KR20110130914A - 가스절연개폐장치용 단로기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스절연개폐장치의 단로기에 대한 것으로, 일정거리 이동하여 개폐동작을 수행하는 가동접점; 상기 가동접점이 삽입되어 통전되는 삽입구를 구비한 고정접점; 상기 삽입구의 내주면의 일부로서, 투입상태에서 상기 가동접점의 외주면과 접촉하는 통전접촉면; 및 상기 고정접점의 삽입구에 배치되고, 투입동작시 가동접점과 접촉하여 아크전류를 통전시키는 고정측 아크접점;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 가스절연개폐장치의 단로기는, 상기 구성에 의해서 전류통전을 위한 접점 이외의 아크통전을 위한 접점을 별도로 구비함으로써 전류개폐시 발생하는 아크로 인해 통전용 접점이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

Description

가스절연개폐장치용 단로기{DISCONNECTER FOR GAS INSULATION SWITCHGEAR}

본 발명은 가스절연개폐장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 가스절연개폐장치에 사용되는 단로기의 가동접점과 고정접점 사이에 아크로 인해 손상이 발생하는 것을 방지하여 단로기의 성능을 향상시키는 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 가스절연개폐장치는 옥,내외 변전소 등에서 사용되며, 사용조건에 따라 정상상태의 개폐뿐만 아니라, 사고나 단락 등의 이상상태에 있어서도 선로를 안정하게 개폐하여 전력계통을 적절하게 보호하는 장치이다. 이러한 가스절연개폐장치는 통상 SF₆ 가스로 충진 밀폐된 용기내에, 단로기, 접지개폐기, 차단기, 모선, 도체들을 내장시킨 개폐장치이다.

접지개폐기는, 차단기 양단에 설치되어 보수 점검 시 수동으로 주회로를 접지하는 역할을 하며 기기 보수나 점검시 도체들에 잔류되어 있는 전류를 제거하는 역할을 하는 기기이다. 그리고, 상기 단로기는 가스절연개폐장치의 차단기를 연 무부하상태(無負荷狀態)에서 주회로의 접속을 변경하기 위해 회로를 개폐(開閉)하는 장치이다. 이렇게 단로기는 무부하전류시에 투입과 개방이 되도록 구성되나, 모선용 단로기의 경우 모선에 충전되어 있는 전류를 개폐할 수 있는 성능을 구비하여야 한다.

도 1은 종래기술에 따른 가스절연개폐장치의 단로기가 개로상태에 있는 모습이며, 도 2는 상기 단로기의 동작상태를 보여주며, 도 3은 상기 단로기의 투입상태를 보여주고 있다.

도 1을 보면, 종래 가스절연개폐장치의 단로기는 가동접점(1), 상기 가동접점의 전방에 구비된 아크방지용의 가동접점 아크메탈(2), 상기 가동접점(1)의 이동에 따라 접촉/개방되는 고정접점(4), 상기 고정접점의 전방에 구비되는 아크방지용의 고정접점 아크메탈(3) 등으로 구성되어 있다.

가스절연개폐장치를 유지보수하는 경우에는 도 1과 같이 개로상태를 유지하며, 전류 통전등의 목적을 위해서는 도 1의 개로상태에서 가동접점(1)을 도 2의 그림과 같이 오른쪽으로 이동하여, 최종적으로는 도 3의 투입상태 위치로 이동이 완료됨으로써 가동접점(1)과 고정접점(4) 사이에 전류를 통전하게 된다.

이 과정을 자세히 보면, 단로기 투입신호가 전달되면, 도 1의 개로상태에서 전류 통전을 위해 가동접점(1)이 이동하며, 이때 단로기 극간의 높은 전압에 의해 가동접점(1)이 상기 고정접점(4)과 접촉하기 전에 가동접점(1)과 고정접점(4)사이에 절연파괴가 발생하여 단로기 양단에 충전된 전류가 흐르게 되고 이때 아크(5)가 발생하게 된다. 이때 발생하는 아크에 의해 가동접점(1)과 고정접점(4)이 손상되는 것을 방지하기 위해 가동접점 아크메탈(2)과 고정접점 아크메탈(3)을 부착한다.

그러나, 종래 가스절연개폐장치의 단로기가 개폐동작을 반복 수행하게 됨에 따라, 가동접점 아크메탈(2)과 고정접점 아크메탈(3)이 손상되고, 이렇게 아크메탈 손상시 가동접점(1)과 고정접점(4) 간의 개폐동작이 원활하게 이루어지지 않고, 이들 사이에 마찰이 발생하여 가동접점(1) 및 고정접점(4) 표면에 긁힘 현상이 발생하고 접점 사이에 국부적인 온도상승의 원인이 되기도 한다. 그리고, 이러한 현상은 단로기의 통전성능저하를 초래하는 문제가 있었다.

본 발명은 가스절연개폐장치의 단로기에서 개폐동작시 가동접점과 고정접점 사이에 아크가 발생하면서 서로 접촉과 개리를 반복함에 따라 이들 접촉부가 손상되어 성능이 저하되는 것을 방지하는 수단을 제공하는 것을 목적으로 하면, 이를 위해서 본 발명의 단로기는 통전접점 이외의 아크통전을 위한 접점을 별도로 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 일정거리 이동하여 개폐동작을 수행하는 가동접점; 상기 가동접점이 삽입되어 통전되는 삽입구를 구비한 고정접점; 상기 삽입구의 내주면의 일부로서, 투입상태에서 상기 가동접점의 외주면과 접촉하는 통전접촉면; 및 상기 고정접점의 삽입구에 배치되고, 투입동작시 가동접점과 접촉하여 아크전류를 통전시키는 고정측 아크접점;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치의 단로기를 제공한다.

상기 고정측 아크접점은 일정 두께를 가진 둥근 원형의 부재이며 상기 가동접점을 마주보며 배치되며, 상기 고정측 아크접점의 중앙에서 수직하게 돌출되어 후방으로 연장된 지지부재; 및 상기 지지부재의 외주면을 감싸고 배치되는 압축 스프링;을 더 포함한다.

상기 고정접점의 상기 삽입구 후방에 형성되고, 상기 지지부재가 삽입되어 안내되는 지지부재 가이드홈; 및 상기 지지부재 가이드홈의 내주면에는 구비되고, 상기 지지부재와 상기 고정접점을 전기적으로 통전시키는 아크통전접점;을 더 포함할 수 있다.

본 발명은 가스절연개폐장치의 단로기에서 전류통전을 위한 접점 이외의 아크통전을 위한 접점을 별도로 구비함으로써 전류개폐시 발생하는 아크로 인해 통전용 접점이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 가스절연개폐장치의 단로기가 개로상태에 있는 모습이며,
도 2는 도 1의 단로기의 동작상태를 보여주며,
도 3은 도 1의 단로기의 투입상태를 보여주며,
도 4는 본 발명에 따른 가스절연개폐장치의 단로기가 개로상태에 있는 모습이며,
도 5는 도 4의 단로기의 동작상태를 보여주며,
도 6은 도 4의 단로기의 투입상태를 보여준다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연개폐장치의 단로기에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 가스절연개폐장치의 단로기가 개로상태에 있는 모습이며, 도 5는 상기 단로기의 동작상태를 보여주며, 도 6은 상기 단로기의 투입상태를 보여준다.

도 4를 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연개폐장치의 단로기(100)는, 단로기를 개폐시키도록 이동가능하게 장착되며 대략 원통형상인 가동접점(10), 아크방지를 위해서 상기 가동접점의 일측에 구비되는 가동접점 아크메탈(20), 및 상기 가동접점(10)이 이동하면서 서로 개폐되어 통전되는 고정접점(60)을 포함한다.

본 발명의 단로기(100)의 고정접점(60)의 형상을 자세히 보면, 상기 가동접점(10)이 삽입되어 접촉됨으로써 서로 통전되도록 대략 원통형의 삽입구(65)가 형성된다. 상기 가동접점 아크메탈(20)은 상기 가동접점(10)에서 상기 고정접점(60)을 마주보는 위치에 형성된다. 상기 고정접점(60)의 상기 삽입구(65)에는 상기 가동접점(10)을 마주보는 고정측 아크접점(30)과 상기 고정측 아크접점(30)의 중앙에서 수직으로 연장되는 지지부재(35)이 배치된다. 상기 고정측 아크접점(30)은 일정 두께를 가진 둥근 원형의 부재이며 상기 가동접점(10)을 마주보며 배치되고, 상기 가동접점(10)의 투입동작시 서로 접촉하도록 배치된다. 그리고, 상기 지지부재(35)은 상기 고정측 아크접점(30)의 중앙에서 후방(상기 가동접점을 향하는 방향과 반대되는 방향)으로 수직하게 연장되고, 상기 고정접점(60)의 상기 삽입구(65) 후방에 형성된 지지부재 가이드홈(37)에 삽입된다. 상기 지지부재 가이드홈(37)의 내주면에는 아크통전접점(50)이 구비되어서, 상기 지지부재(35)과 상기 고정접점(60)을 서로 전기적으로 통전시킨다. 그리고, 상기 지지부재(35)의 외주면을 둘러싸고 압축 스프링(40)이 배치되어 상기 고정측 아크접점(30)을 상기 가동접점(10)을 향해 가압한다.

이하에서는 이러한 구성을 가진 본 발명의 단로기(100)가 동작하는 원리에 대해 설명한다. 도 3에서 도시된 바와 같은 개로상태의 단로기(100)가, 단로기 투입신호가 발생하면 투입동작을 수행하게 된다. 도 5에서 도시된 것과 같이, 상기 가동접점(10)이 고정접점(60)을 향하여 이동하면, 가동접점(10)이 고정접점(60)측에 가까워지면 단로기 양단의 높은 전압에 의한 절연파괴가 발생한다. 이때 충전된 전류량에 따른 아크(70)가 가동접점 아크메탈(20)과 고정측 아크접점(30) 사이에 발생하고, 아크를 통해 절연이 파괴되어 아크전류가, 상기 지지부재(35)과 상기 지지부재 가이드홈(37) 내주면 사이에 구비된 아크통전접점(50)를 통해서 가동접점과 고정접점 사이에 흐르게 된다. 투입동작에서 상기 가동접점(10)이 상기 고정접점(60) 내부의 삽입구(65)를 향해서 삽입됨에 따라, 상기 고정측 아크접점(30) 및 지지부재(35)은 상기 삽입구(65)의 내부를 향해서 이동하게 된다. 이 과정에서 상기 지지부재(35)의 외주면을 감싸고 있는 압축 스프링(40)이 상기 고정측 아크접점(30)을 계속하여 상기 가동접점(10) 쪽으로 가압하고 있으므로, 상기 가동접점 아크메탈(20)과 고정측 아크접점(30)은 계속하여 접촉을 유지할 수 있게 된다.

상기 가동접점(10)의 투입 동작이 완료되어 도 6의 투입상태가 되면 아크전류는 가동접점(10)과 고정접점(60) 사이에 흐르게 되며, 아크전류는 값은 매우 작으므로 가동접점 아크메탈(20)과 고정측 아크접점(30)을 통해서 충분히 흐르므로, 가동접점(10)과 고정접점(60)은 접점 손상없이 모선에 충전된전류를 개폐할 수 있게 된다. 그리고, 상기 고정접점(60)의 내주면 일부에는 통전접촉면(60a)이 형성되어서, 상기 가동접점(10)의 외주면과 접촉상태를 유지함으로써, 단로기 투입상태에서 서로 통전이 가능하게 유지된다.

도 6의 투입상태에서 단로기 개로를 위한 개로신호가 전달되면, 상기 가동접점(10)은 투입동작과 반대방향으로 움직이게 되며, 이때 가동접점(10)이 움직임에따라 압축된 스프링(40)의 힘에 의해 고정측 아크접점(30)이 가동접점 아크메탈(20)과 접촉한 상태를 유지하면서 움직이게 되고, 투입시와 동일한 원리에 의해 개로시에도 개로시에 발생하는 아크전류는 가동접점 아크메탈(20)과 가동아크접점(30)을 통해 흐르게 되므로 가동접점(10)과 고정접점(60)에 손상이 발생하지 않는다.

본 발명은 상기 구성에 의해서 개폐성능을 가지고 있는 단로기의 전류통전용 접점 이외의 아크통전용 접점을 별도로 구비함으로써 전류개폐시 발생하는 아크로 인해 통전용 접점이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (4)

1. 일정거리 이동하여 개폐동작을 수행하는 가동접점;
   상기 가동접점이 삽입되어 통전되는 삽입구를 구비한 고정접점;
   상기 삽입구의 내주면의 일부로서, 투입상태에서 상기 가동접점의 외주면과 접촉하는 통전접촉면; 및
   상기 고정접점의 삽입구에 배치되고, 투입동작시 가동접점과 접촉하여 아크전류를 통전시키는 고정측 아크접점;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치의 단로기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 고정측 아크접점은 일정 두께를 가진 둥근 원형의 부재이며 상기 가동접점을 마주보며 배치되는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치의 단로기.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 고정측 아크접점의 중앙에서 수직하게 돌출되어 후방으로 연장된 지지부재; 및
   상기 지지부재의 외주면을 감싸고 배치되는 압축 스프링;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치의 단로기.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 고정접점의 상기 삽입구 후방에 형성되고, 상기 지지부재가 삽입되어 안내되는 지지부재 가이드홈; 및
   상기 지지부재 가이드홈의 내주면에는 구비되고, 상기 지지부재와 상기 고정접점을 전기적으로 통전시키는 아크통전접점;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치의 단로기.

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