KR101123251B1

KR101123251B1 - 에폭시몰드 절연 부하개폐기

Info

Publication number: KR101123251B1
Application number: KR1020100125625A
Authority: KR
Inventors: 최영진
Original assignee: (주)테크프로
Priority date: 2010-12-09
Filing date: 2010-12-09
Publication date: 2012-03-20

Abstract

이 발명의 특징은 주회로 개폐기(520)가 진공인터럽터로 구성되고, 접지회로 푸시로드(570)가 제2 고정접점부(561)와 제2 가동접점부(562) 간에 충분한 오픈 이격거리를 갖도록 충분한 행정거리로 이동가능하며, 접지회로 개폐기(560)가 접지회로 푸시로드의 행정길이가 길어짐에 따라 제2 가동접점부를 케이스의 내부에서 가이드하는 가이드부(563)를 구비하는 것이다. 즉, 이 발명은 접지회로 개폐기의 고정접점부와 가동접점부 간에 충분한 간격으로 이격되는 구조를 가짐을 따라 제품의 안정성을 확보할 수 있는 효과가 있다. 또한, 이 발명은 주회로 개폐기, 주회로 푸시로드, 접지회로 개폐기 및 접지회로 푸시로드 등을 에폭시수지와 같은 절연부재로 사출 형성한 절연 케이스에 조립하여 제작함에 따라 일부 부품의 교체 수리가 가능하다는 장점이 있다.

Description

에폭시몰드 절연 부하개폐기{Polymer Insulated Load Break Switches}

이 발명은 에폭시몰드 절연 부하개폐기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 주회로 개폐기의 소호부는 진공 인터럽터로 구성하고 접지회로 개폐기의 소호부는 고정접점과 가동접점 간에 충분한 간격으로 이격되는 구조로 구성한 에폭시몰드 절연 부하개폐기에 관한 것이다.

일반적으로 발전소에서 대략 20,000V 정도의 전압으로 만들어진 전기는 송전에 적합한 초고압으로 승압된 후 1차 변전소로 송전된다. 1차 변전소로부터 공급된 전력은 가공 배전선과 지중 배전선 등으로 구성된 배전계통을 통하여 각 수용가의 수전설비로 공급되며, 특고압 수용가, 고압수용가 및 각종 옥외설치 변압기를 통하여 저압수용가로 공급된다.

이때, 지중배전선로의 선로구분 및 분기를 목적으로 다회로 개폐기가 사용되며, 이러한 다회로 개폐기는 주로 육불화황(SF₆) 가스를 절연소재로 사용한 소호부를 구비하고 있다. 그런데, 육불화황 가스는 온실효과가 이산화탄소(CO₂)에 비해 23,900여배에 달하기 때문에 현재 전세계적으로 그 사용의 규제가 이루어지고 있어, 소호부로 진공인터럽터(Vacuum interrupter)를 채택한 고전압 부하개폐기의 이용이 늘고 있다.

한편, 진공인터럽터의 둘레에는 절연을 목적으로 에폭시 등으로 형성된 절연하우징이 결합된다. 그런데, 이러한 종래의 고전압 부하개폐기에 있어서는 에폭시 등의 절연부재로 형성된 절연하우징의 내부에 진공인터럽터를 삽입하고, 그 내부에 실리콘 등의 절연 충전재를 충전하여 경화하도록 하고 있어, 충전재의 경화에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다. 특히, 절연하우징의 내부에 충전재를 충전한 상태에서 충전재가 경화될 때까지 보관하여야 하기 때문에 별도의 보관장소를 마련하여야 하는 문제점이 있다.

한편, 상기와 같은 문제점을 보완한 기술로는 특허등록 제860528호가 있다. 특허등록 제860528호에는 메인도체, 주회로 개폐기, 절연도체 및 주회로 푸시로드 등을 포함하는 구성요소를 먼저 조립하고, 이들의 둘레에 절연 및 지지를 위해 에폭시수지와 같은 절연부재로 사출하여 절연 케이스를 구비한 회로개폐유닛을 형성함으로써, 생산 시간을 현저하게 단축시킬 수 있으며 경화를 위해 회로개폐유닛을 별도로 보관할 필요가 없는 고전압 부하개폐기 및 그 제조방법에 대해 공개되어 있다.

또한, 특허등록 제860528호의 고전압 부하개폐기는 주회로 개폐기와 함께 메인도체에 연결되는 접지회로 개폐기를 더 구비하여 주회로의 개폐 기능뿐만 아니라 접지 기능을 모두 수행하도록 구성되어 있다. 한편, 주회로 개폐기와 접지회로 개폐기는 소호부로 진공인터럽터를 각각 채택하고 있다.

도 1은 일반적인 진공 인터럽터의 구성관계를 나타낸 종방향 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 진공인터럽터는 고정 전극(1) 및 고정접점(1a), 가동 전극(2) 및 가동접점(2a), 세라믹(CERAMIC) 절연 용기(5), 고정 전극측 실 컵(SEAL CUP)(3), 가동 전극측 실 컵(4), 주름 관(6) 및 에폭시(EPOXY) 절연체(7)를 포함하여 구성된다.

여기서, 고정접점(1a)은 고정 전극(1)의 일측 단부에 설치되고, 가동접점(2a)은 가동 전극(2)의 일측 단부에 설치된다. 그리고, 가동 전극(2)은 고정 전극(1)에 접근하거나 고정 전극(1)으로부터 멀어지는 축방향(도 1에서 화살표 A방향)으로 이동가능하다. 따라서, 가동접점(2a)은 가동 전극(2)의 축방향(도 1에서 화살표 A방향) 이동에 따라 고정접점(1a)에 접촉하는 위치 또는 고정접점(1a)으로부터 분리되는 위치로 가동 전극(2)과 함께 이동가능하다.

한편, 고정접점(1a)과 가동접점(2a)은 판 형태로 구성되어 13~15mm의 간격을 두고 오픈되도록 구성되어 있다. 그런데, 고정접점(1a)과 가동접점(2a) 간의 오픈 간격이 충분하지 못함에 따라 다음과 같은 문제점 등이 발생하거나 발생할 소지가 있다. 첫째, 고정접점(1a)과 가동접점(2a)을 서로 간에 오픈시키더라도 충전전압으로 인해 고정접점(1a)과 가동접점(2a) 사이에 2차 전압이 그대로 잔류하는 전압유기현상이 발생한다. 둘째, 옆라인의 개폐시에 발생하는 개폐과전압이나 외부조건(낙뢰) 등으로 인한 과전압으로 인해 고정접점(1a)과 가동접점(2a)이 통전되는 문제점이 발생할 수 있다. 셋째, 낙뢰 등으로 인해 진공 인터럽터가 손상되어 진공도가 10^-6토르(torr)에서 10^-2토르까지 낮아질 경우 공기 중에서 보다도 절연성이 낮아짐에 따라 진공 인터럽터의 제기능을 수행하지 못하는 문제점이 발생할 수 있다.

그리고, 특허등록 제860528호를 비롯하여 현재 시설된 고전압 부하개폐기는 메인도체, 주회로 개폐기, 절연도체 및 주회로 푸시로드 등을 포함하는 구성요소들이 이들의 둘레를 감싸는 에폭시수지와 같은 절연부재 또는 실리콘 등의 절연 충전재에 의해 일체형으로 제작된 회로개폐유닛을 구성하고 있다. 즉, 회로개폐유닛을 구성하는 구성요소들이 일체형으로 제작됨에 따라, 일부 구성요소가 제기능을 수행하지 못할 경우 교체 수리가 불가능하다는 단점이 있다.

한편, 현재 주회로 개폐기의 경우에는 125kv에 적합한 안정성을 요구하는 반면에, 접지회로 개폐기의 경우에는 140kv에 적합한 안정성을 요구하고 있는 실정이다. 이렇듯, 접지회로 개폐기에서의 소호부의 기능이 중요시되고 있는 실정이다.

따라서, 이 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 주회로 개폐기의 소호부는 진동 인터럽터로 구성하고 접지회로 개폐기의 소호부는 고정접점과 가동접점 간에 충분한 간격으로 이격되는 구조로 구성함으로써, 제품의 안정성을 확보할 수 있는 에폭시몰드 절연 부하개폐기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 이 발명은 주회로 개폐기, 주회로 푸시로드, 접지회로 개폐기 및 접지회로 푸시로드 등을 에폭시수지와 같은 절연부재로 사출 형성한 절연 케이스에 조립하여 제작함에 따라 일부 부품의 교체 수리가 가능한 에폭시몰드 절연 부하개폐기를 제공하는 데 다른 목적이 있다.

이 발명의 부하개폐기는 제어함과, 주회로 및 접지회로의 개폐를 위한 다수의 회로개폐유닛과 회로개폐유닛의 구동을 위한 조작기구를 구비한 다수의 스위치를 포함한다.

그리고, 이 발명의 회로개폐유닛은 메인도체와, 메인도체의 일측 단부에 연결되는 주회로 개폐기와, 주회로 개폐기의 제1 가동접점부와 연결되는 주회로 푸시로드와, 주회로 개폐기의 제1 고정접점부와 일측 단부가 연결되는 연결도체와, 주회로 개폐기의 일측에서 메인도체와 연결되는 제2 고정접점부를 갖는 접지회로 개폐기와, 접지회로 개폐기의 제2 가동접점부와 연결되는 접지회로 푸시로드와, 주회로 개폐기, 주회로 푸시로드, 접지회로 개폐기 및 접지회로 푸시로드가 각각 배치되는 내부구조를 제공하는 절연 케이스를 포함한다.

이 발명의 특징은 주회로 개폐기가 진공인터럽터를 구비하고, 접지회로 푸시로드가 제2 고정접점부와 제2 가동접점부 간에 충분한 오픈 이격거리를 갖도록 충분한 행정거리로 이동가능하며, 접지회로 개폐기가 접지회로 푸시로드의 행정길이가 길어짐에 따라 제2 가동접점부를 케이스의 내부에서 가이드하는 가이드부를 더 구비하는 것이다.

이 발명의 제2 고정접점부는 제2 가동접점부와 접점시에 제2 가동접점부를 감싸는 형태로 접점을 이루는 튜립형 접점부로 구성될 수 있다. 한편, 이 발명은 제2 고정접점부와 제2 가동접점부 간의 오픈 이격거리를 100mm 이상으로 구성할 수 있다.

이 발명의 케이스는 주회로 푸시로드 및 접지회로 푸시로드의 일단이 각각 노출된 상태로 밀폐하는 덮개를 더 구비하는 것이 바람직하다.

이 발명은 주회로 개폐기의 소호부를 진동 인터럽터로 구성하고 접지회로 개폐기의 소호부를 고정접점과 가동접점 간에 충분한 간격으로 이격되는 구조로 구성함에 따라 제품의 안정성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

또한, 이 발명은 주회로 개폐기, 주회로 푸시로드, 접지회로 개폐기 및 접지회로 푸시로드 등을 에폭시수지와 같은 절연부재로 사출 형성한 절연 케이스에 조립하여 제작함에 따라 일부 부품의 교체 수리가 가능하다는 장점이 있다.

도 1은 일반적인 진공 인터럽터의 구성관계를 나타낸 종방향 단면도이고,
도 2는 이 발명의 한 실시예에 따른 에폭시몰드 절연 부하개폐기의 개략적인 정단면도이고,
도 3은 도 2에 도시된 회로개폐유닛의 구성관계를 도시한 정면도이며,
도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 회로개폐유닛의 측면도 및 평면도이다.

아래에서, 이 발명에 따른 에폭시몰드 절연 부하개폐기의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 이 발명의 한 실시예에 따른 에폭시몰드 절연 부하개폐기의 개략적인 정단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 회로개폐유닛의 구성관계를 도시한 정면도이며, 도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 회로개폐유닛의 측면도 및 평면도이다.

도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 이 실시예에 따른 에폭시몰드 절연 부하개폐기는 제어함(100)과, 주회로 및 접지회로의 개폐를 위한 다수의 회로개폐유닛(500)과 회로개폐유닛(500)의 구동을 위한 조작기구(400)를 구비한 제1 스위치(200a) 내지 제4 스위치(200d)를 포함하여 구성된다.

각 스위치(200a~200d)는 도 3과 같은 3개의 회로개폐유닛(500)과, 회로개폐유닛(500)을 조작하기 위한 조작기구(400)와, 조작기구(400)의 구동력을 회로개폐유닛(500)에 전달하는 동력전달기구(도시안됨)를 구비하고 있다. 한편, 조작기구(400)와 회로개폐유닛(500) 및 동력전달기구는 프레임(300)에 지지되어 있다. 프레임(300)은 수직구간과 수평구간을 구비한 "L"형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 프레임(300)의 수직구간의 전면에는 조작기구(400)가 배치되고, 프레임(300)의 수평구간의 상면에는 동력전달기구가 결합되고 수평구간의 하면에는 회로개폐유닛(500)이 결합될 수 있다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 회로개폐유닛(500)은 메인도체(510)와, 메인도체(510)의 일측 단부에 연결되는 주회로 개폐기(520)와, 주회로 개폐기(520)의 가동접점부(도시안됨)와 연결되는 주회로 푸시로드(530)와, 주회로 개폐기(520)의 고정접점부(도시안됨)와 일측 단부가 연결되는 연결도체(540)와, 주회로 개폐기(520) 및 주회로 푸시로드(530)의 둘레에 위치하며 에폭지수지와 같은 절연부재로 사출 성형하여 제작한 절연 케이스(550)를 갖도록 구성된다.

이 실시예의 절연 케이스(550)는 에폭지수지와 같은 절연부재로 사출 성형하여 제작한 것으로서, 그 내부에 배치될 구성요소들이 안착되어 고정될 수 있는 구조를 갖도록 미리 성형된다. 즉, 이 실시예의 회로개폐유닛(500)은 해당 구성요소들이 그 내부에 안착되어 고정될 수 있는 형태로 절연 케이스(550)를 미리 성형 제작한 후에, 해당 구성요소들을 절연 케이스(550)에 배치 고정한 다음 밀폐하도록 구성된다.

한편, 메인도체(510)의 일측 단부에는 주회로 푸시로드(530) 및 주회로 개폐기(520)가 연결되는 연결부(511)가 형성되어 있으며, 메인도체(510)의 타측 단부는 모선측 또는 부하측과 연결된다. 연결부(511)의 상측에는 일단이 동력전달기구에 연결되는 주회로 푸시로드(530)가 배치되어 있으며, 연결부(511)의 하측에는 주회로 개폐기(520)가 결합되어 있다.

주회로 개폐기(520)는 내부가 진공으로 유지되는 하우징(521)과, 하우징(521)의 내부에 배치되는 고정접점부(도시안됨)와, 하우징(521)의 내부에서 고정접점부와 접촉 및 분리되어 접점의 개폐 작용을 하는 가동접점부(도시안됨)를 갖도록 구성된다. 여기서, 고정접점부에는 연결도체(540)의 일단이 통전 가능하게 연결되어 있다. 즉, 주회로 개폐기(520)는 소호부로 진공인터럽터를 채택하고 있다. 따라서, 주회로 개폐기(520)는 고정접점부와 가동접점부가 판 형태로 구성되며 이들 간의 오픈 이격거리가 13~15mm의 간격을 갖도록 구성된다.

한편, 연결부(511)의 내부에는 접속공이 형성되어 있으며, 접속공의 내부에는 일측 단부가 주회로 개폐기(520)의 가동접점부에 연결되고 타측 단부가 주회로 푸시로드(530)의 하단에 연결되는 가동로드가 삽입되어 있다. 가동로드에는 접속공의 내부와 슬라이딩 접촉되면서 주회로 개폐기(520)가 메인도체(510)와 전기적으로 연결되게 하는 멀티컨택터의 형태로 구현된 접점부재가 결합되어 있다.

이 실시예의 회로개폐유닛(500)은 연결부(511)로부터 소정 거리 이격된 지점에서 접지회로를 개폐할 수 있도록 메인도체(510)에 연결되는 접지회로 개폐기(560)를 더 갖도록 구성된다. 접지회로 개폐기(560)는 절연 케이스(550)의 내부에 일측이 고정 배치되는 고정접점부(561)와, 절연 케이스(550)의 내부에서 일단이 고정접점부(561)와 접촉 및 분리되면서 접점의 개폐 작용을 수행하는 가동접점부(562)를 갖도록 구성된다. 여기서, 접지회로 개폐기(560)의 고정접점부(561)는 연결부(511)에 의해 메인도체(510)와 통전 가능하게 연결되어 있다. 그리고, 접지회로 개폐기(560)의 가동접점부(562)는 동력전달기구와 연결되는 접지회로 푸시로드(570)와 연결되어 구동력을 전달받으며, 가동접점부(562)는 션트에 의해 접지회로에 연결된다.

한편, 접지회로 개폐기(560)는 고정접점부(561)와 가동접점부(562) 간에 충분한 오픈 이격거리를 갖도록 구성된다. 즉, 접지회로 푸시로드(570)가 충분한 행정거리로 이동하면서 고정접점부(561)와 가동접점부(562) 간에 접점 또는 오픈되도록 구성된다. 즉, 절연 케이스(550)를 사출 성형함에 있어서 고정접점부(561)와 가동접점부(562) 간에 충분한 오픈 이격거리를 갖도록 구성한 것이다.

이 실시예에서는 고정접점부(561)와 가동접점부(562) 간의 오픈 이격거리를 100mm 이상으로 구성한 것이다. 또한, 가동접점부(562)와 접점시에 가동접점부(562)를 감싸는 형태로 접점을 이룰 수 있도록 고정접점부(561)를 튜립형 접점부로 구성하고, 접지회로 푸시로드(570)의 행정 길이가 길어짐에 따라 가동접점부(562)를 가이드하는 가이드부(563)를 갖도록 구성된다.

이 실시예의 회로개폐유닛(500)은 상기와 같은 구성요소들을 절연 케이스(550) 내부의 해당 위치에 각각 배치 고정한 다음 밀폐하되, 절연 케이스(550)의 내부로 수분 등이 침투하지 않도록 평판 덮개(551) 또는 주름관 덮개(552)로 밀폐된다. 이때, 덮개(551, 552)에는 동력전달기구와 연결될 수 있게 주회로 푸시로드(530) 및 접지회로 푸시로드(570)의 일단이 각각 노출되어 있다. 한편, 덮개(551, 552)와 푸시로드(530, 570) 간에는 주회로 푸시로드(530) 또는 접지회로 푸시로드(570)가 상하 이동하더라도 절연 케이스(550)의 내부가 외부와 완전 밀폐되는 밀봉부재가 위치하도록 구성된다.

그리고, 절연 케이스(550)는 모선측 또는 부하측과 완전 절연 접속이 가능하게 절두된 원추형상을 가지는 선로부싱부(553)를 메인도체(510)의 단부영역에 가지며, 또한 상 연결 부스바(미도시) 등과 완전 절연 접속이 가능하도록 절두된 원추 형상을 가지는 열반부싱부(554)를 연결도체(540)의 단부영역에 갖도록 구성된다.

이상에서 이 발명의 에폭시몰드 절연 부하개폐기에 대한 기술사항을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 이 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 이 발명을 한정하는 것은 아니다.

또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 이 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않고 첨부한 특허청구범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

100 : 제어함 200a~200d : 스위치
300 : 프레임 400 : 조작기구
500 : 회로개폐유닛 510 : 메인도체
520 : 주회로 개폐기 530 : 주회로 푸시로드
540 : 연결도체 550 : 케이스
560 : 접지회로 개폐기 570 : 접지회로 푸시로드

Claims

제어함과, 주회로 및 접지회로의 개폐를 위한 다수의 회로개폐유닛과 상기 회로개폐유닛의 구동을 위한 조작기구를 구비한 다수의 스위치를 포함하는 부하개폐기에 있어서,
상기 회로개폐유닛은 메인도체와, 상기 메인도체의 일측 단부에 연결되는 주회로 개폐기와, 상기 주회로 개폐기의 제1 가동접점부와 연결되는 주회로 푸시로드와, 상기 주회로 개폐기의 제1 고정접점부와 일측 단부가 연결되는 연결도체와, 상기 주회로 개폐기의 일측에서 상기 메인도체와 연결되는 제2 고정접점부를 갖는 접지회로 개폐기와, 상기 접지회로 개폐기의 제2 가동접점부와 연결되는 접지회로 푸시로드와, 상기 주회로 개폐기, 주회로 푸시로드, 접지회로 개폐기 및 접지회로 푸시로드가 각각 배치되는 내부구조를 제공하는 절연 케이스를 포함하며,
상기 주회로 개폐기는 진공인터럽터를 구비하고,
상기 접지회로 푸시로드는 상기 제2 고정접점부와 상기 제2 가동접점부 간에 충분한 오픈 이격거리를 갖도록 충분한 행정거리로 이동가능하며,
상기 접지회로 개폐기는 상기 접지회로 푸시로드의 행정길이가 길어짐에 따라 상기 제2 가동접점부를 상기 케이스의 내부에서 가이드하는 가이드부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 에폭시몰드 절연 부하개폐기.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 고정접점부는 상기 제2 가동접점부와 접점시에 상기 제2 가동접점부를 감싸는 형태로 접점을 이루는 튜립형 접점부로 구성되는 것을 특징으로 하는 에폭시몰드 절연 부하개폐기.
청구항 2에 있어서,
상기 제2 고정접점부와 상기 제2 가동접점부 간의 오픈 이격거리를 100mm 이상으로 구성한 것을 특징으로 하는 에폭시몰드 절연 부하개폐기.
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 케이스는 상기 주회로 푸시로드 및 상기 접지회로 푸시로드의 일단이 각각 노출된 상태로 밀폐하는 덮개를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 에폭시몰드 절연 부하개폐기.