KR20100024270A - 가스 절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기 - Google Patents

가스 절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가스 절연 개폐 장치에 관한 것으로써, 더욱 구체적으로는 차단기의 차단 동작시 가동부 및 고정부가 동시에 동작되면서 회로의 차단이 이루어지도록 한 가스 절연 개폐 장치의 양방향 구동식 가스 차단기에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 구획 콘드에 의해 구획된 두 공간을 가지는 고정 실린더와, 상기 고정 실린더 내에서 상기 구획 콘드를 관통하여 이동 가능하게 설치되는 피동 아크 접촉자를 포함하는 고정부; 가동 실린더와, 상기 가동 실린더 내에서 상기 피동 아크 접촉자와 대향되는 방향으로 이동되면서 접촉되어 통전되는 가동 아크 접촉자와, 소호 가스를 아크 발생 부위에 분사되도록 안내하는 노즐을 포함하는 가동부; 그리고, 상기 고정부의 피동 아크 접촉자가 상기 가동부의 노즐이 이동되는 방향과는 반대 방향을 향해 이동하도록 동작되며, 상기 피동 아크 접촉자가 상기 가동 아크 접촉자로부터 이격되어 아크가 발생되는 시점에서 여타의 시점에 비해 상기 피동 아크 접촉자가 더욱 빨리 후퇴하도록 동작되는 연동부:를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 가스 절연 개폐장치의 양방향 구동식 가스 차단기가 제공된다.
양방향 구동식 가스 차단기, 캠형 변환레버, 연결슬롯, 라운드

Description

가스 절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기{Gas Insulation switchgear}
본 발명은 가스 절연 개폐 장치에 관한 것으로써, 더욱 구체적으로는 차단기의 차단 동작시 가동부 및 고정부가 동시에 동작되면서 회로의 차단이 이루어지도록 한 새로운 형태의 가스 절연 개폐 장치의 양방향 구동식 가스 차단기에 관한 것이다.
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.
상기한 가스 절연 개폐장치의 차단기는 정상상태의 선로의 개폐뿐만 아니라, 선로의 지락, 단락 및 부하의사고 등 이상상태에서도 사고전류를 차단하여 전력 시스템을 안전하게 보호하는 주 보호기기이다.
이러한 차단기는 차단기의 구동 장치인 유압, 공압 혹은 모터에 의해 차 징(charging)되는 전동스프링과 같은 액튜에이터(actuator)에서 발생되는 구동력에 의해 실린더에 연결된 실린더 로드(Cylinder Rod)를 트립위치로 이동시키고, 실린더로드의 이동으로 압축실내 절연 소호가스가 압축되면 압축된 고압의 소호가스를 아크에 분사하여 사고전류를 냉각 소호시켜 전류를 차단하게 된다. 따라서 사고전류 차단을 위한 트립동작시는 투입동작시보다 고출력이 요구된다.
상기한 차단기의 트립 동작을 위한 구조는 크게 단방향 구동 방식 및 양방향 구동방식으로 구분된다.
이때, 상기 단방향 구동 방식이라 함은 고정부는 고정된 상태를 유지하고 가동측만이 후퇴 동작함으로써 고정부의 고정 아크 접촉자로부터 가동부의 가동 아크 접촉자가 단락되도록 구성되는 구조이다.
또한, 상기 양방향 구동 방식이라 함은 상기 가동부의 가동 아크 접촉자와 상기 고정부의 고정 아크 접촉자가 서로 연동되도록 구성하여 고장전류가 흘러 회로를 차단하고자 할 경우 상기 가동 아크 접촉자 및 고정 아크 접촉자가 동시에 서로 간으로부터 이탈되도록 이동됨으로써 단락되도록 구성되는 구조이다.
상기한 두 구조의 구동 방식 중 양방향 구동 방식은 상대적으로 큰 전류를 차단할 수 있을 뿐 아니라 조작력도 줄일 수 있다는 장점이 있으나, 기구 구성이 복잡하고 경제적 설계를 고려해야 하는 문제가 있었다.
이에 종래에는 다양한 구조의 양방향 구동 방식을 적용한 가스 절연 개폐장치의 가스 차단기를 개발하였으며, 국내 등록특허 제10-0548772호, 제10-0618605호, 제10-0631006호, 제10-0631007호, 제10-0675984호, 국내 등록실용신안 제20- 0438667호 등이 이에 해당된다.
통상의 트립 동작시에는 가동 아크 접촉자와 고정 아크 접촉자가 서로 분리되기 시작되는 시점(서로 간의 이격은 이루어지지 않은 상태)에서는 상대적으로 작은 힘으로도 동작이 가능하지만 상기 두 아크 접촉자가 서로 이격되는 시점인 아크가 발생될 때 상대적으로 큰 힘이 필요하다.
하지만, 전술한 종래의 양방향 구동 방식을 적용한 가스 절연 개폐 장치의 가스 차단기에 대한 구조들은 트립 동작시 가동 아크 접촉자와 고정 아크 접촉자가 서로 반대의 방향을 향해 이격되도록 동작되는 과정이 모든 시점에서 동일한 힘을 제공하도록 구성됨에 따라 실질적으로 큰 힘이 필요시되는 아크 발생시에는 빠른 이탈이 이루어지지 못하여 아크 소호성능이 떨어질 수 밖에 없었고, 특히 빠른 아크 차단 속도를 요구하는 소전류 차단을 위한 구조에는 그 적용이 어렵다는 문제점이 있다.
또한, 전술한 종래의 양방향 구동 방식을 적용한 가스 절연 개폐 장치의 가스 차단기에 대한 구조들은 고정 아크 접촉자가 이동되도록 구성됨에도 불구하고 상기한 고정 아크 접촉자의 지지를 위한 구조가 극히 허술하여 상기 고정 아크 접촉자의 이동 중 유동이 발생될 수 있다는 문제점이 있으며, 이로 인해 상기 가동 아크 접촉자로부터의 분리가 원활히 이루어지지 못하였던 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 종래 기술에 따른 각종 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 가동부의 가동 아크 접촉자 및 고정부의 고정 아크 접촉자 간의 분리시 한정된 조작력을 필요 시점에 분배될 수 있도록 하여 아크 소호가 최대한 빨리 이루어질 수 있도록 하며, 이를 위한 구조가 간단히 이루어질 수 있도록 함과 더불어 좁은 공간에의 설치가 가능하여 소전류 차단을 위한 구조로의 적용도 가능한 새로운 형태의 가스 절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가스 절연 개폐장치의 양방향 동작식 가스 차단기에 따르면 구획 콘드에 의해 구획된 두 공간을 가지는 고정 실린더와, 상기 고정 실린더 내에서 상기 구획 콘드를 관통하여 이동 가능하게 설치되는 피동 아크 접촉자를 포함하는 고정부; 가동 실린더와, 상기 가동 실린더 내에서 상기 피동 아크 접촉자와 대향되는 방향으로 이동되면서 접촉되어 통전되는 가동 아크 접촉자와, 소호 가스를 아크 발생 부위에 분사되도록 안내하는 노즐을 포함하는 가동부; 그리고, 상기 고정부의 피동 아크 접촉자가 상기 가동부의 노즐이 이동되는 방향과는 반대 방향을 향해 이동하도록 동작되며, 상기 피동 아크 접촉자가 상기 가동 아크 접촉자로부터 이격되어 아크가 발생되는 시점에서 여타의 시점에 비해 상기 피동 아크 접촉자가 더욱 빨리 후퇴하도록 동작되는 연동부:를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
여기서, 상기 연동부는 일단이 상기 고정 실린더 내에 회전 가능하게 설치되며, 타단에는 길이 방향을 따라 제1연결슬롯이 형성된 연동레버와, 일단은 상기 연동레버의 제1연결슬롯에 슬라이딩 이동 가능하게 연결되고, 타단은 상기 구획 콘드를 관통하여 상기 가동부의 노즐에 연결되는 연결레버와, 상기 연동레버의 회전 중심과 동일한 회전 중심을 가지면서 상기 연동레버의 회전에 따라 회전되도록 설치되며, 둘레측 부위를 따라 상기 피동 아크 접촉자의 후방측 끝단이 연결되어 슬라이딩 이동되는 제2연결슬롯이 라운드지게 형성된 상태로 회전 방향 및 회전 위치에 따라 상기 피동 아크 접촉자의 이동 거리 및 이동 속도가 달리 이루어지도록 하는 캠 형상의 변환레버를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 변환레버는 회전 중심을 기준으로 어느 한 방향을 향해 연장 형성되는 제1연장단과, 상기 회전 중심을 기준으로 상기 제1연장단과는 수직한 측의 방향을 향해 연장 형성되면서 상기 제1연장단이 형성하는 길이에 비해 상대적으로 짧게 형성되는 제2연장단과, 상기 제1연장단과 상기 제2연장단을 라운드지게 연결하면서 상기 제2연결슬롯이 형성되는 제3연장단으로 형성됨을 특징으로 한다.
이때, 상기 변환레버의 제2연결슬롯은 두 아크 접촉자 간의 이탈이 진행되기 전의 상태에서 상기 피동 아크 접촉자가 연결되는 위치의 제1구간과, 상기 두 아크 접촉자 간의 이탈이 시작되어 아크의 소호가 이루어지기 전까지의 상태에서 상기 피동 아크 접촉자가 연결되는 위치의 제2구간과, 상기 두 아크 접촉자 간의 이탈이 완료되어 아크가 소호가 완료된 상태에서 상기 피동 아크 접촉자가 연결되는 위치 의 제3구간으로 구분되며, 상기 제2구간은 상기 제1구간으로부터 연장되는 부위로부터 상기 제3구간에 연장되는 부위로 갈수록 상기 변환레버의 회전중심에 점차적으로 가까워지는 라운드를 이루도록 형성됨을 특징으로 한다.
이와 함께, 상기 연결레버가 향하는 방향은 상기 연결레버의 회전 중심 혹은, 상기 변환레버의 회전 중심을 기준으로 상기 변환레버의 제1연장단이 향하는 방향과 반대의 방향 중 상측 혹은, 하측으로 기울어진 방향을 향하도록 설치되어 상기 연결레버의 회전에 따라 상기 제1연장단의 끝단이 상기 피동 아크 접촉자의 직후방을 향하도록 하거나 혹은, 상기 제2연장단의 끝단이 상기 피동 아크 접촉자의 직후방을 향하도록 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 구획 콘드의 각 부위 중 상기 피동 아크 접촉자가 관통되는 부위에는 상기 피동 아크 접촉자의 이동을 지지하기 위해 상기 관통 부위로부터 전후 방향을 향해 돌출된 상태로 상기 피동 아크 접촉자를 감싸는 지지콘드가 더 형성됨을 특징으로 한다.
이상에서 설명된 바와 같이 본 발명의 가스 절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기는 단방향 구동 방식의 가스 차단기에 비해 저 조작력으로 차단 성능이 향상된 효과를 가진다.
특히, 본 발명의 가스 절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기는 피동 아크 접촉자가 초기 트립 동작시 이동되지 않고 전류 차단이 필요한 시점에 급속히 동작되면서 최대한 이동될 수 있도록 구성됨에 따라 종래 일반적인 양방향 구동식 가스 차단기에 비해 차단 성능을 더욱 향상시킬 수 있다는 효과를 가진다.
뿐만 아니라, 본 발명의 가스 절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기는 빠른 아크 차단이 가능하기 때문에 소전류 차단을 위한 구조에의 적용에 유리하다는 효과를 가진다.
또한, 본 발명의 양방향 구동식 가스 차단기는 고정 아크 접촉자가 지지콘드의 지지를 받으면서 안정적으로 이동될 수 있도록 구성됨에 따라 상기 고정 아크 접촉자의 이동 중 유동이 방지되고, 이로 인해 상기 가동 아크 접촉자로부터의 분리가 원활히 이루어질 수 있다는 효과를 가진다.
이하, 본 발명의 가스 절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하도록 한다.
첨부된 도 1과 같이 본 발명의 실시예에 따른 가스 절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기(이하, “가스 차단기”라 함)는 크게 고정부(100)와 가동부(200) 및 연동부(300)를 포함하여 구성된다.
이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 고정부(100)는 가스 절연 개폐장치를 이루는 외함(도시는 생략됨) 내에 고정 설치되는 부위로써, 상기 가동부(200)의 선택적인 접촉 동작에 의해 전류를 통전시키는 역할을 수행한다.
상기한 고정부(100)는 고정 실린더(110)와, 피동 아크 접촉자(120)와, 고정 메인 접촉자(130)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 고정 실린더(110)는 가동부(200)의 일부가 요입되는 공간을 가지면서 전방측(가동부와 인접된 측) 둘레에는 고정 메인 접촉자(130)가 구비되어 이루어진다.
이때, 상기 고정 실린더(110)의 내부 공간은 구획 콘드(140)에 의해 전방측 공간(가동측가 요입되어 통전되거나 혹은, 이격되면서 소호되는 공간)과 후방측 공간이 서로 구획되도록 형성되며, 상기 구획 콘드(140)의 중앙측 부위에는 관통공(141)이 형성된다.
또한, 상기한 고정 실린더(110) 내의 중앙측 부위에는 피동 아크 접촉자(120)가 설치되며, 상기 피동 아크 접촉자(120)는 상기 구획 콘드(140)의 관통공(141)을 관통하여 전후 이동 가능하도록 설치된다.
특히, 본 발명의 실시예에서는 상기 구획 콘드(140)의 관통공(141)이 형성된 부위에 상기 피동 아크 접촉자(120)의 이동을 지지하기 위한 지지콘드(150)가 더 형성됨을 제시한다.
이때, 상기 지지콘드(150)는 상기 관통공(141)이 형성된 부위로부터 전방측 및 후방측을 향해 돌출된 상태로 상기 피동 아크 접촉자(120)를 감싸는 원통형으로 형성되어 상기 피동 아크 접촉자(120)가 이동되는 도중 상기 피동 아크 접촉자(120)의 상하 유동 혹은, 좌우 유동됨을 방지하여 원활히 이동될 수 있도록 하는 역할을 수행한다.
다음으로, 상기 가동부(200)는 상기 고정부(100)에 선택적으로 접촉면서 전류를 통전시키는 일련의 구성으로써, 상기 외함 내부에 그 전체가 전후 방향(고정 부와 인접되는 방향 혹은, 고정부로부터 멀어지는 방향)으로 이동 가능하게 설치된다.
상기한 가동부(200)는 가동 실린더(210)와, 가동 아크 접촉자(220)와, 가동 메인 접촉자(230)와, 노즐(240)을 포함하여 구성된다.
이때, 상기 가동 실린더(210)는 가동부(200)의 외관을 이루는 일련의 구성으로써 내부가 빈 파이프 형태로 형성되며, 열챔버(211)와 압축 챔버(212)를 갖도록 구성된다.
또한, 상기 가동 아크 접촉자(220)는 상기 고정부(100)의 피동 아크 접촉자(120)가 요입 접속되면서 전류를 통전하는 일련의 구성으로써, 연결로드(250)에 의해 구동력을 전달받아 전후 이동하도록 구성된다. 이때, 상기 연결로드(250)는 상기 가동 아크 접촉자(220)의 후방(고정부를 향하는 방향과는 반대측 방향)에 연결되며, 상기 가동 실린더(210)의 후면 중앙측 부위를 관통하여 전후 이동 가능하게 구성된다.
또한, 상기 가동 메인 접촉자(230)는 상기 고정부(100)의 고정 메인 접촉자(130)에 접촉되면서 통전되는 일련의 구성이다.
또한, 상기 노즐(240)은 소호 가스(SF6)가 아크 발생 부위에 분사되도록 안내하는 일련의 구성이다. 이때, 상기 노즐(240)의 후단은 상기 가동 메인 접촉자(230)에 고정되도록 구성되고, 상기 노즐(240)의 선단은 상기 고정부(100)를 이루는 고정 실린더(110) 내부 공간 중 전방측 공간(가동부와 대향되는 측의 공간)을 따라 이동되도록 구성된다.
다음으로, 상기 연동부(300)는 상기 피동 아크 접촉자(120)가 상기 가동 아크 접촉자(220)와는 반대 방향을 향해 이동되도록 동작되는 일련의 구성이다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 연동부(300)는 상기 피동 아크 접촉자(120)가 상기 가동 아크 접촉자(220)로부터 분리되는 초기에 비해 상기 피동 아크 접촉자(120)가 상기 가동 아크 접촉자(220)로부터 이격되면서 아크가 발생되는 시점에서 상기 피동 아크 접촉자(120)가 더욱 빨리 후퇴하도록 동작된다.
즉, 가동 아크 접촉자(220)와 피동 아크 접촉자(120)가 서로 이격되도록 동작되지만 실질적인 이격은 이루어지지 않았을 경우에는 상기 피동 아크 접촉자(120)가 후퇴하는 속도가 상대적으로 천천히 이루어질 수 있도록 하고, 가동 아크 접촉자(220)와 피동 아크 접촉자(120)가 서로 떨어지면서 아크가 발생될 경우에는 상기 피동 아크 접촉자(120)가 더욱 빨리 후퇴되면서 상기 가동 아크 접촉자(220)로부터 멀어지도록 하여 아크의 소호 효과를 극대화시킬 수 있도록 한 것이다.
이를 위해, 본 발명의 실시예에서는 상기한 연동부(300)가 연동레버(310) 및 연결레버(320)와 변환레버(330)를 포함하여 구성됨을 제시한다.
여기서, 상기 연동레버(310)는 상기 연결레버(320)에 의해 상기 가동부(200)의 노즐(240)과 연동되는 일련의 구성으로써, 일단이 상기 고정 실린더(110)의 후방측 공간 내에 회전 가능하게 설치되고 타단은 상기 일단으로부터 외측을 향해 연장된 레버 형태로 형성되며, 상기 연동레버(310)의 타단에는 길이 방향을 따라 제1연결슬롯(340)이 형성되어 이루어진다.
이와 함께, 상기 연결레버(320)는 상기 연동레버(310)의 제1연결슬롯(340)에 일단이 슬라이딩 이동 가능하게 연결되고, 상기 연결레버(320)의 타단은 상기 구획 콘드(140)의 외곽측 부위를 관통하여 상기 가동부(200)의 노즐(240)에 연결되도록 구성된다.
또한, 상기 변환레버(330)는 상기 연동레버(310)의 회전 중심과 동일한 회전 중심을 갖도록 형성되어 상기 연동레버(310)의 회전에 따라 회전되도록 설치되며, 둘레측 부위를 따라 상기 피동 아크 접촉자(120)의 후방측 끝단이 연결되어 슬라이딩 이동되는 제2연결슬롯(350)이 라운드지게 형성된 상태로 상기 연동레버(310)의 회전 방향 및 회전 위치에 따라 상기 피동 아크 접촉자(120)의 이동 거리 및 이동 속도가 달리 이루어지도록 구성된 레버이다.
이때, 상기한 변환레버(330)는 회전 중심을 기준으로 어느 한 방향을 향해 연장 형성되는 제1연장단(331)과, 상기 제1연장단(331)과는 대략 수직한 측의 방향을 향해 연장 형성되면서 상기 제1연장단(331)이 형성하는 길이에 비해 상대적으로 짧게 형성되는 제2연장단(332)과, 상기 제1연장단(331)과 상기 제2연장단(332)을 라운드지게 연결하면서 상기 제2연결슬롯(350)이 형성되는 제3연장단(333)으로 형성된다.
특히, 상기 제2연결슬롯(350)은 두 아크 접촉자(120,220) 간의 이탈이 진행되기 전의 상태에서 상기 피동 아크 접촉자(120)가 연결되는 위치인 상기 제1연장단(331)의 끝단 부위의 제1구간(351)과, 상기 두 아크 접촉자(120,220) 간의 이탈이 시작되어 아크의 소호가 이루어지기 전까지의 상태에서 상기 피동 아크 접촉 자(120)가 연결되는 위치인 상기 제3연장단(333)이 이루는 부위의 제2구간(352)과, 상기 두 아크 접촉자(120,220) 간의 이탈이 완료되어 아크의 소호가 완료된 상태에서 상기 피동 아크 접촉자(120)가 연결되는 위치인 상기 제2연장단(332)의 끝단 부위의 제3구간(353)으로 구분된다.
이때, 상기 제2구간(352)은 상기 제1구간(351)과 연장되는 부위로부터 상기 제3구간(353)에 연장되는 부위로 갈수록 상기 변환레버(330)의 회전 중심에 점차적으로 가까워지는 라운드를 이루도록 형성된다.
즉, 전술한 제2연결슬롯(350)의 형상적인 특징에 의해 피동 아크 접촉자(120)는 가동 아크 접촉자(220)에 접속된 상태에서 상기 가동 아크 접촉자(220)로부터 이탈되기 전까지는 상대적으로 천천히 후퇴하게 되고, 상기 가동 아크 접촉자(220)로부터 이탈이 시작되어 아크가 발생된 시점에서는 상대적으로 빨리 후퇴함에 따라 작은 조작력임에도 불구하고 차단 성능은 향상될 수 있게 된다.
한편, 상기 연결레버(320)가 향하는 방향은 상기 연결레버(320)의 회전 중심 혹은, 상기 변환레버(330)의 회전 중심을 기준으로 상기 변환레버(330)의 제1연장단(331)이 향하는 방향과 반대의 방향 중 상측 혹은, 하측으로 기울어진 방향을 향하도록 설치된다. 이로 인해 상기 연결레버(320)의 회전에 따라 상기 제1연장단(331)의 끝단이 상기 피동 아크 접촉자(120)의 직후방을 향하도록 하거나 혹은, 상기 제2연장단(332)의 끝단이 상기 피동 아크 접촉자(120)의 직후방을 향하게 된다.
하기에서는 전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 가스 차단기 의 동작 과정에 대하여 첨부된 도 1 내지 도 4를 참조하여 더욱 구체적으로 설명하도록 한다.
먼저, 가스 절연 개폐장치의 정상적인 통전 상태에서는 첨부된 도 1과 같이 가동부(200)를 구성하는 가동 아크 접촉자(220) 내로 고정부(100)를 구성하는 피동 아크 접촉자(120)가 요입 접촉된 상태로 통전되어 있다.
또한, 상기 가동부(200)를 구성하는 노즐(240)은 그 전방측 끝단이 상기 고정부(100)의 고정 실린더(110) 내에 위치된 상태를 이루며, 상기 가동부(200)를 구성하는 가동 메인 접촉자(230)는 상기 고정부(100)를 구성하는 고정 메인 접촉자(130)에 접속된 상태를 이룬다.
이와 함께, 상기 피동 아크 접촉자(120)의 후방측 끝단은 연동부(300)를 구성하는 변환레버(330)의 제2연결슬롯(350) 중 제1구간(351)에 위치되며, 이로 인해 상기 변환레버(330)의 제1연장단(331)은 상기 피동 아크 접촉자(120)를 향하도록 위치된다.
상기한 가스 차단기의 통전 상태에서 전류 계통에 이상이 발생되었거나 혹은, 사용자의 필요에 따라 전류를 강제 차단하기 위한 조작이 발생되면 도시되지 않은 액츄에이터 등이 구동되어 연결로드(250)가 이동되고, 이로 인해 가동부(200)가 상기 고정부(100)로부터 멀어지는 방향으로 후퇴하게 된다.
상기한 가동부(200)가 후퇴하는 과정에서는 노즐(240) 역시 후퇴 이동되고, 이로 인해 상기 노즐(240)에 연결된 연결레버(320)는 연동부(300)를 구성하는 연동레버(310)를 당기도록 동작된다.
하지만, 상기와 같이 가동부(200)가 후퇴 이동된다 하더라도 가동 아크 접촉자(220)가 피동 아크 접촉자(120)로부터 이탈이 시작되기 전까지는 상기 연결레버(320)의 끝단이 상기 연동레버(310)의 제1연결슬롯(340)을 따라 이동될 뿐 실질적으로 상기 연동레버(310)를 회전시키지는 않기 때문에 변환레버(330)의 회전은 이루어지지 않고, 이로 인해 피동 아크 접촉자(120) 역시 동작되지 않는다.
물론, 상기한 연결레버(320)의 후퇴 동작에 의해 상기 연결레버(320)의 끝단이 상기 연동레버(310)의 제1연결슬롯(340)을 따라 이동되는 도중 일부의 당김힘이 상기 연동레버(310)에 제공되어 상기 연동레버(310)가 회전될 수도 있다. 하지만 상기한 연동레버(310)의 회전에 의해 변환레버(330)가 회전된다 하더라도 상기 피동 아크 접촉자(120)의 끝단은 변환레버(330)의 제2연결슬롯(350) 중 제1구간(351)에 위치된 상태이기 때문에 상기 피동 아크 접촉자(120)는 동작되지 않는다.
그리고, 전술한 과정이 지속적으로 진행되는 도중 상기 가동 아크 접촉자(220)가 상기 피동 아크 접촉자(120)로부터 이탈되기 시작되면 상기 가동 아크 접촉자(220)와 상기 피동 아크 접촉자(120) 사이에는 아크가 발생된다.
하지만, 상기와 같이 아크가 발생되는 시점에서는 상기 연결레버(320)의 끝단이 상기 연동레버(310)의 제1연결슬롯(340) 중 내측 끝단에 위치된 상태이기 때문에 추가적인 가동 아크 접촉자(220)의 후퇴 이동에 의해 상기 연동레버(310)는 그 회전 중심을 기준으로 상기 가동부(200)가 후퇴하는 방향으로 당겨지게 된다.
즉, 상기한 연동레버(310)는 회전 중심을 기준으로 도면상 반시계 방향으로 회전되는 것이다.
이로 인해 변환레버(330) 역시 회전 중심을 기준으로 도면상 반시계 방향으로 회전되면서 상기 변환레버(330)의 제2연결슬롯(350)에 연결된 피동 아크 접촉자(120)를 상기 가동 아크 접촉자(220)의 후퇴 방향과는 반대 방향을 향해 이동되도록 당기게 된다.
특히, 상기한 피동 아크 접촉자(120)의 연결 부위는 제2연결슬롯(350)의 제2구간(352)을 따라 이동되는 도중 급격한 당김힘을 제공받게 되고, 이로 인해 상기 피동 아크 접촉자(120)는 상기 가동 아크 접촉자(220)로부터 급속하게 이탈된다.
그리고, 상기한 일련의 과정이 진행되는 도중 가동 실린더(210) 내의 압축챔버(212)에 압축된 절연가스는 노즐(240)의 안내를 받아 상기 아크 발생부위로 제공되기 때문에 상기 아크는 신속히 소호되면서 전류가 차단된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스 절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기의 통전 상태를 설명하기 위해 나타낸 요부 단면도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스 절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기의 전류 차단을 위한 동작의 최초 상태를 설명하기 위해 나타낸 요부 단면도
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스 절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기의 전류 차단을 위한 동작의 아크 발생 시점에 대한 상태를 설명하기 위해 나타낸 요부 단면도
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스 절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기의 전류 차단을 위한 동작의 완료 상태를 설명하기 위해 나타낸 요부 단면도
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100. 고정부 110. 고정 실린더
120. 피동 아크 접촉자 130. 고정 메인 접촉자
140. 구획 콘드 141. 관통공
150. 지지콘드 200. 가동부
210. 가동 실린더 211. 열챔버
212. 압축챔버 220. 가동 아크 접촉자
230. 가동 메인 접촉자 240. 노즐
250. 연결로드 300. 연동부
310. 연동레버 320. 연결레버
330. 변환레버 331. 제1연장단
332. 제2연장단 333. 제3연장단
340. 제1연결슬롯 350. 제2연결슬롯
351. 제1구간 352. 제2구간
353. 제3구간

Claims (6)

  1. 구획 콘드에 의해 구획된 두 공간을 가지는 고정 실린더와, 상기 고정 실린더 내에서 상기 구획 콘드를 관통하여 이동 가능하게 설치되는 피동 아크 접촉자를 포함하는 고정부;
    가동 실린더와, 상기 가동 실린더 내에서 상기 피동 아크 접촉자와 대향되는 방향으로 이동되면서 접촉되어 통전되는 가동 아크 접촉자와, 소호 가스를 아크 발생 부위에 분사되도록 안내하는 노즐을 포함하는 가동부; 그리고,
    상기 고정부의 피동 아크 접촉자가 상기 가동부의 노즐이 이동되는 방향과는 반대 방향을 향해 이동하도록 동작되며, 상기 피동 아크 접촉자가 상기 가동 아크 접촉자로부터 이격되어 아크가 발생되는 시점에서 여타의 시점에 비해 상기 피동 아크 접촉자가 더욱 빨리 후퇴하도록 동작되는 연동부:를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 가스 절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연동부는
    일단이 상기 고정 실린더 내에 회전 가능하게 설치되며, 타단에는 길이 방향을 따라 제1연결슬롯이 형성된 연동레버와,
    일단은 상기 연동레버의 제1연결슬롯에 슬라이딩 이동 가능하게 연결되고, 타단은 상기 구획 콘드를 관통하여 상기 가동부의 노즐에 연결되는 연결레버와,
    상기 연동레버의 회전 중심과 동일한 회전 중심을 가지면서 상기 연동레버의 회전에 따라 회전되도록 설치되며, 둘레측 부위를 따라 상기 피동 아크 접촉자의 후방측 끝단이 연결되어 슬라이딩 이동되는 제2연결슬롯이 라운드지게 형성된 상태로 회전 방향 및 회전 위치에 따라 상기 피동 아크 접촉자의 이동 거리 및 이동 속도가 달리 이루어지도록 하는 캠 형상의 변환레버를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 가스 절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 변환레버는
    회전 중심을 기준으로 어느 한 방향을 향해 연장 형성되는 제1연장단과,
    상기 회전 중심을 기준으로 상기 제1연장단과는 수직한 측의 방향을 향해 연장 형성되면서 상기 제1연장단이 형성하는 길이에 비해 상대적으로 짧게 형성되는 제2연장단과,
    상기 제1연장단과 상기 제2연장단을 라운드지게 연결하면서 상기 제2연결슬롯이 형성되는 제3연장단으로 형성됨을 특징으로 하는 가스 절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 변환레버의 제2연결슬롯은
    두 아크 접촉자 간의 이탈이 진행되기 전의 상태에서 상기 피동 아크 접촉자 가 연결되는 위치의 제1구간과,
    상기 두 아크 접촉자 간의 이탈이 시작되어 아크의 소호가 이루어지기 전까지의 상태에서 상기 피동 아크 접촉자가 연결되는 위치의 제2구간과,
    상기 두 아크 접촉자 간의 이탈이 완료되어 아크가 소호가 완료된 상태에서 상기 피동 아크 접촉자가 연결되는 위치의 제3구간으로 구분되며,
    상기 제2구간은 상기 제1구간으로부터 연장되는 부위로부터 상기 제3구간에 연장되는 부위로 갈수록 상기 변환레버의 회전중심에 점차적으로 가까워지는 라운드를 이루도록 형성됨을 특징으로 하는 가스 절연 개폐장치의 가스 차단기.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 연결레버가 향하는 방향은
    상기 연결레버의 회전 중심 혹은, 상기 변환레버의 회전 중심을 기준으로 상기 변환레버의 제1연장단이 향하는 방향과 반대의 방향 중 상측 혹은, 하측으로 기울어진 방향을 향하도록 설치되어 상기 연결레버의 회전에 따라 상기 제1연장단의 끝단이 상기 피동 아크 접촉자의 직후방을 향하도록 하거나 혹은, 상기 제2연장단의 끝단이 상기 피동 아크 접촉자의 직후방을 향하도록 구성됨을 특징으로 하는 가스 절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    구획 콘드의 각 부위 중 상기 피동 아크 접촉자가 관통되는 부위에는
    상기 피동 아크 접촉자의 이동을 지지하기 위해 상기 관통 부위로부터 전후 방향을 향해 돌출된 상태로 상기 피동 아크 접촉자를 감싸는 지지콘드가 더 형성됨을 특징으로 하는 가스 절연 개폐장치용 양방향 구동식 가스 차단기.
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