KR20180082001A - 가스절연 개폐장치의 가스 차단기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스 차단기를 구성하는 가동부에 전하 방출부재를 구비시켜 전계의 집중을 방지하도록 구성된 쉴드나 쉴드 지지 플레이트에 남아있는 전하가 전하 방출부재를 통해 고정부 지지대를 거쳐 외부로 방출되도록 함으로써 가스 차단기의 전계 상태를 개선시키는 효과가 있다.

Description

가스절연 개폐장치의 가스 차단기 {GAS CIRCUIT BREAKER FOR GAS INSULATED SWITCHGEAR}

본 발명은 가스절연 개폐장치의 가스 차단기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전계를 완화시키는 쉴드에 남겨진 전하를 쉽게 외부로 방출하면서도 부품의 큰 변경 없이도 쉽게 조립하여 사용할 수 있는 가스절연 개폐장치의 가스 차단기에 관한 것이다.

일반적으로, 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, 접지 개폐기 등 여러가지 구성들이 복합적으로 있다.

전력계통에서 고장이 발생하는 경우, 계통 및 각종 전력기기를 보호하기 위해서는 고장 전류를 신속하고 안전하게 차단해야 한다.

고장전류를 차단하는 장치를 차단기라고 하는데, 전로에서 고전압이 흐르는 경우에는 전극이 분리될 때, 아크가 발생하는데, 차단기에서는 별도의 고정부 아크전극과 가동부 아크전극을 두어 이들 고정부 아크전극과 가동부 아크전극에서만 아크가 발생하도록 한다. 즉, 아크가 한 곳에서 집중되어 발생하도록 하여 이를 쉽게 소호시킬 수 있도록 하는 것이다.

상기한 차단기의 아크 전극의 동작을 위한 구조는 크게 단방향 구동 방식 및 양방향 구동방식으로 구분된다. 이때, 단방향 구동 방식이라 함은 고정부는 고정된 상태를 유지하고 가동부만이 후퇴 동작함으로써 고정부의 고정 아크 접촉자로부터 가동부의 가동 아크 접촉자가 단락되도록 구성되는 구조이다.

또한, 양방향 구동 방식이라 함은 가동부의 가동 아크 접촉자와 고정부의 고정 아크 접촉자가 서로 연동되도록 구성하여 고장전류가 흘러 회로를 차단하고자 할 경우 가동부 아크 접촉자 및 고정부 아크 접촉자가 동시에 상호간에 이탈되도록 이동함으로써 단락되는 구조이다.

한편, 도 1에는 종래의 가스절연 개폐장치의 가스 차단기를 나타내는 단면도가 도시되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 가스절연 개폐장치의 가스 차단기(10)는 가동부(11)와, 가동부(11)에 수평방향으로 대향되게 위치하여 가동부(11)에 연결 또는 분리되는 고정부(13) 등으로 이루어진다.

이때 가동부(11)에는 노즐(11a)과, 노즐(11a)의 외주면에 결합되어 가동부(11)와 고정부(13) 간의 접속 및 분리시에 선단부에 발생하는 전계를 완화시키는 쉴드(11b) 및 쉴드(11b)를 노즐(11a)에 적용하기 위한 쉴드 지지대(11c) 등이 구비되고, 고정부(13)에는 고정부 지지대(13a) 등이 구비된다.

상기와 같이 구성된 종래의 가스절연 개폐장치의 가스 차단기(10)는 전계를 개선시키기 위해 노즐(11a)에 쉴드(11b)를 적용함으로써 차단성능을 향상시킨다.

하지만 상기와 같은 방법으로 차단성능을 향상시키기 위해서는 가스 차단기(10)에 구비되는 노즐(11a)에 적절한 쉴드(11b)를 적용하기 위해서 많은 부품이 사용되고, 이로 인해 가스 차단기(10)의 고정부(13) 구조가 매우 복잡해짐으로써 전체 부품의 조립성이 약해지는 문제점이 있었다.

또한 많은 부품이 사용되기 때문에 제품의 가격이 상승하고, 가스 차단기(10)의 조작시에 부하가 많이 걸리는 문제점이 있었다.

또한 쉴드(11b)를 적용하지 않고 가스 차단기(10)의 차단성능 및 전계를 확보하기 위해서는 많은 부품에 대한 설계변경을 해야 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 전계를 완화시키는 쉴드에 남겨진 전하를 쉽게 외부로 방출하면서도 부품의 큰 변경 없이도 쉽게 조립하여 사용할 수 있는 가스절연 개폐장치의 가스 차단기를 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 본 발명의 목적은, 가동부 및 상기 가동부에 수평방향으로 대향되게 위치하여 상기 가동부과 연결되거나 분리되는 고정부을 포함하는 가스절연 개폐장치의 가스 차단기에 있어서, 상기 가동부는, 노즐; 상기 노즐의 외주면을 감싸도록 위치하는 쉴드; 상기 노즐의 외주면을 감쌈과 동시에 상기 쉴드를 고정 지지하도록 연결되는 쉴드 지지 플레이트; 및 상기 쉴드 지지 플레이트에 끼워진 상태에서 상기 고정부에 맞닿도록 위치하여 상기 쉴드 및 상기 쉴드 지지 플레이트의 전하가 상기 고정부을 통해 방출되도록 하는 전하 방출부재;를 포함하는 가스절연 개폐장치의 가스 차단기를 제공함으로써 달성된다.

또한 상기 쉴드 지지 플레이트는, 상기 노즐의 외주면의 일부를 감싸도록 위치하는 제1 플레이트; 및 상기 노즐의 외주면의 일부를 감싸도록 위치하고, 상기 제1 플레이트와 분리되어 소정거리 이격되게 위치하는 제2 플레이트;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트와 연결되어 상기 각 플레이트를 고정지지하는 고정 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 쉴드 지지 플레이트에는 상기 전하 방출부재가 안착되어 상기 고정부의 내측면에 맞닿도록 하는 전하 방출부재 안착홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 쉴드 지지 플레이트에는 상기 전하 방출부재 안착홈에 인접하게 위치하여 상기 쉴드 지지 플레이트의 고정을 위한 고정링이 안착되도록 고정링 안착홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 전하 방출부재는 코일 스프링인 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명인 가스절연 개폐장치의 가스 차단기는 가스 차단기를 구성하는 가동부에 전하 방출부재를 구비시킴으로써 전계의 집중을 방지하도록 구성된 쉴드나 쉴드 지지 플레이트에 남아있는 전하가 전하 방출부재를 통해 고정부 지지대를 거쳐 외부로 방출되도록 하여 가스 차단기의 전계 상태를 개선시키는 효과가 있다.

또한 쉴드 지지 플레이트가 하나의 플레이트로 이루어진 것이 아니라 제1 플레이트와 제2 플레이트로 이루어지고, 각 플레이트가 분할된 상태로 이격되게 노즐에 연결되게 함으로서 노즐의 크기나 형상 등에 크게 영향을 받지 않는 상태에서 적절한 쉴드 지지 플레이트를 손쉽게 선택하여 사용할 수 있게 하는 효과가 있다.

또한 쉴드 지지 플레이트를 구성하는 각 플레이트에 고정 플레이트를 연결함으로써 쉴드 및 쉴드 지지 플레이트가 가동부의 이동에 의해 흔들리거나 위치가 변경되는 것을 방지하는 효과가 있다.

또한 전하 방출부재로 코일 스프링을 사용함으로써 전하 방출부재를 통한 전하의 외부 방출이 용이해지게 하면서도 코일 스프링과 고정부 지지대의 마찰로 인한 마모가 최소화되게 하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 가스절연 개폐장치의 가스 차단기를 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치의 가스 차단기를 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치의 가스 차단기를 구성하는 가동부를 분해한 분해 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치의 가스 차단기에 구비되는 쉴드 지지 플레이트를 나타내는 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치의 가스 차단기에 구비되는 쉴드 지지 플레이트에 코일 스프링이 안착된 상태를 나타내는 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치의 가스 차단기에 구비되는 고정 플레이트를 나타내는 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치의 가스 차단기에서 전하가 방출되는 이동경로를 나타내는 단면도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 가스 차단기를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치의 가스 차단기를 나타내는 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치의 가스 차단기를 구성하는 가동부를 분해한 분해 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치의 가스 차단기에 구비되는 쉴드 지지 플레이트를 나타내는 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치의 가스 차단기에 구비되는 쉴드 지지 플레이트에 코일 스프링이 안착된 상태를 나타내는 사시도이며, 도 6은 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치의 가스 차단기에 구비되는 고정 플레이트를 나타내는 사시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치의 가스 차단기에서 전하가 방출되는 이동경로를 나타내는 단면도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치의 가스 차단기(100)는 가동부(110)와, 상기 가동부(110)에 수평방향으로 대향되게 위치하여 상기 가동부(110)와 연결되거나 분리됨으로써 가스절연 개폐장치가 통전(ON) 또는 트립(OFF) 상태가 되게 하는 고정부(130)를 포함하여 이루어진다.

상기 가동부(110)는 노즐(111), 상기 노즐(111)의 외주면을 감싸도록 위치하는 쉴드(113), 상기 쉴드(113)를 고정지지하는 쉴드 지지 플레이트(115), 상기 쉴드(113) 및 상기 쉴드 지지 플레이트(115)의 전하가 방출되도록 하는 전하 방출부재(117) 등으로 구성되고, 상기 고정부(130)는 고정부 주 접촉자(미도시), 고정부 아크 접촉자(133) 및 고정부 지지대(131) 등으로 구성된다.

상기 노즐(111)은 상기 가동부(110)에 구비된 가동부 주 접촉자(미도시)에서 압축된 압축가스가 외부로 분출되도록 한다.

상기 쉴드(113)는 상기 노즐(111)의 외주면을 감싸도록 결합되어 상기 가동부(110)와 상기 고정부(130) 간의 접속 및 분리시에 선단부에 발생하는 전계를 완화시킨다.

상기 쉴드 지지 플레이트(115)는 상기 노즐(111)의 외주면을 감싸도록 결합됨과 동시에 상기 쉴드(113)에 연결되어 상기 쉴드(113)를 고정지지한다.

상기 전하 방출부재(117)는 코일 스프링 등으로 이루어져, 상기 쉴드 지지 플레이트(115)에 끼워진 상태에서 상기 고정부 지지대(131)의 내측면에 맞닿도록 위치하여 상기 쉴드(113) 및 상기 쉴드 지지 플레이트(115)에 남아있는 전하가 상기 고정부 지지대(131)를 통해 외부로 방출되게 한다.

즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 쉴드(113)는 상기 쉴드 지지 플레이트(115)와 연결되고, 상기 쉴드 지지 플레이트(115)에는 상기 전하 방출부재(117)가 안착됨과 동시에 상기 전하 방출부재(117)의 일단이 상기 고정부 지지대(131)의 내측면에 맞닿도록 위치함으로서 상기 쉴드(113)나 상기 쉴드 지지 플레이트(115)에 남아 있는 전하가 상기 전하 방출부재(117) 방향(D)으로 이동한 다음 접지 상태에 있는 상기 고정부 지지대(131)를 통해 외부로 방출되게 된다.

이때 상기 가동부(110)가 상기 고정부(130) 측으로 움직이면서 상기 가스절연 개폐장치가 통전 또는 트립상태로 조절될 때 상기 전하 방출부재(117)는 상기 고정부 지지대(131)의 내측면과 맞닿으면서 이동하기 때문에 일정부분 마모되게 되지만, 상기 전하 방출부재(117)를 코일 스프링으로 구성함으로써 전하를 효과적으로 방출하면서도 상기 전하 방출부재(117)의 마모정도가 최소화되도록 한다.

한편, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 쉴드 지지 플레이트(115)는, 제1 플레이트(115a)와 제2 플레이트(115b)로 이루어질 수 있다.

상기 제1 플레이트(115a)는 반원형상으로 이루어져 상기 노즐(111)의 외주면의 일부를 감싸도록 위치한다.

상기 제2 플레이트(115b)는 상기 제1 플레이트(115a)와 동일하게 반원형상으로 이루어지지만 상기 제1 플레이트(115a)와 연결되는 것이 아니라 분할되도록 상기 제1 플레이트(115a)와 분리되어 소정거리 이격되게 위치한다.

따라서, 상기 쉴드 지지 플레이트(115)가 하나의 플레이트로 이루어지는 것이 아니라 상기 제1 플레이트(115a)와 상기 제2 플레이트(115b)로 이루어지고, 각 플레이트(115a, 115b)가 분할되어 이격되게 위치하기 때문에 상기 쉴드 지지 플레이트(115)를 상기 노즐(111)에 연결시킬 때 상기 노즐(111)의 크기나 형상에 크게 구애됨이 없이 상기 노즐(111)에 대응되는 크기를 갖는 상기 쉴드 지지 플레이트(115)를 선택하여 사용하면 되기 때문에 부품의 교체가 용이하고, 상기 쉴드 지지 플레이트(115)의 구조를 크게 변경하지 않기 때문에 상기 가동부(110)와의 연결을 위해 상기 고정부(130)의 각 부품을 크게 변경할 필요가 없게 된다.

이외에 상기 쉴드 지지 플레이트(115)에는 상기 전하 방출부재(117)가 안착되어 상기 고정부 지지대(131)의 내측면에 맞닿게 위치하도록 전하 방출부재 안착홈(115c)이 형성된다.

따라서, 상기 전하 방출부재(117)는 상기 전하 방출부재 안착홈(115c)에 안착된 상태에서 외측단이 상기 쉴드 지지 플레이트(115)보다 외측으로 돌출되게 위치하여 상기 고정부 지지대(131)의 내측면에 맞닿도록 위치함으로써 상기 쉴드(113) 및 상기 쉴드 지지 플레이트(115)에 남아있는 전하가 상기 고정부 지지대(131)를 통해 외부로 방출되게 한다.

또한 상기 쉴드 지지 플레이트(115)에는 상기 전하 방출부재 안착홈(115c)에 인접하게 위치하여 고정링(121)이 안착되어 위치하도록 고정링 안착홈(115d)이 형성된다.

따라서, 상기 고정링 안착홈(115d)에 상기 고정링(121)이 안착되어 위치하기 때문에 상기 고정링(121)을 통해 상기 쉴드(113) 등의 위치가 상기 가동부(110)의 이동에 의해 흔들리지 않고 정위치에 정렬되게 된다.

한편, 상기 쉴드 지지 플레이트(115)의 일단에는 고정 플레이트(119)가 더 구비될 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 고정 플레이트(119)는 상기 쉴드 지지 플레이트(115)에 대응되도록 원형으로 이루어져 상기 제1 플레이트(115a) 및 상기 제2 플레이트(115b)에 맞닿은 상태에서 연결되어 상기 각 플레이트(115a, 115b)가 흔들리거나 이동되지 않고 정위치에 정렬되어 위치되도록 한다.

이때 상기 쉴드(113)와 상기 쉴드 지지 플레이트(115) 및 상기 고정 플레이트(119)에는 상호 대응되도록 다수개의 체결홀(113a, 115e, 119a)이 형성되어 볼트 등의 체결부재가 각 체결홀(113a, 115e, 119a)을 관통함으로써 각 부품이 상호 연결되게 된다.

상기와 같이 구성되어 동작되는 본 발명의 경우 가스 차단기(100)를 구성하는 가동부(110)에 전하 방출부재(117)를 구비시킴으로써 전계의 집중을 방지하도록 구성된 쉴드(113)나 쉴드 지지 플레이트(115)에 남아있는 전하가 전하 방출부재(117)를 통해 쉽게 외부로 방출되도록 하여 가스 차단기(100)의 전계상태가 개선되도록 한다.

또한 쉴드 지지 플레이트(115)가 하나의 플레이트로 이루어진 것이 아니라 제1 플레이트(115a)와 제2 플레이트(115b)로 이루어지도록 하고, 각 플레이트(115a, 115b)가 분할되어 상호간에 이격되게 노즐(111)에 연결되도록 함으로서 노즐(111)의 크기 등에 크게 영향을 받지 않는 상태에서 적절한 쉴드 지지 플레이트(115)를 손쉽게 선택하여 사용할 수 있게 한다.

또한 쉴드 지지 플레이트(115)를 구성하는 각 플레이트(115a, 115b)에 고정 플레이트(119)를 연결함으로써 쉴드(113) 및 쉴드 지지 플레이트(115)가 흔들리지 않고 정위치게 위치할 수 있게 한다.

또한 전하 방출부재(117)로 코일 스프링을 사용함으로써 전하 방출부재(117)를 통해 쉴드(113) 등에 남아 있는 전하의 방출이 용이해지게 함과 동시에 가동부(110)의 이동에 따라 코일 스프링이 고정부 지지대(131)의 내측면에 맞닿으면서 이동하더라도 마모되는 것을 최소화시킨다.

이상에서 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있고, 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

10: 가스 차단기 11: 가동부
11a: 노즐 11b: 쉴드
11c: 쉴드 지지대 13: 고정부
13a: 고정부 지지대 100: 가스 차단기
110: 가동부 111: 노즐
113: 쉴드 113a, 115e, 119a: 체결홀
115: 쉴드 지지 플레이트 115a: 제1 플레이트
115b: 제2 플레이트 115c: 전하 방출부재 안착홈
115d: 고정링 안착홈 117: 전하 방출부재
119: 고정 플레이트 121: 고정링
130: 고정부 131: 고정부 지지대
133: 고정부 아크 접촉자

Claims (6)

1. 가동부 및 상기 가동부에 수평방향으로 대향되게 위치하여 상기 가동부과 연결되거나 분리되는 고정부을 포함하는 가스절연 개폐장치의 가스 차단기에 있어서,
   상기 가동부는,
   노즐;
   상기 노즐의 외주면을 감싸도록 위치하는 쉴드;
   상기 노즐의 외주면을 감쌈과 동시에 상기 쉴드를 고정 지지하도록 연결되는 쉴드 지지 플레이트; 및
   상기 쉴드 지지 플레이트에 끼워진 상태에서 상기 고정부에 맞닿도록 위치하여 상기 쉴드 및 상기 쉴드 지지 플레이트의 전하가 상기 고정부을 통해 방출되도록 하는 전하 방출부재;
   를 포함하는 가스절연 개폐장치의 가스 차단기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 쉴드 지지 플레이트는,
   상기 노즐의 외주면의 일부를 감싸도록 위치하는 제1 플레이트; 및
   상기 노즐의 외주면의 일부를 감싸도록 위치하고, 상기 제1 플레이트와 분리되어 소정거리 이격되게 위치하는 제2 플레이트;
   로 구성되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 가스 차단기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트와 연결되어 상기 각 플레이트를 고정지지하는 고정 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 가스 차단기.
4. 제2항에 있어서,
   상기 쉴드 지지 플레이트에는,
   상기 전하 방출부재가 안착되어 상기 고정부의 내측면에 맞닿도록 하는 전하 방출부재 안착홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 가스 차단기.
5. 제4항에 있어서,
   상기 쉴드 지지 플레이트에는,
   상기 전하 방출부재 안착홈에 인접하게 위치하여 상기 쉴드 지지 플레이트의 고정을 위한 고정링이 안착되도록 고정링 안착홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 가스 차단기.
6. 제1항 내지 제5항에 있어서,
   상기 전하 방출부재는 코일 스프링인 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 가스 차단기.

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