KR100374239B1

KR100374239B1 - 스위치 기어

Info

Publication number: KR100374239B1
Application number: KR10-2000-0019159A
Authority: KR
Inventors: 이토타니타카유키; 마루야마토시마사; 사토토시후미; 미야모토세이이치; 코바야시미노루
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 1999-04-12
Filing date: 2000-04-12
Publication date: 2003-03-03
Also published as: DE60036148D1; SG99863A1; KR20010020728A; EP1045498B1; CN1270404A; ATE371972T1; DE60036148T2; EP1045498A2; HK1031270A1; CN1146932C; EP1045498A3; TW444216B

Abstract

스위치 기어는 용기를 갖고, 그 용기는 모선측도체(30)와 부하측도체(32)를 분리하고 가동전극(27) 및 고정전극(26)을 가지는 주회로 개폐부(71)와, 부하측도체(32)와 접지된 접지측 도체(33)를 분리하고 가동전극(129) 및 고정전극(128)을 가지는 접지 개폐부(172)를 구비한다. 접지개폐회로(172)의 가동전극(129) 및 고정전극 (128)이 주회로 개폐부(71)의 가동전극(27) 및 고정전극(26) 보다 소형이다.

Description

스위치 기어{SWITCH GEAR}

본 발명은, 모선측 도체와 부하측 도체를 접속 및 분리하는 주회로 개폐부와, 부하측 도체와 접지용 도체를 접속 및 분리하는 접지 개폐부를 일체화한 기능 유니트를 구비하는 스위치 기어에 관한다.

모선을 통해 수신된 전력을 부하들로서 기능을 하는 각종의 부하기기 또는 다른 전기실에 배전하는데 사용되는 스위치 기어는, 접지된 금속 용기(housing)를 구비한다. 이 금속 용기는, 모선과의 접속을 위한 모선측 도체와, 부하에 전력을 전송하기 위한 송전케이블과의 접속을 위한 부하측 도체 등의 접속도체와, 모선측 도체와 부하측 도체 사이를 접속 및 분리하는 주회로개폐기와, 부하측 도체를 접지하기 위한 접지개폐기와, 그리고 감시제어 목적에 필요한 제어기기로 배설되어 구성된다.

이러한 스위치 기어의 하나가 일본 특허공보 28488/1995에 개시되어 있다. 주회로개폐기 및 접지개폐기를 접속도체의 일부와 함께 일체화하여 구성된 기능 유니트를 구비한다. 이 기능 유니트를 상자내에 배치하여, 모선과 송전케이블사이를 접속하기 위한 동작만을 수행한다.

도 13은 이 스위치 기어의 주요부의 구성을 나타내는 평면 단면도이고, 도 14는 주요 구성부를 나타내는 전기적 접속도면이다. 도 13에 나타낸 것과 같이, 이 스위치 기어는, 절연성가스가 봉입되어 있는 금속 용기(1)와, 그 용기(1)의 주변벽면의 일부를 관통하는 송전케이블 접속용의 부싱(2a)과, 그 용기(1)의 주변 벽면의 일부를 관통하는 모선접속용의 부싱(2b)을 구비한다. 이 용기(1) 내부에, 제1의 개폐기(3), 제2의 개폐기(4), 제3의 개폐기(5) 및 진공 아크 소멸실(9)을 배치한 구성으로 되어있다.

부싱(2b)을 통해 미도시된 외부의 모선에 접속된 모선측 분기 도체(6)는, 용기(1)의 주변 벽의 일부에 고착된 절연 지지애자(11)에 의해 지지되어 용기(1)내에 배설되어 있다. 이 모선측 분기 도체(6)는, 진공아크 소멸실(9)의 내부에 구성된 도시하지 않은 개폐장치 및 제1의 개폐기(3)를 통해, 용기(1)의 주변 벽의 일부에 고착된 절연 지지애자(60a)에 고정 지지된 중간도체(6O)에 접속되어 있다. 도체경로는 중간도체(6O)에 의해 2 개의 분기선으로 분기되고, 한쪽의 분기선은 제2의 개폐기(4)를 거쳐 한쪽의 부싱(2a)에 의해 지지된 부하측 도체(2)에 접속되고, 다른쪽의 분기선은 제3의 개폐기(5)를 거쳐 다른쪽의 부싱(2a)에 의해 지지된 다른 부하측 도체(2)에 접속된다. 부하측 도체(2)를 지나서 미도시된 외부의 송전케이블에 분기선이 접속되어 있다.

도 13에는 1상 회로만 나타낸다. 그렇지만, 도 14에 나타낸 것과 같이, 이 스위치 기어는 3상의 회로내에 구성되어 있다. 그러므로, 상기 부싱(2a,2b), 상기제1의 개폐기(3),상기 제2의 개폐기(4), 그리고 상기 제3의 개폐기(5)를 구비하는 회로는 각 상에 대해 구비되어 있다.

각 개폐기(3,4,5)는 절연링크(7) 및 금속링크(8)를 통해 전달되는 미도시된 개별의 조작기기의 동작에 따라서 요동하는 요동전극을 구비하고 있다. 제1의 개폐기(3)는 그 요동전극의 요동위치에 따라서, 폐로위치, 접지위치 및 단로위치로 개폐된다. 상기 폐로위치에서, 진공아크 소멸실(9) 내부의 개폐기의 출력 단자는 상기 중간도체(60)의 대응위치에 설치된 돌출 고정전극에 접속된다. 상기 접지위치에서, 상기 요동전극은 접지도체(10a)에 접속된다. 상기 단로위치는, 폐로위치와접지위치 사이의 중간 위치이고, 상기 고정전극 및 접지도체(10a)에서 떨어져 있다.

유사하게, 제2의 개폐기(4)는, 부하측 도체(2)와, 중간도체(6O)의 대응 위치에 설치된 돌출 고정전극과, 그리고 접지도체(10b)의 사용을 통한 3개의 위치 사이에서, 해당 요동전극의 요동 동작에 의해 개폐된다. 또한, 제3의 개폐기(5)는, 부하측 도체(2)와, 중간도체(6O)의 대응 위치에 설치된 돌출 고정전극과, 그리고 접지도체(10c)의 사용을 통한 3개의 위치 사이에서, 해당 요동 전극의 요동 동작에 의해 개폐된다.

전술한 스위치 기어의 구성은, 모선측 분기 도체(6)와 부하측 도체(2)를 접속 및 분리하는 주회로 개폐부와, 부하측 도체(2)를 접지하기 위한 접지 개폐부가, 접속 도체와 함께 용기(1)의 내부에 배설되어 있다. 모선측 분기 도체(6)를 부싱(2b)을 통해 용기(1)외측에 구성된 모선에 접속하여, 부하측 도체(2)를 부싱(2a)을 통해 용기(1)외측에 구성된 송전케이블에 접속하면 좋다.

이상과 같은 종래의 스위치 기어에서 용기(1)가 접지되어 있기 때문에, 제1,제2, 제3의 개폐기(3,4,5)의 각 충전부와 용기(1) 사이의 전위차가 커져, 지락이 발생하기 쉽다.

모선측 분기 도체(6)와 부하측 도체(2)의 사이에, 제1 및 제2의 개폐기(3,4)또는 제1 및 제3의 개폐기(3,5)가 직렬로 접속된다. 이 개폐기들의 충분한 공간을 확보하기 위해서, 용기(1)의 소형화가 제한되어 있다.

용기(1)는 절연성 가스가 봉입되어 있다. 상기 각 개폐기(3,4,5)에 있어서는, 3 상 회로의 3상들 사이, 요동전극과 접지도체 사이, 그리고 요동전극, 접지도체 및 고정전극 사이에, 절연성 가스의 종류에 해당하는 절연 거리를 확보해야 한다. 이 때문에, 상기 개폐기(3,4,5)가 커져서, 그 개폐기(3,4,5)사이의 충분한 격리거리를 유지하기 위해서 용기의 소형화가 제한된다.

진공아크 소멸실(9)은, 3 상회로의 각 상마다 설치된다. 그 진공아크 소멸실(9)의 충분한 공간을 확보하는데 용기(1)의 소형화가 제한됨에 따라 제품비용이 상승한다.

용기(1)의 내부에 있어 아크단락이 발생한 경우, 용기(1)내에 봉입된 절연성가스가, 아크에너지에 의해 단시간 기간 내에, 고온, 고압이 되는 폭발현상이 일어난다. 이 폭발현상의 발생을 막기 위해서, 상기 용기(1)에는, 방압을 위한 개방부를 설치해야하고, 내부적인 방압이 완료될 때까지 고압에 견디기 위한 충분한 강도가 요구된다. 따라서, 용기(1)의 구조가 복잡화하여, 제품비용이 상승한다.

또한, 본 발명은, 예컨대, 모선측 도체와 부하측 도체를 접속 및 분리하는 주회로 개폐부와, 부하측 도체와 접지측 도체를 접속 및 분리하는 접지 개폐부로 구성된 스위치 기어에 관한다.

모선으로부터 수신된 전력을 각 종의 부하기기 또는 다른 전기실에 배전하기 위해 사용되는 스위치 기어(폐쇄배전반)는 접지된 금속용기를 구비한다. 이 금속용기는, 모선과의 접속을 위한 모선측 도체와 부하와의 접속을 위한 부하측 도체를 접속 및 분리하는 주회로 개폐부와, 부하측 도체와 접지측 도체를 접속 및 분리하기 위한 접지 개폐부와, 감시 제어 목적에 필요한 제어기기 등이 배설되어 있다.

도 16은 스위치 기어의 전기회로도면의 일례를 나타낸다. 이 스위치 기어는, 절연성가스가 봉입된 용기(201)와, 차단기(202)와, 제1의 개폐기(203)와, 제 2의 개폐기(204)와, 그리고 제3의 개폐기(205)를 구비한다.

이 스위치 기어의 부하측 수변전기(receiving-and-transformation)를 보수 및 점검할 때에는, 차단기(202)를 차단한 후, 제1, 제 2 및 제 3의 개폐기(203,204,205)를 개방한다. 그 후, 제1의 개폐기(203)를 동작시켜 모선측 도체(206)와 접지도체(208)를 전기적으로 접속하도록 하여, 모선측 도체(206)를 접지한다. 또한, 제2의 개폐기(204) 및 제3의 개폐기(205)를 동작시켜 부하측 도체(207)와 접지도체(208)를 전기적으로 접속하도록 하여, 부하측 도체(207)를 접지한다. 이들 조작을 통해, 모선 및 부하에서 일어나는 잔류전하 및 유도전류를 접지로 흘려, 전원에서 모선과 부하로의 전원의 재인가를 방지하여, 작업자의 안전을 지킨다.

도 20은 종래의 스위치 기어의 다른 예의 주요부를 나타내는 정면 단면도이다. 이 스위치 기어의 금속용기본체(221)내에는 주회로 개폐부(271)및 접지 개폐부(272)를 가지고 있다. 주회로 개폐부(271)는, 모선측 도체로 동작하는 고정전극 막대(230)에 고정된 고정전극(226)과, 그리고 가동전극 막대(231)에 고정된 가동전극(227)으로 구성된다. 고정전극 막대(230)는, 제1의 금속 밀봉 부착부(239)와, 제1의 세라믹 절연부(222)와, 그리고 제2의 금속 밀봉 부착부(243)를 통해 용기본체(221)에 고정되고 용기본체(221)와 전기적으로 절연되어 있다. 가동전극 막대(231)는, 절연로드(273)를 통해 조작막대(235)에 접속되어 있다. 조작막대(235)는, 주회로 개폐부(271)를 폐로위치, 차단위치 및 개방 위치로 개폐시키는 구동기구에 접속된다. 또한, 조작막대(235)는, 벨로즈(235)를 통해 제 3의 밀봉 부착부(240)에 접속되어 있다. 그 제 3의 밀봉 부착부(240)는, 제 2의 밀봉 부착부(223)와 제 4의 밀봉 부착부(244)를 통해 용기본체(221)와 접속되어 있다.

주회로 개폐부(271)는, 용기본체(221)의 내부적인 기친밀을 벨로즈(234)에 의해 유지하면서 동작할 수 있다. 절연로드(273)는, 절연부(253)와, 이 절연부(253)의 양단에 장착된 쉴드부(254)로 구성되어 있다. 쉴드부(254)는, 절연부(253)와 쉴드부(254) 사이의 접속 경계에서 발생하는 전계를 완화하고, 절연부(253)의 표면을 보호하고, 주회로 개폐부(271)가 도체 경로를 개방 또는 폐쇄할 때에 전극(226,227)으로부터 발생하는 금속 증기로부터 절연부(253) 및 벨로즈(234)를 보호하는 절연부(253)가 장착되어 있다. 아크 쉴드부(237)는, 도체 경로 개폐때에 일어나는 전극(226,227)의 금속증기의 비산을 억제하기 위해, 주회로 개폐부(271)의 주위에 제공되고, 그 제1의 절연부(222)에 고정된다. 주회로 개폐부(271)는, 용기본체(221)와 전기적으로 절연되어 있다. 제 1의 링(247)은, 충전부로 되는 제1의 밀봉 부착부(239)와 제1의 세라믹 절연부(222) 사이의 납땜 접합부 근방에 구성된다. 제 2의 링(249)은, 충전부로 되는 제 2의 밀봉 부착부(243)와 제1의 세라믹 절연부(222) 사이의 납땜 접합부 근방에 구성된다. 제 3의링(250)은, 충전부로 되는 제 3 및 제 4 밀봉 부착부(240, 244)와 제 2의 절연부(223) 사이의 납땜 접합부 근방에 구성된다. 제 1 내지 제 3의 링(247, 249, 250)은 전계완화를 하기 것이다. 제1의 링(247) 및 제 2의 링(249)은, 제 1의 절연부(222)의 내측에 금속증기에 의한 제 1의 절연부(222)의 내벽면의 오손을 억제한다. 제 3의 링(250)은, 제 2의 절연부(223)의 내측에 금속증기에 의한 제 2의 절연부(223)의 내벽면의 오손을 억제한다.

접지 개폐부(272)는, 부하측 도체인 고정전극 막대(232)에 고정된 고정전극(228)과, 접지된 접지측 도체인 가동전극 막대(233)에 고정된 가동전극(229)으로 구성되어 있다. 고정전극 막대(232)는, 제1의 밀봉 부착부(241),제1의 절연부(224) 및 제2의 밀봉 부착부(245)를 통해 용기본체(221)에 고정되어 있다. 가동전극 막대(233)는, 벨로즈(236)를 통해 제3의 밀봉 부착부(242)에 접속되어 있다. 제3의 밀봉 부착부(242)는, 제2의 절연부(225) 및 제4의 밀봉 부착부(246)를 통해 진공용기본체(221)에 접속되어 있다.

접지 개폐부(272)는, 벨로즈(236)에 의해 진공용기본체(221)의 내부적인 기친밀을 유지하면서 동작가능해질 수 있다. 제 1의 링(248)은, 충전부로 되는 제1의 밀봉 부착부(241)와 제 1의 세라믹 절연부(224) 사이의 납땜 접합부의 근방에 설치된다. 제 2의 링(251)은, 충전부로 되는 제 2의 밀봉 부착부(245)와 제 1의 세라믹 절연부(224) 사이의 납땜 접합부의 근방에 설치된다. 제 3의 링(252)은, 충전부로 되는 제 3의 밀봉 부착부(242) 및 제 4의 밀봉 부착부(246)와 제 2의 절연부(225) 와의 납땜 접합부의 근방에 설치된다. 제 1 내지 제 3 링(248, 251, 252)이 전계완화를 위해 설치된다. 제 1의 링(248) 및 제 2의 링(251)은, 제 1의 절연부(224)의 내측에 있어, 금속 증기에 의한 제 1의 절연부(224)의 내벽면의 오손을 억제한다. 제 3의 링(252)은, 제 2의 절연부(225)의 내측에 있어, 금속 증기에 의한 제 2의 절연부(225)의 내벽면의 오손을 억제한다.

주회로 개폐부(271)의 가동전극 막대(231)와 접지 개폐부(272)의 고정전극 막대(233)는 가요성도체(238)를 통해 전기적으로 접속되어 있다. 그리고, 주회로 개폐부(271)가 닫힌 상태, 접지 개폐부(272)가 개방 상태의 경우, 모선으로부터 공급된 전류는 고정전극 막대(230), 가요성도체(238) 및 고정전극 막대(232)를 통하여 부하에 흐른다.

다음에, 상기 구성의 스위치 기어의 동작에 관해서 설명한다.

통상의 운전시에는, 조작막대(235)를 도 20에서 아래 방향으로 이동시켜, 가동전극(227)을 고정전극(226)에 접촉시킨다. 또한, 가동전극 막대(233)를 위 방향으로 이동시켜, 가동전극(229)을 고정전극(228)으로부터 이격시킨다. 모선으로부터 공급된 전원은 고정전극 막대(23O), 가동전극 막대(231), 가요성도체(238) 및 고정전극 막대(232)를 통해 부하측의 각 종 부하기기에 흐른다.

또한, 기기의 보수 및 점검시에, 조작막대(235)를 도 20의 위 방향으로 이동시켜, 가동전극(227)을 고정전극(226)으로부터 차단위치까지 분리하여, 또 개방위치까지 분리한다. 그 후, 도 20에 도시된 가동전극 막대(233)를 아래방향으로 이동시켜, 가동전극(229)을 고정전극(228)에 접촉시킨다. 이 때문에, 접지된 가동전극 막대(233)는 고정전극 막대(232)와 전기적으로 접속되어, 부하의 잔류전하 및 유도전류는, 고정전극 막대(232)와 가동전극 막대(233)를 통하여 접지에 흐르게 된다. 또한, 가동전극(227)은 고정전극(226)와 개방 위치까지 분리되어 있다. 따라서, 모선으로부터 부하인 각 종 부하기기로의 전원공급은 방지되어, 보수 작업자가 안전히 보수를 수행하게 할 수 있다.

상기 구성의 스위치 기어에서, 접지 개폐부(272)의 가동전극(229) 및 고정전극(228)은, 주회로 개폐부(271)의 가동전극(227) 및 고정전극(226)과 동일 크기이고, 스위치 기어 전체가 교대로 대형화된다. 접지 개폐부(272)의 가동전극(229) 및 고정전극(228)은, 예컨대 Cu-W 계 합금으로 구성되어 있고, 스위치 기어 전체가 대형 및 고가로 된다.

본 발명은 이러한 배경을 감안하여 이루어진 것으로, 진공용기를 접지전위로부터 격리시키는 것에 의해 지락의 발생을 감소한 스위치 기어를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 주회로 개폐부 및 접지 개폐부를 하나의 진공용기에 수납함으로써, 종래의 스위치 기어에 비하여 대폭적인 소형화가 가능한 스위치 기어를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 종래의 스위치 기어에 비하여 구성을 단순하게 하여 제품비용을 감소한 스위치 기어를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 진공 중에 주회로 개폐부 및 접지 개폐부를구성함으로써, 아크단락회로가 용기내부에서 발생할 때에도 폭발을 야기하는 일이 없는 스위치 기어를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 스위치 기어의 주요부의 구성을 나타내는 정면 단면도이고,

도 2는 제 1 실시예에 따른 스위치 기어의 주요부의 구성을 나타내는 평면도이고,

도 3은 제 1 실시예에 따른 스위치 기어의 주요부의 구성을 나타내는 측면도이고,

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 스위치 기어의 주요부의 구성을 나타내는 정면 단면도이고,

도 5는 제 2 실시예에 따른 스위치 기어의 주요부의 구성을 나타내는 평면도이고,

도 6은 제 2 실시예에 따른 스위치 기어의 주요부의 구성을 나타내는 측면도이고,

도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 스위치 기어의 주요부의 구성을 나타내는 정면 단면도이고,

도 8은 제 3 실시예에 따른 스위치 기어의 주요부의 구성을 나타내는 측면도이고,

도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 스위치 기어의 주요부의 구성을 나타내는 정면 단면도이고,

도 10은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 스위치 기어의 주요부의 구성을 나타내는 정면 단면도이고,

도 11은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 스위치 기어의 주요부의 구성을 나타내는 정면 단면도이고,

도 12는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 스위치 기어의 주요부의 구성을 나타내는 정면 단면도이고,

도 13은 종래의 스위치 기어의 주요부의 구성을 나타내는 평면 단면도이고,

도 14는 종래의 스위치 기어의 전기적 접속 도면이고,

도 15는 본 발명의 제 8 실시예에 따른 스위치 기어의 주요부를 나타내는 정면 단면도이고,

도 16은 본 발명의 제 9 실시예에 따른 스위치 기어의 주요부를 나타내는 정면 단면도이고,

도 17은 제 10 실시예에 따른 예인 다른 종래의 스위치 기어의 주요부를 나타내는 정면 단면도이고,

도 18은 도 17에 도시된 주요부를 나타내는 분해 사시도이고,

도 19는 종래의 일례의 스위치 기어를 나타내는 전기회로도면이고,

도 20은 종래의 다른 예의 스위치 기어의 주요부를 나타내는 정면 단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1O : 진공용기 20 : 주회로 개폐부

21 : 고정전극 막대 21a : 고정전극

22 : 가동전극 막대 22a : 가동전극

23 : 절연로드 23a : 절연물

23b : 쉴드 24 : 조작막대

26 : 아크쉴드 30 : 접지 개폐부

31 : 고정전극 막대 31a : 고정전극

32 : 가동전극 막대 32a : 가동전극

41a∼44a, 41b∼44b : 밀봉 부착부재

51∼55 : 절연물 51a∼54a, 51b, 53b : 링

61∼63 : 조작부 71,72 : 벨로즈

80 : 가요성 도체 81a, 81b : 도체판

91a : 고정전극 92a : 가동전극

221 : 용기본체 226,326,328 : 고정전극

227,327,329 : 가동전극 230 : 고정전극 막대(모선측 도체)

232 : 고정전극 막대(부하측 도체) 233 : 가동전극 막대(접지측 도체)

281,282 : 자계발생부 472 : 접지 개폐부

따라서, 본 발명은, 모선측 도체 또는 부하측 도체에 접속된 고정전극과 나머지 도체에 접속된 가동전극을 접속 및 분리하는 주회로 개폐부와, 부하측 도체 또는 접지측 도체에 접속된 고정전극과 나머지 도체에 접속된 가동전극을 접속 및 분리하는 접지 개폐부를 수납하되, 접지전위와 전기적으로 절연되어 있는 진공용기를 구비한 스위치 기어를 제공한다.

본 발명에 따른 스위치 기어에 의하면, 진공용기는 접지전위로부터 전기적으로 절연되어 있고, 주회로 개폐부 및 접지 개폐부에 속하는 충전부의 전기적 전위와 그 진공용기 외측의 접지전위 사이의 중간 전위와 동일하다. 진공용기 및 충전부 사이의 전위차와 진공용기와 접지전위 사이의 전위차가 증가하지 않아서, 지락 발생의 위험을 감소시킨다.

또한, 절연성능이 높은 진공중에 주회로 개폐부 및 접지 개폐부를 수납함에 따라서, 구성요소들 사이에 필요한 절연거리를 감소할 수 있다. 그러므로, 본 발명의 스위치 기어는 종래에 비하여 대폭 소형화하는 것이 가능해질 수 있다.

진공용기내에서 아크단락이 발생한 경우에 조차도, 진공용기의 내부에 가스가 존재하지 않기 때문에, 폭발 위험성을 제거하여, 아크단락을 발생하지 않을 것이다.

바람직하게, 주회로 개폐부와 접지 개폐부를 동작시키는 2개의 조작부가 진공용기의 외주면에 병렬로 설치되어 있다.

제 2 실시예에 따른 스위치 기어에 의하면, 주회로 개폐부 및 접지 개폐부의 조작부를 인접하게 배치하여서, 그 조작부들의 구동기구 간의 인터록이 용이하게 할 수 있다.

바람직하게, 주회로 개폐부의 한쌍의 전극이, 주회로 개폐부의 고정부와 진공용기를 전기적으로 절연하기 위한 절연물의 내부에 배치되어 있다.

본 발명에 따른 스위치 기어에 의하면, 주회로 개폐부의 한쌍의 전극을, 절연물의 내부에 수납하여서, 내전압 성능을 향상시킨다. 따라서, 절연물을 크게 할 수 있고, 진공용기를 소형화할 수 있어, 이 때문에 제품비용을 감소할 수 있다.

바람직하게, 주회로 개폐부의 전극 주위에 배치되는 아크쉴드가, 진공용기와 전기적으로 절연되어 있다.

본 발명에 따른 스위치 기어에 의하면, 아크쉴드가 진공용기와 전기적으로 절연되어 있다. 주회로 개폐부의 한쌍의 전극으로부터 아크쉴드로 방전이 발생하는 경우에도, 진공용기가 고전위로 되지 않아서, 스위치 기어의 내전압성능을 향상시킨다.

바람직하게, 스위치 기어는, 주회로 개폐부의 부하측전극에 접속되고 전계완화를 위한 금속 쉴드가 구비된 절연로드와, 주회로 개폐부의 부하측전극 뿐만 아니라 접지 개폐부의 부하측전극을 전기적으로 접속하여, 주회로 개폐부에 근접한 가요성도체의 고정부가 상기 절연로드의 외경 보다 큰 외경을 갖는 가성도체를 구비한다.

본 발명에 따른 스위치 기어에 의하면, 주회로 개폐부에 근접한 가요성도체의 고정부의 외경이, 절연로드의 외경보다 크다. 이 고정부는, 그 절연로드의 쉴드 단부의 전계집중을 완화하여, 주회로 개폐부에서 발생된 금속증기가 절연로드의 절연물 표면에 부착되는 것을 방지한다.

바람직하게, 주회로 개폐부의 절연로드가, 주회로 개폐부의 가동부와 진공용기를 전기적으로 절연하기 위한 절연물내부에 배치되어, 접지 개폐부의 한쌍의 전극이, 접지 개폐부의 가동부와 진공용기를 전기적으로 절연하기 위한 절연물내부에 배치된다.

본 발명에 따른 스위치 기어에 의하면, 절연로드 및 접지 개폐부의 한쌍의 전극이 절연물내부에 배치되기 때문에, 내전압성능을 한층 크게 향상시킨다.

바람직하게, 주회로 개폐부의 부하측전극과 접지 개폐부의 부하측전극을 전기적으로 접속하는 가요성도체의 도중에 개폐가능한 한 쌍의 전극을 설치한다.

본 발명에 따른 스위치 기어에 의하면, 주회로 개폐부 뿐만 아니라 가요성도체의 임의부분에 설치된 한쌍의 전극에 의해서도, 모선과 부하를 접속 및 분리할 수 있어, 스위치 기어의 내전압성능을 한층 더 향상시킬 수 있다.

본 발명은 종래의 스위치 기어의 문제점을 해결하기 위해, 소형화 및 값싼 스위치 기어를 제공하는데 목적이 있다.

이에 따라, 본 발명은, 접지 개폐부의 가동전극 및 고정전극이 주회로 개폐부의 가동전극 및 고정전극보다도 소형인 스위치 기어를 제공한다.

또한, 본 발명은, 단로 개폐부의 가동전극 및 고정전극 그리고 접지 개폐부의 가동전극 및 고정전극이 차단 개폐부의 가동전극 및 고정전극보다도 소형인 스위치 기어를 제공한다.

바람직하게, 접지 개폐부의 가동전극의 배면에 자계발생부가 설치되고, 접지 개폐부의 고정전극의 배면에 자계발생부가 설치된다. 도체 경로가 닫힐 때에, 자계발생부는 그 가동전극 및 고정전극을 서로 흡인하는 자계를 발생한다.

바람직하게, 단로 개폐부의 가동전극 및 고정전극과, 접지 개폐부의 가동전극및 고정전극이, 단일 형상 및 단일 재료로 구성되어 있다.

바람직하게, 주회로 개폐부의 가동전극 및 고정전극은, 접지 개폐부의 가동전극 및 고정전극과 다른 재료로 구성되어 있다.

바람직하게, 차단 개폐부의 가동전극 및 고정전극은, 단로 개폐부의 가동전극및 고정전극, 및 접지 개폐부의 가동전극 및 고정전극과 다른 재질로 구성되어 있다.

바람직하게, 용기는 진공용기이다.

(제 1 실시예)

도 1은 본 발명의 스위치 기어의 제 1 실시예에 따른 주요부의 구성을 나타내는 정면 단면도, 도 2는 도 1의 평면도, 도 3은 도 1의 측면도이다.

도면에 있어서, 참조부호 10은 진공용기이다. 이 진공용기(10)내에는, 주회로 개폐부(2O)와 접지 개폐부(3O)가 수납되어 있다. 주회로 개폐부(2O)는, 모선에접속된 고정전극 막대(21)의 선단에 설치된 고정전극(21a)과, 가동전극 막대(22)의 선단에 설치된 가동전극(22a)으로 이루어지고 있다. 고정전극 막대(21)는 밀봉 부착부재(41a), 절연물(51) 및 밀봉 부착부재(41b)를 통해 진공용기(10)에 고정되고, 진공용기(1O)와 전기적으로 절연되어 있다. 가동전극 막대(22)는, 길이방향에 절연 로드(23)를 통해 조작막대(24)와 접속되어 있다. 이 조작막대(24)는, 주회로 개폐부(2O)를 폐로위치, 차단위치, 단로위치로 개폐시키는 조작부(61)에 접속되어 있다. 조작막대(24)는, 벨로즈(71), 밀봉 부착부재(42a), 절연물(52), 밀봉 부착부재(42b)를 통해 진공용기(10)에 접속되어, 진공용기(10)와 전기적으로 절연되어 있다. 이 조작막대(24)는 진공용기(10)내의 기친밀(air-tight seal)을 유지하면서 동작가능해진다.

그 절연로드(23)는 원주형태의 절연물(23a)과, 길이방향에 보일 때 U 자형의 단면을 각각 갖는 고리모양의 금속 쉴드(23b)로 구성된다. 금속쉴드(23b)는 절연물(23a)의 양단에 고정된다. 그 쉴드(23b)는, 이 쉴드(23b)와 절연물(23a) 사이의 접속경계에서 발생하는 전계를 완화하고, 절연물(23a)의 표면을 보호하고, 그리고 주회로 개폐부(20)의 도체경로 개폐때에 발생하는 금속증기로부터 절연물(23a) 및 상기 벨로즈(71)를 보호하기 위해 절연물(23a)에 고정된다.

주회로 개폐부(20)의 주위에는, 도체 경로 개폐때의 금속증기 비산을 억제하기 위하여 원통형의 아크쉴드(26)가 설정되고, 진공용기(10)에 고정되어 있다. 링(51a)이 밀봉 부착부재(41a)와 절연물(51) 사이의 경계 영역에 설치되고, 링(51b)이 절연물(51)과 밀봉 부착부재(41b) 사이의 경계 영역에 설치되고,링(52a)이 절연물(52)과 밀봉 부착부재(42b) 사이의 경계 영역에 설치된다. 이들 링들(51a, 51b, 52a)은 경계영역에서 발생되는 전계를 완화하여, 또한 절연물(51, 52)의 내면의 금속증기에 의한 오손을 억제하기 위하여 설치된다.

접지 개폐부(30)는, 고정전극 막대(21) 및 가동전극 막대(22)와 평행하게 배설된 고정전극 막대(31) 및 가동전극 막대(32)의 각 선단에 설치되는 고정전극(31a) 및 가동전극(32a)으로 구성된다. 고정전극 막대(31)는 주회로 개폐부(2O)의 가동전극(22 a)측과 동일 측에 배설되고, 가동전극 막대(32)는 주회로 개폐부(2O)의 고정전극(21 a)측과 동일 측에 배설된다. 고정전극 막대(31)는, 밀봉 부착부재(43a), 절연물(53) 및 밀봉 부착부재(43b)를 통해 진공용기(1O)에 고정되어 있고, 진공용기(10)와 전기적으로 절연되어 있다. 이 가동전극 막대(32)는, 접지 개폐부(3O)를 개폐시키기 위한 조작부(62)에 접속되어 있다. 가동전극 막대(32)는, 벨로즈(bellows)(72),밀봉 부착부재(44a), 절연물(54) 및 밀봉 부착부재(44b)를 통해 진공용기(10)에 접속되고, 진공용기(1O)와 전기적으로 절연되어 있다. 이 가동전극 막대(32)는 진공용기(1O) 내의 기친밀을 유지하면서 이동할 수 있다.

링(53a)은 밀봉 부착부재(43a)와 절연물(53) 사이의 경계 영역에 설치되고, 링(53b)은 절연물(53)과 밀봉 부착부재(43b) 사이의 경계 영역에 설치되고, 링(54a)은 절연물(54)과 밀봉 부착부재(44b) 사이의 경계 영역에 설치된다. 이 링들(53a, 53b, 54b)은, 경계 영역에서 발생되는 전계를 완화하여, 절연물(53,54)의 내면의 금속증기에 의한 오손을 억제하기 위해 설치된다.

주회로 개폐부(20)의 가동전극 막대(22)와 접지 개폐부(30)의 고정전극막대(31)는, 변형가능한 가요성도체(80)로 전기적으로 접속되어 있다. 주회로 개폐부(2O)가 닫힌 상태이고 접지 개폐부(30)가 개방 상태인 경우는, 주회로 개폐부(20)의 고정전극 막대(21)와 접지 개폐부(3O)의 고정전극 막대(31) 사이에 전류가 흐른다.

이상과 같이 구성된 스위치 기어에 있어서는, 진공용기(10)가 접지되어 있지 않고, 진공용기의 전위는, 주회로 개폐부(20) 및 접지 개폐부(30)의 충전부의 전위와, 진공용기(10) 외부의 접지전위와의 사이의 중간전위와 같다. 진공용기(10)와 상기 충전부의 사이의 전위차 그리고 진공용기(10)와 상기 접지전위의 사이의 전위차는 증가하지 않아서, 지락의 발생을 감소시킨다.

고절연성 진공내에, 주회로 개폐부(20)와 접지 개폐부(3O)로 구성되어서, 부품들간에 필요한 절연거리를 감소할 수 있다. 그러므로, 종래의 스위치 기어에 비하여 본 발명의 스위치 기어는 대폭적인 소형화가 가능해진다.

진공용기(10)의 내부에 아크단락이 발생한 경우에 있어서도, 진공용기(1O)의 내부에 가스가 존재하지 않으니까, 아크단락으로부터 발생될 폭발의 위험성을 제거한다.

(제 2 실시예)

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 스위치 기어의 주요부의 구성을 나타내는 정면 단면도, 도 5는 도 4의 평면도, 그리고 도 6은 도 4의 측면도이다.

주회로 개폐부(20)를 동작시키기 위한 조작부(61)와 접지 개폐부(30)를 동작시키기위한 조작부(62)는, 진공용기(10)의 외주에 병렬로 부설되어 있다. 조작막대(24)와 가동전극 막대(32)는, 진공용기(10)의 동일측에 서로 병행되어 배치되고, 진공용기(1O)의 동일측면으로부터 돌출되고, 병설된 각 조작부(61, 62)에 접속되어 있다. 주회로 개폐부(2O)의 고정전극 막대(21) 및 접지 개폐부(30)의 고정전극 막대(31)는, 병렬로 배치되어 있고, 조작막대(24)와 가동전극 막대(32)에 대향되어 있다. 고정전극 막대(21) 및 고정전극 막대(31)는, 조작막대(24)와 가동전극 막대(32)가 가 돌출하고 있는 면과 대향하는 측면에서 진공용기(10)의 외부로 돌출된다. 기타, 제 1 실시예와 같은 소자들은 같은 참조부호를 부여하여, 반복된 설명을 생략한다.

이상과 같이 구성된 스위치 기어에 있어서는, 주회로 개폐부(20)의 조작부(61)와 접지 개폐부(30)의 조작부(62)가 서로 인접하게 배치할 수 있기 때문에, 그 조작부(61,62)의 구동기구 사이의 인터록을 간략화할 수 있다.

(제 3 실시예)

도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 스위치 기어의 주요부의 구성을 나타내는 정면 단면도, 도 8은 도 7의 측면도이다.

본 실시예의 스위치 기어에서 링(51b)을 생략하고, 주회로 개폐부(20)의 전극(21a, 22a) 및 아크쉴드(26)가 절연물(51)의 내부에 배치되어 있다. 아크쉴드(26)가, 절연물(51)과 밀봉 부착부재(41b) 사이의 접합 부근에서 발생되는 전계를 완화하기 위해 2 중으로 되어 있다. 기타, 제 2 실시예와 같은 소자들에 관해서는 같은 참조부호를 부여하여, 반복된 설명을 생략한다.

이상과 같이 구성된 스위치 기어에 있어서는, 주회로 개폐부(2O)의 전극(21a, 22a)(한 쌍으로 구성)을 절연물(51)내에서 수납하기 때문에, 진공용기(1O)를 소형화한다. 진공용기(10)를 프레스가공에 의해서 성형하는 경우에는, 쑥 들어간 용기의 깊이가 감소하여, 진공용기(1O)의 제조비용을 감소할 수 있다.

(제 4 실시예)

도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 스위치 기어의 주요부의 구성을 나타내는 정면 단면도이다.

주회로 개폐부(20)의 전극(21a, 22a)의 주위에 설치되어 있는 아크쉴드(26)를 지지하는 지지부재를, 아크쉴드(26)의 외주면 주위에 설치한다. 이 지지부재를 절연물(51)의 중앙부 상에 고정하여, 아크쉴드(26)를 보호한다. 아크쉴드(26)를 진공용기(10)와 전기적으로 절연한다. 기타, 상기 제 3 실시예와 같은 소자들에 관해서는 같은 참조부호를 부여하여, 반복된 설명을 생략한다.

이상과 같이 구성된 스위치 기어에 있어서는, 아크쉴드(26)와 진공용기(10)가 전기적으로 절연되어 있다. 주회로 개폐부(20)의 전극(21a, 22a)에서 아크쉴드(26)로 방전이 발생한 경우에도, 진공용기(10)가 고전위가 되는 것을 억제하여서, 스위치 기어의 내전압 성능을 향상시킨다.

절연물(51)을 2개의 부품으로부터 구성하여, 아크쉴드(26)를 그 부품 사이에끼워 고정할 수 있다.

(제 5 실시예)

도 10은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 스위치 기어의 주요부의 구성을 나타내는 정면 단면도이다.

주회로 개폐부(2O)와 접지 개폐부(3O)를 전기적으로 접속하는 가요성도체(8O)의 판형의 양단부가 한 쌍의 도체판(81a, 81b) 사이에 삽입된다. 그 한 쌍의 도체판(도체판(81a, 81b)으로 구성됨)은 주회로 개폐부(20)에 접속되고, 다른 쌍의 도체판은 접지 개폐부(30)에 접속된다. 이 도체판(81a, 81b)은 절연로드(23)의 외경치수보다 커진다. 이 도체판(81a, 81b)은 절연로드(23)의 쉴드(23b)의 단부의 전계집중을 완화하고, 주회로 개폐부(2O)의 차단때에 일어나는 금속증기가 절연로드(23)의 절연물(23a)의 표면에 부착되는 것을 억제한다. 기타, 제 3 실시예와 같은 소자들에 관해서는 같은 참조부호를 부여하여, 반복된 설명을 생략한다.

이상과 같이 구성된 스위치 기어에 있어서는, 도체판(81a, 81b)을 사용하여, 가요성도체(80)가 가동전극 막대(22)와 고정전극 막대(31)에 접속이 용이하게 되어, 조립의 편이함을 향상시킨다. 도체판(81a, 81b)은, 절연로드(23)의 쉴드(23b) 단부에서 발생되는 전계를 완화하고, 주회로 개폐부(20)의 차단때에 일어나는 금속증기가 절연로드(23)의 절연물(23a)의 표면에 부착되는 것을 억제할 수 있기 때문에, 스위치 기어의 내전압성능을 향상시킨다.

도체판들의 강도를 보강하기 위해서 큰 저항값을 갖는 금속판을 도체판(81a) 또는 도체판(81b)의 강도보강 목적으로 사용해도 좋다.

(제 6 실시예)

도 11은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 스위치 기어의 주요부의 구성을 나타내는 정면 단면도이다.

주회로 개폐부(20)의 절연로드(23)는 절연물(52)의 내부에 배치되어 있다. 또한, 접지 개폐부(3O)의 전극(31a, 32a)은 절연물(54)의 내부에 배치되어 있다. 기타, 제 3 실시예와 같은 소자들에 관해서는 같은 참조부호를 부여하여, 반복된 설명을 생략한다.

이상과 같이 구성된 스위치 기어에 있어서는, 전원-온(on), 차단 또는 단로 상태의 진공용기(10)의 내부로, 접지전위와 충전부가 서로 대향하고 있는 절연로드(23)가 절연물(52) 내에 배치되고, 접지전위와 충전부가 서로 대향하고 있는 접지 개폐부(30)가 절연물(54)내에 배치되어 있다. 따라서, 스위치 기어는 지락 발생의 위험성을 감소시킬 수 있어, 내전압성능이 향상한다.

(제 7 실시예)

도 12는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 스위치 기어의 주요부의 구성을 나타내는 정면 단면도이다.

주회로 개폐부(20)와 접지 개폐부(30)의 사이에, 가동전극(92a) 및고정전극(91a)로 이루어지는 개폐부(90)가 설치된다. 가동전극(92a)은 가동전극 막대(92)의 선단 상에 설치된다. 가동전극 막대(92)의 타단에는, 절연물(93a)과 쉴드(93b)로 이루어지는 절연로드(93)를 통해 조작막대(94)가 접속된다. 조작막대(94)는, 개폐부(9O)를 동작시키기 위한 조작부(63)에 접속된다. 조작막대(94)는, 벨로즈(73), 밀봉 부착부재(46a), 절연물(55) 및 밀봉 부착부재(46b)를 통해 진공용기(10)에 접속되어, 진공용기(1O)와 전기적으로 절연되어 있다. 조작막대(94)는, 진공용기(10)내의 기친밀을 유지하면서 동작할 수 있다. 주회로 개폐부(20)의 가동전극 막대(22)와 개폐부(90)의 가동전극 막대(92)는, 가용성도체(80a)를 통해 전기적으로 접속되어 있다.

고정전극(91a)은 고정전극 막대(91)의 선단에 설치된다. 이 고정전극 막대(91)의 타단은 절연물(95a) 및 쉴드(95b)로 이루어지는 절연 지지(95)를 통해 진공용기(10)에 고정되어 있고, 진공용기(10)와 전기적으로 절연되어 있다. 개폐부(90)의 고정전극 막대(91)와 접지 개폐부(3O)의 고정전극 막대(31)는, 도체(80b)를 통해 전기적으로 접속되어 있다. 기타, 제 3 실시예와 같은 소자들에 관해서는 같은 참조 부호를 부여하여, 반복된 설명을 생략한다.

이상과 같이 구성된 스위치 기어에 있어서는, 스위치 기어가 단로 또는 접지때에, 주회로 개폐부(20)의 전극(21a, 22a) 뿐만 아니라, 개폐부(90)의 전극(91a, 92a )이 개방되어, 내전압성능이 향상한다.

상세히 설명한 바와 같이, 제 1 실시예에 따른 스위치 기어에 의하면, 진공용기가 접지되어 있지 않고, 진공용기의 전위가 주회로 개폐부와 접지 개폐부의 충전부의 전위와, 진공용기의 외부의 접지전위 사이의 중간전위와 같다. 진공용기와 충전부 사이의 전위차와, 진공용기와 상기 접지전위 사이의 전위차는 증가하지 않아서, 지락 발생의 위험성을 감소시킨다.

절연성능이 높은 진공용기내에 주회로 개폐부와 접지 개폐부가 수납되기 때문에, 부품 사이에 필요한 절연거리를 감소할 수 있다. 그래서, 본 발명의 스위치 기어는 종래의 스위치 기어에 비하여 대폭 소형화할 수가 있다.

진공용기의 내부에 아크단락이 발생한 경우에 있어서도, 진공용기의 내부에 가스가 존재하지 않으니까, 아크단락에 의해 일어나는 폭발 위험을 방지한다.

제 2 실시예에 따른 스위치 기어에 의하면, 주회로 개폐부의 조작부와 접지 개폐부의 조작부를 서로 인접하게 배치할 수 있으므로, 그 조작부들의 구동기구 사이의 인터록을 간략화 한다.

제 3 실시예에 따른 스위치 기어에 의하면, 주회로 개폐부의 한 쌍의 전극을 절연물내에서 수납하기 때문에, 내전압성능을 향상시킨다. 따라서, 절연물을 크게 만들 수 있고, 진공용기를 소형화할 수 있다. 진공용기를 프레스가공에 의해서 성형하는 경우에는, 쑥 들어간 용기의 깊이가 감소하여, 진공용기의 제조비용을 감소한다.

제 4 실시예에 따른 스위치 기어에 의하면, 아크쉴드와 진공용기가 전기적으로 절연되어 있다. 주회로 개폐부의 한 쌍의 전극으로부터 아크쉴드로 방전이 발생하는 경우에도, 진공용기가 고전위가 되게 하는 것을 방지하여, 스위치 기어의 내전압성능을 향상시킨다.

제 5 실시예에 따른 스위치 기어에 의하면, 주회로 개폐부에 근접한 가요성도체의 고정부가, 절연로드의 외경보다 크다. 고정부는, 절연로드의 쉴드단부의 전계집중을 완화하여, 주회로 개폐부가 단로될 때에 일어나는 금속증기가 절연로드의 절연물 표면에 부착됨을 방지한다.

제 6 실시예에 따른 스위치 기어에 의하면, 절연로드 및 접지 개폐부의 한 쌍의 전극이 절연물 내부에 배치되기 때문에, 내전압 성능을 한층더 향상시킨다.

제 7 실시예에 따른 스위치 기어에 의하면, 주회로 개폐부의 임의 부분 뿐만 아니라, 가요성도체의 임의 부분에 설치한 한 쌍의 전극에 의해서도, 모선과 부하를 접속 및 분리할 수 있으므로, 내전압성능을 한층더 향상시킨다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하겠다. 도 19 및 도 20에 도시된 소자들과 동일 또는 상당부에 관해서는 동일 참조부호를 부여하여, 그 참조부호를 참조하여 소자들을 설명할 것이다.

(제 8 실시예)

도 15는 본 발명의 제 8 실시예에 따른 스위치 기어의 주요부를 나타내는 정면 단면도이다. 이 스위치 기어의 금속용기본체(221)내에는 주회로 개폐부(271) 및 접지 개폐부(272)가 설치되어 있다. 주회로 개폐부(271)는, 모선측 도체인 고정전극 막대(23O)에 고정된 고정전극(226)과, 가동전극 막대(231)에 고정된 가동전극(227)으로 구성된다. 이 고정전극 막대(23O)는, 제1의 금속 밀봉 부착부(239), 제 1의 세라믹 절연부(222) 및 제2의 금속 밀봉 부착부(243)를 통해용기본체(221)에 고정되고, 용기본체(221)와 전기적으로 절연되어 있다. 가동전극 막대(231)는, 절연로드(273)를 통해 조작막대(235)와 접속되어 있다. 이 조작막대(235)는, 주회로 개폐부(271)를 폐로위치, 차단위치, 단로위치로 개폐시키는 구동기구에 접속된다. 또한, 조작막대(235)는 벨로즈(234)를 통해 제3의 밀봉 부착부(240)에 접속되어 있다. 제3의 밀봉 부착부(24O)는, 제2의 절연부(223)와 제4의 밀봉 부착부(244)를 통해 용기본체(221)에 접속되어 있다.

주회로 개폐부(271)는, 벨로즈(234)에 의해 용기본체(221) 내의 기친밀을 유지하면서 동작할 수 있다. 절연로드(273)는, 절연부(253)와 이 절연부(253)의 양단에 부착된 쉴드부(254)로 구성되어 있다. 쉴드부(254)는, 절연부(253)와 쉴드부(254) 사이의 접속 경계에서 발생하는 전계를 완화하고, 절연부(253)의 표면을 보호하고, 주회로 개폐부(271)의 도체 경로 개폐때에 전극들(226,227)로부터 발생하는 금속증기로부터 절연부(253)와 벨로즈(234)를 보호하기 위한 절연부(253)에 부착된다. 주회로 개폐부(271)의 주위에는, 도체 경로 개폐때에 일어나는 전극들(226,227)의 금속증기의 비산을 억제하기 위해 아크쉴드부(237)가 제1의 절연부(222) 위에 고정되어 있다. 주회로 개폐부(271)는, 용기본체(221)와 전기적으로 절연되어 있다. 제1의 링(247)은, 충전부로 동작되는 제 1의 밀봉 부착부(239)와 제1의 세라믹 절연부(222) 사이의 납땜 접합 부근에 설치되어 있다. 제2의 링(249)은, 충전부로 동작되는 제2의 밀봉 부착부(243)와 제1의 세라믹 절연부(222) 사이의 납땜 접합 부근에 설치되어 있다. 제3의 링(250)은, 충전부로 동작되는 제3 및 제4의 밀봉 부착부(240, 244)와 제 2의 절연부(223) 사이의 납땜접합 부근에 설치되어 있다. 제1 내지 제3의 링(247, 249, 250)은, 전계를 완화하기 위해 제공된다. 제1의 링(247)과 제2의 링(249)은 금속증기에 의한 제1의 절연부(222)의 내벽면의 오손을 억제하기 위해 제1의 절연부(222) 내측에 설치된다. 제3의 링(250)은, 금속증기에 의한 제2의 절연부(223)의 내벽면의 오손을 억제하기 위해 제2의 절연부(223) 내측에 설치된다.

접지 개폐부(272)는, 부하측 도체인 고정전극 막대(232)에 고정된 고정전극(328)과, 접지된 접지측 도체인 가동전극 막대(233)에 고정된 가동전극(329)으로 구성되어 있다. 이 고정전극(328) 및 가동전극(329)은 주회로 개폐부(271)의 고정전극(226) 및 가동전극(227)보다도 소형이다. 고정전극 막대(232)는, 제1의 밀봉 부착부(241),제1의 절연부(224), 제2의 밀봉 부착부(245)를 통해 용기본체(221)에 고정되어 있다. 가동전극 막대(233)는, 벨로즈(236)를 통해 제3의 밀봉 부착부(242)에 접속되어 있다. 제3의 밀봉 부착부(242)는, 제2의 절연부(225) 및 제4의 밀봉 부착부(246)를 통해 진공용기본체(221)에 접속되어 있다.

접지 개폐부(372)는, 벨로즈(236)에 의해 진공용기본체(221) 내의 기친밀을 유지하면서 동작가능해진다. 제1의 링(248)은, 충전부로 동작되는 제1의 밀봉 부착부(241)와 제1의 세라믹 절연부(224) 사이의 납땜 접합 부근에 설치되어 있다. 제2의 링(251)은, 충전부로 동작되는 제2의 밀봉 부착부(245)와 제1의 세라믹 절연부(224) 사이의 납땜 접합 부근에 설치되어 있다. 제3의 링(252)은, 충전부로 동작되는 제3의 밀봉 부착부(242) 및 제4의 밀봉 부착부(246)와 제2의 세라믹 절연부(225) 사이의 납땜 접합 부근에 설치되어 있다. 제1 내지 제3의 링(248, 251,252)은, 전계를 완화하기 위해 설치된다. 제1의 링(248)과 제2의 링(251)은 금속증기에 의한 제1의 절연부(224)의 내벽면의 오손을 억제하기 위해 제1의 절연부(224) 내측에 설치된다. 제3의 링(252)은, 금속증기에 의한 제2의 절연부(225)의 내벽면의 오손을 억제하기 위해 제2의 절연부(225) 내측에 설치된다.

주회로 개폐부(271)의 가동전극 막대(231)와 접지 개폐부(372)의 고정전극 막대(233)는, 가요성도체(238)에 의해 전기적으로 접속된다. 주회로 개폐부(271)가 닫히고 접지 개폐부(372)가 개방인 경우는, 모선측으로부터의 전류가 고정전극 막대(23O), 가요성도체(238) 및 고정전극 막대(232)를 통하여 부하에 흐르게 된다.

용기본체(221)는, 밀봉 부착부(239, 240, 241, 242, 243, 244, 245, 246) 및 절연부(222, 223, 224, 225)가 함께 용기의 구성요소이다. 이 용기는 스위치 기어의 내부가 진공을 유지한다.

상기 구성의 스위치 기어의 동작을 설명하겠다.

통상의 운전시에, 조작막대(235)를 도 15에서 아래 방향으로 이동시켜, 가동전극(227)을 고정전극(226)에 접촉시킨다. 또한, 가동전극 막대(33)를 위 방향으로 이동시켜, 가동전극(329)을 고정전극(328)으로부터 이격시킨다. 모선으로부터 공급된 전원은, 고정전극 막대(230), 가동전극 막대(231), 가요성도체(238) 및 고정전극 막대(232)를 통해 부하의 각 종 부하기기에 배전된다.

기기의 보수 및 점검시에는, 조작막대(235)를 도 15에서 위 방향으로 이동시켜, 가동전극(227)을 고정전극(226)으로부터 차단위치 및 거기에다 단로위치까지 이격시킨다. 그 후, 도 15에 도시된 가동전극 막대(233)를 아래 방향으로 이동시켜, 가동전극(329)을 고정전극(328)에 접촉시킨다. 따라서, 접지된 가동전극 막대(223)와 고정전극 막대(232)가 전기적으로 접속되어, 부하에서의 잔류전하 및 부하에서 일어나는 유도전류는, 고정전극 막대(232)와 가동전극 막대(233)를 통하여 접지에 흐르게 된다. 또한, 가동전극(227)을 고정전극(226)과 단로위치까지 이격되어 있다. 이에 따라서, 모선으로부터 부하로 동작하는 각 종 부하기기로의 전원공급은 방지되어, 보수 작업자는 안전히 보수를 수행할 수 있게 한다.

상기 구성의 스위치 기어에 있어서, 접지 개폐부(372)는, 주회로 개폐부(271)에 필요한 사고전류차단성능 및 부하전류개폐성능이 불필요하다. 이 제 8 실시예에서는, 접지 개폐부(372)의 전술한 특징에 착안하여 접지 개폐부(372)의 고정전극(328)과 가동전극(329)은 주회로 개폐부(271)의 고정전극(226) 및 가동전극(227)보다도 소형화 및 박육화되도록 구성된다. 따라서, 가동전극(329) 및 고정전극(328)을 형성하기 위해 사용된 Cu-W 계 합금의 양이 감소되어, 제조비용이 감소된다. 또한, 접지 개폐부(372)가 소형화됨에 따라서 스위치 기어 전체를 소형화한다. 고정전극(328) 및 가동전극(329)는 지름 또는 두께에 있어서 소형화할 수 있다.

접지 개폐부(372)의 고정전극(328)과 가동전극(329)은, 주회로 개폐부(271)의 고정전극(226)과 가동전극(227)의 경우와 같이, 높은 내용착성능(전극사이의 이격 용이) 및 높은 내전압성능이 요구된다. 그렇지만, 사고전류차단성능 또는 부하전류개폐성능을 갖는 접지 개폐부(372)의 고정전극(328)과 가동전극(329)의 경우는 불필요하다. 이 때문에, 고정전극(226) 및 가동전극(227)에 사용되는 Cu-Cr 계 합금과대조적으로 고정전극(328)과 가동전극(329)은 Cu-W 계 합금이 사용된다.

고절연성 진공속에 주회로 개폐부(271)와 접지 개폐부(372)가 수납되어서, 주회로 개폐부(271)와 접지 개폐부(372) 사이에 필요한 절연거리를 감소할 수 있다. 또한, 진공용기의 내부에 아크단락이 발생한 경우에 있어서도, 진공용기의 내부에 가스가 존재하지 않으니까, 아크단락에 의해 일어나는 폭발 위험을 제거하고, 높은 안전성이 확보된다.

(제 9 실시예)

도 16은 본 발명의 제 9 실시예에 따른 스위치 기어의 주요부를 나타내는 정면 단면도이다. 이 실시예 및 이후의 실시예들의 설명에서는, 제 8 실시예와 관련되어 설명된 구성요소들과는 다른 구성요소들만을 설명하겠다.

이 실시예의 용기내에는, 모선측 도체인 고정전극 막대(230)와 부하측 도체인 고정전극 막대(232)를 이격하여서 도체 경로를 차단하고, 가동전극(327)과 고정전극(326)을 가지는 차단 개폐부(371)와, 차단 개폐부(371)와 가요성도체(238)로 전기적으로 접속되어, 고정전극(326)과 가동전극(327)이 서로 격리된 후에 개방되고, 고정전극(257)과 가동전극(258)을 가지는 단로 개폐부(4OO)와, 그리고 단로 개폐부(4OO)와 도체(268)로 전기적으로 접속되어, 고정전극 막대(232)와 접지된 접지측 도체인 가동전극 막대(233)를 이격시키고, 고정전극(328)과 가동전극(329)을 가지는 접지 개폐부(372)를 구비하고 있다.

단로 개폐부(40O)의 가동전극(258)은 가동전극 막대(275)의 선단에 고정되어있고, 고정전극(257)은 고정전극 막대(274)에 고정되어 있다. 고정전극 막대(274)와 고정전극 막대(232)는, 도체(268)을 통해 전기적으로 접속되어 있다. 고정전극 막대(274)는, 절연 지지부(265)를 통해 용기본체(221)에 고정되어 있다. 절연 지지부(265)는, 원주형의 절연부(266)와, 그 절연부(266)의 양단에 고정된 전계완화쉴드부(267)로 구성된다. 가동전극 막대(275)는, 차단 개폐부(371)의 가동전극 막대(231)와 동일한 지지구조로 용기본체(221)에 고정되어 있다. 이 지지구조 및 그 주변구조는 차단 개폐부(371)의 가동전극 막대(231)를 지지하는 구조 및 그 주변구조와 동일한다. 이에 따라서, 동일 참조부호를 그 구조에 부여하여, 그 설명은 생략한다.

단로 개폐부(4OO)의 고정전극(257) 및 가동전극(258)은, 단로 기능을 가지고, 접지 개폐부(372)의 고정전극(328) 및 가동전극(339)과 동일하고, 왜냐하면 이 전극들은 사고전류차단성능 및 부하전류개폐성능이 불필요 하기 때문이다. 또한, 접지 개폐부(372)의 고정전극(328) 및 가동전극(329)과 동일한 전극이 고정전극(257) 및 가동전극(258)로서 사용되고 있다.

기기의 보수 및 점검시에는, 조작막대(235)를 도 16에서 윗 방향으로 이동시켜, 가동전극(327)을 고정전극(326)으로부터 차단위치까지 이격시킨다. 가동전극 막대(275)에 연결된 조작막대(235)를 도 16에서 위 방향으로 이동시켜, 단로 개폐부(4O0)의 가동전극(275)을 고정전극(257)으로부터 단로위치까지 이격시킨다. 그 후, 도 16에 도시된 가동전극 막대(233)를 아래 방향으로 이동시켜, 가동전극(329)을 고정전극(328)에 접촉시킨다. 따라서, 접지된 가동전극 막대(233)와 고정전극막대(232)를 전기적으로 접속하여서, 부하의 잔류전하 및 유도전류는 고정전극 막대(232) 및 가동전극 막대(233)를 통하여 접지에 흐르게 된다. 또한, 모선측 도체인 고정전극(230)과 부하측 도체인 고정전극 막대(232)는 가동전극(258)과 고정전극(257)이 이격되는 결과로서 단로되어, 모선으로부터 각 종 부하기기로의 전원공급은 방지되어, 보수 작업자는 안전하게 보수를 수행할 수 있다.

본 실시예에서는, 스위치 기어가 단로 또는 접지일 때에, 단로 개폐부(4OO)의 고정전극(257)과 가동전극(258)이 개방상태에 있다. 차단 개폐부(371)의 고정전극(326)과 가동전극(327) 사이의 갭(gap)과 고정전극(257)과 가동전극(258) 사이의 갭으로 스위치 기어의 내전압성능을 얻기 때문에, 스위치 기어의 내전압성능을 향상시킨다. 또한, 단로 개폐부(4OO)의 고정전극(257)과 가동전극(258)은, 접지 개폐부(372)의 고정전극(328)과 가동전극(329)의 경우와 같이, 차단 개폐부(371)에 필요한 사고전류차단성능 또는 부하전류개폐성능이 불필요하다. 이 때문에, 단로 개폐부(400)의 고정전극(257)과 가동전극(258) 뿐만 아니라, 접지 개폐부(372)의 고정전극(328)과 가동전극(329)을 위해 형성된 공통전극으로 사용할 수 있다.

(제 10 실시예)

도 17은 제 10 실시예에 따른 다른 종래 스위치 기어 일 예의 주요부를 나타내는 정면 단면도이고, 도 18은 도 17에 도시된 주요부를 나타내는 분해 사시도이다.

본 실시예에서는, 접지 개폐부(472)의 고정전극(328)의 배면에는 고정전극막대(232)의 축선방향에 자계를 발생시키는 자계발생부(281)가 고정되어 있다. 또한, 접지 개폐부(472)의 가동전극(329)의 배면에는 가동전극 막대(233)의 축선방향에 자계를 발생시키는 자계발생부(282)가 고정되어 있다.

접지 개폐부(472)가 접지 및 닫힐 때에, 가동전극(329)이 고정전극(328)에 접촉하는 방향의 외부압력이 부족된 경우는, 고정전극(328)과 가동전극(329)이 서로 접촉한 후에, 고정전극(328)과 가동전극(329) 사이에 작용하는 반발력에 의해, 고정전극(328)과 가동전극(329)의 사이에서 갭이 생겨 아크가 발생한다. 이 작용에 의해서 고정전극(328)과 가동전극(329)이 금속증기가 비산한다. 따라서, 이 아크에 의한 고정전극(328)과 가동전극(329)의 용융 면적이 증대한다. 따라서, 접지 개폐부(472)를 개방시키기 위해서 가동전극 막대(233)에는 큰 분리력이 필요해야 된다.

이 아크의 발생을 막기 위해서, 고정전극(328)과 가동전극(329)이 서로 접촉한 후, 갭이 생기지 않도록 충분한 외부 압력이 필요해야 한다. 외부 압력의 증대는 가동전극 막대(233)에 연결된 구동기구의 강도 보강이 필요해져서, 수동조작의 부하가 증가한다.

본 실시예에서는, 접지 개폐부(472)가 접지 및 닫힐 때에, 고정전극 막대(232)로부터 접지 개폐부(272)를 통해 가동전극 막대(233)에 전류가 흐른다. 이때, 이 전류는 자계발생부(281, 282)를 통해 흐른다. 이 자계발생부(281, 282)를 통해 흐르는 전류 때문에 발생하는 자계에 의해 고정전극(328)과 가동전극(329)이 서로 흡인되어, 고정전극(328)과 가동전극(329) 사이의 갭이 생기는 것을 억제한다. 따라서, 고정전극(328)과 가동전극(329)이 서로 접촉한 후에 아크에 의해서 일어나는 고정전극(328)과 가동전극(329)의 금속증기가 비산하는 것이 억제된다. 또한, 아크에 의해 용융되는 전극의 양이 감소하여, 접지 개폐부(472)의 개방을 작은 힘으로 가능하게 한다. 따라서, 접지 개폐부(472)를 구동하는 기구를 소형화할 수 있다.

이상 설명한 것처럼, 본 발명의 스위치 기어에 의하면, 접지 개폐부의 가동전극 및 고정전극이 주회로 개폐부의 가동전극 및 고정전극보다도 소형이다. 따라서, 스위치 기어 전체를 소형화할 수 있고, 또한 그 비용을 감소할 수 있다.

또한, 본 발명의 스위치 기어에 의하면, 단로 개폐부의 가동전극 및 고정전극, 및 접지 개폐부의 가동전극 및 고정전극이 차단 개폐부의 가동전극 및 고정전극보다도 소형이다. 따라서, 스위치 기어 전체를 소형화할 수 있고, 또한 그 비용을 감소할 수 있다.

또한, 본 발명의 스위치 기어에 의하면, 접지 개폐부의 가동전극의 배면에 자계발생부가 설치되고, 접지 개폐부의 고정전극의 배면에 자계발생부가 설치된다. 도체 경로가 닫힐 때에, 그 자계발생부가, 가동전극과 고정전극이 서로 흡인하도록 자계를 발생한다. 따라서, 고정전극과 가동전극이 서로 접촉한 후에 아크에 의해서 일어나는 고정전극과 가동전극의 금속증기가 비산하는 것이 억제된다. 그 위에, 아크에 의해 용융된 전극의 양이 감소하여, 접지 개폐부를 작은 힘으로 개방할 수 있다. 따라서, 접지 개폐부의 구동기구를 소형화할 수 있다.

또한, 본 발명의 스위치 기어에 의하면, 단로 개폐부의 가동전극 및 고정전극과, 접지 개폐부의 가동전극 및 고정전극은 동일 형상 및 동일재료로 구성되어 있다. 그러므로, 단로 개폐부의 가동전극 및 고정전극 뿐만 아니라, 접지 개폐부의 가동전극 및 고정전극을 공통전극으로 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 스위치 기어에 의하면, 주회로 개폐부의 가동전극 및 고정전극의 재료는, 사고전류차단성능, 부하전류개폐성능, 내용착성능 및 내전압성능이 뛰어난 재료를 선택할 수 있다. 접지 개폐부의 가동전극 및 고정전극의 재료는, 내용착성능 및 내전압성능이 뛰어난 재료를 선택할 수 있다.

또한, 본 발명의 스위치 기어에 의하면, 차단 개폐부의 가동전극 및 고정전극의 재료는, 사고전류차단성능, 부하전류개폐성능, 내용착성능 및 내전압성능이 뛰어난 재료를 선택할 수 있다. 단로 개폐부의 가동전극 및 고정전극의 재료 뿐만 아니라, 접지 개폐부의 가동전극 및 고정전극의 재료는, 내용착성능 및 내전압성능이 뛰어난 재료를 선택할 수 있다.

또한, 본 발명의 스위치 기어에 의하면, 용기는 진공용기이다. 따라서, 아크단락에 의해 일어나는 가스 팽창 폭발을 방지할 수 있어, 안전성을 증대할 수 있다.

Claims

접지전위와 전기적으로 절연되는 진공용기 내에,

모선측 도체 또는 부하측 도체에 접속된 고정전극과 나머지 도체에 접속된 가동전극의 사이를 접속 및 분리하는 주회로 개폐부와,

부하측 도체 또는 접지도체에 접속된 고정전극과 나머지 도체에 접속된 가동전극의 사이를 접속 및 분리하는 접지 개폐부를 구비한 것을 특징으로 하는 스위치 기어.
모선측 도체와 부하측 도체를 이격시키고, 가동전극 및 고정전극을 구비한 주회로 개폐부와,

부하측 도체와 접지된 접지측 도체를 이격시키고, 가동전극 및 고정전극을 갖는 접지 개폐부가 수납되는 용기를 구비하고,

상기 접지 개폐부의 가동전극 및 고정전극이 상기 주회로 개폐부의 가동전극 및 고정전극보다 소형인 것을 특징으로 하는 스위치 기어.
모선측 도체와 부하측 도체를 이격시키고, 가동전극 및 고정전극을 구비한 차단 개폐부와,

상기 차단 개폐부와 도체로 전기적으로 접속되고, 상기 가동전극과 상기 고정전극이 서로 이격된 후 개방되고, 가동전극 및 고정전극을 가지는 단로 개폐부와,

상기 단로 개폐부와 전기적으로 접속되고, 상기 부하측 도체 및 접지된 접지측 도체를 이격시키고, 가동전극 및 고정전극을 가지는 접지 개폐부가 수납되는 용기를 포함하고,

상기 단로 개폐부의 상기 가동전극 및 상기 고정전극 및 상기 접지 개폐부의 상기 가동전극 및 상기 고정전극이, 상기 차단 개폐부의 상기 가동전극 및 상기 고정전극보다 소형인 것을 특징으로 하는 스위치 기어.