KR101667255B1 - 가스절연 개폐장치 - Google Patents

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    • H02B13/02—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
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Abstract

절연성능이 향상된 가스절연 개폐장치가 개시된다.
개시되는 가스절연 개폐장치는 외함; 상기 외함의 내부에 고정되는 제1 고정도체; 상기 외함의 내부에 고정되며, 상기 제1 도체에 대향하도록 배치되는 제2 고정도체; 상기 제2 고정도체에 슬라이딩 가능하도록 구비되고, 상기 제1 고정도체를 향해 슬라이딩하여 선단부에 상기 제1 고정도체의 선단부가 삽입 연결될 수 있는 가동도체; 및 상기 제1 고정도체의 선단부의 외주연을 감싸도록 구비되며, 외력에 의해 상기 제1 고정도체의 후방으로 후퇴 가능하도록 구성된 쉴드부재;를 포함하고, 상기 쉴드부재는 상기 가동도체가 상기 제1 고정도체에 접속되는 동작에 따라 상기 가동도체에 의해 상기 제1 고정도체의 후방으로 후퇴 가능하도록 구성되고, 외력이 제거되는 경우에 원상 복귀되도록 탄성부재를 매개로 상기 제1 고정도체에 지지되며, 상기 가동도체는 외주면에 돌출된 형상이 배제된 환봉 형태로 구성된다.
이러한 가스절연 개폐장치에 의하면, 도체 끝단의 전계를 완화시켜 절연내력이 향상된다는 효과를 얻을 수 있다.

Description

가스절연 개폐장치 {GAS INSULATED SWITCH GEAR}
본 발명은 가스절연 개폐장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 절연성능이 향상된 가스절연 개폐장치에 관한 것이다.
일반적으로 가스절연 개폐장치는 송,변전 계통이나 전기회로에 있어서 부하를 개폐하거나 접지 및 단락 등의 사고가 발생할 경우에 선로를 개폐하여 전력계통을 보호하는 설비이다.
이러한 가스절연 개폐장치는 절연가스(SF6)가 충진된 외함 내부에 통전경로를 구성하는 두 개의 고정도체와, 상기 고정도체 간을 접속시키는 가동도체를 포함한다.
또한, 고정도체와 가동도체의 연결부위에는 가동도체와 고정도체 간의 접속 및 분리시에 도체의 선단부에 발생하는 전계를 완화시키기 위한 쉴드가 구비될 수 있다.
이러한 쉴드는 도체의 끝단에 전계가 집중되지 않도록 도체의 선단부를 감싸는 둥근 형태의 도체로 구성될 수 있다.
한편, 대한민국 공개특허 제10-2013-0012522호에는 고정도체의 선단부가 가동도체에 삽입 연결되는 구조의 가스절연 개폐장치가 개시되어 있다.
상기 공개특허 제10-2013-0012522호를 보면, 가동도체와 고정도체의 연결시 가동도체와 고정측 쉴드가 서로 간섭되지 않도록, 고정측 쉴드의 내경이 가동도체의 외경보다 크게 형성된 구조가 개시되어 있다.
그러나, 이와 같은 구조는 쉴드와 고정도체 간에 넓은 간격이 형성되어, 쉴드와 고정도체의 끝단 모서리 부분에 전계가 집중되므로, 절연내력이 낮다는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점 중 적어도 일부를 해결하고자 안출된 것으로, 일 측면으로서, 도체 끝단의 전계가 완화되는 가스절연 개폐장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적 중 적어도 일부를 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 외함; 상기 외함의 내부에 고정되는 제1 고정도체; 상기 외함의 내부에 고정되며, 상기 제1 도체에 대향하도록 배치되는 제2 고정도체; 상기 제2 고정도체에 슬라이딩 가능하도록 구비되고, 상기 제1 고정도체를 향해 슬라이딩하여 선단부에 상기 제1 고정도체의 선단부가 삽입 연결될 수 있는 가동도체; 및 상기 제1 고정도체의 선단부의 외주연을 감싸도록 구비되며, 외력에 의해 상기 제1 고정도체의 후방으로 후퇴 가능하도록 구성된 쉴드부재;를 포함하고, 상기 쉴드부재는 상기 가동도체가 상기 제1 고정도체에 접속되는 동작에 따라 상기 가동도체에 의해 상기 제1 고정도체의 후방으로 후퇴 가능하도록 구성되고, 외력이 제거되는 경우에 원상 복귀되도록 탄성부재를 매개로 상기 제1 고정도체에 지지되며, 상기 가동도체는 외주면에 돌출된 형상이 배제된 환봉 형태로 구성되는 가스절연 개폐장치를 제공한다.
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일 예로, 상기 탄성부재는 일단이 상기 제1 고정도체에 연결되고 타단이 상기 쉴드부재에 연결된 압축스프링으로 구성될 수도 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 가동도체에 구비되며, 상기 제1 고정도체의 선단부가 삽입 연결될 수 있도록 구성된 접촉자가 더 포함되고, 상기 쉴드부재는 상기 제1 고정도체가 상기 접촉자에 삽입되는 경우에 상기 접촉자에 의해 밀려서 상기 제1 고정도체의 후방으로 후퇴되도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 쉴드부재는 전단의 내경이 상기 제1 고정도체의 전단의 외경보다 크고 상기 접촉자의 외경보다 작게 구성될 수 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 의하면, 도체 끝단의 전계를 완화시켜 절연내력이 향상된다는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 개로상태를 나타내는 측단면도.
도 2는 도 1에 도시된 가스절연 개폐장치의 폐로상태를 나타내는 측단면도.
도 3은 도 1에 도시된 가스절연 개폐장치에 포함되는 쉴드부재와 탄성부재의 분해 사시도.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 또한, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치에 대해서 살펴본다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치(100)는 외함(110), 제1 고정도체(120), 제2 고정도체(130), 가동도체(140), 접촉자(150) 및 쉴드부재(160)를 포함할 수 있다.
상기 외함(110)은 내부공간에 절연가스(SF6)가 충진된 금속 탱크 구조물로 구성될 수 있다.
이러한 외함(110)의 내부공간에는 후술할 제1 고정도체(120), 제2 고정도체(130) 및 가동도체(140)가 구비될 수 있다.
상기 제1 고정도체(120)는 외함(110)의 내부에 고정되며, 외함(110)의 내부공간에 일측에서 타측방향으로 돌출된 형태의 도체로 구성될 수 있다.
이러한 제1 고정도체(120)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 외함(110)의 외부에서 외함(110)의 내부공간으로 인입된 형태로 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 고정도체(120)는 외함(110)의 일측에서 외함(110)의 내부공간으로 연장된 봉상의 도체로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 고정도체(120)는 후술할 가동도체(140)와 연결되는 경우에 가동도체(140) 및 제2 고정도체(130)와 함께 통전경로를 구성할 수 있다.
상기 제2 고정도체(130)는 외함(110)의 내부에 고정되며, 제1 도체에 대향하여 외함(110)의 내부공간에 타측에서 일측방향으로 돌출된 형태의 도체로 구성될 수 있다.
이러한 제2 고정도체(130)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 외함(110)의 외부에서 외함(110)의 내부공간으로 인입된 형태로 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 제2 고정도체(130)는 외함(110)의 타측에서 외함(110)의 내부공간으로 연장된 원통형상의 도체로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이러한 제2 고정도체(130)는 내부에 후술할 가동도체(140)가 유동적으로 삽입될 수 있는 중공부(132)를 구비할 수 있다.
제2 고정도체(130)는 후술할 가동도체(140)가 제1 고정도체(120)에 연결되는 경우에 제1 고정도체(120) 및 가동도체(140)와 함께 통전경로를 구성할 수 있다.
상기 가동도체(140)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 제2 고정도체(130)의 중공부(132)에 삽입되어 제2 고정도체(130)에 슬라이딩 가능하도록 구비되고, 제1 고정도체(120)를 향해 슬라이딩하여 선단부에 제1 고정도체(120)의 선단부가 삽입 연결될 수 있도록 구성된다.
도시하지는 않았지만, 이러한 가동도체(140)는 랙기어와 피니언 기어 또는 레버와 같은 조작장치(미도시)에 의해 가동되어 제1 고정도체(120)에 투입 및 분리될 수 있다.
상기 접촉자(150)는 가동도체(140)의 끝단에 구비되며, 제1 고정도체(120)의 선단부 일부분이 삽입 연결될 수 있는 삽입구(152)를 구비할 수 있다.
이러한 접촉자(150)는 가동도체(140)가 제1 고정도체(120)에 투입되는 경우에 제1 고정도체(120)와 전기적으로 연결되어, 제1 고정도체(120)와 가동도체(140) 간의 접점을 구성할 수 있다.
접촉자(150)는 특별히 한정되지 않으며, 복수의 연결팁으로 구성된 튤립형태의 접점 또는 스프링 접점 등을 구비하는 공지된 다양한 형태로 구성될 수 있다.
상기 쉴드부재(160)는 제1 고정도체(120)의 선단부의 외주연을 감싸도록 구비되는 도체이다.
이러한 쉴드부재(160)는 외형이 전체적으로 라운드지고 내부에 공간이 형성된 형상으로 구성되어, 제1 고정도체(120)의 선단에서 발생하는 전계를 완화시킬 수 있다.
즉, 쉴드부재(160)는 제1 고정도체(120)의 끝단을 둥근 형태로 감싸도록 구성되어, 도체의 끝단에 뾰족한 모서리 부분이 생기지 않도록 함으로써, 전계가 집중되는 것을 완화시킬 수 있다.
이를 위해, 일 실시예에서, 쉴드부재(160)는 전단의 내경이 제1 고정도체(120)의 전단의 외경보다 크고 접촉자(150)의 외경보다 작게 구성될 수 있다.
바람직하게, 쉴드부재(160)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 내경이 제1 고정도체(120)의 외주연에 접촉되거나 밀접하도록 구성될 수 있다.
이를 통해, 쉴드부재(160)와 제1 고정도체(120) 사이에는 간격이 없거나 매우 좁으므로, 제1 고정도체(120)의 전단이 전계가 집중될 수 있는 뾰족한 모서리 부분 없이 전체적으로 라운드지거나 평평한 형상이 되어, 제1 고정도체(120)의 전계 집중이 완화된다는 장점이 있다.
한편, 이러한 쉴드부재(160)는 외력에 의해 제1 고정도체(120)의 후방으로 후퇴 가능하도록 구성될 수 있다. 즉, 쉴드부재(160)는 전방에서 후방으로 가압되는 경우에 제1 고정도체(120)에 결합된 상태로 후퇴될 수 있다.
일 실시예에서, 쉴드부재(160)는 도 2에 도시된 바와 같이 가동도체(140)가 제1 고정도체(120)에 접속되면 가동도체(140)의 끝단에 구비된 접촉자(150)의 몸체에 의해 밀려서 제1 고정도체(120)의 후방으로 후퇴될 수 있다.
전술한 바와 같이, 쉴드부재(160) 전단의 내경이 접촉자(150)의 외경보다 작은 구조에서, 가동도체(140)가 제1 고정도체(120)에 투입되는 경우에 쉴드부재(160)는 접촉자(150)의 이동경로 상에 간섭되게 되어 접촉자(150)의 몸체가 쉴드부재(160)에 닿아서 쉴드부재(160)를 밀어내게 된다.
한편, 일 실시예에서, 쉴드부재(160)는 도 3에 도시된 바와 같이 외력이 제거되는 경우에 원래의 위치로 원상 복귀되도록 탄성부재(170)를 매개로 제1 고정도체(120)에 지지될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 탄성부재(170)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 일단이 제1 고정도체(120)에 결합되고 타단이 쉴드부재(160)에 결합된 압축스프링으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 구성에서, 가동도체(140) 투입시에 접촉자(150)가 제1 고정도체(120)에 연결되면 접촉자(150)에 의해 쉴드부재(160)가 후방으로 밀리게 되고, 탄성부재(170)는 압축되게 된다.
반대로, 가동도체(140) 분리시에 가동도체(140)가 제1 고정도체(120)에서 분리되면, 탄성부재(170)의 탄성복원력을 통해 쉴드부재(160)가 전진하여 제1 고정도체(120)의 전단에 배치될 수 있게 된다.
이때, 제1 고정도체(120)의 전단에 배치되는 쉴드부재(160)는 제1 고정도체(120)의 끝단을 감싸도록 배치되어 제1 고정도체(120)와 접촉자(150) 간의 전압차이로 인해 발생하는 전계를 완화시킴으로써, 도체간 절연내력을 향상시킬 수 있게 된다.
본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 밝혀두고자 한다.
100: 가스절연 개폐장치
110: 외함
120: 제1 고정도체
130: 제2 고정도체
132: 중공부
140: 가동도체
150: 접촉자
152: 삽입구
160: 쉴드부재
170: 탄성부재

Claims (6)

  1. 외함;
    상기 외함의 내부에 고정되는 제1 고정도체;
    상기 외함의 내부에 고정되며, 상기 제1 도체에 대향하도록 배치되는 제2 고정도체;
    상기 제2 고정도체에 슬라이딩 가능하도록 구비되고, 상기 제1 고정도체를 향해 슬라이딩하여 선단부에 상기 제1 고정도체의 선단부가 삽입 연결될 수 있는 가동도체; 및
    상기 제1 고정도체의 선단부의 외주연을 감싸도록 구비되며, 외력에 의해 상기 제1 고정도체의 후방으로 후퇴 가능하도록 구성된 쉴드부재;를 포함하고,
    상기 쉴드부재는 상기 가동도체가 상기 제1 고정도체에 접속되는 동작에 따라 상기 가동도체에 의해 상기 제1 고정도체의 후방으로 후퇴 가능하도록 구성되고, 외력이 제거되는 경우에 원상 복귀되도록 탄성부재를 매개로 상기 제1 고정도체에 지지되며,
    상기 가동도체는 외주면에 돌출된 형상이 배제된 환봉 형태로 구성된 가스절연 개폐장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 탄성부재는 일단이 상기 제1 고정도체에 연결되고 타단이 상기 쉴드부재에 연결된 압축스프링으로 구성된 가스절연 개폐장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가동도체에 구비되며, 상기 제1 고정도체의 선단부가 삽입 연결될 수 있도록 구성된 접촉자를 더 포함하고,
    상기 쉴드부재는 상기 제1 고정도체가 상기 접촉자에 삽입되는 경우에 상기 접촉자에 의해 밀려서 상기 제1 고정도체의 후방으로 후퇴되도록 구성된 가스절연 개폐장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 쉴드부재는 전단의 내경이 상기 제1 고정도체의 전단의 외경보다 크고 상기 접촉자의 외경보다 작게 구성된 가스절연 개폐장치.
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