KR20130003364U - 진공인터럽터의 전극 조립체 - Google Patents

Abstract

본 고안은 진공 인터럽터의 전극 조립체에 관한 것이다. 본 고안은 진공인터럽터 내외부의 절연거리를 확보하고 차단성능을 좌우하는 접점을 고정전극과 가동전극에 각각 조립할 때 전극 끝단에 고정돌부를 형성하는 반면 접점에 고정홈부를 형성하여 상기 고정돌부가 고정홈부에 축방향으로 걸치도록 함으로써, 접점의 수평정렬을 맞추기 위한 별도의 작업 없이 조립이 가능하고, 조립과 동시에 전극과 접점이 안정적으로 접촉하게 되어 납땜물로 인한 들뜸 현상을 미연에 방지할수 있다. 그리고 이를 통해 접촉저항이 줄어들고, 내전압 절연성능 및 사고전류 차단 성능을 개선할 수 있다.

Description

진공인터럽터의 전극 조립체{CONTACT ASSEMBLY FOR VACUUM INTERRUPTER}

본 고안은 진공회로 차단기에 적용되는 진공 인터럽터의 전극 조립체에 관한 것이다.

일반적으로 진공회로 차단기의 진공 인터럽터는 전력계통에서 부하전류 또는 사고전류를 차단하기 위한 진공회로차단기 및 진공개폐기, 진공컨텍터 등에 적용되는 핵심 소호장치이다. 전력 수송 제어 및 전력계통의 보호역할을 담당하고 있는 진공회로 차단기는 차단용량이 크고 신뢰성과 안전성이 높으며, 작은 설치공간에도 거치할 수 있는 등의 많은 장점이 있어 중간전압에서 고전압까지 그 적용범위가 확대되어 가는 추세이다. 또, 산업설비의 대형화에 따라 차단기의 차단용량도 이에 비례하여 대용량화되어 가고 있는 추세이다.

진공회로 차단기의 진공 인터럽터는 사고전류차단시 그 내부의 전극구조를 통해 흐르는 전류에 의해 발생되는 자계를 이용하여 작동을 한다. 이 자계를 발생시키는 방식에 따라 진공 인터럽터는 크게 축자계 방식(axial magnetic field:AMF)과 횡자계 방식(radial magnetic field:RMF)으로 구분할 수 있다.

도 1은 종래 진공 인터럽터를 보인 종단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 종래의 진공 인터럽터는, 가동전극(1), 가동접점(2), 고정전극(4), 고정접점(3), 아크실드(arc shield)(5), 절연용기(6), 엔드실드(7a,7b), 엔드플랜지(8a,8b)를 포함하고 있다.

상기 가동전극(1)은 전기적 도체로 형성되며, 미도시된 가동전극의 구동축에 접속되어 고정접점(3)측으로 이동하거나 상기 고정접점(3)측으로부터 멀어지게 이동될 수 있다. 상기 가동전극(1)은 가동접점(2)을 접속하여 기계적으로 지지하는 동시에 전기적 도체로 이루어져 가동접점(2)으로 흐르는 전류 또는 가동접점(2)으로부터 흘러나오는 전류가 통전하는 통전경로를 제공하는 수단이 될 수 있다. 따라서 상기 가동전극(1)은 전력계통의 회로 중에 전원 또는 부하 측 어느 하나에 전기적으로 접속될 수 있다. 상기 가동전극(1)의 선단부에는 가동접점(2)이 접속될 수 있다.

상기 고정접점(3)은 가동접점(2)을 대향하게 가동접점(2)과 상대되는 대응 구성요소로서, 고정전극(4)에 접속되게 마련될 수 있다.

상기 고전전극(4)은 고정접점(3)을 접속하여 기계적으로 지지하는 동시에 전기적 도체로 이루어져 고정접점(3)으로 흐르는 전류 또는 고정접점(3)으로부터 흘러나오는 전류가 통전하는 통전경로를 제공하는 수단이 될 수 있다. 따라서 상기 고전전극(4)은 전력계통의 회로중 전원 또는 부하 측 중 가동전극(1)이 접속된 측의 상대측에 전기적으로 접속될 수 있다.

상기 절연용기(6)는 통상 세라믹(ceramic)과 같은 전기적 절연재로 만들어지는 진공 인터럽터의 외형을 형성하는 외함부로서 원통형으로 형성되고, 상부와 하부의 개구는 통상 금속재 실 컵(seal cup)에 의해서 밀폐될 수 있다.

상기 아크 실드(arc shield)(5)는 가동접점(2)과 고정접점(3)간의 분리시 접점간에 발생하는 아크로부터 절연용기(6)를 보호하기 위한 차폐부재로서 절연용기(6)에 매입된 지지부재에 접속되어 지지될 수 있다. 도면중 미설명 부호인 9a 및 9b는 금속판이다.

상기와 같은 종래의 진공 인터럽터는, 도 2에서와 같이, 상기 가동접점(2)과 고정접점(3)의 전극 삽입홈부(2a,3a)에 상기 가동전극(1)과 고정전극(4)의 접점 삽입돌부(1a,4a)를 삽입한 상태에서 상기 접점 삽입돌부(1a,4a)와 전극 삽입홈부(2a,3a)의 접속부위를 브레이징(brazing)하여 접속상태를 유지시킴으로써 전극과 접점이 접속된 같은 전극 조립체의 조립을 완료한다. 그리고 조립된 전극(1,4)과 접점(2,3)의 조립체를 진공 인터럽터의 절연용기(6)내에 설치하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래의 진공인터럽터는, 가동전극(1)과 고정전극(4)에 가동접점(2)과 고정접점(3)을 각각 브레이징하는 과정에서 납땜물(braze washer)이 흘러 접점이 기우는 접점 들뜸 현상이 발생할 수 있고, 이로 인해 접점(2,3)의 수평정렬이 맞지 않아 제품의 접촉저항, 내전압, 임펄스에 악영향을 미치며 차단성능을 저하시키는 요인이 될 뿐만 아니라 접점의 들뜸이 큰 경우 개폐동작에서 접점의 손상이 커져 제품의 수명을 단축시키는 문제점이 있었다.

본 고안의 목적은, 전극과 접점 내부의 구조를 개선하여 전극과 접점의 조립이 용이하고 들뜸현상을 방지할 수 있는 진공 인터럽터의 전극 조립체를 제공하려는데 있다.

본 고안의 목적을 달성하기 위하여, 접속홈부를 가진 접점; 및 상기 접점의 접속홈부에 삽입되어 접속되도록 축방향으로 접속 돌부가 형성되는 전극;을 포함하고, 상기 접속홈부의 내주면 또는 상기 접속돌부의 외주면 중에서 적어도 어느 한 쪽에는 고정홈부가 형성되며, 다른 한 쪽에는 상기 고정홈부에 삽입되어 상기 접점을 전극에 대해 구속하는 고정돌부가 반경방향으로 돌출되도록 형성되는 진공 인터럽터의 전극 조립체가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 고정홈부는 축방향으로 형성되는 축방향 홈부와, 상기 축방향 홈부에서 원주방향으로 연장되는 원주방향 홈부로 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 원주방향 홈부는 원형 띠 모양 또는 원호 형상으로 형성될 수 있다.

본 고안에 의한 진공 인터럽터의 전극 조립체는, 진공인터럽터 내외부의 절연거리를 확보하고 차단성능을 좌우하는 접점을 고정전극과 가동전극에 각각 조립할 때 전극 끝단에 고정돌부를 형성하는 반면 접점에 고정홈부를 형성하여 상기 고정돌부가 고정홈부에 축방향으로 걸치도록 함으로써, 접점의 수평정렬을 맞추기 위한 별도의 작업 없이 조립이 가능하고, 조립과 동시에 전극과 접점이 안정적으로 접촉하게 되어 납땜물로 인한 들뜸 현상을 미연에 방지할수 있다. 그리고 이를 통해 접촉저항이 줄어들고, 내전압 절연성능 및 사고전류 차단 성능을 개선할 수 있다.

도 1은 종래 진공 인터럽터를 보인 종단면도,
도 2는 도 1에 따른 진공 인터럽터에서 전극과 접점의 조립상태를 보인 종단면도,
도 3은 본 고안에 의한 진공 인터럽터를 보인 종단면도,
도 4는 도 3에 따른 진공 인터럽터에서 전극과 접점을 분해하여 보인 사시도,
도 5는 도 3에 따른 진공 인터럽터에서 전극과 접점을 조립하여 보인 종단면도,
도 6 및 도 7은 도 5에서 고정홈부들에 대한 실시예들을 보인 평면도.

이하, 본 고안에 의한 진공 인터럽터의 전극 조립체를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 고안에 의한 진공 인터럽터를 보인 종단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 고안에 의한 진공 인터럽터는, 절연용기(10)가 고정측 엔드플랜지(21)와 가동측 엔드플랜지(22)에 의하여 밀봉되고, 상기 절연용기(10)의 내부에는 고정전극 조립체(30)와 가동전극 조립체(40)가 접촉 가능하도록 대향되어 상기 절연용기(10)에 고정된 내부실드(51)의 내부에 수용되며, 상기 고정전극 조립체(30)의 고정전극(31)은 상기 고정측 엔드플랜지(21)에 고정 결합되어 외부와 연결되며, 상기 가동전극 조립체(40)의 가동전극(41)은 상기 가동측 엔드플랜지(22)에 미끄러지게 결합되어 외부와 연결된다. 그리고 상기 가동전극 조립체(40)의 가동전극(41)에는 벨로우즈 실드(60)가 고정 결합되고, 상기 벨로우즈 실드(60)와 가동측 엔드플랜지(22)의 사이에는 벨로우즈(61)가 구비되어 상기 가동전극 조립체(40)와 가동전극(41)이 상기 절연용기(10)의 내부에서 밀봉된 상태로 이동 가능하게 설치된다.

도면중 미설명 부호인 52 및 53은 엔드실드이고, 33 및 43은 금속판이다.

상기와 같은 진공 인터럽터는 상기 고정전극 조립체(30)와 가동전극 조립체(40)가 축방향으로 대향되도록 위치하여 사고전류 발생시 상기 가동전극 조립체(40)가 축방향으로 이동하면서 상기 고정전극 조립체(30)로부터 분리됨으로써 사고전류를 해소시키게 된다.

여기서, 상기 고정전극 조립체(30)와 가동전극 조립체(40)는 각각 전극(31)(41)들의 끝단에 접점(32)(42)들이 결합되어 상기 고정전극 조립체(30)와 가동전극 조립체(40) 사이에서의 실질적인 전류통로의 역할을 하도록 하고 있다.

하지만, 상기 전극(31)(41)들의 끝단에 접점(32)(42)들을 결합시킬 때 종래와 같이 납땜을 하는 경우에는 납땜물이 흘러 접점의 수평정렬이 틀어지게 되고 이로 인해 진공 인터럽터의 차단성능이 급격하게 저하될 수 있으므로 가급적이면 납땜을 이용한 결합방법은 지양하는 것이 바람직할 수 있다. 이를 감안하여, 본 실시예와 같이 전극과 접점을 각각 기계적으로 결합하는 경우 가공성을 높이게 되면 납땜 중에 접점의 수평정렬이 틀어지는 것을 미연에 방지하여 진공 인터럽터의 차단 성능을 높이는 동시에 조립을 용이하게 할 수 있다.

도 4는 도 3에 따른 진공 인터럽터에서 전극과 접점을 분해하여 보인 사시도이며, 도 5는 도 3에 따른 진공 인터럽터에서 전극과 접점을 조립하여 보인 종단면도이고, 도 6 및 도 7은 도 5에서 고정홈부들에 대한 실시예들을 보인 평면도이다.

여기서, 상기 고정전극 조립체와 가동전극 조립체는 동일한 형상을 갖게 되므로 이하에서는 고정전극 조립체를 대표예로 살펴본다.

이에 도시된 바와 같이, 상기 고정접점(32)의 일측면 중앙에는 소정의 깊이로 접속홈부(321)가 형성되고, 상기 고정전극(31)의 끝단에는 상기 접속홈부(321)에 삽입될 수 있는 정도의 길이만큼 단차지게 접속돌부(311)가 형성된다.

상기 접속홈부(321)의 내주면에는 후술할 고정돌부(312)가 삽입되어 그 고정돌부(312)가 원주방향으로 구속될 수 있도록 고정홈부(322)가 형성되고, 상기 접속돌부(321)의 외주면에는 상기 고정홈부(322)에 삽입되어 원주방향으로 구속될 수 있도록 고정돌부(312)가 형성될 수 있다.

상기 고정홈부(322)는 고정돌부(312)가 축방향으로 삽입되도록 축방향 홈부(325)와, 그 축방향 홈부(325)에서 원주방향으로 연결되어 상기 고정돌부(312)가 축방향으로 구속되도록 하는 원주방향 홈부(326)로 이루어질 수 있다.

상기 축방향 홈부(325)는 복수 개가 원주방향을 따라 등간격으로 형성될 수 있고, 상기 원주방향 홈부(326)는 도 6에서와 같이 한 개의 원형 띠 형상으로 형성될 수 있다. 하지만, 상기 원주방향 홈부(326)가 원형 띠를 형성하게 되면 고정전극(31)을 돌려 고정할 때 고정위치를 정확하게 잡기가 어려울 수 있으므로 상기 원주방향 홈부(326)는 도 7에서와 같이 원호형상으로 형성하여 한 개씩의 축방향 홈부9325)와 원주방향 홈부(326)가 쌍을 이루도록 형성할 수도 있다.

한편, 상기 고정돌부(312)는 상기 축방향 홈부(325)의 개수와 동일한 개수를 가지도록 형성되고, 상기 고정전극(31)의 접속돌부(311)에서 반경방향으로 돌출되도록 형성될 수 있다.

상기와 같은 본 실시예에 의한 전극 조립체는 다음과 같이 조립할 수 있다.

즉, 상기 고정접점(32)의 접속홈부(321)에 고정전극(31)의 접속돌부(311)를 삽입한다. 이때, 상기 접속홈부(321)의 내주면에 형성되는 축방향 홈부(325)에 상기 접속돌부(311)의 외주면에 형성되는 고정돌부(312)가 대응되어 삽입되도록 한다.

다음, 상기 축방향 홈부(325)에 고정돌부(312)가 삽입되도록 한 상태에서, 상기 전극을 대략 45°정도 돌려 상기 고정돌부(312)가 축방향 홈부(325)를 벗어나 양쪽 축방향 홈부(325) 사이에서 원주방향 홈부(326)에 걸치도록 함으로써 상기 전극이 접점과 결합되도록 한다.

다음, 상기 고정전극(31)과 고정접점(32) 사이를 남땜하여 완전하게 결합되도록 한다.

이렇게, 진공인터럽터 내외부의 절연거리를 확보하고 차단성능을 좌우하는 접점을 고정전극과 가동전극에 각각 조립할 때 전극 끝단에 고정돌부를 형성하는 반면 접점에 고정홈부를 형성하여 상기 고정돌부가 고정홈부에 축방향으로 걸치도록 함으로써, 접점의 수평정렬을 맞추기 위한 별도의 작업 없이 조립이 가능하고, 조립과 동시에 전극과 접점이 안정적으로 접촉하게 되어 납땜물로 인한 들뜸 현상을 미연에 방지할수 있다. 그리고 이를 통해 접촉저항이 줄어들고, 내전압 절연성능 및 사고전류 차단 성능을 개선할 수 있다.

30 : 고정전극 조립체 31 : 고정전극
311 : 접속돌부 312 : 고정돌부
32 : 가동전극 321 : 접속홈부
322 : 고정홈부 325 : 축방향 홈부
326 : 원주방향 홈부 40 : 가동전극 조립체
41 : 가동전극 42 : 가동접점

Claims (4)

1. 접속홈부를 가진 접점; 및
   상기 접점의 접속홈부에 삽입되어 접속되도록 축방향으로 접속 돌부가 형성되는 전극;을 포함하고,
   상기 접속홈부의 내주면 또는 상기 접속돌부의 외주면 중에서 적어도 어느 한 쪽에는 고정홈부가 형성되며, 다른 한 쪽에는 상기 고정홈부에 삽입되어 상기 접점을 전극에 대해 구속하는 고정돌부가 반경방향으로 돌출되도록 형성되는 진공 인터럽터의 전극 조립체.
2. 제1항에 있어서,
   상기 고정홈부는 축방향으로 형성되는 복수 개의 축방향 홈부와, 상기 복수 개의 축방향 홈부에서 원주방향으로 연장되는 적어도 한 개 이상의 원주방향 홈부로 이루어지는 진공 인터럽터의 전극 조립체.
3. 제2항에 있어서,
   상기 원주방향 홈부는 한 개의 원형 띠 모양으로 형성되고, 상기 한 개의 원주방향 홈부에는 복수 개의 축방향 홈부가 연결되는 진공 인터럽터의 전극 조립체.
4. 제2항에 있어서,
   상기 원주방향 홈부는 복수 개의 원호 형상으로 형성되고, 상기 복수 개의 원주방향 홈부는 각각 한 개씩의 축방향 홈부와 연결되는 진공 인터럽터의 전극 조립체.

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