KR102193877B1 - 가스절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기의 소호부 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기의 소호부에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는, 차단기의 차단 동작시 가동부 및 고정부가 동시에 동작되면서 회로의 차단이 이루어지는 양방향 구동식 가스 차단기에 있어서, 차단 동작 중 발생되는 대용량의 아크를 즉각적으로 소호할 수 있고, 소호 과정 중 발생된 소호가스를 신속하게 외부로 안내하여 배출할 수 있으며, 3상 가스 차단기의 대지간 및 상간 절연성능을 향상시킨 가스절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기의 소호부에 관한 것으로,
본 발명에 따른 가스절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기의 소호부(1)는, 가스절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기의 소호부에 있어서, 하부에 가동측 열가스 배출 몸체부(6)가 구비되고, 상기 가동측 열가스 배출 몸체부(6)의 상측에 압축 실린더(7)가 구비되는 가동측 몸체부(5); 상기 가동측 몸체부(5) 내부 중앙에 외부 구동력을 받아 상, 하 이동가능하게 구비되고, 내부에 길이방향을 따라 열가스 하측 유동로(17)가 구비되며, 하부에는 상기 열가스 하측 유동로(17)와 연통되는 열가스 로드 배출홀(18)이 구비되고, 상부가 상기 압축 실린더(7) 중앙의 로드 실린더결합홀(19)을 관통하여 상, 하 이동가능하게 구비되는 가동측 메인 작동로드(10); 상기 압축 실린더(7)를 관통한 상기 가동측 메인 작동로드(10)의 상부가 중앙의 로드 챔버결합홀(12)을 관통하여 고정결합되고, 상기 압축 실린더(7)의 상측 개방구를 통해 내부로 삽입되어 상기 압축 실린더(7)의 내측면에 외측면이 접한 상태에서 상기 가동측 메인 작동로드(10)와 함께 상, 하 이동가능하게 구비되고, 내부에는 팽창챔버(13)가 마련되며, 상기 팽창챔버(13)의 하부에는 상기 압축 실린더(7)의 내부 공간과 연통되게 실린더 챔버 연통홀(34)이 구비되고, 상기 실린더 챔버 연통홀(34)의 전방에는 연통홀 개폐 플랩(35)이 마련되며, 상측 단부에는 가동측 메인전극(14)이 구비되는 가동측 실린더(11); 하부는 상기 가동측 실린더(11)를 관통한 가동측 메인 작동로드(10)의 상부 외측에 고정결합되고, 내부에는 길이방향을 따라 빈 수용공간홀이 구비되며, 상기 수용공간홀의 상부단 둘레에는 가스 분사노즐(21)이 구비되는 가스 분사노즐 지지몸체(20); 상기 가스 분사노즐 지지몸체(20)의 수용공간홀의 상부 내측면에 구비되며, 내부에는 고정측 아크전극(51)이 삽입 접촉되게 고정측 아크전극 삽입홀(23)이 길이방향을 따라 마련되며, 상기 고정측 아크전극 삽입홀(23)의 하부가 상기 가동측 메인 작동로드(10)의 열가스 하측 유동로(17)의 상부와 연통되고, 상기 고정측 아크전극 삽입홀(23)의 상부 둘레에 상기 가스 분사노즐(21)이 위치하게 구비되는 가동측 아크전극(22); 하부가 상기 가동측 실린더(11)의 상부 개방구를 통해 내부로 삽입 수용되고, 상기 가동측 실린더(11) 내부에 삽입 수용된 외부 일측면이 상기 가동측 실린더(11)의 내부 일측면에 고정결합되며, 하부 개방구를 통해 내부로 상기 가스 분사노즐 지지몸체(20)의 상부가 삽입 수용되고, 삽입 수용된 상기 가스 분사노즐 지지몸체(20)의 상부 외측면의 둘레에, 내측면이 소정간격을 두고 위치하여 팽창가스 유동로(31)를 형성하며, 상기 팽창가스 유동로(31)의 하측단은 상기 팽창챔버(13)와 연통되고, 상부의 내부 중앙에는 길이방향을 따라 고정측 아크전극 유도홀(32)이 형성되어 상기 고정측 아크전극 유도홀(32)을 따라 삽입된 고정측 아크전극(51) 하부측이 상기 고정측 아크전극 유도홀(32)을 관통하여 상기 고정측 아크전극 삽입홀(23)에 삽입 접촉되며, 상기 고정측 아크전극 유도홀(32)의 상부 둘레에는 전계완화실드(33)가 구비되는 열가스 메인 노즐부(30); 상부에는 고정측 열가스 배출 몸체부(41)가 구비되고, 상기 고정측 열가스 배출 몸체부(41)의 하측에 고정측 실린더(42)가 구비되며, 상기 고정측 실린더(42)의 하부 개방구를 통해 내부로 삽입되는 상기 전계완화실드(33)의 상부 외측면이 상기 고정측 실린더(42)의 내측면에 접한 상태에서 상, 하 이동가능하게 구비되고, 상기 고정측 실린더(42)의 하측 단부에는 고정측 메인전극(43)이 형성되는 고정측 몸체부(40); 일측은 상기 고정측 몸체부(40)에 고정결합되고, 타측은 상기 고정측 몸체부(40)의 내부 중앙에 구비되며, 타측 내부에는 길이방향을 따라 고정측 아크전극 안내홀(45)이 통공되게 구비되는 고정측 아크전극 지지대(44); 하부에는 상기 고정측 아크전극(51)이 소정길이로 구비되며, 상기 고정측 아크전극 안내홀(45)을 관통하여 상, 하 이동가능하게 마련되는 고정측 아크전극 몸체(50); 일측은 상기 고정측 몸체부(40) 내부에 회전가능하게 구비되며, 일측면에는 피니언 기어(53)가 형성되고, 타측에는 가압핀 안내 슬릿(54)이 내부에서 외부로 개방되게 소정길이로 구비되는 회전구동 플레이트(52); 하부측은 상기 고정측 아크전극 몸체(50)의 상부측에 고정결합되고, 상부 일측면에는 길이방향을 따라 소정길이의 렉 기어(61)가 형성되어 상기 회전구동 플레이트(52)의 피니언 기어(53)와 맞물리게 구비되는 고정측 아크전극 구동로드(60); 및, 일측은 상기 고정측 아크전극 유도홀(32)의 상부 일측에 결합되어 상기 열가스 메인 노즐부(30)와 함께 길이방향을 따라 상, 하 이동가능하게 구비되고, 타측면에는 가압핀(63)이 형성되어 길이방향을 따라 상, 하 이동함에 따라, 상기 가압핀(63)이 상기 가압핀 안내 슬릿(54)의 개방된 외측으로 삽입되어 슬릿(54) 내측으로 이동하거나, 슬릿(54) 내측에서 개방된 슬릿(54) 외측으로 이동하여 상기 가압핀 안내 슬릿(54)에서 분리 이탈되면서 상기 회전구동 플레이트(52)를 일측 방향 또는 타측 방향으로 회전이동시키는 연동로드(62)를; 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

가스절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기의 소호부{Arc extinguishing unit of Bidirectional driving type gas circuit breaker for gas insulated switchgear}

본 발명은 가스절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기의 소호부에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는, 차단기의 차단 동작시 가동부 및 고정부가 동시에 동작되면서 회로의 차단이 이루어지는 양방향 구동식 가스 차단기에 있어서, 차단 동작 중 발생되는 대용량의 아크를 즉각적으로 소호할 수 있고, 소호 과정 중 발생된 소호가스를 신속하게 외부로 안내하여 배출할 수 있으며, 3상 가스 차단기의 대지간 및 상간 절연성능을 향상시킨 가스절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기의 소호부에 관한 것이다.

일반적으로 가스절연 개폐장치(Gas Insulated Switchgear)는 금속제 밀폐용기 내에 절연성능과 소호기능이 우수한 절연용 가스(SF6)를 절연매체로 사용하여 금속제 밀폐용기 내부에 구비되는 도체와 각종 보호기기들을 절연보호 하는 수변전 설비이다. 금속제 밀폐용기 내부에는 차단기(Circuit Breaker), 단로기(Disconnecting Switch), 접지 개폐기(Eearthing Switch) 등의 여러가지 보호기기들이 구비된다.

통상 가스절연 개폐장치의 차단기는 정상상태 선로의 개폐 뿐만 아니라, 선로의 지락, 단락 및 부하사고 등의 이상상태 발생시 사고전류를 차단하여 전력 시스템을 안전하게 보호하는 주 보호기기이다.

이와 같은 차단기는 차단기의 구동 장치인 유압, 공압 또는 모터에 의해 차징(Charging)되는 액츄에이터(Actuator)에서 발생되는 구동력에 의해 실린더에 연결된 실린더 로드를 트립위치로 이동시키고, 실린더 로드의 이동으로 압축실내 절연 소호가스가 압축되면 압축된 고압의 소호가스를 아크에 분사하여 사고전류를 냉각 소호시키며, 소호 과정 중 발생된 열가스는 외부로 배출하게 된다. 따라서 차단기의 사고전류 차단을 위한 트립동작시 구동력은 투입동작시 구동력보다 높은 출력이 요구된다. 또한, 트립 동작시에는 가동 아크 전극과 고정 아크 전극이 서로 분리되기 시작되는 시점에서는 상대적으로 작은 힘으로도 동작이 가능하나 두 아크 전극이 서로 이격되는 시점인 아크가 발생되는 시점에서는 상대적으로 큰 힘이 요구된다.

한편, 차단기의 트립 동작을 위한 구조는 크게 단방향 구동방식 및 양방향 구동방식으로 구분되고, 상기 단방향 구동방식에서 고정부는 고정된 상태를 유지하며, 가동측만이 후퇴 동작하여 고정부의 고정 아크 전극으로부터 가동부의 가동 아크 전극이 분리되도록 구성되고, 상기 양방향 구동방식은 상기 가동부의 가동 아크 전극과 상기 고정부의 고정 아크 전극이 서로 연동되도록 구성하여 고장전류가 흘러 회로를 차단하고자 할 경우 상기 가동 아크 전극 및 고정 아크 전극이 동시에 서로 간으로부터 멀어져 단락되게 구성되며, 특히, 상기 양방향 구동방식이 상대적으로 큰 전류를 신속하게 차단할 수 있는 장점이 있다.

이에 국내등록특허 제10-0618605호(발명의 명칭 :'가스절연 차단기의 개폐장치)에서는 양방향 구동 방식을 적용한 가스 절연 개폐 장치의 가스 차단기 게시되어 있으며, 국내공개특허 제10-2015-0134206호(발명의 명칭 :'가스절연 개폐장치의 가스차단기')에서는 양방향 구동 방식을 적용한 가스절연 개폐장치의 가스 차단기에 있어서, 아크 소호 과정 중 발생된 소호가스가 외부로 용이하게 배출되도록 하여 가스 차단기의 극간차단 성능 및 대지간 절연성능을 향상시킬 수 있도록 하는 가스절연 개폐장치의 가스 차단기가 게시되어 있으나,

양방향 구동 방식을 구현하기 위해 다수의 링크를 서로 연결하는 구성으로 그 구조가 복잡하여 조립 생산성이 떨어지고, 장시간 반복 구동시 각 링크 연결점의 작동 내구성이 현저히 떨어지는 문제점이 있으며, 각 링크 연결점에서의 전환 동작이 연속적이지 못해 동작력 전달의 끊김이 발생하는 차단 동작의 불연속으로 인해 사고전류 차단 및 아크 소호가 원활하지 못하고, 특히 아크 소호 중 발생된 소호가스가 차단기 내부에서 외부로 신속하게 배출되지 못하고, 외부 임의 방향으로 다량 배출되는 소호가스에 의해 대지간 및 상간 절연 파괴 현상이 빈번하게 발생되는 문제점이 있다.

국내등록특허 제10-0618605호(발명의 명칭 :'가스절연 차단기의 개폐장치) 국내공개특허 제10-2015-0134206호(발명의 명칭 :'가스절연 개폐장치의 가스차단기')

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 양방향 구동식 가스 차단기의 구성을 단순화하여 조립 생산성 및 차단 작동 내구성을 향상시킬 수 있도록 함과 함께,

장시간 반복 구동에도 정확하고 연속적인 차단 동작이 가능하도록 하며, 차단 과정 중 발생되는 아크의 빠른 소호 및 신속한 소호가스 유동 배출이 가능하도록 하고, 3상 가스 차단기의 대지간 및 상간 절연성능을 향상시킬 수 있도록 한다.

상기 전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 형태에서는, 가스절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기의 소호부에 있어서, 하부에 가동측 열가스 배출 몸체부(6)가 구비되고, 상기 가동측 열가스 배출 몸체부(6)의 상측에 압축 실린더(7)가 구비되는 가동측 몸체부(5); 상기 가동측 몸체부(5) 내부 중앙에 외부 구동력을 받아 상, 하 이동가능하게 구비되고, 내부에 길이방향을 따라 열가스 하측 유동로(17)가 구비되며, 하부에는 상기 열가스 하측 유동로(17)와 연통되는 열가스 로드 배출홀(18)이 구비되고, 상부가 상기 압축 실린더(7) 중앙의 로드 실린더결합홀(19)을 관통하여 상, 하 이동가능하게 구비되는 가동측 메인 작동로드(10); 상기 압축 실린더(7)를 관통한 상기 가동측 메인 작동로드(10)의 상부가 중앙의 로드 챔버결합홀(12)을 관통하여 고정결합되고, 상기 압축 실린더(7)의 상측 개방구를 통해 내부로 삽입되어 상기 압축 실린더(7)의 내측면에 외측면이 접한 상태에서 상기 가동측 메인 작동로드(10)와 함께 상, 하 이동가능하게 구비되고, 내부에는 팽창챔버(13)가 마련되며, 상기 팽창챔버(13)의 하부에는 상기 압축 실린더(7)의 내부 공간과 연통되게 실린더 챔버 연통홀(34)이 구비되고, 상기 실린더 챔버 연통홀(34)의 전방에는 연통홀 개폐 플랩(35)이 마련되며, 상측 단부에는 가동측 메인전극(14)이 구비되는 가동측 실린더(11); 하부는 상기 가동측 실린더(11)를 관통한 가동측 메인 작동로드(10)의 상부 외측에 고정결합되고, 내부에는 길이방향을 따라 빈 수용공간홀이 구비되며, 상기 수용공간홀의 상부단 둘레에는 가스 분사노즐(21)이 구비되는 가스 분사노즐 지지몸체(20); 상기 가스 분사노즐 지지몸체(20)의 수용공간홀의 상부 내측면에 구비되며, 내부에는 고정측 아크전극(51)이 삽입 접촉되게 고정측 아크전극 삽입홀(23)이 길이방향을 따라 마련되며, 상기 고정측 아크전극 삽입홀(23)의 하부가 상기 가동측 메인 작동로드(10)의 열가스 하측 유동로(17)의 상부와 연통되고, 상기 고정측 아크전극 삽입홀(23)의 상부 둘레에 상기 가스 분사노즐(21)이 위치하게 구비되는 가동측 아크전극(22); 하부가 상기 가동측 실린더(11)의 상부 개방구를 통해 내부로 삽입 수용되고, 상기 가동측 실린더(11) 내부에 삽입 수용된 외부 일측면이 상기 가동측 실린더(11)의 내부 일측면에 고정결합되며, 하부 개방구를 통해 내부로 상기 가스 분사노즐 지지몸체(20)의 상부가 삽입 수용되고, 삽입 수용된 상기 가스 분사노즐 지지몸체(20)의 상부 외측면의 둘레에, 내측면이 소정간격을 두고 위치하여 팽창가스 유동로(31)를 형성하며, 상기 팽창가스 유동로(31)의 하측단은 상기 팽창챔버(13)와 연통되고, 상부의 내부 중앙에는 길이방향을 따라 고정측 아크전극 유도홀(32)이 형성되어 상기 고정측 아크전극 유도홀(32)을 따라 삽입된 고정측 아크전극(51) 하부측이 상기 고정측 아크전극 유도홀(32)을 관통하여 상기 고정측 아크전극 삽입홀(23)에 삽입 접촉되며, 상기 고정측 아크전극 유도홀(32)의 상부 둘레에는 전계완화실드(33)가 구비되는 열가스 메인 노즐부(30); 상부에는 고정측 열가스 배출 몸체부(41)가 구비되고, 상기 고정측 열가스 배출 몸체부(41)의 하측에 고정측 실린더(42)가 구비되며, 상기 고정측 실린더(42)의 하부 개방구를 통해 내부로 삽입되는 상기 전계완화실드(33)의 상부 외측면이 상기 고정측 실린더(42)의 내측면에 접한 상태에서 상, 하 이동가능하게 구비되고, 상기 고정측 실린더(42)의 하측 단부에는 고정측 메인전극(43)이 형성되는 고정측 몸체부(40); 일측은 상기 고정측 몸체부(40)에 고정결합되고, 타측은 상기 고정측 몸체부(40)의 내부 중앙에 구비되며, 타측 내부에는 길이방향을 따라 고정측 아크전극 안내홀(45)이 통공되게 구비되는 고정측 아크전극 지지대(44); 하부에는 상기 고정측 아크전극(51)이 소정길이로 구비되며, 상기 고정측 아크전극 안내홀(45)을 관통하여 상, 하 이동가능하게 마련되는 고정측 아크전극 몸체(50); 일측은 상기 고정측 몸체부(40) 내부에 회전가능하게 구비되며, 일측면에는 피니언 기어(53)가 형성되고, 타측에는 가압핀 안내 슬릿(54)이 내부에서 외부로 개방되게 소정길이로 구비되는 회전구동 플레이트(52); 하부측은 상기 고정측 아크전극 몸체(50)의 상부측에 고정결합되고, 상부 일측면에는 길이방향을 따라 소정길이의 렉 기어(61)가 형성되어 상기 회전구동 플레이트(52)의 피니언 기어(53)와 맞물리게 구비되는 고정측 아크전극 구동로드(60); 및, 일측은 상기 고정측 아크전극 유도홀(32)의 상부 일측에 결합되어 상기 열가스 메인 노즐부(30)와 함께 길이방향을 따라 상, 하 이동가능하게 구비되고, 타측면에는 가압핀(63)이 형성되어 길이방향을 따라 상, 하 이동함에 따라, 상기 가압핀(63)이 상기 가압핀 안내 슬릿(54)의 개방된 외측으로 삽입되어 슬릿(54) 내측으로 이동하거나, 슬릿(54) 내측에서 개방된 슬릿(54) 외측으로 이동하여 상기 가압핀 안내 슬릿(54)에서 분리 이탈되면서 상기 회전구동 플레이트(52)를 일측 방향 또는 타측 방향으로 회전이동시키는 연동로드(62)를; 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기의 소호부(1)를 제공한다.

본 발명의 일 형태에 따른 가스절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기의 소호부(1)에 있어서, 상기 열가스 메인 노즐부(30)의 고정측 아크전극 유도홀(32)이, 하부에서 상부로 갈수록 단면 형상의 반경이 점차 증가되게 형성되고, 상기 고정측 열가스 배출 몸체부(41)의 상부 둘레 일측에는 상부측면 주 배기홀(80)이 소정크기로 형성되며, 상기 상부측면 주 배기홀(80)로부터 소정거리 이격된 위치에는 상부측면 보조 배기홀(81)이 상기 상부측면 주 메인 배기홀 크기보다 작게 소정크기로 형성되며, 상기 상부측면 주 배기홀(80) 및 상부측면 보조 배기홀(81)의 둘레에는 소정간격을 두고 상부 배기 실드(82)가 구비되며, 상기 상부 배기 실드(82)의 상부단은 밀폐 형성되고 하부단은 하측으로 개방되게 형성되며, 상기 고정측 열가스 배출 몸체부(41)의 상부단에는 상부 주 배기홀(83)이 소정반경의 원형으로 형성되며, 상기 상부 주 배기홀(83)의 중앙에는 내부의 열가스를 상부 부 배기홀의 둘레 주변으로 확산 배출시키는 확산 배기 가이드(84)가 형성될 수 있으며,

바람직하게는, 상기 압축 실린더(7)의 하부 격벽(15)에는 감압밸브(8)가 구비되며, 상기 가동측 열가스 배출 몸체부(6)의 하부 둘레에는 다수의 하부측면 배기홀(90)이 소정크기로 소정간격을 두고 형성되며, 상기 다수의 하부측면 배기홀(90)의 둘레에는 소정간격을 두고 하부 배기 실드(91)가 구비되며, 상기 하부 배기 실드(91)의 상부단 및 하부단은 밀폐되게 형성되고, 상기 하부 배기 실드(91)의 둘레 일측에는 하부실드 주 배기부(92)가 형성되며, 상기 하부실드 주 배기부(92)로부터 소정거리 이격된 위치에는 하부실드 보조 배기부(93)가 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 가스절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기의 소호부는, 양방향 구동식 가스 차단기의 구성이 단순하여 조립 생산성 및 차단 작동 내구성을 향상시킬 수 있으며,

또한, 장시간 반복 구동에도 정확하고 연속적인 차단 동작이 가능하고, 차단 과정 중 발생되는 아크의 빠른 소호 및 신속한 소호가스 유동 배출이 가능하며, 3상 가스 차단기의 대지간 및 상간 절연성능을 월등히 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기의 소호부에 있어서, 가스 차단기의 투입상태를 나타내는 단면도;
도 2는 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기의 소호부에 있어서, 가스 차단기의 투입상태에서 차단상태로의 변환 중 상태를 나타내는 단면도;
도 3은 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기의 소호부에 있어서, 가스 차단기의 차단상태로 변환이 완료된 상태를 나타내는 단면도;
도 4는 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기의 소호부에 있어서, 3상 가스 차단기를 위에서 본 모습을 간략히 나타내는 평면도; 및,
도 5는 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기의 소호부에 있어서, 3상 가스 차단기를 아래에서 본 모습을 간략히 나타내는 저면도; 이다.

이하 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 부호가 사용되며, 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.

도 1은 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기의 소호부(1)에 있어서, 가스 차단기의 투입상태를 나타내는 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기의 소호부(1)에 있어서, 가스 차단기의 투입상태에서 차단상태로의 변환 중 상태를 나타내는 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기의 소호부(1)에 있어서, 가스 차단기의 차단상태로 변환이 완료된 상태를 나타내는 단면도이다.

또한, 도 4는 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기의 소호부(1)에 있어서, 3상 가스 차단기를 위에서 본 모습을 간략히 나타내는 평면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기의 소호부(1)에 있어서, 3상 가스 차단기를 아래에서 본 모습을 간략히 나타내는 저면도이다.

본 발명에 따른 가스절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기의 소호부(1)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 크게, 양방향 구동식 가스 차단기의 하부에 위치하는 가동측 몸체부(5)와, 외부 구동력을 받아 가동측 메인전극(14) 및 가동측 아크전극(22)을 상, 하 이동시키는 가동측 메인 작동로드(10)와, 팽창챔버(13) 및 가동측 메인전극(14)이 구비되는 가동측 실린더(11)와, 상기 팽창챔버(13) 내에서 팽창된 소호가스를 아크 발생 영역으로 분사하는 가스 분사노즐(21)을 지지하는 가스 분사노즐 지지몸체(20)와, 가동측 아크전극(22)과, 상기 가스 분사노즐(21)을 통해 분사된 가스가 아크를 소호한 후, 발생된 열가스를 고정측 열가스 배출 몸체부(41)로 안내 배출하는 열가스 메인 노즐부(30)와, 상기 가동측 메인전극(14)과 접촉 또는 분리 이탈되는 고정측 메인전극(43)이 하부측 단부에 형성되며 상부에는 고정측 열가스 배출 몸체부(41)가 구비되는 고정측 몸체부(40)와, 내부 중앙에 상, 하 이동가능하게 구비되는 상기 고정측 아크전극(51)을 지지하는 고정측 아크전극 지지대(44)와, 하부에는 고정측 아크전극(51)이 마련되고 상기 고정측 몸체부(40)의 내부 중앙에 상, 하 이동가능하게 구비되는 고정측 아크전극 몸체(50)와, 일측면에는 피니언 기어(53)가 구비되고 타측에는 내부에서 외부로 개방되게 슬릿(54)이 소정길이로 형성되는 회전구동 플레이트(52)와, 상기 피니언 기어(53)와 맞물리게 렉 기어(61)가 구비되고 상기 고정측 아크전극 몸체(50)에 하부측이 고정결합되어 함께 상, 하 이동가능하게 구비되는 고정측 아크전극 구동로드(60) 및, 상기 가동측 메인 작동로드(10)가 상, 하 이동함에 따라 상기 피니언 기어(53)를 일측 또는 타측으로 회전이동시키는 연동로드(62)를 포함하여 형성된다.

상기 가동측 몸체부(5)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 하부에 가동측 열가스 배출 몸체부(6)가 구비되고, 상기 가동측 열가스 배출 몸체부(6)의 상측에 압축 실린더(7)가 구비되며, 상기 압축 실린더(7)의 하부에는 압축실린더 하부격벽이 마련되며 상기 압축실린더 하부격벽에는 감압밸브(8)가 구비되어 상기 압축 실린더(7) 내부가 소정압력 이상으로 압축되면 압축 실린더(7) 내부의 가스를 하부측으로 배출시켜 압력을 낮춰 압축 실린더(7) 내부 압력 상승에 따른 상기 가동측 메인 작동로드(10)의 구동력 부담 및 기계적 구동 저항에 따른 부담을 완화시켜 줄 수 있도록 한다.

상기 가동측 메인 작동로드(10)는, 상기 가동측 몸체부(5)의 내부 중앙에 외부 구동력을 받아 상, 하 이동가능하게 구비되며, 도 1, 2 및 3에 도시된 바와 같이, 외부 구동력을 받아 가동측 메인전극(14) 및 가동측 아크전극(22)을 상, 하 이동시켜 사고전류의 차단 또는 투입에 대한 메인 작동로드(10)로 기능하고, 상부가 상기 압축실린더 하부격벽 중앙의 로드 실린더결합홀(19)을 관통하여 상, 하이동가능하게 구비된다. 또한, 내부에는 길이방향을 따라 열가스 하측 유동로(17)가 구비되며, 하부에는 상기 열가스 하측 유동로(17)가 연통되는 열가스 로드 배출홀(18)이 구비되어, 가스 차단기의 개방 구동 초기에 팽창챔버(13) 내에서 팽창된 절연가스가 팽창가스 유동로(31) 및 가스 분사노즐(21)을 통해 분사된 후 발생되는 소호가스(열가스) 중 일부가 상기 열가스 하측 유동로(17)를 통해 가동측 메인 작동로드(10)의 하부로 이동하고, 하부로 이동된 소호가스는 상기 열가스 로드 배출홀(18), 하부측면 배기홀(90) 및, 하부실드 주, 보조 배기부를 통해 외부로 신속하게 배출된다.

상기 가동측 실린더(11)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상부가 개방된 실린더 형상으로 형성되며, 내부에는 팽창챔버(13)가 마련되고, 상기 압축 실린더(7)를 관통한 상기 가동측 메인 작동로드(10)의 상부가 팽창챔버(13) 하부격벽 중앙의 로드 챔버결합홀(12)을 관통하여 고정결합되며, 상기 압축 실린더(7)의 상측 개방구를 통해 내부로 삽입되어 상기 입축 실린더의 내측면에 외측면이 접한 상태에서 상기 가동측 메인 작동로드(10)와 함께 상, 하 이동가능하게 구비된다. 상기 팽창챔버(13) 하부격벽의 좌, 우 양측에는 상기 압축 실린더(7)의 내부 공간과 연통되게 실린더 챔버 연통홀(34)이 각각 구비되고, 상기 실린더 챔버 연통홀(34)의 전방에는 연통홀 개폐 플랩(35)이 마련되어 상기 압축 실린더(7) 내의 절연가스가 소정압력 이상에서 상기 실린더 챔버 연통홀(34)을 통과해 상기 연통홀 개폐 플랩(35)을 열고 팽창챔버(13) 내로 유동할 수 있게 된다.

또한, 내부 일측면에는 챔버 돌출벽(16)이 내부로 소정길이 돌출되게 구비되며, 상기 챔버 돌출벽(16)의 단부면에는 상기 가동측 실린더(11)의 상측 개방부를 통해 삽입 수용된 열가스 메인 노즐부(30)의 외부 일측면이 접하여 고정결합된다. 상기 상측 단부에는 가동측 메인 전극이 구비되어, 상기 가동측 메인 작동로드(10)와 함께 상, 하 이동함에 따라 상기 고정측 몸체부(40)의 고정측 실린더(42) 하측 단부에 구비되는 고정측 메인 전극과 접촉 또는 분리이탈된다.

상기 가스 분사노즐 지지몸체(20)는, 도1에 도시된 바와 같이, 하부는 상기 가동측 실린더(11)를 관통한 상기 가동측 메인 작동로드(10)의 상부 외측 둘레에 고정결합되어 상기 가동측 메인 작동로드(10)와 함께 상, 하 이동가능하게 구비되며, 내부에는 길이 방향을 따라 빈 수용공간홀이 구비되고, 상기 수용공간홀의 상부단 둘레에는 가스분사 노즐이 구비된다.

상기 가동측 아크전극(22)은, 도1에 도시된 바와 같이, 상기 가스 분사노즐 지지몸체(20)의 수용공간홀의 상부 내측면에 구비되며, 내부에는 고정측 아크전극(51)이 삽입 접촉되게 고정측 아크전극 삽입홀(23)이 길이방향을 따라 마련되며, 상기 고정측 아크전극 삽입홀(23)의 상부 둘레에는 개방 과정 중 아크발생시 상기 팽창챔버(13) 및 압축 실린더(7) 내의 절연가스가 분사될 수 있도록 상기 가스 분사노즐(21)이 위치하게 된다.

상기 열가스 메인 노즐부(30)는, 도1에 도시된 바와 같이, 하부가 상기 가동측 실린더(11)의 상부 개방측을 통해 삽입 수용되고, 상기 가동측 실린더(11)의 상부에 삽이 수용된 외부 일측면이 상기 챔버 돌출벽(16)의 단부면에 접하여 고정결합되어 가동측 실린더(11)와 함께 상, 하 이동하게 된다. 외부로 개방되게 구비되는 하측 내부에는 상기 가스 분사노즐 지지몸체(20)의 상부가 삽입 수용되고, 삽입 수용된 상기 가스 분사노즐 지지몸체(20)의 상부 외측면의 둘레에, 내측면이 소정간격을 두고 위치하여 팽창가스 유동로(31)를 형성하며, 상기 팽창가스 유동로(31)의 하측단은 상기 팽창챔버(13)와 연통되고, 상기 팽창가스 유동로(31)의 상부는 상기 가스 분사노즐(21)과 연통된다. 상부의 내부 중앙에는 길이방향을 따라 고정측 아크전극 유도홀(32)이 형성되어 상기 고정측 아크전극 삽입홀(23) 상부와 연통되게 구비됨과 함께, 하단부는 단차지게 형성되어 상기 팽창가스 유동로(31)의 상부단과 연통되게 구비되어, 도5에 도시된 바와 같이, 개방시 팽창챔버(13) 및 압축 실린더(7) 내부에서 팽창 압축된 절연가스가 실린더 챔버 연통홀(34), 팽창가스 유동로(31), 가스 분사노즐(21)을 통해 분사되면서 고정측 아크전극(51) 및 가동측 아크전극(22) 사이에서 발생되는 아크를 소호시킨 후, 상기 아크전극 유도홀(32)을 따라 상기 고정측 열가스 배출 몸체부(41)로 신속하게 유동하게 된다.

한편, 투입시에 상기 고정측 아크전극 유도홀(32)의 상부단 개방구를 통해 삽입된 상기 고정측 아크전극(51) 하부측은 상기 고정측 아크전극 유도홀(32)의 단차 연통부를 관통하여 상기 고정측 아크전극 삽입홀(23)에 삽입 접촉되며, 상기 고정측 아크전극 유도홀(32)의 상부 둘레에는 전계완화실드(33)가 구비된다.

상기 고정측 몸체부(40)는, 도1에 도시된 바와 같이, 상부에는 고정측 열가스 배출 몸체부(41)가 구비되어 상기 열가스 메인 노즐부(30)의 상기 고정측 아크전극 유도홀(32)을 통해 배출된 열가스가 외부로 배출되며, 상기 고정측 열가스 배출 몸체부(41)의 하측에 고정측 실린더(42)가 구비되고, 상기 고정측 실린더(42)의 하측 개방구를 통해 내부로 삽입되는 상기 전계완화실드(33)의 상부 외측면이 상기 고정측 실린더(42)의 내측면에 접한 상태에서 상, 하 이동가능하게 구비되며, 상기 고정측 실린더(42)의 하측 단부에는 고정측 메인전극(43)이 구비되어 상기 가동측 실린더(11)의 상, 하 이동에 따라 상기 가동측 메인 전극과 접촉하거나 분리이탈하게 된다.

상기 고정측 아크전극 지지대(44)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 고정측 아크전극 몸체(50)가 고정측 몸체부(40)의 내부 중앙에서 상, 하 이동가능하도록 상기 고정측 아크전극 몸체(50)를 지지해주는 것으로, 일측은 상기 고정측 몸체부(40)에 고정결합되고, 타측은 상기 고정측 몸체부(40)의 내부 중앙에 구비되며, 타측 내부에는 길이방향을 따라 고정측 아크전극 안내홀(45)이 통공되게 구비된다.

상기 고정측 아크전극 몸체(50)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 하부에 고정측 아크전극(51)이 소정길이의 막대 형상으로 구비되며, 상기 고정측 아크전극 안내홀(45)을 관통하여 상, 하 이동가능하게 마련된다.

상기 회전구동 플레이트(52)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 일측이 상기 고정측 몸체부(40) 내부에 회전가능하게 구비되며, 일측면에는 피니언 기어(53)가 형성되고, 타측에는 가압핀 안내슬릿(54)이 중앙측 내부에서 외부로 개방되게 소정길이로 구비된다.

상기 고정측 아크전극 구동로드(60)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 하부측은 상기 고정측 아크전극 몸체(50)의 상부측에 고정결합되고, 상부 일측면에는 길이방향을 따라 소정길이의 렉 기어(61)가 형성되어 상기 회전구동 플레이트(52)의 피니언 기어(53)와 맞물리게 구비되어 상기 회전구동 플레이트(52)의 회전이동함에 따라 상기 렉 기어(61)가 형성된 고정측 아크전극 구동로드(60)가 직선이동하게 된다.

상기 연동로드(62)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 일측은 상기 고정측 아크전극 유도홀(32)의 상부 일측에 결합되어 상기 열가스 메인 노즐부(30)와 함께 길이방향을 따라 상, 하 이동가능하게 구비되고, 타측면에는 가압핀(63)이 형성되어 길이방향을 따라 상, 하 이동함에 따라, 상기 가압핀(63)이 상기 가압핀 안내 슬릿(54)의 개방된 외측으로 삽입되어 슬릿(54) 내측으로 이동하거나, 슬릿(54) 내측에서 개방된 슬릿(54) 외측으로 이동하여 상기 가압핀 안내 슬릿(54)에서 분리 이탈되면서 상기 회전구동 플레이트(52)를 일측 방향 또는 타측 방향으로 회전이동시키게 된다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기의 소호부(1)의 작동을 좀 더 상세하게 설명하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 투입상태에서 상기 고정측 아크전극(51)이 고정측 아크전극 유도홀(32)을 관통하여 상기 고정측 아크전극 삽입홀(23)에 삽입되어 가동측 아크전극(22)과 접촉됨과 함께, 상기 가동측 실린더(11)의 가동측 메인전극(14)도 상기 고정측 실린더(42)의 고정측 메인전극(43)에 접촉된 상태를 유지하게 된다.

상기 투입상태에서 사고전류가 발생하는 경우에는, 도 2 내지 도4에 도시된 바와 같이, 외부 구동력을 받은 상기 가동측 메인 작동로드(10)가 하측으로 이동하게 되며, 상기 가동측 메인 작동로드(10)의 하측 이동으로 인해 상기 가동측 실린더(11), 가스분사노즐 지지몸체(20), 가동측 아크전극(22), 열가스 메인 노즐부(30) 및, 연동로드(62)가 함께 하측으로 이동을 시작하게 되고, 상기 가동측 아크전극(22) 및 고정측 아크전극(51)이 분리되면서 아크가 발생하게 된다. 이 때, 사고전류 및 아크 에너지가 큰 경우에는 발생된 아크로 인해 주위의 절연가스를 팽창시키게 되고, 팽창가스는 상기 팽창챔버(13)로 역류하여 챔버 내의 압력을 상승시키게 되며, 챔버 내의 압력 상승이 가동측 실린더(11)의 하측 이동에 따른 압축 실린더(7) 내 가스의 압력 상승 보다 큰 경우에는 상기 연통홀 개폐 플랩(35)이 상기 실린더 챔버 연통홀(34)을 막게 되고, 상기 팽창챔버(13)로 역류했던 열가스는 팽창챔버(13) 내에서 냉각되며, 고정측 아크전극(51)이 상기 고정측 아크전극 유도홀(32)의 단차 연통부에서 빠져 나오게 되면 상기 팽창챔버(13) 내에서 냉각되었던 가스가 상기 팽창가스 유동로(31)를 지나 가스 분사노즐(21)을 통해 아크로 분사되어 소호시키고, 발생된 소호가스는 상기 고정측 아크전극 유도홀(32)을 빠져나와 상기 고정측 열가스 배출 몸체부(41)로 유동하게 된다.

또한, 사고전류 및 아크 에너지가 작은 경우에는 상기 팽창챔버(13) 내의 압력상승이 상기 가동측 실린더(11)의 하측 이동에 따른 압축 실린더(7) 내 가스의 압력 상승 보다 작아 상기 압축 실린더(7) 내에서 압력 상승된 가스가 상기 실린더 챔버 연통홀(34)을 통과해 상기 연통홀 개폐 플랩(35)을 개방하면서 팽창챔버(13) 내부로 유입하게 되고, 상기 팽창챔버(13) 내부로 유입된 가스는 상기 팽창가스 유동로(31)를 지나 가스 분사노즐(21)을 통해 아크로 분사되어 소호시키고, 발생된 소호가스는 상기 고정측 아크전극 유도홀(32)을 빠져나와 상기 고정측 열가스 배출 몸체부(41)로 유동하게 된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기의 소호부(1)의 경우, 대전류 차단시에는 상기 팽창챔버(13) 내의 압력 상승을 이용해 가스를 분사시켜 소호시키고, 소전류 차단시에는 압축 실린더(7) 내에 압축된 가스를 분사시켜 소호시킴으로써, 차단 전류의 대, 소에 따라 이원화된 소호 방법을 적용할 수 있으며, 소전류 차단시에는 상기 가동측 메인 작동로드(10)의 하측 이동에 따른 상기 압축 실린더(7) 내 가스의 압축을 이용해 가스를 고압으로 분사시켜 소호시킬 수 있게 되어 상기 팽창챔버(13)가 구비되는 가동측 실린더(11)를 소형화할 수 있고, 조작기의 작동부담을 완화시킬 수 있게 된다.

바람직하게는, 상기 압축 실린더(7)의 하부 격벽(15)에 감압밸브(8)를 구비하여 개방 동작 중 상기 가동측 메인 작동로드(10)와 함께 가동측 실린더(11)가 하측으로 이동하여 상기 압축 실린더(7) 내 가스의 압축시키게 되며, 압축 압력이 소정압력값 이상으로 올라가는 경우에는 조작기에 기계적인 무리를 주게 되고, 차단기 자체에도 기계적 압력이 가해져 손상을 받을 수 있어 상기 압축 실린더(7) 내 가스의 압력이 소정압력일 경우에는 즉시 감압밸브(8)를 통해 하측으로 가스를 분출시켜 상기 압축 실린더(7) 내의 압력을 낮출 수 있도록 하며, 조작기 및 차단기의 고장 발생을 방지할 수 있도록 한다.

한편, 상기 가동측 실린더(11)의 하측 이동으로 상기 고정측 메인전극(43)으로부터 가동측 메인전극(14)이 하측으로 분리이탈되고, 상기 열가스 메인 노즐부(30)의 하측 이동으로 상기 연동로드(62)가 하측으로 이동하게 되며, 상기 연동로드(62)가 하측으로 이동하는 과정에서 상기 가압핀(63)이 회전구동 플레이트(52)의 가압핀 안내 슬릿(54)의 외측 개방구를 통해 슬릿(54)으로 삽입되어 일측 슬릿면을 가압하면서 내측으로 이동하게 되고, 이 과정에서 상기 회전구동 플레이트(52)가 회전중심점을 기준으로 반시계방향으로 회전하게 되고, 상기 피니언 기어(53)가 회전구동 플레이트(52)와 함께 반시계방향으로 회전하면서 맞물린 렉 기어(61)를 통해 상기 고정측 아크전극 구동로드(60)를 상측으로 이동시키게 되며, 상기 고정측 아크전극 구동로드(60)와 함께 고정측 아크전극(51)이 상기 고정측 아크전극 안내홀(45)의 안내를 받으며 상측으로 이동하면서 상기 가동측 아크전극(22)으로부터 완전히 분리이탈되고, 상기 고정측 아크전극(51)이 고정측 아크전극 유도홀(32)의 단차 연통부에서 완전히 빠져나오는 과정에서 상기 가압핀(63) 또한 일측 슬릿면을 가압하여 회전구동 플레이트(52)를 반시계방향으로 계속 회전이동시키면서 슬릿(54)의 내부에서 외측 개방구로 이동하고, 이후에 외측 개방구를 빠져나와 하측으로 이동하여 양방향 구동을 통한 개방 과정을 완료하게 된다.

재투입과정은 상기 가동측 아크전극(22)이 상측으로 이동되고, 고정측 아크전극(51)이 하측으로 이동되게 구동되며, 상기 회전구동 플레이트(52)는 시계방향으로 회전이동하여 상기 고정측 아크전극(51)을 하측으로 이동 투입시키게 된다.

본 발명에 따른 가스절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기의 소호부(1)의 경우, 가압핀(63)의 위치를 상기 연동로드(62)의 타측면의 길이방향을 따라 소정 위치에 구비가능하고, 이를 통해 가압핀(63)이 상기 가압핀 안내 슬릿(54)의 외측 개방구로 삽입되는 시점 및 가스 차단기(1)의 양방향 구동시기를 용이하게 조절할 수 있으며,

바람직하게는, 가압핀(63)이 상기 연동로드(62) 타측에 구비되는 위치 조정을 통해, 상기 연동로드(62)의 가압핀(63)이 상기 가압핀 안내 슬릿(54)의 외측 개방구로 삽입되는 시점을, 상기 가동측 아크전극(22)과 고정측 아크전극(51) 사이에 아크가 발생하기 시작하는 시점으로 조절함으로써, 아크가 발생하기 이전에는 가동측 고정전극만이 작은 외부 구동력을 받아 서서히 하측으로 이동하다가, 상기 가동측 아크전극(22)과 고정측 아크전극(51) 사이에 아크가 발생하기 시작하는 시점에서는, 상대적으로 높은 외부 구동력을 상기 메인 작동로드(10), 열가스 메인 노즐부(30) 및, 연동로드(62)를 통해 공급받은 상기 가압핀(63)이 슬릿(54)에 삽입되어 상기 회전구동 플레이트(52)의 내측으로 이동하면서 회전구동 플레이트(52) 및 피니언 기어(53)를 회전시켜 상가 고정측 아크전극(51)을 상측으로 연동 이동시킴으로써, 보다 빠르게 상기 가동측 아크전극(22) 및 고정측 아크전극(51)을 분리 이탈시킬 수 있도록 하며, 고정측 아크전극(51)의 연동시점 및 아크발생시점을 조절할 수 있도록 하고, 아크 소호시간 및 차단시간을 단축시킬 수 있도록 하며, 외부 구동력의 발생 및 변화 시점을 최적화시킬 수 있도록 한다.

바람직하게는, 일측은 상기 고정측 몸체부(40)에 고정결합되고, 타측은 상기 고정측 몸체부(40)의 내부 중앙에 구비되며, 타측 내부에는 길이방향을 따라 고정측 아크전극 안내홀(45)이 통공되게 구비되는 고정측 아크전극 지지대(44)를 포함하여 형성하고, 하부가 상기 고정측 아크전극 지지대(44)의 타측 상부에 고정결합되며, 일측에는 상, 하 길이방향을 따라 연동로드 가이드홈(71)이 형성되고, 타측에는 상기 연동로드 가이드홈(71)과 소정간격을 두고 평행하게 고정측 구동로드 가이드홈(72)이 형성되는 지지 플레이트(70)를 더 포함하여, 상기 회전구동 플레이트(52)를 상기 지지 플레이트(70)의 일측에 회전중심핀(74)을 통해 회전가능하게 구비하고, 상기 연동로드(62)의 타측을 상기 지지 플레이트(70)의 연동로드 가이드홈(71)에 삽입된 상태에서 안내를 받으며 길이방향을 따라 상, 하 이동가능하게 구비하며, 상기 고정측 아크전극 구동로드(60)의 타측을 상기 지지 플레이트(70)의 고정측 구동로드 가이드홈(72)에 삽입된 상태에서 안내를 받으며 길이방향을 따라 상, 하 이동가능하게 구비함으로써, 반복적인 개방 및 투입 동작에도 상기 가동측 및 고정측 아크전극(51)을 정확하게 상,하 양방향으로 연동하여 이동시킬 수 있도록 하며, 개방 및 투입이동의 내구성 및 정확도를 향상시킬 수 있도록 한다.

바람직하게는, 상기 고정측 구동로드 가이드홈(72)의 타측에 고정측 구동로드 지지롤러(73)를 회전이동 가능하게 구비하고, 상기 고정측 아크전극 구동로드(60)의 타측면이 상기 지지롤러(73)의 외주면과 밀착되게 구비함으로써, 상기 지지롤러(73)의 지지를 받으며 용이하게 상, 하 이동할 수 있도록 하고, 상기 고정측 아크전극 구동로드(60)의 상, 하 이동간 진동 및 소음 발생을 최소화할 수 있도록 한다.

또한, 상기 회전구동 플레이트(52)의 가압핀 안내 슬릿(54)을, 소정간격을 두고 서로 대향하는 차단구동 슬릿면(55) 및 투입구동 슬릿면(56)으로 형성하고, 상기 차단구동 슬릿면(55)은, 상기 가동측 메인작동로드 및 연동로드(62)가 함께 하측으로 이동하는 경우, 상기 연동로드 가압핀(63)의 가압 슬라이딩 이동에 의해 반시계 방향으로 회전이동되면서 상기 피니언 기어(53)를 동일 방향으로 회전시키고, 상기 피니언 기어(53)의 회전을 통해 상기 렉 기어(61), 고정측 아크전극 구동로드(60) 및, 고정측 아크전극(51)이 함께 상측으로 이동되며, 상기 투입구동 슬릿면(56)은, 상기 가동측 메인 작동로드(10) 및 연동로드(62)가 하측으로 이동한 후 다시 상측으로 함께 이동하는 경우, 상기 연동로드 가압핀(63)의 가압 슬라이딩 이동에 의해 시계 방향으로 회전이동되면서 상기 피니언 기어(53)를 동일방향으로 회전시키고, 상기 피니언 기어(53)의 회전을 통해 상기 렉 기어(61), 고정측 아크전극 구동로드(60) 및, 고정측 아크전극(51)이 함께 하측으로 이동된다.

바람직하게는, 상기 차단구동 슬릿면(55) 및 투입구동 슬릿면(56)을 소정곡면 형상으로 형성하여, 소정 곡면 형상으로 형성된 상기 각 슬릿면을 따라 이동하는 가압핀(63)을 통해 상기 회전구동 플레이트(52)의 회전속도와 함께 고정측 아크전극 구동로드(60)의 상, 하 이동속도를 조절할 수 있도록 하여 보다 정밀하게 고정측 아크전극(51) 및 가동측 아크전극(22)의 분리 이탈 시점 및 아크발생 시점을 조절할 수 있도록 하며, 발생된 아크의 소호 효율을 최적화시킬수 있도록 한다.

또한, 도1에 도시된 바와 같이, 상기 열가스 메인 노즐부(30)의 고정측 아크전극 유도홀(32)을 하부에서 상부로 갈수록 단면 형상의 반경이 점차 증가되게 형성하여 아크 소호시 발생되는 열가스가 상기 고정측 아크전극 유도홀(32)을 따라 상측으로 배출되는 과정에서 속도는 줄어들고 압력은 상승되어 상기 열가스의 냉각시간을 증가시킬 수 있도록 하며, 상기 고정측 열가스 배출 몸체부(41)의 내부 열가스의 상대적으로 높은 압력을 통해 열가스가 외부로 빠르게 배출될 수 있도록 한다.

바람직하게는, 도3에 도시된 바와 같이, 상기 고정측 열가스 배출 몸체부(41)의 상부 둘레 일측에 상부측면 주 배기홀(80)을 소정크기로 형성하고, 상기 상부측면 주 배기홀(80)로부터 소정거리 이격된 위치에 상부측면 보조 배기홀(81)을 상기 상부측면 주 메인 배기홀 크기보다 작게 소정크기로 형성하며, 상기 상부측면 주 배기홀(80) 및 상부측면 보조 배기홀(81)의 둘레에는 소정간격을 두고 상부 배기 실드(82)를 구비하며, 상기 상부 배기 실드(82)의 상부단은 밀폐 형성시키고 하부단은 하측으로 개방되게 형성하고, 상기 고정측 열가스 배출 몸체부(41)의 상부단에는 상부 주 배기홀(83)을 소정반경의 원형으로 형성하며, 상기 상부 주 배기홀(83)의 중앙에는 내부의 열가스를 상부 부 배기홀의 둘레 주변으로 확산 배출시키는 확산 배기 가이드(84)를 형성하여, 가스 차단기 내부의 소호가스를 외부로 신속하게 대량 배출될 수 있도록 하고, 상기 가스 차단기의 상부에서 배출되는 대량의 소호가스가 배출과 동시에 인접한 다른 상의 가스 차단기에서 배출되는 소호가스와 직접 즉시 혼합되는 것을 방지하여 상간 절연 파괴 현상을 최소화시킬 수 있도록 한다.

또한, 도2에 도시된 바와 같이, 상기 가동측 열가스 배출 몸체부(6)의 하부 둘레에 다수의 하부측면 배기홀(90)을 소정크기로 소정간격을 두고 형성하고, 상기 다수의 하부측면 배기홀(90)의 둘레에 소정간격을 두고 하부 배기 실드(91)를 구비하며, 상기 하부 배기 실드(91)의 상부단 및 하부단은 밀폐되게 형성하고, 상기 하부 배기 실드(91)의 둘레 일측에는 하부실드 주 배기부(92)를 형성하며, 상기 하부실드 주 배기부(92)로부터 소정거리 이격된 위치에는 하부실드 보조 배기부(93)를 형성하여, 가스 차단기의 개방 구동 초기 또는 과정 중에 팽창챔버(13) 내에서 팽창된 절연가스가 팽창가스 유동로(31) 및 가스 분사노즐(21)을 통해 분사된 후 발생되는 소호가스(열가스) 중 일부가 상기 열가스 하측 유동로(17)를 통해 가동측 메인 작동로드(10)의 하부로 이동되게 하고, 하부로 이동된 소호가스가 상기 열가스 로드 배출홀(18), 하부측면 배기홀(90) 및, 하부실드 주, 보조 배기부를 통해 외부로 신속하게 배출될 수 있도록 한다.

한편, 상기 가스절연 개폐장치용 가스 차단기는, 도4와 도5에 도시된 바와 같이, a, b 및, c상의 3상 전류에 대응하여 세 개로 구비되고, 상기 각 상에 대한 세 개의 가스절연 개폐장치용 가스 차단기는 각각 소정간격을 두고 삼각형 형상으로 배치된다. a상 및 b상의 가스 차단기는 각각 소정간격을 두고 서로 대향되게 배치될 수 있으며, c상의 가스 차단기는 상기 a상 및 b상을 양끝으로 하는 직선의 중앙에서 동일 수평면 상의 일측으로 수직하게 소정거리 이격된 위치에 구비될 수 있고, 이 때, 상기 a상 및 b상 가스 차단기의 상부측면 주 배기홀(80)은 상기 a상 및 b상을 양끝으로 하는 직선의 중앙에서 상기 c상 가스 차단기로 연결되는 수직선과 평행한 방향을 향하도록 형성시키고, c상 가스 차단기의 상부측면 주 배기홀(80)은 상기 a상 및 b상을 양끝으로 하는 직선과 평행한 방향을 향하도록 형성시킴과 함께, 각각의 가스 차단기의 상기 고정측 열가스 배출 몸체부(41)의 상부단에는 상부 주 배기홀(83)을 소정반경의 원형으로 형성시키고, 상기 상부 주 배기홀(83)의 중앙에는 내부의 열가스를 상부 부 배기홀의 둘레 주변으로 확산 배출시키는 확산 배기 가이드(84)를 마련함으로써, 각각의 가스 차단기 내부의 소호가스를 외부로 신속하게 대량 배출될 수 있도록함과 아울러, 상기 각각의 상에 대한 가스 차단기의 상부에서 배출되는 대량의 소호가스가 배출과 동시에 직접 즉시 혼합되는 것을 방지하여 상간 절연 파괴 현상을 최소화시킬 수 있도록 한다.

상기 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기의 소호부(1)는, 양방향 구동식 가스 차단기의 구성이 단순하여 조립 생산성 및 차단 작동 내구성을 향상시킬 수 있으며, 장시간 반복 구동에도 정확하고 연속적인 차단 동작이 가능하고, 차단 과정 중 발생되는 아크의 빠른 소호 및 신속한 소호가스 유동 배출이 가능하며, 3상 가스 차단기의 대지간 및 상간 절연성능을 월등히 향상시킬 수 있게 되며,

또한, 가압핀(63)의 형성 위치를 조절하여 고정측 아크전극(51)의 연동시점 및 아크 발생시점을 조절할 수 있고, 아크 소호시간 및 차단시간을 단축시킬 수 있으며, 상기 메인 작동로드(10) 구동시키는 외부 구동력 크기의 상대적 변화시점을 최적화시킬 수 있게 된다.

위에서 몇몇의 실시예가 예시적으로 설명되었음에도 불구하고, 본 발명이 이의 취지 및 범주에서 벗어남 없이 여러 다른 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.

따라서, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 첨부된 청구항 및 이의 동등 범위 내의 모든 실시예는 본 발명의 범주 내에 포함된다.

1 : 가스절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기의 소호부
5 : 가동측 몸체부 6: 가동측 열가스 배출 몸체부
7 : 압축 실린더 8 : 감압밸브
10 : 가동측 메인 작동로드 11 : 가동측 실린더
12 : 로드 챔버결합홀 13 : 팽창챔버
14 : 가동측 메인전극 15 : 하부 격벽
16 : 챔버 돌출벽 17 : 열가스 하측 유동로
18 : 열가스 로드 배출홀 19 : 로드 실린더결합홀
20 : 가스 분사노즐 지지몸체 21 : 가스 분사노즐
22 : 가동측 아크전극 23 : 고정측 아크전극 삽입홀
30 : 열가스 메인 노즐부 31 : 팽창가스 유동로
32 : 고정측 아크전극 유도홀 33 : 전계완화실드
34 : 실린더 챔버 연통홀 35 : 연통홀 개폐 플랩
40 : 고정측 몸체부 41 : 고정측 열가스배출 몸체부
42 : 고정측 실린더 43 : 고정측 메인전극
44 : 고정측 아크전극 지지대 45 : 고정측 아크전극 안내홀
50 : 고정측 아크전극 몸체 51 : 고정측 아크전극
52 : 회전구동 플레이트 53 : 피니언 기어
54 : 가압핀 안내 슬릿 55 : 차단구동 슬릿면
56 : 투입구동 슬릿면
60 : 고정측 아크전극 구동로드 61 : 렉 기어
62 : 연동로드 63 : 가압핀
70 : 지지 플레이트 71 : 연동로드 가이드홈
72 : 고정측 구동로드 가이드홈 73 : 지지롤러
74 : 회전중심핀
80 : 상부측면 주 배기홀 81 : 상부측면 보조 배기홀
82 : 상부 배기 실드 83 : 상부 주 배기홀
84 : 확산 배기 가이드
90 : 하부측면 배기홀 91 : 하부 배기 실드
92 : 하부실드 주 배기부 93 : 하부실드 보조 배기

Claims (3)

1. 가스절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기의 소호부에 있어서,
   하부에 가동측 열가스 배출 몸체부(6)가 구비되고, 상기 가동측 열가스 배출 몸체부(6)의 상측에 압축 실린더(7)가 구비되는 가동측 몸체부(5);
   상기 가동측 몸체부(5) 내부 중앙에 외부 구동력을 받아 상, 하 이동가능하게 구비되고, 내부에 길이방향을 따라 열가스 하측 유동로(17)가 구비되며, 하부에는 상기 열가스 하측 유동로(17)와 연통되는 열가스 로드 배출홀(18)이 구비되고, 상부가 상기 압축 실린더(7) 중앙의 로드 실린더결합홀(19)을 관통하여 상, 하 이동가능하게 구비되는 가동측 메인 작동로드(10);
   상기 압축 실린더(7)를 관통한 상기 가동측 메인 작동로드(10)의 상부가 중앙의 로드 챔버결합홀(12)을 관통하여 고정결합되고, 상기 압축 실린더(7)의 상측 개방구를 통해 내부로 삽입되어 상기 압축 실린더(7)의 내측면에 외측면이 접한 상태에서 상기 가동측 메인 작동로드(10)와 함께 상, 하 이동가능하게 구비되고, 내부에는 팽창챔버(13)가 마련되며, 상기 팽창챔버(13)의 하부에는 상기 압축 실린더(7)의 내부 공간과 연통되게 실린더 챔버 연통홀(34)이 구비되고, 상기 실린더 챔버 연통홀(34)의 전방에는 연통홀 개폐 플랩(35)이 마련되며, 상측 단부에는 가동측 메인전극(14)이 구비되는 가동측 실린더(11);
   하부는 상기 가동측 실린더(11)를 관통한 가동측 메인 작동로드(10)의 상부 외측에 고정결합되고, 내부에는 길이방향을 따라 빈 수용공간홀이 구비되며, 상기 수용공간홀의 상부단 둘레에는 가스 분사노즐(21)이 구비되는 가스 분사노즐 지지몸체(20);
   상기 가스 분사노즐 지지몸체(20)의 수용공간홀의 상부 내측면에 구비되며, 내부에는 고정측 아크전극(51)이 삽입 접촉되게 고정측 아크전극 삽입홀(23)이 길이방향을 따라 마련되며, 상기 고정측 아크전극 삽입홀(23)의 하부가 상기 가동측 메인 작동로드(10)의 열가스 하측 유동로(17)의 상부와 연통되고, 상기 고정측 아크전극 삽입홀(23)의 상부 둘레에 상기 가스 분사노즐(21)이 위치하게 구비되는 가동측 아크전극(22);
   하부가 상기 가동측 실린더(11)의 상부 개방구를 통해 내부로 삽입 수용되고, 상기 가동측 실린더(11) 내부에 삽입 수용된 외부 일측면이 상기 가동측 실린더(11)의 내부 일측면에 고정결합되며, 하부 개방구를 통해 내부로 상기 가스 분사노즐 지지몸체(20)의 상부가 삽입 수용되고, 삽입 수용된 상기 가스 분사노즐 지지몸체(20)의 상부 외측면의 둘레에, 내측면이 소정간격을 두고 위치하여 팽창가스 유동로(31)를 형성하며, 상기 팽창가스 유동로(31)의 하측단은 상기 팽창챔버(13)와 연통되고, 상부의 내부 중앙에는 길이방향을 따라 고정측 아크전극 유도홀(32)이 형성되어 상기 고정측 아크전극 유도홀(32)을 따라 삽입된 고정측 아크전극(51) 하부측이 상기 고정측 아크전극 유도홀(32)을 관통하여 상기 고정측 아크전극 삽입홀(23)에 삽입 접촉되며, 상기 고정측 아크전극 유도홀(32)의 상부 둘레에는 전계완화실드(33)가 구비되는 열가스 메인 노즐부(30);
   상부에는 고정측 열가스 배출 몸체부(41)가 구비되고, 상기 고정측 열가스 배출 몸체부(41)의 하측에 고정측 실린더(42)가 구비되며, 상기 고정측 실린더(42)의 하부 개방구를 통해 내부로 삽입되는 상기 전계완화실드(33)의 상부 외측면이 상기 고정측 실린더(42)의 내측면에 접한 상태에서 상, 하 이동가능하게 구비되고, 상기 고정측 실린더(42)의 하측 단부에는 고정측 메인전극(43)이 형성되는 고정측 몸체부(40);
   일측은 상기 고정측 몸체부(40)에 고정결합되고, 타측은 상기 고정측 몸체부(40)의 내부 중앙에 구비되며, 타측 내부에는 길이방향을 따라 고정측 아크전극 안내홀(45)이 통공되게 구비되는 고정측 아크전극 지지대(44);
   하부에는 상기 고정측 아크전극(51)이 소정길이로 구비되며, 상기 고정측 아크전극 안내홀(45)을 관통하여 상, 하 이동가능하게 마련되는 고정측 아크전극 몸체(50);
   일측은 상기 고정측 몸체부(40) 내부에 회전가능하게 구비되며, 일측면에는 피니언 기어(53)가 형성되고, 타측에는 가압핀 안내 슬릿(54)이 내부에서 외부로 개방되게 소정길이로 구비되는 회전구동 플레이트(52);
   하부측은 상기 고정측 아크전극 몸체(50)의 상부측에 고정결합되고, 상부 일측면에는 길이방향을 따라 소정길이의 렉 기어(61)가 형성되어 상기 회전구동 플레이트(52)의 피니언 기어(53)와 맞물리게 구비되는 고정측 아크전극 구동로드(60); 및,
   일측은 상기 고정측 아크전극 유도홀(32)의 상부 일측에 결합되어 상기 열가스 메인 노즐부(30)와 함께 길이방향을 따라 상, 하 이동가능하게 구비되고, 타측면에는 가압핀(63)이 형성되어 길이방향을 따라 상, 하 이동함에 따라, 상기 가압핀(63)이 상기 가압핀 안내 슬릿(54)의 개방된 외측으로 삽입되어 슬릿(54) 내측으로 이동하거나, 슬릿(54) 내측에서 개방된 슬릿(54) 외측으로 이동하여 상기 가압핀 안내 슬릿(54)에서 분리 이탈되면서 상기 회전구동 플레이트(52)를 일측 방향 또는 타측 방향으로 회전이동시키는 연동로드(62)를; 포함하여 형성되고,
   
   상기 열가스 메인 노즐부(30)의 고정측 아크전극 유도홀(32)이, 하부에서 상부로 갈수록 단면 형상의 반경이 점차 증가되게 형성되고,
   상기 고정측 열가스 배출 몸체부(41)의 상부 둘레 일측에는 상부측면 주 배기홀(80)이 소정크기로 형성되며, 상기 상부측면 주 배기홀(80)로부터 소정거리 이격된 위치에는 상부측면 보조 배기홀(81)이 상기 상부측면 주 메인 배기홀 크기보다 작게 소정크기로 형성되며, 상기 상부측면 주 배기홀(80) 및 상부측면 보조 배기홀(81)의 둘레에는 소정간격을 두고 상부 배기 실드(82)가 구비되며, 상기 상부 배기 실드(82)의 상부단은 밀폐 형성되고 하부단은 하측으로 개방되게 형성되며,
   상기 고정측 열가스 배출 몸체부(41)의 상부단에는 상부 주 배기홀(83)이 소정반경의 원형으로 형성되며, 상기 상부 주 배기홀(83)의 중앙에는 내부의 열가스를 상부 부 배기홀의 둘레 주변으로 확산 배출시키는 확산 배기 가이드(84)가 형성되며,
   
   상기 압축 실린더(7)의 하부 격벽(15)에는 감압밸브(8)가 구비되며,
   상기 가동측 열가스 배출 몸체부(6)의 하부 둘레에는 다수의 하부측면 배기홀(90)이 소정크기로 소정간격을 두고 형성되며, 상기 다수의 하부측면 배기홀(90)의 둘레에는 소정간격을 두고 하부 배기 실드(91)가 구비되며, 상기 하부 배기 실드(91)의 상부단 및 하부단은 밀폐되게 형성되고, 상기 하부 배기 실드(91)의 둘레 일측에는 하부실드 주 배기부(92)가 형성되며, 상기 하부실드 주 배기부(92)로부터 소정거리 이격된 위치에는 하부실드 보조 배기부(93)가 형성되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기의 소호부(1).
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