KR101931548B1

KR101931548B1 - Direct current cutoff apparatus

Info

Publication number: KR101931548B1
Application number: KR1020170021032A
Authority: KR
Inventors: 정동철; 이상원; 김원석
Original assignee: 재단법인 한국탄소융합기술원
Priority date: 2017-02-16
Filing date: 2017-02-16
Publication date: 2018-12-24
Also published as: KR20180094639A

Abstract

본 발명에 따른 직류 전류 차단 장치는 직류전원과 부하를 접속하는 직류 선로에 설치되고, 상기 직류 선로의 일측 또는 타측에 고장 발생 시에 개방되어 상기 직류 선로의 전류를 차단하기 위하여 한쌍의 스위치 단자를 갖는 메인스위치; 상기 메인스위치에 연결되고 LC 공진을 발생하기 위해 컨덴서 기능을 수행하는 아크 챔버; 및 상기 LC 공진을 발생하기 위해 상기 아크 챔버에 인접하여 상태에서 리액터 기능을 수행하는 기자력 발생부;를 포함하고, 상기 직류 선로 상에 고전압이 걸려 고장이 발생하는 경우에, 상기 메인스위치가 개방되어져 상기 스위치 단자들 간에 아크가 발생하며, 상기 아크 챔버와 기자력 발생부 간의 연동을 통해 LC 공진을 발생함으로써 상기 스위치 단자들 간에 발생된 아크를 소호시키는 것을 특징으로 한다.The DC current interrupting device according to the present invention is provided in a DC line connecting a DC power source and a load and is opened when a fault occurs at one side or the other of the DC line to block a current of the DC line, A main switch; An arc chamber connected to the main switch and performing a capacitor function to generate LC resonance; And a magnetomotive force generating unit for performing a reactor function in a state adjacent to the arc chamber for generating the LC resonance, and when a high voltage is applied to the DC line to cause a failure, the main switch is opened An arc is generated between the switch terminals, and an LC resonance is generated through interlocking between the arc chamber and the magnetomotive force generating unit to thereby extinguish an arc generated between the switch terminals.

Description

[0001] The present invention relates to a direct current cutoff apparatus,

본 발명은 직류 전류 차단 장치로서, 전류 차단을 위하여 직류 선로에 설치되는 메인스위치의 개방 과정에서 발생하는 아크 발생을 방지하기 위하여 컨덴서 기능을 수행하는 아크 챔버 및 리액터 기능을 수행하는 기자력 발생부를 조합하여 LC 공진을 발생함으로써 상기 메인스위치의 스위치 단자들 간에 발생된 아크를 소호시키게 하는 직류 전류 차단 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a direct current circuit breaker comprising a combination of an arc chamber for performing a capacitor function and a magnetomotive force generator for performing a reactor function in order to prevent an arc generated in the process of opening a main switch installed in a direct current And LC resonance to generate an arc between the switch terminals of the main switch.

최근 들어 디지털 제품의 급증으로 인해 직류 전류를 사용하는 부하가 증가하고 있고, 신재생 에너지의 발전 등에 인해 직류 전류 형태의 분산 발전 기술이 확산됨에 따라 직류 전류의 배전망에 대한 관심이 급증하고 있는 실정이다. In recent years, due to the surge of digital products, the load using DC current is increasing, and the distributed power generation technology of DC current type is spreading due to the development of new and renewable energy, to be.

하지만, 직류 전류는 교류 전류와 달리 전류가 일정하게 흐르므로 부하의 단락 사고가 발생하는 경우 사고 전류가 스스로 영점이 되지 않으므로 직류 차단기에서 높은 아크 전압이 발생된 사고 전류의 흐름을 제어해야 하므로 교류 전류의 사고 전류에 비하여 상대적으로 차단하기가 어려운 단점이 있다.However, since the DC current flows constantly unlike the AC current, if the load is short-circuited, the fault current does not become the zero point by itself. Therefore, the flow of the fault current generated by the high arc voltage in the DC interrupter must be controlled, It is difficult to block the fault current in comparison with the fault current.

통상적으로, 고전압 DC 차단기는 고전압 직류(HVDC: High Voltage Direct Current) 송전시스템 등과 같은 약 50㎸ 이상의 고전압 송전선로를 통해 흐르는 전류를 차단할 수 있는 스위칭 장치이다. 즉, 고전압 DC 차단기는 DC 선로 상에 설치되어 일측 또는 타측에 고장발생시 고장전류가 고장이 발생한 측으로 제공되지 않도록 차단하는 역할을 한다. Generally, a high voltage DC circuit breaker is a switching device capable of interrupting a current flowing through a high voltage transmission line of about 50 kV or more, such as a high voltage direct current (HVDC) transmission system. In other words, the high-voltage DC circuit breaker is installed on the DC line to prevent the fault current from being supplied to the faulty side when a fault occurs on one side or the other side.

상기한 고전압 DC 차단기의 경우 시스템에 고장전류가 발생하면 DC 선로에 설치된 메인스위치를 개방시켜 고장이 발생한 회로를 분리하여 그 고장전류를 차단하도록 한다. 하지만, DC 선로에는 전류 영(zero)점이 존재하지 않기 때문에 메인스위치의 개방시 메인스위치의 단자간에 발생한 아크(arc)가 소호되지 않고 고장전류가 이러한 아크를 통해 지속적으로 흐르게 되어 고장전류를 차단하지 못하는 문제점이 있다.In the case of a high-voltage DC circuit breaker, if a fault current occurs in the system, the main switch installed in the DC line is opened to isolate the faulty circuit and shut down the fault current. However, since there is no zero point in the DC line, the arc generated between the terminals of the main switch is not extinguished when the main switch is opened, and the fault current is continuously flowed through the arc, There is a problem that can not be done.

한국 공개 특허 10-0026900호("자계 스위칭을 이용한 직류 차단기용 순간 전류 제한기")는 자계 스위칭을 이용하여 차단 직전의 사고 전류를 순간적으로 감소시키는 직류 차단기에 관한 구조를 개시하고 있다.Korean Patent Laid-Open No. 10-0026900 ("Instantaneous current limiter for DC circuit breaker using magnetic field switching") discloses a structure for a DC circuit breaker that instantaneously reduces the fault current immediately before breaking using magnetic field switching.

직류 전류가 가지고 있는 유도 장해가 적고, 회로의 안정도가 높으며, 송전 시 효율이 좋은 장점에도 불구하고 선행문헌은 직류 차단기에서 아크 전류를 충분히 제어하지 못하여 직류 전류의 사고 전류를 지속적으로 허용하게 되어 대형 화재 사고로 이루어질 수 있는 단점으로 인해, 직류 배전망의 보급을 저해하는 문제점이 있다.In spite of the advantage of low induction disturbance of DC current, high stability of circuit, and good efficiency in transmission, the prior literature fails to control arc current sufficiently in DC breaker, The disadvantage that can be caused by a fire accident is that it hinders the diffusion of DC distribution.

(특허문헌 1) KR10-0026900 B (Patent Document 1) KR10-0026900 B

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하고자 하는 것으로서, 전류 차단을 위하여 직류 선로에 설치되는 메인스위치의 개방 과정에서 발생하는 아크 발생을 방지하기 위하여 컨덴서 기능을 수행하는 아크 챔버 및 리액터 기능을 수행하는 기자력 발생부를 조합하여 LC 공진을 발생함으로써 상기 메인스위치의 스위치 단자들 간에 발생된 아크를 소호시키게 하는 직류 전류 차단 장치를 제공하는 것이 목적이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide an arc chamber for performing a capacitor function to prevent an arc generated in an opening process of a main switch installed in a DC line, And an LC resonance is generated by combining the generating portions to thereby cause the arc generated between the switch terminals of the main switch to be extinguished.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 직류 전류 차단 장치는 직류전원과 부하를 접속하는 직류 선로에 설치되고, 상기 직류 선로의 일측 또는 타측에 고장 발생 시에 개방되어 상기 직류 선로의 전류를 차단하기 위하여 한쌍의 스위치 단자를 갖는 메인스위치; 상기 메인스위치에 연결되고 LC 공진을 발생하기 위해 컨덴서 기능을 수행하는 아크 챔버; 및 상기 LC 공진을 발생하기 위해 상기 아크 챔버에 인접하여 상태에서 리액터 기능을 수행하는 기자력 발생부;를 포함하고, 상기 직류 선로 상에 고전압이 걸려 고장이 발생하는 경우에, 상기 메인스위치가 개방되어져 상기 스위치 단자들 간에 아크가 발생하며, 상기 아크 챔버와 기자력 발생부 간의 연동을 통해 LC 공진을 발생함으로써 상기 스위치 단자들 간에 발생된 아크를 소호시키는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a direct current (DC) cut-off device, which is provided in a DC line connecting a DC power source and a load, and is opened when a fault occurs on one side or the other side of the DC line, A main switch having a pair of switch terminals for blocking; An arc chamber connected to the main switch and performing a capacitor function to generate LC resonance; And a magnetomotive force generating unit for performing a reactor function in a state adjacent to the arc chamber for generating the LC resonance, and when a high voltage is applied to the DC line to cause a failure, the main switch is opened An arc is generated between the switch terminals, and an LC resonance is generated through interlocking between the arc chamber and the magnetomotive force generating unit to thereby extinguish an arc generated between the switch terminals.

상기 아크 챔버는, 소정 간격으로 이격 배치된 복수의 차단 플레이트를 포함하고, 상기 복수의 차단 플레이트 상에는 그래핀(Graphene)이 코팅된다.The arc chamber includes a plurality of blocking plates spaced apart at a predetermined interval, and the plurality of blocking plates are coated with graphene.

상기 기자력 발생부는, 코일 형상을 갖는다.The magnetomotive force generating portion has a coil shape.

상기 기자력 발생부는, 상하로 신축 가능한 스프링 타입 또는 상하 간격이 일정한 플랫 타입이다.The magnetomotive force generating section is a spring type which can be stretched and shrunk in the vertical direction or a flat type in which the vertical gap is constant.

상기 기자력 발생부는, 상부 또는 하방으로 갈수록 그 직경이 점점 커진다.The diameter of the magnetomotive force generating portion gradually increases toward the upper portion or the lower portion.

상기 한쌍의 스위치 단자들은 접점을 기준으로 하여 서로 반대 방향으로 이격된다.The pair of switch terminals are spaced apart from each other with respect to a contact point.

상기 한쌍의 스위치 단자들은 접점 상에서 면 접촉이 이루어진다.The pair of switch terminals are in surface contact on the contact point.

상기 한쌍의 스위치 단자들 중 하나의 스위치 단자는 볼록하게 형성된 돌출부를 구비하고, 다른 하나의 스위치 단자는 상기 돌출부의 외면에 부합하는 형상을 갖는 그루브를 갖는다.One switch terminal of the pair of switch terminals has a convexly formed protrusion and the other switch terminal has a groove having a shape conforming to the outer surface of the protrusion.

상기 장치는, 상기 메인스위치를 구성하는 한쌍의 스위치 단자들 간을 가로지르는 방향으로 가스 또는 자력을 발생하게 하는 아크 변화부;를 더 포함한다.The apparatus further includes an arc changing portion for causing a gas or a magnetic force to be generated across the pair of switch terminals constituting the main switch.

상기 직류 선로 상에는,On the direct current line,

상기 아크 챔버와 직류전원 사이를 연결하는 전도판 및 상기 전도판의 표면으로부터 수직한 방향으로 형성된 탄소나노튜브 전계 에미터가 배치된다.A conductive plate connecting between the arc chamber and the DC power source, and a carbon nanotube field emitter formed in a direction perpendicular to the surface of the conductive plate.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 직류 전류 차단 장치는 전류 차단을 위하여 직류 선로에 설치되는 메인스위치의 개방 과정에서 발생하는 아크 발생을 방지하기 위하여 컨덴서 기능을 수행하는 아크 챔버 및 리액터 기능을 수행하는 기자력 발생부를 조합하여 LC 공진을 발생함으로써 상기 메인스위치의 스위치 단자들 간에 발생된 아크를 소호시키게 한다.The DC current interrupter according to the present invention as described above includes an arc chamber for performing a capacitor function to prevent an arc generated in an opening process of a main switch installed in a DC line for current interruption, And generating the LC resonance by combining the generating portions to cause the arc generated between the switch terminals of the main switch to be extinguished.

본 발명에 따른 직류 전류 차단 장치는 아크 챔버의 형상을 허니컴 구조를 통해 구체화함으로써 발생된 아크의 소호를 신속히 진행할 수 있다.The DC current interrupter according to the present invention can rapidly accelerate the arc generated by embodying the shape of the arc chamber through the honeycomb structure.

본 발명에 따른 직류 전류 차단 장치는 기자력 발생부의 형상을 신축 가능한 스프링 타입 또는 상하 간격이 일정한 플랫 타입을 갖는 코일 형태로 함으로써 LC 공진 회로를 특화할 수 있다.The DC current interrupter according to the present invention can make the LC resonance circuit special by making the shape of the magnetomotive force generating portion into a coil type having a spring type capable of expanding or contracting or a flat type having a constant vertical interval.

도 1은 본 발명의 직류 전류 차단 장치의 전체적인 구성도로서, 메인스위치의 닫힌 상태를 보인다.
도 2는 본 발명의 직류 전류 차단 장치 상에서, 메인스위치의 개방된 상태를 보인다.
도 3은 본 발명의 직류 전류 차단 장치의 회로도를 보인다.
도 4는 본 발명의 직류 전류 차단 장치를 이루는 아크 챔버의 구체적인 형상을 보인다.FIG. 1 is a general configuration diagram of a DC current interrupter according to the present invention, showing a closed state of a main switch. FIG.
2 shows the open state of the main switch on the DC current interrupter of the present invention.
Fig. 3 shows a circuit diagram of the DC current cut-off device of the present invention.
4 shows a specific shape of an arc chamber constituting the direct current breaking device of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of other various forms of implementation, and that these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know completely. Wherein like reference numerals refer to like elements throughout.

본 발명의 일 실시예에 따른 직류 전류 차단 장치(100)는 소정 규격으로 형성되는 하우징(1), 하우징(1)의 양측 상에 배치되는 한쌍의 직류전원단자(20), 하우징(1) 내부를 통해 설치되는 동시에 한쌍의 직류전원단자(20)가 접속되는 직류 선로(10), 직류 선로(10) 상에 배치되는 부하(30), 직류 선로(10)의 일측 또는 타측에 고장 발생 시에 개방되어 상기 직류 선로(10)의 전류를 차단하기 위하여 한쌍의 스위치 단자를 갖는 메인스위치(110), 메인스위치(110)에 연결되고 LC 공진을 발생하기 위해 컨덴서 기능을 수행하는 아크 챔버(120) 및 상기 LC 공진을 발생하기 위해 아크 챔버(120)에 인접하여 상태에서 리액터 기능을 수행하는 기자력 발생부(130)를 포함한다.A DC current interrupting apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a housing 1 formed to a predetermined standard, a pair of DC power terminals 20 disposed on both sides of the housing 1, A load 30 disposed on the direct current line 10 and a load 30 disposed on one side or the other side of the direct current line 10 when a failure occurs in the direct current line 10, A main switch 110 having a pair of switch terminals opened to cut off the current of the DC line 10, an arc chamber 120 connected to the main switch 110 and performing a capacitor function to generate LC resonance, And a magnetomotive force generating unit 130 that performs a reactor function in a state adjacent to the arc chamber 120 to generate the LC resonance.

본 발명은 직류 선로(10) 상에 고전압이 걸려 고장이 발생하는 경우에, 한쌍의 스위치 단자(111,112)가 이격되는 구조를 통해 메인스위치(110)가 개방되어져 상기 스위치 단자(111,112)들 간에 아크가 발생하며, 상기 아크 챔버(120)와 기자력 발생부(130) 간의 연동을 통해 LC 공진을 발생함으로써 스위치 단자(111,112)들 간 간에 발생된 아크를 소호시키게 한다.When a high voltage is applied to the DC line 10 and a failure occurs, the main switch 110 is opened through a structure in which the pair of switch terminals 111 and 112 are spaced apart, so that an arc is generated between the switch terminals 111 and 112 And LC resonance is generated through interlocking between the arc chamber 120 and the magnetomotive force generating unit 130, thereby causing the arc generated between the switch terminals 111 and 112 to be extinguished.

직류 선로(10) 상에 과도 전류가 발생하여 한쌍의 스위치 단자(111,112)가 이격되는 구조를 통해 메인스위치(110)가 개방되는 경우에 아크를 억제하는 원리는 다음과 같다.The principle of suppressing an arc when the main switch 110 is opened through a structure in which an excessive current is generated on the DC line 10 and the pair of switch terminals 111 and 112 are separated is as follows.

우선, 과도 전류 발생 시에 RL 저역통과필터를 통과하는 과정을 통해 1차적으로 과도전류를 억제함으로써 아크를 억제한다.First, when the transient current is generated, the arc is suppressed by suppressing the transient current primarily through the process of passing through the RL low-pass filter.

과도 전류 발생 시에 RLC 공진회로를 형성하여 발생한 아크의 흡수 및 소멸을 진행한다. 한편, 공진주파수(f)는 13.6/n (MHz), where n = integer When the transient current is generated, the RLC resonance circuit is formed and the generated arc is absorbed and disappears. On the other hand, the resonance frequency f is 13.6 / n (MHz), where n = integer

한편, 양극과 음극이 바뀌어도 동일한 원리가 적용된다.On the other hand, the same principle is applied even if the anode and the cathode are changed.

메인스위치(110)는 기본적으로 직류 선로(10)의 일측 또는 타측 상에 고장이 발생한 경우에 고장이 발생한 회로로 고장전류가 흘러들어가지 않도록 하기 위해 직류 선로(10)를 차단하는 역할을 한다. 이를 위해 메인스위치(110)는 정상 상태에서는 한쌍의 스위치 단자(111,112)가 접촉된 구조인 닫혀(close) 있는 상태를 유지하고(도 1 참조), 고장 발생시에는 한쌍의 스위치 단자(111,112)가 이격된 구조인 개방(open)된 상태(도 2 참조)를 갖는다. 이러한 메인스위치(110)는 제어부(미도시)의 제어 신호에 의해 그 스위칭 동작이 제어된다.The main switch 110 basically serves to cut off the DC line 10 in order to prevent a fault current from flowing into a circuit where a fault occurs when a fault occurs on one side or the other side of the DC line 10. For this, the main switch 110 maintains a closed state in which the pair of switch terminals 111 and 112 are in contact with each other in a normal state (see FIG. 1), and when a failure occurs, the pair of switch terminals 111 and 112 are separated (Refer to Fig. The switching operation of the main switch 110 is controlled by a control signal of a control unit (not shown).

상기 한쌍의 스위치 단자(111,112)는 접점 상에서 면 접촉이 이루어지는 구조일 수 있다.The pair of switch terminals 111 and 112 may have a structure in which a surface contact is made on a contact point.

상기 한쌍의 스위치 단자(111,112) 중 하나의 스위치 단자는 볼록하게 형성된 돌출부를 구비하고, 다른 하나의 스위치 단자는 상기 돌출부의 외면에 부합하는 형상을 갖는 그루브를 갖는 구조이다.One switch terminal of the pair of switch terminals 111 and 112 has a convexly protruding portion and the other switch terminal has a groove having a shape matching the outer surface of the protruding portion.

한편, 상기 한쌍의 스위치 단자(111,112)는 접점을 기준으로 하여 서로 반대 방향으로 이격되어진다. 즉, 예를 들어 제1 스위치 단자(111)와 제2 스위치 단자(112)는 접점을 기준으로 하여 각각 반시계 방향 및 시계 방향으로 회동하여 이격될 수 있다.On the other hand, the pair of switch terminals 111 and 112 are spaced apart from each other with respect to a contact point. That is, for example, the first switch terminal 111 and the second switch terminal 112 may be rotated in counterclockwise and clockwise directions with respect to the contact point, respectively.

한쌍의 스위치 단자(111,112)가 접촉된 구조인 닫혀(close) 있는 상태 하에서는, 양극 단자(21)를 통한 전류가 기자력 발생부(130), 메인스위치(110), 제1 전도판(13) 및 음극 단자(22)를 거치게 된다. 이를 통해 정상적인 전류 흐름을 가능하게 한다. The main switch 110, the first conductive plate 13, and the second conductive plate 13 are electrically connected to each other through the positive terminal 21 under the condition that the pair of switch terminals 111 and 112 are in contact with each other, And passes through the negative terminal 22. This allows normal current flow.

한편, 한쌍의 스위치 단자(111,112)가 이격된 구조인 개방(open)된 상태 하에서는, 양극 단자(21)를 통한 전류가 기자력 발생부(130), 아크 챔버(120), 제2 전도판(15) 및 음극 단자(22)를 거치게 된다. 이를 통해 직류 선로(10) 상에 고장이 발생한 경우에 고장이 발생한 회로로 고장전류가 흘러들어가지 않도록 하기 위해 직류 선로(10)를 차단하게 한다.On the other hand, under an open state in which the pair of switch terminals 111 and 112 are separated from each other, a current through the positive terminal 21 is supplied to the magnetomotive force generating unit 130, the arc chamber 120, And the negative electrode terminal 22, respectively. The DC line 10 is cut off to prevent a fault current from flowing into the circuit where a fault occurs when a fault occurs on the DC line 10.

제2 전도판(15)은 아크 러너(arc runner) 기능을 수행하는 것으로서, 상기 제2 전도판(15)의 표면을 따라 배열된 복수개의 전계 에미터(16)를 코팅 성장시키게 한다.The second conductive plate 15 performs an arc runner function to coat and grow a plurality of field emitters 16 arranged along the surface of the second conductive plate 15.

구체적으로는, Cu 소재인 제2 전도판(15)의 표면으로부터 수직한 방향으로 탄소나노튜브 전계 에미터(CNTs field emitter,16)를 코팅하여 성장시키는 방식으로 진행한다. 아크 챔버(120) 상으로 유입되거나 발생된 아크 및/또는 플라즈마는 탄소나노튜브 전계 에미터(16)를 이용한 전계 집중 현상 유도로 포집된다.Specifically, the carbon nanotube field emitter 16 is coated on the surface of the second conductive plate 15 made of Cu to grow the carbon nanotube field emitter 16 in a vertical direction. The arc and / or plasma introduced into or generated on the arc chamber 120 are collected by induction of electric field concentration using the carbon nanotube field emitter 16.

메인스위치(110)는 한쌍의 스위치 단자(111,112), 한쌍의 스위치 단자(111,112) 중 제1 스위치 단자(111)에 결합되는 내부 회전부(113) 및 내부 회전부(113)에 연동하는 상태에서 하우징(1)의 외측 상에 회전 가능하게 배치되는 외부 회전부(115)를 포함한다. The main switch 110 includes a pair of switch terminals 111 and 112, an internal rotation part 113 coupled to the first switch terminal 111 of the pair of switch terminals 111 and 112, 1 which is rotatably disposed on the outer side of the outer rotor 115. [

상기 메인스위치(110)는 하우징(1)의 외측 상에서 외부 회전부(115) 상에 외력을 가하는 과정을 통해 내부 회전부(113)와 제1 스위치 단자(111)의 이동을 가능하게 함으로써 한쌍의 스위치 단자(111,112)의 닫힘 및 개방 상태 간의 위치 변동을 가능하게 한다.The main switch 110 allows movement of the internal rotation part 113 and the first switch terminal 111 through an external force applied to the external rotation part 115 on the outer side of the housing 1, To enable the positional variation between the closed and open states of the openings (111, 112).

본 발명에 따른 직류 전류 차단 장치(100)는, 메인스위치(110)를 구성하는 한쌍의 스위치 단자(111,112) 간을 가로지르는 방향으로 가스 또는 자력을 발생하게 하는 아크 변화부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 즉, 직류 선로(10) 상에 고장이 발생하여 한쌍의 스위치 단자(111,112) 간에 과다한 아크 전압 내지 전류가 형성되는 경우에 상기 아크 전압의 유동을 가로지르는 방향으로 가스 또는 자력을 발생하게 함으로써 발생된 아크의 분산을 원활하게 한다.The DC current cut-off device 100 according to the present invention further includes an arc changing portion (not shown) for generating gas or magnetic force in a direction crossing between a pair of switch terminals 111 and 112 constituting the main switch 110 . That is, when a fault occurs on the DC line 10 and an excessive arc voltage or current is formed between the pair of switch terminals 111 and 112, gas or magnetic force is generated in a direction crossing the flow of the arc voltage Smooth distribution of arc.

상기 아크 챔버(120)는 아크의 에너지를 잘 흡수하여 아크를 억제할 수 있도록 하기 위해서 높은 열용량을 갖는 전기적으로 절연되고 열적으로 안정된 물질로 구성된다.The arc chamber 120 is made of an electrically insulated and thermally stable material having a high heat capacity so as to absorb the energy of the arc and suppress the arc.

아크 챔버(120)는 하우징(1) 상에 형성된 삽입홈 상에 슬라이딩 방식 등으로 체결을 가능하게 하는 측면부(121), 측면부(121)를 따라 소정 간격으로 배열되는 차단 플레이트(123)를 포함한다.The arc chamber 120 includes a side surface portion 121 and a shield plate 123 arranged at predetermined intervals along the side surface portion 121 so as to be able to be fastened to the insertion groove formed on the housing 1 in a sliding manner or the like .

차단 플레이트(123)는 그 표면 상에 그래핀(Graphene,125) 코팅을 행함으로써 아크에 의한 금속부식을 방지하고 금속 내구성의 향상하게 한다. 그래핀(125)의 코팅은 CVD를 이용한 화학증착법을 사용하거나 용액을 이용한 습식코팅법을 사용한다. The barrier plate 123 is coated with a graphene (125) on its surface to prevent metal corrosion by arc and to improve metal durability. The coating of the graphene 125 may be either chemical vapor deposition using CVD or wet coating using a solution.

그래핀은 탄소의 동소체 중 하나이며 탄소 원자들이 모여 2차원 평면을 이루고 있는 구조로서, 각 탄소 원자들은 육각형의 격자를 이루며 육각형의 꼭짓점에 탄소 원자가 위치하고 있는 벌집구조를 이룬다. 그래핀은 매우 높은 전자이동도, 높은 열전도도 등을 갖고 있는바, 발생된 아크의 소호 과정을 원활하게 한다.Graphene is one of the carbon isotopes, a structure in which carbon atoms gather to form a two-dimensional plane. Each carbon atom forms a hexagonal lattice and forms a honeycomb structure in which carbon atoms are located at the vertices of a hexagon. Graphene has very high electron mobility and high thermal conductivity, which smoothes the arc process of generated arc.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

Claims

A main switch provided in a direct current line connecting a direct current power source and a load and having a pair of switch terminals opened at one side or the other of the direct current line in case of occurrence of a fault and interrupting a current of the direct current line;
An arc chamber connected to the main switch and performing a capacitor function to generate LC resonance; And
And a magnetomotive force generating unit for performing a reactor function in a state adjacent to the arc chamber for generating the LC resonance,
Wherein the arc chamber includes a side portion that is slidably coupled to an insertion groove formed on a housing provided with the direct current line and a plurality of blocking plates arranged at predetermined intervals along the side portion, By performing fin coating, metal corrosion by arc is prevented,
Wherein each of the plurality of barrier plates includes a plate penetrating portion formed in a state where the width gradually decreases from one end of the barrier plate toward the inner side and a plurality of side portion fixing grooves formed to be symmetrical on the opposing side edge of the barrier plate, Fixing protrusions are formed on the plurality of side surface fixing grooves for fixing the side surface portions, respectively,
Wherein one of the pair of switch terminals is connected to the plurality of shield plates through the plate through portion,
When a high voltage is applied to the DC line to cause a failure, the main switch is opened to generate an arc between the switch terminals, and LC resonance is generated through interlocking between the arc chamber and the magnetomotive force generating unit, Characterized in that the arc generated between the electrodes
DC current interrupter.

delete

The method according to claim 1,
The magnetomotive force-
A coil-
DC current interrupter.

The method of claim 3,
The magnetomotive force-
A spring type which can be expanded and contracted vertically, or a flat type in which a vertical interval is constant,
DC current interrupter.

The method of claim 3,
The magnetomotive force-
The diameter gradually increases toward the upper portion or the lower portion,
DC current interrupter.

The method according to claim 1,
Wherein the pair of switch terminals are spaced apart from each other with respect to a contact point,
DC current interrupter.

The method according to claim 1,
Wherein the pair of switch terminals are in surface contact with each other on a contact point,
DC current interrupter.

8. The method of claim 7,
Wherein one switch terminal of the pair of switch terminals has convexly formed protrusions and the other switch terminal has a groove having a shape conforming to the outer surface of the protrusion,
DC current interrupter.

The method according to claim 1,
The apparatus comprises:
Further comprising an arc changing part for generating a gas or a magnetic force in a direction across a pair of switch terminals constituting the main switch,
DC current interrupter.

The method according to claim 1,
On the direct current line,
A conductive plate connecting between the arc chamber and a DC power source, and a carbon nanotube field emitter formed in a direction perpendicular to the surface of the conductive plate,
DC current interrupter.