KR20180002883U - 진공 인터럽터 - Google Patents

Abstract

본 고안의 일실시예에 따른 진공 인터럽터는 가동 접촉부가 형성된 가동전극과, 상기 가동 접촉부에 대향되고, 가동 접촉부에 접촉되기 위한 고정 접촉부가 형성된 고정전극와, 상기 가동전극이 결합되고, 수축 및 팽창에 의해 상기 가동전극이 상기 고정전극을 향해 왕복이동 가능하도록 상기 가동전극을 지지하는 벨로우즈를 포함하고, 상기 가동 접촉부는 제1 평면부와 제1 곡면부가 형성되고, 상기 고정 접촉부는 상기 가동 접촉부의 제1 평면부에 대응되는 제2 평면부와 상기 가동 접촉부의 제1 곡면부와 적어도 일부가 대응되는 제2 곡면부가 형성되고, 상기 가동전극과 상기 고정전극이 접촉될 경우, 상기 가동 접촉부는 상기 고정 접촉부에 안착된다.

Description

진공 인터럽터{VACUUM INTERRUPTER}

본 고안은 진공 인터럽터에 관한 것이고, 보다 구체적으로 가동전극이 고정전극을 향해 비정렬상태로 투입될 경우, 고정전극의 곡면부에 의해 정렬상태로 가이드 이동되고, 가동전극과 고정전극의 접촉시 가동전극의 접촉부를 고정전극의 접촉부가 감싸도록 형성됨에 따라, 접촉면적을 증대시킬 수 있는 진공 인터럽터에 관한 것이다.

일반적으로, 진공차단기는 고압 전력계통에 설치되어 단락이나 과전류 등의 위험상황이 발생할 경우, 회로를 차단하여 전력계통을 보호하도록 구성된 회로차단기의 일종으로서 진공 상태에서의 절연성능과 아크 소호력이 우수한 점을 활용하여 설계된 것이다.

이러한 진공차단기는 이상전류 발생시 차단기 내부의 진공 인터럽터(Vacuum Interrupter: VI)에서 진공 소호방식으로 회로를 차단하여 인명 및 부하기기를 보호하게 된다.

또한, 바이패스 스위치(Bypass Switch)용 진공 인터럽터는 사고전류 발생시 해당전류를 신속히 접지로 바이패스 시키는 역할을 하는 스위치용 진공 인터럽터이다.

한편, 사고전류를 바이패스시키는 스위치에 있어서 진공 인터럽터를 이용하게 되면 극간거리를 최소화할 수 있어 전극의 투입시 행정거리를 작게할수 있고, 동작거리가 짧아짐에 따라 고속동작을 구현할 수 있다.

그리고 사고 전류의 바이패스 동작은 진공 인터럽터의 접점이 접촉되면서 동작하게 되고, 동작후에는 계통의 정격전류가 상시 흐르게 되어있는 구조로 이루어진다.

그리나 진공 인터럽터가 투입동작을 할 시 접점간의 거리가 가까워지게 되면 사고전류로 인한 아크가 발생하게 되고, 접점의 용착을 유발시킨다.

또한, 투입동작 도중 용착이 발생하면 접점이 정렬을 이루지 못하고 특정부위에서만 접촉되는 경우가 발생한다. 그리고 투입완료 후에는 정격전류가 흐르는 통전상태이므로 용착 발생 후 정렬이 완전하지 않으면 진공 인터럽터의 접촉저항이 증가되어 온도가 상승하는 문제점이 발생한다.

본 고안의 일 관점은 가동전극이 고정전극을 향해 비정렬상태로 투입될 경우에도, 고정전극의 접촉부 형상에 의해 가동전극이 가이드 이동되어 정렬상태로 재배치됨에 따라, 비정렬접촉에 의한 아크발생 및 융착에 따른 접촉저항값 증가를 방지할 수 있는 진공 인터럽터를 제공하기 위한 것이다.

본 고안의 다른 관점은 가동전극과 고정전극의 접촉시 가동전극의 접촉부를 고정전극의 접촉부가 감싸도록 가동전극와 고정전극이 접촉됨에 따라, 접촉면적을 증대시킬 수 있는 진공 인터럽터를 제공하기 위한 것이다.

본 고안의 일실시예에 따른 진공 인터럽터는 가동 접촉부가 형성된 가동전극과, 상기 가동 접촉부에 대향되고, 가동 접촉부에 접촉되기 위한 고정 접촉부가 형성된 고정전극와, 상기 가동전극이 결합되고, 수축 및 팽창에 의해 상기 가동전극이 상기 고정전극을 향해 왕복이동 가능하도록 상기 가동전극을 지지하는 벨로우즈를 포함하고, 상기 가동 접촉부는 제1 평면부와 제1 곡면부가 형성되고, 상기 고정 접촉부는 상기 가동 접촉부의 제1 평면부에 대응되는 제2 평면부와 상기 가동 접촉부의 제1 곡면부와 적어도 일부가 대응되는 제2 곡면부가 형성되고, 상기 가동전극과 상기 고정전극이 접촉될 경우, 상기 가동 접촉부는 상기 고정 접촉부에 안착된다.

또한, 상기 진공 인터럽터에 있어서, 상기 가동 접촉부는 돌출된 형상으로 이루어지고, 상기 고정 접촉부는 홈 형상으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 진공 인터럽터에 있어서, 상기 고정 접촉부의 제2 곡면부 외경은 가동 접촉부의 제1 곡면부 외경에 비하여 크게 형성될 수 있다.

또한, 상기 진공 인터럽터에 있어서, 상기 고정 접촉부의 평면부에 인접한 영역의 고정 접촉부의 제2 곡면부는 상기 가동 접촉부의 제1 곡면부와 대응된다.

또한, 상기 진공 인터럽터는 상기 고정전극을 커버하고, 상기 벨로우즈가 결합되는 세라믹을 더 포함하는

또한, 상기 진공 인터럽터에 있어서, 상기 벨로우즈는 상기 세라믹에 삽입결합되는 세라믹 결합부와, 상기 결합부로부터 연장되고, 세라믹의 외부에 위치되며 수축 및 팽창에 의한 선형 변위를 제공하는 요철부와, 상기 가동전극이 삽입결합되는 가동전극 삽입홀이 형성된다.

또한, 상기 제1 곡면부와 상기 가동전극의 외주부에 형성되고, 상기 제2 곡면부는 제1 곡면부와 동일한 형상으로 이루어질 수 있다.

기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 고안에 의하면 가동전극이 고정전극을 향해 비정렬상태로 투입될 경우, 고정전극 형상에 의해 가이드 이동되어 정렬상태로 재배되어 안정적이고, 신뢰성이 향상될 뿐만 아니라, 가동전극과 고정전극의 접촉시 가동전극의 접촉부를 고정전극의 접촉부가 감싸도록 가동전극과 고정전극이 접촉됨에 따라, 접촉면적을 증대시킬 수 있고, 바이패스용 진공 인터럽터로 구현될 경우 바이패스 효율 또한 향상시킬 수 있다.

본 고안의 기술적 사상의 실시예는, 구체적으로 언급되지 않은 다양한 효과를 제공할 수 있다는 것이 충분히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 고안의 일실시예에 따른 진공 인터럽터의 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시한 진공 인터럽터에 있어서, 고정전극을 개략적으로 도시한 부분사시도이다.
도 3은 도 1에 도시한 진공 인터럽터의 개략적인 제1 사용상태도이다.
도 4는 도 1에 도시한 진공 인터럽터의 개략적인 제2 사용상태도이다.
도 5는 도 1에 도시한 진공 인터럽터의 개략적인 제3 사용상태도이다.

본 고안의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 고안은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 고안의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 고안을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 고안의 일실시예에 따른 진공 인터럽터의 개략적인 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시한 진공 인터럽터에 있어서, 고정전극을 개략적으로 도시한 부분사시도이다.

도시한 바와 같이, 진공 인터럽터(1000)는 가동전극(1100), 고정전극(1200), 벨로우즈(bellows)(1300) 및 세라믹(1400)을 포함한다.

그리고 상기 진공 인터럽터(1000)는 사고전류 발생시 해당 전류를 신속히 접지로 바이패스 시키는 바이패스용 진공 인터럽터로 구현될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 가동전극(1100)는 가동부 로드(L1)에 연결되고 도전성 재료로 이루어진다. 또한, 가동부 로드(L1)는 진공 인터럽터의 외부의 부하 또는 전원과 연결될 수 있다.

또한, 가동전극(1100)은 고정전극(1200)에 대향되도록 위치되고, 벨로우즈(bellows)(1300)에 결합된다. 그리고 가동전극(1100)은 벨로우즈(1300)의 변형에 따라 선형으로 왕복이동이 가능하게 된다.

그리고 가동전극(1100)은 고정전극(1200)과 접촉되는 가동 접촉부(1110)가 고정전극(1200)에 대향되도록 형성된다.

또한, 가동 접촉부(1110)는 제1 평면부(1111)와 제1 곡면부(1112)로 이루어진다.

또한, 상기 제1 곡면부(1112)는 가동전극(1100)이 고정전극(1200)에 접촉될 경우 접촉면적을 증가시키기 위한 것이다.

또한, 상기 제1 곡면부(1112)는 가동전극(1100)이 고정전극(1200)과 비정렬된 상태 즉, 가동전극의 중심축(C1)과 고정전극의 중심축(C2)이 이격된 상태에서 접촉이 시도될 경우, 중심축이 정렬되도록 이동시키기 위한 가이드 이동을 보다 효율적으로 구현하기 위한 것이다.

그리고 고정전극(1200)에는 고정부 로드(L2)에 연결되고, 도전성 소재로 이루어진다.

또한, 고정전극(1200)은 가동전극(1100)에 대향되어 고정 접촉부(1210)가 형성된다. 그리고 상기 고정 접촉부(1210)는 가동 접촉부(1110)와 대응되도록 형성될 수 있다.

즉, 가동 접촉부(1110)가 고정 접촉부(1210)에 접촉될 경우 가동 접촉부(1110)이 고정 접촉부(1210)에 안착되도록 고정 접촉부(1210)는 가동 접촉부(1110)가 수용되는 홈 형상으로 이루어질 수 있다.

이를 위해 고정 접촉부(1210)는 제2 평면부(1211)와 제2 곡면부(1212)로 이루어지고, 가동전극(1100)의 가동 접촉부(1110)가 안착되는 홈 형상으로 이루어질 수 있다.

또한, 가동전극(1100)의 가동 접촉부(1110)는 고정전극(1200)을 향해 돌출된 형상이고, 가동전극(1100)이 고정전극에 접촉될 경우, 가동 접촉부(1110)는 고정 접촉부(1210)에 삽입된다.

그리고 고정 접촉부(1210)의 제2 평면부(1211)는 가동 접촉부(1110)의 제1 평면부(1111)와 동일한 크기 및 형상으로 이루어진다.

또한, 제2 곡면부(1212)는 가동 접촉부(1110)의 제1 곡면부(1112)와 부분적으로 대응되도록 이루어질 수 있다. 즉, 제2 평면부(1211)에 인접한 영역의 제2 곡면부(1212)는 제1 곡면부(1112)와 대응된다.

이는 가동전극(1100)이 고정전극(1200)에 접촉될 경우, 고정 접촉부(1210)와 가동 접촉부(1110)는 제1, 제2 평면부(1211, 1111)뿐만 아니라, 제1, 제2 곡면부(1212, 1112)까지도 부분적으로 접촉됨에 따라 접촉면적을 최대화 시키기 위한 것이다.

또한, 고정 접촉부(1210)의 제2 곡면부(1212)는 가동 접촉부의 제1 곡면부(1112)보다 넓은 면적을 갖도록 형성된다. 즉, 고정 접촉부의 제2 곡면부(1212) 외경은 가동 접촉부의 제2 곡면부(1212) 외경에 비하여 크게 형성된다.

또한, 상기 제1 곡면부(1112)는 상기 가동전극(1100)의 외주부에 형성되고, 상기 제2 곡면부(1212)는 제1 곡면부(1112)와 동일한 형상으로 이루어질 수 있다.

이는 가동전극(1100)의 중심축이 고정전극(1200)의 중심축과 비정렬된 상태 즉, 중심축이 이격된 상태에서 가동전극(1100)이 이동되어 고정전극(1200)과 접촉될 경우, 가동전극(1100)은 고정전극(1200)의 제2 곡면부(1212)에 가이드되어 중심축이 서로 일치되도록 이동시키기 위한 것이다.

그리고 상기 고정전극(1200)의 직경은 가동전극(1100)의 직경보다 크게 형성될 수 있다.

다음으로 벨로우즈(1300)는 가동전극(1100)이 결합되고, 가동전극(1100)을 고정전극(1200)을 향해 이동가능하도록 지지한다. 이를 위해 벨로우즈(1300)는 요철부(1310), 세라믹 결합부(1320) 및 가동전극 삽입홀(1330)이 형성된다.

또한, 요철부(1310)는 상기 세라믹 결합부(1320)로부터 연장되고, 세라믹의 외부에 위치되며, 수축 및 팽창에 의해 선형으로 변위가능하도록 하기 위한 것이다.

즉, 벨로우즈(1300)는 신축 가능한 재료로 이루어질 수 있고, 요철부(1310)와 같은 형상으로 이루어질 경우, 벨로우즈가 금속재료로 이루어지더라도 수축 및 팽창에 의해 선형으로 변형가능하게 된다.

또한, 가동전극 삽입홀(1330)에는 가동전극(1100)이 삽입결합된다. 그리고 가동전극(1100)의 외경(D2)은 벨로우즈(1300)의 내경과 동일하다.

그리고 세라믹 결합부(1320)는 세라믹(1400)에 삽입결합된다.

결국, 벨로우즈(1300)는 세라믹 결합부(1320)가 세라믹(1400)에 삽입되도록 결합됨에 따라, 요철부(1310)가 세라믹(1400)의 외부로 위치되도록 형성시켜 요철부(1310)의 외경(D1)이 최대화되도록 확보됨에 따라 가동전극(1100)의 외경(D1)이 최대화되도록 확보된다.

이에 따라 가동전극(1100)이 고정전극(1200)과 접촉되는 접촉면을 최대화로 확보되고, 이에 따른 접촉저항을 낮출 수 있게 된다.

결국, 벨로우즈(1300)의 요철부(1310)가 세라믹(1400)의 외부로 노출되어 가동전극(1100)이 고정전극(1200)에 대해 비정렬상태로 이동될 경우, 고정 접촉부(1210)의 제2 곡면부(1212)에 의해 정렬상태로 가이드되어, 고정전극(1200)과 가동전극(1100)의 접촉면적 최대화와 정렬상태 접촉을 동시에 만족할 수 있게 된다.

도 3은 도 1에 도시한 진공 인터럽터의 개략적인 제1 사용상태도이다. 도시한 바와 같이, 가동전극(1100)의 중심축(C1)과 고정전극(1200)의 중심축(C2)은 동축으로 위치되지 않고, 경사각을 갖도록 비정렬된 상태이다.

그리고 가동전극(1100)이 고정전극(1200)에 접촉되도록 이동될 경우, 경사진 상태의 가동전극(1100)의 제1 곡면부(1112)는 고정전극(1210)의 제2 곡면부(1212)에 접한다. 그리고 이동방향으로 계속 가압될 경우 가동전극의 가동 접촉부(1110)는 고정전극(1210)의 제2 곡면부(1212)에 가이드 이동된다.

그리고 도 5에 도시한 바와 같이, 가동전극(1100)의 중심축(C1)과 고정전극(1200)의 중심축(C2)은 동축으로 배치된다.

도 4는 도 1에 도시한 진공 인터럽터의 개략적인 제2 사용상태도이다. 도시한 바와 같이, 가동전극(1100)의 중심축(C1)과 고정전극(1200)의 중심축(C2)은 동축으로 위치되지 않고, 이격되도록 비정렬된 상태이다.

그리고 가동전극(1100)이 고정전극(1200)에 접촉되도록 이동될 경우, 경사진 상태의 가동전극(1100)의 제1 곡면부(1112)는 고정전극(1200)의 제2 곡면부(1212)에 접한다. 그리고 이동방향으로 계속 가압될 경우 가동전극의 가동 접촉부(1110)는 고정전극(1210)의 제2 곡면부(1212)에 가이드 이동된다.

그리고 도 5에 도시한 바와 같이, 가동전극(1100)의 중심축(C1)과 고정전극(1200)의 중심축(C2)은 동축으로 배치된다.

그리고, 가동전극(1100)과 고정전극(1200)의 접촉면(A)는 제1 평면부(1111) 뿐만 아니라 제1 곡면부(1112)의 일부면까지 포함함에 따라 접촉면적이 확장된 효과를 얻을 수 있다.

이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 일 실시예를 설명하였지만, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 고안이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1000: 진공 인터럽터 1100: 가동전극
1110: 가동 접촉부 1111: 제1 평면부
1112: 제1 곡면부 1210: 고정 접촉부
1211: 제2 평면부 1200: 고정전극
1210: 고정전극 1211: 제2 평면부
1212: 곡면부 1300: 벨로우즈
1310: 요철부 1320: 세라믹 결합부
1330: 가동전극 삽입홀 1400: 세라믹

Claims (7)

1. 가동 접촉부가 형성된 가동전극;
   상기 가동 접촉부에 대향되고, 상기 가동 접촉부에 접촉되기 위한 고정 접촉부가 형성된 고정전극; 및
   상기 가동전극이 결합되고, 수축 및 팽창에 의해 상기 가동전극이 상기 고정전극을 향해 왕복이동 가능하도록 상기 가동전극을 지지하는 벨로우즈를 포함하고,
   상기 가동 접촉부는 제1 평면부와 제1 곡면부가 형성되고, 상기 고정 접촉부는 상기 가동 접촉부의 제1 평면부에 대응되는 제2 평면부와 상기 가동 접촉부의 제1 곡면부와 적어도 일부가 대응되는 제2 곡면부가 형성되고,
   상기 가동전극과 상기 고정전극이 접촉될 경우, 상기 가동 접촉부는 상기 고정 접촉부에 안착되는
   진공 인터럽터.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 가동 접촉부는 돌출된 형상으로 이루어지고, 상기 고정 접촉부는 홈 형상으로 이루어진
   진공 인터럽터.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 고정 접촉부의 상기 제2 곡면부 외경은 상기 가동 접촉부의 상기 제1 곡면부 외경에 비하여 크게 형성된
   진공 인터럽터.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 고정 접촉부의 상기 제2 평면부에 인접한 영역의 상기 고정 접촉부의 제2 곡면부는 상기 가동 접촉부의 상기 제1 곡면부와 대응되는
   진공 인터럽터.
   
5. 제 1 항에 있어서
   상기 고정전극을 커버하고, 상기 벨로우즈가 결합되는 세라믹을 더 포함하는
   진공 인터럽터.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 벨로우즈는
   상기 세라믹에 삽입결합되는 세라믹 결합부와,
   상기 결합부로부터 연장되고, 상기 세라믹의 외부에 위치되며 수축 및 팽창에 의해 선형 변위를 제공하는 요철부와,
   상기 가동전극이 삽입결합되는 가동전극 삽입홀이 형성된
   진공 인터럽터.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 곡면부와 상기 가동전극의 외주부에 형성되고, 상기 제2 곡면부는 제1 곡면부와 동일한 형상으로 이루어진
   진공 인터럽터.

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