WO2019054603A1 - 가스절연 개폐장치의 가스차단기 - Google Patents

가스절연 개폐장치의 가스차단기 Download PDF

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WO2019054603A1
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movable lever
interlocking
arc electrode
electrode
gas
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PCT/KR2018/006025
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이승규
김광진
최소해
양창환
최원호
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주식회사 효성
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    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B13/00—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
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    • H01H2033/028—Details the cooperating contacts being both actuated simultaneously in opposite directions
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    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/7015—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts

Definitions

  • GIS Gas Insulated Switchgear
  • 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 circuit breaker interrupts the fault current by means of the arc extinguishing between the two contacts at the time of fault current interruption.
  • the gas circuit breaker may be of the Puffer type, Thermal expansion, and so on.
  • An arc is generated when the contact between the fixed arc electrode and the movable arc electrode is separated.
  • the relative speed of the fixed arc electrode and the movable arc electrode is increased to improve the arc-related performance.
  • the fixed arc electrode is moved at the same time, so that the relative velocity between them can not be increased to some degree. That is, the movable arc electrode and the fixed arc electrode can not be separated in a shorter time, which results in a problem of generating a large amount of arc.
  • a plasma display panel comprising: a driving unit having a first main electrode and a first arc electrode and operated when a fault current is generated; And a second arc electrode which is in contact with the first arc electrode to perform an electrical connection and is separated from the first arc electrode after the first main electrode and the second main electrode are separated from each other,
  • a first movable lever having a first interlocking cam for transmitting and receiving driving force during operation of the driving unit and a second interlocking cam interlocked with a first interlocking cam of the first movable lever, And a second movable lever which transmits a rotational force from the movable lever to the second arc electrode through a linkage of the first interlocking cam and the second interlocking cam in a predetermined section.
  • the first movable lever and the second movable lever are relatively rotated with respect to the center of rotation and the first interlocking cam of the first movable lever is provided with an angle larger than the angle of the corresponding portion of the second interlocking cam, And a second interlocking surface.
  • a first interlocking surface is provided on the second interlocking cam so as to correspond to a first interlocking surface of the first interlocking cam and a second interlocking surface is provided on the second interlocking cam so as to correspond to a second interlocking surface of the first interlocking cam
  • the first interlocking surfaces are in contact with each other so that the first movable lever and the second movable lever are integrally operated and the second interlocking surfaces are brought into contact with each other so that the first movable lever and the second movable lever are integrally operated.
  • the first movable lever is provided with a first connecting portion to which a first connecting link for transmitting a driving force of the driving portion is connected to the opposite side of the first movable lever rotatably connected to the second movable lever.
  • the second movable lever is provided with a second connecting link connected to the second arc electrode on the opposite side rotatably connected to the first movable lever.
  • the first movable lever is provided with a first connection portion in which the interlocking pin of the first connection link receiving the driving force of the driving unit side is located.
  • the first connection part is composed of a straight line part whose distance varies from a rotation center of the first movable lever and the second movable lever and a curved part whose distance from the rotation center is constant.
  • the operating force provided by the driving unit is not used in the entire operation period of the driving unit for the operation of the second arc electrode of the stationary unit, but is used only in the section where the first arc electrode and the second arc electrode are separated. So that it is possible to use the operation force efficiently.
  • the second arc electrode of the fixed portion is driven and driven by the driving unit and has a time point at which the first arc electrode and the second arc electrode are separated. Accordingly, the instantaneous speed increases at the time when the first arc electrode and the second arc electrode are separated, and the arc time is shortened.
  • FIG. 1 is a sectional view showing a preferred embodiment of a gas circuit breaker of a gas insulated switchgear according to the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic plan view showing a portion constituting the essential element in the embodiment shown in FIG. 1;
  • Fig. 3 is a schematic plan view showing the main part shown in Fig. 2 separated; Fig.
  • Fig. 4 is an operational state diagram sequentially showing the injection of the gas circuit breaker in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an operation state diagram sequentially showing the interruption in the embodiment of the present invention.
  • 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.
  • a first main electrode 12 is provided in a driving unit 10 in a gas circuit breaker.
  • the first main electrode 12 has a substantially cylindrical shape, and a first arc electrode 14 is formed at an inner center thereof.
  • the first main electrode 12 contacts with a second main electrode 22 to be described later to perform power connection.
  • the first arc electrode 14 contacts and separates from the second arc electrode 24 to be described below.
  • the first arc electrode 14 When the first arc electrode 14 is inserted, the first arc electrode 14 is separated from the second arc electrode 24 Contact between the first arc electrode 14 and the second arc electrode 24 is generated and after the first main electrode 12 and the second main electrode 22 are separated from each other, The separation between the two arc electrodes 24 occurs so that the arc occurs only between the first arc electrode 14 and the second arc electrode 24.
  • the first arc electrode 14 is substantially cylindrical.
  • the driving unit 10 includes a nozzle 16.
  • the nozzle 16 serves to inject a gas for arc welding when an arc is generated between the first arc electrode 14 and the second arc electrode 24 to be described below.
  • the gas in the pump chamber 18 inside the driving unit 10 is transferred to the nozzle 16 and is ejected.
  • a first connecting link 19 is provided at the tip of the nozzle 16 and connected to the first movable lever 30 to be described below. The first connecting link 19 serves to transmit the moving force of the driving unit 10 to the second arc electrode 24 to be described below.
  • the second main electrode 22 is provided on the fixing portion 20 corresponding to the driving portion 10.
  • the second main electrode 22 constitutes an outer appearance of the fixing portion 20 in this embodiment.
  • the second main electrode 22 is coupled with the first main electrode 12 to perform an electrical connection.
  • the driving unit 10 and the fixing unit 20 substantially serve as a power supply, and the first main electrode 12 and the second main electrode 22 are mainly energized.
  • a second arc electrode 24 is provided along the longitudinal center of the second main electrode 22.
  • the second arc electrode 24 is in electrical contact with the first arc electrode 14.
  • the second arc electrode 24 has a bar shape and is inserted into the first arc electrode 14.
  • the second arc electrode 24 is movable relative to the entirety of the fixing portion 20. [
  • the second arc electrode 24 is provided on the second main electrode 22 so as to be movable forward and backward.
  • a second connection link 26 is connected to a rear end of the second arc electrode 24.
  • the second connection link 26 is rotatably connected to the second movable lever 40, one end of which is connected to the second arc electrode 24 and the other end of which is described below.
  • the second connection link 26 receives the driving force of the driving unit 10 through the first connection link 19 and the first and second movable levers 30 and 40, So that the second arc electrode 24 is moved at a predetermined time.
  • the first connection link 19 is connected to the first movable lever 30 so as to be rotatable.
  • the first connecting link 19 is connected to one end of the first movable lever 30 and the second movable lever 40 is rotatably connected to the other end.
  • the configuration of the first movable lever 30 is well shown in Fig.
  • the first movable lever 30 has a first connecting portion 32.
  • the first connection part 32 is a channel having a predetermined shape.
  • An interlocking pin (not shown) provided on the first connection link 19 is located in the first connection portion 32. The interlocking pin transmits a driving force for moving the second arc electrode 24 only in a predetermined section while moving along the first connection portion 32.
  • the first connection part 32 is composed of a straight line part 33 and a curved line part 33 '.
  • the driving force is transmitted to the first movable lever 30, .
  • the driving force is not transmitted to the first movable lever 30. This is caused by the distance change from the rotation center 34 to the first connection part 32.
  • the power transmission is not generated in the section where the distance from the rotation center 34 to the first connection portion 32 does not change, and the power transmission is performed in the section where the distance is changed.
  • a first rotation center 34 is provided at a portion where the first movable lever 30 is connected to the second movable lever 40 to be described below.
  • the first movable lever 30 rotates with respect to the first rotation center 34.
  • a first interlocking cam 36 is provided at a first rotation center 34 of the first movable lever 30.
  • the first interlocking cam 36 is circular in its entirety in plan view, but the region of a predetermined angle is removed. One side of the portion removed by the predetermined angle becomes the first interlocking surface 37 and the other side of the opposite side becomes the second interlocking surface 37 '.
  • the first interlocking surface 37 and the second interlocking surface 37 ' are for interlocking with the second interlocking cam 36, which will be described below.
  • a second connecting link (26) is rotatably connected to one end of the second movable lever (40).
  • a second rotation center (44) is provided at the other end of the second movable lever (40).
  • the second rotation center (44) and the first rotation center (34) correspond to each other so as to be rotatable relative to each other.
  • a second interlocking cam 46 is provided adjacent to the second rotation center 44. [ The second interlocking cam 46 is disposed on the first movable lever 30 so as to face the surface on which the first interlocking cam 36 is located.
  • the second interlocking cam 46 has a first interlocking face 47 and a second interlocking face 47 respectively corresponding to the first interlocking face 37 and the second interlocking face 37 ' (47 ') to control the transmission of the driving force between the first movable lever (30) and the second movable lever (40).
  • the angle formed by the first driving surface 37 and the second driving surface 37 'of the first interlocking cam 36 is set such that the angle between the first driving surface 47 of the second interlocking cam 46 and the second driving surface 37' Is greater than the angle formed by the surface 47 '. Accordingly, the second interlocking cam 46 positioned between the first driving surface 37 and the second driving surface 37 'of the first interlocking cam 36 moves the first interlocking cam 40 And is interlocked with the first interlocking cam 36 only in a certain section of the entire section.
  • the first connecting portion 32 is composed of the straight portion 33 and the curved portion 33 'so that the power can be transmitted only when the interlocking pin of the first connecting link 19 moves along the straight portion 33 And can be transmitted only in a section in which the power is determined by the interlocking of the first interlocking cam 36 and the second interlocking cam 46. Therefore, it is not always necessary to form the first connection portion 32 by the straight line portion 33 and the curved line portion 33 '. That is, power can be transmitted through a predetermined section only by the configuration of the first interlocking cam 36 and the second interlocking cam 46.
  • the first connecting part 32 is formed of the linear part 33 and the curved part 33 'so that the vertical translational motion of the second arc electrode 24 of the driving part 10 and the fixing part 20 in a specific section
  • the speed ratio can be adjusted.
  • the speed ratio can be adjusted by applying a similar configuration to the first connecting portion 32 as well as the second connecting portion 42.
  • the speed ratio is adjusted according to the linear distance ratio from the rotation centers 34 and 44 to the connection parts 32 and 42.
  • the first and second main electrodes 12 and 22 are in contact with and separated from each other while the driving unit 10 moves with respect to the fixing unit 20. That is, the first and second main electrodes 12 and 22 are in contact with each other in the closed state, and the first and second main electrodes 12 and 22 are disconnected in the closed state.
  • the first and second arc electrodes 14 and 24 are also contacted or separated in the same manner. However, the point of contact and separation is different as described above in the first and second main electrodes 12 and 22 and the first and second arc electrodes 14 and 24.
  • the closing operation is performed with reference to Fig.
  • the first connecting portion 32 is shown without a straight line portion 33 and a curved portion 33 '. That is, when the first connection link 19 is driven, the first movable lever 30 is always operated.
  • the first and second main electrodes 12 and 22 are separated from each other in a state before being charged, that is, in an open state.
  • the first and second arc electrodes 14 and 24 are also separated.
  • the driving unit 10 moves toward the fixing unit 20 and enters the closing state.
  • the second arc electrode 24 is moved toward the nozzle 16 by the second connection link 26 while the first movable lever 30 and the second movable lever 40 rotate together. By this operation, the second arc electrode 24 enters the first arc electrode 14 and is electrically connected. 4 (c), the first main electrode 12 is coupled with the second main electrode 22 and is electrically connected.
  • a signal for operating the driving unit 10 is provided when a fault current is generated while the driving unit 10 is in the closed state as shown in FIG. 4 (c), and the driving unit 10 is moved in a direction away from the fixing unit 20 And is moved in a direction in which the first main electrode 12 and the second main electrode 22 are separated. In this process, interlocking between the first movable lever 30 and the second movable lever 40 will be described.
  • FIG. 5 (a) shows a state as shown in FIG. 4 (c).
  • the opening operation is started, the first connection link 19 is pulled by the driving unit 10,
  • the connected first movable lever 30 is rotated in the clockwise direction about the rotation center 34.
  • the first interlocking surface 37 of the first interlocking cam 36 and the first interlocking surface 47 of the second interlocking cam 46 are separated from each other do. Therefore, only the first movable lever 30 rotates, and the second movable lever 40 remains stationary.
  • the first movable lever 30 When the first movable lever 30 is continuously rotated, the second interlocking surface 37 'of the first interlocking cam 36 is engaged with the second interlocking surface 47' of the second interlocking cam 46 .
  • the first movable lever 30 and the second movable lever 40 rotate together. That is, as shown in FIG. 5B, both the first movable lever 30 and the second movable lever 40 are rotated clockwise about the rotation centers 34 and 44.
  • the first movable lever 30 and the second movable lever 40 are rotated together until the state shown in FIG. 5 (c), that is, the state shown in FIG. 4 (a) is reached. That is, the blocking is completed.
  • the interlocking pin of the first connection link 19 moves along the linear portion 33
  • the first movable lever 30 is rotated.
  • the first movable lever 30 is not rotated.
  • the translational motion speed ratio between the driving portion 10 and the fixing portion 20 may be varied by adjusting the distance from the respective positions of the straight line portions 33 to the rotation center 34. By changing the speed ratio, the separation speed at the time when the first arc electrode 14 and the second arc electrode 24 are separated can be adjusted, so that a shorter arc time can be produced.
  • the time at which the first arc electrode 14 and the second arc electrode 24 move simultaneously can be set by interlocking the first interlocking cam 36 and the second interlocking cam 46,
  • the relative speed between the two arc electrodes 24 can be set.
  • the driving force due to the movement of the driving unit 10 is used only in a specific section for the movement of the second arc electrode 24 through the first connection link 19.
  • the first arc electrode 14 and the second arc electrode 24 are moved simultaneously when the first arc electrode 14 and the second arc electrode 24 are separated, (14) and the second arc electrode (24).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Abstract

본 발명은 가스절연 개폐장치의 가스차단기에 관한 것이다. 본 발명에서는 고장전류가 발생했을 때 동작되는 구동부(10)가 있고, 상기 구동부(10)와 결합되고 분리되어 전기적 연결을 수행하는 고정부(20)가 있다. 상기 구동부(10)에는 제1메인전극(12)과 제1아크전극(14)이 있고, 상기 고정부(20)에는 상기 제1메인전극(12)에 결합되고 분리되는 제2메인전극(22)이 있다. 상기 고정부(20)에는 또한 상기 제1아크전극(14)과 결합되고 분리되는 제2아크전극(24)이 있다. 상기 제1아크전극(14)과 제2아크전극(24)은 상기 제1 및 제2 메인전극(12,22)의 분리 후에 분리되어 아크의 발생이 이루어지는데, 이 아크를 소호하기 위한 기체를 분사하는 노즐(16)이 상기 구동부(10)에 있다. 상기 구동부(10) 측의 구동력을 전달받는 제1연결링크(19)에는 제1가동레버(30)가 연결되고, 상기 제1가동레버(30)에 상대회전되게 제2가동레버(40)가 연결되며 상기 제2가동레버(40)는 상기 제2아크전극(24)과 연결되어 상기 구동부(10)의 구동력을 상기 제2아크전극(24)으로 정해진 구간에서 전달한다. 상기 제1가동레버(30)와 제2가동레버(40)에는 제1연동캠(36)과 제2연동캠(46)이 있어 정해진 구간에서만 구동력을 상기 제2아크전극(24)으로 전달하도록 한다.

Description

가스절연 개폐장치의 가스차단기
본 발명은 가스절연 개폐장치의 가스차단기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차단기에서 구동부와 고정부의 아크접점을 동시에 운동시켜 상대적인 속도를 발생시키는 가스절연 개폐장치의 가스차단기에 관한 것이다.
가스절연 개폐장치(GIS: Gas Insulated Switchgear)는 금속재 밀폐용기에 절연성능과 소호성능이 우수한 절연용 가스를 절연매체로 사용하여 도체와 각종 보호기기들을 수납시켜 신뢰성을 향상시킨 수변전 설비이며, 차단기, 단로기, 접지개폐기 등 여러가지 구성들이 복합적으로 있다.
전력계통에서 고장이 발생하는 경우, 계통 및 각종 전력기기를 보호하기 위해서 고장 전류를 신속하고 안전하게 차단해야 한다. 고장전류를 차단하는 장치를 차단기라고 하는데, 소호 및 절연 매질에 따라 진공차단기, 오일차단기, 가스차단기 등으로 분류된다. 차단기가 고장전류를 차단하는 것은 고장전류 차단시에 두 접점 사이에서 발생하는 아크를 소호한다는 것을 의미하며, 아크를 소호하는 방식에 따라 가스차단기는 파퍼소호방식(Puffer type)과 로터리 아크 소호방식, 열팽창 소호방식, 복합소호방식 등으로 분류된다.
차단기에서는 고장전류의 차단이 수행되는데, 전로에서 고전압이 흐르는 경우에는 전극이 분리될 때, 아크가 발생하는데, 차단기에서는 별도의 서로 접속되는 아크전극, 일명 고정아크전극과 가동아크전극을 두어 이들 아크전극 사이에서만 아크가 발생하도록 한다. 즉, 아크가 한 곳에서 집중되어 발생하도록 하여 이를 쉽게 소호시킬 수 있도록 하는 것이다.
고정아크전극과 가동아크전극의 접촉이 분리될 때 아크가 발생하는데, 이들 사이의 상대 속도를 크게 하게 위해서는 가동아크전극만이 이동하는 것이 아니라, 고정아크전극도 이동하도록 하여 상대 속도를 크게 하는 방식도 있다. 아래의 선행기술문헌에는 고정아크전극과 가동아크전극의 상대 속도를 크게 하여 아크와 관련된 성능을 높이도록 하는 것이 개시되어 있다. 하지만, 아래의 선행문헌들에서는 가동아크전극이 이동되면 동시에 고정아크전극도 이동되면서 이들 사이의 상대 속도가 어느 정도 이상으로 높아질 수 없다. 즉, 가동아크전극과 고정아크전극이 보다 짧은 시간에 분리되도록 할 수 없어 아크가 많이 발생하는 문제점이 있다.
이와 같이 가동아크전극과 고정아크전극이 항상 서로 연결되어 같이 동작되면, 차단동작을 위해 사용되는 조작력을 효율적으로 이용할 수 없게 되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 가스차단기에서 고정부의 제2아크전극과 가동부가 항상 함께 동작하지 않고 정해진 구간에서만 고정부의 제2아크전극이 이동하도록 하여 조작력이 효율적으로 사용되도록 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 고정부의 제2아크전극과 구동부의 제1아크전극이 함께 움직이는 구간이 제1아크전극과 제2아크전극이 분리되는 시점이 되도록 하면서 분리시의 순간속도를 상대적으로 높게 하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 제1메인전극과 제1아크전극을 구비하고 고장전류 발생시 동작되는 구동부와, 상기 제1메인전극과 접촉되어 전기적 연결을 수행하는 제2메인전극과 상기 제1아크전극과 접촉되어 전기적 연결을 수행하고 제1메인전극과 제2메인전극의 분리 후에 상기 제1아크전극과 분리되는 제2아크전극을 구비하는 고정부와, 상기 구동부의 동작시의 구동력을 전달받아 전달하는 것으로 제1연동캠을 구비하는 제1가동레버와, 상기 제1가동레버의 제1연동캠과 연동되는 제2연동캠을 구비하고 상기 제1가동레버로부터 회전력을 소정의 구간에서 상기 제1연동캠과 제2연동캠의 연동에 의해 전달받아 상기 제2아크전극으로 전달하는 제2가동레버를 포함한다.
상기 제1가동레버와 제2가동레버는 회전중심을 기준으로 상대 회전되고 상기 제1가동레버의 제1연동캠에는 상기 제2연동캠의 대응되는 부분의 각도보다 큰 각도를 두고 제1연동면과 제2연동면이 구비된다.
상기 제1연동캠의 제1연동면과 대응되게 상기 제2연동캠에 제1연동면이 구비되고 상기 제1연동캠의 제2연동면과 대응되게 상기 제2연동캠에 제2연동면이 구비되어 상기 제1연동면끼리 접촉되어 제1가동레버와 제2가동레버가 일체로 동작되고 상기 제2연동면끼리 접촉되어 제1가동레버와 제2가동레버가 일체로 동작된다.
상기 제1가동레버는 상기 제2가동레버와 회전가능하게 연결된 반대쪽에 상기 구동부의 구동력을 전달하는 제1연결링크가 연결되는 제1연결부가 구비된다.
상기 제2가동레버는 상기 제1가동레버와 회전가능하게 연결된 반대쪽에 상기 제2아크전극과 연결되는 제2연결링크가 구비된다.
상기 제1가동레버에는 구동부측의 구동력을 전달받는 제1연결링크의 연동핀이 위치되는 제1연결부가 구비된다.
상기 제1연결부는 상기 제1가동레버와 제2가동레버의 회전중심에서부터 거리가 위치에 따라 달라지는 직선부와 상기 회전중심에서부터의 거리가 일정한 곡선부로 구성된다.
본 발명에 의한 가스절연 개폐장치의 가스차단기에서는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에서는 구동부에서 제공되는 조작력이 고정부의 제2아크전극의 동작을 위해 구동부의 동작 전체 구간에서 사용되는 것이 아니고, 제1아크전극과 제2아크전극이 분리되는 구간에서만 사용되므로 구동부의 조작력이 필요시에만 사용되므로 효율적으로 조작력을 사용하게 되는 효과가 있다.
그리고, 본 발명에서는 고정부의 제2아크전극이 구동부에 의해 구동되어 움직이는 구간이 제1아크전극과 제2아크전극이 분리되는 시점을 가지고 있다. 따라서, 제1아크전극과 제2아크전극이 분리되는 시점에서 순간속도가 높아지면서 아크타임이 짧아지게 되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 가스절연 개폐장치의 가스차단기의 바람직한 실시례를 보인 단면도.
도 2는 도 1에 도시된 실시례에서 요지를 구성하는 부분을 보인 개략평면도.
도 3은 도 2에 도시된 요지 부분을 분리하여 보인 개략평면도.
도 4는 본 발명 실시례에서 가스차단기의 투입이 이루어지는 것을 순차적으로 보인 동작상태도.
도 5는 본 발명 실시례에서 차단이 이루어지는 것을 순차적으로 보인 동작상태도.
이하, 본 발명의 일부 실시례들을 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 실시례를 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시례에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시례의 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.
도면들에 도시된 바에 따르면, 가스차단기에서 구동부(10)에는 제1메인전극(12)이 있다. 상기 제1메인전극(12)은 대략 원통형상으로 되고 그 내부 중심에는 제1아크전극(14)이 있다. 상기 제1메인전극(12)은 아래에서 설명될 제2메인전극(22)과 접촉되어 전원연결을 수행한다. 상기 제1아크전극(14)은 아래에서 설명될 제2아크전극(24)과 접촉하고 분리되는데, 투입시에는 상기 제1메인전극(12)과 제2메인전극(22)의 접촉보다 빨리 제1아크전극(14)과 제2아크전극(24) 사이의 접촉이 발생하고 차단시에는 제1메인전극(12)과 제2메인전극(22)의 분리 후에 제1아크전극(14)과 제2아크전극(24) 사이의 분리가 발생하여 아크가 제1아크전극(14)과 제2아크전극(24) 사이에서만 일어나도록 한다. 상기 제1아크전극(14)은 대략 원통형상으로 된다.
상기 구동부(10)에는 노즐(16)이 있다. 상기 노즐(16)은 상기 제1아크전극(14)과 아래에서 설명될 제2아크전극(24)의 사이에서 아크가 발생하였을 때 소호를 위한 기체를 분사하는 역할을 한다. 상기 노즐(16)로는 상기 구동부(10)의 내부에 있는 파퍼쳄버(18)에 있던 기체가 전달되어 분출된다. 상기 노즐(16)의 선단에는 제1연결링크(19)가 있어서 아래에서 설명될 제1가동레버(30)와 연결된다. 상기 제1연결링크(19)는 구동부(10)의 이동력을 아래에서 설명될 제2아크전극(24)으로 전달하는 역할을 한다.
상기 구동부(10)와 대응되는 고정부(20)에는 제2메인전극(22)이 있다. 상기 제2메인전극(22)은 본 실시례에서는 상기 고정부(20)의 외관을 구성한다. 상기 제2메인전극(22)은 상기 제1메인전극(12)과 결합하여 전기적 연결을 수행한다. 실질적으로 상기 구동부(10)와 고정부(20)는 전체적으로 통전을 위한 역할을 하는 것으로, 상기 제1메인전극(12)과 제2메인전극(22)이 주로 통전역할을 한다.
상기 제2메인전극(22)의 길이방향 중심을 따라서 제2아크전극(24)이 있다. 상기 제2아크전극(24)은 상기 제1아크전극(14)과 전기적으로 접촉되는 것이다. 상기 제2아크전극(24)은 봉형상으로 되어 상기 제1아크전극(14)의 내부로 삽입된다. 상기 제2아크전극(24)은 상기 고정부(20) 전체에 대해 상대 이동이 가능하다. 상기 제2아크전극(24)은 상기 제2메인전극(22)에 전후진 가능하게 설치된다.
상기 제2아크전극(24)의 후단에는 제2연결링크(26)가 연결되어 있다. 상기 제2연결링크(26)는 일단부가 상기 제2아크전극(24)에 연결되고 타단부는 아래에서 설명될 제2가동레버(40)에 회전가능하게 연결된다. 상기 제2연결링크(26)는 상기 구동부(10)의 구동력을 상기 제1연결링크(19), 아래에서 설명될 제1가동레버(30), 제2가동레버(40)를 통해 전달받아 상기 제2아크전극(24)이 정해진 시점에 이동되게 한다.
상기 제1연결링크(19)와 회전가능하게 제1가동레버(30)가 연결되어 있다. 상기 제1가동레버(30)의 일단부에는 상기 제1연결링크(19)가 연결되고, 타단부에는 아래에서 설명될 제2가동레버(40)가 회전가능하게 연결된다. 상기 제1가동레버(30)의 구성은 도 3에 잘 도시되어 있다. 상기 제1가동레버(30)에는 제1연결부(32)가 있다. 상기 제1연결부(32)는 소정 형상의 채널이다. 상기 제1연결부(32)에는 상기 제1연결링크(19)에 구비된 연동핀(도면부호 부여않음)이 위치된다. 상기 연동핀은 상기 제1연결부(32)를 따라 이동하면서 소정의 구간에서만 상기 제2아크전극(24)의 이동을 위한 구동력을 전달한다. 즉 상기 제1연결부(32)는 직선부(33)와 곡선부(33')로 구성되는데, 상기 직선부(33)내에서 상기 연동핀이 이동되면, 구동력을 상기 제1가동레버(30)로 전달한다. 하지만 상기 곡선부(33')를 따라 연동핀이 이동되면 구동력을 상기 제1가동레버(30)로 전달하지 않는다. 이는 회전중심(34)에서 상기 제1연결부(32)까지의 거리 변화때문에 발생한다. 상기 회전중심(34)에서 제1연결부(32)까지의 거리변화가 없는 구간에서는 동력전달이 발생하지 않고, 거리변화가 있는 구간에서는 동력전달이 이루어진다.
상기 제1가동레버(30)가 아래에서 설명될 제2가동레버(40)와 연결되는 부분에는 제1회전중심(34)이 있다. 상기 제1회전중심(34)을 기준으로 상기 제1가동레버(30)가 회전한다. 상기 제1가동레버(30)의 제1회전중심(34)에는 제1연동캠(36)이 있다. 상기 제1연동캠(36)은 도면에 도시된 바와 같이 평면도로 보면 전체적으로 원형이지만 소정의 각도만큼의 영역은 제거되어 있다. 상기 소정의 각도만큼 제거되어 있는 부분의 일측면은 제1연동면(37)이 되고 반대쪽의 타측면은 제2연동면(37')이 된다. 상기 제1연동면(37)과 제2연동면(37')은 아래에서 설명될 제2연동캠(36)과의 연동을 위한 것이다.
제2가동레버(40)는 일단부에 제2연결링크(26)가 회전가능하게 연결된다. 상기 제2가동레버(40)의 타단부에는 제2회전중심(44)이 있다. 상기 제2회전중심(44)과 상기 제1회전중심(34)은 서로 대응되게 축과 축공으로 되어 있어서 상대 회전이 가능하게 된다. 상기 제2회전중심(44)에 인접하여서는 제2연동캠(46)이 있다. 상기 제2연동캠(46)은 상기 제1가동레버(30)에 상기 제1연동캠(36)이 위치된 면과 마주보는 면에 있다. 상기 제2연동캠(46)은 상기 제1연동캠(36)의 제1연동면(37)과 제2연동면(37')에 각각 대응되는 제1연동면(47)과 제2연동면(47')을 가지고 있어서 제1가동레버(30)와 제2가동레버(40) 사이에서 구동력의 전달을 제어한다.
상기 제1연동캠(36)의 제1구동면(37)과 제2구동면(37')이 형성하는 각도는 상기 제2연동캠(46)의 제1구동면(47)과 제2구동면(47')이 형성하는 각도보다 크다. 따라서, 상기 제1연동캠(36)의 제1구동면(37)과 제2구동면(37')의 사이에 위치한 제2연동캠(46)이 상기 제1가동레버(40)가 이동하는 전체 구간중에서 일부 구간에서만 상기 제1연동캠(36)과 연동된다.
한편, 상기 제1연결부(32)가 직선부(33)와 곡선부(33')로 구성되어 직선부(33)를 따라 제1연결링크(19)의 연동핀이 이동할 때만 동력이 전달될 수 있고, 또 상기 제1연동캠(36)과 제2연동캠(46)의 연동에 의해서도 동력이 정해진 구간에서만 전달될 수 있다. 따라서, 상기 제1연결부(32)를 직선부(33)와 곡선부(33')로 형성하는 것은 반드시 필요한 것은 아니다. 즉, 상기 제1연동캠(36)과 제2연동캠(46)의 구성만으로 정해진 구간에서 동력이 전달되게 할 수 있다.
이에 더해 상기 제1연결부(32)를 직선부(33)와 곡선부(33')로 형성하여 특정한 구간에서 구동부(10)와 고정부(20)의 제2아크전극(24)의 수직병진운동 속도비를 조절할 수 있다. 그리고, 상기 제1연결부(32)뿐만 아니라 상기 제2연결부(42)에도 유사한 구성을 적용하여 속도비를 조절할 수 있다. 제1연결부(32)와 제2연결부(42)에서는 상기 회전중심(34,44)에서부터 연결부(32,42)까지의 직선거리비에 따라 속도비가 조절된다.
이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 가스절연 개폐장치의 가스차단기가 동작되는 것을 상세하게 설명한다.
가스차단기에서는 상기 구동부(10)가 상기 고정부(20)에 대해 이동하면서 상기 제1 및 제2메인전극(12,22)이 서로 접촉하고 분리된다. 즉, 투입상태에서는 상기 제1 및 제2메인전극(12,22)이 서로 접촉하여 있고, 차단상태에서는 제1 및 제2 메인전극(12,22)이 분리되어 있다. 물론, 상기 제1 및 제2 아크전극(14,24)도 동일하게 접촉 또는 분리되어 있다. 하지만, 접촉 및 분리의 시점은 제1 및 제2 메인전극(12,22)과 제1 및 제2 아크전극(14,24)에서 위에서 설명한 바와 같이 다르게 된다.
도 4를 기준으로 투입동작이 이루어지는 것을 설명한다. 참고로, 도 4에서는 상기 제1연결부(32)에 직선부(33)와 곡선부(33')가 없는 상태가 도시되어 있다. 즉, 제1연결링크(19)가 구동되면 항상 제1가동레버(30)가 동작되는 구조이다.
투입이 되기 전의 상태, 다시 말해 오픈 상태에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제1 및 제2 메인전극(12,22)이 분리되어 있다. 물론 상기 제1 및 제2 아크전극(14,24)도 분리되어 있다. 이 상태에서 상기 구동부(10)가 상기 고정부(20)쪽으로 이동하여 투입상태로 된다.
이 과정에서 상기 구동부(10)의 이동에 의해 상기 제1연결링크(19)가 밀리면서 상기 제1가동레버(30)가 회전중심(34)을 중심으로 반시계방향으로 회전한다. 이 상태가 도 4의 (a)에 표시되어 있다. 이때, 상기 제2가동레버(40)는 상기 제1연동캠(36)과 제2연동캠(46)이 아직 서로 연동되지 않기 때문에 동작을 하지 않는다.
상기 제1가동레버(30)가 회전하여 상기 제1연동캠(36)의 제1연동면(37)이 상기 제2연동캠(46)의 제1연동면(47)에 접촉하면, 그 때부터 상기 제1가동레버(30)에 의해 상기 제2가동레버(40)가 회전한다. 따라서, 도 4의 (b) 상태에서는 상기 제1가동레버(30)는 반시계방향으로 회전하고, 상기 제2가동레버(40)도 같이 반시계방향으로 회전한다.
상기 제1가동레버(30)와 제2가동레버(40)가 함께 회전하면서 부터 상기 제2연결링크(26)에 의해 상기 제2아크전극(24)이 상기 노즐(16)쪽으로 이동하게 된다. 이와 같은 동작에 의해 상기 제2아크전극(24)이 상기 제1아크전극(14)의 내부로 들어가서 전기적으로 연결된다. 물론, 도 4의 (c) 상태에서는 상기 제1메인전극(12)이 제2메인전극(22)과 결합되어 전기적 연결이 된다.
도 4의 (c) 상태인 투입완료 상태로 있다가, 고장전류가 발생하게 되면 상기 구동부(10)를 동작시키는 신호가 제공되고, 상기 구동부(10)가 상기 고정부(20)에서 멀어지는 방향으로 이동하여 상기 제1메인전극(12)과 제2메인전극(22)이 분리되는 방향으로 이동된다. 이 과정에서 상기 제1가동레버(30)와 제2가동레버(40)사이의 연동을 살펴본다.
도 5의 (a)는 도 4의 (c)와 같은 상태인데, 오픈동작이 시작되면서 상기 제1연결링크(19)가 상기 구동부(10)에 의해 당겨지면서 상기 제1연결링크(19)에 연결된 제1가동레버(30)가 회전중심(34)을 중심으로 시계방향으로 회전된다. 상기 제1가동레버(30)가 시계방향을 회전하게 되면, 상기 제1연동캠(36)의 제1연동면(37)과 제2연동캠(46)의 제1연동면(47)이 분리된다. 따라서, 상기 제1가동레버(30)만 회전하고 상기 제2가동레버(40)는 정지된 상태로 있는다.
상기 제1가동레버(30)가 계속하여 회전하면, 상기 제1연동캠(36)의 제2연동면(37')이 상기 제2연동캠(46)의 제2연동면(47')에 닿게 된다. 이때부터 상기 제1가동레버(30)와 제2가동레버(40)가 함께 회전하게 된다. 즉, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 제1가동레버(30)와 제2가동레버(40)가 모두 회전중심(34,44)을 중심으로 시계방향으로 회전한다.
상기 제1가동레버(30)와 제2가동레버(40)가 함께 회전하는 것은 도 5의 (c) 상태, 즉 도 4의 (a) 상태인 오픈 상태가 될 때까지 이루어진다. 즉 차단이 완료된 상태가 되는 것이다.
한편, 상기 제1연결부(32)에 직선부(33)와 곡선부(33')를 두게 되면, 상기 제1연결링크(19)의 연동핀이 상기 직선부(33)를 따라 이동하는 과정에서는 상기 제1가동레버(30)가 회전하게 된다. 하지만, 상기 곡선부(33')를 따라 연동핀이 이동하는 과정에서는 제1가동레버(30)의 회전이 이루어지지 않게 된다. 여기서 상기 직선부(33)의 각각의 위치에서 상기 회전중심(34)까지의 거리를 조절함에 의해 구동부(10)와 고정부(20) 사이의 병진운동 속도비를 달리할 수 있다. 상기 속도비를 달리 함에 의해 상기 제1아크전극(14)과 제2아크전극(24)이 분리되는 시점에서의 분리속도를 조절할 수 있어서, 보다 짧은 아크타임이 만들어지도록 할 수 있다.
상기 제1연동캠(36)과 제2연동캠(46)의 연동이 이루어지는 것에 의해 제1아크전극(14)과 제2아크전극(24)이 동시에 이동하는 시점을 설정할 수 있고, 상기 제1연결부(32)의 직선부(33)와 곡선부(33')에 의한 동력전달과 차단에 의해 구동부(10)와 고정부(20)의 속도비, 즉 상기 제1아크전극(14)과 제2아크전극(24) 사이의 상대속도를 설정할 수 있게 되는 것이다.
이와 같은 방식으로 하면 구동부(10)의 이동에 의한 구동력이 제1연결링크(19)를 통해 제2아크전극(24)의 이동을 위해 특정한 구간에서만 사용된다. 다시 말해 제1아크전극(14)과 제2아크전극(24)이 분리되는 시점에 상기 제1아크전극(14)과 제2아크전극(24)이 동시에 이동되도록 하여 보다 신속하게 제1아크전극(14)과 제2아크전극(24)의 분리가 일어나도록 하는 것이다.
이상에서, 본 발명의 실시례를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시례에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
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 실시례들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시례에 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.

Claims (7)

  1. 제1메인전극과 제1아크전극을 구비하고 고장전류 발생시 동작되는 구동부와,
    상기 제1메인전극과 접촉되어 전기적 연결을 수행하는 제2메인전극과 상기 제1아크전극과 접촉되어 전기적 연결을 수행하고 제1메인전극과 제2메인전극의 분리 후에 상기 제1아크전극과 분리되는 제2아크전극을 구비하는 고정부와,
    상기 구동부의 동작시의 구동력을 전달받아 전달하는 것으로 제1연동캠을 구비하는 제1가동레버와,
    상기 제1가동레버의 제1연동캠과 연동되는 제2연동캠을 구비하고 상기 제1가동레버로부터 회전력을 소정의 구간에서 상기 제1연동캠과 제2연동캠의 연동에 의해 전달받아 상기 제2아크전극으로 전달하는 제2가동레버를 포함하는 가스절연 개폐장치의 가스차단기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1가동레버와 제2가동레버는 회전중심을 기준으로 상대 회전되고 상기 제1가동레버의 제1연동캠에는 상기 제2연동캠의 대응되는 부분의 각도보다 큰 각도를 두고 제1연동면과 제2연동면이 구비되는 가스절연 개폐장치의 가스차단기.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제1연동캠의 제1연동면과 대응되게 상기 제2연동캠에 제1연동면이 구비되고 상기 제1연동캠의 제2연동면과 대응되게 상기 제2연동캠에 제2연동면이 구비되어 상기 제1연동면끼리 접촉되어 제1가동레버와 제2가동레버가 일체로 동작되고 상기 제2연동면끼리 접촉되어 제1가동레버와 제2가동레버가 일체로 동작되는 가스절연 개폐장치의 가스차단기.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제1가동레버는 상기 제2가동레버와 회전가능하게 연결된 반대쪽에 상기 구동부의 구동력을 전달하는 제1연결링크가 연결되는 제1연결부가 구비되는 가스절연 개폐장치의 가스차단기.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제2가동레버는 상기 제1가동레버와 회전가능하게 연결된 반대쪽에 상기 제2아크전극과 연결되는 제2연결링크가 구비되는 가스절연 개폐장치의 가스차단기.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1가동레버에는 구동부측의 구동력을 전달받는 제1연결링크의 연동핀이 위치되는 제1연결부가 구비되는 가스절연 개폐장치의 가스차단기.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제1연결부는 상기 제1가동레버와 제2가동레버의 회전중심에서부터 거리가 위치에 따라 달라지는 직선부와 상기 회전중심에서부터의 거리가 일정한 곡선부로 구성되는 가스절연 개폐장치의 가스차단기.
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