KR20010006161A - 아크 챔버 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하나 또는 몇 개의 직렬로 연결된 챔버 본체(1)를 구비한 전기 아크 폭발 챔버 시스템에 관련된 것으로서, 하나 또는 몇 개의 전기 아크 폭발 챔버 모듈(4, 5)이 상기 각 챔버 본체(1) 내부에 위치된다. 전기 아크 폭발 챔버 모듈은 서로 다른 접촉 비율에 사용될 수 있으며, 본 발명의 챔버 시스템은 다양한 작동 전압과 접촉 비율에 적용될 수 있다.

Description

아크 챔버 시스템{ELECTRIC ARC EXPLOSION CHAMBER SYSTEM}

교류 네트워크에서와는 달리, 직류에 있어서는 자연적으로 전류가 0이 되는 경우가 없다. 직류 스위치 장치 내의 아크 챔버는 작동 전압보다 높은 아크 전압을 생성시켜 전류가 0이 되도록 강제하고 네트워크에 저장된 에너지를 소모시킨다. 본 발명은 아크가 다수의 양극, 음극 및 코어 전압 강하의 총합으로 인해 발생되는 다수의 부분 아크로 분할되는 플레이트 챔버를 차단하는 시스템에 관한 것이다. 다음에, 아크 전압은 작동 전압 보다 훨씬 높다. 작동 전압이 500V일 때, 아크 전압은 800V로 예상된다. 그러나, 네트워크에서의 현재의 절연 능력으로 인해 아크 전압은 최대값으로 한정되어야 한다. 따라서, 서로 다른 작동 전압은 서로 다른 아크 챔버를 필요로 한다.

지금까지는 서로 다른 작동 전압과 서로 다른 스위치 특성을 위하여 직류 급속 반응 스위치 장치에서 구조가 상이한 아크 챔버가 사용되어 왔다. 이로 인해 제조비가 높을 뿐만 아니라 구조도 매우 복잡하였다.

이와는 달리, 본 발명의 목적은 모든 소망의 접촉 비율과 모든 소망의 작동 전압에 간단한 방법으로 적용할 수 있는 아크 챔버 시스템을 제공하는 것이다.

이 목적은 특히 청구항 1에 제시된 특징을 갖는 아크 챔버 시스템에 의해 유익한 방식으로 성취될 수 있다.

본 발명을 유익하게 개량한 것은 청구항의 종속항에 종속적으로 제시된다.

발명의 요약

아크 챔버 시스템의 구성요소로는 챔버 본체와 아크 챔버 모듈이 있다. 소망하는 작동 전압에 따라서 대응하는 수의 아크 챔버 모듈이 챔버 본체에 사용된다. 챔버 본체의 사이즈가 네트워크의 작동 전압을 고려하여 충분하지 않다면, 다수의 챔버 본체를 직렬로 연결할 수 있어서 필요한 수의 아크 챔버 모듈을 항상 사용할 수 있다.

또한, 적절한 아크 챔버 모듈을 선택함으로써, 취급할 접촉 비율의 수정이 이루어진다. 챔버 본체는 넓은 아크 챔버 모듈 뿐만 아니라 좁은 아크 챔버 모듈도 수용할 수 있도록 설계된다. 이를 위하여, 취급될 접촉 비율에 따라 아크 챔버 모듈이 두 개의 이웃하는 그루브의 N(양수)배에 해당하는 폭을 가지며, 등간격으로 이격된 다수의 그루브가 챔버 본체의 서로 대향하는 내면에 제공된다.

본 발명은 예로서 아래에 자세하게 설명한다.

본 발명은 특히 직류 스위치 장치에 사용되는 아크 챔버 시스템(arcing chamber system)에 관한 것이다.

도 1은 두 개의 상이한 아크 챔버 모듈 뿐만 아니라 챔버 본체를 도시하는 사시도,

도 2 내지 6은 다양한 접촉 비율 및 다양한 작동 전압의 각종 조합의 가능성을 보여주는 도면.

도 1에 도시된 바와 같이, 챔버 본체는 참조부호(1)로 표시되어 있다. 참조부호(2)는 챔버 본체의 벽의 내측에 배열된 그루브를 나타낸다. 등간격으로 이격된 다수의 그루브가 챔버 본체의 서로 대향하는 내면에 제공되며, 에지 영역의 그루브는 내면에 배열된 나머지 그루브의 폭의 절반에 해당하는 폭을 가진다.

챔버 본체(1)의 하부에서, 아크를 챔버 본체로 발생하는 아크 프로브(3)는 2개의 서로 대향하는 벽부의 외부 표면의 에지 영역에 배열되어 있고, 개별 아크 챔버 모듈은 아크 프로브(도시되지 않음)에 의해서 함께 결합된다.

또한, 소형 아크 챔버 모듈(4)과 대형 아크 챔버 모듈(5)이 도 1에 도시되어 있다. 2개의 모듈(4, 5)은 각각 2개의 측부(9)를 구비하며, 상기 2개의 측부(9) 사이에는 다수의 차단 플레이트(8)와, 이 플레이트(8) 위에 배열된 절연부(7)가 제공되어 있다.

챔버 본체(1), 측부(9), 아크 챔버 모듈(4, 5) 및 절연부(7)는 아크의 에너지를 잘 흡수하여 아크를 억제할 수 있도록 하기 위해서 높은 열용량을 갖는 전기적으로 절연되고 열적으로 안정된 물질로 구성된다.

챔버 본체(1)는 40㎝의 높이, 20㎝의 폭 및 40㎝의 깊이를 가질 수 있다. 이러한 치수의 비율에서, 2개의 아크 챔버 모듈(4, 5)은 500V의 작동 전압을 제공한다. 대형 모듈(5)은 소형 모듈(4)의 2배의 비율을 제공한다. 본 발명의 아크 챔버 시스템의 전류는 100kA의 영역내에 존재할 수도 있다.

차단 플레이트(8)와 절연부(7)는 측부(9) 사이에 배치되며, 측부(9)는 전후방 단부에서 차단 플레이트(8)와 절연부(7)에 대하여 돌출한다. 다음에, 결과적으로 돌출하는 돌출부(6)는 모듈(4, 5)을 챔버 본체(1)에 고정하기 위하여 해당하는 챔버 본체(1)의 그루브(2)로 활주 삽입될 수 있는 안내 요소의 역할을 한다.

이 실시예에서, 챔버 본체(1)의 그루브의 수와 아크 챔버 모듈(4, 5)의 폭은 4개의 소형 모듈(4) 또는 2개의 대형 모듈(5) 또는 2개의 소형 모듈(4)과 하나의 대형 모듈(5)이 하나의 아크 챔버 본체에 활주 삽입될 수 있도록 선택된다. 그러나, 본 발명은 이 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 챔버 본체(1)의 폭은 더 크게 선택될 수도 있어서, 보다 많은 수의 그루브(2)가 챔버 본체 내에 배열될 수 있다. 즉, 아크 챔버 모듈은 더 크거나 작은 것일 수도 있다. 선택적으로, 단지 3개의 그루브가 아니라 4개 또는 그 이상의 그루브 상으로 연장되어서 더 큰 접촉 비율에 적당한 더 큰 대형 아크 챔버 모듈(5)이 제공될 수도 있다.

도 2 내지 도 4는 한 개의 챔버 본체(1)를 구비하는 아크 챔버 시스템을 도시하고 있다. 여기서, 도 2의 챔버 본체(1)에는 2개의 대형 모듈(5)이 장착되어 있고, 도 4에 도시된 챔버 본체(1)에는 4개의 소형 모듈(4)이 장착되어 있다. 도 3에 도시된 챔버 본체(1)에는 2개의 소형 모듈(4)과 1개의 대형 모듈(5)이 장착되어 있다.

도 5 및 도 6에 도시된 아크 챔버 시스템은 각각 2개 및 3개의 챔버 본체를 구비하고 있으며, 각 본체는 각각의 경우에 직렬로 연결되어 있다.

도 5 및 도 6에 도시된 챔버 본체 각각은 2개의 대형 모듈을 포함하고 있다.

상술한 바와 같이, 치수가 지정된 경우에는 한 개의 모듈이 500V의 작동 전압과 800V의 아크 전압을 제공한다. 따라서, 도 2에 도시된 시스템은 1,000V의 작동 전압에 적합하며, 도 3에 도시된 시스템은 1,500V의 작동 전압에 적합하며, 도 4 및 도 5에 도시된 시스템은 2,000V의 작동 전압에 적합하며, 도 6에 도시된 시스템은 3,000V의 작동 전압에 적합하다.

도 4에 도시된 아크 챔버 시스템은 오로지 작은 모듈만 구비하고 있으며, 그에 따라 접촉 비율용으로만 적합하다. 반면에, 도 2, 도 5 및 도 6에 도시된 시스템은 오로지 대형 모듈만 구비하여 높은 비율용으로 적합하다.

도 3에 도시된 시스템은 대형 아크 챔버 모듈(4, 5) 뿐만 아니라 소형 아크 챔버 모듈도 구비하여 낮은 접촉 비율보다 더 높은 접촉 비율용으로 적합하다.

그러나, 본 발명이 도시된 실시예로만 한정되는 것은 아니다. 다수의 아크 챔버를 직렬로 연결한 것이 아크 챔버 시스템이 작동 전압과 필요한 접촉 비율에 적용되도록 해주는 반면에, 도시된 모든 아크 챔버 시스템에 공통적인 것은 서로 다른 요소의 세트를 포함할 수도 있는 보편적인 챔버 본체의 설비이다. 챔버 본체의 규격과 차단 플레이트의 폭에 관계없이 각 아크 챔버는 서로 다른 수의 모듈을 장착할 수 있으며, 다수의 아크 챔버를 추가하면 작동 전압을 적절하게 증대시키는 것이 가능하다.

아크 챔버 시스템 전체에 의한 에너지 흡수 용량과 시스템 전체의 열용량에 의해 스위치 특성이 결정되기 때문에, 아크 챔버 시스템은 그 접촉 비율에 대하여 선택적으로 변경될 수 있다. 예를 들면, 2000V의 작동 전압이 도 5의 예에서와 마찬가지로 도 4의 예에서 확보되며, 반면에 도 4의 예에서는 접촉 비율이 도 5의 예에서 보다 낮다. 따라서, 도시된 아크 챔버 시스템은 다수의 서로 다른 작동 전압과 다수의 서로 다른 접촉 비율에 적용될 수 있다.

또한, 도시된 아크 챔버 시스템은 직류 스위치 장치에 사용되는 것으로 한정되지 않지만 교류 스위치 장치에서는 선택적으로 이와 비슷한 형태로 용도를 찾을 수도 있다.

Claims (15)

1. 직렬로 연결된 하나 이상의 챔버 본체(1)를 구비하는 아크 챔버 시스템(arcing chamber system)에 있어서,

   하나 이상의 아크 챔버 모듈이 각 챔버 본체 내에 배열되어 있는

   아크 챔버 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 챔버 본체 내에 다수의 아크 챔버 모듈을 고정하기 위한 제 1 수단(2)을 구비하는 것을 특징으로 하는

   아크 챔버 시스템.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 제 1 수단은 상기 챔버 본체의 서로 대향하는 2개의 내측 벽(10)에 배열되고 등간격으로 이격된 다수의 평행한 그루브를 구비하는 것을 특징으로 하는

   아크 챔버 시스템.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 벽의 에지 영역에서 그루브의 폭은 상기 벽의 상기 에지 영역으로부터 더 이격되어 있는 그루브의 폭의 절반인 것을 특징으로 하는

   아크 챔버 시스템.
5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,

   각각의 경우에 아크 프로브(3)가 챔버 본체의 2개의 서로 대향하는 측면의 에지 영역에 제공되는 것을 특징으로 하는

   아크 챔버 시스템.
6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,

   각 아크 챔버 모듈은 2개의 절연 측부(9) 사이에 서로 평행하게 배치되어 있는 다수의 차단 플레이트(8)를 포함하는 것을 특징으로 하는

   아크 챔버 시스템.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 각 아크 챔버 모듈은 상기 2개의 절연 측부 사이에서 상기 차단 플레이트에 인접 배치된 다수의 절연부를 포함하는 것을 특징으로 하는

   아크 챔버 시스템.
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,

   상기 각 아크 챔버 모듈은 챔버 본체 내에 상기 모듈을 고정하기 위한 제 2 수단(6)을 포함하는 것을 특징으로 하는

   아크 챔버 시스템.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 제 2 수단은 상기 모듈의 서로 대향하는 측부에 배열된 다수의 안내 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는

   아크 챔버 시스템.
10. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,

    상기 측부의 사이즈는 안내 요소(6)의 형태에서 차단 플레이트와 절연부를 지나서 돌출하도록 되어 있으며, 상기 측부의 두께는 에지 영역에서 상기 그루브의 폭 또는 상기 에지 영역으로부터 이격되어 있는 그루브의 폭의 절반에 일치하는 것을 특징으로 하는

    아크 챔버 시스템.
11. 제 6 항 내지 10 항중 어느 한 항에 있어서,

    상기 아크 챔버 모듈의 측부와, 상기 챔버 본체의 벽은 열용량이 높은 전기적으로 절연되고 열적으로 안정된 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는

    아크 챔버 시스템.
12. 제 6 항 내지 11 항중 어느 한 항에 있어서,

    2개의 측부 사이의 거리는 2개의 이웃하는 그루브 사이의 거리의 N(양수)배에 해당하는 것을 특징으로 하는

    아크 챔버 시스템.
13. 제 12 항에 있어서,

    2개의 측부 사이의 거리 즉, 차단 플레이트와 절연부의 폭은 필요한 접촉 비율에 따라 선택되는 것을 특징으로 하는

    아크 챔버 시스템.
14. 제 1 항 내지 제 13 항중 어느 한 항에 있어서,

    상기 아크 챔버 모듈의 수는 예상되는 작동 전압에 따라 선택되는 것을 특징으로 하는

    아크 챔버 시스템.
15. 제 6 항 내지 14 항중 어느 한 항에 있어서,

    상기 아크 챔버 모듈은 그 측부가 상기 챔버 본체의 벽의 그루브에 결합되도록 상기 챔버 본체 내로 미끄럼 삽입되는 것을 특징으로 하는

    아크 챔버 시스템.