KR19990014417U - 가스절연 방식의 자동개폐기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 가스절연 방식의 자동개폐기에 관한 것으로, 기존의 소호능력을 대폭 향상시킨 것으로 탱크의 양쪽 선단부에 구성된 부싱에 구성된 고정전극과 가동전극을 서로 전기적인 통전을 위하여 가동부에는 퍼퍼하우징을 형성하고, 그 하우징의 내부에는 접점스프링으로 결속된 접속편을 하우징의 일측 선단부에 구성하며, 그 퍼퍼하우징의 중간격벽에 가스유출입공을 구비하고, 그 퍼퍼하우징의 이동으로 고정전극과 가동전극을 서로 통전되도록 한 자동개폐기에 있어서, 그 퍼퍼하우징의 외주면에 퍼퍼하우징이 고정전극과 접촉이 가능하도록 소정부위에 접속돌기를 돌출 형성하고, 그 접속돌기에 삽입 접속할 수 있도록 절연암의 선단에 접속 홈을 구비하며, 그 접속돌기에 삽입 접속할 수 있도록 하여 가스유출입공의 크기를 고정전극 보다 크게 하고, 퍼퍼하우징의 내경보다 작게 구성하며 자동개폐기의 오목부를 제거하여 자동개폐기의 크기를 소형화하였으며, 소형화된 자동개폐기에 의하여 원재료를 대폭 감소시키고, 전주 및 취부금구에 가해지는 하중을 경감하고, 가스유출입공을 통한 절연가스의 원활한 유동을 통해 기존에 비해 아크의 소멸을 보다 신속하게 할 수 있도록 한 것이다.

Description

가스절연 방식의 자동개폐기

본 고안은 고전압의 배전선로에 설치되는 아웃콘(Outer-Cone) 접속방식의 가스절연 자동 개폐기에 관한 것으로, 특히 외부에서 배전선로를 연결하는 각 부싱에 고정전극과 가 동전극을 각각 형성하고, 그 고정전극과 가동전극의 사이를 왕복 이동하는 퍼퍼하우징을 형성한 자동개폐기에 있어서 퍼퍼하우징을 이동시키기 위하여 축을 중심으로 회동하는 절연암과의 연결을 퍼퍼하우징의 외주면 일측 선단부에 구성하여 자동개폐기를 소형화할 수 있도록 하며, 원재료를 절감할 수 있도록 한 자동개폐기에 관한 것이다.

일반적으로 발전소에서 생성한 전기를 사용처의 각 수용가에 공급하기 위하여는 송 전선의 길이에 따라 적절한 용량의 전류로 변환하면서 각각의 배전선로에 공급되도록 하였던 것은 주지된 사실이다.

그리고, 배전선로의 용량이 증가하면서 독립적인 차단기(Self-Contained Gurrent Breaker)로서 리클로우저(Recloser)를 사용하여 사고로 인한 고장이 영구 고장으로 이행되는 것을 막는 효과를 가져왔으며, 이로 인해 대표적인 보호기기로서 널리 이용되고 있으며, 본 고안은 배전선로의 중간에서 소정의 전류를 개폐하고 통전할 수 있도록 한 자동개폐기를 총칭한다. 종래의 자동개폐기에 의하여서는 아크코일런너에 중전류 이상이 유기되면 고정전극과의 사이에서 발생된 아크를 효과적으로 제거할 수 있지만 저전류가 유기되는 경우에는 발생된 아크를 회전소호시키는 회전력이 약해지므로 아크를 소호하지 못하고, 사고발생 우려가 있는 단점이 있었다.

이에 따라 종래에는 본 출원인이 1993년 특허출원 제 20399호에 중전류시에는 물론 저전류시에도 아크를 효과적으로 소호시킬 수 있는 가스타입의 자동개폐기를 제안하였다.

첨부도면 도 1은 종래고안의 사시도이고, 도 2는 종래의 단면도로써, 도시한 바와 같이 탱크(101)의 양단에 고정한 부싱(102)(102a)의 외부에는 외부의 배전선로(도면에 도시하지 않음)와 연결된 외부부싱 (103)(103a)을 각각 돌출 형성하고, 상기 부싱(102)(102a)의 내측에는 가동전극과 고정전극(104)(105)을 각각 고정하면서, 상기 고정전극(104)에는 가스유입공(104a) 및 가스유출공(104b)을 일체로 형성하고, 상기 가동전극(105)의 외주면에는 이에 접하는 원통형의 슬라이딩 샤프트(106)를 축착하면서, 이의 양단에 형성한 요홈부(106a)(106a)에는 다수의 접속편(107a)(107b)들을 접점스프링(109)(109a)(110)(110a)에 의해 원주를 이루도록 한 튜울립 접점(107)(108)을 탄력설치하고, 상기 슬라이딩 샤프트(106)는 외주면에 스냅링(111)으로 퍼퍼하우징(112)에 고정되고, 퍼퍼하우징(112)에는 다수의 가스유출입공(112b)을 형성하는 한편, 튜울립 접점(108)측의 부싱(102a)에는 방진고무(113a)가 내면에 부착된 하우징(113)을 고정하면서 튜울립 접점(107)측의 퍼퍼하우징(112)의 끝단에는 가스분사공(114b)이 형성된 퍼퍼콘(114)를 일체로 형성하고, 상기 퍼퍼하우징(112)의 외면에 형성한 오목부(112a)에는 조작핸들(116)에 의해 가동축(115a)을 중심으로 회동하는 절연암(115)의 추축과 결합하여 왕복이동하도록 한 것이다.

미설명 부호 117은 자동개폐기가 다수 병렬로 내장되는 외부케이스이다.

이와 같이 구성된 종래의 가스타입의 자동개폐기는 도면에 도시하지 않은 제어부에 의해 조작핸들(116)이 회동하는 동작에 따라 가동축(115a)에 고정된 절연암(115)이 역방향으로 회동하면서 퍼퍼하우징(112)을 왕복이동시키면서 가동전극(105)과 고정전극(104)을 단락 또는 개방시키도록 한 것이다. 즉 조작핸들(116) 및 가동축(115a)과 결합된 절연암(115)에 의해 슬라이딩 샤프트(106)가 고정결합된 퍼퍼하우징(112)이 고정전극(104) 쪽으로 이동하여 튜울립 점점(107)(108)과 슬라이딩 샤프트(106)가 고정결합된 퍼퍼하우징(112)에 의해 고정전극(104)과 가동전극(105)이 서로 접속된 상태를 유지하면 배전선로에 정상적으로 전원이 공급되었다.

이 상태에서 수용가측 배전선로상에서 고장복구등을 위한 일련의 보수작업을 실시하는 경우 인위적으로 수동조작 또는 자동조작을 통한 제어부를 구동시키면 가동축(115a)에 고정된 절연암(115)이 도 2의 화살표 방향으로 이동하게 되고, 이의 끝단이 접속된 퍼퍼하우징(112) 및 슬라이딩 샤프트(106)도 도 2의 화살표 방향으로 이동하게 되었다. 이때 상기 퍼퍼하우징(112)이 이동하는 순간 내부에 충진된 아크소호를 위한 SF₆가스가 퍼퍼하우징(112)내의 다수 형성된 가스유출입공(112b)을 통과하면서 압축되어 퍼퍼콘(114)의 가스분사공(114b)에서 압축 분사되어, 고정전극(104) 선단부와 튜울립 접점(107)의 선단부 사이에서 발생된 아크를 냉각소호시킴과 동시에 재점호 방지를 위한 절연 매개체로 작용하게 되었다. 따라서 고정부와 가동부는 완전히 개방상태가 되어 배전선로상에서는 전원공급이 중단되게 되었다.

이때 슬라이딩 샤프트(106)가 이동하므로 부싱(102a)에 기계적인 충격이 전달될 수 있으므로 방진고무(113a)가 완충작용을 할 수 있도록 부착되게 되었다.

한편 고장복구등을 위한 일련의 보수작업을 종료한 후 전원공급을 위해 재가압을 하는 경우 수동조작 또는 자동조작을 통한 제어부를 구동시키면 절연암(115)이 도 3의 화살표 방향으로 회동하도록 가동축(115a)을 회전시키면 이에 따라 퍼퍼하우징(112)과 슬라이딩 샤프트(106)도 도 3의 화살표 방향으로 이동하게 된다.

이때 퍼퍼하우징(112)내의 가스유출입공(112b)을 통해 외부에서 내부로 가스의 흐름이 발생되고, 동시에 퍼퍼하우징(112)의 이동을 통해 고정전극(104)에 설치된 가스 유입공(104a) 및 가스유출공(104b)을 통해 순환되는 가스의 흐름을 형성하게 되고, 이로 인해 고정전극(104)과 튜울립 접점(107)이 접속되는 순간 발생되는 열을 냉각시키면서 안정된 접속이 이루어지도록 한 것이었다.

여기서, 튜울립 접점(107)(108)은 모두 접점스프링(109)(109a)(110)(110a)에 의해 안쪽으로 조여지는 탄성력을 받기 때문에 고정전극(104)과 가동전극(105)의 외주면에서 안정된 접속상태를 유지하면서 이동이 가능하게 되었다.

그러나 상기와 같은 자동개폐기는 가동축의 동력전달로 회동하는 절연암의 추축이 퍼퍼하우징의 오목부에 접속되어 이동시키게 되어 있다. 따라서 상기와 같은 종래의 가동축에 절연암이 퍼퍼하우징을 회동시키기 위하여 퍼퍼하우징의 소정부위에 오목부를 형성하게 되었다. 상기 오목부에 절연암의 추축이 접속되어 이동되기 때문에 퍼퍼하우징의 크기가 커지게 되어 그 부피만큼 원재료가 투입되어 생산단가가 높아지게 되었으며, 퍼퍼하우징의 크기가 커지게 되었을 경우 자동개폐기의 크기도 커지게 되어 자동개폐기를 고정시키는 전주 및 취부금구등에 그 무게만큼 하중을 가하게 되는 단점이 있었다.

따라서 본 고안은 이와 같은 사정을 고려하여 착안한 것으로 자동개폐기의 크기를 소형화하여 원재료를 감소시킴과 동시에 아크소호능력의 저하가 없게끔 하고, 또한 전주 및 취부금구등에 가해지는 하중을 줄이도록 하는 것에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 탱크의 양쪽 선단부에 구성된 부싱에 구비된 고정전극과 가동전극을 서로 전기적으로 연결하기 위하여 퍼퍼하우징을 형성하고, 그 퍼퍼하우징의 내측에는 접점스프링이 구비된 접속편을 양쪽 선단부에 구성한 슬라이딩 샤프트를 형성하며 퍼퍼하우징의 중간격벽에 가스유출입공을 구성하고, 그 퍼퍼하우징의 이동으로 고정전극과 가동전극이 결합되어 통전되도록 한 자동개폐기에 있어서, 퍼퍼하우징의 외주면에 퍼퍼하우징이 고정전극과 접촉이 가능토록 소정 부위에 접속돌기를 돌출 형성하고, 그 접속돌기에 삽입 접속 할 수 있도록 절연암의 선단에 접속홈을 구비하며, 그 접속돌기에 삽입 접속할 수 있도록 하며 가스유입출공의 크기를 고정전극보다 크게 하고, 퍼퍼하우징의 내경보다 작게 구성하며 자동개폐기의 오목부를 제거하여 크기를 소형화하고, 가스유출입공의 크기가 커지게 되어 아크의 소멸을 보다 신속하게 할 수 있도록 한 것이다.

도 1은 종래의 자동개폐기를 도시한 정면도.

도 2는 종래의 자동개폐기를 도시한 단면도(무통전시).

도 3은 종래의 자동개폐기를 도시한 단면도(통전시).

도 4는 본 고안의 자동개폐기를 도시한 정면도.

도 5는 본 고안의 자동개폐기를 도시한 단면도(무통전시).

도 6은 본 고안의 자동개폐기를 도시한 단면도(통전시).

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 탱크2, 2a, 3, 3a : 부싱

4 : 고정전극5 : 가동전극

6 : 슬라이딩 샤프트7a, 8a : 접속편

7, 8 : 튜울립 접점9, 9a, 10, 10a : 접점스프링

11 : 스냅링12 : 퍼퍼하우징

15 : 절연암15a : 가동축

16 : 조작핸들

도 4는 본 고안의 외형을 도시한 사시도이고, 도 5는 본 고안을 도시한 단면도로써, 탱크(1)의 양단에 고정한 부싱(2)(2a)의 외부에는 외부의 배전선로(도면에 도시하지 않음)와 연결된 외부부싱(3)(3a)을 각각 돌출 형성하고, 상기 부싱(2)(2a)의 내측에는 짧은 길이의 고정전극(4)과 긴 길이의 가동전극(5)을 각각 고정하면서, 상기 고정전극(4)에는 가스유입공(4a) 및 가스유출공(4b)을 일체로 형성하고, 상기 가동전극(5)의 외주면에는 이에 접하는 원통형의 슬라이딩 샤프트(6)를 축착하면서, 이의 양단에 형성한 요홈부(6a)(6b)에는 다수의 접속편(7a)(7b)들을 접점스프링(9)(9a)(10)(10a)에 의해 원주를 이루도록 한 튜울립 접점(7)(8)을 탄력 설치하고, 상기 슬라이딩 샤프트(6)의 외주면에 스냅링(11)으로 퍼퍼하우징(12)에 고정되고, 퍼퍼하우징(12)에는 다수의 가스유출입공(12b)을 형성하는 한편, 튜울립 접점(8) 측의 부싱(2a)에는 방진고무(13a)가 내면에 부착된 하우징(13)을 고정하면서 튜울립 접점(7)측의 퍼퍼하우징(12)의 끝단에는 가스분사공(14b)이 형성된 퍼퍼콘(14)를 일체로 형성하고, 상기 퍼퍼하우징(12)의 외면에는 조작핸들에 의해 가동축(15a)을 중심으로 회동하는 절연암(15)의 선단이 결합하여 왕복이동하도록 한 것은 종래와 동일하지만 본 고안에 있어서는 퍼퍼하우징(12)의 외주면에 퍼퍼하우징(12)이 고정전극(4)과 접촉이 가능하도록 소정부위에 접속돌기(12c)를 돌출 형성하고, 그 접속돌기(12c)에 접속이 가능하도록 절연암(15)의 선단에 접속홈(15b)을 구비하며 그 접속돌기(12c)에 삽입 접속할 수 있도록 하여 가스유출입공(12b)의 크기를 고정전극(4)보다 크게 하고, 퍼퍼하우징(12)의 내경보다 작게 구성한 것이다.

이때, 접속돌기(12c)가 퍼퍼하우징(12)의 외주면에 형성되는 위치는 퍼퍼하우징(12)이 가동전극(5)의 방향으로 이동하였을 경우 하우징(13)의 내부로 삽입되고, 남은 나머지 부분에 접속돌기(12c)를 형성한 것으로 그 접속돌기(12c)를 퍼퍼하우징(12)의 일측에 한 개만 돌출 형성하여도 되지만 보다 안정되게 양측으로 돌출하여도 되며, 세개나 네개의 접속돌기(12c)를 퍼퍼하우징(12)의 소정부위에 형성하여도 된다.

상기와 같이 구성된 본 고안은 다음과 같이 작용하게 된다.

먼저, 슬라이딩 샤프트(6)와 튜울립 접점(7)(8) 및 접점스프링(9)(9a)(10)(10a)을 내장한 퍼퍼하우징(12)을 탱크(1)의 내측으로 삽입하여 가동전극(5)에 퍼퍼콘(14)이 결합고정된 퍼퍼하우징(12)을 삽입시키게 된다. 상기와 같이 가동전극(5)에 삽입된 퍼퍼하우징(12)의 접속돌기(12c)를 절연암(15)의 접속홈(15b)과 삽입 고정시키게 된다.

즉, 하우징(13)에 삽입되지 않는 퍼퍼하우징(12)의 소정부위에 구성된 접속돌기(12c)는 절연암(15)의 선단에 구비된 접속홈(15b)과 접속 고정된다. 따라서 가동축(15a)과 연결된 절연암(15)의 회동에 따라 퍼퍼하우징(12) 일체가 가동전극(5)을 따라 이동하게 된다.

상기와 같이 결합된 자동개폐기는 절연암이 추축과 연결되기 위하여 구비되었던 종래 자동개폐기의 오목부 크기만큼 크기가 줄어들게 되어 자동개폐기의 크기도 줄어 들게 된다. 따라서 소형화된 크기의 자동개폐기로 인하여 작업자가 보다 가벼운 자동개폐기를 설치할 수 있기 때문에 자동개폐기의 설치가 보다 용이하고, 전주 및 취부금구등에 가해지는 하중을 줄일 수 있으며, 또한, 자동개폐기의 내부부피가 적어진 만큼 원재료가 적게 투입되어 생산단가가 적어지게 된다.

상기의 자동개폐기는 도시하지 않은 제어부에 의해 조작핸들(16)이 회동하는 동작에 따라 가동축(15a)과 고정결합된 절연암(15)이 정방향 또는 역방향으로 회동하면 퍼퍼하우징(12)을 이송시키면서 가동전극(5)과 고정전극(4)을 단락 또는 개방시키게 된다. 즉 조작핸들(16) 및 가동축(15)과 고정결합된 절연암(15)에 의해 슬라이딩 샤프트(6)가 고정결합된 퍼퍼하우징(12)이 고정전극(4) 쪽으로 이동하여 튜울립접점(7)(8)과 슬라이딩 샤프트(6)가 고정결합된 퍼퍼하우징(12)에 의해 고정전극(4)과 가동전극(5)이 서로 접속된 상태를 유지하면 배전선로에 정상적으로 전원이 공급된다.

또한 수용가측의 배전선로상에서 고장복구 등을 위한 일련의 보수작업을 실시하는 경우 인위적으로 수동조작 또는 자동조작을 통한 제어부를 구동시키면 가동축(15a)에 고정된 절연암(15)이 도 5의 화살표 방향으로 이동하게 되면 절연암(15)의 선단에 구비된 접속홈(15b)이 회동하게 되고, 상기 접속홈(15b)에 삽입 접속된 퍼퍼하우징(12)의 접속돌기(12c)가 접속홈(15b)과 함께 이동하게 되며, 그 접속돌기(12c)에 의하여 퍼퍼하우징(12)이 도 5의 화살표 방향으로 이동하게 된다.

이때 고정전극(4) 선단부와 튜울립 접점(7)의 선단부 사이에서 상기 퍼퍼하우징(12)의 이동으로 순간적인 아크가 발생되면 아크소호를 위한 SF₆가스가 퍼퍼하우징(12)내의 다수 형성된 가스유출입공(12b)을 통과하면서 압축되어 퍼퍼콘(14)의 가스분사공(14b)에서 압축분사되어 아크를 냉각소호시킴과 동시에 재점호 방지를 위한 절연매개체로 작용하게 된다. 이때 상기 가스유출입공(12b)의 크기를 고정전극(4)보다 크게하고, 퍼퍼하우징(14)의 내경보다 작게 구성되어 있기 때문에 압축된 냉각소호용 가스가 통과되는 공간이 종래에 비하여 대단히 넓어지게 되어 보다 많은 압축된 냉각소호용 가스가 신속하게 가스유출입공(12b)을 통과시킬 수 있게 된다.

이때, 슬라이딩 샤프트(b)가 이동하므로 부싱(2a)에 기계적인 충격이 전달될 수 있으므로 방진고무(13a)가 완충작용을 할 수 있도록 부착되게 된다.

한편 고장복구등을 위한 일련의 보수작업을 종료한 후 전원공급을 위해 재가압을 하는 경우 수동조작 또는 자동조작을 통한 제어부를 구동시키면 절연암(15)이 도 6의 화살표 방샹으로 회동하도록 가동축(15a)을 회전시키면 이에 따라 퍼퍼하우징(12)과 슬라이딩 샤프트(6)도 도 6의 화살표 방향으로 이동하게 된다.

이때, 퍼퍼하우징(12)내의 가스유출입공(12b)을 통해 외부에서 내부로 가스의 흐름이 발생되고, 동시에 퍼퍼하우징(12)의 이동을 통해 고정전극(4)에 설치된 가스유입공(4a) 및 가스유출공(4b) 통해 순환되는 가스의 흐름을 형성하게 되고 이로 인해 고정 전극(4)과 튜울립 접점(7)(8)이 접속되는 순간 발생되는 열을 냉각시키면서 안정된 접속이 이루어지게 된다. 그리고 두 부싱(2)(2a)사이에 고정전극(4) 및 가동전극(5)을 설치하면서 슬라이딩 샤프트(6)등을 구비한 자동개폐기를 단상단선식, 3상3선식, 또는 3상 4선식의 배전선로에 이용하기 위하여는 2개, 3개, 또는 4개를 병렬로 배치한 자동개폐장치를 사용하면 된다.

이와 같은 본 고안은 자동개폐기의 오목부가 제거되어 자동개폐기의 크기를 소형화하고, 소형화된 자동개폐기에 의하여 원재료를 감소시키고, 전주 및 취부금구에 가하는 하중을 줄이도록 하고, 가스유출입공의 크기가 커지게 되어 아크의 소멸을 보다 신속하게 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 탱크(1)의 양단에 고정한 부싱(2)(2a)의 외부에는 외부의 배전선로와 연결된 외부부싱(3)(3a)을 각각 돌출 형성하고, 상기 부싱(2)(2a)의 내측에는 짧은 길이의 고정전극(4)과 긴 길이의 가동전극(5)을 각각 고정하면서, 상기 고정전극(4)에는 가스유입공(4a) 및 가스유출공(4b)을 일체로 형성하고, 상기 가동전극(5)의 외주면에는 이에 접하는 원통형의 슬라이딩 샤프트(6)를 축착하면서, 이의 양단에 형성한 요홈부(6a)(6b)에는 다수의 접속편(7a)(7b)들을 접점스프링(9)(9a)(10)(10a)에 의해 원주를 이루도록 한 튜울립 접점(7)(8)을 탄력 설치하고, 상기 슬라이딩 샤프트(6)의 외주면에 스냅링(11)으로 퍼퍼하우징(12)에 고정되고 하우징(12)에는 다수의 가스유출입공(12b)을 형성하는 한편 튜울립 접점(8) 측의 부싱(2a)에는 방진고무(13a)가 내면에 부착된 하우징(13)을 고정하면서 튜울립 접점(7)측의 퍼퍼하우징(12)의 끝단에는 가스분사공(14b)이 형성된 퍼퍼콘(14)를 일체로 형성하고, 상기 퍼퍼하우징(12)의 외면에는 조작핸들에 의해 가동축(15a)을 중심으로 회동하는 절연암(15)의 선단이 결합하여 왕복 이동하도록 한 것에 있어서,

   퍼퍼하우징(12)의 외주면에 퍼퍼하우징이 고정전극(4)과 접촉이 가능하도록 소정부위에 접속돌기(12c)를 돌출 형성하고, 그 접속돌기(12c)에 접속이 가능하도록 절연암(15)의 선단에 접속홈(15b)을 구비하며 그 접속돌기(12c)에 삽입 접속할 수 있도록 하여 가스유출입공(12b)의 크기를 고정전극(4)보다 크게 하고, 퍼퍼하우징(12)의 내경보다 작게 형성하여서 됨을 특징으로 하는 자동개폐기.