KR102276577B1

KR102276577B1 - 기밀성이 향상된 차단기용 개폐장치

Info

Publication number: KR102276577B1
Application number: KR1020200010822A
Authority: KR
Inventors: 최경태; 박성준; 정영목
Original assignee: 한일차단기(주)
Priority date: 2020-01-30
Filing date: 2020-01-30
Publication date: 2021-07-13

Abstract

본 발명은 기밀성이 향상된 차단기용 개폐장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차단기의 개폐시 친환경가스가 들어가 있는 밀실의 친환경가스가 외부로 유출되지 않도록 함으로써 차단기의 개폐로 발생할 수 있는 스파크로 인한 화재 등을 방지할 수 있는 기밀성이 향상된 차단기용 개폐장치이다.

Description

기밀성이 향상된 차단기용 개폐장치{Improved confidentiality switchgear for breakers}

일반적으로 발전소에서 생산된 전력은 초고압 상태 즉, 229~345kV의 높은 전압으로 송전되는데, 이러한 초고압 전압의 송전은 고장이나 기타 이유에 의해 기계적 작동에 의한 개폐가 필요하다. 초고압 전압의 송전에 대한 개폐를 위해서는 초고압 차단기를 사용하게 되는데, 초고압 차단기는 기본적으로 단락사고와 같은 전력계통의 사고가 일어날 경우 이를 자동 감지하여 전력계통을 차단하는 기능과 이러한 차단시 발생하는 아크를 소호하는 기능을 가지고 있어 전력계통과 함께 전력계통에 연결되어 있는 전력기기 등을 안전하게 보호하는 역할을 한다.

초고압 차단기와 관련된 종래기술로서는 특허 제10-0988133호에 제안되어 있는 초고압 차단기의 개폐구동 장치가 있다.

상기 특허에는 초고압 차단기의 개폐구동 장치에 있어서, 전동기에 접속되어 전동 구동되어 회전가능하고, 한 쌍의 마주보게 설치되고 서로 간의 이격 거리가 가변하는 한 쌍의 쉬브(SHEAVE)를 갖는 제 1 가변 풀리(PULLEY); 상기 제 1 가변 풀리로부터의 동력에 의해서 회전 가능하고, 마주보게 설치되고 서로 간의 이격 거리가 가변하는 한 쌍의 쉬브(SHEAVE)을 갖는 제 2 가변 풀리; 상기 제 1 가변 풀리로부터의 동력을 상기 제 2 가변 풀리에 전달하도록, 상기 제 1 가변 풀리와 상기 제 2 가변 풀리 사이에 회전가능하게 설치되고, 상기 제 1 가변 풀리 및 제 2 가변 풀리의 한 쌍의 쉬브 간 이격 거리가 가변함에 따라서 각각의 제 1 가변 풀리 및 제 2 가변 풀리에 접촉하는 접촉 반경이 변화되는 벨트(BELT); 상기 초고압 차단기의 투입 구동을 위한 탄성 에너지를 제공하는 투입 스프링; 상기 투입 스프링과 상기 제 2 가변 풀리 사이를 구동접속하게 설치되는 제 1 동력전달기구; 상기 초고압 차단기의 트립 구동을 위한 탄성 에너지를 제공하는 트립 스프링(TRIP SPRING); 및

상기 트립 스프링과 상기 제 2 가변 풀리 사이를 구동접속하게 설치되는 제 2 동력전달기구를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 초고압 차단기의 개폐구동 장치가 제안되어 있는데, 투입스프링의 압축을 위해서 풀리와 벨트를 사용하여 투입와이어를 잡아당겨 압축함으로써 투입스프링의 압축량을 일정하게 가져가지 못하는 문제가 있을 수 있으며, 특히 투입와이어에 스프링의 강한 압력이 상시 작용함으로써 사용기간이 길어질수록 와이어의 전단이 발생할 우려가 높다.

또한, 가변풀리를 사용함으로써 접촉되는 벨트의 접촉면적이 달라지고 이로써 동작의 신뢰성이 저하될 우려가 높다.

이러한 문제를 해결하고자 제안된 종래기술로서는 본 출원인이 선출원한 특허 제10-1753107호에 제안되어 있는 초고압 차단기용 개폐장치가 있다.

상기 특허에는 차단기용 개폐장치에 있어서, 상기 개폐장치는 차단기의 접점을 열기 위한 동력을 발생시키고 저장하는 투입부(10)와, 상기 투입부(10)에 저장된 동력을 이용해 차단기의 접점을 열고 고장이나 단락사고와 관련된 문제가 해결된 다음에는 접점을 닫는 오픈부(30)와, 상기 투입부(10)에 저장된 동력을 오픈부(30)로 전달하는 동력전달부(40)로 구성되며, 상기 투입부(10)는 모터(11)의 구동력에 의해 압축되는 투입스프링(21)과, 상기 투입스프링(21)의 압축을 위해 투입스프링(21)과 일단이 맞닿아 있는 투입바(19)와, 상기 투입바(19)의 움직임을 가이드하며 투입스프링(21)을 내부에 수용하는 투입스프링하우징(22)을 포함하여 구성되며, 상기 오픈부(30)는 차단기의 접점과 결합되어 있는 작동레버(31)와, 상기 작동레버(31)와 고정 결합되는 오픈바(32)와, 상기 오픈바(32)의 일측에 설치되는 오픈스프링(33)과, 상기 오픈스프링(33)의 압축을 위해 오픈스프링(33)과 일단이 맞닿아 있으며 오픈스프링(33)을 내부에 수용하는 오픈스프링하우징(34)을 포함하여 구성되며, 상기 동력전달부(40)는 투입스프링(21)의 팽창으로 발생하는 힘을 전달하는 회동링크(48)와, 상기 회동링크(48)의 회전력을 전달받으며 오픈바(32)와 일단이 고정되는 압축레버(50)로 구성된 것이 특징인 초고압 차단기용 개폐장치가 제안되어 있는데, 작동레버로 전달된 동력이 링크와 레버고정링크 쪽으로 전달되어 차단기의 접점을 열거나 닫아주게 되는데, 차단기가 고압 즉, 대용량일수록 차단기의 개폐로 인해 아크가 발생하게 되고 이러한 경우 화재가 발생할 우려가 높아지게 된다.

대한민국 등록특허공보 제10-0988133호 대한민국 등록특허공보 제10-1753107호

따라서, 본 발명은 기밀성이 향상된 차단기용 개폐장치를 제공하되, 밀실에 충진되어 있는 친환경가스가 차단기의 개폐동작에도 유출되지 않도록 하여 화재에 대한 안정성을 높인 기밀성이 향상된 차단기용 개폐장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 차단기의 접점을 차단하는 동작을 수행하는 로드를 2개 구성하고, 상기 로드의 중심에 로드의 작동시 한쪽으로 힘을 받는 것을 방지하도록 중심로드를 부가 구성하여 로드의 작동이 신속하고 원활하게 이루어지도록 한 기밀성이 향상된 차단기용 개폐장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

또한, 로드의 주위에 더스트씰, 씰 및 패키지를 부가하여 밀실 내부의 친환경가스가 누출되는 것을 방지함과 동시에, 씰 사이에 어댑터를 구비하여 어댑터의 탄성으로 인해 씰 사이의 거리가 항상 멀어지도록 힘을 받도록 함으로써 기밀성을 높임과 동시에, 체결블록와 부시 사이의 결합면을 라비린스(협곡) 구조로 가져감으로써 기밀성을 더욱 높인 기밀성이 향상된 차단기용 개폐장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명에 의한 기밀성이 향상된 차단기용 개폐장치는 구동레버의 회동에 의해 이동되는 힌지와, 상기 힌지와 제1링크에 의해 결합되어 있는 로드와, 상기 로드의 일단에 결합되어 있는 제2링크와, 상기 제2링크에 고정 결합되며 차단기의 접점과 고정되어 있는 피구동레버로 구성된 것이 특징이다.

본 발명에 의한 기밀성이 향상된 차단기용 개폐장치는 밀실에 충진되어 있는 친환경가스가 차단기의 개폐동작에도 유출되지 않도록 하여 화재에 대한 안정성을 높인 효과가 있으며, 차단기의 접점을 차단하는 동작을 수행하는 로드를 2개 구성하고, 상기 로드의 중심에 로드의 작동시 한쪽으로 힘을 받는 것을 방지하도록 중심로드를 부가 구성하여 로드의 작동이 신속하고 원활하게 이루어지도록 한 현저한 효과와 함께, 로드의 주위에 더스트씰, 씰 및 패키지를 부가하여 밀실 내부의 친환경가스가 누출되는 것을 방지함과 동시에, 씰 사이에 어댑터를 구비하여 어댑터의 탄성으로 인해 씰 사이의 거리가 항상 멀어지도록 힘을 받도록 함으로써 기밀성을 높임과 동시에, 체결블록와 부시 사이의 결합면을 라비린스(협곡) 구조로 가져감으로써 기밀성을 더욱 높인 현저한 효과가 있다.

도 1은 종래 초고압 차단기용 개폐장치의 구성도
도 2는 본 발명의 전체구성도
도 3은 본 발명의 작동예시도
도 4는 본 발명의 정면구성도
도 5는 본 발명의 일부분 구성도

도 1은 종래 초고압 차단기용 개폐장치의 구성도로써, 상기 개폐장치는 차단기의 접점을 열기 위한 동력을 발생시키고 저장하는 투입부(10)와, 상기 투입부(10)에 저장된 동력을 이용해 차단기의 접점을 열고 고장이나 단락사고와 관련된 문제가 해결된 다음에는 접점을 닫는 오픈부(30)와, 상기 투입부(10)에 저장된 동력을 오픈부(30)로 전달하는 동력전달부(40)로 구성된다.

이때 상기 오픈부(30)의 동작으로 차단기의 접점을 여는 동작을 수행하게 되면, 고압의 전류가 흐르는 접점이 열리면서 순간적으로 아크가 발생할 수 있고, 이러한 아크는 차단기 주위의 오일이나 불순물 등에 발화를 일으켜 화재를 일으킬 수 있어서, 근래에는 차단기의 접점은 친환경가스 즉, CO₂가스 등으로 충진되어 있는 밀실 내부에 설치하여 접점에 대한 차단동작은 밀실에서 수행함으로써 아크로 인한 화재가 발생하는 것을 방지하게 된다.

이하, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 전체구성도이고, 도 3은 본 발명의 작동예시도이며, 도 4는 본 발명의 정면구성도이고, 도 5는 본 발명의 일부분 구성도로써, 본 발명에 의한 기밀성이 향상된 차단기용 개폐장치는 차단기용 개폐장치에 있어서, 상기 개폐장치는 구동레버(51)의 회동에 의해 이동되는 힌지(52)와, 상기 힌지(52)와 제1링크(53)에 의해 결합되어 있는 로드(55)와, 상기 로드(55)의 일단에 결합되어 있는 제2링크(56)와, 상기 제2링크(56)에 고정 결합되며 차단기의 접점과 고정되어 있는 피구동레버(57)로 구성된 것이 특징이다.

먼저, 힌지(52)는 구동레버(51)의 회동에 의해 전후로 이동되게 되는데, 상기 구동레버(51)는 초고압 차단기용 개폐장치(100)와 직접적으로 연결되어 있거나 초고압 차단기용 개폐장치(100)의 한 구성일 수 있다.

상기 힌지(52)에는 제1링크(53)에 의해 로드(55)가 결합되어 있으며, 도시된 실시예는 제1링크(53)에는 암나사가 형성되고, 힌지(52)와 로드(55)에는 상기 암나사에 대응되는 수나사가 형성되어 나사결합방식에 의해 제1링크(53)와 힌지(52) 및 로드(55)는 결합되고, 제1링크(53) 양쪽에는 각각 로크너트(54)가 결합되어 있어서 제1링크(53)에 나사로 결합된 힌지(52)와 로드(55)가 임의로 풀리는 것을 방지하게 된다.

상기 로드(55)의 일단에는 제2링크(56)가 고정 결합되어 있으며, 상기 제2링크(56)는 차단기의 접점과 고정되어 있는 피구동레버(57)가 결합되어 있다.

따라서, 도 2의 상태는 차단기의 접점이 닫혀있는 상태이고, 도 3의 상태는 차단기의 접점이 열려 전기가 흐르는 것이 차단된 상태가 되는데, 이러한 동작을 수행할 때 밀실(70)에서 아크가 발생할 수 있으며, 이러한 아크로 인한 화재발생을 방지하기 위해 밀실(70) 내부에는 친환경가스가 충진되어 있고, 이로써 밀실 내부의 친환경가스는 로드(55)의 개폐동작이 이루어지더라도 외부로 유출되지 않아야 된다.

또한, 상기 로드(55)는 부시(61)에 의해 그 움직임이 안내되고, 상기 부시(61)의 일측에는 밀실(70)과 고정되는 체결블록(60)이 고정 결합되며, 상기 부시(61)와 체결블록(60)에는 패키지(64)와 씰(62)이 결합되어 밀실(70) 내부의 친환경가스가 로드(55)와 부시(61) 및 체결블록(60) 사이의 틈으로 새는 것을 방지하게 된다.

즉, 밀실(70)의 밀실벽(71)에는 체결블록(60)이 볼트 등의 체결수단에 의해 밀착 고정되며, 상기 체결블록(60)의 일측에는 부시(61)가 결합되어 있으며, 상기 부시(61)와 체결블록(60)에는 하나 이상의 패키지(64)와 씰(62)이 결합되어 있어 로드(55)와 부시(61) 및 체결블록(60) 사이의 틈을 없애줌으로써 밀실(70) 내부의 친환경가스가 유출되는 것이 방지된다.

도 5를 참조하면, 상기 씰(62)은 로드(55) 주위에 총 2개가 설치되되, 부시(61)와 로드(55) 사이에 1개가 설치되고, 다른 1개는 체결블록(60)과 로드(55) 사이에 설치되며, 상기 씰(62) 사이에는 어댑터(63)가 설치되어 로드(55)가 부시(61) 및 체결블록(60)에 결합된 상태에서는 어댑터(63)의 탄성에 의해 씰(62) 사이의 거리가 멀어지는 방향으로 힘을 받음으로써 기밀성을 높이게 된다.

먼저, 로드(55) 주위에는 총 2개의 씰(62)이 설치되는데, 하나의 씰은 부시(61)에 설치되고, 다른 하나의 씰은 체결블록(60)에 설치되며, 상기 2개의 씰(62) 사이에는 어댑터(63)가 설치되어 로드(55)의 결합에 의해 씰(62)이 압축되면 대략 "∩"자 모양의 어댑터(63)를 압축시키는 방향으로 힘이 작용하게 되고, 이에 대한 반발력으로 어댑터(63)가 씰(62) 사이의 거리가 멀어지는 방향으로 힘이 작용함으로써 결국 로드(55)와 부시(61) 및 체결블록(60) 사이의 기밀성이 향상되게 된다.

또한, 패키지(64)는 엔지니어링플라스틱 등으로 로드(55)의 직경보다 (-) 공차를 가지도록 정밀가공하여 부시(61)와 체결블록(60)에 각각 끼워져 있어서 로드(55)에 강한 힘이 가해지지 않는 이상 움직이지 않도록 해줌으로써 씰(62)과 함께 기밀성 유지의 역할을 수행하게 된다.

이러한 씰(62)과 어댑터(63) 및 패키지(64)의 구성과 함께, 체결블록(60)과 부시(61) 자체의 결합면을 라비린스(협곡)구조로 가져감으로써 기밀성을 더욱 높일 수 있다.

미설명부호는 더스트씰(65) 및 오링(66)으로써, 더스트씰(65)은 로드(55)의 이동시 로드(55)의 외면에 묻어 있는 먼지 등의 불순물을 제거하기 위한 구성이고, 오링(66)은 밀실벽(71)과 체결블록(60) 사이의 기밀을 유지해주기 위한 구성이다.

도 4를 참조하면, 상기 차단기의 접점을 차단하는 동작은 2개의 로드(55)로 수행하고, 상기 로드(55)의 중심에는 로드(55)의 작동시 한쪽으로 힘을 받는 것을 방지하도록 중심로드(58)를 부가 구성하고, 상기 로드(55)와 중심로드(58)는 가이드(59)에 의해 결합되어 있어서, 로드(55)의 작동이 신속하고 원활하게 이루어지게 된다.

즉, 2개의 구동레버(51)는 각각의 로드(55)와 결합되어 있고, 상기 로드(55) 사이에는 중심로드(58)가 부가 구성되어 있어서, 상기 로드(55)의 작동시 한쪽의 로드(55)로 힘이 편중되는 것을 방지하며, 상기 로드(55)와 중심로드(58)는 하나의 가이드(59)에 의해 고정 결합되어 있어서 동시에 작동이 이루어짐으로써 로드(55)에 의해 차단기의 개폐작동이 신속하고 원활하게 이루어질 수 있다.

결국, 본 발명에 의한 기밀성이 향상된 차단기용 개폐장치는 밀실에 충진되어 있는 친환경가스가 차단기의 개폐동작에도 유출되지 않도록 하여 화재에 대한 안정성을 높인 효과가 있으며, 차단기의 접점을 차단하는 동작을 수행하는 로드를 2개 구성하고, 상기 로드의 중심에 로드의 작동시 한쪽으로 힘을 받는 것을 방지하도록 중심로드를 부가 구성하여 로드의 작동이 신속하고 원활하게 이루어지도록 한 현저한 효과와 함께, 로드의 주위에 더스트씰, 씰 및 패키지를 부가하여 밀실 내부의 친환경가스가 누출되는 것을 방지함과 동시에, 씰 사이에 어댑터를 구비하여 어댑터의 탄성으로 인해 씰 사이의 거리가 항상 멀어지도록 힘을 받도록 함으로써 기밀성을 높임과 동시에, 체결블록와 부시 사이의 결합면을 라비린스(협곡) 구조로 가져감으로써 기밀성을 더욱 높인 현저한 효과가 있다.

51. 구동레버 52. 힌지
53. 제1링크 54. 로크너트
55. 로드 56. 제2링크
57. 피구동레버 58. 중심로드
59. 가이드
60. 체결블록 61. 부시
62. 씰 63. 어댑터
64. 패키지 65. 더스트씰
66. 오링
70. 밀실 71. 밀실벽
100. 초고압 차단기용 개폐장치

Claims

차단기용 개폐장치에 있어서,
상기 개폐장치는 구동레버(51)의 회동에 의해 이동되는 힌지(52)와, 상기 힌지(52)와 제1링크(53)에 의해 결합되어 있는 로드(55)와, 상기 로드(55)의 일단에 결합되어 있는 제2링크(56)와, 상기 제2링크(56)에 고정 결합되며 차단기의 접점과 고정되어 있는 피구동레버(57)로 구성되며,
상기 차단기의 접점을 차단하는 동작은 2개의 로드(55)로 수행하고, 상기 로드(55)의 중심에는 로드(55)의 작동시 한쪽으로 힘을 받는 것을 방지하도록 중심로드(58)를 부가 구성하고, 상기 로드(55)와 중심로드(58)는 가이드(59)에 의해 결합되어 있어서, 로드(55)의 접점에 대한 개폐 작동이 신속하고 원활하게 이루어지는 것이 특징인 기밀성이 향상된 차단기용 개폐장치.
제1항에 있어서,
상기 로드(55)는 부시(61)에 의해 그 움직임이 안내되고, 상기 부시(61)의 일측에는 밀실(70)과 고정되는 체결블록(60)이 고정 결합되며, 상기 부시(61)와 체결블록(60)에는 패키지(64)와 씰(62)이 결합되어 밀실(70) 내부의 친환경가스가 로드(55)와 부시(61) 및 체결블록(60) 사이의 틈으로 새는 것을 방지한 것이 특징인 기밀성이 향상된 차단기용 개폐장치.
제2항에 있어서,
상기 씰(62)은 로드(55) 주위에 총 2개가 설치되되, 부시(61)와 로드(55) 사이에 1개가 설치되고, 다른 1개는 체결블록(60)과 로드(55) 사이에 설치되며, 상기 씰(62) 사이에는 어댑터(63)가 설치되어 로드(55)가 부시(61) 및 체결블록(60)에 결합된 상태에서는 어댑터(63)의 탄성에 의해 씰(62) 사이의 거리가 멀어지는 방향으로 힘을 받음으로써 기밀성을 높인 것이 특징인 기밀성이 향상된 차단기용 개폐장치.
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