KR20100030965A

KR20100030965A - 가스절연기기

Info

Publication number: KR20100030965A
Application number: KR1020080089957A
Authority: KR
Inventors: 정균하; 서경보; 서인영; 김정배; 이학성
Original assignee: 주식회사 효성
Priority date: 2008-09-11
Filing date: 2008-09-11
Publication date: 2010-03-19
Also published as: KR101012117B1

Abstract

본 발명은 가스절연기기에 관한 것이다. 본 발명은 차단기(110), 단로기(120), 접지개폐기(130)가 각각 복수 개 구성되며, 이를 구동하는 전동기(114)(124)(134)가 직접 연결되어 구비된다. 상기 차단기(110), 단로기(120), 접지개폐기(130) 중 하나가 선택되도록 스위칭 경로를 제공하는 스위칭부(150)가 구비된다. 상기 스위칭부(150)에 의해 제공된 스위칭 경로를 통해 상기 전동기(114)(124)(134)에 구동 전원을 공급하는 인버터(160)가 구비된다. 상기 인버터(160)는 제어부(170)의 제어동작에 따라 소정 레벨의 구동 전원을 공급받아 상기 차단기(110), 단로기(120), 접지개폐기(130)를 구동시킨다. 즉 차단기, 단로기, 접지개폐기는 스위칭부(150)를 통해 선택된 어느 하나를 인버터(160)를 통해 전원을 공급하여 구동시키는 것이다. 그리고 차단기(110), 단로기(120), 접지개폐기(130)는 각각의 전동기(114)(124)(134)와 직접 연결되기 때문에, 구동력이 직접 전달되게 된다. 이와 같은 본 발명에 따르면, 가스절연기기의 설치 점유면적을 최소화할 수 있고, 차단기, 단로기 및 접지개폐기의 구동 조작이 보다 정확하게 수행되는 이점이 있다.

가스절연기기, 차단기, 단로기, 접지개폐기, 전동기, 인버터

Description

가스절연기기{Gas insulated apparatus}

본 발명은 가스절연기기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가스절연기기의 차단기, 단로기, 접지개폐기를 보다 용이하게 조작할 수 있도록 구성된 가스절연기기에 관한 것이다.

전력계통에서의 안정적이고 지속적인 양질의 전력 공급은 현대사회에서 아주 중요한 문제이다. 이에 양질의 전기를 지속적으로 공급할 수 있는 다양한 종류의 전력기기가 이용되고 있다. 특히 전력소비의 증가에 따라 대도시 또는 특정의 좁은 지역에 대용량의 전력소비가 요구되고 있다.

그러나, 이를 수용할 설치 공간의 부족으로 인하여 부피가 큰 전력기기에 비해 상대적으로 소형화한 대용량 전력기기인 가스절연기기가 필요로 하게 되었다. 상기 가스절연기기는 주로 절연용 가스(SF6)를 절연매체로 한 기기를 말한다. 최근 가스절연기기로서 가스절연개폐장치(GIS : Gas Insulated Switch-gear)가 많이 사용되어지고 있다. 상기 가스절연개폐장치는 불활성 가스인 SF6의 우수한 물리적, 전기적 성질을 응용하여 정상상태의 전류 개폐뿐 아니라 단락사고 등 이상상태에 있어서도 안전하게 운전 개폐하여 계통을 보호하는 변전기기 복합기계장치로서 사 용되고 있다.

상기 가스절연개폐장치는 차단기(CB), 단로기(DS), 접지개폐기(ES) 등 여러가지 구성들이 복합적으로 구성되어 이루어진다. 이하에서 상기 차단기, 단로기, 접지개폐기를 '개폐기'로 통칭하여 설명하기도 한다. 상기 개폐기는 전력계통이나 선로에서 접지 또는 단락 등의 사고가 발생한 경우, 자동으로 선로를 차단하여 전력계통과 부하기기를 보호하는 역할을 한다. 이러한 개폐기 즉 차단기, 단로기, 접지개폐기는 그 조작방식에 따라 상기 가스절연개폐장치에 적정 개수가 설치되는데, 일반적으로 각각 3개씩 구비되어 총 9개가 설치된다. 즉 상기 가스절연개폐장치는, 3상용으로써 U상, V상, W상으로 이루어지고, 통상 한 라인(예컨대, U상)에는 차단기(CB) 1개, 단로기(DS) 3개, 접지개폐기(ES) 3개가 구비된다. 그렇기 때문에, 3상 가스절연개폐장치에는 차단기(CB) 3개, 단로기(DS) 9개, 접지개폐기(ES) 9개가 구비되게 된다. 그리고 차단기(CB), 단로기(DS), 접지개폐기(ES)을 조작하는 조작기가 구비되는데, 차단기용 조작기는 각각 1개씩 구비되고, 단로기 및 접지개폐기는 3상 일괄 조작으로서 단로기 조작기는 3개, 접지개폐기는 2~3개가 구비된다. 이하에서는 차단기, 단로기, 접지개폐기가 3개씩 총 9개가 설치된 구조로서 설명하기로 한다.

도 1에는 이와 같은 가스절연개폐장치에 개폐기가 설치된 구성도가 도시되어 있고, 도 2에는 가스절연개폐장치에서 단로기 및 접지개폐기 일부 및 이와 대응되어 조작기가 설치된 구성도가 도시되어 있다.

도 1을 보면, 각각 3개씩의 차단기(10), 단로기(20), 접지개폐기(30)가 구비 된다. 상기 차단기(10), 단로기(20), 접지개폐기(30)에는 기계적 구성인 고정자(1)와 이동자(2)가 설치된다. 상기 고정자(1)에 이동자(2)가 접촉하면 전류가 흐르고, 고정자(1)와 이동자(2)가 이격되면 전류 흐름은 차단된다. 도면에서는 고정자(1) 및 이동자(2)는 차단기(10), 단로기(20), 접지개폐기(30) 일부에만 도시하고 있으나, 나머지에도 동일하게 구비된다.

상기 차단기(10), 단로기(20), 접지개폐기(30)에는 이를 조작하기 위한 조작기(12)(22)(32)가 각각 구비된다. 상기 조작기(12)(22)(32)는 상기 차단기(10), 단로기(20), 접지개폐기(30)와 동일한 개수가 제공되어 총 9개가 설치된다. 상기 조작기는 유압, 공압, 스프링방식 중 하나의 방식으로 조작되는 차단기 조작기(12)와, 공압, 전동, 전동-스프링방식 중 하나의 방식으로 조작되는 단로기 조작기(22) 및 접지개폐기 조작기(32)가 있다. 상기 조작기(12)(22)(32)는 실질적으로 상기 이동자(2)를 이동시키게 된다. 즉 단로기(20) 및 접지개폐기(30)만이 설치된 개략 구성도인 도 2를 참조하면, 상기 단로기(20) 및 접지개폐기(30)에 설치된 이동자(2)와 상기 조작기(22)(32)를 연결하는 작동 바(70)가 구비되어 있다. 상기 작동 바(70)는 상기 조작기(22)(32)의 구동력을 상기 이동자(2)에 전달하는 역할을 한다. 따라서 조작기(22)(32) 내에 설치된 조작기 모터(미도시)가 구동되면 그 구동력은 상기 작동 바(70)에 의해 이동자(2)에게 전달되어 상기 이동자(2)가 소정 방향으로 이동되게 하는 것이다.

상기 가스절연개폐장치의 전체 동작을 제어하는 메인패널(40)이 구비된다. 상기 메인패널(40)에는 상기 조작기 모터의 회전정보를 전달받는 접점부(50)가 구 비된다. 상기 조작기 모터의 회전정보는 회전각도에 따라 상이하게 발생하며, 따라서 상기 접점부(50)는 이를 전달받기 위해 상기 조작기 모터의 개수(즉, 9개)보다 많은 접점단자가 형성된다. 또 상기 메인패널(40)에는 상기 접점부(50)를 통해 전달받은 상기 조작기 모터의 회전정보에 따라 상기 차단기(10), 단로기(20), 접지개폐기(30)를 개폐시키는 제어부(60)가 구비된다.

그와 같은 구성에 따르면, 선로의 이상이 발생하면 상기 차단기(10)가 동작하여 전력계통에서 발생하는 정상전류를 차단하게 된다. 또 상기 가스절연개폐장치의 보수 및 점검 작업을 위해 작업자가 임의의 단로기(20) 또는 접지개폐기(30)를 선택하게 되면, 상기 제어부(60)는 상기 접점부(50)를 통해 조작기(22)(32)로 구동신호를 전달한다. 그러면 상기 조작기 모터는 회전되어 상기 작동 바(70)를 구동시키고, 이에 상기 작동 바(70)와 연결된 상기 이동자(2)가 이동되어 상기 고정자(1) 이동자를 이동시켜 상기 고정자(1)와 이격되게 된다. 따라서 전류 흐름은 차단된다.

하지만, 상기한 구성을 갖는 가스절연개폐장치에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

먼저, 가스절연개폐장치에는 차단기(10), 단로기(20), 접지개폐기(30)의 설치 개수에 따라 조작기(12)(22)(32)가 대응되어 설치되고 있다. 도 2에서 알 수 있듯이 상기 조작기(12)(22)(32)는 소정 크기의 하우징으로 구성되어 있기 때문에 상기 가스절연개폐장치에는 상기 조작기(12)(22)(32)를 설치할 수 있는 설치공간이 절대적으로 필요하게 된다. 앞서 설명한 바와 같이 상기 가스절연개폐장치는 설치 공간의 부족으로 인해 제안된 소형화한 대용량 전력기기이다. 하지만 상기 조작기(12)(22)(32)가 설치됨으로 해서 가스절연개폐장치의 설치 점유면적이 상대적으로 줄어들지 못해 비효율적이다. 나아가 상기 조작기(12)(22)(32) 설치에 따른 비용이 증대됨은 물론, 조작기(12)(22)(32)의 제조단가가 비싸기 때문에 가스절연개폐장치의 전체 제조 비용도 증대된다.

또 상기 조작기(12)(22)(32)는 그 크기로 인해 상기 개폐기(10)(20)(30)와 일정 거리 이격되어 설치되게 된다. 그래서 상기 조작기(12)(22)(32)의 구동력을 상기 개폐기(10)(20)(30)로 전달하기 위해 작동 바(70)가 반드시 구비되어 상기 조작기(12)(22)(32)와 개폐기(10)(20)(30) 사이를 연결하고 있다. 하지만, 상기 작동 바(70)는 구성을 복잡하게 함은 물론 이를 통한 구동력 전달은 기계적인 손실로 초래되어 상기 개폐기(10)(20)(30)가 정상 동작하지 않을 수 있다.

그리고 상기 단로기(20) 및 접지개폐기(30)는 공압, 전동, 전동-스프링방식 중 하나의 방식이 적용된 조작기로 구동되는데, 이때 상기 방식을 사용하기 위해서는 이에 맞는 기계부품들이 구비되어야 한다. 예를 들어, 공압 조작기인 경우, 압축된 공기를 이용하여 밸브를 온/오프 해야하는데, 이 경우 에어 압축기 및 솔레노이드 밸브 등과 같은 기계적 밸브가 있어야 한다. 또 전동/스프링 조작기인 경우에는 전동기 및 스프링 등의 구성이 필요하며, 전동 조작기인 경우에는 기계적 변환장치인 웜기어, 스크류 등이 필요하다. 일반적으로 기계부품의 개수가 많아질수록 기계장치는 신뢰성은 저하되게 되는데, 그와 같이 많은 기계부품이 사용되는 조작기도 신뢰성이 저하될 수 있다.

따라서 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 가스절연기기에 구비된 개폐기를 간단하게 제어할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 가스절연기기의 개폐기에 구동력을 바로 전달하도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 가스절연기기의 설치 공간의 점유율을 최소화하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 선로 이상시 또는 보수 점검시, 선로를 차단하여 전력계통과 부하 기기를 보호하는 복수의 개폐기; 상기 개폐기 중 하나가 선택되도록 스위칭 경로를 제공하는 스위칭부; 상기 개폐기 개수와 대응되어 설치되며 상기 선택된 개폐기가 개폐되도록 구동력을 발생하는 구동부; 그리고, 상기 스위칭부에 의해 제공된 스위칭 경로를 통해 상기 구동부에 구동 전원을 공급하는 전력 변환부를 포함하여 구성된다.

상기 구동부의 회전위치를 검출하는 검출부; 그리고, 상기 검출된 회전위치에 따라 상기 전력 변환부의 구동 전원을 제어하는 제어부를 더 포함한다.

상기 구동 전원은, 상기 구동부를 정 회전시키기 위한 정전류 또는 역 회전시키기 위한 역전류를 포함하고, 상기 정전류가 발생하면 상기 개폐기는 동작하고, 상기 역전류가 발생하면 상기 동작된 개폐기는 원상태로 복귀됨을 특징으로 하는 가스절연기기.

상기 구동부는 상기 개폐기에 상기 구동부의 구동력이 직접 전달되도록 상기 개폐기와 직접 연결되어 구성된다.

상기 구동부는, 전기기기로서, 회전기, 선형기, 전자석 중 하나이다.

상기 개폐기는, 차단기, 단로기, 접지개폐기이다.

상기 전력 변환부는 상기 차단기를 각상 조작시 그 차단기 개수와 대응되게 복수대가 구성되고, 상기 차단기를 일괄 방식으로 조작시 1대가 구성된다.

상기 전력 변환부는 상기 구동부를 구동할 수 있는 인버터임이 바람직하다.

본 발명에서는, 가스절연기기의 차단기, 단로기, 접지개폐기를 조작하는 조작기 대신 전동기와 인버터를 이용하여 조작하도록 하고 있다. 이에 따라 종래 조작기를 이용하는 것보다 간단하게 차단기, 단로기, 접지개폐기 조작이 가능하다.

또 일정 크기를 갖는 조작기의 구성이 배제되기 때문에, 가스절연기기의 설치 점유면적을 최소화할 수 있고, 조작기 설치시보다 상대적으로 제조비용을 절감할 수 있다.

또 차단기, 단로기, 접지개폐기가 전동기에 직접 연결 구성되어 거리가 상대적으로 짧아졌기 때문에 전동기의 구동력이 바로 차단기, 단로기, 접지개폐기에 전달될 수 있어 기계적 손실이 최소화되고, 차단기, 단로기, 접지개폐기의 구동 조작이 보다 정확하게 수행된다.

이하 본 발명에 의한 가스절연기기의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 3에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스절연개폐장치의 전체 구성도가 도시되어 있다. 본 실시 예에서 가스절연개폐장치에 설치되는 개폐기, 즉 차단기, 단로기, 접지개폐기는 각각 3개씩 구비되어 총 9개가 설치됨을 예를 들어 설명한다.

도 3을 보면, 유압, 공압, 스프링방식으로 구동되는 제 1 내지 제 3 차단기(110a~110c)와, 공압, 전동, 전동-스프링방식으로 구동되는 제 1 내지 제 3 단로기 (120a~120c)및 제 1 내지 제 3 접지개폐기(130a~130c)가 구비된다. 이하에서는 단순히 차단기(110), 단로기(120), 접지개폐기(130)로 통칭하여 부르기도 한다. 상기 차단기(110), 단로기(120), 접지개폐기(130)는 각각 인터로크(Interlock)가 되어 있어, 동시에 조작되지 않는다. 이는 차단기(110), 단로기(120), 접지개폐기(130)가 동시에 조작되어 발생할 수 있는 사고를 방지하기 위함이다.

상기 차단기(110), 단로기(120), 접지개폐기(130)에는 기계적 구성인 고정자(101)와 이동자(102)가 설치된다. 상기 고정자(101)는 상기 차단기(110), 단로기(120), 접지개폐기(130)의 소정 개소에 고정되어 있고, 상기 이동자(102)는 이동 가능하게 설치된다. 상기 고정자(101)에 이동자(102)가 접촉하면 전류가 흐르고, 고정자(101)에 이동자(102)가 이격되면 전류 흐름은 차단된다. 그러나 반드시 고정자(101) 및 이동자(102)가 사용되지 않아도 된다. 즉 아래에서 설명되는 전동기의 구동에 따라 차단기(110), 단로기(120), 접지개폐기(130)의 전류 흐름을 단속할 수 있는 다른 구성이어도 상관없다.

상기 이동자(102)에 구동력을 인가하여 소정 방향으로 이동시키는 전동기(114)(124)(134)가 구비된다. 상기 전동기(114)(124)(134)는 상기 차단기(110), 단로기(120), 접지개폐기(130)에 설치된 이동자(102)에 바로 구동력을 전달할 수 있게 설치되는 것이 바람직하다. 예컨대, 상기 이동자(102)의 일단에 상기 전동기(114)(124)(134)의 구동축이 직접 연결되게 구성될 수 있다. 상기 전동기(114)(124)(134)는 2개의 회전 위치 정보가 제공된다. 제 1위치 정보는 상기 고정자(101)에 이동자(102)가 접촉된 상태이고, 제 2위치 정보는 상기 고정자(101)에 이동자(102)가 이격된 상태이다. 상기 전동기(114)(124)(134)는 상기 이동자(102)를 소정 방향으로 이동시켜 고정자(101)에 접촉 또는 이격시킬 수 있는 구동수단이면 된다. 예로서, 각종 회전기, 선형기, 전자석 등이 상기 전동기로 사용될 수 있다.

상기 차단기(110), 단로기(120), 접지개폐기(130)에 설치된 전동기(114)(124)(134) 중 어느 하나의 전동기가 선택되면, 아래에서 설명될 인버터(160)와 경로를 형성하는 스위칭부(150)가 구비된다. 상기 스위칭부(150)는, 상기 전동기(114)(124)(134)가 연결되는 제 1 스위칭단자(150a) 및 상기 인버터(160)가 연결되는 제 2 스위칭단자(150b)를 갖는다. 상기 제 1 스위칭단자(150a)는 상기 전동기(114)(124)(134) 개수만큼 형성된다. 상기 스위칭부(10)는 물리적인 스위치이거나 또는 회로적인 스위치일 수 있다. 즉 작업자가 수작업으로 스위치소자를 조작하여 전동기(114)(124)(134)와 연결된 제 1 스위칭단자(150a)와 인버터(160)와 연결된 제 2 스위칭단자(150b)를 상호 연결하거나, 후술하는 제어부(170)에 의해 회로를 연결하여 상기 전동기(114)(124)(134)와 인버터(160)를 연결한다.

상기 전동기(114)(124)(134)에 전력을 공급하는 전력변환장치인 인버터(160)가 구비된다. 상기 인버터(160)는 미도시하고 있는 전원공급부로부터 공급된 전원을 상기 전동기(114)(124)(134)의 구동 전원으로 변환하는 역할을 한다. 또 상기 인버터(160)는 상기 전원 공급으로 인해 구동하고 있는 전동기(114)(124)(134)의 회전위치를 검출한다. 상기 인버터(160)는 상기 전동기(114)(124)(134)에 전원을 공급할 수 있는 다양한 종류의 인버터가 사용가능하다. 예로, 하프 브릿지 인버터, H-브릿지 인버터, 3상 인버터 등이 될 수 있다. 여기서 상기 인버터(160)가 반드시 회전위치를 검출하지 않아도 된다. 별도의 검출부(미도시)에 의해 회전위치 검출이 수행되게 구성할 수 있다.

상기 스위칭부(150)의 스위치 동작을 제어하고, 상기 인버터(160)에서 검출된 상기 전동기(114)(124)(134)의 회전위치 정보에 따라 상기 인버터(160)의 구동 전원을 제어하는 제어부(170)가 구비된다. 상기 구동 전원은 정전류 또는 역전류 신호를 포함한다. 상기 정전류는 상기 제 1 위치가 제 2 위치가 되게 하는 것이다. 즉 고정자(101)와 이동자(102)를 이격시키도록 상기 전동기(114)(124)(134)를 회전시킨다. 상기 역전류는 상기 제 2 위치가 제 1 위치가 되게 하는 것이다. 즉 고정자(101)와 이동자(102)가 접촉되게 상기 전동기(114)(124)(134)를 회전시킨다. 한편 상기 제어부(170)는 선로의 접지 또는 단락 등의 이상 여부를 검출하는 역할을 수행할 수 있다.

상기한 스위칭부(150), 인버터(160), 제어부(170)는 하나의 메인패널(180) 내에 구비된다. 상기 메인패널(180)은, 가스절연개폐장치가 설치된 공간의 적정 개소에 설치된다. 그와 같이 구성되면, 상기 개폐기(110)(120)(130)와 전동기(114)(124)(134)간의 거리가 상대적으로 짧아지고 상기 전동기(114)(124)(134)의 구동력이 바로 개폐기(110)(120)(130)로 전달될 수 있다.

상기 메인패널(180)에는 상기 가스절연개폐장치의 전체 시스템 동작 및 상기 차단기(110), 단로기(120), 접지개폐기(130) 동작을 감시하는 감시단말기(200)가 더 구비된다. 상기 감시단말기(200)는 동일한 기능을 수행하는 단말기가 복수 개 설치될 수 있다. 이 경우 하나의 감시단말기(200)는 메인패널(180) 내부에 설치되고, 나머지 감시단말기(200')는 유무선 통신 매체를 통해 상기 메인패널(180)과 이격되게 설치하여, 관리자가 감시 기능을 어디서나 수행할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

도 4에는 본 발명의 실시 예에 따른 가스절연개폐장치에서 단로기 및 접지개폐기 일부 및 이와 대응되어 조작기가 설치된 구성도가 도시되어 있다. 도 4에서 알 수 있듯이, 단로기(120) 및 접지개폐기(130)에 전동기(124)(134)가 직접 연결되어 있음을 알 수 있다. 그렇게 되면, 전동기(124)(134)의 구동력이 직접 단로기(120) 및 접지개폐기(130)에 전달되게 된다. 도시하고 있지 않지만 상기 차단기(110)도 동일한 구성으로 이루어진다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 가스절연개폐장치의 동작을 상세하게 설명한다.

먼저 차단기(110) 동작에 대해 설명한다.

상기 가스절연개폐장치가 정상적으로 구동되어 전기를 공급하고 있는 상태에서는 상기 인버터(160)는 상기 차단기(110)와 연결되어 있다. 즉 평상시에는 상기 인버터(160)는 차단기용으로만 사용된다.

이런 상태에서, 상기 제어부(170)는 지속적으로 선로의 이상 여부를 검출한다. 상기 검출결과, 선로 접지 또는 단락과 같은 이상이 발생하지 않으면, 상기 인버터(170)는 계속해서 차단기(110)와 연결상태가 유지된다. 반면, 선로의 접지 또는 단락이 발생하면, 상기 제어부(170)는 상기 인버터(160)로 차단기(110) 구동을 위한 제어신호를 전달한다. 이때 상기 제어부(170)는 상기 차단기 전동기(114)의 회전위치 정보를 계속 검출하고 있는 상기 인버터(160)로부터 상기 회전위치 정보를 전달받고 있기 때문에, 상기 회전위치 정보에 따라 상기 전동기(114)가 구동될 수 있게 상기 인버터(160)에서 구동 전원이 출력되게 제어한다.

그러면, 상기 인버터(160)는 상기 제어신호에 따라 구동 전원을 상기 전동기(114)로 전달한다. 상기 전동기(114)는 상기 구동 전원을 전달받고, 고정자(101)에 접촉되어 있는 이동자(102)를 고정자(101)가 있는 반대방향으로 이동시켜 고정자(101)와 이동자(102)가 이격되게 한다. 즉 정전류를 공급하여 제 1 위치에서 제 2위치가 되게 상기 전동기(114)가 회전되게 한다. 이에 따라 선로에서 접지, 단락과 같은 이상 발생시 차단기(110)는 신속하게 동작하여 선로로부터 전력계통을 보호하게 된다.

상기 선로가 정상 복귀되면, 상기 제어부(170)는 역전류를 상기 전동기(114) 로 제공하여 고정자(101)와 이동자(102)가 접촉되게 한다.

다음으로, 단로기(120) 및 접지개폐기(130) 동작에 대해 설명한다.

상기 단로기(120) 및 접지개폐기(130)는 선로의 보수 및 점검용으로 이용된다. 따라서 선로 보수 및 점검을 할 경우, 작업자는 보수 및 점검하고자 하는 선로에 있는 단로기 또는 접지개폐기를 선택해야 한다.

이를 위해, 일단 단로기(120) 또는 접지개폐기(130)가 정해지면, 예컨대 제 1단로기(120a)라고 하면, 스위칭부(150)는 상기 제 1단로기(120a)의 제 1 전동기(124a)와 인버터(160)를 연결한다. 실제로는 제 1 스위칭단자(150a)와 제 2 스위칭단자(150b)가 연결된다. 이는 물리적으로 스위치를 조작하여 서로 연결되게 하거나, 상기 제어부(170)에 의해 연결되게 할 수 있다.

상기 스위칭 조작에 따라 제 1단로기(120a)와 인버터(160)가 연결되면, 상기 인버터(160)는 상기 제 1전동기(124a)의 회전위치 정보를 검출한다. 이때 제 1전동기(124a)의 회전위치 정보는 대부분 제 1위치에 있다. 즉, 고정자(101)와 이동자(102)가 접촉되어 전류가 흐른 상태이다. 그렇기 때문에, 상기 인버터(160)는 구동 제어신호로서 정 전류를 상기 제 1전동기(124a)로 공급한다. 이에 상기 제 1전동기(124a)는 정 회전되고 상기 제 1단로기(120a)에 설치된 이동자(102)를 고정자(101)의 반대방향으로 이동시켜 고정자(101)와 이동자(102)가 이격되게 한다. 상기 고정자(101)와 이동자(102)가 이격되면, 상기 제 1단로기(120a)는 정상적으로 기능을 수행한다.

따라서, 작업자는 제 1단로기(120a)가 설치된 선로의 보수/점검을 수행할 수 있게 된다. 그리고, 상기 보수/점검이 완료되면, 상기 제어부(170)는 상기 인버터(160)에 역 전류 신호를 공급하도록 구동 제어신호를 전달한다. 상기 인버터(160)는 역 전류를 상기 제 1전동기(124a)로 공급한다. 그러면 상기 제 1전동기(124a)는 역 회전되어 상기 이동자(102)를 고정자(101) 방향으로 이동시켜 상기 고정자(101)에 이동자(102)가 접촉되게 한다.

상기한 과정은 다른 단로기(120b)(120c) 및 접지개폐기(130a)(130b)(130c)에도 동일하게 적용된다.

한편, 상기 감시단말기(120)(120')는 가스절연개폐장치의 전체 동작 및 상기 개폐기(110)(120)(130) 구동이 정상적으로 되는지를 감시한다. 예컨대, 차단기(110) 조작이 공압 조작방식으로 실시되는 경우, 압축공기가 적절하게 공급되어 있어야 하는데, 이러한 압축공기가 기준값보다 현저하게 저하되는지를 감시할 수 있다. 또 상기와 같이 제 1단로기(120a) 동작을 위해 제 1전동기(124a) 구동이 정상적으로 구동되는지를 감시할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면 가스절연개폐장치에 구비된 개폐기, 즉 차단기(110), 단로기(120), 접지개폐기(130)가 서로 인터로크 되어있어 동시에 조작되지 않는 점을 이용하여 인버터(160)로 간단하게 제어하도록 구성하고 있음을 알 수 있다. 그리고, 도 4에서 알 수 있듯이 개폐기(110)(120)(130)에 전동기(114)(124)(134)가 직접 연결되어 있어 구동력이 바로 전달되고 있음을 알 수 있다.

본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시 예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

즉, 도시된 실시 예에서는 3개의 차단기를 3상 일괄조작방식으로 조작하기 때문에 1개의 인버터가 필요하지만, 만약 3개의 차단기를 각 상 조작한다면 3대의 인버터가 필요하다. 이와 같은 구조의 가스절연개폐장치도 본 발명에 적용될 수 있다.

도 1은 일반적인 가스절연개폐장치의 전체 구성도.

도 2는 도 1의 가스절연개폐장치에서 단로기 및 접지개폐기 일부 및 이와 대응되어 조작기가 설치된 구성도.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스절연개폐장치의 구성도.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 가스절연개폐장치에서 단로기 및 접지개폐기 일부 및 이와 대응되어 조작기가 설치된 구성도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

110 : 차단기 114 : 차단기 전동기

120 : 단로기 124 : 단로기 전동기

130 : 접지개폐기 134 : 접지개폐기 전동기

150 : 스위칭부 160 : 인버터

170 : 제어부 180 : 메인패널

200 : 감시단말기

Claims

선로 이상시 또는 보수 점검시, 선로를 차단하여 전력계통과 부하 기기를 보호하는 복수의 개폐기;

상기 개폐기 중 하나가 선택되도록 스위칭 경로를 제공하는 스위칭부;

상기 개폐기 개수와 대응되어 설치되며 상기 선택된 개폐기가 개폐되도록 구동력을 발생하는 구동부; 그리고,

상기 스위칭부에 의해 제공된 스위칭 경로를 통해 상기 구동부에 구동 전원을 공급하는 전력 변환부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 가스절연기기.
제 1항에 있어서,

상기 구동부의 회전위치를 검출하는 검출부; 그리고,

상기 검출된 회전위치에 따라 상기 전력 변환부의 구동 전원을 제어하는 제어부를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 가스절연기기.
제 2항에 있어서,

상기 구동 전원은, 상기 구동부를 정 회전시키기 위한 정전류 또는 역 회전시키기 위한 역전류를 포함하고,

상기 정전류가 발생하면 상기 개폐기는 동작하고, 상기 역전류가 발생하면 상기 동작된 개폐기는 원상태로 복귀됨을 특징으로 하는 가스절연기기.
제 2항에 있어서,

상기 구동부는 상기 개폐기에 상기 구동부의 구동력이 직접 전달되도록 상기 개폐기와 직접 연결되어 구성됨을 특징으로 하는 가스절연기기.
제 4항에 있어서,

상기 구동부는, 전기기기 임을 특징으로 하는 가스절연기기.
제 5항에 있어서,

상기 전기기기는, 회전기, 선형기, 전자석 중 하나임을 특징으로 하는 가스절연기기.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 개폐기는, 차단기, 단로기, 접지개폐기임을 특징으로 하는 가스절연기기.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 전력 변환부는 상기 차단기를 각상 조작시 그 차단기 개수와 대응되게 복수대가 구성되고,

상기 차단기를 일괄 방식으로 조작시 1대가 구성됨을 특징으로 하는 가스절 연기기.
제 8항에 있어서,

상기 전력 변환부는 상기 구동부를 구동할 수 있는 인버터임을 특징으로 하는 가스절연기기.