KR20030075832A - 가스절연 차단기의 소호장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스절연 차단기 또는 가스절연 개폐장치에서 전류가 차단될 때 발생하는 아크를 소호시키기 위한 장치에 관한 것으로, 특히 차단기의 트립(Trip) 작동시 트립속도가 저하되는 것을 방지하고 운동부의 행정거리를 축소할 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 고정접촉자내에 설치된 고정 아크접촉자 및 압축실린더와, 상기 압축실린더의 로드에 고정된 안내관과, 상기 안내관의 외경부에 이동가능하게 설치되어 압축실린더와의 사이에 압축실을 형성하는 가동피스턴과, 상기 안내관과 가동피스턴 사이에 설치되고 일정압력 이상에서 압축되는 압축스프링과, 상기 압축실린더의 이동에 따라 함께 이동하면서 고정 아크접촉자에 접속하거나 이탈하는 가동 아크접촉자와, 상기 압축실린더에 고정된 노즐과, 상기 압축실린더의 로드를 차단기의 조작기에 연결하는 조작기 연결로드로 구성된 가스절연 차단기의 소호장치이며, 가동피스턴의 이동에 따른 압축실의 용적변화에 의해 조작기의 소요출력을 감소시키고 차단기의 행정거리를 줄일 수 있다.

Description

가스절연 차단기의 소호장치{extinguishing device for gas insulation switch}

본 발명은 가스절연 차단기 또는 가스절연 개폐장치에서 전류가 차단될 때 발생하는 아크를 소호시키기 위한 장치에 관한 것으로, 특히 차단기의 트립(Trip) 작동시 트립속도가 저하되는 것을 방지하고 운동부의 행정거리를 축소할 수 있도록 한 것이다.

가스절연 개폐장치나 가스절연 차단기는 전기선로상에 설치되어 정상적인 사용상태에서 인위적으로 선로를 개폐할 때 또는 선로의 지락이나 단락 등 사고전류가 발생하였을 때 전류를 안전하게 차단하여 전력계통 및 부하기기를 보호하는 전기기기로서, 이와같은 가스절연 차단기에서는 차단기가 트립작동을 할 때 압축실에서 압축된 절연력이 우수한 소호가스를 노즐을 통해 분사시켜 트립작동시 발생하는 아크를 소호시켜주게 된다.

도 1과 도 2는 종래 가스절연 차단기의 소호장치를 나타낸 구성도로서, 소호장치는 고정측과 가동측으로 이루어져 있다.

고정측은 고정접촉자(1)와 고정 아크접촉자(2)로 구성된다.

가동측은 고정접촉자(3)와, 상기 고정접촉자내에 이동가능하게 설치된 압축실린더(4)와, 상기 압축실린더내에 설치되어 압축실(6)을 형성하는 고정피스턴(5)과, 상기 압축실린더의 이동에 따라 함께 이동하면서 고정 아크접촉자에 접속하거나 이탈하는 가동 아크접촉자(7)와, 상기 압축실린더에 고정된 노즐(8)과, 상기 압축실린더의 로드를 차단기의 조작기에 연결하는 조작기 연결로드(9)로 구성되어 있다.

상기와 같은 장치는 차단기의 정상적인 통전 상태에서는 도 1과 같이 가동 아크접촉자(7)가 고정 아크접촉자(2)에 접속되어 선로는 폐로상태를 유지하게 된다.

상기와 같은 상태에서 차단기가 트립되면 조작기와 연결된 조작기 연결로드(9)에 도면상 우측방향(개로방향)으로 힘이 전달되어 고속의 트립동작이 시작되고 로드에 의해 조작기 연결로드(9)와 연결된 압축실린더(4) 및 가동 아크접촉자(7)가 조작기 연결로드(9)의 이동방향으로 함께 이동하게 된다.

이때 압축실린더(4)와 고정피스턴(5)에 의해 형성된 압축실(6)의 용적은 압축실린더(4)의 이동에 따라 급속히 줄어들게 되고 압축실린더(4)의 이동에 의해 가동 아크접촉자(7)가 고정 아크접촉자(2)에서 분리되는 순간부터 가동 아크접촉자(7)와 고정 아크접촉자(2) 사이에서 아크가 발생하게 되는데, 상기와 같이 아크가 발생할 때 도 2와 같이 압축실(6)내에 압축되어 있던 압축가스가 노즐(8)을 통해 아크방향으로 분사되므로 아크가 소호되고 전류는 차단되는 것이다.

그러나 상기와 같은 차단기에서 높은 에너지의 아크를 신속하게 소호하여 차단기의 성능을 향상시키기 위해서는 트립속도인 조작기 연결로드(9)의 이동속도를 향상시켜 압축실내의 가스압력을 증대시키고 분출되는 가스의 양을 증대시켜 주어야 한다.

또한 종래에는 트립속도를 향상시키고 분출되는 가스량을 증대시키기 위해조작기의 출력을 증대시키고 압축실의 운동거리인 행정거리를 늘려주었는데, 상기와 같이 조작기의 출력을 증가시키거나 차단기의 행정거리를 늘리는 경우 부품의 대형화가 요구되어 장치가 커지고 제조비용이 증가하는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 조작기의 출력을 증대시키거나 압축실의 행정거리를 늘리지 않고도 차단기의 아크를 효과적으로 소호시킬 수 있는 장치를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따라 고정접촉자내에 설치된 고정 아크접촉자 및 압축실린더와, 상기 압축실린더의 로드에 고정된 안내관과, 상기 안내관의 외경부에 이동가능하게 설치되어 압축실린더와의 사이에 압축실을 형성하는 가동피스턴과, 상기 안내관과 가동피스턴 사이에 설치되어 일정압력 이상에서 압축되는 압축스프링과, 상기 압축실린더의 이동에 따라 함께 이동하면서 고정 아크접촉자에 접속하거나 이탈하는 가동 아크접촉자와, 상기 압축실린더에 고정된 노즐과, 상기 압축실린더의 로드를 차단기의 조작기에 연결하는 조작기 연결로드로 구성된 가스절연 차단기의 소호장치가 제공된다.

도 1과 도 2는 종래 장치를 나타낸 단면도로서

도 1은 선로가 통전중인 상태도

도 2는 차단기가 트립되는 상태도

도 3 내지 도 도 6은 본 발명을 나타낸 단면도로서

도 3은 선로가 통전중인 상태도

도 4는 차단기가 트립되는 상태도

도 5는 압력상승에 의해 압축실의 용적이 확대된 상태도

도 6은 선로가 차단된 개로 상태도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

3 : 고정 아크접촉자 4 : 압축실린더

6 : 압축실 7 : 가동 아크접촉자

8 : 노즐 9 : 조작기 연결로드

10 : 안내관 11 : 가동피스턴

12 : 압축스프링

도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 아크 소호장치를 나타낸 단면도이다.

고정측은 고정접촉자(1)와 고정 아크접촉자(2)로 구성된다.

가동측은 고정접촉자(3)와, 상기 고정접촉자내에 이동가능하게 설치된 압축실린더(4)와, 상기 압축실린더의 로드에 고정된 안내관(10)과, 상기 안내관의 외경부에 이동가능하게 설치되어 압축실린더와의 사이에 압축실(6)을 형성하는 가동피스턴(11)과, 상기 안내관과 가동피스턴 사이에 설치되어 가동피스턴에 일방향으로 힘을 작용시키는 압축스프링(12)과, 상기 압축실린더의 이동에 따라 함께 이동하면서 고정 아크접촉자에 접속하거나 이탈하는 가동 아크접촉자(7)와, 상기 압축실린더에 고정된 노즐(8)과, 상기 압축실린더의 로드를 차단기의 조작기에 연결하는 조작기 연결로드(9)로 구성되어 있다.

상기 안내관(10)과 가동실린더(11)의 연결부위에는 걸림턱이 형성되어 가동실린더(11)가 안내관(10)으로 부터 분리되지는 않으며, 상기 압축스프링(12)은 압축실(6)내의 압력이 일정한 압력 이상이 되면 그 압력에 의해 압축되도록 설계되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 차단기의 정상운전 상태에서는 도 3과 같이 가동 아크접촉자(7)가 고정 아크접촉자(2)와 접속하여 폐로상태를 유지하게 된다.

상기와 같은 상태에서 차단기가 트립되면 조작기와 연결된 조작기 연결로드(9)에 도면상 우측방향(개로방향)으로 힘이 전달되어 고속의 트립동작이 시작되고 도 4와 같이 로드에 의해 조작기 연결로드(9)와 연결된 압축실린더(4) 및 가동 아크접촉자(7)가 조작기 연결로드(9)의 이동방향으로 함께 이동하게 된다.

따라서 압축실린더(4)와 가동피스턴(11)에 의해 형성된 압축실(6)이 압축되어 압력이 상승하게 되고 압축실린더(4)의 이동에 의해 가동 아크접촉자(7)가 고정 아크접촉자(2)에서 분리되는 순간부터 가동 아크접촉자(7)와 고정 아크접촉자(2) 사이에서 아크가 발생하게 되며, 이때 압축실(6)의 압력은 압축실린더(4)의 이동에따른 압력상승과 아크 에너지에 의한 열팽창 압력에 의해 급속도로 상승하게 된다.

상기와 같이 압축실(6의 압력이 급속도로 상승하여 일정한 압력 이상이 되면 도 5와 같이 압축실(6)의 압력에 의해 가동피스턴(11)이 압축스프링(12)을 압축시키면서 안내관(10)을 따라 도면상 우측방향으로 이동하여 압축실(6)의 용적이 확대되고 압축된 가스는 노즐(8)을 통해 가동 아크접촉자(7) 및 고정 아크접촉자(2) 사이로 분출되어 아크를 소호시킴과 동시에 전류를 차단하게 된다.

또한 차단기의 동작이 거의 완료되면 도 6과 같이 압축되었던 압축스프링(12)이 원상태로 복귀하여 다시 압축실(6)내의 가스 분출압력을 일정하게 지속적으로 유지시켜 주며, 가동피스턴(11)을 원위치로 복귀시킨다.

그리고 차단기가 투입되면 조작기 연결로드(9)가 도면상 좌측방향으로 이동하여 도 3과 같은 상태로 환원된다.

본 발명은 압축실린더내에 고정실린더를 설치하는 종래 장치와는 달리 압축실린더내에 가동실린더를 설치하여 압축실내의 용적을 가변시킬 수 있도록 되어있고 이에따라 압축실이 일정한 압력 이상으로 높아지면 압축실의 용적이 확대되어 더 이상의 압력상승이 억제됨과 동시에 가스 분출량이 증가하도록 되어 있으므로 조작기의 소요출력을 감소시킬 수 있고 차단기의 행정거리를 줄일 수 있게 된다.

즉, 종래에는 압축실의 높은 압력을 이기면서 압축실린더를 이동시키기 위해 압축실의 압력상승에 비례하여 조작기의 소요출력을 크게하거나 또는 압축실의 용적을 크게해 주어야 했지만, 본 발명은 압축실의 압력이 일정한 압력 이상으로 상승할 때 자동적으로 압축실의 용적이 증대되면서 압력상승이 억제되므로 조작기의 소요출력을 감소시킬 수 있고 운동부의 행정거리를 줄일 수 있게 되는 것이다.

Claims (2)

1. 고정접촉자내에 설치된 고정 아크접촉자 및 압축실린더와, 상기 압축실린더의 로드에 고정된 안내관과, 상기 안내관의 외경부에 이동가능하게 설치되어 압축실린더와의 사이에 압축실을 형성하는 가동피스턴과, 상기 안내관과 가동피스턴 사이에 설치되고 일정압력 이상에서 압축되는 압축스프링과, 상기 압축실린더의 이동에 따라 함께 이동하면서 고정 아크접촉자에 접속하거나 이탈하는 가동 아크접촉자와, 상기 압축실린더에 고정된 노즐과, 상기 압축실린더의 로드를 차단기의 조작기에 연결하는 조작기 연결로드로 구성된 것을 특징으로 하는 가스절연 차단기의 소호장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 안내관과 가동피스턴의 연결부위에 가동피스턴이 안내관에서 이탈되는 것을 방지하는 걸림턱을 형성하여서 된 가스절연 차단기의 소호장치.