KR20120129210A - 가스절연 개폐장치 - Google Patents

Abstract

가스절연 개폐장치는 제1 일직선 상에서 이격적으로 대향하는 제1 및 제2 고정도체들, 제2 일직선 상에서 이격적으로 대향하는 제1 및 제2 스토퍼들 및 회전 접촉자를 포함한다. 회전 접촉자는 제1 및 제2 일직선들의 교차점에 중심을 가지고 회전에 의하여 제1 및 제2 고정도체들 또는 제1 및 제2 스토퍼들을 접촉시킨다. 따라서 회전 메커니즘을 이용하여 2상의 스위치를 구현할 수 있고, 조작이 용이하다.

Description

가스절연 개폐장치{Gas-Insulated Switchgear}

개시된 기술은 가스절연 개폐장치에 관한 것으로, 특히, 회전 메커니즘을 이용하여 2상 스위치를 구현한 가스절연 개폐장치에 관한 것이다.

일반적으로 가스절연 개폐장치(GIS, Gas Insulated Switchgear)는 사고전류 발생시 전류를 차단하는 개폐임무를 수행하는 기구로써, 차단기, 단로기, 접지개폐기, 계기용 변류기와 모선 등을 접지된 금속 탱크에 내장하여 절연 및 소호 특성이 우수한 SF6 가스를 충진한 제품으로, 변전소의 소형화, 안전 및 신뢰성의 향상, 용이한 운전 및 보수점검, 환경과의 조화 등의 장점을 가진 전원 개폐장치이다. 가스절연 개폐장치는 2상 스위치와 3상 스위치가 존재하는데, 더 쉽고 안전하며 공간을 적게 차지하는 2상 스위치를 구현하기 위해 많은 가스절연 개폐장치들이 개발되고 있다.

실시예들 중에서, 가스절연 개폐장치는 제1 일직선 상에서 이격적으로 대향하는 제1 및 제2 고정도체들, 제2 일직선 상에서 이격적으로 대향하는 제1 및 제2 스토퍼(stopper)들 및 상기 제1 및 제2 일직선들의 교차점에 중심을 가지고 회전에 의하여 상기 제1 및 제2 고정도체들 또는 상기 제1 및 제2 스토퍼들을 접촉시키는 회전 접촉자를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 회전 접촉자는 상기 교차점을 중심으로 반대방향으로 연장되는 제1 및 제2 암들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 회전의 각은 20도 내지 70도에 상응할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 회전의 각은 상기 제1 및 제2 고정도체들에 통전되는 전류 및 전압을 기초로 설계될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 제1 및 제2 암들의 말단은 아크(Arc)로부터 견딜 수 있는 재질로 용접 또는 체결되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치.

도 1은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 있는 가스절연 개폐장치의 단로 상태를 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1에 있는 가스절연 개폐장치의 통전 상태를 나타내는 단면도이다.

본 출원에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 외 구성요소는 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어있는 용어들은 관련기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

도 1은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치를 나타내는 사시도이다.

도 1을 참조하면, 가스절연 개폐장치(100)는 제1 및 제2 고정도체들(110,120), 제1 및 제2 스토퍼들(stopper)(130,140), 회전 접촉자(150), 연결부재(180) 및 핸들(190)을 포함한다.

제1 고정도체(110)는 가스절연 개폐장치(100) 내부 일측에 배치된다. 일 실시예에서, 제1 고정도체(110)는 송전부와 연결되어 전류를 받을 수 있다. 일 실시예에서, 제1 고정도체(110)는 구부러진 일단에 凹 형상으로 홈을 구비할 수 있다.

제2 고정도체(120)는 제1 고정도체(110)와 이격적으로 대향한다. 가스절연 개폐장치(100)가 통전 상태일 때, 제2 고정도체(120)는 제1 고정도체(110)로부터 전류를 받을 수 있다. 일 실시예에서, 제2 고정도체(120)는 구부러진 일단에 凹 형상으로 홈을 구비할 수 있다.

제1 스토퍼(130)는 가스절연 개폐장치(100) 내부 일측에 고정되고, 제2 스토퍼(140)는 제1 스토퍼(130)와 제2 일직선 상에서 이격적으로 대향하여 고정될 수 있다.

회전 접촉자(150)는 제1 및 제2 암(arm)들(160,170)을 포함할 수 있다. 도 1에서, 회전 접촉자(150)는 수동 또는 기계적으로 제어될 수 있다. 일 실시예에서, 회전 접촉자(150)는 회전축(600)을 중심으로 회전하는 도체로서 원통형상 일 수 있고, (i) 제1 및 제2 고정도체들(110,120)을 동시에 접촉시키거나 (ii)제1 및 제2 스토퍼들(130,140)을 동시에 접촉시킬 수 있다. 회전축(600)은 제1, 제2 고정도체들(110,120) 및 제1, 제2 스토퍼들(130,140)이 포함된 평면에 수직할 수 있다.

제1 암(160)은 회전 접촉자(150)의 일측에 수직으로 뻗어있고 제2 암(170)은 제1암(160)의 반대측으로 연장된다. 일 실시예에서, 제1 암(160)의 말단은 제1 고정도체(110)를 향하여 구부러지고, 제2 암(170)의 말단은 제2 고정도체(120)를 향하여 구부러질 수 있다. 제1 및 제2 암들(160,170)은 전체적으로 원통 형상의 골격으로 구현될 수 있다. 제1 및 제2 암들(160,170)은 모두 길이가 같고 제1 암(160)과 제2 암(170)의 사잇각 크기는 180도이다. 회전 접촉자(150)의 회전에 의하여 제1 및 제2 암들(160,170)은 일정한 각 A만큼 회전할 수 있다.

일 실시예에서, 각 A의 크기는 20도에서 70도 사이의 값을 가질 수 있다. 각 A의 크기가 70도보다 작아지면 가스절연 개폐장치(100)의 크기가 작아질 수 있다. 일 실시예에서, 각 A의 크기는 제1 및 제2 고정도체들(110,120)에 통전되는 전류 및 전압을 기초로 설계될 수 있다. 제1 또는 제2 고정도체(110,120)에 통전되는 전류량이 커지면, 제1 또는 제2 고정도체(110,120)를 중심으로 발생하는 자기장의 세기가 커진다. 자기장의 세기는 제1 또는 제2 고정도체(110,120)로부터의 거리에 반비례하므로, 제1 또는 제2 암(160,170)은 제1 또는 제2 고정도체(110,120)로부터 일정거리를 유지하여 자기장의 영향을 받지 않을 수 있다. 각 A의 크기가 20도 미만이면 제1 또는 제2 암(160,170)은 제1 또는 제2 고정도체(110,120)를 중심으로 발생한 자기장의 영향을 받을 수 있다.

일 실시예에서, 제1 및 제2 암들(160,170)의 말단은 제1 및 제2 고정도체들(110,120)에 있는 凹 형상 홈에 삽입될 수 있다. 다른 일 실시예에서, 제1 및 제2 고정도체들(110,120)은 제1 및 제2 암들(160,170)과 접촉할 수 있는 일단에 별도의 커넥터(connector)를 결속하여 제1 및 제2 암들(160,170)과 전기적으로 연결될 수 있다.

일 실시예에서, 제1 및 제 2암들(160,170)의 말단은 아크(Arc)로부터 견딜 수 있는 재질로 용접 또는 체결되어 제1 및 제2암들(160,170)이 제1 및 제2 고정도체들(110,120)에 접촉 또는 이탈할 때, 고압전류로 인한 아크(Arc)에 견딜 수 있다.

연결부재(180)는 절연체이며, 회전축(600)상에서 회전 접촉자(150)의 중심과 연결되어 핸들(190)과 회전 접촉자(150)를 연결할 수 있다. 다른 일 실시예에서, 연결부재(180) 및 핸들(190)은 회전 접촉자(150)를 구동시키기 위한 다른 기계적/전기적 연결로 대체될 수 있다.

도 2는 도 1에 있는 가스절연 개폐장치의 단로 상태를 나타내는 단면도이다.

도 2를 참조하면, 회전 접촉자(150)의 회전에 의하여, 제1 암(160)은 제1 스토퍼(130)에 접촉되고 제2 암(170)은 제2 스토퍼(140)에 접촉된다. 제1 및 제2 스토퍼들(130,140)은 제1 및 제2 암들(160,170)의 회전을 정지시킬 수 있다.

도 3은 도 1에 있는 가스절연 개폐장치의 통전 상태를 나타내는 단면도이다.

도 3을 참조하면, 회전 접촉자(150)의 회전에 의하여, 제1 암(160)은 제1 고정도체(110)에 접촉되고 제2 암(170)은 제2 고정도체(120)에 접촉될 수 있다. 전류는 제1 고정도체(110)로 들어와 제1 암(160)과 제2 암(170)을 통해 제2 고정도체(120)로 흐를 수 있다. 여기에서, 제1 고정도체(110)와 제2 고정도체(120)는 전류 선로를 구성할 수 있다.

개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치는 회전 메커니즘을 이용하여 효율적인 2상 스위치를 제공할 수 있다. 예를 들어, 회전 운동은 직선 운동보다 적은 힘으로 이동시킬 수 있다.

일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치는 일 평면상에서 여러 각도(예를 들어, 90도 미만)로 구현하여 크기를 줄일 수 있다.

상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구의 범위에 기재된 본 출원의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 가스절연 개폐장치 110 : 제1 고정도체
120 : 제2 고정도체 130 : 제1 스토퍼(stopper)
140 : 제2 스토퍼(stopper) 150 : 회전 접촉자
160 : 제1 암(arm) 170 : 제2 암(arm)
180 : 연결부재 190 : 핸들(handle)
200 : 인클로저(enclosure) 600 : 회전축
610 : 제1 축

Claims (5)

1. 제1 일직선 상에서 이격적으로 대향하는 제1 및 제2 고정도체들;
   제2 일직선 상에서 이격적으로 대향하는 제1 및 제2 스토퍼(stopper)들; 및
   상기 제1 및 제2 일직선들의 교차점에 중심을 가지고 회전에 의하여 상기 제1 및 제2 고정도체들 또는 상기 제1 및 제2 스토퍼(stopper)들을 접촉시키는 회전 접촉자를 포함하는 가스절연 개폐장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 회전 접촉자는
   상기 교차점을 중심으로 반대방향으로 연장되는 제1 및 제2 암들을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 회전의 각은 20도 내지 70도에 상응하는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 회전의 각은 상기 제1 및 제2 고정도체들에 통전되는 전류 및 전압을 기초로 설계되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 제1 및 제2 암들의 말단은 아크(Arc)로부터 견딜 수 있는 재질로 용접 또는 체결되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치.

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