KR101860348B1

KR101860348B1 - 진공차단기의 진공인터럽터

Info

Publication number: KR101860348B1
Application number: KR1020140107238A
Authority: KR
Inventors: 김성태
Original assignee: 엘에스산전 주식회사
Priority date: 2014-08-18
Filing date: 2014-08-18
Publication date: 2018-05-23
Also published as: KR20160021663A

Abstract

본 발명은 진공차단기의 진공인터럽터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일단에 고정접점이 형성된 고정전극과, 일단에 가동접점이 형성된 가동전극과, 상기 고전전극과 상기 가동전극의 둘레에 진공이 형성되도록 상기 고정전극과 상기 가동전극의 둘레를 감싸도록 형성된 아킹쉴드를 포함하는 진공차단기의 진공인터럽터에 있어서, 상기 아킹쉴드는, 상부 내측에는 상기 고정접점이 위치하고, 하부 내측에는 상기 가동접점이 위치하여 상기 고정접점과 상기 가동접점의 분리시 발생된 아크가 포착되는 상부몸체; 및 상기 상부몸체의 하부 외측면에 상부 내측면이 맞닿도록 끼워져 상기 아킹쉴드의 측면 폭이 두꺼워지도록 하는 하부몸체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공차단기의 진공인터럽터에 관한 것이다.
본 발명은 아킹쉴드가 상부몸체와 하부몸체로 구성되도록 하여 가동접점과 고정접점을 이중으로 감싸도록 함으로써 고온의 아크열로 인해 용융되는 측면부위의 두께가 두꺼워지도록 하여 아크열로 인해 측면부위가 녹아 아킹쉴드에 구멍이 뚫리는 것을 방지하는 효과가 있다.

Description

진공차단기의 진공인터럽터{VACUUM INTERRUPTER FOR VACUUM CIRCUIT BREAKER}

본 발명은 진공차단기의 진공인터럽터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 진공인터럽터를 구성하는 아킹쉴드의 구조를 개선하여 고온의 아크열로 인해 진공인터럽터의 전류차단능력이 저하되는 것을 방지하는 진공차단기의 진공인터럽터에 관한 것이다.

차단기는 전기회로에서 발생하는 단락이나 지락 등의 사고시에 사고전류로부터 부하기기 및 선로를 보호하는 전기 보호기기이다.

이러한 차단기는 소호 매질에 따라 기름을 소호 매질로 사용하는 유입차단기와, 불활성 기체인 육불화항(SF₆)가스를 이용한 가스차단기와, 공기를 소호 매질로 이용한 기중차단기와, 자기를 이용한 차단기 및 진공의 절연내력을 이용한 진공차단기 등으로 구분된다.

현재 대부분의 전력기기 제품은 아크 소호 및 절연 성능이 우수한 육불화황 가스를 절연매질로 사용하고 있지만 육불화황가스는 온실효과가 이산화탄소의 23,900배에 달해 전세계적으로 사용 규제가 이루어지고 있는 실정이다.

국내에서도 이러한 육불화황가스를 대체할 수 있는 환경 친화적 전력기기 제품 개발이 활발히 이루어지고 있고, 이러한 환경 친화적 전력기기 제품의 하나로 진공차단기의 수요가 급증하고 있는 실정이다.

진공차단기는 전력 수송제어 및 전력계통의 보호 역할을 주로 담당하고 있으며, 차단용량이 크고 신뢰성 및 안전성이 높을 뿐만 아니라 작은 설치 공간에도 거치할 수 있어 중전압에서부터 고전압에 이르기까지 그 적용범위가 확대되어 가고 있다.

상기와 같은 진공차단기의 내부에서 전류를 차단하는 핵심부품이 진공인터럽터이며, 부하전류 또는 사고전류를 차단하도록 진공차단기, 진공 개폐기 또는 진공 컨텍터 등에 주로 사용된다.

도 1에는 종래의 진공인터럽터의 개략적인 구성이 도시되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 진공차단기에 구비되는 진공인터럽터(10)는 가동전극(15)의 끝단에 가동접점(17)이 연결되고, 고정전극(11)의 끝단에 고정접점(13)이 연결된다.

상기 가동전극(15)에는 진공기밀을 유지시켜 주면서 개폐동작이 가능하도록 금속기밀주름관(19)이 연결되고, 상기 금속기밀주름관(19)의 일측은 가동측 실컵(21)에 의해 지지되며, 상기 가동측 실컵(SEAL CUP)(21)은 세라믹 절연용기(23)에 결합된다.

또한 상기 고정전극(11)은 고정측 실컵(SEAL CUP)(25)에 의해 지지되고, 상기 고정측 실컵(25)은 세라믹 절연용기(23)에 결합된다.

한편, 상기 진공인터럽터(10)의 중간 부분에는 상기 각 전극의 접점에서 발생하는 아크의 확산을 막아주는 아킹쉴드(27)가 상하부의 세라믹 절연용기(23) 사이에 구비된다.

상기와 같은 구성을 가진 진공인터럽터(10)는 횡자계방식과 종자계방식이 있다.

횡자계방식은 사고전류에 의해 접점이 개리될 때 발생하는 아크를 자기 구동하여 원주 방향으로 빠르게 회전시켜 차단하고, 종자계방식은 아크를 접점 내에 구속하고 접점 전체면에 아크를 확산시켜 차단한다.

이때 횡자계방식에서는 가동접점과 고정접점 사이에 발생하는 아크를 원주방향으로 작용하는 자계를 이용하여 가동접점과 고정접점 주위를 감싸고 있는 아킹쉴드에 증착시키게 된다.

하지만 횡자계방식의 진공인터럽터는 아크의 온도가 수천도에 달해 아킹쉴드의 내벽이 용융될 뿐만 아니라 차단기의 차단용량이 증가하거나 차단횟수가 증가하게 되면 아킹쉴드의 용융이 가속화되어 아킹쉴드에 구멍이 생기는 문제점이 있었다.

또한 아킹쉴드에 구멍이 생기게 되면 고온의 아크가 아킹쉴드를 감싸고 있는 세라믹 절연판을 녹이게 되어 진공인터럽터의 전류차단능력이 현저히 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 진공인터럽터를 구성하는 아킹쉴드의 구조를 개선하여 고온의 아크열로 인해 진공인터럽터의 전류차단능력이 저하되는 것을 방지하는 진공차단기의 진공인터럽터를 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 본 발명의 목적은, 일단에 고정접점이 형성된 고정전극과, 일단에 가동접점이 형성된 가동전극과, 상기 고정전극과 상기 가동전극의 둘레에 진공이 형성되도록 상기 고정전극과 상기 가동전극의 둘레를 감싸도록 형성된 아킹쉴드를 포함하는 진공차단기의 진공인터럽터에 있어서, 상기 아킹쉴드는, 상부 내측에는 상기 고정접점이 위치하고, 하부 내측에는 상기 가동접점이 위치하여 상기 고정접점과 상기 가동접점의 분리시 발생된 아크가 포착되는 상부몸체; 및 상기 상부몸체의 하부 외측면에 상부 내측면이 맞닿도록 끼워져 상기 아킹쉴드의 측면 폭이 두꺼워지도록 하는 하부몸체;를 포함하되, 상기 하부몸체는, 내측면이 상기 상부몸체의 외측면과 맞닿는 제1몸체; 및 상기 제1몸체의 하측으로 일체로 형성되어 상기 상부몸체의 하부를 감싸는 제2몸체로 구성되고, 상기 제1몸체의 하단부와 상기 제2몸체의 상단부 사이에는 밀착면이 형성되어 상기 상부몸체와 상기 하부몸체의 결합시 상기 상부몸체의 하단이 상기 밀착면에 밀착되되, 상기 제1 몸체의 상단은 상기 고정접점의 상단에 인접한 위치에서, 상기 고정접점의 상단 보다 높게 위치하고, 상기 밀착면은 상기 가동접점의 하단에 인접한 위치에서, 상기 가동접점의 하단보다 낮게 위치하여, 상기 제1 몸체의 상단과 상기 밀착면까지 상기 아킹쉴드의 두께가 증가하는 것을 특징으로 하는 진공차단기의 진공인터럽터를 제공함으로써 달성된다.

삭제

또한 상기 제2몸체의 양측면 사이의 폭은 상기 제1몸체의 양측면 사이의 폭보다 좁게 형성된 것을 특징으로 한다.

삭제

상술한 바와 같이 본 발명인 진공차단기의 진공인터럽터는 아킹쉴드가 상부몸체와 하부몸체로 구성되도록 하고, 상부몸체와 하부몸체가 가동접점과 고정접점을 이중으로 감싸도록 함으로써 고온의 아크열로 인해 용융되는 측면부위의 두께가 두꺼워지도록 하여 아크열로 인해 측면부위가 녹아 아킹쉴드에 구멍이 뚫리는 것을 방지하는 효과가 있다.

또한 아킹쉴드에 구멍이 뚫리는 것을 방지함으로써 아크열로 인해 진공인터럽터의 성능이 저하되는 것을 방지하는 효과가 있다.

또한 제1몸체의 상단이 고정접점의 상단보다 높게 위치하도록 하여 아크가 포착되는 측면부위에서 두께가 두꺼워지지 않는 부위가 발생되는 것을 방지하는 효과가 있다.

또한 제2몸체의 폭이 제1몸체의 폭보다 좁게 형성되도록 하여 아킹쉴드가 절연부재의 내부에 쉽게 삽입되거나 내부로부터 쉽게 분리되게 하는 효과도 있다.

도 1은 종래의 진공차단기를 나타내는 개략 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 진공인터럽터를 나타내는 개략 단면도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 진공차단기의 진공인터럽터에 대해 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 진공인터럽터를 나타내는 개략 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 진공인터럽터(100)는 절연부재(190)와, 고정전극(110)과, 가동전극(150) 및 아킹쉴드(210)를 포함하여 이루어진다.

상기 절연부재(190)는 상기 진공인터럽터(100)의 외부형상을 이루고, 내부에 상기 고정전극(110)과 상기 가동전극(150)이 위치하며, 세라믹 등으로 이루어진다.

상기 고정전극(110)은 상기 절연부재(190)의 내부에 고정된 상태로 위치하고, 일단에는 고정접점(130)이 형성된다.

상기 가동전극(150)은 상기 절연부재(190)의 내부에 상기 고정전극(110)과 반대방향에 위치한 상태에서 상하이동하며, 일단에는 상기 가동전극(150)의 상하이동에 따라 상기 고정접점(130)에 접촉하거나 분리되는 가동접점(170)이 형성된다.

상기 아킹쉴드(210)는 상기 절연용기의 내부에 구비되고, 상기 고정전극(110)과 상기 가동전극(150) 주위에 진공이 형성되도록 상기 고정전극(110)과 상기 가동전극(150)의 둘레를 감싼다.

한편, 상기 아킹쉴드(210)는 상부몸체(211)와 하부몸체(213)를 포함하여 이루어진다.

상기 상부몸체(211)는 그 내부에 상기 가동전극(150)과 상기 고정전극(110)이 위치하며, 상기 가동전극(150)과 상기 고정전극(110) 주위에 진공이 형성되도록 상기 가동전극(150)과 상기 고정전극(110)의 둘레를 감싼다.

상기 하부몸체(213)는 상기 상부몸체(211)가 끼워지도록 하여 상기 상부몸체(211) 중 아크가 포착되는 측면의 두께가 두꺼워지도록 한다.

이때 상기 하부몸체(213)는 상기 상부몸체(211)에 결합되는 제1몸체(213a)와, 상기 제1몸체(213a)에 일체로 형성된 제2몸체(213b)를 포함하여 이루어진다.

상기 제1몸체(213a)는 그 내측면이 상기 상부몸체(211)의 외측면에 맞닿도록 상기 상부몸체(211)에 끼워지며, 상기 제2몸체(213b)는 상기 제1몸체(213a)의 하부에 상기 제1몸체(213a)와 일체가 되도록 연장 형성되어 상기 상부몸체(211)의 하부를 감싼다.

이때 상기 제1몸체(213a)의 하단부와 상기 제2몸체(213b)의 상단부 사이에는 밀착면(215)이 더 형성되어 상기 상부몸체(211)가 상기 하부몸체(213)에 끼워질 때 상기 상부몸체(211)의 하단이 상기 밀착면(215)에 밀착되면서 상기 상부몸체(211)가 상기 하부몸체(213)에 끼워진다.

본 발명의 경우 아킹쉴드(210)가 상부몸체(211)와 하부몸체(213)로 구성되도록 하고, 상부몸체(211)의 외측면에 하부몸체(213)의 내측면이 맞닿은 상태로 상부몸체(211)가 하부몸체(213)에 끼워지도록 하여, 고정접점(130)과 가동접점(170)이 분리될 때 발생되는 아크가 포착되는 측면부위의 두께가 하부몸체(213)의 폭만큼 두꺼워지도록 함으로써 차단용량이 증가하거나 차단회수가 증가하여 측면부위에 포착되는 아크의 양이 증가하더라도 고온의 아크열로 인해 측면부위에 구멍이 뚫려 진공인터럽터(100)의 전류차단능력이 저하되는 것을 방지한다.

또한 상기와 같이 상부몸체(211)에 하부몸체(213)가 끼워지는 것이 아니라 상부몸체(211)가 하부몸체(213)에 끼워지도록 구성할 수 있고, 상부몸체(211)와 하부몸체(213)의 폭을 다르게 구성할 수 있다.

이외에 아크가 직접 포획되는 상부몸체(211)는 내열성이 강한 재질을 사용함으로써 측면부위가 용융되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

한편, 상기 제1몸체(213a)의 상단(213a-1)의 위치는 상기 고정접점(130)의 상단(131)에 인접한 위치에서, 상기 고정접점(130)의 상단(131)보다 높게 위치하고, 상기 밀착면(215)은 상기 가동접점(170)의 하단에 인접한 위치에서, 상기 가동접점(170)의 하단보다 낮게 위치한다.
만일, 고정접점(130)의 상단(131)보다 제1몸체(213a)의 상단이 낮게 형성되면 아크가 포착되는 측면부위 중 제1몸체(213a)의 상단(213a-1)과 고정접점(130)의 상단(131) 사이(D)는 두께가 두꺼워지지 않아 포착된 아크로 인해 쉽게 용융되지만, 본 발명의 경우 제1몸체(213a)의 상단(213a-1)이 고정접점(130)의 상단(131)보다 높게 형성되도록 하여 상부몸체(211)와 하부몸체(213)를 결합했을 때 아크를 포착하는 측면부위에서 두께가 두꺼워지지 않는 부위가 발생되는 것을 방지하게 된다.

삭제

또한 상기 제2몸체(213b)의 양측면 사이의 폭이 상기 제1몸체(213a)의 양측면 사이의 폭보다 좁게 형성되도록 하여 상기 아킹쉴드(210)가 상기 절연부재(190)의 내부에 쉽게 삽입되거나 내부에서 쉽게 분리되게 한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있고, 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

10,100: 진공인터럽터 110,11: 고정전극
130,13: 고정접점 150,15: 가동전극
17,170: 가동접점 19: 금속기밀주름관
21: 가동측실컵 23,190: 세라믹 절연용기
25: 고정측실컵 27, 210:아킹쉴드
211: 상부몸체 213: 하부몸체
213a-1: 제1몸체상단 213a: 제1몸체
213b: 제2몸체 215: 밀착면

Claims

일단에 고정접점이 형성된 고정전극과, 일단에 가동접점이 형성된 가동전극과, 상기 고정전극과 상기 가동전극의 둘레에 진공이 형성되도록 상기 고정전극과 상기 가동전극의 둘레를 감싸도록 형성된 아킹쉴드를 포함하는 진공차단기의 진공인터럽터에 있어서,
상기 아킹쉴드는,
상부 내측에는 상기 고정접점이 위치하고, 하부 내측에는 상기 가동접점이 위치하여 상기 고정접점과 상기 가동접점의 분리시 발생된 아크가 포착되는 상부몸체; 및
상기 상부몸체의 하부 외측면에 상부 내측면이 맞닿도록 끼워져 상기 아킹쉴드의 측면 폭이 두꺼워지도록 하는 하부몸체;
를 포함하되,
상기 하부몸체는,
내측면이 상기 상부몸체의 외측면과 맞닿는 제1몸체; 및
상기 제1몸체의 하측으로 일체로 형성되어 상기 상부몸체의 하부를 감싸는 제2몸체로 구성되고,
상기 제1몸체의 하단부와 상기 제2몸체의 상단부 사이에는 밀착면이 형성되어 상기 상부몸체와 상기 하부몸체의 결합시 상기 상부몸체의 하단이 상기 밀착면에 밀착되되,
상기 제1 몸체의 상단은 상기 고정접점의 상단에 인접한 위치에서, 상기 고정접점의 상단 보다 높게 위치하고,
상기 밀착면은 상기 가동접점의 하단에 인접한 위치에서, 상기 가동접점의 하단보다 낮게 위치하여,
상기 제1 몸체의 상단과 상기 밀착면까지 상기 아킹쉴드의 두께가 증가하는 것을 특징으로 하는 진공차단기의 진공인터럽터.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제2몸체의 양측면 사이의 폭은 상기 제1몸체의 양측면 사이의 폭보다 좁게 형성된 것을 특징으로 하는 진공차단기의 진공인터럽터.
삭제