KR20160001271U - 가스절연 차단기 - Google Patents

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KR20160001271U KR2020140007337U KR20140007337U KR20160001271U KR 20160001271 U KR20160001271 U KR 20160001271U KR 2020140007337 U KR2020140007337 U KR 2020140007337U KR 20140007337 U KR20140007337 U KR 20140007337U KR 20160001271 U KR20160001271 U KR 20160001271U
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Abstract

본 고안은 가스 절연 개폐장치에 관한 것으로, 개시된 고안은 상기 고정측 지지대의 내부에 고정적으로 설치되는 고정 아크 접촉자와; 상기 고정 아크 접촉자에 접촉하는 위치 또는 상기 고정 아크 접촉자로부터 분리되는 위치로 직선이동가능한 가동 아크 접촉자와; 상기 가동 아크 접촉자에 접속되어 상기 가동 아크 접촉자의 직선 이동을 위한 구동력을 제공하는 실린더 로드와; 상기 실린더 로드의 선단부를 둘러싸게 설치되고, 상기 실린더 로드와 접속되어 상기 실린더 로드 및 상기 가동 아크 접속자와 함께 동일 방향으로 직선이동 가능한 압축 실린더와; 상기 가동측 지지대에 마련되고, 압축 실린더가 슬라이딩되는 주접점 슬라이딩부가 형성된 고정 실린더와; 상기 고정 실린더의 슬라이딩부에 형성된 도전홈과; 상기 슬라이딩부의 도전홈 내에 삽입설치되며, 상기 압출 실린더에 의해 압축 상태가 되는 도전볼과; 상기 압축 실린더의 일방을 밀폐함과 동시에 상기 압축 실린더와 상기 실린더 로드 사이에서 직선이동이 가능하게 설치되는 가동 피스톤과, 상기 가동 피스톤과 상기 압축 실린더와 상기 실린더 로드에 의해 형성된 공간으로 절연 가스가 수용되는 압축실 및; 상기 압축 실린더의 선단에 고정설치되어, 상기 압축실내의 절연가스를 분사하는 노즐; 상기 압축 실린더와 상기 실린더 로드를 이동가능하게 수용하는 가동측 지지대를 포함하여 구성된다.

Description

가스절연 차단기{GAS INSULATED SWITCHGEAR}
본 고안은 가스 절연 개폐장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가스 절연 차단기의 스위치부의 주 통전부의 통전 및 지지 구조에 관한 것이다.
가스 절연 개폐장치(Gas Insulated Switchgear: GIS)는 정상 상태에서 송전 및 변전 라인의 개폐뿐만 아니라 지락, 단락 등의 이상 상태에서도 선로를 개폐하여 전력 계통 전기기기를 안전하게 보호하는 기기로서 차단기(Circuit Breaker), 단로(Disconnecting Switch), 피뢰기(Lightning Arrester), 주모선(Main Bus) 및 분기회로(Feeder Bus) 등을 접지된 금속탱크 속에 내장하여 절연 및 소호 특성이 우수한 SF6 가스나 질소가스로 절연 및 소호하는 제품으로써, 변전소의 소형화, 안전성 및 신뢰성의 향상, 운전 및 보수 점검의 용이성, 환경과의 조화 등의 장점을 가진 진보된 개폐장치이다.
이중 가스 절연 차단기(Gas Circuit Breaker: GCB)는 정상 상태의 선로의 개폐뿐만 아니라, 선로의 지락, 단락 및 부하의 사고 등 이상상태에서도 사고 전류를 차단하여 전력 시스템을 안전하게 보호하는 주 보호기기이다.
이러한 차단기는 차단기의 구동 장치인 유압, 공압 혹은 모터에 의해 차징 (charging)되는 전동 스프링과 같은 액튜에이터(actuator)에서 발생되는 구동력에 의해 실린더에 연결된 실린더 로드(Cylinder Rod)를 트립 위치로 이동시키고, 실린더 로드의 이동으로 압축실내 절연 소호가스가 압축되면 압축된 고압의 소호가스를 아크에 분사하여 사고 전류를 냉각 소호시켜 전류를 차단하게 된다.
따라서, 사과 전류 차단을 위한 트립 동작시는 투입 동작시보다 고출력이 요구된다.
도 1은 종래 기술에 따른 가스 절연 차단기의 개략적인 단면도로서, 가스 절연 차단기의 폐회로(온 위치) 상태를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 A부의 개략적인 단면도로서, 주접점 슬라이딩부에서, 다수의 가이드 홈 각각에 가이드 볼과 핑거 스프링이 각각 삽입 설치된 상태의 개략적인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 종래기술에 따른 단방향 압축 방식의 가스 절연 차단기 (20)는, 고정 아크 접촉자(12), 노즐(23), 고정 주 접촉자(18), 실린더 로드(22), 고정 실린더(24), 가동 아크 접촉자(26), 압축 실린더(27), 및 고정 피스톤(28) 등으로 구성되어 있다.
종래기술에 따른 가스 절연 차단기(20)는 트립 동작시 액튜에이터(actuator)와 연결된 절연로드(미도시)를 통해 화살표 방향으로 동력이 전달되어 노즐(23), 가동 아크 접촉자(26), 압축 실린더(27), 실린더 로드(22)가 우측 방향으로 이동하여 압축 실린더(27)와 고정 피스톤(28), 실린더 로드(22)가 우측 방향으로 이동하여 압축 실린더(27)와 고정 피스톤(28), 실린더 로드(22)에 의해 형성되는 소호 가스의 압축실(32)의 부피가 고속으로 줄어들면서 압축실(32) 내에서 소호 가스가 압축되며, 고정 아크 접촉자(12)와 가동 아크 접촉자(26)가 분리되는 순간부터 이들 아크 접촉자 사이에 아크가 발생하지만 압축실(32) 내의 압축된 소호가스가 노즐 (23)을 통해 아크를 향해 분사되어 아크를 소호하여 전류를 차단하게 된다.
여기서, 상기 가스 절연 차단기(20)의 주접점 슬라이딩부(24)는, 가스 절연 금속 차단 스위치에 있어 스위치가 닫힌 위치에 있을 때 고정부와 가동부의 도통을 확보해야 하며, 가스 절연 금속 차단 스위치가 닫힌 위치와 열린 위치가 서로 전화하는 과정 중 상기 고정부(10)와 가동부(30)의 상대 운동의 정렬을 확보해야 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 도 1의 A부에 도시된 상기 가스 절연 차단기(20)의 주접점 슬라이딩부(25)에 따르면, 핑거 스프링(42)을 통해 고정부와 가동부의 전자 도통을 확보한다. 이때, 상기 주접접 슬라이딩부(25)에 다수의 가이드 홈 (24a)이 형성되고, 이들 가이드 홈(24a) 각각에 가이드 볼(미도시) 및 핑거 스프링 (42)이 각각 삽입 설치됨으로 인해 가이드와 함께 전자 도통이 이루어진다. 특히, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 가이드 볼(미도시)은 가이드 작용을 하고, 상기 핑거 스프링(42)은 압축을 통해 도전 작용을 하게 된다.
상기한 바와 같이, 종래기술에 따른 가스 절연 차단기에 따르면, 가이드 볼 및 핑거 스프링이 삽입되는 주접점 슬라이딩부에 다수개의 가이드 홈이 각각 형성해야 하고, 가이드와 압축이 각각 가이드 볼 및 핑거 스프링에 의해 이루어지기 때문에 그만큼 구조 설계가 복잡해지며, 핑거 스프링에 의해 전자 도통이 이루어지기 때문에 도전 작용이 원활하게 이루어지기 어렵다.
이에 본 고안은 상기 종래 기?의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 고안은 가스 절연 차단기의 스위치부의 주접점 슬라이딩부에 기존의 핑거 스프링 대신에 도전볼을 적용함으로써 구조 설계를 단순화하고 도전 성능을 향상시킬 수 있는 가스 절연 차단기를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 가스절연 차단기는 고정측 지지대와;
상기 고정측 지지대의 내부에 고정적으로 설치되는 고정 아크 접촉자와;
상기 고정 아크 접촉자에 접촉하는 위치 또는 상기 고정 아크 접촉자로부터 분리되는 위치로 직선이동가능한 가동 아크 접촉자와;
상기 가동 아크 접촉자에 접속되어 상기 가동 아크 접촉자의 직선 이동을 위한 구동력을 제공하는 실린더 로드와;
상기 실린더 로드의 선단부를 둘러싸게 설치되고, 상기 실린더 로드와 접속되어 상기 실린더 로드 및 상기 가동 아크 접속자와 함께 동일 방향으로 직선이동 가능한 압축 실린더와;
상기 가동측 지지대에 마련되고, 압축 실린더가 슬라이딩되는 주접점 슬라이딩부가 형성된 고정 실린더와;
상기 고정 실린더의 슬라이딩부에 형성된 도전홈과;
상기 슬라이딩부의 도전홈 내에 삽입설치되며, 상기 압출 실린더에 의해 압축 상태가 되는 도전볼과;
상기 압축 실린더의 일방을 밀폐함과 동시에 상기 압축 실린더와 상기 실린더 로드 사이에서 직선이동이 가능하게 설치되는 가동 피스톤과, 상기 가동 피스톤과 상기 압축 실린더와 상기 실린더 로드에 의해 형성된 공간으로 절연 가스가 수용되는 압축실 및;
상기 압축 실린더의 선단에 고정설치되어, 상기 압축실내의 절연가스를 분사하는 노즐; 상기 압축 실린더와 상기 실린더 로드를 이동가능하게 수용하는 가동측 지지대를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 도전볼은 상기 슬라이딩부의 도전홈 내에 삽입된 상태에서 상기 압축 실린더에 의해 압축되어 전자 도통 상태가 되며, 고정측 지지대와 가동측 지지대의 상대 운동의 정렬을 동시에 이루게 하는 것을 특징으로 한다.
본 고안에 따른 가스절연 차단기는 기존의 주접점 슬라이딩부에 핑거 스프링을 이용한 전자 도통을 수행하는 방법 대신에 가동측 지지대의 주접점 슬라이딩부에 도전홈을 형성하여 그 내부에 도전볼을 삽입 배치된 상태에서 압축되어 전자 도통 및 가이드 작용을 동시에 수행할 수 있음은 물론 구조 설계도 단순화할 수 있으며, 도전볼의 크기를 합리적으로 설정함으로써 도전 접촉점이 증가하여 통전 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 가스 절연 차단기의 개략적인 단면도로서, 가스 절연 차단기의 폐회로(온 위치) 상태를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 A부의 개략적인 단면도로서, 주접점 슬라이딩부에서, 다수의 가이드 홈 각각에 가이드 볼과 핑거 스프링이 각각 삽입 설치된 상태의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 고안에 따른 가스 절연 차단기의 개략적인 단면도로서, 가스 절연 차단기의 폐회로(온 위치) 상태를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 고안에 따른 가스 절연 차단기의 개략적인 단면도로서, 가스 절연 차단기의 개로(트립 위치) 상태를 도시한 단면도이다.
도 5는 도 3의 B부의 개략적인 단면도로서, 주접점 슬라이딩부에서, 도전 홈에 다수의 도전볼이 삽입 배치된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 도 3의 B부의 개략적인 단면도로서, 주접점 슬라이딩부에서 피스톤의 구동으로 인한 실린더 이동을 통해 도전볼이 압축되어 통전된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
이하, 고안에 따른 가스 절연 차단기에 대해 도 3 내지 5를 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 고안에 따른 가스 절연 차단기의 개략적인 단면도로서, 가스 절연 차단기의 폐회로(온 위치) 상태를 도시한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 고안에 따른 가스 절연 차단기(120)에는 고정측 지지대 (110)와 가동측 지지대(130)가 대향되어 설치되고, 상기 고정측 지지대(110)의 내부에는 고정 아크 접촉자(112)가 고정적으로 설치되어 있다.
또한, 상기 고정 아크 접촉자(112)에는 접촉하는 위치 또는 상기 고정 아크 접촉자(112)로부터 분리되는 위치로 직선이동이 가능한 가동 아크 접촉자(126)가 배치되어 있다.
그리고, 상기 가동 아크 접촉자(126)에는 상기 가동 아크 접촉자(126)의 직선 이동을 위한 구동력을 제공하는 실린더 로드(122)이 접속되어 있다.
더욱이, 상기 실린더 로드(122)와 접속되어 상기 실린더 로드(122) 및 상기 가동 아크 접촉자(126)와 함께 동일 방향으로 직선이동 가능한 압축 실린더(127)가 상기 실린더 로드(122)의 선단부를 둘러싸게 설치되어 있다.
또한, 상기 가동측 지지대(130)에는 상기 압축 실린더(127)가 슬라이딩되는 주접점 슬라이딩부(124a)가 구비된 고정 실린더(124)가 배치되어 있다.
그리고, 상기 고정 실린더(124)의 슬라이딩부(125)에는 도전홈(124a)이 형성되어 있다.
상기 슬라이딩부(125)의 도전홈(125a) 내에는 상기 압축 실린더(127)에 의해 압축 상태가 되는 도전볼(142)이 삽입 배치되어 있다. 이때, 상기 도전볼(142)은 상기 슬라이딩부(125)의 도전홈(125a) 내에 삽입된 상태에서 상기 압축 실린더 (127)에 의해 압축되어 전자 도통 상태가 되며, 고정측 지지대(110)와 가동측 지지대(130)의 상대 운동의 정렬을 동시에 이루게 한다.
상기 압축 실린더(127)의 일방을 밀폐함과 동시에 상기 설치되는 가동측 지지대(130) 내에 고정 피스톤(128)이 고정적으로 설치되어 있다.
상기 고정 피스톤(128)과 상기 압축 실린더(127)와 상기 실린더 로드(122)에 의해 형성되는 공간으로 절연가스가 수용되는 압축실(132)이 마련되어 있다.
더욱이, 상기 압축 실린더(127)의 선단에는 상기 압축실(132) 내의 절연 가스를 분사하는 노즐(123)이 고정 설치되어 있다. 이때, 상기 노즐(123)과 압측 실린더(127) 사이에는 상기 절연 가스가 팽창하는 팽창실(134)이 마련되어 있다.
상기 고정측 지지대(110)에는 수용홈(111)이 형성되어 있으며, 상기 수용홈 (111)의 중앙 내측에는 고정 아크 접촉자(112)가 돌출되어 장착되어 있고, 가동측 지지대(130)에는 가동부(미도시)가 좌우 이동가능하게 설치되어 있다.
이때, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 발생한 아크 가스의 배출을 위해서 후방 배출구가 상기 실린더 로드(122)에 형성되어 있다.
한편, 상기 구성으로 이루어진 본 고안에 따른 가스절연 차단기(120)의 동작에 대해 도 3 내지 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 고안에 따른 가스 절연 차단기의 개략적인 단면도로서, 가스 절연 차단기의 개로(트립 위치) 상태를 도시한 단면도이다.
도 5는 도 3의 B부의 개략적인 단면도로서, 주접점 슬라이딩부에서, 도전 홈에 다수의 도전볼이 삽입 배치된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 도 3의 B부의 개략적인 단면도로서, 주접점 슬라이딩부에서 피스톤의 구동으로 인한 실린더 이동을 통해 도전볼이 압축되어 통전된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 고안에 따른 가스 차단 절연기(120)는, 먼저 가동측 지지대 (130)가 실린더 로드(122)와 함께 고정 아크 접촉자(112) 쪽을 향해 전진함에 따라, 압축 실린더(127)는 고정 아크 접촉자(112) 쪽을 향해 전진하여, 압축 실린더(127)에 연결된 고정 피스톤(128)도 같은 방향으로 전진함으로써, 팽창실(134)은 가장 부피가 커진 상태로 되고, 내부의 절연 가스는 팽창한 상태로 된다.
동시에, 상기 실린더 로드(122)의 선단부에 접속된 가동 아크 접촉자(126)는 상기 실린더 로드(122)가 고정 아크 접촉자(112) 쪽을 향해 전진함에 따라 함께 전진하여 상기 고정 아크 접촉자(123)와 접촉한다.
이때, 도 6을 참조하면, 주접점 슬라이딩부(125)에 형성된 도전 홈(125a) 내에 다수의 도전볼(142)이 삽입 설치된 상태에서 상기 압축 실린더(127)가 고정측 지지대(110) 쪽으로 이동되면서 상기 도전 홈(125a) 내에 상기 도전볼(142)이 압축된 상태가 되도록 함으로써 상기 고정측 지지대(110)와 가동측 지지대(130) 간에 전자 도통이 이루어지게 된다. 이때, 상기 도전 볼(142)을 통해 가스 절연 차단기의 상기 고정측 지지대(110)와 가동측 지지대(130) 간에 전자 도통은 물론 상대 운동의 정렬을 동시에 확보할 수 있게 된다.
한편, 도 4를 참조하면, 단방향의 압축방식의 가스 절연 차단기(120)는, 전기적 부하와 전원측 간을 차단하기 위하여, 액튜에이터(미도시)와 연결된 실린더 로드(122)를 통해 우측 방향으로 힘이 전달되어 고속의 트립 운동이 시작되고, 후퇴하는 실린더 로드(122)와 압축 실린더(127)에 의해서 고정된 고정 피스톤(128) 사이, 즉 팽창실(134) 내의 부피가 급속도로 줄어들면서 압축실(132) 내의 압력이 상승하여 노즐(123)을 통해 절연 가스가 분사된다.
이때, 상기 고정아크 접촉자(112)와 가동 아크 접촉자(126)가 분리되는 순간부터 이들 아크 접촉자들(112, 126) 사이에 아크(미도시)가 발생하고, 발생한 아크를 소호하기 위해 압축실(132) 내의 압축가스가 노즐(123)을 통해 고정측 지지대 (10)에 배출됨과 동시에 후방 배출구(미도시)를 통해 배출되어 아크를 소호하면서 회로를 차단하게 된다.
이때, 도 5를 참조하면, 주접점 슬라이딩부(125)에 형성된 도전 홈(125a) 내에 다수의 도전볼(142) 중 하나가 압축된 상태에서, 상기 압축 실린더(127)가 고정측 지지대(110)로부터 우측 방향, 즉 본래 방향으로 이동되면서 상기 도전 홈 (125a) 내에 압축되어 있던 상기 도전볼(142)이 압축 해제됨으로써 상기 고정측 지지대(110)와 가동측 지지대(130) 간에 전자 도통이 해제되게 된다.
이와 같이, 본 고안에 따른 가스절연 차단기는 기존의 주접점 슬라이딩부에 핑거 스프링을 이용한 전자 도통을 수행하는 방법 대신에 가동측 지지대의 주접점 슬라이딩부에 도전홈을 형성하여 그 내부에 도전볼을 삽입 배치된 상태에서 압축되어 전자 도통 및 가이드 작용을 동시에 수행할 수 있음은 물론 구조 설계도 단순화할 수 있으며, 도전볼의 크기를 합리적으로 설정함으로써 도전 접촉점이 증가하여 통전 성능을 향상시킬 수 있다.
110: 고정측 지지대 111: 수용홈
112: 고정 아크 접촉자 120: 가스절연 차단기
122: 실린더 로드 123: 노즐
124: 고정 실린더 125: 주접점 슬라이딩부
125a: 도전홈 126: 가동 아크 접촉자
127: 압축 실린더 128: 고정 피스톤
130: 가동측 지지대 132: 압축실
134: 팽창실

Claims (2)

  1. 고정측 지지대;
    상기 고정측 지지대의 내부에 고정적으로 설치되는 고정 아크 접촉자;
    상기 고정 아크 접촉자에 접촉하는 위치 또는 상기 고정 아크 접촉자로부터 분리되는 위치로 직선이동가능한 가동 아크 접촉자;
    상기 가동 아크 접촉자에 접속되어 상기 가동 아크 접촉자의 직선 이동을 위한 구동력을 제공하는 실린더 로드;
    상기 실린더 로드의 선단부를 둘러싸게 설치되고, 상기 실린더 로드와 접속되어 상기 실린더 로드 및 상기 가동 아크 접속자와 함께 동일 방향으로 직선이동 가능한 압축 실린더;
    상기 가동측 지지대에 마련되고, 압축 실린더가 슬라이딩되는 주접점 슬라이딩부가 형성된 고정 실린더;
    상기 고정 실린더의 슬라이딩부에 형성된 도전홈;
    상기 슬라이딩부의 도전홈 내에 삽입설치되며, 상기 압축 실린더에 의해 압축 상태가 되는 도전볼;
    상기 압축 실린더의 일방을 밀폐함과 동시에 상기 압축 실린더와 상기 실린더 로드 사이에서 직선이동이 가능하게 설치되는 가동 피스톤과, 상기 가동 피스톤과 상기 압축 실린더와 상기 실린더 로드에 의해 형성된 공간으로 절연 가스가 수용되는 압축실;
    상기 압축 실린더의 선단에 고정설치되어, 상기 압축실내의 절연가스를 분사하는 노즐; 및
    상기 압축 실린더와 상기 실린더 로드를 이동가능하게 수용하는 가동측 지지대;를 포함하여 구성되는 가스절연 차단기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 도전볼은 상기 슬라이딩부의 도전홈 내에 삽입된 상태에서 상기 압축 실린더에 의해 압축되어 전자 도통 상태가 되며, 고정측 지지대와 가동측 지지대의 상대 운동의 정렬을 동시에 이루게 하는 것을 특징으로 하는 가스절연 차단기.
KR2020140007337U 2014-10-08 2014-10-08 가스절연 차단기 Withdrawn KR20160001271U (ko)

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