KR200306995Y1 - 고속도접지개폐기 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 압축된 SF6가스를 장시간에 걸쳐 지속적으로 불어줄 수 있도록 절연노즐의 구조를 개선함으로써 아크전류의 지속시간이 80㎳ 이상이 되더라도 압축된 SF6가스를 지속적으로 공급하여 고정접촉자와 가동접촉자 사이의 아크전류 소호성능을 확보할 수 있도록 한 고속도접지개폐기에 관한 것이다.
본 고안에 따른 고속도접지개폐기는, 극초고압 송전선으로부터 고장전류가 유입되면 유입된 고장전류를 접지시키기 위해 가동접촉자가 고속으로 모선의 도체부에 설치된 고정접촉자로 접근하는 고속도접지개폐기에 있어서, 상기 가동접촉자가 고정접촉자로부터 분리되는 차단동작시 가동접촉자의 운동과 연동하여 가스압축실 내에서 SF6가스를 압축하는 파퍼실린더와, 상기 파퍼실린더에서 압축된 SF6가스를 지속적으로 공급하여 상기 고정접촉자와 가동접촉자 사이의 아크전류를 소호하는 상부노즐 및 하부노즐로 분리된 절연노즐과, 상기 하부노즐에 아크방향과 직각방향으로 다 수개 설치되어 압축된 SF6가스가 일시에 분출되지 않도록 하는 소호홀이 구비된다.
Description
본 고안은 가스절연개폐장치(Gas Insulated Switchgear; GIS)의 고속도접지개폐기(High Speed Grounding Switch; HSGS)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 장시간 SF6가스의 압력을 일정하게 유지하여 2차 아크전류를 소호할 수 있도록 한 고속도접지개폐기에 관한 것이다.
국내 송전선로에 아크 지락고장이 발생하여 차단기에 의해 고장선로가 계통으로부터 분리되면 적정시간 내에 아크가 소멸되므로 차단기 재투입에 의해 계속적으로 송전이 가능해진다. 그러나, 계통전압이 높아지고 다상 또는 단상 재폐로 방식이 적용되는 계통에서는 아크 지락고장이 발생하여 차단기에 의해 고장선로가 분리되어도 타상 및 타회선으로부터의 정전유도에 의한 2차 아크가 적정시간 내에 소멸되지 않음으로 인해 원치않는 재투입 실패가 발생할 수 있다. 따라서, 국내 초고압 계통에서는 가스절연개폐장치를 구성함에 있어 차단기, 변류기, 단로기, 접지개폐기, 붓싱 등과 아울러 고속도접지개폐기를 주요 구성기기에 포함한다.
일반적으로 극초고압 송전선에서 단상 및 단락사고가 발생하여 고장 상(Fault Phase)을 전단차단기로 제거하여도 건전상(Sound Phase) 선로와 고장상 선로와의 전자유도 및 정전유도에 의하여 사고점에 2차 아크전류가 흐르게 된다. 이와 같이 상들 간의 상호 유도가 심한 부분에 대해서는 적절한 조치를 취하여야 하는데, 그 이유는 2차 아크전류가 차단기의 재투입 전까지 데드타임(Dead Time) 동안 소호되지 못하기 때문이다.
이러한 2차 아크전류를 소호하는 문제를 해결하는 가장 경제적이고 확실한방법은 고속도접지개폐기를 이용하는 것이다. 이 고속도접지개폐기는 가스차단기가 개폐동작하는 사이에 각 개폐동작보다 고속으로 작동하여 개방된 고장 상의 양단을 자동적으로 접지하고, 그 후에 자동적으로 개방하도록 가스차단기의 전류차단성능 및 그 간극절연성능을 보장한다. 즉, 단락아크의 소호 후 사고선로 양단에 설치된 고속도접지개폐기 투입에 의하여 양단을 접지함으로써 2차 아크가 소호되고, 선로쪽 고속도접지개폐기의 개방에 의해 전자유도에 의한 유도성 전류를 차단하고, 다른 한편의 고속도접지개폐기의 개방으로 정전유도에 의한 용량성 전류를 차단한다. 따라서, 고속도접지개폐기에는 이들 유도전류를 차단하는 성능이 요구된다.
그러나, 종래의 고속도접지개폐기가 전자유도전류를 차단하는 중에 다른 건전상 선로에 지락사고 등 후속사고가 생겨 직류분을 포함하는 단락 사고전류가 흐르게 되면, 고속도접지개폐기 전류에 큰 직류분이 중첩하여 장시간 전류영점을 통과하지 못하는 일이 발생할 수 있다. 이 경우 직류분 감쇄시정수가 크기 때문에 실질적으로는 다른 상의 사고전류가 차단되어 영점을 통과하는 전류로 복귀할 때까지 의 시간, 즉 최대로 80㎳ 정도로 예상되는 시간 동안 차단이 어려워지는 문제점이 있다.
이에, 본 고안의 목적은 압축된 SF6가스를 장시간에 걸쳐 지속적으로 불어줄 수 있도록 절연노즐의 구조를 개선함으로써 다른 상의 사고전류가 차단되어 영점을 통과하는 전류로 복귀할 때까지의 시간동안 전류영점을 통과하지 못하는 전류를 차단할 수 있도록 한 고속도접지개폐기를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따른 고속도접지개폐기는, 극초고압 송전선으로부터 고장전류가 유입되면 유입된 고장전류를 접지시키기 위해 가동접촉자가 고속으로 모선의 도체부에 설치된 고정접촉자로 접근하는 고속도접지개폐기(High Speed Grounding Switch)에 있어서, 상기 가동접촉자가 고정접촉자로부터 분리되는 차단동작시 가동접촉자의 운동과 연동하여 가스압축실 내에서 SF6가스를 압축하는 파퍼실린더(Puffer Cylinder)와, 상기 파퍼실린더에서 압축된 SF6가스를 지속적으로 공급하여 상기 고정접촉자와 가동접촉자 사이의 아크전류를 소호하는 상부노즐 및 하부노즐로 분리된 절연노즐(Insulation Nozzle)과, 상기 하부노즐에 아크방향과 직각방향으로 다 수개 설치되어 압축된 SF6가스가 일시에 분출되지 않도록 하는 소호홀이 구비된다.
도 1은 본 고안에 따른 고속도접지개폐기의 구성도.
도 2는 도 1의 고속도접지개폐기에 있어서 가동접촉자가 투입된 상태도.
도 3 및 도 4는 도 1의 고속도접지개폐기에 있어서 아크 차단도중 및 차단된 상태도.
도 5는 도 1의 고속도접지개폐기의 절연노즐의 상세 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 고속도접지개폐기 11 : 금속 외피용기
12 : 도체부 13 : 고정접촉자
14 : 가동접촉자 15 : 파퍼실린더
16 : 파퍼피스톤 17 : 가스압축실
20 : 절연노즐 21 : 상부노즐
22 : 하부노즐 23 : 소호홀
31 : 유압피스톤 32 : 유압실린더 로드
34 : 차단용 코일
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안을 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 고안에 따른 고속도접지개폐기의 구성도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 고안에 따른 고속도접지개폐기(High Speed Grounding Switch; HSGS)(1)는 선로용 접지개폐기(Line Earthing Switch; ES)(2)와 선로용 단로기(Line Disconnector Switch; DS)(3) 사이에 배치되어 가스차단기(도시되지 않음)의 전류차단성능 및 그 간극절연성능을 보장하기 위해서 가스차단기가 개폐동작하는 사이에 각각의 개폐동작보다 고속으로 접지 및 그 해제동작을 수행한다.
상기 고속도접지개폐기(1)는 도체부(Conductor)(12), 고정접촉자(Fixed Arcing Contact)(13), 가동접촉자(Moving Arcing Contact)(14), 절연노즐(Insulation Nozzle)(20), 파퍼실린더(Puffer Cylinder)(15), 파퍼피스톤(Puffer Piston)(16) 등으로 구성되며, 접지된 금속 외피용기(Enclosure)(11) 내에 내장된 구조로써 소호성능과 절연성능이 우수한 SF6가스로 봉입된다.
극초고압 송전선으로부터 붓싱, 피뢰기, 모선의 도체부(12)를 거쳐 고장전류가 유입되면, 가스차단기가 송전선을 일시적으로 개방하지만 유입된 고장전류를 대지로 흐르게 하기 위해 고속도접지개폐기(1) 내의 가동접촉자(14)가 고속으로 모선의 도체부(12)에 설치된 고정접촉자(13)로 접근된다.
고장전류가 유입되어 가스차단기에 의해 고장상(Fault Phase) 선로가 계통으로부터 분리되면 적정시간 내에 발생된 아크전류는 소멸되며, 이때, 고속도접지개폐기(1)의 가동접촉자(14)가 고정접촉자(13)에 접촉되었을 때, 즉 고속도접지개폐기(1)가 온(On)되었을 때 생기는 폐루프에 건전상(Sound Phase) 선로에서의 자속이 쇄교하여 전자유도전류가 흐른다. 또한, 양단 고속도접지개폐기(1)의 가동접촉자(14)가 고정접촉자(13)로부터 분리되는 차단동작 중 어느 하나의 고속도접지개폐기(1)가 먼저 오프(Off)되면 남은 한쪽의 고속도접지개폐기에 정전유도전류가 흐른다.
상기 고속도접지개폐기(1)는 이러한 차단동작시 충진된 SF6가스를 가동접촉자(14)의 운동과 연동하는 파퍼실린더(15) 내에서 압축시켜 접점 분리시에 절연노즐(20)을 통하여 아크를 불어 끄게 된다. 이때, 구동에너지는 유압축척장치를 이용한다.
도 2는 도 1의 고속도접지개폐기에 있어서 가동접촉자가 투입된 상태도이고, 도 3 및 도 4는 도 1의 고속도접지개폐기에 있어서 아크 차단도중 및 차단된 상태도이다.
상기 고속도접지개폐기(1)에 의한 아크전류의 차단동작을 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
상기 고속도접지개폐기(1)의 유압축척장치 중에서 차단용 코일(34)이 여자되면 차단용 밸브가 열려 유압피스톤(31)의 하부는 고압으로 압축되어 있던 유압이 탱크로 빠지면서 저압으로 되어 유압피스톤(31)은 화살표 방향인 개로방향으로 이동한다.
상기 유압피스톤(31)의 구동력은 유압실린더 로드(32)에 의해 소호실 가동부인 파퍼실린더(15)에 전달되고, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 구동력에 의해 파퍼실린더(15)의 파퍼피스톤(16)이 개로방향으로 이동함에 따라 가스압축실(17) 내의 SF6가스가 압축된다.
상기 파퍼실린더(15)가 개로방향으로 이동함에 따라 파퍼피스톤(16)에 일측이 접속된 가동접촉자(14)는 도체부(12)의 고정접촉자(13)로부터 분리되고, 고정접촉자(13)와 가동접촉자(14)가 분리되면 가스압축실(17) 내의 SF6가스가절연노즐(20)을 통하여 분출됨으로써 아크를 불어서 소호시킨다.
도 5는 도 1의 고속도접지개폐기의 절연노즐의 상세 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 절연노즐(20)은 압축된 SF6가스가 일시에 분출되지 않고 지속적으로 압축된 SF6가스를 불어주어 아크를 소호할 수 있도록 상부노즐(21) 및 하부노즐(22)로 분리된 구조를 갖는다.
상기 절연노즐(20)은 중앙부에 가동접촉자(14)가 이동하는 통로가 구비된 하부노즐(22)의 외부를 상부노즐(21)이 덮는 형태로 이루어지며, 상기 하부노즐(22)에는 가동접촉자(14)가 이동하는 통로 둘레로 쉴드(Shield)(19) 안쪽을 따라 이동된 압축된 SF6가스의 분출통로(24)가 구비된다. 또한, 상기 하부노즐(22)에는 압축된 SF6가스가 일시에 분출되지 않도록 아크방향과 직각방향으로 다 수개의 소호홀(23)이 설치된다.
따라서, 상기 파퍼실린더(16)에서 압축된 SF6가스가 쉴드(19) 안쪽을 따라 이동된 후 상부노즐(21) 및 하부노즐(22) 사이로 불려나오면서 압축된 SF6가스를 지속적으로 공급하여 고정접촉자(13)와 가동접촉자(14) 사이의 아크전류를 소호한다.
상술한 바와 같은 구조의 절연노즐(20)은 다른 상의 사고전류가 차단되어 영점을 통과하는 전류로 복귀할 때까지의 시간, 즉 아크 지속시간이 최대로 80㎳ 이상이 되더라도 그 시간동안 가동접촉자(14)의 옆면을 따라 압축된 SF6가스를 지속적으로 공급함으로써 고정접촉자(13)와 가동접촉자(14) 사이의 아크 소호성능을 확보할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 고안에 따른 고속도접지개폐기에 대한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 고안의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 고안에 따른 고속도접지개폐기는 절연노즐을 상부노즐 및 하부노즐로 분리하여 아크의 지속시간이 80㎳ 이상이 되더라도 가동접촉자의 옆면을 따라 압축된 SF6가스를 지속적으로 공급함으로써 고정접촉자와 가동접촉자 사이의 아크 소호성능을 확보할 수 있는 효과가 있다.
Claims (3)
- 극초고압 송전선으로부터 고장전류가 유입되면 유입된 고장전류를 접지시키기 위해 가동접촉자가 고속으로 모선의 도체부에 설치된 고정접촉자로 접근하는 고속도접지개폐기(High Speed Grounding Switch)에 있어서,상기 가동접촉자가 고정접촉자로부터 분리되는 차단동작시 가동접촉자의 운동과 연동하여 가스압축실 내에서 SF6가스를 압축하는 파퍼실린더(Puffer Cylinder);상기 파퍼실린더에서 압축된 SF6가스를 지속적으로 공급하여 상기 고정접촉자와 가동접촉자 사이의 아크전류를 소호하는 상부노즐 및 하부노즐로 분리된 절연노즐(Insulation Nozzle); 및상기 하부노즐에 아크방향과 직각방향으로 다 수개 설치되어 압축된 SF6가스가 일시에 분출되지 않도록 하는 소호홀이 구비됨을 특징으로 하는 고속도접지개폐기.
- 청구항 1에 있어서, 상기 절연노즐은,중앙부에 가동접촉자가 이동하는 통로가 구비된 하부노즐의 외부를 상부노즐이 덮는 형태로 이루어지며, 상기 하부노즐의 가동접촉자가 이동하는 통로 둘레로 쉴드(Shield) 안쪽을 따라 이동된 SF6가스의 분출통로가 구비됨을 특징으로 하는고속도접지개폐기.
- 청구항 1에 있어서, 상기 절연노즐은,다른 상의 사고전류가 차단되어 영점을 통과하는 전류로 복귀할 때까지의 시간동안 상기 가동접촉자의 옆면을 따라 압축된 SF6가스를 지속적으로 공급함을 특징으로 하는 고속도접지개폐기.
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|---|---|---|---|
| KR20-2002-0036832U KR200306995Y1 (ko) | 2002-12-10 | 2002-12-10 | 고속도접지개폐기 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR20-2002-0036832U KR200306995Y1 (ko) | 2002-12-10 | 2002-12-10 | 고속도접지개폐기 |
Publications (1)
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|---|---|
| KR200306995Y1 true KR200306995Y1 (ko) | 2003-03-11 |
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ID=49402633
Family Applications (1)
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Country Status (1)
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| KR (1) | KR200306995Y1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3284098B1 (en) | 2015-04-13 | 2019-08-28 | ABB Schweiz AG | Device for interrupting non-short circuit currents only, in particular disconnector or earthing switch |
-
2002
- 2002-12-10 KR KR20-2002-0036832U patent/KR200306995Y1/ko not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP3284098B1 (en) | 2015-04-13 | 2019-08-28 | ABB Schweiz AG | Device for interrupting non-short circuit currents only, in particular disconnector or earthing switch |
| US11087939B2 (en) | 2015-04-13 | 2021-08-10 | Abb Power Grids Switzerland Ag | Device for interrupting non-short circuit currents only, in particular disconnector or earthing switch |
| EP3284098B2 (en) † | 2015-04-13 | 2022-10-05 | Hitachi Energy Switzerland AG | Device for interrupting non-short circuit currents only, in particular disconnector or earthing switch |
| US11699559B2 (en) | 2015-04-13 | 2023-07-11 | Hitachi Energy Switzerland Ag | Device for interrupting non-short circuit currents only, in particular disconnector or earthing switch |
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