KR101550299B1 - Circuit breaker for GIS(Gas Insulated Switchgears) - Google Patents

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KR101550299B1 KR1020150043189A KR20150043189A KR101550299B1 KR 101550299 B1 KR101550299 B1 KR 101550299B1 KR 1020150043189 A KR1020150043189 A KR 1020150043189A KR 20150043189 A KR20150043189 A KR 20150043189A KR 101550299 B1 KR101550299 B1 KR 101550299B1
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김현근
정효순
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대성이엔지(주)
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Abstract

A circuit breaker for gas insulated switchgears (GIS) comprises a pair of fixing and moving arc contacts (20,30) opposite to perform a breaking operation and a conduction operation in an insulating tank (10), an operation load (36) driven in axis direction, a cylinder (40) connected to the operation rod (36), a piston (50) relatively moved in the axial direction in the cylinder (40), a partition wall (46) which has a hole which connects a thermal boost chamber (42) formed by pressure boosting action due to ark heat in the cylinder (40) and a mechanical compression chamber which boosts a pressure by the relative movement of the piston and the cylinder, a protection plate with a pair of first and second protection plates (61, 62) to prevent the penetration of gas to the mechanical compression chamber from the thermal boost chamber (42), and an auxiliary plate with a pair of first and second auxiliary plates (81, 82) of semi-circular shape which has holes (84) to maintain a constant pressure.

Description

가스 절연 개폐장치용 차단기{Circuit breaker for GIS(Gas Insulated Switchgears)}Circuit breaker for gas insulated switchgears (GIS)

본 발명은 가스 절연 개폐장치용 차단기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기계적인 압축 작용과 아크열에 의한 가열 승압 작용을 이용한 가스 절연 개폐장치용 차단기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a circuit breaker for a gas insulated switchgear, and more particularly, to a circuit breaker for a gas insulated switchgear using a mechanical compression action and a heat boosting action by arc heat.

일반적으로, 버퍼형 가스 차단기는 기계적 조작력에 의해 소호성 가스를 압축하는 동시에, 아크 열을 이용하여 소호성 가스를 승압하고 아크에 내뿜는 가스 차단기이다.Generally, a buffered gas circuit breaker is a gas circuit breaker that compresses a liquefied gas by a mechanical operation force and boosts a liquefied gas by using arc heat and blows out to an arc.

이러한 종류의 가스 차단기에 의하면, 차단 동작(개극 동작)시에 있어서 기계적인 구동에너지를 증대시키는 것이 없기 때문에 컴팩트화가 용이하고, 우수한 차단 성능을 발휘할 수 있다. 이 경우, 우수한 차단 성능을 발휘하기 위해서는 버퍼 실내의 압력을 얼마나 상승시키고, 아크 공간 사이에 충분한 차압을 확보할 필요가 있다. 그 때문에, 종래부터 다양한 기술이 제안되고 있다.According to this type of gas circuit breaker, since there is no increase in mechanical driving energy at the time of interruption operation (opening operation), compactness is easy and excellent breaking performance can be exhibited. In this case, it is necessary to increase the pressure in the buffer chamber and to ensure a sufficient differential pressure between the arc spaces in order to exhibit excellent blocking performance. Therefore, various techniques have been proposed conventionally.

일본공개특허 제10-0908266호(특허문헌 1)는 소호가스를 충전한 용기에, 상기 용기의 한쪽 끝에 고착된 고정 컨택트와, 상기 고정 컨택트와 전기적으로 접속 가능하게 직선상을 이동하는 가동 컨택트와, 차단시에는 내부의 가스가 아크에 의해 가열되며 지극히 큰 전류를 차단할 때 내부에 고압하에 저장된 가스가 아크를 불어서 끄는 가열실과, 상기 가동 컨택트 내에 있고 차단시에는 내부의 가스가 압축되고 아크를 불어서 끄는 압축실을 구비한 차단기에 있어서, 상기 가열실은 가동부에 배치된 제1 가열실과 비가동부에 배치되어 상기 제1 가열실에 연통하고 있는 제2 가열실을 분할하도록 구성되어 있다.Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-0908266 (Patent Document 1) discloses a container filled with a soot gas, comprising a fixed contact fixed to one end of the container, a movable contact moving linearly so as to be electrically connectable with the fixed contact, A heating chamber in which an arc is blown by a gas stored under a high pressure when the gas inside is heated by an arc and blocks an extremely large current when the gas is shut down and a heating chamber in the movable contact where the gas is compressed and an arc is blown Wherein the heating chamber is divided into a first heating chamber disposed in the movable section and a second heating chamber disposed in the non-moving section and communicating with the first heating chamber.

특허문헌 1은 제1 가열실과 압축실 사이의 연통구에 체크 밸브를 설치하고 이 체크밸브는 제1 가열실과 압축실의 압력차에 따라서 개폐하게 된다. 그러나, 이와 같은 특허문헌 1은 제1 가열실과 압축실의 압력차는 버퍼 실의 압력 상승, 차단 성능에 큰 영향을 주게 되고, 압력차가 일정한 값 이상이 되면 체크밸브가 열려 열적승압실로부터 기계적 압축실로 향하는 흐름이 생기는 문제점을 내포하고 있다. 즉, 버퍼 실내의 충분한 압력 상승을 얻지 못하고, 아크 공간에 강하게 소호성 가스를 불지 못하는 문제점을 내포하고 있다.In Patent Document 1, a check valve is provided in a communication port between the first heating chamber and the compression chamber, and the check valve is opened and closed in accordance with the pressure difference between the first heating chamber and the compression chamber. However, in Patent Document 1, the pressure difference between the first heating chamber and the compression chamber greatly affects the pressure rise and shutoff performance of the buffer chamber. When the pressure difference becomes equal to or greater than a predetermined value, the check valve opens, The flow of the gas is generated. That is, a sufficient pressure rise in the buffer chamber is not obtained, and the problem is that the gas is not blown strongly in the arc space.

게다가, 특허문헌 1은 아크에 가열된 고온 가스를 열적 승압실에 넣고 아크에 고온인 상태로 가스를 분무하게(뿜어내게) 된다. 이로 인해 소호성 가스의 절연성능이 저하되고 차단 성능이 나빠지는 문제점도 내포하고 있다(즉, 소호성 가스는 고온으로 되면 절연성능이 저하되는 성질이 있어서 가능한 저온으로 유지하는 것이 바람직하다). In addition, in Patent Document 1, a high-temperature gas heated in an arc is put into a thermal booster chamber and the gas is sprayed (sprayed) in a state of high temperature in the arc. This lowers the insulation performance of the gaseous gas and deteriorates the blocking performance. (That is, it is desirable to keep the low-temperature as low as possible because the low-temperature gas has a characteristic of deteriorating the insulation performance.)

특허문헌 1: 일본공개특허 제2001-067996호(공개일: 2001.03.16)Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-067996 (published on March 23, 2001)

본 발명의 목적은 차단기의 구조를 간소화하고, 작은 구동 에너지로 다양한 전류(작은 전류로부터 대 전류에 이르는 전류)를 확실히 차단할 수 있는 가스 절연 개폐장치용 차단기를 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a circuit breaker for a gas insulated switchgear which can simplify the structure of a circuit breaker and reliably block various currents (small current to large current) with small driving energy.

본 발명의 다른 목적은 아크에 의해 가열된 고온 가스를 열적 승압실에 넣어서 승압하고 아울러 고온 가스를 저온으로 온도를 낮추어 아크에 내뿜을 수 있는 가스 절연 개폐장치용 차단기를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a circuit breaker for a gas insulated switchgear which can pressurize a hot gas heated by an arc in a thermal booster chamber and lower the temperature of the hot gas to a low temperature to blow it into an arc.

본 발명의 일 실시예에 따른 가스 절연 개폐장치용 차단기는 절연탱크 내에 차단동작 및 통전동작을 수행하도록 대향되게 배치된 한 쌍의 고정 및 가동 아크 접촉자와, 상기 절연탱크 내에 배치되며 축방향으로 구동하는 조작 로드와, 상기 조작 로드와 동축으로 배치되며 조작 로드에 연결된 실린더와, 상기 실린더 내에서 축방향으로 상대 이동되게 배치된 피스톤과, 상기 실린더의 내부를 개극 동작시에 아크의 열에 의한 승압작용에 의해 형성되는 열적 승압실과 상기 개극 동작시에 실린더와 피스톤의 상대 이동에 의해 승압되는 기계적 압축실을 연통하는 구멍이 형성된 격벽과, 상기 격벽에 대향되게 배치되며 열적 승압실로부터 기계적 압축실로 가스 유입을 억제하기 위하여 반원 형태의 한 쌍의 제1 및 제2 보호판을 갖는 보호판과, 상기 보호판에 연결되며 일정한 압력을 유지하기 위하여 복수개의 구멍이 형성된 반원 형태의 한 쌍의 제1 및 제2 보조판을 갖는 보조판으로 이루어지는 점에 있다.The circuit breaker for a gas insulated switchgear according to an embodiment of the present invention includes a pair of fixed and movable arc contactors arranged to face each other to perform a breaking operation and a energizing operation in an insulation tank, A piston which is arranged coaxially with the operating rod and is connected to the operating rod, a piston arranged to move relatively in the axial direction in the cylinder, and a pressure- A partition wall having a hole for communicating a mechanical compression chamber that is raised by the relative movement of the cylinder and the piston during the opening operation, and a partition wall which is disposed to face the partition wall, A shield plate having a pair of semicircular first and second shield plates for suppressing the shield plate, Connection may be made to point to the auxiliary plate has a semicircular form a pair of first and second auxiliary plate of the plurality of holes formed in order to maintain the constant pressure.

본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 절연 개폐장치용 차단기는 절연탱크 내에 개극 및 폐극동작을 수행하도록 대향되게 배치된 한 쌍의 고정 및 가동 아크 접촉자와, 절연탱크 내에 배치되며 축방향으로 구동하는 조작 로드와, 상기 조작 로드와 동축으로 배치되며 조작 로드에 연결된 실린더와, 상기 실린더 내에서 축방향으로 상대 이동되게 배치된 피스톤과, 상기 실린더의 내부를 개극 동작시에 아크의 열에 의한 승압작용에 의해 형성되는 열적 승압실과 상기 개극 동작시에 실린더와 피스톤의 상대 이동에 의해 승압되는 기계적 압축실을 연통하는 구멍이 형성된 격벽과, 상기 격벽에 대향되게 배치되며 열적 승압실로부터 기계적 압축실로 가스 유입을 억제하기 위하여 한 개의 원판 형태로 구성된 보호판과, 상기 보호판에 연결되며 일정한 압력을 유지하기 위하여 복수개의 구멍이 형성된 한 개의 원판 형태로 구성된 보조판으로 구성되는 점에 있다. A breaker for a gas insulated switchgear according to another embodiment of the present invention includes a pair of fixed and movable arc contactors arranged to face open and close in the insulation tank and to be opposed to each other, A piston which is disposed coaxially with the operating rod and is connected to the operating rod, a piston arranged to move in the axial direction relative to the cylinder in the cylinder, and a piston which moves relative to the operating rod by a pressure- A partition wall having a hole for communicating a mechanical compression chamber that is raised by the relative movement of the cylinder and the piston during the opening operation, and a partition wall which is disposed to face the partition wall and suppresses gas inflow from the thermal pressure- A protective plate formed in a single disk form to prevent the pressure Is the point consisting of the auxiliary plate consisting of a single circular plate form a plurality of holes are formed to maintain.

본 발명의 가스 절연 개폐장치용 차단기는 차단기의 구조를 간단히 함과 동시에 작은 구동에너지로 전류를 확실히 차단할 수 있는 이점이 있다.The breaker for a gas insulated switchgear according to the present invention has an advantage that a structure of a breaker can be simplified and a current can be reliably cut off with a small drive energy.

본 발명의 가스 절연 개폐장치용 차단기는 가스 유로에서 유입/유출되는 가스를 냉각하여 저온 가스를 아크에 내뿜을 수 있고 아울러 소호성능도 향상시킬 수 있는 이점이 있다.The circuit breaker for a gas insulated switchgear according to the present invention has an advantage that the gas flowing in and out of the gas flow path can be cooled, the low temperature gas can be blown into the arc, and the soho performance can be improved.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 절연 개폐장치용 차단기의 종단면도,
도 2는 도 1의 격벽과 보호판을 나타내는 횡단면도,
도 3은 도 1의 보호판 및 보조판이 격벽에 연결되는 상태를 나타낸 종단면도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 절연 개폐장치용 차단기의 격벽과 보호판을 나타내는 횡단면도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 절연 개폐장치용 차단기의 보호판 및 보조판이 격벽에 연결되는 상태를 나타낸 종단면도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 절연 개폐장치용 차단기가 차단상태(개극 상태)로부터 전류 영점 상태를 나타내는 종단면도,
도 7은 본 발명의 요부인 냉각 부재의 일 실시예의 단면도,
도 8은 본 발명의 요부인 냉각 부재의 다른 실시예의 단면도이다. 1 is a longitudinal sectional view of a circuit breaker for a gas insulated switchgear according to an embodiment of the present invention,
Fig. 2 is a cross-sectional view showing the partition and the protection plate of Fig. 1,
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a state in which the protection plate and the auxiliary plate of FIG. 1 are connected to the partition wall;
4 is a cross-sectional view showing a partition and a protection plate of a circuit breaker for a gas insulated switchgear according to another embodiment of the present invention;
5 is a vertical sectional view showing a state in which a protection plate and an auxiliary plate of a circuit breaker for a gas insulated switchgear according to another embodiment of the present invention are connected to a partition wall.
6 is a longitudinal sectional view showing a state of a current zero point from a cutoff state (open state) to a breaker for a gas insulated switchgear according to an embodiment of the present invention,
7 is a sectional view of an embodiment of a cooling member which is a substantial part of the present invention,
8 is a cross-sectional view of another embodiment of the cooling member which is a substantial part of the present invention.

이하, 본 발명의 가스 절연 개폐장치용 차단기의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of a circuit breaker for a gas insulated switchgear according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

먼저, 본 발명의 가스 절연 개폐장치용 차단기는 도 1에 도시된 바와 같이, 절연탱크(10)에는 소호성 가스인 SF6이 충전되고, 그 내부는 크게 고정부(100)와 가동부(200)로 이루어지게 된다. 소호성 가스로서 SF6을 이용한 경우에 대하여 설명하지만, SF6 이외에 다양한 형태의 소호성 가스를 적용한 차단기에도 적용할 수 있다. 1, the insulating tank 10 is filled with SF 6, which is a low-temperature gas, and the interior of the insulating tank 10 is largely divided into a fixed portion 100 and a movable portion 200, . As extinguishing gases described in the case of using the SF 6 but, in addition to SF 6 it can be applied to a circuit breaker apply various types of extinguishing gases.

상기 고정부(100)는 고정 아크 접촉자(20)와 고정 통전 접촉자(22)을 구비하게 되고, 상기 가동부(200)는 가동 아크 접촉자(30)와, 절연노즐(32)과, 가동 통전 접촉자(34)와, 조작 로드(36)와, 실린더(40) 및 피스톤(50)을 구비하게 된다. The fixed part 100 is provided with a fixed arc contact 20 and a fixed energizing contact 22. The movable part 200 includes a movable arc contact 30, an insulating nozzle 32, a movable contactor 34, an operating rod 36, a cylinder 40, and a piston 50. [

본 발명의 가스 절연 개폐장치용 차단기는 한 쌍의 아크 접촉자(20,30)와, 조작로드(36)와, 실린더(40)와, 상기 실린더(40)에 배치된 피스톤(50)과, 열적 승압실(42)과 기계적 압축실(44)을 구획하는 격벽(46)과, 상기 격벽(46)에 대향되게 배치된 보호판(60) 및 보조판(80)으로 크게 이루어지게 된다.A breaker for a gas insulated switchgear according to the present invention comprises a pair of arc contactors 20 and 30, an operating rod 36, a cylinder 40, a piston 50 disposed in the cylinder 40, A partition wall 46 partitioning the pressure chamber 42 and the mechanical compression chamber 44 and a protection plate 60 and an auxiliary plate 80 disposed opposite to the partition wall 46. [

상기 한 쌍의 아크 접촉자(20,30)는 고정 아크 접촉자(20)와 가동 아크 접촉자(30)이고, 통전동작 상태(폐극동작 상태)인 경우에는 고정 아크 접촉자(20)와 가동 아크 접촉자(30) 및 실린더(40)는 각기 전기적으로 접속되게 된다. 그리고, 차단동작 상태(개극동작 상태)인 경우에는 고정 아크 접촉자(20)와 가동 아크 접촉자(30) 및 실린더(40)는 각기 전기적으로 차단되게 된다.The pair of arc contacts 20 and 30 are a fixed arc contact 20 and a movable arc contact 30 and when the movable arc contact 20 and the movable arc contact 30 And the cylinder 40 are electrically connected to each other. In the cutoff operation state (open-pole operation state), the fixed arc contact 20, the movable arc contact 30, and the cylinder 40 are electrically disconnected from each other.

상기 가동 아크 접촉자(30)는 도 1 및 도 7에 도시된 바와 같이, 그 일측(외주 일측)에 주름 모양의 원통형 냉각부재(35)를 배치하게 된다. 상기 주름 모양의 원통형 냉각부재(35)는 가스 유로(S)에서 가스의 흐름을 냉각하기 위한 것이다. 즉, 상기 주름 모양의 원통형 냉각부재(35)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 아크(90)로 인하여 고온의 가스가 발생되고 이로 인해 주위의 소호성 가스(SF6)도 고온이 되는 것을 고온 가스와 접촉하면서 냉각을 시키는 역할을 수행하게 된다. 여기서, 상기 원통형 냉각부재(35)를 주름 모양으로 형성한 이유는 접촉 면적을 넓혀서 보다 효율적인 냉각효과를 얻기 위한 것이다.As shown in FIGS. 1 and 7, the movable arc contactor 30 has a wrinkled cylindrical cooling member 35 disposed on one side (one side of the outer periphery) thereof. The wrinkled cylindrical cooling member 35 is for cooling the gas flow in the gas flow passage S. 6 and 7, the arc-shaped cylindrical cooling member 35 generates a high-temperature gas due to the arc 90, and thus the surrounding low-temperature gas SF 6 also has a high temperature Which is in contact with the high temperature gas. Here, the reason why the cylindrical cooling member 35 is formed in a corrugated shape is to obtain a more efficient cooling effect by enlarging the contact area.

상기 조작로드(36)는 절연탱크(10) 내에 배치되고 축방향으로 이동할 수 있게 구성되어 있다. 상기 조작로드(36)의 전방 단부에는 플랜지(26)가 배치되고, 상기 플랜지(26)의 후방에는 실린더(40)가 일체로 배치된다.The operating rod 36 is disposed in the insulating tank 10 and is configured to be movable in the axial direction. A flange 26 is disposed at the front end of the operating rod 36 and a cylinder 40 is integrally disposed at the rear of the flange 26.

상기 실린더(40)는 절연탱크(10) 내에 배치되어 축방향으로 구동(이동)하는 조작 로드(36)와 동축으로 배치되며, 조작 로드(36)에 연결된다. 상기 실린더(40)는 격벽(46)에 의해 전,후로 분할되고, 전방측에는 열적으로 승압하는 열적 승압실(42)이 형성되고, 후방측에는 기계적으로 압축하는 기계적 압축실(44)이 각기 배치된다. 그리고, 상기 실린더(40)내에는 축방향으로 상대 이동하는 피스톤(50)이 배치된다.The cylinder 40 is disposed coaxially with the operating rod 36 disposed in the insulating tank 10 and driven (moved) in the axial direction, and is connected to the operating rod 36. The cylinder 40 is divided into a front and a rear by a partition 46 and a thermal booster chamber 42 which is thermally stepped up is formed at the front side and a mechanical compression chamber 44 which is mechanically compressed is arranged at the rear side . In the cylinder (40), a piston (50) moving in the axial direction is disposed.

상기 격벽(46)은 상기 실린더(40)의 내부를 개극 동작시에 아크의 열에 의한 승압작용에 의해 형성되는 열적 승압실(42)과, 상기 개극 동작시에 실린더와 피스톤의 상대 이동에 의해 승압되는 기계적 압축실(44)을 분리하는 역할을 하게 된다. 그리고, 상기 격벽(46)에는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 일정한 간격을 두고 2개의 구멍(52)이 형성되어 있다. 상기 구멍(52)의 개수는 사용자에 따라 다르게 형성시킬 수도 있다. 그리고, 상기 구멍(52)에 대향되는 위치에 보호판(60)을 배치하게 된다. The partition wall (46) includes a thermal booster chamber (42) formed by the action of pressure of the arc in the opening operation of the inside of the cylinder (40) Thereby separating the mechanical compression chamber 44 from the mechanical compression chamber 44. As shown in FIGS. 1 to 3, the partition wall 46 is formed with two holes 52 at regular intervals. The number of the holes 52 may be different depending on the user. A protective plate 60 is disposed at a position opposite to the hole 52.

상기 보호판(60)은 열적 승압실(42)로부터 기계적 압축실(44)로 가스 유입을 억제하기 위한 것으로, 격벽(46)에 대향되게 배치된다. 즉, 상기 보호판(60)은 격벽(46)에 형성된 구멍(52)에 대향되게 배치된다.The protection plate 60 is disposed opposite the partition 46 to suppress gas inflow from the thermal booster chamber 42 to the mechanical compression chamber 44. That is, the protection plate 60 is disposed opposite to the hole 52 formed in the partition wall 46.

상기 보호판(60)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 격벽(46)의 열적 승압실(42)측에 배치된다. 그리고, 상기 보호판(60)은 격벽(46)에 형성된 구멍(52)을 차단하기 위하여 반원 형태의 제1 및 제2 보호판(61,62)로 구성되며, 상기 제1 및 제2 보호판(61,62)은 격벽(46)의 복수개의 구멍(52,52)에 대응되게 배치된다. 그리고, 상기 보호판(60)은 보조판(80)에 상호 연결되게 된다. 1 and 2, the protection plate 60 is disposed on the side of the thermal booster chamber 42 of the partition wall 46. As shown in Fig. The protection plate 60 is composed of first and second protection plates 61 and 62 having a semicircular shape in order to block the hole 52 formed in the partition wall 46. The first and second protection plates 61 and 62, 62 are arranged corresponding to the plurality of holes 52, 52 of the partition 46. The shield plate 60 is connected to the auxiliary plate 80.

상기 제1 및 제2 보호판(61,62)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 복수개의 구멍(84)이 형성된 반원 형태의 제1 및 제2 보조판(81,82)에 각기 연결되게 된다. 보조판(80)은 반원 형태의 제1 및 제2 보조판(81,82)으로 이루어지게 된다. 상기 보호판(60)을 보조판(80)에 연결하는 이유는 기계적 압축실(44)을 피스톤(50)으로 가압시 발생되는 가스 압력을 보다 일정하게 유지하여 보호판(60)에 부딪히게 함으로써 보호판(60)을 보호하고 동시에 열적 승압실(42)내의 일정한 압력을 유지하기 위한 것이다. 그리고, 상기 제1 및 제2 보조판(81,82)은 격벽(46)에 각기 탄성부재(70,72)를 개재하여 연결된다.As shown in FIGS. 2 and 3, the first and second protection plates 61 and 62 are respectively connected to first and second auxiliary plates 81 and 82 having semicircular shapes formed with a plurality of holes 84 do. The auxiliary plate 80 is composed of the first and second auxiliary plates 81 and 82 in semicircular form. The reason why the protection plate 60 is connected to the auxiliary plate 80 is that the gas pressure generated when the mechanical compression chamber 44 is pressurized by the piston 50 is kept constant so as to strike the protection plate 60, And at the same time maintain a constant pressure in the thermal booster chamber 42. The first and second support plates 81 and 82 are connected to the partition 46 through elastic members 70 and 72, respectively.

한편, 차단 상태(개극 상태) 동작시에는 도 6에 도시된 바와 같이, 아크 공간에는 아크(90)가 발생한다. 상기 아크(90)로부터 열에너지에 의해 열적 승압실(42)이 승압되고, 기계적 압축실(44)은 차단 상태 동작시에 피스톤(50)에 의해 기계적 압축 작용에 의해 승압되는 공간이다. 그리고, 상기 피스톤(50)은 피스톤 지지체(94)에 의해 소정의 위치에 고정되게 된다.On the other hand, in the blocking state (open state), as shown in FIG. 6, an arc 90 is generated in the arc space. The thermal booster chamber 42 is boosted by the thermal energy from the arc 90 and the mechanical compression chamber 44 is a space that is raised by the mechanical compression action by the piston 50 in the shutdown state operation. The piston 50 is fixed to a predetermined position by the piston support 94.

상기 구성을 갖는 본 발명의 가스 절연 개폐장치용 차단기의 동작방법을 설명하면 다음과 같다.An operation method of the breaker for a gas insulated switchgear according to the present invention having the above-described configuration will be described as follows.

전류 차단 상태(개극 상태)시부터 전류 영점의 사이에는 도 6에 도시된 바와 같이, 아크(90)에 의한 열에너지로부터 생긴 가스의 흐름(화살표 참조)이 보호판(60)과 충돌하게 된다. 이때, 상기 보호판(60,62)으로 인하여 열적 승압실(42)로 부터 기계적 압축실(44)내로 구멍(52)을 통하여 가스의 유입이 어려워지게 된다.A flow of gas generated from the thermal energy by the arc 90 (see arrows) collides with the protection plate 60 between the current zero points from the current interruption state (open state). At this time, due to the protection plates 60 and 62, it is difficult to introduce gas into the mechanical compression chamber 44 from the thermal booster chamber 42 through the holes 52.

상기 아크(90)에 발생된 고온의 가스는 가스 유로(S)에서 주름 모양의 원통형 냉각부재(35)를 지나면서 소정 온도로 냉각되게 된다. 가스 유로(S) 및 열적 승압실(42)에서 가스의 흐름은 충분히 고온이므로 소정 온도로 냉각이 되어도 열적 승압실(42)내의 가스는 충분한 열에너지를 가지고 있게 된다.The high-temperature gas generated in the arc 90 is cooled to a predetermined temperature by passing through the corrugated cylindrical cooling member 35 in the gas flow path S. The flow of the gas in the gas flow path S and the thermal step-up chamber 42 is sufficiently high so that the gas in the thermal pressure-rising chamber 42 has sufficient heat energy even if it is cooled to a predetermined temperature.

한편, 피스톤(50)의 상대적인 이동에 의해 생기 피스톤 압력은 구멍(52)을 거쳐 제1 및 제2 보호판(61,62)과 충돌하게 되므로 열적 승압실(42)에 전달되기 어렵게 된다. 즉, 제1 및 제2 보호판(61,62)은 열적 승압실(42)로 부터 기계적 압축실(44)내의 흐름을 억제시키고 피스톤 압력도 열적 승압실(42)에 전달되기 어렵게 하는 역할을 수행하게 된다.  Meanwhile, the relative movement of the piston 50 causes the vibrating piston pressure to collide with the first and second protecting plates 61 and 62 through the hole 52, and thus it is difficult to be transmitted to the thermal step-up chamber 42. That is, the first and second protection plates 61 and 62 serve to suppress the flow of the mechanical compression chamber 44 from the thermal booster chamber 42 and to prevent the piston pressure from being transmitted to the thermal booster chamber 42 .

이와 같이 제1 및 제2 보호판(61,62)을 배치하게 되면, 실린더(40)내의 압력 손실이 감소하게 되어 효율적으로 압력을 복귀해 충분한 압력 상승을 수행할 수 있게 된다.By disposing the first and second protecting plates 61 and 62 in this manner, the pressure loss in the cylinder 40 is reduced, so that the pressure can be efficiently restored and sufficient pressure rise can be performed.

게다가, 상기 제1 및 제2 보호판(61,62)의 후방에는 복수개의 구멍(84)이 형성된 제1 및 제2 보조판(81,82)이 배치되므로 보다 피스톤 압력이 일정하지 않게 전달되는 것을 억제할 수 있다. 상기 제1 및 제2 보조판(81,82)에 형성된 복수개의 구멍(84)은 10mm 이하로 형성되므로 격벽(46)의 구멍(52)을 통과한 피스톤 압력을 일정하게 한 후, 다시 제1 및 제2 보호판(61,62)에 부딪히게 하므로 보다 효율적으로 실린더(40)내의 압력 손실을 줄일 수 있게 된다.In addition, since the first and second support plates 81 and 82 having the plurality of holes 84 are disposed behind the first and second protection plates 61 and 62, the piston pressure is prevented from being transmitted unevenly can do. Since the plurality of holes 84 formed in the first and second sub plates 81 and 82 are formed to be 10 mm or less, the piston pressure passing through the hole 52 of the partition wall 46 is made constant, The pressure loss in the cylinder 40 can be more efficiently reduced.

본 발명의 일 실시예에 따른 가스 절연 개폐장치용 차단기는 열적 승압실(42)로부터 기계적 압축실(44)로의 흐름을 막고, 피스톤(50)의 상대적인 이동에 따른 피스톤 압력을 열적 승압실(42)로 전달하기 어려우므로 실린더(40)내의 압력 상승을 효율적을 할 수 있다. 따라서, 실린더와 아크 공간 사이에 큰 차압을 확보할 수 있으므로 소호성 가스를 강하게 아크(90)에 뿜어낼 수 있다.The circuit breaker for the gas insulated switchgear according to the embodiment of the present invention prevents flow from the thermal booster chamber 42 to the mechanical compression chamber 44 and prevents the piston pressure due to the relative movement of the piston 50 from being transmitted to the thermal booster chamber 42 The pressure in the cylinder 40 can be efficiently increased. Therefore, since a large differential pressure can be ensured between the cylinder and the arc space, the arc gas can be strongly blown out to the arc 90.

게다가, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 절연 개폐장치용 차단기는 가동 아크 접촉자(30)의 일측에 주름 모양의 원통형 냉각부재(35)를 배치하게 되므로 가스 유로(S)에서 가스를 소정온도로 냉각하게 되므로 가스 흐름의 냉각효과를 높일 수 있다.In addition, the circuit breaker for a gas insulated switchgear according to an embodiment of the present invention has a corrugated cylindrical cooling member 35 disposed on one side of the movable arc contactor 30, The cooling effect of the gas flow can be enhanced.

본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 절연 개폐장치용 차단기는 전술한 실시예와 유사하고 차이점은 보호판(160)과 보조판(180)과 연결부(190) 및 돌기 모양의 원통형 냉각부재(45)의 구성이므로 이에 대한 설명만 수행하고, 나머지 구성요소 및 동작관계는 전술한 실시예와 유사하므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.The breaker for a gas insulated switchgear according to another embodiment of the present invention is similar to that of the above embodiment except that the shield plate 160, the auxiliary plate 180, the connecting portion 190, and the protruding cylindrical cooling member 45 And therefore only the description thereof will be given, and the remaining components and operation relationships are similar to those of the above-described embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.

보호판(160)은 전술한 실시예와 달리 도 4에 도시된 바와 같이, 한 개의 원판형태로 구성하게 된다. 상기 보호판(160)은 후술하는 보조판(180)과 연결되게 된다. 즉, 상기 보호판(160)은 격벽(46)에 형성된 구멍(52)을 차단하기 위하여 원판 형태로 이루어지고, 상기 보호판(160)은 복수개의 구멍(184)을 갖는 보조판(180)과 상호 연결된다. 상기 보호판(160)과 보조판(180)의 연결관계는 상세히 설명하지 않았지만, 보조판에 홈을 형성하고 보조판에 걸림턱을 형성하여 결합시키거나 이와 반대로 구성하여 결합시키게 된다. 또한, 나사결합을 이용하여 상기 보호판(160)과 보조판(180)을 결합시킬 수도 있다. 상기 보호판(160)에 연결된 보조판(180)은 연결부(190)에 의해 격벽(46)에 연결되어 지지되게 구성되어 있다. As shown in FIG. 4, the protection plate 160 is formed in a single disc shape, unlike the above-described embodiment. The shield plate 160 is connected to an assisting plate 180 to be described later. That is, the protection plate 160 is formed in the shape of a circular plate to block the hole 52 formed in the partition wall 46, and the protection plate 160 is connected to the auxiliary plate 180 having the plurality of holes 184 . Although the connection relation between the protection plate 160 and the auxiliary plate 180 is not described in detail, grooves are formed in the auxiliary plate, and a latching jaw is formed on the auxiliary plate to be coupled or vice versa. In addition, the shield plate 160 and the auxiliary plate 180 may be coupled using a screw connection. The auxiliary plate 180 connected to the protection plate 160 is connected to the partition 46 by a connection unit 190 and is supported.

상기 보호판(160)은 한 개의 원판형태로 구성되므로 2개의 구멍(52)을 전체적으로 막을 수 있게 구성된다. 상기 보호판(160)은 격벽(46)의 열적 승압실(42)측에 연결부(190)(도 5 참조)에 의해 지지되게 배치된다.Since the shield plate 160 is formed in the form of a single disk, the two holes 52 are configured to be entirely blocked. The protection plate 160 is disposed on the side of the thermal booster chamber 42 of the partition 46 so as to be supported by the connection portion 190 (see FIG. 5).

이와 같이 상기 보호판(160)은 전술한 실시예의 보호판(60)에 비하여 그 구조를 간소화시킬 수 있다.As described above, the protection plate 160 can be simplified in structure compared to the protection plate 60 of the above-described embodiment.

상기 돌기 모양의 원통형 냉각부재(45)는 도 8에 도시된 바와 같이, 도넛 형태로 복수개를 구성하여 세로방향에서 보면 돌기 모양으로 구성하게 된다. 상기 돌기 모양의 원통형 냉각부재(45)는 전술한 실시예와 유사하게 가동 아크 접촉자(30)의 일측에 배치하게 된다. 즉, 상기 돌기 모양의 원통형 냉각부재(45)는 가스 유로(S)에서 유입/유출되는 가스와 접촉되게 구성하게 된다.As shown in FIG. 8, the protruding cylindrical cooling members 45 are formed into a plurality of donut-shaped protrusions in the vertical direction. The protruding cylindrical cooling member 45 is disposed on one side of the movable arc contact 30 similarly to the above-described embodiment. In other words, the protruding cylindrical cooling member 45 is configured to be in contact with the gas flowing in / out from the gas passage S.

이상과 같이 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였지만, 이들의 실시예는 예로서 제시한 것으로 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 따라서, 이들의 새로운 실시 형태는 그 외의 다양한 형태도 가능하고, 이들 다양한 형태도 본 발명의 범주내에 포함된다고 사료된다.While the embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are provided by way of example and do not limit the scope of the present invention. It is therefore to be understood that the present invention may be embodied in many other specific forms without departing from the spirit or scope of the invention.

본 발명의 차단기는 25.8kV 이상의 다양한 정격전압이 인가되는 변전소에 설치되는 가스 절연 개폐장치(GIS)에 널리 적용될 수 있다.The breaker of the present invention can be widely applied to a gas insulated switchgear (GIS) installed in a substation to which various rated voltages of 25.8 kV or more are applied.

10: 절연탱크 20: 고정 아크 접촉자
22: 고정 통전 접촉자 26: 플랜지
30: 가동 아크 접촉자 32: 절연노즐
34: 가동 통전 접촉자 36: 조작 로드
40: 실린더 46: 격벽
50: 피스톤 60: 보호판
80: 보조판 100: 고정부
200: 가동부10: Insulation tank 20: Fixed arc contactor
22: Fixed electrification contact 26: Flange
30: movable arc contactor 32: insulating nozzle
34: movable energization contactor 36: operation rod
40: cylinder 46: partition wall
50: Piston 60: Shield plate
80: auxiliary plate 100:
200: moving part

Claims (6)

절연탱크(10) 내에 차단동작 및 통전동작을 수행하도록 대향되게 배치된 한 쌍의 고정 및 가동 아크 접촉자(20,30)와;
상기 절연탱크(10) 내에 배치되며, 축방향으로 구동하는 조작 로드(36)와;
상기 조작 로드(36)와 동축으로 배치되며, 상기 조작 로드(36)에 연결된 실린더(40)와;
상기 실린더(40) 내에서 축방향으로 상대 이동되게 배치된 피스톤(50)과;
상기 실린더(40)의 내부를 개극 동작시에 아크의 열에 의한 승압작용에 의해 형성되는 열적 승압실(42)과 상기 개극 동작시에 실린더와 피스톤의 상대 이동에 의해 승압되는 기계적 압축실(44)을 연통하는 구멍(52)이 형성된 격벽(46)과;
상기 격벽(46)에 대향되게 배치되며, 열적 승압실(42)로부터 기계적 압축실(44)로 가스 유입을 억제하기 위하여 반원 형태의 한 쌍의 제1 및 제2 보호판(61,62)을 갖는 보호판(60)과;
상기 보호판(60)에 연결되며, 일정한 압력을 유지하기 위하여 복수개의 구멍(84)이 형성된 반원 형태의 한 쌍의 제1 및 제2 보조판(81,82)을 갖는 보조판(80)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스 절연 개폐장치용 차단기.
A pair of fixed and movable arc contactors (20, 30) arranged opposite to perform a blocking operation and a energizing operation in the insulation tank (10);
An operating rod (36) disposed in the insulating tank (10) and driven in the axial direction;
A cylinder (40) disposed coaxially with the operating rod (36) and connected to the operating rod (36);
A piston (50) arranged to move in the axial direction relative to the cylinder (40);
A thermal pressurizing chamber 42 formed in the cylinder 40 by an action of pressure of the arc during the opening operation and a mechanical compression chamber 44 pressurized by the relative movement of the cylinder and the piston during the opening operation, A partition wall 46 having a hole 52 communicating with the partition wall 46;
A pair of semicircular first and second protection plates 61 and 62 are provided to oppose the partition 46 and to suppress gas inflow from the thermal booster chamber 42 to the mechanical compression chamber 44 A shield plate 60;
And an auxiliary plate 80 connected to the protection plate 60 and having a pair of semicircular first and second auxiliary plates 81 and 82 formed with a plurality of holes 84 for maintaining a constant pressure For the gas insulated switchgear.
제1항에 있어서,
상기 가동 아크 접촉자(30)는 일측에 주름 모양의 원통형 냉각부재(35)가 배치되는 것을 특징으로 하는 가스 절연 개폐장치용 차단기.
The method according to claim 1,
Characterized in that the movable arc contact (30) is provided with a wrinkled cylindrical cooling member (35) on one side thereof.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 보조판(81,82)은 격벽(46)에 각기 탄성부재(70,72)를 개재하여 배치되는 것을 특징으로 하는 가스 절연 개폐장치용 차단기.
The method according to claim 1,
Wherein the first and second auxiliary plates (81, 82) are disposed on the partition wall (46) with elastic members (70, 72) interposed therebetween.
절연탱크(10) 내에 개극 및 폐극동작을 수행하도록 대향되게 배치된 한 쌍의 고정 및 가동 아크 접촉자(20,30)와;
상기 절연탱크(10) 내에 배치되며, 축방향으로 구동하는 조작 로드(36)와;
상기 조작 로드(36)와 동축으로 배치되며, 상기 조작 로드(36)에 연결된 실린더(40)와;
상기 실린더(40) 내에서 축방향으로 상대 이동되게 배치된 피스톤(50)과;
상기 실린더(40)의 내부를 개극 동작시에 아크의 열에 의한 승압작용에 의해 형성되는 열적 승압실(42)과 상기 개극 동작시에 실린더와 피스톤의 상대 이동에 의해 승압되는 기계적 압축실(44)을 연통하는 구멍(52)이 형성된 격벽(46)과;
상기 격벽(46)에 대향되게 배치되며, 열적 승압실(42)로부터 기계적 압축실(44)로 가스 유입을 억제하기 위하여 한 개의 원판 형태로 구성된 보호판(160)과;
상기 보호판(160)에 연결되며, 일정한 압력을 유지하기 위하여 복수개의 구멍(84)이 형성된 한 개의 원판 형태로 구성된 보조판(180)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스 절연 개폐장치용 차단기.
A pair of fixed and movable arc contactors (20, 30) arranged opposite to each other in the insulating tank (10) to perform opening and closing actions;
An operating rod (36) disposed in the insulating tank (10) and driven in the axial direction;
A cylinder (40) disposed coaxially with the operating rod (36) and connected to the operating rod (36);
A piston (50) arranged to move in the axial direction relative to the cylinder (40);
A thermal pressurizing chamber 42 formed in the cylinder 40 by an action of pressure of the arc during the opening operation and a mechanical compression chamber 44 pressurized by the relative movement of the cylinder and the piston during the opening operation, A partition wall 46 having a hole 52 communicating with the partition wall 46;
A protection plate 160 arranged opposite to the partition 46 and formed in the form of a single disk for suppressing gas inflow from the thermal booster chamber 42 to the mechanical compression chamber 44;
And an auxiliary plate (180) connected to the protection plate (160) and configured in the form of a single disk having a plurality of holes (84) for maintaining a constant pressure.
제4항에 있어서,
상기 가동 아크 접촉자(30)는 일측에 돌기 모양의 원통형 냉각부재(45)가 배치되는 것을 특징으로 하는 가스 절연 개폐장치용 차단기.
5. The method of claim 4,
Characterized in that the movable arc contact (30) is provided with a cylindrical cooling member (45) in the form of a projection on one side thereof.
제4항에 있어서,
상기 보조판(180)은 격벽(46)에 연결부(190)를 개재하여 배치되는 것을 특징으로 하는 가스 절연 개폐장치용 차단기.5. The method of claim 4,
Wherein the auxiliary plate (180) is disposed on the partition (46) with a connection part (190) interposed therebetween.
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