KR950011981B1

KR950011981B1 - 가스회로 차단기

Info

Publication number: KR950011981B1
Application number: KR1019900019190A
Authority: KR
Inventors: 야스하루 세끼; 오사무 코야나기; 마사노리 쯔꾸시
Original assignee: 가부시기가이샤 히다찌 세이사꾸쇼; 미다 가쓰시게
Priority date: 1989-11-29
Filing date: 1990-11-26
Publication date: 1995-10-13
Also published as: JPH03171521A; KR910010572A; US5072084A

Abstract

내용 없음.

Description

가스회로 차단기

제1도는 폐쇄상태에 있는 종래의 퍼퍼(puffer)타입의 가스회로차단기의 단면도.

제2도는 개방상태 또는 작동상태에 있는 제1도의 가스 회로차단기의 단면도.

제3도는 폐쇄상태에 있는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스 회로차단기의 단면도.

제4도 및 5도는 각각 차단동작의 초기단계 및 중간단계에 있는 제3도의 가스회로차단기의 단면도.

제6도는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 가스회로차단기의 단면도.

제7도는 가동부재의 구체적인 구조의 일례를 도시한 것으로 제3도의 가스회로차단기의 부분절개 사시도.

제8도는 제7도의 분해사시도.

제9도는 제3도 및 6도의 전체 가동부재와 배가가스가이드의 사시도.

제10도는 본 발명의 다른 실시예의 전체 가동부재와 배기가스가이드의 사시도.

제11도는 제12도의 전체 가동부재와 배기가스가이드의 사시도.

제12도는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스회로차단기의 단면도.

제13도는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스회로차단기의 단면도.

제14도는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스회로차단기의 단면도.

제15도는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스회로차단기의 단면도.

제16도는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스회로차단기의 단면도.

본 발명은 가스를 이용하여 고전류의 전기회로를 개방시키는 가스회로차단기에 관한 것으로, 특히 퍼퍼(puffer)타입의 가스회로차단기에 관한 것이다.

종래의 공지된 퍼퍼타입의 가스회로 차단기는 1974년 10월 1일에 공표된 "퍼퍼타입의 회로차단기"라는 명칭의 미국특허 제 3,839,613호와, 히다찌 리뷰 23(1974년)의 "240/300kV, 50kV, 2000A, 4000A, 8000A, 2사이클 퍼퍼타입 SF₆가스회로차단기의 개발"과, IEEB 컨퍼런스페이퍼 C 74 089-9의 "고전력 2 사이클 퍼퍼타입의 가스회로차단기의 개발"등에 공지되어 있다. 이런 공지된 타입의 가스 회로차단기는 제1도 및 2도에 되시되어 있다.

제1도 및 2도에 도시되어 있는 가스회로 차단기(101)는 SF₆과 같은 소호가스가 채워지는 컨테이너(도시하지 않음)내에 배치된다. 가스회로차단기(101)는 컨테이너에 관련하여 정지 장착된 고정부재(104)와, 고정아아크접촉자(109)와, 주고정접촉자(110)와, 화살표(A)의 축방향으로 고정아아크접촉자(109)로부터 분리가능한 가동아아크접촉자(133)과 주가동접촉자(138)을 구비하여 이들 사이에 아아크(161)를 발생시키게 하는 가동부재(121)로 이루어진다. 퍼퍼챔버(130)는 컨테이너에 관련하여 정지되어 있는 프레임체(111)의 퍼퍼피스톤(115)과 가동부재(121)의 퍼퍼실린더(131)사이에 형성되어 있다. 프레임체(111)의 퍼퍼피스톤(115)이 화살표(B)의 방향으로 퍼퍼챔버(130)내로 상대 이동하게 되면, 가동부재(121)가 가동부재(121)의 작동샤프트부재(124)를 통하여 화살표(A)의 방향으로 이동하게 되므로, 퍼퍼챔버(130)내의 가스는 압축되어 퍼퍼챔버(130)의 일단부에 형성된 개구(132)를 통하여 전기절연물질로 만들어진 노즐(142)에 형성된 챔버(190)내로 도입된다. 고정아아크접촉자(109)의 선단이접촉자(109), (133)의 선단을 둘러싸는 절연노즐(142)중 소경인 목부(147)로부터 미끄러질 때까지 가동부재(121)가 고정부재(104)에 관련하여 화살표(A)의 방향으로 당겨질 때, 챔버(190)내의 압축가스는 목부(147)를 관통하는 가스흐름(162)으로 아아크(161)가 생성되는 영역을 통과하게 되어 아아크(161)의 가스플라즈마를 냉각시키게 된다. 이 경우, 가동부재(121)의 샤프트(191)의 내측에 형성된 배기통로(140)의 개구(139)는 퍼퍼피스톤(115)의 원통형 샤프트부(192)에 형성된 개구(120)에 연통되어 있으므로, 챔버(190)로부터 롤러 축방향 배기통로(140)와 개구(139), (120)를 관통하게 방향되는 가스흐름(163)이 동시에 형성되게 된다. 이 가스흐름(163)도 또한 아아크(161)의 가스성 플라즈마를 냉각시킨다. 이 결과, 이중 가스흐름(162), (163)은 아아크(161)의 냉각으로 아아크(161)를 소호시켜, 고정아아크 접촉자(109)과 가동아아크접촉자(133) 사이의 흐름을 방해한다.

그러나, 이런 종류의 종래 가스회로차단기(101)에서는, 다음의 이유때문에 화살표(A)의 방향으로 가동접촉자(133)을 분리시키는 작동에 큰 힘이 필요하게 된다; 소호가스흐름을 만들기 위해 가스를 압축해야 하기 때문에, 이 작동력은 그다지 많이 감소될 수 없다. 더욱이, 배기통로(140)의 직경은, 샤프트(191)를 통하는 배기통로(140)가 길다고해도 매우 크게 될 수 없어 차단기의 직경을 증가시킬 수 없다. 따라서, 배기통로(140)를 통한 내유동성이 증가되어 가스가 충분히 유동하지 못하고, 이에 따라 아아크(161)를 소호시키는 것이 어렵게 될 염려가 있다.

더욱이, 예를 들어 1978년 10월 14일자 공개된 것으로 "스위칭 장치"라는 명칭의 일본 특허공개공보 제 53-117758호에 공지된 바와 같이, 아아크의 열을 이용하여 가스를 압축하기 위한 팽창 또는 소호챔버로 구성되고 아아크에 대해 팽창챔버에서 압축된 가스를 송풍하거나 내뿜거나 하여 즉, 아아크를 냉각시키도록 아아크를 따라 가스를 흐르게 하여, 아아크를 소호시키도록 하는 소위 열 퍼퍼타입의 가스회로차단기가 공지되어 있다. 그러나, 이 열 퍼퍼타입의 가스회로 차단기에서도, 대전류를 차단하려고 하는 의도로 스프링력을 이용하는 압력반응 벨브를 배기통로에 제공하므르써 이중 유동방법을 채용한다고 해도, 압력반응 밸브등에 의해 광범위한 전류범위에 걸쳐 장시간 동안 안정ㅇ하게 아아크를 소호하는 것이 어렵고, 소전류를 차단하는 성능이 압력응답 밸브로 인해 낮아지게 될 염려가 있다.

본 발명의 목적은 전기절연노즐의 목부를 관통하는 소호가스흐름과의 상호작용으로 소호에 이용되는 가스흐름의 내유동성을 감소시켜 동작에 필요한 힘을 감소시킬 수 있는 대전류 차단이 향상된 가스회로차단기를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 상술된 작동에 필요한 힘을 감소시키고 내유동성을 감소시킬 수 있는 향상된 대전류 차단성능을 갖는 가스회로차단기는, 그 접촉부가 서로 상대적으로 분리가능한 한쌍의 가스흐름을 안내하도록 접촉자의 접촉부를 둘러싸는 전기절연물질로된 절연노즐과, 접촉부의 분리동작에 관련하여 내부가스를 압축하여 절연노즐의 인도하에서 공급하는 퍼퍼챔버수단으로 이루어지고, 퍼퍼챔버수단으로부터의 가스가 절연노즐내에 위치된 접촉자들중 하나의 중공부를 관통하는 적어도 하나의 배기통로를 통해 배기된다. 이 배기통로는 접촉자들중 하나의 퍼퍼챔버 사이에 형성된다. 블럭수단은 가스회로차단기의 프레임의 배기가스가이드를 가스회로 차단기의 축 방향을 따라 복수의 요소로 분리하는 가스흐름의 하류측에 위치된 적어도 하나의 배기통로의 단부에 형성된 배기구를 분리동작 초기단계 동안 폐쇄하고 뒤이어 개방한다. 배기가스가이드는 스프링에 의해 외측으로부터 고정되고 배기가스가이드에 접속된 원통부로부터 전기적 절연된다.

본 발명에 따른 가스회로차단기에서, 분리 또는 개방동작에 관련하여 가스가 소호흐름으로 형성되게 압축작용하는 퍼퍼챔버수단은 가동요소에 연결된 구동샤프트의 축방향으로 연장하도록 형성되고 아아크에 작용하는 가스를 배기시키는 배기통로는 퍼퍼챔버수단과 가동요소 사이에 형성되므로, 배기통로에서의 가스유로의 길이는 종래의 퍼퍼타입 가스회로차단기에 비하여 충분히 감소될 수 있어, 배기통로의 내유동성을 감소시키는 것을 가능하게 한다.

더욱이, 본 발명에 따른 가스회로차단기에서, 블럭수단이 적어도 전류차단동작의 초기단계 동안에 가스흐름의 하류측에 형성된 배기 통로의 배기구를 폐쇄하도록 작용하므로, 전류차단동작의 초기단계의 배기구를 관통하는 불필요한 가스흐름의 형성을 억제하는 것 뿐만아니라, 블럭수단이 배기구를 개방되게 하기 때문에 배기통로를 관통하는 가스흐름과 절연노즐의 목부를 관통하는 가스흐름을 생성하는 것이 가능하다. 따라서 이중 가스흐름 또는 두방향의 가스흐름으로 인해, 대전류 차단성능을 향상시킬 수 가 있다.

제3도 내지 5도를 참조하면, 인용번호 1은 밀폐된 컨테이너를 가리키고, 그 내부(2)에는 SF₆가스와 같은 소호가스로 채워져 있다. 전도성 재료제 고정요소체(4)의 샤프트부(5)는 그 일단부(6)에서 밀폐된 컨테이너(1)의 단부벽(3)에 고정되어 있다. 고정요소체(4)는 중앙의 고정요소부, 즉 샤프트부(5)의 다른 단부(7)에 형성된 프랜지부(8)의 중심으로부터 축방향(A)으로 연장한 고정아아크접촉자(9)와, 축방향(A)으로 플랜지부(8)의 원주 모서리로부터 연장한 중공원통형 주고정요소부(10)로 구성된다.

인용번호 11은 고정요소체(4)와 같이 밀폐된 컨테이너(1)에 고정되어 이 컨테이너에 관련하여 정지되어 있는 프레임몸체를 가리킨다. 프레임몸체(11)는 중심구멍(12)과 두께가 굵은 원통형 베이스부(13)를 구비한다. 중공원통형 퍼퍼피스톤부(15)는 축방향(B)으로 베이스부(13)의 단부(14)의 방사상 내측 모서리로부터 연장 형성되어 있다. 원통형 피스톤부(15)는 중심구멍(12)과 동축으로 동일한 직경을 가지는 구멍(16)을 구비한다. 중간 직경의 원통형부(17)는 축방향(B)으로 베이스부(13)의 단부(14)의 방사상 외측 모서리부로부터 연장하도록 형성되고, 플랜지부(18)는 중간 직경의 원통형부(17)의 단부(14)에서 방사상 외측으로 연장 형성되어 있고, 대경의 배기가스가이드(19)는 축방향(B)으로 플랜지부(18)의 외측모서리로부터 연장 형성되어 있다. 인용번호 20은 임의의 축방향의 소정위치(C)에서 블럭수단으로 작용하는 대경의 배기가스가이드(19)에 원주방향 등거리간으로 형성되어 있는 다수의 개구를 가리킨다.

인용번호 21은 고정요소체(4)에 관련하여 축방향(A)와(B)으로 이동가능한 전도성 물질로 만들어진 가동부재를 가리킨다. 가동부재(21)는 그 일 단부(23)에서 조작장치 또는 작동기(22)에 고정되며, 프레임몸체(11)의 구멍(12), (16)을 통하여 미끄럼 가능하게 지나면서 축 방향(B)에서 단부(23)로부터 연장되어 있는 작동샤프트부(24)를 구비한다. 샤프트부(24)에는 그 다른 단부(25)에서 방향(B)으로 단부(25)로부터 방사상 외측방향으로 연장하는 중공원뿔부(26)가 형성되어 있다. 원뿔부(26)는 선단(27)에서 매끄럽게 구부러져 있어 가스가 원활히 유동되게 한다. 원뿔부(26)의 외측 모서리부(28)는 방사상 외측으로 구부러지고 제1도의 상태에서 프레임체(11)의 대직경의 배기가스가이드(19)의 내주면(29)에 기밀접촉되게 한다. 퍼퍼실린더로 작용하는 원통형부(31)는 축방향(A)에서 원뿔부(26)의 내측면의 중간부로부터 연장 형성되어 샤프트부(24)의 외주면과의 상호작용을 원통형 퍼퍼챔버(30)를 형성하게 된다. 원뿔부(26)에는 챔버(30)로 개방되는 구멍(32)이 형성되어 있어 가동부재(21)가 프레임몸체(11)에 관련하여 방향(A)으로 이동될 때 압축가스는 피스톤부(15)를 방향(B)에서 챔버(30)내로 삽입하여 챔버(30)로부터 유출될 수 있다.

더욱이, 중공원통형 가동접촉부, 즉 가동아아크접촉부(33)는 축방향(B)에서 샤프트부(24)의 단부로부터 연장되게 형성되어 있다. 원통형 가동접촉부(33)는 비작동상태, 즉 밀폐된 상태(제 3도)에서 중앙고정요소부(9)의 둘레에 설치되고, 가동부재(21)가 고정요소체(4)에 관하여 방향(A)으로 이동될 때 전기적 접촉이 해제된다. 가동접촉부(33)에는 그 외주면의 선단에 가까운 위치의 오목부(34)가 형성되어 있으며, 링스프링(35)은 오목부(34)에 설치되어 있다. 가동접촉부(33)의 내측에 형성된 공간(36)은 샤프트부(24)의 곡면단부(27)에 가까운 부재(37)에서 원뿔형으로 분기되어 있다.

선단이 주가동요소로서 작용하게 되는 대경의 실린더(38)는, 원뿔부(26)의 외측 모서리부(28)로부터 축방향(B)으로 연장되게 형성되어 있다. 실린더(38)는 프레임몸체(11)의 배기가이드(19)에 기밀 설치된다. 실린더(38)에는 외측 모서리부(28)에 근접한 위치에서 등거리 원주방향으로 다수의 개구(39)가 형성되어 있다. 가동 접촉부(33)의 원뿔챔버(37)로부터 방사상 외측으로 연장하는 통로(40)는 원뿔챔버(37)와각 개구(39) 사이에 형성되어 있다. 이들 통로(40)는 각각 비스듬히 연장하는 다수의 내부벽부(41)와 원뿔부(26)에 의해 형성되므로, 각 통로(40)는 반경방향으로 경사져 있어 챔버(36)로부터의 가스 흐름을 원할하게 한다. 통로(40)는 배기통로로 작용하고, 개구(39)는 배기구로 작용한다.

이용번호 42는, 전기절연물질로 만든 노즐을 가리킨다. 노즐(42)은 중공원통형의 큰 직경부(43)와, 노즐구멍(44)을 갖는 소경의 노즐주몸체부(45)와, 주몸체부(45)에 큰 직경부(43)를 접촉시키는 중간부(46)로 이루어진다. 노즐구멍(44)은 중앙의 고정요소부(9)가 기밀로 삽입되는 목부로서의 원통형 구멍부(47)와, 외측으로 확장되는 원뿔형의 구멍부(48)를 포함한다. 노즐(42)의 대경부(43)의 일단부(49)는 가동부재(21)의 실린더(38)의 확창단부(50)에 형성된 내측홈과 기밀 결합되게 되므로, 노즐(42)은 실린더(38), 내부 벽부(41), 원뿔부(26) 및 가동접촉부(33)와 상호 작용하여 아아크에 의해 압축된 가스가 격납되거나 축적되는 팽창챔버(51)를 형성하게 된다.

더욱이 고정요소체(4)와 가동부재(21)는 예를 들어 단자(52)와 (53)를 통하여 50 내지 60Hz의 AC선에 직렬 배치된다. 상기 구조의 회로차단기(60)의 비작동(폐쇄)상태에서, 전류는 제3도에 도시된 바와 같이 서로 접하는 가동부재(21)의 대경 실린더(38)와 주고정요소부(10)사이 그리고 서로 접하는 가동접촉부(33)와 중앙의 고정요소부(9) 사이의 전기접촉부를 통하여 단자(52)와 (53)사이에서 흐른다.

단자(52)와 (53) 사이의 전기적 접속차단시, 회로차단기(60)는 다음과 같이 작동되게 된다.

먼저, 전류를 차단하도록 지시(신호)를 수신하면, 자동장치(22)는 샤프트부(24)가 프레임몸체(11)와 고정요소체(4)에 관련하여 방향(A)으로 이동하게 하도록 작동된다. 이 이동은 실린더(38)와 주고정요소부(10) 사이의 전기접속부를 먼저 차단하지만, 중앙의 고정아아크부접촉자(9)와 가동접촉부(33)가 서로 접촉 유지된다. 방향(A)으로의 샤프트부(24)의 이동은 프레임몸체(11)의 원통형 피스톤부(15)가 방향(B)으로 퍼퍼챔버(30)내로 이동되게 하여, 팽창챔버(51)와 여기와 연통하는 퍼퍼챔버(30)의 가스압이 증가된다.

방향(A)에서 샤프트부(24)의 추가이동은 중앙의 고정요소부(9)가 가동접촉부(33)로부터 미끄러지게 하여, 중앙의 고정요소부(9)로부터 가동접촉부(33)의 분리를 개시하게 된다. 그 결과, 아아크방전(61)이 중앙의 고정요소부(9)와 가동접촉부(33)사이에서 일어나기 시작한다. 이런 차단동작의 초기단계 동안에는, 중앙의 고정아아크접촉부(9)가 노즐(42)의 구멍(47)을 밀폐하고 있어 프레임몸체(11)의 원통형 피스톤부(15)가 방향(B)으로 퍼퍼챔버(30)내로 상대적으로 삽입되면 팽창챔버(52)와 퍼퍼챔버(30)내 뿐만 아니라, 블럭수단으로 작용하는 실린더(38)에 의해 그 개구(39)가 폐쇄되는 배기통로(40)와 팽창챔버(51)에 연통하는 가동접촉부(33)의 내측에 형성된 챔버(36)내의 가스압력을 증가시킨다. 더욱이, 가동접촉부(33)와 중앙의 고정요소부(9) 사이에 발생된 아아크(61)는 가동접촉부(33)의 내측의 챔버(36) 및 팽창챔버(51)내의 가스를 가열되게 하여, 팽창챔버(51)등의 가스압을 증가시키게 한다.

비교적 소전류의 차단시, 아아크(61)는 비교적 낮은 온도로 가스를 가열하기 때문에, 가스는 아아크(61)에 의해 크게 가열되거나 압축되지 않지만, 챔버(30), (51), (36), (40)내의 가스는 퍼퍼챔버(30)내로 피스톤(15)을 삽입하여 어느 정도의 압시에 도달되게 압축된다. 그 결과, 제4도에 도시된 바와 같이, 방향(A)으로의 가동부재(21)의 추가이동으로 인해, 중앙의 고정요소부(9)가 노즐(42)의 목형상의 원통구멍(47)으로부터 미끄러질때, 아아크방전(61)의 가스플라즈마는 목형상의 구멍부(47)를 통하여 팽창챔버(51)로부터 유동하는 가스흐름(62)에 의해 즉 가스흐름(62)의 퍼퍼링에 의해 냉각되어, 이 가스영역의 전기저항이 증가하여 아아크(61)가 희박한 곳에서 AC전류의 순간 크기의 제로-크로스점에 가까운 시기에 아아크방전(61)을 소호하게 되고, 이에 의해 중앙의 고정요소부(9)와 가동접촉부(33) 사이의 전기접속부를 차단시키게 된다.

회로차단기(60)에서, 배기통로가 종래의 회로차단기와 달리 샤프트(24)에 형성되어 있지 않기 때문에, 샤프트부(24)는 비교적 소경으로 형성될 수 있다. 더욱이, 소량의 가스만이 소전류로 퍼퍼링하는 데에 필요하므로, 비교적 소경의 샤프트(24)의 둘레에 형성된 퍼퍼챔버(30)의 직경도 역시 비교적 작게 될 수 있어, 퍼퍼챔버(30)의 단면적이 감소되고 이에 따라 작동장치(22)에 의해 가해지는 작동력이 감소 될 수 있다.

다른 한편으로, 차단될 전기전류가 큰 경우에, 중앙의 고정요소부(9)가 제4도에 도시된 바와 같이 노즐(42)의 목구멍부(47)로부터 미끄러질 때까지 가스는 아아크(61)에 의해 계속 가열 압축된다. 그러나 노즐(42)의 목구멍부(47)를 통하여 지나는 가스흐름(62)의 퍼퍼링만을 이용하여 냉각하므로써 아아크(61)를 소호하는 것은 불가능하다. 그러나, 가동부재(21)가 방향(A)으로 추가이동되어 제5도에 도시된 바와 같이 중간단계에서 차단동작이 일어나면, 중앙의 고정요소부(9)는 노즐(42)의 원뿔형 구멍(48)으로부터 나오게 되며, 배기통로(40)의 배기구(39)는 위치(C)로 이동되어 블럭수단으로서 대경의 배기가스가이드(19)의 개구(20)와 완전히 연통되게 된다. 따라서, 아아크방전(61)의 가스플라즈마는 두 가스흐름, 즉 압력이 증가되는 팽창챔버(51)와 퍼퍼챔버(30)로부터 목구멍부(47)를 통하여 유동하는 가스흐름(62)과, 챔버(36)와 배기통로(40)와 개구(39)를 통하여 팽창챔버(51)로 부터 유동하는 가스흐름(63)을 포함하는 이중흐름에 의하여 냉각되어 이 아아크영역의 전기저항이 증가되어 AC전류의 순간크기의 제로-크로스점에 가까운 시기에 아아크(61)를 소호하고, 이에 따라 중앙의 고정요소부(9)와 가동접촉부(33) 사이의 전기접속부를 차단하게 된다. 차단지시를 받은 때로부터 아아크(61)가 소호하기 까지의 시간은 순간 AC전류치가 두번 제로로 되는 동안의 시간(예를 들어 약1/50 내지 1/60초)과 사실상 동등하다.

회로차단기(60)에서, 배기통로(40)가 종래 회로차단기와 달리 퍼퍼챔버(30)와 가동접촉부(33) 사이에서 외측 반경방향으로 연장하게 구성되어 있기 때문에, 배기통로(40)의 길이는 퍼퍼챔버(30)의 길이와 상관없이 감소될 수 있다. 따라서, 개구(39)와 배기통로(40)를 통하여 방출되는 가스흐름(63)에 대한 배기통로(40)의 내유동성이 감소될 수 있어 가스흐름(63)이 제5도에 도시된 시기에 충분히 크게 될 수 있으므로, 이에 의해 가스흐름(62)과의 상호작용으로 가스흐름(63)을 이용하는 아아크(61)의 소호를 더욱 신뢰할 수 있게 된다.

배기가스가이드(19)는 예를 들면 철과 같은 금속 또는 내열성이 있고 내마모성의 윤활재인 PTFE(폴리테라 플루로에틸렌)와 같은 전기절연물질로 만들어진다. 배기가스가이드(19)는 작동샤프트(24)의 축방향을 따라 분할되고, 배기가스가이드(19)의 일측으로부터 두개의 스프링(262)에 의해 조여져 배기가스가이드(19)와 실린더(38)사이의 갭을 제거한다.

제3도 내지 5도에서, 가동부재(21)는 절연노즐(42)을 제외하고는 사실상 단일체로서 도시된다. 그러나, 가동부재(21)는 제조 및 조립에 적합한 부품의 조립체일 수 있다. 제6도 내지 12도는 조립체(21a)로 구성된 가동부재(21)의 일례를 도시한다.

가동부재(21a)는 네게의 전도성 부재(71), (72), (73), (74)와 절연노즐(42)로 이루어진다. 제1부재(71)는 샤프트부(24)와 가동접촉부(33)를 주로 형성한다. 제1부재(71)의 가동접촉부(33)에는 부분적으로 배기통로(40)를 형성하는 다수(예를 들어 3개 또는 4개)의 노치부(40a)가 원주방향 등거리 간격으로 형성되어 있다. 제2부재(72)는 퍼퍼챔버(30)의 퍼퍼실린더(31) 또는 외주벽과 배기통로(40)와 팽창챔버(51)를 부분적으로 형성하는 원뿔형 벽부(26)를 주로 형성한다. 벽부(26)는 팽창챔버(51)를 형성하는 부재에 팽창챔버(51)와 퍼퍼챔버(30)를 연통시키는 통로(32)로 작용하는 구멍이 원주방향 등거리 간격으로 형성된다. 팽창챔버(51), 구멍(32) 그리고 배기통로(40)는 서로 갯수가 같다. 더욱이, 이 예(제 7도 내지 13도)의 일부에서, 원뿔형벽부(26)의 반경방향 외측 단부(28)는 축에 대해 수직이 아니라 비스듬히 연장되어 있다. 제3부재(73)는 주로 배기통로(40)의 외주벽을 부분 형성하는 우산형상의 부재로 구성된다. 베벨부재의 볼록부는 배기통로(40)의 벽부(41)를 구성하고, 오목부는 제2부재(72)의 원뿔부(26)에 밀접하게 넣어져 팽창실(5)의 벽부를 구성한다. 벽부(41)를 구성하는 볼록부는 제1부재(71)의 노치부(40a)에 정확하게 일치하는 원주위치에 형성되어 있다. 제4부재(74)는 주가동요소로 작용하는 실린더(38)의 내주벽의 일부에 의해 절연노즐(42)을 기밀히 지지하여 주로 팽창챔버(51)를 형성하게 된다. 제4부재(74)는 제1부재(71)와 제3부재(73)의 가동접촉부(33)를 정확히 덮도록 하기 위하여 제2부재(72)의 원뿔부(26)에 넣어진다. 제4부재(74)에는 배기통로(40)에 대응하는 원주방향 위치에서 배기구(39)에 대응하는 노치부(39a)가 형성되어 있다.

제6도를 참조하면, 배기가스가이드(261)는 PTEF와 같은 전기적 절연물질로 만들어진다. 배기가스가이드(261)에 연결된 프레임(11)의 원통형부(17)는 철과 같은 금속으로 만들어지며 개구(20)를 구비한다. 배기가스가이드(261)의 내경은 배기가스가이드(261)로부터 원통형부(17)로의 전류흐름의 방지를 위하여 배기가스가 이등에 연결된 프레임(11)의 직경보다 더 크게 되어 있어 고정접촉자(9)과 가동 접촉부(33)가 접촉하는 동안에 접촉면에 손상을 주게 된다.

제10도는 단지 배기구(39a)를 덮는 특징의 배기가스가이드(61a)만이 PTFE와 같은 절연물질로 만들어지고 프레임(11)이 철과 같은 금속으로 만들어지는 실시예를 도시한다.

제12도에서, 배기가스가이드(19)는 원통형부(17)와 같이 철과 같은 금속으로 만들어진다. 전기절연물질(63)은 원통형부(17)와 배기가스가이드(19)사이에 삽입된다. 전기절연물질(63), 배기가스가이드(19) 및 플랜지(18)는 제11도에 도시된 바와 같이 외부로부터 절연되는 물질(64)로 덮혀 볼트(65)로 고정되어 있다.

제13도는 가동부(21)가 제8도에 도시된 조립체(21a)로 구성되는 바람직한 실시예를 도시한다.

제14도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스회로차단기(80)의 단면도이다(그러나, 컨테이너(1)등은 도시되지 않음). 제14도에서 동일한 인용번호는 제3도 내지 12도에 도시된, 실시예의 것과 동일한 부재와 부품들을 가리키는 데에 이용된다.

제14도는 도시된 가스회로차단기(80)에서, 팽창챔버(51)를 퍼퍼챔버(30)와 연통시키는 통로(32)에는 첵크밸브(81)가 설치되어 있다. 첵크밸브(81)는 가스가 퍼퍼챔버(30)로부터 팽창챔버(51)로 유동하게 하지만 팽창챔버(51)로 부터 퍼퍼챔버(30)로 유동하지 않게 하도록 구성되어 있다.

따라서, 전류차단시, 팽창챔버(51)의 가스압이 퍼퍼챔버(30)압력보다 클때, 첵크밸브(81)가 폐쇄되기 때문에 팽창챔버(51)의 압축가스는 먼저 아아크(61)에 대해 퍼퍼링하는 데에 이용된다. 즉, 팽창챔버(51)의 압축가스는 아아크(61)를 따라 냉각흐름(62), (63)의 근원으로 작용한다. 냉각흐름(62),(63)의 퍼퍼링은 팽창챔버(51)의 가스압이 퍼퍼챔버(30)의 가스압보다 더 낮아지게 한다. 다음에 체크밸브(81)는 개방되어 가스-퍼퍼링 냉각흐름(62), (63)이 퍼퍼챔버(30)으로부터 발생하게 된다. 따라서, 아아크(61)의 소호를 위한 가스퍼퍼링 기간은 첵크밸브(81)없이 가스회로차단기(60)에 비하여 더 길게 될 수 있어, 아아크(61)의 소호를 더욱 신뢰할 수 있게 된다. 더욱이, 팽창챔버(51)의 압력이 대전류차단시 증가되는 때에도 퍼퍼챔퍼(30)의 압력이 증가하지 않기 때문에, 샤프트(24)의 작동에 대한 반응력은 더 작게 될 수 있다.

제15도는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스회로차단기(83)의 단면도이다(그러나, 컨테이너(1)등은 도시하지 않음). 제15도에서 동일한 인용번호는 제3도 내지 12도에 도시된 실시예의 것과 동일한 부재 및 부품을 가리키는 데에 사용된다.

제15도에 도시된 가스회로차단기(83)에서, 각 배기통로(40)의 배기구(39)의 외주벽(84)에는 샤프트(24)의 방사상 방향으로 돌출하는 환상돌출부가 형성되어 있다. 즉, 샤프트(24)의 방사상 방향으로 돌출하는 환상돌출부(84)는 제3도의 가동부재(21)에 대응하는 가동부재(21b)의 대경의 실린더(38)의 각배기구(39)의 둘레에 형성되어 있다. 이것은 프레임체(11a)의 대경의 원통형 실린더(19a)의 반경을 더크게 하여, 돌출부(84)의 방사상 높이에 대응하는 양만큼 제3도의 프레임체(11)의 대경 실린더(19)에 대응하게 한다. 따라서, 대경의 실린더(19a)는 가동부재(21b)에 원주방향 등거리 간격으로 형성된 환상돌출부(84)의 돌출단부에만 미끄럼 접촉되어, 이에 의해 배기구(39)를 개폐한다. 그 결과, 가동부재(21b)의 미끄럼 접촉면적은 가동부재(21)의 것보다 작게 될 수 있어, 가동부재(21b)의 미끄럼 저항을 감소시키는 것이 가능하게 된다.

제16도는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스회로차단기(85)의 단면도이다(그러나, 컨테이너(1)등은 도시하지 않음). 제16도에서 동일한 인용번호는 제3도 내지 12도에 도시한 실시예와 동일한 부재 및 부품을 가리키는 데에 이용된다.

제16도에 도시된 가스회로차단기(85)에서, 제3도의 가동부재(21)의 원통형부(31)에 대응하는 가동요소(21c)의 원통형부(31a)가 대경으로 되어 있어 프레임체(11)의 대경의 실린더(19)에 미끄럼 접촉하게 된다. 따라서 퍼퍼챔버(30a)도 역시 대경으로 되어 있으며, 퍼퍼챔버(30a)내로 삽입되는 프레임체(11b)의 피스톤 주몸체부(86)가 중공 샤프트 피스톤부(15a)의 선단에 형성되어 있다. 더욱이, 퍼퍼챔버(30a)의 단부를 형성하는 원뿔벽(26)에 형성된 구멍(32a)도 역시 대경으로 되어 있다. 이 실시예의 구조는 상기 언급된 다른 실시예의 구조보다 더 간단하게 된다.

더구나 주고정요소(10)가 필요치 않게 될 수 있다. 이 경우에 가동부재(21)의 원통형부는 주가동요소로 작용하지 않지만 팽창챔버를 형성하는 벽으로 작용한다.

Claims

소호가스와; 서로 분리가능한 고정접촉자 및 가동접촉자와; 상기 접촉자들을 둘러싸고 상기 소호가스의 흐름을 안내하는 전기절연재료로 된 노즐과; 상기 가동접촉자 및 상기 절연노즐과 함께 단일체를 형성하며, 작동샤프트를 구비하여 상기 접촉자들의 분리시 내부의 가스를 압축하기 위한 퍼퍼챔버를 형성하는 실린더와; 상기 실린더에 기밀되게 끼워 맞춤되며 내부에 개구를 가지는 배기가스가이드와, 이 배기가스가이드에 접속되어 작동샤프트의 축방향을 따라 상기 고정접촉자와 반대방향으로 연장되는 원통형부와, 상기 작동샤프트의 이동을 안내하기 위한 중공원통형 퍼퍼피스톤을 구비하여, 상기 접촉자들의 분리동작시 상기 퍼퍼챔버로부터의 가스를 압축하여 상기 가스를 퍼퍼챔버로부터 절연노즐로 보내어 상기 가동 접촉자의 중공부를 관통하는 배기통로를 통해 배출되게 하는 프레임체와; 상기 배기가스가이드의 외부에 설치되어 상기 배기가스가이드를 상기 실린더에 가압 접촉시키는 스프링수단을 포함하고, 상기 배기통로는 상기 퍼퍼챔버와 상기 가동접촉자 사이에 형성되며, 상기 배기가스가이드는 복수의 요소로 분리되어 있어 상기 분리의 초기단계 동안 배기구를 폐쇄하고 뒤이어 상기 배기구를 개방하고, 상기 배기구는 상기 퍼퍼챔버로부터의 가스흐름의 하류측에 위치된 상기 배기통로의 일단에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가스회로차단기.
제1항에 있어서, 상기 배기가스가이드는 금속재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는 가스회로차단기.
제1항에 있어서, 상기 배기가스가이드는 전기절연물질로 만들어지는 것을 특징으로 하는 가스회로 차단기.
소호가스와; 서로 분리가능한 고정접촉자 및 가동접촉자와; 상기 접촉자들을 둘러싸고 상기 소호가스의 호름을 안내하는 전기절연재료로 된 노즐과; 상기 가동접촉자 및 상기 절연노즐과 함께 단일체를 형성하며, 작동샤프트를 구비하여 상기 접촉자들의 분리시 내부의 가스를 압축하기 위한 퍼퍼챔버를 형성하는 실린더와; 상기 실린더에 기밀되게 끼워 맞춤되며 내부에 개구를 가지는 배기가스가이드와, 이 배기가스가이드에 접속되어 작동샤프트의 축방향을 따라 상기 고정접촉자와 반대방향으로 연장되는 원통형부와 상기 작동샤프트의 이동을 안내하기 위한 중공원통형 퍼퍼피스톤을 구비하여, 상기 접촉자들의 분리동작시 상기 퍼퍼챔버로부터의 가스를 압축하여 상기 가스를 퍼퍼퍼챔버로부터 절연노즐로 보내어 상기 가동 접촉자의 중공부를 관통하는 배기통로를 통해 배출되게 하는 프레임체와; 상기배기가스가이드의 외부에 설치되어 상기 배기가스가이드를 상기 실린더에 가압 접촉시키는 스프링수단을 포함하고, 상기 배기통로는 상기 퍼퍼챔버와 상기 가동접촉자 사이에 형성되며, 상기 배기가스가이드는 그 배기구에 전기절연물질을 가지고 있어 상기 분리의 초기단계 동안 배기구를 폐쇄하고 뒤이어 상기 배기구를 개방하고, 상기 배기구는 상기 퍼퍼챔버로부터의 가스흐름의 하류측에 위치된 상기 배기통로의 일단에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가스회로 차단기.
소호가스와; 서로 분리가능한 고정접촉자 및 가동접촉자와; 상기 접촉자들을 둘러싸고 상기 소호가스와 흐름을 안내하는 전기절연재료로 된 노즐과, 상기 가동접촉자 및 상기 절연노즐과 함께 단일체를 형성하며, 작동샤프트를 구비하여 상기 접촉자들의 분리시 내부의 가스를 압축하기 위한 퍼퍼챔버를 형성하는 실린더와; 상기 실린더에 기밀되게 끼워 맞춤되며 내부에 개구를 가지는 배기가스가이드와, 이 배기가스가이드에 접속되어 작동샤프트의 축방향을 따라서 상기 고정접촉자와 반대방향으로 연장되는 원통형부와, 상기 작동샤프트의 이동을 안내하기 위한 중공원통형 퍼퍼피스톤을 구비하여 상기 접촉자등의 분리동작시 상기 퍼퍼챔버로부터의 가스를 압축하여 상기 가스를 퍼퍼챔버로부터 절연노즐로 보내어 상기 가동 접촉자의 중공부를 관통하는 배기통로를 통해 배출되게 하는 프레임체와; 상기 배기가스가이드의 외부에 설치되어 상기 배기가스가이드를 상기 실린더에 가압 접촉시키는 스프링수단과; 상기 배기가스가이드와 상기 원통부 사이에 삽입된 전기절연물질을 포함하고, 상기 배기가스가이드는 그 배기구에 전기절연물질을 가지고 있어 상기 분리의 초기단계 동안 배기구를 폐쇄하고 뒤이어 상기 배기구를 개방하고, 상기 배기구는 상기 퍼퍼챔버로부터의 가스흐름의 하류측에 위치된 상기 배기통로의 일단에 형성되어 있고, 상기 배기통로는 상기 퍼퍼챔버와 상기 가동접촉자사이에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가스회로차단기.
소호가스와; 서로 분리가능한 고정접촉자 및 가동접촉자와, 상기 접촉자들을 둘러싸고 상기 소호가스의 흐름을 안내하는 전기절연재료로 된 노즐과; 상기 가동접촉자 및 상기 절연노즐과 함께 단일체를 형성하며, 작동샤프트를 구비하여 상기 접촉자들의 분리시 내부의 가스를 압축하기 위한 퍼퍼챔버를 형성하는 실린더와; 상기 실린더에 기밀되게 끼워 맞춤되며 내부에 개구를 가지는 배기가스가이드와, 이 배기가스가이드에 접속되어 작동샤프의 축방향을 따라 상기 고정접촉자와 반대방향으로 연장되는 원통형부와, 상기 작동샤프트의 이동을 안내하기 위한 중공원통형 퍼퍼피스톤을 구비하여, 상기 접촉자들의 분리동작시 상기 퍼퍼챔버로부터의 가스를 압축하여 상기 가스를 퍼퍼챔버로부터 절연노즐로 보내어 상기 가동접촉자의 중공부를 관통하는 배기통로를 통해 배출되게 하는 프레임체와; 상기 배기가스가이드의 외부에 설치되어 상기 배기가스가이드를 상기 실린더에 가압 접촉시키는 스프링수단을 포함하고, 상기 배기통로는 상기 퍼퍼챔버와 상기 가동접촉자 사이에 형성되며, 상기 배기가스가이드는 그 배기구에 전기절연물질을 가지고 있어 상기 분리의 초기단계 동안 배기구를 폐쇄하고 뒤이어 상기 배기구를 개방하고, 상기 배기구는 상기 퍼퍼챔버로부터의 가스흐름의 하류측에 위치된 상기 배기통로의 일단에 형성되어 있고, 상기 배기가스가이드의 내경은 상기 실린더부의 내경과 동일한 것을 특징으로 하는 가스회로차단기.
소호가스와; 서로 분리가능한 고식접촉자 및 가동접촉자와; 상기 접촉자들을 둘러싸고 상기 소호가스의 흐름을 안내하는 전기절연재료로 된 노즐과; 상기 가동접촉자 및 상기 절연노즐과 함께 단일체를 형성하며, 작동샤프트를 구비하여 상기 접촉자들의 분리시 내부의 가스를 압축하기 위한 퍼퍼챔버를 형성하는 실린더와; 상기 실린더에 기밀되게 끼워 맞춤되면 내부에 개구를 가지는 배기가스가이드와, 이 배기가스가이드에 접속되어 작동샤프트의 축방향을 따라 상기 고정접촉자와 반대방향으로 연장되는 원통형부와, 상기 작동샤프트의 이동을 안내하기 위한 중공원통형 퍼퍼피스톤을 구비하여, 상기 접촉자들의 분리동작시 상기 퍼퍼챔버로부터의 가스를 압축하여 상기 가스를 퍼퍼챔버로부터 절연노즐로 보내어 상기 가동 접촉자의 중공부를 관통하는 배기통로를 배출되게 하는 프레임체와; 상기 배기가스가이드의 외부에 설치되어 상기 배기가스가이드를 상기 실린더에 가압 접촉시키는 스프링수단을 포함하고, 상기 배기통로는 상기 퍼퍼챔버와 상기 가동접촉자 사이에 형성되며, 상기 배기가스가이드는 그 배기구에 전기절연물질을 가지고 있어 상기 분리의 초기단계 동안 배기구를 폐쇄하고 뒤이어 상기 배기구를 개방하고, 상기 배기구는 상기 퍼퍼챔버로부터의 가스흐름의 하류측에 위치된, 상기 배기통로의 일단에 형성되어 있으며, 상기 배기 가스가이드의 내경은 상기 원통형부의 내경보다 더 큰 것을 특징으로 하는 가스회로차단기.