KR200309286Y1 - 진공 차단기의 진공 인터럽터 - Google Patents

Abstract

본 고안은 진공을 응용한 진공 차단기, 진공 개폐기 등의 개폐동작시 차단부 핵심 부품인 진공 인터럽터에 가해지는 기계적 충격이 완화되어 실컵(Seal Cup) 및 절연용기를 포함하는 주변으로 상기 충격이 전달되지 않도록 하는 진공 차단기의 진공 인터럽터에 관한 것이다.

상기 진공 차단기의 진공 인터럽터는, 절연로드 선단에 가동측 통전전극이 연결되어 있고, 상기 가동측 통전전극에 대응되는 하측에는 고정측 통전전극이 터미널에 연결된채 구비되어 있다. 상기 가동측 통전전극과 고정측 통전전극은 절연용기 내부에 구비되어 있으며, 상기 절연용기의 상하단에는 실컵이 설치되어 있고, 상부의 가동측 실컵에는 주름관이 연결되어 있다. 그리고, 하부의 고정측 실컵은 고정측 통전전극과 절연용기를 연결하고 있으며, 상기 고정측 실컵과 고정측 통전전극 사이에는 주름관을 포함하는 충격 완충 부재가 형성되어 있다.

이와 같은 구성을 갖는 본 고안은, 진공 인터럽터의 기구부 개폐 동작시 충격 에너지를 흡수하기 위한 상기 충격 완충 부재에 의해 고정측 실컵 및 절연용기로 전달되는 충격 에너지가 사전에 흡수됨으로써 진공 인터럽터의 변형 및 크랙이 예방됨은 물론 그에 따른 진공 차단기의 진공 기밀이 보장되어 진공 차단기에 대한 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.

Description

진공 차단기의 진공 인터럽터{Vacuum interrupter of a vacuum circuit breaker}

본 고안은 진공 차단기의 진공 인터럽터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 진공을 응용한 진공 차단기, 진공 개폐기 등의 개폐동작시 차단부 핵심 부품인 진공 인터럽터에 가해지는 기계적 충격이 완화되어 주변으로 전달되지 않도록 하는 진공 차단기의 진공 인터럽터에 관한 것이다.

일반적으로 차단기와 개폐기는 전력 계통에서 전기회로를 개폐하여 부하로의 전력 공급을 직접 제어하는 기기로, 부하전류에서 사고전류까지 차단할 수 있는 능력을 가진 차단기와, 부하전류를 개폐하는 개폐기에 이르기까지 널리 사용되고 있다. 이러한 차단기는 핵심부의 절연매체에 따라 유압 차단기, 기중 차단기, 가스 차단기 및 진공 차단기 등으로 구분된다. 이들 중 상기 진공 차단기는 소형이며, 신뢰성이 높고 다빈도 개폐특성이 우수함은 물론 유지보수가 용이하여 중전압 소용량에서 고전압 대용량에 이르기까지 널리 사용되고 있다.

종래의 진공 차단기의 차단부인 진공 인터럽터(100)의 구조가 도 1에 도시되어 있다. 상기 전공 인터럽터(100)의 구성은, 진공 차단기의 기계적 에너지를 전달하는 절연로드(10) 선단에 진공 인터럽터(100)의 가동측 통전전극(12)이 연결되어 있고, 상기 가동측 통전전극(12)의 단부에는 가동접점(16)이 형성되어 있다. 상기 가동측 통전전극(12)에 대응되는 하측에는 고정측 통전전극(20)이 터미널(28)에 연결된채 구비되어 있고, 상기 고정측 통전전극(20)의 단부에는 상기 가동접점(16)과 접촉하게 되는 고정접점(18)이 형성되어 있다. 이들 가동측 통전전극(12)과 가동접점(16), 고정접점(18) 및 고정측 통전전극(20)은 동일 직선상에 설치되어 있다.

상기 가동측 통전전극(12)과 고정측 통전전극(20)은 세라믹제 절연용기(14) 내부에 구비되어 있으며, 상기 절연용기(14)의 상하단에는 실컵(Seal Cup ; 22, 24)이라는 금구가 설치되어 있으며, 상부의 가동측 실컵(22)은 벨로우즈(Bellows)라 하는 주름관(26)에 연결되어 있으며, 상기 주름관(26)은 가동측 통전전극(12)에 연결되어 있다. 그리고, 하부의 고정측 실컵(24)은 고정측 통전전극(20)과 세라믹제 절연용기(14)를 연결하고 있다. 그리고, 금속부재의 원통형상을 하고 있으며, 상기 가동접점(16)과 고정접점(18)의 둘레에 소정 거리 이격되도록 배치되는 쉴드부재(30)를 포함하여 구성되어 있다.

이와 같이 구성되어 있는 종래의 진공 인터럽터(100)에는 진공 차단기의 개폐 동작시 발생되는 기계적 충격 에너지가 다음과 같은 순서로 전달된다.

먼저, 진공 차단기의 개폐 동작시 절연로드(10)를 통하여 전달되는 기계적 충격 에너지는 접점의 개폐 및 통전역할을 하는 가동측 통전전극(12)에 전달되며, 그와 동시에 가동접점(16) 및 고정접점(18)을 통해 고정측 통전전극(20)과 고정측 터미널(28) 순으로 전달된다.

이와 같이, 가동측 통전전극(12)을 통해 전달된 기계적 충격 에너지가 고정측 통전전극(20)에 도달할 때, 기계적 충격 에너지는 고정측 터미널(28) 뿐만 아니라 고정측 통전전극(18)에 연결된 금속 실컵(24), 세라믹제 절연용기(14)에도 전달된다. 이와 같이 각 연결부 및 부품에 전달된 기계적 충격 에너지는 변형 및 크랙(Crack)의 원인이 됨은 물론 진공 차단기의 진공기밀에 악영향을 초래하는 문제점을 유발하게 된다.

즉, 도 2의 상기 고정측 통전전극(20)과 고정측 실컵(24) 부위의 상세 구조를 살펴보면 알 수 있는데, 고정측 실컵(24)은 고정측 통전전극(20)에 긴밀하게 접한 상태에서 기밀이 유지되도록 하며, 일단부가 절연용기(14)에 결합되어 있다. 상기 고정측 통전전극(20)과 고정측 실컵(24) 및 절연용기(14)가 긴밀하게 결합되어 있으므로 어느 한 부위에 충격이 가해지면 모든 부위로 그 충격이 전파되는 구조임을 알 수 있다.

상기한 기계적 충격 에너지는 진공 차단기에서 요구되는 차단 용량이 증가하면서 결국 가동측 통전전극(12)과 고정측 통전전극(18)이 기계적으로 접촉하게 되므로 충격 에너지의 증가로 개폐동작시 진공 인터럽터(100)에 가해지는 기계적 스트레스(충격)가 높아지게 된다. 이때 진공 인터럽터, 특히 기밀을 유지하고 있는 고정측 실컵(24) 및 절연용기(14)에 전달되는 기계적 충격 에너지를 최소화할 필요가 있으며, 상기 기계적 충격 에너지를 해소하지 못하는 경우 상술한 변형 및 크랙 발생에 의해 상기 절연용기(14)의 기밀이 유지되지 못하는 문제점을 발생시킨다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 고안의 목적은, 기계적 충격 에너지가 고정측 통전전극에 도달할 때 고정측 통전전극에 연결되어 있는 고정측 실컵 및 절연용기에 직접적으로 충격이 전달되지 않도록 완충시키기 위한 진공 차단기의 진공 인터럽터를 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은, 진공 인터럽터의 기구부 개폐 동작시 충격 에너지를흡수하기 위한 충격 완충 부재를 구비하여 고정측 실컵 및 절연용기로 전달되는 기계적 충격 에너지가 사전에 흡수됨으로써 진공 인터럽터의 변형 및 크랙을 방지하도록 하는 진공 차단기의 진공 인터럽터를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 진공 차단기의 진공 인터럽터의 구성을 보여주는 도면

도 2는 도 1의 고정측 통전전극과 고정측 실컵 부위의 구조를 보여주는 도면

도 3은 본 고안에 의한 진공 차단기의 진공 인터럽터의 실시예를 보여주는 도면

도 4는 도 3의 고정측 통전전극과 고정측 실컵 부위에 주름관이 부설되어 있는 구조를 보여주는 도면

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100, 200 : 진공 인터럽터 10 : 절연로드

12 : 가동측 통전전극 14 : 절연용기

16 : 가동접점 18 : 고정접점

20, 44 : 고정측 통전전극 22, 24, 42 : 실컵

26, 40 : 주름관 28 : 터미널

30 : 쉴드부재

상기 목적을 구현하기 위한 본 고안에 의한 진공 차단기의 진공 인터럽터는, 기계적 에너지를 전달하는 절연로드와 연결된 가동측 통전전극과, 상기 가동측 통전전극에 대응되는 하측의 고정측 통전전극과, 상기 가동측 통전전극 및 고정측 통전전극이 중심에 삽입 관통되는 절연용기와, 상기 가동측 통전전극과 고정측 통전전극 및 상기 절연용기와 결합되어 기밀을 유지하는 가동측 및 고정측 실컵(Seal Cup)으로 구성되는 진공 차단기의 진공 인터럽터에 있어서, 상기 고정측 통전전극과 상기 고정측 실컵 사이에는 충격 완충 부재가 형성된 것을 특징으로 한다.

본 고안의 바람직한 예에 의해, 상기 충격 완충 부재는 주름관을 포함할 수 있으며, 금속소재 또는 고무소재의 주름관으로 구성될 수 있다.

이하, 본 고안의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

진공 차단기의 주회로 차단부인 진공 인터럽터의 고정측 부위에 전달되는 기계적 충격이 고정측 금속 실컵 및 세라믹제 절연용기에 전달되는 것을 완충하기 위해 안출된 본 고안의 실시예에 의한 구성이 도 3에 개시되어 있다. 도 1의 구성요소와 동일한 구성요소는 동일한 부호를 사용하며 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 실시예에 의한 진공 차단기의 진공 인터럽터(200)는, 진공 차단기의 기계적 에너지를 전달하는 절연로드(10) 선단에 진공 인터럽터(200)의 가동측 통전전극(12)이 연결되어 있고, 상기 가동측 통전전극(12)의 단부에는 가동접점(16)이 형성되어 있다. 상기 가동측 통전전극(12)에 대응되는 하측에는 고정측 통전전극(44)이 터미널(28)에 연결된채 구비되어 있고, 상기 고정측 통전전극(44)의 단부에는 상기 가동접점(16)과 접촉하게 되는 고정접점(18)이 형성되어 있다. 이들 가동측 통전전극(12)과 가동접점(16), 고정접점(18) 및 고정측 통전전극(44)은 동일 직선상에 설치되어 있다.

상기 가동측 통전전극(12)과 고정측 통전전극(44)은 세라믹제 절연용기(14) 내부에 구비되어 있으며, 상기 절연용기(14)의 상하단에는 실컵(22, 42)이라는 금구가 설치되어 있으며, 상부의 가동측 실컵(22)은 주름관(26)에 연결되어 있으며, 상기 주름관(26)은 가동측 통전전극(12)에 연결되어 있다. 그리고, 하부의 고정측 실컵(42)은 고정측 통전전극(44)과 세라믹제 절연용기(14)를 연결하고 있으며, 상기 고정측 실컵(42)과 고정측 통전전극(44) 사이에는 주름관(40)이 형성되어 있다. 그리고, 금속소재의 원통형상을 하고 있으며, 상기 가동접점(16)과 고정접점(18)의 둘레에 소정 거리 이격되도록 배치되는 쉴드부재(30)를 포함하여 구성되어 있다.

이와 같이 구성되어 있는 본 고안에 의한 실시예는, 진공 차단기의 기계적 에너지가 절연로드(10)에 전달되면, 가동측 통전전극(12)이 하강하면서 그 단부에 형성되어 있는 가동접점(16)이 하측에 형성되어 있는 고정측 통전전극(44)의 고정접점(18)과 접촉하게 된다. 이때 상기 가동접점(16)과 고정접점(18)이 순간적으로 접촉하게 되면서 그에 따른 기계적 충격 에너지가 고정측 통전전극(44)을 통해 고정측 실컵(42)과 터미널(28)에 전달된다.

그런데, 상기 고정측 실컵(42) 및 터미널(28)에 작용하는 상기 기계적 충격 에너지의 세기는, 고정측 통전전극(44)의 하단부로부터 고정측 실컵(42) 사이에 형성되어 있는 주름관(40)을 통해 약화되므로 상기 기계적 충격 에너지가 고정측 실컵(42) 및 절연용기(14)에 미치지 않게 된다.

즉, 상기 주름관(40) 부위에 대한 더욱 상세한 구조가 도시되어 있는 도 4를 참조하면, 고정측 통전전극(44)과 고정측 실컵(42)이 일정 간격 이격되어 있는 부위에 주름관(40)이 형성되어 있으며, 상기 주름관(40)은 고정측 통전전극(44)의 하단부에 기계적 충격을 완화함은 물론 기밀이 유지되도록 결합되어 있다. 이와 같이 상기 고정측 실컵(42)에 연결되어 있는 절연용기(14)는 기계적 충격을 흡수하는 상기 주름관(40)에 의해 상기 기계적 충격 에너지의 영향을 받지 않게 되는 것이다.

본 실시예에 의한 상기 주름관(40)은 여러가지 형태를 가질 수 있으며, 충격을 흡수할 수 있는 특성을 가짐은 물론 기밀이 유지되도록 하는 정도의 것이면 충분하다. 그 예로써, 금속재의 기밀특성을 갖는 금속 기밀 주름관이 사용될 수 있으며, 상기 금속 기밀 주름관은 진공 인터럽터(200)의 제조 환경이나 사용 환경이 고온에서 이루어지는 예가 많은데, 이와 같은 환경에 적응할 수 있는 내열성을 가지므로 적절하게 사용될 수 있다.

그와 더불어 상기 주름관(40)은 내열성을 갖는 특수 고무 재질의 주름관이 사용되는 것도 배제할 수 없다. 또한, 본 고안은 주름관에 한정되지 않고 기계적인 충격을 흡수할 수 있는 형태의 것이면 어느 것이라도 적용될 수 있음은 당연하다.

상술한 바와 같이 본 고안의 실시예에 의하면, 진공 차단기의 개폐 동작시 상기 진공 인터럽터(200)의 가동측 통전전극(12)을 통해 전달되는 기계적 충격 에너지가 터미널(28)은 물론 고정측 실컵(42) 및 절연용기(14)에 전달되지 않고 주름관(40)에서 흡수됨으로써 절연용기(14) 및 고정측 실컵(42)의 변형이 발생되지 않을 뿐만 아니라 크랙도 발생되지 않아서 진공 인터럽터(200)의 진공기밀이 충실하게 유지되는 효과를 얻을 수 있다.

상술한 바와 같이 본 고안에 의하면, 진공 인터럽터의 기구부 개폐 동작시 충격 에너지를 흡수하기 위한 충격 완충 부재에 의해 고정측 실컵 및 절연용기로 전달되는 충격 에너지가 사전에 흡수됨으로써 진공 인터럽터의 변형 및 크랙을 예방하는 효과가 있다.

그리고, 진공 인터럽터의 차단용량이 증대됨에 따라 차단기 기계부로부터 전달되는 충격 에너지의 양이 증대된다 하더라도, 주름관에서 기계적 충격이 흡수되므로 고정측 금속 실컵 및 세라믹제 절연용기에 전달되는 기계적 스트레스가 현저하게 저하되어서 진공 차단기의 진공 기밀 등에 대한 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 기계적 에너지를 전달하는 절연로드와 연결된 가동측 통전전극과, 상기 가동측 통전전극에 대응되는 하측의 고정측 통전전극과, 상기 가동측 통전전극 및 고정측 통전전극이 중심에 삽입 관통되는 절연용기와, 상기 가동측 통전전극과 고정측 통전전극 및 상기 절연용기와 결합되어 기밀을 유지하는 가동측 및 고정측 실컵(Seal Cup)으로 구성되는 진공 차단기의 진공 인터럽터에 있어서,

   상기 고정측 통전전극과 상기 고정측 실컵 사이에는 충격 완충 부재가 형성된 것을 특징으로 하는 진공 차단기의 진공 인터럽터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 충격 완충 부재는 주름관을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 차단기의 진공 인터럽터.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 충격 완충 부재는 금속소재의 주름관을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 차단기의 진공 인터럽터.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 충격 완충 부재는 절연성과 내열성을 갖는 고무소재의 주름관을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 차단기의 진공 인터럽터.