KR20120034981A - 가스배출안내부를 적용한 가스절연차단기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가스배출안내부를 적용한 가스절연차단기를 개시한 것으로, 이러한 본 발명은 고정부측의 주접점 내측에 튜브를 구성한 것이며, 이에따라 가스절연차단기의 개폐동작시 가동부와 고정부가 전기적으로 원활하게 분리 및 접촉되도록 함은 물론, 차단 동작시 발생되는 고온의 압축가스(예; SF6)에 대한 흐름을 고정부측의 배출구로 효과적으로 안내하여 가스절연차단기에 적용되는 부품인 아크접점과 주접점이 용삭되는 것을 방지하여 부품 수명을 연장시키고, 특히 튜브에 의해 고온의 압축가스가 모두 배출 초기 노즐의 하류장으로부터 고정부측의 쉴드 내부로 우선 유입되도록 안내된 후 쉴드 외부로 배출이 이루어지도록 하여 고온의 압축가스가 고정부측의 쉴드 내부 구조물에 의해 우선적으로 냉각될 수 있도록 함으로써 고온 압축가스의 절연회복성능을 일정하게 유지시키도록 한 것이다.

Description

가스배출안내부를 적용한 가스절연차단기{Gas Insulated Circuit-breaker using gas vent guide}
본 발명은 가스절연차단기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가스절연차단기의 개폐 동작시 가동부와 고정부가 전기적으로 원활하게 분리 및 접촉되도록 함은 물론, 차단 동작시 발생되는 고온의 압축가스(예; SF6)에 대한 흐름을 효과적으로 제어하여 가스절연차단기에 적용되는 부품들이 용삭되는 문제를 방지하면서, 고온 압축가스의 절연회복성능을 일정하게 유지시키는 가스배출안내부를 적용한 가스절연차단기에 관한 것이다.
일반적으로 가스절연차단기는 송,변전 계통에 적용되어 부하를 개폐하거나 지락 및 단락 등의 사고 발생시 전류를 안전하게 차단함으로써 전력계통을 보호하는 것으로, 이러한 가스절연차단기는 첨부된 도 1 및 도 2에서와 같이 고정부(10)와 가동부(20)로 구성되며, 상기 고정부(10)는 아크의 발생을 유도하기 위한 제 1 아크접점(11)과 제 1 주접점(12)를 포함한다.
그리고, 상기 가동부(20)는 피스톤(51)에 의해 상기 고정부(10)로 이동하여 개폐동작을 하는 것으로, 상기 고정부(10)의 제 1 아크접점(11)에 대응하여 아크를 유도하는 제 2 아크접점(21) 및, 상기 제 1 주접점(12)에 대응하는 제 2 주접점(22)을 포함한다.
이때, 상기 고정부(10)와 가동부(20)는 쉴드(40)에 의해 감싸져 있으며, 상기 쉴드(40)는 상기 제 1 아크접점(11)과 제 2 아크접점(21)에서 발생하는 전위차를 감쇄시키도록 한 것이다.
한편, 상기 제 2 아크접점(21)과 피스톤(51)은 내부에 고온의 가스가 압축된 상태로 충진되는 실린더(50)에 구성되며, 상기 실린더(50)의 출구측에는 가스의 분출을 위한 노즐(52)이 형성된다.
또한, 종래 가스절연차단기에는 상기 고정부(10)의 제 1 주접점(12)과 가동부(20)의 제 2 주접점(22)의 극간 또는 제 1 아크접점(11)과 제 2 아크접점(21)의 극간을 절연시킬 수 있도록 감싸는 형태로 설치되는 절연서포트(60)를 포함하고 있는 것이다.
그러나, 종래 가스절연차단기는 첨부된 도 1 및 도 2에서와 같이, 사고 전류 차단시 고온의 압축가스(SF6)가 노즐(52)의 하류장(A)에서 b1→b2의 경로를 거쳐 고정부(10)에 마련되는 배출구(13)를 통해 차단부 밖으로 배출되어 아크를 소호함으로써 차단동작을 수행하게 되는데, 이때 노즐을 통해 배출되는 고온의 압축가스는 노즐(52)의 하류장(A)에 가까이 배치되어 있는 차단부 부품인 제 1 아크접점(11)은 물론 제 1 주접점(12)을 용삭시킴은 물론, 고온 압축가스의 냉각 성능에 따른 절연회복특성 변화로 차단성능에 영향을 주는 단점이 있다.
이에따라, 차단기의 수명을 증가시키고 차단성능을 확보하기 위해서는 차단시 발생되는 고온의 압축가스 흐름을 효과적으로 관리할 필요가 있다.
그러나, 종래 가스절연차단기는 고정부(10)와 가동부(20)의 극간 거리 및 구조물 길이를 증가하는 방법이 일반적으로 사용되고 있으며, 일부 노즐(52)의 하류장(A)으로 배출되는 고온의 압축가스를 강제로 냉각시키기 위해 고정부(10)측에 냉각용 구조물을 설치하는 경우도 있으나, 배출된 고온의 압축가스가 고정부(10)측 의 제 1 주접점(12)에 직접 접촉하므로 노즐(52)의 하류장(A)에 가까이 배치되는 제 1 아크접점(11)과 제 1 주접점(12)을 용삭시켜 부품 수명이 단축되고, 특히 고온 압축가스의 절연회복 성능에 악영향을 미치는 문제가 발생하였다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 고정부측의 주접점 내측에 튜브를 구성함으로써, 가스절연차단기의 개폐동작시 가동부와 고정부가 전기적으로 원활하게 분리 및 접촉되도록 함은 물론, 차단 동작시 발생되는 고온의 압축가스(예; SF6)에 대한 흐름을 고정부측의 배출구로 효과적으로 안내하여 가스절연차단기에 적용되는 부품인 아크접점과 주접점이 용삭되는 것을 방지하여 부품 수명을 연장시킬 수 있도록 하고, 특히 튜브에 의해 고온의 압축가스가 모두 배출 초기 노즐의 하류장으로부터 고정부측의 쉴드 내부로 우선 유입되도록 안내된 후 쉴드 외부로 배출이 이루어지도록 하여 고온의 압축가스가 고정부측의 쉴드 내부 구조물에 의해 우선적으로 냉각될 수 있도록 함으로써 고온 압축가스의 절연회복성능을 일정하게 유지시킬 수 있도록 하는 가스배출안내부를 적용한 가스절연차단기를 제공함에 그 목적이 있는 것이다.
상기 목적 달성을 위한 본 발명 가스배출안내부를 적용한 가스절연차단기는, 제 1 아크접점과 제 1 주접점 및 배출구를 포함하는 고정부와, 상기 제 1 아크접점과 상기 제 1 주접점에 각각 대응하는 제 2 아크접점 및 제 2 주접점을 포함하는 가동부를 구성하고, 상기 고정부와 가동부는 상기 제 1 아크접점과 상기 제 2 아크접점에서 발생하는 전위차를 감쇄시키도록 쉴드에 의해 감싸지도록 구성하며, 상기 가동부측에는 내부에 고온의 가스가 압축된 상태로 충진되는 실린더와 피스톤을 구성하고, 상기 실린더의 출구측에는 가스 분출을 위한 노즐을 형성한 가스절연차단기를 구성함에 있어서, 상기 고정부에 포함되는 제 1 주접점의 내측에는 상기 노즐을 통해 하류장측으로 배출되는 고온의 압축가스 흐름을 상기 고정부측의 쉴드를 통해 배출구로 안내하는 가스배출안내부를 결합 구성한 것이다.
또한, 상기 가스배출안내부는 일정길이의 튜브이고, 상기 튜브의 선단측 외부면은 상기 제 1 주접점의 내측에 접촉하며, 상기 튜브의 내부면에는 상기 고정부와 가동부의 분리 또는 접촉동작시 상기 노즐의 끝단면이 이탈하지 않고 접촉하도록 구성한 것이다.
이와같이 본 발명은 고정부측의 주접점 내측에 튜브를 구성한 것으로, 이를 통해 가스절연차단기의 개폐동작시 가동부와 고정부가 전기적으로 원활하게 분리 및 접촉되도록 함은 물론, 차단 동작시 발생되는 고온의 압축가스에 대한 흐름을 고정부측의 배출구로 효과적으로 안내하여 가스절연차단기에 적용되는 부품인 아크접점과 주접점이 용삭되는 것을 방지하여 부품 수명을 연장시키고, 특히 튜브에 의해 고온의 압축가스가 모두 배출 초기 노즐의 하류장으로부터 고정부측의 쉴드 내부로 우선 유입되도록 안내된 후 쉴드 외부로 배출이 이루어지도록 하여 고온의 압축가스가 고정부측의 쉴드 내부 구조물에 의해 우선적으로 냉각될 수 있도록 함으로써 고온 압축가스의 절연회복성능을 일정하게 유지시키는 효과를 기대할 수 있는 것이다.
도 1은 종래 가스절연차단기의 투입상태를 보인 단면 개략도.
도 2는 종래 가스절연차단기의 차단상태를 보인 단면 개략도.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시예로 가스절연차단기의 차단동작 흐름을 보인 단면 개략도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 하며, 종래 도 1 및 도 2에서와 동일부분에 대하여는 동일부호로 표시하기로 한다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시예로 가스절연차단기의 차단동작 흐름을 보인 단면 개략도를 도시한 것이다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가스배출안내부를 적용한 가스절연차단기는 제 1 아크접점(11)과 제 1 주접점(12) 및 배출구(13)를 포함하는 고정부(10)와, 상기 제 1 아크접점(11)과 상기 제 1 주접점(12)에 각각 대응하는 제 2 아크접점(21) 및 제 2 주접점(22)을 포함하는 가동부(20)를 구성함에 있어, 상기 고정부(10)와 가동부(20)는 상기 제 1 아크접점(11)과 상기 제 2 아크접점(21)에서 발생하는 전위차를 감쇄시키도록 쉴드(40)에 의해 감싸지도록 구성되며, 상기 가동부(20)측에는 내부에 고온의 가스가 압축된 상태로 충진되는 실린더(50)와 피스톤(51)을 구성하고, 상기 실린더(50)의 출구측에는 가스 분출을 위한 노즐(52)을 형성한 가스절연차단기를 구성하는 것에 더하여, 상기 고정부(10)측에 튜브 형상의 가스배출안내부(70)를 결합 구성한 것이다.
즉, 상기 가스배출안내부(70)는 상기 고정부(10)에 포함되는 제 1 주접점(12)의 내측에서 상기 노즐(52)을 통해 하류장(A)측으로 배출되는 고온의 압축가스 흐름을 상기 고정부(10)측의 쉴드(40)를 통해 배출구(13)로 안내하는 것으로, 상기 가스배출안내부(70)의 선단측 외부면은 상기 제 1 주접점(12)의 내측에 접촉하도록 구성되며, 상기 가스배출안내부(70)의 내부면에는 상기 고정부(10)와 가동부(20)의 분리 또는 접촉동작시 상기 노즐(52)의 끝단면이 이탈하지 않고 접촉하도록 구성한 것이다.
이에따라, 본 발명의 가스절연차단기는 첨부된 도 3에서와 같이, 가스절연차단기가 투입상태일 경우에는 고정부(10)와 가동부(20)의 제 1,2 아크접점(11)(21)과 제 1,2 주접점(12)(22)이 서로 접점동작을 하게 된다.
이때, 부하 개폐 또는 접지 및 단락 등의 사고 발생이 이루어지면, 첨부된 도 4 및 도 5에서와 같이 피스톤(52)에 의해 상기 고정부(10)와 가동부(20)의 분리동작이 진행되고, 이에따라 상기 고정부(10)와 가동부(20)의 제 1,2 아크접점(11)(21)에서는 아크가 발생하게 되고(도 4의 B부분), 상기 발생된 아크로부터 상기 가동부(20)측 실린더(50)의 내부에는 절연가스의 온도가 급격하게 상승하여 압력이 높아지는 고온의 압축가스가 축적된다.
한편, 첨부된 도 6에서와 같이, 상기 고정부(10)와 가동부(20)가 완전 분리되어 차단동작이 이루어지는 경우, 상기 가동부(20)측의 실린더(50) 내부에서 축적되는 고온의 압축가스는 상기 실린더(50)의 선단측인 노즐(52)을 통해 하류장(A)으로 배출된다.
이때, 상기 노즐(52)의 하류장(A)으로 배출되는 고온의 압축가스는 상기 고정부(10)의 제 1 주접점(12) 내측에 결합되는 즉, 선단측의 외부면은 상기 제 1 주접점(12)의 내측에 접촉하고, 내측면의 길이방향으로는 상기 고정부(10)와 가동부(20)의 분리 또는 접촉동작시 상기 노즐(52)의 끝단면이 이탈하지 않고 항상 접촉되도록 하는 가스배출안내부(70)인 튜브에 의해 상기 고정부(10)측을 감싸는 쉴드(40)의 내부로 그 흐름이 안내된 후 상기 고정부(10)의 배출구(13)를 통해 외부로 배출된다.
이에따라, 상기 고온의 압축가스는 상기 제 1 주접점(12)에 영향을 주지 않게 되면서 상기 제 1 주접점(12)이 상기 고온의 압축가스에 의해 용삭되는 문제가 방지됨은 물론, 상기 고온의 압축가스가 쉴드(40)를 거쳐 상기 고정부(10)측의 배출구(13)를 통해 외부로 배출되므로, 상기 고온의 압축가스는 상기 쉴드(40)를 통과되는 동안 냉각이 이루어지고, 따라서 상기 고온의 압축가스에 대한 절연회복성능은 일정하게 유지될 수 있는 것이다.
이하, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.
10; 고정부 11; 제 1 아크접점
12; 제 1 주접점 13; 배출구
20; 가동부 21; 제 2 아크접점
22; 제 2 주접점 40; 쉴드
50; 실린더 51; 피스톤
52; 노즐 70; 가스배출안내부

Claims (2)

  1. 제 1 아크접점과 제 1 주접점 및 배출구를 포함하는 고정부와, 상기 제 1 아크접점과 상기 제 1 주접점에 각각 대응하는 제 2 아크접점 및 제 2 주접점을 포함하는 가동부를 구성하고, 상기 고정부와 가동부는 상기 제 1 아크접점과 상기 제 2 아크접점에서 발생하는 전위차를 감쇄시키도록 쉴드에 의해 감싸지도록 구성하며, 상기 가동부측에는 내부에 고온의 가스가 압축된 상태로 충진되는 실린더와 피스톤을 구성하고, 상기 실린더의 출구측에는 가스 분출을 위한 노즐을 형성한 가스절연차단기를 구성함에 있어서,
    상기 고정부에 포함되는 제 1 주접점의 내측에는 상기 노즐을 통해 하류장측으로 배출되는 고온의 압축가스 흐름을 상기 고정부측의 쉴드를 통해 배출구로 안내하는 가스배출안내부를 결합 구성하는 것을 특징으로 하는 가스배출안내부를 적용한 가스절연차단기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 가스배출안내부는 일정길이의 튜브이고, 상기 튜브의 선단측 외부면은 상기 제 1 주접점의 내측에 접촉하며, 상기 튜브의 내부면에는 상기 고정부와 가동부의 분리 또는 접촉동작시 상기 노즐의 끝단면이 이탈하지 않고 접촉하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 가스배출안내부를 적용한 가스절연차단기.
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