KR20090073784A - Gas insulation switchgear - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 가스 절연 개폐장치(GIS;Gas Insulation switchgear)에 관한 것으로써, 더욱 구체적으로는 차단기의 차단시 발생되는 핫가스에 의한 고정측 챔버의 용손을 최소화할 수 있도록 하고, 절연내력을 향상시킬 수 있도록 한 새로운 형태의 가스 절연 개폐장치용 고정부에 관한 것이다.The present invention relates to a gas insulated switchgear (GIS), and more particularly, to minimize the loss of the fixed side chamber by hot gas generated when the breaker is blocked, and to improve the dielectric strength. A new type of gas insulated switchgear is provided.
일반적으로 가스 절연 개폐장치(GIS;Gas Insulation switchgear)는 금속제 밀폐용기(탱크)에 절연성능과 소호기능이 우수한 절연용 가스(SF6)를 절연매체로 사용하여 도체와 각종 보호기기들을 수납시켜 신뢰성을 향상시킨 수변전 설비이며, 차단기(Circuit Breaker), 단로기(Disconnecting Switch), 접지개폐기(Earthing Switch) 등 여러 가지 구성들이 복합적으로 구성되어 이루어진다.In general, Gas Insulation Switchgear (GIS) uses insulation gas (SF 6 ) with excellent insulation performance and arc extinguishing function in a metal sealed container (tank) as an insulating medium to accommodate conductors and various protective devices. It is a water substation facility with improved circuit breakers, circuit breakers, disconnecting switches, and earthing switches.
상기한 가스 절연 개폐장치의 각 구성 중 차단기를 이루는 고정부(10)는 가동부(20)의 선택적인 동작에 의해 선택적으로 접속되면서 전류를 통전시키는 역할을 수행하는 구성이다.The
이때, 상기 가동부(20)와 고정부(10) 간의 접속이 해제될 경우(차단기의 차 단 동작이 진행될 경우)에는 상기 가동부(20)의 가동 아크 접촉자(22)와 상기 고정부의 고정 아크 접촉자(12) 사이에서 아크(arc)가 발생되며, 이때에는 파퍼 실린더(24) 내의 피스톤(25)에 의해 압축된 소호 가스(SF6)가 노즐(26)을 따라 상기 아크의 발생 부위로 분사됨에 따라 상기 아크가 소호된다.At this time, when the connection between the
그리고, 상기한 아크의 소호 과정에서는 상기 소호 가스가 고온의 핫가스(hot gas)로 변환되며, 이렇게 변환된 핫가스의 일부는 고정부(10)로 유동됨과 더불어 나머지 일부는 가동부(20)로 유동된다.In addition, in the arc extinguishing process, the extinguishing gas is converted into hot gas at a high temperature, and a part of the converted hot gas flows to the
이때, 상기 고정부(10)로 유동되는 핫가스는 고정측 챔버(11)의 내부 공간을 따라 유동된 후 상기 고정측 챔버(11)의 둘레면에 형성된 배기홀(11a)을 통해 배출된다.At this time, the hot gas flowing to the
이러한 일련의 과정 및 구조는 첨부된 도 1에 도시한 바와 같다.This series of processes and structures is shown in FIG.
그러나, 전술한 바와 같은 종래 기술에 따른 가스절연개폐장치용 차단기의 고정부(10) 중 고정측 챔버(11)는 통상적으로 용융점이 낮은 알루미늄으로 제조됨을 고려할 때 상기 고정측 챔버(11) 내로 유동되는 고온의 핫가스가 상기 고정측 챔버(11)의 배기홀(11a)을 향해 직접 토출되는 과정에서 상기 배기홀(11a)이 형성된 부위의 용손이 자주 발생되었다.However, the
특히, 상기와 같이 발생된 용손 찌꺼기는 상기 핫가스와 함께 상기 배기홀(11a)을 통과하여 배출되기 때문에 실질적인 절연내력의 저하가 야기되었던 문제점이 있다.In particular, since the melt residue generated as described above is discharged through the
본 발명은 전술한 종래 기술이 가지는 각종 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 핫가스에 의한 고정측 챔버의 용손을 최소화할 수 있도록 하고, 절연내력을 향상시킬 수 있도록 한 새로운 형태의 가스 절연 개폐장치용 고정부를 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the various problems of the prior art described above, the object of the present invention is to minimize the loss of the fixed side chamber by hot gas, and to improve the dielectric strength It is to provide a fixture for a gas insulated switchgear of the type.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가스 절연 개폐장치용 고정부는 내부에 핫가스가 유동되는 공간을 갖도록 형성되고, 후방은 폐쇄됨과 더불어 전방에는 고정 접촉자가 구비되고, 둘레면에는 복수의 배기홀이 관통 형성된 고정측 챔버; 상기 고정측 챔버 내의 중앙측 부위에 축방향을 따라 고정 설치되며, 가동부의 가동 아크 접촉자와 선택적으로 접속되어 통전되는 고정 아크 접촉자; 그리고, 상기 고정 아크 접촉자와 상기 고정측 챔버의 내벽면 사이를 따라 설치되면서 상기 고정 접촉자와 상기 고정 아크 접촉자 사이의 공간을 통해 유입되는 핫가스의 유동을 안내하면서 상기 핫가스가 상기 배기홀을 통해 곧장 배기됨을 방지하는 가이드체:가 포함되어 구성됨을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the fixing part for a gas insulated switchgear according to the present invention is formed to have a space in which a hot gas flows. A fixed side chamber formed therethrough; A fixed arc contactor fixedly installed along an axial direction in a central portion of the fixed side chamber and selectively connected to and energizing a movable arc contact of the movable portion; The hot gas flows through the exhaust hole while guiding the flow of hot gas flowing through the space between the fixed contact and the fixed arc contact while being installed along the inner wall of the fixed arc contact and the fixed side chamber. And a guide body for preventing straight exhausting.
여기서, 상기 가이드체는 내열성 재질로 형성됨을 특징으로 한다.Here, the guide body is characterized in that it is formed of a heat resistant material.
또한, 상기 배기홀은 상기 고정 접촉자와의 연결 부위에 형성되며, 상기 가이드체는 상기 고정 접촉자의 후면으로부터 후방측으로 연장되면서 상기 배기홀이 형성된 부위를 가로막도록 형성됨을 특징으로 한다.In addition, the exhaust hole is formed in the connection portion with the fixed contact, the guide body is characterized in that it is formed so as to intersect the portion where the exhaust hole is formed while extending from the rear side of the fixed contact.
이와 함께, 상기 가이드체의 후방측 끝단은 상기 고정측 챔버 내의 후면으로부터 인접하게 위치되되, 핫가스가 유동될 수 있을 정도의 간격만큼 이격된 위치에까지 이르도록 형성됨을 특징으로 한다.In addition, the rear end of the guide body is positioned to be adjacent from the rear surface in the fixed side chamber, characterized in that it is formed to reach a position spaced apart by the interval enough to flow the hot gas.
또한, 상기 고정측 챔버 내의 후벽면 중앙 부위에는 상기 고정측 챔버 내로 유입되어 유동되는 핫가스가 상기 가이드체와 고정측 챔버 간의 연통 부위인 상기 고정측 챔버 내의 둘레면을 향해 안내하는 유동 안내부가 더 포함되어 구성됨을 특징으로 하며, 상기 유동 안내부는 전방측 중앙 부위로부터 상기 고정측 챔버 내의 후벽면을 향해 갈수록 점차 외향 경사지도록 라운드지게 형성됨을 특징으로 한다.In addition, a flow guide portion for directing the hot gas flowing into the fixed side chamber toward the circumferential surface of the fixed side chamber, which is a communication site between the guide body and the fixed side chamber, is further formed at the central portion of the rear wall surface in the fixed side chamber. The flow guide portion is characterized in that it is formed to be rounded to be gradually inclined outward toward the rear wall surface in the fixed side chamber from the front center portion.
이상에서와 같은 본 발명의 가스 절연 개폐장치용 차단기의 가동부는 차단기의 온(ON) 동작시 소호 작용으로 생성된 핫가스가 가이드체에 의해 유동이 연장됨으로써 실질적인 가동측 챔버의 제2배기홀을 통해 배기될 때에는 온도 및 유속의 저감이 이루어지게 되어 절연성능의 저하를 최소화할 수 있게 된 효과를 가진다.As described above, the movable part of the breaker for a gas insulated switchgear according to the present invention extends the flow of the hot gas generated by the extinguishing action during the ON operation of the breaker by the guide body to substantially remove the second exhaust hole of the movable side chamber. When exhausted through the reduction of temperature and flow rate is made to minimize the degradation of the insulation performance.
뿐만 아니라, 본 발명에 따른 가스 절연 개폐장치용 차단기의 가동부는 가이드체의 구조로 인해 핫가스에 의한 차단측 챔버의 제2배기홀이 형성된 부위에 대한 용손이 방지되고, 이로 인해 절연 파괴 현상이 방지될 수 있게 된 효과를 가진다.In addition, the movable part of the breaker for a gas insulated switchgear according to the present invention is prevented from melting by the hot gas due to the structure of the guide body to the part where the second exhaust hole of the chamber is blocked by the hot gas, thereby preventing breakdown Has the effect of being able to be prevented.
이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 첨부된 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하도록 한다.Hereinafter, specific embodiments for the implementation of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
우선, 첨부된 도 2 및 도 3과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스 절연 개폐장치용 차단기의 고정부(100)는 크게 고정측 챔버(110)와, 고정 아크 접촉자(120) 및 가이드체(130)를 포함하여 구성된다.First, the
이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.This will be described in more detail for each component as follows.
먼저, 상기 고정측 챔버(110)에 대하여 설명한다.First, the
상기 고정측 챔버(110)는 가스 절연 개폐장치용 차단기를 이루는 고정부(100)의 외관을 이루는 부위로써, 대략 후방이 폐쇄된 원통형으로 형성된다.The
특히, 상기 고정측 챔버(110)의 전방에는 고정 접촉자(140)가 구비되며, 상기 고정 접촉자(140)는 가동부(200)의 가동 접촉자(241)와 선택적으로 접속되어 통전된다.In particular, a fixed
또한, 상기한 고정측 챔버(110)의 둘레면에는 복수의 배기홀(111)이 관통 형성된다.In addition, a plurality of
이때, 상기 각 배기홀(111)들은 아크의 소호시 발생되어 상기 고정측 챔버(110) 내를 유동한 핫가스를 외함(1)의 내부 공간으로 배출하는 부분이다.At this time, each of the
다음으로, 상기 고정 아크 접촉자(120)에 대하여 설명한다.Next, the
상기 고정 아크 접촉자(120)는 가동부(200)의 가동 아크 접촉자(220)와 선택적으로 접속되어 통전되는 일련의 구성으로써, 상기 고정측 챔버(110) 내의 중앙측 부위에 상기 고정측 챔버(110)의 축방향을 따라 고정 설치된다.The
이때, 상기 고정 아크 접촉자(120)와 고정 접촉자(140) 간은 가동부(200)를 구성하는 노즐(260) 및 가동 접촉자(241)의 요입이 이루어질 수 있을 정도의 간격을 갖도록 배치된다.At this time, the
다음으로, 상기 가이드체(130)에 대하여 설명한다.Next, the
상기 가이드체(130)는 상기 고정부(100)와 가동부(200) 간의 분리시 아크를 소호함에 따라 발생된 핫가스 중 상기 고정부(100)로 제공되는 핫가스에 대한 유동을 안내하는 일련의 구성이다.The
특히, 본 발명의 실시예에 따른 가이드체(130)는 상기 핫가스가 최대한 오랜 시간 동안 유동되도록 안내한 후 각 배기홀(111)을 통해 배기되도록 구성됨을 제시하며, 이는, 상기 고정측 챔버(110) 내로 유입된 핫가스가 상기 고정측 챔버(110)에 형성된 각 배기홀(111)을 통해 곧장 배기됨을 방지하기 위함이다.In particular, the
즉, 본 발명의 실시예에 따른 가이드체(130)는 상기 고정 아크 접촉자(120)와 상기 고정측 챔버(110)의 내벽면 사이를 따라 설치됨과 더불어 선단(도면상 좌측편 부위)은 상기 고정 접촉자(140)의 후면에 고정되고, 후단(도면상 우측편 부위)은 상기 선단으로부터 후방측으로 연장되면서 상기 고정측 챔버(110)의 각 배기홀(111)을 가로막도록 형성됨을 제시한다.That is, the
이때, 상기 가이드체(130)의 후방측 끝단은 상기 고정측 챔버(110) 내의 후벽면으로부터 인접하게 위치되되, 핫가스가 유동될 수 있을 정도의 간격만큼 이격된 위치에까지 이르도록 형성됨을 제시한다.At this time, the rear end of the
특히, 상기 고정측 챔버(110)의 각 배기홀(111)은 상기 고정측 챔버(110)의 둘레면 중 상기 고정측 챔버(110)의 상대적으로 전방측 부위인 고정 접촉자(140)와의 경계 부위에 형성됨이 가장 바람직하다. 이는, 상기 핫가스의 유동 경로가 최대화될 수 있도록 하기 위함이다.In particular, each
이와 함께, 본 발명의 실시예에서는 상기한 가이드체(130)가 내열성 재질로 형성됨을 제시한다. 이는, 핫가스로 인한 열화를 최대한 방지할 수 있도록 하기 위함이다.In addition, the embodiment of the present invention proposes that the
한편, 본 발명의 실시예에서는 상기 고정측 챔버(110) 내의 후벽면 중앙 부위에는 상기 고정측 챔버(110) 내로 유입되어 유동되는 핫가스가 상기 가이드체(130)와 고정측 챔버(110) 간의 연통 부위인 상기 고정측 챔버(110) 내의 둘레면을 향해 안내하는 유동 안내부(160)가 더 포함되어 구성됨을 제시한다.On the other hand, in the embodiment of the present invention, the hot gas flowing into the
이때, 상기 유동 안내부(160)는 전방측 중앙 부위로부터 상기 고정측 챔버(110) 내의 후벽면을 향해 갈수록 점차 외향 경사지도록 라운드지게 형성된다.At this time, the
하기에서는, 전술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 가스 절연 개폐장치용 차단기의 고정부(100)에 대한 작용을 설명하도록 한다.Hereinafter, the operation of the
우선, 첨부된 도 2와 같이 가스 절연 개폐장치를 구성하는 차단기의 접속(close) 동작이 이루어진 상태에서 첨부된 도 3과 같이 상기 차단기가 오픈(open) 동작을 수행하게 되면 절연로드(270)의 후퇴 동작에 의해 가동부(200)가 후퇴되면서 상기 가동부(200)의 가동 아크 접촉자(220)는 고정부(100)의 고정 아크 접촉자(120)로부터 이탈된다.First, when the circuit breaker performs an open operation as shown in FIG. 3 attached to the circuit breaker constituting the gas insulation switchgear as shown in FIG. As the
이러한 오픈 동작이 진행될 경우, 상기 가동 아크 접촉자(220)와 고정 아크 접촉자(120) 사이에는 아크(arc)가 발생되며, 이와 함께 가동부(200)의 파퍼 실린더(240) 내에서 피스톤(250)에 의해 압축된 소호매질의 소호 가스 즉, SF6 가스가 노즐(260)을 통해 분사되면서 상기 아크를 소호시키도록 동작된다.When the open operation is performed, an arc is generated between the
상기 SF6 가스는 상기 아크와 만나면서 고온 고압의 핫가스(hot gas)로 바뀌게 되고, 상기한 핫가스는 상기 가동부(200)를 구성하는 가동 아크 접촉자(220)의 개구된 전면을 통해 상기 가동 아크 접촉자(220)의 내부를 통과한 후 가동 샤프트(210)의 내부로 유입됨과 더불어 상기 고정부(100)를 구성하는 고정 아크 접촉자(120)와 고정 접촉자(140) 사이의 공간을 통해 상기 고정부(100)의 고정측 챔버(110) 내로 유입된다.The SF 6 gas is changed into hot gas at high temperature and high pressure while meeting the arc, and the hot gas is moved through the opened front surface of the
이때, 상기와 같이 고정측 챔버(110) 내의 공간으로 유입된 핫가스는 상기 고정측 챔버(110) 내에 설치된 가이드체(130)의 안내를 받아 상기 고정측 챔버(110) 내의 후방측 공간(도면상 좌측 공간)으로 유동되고, 계속해서 상기 가이드체(130)와 상기 고정측 챔버(110) 간의 틈새 공간을 통해 상기 고정측 챔버(110)의 각 배기홀(111)이 형성된 전방측으로 다시 유동된 후 상기 각 배기홀(111)을 통해 외함(1) 내부로 배출된다.At this time, the hot gas introduced into the space in the
따라서, 상기 가이드체(130)의 안내에 따른 오랜 유동에 의해 상기 핫가스의 온도는 점차적으로 저감됨과 더불어 상기 핫가스의 유속 역시 점차적으로 저감되고, 이로 인해 절연성능의 저하는 저감된다.Therefore, the temperature of the hot gas is gradually reduced by the long flow along the guide of the
특히, 상기 가이드체(130)가 내열성 재질로 형성되어 있음을 고려할 때 상기 핫가스의 온도 저하는 더욱 안정적으로 진행된다.In particular, considering that the
결국, 전술한 일련의 과정에 의해 차단기는 오픈 상태를 이루게 된다.As a result, the circuit breaker is opened by the above-described series of processes.
도 1은 종래 가스 절연 개폐장치용 차단기의 내부 구조를 설명하기 위해 나타낸 개략적인 내부 상태도1 is a schematic internal state diagram illustrating the internal structure of a circuit breaker for a conventional gas insulated switchgear;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가스 절연 개폐장치용 차단기의 고정부 구조를 설명하기 위해 나타낸 개략적인 구성도Figure 2 is a schematic diagram showing the structure of the fixing part of the breaker for a gas insulated switchgear according to an embodiment of the present invention
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가스 절연 개폐장치용 차단기의 고정부에 대한 동작 상태를 설명하기 위해 나타낸 개략적인 구성도3 is a schematic configuration diagram illustrating an operation state of a fixing part of a circuit breaker for a gas insulated switchgear according to an embodiment of the present invention;
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