KR20160039463A - 진공인터럽터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공인터럽터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방열성이 향상된 고정전극을 갖는 진공인터럽터에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 진공인터럽터는 고정측 실컵에 고정 설치되는 고정전극; 및 가동로드로부터 전달되는 동력을 받아 상하운동하며 상기 고정전극에 분리되거나 접촉될 수 있는 가동전극;을 포함하고, 상기 고정전극 중에서 고정측 실컵 외부에 드러나는 스커트부에는 치차형상의 방열홈이 다수 개 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

진공인터럽터{Vacuum Interrupter}

본 발명은 진공인터럽터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방열성이 향상된 고정전극을 갖는 진공인터럽터에 관한 것이다.

일반적으로 진공차단기는 고압 전력계통에 설치되어 단락이나 과전류 등의 위험상황이 발생할 경우 회로를 차단하여 전력계통을 보호하도록 구성된 회로차단기의 일종으로서 진공상태에서의 절연성능과 아크 소호력이 우수한 점을 활용하여 설계되었으며, 아크를 진공인터럽터에서 소호시켜 신속하게 회로를 분리시키게 된다.

여기서, 진공차단기의 핵심 부품으로 사용되는 진공인터럽터는 세라믹과 같은 전기적 절연재로 만들어지며 내부는 진공상태로 유지되고 가동 접점과 고정 접점이 설치되어 개폐시의 아크를 신속히 소호할 수 있도록 구성되어 있다.

도 1에 종래기술에 따른 진공차단기 본체의 개략도가 도시되어 있다. 진공차단기 본체는 크게 주회로부(120), 조작부(130), 이송부(140)로 구성된다. 여기서, 진공차단기의 주회로부(120)는 절연물로 구성되는 하우징(121), 상기 하우징(121) 내에 구비되는 진공인터럽터(100), 전류를 통전하기 위한 고정터미널(122), 전원측 또는 부하측과 연결되는 고정터미널(122)과 가동터미널(124), 전류 통전 및 차단을 위한 고정전극(108)과 가동전극(109), 고정전극(108)을 하우징(121)에 결합시키기 위한 나사부(128), 가동전극(109)과 가동 터미널(124)을 신축성 있게 연결해주는 션트(123), 진공인터럽터(100) 가동전극(109)과 절연로드(126)를 이어주는 가동로드(125) 등으로 구성되어 있다.

도 2에는 진공인터럽터의 내부구조가 도시되어 있다. 종래기술에 따른 진공인터럽터(100)는 고정부와 가동부의 기계적 강도 및 진공기밀 유지를 위한 고정측 실컵(101)과 가동측 실컵(102), 고정측 실컵(101)과 가동측 실컵(102) 사이에 조립되어 측면부를 형성하며 절연성능을 확보하기 위한 세라믹 용기(103), 차단 시 발생하는 금속증기의 확산을 방지하는 접점실드(104), 차단 시 발생하는 금속증기로부터 세라믹(103)을 보호하는 센터실드(105), 차단 및 개폐 성능을 확보하고, 정상상태에서 접촉하여 전류를 통전하는 고정접점(106)과 가동접점(107), 상기 고정측 실컵(101)에 고정 설치되고, 전원측 또는 부하측에 연결되어 정격전류를 통전하는 고정전극(108), 가동장치의 동력을 받아 상하운동을 하며, 고정전극(108)에 접촉 또는 분리되는 가동전극(109), 진공인터럽터 내부의 진공을 유지하면서 가동부의 직선 왕복운동을 가능하게 하는 벨로우즈(110)와 전류차단 시에 발생하는 금속 용융물로부터 벨로우즈(110)를 보호하는 벨로우즈 실드(111)로 구성되어 있다.

여기서, 진공인터럽터의 고정전극(108)은 목부(108a), 몸체부(108b), 결합부(108c)로 구성된다(도 3 참조). 고정전극(108)의 결합부(108c)에는 주회로부의 고정터미널(122) 및 하우징(121)에 결합시키기 위한 나사홈(108d)이 형성되어 있으며, 전체적으로 매끄러운 원기둥 형상으로 형성된다. 고정전극(108)은 고정터미널(122)에 연결되어 통전 시 많은 열이 발생하는데 이와 같은 단순한 구조에 있어서는 방열성이 미흡하다는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 그 목적은 방열성이 향상된 고정전극을 갖는 진공인터럽터를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진공인터럽터는 고정측 실컵에 고정 설치되는 고정전극; 및 가동로드로부터 전달되는 동력을 받아 상하운동하며 상기 고정전극에 분리되거나 접촉될 수 있는 가동전극;을 포함하고, 상기 고정전극 중에서 고정측 실컵 외부에 드러나는 스커트부에는 치차형상의 방열홈이 다수 개 형성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 방열홈은 상기 스커트부의 외주면에 방사상으로 형성되고, 각 방열홈이 등간격을 이루는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 방열홈은 내측이 넓고 외측이 좁게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 방열홈에는 방열핀이 결합되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 방열핀은 상기 방열홈의 형상에 대응하여 측면이 경사면으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진공인터럽터에 의하면 고정전극이 외부에 노출되는 스커트부에 치차 형상의 방열홈이 형성되어 방열성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 상기 방열홈에 방열핀이 결합되어 방열효과는 더욱 증대될 수 있다. 이에 따라, 열에 의한 에너지 손실을 줄이고, 열에 의한 노후화를 감소시키며, 전력시스템의 안정적인 운용을 가능하게 한다.

도 1은 종래기술에 따른 진공차단기의 개략도이다. 여기서, 주회로부는 종단면도로 도시되어 있다.
도 2는 종래기술에 따른 진공인터럽터의 종단면도이다.
도 3은 종래기술에 따른 고정전극의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공인터럽터의 종단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공인터럽터가 적용된 주회로부이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정전극의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정전극에 방열핀이 결합된 상태가 도시되어 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공인터럽터의 종단면도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공인터럽터가 적용된 주회로부이다. 도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정전극의 사시도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정전극에 방열핀이 결합된 상태가 도시되어 있다. 도면을 참조하여 본 발명의 각 실시예에 따른 에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진공인터럽터는 고정측 실컵(21)에 고정 설치되는 고정전극(10); 및 가동로드(35)로부터 전달되는 동력을 받아 상하운동하며 상기 고정전극(10)에 분리되거나 접촉될 수 있는 가동전극(20);을 포함하고, 상기 고정전극(10) 중에서 고정측 실컵(21) 외부에 드러나는 스커트부(13)에는 치차 형상의 방열홈(14)이 다수 개 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진공인터럽터는 전체적으로 고정측 실컵(Seal Cup, 21), 가동측 실컵(22), 세라믹 용기(23)에 의해 외형을 이루게 된다. 고정측 실컵(21)과 가동측 실컵(22)은 SUS303과 같은 스테인리스 스틸이나 합금 등으로 형성될 수 있다. 고정측 실컵(21)과 가동측 실컵(22)은 고정부와 가동부의 기계적 강도 및 진공기밀 유지하는 역할을 한다.

세라믹 용기(23)는 진공인터럽터의 측면부 외형을 이룬다. 세라믹 용기(23)는 원관 형태로 형성될 수 있으며 내부에 고정전극(10)과 가동전극(20)을 수용하게 된다. 실시예에 따라서는 세라믹 용기(23)는 상부 세라믹 용기와 하부 세라믹 용기로 나누어질 수 있다.

세라믹 용기(23)의 상단부에 고정측 실컵(21)이 결합되고, 세라믹 용기(23)의 하단부에 가동측 실컵(22)이 결합된다. 진공인터럽터는 세라믹 용기(23), 고정측 실컵(21), 가동측 실컵(22)에 의해 밀폐공간을 이루게 된다. 이 밀폐공간의 내부는 진공을 유지하게 된다.

고정전극(10)이 고정측 실컵(21)의 중앙에 관통 삽입되어 설치된다. 고정전극(10)은 다단으로 형성되는 원기둥의 형태를 이루는데, 일 실시예로 도 6에 나타나 있듯이 목부(11), 몸체부(12), 스커트부(13)로 구성될 수 있다.

목부(11)에는 고정접점(26)이 결합될 수 있는 결합돌기(11a)가 돌출 형성될 수 있다.

몸체부(12)는 긴 원기둥으로 형성될 수 있다. 몸체부(12)의 상단에는 차단 시 발생하는 금속증기의 확산을 방지하는 접점실드(24)가 설치될 수 있다.

스커트부(13)는 몸체부(12)의 하부에 돌출 형성된다. 스커트부(13)의 상단은 고정측 실컵(21)에 접촉하여 결합된다. 스커트부(13)는 진공인터럽터의 외부에 노출된다. 스커트부(13)에는 외주면 상에 방열홈(14)이 다수 개 형성된다.

방열홈(14)은 길이방향을 따라 형성될 수 있다. 또한, 방열홈(14)은 방사상으로 균등한 간격으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 스커트부(13)는 치차 형상을 이룰 수 있다.

방열홈(14)은 내측이 넓고 외측이 좁게 형성될 수 있다. 즉, 상기 방열홈(14)의 횡단면은 내측변보다 외측변이 짧은 사다리꼴 형상을 이룰 수 있다. 이에 따라, 후술하는 방열핀(19)이 결합되었을 때, 횡방향으로는 분리되지 않게 된다.

방열핀(19)이 방열홈(14)에 결합된다. 방열핀(19)은 판상으로 형성된다. 방열핀(19)은 방열홈(14)의 형상에 대응하여 측면(19a)이 경사면을 이룰 수 있다. 즉, 방열핀(19)의 횡단면은 사다리꼴 형상을 이룰 수 있다.

가동전극(20)은 가동로드(35)에 연결되어 상하운동을 하게 된다.

벨로우즈(28)는 가동전극(20)이 상하운동을 하여도 진공인터럽터의 내부가 진공을 유지할 수 있도록 가동측 실컵(22)의 내측에 설치된다. 벨로우즈(28)에는 전류차단 시에 발생하는 금속 용융물로부터 보호하는 밸로우즈 실드(29)가 구비될 수 있다.

센터실드(25)는 차단 시 발생하는 금속증기로부터 세라믹 용기(23)를 보호하기 위하여 세라믹 용기(23)의 내부에 설치된다.

고정접점(26)과 가동접점(27)은 각각 고정전극(10)과 가동전극(20)의 선단에 결합되어 접촉 또는 분리됨으로써 통전 혹은 차단이 일어나도록 한다.

도 5에는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공인터럽터가 주회로부에 설치된 모습이 도시되어 있다.

하우징(31)에 설치될 수 있도록 고정전극(10)에는 나사홈(15)이 형성되어 있으며, 나사부(38)에 의해 결합된다. 고정전극(10)의 스커트부(13)는 고정터미널(32)에 연결되어 전원측 또는 부하측의 전류가 통전될 수 있다. 가동전극(20)은 상하운동시 탄성력을 제공할 수 있는 션트(33) 및 동력을 제공하는 가동로드(35), 절연로드(36)에 결합된다. 가동전극(20)은 또한 션트(33)를 거쳐 가동터미널(34)에 연결되어 부하측 또는 전원측의 전류가 통전될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진공인터럽터에 의하면 고정전극이 외부에 노출되는 스커트부에 치차 형상의 방열홈이 형성되어 방열성이 향상되는 효과가 있다.

여기서, 상기 방열홈은 치차구조로 형성되어 공기 접촉면적이 증가함에 따라, 진공인터럽터 내부에서 발생한 열이 빠르게 방출되어 진공인터럽터 내부 온도가 낮아지게 된다. 이로 인해, 온도상승으로 인한 에너지손실을 감소시키고, 진공인터럽터와 전력기기의 온도상승에 따른 열화 현상을 감소시키는 효과가 있다.

또한, 상기 방열홈에 방열핀이 결합됨으로써 방열효과는 더욱 증대될 수 있다. 상기 방열홈은 내측면이 외측면보다 좁게 형성되고, 방열핀은 이에 대응하는 형상으로 형성됨에 따라 횡방향으로 이탈되지 않게 된다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시 예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.

10 고정전극 11 목부
12 몸체부 13 스커트부
14 방열홈 15 나사홈
19 방열핀 19a 측면
20 가동전극 21 고정측 실컵
22 가동측 실컵 23 세라믹 용기
24 접점실드 25 센터실드
26 고정접점 27 가동접점
28 벨로우즈 29 벨로우즈 실드
31 하우징 32 고정터미널
33 션트 34 가동터미널
35 가동로드

Claims (5)

1. 고정측 실컵에 고정 설치되는 고정전극; 및
   가동로드로부터 전달되는 동력을 받아 상하운동하며 상기 고정전극에 분리되거나 접촉될 수 있는 가동전극;을 포함하고,
   상기 고정전극 중에서 고정측 실컵 외부에 드러나는 스커트부에는 치차형상의 방열홈이 다수 개 형성되는 것을 특징으로 하는 진공인터럽터.
2. 제1항에 있어서, 상기 방열홈은 상기 스커트부의 외주면에 방사상으로 형성되고, 각 방열홈이 등간격을 이루는 것을 특징으로 하는 진공인터럽터.
3. 제1항에 있어서, 상기 방열홈은 내측이 넓고 외측이 좁게 형성되는 것을 특징으로 하는 진공인터럽터.
4. 제1항에 있어서, 상기 방열홈에는 방열핀이 결합되는 것을 특징으로 하는 진공인터럽터.
5. 제4항에 있어서, 상기 방열핀은 상기 방열홈의 형상에 대응하여 측면이 경사면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 진공인터럽터.

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