KR20140043469A - 퍼퍼식 가스 차단기 - Google Patents

퍼퍼식 가스 차단기 Download PDF

Info

Publication number
KR20140043469A
KR20140043469A KR1020147002923A KR20147002923A KR20140043469A KR 20140043469 A KR20140043469 A KR 20140043469A KR 1020147002923 A KR1020147002923 A KR 1020147002923A KR 20147002923 A KR20147002923 A KR 20147002923A KR 20140043469 A KR20140043469 A KR 20140043469A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
puffer
exhaust hole
arc
side exhaust
puper
Prior art date
Application number
KR1020147002923A
Other languages
English (en)
Inventor
마사노리 츠쿠시
Original Assignee
가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 filed Critical 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
Publication of KR20140043469A publication Critical patent/KR20140043469A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/88—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/88—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts
    • H01H33/90—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts this movement being effected by or in conjunction with the contact-operating mechanism
    • H01H33/905—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts this movement being effected by or in conjunction with the contact-operating mechanism the compression volume being formed by a movable cylinder and a semi-mobile piston
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/7015—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts
    • H01H33/7023—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts characterised by an insulating tubular gas flow enhancing nozzle
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/80—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid flow of arc-extinguishing fluid from a pressure source being controlled by a valve
    • H01H33/82—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid flow of arc-extinguishing fluid from a pressure source being controlled by a valve the fluid being air or gas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/88—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts
    • H01H33/90—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts this movement being effected by or in conjunction with the contact-operating mechanism
    • H01H33/91—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts this movement being effected by or in conjunction with the contact-operating mechanism the arc-extinguishing fluid being air or gas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/88—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts
    • H01H33/90—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts this movement being effected by or in conjunction with the contact-operating mechanism
    • H01H2033/908—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts this movement being effected by or in conjunction with the contact-operating mechanism using valves for regulating communication between, e.g. arc space, hot volume, compression volume, surrounding volume

Landscapes

  • Circuit Breakers (AREA)

Abstract

4사이클 정도의 긴 차단 가능 시간을 확보함으로써, 사고에 수반하는 대전류뿐만아니라, 통상의 차단기에서는 차단이 곤란한 0미스 전류를 차단할 수 있는 발전기 회로 보호용의 퍼퍼식 가스 차단기를 제공한다. 절연 가스를 충전하는 용기(1) 내에 동일축 상에 설치된 고정측 주 접촉자(2) 및 가동측 주 접촉자(3) 및 고정측 아크 접촉자(4) 및 가동측 아크 접촉자(5)와, 퍼퍼 실린더(6)와, 퍼퍼실측 배기 구멍(7a) 및 조작 로드측 배기 구멍(7b)을 갖는 퍼퍼 샤프트(7)와, 조작 로드측 배기 구멍(7b)을 폐쇄하는 압력 동작 밸브(15)와, 퍼퍼 피스톤(9)과, 개구부(11a)를 갖는 흐름 제어부(11)와, 절연 노즐(12)로 퍼퍼식 가스 차단기를 구성한다. 차단 동작 완료 시에는, 퍼퍼실(10) 내에 소정의 공간이 형성되고, 퍼퍼실측 배기 구멍(7a)과 개구부(11a)가 연통하여, 조작 로드측 배기 구멍(7b)이 압력 동작 밸브(15)에 의해 폐쇄된다.

Description

퍼퍼식 가스 차단기{PUFFER TYPE GAS CIRCUIT BREAKER}
본 발명은 퍼퍼식 가스 차단기에 관한 것으로, 특히 4사이클 정도의 긴 차단 가능 시간을 확보하면서, 사고에 수반하는 대전류 및 0미스 전류를 차단하기 위한 발전기 회로 보호용의 퍼퍼식 가스 차단기에 관한 것이다.
일반적인 송변전용 차단기는 아크 시간이 1사이클로부터 1.5사이클이면 차단 성능상 필요 충분하다. 한편, UHV1100kV 계통용의 고속 자동 접지 장치(이하, HSGS라고 함)에서는, 접지 동작 해제 동작시(선로로부터의 정전 유도 전류의 차단시)에 타회선에서 사고가 발생하면, 차단하는 정전 유도 전류에 직류분이 가해져, 교류 파형이 0점을 통과하지 않는 0미스 전류가 발생한다. 0미스 전류는, 전류 0점이 4사이클 정도 오랫동안 발생하지 않는 것이기 때문에, 통상의 차단기 구성에서는 차단이 불가능하다.
특허문헌 1에는, 4사이클 정도의 긴 차단 가능 시간을 확보하는 것을 가능하게 하는 HSGS의 구성이 개시되어 있다. 즉, 대략 원통 형상의 플랜지부와 샤프트부를 갖는 퍼퍼 실린더와, 고정된 피스톤으로 제1의 퍼퍼실을 형성하고, 피스톤을 외부 공간에 대하여 밀봉된 원통 형상으로 하여, 차단부의 차단 위치에 있어서 퍼퍼 실린더의 플랜지부에 수납되도록 구성하고, 그 내부 공간을 제2 퍼퍼실로 하여 제1 퍼퍼실과 연통시키도록 했다. 이에 의해, 퍼퍼 실린더의 플랜지 수납부에 제2 퍼퍼실을 설치하고, 제2 퍼퍼실에 축적한 가스를 극간에 계속해서 내뿜는 것이 가능하게 되어, 유효 아크 시간 폭을 길게 하는 것이 가능하게 된다.
이 종래 기술에 관한 HSGS의 퍼퍼 압력 변화를 나타내는 특성도를 도 11에 나타낸다. S는 차단부가 투입 위치 “C”로부터 차단 위치 “O”에 이르기까지의 가동 전극의 변위를 나타내고, 그때의 압력 상승 P는, 점선이 제1 퍼퍼실만의 구성일 때, 실선은 제2 퍼퍼실을 부가했을 때의 퍼퍼 압력 파형을 나타내고 있다. 이와 같이 하여, 종래 퍼퍼 실린더의 플랜지 수납부에서밖에 없었던 부분에 새롭게 제2 퍼퍼실을 설치하고, 퍼퍼실을 크게 함으로써, 종래의 차단기와 동일 정도의 크기로, 중량도 대부분 증대시키지 않고 0미스 전류를 차단하는 것이 가능하게 된다. 이 종래 기술의 차단 성능의 특징으로서는, 도 11에 나타낸 바와 같이, 긴 아크 시간의 퍼퍼 압력이 점점 감소하고 있는 것을 들 수 있다. 이로 인해, 대전류 차단을 목적으로 하지 않는 HSGS에 있어서는 특별히 문제없이 적용할 수 있지만, 발전기 회로 보호용의 차단기와 같이 4사이클 정도의 긴 차단 가능 시간을 확보하면서, 사고 발생시의 대전류를 차단하는 채무를 지는 것에는 적합하지 않다고 하는 문제가 있다.
특허 공개 평6-310000호 공보
상기 문제점을 감안하여, 본건 발명은, 특히, 4사이클 정도의 긴 차단 가능 시간을 확보함으로써 통상의 차단기에서는 차단이 곤란한 0미스 전류를 차단하는 것이 가능하고, 또한, 사고 발생시의 대전류의 차단도 가능한 발전기 회로 보호용의 퍼퍼식 가스 차단기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 퍼퍼식 가스 차단기는, 절연 가스를 충전하는 용기와, 상기 용기 내에 대향 배치되고, 동일축 상에 설치된 고정측 주 접촉자 및 가동측 주 접촉자와, 상기 고정측 주 접촉자 및 상기 가동측 주 접촉자의 내측에 각각 동심원 형상으로 설치된 고정측 아크 접촉자 및 가동측 아크 접촉자와, 상기 가동측 아크 접촉자가 선단에 설치된 퍼퍼 실린더와, 상기 퍼퍼 실린더의 내측에 동심원 형상으로 설치되고, 퍼퍼실측 배기 구멍 및 조작 로드측 배기 구멍을 갖는 퍼퍼 샤프트와, 상기 조작 로드측 배기 구멍을 폐쇄하는 밀봉 부재와, 상기 퍼퍼 실린더와 상기 퍼퍼 샤프트로 형성되는 공간의 내면을 미끄럼 이동하는 퍼퍼 피스톤과, 상기 퍼퍼 실린더, 상기 퍼퍼 샤프트 및 상기 퍼퍼 피스톤으로 형성된 퍼퍼실에 있어서 상기 퍼퍼실측 배기 구멍과 연통 가능한 개구부를 갖고, 상기 퍼퍼 피스톤에 설치된 흐름 제어부와, 상기 가동측 아크 접촉자와 동심원 형상으로 설치되고, 상기 퍼퍼실내에서 압축된 절연 가스를 상기 고정측 아크 접촉자 및 상기 가동측 아크 접촉자 사이에 발생한 아크에 내뿜는 절연 노즐을 갖고, 차단 동작 완료 시에 있어서는, 상기 퍼퍼실 내에 소정의 공간이 형성되고, 상기 퍼퍼실측 배기 구멍과 상기 개구부가 연통하고, 또한 상기 조작 로드측 배기 구멍이 상기 밀봉 부재에 의해 폐쇄되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 밀봉 부재는 압력 동작 밸브이며, 아크 발생 시에는 아크 공간의 압력의 상승에 의해 상기 조작 로드측 배기 구멍을 개방하지만, 차단 동작 완료시 이후에 아크 공간의 압력이 다시 상승해도 상기 조작 로드측 배기 구멍을 계속해서 폐쇄하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 아크 공간이란, 고정측 아크 접촉자(4), 가동측 아크 접촉자(5) 및 절연 노즐(12)에 둘러싸인 공간을 말한다.
또한, 바람직하게는 상기 밀봉 부재는 상기 퍼퍼 샤프트가 그 내주를 미끄럼 이동하는 배기 폐지통이며, 차단 동작 시의 스트로크의 최종 단부 근방에서 상기 조작 로드측 배기 구멍을 폐쇄하는 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게는 상기 퍼퍼 샤프트 내의 차단부측에 고온 가스에서 증발하는 증발 부재를 배치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 0미스 전류 차단의 과정에 있어서, 차단 동작이 완료해도, 차단부에 잔존하는 아크를 이용하여, 퍼퍼실 내에 가스 압력을 유지함으로써 절연 노즐로부터 소호성 가스를 장시간에 걸쳐 계속해서 불 수 있다. 이에 의해, 사고 발생 시에 발생하는 대전류뿐만아니라, 통상의 차단기에서는 차단이 곤란한 0미스 전류를 차단하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 퍼퍼식 가스 차단기의 전체 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 관한 퍼퍼식 가스 차단기의 투입 상태를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 관한 퍼퍼식 가스 차단기의 차단 동작 개시 시(아크 발생시)를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 관한 퍼퍼식 가스 차단기의 차단 동작 완료시를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명에 관한 퍼퍼식 가스 차단기의 흐름 제어부(11)의 상세도이다.
도 6은 종래 방식의 퍼퍼 압력 곡선 P1과 본 발명에 관한 퍼퍼식 가스 차단기의 퍼퍼 압력 곡선 P2의 특성을 비교하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 관한 퍼퍼식 가스 차단기의 투입 상태를 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 관한 퍼퍼식 가스 차단기의 차단 동작 개시 시(아크 발생시)를 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 관한 퍼퍼식 가스 차단기의 차단 동작 완료시를 나타내는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 관한 퍼퍼식 가스 차단기의 차단부를 나타내는 단면도이다.
도 11은 종래예의 HSGS의 퍼퍼 압력 변화를 나타내는 특성도이다.
<제1 실시예>
이하, 본 발명의 퍼퍼식 가스 차단기를 도면에 기초하여 설명한다. 도 1은, 본 발명에 의한 퍼퍼식 가스 차단기의 일 실시예의 차단부 투입 상태를 나타낸다. SF6 가스 등의 절연 가스를 충전한 용기(1) 내에 각각 환상의 고정측 주 접촉자(2) 및 가동측 주 접촉자(3)가 대향해서 동일축 상에 설치된다. 고정측 주 접촉자(2)의 내측에는 동심원 형상으로 고정측 아크 접촉자(4)가 설치된다. 가동측 주 접촉자(3)의 내측에는 동심원 형상으로 가동측 아크 접촉자(5)가 설치된다.
고정측 주 접촉자(2) 및 고정측 아크 접촉자(4)는, 고정측 도체(13)와 전기적으로 접속된다. 가동측 주 접촉자(3) 및 가동측 아크 접촉자(5)는, 퍼퍼 실린더(6)를 개재해서 가동측 도체(14)와 전기적으로 접속된다.
가동측 아크 접촉자(5)는 퍼퍼 실린더(6)의 선단에 설치된다. 퍼퍼 실린더(6)의 내측에는 퍼퍼 샤프트(7)가 동심원 형상으로 설치되고, 일단부가 퍼퍼 실린더(6)에 고정되어 있다. 퍼퍼 샤프트(7)의 타단부는 절연 조작 로드(8)에 연결되고, 이에 의해 조작기(도시 생략)의 구동력이 가동측에 전달된다. 퍼퍼 샤프트(7) 내는 중공이며, 이 중공 공간은 차단부에서 발생한 아크에 의한 고온 가스의 배기로로서의 역할을 갖는다.
퍼퍼 샤프트(7)는, 아크에 의한 고온 가스를 배출하기 위한 퍼퍼실측 배기 구멍(7a) 및 조작 로드측 배기 구멍(7b)을 갖는다. 퍼퍼 샤프트(7)의 중공 내 또한 조작기 측단부에는, 원추 형상의 밸브(15a)와 복귀 스프링(15b)으로 구성되는 압력 동작 밸브(15)가 설치된다.
이 압력 동작 밸브(15)는, 도 3에서 나타내는 아크 발생 시에 있어서는 차단부에서 발생하는 고압의 절연 가스에 눌려 조작 로드측 배기 구멍(7b)을 개방하지만, 도 4에서 나타내는 차단 동작 완료시 이후에서는 조작 로드측 배기 구멍(7b)을 폐쇄하는 밀봉 부재로서의 역할을 갖는다. 특히, 차단 동작 완료시 이후에 있어서, 0미스 전류에 의해 차단부의 가스 압력이 다시 상승한 경우에도, 조작 로드측 배기 구멍(7b)을 계속해서 폐쇄하도록 구성하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 차단 동작 완료 후도 퍼퍼실(10) 내의 압력을 차단부의 가스 압력보다도 높게 유지하고, 차단부에 잔존하는 아크에 대하여 장시간에 걸쳐 절연 가스를 내뿜는 것이 가능하게 된다.
도 4에 나타내는 차단 동작 완료 상태에서는, 고정측 아크 접촉자(4)와 가동측 아크 접촉자(5) 사이에 잔존하는 아크에 의해 가열된 고압의 절연 가스가 퍼퍼 샤프트(7) 내를 흘러, 연통하는 퍼퍼실측 배기 구멍(7a) 및 개구부(11a)로부터 퍼퍼실(10) 내로 유입한다.
그 후, 절연 가스는 퍼퍼실(10)로부터 배기 구멍(16)을 개재해서 방출되고, 절연 노즐(12)에 따라 유출하여 잔존하는 아크에 대하여 내뿜어진다. 이 사이클은, 고정측 주 접촉자(2)와 가동측 주 접촉자(3) 사이에 아크가 잔존하는 동안에 걸쳐 계속되어진다. 이 때문에 장시간에 걸쳐 고정측 아크 접촉자(4)와 가동측 아크 접촉자(5) 사이에 고압의 절연 가스를 내뿜을 수 있다.
퍼퍼 샤프트(7) 및 퍼퍼 실린더(6)로 형성되는 공간의 내면을 퍼퍼 피스톤(9)이 미끄럼 이동한다. 이 퍼퍼 샤프트(7), 퍼퍼 실린더(6) 및 퍼퍼 피스톤(9)으로 형성된 공간을 퍼퍼실(10)이라고 한다. 퍼퍼 피스톤(9)의 선단에는 흐름 제어부(11)가 배치된다. 차단 동작 완료 시에 있어서의 퍼퍼실(10)의 용적은 정격 차단 전류에 따라 적절히 조정되지만, 대략, 투입시의 퍼퍼실(10)의 용적과 비교하여 30％로부터 50％의 범위 내이다.
흐름 제어부(11)의 상세한 구성을 도 5에 나타낸다. 흐름 제어부(11)는, 개구부(11a)와 플로우 가이드(11b)를 갖는다. 개구부(11a)는 도 4에 나타낸 바와 같이, 차단 동작 완료 시에 있어서, 퍼퍼실측 배기 구멍(7a)과 연통하도록 구성된다. 플로우 가이드(11b)의 형상은 만곡 형상인 것이 바람직하다. 플로우 가이드(11b)를 만곡 형상으로 함으로써, 퍼퍼실(10)에 유입한 고온 고압의 절연 가스가 배기 구멍(16)을 통해서 차단부로 환류되기 쉬워진다.
도 1 내지 4에 나타내는 절연 노즐(12)은, 가동측 주 접촉자(3)와 가동측 아크 접촉자(5) 사이에 이들과 동심원 형상으로 설치되고, 퍼퍼실(10) 내로 압축된 절연 가스를 고정측 아크 접촉자(4) 및 가동측 아크 접촉자(5) 사이에 발생한 아크에 내뿜도록 구성된다.
이어서, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 퍼퍼식 가스 차단기의 동작을 설명한다. 도 2는 투입 상태, 즉 차단부의 통전 상태를 나타낸다. 이 상태에 있어서, 전류 경로는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 고정측 도체(13), 고정측 주 접촉자(2), 가동측 주 접촉자(3), 퍼퍼 실린더(6), 가동측 도체(14)를 연결하는 경로로 형성된다.
도 2의 상태로부터 절연 조작 로드(8)가 지면 우측으로 이동함으로써, 가동측이 지면 우측 방향으로 이동하고, 도 3에 나타내는 아크 발생시의 상태로 이행한다. 이 상태에서는 고정측 아크 접촉자(4) 및 가동측 아크 접촉자(5) 사이에 아크가 발생하고, 차단부가 고온 고압 상태로 된다. 이에 의해, 압력 동작 밸브(15)가 지면 우측 방향으로 눌려, 조작 로드측 배기 구멍(7b)이 개방됨으로써 고압의 절연 가스가 퍼퍼 샤프트(7)로부터 방출된다.
그 후, 가동측이 지면 우측 방향으로 더욱 이동하고, 고정측 아크 접촉자(4)와 가동측 아크 접촉자(5)의 위치 관계가 도 3과 도 4 상태의 거의 중간이 된다. 이때, 고압의 절연 가스는 퍼퍼실측 배기 구멍(7a)으로부터 퍼퍼실(10) 및 배기 구멍(16)을 거쳐 절연 노즐(12)을 따라 아크에 대하여 내뿜어진다. 이상이 대전류 차단의 메커니즘이다.
또한, 가동측이 지면 우측 방향으로 더 이동하고, 도 4에 나타내는 차단 동작 완료시로 이행한다. 이 상태에서는, 차단부의 압력이 도 3에 나타내는 아크 발생시와 비교해서 낮아지기 때문에, 압력 동작 밸브(15)가 복귀하여 조작 로드측 배기 구멍(7b)이 폐쇄된다. 또한, 흐름 제어부(11)의 개구부(11a)와 퍼퍼 샤프트(7)의 퍼퍼실측 배기 구멍(7a)이 연통한다.
이 상태에 있어서, 고정측 아크 접촉자(4)와 가동측 아크 접촉자(5) 사이에 아크가 잔존하면, 그 아크에 의해 가열된 고압의 절연 가스가 퍼퍼 샤프트(7) 내를 흘러, 연통하는 퍼퍼실측 배기(7a) 및 개구부(11a)로부터 퍼퍼실(10) 내로 유입된다.
그 후, 절연 가스는 퍼퍼실(10)로부터 배기 구멍(16)을 통해서 방출되고, 절연 노즐(12)을 따라 유출하여 잔존하는 아크에 대하여 내뿜어진다. 이 사이클은, 고정측 아크 접촉자(4)와 가동측 아크 접촉자(5) 사이에 아크가 잔존하는 동안에 걸쳐 계속된다. 이 때문에 장시간에 걸쳐 고정측 아크 접촉자(4)와 가동측 아크 접촉자(5) 사이에 고압의 절연 가스를 내뿜을 수 있다.
이하, 도 6을 사용해서 종래 방식의 퍼퍼 압력 곡선 P1과 본 실시예의 퍼퍼 압력 곡선 P2의 특성을 비교한다. 차단기의 차단 동작 스트로크를 X 곡선으로 나타낸다. 종래 방식의 퍼퍼 압력 곡선 P1에서는 차단 동작 후반에는 가스 압력이 점점 감소한다. 이에 대해, 본 실시예에서는 퍼퍼 압력 곡선 P2에 나타낸 바와 같이 차단 동작 후반에서도 다시 가스압이 상승한다.
이어서, 도 6을 사용해서 본 발명의 퍼퍼식 차단기가 0미스 전류 Izmiss를 차단하는 메커니즘을 종래 기술과의 대비에 의해 설명한다. 도 6에서는, 0미스 전류 발생후의 파형이 A점에서 처음으로 0선을 통과한다. 이때, 종래 방식에 의하면 퍼퍼 압력 곡선 P1 상의 PlA 점의 압력이 퍼퍼실에 잔존한다. 이 경우, 퍼퍼실(10)의 압력이 충분하지 않기 때문에 전류 차단을 할 수 없을 우려가 있다.
한편, 본 발명의 퍼퍼실을 갖는 퍼퍼식 차단기를 사용한 경우에는, 전류 0점에 상당하는 퍼퍼실의 압력은 P2A 점으로 나타낸다. 도 6으로부터 P2A 점은 PlA 점의 압력과 비교하여 훨씬 높은 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 퍼퍼실을 갖는 퍼퍼식 차단기를 사용한 경우에는, 종래예의 퍼퍼 압력보다 높은 압력으로 장시간 절연 가스를 계속해서 부는 것이 가능하게 된다. 이에 의해 사고로 발생하는 대전류뿐만아니라, 통상의 차단기에서는 차단이 곤란한 0미스 전류를 차단하는 것이 가능하게 된다. 또한, 아크의 재점호를 방지하는 것이 가능하게 된다.
<제2 실시예>
도 7 내지 도 9에, 본 발명의 제2 실시예를 나타낸다. 또한, 제1 실시예와 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다. 제2 실시예에서는, 제1 실시예의 압력 동작 밸브(15)에 대신해 배기 폐지통(18)을 사용한다. 배기 폐지통(18)은, 퍼퍼 샤프트(7)가 그 내주를 미끄럼 이동하는 배기 폐지통이며, 차단 동작 시의 스트로크의 최종 단부 근방에서 조작 로드측 배기 구멍(7b)을 밀봉한다.
제1 실시예와 마찬가지로, 배기 폐지통(18)은, 도 9에서 나타내는 차단 동작 완료시 이후에 있어서 조작 로드측 배기 구멍(7b)을 폐쇄하는 밀봉 부재로서의 역할을 갖는다. 보다 바람직하게는, 차단 동작 완료시 이후에 있어서 다시 차단부의 전압이 상승하기 시작하는 타이밍에서 조작 로드측 배기 구멍(7b)을 폐쇄한다.
이렇게 함으로써, 차단 동작 완료 후도 퍼퍼실(10) 내의 압력을 차단부의 가스 압력보다도 높게 유지하고, 차단부에 잔존하는 아크에 대하여 장시간에 걸쳐 절연 가스를 내뿜는 것이 가능하게 된다. 본 실시예는, 제1 실시예에 나타내는 효과 외에, 구조가 간결하게 되기 때문에, 신뢰성의 향상 및 제조 비용의 저감으로 연결된다.
<제3 실시예>
도 10, 본 발명의 제3 실시예를 나타낸다. 또한, 제1 및 제2 실시예와 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다. 실시예 3에서는 퍼퍼 샤프트(7) 내의 차단부측에 고온 가스에 의해 증발하는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 등의 증발 부재(19)를 배치한다.
차단 동작을 할 때, 아크에서 발생하는 고온 가스가 퍼퍼 샤프트(7) 내에 유입하고, 증발 부재(19)의 온도가 상승해서 증발 가스를 발생시킨다. 이 증발 가스를 퍼퍼실측 배기 구멍(7a) 및 개구부(11a)를 통해서 퍼퍼실(10)로 보내옴으로써, 퍼퍼실(10) 내의 가스 온도를 더욱 상승시키는 것이 가능하게 되어, 가스압을 보다 높게 할 수 있다. 이에 의해, 제1 및 제2의 실시예에 나타내는 효과 외에, 보다 효율적으로 대전류 및 0미스 전류를 차단하는 것이 가능하게 된다. 또한, 보다 확실하게 대전류 차단 후의 아크의 재점호를 방지하는 것이 가능하게 된다.
1 : 용기
2 : 고정측 주 접촉자
3 : 가동측 주 접촉자
4 : 고정측 아크 접촉자
5 : 가동측 아크 접촉자
6 : 퍼퍼 실린더
7 : 퍼퍼 샤프트
7a : 퍼퍼실측 배기 구멍
7b : 조작 로드측 배기 구멍
8 : 절연 조작 로드
9 : 퍼퍼 피스톤
10 : 퍼퍼실
11 : 흐름 제어부
11a : 개구부
11b : 플로우 가이드
12 : 절연 노즐
13 : 고정측 도체
14 : 가동측 도체
15 : 압력 동작 밸브
16 : 배기 구멍
17 : 배기 폐지통
18 : 증발 부재

Claims (4)

  1. 절연 가스를 충전하는 용기와,
    상기 용기 내에 대향 배치되고, 동일축 상에 설치된 고정측 주 접촉자 및 가동측 주 접촉자와,
    상기 고정측 주 접촉자 및 상기 가동측 주 접촉자의 내측에 각각 동심원 형상으로 설치된 고정측 아크 접촉자 및 가동측 아크 접촉자와,
    상기 가동측 아크 접촉자가 선단에 설치된 퍼퍼 실린더와,
    상기 퍼퍼 실린더의 내측에 동심원 형상으로 설치되고, 퍼퍼실측 배기 구멍 및 조작 로드측 배기 구멍을 갖는 퍼퍼 샤프트와,
    상기 조작 로드측 배기 구멍을 폐쇄하는 밀봉 부재와,
    상기 퍼퍼 실린더와 상기 퍼퍼 샤프트로 형성되는 공간의 내면을 미끄럼 이동하는 퍼퍼 피스톤과,
    상기 퍼퍼 실린더, 상기 퍼퍼 샤프트 및 상기 퍼퍼 피스톤으로 형성된 퍼퍼실에 있어서 상기 퍼퍼실측 배기 구멍과 연통 가능한 개구부를 갖고, 상기 퍼퍼 피스톤에 설치된 흐름 제어부와,
    상기 가동측 아크 접촉자와 동심원 형상으로 설치되고, 상기 퍼퍼실 내에서 압축된 절연 가스를 상기 고정측 아크 접촉자 및 상기 가동측 아크 접촉자 사이에 발생한 아크에 내뿜는 절연 노즐을 갖고,
    차단 동작 완료 시에 있어서는, 상기 퍼퍼실 내에 소정의 공간이 형성되고, 상기 퍼퍼실측 배기 구멍과 상기 개구부가 연통하고, 또한 상기 조작 로드측 배기 구멍이 상기 밀봉 부재에 의해 폐쇄되는 것을 특징으로 하는, 퍼퍼식 가스 차단기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 밀봉 부재는 압력 동작 밸브이며, 아크 발생 시에는 아크 공간의 압력의 상승에 의해 상기 조작 로드측 배기 구멍을 개방하지만, 차단 동작 완료시 이후에 아크 공간의 압력이 다시 상승해도 상기 조작 로드측 배기 구멍을 계속해서 폐쇄하는 것을 특징으로 하는, 퍼퍼식 가스 차단기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 밀봉 부재는 상기 퍼퍼 샤프트가 그 내주를 미끄럼 이동하는 배기 폐지통이며, 차단 동작 시의 스트로크의 최종 단부 근방에서 상기 조작 로드측 배기 구멍을 폐쇄하는 것을 특징으로 하는, 퍼퍼식 가스 차단기.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 퍼퍼 샤프트 내의 차단부측에 고온 가스에 의해 증발하는 증발 부재를 배치하는 것을 특징으로 하는, 퍼퍼식 가스 차단기.

KR1020147002923A 2011-09-06 2012-08-02 퍼퍼식 가스 차단기 KR20140043469A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2011-193444 2011-09-06
JP2011193444A JP2015005327A (ja) 2011-09-06 2011-09-06 パッファ式ガス遮断器
PCT/JP2012/069687 WO2013035463A1 (ja) 2011-09-06 2012-08-02 パッファ式ガス遮断器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140043469A true KR20140043469A (ko) 2014-04-09

Family

ID=47831915

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147002923A KR20140043469A (ko) 2011-09-06 2012-08-02 퍼퍼식 가스 차단기

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20140190938A1 (ko)
JP (1) JP2015005327A (ko)
KR (1) KR20140043469A (ko)
CN (1) CN103748650A (ko)
WO (1) WO2013035463A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019117617A1 (ko) * 2017-12-14 2019-06-20 일진전기 주식회사 가스 차단장치

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104143467B (zh) * 2013-09-30 2017-07-21 国家电网公司 一种压气式灭弧装置及使用该灭弧装置的高压断路器
CN107077988B (zh) * 2014-06-02 2019-07-16 Abb瑞士股份有限公司 高电压压气式断路器及具有这种压气式断路器的断路器单元
KR101657454B1 (ko) * 2014-09-25 2016-09-21 현대중공업 주식회사 가스절연 차단기
CN105448591B (zh) * 2015-11-27 2018-04-13 河南平芝高压开关有限公司 吸气式灭弧的动触头装置及使用该装置的接地开关
EP3404689B1 (en) * 2017-05-19 2023-08-16 General Electric Technology GmbH Circuit breaker comprising an improved compression chamber
EP3503152B1 (en) 2017-12-22 2020-10-14 ABB Power Grids Switzerland AG Gas-insulated high or medium voltage circuit breaker
EP3503153B1 (en) 2017-12-22 2021-09-01 ABB Power Grids Switzerland AG Gas-insulated high or medium voltage circuit breaker
EP3618088A1 (en) * 2018-08-30 2020-03-04 ABB Schweiz AG Nozzle for high or medium voltage curcuit breaker
CN110112033A (zh) * 2019-05-08 2019-08-09 沈阳工业大学 一种带有辅助活塞的弧触头及使用方法
CN110047716B (zh) * 2019-05-28 2020-09-25 西一电气有限公司 一种高压电气用断路器触头灭弧装置
CN114141574B (zh) * 2021-10-20 2024-03-26 平高集团有限公司 一种断路器及其主拉杆
CN114609345B (zh) * 2022-05-10 2022-08-09 北京一同宇科技股份有限公司 一种sf6传感器

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0722836Y2 (ja) * 1988-01-18 1995-05-24 株式会社高岳製作所 パッファ形ガス遮断器
JPH0260014A (ja) * 1988-08-24 1990-02-28 Meidensha Corp パッファ形ガス遮断器
JPH0745165A (ja) * 1993-08-02 1995-02-14 Meidensha Corp パッファ形ガス遮断器
JPH0963433A (ja) * 1995-08-30 1997-03-07 Fuji Electric Co Ltd パッファ方式のガス遮断器
JP4174094B2 (ja) * 1998-01-29 2008-10-29 株式会社東芝 ガス遮断器
JP2001110289A (ja) * 1999-10-08 2001-04-20 Toshiba Corp ガス遮断器
JP2002075148A (ja) * 2000-08-31 2002-03-15 Hitachi Ltd パッファ形ガス遮断器
EP1672655A1 (de) * 2004-12-20 2006-06-21 Abb Research Ltd. Vakuumschalter mit grosser Stromtragfähigkeit
JP4855825B2 (ja) * 2006-04-27 2012-01-18 株式会社東芝 パッファ形ガス遮断器
JP2008210710A (ja) * 2007-02-27 2008-09-11 Mitsubishi Electric Corp 電力用ガス遮断器
JP5127569B2 (ja) * 2008-05-29 2013-01-23 株式会社東芝 ガス絶縁開閉器
JP2010056021A (ja) * 2008-08-29 2010-03-11 Toshiba Corp ガス遮断器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019117617A1 (ko) * 2017-12-14 2019-06-20 일진전기 주식회사 가스 차단장치

Also Published As

Publication number Publication date
US20140190938A1 (en) 2014-07-10
JP2015005327A (ja) 2015-01-08
CN103748650A (zh) 2014-04-23
WO2013035463A1 (ja) 2013-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20140043469A (ko) 퍼퍼식 가스 차단기
EP2194556B1 (en) High-speed closing switch in power distributor
US7919720B2 (en) Earthing switch
US7566842B2 (en) Switching chamber and heavy-duty circuit breaker
US4086461A (en) High-voltage circuit-interrupters
US6787725B2 (en) Switching mechanism of circuit breaker for gas insulted switchgear
JP2009094067A (ja) ２つの圧縮容積を有している電力回路遮断器の電流遮断チャンバー
KR101635418B1 (ko) 가스절연 차단기
JP5178967B1 (ja) ガス遮断器
JP5175322B2 (ja) 並列の定格電流経路を備えたサーキット・ブレーカ
JP2577080B2 (ja) 低エネルギで動作する高電圧遮断器
JP4879366B1 (ja) ガス遮断器
AU687947B2 (en) A puffer circuit-breaker having a pneumatically-locked semi-moving piston
JP2009129867A (ja) パッファ形ガス絶縁遮断器
US3551623A (en) Fluid-blast circuit interrupters with piston-driving means and cooperable floating piston with accelerating coil
JP2577116B2 (ja) 高圧又は中電圧の遮断器
KR101595110B1 (ko) 가스절연 개폐장치의 가스차단기
JPH05190064A (ja) 電気接触子
JP5865670B2 (ja) ガス遮断器
JP2016219317A (ja) ガス遮断器
KR100606421B1 (ko) 가스절연 차단기의 극간 전계완화장치
LU100322B1 (en) Circuit breaker
JP2015159030A (ja) ガス遮断器
CN105118731A (zh) 压气式灭弧室
JP2015162330A (ja) ガス遮断器

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application