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KR100770330B1 - 팽창실과 파퍼실이 일체형으로 된 복합소호형 가스차단부 - Google Patents

팽창실과 파퍼실이 일체형으로 된 복합소호형 가스차단부 Download PDF

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KR100770330B1
KR100770330B1 KR1020060037472A KR20060037472A KR100770330B1 KR 100770330 B1 KR100770330 B1 KR 100770330B1 KR 1020060037472 A KR1020060037472 A KR 1020060037472A KR 20060037472 A KR20060037472 A KR 20060037472A KR 100770330 B1 KR100770330 B1 KR 100770330B1
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KR
South Korea
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arc
piston
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gas
expansion chamber
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Inventor
이병윤
Original Assignee
한국전기연구원
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Abstract

본 발명에 따른 팽창실과 파퍼실이 일체형으로 된 복합소호형 가스차단부는,대전류의 차단과정에서 발생하는 아크 에너지에 의해 자연적으로 팽창하는 가스를 일단 수용하였다가 내부 압력이 상승하면 그 가스를 다시 아크로 분사하여 아크를 소호하는 열팽창실과, 소전류의 차단에 관여하는 것으로 차단기의 기계적인 동작에 따른 피스톤의 작동에 의해 압축된 가스로 아크를 소호하는 파퍼실과, 정상전류의 통전 및 고장전류의 차단을 위한 고정접점 및 가동접점과, 고정 아크접점과 가동 아크접점의 접촉 및 분리를 가이드하는 노즐을 구비하는 복합소호형 가스차단부에 있어서, 상기 열팽창실과 파퍼실이 구분됨없이 하나의 실린더 공간으로 일체화되고, 그 일체화된 실린더 공간 내에는 고장전류의 차단을 위해 압축된 가스를 아크로 분사해주기 위한 피스톤이 왕복 직선 운동 가능하도록 설치되며, 상기 피스톤 몸체에는 피스톤을 지지 및 투입하기 위한 스프링이 설치되고, 상기 실린더 공간의 전방에는 상기 피스톤의 구동을 위한 턱이 형성되어 있는 점에 그 특징이 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 차단부의 크기와 무게를 크게 감소시킬 수 있고, 차단부의 차단동작이 비선형적이어서 복합소호 차단부의 이상적인 동작을 구현할 수 있으며, 전류크기에 비례하여 실린더의 체적이 증가하여 열-가스의 냉각이 쉽게 이루어질 수 있다.

Description

팽창실과 파퍼실이 일체형으로 된 복합소호형 가스차단부{Hybrid type gas interrupter with one united body of a puffer cylinder and a thermal-expansion chamber}
도 1은 종래의 팽창실과 파퍼 실린더가 분리된 복합소호형 가스차단부의 구조를 보여주는 도면.
도 2a 내지 도 2d는 종래의 팽창실과 파퍼 실린더가 분리된 복합소호형 가스차단부의 고장전류 차단 동작 과정을 순차적으로 보여주는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 팽창실과 파퍼실이 일체형으로 된 복합소호형 가스차단부의 구조를 보여주는 도면.
도 4는 도 3의 "A"부분에 대한 부분 발췌 확대도.
도 5는 본 발명의 복합소호형 가스차단부에 있어서, 피스톤 구동용 턱과 피스톤 사이의 길이(L1)를 고정 아크접점과 가동 아크접점의 중첩길이(L2)와 동일하게 조정하는 것을 설명하는 도면.
도 6은 본 발명에 따른 팽창실과 파퍼실이 일체형으로 된 복합소호형 가스차단부가 실제로 가스 차단기에 채용된 상태를 보여주는 도면.
도 7a 내지 도 7e는 본 발명에 따른 팽창실과 파퍼실이 일체형으로 된 복합소호형 가스차단부에 의한 고장전류 차단동작을 순차적으로 보여주는 도면.
도 8은 종래의 복합소호형 가스차단부와 본 발명의 복합소호형 가스차단부의 각각의 차단동작 특성을 비교하여 보여주는 도면.
도 9는 본 발명의 복합소호형 가스차단부에 있어서, 기계적 구조에 의한 것이 아니라 팽창된 가스압력에 의해 늘어난 실린더 체적의 증가분을 설명하는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101,301...조작기 102,302...연결 로드
103,303...피스톤 104,304...실린더 로드
105...파퍼 실린더 106,306...가동 아크접점
107,307...제2 노즐 108,308...가동 주접점
109,309...고정 주접점 110,310...제1 노즐
111,311...고정 아크접점 112...열팽창실
113,316...탱크 305...피스톤 가이드
312...실린더 313...피스톤 구동용 턱
314...피스톤 지지 및 투입용 스프링
315...피스톤 멈춤 장치
본 발명은 산업용 전력기기 등에 채용되는 차단기의 가스차단부에 관한 것으로서, 더 상세하게는 복합소호형 가스차단부에서의 팽창실과 파퍼실을 일체화시킨 구조로 차단부를 소형화하여 고장전류의 차단을 위한 가동부의 조작에 필요한 조작력을 줄일 수 있고, 스트로크가 비선형적으로 진행될 수 있으며, 차단 전류의 크기에 따라 팽창실의 체적이 자동으로 조절될 수 있도록 하여 차단 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있는 팽창실과 파퍼실이 일체형으로 된 복합소호형 가스차단부에 관한 것이다.
전력계통에 고장이 발생했을 경우, 전력계통 및 각종 전력기기를 보호하기 위해서는 고장전류를 차단해야 한다. 이러한 고장전류를 차단하는 의무를 차단기(Circuit Breaker)가 수행하고 있다.
현재의 파퍼형 차단기의 조작력을 감소시키기 위해 새로이 등장한 것이 기존의 파퍼실에 팽창실을 조합한 복합소호형 차단부이다. 이 복합소호형 차단부는, 수천 암페어[A] 이상의 대전류 차단은 차단과정에서 발생하는 아크 에너지에 의해 자연적으로 팽창하는 가스를 팽창실(112)(도 1 참조)로 집어넣었다가 팽창실(112)에서 압력이 상승하면 다시 아크로 분사하여 아크를 소호하는 "열팽창 소호방식"과, 수천 암페어[A] 이하의 소전류 차단은 차단기의 기계적인 동작에 의해 파퍼실(105) (도 1 참조)에서 피스톤(103)에 의해 압축된 가스로 아크를 소호하는 "파퍼 소호방식"을 조합한 형태의 차단부이다. 기존의 "순수 파퍼 소호방식" 차단부에서는 전류의 크기가 대전류 또는 소전류에 관계없이 대전류 차단에 초점이 맞추어져 있기 때문에 소전류를 차단할 때에도 필요 이상의 파퍼실의 압력상승으로 아크를 소호하게 되며, 따라서 항상 큰 조작력이 필요하다. 하지만, 복합소호형 차단부에서는 파퍼실의 압력상승으로 소전류만 차단하기 때문에 파퍼실의 용적을 축소할 수 있고 따 라서 조작력을 감소시킬 수 있다. 이러한 목적하에 제시된 것이 도 1에 도시된 바와 같은, 본 출원인과 동일 출원인에 의해 선출원된 국내 특허출원 제10-2004-0019049호(이하 "선출원"이라 함)의 "팽창실과 파퍼 실린더가 분리된 복합소호형 가스차단부"이다.
도 1을 참조하면, 선출원의(종래의) 팽창실과 파퍼 실린더가 분리된 복합소호형 가스차단부는 정상전류의 통전 및 고장전류의 차단을 위한 고정 주접점(109), 가동 주접점(108), 고정 아크접점(111) 및 가동 아크접점(106)과, 피스톤(103)의 작용에 의해 가스를 압축하는 파퍼 실린더(파퍼실)(105)와, 피스톤(103)의 왕복 직선 운동을 가이드하는 실린더 로드(104)와, 파퍼 실린더(파퍼실)(105)의 일측에 마련되며, 열-가스가 유입되어 가스 압력을 상승시키는 팽창실(112)과, 고정 아크접점(111)과 가동 아크접점(106)의 접촉 및 분리를 가이드하는 제1, 제2 노즐(110)(107)과, 이상과 같은 각 구성요소들을 감싸서 보호하고 그 내부에는 절연성 가스(SF6)가 충전되어 있는 탱크(113)를 기본적으로 구비하며, 이외에 가스차단부의 차단성능을 높이기 위해 가동부를 이동시키는 동력을 전달하는 연결로드(102)와, 가동부의 이동을 위한 동력을 제공하는 조작기(101)를 구비한다.
도 2a 내지 도 2d는 이상과 같은 선출원의(종래의) 팽창실과 파퍼 실린더가 분리된 복합소호형 가스차단부의 고장전류 차단 동작 과정을 순차적으로 보여주는 도면이다.
도 2a를 참조하면, 이는 스트로크 20% 상태로서, 상기 도 1의 스트로크 0% 상태(정상적 통전상태)에서 전력계통에 고장이 발생하여 고장전류를 차단하기 위해 가동부[가동 주접점(108), 가동 아크접점(106), 파퍼 실린더(105), 제1,제2 노즐(110)(107)]가 움직이기 시작하고, 파퍼실의 냉-가스가 압축되기 시작한다.
도 2b는 스트로크 60% 상태로서, 고정 아크접점(111)과 가동 아크접점(106)이 분리되면서 두 아크접점(106)(111) 사이에 아크(150)가 발생하고, 아크(150)에 의해 팽창된 가스가 팽창실(112)로 역류하며, 파퍼실(105)의 냉-가스는 아크(150)를 냉각한다.
도 2c는 스트로크 70% 상태로서, 팽창실(112)의 압력이 높아져 팽창실(112)로 역류했던 가스가 다시 나오면서 아크(150)로 분사되어 아크(150)를 소호하며, 파퍼실(105)의 냉-가스는 아크(150)를 냉각한다.
도 2d는 스트로크 90% 상태로서, 아크(150)는 소호되고, 파퍼실(105)의 냉-가스는 고정 아크접점(111)과 가동 아크접점(106) 사이에 남아있는 고온가스를 냉각하여 열적회복 성능을 향상시키며, 두 아크접점(106)(111) 사이에 계속 냉-가스를 공급하여 절연성능을 높여 절연회복 성능을 향상시킨다.
이상과 같은 선출원의(종래의) 팽창실과 파퍼 실린더가 분리된 복합소호형 가스차단부는 기존의 파퍼형 차단기와 동일한 차단성능을 보유하면서도 조작력은 크게 감소시킬 수 있다. 그러나, 팽창실(112)과 파퍼실(105)을 별도로 구비해야 하므로, 차단부의 크기가 커지고, 구조가 복잡해 질 수 있다.
한편, 차단기는 100% 크기의 정격 고장전류(차단전류)만 차단하는 경우는 극히 드물다. 고장 형태에 따라 정격 차단전류의 10% 혹은 50%를 차단해야 하는 경우 가 대부분이다. 이러한 관점에서 차단기의 성능검증을 위해 국제규격(IEC)에서도 차단해야 할 전류크기를 듀티(duty) 별로 엄격하게 정하고 있다. 즉, 듀티 1번은 정격차단전류의 10%, 2번은 30%, 3번은 60%, 4번은 100%, 5번은 직류분이 추가된 100%, SLF90은 정격차단전류의 90%로 정해져 있다. 이렇게 정해진 시험규격을 어느 하나라도 통과하지 못할 경우 차단기는 차단성능을 가지지 못하는 것으로 규정하고 있다. 따라서 차단성능을 좌우하는 팽창실의 체적을 결정하는 것이 가장 중요한 핵심기술이며, 설계자 입장에서도 가장 어려운 문제이다. 예를 들어, 듀티 4번과 5번을 고려하여 적절한 압력상승을 얻기 위해 팽창실 체적을 크게 하는 경우, 듀티 1번, 2번, 3번에서는 작은 전류 때문에 아크 소호에 필요한 압력상승이 일어나지 않아 차단에 실패하는 경우가 비일비재하다. 반대로 듀티 1번, 2번, 3번과 같이 상대적으로 작은 차단전류에 초점을 맞추는 경우, 듀티 4번과 5번에서의 엄청난 아크에너지 때문에 큰 압력상승은 얻을 수는 있으나, 아크에 의해 팽창하여 팽창실로 유입된 열-가스가 냉각되어 다시 아크로 분출되는 것이 쉽지 않기 때문에 차단에 실패하며, 심지어는 가열된 열-가스 때문에 차단부의 부품이 용융되는 일이 발생하기도 한다. 이처럼 듀티 1번부터 5번까지를 모두 만족하는 팽창실의 체적을 결정하는 것이 복합소호 차단부의 차단성능을 결정하는 핵심이며, 가장 어려운 문제이다.
또한, 이제까지의 차단기들은 차단동작이 선형적으로 즉, 일정한 속도로 움직이면서 전류를 차단하였다. 따라서, 소전류 차단에 필요한 높은 가스밀도를 얻기 위해 스트로크 초반부에는 차단부가 빨리 움직여야 하고, 대전류 차단에 필요한 압력상승을 얻기 위해 접점이 분리되어 아크가 발생한 후부터는 실린더의 팽창압력을 얻기 위해 속도가 어느 정도 느려져야 하는 복합소호 차단부의 이상적인 동작을 구현하기 어려웠다.
본 발명은 이상과 같은 사항을 감안하여 창출된 것으로서, 복합소호형 가스차단부에서의 팽창실과 파퍼실을 일체화시킴으로써 차단부를 소형화하여 고장전류의 차단을 위한 가동부의 조작에 필요한 조작력을 줄일 수 있고, 스트로크가 비선형적으로 진행될 수 있으며, 차단 전류의 크기에 따라 팽창실의 체적이 자동으로 조절될 수 있도록 하여 차단 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있는 팽창실과 파퍼실이 일체형으로 된 복합소호형 가스차단부를 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 팽창실과 파퍼실이 일체형으로 된 복합소호형 가스차단부는,
대전류의 차단에 관여하는 것으로 대전류의 차단과정에서 발생하는 아크 에너지에 의해 자연적으로 팽창하는 가스를 일단 수용하였다가 내부 압력이 상승하면 그 가스를 다시 아크로 분사하여 아크를 소호하는 열팽창실과, 소전류의 차단에 관여하는 것으로 차단기의 기계적인 동작에 따른 피스톤의 작동에 의해 압축된 가스로 아크를 소호하는 파퍼실과, 정상전류의 통전 및 고장전류의 차단을 위한 고정주접점, 고정 아크접접 및 가동 주접점, 가동 아크접점과, 고정 아크접점과 가동 아크접점의 접촉 및 분리를 가이드하는 노즐을 구비하는 복합소호형 가스차단부에 있어서,
상기 열팽창실과 파퍼실이 구분됨없이 하나의 실린더 공간으로 일체화되고, 그 일체화된 실린더 공간 내에는 고장전류의 차단을 위해 압축된 가스를 아크로 분사해주기 위한 피스톤이 왕복 직선 운동 가능하도록 설치되며, 상기 피스톤 몸체에는 피스톤을 지지 및 투입하기 위한 스프링이 설치되고, 상기 실린더 공간의 전방에는 상기 피스톤의 구동을 위한 턱이 형성되어 있는 점에 그 특징이 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 팽창실과 파퍼실이 일체형으로 된 복합소호형 가스차단부의 구조를 보여주는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 팽창실과 파퍼실이 일체형으로 된 복합소호형 가스차단부(300)는, 대전류의 차단에 관여하는 것으로 대전류의 차단과정에서 발생하는 아크 에너지에 의해 자연적으로 팽창하는 가스를 일단 수용하였다가 내부 압력이 상승하면 그 가스를 다시 아크로 분사하여 아크를 소호하는 열팽창실과, 소전류의 차단에 관여하는 것으로 차단기의 기계적인 동작에 따른 피스톤의 작동에 의해 압축된 가스로 아크를 소호하는 파퍼실과, 정상전류의 통전 및 고장전류의 차단을 위한 고정 주접점(309), 고정 아크접점(311) 및 가동 주접점(308), 가동 아크접점(306)과, 고정 아크접점(311)과 가동 아크접점(306)의 접촉 및 분리를 가이드하는 제1, 제2노즐(310)(307)을 구비하는 복합소호형 가스차단부에 있어서, 상기 열팽창실과 파퍼실이 구분됨없이 하나의 실린더(312) 공간으로 일체화되고, 그 일체화된 실린더(312) 공간 내에는 고장전류의 차단을 위해 압축된 가스를 아크로 분사해주기 위한 피스톤(303)이 왕복 직선 운동 가능하도록 설치되며, 상기 피스 톤(303) 몸체에는 도 4에 도시된 바와 같이, 피스톤(303)을 지지 및 투입하기 위한 스프링(314)이 설치되고, 상기 실린더(312) 공간의 전방에는 상기 피스톤(303)의 구동을 위한 턱(313)이 형성된다. 또한, 상기 피스톤(303)의 후단부에는 피스톤 가이드(305)로부터 피스톤(303)이 이탈하는 것을 방지하기 위한 피스톤 멈춤 장치(315)가 설치된다.
여기서, 바람직하게는 도 5에 도시된 바와 같이, 정상전류의 통전시 상기 고정 아크접점(311)과 가동 아크접점(306)이 결합된 상태에서의 상기 피스톤 구동용 턱(313)과 피스톤(303) 사이의 길이(L1)는 상기 두 아크 접점(311)(306)의 중첩길이(L2)와 동일하게 조정된다. 이는 소전류 차단에 필요한 압력상승만을 얻으면 되므로, 위와 같이 L1과 L2의 길이를 동일하게 구성함으로써 실린더의 체적을 종래와 같이 크게 하지 않아도 되는 이점이 있게 된다.
또한, 본 발명의 구조적 특징에 의하면, 상기 일체화된 실린더(312) 공간이 차단전류의 크기 및 아크 지속시간으로 주어지는 압축가스의 압력크기로 인해 가변되어질 수 있다. 이에 대해서는 뒤에 도 9의 참조와 함께 다시 설명된다.
도 3에서 참조번호 301은 피스톤(303) 및 가동부에 고장전류의 차단을 위한 구동력을 제공하는 조작기, 302는 조작기(301)와 차단부를 연결하는 연결로드, 304는 실린더 로드, 306은 가동 아크접점, 307은 제2 노즐, 308은 가동 주접점, 309는 고정 주접점, 310은 제1 노즐, 311은 고정 아크접점, 316은 차단부를 내장하는 탱크를 각각 나타낸다.
도 6은 이상과 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 팽창실과 파퍼실이 일체형 으로 된 복합소호형 가스차단부가 실제로 가스 차단기에 채용된 상태를 보여주는 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 팽창실과 파퍼실이 일체형으로 된 복합소호형 가스차단부(300)가 가스 차단기에 채용될 경우 실린더의 체적을 종래와 같이 크게 하지 않아도 되므로 차단기 전체의 크기도 축소할 수 있게 된다.
그러면, 이상과 같은 구성을 갖는 본 발명의 팽창실과 파퍼실이 일체형으로 된 복합소호형 가스차단부의 고장전류 차단동작에 대해 설명해 보기로 한다.
도 7a 내지 도 7e는 본 발명에 따른 팽창실과 파퍼실이 일체형으로 된 복합소호형 가스차단부에 의한 고장전류 차단동작을 순차적으로 보여주는 도면이다.
먼저, 정상적인 통전상태(스트로크 0%인 상태로서 상기 도 3에 도시된 상태임)에서 전력계통에 고장이 발생하면, 도 7a에 도시된 바와 같이, 고장전류를 차단하기 위해 개로 신호(opening signal)를 받은 차단기의 조작기(301)(도 3 참조)는 움직이기 시작하고 차단부 연결로드(302)는 가동부(304, 306, 307, 308, 310)를 좌측에서 우측으로 움직여 실린더(312) 내의 가스를 압축하기 시작한다. 도 7a의 경우는 스트로크 20% 상태를 나타낸다.
이후 도 7b에서와 같이, 피스톤 구동용 턱(313)이 피스톤(303)에 닿을 때까지 실린더(312) 내의 가스 압축은 계속된다. 이때, 고정 아크접점(311)과 가동 아크접점(306)이 분리되면서 이 두 접점 사이에 아크(350)가 발생한다. 도 7b의 경우는 스트로크 40% 상태를 나타낸다.
도 7c는 스트로크 60% 상태를 나타낸 것으로서, 피스톤 구동용 턱(313)에 의 해 가동부와 함께 피스톤(303)도 함께 이동한다. 이때 아크(350)에 의해 팽창된 열-가스들은 실린더(312) 내로 유입된다.
도 7d는 스트로크 80% 상태를 나타낸 것으로서, 고정 아크접점(311)이 제1노즐(310)을 빠져나가면서 실린더(312)로 유입되었던 가스가 냉각되어 아크(350)로 분사되기 시작하여 아크(350)를 소호하기 시작한다.
도 7e는 스트로크 90% 상태를 나타낸 것으로서, 아크는 소호되고, 실린더(312) 내에 남아있던 가스는 두 아크 접점(306)(311) 사이에 남아있는 고온가스를 냉각하여 열적회복 성능을 향상시키며, 두 아크 접점(306)(311)의 사이가 벌어짐에 따라 절연성능이 높아져 절연회복에 성공하여 궁극적으로 고장전류의 차단에 성공하게 된다.
한편, 이상과 같은 일련의 고장전류 차단동작에 있어서, 전술한 바와 같이, 본 발명의 차단부에 있어서는 정상전류의 통전시 고정 아크접점(311)과 가동 아크접점(306)이 결합된 상태에서의 두 아크 접점의 중첩길이(L1)와, 그와 같은 결합시 상기 피스톤 구동용 턱(313)과 피스톤(303) 사이의 길이(L2)가 동일하게 구성되어 있어(도 5 참조), 차단부의 차단 동작이 도 8의 (a)에서와 같이 선형적으로 움직이지 않고, 도 8의 (b)에서와 같이 비선형적으로 움직일 수 있다. 즉 차단부가 움직이기 시작한 후 도 5에서의 L2만큼 길이가 지나면서, 즉 피스톤 구동용 턱(313)이 피스톤(303)에 접촉한 후부터 구동부의 무게가 자동적으로 늘어나 도 8의 (b)처럼 속도가 느려지게 된다. 이렇게 동작함으로써 소전류 차단에 필요한 높은 가스밀도를 얻기 위해 스트로크 초반부에는 차단부가 빨리 움직여야 하고, 대전류 차단에 필요한 압력상승을 얻기 위해 접점이 분리되어 아크가 발생한 후부터는 실린더의 팽창압력을 얻기 위해 속도가 어느 정도 느려져야 하는 복합소호 차단부의 이상적인 동작을 구현할 수 있게 되는 것이다.
또한, 도 9는 본 발명의 복합소호형 가스차단부에 있어서, 기계적 구조에 의한 것이 아니라 팽창된 가스압력에 의해 늘어난 실린더 체적의 증가분을 설명하는 도면이다.
도 9를 참조하면, 차단전류가 대단히 큰 경우에 실린더(312)의 팽창압력에 의해 피스톤(303)이 후퇴하면서 실린더(312)의 체적이 자동적으로 증가하고 증가된 체적에 의해 열-가스의 냉각이 보다 쉽게 이루어질 수 있다. 즉, 차단전류가 대단히 큰 경우 팽창된 가스 압력이 커서 냉각이 불리할 경우, 증가된 팽창압력이 피스톤 지지 및 투입용 스프링(314)의 힘보다 크면 피스톤(303)은 후퇴한다(도 9에서 좌측에서 우측으로). 따라서, 전류크기에 비례하여 실린더(312)의 체적이 증가하는 효과를 가져와 고정된 팽창실 체적을 가진 종래의 차단부보다 팽창가스의 냉각에 훨씬 유리하게 작용할 수 있게 된다.
이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 팽창실과 파퍼실이 일체형으로 된 복합소호형 가스차단부는 다음과 같은 장점 및 효과를 갖는다.
1) 종래의 차단부에서의 팽창실과 파퍼실을 일체화한 구조로 되어 있어 차단부의 크기와 무게를 크게 감소시킬 수 있다.
2) 차단부의 차단동작이 종래의 차단부와는 달리 선형적으로 움직이지 않고 비선형적으로 움직일 수 있어 복합소호 차단부의 이상적인 동작을 구현할 수 있다.
3) 차단전류가 대단히 큰 경우에 실린더의 팽창압력에 의해 피스톤이 후퇴하면서 실린더의 체적이 자동적으로 증가하므로, 증가된 체적에 의해 열-가스의 냉각이 보다 쉽게 이루어질 수 있다. 따라서, 전류크기에 비례하여 실린더의 체적이 증가하는 효과를 가져와 고정된 팽창실 체적을 가진 종래 차단부보다 팽창가스의 냉각에 훨씬 유리하게 작용할 수 있다.

Claims (4)

  1. 대전류의 차단에 관여하는 것으로 대전류의 차단과정에서 발생하는 아크 에너지에 의해 자연적으로 팽창하는 가스를 일단 수용하였다가 내부 압력이 상승하면 그 가스를 다시 아크로 분사하여 아크를 소호하는 열팽창실과, 소전류의 차단에 관여하는 것으로 차단기의 기계적인 동작에 따른 피스톤의 작동에 의해 압축된 가스로 아크를 소호하는 파퍼실과, 정상전류의 통전 및 고장전류의 차단을 위한 고정주접점, 고정 아크접접 및 가동 주접점, 가동 아크접점과, 고정 아크접점과 가동 아크접점의 접촉 및 분리를 가이드하는 노즐을 구비하는 복합소호형 가스차단부에 있어서,
    상기 열팽창실과 파퍼실이 구분됨없이 하나의 실린더 공간으로 일체화되고, 상기 일체화된 실린더 공간 내에는 고장전류의 차단을 위해 압축된 가스를 아크로 분사해주기 위한 피스톤이 왕복 직선 운동 가능하도록 설치되며, 상기 피스톤 몸체에는 피스톤을 지지 및 투입하기 위한 스프링이 설치되고, 상기 실린더 공간의 전방에는 상기 피스톤의 구동을 위한 턱이 형성되어 있고, 상기 일체화된 실린더 공간이 차단전류의 크기 및 아크 지속시간으로 주어지는 압축가스의 압력크기로 인해 가변되는 것을 특징으로 하는 팽창실과 파퍼실이 일체형으로 된 복합소호형 가스차단부.
  2. 제1항에 있어서,
    정상전류의 통전시 상기 고정 아크접점과 가동 아크접점이 결합된 상태에서의 상기 피스톤 구동용 턱과 피스톤 사이의 길이는 상기 두 아크 접점의 중첩길이 와 동일하게 조정되어 있는 것을 특징으로 하는 팽창실과 파퍼실이 일체형으로 된 복합소호형 가스차단부.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 피스톤의 후단부에는 피스톤 가이드로부터 피스톤이 이탈하는 것을 방지하기 위한 피스톤 멈춤 장치가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 팽창실과 파퍼실이 일체형으로 된 복합소호형 가스차단부.
  4. 삭제
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