KR20080102932A

KR20080102932A - 진공 개폐 장치의 절연 프레임

Info

Publication number: KR20080102932A
Application number: KR1020070099965A
Authority: KR
Inventors: 히로시 도토리; 게이지 고토; 요시히로 오카와
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2007-05-22
Filing date: 2007-10-04
Publication date: 2008-11-26
Also published as: JP2008293685A; JP4566216B2; TWI344247B; TW200847565A; KR100920540B1

Abstract

<과제> 통 모양 캡슐형의 개폐 장치의 절연 프레임에서는, 진공 벌브(bulb)와 절연 로드의 나사 접속부에서의 스트로크 조정이 조립한 상태에서는 할 수 없었다.

<해결 수단> 고정 컨택트를 가지는 고정 측 도체와 가동 컨택트를 가지는 가동 측 도체를 내장한 진공 용기로부터 인출된 가동 측 도체와, 이 가동 측 도체의 구동 기구에 연접한 절연 로드 사이에 고정 컨택트와 가동 컨택트의 접압조정을 실시하는 스트로크 조정부가 형성된 진공 벌브를 수납하는 통형의 절연 프레임으로서, 그 측면에 고정 측 도체에 접속된 고정 측 단자와 가동 측 도체에 접속된 가동 측 단자가 도출되는 도출구를 가지고, 한층 더 그 측면에 상기 스트로크 조정부에 대향하여 형성되어, 상기 조정부의 조정에 필요한 공구가 들어간 조정 가능한 개구부를 가지고 있다.

Description

진공 개폐 장치의 절연 프레임{INSULATION FRAME OF VACUUM OPEN/CLOSE DEVICE}

본 발명은 수전(受電)·배전(配電) 설비에 사용되는 진공 벌브(bulb)를 이용한 진공 개폐 장치에 채용되는 절연 프레임의 구조에 관한 것이다.

진공 벌브를 가지는 종래의 진공 개폐기의 절연 프레임으로서, 예를 들면, 특허문헌 1과 같이, 진공 벌브를 수납 유지하고, 또한 그 진공 벌브의 양단부에 접속되는 단자를 지지하는 개폐 장치의 절연 프레임이 제안되고 있다. 그리고, 진공 개폐 장치는 절연 프레임 각 상(相)을 거의 원통형의 캡슐(capsule) 형상으로 한 단상(單相) 주회로(主回路)를 3개 늘어놓아 구성하고 있다. 개폐 장치의 정격전압이 고전압이 되는 만큼, 절연설계에 있어서 접지 금속부위나 다른 상(相)간과의 절연 거리를 크게 확보할 필요가 있기 때문에, 절연 프레임의 형태로서는 주회로 충전부의 일면측을 개방한 U형 단면의 절연 프레임보다 거의 원통형 캡슐 형상으로 하는 것으로 프레임 내의 충전 부위와 외부 접지 금속부의 절연 성능을 절연물의 베어리어(barrier) 효과에 의해 공간 절연 거리를 작게 하여 구성하는 것이 가능해지고, 개폐 장치 전체적으로도 컴팩트하게 구성할 수 있기 때문에, 거의 원통형의 캡슐 형상으로 한 절연 프레임 형상으로 하는 것이 많다.

[특허문헌 1] 특개2002-216597호 공보(도 1 및 종래 기술의 도 5, 도 6, 도 7)

통형의 절연 프레임을 구비한 개폐 장치에서는 진공 벌브(bulb)와 절연 로드와의 나사 접속부 주변이 통형의 절연 프레임으로 가려져 있기 때문에, 이 진공 벌브와 절연 로드와의 나사 접속부에서의 스트로크 조정이 진공 벌브와 절연 프레임을 조립한 상태에서는 할 수 없다. 그 때문에, 통형의 절연 프레임을 채용하는 경우는 절연 프레임 외부에서 구동 링크계의 일부의 치수를 조정하는 구조를 이용하여 스트로크 조정을 하는 것이 일반적이다. 이 때문에 링크계에서의 조정 개소의 구조가 복잡하게 되고, 부품수도 많아지며, 컴팩트하고 염가로 개폐 장치를 구성하는데 있어서의 문제점이 되고 있었다.

이 스트로크 조정은 링크계 부품이나 진공 벌브, 절연 프레임 등 구성부품의 치수 불균형이나 접압 스프링 하중의 제조 불균형이 기인하여 개폐 장치의 개폐 특성이 변동하는 것을 억제하기 위해서 실시하는 것이고, 개폐 장치로서의 주요 성능이며, 제품품질을 확보하기 위해서 중요한 작업이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 진공 벌브를 수납하여 유지하는 절연 프레임의 절연 성능을 확보하고, 절연 프레임 내에서의 스트로크 조정이 가능하며, 더욱 높은 기계적 강성을 겸비한 진공 개폐 장치의 절연 프레임을 제안하는 것에 의해, 진공 개폐기를 컴팩트하고 염가로 구성할 수 있도록 하려고 하는 것이다.

본 발명에 관한 진공 개폐 장치의 절연 프레임은 고정 컨택트를 가지는 고정 측 도체와 가동 컨택트를 가지는 가동 측 도체를 내장한 진공 용기를 구비하고, 이 진공 용기로부터 인출된 가동 측 도체와 이 가동 측 도체의 구동 기구에 연접한 절연 로드 사이에 상기 고정 컨택트와 상기 가동 컨택트의 접압조정을 실시하는 스트로크 조정부가 형성된 진공 벌브를 수납하는 통형의 절연 프레임으로서, 그 측면에 상기 고정 측 도체에 접속된 고정 측 단자와 상기 가동 측 도체에 접속된 가동 측 단자가 도출되는 도출구를 가지고, 또한, 그 측면의 상기 스트로크 조정부에 대향하는 위치에 형성되며, 상기 조정부의 조정에 필요한 공구가 들어가서 조정 가능한 사이즈의 개구부를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 상기 구성에 있어서, 상기 개구부는 상기 가동 측 단자의 도출구를 포함하고, 상기 가동 측 단자와 접지 부위 사이에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 상기 구성에 있어서, 상기 고정 측 단자의 도출구를 포함하고, 상기 고정 측 단자와 접지 부위 사이에 개구부를 형성한 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 상기 구성에 있어서, 상기 가동 측 단자의 도출구 및 상기 개구부를 둘러싸는 리브를 외측면에 형성한 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 상기 구성에 있어서, 상기 가동 측 단자의 도출구와 상기 개구부를 가리는 절연 캡을 형성한 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 관한 진공 개폐 장치의 절연 프레임에 의하면, 통형의 절연 프레 임에 부착된 단자의 일단에 개구부를 형성하여 진공 벌브의 가동 측 도체와 절연 로드와의 나사 접속부 주변에 스트로크 조정에 필요한 공구가 들어가도록 함으로써, 진공 벌브와 절연 프레임을 조립한 후에 있어서도 상기 개구부로부터 스트로크의 조정을 할 수 있다. 이것에 의해 구동계 링크의 일부에 조정용의 기구가 불필요하게 되어, 간단한 구동 링크로 구성할 수 있고, 진공 개폐 장치 전체적으로도 컴팩트하고 염가로 구성할 수 있다. 또, 단자와 접지 부위인 진공 개폐 장치의 설치부와의 연면(沿面) 절연 거리를 길게 할 수 있다.

실시 형태 1.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 절연 프레임을 구비한 진공 개폐 장치를 나타내는 사시도이고, 도 2는 그 절연 프레임의 측면 단면도이다. 도에 있어서, 진공 벌브(1)는 원통형의 진공 용기(1a)의 내부축선상에 고정 컨택트(1b)와 가동 컨택트(1c)가 배치되어 수용되어 있고, 진공 용기(1a)의 일단으로부터 고정 컨택트(1b)로 연결되는 고정 측 도체(1d)가 도출되어, 타단으로부터 가동 컨택트(1c)로 연결되는 가동 측 도체(1e)가 도출되어 구성되어 있다.

진공 벌브(1)는 절연 프레임(2)에 수용되어 유지되어 있다. 절연 프레임(2)의 상세에 대해서는 후술한다. 진공 벌브(1)의 고정 측 도체(1d)에는 그 축선에 대해 수직 방향으로 늘어나는 고정 측 단자(3)의 일단측이 접속되고, 이 고정 측 단자(3)가 절연 프레임(2)에 형성된 돌출부(2d)에 볼트(13)에 의해 체결 고정되는 것에 의해, 진공 벌브(1)가 절연 프레임(2)에 지지되어 있다. 고정 측 단자(3)의 타 단측은 절연 프레임(2)에 형성된 도출구를 통하여 외부로 도출되어 있다. 또, 진공 벌브(1)의 가동 측 도체(1e)에는 가요(可撓) 도체(4)를 통하여 가동 측 단자(5)가 접속되어 있다. 이 가동 측 단자(5)는 절연 프레임(2)에 형성된 돌출부(2e)에 볼트(12)에 의해 체결 고정되고, 진공 벌브(1)의 축심에 수직 방향으로 절연 프레임(2)에 형성된 도출구를 통하여 도출되어 있다.

상기 볼트 13 및 12는 고정 측 도체(3) 및 가동 측 도체(5)의 각각 위쪽, 즉 도 2의 구성에서는 절연 프레임(2)의 접지 부위로부터 먼 쪽에서 고정 측 도체(3) 및 가동 측 도체(5)를 고정하고 있다. 다만, 상기 고정 위치는 절연 프레임(2)의 접지 부위로부터 먼 위치에 있으면, 도 2와 같이 고정 측 도체(3) 및 가동 측 도체(5)의 위쪽에 한정하는 것은 아니다.

가동 측 도체(1e)에는 같은 축상에 접압 로드(6)가 연결되어 있다. 그리고, 접압 로드(6)에는 일단측을 접압 로드(6)에 걸린 접압 스프링(7)이 삽입되어 있고, 접압 스프링(7)의 타단은 절연 로드(8)에 밀어 넣기 가능한 구조로 연결되어 있다. 절연 로드(8)는 삼상(三相)축(9)에 연결되고, 조작기구(11)로부터의 구동력을 출력 레버(11a)로부터 삼상축(9)으로 전달 가능하게 접속되어 있다. 조작기구(11)와 절연 프레임(2)은 각각 대차(臺車) 프레임(10)(접지 부위가 된다)에 고정 지지되어 있고, 삼상축(9)은 회전 중심(9a)부가 대차 프레임(10)에 회전이 자유롭게 지지되어 있다.

가동 측 도체(1e)와 접압 로드(6)의 연결에 대해 설명한다. 가동 측 도체(1e)의 하단부는 수나사로 되어 있고, 접압 로드(6)의 상단부는 암나사로 되어 있으며, 이들 수나사와 암나사가 나사 맞춤하고 있다. 상기 수나사와 암나사의 나사가 들어가는 양을 가감하는 것으로 가동 측 도체(1e)의 스트로크 조정을 할 수 있다. 이 스트로크 조정을 실시하는 것에 의해 고정 컨택트(1b)와 가동 컨택트(1c)의 접압조정을 할 수 있다. 접압 로드(6)의 가동 측 도체(1e)로의 나사가 들어가는 양을 많이 하면 접압 로드(6)의 유효 길이가 짧아지고, 절연 로드(8) 사이의 접압 스프링(7)을 압축하여, 접압 나사(7)에 보다 큰 힘이 축적된다. 가동 측 도체(1e)에는 가동 측 단자(5)에 접속되는 가요 도체(4)의 일단이 접속되고, 그 가요 도체(4)의 접속단을 너트(4a)로 가동 측 도체(1e)에 고정하고 있다. 한편, 접압 로드(6)에는 너트(6a)가 나사 맞춤하고 있다. 이 때문에, 가동 측 도체(1e)와 접압 로드(6)의 나사가 들어가는 양을 가감한 후, 너트 6a를 너트 4a에 체결하는는 것에 의해, 가동 측 도체(1e)와 접압 로드(6)의 접속 상태가 고정된다.

다음에 진공 개폐 장치의 동작에 대해서 설명하면, 도 2에 나타내는 바와 같이, 진공 벌브(1)가 개방 상태에 있을 때, 투입 지령에 의해 조작기구(11)가 출력 레버(11a)를 통하여 구동축(9)을 반시계방향으로 구동하면, 절연 로드(8)가 접압 로드(6)를 밀어 올려 진공 벌브(1)를 투입한다. 이 때, 접압 나사(7)가 힘이 축적된 상태가 된다. 개방시는 개방 지령에 의해 구동축(9)을 시계 방향으로 구동하면, 접압 스프링(7)이 힘이 풀려 가동 컨택트(1c)가 하부로 이동하여, 도 2의 개방 상태가 된다. 진공 개폐 장치의 개폐 특성의 조정은 스트로크를 조정하는 것에 의해 투입시의 접압 스프링(7)의 압축량을 조정하여 실시한다. 접압 스프링(7)에 축적할 수 있는 에너지를 조정하는 것에 의해 개방시의 속도가 변화하여, 개폐 특성을 조 정할 수 있다. 접압 스프링(7)의 힘의 축적량의 조정은 너트 6a를 한 번 느슨하게 하고, 가동 측 도체(1a)의 수나사와 접압 로드(6)의 암나사의 나사 포함량을 증감시키고 나서, 너트 6a를 재차 너트 4a 측에 체결하는 것에 의해 실시할 수 있다. 가동 측 도체(1e)의 수나사와 접압 로드(6)의 암나사의 나사 맞춤 양 및 너트 4a, 너트 6a 체결 조정을 실시하는 부분을 스트로크 조정부라고 칭한다.

절연 프레임(2)의 구조에 대해 설명한다. 도 3은 후술하는 단자 커버인 절연 캡(20)의 일부(기부(基部))를 제거한 상태의 절연 프레임(2)의 사시도를 나타내고 있다. 도 4는 절연 프레임(2)을 고정 측 단자(3) 및 가동 측 단자(5)의 도출구 측에서 본 사시도이다. 절연 프레임(2)은 통 모양의 절연물로 이루어지고, 그 상부와 하부에 고정 측 단자(3)와 가동 측 단자(5)를 도출하는 도출구가 형성되어 있다. 이 도출구 및 후술의 개구부를 가려 절연 캡(20)을 착탈할 수 있도록 장착되어 있다. 그리고 절연 캡(20)은 고정 측 단자(3) 및 가동 측 단자(5)에 1개씩 형성되어, 고정 측 단자(3) 및 가동 측 단자(5)를 피복하고 있다.

상술한 바와 같이, 절연 프레임(2)에는 그 측면에 고정 측 단자(3)와 가동 측 단자(5)를 인출하는 도출구가 형성되고, 도출구로부터 인출된 고정 측 단자(3)와 가동 측 단자(5)의 위쪽이 절연 프레임(2)의 돌출부(2d, 2e)에 볼트(13, 12)로 고정 지지되어 있다. 그리고, 절연 프레임(2)의 가동 측 단자(5)를 고정 지지하고 있는 위쪽 이외에 개구부(2a)가 형성되어 있다. 가동 측 단자(5)와 개구부(2a)의 관계를 대략 선적으로 나타내면 도 5와 같이 된다. 이 개구부(2a)는 가동 측 단자(5)의 도출구를 포함하고(줄지어 있음), 도출구보다 꽤 큰 스페이스를 가진다. 개구부(2a)의 절연 프레임(2) 위의 위치는 가동 측 단자(5)의 아래쪽에 있지만, 이 위치는 가동 측 도체(1e)와 접압 로드(6)의 결합부, 즉 가동 측 도체(1e)의 스트로크 조정부를 가로로 보는 위치이다. 개구부(2a)의 크기는 절연 프레임(2)의 외측으로부터 개구부(2a)를 통과하여 공구를 삽입하고, 가동 측 도체(1e)의 단부에 형성된 수나사부와 접압 로드(6)의 단부에 형성된 암나사부를 조정할 수 있음과 동시에, 너트(6a)를 조이거나 느슨하게 하거나 하는 공구가 움직여, 스트로크 조정만 할 수 있는 스페이스이다. 따라서, 개폐 장치를 조립한 후에 개폐 특성을 조정하는 경우, 이 개구부(2a)를 지나 개폐 특성의 조정이 가능하다. 그 때문에, 조작기구(11)로부터의 삼상축(9), 절연 로드(8)로 이루어지는 구동 링크부에 조정 기구가 불필요해진다.

도 5는 가동 측 단자(5)와 개구부(2a)의 관계를 나타내는 대략 선도이다. 도 5로부터 명확한 바와 같이, 가동 측 단자(5)가 접지 부위(대차 프레임(10))로부터 거리 l만큼 떨어진 위치에서 도출되어 있는 경우, 개구부(2a)를 형성한 것에 의해, 가동 측 도체(5)로 접지면과의 최단 거리는 l+α가 되어, 개구부(2a)를 가지지 않는 형태에 비해 연면 거리를 늘릴 수 있다. 반대로 말하면, 이 개구부(2a)를 형성하는 것으로 가동 측 단자(5)와 대차 프레임(10) 사이의 절연 프레임(2)의 표면 연 면 길이가 증가하게 되어, 그만큼 컴팩트하게 간소한 절연 프레임 구성이 가능해진다.

또, 고정 측 단자(3)의 볼트(13)에 고정되어 있지 않은 측, 즉 고정 측 단자(3)의 아래쪽에도 고정 측 단자(3)의 도출구를 포함한 개구부(2b)를 형성하고 있 다. 이 개구부(2b)를 형성하는 것으로, 고정 측 단자(3)와 절연 프레임(2)의 접촉이 고정 측 단자(3)의 상부의 볼트 부착 부분만 되어, 개폐 장치가 열린 상태시의 고정 측 도체(3)와 가동 측 단자(5) 사이의 절연 프레임(2) 위에 있어서의 최단연면 길이를 늘릴 수 있어, 이 양단자 사이 즉 극간의 절연 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 개구부 2a 및 2b가 가동 측 단자(5) 및 고정 측 단자(3)의 도출구를 포함하도록 설명하고 있지만, 개구부 2a 및 2b는 반드시 가동 측 단자(5) 및 고정 측 도체(3)의 도출구에 늘어서 있을 필요는 없고, 가동 측 단자(5) 및 고정 측 단자(3)와 접지 부위 사이에 형성되어 있으면 좋다.

개구부 2a와 2b, 고정 측 단자(3)와 가동 측 단자(5)의 도출구 및 절연 프레임(2)의 돌출부(2d, 2e)를 둘러싸고, 절연 프레임(2)의 측벽 외측에 리브(2a', 2b')가 형성되어 있다. 이것은 개구부(2a, 2b)를 형성하는 것에 의한 절연 프레임(2)의 강도저하를 보충하고 있다. 또 이 리브(2a', 2b')에는 절연물에서 만들어진 내략 깔때기 모양의 절연 캡(20)의 기부가 착탈이 자유롭게 장착된다. 이 때문에, 개구부 2a, 2b를 지나 외부로부터 분진이 유입하는 것을 막을 수 있음과 동시에, 이 절연 캡(20)의 베어리어 효과에 의해서 고정 측 단자(3)나 가동 측 단자(5), 그리고 대차 프레임(10) 사이의 공간거리를 많이 취하는 것이 가능해져 한층 더 내전압 성능의 향상을 도모하는 것이 가능하다.

수전·배전 설비에 사용되는 진공 벌브를 이용한 진공 개폐 장치로, 특히 진 공 벌브를 수용해 유지하는 절연 프레임 구조에 넓게 적용 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 절연 프레임을 채용한 진공 개폐 장치를 나타내는 사시도이다.

도 2는 실시 형태 1에 관한 절연 프레임을 나타내는 측면 단면도이다.

도 3은 실시 형태 1에 관한 절연 캡의 일부를 제외하여 나타내는 절연 프레임의 사시도이다.

도 4는 실시 형태 1에 관한 절연 프레임을 나타내는 사시도이다.

도 5는 실시 형태 1에 관한 개구부를 나타내는 대략 선도이다.

<부호의 설명>

1 진공 벌브, 1a 진공 용기,

1b 고정 컨택트, 1c 가동 컨택트,

1d 고정 측 도체, 1e 가동 측 도체,

2 절연 프레임, 2a 개구부

2b 개구부, 2d 돌출부,

2e 돌출부, 2a' 리브,

2b' 리브, 3 고정 측 단자,

4 가요 도체, 4a 너트,

5 가동 측 단자, 6 접압 로드,

6a 너트, 7 접압 나사,

8 절연 로드, 9 삼상축,

10 대차 프레임, 11 조작기구,

12 볼트, 13 볼트,

20 절연 캡.

Claims

고정 컨택트(contact)를 가지는 고정 측 도체(導體)와 가동 컨택트를 가지는 가동 측 도체를 내장한 진공 용기를 구비하고, 이 진공 용기로부터 인출된 가동 측 도체와 이 가동 측 도체의 구동 기구에 연접(連接)한 절연 로드(rod) 사이에 상기 고정 컨택트와 상기 가동 컨택트의 접압조정을 실시하는 스트로크(stroke) 조정부가 설치된 진공 벌브(bulb)를 수납하는 통형의 절연 프레임으로서,

그 절연 프레임의 측면에 상기 고정 측 도체에 접속된 고정 측 단자와 상기 가동 측 도체에 접속된 가동 측 단자가 도출되는 도출구를 가지고, 또한 그 절연 프레임의 측면의 상기 스트로크 조정부에 대향하는 위치에 설치되며, 상기 조정부의 조정에 필요한 공구가 들어가서 조정이 가능한 사이즈의 개구부를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 진공 개폐 장치의 절연 프레임.
청구항 1에 있어서,

상기 개구부는 상기 가동 측 단자의 도출구를 포함하고, 상기 가동 측 단자와 접지 부위의 사이에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 개폐 장치의 절연 프레임.
청구항 1에 있어서,

상기 고정 측 단자의 도출구를 포함하고, 상기 고정 측 단자와 접지 부위 사 이에 개구부를 형성한 것을 특징으로 하는 진공 개폐 장치의 절연 프레임.
청구항 1에 있어서,

상기 가동 측 단자의 도출구 및 상기 개구부를 둘러싸는 리브(rib)를 외측면에 형성한 것을 특징으로 하는 진공 개폐 장치의 절연 프레임
청구항 1에 있어서,

상기 가동 측 단자의 도출구와 상기 개구부를 가리는 절연 캡(cap)을 설치한 것을 특징으로 하는 진공 개폐 장치의 절연 프레임.