KR20010020693A - 스위치 기어 및 전력 개폐기 - Google Patents

Abstract

스위치 기어는, 모선에 전기적으로 접속되는 제 1 고정 접촉자(21a)와, 제 1 고정 접촉자에 접촉/이반하는 제 1 가동 접촉자(22a)와, 제 1 가동 접촉자(22a)에 전기적으로 접속되고, 또 송전 케이블에 접속되는 제 2 고정 접촉자(31a)와, 제 2 고정 접촉자에 접촉/이반하고, 또 외부에 접지되는 제 2 가동 접촉자(32a)를 갖는 개폐기구; 개폐기구를 내부에 수용하는 진공용기(10); 및 진공용기(10)를 덮는 절연 몰드(60)를 구비하고, 몰드(60)는 접지용 도전층(60a)을 그것의 표면 위에 갖는다.

Description

스위치 기어 및 전력 개폐기{SWITCH GEAR AND POWER SWITCHING APPARATUS}

본 발명은, 모선(母線)측 도체 및 부하측 도체를 접속 및 단선시키는 주회로 개폐부, 및 부하측 도체 및 접지측 도체를 접속 및 단선시키는 접지 개폐부 등의 개폐기구를 구비하는 스위치 기어에 관한 것으로, 특히 안전성을 확보하면서 소형화가 가능한 스위치 기어에 관한 것이다.

모선으로부터 받은 전력을 각종의 부하기기 또는 다른 전기실로 송전 케이블을 통해서 분배하는 스위치 기어는, 접지되어 있는 금속 컨테이너를 구비한다.

그리고, 또한 스위치 기어는 모선으로부터 전력을 받기 위한 모선측 도체, 및 송전 케이블을 통해서 전력을 분배하기 위한 부하측 도체를 외부에 노출하고, 또 모선측 도체 및 부하측 도체를 접속 및 단선시키는 주회로 개폐기와, 부하측 도체를 접지하기 위해 사용되는 접지 개폐기를, 접지된 금속 용기 내에 구비하고 있다.

도 28은 일본 특공평 7-28488호 공보에 표시된 종래의 스위치 기어를 나타내는 측단면도이며, 도 29는 종래의 스위치 기어의 전기적 접속도이다. 도면 중에서, 참조문자 100은 SF₆등의 절연성 가스가 봉입되어 있는 금속 용기를 나타낸다.

금속 용기(100)의 외벽에는, 금속 용기(100)의 내외를 관통하는 송전 케이블 접속용의 2개의 송전측 부싱(bushing)(110, 110)과, 금속 용기(100)의 내외를 관통하는 모선 접속용의 모선측 부싱(120)(도 29를 참조)이 구비되어 있다. 또, 금속 용기(100)의 내부에는 고진공으로 유지된 진공 아크 소멸실(vacuum arc extinguishing chamber)(2O0)이 설치된다.

진공 아크 소멸실(200)은 그 내부에 도 29에 나타낸, 모선측과 송전 케이블측을 개폐하는 개폐 접점(201)과, 금속 용기(100)의 내벽에 배치된 제 1 절연 지지 애자(碍子)(122)에 지지되어 있고, 모선측 부싱(120)을 통해 외부의 모선에 접속되어 있는 모선측에 접속되는 모선측 분기 도체(121)를 가지고 있다.

진공 아크 소멸실(200)의 송전 케이블측은, 폐로, 접지, 및 단로(斷路) 위치의 전환을 행하는 제 1 개폐기(130)를 통해서 금속 용기(100)의 내벽에 배치된 제 2 절연 지지 애자(161)에 지지되는 중간 도체(160)에 접속되어 있다. 중간 도체(160)는 2방향으로 분기되고, 특히, 그 2개의 분기 위치 중 하나는 폐로, 접지, 및 단로 위치의 전환을 행하는 제 2 개폐기(140)를 통해서 제 1 부하측 도체(111)에 접속되고, 다른 하나는 폐로, 접지, 및 단로 위치의 전환을 행하는 제 3 개폐기(150)를 통해서 제 2 부하측 도체(112)에 접속되어 있다.

제 1 부하측 도체(111)는 한편의 송전측 부싱(122)을 통해서 외부의 제 1 송전 케이블에 접속되고, 제 2 부하측 도체(112)는 다른 쪽의 도전측 부싱(122)을 통해서 외부의 제 2 송전 케이블에 접속된다.

또, 제 1, 제 2, 및 제 3 개폐기(13O, 140, 150)는, 각각의 구동부(미도시)가 그들 각각의 절연링크(170, 17O, 170) 및 금속링크(180, 180, 18O)를 요동시켜 폐로, 접지, 및 단로 위치를 바꾸도록 구성된다. 특히, 제 1 개폐기(13O)에서는 그것의 폐로 위치에서 진공 아크 소멸실(2O0) 내의 개폐 접점(201)이 중간 도체(160)와 접속되고, 접지위치에서 개폐 접점(2O1)이 금속 용기(1O0)의 주변 벽에 접지 접속하는 접지 도체(131)에 접속되며, 그리고 단로 위치에서는 개폐 접점(201)이 중간 도체(16O) 및 접지 도체(131)의 어느 쪽에도 접속되지 않는다.

제 2 및 제 3 개폐기(140, 15O)에서는 그들 각각의 폐로 위치에서 제 1 및 제 2 부하측 도체(111, 112)가 중간 도체(160)에 각각 접속되고, 그들 각각의 접지위치에서 제 1, 제 2 부하측 도체(111, 112)각 그들 각각에 대응하는 접지 도체(141, 151)에 각각 접속되며, 그리고 단로 위치에서는, 제 1, 제 2 부하측 도체(111, 112)는 중간 도체(160) 및 접지 도체(141, 151)의 어느 쪽에도 접속되지 않는다.

도 28에 있어서는, 상술한 1위상분의 스위치 기어에 대응하는 한 개의 회로만 나타나 있다. 그러나, 실제로 도 28에 있어서의 깊이 방향에서는 3위상분의 스위치 기어에 대응하는 비슷한 3개의 회로가 나란히 배치되어 있다. 즉, 도 29에 나타낸 바와 같이, 종래의 스위치 기어는 3위상분의 회로가 완성 회로를 형성하도록 구성된다.

상술한 바와 같이, 종래의 스위치 기어에서는, 절연성 가스를 봉입하여 접지된 금속 용기 내에 3위상분의 스위치 기어에 대응하고, 단 하나의 완성 회로를 형성하는 3개의 비슷한 회로가 배치되고, 또 종래의 스위치 기어는, 모선측과 송전 케이블측을 접속하는 폐로 위치, 접지전위에 접속하기 위한 접지위치, 및 어느 쪽의 상기 접속도 행하지 않는 단로위치로 전환될 수 있고, 스위치 기어의 차단시에 아크가 발생하고, 또 모선측과 송전 케이블측을 개폐하는 개폐 접점은 진공 용기 내에 설치된 진공 아크 소멸실 내에 배치되어 있다.

그러나, 종래의 스위치 기어에 있어서는, 스위치 기어의 완성 회로를 형성하는 3위상분 회로는 동일한 금속 용기 내에 배치되기 때문에, 상기 단락을 방지하는 절연공간의 확보뿐만 아니라, 금속 용기 내의 진공 아크 소멸실을 형성해야 한다. 이것은 스위치 기어의 구조를 복잡하게 하고, 또 스위치 기어의 크기를 증가시켜, 스위치 기어의 생산 비용 삭감의 장해를 제공할 뿐만 아니라 스위치 기어의 설치 공간을 제한한다.

또한, 금속 용기 내에 진공 아크 소멸실을 설치하지 않고, 금속 용기 내부를 절연성 가스로 봉입한 경우에는, 스위치 기어 차단시에 발생하는 아크에 의해 금속 용기의 내부 증기가 증가하는 문제가 발생하고, 특히 SF₆이 절연성 가스로서 사용될 때, SF₆이 지구 온난화 방지를 위한 배출 규제대상의 가스 중 하나로 지정되어 있기 때문에, SF₆의 취급 및 관리상의 또 다른 문제가 발생한다.

본 발명은 상술한 종래의 스위치 기어에서 발견된 문제를 제거하는 것을 목적으로 한다.

따라서, 본 발명의 주 목적은, 모선과 부하 기기와의 사이를 개폐하는 주회로 개폐기, 및 접지 개폐기 등의 개폐기구를 진공용기 내에 배치하고, 해당 진공용기를 절연성의 몰드로 덮고, 해당 몰드의 표면에 접지하기 위한 도전층을 설치하는 것에 의해, 안전성을 확보하면서 접지 장애(ground fault)를 방지하고, 스위치 기어의 생산 비용을 삭감하며, 스위치 기어의 설치시의 자유도를 향상시키고, 스위치 기어의 취급 및 관리를 용이하게 하는 스위치 기어를 제공하는 것에 있다.

또, 본 발명의 제 2 목적은, 모선에 접속되는 수전(受電) 부재를 커넥터 등의 전선 접속용 단자로 구성하여, 스위치 기어의 설치시의 자유도를 더 향상시킬 수 있는 스위치 기어를 제공하는 것에 있다.

또, 본 발명의 제 3 목적은, 접지 개폐기와 연동하여 개폐하는 외부 개폐기를 통해서 접지하여, 스위치 기어에서 접지 장애가 발생할 가능성을 매우 낮게 할 수 있는 스위치 기어를 제공하는 것에 있다.

또, 본 발명의 제 4 목적은, 몰드에 의해 회로가 2개 또는 그 이상의 위상으로 구성된 진공 용기를 일체로 형성하여, 스위치 기어의 설치시의 자유도를 향상시키는 스위치 기어를 제공하는 것에 있다.

또, 본 발명의 제 5 목적은, 도전성 수지 등의 도전성 재료를 박스형으로 성형한 접지 도전부재 내에 진공용기를 수납하고, 접지 도전부재가 스위치 기어의 표면에 노출하도록 몰드로 접지 도전부재와 진공용기를 일체로 통합하여, 스위치 기어의 생산을 용이하게 하는 스위치 기어를 제공하는 것에 있다.

또, 본 발명의 제 6 목적은, 몰드 내에 부하측의 도체와 대향하도록 금속 쉴드 등의 도전성 재료를 매설하여, 전압 검출 등의 스위치 기어의 검사를 용이하게 하는 스위치 기어를 제공하는 것에 있다.

또, 본 발명의 제 7 목적은, 진공 용기를 완충재로 덮고, 몰드에 의해 진공요기와 완충재를 일체로 통합하여, 진공용기와 몰드와의 선팽창(linear expansion)율의 차이로부터 발생하는 박리를 방지하는 스위치 기어를 제공하는 것에 있다.

또, 본 발명의 제 8 목적은, 진공용기의 접합부에서의 기계적 손상을 방지할 뿐만 아니라, 전계집중에 의한 방전을 보다 합리적으로 방지할 수 있는 전력 개폐기를 제공하는 것에 있다.

또, 본 발명의 제 9 목적은 생산성을 향상시키는 보다 소형화된 전력 개폐기를 제공하는 것에 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 스위치 기어를 나타내는 측단면도,

도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 스위치 기어를 나타내는 정면 배치도,

도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 스위치 기어의 1위상분의 전기적 접속도,

도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 스위치 기어를 나타내는 측단면도,

도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 스위치 기어를 나타내는 정면 배치도,

도 6은 본 발명의 실시예 3에 따른 스위치 기어를 나타내는 측단면도,

도 7은 본 발명의 실시예 3에 따른 스위치 기어를 나타내는 정면 배치도,

도 8은 본 발명의 실시예 4에 따른 스위치 기어를 나타내는 측단면도,

도 9는 본 발명의 실시예 4에 따른 스위치 기어에 사용된 접지 도전 박스를 나타내는 측단면도,

도 10은 본 발명의 실시예 4에 따른 스위치 기어에 사용된 도전 쉴드를 나타내는 측단면도,

도 11a는 본 발명의 실시예 4에 따른 스위치 기어에 사용된 제 2 고정 도체봉의 주위에 도전 쉴드를 매설한 몰드를 나타내는 측단면도, 도 11b는 그 등가회로를 나타내는 회로도,

도 12는 본 발명에 따른 진공 절연 스위치 기어의 실시예 5의 구성의 정면 배치도,

도 13은 실시예 5의 구성의 측단면도,

도 14는 실시예 6의 구성의 측단면도,

도 15는 실시예 7의 구성의 측단면도,

도 16은 실시예 8의 구성의 측단면도,

도 17은 실시예 9의 구성의 주요부의 확대 단면도,

도 18은 실시예 9의 구성의 주요부의 또 다른 확대 단면도,

도 19는 실시예 9의 구성의 주요부의 또 다른 확대 단면도,

도 20은 실시예 10의 구성의 주요부의 확대 단면도,

도 21은 실시예 11의 구성의 주요부의 확대 단면도,

도 22는 실시예 11의 구성의 주요부의 또 다른 확대 단면도,

도 23은 본 발명에 따른 전력 개폐기의 제 1 실시예의 주요부의 단면도,

도 24a 및 도 24b는 본 발명에 따른 전력 개폐기에 사용된 쿠션 링의 단면도,

도 25는 도 23에 나타낸 전력 개폐기의 변형예의 주요부의 단면도,

도 26은 본 발명에 따른 전력 개폐기의 제 2 실시예의 주요부의 단면도,

도 27은 도 26에 나타낸 전력 개폐기의 변형예의 주요부의 단면도,

도 28은 종래의 스위치 기어의 측단면도,

도 29는 종래의 스위치 기어의 전기적 접속도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10: 진공용기 11: 횡관부

12: 절연관 13: 금속관

21, 31: 제 1 고정 도체봉 22, 32: 제 1 가동 도체봉

23, 33: 벨로우즈 24: 주회로 구동부

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제 1 관점에 의하면, 스위치 기어는, 개폐기구와, 해당 개폐기구를 내부에 수용하는 용기와, 해당 용기를 덮는 절연부재를 구비하고, 해당 절연부재의 외면에 도전층을 설치하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 2 관점에 의하면, 스위치 기어는, 개폐기구와, 해당 개폐기구를 수용하는 용기와, 해당 용기를 덮는 절연성의 몰드를 구비하고, 해당 몰드의 표면에 도전층을 설치하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 3 관점에 의하면, 본 발명의 제 2 관점의 스위치 기어에 있어서, 상기 개폐기구는, 제 1 고정 접촉자 및 제 2 고정 접촉자와, 제 1 고정 접촉자에 접촉/이반(離反)하여, 제 2 고정 접촉자에 전기적으로 접속된 제 1 가동 접촉자와, 제 2 고정 접촉자에 접촉/이반하는 제 2 가동 접촉자인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 4 관점에 의하면, 상기 제 1 고정 접촉자에 전기적으로 접속된 수전부재와, 상기 제 2 가동 접촉자에 전기적으로 접속된 접지부재와, 상기 제 2 고정 접촉자에 전기적으로 접속된 전력 분배용 부재를 더 구비하는 본 발명의 제 3 관점의 스위치 기어를 제공하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 관점의 스위치 기어에 있어서, 모선과 부하기기와의 사이를 개폐하는 주회로 개폐기와, 접지 개폐기 등의 개폐기구를 용기 내에 배치하고, 해당 용기를 절연성의 몰드에 의해 덮고, 해당 몰드의 표면에 접지하기 위한 도전층을 설치함으로써, 안전성을 확보할 뿐만 아니라, 접지 장애를 방지하도록 접지 전위를 제공하는 용기 내부의 영역을 감소시킬 수 있다. 그리고, 용기 내부의 전체를 고진공으로 유지함으로써 진공 아크 소멸해야 할 접점의 주위에 보호 쉴드를 필요로 하지 않고, 스위치 기어의 구성을 간략화 및 소형화할 수 있을 뿐만 아니라, 스위치 기어의 생산비용의 삭감 및 설치의 자유도의 향상을 용이하게 달성할 수 있다. 또한, SF₆등의 절연성 가스를 사용하지 않기 때문에, 스위치 기어의 취급 및 관리를 용이하게 할 수 있다.

본 발명의 제 5 관점에 의하면, 본 발명의 제 4 관점에서의 스위치기어에 있어서, 상기 수전부재는 도체에 접속하는 단자부인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 5 관점의 스위치 기어에 있어서, 수전부재는 커넥터 등의 도체 접속용의 단자부이기 때문에, 복수의 스위치 기어는 한정된 공간에 나란히 배치될 수 있고, 모선에 용이하게 접속될 수 있다. 이것에 의해, 스위치 기어의 설치시의 자유도를 더 향상시킬 수 있다.

본 발명의 제 6 관점에 의하면, 본 발명의 제 4 또는 제 5 관점에서의 스위치 기어는, 상기 제 2 가동 접촉자와 연동하여 개폐하는 외부 개폐기를 더 구비하고, 상기 접지부재는, 상기 몰드의 표면에 형성된 도전층과 절연되고, 외부 개폐기를 통해 접지되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 6 관점에 따른 스위치 기어에 있어서는, 접지 전위를 제공하는 용기 내부의 영역을 제거함으로써, 용기 내부에서 접지 장애가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이것의 덕택으로, 본 발명의 신뢰성 및 안전성을 향상시킬 수 있고, 스위치 기어의 구조를 간략화 및 소형화할 수 있으며, 스위치 기어의 설치의 자유도를 증가시킬 수 있고, 스위치 기어의 취급 및 관리를 용이하게 할 수 있다.

본 발명의 제 7 관점에 의하면, 본 발명의 제 2 관점 내지 제 6 관점 중 어느 하나의 스위치 기어에 있어서, 상기 용기는 2개 또는 그 이상의 용기로 구성되고, 상기 2개 또는 그 이상의 용기는 몰드에 의해 일체로 통합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 7 관점에 따른 스위치 기어에 있어서는, 몰드를 이용하여 2개 또는 그 이상의 진공용기를 일체로 통합함으로써, 스위치 기어의 소형화가 가능하고, 스위치 기어의 설치시의 자유도를 향상시킬 수 있다.

본 발명의 제 8 관점에 의하면, 본 발명의 제 2 내지 제 7 관점 중 어느 하나의 스위치 기어는, 접지 도전부재를 더 구비하고, 상기 몰드층의 표면에 형성된 도전층은 접지 도전부재가 몰드층의 표면 상에 형성된 도전층의 표면 상에 노출되도록 몰드에 의해 일체로서 접지 도전부재와 통합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 8 관점에 따른 스위치 기어에 있어서는, 도전성 수지 등의 도전성 재료를, 원통형 및 직사각형 등의 박스형으로 성형하여 접지 도전부재를 제조하고, 해당 접지 도전부재 내에 용기를 수납하며, 접지 도전부재가 진공용기의 표면에 노출되도록 몰드에 의해 이들을 일체로 통합한다. 이것에 의해, 스위치 기어의 제조시에 있어서의 몰드 표면의 도전층의 형성을 용이하게 할 수 있다.

본 발명의 제 9 관점에 의하면, 본 발명의 제 2 관점 내지 제 8 관점 중 어느 하나에 있어서의 스위치 기어는, 매설 도전부재를 더 구비하고, 매설 도전부재는, 매설 도전부재가 몰드 내에 매설되도록 몰드에 의해 용기와 일체로서 통합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 9 관점에 따른 스위치 기어에 있어서는, 금속 쉴드 등의 매설 도전부재가 부하측의 도체와 대향하도록 몰드 내에 매설됨으로써, 콘덴서와 등가인 회로를 실현할 수 있다. 그것에 의해서, 스위치 기어의 전압검출 등의 검사를 용이하게 할 수 있다.

본 발명의 제 10 관점에 의하면, 본 발명의 제 2 관점 내지 제 9 관점 중 어느 하나에 있어서의 스위치 기어는, 상기 용기 및 상기 몰드의 사이에 보유되는 완충재를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 10 관점에 따른 스위치 기어에 있어서는, 용기를 완충재로 덮고, 그들을 몰드에 의해서 일체로 통합하며, 완충재를 진공 용기와 몰드 사이에 보유함으로써, 용기와 몰드와의 선팽창율의 차이로부터 발생하는 박리를 방지할 수 있다.

본 발명의 제 11 관점에 의하면, 진공용기와 해당 진공용기 내에 설치되는 필요한 수의 개폐기를 구비한 진공 절연 스위치 기어에 있어서, 상기 진공용기는 금속재로 성형되어 절연물에 의해 몰드되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 12 관점에 의하면, 본 발명의 제 1 관점에 있어서의 진공 절연 스위치 기어에 있어서, 몰드의 표면은 도전 처리되어, 접지전위를 제공하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 13 관점에 의하면, 본 발명의 제 1 또는 제 2 관점에 있어서의 진공 절연 스위치 기어에 있어서, 개폐기의 회로는 위상마다 진공 용기에 수납되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 14 관점에 의하면, 본 발명의 제 1 내지 제 3 관점 중 어느 하나에 있어서의 진공 절연 스위치 기어에 있어서, 진공용기는, 원통형의 몸통부 부재와 해당 몸통부 부재의 양단을 폐쇄하는 2개의 단부 부재로 성형된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 15 관점에 의하면, 본 발명의 제 1 관점 내지 제 3 관점 중 어느 하나에 있어서의 진공 절연 스위치 기어에 있어서, 진공용기는, 일단측이 개방된 바닥이 있는 실린더의 1개의 몸통부 부재와 몸통부 부재의 개방된 일단을 폐쇄하는 1개의 단부 부재로 성형된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 16 관점에 의하면, 본 발명의 제 1 관점 내지 제 3 관점 중 어느 하나에 있어서의 진공 절연 스위치 기어에 있어서, 진공용기는, 일단측이 개방된 바닥이 있는 실린더의 2개의 몸통부 부재로 성형되고, 또 이 2개의 몸통부 부재는, 그들 각각의 개방된 일단이 서로 접촉되도록 함께 결합된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 17 관점에 의하면, 본 발명의 제 4 관점 또는 제 5 관점에 있어서의 진공 절연 스위치 기어에 있어서, 몸통부 부재가 접하게 되는 단부 부재에 해당 몸통부 부재의 접합 단부가 수납될 수 있는 위치 결정부를 설치한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 18 관점에 의하면, 본 발명의 제 6 관점에 있어서의 진공 절연 스위치 기어에 있어서, 서로 접하게 되는 2개의 몸통부 부재의 개방된 측의 단부의 한편에 다른 쪽이 끼워맞춰지는 위치 결정부를 설치한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 19 관점에 의하면, 본 발명의 제 1 관점 내지 제 8 관점 중 어느 하나에 있어서의 진공 절연 스위치 기어에 있어서, 진공 용기의 내외를 걸쳐서 관통상태로 설치되는 주회로 도체에 대하여, 해당 주회로 도체의 관통을 허용하는 구멍의 안쪽 에지에, 전계를 완화시키는 전계 완화용 링(ring)부가 설치된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 20 관점에 의하면, 본 발명의 제 9 항에 있어서의 진공 절연 스위치 기어에 있어서, 전계 완화용 링부는 구멍의 안쪽 에지가 외부로 연장되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 21 관점에 따른 전력 개폐기에 있어서는, 진공 용기의 절연 원통과 금속제 진공용기 부품의 접합부 근방이 도전성 고무의 쿠션 링(cushion ring)으로 도포되어 있고, 상기 진공용기 외표면과 함께 링으로 도포되는 부분이 그것의 외측으로부터 수지 절연층으로 도포되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 22 관점에 따른 전력 개폐기에 있어서는, 도전성 고무 쿠션 링의 일단이 절연 원통의 외주 단부를 덮고, 도전성 고무 쿠션 링의 타단이 금속제 진공용기 부품의 외주를 덮으며, 절연 원통의 외주 단부를 덮는 쿠션 링의 단부 코너가 이 부분의 두께보다 약간 작은 반경으로 둥글게 형성되고, 금속제 진공 용기 부품의 외주를 덮는 쿠션 링의 단부 외주면은 그것의 돌출된 단부의 두께가 거의 O로 되는 원추면 형상으로 형성되며, 쿠션 링의 내주면의 계단부(stepped portion)는 접합부에 형성된 납땜된 필릿(fillet)의 치수보다 큰 치수를 갖도록 둥글게 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 23 관점에 따른 전력 개폐기에 있어서는, 도전성 고무 쿠션 링의 단부가 절연 원통의 외주 단부를 덮고, 도전성 고무 쿠션 링의 타단이 금속제 진공용기 부품의 외주를 덮으며, 절연 원통의 외주 단부를 덮는 쿠션 링의 단부 코너는 이 부분의 두께보다 약간 작은 반경의 원호를 갖도록 둥글게 형성되고, 금속제 진공용기 부품의 외주를 덮는 쿠션 링의 단부는 절연 원통의 축방향과 직교하는 평면으로 형성되며, 절연 원통의 내주면의 계단부뿐만 아니라 금속제 진공용기 부품의 외주를 덮는 쿠션 링의 내경측 단부 코너는 상기 접합부에 형성된 납땜된 필릿의 치수보다 큰 치수를 갖도록 둥글게 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

그리고, 요소 스위치의 전극과 전력 개폐기의 외부를 접속하는 접속도체는 수지 절연층의 내부에 있어서 체결수단에 의해 연결된다.

또한, 체결수단으로서 그 헤드부분이 원호형의 측단면을 갖는 볼트가 사용된다.

또한, 수지 절연층 내부의 접속 도체의 외주에 전압 분리 전극을 구비하고, 이 전압 분리 전극은 접속 도체에 고정한 절연물에 의해 위치 결정된다.

게다가, 수지 절연층 내부에 있어서 접속도체와 그 한편의 전극을 접속하고, 그 정전용량이 접속도체에 대한 전극 사이 및 위상 사이의 부유 용량보다 큰 전압 분리 콘덴서를 구비한다.

(실시예 1)

이하, 본 발명에 따른 스위치 기어의 제 1 실시예를 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 스위치 기어의 측단면도이고, 도 2는 스위치 기어의 정면 배치도이며, 도 3은 스위치 기어의 3위상분 중 1위상분에 대응하는 스위치 기어의 전기적 접속도이다. 본 실시예 1은 도 3에 나타낸 바와 같이 모선으로부터 받은 전력을 송전 케이블에 분배하는 경우에, 주회로 접점(20)을 닫고, 접지하는 경우에 접지용 접점(30)을 닫도록 구성된 개폐기구이다.

도 1에 있어서, 참조번호 10은 횡관(transverse pipe)과 해당 횡관의 양단의 상하에 각각 부착된 4개의 종관(vertical pipe)에 의해 형성된 H자형을 하는 측면을 가진 (스위치 기어의 1위상분에 해당)진공용기를 나타내고, 진공용기(10)는 밀폐되어 형성되며, 진공용기(10)의 내부는 고진공으로 유지된다.

또, 진공용기(10)의 횡관부(11)는 SUS 등의 금속제이다. 특히, 횡관부(11)의 일단측의 상부에 위치되는 진공 용기(10)의 종관부는, 원통형을 이루고, 횡관부(11)의 측부를 구성하는 세라믹제의 절연관(12)과, 도립한 바닥이 있는 원통형을 이루고, 횡관부(11)의 상부를 구성하는 금속관(13)으로 구성된다. 그리고, 횡관부(11)의 일단측의 하부에 위치되는 진공 용기(10)의 종관부는, 원통형으로 형성되고, 횡관부(11)의 측부를 구성하는 세라믹제의 절연관(14)과, 바닥이 있는 원통형으로 형성되고, 횡관부(11)의 하부를 구성하는 금속관(15)으로 구성되어 있다.

유사하게, 횡관부(11)의 타단측의 상부에 위치되는 진공 용기(10)의 종관부는, 원통형으로 형성되고, 횡관부(11)의 측부를 구성하는 세라믹제의 절연관(16)과, 도립한 바닥이 있는 원통형으로 형성되고, 횡관부(11)의 상부를 구성하는 금속관(17)으로 구성된다. 그리고, 횡관부(11)의 타단측의 하부에 위치되는 진공 용기(10)의 종관부는, 원통형으로 형성되고, 횡관부(11)의 측부를 구성하는 세라믹제의 절연관(18)과, 도립한 바닥이 있는 원통형으로 형성되고, 횡관부(11)의 하부를 구성하는 금속관(19)으로 구성되어 있다.

횡관부(11)의 일단측의 하부에 위치된 금속관(15)의 하면에는, 진공 용기(10)의 내외를 관통하는 제 1 고정 도체봉(21)이 고정되어 있고, 진공 용기(10)의 외부에 있는 제 1 고정 도체봉(21)의 하단은 모선(51)에 접속되는 단자(25)를 제공하고, 공진 용기(10)의 내부에 있는 제 1 고정 도체봉(21)의 상단에는, 원반형을 이루는 제 1 고정 접촉자(21a)가 고착되어 있다.

제 1 고정 접촉자(21a)의 상부에는, 원반형을 이루고, 제 1 고정 접촉자(21a)에 접촉/이반하는 제 1 가동 접촉자(22a)가 배치되고, 제 1 고정 접촉자(21a)와 제 1 가동 접촉자(22a)는 주회로 접점(20)을 형성할 때 함께 협력한다.

제 1 가동 접촉자(22a)는 횡관부(11)의 일단측의 상부에 위치된 금속관(13)의 상면에서 공진 용기(10)의 내외를 관통하는 제 1 가동 도체봉(22)의 하단에 고착되어 있고, 제 1 가동 도체봉(22)은 금속관(13)의 상면의 내측에 밀봉 부착되어 있는 제 1 벨로우즈(bellows)(23)를 통해서 수직방향으로 이동 가능하게 지지된다. 제 1 벨로우즈(23)가 제 1 가동 도체봉(22)의 수직 이동에 따라 신축하는 것에 의해 진공 용기(10)의 기밀성이 유지된다.

진공 용기(10)의 외부에 있는 제 1 가동 도체봉(22)의 상단은, 제 1 가동 도체봉(22)을 수직방향으로 구동하기 위해 시용되는 주회로 구동부(24)에 접속되어 있다.

또, 제 1 가동 도체봉(22)은 제 1 가동 접촉자(22a)가 고착되어 있는 제 1 가동 도체봉 하부(22b), 주회로 구동부(24)에 접속되는 제 1 가동 도체봉 상부(22d), 및 진공 용기(10)의 내부에 위치되어 제 1 가동 도체봉 하부(22b)와 제 1 가동 도체봉 상부(22d) 사이에 보유되는 세라믹제의 절연부재(22c)로 구성되고, 절연부재(22c)는 제 1 가동 도체봉 하부(22b)와 제 1 가동 도체봉 상부(22d)를 서로 절연시킨다.

진공 용기(10)의 횡관부(11)의 타단측의 하부에 위치된 금속관(18)의 하면에는, 진공 용기(10)의 내외를 관통하는 제 2 고정 도체봉(31)이 고정되어 있고, 진공용기(10)의 외부에 있는 제 2 고정 도체봉(31)의 하단은, 각종의 부하기기 또는 다른 전기실로 전력을 분배하기 위해 사용되는 송전 케이블(52)에 접속되는 단자(35)를 제공하고, 진공 용기(10)의 내부에 있는 상단에는, 원반형을 이루는 제 2 고정 접촉자(31a)가 고착되어 있다.

또, 제 2 고정 도체봉(31)의 상부와 제 1 가동 도체봉 하부(22b) 사이에는 가요성 도체(40)가 삽입되어 있기 때문에, 제 2 고정 도체봉(31)과 제 1 가동 도체봉 하부(22b)는 서로 전기적으로 접속되어 있다.

제 2 고정 접촉자(31a)의 상부에는, 원반형으로 이루고, 제 2 고정 접촉자(31a)에 접촉/이반하는 제 2 가동 접촉자(32a)가 있고, 제 2 고정 접촉자(31a)와 제 2 가동 접촉자(32a)는 접지용 접점(30)을 형성할 때 함께 협력한다.

제 2 가동 접촉자(32a)는, 횡관부(11)의 타단측의 상부에 위치된 금속관(17)의 상면에서 진공 용기(10)의 내외를 관통하는 제 2 가동 도체봉(32)의 하단에 고착되어 있고, 제 2 가동 도체봉(32)은 금속관(17)의 상면의 내측에 밀봉 고착되어 있는 제 2 벨로우즈(10)를 통해서 수직방향으로 이동 가능하게 지지된다. 제 2 벨로우즈(10)가 제 2 가동 도체봉(32)의 수직이동에 따라 신축하는 것에 의해 진공용기(10)의 기밀성이 유지된다.

제 2 가동 도체봉(32)은 진공 용기(10)의 외부에서 단자(36)를 통해서 접지 전위에 접속되어 있고, 또, 제 2 가동 도체봉(32)의 상단은, 제 2 가동 도체봉(32)을 수직방향으로 구동하기 위해 사용되는 접지회로 구동부(34)에 접속되어 있다.

그리고, 진공 용기(10)는 에폭시 등의 절연성 수지로 형성되는 몰드(60)에 의해 횡관부(11)의 일단측 및 타단측의 상부에 위치된 각 금속관(13, 17)을 노출한 상태로 덮혀 있고, 진공 용기(10)를 덮는 몰드(60)의 표면에는 몰드(60)의 표면이 접지될 수 있도록 예컨대 금속을 증착한 도체층(60a)이 설치되어 있다.

또, 도전층(60a)은 각 금속관(13, 17)과도 도통하고 있기 때문에, 각 금속관(13, 17)도 접지전위를 제공한다.

이와 같이, 1위상분에 대응하는 이들 스위치 기어는, 도 2에 나타낸 바와 같이 횡방향으로 나란히 배치되어, 완성 회로에 대응하는 스위치 기어를 형성한다. 또한, 각 주회로 구동부(24, 24, 24) 및 각 접지회로 구동부(34, 34, 34)는, 서로를 인접시키도록 배치될 수 있기 때문에, 각 구동부 사이의 인터록(interlock) 등의 제어기구를 용이하게 형성할 수 있다.

상기 실시예에서는 진공용기 내에 수용되는 개폐기구로서, 주회로 개폐기 및 접지 개폐기를 병행으로 배치한 구성을 나타냈다. 그러나, 이와 같은 형태에 제한하지 않고, 주회로 개폐기만을 진공용기 내에 수용하는 형태, 및 가동도체가 횡방향으로 접촉/이반하는 형태 등과 같은 다른 다양한 형태를 실현할 수 있다.

이와 같이 형성된 본 발명의 실시예 1에 있어서의 스위치 기어에서는, 진공용기를 절연성 수지의 몰드로 덮고, 해당 몰드의 표면에 접지하기 위해 도전층을 설치함으로써, 안전성을 확보하면서 접지 장해를 방지할 뿐만 아니라, 스위치 기어의 간략화 및 소형화를 가능하게 한다.

(실시예 2)

도 4는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 스위치 기어를 나타내는 측단면도이고, 도 5는 스위치 기어의 정면 배치도이다. 또, 실시예 2에 있어서의 전기적 접속도는 도 3과 동일하다.

실시예 2에 있어서 몰드(60)로 1개의 회로의 3위상분에 각각 대응하는 진공용기(10, 10, 10)를 일체로 통합함으로써 각 위상 사이의 거리 H를 단축한다. 또, 진공용기들은 각각 절연성 수지로 형성된 몰드(60)에 의해 서로 절연되어 있기 때문에, 위상들 사이에서 단락이 발생하기 어렵고, 각 위상들 사이의 거리 H는 1개의 진공용기 내에 3위상분의 완성 회로에 각각 대응하는 3회로를 배치한 구성과 비교하여 단축될 수 있다.

더욱, 모선(51)에 접속되는 단자로서, 커넥터 등의 도체 접속용 단자(26)가 사용됨으로써, 2개 또는 그 이상의 회로에 대응하는 2개 또는 그 이상의 스위치 기어를 한정된 스페이스에 배치되도록 모선(51)에 접속하는 것이 용이해진다. 또, 실시예 2에 있어서, 실시예 1에 대응하는 부분에 관해서는, 동일 부호를 부착하여 설명을 생략한다.

이와 같이 형성된 본 발명의 실시예 2에 따른 스위치 기어에서는, 몰드로 1회로의 3위상분에 해당하는 3개의 진공용기를 일체로 통합하고, 또 모선에 접속되는 단자를 도체 접속용 단자로 사용함으로써, 스위치 기어의 생산성의 향상, 스위치 기어의 소형화, 및 스위치 기어의 설치시의 자유도의 향상을 실현하는 것이 가능하다.

(실시예 3)

도 6은 본 발명의 실시예 3에 있어서의 스위치 기어를 나타내는 측단면도이고, 도 7은 본 발명의 스위치 기어의 정면 배치도이다. 또, 실시예 3에 있어서의 전기적 접속도는 도 3과 거의 동일하다.

실시예 3에 있어서, 진공용기(10)의 외부에 있는 제 1 가동 도체봉(22)의 상부와 주회로 구동부(24)의 사이, 및 제 2 가동 도체봉(32)의 상부와 접지회로 구동부(34)와의 사이에, 주회로 구동부 절연부재(22e) 및 접지 구동부 절연부재(32b)를 설치함으로써, 제 1 가동 도체봉(22)과 주회로 구동부(24)와의 사이, 및 제 2 가동 도체봉(32)과 접지회로 구동부(34)와의 사이를 절연한다.

그리고, 제 2 가동 도체봉(32)으로부터 접지 전위에 접속하는 접속선에, 접지용 접점(30)과 연동하여 개폐하는 스위치(80)를 설치함으로써, 접지용 접점(30)이 열린 경우에, 제 2 가동 도체봉(32)이 접지로부터 단선될 수 있다. 또, 스위치(80)는, 대기중, 진공중, 및 절연성 가스중의 어느 것에 설치해도 좋고, 특히 진공중 또는 절연성 가스중에 설치하는 경우, 스위치(80)는 더 소형화될 수 있다.

또, 몰드(60)의 상면에 도전층(60a)을 설치하지 않은 오목부(60b)를 설치하여, 진공용기(10)의 일단측의 상부에 위치된 절연관(12)뿐만 아니라, 진공용기(10)의 타단측의 상부에 위치된 절연관(16)을 제거함으로써, 진공용기(10)의 일단측의 상부에 위치된 금속관(13)과 진공용기(10)의 타단측의 상부에 위치된 금속관(17)을 접지로부터 절연할 뿐만 아니라, 공기용기(10)의 횡관부(11), 금속관(13), 및 금속관(17)의 전위를 서로 같게 한다. 또, 본 실시예 3에 있어서, 실시예 1에 대응하는 부재에 관해서는, 동일 번호를 부착하여 설명을 생략한다.

이와 같이, 본 발명의 실시예 3에서는, 접지용 접점(30)이 열린 경우에, 진공용기(10)의 내부로부터 접지전위를 제공할 수 있는 부분을 제거함으로써, 진공용기(10)의 내부에서 접지 장애가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또, 진공용기(10)는 중간 전위를 제공하기 때문에, 주회로 구동부 절연부재(22e) 및 접지 구동부 절연부재(32b)는 정격의 내압값에 대하여 절반 이하의 내압성능을 가지고 있어, 본 발명의 스위치 기어의 치수를 축소하는 것이 가능하다.

또, 스위치(80)를 이용하여 전압을 인가함으로써 케이블에 대한 내압 시험을 행하는 것이 가능하다.

(실시예 4)

도 8은 본 발명의 실시예 4에 따른 스위치 기어를 나타내는 측단면도이다. 또, 실시예 4의 전기적 접속도는 도 3과 동일하다.

실시예 4에 따른 스위치 기어에 있어서, SUS 등의 금속으로 형성된 횡관부(11)의 주위를 도체 고무 등의 도전성 완충재(91)로 덮고, 횡관부(11)의 양단의 상부 및 하부에 각각 위치된 금속관(13, 15, 17, 19)의 주위를 실리콘계 고무 등의 절연성 완충재(92, 92, 92, 92)로 덮는다.

그리고, 도전성 수지 등의 도전성 재료를, 몰드(60)와 동일한 외형을 가진 박스형으로 몰드하여 접지 도전박스(90)를 제공하고, 해당 접지 도전박스(90) 내부에 진공용기(10)를 수납하며, 접지 도전박스(90)의 내부에 절연성 수지를 주입하고, 주입된 절연성 수지로 형성되는 몰드(60)에 의해 본 스위치 기어의 상기 부품들을 일체로 통합한다. 그 결과, 도전성 완충재(91) 및 절연성 완충재(92, 92, 92, 92)가 진공용기(10) 및 몰드(60) 사이에 보유되고, 접지 도전박스(90)가 몰드(60)의 표면에 노출된다.

도 9는 접지 도전박스(90)를 나타내는 측단면도이다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 접지 도전박스(90)는, 실시예 1에 있어서의 몰드(60)에 배치된 도전층과 동일한 직사각형의 박스형태로 형성된다.

이것들에 의해 진공용기(10)와 몰드(60)와의 선패창율의 차이로부터 발생하는 박리를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 몰드(60)의 표면에 있어서의 도전층(60a)의 형성이 불필요해지기 때문에 본 스위치 기어의 생산공정을 간략화할 수 있다.

또한, 칼라(collar)부를 가진 원통형의 베이스부재(93a)의 금속박(metal foil)(93b)의 본딩 또는 금속의 증착에 의해, 도전 가공한 도전쉴드(93)를 제조하고, 해당 도전 쉴드(93)를 몰드 내에 배치된 제 2 고정 도체봉(31)의 주위에, 도전 쉴드(93)가 절연층을 통해서 제 2 고정 도체봉(31)과 대향하여 배치되도록 매설된다. 그리고, 몰드(60)의 외부에 전압 검출에 이용하는 단자를 배치하여, 도전 쉴드(93)와 몰드(60)를 전기적으로 접속한다. 또, 실시예 4의 부재들은, 동일 번호를 부착하여 그 설명을 생략한다.

도 10은 도전 쉴드(93)의 측단면도이다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 도전 쉴드(93)에 있어서, 원통형의 베이스 부재(93a)의 내측, 즉 제 2 고정 도체봉(31)과 대향하는 측에 금속박(93b)을 본딩함으로써, 도전 쉴드(93)가 전기적 도전성을 가질 수 있다.

도 11a는 제 2 고정 도체봉(31)의 주위에 도전 쉴드(93)를 매설하여, 전압 검출을 가능하게 한 몰드(60)를 나타내는 측단면도이고, 도 11b는 몰드(60)의 전압 검출회로의 등가회로를 나타내는 회로도이다.

도 11a 및 도 11b에 나타낸 바와 같이, 절연성의 몰드(60)를 통해서, 전기적 전도성의 제 2 고정 도체봉(31) 및 도전 쉴드(93)가 대향하여 매설되어 있기 때문에, 이것은 콘덴서 C1으로서 작용하고, 따라서 도전 쉴드(93)에서는 모선측을 흐르는 전하에 대응하는 전하가 축적된다.

이 축적된 전하를 검출하기 위해 도전 쉴드(93)와 접속하고 있는 단자에, 콘덴서 C2로서 작용하는 전하 검출용 케이블(94)을 통해서 접지되는 회로를 접속하고, 전압 검출용 케이블(94)에 병렬로 LED 및 전압계 등의 전압 검출이 가능한 소자 및 기기를 접속함으로서, 정성(定性)적으로 또는 정량적으로 제 2 고정 도체봉의 전위를 검출할 수 있다.

이와 같이 형성된 본 발명의 실시예 4에서는, 몰드에 의해서 접지 도전박스, 완충재, 및 도전 쉴드를 일체로 통합함으로써, 스위치 기어의 생산공정을 간략화하고, 진공용기와 몰드와의 박리를 방지하며, 전압검출 등의 검사를 용이하게 하는 것이 가능하다.

(실시예 5)

본 발명의 실시예 5에 따른 진공 절연 스위치 기어를 다음과 같이 구성된다. 즉, 예컨대, 주회로 개폐기 고정전극, 주회로 개폐기 가동전극, 및 절연 로드(insulation rod)로 구성되는 주회로 개폐부와, 접지 개폐기 접지전극, 및 접지 개폐기 가동전극으로 구성되는 접지 개폐부와, 가용 도체를 위상마다 금속제의 진공용기의 내부에 수납하고, 해당 진공용기의 외면을 절연물을 이용하여 몰드하며, 또, 진공용기의 몰드된 표면을 도전 처리하여 접지전위를 제공하고, 이 진공용기를 절연 부싱을 통해 외부에 접속한 구성으로 한 것이다. 이하, 이 실시예 5를 도 12, 도 13을 참조하여 설명하다. 도 12는 본 스위치 기어의 정면 배치도이고, 도 13은 스위치 기어의 측단면도이다.

도 12, 도 13에 있어서, 이 진공용기(1011)는, 금속재로 성형된 금속제 용기이다. 특히, 진공용기(1011)에 있어서, 원통형의 몸통부 부재와 그 몸통부 부재의 2개의 개방단측을 각각 폐쇄하는 2개의 단부가 일체적으로 통합되고, 진공용기(11)의 양단부에는 필요한 수의 기기가, 진공용기(11)를 관통한 상태로, 즉 그것의 내외를 관통한 상태로 삽입될 수 있는 구멍이 적당한 수 개설되어 있다.

도시한 예에서는, 진공용기(1011)의 상단 및 하단에는, 각각 2개의 구멍, 즉 총 4개의 구멍 A, 구멍 B, 구멍 C, 구멍 D가 개설되어 있다. 이것들의 각 구멍 A, B, C, D에는, 세라믹제의 절연통(1018,1019, 102O, 1021)이 그들과 관련된 구멍 내에 삽입된 상태로 납땜되어 있다.

도 13에 있어서, 절연통(1018)(구멍 A)의 중앙에는 주회로 개폐기 고정전극(1004)이, 또한, 절연통(1019)(구멍 B)의 중앙에는 접지 개폐기 고정전극(1007)이, 그들과 관련된 중앙 내부에 삽입된 상태로 납땜되어 있다. 주회로 개폐기 고정전극(1004)은 진공용기(1001)의 외부에서 모선(1013)에 접속되고, 접지 개폐기 고정전극(1007)은 진공용기(1011)의 외부에서 송전 케이블(1014)에 접속되어 있다.

상기 주회로 개폐기 고정전극(1004)의 대향 위치측(도 13에 있어서는 상부측)에서는, 주회로 개폐기 가동전극(1005)이, 세라믹제의 절연물(1009)을 그들 사이에 개재하여 절연 로드(1015)를 제공하고, 해당 절연 로드(1015)가 절연통(1020)(구멍 C) 내에 수직방향으로 이동 가능하게 삽입되어 있다.

그리고, 상기한 주회로 개폐기 가동전극(1005)과 접지 개폐기 고정전극(1007)이 진공용기(1011) 내에서, 가요 도체(101O)를 통해 서로 이동 가능하게 접속되어 있다. 또한, 접지 개폐기 접지전극(1007)의 대향 위치측(도 13에 있어서 상부측)에서는, 접지 개폐기 가동전극(1008)이 절연통(1021)(구멍 D)의 중앙에 수직방향으로 이동 가능하게 삽입되어 있다.

상기 주회로 개폐기 가동전극(1005)은, 도 13에 있어서 수직방향으로 이동가능하고, 주회로 개폐기 고정전극(1004)과 접속 및 단선할 수 있는 주회로 개폐부(1004, 1005)를 형성하여, 주회로를 개폐할 수 있다. 또한, 접지 개폐기 가동전극(1008)도, 비슷하게, 도 13에 있어서 수직방향으로 이동 가능하고, 접지 개폐기 접지전극(1007)과 접속 및 단선할 수 있는 접지 개폐부(1007, 1008)를 형성한다.

상기 주회로 개폐기 가동전극(1005)의 절연 로드(1015), 절연통(1020)(구멍 C), 접지 개폐기 가동전극(1008), 절연통(1021)(구멍 D)에는, 신축 가능인 벨로우즈(1006)의 양단이 각각 고정되어 있고, 즉, 이 벨로우즈(1006)에 의해서, 진공용기(1011)의 내부를 밀봉, 즉 기밀성을 유지할 뿐만 아니라, 주회로 개폐기 가동전극(1005) 및 접지 개폐기 가동전극(1008)이 각각 수직방향으로 이동 가능하게 된다.

이 실시예 5에 있어서는, 상술한 바와 같이, 금속제의 1개의 진공용기(1011)의 내부에, 주회로 개폐부(1004, 1005)와 접지 개폐부(1007, 1008)를 1세트로서 수납시키고, (스위치 기어가 3개의 위상으로 구성된 경우에) 이 진공용기(1011)를 3개 배치하고, 이들을 일괄해서 절연물에 의해 몰드하여 몰드(1012)를 제공하며, 또, 이 몰드(1012)의 표면을 도전 처리하여 접지에 접속한다.

한편, 본 발명에서 사용된 "통(筒)형상"이란, 단순한 원통만을 의미하는 것은 아니고, 그 단면 형상에 관계없이 사각 형상 등의 각(角)형상, 또는 타원 형상을 포함하는 다양한 통형태의 형상을 의미한다.

상기 실시예에 의하면, 주회로 개폐부(1004, 1005)와 접지 개폐부(1007, 1008)를 진공용기(1011)의 내부에 수납하고, 진공용기(1011)로부터 외부로의 접속을, 절연 로드(1015)를 통해서 행하며, 스위치 기어를 절연 설계에 따라, 즉 전기적 절연 성능이 뛰어난 진공 설계에 따라 구성할 수 있고, 즉 스위치 기어를 콤팩트하게 할 수 있다.

또한, 진공용기(1011)를 3개(3위상의 경우) 일괄해서 몰드하여 몰드(1012)를 제공하고, 몰드(1012)의 표면을 도전 처리하여 접지하기 때문에, 스위치 기어의 취급이 용이해진다.

또, 진공용기(1011)는 원하는 형태로 용이하게 성형할 수 있는 금속제 용기이기 때문에, 종래의 세라믹제의 통형상 용기와 비교하여, 진공용기(1011)는 자유롭게 설치될 수 있다.

(실시예 6)

본 발명에 따른 실시예 6은, 상기 실시예 5에서 사용된 금속제의 진공용기(1011)의 구성의 변형예를 나타내고, 실시예 6의 구성의 다른 나머지 부분들, 예컨대 진공용기(1011) 내에 수납되는 각종 개폐기(1004, 1005, 1007, 1008), 각종 장비기기, 및 이들 장치의 배치는, 상기 실시예 5와 비슷하다.

즉, 이 실시예 6에 따른 금속제 진공용기(1011A)에 있어서, 도 4에 나타낸 바와 같이, 통형상의 1개의 몸통부 부재(1023)를, 해당 몸통부 부재(1023)의 양단을 폐쇄하는 2개의 단부 부재(1022A, 1022B)와 조합하고, 단부 부재로서의 2개의 단부 플레이트(end plate)(1022A, 1022B)와 몸통부 부재로서의 몸통판(1023)과의 접합부(1024)를 최종 납땜면으로서 진공 납땜하여 진공 밀봉을 실현하다.

상기 실시예 6에 의하면, 상기 실시예 5와 동일한 효과를 얻을 수 있는 동시에, 몸통부 부재(1023)는 파이프재를 절단함으로써 간단하게 제작될 수 있고, 단부 부재(1022A, 1022B)는 플레이트재를 절단함으로써 간단하게 제작될 수 있기 때문에, 진공용기(1011A)를 용이하게 제작할 수 있다. 따라서, 진공용기(1011A)를 가공하는 동작의 효율성을 개선할 수 있다.

또한, 제작공정에서 가장 시간을 요하는 진공 밀봉공정은, 금속제 진공용기(1011A)를 구성하는 단부 플레이트(1022)와 몸통판(1023)과의 접합부(24)를 최종 납땜면으로서 진공 납땜함으로써 행해질 수 있기 때문에, 진공용기(1011A)의 제작시간을 대폭 단축할 수 있다.

또한, 진공용기(1011A)는 금속제이기 때문에, 진공용기(1011A)의 개구부로서의 구멍 A, B, C, D를 원하는 크기로 용이하게 형성할 수 있고, 그들의 크기를 크게 형성함으로써, 주회로 개폐기 고정전극(1004), 주회로 개폐기 가동전극(1005), 절연 로드(1015), 접지 개폐기 접지전극(1007), 접지 개폐기 가동전극(1008), 가요 도체 고정전극(1010) 등의 조립성을 대폭 개선할 수 있다.

(실시예 7)

본 발명에 따른 상기 실시예 7은 상술한 실시예 5에 사용된 금속제 진공용기(1011)의 구성의 변형예를 나타내고, 실시예 7의 구성의 다른 나머지 부분들은, 상기 실시예 5와 비슷하다.

즉, 실시예 7에 따른 금속제 진공용기(1011B)에 있어서, 도 5에 나타낸 바와 같이, 일단측이 개방된 바닥이 있는 실린더형의 1개의 몸통부 부재(1025)를, 그 몸통부 부재(1025)의 개방된 일단측을 폐쇄하는 1개의 단부 부재(1022)와 조합하고, 단부 부재로서의 단부 플레이트(1022)와 몸통부 부재로서의 몸통판(1025)과의 접합부(1024)를 최종 납땜면으로서 납땜하여 진공 밀봉을 실현한다.

상기 실시예 7에 의하면, 실시예 5와 동일한 효과를 얻을 수 있는 동시에, 단부 부재(1022)는 플레이트재를 절단함으로써 제작될 수 있고, 몸통부 부재(1025)는 그들 각각의 블랭크(blank) 부재를 프레스 몰딩함으로써 제작될 수 있기 때문에, 즉 그들이 비교적 용이하게 제작될 수 있기 때문에, 진공용기(1011B)의 가공성을 대폭 개선할 수 있다.

또한, 제작공정 중에서 가장 시간을 필요로 하는 진공 밀봉공정은, 바닥이 있는 금속제 진공용기(1011B)의 단부 플레이트(1022)와 몸통판(1025)과의 접합부(1024)를 최종 납땜면으로서 진공 납땜함으로써 행해질 수 있기 때문에 진공용기(1011B)의 제작 시간을 대폭 단축할 수 있다.

또한, 상기 실시예 6과 같이, 진공용기(1011B)는 금속제이기 때문에, 진공용기(1011B)의 개구부로서의 구멍 A, B, C, D를 원하는 크기로 용이하게 형성할 수 있고, 또 그들의 크기를 크게 형성함으로써, 주회로 개폐기 고정전극(1004), 주회로 개폐기 가동전극(1005), 절연 로드(1015), 접지 개폐기 접지전극(1007), 접지 개폐기 가동전극(1008), 가요성 도체 고정전극(1010) 등의 조립성을 대폭 개선할 수 있다.

게다가, 이 금속제 진공용기(1011B)는, 2개의 부재, 즉 단부 플레이트(1022)와 바닥이 있는 몸통판(1025)으로 분할되기 때문에, 접합부(1024)를 1개만 필요로 하여, 납땜의 작업성을 더 향상시킬 수 있다. 또, 접합부(1024)의 수가 상기 실시예 6보다 1개 적기 때문에, 기밀성에 관한 진공용기(1011B)의 신뢰도도 향상시킬 수 있다.

(실시예 8)

본 발명에 따른 실시예 8도 상기 실시예 5에 사용된 금속제 진공용기(1011)의 구성의 또 다른 변형예를 나타내고, 실시예 8의 구성의 그 밖의 나머지 부분들은, 상기 실시예 5와 비슷하다.

즉, 이 실시예 8에 따른 금속제 진공용기(1011C)는, 도 16에 나타낸 바와 같이, 일단측이 개방된 바닥이 있는 실린더형의 2개의 몸통부 부재(1025)를, 그들 각각의 개방된 일단이 서로 접하도록 조합하고, 이 몸통판(1025)들 사이의 접합부(1024)를 최종 납땜면으로서 납땜하여 진공 밀봉을 실현한다.

상기 실시예 8에 의하면, 실시예 5와 동일한 효과를 얻을 수 있는 동시에, 2개의 몸통부 부재(1025)는 그들 각각의 블랭크 부재를 프레스 몰딩함으로써 용이하게 제작될 수 있기 때문에, 진공용기(1011C)의 가공성을 대폭 개선할 수 있다.

또한, 이 금속제 진공용기(1011C)는, 2개의 부재, 즉 바닥이 있는 2개의 몸통판(1025)으로 분할되기 때문에, 접합부(1024)가 1개만을 필요로 하여, 납땜의 작업성을 더 향상시킬 수 있다. 또, 접합부(1024)의 수가 상기 실시예 6보다 1개 적기 때문에, 기밀성에 관한 진공용기(1011B)의 신뢰도도 향상시킬 수 있다.

또한, 제작공정 중에서 가장 시간을 필요로 하는 진공 밀봉공정을, 금속제 진공용기(1011C)의 2개의 바닥이 있는 몸통판(1025)의 접합부(1024)를 최종 납땜면으로서, 진공 납땜함으로써 행할 수 있기 때문에, 제작시간을 대폭 단축할 수 있다.

또한, 금속제 진공용기(1011C)는, 2개의 바닥이 있는 몸통부 부재로서 사용된 2개의 몸통판(1025)으로 구성되기 때문에, 수직방향으로 조합되는 2개의 바닥이 있는 몸통판(1025)은 동일 형태의 부재를 사용할 수 있어, 동일 형태의 구성부품을 이용할 수 있다. 또한, 실시예 7과 비교하면, 진공용기(1011C)의 깊이를 감소시킬 수 있어, 바닥이 있는 몸통판(1025)의 몰드시에 그 가공성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 실시예 5와 비교하여, 접합부(1024)의 수가 1개 감소되기 때문에, 납땜의 작업성이 향상될 수 있고, 그것의 기밀성의 신뢰도도 향상될 수 있다.

(실시예 9)

본 발명의 실시예 9에 의하면, 상기 실시예 2 및 실시예 3에 있어서, 도 17에 나타낸 바와 같이, 몸통부 부재(1023)가 접하게 되는 단부 부재(1022)의 측에, 몸통부 부재(1023)의 접합 단부가 수납될 수 있는 위치 결정부(1026)를 설치한다. 도 17은 위치 결정부(1026)가 형성된 진공용기의 주요부분의 확대도이다.

도 17에 나타낸 위치 결정부(1026)는, 몸통부 부재(1023)의 개구측의 에지부가 수납될 수 있는 홈으로서 형성된다. 물론, 위치 결정부(1026)의 형상은 이 실시예에 나타낸 홈에 제한되지 않고, 몸통부 부재(1023)가 단부 부재(1022)와 접촉되어야 하는 위치의 결정을 용이하게 정하면, 위치 결정부(1026)로서, 해당 단부 부재(1022)에 형성된 어떤 다른 가공부가 이용될 수 있다. 한편, 진공 밀봉을 위해, 이 위치 결정부(1026)로서의 홈부(1026)를 납땜면으로서 진공 납땜한다.

상기 실시예 9에 의하면, 실시예 1 내지 실시예 3과 동일한 효과를 얻을 수 있는 동시에, 금속제의 진공용기(1011D)의 접합부에 위치 결정부(1026)를 설치하기 때문에, 납땜의 작업성이 더 향상될 수 있고, 또 납땜 지그(brazing jig)의 간소화와 납땜 위치 정밀도를 향상시킬 수 있다.

한편, 위치 결정부(1026)로서, 도 18에 나타낸 바와 같이, 단부 부재로서의 단부 플레이트(1022)측 상에서 몸통부 부재로서의 몸통판(1023)의 위치결정용의 굴곡부(1027)를 가공해도 좋고, 또한, 도 19에 나타낸 바와 같이, 단부 플레이트(1022)측 상에서 몸통판(1023)의 위치결정용의 굴곡 홈(1028)을 가공해도 좋다. 그들 중 어느 것이나, 위치 결정부(1026)에 대하여 동일한 효과를 얻을 수 있다.

(실시예 10)

본 발명의 실시예 10에 의하면, 상기 실시예 8에 있어서, 일단측이 개방된 바닥이 있는 실린더형의 2개의 몸통부 부재(1025A, 1025B)를, 그들 각각의 개방된 측의 일단이 서로 접촉하도록 조합한다. 본 실시예 10에 있어서는, 서로 접촉된 2개의 몸통부 부재의 개방된 측의 단부의 한편(1025A)을, 몸통부 부재(1025)의 개방된 측의 다른 쪽(2105B)에, 동축으로 끼워맞출 수 있는 위치 결정부(1029)를 설치한다.

도 20에 나타낸 예에 있어서는, 개구부가 위쪽으로 향한 도 20의 하부에 위치된 몸통부 부재(1025A)의 개구부의 단부의 지름을, 개구부가 아래쪽으로 향한 도 20의 상부에 위치된 몸통부 부재(1025B)에 대하여, 약간 확대하여, 위치 결정부(1029)를 형성하고, 이 위치 결정부(1029)에, 상부에 위치된 몸통부 부재(1025B)의 개구부의 단부를 끼워맞출 수 있다. 한편, 이 끼워맞춤부를 납땜면으로서 진공 납땜한다.

실시예 10에 의하면, 실시예 5와 동일한 효과를 얻을 수 있는 동시에, 진공용기(1011E)의 접합부로서 사용된 끼워맞춤부에 위치 결정부(1029)가 설치되기 때문에, 납땜의 작업성이 향상될 뿐만 아니라, 납땜 지그의 간소화 및 납땜 위치 정밀도도 향상시킬 수 있다.

(실시예 11)

본 발명에 따른 실시예 11에 의하면, 상기 실시예 1 내지 실시예 6에 있어서, 금속제 진공용기의 내외를 관통한 상태로 설치되는 주회로 도체에 대하여, 해당 주회로 도체의 관통을 허용하는 구멍의 내부 에지에, 전계를 완화시키는 전계 완화용 링부를 설치한다.

특히, 도 21에 나타낸 구성에 있어서는, 단부 플레이트(1022)의 구멍 A를 관통하는 주회로 도체(1030)의 대향측, 즉 단부 플레이트(1022)의 구멍 A의 개구 에지부에 위치된 금속제 진공용기(1011)(1011A∼1011E)에서의 단부 플레이트(1022)의 구멍 A의 부분을 외부로 연장시켜, 주회로 도체(103O)의 몸통부에 대하여 알맞은 간격을 두어 주회로 도체(1030)를 고리 형상으로 둘러싸는 전계 완화용의 링부(31)를 형성한다.

상기 실시예 11에 의하면, 상기 실시예 5와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 동시에, 전계강도가 높아지는 부분에, 금속제의 진공용기(1011)(1011A∼1011E)의 일부를 연장하여 전계 완화용의 링부(1031)를 설치하기 때문에, 부품의 수를 증가시키지 않고 전계가 완화될 수 있고, 또 스위치 기어의 내전압 성능을 향상시킬 수 있다.

한편, 도 22에 나타낸 바와 같이, 금속제 진공용기(1011)(1011A∼1011E)를 제작할 때 몸통판(1025)과 일체로 몰드된 단부 부재로서의 단부 플레이트(1022)의 구멍 A에, 전계 완화용 링부(1031)를 설치해도 좋다. 물론, 이러한 경우에 있어서도, 동일한 효과를 얻을 수 있다.

(실시예 12)

이하, 본 발명에 따른 전력 개폐기를 도면을 사용하여 설명한다. 또, 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 각 도면에 있어서는 각각 동등 또는 해당하는 부분에 동일한 부호를 부착하여 설명의 중복하는 부분은 생략한다.

도 23은 본 발명의 제 12 실시예에 따른 전력 개폐기의 주요부 단면도이다. 이 전력 개폐기는, 주회로 개폐부(2001), 접지 개폐부(2002), 주회로 개폐부(2001)와 접지 개폐부(2002)를 봉입하는 진공용기(2003), 및 진공용기(2003)를 감싸는 외장(外裝) 절연체(2004)를 주체로서 구성하고 있다.

주회로 개폐부(2001)는 중간부를 절연체로 연결한 제 1 가동전극(2011)과 제 1 고정전극(2012)으로 구성되고, 접지 개폐부(2002)는 제 2 가동전극(2021)과 제 2 고정전극(2022)으로 구성되며, 제 1 가동전극(1011)과 제 2 고정전극(2022)은 가요성의 연결도체(2018)에 의해서 서로 접속되어 있다. 진공용기(2003)는, 단면이 타원형으로 주회로 개폐부(2001)와 접지 개폐부(2002)가 평행히 관통하는 4개의 개구부(2031a 및 2031b)를 가진 금속제의 용기 몸통부(2031)와, 세라믹제의 절연 원통(2321∼2323)과, 원통형 밀봉부재(2331, 2332)와, 그것의 바닥을 제 1 가동전극(2011), 제 2 가동전극(2022), 제 1 고정전극(2012), 및 제 2 고정전극(2022) 중 어느 하나가 관통하는 컵(cup)형 밀봉부재(2341∼2344)와, 원통형의 아크 쉴드(2035)와, 벨로우즈(2361, 2362)와, 전계 완화링(2371과 2372)으로 구성되어 있다. 외장 절연체(2004)는 쿠션 링(2411∼2414)과 수지 절연층(2042)으로 구성되어 있다.

진공용기(2003)의 구성은, 용기 몸통부(2031)에 설치된 4개의 개구부(2031a 및 2031b)의 외측에 각각 원통형 밀봉부재(2331 또는 2332), 절연 원통(2321∼2323) 중 어느 하나, 컵형 밀봉부재(2341∼2344) 중 어느 하나를 납땜에 의해 기밀 접합하여 겹쳐 쌓고, 컵형 밀봉부재(2341 또는 2342)의 저면의 개구부의 주변 에지에 벨로우즈(2361 또는 2362)의 일단을 납땝에 의해 접합하고, 또한 개구부(2031a)의 주변 에지와 이것과 대향하여 배치된 컵형 밀봉부재(2343)의 저면에 전계 완화링(2371)을 납땜에 의해 접합하며, 개구부(231b)의 주변 에지와 이것과 대향하는 컵형 밀봉부재(2344)의 저면에 전계 완화링(2372)을 각각 납땜에 의해 접합한다. 또, 절연 원통(2322)은 그 내면의 중앙부에 계단부를 구비하고 있고, 이 계단부에는, 계단부의 내주 벽면과 아크 쉴드(2035) 사이에 균등한 간극을 가진 아크 쉴드(2035)를 설치한다. 절연 원통(2321, 2322)의 직경은 절연 원통(2323)의 직경보다 크다. 그 이유는 제 1 가동전극(2011)이 그 중앙부에 절연 로드(2011a)와 로드 쉴드(2011b)를 구비하고, 또한 절연 원통(2322)의 내면의 중앙부에 아크 쉴드(2035)가 설치되어 있기 때문이다.

용기 몸통부(2031), 절연 원통(2321, 2322), 원통형 밀봉부재(2331), 컵형 밀봉부재(2341, 2343)로 형성되는 내부 공간의 중앙에 주회로 개폐부(2001)를 설치하고, 용기 몸통부(2031), 절연 원통(2323), 원통형 밀봉부재(2332), 컵형 밀봉부재(2342, 2344)로 형성되는 내부 공간의 중앙에 접지 개폐부(2002)를 설치하며, 주회로 개폐부(2001)와 접지 개폐부(2002)를 연결도체(2018)로 서로 접속하고, 제 1 가동전극(2011)과 벨로우즈(2361)의 타단을 납땜에 의해 기밀 접합하여 밀봉하며, 또 제 2 가동전극(2021)과 벨로우즈(2362)의 타단을 납땜에 의해 기밀 접합하여 밀봉하고, 제 1 고정전극(2012)과 컵형 밀봉부재(2343)의 저면의 개구부의 주변 에지를 납땜에 의해 기밀 접합하여 밀봉하며, 제 2 고정전극(2022)과 컵형 밀봉부재(2344)의 저면의 개구부의 주변 에지를 납땜에 의해 기밀 접합하여 밀봉한다. 종래의 진공 스위치에서와 같이, 세라믹제의 절연 원통(2321∼2323)과 이것에 접합하는 금속제의 부재의 접합부에, 열팽창율의 차이로 인해 납땜시에 발생하는 잔류응력을 감소시키기 위해서, 금속제의 부재의 재질 및 형상이 적절하게 선택되어야 한다.

원통형 밀봉부재(2331 또는 2332)의 외주면으로부터 절연 원통(2321)과 컵형 밀봉부재(2341) 사이의 접합부 근방에 걸쳐서, 또한 절연 원통(2321∼2323)과 컵형 밀봉부재(2341∼2344)의 접합부 근방에 걸쳐서 일체적으로 각각 쿠션 링(2411∼2414)을 배치하고, 컵형 밀봉부재(2341, 2342)의 바닥측 단부뿐만 아니라 제 1 고정전극(2012) 및 제 2 고정전극(2022)의 회로 접속측 단부를 제외하고는 진공용기(2003) 및 고정전극(2012 및 2022)의 외표면뿐만 아니라 쿠션 링(2411∼2414)의 외표면이 수지 절연층(2042)으로 덮혀 있다.

쿠션 링(2411∼2414)은 도전성 고무를 압축성형법으로 몰딩함으로써 제작되고, 그것의 몰드된 상태에서 각 쿠션 링의 내부 직경은 진공용기(2003)와 끼워맞춰지는 부분의 외측 치수보다 약간 작게 설정되어 있다. 그 쿠션 링(2411-2414)의 단면 형상을 도 24a 및 도 24b에 나타낸다.

도 24a는 쿠션 링(2411, 2412)의 단면 형상을 나타내고, X1 부분은 절연 원통(2321∼2323)의 단부를 덮고, Y1 부분은 컵형 밀봉부재(2341∼2344)의 외주면의 단부를 덮는다. X1 부분의 외경측 코너는 이 코너의 두께보다 작은 반경으로 둥글게 형성되어 있어, 쿠션 링(2411, 2412)이 진공용기(2003) 내에 장착된 경우에 이 코너에서의 전계가 완화될 수 있다. 그리고, Y1 부분의 외경측은 원추면의 단부의 두께가 거의 O로 되도록 원추면에 형성된다. 또한, X1 부분에 인접하는 Y1 부분의 내경측의 코너부는 절연 원통(2321∼2323)과 컵형 밀봉부재(2341∼2344)의 접합부에 형성되어야 하는 필릿과의 간섭을 피하기 위해 둥글게 형성되어 있다.

반면에, 도 24b는 쿠션 링(2413, 2414)의 단면 형상을 나타내고, X2 부분은 절연 원통(2321∼2323)의 단부를 덮고, Y2 부분은 원통형 밀봉부재(2331∼2332)의 외주면을 덮는다. 그리고, 용기 몸통부(2031)와 접하는 단면은 Z로 나타낸다. X2 부분의 외경측 코너는 이 코너의 두께보다 작은 반경으로 둥글게 형성되어 있어, 쿠션 링(2413, 2414)이 진공용기(2003) 내에 장착된 경우에 이 코너에서의 전계가 완화될 수 있다. 그리고, X2 부분에 인접하는 Y2 부분의 내경측의 코너부는, 절연원통(2321∼2323)과 원통형 밀봉부재(2331 또는 2332)의 접합부뿐만 아니라 용기 몸통부(2031)와 원통형 밀봉부재(2331 또는 2332)의 접합부에 형성되어야 하는 필릿과의 간섭을 피하기 위해 각각 둥글게 형성되어 있다. 단면 Z는 용기 몸통부(2031)에 밀착하도록 평면으로 형성되어 있다.

쿠션 링(2411∼2414)은, 진공용기(2003)의 절연 원통(2321∼2323)의 단부에 형성된 금속화층의 외주 에지 또는 절연 원통(2321∼2323)과 다른 부재와의 접합부에 형성된 납땜된 필릿의 외주 에지에서의 전계집중을 완화시키기 위해 각각 사용된다. 또, 쿠션 링(2411∼2414)은 수지 절연층(2043)을 주형 성형법에 의해 형성할 때 수지가 납땜된 필릿 내에 스며드는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 수지 절연층(2043)의 수축 응력 및 전력 개폐기의 동작시의 온도변화에 의한 열응력을 완화할 수 있다.

진공용기(2003) 내에 주회로 개폐부(2001)와 접지 개폐부(2002)를 조립하고, 또 쿠션 링(2411∼2414)을 상술한 바와 같게 설치하며, 이것을 소정의 금형으로 고정하고, 그 후에 주형 성형법에 의해 에폭시 수지의 수지 절연층(2042)을 형성한다.

이상과 같이 구성한 전력 개폐기에 의하면, 진공용기(2003)의 내부에 설치된 2개의 요소 스위치는 주회로 개폐부(2001)와 접지 개폐부(2002)를 구성하기 위해 사용되고, 진공용기(2003)의 절연 원통과 금속제 밀봉부재와의 접합부의 외주에 쿠션 링을 설치하며, 단자부 및 가동전극의 밀봉 부착부의 근방을 제외하고, 전력 개폐기의 외표면은 외장 절연체(2004)로 포위되어 있다. 이 구성은 진공용기(2003)의 접합부의 강도가 저하하는 것을 방지할 수 있고, 또한 전력 개폐기의 각 하전(荷電)부분 사이에 필요한 절연 거리를 줄일 수 있어, 종래의 링 메인 개폐장치와 동등의 기능을 작은 점유용적 내에서 실현할 수 있다. 또, 전력 개폐기의 내부에서 단락이 발생하더라도, 해당 부분은 진공으로 유지되기 때문에, 전력 개폐기의 장착부분에 있어서 압력이 상승할 가능성은 없다. 따라서, 높은 안전성을 갖고, 경제적인 효과가 큰 전력 개폐장치를 구성하는 것은 쉽다.

이상의 설명에서는, 전력 개폐기가 그 내부에 한 쌍의 주회로 개폐부와 접지 개폐부로 이루어진 1위상분에 해당하는 2개의 요소 스위치를 갖도록 구성되어 있다. 그러나, 이것에 제한되지 않고, 전력 개폐기는 일체화된 3위상분에 해당하는 요소 스위치들을 갖도록 구성되어 있다.

도 25는 도 23에 나나낸 전력 개폐기의 변형예에 관한 주요부의 단면도이다. 이 변형예는, 다음의 점에서 도 23에 나타낸 전력 개폐기와는 다르다.

즉, 용기 몸통부(2031)에서의 주회로 개폐부(2001)측 상에 형성된 2개의 개구부 중, 제 1 고정전극(2012)측 상에 형성된 개구부(2031c)는 아크 쉴드(2035)의 크기와 동일하고, 아크 쉴드(2035)의 일단은 이 개구부(2031c)의 주변 에지에 납땜에 의해 접합되어 있다. 절연 원통(2322)은 그 한편의 단부의 근방에서 직경을 서서히 줄이고, 절연 원통(2322)은 그것의 단부에서 절연 원통(2323)과 동일한 치수를 가지고 있다.

이상과 같이 본 변형예를 구성하였기 때문에, 주회로 개폐부(2001)측의 고정전극(2012)과 접합하는 컵형 밀봉부재는 접지 개폐부(2002)측의 고정전극(2022)과 접합하는 컵형 밀봉부재로서 사용될 수 있기 때문에, 밀봉부재의 종류 수를 줄일 수 있다.

(실시예 13)

도 26은 본 발명의 제 13 실시예에 따른 복합 진공 스위치의 고정 전극 인출부의 부분 단면도이다.

제 1 고정전극(2012)은 수지 절연층(2042)의 내부에서 종단하고, 연결도체(2051)를 통해 모선측 접속단자(2052)에 접속된다. 또한, 제 2 고정전극(2022)도 수지 절연층(2042)의 내부에서 종단하고, 연결도체(2053)를 통해 부하측 접속단자(2054)에 접속되어 있다. 수지 절연층(2042)의 내부에서 부하측 접속단자(2054)의 외주에는, 전압검출용 원통형의 전압 분리용 전극(2055)이 지지 절연물(2056)을 통해 부하측 접속단자(2054)와 동심으로 배치되어 있다.

제 1 고정전극(2012), 연결도체(2051) 및 모선측 접속단자(2052)의 연결에 있어서, 또 제 2 고정전극(2022), 연결도체(2053) 및 부하측 접속단자(2054)의 연결에 있어서, 그들 각각의 헤드부분은 원호형의 단면을 가진 볼트(2060)를 사용하여 체결되어 있다.

이상과 같이 구성하였기 때문에, 진공용기, 주회로 개폐부, 및 접지 개폐부를 일체화한 상태로 수지 절연층을 형성하기 위한 금형으로 고정할 때, 각 납땜 부분의 허용 응력에 의해서 결정되는 각 가동전극 및 각 고정전극의 위치관계에서 허용되는 상대적인 치수 오차에 여유가 생긴다. 이것은, 제 1 고정전극(2012)과 연결도체(2051)와 모선측 접속단자(2052)의 연결부뿐만 아니라, 제 2 고정전극(2022)과 연결도체(2053)와 부하측 접속단자(2054)의 연결부에서 치수 조정을 할 수 있기 때문이다. 예컨대, 각 연결부에 적절히 조정을 주어, 금형에 대응하는 조립 지그 상에서 연결도체(2051)와 모선측 접속단자(2052)가 함께 연결되고, 제 2 고정전극(2022)과 연결도체(2053)와 부하측 접속단자(2054)가 함께 연결된다.

이러한 구성에 의해서 전력 개폐기의 생산성이 향상될 수 있고, 그것의 제조비용은 감소될 수 있다. 또한, 도체 접속부 근방의 전계를 완화할 수 있기 때문에, 수지 절연층(2042)의 해당 부분에 있어서의 두께를 감소시킬 수 있어, 전력 개폐기를 소형화할 수 있다.

또한, 금형에 관하여 전압 분리용 전극(2055)의 위치결정은 부하측 접속단자(2054)의 위치에 의해서 결정되기 때문에, 금형측으로부터 전압 분리용 전극(2055)을 위치 결정할 필요가 없어, 위치결정의 작업성을 개선할 수 있다. 또한, 전압 분리용 전극(2055)을 부하측 접속단자(2054)의 임의의 위치에 장착할 수 있기 때문에, 수지 절연층(421) 내부의 전력 분포를 용이하게 최적화하여, 전력 개폐기의 소형화에 기여한다.

이상의 설명에 있어서는, 전압 분리용 전극을 부하측 접속단자의 주위가 설치한다. 그러나, 그것에 제한되지 않고, 도 27에 나타낸 바와 같이, 연결도체(2053)로부터 접속선(2055)을 통해 콘덴서(2006)를 접속하고, 몰드의 외부에 콘덴서 단자(2061)를 설치한 구조도 이용할 수 있다.

콘덴서(2006)의 용량을 전극 사이의 부유 용량 또는 위상 사이의 부유 용량보다 크게 하면, 모선측 또는 서로 인접하는 위상이 충전 중에서도 전압검출이 가능하다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 스위치 기어에 있어서는, 모선과 부하기기 사이를 개폐하는 주회로 개폐기, 및 접지 개폐기 등의 개폐기구를 용기 내에 배치하고, 해당 용기를 절연성의 몰드에 의해서 덮고, 해당 몰드의 표면에 접지하기 위해 도전층을 설치함으로써, 안전성을 확보할 뿐만 아니라, 용기의 내부의 접지 전위를 제공하는 영역을 작게 하여 접지 장해를 방지한다. 그리고, 용기 내부의 전체를 고진공으로 유지함으로써 아크가 진공 소멸되어야 하는 접점의 주위에 보호 쉴드를 설치할 필요가 없어, 스위치 기어의 간략화 및 소형화가 가능하기 때문에 스위치 기어의 생산비용을 삭감할 뿐만 아니라 스위치 기어의 설치의 자유도를 용이하게 향상시킬 수 있다. 또한, SF₆등의 절연성 가스를 이용하지 않기 때문에, 스위치 기어의 취급 및 관리를 용이하게 할 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 스위치 기어에 있어서는, 개폐기구와 모선을 전기적으로 접속하는 수전부재를 커넥터 등의 도전 접속용 단자부로 구성한다. 이것 때문에, 스위치 기어를 한정된 스페이스에 복수개를 나란히 배치할 수 있고, 또 모선에 접속할 수 있어, 스위치 기어의 설치시의 자유도를 더 향상시킬 수 있다.

또, 본 발명에 따른 스위치 기어에 있어서는, 접지 개폐기와 연동하여 개폐하는 외부 개폐기를 설치하고, 해당 외부 개폐기를 통해서 스위치 기어를 접지함으로써, 접지 전위를 제공하는 용기 내부의 영역을 제거하여, 용기 내부에서 접지 장애가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이것에 의해서, 스위치 기어의 신뢰성 및 안전성을 향상시킬 수 있고, 스위치 기어의 구성을 간략화 및 소형화할 수 있으며, 스위치 기어의 생산비용을 삭감할 수 있고, 스위치 기어의 설치의 자유도를 향상시킬 수 있으며, 스위치 기어의 취급 및 관리를 용이하게 할 수 있다.

또, 본 발명에 따른 스위치 기어에 있어서는, 몰드에 의해서 복수의 진공용기를 일체로 통합할 수 있다. 이것에 의해서, 스위치 기어를 소형화할 수 있고, 또 스위치 기어의 설치시의 자유도를 증가시킬 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 스위치 기어에 있어서는, 도전성 수지 등의 도전성 재료를 원통형 또는 직사각형 등의 박스형으로 성형하여, 접지 도전부재로 제작하고, 해당 접지 도전부재 내에 진공용기를 수납하고, 접지 도전부재가 진공용기의 표면에 노출되도록 몰드에 의해 이들을 일체로 통합한다. 이것에 의해서, 스위치 기어의 생산시 몰드의 표면에 도전층을 형성하는 것을 용이하게 할 수 있다.

또, 본 발명에 따른 스위치 기어에 있어서는, 몰드 내에 부하측의 도체와 대향하도록 금속 쉴드 등의 매설 도전부재를 매설함으로써, 콘덴서와 등가인 회로를 실현할 수 있다. 이것에 의해서, 전압검출 등의 스위치 기어의 상태에 대한 검사를 용이하게 할 수 있다.

또, 본 발명에 따른 스위치 기어에 있어서는, 진공용기를 완충재로 덮고, 몰드에 의해서 그들을 일체로 통합하며, 완충재를 진공용기와 몰드 사이에 보유함으로써, 진공용기와 몰드 사이의 선팽창율의 차이로부터 발생하는 박리를 방지할 수 있다.

또, 본 발명에 의하면, 각각 주회로 개폐부 및 접지 개폐기 접지부를 진공용기 내부에 비교적 자유롭게 배치할 수 있다. 이것에 의해서, 소형화가 가능하고, 저비용으로 제작 가능하며, 또 취급이 용이하고, 성능이 좋은 진공 절연 스위치 기어를 제공할 수 있다.

또, 본 발명에 의하면, 각각 제작공정 중에서 가장 시간을 필요로 하는 진공 밀봉공정을 진공 납땜에 의해 행할 수 있기 때문에, 스위치 기어의 제작시간을 대폭 단축할 수 있다.

또, 진공용기를 적당히 분할된 복수의 부재로 구성함으로써, 진공용기의 가공성을 개선할 수 있다

또, 진공용기는 금속제이기 때문에, 진공용기의 개구부를 임의로 크게 설정할 수 있어, 주회로 개폐기 고정전극, 주회로 개폐기 가동전극, 절연로드, 접지 개폐기 접지전극, 접지 개폐기 가동전극, 및 가요성 도체 고정전극 등의 각종 장비기기의 조립성을 개선할 수 있다.

본 발명에 의하면, 각각, 금속제의 진공용기는 1개의 접합부만 필요로 하기 때문에, 진공용기의 납땜의 작업성을 향상시킬 수 있다.

또한, 진공용기의 수가 적어, 진공용기의 기밀성의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

본 발명에 의하면, 2개 또는 그 이상의 부재로 성형되는 금속제의 진공용기의 접합부에 위치결정용의 동작을 시행함으로써, 진공용기의 납땜의 효율성을 향상시킬 뿐만 아니라, 납땜 지그를 간소화하고, 납땜의 위치 정밀도를 향상시킬 수 있다.

본 발명에 의하면, 전계강도가 높아지는 부분에, 금속제의 진공용기의 일부를 연장하여 전계 완화용의 링부를 설치하기 때문에, 부품의 수를 증가시키지 않고, 전계를 완화할 수 있어, 스위치 기어의 내전압 성능을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 의한 전력 개폐기에 있어서는, 진공용기의 절연원통과 금속제 진공용기 부품의 접합부 근방을 도전성 고무의 쿠션 링으로 덮고, 또 링으로 덮혀진 부분을 그 외측으로부터 상기 진공용기 외표면과 함께 수지 절연층으로 덮기 때문에, 접합부에 형성된 필릿의 외주 에지 부분에서의 전계집중을 완화시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 전력 개폐기는 수지 절연층을 주형 성형법 등에 의해 형성할 때 납땜된 필릿부로 수지가 스며드는 것을 방지할 수 있고, 또 수지 절연층의 수축 응력 및 전력 개폐기의 작동시의 온도 변화에 의한 열응력을 완화시킬 수 있다.

또한, 도전성 고무 쿠션 링의 일단은 절연 원통의 외주 단부를 덮고, 도전성 고무 쿠션 링의 타단은 금속제 진공용기 부품의 외주를 덮으며, 절연 원통의 외주 단부를 덮는 쿠션 링의 단부 코너는 이 코너의 두께보다 약간 작은 반경으로 둥글게 형성되고, 금속제 진공용기 부품의 외주를 덮는 쿠션 링의 단부 외주면은, 그것의 돌출단부의 두께가 거의 O를 제공하는 원추면 형태로 형성되며, 쿠션 링의 내주면의 계단부는 접합부에 형성된 납땜된 필릿의 치수보다 큰 치수를 가지고 둥글게 형성되어 있다. 이것에 의해서, 접합부에 형성된 필릿의 외주 에지 부분에서의 전계집중을 보다 확실히 완화시킬 수 있다.

또한, 도전성 고무 쿠션 링의 일단은 절연 원통 외주 단부를 덮고, 도전성 고무 쿠션 링의 타단은 금속제 진공용기 부품의 외주를 덮으며, 절연 원통의 외주 단부를 덮는 쿠션 링의 단부 코너는 이 코너의 두께보다 약간 작은 반경으로 둥글게 형성되고, 금속제 진공용기 부품의 외주를 덮는 쿠션 링의 단부는 절연 원통의 축방향과 직교하는 평면으로 각각 형성되며, 쿠션 링의 내주면의 계단부뿐만 아니라 금속제 진공용기 부품의 외주를 덮는 쿠션 링의 내경측 단부 코너는 상기 접합부에 형성된 납땜된 필릿의 치수보다 큰 치수로 각각 둥글게 형성된다. 따라서, 이 구성은 접합부에 형성된 필릿의 외주 에지 부분에서의 전계집중을 보다 확실히 완화시킬 수 있다.

그리고, 요소 스위치의 전극과 전력 개폐기의 외부를 접속하는 접속 도체를 수지 절연층의 내부에 체결수단에 의해 연결하기 때문에, 전력 개폐기의 생산성을 향상시킬 뿐만 아니라 그것의 제조비용을 감소시킬 수 있다.

또한, 체결수단으로서 그것의 헤드부분이 원호형의 단면을 가진 볼드를 사용하기 때문에, 도체 접속부 근방의 전계를 완화시킬 수 있고, 그 근방부분에 대응하는 수지 절연층의 해당 부분의 두께를 작게 할 수 있어, 전력 개폐기를 소형화할 수 있다.

또한, 수지 절연층의 내부의 접속 도체의 외주에 전압 분리용 전극을 구비하고, 이 전압 분리용 전극은 접속 도체에 고정된 절연물에 의해 위치 결정되기 때문에, 전압 분리용 전극을 금형측에 위치 결정할 필요가 없어, 위치결정 작업성을 개선할 수 있다. 또, 전압 분리용 전극을 접속 도체의 임의의 위치에 장착할 수 있기 때문에, 수지 절연층의 내부의 전위 분포를 최적화하는 것이 용이할 뿐만 아니라 전력 개폐기를 소형화할 수 있다.

또한, 수지 절연층의 내부에, 접속 도체와 그 한편의 전극을 접속하고, 그 정전용량이 접속도체에 대하여 전극 사이 및 위상 사이의 부유용량보다 큰 전압 분리용 콘덴서를 배치한다. 따라서, 모선측 또는 서로 인접하는 위상이 충전 중에 있어도 전압검지가 가능하다.

Claims (3)

1. 개폐기구와,

   상기 개폐기구를 수용하는 진공용기와,

   상기 용기를 덮는 절연부재를 구비하고,

   상기 절연부재의 외면에 도전층을 설치한 것을 특징으로 하는 스위치 기어.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 개폐기구는,

   제 1 고정 접촉자와,

   제 2 고정 접촉자와,

   제 1 고정 접촉자에 접촉/이반하고, 제 2 고정 접촉자에 전기적으로 접속된 제 1 가동 접촉자와,

   제 2 고정 접촉자에 접촉/이반하는 제 2 가동 접촉자와,

   상기 제 1 고정 접촉자에 전기적으로 접속된 수전부재와,

   상기 제 2 가동 접촉자에 전기적으로 접속된 접지부재와,

   상기 제 2 고정 접촉자에 전기적으로 접속된 전력 분배용 부재를 구비한 것을 특징으로 하는 스위치 기어.
3. 제 1 항에 있어서,

   절연 원통은 진공용기를 형성하고, 진공용기는 금속제이며, 진공용기의 절연 원통과 금속제 진공용기 부품의 접합부 근방은 도전성 고무의 쿠션 링으로 덮혀 있고, 수지 절연층은 그것의 외측으로부터 진공용기의 외표면과 함께 링으로 덮혀진 부분을 덮는 것을 특징으로 하는 스위치 기어.