KR102393660B1 - Gas interrupter with multiple compression chamber - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고장 전류 발생 시 가스를 이용하여 전류를 차단시키는 복수의 압축실을 갖는 가스차단기에 관한 것이다. 복수의 압축실을 갖는 가스차단기는, 내부실린더와 외부실린더 사이에 분리벽에 의해 구획된 열팽창실과 제1 압축실이 구비되고, 상기 제1 압축실이 피스톤에 의해 마감되어 밀폐되며, 상기 열팽창실의 일측에는 고정아크접점과 가동아크접점 사이의 아크 소호를 위해 가스가 출입하는 제1 노즐이 구비된 가스차단기에 있어서, 상기 가동아크접점이 상기 고정아크접점에 접근 시 내부의 가스를 압축시키며, 압축된 가스를 상기 열팽창실에 제공하는 제2 압축실; 을 포함한다. 이에 의해, 두 아크접점의 이격 및 접근 과정에서 발생하는 아크를 모두 소호시킬 수 있다. 또한, 아크접점, 노즐과 같은 절연물의 손상을 감소시켜 차단기의 수명을 증가시키고, 선행 아크에 의한 열가스 및 오손된 가스를 신속히 배출시켜 이후에 고장 전류 발생 시 차단 동작을 성공적으로 수행할 수 있다.The present invention relates to a gas circuit breaker having a plurality of compression chambers that use gas to cut off an electric current when a fault current occurs. A gas circuit breaker having a plurality of compression chambers is provided with a thermal expansion chamber and a first compression chamber partitioned by a dividing wall between an inner cylinder and an outer cylinder, the first compression chamber is closed and sealed by a piston, and the thermal expansion chamber In the gas circuit breaker provided with a first nozzle through which gas enters and exits for arc extinguishing between the fixed arc contact and the movable arc contact on one side of the, when the movable arc contact approaches the fixed arc contact, the gas inside is compressed, a second compression chamber providing compressed gas to the thermal expansion chamber; includes Thereby, it is possible to extinguish both arcs generated during the separation and approach of the two arc contacts. In addition, by reducing damage to insulating materials such as arc contacts and nozzles, the lifespan of the circuit breaker is increased, and heat gas and polluted gas due to the preceding arc are rapidly discharged, so that the interruption operation can be performed successfully when a fault current occurs later. .
Description
본 발명은 고장 전류 발생 시 가스를 이용하여 전류를 차단시키는 가스차단기에 관한 것이다.The present invention relates to a gas circuit breaker that uses gas to cut off current when a fault current occurs.
전력 계통에 고장이 발생한 경우, 고장 전류를 차단하고, 전력 설비를 보호하기 위해 차단기(Circuit Breaker)가 사용된다. 이러한 차단기는 여러가지 종류가 있으며, 보통 압축실(compress chamber)과 열팽창실(thermal chamber)을 포함하여 구성된다.When a fault occurs in the power system, a circuit breaker is used to block the fault current and protect the power equipment. There are several types of such circuit breakers, and they usually include a compression chamber and a thermal chamber.
차단기는 정상 상태에서는 정격전류를 통전시키면서 전기를 전달하고, 전력 계통에 고장 또는 사고가 발생하여 정상 전류의 약 10배 이상에 달하는 고장 전류가 흐르게 되면 압축실 및 열팽창실을 이용하여 고장 전류를 차단하게 된다.In the normal state, the circuit breaker transmits electricity while passing the rated current, and when a fault or accident occurs in the power system and a fault current of about 10 times or more of the normal current flows, the fault current is cut off using the compression chamber and thermal expansion room. will do
통상적으로 차단기의 압축실은 소전류 차단에 이용되고, 열팽창실은 대전류 차단에 이용된다.Typically, the compression chamber of the circuit breaker is used to cut off a small current, and the thermal expansion chamber is used to cut off a large current.
종래의 차단기는 도 1에 도시한 바와 같이, 외부실린더(11), 내부실린더(12), 고정아크접점(21), 가동아크접점(22), 압축실(31), 열팽창실(32), 피스톤(40), 제1 노즐(51), 제2 노즐(52) 및 조작기를 포함한다.As shown in FIG. 1, the conventional circuit breaker includes an
종래 차단기는 전력 계통에 고장이 발생하면 고정아크접점(21)과 피스톤(40)은 고정되고, 내, 외부 실린더(12, 11) 및 내, 외부 실린더(12, 11) 사이의 분리벽은 도면상 좌측으로 이동하는데, 고정되는 구성요소를 고정부, 이동하는 구성요소를 가동부라 칭한다.In the conventional circuit breaker, when a failure occurs in the power system, the
가동부가 이동하면 압축실(31)은 피스톤(40)에 의해 압축되어 압력이 상승하고, 감압밸브(41)는 닫히며, 체크밸브(71)는 열려 제1 압축실(31)에서 압축된 가스가 열팽창실(32)로 이동한다.When the movable part moves, the
가동부가 더 이동하여 가동아크접점(22)이 고정아크접점(21)으로부터 이격되면, 두 아크접점(21, 22) 사이에 아크가 발생하여 주변 가스가 팽창하고, 팽창된 가스는 열팽창실(32)로 역류한다. 따라서, 열팽창실(32)의 압력은 상승하고, 제1 압축실(31)의 압력보다 높아지면 체크밸브(71)가 닫힌다.When the movable part moves further and the
제1 노즐(51)이 고정아크접점(21)으로부터 이격되어 개방되면, 열팽창실(32)로 역류한 가스가 냉각되어 제1, 제2 노즐(51, 52)을 통해 배출되고, 열팽창실(32)의 압력은 낮아진다. 이에 따라 체크밸브(71)가 열리고, 압축실(31)에서 압축된 가스는 고정아크접점(21) 및 가동아크접점(22) 사이로 분사된다. 분사되는 가스에 의해 아크가 소호되고, 고장 전류를 차단시킬 수 있다.When the
고장 전류의 차단 과정 중 아크접점의 이격 이후 가동부를 다시 고정아크접점(21)을 향해 접근시키면, 제1 압축실(31)은 흡입 작용에 의해 감압밸브(41)가 열려 차단기 외부의 가스가 유입되고, 체크밸브(71) 또한 열린다.When the movable part approaches the
고정아크접점(21)과 가동아크접점(22)이 일정거리 이하로 접근하면, 두 아크접점(21, 22) 사이에 선행 아크(pre arc)가 발생하여 주변 가스가 팽창하고, 팽창된 가스는 열팽창실(32)로 역류한다. 이때 선행 아크를 소호시켜 줄 냉가스가 부족하므로 고정아크접점(21), 가동아크접점(22) 및 제1, 제2 노즐(51, 52)은 손상을 입게 된다. When the
가동부가 고정아크접점(21)에 접촉되면, 열팽창실(32)로 역류한 열가스와 오손된 가스는 배출되지 못한 채 열팽창실(32) 내부에 남아있게 되는데, 이는 고장 전류가 재 발생할 경우 고장 전류의 차단이 실패하는 요인으로 작용할 수 있다.When the movable part is in contact with the
실제로 차단기는 전력 계통에서 고장이 발생하는 경우, 지속적인 고장인지 확인하기 위하여 두 아크접점의 이격 동작과 접근 동작을 반복한다. 그러나 접근 동작에서 발생한 선행 아크에 의해 차단기 구성요소의 손상이 발생하고, 열가스 및 오손된 가스를 적절히 배출하지 못한 경우 이후의 고장 전류 차단에 실패하여 정전을 유발하는 등 큰 사고를 초래할 수 있다는 문제가 있었다.In fact, when a failure occurs in the power system, the circuit breaker repeats the separation operation and approach operation of the two arc contacts in order to check whether it is a continuous failure. However, if the circuit breaker component is damaged by the preceding arc generated from the approach operation, and the heat gas and polluted gas are not properly discharged, the subsequent fault current interruption may fail and cause a major accident, such as a power failure. there was
이러한 경우를 예방하기 위하여, 차단기 개발 시 국제규격에서 정한 고장 전류의 크기를 기준으로 100A의 소전류, 정격차단전류의 10%인 T10, 30%인 T30, 60%인 T60, 90%인 SLF90, 100%인 T100s 및 100%에 DC분이 실린 T100a 등의 시험을 반드시 거쳐야 한다. 이 중에서 하나의 시험이라도 실패하면 차단기로서 기능을 인정받을 수 없다. 이 시험들 중에서 소전류 시험과 T100a 를 제외한 모든 시험은 고장전류를 0-0.3초-CO(C : close, O : open)의 차단동작 시퀀스를 행하여 고장전류를 차단하는 시험으로, 차단기를 개로(open)했다가 0.3초만에 투입하고, 투입이 완료되자마자 다시 개로하는 시험이다. In order to prevent such a case, when developing a circuit breaker, based on the size of the fault current specified in the international standard, a small current of 100A, T10, which is 10% of the rated breaking current, T30, which is 30%, T60, which is 60%, SLF90, which is 90%, You must pass tests such as 100% T100s and 100% T100a with DC powder. If even one of these tests fails, the function as a circuit breaker cannot be recognized. Among these tests, all tests except the small current test and T100a are tests that cut off the fault current by performing a 0-0.3 sec-CO (C: close, O: open) breaking operation sequence. It is a test in which it is opened), put in in 0.3 seconds, and reopened as soon as input is completed.
이러한 과정에서 두 아크접점(21, 22)이 접근하면서 발생되는 선행 아크와 오손된 가스를 적절히 처리하지 못하여 차단기 개발에 실패하는 경우가 대부분이므로 선행 아크를 소호시키고, 선행아크에 의한 열가스 및 오손된 가스를 차단기 외부로 신속히 배출시키는 차단기의 개발이 필요한 실정이다.In this process, the development of the circuit breaker fails because the preceding arc and polluted gas generated as the two
상술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 두 아크접점이 접근하면서 발생되는 선행 아크를 소호시키고, 선행 아크에 의한 열가스 및 오손된 가스를 차단기 외부로 신속하게 배출시키는 복수의 압축실을 갖는 가스차단기를 제공함에 그 목적이 있다.In order to solve the problems of the above-mentioned background art, the present invention extinguishes a preceding arc generated while two arc contacts approach, and a plurality of compression chambers for rapidly discharging hot gas and polluted gas by the preceding arc to the outside of the circuit breaker An object of the present invention is to provide a gas circuit breaker having a
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 복수의 압축실을 갖는 가스차단기는, 내부실린더와 외부실린더 사이에 분리벽에 의해 구획된 열팽창실과 제1 압축실이 구비되고, 상기 제1 압축실이 피스톤에 의해 마감되어 밀폐되며, 상기 열팽창실의 일측에는 고정아크접점과 가동아크접점 사이의 아크 소호를 위해 가스가 출입하는 제1 노즐이 구비된 가스차단기에 있어서, 상기 가동아크접점이 상기 고정아크접점에 접근 시 내부의 가스를 압축시키며, 압축된 가스를 상기 열팽창실에 제공하는 제2 압축실; 을 포함한다.A gas circuit breaker having a plurality of compression chambers of the present invention for solving the above problems is provided with a thermal expansion chamber and a first compression chamber partitioned by a dividing wall between an inner cylinder and an outer cylinder, and the first compression chamber is a piston In the gas circuit breaker provided with a first nozzle closed and sealed by and a first nozzle through which gas enters and exits for arc extinguishing between a fixed arc contact and a movable arc contact on one side of the thermal expansion chamber, the movable arc contact is the fixed arc contact a second compression chamber compressing the gas inside when approaching the and providing the compressed gas to the thermal expansion chamber; includes
바람직하게, 상기 제1 압축실이 압축되면 상기 제2 압축실이 팽창되고, 상기 제1 압축실이 팽창되면 상기 제2 압축실이 압축된다.Preferably, when the first compression chamber is compressed, the second compression chamber is expanded, and when the first compression chamber is expanded, the second compression chamber is compressed.
바람직하게, 상기 제1 압축실과 상기 제2 압축실은 상기 열팽창실의 양측에 각각 배치된다.Preferably, the first compression chamber and the second compression chamber are respectively disposed on both sides of the thermal expansion chamber.
바람직하게, 상기 열팽창실과 상기 제2 압축실은 격벽에 의해 구획되고, 상기 가동아크접점을 상기 고정아크접점으로부터 이격시키거나, 상기 고정아크접점으로 접근시키는 조작기; 를 더 포함하고, 상기 조작기는, 상기 분리벽과 상기 격벽을 동시에 이동시킨다.Preferably, the thermal expansion chamber and the second compression chamber are partitioned by a partition wall, and a manipulator that separates the movable arc contact from the fixed arc contact or approaches the fixed arc contact; It further includes, wherein the manipulator simultaneously moves the partition wall and the partition wall.
바람직하게, 상기 열팽창실과 상기 제2 압축실을 연통시키는 제2 밸브; 상기 가스차단기 외부와 상기 제2 압축실을 연통시키는 제3 밸브; 를 더 포함한다.Preferably, a second valve for communicating the thermal expansion chamber and the second compression chamber; a third valve communicating the outside of the gas circuit breaker with the second compression chamber; further includes
바람직하게, 상기 제2 밸브는, 가스를 상기 제2 압축실로부터 상기 열팽창실로 유동시키는 체크 밸브로 구성된다.Preferably, the second valve is configured as a check valve for flowing gas from the second compression chamber to the thermal expansion chamber.
바람직하게, 상기 제3 밸브는, 가스를 상기 가스차단기 외부로부터 상기 제2 압축실로 유동시키는 체크 밸브로 구성된다.Preferably, the third valve is configured as a check valve for flowing gas from the outside of the gas circuit breaker to the second compression chamber.
본 발명의 복수의 압축실을 갖는 가스차단기에 의하면, 제1 압축실에서 압축된 가스는 두 아크접점의 이격 시, 제2 압축실에서 압축된 가스는 두 아크접점의 접근 시 분사되어 이격 및 접근 과정에서 발생하는 아크를 모두 소호시킬 수 있다.According to the gas circuit breaker having a plurality of compression chambers of the present invention, the gas compressed in the first compression chamber is sprayed when the two arc contacts are spaced apart, and the gas compressed in the second compression chamber is sprayed when the two arc contacts are spaced apart and approached. All arcs generated in the process can be extinguished.
또한, 본 발명은 두 아크접점의 접근 과정에서 발생하는 선행아크를 소호시킴으로써, 아크접점, 노즐과 같은 절연물의 손상을 감소시켜 차단기의 수명을 증가시킬 수 있다.In addition, the present invention can increase the life of the circuit breaker by extinguishing the preceding arc generated in the process of approaching the two arc contacts, thereby reducing damage to insulating materials such as arc contacts and nozzles.
또한, 본 발명은 선행 아크에 의한 열가스 및 오손된 가스를 신속히 배출시켜 이후에 고장 전류 발생 시 차단 동작을 성공적으로 수행할 수 있다.In addition, the present invention can quickly discharge the hot gas and the polluted gas by the preceding arc to successfully perform a blocking operation when a fault current occurs thereafter.
또한, 본 발명은 복수의 압축실을 구비하여 아크에 분사되는 가스량과 분사력을 증가시켜 차단 성능을 향상시킬 수 있다.In addition, the present invention can improve the blocking performance by providing a plurality of compression chambers to increase the amount of gas and the injection force injected into the arc.
또한, 본 발명은 종래 차단기에 제2 압축실 및 제2, 제3 밸브를 추가하여 구조적으로 큰 변화 없이 간단히 설치할 수 있으므로 적은 비용과 간단한 구조 변경으로 종래의 차단기에 적용시킬 수 있다.In addition, the present invention can be applied to a conventional circuit breaker with low cost and simple structural change because it can be installed simply without a major structural change by adding the second compression chamber and the second and third valves to the conventional circuit breaker.
도 1은 종래 가스차단기를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 단면도.
도 3은 본 발명을 구성하는 두 아크접점의 이격 과정에서 아크가 발생한 상태를 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명을 구성하는 제1 노즐이 고정아크접점으로부터 이격된 상태를 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명을 구성하는 가동부가 고정아크접점을 향해 접근하는 과정을 나타내는 단면도.
도 6은 본 발명을 구성하는 두 아크접점의 접근 과정에서 선행아크가 발생한 상태를 나타내는 단면도.
도 7은 본 발명의 두 아크접점이 접촉되기 직전의 상태를 나타내는 단면도.1 is a cross-sectional view showing a conventional gas circuit breaker.
2 is a cross-sectional view according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view showing a state in which an arc is generated in the process of spacing two arc contacts constituting the present invention.
4 is a cross-sectional view showing a state in which the first nozzle constituting the present invention is spaced apart from the fixed arc contact.
5 is a cross-sectional view showing a process in which the movable part constituting the present invention approaches toward the fixed arc contact.
6 is a cross-sectional view showing a state in which a preceding arc is generated in the process of approaching two arc contacts constituting the present invention.
7 is a cross-sectional view showing a state immediately before the two arc contacts of the present invention come into contact.
이하에서는 본 발명의 실시예를 도면을 참고하여 구체적으로 설명한다. 본 발명에서 사용한 용어는 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백히 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The terminology used in the present invention is used to describe specific embodiments and is not intended to limit the present invention, and the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.
본 발명의 복수의 압축실을 갖는 가스차단기는 고장 전류 발생 시 고장 전류를 차단하기 위해 아크접점을 이격시키는 과정에서 발생되는 아크(arc)와 다시 접근시키는 과정에서 발생되는 선행 아크(pre arc)를 소호시키고, 선행 아크에 의한 열가스 및 오손된 가스를 신속하게 배출하기 위하여 종래 기술에 비하여 압축실을 추가로 구비한다. 복수의 압축실을 구비함으로써 아크에 분사되는 가스량과 분사력을 증가시킬 수 있다.The gas circuit breaker having a plurality of compression chambers of the present invention prevents the arc generated in the process of separating the arc contacts in order to block the fault current when the fault current occurs and the preceding arc generated in the process of approaching it again. In order to extinguish the fire, and to rapidly discharge the hot gas and the polluted gas by the preceding arc, a compression chamber is additionally provided compared to the prior art. By providing a plurality of compression chambers, it is possible to increase the amount of gas and the injection force injected into the arc.
본 발명의 실시예에 의한 복수의 압축실을 갖는 가스차단기는 도 2 내지 도 7에 도시한 바와 같이 외부실린더(11), 내부실린더(12), 고정아크접점(21), 가동아크접점(22), 제1 압축실(31), 열팽창실(32), 제2 압축실(33), 제1 노즐(51), 제2 노즐(52), 조작기로 이루어진다. 또한, 도 3 및 도 6에 도시된 빗금친 부분은 각각 아크(arc) 및 선행 아크(arc)를 나타낸다.A gas circuit breaker having a plurality of compression chambers according to an embodiment of the present invention has an
내부실린더(12)는 외부실린더(11) 내부에 배치된다. 고장 전류가 발생하면 외부실린더(11)는 고정되고, 내부실린더(12)는 축방향으로 이동하게 된다.The
가동아크접점(22)은 내부실린더(12) 일측에 구비되고, 고정아크접점(21)은 가동아크접점(22)과 탈착된다. 고장 전류가 발생하면 고정아크접점(21)은 고정되고, 가동아크접점(22)은 내부실린더(12)와 함께 이동하게 된다. 두 아크접점(21, 22)은 접촉된 상태에서 이격될때 아크가 발생하고, 이격된 상태에서 다시 접근하는 도중 일정한 거리 이하로 가까워지면 선행 아크가 발생한다.The
제1 압축실(31) 및 열팽창실(32)은 내, 외부실린더(12, 11) 사이의 공간을 길이 방향으로 분할하도록 형성된 분리벽(13)에 의해 구획된다. The
제1 압축실(31)은 일측이 분리벽(13), 타측이 피스톤(40)으로 마감된다. 제1 압축실(31)은 피스톤(40)에 형성된 감압밸브(41)를 통해 가스차단기 외부의 가스가 유입되고, 분리벽(13)에 형성된 제1 밸브(71)를 통해 가스를 열팽창실(32)로 전달할 수 있다.The
고장 전류가 발생하면 분리벽(13)이 이동하여 분리벽(13)과 피스톤(40) 사이가 가까워지면서 제1 압축실(31)이 압축되고, 제1 압축실(31)의 압력이 높아지면 감압밸브(41)가 닫힌다. When a fault current occurs, the
열팽창실(32)은 일측이 분리벽(13), 타측이 격벽(14)으로 마감된다. 열팽창실(32)은 분리벽(13)에 형성된 제1 밸브(71)를 통해 제1 압축실(31)로부터 가스가 유입되고, 격벽(14)에 형성된 제2 밸브(72)를 통해 제2 압축실(33)로부터 가스가 유입된다. 또한, 열팽창실(32) 내의 가스는 제1 노즐(51)을 통해 고정아크접점(21)과 가동아크접점(22) 사이로 분사된다. 한편, 열팽창실(32)로 유입된 가스의 양이 증가하여 압력이 높아지면 제1, 제2 밸브(71, 72)가 닫힌다. The
제2 압축실(33)은 열팽창실(32)의 격벽(14) 외측에 구비되는데, 외부실린더(11), 격벽(14) 및 투입벽(15)에 의해 구획되고, 제1 압축실(31)과 제2 압축실(33)은 열팽창실(32)의 양측에 각각 배치되는 것이 바람직하다. 제2 압축실(33)은 투입벽(15)에 형성된 제3 밸브(73)를 통해 가스차단기 외부의 가스가 유입되고, 격벽(14)에 형성된 제2 밸브(72)를 통해 열팽창실(32)로 가스를 전달할 수 있다.The
고장 전류가 발생하면 제2 압축실(22)은 두 아크접점(21, 22)의 이격 시 격벽(14)과 투입벽(15)의 상대운동에 의해 팽창되고, 두 아크접점(21, 22)의 접근 시 압축된다. 따라서, 제1 압축실(31)이 압축되면 제2 압축실(33)은 팽창되고, 제1 압축실(31)이 팽창되면 제2 압축실이 압축된다. 한편, 제2 압축실(33)의 압력이 높아지면 제3 밸브(73)가 닫힌다.When a fault current occurs, the
상술한 감압밸브(41) 및 제1, 제2, 제3 밸브(71, 72, 73)는 가스를 일방향으로 유동시키는 체크 밸브로 구성될 수 있다.The above-described
제1 노즐(51)은 열팽창실(32) 내의 가스를 고정아크접점(21)과 가동아크접점(22) 사이로 분사시켜 두 아크접점(21, 22) 사이에 발생된 아크를 소호시킬 수 있다. 제1 노즐(51)로 분사된 가스는 제2 노즐(52) 또는 내부실린더(12)의 내부를 통해 배출될 수 있다.The
제2 노즐(52)은 고정아크접점(21)을 출입시키며 열팽창실(32)로부터 제1 노즐(51)을 통해 분사된 가스가 배출된다.The
조작기는 내부실린더(12)에 연결된 조작기 연결로드(61)와 결합되어 고장 전류 발생 시 가동아크접점(22)을 고정아크접점(21)으로부터 이격시키거나, 고정아크접점(21)으로 접근시키도록 내부실린더(12), 분리벽(13) 및 격벽(14)을 동시에 구동시킨다. The manipulator is coupled with the
위와 같이 가스차단기를 구성하면, 종래의 기술과 대비하여 아크를 소호시키기 위해 제2 압축실(33)에서 압축된 가스가 추가로 분사되므로 아크에 분사되는 가스량과 분사력이 증가하여 차단 성능이 향상될 수 있다.
If the gas circuit breaker is configured as described above, compared to the prior art, the compressed gas is additionally injected in the
이하에서는 고장 전류 발생 시 상술한 바와 같이 구성된 가스차단기의 작동 과정에 대하여 도 2 내지 도 7을 참고하여 가동아크접점이 고정아크접점으로부터 이격되는 이격 동작 및 고정아크접점으로 접근시키는 접근 동작으로 나누어 설명한다. 또한 가스차단기의 작동 과정에서 외부실린더(11), 투입벽(15), 고정아크접점(21) 및 피스톤(40)은 고정되고, 내부실린더(12), 분리벽(13), 격벽(14), 가동아크접접(22) 및 조작기 연결로드(61)는 이동하게 된다. 이하에서는 설명의 편의상 고정되는 구성요소를 '고정부', 이동하는 구성요소를 '가동부'라 칭한다.Hereinafter, the operation process of the gas circuit breaker configured as described above when a fault current occurs is divided into a separation operation in which the movable arc contact is spaced apart from the fixed arc contact and an approach operation in which the movable arc contact approaches the fixed arc contact with reference to FIGS. 2 to 7 . do. In addition, during the operation of the gas circuit breaker, the
먼저, 도 2에 도시한 바와 같이, 전력 계통에 고장이 발생하면, 고장 전류를 차단하기 위해 가동아크접점(22)을 고정아크접점(21)으로부터 이격시키는데, 이때 조작기는 가동부를 고정아크접점(21)과 반대 방향, 즉 도면 상에서 좌측 방향으로 이동시킨다. First, as shown in FIG. 2, when a failure occurs in the power system, the
이에 따라 제1 압축실(31)은 분리벽(13)과 피스톤(40)이 점점 가까워지면서 압축되고, 제1 압축실(31) 내 가스가 압축되어 압력이 높아지며, 제1 압축실(31)의 압력이 높아져 감압밸브(41)는 닫힌다.Accordingly, the
열팽창실(32)은 제1 압축실(31)의 압력보다 낮으므로 제1 밸브(71)가 열려 제1 압축실(31)의 압축된 가스가 열팽창실(32)로 이동한다. Since the pressure of the
제2 압축실(33)은 격벽(14)과 투입벽(15)이 멀어지면서 팽창하며, 흡입 작용으로 제3 밸브(73)가 열려 가스가 유입되고, 제2 밸브(72) 또한 열린다.The
소전류를 차단할 때 종래 기술에 비해 제2 압축실(33)로 유입된 가스가 추가로 분사되므로 종래 기술보다 효과적으로 아크를 소호시키고, 전류를 차단시킬 수 있다.When the small current is cut off, since the gas introduced into the
계속해서 가동부가 이동하여 가동아크접점(22)이 고정아크접점(21)으로부터 이격되면, 도 3에 도시한 바와 같이, 두 아크접점(21, 22) 사이에는 아크가 발생하고, 아크 주위의 가스는 팽창하여 열팽창실(32)로 역류한다. 따라서 열팽창실(32)의 압력은 높아져 제1, 제2 압축실(31, 33)의 압력보다 높아지므로 제1, 제2 밸브(71, 72)가 닫힌다.If the movable part moves continuously and the
이격 동작의 마지막 단계로, 고정아크접점(21)이 제2 노즐(52)로부터 이격되면, 도 4에 도시한 바와 같이, 가스차단기 내의 가스 흐름이 원활해지고, 열팽창실(32)로 역류한 가스가 냉각되어 제1, 제2 노즐(51, 52)을 통해 배출된다. 열팽창실(32)로부터 가스가 배출되면 열팽창실(32)의 압력이 낮아지고, 열팽창실(32)의 압력이 제1 압축실(31)의 압력보다 낮아지면 제1 밸브(71)가 열리고, 동시에 제2 밸브(72)가 열린다. 이에 의해 제1 압축실(31)과 제2 압축실(33)에서 압축된 가스는 각각 제1, 제2 밸브(71, 72)를 통해 열팽창실(32)로 유입된 뒤, 제1 노즐(51)을 통해 고정아크접점(21)과 가동아크접점(22) 사이로 분사된다. 두 아크접점(21, 22) 사이에 발생된 아크는 가스가 분사됨으로써 소호되어 고장 전류를 차단하게 된다.As the last stage of the separation operation, when the fixed
고정 전류의 차단 이후, 다시 가동아크접점(22)을 고정아크접점(21)을 향해 접근시키는 접근 동작을 살펴보면, 도 5에 도시한 바와 같이, 제2 노즐(52)이 개로된 상태에서 가스차단기 내에는 냉가스가 흐르고, 조작기는 고정아크접점(21) 및 가동아크점점(22)이 다시 접촉되도록 가동부를 고정아크접점(21)을 향하여, 도면 상에서 우측 방향으로 이동시킨다.After blocking the fixed current, looking at the approach operation of approaching the
이에 따라 제1 압축실(31)은 분리벽(13)과 피스톤(40)은 점점 멀어지면서 팽창되고, 흡입 작용에 의해 감압밸브(41)가 열려 외부 가스가 제1 압축실(31)로 유입된다. Accordingly, the
제2 압축실(33)은 격벽(14)과 투입벽(15)이 점점 가까워지면서 압축되고, 제2 압축실(32) 내 가스가 압축되어 압력이 높아지며, 제3 밸브(73)는 닫힌다. The
열팽창실(32)의 압력이 제2 압축실(32)의 압력보다 낮아지면 제2 밸브(72)가 열려 제2 압축실(33)의 가스가 열팽창실(32)로 유입된다. 이로써, 열팽창실(32)의 압력이 제1 압축실(31)보다 높아지면 제1 밸브(71)가 닫힌다.When the pressure of the
계속해서 가동부가 이동하여 고정아크접점(21)과 가동아크접점(22)이 일정 거리 이하로 가까워지면, 도 6에 도시한 바와 같이, 두 아크접점(21, 22) 사이에는 선행 아크가 발생하고, 아크 주위의 가스는 팽창하여 열팽창실(32)로 역류하거나 내부실린더(12) 내부를 통해 배출된다. 역류한 가스는 열팽창실(32)의 압력을 높여 제1, 제2 밸브(71, 72)가 닫힌다.If the movable part continues to move and the fixed
다음으로 도 7에 도시한 바와 같이, 가동아크접점(22)이 고정아크접점(21)에 접촉되기 직전의 상태에서는 열팽창실(32)로 역류한 가스가 냉각되어 제1 노즐(51)을 통해 고정아크접접(21)과 가동아크접점(22) 사이로 분사된다. 이에 따라 열팽창실(32)의 압력이 낮아지면서 제2 밸브(72)가 열리고, 제2 압축실(33)에서 압축된 가스는 열팽창실(32) 내부의 열가스와 오손된 가스와 함께 제1 노즐(51)로 분사되어 선행아크를 소호시킨 뒤 내부실린더(12) 내부를 통해 배출된다.Next, as shown in FIG. 7 , in the state immediately before the
이로써, 제2 압축실(33)에서 압축된 가스가 선행 아크를 소호시키고, 선행 아크가 소호됨으로써 두 아크접점(21, 22) 및 제1, 제2 노즐(51, 52)의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 제2 압축실(33)에서 압축된 가스가 열팽창실(32) 내부의 열가스와 오손된 가스를 신속하게 배칠시키므로 접근 동작 완료 이후에 발생하는 고장 전류의 차단 과정에서 가스차단기 내부의 열가스와 오손된 가스에 의한 차단 실패를 방지할 수 있다.Accordingly, the gas compressed in the
이상에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 중심으로 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 특허 청구 범위에 기재된 기술적 사상을 중심으로 그 변형물 또는 균등물에까지 미침은 자명하다 할 것이다.In the above, specific embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings, but it will be apparent that the scope of the present invention extends to modifications or equivalents based on the technical idea described in the claims.
11 : 외부실린더
12 : 내부실린더
13 : 분리벽
14 : 격벽
15 : 투입벽
21 : 고정아크접점
22 : 가동아크접점
31 : 압축실
32 : 열팽창실
33 : 제2 압축실
40 : 피스톤
41 : 감압밸브
51 : 제1 노즐
52 : 제2 노즐
61 : 조작기 연결로드
71 : 제1 밸브
72 : 제2 밸브
73 : 제3 밸브11: outer cylinder
12: inner cylinder
13: dividing wall
14: bulkhead
15: input wall
21: fixed arc contact
22: movable arc contact
31: compression chamber
32: thermal expansion chamber
33: second compression chamber
40: piston
41: pressure reducing valve
51: first nozzle
52: second nozzle
61: manipulator connecting rod
71: first valve
72: second valve
73: third valve
Claims (7)
상기 가동아크접점이 상기 고정아크접점에 접근 시 내부의 가스를 압축시키며, 압축된 가스를 상기 열팽창실에 제공하는 제2 압축실; 을 포함하되,
상기 제1 압축실과 상기 제2 압축실은 상기 열팽창실의 양측에 각각 배치되고,
상기 제1 압축실이 압축되면 상기 제2 압축실이 팽창되고, 상기 제1 압축실이 팽창되면 상기 제2 압축실이 압축되는 것을 특징으로 하는 가스차단기.A thermal expansion chamber and a first compression chamber partitioned by a dividing wall are provided between the inner cylinder and the outer cylinder, and the first compression chamber is closed and sealed by a piston, and one side of the thermal expansion chamber has a fixed arc contact and a movable arc contact. In the gas circuit breaker provided with a first nozzle through which gas enters and exits for arc extinguishing between,
a second compression chamber compressing the gas inside when the movable arc contact approaches the fixed arc contact and providing the compressed gas to the thermal expansion chamber; including,
The first compression chamber and the second compression chamber are respectively disposed on both sides of the thermal expansion chamber,
When the first compression chamber is compressed, the second compression chamber is expanded, and when the first compression chamber is expanded, the second compression chamber is compressed.
상기 열팽창실과 상기 제2 압축실은 격벽에 의해 구획되고,
상기 가동아크접점을 상기 고정아크접점으로부터 이격시키거나, 상기 고정아크접점으로 접근시키는 조작기; 를 더 포함하고,
상기 조작기는, 상기 분리벽과 상기 격벽을 동시에 이동시키는 것을 특징으로 하는 가스차단기.The method of claim 1,
The thermal expansion chamber and the second compression chamber are partitioned by a partition wall,
a manipulator for separating the movable arc contact from the fixed arc contact or approaching the fixed arc contact; further comprising,
The manipulator is a gas circuit breaker, characterized in that it moves the partition wall and the partition wall at the same time.
상기 열팽창실과 상기 제2 압축실을 연통시키는 제2 밸브;
상기 가스차단기 외부와 상기 제2 압축실을 연통시키는 제3 밸브; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스차단기.5. The method of claim 4,
a second valve for communicating the thermal expansion chamber and the second compression chamber;
a third valve communicating the outside of the gas circuit breaker with the second compression chamber; Gas circuit breaker further comprising a.
상기 제2 밸브는, 가스를 상기 제2 압축실로부터 상기 열팽창실로 유동시키는 체크 밸브로 구성되는 것을 특징으로 하는 가스차단기.6. The method of claim 5,
The second valve is a gas circuit breaker, characterized in that it is composed of a check valve for flowing gas from the second compression chamber to the thermal expansion chamber.
상기 제3 밸브는, 가스를 상기 가스차단기 외부로부터 상기 제2 압축실로 유동시키는 체크 밸브로 구성되는 것을 특징으로 하는 가스차단기.6. The method of claim 5,
The third valve is a gas circuit breaker, characterized in that it is composed of a check valve for flowing gas from the outside of the gas circuit breaker to the second compression chamber.
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