KR102661701B1 - 절연가스 Dry-Air를 사용하며 절연성능을 갖추고 있는 친환경 가스 개폐기 - Google Patents

Abstract

단로기 부분의 구조를 개선하여 절연성능을 향상시킬 수 있는 절연가스 Dry-Air를 사용하며 절연성능을 갖추고 있는 친환경 가스 개폐기를 개시한다.
절연가스 Dry-Air를 사용하며 절연성능을 갖추고 있는 친환경 가스 개폐기는 통전, 단전 및 접지 중 어느 하나의 상태를 유지하도록 구성되는 단로기를 포함하고, 단로기는, 내부에 드라이-에어가 충전되는 탱크, 탱크의 하부에 배치되는 제1 전도체, 제1 전도체에 회전 가능하게 결합되는 가동전극, 가동전극의 상부에 배치되는 제2 전도체, 제2 전도체에 결합되어 가동전극의 상부에 고정 배치되고, 일방향으로 회전되는 가동전극에 접촉되어 통전되는 고정전극 및 탱크에 결합되어 제1 전도체의 일 측에 고정 배치되고, 타방향으로 회전되는 가동전극에 접촉되어 접지되는 접지전극을 포함하며, 탱크는, 제1 전도체 및 접지전극이 결합되어 지지되는 제1 관부 및 제1 관부에 교차 배치되고, 제2 전도체가 결합되어 지지되는 제2 관부를 포함하고, 고정전극은, 제2 전도체에 연결되고, 길이방향을 따라 단부를 향하여 폭의 크기가 점진적으로 감소되는 바디부 및 바디부의 단부에 돌출 형성되어 제1 관부의 내면과 제2 관부의 내면의 교차지점을 향하는 돌기부를 포함한다.

Description

절연가스 Dry-Air를 사용하며 절연성능을 갖추고 있는 친환경 가스 개폐기{Environment-friendly gas-insulated switchgear that uses insulating gas Dry-Air and has insulation performance}

본 발명은 친환경 가스 개폐기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 절연매질로 SF6 가스 대신 친환경가스인 Dry-Air를 사용하고 이에 대응되는 절연성능을 갖추고 있는 친환경 가스 개폐기에 관한 것이다.

일반적으로 29kV 가스 절연 개폐 장치(Gas Insulated Switchgear)는 공기 중에 설치된 기기들을 절연 내력이 좋은 SF6 가스로 충진된 금속 탱크 내에 일괄 수납하고 송전선로 및 변전기기 내에서 발생되는 사고나 고장의 확산을 차단하여 안전사고를 사전에 방지하는 전력 설비이다.

이러한 가스 절연 개폐 장치는 발전소에서 생산된 전력을 송전하거나 송전된 전력을 수전하고 분배하는 과정에서 전압을 높이거나, 낮추는 변전소 등에 설치되고, 전력을 받고 분배하는 계통에 구성되어 해당 계통을 보호하고 계통의 운영을 원활히 하는 특징이 있다.

가스 절연 개폐 장치는 절연매질로 SF6 가스를 사용하고 있다.

SF6 가스는 절연 성능이 우수하고, 계통에 고장이 발생할 경우 고장전류를 차단하는 아크소호 능력이 매우 뛰어난 특징이 있다.

하지만, SF6 가스는 방전 후, 독성을 가지는 부산물이 발생되고 절연물을 부식시키는 물질을 생성하여 지구온난화에 영향을 미치는 지수가 매우 높으며, 대기에 노출시 지구환경에 악영향을 미치는 문제점이 있었다.

이에, 종래에는 기후위기 대응 및 탄소중립 실현을 위해 SF6 가스 대신 친환경가스인 Dry-Air를 절연매질로 사용하는 친환경 가스 절연 개폐 장치가 개발되었다.

친환경 가스 절연 개폐 장치는 차단기, 단로기 및 접지개폐기를 포함한다.

차단기는 단락사고 등의 사고 및 고장 발생시 단락전류를 신속히 차단하는 역할을 하고, 단로기 및 접지개폐기는 무부하 상태에서 회로를 On/Off 하며 Off 상태에서는 작업자가 안전하게 작업할 수 있게 회로를 분리해주는 역할을 한다.

그러나, 종래의 친환경 가스 절연 개폐 장치는 SF6 가스 대비 절연 성능과 아크 소호 성능이 낮은 Dry-Air를 절연매질로 사용함에도, 기존의 가스 절연 개폐 장치와 동일한 구조를 가짐에 따라, 충분한 절연 성능을 가지지 못하는 문제점이 있었다.

더 자세하게는, 종래의 친환경 가스 절연 개폐 장치는 Dry-Air가 충전된 탱크의 내부에 상호 접촉 시 통전되어 전기를 설정 경로로 공급하고, 상호 분리 시 전기의 공급을 차단하는 가동자와 고정자가 배치된다. 그러나, 종래의 친환경 가스 절연 개폐 장치는 절연매질의 특성이 변경되었음에도 탱크, 가동자 및 고정자가 기존과 동일한 구조를 가짐에 따라 가동자가 고정자로부터 분리될 경우 고정자와 탱크의 내벽 사이에 파괴방전이 발생되는 문제점이 있었다.

이에, Dry-Air를 절연매질로 사용하는 환경에서 충분한 절연성능을 가질 수 있는 친환경 가스 절연 개폐 장치의 개발이 필요하다.

등록특허공보 제10-1271146호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 단로기 부분의 구조를 개선하여 절연성능을 향상시킬 수 있는 절연가스 Dry-Air를 사용하며 절연성능을 갖추고 있는 친환경 가스 개폐기를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 절연가스 Dry-Air를 사용하며 절연성능을 갖추고 있는 친환경 가스 개폐기는 통전, 단전 및 접지 중 어느 하나의 상태를 유지하도록 구성되는 단로기;를 포함하고, 상기 단로기는, 내부에 드라이-에어(Dry-Air)가 충전되는 탱크; 상기 탱크의 하부에 배치되는 제1 전도체; 상기 제1 전도체에 회전 가능하게 결합되는 가동전극; 상기 가동전극의 상부에 배치되는 제2 전도체; 상기 제2 전도체에 결합되어 상기 가동전극의 상부에 고정 배치되고, 일방향으로 회전되는 상기 가동전극에 접촉되어 통전되는 고정전극; 및 상기 탱크에 결합되어 상기 제1 전도체의 일 측에 고정 배치되고, 타방향으로 회전되는 상기 가동전극에 접촉되어 접지되는 접지전극;을 포함하며, 상기 탱크는, 상기 제1 전도체 및 상기 접지전극이 결합되어 지지되는 제1 관부; 및 상기 제1 관부에 교차 배치되고, 상기 제2 전도체가 결합되어 지지되는 제2 관부;를 포함하고, 상기 고정전극은, 상기 제2 전도체에 연결되고, 길이방향을 따라 단부를 향하여 폭의 크기가 점진적으로 감소되는 바디부; 및 상기 바디부의 단부에 돌출 형성되어 상기 제1 관부의 내면과 상기 제2 관부의 내면의 교차지점을 향하는 돌기부;를 포함한다.

상기 돌기부는 상기 바디부의 단부를 중심으로 미리 설정된 제1 곡률반경을 가지는 원판형 구조로 형성될 수 있다.

상기 돌기부의 가장자리는 상기 제1 곡률반경 보다 작은 제2 곡률반경을 가지는 곡면 구조로 형성될 수 있다.

상기 제1 곡률반경 대비 상기 돌기부에서 상기 탱크의 내면까지의 최소 절연거리의 상대비는 1:4 이상 1:4.5 이하일 수 있다.

상기 제1 곡률반경은 14.5mm 이상 15.5mm 이하이고, 상기 돌기부에서 상기 탱크의 내면까지의 최소 절연거리는 58mm 이상 69.75mm 이하일 수 있다.

상기 제1 곡률반경 대비 상기 제2 곡률반경의 상대비는 1:0.6 이상 1:0.7 이하일 수 있다.

상기 제2 곡률반경은 8.7mm 이상 10.85mm 이하일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 탱크의 내면을 향하는 고정전극의 돌기부가 미리 설정된 곡률반경을 가지는 타원형 구조로 형성되므로, 전계가 감소되어 절연성능이 향상되고, 이를 통해 안전성이 향상될 수 있다.

또한, 고정전극과 탱크 간 절연거리를 늘리기 위해 탱크의 크기를 증가시키지 않고, 탱크의 크기는 그대로 유지한 상태에서 고정전극의 구조변경을 통하여 충분한 절연성능을 구현해냄에 따라, 탱크의 제작비용을 절약할 수 있고, 나아가 탱크의 교체로 인한 진공 및 드라이-에어 주입에 따른 비용 및 시간을 절약할 수 있다.

또한, 고정전극의 단순한 구조를 통해, 제작이 용이하고, 나아가 친환경 가스 개폐기의 제조비용을 절감할 수 있다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 발명 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 친환경 가스 개폐기를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 단로기의 내부 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 고정전극과 탱크의 배치구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 고정전극을 나타낸 사시도이다.
도 5(a)는 돌기부가 없는 고정전극의 절연해석 결과를 나타낸 도면이고, 도 5(b)는 돌기부가 있는 고정전극의 절연해석 결과를 나타낸 도면이다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 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.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 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 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 친환경 가스 개폐기를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 단로기의 내부 구조를 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 절연가스 Dry-Air를 사용하며 절연성능을 갖추고 있는 친환경 가스 개폐기(100)(이하 '친환경 가스 개폐기(100)'라 함)는 29kV 가스 절연 개폐기에 적용되는 것을 전제로 설명하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

본 친환경 가스 개폐기(100)는 단로기(1)를 포함한다.

단로기(1)는 통전, 단전 및 접지 중 어느 하나의 상태를 유지하도록 구성된다.

단로기(1)는 탱크(11), 제1 전도체(12), 가동전극(13), 제2 전도체(14), 고정전극(15) 및 접지전극(16)을 포함한다.

탱크(11)는 내부에 드라이-에어(Dry-Air)가 충전된다.

탱크(11)의 내부에는 제1 전도체(12), 가동전극(13), 제2 전도체(14), 고정전극(15) 및 접지전극(16)이 배치된다.

탱크(11)는 제1 전도체(12) 및 접지전극(16)이 결합되어 지지되는 제1 관부(111) 및 제1 관부(111)에 교차 배치되고, 제2 전도체(14)가 결합되어 지지되는 제2 관부(112)를 포함할 수 있다.

제1 전도체(12)는 탱크(11)의 하부에 배치되어 외부 통전수단에 연결된다.

제1 전도체(12)의 일 측에는 가동전극(13)이 회전 가능하게 결합된다.

이에, 제1 전도체(12)는 가동전극(13)에 전류를 전달한다.

가동전극(13)은 제1 전도체(12)에 회전 가능하게 결합된다.

가동전극(13)은 탱크(11)를 관통한 회전수단(미도시)에 결합될 수 있다.

이에, 가동전극(13)은 회전수단에 의해 일방향으로 회전되어 고정전극(15)에 접촉되거나, 타방향으로 회전되어 접지전극(16)에 접촉될 수 있다. 또한, 가동전극(13)은 고정전극(15)과 접지전극(16) 사이에 배치될 수도 있다.

이에, 가동전극(13)이 고정전극(15)에 접촉되면 단로기(1)는 통전상태를 유지하고, 가동전극(13)이 접지전극(16)에 접촉되면 단로기(1)는 접지상태를 유지할 수 있다. 그리고, 가동전극(13)이 고정전극(15)과 접지전극(16) 사이에 배치되면 단로기(1)는 단전상태를 유지할 수 있다.

제2 전도체(14)는 가동전극(13)의 상부에 배치되고, 고정전극(15)을 지지한다. 예를 들어, 제2 전도체(14)의 양 단부는 제2 관부(112)에 결합되어 지지되고, 제2 전도체(14)의 일단부는 전류를 필요로 하는 외부 단자에 연결될 수 있다.

이에, 고정전극(15)이 가동전극(13)에 접촉되어 통전되면 제2 전도체(14)는 고정전극(15)을 통해 전달된 전류를 외부 단자로 전달한다.

고정전극(15)은 제2 전도체(14)에 결합되어 가동전극(13)의 상부에 고정 배치된다.

고정전극(15)은 일방향으로 회전되는 가동전극(13)에 접촉되어 통전된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 고정전극과 탱크의 배치구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 고정전극(15)은 바디부(151) 및 돌기부(152)를 포함한다.

바디부(151)는 제2 전도체(14)에 연결되고, 길이방향을 따라 단부를 향하여 폭의 크기가 점진적으로 감소되는 구조로 형성된다.

돌기부(152)는 바디부(151)의 단부에 돌출 형성되고, 제1 관부(111)의 내면과 제2 관부(112)의 내면의 교차지점(IS)을 향하도록 배치된다.

또한, 돌기부(152)는 측면상에서 바디부(151)의 단부를 중심으로 미리 설정된 제1 곡률반경(R1)을 가지는 원판형 구조로 형성될 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 고정전극을 나타낸 사시도이다.

도 4를 참조하면, 돌기부(152)의 가장자리(152A)는 제1 곡률반경(R1) 보다 작은 제2 곡률반경(R2)을 가지는 곡면 구조로 형성될 수 있다.

도 3을 참조하면, 돌기부(152)에서 탱크(11)의 내면까지의 최소 절연거리(C)는 제1 곡률반경(R1)의 크기에 따라 각각 다른 길이로 적용될 수 있다.

더 자세하게는, 제1 곡률반경(R1) 대비 돌기부(152)에서 탱크(11)의 내면까지의 최소 절연거리(C)의 상대비는 1:4 이상 1:4.5 이하일 수 있다.

보다 바람직하게는, 제1 곡률반경(R1) 대비 돌기부(152)에서 탱크(11)의 내면까지의 최소 절연거리(C)의 상대비는 1:4.2 일 수 있다.

예를 들어, 제1 곡률반경(R1)은 14.5mm 이상 15.5mm 이하일 수 있다. 이에, 돌기부(152)에서 탱크(11)의 내면까지의 최소 절연거리(C)는 58mm 이상 69.75mm 이하일 수 있다. 보다 바람직하게는, 제1 곡률반경(R1)은 15mm이고, 돌기부(152)에서 탱크(11)의 내면까지의 최소 절연거리(C)는 63mm일 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 제2 곡률반경(R2)은 제1 곡률반경(R1)의 크기에 따라 각각 다르게 적용될 수 있다.

더 자세하게는, 제1 곡률반경(R1) 대비 제2 곡률반경(R2)의 상대비는 1:0.6 이상 1:0.7 이하일 수 있다.

보다 바람직하게는, 제1 곡률반경(R1) 대비 제2 곡률반경(R2)의 상대비는 1:0.66 이상 1:0.67 이하일 수 있다.

예를 들어, 제2 곡률반경(R2)은 8.7mm 이상 10.85mm 이하일 수 있다. 보다 바람직하게는, 제2 곡률반경(R2)은 10mm일 수 있다.

즉, 본 친환경 가스 개폐기(100)는 고정전극(15)의 단부에 상술한 바와 같이 미리 설정된 제1 곡률반경(R1)과 제2 곡률반경(R2)을 가지며, 탱크(11)의 내면까지의 최소 절연거리(C)를 가지는 돌기부(152)가 형성됨에 따라, 파괴방전이 발생되지 않고, 전계강도가 최소화될 수 있다.

도 5(a)는 돌기부가 없는 고정전극의 절연해석 결과를 나타낸 도면이고, 도 5(b)는 돌기부가 있는 고정전극의 절연해석 결과를 나타낸 도면이다.

여기서, 도 5(a) 및 도 5(b)의 절연해석 결과는 IEC 62271-200 규격에 따라 수행된 220kV의 내전압테스트의 해석결과이고, 상기 220kV의 내전압테스트는 드라이-에어 0.2MPa.G 환경에서 수행된다.

도 5(a)를 참조하면, 돌기부가 없는 고정전극(E)의 단부는 약 150kV에서 파괴방전이 발생된다. 이때, 돌기부가 없는 고정전극(E)의 단부에 작용하는 최대전계값(전계강도)은 24kV/mm이다.

반면, 도 5(b)를 참조하면, 고정전극(15)의 단부에 상술한 조건의 돌기부(152)가 형성될 경우, 돌기부(152)는 약 220kV에서도 파괴방전이 발생되지 않는다. 이때, 돌기부(152)에 작용하는 최대전계값(전계강도)은 12.5kV/mm이다.

즉, 단부에 돌기부(152)가 형성된 고정전극(15)은 단부에 돌기부가 없는 고정전극(E)에 비해 최대 전압에서도 파괴방전이 발생되지 않고, 단부에 작용하는 최대전계값(전계강도)도 약 52% 감소된다.

이에, 단부에 돌기부(152)가 형성된 고정전극(15)은 단부에 돌기부가 없는 고정전극(E)에 비해 약 190% 절연성능이 향상된다.

다시 도 2를 참조하면, 접지전극(16)은 탱크(11)에 결합되어 제1 전도체(12)의 일 측에 고정 배치된다.

접지전극(16)은 타방향으로 회전되는 가동전극(13)에 접촉되어 접지된다.

이처럼 본 발명의 실시예에 따르면, 탱크(11)의 내면을 향하는 고정전극(15)의 돌기부(152)가 미리 설정된 곡률반경을 가지는 타원형 구조로 형성되므로, 전계가 감소되어 절연성능이 향상되고, 이를 통해 안전성이 향상될 수 있다.

또한, 고정전극(15)과 탱크(11) 간 절연거리(C)를 늘리기 위해 탱크(11)의 크기를 증가시키지 않고, 탱크(11)의 크기는 그대로 유지한 상태에서 고정전극(15)의 구조변경을 통하여 충분한 절연성능을 구현해냄에 따라, 탱크(11)의 제작비용을 절약할 수 있고, 나아가 탱크(11)의 교체로 인한 진공 및 드라이-에어 주입에 따른 비용 및 시간을 절약할 수 있다.

또한, 고정전극(15)의 단순한 구조를 통해, 제작이 용이하고, 나아가 친환경 가스 개폐기(100)의 제조비용을 절감할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

100. 친환경 가스 개폐기 1. 단로기
11. 탱크 111. 제1 관부
112. 제2 관부 12. 제1 전도체
13. 가동전극 14. 제2 전도체
15. 고정전극 151. 바디부
152. 돌기부 152A. 가장자리
R1. 제1 곡률반경 R2. 제2 곡률반경
16. 접지전극 IS. 교차지점
C. 절연거리

Claims (6)

1. 통전, 단전 및 접지 중 어느 하나의 상태를 유지하도록 구성되는 단로기(1);를 포함하고,
   상기 단로기(1)는,
   내부에 드라이-에어(Dry-Air)가 충전되는 탱크(11);
   상기 탱크(11)의 하부에 배치되는 제1 전도체(12);
   상기 제1 전도체(12)에 회전 가능하게 결합되는 가동전극(13);
   상기 가동전극(13)의 상부에 배치되는 제2 전도체(14);
   상기 제2 전도체(14)에 결합되어 상기 가동전극(13)의 상부에 고정 배치되고, 일방향으로 회전되는 상기 가동전극(13)에 접촉되어 통전되는 고정전극(15); 및
   상기 탱크(11)에 결합되어 상기 제1 전도체(12)의 일 측에 고정 배치되고, 타방향으로 회전되는 상기 가동전극(13)에 접촉되어 접지되는 접지전극(16);을 포함하며,
   상기 탱크(11)는,
   상기 제1 전도체(12) 및 상기 접지전극(16)이 결합되어 지지되는 제1 관부(111); 및
   상기 제1 관부(111)에 교차 배치되고, 상기 제2 전도체(14)가 결합되어 지지되는 제2 관부(112);를 포함하고,
   상기 고정전극(15)은,
   상기 제2 전도체(14)에 연결되고, 길이방향을 따라 단부를 향하여 폭의 크기가 점진적으로 감소되는 바디부(151); 및
   상기 바디부(151)의 단부에 돌출 형성되어 상기 제1 관부(111)의 내면과 상기 제2 관부(112)의 내면의 교차지점(IS)을 향하는 돌기부(152);를 포함하며,
   상기 돌기부(152)는 상기 바디부(151)의 단부를 중심으로 미리 설정된 제1 곡률반경(R1)을 가지는 원판형 구조로 형성되고,
   상기 돌기부(152)의 가장자리(152A)는 상기 제1 곡률반경(R1) 보다 작은 제2 곡률반경(R2)을 가지는 곡면 구조로 형성되며,
   상기 제1 곡률반경(R1) 대비 상기 돌기부(152)에서 상기 탱크(11)의 내면까지의 최소 절연거리(C)의 상대비는 1:4 이상 1:4.5 이하인, 절연가스 Dry-Air를 사용하며 절연성능을 갖추고 있는 친환경 가스 개폐기(100).
   
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3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1 곡률반경(R1)은 14.5mm 이상 15.5mm 이하이고,
   상기 돌기부(152)에서 상기 탱크(11)의 내면까지의 최소 절연거리(C)는 58mm 이상 69.75mm 이하인, 절연가스 Dry-Air를 사용하며 절연성능을 갖추고 있는 친환경 가스 개폐기(100).
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1 곡률반경(R1) 대비 상기 제2 곡률반경(R2)의 상대비는 1:0.6 이상 1:0.7 이하인, 절연가스 Dry-Air를 사용하며 절연성능을 갖추고 있는 친환경 가스 개폐기(100).
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 제2 곡률반경(R2)은 8.7mm 이상 10.85mm 이하인, 절연가스 Dry-Air를 사용하며 절연성능을 갖추고 있는 친환경 가스 개폐기(100).