KR20060109072A - Hybrid type gas interrupter with an arc contact having a compressible cylinder - Google Patents

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KR20060109072A
KR20060109072A KR1020050031333A KR20050031333A KR20060109072A KR 20060109072 A KR20060109072 A KR 20060109072A KR 1020050031333 A KR1020050031333 A KR 1020050031333A KR 20050031333 A KR20050031333 A KR 20050031333A KR 20060109072 A KR20060109072 A KR 20060109072A
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Abstract

A hybrid type gas interrupter using an arc contact point having a compression cylinder is provided to improve an interruption performance of a small electric current by dualizing the interruption performance based on amplitude of the current. An operator, which provides power for driving a driving unit of a gas interrupter with power, is installed on the position to change an installation position from a conventional movable arc contact point to a fixed arc contact point. The conventional fixed arc contact point is a movable arc contact point(604). A compression cylinder(613), which compresses a gas to raise a pressure for interrupting a small electric current, is installed on the inside of the movable arc contact point(604). A conventional movable arc contact point becomes a fixed arc contact point(607) corresponding to a change from the conventional fixed arc contact point to the movable arc contact point(604). A second heat expansion room(612) as a space for expanding a gas by an arc generated from a separation of the movable arc contact point(604) and the fixed arc contact point is installed on a rear end of the fixed arc contact point(607).

Description

압축 실린더를 가진 아크접점을 채용한 복합소호 가스차단부 구조체{Hybrid type gas interrupter with an arc contact having a compressible cylinder} Hybrid type gas interrupter with an arc contact having a compressible cylinder}

도 1은 종래 순수 파퍼 소호방식 가스 차단기의 차단부의 구조를 보여주는 도면.1 is a view showing the structure of the breaker of the conventional pure paper extinguishing gas circuit breaker.

도 2a 내지 도 2e는 도 1의 순수 파퍼 소호방식 가스 차단기의 차단부에서의 고장전류 차단동작을 순차적으로 보여주는 도면.2A to 2E are views sequentially showing a fault current blocking operation in a breaker of the pure paper extinguishing gas circuit breaker of FIG.

도 3은 종래 직렬형 복합소호 가스차단부의 구조를 보여주는 도면.Figure 3 is a view showing the structure of a conventional series type combined gas fire protection unit.

도 4는 종래 병렬교류형 복합소호 가스차단부의 구조를 보여주는 도면.Figure 4 is a view showing the structure of the conventional parallel AC type gas shielding.

도 5는 일반적인 가스차단기의 차단부에서의 아크 발생시의 충격파 발생지점에서의 가스 밀도분포를 보여주는 도면.5 is a view showing a gas density distribution at a shock wave generation point when an arc is generated at a breaker of a general gas circuit breaker.

도 6은 본 발명에 따른 압축 실린더를 가진 아크접점을 채용한 복합소호 가스차단부 구조체의 구조를 보여주는 도면.Figure 6 is a view showing the structure of a multi-protective gas shutoff structure employing an arc contact with a compression cylinder according to the present invention.

도 7은 도 6의 복합소호 가스차단부 구조체의 가동 아크접점의 선단에 형성되어 있는 배기구의 구조를 보여주는 부분 발췌 확대도.FIG. 7 is an enlarged fragmentary view showing a structure of an exhaust port formed at the tip of a movable arc contact of the composite fire gas shutoff structure of FIG. 6; FIG.

도 8a 내지 도 8e는 본 발명의 압축 실린더를 가진 아크접점을 채용한 복합소호 가스차단부 구조체의 고장전류 차단동작을 순차적으로 보여주는 도면.8a to 8e sequentially show the fault current blocking operation of the multi-protective gas shutoff structure employing the arc contact with the compression cylinder of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

601...조작기 602...조작기와 차단부 연결로드601 ... Operator 602 ... operator and breaker connection rod

603...피스톤 604...가동 아크접점603 ... piston 604 ... Movable arc contact

605...제1 노즐 606...제2 노즐605 ... first nozzle 606 ... second nozzle

607...고정 아크접점 608...제1 열팽창실607 ... Fixed arc contact 608 ... First thermal expansion chamber

609...제3 노즐 610...역류방지판609 ... 3rd nozzle 610 ... backflow check plate

611...가스 배출구 612...제2 열팽창실611 gas outlet 612 second thermal expansion chamber

613...압축실린더 614...연결통로613 Compression cylinder 614 Connecting passage

615...탱크 604b...가스 배기구 615 tank 604b gas exhaust

본 발명은 압축 실린더를 가진 아크접점을 채용한 복합소호 가스차단부 구조체에 관한 것으로서, 특히 차단 동작에 필요한 조작력을 줄여서 전동스프링 조작기나 MDDM형 조작기를 취부할 수 있고, 전류 크기에 따른 차단 성능을 이원화시키며, 복합소호 차단부의 취약한 부분인 소전류 차단 성능을 향상시킬 수 있는 압축 실린더를 가진 아크접점을 채용한 복합소호 가스차단부 구조체에 관한 것이다. The present invention relates to a composite fire gas shutoff structure employing an arc contact with a compression cylinder. In particular, it is possible to mount an electric spring manipulator or an MDDM type manipulator by reducing the operating force required for the shutoff operation, and to provide a shutoff performance according to the current magnitude. The present invention relates to a dual protective gas shutoff structure employing an arc contact having a compression cylinder capable of dualizing and improving a small current breaking performance which is a weak part of the composite protective shield.

전력계통에서 고장이 발생했을 경우, 계통 및 각종의 전력기기를 보호하기 위해서는 고장전류를 차단해야 하며, 이러한 고장전류를 차단하는 의무를 차단기 (circuit breaker)가 수행하고 있다.If a fault occurs in the power system, the fault current must be cut off in order to protect the system and various power devices, and the circuit breaker is responsible for breaking the fault current.

도 1은 종래 순수 파퍼 소호방식 가스 차단기의 차단부의 구조를 보여주는 도면이다.1 is a view showing the structure of the breaker of the conventional pure paper extinguishing gas circuit breaker.

도 1을 참조하면, 종래 순수 파퍼 소호방식 가스 차단기의 차단부는 조작기(101), 조작기와 차단부의 연결로드(102), 피스톤(103), 실린더 로드(104), 파퍼 실린더(105), 가동 아크접점(106), 제2 노즐(107), 제1 노즐(108), 고정 아크접점(109) 및 탱크(110)로 구성되어 있다.Referring to Figure 1, the conventional pure paper arc extinguishing gas breaker of the breaker is the manipulator 101, the connecting rod 102 of the manipulator and the breaker, the piston 103, the cylinder rod 104, the popper cylinder 105, the movable arc It consists of the contact point 106, the 2nd nozzle 107, the 1st nozzle 108, the fixed arc contact 109, and the tank 110. As shown in FIG.

이상과 같은 구성을 갖는 종래 차단기에 있어서, 차단기는 정상 상태에서는 닫혀 있어 정격전류를 흘리면서 전기를 전달하고 있다(스트로크가 0일 때). 하지만, 일단 고장 또는 사고가 발생하여 정상전류의 약 10배 이상에 달하는 고장전류가 흐르게 되면, 상기 조작기(101)의 구동코일이 고장전류에 의해 여자되고 코일에서 발생한 전자력은 조작기(101)의 동작 스위치를 구동시켜 조작기(101)는 도 2a에서와 같이 차단부를 움직이게 된다. 조작기가 차단기의 가동부(연결로드(102), 실린더 로드(104), 파퍼 실린더(105), 가동 아크접점(106), 제2 노즐(107) 및 제1 노즐(108))를 좌에서 우로 당기면, 파퍼 실린더(105) 내의 SF6 가스는 도 2b 및 도 2c에서와 같이, 피스톤(103)에 의해 자동적으로 압축된다. 또한, 가동부가 이동함에 따라 도 2b 및 도 2c에서와 같이, 가동 아크접점(106)과 고정 아크접점(109)이 분리되고, 이 두 아크접점 사이에는 아크(200)가 발생한다. 이러한 아크(200)는 도 2d 및 도 2e에서와 같이, 파퍼 실린더(105)에서 압축된 SF6 가스로 불어서 소호하여 고장전류를 차단하게 된다. 이러한 차단방식을 "순수 파퍼 소호방식"이라 한다.In a conventional circuit breaker having the above configuration, the circuit breaker is closed in the normal state and transmits electricity while passing a rated current (when the stroke is 0). However, once a fault or accident occurs and a fault current reaching about 10 times or more of the normal current flows, the driving coil of the manipulator 101 is excited by the fault current and the electromagnetic force generated in the coil is operated by the manipulator 101. By operating the switch, the manipulator 101 moves the blocking unit as shown in FIG. 2A. When the manipulator pulls the movable part of the breaker (connection rod 102, cylinder rod 104, popper cylinder 105, movable arc contact 106, second nozzle 107 and first nozzle 108) from left to right SF 6 gas in the popper cylinder 105 is automatically compressed by the piston 103, as in FIGS. 2B and 2C. Also, as the movable portion moves, as in FIGS. 2B and 2C, the movable arc contact 106 and the fixed arc contact 109 are separated, and an arc 200 is generated between the two arc contacts. The arc 200 is blown with SF 6 gas compressed in the popper cylinder 105 to extinguish the fault current, as in FIGS. 2D and 2E. This blocking method is referred to as "pure paper extinguishing method".

그런데, 이상과 같은 종래 가스 차단기는 조작기(101)가 구동시켜야 할 가동부의 수도 많고, 무게도 많이 나간다. 특히, 차단 능력이 부족할 경우 즉, 아크를 소호하기 위한 파퍼 실린더(105)의 압력상승이 부족할 경우, 파퍼 실린더(105)의 압력을 증가시키기 위해서는 차단기의 가동부를 고속으로 움직여야 한다. 그러나, 차단기 가동부의 무게가 큰 경우에는 조작기(101)에 기계적으로 큰 부담이 될 뿐만 아니라 조작력에도 한계를 가지게 된다.By the way, the conventional gas circuit breaker as described above has a large number of moving parts to be driven by the manipulator 101, and also weighs a lot. In particular, when the blocking capability is insufficient, that is, when the pressure rise of the popper cylinder 105 for arc extinguishing is insufficient, the movable part of the breaker must be moved at a high speed in order to increase the pressure of the popper cylinder 105. However, when the weight of the breaker movable part is large, not only the mechanical burden on the manipulator 101 is large, but also the limit on the operating force.

기존 차단기에는 유압 또는 공압을 이용하는 조작기가 사용되고 있다. 그러나 누유와 같은 환경문제, 동작시의 큰 소음, 많은 부품 수에 의한 경제성, 유지보수 문제 때문에 선진국에서는 유압 또는 공압 조작기의 사용을 규제 또는 배제하고 있으며, 대신에 전동스프링 조작기 또는 MDDM(motot direct drive mechanism)형 조작기의 사용을 요구하고 있다. 하지만, 전동스프링 조작기나 MDDM형 조작기는 조작력이 유압 또는 공압방식에 비해 훨씬 떨어진다. 따라서, 전동스프링 또는 MDDM형 조작기를 채용하기 위해서는 차단에 필요한 조작력을 감소시켜야 하는 방안이 요구된다.Existing breakers are manipulators using hydraulic or pneumatic pressure. However, due to environmental problems such as oil leakage, high noise during operation, economics due to a large number of parts, and maintenance problems, developed countries restrict or exclude the use of hydraulic or pneumatic actuators. Instead, electric spring actuators or motor direct drive are used. It requires the use of mechanism. However, electric spring manipulators or MDDM manipulators have much lower operating force than hydraulic or pneumatic systems. Therefore, in order to employ an electric spring or MDDM type manipulator, a method of reducing the operating force required for blocking is required.

조작력을 감소시키기 위해 등장한 것이 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 기존의 파퍼 실린더(파퍼실)(305)(405)에 팽창실(313)(413)을 조합한 복합소호 차단부이다. 이 복합소호 차단부는 수천 암페어(A) 이상의 대전류 차단은 차단 과정에서 발생하는 아크 에너지에 의해 자연적으로 팽창하는 가스를 팽창실(313)로 집어넣었다가 팽창실(313)에서 압력이 상승하면 다시 아크로 분사하여 아크를 소호하 는 "열팽창 소호방식"과, 수천 암페어 이하의 소전류 차단은 차단기의 기계적인 동작에 의해 파퍼실(305)(405)에서 피스톤에 의해 압축된 가스로 아크를 소호하는 "파퍼 소호방식"을 조합한 차단부이다. 기존의 "순수 파퍼 소호방식" 차단부에서는 전류의 크기에 관계없이 대전류 차단에 초점이 맞춰져 있기 때문에 소전류를 차단할 때에도 필요 이상의 파퍼실 압력상승으로 아크를 소호하기 때문에 항상 큰 조작력을 필요로 한다. 도 3 및 도 4에서 참조번호 303,403은 피스톤, 304,404는 실린더 로드, 306,406은 가동 아크접점, 307,407은 절연커버, 308,408은 가동 주접점, 309,409는 실드, 310,410은 노즐, 311,411은 고정 아크접점을 각각 나타낸다. As shown in Figs. 3 and 4, the composite fire protection unit combining the expansion chambers 313 and 413 with the existing papper cylinders (Paper chambers) 305 and 405 is shown to reduce the operating force. This multi-block breaker is a large current interruption of more than a thousand amperes (A) is a gas that naturally expands into the expansion chamber 313 by the arc energy generated in the blocking process, and then the arc furnace again when the pressure rises in the expansion chamber 313 The thermal expansion extinguishing method of extinguishing arcs by spraying, and the small current interruption of several thousand amps or less, are used to extinguish the arcs with gas compressed by the piston in the paper chambers 305 and 405 by mechanical action of the breaker. It is a blocking part combining "Paper extinguishing method". Conventional "pure paper arc extinguishing" interruptions are focused on breaking large currents regardless of the magnitude of the current, so even when breaking small currents, arcs are fired with more papillary pressure rise than necessary. 3 and 4, reference numerals 303 and 403 denote pistons, 304 and 404 cylinder rods, 306 and 406 movable arc contacts, 307 and 407 insulation covers, 308 and 408 movable main contacts, 309 and 409 shields, and 310 and 410 nozzles, and 311 and 411 denote fixed arc contacts, respectively. .

그러나, 복합소호 차단부에서는 파퍼실의 압력상승으로 소전류만 차단하기 때문에 파퍼실의 용적을 축소할 수 있고 따라서 조작력을 감소시킬 수 있다. 이러한 목적으로 등장한 것이 상기 도 3의 팽창실(313)과 파퍼실(305)이 직렬로 배치되어 있는 복합소호형 가스차단부 일명 "직렬형 복합소호 가스차단부"와, 도 4의 팽창실(413)과 파퍼실(405)이 병렬로 배치되고 열가스와 냉가스의 유로가 공통으로 하나인, 일명 "병렬교류형 복합소호 가스차단부(대한민국 특허등록번호 제10-0345691호)"이다. 이렇게 해서 어느 정도 조작력을 줄일 수는 있다. However, since the complex extinguishing blocker blocks only a small current due to the pressure rise of the papillae, the volume of the papillae can be reduced and thus the operating force can be reduced. It appeared for this purpose that the expansion chamber 313 of FIG. 3 and the papillary chamber 305 are arranged in series, the so-called "serial combined type gas shutoff part" and the expansion chamber of FIG. 413) and the papper chamber 405 are arranged in parallel and have a common flow path of hot gas and cold gas, so-called "parallel alternating-type combined arc extinguishing gas blocking part (Korean Patent Registration No. 10-0345691)". This can reduce the operating force to some extent.

하지만, 이와 같은 복합소호 차단부의 경우에도 여전히 조작기가 가동시켜야 할 부품수도 많고, 조작기 측면에서 무게도 여전히 부담으로 작용할 수 있다. 또한, 상기 도 3의 "직렬형 복합소호 가스차단부"와 도 4의 "병렬교류형 복합소호 가스차단부"는 팽창실(313)(413)과 파퍼 실린더(파퍼실)(305)(405)가 통해 있기 때문에 차단에 필요한 압력상승을 얻기 위해 조작기의 기계적인 동작으로 파퍼 실린더 (305)(405) 뿐만 아니라 팽창실(313)(413)도 함께 압축해야 한다는 부담이 있다. 따라서, 조작기의 조작력을 감소시키는 데 큰 한계가 있으며, 소전류 차단에 필요한 압력상승을 얻을 수 없는 경우도 발생할 수 있다(차단기의 차단성능은 가스압력상승에 지수 함수적으로 비례한다. 즉, 차단성능 ∝P1.4). 또한, 대전류차단 시에 아크 에너지에 의해 팽창된 열가스가 팽창실 뿐만 아니라 파퍼실로도 역류할 수 있기 때문에, 아크 에너지가 작을 경우 대전류 차단에 필요한 압력상승을 얻을 수 없는 경우가 발생한다. 그리고, 팽창된 열가스가 파퍼실로도 유입될 수 있기 때문에, 열가스의 압력상승이 조작기의 조작력에 반발력으로 작용할 수 있다.However, even in the case of such a composite fire protection unit, there are still many parts to operate the manipulator, and the weight may still act as a burden in terms of the manipulator. In addition, the "serial combined type fire protection gas shut off part" of FIG. 3 and the "parallel cross type combined type fire protection gas shut off part" of FIG. 4 are the expansion chamber 313 (413) and the papper cylinder (papaer seal) 305 (405) ), The mechanical pressure of the manipulator must compress not only the popper cylinders 305 and 405 but also the expansion chambers 313 and 413 together to obtain the necessary pressure rise for the shutoff. Therefore, there is a big limitation in reducing the operating force of the manipulator, and there may be a case in which a pressure increase necessary for breaking a small current cannot be obtained. Performance ∝P 1.4 ). In addition, since the hot gas expanded by the arc energy at the time of breaking the large current can flow back into not only the expansion chamber but also the papper chamber, when the arc energy is small, the pressure rise necessary for breaking the large current may not be obtained. In addition, since the expanded hot gas may also flow into the papilla, the pressure rise of the hot gas may act as a repulsive force on the operating force of the manipulator.

또한, 기존의 파퍼형 차단기는 대전류 차단에 조작력이 맞춰져 있기 때문에 파퍼 실린더에서 고속으로 압축된 가스의 유동은 노즐로 빠져나오면서 초음속 유동(supersonic flow)으로 변하고, 초음속 유동에 의해 아크접점의 선단에서 충격파가(shock wave)가 발생한다. 이 충격파는 도 5에 도시된 바와 같이, 가스 밀도를 급격히 감소시켜 소전류 차단시에 극간의 절연파괴를 일으키는 주 원인으로 알려져 있다(소전류 차단성능은 가스밀도에 비례 즉, ∝pb, b는 실험상수).In addition, the conventional Paperine type circuit breaker is adapted to the large current blocking, so the flow of gas compressed at high speed from the paper cylinder turns into a supersonic flow as it exits the nozzle, and the shock wave at the tip of the arc contact by the supersonic flow. A shock wave occurs. As shown in FIG. 5, this shock wave is known to be a major cause of the breakdown of the gas density and the breakdown of the interelectrode at the time of breaking the small current (the small current breaking performance is proportional to the gas density, that is, ∝p b , b Is the experimental constant).

본 발명은 이상과 같은 종래 가스차단부에서의 문제점들을 감안하여 창출된 것으로서, 차단 동작에 필요한 조작력을 줄여서 전동스프링 조작기나 MDDM형 조작기를 취부할 수 있고, 전류 크기에 따른 차단 성능을 이원화시키며, 복합소호 차단부의 취약한 부분인 소전류 차단 성능을 향상시킬 수 있는 압축 실린더를 가진 아 크접점을 채용한 복합소호 가스차단부 구조체를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the problems in the conventional gas shutoff as described above, it is possible to mount an electric spring manipulator or MDDM type manipulator by reducing the operating force required for the shut-off operation, dualizing the breaking performance according to the current magnitude, An object of the present invention is to provide a composite protective gas barrier structure employing an arc contact having a compression cylinder that can improve the small current blocking performance, which is a weak part of the composite protective shield.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 압축 실린더를 가진 아크접점을 채용한 복합소호 가스차단부 구조체는,In order to achieve the above object, a composite arc gas shutoff structure employing an arc contact having a compression cylinder according to the present invention,

고장 전류의 발생시 그를 차단하기 위한 것으로 고정 아크접점, 가동 아크접점, 열팽창실을 구비하는 복합소호 가스차단부에 있어서,In the case of a combined fire protection gas shutoff unit having a fixed arc contact, a movable arc contact, and a thermal expansion chamber, for blocking the occurrence of a fault current.

상기 가스차단부의 가동부의 가동을 위한 동력을 제공하는 기존의 조작기를 상기 기존의 가동 아크접점쪽에서 고정 아크접점쪽으로 위치변경하여 설치하는 것을 전제로 하여 기존의 고정 아크접점을 가동 아크접점화하고, 이 가동 아크접점화된 가동 아크접점의 내부에는 고장전류에 있어서의 소전류의 차단에 필요한 압력상승을 얻기 위한 것으로, 가스의 압축을 위한 압축실린더가 마련되고, 기존의 고정 아크접점을 가동 아크접점화함에 상응하여 기존의 가동 아크접점이 고정 아크접점화가 된 고정 아크접점의 후단에는 가동 아크접점과 고정 아크접점의 분리시 발생되는 아크에 의해 가스의 팽창을 위한 공간으로서의 제2 열팽창실이 마련되는 점에 그 특징이 있다.Assuming that the existing manipulator that provides power for the operation of the movable portion of the gas shut-off part is installed by changing the position from the existing movable arc contact side to the fixed arc contact point, the existing fixed arc contact is movable arc contact, Moving arc contact The inside of the movable arc contact is to obtain the pressure increase necessary to cut off the small current in the fault current. A compression cylinder for gas compression is provided, and the existing fixed arc contact is movable arc contact. Correspondingly, a second thermal expansion chamber is provided at the rear end of the fixed arc contact in which the existing movable arc contact becomes the fixed arc contact as a space for gas expansion by the arc generated when the movable arc contact and the fixed arc contact are separated. Has its features.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 6은 본 발명에 따른 압축 실린더를 가진 아크접점을 채용한 복합소호 가스차단부 구조체의 구조를 보여주는 도면이다.6 is a view showing the structure of a multi-protective gas cut-off structure employing an arc contact having a compression cylinder according to the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 압축 실린더를 가진 아크접점을 채용한 복합소호 가스차단부 구조체는, 고장 전류의 발생시 그를 차단하기 위한 것으로 고정 아크접점, 가동 아크접점, 열팽창실을 구비하는 복합소호 가스차단부에 있어서, 상기 가스차단부의 가동부의 가동을 위한 동력을 제공하는 기존의 조작기(601)를 상기 기존의 가동 아크접점쪽에 설치되어 있던 것을 고정 아크접점쪽으로 위치변경하여 설치하는 것을 전제로 하여 기존의 고정 아크접점을 가동 아크접점화하고, 이 가동 아크접점화된 가동 아크접점(604)의 내부에는 고장전류에 있어서의 소전류의 차단에 필요한 압력상승을 얻기 위한 것으로, 가스의 압축을 위한 압축실린더(613)가 마련되고, 기존의 고정 아크접점을 가동 아크접점화함에 상응하여 기존의 가동 아크접점이 고정 아크접점화가 된 고정 아크접점(607)의 후단에는 가동 아크접점(604)과 고정 아크접점(607)의 분리시 발생되는 아크에 의해 가스의 팽창을 위한 공간으로서의 제2 열팽창실(612)이 마련된다.Referring to FIG. 6, a composite extinguishing gas shutoff structure employing an arc contact with a compression cylinder according to the present invention is to block the occurrence of a fault current and has a fixed arc contact, a movable arc contact, and a thermal expansion chamber. In the SOHO gas shutoff part, a pre-existing manipulator 601 for providing power for operating the movable part of the gas shutoff part is installed on the fixed arc contact side with a position that is installed on the existing movable arc contact side. To make the existing fixed arc contact movable arc contact, and to obtain the pressure rise necessary for the interruption of the small current in the fault current inside the movable arc contact 604 which is made movable arc contact. Compression cylinder 613 is provided, and the existing movable arc contact is fixed in correspondence with the movable arc contact to the existing fixed arc contact A second thermal expansion chamber 612 is provided at the rear end of the fixed arc contact 607 that has been contacted as a space for gas expansion by the arc generated when the movable arc contact 604 and the fixed arc contact 607 are separated. do.

여기서, 상기 가동 아크접점(604)의 선단에는 도 7에 도시된 바와 같이, 피스톤(603)에 의해 압축된 가스의 배기를 위한 가스배기구(604b)가 형성된다. 이 가스배기구(604b)는 도시된 바와 같이, 다수의 미세한 구멍들의 군집 형태로 형성되며, 개개의 배기구의 크기는 직경이 1.0㎜ 이상이다. 또한, 배기구의 위치는 절연회복 특성에 가장 취약한 부분으로서 가동 아크접점(604)의 선단의 중심축선(수평축)으로부터 상하 30°∼ 90°사이의 곡면부에 위치한다. Here, a gas exhaust port 604b for exhausting the gas compressed by the piston 603 is formed at the front end of the movable arc contact 604. As shown, this gas exhaust mechanism 604b is formed in the form of a cluster of a plurality of fine holes, and the size of each exhaust port is 1.0 mm or more in diameter. In addition, the position of the exhaust port is the most vulnerable to the insulation recovery characteristic, and is located at a curved portion between 30 ° and 90 ° up and down from the center axis (horizontal axis) of the tip of the movable arc contact 604.

또한, 상기 제2 열팽창실(612)이 연결통로(614)에 의해 제1 열팽창실(608)과 만나는 연결통로(614)의 끝부위에는 바람직하게는 제2 열팽창실(612)로부터 연결통로(614)를 거쳐 제1 열팽창실(608)로 유입된 가스가 다시 이 연결통로(614)를 통해 제2 열팽창실(612)로 역류하는 것을 방지하기 위한 가스 역류방지판(610)이 마련된 다. 도 6에서 참조번호 602는 조작기와 차단부의 연결 로드, 605는 제1 노즐, 606은 제2 노즐, 609는 제3 노즐, 611은 가스 배출구, 615는 탱크를 각각 나타낸다.In addition, at the end of the connection passage 614 where the second thermal expansion chamber 612 meets the first thermal expansion chamber 608 by the connection passage 614, the connection passage (from the second thermal expansion chamber 612) is preferably used. A gas backflow prevention plate 610 is provided to prevent the gas introduced into the first thermal expansion chamber 608 from flowing back to the second thermal expansion chamber 612 through the connection passage 614. In FIG. 6, reference numeral 602 denotes a connecting rod of the manipulator and the blocking unit, 605 denotes a first nozzle, 606 denotes a second nozzle, 609 denotes a third nozzle, 611 denotes a gas outlet, and 615 denotes a tank.

그러면, 이상과 같은 구성을 갖는 본 발명의 압축 실린더를 가진 아크접점을 채용한 복합소호 가스차단부 구조체의 고장전류 차단동작에 대해 도 8a 내지 도 8e를 참조하면서 설명해 보기로 한다. Then, the fault current interruption operation of the composite arc gas shutoff structure employing the arc contact having the compression cylinder of the present invention having the above configuration will be described with reference to FIGS. 8A to 8E.

도 8a를 참조하면, 개로신호(opening signal)를 받은 차단기의 조작기(601)(도 6 참조)가 움직이기 시작하면, 차단부 연결로드(602)(도 6 참조)는 가동부, 즉 가동 아크접점(604)을 우측에서 좌측으로 움직여 가동 아크접점(604) 내의 압축실린더(613) 내부의 가스를 압축하기 시작한다.Referring to FIG. 8A, when the manipulator 601 (see FIG. 6) of the breaker receiving the open signal starts to move, the breaker connecting rod 602 (see FIG. 6) is moved, that is, the movable arc contact. 604 is moved from right to left to begin to compress the gas inside the compression cylinder 613 in the movable arc contact 604.

가동부가 이동함에 따라 도 8b에서와 같이, 가동 아크접점(604)과 고정 아크접점(607)은 분리되고 두 아크접점 사이에는 아크가 발생한다. 이 아크에 의해 주로 제2 열팽창실(612)의 가스(탱크 내에는 SF6 가스가 보통 6bar로 채워져 있다)가 팽창하며, 팽창된 가스의 일부는 연결통로(614)를 통해 제1 열팽창실(608)로 들어가고(이 순간에는 제2 열팽창실(612)의 압력이 제1 열팽창실(608)의 압력보다 높기 때문에 역류 방지판(610)이 열리면서 들어간다), 일부는 실린더 로드의 가스배출구(611)쪽으로 빠져나간다. 한편, 가동 아크접점(604)의 압축실린더(613) 내의 가스는 가동부의 이동과 피스톤(603)의 작용으로 지속적으로 압축되면서 동시에 두 아크접점 사이에 발생한 아크를 냉각시킨다.As the movable portion moves, as in FIG. 8B, the movable arc contact 604 and the fixed arc contact 607 are separated and an arc occurs between the two arc contacts. The arc expands mainly the gas of the second thermal expansion chamber 612 (SF 6 gas is usually filled with 6 bar in the tank), and a portion of the expanded gas passes through the connecting passage 614 to the first thermal expansion chamber ( 608 (at this moment, the backflow preventing plate 610 is opened because the pressure in the second thermal expansion chamber 612 is higher than the pressure in the first thermal expansion chamber 608), and part of the gas outlet 611 of the cylinder rod is entered. Exit to). On the other hand, the gas in the compression cylinder 613 of the movable arc contact 604 is continuously compressed by the movement of the movable portion and the action of the piston 603 while simultaneously cooling the arc generated between the two arc contacts.

가동 아크접점(604)이 더욱 이동하여 도 8c에서와 같은 위치에 와 있을 때, 아크 에너지는 더욱 증가하고 이때 팽창된 가스들은 두 아크접점 사이의 공간부에서 제1 열팽창실(608)로 직접 들어가거나 제2 열팽창실(612)과 연결통로(614) 및 역류방지판(610)을 거쳐 제1 열팽창실(608)로 들어가서 제1 열팽창실(612)의 압력을 높이게 된다. 이때, 또한 팽창된 일부 가스는 실린더 로드의 가스배출구(611)로 빠져나간다. 한편, 가동 아크접점(604)의 압축실린더 내의 가스는 가동부의 이동과 피스톤(603)의 작용으로 지속적으로 압축되고 있고, 동시에 두 아크접점 사이에 발생한 아크를 냉각시킨다.When the movable arc contact 604 moves further and is in the same position as in FIG. 8C, the arc energy increases further, at which time the expanded gases enter the first thermal expansion chamber 608 directly in the space between the two arc contacts. Alternatively, the second thermal expansion chamber 612 and the connection passage 614 and the backflow prevention plate 610 enter the first thermal expansion chamber 608 to increase the pressure of the first thermal expansion chamber 612. At this time, some expanded gas also exits to the gas outlet 611 of the cylinder rod. On the other hand, the gas in the compression cylinder of the movable arc contact 604 is continuously compressed by the movement of the movable part and the action of the piston 603, and simultaneously cools the arc generated between the two arc contacts.

제1 열팽창실(612)의 압력이 높아짐에 따라 제1 열팽창실(612)에 있던 가스들이 도 8d에 도시된 바와 같이, 유로를 통해 되돌아 나오며 아크를 소호한다. 동시에 압축 실린더(613)에서 압축된 가스는 가동 아크접점(604)의 배기구(604b)를 통해 빠져나와 아크를 냉각시킴과 동시에 아크 선단 주변의 가스압력을 상승시킨다.As the pressure in the first thermal expansion chamber 612 increases, the gases in the first thermal expansion chamber 612 return through the flow path and arc extinguish, as shown in FIG. 8D. At the same time, the gas compressed in the compression cylinder 613 exits through the exhaust port 604b of the movable arc contact 604 to cool the arc and simultaneously increase the gas pressure around the arc tip.

이후 도 8e에서와 같이, 아크가 소호된 후에 두 아크접점 사이에 남아있는 열가스는 제1 열팽창실(608)에서 나온 잔류가스에 의해 냉각되어 "열적회복"에 성공하고, 두 아크접점의 간격이 벌어짐에 따라, 그리고 가동 아크접점(604)의 압축 실린더(613)에서의 가스 공급이 지속됨에 따라 "절연회복"에 성공하여 전류 차단에 성공한다.Thereafter, as shown in FIG. 8E, the heat gas remaining between the two arc contacts after the arc is extinguished is cooled by the residual gas from the first thermal expansion chamber 608 to succeed in "thermal recovery", and the gap between the two arc contacts. As this opens, and as the gas supply in the compression cylinder 613 of the movable arc contact 604 continues, "insulation recovery" succeeds and the current interruption succeeds.

이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 압축 실린더를 가진 아크접점을 채용한 복합소호 가스차단부 구조체는 가동 아크접점 내부에 압축실린더가 마련되어 있고, 고정 아크접점의 후단에 제2 열팽창실이 마련되어 있어 다음과 같은 장점 및 효과를 갖는다. As described above, the composite extinguishing gas shutoff structure employing the arc contact with the compression cylinder according to the present invention is provided with a compression cylinder inside the movable arc contact, and a second thermal expansion chamber is provided at the rear end of the fixed arc contact. It has the following advantages and effects.

1) 조작기가 동작시켜야 할 것이 가동 아크접점뿐이므로 기존 차단부와 비교하여 부품 수와 무게를 크게 감소시킬 수 있다. 따라서 전동스프링 또는 MDDM형 조작기를 훨씬 더 용이하게 취부할 수 있다.1) Since only the operating arc contact is required for the manipulator to operate, the number of parts and weight can be greatly reduced compared to the existing breaker. This makes it much easier to mount an electric spring or MDDM actuator.

2) 소전류 차단성능에 필요한 압력상승을 가동 아크접점의 압축실린더를 통해 직접 얻을 수 있다. 특히, 전계가 가장 집중되는 아크접점 선단의 40°∼70°사이에 가스밀도를 직접 높일 수 있으며, 기존의 파퍼 차단기에서 문제가 되는 충격파 발생의 소지가 전혀 없다.2) The pressure rise necessary for the small current breaking performance can be obtained directly through the compression cylinder of the movable arc contact. In particular, the gas density can be directly increased between 40 ° to 70 ° of the tip of the arc contact where the electric field is most concentrated, and there is no possibility of generating shock waves that are a problem in the conventional paper breaker.

3) 대전류 차단 시에 아크에너지에 의해 팽창된 열가스가 제2 열팽창실과 연결통로 및 역류 방지판을 거쳐 제1 열팽창실로 유입되어, 대전류 차단에 필요한 압력상승을 제1 열팽창실에서 쉽게 얻을 수 있다.3) When the large current is interrupted, the heat gas expanded by the arc energy flows into the first thermal expansion chamber through the second thermal expansion chamber, the connecting passage and the backflow preventing plate, so that the pressure increase required for the large current interruption can be easily obtained in the first thermal expansion chamber. .

4) 대전류 차단에 필요한 압력상승이 부족할 경우 제3노즐의 목직경을 조정하여 쉽게 얻을 수 있다.4) If the pressure increase necessary for breaking a large current is insufficient, it can be easily obtained by adjusting the diameter of the third nozzle.

Claims (5)

고장 전류의 발생시 그를 차단하기 위한 것으로 고정 아크접점, 가동 아크접점, 열팽창실을 구비하는 복합소호 가스차단부에 있어서,In the case of a combined fire protection gas shutoff unit having a fixed arc contact, a movable arc contact, and a thermal expansion chamber, for blocking the occurrence of a fault current. 상기 가스차단부의 가동부의 가동을 위한 동력을 제공하는 기존의 조작기를 상기 기존의 가동 아크접점쪽에서 고정 아크접점쪽으로 위치변경하여 설치하는 것을 전제로 하여 기존의 고정 아크접점을 가동 아크접점화하고, 이 가동 아크접점화된 가동 아크접점의 내부에는 고장전류에 있어서의 소전류의 차단에 필요한 압력상승을 얻기 위한 것으로, 가스의 압축을 위한 압축실린더가 마련되고, 기존의 고정 아크접점을 가동 아크접점화함에 상응하여 기존의 가동 아크접점이 고정 아크접점화가 된 고정 아크접점의 후단에는 가동 아크접점과 고정 아크접점의 분리시 발생되는 아크에 의해 가스의 팽창을 위한 공간으로서의 제2 열팽창실이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 압축 실린더를 가진 아크접점을 채용한 복합소호 가스차단부 구조체.Assuming that the existing manipulator that provides power for the operation of the movable portion of the gas shut-off part is installed by changing the position from the existing movable arc contact side to the fixed arc contact point, the existing fixed arc contact is movable arc contact, Moving arc contact The inside of the movable arc contact is to obtain the pressure increase necessary to cut off the small current in the fault current. A compression cylinder for gas compression is provided, and the existing fixed arc contact is movable arc contact. Correspondingly, a second thermal expansion chamber is provided at a rear end of the fixed arc contact in which the existing movable arc contact becomes a fixed arc contact as a space for gas expansion by the arc generated when the movable arc contact and the fixed arc contact are separated. A composite arc gas shutoff structure employing an arc contact with a compression cylinder. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 가동 아크접점의 선단에는 피스톤에 의해 압축된 가스의 배기를 위한 가스배기구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 압축 실린더를 가진 아크접점을 채용한 복합소호 가스차단부 구조체.And a gas exhaust mechanism for exhausting the gas compressed by the piston is formed at the tip of the movable arc contact. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 가스배기구는 다수의 미세한 구멍들의 군집 형태로 형성되며, 개개의 배기구의 크기는 직경이 1.0㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 압축 실린더를 가진 아크접점을 채용한 복합소호 가스차단부 구조체.The gas exhaust vent is formed in the form of a group of a plurality of fine holes, the size of the individual exhaust port is a combined extinguishing gas cutout structure employing an arc contact with a compression cylinder, characterized in that the diameter is 1.0mm or more. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 가스배기구의 위치는 상기 가동 아크접점의 선단의 중심축선(수평축)으로부터 상하 30°∼ 90°사이의 곡면부에 위치하는 것을 특징으로 하는 압축 실린더를 가진 아크접점을 채용한 복합소호 가스차단부 구조체.The position of the gas exhaust port is a combined protection gas cut-off unit employing an arc contact with a compression cylinder, characterized in that located on the curved portion between the top and bottom 30 ° to 90 ° from the center axis (horizontal axis) of the tip of the movable arc contact. Structure. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2 열팽창실이 연결통로에 의해 상기 제1 열팽창실과 만나는 연결통로의 끝부위에는 제2 열팽창실로부터 연결통로를 거쳐 제1 열팽창실로 유입된 가스가 다시 이 연결통로를 통해 제2 열팽창실로 역류하는 것을 방지하기 위한 가스 역류방지판이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 압축 실린더를 가진 아크접점을 채용한 복합소호 가스차단부 구조체. At the end of the connection passage where the second thermal expansion chamber meets the first thermal expansion chamber by a connection passage, gas introduced into the first thermal expansion chamber from the second thermal expansion chamber via the connection passage is again flowed back through the connection passage to the second thermal expansion chamber. A multi-protective gas shutoff structure employing an arc contact with a compression cylinder, characterized in that a gas backflow prevention plate is provided to prevent it.
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