KR20150030489A - 고속투입스위치 - Google Patents

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Abstract

절연내력이 향상되고 동작시간이 단축될 수 있는 고속투입스위치가 개시된다.
개시되는 고속투입스위치는 절연하우징; 상기 절연하우징의 양단 각각에 구비된 제1 고정전극 및 제2 고정전극; 상기 절연하우징의 중앙부에 구비된 중간 고정전극; 상기 중간 고정전극의 중앙부에 고정된 코일; 상기 중간 고정전극에 전기적으로 연결되며, 상기 코일의 일측에서 상기 제1 고정전극에 대향하도록 구비된 제1 가동전극; 및 상기 중간 고정전극에 전기적으로 연결되며, 상기 코일의 타측에서 상기 제2 고정전극에 대향하도록 구비된 제2 가동전극;을 포함한다.
이러한 고속투입스위치에 의하면, 개극거리가 증대되면서 동시에, 가동전극의 투입 동작시간은 단축되므로, 스위치의 절연내력과 동작성능이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

Description

고속투입스위치 {HIGH-SPEED CLOSING SWITCH}
본 발명은 고속투입스위치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 절연내력이 향상되고 동작시간이 단축될 수 있는 고속투입스위치에 관한 것이다.
일반적으로 수배전반은 전력을 공급받아 각각의 전력수용가에 설치된 부하설비에서 요구하는 전력을 공급하기 위해서, 특고압의 전력을 저압으로 변환하여 분배하는 설비이며, 통상적으로 내부에는 개폐기, 피뢰기, 변압기, 차단기 및 각종 계측장비 등이 구비되어 있다.
수배전반 회로의 내부에서 아크가 발생하게 되면, 아크의 고온 고압으로 인하여 각종 계측장비 등 내부 기기가 파손될 수 있고 경우에 따라서는 절연이 파괴되어 이와 접촉한 사용자에게도 피해가 발생할 수 있는 위험성이 있으므로 이에 대처할 수 있는 아크 대책이 중요하다. 신속한 아크 소호를 위해서, 톰슨코일의 원리를 이용한 고속투입스위치를 이용하고 있다.
도 1은 종래의 기술에 의한 고속투입스위치를 나타내는 단면도이다.
도 1을 보면, 종래의 기술에 의한 고속투입스위치는 절연하우징(10), 상부 고정전극(20), 하부 고정전극(30), 가동전극(40) 및 코일(50)로 구성된다.
상기 절연하우징(10)은 절연체로 구성되며, 내부 공간이 폐쇄된 원통형태의 부재로 구성된다.
또한, 상기 상부 고정전극(20)은 절연하우징(10)의 내측 상단에 구비되며, 가동전극(40)의 상단이 결합될 수 있는 홈을 구비한다.
또한, 상기 하부 고정전극(30)은 상단에 가동전극(40)이 출입할 수 있는 구멍을 가지며, 가동전극(40)이 수납되는 내부공간을 가진다.
또한, 상기 가동전극(40)은 하부 고정전극(30)의 내부에 승강가능하도록 삽입배치된다.
또한, 상기 코일(50)은 하부 고정전극(30)의 하단에 구비된다.
이러한 구성을 가지는 종래의 기술에 의한 고속투입스위치는 코일(50)에 전류가 인가되면, 코일(50)과 가동전극(40) 사이에 전자반발력이 발생하여 가동전극(40)이 고속으로 상승하게 되고, 상승한 가동전극(40)은 상부 고정전극(20)에 전기적으로 연결된다.
이를 통해, 상부 고정전극(20), 가동전극(40) 및 하부 고정전극(30)으로 통전경로가 구성된다.
그러나, 종래의 기술에 의한 고속투입스위치는 하부 고정전극(30)과 상부 고정전극(20) 사이의 개극거리를 증대시키면서 빠른 투입 동작시간을 확보하기에는 한계가 있다.
즉, 절연내력을 증대시키기 위해 하부 고정전극(30)과 상부 고정전극(20) 사이의 개극거리를 길게 제작하면, 가동전극(40)의 투입시 이동거리가 그만큼 증가되므로, 스위치의 투입 동작시간이 느려지는 문제가 있다.
반대로, 가동전극(40)의 동작시간을 짧게 하기 위해 하부 고정전극(30)과 상부 고정전극(20) 사이의 개극거리를 짧게 제작하면, 가동전극(40)이 투입되지 않은 상태에서도 상부 고정전극(20)과 하부 고정전극(30) 간에 전류가 흐를 수 있으므로, 고전압이 흐를 경우 절연내력이 확보되지 않는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점 중 적어도 일부를 해결하고자 안출된 것으로, 일 측면으로서, 개극거리가 증대될 수 있고, 가동전극 투입 동작시간이 단축될 수 있는 고속투입스위치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적 중 적어도 일부를 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 절연하우징; 상기 절연하우징의 양단 각각에 구비된 제1 고정전극 및 제2 고정전극; 상기 절연하우징의 중앙부에 구비된 중간 고정전극; 상기 중간 고정전극의 중앙부에 고정된 코일; 상기 중간 고정전극에 전기적으로 연결되며, 상기 코일의 일측에서 상기 제1 고정전극에 대향하도록 구비된 제1 가동전극; 및 상기 중간 고정전극에 전기적으로 연결되며, 상기 코일의 타측에서 상기 제2 고정전극에 대향하도록 구비된 제2 가동전극;을 포함하는 고속투입스위치를 제공한다.
일 실시예에서, 상기 코일에 전류가 인가되면, 상기 제1 가동전극은 상기 제1 고정전극에 연결되고, 상기 제2 가동전극은 상기 제2 고정전극에 연결되도록 구성될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 제1 가동전극과 상기 제2 가동전극은 상기 중간 고정전극을 매개로 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 중간 고정전극에는 상기 제1 가동전극 및 제2 가동전극 각각을 압박지지하는 스프링 접촉자가 구비될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 제1 가동전극 및 제2 가동전극의 내부 중공에 삽입 배치되어, 상기 제1 가동전극 및 제2 가동전극의 이동을 가이드하는 가이드부재가 더 포함될 수 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 의하면, 개극거리가 증대되면서 동시에, 가동전극의 투입 동작시간은 단축되므로, 스위치의 절연내력과 동작성능이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 종래의 기술에 의한 고속투입스위치의 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고속투입스위치의 단면 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 고속투입스위치의 단면도.
도 4는 도 2에 도시된 고속투입스위치의 투입 동작시의 단면도.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 또한, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 고속투입스위치에 대해서 살펴본다. 여기서, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고속투입스위치의 단면 사시도이며, 도 3은 고속투입스위치의 단면도, 도 4는 고속투입스위치의 투입 동작시의 단면도이다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 고속투입스위치(100)는 절연하우징(110), 제1 고정전극(120), 제2 고정전극(130), 중간 고정전극(140), 코일(150), 제1 가동전극(160) 및 제2 가동전극(170)을 포함하고, 제1 가동전극(160) 및 제2 가동전극(170)을 압박지지하는 스프링 접촉자(180) 및 제1 가동전극(160) 및 제2 가동전극(170)의 이동을 가이드하는 가이드부재(190)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 절연하우징(110)은 절연체로 구성되며, 본 발명의 일 실시예에 따른 고속투입스위치(100)의 외관을 구성한다. 일 실시예에서, 절연하우징(110)은 내부공간이 밀폐되는 원통형태의 부재로 구성될 수 있다.
또한, 상기 제1 고정전극(120)과 제2 고정전극(130)은 절연하우징(110) 내부의 양단 각각에 구비될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 고정전극(120)과 제2 고정전극(130)은 절연하우징(110) 내부의 상단과 하단 각각에 구비될 수 있다.
이러한 제1 고정전극(120)과 제2 고정전극(130)은 후술할 제1 가동전극(160) 및 제2 가동전극(170) 각각의 전단 일부가 삽입되어 전기적으로 연결될 수 있도록 삽입홈을 구비할 수 있다.
또한, 상기 중간 고정전극(140)은 절연하우징(110)의 중앙부에 구비될 수 있다. 이러한 중간 고정전극(140)은 내부공간을 구비하고, 내부공간에 수납 설치된 후술할 제1 가동전극(160)과 제2 가동전극(170) 각각이 이동하여 돌출될 수 있는 가동홈을 구비하는 원통형태의 부재로 구성될 수 있다.
이러한 가동홈은 중간 고정전극(140)의 양단에 구비될 수 있으며, 도 2 내지 도 4에 도시된 일 실시예에서는 절연하우징(110)의 상단과 하단에 구비된 제1 고정전극(120)과 제2 고정전극(130)에 대향하여, 중간 고정전극(140)의 상단과 하단에 구비될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 중간 고정전극(140)은 절연하우징(110)의 중심을 기준으로 제1 고정전극(120)과 제2 고정전극(130) 측으로 대칭되는 형태로 구성될 수 있다.
이러한 중간 고정전극(140)은 절연성질을 가지는 고정체(145)를 통해 절연하우징(110)에 고정될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 중간 고정전극(140) 본체가 절연하우징(110)에 직접 고정될 수도 있다.
한편, 상기 코일(150)은 중간 고정전극(140)의 중앙부에 고정될 수 있다. 이러한 코일(150)은 전류를 인가 받으면, 자기장을 통해 후술할 제1 가동전극(160)과 제2 가동전극(170)에 전자반발력을 발생시킬 수 있다.
이러한 코일(150)의 전자반발력 발생원리는 공지된 기술에 해당하므로, 자세한 설명을 생략한다.
한편, 상기 제1 가동전극(160)은 중간 고정전극(140)에 전기적으로 연결되며, 코일(150)의 일측에서 제1 고정전극(120)에 대향하도록 구비될 수 있다.
이러한 제1 가동전극(160)은 중간 고정전극(140)의 내부에 유동적으로 삽입되며, 중간 고정전극(140)의 제1 고정전극(120) 측에 형성된 가동홈을 통과하는 바 형태의 도체로 구성될 수 있고, 코일(150) 측의 끝단은 코일(150)에 의해 발생하는 전자반발력을 최대로 받기 위해 원판형태로 구성될 수 있다.
또한, 상기 제2 가동전극(170)은 중간 고정전극(140)에 전기적으로 연결되며, 코일(150)의 타측에서 제2 고정전극(130)에 대향하도록 구비될 수 있다.
이러한 제2 가동전극(170)은 제1 가동전극(160)과 마찬가지로 중간 고정전극(140)의 내부에 유동적으로 삽입되며, 중간 고정전극(140)의 제2 고정전극(130) 측에 형성된 가동홈을 통과하는 바 형태의 도체로 구성될 수 있고, 코일(150) 측의 끝단은 코일(150)에 의해 발생하는 전자반발력을 최대로 받기 위해 원판형태로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 제1 가동전극(160)과 제2 가동전극(170)은 코일(150)의 일측과 타측에 배치되는 대칭형태의 전극으로 구성될 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 고속투입스위치(100)는 코일(150)을 중심으로 양측에 배치되는 제1 고정전극(120)과 제2 고정전극(130) 그리고 제1 가동전극(160)과 제2 가동전극(170) 각각이 서로 대칭형태로 구성될 수 있다.
한편, 스프링 접촉자(180)는 중간 고정전극(140)에서 제1 고정전극(120) 측 가동홈과 제2 고정전극(130) 측 가동홈 각각에 구비되어, 제1 가동전극(160) 및 제2 가동전극(170) 각각을 압박지지할 수 있다.
즉, 스프링 접촉자(180)는 고전류가 제1 고정전극(120) 및 제2 고정전극(130)과 중간 고정전극(140) 간에 안정적으로 흐를 수 있도록, 제1 고정전극(120) 및 제2 고정전극(130)과 중간 고정전극(140) 간의 체결력을 강화시킬 수 있다.
또한, 도 2 내지 도 4에 도시된 일 실시예와 같이, 제1 가동전극(160)과 제2 가동전극(170)이 수직 배치되어 상하로 이동하도록 구성된 경우, 스프링 접촉자(180)는 상승된 제1 가동전극(160)과 제2 가동전극(170)이 자중에 의해 하강하지 않도록 위치를 고정시키는 기능을 수행할 수 있다.
한편, 상기 가이드부재(190)는 제1 가동전극(160) 및 제2 가동전극(170)의 직선이동을 가이드할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 가동전극(160) 및 제2 가동전극(170)은 내부에 중공이 형성되고, 가이드부재(190)는 제1 가동전극(160) 및 제2 가동전극(170)의 내부 중공에 삽입 배치된 긴 바형태로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 고속투입스위치(100)에서, 코일(150)에 전류가 인가되면, 제1 가동전극(160) 및 제2 가동전극(170)과 코일(150) 사이에는 전자반발력이 발생하여, 제1 가동전극(160)은 이동되어 제1 고정전극(120)에 연결될 수 있고, 제2 가동전극(170)은 이동되어 제2 고정전극(130)에 연결될 수 있다.
이때, 제1 가동전극(160)과 제2 가동전극(170)은 중간 고정전극(140)을 매개로 전기적으로 연결될 수 있다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 가동전극(160)과 제2 가동전극(170)이 투입된 경우, 통전경로는 제1 고정전극(120), 제1 가동전극(160), 중간 고정전극(140), 제2 가동전극(170) 및 제2 고정전극(130)으로 구성될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 고속투입스위치(100)는 개극거리가 제1 고정전극(120)과 제2 고정전극(130) 사이의 거리로 구성되므로, 도 1에 도시된 종래의 기술에 의한 고속투입스위치보다 개극거리가 증대되므로, 절연내력이 향상되는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 고속투입스위치(100)는 제1 고정전극(120)과 제2 고정전극(130) 사이의 개극거리가 도 1에 도시된 종래의 기술에 의한 고속투입스위치의 개극거리에 대응하도록 제작된 경우, 제1 가동전극(160)과 제2 가동전극(170)이 이동하는 거리가 현저하게 단축되기 때문에, 투입 동작시간이 획기적으로 단축될 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 고속투입스위치(100)는 충분한 개극거리를 확보하면서, 동시에 가동전극의 투입 동작시간이 단축될 수 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 밝혀두고자 한다.
100 : 고속투입스위치
110 : 절연하우징
120 : 제1 고정전극
130 : 제2 고정전극
140 : 중간 고정전극
145 : 고정체
150 : 코일
160 : 제1 가동전극
170 : 제2 가동전극
180 : 스프링 접촉자
190 : 가이드부재

Claims (5)

  1. 절연하우징;
    상기 절연하우징의 양단 각각에 구비된 제1 고정전극 및 제2 고정전극;
    상기 절연하우징의 중앙부에 구비된 중간 고정전극;
    상기 중간 고정전극의 중앙부에 고정된 코일;
    상기 중간 고정전극에 전기적으로 연결되며, 상기 코일의 일측에서 상기 제1 고정전극에 대향하도록 구비된 제1 가동전극; 및
    상기 중간 고정전극에 전기적으로 연결되며, 상기 코일의 타측에서 상기 제2 고정전극에 대향하도록 구비된 제2 가동전극;
    을 포함하는 고속투입스위치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코일에 전류가 인가되면, 상기 제1 가동전극은 상기 제1 고정전극에 연결되고, 상기 제2 가동전극은 상기 제2 고정전극에 연결되도록 구성된 고속투입스위치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 가동전극과 상기 제2 가동전극은 상기 중간 고정전극을 매개로 전기적으로 연결되는 고속투입스위치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 중간 고정전극에는 상기 제1 가동전극 및 제2 가동전극 각각을 압박지지하는 스프링 접촉자가 구비된 고속투입스위치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 가동전극 및 제2 가동전극의 내부 중공에 삽입 배치되어, 상기 제1 가동전극 및 제2 가동전극의 이동을 가이드하는 가이드부재를 더 포함하는 고속투입스위치.
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KR20160081570A (ko) * 2014-12-31 2016-07-08 주식회사 효성 차단기용 전자반발 조작기

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