KR101268309B1 - 진공 인터럽터용 전극 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 진공 차단기용 전극 및 그 전극을 이용하는 진공 차단기에 관한 것이다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 진공 차단기용 전극은 접촉대의 일측 단부표면에서 상기 접촉대의 타측 단부표면을 향하여 접촉단부판과 소정의 경사를 이루며 연장되는 복수의 메인 슬릿; 및 상기 복수의 메인 슬릿 중 이웃하는 메인 슬릿 사이에 형성되는 적어도 하나의 보조 슬릿을 포함하고, 상기 보조 슬릿의 일단은 상기 이웃하는 메인 슬릿 중 제 1 메인 슬릿을 향하고, 타단은 상기 이웃하는 메인 슬릿 중 제 2 메인 슬릿을 향하는 것에 의해, 상기 이웃하는 메인 슬릿 사이에서 상기 접촉대의 원주 방향의 전류 경로를 형성하는 것을 특징으로 한다.

Description

진공 인터럽터용 전극{ELECTRODE FOR VACUUM INTERRUPTER}
본 발명은 진공 인터럽터용 전극에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보조 슬릿에 의해 아크 제어 성능이 우수하고, 슬릿 보강 부재에 의해 기계적 강도가 향상된 진공 인터럽터용 전극에 관한 것이다.
진공 차단기(Vacuum Circuit Breaker: VCB)는 진공을 절연매질로 사용하여 고장전류를 신속하게 자동으로 차단시켜 전력계통 및 계통내의 주요 기기들을 보호할 책무를 가진다. 진공 차단기 내의 전류차단부인 진공 인터럽터(Vacuum Interrupter: VI)는 전극의 간극(gap distance)에서 발생되는 아크 플라즈마(arc plasma)를 진공 중으로 급속하게 확산시키므로 전극 표면에 주입되는 아크에너지를 최소화시켜 신속하게 아크를 소호하는 전극 구조체로서 진공차단기의 핵심 부품이다. 그리고, 진공 차단기는 다른 종류의 차단기에 비해 차단성능, 안전성 및 신뢰성이 우수하고 소형, 경량의 장점을 가지고 있기 때문에 현재 배전 전압급의 개폐장치에 널리 보급되어 사용되고 있다.
최근 산업의 급격한 발전과 더불어 전력수요의 증대 및 계통부하의 급증으로 인하여 전력설비가 대용량화되고 있는 추세이다. 따라서, 차단기의 전류 차단용량 증대 및 여러 가지 성능 개선을 위한 연구개발의 필요성이 요구 되어지고 있다.
진공차단기의 성능을 향상시키기 위해서는 진공 인터럽터에서 아크를 효과적으로 제어하는 기술을 이용하여 전류차단 용량을 증대시킬 필요가 있다.
진공 차단기는 사고전류를 차단하는 목적을 가지고 있기 때문에 대전류 차단 성능은 진공 인터럽터 설계에 있어 매우 중요한 요소이다. 대전류 차단용량을 증대시키기 위해서는 전극 간극에서 발생되는 아크 플라즈마를 자계(magnetic field)를 이용하여 제어하는 방법이 매우 효과적이다. 여러가지 방법이 개발되어 사용되고 있으나 진공 인터럽터의 전극 간극에 형성되는 아크와 평행한 종자계(axial magnetic field: AMF)를 발생시켜 아크에너지가 접점 표면에 균일하게 분포할 수 있도록 설계된 종자계형 진공 인터럽터가 대전류 차단용량 증대 및 소형화에 매우 유리하다.
이하, 첨부된 도 1 및 도 2를 참조하여 종래기술에 따른 종자계 방식의 전극에 대하여 설명한다. 도 1은 종래기술에 따른 종자계 방식의 진공 인터럽터용 전극의 정면도를 나타낸다. 도 2는 도 1의 전극의 단면도를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 전극(1)은 접촉대(10) 측면에 복수의 제 1 슬릿(11), 복수의 제 2 슬릿(12)을 구비한다. 그리고, 제 1 슬릿(11)간, 제 1 슬릿(11)과 제 2 슬릿(12)간, 및 제 2 슬릿(12) 간의 전류 패스에 의해, 원주 방향의 전류를 유도한다. 그리고, 유도된 원주 방향의 전류(i)에 의해 아크에 평행한 종자계(B)를 형성한다. 그리고, 이와 같은 구조에서, 제 1 슬릿(11)과 제 2 슬릿(12) 사이에 슬릿이 형성되지 않은 영역(13)에 의해 기계적 강도가 보강된다.
그리고, 도 2를 참조하면, 접촉대(10)와 소정 간격 이격되어, 원통형의 보강부재(14)가 설치된다. 보강부재(14)에 의해, 접촉대(10)의 기계적 강도가 보강된다.
다만, 위와 같은 전극(1)은 종자계(B)를 형성하는 전류(i)와 반대방향의 전류(i1)가 상당히 발생한다. 그리고, 이에 의해, 종자계(B)가 감쇄하므로, 차단기의 아크 제어 성능을 저하시킨다는 문제점이 있었다.
또한, 제 1 슬릿(11)과 제 2 슬릿(12) 사이에 슬릿이 형성되지 않은 영역(13)에 의해 보강되는 기계적 강도는 매우 미약하다는 문제점이 있었다.
한국등록특허 제0496659호(가부시키 가이샤 메이덴샤) 2005.06.13
이에, 본 발명은 슬릿 구조를 가지는 종자계 방식에서, 종자계를 형성하는 전류와 반대 방향의 전류 발생을 최소화하고, 유도되는 종자계를 최대화할 수 있는 진공 인터럽터용 전극을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은 종자계의 유도를 최대화하면서, 접촉대의 강도를 개선할 수 있는 진공 인터럽터용 전극을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시예에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 진공 차단기용 전극은 접촉대의 일측 단부표면에서 상기 접촉대의 타측 단부표면을 향하여 접촉단부판과 소정의 경사를 이루며 연장되는 복수의 메인 슬릿; 및 상기 복수의 메인 슬릿 중 이웃하는 메인 슬릿 사이에 형성되는 적어도 하나의 보조 슬릿을 포함하고, 상기 보조 슬릿의 일단은 상기 이웃하는 메인 슬릿 중 제 1 메인 슬릿을 향하고, 타단은 상기 이웃하는 메인 슬릿 중 제 2 메인 슬릿을 향하는 것에 의해, 상기 이웃하는 메인 슬릿 사이에서 상기 접촉대의 원주 방향의 전류 경로를 형성하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 보조 슬릿은 상기 이웃하는 메인 슬릿과 이격될 수 있다.
그리고, 상기 보조 슬릿은 상기 접촉단부판과 형성하는 경사각이 상기 메인 슬릿과 상기 접촉단부판 사이의 경사각 보다 작은 영역을 적어도 하나 포함할 수 있다.
또한, 상기 이웃하는 메인 슬릿 사이에 복수의 보조 슬릿이 상호 평행하게 배열될 수 있다.
또한, 상기 접촉대의 내주면과 소정 간격 이격되어 설치되는 메인 보강부재; 및 상기 접촉대의 내주면과 상기 메인 보강부재 사이에서 상기 접촉대의 축방향에 대하여 상기 접촉대의 기계적 강도를 보강하도록 설치된 슬릿 보강부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 슬릿 보강부재의 일면은 상기 접촉대의 내주면에 밀착 고정될 수 있다.
또한, 상기 슬릿 보강부재는 상기 접촉대 보다 전도율이 낮을 수 있다.
또한, 상기 보조 슬릿은 이웃하는 메인 슬릿 간에 간헐적으로 형성되고, 상기 간헐적으로 형성된 보조 슬릿은 동일한 방위각으로 이격되어 배치될 수 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 진공 차단기는 한 쌍의 전극이 진공통 내에서 전기적으로 단락 또는 개방되도록 설치되고, 상기 한 쌍의 전극 중 적어도 하나는 접촉대의 일측 단부표면에서 상기 접촉대의 타측 단부표면을 향하여 접촉단부판과 소정의 경사를 이루며 연장되는 복수의 메인 슬릿; 및 상기 복수의 메인 슬릿 중 이웃하는 메인 슬릿 사이에 형성되는 적어도 하나의 보조 슬릿을 포함하고, 상기 보조 슬릿의 일단은 상기 이웃하는 메인 슬릿 중 제 1 메인 슬릿을 향하고, 타단은 상기 이웃하는 메인 슬릿 중 제 2 메인 슬릿을 향하는 것에 의해, 상기 이웃하는 메인 슬릿 사이에서 상기 접촉대의 원주 방향의 전류 경로를 형성하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 보조 슬릿은 상기 이웃하는 메인 슬릿과 이격될 수 있다.
그리고, 상기 보조 슬릿은 상기 접촉단부판과 형성하는 경사각이 상기 메인 슬릿과 상기 접촉단부판 사이의 경사각 보다 작은 영역을 적어도 하나 포함할 수 있다.
또한, 상기 이웃하는 메인 슬릿 사이에 복수의 보조 슬릿이 상호 평행하게 배열될 수 있다.
또한, 상기 접촉대의 내주면과 소정 간격 이격되어 설치되는 메인 보강부재; 및 상기 접촉대의 내주면과 상기 메인 보강부재 사이에서 상기 접촉대의 축방향에 대하여 상기 접촉대의 기계적 강도를 보강하도록 설치된 슬릿 보강부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 슬릿 보강부재의 일면은 상기 접촉대의 내주면에 밀착 고정될 수 있다.
또한, 상기 슬릿 보강부재는 상기 접촉대 보다 전도율이 낮을 수 있다.
또한, 상기 보조 슬릿은 이웃하는 메인 슬릿 간에 간헐적으로 형성되고, 상기 간헐적으로 형성된 보조 슬릿은 동일한 방위각으로 이격되어 배치될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 접촉대의 측면에 형성된 보조 슬릿에 의해, 종자계를 형성하는 전류와 반대 방향의 전류 발생을 최소화하고, 유도되는 종자계를 최대화할 수 있다.
그리고, 본 발명은 종자계의 유도를 최대화함과 동시에, 접촉대 측면에 밀착 고정되는 슬릿 보강부재에 의해 접촉대의 강도를 개선할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 종자계 방식의 진공 인터럽터용 전극의 정면도를 나타낸다.
도 2는 도 1의 전극의 단면도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 진공 인터럽터용 전극의 정면도를 나타낸다.
도 4는 도 3의 진공 인터럽터용 전극의 단면도를 나타낸다.
도 5는 도 3의 전극에서 접점이 제거된 상태에서의 평면도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 진공 인터럽터용 전극의 정면도를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 접점이 제거된 상태에서의 진공 인터럽터용 전극의 평면도를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 진공 차단기의 개략도를 나타낸다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도 3 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전극에 대하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 진공 인터럽터용 전극의 정면도를 나타낸다. 도 4는 도 3의 전극의 단면도를 나타낸다. 도 5는 도 3의 전극에서 접점이 제거된 상태에서의 평면도를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 전극(100)은 축(110) 상에 고정된 접촉단부판(120) 상에 접촉대(130)가 고정된다. 그리고, 접촉대(130)의 일측 단부표면(133) 상에 접점(140)이 고정된다. 여기서, 전극(100)이 고정전극인 경우 축(110)은 고정축이며, 전극(100)이 가동전극인 경우 축(110)은 이동축일 수 있다. 여기서, 접촉 단부판(120)과 접촉대(130)는 일체로 형성될 수 있다. 그리고, 접촉대(130)와 접점(140)은 일체로 형성될 수 있다. 본 발명이 접점(140)의 형상을 제한하지는 않는다. 예를 들어, 접점(140) 상에 와전류에 의한 영향을 최소화하도록 슬릿이 형성될 수도 있다. 그리고, 그 슬릿은 후술하는 메인 슬릿(131)과 대응되도록 방사형으로 형성될 수 있다.
접촉대(130)는 메인 슬릿(131)과 보조 슬릿(132)을 포함할 수 있다.
메인 슬릿(131)은 접촉대(130)의 일측 단부표면(133)에서 타측 단부표면(134)을 향하여 연장 형성될 수 있다. 메인 슬릿(131)은 복수개로 형성될 수 있다. 복수의 메인 슬릿(131)은 상호 평행할 수 있다. 여기서, 메인 슬릿(131)은 타측 단부표면(134)까지 연장될 수 있다. 메인 슬릿(131)은 접촉 단부판(120)과 소정의 경사각(α)을 형성할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 달리, 메인 슬릿(131)은 완만한 곡면을 가질 수도 있고 계단형으로 형성될 수도 있다. 본 발명이 메인 슬릿(131)의 형상을 제한하는 것은 아니며, 메인 슬릿(131)이 접촉대(130)의 일측 단부표면(133)에서 타측 단부표면(134) 사이에서 접촉 단부판(120)과 소정의 경사각(α)을 가지는 전류(i)를 유도할 수 있는 한 본 발명의 범위에 속할 수 있다. 참고로, 접촉 단부판(120)과 소정의 경사각(α)을 가지는 전류(i)에 의해 종자계(B)가 유도될 수 있다.
보조 슬릿(132)은 이웃하는 메인 슬릿(131) 사이에 적어도 하나 형성될 수 있다. 여기서, 보조 슬릿(132)의 일단은 이웃하는 메인 슬릿 중 제 1 메인 슬릿을 향하고, 타단은 이웃하는 메인 슬릿 중 제 2 메인 슬릿을 향할 수 있다. 그리고, 보조 슬릿(132)의 단부와 메인 슬릿(131) 간에 전류가 흐를 수 있도록, 보조 슬릿(132)은 이웃하는 메인 슬릿(131)과 이격될 수 있다. 보조 슬릿(132)은 이웃하는 메인 슬릿(131) 사이에 복수 개로 배치되며, 그 복수 개의 보조 슬릿(132)은 상호 평행할 수 있다. 그리고, 일부 이웃하는 메인 슬릿(131) 간에는 보조 슬릿(132)이 형성되지 않을 수 있다. 즉, 보조 슬릿(132)은 메인 슬릿(131) 간에서 간헐적으로 배치될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 메인 슬릿 내지 제 6 메인 슬릿이 순차로 형성되는 경우, 제 1 메인 슬릿과 제 2 메인 슬릿 간에는 보조 슬릿이 형성되고, 제 2 메인 슬릿과 제 3 메인 슬릿 간에는 보조 슬릿이 형성되지 않으며, 제 3 메인 슬릿과 제 4 메인 슬릿 간에는 보조 슬릿이 형성되고, 제 4 메인 슬릿과 제 5 메인 슬릿 간에는 보조 슬릿이 형성되지 않으며, 제 5 메인 슬릿과 제 6 메인 슬릿 간에는 보조 슬릿이 형성될 수 있다. 또는, 제 1 메인 슬릿과 제 2 메인 슬릿 간과 제 4 메인 슬릿과 제 5 메인 슬릿 간에 만 보조 슬릿이 형성될 수도 있다. 메인 슬릿(131)과 보조 슬릿(132)의 단부 사이의 좁은 폭에 의해, 열이 발생할 수 있다. 따라서, 원하는 아크 제어 성능을 얻는 범위에서 보조 슬릿(132)의 수를 최소화하는 것이 바람직하다. 보조 슬릿(132)이 간헐적으로 배치될 때, 접점(140) 상에 균일한 자계가 형성되도록, 보조 슬릿(132)은 접촉대(130) 대 상에서 동일한 방위각으로 이격될 수 있다. 즉, 접촉대(130)의 원주 방향으로 동일한 각도로 이격되어 보조 슬릿(132)이 위치할 수 있다. 복수의 보조 슬릿(132)는 접촉대(130)의 축을 기준으로 상호 대칭되는 위치에 형성될 수도 있다. 그리고, 보조 슬릿(131)은 접촉 단부판(120)과 형성하는 각이 메인 슬릿(131)과 접촉단부판(120) 사이의 경사각(α) 보다 작을 수 있다. 즉, 보조 슬릿(131)과 접촉 단부판(120)이 형성하는 각(β)은 다음의 수학식 1과 같은 관계를 만족시킬 수 있다.
Figure 112012054613668-pat00001
메인 슬릿(131)으로 유입된 전류(i)는 보조 슬릿(132)에서 i1과 i2로 분기된다. 이때, 보조 슬릿(132)은 접촉 단부판(120)과 형성하는 각(β)이 메인 슬릿(131)과 접촉단부판(120) 사이의 경사각(α) 보다 작은 것에 의해, 메인 슬릿(131) 만을 형성할 때에 비해, 원주방향의 전류 성분(i1)을 매우 크게 유도할 수 있다. 메인 슬릿(131)으로 유입된 전류(i) 중 메인 슬릿(131)을 따라 분기된 전류(i2)는 도 3을 기준으로 하측으로 진행하면서, 원주방향의 전류(i21, i22)로 유도된다. 이와 같은 방식에 의해, 접점(140)에서 접촉대(130)로 흐르는 전류의 대부분은 원주 방향 성분으로 유도될 수 있다. 차단 용량 및/또는 통전 용량 및/또는 저항을 고려하여, 설계자에 의해 메인 슬릿(131)과 접촉단부판(120) 간의 경사, 보조 슬릿(132)과 접촉단부판(120) 간의 경사, 메인 슬릿(131)과 보조 슬릿(132)의 개수 또는 길이, 메인 슬릿(131) 간의 간격, 보조 슬릿(132) 간의 간격 중 적어도 하나가 조정될 수 있다. 도 3에서 보조 슬릿(132)이 하나의 선분으로 형성된 것을 예시하나, 보조 슬릿(132)은 곡선으로 형성될 수도 있다. 이 경우, 곡선 중 일부 구간은 접촉 단부판(120)과 형성하는 각이 메인 슬릿(131)과 접촉단부판(120) 사이의 경사각 보다 작도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 보조 슬릿(132)은 복수의 선분으로 또는 선분과 곡면의 결합으로 형성될 수 있다. 접촉 단부판(120)과 형성하는 각이 메인 슬릿(131)과 접촉단부판(120) 사이의 경사각 보다 작은 영역을 포함하는 한 본 발명의 보조 슬릿(132)에 해당할 수 있다. 여기서, 보조 슬릿(132)이 접촉 단부판(120)과 형성하는 경사각은 0도를 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 접촉대(130) 내측에 메인 보강부재(150)가 위치할 수 있다. 메인 보강부재(150)는 접촉대 내주면과 소정 간격으로 이격되어 설치될 수 있다. 메인 보강부재(150)는 접점(140)과 접촉 단부판(120) 사이에서 접점(140)을 지지하는 것에 의해, 접점(140)을 지지함과 동시에 접촉대(130)의 기계적 강도를 보강할 수 있다. 그리고, 접촉대(130) 내주면과 메인 보강부재(150) 사이에 슬릿 보강부재(160)가 설치될 수 있다. 슬릿 보강부재(160)는 접촉대(130)의 축방향에 대하여, 접촉대(130)의 기계적 강도를 보강하도록 설치될 수 있다. 여기서, 메인 보강부재(150)는 접점(140)을 지지하는 것을 주기능으로 하며, 슬릿 보강부재(160)는 접촉대(130)를 지지하는 것에 의해, 슬릿(131, 132)의 변형을 방지하는 것을 주기능으로 할 수 있다.
도 5를 참조하면, 슬릿 보강부재(160)는 중공형의 원통으로 형성될 수 있다. 그리고, 슬릿 보강부재(160)는 양단이 개방될 수 있다. 또한, 슬릿 보강부재(160)의 외주면은 접촉대(130)의 내주면과 동일 반경으로 형성되고, 슬릿 보강부재(160)의 외주면은 접촉대의 내주면에 밀착 고정될 수 있다. 슬릿 보강부재(160)의 일단은 접점(140)에 고정되고, 타단은 접촉 단부판(120)에 고정될 수 있다. 이때, 사고전류의 차단시 슬릿 보강부재(160) 상에 흐르는 전류에 의해, 메인슬릿(131)과 보조 슬릿(132)에 의해 생성되는 종자계가 감쇄될 수 있다. 따라서, 슬릿 보강부재(160) 상에 흐르는 전류를 최소화할 필요가 있다. 이를 위해, 슬릿 보강부재(160)는 절연체로 형성되는 것이 바람직하다. 슬릿 보강부재(160)가 도전성을 가지는 경우, 슬릿 보강부재(160)는 접촉대(130) 보다 도전율이 낮은 것이 바람직하다. 설계자에 의해, 기계적 강도 및 아크 제어 성능 등을 고려하여, 슬릿 보강부재(160)의 재질이 선택될 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 진공 인터럽터용 전극에 대하여 설명한다. 상기한 설명과 중복되는 설명은 생략하거나 간단히 한다. 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 진공 인터럽터용 전극의 정면도를 나타낸다. 도 6에서, 도 3에서의 구성과 동일한 구성에 대하여 동일한 참조번호를 부여하였다.
도 6을 참조하면, 이웃하는 메인 실릿(1310) 사이에 적어도 하나의 보조 슬릿(1320)이 형성될 수 있다.
보조 슬릿(1320)은 접촉면에 대하여 경사진 영역(1321)과 수평인 영역(1322)을 포함할 수 있다.
경사진 영역(1321)과 접촉 단부판(120)은 소정의 경사각(γ)을 형성할 수 있다. 여기서, 경사진 영역(1321)과 접촉 단부판(120) 간의 경사각(γ)은 0도 초과이고, 90도 미만일 수 있다. 다만, 종자계 형성이 유리하도록 경사진 영역(1321)과 접촉 단부판(120) 간의 경사각(γ)은 메인 슬릿(1310)과 접촉 단부판(120) 간의 경사각(α) 보다 작은 것이 바람직하다. 여기서, 메인 슬릿(1310) 사이로 유도된 전류(i)는 경사진 영역(1321)에 의해 수평인 영역(1322)으로 용이하게 분기될 수 있다. 그리고, 수평인 영역(1322)으로 용이하게 분기된 전류에 의해, 보다 센 종자계가 유도될 수 있다. 도 5는 예시에 불과하며, 수평인 영역(1322)이 접촉 단부판(120)과 소정의 경사각을 이루도록 형성될 수도 있다. 이 경우, 수평인 영역(1322)과 접촉 단부판(120) 간의 경사각은 메인 슬릿(1310)과 접촉 단부판(120) 간의 경사각(α) 보다 작은 것이 바람직하다. 이와 같이, 접촉 단부판(120)과 형성하는 각이 메인 슬릿(1310)과 접촉단부판(120) 사이의 경사각 보다 작은 영역을 포함하는 한 본 발명의 보조 슬릿(1320)에 해당할 수 있다. 여기서, 보조 슬릿(1320)이 접촉 단부판(120)과 형성하는 경사각은 0도를 포함할 수 있다.
이하, 도 7을 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 진공 인터럽터용 전극에 대하여 설명한다. 상기한 설명과 중복되는 설명은 생략하거나 간단히 한다. 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 접점이 제거된 상태에서의 진공 인터럽터용 전극의 평면도를 나타낸다. 도 7에서, 도 5에서의 구성과 동일한 구성에 대하여 동일한 참조번호를 부여하였다. 후술하는 도 7의 슬릿 보강부재의 구조는 도 6의 전극에도 적용될 수 있다.
도 7을 참조하면, 복수의 슬릿 보강부재(160)가 상호 이격되어 배치될 수 있다. 그리고, 복수의 슬릿 보강부재(160)는 접촉대(130)의 내주면에 밀착 고정될 수 있다. 또한, 복수의 슬릿 보강부재(160)는 동일한 방위각(θ)로 이격되어 배치될 수 있다. 이때, 슬릿(131, 132)의 변형을 최소화할 수 있도록, 복수의 슬릿 보강부재(160)는 메인 슬릿(131)이 시작되는 영역에 대응하도록 배치되는 것이 바람직하다. 도 7과 같은 구조를 채택하는 것에 의해, 슬릿 보강부재(160)의 제조가 용이하고, 그 제조 비용을 줄일 수 있다. 본 발명은 슬릿 보강부재(160)의 형상을 제한하지 않는다. 예를 들어, 슬릿 보강부재(160)는 봉타입으로 형성될 수도 있다. 그리고, 보강되는 영역 마다 복수개가 배치될 수도 있다. 슬릿 보강부재(160)는 용접에 의해, 접촉대(130) 상에 고정될 수 있다.
이하, 도 8을 참조하여, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 진공 차단기에 대하여 설명한다. 상기한 설명과 중복되는 설명은 생략하거나 간단히 한다. 도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 진공 차단기의 개략도를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 진공 차단기(10000)는 한 쌍의 전극(12000, 13000)이 진공통(11000) 내에서 전기적으로 단락 또는 개방되도록 설치될 수 있다. 도면부호 12000은 고정전극이고, 13000은 가동전극을 나타낸다. 가동전극(13000)은 벨로우즈(14000)에 의해 진공이 유지된 상태에서, 외부 구동 메커니즘에 의해 상하로 이동할 수 있다. 한 쌍의 전극(12000, 13000) 상의 슬릿은 동일 방향의 종자계(B)를 유도할 수 있다.
전극(12000, 13000)의 구체적인 구조에 대하여는 앞서 도 1 내지 도 7에서 본 바와 같다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 접촉대의 측면에 형성된 보조 슬릿에 의해, 종자계를 형성하는 전류와 반대 방향의 전류 발생을 최소화하고, 유도되는 종자계를 최대화할 수 있다.
그리고, 본 발명은 종자계의 유도를 최대화함과 동시에, 접촉대 내면에 밀착 고정되는 슬릿 보강부재에 의해 접촉대의 강도를 개선할 수 있다. 이때, 슬릿 보강부재의 전도율을 조정하는 것에 의해, 보조 슬릿에 의해 향상된 아크 제어 성능은 유지될 수 있다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
1: 전극 10: 접촉대 11: 제 1 슬릿
12: 제 2 슬릿 13: 보강부재 100: 전극
110: 축 120: 접촉단부판 130, 1300: 접촉대
131, 1310: 메인 슬릿 132, 1320: 보조 슬릿 140: 접점
150: 메인 보강부재
160: 슬릿 보강부재 10000: 차단기
11000: 진공통 12000: 고정전극 13000: 가동전극
14000: 벨로우즈

Claims (8)

  1. 접촉대의 일측 단부표면에서 상기 접촉대의 타측 단부표면을 향하여 접촉단부판과 소정의 경사를 이루며 연장되는 복수의 메인 슬릿; 및
    상기 복수의 메인 슬릿 중 이웃하는 메인 슬릿 사이에 형성되는 적어도 하나의 보조 슬릿을 포함하고,
    상기 보조 슬릿의 일단은 상기 이웃하는 메인 슬릿 중 제 1 메인 슬릿을 향하고, 타단은 상기 이웃하는 메인 슬릿 중 제 2 메인 슬릿을 향하는 것에 의해, 상기 이웃하는 메인 슬릿 사이에서 상기 접촉대의 원주 방향의 전류 경로를 형성하며,
    상기 보조 슬릿은 상기 이웃하는 메인 슬릿과 이격되고,
    상기 보조 슬릿은 상기 접촉단부판과 형성하는 경사각이 상기 메인 슬릿과 상기 접촉단부판 사이의 경사각 보다 작은 영역을 적어도 하나 포함하는 것을 특징으로 하는 전극.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 이웃하는 메인 슬릿 사이에 복수의 보조 슬릿이 상호 평행하게 배열되는 것을 특징으로 하는 전극.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 접촉대의 내주면과 소정 간격 이격되어 설치되는 메인 보강부재; 및
    상기 접촉대의 내주면과 상기 메인 보강부재 사이에서 상기 접촉대의 축방향에 대하여 상기 접촉대의 기계적 강도를 보강하도록 설치된 슬릿 보강부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 슬릿 보강부재의 일면은 상기 접촉대의 내주면에 밀착 고정되는 것을 특징으로 하는 전극.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 슬릿 보강부재는 상기 접촉대 보다 전도율이 낮은 것을 특징으로 하는 전극.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조 슬릿은 이웃하는 메인 슬릿 간에 간헐적으로 형성되고, 상기 간헐적으로 형성된 보조 슬릿은 동일한 방위각으로 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 전극.


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