할 수 있다. 절연기의 사이즈 감소가 일반적으로 바람직하기 때문에, 이 형태는 본 배열의 중요한 특징이다.

전계로의 임의의 외부 영향없이, 유전체(33) 내의 전계는 일반적으로 균일하다. 그러나, 평행 전계 제어 스크린(31 및 32) 사이의 균일한 전계가 인접 전계 및 접지된 구조물에 의해 쉽게 방해되기 때문에, 이 배열은 실제로 전기 절연기 설계에 적합하지 않다. 전계가 방해되면, 일반적으로 불균일해지고 유전체 성능에 상당한 손실을 야기할 수 있는 최대 응력이 증가한다.

도 6의 접지된 도전 스크린(10)의 적용은 이러한 외부 영향으로부터 필드를 차폐하지만, A-A에서 최대 내부 전기 응력을 증가시키는 효과를 갖는다. 분리를 더 증가시키면 최대 내부 전기 응력을 감소시키는데 거의 도움이 되지 않는데, 그 이유는 외부 도전 스크린(10)의 위치에 의해 주로 영향을 받기 때문이다. 그러므로, 균일한 전계는 평행 플레이트 전계 제어 스크린에 의해 달성될 수 있지만, 몇 가지 중요한 단점이 있다.

도 7은 본 배열에 따른 전기 절연기(9)의 예를 나타낸다. 절연기(9)는 일반적으로 애퍼처 또는 홀(2)을 형성하는 바디(1)를 포함한다. 절연기(9)는 또한 애퍼처(2)의 제1 단부에 배치된 제1 전기 콘택(4) 및 애퍼처(2)의 제2 단부에 이동가능하게 배치된 제2 전기 콘택(5)을 포함한다. 제2 콘택(5)은 일반적으로 슬라이딩 콘택(6)을 통해 제1 콘택(4)과 전기적으로 접속 또는 분리되도록 애퍼처(2)를 통해 동작적으로 이동가능하도록 구성된다.

절연기(9)는 또한 애퍼처(2)의 각 단부 및 그 애퍼처의 부근에서 바디에 고정된 적어도 2개의 오목 전계 제어 스크린(31 및 32)를 포함하여 스크린(31 및 32)는 애퍼처(2)를 가로질러 위치하고 각 오목 스크린(31 및 32)의 개방 단부는 도시된 바와 같이 다른 스크린을 향한다. 스크린(31 및 32)은 콘택(4 및 5)이 분리될 때 스크린(31 및 32) 사이의 전기 응력을 감소시키기 위하여 애퍼처(2) 내의 전계를 균일하게 분배하도록 구성된다. 스크린은 일반적으로 오목하고 유사한 사발 형상 구성 등을 포함할 수 있다.

도 8의 절연기(9)의 예는 도 7에서는 적용되지 않은 외부 도전 스크린(10)을 갖는다. 임의의 상황에서, 전계 제어 조치로서 바디(1)의 외부면을 도전 코팅으로 코팅함으로써 외부 도전 스크린(10)을 도포하는 것이 바람직하다. 임의의 상황에서, 이 도전 스크린을 사용시에 접지하는 것이 바람직할 수 있다. 외부 도전 스크린(10)은 바람직하게 도전 페인트 또는 분사된 금속 코팅(sprayed metal coating)이다.

본 배열의 바디(1)는 바람직하지만 반드시 필수적이지 않게 중심선에 대하여 튜브 형상이거나 원형이고, 폴리머 등의 적절한 고체 유전체 절연 물질로 이루어진다. 바람직한 폴리머는 헌츠맨(Huntsman) CW2229 등의 전기 그래이드(grade) 에폭시 수지이다. 외부 환경에서 사용되면, 헌츠맨 CY184 또는 CY5622 등의 적절한 시클로 지방족 에폭시 수지가 바람직하다. 이러한 폴리머의 유전 강도는 대략 20,000볼트/mm이지만, 공기의 유전 강도는 대략 3,000볼트/mm이다. 고체 유전체 절연 물질의 바람직한 유전 상수는 1 내지 6의 범위 내에 있다.

바람직하게 둥근 애퍼처 또는 중앙 홀(2)은 제2 또는 이동 콘택(5)이 통과하는 애퍼처를 제공한다. 이동 콘택(5)는 일반적으로 적절한 기구로부터 구동가능하다. 이동 콘택(5)은 당업자에 익숙한 많은 적절한 동작 기구 중의 어느 하나에 의해 수동으로 또는 전기적으로 동작할 수 있다. 일 예에서, 이동 콘택(5)은 일반적으로 슬라이딩 콘택(6)을 통해 제1 또는 고정 콘택(4)과 접속하여 전기 회로가 완성된다. 슬라이딩 콘택(6)은 "멀티램(Multilam)" 또는 유사 콘택일 수 있다.

상술한 바와 같이, 오목 전계 제어 스크린(31 및 32)은 대향 방식으로 배치되고 일반적으로 바디(1) 내에 매립된다. 이들 전계 제어 스크린(31 및 32)은 이러한 방식으로 전계를 형상화하여 동전위의 라인을 최적으로 형상화하고 이들 라인을 균일하게 분포하여 결과적인 전기 응력이 가능한한 균일하게 된다. 이것은 가장 소형의 설계를 가능하게 한다.

도 7 및 8의 절연기는 일반적으로 12kV의 정격 시스템 내의 애플리케이션, 630 암페어의 정격 연속 전류 및 110Kv의 LIWV(Lightning Impulse Withstand Voltage)을 위해 설계된다. 신뢰성있는 절연기를 제공하고 제조시 테스트 결과의 통계 확산을 허용하기 위하여, 절연기(9)는 일반적으로 135,000볼트의 LIWV를 견디도록 설계된다. 그러나, 절연기(9)의 다른 예는 임의의 정격 전압 또는 전류에 적용될 수 있다.

도 9는 중앙 홀(2) 내의 공기 인터페이스(A-A)로의 고체 유전체 내의 가장 높은 전기 응력(34)의 위치에서 외부 도전 스크린이 없는 도 7의 절연기(9)의 전기 응력의 예측을 나타낸다. 최대 전기 응력은 전계 제어 스크린(31 및 32) 간의 중간에서 대략 2,800볼트/mm 이다. 이것은 LIWV가 인가될 때 안정한 절연기 성능을 제공하는 바람직한 효과를 갖는다.

또한, 도 10은 C-C에서 에어 인터페이스(15)로 바디(1)에서 외부 도전 스크린(10)이 없는 절연기(9)의 전기 응력을 예측한다. 최대 전기 응력은 대략 4,800볼트/mm이다. 이것은 절연기의 표면 상의 인가된 LIWV의 순간에 공기가 도전성이 되고, 이는 LIWV가 인가될 때 외부적으로 가능한 전기 브레이크다운을 유발한다. 전기 응력은 또한 정격 전압에서 정상 서비스시 15에 있고, 이것은 먼지, 거미줄 또는 다른 이물질 등의 오염물의 존재시 전기 응력에 의해 생성된 부분 방전 때문에 고체 유전체 바디(1)의 조기 불량을 유발할 수 있다.

도 11은 중앙 홀(2) 내의 가장 높은 전기 응력의 위치에서 접지되지 않은(또는 플로팅 전위에 있는) 외부 도전 스크린(10)으로 도 8의 절연기(9)의 전기 응력을 예측한다. 최대 전기 응력은 전계 제어 스크린(31 및 32) 간의 중간에서 약 2,800볼트/mm이다. 이것은 또한 안정한 절연기 성능을 제공하는 바람직한 효과를 갖는다.

도 12는 중앙 홀(2) 내의 공기 인터페이스로의 고체 유전체 내의 가장 높은 전기 응력(34)의 위치에서 접지된 외부 도전 스크린(10)으로 도 8의 절연기(9)의 전기 응력을 예측한다. 최대 전기 응력은 대략 전계 제어 스크린(31 및 32) 간의 중간에서 대략 2,800볼트/mm이다.

절연기(9)는, 일반적으로 2개의 액션, 즉, 전계 제어 스크린(31 및 32)의 대향 오목 형상에 의해 및 전계 제어 스크린(31 및 32)이 이러한 방식으로 바디(1) 내의 높은 유전 강도 고체 유전체 절연 물질 내에 부분적으로 캡슐화되어 최대 전기 응력의 영역이 절연 물질 내에 있도록 보장한다는 사실 때문에 공기 내의 최대 전기 응력을 제어한다.

최대 전기 응력이 도체에서 에어 인터페이스(8)로 발생하면, 도체 형상의 임의의 불일치 또는 금속 전극 표면 내의 표면 결함 또는 불규칙이 절연 성능을 저하시킬 것이다. 이러한 불균일 및 표면 결함은 절연기(9)의 수명시 마모에 의해 유발될 수 있다.

도 9, 10, 11 및 12를 비교함으로써, 외부 도체 스크린(10)이 존재하든 존재하지 않든 또는 외부 도전 스크린(10)이 접지되든 접지되지 않든 공기가 채워진 중앙 홀(2) 내의 전기 응력에 무시할만한 차를 일으킬 수 있음을 알 수 있다.

그러나, 접지된 외부 도전 스크린(10)을 갖는 절연기(9)는, 내부 필드가 다른 전계 또는 다른 접지 물체 등의 외부 인자에 의해 영향을 받지 않기 때문에 유리하고, 먼지 및 다른 이물질의 존재로 증가할 수 있는 부분 방전의 존재 때문에 장기간 표면 저하를 일으킬 수 있는 표면 상의 임의의 전기 응력을 제거하고, 안정적인 절연기 성능을 제공하는 바람직한 효과를 갖는 전계 제어 스크린 간의 중간 포인트에서 최대 전기 응력이 발생하도록 전계를 형상화하고, 터치하기에 안전한 접지된 표면을 제공한다.

이들 개선 때문에, 절연기(9)는 일반적으로 도 1 및 도 2에 도시된 종래의 절연기보다 더 작고, 따라서, 저렴하게 제조될 수 있다. 절연기(9)는 종래의 절연기에 비교하여 감소된 사이즈를 갖는 이점이 있다. 일반적으로, 절연기(9)는 비교할만한 전기 성능을 갖는 종래의 절연기의 체적 크기의 10 내지 25%이거나 길이의 대략 35 내지 40%를 갖는다. 그러므로, 절연기(9)는 절연 매체로서 SF6 가스를 이용한 종래의 절연기를 대체하기 위하여 적절한 사이즈 및 비용을 갖지만, 절연기(9)는 SF6 가스 충전 장치의 환경 결과를 갖지 않는다.

공기는 대략 3000볼트/mm의 유전 강도를 갖는 것으로 알려져 있다. 절연기(9)에 대한 설계 작업은 2,800볼트/mm를 가정하였고, 테스트는 이 가정이 LIWV의 포지티브 및 네거티브 극성 모두에 신뢰성있는 것을 확인하였다. 각 타입(타입 테스트)에 대하여 설계 테스트를 수행할 필요가 있는 절연기 설계를 증명하고 그 절연 능력을 증명하기 위하여, LIWV 테스트가 만족하도록 요구된다. 이들 테스트는 적용되는 적절한 내부 표준에서 특정된다.

도 13은 절연기(9)가 전기 스위치의 특정 배열에 적용된 또 다른 배열의 예를 나타낸다. 전기 스위치는 상술한 바와 같이 절연 하우징(21), 전기 전류를 방해하기 위한 하우징(21) 내의 인터럽터(13), 및 절연기(9)를 포함한다. 스위치는 또한 일반적으로 인터럽터(13) 및 절연기(9)를 작동하도록 구성되는 기구(16)를 포함한다.

스위치는 절연 하우징(21)을 포함하고, 절연기(9)는 도시된 바와 같이 절연된 하우징 내에 형성된다. 이 구현예에서, 절연기(9)는 진공 인터럽터(13)와 직렬로 접속된다. 진공 인터럽터(13)는 이동 콘택(17) 및 고정 콘택(12)을 갖는다. 절연기(9)는 고정 콘택(4) 및 이동 콘택(5)을 갖는다. 진공 인터럽터(17)의 이동 콘택은 플렉시블 도체(14)에 의해 본 배열의 이동 콘택(5)에 전기적으로 접속된다. 이동 도체(5 및 17)는 기구(16)에 의해 기계적으로 구동된다. 이 기구는 요구되는 속도, 요구되는 타이밍 및 요구되는 변위에서 진공 인터럽트 이동 콘택(17) 및 본 배열 이동 콘택(5)을 구동하도록 설계되어 스위치 레이팅(switch ratings)에 맞춘다.

절연 푸쉬로드(pushrod)(18)는 제2 절연기 어셈블리(9)를 관통한다. 이 제2 절연기(9)의 목적은 다른 것보다 더 짧은 절연 푸쉬로드(18)가 사용되도록 하는 낮은 전계 응력의 영역을 제공하는 것이다. 이 절연 푸쉬로드(18)는 기구(11)로부터 기계적으로 구동된다. 기구(11)는 당업자에게 익숙한 많은 적절한 동작 기구 중의의 임의의 것에 의해 수동으로 또는 전기적으로 동작될 수 있다. 제어기(10)는 당업자에게 익숙한 많은 수단 중의 임의의 것에 의해 수동으로, 원격으로, 또는 자동으로 기구(11)를 제어하도록 채용될 수 있다.

하나의 특정한 예에서, 제2 절연기(9)는 제1 및 제2 영역 사이에서 연장하는 통로(9.2)를 갖는 챔버(9.1)를 포함한다. 통로는 상술한 바와 같이 유전 물질 또는 유사한 물질로 제공될 수 있고, 일반적으로 그를 통해 연장하는 푸쉬로드 또는 다른 부재를 갖는다. 적어도 2개의 오목 전계 제어 스크린(9.3, 9.4)는 통로의 부근에 제공되어 스크린이 챔버를 가로질러 배치되고 각 오목 스크린의 개방 단부가 다른 스크린을 향하고, 각 스크린은 통로 내의 낮은 전기 응력의 제3 영역을 제공하기 위하여 챔버 내의 전계를 분배하여 제3 영역을 통해 부재가 연장하도록 구성된다.

이러한 형태의 절연기는 임의의 2개의 영역을 분리하는데 사용될 수 있고, 특히, 전기 개폐기의 내부 등의 다른 영역보다 상당히 높은 전위에 있는 영역을 절연하는데 사용될 수 있다. 이것에도 불구하고, 절연기는 예를 들어 영역 사이에 절연 부재가 연장하도록 하여 부재가 개폐기 하우징으로 전달되도록 한다.

이것은 특히 고전압 개폐기의 내부 및 외부 등의 제1 및 제2 영역이 전기적으로 절연되도록 하는데 유용하다. 특히, 이것은 요구되는 절연 레벨을 여전히 유지하면서 부재가 높은 전위를 갖는 영역으로 전달되도록 한다. 따라서, 절연 챔버는 이러한 방식으로 전계를 변경하여 전기 응력이 다른 가능한 것보다 더 소형의 구조를 유발하는 절연 챔버에 의해 제어되지 않는 경우보다 더 상당히 짧은 개폐기의 고전압 영역으로 들어갈 필요가 있는 임의의 절연 부재를 허용하는 (상술한 바와 같이) 챔버 내의 공중에서 최대 응력을 제한한다. 이러한 부재의 예는, 제한되지 않지만, 기계적 동작 샤프트, 광 파이버 또는 냉각수를 순환시키는 유체 파이프를 포함한다.

도 14는 절연기(9)가 전기 스위치의 일부로서 사용되는 또 다른 예를 나타낸다. 스위치 어셈블리는 절연 하우징(22) 내에 밀폐되고 절연기(9)는 절연 하우징(22) 내에 형성된다. 이 구현예에서, 절연기(9)는 진공 인터럽터(13)와 직렬로 접속된다. 진공 인터럽터(13)는 이동 콘택(17) 및 고정 콘택(12)을 갖는다. 절연기(9)는 고정 콘택(4) 및 이동 콘택(5)을 갖는다. 진공 인터럽터(17)의 이동 콘택은 플렉시블 도체(23)에 의해 스위치 어셈블리(19)의 단말에 전기적으로 접속된다. 본 배열의 이동 콘택(5)은 플렉시블 도체(24)에 의해 스위치 어셈블리(20)의 단말에 전기적으로 접속된다. 이동 도체(5 및 17)는 메카니즈(25 및 26)에 의해 각각 독립적으로 기계적으로 구동된다. 이들 기구는 요구되는 속도, 요구되는 타이밍 및 요구되는 변위에서 진공 인터럽터 이동 콘택(17) 및 절연기 이동 콘택(5)를 구동하여 스위치 레이팅에 맞추도록 설계된다.

이들 절연 푸쉬로드(18)는 기구(25 및 26)로부터 독립적으로 기계적으로 구동된다. 이들 기구는 당업자에게 익숙한 많은 적절한 동작 기구 중의 임의의 것에 의해 수동으로 또는 전기적으로 동작될 수 있다. 제어기(10)는 당업자에게 익숙한 많은 수단에 의해 수동으로, 원격으로 또는 자동으로 이들 기구를 제어하도록 채용될 수 있다.

본 발명의 범위를 벗어나지 않고 많은 변형 또는 변경이 당업자에게 자명하다. 이러한 변형 및 변경은 모두 여기에 상세히 기재하고 넓게 나타난 본 발명의 사상 및 범위 내에 있는 것으로 간주되어야 한다.

본 발명의 "실시예" 및 "일 실시예"는 배타적인 의미로 이루어진 것이 아님을 인식해야 한다. 따라서, 다른 형태가 상이한 예에서 예시되는 반면에, 일 실시예는 본 발명의 소정의 형태를 예시할 수 있다. 이들 예는 맥락이 다른 것을 지시하지 않으면 본 발명의 수행에서 당업자를 돕기 위한 것으로 임의의 방식으로 본 발명의 전체 범위를 제한하는 것으로 의도되지 않는다.

본 기술에 공통인 특징은 당업자에 의해 쉽게 이해되기 때문에 상세히 설명하지 않는다. 마찬가지로, 본 명세서에 걸쳐, "포함하는"이라는 용어 및 그 동등물은 사용되는 맥락이 다른 것을 지시하지 않으면 포함하는 의미를 갖는다.

Claims

전기 절연기이며,
a) 관통하는 애퍼처를 형성하는 바디;
b) 상기 애퍼처의 제1 단부에 배치된 제1 전기 콘택;
c) 상기 애퍼처의 제2 단부에 이동가능하게 배치되고 상기 제1 콘택에 전기적으로 접속되거나 분리되도록 상기 애퍼처를 통해 동작적으로 이동가능하도록 구성되는 제2 전기 콘택; 및
d) 상기 애퍼처의 각 단부 및 애퍼처 주변에서 상기 바디에 고정되고, 각각 적어도 하나의 플레이트를 구비하는 적어도 2개의 오목 전계 제어 스크린 - 상기 플레이트들은 서로 평행이며 상기 애퍼처를 가로질러 배치되고 각 오목 스크린의 개방 단부는 다른 스크린을 향함 -
을 포함하는 전기 절연기.
제1항에 있어서, 상기 바디는 고체 유전체 절연 물질로 이루어지는 전기 절연기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 애퍼처는 튜브 형상인 전기 절연기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 애퍼처 내에서 상기 제1 콘택을 상기 제2 콘택에 접속하는 슬라이딩 콘택을 포함하는 전기 절연기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 애퍼처를 통해 상기 제1 콘택에 접촉하거나 분리되도록 상기 제2 콘택을 작동시키는 기구를 포함하는 전기 절연기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 바디는 외부 도전 스크린을 포함하는 전기 절연기.
제6항에 있어서, 상기 외부 도전 스크린은 도전 페인트 또는 분사된 금속 코팅(sprayed metal coating)을 포함하는 전기 절연기.
제6항에 있어서, 상기 외부 도전 스크린은 사용시 접지되는 전기 절연기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 스크린은 상기 애퍼처 내의 전계를 변경하여 상기 콘택 간의 소망의 전기 응력을 유지하도록 구성되는 전기 절연기.
전기 절연기이며,
a) 관통하는 애퍼처를 형성하는 바디;
b) 상기 애퍼처의 제1 단부에 배치된 제1 전기 콘택;
c) 상기 애퍼처의 제2 단부에 이동가능하게 배치되고 상기 제1 콘택에 전기적으로 접속되거나 분리되도록 상기 애퍼처를 통해 동작적으로 이동가능하도록 구성되는 제2 전기 콘택; 및
d) 상기 애퍼처의 각 단부로부터 밖으로 연장되고, 각각 적어도 하나의 플레이트를 구비하는 적어도 2개의 전계 제어 스크린 - 상기 플레이트들은 서로 평행임-
을 포함하는 전기 절연기.
제10항에 있어서, 상기 바디는 고체 유전체 절연 물질로 이루어지는 전기 절연기.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 애퍼처는 튜브 형상인 전기 절연기.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 애퍼처 내에서 상기 제1 콘택을 상기 제2 콘택에 접속하는 슬라이딩 콘택을 포함하는 전기 절연기.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 애퍼처를 통해 상기 제1 콘택에 접촉하거나 분리되도록 상기 제2 콘택을 작동시키는 기구를 포함하는 전기 절연기.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 바디는 외부 도전 스크린을 포함하는 전기 절연기.
제15항에 있어서, 상기 외부 도전 스크린은 도전 페인트 또는 분사된 금속 코팅을 포함하는 전기 절연기.
제15항에 있어서, 상기 외부 도전 스크린은 사용시 접지되는 전기 절연기.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 스크린은 상기 애퍼처 내의 전계를 변경하여 상기 콘택 간의 소망의 전기 응력을 유지하도록 구성되는 전기 절연기.
전기 스위치이며,
a) 하우징;
b) 전류를 방해하기 위한 하우징 내의 인터럽터;
c) 상기 인터럽터와 전기 통신하도록 배치되고 상기 하우징 내에 있는 절연기
를 포함하고,
상기 절연기는,
i) 관통하는 애퍼처를 형성하는 바디;
ii) 상기 애퍼처의 제1 단부에 배치된 제1 전기 콘택;
iii) 상기 애퍼처의 제2 단부에 이동가능하게 배치되고 상기 제1 콘택에 전기적으로 접속되거나 분리되도록 상기 애퍼처를 통해 동작적으로 이동가능하도록 구성되는 제2 전기 콘택;
iv) 상기 애퍼처의 각 단부 및 애퍼처의 주변에서 상기 바디에 고정되고, 각각 적어도 하나의 플레이트를 구비하는 적어도 2개의 오목 전계 제어 스크린 - 상기 플레이트들은 서로 평행이며 상기 애퍼처를 가로질러 배치되고 각 오목 스크린의 개방 단부는 다른 스크린을 향함 -;
v) 상기 인터럽터 및 상기 절연기를 작동시키도록 구성되는 기구
를 갖는 전기 스위치.
제19항에 있어서, 상기 인터럽터는 진공 인터럽터를 포함하는 전기 스위치.
제19항 또는 제20항에 있어서, 상기 기구는 통로의 각 단부 및 통로 주변에서 상기 하우징의 일부에 고정된 적어도 2개의 오목 전계 제어 스크린을 갖는 하우징의 일부 내에서 통로를 통해 상기 하우징으로 들어가는 절연 푸쉬로드를 포함하여, 상기 스크린이 상기 통로를 가로질러 배치되고 각 오목 스크린의 개방 단부가 다른 오목 스크린을 향하고, 상기 스크린은 낮은 전기 응력의 영역을 제공하기 위하여 통로 내에서 전계를 분배하도록 구성되는 전기 스위치.
제19항 또는 제20항에 있어서, 상기 스크린은 상기 애퍼처 내에서 전계를 변경하여 상기 콘택 사이의 소망의 전기 응력 프로파일을 유지하도록 구성되는 전기 스위치.
제1항 또는 제10항에 따른 절연기를 포함하는 전기 스위치.
제1 및 제2 영역을 전기적으로 절연하는 전기 절연 챔버이며,
a) 상기 제1 및 제2 영역 사이에 연장하는 통로;
b) 상기 통로를 통해 연장하는 부재;
c) 상기 통로 주변에 제공되고, 각각 적어도 하나의 플레이트를 구비하는 적어도 2개의 오목 전계 제어 스크린 - 상기 플레이트들은 서로 평행이며 상기 챔버를 가로질러 배치되고 각 오목 스크린의 개방 단부는 다른 스크린을 향하고, 상기 스크린은 낮은 전기 응력의 제3 영역을 제공하기 위하여 상기 챔버 내에 전계를 분배하도록 구성되고, 상기 부재는 상기 제3 영역을 통해 연장함 -
을 포함하는 전기 절연 챔버.
제24항에 있어서, 상기 제1 및 제2 영역 중의 적어도 하나는 전기 장치용 하우징 내에 제공되는 전기 절연 챔버.
제24항 또는 제25항에 있어서, 상기 스크린은 상기 챔버 내의 전계를 변경하여 상기 부재를 따라 소망의 전기 응력을 유지하도록 구성되는 전기 절연 챔버.
제24항 또는 제25항에 있어서, 상기 부재는,
a) 기계적 액츄에이터;
b) 광 파이버; 및
c) 유체 파이프
중의 적어도 하나를 포함하는 전기 절연 챔버.
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