KR200478405Y1

KR200478405Y1 - 42kV SWITCHING DEVICE

Info

Publication number: KR200478405Y1
Application number: KR2020110009196U
Authority: KR
Inventors: 정임홍
Original assignee: (주)새명산전
Priority date: 2011-10-17
Filing date: 2011-10-17
Publication date: 2015-10-06
Also published as: KR20130002468U

Abstract

본 고안은 서로 직렬로 연결된 다수의 SCR(11), 각 SCR(11)의 사이마다 개재되는 히트싱크(12), 개개의 SCR(11)마다 그 구동을 위해 구비되는 다수의 SCR 게이트 드라이버(20)를 포함하는 교환 개폐기에 관한 것으로서, 상기 SCR 게이트 드라이버(20)는 전원을 공급받기 위한 비접촉식 트랜스포머(21)를 구비하고, 상기 교환 개폐기는 다수의 SCR 게이트 드라이버(20)마다 구비되는 상기 비접촉식 트랜스포머(21)를 관통하는 송전 케이블(31)을 통해 모든 SCR 게이트 드라이버(20)에 비접촉 방식으로 구동전원을 공급하는 전원공급부(30)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 전력용 반도체 소자를 사용한 교환 개폐기로서 특히 고전압의 영향을 받는 제어유닛의 안전 기능이 개선된 42kV급 정지형 교환 개폐기를 제공할 수 있다.The SCR 11 includes a plurality of SCRs 11 connected in series, a heat sink 12 interposed between the SCRs 11, a plurality of SCR gate drivers 20 The SCR gate driver 20 includes a contactless transformer 21 for receiving power, and the exchange switch includes a contactless transformer 20 provided for each of the plurality of SCR gate drivers 20, (30) for supplying driving power to all the SCR gate drivers (20) in a non-contact manner through a transmission cable (31) penetrating through the main body (21). As a result, it is possible to provide a 42 kV class stationary switchgear improved in safety function of a control unit particularly influenced by a high voltage as an exchange switch using a power semiconductor element.

Description

42kV STANDING SWITCHING DEVICE {42kV SWITCHING DEVICE}

본 고안은 고속전철에 사용되는 교환 개폐기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이전원(異電原)의 경계 개소에 적용되어 고속전철로의 공급 전원이 끊이지 않고 공급될 수 있도록 하는 교환 개폐기에 관한 것이다.The present invention relates to an exchange switch used in a high-speed train, and more particularly, to an exchange switch applied to a boundary of a previous electric power source so that supply power to a high-speed electric train can be supplied without interruption .

도 1은 종래의 교환 개폐기를 나타낸 것이다.Figure 1 shows a conventional switchgear.

전기차가 제어궤도회로에 들어오기 전에는, 중간섹션은 교환 개폐기 34B를 경유하여 열차진입측(이 그림의 경우 M좌 전원)에서부터 가압하고 있다.Before the electric vehicle enters the control track circuit, the intermediate section is pressurized from the train entry side (M left power source in this figure) via the exchange switch 34B.

전기차가 제어궤도회로에 들어오면 34B가 off되고 34A가 on이 된다. 그러면 중간섹션에는 34A를 경유하여 열차진출측(이 그림의 경우 T좌 전원)에서부터 가압한다.When the electric vehicle enters the control track circuit 34B is turned off and 34A is turned on. The intermediate section is then pressurized from the train entry side (T-power source in this figure) via 34A.

그리고, 전차가 제어궤도회로를 벗어나면, 34A가 off, 34B가 on으로 되어 전차가 통과하기 전 상태로 돌아간다.Then, when the train leaves the control track circuit, 34A is turned off and 34B is turned on, and the state returns to the state before the train has passed.

이렇게 해서 전차는 전원의 위상에 관계없이 고속으로 이전원 개소를 통과할 수 있다.In this way, the tram can pass through the previous source at high speed regardless of the phase of the power source.

이와 같은 교환 개폐기는 전차가 통과할 때마다 개폐를 반복하기 때문에 높은 빈도수에도 견딜 수 있는 진공개폐기를 사용하는 것이 필요하고, 그 고장에 대비해 예비설비를 갖추고 있다.Such an exchange switch needs to use a vacuum switch that can withstand a high frequency because it repeatedly opens and closes every time a tank passes, and has spare facilities in preparation for the failure.

최근에는, 교환 개폐기의 신뢰성 및 유지(maintenance)성의 향상을 목적으로 진공개폐기를 대신하여 전력용 반도체 소자를 사용한 교환 개폐기의 개발이 이루어진 바 있다.In recent years, an exchange switch using a power semiconductor device has been developed in place of a vacuum switch for the purpose of improving the reliability and maintenance of the switch.

이러한 교환 개폐기는, 도 2에 도시된 바와 같이, 교환기 설비의 구성은 그대로 둔 채 진공개폐기를 역병렬 접속한 반도체에 따른 개폐기로 바꿔놓고 있다.As shown in FIG. 2, such an exchange switch is replaced with a switch according to a semiconductor in which the vacuum switch is connected in antiparallel with the configuration of the exchange facility left unchanged.

이 개폐기는 내압 12kV의 Thyristor 소자를 23개의 직렬로 하여 내전압을 확보하여, 역병렬 접속으로 양방향으로 통전될 수 있도록 하고 있다.This switch keeps the withstand voltage by arranging 23 Thyristor devices with 12 kV internal pressure so as to be energized in both directions by antiparallel connection.

이러한 정지형 교환 개폐기의 가장 큰 장점은, 진공개폐기에서는 10만회마다 진공밸브를 교체하고 20만회에서는 전체 교체가 필요한 데 반해, 기계적인 가동부가 없기 때문에 동작회수에 제한이 없다는 것이다.The greatest advantage of such a stationary exchange switch is that there is no limitation in the number of operations since there is no mechanical moving part, while a vacuum switch requires a vacuum valve to be replaced every 100,000 times and a full replacement at 200,000 times.

동작회수에 따른 교체가 필요없게 된 점은 고밀도 수송에 특히 유리하다고 말할 수 있으며, 기계적인 접점의 개폐에 따라 발생되어 온 소음도 Thyristor 소자 채택에 따른 정지화로 해소된다.It is particularly advantageous for high-density transportation that the replacement is not necessary due to the number of operations, and the noise generated by the opening and closing of the mechanical contact is eliminated by the still image due to the adoption of the thyristor element.

또한, 반도체소자는 현행 타입과 같은 전극간 거리에 따른 방전현상이 없고, Thyristor 소자로 인해 gate-off 후 전류가 저절로 0 암페어[A] 점 부근에서 소호하기 때문에 비교적 개폐 서지(surge)가 발생하기 어렵고, 전기기기의 절연성능 열화(劣化)를 경감하는 것이 가능하다.In addition, there is no discharge phenomenon in accordance with the distance between the electrodes as in the current type of semiconductor device, and since the current after the gate-off due to the Thyristor device spontaneously goes around 0 ampere [A] point, relatively opening and closing surge occurs And it is possible to reduce deterioration of insulation performance of the electric equipment.

그리고 진공개폐기의 동력원으로서 필요한 진공압축기도 필요하지 않다.Further, a vacuum compressor necessary as a power source of the vacuum switch is not necessary.

Thyristor 소자의 비용이 비싸기 때문에 정지형 교환 개폐기는 진공개폐기보다 초기 비용은 더 들어가지만, 수명이 길고 유지보수가 경감되기 때문에 장기적으로 보면 총비용은 덜 들게 된다.Because of the high cost of the Thyristor device, the stationary switch has a longer initial cost than the vacuum switch but has a longer lifetime and less maintenance, so the total cost is less in the long run.

본 고안의 목적은 전력용 반도체 소자를 사용한 교환 개폐기로서 특히 고전압의 영향을 받는 제어유닛의 안전 기능이 개선된 42kV급 정지형 교환 개폐기를 제공하는 데 있다.The object of the present invention is to provide a 42 kV class stationary switchgear with improved safety function of a control unit influenced by a high voltage as an exchange switchgear using a power semiconductor device.

상기 목적을 달성하기 위해 본 고안은, 서로 직렬로 연결된 다수의 SCR(11), 각 SCR(11)의 사이마다 개재되는 히트싱크(12), 개개의 SCR(11)마다 그 구동을 위해 구비되는 다수의 SCR 게이트 드라이버(20)를 포함하는 교환 개폐기에 있어서, 상기 SCR 게이트 드라이버(20)는 전원을 공급받기 위한 비접촉식 트랜스포머(21)를 구비하고, 상기 교환 개폐기는 다수의 SCR 게이트 드라이버(20)마다 구비되는 상기 비접촉식 트랜스포머(21)를 관통하는 송전 케이블(31)을 통해 모든 SCR 게이트 드라이버(20)에 비접촉 방식으로 구동전원을 공급하는 전원공급부(30)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교환 개폐기를 제공한다.In order to accomplish the above object, the present invention is directed to a semiconductor device having a plurality of SCRs (11) connected in series, a heat sink (12) interposed between the SCRs (11) The SCR gate driver 20 includes a non-contact transformer 21 for receiving power, and the exchange switch includes a plurality of SCR gate drivers 20, Further comprising a power supply unit (30) for supplying driving power to all the SCR gate drivers (20) in a non-contact manner through a transmission cable (31) passing through the non-contact transformer (21) Lt; / RTI >

이상과 같은 본 고안에 따른 교환 개폐기에 의하면, 고속전철에 사용되는 42kV급의 고압의 교환 개폐기에 있어서 SCR 게이트 드라이버를 통한 고전압의 유출로 인한 안전사고를 방지할 수 있다.According to the present invention, it is possible to prevent safety accidents due to leakage of high voltage through the SCR gate driver in the 42 kV class high-voltage switchgear used in the high-speed train.

도 1 및 도 2는 각각 종래의 교환 개폐기의 개략도,
도 3은 본 고안의 실시예에 따른 42kV급 정지형 교환 개폐기의 정면도, 측면도 및 평면도,
도 4는 도 3의 교환 개폐기의 게이트 드라이버의 회로 구성도,
도 5 및 도 6은 도 3의 교환 개폐기의 측면 및 정면 사진,
도 7은 도 5의 주요부 확대 사진이다.Figures 1 and 2 are schematic diagrams of a conventional exchanger, respectively,
FIG. 3 is a front view, a side view, and a plan view of a 42-kV-class stationary switch according to an embodiment of the present invention;
Fig. 4 is a circuit diagram of the gate driver of the switchgear of Fig. 3,
Figures 5 and 6 are side and front views of the switchgear of Figure 3,
7 is an enlarged photograph of the main part of Fig.

본 고안의 실시예에 따른 교환 개폐기는, 도 3에 도시된 바와 같이, 일렬로 직렬 연결된 다수의 SCR(11), 이들 SCR(11)의 사이마다 개재되는 히트싱크(12)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the exchange switch according to the embodiment of the present invention includes a plurality of SCRs 11 connected in series in series, and a heat sink 12 interposed between the SCRs 11.

히트싱크(12)는 SCR(11)의 구동시 발생하는 열을 흡수하여 방열시키기 위한 수단이다.The heat sink 12 is a means for absorbing and radiating heat generated when the SCR 11 is driven.

또한, 교환 개폐기는 SCR(11)의 구동을 위해 다수의 게이트 드라이버(20)를 포함한다.In addition, the exchange switch includes a plurality of gate drivers 20 for driving the SCR 11.

각 게이트 드라이버(20)는 도 4에 도시된 바와 같은 세부 회로구성을 갖는다.Each gate driver 20 has a detailed circuit configuration as shown in FIG.

회로로의 전원공급은 직렬형 고주파 파워서플라이(21)에 의한다.The supply of power to the circuit is performed by a series high-frequency power supply (21).

특히, 파워서플라이(21)는 비접촉식 트랜스포머로서 SCR(11)로부터 고전압이 유입되는 것을 원천적으로 차단하기 위해 채용된 것이다.In particular, the power supply 21 is employed as a non-contact transformer in order to originally block the introduction of high voltage from the SCR 11.

게이트 드라이버(20)의 회로제어는 광신호의 입출력 방식으로 제어되며 광신호 입출력 단자(22)를 통해 접속된다.The circuit control of the gate driver 20 is controlled by the input / output method of the optical signal and is connected through the optical signal input / output terminal 22.

게이트 드라이버(20)에 의해 발생하는 제어신호는 게이트 신호선 출력 단자(23)를 통해 SCR(11)로 전달된다.The control signal generated by the gate driver 20 is transmitted to the SCR 11 through the gate signal line output terminal 23.

한편, 상기한 바와 같이 게이트 드라이버(20)로의 전원공급은 비접촉 트랜스포머(21)를 통해 달성된다.On the other hand, as described above, power supply to the gate driver 20 is achieved through the non-contact transformer 21.

즉, 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 전원공급부(30)로부터 공급되는 전원은 급전케이블(31)을 따라 흐르게 되고, 이 급전케이블(31)은 비접촉 트랜스포머(21)의 중심 홀을 관통, 즉 각 게이트 드라이버(20)마다 마련된 트랜스포머(21)를 모두 통과하는 과정에서 트랜스포머(21) 측으로 전원을 전달하게 된다.5 and 7, the power supplied from the power supply unit 30 flows along the feed cable 31, and the feed cable 31 passes through the center hole of the non-contact transformer 21 The power is transmitted to the transformer 21 in the course of passing through the transformer 21 provided for each gate driver 20.

트랜스포머(21)로 전달된 전원은 전원인입단자(24)를 통해 게이트 드라이버(20)에 인입된다.The power supplied to the transformer 21 is input to the gate driver 20 through the power supply input terminal 24.

도 4에서, 미설명 부호 25는 SCR(11)의 작동 이상을 검출하기 위한 전압검출 및 과전압 보호회로이다.In Fig. 4, reference numeral 25 is a voltage detection and overvoltage protection circuit for detecting an operation error of the SCR 11. Fig.

이상에서 설명된 교환 개폐기는 본 고안의 이해를 돕기 위한 일 실시예에 불과하므로, 본 고안의 권리범위 내지 기술적 범위가 상기 설명된 바에 한정되는 것으로 이해되어서는 곤란하다.It is difficult to understand that the scope and technical scope of the present invention are limited to those described above, since the above-described switchgear is only one embodiment for facilitating understanding of the present invention.

본 고안의 권리범위 내지 기술적 범위는 후술하는 실용신안등록청구범위 및 그 균등범위에 의해 정하여진다.The scope of rights and technical scope of the present invention are determined by the scope of claims for utility model registration described below and the equivalents thereof.

11: SCR 12: 히트싱크
20: 게이트 드라이버 21: 비접촉식 트랜스포머
22: 광신호 입출력 단자 23: 게이트 신호선 출력 단자
24: 전원인입단자 25: 전압검출 및 과전압 보호회로
30: 전원공급부 31: 급전케이블11: SCR 12: Heatsink
20: gate driver 21: contactless transformer
22: Optical signal input / output terminal 23: Gate signal line output terminal
24: Power supply input terminal 25: Voltage detection and overvoltage protection circuit
30: Power supply unit 31: Feed cable

Claims

A plurality of SCRs 11 connected in series with each other, a heat sink 12 interposed between the SCRs 11, and a plurality of SCR gate drivers 20 provided for driving the respective SCRs 11 Said switch comprising:
The SCR gate driver 20 includes a contactless transformer 21 for receiving power,
The exchange switch includes a power supply unit for supplying driving power to all SCR gate drivers 20 in a non-contact manner through a transmission cable 31 passing through the non-contact transformer 21 provided for each of the plurality of SCR gate drivers 20, (30). &Lt; / RTI >