KR102560867B1 - 진공 인터럽터용 실드장치 - Google Patents

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Abstract

절연용기와 플랜지의 접합 부위에서 발생하는 전계를 완화하여 절연 성능을 향상시키기 위한 진공 인터럽터용 실드장치에 관한 것이다. 진공 인터럽터용 실드장치는 고정전극과, 고정전극에 선택적으로 접촉되는 가동전극을 내부에 구비한 절연용기에 설치되는 것으로, 플랜지와, 실드를 포함한다. 플랜지는 절연용기의 상부 및 하부에 각각 접합되어 절연용기의 내부를 밀봉하며, 외측 둘레를 따라 돌기가 형성된다. 실드는 일부가 절연용기와 플랜지의 돌기 사이에 끼워져 절연용기와 플랜지의 접합 부위를 감싸도록 형성된다.

Description

진공 인터럽터용 실드장치{SHIELD DEVICE FOR VACUUM INTERRUPTER}
본 발명은 절연용기와 플랜지의 접합 부위의 절연 성능을 향상시키기 위하여 구조가 개선된 진공 인터럽터용 실드장치에 관한 것이다.
일반적으로, 진공차단기는 고압 전력계통에 설치되어 단락이나 과전류 등의 위험상황이 발생할 경우, 회로를 차단하여 전력계통을 보호하도록 구성된 회로차단기의 일종으로서 진공 상태에서의 절연성능과 아크 소호력이 우수한 점을 활용하여 설계된 것이다.
이러한 진공차단기에 있어서 핵심부품은 진공 인터럽터(Vacuum Interrupter)로, 밀폐된 진공관 내에서 위와 같은 회로의 통전 및 차단 기능을 수행하여 인명 및 부하기기를 보호하는 역할을 한다.
구체적으로, 종래의 진공 인터럽터(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 진공 상태의 절연용기(10)와, 절연용기(10)의 상부 및 하부에 각각 설치되어 절연용기(10)의 내부를 밀봉하는 플랜지(20)와, 절연용기(10)의 내측 상부에 배치된 고정전극(30), 및 고정전극(30)의 하부에 배치된 가동전극(40)으로 이루어질 수 있다. 여기서, 가동전극(40)의 둘레에는 벨로우즈(50)가 설치되어 있어 절연용기(10) 내에서 상하방향으로 이동할 수 있게 된다.
이에 따라, 가동전극(40)이 상하 방향으로 선형 이동하며 고정전극(30)과 접촉하면, 통전 가능한 상태가 되어 전원측으로부터 부하측으로 전류를 공급할 수 있게 된다. 반대로, 이상전류가 발생하게 되면 가동전극(40)은 고정전극(30)으로부터 접촉 해제되어 전원측으로부터 부하측으로 공급되는 전류를 차단할 수 있게 된다.
한편, 진공 인터럽터(1)의 절연용기(10)와 플랜지(20)는 용접을 통해 접합될 수 있다. 이때, 절연용기(10)의 양단은 플랜지(20)와의 접합을 위해 메탈라이징(Metallizing) 처리될 수 있다.
따라서, 절연용기(10)와 플랜지(20)의 접합 부위에 도전체의 메탈라이징(Metallizing)이 형성되므로, 이 부분에 전계가 집중될 수 있다. 그러면, 절연용기(10)와 플랜지(20)의 접합 부위에서 부분방전이 발생하여 부분박리 현상이 발생하게 되고, 이는 진공 인터럽터(1) 절연 성능을 저하시키는 원인이 된다.
본 발명의 과제는 메탈라이징 처리된 절연용기와 플랜지의 접합 부위에 실드를 장착해 줌으로써, 절연용기와 플랜지의 접합 부위에서 발생하는 전계를 완화하여 절연 성능이 향상된 인터럽터용 실드장치를 제공함에 있다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 진공 인터럽터용 실드장치는 고정전극과, 고정전극에 선택적으로 접촉되는 가동전극을 내부에 구비한 절연용기에 설치되는 것으로, 플랜지와, 실드를 포함한다. 플랜지는 절연용기의 상부 및 하부에 각각 접합되어 절연용기의 내부를 밀봉하며, 외측 둘레를 따라 돌기가 형성된다. 실드는 일부가 절연용기와 플랜지의 돌기 사이에 끼워져 절연용기와 플랜지의 접합 부위를 감싸도록 형성된다.
본 발명에 따르면, 메탈라이징 처리된 절연용기와 플랜지의 접합 부위에 실드가 장착됨에 따라, 접합 부위에서 발생하는 전계를 완화하여 부분방전을 감소시킬 수 있게 된다. 이에 따라, 실드와 절연용기의 접합 부위에서 부분방전으로 인해 발생하는 부분박리 현상이 줄어들게 되므로, 절연용기의 절연 성능을 향상시킬 수 있게 된다.
아울러, 실드가 플랜지에 착탈 가능하게 형성됨에 따라, 실드가 마모되거나 손상될 경우 교체하여 사용할 수 있게 된다.
도 1은 종래 기술에 따른 진공 인터럽터를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 인터럽터용 실드장치를 도시한 단면도.
도 3은 도 2에 도시된 실드를 발췌하여 도시한 사시도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 진공 인터럽터용 실드장치를 도시한 단면도.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 진공 인터럽터용 실드장치에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 인터럽터용 실드장치를 도시한 단면도이다. 그리고, 도 3은 도 2에 도시된 실드를 발췌하여 도시한 사시도이다.
도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 진공 인터럽터용 실드장치(100)는 플랜지(110)와 실드(120)를 포함한다. 여기서, 진공 인터럽터용 실드장치(100)는 상부 및 하부가 개구된 절연용기(130)를 밀봉하여 절연성능을 향상시키는 역할을 한다.
구체적으로, 진공 인터럽터의 절연용기(130)는 내부에 중공이 형성된 원기둥 형상으로 이루어질 수 있으며, 절연성을 확보하기 위해 세라믹 소재로 형성될 수 있다.
그리고, 절연용기(130)는 후술되는 플랜지(110)에 의해 진공 상태를 유지할 수 있게 된다. 이때, 절연용기(130)의 상부 및 하부는 메탈라이징(Metallizing, 131) 처리될 수 있다. 이는, 세라믹 소재의 절연용기(130)가 금속성을 갖도록 하여, 플랜지(110)와의 접합을 용이하게 하도록 하기 위함이다.
이러한 절연용기(130)의 내부에는 고정전극(140) 및 가동전극(150)이 설치될 수 있다.
고정전극(140)은 절연용기(130) 내측 상부에 고정된 고정 축(141)과, 고정 축(141)의 일단에 설치된 고정 접점부재(142)를 포함한다.
고정 축(141)은 도전성 소재로 형성될 수 있으며, 봉 형태로 이루어져 전원측 또는 부하측에 연결될 수 있다.
고정 접점부재(142)는 고정 축(141)의 일단에 설치된다. 구체적으로, 고정 접점부재(142)는 도전성 소재로 형성될 수 있으며, 원판 형태로 이루어져 절연용기(130) 내에 배치될 수 있다.
가동전극(150)은 절연용기(130) 내부에서 상하 방향으로 이동 가능하게 형성된 가동 축(151)과, 가동 축(151)의 일단에 설치된 가동 접점부재(152)를 구비한다.
가동 축(151)은 둘레에 신축 가능하게 형성된 벨로우즈(Bellows, 160)가 연결되어 있어 상하 방향으로 이동할 수 있게 된다. 이때, 가동 축(151)의 일부는 절연용기(130) 외부로 노출되도록 배치될 수 있으며, 이 노출된 부분에 가동 축(151)을 상하방향으로 선형 이동시키는 구동부(미도시)가 장착될 수 있다. 그리고, 가동 축(151)은 고정 축(141)과 마찬가지로 도전성 소재로 형성될 수 있으며, 봉 형태로 이루어져 전원측 또는 부하측에 연결될 수 있다.
가동 접점부재(152)는 가동 축(151)의 일단에 설치되어 고정 접점부재(142)에 선택적으로 접촉된다. 구체적으로, 가동 접점부재(152)는 도전성 소재로 형성될 수 있으며, 원판 형태로 이루어져 절연용기(130) 내에 배치될 수 있다.
이처럼 가동 접점부재(152)가 가동 축(151)의 일단에 설치됨에 따라, 가동 접점부재(152)는 가동 축(151)과 함께 상하 방향으로 선형 이동하면서 고정 접점부재(142)에 접촉되거나 접촉 해제될 수 있게 된다.
이에 따라, 가동 접점부재(152)가 고정 접점부재(142)에 접촉되면 통전 가능한 상태가 되어 전원측으로부터 부하측으로 전류를 공급할 수 있게 된다. 그리고, 과전류 등과 같은 이상전류의 발생시에는 가동 접점부재(152)가 고정 접점부재(142)로부터 접촉 해제되어, 전원측으로부터 부하측으로 공급되는 전류를 차단할 수 있게 된다.
플랜지(110)는 절연용기(130)의 상부 및 하부에 각각 접합되어 절연용기(130)의 내부를 밀봉한다. 구체적으로, 플랜지(110)는 용접을 통해 절연용기(130)의 상부 및 하부에 고정 설치될 수 있다. 이때, 절연용기(130)의 상부 및 하부는 메탈라이징(Metallizing, 131) 처리되므로, 플랜지(110)는 절연용기(130)의 메탈라이징(131) 처리된 부분에 접합될 수 있다.
플랜지(110)는 외측 둘레를 따라 돌출된 돌기(111)가 형성될 수 있다. 여기서, 돌기(111)는 테이퍼(Taper) 형태로 형성될 수 있다.
실드(120)는 일부가 절연용기(130)와 플랜지(110)의 돌기(111) 사이에 끼워져 플랜지(110)로부터 착탈 가능하게 이루어지며, 절연용기(130)와 플랜지(110)의 접합 부위를 감싸도록 형성된다. 여기서, 절연용기(130)의 양단이 메탈라이징(131) 처리되므로, 메탈라이징(131) 처리된 부분이 플랜지(110)의 접합 부위가 된다.
구체적으로, 실드(120)는 일면이 절연용기(130)와 접촉되도록 형성될 수 있다. 이는, 통전시 플랜지(110)와 절연용기(130)의 접합 부위, 특히 메탈라이징(131) 처리된 부분의 전계를 완화시켜 부분방전의 발생을 감소시키기 위함이다.
이에 따라, 실드(120)와 절연용기(130)의 접합 부위에서 부분방전으로 인한 부분박리 현상이 줄어들게 되므로, 절연용기(130)의 절연 성능을 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 실드(120)는 플랜지(110)와의 결합력을 증대시키기 위하여 플랜지(110)의 외주면을 감싸도록 형성될 수 있다.
그리고, 실드(120)는 절연용기(130)와 플랜지(110)의 돌기(111) 사이에 끼워지는 부위가 후크 형태로 형성될 수 있다. 이에 따라, 후크 형태로 형성된 부분을 이용하면 플랜지(110)로부터 실드(120)를 용이하게 착탈 할 수 있게 된다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 진공 인터럽터용 실드장치를 도시한 단면도이다. 본 실시예에서는 앞서 설명한 실시예와 차이가 있는 내용을 중심으로 설명하기로 한다
도 4에 도시된 바와 같이, 진공 인터럽터용 실드장치(200)는 플랜지(110)의 외측 둘레를 따라 형성된 돌기(111)의 단면이 반구 형태로 형성될 수 있다. 이처럼 돌기(111)의 단면이 반구 형태로 형성됨에 따라, 돌기(111)의 상부에 실드(120)의 일면이 지지된다.
이에 따라, 실드(120)를 착탈할 때 실드(120)의 일면이 돌기(111)의 곡면을 따라 이동하게 되므로, 플랜지(110)에 대하여 실드(120)를 보다 용이하게 장착하거나 분리할 수 있게 된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 진공 인터럽터용 실드장치(300)는 실드(120)가 플랜지(110)의 둘레를 감싸도록 형성된다. 그리고, 실드(120)는 플랜지(110)와 마주보는 면에 플랜지(110)의 돌기(111)가 삽입되는 삽입 홈부(121)가 형성될 수 있다.
즉, 플랜지(110)의 돌기(111)에 실드(120)의 삽입 홈부(121)가 끼워져 플랜지(110)에 실드(120)가 지지되는 것이다. 이때, 돌기(111)의 단면은 반구 형태로 형성되는 것이 바람직하다.
이처럼 실드(120)가 플랜지(110)의 둘레만 감싸도록 형성되면, 실드(120)를 제조하기 위한 재료비를 줄일 수 있게 되므로 제조비용을 감소시킬 수 있게 된다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
110.. 플랜지
120.. 실드
130.. 절연용기
140.. 고정전극
150.. 가동전극
160.. 벨로우즈

Claims (6)

  1. 고정전극과, 상기 고정전극에 선택적으로 접촉되는 가동전극을 내부에 구비한 절연용기에 설치되는 진공 인터럽터용 실드장치에 있어서,
    상기 절연용기의 상부 및 하부에 각각 접합되어 상기 절연용기의 내부를 밀봉하며, 외측 둘레를 따라 돌기가 형성된 플랜지; 및
    일부가 상기 절연용기와 상기 플랜지의 돌기 사이에 끼워져 상기 절연용기와 상기 플랜지의 접합 부위를 감싸는 실드를 포함하고,
    상기 절연용기는 절연성을 위해 세라믹 소재로 형성되고, 상기 절연용기의 상부 및 하부는 상기 플랜지와의 접합을 위해 메탈라이징으로 처리되며,
    상기 플랜지는 상기 절연용기의 메탈라이징으로 처리된 부분에 접합되며,
    상기 실드는 상기 절연용기의 메탈라이징으로 처리된 부분에 접촉되고,
    상기 플랜지의 돌기는 테이퍼 형태로 형성되고, 상기 플랜지와 마주보는 면에 삽입되며,
    상기 실드는 상기 플랜지의 둘레를 감싸도록 형성되며, 상기 절연용기와 상기 플랜지의 돌기 사이에 끼워지는 부위가 후크 형태로 형성되는,
    진공 인터럽터용 실드장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 실드는 일면이 상기 절연용기와 접촉되도록 형성된 진공 인터럽터용 실드장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 플랜지의 돌기는 단면이 반구 형태로 형성된 진공 인터럽터용 실드장치.
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