KR20160078185A - Gas circuit breaker for gas insulated switchgear - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a gas circuit breaker for a gas insulated switchgear. In the gas circuit breaker according to the present invention, a nozzle (30) which injects gas for extinguishing an arc generated between a movable arc electrode (29) and a fixed arc electrode (44) is made of a composite material. A nozzle body (31) constituting the nozzle (30) is made of a first material (36) and a second material (37), and the first material (36) has machinability resistance higher than that of the second material (37). As an example of the first material (36), at least one of Bn, Al2O3, TiO2, and MoS2 is used as a filler for polytetrafluoroethylene (PTFE). As the second material (37), at least one of the fillers with a machinability resistance lower than that of the filler used in the first material (36) is used as the filler for the polytetrafluoroethylene (PTFE).

Description

가스절연 개폐장치의 가스차단기{Gas circuit breaker for gas insulated switchgear}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a gas insulated switchgear

본 발명은 가스절연 개폐장치의 가스차단기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 아크의 소호를 위한 가스를 분사하는 노즐이 복합재질로 만들어진 재료로 형성되는 가스절연 개폐장치의 가스차단기에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas circuit breaker of a gas insulated switchgear, and more particularly to a gas circuit breaker of a gas insulated switchgear wherein a nozzle for injecting gas for arc extinguishing is formed of a material made of a composite material.

가스절연 개폐장치(GIS: Gas Insulated Switchgear)는 금속제 밀폐용기에 절연성능과 소호기능이 우수한 절연용 가스를 절연매체로 사용하여 도체와 각종 보호기기들을 수납시켜 신뢰성을 향상시킨 수변전 설비이며, 차단기, 단로기, 접지개폐기 등 여러가지 구성들이 복합적으로 있다.Gas Insulated Switchgear (GIS) is a power transformer facility that improves the reliability by inserting conductors and various protective devices by using insulated gas, which is excellent in insulation performance and SOHO function, in an airtight container made of metal, , A disconnector, a ground switch, and the like.

전력계통에서 고장이 발생하는 경우, 계통 및 각종 전력기기를 보호하기 위해서는 고장 전류를 신속하고 안전하게 차단해야 한다. 고장전류를 차단하는 장치를 차단기라고 하는데, 소호 및 절연 매질에 따라 진공차단기, 오일차단기, 가스차단기 등으로 분류된다. 차단기가 고장전류를 차단한다는 것은 고장전류 차단시에 두 접점 사이에서 발생하는 아크(arc)를 소호한다는 것을 의미하며, 아크를 소호하는 방식에 따라 가스차단기는 파퍼소호방식(puffer type)과 로터리 아크 소호방식, 열팽창 소호방식, 복합소호방식 등으로 분류된다. 72.5kV급 이상의 초고압 차단기로는 절연성 가스(SF6)를 소호 및 절연 매질로 사용하는 파퍼소호방식의 가스차단기가 주로 사용되고 있다.In the event of a fault in the power system, the fault current must be cut off quickly and safely to protect the system and various power devices. The device that breaks the fault current is called a breaker, which is classified as a vacuum breaker, an oil breaker, or a gas breaker depending on the SOHO and insulation medium. The breaker interrupts the fault current, which means that the arc arising between the two contacts is canceled when the fault current is interrupted. Depending on the way the arc is extinguished, the gas circuit breaker can be switched between the puffer type and the rotary arc The thermal expansion method, the composite method, and so on. As an ultra high-voltage circuit breaker of 72.5kV class or higher, a gas circuit breaker of the Pafferhofer method using an insulating gas (SF 6 ) as a soot and insulating medium is mainly used.

차단기에서는 고장전류의 차단을 수행한다. 전로에서 고전압이 흐르는 경우에는 전극이 분리될 때, 아크가 발생하는데, 차단기에서는 별도의 고정아크전극과 가동아크전극을 두어 이들 고정아크전극과 가동아크전극에서만 아크가 발생하도록 한다. 즉, 아크가 한 곳에서 집중되어 발생하도록 하여 이를 쉽게 소호시킬 수 있도록 하는 것이다.The breaker performs the breaking of the fault current. When a high voltage flows through the converter, an arc is generated when the electrode is disconnected. In the breaker, a separate fixed arc electrode and a movable arc electrode are provided so that an arc is generated only in the fixed arc electrode and the movable arc electrode. That is, the arc can be concentrated in one place so that it can be easily called out.

가스절연 개폐장치에서 가동아크전극과 고정아크전극 사이에서 아크가 발생했을 때, 아크의 열에 의해서 노즐에 있는 가스가 가열되고, 이 가열된 가스가 열파퍼실의 내부로 들어가게 된다. 아크를 소호시키기 위해서는 열파퍼실의 가스가 노즐을 통해 배출되어 아크를 소호하게 된다.When an arc occurs between the movable arc electrode and the fixed arc electrode in the gas insulated switchgear, the gas in the nozzle is heated by the heat of the arc, and the heated gas enters the inside of the heat paraffin. In order to extinguish the arc, the gas of the heat paraffin is discharged through the nozzle and the arc is extinguished.

일반적인 가스절연 개폐장치에서 상기 노즐은 그 내경이 일정하게 유지되어야 가스압력이 일정하게 분출될 수 있다. 일반적으로 상기 노즐의 내면은 아크의 발생에 따라 온도가 높아져 용삭되는데, 이와 같은 용삭이 이루어지면서 발생하는 가스가 노즐 내부의 압력을 크게 해서 신속하게 아크의 소호가 이루어지도록 한다. 즉, 노즐의 내면에 용삭이 발생하면 아크의 소호에는 좋지만 장기적으로는 노즐의 내경이 커지면서 분출되는 가스압력이 작아지게 되는 문제점이 있다.In a general gas insulated switchgear, the gas pressure can be uniformly ejected if the inner diameter of the nozzle is kept constant. Generally, the inner surface of the nozzle is sputtered with an increased temperature according to the generation of an arc. The gas generated by the sputtering increases the pressure inside the nozzle, so that the arc can be rapidly extinguished. That is, when the inner surface of the nozzle is sparged, it is good for the arc of arc, but in the long term, the inner diameter of the nozzle increases, and the gas pressure to be ejected becomes small.

따라서, 아크 발생에 의한 고온을 활용하여 노즐 내면의 용삭으로 아크의 소호가 가스에 의해 신속하게 이루어지면서도 노즐의 내경 변화가 없는 노즐을 제공하는 것이 필요하다.
Accordingly, there is a need to provide a nozzle that does not change the inner diameter of the nozzle while the arc of the inner surface of the nozzle is rapidly heated by the gas using the high temperature due to arc generation.

대한민국 공개특허 10-2014-0068566Korean Patent Publication No. 10-2014-0068566

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 요구를 만족시키기 위한 것으로, 아크의 소호를 위해 노즐의 내면이 용삭되면서도 노즐의 내경이 변하지 않도록 하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to satisfy the above-mentioned demand, and to ensure that the inner diameter of the nozzle is not changed while the inner surface of the nozzle is ground for arc extinguishing.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 전로의 개폐를 수행함에 있어 발생하는 아크를 가스를 분사하여 소호하는 가스절연 개폐장치의 가스차단기에 있어서, 상기 전로를 형성하는 메인가동전극과 아크를 모아주는 가동아크전극을 구비하는 가동전극과, 상기 메인가동전극과 선택적으로 결합되는 메인고정전극과 상기 가동아크전극과 선택적으로 결합되는 고정아크전극을 구비하는 고정전극과, 상기 가동아크전극과 고정아크전극이 분리되면서 발생하는 아크를 소호하도록 가스를 분사하는 노즐을 포함하고, 상기 노즐의 골격을 형성하는 노즐몸체는 상기 가스가 분사되는 방향으로 내용삭성이 다른 적어도 2개의 재질이 차례로 적층되어 형성된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a gas circuit breaker of a gas insulated switchgear for spraying and extinguishing an arc generated in opening and closing a converter, A movable electrode having a main movable electrode and a movable arc electrode for collecting an arc; a fixed electrode having a main fixed electrode selectively coupled to the main movable electrode and a fixed arc electrode selectively coupled to the movable arc electrode; And a nozzle for spraying a gas so as to extinguish an arc generated when the movable arc electrode and the fixed arc electrode are separated, wherein a nozzle body forming the skeleton of the nozzle has at least two Are formed in this order.

상기 노즐몸체는 내부에 주노즐공이 형성되는 외부몸체와 상기 내부몸체의 내부에 설치되어 노즐유로를 형성하는 내부몸체로 구성된다.The nozzle body includes an outer body having a main nozzle hole formed therein and an inner body formed inside the inner body to form a nozzle flow path.

상기 노즐몸체의 상기 외부몸체는 제1재질과 제2재질이 차례로 적층되어 구성된 것으로, 상기 제2재질로는 폴리테트라 플루오로에틸렌(PTFE: Polytetra fluoroethylene)이 사용되고 상기 제1재질로는 폴리테트라 플루오로에틸렌(PTFE: Polytetra fluoroethylene)에 필러로서 BN, AL2O3, TiO2, MoS2 중 적어도 어느 하나가 사용된다.Wherein the outer body of the nozzle body is formed by sequentially laminating a first material and a second material, wherein the second material is made of polytetrafluoroethylene (PTFE), the first material is polytetrafluoroethylene At least one of BN, AL 2 O 3 , TiO 2 and MoS 2 is used as a filler in ethylene (PTFE).

상기 노즐몸체의 상기 외부몸체는 제1재질과 제2재질이 차례로 적층되어 구성된 것으로, 상기 제1재질로는 폴리테트라 플루오로에틸렌(PTFE: Polytetra fluoroethylene)에 필러로서 BN, AL2O3, TiO2, MoS2 중 적어도 어느 하나가 사용되고, 상기 제2재질로는 폴리테트라 플루오로에틸렌(PTFE: Polytetra fluoroethylene)에 필러로서 제1재질에 사용된 필러보다 내용삭성이 작은 필러중 적어도 어느 하나가 사용된다.Wherein the outer body of the nozzle body is formed by sequentially laminating a first material and a second material, wherein the first material is at least one selected from the group consisting of BN, AL 2 O 3 , and TiO 2 as fillers in polytetrafluoroethylene (PTFE) 2 and MoS 2 is used as the first material, and at least one of fillers having a smaller extent of the surface fineness than the filler used for the first material is used as the second material as a filler in polytetrafluoroethylene (PTFE) do.

상기 제1재질과 제2재질은 상기 노즐몸체를 형성하는 금형에 분말형태로 차례로 적층되어 가열압축에 의해 상기 노즐몸체를 구성한다.The first material and the second material are sequentially stacked in a powder form on a mold forming the nozzle body, and constitute the nozzle body by heat compression.

본 발명에 의한 가스절연 개폐장치의 가스차단기에서는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.The following effects can be obtained in the gas circuit breaker of the gas insulated switchgear according to the present invention.

본 발명에서는 노즐이 용삭특성이 다른 복합재질로 만들어져 있다. 특히 용삭특성이 다른 재질이 노즐의 가스분사 방향으로 교대로 적층되어 만들어진 재료로 노즐을 만들었으므로, 아크가 발생했을 때 용삭이 잘되는 재질의 부분은 용삭되어 가스의 압력을 높이는 역할을 하고 용삭이 되지 않은 재질의 부분은 노즐의 치수를 유지하게 되어 노즐의 동작특성이 좋으면서도 장기간 사용할 수 있게 되는 효과가 있다.
In the present invention, the nozzle is made of a composite material having different cutting characteristics. Particularly, since the nozzles are made of materials made by alternately stacking the materials having different sputtering characteristics in the gas injection direction of the nozzles, portions of the sputtered material are sparged when the arc is generated, thereby increasing the pressure of the gas, The portion of the material which is not made of the material maintains the dimension of the nozzle so that the nozzle can be used for a long period of time with good operation characteristics.

도 1은 본 발명에 의한 가스절연 개폐장치의 가스차단기의 바람직한 실시례의 구성을 보인 개략 단면도.
도 2는 본 발명 실시례의 구성을 확대하여 보인 확대 단면도.
도 3은 본 발명 실시례를 구성하는 노즐의 외부몸체를 보인 단면도.
도 4는 본 발명 실시례가 동작되는 것을 순차적으로 보인 동작상태도.
도 5는 본 발명 실시례에서 노즐의 외부몸체가 사용된 후의 상태를 보인 단면도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic sectional view showing a configuration of a preferred embodiment of a gas circuit breaker of a gas insulated switchgear according to the present invention; FIG.
2 is an enlarged cross-sectional view showing an enlarged configuration of an embodiment of the present invention.
3 is a sectional view showing an outer body of a nozzle constituting an embodiment of the present invention.
4 is an operational state diagram sequentially showing the operation of the embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view showing the state after the outer body of the nozzle is used in the embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals whenever possible, even if they are shown in different drawings. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the difference that the embodiments of the present invention are not conclusive.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, Quot; may be "connected," "coupled," or "connected. &Quot;

도 1 및 도 2에 도시된 바에 따르면, 본 발명의 가스차단기는 고정몸체(10)가 가스차단기의 외관을 구성하는 탱크(도시되지 않음) 내부에 고정되어 설치된다. 상기 고정몸체(10)는 본 실시례에서는 원통형으로 된다. 상기 고정몸체(10)의 내부에는 고정몸체공간(12)이 형성된다.1 and 2, the gas circuit breaker of the present invention is fixedly installed inside a tank (not shown) in which the fixed body 10 constitutes the external appearance of the gas circuit breaker. The fixed body 10 is cylindrical in this embodiment. A fixed body space (12) is formed in the fixed body (10).

상기 고정몸체공간(12)에는 피스톤(13)이 설치된다. 상기 피스톤(13)은 상기 고정몸체공간(12)의 내면과 아래에서 설명될 이동몸체(18)의 외면 사이에 위치되어 아래에서 설명될 압력파퍼실(26)의 체적을 설정하는 역할을 한다.A piston (13) is installed in the fixed body space (12). The piston 13 is positioned between the inner surface of the fixed body space 12 and the outer surface of the movable body 18 to be described below and serves to set the volume of the pressure pump chamber 26 to be described below.

상기 고정몸체(10)의 외부에서 상기 고정몸체공간(12)으로 연장되어 조작로드(14)가 있다. 상기 조작로드(14)는 아래에서 설명될 가동부(16)의 구동을 위한 동력을 전달하는 부분이다. 상기 조작로드(14)는 상기 탱크의 외부로 연장되어 구동원으로부터 구동력을 전달받는다.An operating rod (14) extends from the outside of the fixed body (10) to the fixed body space (12). The operating rod 14 is a portion for transmitting power for driving the movable portion 16, which will be described below. The operating rod 14 extends to the outside of the tank and receives driving force from the driving source.

상기 고정몸체(10)의 내부에는 가동부(16)가 설치된다. 상기 가동부(16)는 상기 조작로드(14)에 의해 이동되는 것으로, 아래에서 설명될 메인가동전극(28)과 메인고정전극(42) 사이 그리고 가동아크전극(29)과 고정아크전극(44) 사이를 연결하고 분리하는 역할을 한다.The movable body 16 is installed in the fixed body 10. The movable part 16 is moved by the operating rod 14 and is movable between the main movable electrode 28 and the main fixed electrode 42 and between the movable arc electrode 29 and the fixed arc electrode 44, And to connect and disconnect them.

상기 가동부(16)의 골격을 이동몸체(18)가 형성한다. 상기 이동몸체(18)는 본 실시례에서 원통형상으로 된다. 물론, 상기 이동몸체(18)가 반드시 원통형상이어야 하는 것은 아니나, 원통형상으로 되는 것이 제작상 유리하다. 즉, 상기 고정몸체(10)와 이동몸체(18) 모두가 원통형상으로 되는 것이 좋다. 상기 이동몸체(18)의 내부에는 이동몸체공간(20)이 형성된다.A moving body (18) forms a skeleton of the movable part (16). The moving body 18 is cylindrical in this embodiment. Of course, the movable body 18 is not necessarily cylindrical, but it is advantageous in terms of manufacturing that it is cylindrical. That is, both the fixed body 10 and the moving body 18 are preferably cylindrical. A moving body space 20 is formed inside the moving body 18.

상기 이동몸체(18)에는 가동실린더(22)가 설치된다. 상기 가동실린더(22)는 상기 이동몸체(18)와 협력하여 내부에 열파퍼실(24)과 압력파퍼실(26)을 차례로 형성한다. 상기 열파퍼실(24)과 압력파퍼실(26)에는 아크의 소호를 위한 가스가 위치된다. 상기 열파퍼실(24)과 압력파퍼실(26)은 연통공(26')에 의해 서로 연통되는데, 상기 연통공(26')에 역지밸브가 설치될 수도 있다.The movable body 18 is provided with a movable cylinder 22. The movable cylinder 22 cooperates with the movable body 18 to form a heat wave pulsator 24 and a pressure wave chamber 26 in order. A gas for arc extinguishing is placed in the heat wave pulses chamber 24 and the pressure wave chamber 26. The heat wave pulses 24 and the pressure wave chamber 26 are communicated with each other by a communication hole 26 ', and a check valve may be provided in the communication hole 26'.

상기 가동실린더(22)의 선단에는 가동전극(27)이 구비된다. 먼저, 상기 가동실린더(22)의 선단에 메인가동전극(28)이 있다. 상기 메인가동전극(28)은 아래에서 설명될 메인고정전극(42)과 결합되어 전기적으로 연결되는 부분이다. 본 실시례에서는 상기 메인가동전극(28)은 원통형상으로 된다. 상기 메인가동전극(28)이 형성된 상기 가동실린더(22)도 전체적으로 원통형상으로 되는데, 그 외면이 상기 고정몸체(10)의 내면에 밀착되어 이동될 수 있다.A movable electrode (27) is provided at the tip of the movable cylinder (22). First, the main movable electrode 28 is provided at the tip of the movable cylinder 22. The main movable electrode 28 is electrically connected to the main fixed electrode 42 to be described later. In this embodiment, the main movable electrode 28 is cylindrical. The movable cylinder 22, on which the main movable electrode 28 is formed, is also generally cylindrical in shape, and its outer surface can be closely contacted to the inner surface of the fixed body 10.

상기 이동몸체(18)의 선단중 상기 메인가동전극(28)의 내측에 해당되는 부분에는 가동아크전극(29)이 있다. 상기 가동아크전극(29)도 대략 원통형상으로 된다. 상기 가동아크전극(29)은 아래에서 설명될 고정아크전극(44)과 전기적으로 연결되는 부분이다. 여기서 가동아크전극(29)과 고정아크전극(44)은 상기 메인가동전극(28)과 메인고정전극(42)이 서로 결합되는 것보다 먼저 결합되고, 분리시에는 상기 메인가동전극(29)과 메인고정전극(42)이 분리되는 것보다 나중에 분리된다. 이는 아크가 상기 가동아크전극(29)과 고정아크전극(44)에서만 발생하도록 하기 위함이다.A movable arc electrode (29) is provided at a portion of the distal end of the movable body (18) corresponding to the inside of the main movable electrode (28). The movable arc electrode 29 also has a substantially cylindrical shape. The movable arc electrode 29 is a portion electrically connected to the fixed arc electrode 44 to be described below. The movable arc electrode 29 and the fixed arc electrode 44 are coupled before the main movable electrode 28 and the main fixed electrode 42 are coupled to each other. The main fixed electrode 42 is separated later than it is separated. This is because the arc is generated only in the movable arc electrode 29 and the fixed arc electrode 44.

상기 메인가동전극(28)과 가동아크전극(29)의 사이에 해당되는 부분에는 노즐(30)이 설치된다. 상기 노즐(30)은 그 내부에 아래에서 설명될 고정아크전극(44)이 수납되도록 길게 형성된다. 상기 노즐(30)의 골격을 노즐몸체(31)가 형성하는데, 상기 노즐몸체(31)는 외부몸체(32)와 내부몸체(33)로 구성된다. 상기 외부몸체(32)의 내부를 관통하여 형성되는 공간에 상기 내부몸체(33)가 설치되는데, 상기 외부몸체(32)의 내면과 내부몸체(33)의 외면 사이에 의해 상기 노즐몸체(31) 내부에는 노즐유로(34)가 형성된다. A nozzle 30 is provided at a portion between the main movable electrode 28 and the movable arc electrode 29. The nozzle 30 is formed long enough to accommodate the fixed arc electrode 44 to be described below. The skeleton of the nozzle 30 is formed by a nozzle body 31. The nozzle body 31 is composed of an outer body 32 and an inner body 33. The inner body 33 is installed in a space formed through the inside of the outer body 32. The inner surface of the nozzle body 31 is formed between the inner surface of the outer body 32 and the outer surface of the inner body 33, And a nozzle flow path 34 is formed therein.

여기서 상기 노즐몸체(31), 특히 상기 외부몸체(32)는 복합재질로 만들어진다. 상기 노즐몸체(31)를 형성하는 재질은 본 실시례에서는 제1재질(36)과 제2재질(37)의 2개가 있다. 하지만, 상기 노즐몸체(31)를 형성하는 재질은 더 많은 수가 있을 수 있다.Here, the nozzle body 31, particularly, the outer body 32 is made of a composite material. In this embodiment, the nozzle body 31 is formed of two materials, that is, the first material 36 and the second material 37. However, the number of materials forming the nozzle body 31 may be larger.

상기 제1재질(36)과 제2재질(37)은 용삭특성에서 차이가 있는 것이다. 본 실시례에서는 상기 제1재질(36)은 용삭이 잘 되지 않는 재질이고, 상기 제2재질(37)은 상기 제1재질(36)보다 용삭이 잘 되는 재질이다.The first material (36) and the second material (37) are different in the spun characteristics. In this embodiment, the first material 36 is a material that does not easily sputter, and the second material 37 is a material that is spun better than the first material 36.

일반적으로, 상기 노즐몸체(31)를 폴리테트라 플루오로에틸렌(PTFE: Polytetra fluoroethylene), 일명 테프론으로 만드는데, 상기 제2재질(37)을 테프론으로 하고, 상기 제1재질(36)은 상기 테프론에 필러로서 내용삭성이 좋은 물질을 첨가해서 만든다. 이와 같이 상기 제1재질(36)을 만들기 위한 필러로 사용되는 것에는, BN(보라존), AL2O3, TiO2, MoS2 등이 있다. 참고로, 상기 필러들은 먼저 나온 것이 상대적으로 용삭이 잘 되지 않는 특성을 가진다. 여기서, 제1재질(36)과 제2재질(37)의 조합은 다양하게 될 수 있다. 만약 제1재질(36)이 테프론에 필러로서 BN을 섞었다면, 제2재질(37)은 테프론 자체만을 사용하거나 AL2O3, TiO2, MoS2중 적어도 어느 하나를 섞은 것을 사용할 수 있다. 또한, 제1재질(36)이 테프론에 필러로서 AL2O3를 섞었다면, 제2재질(37)은 테프론 자체만을 사용하거나 TiO2, MoS2중 적어도 어느 하나를 섞은 것을 사용할 수 있다. 이는 역으로도 마찬가지이다. 즉, 제2재질(37)로서 테프론을 사용하는 경우에, 상기 제1재질(36)로는 BN, AL2O3, TiO2, MoS2중 적어도 어느 하나를 섞은 것을 사용할 수 있다. Generally, the nozzle body 31 is formed of PTFE (polytetrafluoroethylene) or a Teflon. The second material 37 may be Teflon, and the first material 36 may be Teflon The filler is made by adding a material with good scoring ability. Examples of the filler used to make the first material 36 include BN (borazone), AL 2 O 3 , TiO 2 , and MoS 2 . For reference, the fillers have a property that the first filler is not spun relatively relatively. Here, the combination of the first material 36 and the second material 37 may be various. If the first material 36 is mixed with BN as a filler in Teflon, the second material 37 may be either Teflon alone or a mixture of at least one of AL 2 O 3 , TiO 2 and MoS 2 . If the first material 36 is mixed with AL 2 O 3 as a filler in Teflon, the second material 37 may be either Teflon alone or a mixture of at least one of TiO 2 and MoS 2 . This is the reverse. That is, when Teflon is used as the second material 37, a mixture of at least one of BN, AL 2 O 3 , TiO 2 , and MoS 2 may be used as the first material 36.

한편, 상기 제1재질(36)과 제2재질(37)은 서로 다른 층을 형성하도록 되는데, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 주노즐공(38)에서 가스가 유동되는 방향으로 제1재질(36)과 제2재질(37)이 교대로 적층되어 만들어진다. 상기 노즐몸체(31)를 만드는 것은 분말야금법을 사용한다. 즉, 원하는 형상의 금형에 제1재질(36)과 제2재질(37)을 교대로 적층하고 가열 압축하여 노즐몸체(31)를 만드는 것이다. 본 실시례의 도면에서는 상기 제1재질(36)과 제2재질(37)이 각각 소정의 두께를 가지도록 적층하여 만들고 있는데, 이들의 적층 두께는 다양하게 설정될 수 있다.3, the first material 36 and the second material 37 form a different layer. The first material 36 and the second material 37 form a first material 36 and a second material 37 are alternately stacked. The nozzle body 31 is made by powder metallurgy. That is, the first material 36 and the second material 37 are alternately stacked on a metal mold having a desired shape and heat-compressed to form the nozzle body 31. In the drawing of this embodiment, the first material 36 and the second material 37 are laminated so as to have a predetermined thickness, respectively. The lamination thickness of the first material 36 and the second material 37 may be variously set.

상기 노즐몸체(31)에서 상기 노즐유로(34)의 끝부분에는 주노즐공(38)이 형성되고, 상기 주노즐공(38)의 반대쪽으로는 보조노즐공(39)이 형성된다. 상기 보조노즐공(39)은 상기 이동몸체(18)의 이동몸체공간(20)으로 가스를 분사하게 된다.A main nozzle hole 38 is formed at the end of the nozzle flow path 34 in the nozzle body 31 and an auxiliary nozzle hole 39 is formed at the opposite side of the main nozzle hole 38. The auxiliary nozzle hole 39 injects gas into the moving body space 20 of the moving body 18.

상기 외부몸체(32)의 내부에 형성되는 노즐유로(34) 내에 클로즈시에는 고정아크전극(44)이 위치된다. 여기서 상기 노즐유로(34)는 상기 가동아크전극(30) 선단과 대응되는 위치까지가 노즐유로(34)의 상류장이고, 고정아크전극(44)의 선단에서부터 이후의 구간이 하류장이다. 상기 노즐유로(34)는 상기 가동아크전극(29)의 선단 부분에서 굴곡지게 형성된다.A fixed arc electrode (44) is located in the nozzle flow path (34) formed in the outer body (32) when closed. Here, the nozzle flow path 34 is an upstream length of the nozzle flow path 34 up to a position corresponding to the tip of the movable arc electrode 30, and a subsequent section from the tip end of the fixed arc electrode 44 is downstream. The nozzle flow path 34 is formed to be bent at a tip portion of the movable arc electrode 29.

상기 가동부(16)의 메인가동전극(28) 및 가동아크전극(29)과 결합되어 통전을 수행하는 고정전극(40)이 있다. 상기 고정전극(40)은 상기 가동부(16)의 선단과 마주보게 고정되어 있다. 상기 고전전극(40)에는 메인고정전극(42)이 가장자리를 둘러 형성된다. 상기 메인고정전극(42)은 상기 메인가동전극(28)과 결합되는 부분이다. 따라서, 상기 메인고정전극(42)과 메인가동전극(28)의 형상은 서로 대응되게 구성된다.And a fixed electrode 40 which is coupled with the main movable electrode 28 of the movable unit 16 and the movable arc electrode 29 to conduct electricity. The fixed electrode 40 is fixed so as to face the distal end of the movable part 16. A main fixed electrode (42) is formed around the edge of the high voltage electrode (40). The main fixed electrode 42 is connected to the main movable electrode 28. Therefore, the shapes of the main fixed electrode 42 and the main movable electrode 28 are configured to correspond to each other.

상기 고정전극(40)의 중앙에는 고정아크전극(44)이 있다. 상기 고정아크전극(44)은 상기 가동아크전극(29)과 결합되는 것이다. 상기 고정아크전극(44)은 바아형상으로 되어 상기 가동아크전극(29)의 내부에 삽입된다. 상기 고정아크전극(44)은 상기 메인고정전극(42)보다는 더 돌출되어 있다. 이는 상기 메인가동전극(28)과 메인고정전극(42)의 결합보다 먼저 가동아크전극(29)과 결합되고, 상기 메인가동전극(28)과 메인고정전극(42)의 분리보다 먼저 가동아크전극(30)과 분리되도록 하기 위함이다.A fixed arc electrode 44 is disposed at the center of the fixed electrode 40. The fixed arc electrode 44 is coupled to the movable arc electrode 29. The fixed arc electrode 44 is bar-shaped and inserted into the movable arc electrode 29. The fixed arc electrode (44) protrudes more than the main fixed electrode (42). The movable electrode 28 is coupled to the movable arc electrode 29 before the main movable electrode 28 and the main fixed electrode 42 are coupled with each other. (30).

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 가스절연 개폐장치의 가스차단기가 동작되는 것을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the operation of the gas circuit breaker of the gas insulated switchgear according to the present invention will be described in detail.

가스절연 개폐장치에서 조작신호가 제공되면, 상기 조작로드(14)가 구동원에 의해 구동되어 상기 가동부(16)가 도면 상의 좌측으로 이동하게 된다. 상기 가동부(16)의 이동은 먼저 상기 메인가동전극(28)과 메인고정전극(42)의 분리가 일어나게 한다. 하지만, 상기 메인아크전극(29)과 고정아크전극(44)이 분리되지 않으면 아크가 발생하지 않는다. 도 4의 (a)에는 이와 같은 상태가 도시되어 있다.When the operation signal is provided by the gas insulated switchgear, the operating rod 14 is driven by the driving source so that the movable part 16 moves to the left in the drawing. The movement of the movable part 16 causes separation of the main movable electrode 28 and the main fixed electrode 42 first. However, if the main arc electrode 29 and the fixed arc electrode 44 are not separated, an arc is not generated. This state is shown in Fig. 4 (a).

상기 가동부(16)에 이동에 의해 상기 메인가동전극(28)과 메인고정전극(42)이 분리되고, 상기 메인아크전극(29)과 고정아크전극(44)이 분리되면 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 아크(A)가 발생한다. 상기 아크(A)는 상기 메인아크전극(29)과 고정아크전극(44) 사이를 연결하도록 형성된다.The main movable electrode 28 and the main fixed electrode 42 are separated from each other by the movement of the movable part 16. When the main arc electrode 29 and the fixed arc electrode 44 are separated from each other, An arc A is generated as shown in Fig. The arc (A) is formed to connect between the main arc electrode (29) and the fixed arc electrode (44).

이와 같이 아크(A)가 발생하면, 아크(A)의 열에 의해 노즐유로(34)에 있던 가스가 가열되고, 이와 같이 가열된 가스는 아크(A)가 발생하는 힘에 의해 상기 노즐유로(34)를 역류하여 상기 열파퍼실(24)로 전달된다.When the arc A is generated, the gas in the nozzle flow path 34 is heated by the heat of the arc A, and the heated gas is supplied to the nozzle flow path 34 And is transferred to the heat paraffin 24.

고온의 가스가 열파퍼실(24)로 들어가게 되면 상기 열파퍼실(24) 내의 냉가스가 휘저어지면서 혼합된다. 따라서, 고온으로 되어 열파퍼실(24)로 전달된 가스는 상기 열파퍼실(24) 내의 가스에 열을 제공하여 온도가 낮아지게 되고, 열파퍼실(24)에 있던 가스와 혼합된다. When the high-temperature gas enters the heat paraffin 24, the cold gas in the heat paraffin 24 is mixed while stirring. Accordingly, the gas which is heated to a high temperature and delivered to the heat paraffin 24 provides heat to the gas in the heat paraffin 24, so that the temperature is lowered and mixed with the gas in the heat paraffin 24.

도 4의 (c)와 (d)에는 상기 가동아크전극(29)과 고정아크전극(44)사이에 발생된 아크(A)가 상기 가동부(16)가 이동하는 동안에 계속하여 유지되는 상태를 보여주고 있다. 물론 상기 가동아크전극(29)이 계속하여 이동하므로 고정아크전극(44)과의 거리가 멀어지면서 아크(A)도 길게 연장되어 있음을 볼 수 있다. 이와 같은 과정에서는 상기 열파퍼실(24)의 가스가 상기 노즐(30)을 통해 배출되면서 상기 아크(A)를 소호하게 된다. 4 (c) and 4 (d), the arc A generated between the movable arc electrode 29 and the fixed arc electrode 44 is continuously maintained while the movable unit 16 is moving Giving. Of course, since the movable arc electrode 29 continues to move, the distance between the fixed arc electrode 44 and the arc A is extended. In this process, the gas of the thermal parcels 24 is discharged through the nozzle 30 and the arc A is extinguished.

도 5의 (e)에는 상기 가동아크전극(29)과 상기 고정아크전극(44)이 완전히 분리되고, 상기 노즐(30)을 통한 가스분사에 의해 아크(A)가 완전히 제거된 상태가 도시되어 있다.5E shows a state in which the movable arc electrode 29 and the fixed arc electrode 44 are completely separated and the arc A is completely removed by gas injection through the nozzle 30 have.

상기와 같이 아크(A)가 소호되는 과정에서 상기 주노즐공(38)에서는 열에 의해 상기 제2재질(37)은 용삭된다. 따라서, 가스의 압력을 높여주는 역할을 수행할 수 있다. 하지만, 상기 제1재질(36)은 용삭이 잘 되지 않는 재질이므로, 오랜 동안 사용하더라도 그 치수를 거의 그대로 유지할 수 있다. As described above, the second material 37 is spun by the heat in the main nozzle hole 38 while the arc A is extinguished. Therefore, the gas pressure can be increased. However, since the first material 36 is a material that does not easily sputter, it can be kept almost as it is even if it is used for a long time.

따라서, 도 5에 잘 도시된 바와 같이, 오랜 사용에 의해 상기 주노즐공(38)의 내면의 형상이 만들어진다. 즉, 제1재질(36)에 의해 형성된 부분은 원래의 치수를 그대로 유지하고 있고, 제2재질(37)에 의해 형성된 부분은 용삭되어 넓어지게 된다. Therefore, as shown in FIG. 5, the shape of the inner surface of the main nozzle hole 38 is made by a long use. That is, the portion formed by the first material 36 maintains its original dimensions, and the portion formed by the second material 37 is spun and spread.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

참고로, 도시된 실시례에서는 노즐몸체(31)를 형성하는 재질이 제1재질(36)과 제2재질(37) 2개만으로 된 것이 개시되어 있으나, 실제로는 적어도 2개의 재질로 만들어질 수 있다. 예를 들어 3개의 재질로 만들어지는 경우에는 제1~3재질의 내용삭성이 순차적으로 작아지도록 구성하면 된다.
For reference, in the illustrated embodiment, the nozzle body 31 is formed of only the first material 36 and the second material 37. However, in reality, the nozzle body 31 may be made of at least two materials have. For example, in the case of being made of three materials, the first to third materials may be configured so that the content erosion is sequentially reduced.

10: 고정몸체 12: 고정몸체공간
13: 피스톤 14: 조작로드
16: 가동부 18: 이동몸체
20: 이동몸체공간 22: 실린더
24: 열파퍼공간 26: 압력파퍼공간
26': 연통공 27: 가동전극
28: 메인가동전극 29: 가동아크전극
30: 노즐 31: 노즐몸체
32: 외부몸체 33: 내부몸체
34: 노즐유로 36: 제1재질
37: 제2재질 38: 주노즐공
39: 보조노즐공 40: 고정전극
42: 메인고정전극 44: 고정아크전극10: fixed body 12: fixed body space
13: piston 14: operation rod
16: moving part 18: moving body
20: moving body space 22: cylinder
24: heat wave purging space 26: pressure puffing space
26 ': communication hole 27: movable electrode
28: main movable electrode 29: movable arc electrode
30: nozzle 31: nozzle body
32: outer body 33: inner body
34: nozzle flow path 36: first material
37: second material 38: main nozzle ball
39: auxiliary nozzle hole 40: fixed electrode
42: main fixed electrode 44: fixed arc electrode

Claims (5)

전로의 개폐를 수행함에 있어 발생하는 아크를 가스를 분사하여 소호하는 가스절연 개폐장치의 가스차단기에 있어서,
상기 전로를 형성하는 메인가동전극과 아크를 모아주는 가동아크전극을 구비하는 가동전극과,
상기 메인가동전극과 선택적으로 결합되는 메인고정전극과 상기 가동아크전극과 선택적으로 결합되는 고정아크전극을 구비하는 고정전극과,
상기 가동아크전극과 고정아크전극이 분리되면서 발생하는 아크를 소호하도록 가스를 분사하는 노즐을 포함하고,
상기 노즐의 골격을 형성하는 노즐몸체는 상기 가스가 분사되는 방향으로 내용삭성이 다른 적어도 2개의 재질이 차례로 적층되어 형성되는 가스절연 개폐장치의 가스차단기.
1. A gas circuit breaker of a gas insulated switchgear for blowing gas by spraying an arc generated when opening and closing a converter,
A movable electrode having a main movable electrode forming the electric converter and a movable arc electrode collecting an arc,
A fixed electrode having a main fixed electrode selectively coupled to the main movable electrode and a fixed arc electrode selectively coupled to the movable arc electrode;
And a nozzle for injecting a gas to extinguish an arc generated when the movable arc electrode and the fixed arc electrode are separated,
Wherein the nozzle body forming the skeleton of the nozzle is formed by sequentially stacking at least two materials having different scraping properties in the direction in which the gas is sprayed.
제 1 항에 있어서, 상기 노즐몸체는 내부에 주노즐공이 형성되는 외부몸체와 상기 내부몸체의 내부에 설치되어 노즐유로를 형성하는 내부몸체로 구성되는 가스절연 개폐장치의 가스차단기.
The gas circuit breaker of claim 1, wherein the nozzle body comprises an outer body having a main nozzle hole formed therein, and an inner body formed inside the inner body to form a nozzle flow path.
제 2 항에 있어서, 상기 노즐몸체의 상기 외부몸체는 제1재질과 제2재질이 차례로 적층되어 구성된 것으로, 상기 제2재질로는 폴리테트라 플루오로에틸렌(PTFE: Polytetra fluoroethylene)이 사용되고 상기 제1재질로는 폴리테트라 플루오로에틸렌(PTFE: Polytetra fluoroethylene)에 필러로서 BN, AL2O3, TiO2, MoS2 중 적어도 어느 하나가 사용되는 가스절연 개폐장치의 가스차단기.
[3] The apparatus of claim 2, wherein the outer body of the nozzle body is formed by sequentially laminating a first material and a second material, wherein the second material is polytetrafluoroethylene (PTFE) Wherein at least one of BN, AL 2 O 3 , TiO 2 , and MoS 2 is used as a filler in polytetrafluoroethylene (PTFE) as a material.
제 2 항에 있어서, 상기 노즐몸체의 상기 외부몸체는 제1재질과 제2재질이 차례로 적층되어 구성된 것으로, 상기 제1재질로는 폴리테트라 플루오로에틸렌(PTFE: Polytetra fluoroethylene)에 필러로서 BN, AL2O3, TiO2, MoS2 중 적어도 어느 하나가 사용되고, 상기 제2재질로는 폴리테트라 플루오로에틸렌(PTFE: Polytetra fluoroethylene)에 필러로서 제1재질에 사용된 필러보다 내용삭성이 작은 필러중 적어도 어느 하나가 사용되는 가스절연 개폐장치의 가스차단기.
3. The nozzle body according to claim 2, wherein the outer body of the nozzle body is formed by sequentially laminating a first material and a second material, wherein the first material is at least one selected from the group consisting of polytetrafluoroethylene (PTFE) AL 2 O 3 , TiO 2 , and MoS 2 , and the second material is a filler that is smaller than the filler used for the first material as a filler in polytetrafluoroethylene (PTFE) Wherein the gas-insulated switching device is a gas-insulated switchgear.
제 3 항 또는 제 4항에 있어서, 상기 제1재질과 제2재질은 상기 노즐몸체를 형성하는 금형에 분말형태로 차례로 적층되어 가열압축에 의해 상기 노즐몸체를 구성하는 가스절연 개폐장치의 가스차단기.
The gas insulated switchgear according to claim 3 or 4, wherein the first material and the second material are sequentially stacked in a powder form on a mold forming the nozzle body, .
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