KR20160069796A - 회전개폐식 체크밸브를 가지는 복합소호방식 가스 차단기 - Google Patents

회전개폐식 체크밸브를 가지는 복합소호방식 가스 차단기 Download PDF

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KR20160069796A
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Abstract

본 발명은 고전압 전력계통에서 고장 발생 시 고장전류를 차단하고 전력계통 설비를 보호하는 복합소호방식 가스 차단기에 회전개폐식 체크밸브를 설치하여 열팽창실 내로 들어가는 냉가스의 양을 증대시킬 수 있는 가지는 복합소호방식 가스 차단기에 관한 것이다.
본 발명은 압축실의 절연가스가 중앙으로 흐를 수 있도록 유로를 만들고 유속이 감소되지 않도록 체크밸브의 구조와 형상을 개선한 새로운 형태의 고장전류 차단 방식을 구현함으로써, 차단기 중앙을 따라 흐르는 빠르고 많은 양의 절연가스로 효과적인 냉각작용을 수행할 수 있는 등 고장전류 차단성능을 비약적으로 향상시킬 수 있는 회전개폐식 체크밸브를 가지는 복합소호방식의 가스 차단기를 제공한다.

Description

회전개폐식 체크밸브를 가지는 복합소호방식 가스 차단기{Hybrid-extinction type gas circuit breaker with rotating open and close type check valve}
본 발명은 회전개폐식 체크밸브를 가지는 복합소호방식 가스 차단기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고전압 전력계통에서 고장 발생 시 고장전류를 차단하고 전력계통 설비를 보호하는 복합소호방식 가스 차단기에 회전개폐식 체크밸브를 설치하여 열팽창실 내로 들어가는 냉가스의 양을 증대시킬 수 있는 가지는 복합소호방식 가스 차단기에 관한 것이다.
일반적으로 전력계통에 고장이 발생할 경우, 고장전류를 차단하고 전력설비를 보호하기 위하여 차단기(Circuit Breaker)가 사용된다.
보통 초고전압 차단기에서 고장전류에 의해 두 전기접점 간에 발생하는 아크를 소호하기 위한 원리는 다음과 같다.
기본적으로 절연가스를 차단기 내에 고압으로 충진한 상태에서 고장전류에 의한 아크가 발생하면, 절연가스를 매우 높은 압력으로 압축하여 아크에 직접 강력하게 분사함으로써 아크를 소호하게 된다.
여기서, 절연가스로는 SF6(육불화황) 가스가 널리 사용되고 있으며, 이는 화학적으로 매우 안정된 분자구조를 가지기 때문에 높은 절연파괴강도를 가진다.
이러한 특성 때문에 SF6 절연가스는 고전압설비의 절연매체로 널리 사용되고 있고, 또한 아크 방전을 소멸시키는 아크 소호 성능이 우수하여 차단기의 아크 소호 매질로 널리 사용되고 있다.
현재 대부분의 초고전압 전력계통에서 고장 발생시 고장전류 차단 및 전력계통 설비 보호를 위하여 SF6 가스 차단기(Gas Circuit Breaker)(이하, 가스 차단기라 함)가 사용되고 있으며, 초고전압 차단기에서 아크를 소호하는 방식에 따라 크게 파퍼 방식(Puffer type)과 복합소호방식(Hybrid type)으로 나뉜다.
여기서, 복합소호방식 가스 차단기는 한국 공개특허 10-2002-0015896호, 한국 공개특허 10-2005-0093565호, 한국 등록특허 10-1040592호 등에 다양한 형태의 것들이 개시되어 있다.
이러한 복합소호방식 가스 차단기는 보통 압축실(compress chamber)과 열팽창실(thermal chamber) 등 2개의 챔버(chamber)를 포함하여 구성되고, 고장전류에 의한 아크를 소호하기 위하여 차단기 내부에 설치된 압축실 및 열팽창실을 이용한다.
통상적으로 가스 차단기의 압축실은 소전류 차단에 이용되고, 가스 차단기의 열팽창실은 대전류 차단에 이용된다.
도 1은 종래의 복합소호방식 가스 차단기를 나타내는 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 복합소호방식 가스 차단기는 고정아크접점(10)과 가동아크접점(11), 선단에 제1노즐(12)을 가지는 실린더(13) 및 실린더로드(14), 상기 실린더(13)의 내부에 조성되는 압축실(15)과 열팽창실(16) 그리고 압축실(15)과 열팽창실(16)을 구획짓는 분리벽(17), 상기 실린더(13)의 내부에 위치되는 피스톤(18), 상기 열팽창실(16)에서 고정아크접점(10)과 가동아크접점(11)사이로 가스의 흐름을 만들어주는 히팅채널(19) 등을 포함한다.
여기서, 미설명 부호 20은 가동아크접점에 설치되는 제2노즐이고, 21과 22는 분리벽과 피스톤에 각각 설치되는 체크밸브와 감압밸브이며, 23은 조작기측으로 연결되는 연결고리를 나타낸다. .
따라서, 도 2에 도시한 바와 같이, 전력계통에 고장이 발생하면, 연결고리(23)를 통해 연결된 조작기(미도시)에 의해 고정아크접점(10)과 피스톤(18)을 제외한 나머지 부분(이하, 가동부라 함)이 도 1을 기준으로 우측에서 좌측으로 이동하게 된다.
이렇게 가동부가 이동하는 과정에서 압축실(15)의 가스는 위치가 고정되어 있는 피스톤(18)에 의해 자동으로 압축된다.
또한, 가동부가 이동함에 따라 고정아크접점(10)과 가동아크접점(11)이 분리되고, 이와 동시에 두 아크접점(10,11) 사이에는 아크가 발생하게 된다.
이때, 상기 압축실(15)의 가스압력이 열팽창실(16)의 가스압력보다 높으면 분리벽(17)의 체크밸브(21)가 열리게 되고, 계속해서 압축실(15)에서 압축된 가스는 열팽창실(16)과 제1노즐(12)을 통해 고정아크접점(10)과 가동아크접점(11) 사이로 분사된다.
이에 따라, 두 아크접점(10,11) 사이에서 발생한 아크가 압축실(15)의 압축된 가스에 의해 소호되면서 고장전류가 차단될 수 있게 된다.
이와 같은 고장전류 차단 작동은 전력계통에서 발생한 고장전류가 작은 경우에 가능한 작동으로, 이는 분사된 가스가 고정아크접점과 가동아크접점 사이에서 발생한 아크에 의해 팽창하여 열팽창실로 역류하지 않을 경우에만 가능하다.
만약, 차단해야 할 고장전류가 큰 경우에는 고정아크접접과 가동아크접점 사이에서 발생한 아크 에너지가 크므로, 주위의 가스를 팽창시켜 가스를 열팽창실로 역류시키게 된다.
이때, 아크의 온도가 수만 도에 달하므로 고온에 의해 아크 주위의 가스가 팽창하여 열팽창실로 역류하며, 역류된 가스에 의해 열팽창실의 압력이 압축실보다 높아지면 체크밸브가 닫히게 된다.
계속해서, 열팽창실로 역류한 가스는 열팽창실에서 냉각되어 다시 고정아크접점과 가동아크접점 사이의 아크로 분사되면서 아크를 소호하게 된다.
이 과정에서 압축실의 압력이 높으면 조작기에 스트레스를 주게 되고, 차단기 자체에도 기계적 압력이 가해질 수 있으므로, 압축실의 압력이 일정치(예를 들어 15bar) 이상이 되면, 피스톤의 감압밸브가 열려 압축실의 가스를 뒤쪽으로 분출하여 압축실의 압력을 조절하게 된다.
이를 정리하면, 고장전류의 크기가 작은 경우에는 압축실의 압축된 가스로 아크를 소호하여 고장전류를 차단하고, 고장전류가 큰 경우에는 고정아크접점과 가동아크접점 사이에서 발생한 아크 에너지를 이용하여 주위의 가스를 팽창시켜 열팽창실로 역류시킨 다음, 역류되어 열팽창실에서 냉각 및 압축된 가스를 재차 분사하여 아크를 소호함으로써 고장전류를 차단하게 되는 것이다.
한편, 일반적인 전력계통의 경우 교류이므로 전류가 "0"이 되는 시점이 존재하며, 이때 열팽창실에 높은 압력으로 충전되어 있던 가스가 아크로 다시 분사되어 두 전기접점 간에 존재하는 열가스를 배출시킨다.
이로써 절연성능을 회복하게 되는데 이를 차단에 성공하였다고 한다.
기존의 복합소호방식 가스 차단기는 고장전류를 차단하기 위해 압축실이 압축되며, 이로 인해 체크밸브가 열리면서 압축된 냉가스가 열팽창실로 유입된다.
이때, 체크밸브는 축방향으로 이동하게 되고 절연가스는 체크밸브가 열려 있는 통로로 흘러가게 된다.
그러나, (1)번과 (3)번 유체는 체크밸브가 열려 있는 틈을 따라 흘러가게 되고, (2)번은 체크밸브에 부딪혀 유속이 감소하게 된다.
이로 인해, 원활한 유동의 흐름이 형성되지 않게 되어 유량과 유속이 줄어들게 되고, 결국 열적 차단성능의 저하를 초래하게 된다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 압축실의 절연가스가 중앙으로 흐를 수 있도록 유로를 만들고 유속이 감소되지 않도록 체크밸브의 구조와 형상을 개선한 새로운 형태의 고장전류 차단 방식을 구현함으로써, 차단기 중앙을 따라 흐르는 빠르고 많은 양의 절연가스로 효과적인 냉각작용을 수행할 수 있는 등 고장전류 차단성능을 비약적으로 향상시킬 수 있는 회전개폐식 체크밸브를 가지는 복합소호방식의 가스 차단기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 회전개폐식 체크밸브를 가지는 복합소호방식 가스 차단기는 다음과 같은 특징이 있다.
상기 회전개폐식 체크밸브를 가지는 복합소호방식 가스 차단기는 고정아크접점과 가동아크접점, 선단에 제1노즐을 가지는 실린더 및 실린더로드, 상기 실린더의 내부에 조성되는 압축실과 열팽창실, 체크밸브를 가지면서 압축실과 열팽창실을 구획짓는 분리벽, 상기 실린더의 내부에 위치되는 피스톤, 상기 열팽창실에서 고정아크접점과 가동아크접점사이로 가스의 흐름을 만들어주는 히팅채널을 포함하는 구조로 이루어지는 한편, 특히 상기 체크밸브는 상단의 힌지걸쇠를 중심으로 회전가능한 상부 체크밸브와 하단의 힌지걸쇠를 중심으로 회전가능한 하부 체크밸브로 구성되고, 상기 상부 체크밸브와 하부 체크밸브는 각각 윗쪽과 아래쪽으로 젖혀지면서 가스통로를 완전히 개방시킬 수 있는 구조로 이루어진다.
따라서, 상기 회전개폐식 체크밸브를 가지는 복합소호방식 가스 차단기는 2개의 체크밸브가 완전히 젖혀지면서 열려지는 방식을 채택하여, 열팽창실로 들어가는 통로에 아무런 장애물이 없도록 함으로써, 많은 양의 냉가스가 빠르게 열팽창실로 유입될 수 있게 되고, 결국 열팽창실로 들어오는 열가스와 냉가스를 충분히 혼합 및 냉각시켜 열적 차단성능을 높일 수 있는 특징이 있다.
여기서, 상기 상부 체크밸브와 하부 체크밸브는 함께 하나의 원호 형상을 이루는 반원호 형상으로 각각 형성되어 분리벽에 있는 가스통로를 막고 있도록 할 수 있다.
그리고, 상기 분리벽에 형성되는 가스통로의 경우, 분리벽 중심을 관통하는 실린더 로드의 둘레부를 따라 형성되는 반원호 형상의 상부 가스통로와 하부 가스통로로 구성되도록 하여, 차단기 중앙으로 절연가스가 흐를 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명은 체크밸브의 구조와 형상 개선을 통해 차단기의 중앙으로 흐르는 절연가스의 유량과 유속을 확보함으로써, 열팽창실로 유입되는 열가스를 효과적으로 냉각시킬 수 있는 등 차단기의 차단성능을 비약적으로 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 복합소호방식 가스 차단기를 나타내는 단면도
도 2는 종래의 복합소호방식 가스 차단기의 작동상태를 나타내는 단면도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합소호방식 가스 차단기를 나타내는 단면도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합소호방식 가스 차단기에서 체크밸브를 나타내는 분해 사시도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합소호방식 가스 차단기에서 체크밸브를 나타내는 결합 사시도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합소호방식 가스 차단기의 작동상태를 나타내는 단면도
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합소호방식 가스 차단기의 차단성능을 나타내는 그래프
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합소호방식 가스 차단기를 나타내는 단면도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 상기 가스 차단기는 전력계통 이상 시 이동가능한 가동부로서 실린더(13)와 실린더로드(14)를 포함하며, 상기 실린더(13)의 선단부에는 제1노즐(12)이 장착되고, 상기 실린더로드(14)의 선단부에는 가동아크접점(11) 및 그 바깥둘레의 제2노즐(20)이 장착된다.
그리고, 상기 실린더(13)의 내부에는 실린더 전후 폭 중간쯤되는 위치에 실린더로드(14)의 둘레면과 실린더(13)의 내벽 사이에 동심구조로 고정되는 분리벽(17)이 설치되고, 이렇게 설치되는 분리벽(17)에 의해 실린더(13)의 내부는 앞쪽의 열팽창실(16)과 뒷쪽의 압축실(15)로 구획될 수 있게 된다.
이때, 상기 압축실(15)과 열팽창실(16)의 내부에는 절연가스로서 SF6 등과 같은 가스가 채워져 있게 된다.
또한, 상기 실린더(13)의 내부 후단부에는 그 위치가 고정되어 있는 피스톤(18)이 동심구조로 배치되며, 이에 따라 실린더(13)의 내부에 조성되는 압축실(15)은 실린더(13) 및 실린더로드(14)와 함께 이동가능한 앞쪽의 분리벽(17)과 가동부 이동 시 움직이지 않고 위치를 고수하고 있는 뒷쪽의 피스톤(18) 사이에 갇혀진 공간 형태로 이루어지게 된다.
이러한 분리벽(17)과 피스톤(18)에는 각각 체크밸브(21)와 감압밸브(22)가 설치되며, 이때의 체크밸브(21)는 열팽창실쪽으로만 열리는 밸브로서, 압축실(15)과 열팽창실(16) 간의 압력차에 의해 오픈되면서 압축실(15) 내부의 가스가 열팽창실(16)로 보내지도록 하는 역할을 하게 되는 한편, 상기 감압밸브(22)는 압축실(15)의 내부 압력이 일정치 이상인 경우에 오픈되면서 가스를 배출시켜 조작기(미도시)나 차단기 자체를 보호해주는 역할을 하게 된다.
그리고, 전력계통 고장 시 서로 분리되면서 아크를 발생시키는 고정아크접점(10)과 가동아크접점(11)이 마련되고, 이때의 가동아크접점(11)은 실린더로드(14)에 결합됨과 더불어 그 선단부를 통해 고정아크접점(10)의 선단측과 연결된다.
여기서, 상기 고정아크접점의 후단측 연결 및 지지구조, 가동부의 이동구조 및 이동방식 등은 종래의 가스 차단기와 동일하므로 그 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
또한, 서로의 배치관계에서 중심측에 위치되어 있는 제2노즐(20)과 외곽측에 위치되어 있는 제1노즐(12) 사이, 즉 제2노즐(20)의 바깥쪽 둘레면과 제1노즐(12)의 안쪽 내벽면 사이에는 히팅채널(19)이 형성되고, 이에 따라 열팽창실(16)에서 고정아크접점(10)과 가동아크접점(11) 사이에 가스의 흐름이 만들어지게 된다.
즉, 상기 히팅채널(19)을 통해 열팽창실(16)에서 고정아크접점(10)과 가동아크접점(11) 사이(아크 발생 부위)로, 또 고정아크접점(10)과 가동아크접점(11) 사이에서 열팽창실(16)로 가스가 흘러갈 수 있게 된다.
특히, 본 발명의 가스 차단기는 열팽창실(16)의 내부에 유입되는 냉가스의 양을 최대한 증가시킬 수 있는 수단으로 분리벽(17)의 전면(열팽창실을 향해 있는 면)에 설치되는 2개의 밸브 조합으로 이루어진 체크밸브(21)를 포함한다.
상기 체크밸브(21)는 상부 체크밸브(25)와 하부 체크밸브(26)로 구성되고, 이때의 상부 체크밸브(25)와 하부 체크밸브(26)는 함께 열리거나 닫히면서 분리벽(17)에 있는 가스통로(24)를 개폐할 수 있게 된다.
상기 상부 체크밸브(25)는 반원호 형상으로 이루어지며, 상단부에는 힌지걸쇠(28a)가 형성되어 있어서 이것을 이용하여 회전가능하게 설치된다.
즉, 분리벽(17)의 전면에는 윗쪽에 걸쇠홈(25)이 형성됨과 더불어 이때의 걸쇠홈(25) 내에 상부 체크밸브(25)의 힌지걸쇠(28a)가 삽입 배치되고, 이 상태에서 분리벽(17)의 원주면에서부터 걸쇠홈(25)까지 관통되어 있는 핀 홀(30)을 통해 힌지핀(29)이 삽입되는 동시에 걸쇠홈(25)에 있는 힌지걸쇠(28a)에 체결되므로서, 상기 상부 체크밸브(25)는 힌지걸쇠(28a)가 체결되어 있는 힌지핀(29)을 축으로 회전하여 위로 젖혀질 수 있는 구조로 설치될 수 있게 된다.
이때, 상기 힌지핀(29)의 경우 힌지걸쇠(28a)와 체결된 후 그 양단부에 볼트가 체결되는 구조로 이탈이 방지될 수 있게 된다.
상기 하부 체크밸브(26) 또한 반원호 형상으로 이루어지며, 마찬가지로 하단부에는 힌지걸쇠(28b)가 형성되어 있어서 이것을 이용하여 회전가능하게 설치된다.
즉, 분리벽(17)의 전면(열팽창실을 향해 있는 면)에는 아래쪽에 걸쇠홈(25)이 형성됨과 더불어 이때의 걸쇠홈(25) 내에 하부 체크밸브(26)의 힌지걸쇠(28b)가 삽입 배치되고, 이 상태에서 분리벽(17)의 원주면에서부터 걸쇠홈(25)까지 관통되어 있는 핀 홀(30)을 통해 힌지핀(29)이 삽입되는 동시에 걸쇠홈(25)에 있는 힌지걸쇠(28b)에 체결되므로서, 상기 하부 체크밸브(26)는 힌지걸쇠(28b)가 체결되어 있는 힌지핀(29)을 축으로 회전하여 아래로 젖혀질 수 있는 구조로 설치될 수 있게 된다.
이때의 상기 힌지핀(29)의 경우에도 힌지걸쇠(28b)와 체결된 후 그 양단부에 볼트가 체결되는 구조로 이탈이 방지될 수 있게 된다.
여기서, 상기 상부 체크밸브(25)와 하부 체크밸브(26)의 힌지핀 체결부위에 도시하지는 않았지만 일방향 스프링을 개재하여 외력이 작용하지 않는 상태에서 상부 체크밸브(25)와 하부 체크밸브(26)가 항상 닫힘상태를 유지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이렇게 설치되는 상부 체크밸브(25)와 하부 체크밸브(16)는 함께 하나의 원호 형상을 이루면서 배치될 수 있게 되고, 이러한 배치 상태에서 각각 윗쪽과 아래쪽으로 젖혀지면서 가스통로(24)를 완전히 개방시킬 수 있게 된다.
그리고, 상기 상하부 체크밸브(25,26)에 의해 개폐되는 가스통로(24)의 경우, 반원호 형상을 하고 있는 상부 가스통로(24a)와 하부 가스통로(24b)로 이루어지게 되고, 이때의 상부 가스통로(24a)와 하부 가스통로(24b)는 분리벽 중심을 관통하는 실린더 로드(14)의 둘레부를 따라 동심원 구조로 배치되면서 하나의 원호 형상을 이룰 수 있게 된다.
특히, 상기 분리벽(17)에 형성되는 상부 가스통로(24a)와 하부 가스통로(24b)가 실린더 로드(14)의 주변에 근접 형성되면서 열팽창실(16)의 중심부위에 배치되므로서, 압축실(15)에서 나오는 절연가스가 차단기 중앙, 즉 열팽창실(16)의 중앙으로 흐를 수 있게 된다.
따라서, 이와 같이 구성되는 회전개폐식 체크밸브를 가지는 복합소호방식 가스 차단기의 작동상태를 살펴보면 다음과 같다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합소호방식 가스 차단기의 작동상태를 나타내는 단면도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 전력계통 고장 시(고장전류가 작은 경우) 실린더로드(14)의 후단에 연결된 조작기(미도시)에 의해 고정아크접점(10)과 피스톤(18)을 제외한 가동부(가동아크접점, 실린더로드, 제1노즐, 실린더, 분리벽 등)가 도 6을 기준으로 우측에서 좌측으로 이동하게 된다.
이렇게 가동부가 이동하는 과정에서 압축실(15)의 가스는 위치가 고정되어 있는 피스톤(18)에 의해 자동으로 압축되고, 이와 동시에 고정아크접점(10)과 가동아크접점(11)이 분리되면서 두 아크접점(10,11) 사이에는 아크가 발생하게 된다.
이때, 상기 압축실(15)의 가스압력이 열팽창실(16)의 가스압력보다 높기 때문에 분리벽(17)의 가스통로(24)를 막고 있던 상부 체크밸브(25)와 하부 체크밸브(26)가 위아래 젖혀지면서 열리게 되고, 이와 동시에 압축실(15) 내의 냉가스는 열팽창실(16)과 제1노즐(12)을 통해 고정아크접점(10)과 가동아크접점(11) 사이의 아크로 분사된다.
이때, 상기 압축실(15)로부터 열팽창실(16)로 냉가스가 유입될 때, 위아래의 상부 체크밸브(25)와 하부 체크밸브(26)가 위아래로 젖혀지면서 가스통로(24)를 완전히 개방하게 되므로, 압축된 냉가스는 속도를 거의 잃지 않고 차단기 중앙을 통해 열팽창실(16)로 유입되고, 결국 많은 양의 냉가스가 열팽창실(16)로 들어올 수 있게 된다.
이에 따라, 두 아크접점(10,11) 사이에서 발생한 아크는 압축실(15)의 압축된 가스에 의해 소호되면서 고장전류가 차단될 수 있게 된다.
한편, 전력계통 고장 시(고장전류가 큰 경우) 고정아크접접(10)과 가동아크접점(11) 사이에서 발생한 아크 에너지가 크기 때문에 주위의 가스가 팽창되면서 열팽창실(16)로 역류된다.
즉, 아크의 온도가 수만 도에 달하기 때문에 고온에 의해 아크 주위의 가스가 팽창하여 열팽창실(16)로 역류하게 되고, 이렇게 역류된 가스에 의해 열팽창실(16)의 압력이 압축실(15)보다 높아지면서 상부 체크밸브(25)와 하부 체크밸브(26)가 닫히게 된다.
계속해서, 열팽창실(16)로 역류한 열가스는 열팽창실(16) 내의 냉가스와 섞이면서 냉각되어 다시 고정아크접점(10)과 가동아크접점(11) 사이의 아크로 분사되면서 아크를 소호하게 된다.
이때에도 상기 열팽창실(16)로 들어와 있던 많은 양의 냉가스가 열팽창실(16)로 들어오는 역류한 열가스와 섞이면서 열가스를 충분히 냉각시킬 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합소호방식 가스 차단기의 차단성능을 나타내는 그래프이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 여기서는 기존의 체크밸브와 본 발명의 체크밸브의 차단성능을 보여준다.
기존의 방식은 열적 차단성능에서 열팽창실 압력이 높고 극간 온도 또한 매우 높다.
이는 뜨거운 가스가 열팽창실로 유입되어 잘 냉각되지 못한 채 극간(전기접점 간)으로 열가스가 분사되었음을 의미한다.
이로 인해 극간의 전기저항은 58Ω으로 매우 낮은 편이다.
본 발명이 적용된 경우 열적 차단성능은 극간온도가 기존의 방식보다 매우 낮다.
이는 동일한 열가스가 열팽창실로 유입되었더라도 극간으로 분사되는 동안 열가스가 잘 냉각되고, 유속 또한 감속되지 않아 극간의 열가스를 잘 배출시키고 극간의 온도 또한 낮추게 되었음을 의미한다.
이로 인해 극간 저항은 1,053Ω으로 매우 높아서 극간의 절연내력이 기존의 방식보다 월등히 나아지게 되었다.
즉, 본 발명이 적용되었을 경우 기존의 방식에 비해 차단기의 열적 차단성능이 비약적으로 향상되었음을 나타낸다.
이와 같이, 본 발명에서는 열가스가 열팽창실로 흘러가는 가스통로에 위아래로 젖혀지면서 가스통로를 완전히 개방시킬 수 있고, 또 압축실의 냉가스를 차단기 중앙을 통해 빠르고 많은 양이 유입되도록 하는 체크밸브를 적용함으로써, 열팽창실로 유입되는 냉가스의 양을 많이 확보할 수 있는 동시에 유동의 흐름을 빠르게 할 수 있고, 따라서 열팽창실로 유입되는 열가스를 효과적으로 냉각하여 차단기의 차단성능을 획기적으로 향상시킬 수 있다.
10 : 고정아크접점 11 : 가동아크접점
12 : 제1노즐 13 : 실린더
14 : 실린더로드 15 : 압축실
16 : 열팽창실 17 : 분리벽
18 : 피스톤 19 : 히팅채널
20 : 제2노즐 21 : 체크밸브
22 : 감압밸브 23 : 연결고리
24 : 가스통로 25 : 상부 체크밸브
26 : 하부 체크밸브 27 : 걸쇠홈
28a,28b : 힌지걸쇠 29 : 힌지핀
30 : 핀홀

Claims (3)

  1. 고정아크접점(10)과 가동아크접점(11), 선단에 제1노즐(12)을 가지는 실린더(13) 및 실린더로드(14), 상기 실린더(13)의 내부에 조성되는 압축실(15)과 열팽창실(16), 가스통로(24)를 가지면서 압축실(15)과 열팽창실(16)을 구획짓는 분리벽(17), 상기 분리벽(17)의 가스통로(24)를 개폐하는 체크밸브(21), 상기 실린더(13)의 내부에 위치되는 피스톤(18), 상기 열팽창실(16)에서 고정아크접점(10)과 가동아크접점(11)사이로 가스의 흐름을 만들어주는 히팅채널(19)을 포함하며,
    상기 체크밸브(21)는 상단의 힌지걸쇠(28a)를 중심으로 회전가능한 상부 체크밸브(25)와 하단의 힌지걸쇠(28b)를 중심으로 회전가능한 하부 체크밸브(26)로 구성되고, 상기 상부 체크밸브(25)와 하부 체크밸브(26)는 각각 윗쪽과 아래쪽으로 젖혀지면서 가스통로(24)를 완전히 개방시킬 수 있는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전개폐식 체크밸브를 가지는 복합소호방식 가스 차단기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부 체크밸브(25)와 하부 체크밸브(26)는 함께 하나의 원호 형상을 이루는 반원호 형상으로 각각 형성되어 분리벽(17)에 있는 가스통로(24)를 막고 있는 것을 특징으로 하는 회전개폐식 체크밸브를 가지는 복합소호방식 가스 차단기.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 분리벽(17)에 형성되는 가스통로(24)는 분리벽 중심을 관통하는 실린더 로드(14)의 둘레부를 따라 형성되는 반원호 형상의 상부 가스통로(24a)와 하부 가스통로(24b)로 구성되어, 차단기 중앙으로 절연가스가 흐를 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 회전개폐식 체크밸브를 가지는 복합소호방식 가스 차단기.
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