KR19980070230A - 발전기 스위치 - Google Patents
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Abstract
위상 전도체에 하나의 디스커넥터(24)와 자극 갭이 수평으로 배치되는 하나의 진공 스위치(29, 30, 31)가 각각 제공되는 발전기 스위치가 개시된다. 매 위상마다 적어도 하나의 진공 챔버가 제공된다. 상기 디스커넥터(24)는 선형 이동 디스커넥터로서 작용하고, 매 위상에서 상기 진공 챔버(29, 30, 31)는 물리적으로 하나 뒤에 다른 하나가 오도록 배치되며, 상기 디스커넥터(24)에 중심 정렬되고, 매 위상에서 모든 요소를 둘러싸며 외부 인캡슐레이션으로서 작용하는 하나의 관형 하우징(20)에 제공된다.
Description
본 발명은 발전기 스위치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 위상 전도체에 하나의 디스커넥터와 자극 갭이 수평으로 배치되는 하나의 진공 스위치가 각각 제공되며 스위칭 챔버를 구동하는 하나의 구동 장치가 제공되는 발전기 스위치에 관한 것이다.
종래의 발전기 스위치는 매 위상마다 하나의 내부 전도체 및 외부 인캡슐레이션(encapsulation)을 갖도록 구성되어 있으며, 외부 인캡슐레이션은 내부 전도체 자기장의 외부 방사를 차단하는 역할을 수행한다. 이러한 인캡슐레이션으로 인하여, 상대적으로 큰 전류가 가능하게 되었으며 요즈음에는 약 50 킬로암페어에 이르는 정격 전압에 대하여도 발전기 스위치가 사용될 수 있다. 내부 전도체는 원통형이며 직경이 큰 경우에는 권취할 수도 있다. 외부 인캡슐레이션도 이와 마찬가지로 권취되며, 상기 내부 전도체와 외부 전도체는 모두 알루미늄으로 되어 있다.
스위칭 장치로서는 압축 공기 스위치나 SF6스위치가 사용되어 왔다. 지멘스 프로스펙투스(Siemens Prospectus)의 진공 스위치 발전기 모듈 FG 10, 오더 No. E 50001-U229-A19, 2.93 스탠더드에는 진공 스위칭 챔버(vacuum switching chambers)를 사용하는 발전기 스위치가 개시되어 있다. 이 경우, 진공 챔버는 중앙 케이블 관(central cable run)의 외측에 위치하며, (세개의 챔버를 갖는) 오직 하나의 진공 스위치만이 각각의 위상 선(phase line)에 제공된다. 상기 진공 스위치의 하류에는 로터리 디스커넥터(rotary disconnector)가 변압기 방향으로 제공된다.
이러한 진공 챔버의 장점은 유지비가 적게 든다는 점이다. 발전기에 근접하게 위치하는 DC/AC 요소로 인하여, 진공 챔버는 영 교차점(zero crossing)이 존재하지 않기 때문에 문제가 되며, 이러한 이유로 영 교차점을 얻기 위하여 지멘스 회사(Siemens Company)는 상기 발전기 스위치에 시간 지연 장치(time delay)를 설치하였다.
본 발명의 목적은 큰 전류가 단속될 수 있는 발전기 스위치를 제공하는 것이다.
상기 목적은 청구항 제 1항에 따른 본 발명에 의하여 달성된다.
본 발명에 따르면, 매 위상마다 적어도 하나의 진공 챔버가 제공되며, 선형 이동 디스커넥터로서 작용하는 디스커넥터가 제공되고, 상기 진공 챔버(29, 30, 31)는 물리적으로 하나 뒤에 다른 하나가 오도록 배치되고, 상기 디스커넥터에 중심 정렬되며, 매 위상에서 모든 요소를 둘러싸며 외부 인캡슐레이션으로서 작용하는 하나의 관형 하우징(20)에 제공된다. 매 위상에 하나를 초과하는 진공 챔버가 제공되는 경우에는 일 중심축에 대하여 대칭을 이루도록 위치하여 상기 디스커넥터는 상기 중심축에 대하여 중심 정렬된다.
상기의 경우에, 본 발명에 따르면, 상기 진공 챔버는 상기 하우징 내에서 고정 위치에 고정되며 전기 분배 또는 전기 컬렉터 플레이트로서 사용되는 마운팅 플레이트의 일측에 고정되고, 상기 디스커넥터의 정지 접점은 상기 장착 플레이트의 타측에 위치한다. 따라서 상기 진공 챔버는 서로 평행하다.
이동 접점 스톡이 이동 가능하게 배치되어 고정 위치 가이드 플레이트와 이음새 연결된 상태에서 상기 가이드 플레이트에 의하여 안내되며 상기 가이드 플레이트와 전기적으로 전도성 접속을 행하고, 전기 전도체가, 예를 들면 전도체 스트립의 형태로, 일단에서 상기 가이드 플레이트의 외주에 고정되며 타단에서 부가적인 고정 위치 전기 컬렉터에 연결된다.
바람직하게, 구름 접점이 상기 접점 스톡과 상기 가이드 플레이트 사이의 전기 접점으로서 제공되고, 상기 전도체는 본질적으로 이동 가능하여 종방향으로의 열 팽창이 가능하다.
가능한 한 공간을 절약하고 최대로 전기를 분배하기 위하여 상기 진공 챔버는 바람직하게 매 위상에서 세개의 진공 챔버에 대하여 삼각형을 이루도록 배치된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 이동 접점 스톡을 구동하기 위하여 상기 가이드 플레이트와 상기 부가적인 전기 컬렉터 플레이트 사이에 전동 레버가 배치된다.
상기의 경우에 매 위상마다 상기 진공 챔버의 접점 스톡 각각은 공통의 구동 장치에 의하여 작동된다.
도 1은 하나의 위상에서 발전기 스위치를 보여주는 개략 단면도이다.
도 2는 도 1의 선 II-II에 따른 단면도이다.
도 3은 나란히 위치하는 도 1 및 도 2에 따른 세 개의 장치로 구성되는 3극 발전기를 도시한다.
** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **
20 : 관형 하우징 22 : 마운팅 플레이트
23 : 정지 접점 24 : 디스커넥터
25 : 이동 접점 26 :선형 이동 디스커넥터 하우징
29, 30, 31 : 진공 챔버 36, 37, 38 : 이동 접점 스톡
42 : 가이드 플레이트 43 : 커넥팅 플레이트
44 : 구름 접점 46 : 전기 컬렉터 플레이트
먼저 도 3이 참조된다. 도 3은 도시되지 않은 지면 내지는 강철 구조물 위에 위치하는 프레임(framework)(14)에 장착되는 3개의 스위치 자극(switch poles)(11, 12, 13)을 구비하는 3극 발전기 스위치(three-pole generator switch)(10)를 도시한다.
스위치 자극(11)은 닫혀 있으며, 커버(15, 16)가 원형 아아크의 형태로 제공된다. 이러한 커버(15, 16)는 스위치 자극(12)으로부터 분리되며, (디스커넥터로의) 액세스 개구부(access opening)(17)와 (회로 차단기로의) 액세스 개구부(18)를 볼 수 있다. 스위치 자극(13)의 하우징은 절단되어 있다.
상기 스위치 자극 중 하나, 일례로써 스위치 자극(11)이 도 1을 참조하여 이하 설명된다. 다른 스위치 자극도 동일한 구조를 갖는다.
이제 도 1을 참조한다. 외부 인캡슐레이션(encapsulation)으로서 사용되고 알루미늄을 권취하여 형성되는 관형 하우징(tubular housing)(20)의 내부에는 좌측으로 변압기(transformer)에 연결되고 우측으로는 발전기에 연결되는 케이블 관(cable run)(21)이 위치한다. 지지 절연체(21a)가 도 1의 상단에 위치하는 외선 상의 중앙에 대략적으로 위치하고, 원형의 전기 분배 플레이트(22)가 지지 절연체(21a)에 고정된다. 전기 분배 플레이트(22)의 변환기 측에는 선형으로 이동하는 디스커넥터(disconnector)(24)의 정지 접점(stationary contact)(23)이 위치하며, 그 이동 접점(moving contact)(25)이 다른 지지 절연체(27)에 의하여 지지되는 스위치 하우징(26)에 제공된다. 지지 절연체(27)는 플랜지를 갖는 커넥팅 피이스(connecting piece)(28) 내의 하우징(20)에 고정된다. 하우징은 그 자체가 프레임(14)(도 3에 도시되어 있지 않음)에 장착된다.
전기 분배 플레이트(22)에는 반대측에 세 개의 진공 챔버(29, 30, 31)가 제공되며, 도 1에는 두 개의 진공 챔버(29, 31)만 도시되어 있다. 상기 진공 챔버는 각각 정지 접점(33, 34, 35), 그리고 접점 스톡(contact stalk)에 고정된 이동 접점(39, 40, 41)을 갖는다. 접점 스톡(36, 37, 38)은 고정 위치에 배치되는 가이드 플레이트(42) 내에서 안내된다. 가이드 플레이트(42)를 통과하는 접점 스톡(36, 37, 38)의 단부는 삼각형 연결 플레이트(43)에 의하여 서로 강체 연결되며, 접점 스톡(36, 37, 38)과 가이드 플레이트(42)는 구름 접점(roller contact)(44)에 의하여 접촉한다. 도 2에 유일하게 도시된 구름 접점은 접점 스톡(36)과 연관된 것들이다. 커넥팅 플레이트(43)는 원통으로 이루어질 수도 있다.
부가적인 전기 컬렉터 플레이트(46)가 다른 지지 절연체(45) 상에 위치하며, 그 전체가 공중에 매달리고, 따라서 고정 위치에서 하우징(20)에 제공된다. 전도체(47)가 가이드 플레이트(guide plate)(42)와 전기 컬렉터 플레이트(electrical collector plate)(46) 사이에, 예를 들어 스트립(strip)의 형태로, 위치하며, 주위에 균일하게 분배되고 진공 챔버가 다른 요소에 대하여 축방향으로 이동하는 것을 가능하게 한다. 전기 컬렉터 플레이트(46)는 내부 전도체(48)에 연결되고, 내부 전도체(48)는 나사 연결부(49)에 의하여 발전기(도시하지 않음)에 연결된다.
커넥팅 플레이트(connecting plate)(43)와 전기 컬렉터 플레이트(46) 사이에는, 모든 세 위상의 진공 챔버가 작동될 수 있도록 구동 장치(52)에 연결된 구동 로드(51)에 연결되는 전동 레버(transmission levers)가 위치한다. 내부 전도체(48) 위에는 전압 변환기(voltage converter)(53)가 위치하고, 선형 이동 디스커넥터 하우징(26)의 위에는 다른 전압 변환기(54)가 위치하며, 접지 스위치(55, 56)는 모든 경우에 있어 하우징(20) 내의 내부 전도체 아래에 위치한다. 접지 스위치(55, 56)는 대략적으로만 도시되어 있다. 이 경우에, 접지 스위치(55, 56)는 선형 이동 디스커넥터 하우징(26) 및 내부 전도체(48) 위의 정지 접점(57, 58)과 상호 작용한다. 전압 변환기(53, 54)와 선형 이동 디스커넥터 하우징(26) 및 내부 전도체(48)는 스프링 접촉 핀(sprung contact pins)(53a, 54a)에 의하여 접촉한다. 진공 챔버(29, 30, 31)에 배치되는 커패시터(capacitors)는 도시되어 있지 않다.
전류 변환기(current transformer)(59)가 하우징(20) 내에 위치하며, 상기 변압기측 단부 부분에서 선형 이동 디스커넥터 하우징(26)의 주위에 배치된다. 다른 전류 변환기(60)는 상기 (발전기측) 하우징의 대향 단부에 내부 전도체(48)를 에워싸며 위치한다.
진공 챔버(29, 30, 31)는 가이드 플레이트(42) 뿐만 아니라 제1전기 분배 플레이트(22) 및 선형 이동 디스커넥터(24)의 정지 접점(23)과 미리 조립될 수 있는 장치를 형성한다.
하우징(20)에 의하여 형성되는 상기 외부 인캡슐레이션은 상기 각각의 스위치 자극이 단일 위상으로서 캡슐화(encapsulated)되도록 일체로 설계되며, 이점에 부가적인 이점이 있다. 회로에 쇼트(short)가 발생할 직접적인 위험이 없으며, 자기가 차단(magnetic screening)되고, 전류의 역류(eddy currents)가 방지된다. 그 결과, 가열량(amount of heating)이 조절될 수 있다. 또한, 만지거나 할 때 또는 먼지 등으로부터 보호될 수 있으며, 동적 힘(dynamic forces)이 감소한다.
하우징 내를 먼지 등으로부터 보호하기 위하여, 하우징에 5 밀리바(mbar) 정도의 작은 내부 과도 압력이 가해질 수도 있다. 부가적인 커넥팅 피이스(28a)가 커넥팅 피이스(28)에 대응하며, 이는 지지 절연체에 대하여도 마찬가지이다.
이상에서는 본 발명의 실시예에 따라 본 발명이 설명되었지만, 본 발명의 사상을 일탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 명확히 인지할 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 발전기 스위치에 의하여 과도한 전류가 단속될 수 있다. 또한, 하우징에 의하여 형성되는 상기 외부 인캡슐레이션으로 인하여 스위치 자극이 단일 위상으로서 캡슐화될 수 있다. 회로에 쇼트가 발생할 직접적인 위험이 없으며, 자기가 차단되고, 전류의 역류가 방지된다. 그 결과, 가열량이 조절될 수 있다. 또한, 만지거나 할 때 또는 먼지 등으로부터 보호될 수 있으며, 동적 힘이 감소한다.
Claims (14)
- 위상 전도체 각각이 하나의 디스커넥터와, 자극 갭이 수평으로 배치되는 하나의 진공 스위치, 그리고 스위칭 챔버를 구동하는 하나의 구동 장치를 구비하는 발전기 스위치에 있어서,적어도 하나의 진공 챔버(29, 30, 31)가 매 위상마다 제공되며, 상기 디스커넥터(24)는 선형 이동 디스커넥터로서 설계되고, 매 위상의 상기 진공 챔버(29, 30, 31)는 물리적으로 하나 뒤에 다른 하나가 오도록 배치되고, 상기 디스커넥터와 중심 정렬되며, 매 위상에서 각각의 위상의 모든 요소를 둘러싸며 외부 인캡슐레이션으로서 작용하는 하나의 관형 하우징(20) 내에 수용되는 것을 특징으로 하는 발전기 스위치.
- 제 1항에 있어서, 상기 진공 챔버(29, 30, 31)는, 상기 하우징(20) 내에서 고정 위치에 고정되며 전기 분배 플레이트로서 사용되는 마운팅 플레이트(22)의 일측에 고정되고, 상기 디스커넥터(24)의 정지 접점(23)은 상기 장착 플레이트의 타측에 제공되는 것을 특징으로 하는 발전기 스위치.
- 제 2항에 있어서, 세 개의 진공 챔버가 매 위상마다 제공되며, 상기 장착 플레이트(22)에 삼각형을 이루도록 고정되는 것을 특징으로 하는 발전기 스위치.
- 제 3항에 있어서, 이동 접점 스톡(36, 37, 38)이 이동 가능하게 배치되어 고정 위치 가이드 플레이트내에서 안내되며, 상기 가이드 플레이트와 전기적으로 전도성 접속을 행하고,전기 전도체(47)가 일단에서 상기 가이드 플레이트(42)의 외주에 고정되며 타단에서 부가적인 고정 위치 전기 컬렉터(46)에 연결되는 것을 특징으로 하는 발전기 스위치.
- 제 4항에 있어서, 상기 이동 접점 스톡(36, 37, 38)과 상기 가이드 플레이트(42) 사이의 전기적으로 전도성 접속은 구름 접점(roller contact)(44)에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 발전기 스위치.
- 제 5항에 있어서, 상기 가이드 플레이트(42)를 통하여 통과하는 상기 접점 스톡(36, 37, 38)의 단부는, 회로 차단기의 세 개의 위상에 대하여 공통의 구동 장치(52)에 연결되거나 또는 각각의 위상을 위한 별도의 구동 장치에 연결되는 전동 레버(50)에 연결되는 것을 특징으로 하는 발전기 스위치.
- 제 6항에 있어서, 상기 전동 레버(50)는 상기 이동 접점 스톡(36, 37, 38)을 연결하는 커넥팅 플레이트(43)와 상기 부가적인 전기 컬렉터 플레이트(46) 사이에 배치되며, 일측에서 상기 고정 위치 전기 컬렉터 플레이트(46) 상에서 지지되고 타측에서 상기 커넥팅 플레이트(43) 상에서 지지되는 것을 특징으로 하는 발전기 스위치.
- 상기 선행항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선형 이동 디스커넥터(24)의 상기 이동 접점(25)은 상기 변압기측 단부에 배치되는 선형 이동 디스커넥터 하우징(26) 내에 수용되는 것을 특징으로 하는 발전기 스위치.
- 제 8항에 있어서, 전압 변환기(54)가, 선형 이동 디스커넥터 하우징(26) 내에 제공되는 것을 특징으로 하는 발전기 스위치.
- 상기 선행항 중 어느 한 항에 있어서, 그 내에 부가적인 전압 변환기(53)가 수용되는 내부 전도체(48)가, 상기 부가적인 전기 컬렉터 플레이트(46)와 상기 발전기측 상의 하우징의 단부 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 발전기 스위치.
- 상기 선행항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전압 변환기(54, 53)는 상기 하우징(20) 내에 매달려 배치되는 것을 특징으로 하는 발전기 스위치.
- 상기 선행항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선형 이동 디스커넥터 하우징(48)과 상기 내부 전도체(48)는 각각 상기 변압기측의 단부 영역과 상기 발전기측의 단부 영역에서 전류 변환기(59, 60)에 의하여 둘러싸이는 것을 특징으로 하는 발전기 스위치.
- 상기 선행항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하우징(20) 내에는 바람직하게는 0.5 밀리바의 과도 압력이 가해지는 것을 특징으로 하는 발전기 스위치.
- 상기 선행항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선형 이동 디스커넥터 하우징(26) 및/또는 상기 내부 전도체(48)는 접지 스위치(55, 57, 56, 58)에 의하여 접지될 수 있는 것을 특징으로 하는 발전기 스위치.
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