KR200433268Y1 - 가스절연부하개폐기용 차단기 샤프트 - Google Patents

Abstract

본 고안은 가스절연부하개폐기용 차단기에 관한 것이며, 더욱 상세히는 샤프트를 분리 결합 가능한 단일 금형으로 제작하고 이러한 샤프트 3개를 연결하여 한 쌍의 샤프트 조립체를 형성하여 금형 제작비 절감, 소형화, 생산성 향상, 작업의 유지보수가 간편하도록 한 가스절연부하개폐기용 차단기 샤프트에 관한 것이다.

상기와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위하여, 단일 금형으로 제작되고, 분리 및 결합이 가능하도록 복수의 샤프트로 이루어지며, 상기 샤프트의 몸체의 길이 방향 일단에는 연결 돌부가 돌출되어 있고, 이의 반대편에는 한 쌍의 고정 돌부가 돌출되어 상기 샤프트의 내부에 각각 결합되며, 상기 샤프트 몸체의 너비 방향 중앙부에는 고정전극 삽입홈을 갖는 회전날개가 돌출형성되고, 상기 회전날개의 전,후면에는 가동전극이 가동전극 관통구멍에 삽입되어 가동전극 이격 돌부에 볼트와 탄성스프링으로 고정하되, 상기 회전날개와 가동전극은 서로 대칭되게 형성된 복수의 샤프트가 상기 샤프트 케이스 내부에 수용되어 가스절연부하개폐기의 조작기와 연결되어 회동하는 샤프트 조립체;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

가스절연부하개폐기용 차단기, 샤프트 조립체, 샤프트, 가동전극, 회전날개

Description

가스절연부하개폐기용 차단기 샤프트{SHAFT BREAKER OF A GAS INSULATION TYPE LOAD BREAK SWITCH}

도 1은 종래의 가스절연부하개폐기를 개략적으로 나타낸 구성도.

도 2는 본 고안의 샤프트 조립체의 분리사시도.

도 3은 본 고안 샤프트의 정면도.

도 4는 본 고안 샤프트의 좌측면도.

도 5는 본 고안 샤프트의 우측면도.

도 6은 본 고안 샤프트의 결합상태를 보여주는 정단면도.

도 7은 샤프트 케이스에 결합된 상태를 보여주는 샤프트의 사시도.

도 8은 샤프트 케이스에 결합된 상태를 보여주는 정단면도.

도 9는 샤프트 케이스에 결합된 상태를 보여주는 측단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 조작기 200: 차단기

210: 샤프트 케이스 220: 가스 구멍

230: 주회로 고정전극 240: 접지회로 고정전극

300: 하우징 400: 샤프트 조립체

410: 샤프트 411: 고정 돌부 삽입홈

412: 연결 돌부 413: 회전 샤프트 삽입홈

414: 고정 돌부 415: 연결 돌부 삽입홈

416: 가동전극 관통구멍 417: 가동전극 이격 돌부

418: 회전날개 419: 고정전극 삽입홈

420: 가동전극 421: 탄성스프링

430: 회전 샤프트 431: 회전 사프트 돌기

432: 조작기 회전 레버 구멍

본 고안은 가스절연부하개폐기용 차단기에 관한 것이며, 더욱 상세히는 샤프트를 분리 결합 가능한 단일 금형으로 제작하고 이러한 샤프트 3개를 연결하여 한 쌍의 샤프트 조립체를 형성하여 금형 제작비 절감, 소형화, 생산성 향상, 작업의 유지보수가 간편하도록 한 가스절연부하개폐기용 차단기 샤프트에 관한 것이다.

통상의 가스절연부하개폐기는 배전 계통 정격 전압 25.8㎸ 지중 배전선로에서 옥외 또는 옥내에 설치되어 선로의 분기, 구분 개폐, 후단 변압기 보호 등의 기 능을 수행하는 전력 기기 중의 하나로서, 6불화황 가스(SF6) 등과 같이 불화성, 비착화성의 성질을 가지는 소호 가스를 그 내부에 충전하여 사용하는 퍼퍼(Puffer) 방식으로 3상 4선식 다중접지 배전선로를 개폐하는 고정전극과 가동전극 사이에서 발생하는 아크를 소호한다.

도 1을 참조하면, 상기와 같은 종래의 가스절연부하개폐기는 조작기(100)와 차단기(200)로 구성되고, 한 쌍의 조작기(100)와 차단기(200)가 한 세트를 이루어 다수의 세트로 하우징(300)에 장착된다.

상기 하우징(300)의 일측 외면에는 상기 조작기(100)들이 일정 간격으로 장착되어 있고, 상기 하우징(300)의 내부에는 상기 각각의 조작기(100)와 연결되어 회동하면서 개폐작동하여 3상 배전선로를 개폐하는 고정전극과 가동전극을 포함하는 상기 차단기(200)들이 일정 간격으로 장착되어 있으며, 특히 상기 하우징(300)의 내부에는 상기 6불화황 가스(SF6) 등과 같이 불화성, 비착화성의 성질을 가지는 소호 가스가 충전된 상태에서 상기 각 차단기(200)에 포함된 고정전극과 가동전극이 떨어질 때 발생하는 아크를 소호한다.

한편, 상기와 같은 가스절연부하개폐기용 차단기(200)는 통상적으로 상기 고정전극이 설치되는 샤프트 케이스와 상기 샤프트 케이스 및 상기 조작기(100)의 회전 레버와 연결되어 회동하면서 상기 고정전극과 접속 혹은 이격되는 가동전극이 설치되는 샤프트 조립체로 구성되며, 최근에는 다양한 형태의 차단기(200)가 제조되고 있으나, 아직 까지는 샤프트의 개발이 미약한 실정이다.

종래의 샤프트 케이스는 내부 중앙부에 일체형의 샤프트가 길이 방향으로 결합 되기 위해서 2개의 케이스가 2등분 되어 상,하 또는 좌,우측에서 케이스가 결합 되어 하나의 제품으로 이루어지는데, 이때 샤프트의 크기와 길이만큼 샤프트 케이스의 크기가 커지게 되고, 이로 인해서 샤프트 및 샤프트 케이스의 금형 크기가 커지기 때문에 작업면적을 많이 차지하며, 금형 비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

한편, 종래의 샤프트는 사이즈가 크기 때문에 하우징에 설치시 많은 면적을 차지하게 되어 샤프트 케이스 및 하우징의 크기가 커지게 되고, 이로 이해서 하우징의 내부에 6불화황 가스(SF6) 등과 같이 불화성, 비착화성의 성질을 가지는 소호 가스가 충전되는데, 이때 충전되는 소호 가스 또한 비용이 과다하게 지출되는 문제점이 있었다.

상기 샤프트에 이상이 발생할 경우 샤프트 전체를 교체해야되는 번거로움으로 유지보수 비용이 과다하게 소요되는 문제점이 있었다.

이에, 본 출원인은 가공보장설계(동시공학 simultaneous engineering)를 통해서 경제적으로 비교적 용이하게 가스절연부하개폐기용 차단기 샤프트를 제작할 수 있는 동시에 한 벌의 금형으로 최소한의 크기로 제작된 샤프트를 연속적으로 다수개 결합하여 샤프트 조립체를 구성할 수 있도록 하여 금형 제작비용을 절감할 수 있으며 생산성을 개선시켜 제조업체가 경쟁력을 갖도록 한 가스절연부하개폐기용 차단기 샤프트를 제공함에 있다.

본 고안의 다른 목적은 가스절연부하개폐기용 차단기 샤프트의 소호 작용뿐만 아니라, 샤프트 조립체의 크기를 소형화하여 샤프트 케이스 및 하우징의 크기를 최소화하여 내부 공간 활용이 용이하고, 하우징의 내부에 충진되는 소호 가스를 절감할 수 있는 가스절연부하개폐기용 차단기 샤프트를 제공함에 있다.

본 고안의 또 다른 목적은 복수의 샤프트 조립체가 분리 및 결합이 가능하기 때문에 샤프트에 이상이 있거나 보수가 필요한 부분만을 분리하여 보수할 수 있는 있기 때문에 유지보수가 용이한 동시에 부품의 교체비용을 절감할 수 있는 가스절연부하개폐기용 차단기 샤프트를 제공함에 있다.

본 고안의 또 다른 목적은 샤프트의 내부에 설치되는 가동전극은 상기 가동전극 관통 구멍 사이에 형성된 가동전극 이격 돌부를 관통하여 볼트 결합하는 탄성스프링에 의해 장력을 유지하면서 고정될 수 있도록 하여 상기 가동전극의 내부에 끼워지는 고정전극을 항상 탄력적으로 밀착시킬 수 있도록 한 가스절연부하개폐기용 차단기 샤프트를 제공함에 있다.

본 고안의 또 다른 목적은 다수의 샤프트는 몸체의 일단에 형성된 연결돌부와 반대편에 형성된 고정돌부가 몸체의 내측에 형성된 연결돌부 삽입홈과 고정돌부 삽입홈에 결합되어 한 쌍의 샤프트 조립체를 이루고, 상기 몸체의 너비 방향 양측의 중앙부에는 회전날개가 돌출되면서 양측면이 전,후방으로 돌출하되, 돌출된 내측부가 라운드처리되어 샤프트 케이스의 내부에 설치되어 작동시 케이스 내부에 형성되는 아크를 케이스의 가스 구멍으로 원활하게 이송시켜 소호시킬 수 있도록 한 가스절연부하개폐기용 차단기 샤프트를 제공함에 있다.

상기와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위하여, 단일 금형으로 제작되고, 분리 및 결합이 가능하도록 복수의 샤프트로 이루어지며, 상기 샤프트의 몸체의 길이 방향 일단에는 연결 돌부가 돌출되어 있고, 이의 반대편에는 한 쌍의 고정 돌부가 돌출되어 상기 샤프트의 내부에 각각 결합되며, 상기 샤프트 몸체의 너비 방향 중앙부에는 회전날개가 돌출형성되고, 상기 회전날개의 전,후면에는 가동전극이 서로 대칭되게 형성된 복수의 샤프트가 상기 샤프트 케이스 내부에 수용되어 가스절연부하개폐기의 조작기와 연결되어 회동하는 샤프트 조립체;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 샤프트는 몸체의 길이 방향 일단에는 한 쌍의 고정 돌부 삽입홈과 상기 한 쌍의 고정 돌부 삽입홈의 사이에 연결 돌부가 돌출되어 있고, 상기 연결 돌부에는 가스절연부하개폐기의 조작기와 연결되는 회전 샤프트 삽입홈이 형성되어 있으며 몸체의 길이 방향 타단에는 한 쌍의 고정 돌부와 상기 한 쌍의 고정 돌부 사이에 연결 돌부 삽입홈이 형성되어 있으며 몸체의 너비 방향 중앙부에는 한 쌍의 가동전극 관통 구멍이 형성되어 있고 상기 가동전극 관통 구멍 사이에 가동전극 이격 돌부가 형성되어 있으며 몸체의 너비 방향 양측의 각 중앙부에는 상기 가동전극과 접촉되는 고정전극 삽입홈이 선단에 형성된 회전날개가 돌출되어 있는 복수의 샤프트가 상기 샤프트 케이스 내부에 수용되어 가스절연부하개폐기의 조작기 와 연결되어 회동하는 샤프트 조립체;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 도면을 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 2 내지 도 9를 참조하면, 본 고안 가스절연부하개폐기용 차단기 샤프트(400)가 설치되는 가스절연부하개폐기용 차단기(200)는 3상 4선식 다중접지형으로, 분리 결합 가능한 3개의 샤프트(410)를 결합하여 형성된 한 쌍의 샤프트 조립체(400)로 구성된다.

단일 금형으로 제작되는 샤프트(410)는 분리 및 결합이 가능하도록 복수의 샤프트(410)로 구성되어 샤프트 케이스(210)의 내부에 설치된다.

상기 샤프트(410)는 몸체의 길이 방향 일단에는 한 쌍의 고정 돌부 삽입홈(411)과 상기 한 쌍의 고정 돌부 삽입홈(411) 사이에 연결 돌부(412)가 돌출되어 있고, 상기 연결 돌부(412)에는 가스절연부하개폐기의 조작기(도 1 참조)와 연결되는 회전 샤프트 삽입홈(413)이 형성되어 있다.

상기 연결 돌부(412)는 후술할 회전 샤프트(430)의 일단이 결합될 수 있도록 전방으로 돌출되어 있다.

한편, 가스절연부하개폐기의 조작기(100)와 연결되는 회전 샤프트(430)의 일측에는 상기 샤프트(410)의 연결 돌부(412)에 형성된 삽입홈(413)에 삽입 고정되는 회전 샤프트 돌기(431)가 형성되어 있으며, 타측에는 상기 가스절연부하개폐기의 조작기(100)의 회전 레버(도시하지 않음)와 회동 가능하도록 결합되는 조작기 회전 레버 구멍(432)이 형성되어 있다.

상기 회전 샤프트 돌기(431)는 도 2에서 보는 바와 같이 회전 샤프트(430)의 일측에 형성된 측판에 회전 샤프트 돌기(431)의 일단이 억지끼움되면서 양측에 2개가 형성되어 회전 샤프트 삽입홈(413)에 결합되는 구조로 이루어진다.

여기서, 회전 샤프트 돌기(431)의 경우 회전 샤프트(430)의 측판 중앙부에 일체로 형성되어 축으로 결합 될 수도 있는데, 이때 축결합되는 회전 샤프트 돌기(431)는 원형, 육각형 및 다각형으로 형성되어 핀으로 고정되거나, 또는 키홈방식으로 결합하여 사용할 수도 있다.

상기 샤프트(410)의 몸체의 길이 방향 타단에는 한 쌍의 고정 돌부(414)와 상기 한 쌍의 고정 돌부(414) 사이에 연결 돌부 삽입홈(415)이 형성되어 있으며, 몸체의 너비 방향 중앙부에는 한 쌍의 가동전극 관통 구멍(416)이 형성되어 있고, 상기 가동전극 관통 구멍(416) 사이에 가동전극 이격 돌부(417)가 형성되어 있다.

상기 가동전극(420)은 상기 가동전극 관통 구멍(416) 사이에 형성된 가동전극 이격 돌부(417)를 관통하여 볼트 결합하는 탄성스프링(421)에 의해 장력을 유지하면서 고정된다.

상기 샤프트(410)의 몸체의 너비 방향 양측의 각 중앙부에는 상기 가동전극(420)과 접촉되는 고정전극 삽입홈(419)이 선단에 형성된 회전날개(418)가 돌출되어 있다.

상기 회전날개(418)는 전,후방으로 절곡되도록 돌출형성하되, 절곡되는 내측부분을 라운드처리하여 상기 케이스(210)의 내부에 설치시 케이스(210) 내부에서 발생하는 아크의 이동이 원활하게 이루어지도록 한다.

상기 복수의 샤프트(410)는 샤프트 케이스(210) 내부에 수용되어 가스절연부하개폐기의 조작기와 연결되어 회동한다.

한편, 복수의 샤프트(410)가 설치되는 샤프트 케이스(210)는 전체가 2등분되어 좌,우 또는 상,하에서 결합 되거나, 상기 샤프트(410)와 대응하여 샤프트 케이스(210)를 복수 형성하여 각각 결합시켜 사용할 수 있도록 한다.

상기와 같이 구성되는 본 고안 가스절연부하개폐기용 차단기 샤프트는 다음과 같이 작동한다.

상기 차단기(200)는 정상 작동 상태에서 상기 샤프트 조립체(400)의 각 샤프트(410)에 설치된 가동전극(420)들이 상기 샤프트 케이스(210)에 서로 대각선 방향에 위치하도록 설치된 상기 주회로 고정전극(230)과 접속되어 있으며, 이에 따라서 상기 차단기(200)가 설치된 3상 4선식 다중접지 배전선로를 경유하여 고압의 전기가 정상적으로 흐른다.

상기와 같이 차단기(200)가 설치된 3상 4선식 다중접지 배전선로를 경유하여 고압의 전기가 정상적으로 흐르고 있는 상태에서, 만약 지락 사고가 발생하면 상기 가스절연부하개폐기의 조작기의 회전 레버(도시하지 않음)와 회동 가능하도록 결합된 상기 회전 샤프트(430)가 상기 조작기의 회전 레버를 회동시키는 모터(도시하지 않음)의 구동에 의해 회동함에 따라서 상기 차단기(200)는 후단 변압기 보호 등의 기능을 수행하기 위한 차단 작동 상태로 자동 전환한다. 상기 지락 사고가 발생하 지 않더라도 선로의 분기, 구분 개폐, 유지보수 등이 필요한 경우, 작업자가 차단기(200)의 차단 작동 상태로 자동 혹은 수동 전환할 수 있다.

상기 차단기(200)가 차단 작동하는 경우, 상기 회전 샤프트(430)가 회동함에 따라서 상기 샤프트 조립체(400)의 각 샤프트(410)가 회동하면, 상기 각 샤프트(410)에 설치된 가동전극(420)들이 회동하면서 상기 샤프트 케이스(210)에 서로 대각선 방향에 위치하도록 설치된 상기 주회로 고정전극(230)과 이격되어 상기 샤프트 케이스 조립체(400)의 각 샤프트 케이스(410)에 서로 대각선 방향에 위치하도록 설치된 상기 접지회로 고정전극(240)과 접속되며, 이에 따라서 상기 차단기(200)가 설치된 3상 4선식 다중접지 배전선로를 경유하여 흐르던 고압의 전기가 차단되면서 접지된다.

특히, 상기 주회로 고정전극(230)으로부터 상기 가동전극(420)이 이격될 때 발생하는 아크는 도 9에서 보는 바와 같이 회전날개(418)가 회전하면서 아크를 상기 샤프트 케이스(210)의 격벽과 격벽 사이에 형성된 가스 구멍(220)으로 이송하면서 상기한 차단기 하우징(300; 도 1 참조)에 충전된 소호 가스가 집속되어 공급되므로 아크가 용이하게 소호된다.

한편, 샤프트(410)의 가동전극(420)은 볼트의 내측에 형성된 탄성스프링(421)에 의해서 장력을 유지하게 되어 상기 가동전극(420)의 내부에 끼워지는 주회로 고정전극(430) 및 접지회로 고정전극(440)을 탄력적으로 밀착된 상태를 유지하면서 접속될 수 있도록 한다.

이상에서 설명한 것은 본 고안에 따른 가스절연부하개폐기용 차단기 샤프트를 실시하기 위한 실시 예들에 불과한 것으로서, 본 고안은 상기한 실시 예들에 한정되지 않고, 이하의 실용신안등록청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 본 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 고안의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

상술한 바와 같은 본 고안에 의하면, 주회로 고정전극과 접지회로 고정전극이 가동전극과 밀착된 상태를 유지하면서 접속될 수 있도록 가동전극의 양측에 탄성스프링을 설치하고, 특히 복수의 샤프트를 분리 결합할 수 있으므로 금형 제작비 절감, 소형화, 생산성 향상, 작업의 용이함, 보수가 필요한 부분만을 분리하여 보수할 수 있는 유지보수의 용이함 등을 모두 만족할 수 있다.

실제로, 본 고안과 같이 상기 샤프트 케이스의 내부에서 샤프트가 작동시 회전날개의 양측면이 전,후면으로 절곡되도록 돌출형성되어 상기 가동전극이 각각의 고정전극과 이격되면서 발생하는 아크를 상기 케이스의 가스 구멍을 통해 하우징의 호수 가스와 집속되면서 아크를 종래에 비해 용이하게 소호할 수 있다.

또한, 본 고안과 같이 샤프트를 분리 결합 가능한 단일 금형으로 제작하고 이러한 샤프트 3개를 결합하여 형성된 한 쌍의 샤프트 조립체를 형성함으로써, 종래에 비해 3배의 금형 제작비를 절감하면서 차단기를 소형화하고 생산성을 향상시키며 조립 및 유지보수 작업을 용이하게 수행할 수 있는 효과가 있는 고안이다.

한편, 본 고안의 샤프트는 유지보수가 간편한 동시에 샤프트에 문제가 발생할 경우 문제가 있는 샤프트만을 분리하여 교체할 수 있기 때문에 유지보수 비용 및 부품의 교체비용을 절감할 수 있는 효과가 있는 고안이다.

Claims (6)

1. 단일 금형으로 제작되고, 분리 및 결합이 가능하도록 복수의 샤프트(410)로 이루어지며, 상기 샤프트(410)의 몸체의 길이 방향 일단에는 연결 돌부(412)가 돌출되어 있고, 이의 반대편에는 한 쌍의 고정 돌부(414)가 돌출되어 상기 샤프트(410)의 내부에 각각 결합되며, 상기 샤프트(410) 몸체의 너비 방향 중앙부에는 회전날개(418)가 돌출형성되고, 상기 회전날개(418)의 전,후면에는 가동전극(420)이 서로 대칭되게 형성된 복수의 샤프트(410)가 상기 샤프트 케이스(210) 내부에 수용되어 가스절연부하개폐기의 조작기(100)와 연결되어 회동하는 샤프트 조립체(400);

   로 구성되는 것을 특징으로 하는 가스절연부하개폐기용 차단기 샤프트.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 샤프트(410)는 몸체의 길이 방향 일단에는 한 쌍의 고정 돌부 삽입홈(411)과 상기 한 쌍의 고정 돌부 삽입홈(411)의 사이에 연결 돌부(412)가 돌출되어 있고, 상기 연결 돌부(412)에는 가스절연부하개폐기의 조작기(100)와 연결되는 회전 샤프트 삽입홈(413)이 형성되어 있으며 몸체의 길이 방향 타단에는 한 쌍의 고정 돌부(414)와 상기 한 쌍의 고정 돌부(414) 사이에 연결 돌부 삽입홈(415)이 형성되어 있으며 몸체의 너비 방향 중앙부에는 한 쌍의 가동전극 관통 구멍(416)이 형성되어 있고 상기 가동전극 관통 구멍(416) 사이에 가동전극 이격 돌부(417)가 형성되어 있으며 몸체의 너비 방향 양측의 각 중앙부에는 상기 가동전극(420)과 접촉되는 고정전극 삽입홈(419)이 선단에 형성된 회전날개(418)가 돌출된 것을 특징으로 하는 가스절연부하개폐기용 차단기 샤프트.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 가동전극(420)은 상기 가동전극 관통 구멍(416) 사이에 형성된 가동전극 이격 돌부(417)를 관통하여 볼트 결합하는 탄성스프링(421)에 의해 장력을 유지하면서 고정되는 것을 특징으로 하는 가스절연부하개폐기용 차단기.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 가스절연부하개폐기의 조작기(100)와 연결되는 회전 샤프트(430)의 일측에는 상기 샤프트(410)의 연결 돌부(412)에 형성된 삽입홈(413)에 삽입 고정되는 회전 샤프트 돌기(431)가 형성되어 있으며, 타측에는 상기 가스절연부하개폐기의 조작기(100)의 회전 레버와 회동 가능하도록 결합되는 조작기 회전 레버 구멍(432)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가스절연부하개폐기용 차단기.
5. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 회전 샤프트(430)의 일단 상,하부에는 2개의 회전 샤프트 돌기(431)가 형성되고, 상기 회전 샤프트 돌기(431)는 회전 샤프트(430)의 측판에 억지끼움으로 고정되며, 상기 2개의 회전 샤프트 돌기(431)는 상기 샤프트(410)의 연결 돌부(412)에 형성된 삽입홈(413)과 대응하여 결합되는 것을 특징으로 하는 가스절연부하개폐기용 차단기.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 샤프트(410)의 회전날개(418)는 상부 양측면이 전,후면으로 절곡되도록 돌출형성하되, 상기 절곡된 내측면을 라운드 처리한 것을 특징으로 하는 가스절연부하개폐기용 차단기.

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