KR102248199B1 - 고압 직류송전 시스템 차단기용 브레이크 장치 및 이를 구비한 고압 직류송전 시스템 차단기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고압 직류송전 시스템 차단기용 브레이크 장치 및 이를 구비한 고압 직류송전 시스템 차단기에 관한 것으로, 액추에이터의 동작 스트로크가 아닌 동작속도에 비례하여 제동력을 발휘하기 때문에 고속의 액추에이터에 적합하며 제동력의 작용시점을 설계하기가 용이하여 작고 간단하며 안정적이고 저렴한 제품을 구현할 수 있는 것이다.
이러한 본 발명은, 본체 실린더; 상기 본체 실린더 내주면에 설치되어 상기 본체 실린더 내에서 자속이 변화되면 기전력이 유도되도록 한 전도성 부재; 상기 본체 실린더를 길이방향으로 관통하여 진퇴 가능하도록 설치되며 상기 액추에이터의 작동로드와 연결되어 상기 작동로드와 함께 진퇴하는 이동축; 상기 이동축의 일지점에 설치되어 함께 진퇴하며, 상기 액추에이터의 작동으로 인해 작동로드가 후퇴하면 상기 전도성 부재가 설치된 영역을 이동하면서 자속 변화에 의해 상기 전도성 부재에 기전력을 유도하는 이동 마그넷;을 포함하여, 상기 액추에이터가 작동하여 작동로드가 후퇴하면 상기 이동 마그넷과 상기 전도성 부재 사이에 형성되는 전자기적 척력에 의해 상기 액추에이터에 제동을 가하는 것을 특징으로 한다.

Description

고압 직류송전 시스템 차단기용 브레이크 장치 및 이를 구비한 고압 직류송전 시스템 차단기{BRAKE APPARATUS FOR HIGH VOLTAGE DC TRANSMISSION SYSTEM CIRCUIT BREAKER WITH BI-DIRECTIONAL BRAKING AND STOPPING FUNCTION BY LEAF SPRING AND HIGH VOLTAGE DC TRANSMISSION SYSTEM CIRCUIT BREAKER WITH THE SAME}

본 발명은 고압 직류송전 시스템 차단기용 브레이크에 관한 것으로, 특히 액추에이터의 동작 스트로크가 아닌 동작속도에 비례하여 제동력을 발휘하기 때문에 고속의 액추에이터에 적합하며 제동력의 작용시점을 설계하기가 용이하여 작고 간단하며 안정적이고 저렴한 제품을 구현하는데 적당한 고압 직류송전 시스템 차단기용 브레이크 장치 및 이를 구비한 고압 직류송전 시스템 차단기에 관한 것이다.

최근 고압 직류송전(HVDC: High voltage direct-current transmission) 시스템에서 많은 관심의 대상이 되고 있는 전압형 변환기술은 종래에 주로 사용되어 오던 전류형 변환기술에 비해 멀티 터미널 네트워크(multi-terminal network)를 구성하는데 많은 장점을 가지고 있다.

따라서 전압형 변환기술의 발전으로 HVDC 멀티 터미널 네트워크(multi-terminal) 구성이 용이해졌고, 분산 신재생 에너지의 그리드화가 점차 가시화 되어가고 있는데, 이를 위해서는 선로 보호기능을 수행하게 되는 DC 차단기의 기술적 해결이 선결되어야 한다. 이를 위해 저손실의 고속 차단 특성을 갖는 톰슨코일 액추에이터를 이용한 차단방식이 사용되고 있다.

톰슨 코일 액추에이터는 전자력의 상호 작용으로 차단기를 열림-닫힘(open-close) 상태를 변환시키는 역할을 하는데, 작동로드(11))의 작동상태를 살펴보면, 도 1a와 같이 제1톰슨코일(12a)에 전원이 인가되면 코일이 자화되면서 제1톰슨코일(12a)과 금속디스크(13) 사이에 반발력이 발생하고, 이 반발력이 스프링(14)의 탄성력을 이기면서 작동로드(11)를 하강시키고, 작동로드(11)의 하강으로 인해 상측에 위치한 접점이 떨어지면서 전기스위치가 오프(off) 상태가 된다.

반대로, 도 1b와 같이 제2톰슨코일(12b)에 전원이 인가되면 코일이 자화되면서 제2톰슨코일(12b)과 금속디스크(13) 사이에 반발력이 발생하여 작동로드(11)를 상승시키고, 상측에 위치한 접점이 붙으면서 전기스위치가 온(on) 상태가 된다.

이같은 고압 직류송전 시스템 차단기에서 톰슨코일 액추에이터와 고속의 액추에이터가 사용되는 경우 작동로드(11)의 동작속도가 빠른 만큼 그 운동에너지를 흡수하여 작동로드(11)를 제동하기 위한 브레이크의 중요성이 크지만, 종래에는 전술된 것처럼 기계적인 브레이크 스프링(14)을 사용한 방식들이 보편적이었다.

종래기술에서 스프링 탄성을 이용하는 제동방식은 그 동작 원리상 스프링의 길이변형에 비례하는 스트로크 방식에 의해 제동력을 발생시키는 관계로 고속의 액추에이터에 대응하여 제동력의 작용시점을 설계하기가 쉽지 않았으며, 더 큰 제동력을 확보하기 위해서는 그만큼 더 크게 스프링을 제작해야 하는데다가 이에 대응하는 홀딩유닛까지 비대해지는 문제점이 있었다.

한국등록특허공보 제1689981호(2016.12.20)

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 액추에이터의 동작 스트로크가 아닌 동작속도에 비례하여 제동력을 발휘하기 때문에 고속의 액추에이터에 적합하며 제동력의 작용시점을 설계하기가 용이하여 작고 간단하며 안정적이고 저렴한 제품을 구현하는데 적당한 고압 직류송전 시스템 차단기용 브레이크 장치 및 이를 구비한 고압 직류송전 시스템 차단기를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 차단기용 브레이크 장치는, 고압 직류송전 시스템에서 차단기의 전기스위치를 오프(off) 시키는 방향으로 액추에이터의 작동로드가 순간적으로 후퇴할 때 제동력을 가하기 위한 브레이크 장치로서, 본체 실린더; 상기 본체 실린더 내주면에 설치되어 상기 본체 실린더 내에서 자속이 변화되면 기전력이 유도되도록 한 전도성 부재; 상기 본체 실린더를 길이방향으로 관통하여 진퇴 가능하도록 설치되며 상기 액추에이터의 작동로드와 연결되어 상기 작동로드와 함께 진퇴하는 이동축; 상기 이동축의 일지점에 설치되어 함께 진퇴하며, 상기 액추에이터의 작동으로 인해 작동로드가 후퇴하면 상기 전도성 부재가 설치된 영역을 이동하면서 자속 변화에 의해 상기 전도성 부재에 기전력을 유도하는 이동 마그넷;을 포함하여, 상기 액추에이터가 작동하여 작동로드가 후퇴하면 상기 이동 마그넷과 상기 전도성 부재 사이에 형성되는 전자기적 척력에 의해 상기 액추에이터에 제동을 가하는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

여기서, 상기 전도성 부재는 상기 본체 실린더 내주면을 따라 설치된 원관형의 부재로 구비되어 그 내부로 상기 이동 마그넷이 이동하도록 하며, 상기 이동 마그넷의 이동에 의한 자속 변화로 상기 전도성 부재의 원주를 따라 에디전류가 흐르는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 전도성 부재의 소재는 구리인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 이동 마그넷은 상기 본체 실린더 내부 단면에 대응하는 디스크 형상의 영구자석으로 이루어져 상기 본체 실린더 내부에서 후퇴할 때 상기 실린더 내부에 존재하는 공기의 저항을 받으면서 상기 액추에이터에 대한 제동력을 증대시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 이동 마그넷은 상기 액추에이터의 작동로드가 전진한 상태에서는 상기 본체 실린더의 전측으로 인출된 상태에 있다가 상기 액추에이터의 작동으로 작동로드가 후퇴하면 상기 본체 실린더의 개방된 전면을 통해 인입되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 본체 실린더의 내부에는 상기 전도성 부재가 설치된 후측부의 제동영역 앞쪽으로 상기 전도성 부재가 설치되지 않은 예비영역이 더 구비되어, 상기 이동 마그넷이 상기 전도성 부재가 설치된 제동영역에 도달하기 전에 상기 본체 실린더에 인입된 직후부터 본체 실린더 내부의 공기를 압축하기 시작하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 본체 실린더의 벽면에는 상기 이동 마그넷의 후퇴 시 공기를 점진적으로 배출하는 에어홀이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 에어홀은 상기 본체 실린더의 일부 영역에 다수 형성되고, 상기 본체 실린더에는 상기 에어홀의 개폐 정도를 조절하기 위한 에어홀 개폐수단이 더 설치된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 에어홀 개폐수단은 상기 본체 실린더의 외주면에 길이방향으로 슬라이딩 가능하게 설치된 원관형의 슬라이드 커버로 구비되어, 상기 슬라이드 커버에 의해 상기 에어홀이 형성된 영역의 일부 또는 전부를 선택적으로 차단할 수 있도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 본체 실린더의 후단부에는 상기 이동 마그넷에 대면하는 방향으로 자기적 인력을 갖는 홀딩 마그넷이 더 설치되어, 상기 이동 마그넷이 인근에 도달하면 자기적 인력으로 홀딩하여 상기 액추에이터의 작동로드가 후퇴한 상태를 유지할 수 있도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 홀딩 마그넷은 상기 이동 마그넷에 대응하는 면적을 갖는 디스크 형상으로 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 홀딩 마그넷의 전면에는 상기 이동 마그넷을 접촉하여 완충하는 완충패드가 더 설치되어 상기 액추에이터의 작동로드가 갖는 잔여 운동에너지를 흡수할 수 있도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 완충패드는 우레탄을 소재로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 액추에이터는 톰슨코일 액추에이터인 것을 특징으로 할 수 있다.

한편 본 발명의 고압 직류송전 시스템의 차단기 및 고압 직류송전 시스템은, 고압 직류송전 시스템의 차단기 전기스위치를 온-오프(on-off) 시키는 액추에이터; 상기 액추에이터가 작동하여 전기스위치를 오프(off)시킬 때 후퇴하는 작동로드에 제동을 가하는 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 차단기용 브레이크 장치를 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

본 발명에 의한 고압 직류송전 시스템 차단기용 브레이크 장치는 고속으로 작동하는 톰슨코일 액추에이터를 안정적으로 감속시킬 수 있으며, 전원이나 제어 회로가 필요 없고 이동 마그넷의 이동에 의해 수동적으로 작동하기 때문에 저비용이며 컴팩트한 구조의 제품이 가능하다.

또한, 본 발명은 제동력이 이동 마그넷의 속도에 비례하기 때문에 고속으로 작동하는 톰슨코일 액추에이터용으로 적당하다.

또한, 본 발명은 제동력을 생성하기 위해 이동하는 부재와 고정된 부재 사이에 기계적 연결을 적용할 필요가 없으므로 기존의 브레이크보다 높은 내구성과 안정성을 기대할 수 있다.

또한, 본 발명은 전기스위치를 오프시키기 위해 액추에이터의 작동로드가 완전히 후퇴하였을 때 운동에너지가 거의 0에 근접하도록 제동력을 가하면서 이동 마그넷과 홀딩 마그넷 사이의 자기적 인력에 의해 액추에이터의 작동로드가 후퇴한 상태를 그대로 유지하기 때문에 액추에이터의 작동로드가 복귀하는 것을 방지하기 위한 별도의 장치가 불필요하다.

도 1a 및 도 1b는 종래기술에 의한 차단기용 톰슨코일 액추에이터 및 브레이크 스프링을 설명하기 위한 참조도
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 차단기용 브레이크 장치의 사시도
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 차단기용 브레이크 장치의 구성을 설명하기 위한 단면도
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시예에 의한 차단기용 브레이크 장치의 작용 및 동작을 설명하기 위한 일련의 참조도
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예에 의한 차단기용 브레이크 장치에서 슬라이드 커버의 작용 및 동작을 설명하기 위한 일련의 참조도

첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 의한 고압 직류송전 시스템의 차단기용 브레이크 장치에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.

또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

<실시예>

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 차단기용 브레이크 장치의 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 차단기용 브레이크 장치의 구성을 설명하기 위한 단면도이며, 도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시예에 의한 차단기용 브레이크 장치의 작용 및 동작을 설명하기 위한 일련의 참조도이다. 도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예에 의한 차단기용 브레이크 장치에서 슬라이드 커버의 작용 및 동작을 설명하기 위한 일련의 참조도이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 차단기용 브레이크 장치는, 고압 직류송전 시스템에서 비상시에 전기스위치를 오프(off)시켜 전류의 흐름을 차단해주는 톰슨코일 액추에이터의 작동로드(11)에 연결되며, 본체 실린더(110), 전도성 부재(120), 이동축(130), 이동 마그넷(140), 홀딩 마그넷(150), 완충패드(160), 슬라이드 커버(170)를 주요 구성요소로 포함하여 이루어진다.

이같은 구성요소들에 의해 본 발명의 실시예에 의한 차단기용 브레이크 장치는, 전기스위치를 오프(off)시키기 위해 고속으로 후퇴하는 액추에이터의 작동로드(11) 동작속도에 비례하여 작용하는 전자기적인 척력을 비롯하여 에어 댐핑에 의한 제동, 완충패드(160)에 의한 잔여 운동에너지 제동까지 3중의 복합 제동구조에 의해 보다 안정적이면서 신뢰도 높은 제동력을 발휘할 수 있도록 구성된다.

이하, 상기 각 구성요소들을 중심으로 본 발명의 실시예에 의한 차단기용 브레이크 장치에 대해 보다 자세히 설명한다.

상기 본체 실린더(110)는 전면이 개방된 원통형의 부재이며 금속 소재로 이루어진다. 상기 본체 실린더(110)의 전면은 상기 이동 마그넷(140)이 출입 가능하도록 개방되며, 본체 실린더(110)의 후면은 폐쇄된 상태에서 상기 이동축(130)만이 후면벽 중앙을 관통하여 진퇴할 수 있도록 한다.

상기 전도성 부재(120)는 상기 본체 실린더(110) 내주면을 따라 설치된 원관형의 부재로 구비된다. 이로써 액추에이터가 작동하여 작동로드(11)가 후퇴할 때 이동 마그넷(140)이 함께 후퇴하면서 본체 실린더(110) 내부에서 이동하게 되면 자속이 변화되면서 원주를 따라 에디전류가 흐르고 기전력이 유도된다. 그러면 이동 마그넷(140)과 전도성 부재(120) 사이에 전자기적 척력이 발생하고 이동 마그넷(140)의 이동은 저항을 받게 된다. 이같은 전자기적 척력에 의한 저항은 곧바로 액추에이터의 작동로드(11)에 대한 제동력으로 작용하게 된다. 여기서 주목할 수 있는 점은 이동 마그넷(140)과 에디전류가 흐르는 원관형의 전도성 부재(120) 사이에서 나타나는 전자기적 척력에 의한 제동력은 스프링과 같이 스트로크에 비례하는 것이 아니라 액추에이터의 동작속도에 비례하여 나타나기 때문에 액추에이터의 작동로드(11)가 고속으로 후퇴할수록 더 강한 힘으로 제동을 가할 수 있게 된다. 그러므로 본 발명에 의한 브레이크 장치는 고속으로 작동하는 톰슨코일 액추에이터에 매우 적합하다고 할 수 있다.

상기 이동축(130)은 본체 실린더(110)를 길이방향으로 관통하여 진퇴 가능하도록 설치되며, 그 전단부는 도 2와 같이 액추에이터의 작동로드(11)의 후단부와 연결된다. 이로써 상기 이동축(130)은 상기 작동로드(11)와 함께 진퇴하며, 상기 이동축(130)을 통해 작동로드(11)에 대한 제동을 가하는 것이 가능해진다.

상기 이동 마그넷(140)은 이동축(130)의 일지점에 설치되어 함께 진퇴할 수 있도록 하며, 상기 액추에이터의 작동으로 인해 작동로드(11)가 후퇴하면 전도성 부재(120)가 설치된 영역을 지나면서 자속 변화를 일으켜 전도성 부재(120)에 기전력을 유도하게 된다.

여기서, 상기 이동 마그넷(140)은 본체 실린더(110) 내부 단면에 대응하는 디스크 형상의 영구자석으로 이루어져, 본체 실린더(110) 내부에서 후퇴할 때 상기 본체 실린더(110) 내부에 존재하는 공기에 의한 저항을 받으면서 상기 액추에이터에 대한 제동력을 증대시키게 된다. 상기 이동 마그넷(140)은 액추에이터의 작동로드(11)가 전진한 상태에서는 본체 실린더(110)의 전측으로 인출된 상태에서 있다가 액추에이터의 작동으로 작동로드(11)가 후퇴하면 본체 실린더(110)의 개방된 전면을 통해 인입되도록 함으로써 본체 실린더(110)의 길이를 최대한 활용하여 그 내부에 존재하는 공기에 의한 저항을 받을 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 하지만, 상기 이동 마그넷(140)이 상기 본체 실린더(110)를 반드시 출입하도록 제한하는 것은 아니다.

나아가 상기 본체 실린더(110)의 내부에는 전도성 부재(120)가 설치된 제동영역 앞쪽으로 전도성 부재(120)가 설치되지 않은 예비영역이 더 구비된다. 이로써 이동 마그넷(140)이 전도성 부재(120)가 설치된 제동영역에 도달하기 전에 본체 실린더(110)에 인입된 직후부터 본체 실린더(110) 내부의 공기를 압축하기 시작함으로써 이동 마그넷(140)이 전도성 부재(120)에 도달하여 전자기적 척력이 작용하는 시점에 이르면 이미 공기압축에 의한 저항도 충분한 수준에 도달하도록 할 수 있다. 이로써 액추에이터의 작동로드(11)가 고속으로 후퇴함에 따라 이동 마그넷(140)과 전도성 부재(120) 간 전자기적 척력을 비롯하여 에어 댐핑에 의한 제동이 더해짐으로써 고속으로 동작하는 액추에이터에 대하여 보다 효과적인 제동이 가능해진다.

상기 홀딩 마그넷(150)은 상기 이동 마그넷(140)에 대응하는 면적을 갖는 디스크 형상으로 형성되어 본체 실린더(110)의 후단부에 설치되되 상기 이동 마그넷(140)에 대면하는 방향으로 자기적 인력을 갖도록 설치된다. 이로써 상기 홀딩 마그넷(150)은 이동 마그넷(140)이 인근에 도달하면 자기적 인력으로 끌어당긴 후 홀딩한다. 이로써 전기스위치를 오프시키기 위해 액추에이터의 작동로드(11)가 후퇴한 상태를 안정적으로 유지할 수 있게 된다. 이는 액추에이터의 작동로드(11)가 후퇴한 상태가 될수록 작동로드(11)를 전진시키려는 반발력이 증가하였던 기존 스프링의 경향과는 상반된 경향을 보이는 것이라 할 수 있다. 이로써 후퇴한 작동로드(11)를 붙잡으려는 커다란 홀딩유닛을 별도로 설치하지 않아도 되는 것이다.

상기 완충패드(160)는 우레탄 소재로 구비되며 홀딩 마그넷(150)의 전면에 설치되어 이동 마그넷(140)을 접촉하여 완충하는 역할을 한다. 이같은 우레탄 소재의 완충패드(160)는 액추에이터의 작동로드(11)가 갖는 마지막 잔여 운동에너지를 흡수하는 역할을 하다. 도 4a 내지 도 4d에는 완충패드(160)에 의해 액추에이터의 마지막 잔여 운동에너지까지 흡수될 때까지의 일련의 과정이 순차적으로 도시되어 있다. 도 4a는 액추에이터가 작동하여 고속으로 후퇴하는 작동로드(11)를 통해 강한 힘(F1)이 순간적으로 전달되기 시작한 초기 상태이며, 도 4b는 이동 마그넷(140)이 본체 실린더(110)의 인입하면서 본체 실린더(110) 내에 존재하는 공기를 압축하면서 공기압에 의한 저항으로 제동을 가하기 시작하는 단계, 도 4c는 이동 마그넷(140)이 전도성 부재(120)가 설치된 영역으로 접어들면서 전자기적 척력에 의한 제동을 시작하는 단계, 도 4d는 완충패드(160)에 의해 액추에이터의 마지막 잔여 에너지를 흡수하는 단계이다. 이때 액추에이터가 전기스위치를 오프시키기 위해 작동로드를 고속으로 후퇴시키는 운동에너지는 본 발명에 의한 브레이크 장치에 의해 F1 > F2 > F3 > F4 = 0 으로 변화되며 마지막 순간에는 운동에너지가 거의 소멸된 상태가 된다.

한편, 상기 본체 실린더(110)의 벽면에는 이동 마그넷(140)에 저항하는 공기압을 조절하기 위하여 상기 이동 마그넷(140)의 후퇴 시 공기를 점진적으로 배출하는 다수의 에어홀(111)이 형성될 수 있다. 상기 에어홀(111)은 본체 실린더(110) 중 전도성 부재(120)가 설치되는 후측 영역에 집중적으로 형성되며, 상기 본체 실린더(110)로부터 전도성 부재(120)까지 관통하여 형성된다. 이로써 상기 이동 마그넷(140)이 본체 실린더(110)에 인입된 상태에서 후퇴할 때 상기 실린더 내에서 압축되면서 이동 마그넷(140)의 후퇴 동작을 저항하던 공기 중 일부가 상기 에어홀(111)을 통해 자연스럽게 배출된다. 이같은 에어홀(111)의 경우 상기 본체 실린더(110)와 전도성 부재(120)의 제작 시 에어홀(111)의 분포와 총면적을 조절하여 형성시켜줌으로써 이동 마그넷(140)의 후퇴 속도를 정밀하게 조절하는 데 도움을 준다. 단, 도면에 도시된 에어홀(111)의 경우 편의상 눈에 잘 보이게 도식화한 것으로 실제로는 도면에 나타난 것보다 작은 크기로 촘촘하게 분포될 수 있다.

이처럼 상기 본체 실린더(110)와 전도성 부재(120)에 에어홀(111)이 형성된 상태에서는 에어홀(111) 개폐수단이 더 설치될 수 있다. 상기 에어홀(111) 개폐수단은 본체 실린더(110)의 외주면에 길이방향으로 슬라이딩 가능하게 설치된 원관형의 슬라이드 커버(170)로 구비된다. 이로써 도 5a 내지 도 5c에 도시된 것처럼 상기 본체 실린더(110)의 외주면을 따라 슬라이드 커버(170)를 슬라이딩 변위시키면서 에어홀(111)이 형성된 영역의 일부 또는 전부를 선택적으로 차단할 수 있다. 그러면 단지 본체 실린더(110)와 전도성 부재(120)를 제작할 때만이 아니고 실제 사용 중에 상기 에어홀(111)을 통한 공기의 배출속도를 조절하는 것이 가능해져서 이동 마그넷(140)의 후퇴 속도를 조절하는 것이 가능해지는 것이다.

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

110 : 하우징 111 : 에어홀
120 : 전도성 부재 130 : 이동축
140 : 이동 마그넷 150 : 홀딩 마그넷
160 : 완충패드 170 : 슬라이드 커버

Claims (16)

1. 고압 직류송전 시스템에서 차단기의 전기스위치를 오프(off) 시키는 방향으로 액추에이터의 작동로드가 순간적으로 후퇴할 때 제동력을 가하기 위한 브레이크 장치로서,
   본체 실린더; 상기 본체 실린더 내주면에 설치되어 상기 본체 실린더 내에서 자속이 변화되면 기전력이 유도되도록 한 전도성 부재; 상기 본체 실린더를 길이방향으로 관통하여 진퇴 가능하도록 설치되며 상기 액추에이터의 작동로드와 연결되어 상기 작동로드와 함께 진퇴하는 이동축; 및 상기 이동축의 일지점에 설치되어 함께 진퇴하며, 상기 액추에이터의 작동으로 인해 작동로드가 후퇴하면 상기 전도성 부재가 설치된 영역을 이동하면서 자속 변화에 의해 상기 전도성 부재에 기전력을 유도하는 이동 마그넷;을 포함하여, 상기 액추에이터가 작동하여 작동로드가 후퇴하면 상기 이동 마그넷과 상기 전도성 부재 사이에 형성되는 전자기적 척력에 의해 상기 액추에이터에 제동을 가하도록 하되,
   상기 전도성 부재는 상기 본체 실린더 내주면을 따라 설치된 원관형의 부재로 구비되어 그 내부로 상기 이동 마그넷이 이동하도록 하며, 상기 이동 마그넷의 이동에 의한 자속 변화로 상기 전도성 부재의 원주를 따라 에디전류가 흐르며,
   상기 이동 마그넷은 상기 본체 실린더 내부 단면에 대응하는 디스크 형상의 영구자석으로 이루어져 상기 본체 실린더 내부에서 후퇴할 때 상기 실린더 내부에 존재하는 공기의 저항을 받으면서 상기 액추에이터에 대한 제동력을 증대시키며,
   상기 이동 마그넷은 상기 액추에이터의 작동로드가 전진한 상태에서는 상기 본체 실린더의 전측으로 인출된 상태에 있다가 상기 액추에이터의 작동으로 작동로드가 후퇴하면 상기 본체 실린더의 개방된 전면을 통해 인입되는 것을 특징으로 하는 차단기용 브레이크 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 전도성 부재의 소재는 구리인 것을 특징으로 하는 차단기용 브레이크 장치.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 본체 실린더의 내부에는 상기 전도성 부재가 설치된 후측부의 제동영역 앞쪽으로 상기 전도성 부재가 설치되지 않은 예비영역이 더 구비되어, 상기 이동 마그넷이 상기 전도성 부재가 설치된 제동영역에 도달하기 전에 상기 본체 실린더에 인입된 직후부터 본체 실린더 내부의 공기를 압축하기 시작하는 것을 특징으로 하는 차단기용 브레이크 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 본체 실린더의 벽면에는 상기 이동 마그넷의 후퇴 시 공기를 점진적으로 배출하는 에어홀이 형성된 것을 특징으로 하는 차단기용 브레이크 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 에어홀은 상기 본체 실린더의 일부 영역에 다수 형성되고, 상기 본체 실린더에는 상기 에어홀의 개폐 정도를 조절하기 위한 에어홀 개폐수단이 더 설치된 것을 특징으로 하는 차단기용 브레이크 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 에어홀 개폐수단은 상기 본체 실린더의 외주면에 길이방향으로 슬라이딩 가능하게 설치된 원관형의 슬라이드 커버로 구비되어, 상기 슬라이드 커버에 의해 상기 에어홀이 형성된 영역의 일부 또는 전부를 선택적으로 차단할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 차단기용 브레이크 장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 본체 실린더의 후단부에는 상기 이동 마그넷에 대면하는 방향으로 자기적 인력을 갖는 홀딩 마그넷이 더 설치되어, 상기 이동 마그넷이 인근에 도달하면 자기적 인력으로 홀딩하여 상기 액추에이터의 작동로드가 후퇴한 상태를 유지할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 차단기용 브레이크 장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 홀딩 마그넷은 상기 이동 마그넷에 대응하는 면적을 갖는 디스크 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 차단기용 브레이크 장치.
12. 제10항에 있어서,
    상기 홀딩 마그넷의 전면에는 상기 이동 마그넷을 접촉하여 완충하는 완충패드가 더 설치되어 상기 액추에이터의 작동로드가 갖는 잔여 운동에너지를 흡수할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 차단기용 브레이크 장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 완충패드는 우레탄을 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 차단기용 브레이크 장치.
14. 제1항에 있어서,
    상기 액추에이터는 톰슨코일 액추에이터인 것을 특징으로 하는 차단기용 브레이크 장치.
15. 고압 직류송전 시스템의 차단기 전기스위치를 온-오프(on-off) 시키는 액추에이터;
    상기 액추에이터가 작동하여 전기스위치를 오프(off)시킬 때 후퇴하는 작동로드에 제동을 가하는 제1항, 제3항 및 제6항 내지 제14항 중 어느 한 항의 차단기용 브레이크 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 고압 직류송전 시스템의 차단기.
16. 제15항의 차단기를 포함하는 것을 특징으로 하는 고압 직류송전 시스템.

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