KR20170003732U - 가스 절연 차단기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 고정측 주접점과 고정 아크 접점을 구비하는 고정부와, 가동측 주접점과, 가동 아크 접점과, 실린더와, 실린더 로드와, 절연로드를 구비하는 가동부와, 상기 가동부를 지지하는 가동측 지지대와, 상기 실린더 로드와 상기 가동측 지지대의 내부관 사이에 구비되는 지지링을 구비하는 가동측 지지대를 포함하며,
상기 지지링은 상기 내부관에 상기 실린더 로드의 운동 방향과 직교하는 방향으로 유동가능하게 결합되어, 실린더 로드가 일측으로 쏠리게 되더라도 실린더 로드와 지지링 사이의 마찰력이 과도하게 증가하지 않는 가스 절연 차단기를 제공한다.

Description

가스 절연 차단기{GAS CIRCUIT BREAKER}

본 고안은 가스 절연 차단기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차단 동작시 전자반발력에 의한 쏠림 현상이 발생하더라도 차단성능을 확보할 수 있도록 하는 가스 절연 차단기에 관한 것이다.

일반적으로, 가스절연 개폐장치(GIS)나 가스절연 차단기(GCB)는 전력 계통에있어서 정상 사용상태에서의 의도적인 선로 개폐와 지락 단락 등 이상 상태에서의 사고전류를 안전하게 차단함으로써 계통보호를 수행하는 기기로, 가혹한 전류 차단 조건인 이상 상태에서의 사고전류 차단을 위해 절연력이 우수한 소호 가스, 예컨대 SF6 가스 또는 질소가스를 압축하여 전류 차단시 발생하는 아크 소호를 위해 높은 압력으로 노즐을 통해 분사하게 된다.

가스 절연 차단기는 고정부와, 가동부와 가동측 지지부로 구분된다.

고정부는 고정 아크 접접과, 고정측 주접점을 포함하며, 가동부는 가동 아크 접점과, 가동측 주접점을 포함한다.

도 1은 종래의 가스 절연 차단기의 가동부와 가동측 지지부의 구조를 나타낸 단면도이고, 도 2는 가스 절연 차단기의 가동부와 가동측 지지부의 연결부를 확대하여 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 가동부는 제1 노즐(10)과, 제2 노즐(12)과, 가동측 주접점(20)과, 가동 아크 접점(22)과, 실린더(30)와, 실린더 로드(70)와, 퍼퍼지지대(40)와, 절연로드(80)를 포함한다.

가동측 지지부는 가동측 지지대(50)와, 지지링(90)과, 지지애자(60)를 포함한다.

가스 절연 차단기의 가동부는 도 1에 도시한 바와 같은 상태에서 고정부와 접촉하고 있다가, 선로에 고장이 발생하면 차단기의 조작장치(미도시)에 의해 가동부가 되는 절연로드(80), 실린더 로드(70), 실린더(30), 가동측 주접점(20), 가동 아크 접점(22), 제1 노즐(10) 및 제2 노즐(12)이 우측으로 이동하게 된다.

이 때 가동부가 이동하면서, 가동측 지지대(50)에 설치된 지지링(90)을 통해 정렬이 맞추어지면서 직선 운동을 하게 된다.

가동측 지지대(50)는 절연 로드(80)와 연결되는 실린더 로드(70)의 외부(도면의 우측)에 내부관(52)을 구비하는 이중관의 형태를 가지며, 상기 내부관(52)의 내주면에 지지링(90)이 결합된다.

그런데, 3상 일괄형 가스 차단기는 고장 전류를 차단할 때 대전류가 흐르면서 전자력이 크게 발생하게되며, 이 전자력으로 인해 상간 방향으로 쏠림 현상이 발생되면서 차단부 동작 속도가 느려지는 현상이 발생하게 된다.

도 3은 3상 일괄형 가스 차단기가 나란하게 배치된 경우 전자력으로 인한 상간 쏠림 현상을 설명하기 위한 도면이다.

도시한 바와 같이, 3개의 가스 차단기가 나란하게 설치되어 있는 경우 대전력이 동일한 방향으로 흐르게 되면, 3개의 가스 차단기의 실린더 로드(70a, 70b, 70c)에는 모두 동일한 극성의 자기력이 발생하게 된다.

따라서, 상부의 실린더 로드(70a)는 도면의 위쪽으로 밀려나는 방향으로 쏠리게 되며, 하부의 실린더 로드(70c)는 도면의 아래쪽으로 밀려나는 방향으로 쏠리게 된다.

실린더 로드가 일측 방향으로 쏠리게 되면, 지지링이 일측으로 과도하게 압축되어, 지지링과 실린더 로드 사이의 마찰력이 증가하게 되고, 이는 결과적으로 차단부의 동작속도를 느리게 만든다.

차단부의 동작속도 저하는 차단 성능에 악 영향을 미치게 된다. 이러한 문제점은 지지링의 과도한 압축에서 기인하는 것이나, 이를 방지하기 위하여 지지링을 제거하게 되면 실린더 로드의 이동시 실린더 로드가 가동측 지지대와 직접 마찰하게 되므로, 실린더 로드가 손상될 수 있다.

또한, 지지링은 실린더 로드와 가동측 지지대 사이를 밀폐하여 차단 동작시 발생하는 열가스가 지지애자 측으로 유입되는 것을 방지하는 기능도 수행하는 것인데, 지지링을 제거하게 되면 차단시에 발생하는 고압의 열가스가 지지애자 측으로 흐르게 되어 지락 발생의 원인이 되는 문제점이 발생한다.

본 고안의 목적은 가스 절연 차단기의 차단 동작시 차단기 상간 전자반발력으로 인한 쏠림 현상으로 인하여 가스 절연 차단기의 동작 속도 저하를 방지 함으로써, 차단기의 차단 성능을 향상시키기 위한 것이다.

본 고안의 다른 목적은 실린더 로드와 가동 측 지지대 사이의 밀폐 성능을 유지하며, 가스 절연 차단기의 동작 속도 저하를 방지할 수 있도록 한 가스 절연 차단기를 제공함에 있다.

본 고안은 고정측 주접점과 고정 아크 접점을 구비하는 고정부와, 가동측 주접점과, 가동 아크 접점과, 실린더와, 실린더 로드와, 절연로드를 구비하는 가동부와, 상기 가동부를 지지하는 가동측 지지대와, 상기 가동측 지지대의 내부에 구비되는 지지관과, 상기 실린더 로드와 상기 내부관 사이에 구비되는 지지링을 구비하는 가동측 지지대를 포함하며,

상기 지지링은 상기 내부관에 상기 실린더 로드의 운동 방향과 직교하는 방향으로 유동가능하게 결합되어, 실린더 로드가 일측으로 쏠리게 되더라도 실린더 로드와 지지링 사이의 마찰력이 과도하게 증가하지 않는 가스 절연 차단기를 제공한다.

상기 지지링은 상기 내부관에 구비된 수용홈에 결합되며, 상기 수용홈의 내경은 상기 지지링의 외경보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 지지링은 상기 내부관의 단부에 결합되는 차단판에 의하여 상기 수용홈의 내부에서 슬라이딩 이동 가능하게 구속될 수 있다.

상기 차단판은 상기 내부관의 단부에 체결수단으로 탈부착 가능하게 결합되거나, 상기 차단판은 상기 내부관의 단부를 감싸며 나사결합 될 수 있다.

본 고안에 따른 가스 절연 차단기는 차단 동작시 상간 전자반발력으로 인한 쏠림 현상이 발생하더라도, 동작 속도가 저하되지 않아 차단 성능을 확보할 수 있는 효과를 가져온다.

또한, 본 고안에 따른 가스 절연 차단기는 지지링이 유동적으로 이동하게 되더라도 열가스가 지지애자 측으로 과도하게 유입되지 않도록 하는 효과를 가져온다.

도 1은 종래의 가스 절연 차단기의 가동부와 가동측 지지부의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 2는 가스 절연 차단기의 가동부와 가동측 지지부의 연결부를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 3은 3상 일괄형 가스 차단기가 나란하게 배치된 경우 전자력으로 인한 상간 쏠림 현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 4은 본 고안에 따른 가스 절연 차단기의 가동부 구조를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 고안에 따른 가스 절연 차단기의 지지링 부분을 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 6는 본 고안에 따른 가스 절연 차단기의 지지링 고정 구조의 일실시예를 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 고안에 따른 가스 절연 차단기의 지지링 고정 구조의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 고안자는 그 자신의 고안을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 고안의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 고안의 가장 바람직한 하나의 실시예에 불과할 뿐이고, 본 고안의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 4은 본 고안에 따른 가스 절연 차단기의 가동부와 가동측 지지부를 나타낸 단면도이고, 도 5는 본 고안에 따른 가스 절연 차단기의 지지링 부분을 확대하여 나타낸 단면도이다.

먼저 도 4를 참조하면, 본 고안에 따른 가스 절연 차단기의 가동부는 도시된 바와 같이 제1 노즐(110)과, 제2 노즐(112)과, 가동측 주접점(120)과, 가동 아크 접점(122)과, 실린더(130)와, 실린더 로드(170)와, 퍼퍼지지대(140)와, 절연로드(180)를 포함한다.

본 고안에 따른 가스 절연 차단기는 가동측 지지부 구조를 개선하여, 차단 동작시 가동부의 실린더 로드(170)가 일측으로 쏠리게 되더라도 차단 동작 속도가 느려지지 않도록 하기 위한 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 가동측 지지부는 가동측 지지대(150)와, 지지링(190)과, 지지애자(160)를 포함한다.

가동측 지지대(150)는 대략 원통 형상으로 형성되어, 그 내부로 가동부가 직선 방향으로 운동할 수 있도록 지지하는 역할을 수행한다.

차단동작시 조작장치(미도시)의 동작으로 가동부가 우측 방향으로 이동하게 된다. 조작장치가 우측으로 이동하게 되면 그에 연결된 절연로드(180)가 우측으로 함께 이동하게 되고, 절연로드(180)에 연결된 실린더 로드(170)도 함께 우측으로 이동하며, 실린더 로드에 연결된 실린더(130), 가동측 주접점(120), 가동 아크 접점(122), 제1 노즐(110), 제2 노즐(112)이 모두 우측으로 이동하게 된다.

가동측 지지대(150)는 가동부의 직선운동을 안내하기 위하여, 실린더 로드(170)가 절연로드(180)와 연결되는 부분을 지지한다.

가동측 지지대(150)는 실린더 로드(170)를 지지하는 부분에 실린더 로드(170)의 외경보다 큰 내경을 가지는 내부관(152)을 구비한다. 또한, 상기 내부관(152)과 실린더 로드(170)의 사이에 지지링(190)을 구비한다.

지지링(190)이 실린더 로드(170)를 내부관(152)에 고정되는 것으로, 실린더 로드(170)는 지지링(190)의 내주면에 마찰하게 운동하게 된다.

앞서 살펴본 바와 같이, 지지링(190)은 실린더 로드(170)를 정렬해주는 역할을 수행함과 동시에 차단시 발생하는 열가스가 지지애자(160) 측으로 유입되는 것을 차단하는 역할도 수행해야 한다.

그런데, 종래에는 지지링이 내부관에 고정된 형태로 결합되어 있어서 실린더 로드가 일측으로 쏠리게 되면, 지지링과 실린더 로드 사이의 마찰력이 증가하여 그로 인하여 차단 동작 속도가 느려지는 문제점을 가지고 있었다.

본 고안에 따른 가스 절연 차단기는 가동측 지지부의 지지링(190)이 실린더 로드(190)의 운동방향과 직교하는 방향으로 슬라이딩 운동할 수 있도록 하면서, 차단시에 발생하는 열가스가 지지링(190)을 통과하여 지지애자 측으로 유입되지 않도록 하는 구조를 제공한다.

도 5를 참조하면, 본 고안에 따른 가스 절연 차단기는 지지링(190)이 가동측 지지대(150)의 내부관(152)에 형성된 수용홈(155)에 배치된다. 이 때, 수용홈(155)의 내경(r2)을 상기 지지링(190)의 외경(r1)보다 크게 형성하여, 상기 지지링(190)이 상기 수용홈(155)의 내부에서 일정 범위 유동할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이러한 구조는 지지링(190)의 내주면과 마찰하며 이동하는 실린더 로드(170)가 일측으로 쏠리게 되더라도 그에 따라 지지링(190)이 실린더 로드(170)와 함께 이동될 수 있도록 함으로써, 실린더 로드(170)의 쏠림이 발생하더라도, 지지링(170)과 실린더 로드(170) 사이의 마찰력이 증가하지 않도록 한 것이다.

한편, 실린더 로드(170)를 둘러싸는 가동측 지지대(150)의 내부관(152)의 내경은 실린더 로드(170)의 외경보다 크게 형성되어, 실린더 로드(170)가 상기 내부관(152)에 직접 마찰하지 않도록 한다.

수용홈(155)의 내경(r2)과 지지링(190)의 외경(r1)의 차이(r2-r1)은 상기 내부관(152)의 내경과 실린더 로드(170)의 외경의 차이(g)보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.

이는 실린더 로드(170)의 쏠림에 따라 지지링(190)이 슬라이딩 이동하게 되더라도, 실린더 로드(170)의 외주면이 내부관(152)의 내주면에 마찰하지 않도록 하기 위한 것이다.

내부관(152)에 수용홈(155)을 가공하고, 지지링(190)을 억지로 끼워넣을 수도 있으나, 그렇게 하면 지지링(190)을 끼워넣는 과정에서 지지링(190)이 손상될 수도 있고, 소모성 부품인 지지링(190)의 교체 작업이 번거로워지는 문제점이 발생한다.

본 고안은 내부관(152)의 단부에 수용홈(155)을 가공하고, 지지링(190)을 수용홈(155)에 배치한 후, 차단판(192)을 부착하여 지지링(190)이 수용홈(155)에서 이탈하지 않도록 하는 구조를 제공한다.

물론, 차단판(192)과 내부관(152)이 일체로 형성될 수도 있으며, 이 경우 내부관(152)의 안쪽에서 지지링(190)을 끼워넣는 방식으로 조립할 수 있다. 지지링(190)이 탄성 재질이기 때문에 지지링(190)을 탄성변형 시켜서 끼워 넣을 수 있다.

이러한 구조는 지지링(190)을 수용홈에 배치하고, 차단판(192)을 체결하는 것으로 지지링(190)의 설치가 완료되며, 지지링(190)의 교체시에는 차단판(192)을 분리하교 지지링(190)을 교체하면 되므로 작업성이 우수한 효과를 가져온다.

차단판(192)는 지지링(190)과 밀착되도록 체결되는 것이 바람직하다. 그렇지 않으면, 차단판(192)과 지지링(190) 사이의 간격을 통해서 차단 동작시에 발생하는 열가스가 지지애자(160) 측으로 유입될 수 있기 때문이다.

도 6는 본 고안에 따른 가스 절연 차단기의 지지링 고정 구조의 일실시예를 나타낸 단면도이고, 도 7은 본 고안에 따른 가스 절연 차단기의 지지링 고정 구조의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.

먼저 도 6을 참조하면, 차단판(192)는 도우넛 형상의 플레이트로 형성될 수 있고, 차단판(192)을 볼트 등의 체결수단으로 내부관(152)의 단부에 체결되도록 할 수 있다.

이 때, 체결수단(193)의 위치는 수용홈(155)의 외부 영역에 배치되어야 한다. 그렇지 않으면 체결수단(193)에 의하여 지지링(190)의 유동이 제한될 수 있기 때문이다.

다음으로 도 7을 살펴보면, 차단판(194)이 내부관(152)의 단부를 외주를 감싸는 형태로 형성되어, 차단판(156)과 내부관(152)이 직접 나사(157)로 체결되도록 할 수 있다.

다시 말해 차단판(194)에 내부관(152)의 외부를 감싸는 원통부(196)를 구비하여, 원통부의 내주면이 내부관(152)의 외주면에 나사 결합되도록 한 것이다.

이러한 구조는 내부관(152)의 수용홈(155)에 지지링(190)을 배치한 후 차단판(156)을 그 위로 돌려 끼우는 형태로 조립할 수 있다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 고안에 따른 가스 절연 차단기는 가동측 지지대에 구비되는 지지링이 실린더 로드의 운동 방향과 직교하는 방향으로 유동할 수 있는 구조를 제공한다. 이러한 구조는, 상간의 전자 반발력에 의하여 실린더 로드가 일측으로 쏠리는 현상이 발생하더라도 지지링이 실린더 로드와 함께 슬라이딩 운동하게 되므로, 지지링과 실린더 로드 사이의 마찰력이 일정하게 유지될 수 있는 효과를 가져온다.

전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 고안의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 후술될 실용신안청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 고안의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

110 : 제1 노즐
112 : 제2 노즐
120 : 가동측 주접점
122 : 가동 아크 접점
130 : 실린더
140 : 퍼퍼지지대
150 : 가동측 지지대
152 : 내부관
155 : 수용홈
160 : 지지애자
170 : 실린더 로드
180 : 절연로드
190 : 지지링
192, 194 : 차단판

Claims (5)

1. 고정측 주접점과 고정 아크 접점을 구비하는 고정부와,
   가동측 주접점과, 가동 아크 접점과, 실린더와, 실린더 로드와, 절연로드를 구비하는 가동부와,
   상기 가동부를 지지하는 가동측 지지대와,
   상기 가동측 지지대의 내부에 구비되는 내부관과,
   상기 실린더 로드와 상기 내부관 사이에 구비되는 지지링을 구비하는 가동측 지지대를 포함하며,
   상기 지지링은 상기 내부관에 상기 실린더 로드의 운동 방향과 직교하는 방향으로 유동가능하게 결합된 가스 절연 차단기.
   
2. 제 1 항에 있어서.
   상기 지지링은 상기 내부관에 구비된 수용홈에 결합되며,
   상기 수용홈의 내경은 상기 지지링의 외경보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 가스 절연 차단기.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 지지링은 상기 내부관의 단부에 결합되는 차단판에 의하여 상기 수용홈의 내부에 구속되는 것을 특징으로 하는 가스 절연 차단기.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 차단판은 상기 내부관의 단부에 체결수단으로 탈부착 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 가스 절연 차단기.
   
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 차단판은 상기 내부관의 단부를 감싸며 나사결합되는 것을 특징으로 하는 가스 절연 차단기.

Images