KR101542371B1

KR101542371B1 - 진공차단기

Info

Publication number: KR101542371B1
Application number: KR1020130128336A
Authority: KR
Inventors: 김진태; 방성식; 최영찬; 석복렬
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2013-10-28
Filing date: 2013-10-28
Publication date: 2015-08-10
Also published as: KR20150048939A

Abstract

본 발명의 진공차단기는 제1통전 부재, 제2통전 부재, 및 상기 제1통전 부재와 상기 제2통전 부재를 연결하고 과전류 상태에서 상기 제1통전 부재와 상기 제2통전 부재의 연결을 차단하는 차단 부재를 포함하는 통전부; 및 상기 통전부의 둘레를 감싸고 절연재질로 이루어지는 절연프레임;를 포함하고, 상기 절연프레임에는 상기 제1통전 부재의 단부 및 상기 제2통전 부재의 단부를 외부로 인출시키는 보호관, 및 상기 차단 부재의 상태를 육안으로 확인할 수 있도록 상기 차단 부재의 일 부분을 현시(顯示)하는 감시창이 형성되고, 상기 감시창에는 상기 감시창에 의한 절연파괴 현상을 경감시킬 수 있도록 내측으로 연장되는 복수의 리브가 형성될 수 있다.

Description

진공차단기{Vacuum circuit breaker}

본 발명은 진공차단기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 절연프레임과 통전부간의 결합구조를 개선함으로써 고전압에 의한 절연파괴를 최소화시키고, 유지 보수의 편의성을 향상시킬 수 있는 진공차단기에 관한 것이다.

에 관한 것이다.

일반적으로 산업현장에서는 고전압을 사용한다. 이러한 고전압은 고출력의 기기를 작동시키는데 유리하나 전기 안전사고의 위험이 크다.

이러한 이유로 산업용 전력계통에는 고전압의 전류가 급격하게 흐르는 것을 차단하는 차단기가 장착된다. 특히, 대형용량의 전류가 흐르는 배전시스템에서는 차단성능, 안정성 및 신뢰성이 우수한 진공차단기(Vacuum Circuit Breaker: VCB)의 사용이 주류를 이루고 있다.

진공차단기는 한정된 좁은 공간에 고전압 도체와 접지 도체를 배치해야 하므로, 절연성능의 확보가 매우 중요하다. 특히, 진공차단기의 상부(예를 들어, 상부 터미널)는 상부 터미널과 절연프레임을 고정하는 볼트에서 높은 전계가 발생하기 쉬우므로, 절연파괴 가능성이 높다.

또한, 종래의 진공차단기는 VI 동작을 확인할 수 있는 구조를 구비하고 있지 않으므로, 유지보수 때마다 절연 부재를 분해해야 하는 불편함이 있다.

본 발명과 관련된 선행기술로는 특허문헌 1이 있다.

KR

2013-0038584

A

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 절연성능과 사용 편의성을 향상시킬 수 있는 진공차단기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 진공차단기는 제1통전 부재, 제2통전 부재, 및 상기 제1통전 부재와 상기 제2통전 부재를 연결하고 과전류 상태에서 상기 제1통전 부재와 상기 제2통전 부재의 연결을 차단하는 차단 부재를 포함하는 통전부; 및 상기 통전부의 둘레를 감싸고 절연재질로 이루어지는 절연프레임;를 포함하고, 상기 절연프레임에는 상기 제1통전 부재의 단부 및 상기 제2통전 부재의 단부를 외부로 인출시키는 보호관, 및 상기 차단 부재의 상태를 육안으로 확인할 수 있도록 상기 차단 부재의 일 부분을 현시(顯示)하는 감시창이 형성되고, 상기 감시창에는 상기 감시창에 의한 절연파괴 현상을 경감시킬 수 있도록 내측으로 연장되는 복수의 리브가 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 진공차단기에서 상기 절연프레임은, 상기 통전부의 일 부분을 덮는 바디 프레임; 및 상기 통전부의 나머지 부분을 덮는 프런트 프레임;을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 진공차단기에서 상기 절연프레임은, 상기 통전부의 상부에 형성되는 볼트를 덮는 볼트 커버부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 진공차단기에서 상기 볼트 커버부에는 볼트의 머리와 대응되는 형상의 구멍이 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 진공차단기에서 상기 볼트 커버부에는 볼트의 주변을 둘러싸는 격벽이 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 진공차단기는, 제1통전 부재, 제2통전 부재, 및 상기 제1통전 부재와 상기 제2통전 부재를 연결하고 과전류 상태에서 상기 제1통전 부재와 상기 제2통전 부재의 연결을 차단하는 차단 부재를 포함하는 통전부; 및 상기 통전부의 둘레를 감싸고 절연재질로 이루어지는 절연프레임;를 포함하고, 상기 절연프레임에는 상기 제1통전 부재의 단부 및 상기 제2통전 부재의 단부를 외부로 인출시키는 보호관, 및 상기 차단 부재의 상태를 육안으로 확인할 수 있도록 상기 차단 부재의 일 부분을 현시(顯示)하는 감시창이 형성되어 있으므로, 진공차단기의 절연안정성과 사용 편의성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 진공차단기의 구성도이고,
도 2는 도 1에 도시된 진공차단기의 리어 프레임을 나타낸 사시도이고,
도 3은 도 1에 도시된 진공차단기의 바디 프레임을 나타낸 사시도이고,
도 4는 도 1에 도시된 진공차단기의 프런트 프레임을 나타낸 사시도이고,
도 5는 도 1에 도시된 진공차단기의 볼트 커버부를 나타낸 부분 절개도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.

아울러, 명세서 전체에서, 어떤 구성이 다른 구성과 '연결'되어 있다 함은 이들 구성들이 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 구성을 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함하는 것을 의미한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 진공차단기를 설명한다.

본 실시 예에 따른 진공차단기(10)는 통전부(100)와 절연프레임(200)을 포함할 수 있다. 여기서, 통전부(100)는 전류의 소통 및 차단을 가능케 하는 부분일 수 있다. 예를 들어, 통전부(100)는 안전규격 범위에 있는 전류의 흐름을 허용할 수 있고, 안전규격 범위를 벗어난 전류의 흐름을 차단할 수 있다. 그리고 절연프레임(200)은 통전부(100)의 전계가 주변으로 확산되는 것을 차단할 수 있다.

통전부(100)는 제1통전 부재(110), 제2통전 부재(120), 차단 부재(130), 절연 부재(140), 링크 부재(150)를 포함할 수 있다.

제1통전 부재(110)는 일 방향으로 길게 연장되는 봉 형상일 수 있다. 예를 들어, 제1통전 부재(110)는 가운데 구멍이 뚫린 원통 형상일 수 있다. 그러나 제1통전 부재(110)의 형상이 원통으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1통전 부재(110)는 막대형상으로 변형될 수 있다.

제1통전 부재(110)는 도전성 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1통전 부재(110)는 도전성이 우수한 구리 재질로 제작될 수 있다. 그러나 제1통전 부재(110)의 재질이 구리로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1통전 부재(110)는 구리 외 다른 금속재질로 제작될 수 있다.

제2통전 부재(120)는 제1통전 부재(110)와 평행한 방향으로 길게 연장될 수 있다. 예를 들어, 제2통전 부재(120)는 제1통전 부재(110)로부터 소정의 거리를 두고 제1통전 부재(110)와 동일 방향으로 연장될 수 있다. 그러나 제2통전 부재(120)가 반드시 제1통전 부재(110)와 동일 방향으로 연장되는 것은 아니다. 예를 들어, 제2통전 부재(120)는 제1통전 부재(110)에 대해 비스듬한 방향으로 연장될 수 있다.

제2통전 부재(120)는 봉 형상일 수 있다. 예를 들어, 제2통전 부재(120)는 가운데 구멍이 뚫린 원통 형상일 수 있다. 그러나 제2통전 부재(120)의 형상이 원통으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제2통전 부재(120)는 막대형상으로 변형될 수 있다. 아울러, 제2통전 부재(120)는 제1통전 부재(110)와 대체로 동일한 형상일 수 있다.

제2통전 부재(120)는 도전성 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제2통전 부재(120)는 도전성이 우수한 구리 재질로 제작될 수 있다. 그러나 제2통전 부재(120)의 재질이 구리로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제2통전 부재(120)는 구리 외 다른 금속재질로 제작될 수 있다.

차단 부재(130)는 제1통전 부재(110)와 제2통전 부재(120)를 연결할 수 있다. 예를 들어, 차단 부재(130)는 제1통전 부재(110)의 일단과 제2통전 부재(120)의 일단을 전기적으로 연결할 수 있다. 이를 위해 차단 부재(130)는 도전성 재질로 이루어질 수 있다.

차단 부재(130)는 진공 밸브를 포함할 수 있다. 예를 들어, 차단 부재(130)의 내부에는 소정의 진공공간 또는 진공밸브가 형성될 수 있다. 여기서, 상기 진공공간 또는 진공밸브는 소정의 압력 또는 전압에서 파괴되거나 작동될 수 있다. 따라서, 제1통전 부재(110)와 제2통전 부재(120) 사이에 설정된 크기 이상의 전압이 걸리면, 상기 진공공간이 파괴되거나 또는 상기 진공밸브가 작동하여 제1통전 부재(110)와 제2통전 부재(120)의 연결상태를 분리시킬 수 있다. 여기서, 상기 차단 부재(130)의 진공공간의 크기는 사용전압의 크기에 따라 변경될 수 있다.

절연 부재(140)는 제2통전 부재(120)와 링크 부재(150)를 연결할 수 있다. 다만, 절연 부재(140)는 제2통전 부재(120)의 전류가 링크 부재(150)로 도통되지 않도록 절연성 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 절연 부재(140)는 고무 등의 재질로 제작될 수 있다.

링크 부재(150)는 절연 부재(140)와 연결될 수 있다. 아울러, 링크 부재(150)는 2개 이상의 링크를 포함할 수 있으며, 이를 통해 제2통전 부재(120)의 상하 운동을 가능케 할 수 있다. 예를 들어, 링크 부재(150)는 차단 부재(130)의 진공밸브가 작동하면, 제2통전 부재(120)가 제1통전 부재(110)와 분리될 수 있도록 제2통전 부재(120)를 하방으로 이동시킬 수 있다. 이와 반대로, 링크 부재(150)는 차단 부재(130)의 진공밸브의 작동이 해제되면, 제2통전 부재(120)가 제1통전 부재(110)와 연결될 수 있도록 제2통전 부재(120)를 상방으로 이동시킬 수 있다.

절연프레임(200)은 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 리어 프레임(210), 바디 프레임(220), 프런트 프레임(230), 볼트 커버부(240)를 포함할 수 있다. 이와 같이 구성된 절연프레임(200)은 모두 부도체, 즉 절연물질로 제작될 수 있다.

리어 프레임(210)은 통전부(100)의 일 면을 차폐할 수 있다. 부연 설명하면, 리어 프레임(210)은 통전부(100)의 일 면에 위치하는 하우징(300)의 접지 외함과 통전부(100)를 전기적으로 차폐할 수 있다. 아울러, 리어 프레임(210)은 제1통전 부재(110)와 제2통전 부재(120)를 수용할 수 있다. 이를 위해 리어 프레임(210)은 한 쌍의 보호관(212)을 구비할 수 있다. 여기서, 상기 보호관(212)은 각각의 통전 부재(110, 120)와 동일 또는 유사한 형상일 수 있다. 예를 들어, 보호관(212)은 통전 부재(110, 120)와 마찬가지로 원통 형상일 수 있다. 그러나 보호관(212)의 형상이 원통으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 보호관(212)은 통전 부재(110, 120)를 내부에 수용할 수 있는 형상이라면 어떠한 형상이든 가능할 수 있다(도 2 참조).

리어 프레임(210)에는 감시창(214)이 형성될 수 있다. 감시창(214)은 통전부(100)의 차단 부재(130)와 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 이와 같이 형성된 감시창(214)은 절연프레임(200)의 바깥쪽에서도 차단 부재(130)의 작동 상태의 확인을 가능케 할 수 있다. 아울러, 감시창(214)에는 절연거리를 증가시킬 수 있도록 리브(216)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 감시창(214)에는 내측으로 연장되는 복수의 리브(216)가 형성될 수 있다. 아울러, 감시창(214) 및 리브(216)는 전기저항이 높은 물질로 제작될 수 있다. 이 경우, 감시창(214)을 통한 절연파괴 가능성을 낮출 수 있다. 예를 들어, 감시창(214) 및 리브(216)는 고체 절연물로 제작될 수 있다.

바디 프레임(220)은 통전부(100)의 상간을 전기적으로 차폐하고, 통전부(100)를 하우징(300)에 고정시킬 수 있다. 아울러, 바디 프레임(220)은 부분적으로 통전부(100)의 상부를 차폐할 수 있다. 이를 위해 바디 프레임(220)에는 볼트 구멍(222)이 형성될 수 있다. 아울러, 바디 프레임(220)에는 볼트의 주변을 차폐하는 격벽(224)이 더 형성될 수 있다(도 3 참조). 아울러, 바디 프레임(220)에는 감시창(214)과 연결되는 구멍(226)이 형성될 수 있다.

프런트 프레임(230)은 통전부(100)와 폴 파트(pole part) 전체를 고정시킬 수 있다. 아울러, 프런트 프레임(230)은 하우징(300)의 접지 외함을 전기적으로 차폐할 수 있다. 아울러, 프런트 프레임(230)은 부분적으로 통전부(100)의 측면을 차폐할 수 있다. 예를 들어, 프런트 프레임(230)은 바디 프레임(220)에 의해 차폐되지 않는 통전부(100)의 측면을 차폐할 수 있다. 또는, 프런트 프레임(230)은 바디 프레임(220)에 의해 차폐되는 통전부(100)의 측면을 중복하여 차폐할 수 있다(도 4 참조).

볼트 커버부(240)는 리어 프레임(210) 및 바디 프레임(220)의 일 부분일 수 있다. 예를 들어, 본 실시 예에서 볼트 커버부(240)는 리어 프레임(210)과 바디 프레임(220)의 결합한 상태에서 상부 부분을 모두 지칭할 수 있다. 또는, 볼트 커버부(240)는 리어 프레임(210) 또는 바디 프레임(220)의 상부 부분만을 한정하여 지칭할 수 있다. 이와 같이 형성되는 볼트 커버부(240)는 통전부(100)와 폴 파트를 감싸는 주위의 접지 외함간 절연파괴기 발생하는 것을 방지할 수 있다. 아울러, 볼트 커버부(240)는 볼트와 접지 외함 간의 절연거리를 증가시키고 이를 통해 절연성능을 향상시킬 수 있다. 이를 위해 볼트 커버부(240)에는 볼트 머리가 수용되는 구멍(242)이 형성될 수 있다. 그러나 필요에 따라 상기 구멍(242)은 바디 프레임(220)에 형성될 수도 있다. 여기서, 상기 구멍(242)은 카운터 볼링에 의해 가공될 수 있다. 아울러, 볼트 커버부(240)에는 격벽(244)이 더 형성될 수 있다. 상기 격벽(244)은 볼트 머리 위쪽으로 연장되어 볼트 머리와 주변 물질 간의 절연거리를 증가시키는 구실을 할 수 있다. 따라서, 본 실시 예에 따르면 볼트 머리와 주변의 도전성 물질에 의해 절연성능이 저하되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다(도 5 참조). 참고로, 볼트의 머리에는 부도체의 캡이 장착되는 것이 바람직하다.

위와 같이 구성된 절연프레임(200)은 감시창(214)을 통해 진공 차단 부재(130)의 상태를 감시할 수 있으면서도, 상기 감시창(214)을 통한 절연파괴현상을 감소시킬 수 있다. 즉, 본 절연프레임(200)은 감시창(214)의 주변에 형성되는 리브(216)를 통해 절연파괴를 일으키는 스트리머(Streamer)의 절연거리를 증가시킬 수 있다.

또한, 본 실시 예에 따른 절연프레임(200)은 볼트 커버부(240)에 격벽(244)이 형성되므로, 하우징(300)과 볼트의 머리 사이의 절연거리를 증대시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 진공차단기의 절연안정성과 사용 편의성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 이상에서 설명되는 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다. 예를 들어, 전술된 실시형태에 기재된 다양한 특징사항은 그와 반대되는 설명이 명시적으로 기재되지 않는 한 다른 실시형태에 결합하여 적용될 수 있다.

10 진공차단기
100 통전부
110 제1통전 부재 120 제2통전 부재
130 (진공) 차단 부재 140 절연 부재
150 링크 부재
200 절연프레임
210 리어 프레임
212 보호관 214 감시창
220 바디 프레임 230 프런트 프레임
240 볼트 커버부
242 구멍 244 격벽

Claims

제1통전 부재,
제2통전 부재, 및
상기 제1통전 부재와 상기 제2통전 부재를 연결하고 과전류 상태에서 상기 제1통전 부재와 상기 제2통전 부재의 연결을 차단하는 차단 부재를 포함하는 통전부; 및
상기 통전부의 둘레를 감싸고 절연재질로 이루어지는 절연프레임;
를 포함하고,
상기 절연프레임에는 상기 제1통전 부재의 단부 및 상기 제2통전 부재의 단부를 외부로 인출시키는 보호관, 및 상기 차단 부재의 상태를 육안으로 확인할 수 있도록 상기 차단 부재의 일 부분을 현시(顯示)하는 감시창이 형성되고,
상기 감시창에는 상기 감시창에 의한 절연파괴 현상을 경감시킬 수 있도록 내측으로 연장되는 복수의 리브가 형성되는 진공차단기.
제1항에 있어서,
상기 절연프레임은,
상기 통전부의 일 부분을 덮는 바디 프레임; 및
상기 통전부의 나머지 부분을 덮는 프런트 프레임;
을 포함하는 진공차단기.
제1항에 있어서,
상기 절연프레임는,
상기 통전부의 상부에 형성되는 볼트를 덮는 볼트 커버부를 더 포함하는 진공차단기.
제3항에 있어서,
상기 볼트 커버부에는 볼트의 머리와 대응되는 형상의 구멍이 형성되는 진공차단기.
제3항에 있어서,
상기 볼트 커버부에는 볼트의 주변을 둘러싸는 격벽이 형성되는 진공차단기.