KR101706091B1 - 가스절연 개폐장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가동자 이동 시 동력 손실을 저감하고 파티클 발생을 억제할 수 있는 가스절연 개폐장치에 관한 것으로서, 내부에 가스가 충진되는 하우징과, 상기 하우징 내부에 배치되는 고정자와, 상기 하우징 내부에서 상기 고정자에 대향하여 이격 배치되는 가동자와, 상기 하우징에 구비되어 상기 가동자를 상기 고정자에 접촉 또는 이격 시키는 구동수단, 그리고 일측단이 상기 하우징에 구비되어 외부와 전기적으로 연결되는 단자에 체결되고 타측단이 상기 가동자에 체결되는 연결부재를 포함한다.

Description

가스절연 개폐장치{GAS INSULATED SWITCHGEAR}
본 발명은 가스절연 개폐장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가동자 이동 시 동력 손실을 저감하고 파티클 발생을 억제할 수 있는 가스절연 개폐장치에 관한 것이다.
일반적으로 가스절연 개폐장치(GIS, Gas Insulated Switchgear)는 사고전류 발생 시 전류를 차단하는 개폐임무를 수행하는 장치로써, 차단기, 단로기, 접지개폐기, 계기용 변류기와 주모선 등을 접지된 금속 탱크에 내장하여 절연 및 소호 특성이 우수한 SF6 가스를 충진하여 변전소의 소형화, 안전 및 신뢰성의 향상, 용이한 운전 및 보수점검 등의 장점을 가진 전원 개폐장치이다.
이러한, 가스절연 개폐장치는 2상 스위치와 3상 스위치가 존재하는데, 더 쉽고 안전하게 사용할 수 있는 3상 스위치를 구현하기 위하여 다양한 종류의 가스절연 개폐장치들이 개발되고 있다.
도 1은 종래의 가스절연 개폐장치를 개략적으로 도시해 보인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 가스절연 개폐장치는 가스가 충진되는 하우징(10) 내부의 일측에 고정자(20)가 마련되고, 상기 고정자(20)와 접촉 또는 이격되도록 가동자(30)를 링크부(40)가 회전하여 이동시킨다. 이때, 가이드부(50)가 상기 가동자(30)가 직선 이동하도록 지지하고 상기 가이드부(50)에 복수의 접점(51)이 구비되어 상기 가동자(30)와 접촉하여 전기적으로 연결된다.
하지만, 이러한 구성으로 가스절연 개폐장치가 동작하는 경우, 복수의 접점(51)이 가동자(30)와 점 접촉하고 있어 상기 가동자(30)의 이동 시 저항으로 작용하여 동력 손실을 유발하고, 지속적인 사용에 의하여 상기 복수의 접점(51)과 가동자(30) 사이에서 파티클이 발생하여 전기절연 성능에 악영향을 미치는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 외부와 전기적으로 연결되는 단자와 가동자 간을 유연한 소재로 연결하여 동력 손실 방지 및 파티클 발생을 억제할 수 있는 가스절연 개폐장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스절연 개폐장치는, 내부에 가스가 충진되는 하우징; 상기 하우징 내부에 배치되는 고정자; 상기 하우징 내부에서 상기 고정자에 대향하여 이격 배치되는 가동자; 상기 하우징에 구비되어 상기 가동자를 상기 고정자에 접촉 또는 이격 시키는 구동수단; 및 일측단이 상기 하우징에 구비되어 외부와 전기적으로 연결되는 단자에 체결되고, 타측단이 상기 가동자에 체결되는 연결부재;를 포함한다.
상기 구동수단은, 상기 하우징에 체결되는 가이드레일; 상기 가동자가 체결되고, 상기 가이드레일 상에서 이동하는 이동부재; 및 상기 하우징에 구비되어 상기 이동부재를 직선 이동시키는 구동부;를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 이동부재에는, 상기 가이드레일 상을 이동하는 방향에 대하여 수직한 방향으로 복수 개의 가동자가 체결될 수도 있다.
상기 연결부재는, 상기 단자와 상기 가동자를 전기적으로 연결하고, 상기 가동자의 이동에 대응하여 탄성적으로 변형되도록 마련될 수 있다.
그리고, 상기 가동자의 이동방향과 평행하게 상기 가동자에 구비되는 제1 지지판; 및 상기 제1 지지판과 평행하게 상기 단자에 구비되는 제2 지지판;을 더 포함하고, 상기 연결부재는 휘어진 상태에서 상기 제1 지지판과 상기 제2 지지판 사이에 배치될 수도 있다.
또한, 상기 연결부재의 타측단이 상기 제1 지지판에 체결될 수도 있다.
나아가, 상기 연결부재는, 상기 가동자의 이동에 저항하지 않도록 유연한 소재의 케이블로 마련될 수도 있다.
본 발명에 의한 가스절연 개폐장치에 따르면, 외부와 전기적으로 연결되는 단자와 가동자 간을 유연한 소재로 연결하여 마찰에 의한 저항 발생을 제거하여 동력 손실을 방지할 수 있고, 파티클 발생을 억제하여 전기절연 성능을 보장할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 종래의 가스절연 개폐장치를 개략적으로 도시해 보인 단면도,
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 가스절연 개폐장치의 제1 동작상태를 개략적으로 도시해 보인 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 가스절연 개폐장치의 제2 동작상태를 개략적으로 도시해 보인 도면이다.
본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 가스절연 개폐장치에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
이하 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.
도 2 는 본 발명의 실시예에 의한 가스절연 개폐장치의 제1 동작상태 즉, 가동자가 고정자에 이격된 상태를 개략적으로 도시해 보인 도면이고, 도 3은 상기 가스절연 개폐장치의 제2 동작상태 즉, 가동자가 고정자에 접촉된 상태를 개략적으로 도시해 보인 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 가스절연 개폐장치(100)는 내부에 가스가 충진되는 하우징(110)과, 상기 하우징(110) 내부에 배치되는 고정자(120)와, 상기 하우징(110) 내부에서 상기 고정자(120)에 대향하여 이격 배치되는 가동자(130)와, 상기 하우징(110)에 구비되어 상기 가동자(130)를 상기 고정자(120)에 접촉 또는 이격 시키는 구동수단(200), 그리고 일측단이 상기 하우징(110)에 구비되어 외부와 전기적으로 연결되는 단자(400)에 체결되고 타측단이 상기 가동자(130)에 체결되는 연결부재(300)를 포함한다.
상기 하우징(110)은 내부에 중공부가 형성되어 상기 고정자(120)와, 가동자(130)와, 구동수단(200), 그리고 연결부재(300)가 설치되고, 가스가 충진된다. 상기 하우징(110)의 내부에 충진되는 가스로는 SF6 가스, Dry Air 또는 SF6와 N2의 혼합 가스 등이 사용될 수 있다. 그리고, 상기 하우징(110)은 상기 고정자(120)가 구비되는 측과, 상기 가동자(130)가 구비되는 측으로 분할되어 구비될 수 있다.
상기 고정자(120)와 가동자(130)는 도체로 마련되고, 상기 고정자(120)는 상기 하우징(110) 내부에서 상기 가동자(130)에 대향하는 위치에 고정되도록 마련되며, 상기 구동수단(200)이 동작하여 상기 가동자(130)를 이동시켜 상기 가동자(130)와 고정자(120)를 접촉 또는 이격시켜 회로를 통전 또는 단락 시키도록 마련된다.
상기 구동수단(200)은 상기 하우징(110)에 체결되는 가이드레일(210)과, 상기 가동자(130)가 체결되고 상기 가이드레일(210) 상에서 이동하는 이동부재(220), 그리고 상기 하우징(110)에 구비되어 상기 이동부재(220)를 직선 이동시키는 구동부(230)를 포함한다.
상기 가이드레일(210)은 상기 하우징(110)에 구비되어 상기 이동부재(220)를 상기 고정자(120) 측으로 직선 이동하도록 가이드한다.
상기 이동부재(220)는 상기 가이드레일(210) 상에 배치되고, 상기 고정자(120)와 마주하는 일측단에는 상기 가동자(130)가 체결되고, 타측단에는 구동부(230)와 체결되어 상기 구동부(230)의 동작에 의하여 상기 가이드레일(210) 상에서 직선 이동한다.
그리고, 상기 이동부재(220)에는 상기 가이드레일(210) 상을 이동하는 방향에 대하여 수직한 방향으로 복수 개의 가동자(130)가 체결될 수 있다. 즉, 가스절연 개폐장치가 2상 또는 3상 스위치로 마련되는 경우, 상기 이동부재(220)에 가동자(130)가 2개 또는 3개로 마련될 수 있다.
상기 구동부(230)는 액츄에이터로 구비되어 상기 이동부재(220)를 상기 가이드레일(210) 상에서 직선이동 하도록 동작시킨다. 물론, 상기 이동부재(220)를 이동시키기 위한 구성이 이에 한정되지 않고, 상기 이동부재(220)를 직선 이동시킬 수 있는 공지의 다양한 기계적 수단이 적용될 수 있다.
상기 연결부재(300)는 일측단이 상기 하우징에 구비되어 외부와 전기적으로 연결되는 단자(400)에 체결되고, 타측단이 상기 가동자(130)에 체결되어 상기 가동자(130)와 상기 단자(400)를 전기적으로 연결한다.
그리고, 상기 연결부재(300)는 일측단이 상기 단자(400)에 고정 체결되고, 타측단이 상기 가동자(130)에 고정 체결된 상태에서, 상기 가동자(130)의 이동에 대응하여 탄성적으로 변형되도록 마련된다.
보다 구체적으로, 상기 연결부재(300)는 상기 단자(400)와 상기 가동자(130) 사이가 가장 멀어진 상태 즉, 상기 가동자(130)가 상기 고정자(120)와 접촉된 상태에서의 상기 단자(400)와 상기 가동자(130) 간의 직선 거리보다 길게 마련되고, 휘어진 상태에서 양측단이 서로 마주보도록 배치되어 상기 단자(400)와 상기 가동자(130)에 각각 체결되며, 상기 단자(400)에 체결된 일측단은 고정되어 있고, 상기 가동자(130)에 체결된 타측단은 상기 가동자(130)와 함께 이동한다.
그리고, 상기 연결부재(300)가 상기 단자(400)와 상기 가동자(130) 사이에서 평행한 상태를 유지하며 휘어지도록 상기 가동자(130)와 상기 단자(400) 각각에 제1 지지판(240)과 제2 지지판(410)이 구비될 수 있다. 즉, 상기 제1 지지판(240)은 상기 가동자(130)의 이동방향과 평행하게 상기 가동자(130)에 구비되고, 상기 제2 지지판(410)은 상기 제1 지지판(240)과 평행하게 상기 단자(400)에 구비되며, 상기 연결부재(300)는 휘어진 상태에서 상기 제1 지지판(240)과 상기 제2 지지판(410) 사이에 배치되어 평행한 상태를 유지하게 된다. 이때, 상기 가동자(130)에 체결되는 제1 지지판(240)에 상기 연결부재(300)의 타측단이 고정될 수도 있다.
이러한 구성으로, 상기 연결부재(300)의 양측단 즉, 상기 단자(400)와 상기 가동자(130) 각각에 체결되는 양측단에서 발생할 수 있는 굽힘 응력을 최소화 하여 굽힘 피로하중에 의한 파손을 방지할 수 있다.
또한, 상기 연결부재(300)는 상기 가동자(130)의 이동에 저항하지 않도록 유연한 소재의 케이블로 마련될 수도 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.
100 : 가스절연 개폐장치 110 : 하우징
120 : 고정자 130 : 가동자
200 : 구동수단 210 : 가이드레일
220 : 이동부재 230 : 구동부
240 : 제1 지지판 300 : 연결부재
400 : 단자 410 : 제2 지지판

Claims (7)

  1. 내부에 가스가 충진되는 하우징;
    상기 하우징 내부에 배치되는 고정자;
    상기 하우징 내부에서 상기 고정자에 대향하여 이격 배치되는 가동자;
    상기 하우징에 구비되어 상기 가동자를 상기 고정자에 접촉 또는 이격 시키는 구동수단; 및
    일측단이 상기 하우징에 구비되어 외부와 전기적으로 연결되는 단자에 체결되고, 타측단이 상기 가동자에 체결되는 연결부재;를 포함하고,
    상기 구동수단은,
    상기 하우징에 체결되는 가이드레일;
    상기 가동자가 체결되고, 상기 가이드레일 상에서 이동하는 이동부재; 및
    상기 하우징에 구비되어 상기 이동부재를 직선 이동시키는 구동부;를 포함하는 가스절연 개폐장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이동부재에는,
    상기 가이드레일 상을 이동하는 방향에 대하여 수직한 방향으로 복수 개의 가동자가 체결되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 연결부재는,
    상기 단자와 상기 가동자를 전기적으로 연결하고, 상기 가동자의 이동에 대응하여 탄성적으로 변형되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가동자의 이동방향과 평행하게 상기 가동자에 구비되는 제1 지지판; 및
    상기 제1 지지판과 평행하게 상기 단자에 구비되는 제2 지지판;을 더 포함하고,
    상기 연결부재는 휘어진 상태에서 상기 제1 지지판과 상기 제2 지지판 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 연결부재의 타측단이 상기 제1 지지판에 체결되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 연결부재는,
    상기 가동자의 이동에 저항하지 않도록 유연한 소재의 케이블로 마련되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치.

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