KR20150036560A - 진공 차단기 - Google Patents

Abstract

CR 서프레서(suppressor) 등의 부속 기기의 설치가 용이한 진공 차단기를 제공하는 것을 목적으로 하여, 진공 밸브(2)와, 진공 밸브(2)를 수용하는 본체 프레임(3)과, 진공 밸브(2)의 접점에 전기적으로 접속되어 본체 프레임(3)의 후방으로 도출된 한 쌍의 주회로 단자(4, 5)와, 대차 프레임(7)과, 본체 프레임(3)의 후방에서 각 주회로 단자(4, 5)의 하부에 배치되며, 상부에 접속 단자(12c)를 가지는 부속 기기(CR 서프레서(12))와, 부속 기기에 대향하는 주회로 단자(5)에 마련된 접촉자(14)를 구비하며, 부속 기기의 접속 단자(12c)를 접촉자(14)에 감합시키는 것에 의해서, 부속 기기가 주회로 단자(5)에 전기적으로 접속되도록 구성했다.

Description

진공 차단기{VACUUM CIRCUIT BREAKER}

본 발명은, 진공 차단기에 관한 것이고, 특히 주회로부에 부속 기기가 접속되는 진공 차단기에 관한 것이다.

전력 계통에 사용되는 차단기로서는, 종래부터 가스 차단기가 잘 알려져 있다. 이 가스 차단기에 사용되는 절연성 가스는, 예를 들면, SF6 가스이다. SF6 가스는, 절연 내력(耐力)이 높고, 비활성이며, 열전도성 등도 높은 뛰어난 절연 특성을 가지는 반면, 지구 온난화 계수가 매우 높다고 하는 문제점을 안고 있다. 이 때문에, SF6 가스의 사용을 규제하는 움직임이 강해져, SF6 가스를 사용한 가스 차단기를 대신하여, SF6 가스를 사용하지 않는 진공 차단기로 치환하는 방향에 있다. 이 경우, 차단기가 수용된 반(盤) 전체를 치환하는 것은 비용 부담이 크고, 또 공사기간도 길게 걸리기 때문에, 기설(旣設)의 반(盤)에 수용된 가스 차단기의 부분만을 진공 차단기로 치환하는 기술도 제안되어 있다.

기설의 차단기를 진공 차단기로 치환하는 기술로서, 예를 들면, 도 5와 같은 차단기가 개시되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

이 특허 문헌 1에 나타내어진 기술은, 자기(磁氣) 차단기로부터 진공 차단기로 갱신하는 예이지만, 도 5에 나타내는 바와 같이 자기 차단기 및 기설 배전반(配電盤)의 사양에 적합한 진공 차단기(21)를 선택하고, 반(盤) 내에 진공 차단기(21)의 고정 프레임(22)을 설치하여 진공 차단기(21)를 재치(載置)하는 것이다. 또, 적절히, 배리어(barrier, 23) 등을 추가하고, 게다가 서지 압소버(surge absorber)로서, 차단기실의 후방의 피더실(feeder室)에 CR 서프레서(suppressor, 24)를 설치하고 있다. 여기서, 진공 차단기(21)의 주회로 단자의 일단측은, 기설의 모선(25)에 접속되고, 타단측은, 접속 도체를 매개로 하여 기설의 부하측의 케이블(26)에 접속된다.

이러한 진공 차단기(21)는, 진공 중에서 전류를 고속으로 차단하기 때문에, 매우 뛰어난 차단 성능을 가지지만, 개폐시에 서지(surge) 전압이 발생하고, 부하에 따라서는 CR 서프레서(24)와 같은 서지 압소버(surge absorber)가 필요하게 되어, 진공 차단기(21)로의 치환시에 추가 설치되게 된다.

특허 문헌 1 : 일본특허공개 제2005－269771호 공보(제3－4페이지, 도 3)

특허 문헌 1에 나타내는 바와 같은 차단기의 갱신 작업에서는, CR 서프레서를 배전반 내의 차단기실의 안쪽에 배치하고, 케이블이나 도체에 의해 접속되기 때문에, CR 서프레서를 배전반 내에 설치할 때, 다양한 부품을 떼어낼 필요가 있고, 또, 좁은 장소 때문에, 경우에 따라서는 CR 서프레서를 작업원이 메고 이동시키는 일도 필요하다. 게다가, 구석진 곳에서의 접속 작업이 이루어지고, 배치나 접속의 작업성이 나빠, 긴 작업 시간을 필요로 한다고 하는 문제점이 있었다.

본 발명은, 상기와 같은 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, CR 서프레서 등의 부속 기기의 설치 및 조립이 용이한 진공 차단기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 진공 차단기는, 고정 접점 및 가동 접점을 가지는 진공 밸브와, 상기 진공 밸브를 수용하는 본체 프레임과, 상기 진공 밸브의 접점에 전기적으로 접속되며, 상기 본체 프레임의 후방으로 도출된 주회로 단자와, 상기 본체 프레임이 탑재되며, 전후 방향으로 이동 가능한 대차(台車) 프레임과, 상기 본체 프레임의 후방에서 상기 주회로 단자의 하부에 배치되고, 상부에 접속 단자를 가지는 부속 기기와, 상기 부속 기기에 대향하는 상기 주회로 단자에 마련된 접촉자를 구비하며, 상기 부속 기기의 접속 단자와 상기 접촉자를 감합(嵌合, 끼워 맞춤)시키는 것에 의해, 상기 부속 기기가 상기 주회로 단자에 전기적으로 접속되도록 구성한 것이다.

본 발명의 진공 차단기에 의하면, 진공 밸브가 수용된 본체 프레임의 후방에 부속 기기가 배치되며, 부속 기기의 접속 단자와 주회로 단자에 마련한 접촉자를 감합시키는 것에 의해, 부속 기기가 주회로 단자에 전기적으로 접속되도록 구성했기 때문에, 부속 기기를 용이하게 진공 차단기의 주회로부에 접속하여 설치할 수 있다. 이 때문에, 예를 들면, 기설의 가스 차단기를 진공 차단기로 치환하는 작업에서, 부속 기기를 새롭게 부설(付設)하는 경우에, 작업성이 향상하여, 작업시간과 코스트를 저감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 진공 차단기의 요부를 나타내는 측면도이다.
도 2는 도 1에서의 진공 차단기의 배면으로부터 본 배면도이다.
도 3은 도 1에서의 A－A선으로부터 본 부분 평면도이다.
도 4는 이 본 발명의 실시 형태 2에 관한 진공 차단기의 요부를 나타내는 측면도이다.
도 5는 종래의 진공 차단기의 갱신예를 설명하기 위한 측면도이다.

실시 형태 1.

도 1은, 실시 형태 1에 관한 진공 차단기의 요부를 나타내는 측면도이며, 도 2는 그 배면도, 도 3은 도 1에서의 A－A선으로부터 본 부분 평면도이다.

또, 도 1에서, 좌측이 진공 차단기(1)의 전면측(前面側)이 되기 때문에, 이하의 설명에서는, 배면, 전방, 후방, 전후 방향 등의 문언은, 이 전면측을 기준으로 하는 것으로 한다.

도면에서, 진공 차단기(1)의 차단부를 구성하는 진공 밸브(2)는, 원통 모양을 한 진공 용기의 내부에 고정 접점과 가동 접점(모두 도시하지 않음)이 접리(接離) 가능하게 배치되고, 본체 프레임(3)에 수용되어 있다. 또, 진공 밸브(2)의 상부측으로부터, 고정 접점에 전기적으로 연결되는 고정측 주회로 단자(4)가 진공 밸브(2)의 축선과 직교하여 배면측으로 인출되고, 하부측으로부터 가동 접점에 전기적으로 연결되는 가동측 주회로 단자(5)가 고정측과 동일 방향으로 인출되어 있다.

이들 고정측 주회로 단자(4) 및 가동측 주회로 단자(5)의 각 선단측에는, 주회로 접촉자(6)가 마련되어 있다. 이 주회로 접촉자(6)는, 예를 들면, 원주 방향으로 다수의 접촉자편이 배열되고, 그 외주에 마련된 스프링에 의해서 접촉자편이 중심 방향으로 가압되도록 구성되어 있다.

또, 본체 프레임(3)은, 차륜(7a)을 구비한 대차(台車) 프레임(7)에 탑재되고, 전후 방향으로 이동 가능하도록 구성되어 있다. 게다가, 본체 프레임(3)의 전면측(前面側)에는, 페이스 플레이트(face plate)(8)가 마련되고, 페이스 플레이트(8)의 바로 배면측에는, 진공 밸브(2)의 조작 기구(도시하지 않음)가 수용되어 있다.

진공 밸브(2)의 가동 접점으로부터 하부로 인출된 가동 전극봉(2a)은, 절연 로드(9) 및 링크 기구(도시하지 않음)를 매개로 하여 조작 기구에 연결되고, 조작 기구의 동작에 의해, 진공 밸브(2)의 가동 접점이 구동되며, 고정 접점에 접리하는 것에 의해, 진공 밸브(2)의 개폐가 행해지게 된다.

진공 차단기(1)는, 통상, 스위치 기어 등의 반(盤)의 케이스의 차단기실 내에 수용되어, 다른 기기와 조합되어 사용된다. 도 1에 일점 쇄선으로 나타낸 부분은, 그 차단기실(10)을 나타내고 있다. 차단기실(10)의 바닥면에는, 대차 프레임(7)의 차륜(7a)을 가이드 하는 레일(도시하지 않음)이 마련되어 있고, 또 차단기실(10)의 후벽에는, 단로부(斷路部)(11)가 마련되어 있다. 단로부(11)의 중심 도체에, 진공 밸브(2)측의 고정측 주회로 단자(4) 및 가동측 주회로 단자(5)의 각 주회로 접촉자(6)가 감합(嵌合, 끼워 맞춤)한다. 또, 상하의 단로부(11)의 후방측은, 예를 들면, 도 5와 마찬가지로 일방이 주회로 모선에 접속되고, 타방이 부하측의 케이블에 접속된다.

이러한 구성하에서, 진공 차단기(1)의 페이스 플레이트(8)에 마련한 손잡이를 당겨 전방으로 인출함으로써, 주회로 접촉자(6)와 단로부(11)와의 접속이 끊겨, 단로 상태가 된다.

여기서, 본체 프레임(3)의 후방의 대차 프레임(7) 상에는, 부속 기기인 CR 서프레서(suppressor)(12)가 재치(載置)되어 고정되어 있다. 또 CR 서프레서(12)의 본체 케이스(12a) 내의 도시는 생략하고 있다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 대차 프레임(7)에의 고정측은, CR 서프레서(12)의 본체 케이스(12a)의 좌우에, 대차 프레임(7)의 후부(後部) 좌우의 상면에 재치하여 맞물림 가능한 장착 플랜지(12b)를 마련하고, 장착 플랜지(12b)의 장착 구멍 부를 대차 프레임(7)측의 나사 구멍에 맞추어 볼트에 의해 체결한다. 장착 구멍은, 장착부의 공차를 고려하여 조정 가능하도록, 좌우 방향으로 긴 장공으로 하던가, 혹은 도 3에 나타내는 바와 같이 외측을 노치한 형상으로 하고 있다.

한편, 진공 차단기(1)의 가동측 주회로 단자(5)의 각 상(相)의, CR 서프레서(12)와 대향하는 측에 접속 도체(13)를 마련하고, 그 선단측에 진공 차단기(1)의 후방을 향해서, 간격을 두고 마련한 한 쌍의 접촉자(14)를 고착하고 있다. 한 쌍의 접촉자(14)는, 예를 들면, 도시하지 않은 스프링 부재 등을 마련하여 간격이 좁아지는 방향으로 가압하고 있다.

CR 서프레서(12)의 본체 케이스(12a)의 상면에는, 주회로측에 접속되는 3상(相)의 접속 단자(12c)가 돌출되어 있다. 접속 단자(12c)는, 본체 케이스(12a)를 대차 프레임(7)에 고정하는 소정 위치에서 접촉자(14)에 감합하고, 소정의 접촉압으로 접속되도록 되어 있다.

또, CR 서프레서(12)의 본체 케이스(12a)에는 접지 단자(12d)가 마련되어 있고, 조립 후, 접지선(15)에 의해 차단기실(10)측에 접지된다.

또, 접촉자(14)와 접속 단자(12c)의 형상은 도면에 한정하는 것은 아니고, 접속 도체(13)측에 마련하는 접촉자를 예를 들면 막대 모양으로 하고, CR 서프레서(12)의 접속 단자를, 그 막대 모양의 접촉자에 슬라이드하여 감합 가능한 형상, 즉, 도면과 반대의 관계로 해도 괜찮다.

다음으로, 상기와 같이 구성된 진공 차단기(1)의 작용에 대해 설명한다.

가스 차단기가 조립된 스위치 기어 등에서, 그 가스 차단기의 부분만 진공 차단기로 치환하는 경우, 진공 차단기(1)에서는 높은 서지(surge) 전압이 발생하므로, 그 서지 억제를 위해서 서지 압소버(surge absorber)로서 CR 서프레서(12)를 마련할 필요가 생기는 경우가 있다.

CR 서프레서(12)는, 콘덴서(C)와 저항(R)의 직렬 회로가 본체 케이스(12a)에 수용되며, 내부에 절연유(絶緣由)가 봉입되어 있다. 이 때문에, 용량에도 의하지만, 예를 들면, 중량은 30kg 정도로도 되는 것도 있어, 취급이 용이하지는 않다. 즉, 도 5와 같이, 차단기실의 후방의 피더실(feeder室)에 설치하는 것은 용이하지는 않아, 매우 작업성이 나빠 곤란하다.

이것에 대해, 본 실시의 형태 1의 구성에 의하면, 진공 차단기(1)를 차단기실(10)에 조립하기 전에, 상하의 주회로 단자(4, 5)가 연결된 상태에서, 배면측으로부터 CR 서프레서(12)의 장착 플랜지(12b)의 일단을 대차 프레임(7)의 후단 상부에 싣고, 소정의 위치까지 슬라이드시켜 밀어 넣어 이동시키는 것에 의해서, 접속 단자(12c)를 접촉자(14)에 감합시켜 접속할 수 있기 때문에, 그 위치에서 장착 플랜지(12b)를 볼트에 의해 대차 프레임(7)에 고정하면, 용이하게 조립이 완료한다. 이 조립 상태로, 반(盤)측의 차단기실(10)에 재치하고, 후방의 접속 위치까지 이동시켜 단로부(11)에 접속하면, 진공 차단기(1)의 치환을 완료할 수 있다.

또, 리플레이스(replace) 등의 경우에는, 상기와 반대의 순서로, 용이하게 CR 서프레서(12)를 진공 차단기(1)의 본체부로부터 분리 및 떼어냄을 행할 수 있다.

또, 이상의 설명에서는, 차단기 본체의 주회로부와 접속되는 부속 기기를 CR 서프레서(12)로 했지만, 부속 기기는 이것에 한정하는 것은 아니고, CR 서프레서 이외의 서지 압소버라도 좋으며, 또, 계기용 변압기(VT)로서 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.

게다가, 상기와 같은 구성은, 가스 차단기를 진공 차단기로 갱신하는 경우에 한정하는 것은 아니고, 신규의 진공 차단기에도 적용할 수 있다.

이상과 같이, 실시 형태 1의 진공 차단기에 의하면, 고정 접점 및 가동 접점을 가지는 진공 밸브와, 상기 진공 밸브를 수용하는 본체 프레임과, 상기 진공 밸브의 접점에 전기적으로 접속되며, 상기 본체 프레임의 후방으로 도출된 주회로 단자와, 상기 본체 프레임이 탑재되며, 전후 방향으로 이동 가능한 대차 프레임과, 상기 본체 프레임의 후방에서 상기 주회로 단자의 하부에 배치되며, 상부에 접속 단자를 가지는 부속 기기와, 상기 부속 기기에 대향하는 상기 주회로 단자에 마련된 접촉자를 구비하며,

상기 부속 기기의 접속 단자와 상기 접촉자를 감합시키는 것에 의해, 상기 부속 기기가 상기 주회로 단자에 전기적으로 접속되도록 구성했으므로, 부속 기기를 용이하게 진공 차단기의 주회로부에 접속하여 설치할 수 있다. 이 때문에, 예를 들면, 기설의 가스 차단기를 진공 차단기로 치환하는 작업에서, 부속 기기를 새롭게 부설하는 경우에, 작업성이 향상하고, 작업 시간과 코스트를 저감시킬 수 있다.

또, 부속 기기는, 본체 프레임의 후방에서, 대차 프레임에 재치되어 고정되도록 했으므로, 진공 차단기를 스위치 기어 등의 반(盤)의 차단기실에 조립하기 전에 부속 기기를 차단기 본체와 일체로 조합시킬 수 있어, 작업성을 향상시킬 수 있다.

실시 형태 2.

도 4는, 실시 형태 2에 관한 진공 차단기의 요부 구성을 나타내는 측면도로, 도 1과 동일 부분은 동일 부호를 부여하여 설명은 생략한다. 차이점은, 부속 기기인 CR 서프레서의 연결 구조이다.

도 4에서, CR 서프레서(12)는, 대차 프레임(7)에 장착하는 것이 아니라, 대차 프레임(7)의 사이의 차단기실(10)의 바닥면에 재치하고, 본체 케이스(12a)를 차단기실(10)에 직접 고정하는 것이다.

즉, 진공 밸브(2)를 조립한 본체 프레임(3)을 대차 프레임(7)에 재치하고, 고정측 주회로 단자(4) 및 가동측 주회로 단자(5)의 각 주회로 접촉자(6)가 단로부(11)에 감합하는 접속 위치로서, CR 서프레서(12)의 막대 모양의 접속 단자(12c)가 접속 도체(13)에 고착한 접촉자(14)에 감합하는 위치가 되도록, 미리 CR 서프레서(12)의 차단기실(10)의 바닥면에의 장착 위치를 결정해 둔다.

이와 같이 구성하는 것에 의해, 대차 프레임(7)을 장착하기 전에, CR 서프레서(12)를 차단기실(10)의 바닥면에 장착하고, 또 접지선(15)에 의해 차단기실(10)측에 접지할 수 있다. 그 후, 대차 프레임(7)을 차단기실(10)의 레일에 실어 접속 위치까지 밀어 넣는 것에 의해서 장치 전체를 구성하는 것이 가능하다.

이와 같이 CR 서프레서(12)를 차단기실(10)의 바닥면에 장착함과 아울러 접지선(15)을 차단기실(10)측에 접지하는 작업은, 본체 프레임(3)을 재치한 대차 프레임(7)을 배치하기 전의 상태에서 행할 수 있기 때문에, 작업성 좋게 행하게 할 수 있다.

또, 실시 형태 1의 경우와 마찬가지로, 차단기 본체의 주회로부와 접속되는 부속 기기는, 서지 압소버인 CR 서프레서로 한정하는 것은 아니고, 주회로부에 일단이 접속되는 부속 기기이면 적용 가능하다. 또, CR 서프레서 이외의 서지 압소버라도 좋고, 계기용 변압기(VT)라도 좋다.

이상과 같이, 실시 형태 2의 진공 차단기에 의하면, 부속 기기를 진공 차단기가 수용되는 차단기실의 바닥면에 재치되어 고정되어 있기 때문에, 부속 기기를 미리 차단기실에 장착한 상태에서, 대차 프레임에 탑재한 차단기 본체부를 차단기실의 레일에 재치하여 밀어 넣는 것에 의해서 조합시킬 수 있어, 조립의 작업성을 향상시킬 수 있다.

또, 부속 기기를 서지 압소버로 하는 것에 의해서, 예를 들면, 기설의 가스 차단기를 진공 차단기로 치환하는 작업에서, 서지 압소버의 부설이 필요로 한 경우에도, 용이하게 설치할 수 있다. 　

게다가, 부속 기기를 계기용 변압기로 하는 것에 의해서, 계기용 변압기를 용이하게 진공 차단기의 주회로부에 접속하여 설치할 수 있다.

또, 본원 발명은, 그 발명의 범위 내에서, 각 실시 형태를 자유롭게 조합하거나, 각 실시 형태를 적절히, 변경, 생략하거나 하는 것이 가능하다.

1：진공 차단기 2：진공 밸브
2a：가동 전극봉 3：본체 프레임
4：고정측 주회로 단자 5：가동측 주회로 단자
6：주회로 접촉자 7：대차 프레임
7a：차륜 8：페이스 플레이트
9：절연 로드 10：차단기실
11：단로부 12：CR 서프레서
12a：본체 케이스 12b：장착 플랜지
12c：접속 단자 12d：접지 단자
13：접속 도체 14：접촉자
15：접지선

Claims (4)

1. 고정 접점 및 가동 접점을 가지는 진공 밸브와, 상기 진공 밸브를 수용하는 본체 프레임과, 상기 진공 밸브의 접점에 전기적으로 접속되며, 상기 본체 프레임의 후방으로 도출된 주회로 단자와, 상기 본체 프레임이 탑재되며, 전후 방향으로 이동 가능한 대차(台車) 프레임과, 상기 본체 프레임의 후방에서 상기 주회로 단자의 하부에 배치되며, 상부에 접속 단자를 가지는 부속 기기와, 상기 부속 기기에 대향하는 상기 주회로 단자에 마련된 접촉자를 구비하며,
   상기 부속 기기의 접속 단자와 상기 접촉자를 감합(嵌合)시키는 것에 의해, 상기 부속 기기가 상기 주회로 단자에 전기적으로 접속되도록 구성한 것을 특징으로 하는 진공 차단기.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 부속 기기는, 상기 본체 프레임의 후방의 상기 대차 프레임에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 차단기.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 부속 기기는, 상기 진공 차단기가 수용되는 차단기실의 바닥면에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 차단기.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 부속 기기는, 서지 압소버(surge absorber) 또는 계기용 변압기인 것을 특징으로 하는 진공 차단기.
   
   

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