KR20130005577U - 가스절연개폐장치 - Google Patents

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Abstract

본 고안은, 가스절연개폐장치에 관한 것으로서, 단로기; 상기 단로기의 일 측에 이격 배치되는 접지개폐기; 상기 단로기 및 접지개폐기의 사이에 배치되는 고정도체; 상기 고정도체와 상기 단로기를 연결하는 제1위치, 상기 고정도체와 상기 접지개폐기를 연결하는 제2위치 간을 이동 가능하게 배치되는 가동자; 및 상기 가동자를 상기 제1위치 및 제2위치 간을 구동시키는 구동부;를 포함하고,상기 구동부는, 상기 가동자의 이동방향을 따라 형성되는 랙치형부; 및 상기 랙치형부와 맞물림되어 회전하는 피니언;을 구비하여 구성된다. 이에 의해, 구동 부품의 손상을 억제하여 구동 부품의 수명을 연장할 수 있다.

Description

가스절연개폐장치{GAS INSULATED SWITCHGEAR}
본 고안은, 가스절연개폐장치에 관한 것으로서, 특히 부품의 손상을 억제할 수 있고 내용수명이 연장될 수 있도록 한 가스절연개폐장치에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 가스절연개폐기 또는 가스절연개폐장치(GIS)는 옥내외 발전소 및 변전소 용으로 사용되며, 정상 상태의 개폐뿐만 아니라 사고, 단락 등 이상 상태에 있어서도 선로를 안전하게 개폐하여 계통을 적절히 보호하는 장치이다.
이러한 가스절연개폐장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 내부에 육불화황(SF6) 가스가 충전된 금속제 탱크 또는 외함(10)의 내부에 차단기(CB)(20), 단로기(DS)(30), 접지개폐기(ES)(40) 등의 개폐설비와, 변성기(CT)(50), 피뢰기(미도시), 주회로 모선(60) 등을 수납하여 구성될 수 있다.
상기 단로기(30) 및 상기 접지개폐기(40)는 각각 구동부(미도시)를 구비하여 구성될 수 있다.
이러한 종래의 가스절연개폐장치에 있어서는, 단로기(30) 및 접지개폐기(40)는 자체의 구동부를 각각 구비하도록 구성되어 있어, 기기의 크기가 증가하게 될 뿐만 아니라 각각의 구동부의 부품을 정밀 가공하여야 하고 각 구동부의 기밀을 유지하여야 하므로 전반적인 제조비용이 증가될 수 있다.
이러한 문제점을 고려하여, 도 2에 도시된 바와 같이, 단로기(30) 및 접지개폐기(40)를 동시에 구동(개폐)시킬 수 있는 구동유닛(90)을 구비한 가스절연개폐장치가 고안되어 있다.
상기 단로기(30)와 접지개폐기(40)는 절연탱크(10)의 내부에 직선 방향으로 서로 이격 배치될 수 있다.
상기 단로기(30)와 상기 접지개폐기(40) 사이에는 고정도체(70) 및 가동자(80)가 구비될 수 있다.
상기 고정도체(70)는 원통 형상을 구비하여 구성될 수 있다.
상기 고정도체(70)의 내부에는 상기 고정도체(70)와 상기 단로기(30) 또는 상기 접지개폐기(40)를 선택적으로 통전 가능하게 연결하는 가동자(80)가 배치될 수 있다.
상기 가동자(80)의 일 측에는 상기 가동자(80)를 구동시키는 구동유닛(90)이 마련될 수 있다.
상기 구동유닛(90)은, 일 예를 들면, 상기 가동자(80)의 일 측에 상기 가동자(80)의 이동방향을 따라 배치되는 이송스크류(91)와, 상기 가동자(80)에 구비되어 상기 이송스크류(91)에 나사결합되는 암나사부재(93)와, 상기 이송스크류(91)를 회전 구동시키는 구동모터(95)를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 이송스크류(91)는 절연부재로 구성될 수 있다.
상기 구동모터(95)는 상기 이송스크류(91)를 정회전(일방향 회전) 또는 역회전(반대 방향 회전)시킬 수 있게 구성될 수 있다.
보다 구체적으로 예를 들면, 상기 이송스크류(91)가 정회전하면 상기 가동자(80)는 상기 단로기(30)와 상기 고정도체(70)를 연결하게 이동되고, 상기 이송스크류(91)가 역회전하면 상기 가동자(80)는 상기 고정도체(70)와 상기 접지개폐기(40)를 연결하는 위치로 이동될 수 있다.
그런데, 이러한 종래의 가스절연개폐장치에 있어서는, 상기 가동자(80)를 구동시키는 이송스크류(91)가 고속으로 회전하도록 되어 있어 상기 이송스크류(91)의 마모 및/또는 손상이 쉽게 발생되어 수명이 단축될 수 있다.
또한, 상기 이송스크류(91)는 상기 가동자(80)의 이동방향을 따라 일 측으로 연장되게 배치되어야 하고, 이에 기인하여 상기 이송스크류(91)를 회전 구동시키는 구동모터(95)가 상기 이송스크류(91)의 단부에 배치되어야 하므로 상기 구동모터(95)의 설치 위치에 제약이 발생될 수 있다.
따라서, 본 고안은, 구동 부품의 손상을 억제하여 구동 부품의 수명을 연장할 수 있는 가스절연개폐장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 고안은, 구동 부품의 설치 위치의 제약 발생을 줄여 구동 부품의 설치를 용이하게 할 수 있는 가스절연개폐장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
따라서, 본 고안은, 상기한 바와 같은 목적 달성을 위해, 단로기; 상기 단로기의 일 측에 이격 배치되는 접지개폐기; 상기 단로기 및 접지개폐기의 사이에 배치되는 고정도체; 상기 고정도체와 상기 단로기를 연결하는 제1위치, 상기 고정도체와 상기 접지개폐기를 연결하는 제2위치 간을 이동 가능하게 배치되는 가동자; 및 상기 가동자를 상기 제1위치 및 제2위치 간을 구동시키는 구동부;를 포함하고,상기 구동부는, 상기 가동자의 이동방향을 따라 형성되는 랙치형부; 및 상기 랙치형부와 맞물림되어 회전하는 피니언;을 구비하는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치를 제공한다.
여기서, 상기 피니언은 상기 고정도체에 구비되게 구성될 수 있다.
상기 구동부는 상기 피니언을 회전 구동시키는 동력전달케이블을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 동력전달케이블은 가요성을 구비하게 구성될 수 있다.
상기 구동부는 상기 동력전달케이블과 상기 피니언의 회전축을 동력전달 가능하게 연결함과 아울러 상호 절연되게 연결하는 절연커플링유닛을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 고정도체의 외곽에 배치는 외함을 더 포함하며, 상기 동력전달케이블은 상기 외함의 외부로 연장되게 구성될 수 있다.
상기 구동부는 상기 동력전달케이블을 회전시키는 구동모터를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 가스절연개폐장치는 조작 신호에 기초하여 상기 구동모터를 제어하는 제어부를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 고정도체 및 상기 가동자의 상호 접촉영역에는 원주방향으로 구속되고 축방향으로 이동이 가능한 맞물림부가 구비될 수 있다.
상기 맞물림부는, 상기 가동자의 외면에 반경방향으로 돌출되고 축방향으로 연장된 돌출부와, 상기 고정도체에 상기 돌출부를 수용할 수 있게 형성되는 함몰부를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 랙치형부는 상기 돌출부에 형성될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안의 일 실시예에 따르면, 단로기와 접지개폐기 사이에 고정도체 및 가동자가 구비되고, 상기 가동자를 구동시키는 구동부가 상기 가동자의 이동방향을 따라 형성되는 랙치형부와 상기 랙치형부와 맞물림되어 회전하는 피니언을 구비하도록 구성함으로써 구동부품의 마모 및/또는 손상을 억제할 수 있고 구동부품의 수명을 연장시킬 수 있다.
또한, 구동부가 상기 피니언을 회전시키는 동력전달케이블 및 구동모터를 구비하고 상기 동력전달케이블은 가요성을 구비하여 구성되도록 함으로써 구동모터가 주변 부품과 간섭이 발생하지 아니하는 장소에 설치가 가능하므로 설치시 간섭을 배제할 수 있어 설치가 용이하게 될 수 있다.
도 1은 종래의 가스절연개폐장치의 일 예를 도시한 도면,
도 2는 종래의 가스절연개폐장치의 다른 예를 도시한 도면,
도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 가스절연개폐장치의 요부 평단면도,
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 단면도,
도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선에 따른 단면도,
도 6은 도 3의 가스절연개폐장치의 제어블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 고안의 일 실시예에 따른 가스절연개폐장치는, 단로기(110)(Disconnecting Switch); 상기 단로기(110)의 일 측에 이격 배치되는 접지개폐기(120)(Earthing Switch); 상기 단로기(110) 및 접지개폐기(120)의 사이에 배치되는 고정도체(130); 상기 고정도체(130)와 상기 단로기(110)를 연결하는 제1위치, 상기 고정도체(130)와 상기 접지개폐기(120)를 연결하는 제2위치 간을 이동 가능하게 배치되는 가동자(140); 및 상기 가동자(140)를 상기 제1위치 및 제2위치 간을 구동시키는 구동부(150);를 포함하고, 상기 구동부(150)는, 상기 가동자(140)의 이동방향을 따라 형성되는 랙치형부(162); 및 상기 랙치형부(162)와 맞물림되어 회전하는 피니언(164);을 구비하여 구성될 수 있다.
본 실시예의 가스절연개폐장치는, 도면에는 도시되지 아니하였으나, 차단기(Circuit Breaker)와, 변성기(Current Transformer), 피뢰기(Lighthning Arrester), 주회로 모선(Main Bus) 등을 더 구비하고, 초고압(예를 들면 252㎸급)의 송,배전 계통에 배치될 수 있게 구성될 수 있다.
단로기(110)의 일 측에는 접지개폐기(120)가 소정 거리 이격되게 배치될 수 있다.
상기 단로기(110)와 상기 접지개폐기(120) 사이에는 고정도체(130)가 구비될 수 있다.
상기 고정도체(130)는, 예를 들면, 내부에 가동자(140)를 수용할 수 있게 가동자수용부(132)가 구비될 수 있다.
상기 단로기(110)의 일 측, 보다 구체적으로 상기 고정도체(130)측 단부에는 고정접점부(112)가 형성될 수 있다.
상기 접지개폐기(120)의 일 측, 보다 구체적으로, 상기 고정도체(130)측 단부에는 고정접점부(122)가 형성될 수 있다.
상기 가동자(140)는 전기 도체로 구성될 수 있다.
상기 가동자(140)는 상기 고정도체(130)와 통전 가능하게 접촉되게 구성될 수 있다.
상기 가동자(140)는, 예를 들면, 원형 단면을 구비하게 구성될 수 있다.
상기 가동자(140)는, 예를 들면, 원봉 형상을 구비하여 구성될 수 있다.
상기 가동자(140)는 상기 고정도체(130)의 내부에 수용되고 상기 고정도체(130)와 통전 가능하게 접촉됨과 아울러 상기 고정도체(130)에 대하여 상대 이동 가능하게 구성될 수 있다. 상기 고정도체(130)의 내부에는 원형 단면의 가동자수용부(132)가 구비될 수 있다.
상기 가동자(140)는, 상기 고정도체(130)와 상기 단로기(110)를 통전 가능하게 연결하는 제1위치와, 상기 고정도체(130)와 상기 접지개폐기(120)를 통전 가능하게 연결하는 제2위치 간을 이동 가능하게 구성될 수 있다.
여기서, 상기 고정도체(130) 및 상기 가동자(140)의 상호 접촉영역에는 원주방향으로 구속되고 축방향으로 이동이 가능한 맞물림부(170)가 구비될 수 있다. 이에 의해, 상기 가동자(140)가 상기 고정도체(130)에 대하여 원주방향으로 상대 이동이 억제됨과 아울러 상기 가동자(140)가 축방향을 따라서 상기 고정도체(130)에 대하여 안정적으로 이동될 수 있다.
상기 맞물림부(170)는, 예를 들면, 상기 가동자(140)의 외면에 반경방향으로 돌출되고 축방향으로 연장된 돌출부(142)와, 상기 고정도체(130)에 상기 돌출부(142)를 수용할 수 있게 형성되는 함몰부(134)를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 단로기(110)와, 상기 고정도체(130) 및 상기 접지개폐기(120)의 외곽에는 절연탱크 또는 외함(105)(이하, '외함(105)'으로 표기함)이 구비될 수 있다.
상기 외함(105)은 내부에 절연물질(예를 들면 육불화황(SF6) 가스)이 충전될 수 있다.
한편, 상기 가동자(140)의 일 측에는 상기 가동자(140)를 구동시키는 구동부(150)가 구비될 수 있다.
상기 구동부(150)는 상기 가동자(140)를 상기 제1위치 및 제2위치 간을 구동시키게 구성될 수 있다.
상기 구동부(150)는, 상기 가동자(140)의 이동방향을 따라 형성되는 랙치형부(162) 및 상기 랙치형부(162)와 맞물림되어 회전하는 피니언(164)을 구비할 수 있다.
상기 랙치형부(162)는, 예를 들면, 상기 가동자(140)의 외면에 형성될 수 있다.
상기 랙치형부(162)는, 예를 들면, 상기 가동자(140)의 상면에 길이방향을 따라 연장되게 형성될 수 있다.
상기 랙치형부(162)는 상기 가동자(140)의 외면으로부터 반경방향을 따라 돌출되고 축방향을 따라 연장되게 구성될 수 있다.
상기 랙치형부(162)는, 예를 들면, 상기 돌출부(142)에 형성될 수 있다. 본 실시예에서, 상기 랙치형부(162)가 상기 돌출부(142)에 구성된 경우를 예시하고 있으나, 상기 랙치형부(162)와 상기 돌출부(142)는 별개로 구성될 수 있음은 물론이다.
또한, 상기 랙치형부(162)는 상기 가동자(140)와 별개로 제작되어 원형 단면의 상기 가동자(140)에 반경방향으로 돌출되고 축방향으로 연장되게 결합될 수도 있다.
상기 피니언(164)은, 예를 들면, 상기 고정도체(130)에 구비될 수 있다.
상기 고정도체(130)의 내부에는 상기 가동자수용부(132)와 연통되고 반경방향을 따라 외측으로 함몰된 함몰부(134)가 구비될 수 있다.
상기 고정도체(130)에는 상기 피니언(164)이 회전 가능하게 수용될 수 있게 피니언수용부(136)가 형성될 수 있다.
상기 피니언수용부(136)는 상기 함몰부(134)와 연통되게 형성될 수 있다.
상기 피니언(164)의 중앙에는 회전축(165)이 구비될 수 있다.
상기 피니언(164)의 회전축(165)은 상기 고정도체(130)의 외부에서 접근할 수 있게 상기 고정도체(130)의 일 측으로 연장될 수 있다.
상기 피니언(164)은 상기 회전축(165)을 중심으로 상기 회전축(165)과 일체로 회전 가능하게 구성될 수 있다.
상기 구동부(150)는 상기 피니언(164)을 회전 구동시키는 동력전달케이블(180)을 구비할 수 있다.
상기 동력전달케이블(180)은 가요성(flexiblility)을 구비하게 구성될 수 있다.
상기 동력전달케이블(180)은, 예를 들면, 내부에 수용공간을 형성하는 하우징(182)과, 상기 하우징(182)의 내부에 수용되고 강철 와이어로 형성되는 플렉시블 샤프트(flexible shaft)(184)를 구비할 수 있다. 상기 하우징(182)은 가요성부재(예를 들면 고무부재)로 구성될 수 있다.
상기 동력전달케이블(180)의 일 단은 상기 피니언(164)의 회전축(165)에 연결되고 타 측은 상기 외함(105)의 외부로 연장될 수 있다.
상기 동력전달케이블(180)의 일 단부는 구동모터(185)에 연결될 수 있다.
상기 구동모터(185)는, 예를 들면, 상기 외함(105)의 외부에 구비될 수 있다. 여기서, 상기 구동모터(185)는 상기 외함(105)의 외부에 간섭이 발생되지 아니하는 영역에 설치될 수 있다.
상기 구동부(150)는 상기 동력전달케이블(180)과 상기 피니언(164)의 회전축(165)을 동력전달 가능하게 연결하는 커플링유닛(190)을 구비할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 구동부(150)는 상기 동력전달케이블(180)과 상기 피니언(164)의 회전축(165)을 동력전달 가능하게 연결함과 아울러 상호 절연되게 연결하는 절연커플링유닛(190)을 구비할 수 있다.
상기 절연커플링유닛(190)은, 예를 들면, 상기 피니언(164)의 회전축(165)에 연결되는 제1커플링부재(192)와, 상기 동력전달케이블(180)의 일 단부에 구비되고 상기 제1커플링부재(192)와 회전방향으로 맞물림되는 제2커플링부재(194)를 구비하여 구성될 수 있다. 상기 제1커플링부재(192) 및 제2커플링부재(194)는 전기의 절연부재로 각각 구성될 수 있다.
한편, 본 실시예의 가스절연개폐장치는 제어프로그램을 구비하여 마이크로프로세서로 구현 가능한 제어부(210)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제어부(210)는, 예를 들면, 조작 신호 입력 시 상기 구동모터(185)를 제어하여 상기 가동자(140)를 상기 제1위치 또는 제2위치로 이동시키게 구성될 수 있다.
상기 제어부(210)에는, 도 6에 도시된 바와 같이, 조작 신호가 입력되는 신호입력부(215)가 신호 전달 가능하게 연결될 수 있다.
상기 제어부(210)에는 상기 구동모터(185)가 제어 가능하게 연결될 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 상기 신호입력부(215)를 통해 상기 가동자(140)를 상기 제1위치로 이동시키는 신호가 입력될 수 있다. 상기 제어부(210)는 상기 신호입력부(215)의 신호에 기초하여 상기 구동모터(185)를 제어할 수 있다. 이에 의해, 상기 구동모터(185)는 상기 가동자(140)가 상기 제1위치, 즉 상기 단로기(110)측으로 이동되는 방향(도면상 시계방향)으로 회전될 수 있다. 상기 구동모터(185)의 구동력은 상기 동력전달케이블(180)을 통해 상기 피니언(164)에 전달될 수 있다.
상기 피니언(164)이 회전됨에 따라 상기 랙치형부(162)는 상기 단로기(110)측으로 이동되고, 상기 가동자(140)의 선단부는 상기 단로기(110)의 고정접점부(112)와 접속될 수 있다. 이에 의해, 상기 단로기(110)와 상기 고정도체(130)가 상호 통전 가능하게 연결될 수 있다.
한편, 상기 신호입력부(215)를 통해 상기 가동자(140)를 제2위치로 이동시키는 신호가 상기 제어부(210)에 입력될 수 있다. 상기 제어부(210)는 상기 신호입력부(215)의 신호에 기초하여 상기 구동모터(185)를 제어할 수 있다.
상기 제어부(210)는 상기 가동자(140)가 상기 제2위치, 즉 상기 접지개폐기(120)측으로 이동되는 방향(도면상 반시계방향)으로 상기 구동모터(185)를 제어할 수 있다. 상기 구동모터(185)의 동력은 상기 동력전달케이블(180)에 의해 상기 피니언(164)에 전달되고, 이에 의해 상기 피니언(164)이 반시계방향으로 회전될 수 있다.
상기 피니언(164)이 반시계방향으로 회전되면 상기 랙치형부(162)는 상기 접지개폐기(120)측으로 이동되고, 상기 가동자(140)의 선단부는 상기 접지개폐기(120)의 고정접점부(122)에 접속될 수 있다. 이에 의해, 상기 고정도체(130)와 상기 접지개폐기(120)가 상호 통전 가능하게 연결될 수 있다.
110 : 단로기 112,122 : 고정접점부
120 : 접지개폐기 130 : 고정도체
132 : 가동자수용부 134 : 함몰부
136 : 피니언수용부 140 : 가동자
142 : 돌출부 150 : 구동부
162 : 랙치형부 164 : 피니언
165 : 회전축 170 : 맞물림부
180 : 동력전달케이블 182 : 하우징
184 : 플렉시블 샤프트 185 : 구동모터
190 : 커플링유닛, 절연커플링유닛 192 : 제1커플링부재
194 : 제2커플링부재 210 : 제어부
215 : 신호입력부

Claims (11)

  1. 단로기;
    상기 단로기의 일 측에 이격 배치되는 접지개폐기;
    상기 단로기 및 접지개폐기의 사이에 배치되는 고정도체;
    상기 고정도체와 상기 단로기를 연결하는 제1위치, 상기 고정도체와 상기 접지개폐기를 연결하는 제2위치 간을 이동 가능하게 배치되는 가동자; 및
    상기 가동자를 상기 제1위치 및 제2위치 간을 구동시키는 구동부;를 포함하고,
    상기 구동부는, 상기 가동자의 이동방향을 따라 형성되는 랙치형부; 및
    상기 랙치형부와 맞물림되어 회전하는 피니언;을 구비하는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 피니언은 상기 고정도체에 구비되는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 피니언을 회전 구동시키는 동력전달케이블을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 동력전달케이블은 가요성을 구비하는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 동력전달케이블과 상기 피니언의 회전축을 동력전달 가능하게 연결함과 아울러 상호 절연되게 연결하는 절연커플링유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 고정도체의 외곽에 배치는 외함을 더 포함하며, 상기 동력전달케이블은 상기 외함의 외부로 연장되는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 동력전달케이블을 회전시키는 구동모터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치.
  8. 제7항에 있어서,
    조작 신호에 기초하여 상기 구동모터를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정도체 및 상기 가동자의 상호 접촉영역에는 원주방향으로 구속되고 축방향으로 이동이 가능한 맞물림부가 구비되는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 맞물림부는, 상기 가동자의 외면에 반경방향으로 돌출되고 축방향으로 연장된 돌출부와, 상기 고정도체에 상기 돌출부를 수용할 수 있게 형성되는 함몰부를 구비하는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 랙치형부는 상기 돌출부에 형성되는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치.
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