KR200264256Y1

KR200264256Y1 - 가스절연방식의자동개폐기

Info

Publication number: KR200264256Y1
Application number: KR2019970027529U
Authority: KR
Inventors: 김귀식
Original assignee: 김광우; 진광 이 앤 씨 주식회사
Priority date: 1997-10-02
Filing date: 1997-10-02
Publication date: 2002-06-24
Also published as: KR19990014417U

Abstract

본 고안은 가스절연 방식의 자동개폐기에 관한 것으로, 기존의 소호능력을 대폭 향상시킨 것으로 탱크의 양쪽 선단부에 구성된 부싱에 구비된 고정전극과 가동전극을 서로 전기적인 통전을 위하여 가동부에는 퍼퍼하우징을 형성하고, 그 하우징의 내부에는 접점스프링으로 결속된 접속편을 하우징의 일측 선단부에 구성하며, 그 퍼퍼하우징의 중간격벽에 가스유출입공을 구비하고, 그 퍼퍼하우징의 이동으로 고정전극과 가동전극을 서로 통전되도록 한 자동개폐기에 있어서, 그 퍼퍼하우징의 외주면의 소정부위에 퍼퍼하우징이 고정전극과 접촉이 가능하도록 좌우로 구성된 동종재질의 접속돌기를 일체로 돌출형성하고, 그 접속돌기에 삽입 접속할 수 있도록 절연암의 선단에 접속공을 구비하며, 그 접속공에 접속돌기가 삽입 접속할 수 있도록 하고 가스유출입공의 크기를 크게하고, 퍼퍼하우징의 크기가 작게 구성되어 있다. 자동개폐기의 오목부와 상호결합되는 추축과의 결합구조를 접속공과 접속돌기의 결합구조로 대체하여 상호 접속에 따른 회동시의 유격을 최소화하고, 퍼퍼하우징의 크기를 소형화시켜서 필요이상의 가스소요량을 감소시키며 가스유출 입공을 크게하여 아크의 소멸을 신속하고 효과적으로 소호할 수 있도록 한 것이다.

Description

가스절연 방식의 자동개폐기

본 고안은 고전압의 배전선로에 설치되는 아웃콘(Outer-Corn) 접속방식의 가스절연 자동 개폐기에 관한 것으로, 특히 외부에서 배전선로를 연결하는 각 부싱에 고정전극과 가동전극을 각각 형성하고, 그 고정전극과 가동전극의 사이를 왕복 이동하는 퍼퍼하우징을 형성한 자동개폐기에 있어서 퍼퍼하우징을 이동시키기 위하여 축을 중심으로 회동하는 절연암 일측 선단의 접속공과의 연결을 퍼퍼하우징의 외주면 일측 선단부에 일체형 접속돌기로 상호간 결합 구성하여 자동개폐기를 소형화할 수 있도록 하며, 전체 외형의 크기의 축소로 제품비용을 절감할 수 있도록 한 자동개폐기에 관한 것이다.

일반적으로 발전소에서 생성된 전기를 사용처인 각 수용가에 공급하기 위해서는 적절한 용량의 전류로 변환하면서 각각의 배전선로에 공급되도록 하였던 것은 주지된 사실이다.

그리고, 배전선로의 용량이 증가하면서 독립적인 차단기(Self-Contained Current Breaker)로서 리클로우저(Recloser)를 사용하여 사고로 인한 고장이 영구고장으로 이행되는 것을 막는 효과를 가져왔으며, 이로 인해 대표적인 보호기기로서 널리 이용되고 있으며, 본 고안은 배전선로의 중간개소(선로분기, 선로구분, 인입개폐등)에서 소정의 전류를 개폐하고 통전할 수 있도록 한 자동개폐기를 총칭한다. 종래의 자동개폐기에 의하여서는 아크 코일런너에 중전류 이상이 유기되면 고정전극과의 사이에서 발생된 아크를 효과적으로 소호할 수 있지만 저전류가 유기되는 경우에는 발생된 아크를 회전소호시키는 회전력이 약해지므로 아크를 소호하지 못하고, 사고발생 우려가 있는 단점이 있었다.

이에 따라, 종래에는 본 출원인이 1993년 특허출원 제2O399호에 중전류시에는 물론 저전류시에도 아크를 효과적으로 소호시킬 수 있는 가스타입의 자동개폐기를 제안하였다.

첨부도면 도 1은 종래고안의 정면도이고, 도2는 종래의 단면도로써, 도시한 바와 같이 탱크(101)의 양단에 고정한 부싱(102)(1O2a)의 외부에는 외부의 배전선로(도면에 도시하지 않음)와 연결된 외부부싱(103)(1O3a)을 각각 돌출 형성하고, 상기 부싱(102)(1O2a)의 내측에는 가동전극(105)과 고정전극(104)을 각각 고정하면서, 상기 고정전극(104)에는 가스유입공(1O4a) 및 가스유출공(1O4b)을 일체로 형성하고, 상기 가동전극(105)의 외주면에는 이에 접하는 원통형의 슬라이딩 샤프트(106)를 축착하면서, 이의 양단에 형성한 요홈부(1O6a)(106b)에는 다수의 접속편(1O7a)(108a)들을 접점스프링(109)(1O9a)(110)(11Oa)에 의해 원주를 이루도록 한 튜울립 접점(107)(108)을 탄력설치하고, 상기 슬라이딩 샤프트(106)는 외주면에 스냅링(111)으로 퍼퍼하우징(112)에 고정되고, 퍼퍼하우징(112)에는 다수의 가스유출입공(112b)을 형성하는 한편, 튜울립 접점(108)측의 부싱(1O2a)에는 방진고무(113a)가 내면에 부착된 하우징(113)을 고정하면서 튜울립 접점(107)측의퍼퍼하우징(112)의 끝단에는 가스분사공(114b)이 형성된 퍼퍼콘(114)를 일체로 형성하고, 상기 퍼퍼하우징(112)의 외면에 형성한 오목부(112c)는 절연암(115)의 추축과 결합되어 회동함으로서 왕복이동하도록 한 것이었다.

미설명 부호 117은 자동개폐기가 다수 병렬로 내장되는 외부케이스이다.

이와같이 구성한 종래의 가스타입의 자동개폐기는 도면에 도시하지 않은 제어부에 의해 가동축(115a)에 고정된 절연암(115)이 시계 또는 반시계방향으로 회동하며 퍼퍼하우징(112)을 왕복이동시키면서 가동전극(105)과 고정전극(104)을 단락 또는 개방시키도록 한 것이다. 즉 조작핸들(116) 및 가동축(115a)과 결합된 절연암(115)에 의해 슬라이딩 샤프트(106)가 고정결합된 퍼퍼하우징(112)이 고정전극(104)쪽으로 이동하여 튜울립 접점(107)(108)과 슬라이딩 샤프트(106)가 고정결합된 퍼퍼하우징(112)에 의해 고정전극(104)과 가동전극(105)이 서로 접속된 상태를 유지하면 배전선로에 정상적으로 전원이 공급되었다.

이 상태에서 수용가측의 배전선로에서 고장복구 등을 위한 일련의 보수작업을실시하는 경우 인위적으로 수동조작 또는 자동조작을 통한 제어부를 구동시키면 가동축(115a)에 고정된 절연암(115)이 도 2의 화살표 방향으로 이동하게 되고, 고정전극(104)과 튜울립접점(107)의 끝단이 접속된 퍼퍼하우징(112) 및 슬라이딩 샤프트(106)도 도 2의 화살표 방향으로 이동하게 되었다. 이때 상기 퍼퍼하우징(112)이 이동하는 순간 내부에 충진된 아크 소호를 위한 SF₆가스가 퍼퍼하우징(112)내의 다수 형성된 가스유출입공(112b)을 통과하면서 압축되어 퍼퍼콘(114)의 가스분사공(114b)에서 압축 분사되어, 고정전극(104) 선단부와 튜울립 접점(107)의선단부 사이에서 발생된 아크를 냉각 소호시킴과 동시에 재점호방지를 위한 절연 매개체로 작용하게 되었다. 따라서 고정부와 가동부는 완전히 개방상태가 되어 배전선로상에서는 전원공급이 중단되게 되었다.

이때 슬라이딩 샤프트(106)가 이동하므로 부싱(1O2a)에 기계적인 충격이 전달될 수 있으므로 방진고무(113a)가 완충작용을 할 수 있도록 부착되게 되었다.

한편, 고장복구 등을 위한 일련의 보수작업을 종료한 후, 전원공급을 위해 재가압을 하는 경우 수동조작 또는 자동조작을 통한 제어부를 구동시키면 절연암(115)이 도 3의 화살표 방향으로 회동하도록 가동축(115a)을 회전시키면 이에 따라 퍼퍼하우징(112)과 슬라이딩 샤프트(106)도 도 3의 화살표 방향으로 이동하게 된다.

이때 퍼퍼하우징(112)내의 가스유출입공(112b)을 통해 외부에서 내부로 가스의 흐름이 발생되고, 동시에 퍼퍼하우징(112)의 이동을 통해 고정전극(104)에 설치된 가스유입공(1O4a) 및 가스유출공(1O4b)을 통해 순환되는 SF₆가스의 흐름을 형성하게 되고, 이로 인해 고정전극(104)과 튜울립 접점(107)이 접속되는 순간 발생되는 열을 냉각시키면서 안정된 접속이 이루어지도록 한 것이었다.

여기서, 튜울립접점(107)(108)은 모두 접점스프링 (109)(1O9a)(110)(11Oa)에 의해 안쪽으로 조여지는 탄성력을 받기 때문에 고정전극(104)과 가동전극(105)의 외주면에서 안정된 접속상태를 유지하면서 이동이 가능하게 되었다.

그러나 상기와 같은 자동개폐기는 가동축의 동력전달로 회동하는 절연암의추축이 퍼퍼하우징의 오목부에 접속되어 이동시키게 되어 있다. 따라서 상기와 같은 종래에는 가동축에 상호결합된 절연암이 퍼퍼하우징을 회동시키기 위하여 퍼퍼하우징의 소정부위에 오목부를 형성하게 되었다. 상기 오목부와 상호 결합되는 추축과의 결합구조간에 회동시 유격이 발생되고, 절연암과 결합되는 추축이 이종의 금속성 재질로 인해 오염된 SF₆가스에 의해 부식이 발생되고 가스 유출입공이 작고, 오목부의 존재로 인하여 퍼퍼하우징의 크기가 커지게 되어 행정거리도 불필요하게 길었으며, 전체외형의 크기로 인해 고가의 가스를 다량 사용하는 등의 제품 비용이상승되었으며, 자동개폐기를 고정시키는 전주 및 취부금구 등에 그 무게만큼 하중을 가하게 되는 문제점이 있었다.

따라서 본 고안은 이와 같은 문제점을 고려하여 고안한 것으로 자동개폐기의 크기를 소형화하여 원재료를 감소시킴과 동시에 아크 소호능력의 저하가 없게끔 하고또한 전주 및 취부금구 등에 가해지는 하중을 줄이도록 하는 것에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 탱크의 양쪽 선단부에 구성된 부싱에 구비된 고정전극과 가동전극을 서로 전기적으로 단락 또는 개방하기 위하여 퍼퍼하우징을 형성하고, 그 퍼퍼하우징의 내측에는 접점스프링이 구비된 다수의 접속편으로 형성된 튜울립접점을 양쪽 선단부에 구성한 슬라이딩 샤프트를 형성하며, 퍼퍼하우징의 중간격벽에 가스유출입공을 구성하고, 그 퍼퍼하우징의 이동으로 고정전극과 가동전극이 결합되어 통전되도록 한 자동개폐기에 있어서, 퍼퍼하우징의 외주면의 소정부위에 퍼퍼하우징이 고정전극과 접촉이 가능하도록 좌우로 구성된 동종재질의 접속돌기를 일체로 돌출형성 하고 그 접속돌기에 삽입, 접속 할 수 있도록 절연암의 선단에 접속공을 구비하며, 그 접속공에 접속돌기가 삽입,접속할 수 있도록 하며 가스유출입공의 크기를 종래의 가스유출입공의 크기보다 280%∼320%정도 크게 하고, 퍼퍼하우징의 오목부를 제거하여 퍼퍼하우징의 크기를 종래의 퍼퍼하우정의 크기보다 17%~23% 정도 작게 되도록 하여 소형화한 것을 특징으로 하고 있다.

도 1은 종래의 자동개폐기를 도시한 정면도,

도 2는 종래의 자동개폐기를 도시한 단면도(무통전시),

도 3은 종래 자동개폐기를 도시한 단면도(통전시),

도 4는 본 고안의 자동개폐기를 도시한 정면도,

도 5는 본 고안의 자동개폐기를 도시한 단면도(무통전시),

도 6은 본 고안의 자동개폐기를 도시한 단면도(통전시),

도 7의 (A) 및 (B)는 각각 본 고안의 퍼퍼하우징의 일부단면을 보인 측면도 및 정면도,

도 8의 (A) 및 (B)는 각각 절연암의 측면도 및 정면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 탱크 2, 2a, 3, 3a : 부싱

4 : 고정전극 5 : 가동전극

6 : 슬라이딩 샤프트 7a, 8a : 접속편

7, 8 : 튜울립 접점 9, 9a, 10, 1Oa : 접점스프링

11 : 스냅링 12 : 퍼퍼하우징

15 : 절연암 l5a : 가동축

16 : 조작핸들

도 4는 본 고안의 외형을 도시한 정면도이고, 도 5는 본 고안을 도시한 단면도로서, 탱크(1)의 양단에 고정한 부싱(2)(2a)의 외부에는 외부의 배전선로(도면에 도시하지 않음)와 연결된 외부 부싱(3)(3a)을 각각 돌출 형성하고, 상기 부싱(2)(2a)의 내축에는 짧은 길이의 고정전극(4)과 긴 길이의 가동전극(5)을 각각 고정하면서, 상기 고정전극(4)에는 가스유입공(4a) 및 가스유출공(4b)을 일체로 형성하고, 상기 가동전극(5)의 외주면에는 이에 접하는 원통형의 슬라이딩 샤프트(6)를 축착하면서, 이의 양단에 형성한 요홈부(6a)(6b)에는 다수의 접속편(7a)(8a)들을 접점스프링(9)(9a) (10)(1Oa)에 의해 원주를 이루도록 한 튜울립 접점(7)(8)을 탄력 설치하고, 상기 슬라이딩 샤프트(6)의 외주면에 스냅링(11)으로 퍼퍼하우징(12)에 고정되고, 퍼퍼하우징(12)에는 다수의 가스유출입공(l2b)을 형성하는 한편, 튜울립 접점(8)측의 부싱(2a)에는 방진고무(l3a)가 내면에 부착된 하우징(13)을 고정하면서 튜울립 접점(7)측의 퍼퍼하우징(12)의 끝단에는 가스분사공(l4b)이 형성된 퍼퍼콘(14)를 일체로 형성하고, 상기 퍼퍼하우징(12)의외면에는 조작핸들에 의해 가동축(l5a)을 중심으로 회동하는 절연암(15)의 선단이 결합하여 왕복이동하도록 한 것은 종래와 동일하지만 본 고안에 있어서는 퍼퍼하우징(12)의 외주면에 퍼퍼하우징(12)이 고정전극(4)과 접촉이 가능하도록 소정부위에 좌우로 구성된 동종재질의 접속돌기(12c)를 일체로 돌출형성하고, 그 접속돌기(12c)와 접속이 가능하도록 절연암(15)의 일측선단에 접속공(15b)을 구비하며 그 접속돌기(12c)와 상호 결합하여 회동시 유격을 최소화하도록 하고, 가스유출입공(l2b)의 크기를 크게 하고 퍼퍼하우징(12)의 크기를 작게 구성한 것이다.

이때, 접속돌기(l2c)가 퍼퍼하우징(12)의 외주면에 형성되는 위치는 퍼퍼하우징(12)이 가동전극(5)의 방향으로 이동하였을 경우 하우징(13)의 내부로 삽입되고 남은 나머지 부분에 접속돌기(12c)를 일체형으로 형성한 것으로서 회동시 접속돌기(12c)와 접속공(15b)간에 접속 유격을 최소화 한 것이다.

상기와 같이 구성된 본 고안은 다음과 같이 작용하게 된다.

먼저, 슬라이딩 샤프트(6)와 튜울립 접점(7)(8) 및 접점스프링(9)(9a)(10)(1Oa)을 내장한 퍼퍼하우징(12)을 탱크(1)의 내측으로 삽입하여 가동전극(5)에 퍼퍼콘(14)이 결합고정된 퍼퍼하우징(12)을 삽입시키게 된다. 상기와 같이 가동전극(5)에 삽입된 퍼퍼하우징(12)의 소정 부위에 좌우로 구성된 동종 재질의 일체형 접속돌기(l2c)를 절연암(15)의 접속공(l5b)에 삽입 고정시키게 된다.

즉, 하우징(13)에 삽입되지 않는 퍼퍼하우징(12)의 소정부위에 좌우로 구성된 동종재질의 일체형 접속돌기(l2c)는 절연암(15)의 선단에 구비된 접속공(l5b)에삽입접속된다. 따라서 가동축(l5a)과 연결된 절연암(15)의 회동에 따라 퍼퍼하우징(12) 일체가 가동전극(5)을 따라 이동하게 된다.

상기와 같이 결합된 자동개폐기는 오목부와 추축과의 결합구조를 단순 형상화 함으로서 차단부의 크기를 축소하여 필요 이상의 가스 소요량도 감소시키고 아크를 신속하고 효과적으로 소호할 수 있을 만큼 자동개폐기의 크기도 줄어들게 된다. 따라서 크기 및 하중의 감소로 제품비용도 절감되고, 전주 및 취부금구에 가해지는 하중도 줄일 수 있게 된다.

상기의 자동개폐기는 도시하지 않은 제어부에 의해 가동축(l5a)과 고정결합된 절연암(15)이 정방향 또는 역방향으로 회동하며 퍼퍼하우징(12)을 이송시키면서 가동전극(5)과 고정전극(4)을 단락 또는 개방시키게 된다. 즉 조작핸들(16) 및 가동축(15a)과 고정결합된 절연압(15)에 의해 슬라이딩 샤프트(6)가 고정결합된 퍼퍼하우징(12)이 고정전극(4)쪽으로 이동하여 튜울립 접점(7)(8)과 슬라이딩 샤프트(6)가 고정결합된 퍼퍼하우징(12)에 의해 고정전극(4)과 가동전극(5)이 서로 접속된 상태를 유지하면 배전선로에 정상적으로 전원이 공급된다.

또한 수용가 측의 배전선로상에서 고장복구 등을 위한 일련의 보수작업을 실시하는 경우 인위적으로 수동조작 또는 자동조작을 통한 제어부를 구동시키면 가동축(l5a)에 고정된 절연암(15)이 도 5의 화살표 방향으로 이동하게 되면 절연암(15)의 선단에 구비된 접속공(l5b)이 회동하게 되고, 상기 접속공(l5b)에 삽입 접속된 퍼퍼하우징(12)의 접속돌기(l2c)가 접속공(l5b)과 함께 이동하게 되며, 그 접속돌기(l2c)에 의하여 퍼퍼하우징(12)이 도 5의 화살표 방향으로 이동하게 된다.

이때 고정전극(4) 선단부와 튜울립 접점(7)의 선단부 사이에서 상기 퍼퍼하우징(12)의 이동으로 순간적인 아크가 발생되면 아크 소호를 위한 SF₆가스가 퍼퍼하우징(12)내의 다수 형성된 가스유출입공(l2b)을 통과하면서 압축되어 퍼퍼콘(14)의 가스분사공(l4b)에서 압축분사되어 아크를 냉각소호시킴과 동시에 재점호 방지를 위한 절연매개체로 작용하게 된다. 이때 상기 가스유출입공(l2b)의 크기를 종래보다 크게하고, 행정거리를 짧게 구성하였기 때문에 발생된 아크를 신속하고, 효과적으로 냉각된 SF₆가스를 압축분사시켜 소호시킬 수 있게 된다.

이때 슬라이딩 샤프트(6)가 이동하므로 부싱(2a)에 기계적인 충격이 전달될 수 있으므로 방진고무(l3a)가 완충작용을 할 수 있도록 부착되게 된다.

한편 고장복구 등을 위한 일련의 보수작업을 종료한 후 전원공급을 위해 재가압을 하는 경우 구동조작 또는 자동조작을 통한 제어부를 구동시키면 절연암(15)이 도 6의 화살표 방향으로 회동하도록 가동축(l5a)을 회전시키면 이에 따라 퍼퍼하우징(12)과 슬라이딩 샤프트(6)도 도 6의 화살표 방향으로 이동하게 된다.

이때, 퍼퍼하우징(12)내의 가스유출입공(l2b)을 통해 외부에서 내부로 가스의 흐름이 발생되고, 동시에 퍼퍼하우징(12)의 이동을 통해 고정전극(4)에 설치된 가스유입공(4a) 및 가스유출공(4b)통해 순환되는 가스의 흐름을 형성하게 되고, 이로 인해 고정 전극(4)과 튜울립 접점(7)이 접속되는 순간 발생되는 열을 냉각시키면서 안정된 접속이 이루어지게 된다. 그리고, 두 부싱(2)(2a)사이에 고정전극(4)및 가동전극(5)을 설치하면서 슬라이딩 샤프트(6) 등을 상기와 같이 구성하여 가동축(15a)에 의해 일괄 회동하는 3상의 자동개폐기로 사용하면 된다.

이와같은 본 고안은 접속공과 좌우로 구성된 접속돌기의 상호 결합구조에 따라 회동시 유격을 최소화 하고, 퍼퍼하우징의 소정부위에 동종재질의 접속돌기를 구성하여 형상을 단순화 하고, 퍼퍼하우징의 크기를 최적화하여 소형화시켜 필요이상의 가스 소요량을 감소시키고, 가스유출입공을 크게하여 아크의 소멸을 신속하고, 효과적으로 소호하고, 소형화된 자동개폐기에 의하여 제품 비용을 절감하고, 전주 및 취부금구에 가해지는 하중도 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims

탱크(1)의 양단에 고정한 부싱(2)(2a)의 외부에는 외부의 배전선로와 연결된 외부 부싱(3)(3a)을 각각 돌출 형성하고, 상기 부싱(2)(2a)의 내축에는 짧은 길이의 고정전극(4)과 긴 길이의 가동전극(5)을 각각 고정하면서, 상기 고정전극(4)에는 가스유입공(4a) 및 가스유출공(4b)을 일체로 형성하고, 상기 가동전극(5)의 외주면에는 이에 접하는 원통형의 슬라이딩 샤프트(6)를 축착하면서, 이의 양단에 형성한 요홈부(6a)(6b)에는 다수의 접속편(7a)(8a)들을 접점스프링(9)(9a)(10)(1Oa)에 의해 원주를 이루도록 한 튜울립 접점(7)(8)을 탄력설치하고, 상기 슬라이딩 샤프트(6)의 외주면에 스냅링(11)으로 퍼퍼하우징(12)에 고정되고, 퍼퍼하우징(12)에는 다수의 가스유출입공(l2b)을 형성하는 한편 튜울립 접점(8)측의 부싱(2a)에는 방진고무(l3a)가 내면에 부착된 하우징(13)을 고정하면서 튜울립 접점(7)측의 퍼퍼하우징(12)의 끝단에는 가스분사공(l4b)이 형성된 퍼퍼콘(14)을 일체로 형성하고, 상기 퍼퍼하우징(12)의 외면에는 조작핸들에 의해 가동축(l5a)을 중심으로 회동하는 절연암(15)의 선단이 결합하여 왕복 이동하도록 한 것에 있어서,

퍼퍼하우징(12)의 외주면의 소정부위에 퍼퍼하우징이 고정전극(4)과 접촉이 가능하도록 좌우로 구성된 동종재질의 접속돌기(l2c)가 일체로 돌출 형성되어 있고, 그 접속돌기(l2c)에 접속이 가능하도록 절연암(15)의 선단에 접속공(l5b)의 구비되어 있으며 그 접속공(15b)에 접속돌기(l2c)가 삽입, 접속되어 있고 가스유출입공(l2b)의 크기가 280%~320% 정도 크게 되어 있고, 퍼퍼하우징(12)의 크기가 17%-23% 정도 작게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동개폐기.