KR20120061747A - 중간 전압에서 높은 전압에 이르는 응용을 위한 회로 차단기 장치 - Google Patents

Abstract

중간 전압에서 높은 전압에 이르는 응용을 위한 회로 차단기 장치로서, 진공 삽입물(2)을 수용하기 위한 적어도 하나의 폴 부품 하우징(1)을 포함하고, 상기 진공 삽입물(2) 내에는 한 쌍의 대응하는 전기 접촉부(3, 4)가 동축으로 배열되고, 고정된 전기 접촉부(3)는 폴 부품 하우징(1)의 상부 단자(5)에 전기적으로 연결되고, 축 방향으로 움직일 수 있는 전기 접촉부(4)는 폴 부품 하우징(1)의 하부 단자(6)에 전기적으로 연결되고, 절연 푸쉬로드(7)에 의해 동작하는데,
상기 절연 푸쉬로드(7)는 상기 폴 부품 하우징(1)의 하부 개구부에 배열된 차폐 플레이트(8)를 통과하여 확장하고, 상기 차폐 플레이트(8)는 단단한 성형 플라스틱 절연 물질로 이루어지고, 탄성 물질로 이루어진 적어도 하나의 밀봉 링(9; 9a, 9b)은 상기 차폐 플레이트(8)의 주위에 성형된다.

Description

중간 전압에서 높은 전압에 이르는 응용을 위한 회로 차단기 장치{CIRCUIT BREAKER ARRANGEMENT FOR MEDIUM VOLTAGE TO HIGH VOLTAGE APPLICATIONS}

본 발명은 중간 전압에서 높은 전압에 이르는 응용을 위한 회로 차단기 장치에 관한 것으로, 이 회로 차단기 장치는 진공 삽입물을 수용하기 위한 적어도 하나의 폴 부품 하우징을 포함하고, 진공 삽입물 내에는 한 쌍의 대응하는 전기 접촉부가 동축으로 배열되고, 고정된 전기 접촉부는 폴 부품의 상부 단자에 전기적으로 연결되고, 축 방향으로 움직일 수 있는 전기 접촉부는 폴 부품의 하부 단자에 전기적으로 연결되고, 차폐 플레이트를 통과하여 확장하는 절연 푸쉬로드에 의해 동작하는데, 차폐 플레이트는 폴 부품 하우징의 하부 개구부 영역 상에 배열된다.

이러한 종류의 회로 차단기 장치는 높은 전류 레벨의 1 kV와 72 kV 사이의 중간 전압 응용을 위해 사용되는 것이 바람직하다. 이들 회로 차단기는 주로 힘든 부하 임피던스 하의 부하 전류뿐만 아니라 단락 회로 전류를 차단하기 위하여 전기 네트워크에서 사용된다. 중간 전압 회로 차단기의 진공 삽입은 아크 방전을 밀폐된 전공 용기 내에서 발생시켜 소멸시킴으로써 전류를 차단한다. 현대의 진공 회로 차단기는 종래의 공기 회로 차단기보다 긴 기대 수명을 갖는 것을 수반한다. 그럼에도 불구하고, 본 발명은 진공 회로 차단기에 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 육불화황 기체로 채워진 챔버를 갖는 현대의 SF6 회로 차단기를 위해서도 적용될 수 있다. 더욱이, 진공 수단을 통한 전류 차단은 높은 전압 레벨까지 사용되는 기술들중 하나이다. 이들 디바이스의 안전을 보장하기 위하여, 특수한 차폐 수단과 접지 수단이 절대적으로 필요하다.

문헌 WO 2009/043361 A1은 중간 전압 회로 차단기의 폴 부품을 개시한다. 한 쌍의 대응하는 전기 접촉부를 포함하는 진공 삽입물은 에폭시 수지의 캡슐화의 절연 방식으로 삽입된다. 진공 차단 챔버 내의 상부 전기 접촉부는 고정되는 반면, 진공 차단 챔버 내의 하부 전기 접촉부는 움직일 수 있다. 움직일 수 있는 전기 접촉부는 벨로우즈(bellows)를 통해 외면에 도달하고, 축 방향으로 움직일 수 있는 잭샤프트(jackshaft)에 의해 움직일 수 있게 된다. 하부의 움직일 수 있는 전기 접촉부와 대응하는 하부의 단자 사이에서 전기 전송을 생성하기 위하여, 움직일 수 있는 전기 접촉부의 푸쉬로드와 외면의 단자 사이에 전기적으로 전도성인 금속 연결부가 제공된다. 전기적으로 전도성인 금속 연결부는 전기적으로 전도성인 금속 실린더 내에서 움직일 수 있게 움직이는 피스톤을 포함하고, 이러한 실린더는 폴 부품의 절연 하우징 내에 성형되고, 또한 폴 부품의 상부 단자를 형성한다.

폴 부품의 절연 하우징은 알려진 방식으로 바닥에서 개방된다. 폴 부품은 주로 바닥 면에 있는 기어 하우징의 장착 표면상에 나사조임을 통해 연결된다. 기어 하우징은 장착된 하나 이상의 폴 부품의 푸쉬로드를 동작시키기 위한 잭샤프트 장치를 수용하기 위하여 제공된다.

회로 차단기 장치에 있어서, 높은 전압 부품과 접지된 부품 사이의 거리는 주로 매우 짧아서, 산업 표준이 요구하는 가장 높은 절연 전압을 구현하기 위해서는 추가적인 수단이 필요하다. 일부 표준은 높은 전압 부품과 접지 부품 사이의 거리보다 더 긴 크리피지(creepage) 거리를 추가적으로 요구한다.

본 발명의 목적은 높은 전압 부품으로서 폴 부품 하우징과 인접한 접지 부품으로서 기어 하우징 사이에 손쉽지만 효과적인 차폐 수단을 갖는 회로 차단기 장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적은 독립 청구항 제1항의 요지에 의해 달성된다. 추가적인 예시적인 실시예는 종속 청구항들로부터 자명해질 것이다.

본 발명에 따라, 하부의 움직일 수 있는 전기 접촉부를 동작시키기 위한 절연 푸쉬로드는 폴 부품 하우징의 바닥에 배열된 특수 차폐 플레이트를 통과하여 확장한다. 특정 차폐 플레이트는 단단한 성형 플라스틱 절연 물질로 이루어지고, 탄성 물질로 이루어진 적어도 하나의 밀봉 링이 차폐 플레이트의 주변부에 직접 성형된다.

이와 같이, 본 발명은 높은 절연 표준을 제공하고, 특정 차폐 플레이트와 폴 부품 하우징의 대응하는 개구부 섹션의 내측 벽 사이의 밀봉 효과에 기인한 크리피지 거리를 증가시킨다. 하부 전기 단자와 폴 부품 하우징의 에지 사이에서 섬락을 방지하기 위하여, 차폐 플레이트는 절연 물질로 만들어지고, 폴 부품 하우징의 하부 개구부의 에지를 덮는다. 차폐 플레이트는 제작하기 쉬운 성형 플라스틱 부품이다. 밀봉 링이 차폐 플레이트의 에지에 직접 성형되기 때문에, 본 발명은 폴 부품 하우징에 조립하는데 안전하고 쉬운 일체형 부품 해결책을 제공한다.

달리 말하면, 본 발명은 통합된 밀봉 링을 갖는 특정 차폐 플레이트의 사용을 제안한다. 특정 밀봉 링은, 플레이트 섹션을 위한 더 단단한 플라스틱 물질과 밀봉 섹션을 위한 더 연한 물질을 사용하여, 동일한 사출성형 도구에서 두 개의 연속적인 단계로 만들어질 수 있다.

본 발명의 추가 양상에 따라, 차폐 플레이트의 내측에 동심의 링 형상의 립부(rib)를 성형하는 것이 권고될 수 있다. 이들 동심의 링형상의 립부는 진공 차단기 장치의 높은 전압 부품과 접지 부품 사이의 크리피지 거리를 증가시킨다. 추가적인 립부는 추가적인 견고한 플라스틱 물질만을 사용하여 제공된다.

립부의 길이는 동일할 필요는 없다. 일부 립부는 크리피지 길이를 적절하게 증가시키기 위하여 수 개의 짧은 립부의 길이 너머로 확장될 수 있다.

밀봉의 신뢰도를 증가시키기 위하여, 수 개의 평행 밀봉 링이 사용될 수 있다. 양호한 실시예에 있어서, 두 개의 밀봉 링이 서로 짧은 거리로 차폐 플레이트의 주변에 평행 배열된다.

바람직하게, 밀봉 링은 오목한 단면을 갖는다. 다른 실시예에 있어서, 적어도 하나의 밀봉 링은 폴 부품 하우징의 개구부에 대한 삽입을 쉽게 하기 위하여 경사진 단면을 갖는다.

본 발명의 다른 양호한 실시예에 있어서, 적어도 두 개의 밀봉 링은 공통의 밀봉체 부분을 통해 서로 연결된다. 따라서, 차폐 플레이트와 주위의 폴 부품 하우징 사이에서 안전한 밀봉 기능을 제공하기 위하여 공통의 밀봉 링은 더 높은 탄성을 갖는다.

본 발명의 다른 실시예에 따라, 밀봉 링을 차폐 플레이트의 구석 영역에 또는 구석 영역 주위에 배열시킬 수 있다. 바람직하게, 차폐 플레이트의 내측 주위의 구석은 신뢰할 수 있는 밀봉 기능을 얻기 위해 적합하다.

주로, 밀봉 링은 장착된 스테이지 내의 폴 부품 하우징의 내측 벽과 원통형 접촉 표면을 제공하는데, 왜냐하면 밀봉 링의 탄성 물질이 압축되기 때문이다. 대안적으로, 차폐 플레이트의 주위로부터 바깥쪽으로 방사상 확장하는 적어도 하나의 밀봉 립을 갖는 립-밀봉부로서 밀봉 링을 설계하는 것도 가능하다.

본 발명의 이들 및 다른 양상은 이후로 기술되는 실시예들로부터 자명해질 것이고, 이러한 실시예들을 참조하여 설명될 것이다.

아래에, 본 발명의 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 더 상세하게 기술된다.

본 발명은 높은 전압 부품으로서 폴 부품 하우징과 인접한 접지 부품으로서 기어 하우징 사이에 손쉽지만 효과적인 차폐 수단을 갖는 회로 차단기 장치를 제공한다.

도 1은 진공 차단기 장치의 개략적인 측면도.
도 2는 특정 차폐 플레이트의 제 2 실시예의 상세한 측단면도.
도 3은 특정 차폐 플레이트의 제 3 실시예의 상세한 측단면도.
도 4는 특정 차폐 플레이트의 제 4 실시예의 상세한 측단면도.
도 5는 특정 차폐 플레이트의 제 5 실시예의 상세한 측단면도.
도 6은 특정 차폐 플레이트의 제 6 실시예의 상세한 측단면도.
도 7은 특정 차폐 플레이트의 제 7 실시예의 상세한 측단면도.
도 8은 특정 차폐 플레이트의 제 8 실시예의 상세한 측단면도.
도 9는 특정 차폐 플레이트의 제 9 실시예의 상세한 측단면도.

도면들에 사용된 참조 부호들 및 이들의 의미는 부호의 설명에 요약 형태로 열거되었다. 원칙적으로, 도면들에서 동일한 부품에는 동일한 참조 부호가 제공된다. 모든 도면들은 상술한 바와 같이 개략적이다.

도 1에 따라, 중간 전압 응용을 위한 회로 차단기 장치는, 플라스틱 절연 물질로 만들어지고 진공 삽입물(2)을 수용하는 폴 부품 하우징(1)으로 구성된다. 진공 삽입물(2) 내부에는 전기 스위치를 형성하기 위하여 한 쌍의 대응하는 전기 접촉부(3 및 4)가 동축으로 배열된다.

스위칭을 위해, 폴 부품 하우징(1) 내에 성형된 대응하는 상부 단자(5)에 전기적으로 연결된 고정된 전기 접촉부(3)가 제공된다. 고정된 전기 접촉부(3)는, 폴 부품 하우징(1)의 대응하는 하부 단자(6)에 전기적으로 연결된 움직일 수 있는 전기 접촉부(4)와 조화를 이룬다. 움직일 수 있는 전기 접촉부(4)의 축 방향의 움직임을 위하여 절연 푸쉬로드(7)가 제공된다.

절연 푸쉬로드(7)는 절연 물질로 이루어지고, 움직일 수 있는 전기 접촉부(4)로부터 확장되어, 차폐 플레이트(8)의 중앙 개구부를 통해 벨로우즈(미도시)를 통과한다. 특정 차폐 플레이트(8)는 기둥 형상의 폴 부품 하우징(1)의 하부 개구부에 배열된다. 절연 푸쉬로드(7)는 회로 차단기 하우징(10) 내에서 단부를 이룬다. 회로 차단기 하우징(10)은 푸쉬로드(7)를 알려진 방식으로 동작시키기 위한 기어 수단(미도시)을 수용한다. 회로 차단기 하우징(10)은 금속 물질로 이루어지고, 전기적으로 접지된다. 특정 차폐 플레이트(8)는 폴 부품 하우징(1) 내의 높은 전압 부분으로부터 접지된 부분을 분리시킨다. 그러므로, 차폐 플레이트(8)는 단단한 성형 플라스틱 절연 물질로 이루어지고, 탄성 물질로 이루어진 적어도 하나의 밀봉 링(9)이 차폐 플레이트(8)의 주위에 직접 성형된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 차폐 플레이트(8)는 높은 전압 부분과 접지 부분 사이의 크리피지 거리를 증가시키기 위하여 부가적으로 동심의 링형상 립부(11)를 구비한다. 이 실시예에 있어서, 모든 링형상의 립부(11)는 동일한 길이를 갖는다.

도 3에 따른 다른 실시예에 있어서, 하나의 링형상 립부(11a)는 상대적으로 길이가 짧은 다른 링형상 립부(11)의 길이 너머로 확장한다.

도 4를 고려하면, 차폐 플레이트(8)은 밀봉 기능을 증가시키기 위하여 서로 평행으로 배열된 두 개의 개별적인 밀봉 링(9a 및 9b)을 구비한다.

도 5를 고려하면, 세 개의 밀봉 링(9a 내지 9c)이 공통의 밀봉체 부분(12)을 통해 서로 연결된다. 더욱이, 밀봉 링(9a 내지 9c)은 폴 부품 하우징(1)의 바닥 개구부에 삽입을 쉽게 하기 위해 경사진 단면을 구비한다.

도 6에 따른 다른 실시예에 있어서, 차폐 플레이트(8)의 상부 구석 영역에 작은 밀봉 링(9')이 배열되고, 도 7에서는 폴 부품 하우징(1)의 내측 벽과 원통형상의 접촉 표면을 제공하는 밀봉 링(9'')이 차폐 플레이트(8)의 상부 구석 영역에 배열된다.

도 8은 외측 주위에 세 개의 밀봉 립을 포함하는 립-밀봉부로서 설계된 밀봉 링(9''')의 다른 실시예를 도시한다.

도 9에 도시된 마지막 양호한 실시예에 있어서, 밀봉 링(9'''')은 차폐 플레이트(8)의 상부 구석 영역 주위에 배열된다. 결과적으로, 밀봉 링(9'''')은 차폐 플레이트(8)의 상부 구석을 둘러싸는 L-형상의 단면을 갖는다.

본 발명이 도면과 상기 설명에서 상세하게 도시되고 설명되었지만, 이러한 도시와 설명은 제한적이 아닌 도시적이거나 예시적인 것으로 간주되어야 하고, 본 발명은 개시된 실시예에 국한되지 않는다. 개시된 실시예에 대한 다른 변형은 청구된 본 발명을 실시하는 당업자에 의해 도면, 본 발명의 개시사항 및 첨부된 청구범위의 연구로부터 이해될 수 있고, 이루어질 수 있다.

1 : 폴 부품 하우징 2 : 진공 삽입물
3 : 고정된 전기 접촉부 4 : 움직일 수 있는 전기 접촉부
5 : 상부 단자 6 : 하부 단자
7 : 절연 푸쉬로드 8 : 차폐 플레이트
9 : 밀봉 링 10 : 회로 차단기 하우징
11 : 링형상 립부 12 : 공통 밀봉체 부분

Claims (10)

1. 중간 전압에서 높은 전압에 이르는 응용을 위한 회로 차단기 장치로서, 진공 삽입물(2)을 수용하기 위한 적어도 하나의 폴 부품 하우징(1)을 포함하고, 상기 진공 삽입물(2) 내에는 한 쌍의 대응하는 전기 접촉부(3, 4)가 동축으로 배열되고, 고정된 전기 접촉부(3)는 폴 부품 하우징(1)의 상부 단자(5)에 전기적으로 연결되고, 축 방향으로 움직일 수 있는 전기 접촉부(4)는 폴 부품 하우징(1)의 하부 단자(6)에 전기적으로 연결되고, 절연 푸쉬로드(7)에 의해 동작하는, 중간 전압에서 높은 전압에 이르는 응용을 위한 회로 차단기 장치에 있어서,
   상기 절연 푸쉬로드(7)는 상기 폴 부품 하우징(1)의 하부 개구부에 배열된 차폐 플레이트(8)를 통과하여 확장하고, 상기 차폐 플레이트(8)는 단단한 성형 플라스틱 절연 물질로 이루어지고, 탄성 물질로 이루어진 적어도 하나의 밀봉 링(9; 9a, 9b)이 상기 차폐 플레이트(8)의 주위에 성형되는 것을 특징으로 하는, 중간 전압에서 높은 전압에 이르는 응용을 위한 회로 차단기 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 차폐 플레이트(8)의 내측 상에는 크리피지(creepage) 거리를 증가시키기 위한 동심 링-형상의 립부(rib)(11)가 성형되는 것을 특징으로 하는, 중간 전압에서 높은 전압에 이르는 응용을 위한 회로 차단기 장치.
3. 제 1항에 있어서, 적어도 하나의 더 긴 링-형상 립(11a)이 수 개의 짧은 링-형상 립(11)의 길이 너머로 확장하는 것을 특징으로 하는, 중간 전압에서 높은 전압에 이르는 응용을 위한 회로 차단기 장치.
4. 제 1항에 있어서, 적어도 두 개의 밀봉 링(9a, 9b)이 상기 차폐 플레이트(8)의 주위에 평행 배열되는 것을 특징으로 하는, 중간 전압에서 높은 전압에 이르는 응용을 위한 회로 차단기 장치.
5. 제 1항에 있어서, 적어도 하나의 밀봉 링(9a, 9b, 9c)은 상기 폴 부품 하우징(1)의 개구부로 삽입을 쉽게 하기 위하여 경사진 단면을 구비하는 것을 특징으로 하는, 중간 전압에서 높은 전압에 이르는 응용을 위한 회로 차단기 장치.
6. 제 4항에 있어서, 적어도 두 개의 밀봉 링(9a, 9b, 9c)이 공통의 밀봉체 부분(12)을 통해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는, 중간 전압에서 높은 전압에 이르는 응용을 위한 회로 차단기 장치.
7. 제 1항에 있어서, 밀봉 링(9';9'''')이 상기 차폐 플레이트(8)의 구석 영역에 또는 구석 영역 주위에 배열되는 것을 특징으로 하는, 중간 전압에서 높은 전압에 이르는 응용을 위한 회로 차단기 장치.
8. 제 1항에 있어서, 밀봉 링(9'')이 상기 폴 부품 하우징(1)의 상기 내측 벽과의 원통형상의 접촉 표면을 제공하는 것을 특징으로 하는, 중간 전압에서 높은 전압에 이르는 응용을 위한 회로 차단기 장치.
9. 제 1항에 있어서, 밀봉 링(9'''')이 립-밀봉부로 설계되는 것을 특징으로 하는, 중간 전압에서 높은 전압에 이르는 응용을 위한 회로 차단기 장치.
10. 제 1항에 있어서, 상기 폴 부품 하우징(1)은 상기 푸쉬로드(7)를 동작시키기 위한 기어 수단을 포함하는 접지된 금속의 회로 차단기 하우징(10)상에 장착되는 것을 특징으로 하는, 중간 전압에서 높은 전압에 이르는 응용을 위한 회로 차단기 장치.

Images