KR200457544Y1 - 가스절연 차단기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 가스절연 차단기에 관한 것으로, 둥근 원통형상의 고정측 아크접촉자; 상기 고정측 아크접촉자의 외주를 감싸며 접촉하는 노즐; 및 상기 노즐과 연결되며, 개방동작시 아크소호를 위한 압축가스를 수용하는 실린더 공간을 형성하는 가동측 주접촉자;를 포함하고, 상기 고정측 아크접촉자의 외주면에는, 상기 실린더의 내부와 외부를 연통시키는 연통홈이 형성되어 있는 것이 특징이다. 상기 노즐은 내부의 직경이 감소하는 목이 존재하며, 상기 연통홈은 상기 노즐의 목에 접촉하는 고정측 아크접촉자의 외주면에 형성된다. 본 고안은 이러한 형상의 아크 접촉자를 이용함으로써, 투입 후에도 내부 열가스 배출 및 외부 냉가스의 유입이 원활하게 이루어지기 때문에, 곧바로 차단 동작이 일어나더라도 아크 소호를 위한 상대 압력 상승이 충분히 이루어져서, 차단 성능이 유지되는 유리한 효과가 있다.

Description

가스절연 차단기{GAS INSULATION SWITCHGEAR}

본 고안은 가스절연 차단기에 관한 것이며, 보다 상세하게는 가스절연 차단기의 투입상태에서 내부의 열가스 및 냉가스의 순환이 원활하게 이루어지도록 하는 수단을 구비한 것이다.

일반적으로 가스절연 차단기 또는 가스절연 개폐장치는 송전선로 상에 설치되어 송전선로가 정상상태에서는 기기 및 선로를 점검을 위한 개폐동작을 하고 송전선로가 이상상태에서는 고장전류를 차단하여 선로 및 부하기기를 안전하게 보호하는 역할을 수행한다. 특히, 초고압 전력계통에서는 지락 단락 등 이상상태에서의 사고전류를 안전하게 차단함으로써 계통을 보호하는 기기이며, 가혹한 전류 차단 조건인 이상상태에서 사고전류 차단을 위해서 절연력이 우수한 소호 가스를 압축하고 전류 차단시 발생하는 아크 소호를 위해 상기 압축가스를 높은 압력으로 노즐을 통해 분사한다.

가스절연 차단기가 동작하는데 필요한 구동력은, 유압이나 공압 혹은 전동스프링 등의 구동장치에서 발생되는 동력을 이용하고, 이들 구동장치의 동력을 받아서 실린더에 연결된 연결로드가 트립위치로 이동한다. 연결로드의 이동으로 실린더 내부의 SF₆가스가 압축되고 압축된 고압의 가스가 아크를 향해 분사되어 사고전류를 냉각 소호시킨다.

도 1 내지 도 4에서는 종래 가스절연 차단기가 동작하는 모습을 보여준다. 도 1은 투입상태이며, 도 2는 개방 직전상태, 도 3은 개방후 소호중인 모습, 도 4는 개방상태의 모습을 각각 보여준다.

도 1에서 보듯이, 가스절연 차단기의 투입상태에서는 가동측 아크접촉자(4)와 고정측 아크접촉자(5)가 서로 접촉한 상태이며 서로 통전이 되고 있다. 이 상태에서 계통상에 사고전류가 발생하면, 구동장치의 구동력을 전달받아서 실린더 로드(7)가 이동하고 실린더 로드에 연결되어 있는, 노즐(2)과 가동측 주접촉자(3) 등이 이동하여 개방동작이 이루어진다. 도 2는 상기 고정측 아크접촉자(5)와 가동측 아크접촉자(4)가 서로 떨어지기 직전의 상태이다. 이때, 피스톤(P)은 일정위치에 고정된 상태에서 가동측 주접촉자(3)가 그림에서 보아 아래쪽으로 이동하기 때문에, 실린더(S)가 압축되어 내부에 있던 SF₆가스가 압축되고 온도가 상승한다.

도 3은 상기 고정측 아크접촉자(5)와 가동측 아크접촉자(4)가 서로 떨어진 직후의 모습이며, 고정측 아크접촉자(5)와 가동측 아크접촉자(4)가 떨어지는 순간 이들 사이에는 아크가 발생하고, 이때 실린더(S)에 압축되어 있던 압축가스가 아크를 향해서 분사되어 아크를 소호하게 된다. 그림에서 화살표는 압축가스가 분사되는 것을 표시한 것이다.

도 4는 개방이 완료된 상태의 모습이며, 고정측과 가동측이 완전히 분리되며, 내부와 외부의 가스가 서로 자유롭게 혼합될 수 있는 상태이다.

개방동작시 아크 접촉자 사이에는 강한 아크가 발생하고 이로 인해 내부에는 높은 에너지의 아크 전류가 발생하게 된다.

그런데, 가스절연 차단기가 개방동작을 할 때 발생하는 아크로 인해서, 가동부 내부에는 열가스가 생성된다. 그리고, 이때 발생한 열가스가 주위에 존재하는 냉가스와 충분히 열교환이 이루어지지 않은 상태에서 투입동작이 이루어지면, 상기 실린더(S) 내부에는 상대적으로 고온인 열가스가 밀폐되어 존재하고 되고, 주위의 냉가스와 열교환이 이루어지지 않게 된다. 이렇게 내부 열가스가 주위의 냉가스와 충분히 혼합이 이루어지지 않은 채 투입이 이루어지고, 이후 곧바로 차단 동작이 수행되는 경우에는 실린더 내부의 압력상승이 상대적으로 약한 상태이므로 사고전류 차단 성능이 저하되는 문제가 있다.

본 고안은, 상기 문제를 해결하기 위해서 차단기 개방동작시 발생하는 열가스와 주위의 냉가스가 충분히 열교환이 이루어질 수 있도록 이들이 혼합될 수 있는 수단을 제공하는 것을 목적으로 하며, 이를 위해서 고정측 아크접촉자의 일부에 홈을 형성하여 공기통로를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 고안은 상기 목적을 위해서, 둥근 원통형상의 고정측 아크접촉자; 상기 고정측 아크접촉자의 외주를 감싸며 접촉하는 노즐; 및 상기 노즐과 연결되며, 개방동작시 아크소호를 위한 압축가스를 수용하는 실린더 공간을 형성하는 가동측 주접촉자;를 포함하고, 상기 고정측 아크접촉자의 외주면에는, 상기 실린더의 내부와 외부를 연통시키는 연통홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가스절연 차단기를 제공한다.

상기 노즐은 내부의 직경이 감소하는 목이 존재하며, 상기 연통홈은 상기 노즐의 목에 접촉하는 고정측 아크접촉자의 외주면에 형성된다.

상기 연통홈은, 상기 고정측 아크접촉자의 길이방향을 따라 형성된 홈이며 아크접촉자의 외주면에 하나 이상 형성된다.

상기 연통홈의 고정측 아크접촉자 길이방향 크기는, 상기 노즐의 목의 길이방향 크기보다 커게 형성된다.

본 고안은 상기 구성과 같은 형상의 아크 접촉자를 이용함으로써, 투입 후에도 내부 열가스 배출 및 외부 냉가스의 유입이 원활하게 이루어지기 때문에, 곧바로 차단 동작이 일어나더라도 아크 소호를 위한 상대 압력 상승이 충분히 이루어져서, 차단 성능이 유지되는 유리한 효과가 있다.

도 1 내지 도 4는 종래기술에 따른 가스절연 차단기가 동작하는 상태를 보여주며,
도 5는 본 고안의 일 실시예에 따른 투입상태의 가스절연 차단기를 보여주며,
도 6는 본 고안의 가스절연 차단기가 개방상태인 것을 보여주며,
도 7은 본 고안의 일 실시예에 따른 고정측 아크접촉자의 사시도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여, 본 고안의 일시예에 대해서 설명한다. 다만, 종래의 가스절연 차단기와 유사한 구성에 대해서는 고안의 명확화를 위해서 간략히 설명하도록 한다.

도 5 및 도 6은 본 고안의 일 실시예에 따른 가스절연 차단기이며, 도 5는 투입상태를 보여주며 도 6은 개방상태인 것을 보여준다.

도면을 참고하면, 본 고안의 가스절연 차단기의 고정수단은, 고정측 지지대(10)와 고정측 지지대 내부에 배치되는 고정측 아크 접촉자(50)를 포함하고, 가스절연 차단기의 가동수단은, 노즐(20)과 가동측 주접촉자(30)와 가동측 아크접촉자(40)와 가동측 지지대(60) 및 실린더 로드(70) 등을 포함한다. 상기 노즐의 일정부분에 내부의 직경이 감소한 목이 존재하여 이곳에서 상기 고정측 아크접촉자와 접촉한다.

도 5의 투입상태에서는 가동측 아크접촉자(40)와 고정측 아크접촉자(50)가 서로 접촉한 상태이며 서로 통전이 되고 있다. 이 상태에서 계통상에 사고전류가 발생하면, 구동장치의 구동력을 전달받아서 실린더 로드(70)가 그림에서 보아 아래쪽으로 이동하고 실린더 로드에 연결되어 있는 가동측 아크접촉자(40)역시 아래쪽으로 이동하여 개방동작이 수행된다. 그리고, 이때 노즐(20)과 가동측 주접촉자(30) 등도 함께 이동한다. 그리고, 도 6은 개방동작이 완료된 상태이다. 이러한 개방 및 투입동작은 종래의 기술과 유사하므로 이 과정에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

그리고, 이러한 개방과정에서 실린더(S)가 압축되어 내부에 있던 SF₆가스가 압축되고 아크를 향해서 분사되어 소호동작이 이루어지면서 실린더 내부의 가스와 주위의 가스가 혼합된다. 그런데, 위에서 설명한 바와 같이, 실린더 외부의 가스(A)와 실린더 내부의 가스(B)는 투입동작이 완료된 투입상태에서도 서로 혼합이 이루어질 필요가 있다.

이를 위해서, 본 고안에서는 도 7에 보이는 것과 같은 고정측 아크접촉자(50)를 안출하였다. 상기 고정측 아크접촉자(50)에는 외주면 일부 위치에 연통홈(55)을 형성하였다. 상기 연통홈(55)의 위치는 가스절연 차단기 투입상태에서 노즐의 목에 위치하도록 하며, 상기 연통홈(55)은 고정측 아크접촉자의 길이방향을 따라 일정크기로 형성되되, 상기 노즐의 목의 길이보다는 커게 하는 것이 좋다. 상기 연통홈의 형상은 특정한 제한은 없으며, 가스절연 차단기의 투입상태에서 상기 실린더(S) 외부의 가스(A)와 내부의 가스(B)가 서로 혼합될 수 있도록 실린더의 내외부를 서로 연통시킬 수 있으면 충분하다. 도 7에서는 그 하나의 예로서 고정측 아크접촉자의 길이방향을 따라 형성된 직사각형상의 홈을 도시하고 있다. 또한, 상기 연통홈은 상기 고정측 아크접촉자의 외주를 따라 필요에 따라 여러개가 형성될 수도 있다.

본 고안의 고정측 아크접촉자(50)는 투입상태에서도 실린더 내부에 존재하는 상대적인 열가스와 실린더 외부에 존재하는 상대적인 냉가스의 혼합이 이루어지기 때문에, 투입동작 후 곧바로 차단 동작이 일어나더라도 아크 소호를 위한 실린더 내부의 압력상승이 충분히 이루어져고 따라서 차단 성능이 유지될 수 있다.

10: 고정측 지지대 20: 노즐
30: 가동측 주접촉자 40: 가동측 아크접촉자
50: 고정측 아크 접촉자 60: 가동측 지지대
70: 실린더 로드 55: 연통홈

Claims (4)

1. 둥근 원통형상의 고정측 아크접촉자; 상기 고정측 아크접촉자의 외주를 감싸며 접촉하는 노즐; 및 상기 노즐과 연결되며, 개방동작시 아크소호를 위한 압축가스를 수용하는 실린더 공간을 형성하는 가동측 주접촉자;를 포함하고, 상기 고정측 아크접촉자의 외주면에는, 상기 실린더의 내부와 외부를 연통시키는 연통홈이 형성되어 있으며,
   상기 노즐은 내부의 직경이 감소하는 목이 존재하며, 상기 연통홈은 상기 노즐의 목에 접촉하는 고정측 아크접촉자의 외주면에 형성되는 것을 특징으로 하는 가스절연 차단기.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 연통홈은, 상기 고정측 아크접촉자의 길이방향을 따라 형성된 홈이며 아크접촉자의 외주면에 하나 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 가스절연 차단기.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 연통홈의 고정측 아크접촉자 길이방향 크기는, 상기 노즐의 목의 길이방향 크기보다 큰 것을 특징으로 하는 가스절연 차단기.

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