KR101589092B1 - 3상 가스 절연 중전압 스위칭 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 회전가능 샤프트의 부분 회전에 의해 단로기 접점(disconnector contacts)이 중전압 등급(medium voltage level)과 접지 등급(ground level) 사이에 접속된 변압기를 전환하는 방식으로, 상기 회전가능 샤프트에 배치된 단로기 접점을 갖는 변압기와 중전압 등급 사이에 단로기 장치를 구비한 3상 가스 절연 중전압 스위칭 장치에 관한 것이다. 상기 샤프트는 기밀(氣密) 컴파트먼트 및/또는 하우징의 측벽을 통과한다.

Description

3상 가스 절연 중전압 스위칭 장치{THREE-PHASE GASINSULATED MEDIUM VOLTAGE SWITCHING DEVICE}
본 발명은, 회전가능 샤프트의 부분 회전에 의해 단로기(disconnector) 접점이 중전압 등급(medium voltage level)과 접지 등급(ground level) 사이에 접속된 변압기를 전환하는 방식으로, 상기 회전가능 샤프트에 배치된 단로기 접점을 갖는 변압기와 중전압 등급 사이에 단로기 장치를 구비한 3상 가스 절연 중전압 스위칭 장치에 관한 것이다.
변압기(voltage transformer: VT)를 보호하기 위해, 최신의 해법은 패널의 고전압 회로와 변압기 사이의 전기 접속을 개방하는 단로기 장치(disconnecting device)를 사용하는 것이다. 3상 절연 GIS의 변압기(VT)용 부싱(busings) 또는 접점은 흔히 병치(倂置)되므로, 접점을 작동시키는 샤프트의 축은 패널의 전면(前面)에 평행하다. 전면으로부터의 작동을 허용하기 위해, 시네마틱 체인(cinematic chain)은 90도 이동되어야 한다. 이는 밀봉부 내부에서 기어 또는 트랜스미션을 사용하여 행해진다.
밀봉부 내부에서의 시네마틱 체인의 이동의 단점은 다음과 같다:
- 많은 수의 부품과 복잡한 메커니즘은 기밀(氣密) 컴파트먼트 내부에서의 오작동 위험을 증대시키며, 이러한 오작동은 교정하기가 어렵다.
(예를 들면, 초과압력에 의해 야기되는) 밀봉부의 변형에 의해, 메커니즘의 부품의 변위(變位)를 초래될 수 있으며, 이는 블로킹(blocking)을 유발할 수 있다.
- 제한된 공간 및 접근성으로 인해, 밀봉부 내부의 조립체는 외부보다 더 복잡하다.
- 고전압 부품에 근접한 공간의 요구조건은 유전체 문제(dielectric problems)를 유발할 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 매우 효율적인 방식으로 이들 단점을 극복하는 것이다.
본 발명에 따르면, 가스 절연 중전압 스위칭 장치는 기밀 컴파트먼트 및/또는 하우징의 측벽을 통과하는 회전가능 샤프트를 위한 특수 구성을 갖는다. 중요한 것은 샤프트가 측벽을 통과한다는 것이다. 이로써, 추가적인 기계적인 작동 수단이 외부 측벽 영역에 수직하게 배치될 수 있게 됨으로써, 병치된 컴파트먼트들 또는 패널들 사이에 배치될 수 있다. 3상 절연 중전압 스위칭 장치의 변압기용 접점의 부싱은 흔히 병치되므로, 접점을 작동시키는 샤프트의 축은 패널 전면이라 불리는 하우징의 전면에 평행하다.
본 발명의 구성은, 매우 간단하면서 효과적인 방식으로 수동 작동 수단(manual operating means)의 시네마틱 체인이 90도 이동될 수 있도록 하는 방식으로 패널의 전면으로부터의 작동을 가능케 한다.
본 발명의 구성에 의해 추가적인 기어나 복잡한 트랜스미션은 더 이상 필요가 없게 된다.
바람직하게는, 샤프트의 회전의 기계적인 작동을 위한 수동 구동(hand driven) 동작 요소가 스위칭 장치의 후방측으로부터 전방으로 컴파트먼트의 외부 측벽을 따라서 배치된다.
이에 따라, 유익한 결과는 복수의 컴파트먼트가 인접하게 배치되는 경우에, 동작 요소는 컴파트먼트들 사이에 배치된다. 이는 매우 컴팩트한 해법이다.
하우징들(패널들)이 매우 조밀하게 병치되도록 구현하기 위해, 컴파트먼트들 사이에 배치될 수 있게 충분히 편평하도록 수동 구동 동작 요소는 금속판 재료로 제작된다.
이를 위해, 동작 요소는 편평한 로드(flat rod)의 형태인 수동 구동 동작 요소와 샤프트 사이에 기계적으로 결합된 레버를 구비한다. 따라서, 이 로드를 패널들 사이에 배치하는 데는 수 mm의 공간만이 필요하게 된다.
또한, 회전가능 샤프트는 절연 재료로 제작된다. 3상(electrical three phase)의 사용에 있어서 샤프트에 배치된 복수의 접점들 사이에 절연재를 구비하는 것은 중요하다.
이에 따라, 절연 재료는 플라스틱 또는 섬유 강화 재료일 수 있다. 양호한 절연성과 함께 기계적인 강성 샤프트(stiff shaft)를 구비하는 것이 중요하다.
또한, 회전 샤프트 상에 배치된 3개의 접점 요소는 전기 전도성 요소에 의해 변압기에 접촉된다. 이 전도성 재료는 접점 수단의 부분 회전 운동을 보상할 수 있도록 충분한 가요성을 가져야 한다.
따라서, 본 발명의 유익한 실시예는 전도성 요소가 전도성 재료로 제작된 스프링이다.
본 발명의 전술한 양태 및 다른 양태는 첨부된 도면과 연계하여 고려될 때 이하의 발명의 상세한 설명으로부터 분명해질 것이다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 매우 간단하면서 효과적인 방식으로 수동 작동 수단의 시네마틱 체인이 90도 이동될 수 있도록 패널의 전면으로부터의 작동을 가능케 하고, 추가적인 기어나 복잡한 트랜스미션이 더 이상 필요가 없게 되는 등의 효과를 갖는다.
도 1은 가스 절연 스위치기어의 측면도.
도 2는 개방 상태의 컴파트먼트를 도시하는 도면.
도 1은 패널이라고도 또한 명명되는 스위칭 장치의 일부를 도시한다. 전방측(2)은 작동 요원을 위한 작동 인터페이스이다. 이 하우징 또는 패널(4)에는 스위칭 장치를 구비한 기밀 컴파트먼트가 배치된다. 패널(1)의 후방측(3)에는 추가적인 기밀 컴파트먼트(5)가 배치된다. 이 컴파트먼트에는 변압기가 배치된 고전압 또는 중전압 등급과 접지 등급 사이에 단로기 스위치(6)가 배치된다.
각 상(相)에 대해 하나의 변압기가 배치된다.
단로기 스위치(6)는 하나의 공통 회전가능 샤프트(8)에 의해 3상 모두에 대해 구동된다. 변압기와 단로기 스위치(6) 사이에는 3상 각각을 위한 금속 스프링(11)이 배치된다.
따라서, 도면은 패널의 후방측(3)에 있는 기밀 컴파트먼트(5)의 구체사항을 도시한다. 도 2는 개방 상태의 컴파트먼트를 도시하는데, 이는 통상적으로 기밀되게 폐쇄된 컴파트먼트(5)의 벽을 통해서 도시하고 있다. 이 컴파트먼트(5)에는 단로기 스위치들 또는 접점들(6)이 배치된다. 이들은 절연 재료로 제작된 회전가능 샤프트(8) 상의 3상 모두에 대해 배치된다. 샤프트(8)는 이 컴파트먼트의 기밀 측벽을 통해 연장된다. 레버 형태의 기계적인 수단(9)이 배치되며, 이 기계적인 수단은 편평한 로드 형태인 추가적인 수동 구동 동작 요소(10)에 대응된다. 이 로드는 병치되어 있는 2개의 패널 사이에 배치된다. 이 로드는 레버로부터 위쪽으로 패널(1)의 전방측(2)까지 연장된다. 컴팩트하면서 효과적인 방식으로 패널들 사이에 배치될 수 있게 충분히 편평하도록, 로드(10)는 편평한 금속판 재료로 제작된다.
1: 3상 절연 중전압 스위치기어
2: 하우징(패널)의 전방측 3: 하우징(패널)의 후방측
4, 5: 컴파트먼트 6: 단로기 요소 또는 접점
7: 변압기 8: 회전가능 샤프트
9: 레버 10: 수동 구동 동작 요소
11: 전도성 스프링

Claims (11)

  1. 3상 가스 절연 중전압 스위칭 장치로서,
    단로기 장치(disconnecting device) 및 변압기(voltage transformers)를 구비하되, 회전가능 샤프트의 부분 회전에 의해 단로기 접점(disconnector contacts)이 중전압 등급(medium voltage level)과 접지 등급(ground level) 사이에서, 전기 전도성 요소(electrical conductive element)에 의해 회전가능 샤프트 상에 배치된 상기 단로기 접점들에 접촉된 변압기를 전환(switch)시키는 방식으로, 하나의 기밀(氣密) 컴파트먼트(compartment) 내에서 변압기에 접속되며 변압기의 중전압 등급과 접지 등급 사이의 전기 접속을 개방시키는 단로기 장치 및 변압기를 구비한 3상 가스 절연 중전압 스위칭 장치에 있어서,
    상기 샤프트는 또 다른 기밀 컴파트먼트 또는 하우징의 측벽을 통과하고,
    상기 샤프트의 회전의 기계적인 작동을 위한 수동 구동(hand driven) 동작 요소가 상기 컴파트먼트의 외부 측벽을 따라서 또는 상기 스위칭 장치의 후방측으로부터 전방으로 배치되고,
    복수의 스위칭 장치가 인접하게(beside) 배치되는 경우에, 상기 수동 구동 동작 요소는 상기 스위칭 장치 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는, 3상 가스 절연 중전압 스위칭 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 수동 구동 동작 요소는 컴파트먼트들 또는 하우징들 사이에 배치될 수 있게 충분히 편평하도록, 금속판 재료로 제작되는 것을 특징으로 하는, 3상 가스 절연 중전압 스위칭 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 수동 구동 동작 요소는 편평한 로드(flat rod)의 형태로 상기 수동 구동 동작 요소와 상기 샤프트 사이에 기계적으로 결합된 레버를 구비하는 것을 특징으로 하는, 3상 가스 절연 중전압 스위칭 장치.
  6. 제1항, 제4항, 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샤프트는 절연 재료로 제작되는 것을 특징으로 하는, 3상 가스 절연 중전압 스위칭 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 절연 재료는 섬유 강화 플라스틱인 것을 특징으로 하는, 3상 가스 절연 중전압 스위칭 장치.
  8. 제1항, 제4항, 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전가능 샤프트에 배치된 3개의 접점 요소가 전기 전도성 요소에 의해 상기 변압기에 접촉되는 것을 특징으로 하는, 3상 가스 절연 중전압 스위칭 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 전기 전도성 요소는 상기 샤프트의 회전 운동을 보상할 수 있도록, 스프링과 같이 확장 가능한 것을 특징으로 하는, 3상 가스 절연 중전압 스위칭 장치.
  10. 제1항, 제4항, 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변압기는 상기 스위칭 장치의 기밀(氣密) 컴파트먼트에 배치되는 것을 특징으로 하는, 3상 가스 절연 중전압 스위칭 장치.
  11. 제1항, 제4항, 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변압기는 상기 기밀 컴파트먼트의 외부에 배치되지만 상기 기밀 컴파트먼트에 접속되는 것을 특징으로 하는, 3상 가스 절연 중전압 스위칭 장치.
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