KR0157616B1 - 개폐기 - Google Patents

Abstract

접촉자간의 개리에 의하여 생기는 아크의 에너지를 이용하여 소호성 가스를 승압하는 승압실과, 가동접척자의 개리동작에 고나련하여 작동하는 피스통을 구비하는 흡입실을 가지는 개폐기에 있어서, 상기승압실내에 아크에너지에 의한 상승압력을 보류한 후, 승압실 및 흡입실을 피스톤의 반 흡입실측의 가스실에 연통하는 가스통로 수단을 설치하고, 상기 가스실의 용적을 승압실 및 흡입실 보다 크게하고, 상기 흡입실 내에서의 피스톤 이동량을 상기 가동 접촉자가 고정접촉자에 투입되었을 때의 양접촉자의 접촉량보다 크게한 것이다.

Description

개폐기

제 1도는 본 발명의 일실시예에 의한 가스 개폐기의 차단부를 나타낸 종단면도.

제 2도는 제 1도의 차단부를 3상일괄형에 사용한 가스차단기의 횡단 평면도.

제 3도 내지 제 6도는 제 1도의 차단부의 개로동작을 설명하는 각각 다른 상태의 단면도

제 7도는 제 2도의 VII-VII선에 따른 단면도.

제 8도는 제 7도에 나타낸 제 2의 가스연통 수단의 다른 구성예를 나타낸 단면도.

제 9도 및 제 10도는 본 발명의 각각 다른 실시예에 의한 가스 개폐기의 차단부를 나타낸 종단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 밀폐용기 2, 3 : 단자판

4 : 고정접촉자 5 : 고정도체

6 : 절연노즐 7 : 가동 접촉자

8 : 접전자 9 : 구동축

9a : 레버 10 : 링크

11, 12 : 가스 연통수단 13 : 승압실

14 : 흡입실 15 : 피스톤

20, 21 : 부싱 22 : 가스실

23 : 절연통

본 발명은 개폐기에 관한 것으로 특히 아크에의 분출(내뿜는) 가스류를 형성하기 위한 부압 발생장치를 구비한 개폐기에 관한 것이다.

종래의 이 종류의 개폐기는 미합중국 특허 제 4, 511, 766호 명세서에 기재된 바와 같이, SF6 가스 등의 소호성 가스를 봉입한 밀봉용기내에, 상대적으로 개리(開離) 가능한 고정 접촉자 및 가종접촉자와, 이 접촉자간의 개리에 의하여 발생하는 아크의 에너지를 사용하여 소호성 가스를 승압하는 승아실을 가지는 승압장치와, 가동접촉자의 개리 동작에 따른 실린더와 피스톤의 상대 운동에 의하여 부압을 발생하는 부압실을 가지는 부압 발생장치를 구비하고 있었다. 따라서, 개리한 접촉자간의 아크에는 승압실내에 있어서의 초기압력, 아크 에너지에 의한 상승압력과 부압실내의 부압과의 차압력에 의하여 승압실로부터 부압실에 향하여 형성되는 소호성가스류의 분출이 가해지고, 이에 의하여 아크의 소호가 행해진다.

상기한 종래 기술에 있어서는 가동접촉자가 고정접촉자에 투입되었을 때의 이들 접촉자 접촉길이(L)와, 부압실을 형성하는 피스톤의 이동길이(L)가 동등하게 설정되어 있다. 이 때문에 가동접촉자의 개리동작에 의하여 가동접촉자가 고정 접촉자에대하여 거리(L)만큼 이동하면, 가동접촉자가 고정접촉자로부터 개리하기 시작함과 동시에, 부압실과 피스톤의 반부압실측의 가스실이 연통하기 시작하는 상태가 되고, 그후 즉시 부압실과 피스톤의 반부압실측의 가스실이 연통한다.

따라서, 아크에너지에 의한 상승압력을 충분히 확보할 수가 없어, 아크를 확실하게 소호할 수가 없다. 예를 들면 100A내지 500A 정도의 전류가 접촉자간에 작용하고 있는 경우에는 전류가 작기 때문에, 승압실내의 초기압력과 부압실내의 부압과의 차압력에 의하여 아크를 소호할 수가 있다. 또 대전류가 접촉자간에 작용하고 있는 경우에는 대전류에 비례하여 생기는 아크의 에너지에 의하여 승압실내의 아크에너지에 의한 상승압력이 순식간에 커지므로 아크의 소호가 가능하다. 그러나 예를 들면 1000A내지 3000A정도의 전류가 접촉자간에 작용하고 있는 경우에는 승압실내의 아크에너지에 의한 상승 압력이 충문히 얻어질 수 없기 때문에, 승압실내의 초기압력, 아크에너지에 의한 상승압력과 부압실내의 부압과의 차압력이 충문하게 되지 않아, 접척자간에 생기는 아크를 소호할 수가 없는 결점이 있었다.

또, 상기한 종래 기술에 있어서는 피스톤의 반부압측의 가스실의 용적이 승압실 및 부압실의 것보다도 작기 때문에, 아크의 소호에 기여하여 가열된 소호성유체가 가스실내에 체류한다. 그 결과, 가스실내의 소호성 유체의 온도가 상승하여 소호성 유체 자체의 절연성이 대폭으로 저하하여, 절연성을 유지할 수 없게 된다는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 접촉자간에 소전류 내지 대전류가 작용해도 이들의 전류에 의하여 생기는 아크를 확살하게 소호할 수 있음과 동시에, 절연성이 좋은 개폐기를 제공하는 데 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 소호성 가스를 충전한 밀폐용기내에 개리 가능한 고정접촉자 및 가동접촉자와 상기 가동접촉자가 슬롯부로부터 삽입된 절연노즐을 가지고, 상기 양 접촉자의 접촉부를 포함하여 형성한 승압실과, 상기 가동접촉자에 연결한 피스톤을 가지고 상기 절연 노즐의 반승압실측에 형성한 흡입실을 형성하고 이는 개폐기에 있어서, 상기 밀폐용기내에 있어서의 피스톤의 반흡입실측의 공간을 상기 가동 접촉자를 구동 조작하는 조작레버의 수납실로 함과 동시에 가스실로서 형성하고, 이 가스실의 용적을 승압실 및 흡입실 보다 크게 하고, 상기 밀폐용기의 내면에 피스톤의 이동에 의하여 상기 흡입실과 가스실과를 연통, 차단하는 가스연통수단을 상기 흡입실에 근접시켜 설치하고, 상기 흡입실 내에서의 피스톤 이동량을, 상기 가동 접촉자가 고정 접촉자에 투입되었을때의 양접촉자의 접촉량보다 크게 한 것이다.

이와같이 구성함으로써, 가동접촉자가 고정접촉자로부터 개리 되었을 때, 흡입실을 상기 피스톤의 반흡입실측의 가스실에 연통시키는 일이 없으므로, 아크 에너지에 의한 상승압력을 상압실내에 보류(保留)할 수가 있다. 그 결과, 피스톤의 이동에 의하여 연통수단이 흡입실과 상기 피스톤의 반흡입실측의 가스실과를 연통 되었을 때에, 상기 아크 에너지에 의한 상승 압력을 아크를 소호하기 위하여 작용시킬 수가 잇어, 아크를 확실하게 소호할 수가 있다. 또 가스실의 용적을 크게 하엿기 때문에 가스실내에 유입한 가연된 소호성가스의 온도를 저하시킬수가 있으므로, 절연성을 유지할 수가 있다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 잇점은 다음에 설명하는 실시예에 의하여 명밸할 것이다.

이하 본 발명이 실시예를 도면과 함께 설명한다.

제 1도는 본 발명의 일실시예에 의한 가스개폐기의 종단 정면도이고, 차단부는 폐로 상태를 나타내고 있다.

통형상의 차단부의 밀폐용기(1)의 일단을 단자판(2)과 부싱(20)에 의하여 기밀하게 밀봉되고, 또 타단을 단자판(3)과 부싱(21)에 의하여 기밀하게 밀봉되어 잇다. 그 내부에는 SF6 가스 등의 소호성 가스가 충전되어 있다. 한쪽의 단자판(2)의 차단부 밀폐용기(1)내에는 고정접촉자(4)가 고정되어 있고, 다른쪽의 단자판(3)의 차단부 밀폐용기(1)내에는 고정도체(5)가 고정되어 있다. 이 고정도체95)에 항상 접촉된 집전자(8)를 가지는 가동접촉자(7)는 고정접촉자(4)에 접촉되고 있다.

따라서 단자판(2, 3)간을 잇는 차단부의 밀폐용기(1)의 중십축선상에, 고정접촉자(4), 가동접촉자(7), 집전자(8) 및 고정도체(5)가 배치되어 있다.

집전자(8)의 중심부에 형성되어 있는 요( )부내에는 고정도체(5)가 감합 가능하게 되어있다. 가동접촉자(7)에는 절연물체의 랭크(10)를 거쳐 레버(9a)가 연결되어 있다 이 레버(9a)는 공통구동축(9)을 거쳐 도시하지 않은 조작장치에 연결되어 있다.

차단부의 밀폐용기91)내에는 절연노즐(6)이 고정되어 있고, 이 절연노즐(6)에 의하여 양접촉자(4, 7)의 접촉부를 포함한 승압실(13)과, 그 반대측의 흡입실(14)로 분리되어 있다.

흡입실(14)은 가동접촉차(7)에 연결된 피스톤(15)과 절연노즐(6)에 의하여 구분되어 있다. 피스톤(15)의 반흡입실(14)측에는 링크(10)나 레버(9a)로 이루어진 가동접촉자(7)의 연결기구계와, 고정도체(5)와 가동접초가(7)간을 전기적으로 접속하는 집전자(8) 등의 집전기구부를 수납한 가스실922)이 형성되어 있다. 이 가스실(22)의 용적은 승압실(13) 및 흡입실9140의 용적보다 크게 구성되어 있다. 이에 의하여 가스실922)내에 유일한 열가스의 온도의 저하가 용이하에 되어 그 절연성을 유지할 수가 있다. 피스톤(15)의 외주면과 섭동관계를 갖는 차단부의 밀폐용기(1)의 내면에는 도시한 폐로상태 및 개로동작 초기에 있어서의 흡입실(14)과 가스실(22)사이를 연통하는 요부로 이루어진 제 1의 가스연통수단(11)이 형성되어 있다. 이 가스 연통수단(11)이 연통상태를 유지하는 것은 피스톤(15)이 개로 방향으로 거리(L1)를 이동하는 사이뿐이고, 그보다도 우측의 차단부의 밀폐용기(1)의 내면을 피스톤(15)의 외주면과 거의 밀접하는 섭동면이 형성되고, 그후 다시 흡입실(14)과 가스실(22)간을 연통하는 대경부(12A)로 이루어진 제2의 가스연통수단(12)이 형성되어 있다. 이 제2의 가스 연통수단(12)이 기능하는 것은 피스톤(15)이 도시한 폐로 상태로부터 거리(L2)만큼 개로동작 했을 때이고, 피스톤(15)이 거리(L1∼L2)를 개로 동작하는 사이 차단되는 제1의 가스연통수단(11)과 구별되어있다. 상기한 제 2의 가스 연통수단(12)이 기능하는 거리(L2)는 가동접촉자(7)가 고정접촉자(4)에 투입되었을 때의 양접촉자의 접촉길이(L3)보다 크게 설정되어 잇다. 이것은 아크에너지에 의한 상승압력을 승압실(130내에 보류하기 위해서이다.

다시, 상기한 제1의 가스연통수단(11)과 제2의 가스연통수단(120과의 다른점에 대하여 개로동작을 설명하는 제 3도 내지 제 6도를 사용하여 설명한다.

제 3도는 폐로 상태이고, 고정접촉자(4)와 가동접촉자(7) 사이는 승압실(13)내에서 접촉하고 있고, 또 흡입실(14)과 가스실(22)은 차단부의 밀폐용기91)의 내면과 피스톤(15)의 외주면 사이에 형성된 제 1의 가스연통수단(11)에 의하여 연통되어 있다. 전류 경로는 부싱(20)-단자판(2)-고정접촉자(4)-가동접촉자(7)-집전자(8)-고정도체(5)-단자판(3)-부싱(21)이고, 기타의 통로는 통상의 수단에 의하여 전기적으로 절연되어 있다.

차단 지령에 의하여 도시하지 않은 조작창지로 구동축(9)을 시계방향으로 회전하면 레버(9a) 및 링크(10)를 거쳐 가동접촉자(7)는 제 4도와 같이 오른쪽으로 구동된다. 이때 흡입실(14)의 용적은 증대하나, 제 1의 가스 연통수단(11)에 의하여 가스실(22)과 연통되고 있기 때문에 부압으로는 되지 않고, 따라서 개로 동작의 초기에 있어서 흡입실(14)은 조작장치에 대한 반력(反力)으로는 되지 않으므로, 조작장치는 소형으로 이루어져 있다. 그러나, 피스톤(15)이 거리(L1)를 이동하여 제 4도의 상태가 되면, 제1의 가스연통수단(11)은 차단되기 때문에, 흡입실(14)은 부압을 발생하여 제 5도의 상태로 이동한다.

제 5도의 상태(피스톤(15)이 거리(L2)를 이동한 상태)에 달하기 전체, 가동접촉자(7)는 고정접촉자(4)로부터 개리하고, 발생한 아크에 의하여 승압실(13)내의 가스압력을 높이고 있고, 가동접촉자(7)가 절연노즐(6)의 슬롯부로부터 빠져나오면 승압실(13)로부터 흡입실(14)로 향하는 가스류가 형성된다. 아크는 이 가스류에 의하여 분출류를 받는다. 차단 전류가 작은 경우, 이 분출에 의하여 소호되나, 차단 전류가 큰 경우, 아크 에너지에 의하여 상승한 승압실913)내의 가스류에 의하여 흡입실(14)은 즉시 압력이 상승되어 버리기 때문에 충분한 분출이 지속될 수 없다.

그러나 제 6도의 상태에 달하면, 제 2의 가스연통수단(12)이 흡입실(140과 가스실922) 사이를 연통시키기 때문에, 흡입실(14)내의 가스는 가스실(22)에 유입하고 이에의하여 형성되는 가스류에 의하여 소호가 행해진다. 가스실(22)에 이르는 제 2의 가스연통수단(12)은 차단부의 밀폐용기(1)의 내면과 피스톤(15)의 외주면 간에 형성되어 있기 때문에, 가스실(220에 유입하는 가스류는 가동접촉자(7)의 개로방향이 됨과 동시에, 지금까지 활용되지 못햇던 가스실(22)내의 용적을 가스 분출용으로서 활용할 수가 있다. 이때 가스실922)내에 유입한 열가스는 승압실913) 및 흡입실(14)의 용적보다 큰 용적을 가지는 가스실(22)에 의하여 그 온도가 저하되어 절연성을 유지할 수가 있다. 개로 최후위치는 가동접촉자(7)의 단부가 고정도체(5)의 좌단과 충돌하도록 구성한 스토퍼에 의하여 규제되지 때문에 피스톤(15)의 오른쪽으로의 높은 압력이 작용하여 오버스트로크해도 집전자(8)를 파손시키는 일이 없고, 또 전용의 스토퍼를 설치한 경우보다도 구조가 간단하게 되어 있다.

제 2도는 3상 공통의 차단부의 밀폐용기(1)내에 3상의 차단부를 구성했을 경우를 나타낸 횡단 평면도이다.

각 차단부의 구조는 제 1도와 동일하고, 상간이 되는 위치의 일부의 차단부의 밀폐용기(1)의 격벽에는 가스실(22)을 서로 연통하는 연통구멍(12A)이 설치되어 경량화가 도모되고 있다. 이 구성에서도 제 2의 가스연통수단(12)이 가스류를 가동 접촉자(7)의 개로 동작 방향으로 규제하여, 용적이 큰 가스실(22)에 유입시키기 때문에, 고온가스의 온도가 신속하게 저하하여 절연 내압을 유지할 수가 있음과 동시에 상기한실시예와 동등한 효과를 얻을 수가 있다.

제 7도는 제 2도의 VII-VII선에 따른 차단부의 밀폐용기의 종단면도로서, 제 2의 가스연통수단(12)을 나타내고 있다. 이 실시에에서는 차단부의 밀폐용기(1)의 내면에 전주위에 걸쳐 요부를 형성하고 있다. 이에 대하여 제 8도에 나타낸 바와 같이 둘레 방향으로 분산한 복수위 요부에 의하여 스플라인과 같은 제 2의 가스 연통수단(12)을 구성해도 좋으며, 대전류 차단시에 필요한 가스유로 면적을 갖는다면, 형상이나 수에 제한은 없다.

제 9도는 본 발명의 실시예에 의한 차단부의 종단면도이며, 제 1도위 실시예와 비교하면 제 1 및 제 2 의 가스연통수단(11, 12)의 구성이 다르다. 이 실시예에서는 소호에 기여한 고온가스에 노출되는 부분을 절연노즐(6)과 함께 절연물로 구성하고 있다. 즉 차단부의 밀폐용기(1)의 내면에 절연노즐(6)과 일체인 절연통(23)을 배치하고, 이 절연통(23)에 요부를 형성하여 제 1의 가스연통수단(11)과 제 2의 가스연통수단(12)을 구성하거 있다.

이 실시예에 의하면, 차단부의 밀폐용기(1)를 금속으로 구성해도 양접촉자(4, 7) 등의 고압충전부와 차단부 밀폐용기(1)간의 절연을 양호하게 유지할 수가 있다.

제 10도는 본 발명의 또다른 실시예에 의한 차단부를 나타낸 종단면도를 나타내고 있다. 제 1도에 나타낸 실시예와 다른 것은 가동접촉자(7)와, 고정도체(5)간의 전기적 접촉과, 가동접촉자(7)의 오버 스트로크를 방지하는 스토퍼의 구성에 있다. 특 부싱(21)의 중심도체에 고정된 고정도체(5)의 좌단에 집전자(8)를 설차하여 고정도체(5)의 요부내에 가동접촉자(7)의 우단이 삽입되게하여 스토퍼를 구성하고 있다.

이 실시예에서도 제 1도의 경우와 마찬가지로 가동접촉자(7)의 오버스트로크를 간단한 구성으로 방지할 수가 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 차단부의 밀폐용기와 흡입실의 피스톤간에 제 2의 가스연통 수단을 구성하고, 이 제2의 연통수단은 가동접촉자가 고정접촉자로부터 개리한 후, 소정시간을 가지고 흡입실과 상기 피스톤의 반흡입실측의 가스실과를 연통시키므로 그 사이에 아크 에너지에 의한 상승압력을 승압실에 보류시킬 수가 있고, 그 상승압력을 아크에 작용시켜 아크를 확실하게 소호할 수가 있다. 또 가스실의 용적을 승압실과 흡입실 보다 크게 형성하였기 때문에 가스실내에 유입한 열가스의 온도를 조기에 저하시켜 그 절연성을 유지할 수가 있다.

Claims (7)

1. 소호성 가스를 충전한 밀폐용기내에, 개리 가능한 고정접촉자 및 가동접촉자와, 상기 가동접촉자가 슬롯부로부터 삽입된 절연노즐을 가지며 상기 가동접촉자에 연결한 피스톤을 가지고 상기 절연노즐의 반승압실측에 형성한 흡입실을 구성하고 있는 가스 개폐기에 있어서, 상기 밀폐용기내에 있어서의 피스톤의 반흡입실측의 공간을 상기 가동 접촉자를 구동 조작하는 조작레버의 수납실로 함과 동시에, 가스실로서 형성하고, 이 가스실의 용적을 승압실 및 흡입실의 용적보다 크게 하고, 상기 밀폐용기의 내면에 피스톤의 이동에 의하여 상기 흡입실과 가스실과를 연통차단하는 가스연통수단을 상기 흡입실에 근접하여 설차하고, 상기 흡입실 내에서의 피스톤 이동량을 상기 가동접촉자가 고정접촉자에 투입되었을 때의 양접촉자의 접촉량 보다 크게 한 것을 특징으로 하는 개폐기.
2. 제 1항에 있어서, 밀폐용기는 3상분에 대응하는 피스톤의 섭동부를 구비하고, 상기 가스연통수단에, 가스공간을 서로 연통하는 연통구멍을 설치한 것을 특징으로 하는 개폐기.
3. 제 1항에 있어서, 상기 피스톤은 그 외주면이 상기 밀폐용기의 내면과 섭동하도록하여 상기 흡입실을 형성하고, 상기 가스연통수단의 대경부는 상기 밀폐용기의 내면이 원주방향에 분산된 요부에 의하여 구성한 것을 특징으로 하는 개폐기.
4. 제 1항에 있어서, 상기 밀폐용기의 내면에 절연통을 배치하고, 이 절연통의 내면을 사익 피스톤의 외주면에 섭동하도록하여 상기 흡입실을 형성하고, 상기 가스연통수단은 상기 절연통과 상기 피스톤의 섭동부에 구성한 것을 특징으로 하는 개폐기.
5. 제 1항에 있어서, 상기 밀폐용기는 서로 대항하는 1상의 단자판을 가지고, 한쪽의 단자판에 고정한 고정도체와 상기 가동접촉자를 거의 동일축선상에 배치함과 동시에, 그 대향부의 어느 한족을 요부로 하고, 다른쪽은 상기 요부내에 감합하는 구조로 하고, 상기 고정도체와 상기 가동접촉자의 상기 감합부로 개로 최후위치를 규제한 것을 특징으로 하는 개폐기.
6. 제 5항에 있어서, 상기 가스 공간은 상기 감합부를 포함하여 형성한 것을 특징으로 하는 개폐기.
7. 제 1항에 있어서, 상기 밀폐용기의 내면을 상기 피스톤의 외주면에 섭동하도록하여 상기 흡입실을 형성하고, 상기 가스 연통수단은 피스톤의 섭동부에 구성한 것을 특징으로 하는 개폐기.