KR102095408B1 - 아크 제거장치 - Google Patents

아크 제거장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102095408B1
KR102095408B1 KR1020190109266A KR20190109266A KR102095408B1 KR 102095408 B1 KR102095408 B1 KR 102095408B1 KR 1020190109266 A KR1020190109266 A KR 1020190109266A KR 20190109266 A KR20190109266 A KR 20190109266A KR 102095408 B1 KR102095408 B1 KR 102095408B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
arc
spring
circumferential surface
disposed
Prior art date
Application number
KR1020190109266A
Other languages
English (en)
Inventor
박기주
조현무
이상민
최승운
Original Assignee
주식회사 스마트파워
주식회사 넥스포
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 스마트파워, 주식회사 넥스포 filed Critical 주식회사 스마트파워
Priority to KR1020190109266A priority Critical patent/KR102095408B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102095408B1 publication Critical patent/KR102095408B1/ko
Priority to PCT/KR2020/007153 priority patent/WO2021045351A1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/22—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for distribution gear, e.g. bus-bar systems; for switching devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/12—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage
    • H01H1/14—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting
    • H01H1/24—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting with resilient mounting
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B13/00—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/025—Safety arrangements, e.g. in case of excessive pressure or fire due to electrical defect
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/04—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)

Abstract

본 발명은 절연 재질로 이루어진 복수개의 하우징; 상기 하우징들 내부 상측에 배치되어 고전압의 3상 메인 부스바와 각각 연결되는 고정전극; 상기 고정전극의 내주면에 구비되는 제1스프링; 상기 하우징들 내부 하측에 배치되어 상하방향으로 이동 가능하도록 구비된 이동전극; 상기 하우징들 내부 하측에서 상기 이동전극을 감싸도록 배치되는 고정부; 상기 고정부의 내주면에서 상기 이동전극의 외주면과 간섭되도록 구비되는 제2스프링 및 상기 고정부의 하부에서 상기 이동전극에 전자 반발력을 제공하는 코일부; 를 포함하고, 상기 이동전극이 상기 고정전극과 접촉하면 상기 3상 메인 부스바가 접지되는 아크 제거장치를 제공한다.

Description

아크 제거장치{Arc Eliminator}
본 발명은 아크 제거장치에 관한 것으로, 아크 발생 시, 고속으로 고전압의 전원이 접지되도록 스위칭하여, 고전압의 전류를 접지 또는 우회시킴으로써 아크 발생으로 인한 사고를 방지할 수 있는 아크 제거장치에 관한 것이다.
일반적으로 수배전반은 전력을 공급받아 각각의 전력수용가에 설치된 부하설비에서 요구하는 전력을 공급하기 위해서, 특고압의 전력을 저압으로 변환하여 분배하는 설비이며, 통상적으로 내부에는 개폐기, 피뢰기, 변압기, 차단기 및 각종 계측장비 등이 구비된다.
수배전반 내부에서 아크가 발생하게 되면, 아크의 고온 고압으로 인하여 각종 계측장비 등 내부 기기가 파손될 수 있고 경우에 따라서는 절연이 파괴되어 이와 접촉한 사용자에게도 피해가 발생할 수 있는 위험성이 있으므로 이에 대처할 수 있는 아크 발생 방지대책이 필요한 실정이다.
본 발명은 아크 발생에 따른 아크 제거 시간을 단축시킬 수 있는 아크 제거장치를 제공하는데 목적이 있다.
또한 본 발명은 아크 제거 시간을 단축시킴으로써 안전사고 발생을 줄임과 동시에 전력 설비를 보호할 수 있는 아크 제거장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
이와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 절연 재질로 이루어진 복수개의 하우징; 상기 하우징들 내부 상측에 배치되어 고전압의 3상 메인 부스바와 각각 연결되는 고정전극; 상기 고정전극의 내주면에 구비되는 제1스프링; 상기 하우징들 내부 하측에 배치되어 상하방향으로 이동 가능하도록 구비된 이동전극; 상기 하우징들 내부 하측에서 상기 이동전극을 감싸도록 배치되는 고정부; 상기 고정부의 내주면에서 상기 이동전극의 외주면과 간섭되도록 구비되는 제2스프링 및 상기 고정부의 하부에서 상기 이동전극에 전자 반발력을 제공하는 코일부; 를 포함하고, 상기 이동전극이 상기 고정전극과 접촉하면 상기 3상 메인 부스바가 접지되는 아크 제거장치를 제공한다.
상기 아크 제거장치는 상기 하우징 내주면에서 상기 고정전극과 고정부 사이에 구비되며 내부 방향으로 돌기 패턴이 마련되는 애자부를 더 포함할 수 있다.
상기 아크 제거장치는 상기 고정부의 배면에 형성된 관통공에 삽입되고, 상기 이동전극이 고정전극과 접촉한 상태를 복귀시키는 복원부를 더 포함할 수 있다.
상기 복원부는 사용자가 파지할 수 있는 손잡이부재와, 상기 손잡이부재의 중심에 일 단부가 결합되어 상기 관통공에 삽입되도록 연장되는 연장부재와, 상기 연장부재의 타 단부에 결합되어 상기 하우징 내부에서 상하방향으로 이동 가능하도록 배치되고, 상기 이동전극의 하단에 마련된 플랜지부와 하부 방향으로 간섭되는 이동자 및 상기 연장부재 외주면에 배치되고, 상기 고정부의 저면과 이동자 사이를 이격시키는 제3스프링을 포함할 수 있다.
서로 인접한 각각의 상기 하우징들 내부에 구비된 이동전극, 고정부, 연장부재 또는 이동자 중 적어도 하나 또는 복수개는 서로 통전 상태일 수 있다.
상기 이동전극은 정상 운전상태에서 상기 코일부와 인접하게 배치되는 플랜지부와, 상기 플랜지부의 외주면으로부터 상기 제2스프링 방향으로 연장되는 제1몸체와, 상기 제1몸체의 단부에서 더 연장되어 아크 발생 시 상기 제1스프링 또는 고정전극과 접촉하는 제2몸체를 포함할 수 있다.
상기 제2몸체는 제1몸체 보다 외경이 작을 수 있다.
상기 제1스프링 및 제2스프링은 상기 이동전극이 상하방향으로 이송하면서 접촉하는 경우, 좌우방향으로 압축되면서 두께가 변형될 수 있다.
본 발명에 따른 아크 제거장치에 따르면,
첫째, 아크 발생에서 아크 제거까지 걸리는 시간을 대폭 감축할 수 있고,
둘째, 아크 제거에 걸리는 시간을 줄임으로써 안전사고나 전력설비의 파손을 방지할 수 있으며,
셋째, 아크 제거장치를 기존의 배전 또는 변전 설비에 손쉽게 장착할 수 있고,
넷째, 아크 제거장치의 작동 후에도 다시 아크 제거장치를 재사용 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 수배전반의 외부를 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 아크 제거장치가 구비된 수배전반의 측면 내부를 도시하는 단면도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 아크 제거장치를 부분적으로 확대하여 도시하는 사시도이다.
도 4는 도 3에 나타낸 아크 제거장치의 제1하우징을 일부 절개하여 도시하는 부분 단면 사시도이다.
도 5는 본 발명의 아크 제거장치가 정상 운전상태에서의 제1하우징 내부를 도시하는 단면도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 아크 제거장치가 비정상 운전상태에서의 제1하우징 내부를 도시하는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 아크 제거장치가 작동되는 과정을 간략하게 도시하는 참고도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 첨부된 도면들에서 구성에 표기된 도면번호는 다른 도면에서도 동일한 구성을 표기할 때에 가능한 한 동일한 도면번호를 사용하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 수배전반의 외부를 도시하는 사시도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 아크 제거장치가 구비된 수배전반의 측면 내부를 도시하는 단면도이며, 도 3은 도 2에 나타낸 아크 제거장치를 부분적으로 확대하여 도시하는 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 먼저 수배전반(1)은 외함 본체(10)와, 외함 본체(10)의 전면 또는 후면에 개구된 개구부(11)를 선택적으로 개폐하는 도어(20)와, 아크 제거장치(100)를 포함한다.
외함 본체(10)는 대략 직육면체의 형상을 가지며, 내부에 전력을 공급하는 VCB, VCS, VC, ACB, MCCB, PCB와 리액터(reactor), 인버터, 콘덴서, 계측제어모듈, SMPS, EMI필터 및 변압기 등을 탑재할 수 있다. 이러한 수배전반은 도면에 도시하지는 않았지만, 외부로부터 발전된 직류전류를 직렬연결 방식으로 출력하는 입력부와, 입력부에 직렬로 연결되어 입력부로부터 출력되는 직류전류를 상기 인버터로 출력하는 출력부와, 출력된 전류값과 전압값을 검출하여 모니터링하는 제어부 등을 포함할 수 있다.
또한 외함 본체(10)의 저면에는 설치면과 외함 본체(10) 사이에서 지진과 같은 외력에 대응할 수 있도록 방진장치(미도시) 또는 면진장치(미도시)가 구비될 수 있다.
외함 본체(10)의 전면 또는 후면에는 외함 본체(10)의 개구부(11)를 개폐할 수 있는 도어(20)가 구비된다. 도어(20)는 외함 본체(10)의 전면과 후면에 선택적으로 구비될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 고전압이 인가된 3상 메인 부스바 상에는 아크 제거장치(100)가 각 상마다 결합된다. 따라서 아크 제거장치(100)의 3상 메인 부스바(Main Busber)와 연결되는 고정전극은 3개가 구비된다.
따라서 도 3과 같이, 아크 제거장치(100)는 메인 부스바와 각각 대응하는 3개의 하우징(110)이 마련되며, 각 하우징(110)의 내부 구조는 동일하다. 이하에서는 제1하우징(110a)의 내부 구조를 상세하게 설명하며, 제2하우징(110b) 및 제3하우징(110c)의 구조는 제1하우징(110a)의 구조와 동일하기 때문에 중복 설명은 생략한다.
또한 외함 본체(10) 내부에는 아크를 검출하는 센서가 구비될 수 있다. 그리고 센서부에서 아크를 검출하면, 제어부를 통해 아크 제거장치(10)로 제어신호를 전송하여 3상 메인 부스바를 쇼트시키고, 또한 제어부의 제어 신호를 제공받은 메인 차단기(VCB)를 통해 3상 메인 부스바의 전원을 차단할 수 있다.
도 3에서 설명하지 않은 "190, 191"은 각 하우징(110)의 배면에 연결된 복원부(190)의 손잡이부재(191)이며, 복원부에 대한 상세한 설명은 후기한다.
도 4는 도 3에 나타낸 아크 제거장치의 제1하우징을 일부 절개하여 도시하는 부분 단면 사시도이고, 도 5는 본 발명의 아크 제거장치가 정상 운전상태에서의 제1하우징 내부를 도시하는 단면도이며, 도 6 및 도 7은 본 발명의 아크 제거장치가 비정상 운전상태에서의 제1하우징 내부를 도시하는 단면도이다.
여기서, 정상 운전상태는 수배전반(1)의 정상 운전상태를 나타낼 수 있고, 또한 수배전반(1) 내부에서 아크가 발생하지 않은 상태를 정상 운전상태로 판단할 수 있다. 비정상 운전상태는 수배전반(1) 내부에서 아크가 발생된 것을 감지한 상태로 판단할 수 있다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 아크 제거장치(100)는 하우징(110)과, 고정전극(120)과, 제1스프링(130)과 이동전극(140)과 고정부(150)와 제2스프링(160)과, 코일부(170), 애자부(180) 및 복원부(190)를 포함한다.
먼저, 하우징(110)은 전기한 바와 같이, 제1하우징(110a)에 대해 설명(이하, 하우징으로 칭함)한다.
하우징(110)은 절연 재질로 이루어지며, 대략 중공의 원통 형상의 외형을 갖는다. 하우징(110)의 전방은 메인 부스바가 연결되도록 개구되어 고정전극(120)이 하우징(110) 내부에서 노출된다. 하우징(110)의 후방은 다른 하우징(제2하우징 및 제3하우징)과 함께 하나의 판넬(151)에 나란히 결합된다. 여기서 판넬(151)은 복수개의 고정부(150) 후방을 일체로 연결하는 구조물일 수 있고, 각각의 고정부(150)가 통전되도록 서로 결합된 구조물 일 수 있다(이하에서 전방 및 후방은 도 5를 기준으로 상부방향 및 하부방향을 나타냄).
고정전극(120)은 하우징(110)의 내부에 결합되어 전방에는 메인 부스바가 결합되고, 후방은 이동전극(140)과 선택적으로 접촉할 수 있도록 노출될 수 있다. 고정전극(120)의 후방에는 제1스프링(130)이 결합되도록 제1스프링홈(121)이 형성되고, 또한 이동전극(140)이 고정전극(120) 방향으로 이동하는 경우 이동전극(140)의 내주면과 접촉하는 탄성부재(122)가 결합될 수 있다. 물론 탄성부재(122)는 고정전극(120)과 전기적으로 통전되는 재질로 이루어짐과 동시에 탄력적으로 외형이 변형 및 복원될 수 있다. 따라서 탄성부재(122)와 제1스프링(130)은 서로 대향하도록 배치되고, 아크 발생 시 각각 탄성부재(122)와 제1스프링(130)은 이동전극(140)을 가압하는 힘이 작용될 수 있다.
고정부(150)는 하우징(110) 내부에서 이동전극(140)을 감싸도록 배치된다. 또는 고정부(150)는 하우징(110)의 후방에서 이동전극(140)이 하우징(110) 내부에 배치되도록 고정시키는 구조로 결합될 수 있다. 고정부(150)는 전방을 향하여 개구된 중공의 원통형으로 형성되며 이동전극(140)과 통전되도록 형성된다.
고정부(150)의 전방 단부에는 내주면에 제2스프링(160)이 결합되도록 제2스프링홈(152)이 형성되고, 제2스프링(160)은 고정부(150) 내부에 배치된 이동전극(140)의 외주면과 간섭되도록 배치된다. 고정부(150)의 후방에는 내부에 코일부(170)가 배치되고, 코일부(170)가 고정부(150)의 후방을 커버하도록 형성된다. 즉 고정부(150)는 내부 후방을 향하여 이동전극(140)과 코일부(170)가 배치되고, 고정부(150)는 판넬(151) 상에 탈착 가능하도록 결합되거나 또는 판넬(151)과 일체로 이루어질 수 있다.
이동전극(140)은 고정부(150)의 내부에서 전방 또는 후방으로 이동 가능하도록 배치된다. 이때 이동전극(140)의 이동은 슬라이딩 이동일 수 있다. 이동전극(140)의 전방 이동은 코일부(170)에서 발생하는 전자 반발력을 이용하여 이루어진다. 코일부(170)에 가해지는 전자 반발력은 순간 가속력이 뛰어나기 때문에 이동전극(140)의 전방 이동이 빠른 속도록 이루어질 수 있다. 본 발명의 아크 제거장치(100)는 약 5ms 이내에 아크를 감지하고 메인 부스바를 접지시킬 수 있고, 이를 통하여 사용자 및 전력 설비를 보호할 수 있는 효과가 있다. 아크 발생에 의해 피해 보고서에 따르면, 약 35ms 이내에 아크를 소멸시키면 사용자 및 전력 설비에 피해가 거의 없는 것으로 나타난다.
이동전극(140)은 코일부(170)와 인접하게 배치되는 플랜지부(141)와, 플랜지부(141)에서 전방으로 연장되는 제1몸체(142)와, 제1몸체(142)에서 더 연장되는 제2몸체(143)를 포함한다.
플랜지부(141)는 코일부(170)의 전자 반발력을 직접적으로 전달받는 부분으로 원통 형상의 이동전극(140) 최후방에 배치된다. 플랜지부(141) 중심에는 고정부(150)의 후방에 배치된 판넬(151)에 형성된 관통공(152)과 연통하여 이동전극(140)의 내부에 복원부(190)가 일부 배치된다. 또한 이동전극(140)은 복원부(190)의 이동자(192)와, 고정부(150)에 의해 전/후방 이동에 따른 가이드가 이루어질 수 있다.
애자부(180)는 고정전극(120)과 이동전극(140) 사이에서 이물질이나 수분에 의해 이들이 통전되는 것을 방지하도록 절연 물질로 하우징(110) 내부에 장착된다. 애자부(180)는 내부 방향으로 돌출되는 복수개의 돌기(181) 패턴들을 포함할 수 있다.
수배전반(1)의 정상 운전상태(아크가 발생하지 않은 상태 또는 아크가 감지되지 않은 상태)에서, 이동전극(140)은 고정부(150) 내부에 배치되고, 이때 제1몸체(142)와 제2몸체(143) 사이 영역은 경사면 또는 곡면으로 이루어질 수 있고, 제1몸체(142)와 제2몸체(143) 사이 영역에 제2스프링(160)이 간섭되도록 배치된다. 그리고 제1몸체(142)는 제2몸체(143) 보다 외경이 크게 형성된다. 따라서 정상 운전상태에서 제1몸체(142)와 제2몸체(143) 사이 영역 또는 제1몸체(142)의 외주면에 간섭되도록 제2스프링(160)이 배치된다.
코일부(170)는 페러데이 전자기 유도 법칙에 따라서, 복수번 권취된 코일에서 발생한 자속이 이동전극(140)에 유기되고, 이동전극(140)에 유기된 와전류(Eddy Current)에 의해 자속이 발생하면서 반발력을 제공하게 된다. 예컨대, 반발력은 자력 대 자력의 전자 반발력이기 때문에 비 자성체라도 움직일 수 있다. 예컨대, 코일부(170)는 톰슨 코일이 적용될 수 있다.
수배전반(1) 내에서 아크가 발생되는 경우, 또는 아크가 발생됨과 동시에 이를 감지하는 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 이동전극(140)이 전방으로 이동하면서 제2스프링(160)은 제2몸체(143)의 외주면에 접촉하게 된다. 물론 이때 이동전극(140)이 전방으로 이동하는 힘은 코일부(170)의 전자 반발력이 플랜지부(141)에 가해지면서 이루어진다.
그리고 도 7과 같이, 이동전극(140)은 완전히 이동이 완료되면서 고정전극(120)과 접촉된다. 즉, 제1몸체(142)는 고정전극(120)의 내주면 또는 탄성부재(122)와 내주면이 접촉하고, 제1스프링(130)이 제1몸체(142)의 외주면에 접촉하도록 배치된다. 따라서 고정전극(120)과 이동전극(140)이 통전되고, 이동전극(140)이 고정부(150)와 통전되며, 고정부(150)는 인접한 다른 고정부와 통전되기 때문에 메인 부스바의 상간 쇼트(Short)가 발생하면서 접지 경로로 방출된다. 제1스프링(130)과 제2스프링(160)은 각각 시작점과 끝점이 서로 연결되어 하나의 스프링 관 형상을 가진다. 그리고 제1스프링(130)과 제2스프링(160)은 내측 시작점에서 외측 끝점을 향하여 사선 방향으로 연결되어 이동 전극(140)이 간섭되는 경우, 외경은 변하지 않고, 내경이 변형될 수 있다. 즉, 제1스프링(130)과 제2스프링(160)의 내부에 이동전극(140)이 접촉하면 각 스프링이 사선 방향으로 연결되기 때문에 내주면이 외주면과 인접하게 다가가 누우면서 압축된다. 따라서 제1스프링(130)과 제2스프링(160)이 이동전극(140)과 접촉하는 경우 각 스프링이 압축되면서 이동전극(140)의 외주면을 가압 및 지지할 수 있게 된다.
복원부(190)는 도 3 또는 도 4에 도시된 바와 같이, 판넬(151) 배면에 노출되어 사용자가 파지할 수 있는 손잡이부재(191)와, 손잡이부재(191)의 중심에 일 단부가 결합되어 관통공(152)에 삽입되면서 고정부(150) 내부로 연장되는 연장부재(193)와, 연장부재(193)의 타 단부에 결합되어 하우징(110) 내부 또는 이동전극(140) 내부에서 상하방향으로 이동 가능하도록 배치되면서 플랜지부(141)와 하부 방향으로 간섭되는 이동자(192) 및 연장부재(193) 상에서 고정부(150)의 내부 저면과 이동자(192) 사이를 이격시키는 제3스프링(194)을 포함한다.
복원부(190)는 비정상 운전상태에서 메인 부스바가 쇼트된 상태를 원위치 시키는 기능을 제공하여 아크 제거장치(100)를 재사용할 수 있도록 한다.
먼저 손잡이부재(191)는 절연 재질로 이루어지고, 사용자가 파지하여 잡아당길 수 있게 아크 제거장치(100)의 외부에 노출되도록 배치된다.
손잡이부재(191)의 내측에는 하우징(110) 내부로 길게 배치되는 연장부재(193)가 마련된다. 연장부재(193)는 봉 또는 파이프 형상을 가지며, 손잡이부재(191)를 잡아당겼을 때 이동자(192)로 하여금 이동전극(140)을 고정전극(120)과 분리시키는 기능을 제공한다. 연장부재(193)의 외주면에는 제3스프링(194)이 배치되어 이동자(192)와 고정부(150)의 내부 저면 또는 판넬(151)의 내부 저면 사이를 이격시킨다. 또는 제3스프링(194)이 이동자(192)와 코일부(170) 상면 사이를 이격하도록 결합될 수도 있다.
이동자(192)는 정상 운전상태에서 제3스프링(194)에 의해 이격되어 고정부(150) 내부 상측에 위치한다. 이동자(192)의 후방 표면은 플랜지부(141)의 내부 상면에 대응하는 형상으로 형성되며, 손잡이부재(191)를 잡아 당겼을 때 서로 접촉하게 된다. 따라서 이동전극(140)이 고정전극(120)에 결합된 상태에서 손잡이부재(191)를 잡아 당기면, 연장부재(193)가 이동자를 후방으로 당기게 되고, 이때 이동자(192)의 후방 표면과 플랜지부(141)의 내부 상면이 접촉하면서 이동전극(140)을 후방으로 견인하게 된다. 이동전극(140)이 고정부(150) 내부에 정상 운전상태로 원위치 하게 되면 손잡이부재(191)를 릴리즈하여 제3스프링(194)에 의해 이동자(192)와 연장부재(193)가 원위치로 이동하게 된다.
도 8은 본 발명의 아크 제거장치가 작동되는 과정을 간략하게 도시하는 참고도이다.
앞서 설명한 바와 같이, 수배전반(1) 내부에서 아크가 발생하게 되면, 도 8에 도시된 바와 같이, 아크 제거장치(100)가 가동된다.
도 8(a)와 같이, 정상 운전상태에서 아크 제거장치(100)는 3상 메인 부스바와 스위칭 off된 상태를 유지한다.
그리고 수배전반(1) 내부에서 도 8(b)와 같이 아크가 발생하면, 이를 감지하여 마스터 유닛으로 신호를 전송하고, 마스터 유닛의 제어신호에 의해 아크 제거장치(100)는 도 8(c)와 같이 3상 메인 부스바를 쇼트시켜 접지 경로로 방출시킨다. 따라서 순간 아크가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
3상 메인 부스바가 쇼트됨과 동시에 마스터 유닛은 3상 메인 부스바의 메인 차단기를 차단함으로써 도 8(d)와 같이 전원을 차단한다. 이로써 수배전반(1) 내부에서 아크 발생에 의한 안전사고 및 설비 보호를 빠르게 수행할 수 있다. 물론 별도의 컨트롤러를 더 구비하여 하나는 지락 전류에 대한 트립 신호를, 다른 하나는 단락에 따른 트립 신호를 전달하도록 설계될 수도 있다.
따라서 본 발명의 아크 제거장치에 따르면, 아크 발생에서 아크 제거까지 걸리는 시간을 대폭 감축할 수 있고, 아크 제거에 걸리는 시간을 줄임으로써 안전사고나 전력설비의 파손을 방지할 수 있으며, 아크 제거장치를 기존의 배전 또는 변전 설비에 손쉽게 장착할 수 있고, 아크 제거장치의 작동 후에도 다시 아크 제거장치를 재사용 할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도면을 참고하여 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용효과에만 국한되지 않고, 여러 가지 변형된 예가 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 후술하는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 결정되어야 할 것이다.
100 : 아크 제거장치
110 : 하우징 120 : 고정전극
130 : 제1스프링 140 : 이동전극
150 : 고정부 160 : 제2스프링
170 : 코일부 180 : 애자부
190 : 복원부 1 : 수배전반
10 : 외함 본체 20 : 도어

Claims (8)

  1. 절연 재질로 이루어진 복수개의 하우징;
    상기 하우징들 내부 상측에 배치되어 고전압의 3상 메인 부스바와 각각 연결되는 고정전극;
    상기 고정전극의 내주면에 서로 대향하도록 구비되는 탄성부재와 제1스프링;
    상기 하우징들 내부 하측에 배치되어 상하방향으로 이동 가능하도록 구비된 이동전극;
    상기 하우징들 내부 하측에서 상기 이동전극을 감싸도록 배치되는 고정부;
    상기 고정부의 내주면에서 상기 이동전극의 외주면과 간섭되도록 구비되는 제2스프링 및
    상기 고정부의 하부에서 상기 이동전극에 전자 반발력을 제공하는 코일부; 를 포함하고,
    상기 이동전극이 상기 고정전극과 접촉하면 상기 3상 메인 부스바가 접지되며,
    상기 제1스프링 또는 제2스프링은 내측 시작점에서 외측 끝점을 향하여 사선 방향으로 연결되고, 아크 발생 시 상기 이동전극과 접촉하여 내주면이 외주면과 인접하게 다가가 누우면서 압축되고,
    상기 이동전극은 정상 운전상태에서 상기 코일부와 인접하게 배치되는 플랜지부와, 상기 플랜지부의 외주면으로부터 상기 제2스프링 방향으로 연장되는 제1몸체와, 상기 제1몸체의 단부에서 더 연장되어 아크 발생 시 상기 제1스프링과 고정전극 사이에 삽입되고 상기 제1몸체보다 외경이 작은 제2몸체를 포함하며,
    정상 운전상태에서 상기 고정부 내부에서 상기 이동전극의 이동을 고정시키도록 상기 제1몸체와 제2몸체의 사이 영역에서 상기 제2스프링이 상기 제1몸체의 단부를 가압하는 아크 제거장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 하우징 내주면에서 상기 고정전극과 고정부 사이에 구비되며 내부 방향으로 돌기 패턴이 마련되는 애자부를 더 포함하는 아크 제거장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정부의 배면에 형성된 관통공에 삽입되고, 상기 이동전극이 고정전극과 접촉한 상태를 복귀시키는 복원부를 더 포함하는 아크 제거장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 복원부는,
    사용자가 파지할 수 있는 손잡이부재와,
    상기 손잡이부재의 중심에 일 단부가 결합되어 상기 관통공에 삽입되도록 연장되는 연장부재와,
    상기 연장부재의 타 단부에 결합되어 상기 하우징 내부에서 상하방향으로 이동 가능하도록 배치되고, 상기 이동전극의 하단에 마련된 플랜지부와 하부 방향으로 간섭되는 이동자 및
    상기 연장부재 외주면에 배치되고, 상기 고정부의 저면과 이동자 사이를 이격시키는 제3스프링을 포함하는 아크 제거장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    서로 인접한 각각의 상기 하우징들 내부에 구비된 이동전극, 고정부, 연장부재 또는 이동자 중 적어도 하나 또는 복수개는 서로 통전 상태인 것을 특징으로 하는 아크 제거장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1스프링 및 제2스프링은,
    상기 이동전극이 상하방향으로 이송하면서 접촉하는 경우, 좌우방향으로 압축되면서 두께가 변형되는 아크 제거장치.
KR1020190109266A 2019-09-04 2019-09-04 아크 제거장치 KR102095408B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190109266A KR102095408B1 (ko) 2019-09-04 2019-09-04 아크 제거장치
PCT/KR2020/007153 WO2021045351A1 (ko) 2019-09-04 2020-06-02 아크 제거장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190109266A KR102095408B1 (ko) 2019-09-04 2019-09-04 아크 제거장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102095408B1 true KR102095408B1 (ko) 2020-04-01

Family

ID=70276207

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190109266A KR102095408B1 (ko) 2019-09-04 2019-09-04 아크 제거장치

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102095408B1 (ko)
WO (1) WO2021045351A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021045351A1 (ko) * 2019-09-04 2021-03-11 주식회사 넥스포 아크 제거장치
KR102279331B1 (ko) * 2020-11-10 2021-07-20 (주)비츠로이에스 Vi가 적용된 아크제거기

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3238306A1 (en) * 2021-11-30 2023-06-08 Bogdan Cristian Ionescu Solution preventing permanent deformation in an arc fault event or short circuit event

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0644868A (ja) * 1992-07-16 1994-02-18 Energy Support Corp 露出形気中負荷開閉器
KR20100063556A (ko) * 2008-12-03 2010-06-11 엘에스산전 주식회사 수배전반의 고속 투입 스위치
KR20150005257A (ko) * 2013-07-05 2015-01-14 현대중공업 주식회사 고속투입스위치

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101563587B1 (ko) * 2011-07-25 2015-10-27 엘에스산전 주식회사 진공 인터럽터의 동력전달 장치
KR102531475B1 (ko) * 2016-02-02 2023-05-11 엘에스일렉트릭(주) 릴레이
KR102095408B1 (ko) * 2019-09-04 2020-04-01 주식회사 스마트파워 아크 제거장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0644868A (ja) * 1992-07-16 1994-02-18 Energy Support Corp 露出形気中負荷開閉器
KR20100063556A (ko) * 2008-12-03 2010-06-11 엘에스산전 주식회사 수배전반의 고속 투입 스위치
KR20150005257A (ko) * 2013-07-05 2015-01-14 현대중공업 주식회사 고속투입스위치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021045351A1 (ko) * 2019-09-04 2021-03-11 주식회사 넥스포 아크 제거장치
KR102279331B1 (ko) * 2020-11-10 2021-07-20 (주)비츠로이에스 Vi가 적용된 아크제거기

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021045351A1 (ko) 2021-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102095408B1 (ko) 아크 제거장치
US5933308A (en) Arcing fault protection system for a switchgear enclosure
EP2017866B1 (en) Vacuum insulated switchgear
KR101823010B1 (ko) 부분방전 진단 기능 및 IoT 기술을 구비한 친환경 배전반
US20170271100A1 (en) Direct-current circuit breaker
EP0196234A2 (en) Gas insulated switchgear
US20120175234A1 (en) Switch Unit and Switchgear
KR102355564B1 (ko) 수배전반, 분전반, 접속반, 제어반의 아크제거기
KR101203912B1 (ko) 스위치 기어
Morton Circuit breaker and protection requirements for DC switchgear used in rapid transit systems
CN201061141Y (zh) 铠装移开式消弧开关装置
CA2310619C (en) Arcing fault protection system for a switchgear enclosure
CN110197781A (zh) 用于具有电磁吹弧的双断路触点的结构
JP3102687B2 (ja) 中圧又は高圧メタルクラッドステーション用のセル及びこの種のセルで作られるステーション
CN209266994U (zh) 一种所用变高压开关设备
KR20110130914A (ko) 가스절연개폐장치용 단로기
KR20210090828A (ko) 아크 제거기의 가동 접점 고장 검출장치
EP4300736A1 (en) Direct current switchgear
EP4235989A1 (en) Gas-insulated switchgear
CN205944865U (zh) 一种抽出式气体绝缘开关设备
KR102505794B1 (ko) 아크해소 수배전반
Gentsch et al. New Ultra Fast Earthing Switch (UFES) device based on the vacuum switching principle
US9558900B2 (en) Vacuum assisted electrical disconnect with dynamic shield
Hae et al. Composite insulation structure for medium voltage class switchgear
CN205377280U (zh) 一种消弧及过电压保护装置

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant