WO2023163410A1 - 아크 슈트 및 이를 포함하는 부하 개폐기 - Google Patents

아크 슈트 및 이를 포함하는 부하 개폐기 Download PDF

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WO2023163410A1
WO2023163410A1 PCT/KR2023/001526 KR2023001526W WO2023163410A1 WO 2023163410 A1 WO2023163410 A1 WO 2023163410A1 KR 2023001526 W KR2023001526 W KR 2023001526W WO 2023163410 A1 WO2023163410 A1 WO 2023163410A1
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WO
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arc
top cover
grid
fixed terminal
frame
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/001526
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
차상욱
Original Assignee
엘에스일렉트릭 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/04—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H33/18—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using blow-out magnet
    • H01H33/187—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using blow-out magnet comprising a hollow annular arc runner and a central contact between which a radially drawn arc rotates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/04—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H33/12—Auxiliary contacts on to which the arc is transferred from the main contacts
    • H01H33/121—Load break switches

Definitions

  • the present invention relates to an arc chute and a load switchgear including the same, and more particularly, to an arc chute capable of blocking firing from the outside and a load switchgear including the same.
  • a load break switch refers to a part that opens and closes the rated current of an electric line to protect the branching, division, and power system of the line. Furthermore, when short-circuit protection is not required in a general power circuit, a load switch can be used to block overload current and ground fault current instead of a circuit breaker.
  • the load switch includes a fixed terminal portion energized and connected to an external power source and a load, and a movable terminal portion that can be moved in a direction toward or away from the fixed terminal portion.
  • the movement of the movable terminal unit may be manually or automatically manipulated so as to be brought into contact with and separated from the fixed terminal unit.
  • the switching load unit When the movable terminal unit comes into contact with the fixed terminal unit, the switching load unit is energized with an external power source and load. That is, when the movable terminal unit comes into contact with the fixed terminal unit, the switching load device supplies power to the load.
  • the load switch is disconnected from the external power source and the load, and cuts off the supply of power to the load.
  • an arc is generated between the movable terminal unit and the fixed terminal unit.
  • An arc is generated when a voltage is formed between two electrodes disposed with a gas interposed therebetween, and means an electrical discharge formed by converting the gas present between the two electrodes into an energizing medium.
  • An arc is a flow of high-temperature and high-voltage electrons, which delays current interruption and may cause damage to the load switch. Therefore, there is a need for prompt treatment of arcs generated during the process of cutting off the power of the load switchgear. This is called arc extinguishing.
  • the load switchgear includes an arc chute for arc extinguishing.
  • An arc chute refers to a part that extinguishes an arc generated in the process of opening and closing current.
  • the arc chute extends and cools the length of the arc to extinguish the arc.
  • a typical arc chute is equipped with a plurality of arc grids. Each arc grid extends the length of the arc by guiding the arc away from the fixed terminal portion.
  • the flying products and high-temperature gas accompanying arc generation may be discharged to the outside. Since the arc voltage of the arc chute gradually decreases over time, flying objects and high-temperature gas emitted to the outside may cause insulation breakdown and consequent firing.
  • US Patent Publication No. 9,653,237 discloses a switch having an arc chute. Specifically, a switch having an arc chute composed of a plurality of arc plates is disclosed.
  • splash products and high-temperature gas may pass between two adjacent arc plates, and these may be released to the outside and cause insulation breakdown.
  • Korean Patent Registration No. 10-1977053 discloses an arc extinguishing device for a load switch. Specifically, an arc extinguishing device for a load switch in which a gas puffer extinguishing method using a mechanically generated compressed gas and an arc chute extinguishing method using an electromagnetic field principle are mixed are disclosed.
  • Patent Document 1 US Patent Registration No. 9,653,237 (2017.03.16.)
  • Patent Document 2 Korea Patent Registration No. 10-1977053 (2019.05.03.)
  • One object of the present invention is to provide an arc chute capable of blocking firing from the outside and a load switchgear including the same.
  • Another object of the present invention is to provide an arc chute capable of maintaining a constant internal arc voltage and a load switchgear including the arc chute.
  • a top cover hole may be formed through a portion of the top cover part.
  • the top cover part may include a plurality of top cover holes.
  • top cover part may be formed to seal one side of the side cover part.
  • the top cover unit may include a first top cover adjacent to the arc grid unit; and a second top cover spaced apart from the first top cover and disposed with the arc grid part and the first top cover interposed therebetween.
  • a second top cover hole may be formed through one portion of the second top cover.
  • first top cover hole and the second top cover hole may not overlap each other in a direction in which the first top cover and the second top cover are arranged.
  • top cover part may be formed as a flat plate extending in one direction.
  • At least one side of the side cover part may be formed in a curved shape, and the top cover part may be formed as a curved plate corresponding to the curve of the side cover part.
  • top cover portion may be formed of N-9 (nylon-9) material.
  • one surface of the top cover portion facing the arc grid portion may be formed of N-9 material.
  • a grid hole may be formed through a portion of the arc grid part.
  • the arc grid part may be formed by alternately arranging two arc grids in which the grid holes are formed in different parts.
  • the opening and closing portion including a fixed terminal portion and a movable terminal portion; a frame portion accommodating a portion of the fixed terminal portion; a rotating shaft rotatably coupled to the frame unit, connected to the movable terminal unit, and rotated together with the movable terminal unit; and an arc chute disposed adjacent to the fixed terminal unit, wherein the arc chute includes: an arc grid unit; two side cover parts that are spaced apart from each other, overlap in one direction, are coupled to both sides of the arc grid part, and are respectively coupled to the outer circumferential surface of the frame part; And a top cover portion disposed between the two side cover portions and coupled to the two side cover portions, spaced apart from the outer circumferential surface of the frame portion, and formed in a plate shape crossing both ends of the two side cover portions. , provide a load switchgear.
  • the arc chute is disposed between the two side cover parts, is coupled to the two side cover parts, and is disposed between the fixed terminal part and the arc grid part, and a part of the arc chute is in contact with the fixed terminal part.
  • An arc runner may be included.
  • the top cover unit may include a first top cover adjacent to the arc grid unit; and a second top cover spaced apart from the first top cover and positioned radially outside the frame unit with respect to the first top cover.
  • the first top cover hole may be formed at a position biased toward the neighboring fixed terminal unit based on the center of the first top cover.
  • top cover part may be formed as a flat plate extending in one direction.
  • the arc chute includes two side cover parts respectively coupled to both sides of the arc grid part and a top cover part disposed between the two side cover parts.
  • the top cover portion is formed in a plate shape crossing both ends of the side cover portion.
  • the discharge of the flying products and high-temperature gas generated during arc generation can be blocked by the top cover part. Accordingly, insulation breakdown due to flying materials and high-temperature gas discharged to the outside of the arc chute can be prevented. As a result, firing outside the arc chute may be blocked.
  • the arc voltage inside the arc chute can be maintained constant regardless of the lapse of time. Furthermore, the arc extinguishing performance of the arc chute can be further improved.
  • one surface of the top cover portion facing the arc grid portion is formed of N-9 (nylon-9) material.
  • the N-9 material is directly exposed to the arc and emits hydrogen gas with excellent thermal conductivity.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a frame unit included in the load switch of FIG. 1 .
  • FIG. 3 is a front view illustrating the frame portion of FIG. 2 .
  • FIG. 4 is a front sectional view showing the load switch of FIG. 1;
  • FIG. 5 is a front view illustrating a rotating shaft, a puffer guide, and an arc chute provided in the load switch of FIG. 1 .
  • FIG. 6 is a side view showing the puffer guide and arc chute of FIG. 5;
  • FIG. 7 is a perspective view illustrating an arc chute provided in the load switch of FIG. 1 .
  • Fig. 8 is a front view showing the arc chute of Fig. 7;
  • FIG. 10 is a perspective view illustrating a fastening part provided in the arc chute of FIG. 7 .
  • FIG. 11 is an exploded perspective view illustrating an arc runner and an arc grid part provided in the arc chute of FIG. 7 .
  • FIG. 12 is a conceptual diagram illustrating an arc runner and an arc grid unit provided in the arc chute of FIG. 7 .
  • FIG. 13 is a side view illustrating a first arc grid included in the arc grid part of FIGS. 11 and 12 .
  • FIG. 14 is a side view illustrating a second arc grid provided in the arc grid part of FIGS. 11 and 12 .
  • FIG. 15 is a perspective view illustrating a top cover provided in the arc chute of FIG. 7 .
  • FIG. 16 is a perspective view illustrating a top cover part according to an embodiment different from that of FIG. 15 .
  • FIG. 17 is a perspective view illustrating an arc chute according to an embodiment different from that of FIG. 7 .
  • Fig. 18 is a front view showing the arc chute of Fig. 17;
  • FIG. 19 is a perspective view illustrating a top cover provided in the arc chute of FIG. 17;
  • FIG. 20 is a perspective view illustrating a top cover part according to an embodiment different from that of FIG. 17 .
  • 21 is a conceptual diagram illustrating states before and after arc generation of an arc chute according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 1 to 16 a load switch 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 16 .
  • the rotation direction of each component will be understood with reference to FIGS. 4 and 5 .
  • the load switchgear 1 can open and close the rated current of the converter. That is, the load switchgear 1 can allow or block the energization between the external power source and the load. To this end, the load switch 1 is energized and connected to an external power source and load. In other words, an external power source and a load are energized by the load switch 1.
  • Whether the load switch 1 is opened or closed may be manually or automatically operated.
  • a separate control unit may be coupled to the load switchgear 1.
  • the load switch 1 is connected to an external power source and a load so as to be energized, and allows or blocks the energization between the power source and the load. Specifically, in the load switchgear 1, the fixed terminal unit 320 and the movable terminal unit 330 contact or are spaced apart from each other, and allow or block the energization between an external power source and a load.
  • load switchgear 1 is coupled with a handle.
  • the user may manually manipulate whether the load switchgear 1 is opened or closed by manipulating the handle.
  • the load switchgear 1 provided in the ring main unit (RMU), whether to open or close can be manipulated by rotating the handle.
  • RMU ring main unit
  • an operating unit is attached to the load switchgear 1.
  • the control unit opens or closes a circuit between an external power source and a load under certain conditions. That is, whether the load switchgear 1 is opened or closed can be automatically controlled by the control unit.
  • the frame portion 10 forms the exterior of the load switchgear 1 .
  • the outer periphery of the frame part 10 is formed in a shape corresponding to the arc chute 60 .
  • the frame portion 10 is formed in a cylindrical shape.
  • the shape of the frame unit 10 is not limited to the illustrated embodiment, and may be formed in various structures capable of accommodating various devices therein.
  • a through hole capable of accommodating the fixed terminal unit 320 is formed on the outer circumference of the frame unit 10 .
  • upper and lower outer circumferential surfaces of the frame unit 10 are formed with vertical through-holes capable of accommodating the fixed terminal unit 320 .
  • a space capable of accommodating various devices is formed inside the frame unit 10 .
  • various devices that perform a function for the load switchgear 1 to apply or block current transferred from the outside may be accommodated.
  • the opening and closing part 30, the rotating shaft 40 and the puffer guide 50 are accommodated in the space.
  • the rotating shaft 40 coupled to the puffer guide 50 is coupled through the frame unit 10 .
  • the rotating shaft 40 is coupled through the center of the frame unit 10 in the front and rear directions. Specifically, the rotating shaft 40 is located on a straight line with the central axis of the frame unit 10 .
  • Gas inside the frame unit 10 may be momentarily compressed by pressure generated when the rotating shaft 40 rotates.
  • the gas passes through the puffer guide 50 and moves in the opposite direction.
  • the gas may pass through the puffer guide 50 at high speed. As a result, the arc generated during the opening/closing process may be extinguished through the above process.
  • the fixing part 20 and the arc chute 60 are fixed and coupled to the outside of the frame part 10 .
  • the fixing part 20 is coupled to the rear side of the frame part 10
  • the arc chute 60 is coupled to the outer circumference of the frame part 10.
  • the frame portion 10 may be formed of an insulating material.
  • the frame part 10 may be formed of a synthetic resin material.
  • the inside and outside of the frame portion 10 can be prevented from being energized arbitrarily. That is, arc, which is a flow of electrons, may be prevented from leaking out of the frame unit 10 at random.
  • the frame unit 10 may be formed of a material having high pressure resistance and high heat resistance. Accordingly, burnout of the frame unit 10 due to arc, which is a flow of high-temperature and high-pressure electrons, can be prevented.
  • the frame unit 10 includes an upper frame 110 and a lower frame 120 .
  • the upper frame 110 forms the upper exterior of the load switchgear 1.
  • the upper frame 110 is formed in a semi-cylindrical shape. Specifically, the upper frame 110 has a semi-cylindrical shape with a curved portion facing upward. At this time, the outer circumference of the upper frame 110 is formed in a shape corresponding to the arc chute 60 .
  • the arc chute 60 is tightly coupled to the outer circumferential surface of the upper frame 110 .
  • upper fastening wings 111 may be formed on the outer circumference of the upper frame 110 . That is, the upper fastening wing 111 is closely coupled to the arc chute 60 .
  • the upper fastening wing 111 is disposed adjacent to the arc chute 60 and is inserted into and coupled to the arc chute 60 .
  • the upper fastening wing 111 is formed in a plate shape.
  • the upper fastening wing 111 is formed by extending radially outward of the upper frame 110 from a circular arc defined by any two points on the outer circumferential surface of the upper frame 110 . That is, the upper fastening wing portion 111 protrudes from the outer circumferential surface of the upper frame 110 radially outwardly of the frame portion 10 .
  • the upper fastening wing 111 may be formed in a shape corresponding to the fastening groove 612 of the arc chute 60 to be described later.
  • the upper fastening wing hole 111a functions as a passage of the coupling member 620 of the arc chute 60.
  • the coupling member 620 of the arc chute 60 passes through the upper coupling wing hole 111a and is coupled to the upper coupling wing 111. That is, the coupling member 620 of the arc chute 60 is through-coupled to the upper fastening wing hole 111a.
  • the coupling may be a bolt coupling method.
  • the upper fastening wing hole 111a may be formed by extending a predetermined cross section in one direction. At this time, the predetermined cross-section may be changed according to the coupling member 620 of the arc chute 60 . In the illustrated embodiment, the upper fastening wing hole 111a is formed by extending a circular cross-section in the front-rear direction.
  • an upper fixed terminal accommodating portion 112 capable of accommodating the fixed terminal portion 320 is protruded from the outer circumference of the upper frame 110 .
  • the upper fixed terminal accommodating portion 112 accommodates the fixed terminal portion 320 so that the fixed terminal portion 320 communicates with the outer and inner spaces of the frame portion 10 .
  • a space capable of accommodating the fixed terminal unit 320 is formed inside the upper fixed terminal accommodating portion 112 .
  • a fixed contact stand is accommodated in the space. That is, the fixed contact point is through-coupled to the upper fixed terminal accommodating portion 112 .
  • the upper fixed terminal accommodating portion 112 is formed in a column shape with a hollow inside. In the illustrated embodiment, the upper fixed terminal accommodating portion 112 extends upward from the upper outer circumferential surface of the upper frame 110 .
  • the upper fixed terminal accommodating portion 112 is disposed to surround the fixed terminal portion 320 . That is, the fixed terminal unit 320 is surrounded by the upper fixed terminal accommodating unit 112 .
  • a plurality of upper fixed terminal accommodating parts 112 may be provided.
  • the number of upper fixed terminal accommodating parts 112 is the same as the number of fixed terminal parts 320 coupled to the upper frame 110 .
  • three pairs of upper fixed terminal accommodating portions 112 are arranged side by side along the front and rear directions.
  • the number of upper fixed terminal accommodating parts 112 may be determined according to the type of power system in which the load switchgear 1 of the present invention is provided.
  • the load switch 1 is provided in a power system using a three-phase circuit of R, S, and T phases. Accordingly, the upper fixed terminal accommodating portion 112 is also provided with three pairs in accordance with the three-phase circuit.
  • a lower frame 120 is coupled to the lower side of the upper frame 110 .
  • the lower frame 120 forms the lower exterior of the load switchgear 1.
  • the lower frame 120 is disposed adjacent to the upper frame 110 . In addition, the lower frame 120 is disposed below the upper frame 110 .
  • the lower frame 120 is formed in a semi-cylindrical shape. Specifically, the lower frame 120 has a semi-cylindrical shape with a curved portion facing downward. At this time, the outer circumference of the lower frame 120 is formed in a shape corresponding to the arc chute 60 .
  • the upper end of the lower frame 120 is in contact with the lower end of the upper frame 110 .
  • the upper end of the lower frame 120 is formed in a shape corresponding to the lower end of the upper frame 110 .
  • the arc chute 60 is closely coupled to the outer circumferential surface of the lower frame 120 .
  • lower fastening wing parts 121 may be formed on the outer circumference of the lower frame 120 . That is, the lower coupling wing 121 is tightly coupled to the arc chute 60 .
  • a lower fastening wing hole 121a is formed in the lower fastening wing 121 .
  • the lower fastening wing 121 and the lower fastening wing hole 121a correspond to the upper fastening wing 111 and the upper fastening wing hole 111a of the upper frame 110, respectively, in their functions and structures. Therefore, a redundant description thereof will be omitted.
  • the fixing part 20 is disposed adjacent to the frame part 10 .
  • the fixing part 20 is disposed on the rear side of the frame part 10 .
  • the fixing part 20 is disposed between a specific member (not shown) on which the load switch 1 is installed and the frame part 10, and is coupled to the frame part 10 and the specific member, respectively. That is, the frame part 10 and the specific member may be coupled by the fixing part 20 .
  • the load switch 1 can be operated in a state in which the frame unit 10 is coupled to the specific member without being separated from the specific member.
  • the fixing part 20 may be formed of a material of high rigidity.
  • the fixing part 20 may be formed of a metal material. Therefore, damage to the fixing part 20 and separation of the frame part 10 due to external impact can be prevented.
  • the fixing part 20 includes a fixing plate 210 and a support 220 .
  • the fixing plate 210 is a member to which the fixing part 20 is directly coupled to the specific member.
  • the fixing plate 210 is formed on one side of the fixing part 20 opposite to the frame part 10 .
  • the fixing plate 210 is formed on the rear side of the fixing plate.
  • the fixing plate 210 is formed in a plate shape. In one embodiment, a through hole may be formed in the center of the fixing plate 210 . Thus, the fixing plate 210 can be more lightweight.
  • the fixing plate 210 is formed in a rectangular plate shape with a through hole formed in the center.
  • the center point of the fixing plate 210 is located on an extension of the center line of the frame portion 10 .
  • a member coupling the specific member and the fixing plate 210 may be coupled through the fixing hole 211 .
  • a through hole communicating with the fixing hole 211 is formed in the specific member.
  • a support 220 is disposed between the fixing plate 210 and the frame unit 10 .
  • the support 220 is disposed between the fixing plate 210 and the frame part 10, and is coupled to the fixing plate and the frame part 10, respectively. That is, the fixing plate and the frame part 10 may be coupled through the support 220 . Accordingly, the frame unit 10 may be spaced apart from the fixing plate 210 .
  • the support 220 is coupled to one surface of the fixing plate 210 facing the frame unit 10 .
  • the support 220 is coupled to one side of the frame unit 10 facing the support 220 .
  • the coupling may be a bolt coupling method.
  • the support 220 extends in a direction toward the frame unit 10 and the fixing plate 210 . In the illustrated embodiment, the support 220 extends in the front-rear direction.
  • a plurality of supports 220 may be provided.
  • the plurality of supports 220 are arranged such that their center points are the same as the center points of the fixing plate 210 .
  • the opening/closing part 30 is accommodated in the inner space of the frame part 10 and allows or blocks the passage of current. Specifically, in the opening/closing unit 30, the fixed contacts 321b and 322b and the movable contact 332 contact each other to allow current to flow, or the fixed contacts 321b and 322b and the movable contact 332 are separated from each other to allow current to flow. block
  • a plurality of opening/closing parts 30 may be provided.
  • three opening and closing parts 30 are arranged side by side along the front-back direction.
  • the number of switchgears 30 may be determined according to the type of power system in which the load switchgear 1 of the present invention is provided.
  • the load switchgear 1 is provided in a power system using a three-phase circuit of R, S, and T, three switching parts 30 may also be provided according to the three-phase circuit.
  • the opening/closing unit 30 includes an arc chamber 310 , a fixed terminal unit 320 and a movable terminal unit 330 .
  • the arc chamber 310 may also be referred to as an “arc extinguishing unit”.
  • the arc chamber 310 extinguishes an arc generated when the fixed contacts 321b and 322b and the movable contact 332 are spaced apart.
  • the arc chamber 310 forms a space capable of extinguishing an arc therein.
  • Gas inside the space may be momentarily compressed by pressure generated when the movable terminal unit 330 moves. At this time, the gas may pass through the puffer guide 50 and flow in a direction opposite to the rotational direction. In the above process, the gas flows through the puffer guide 50 at high speed, and an arc extinguishing operation may be performed.
  • the arc chamber 310 hermetically accommodates the fixed terminal unit 320 and the movable terminal unit 330 . That is, the fixed terminal unit 320 and the movable terminal unit 330 are accommodated in the arc chamber 310 . Accordingly, the arc generated by the separation between the fixed contacts 321b and 322b and the movable contact 332 does not arbitrarily leak out of the arc chamber 310 .
  • the fixed terminal unit 320 is electrically connected to an external power source or load. Through the fixed terminal unit 320 , the load switch 1 can be electrically connected to an external power source or load.
  • a part of the fixed terminal unit 320 is accommodated inside the arc chamber 310 .
  • the fixed terminal unit 320 may be formed of a conductive material.
  • the fixed terminal unit 320 may be formed of copper (Cu) or silver (Ag).
  • the fixed terminal unit 320 is accommodated in the inner space of the frame unit 10, so that the inside and outside of the load switch 1 can be energized or blocked.
  • the fixed terminal unit 320 may be in contact with or separated from the movable terminal unit 330 to apply or block energization between the inside and outside of the load switchgear 1 .
  • the fixed terminal unit 320 is through-coupled to the fixed terminal accommodating units 112 and 122 of the frame unit 10 .
  • the fixed terminal portion 320 is surrounded by the fixed terminal accommodating portions 112 and 122 and seals the fixed terminal accommodating portions 112 and 122 . That is, movement of materials through the fixed terminal accommodating portions 112 and 122 is blocked by the fixed terminal portion 320 .
  • the fixed terminal unit 320 does not move in the inner space of the frame unit 10 . Therefore, contact and separation between the fixed terminal unit 320 and the movable terminal unit 330 is achieved by the movement of the movable terminal unit 330 .
  • the rest of the fixed terminal unit 320 except for the one portion is exposed to the outside of the frame unit 10 .
  • the remaining portion may be electrically connected to an external power source or load through a lead wire member (not shown) or the like.
  • a plurality of fixed terminal units 320 may be provided.
  • the number of fixed terminal units 320 is the same as the number of fixed terminal accommodating units 112 and 122 provided in the frame unit 10 .
  • four fixed terminal units 320 are formed as one group, and the three groups of fixed terminal units 320 are disposed side by side in the front-back direction.
  • the two fixed terminal units 320 facing each other with the rotating shaft 40 interposed therebetween are disposed so as to be point symmetrical with respect to the central axis of the rotating shaft 40 .
  • the two fixed terminal units 320 facing each other with the rotating shaft 40 interposed therebetween may be electrically connected to each other.
  • the connection is formed by contacting the movable terminal part 330 with the two fixed terminal parts 320, respectively.
  • the fixed terminal unit 320 includes a first fixed terminal unit 321 and a second fixed terminal unit 322 .
  • the first fixed terminal unit 321 is electrically connected to an external power source and load or electrically connected to a ground line.
  • the second fixed terminal unit 322 is electrically connected to the ground line or electrically connected to an external power source and load.
  • the movable terminal unit 330 is moved and may come into contact with or be separated from the first fixed terminal unit 321 or the second fixed terminal unit 322 . However, the movable terminal unit 330 cannot contact the first fixed terminal unit 321 and the second fixed terminal unit 322 at the same time, but only contacts one of the first fixed terminal unit 321 and the second fixed terminal unit 322. It can be.
  • the movable terminal unit 330 may be rotated in a direction toward the fixed terminal unit 320 or in a direction away from the fixed terminal unit 320 .
  • the first fixed terminal unit 321 may be electrically connected to an external power source and load, and the second fixed terminal unit 322 may be electrically connected to a ground line.
  • the movable terminal unit 330 when the movable terminal unit 330 contacts the first fixed terminal unit 321, current may be applied between the external power supply and the load. Also, when the movable terminal unit 330 contacts the second fixed terminal unit 322, the movable terminal unit 330 is electrically connected to the ground line and conduction between an external power supply and a load is blocked.
  • the first fixed terminal unit 321 includes a first fixed contact point 321a and a first fixed contact point 321b.
  • the first fixed contact point 321a is electrically connected to an external power source or load.
  • a part of the first fixed contact bar 321a is accommodated in the inner space of the frame part 10, and the remaining part is exposed to the outside of the frame part 10. Specifically, a portion of the first fixed contact strip 321a is surrounded by the fixed terminal accommodating portions 112 and 122 .
  • a plurality of first fixed contact points 321a may be provided. In the illustrated embodiment, a total of twelve first fixed contact points 321a are provided, six on the upper side and six on the lower side of the frame unit 10 .
  • the first fixed contact point 321a may have a cylindrical shape that is bent and extended in a direction toward the rotating shaft 40 .
  • a first fixed contact point 321b is formed at one end of the first fixed contact point 321a toward the rotating shaft 40 .
  • the first fixed contact point 321b is disposed adjacent to the first fixed contact point 321a. In addition, the first fixed contact point 321b is electrically connected to the first fixed contact point 321a.
  • the first fixed contact point 321b may contact or be separated from the movable contact point 332 . Accordingly, the load switch 1 may be energized or cut off from an external power source or load.
  • the first fixed contact point 321b may be integrally formed with the first fixed contact point 321a.
  • the second fixed terminal unit 322 is spaced apart from the first fixed terminal unit 321 .
  • the second fixed terminal unit 322 is electrically connected to a member that is not connected to the first fixed terminal unit 321 among external power, load, and ground wires. That is, when the first fixed terminal unit 321 is electrically connected to an external power source and load, the second fixed terminal unit 322 is electrically connected to the ground line.
  • the second fixed terminal unit 322 includes a second fixed contact point 322a and a second fixed contact point 322b.
  • the second stationary contact band 322a and the second stationary contact 322b correspond to the first stationary contact band 321a and the first stationary contact 321b in their functions and structures. Therefore, a redundant description thereof will be omitted.
  • the movable terminal unit 330 is electrically connected to or separated from the fixed terminal unit 320 .
  • the plurality of fixed terminal units 320 may be electrically connected to each other.
  • the load switchgear 1 can be electrically connected to an external power source or load.
  • the movable terminal unit 330 is accommodated in the inner space of the frame unit 10 .
  • the movable terminal unit 330 is rotatably coupled to the inner space of the frame unit 10 .
  • the movable terminal unit 330 is coupled to the rotation shaft 40 .
  • the movable terminal part 330 may also rotate together with the rotary shaft 40 .
  • a part of the movable terminal unit 330 is accommodated in the puffer guide 50 .
  • a plurality of movable terminal units 330 may be provided.
  • the load switchgear 1 is provided with three pairs of movable terminal units 330 .
  • the three pairs of movable terminal units 330 are arranged side by side in the front-back direction.
  • the plurality of movable terminal units 330 may contact or be spaced apart from the plurality of fixed terminal units 320 to be energized, respectively. That is, the movable terminal unit 330 may be rotated to contact the fixed terminal unit 320 or rotated to be separated from the fixed terminal unit 320 . The contact and separation may be achieved according to rotation of the rotation shaft 40 connected to the movable terminal unit 330 .
  • the movable terminal unit 330 contacts the fixed terminal unit 320 connected to the ground line, the movable terminal unit 330 is energized and connected to the ground line, and conduction between an external power supply and a load is blocked.
  • the movable terminal unit 330 may be formed of a conductive material.
  • the movable terminal unit 330 may be formed of copper or silver.
  • the movable terminal unit 330 includes a movable contact stand 331 and a movable contact 332 .
  • the movable contact base 331 is directly coupled to the rotating shaft 40 and rotates together with the rotating shaft 40 .
  • the movable contact bar 331 may be rotated clockwise or counterclockwise by the rotating shaft 40 .
  • the movable contact bar 331 is arranged so that its center point is the same as the center point of the rotating shaft 40 .
  • the movable contact stand 331 is formed in a bar shape extending in a predetermined direction.
  • the predetermined direction may be a radial direction of the rotating shaft 40 .
  • the movable terminal unit 330 is bent and extended toward the fixed terminal unit 320 .
  • both ends of the movable contact bar 331 in the radial direction of the rotating shaft 40 are separated into two parts.
  • a movable contact 332 is formed at each end.
  • the movable contact 332 is electrically connected to the movable contact stand 331 .
  • the movable contact 332 is in contact with or separated from the fixed contacts 321b and 322b. Accordingly, the load switch 1 may be energized or cut off from an external power source or load.
  • the movable contact 332 is located at both ends of the movable contact stand 331 . That is, the movable contact 332 is positioned radially outward with respect to the rotating shaft 40 .
  • the movable contact 332 is arranged to be surrounded by the puffer guide 50 . In another embodiment, the movable contact 332 is disposed radially outward of the puffer guide 50 with respect to the rotating shaft 40 . That is, in the above embodiment, the movable contact 332 is exposed to the outside of the puffer guide 50 without being surrounded by the puffer guide 50 .
  • a plurality of movable contacts 332 may be provided.
  • two movable contacts 332 are positioned at both ends of the movable contact stand 331, respectively. That is, the movable contact stand 331 is provided with a total of four movable contacts 332 .
  • the movable contact 332 rotates together with the rotating shaft 40 .
  • the movable contact 332 is accommodated in the inner space of the frame unit 10 so as to be rotatable with respect to the rotation axis of the rotation shaft 40 .
  • the movable contact 332 may be integrally formed with the movable contact stand 331 .
  • the rotating shaft 40 is connected to the movable terminal portion 330 and rotates together with the movable terminal portion 330 .
  • the movable terminal unit 330 may come into contact with or be separated from the fixed terminal unit 320 in an electrically conductive manner.
  • the rotation shaft 40 is rotatably coupled to the frame unit 10 . Specifically, the rotation shaft 40 is rotatably accommodated in the inner space of the frame unit 10 .
  • the rotating shaft 40 is connected to the movable terminal unit 330 .
  • the plurality of movable terminal units 330 are through-coupled to the rotating shaft 40 .
  • the rotation shaft 40 is electrically connected to the movable terminal unit 330 . Accordingly, the current introduced into the load switch 1 through the fixed terminal unit 320 may proceed toward the other fixed terminal unit 320 through the movable terminal unit 330 and the rotating shaft 40 .
  • a puffer guide 50 is coupled to one side of the rotating shaft 40 .
  • the inner space of the puffer guide 50 and the inner space of the rotating shaft 40 are in communication.
  • the rotating shaft 40 may be connected to a handle (not shown) or a control unit (not shown). Rotation of the rotating shaft 40 may be manually operated by a handle or automatically operated by a control unit.
  • the rotating shaft 40 rotates clockwise or counterclockwise about a central axis.
  • the rotating shaft 40 rotates and rotates the movable terminal part 330 . That is, the movable terminal unit 330 may be rotated in a direction toward the fixed terminal unit 320 or away from the fixed terminal unit 320 by the rotating shaft 40 .
  • the rotating shaft 40 is formed in a cylindrical shape. In one embodiment, the center point of the rotating shaft 40 is the same as the center point of the movable terminal unit 330 .
  • a plurality of rotation shafts 40 may be provided.
  • the number of rotation shafts 40 is equal to the number of movable terminal units 330 .
  • three rotation shafts 40 are arranged side by side along the front-back direction.
  • the number of rotation shafts 40 may be determined according to the type of power system in which the load switchgear 1 of the present invention is provided. When the load switchgear 1 is provided in a power system using a three-phase circuit of phases R, S, and T, three rotary shafts 40 may also be provided according to the three-phase circuit.
  • the pillar part 410 is coupled to the movable terminal part 330 through and rotates together with the movable terminal part 330 .
  • the pillar portion 410 is disposed between the two facing puffer guides 50 and coupled to the two puffer guides 50, respectively.
  • the pillar portion 410 is formed in a cylindrical shape. In the illustrated embodiment, a hollow is formed at the center of the pillar portion 410 .
  • Concave-convex portions 420 are formed at both ends of the pillar portion 410 .
  • the concave-convex portion 420 more firmly couples the two adjacent rotation shafts 40 .
  • the concave-convex portions 420 of the two rotation shafts 40 are formed to correspond to each other. Accordingly, the concave-convex portions 420 of the two rotation shafts 40 may be engaged and coupled to each other. Accordingly, when one rotation shaft 40 is rotated, the other rotation shafts 40 may also rotate together.
  • the puffer guide 50 is accommodated in the inner space of the frame unit 10 .
  • the puffer guide 50 is coupled to one side of the rotating shaft 40.
  • the puffer guide 50 extends radially outwardly of the rotating shaft 40 from the one side of the rotating shaft 40 .
  • the puffer guide 50 may be coupled to the rotating shaft 40 by welding.
  • a plurality of puffer guides 50 may be provided.
  • the puffer guide 50 may be provided with two.
  • the two puffer guides 50 are disposed facing each other with the rotating shaft 40 interposed therebetween. That is, the two puffer guides 50 are disposed to be point symmetrical with respect to the rotation shaft 40.
  • the puffer guide 50 is formed to surround the movable terminal unit 330 .
  • one side of the puffer guide 50 facing the radially outward side of the rotating shaft 40 is open. Accordingly, an arc generated when the movable terminal unit 330 rotates may be induced to the arc chute 60 .
  • gas inside the arc chamber 310 is compressed and its pressure is increased.
  • the gas passes through the puffer guide 50 and flows in a direction opposite to the rotation.
  • the gas passes through the puffer guide 50 at high speed, and an arc extinguishing operation may be performed.
  • the puffer guide 50 includes a housing portion 510 and an insertion portion 520.
  • the housing part 510 forms the appearance of the puffer guide 50.
  • the housing part 510 supports the movable terminal part 330 in front and rear and left and right directions.
  • the housing part 510 is disposed adjacent to the rotating shaft 40 .
  • the housing part 510 is directly coupled to the rotating shaft 40 .
  • the housing portion 510 may be coupled to the rotating shaft 40 by welding.
  • the housing part 510 is formed in a column shape with a hollow inside. Both sides of the housing portion 510 facing the radial direction of the rotating shaft 40 are open.
  • An insertion part 520 is coupled to one end of the housing part 510 facing the radially outward side of the rotating shaft 40 .
  • the insertion part 520 is coupled to the housing part 510 in a sliding manner.
  • the insertion portion 520 coupled with the housing portion 510 may be prevented from being removed by a locking jaw (not shown) formed on the housing portion 510 .
  • the insertion part 520 rotates together with the housing part 510 when the rotating shaft 40 and the housing part 510 rotate. During the rotation process, the insertion part 520 does not collide with the arc grid of the arc chute 60. That is, the insertion part 520 is disposed to be spaced apart from the arc grid.
  • the distance between one end of the insertion portion 520 facing radially outside of the rotating shaft 40 and the rotating shaft 40 is between the rotating shaft 40 and one end of the arc grid facing radially inward of the rotating shaft 40. is formed smaller than the distance of That is, the insertion part 520 is disposed more radially inward with respect to the frame part 10 when compared to the arc grid.
  • the insertion rear part 521 is inserted into the housing rear part 511 .
  • the gas inside the frame unit 10 is compressed when the rotating shaft 40 rotates and flows through the insertion rear unit 521 in a state in which the pressure is increased.
  • a rear recessed portion 521a narrowing the flow path of the gas may be formed on the insertion rear portion 521 .
  • the rear recessed portion 521a narrows the flow path of the gas inside the frame portion 10 to disperse and extinguish the arc.
  • the rear recessed portion 521a is formed by being depressed in a direction toward the rotating shaft 40 from one side toward the radially outward side of the rotating shaft 40 .
  • the rear recessed portion 521a is formed by extending a predetermined cross section in the thickness direction of the insertion portion 520 .
  • the predetermined cross-section is trapezoidal.
  • the arc chute 60 extends the length of the arc generated when opening and closing the current, thereby cooling and extinguishing the arc.
  • the arc chute 60 is coupled to the frame part 10 .
  • the arc chute 60 is coupled to the fastening wing parts 111 and 121 of the frame part 10 .
  • the fastening wings 111 and 121 are inserted into the fastening groove 612 of the arc chute 60 .
  • a part of the arc chute 60 is inserted into and coupled to the inner space of the frame unit 10 and the arc chamber 310 .
  • the arc chute 60 is formed in a shape corresponding to the outer circumference of the frame unit 10 .
  • the arc chute 60 is formed in a curved shape to correspond to the cylindrical frame portion 10 and extends along the circumferential direction of the frame portion 10 .
  • the arc chute 60 can be easily installed on the rotary load switchgear 1.
  • the radius of curvature of the arc chute 60 may be the same as the radius of curvature of the frame unit 10 . Accordingly, the arc chute 60 may adhere to the outer circumferential surface of the frame unit 10 .
  • a plurality of arc chutes 60 may be provided.
  • the two arc chutes 60 are formed as a pair. This is to counter an arc generated when the movable terminal part 330 in contact with the two fixed contacts 321b and 322b is separated from the two fixed contacts 321b and 322b at the same time.
  • the two arc chutes 60 facing each other with the rotating shaft 40 interposed therebetween are arranged so as to be point symmetrical with respect to the central axis of the rotating shaft 40 . Accordingly, the arc extinguishing ability of the arc chute 60 can be maximized.
  • the arc chute 60 is not limited to the illustrated form and may be formed in various ways.
  • the arc chute 60 may be provided with three pairs.
  • the three pairs of arc chutes 60 may be arranged side by side along the front-back direction.
  • the arc chute 60 includes a fastening part 610, a coupling member 620, an arc runner 630, an arc grid part 640, a side cover part 650 and a top cover part 660.
  • the fastening part 610 is a member to which the arc chute 60 is directly coupled to the frame part 10 .
  • the fastening part 610 overlaps the fastening wing parts 111 and 121 in a predetermined direction.
  • the predetermined direction is the axial direction of the frame unit 10 .
  • the fastening part 610 is disposed between the plurality of side cover parts 650 .
  • the fastening part 610 is disposed between the two side cover parts 650 and is coupled to each side cover part 650 .
  • the fastening part 610 is arranged so that its front side and rear side are covered by the side cover part 650.
  • a plurality of fastening parts 610 may be provided.
  • the number of fastening parts 610 is the same as the number of fastening wing parts 111 and 121 of the frame part 10 .
  • the arc chute 60 is provided with two fastening parts 610.
  • the arc runner 630, the arc grid part 640, and the top cover part 660 are disposed between the two fastening parts 610.
  • the fastening part 610 may be provided with a fastening hole 611 communicating with the through hole of the side cover part 650 .
  • the fastening hole 611 is formed through the frame portion 10 in the axial direction.
  • the fastening groove 612 is recessed in the fastening part 610 .
  • the fastening groove 612 is recessed radially outward of the frame part 10 from one surface in contact with the outer circumferential surface of the frame part 10 . In addition, the fastening groove 612 extends in the radial direction of the frame portion 10 .
  • the fastening groove 612 is formed in a shape corresponding to the fastening wing portions 111 and 121 . This assists in a more secure coupling between the fastening groove 612 and the fastening wings 111 and 121 .
  • the fastening groove 612 is coupled to the fastening wing parts 111 and 121 of the frame part 10 . Specifically, the fastening wings 111 and 121 are inserted into the fastening groove 612 and coupled thereto. To this end, it is preferable that the thickness of the fastening groove 612 is greater than the thickness of the fastening wing portions 111 and 121 .
  • the fastening hole 611 is formed to pass through the fastening part 610 in a predetermined direction.
  • the fastening hole 611 is formed through the fastening groove 612 .
  • the predetermined direction is an axial direction of the frame unit 10 .
  • the fastening hole 611 is located on a straight line with the cover coupling hole 651 of the side cover part 650 and the fastening wing holes 111a and 121a of the fastening wing parts 111 and 121 .
  • the coupling member 620 penetrates the fastening portion 610 and the coupling wings of the frame unit 10, and further strengthens the coupling of the coupling portion 610 and the coupling wings 111 and 121.
  • the coupling member 620 includes the fastening hole 611 of the fastening part 610, the cover fastening hole 651 of the side cover part 650, the fastening wing hole 111a of the fastening wing parts 111 and 121, 121a).
  • the coupling member 620 is not limited to the illustrated shape and may be formed in various shapes. In one embodiment, the coupling member 620 may be coupled to the arc chute 60 and the frame unit 10 in a bolt coupling method.
  • the coupling member 620 may be formed of a material with high rigidity.
  • the coupling member 620 may be formed of a metal material.
  • the arc runner 630 and the arc grid unit 640 are disposed between the two coupling members 620 .
  • the arc runner 630 may maximize the arc induction effect of the arc chute 60 .
  • the arc runner 630 is disposed between the fixed terminal unit 320 and the arc grid unit 640 . In addition, the arc runner 630 is disposed closer to the fixed terminal part 320 than the arc grid part 640 . In the illustrated embodiment, the arc runner 630 is disposed more to the right with respect to the arc grid portion 640 .
  • a portion of the arc runner 630 is in contact with the fixed terminal unit 320 . Accordingly, when an arc is generated, the arc may be induced toward the arc runner 630 . As a result, the arc induction effect can be maximized.
  • Another part of the arc runner 630 is inserted into and fixed to the side cover part 650 . At this time, the arc runner 630 is disposed between the two side cover parts 650 and coupled with the two side cover parts 650 respectively.
  • the runner base portion 631 forms a body portion of the arc runner 630 .
  • the runner base part 631 is disposed closer to the fixed terminal part 320 compared to the grid base parts 6411 and 6421 of the arc grid part 640 . In the illustrated embodiment, the runner base portion 631 is disposed more to the right with respect to the grid base portions 6411 and 6421.
  • the runner base part 631 is formed in a plate shape. In one embodiment, the runner base portion 631 extends in the width direction. That is, the width of the runner base part 631 is longer than the length. In the illustrated embodiment, the width direction is a front-back direction, and the length direction is a top-down direction.
  • a runner leg 632 is formed on one side of the runner base part 631 facing the fixed terminal part 320 . In the illustrated embodiment, a runner leg 632 is formed below the runner base portion 631 .
  • Runner leg 632 forms an arc induction path.
  • the runner leg 632 extends from the one side of the runner base part 631 toward the fixed terminal part 320 . Also, the runner leg 632 extends in the longitudinal direction. In the illustrated embodiment, the runner leg 632 extends downward from the bottom of the runner base portion 631 .
  • a portion of the runner leg 632 in contact with the fixed terminal unit 320 is bent and extended along the contact surface of the fixed terminal unit 320 .
  • the runner leg 632 may be integrally formed with the runner base portion 631 .
  • a runner coupling protrusion 633 is formed on the other side of the runner base portion 631 toward the side cover portion 650 .
  • the runner coupling protrusions 633 are formed on the front side and the rear side of the runner base portion 631 .
  • the runner coupling protrusion 633 fixes the arc runner 630 to the side cover part 650 .
  • the runner coupling protrusion 633 is inserted into the cover through hole 652 of the side cover part 650 .
  • the runner coupling protrusion 633 extends toward the side cover portion 650 from the other side of the runner base portion 631 toward the side cover portion 650 .
  • the runner coupling protrusion 633 extends from the front side or the rear side of the runner base portion 631 toward the front side or the rear side.
  • the runner coupling protrusion 633 may be integrally formed with the runner base portion 631 .
  • An arc grid unit 640 is disposed on one side of the arc runner 630 opposite to the fixed terminal unit 320 .
  • the arc grid part 640 is disposed between two facing side cover parts 650 .
  • a part of the arc grid part 640 is inserted into the cover through-hole 652 of the side cover part 650 and fixed. That is, the arc grid part 640 is disposed adjacent to the side cover part 650 .
  • the arc grid part 640 is spaced apart from the fixed terminal part 320 .
  • the arc grid part 640 extends in the radial direction of the frame part 10 . Accordingly, the arc grid part 640 may be adjacent to the movable terminal part 330 rotated with respect to the central axis of the frame part 10 .
  • the arc grid portion 640 may be formed of a conductive material.
  • the arc grid may be formed of a metal material.
  • the arc grid unit 640 may include a plurality of arc grids. As the number of arc grids increases, the arc elongation and cooling effect can be increased.
  • the arc grid unit 640 may be formed by alternately arranging different first arc grids 641 and second arc grids 642 at regular intervals.
  • the first arc grid 641 and the second arc grid 642 are formed in a plate shape. In one embodiment, the first arc grid 641 and the second arc grid 642 are formed to be symmetrical with respect to the front and rear and left and right directions.
  • first arc grid 641 and the second arc grid 642 will be described with reference to FIGS. 13 and 14 .
  • the first arc grid 641 may be divided into a first grid base portion 6411 , a first grid leg 6412 , and a first grid coupling protrusion 6413 .
  • the first grid base portion 6411 is formed in a plate shape. In one embodiment, the first grid base portion 6411 extends in the width direction. That is, the width of the first grid base portion 6411 is longer than the length. In the illustrated embodiment, the width direction is a front-back direction, and the length direction is a top-down direction.
  • a first grid hole 6411a may be formed through the first grid base portion 6411 .
  • the first grid holes 6411a form an arc detour path. Accordingly, the arc can be extended and cooled more efficiently.
  • a plurality of first grid holes 6411a may be provided.
  • the first arc grid 641 includes five first grid holes 6411a.
  • a first grid leg 6412 is formed on one side of the first grid base portion 6411 facing radially inward of the frame portion 10 .
  • the first grid leg 6412 forms an arc guiding path.
  • the first grid leg 6412 extends from the one side of the first grid base portion 6411 toward the rotating shaft 40 . Also, the first grid leg 6412 extends in the longitudinal direction. In the illustrated embodiment, the first grid leg 6412 extends downward from the lower side of the first grid base portion 6411 .
  • the first grid leg 6412 passes through the rear concave portion 521a of the puffer guide 50 when the puffer guide 50 rotates, and does not collide with the puffer guide 50.
  • the first grid leg 6412 may be formed in various shapes depending on the shape of the movable terminal unit 330, the puffer guide 50, and the like, and the operating conditions of the load switchgear 1.
  • the length, shape, and distance of the first grid leg 6412 from the neighboring second arc grid 642 may be changed according to driving conditions of the load switchgear 1 .
  • the first arc grid 641 is provided with two first grid legs 6412 .
  • the first grid legs 6412 are formed to be symmetrical with respect to the front-back and left-right directions of the first arc grid 641 .
  • first grid leg 6412 is not limited to the illustrated shape and may be formed in various structures.
  • first grid leg 6412 may be disposed to be biased in a specific direction with respect to the first arc grid 641 .
  • the first grid leg 6412 may be integrally formed with the first grid base portion 6411 .
  • the first grid coupling protrusion 6413 fixes the first arc grid 641 to the side cover part 650 .
  • a second arc grid 642 is disposed on one side of the first arc grid 641 .
  • the second arc grid 642 may be divided into a second grid base portion 6421 , a second grid leg 6422 , and a second grid coupling protrusion 6423 .
  • the second grid base part 6421, the second grid leg 6422, and the second grid coupling protrusion 6423 are the first grid base part 6411 and the first grid leg 6412 of the first arc grid 641. ) and the function and structure of the first grid coupling protrusion 6413 correspond.
  • 1-grid concave portion 6412a corresponds to its function and structure.
  • the second grid hole 6421a formed in the second grid base part 6421 differs from each other in that it does not overlap with the first grid hole 6411a in the arrangement direction of the arc grid part 640 . That is, grid holes 6411a and 6421a are formed in different parts of the first arc grid 641 and the second arc grid 642 .
  • the shape of the arc grid part 640 is not limited to the above description, and may be formed in various structures capable of extinguishing an arc.
  • the arc runner 630 and the arc grid part 640 are disposed between the two side cover parts 650 .
  • the side cover portion 650 forms front and rear side appearances of the arc chute 60 .
  • the side cover part 650 supports the fastening part 610, the arc runner 630, the arc grid part 640, and the top cover part 660 in both directions.
  • the side cover part 650 supports the fastening part 610, the arc runner 630, the arc grid part 640, and the top cover part 660 in the front-back direction.
  • the side cover part 650 is disposed adjacent to the frame part 10 . Specifically, the side cover portion 650 is disposed adjacent to the outer periphery of the frame portion 10 and the fixed terminal accommodating portions 112 and 122 .
  • a plurality of side cover parts 650 may be provided.
  • the arc chute 60 is provided with two side cover parts 650.
  • the two side cover parts 650 overlap in the axial direction of the frame part 10 .
  • the fastening part 610, the arc runner 630, the arc grid part 640, and the top cover part 660 are disposed between the two facing side cover parts 650. At this time, the runner coupling protrusions 633 of the arc runner 630 and the grid coupling protrusions 6413 and 6423 of the arc grid portion 640 are inserted into the side cover part 650 .
  • two side cover parts 650 are respectively coupled to both sides of the arc runner 630 and the arc grid part 640 .
  • the side cover part 650 may be tightly coupled to the fastening part 610, the arc runner 630, the arc grid part 640, and the top cover part 660 by the coupling member 620. .
  • the side cover part 650 is coupled to the outer circumferential surface of the frame part 10 .
  • one side of the side cover part 650 in contact with the outer circumference of the frame part 10 may be formed in a shape corresponding to the outer circumference of the frame part 10 . Accordingly, the one side of the side cover part 650 can be more firmly adhered to the outer circumference of the frame part 10 .
  • At least one side of the side cover part 650 may be formed in a curved shape.
  • the side cover part 650 may be formed in a plate shape including a plurality of curves and may extend in the circumferential direction and the radial direction of the frame part 10 .
  • the side cover portion 650 is formed in a plate shape extending radially outward from a predetermined arc. Accordingly, the side cover part 650 can be closely attached to and coupled to the rotary type load switchgear 1 . That is, the side cover part 650 can be easily installed on the rotary load switchgear 1.
  • the one side and the other side of the side cover part 650 are disposed adjacent to the fixed terminal part 320 .
  • the right side of the side cover portion 650 is disposed adjacent to the fixed terminal portion 320 .
  • a cover coupling hole 651 and a cover through hole 652 are formed in the side cover part 650 .
  • the cover coupling hole 651 is disposed adjacent to the fastening part 610 .
  • the cover coupling hole 651 may communicate with the fastening hole 611 of the fastening part 610 .
  • the cover coupling hole 651 is spaced apart from the arc runner 630 and the arc grid part 640 .
  • the coupling member 620 is penetrated through the cover coupling hole 651 .
  • a plurality of cover coupling holes 651 may be provided.
  • the number of cover coupling holes 651 may be the same as the number of coupling members 620 .
  • the cover through hole 652 is formed at a position spaced apart from the cover coupling hole 651 .
  • the arc runner 630 and the arc grid part 640 are inserted into the cover through hole 652 . Specifically, the runner coupling protrusions 633 of the arc runner 630 and the grid coupling protrusions 6413 and 6323 of the arc grid part 640 are inserted into the cover through hole 652 .
  • a plurality of cover through-holes 652 may be provided.
  • the number of cover through-holes 652 is equal to the sum of the number of runner coupling protrusions 633 and the number of grid coupling protrusions 6413 and 6423 provided in the arc chute 60 .
  • the plurality of cover through-holes 652 are arranged at regular intervals along a predetermined curve.
  • the predetermined curve may have the same radius of curvature as the radius of curvature of the frame unit 10 .
  • the cover through hole 652 is formed in a shape corresponding to the runner coupling protrusion 633 and the grid coupling protrusion.
  • the cover through-hole 652 is formed by extending a rectangular cross-section in the front-back direction.
  • a top cover part 660 is inserted between the two facing side cover parts 650 .
  • top cover part 660 will be described with reference to FIGS. 15 and 16 .
  • the top cover part 660 forms the upper exterior of the arc chute 60 .
  • the top cover part 660 is disposed between the two side cover parts 650 and is coupled with the two side cover parts 650, respectively. At this time, the top cover part 660 crosses both ends of the side cover part 650 and blocks the upper opening of the side cover part 650 . Accordingly, the top cover 660 may block the inside and outside of the arc chamber 310 .
  • the top cover 660 may block the discharge of flying products and high-temperature gas generated inside the arc chamber 310 during arc generation. Furthermore, insulation breakdown by flying products and high-temperature gas discharged to the outside of the arc chute 60 can be prevented. As a result, firing outside the arc chute 60 may be blocked.
  • the top cover 660 may block one side of the space between the two neighboring arc grids 641 and 642, so that the arc voltage inside the arc chute 60 is kept constant regardless of the passage of time. can Accordingly, the arc extinguishing performance of the arc chute 60 can be further improved.
  • the top cover part 660 is spaced apart from the outer circumferential surface of the frame part 10 . Specifically, the top cover part 660 is disposed with the outer circumferential surface of the frame part 10 and the arc grid part 640 interposed therebetween.
  • the top cover part 660 may be formed as a flat plate extending in one direction. In the above embodiment, the top cover part 660 is formed in a plate shape crossing both ends of the two side cover parts 650 .
  • top cover holes 661a and 662a are formed in one portion of the top cover part 660 .
  • the top cover portion 660 is not formed in the illustrated structure and may be formed in various structures.
  • the top cover part 660 may be formed to seal the upper side of the side cover part 650 .
  • At least one portion of the top cover part 660 may be formed of N-9 (nylon-9) material.
  • one surface of the top cover 660 facing the arc grid 640 may be formed of N-9 material.
  • N-9 material is a polyamide Pa6/Pa66 series that emits hydrogen gas with excellent thermal conductivity when directly exposed to an arc. Accordingly, when the top cover part 660 is directly exposed to an arc, hydrogen gas may be generated and an arc extinguishing cooling effect may be increased.
  • a plurality of top cover parts 660 may be provided.
  • the top cover part 660 includes a first top cover 661 and a second top cover 662 .
  • the first top cover 661 is disposed adjacent to the arc grid part 640 to preferentially block the arc passing through the arc chute 60 .
  • the first top cover 661 is disposed above the arc grid part 640 .
  • one surface of the first top cover 661 facing the arc grid part 640 may be formed of N-9 material.
  • the first top cover 661 crosses both ends of the side cover part 650 and blocks the upper opening of the side cover part 650 .
  • the first top cover 661 is spaced apart from the outer circumferential surface of the frame unit 10 .
  • the first top cover 661 is formed in a rectangular flat plate shape.
  • the first top cover 661 is not limited to the illustrated shape and may be formed in various shapes.
  • the first top cover 661 may be formed of a curved plate corresponding to the curve of the side cover part 650 .
  • a first top cover hole 661a may be formed through a portion of the first top cover 661 .
  • the first top cover hole 661a forms a detour path of an arc toward the first top cover 661 . Accordingly, the arc can be extended and cooled more efficiently.
  • a plurality of first top cover holes 661a may be provided.
  • the first top cover hole 661a is formed as a circular hole and is formed at a position deflected to the right with respect to the center of the first top cover 661 . This is formed considering the flow direction of the air compressed by the puffer guide 50.
  • a second top cover 662 is disposed above the first top cover 661 .
  • the second top cover 662 secondarily blocks flying objects and high-temperature gas passing through the first cover hole of the first top cover 661 . Through this, the emission of flying products and high-temperature gas generated when an arc is generated can be doubly prevented.
  • the second top cover 662 is disposed with the arc grid part 640 and the first top cover 661 interposed therebetween. At this time, the second top cover 662 is positioned radially outside the frame part 10 with respect to the first top cover 661 . In addition, the second top cover 662 is spaced apart from the first top cover 661 at a predetermined interval.
  • the second top cover 662 crosses both ends of the side cover part 650 and blocks the space above the first top cover 661 .
  • a second top cover hole 662a is formed through a portion of the second top cover 662 .
  • a plurality of second top cover holes 662a may be provided.
  • the second top cover hole 662a is disposed so as not to overlap each other in the arrangement direction of the first top cover hole 661a and the first top cover 661 and the second top cover 662 .
  • the second top cover hole 662a is formed as a circular hole and is formed at a position biased to the left with respect to the center of the second top cover 662 .
  • the second top cover hole 662a may be omitted and the upper space of the first top cover 661 may be sealed in the second top cover 662 . Accordingly, the upper side of the side cover unit 650 may be sealed.
  • the fastening part 610, the coupling member 620, the arc runner 630, the arc grid part 640, and the side cover part 650 are fastening parts according to the above-described embodiment in terms of their functions and structures. 610 , the coupling member 620 , the arc runner 630 , the arc grid part 640 and the side cover part 650 correspond to each other.
  • top cover part 660 according to the present embodiment differs from the top cover part 660 according to the above-described embodiment.
  • the top cover part 660 includes a first top cover 661 .
  • the first top cover hole 661a may be omitted and the upper side of the side cover 650 may be sealed in the first top cover 661 .
  • the arc, flying products, and high-temperature gas passing through the arc grid unit 640 collide with the first top cover 661 and are not emitted to the outside of the arc chute 60 .
  • FIG. 21(a) shows the load switchgear 1 in a state before arc A occurs
  • FIG. 21(b) shows the load switchgear 1 in a state after arc A occurs.
  • the generated arc A is primarily induced toward the arc runner 630 .
  • the arc A induced toward the arc runner 630 moves toward the arc grid portion 640 in the arc runner 630 .
  • the arc A is moved toward the grid concave portions 6412a and 6422a of the arc grid portion 640 .
  • some of the arc A, flying products, and high-temperature gas may pass through the arc grid part 640 and flow radially outward from the frame part 10 .
  • the arc A, the flying products, and the high-temperature gas flowing radially outward from the frame part 10 collide with the top cover part 660 .
  • the arc A, the flying products, and the high-temperature gas flowing upward of the arc grid part 640 sequentially pass through the first top cover 661 and the second top cover 662 .
  • the first top cover hole 661a and the second top cover hole 662a do not overlap each other in the arrangement direction of the first top cover 661 and the second top cover 662 .
  • the amount of emission of the arc A, the flying product, and the high-temperature gas may be sequentially reduced while passing through the first top cover 661 and the second top cover 662 .
  • the arc A since a detour path of the arc A is formed, the arc A may be extended, cooled, and extinguished as the above-described series of processes proceeds.

Landscapes

  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)

Abstract

본 발명은, 외부에서의 점호가 차단될 수 있는 아크 슈트 및 이를 포함하는 부하 개폐기에 있어서, 아크 그리드부, 서로 이격되며 일 방향으로 중첩되고 상기 아크 그리드부의 양측에 각각 결합되는 두 개의 사이드 커버부 및 상기 두 개의 사이드 커버부 사이에 배치되어 상기 두 개의 사이드 커버부와 각각 결합되되 상기 두 개의 사이드 커버부의 양단을 가로지르는 판 형상으로 형성되는 탑 커버부를 포함하는, 아크 슈트 및 이를 포함하는 부하 개폐기를 개시한다.

Description

아크 슈트 및 이를 포함하는 부하 개폐기
본 발명은 아크 슈트 및 이를 포함하는 부하 개폐기에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 외부에서의 점호가 차단될 수 있는 아크 슈트 및 이를 포함하는 부하 개폐기에 관한 것이다.
부하 개폐기(Load break switch, LBS)는 전로의 정격 전류를 개폐하여 선로의 분기, 구분 및 전력 계통을 보호하는 부품을 의미한다. 더 나아가, 일반 전력 회로에서 단락 보호가 요구되지 않는 경우, 부하 개폐기는 차단기를 대신하여 과부하 전류 및 지락 전류를 차단하는 데 사용될 수 있다.
부하 개폐기는 외부의 전원 및 부하와 통전 가능하게 연결되는 고정 단자부, 고정 단자부를 향하는 방향 또는 고정 단자부에서 멀어지는 방향으로 운동될 수 있는 가동 단자부를 포함한다. 가동 단자부는 수동 또는 자동으로 운동이 조작되어, 고정 단자부와 접촉 및 분리될 수 있다.
가동 단자부가 고정 단자부와 접촉될 때, 개폐 부하기는 외부의 전원 및 부하와 통전된다. 즉, 가동 단자부가 고정 단자부와 접촉될 때, 개폐 부하기는 부하에 전원을 공급한다.
반대로, 가동 단자부가 고정 단자부로부터 분리될 때, 부하 개폐기는 외부의 전원 및 부하와 단전되고, 부하로의 전원 공급을 차단한다. 상기 과정에서, 가동 단자부와 고정 단자부 사이에는 아크(arc)가 발생된다.
아크란, 기체를 사이에 두고 배치되는 두 개의 전극 사이에 전압이 형성된 경우 발생되며, 두 개의 전극 사이에 존재하는 기체가 통전 매개체로 전환되어 이루어지는 전기적인 방전을 의미한다.
아크는 고온 고압의 전자 흐름인 바, 전류의 차단을 지연하고, 부하 개폐기의 손상을 초래할 수 있다. 따라서, 부하 개폐기의 전원 차단 과정에서 발생되는 아크의 신속한 처리가 요구된다. 이를 아크 소호(arc extinguishing)라 한다. 부하 개폐기는 아크 소호를 위해 아크 슈트를 포함한다.
아크 슈트는 전류의 개폐 및 차단 과정에서 발생되는 아크를 소호하는 부품을 의미한다. 아크 슈트는 아크의 길이를 신장 및 냉각하여, 아크를 소호시킨다.
통상적인 아크 슈트는 복수 개의 아크 그리드가 구비된다. 각각의 아크 그리드는 아크를 고정 단자부에서 멀어지는 방향으로 유도하여 아크의 길이를 신장한다.
이때, 복수 개의 아크 그리드 사이의 틈새를 통하여 아크 생성 시 동반되는 비산물과 고온 가스가 외부로 방출될 수 있다. 아크 슈트의 아크 전압은 시간이 경과됨에 따라 점차 저하되는 바, 외부로 방출된 비산물 및 고온 가스는 절연 파괴 및 이에 따른 점호를 야기할 수 있다.
따라서, 외부에서의 점호가 차단될 수 있는 아크 슈트 및 이를 포함하는 부하 개폐기의 개발이 고려될 수 있을 것이다.
미국등록특허공보 제9,653,237호는 아크 슈트를 구비하는 스위치를 개시한다. 구체적으로, 복수 개의 아크 플레이트로 이루어지는 아크 슈트를 구비하는 스위치를 개시한다.
그런데, 이러한 유형의 아크 슈트는 이웃하는 두 개의 아크 플레이트 사이로 비산물과 고온 가스 등이 통과될 수 있는 바, 이들이 외부로 방출되며 절연 파괴 현상을 유발할 수 있다.
한국등록특허공보 제10-1977053호는 부하 개폐기의 아크 소호 장치를 개시한다. 구체적으로, 기계적으로 생성한 압축 가스를 이용하는 가스 퍼퍼 소호 방식과 전자계 원리를 이용한 아크 슈트 소호 방식이 혼합된 부하 개폐기의 아크 소호 장치를 개시한다.
그런데, 이러한 유형의 부하 개폐기에 구비되는 아크 슈트는 그 일부가 외부로 노출되어 있으며 외부 공간과 연통되는 바, 비산물과 고온 가스 등이 외부로 방출되며 절연 파괴 및 이에 따른 점호 현상을 야기할 수 있다.
(특허문헌 1) 미국등록특허공보 제9,653,237호 (2017.03.16.)
(특허문헌 2) 한국등록특허공보 제10-1977053호 (2019.05.03.)
본 발명의 일 목적은, 외부에서의 점호가 차단될 수 있는 아크 슈트 및 이를 포함하는 부하 개폐기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 일 목적은, 내부 아크 전압이 일정하게 유지될 수 있는 아크 슈트 및 이를 포함하는 부하 개폐기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 일 목적은, 아크 냉각 효과가 보다 향상될 수 있는 아크 슈트 및 이를 포함하는 부하 개폐기를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면에 따른 아크 슈트는, 아크 그리드부; 서로 이격되며, 일 방향으로 중첩되고, 상기 아크 그리드부의 양측에 각각 결합되는 두 개의 사이드 커버부; 및 상기 두 개의 사이드 커버부 사이에 배치되어 상기 두 개의 사이드 커버부와 각각 결합되되, 상기 두 개의 사이드 커버부의 양단을 가로지르는 판 형상으로 형성되는 탑 커버부를 포함한다.
또한, 상기 탑 커버부는, 일 부분에 탑 커버 홀이 관통 형성될 수 있다.
또한, 상기 탑 커버부는, 상기 탑 커버 홀이 복수 개 구비될 수 있다.
또한, 상기 탑 커버부는, 상기 사이드 커버부의 일 측을 밀폐하도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 탑 커버부는, 상기 아크 그리드부와 이웃하는 제1 탑 커버; 및 상기 제1 탑 커버와 서로 이격되며, 상기 아크 그리드부와 상기 제1 탑 커버를 사이에 두고 배치되는 제2 탑 커버를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 탑 커버는, 일 부분에 제1 탑 커버 홀이 관통 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2 탑 커버는, 일 부분에 제2 탑 커버 홀이 관통 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 탑 커버 홀 및 상기 제2 탑 커버 홀은, 상기 제1 탑 커버와 상기 제2 탑 커버의 나열 방향으로 서로 중첩되지 않을 수 있다.
또한, 상기 탑 커버부는, 일 방향으로 연장되는 평판으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 사이드 커버부는, 적어도 일 측이 곡선으로 형성되고, 상기 탑 커버부는, 상기 사이드 커버부의 곡선에 대응되는 곡면판으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 탑 커버부는, 적어도 일 부분이 N-9(nylon-9) 소재로 형성될 수 있다.
또한, 상기 탑 커버부는, 상기 아크 그리드부를 향하는 일 면이 N-9 소재로 형성될 수 있다.
또한, 상기 아크 그리드부는, 일 부분에 그리드 홀이 관통 형성될 수 있다.
또한, 상기 아크 그리드부는, 서로 다른 부분에 상기 그리드 홀이 형성되는 두 개의 아크 그리드가 교번적으로 나열되어 형성될 수 있다.
또한, 본 발명은, 고정 단자부 및 가동 단자부를 포함하는 개폐부; 상기 고정 단자부의 일부를 수용하는 프레임부; 상기 프레임부에 회전 가능하게 결합되고, 상기 가동 단자부와 연결되어 상기 가동 단자부와 함께 회전되는 회전 샤프트; 및 상기 고정 단자부와 인접하게 배치되는 아크 슈트를 포함하고, 상기 아크 슈트는, 아크 그리드부; 서로 이격되며, 일 방향으로 중첩되고, 상기 아크 그리드부의 양측에 각각 결합되며, 상기 프레임부의 외주면에 각각 결합되는 두 개의 사이드 커버부; 및 상기 두 개의 사이드 커버부 사이에 배치되어 상기 두 개의 사이드 커버부와 각각 결합되되, 상기 프레임부의 외주면과 이격되며, 상기 두 개의 사이드 커버부의 양단을 가로지르는 판 형상으로 형성되는 탑 커버부를 포함하는, 부하 개폐기를 제공한다.
또한, 상기 탑 커버부는, 중심부를 기준으로 이웃하는 상기 고정 단자부를 향하여 편향된 위치에 탑 커버 홀이 형성될 수 있다.
또한, 상기 아크 슈트는, 상기 두 개의 사이드 커버부 사이에 배치되어 상기 두 개의 사이드 커버부와 각각 결합되고, 상기 고정 단자부와 상기 아크 그리드부 사이에 배치되며, 그 일 부분이 상기 고정 단자부에 접촉되는 아크 러너(arc runner)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 탑 커버부는, 상기 아크 그리드부와 이웃하는 제1 탑 커버; 및 상기 제1 탑 커버와 서로 이격되며, 상기 제1 탑 커버에 대하여 상기 프레임부의 방사상 외측에 위치되는 제2 탑 커버를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 탑 커버는, 중심부를 기준으로 이웃하는 상기 고정 단자부를 향하여 편향된 위치에 제1 탑 커버 홀이 형성될 수 있다.
또한, 상기 탑 커버부는, 일 방향으로 연장되는 평판으로 형성될 수 있다.
본 발명의 다양한 효과 중, 상술한 해결 수단을 통해 얻을 수 있는 효과는 다음과 같다.
먼저, 아크 슈트는 아크 그리드부의 양측에 각각 결합되는 두 개의 사이드 커버부 및 상기 두 개의 사이드 커버부 사이에 배치되는 탑 커버부를 포함한다. 이때, 탑 커버부는 사이드 커버부의 양단을 가로지르는 판 형상으로 형성된다.
따라서, 아크 생성 시 발생되는 비산물과 고온 가스의 방출이 탑 커버부에 의하여 차단될 수 있다. 이에 따라, 아크 슈트의 외부로 방출되는 비산물과 고온 가스에 의한 절연 파괴가 예방될 수 있다. 결과적으로, 아크 슈트 외부에서의 점호가 차단될 수 있다.
또한, 이웃하는 두 개의 아크 그리드부 사이 공간의 일 측이 탑 커버부에 의하여 차단된다.
따라서, 시간의 경과와 무관하게 아크 슈트 내부 아크 전압이 일정하게 유지될 수 있다. 더 나아가, 아크 슈트의 아크 소호 성능이 보다 향상될 수 있다.
또한, 탑 커버부는 아크 그리드부를 향하는 일 면이 N-9(nylon-9) 소재로 형성된다. N-9 소재는 아크에 직접 노출되어 열전도율이 우수한 수소 가스를 방출한다.
따라서, 탑 커버부는 아크에 직접 노출 시 수소 가스를 발생시키며 아크 소호 냉각 효과를 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 부하 개폐기를 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1의 부하 개폐기에 구비되는 프레임부를 도시하는 사시도이다.
도 3은 도 2의 프레임부를 도시하는 정면도이다.
도 4는 도 1의 부하 개폐기를 도시하는 정단면도이다.
도 5는 도 1의 부하 개폐기에 구비되는 회전 샤프트, 퍼퍼 가이드 및 아크 슈트를 도시하는 정면도이다.
도 6은 도 5의 퍼퍼 가이드 및 아크 슈트를 도시하는 측면도이다.
도 7은 도 1의 부하 개폐기에 구비되는 아크 슈트를 도시하는 사시도이다.
도 8은 도 7의 아크 슈트를 도시하는 정면도이다.
도 9는 도 7의 아크 슈트를 도시하는 측면도이다.
도 10은 도 7의 아크 슈트에 구비되는 체결부를 도시하는 사시도이다.
도 11은 도 7의 아크 슈트에 구비되는 아크 러너 및 아크 그리드부를 도시하는 분해사시도이다.
도 12는 도 7의 아크 슈트에 구비되는 아크 러너 및 아크 그리드부를 도시하는 개념도이다.
도 13은 도 11 내지 도 12의 아크 그리드부에 구비되는 제1 아크 그리드를 도시하는 측면도이다.
도 14는 도 11 내지 도 12의 아크 그리드부에 구비되는 제2 아크 그리드를 도시하는 측면도이다.
도 15는 도 7의 아크 슈트에 구비되는 탑 커버부를 도시하는 사시도이다.
도 16은 도 15와 다른 실시 예에 따른 탑 커버부를 도시하는 사시도이다.
도 17은 도 7과 다른 실시 예에 따른 아크 슈트를 도시하는 사시도이다.
도 18은 도 17의 아크 슈트를 도시하는 정면도이다.
도 19는 도 17의 아크 슈트에 구비되는 탑 커버부를 도시하는 사시도이다.
도 20은 도 17과 다른 실시 예에 따른 탑 커버부를 도시하는 사시도이다.
도 21은 본 발명의 실시 예에 따른 아크 슈트의 아크 발생 전후 상태를 도시하는 개념도이다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 아크 슈트(60) 및 이를 포함하는 부하 개폐기(1)를 도면을 참고하여 보다 상세하게 설명한다.
이하의 설명에서는 본 발명의 특징을 명확하게 하기 위해, 일부 구성 요소들에 대한 설명이 생략될 수 있다.
본 명세서에서는 서로 다른 실시 예라도 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않는다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르기 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 설명에서 사용되는 "상측", "하측", 좌측", 우측", "전방 측" 및 "후방 측"이라는 용어는 도 1, 도 7, 도 15, 도 16, 도 17, 도 19 및 도 20에 도시된 좌표계를 참조하여 이해될 것이다.
1. 본 발명의 실시 예에 따른 부하 개폐기(1)의 설명
이하에서는, 도 1 내지 도 16을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 부하 개폐기(1)에 대하여 설명한다. 다만, 각 구성 요소의 회전 방향은 도 4 및 도 5를 참조하여 이해될 것이다.
부하 개폐기(1)는 전로의 정격 전류를 개폐할 수 있다. 즉, 부하 개폐기(1)는 외부의 전원 및 부하 간의 통전 상태를 허용하거나 차단할 수 있다. 이를 위해, 부하 개폐기(1)는 외부의 전원 및 부하와 통전 가능하게 연결된다. 달리 말하면, 외부의 전원 및 부하는 부하 개폐기(1)에 의해 통전 가능하게 연결된다.
부하 개폐기(1)의 고정 접점(321b, 322b)과 가동 접점(332)이 서로 접촉되는 경우, 외부의 전원 및 부하가 부하 개폐기(1)를 통해 통전 가능하게 연결될 수 있다. 반대로, 부하 개폐기(1)는 고정 접점(321b, 322b)과 가동 접점(332)이 서로 이격되는 경우, 외부의 전원 및 부하 간 통전 상태는 차단된다.
부하 개폐기(1)의 개폐 여부는 수동 또는 자동으로 조작될 수 있다. 이를 위해, 부하 개폐기(1)에 별도의 조작부가 결합될 수 있다.
이하에서는, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 부하 개폐기(1)의 구성을 설명하되, 프레임부(10), 고정부(20), 개폐부(30), 회전 샤프트(40), 퍼퍼 가이드(50) 및 아크 슈트(60)는 별항으로 설명한다.
(1) 부하 개폐기(1)의 구성의 설명
부하 개폐기(1)는 외부의 전원 및 부하에 각각 통전 가능하게 연결되어, 전원 및 부하 간 통전 상태를 허용하거나 차단할 수 있다. 구체적으로, 부하 개폐기(1)는 고정 단자부(320)와 가동 단자부(330)가 서로 접촉 또는 이격되며, 외부의 전원 및 부하 간 통전 상태를 허용하거나 차단한다.
일 실시 예에서, 부하 개폐기(1)는 핸들과 결합된다. 사용자는 상기 핸들을 조작하여, 부하 개폐기(1)의 개폐 여부를 수동으로 조작할 수 있다. 링 메인 유닛(Ring Main Unit, RMU)에 구비되는 부하 개폐기(1)의 경우, 핸들이 회전 조작되어 개폐 여부가 조작될 수 있다.
다른 실시 예에서, 부하 개폐기(1)에는 조작부가 부착된다. 상기 조작부는 일정 조건 하에서 외부의 전원 및 부하 간 전로를 개방하거나, 폐쇄한다. 즉, 부하 개폐기(1)의 개폐 여부가 상기 조작부에 의해 자동으로 조작될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 부하 개폐기(1)는 프레임부(10), 고정부(20), 개폐부(30), 회전 샤프트(40), 퍼퍼 가이드(50) 및 아크 슈트(60)를 포함한다.
이하에서는, 첨부된 도면들을 참조하여 부하 개폐기(1)의 구성을 보다 상세하게 설명한다.
(2) 프레임부(10) 및 고정부(20)의 설명
이하에서는, 도 1 내지 도 3을 참조하여 프레임부(10)에 대하여 설명한다.
프레임부(10)는 부하 개폐기(1)의 외관을 형성한다.
프레임부(10)의 외주는 아크 슈트(60)와 대응되는 형상으로 형성된다. 도시된 실시 예에서, 프레임부(10)는 원기둥 형상으로 형성된다. 다만, 프레임부(10)의 형상은 도시된 실시 예에 한정되지 않고, 내부에 다양한 장치들을 수용할 수 있는 다양한 구조로 형성될 수 있다.
프레임부(10)의 외주에는 고정 단자부(320)를 수용할 수 있는 관통공이 형성된다. 도시된 실시 예에서, 프레임부(10)의 상측 및 하측 외주면에는 고정 단자부(320)를 수용할 수 있는 상하 방향의 관통공이 형성된다.
프레임부(10)는 내부에는 다양한 장치들을 수용할 수 있는 공간이 형성된다. 상기 공간에는 부하 개폐기(1)가 외부에서 전달되는 전류를 인가하거나 차단하기 위한 기능을 수행하는 다양한 장치들이 수용될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 상기 공간에는 개폐부(30), 회전 샤프트(40) 및 퍼퍼 가이드(50)가 수용된다.
프레임부(10)에는 퍼퍼 가이드(50)와 결합된 회전 샤프트(40)가 관통 결합된다. 도시된 실시 예에서, 회전 샤프트(40)는 프레임부(10)의 중심부에 전후 방향으로 관통 결합된다. 구체적으로, 회전 샤프트(40)는 프레임부(10)의 중심축과 일직선상에 위치된다.
프레임부(10) 내부의 기체는 회전 샤프트(40)가 회전 시 발생되는 압력에 의해 순간적으로 압축될 수 있다. 상기 기체는 퍼퍼 가이드(50)를 통과하여 반대 방향으로 이동된다. 상기 과정에서, 상기 기체는 고속으로 퍼퍼 가이드(50)를 통과할 수 있다. 결과적으로, 개폐 과정에서 발생되는 아크가 상기 과정을 통해 소호될 수 있다.
프레임부(10)의 외부에는 고정부(20) 및 아크 슈트(60)가 고정되어 결합된다. 도시된 실시 예에서, 프레임부(10)의 후방 측에 고정부(20)가 결합되고, 프레임부(10)의 외주에는 아크 슈트(60)가 결합된다.
일 실시 예에서, 프레임부(10)는 절연성 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 프레임부(10)는 합성 수지 소재로 형성될 수 있다. 따라서, 프레임부(10)의 내부와 외부가 임의로 통전되는 것이 방지될 수 있다. 즉, 전자의 흐름인 아크가 프레임부(10)의 외부로 임의 유출되는 것이 방지될 수 있다.
다른 실시 예에서, 프레임부(10)는 높은 내압성 및 높은 내열성을 갖는 소재로 형성될 수 있다. 따라서, 고온 고압의 전자 흐름인 아크에 의한 프레임부(10)의 소손이 방지될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 프레임부(10)는 상부 프레임(110) 및 하부 프레임(120)을 포함한다.
상부 프레임(110)은 부하 개폐기(1)의 상측 외관을 형성한다.
상부 프레임(110)은 반원기둥 형상으로 형성된다. 구체적으로, 상부 프레임(110)은 곡면부가 상측을 향하는 반원기둥 형상이다. 이때, 상부 프레임(110)의 외주는 아크 슈트(60)와 대응되는 형상으로 형성된다.
상부 프레임(110)의 외주면에는 아크 슈트(60)가 밀착 결합된다. 이를 위해, 상부 프레임(110)의 외주에는 상부 체결 날개부(111)가 형성될 수 있다. 즉, 상부 체결 날개부(111)는 아크 슈트(60)에 밀착 결합된다.
상부 체결 날개부(111)는 아크 슈트(60)와 인접하게 배치되어, 아크 슈트(60)에 삽입 결합된다.
상부 체결 날개부(111)는 판 형상으로 형성된다. 상부 체결 날개부(111)는 상부 프레임(110) 외주면의 어느 두 점에 의해 한정되는 원호로부터, 상부 프레임(110)의 방사상 외측을 향해 연장되어 형성된다. 즉, 상부 체결 날개부(111)는 상부 프레임(110)의 외주면으로부터 프레임부(10)의 방사상 외측으로 돌출되어 형성된다.
일 실시 예에서, 상부 체결 날개부(111)는 후술하는 아크 슈트(60)의 체결 홈(612)과 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.
상부 체결 날개부(111)에는 상부 체결 날개 홀(111a)이 형성된다.
상부 체결 날개 홀(111a)은 아크 슈트(60)의 결합 부재(620)의 통로로서 기능한다. 아크 슈트(60)의 결합 부재(620)는 상부 체결 날개 홀(111a)을 관통하며 상부 체결 날개부(111)에 결합된다. 즉, 아크 슈트(60)의 결합 부재(620)는 상부 체결 날개 홀(111a)에 관통 결합된다. 일 실시 예에서, 상기 결합은 볼트 결합 방식일 수 있다.
상부 체결 날개 홀(111a)은 소정의 단면이 일 방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 이때, 상기 소정의 단면은 아크 슈트(60)의 결합 부재(620)에 따라 변경될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 상부 체결 날개 홀(111a)은 원형의 단면이 전후 방향으로 연장되어 형성된다.
또한, 상부 프레임(110)의 외주에는 고정 단자부(320)를 수용할 수 있는 상부 고정 단자 수용부(112)가 돌출 형성된다.
상부 고정 단자 수용부(112)는 고정 단자부(320)가 프레임부(10) 외부 및 내부 공간과 상통되도록 고정 단자부(320)를 수용한다.
상부 고정 단자 수용부(112)의 내부에는 고정 단자부(320)를 수용할 수 있는 공간이 형성된다. 구체적으로, 상기 공간에는 고정 접점대가 수용된다. 즉, 고정 접점대는 상부 고정 단자 수용부(112)에 관통 결합된다.
상부 고정 단자 수용부(112)는 내부에 중공이 형성된 기둥 형상으로 형성된다. 도시된 실시 예에서, 상부 고정 단자 수용부(112)는 상부 프레임(110)의 상측 외주면에서 상측으로 연장된다.
상부 고정 단자 수용부(112)는 고정 단자부(320)를 감싸도록 배치된다. 즉, 고정 단자부(320)는 상부 고정 단자 수용부(112)에 의해 둘러싸인다.
상부 고정 단자 수용부(112)는 복수 개 구비될 수 있다. 상부 고정 단자 수용부(112)의 개수는, 상부 프레임(110)에 결합되는 고정 단자부(320)의 개수와 동일하다. 도시된 실시 예에서, 세 쌍의 상부 고정 단자 수용부(112)가 전후 방향을 따라 나란하게 배치된다.
상부 고정 단자 수용부(112)의 개수는, 본 발명의 부하 개폐기(1)가 구비되는 전력 계통의 종류에 따라 결정될 수 있다. 일 실시 예에서, 부하 개폐기(1)는 R상, S상 및 T상의 3상 회로를 이용하는 전력 계통에 구비된다. 이에 따라, 상부 고정 단자 수용부(112) 또한 3상 회로에 맞추어 세 쌍 구비된다.
상부 프레임(110)의 하측에는 하부 프레임(120)이 결합된다.
하부 프레임(120)은 부하 개폐기(1)의 하측 외관을 형성한다.
하부 프레임(120)은 상부 프레임(110)과 인접하게 배치된다. 또한, 하부 프레임(120)은 상부 프레임(110)의 하측에 배치된다.
하부 프레임(120)은 회전 샤프트(40)에 대하여 상부 프레임(110)과 대칭된다. 도시된 실시 예에서, 상부 프레임(110) 및 하부 프레임(120)은 회전 샤프트(40)에 대하여 상하 대칭되도록 배치된다.
하부 프레임(120)은 반원기둥 형상으로 형성된다. 구체적으로, 하부 프레임(120)은 곡면부가 하측을 향하는 반원기둥 형상이다. 이때, 하부 프레임(120)의 외주는 아크 슈트(60)와 대응되는 형상으로 형성된다.
하부 프레임(120)의 상단부는 상부 프레임(110)의 하단부에 접촉된다. 또한, 하부 프레임(120)의 상단부는 상부 프레임(110)의 하단부와 대응되는 형상으로 형성된다.
하부 프레임(120)의 외주면에는 아크 슈트(60)가 밀착 결합된다. 이를 위해, 하부 프레임(120)의 외주에는 하부 체결 날개부(121)가 형성될 수 있다. 즉, 하부 체결 날개부(121)는 아크 슈트(60)에 밀착 결합된다.
하부 체결 날개부(121)에는 하부 체결 날개 홀(121a)이 형성된다.
하부 체결 날개부(121) 및 하부 체결 날개 홀(121a)은, 각각 상부 프레임(110)의 상부 체결 날개부(111) 및 상부 체결 날개 홀(111a)과 그 기능 및 구조가 대응된다. 따라서, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 하부 프레임(120)의 외주에는 고정 단자부(320)를 수용할 수 있는 하부 고정 단자 수용부(122)가 돌출 형성된다. 도시된 실시 예에서, 하부 고정 단자 수용부(122)는 하부 프레임(120)의 하측 외주면에서 하측으로 연장된다.
하부 고정 단자 수용부(122)는, 상부 프레임(110)의 상부 고정 단자 수용부(112)와 그 기능 및 구조가 대응된다. 따라서, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
고정부(20)는 프레임부(10)를 링 메인 유닛의 본체, 배전반 등에 견고하게 설치한다.
고정부(20)는 프레임부(10)와 인접하게 배치된다. 도시된 실시 예에서, 고정부(20)는 프레임부(10)의 후방 측에 배치된다.
고정부(20)는 부하 개폐기(1)가 설치되는 특정 부재(미도시)와 프레임부(10) 사이에 배치되어, 프레임부(10) 및 상기 특정 부재에 각각 결합된다. 즉, 프레임부(10) 및 상기 특정 부재가 고정부(20)에 의해 결합될 수 있다.
따라서, 프레임부(10)가 상기 특정 부재로부터 이탈되지 않고 상기 특정 부재와 결합된 상태에서, 부하 개폐기(1)가 작동될 수 있다.
고정부(20)는 고강성의 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 고정부(20)는 금속 소재로 형성될 수 있다. 따라서, 외부 충격에 의한 고정부(20)의 손상 및 프레임부(10)의 이탈이 방지될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 고정부(20)는 고정 판(210) 및 지지대(220)를 포함한다.
고정 판(210)은 고정부(20)가 상기 특정 부재와 직접적으로 결합되는 부재이다.
고정 판(210)은 프레임부(10)와 반대되는 고정부(20)의 일 측에 형성된다. 도시된 실시 예에서, 고정 판(210)은 고정판의 후방 측에 형성된다.
고정 판(210)은 판 형상으로 형성된다. 일 실시 예에서, 고정 판(210)의 중심부에는 관통공이 형성될 수 있다. 따라서, 고정 판(210)이 보다 경량화될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 고정 판(210)은 중심부에 관통공이 형성된 사각형 판 형상으로 형성된다. 상기 실시 예에서, 고정 판(210)의 중심점은 프레임부(10) 중심선의 연장선 상에 위치된다.
고정 판(210)에는 고정 홀(211)이 관통 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 고정 홀(211)에는 상기 특정 부재와 고정 판(210)을 결합시키는 부재가 관통 결합될 수 있다. 이때, 상기 특정 부재에는 고정 홀(211)과 상통되는 관통공이 형성되는 것이 바람직하다.
고정 판(210)과 프레임부(10) 사이에는 지지대(220)가 배치된다.
지지대(220)는 고정 판(210)과 프레임부(10) 사이에 배치되어, 고정판 및 프레임부(10)와 각각 결합된다. 즉, 고정판 및 프레임부(10)는 지지대(220)를 통해 결합될 수 있다. 따라서, 프레임부(10)는 고정 판(210)과 이격될 수 있다.
지지대(220)는 프레임부(10)를 향하는 고정 판(210)의 일 면에 결합된다. 또한, 지지대(220)는 지지대(220)를 향하는 프레임부(10)의 일 측에 결합된다. 상기 결합은 볼트 결합 방식일 수 있다.
지지대(220)는 프레임부(10) 및 고정 판(210)을 향하는 방향으로 연장된다. 도시된 실시 예에서, 지지대(220)는 전후 방향으로 연장된다.
일 실시 예에서, 지지대(220)는 복수 개 구비될 수 있다. 상기 실시 예에서, 복수 개의 지지대(220)는 그 중심점이 고정 판(210)의 중심점과 동일하도록 배치된다.
(3) 개폐부(30)의 설명
이하에서는, 도 4 내지 도 6을 참조하여 개폐부(30)에 대하여 설명한다.
개폐부(30)는 프레임부(10)의 내부 공간에 수용되어, 전류의 통전을 허용하거나 차단한다. 구체적으로, 개폐부(30)는 고정 접점(321b, 322b) 및 가동 접점(332)이 접촉되어 전류의 통전을 허용하거나, 고정 접점(321b, 322b) 및 가동 접점(332)이 이격되어 전류의 통전을 차단한다.
개폐부(30)는 복수 개 구비될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 세 개의 개폐부(30)가 전후 방향을 따라 나란하게 배치된다.
개폐부(30)의 개수는, 본 발명의 부하 개폐기(1)가 구비되는 전력 계통의 종류에 따라 결정될 수 있다. 부하 개폐기(1)가 R상, S상 및 T상의 3상 회로를 이용하는 전력 계통에 구비되는 경우, 개폐부(30) 또한 3상 회로에 맞추어 세 개 구비될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 개폐부(30)는 아크 챔버(310), 고정 단자부(320) 및 가동 단자부(330)를 포함한다.
아크 챔버(310)는 "아크 소호부"로도 지칭될 수 있다. 아크 챔버(310)는 고정 접점(321b, 322b)과 가동 접점(332)이 이격될 때 발생되는 아크를 소호한다. 구체적으로, 아크 챔버(310)는 내부에 아크를 소호할 수 있는 공간을 형성한다.
상기 공간 내부의 기체는, 가동 단자부(330)의 운동 시 발생되는 압력에 의해 순간적으로 압축될 수 있다. 이때, 상기 기체는 퍼퍼 가이드(50)를 통과하며 회전 방향과 반대되는 방향으로 유동될 수 있다. 상기 과정에서, 기체가 고속으로 퍼퍼 가이드(50)를 유동하며, 아크 소호 동작이 수행될 수 있다.
아크 챔버(310)는 고정 단자부(320) 및 가동 단자부(330)를 밀폐 수용한다. 즉, 고정 단자부(320) 및 가동 단자부(330)는 아크 챔버(310) 내부에 수용된다. 따라서, 고정 접점(321b, 322b)과 가동 접점(332)이 이격되어 발생되는 아크는 아크 챔버(310)의 외부로 임의 유출되지 않게 된다.
고정 단자부(320)는 외부의 전원 또는 부하와 통전 가능하게 연결된다. 고정 단자부(320)를 통해, 부하 개폐기(1)가 외부의 전원 또는 부하와 통전 가능하게 연결될 수 있다.
고정 단자부(320)는 그 일부가 아크 챔버(310)의 내부에 수용된다.
고정 단자부(320)는 전도성 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 고정 단자부(320)는 구리(Cu), 은(Ag) 등으로 형성될 수 있다.
또한, 고정 단자부(320)의 일 부분이 프레임부(10) 내부 공간에 수용되어, 부하 개폐기(1)의 내부와 외부의 통전이 인가되거나 차단될 수 있다. 구체적으로, 고정 단자부(320)는 가동 단자부(330)와 접촉 또는 이격됨으로써, 부하 개폐기(1)의 내부와 외부의 통전을 인가하거나 차단할 수 있다.
고정 단자부(320)는 프레임부(10)의 고정 단자 수용부(112, 122)에 관통 결합된다. 고정 단자부(320)는 고정 단자 수용부(112, 122)에 둘러싸이며, 고정 단자 수용부(112, 122)를 밀폐한다. 즉, 고정 단자부(320)에 의해 고정 단자 수용부(112, 122)를 통한 물질의 이동이 차단된다.
고정 단자부(320)는 프레임부(10)의 내부 공간에서 이동되지 않는다. 따라서, 고정 단자부(320)와 가동 단자부(330)의 접촉 및 이격은 가동 단자부(330)의 이동에 의해 달성된다.
고정 단자부(320)의 상기 일 부분을 제외한 나머지 부분은, 프레임부(10)의 외부로 노출된다. 상기 나머지 부분은, 도선 부재(미도시) 등에 의해 외부의 전원 또는 부하와 통전 가능하게 연결될 수 있다.
고정 단자부(320)는 복수 개 구비될 수 있다. 고정 단자부(320)의 개수는, 프레임부(10)에 구비되는 고정 단자 수용부(112, 122)의 개수와 동일하다.
도시된 실시 예에서, 네 개의 고정 단자부(320)가 한 그룹으로 형성되고, 세 그룹의 고정 단자부(320)가 전후 방향으로 나란하게 배치된다. 상기 실시 예에서, 회전 샤프트(40)를 사이에 두고 마주보는 두 개의 고정 단자부(320)는, 회전 샤프트(40)의 중심축에 대하여 점대칭되도록 배치된다.
회전 샤프트(40)를 사이에 두고 마주보는 두 개의 고정 단자부(320)는, 서로 통전 가능하게 연결될 수 있다. 상기 연결은, 가동 단자부(330)가 상기 두 개의 고정 단자부(320)에 각각 접촉되어 형성된다.
도시된 실시 예에서, 고정 단자부(320)는 제1 고정 단자부(321) 및 제2 고정 단자부(322)를 포함한다.
제1 고정 단자부(321)는 외부의 전원 및 부하와 통전 가능하게 연결되거나, 접지선에 통전 가능하게 연결된다. 제2 고정 단자부(322)는 접지선에 통전 가능하게 연결되거나, 외부의 전원 및 부하와 통전 가능하게 연결된다.
가동 단자부(330)는 운동되며 제1 고정 단자부(321) 또는 제2 고정 단자부(322)와 접촉 또는 이격될 수 있다. 다만, 가동 단자부(330)는 제1 고정 단자부(321) 및 제2 고정 단자부(322)에 동시에 접촉될 수 없으며, 제1 고정 단자부(321) 및 제2 고정 단자부(322) 중 어느 하나에만 접촉될 수 있다.
구체적으로, 가동 단자부(330)는 고정 단자부(320)를 향하는 방향 또는 고정 단자부(320)에서 멀어지는 방향으로 회전 운동될 수 있다.
가동 단자부(330)가 고정 단자부(320)에서 멀어지는 방향으로 회전될 때, 가동 단자부(330)와 고정 단자부(320)는 서로 분리되고, 가동 단자부(330)와 고정 단자부(320) 사이에 아크가 발생된다.
일 실시 예에서, 제1 고정 단자부(321)는 외부의 전원 및 부하와 통전 가능하게 연결되고, 제2 고정 단자부(322)는 접지선과 통전 가능하게 연결될 수 있다.
상기 실시 예에서, 가동 단자부(330)가 제1 고정 단자부(321)에 접촉될 때, 외부의 전원 및 부하 간 통전이 인가될 수 있다. 또한, 가동 단자부(330)가 제2 고정 단자부(322)에 접촉되면, 가동 단자부(330)는 접지선과 통전 가능하게 연결되고, 외부의 전원 및 부하 간 통전은 차단된다.
가동 단자부(330)가 제1 고정 단자부(321) 및 제2 고정 단자부(322)와 모두 이격되는 경우, 부하 개폐기(1) 외부의 전류는 부하 개폐기(1)의 내부로 전달되지 않는다.
도시된 실시 예에서, 제1 고정 단자부(321)는 제1 고정 접점대(321a) 및 제1 고정 접점(321b)을 포함한다.
제1 고정 접점대(321a)는 외부의 전원 또는 부하와 통전 가능하게 연결된다.
제1 고정 접점대(321a)의 일 부분은 프레임부(10)의 내부 공간에 수용되고, 나머지 부분은 프레임부(10)의 외부로 노출된다. 구체적으로, 제1 고정 접점대(321a)는 그 일부가 고정 단자 수용부(112, 122)에 둘러싸인다.
제1 고정 접점대(321a)는 복수 개 구비될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제1 고정 접점대(321a)는 프레임부(10)의 상측에 여섯 개, 하측에 여섯 개, 총 열두 개가 구비된다.
일 실시 예에서, 제1 고정 접점대(321a)는 회전 샤프트(40)를 향하는 방향으로 절곡되며 연장되는 원기둥 형상일 수 있다.
제1 고정 접점대(321a)의 회전 샤프트(40)를 향하는 일 측 단부에는 제1 고정 접점(321b)이 형성된다.
제1 고정 접점(321b)은 제1 고정 접점대(321a)와 인접하게 배치된다. 또한, 제1 고정 접점(321b)은 제1 고정 접점대(321a)와 통전 가능하게 연결된다.
제1 고정 접점(321b)은 가동 접점(332)과 접촉되거나 이격될 수 있다. 이에 따라, 부하 개폐기(1)가 외부의 전원 또는 부하와 통전되거나 차단될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 고정 접점(321b)은 제1 고정 접점대(321a)와 일체로 형성될 수 있다.
제2 고정 단자부(322)는 제1 고정 단자부(321)와 이격되어 배치된다.
제2 고정 단자부(322)는 외부의 전원, 부하 및 접지선 중 제1 고정 단자부(321)와 연결되지 않는 부재와 통전 가능하게 연결된다. 즉, 제1 고정 단자부(321)가 외부의 전원 및 부하와 통전 가능하게 연결되는 경우, 제2 고정 단자부(322)는 접지선과 통전 가능하게 연결된다.
도시된 실시 예에서, 제2 고정 단자부(322)는 제2 고정 접점대(322a) 및 제2 고정 접점(322b)을 포함한다.
제2 고정 접점대(322a) 및 제2 고정 접점(322b)은, 제1 고정 접점대(321a) 및 제1 고정 접점(321b)과 그 기능 및 구조가 대응된다. 따라서, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
가동 단자부(330)는 고정 단자부(320)와 통전 가능하게 연결되거나 분리된다. 가동 단자부(330)를 통해, 복수 개의 고정 단자부(320)가 서로 통전 가능하게 연결될 수 있다. 결과적으로, 부하 개폐기(1)가 외부의 전원 또는 부하와 통전 가능하게 연결될 수 있다.
가동 단자부(330)는 프레임부(10)의 내부 공간에 수용된다. 가동 단자부(330)는 프레임부(10)의 내부 공간에 회전 가능하게 결합된다.
가동 단자부(330)는 회전 샤프트(40)와 결합된다. 회전 샤프트(40)가 회전되면, 가동 단자부(330) 또한 회전 샤프트(40)와 함께 회전될 수 있다.
또한, 가동 단자부(330)는 그 일부가 퍼퍼 가이드(50)에 수용된다.
가동 단자부(330)는 복수 개 구비될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 부하 개폐기(1)는 세 쌍의 가동 단자부(330)가 구비된다. 상기 세 쌍의 가동 단자부(330)는 전후 방향으로 나란하게 배치된다.
복수 개의 가동 단자부(330)는 복수 개의 고정 단자부(320)와 각각 통전 가능하게 접촉되거나 이격될 수 있다. 즉, 가동 단자부(330)는 회전되어 고정 단자부(320)와 접촉되거나, 회전되어 고정 단자부(320)와 이격될 수 있다. 상기 접촉 및 이격은 가동 단자부(330)와 연결된 회전 샤프트(40)의 회전에 따라 달성될 수 있다.
가동 단자부(330)가 외부의 전원 및 부하와 연결된 고정 단자부(320)에 접촉될 때, 외부의 전원 및 부하 간 통전이 인가될 수 있다.
또한, 가동 단자부(330)가 접지선과 연결된 고정 단자부(320)에 접촉되면, 가동 단자부(330)는 접지선과 통전 가능하게 연결되고, 외부의 전원 및 부하 간 통전은 차단된다.
가동 단자부(330)는 전도성 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 가동 단자부(330)는 구리, 은 등으로 형성될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 가동 단자부(330)는 가동 접점대(331) 및 가동 접점(332)을 포함한다.
가동 접점대(331)는 회전 샤프트(40)와 직접적으로 결합되어, 회전 샤프트(40)와 함께 회전된다. 가동 접점대(331)는 회전 샤프트(40)에 의해 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전될 수 있다.
일 실시 예에서, 가동 접점대(331)는 그 중심점이 회전 샤프트(40)의 중심점과 동일하도록 배치된다.
가동 접점대(331)는 소정의 방향으로 연장되는 막대 형상으로 형성된다. 상기 소정의 방향은 회전 샤프트(40)의 방사 방향일 수 있다. 일 실시 예에서, 가동 단자부(330)는 고정 단자부(320)를 향하여 절곡되며 연장된다.
도시된 실시 예에서, 회전 샤프트(40)의 방사 방향에서 가동 접점대(331)의 양 단부는 두 부분으로 분리된다. 각 단부에는 가동 접점(332)이 형성된다.
가동 접점(332)은 가동 접점대(331)와 통전 가능하게 연결된다.
가동 접점(332)은 고정 접점(321b, 322b)과 접촉되거나 이격된다. 이에 따라, 부하 개폐기(1)가 외부의 전원 또는 부하와 통전되거나 차단될 수 있다.
가동 접점(332)은 가동 접점대(331)의 양단에 위치된다. 즉, 가동 접점(332)은 회전 샤프트(40)에 대하여 방사상 외측에 위치된다.
일 실시 예에서, 가동 접점(332)은 퍼퍼 가이드(50)에 의해 둘러싸이도록 배치된다. 다른 실시 예에서, 가동 접점(332)은 회전 샤프트(40)에 대하여 퍼퍼 가이드(50)보다 방사상 외측에 배치된다. 즉, 상기 실시 예에서, 가동 접점(332)은 퍼퍼 가이드(50)에 의해 둘러싸이지 않고, 퍼퍼 가이드(50)의 외부로 노출된다.
가동 접점(332)은 복수 개 구비될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 가동 접점대(331)의 양 단부에는 각각 두 개의 가동 접점(332)이 위치된다. 즉, 가동 접점대(331)는 총 네 개의 가동 접점(332)이 구비된다.
가동 접점(332)은 회전 샤프트(40)의 회전 시, 회전 샤프트(40)와 함께 회전된다. 가동 접점(332)은 회전 샤프트(40)의 회전축에 대하여 회전 가능하도록 프레임부(10)의 내부 공간에 수용된다.
일 실시 예에서, 가동 접점(332)은 가동 접점대(331)와 일체로 형성될 수 있다.
(4) 회전 샤프트(40)의 설명
이하에서는, 도 4 내지 도 6을 참조하여 회전 샤프트(40)에 대하여 설명한다.
회전 샤프트(40)는 가동 단자부(330)와 연결되어, 가동 단자부(330)와 함께 회전된다. 회전 샤프트(40)의 회전에 의해, 가동 단자부(330)는 고정 단자부(320)와 통전 가능하게 접촉되거나 이격될 수 있다.
회전 샤프트(40)는 회전 가능하게 프레임부(10)에 결합된다. 구체적으로, 회전 샤프트(40)는 프레임부(10)의 내부 공간에 회전 가능하게 수용된다.
회전 샤프트(40)는 가동 단자부(330)와 연결된다. 도시된 실시 예에서, 복수 개의 가동 단자부(330)는 회전 샤프트(40)에 관통 결합된다.
또한, 회전 샤프트(40)는 가동 단자부(330)와 통전 가능하게 연결된다. 따라서, 고정 단자부(320)를 통해 부하 개폐기(1)에 유입된 전류는, 가동 단자부(330) 및 회전 샤프트(40)를 통해 다른 고정 단자부(320)를 향해 진행할 수 있다.
회전 샤프트(40)의 일 측에는 퍼퍼 가이드(50)가 결합된다. 일 실시 예에서, 퍼퍼 가이드(50)의 내부 공간과 회전 샤프트(40) 내부 공간은 연통된다.
또한, 회전 샤프트(40)는 핸들(미도시) 또는 조작부(미도시)와 연결될 수 있다. 회전 샤프트(40)의 회전은 핸들에 의해 수동으로 조작되거나, 조작부에 의해 자동으로 조작될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 회전 샤프트(40)는 중심축을 기준으로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전된다.
회전 샤프트(40)는 회전되며 가동 단자부(330)를 회전시킨다. 즉, 가동 단자부(330)는 회전 샤프트(40)에 의해 고정 단자부(320)를 향하는 방향 또는 고정 단자부(320)에서 멀어지는 방향으로 회전될 수 있다.
회전 샤프트(40)는 원기둥 형상으로 형성된다. 일 실시 예에서, 회전 샤프트(40)는 그 중심점이 가동 단자부(330)의 중심점과 동일하게 위치된다.
회전 샤프트(40)는 복수 개 구비될 수 있다. 회전 샤프트(40)의 개수는 가동 단자부(330)의 개수와 동일하다. 도시된 실시 예에서, 세 개의 회전 샤프트(40)가 전후 방향을 따라 나란하게 배치된다.
회전 샤프트(40)의 개수는 본 발명의 부하 개폐기(1)가 구비되는 전력 계통의 종류에 따라 결정될 수 있다. 부하 개폐기(1)가 R상, S상 및 T상의 3상 회로를 이용하는 전력 계통에 구비되는 경우, 회전 샤프트(40) 또한 3상 회로에 맞추어 세 개 구비될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 회전 샤프트(40)는 기둥부(410) 및 요철부(420)를 포함한다.
기둥부(410)는 회전 샤프트(40)의 외관을 형성한다.
기둥부(410)는 가동 단자부(330)가 관통 결합되어, 가동 단자부(330)와 함께 회전된다.
기둥부(410)는 마주보는 두 개의 퍼퍼 가이드(50) 사이에 배치되어, 상기 두 개의 퍼퍼 가이드(50)에 각각 결합된다.
기둥부(410)는 원기둥 형상으로 형성된다. 도시된 실시 예에서, 기둥부(410)의 중심부에는 중공이 형성된다.
기둥부(410)의 양단에는 요철부(420)가 형성된다.
요철부(420)는 이웃하는 두 개의 회전 샤프트(40)를 보다 견고하게 결합시킨다.
이웃하는 두 개의 회전 샤프트(40) 중 어느 하나의 요철부(420)는, 다른 하나의 회전 샤프트(40)의 요철부(420)에 인접하게 배치된다.
상기 두 개의 회전 샤프트(40)의 요철부(420)는 서로 대응되는 형상으로 형성된다. 따라서, 상기 두 개의 회전 샤프트(40)의 요철부(420)는 서로 맞물리며 결합될 수 있다. 이에 따라, 한 개의 회전 샤프트(40)가 회전되면, 나머지 회전 샤프트(40) 또한 함께 회전될 수 있다.
(5) 퍼퍼 가이드(50)의 설명
이하에서는, 도 4 내지 도 6을 참조하여 퍼퍼 가이드(puffer guide)(50)에 대하여 설명한다.
퍼퍼 가이드(50)는 가동 단자부(330)가 회전되면서 압력이 증가되는 기체의 유로를 좁혀, 아크를 분산 및 소호할 수 있다.
퍼퍼 가이드(50)는 프레임부(10)의 내부 공간에 수용된다.
퍼퍼 가이드(50)는 회전 샤프트(40)의 일 측에 결합된다. 퍼퍼 가이드(50)는 회전 샤프트(40)의 상기 일 측으로부터 회전 샤프트(40)의 방사상 외측으로 연장된다. 일 실시 예에서, 퍼퍼 가이드(50)는 회전 샤프트(40)와 용접에 의해 결합될 수 있다.
퍼퍼 가이드(50)는 복수 개 구비될 수 있다. 일 실시 예에서, 퍼퍼 가이드(50)는 두 개 구비될 수 있다. 상기 두 개의 퍼퍼 가이드(50)는 회전 샤프트(40)를 사이에 두고 마주보도록 배치된다. 즉, 상기 두 개의 퍼퍼 가이드(50)는 회전 샤프트(40)에 대하여 점대칭되도록 배치된다.
퍼퍼 가이드(50)는 가동 단자부(330)를 둘러싸도록 형성된다. 상기 실시 예에서, 회전 샤프트(40)의 방사상 외측을 향하는 퍼퍼 가이드(50)의 일 측은 개방된다. 이에 따라, 가동 단자부(330)의 회전 시 발생되는 아크가 아크 슈트(60)로 유도될 수 있다.
회전 샤프트(40)와 결합된 퍼퍼 가이드(50)는, 회전 샤프트(40)의 회전 시 회전 샤프트(40)와 함께 회전된다. 즉, 퍼퍼 가이드(50)는 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전될 수 있다. 이때, 퍼퍼 가이드(50)는 아크 슈트(60)를 향하는 방향 또는 아크 슈트(60)에서 멀어지는 방향으로 회전되되, 아크 슈트(60)의 아크 그리드와 충돌되지 않는다.
상기 회전 과정에서, 아크 챔버(310) 내부의 기체가 압축되며 그 압력이 증가된다. 상기 기체는 퍼퍼 가이드(50)를 통과하며 상기 회전과 반대되는 방향으로 유동된다. 상기 유동 과정에서, 상기 기체가 고속으로 퍼퍼 가이드(50)를 통과하게 되며, 아크 소호 동작이 수행될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 퍼퍼 가이드(50)는 하우징부(510) 및 삽입부(520)를 포함한다.
하우징부(510)는 퍼퍼 가이드(50)의 외관을 형성한다.
하우징부(510)는 가동 단자부(330)를 전후 및 좌우 방향에서 지지한다.
하우징부(510)는 회전 샤프트(40)와 인접하게 배치된다. 또한, 하우징부(510)는 회전 샤프트(40)와 직접적으로 결합된다. 일 실시 예에서, 하우징부(510)는 회전 샤프트(40)와 용접에 의해 결합될 수 있다.
하우징부(510)는 내부에 중공이 형성된 기둥 형상으로 형성된다. 회전 샤프트(40)의 방사 방향을 향하는 하우징부(510)의 양측은 개방된다.
도시된 실시 예에서, 하우징부(510)는 회전 방향을 기준으로, 하우징 전면부, 하우징 후면부(511) 및 하우징 측면부로 구분될 수 있다.
회전 샤프트(40)의 방사상 외측을 향하는 하우징부(510)의 일 측 단부에는 삽입부(520)가 결합된다.
삽입부(520)는 하우징부(510)에 슬라이딩 방식으로 결합된다. 하우징부(510)와 결합된 삽입부(520)는, 하우징부(510)에 형성된 걸림턱(미도시)에 의해 임의 탈락이 방지될 수 있다.
삽입부(520)는 회전 샤프트(40) 및 하우징부(510)의 회전 시, 하우징부(510)와 함께 회전된다. 상기 회전 과정에서, 삽입부(520)는 아크 슈트(60)의 아크 그리드와 충돌되지 않는다. 즉, 삽입부(520)는 아크 그리드와 서로 이격되게 배치된다.
또한, 회전 샤프트(40)의 방사상 외측을 향하는 삽입부(520)의 일 단과 회전 샤프트(40) 사이의 거리는, 회전 샤프트(40)의 방사상 내측을 향하는 아크 그리드의 일 단과 회전 샤프트(40) 사이의 거리보다 작게 형성된다. 즉, 삽입부(520)는 아크 그리드와 비교하였을 때, 프레임부(10)에 대하여 보다 방사상 내측에 배치된다.
도시된 실시 예에서, 삽입부(520)는 회전 방향을 기준으로, 삽입 전면부, 삽입 후면부(521) 및 삽입 측면부로 구분될 수 있다.
삽입 후면부(521)는 하우징 후면부(511)에 삽입된다.
프레임부(10) 내부 기체는, 회전 샤프트(40)의 회전 시 압축되어 압력이 증가된 상태로 삽입 후면부(521)를 통과하며 유동된다.
일 실시 예에서, 삽입 후면부(521)에는 상기 기체의 유로를 좁히는 후면 함몰부(521a)가 형성될 수 있다.
후면 함몰부(521a)는 프레임부(10) 내부 기체의 유로를 좁혀, 아크를 분산 및 소호하는 기능을 수행한다.
또한, 퍼퍼 가이드(50)의 회전 시, 후술하는 아크 그리드의 러너 레그(632) 및 그리드 레그(6412, 6422)의 일 부분은 후면 함몰부(521a)를 통과한다. 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
후면 함몰부(521a)는 회전 샤프트(40)의 방사상 외측을 향하는 일 측으로부터 회전 샤프트(40)를 향하는 방향으로 함몰되어 형성된다.
후면 함몰부(521a)는 소정의 단면이 삽입부(520)의 두께 방향으로 연장되어 형성된다. 일 실시 예에서, 소정의 단면은 사다리꼴이다.
2. 본 발명의 일 실시 예에 따른 아크 슈트(60)의 설명
이하에서는, 도 7 내지 도 16을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 아크 슈트(60)에 대하여 설명한다.
아크 슈트(arc chute)(60)는 전류의 개폐 및 차단 시 발생되는 아크의 길이를 신장시켜, 아크를 냉각하고 소호한다.
아크 슈트(60)는 프레임부(10)의 외주에 인접하게 배치된다. 구체적으로, 아크 슈트(60)는 프레임부(10)의 외주에 밀착된다.
아크 슈트(60)는 프레임부(10)와 결합된다. 이때, 아크 슈트(60)는 프레임부(10)의 체결 날개부(111, 121)에 결합된다. 구체적으로, 체결 날개부(111, 121)가 아크 슈트(60)의 체결 홈(612)에 삽입된다.
또한, 아크 슈트(60)의 일부는 프레임부(10)의 내부 공간 및 아크 챔버(310)에 삽입 결합된다.
아크 슈트(60)는 프레임부(10)의 외주에 대응되는 형상으로 형성된다. 도시된 실시 예에서, 아크 슈트(60)는 원기둥 형상의 프레임부(10)에 대응되도록 곡선형으로 형성되며, 프레임부(10)의 원주 방향을 따라 연장되어 형성된다. 상기 실시 예에서, 아크 슈트(60)는 회전형 부하 개폐기(1)에 용이하게 설치될 수 있다.
다른 실시 예에서, 아크 슈트(60)의 곡률 반경은, 프레임부(10)의 곡률 반경과 동일할 수 있다. 이에 따라, 아크 슈트(60)가 프레임부(10)의 외주면에 밀착될 수 있다.
아크 슈트(60)는 복수 개 구비될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 두 개의 아크 슈트(60)는 한 쌍으로 형성된다. 이는, 두 개의 고정 접점(321b, 322b)과 접촉된 가동 단자부(330)가 상기 두 개의 고정 접점(321b, 322b)으로부터 동시에 분리될 때 발생되는 아크에 대응하기 위함이다.
상기 실시 예에서, 회전 샤프트(40)를 사이에 두고 마주보는 두 개의 아크 슈트(60)는, 회전 샤프트(40)의 중심축에 대하여 점대칭되도록 배치된다. 이에 따라, 아크 슈트(60)의 아크 소호 능력이 극대화될 수 있다.
아크 슈트(60)는 도시된 형태에 한정되지 않고, 다양하게 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 아크 슈트(60)는 세 쌍 구비될 수 있다. 상기 실시 예에서, 세 쌍의 아크 슈트(60)는 전후 방향을 따라 나란하게 배열될 수 있다.
아크 슈트(60)의 설명 시 사용되는 좌표계의 방향은 아크 슈트(60)의 설치 위치에 따라 변경될 수 있음 이해될 것이다.
도시된 실시 예에서, 아크 슈트(60)는 체결부(610), 결합 부재(620), 아크 러너(630), 아크 그리드부(640), 사이드 커버부(650) 및 탑 커버부(660)를 포함한다.
체결부(610)는 아크 슈트(60)가 직접적으로 프레임부(10)와 결합되는 부재이다.
체결부(610)는 프레임부(10)의 외주에 인접하게 배치된다. 또한, 체결부(610)는 프레임부(10)의 체결 날개부(111, 121)에 결합된다.
체결부(610)는 체결 날개부(111, 121)와 소정의 방향으로 중첩된다. 이때, 상기 소정의 방향은 프레임부(10)의 축 방향이다.
체결부(610)는 복수 개의 사이드 커버부(650) 사이에 배치된다. 도시된 실시 예에서, 체결부(610)는 두 개의 사이드 커버부(650) 사이에 배치되고, 각각의 사이드 커버부(650)에 결합된다. 상기 실시 예에서, 체결부(610)는 그 전방 측 및 후방 측이 사이드 커버부(650)에 의해 덮이도록 배치된다.
체결부(610)는 복수 개 구비될 수 있다. 체결부(610)의 개수는 프레임부(10)의 체결 날개부(111, 121)의 개수와 동일하다. 도시된 실시 예에서, 아크 슈트(60)는 두 개의 체결부(610)가 구비된다. 상기 실시 예에서, 두 개의 체결부(610) 사이에는 아크 러너(630), 아크 그리드부(640) 및 탑 커버부(660)가 배치된다.
일 실시 예에서, 체결부(610)에는 사이드 커버부(650)의 관통공과 연통되는 체결공(611)이 구비될 수 있다. 체결공(611)은 프레임부(10)의 축 방향으로 관통 형성된다.
도시된 실시 예에서, 체결부(610)에는 체결 홈(612)이 함몰 형성된다.
체결 홈(612)은 프레임부(10)의 외주면과 접하는 일 면으로부터, 프레임부(10)의 방사상 외측으로 함몰 형성된다. 또한, 체결 홈(612)은 프레임부(10)의 반경 방향으로 연장 형성된다.
일 실시 예에서, 체결 홈(612)은 체결 날개부(111, 121)와 대응되는 형상으로 형성된다. 이는, 체결 홈(612)과 체결 날개부(111, 121)의 보다 견고한 결합을 보조한다.
체결 홈(612)은 프레임부(10)의 체결 날개부(111, 121)와 결합된다. 구체적으로, 체결 날개부(111, 121)가 체결 홈(612)에 삽입되어 결합된다. 이를 위해, 체결 홈(612)의 두께는 체결 날개부(111, 121)의 두께보다 크게 형성되는 것이 바람직할 것이다.
체결공(611)은 체결부(610)를 소정의 방향으로 관통하며 형성된다. 또한, 체결공(611)은 체결 홈(612)을 관통하여 형성된다. 일 실시 예에서, 상기 소정의 방향은 프레임부(10)의 축 방향이다.
체결공(611)은 사이드 커버부(650)의 커버 결합공(651) 및 체결 날개부(111, 121)의 체결 날개 홀(111a, 121a)와 일직선상에 위치된다.
결합 부재(620)는 체결부(610) 및 프레임부(10)의 체결 날개부를 관통하며, 체결부(610) 및 체결 날개부(111, 121)의 결합을 더욱 견고하게 한다. 구체적으로, 결합 부재(620)는 체결부(610)의 체결공(611), 사이드 커버부(650)의 커버 결합공(651), 체결 날개부(111, 121)의 체결 날개 홀(111a, 121a)을 관통한다.
결합 부재(620)는 도시된 형태에 한정되지 않고, 다양한 형태로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 결합 부재(620)는 아크 슈트(60) 및 프레임부(10)에 볼트 결합 방식으로 결합될 수 있다.
또한, 결합 부재(620)는 고강성의 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 결합 부재(620)는 금속 소재로 형성될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 두 개의 결합 부재(620) 사이에는 아크 러너(630) 및 아크 그리드부(640)가 배치된다.
이하에서는, 도 11 내지 도 12를 참조하여 아크 러너(630) 및 아크 그리드부(640)에 대하여 설명한다.
아크 러너(arc runner)(630)는 아크 슈트(60)의 아크 유도 효과를 극대화할 수 있다.
아크 러너(630)는 고정 단자부(320)와 아크 그리드부(640) 사이에 배치된다. 또한, 아크 러너(630)는 아크 그리드부(640)와 비교하였을 때, 고정 단자부(320)에 보다 인접하게 배치된다. 도시된 실시 예에서, 아크 러너(630)는 아크 그리드부(640)에 대하여 보다 우측에 배치된다.
아크 러너(630)의 일 부분은 고정 단자부(320)와 접촉된다. 이에 따라, 아크 발생 시, 아크가 아크 러너(630)를 향해 유도될 수 있다. 결과적으로, 아크 유도 효과가 극대화될 수 있다.
아크 러너(630)의 다른 일 부분은 사이드 커버부(650)에 삽입되어 고정된다. 이때, 아크 러너(630)는 두 개의 사이드 커버부(650) 사이에 배치되어 두 개의 사이드 커버부(650)와 각각 결합된다.
일 실시 예에서, 아크 러너(630)는 전도성 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 아크 러너(630)는 금속 소재로 형성될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 아크 러너(630)는 러너 베이스부(631), 러너 레그(632) 및 러너 결합 돌기(633)로 구분될 수 있다.
러너 베이스부(631)는 아크 러너(630)의 몸체부를 형성한다.
러너 베이스부(631)는 아크 그리드부(640)의 그리드 베이스부(6411, 6421)와 비교하였을 때, 고정 단자부(320)에 보다 인접하게 배치된다. 도시된 실시 예에서, 러너 베이스부(631)는 그리드 베이스부(6411, 6421)에 대하여 보다 우측에 배치된다.
러너 베이스부(631)는 판 형상으로 형성된다. 일 실시 예에서, 러너 베이스부(631)는 폭 방향으로 연장 형성된다. 즉, 러너 베이스부(631)의 폭은 길이보다 길게 형성된다. 도시된 실시 예에서, 상기 폭 방향은 전후 방향이고, 상기 길이 방향은 상하 방향이다.
고정 단자부(320)를 향하는 러너 베이스부(631)의 일 측에는 러너 레그(632)가 형성된다. 도시된 실시 예에서, 러너 베이스부(631)의 하측에는 러너 레그(632)가 형성된다.
러너 레그(632)는 아크 유도 경로를 형성한다.
러너 레그(632)는 고정 단자부(320)와 인접하게 배치된다. 다만, 러너 레그(632)는 퍼퍼 가이드(50)의 회전 시 퍼퍼 가이드(50)의 후면 함몰부(521a)를 통과하며, 퍼퍼 가이드(50)와 충돌되지 않는다.
러너 레그(632)는 러너 베이스부(631)의 상기 일 측으로부터 고정 단자부(320)를 향하여 연장된다. 또한, 러너 레그(632)는 길이 방향으로 연장된다. 도시된 실시 예에서, 러너 레그(632)는 러너 베이스부(631)의 하측으로부터 하측을 향해 연장된다.
도시된 실시 예에서, 고정 단자부(320)와 접하는 러너 레그(632)의 일 부분은 고정 단자부(320)의 접촉면을 따라 절곡되며 연장된다.
일 실시 예에서, 러너 레그(632)는 러너 베이스부(631)와 일체로 형성될 수 있다.
사이드 커버부(650)를 향하는 러너 베이스부(631)의 타 측에는 러너 결합 돌기(633)가 형성된다. 도시된 실시 예에서, 러너 결합 돌기(633)는 러너 베이스부(631)의 전방 측 및 후방 측에 형성된다.
러너 결합 돌기(633)는 아크 러너(630)를 사이드 커버부(650)에 고정시킨다.
러너 결합 돌기(633)는 사이드 커버부(650)의 커버 관통공(652)에 삽입된다.
러너 결합 돌기(633)는 사이드 커버부(650)를 향하는 러너 베이스부(631)의 타 측으로부터 사이드 커버부(650)를 향해 연장된다. 도시된 실시 예에서, 러너 결합 돌기(633)는 러너 베이스부(631)의 전방 측 또는 후방 측으로부터, 전방 측 또는 후방 측을 향해 연장된다.
일 실시 예에서, 러너 결합 돌기(633)는 러너 베이스부(631)와 일체로 형성될 수 있다.
고정 단자부(320)와 반대되는 아크 러너(630)의 일 측에는 아크 그리드부(640)가 배치된다.
아크 그리드(grid)부(640)는 전류의 개폐 및 차단 시 발생되는 아크의 유도 경로를 형성한다.
아크 그리드부(640)는 마주보는 두 개의 사이드 커버부(650) 사이에 배치된다. 아크 그리드부(640)는 그 일부가 사이드 커버부(650)의 커버 관통공(652)에 삽입되어 고정된다. 즉, 아크 그리드부(640)는 사이드 커버부(650)와 인접하게 배치된다.
또한, 아크 그리드부(640)는 고정 단자부(320)와 서로 이격된다.
아크 그리드부(640)는 프레임부(10)의 방사 방향으로 연장된다. 이에 따라, 아크 그리드부(640)가 프레임부(10)의 중심축에 대하여 회전되는 가동 단자부(330)와 인접될 수 있다.
일 실시 예에서, 아크 그리드부(640)는 전도성 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 아크 그리드는 금속 소재로 형성될 수 있다.
아크 그리드부(640)는 복수 개의 아크 그리드로 이루어질 수 있다. 아크 그리드의 개수가 많을수록, 아크의 신장 및 냉각 효과가 증가될 수 있다.
일 실시 예에서, 아크 그리드부(640)는 서로 다른 제1 아크 그리드(641) 및 제2 아크 그리드(642)가 일정한 간격을 두고 교번적으로 나열되어 형성될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 아크 그리드부(640)는 서로 다른 제1 아크 그리드(641) 및 제2 아크 그리드(642)가 중심점(C)에 대하여 일정한 곡률 반경으로 배열되어 형성된다. 상기 중심점(C)은 프레임부(10) 및 회전 샤프트(40)의 중심축에 위치된다.
제1 아크 그리드(641) 및 제2 아크 그리드(642)는 판 형상으로 형성된다. 일 실시 예에서, 제1 아크 그리드(641) 및 제2 아크 그리드(642)는 전후 및 좌우 방향에 대하여 대칭되도록 형성된다.
이하에서는, 도 13 내지 도 14를 참조하여 제1 아크 그리드(641) 및 제2 아크 그리드(642)에 대하여 설명한다.
제1 아크 그리드(641)는 제1 그리드 베이스부(6411), 제1 그리드 레그(6412) 및 제1 그리드 결합 돌기(6413)로 구분될 수 있다.
제1 그리드 베이스부(6411)는 제1 아크 그리드(641)의 몸체부를 형성한다.
제1 그리드 베이스부(6411)는 판 형상으로 형성된다. 일 실시 예에서, 제1 그리드 베이스부(6411)는 폭 방향으로 연장 형성된다. 즉, 제1 그리드 베이스부(6411)의 폭은 길이보다 길게 형성된다. 도시된 실시 예에서, 상기 폭 방향은 전후 방향이고, 상기 길이 방향은 상하 방향이다.
제1 그리드 베이스부(6411)에는 제1 그리드 홀(6411a)이 관통 형성될 수 있다.
제1 그리드 홀(6411a)은 아크의 우회 경로를 형성한다. 이에 따라, 아크가 보다 효율적으로 신장 및 냉각될 수 있다.
제1 그리드 홀(6411a)은 복수 개 구비될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제1 아크 그리드(641)에는 다섯 개의 제1 그리드 홀(6411a)이 구비된다.
프레임부(10)의 방사상 내측을 향하는 제1 그리드 베이스부(6411)의 일 측에는 제1 그리드 레그(6412)가 형성된다.
제1 그리드 레그(6412)는 아크 유도 경로를 형성한다.
제1 그리드 레그(6412)는 제1 그리드 베이스부(6411)의 상기 일 측으로부터 회전 샤프트(40)를 향해 연장된다. 또한, 제1 그리드 레그(6412)는 길이 방향으로 연장된다. 도시된 실시 예에서, 제1 그리드 레그(6412)는 제1 그리드 베이스부(6411)의 하측으로부터 하측으로 연장된다.
다만, 제1 그리드 레그(6412)는 퍼퍼 가이드(50)의 회전 시 퍼퍼 가이드(50)의 후면 함몰부(521a)를 통과하며, 퍼퍼 가이드(50)와 충돌되지 않는다.
제1 그리드 레그(6412)는 가동 단자부(330), 퍼퍼 가이드(50) 등의 형태 및 부하 개폐기(1)의 구동 조건에 따라 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
제1 그리드 레그(6412)는 부하 개폐기(1)의 구동 조건에 맞추어, 길이, 형상 및 이웃하는 제2 아크 그리드(642)와의 거리 등이 변경될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 제1 아크 그리드(641)는 두 개의 제1 그리드 레그(6412)가 구비된다. 상기 실시 예에서, 제1 그리드 레그(6412)는 제1 아크 그리드(641)의 전후 및 좌우 방향에 대하여 대칭되도록 형성된다.
다만, 제1 그리드 레그(6412)는 도시된 형상에 한정되지 않고 다양한 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 그리드 레그(6412)는 제1 아크 그리드(641)에 대하여 특정 방향으로 편향되게 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 그리드 레그(6412)는 제1 그리드 베이스부(6411)와 일체로 형성될 수 있다.
제1 아크 그리드(641)에 구비되는 두 개의 제1 그리드 레그(6412) 사이에는 제1 그리드 오목부(6412a)가 형성된다. 즉, 제1 그리드 오목부(6412a)는 상기 두 개의 제1 그리드 레그(6412) 사이의 공간을 의미한다.
제1 그리드 오목부(6412a)는 아크의 직접적인 유도 경로를 형성한다.
고정 단자부(320)와 가동 단자부(330) 사이에서 발생된 아크는, 제1 그리드 오목부(6412a)로 유도되며 소호된다.
제1 그리드 오목부(6412a)는 다양한 형태로 형성될 수 있다. 제1 그리드 오목부(6412a)의 형상은 제1 그리드 레그(6412)의 위치 및 형상에 따라 결정된다.
도시된 실시 예에서, 제1 그리드 오목부(6412a)는 제1 아크 그리드(641)의 전후 및 좌우 방향에 대하여 대칭되도록 형성된다. 도시되지 않은 실시 예에서, 제1 그리드 오목부(6412a)는 제1 아크 그리드(641)에 대하여 특정 방향으로 편향되게 배치될 수 있다.
사이드 커버부(650)를 향하는 제1 그리드 베이스부(6411)의 타 측에는 제1 그리드 결합 돌기(6413)가 형성된다. 도시된 실시 예에서, 제1 그리드 베이스부(6411)의 전방 측 및 후방 측에는 제1 그리드 결합 돌기(6413)가 형성된다.
제1 그리드 결합 돌기(6413)는 제1 아크 그리드(641)를 사이드 커버부(650)에 고정시킨다.
제1 그리드 결합 돌기(6413)는 사이드 커버부(650)의 커버 관통공(652)에 삽입된다.
제1 그리드 결합 돌기(6413)는 제1 그리드 베이스부(6411)의 상기 타 측으로부터 사이드 커버부(650)를 향해 연장되어 형성된다. 도시된 실시 예에서, 제1 그리드 결합 돌기(6413)는 제1 그리드 베이스부(6411)의 전방 측 또는 후방 측으로부터 전방 측 또는 후방 측을 향해 연장된다.
일 실시 예에서, 제1 그리드 결합 돌기(6413)는 제1 그리드 베이스부(6411)와 일체로 형성될 수 있다.
제1 아크 그리드(641)의 일 측에는 제2 아크 그리드(642)가 배치된다.
제2 아크 그리드(642)는 제2 그리드 베이스부(6421), 제2 그리드 레그(6422) 및 제2 그리드 결합 돌기(6423)로 구분될 수 있다.
제2 그리드 베이스부(6421), 제2 그리드 레그(6422) 및 제2 그리드 결합 돌기(6423)는, 제1 아크 그리드(641)의 제1 그리드 베이스부(6411), 제1 그리드 레그(6412) 및 제1 그리드 결합 돌기(6413)와 그 기능 및 구조가 대응된다. 또한, 제2 그리드 베이스부(6421)에 형성되는 제2 그리드 홀(6421a) 및 제2 그리드 레그(6422)에 형성되는 제2 그리드 오목부(6422a) 또한, 제1 그리드 홀(6411a) 및 제1 그리드 오목부(6412a)와 그 기능 및 구조가 대응된다.
다만, 제2 그리드 베이스부(6421)에 형성되는 제2 그리드 홀(6421a)은 제1 그리드 홀(6411a)과 아크 그리드부(640)의 배열 방향으로 중첩되지 않는 점에서 차이가 있다. 즉, 제1 아크 그리드(641)와 제2 아크 그리드(642)는 서로 다른 부분에 그리드 홀(6411a, 6421a)이 형성된다.
이외에, 제2 아크 그리드(642)에 대하여 제1 아크 그리드(641)와 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
다만, 아크 그리드부(640)의 형상은 상술한 설명에 한정되지 않고, 아크를 소호할 수 있는 다양한 구조로 형성될 수 있다.
다시 도 7 내지 도 9를 참조하면, 아크 러너(630) 및 아크 그리드부(640)는 두 개의 사이드 커버부(650) 사이에 배치된다.
사이드 커버부(650)는 아크 슈트(60)의 전방 측 및 후방 측 외관을 형성한다. 사이드 커버부(650)는 체결부(610), 아크 러너(630), 아크 그리드부(640) 및 탑 커버부(660)를 양 방향에서 지지한다. 도시된 실시 예에서, 사이드 커버부(650)는 체결부(610), 아크 러너(630), 아크 그리드부(640) 및 탑 커버부(660)를 전후 방향에서 지지한다.
사이드 커버부(650)는 프레임부(10)에 인접하게 배치된다. 구체적으로, 사이드 커버부(650)는 프레임부(10)의 외주 및 고정 단자 수용부(112, 122)와 인접하게 배치된다.
사이드 커버부(650)는 복수 개 구비될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 아크 슈트(60)는 두 개의 사이드 커버부(650)가 구비된다. 상기 실시 예에서, 두 개의 사이드 커버부(650)는 프레임부(10)의 축 방향으로 중첩된다.
마주보는 두 개의 사이드 커버부(650) 사이에는 체결부(610), 아크 러너(630), 아크 그리드부(640) 및 탑 커버부(660)가 배치된다. 이때, 사이드 커버부(650)에는 아크 러너(630)의 러너 결합 돌기(633) 및 아크 그리드부(640)의 그리드 결합 돌기(6413, 6423)이 삽입된다.
즉, 아크 러너(630) 및 아크 그리드부(640)의 양측에 두 개의 사이드 커버부(650)가 각각 결합된다. 일 실시 예에서, 사이드 커버부(650)는 결합 부재(620)에 의하여 체결부(610), 아크 러너(630), 아크 그리드부(640) 및 탑 커버부(660)와 밀착 결합될 수 있다.
또한, 사이드 커버부(650)는 프레임부(10)의 외주면에 결합된다.
일 실시 예에서, 프레임부(10)의 외주와 접하는 사이드 커버부(650)의 일 측은 프레임부(10)의 외주에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 사이드 커버부(650)의 상기 일 측은 프레임부(10)의 외주에 보다 견고하게 밀착될 수 있다.
다른 실시 예에서, 사이드 커버부(650)는 적어도 일 측이 곡선으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 사이드 커버부(650)는 복수 개의 곡선을 포함하는 판 형상으로 형성되고, 프레임부(10)의 원주 방향 및 방사 방향으로 연장될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 사이드 커버부(650)는 소정의 원호로부터 방사상 외측으로 연장되어 형상되는 판 형상으로 형성된다. 이에 따라, 사이드 커버부(650)가 회전형 부하 개폐기(1)에 밀착되며 결합될 수 있다. 즉, 사이드 커버부(650)가 회전형 부하 개폐기(1)에 용이하게 설치될 수 있다.
사이드 커버부(650)의 상기 일 측과 다른 타 측은 고정 단자부(320)에 인접하게 배치된다. 도시된 실시 예에서, 사이드 커버부(650)의 우측은 고정 단자부(320)에 인접하게 배치된다.
도시된 실시 예에서, 사이드 커버부(650)에는 커버 결합공(651) 및 커버 관통공(652)이 형성된다.
커버 결합공(651)은 체결부(610)와 인접하게 배치된다. 일 실시 예에서, 커버 결합공(651)은 체결부(610)의 체결공(611)과 연통될 수 있다. 또한, 커버 결합공(651)은 아크 러너(630) 및 아크 그리드부(640)와 서로 이격된다.
커버 결합공(651)에는 결합 부재(620)가 관통 결합된다.
커버 결합공(651)은 복수 개 구비될 수 있다. 일 실시 예에서, 커버 결합공(651)의 개수는 결합 부재(620)의 개수와 동일할 수 있다.
커버 관통공(652)은 커버 결합공(651)과 이격되는 위치에 형성된다.
커버 관통공(652)은 아크 러너(630) 및 아크 그리드부(640)가 삽입된다. 구체적으로, 커버 관통공(652)에는 아크 러너(630)의 러너 결합 돌기(633) 및 아크 그리드부(640)의 그리드 결합 돌기(6413, 6323)가 삽입된다.
커버 관통공(652)은 복수 개 구비될 수 있다. 커버 관통공(652)의 개수는, 아크 슈트(60)에 구비되는 러너 결합 돌기(633)의 개수 및 그리드 결합 돌기(6413, 6423)의 개수의 총합과 동일하다.
도시된 실시 예에서, 복수 개의 커버 관통공(652)은 소정의 곡선을 따라 일정한 간격으로 배열된다. 상기 실시 예에서, 상기 소정의 곡선은 그 곡률 반경이 프레임부(10)의 곡률 반경과 동일할 수 있다.
커버 관통공(652)은 러너 결합 돌기(633) 및 그리드 결합 돌기에 대응되는 형상으로 형성된다. 도시된 실시 예에서, 커버 관통공(652)은 직사각형 단면이 전후 방향으로 연장되어 형성된다.
마주보는 두 개의 사이드 커버부(650) 사이에는 탑 커버부(660)가 삽입된다.
이하에서는, 도 15 내지 도 16을 참조하여 탑 커버부(660)에 대하여 설명한다.
탑 커버부(660)는 아크 슈트(60)의 상측 외관을 형성한다.
탑 커버부(660)는 두 개의 사이드 커버부(650) 사이에 배치되어, 두 개의 사이드 커버부(650)와 각각 결합된다. 이때, 탑 커버부(660)는 사이드 커버부(650)의 양단을 가로지르며 사이드 커버부(650)의 상측 개구부를 차단한다. 이에 따라, 탑 커버부(660)는 아크 챔버(310) 내외부를 차단할 수 있다.
따라서, 아크 생성 시 아크 챔버(310) 내부에 발생되는 비산물과 고온 가스의 방출이 탑 커버부(660)에 의하여 차단될 수 있다. 더 나아가, 아크 슈트(60)의 외부로 방출되는 비산물과 고온 가스에 의한 절연 파괴가 예방될 수 있다. 결과적으로, 아크 슈트(60) 외부에서의 점호가 차단될 수 있다.
또한, 탑 커버부(660)는 이웃하는 두 개의 아크 그리드(641, 642) 사이 공간의 일 측을 차단할 수 있는 바, 시간의 경과와 무관하게 아크 슈트(60) 내부 아크 전압이 일정하게 유지될 수 있다. 이에 따라, 아크 슈트(60)의 아크 소호 성능이 보다 향상될 수 있다.
탑 커버부(660)는 프레임부(10)의 외주면과 서로 이격된다. 구체적으로, 탑 커버부(660)는 프레임부(10)의 외주면과 아크 그리드부(640)를 사이에 두고 배치된다.
일 실시 예에서, 탑 커버부(660)는 일 방향으로 연장되는 평판으로 형성될 수 있다. 상기 실시 예에서, 탑 커버부(660)는 두 개의 사이드 커버부(650)의 양단을 가로지르는 판 형상으로 형성된다.
다른 실시 예에서, 탑 커버부(660)는 사이드 커버부(650)의 곡선에 대응되는 곡면판으로 형성될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 탑 커버부(660)는 일 부분에 탑 커버 홀(661a, 662a)이 형성된다. 그러나, 탑 커버부(660)는 도시된 구조에 형성되지 않고, 다양한 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 탑 커버부(660)는 사이드 커버부(650)의 상측을 밀폐하도록 형성될 수 있다.
탑 커버부(660)는 적어도 일 부분이 N-9(nylon-9) 소재로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 탑 커버부(660)는 아크 그리드부(640)를 향하는 일 면이 N-9 소재로 형성될 수 있다.
N-9 소재는 폴리아미드 Pa6/Pa66 계열로 아크에 직접 노출되면 열전도율이 우수한 수소 가스를 방출한다. 이에 따라, 탑 커버부(660)는 아크에 직접 노출 시 수소 가스를 발생시키며 아크 소호 냉각 효과를 증가시킬 수 있다.
탑 커버부(660)는 복수 개 구비될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 탑 커버부(660)는 제1 탑 커버(661) 및 제2 탑 커버(662)를 포함한다.
제1 탑 커버(661)는 아크 그리드부(640)와 서로 이웃하도록 배치되어, 아크 슈트(60)를 통과하는 아크를 우선적으로 차단한다. 도시된 실시 예에서, 제1 탑 커버(661)는 아크 그리드부(640)의 상측에 배치된다.
일 실시 예에서, 제1 탑 커버(661)는 아크 그리드부(640)를 향하는 일 면이 N-9 소재로 형성될 수 있다.
제1 탑 커버(661)는 사이드 커버부(650)의 양단을 가로지르며 사이드 커버부(650)의 상측 개구부를 차단한다. 또한, 제1 탑 커버(661)는 프레임부(10)의 외주면과 서로 이격된다.
도시된 실시 예에서, 제1 탑 커버(661)는 사각형 평판 형상으로 형성된다. 그러나, 제1 탑 커버(661)는 도시된 형상에 한정되지 않고 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 탑 커버(661)는 사이드 커버부(650)의 곡선에 대응되는 곡면판으로 형성될 수 있다.
제1 탑 커버(661)는 일 부분에 제1 탑 커버 홀(661a)이 관통 형성될 수 있다.
제1 탑 커버 홀(661a)은 제1 탑 커버(661)를 향하는 아크의 우회 경로를 형성한다. 이에 따라, 아크가 보다 효율적으로 신장 및 냉각될 수 있다.
제1 탑 커버 홀(661a)은 복수 개 구비될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 제1 탑 커버 홀(661a)은 원형 홀로 형성되고, 제1 탑 커버(661)의 중심부를 기준으로 우측으로 편향된 위치에 형성된다. 이는 퍼퍼 가이드(50)에 의해 압축되는 공기의 유동 방향을 고려하여 형성된 것이다.
다만, 제1 탑 커버 홀(661a)은 도시된 형상 및 위치 등에 한정되지 않고 아크의 우회 경로를 형성할 수 있는 다양한 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 탑 커버 홀(661a)은 사각형 홀로 형성되고 제1 탑 커버(661)의 중심부에 배치될 수 있다.
제1 탑 커버(661)의 상측에는 제2 탑 커버(662)가 배치된다.
제2 탑 커버(662)는 제1 탑 커버(661)의 제1 커버 홀을 통과한 비산물 및 고온 가스를 이차적으로 차단한다. 이를 통해, 아크 발생 시 생성되는 비산물 및 고온 가스의 방출이 이중으로 예방될 수 있다.
제2 탑 커버(662)는 아크 그리드부(640)와 제1 탑 커버(661)를 사이에 두고 배치된다. 이때, 제2 탑 커버(662)는 제1 탑 커버(661)에 대하여 프레임부(10)의 방사상 외측에 위치된다. 또한, 제2 탑 커버(662)는 제1 탑 커버(661)와 일정 간격을 두고 서로 이격된다.
제2 탑 커버(662)는 사이드 커버부(650)의 양단을 가로지르며 제1 탑 커버(661)의 상측 공간을 차단한다.
제2 탑 커버(662)는 제1 탑 커버(661)와 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제2 탑 커버(662)는 사각형 평판 형상으로 형성된다. 그러나, 제2 탑 커버(662)는 도시된 실시 예에 한정되지 않고 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 탑 커버(662)는 사이드 커버부(650)의 곡선에 대응되는 곡면판으로 형성될 수 있다.
도 15에 도시된 실시 예에서, 제2 탑 커버(662)는 일 부분에 제2 탑 커버 홀(662a)이 관통 형성된다.
제2 탑 커버 홀(662a)은 제2 탑 커버(662)를 향하는 아크의 우회 경로를 형성한다. 이에 따라, 아크가 보다 효율적으로 신장 및 냉각될 수 있다.
제2 탑 커버 홀(662a)은 복수 개 구비될 수 있다.
제2 탑 커버 홀(662a)은 제1 탑 커버 홀(661a)과 제1 탑 커버(661) 및 제2 탑 커버(662)의 배열 방향으로 서로 중첩되지 않도록 배치된다. 도시된 실시 예에서, 제2 탑 커버 홀(662a)은 원형 홀로 형성되고, 제2 탑 커버(662)의 중심부를 기준으로 좌측에 편향된 위치에 형성된다.
다만, 제2 탑 커버 홀(662a)은 도시된 형상 및 위치 등에 한정되지 않고 아크의 우회 경로를 형성할 수 있는 다양한 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 탑 커버 홀(662a)은 사각형 홀로 형성되고 제2 탑 커버(662)의 중심부에 배치될 수 있다.
도 16에 도시된 실시 예에서, 제2 탑 커버(662)는 제2 탑 커버 홀(662a)이 생략되고 제1 탑 커버(661)의 상측 공간을 밀폐하도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 사이드 커버부(650)의 상측이 밀폐될 수 있다.
상기 실시 예에서, 제1 탑 커버 홀(661a)을 통과한 아크, 비산물 및 고온 가스 등은 제2 탑 커버(662)에 충돌되며, 아크 슈트(60)의 외부로 방출되지 않는다.
3. 본 발명의 다른 실시 예에 따른 아크 슈트(60)의 설명
이하에서는, 도 17 내지 도 20을 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 아크 슈트(60)에 대하여 설명한다.
본 실시 예에 따른 아크 슈트(60)는 체결부(610), 결합 부재(620), 아크 러너(630), 아크 그리드부(640), 사이드 커버부(650) 및 탑 커버부(660)를 포함한다.
상기 구성 요소 중, 체결부(610), 결합 부재(620), 아크 러너(630), 아크 그리드부(640) 및 사이드 커버부(650)는 그 기능 및 구조가 상술한 실시 예에 따른 체결부(610), 결합 부재(620), 아크 러너(630), 아크 그리드부(640) 및 사이드 커버부(650)와 대응된다.
다만, 본 실시 예에 따른 탑 커버부(660)는 상술한 실시 예에 따른 탑 커버부(660)와 일부 구성 요소에 차이가 있다. 구체적으로, 본 실시 예에 따른 탑 커버부(660)는 아크 슈트(60)에 단수 개 구비되는 점에서, 상술한 실시 예에 따른 탑 커버부(660)와 차이가 있다.
이하에서는, 본 실시 예에 따른 탑 커버부(660)를 상술한 실시 예에 따른 탑 커버부(660)와의 차이점을 중심으로 설명한다.
탑 커버부(660)는 제1 탑 커버(661)를 포함한다.
상술한 바와 같이, 제1 탑 커버(661)는 아크 그리드부(640)와 서로 이웃하도록 배치되어, 아크 슈트(60)를 통과하는 아크를 우선적으로 차단한다.
도 19에 도시된 실시 예에서, 제1 탑 커버(661)의 일 부분에 제1 탑 커버 홀(661a)이 관통 형성된다. 이때, 제1 탑 커버 홀(661a)은 상술한 실시 예에 따른 제1 탑 커버 홀(661a)과 그 구조 및 기능 등이 동일하다.
도 20에 도시된 실시 예에서, 제1 탑 커버(661)는 제1 탑 커버 홀(661a)이 생략되고 사이드 커버부(650)의 상측을 밀폐하도록 형성될 수 있다. 상기 실시 예에서, 아크 그리드부(640)를 통과한 아크, 비산물 및 고온 가스 등은 제1 탑 커버(661)에 충돌되며, 아크 슈트(60)의 외부로 방출되지 않는다.
4. 본 발명의 실시 예에 따른 아크 슈트(60)에서 아크 소호 동작이 수행되는 과정의 설명
이하에서는, 도 21을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 아크 슈트(60)의 아크 소호 동작에 대하여 설명한다. 각 구성 요소의 회전 방향은 도 21을 참조하여 이해될 것이다.
도 21(a)는 아크(A) 발생 전 상태의 부하 개폐기(1)를, 도 21(b)는 아크(A) 발생 후 상태의 부하 개폐기(1)를 도시한다.
가동 접점(332)이 고정 접점(321b, 322b)에서 멀어지는 방향으로 회전될 때, 가동 접점(332)과 고정 접점(321b, 322b)이 서로 분리되며 아크(A)가 발생된다.
발생된 아크(A)는 일차적으로 아크 러너(630)를 향해 유도된다. 아크 러너(630)를 향해 유도된 아크(A)는 아크 러너(630)에서 아크 그리드부(640)를 향해 이동된다. 구체적으로, 아크(A)는 아크 그리드부(640)의 그리드 오목부(6412a, 6422a)를 향해 이동된다.
아크(A)는 복수 개의 아크 그리드부(640)에 구비된 그리드 오목부(6412a, 6422a)를 따라, 고정 단자부(320)에서 멀어지는 방향으로 이동된다.
상기 과정에서 아크(A), 비산물 및 고온 가스 등의 일부는 아크 그리드부(640)를 통과하여 프레임부(10)의 방사상 외측으로 유동될 수 있다. 이때, 프레임부(10)의 방사상 외측으로 유동되는 아크(A), 비산물 및 고온 가스는 탑 커버부(660)에 충돌된다.
도시된 실시 예에서, 아크 그리드부(640)의 상측으로 유동되는 아크(A), 비산물 및 고온 가스는 우선 제1 탑 커버(661)에 충돌된다.
제1 탑 커버(661)를 향하는 아크(A), 비산물 및 고온 가스의 일부는 제1 탑 커버 홀(661a)을 통과하여 제2 탑 커버(662)를 향하여 유동된다. 제2 탑 커버(662)를 향하여 유동되는 아크(A), 비산물 및 고온 가스의 일부는 제2 탑 커버(662)에 충돌되고, 나머지 일부만이 제2 탑 커버 홀(662a)을 통과한다.
정리하면, 아크 그리드부(640)의 상측으로 유동되는 아크(A), 비산물 및 고온 가스는 제1 탑 커버(661) 및 제2 탑 커버(662)를 순차적으로 통과한다. 이때, 제1 탑 커버 홀(661a) 및 제2 탑 커버 홀(662a)은 제1 탑 커버(661)와 제2 탑 커버(662)의 배열 방향으로 서로 중첩되지 않는다.
따라서, 아크(A), 비산물 및 고온 가스는 제1 탑 커버(661) 및 제2 탑 커버(662)를 통과하는 과정에서 방출량이 순차적으로 감소될 수 있다. 또한, 아크(A)의 우회 경로를 형성하는 바, 전술한 일련의 과정이 진행됨에 따라 아크(A)가 신장 및 냉각되며 소호될 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 상기 설명된 실시 예들의 구성에 한정되는 것이 아니다.
또한, 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변경될 수 있다.
더 나아가, 상기 실시 예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.
(부호의 설명)
1: 부하 개폐기
10: 프레임부
110: 상부 프레임
111: 상부 체결 날개부
111a: 상부 체결 날개 홀
112: 상부 고정 단자 수용부
120: 하부 프레임
121: 하부 체결 날개부
121a: 하부 체결 날개 홀
122: 하부 고정 단자 수용부
20: 고정부
210: 고정 판
211: 고정 홀
220: 지지대
30: 개폐부
310: 아크 챔버
320: 고정 단자부
321: 제1 고정 단자부
321a: 제1 고정 접점대
321b: 제1 고정 접점
322: 제2 고정 단자부
322a: 제2 고정 접점대
322b: 제2 고정 접점
330: 가동 단자부
331: 가동 접점대
332: 가동 접점
40: 회전 샤프트
410: 기둥부
420: 요철부
50: 퍼퍼 가이드(puffer guide)
510: 하우징부
511: 하우징 후면부
520: 삽입부
521: 삽입 후면부
521a: 후면 함몰부
60: 아크 슈트(arc chute)
610: 체결부
611: 체결공
612: 체결 홈
620: 결합 부재
630: 아크 러너(arc runner)
631: 러너 베이스부
632: 러너 레그
633: 러너 결합 돌기
640: 아크 그리드(grid)부
641: 제1 아크 그리드
6411: 제1 그리드 베이스부
6411a: 제1 그리드 홀
6412: 제1 그리드 레그
6412a: 제1 그리드 오목부
6413: 제1 그리드 결합 돌기
642: 제2 아크 그리드
6421: 제2 그리드 베이스부
6421a: 제2 그리드 홀
6422: 제2 그리드 레그
6422a: 제2 그리드 오목부
6423: 제2 그리드 결합 돌기
650: 사이드 커버부
651: 커버 결합공
652: 커버 관통공
660: 탑 커버부
661: 제1 탑 커버
661a: 제1 탑 커버 홀
662: 제2 탑 커버
662a: 제2 탑 커버 홀

Claims (20)

  1. 아크 그리드부;
    서로 이격되며, 일 방향으로 중첩되고, 상기 아크 그리드부의 양측에 각각 결합되는 두 개의 사이드 커버부; 및
    상기 두 개의 사이드 커버부 사이에 배치되어 상기 두 개의 사이드 커버부와 각각 결합되되, 상기 두 개의 사이드 커버부의 양단을 가로지르는 판 형상으로 형성되는 탑 커버부를 포함하는,
    아크 슈트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탑 커버부는,
    일 부분에 탑 커버 홀이 관통 형성되는,
    아크 슈트.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 탑 커버부는,
    상기 탑 커버 홀이 복수 개 구비되는,
    아크 슈트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 탑 커버부는,
    상기 사이드 커버부의 일 측을 밀폐하도록 형성되는,
    아크 슈트.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 탑 커버부는,
    상기 아크 그리드부와 이웃하는 제1 탑 커버; 및
    상기 제1 탑 커버와 서로 이격되며, 상기 아크 그리드부와 상기 제1 탑 커버를 사이에 두고 배치되는 제2 탑 커버를 포함하는,
    아크 슈트.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 탑 커버는,
    일 부분에 제1 탑 커버 홀이 관통 형성되는,
    아크 슈트.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 탑 커버는,
    일 부분에 제2 탑 커버 홀이 관통 형성되는,
    아크 슈트.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 탑 커버 홀 및 상기 제2 탑 커버 홀은,
    상기 제1 탑 커버와 상기 제2 탑 커버의 나열 방향으로 서로 중첩되지 않는,
    아크 슈트.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 탑 커버부는,
    일 방향으로 연장되는 평판으로 형성되는,
    아크 슈트.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 사이드 커버부는,
    적어도 일 측이 곡선으로 형성되고,
    상기 탑 커버부는,
    상기 사이드 커버부의 곡선에 대응되는 곡면판으로 형성되는,
    아크 슈트.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 탑 커버부는,
    적어도 일 부분이 N-9(nylon-9) 소재로 형성되는,
    아크 슈트.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 탑 커버부는,
    상기 아크 그리드부를 향하는 일 면이 N-9 소재로 형성되는,
    아크 슈트.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 아크 그리드부는,
    일 부분에 그리드 홀이 관통 형성되는,
    아크 슈트.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 아크 그리드부는,
    서로 다른 부분에 상기 그리드 홀이 형성되는 두 개의 아크 그리드가 교번적으로 나열되어 형성되는,
    아크 슈트.
  15. 고정 단자부 및 가동 단자부를 포함하는 개폐부;
    상기 고정 단자부의 일부를 수용하는 프레임부;
    상기 프레임부에 회전 가능하게 결합되고, 상기 가동 단자부와 연결되어 상기 가동 단자부와 함께 회전되는 회전 샤프트; 및
    상기 고정 단자부와 인접하게 배치되는 아크 슈트를 포함하고,
    상기 아크 슈트는,
    아크 그리드부;
    서로 이격되며, 일 방향으로 중첩되고, 상기 아크 그리드부의 양측에 각각 결합되며, 상기 프레임부의 외주면에 각각 결합되는 두 개의 사이드 커버부; 및
    상기 두 개의 사이드 커버부 사이에 배치되어 상기 두 개의 사이드 커버부와 각각 결합되되, 상기 프레임부의 외주면과 이격되며, 상기 두 개의 사이드 커버부의 양단을 가로지르는 판 형상으로 형성되는 탑 커버부를 포함하는,
    부하 개폐기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 탑 커버부는,
    중심부를 기준으로 이웃하는 상기 고정 단자부를 향하여 편향된 위치에 탑 커버 홀이 형성되는,
    부하 개폐기.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 아크 슈트는,
    상기 두 개의 사이드 커버부 사이에 배치되어 상기 두 개의 사이드 커버부와 각각 결합되고, 상기 고정 단자부와 상기 아크 그리드부 사이에 배치되며, 그 일 부분이 상기 고정 단자부에 접촉되는 아크 러너(arc runner)를 포함하는,
    부하 개폐기.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 탑 커버부는,
    상기 아크 그리드부와 이웃하는 제1 탑 커버; 및
    상기 제1 탑 커버와 서로 이격되며, 상기 제1 탑 커버에 대하여 상기 프레임부의 방사상 외측에 위치되는 제2 탑 커버를 포함하는,
    아크 슈트.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 탑 커버는,
    중심부를 기준으로 이웃하는 상기 고정 단자부를 향하여 편향된 위치에 제1 탑 커버 홀이 형성되는,
    부하 개폐기.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 탑 커버부는,
    일 방향으로 연장되는 평판으로 형성되는,
    부하 개폐기.
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