KR20140005895U - 고체 절연 스위치기어용 개폐기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 동력전달 부품의 기계적 내구성 저하를 야기함이 없이 접지 개폐기의 개폐 구동력을 증가시킬 수 있는 고체 절연 스위치기어용 개폐기를 제공하려는 것으로, 본 고안에 따른 고체 절연 스위치기어용 개폐기는, 고체절연재 소호 부 외함; 공통 조작기구로부터의 개폐 구동력을 받아 전원과 부하 간 전력회로를 개폐하는 진공 인터럽터를 갖는 주 회로 개폐기; 상기 공통 조작기구로부터의 개폐 구동력을 전달하는 출력링크를 포함하여 복수의 링크를 갖는 동력전달 링크기구; 및 접지되는 제 1 고정접촉자와, 상기 전원 측 접속 도체에 전기적으로 접속되는 제 2 고정접촉자와, 상기 출력링크로부터의 개폐 구동력에 의해서 상기 제 1 고정접촉자에 접촉하는 제 1 위치와 상기 제 2 고정접촉자에 접촉하는 제 2 위치로 상기 회전축을 중심으로 회동가능한 가동 블레이드(BLADE)와, 상기 동력전달 링크기구의 출력링크에 접속되는 제 1 지지점과 상기 가동 블레이드의 회전 모멘트를 증대시키도록 상기 가동 블레이드가 상기 출력링크에 접속되는 접속점보다 상기 회전축으로부터의 거리가 멀게 상기 가동 블레이드에 접속되는 제 2 지지점을 가지는 모멘트 증대 링크를 갖는 접지 개폐기;를 포함한다.

Description

고체 절연 스위치기어용 개폐기{SOLID INSULATED SWITCHGEAR}

본 고안은 고체 절연 스위치기어에 관한 것으로, 특히 평상시의 접지 개방 상태에서 높은 절연성능을 제공할 수 있는 접지 개폐기를 가진 고체 절연 스위치기어용 개폐기에 관한 것이다.

본 고안은 송전 및 배전 전력계통 중 수 십 킬로 볼트(Kilo volt)의 취급 전압을 사용하는 지중배전계통의 선로구분, 분기 및 부하 개폐의 기능을 수행하는 스위치기어에 관한 것이다.

일명 다 회로 부하개폐기(multi circuit load break switch)로도 불리는 이러한 스위치기어는 과거에는 6 불화 황(SF6) 가스의 소호 가스가 주입된 탱크(tank) 내에 복수의 개폐기를 구성한 가스절연 스위치기어가 많이 사용되었다.

그러나 이러한 가스절연 스위치기어는 가스압력 유지를 위한 유지관리 문제, 지구 온난화 가스로서 세계적으로 사용의 규제 추세에 있는 6 불화 황(SF6) 가스를 사용하는 문제 등으로 인해, 점차 고체 절연 개폐기를 사용하는 고체절연 스위치기어로 대체되어 가는 추세에 있다.

이러한 고체절연 스위치기어의 주요 구성과 작용은 본 고안의 출원인이 등록한 대한민국 특허 등록 제10-0832331호(고안의 명칭: 고전압 부하개폐기의 동력전달장치)를 참조할 수 있다.

상기 대한민국 특허 등록 제10-0832331호에 따른 종래기술은 주 회로 개폐기 및 접지 개폐기로서 모두 진공 인터럽터를 사용하는 구성을 가졌다.

그러나 접지 개폐기로서 진공 인터럽터를 사용하는 종래기술에 있어서, 평상시 개방상태인 접지개폐기에 있어서 진공 인터럽터의 특성상 가동접점과 고정접접 간 거리가 약 10여 밀리미터에 불과한 데, 이와 같이 매우 가까운 접점 간 절연거리로 인해서 수 십 킬로볼트에 달하는 매우 높은 전압의 전력회로에 사용되는 지중배전계통의 스위치기어에 있어서 개방 상태인 평상시 스파크(spark) 발생 등 비정상적 원인으로 인한 절연 파괴로 지락 사고(ground fault)가 발생할 가능성이 있는 문제점이 있었다.

따라서 본 고안의 출원인은, 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 접지된 고정접점에 접촉하는 접지 투입 위치와 해당 고정접점으로부터 이탈한 접지 개방 위치로 회동가능한 가동 블레이드(movable blade)에 의해 접지개폐기를 구성함으로써 접지 개방 위치에서의 확실한 절연거리를 확보하는 기술을 제시하였다.

도 1 내지 도 2을 참조하여 고체 절연 스위치기어용 개폐기에 포함되는 종래기술에 따른 접지 개폐기의 구성과 작용을 간단히 설명한다.

도 1을 참조할 수 있는 바와 같이, 고체 절연 스위치기어용 개폐기에 포함되는 종래기술에 따른 접지 개폐기(24)는 교류 3상(극)의 상(극) 별로 마련되어 하나의 분기회로당 3개가 마련되고, 소호 부 외함(21)의 수용 몸체 부(21a) 내에 기중(氣中) 절연되게 설치된다.

접지 개폐기(24)는 제 1 고정접촉자(24a), 제 2 고정접촉자(24b), 가동 블레이드(movable blade)(24d)를 포함한다.

제 1 고정접촉자(24a)는 수용 몸체 부(21a)의 상부에 고정나사와 같은 고정수단에 의해 고정 설치되며, 접지된다.

더욱 상세히, 도 1을 참조할 수 있는 바와 같이 제 1 고정접촉자(24a)는 소호 부 외함(21)이 지지되는 지지 프레임 중 철재와 같은 도전성 금속으로 구성된 중간 수평프레임에 고정 나사(볼트)와 같은 고정 수단에 의해 고정되며, 미 도시의 접지 선을 통해서 대지에 접지될 수 있다.

또한 제 1 고정접촉자(24a)는 가동 블레이드(24d)를 사이에 끼워 접촉할 수 있도록 서로 미리 결정된 거리만큼 떨어져 마주보게 형성되는 한 쌍의 접촉자 부와, 해당 접촉자 부를 지지하고 상기 고정 면을 제공하는 지지 베이스 부를 포함하여 구성될 수 있다.

제 2 고정접촉자(24b)도 제 1 고정접촉자(24a)와 마찬가지로 가동 블레이드(24d)를 사이에 끼워 접촉할 수 있도록 서로 미리 결정된 거리만큼 떨어져 마주보게 형성되는 한 쌍의 접촉자 부를 가진다.

도 1을 참조할 수 있는 바와 같이, 제 2 고정접촉자(24b)는 연선 접속자(24c)의 일 단 부와 함께 수용 몸체 부(21a)의 내부 바닥면에 매립되는 지지 베이스(28)에 실시 예에 따라 고정 볼트(29)에 의해 고정 설치된다.

연선 접속자(24c)의 타 단 부는 개폐 로드(112)의 하부 외주 면에 접촉하면서 둘러싸게 개폐 로드(112)에 접속되며, 따라서 연선 접속자(24c)의 타 단 부는 승강하는 개폐 로드(112)를 따라 승강 가능하다.

또한 제 2 고정접촉자(24b)는 연선 접속자(24c)와 개폐 로드(112) 및 진공 인터럽터(22-1)를 통해서 전원 측 접속 도체(23)에 전기적으로 접속될 수 있다.

가동 블레이드(24d)는 공통 조작기구(10)에 접속되어 공통 조작기구(10)로부터의 개폐 구동력에 의해서 제 1 고정접촉자(24a)에 접촉하는 제 1 위치와 제 2 고정접촉자(24b)에 접촉하는 제 2 위치로 회동가능하다.

가동 블레이드(24d)는 수용 몸체 부(21a)의 내부 바닥면 일 측에 고정 설치되는 도체 회동 지지베이스(24e)에 일 단 부가 회동가능하게 지지되며, 길이방향 중간 부분이 후술하는 동력전달 링크기구(27)의 제 2 링크(27d)에 접속 핀(부호 미부여)에 의해 접속된다. 가동 블레이드(24d)의 타 단 부는 자유 단 부로서 가동 블레이드(24d)의 양 판 면으로부터 돌출하게 형성되는 접점부를 가질 수 있다.

또한 접지 개폐기(24)는 가동 블레이드(24d)와 공통 조작기구(10) 사이에 접속되어, 공통 조작기구(10)로부터의 개폐 구동력을 가동 블레이드(24d)에 전달하는 복수의 링크를 갖는 동력전달 링크기구(27)를 더 포함한다.

도 1을 참조할 수 있는 바와 같이, 동력전달 링크기구(27)는 제 1 레버(lever)(27a), 제 1 링크(27b), 제 2 레버(27c) 및 제 2 링크(27d)를 포함한다.

도 1에 있어서 부호 27e와 27g는 각각 제 1 레버(27a)와 제 1 링크(27b)를 접속하는 제 4 접속 핀과, 제 2 레버(27c)와 제 2 링크(일명 출력링크)(27d)를 접속하는 제 5 접속 핀을 지시한다.

제 1 레버(27a)는 공통 조작기구(10)에 접촉 가능하며 제 1 회동 축(27a1)을 중심으로 회동 가능한 레버이다. 특히 제 1 레버(27a)는 공통 조작기구(10) 중 캠(175)에 충격 없이 부드럽게 접촉할 수 있도록 일 단 부에 롤러(roller)(271a)를 구비한다. 제 1 레버(27a)는 알파벳 "L"자형의 판형 레버로서 길이가 긴 부분과 짧은 부분을 가지고, 길이가 짧은 부분의 단 부에 상기 롤러(271a)가 회동가능하게 설치되고, 길이가 긴 부분의 단 부는 제 4 접속 핀(27e)에 의해서 제 1 링크(27b)와 접속된다.

제 1 링크(27b)는 제 1 레버(27a)에 접속되는 일 단 부를 가지며, 제 1 레버(27a)의 회동에 따라 전후방향으로 이동 가능한 링크이다. 제 1 링크(27b)의 타 단 부는 제 5 접속 핀(27g)에 의해서 제 2 링크(27d)에 접속된다.

제 2 레버(27c)는 제 1 링크(27b)의 타 단 부에 접속되는 일 단 부를 가지며, 제 2 회동 축(27f)을 중심으로 회동 가능하다. 제 2 레버(27c)는 알파벳 "L"형의 막대 형 부재로서, 길이가 긴 부분과 길이가 짧은 부분을 가지고 해당 길이가 긴 부분과 짧은 부분이 만나는 중간 부분에 제 2 회동 축(27f)이 관통하여 제 2 레버(27c)를 회동가능하게 지지한다. 제 2 레버(27c) 중 길이가 짧은 부분의 단 부가 상기 일 단 부로서 제 1 링크(27b)에 접속된다.

제 2 링크(27d)는 긴 막대형의 부재로서 제 2 레버(27c)에 접속되는 일 단 부와 가동 블레이드(24d)에 접속되는 타 단 부를 가진다. 또한 제 2 링크(27d)는 동력전달 링크기구(27)의 출력링크이다. 제 2 링크(27d)는 제 2 레버(27c)의 회동에 따라 승강 가능하다. 즉, 제 2 레버(27c)가 시계방향으로 회동하면, 제 2 링크(27d)는 상승하고, 제 2 레버(27c)가 반 시계방향으로 회동하면, 제 2 링크(27d)는 하강한다.

또한, 제 2 링크(27d)가 상승하면 제 2 링크(27d)의 타 단 부에 중간 부분이 접속된 가동 블레이드(24d)는 도체 회동 지지베이스(24e)를 회동 축으로 하여 반 시계방향으로 회동하고, 제 2 링크(27d)가 하강하면 제 2 링크(27d)의 타 단 부에 중간 부분이 접속된 가동 블레이드(24d)는 도체 회동 지지베이스(24e)를 회동 축으로 하여 시계방향으로 회동한다.

한편, 상술한 바와 같이 구성되는 종래기술에 따른 개폐기의 동작을 설명한다.

먼저, 주 회로 개폐기(22)의 폐로 동작(일명 투입 동작 또는 on 동작)을 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.

공통 조작기구(10)의 폐로 구동력 제공에 의해서 주 축(151)이 시계방향으로 회동하면, 주 축(151)의 출력 단(도 1에서 우측 단 부)에 하 단 부가 접속된 미 도시의 커넥팅 로드가 상승하고, 해당 커넥팅 로드의 상 단 부에 접속된 캠 축(171)이 도 2의 위치로부터 도면상 시계방향으로 미리 결정된 각도, 예컨대 90도 회전한다.

그러면, 캠 축(171)에 설치된 캠(175)의 같은 각도 시계방향 회동에 따라서 캠(175) 중 반경이 큰 부분에 접촉하여 가압되는 롤러(257)가 도 1의 위치로부터 우측으로 이동하고, 따라서 제 2 링크(255)는 미리 결정된 거리만큼 하강한다.

또한 이때 제 1 링크(253)과 제 1 동작 축(181) 및 제 1 동작 축(181)에 축 지지된 트립 스프링(195)의 지지 레버는 반 시계방향으로 회동하고 따라서 트립 스프링(195)이 신장하면서 탄성 에너지를 축세(charging)한다.

이에 커넥팅 로드(225)를 통해서 제 2 링크(255)와 접속된 개폐 로드(112)도 해당 미리 결정된 거리만큼 하강하고, 개폐 로드(112)의 하 단에 접속된 진공 인터럽터(22-1) 내 접점 부(22-1a)의 가동접점이 대응 고정접점에 접촉하여 진공 인터럽터(22-1)는 폐로 상태가 된다.

이때 접지 개폐기(24)의 동작을 설명한다.

접지 개폐기(24)의 동력전달 링크기구(27) 중 제 1 레버(27a)는 이때 캠(175) 중 반경이 작은 부분(반경이 작은 외주면)에 접촉하므로, 제 1 레버(27a)는 도 2와 같은 상태에서 회동하지 않는다.

따라서 동력전달 링크기구(27) 중 여타 부분도 도 2의 상태를 유지하며, 이에 가동 블레이드(24d)는 도 2에 도시된 바와 같이 제 2 고정접촉자(24b)에 접촉한 상태가 된다.

그러므로, 전원 측으로부터의 전류는 전원 측 접속도체(23), 진공 인터럽터(22-1)의 접점 부(22-1a), 개폐 로드(112), 연선 접속자(24c), 제 2 고정접촉자(24b), 가동 블레이드(24d), 도체 회동 지지베이스(24e), 도체 접속자(26) 및 부하 측 접속 도체(25)를 통해서 부하 측으로 흘러나가게 된다.

다음, 개폐기 중 주 회로 개폐기(22)의 개로 동작(일명 차단 동작 또는 off 동작)을 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.

공통 조작기구(10)의 개로 구동력 제공에 의해서 주 축(151)이 반 시계방향으로 회동하면, 주 축(151)의 출력 단(도 1에서 우측 단 부)에 하 단 부가 접속된 미 도시의 커넥팅 로드가 하강하고, 해당 커넥팅 로드의 상 단 부에 접속된 캠 축(171)이 상기 폐로 위치로부터 도 2의 위치로 도면상 반 시계방향으로 미리 결정된 각도, 예컨대 90도 회전한다.

그러면, 캠 축(171)에 설치된 캠(175)의 같은 각도 반 시계방향 회동에 따라서 캠(175) 중 곡률반경이 작은 부분에 접촉하게 되는 롤러(257)가 트립스프링(195)의 수축에 따른 탄성에너지 방세에 의해 도 2의 위치와 같이 좌측으로 이동하고, 따라서 제 2 링크(255)는 미리 결정된 거리만큼 상승한다.

이에 커넥팅 로드(225)를 통해서 제 2 링크(255)와 접속된 개폐 로드(112)도 해당 미리 결정된 거리만큼 상승하고, 개폐 로드(112)의 하 단에 접속된 진공 인터럽터(22-1) 내 접점 부(22-1a)의 가동접점이 대응 고정접점으로부터 분리되어 진공 인터럽터(22-1)는 개로 상태가 된다.

접지 개폐기(24)의 폐로 동작(일명 접지 투입 동작 또는 접지 동작)을 도 1 내지 도 2를 참조하여 설명한다.

공통 조작기구(10)의 접지 투입 구동력 제공에 의해서 주 축(151)이 도 2의 위치로부터 반 시계방향으로 회동하면, 주 축(151)의 출력 단(도 1에서 우측 단 부)에 하 단 부가 접속된 미 도시의 커넥팅 로드가 하강하고, 해당 커넥팅 로드의 상 단 부에 접속된 캠 축(171)이 도 2의 위치로부터 도면상 반 시계방향으로 미리 결정된 각도, 예컨대 90도 회전한다.

그러면, 캠 축(171)에 설치된 캠(175)의 같은 각도 시계방향 회동에 따라서 캠(175) 중 반경이 큰 부분에 접촉하여 가압되는 롤러(27a2)가 도 1의 위치와 같이 시계방향으로 회동하고, 따라서 제 1 레버(27a)는 제 1 회동 축(27a1)을 중심으로 도 1에 도시된 바와 같이 시계방향으로 회동한다.

그러면, 제 1 레버(27a)에 접속된 제 1 링크(27b)는 도 1과 같이 좌측으로 이동하고, 이에 제 1 링크(27b)에 접속된 제 2 레버(27c)는 제 2 회동 축(27f)을 중심으로 시계방향으로 회동한다.

이에 제 2 레버(27c)에 일 단이 접속된 제 2 링크(27d)는 상승하고 따라서 제 2 링크(27d)에 중간 부분이 접속된 가동 블레이드(24d)는 도체 회동 지지베이스(24e)를 중심으로 반 시계방향으로 회동한다.

따라서 도 1에 도시된 바와 같이 가동 블레이드(24d) 중 도체 회동 지지베이스(24e)에 지지되는 단 부의 반대 측 즉 자유단 부가 제 1 고정접촉자(24a)에 접촉하는 접지 투입 위치가 된다.

이에 부하 측 선로에 남아있을 수 있는 충전 전류는 제 1 고정접촉자(24a)와 중간 수평프레임과 미 도시의 접지 선을 통해서 대지로 흘러나가고 따라서 전력선로의 분기 작업 등을 수행하는 작업자를 고전압 감전으로부터 보호할 수 있게 된다.

다음, 종래기술에 따른 접지 개폐기(24)의 개로 동작(일명 접지 차단 동작 또는 접지 개방 동작)을 도 1 내지 도 2를 참조하여 설명한다.

공통 조작기구(10)의 접지 투입 구동력 제공에 의해서 주 축(151)이 도 1의 위치로부터 시계방향으로 회동하면, 주 축(151)의 출력 단(도 1에서 우측 단 부)에 하 단 부가 접속된 미 도시의 커넥팅 로드가 상승하고, 해당 커넥팅 로드의 상 단 부에 접속된 캠 축(171)이 도 1의 위치로부터 도 2의 위치로 도면상 시계방향으로 미리 결정된 각도, 예컨대 90도 회전한다.

그러면, 캠 축(171)에 설치된 캠(175)의 같은 각도 시계방향 회동에 따라서 캠(175) 중 곡률반경이 작은 부분에 접촉하게 되는 롤러(27a2)가 도 2의 위치와 같이 반 시계방향으로 회동하고, 따라서 제 1 레버(27a)는 제 1 회동 축(27a1)을 중심으로 도 2에 도시된 바와 같이 반 시계방향으로 회동한다.

그러면, 제 1 레버(27a)에 접속된 제 1 링크(27b)는 도 2와 같이 우측으로 이동하고, 이에 제 1 링크(27b)에 접속된 제 2 레버(27c)는 제 2 회동 축(27f)을 중심으로 반 시계방향으로 회동한다.

이에 제 2 레버(27c)에 일 단이 접속된 제 2 링크(27d)는 하강하고 따라서 제 2 링크(27d)에 중간 부분이 접속된 가동 블레이드(24d)는 도체 회동 지지베이스(24e)를 중심으로 시계방향으로 회동한다.

따라서 도 1에 도시된 바와 같이 가동 블레이드(24d) 중 도체 회동 지지베이스(24e)에 지지되는 단 부의 반대 측 즉 자유단 부가 제 2 고정접촉자(24b)에 접촉하는 접지 차단 위치가 된다.

상술한 바와 같은 종래기술에 따른 접지 개폐기에 있어서, 신속한 접지 개폐를 위해서는 개폐 구동력을 증가시켜야 하는 바, 이를 위해서는 제 2 링크(27d)를 통해서 전달되는 구동 토오크를 증가시켜야 했다.

그러나 제 2 링크(27d)를 통해서 전달되는 구동 토오크를 증가시키 위해서는 공통 조작기구(10)의 탄성 구동에너지원인 스프링의 탄성력을 증가시켜야 하며, 스프링이 방세하는 순간적 탄성 에너지를 이용하는 구조상 공통 조작기구(10)로부터의 개폐 구동력을 전달하는 메카니즘(mechanism)이 상기 순간적인 큰 탄성 에너지에 의해 손상되고 따라서 고체 절연 스위치기어의 수명을 단축시키는 문제를 야기하였다.

따라서, 본 고안은 상기 종래기술의 문제점을 해소하는 것으로서, 본 고안의 목적은 동력전달 부품의 기계적 내구성 저하를 야기함이 없이 접지 개폐기의 개폐 구동력을 증가시킬 수 있는 고체 절연 스위치기어용 개폐기를 제공하는 것이다.

상기 본 고안의 목적은, 회로 개폐를 위한 개폐 구동력을 제공하는 공통 조작기구를 갖는 고체 절연 스위치기어용으로서, 고체 절연 스위치기어용 개폐기에 있어서,

전원 측 접속 도체를 매설하는 전원 측 부싱(BUSHING) 부와, 부하 측 접속 도체를 매설하는 부하 측 부싱 부와, 내부가 공기로 채워지는 수용 몸체 부를 갖는 고체절연재 소호 부 외함;

상(POLE) 별로 마련되어 상기 소호 부 외함에 설치되고, 상기 공통 조작기구 및 상기 전원 측 접속 도체에 접속되며, 상기 공통 조작기구로부터의 개폐 구동력을 받아 전원과 부하 간 전력회로를 개폐하는 진공 인터럽터를 갖는 주 회로 개폐기;

상기 공통 조작기구에 접속되어, 상기 공통 조작기구로부터의 개폐 구동력을 전달하는 출력링크를 포함하여 복수의 링크를 갖는 동력전달 링크기구; 및

상 별로 마련되어 상기 소호 부 외함의 수용 몸체 부 내에 기중(氣中) 절연되게 설치되고,

접지되는 제 1 고정접촉자와,

상기 전원 측 접속 도체에 전기적으로 접속되는 제 2 고정접촉자와,

상기 동력전달 링크기구의 출력링크에 접속되고 회전축에 회전 지지되어, 상기 출력링크로부터의 개폐 구동력에 의해서 상기 제 1 고정접촉자에 접촉하는 제 1 위치와 상기 제 2 고정접촉자에 접촉하는 제 2 위치로 상기 회전축을 중심으로 회동가능한 가동 블레이드(BLADE)와,

상기 동력전달 링크기구의 출력링크에 접속되는 제 1 지지점과, 상기 가동 블레이드의 회전 모멘트를 증대시키도록 상기 가동 블레이드가 상기 출력링크에 접속되는 접속점보다 상기 회전축으로부터의 거리가 멀게 상기 가동 블레이드에 접속되는 제 2 지지점을 가지는 모멘트 증대 링크를 갖는 접지 개폐기;를 포함하는 본 고안에 따른 고체 절연 스위치기어용 개폐기를 제공함으로써 달성될 수 있다.

본 고안의 바람직한 일 양상에 따라서, 상기 가동 블레이드는 한 쌍으로 구성되며, 상기 모멘트 증대 링크도 상기 가동 블레이드에 대응하게 한 쌍으로 구성된다.

본 고안의 바람직한 다른 양상에 따라서, 본 고안의 고체 절연 스위치기어용 개폐기는 상기 가동 블레이드의 판 면 중 미리 결정된 위치에 고정 설치되는 제 1 접속 핀(PIN) 및 상기 모멘트 증대 링크에 구비되어 상기 접속 핀을 수용하는 장공 부를 더 포함한다.

본 고안의 바람직한 다른 양상에 따라서, 본 고안의 고체 절연 스위치기어용 개폐기는, 상기 출력링크와 상기 모멘트 증대 링크를 접속하는 제 2 접속 핀과, 상기 가동 블레이드와 상기 출력링크를 접속하는 제 3 접속 핀, 및 상기 가동 블레이드의 중간부에 마련되어 상기 제 3 접속 핀을 수용하는 장공 부를 더 포함한다.

본 고안에 따른 고체 절연 스위치기어용 개폐기는, 접지 개폐기에 있어서 가동 블레이드가 출력링크에 접속되는 접속점보다 가동 블레이드의 회전축으로부터의 거리가 멀게 가동 블레이드에 접속되는 제 2 지지 점을 가지는 모멘트 증대 링크를 포함하므로, 가동 블레이드의 회전 모멘트를 증대킬 수 있어 접지 개폐기의 개폐 구동력을 증대시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

본 고안에 따른 고체 절연 스위치기어용 개폐기에 있어서, 상기 가동 블레이드는 한 쌍으로 구성되며, 상기 모멘트 증대 링크도 상기 가동 블레이드에 대응하게 한 쌍으로 구성되므로, 가동 블레이드가 제 1 고정접촉자 및 제 2 고정접촉자를 한 쌍의 가동 블레이드 사이에 끼워 접촉함으로써 접촉신뢰도가 향상되고 접촉면적도 증대될 수 있으며, 모멘트 증대 링크가 한 쌍의 가동 블레이드 양자를 모두 균형있게 모멘트 증대시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

본 고안에 따른 고체 절연 스위치기어용 개폐기는, 상기 가동 블레이드의 판 면 중 미리 결정된 위치에 고정 설치되는 접속 핀(PIN) 및 상기 모멘트 증대 링크에 구비되어 상기 접속 핀을 수용하는 장공 부를 더 포함하므로, 가동 블레이드의 접지 개폐 회동시 모멘트 증대 링크가 출력링크에 접속되는 제 1 지지 점으로부터 접속 핀까지의 거리가 변화하는 것에 원활하게 대응할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

본 고안에 따른 고체 절연 스위치기어용 개폐기는, 본 고안의 고체 절연 스위치기어용 개폐기는, 상기 출력링크와 상기 모멘트 증대 링크를 접속하는 제 2 접속 핀과, 상기 가동 블레이드와 상기 출력링크를 접속하는 제 3 접속 핀, 및 상기 가동 블레이드의 중간부에 마련되어 상기 제 3 접속 핀을 수용하는 장공 부를 더 포함하므로, 상기 출력링크로부터의 동력이 상기 모멘트 증대 링크를 통해서 전달되어 상기 가동 블레이드를 증대된 회전 모멘트로 회동시킬 수 있고, 이러한 시계방향 또는 반 시계방향 회동시 상기 제 3 접속 핀이 상기 장공 부 내에서 유동할 수 있는 여유를 확보할 수 있게 된다.

도 1은 종래기술에 따른 고체 절연 스위치기어용 개폐기의 구성을 보여주는 종단면도로서 접지투입 상태를 보여주는 종단면도이고,
도 2는 종래기술에 따른 고체 절연 스위치기어용 개폐기의 구성을 보여주는 종단면도로서 접지차단 상태를 보여주는 종단면도이며,
도 3은 본 고안에 따른 고체 절연 스위치기어용 개폐기 중 접지 개폐기의 구성을 보여주는 일부 절개 사시 도이고,
도 4는 본 고안에 따른 고체 절연 스위치기어용 개폐기 중 접지 개폐기의 구성을 보여주는 일부 절개 측면 도로서, 접지차단 상태를 보여주는 일부 절개 측면 도이며,
도 5는 본 고안에 따른 고체 절연 스위치기어용 개폐기 중 접지 개폐기의 구성을 보여주는 일부 절개 측면 도로서, 접지투입 상태를 보여주는 일부 절개 측면 도이다.

상술한 본 고안의 목적과 이를 달성하는 본 고안의 구성 및 그의 작용효과는 첨부한 도면을 참조한 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 고체 절연 스위치기어용 개폐기의 구성과 작용에 대한 이하의 상세한 설명에 의해서 좀 더 명확히 이해될 수 있을 것이다.

이하 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 고체 절연 스위치기어용 개폐기의 구성과 작용을 설명하기에 앞서 전술한 도 1 내지 도 2에 따른 고체 절연 스위치기어용 개폐기에 있어서, 접지 개폐기(24)의 구성을 제외한 공통 조작기구(10), 소호 부 외함(21), 주 회로 개폐기(22), 동력전달 링크기구(27)를 포함하는 구성은 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 고체 절연 스위치기어용 개폐기에도 접속되어 사용될 수 있는 공용의 구성임을 밝혀두며, 따라서 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 고체 절연 스위치기어용 개폐기의 구성과 작용을 설명하는 데 있어서 도 1 내지 도 2는 참조될 것이다.

한편, 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 고체 절연 스위치기어용 개폐기의 구성과 작용을 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다.

회로 개폐를 위한 개폐 구동력을 제공하는 공통 조작기구(도 1의 부호 10 지시 부분 참조)를 포함하여 갖는 고체 절연 스위치기어용으로서, 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 고체 절연 스위치기어용 개폐기는, 소호 부 외함(21), 주 회로 개폐기(22), 동력전달 링크 기구(27) 및 접지 개폐기(24)를 포함하여 구성된다.

소호 부 외함(21)은 전원 측 접속 도체(23)를 매설하는 전원 측 부싱(BUSHING) 부(21c)와, 부하 측 접속 도체(25)를 매설하는 부하 측 부싱 부(21b)와, 내부가 공기로 채워지는 수용 몸체 부(21a)를 갖는다. 여기서 수용 몸체 부(21a)는 에폭시 수지와 같은 고체 절연재를 주조하여 제작될 수 있다.

주 회로 개폐기(22)는 3상 교류의 상(POLE) 별로 마련되어 소호 부 외함(21)에 설치된다. 또한, 각각의 주 회로 개폐기(22)는 공통 조작기구(10) 및 전원 측 접속 도체(23)에 접속되며, 공통 조작기구(10)로부터의 개폐 구동력을 받아 전원과 부하 간 전력회로를 개폐하는 진공 인터럽터(22-1)를 갖는다.

동력전달 링크기구(27)는 공통 조작기구(10)에 접속되어, 공통 조작기구(10)로부터의 개폐 구동력을 전달하는 출력링크, 즉 제 2 링크(27d)를 포함하여 복수의 링크를 갖는다. 도 1을 참조할 수 있는 바와 같이, 동력전달 링크기구(27)는 제 1 레버(lever)(27a), 제 1 링크(27b), 제 2 레버(27c) 및 제 2 링크(27d)를 포함한다.

접지 개폐기(24)는 제 1 고정접촉자(24a)와, 제 2 고정접촉자(24b)와, 가동 블레이드(BLADE)(24d)와, 모멘트 증대 링크(30)를 포함한다.

접지 개폐기(24)는 3상 교류의 상 별로 마련되어 소호 부 외함(21)의 수용 몸체 부(21a) 내에 기중(氣中) 절연되게 설치된다.

제 1 고정접촉자(24a)는 접지되고 위치가 고정된 접점부이다.

제 2 고정접촉자(24b)는 전원 측 접속 도체(23)에 전기적으로 접속되며 위치가 고정된 접점부이다.

가동 블레이드(24d)는, 동력전달 링크기구(27)의 출력링크, 즉 제 2 링크(27d)에 접속되고 회전축(32)에 회전 지지되어, 상기 출력링크 즉, 제 2 링크(27d)로부터의 개폐 구동력에 의해서 제 1 고정접촉자(24a)에 접촉하는 제 1 위치와 제 2 고정접촉자(24b)에 접촉하는 제 2 위치로 회전축(32)을 중심으로 회동가능한 전기적 도체 판으로 구성된다.

모멘트 증대 링크(30)는 동력전달 링크기구(27)의 출력링크인 제 2 링크(27d)에 접속되는 제 1 지지 점과, 가동 블레이드(24d)의 회전 모멘트를 증대시키도록 가동 블레이드(24d)가 제 2 링크(27d)에 접속되는 접속점보다 회전축(32)으로부터의 거리가 멀게 가동 블레이드(24d)에 접속되는 제 2 지지 점을 가진다. 다시 말해서, 도 5를 참조할 수 있는 바와 같이 회전축(32)으로부터 가동 블레이드(24d)가 제 2 링크(27d)에 접속되는 접속점까지의 거리(L1)보다 회전축(32)으로부터 모멘트 증대 링크(30)가 가동 블레이드(24d)에 접속되는 제 2 지지 점 즉 제 1 접속 핀(PIN)(31)까지의 거리(L2)가 멀게 구성된다.

도 5에서 부호 F는 가동 블레이드(24d)를 제 1 위치로부터 제 2 위치로 회동시키는 동력전달 링크기구(27)의 출력링크인 제 2 링크(27d)가 전달하는 동력방향을 지시하며, 가동 블레이드(24d)를 제 2 위치로부터 제 1 위치로 회동시킬 때는 상기 동력방향이 도 5에 도시된 방향과 반대방향이 된다.

가동 블레이드(24d)는 도 3을 참조할 수 있는 바와 같이 한 쌍으로 구성되며, 모멘트 증대 링크(30)도 상기 가동 블레이드(24d)에 대응하게 한 쌍으로 구성된다.

제 1 접속 핀(PIN)(31)은 가동 블레이드(24d)의 판 면을 관통하게 설치되며, 상기 모멘트 증대 링크(30)에는 상기 제 1 접속 핀을 수용하는 제 1 장공 부(30a)가 구비된다.

도 3 또는 도 5를 참조할 수 있는 바와 같이, 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 고체 절연 스위치기어용 개폐기의 접지 개폐기(24)는 제 2 접속 핀(P1), 제 3 접속 핀(P2) 및 제 2 장공 부(33)를 더 포함한다.

제 2 접속 핀(P1)은 출력링크인 제 2 링크(27d)와 모멘트 증대 링크(30)를 접속하는 핀이다.

제 3 접속 핀(P2)은 가동 블레이드(24d)와 상기 출력링크인 제 2 링크(27d)를 접속하는 핀이다.

제 2 장공 부(33)는 가동 블레이드(24d)의 중간부에 마련되어 제 3 접속 핀(P2)을 유동 가능하게 수용한다.

상술한 바와 같이 구성되는 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 고체 절연 스위치기어용 개폐기의 작용효과를 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다.

주 회로 개폐기(22)의 개폐동작은 도 1 내지 도 2를 참조하여 고안의 배경이 되는 기술 설명란에서 전술한 바와 같으므로 중복을 피하기 위해서 설명을 생략하기로 하고, 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 고체 절연 스위치기어용 개폐기에 있어서 접지 개폐기(24)의 개폐 동작 즉, 접지 투입 동작과 접지 차단 동작을 설명하면 다음과 같다.

접지 개폐기(24)의 폐로 동작(일명 접지 투입 동작 또는 접지 동작)을 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다.

공통 조작기구(10)의 접지 투입 구동력 제공에 의해서 주 축(151)이 도 2의 위치로부터 반 시계방향으로 회동하면, 주 축(151)의 출력 단(도 1에서 우측 단 부)에 하 단 부가 접속된 미 도시의 커넥팅 로드가 하강하고, 해당 커넥팅 로드의 상 단 부에 접속된 캠 축(171)이 도 2의 위치로부터 도면상 반 시계방향으로 미리 결정된 각도, 예컨대 90도 회전한다.

그러면, 캠 축(171)에 설치된 캠(175)의 같은 각도 시계방향 회동에 따라서 캠(175) 중 반경이 큰 부분에 접촉하여 가압되는 롤러(27a2)가 도 1의 위치와 같이 시계방향으로 회동하고, 따라서 제 1 레버(27a)는 제 1 회동 축(27a1)을 중심으로 도 1에 도시된 바와 같이 시계방향으로 회동한다.

그러면, 제 1 레버(27a)에 접속된 제 1 링크(27b)는 도 1과 같이 좌측으로 이동하고, 이에 제 1 링크(27b)에 접속된 제 2 레버(27c)는 제 2 회동 축(27f)을 중심으로 시계방향으로 회동한다.

이에 제 2 레버(27c)에 일 단이 접속된 제 2 링크(27d)는 동력방향(F)의 반대방향인 상방으로 상승하고 따라서 제 2 링크(27d)에 중간 부분이 접속된 가동 블레이드(24d)는 회전축(32)을 중심으로 반 시계방향으로 회동한다.

따라서 도 5에 도시된 바와 같이 가동 블레이드(24d) 중 회전축(32)에 지지되는 단 부의 반대 측 즉 자유단 부가 제 1 고정접촉자(24a)에 접촉하는 접지 투입 위치 즉, 제 1 위치가 된다.

이때 본 고안에 따른 고체 절연 스위치기어용 개폐기는 회전축(32)으로부터 가동 블레이드(24d)가 제 2 링크(27d)에 접속되는 접속점{즉, 제 3 접속 핀(P2)의 위치}까지의 거리(L1)보다 가동 블레이드(24d)의 회전축(32)으로부터의 거리(L2)가 멀게 가동 블레이드(24d)에 접속되는 제 2 지지 점{즉, 제 1 접속 핀(31)의 위치)을 가지는 모멘트 증대 링크(30)를 포함하므로, 가동 블레이드(24d)의 회전 모멘트를 증대킬 수 있어 가동 블레이드(24d)가 고속으로 반 시계방향으로 회동할 수 있고 접지 개폐기(24)는 고속으로 접지 투입 위치(제 1 위치)로 작동될 수 있다.

이에 부하 측 선로에 남아있을 수 있는 충전 전류는 제 1 고정접촉자(24a)와 중간 수평프레임과 미 도시의 접지 선을 통해서 대지로 흘러나가고 따라서 전력선로의 분기 작업 등을 수행하는 작업자를 고전압 감전으로부터 보호할 수 있게 된다.

다음, 종래기술에 따른 접지 개폐기(24)의 개로 동작(일명 접지 차단 동작 또는 접지 개방 동작)을 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다.

공통 조작기구(10)의 접지 투입 구동력 제공에 의해서 주 축(151)이 도 1의 위치로부터 시계방향으로 회동하면, 주 축(151)의 출력 단(도 1에서 우측 단 부)에 하 단 부가 접속된 미 도시의 커넥팅 로드가 상승하고, 해당 커넥팅 로드의 상 단 부에 접속된 캠 축(171)이 도 1의 위치로부터 도 2의 위치로 도면상 시계방향으로 미리 결정된 각도, 예컨대 90도 회전한다.

그러면, 캠 축(171)에 설치된 캠(175)의 같은 각도 시계방향 회동에 따라서 캠(175) 중 곡률반경이 작은 부분에 접촉하게 되는 롤러(27a2)가 도 2의 위치와 같이 반 시계방향으로 회동하고, 따라서 제 1 레버(27a)는 제 1 회동 축(27a1)을 중심으로 도 2에 도시된 바와 같이 반 시계방향으로 회동한다.

그러면, 제 1 레버(27a)에 접속된 제 1 링크(27b)는 도 2와 같이 우측으로 이동하고, 이에 제 1 링크(27b)에 접속된 제 2 레버(27c)는 제 2 회동 축(27f)을 중심으로 반 시계방향으로 회동한다.

이에 제 2 레버(27c)에 일 단이 접속된 제 2 링크(27d)는 도 5의 동력방향(F)을 따라서 하강하고, 제 2 링크(27d)에 중간 부분이 접속된 가동 블레이드(24d)는 도 4에 도시된 바와 같이 회전축(32)을 중심으로 시계방향으로 회동한다.

따라서 도 4에 도시된 바와 같이 가동 블레이드(24d) 중 회전축(32)에 지지되는 단 부의 반대 측 즉 자유단 부가 제 2 고정접촉자(24b)에 접촉하는 접지 차단 위치 즉, 제 2 위치가 된다.

이때 본 고안에 따른 고체 절연 스위치기어용 개폐기는 회전축(32)으로부터 가동 블레이드(24d)가 제 2 링크(27d)에 접속되는 접속점{즉, 제 3 접속 핀(P2)의 위치}까지의 거리(L1)보다 가동 블레이드(24d)의 회전축(32)으로부터의 거리(L2)가 멀게 가동 블레이드(24d)에 접속되는 제 2 지지 점{즉, 제 1 접속 핀(31)의 위치)을 가지는 모멘트 증대 링크(30)를 포함하므로, 가동 블레이드(24d)의 회전 모멘트를 증대킬 수 있어 가동 블레이드(24d)가 고속으로 시계방향으로 회동할 수 있고 접지 개폐기(24)는 고속으로 접지 차단 위치로 구동될 수 있다.

본 고안에 따른 고체 절연 스위치기어용 개폐기에 있어서, 가동 블레이드(24d)는 한 쌍으로 구성되며, 모멘트 증대 링크(30)도 가동 블레이드(24d)에 대응하게 한 쌍으로 구성되므로, 가동 블레이드(24d)가 제 1 고정접촉자(24a) 및 제 2 고정접촉자(24b)를 한 쌍의 가동 블레이드(24d) 사이에 끼워 접촉함으로써 접촉신뢰도가 향상되고 접촉면적도 증대될 수 있으며, 모멘트 증대 링크(30)가 한 쌍의 가동 블레이드(24d) 양자를 모두 균형있게 모멘트 증대시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

본 고안에 따른 고체 절연 스위치기어용 개폐기는, 가동 블레이드(24d)의 판 면을 관통하게 설치되는 제 1 접속 핀(31) 및 모멘트 증대 링크(30)에 구비되어 제 1 접속 핀(31)을 수용하는 제 1 장공 부(30a)를 더 포함하므로, 가동 블레이드(24d)의 접지 개폐 회동시 모멘트 증대 링크(30)가 제 2 링크(27d)에 접속되는 제 1 지지 점 즉, 제 2 접속 핀(P1)으로부터 제 1 접속 핀(31)까지의 거리가 변화하는 것에 원활하게 대응할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

본 고안에 따른 고체 절연 스위치기어용 개폐기는, 본 고안의 고체 절연 스위치기어용 개폐기는, 제 2 링크(27d)와 모멘트 증대 링크(30)를 접속하는 제 2 접속 핀(P1)과, 가동 블레이드(24d)와 제 2 링크(27d)를 접속하는 제 3 접속 핀(P2), 및 가동 블레이드(24d)의 중간부에 마련되어 제 3 접속 핀(P2)을 수용하는 제 2 장공 부(33)를 더 포함하므로, 상기 출력링크인 제 2 링크(27d)로부터의 동력이 모멘트 증대 링크(30)를 통해서 전달되어 가동 블레이드(24d)를 증대된 회전 모멘트로 회동시킬 수 있고, 이러한 시계방향 또는 반 시계방향 회동시 제 3 접속 핀(P2)이 제 2 장공 부(33) 내에서 유동할 수 있는 여유를 확보할 수 있게 된다.

10: 공통 조작기구 21: 소호 부 외함
21a: 수용 몸체 부 21b: 부하 측 부싱 부
21c: 전원 측 부싱 부 22: 주 회로 개폐기
22-1: 진공 인터럽터 22-1a: 접점부
23: 전원 측 접속 도체 24: 접지 개폐기
24a: 제 1 고정접촉자 24b: 제 2 고정접촉자
24c: 연선 접속자
24d: 가동 블레이드 24e: 도체 회동 지지베이스
25: 부하 측 접속 도체 26: 도체 접속자
27: 동력전달 링크기구 27a: 제 1 레버
27a1: 제 1 회동 축 27a2: 롤러
27b: 제 1 링크 27c: 제 2 레버
27d: 제 2 링크 27e: 제 4 접속 핀
27f: 제 2 회동 축 27g: 제 5 접속 핀
28: 지지 베이스 29: 고정 볼트
30: 모멘트 증대 링크 30a: 제 1 장 공 부
31: 제 1 접속 핀 P1: 제 2 접속 핀
P2: 제 3 접속 핀
32: 회전축 33: 제 2 장 공 부
112: 개폐 로드 151: 주 축
171: 캠 축 175: 캠
181: 제 1 동작 축 193: 스프링 지지 아암
195: 트립 스프링 225: 커넥팅 로드
230: 접압 스프링 253: 제 1 링크
255: 제 2 링크 257: 롤러

Claims (4)

1. 회로 개폐를 위한 개폐 구동력을 제공하는 공통 조작기구를 갖는 고체 절연 스위치기어용으로서, 고체 절연 스위치기어용 개폐기에 있어서,
   전원 측 접속 도체를 매설하는 전원 측 부싱(BUSHING) 부와, 부하 측 접속 도체를 매설하는 부하 측 부싱 부와, 내부가 공기로 채워지는 수용 몸체 부를 갖는 고체절연재 소호 부 외함;
   상(POLE) 별로 마련되어 상기 소호 부 외함에 설치되고, 상기 공통 조작기구 및 상기 전원 측 접속 도체에 접속되며, 상기 공통 조작기구로부터의 개폐 구동력을 받아 전원과 부하 간 전력회로를 개폐하는 진공 인터럽터를 갖는 주 회로 개폐기;
   상기 공통 조작기구에 접속되어, 상기 공통 조작기구로부터의 개폐 구동력을 전달하는 출력링크를 포함하여 복수의 링크를 갖는 동력전달 링크기구; 및
   상 별로 마련되어 상기 소호 부 외함의 수용 몸체 부 내에 기중(氣中) 절연되게 설치되고,
   접지되는 제 1 고정접촉자와,
   상기 전원 측 접속 도체에 전기적으로 접속되는 제 2 고정접촉자와,
   상기 동력전달 링크기구의 출력링크에 접속되고 회전축에 회전 지지되어, 상기 출력링크로부터의 개폐 구동력에 의해서 상기 제 1 고정접촉자에 접촉하는 제 1 위치와 상기 제 2 고정접촉자에 접촉하는 제 2 위치로 상기 회전축을 중심으로 회동가능한 가동 블레이드(BLADE)와,
   상기 동력전달 링크기구의 출력링크에 접속되는 제 1 지지점과, 상기 가동 블레이드의 회전 모멘트를 증대시키도록 상기 가동 블레이드가 상기 출력링크에 접속되는 접속점보다 상기 회전축으로부터의 거리가 멀게 상기 가동 블레이드에 접속되는 제 2 지지점을 가지는 모멘트 증대 링크를 갖는 접지 개폐기;를 포함하는 고체 절연 스위치기어용 개폐기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 가동 블레이드는 한 쌍으로 구성되며,
   상기 모멘트 증대 링크도 상기 가동 블레이드에 대응하게 한 쌍으로 구성되는 것을 특징으로 하는 고체 절연 스위치기어용 개폐기.
3. 제1항에 있어서,
   상기 가동 블레이드의 판 면을 관통하게 설치되는 제 1 접속 핀(PIN); 및
   상기 모멘트 증대 링크에 구비되어 상기 제 1 접속 핀을 수용하는 장공 부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 절연 스위치기어용 개폐기.
4. 제1항에 있어서,
   상기 출력링크와 상기 모멘트 증대 링크를 접속하는 제 2 접속 핀;
   상기 가동 블레이드와 상기 출력링크를 접속하는 제 3 접속 핀;및
   상기 가동 블레이드의 중간부에 마련되어 상기 제 3 접속 핀을 수용하는 장공 부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 절연 스위치기어용 개폐기.

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