KR19990036805A - 스위치 기어 - Google Patents

Abstract

본 발명의 진공차단기는 주축을 지지점으로 하여 가동전극이 좌우로 회동하여 고정전극에 대하여 투입, 차단할 때에 생기는 아크를 효율좋게 소호하는 것으로서, 이를 위하여 양 전극이 대응하는 전극면의 각홈의 바깥 둘레 끝쪽 전극면에 형성한 링형상의 주행면을 가지고, 양 전극이 대응하는 간극폭을 가동 블레이드측을 향하여 순차 좁아지게 한다. 이로써 아크를 주행면을 따라 회전자기 구동시키고, 아크를 효율좋게 소호하여 전극차단성능을 향상시킬 수 있게 되었다.

Description

스위치 기어

본 발명은 진공 스위치 기어에 관한 것으로, 특히 차단기, 단로기, 부하개폐기, 접지장치중의 어느 하나 또는 두 개 이상을 집합한 신규의 스위치 기어의 배치구조에 관한 것이다.

도시부의 소비전력 집중지역의 증가하는 수요에 대하여 6KV공급으로의 배전용 변전소의 입지곤란, 배전용 배관의 배치 여유없음 및 6KV공급 설비가동율의 높아짐 등에 의하여 배전전압의 승압, 즉 6KV보다 회선당 용량이 큰 22KV계통으로 적극적으로 부하흡수를 도모하는 것이 효율적인 전력공급 설비형성에 연결된다. 이를 위하여 22KV배전기재의 6KV수준의 콤팩트화를 도모할 필요가 있다.

콤팩트화를 도모하는 수변전기기로서는 예를 들어 일본국 특개평 3-273804호 공보에 기재된 SF₆가스 절연스위치 기어를 생각할 수 있다. 이 스위치 기어는 배전함에 절연가스를 충전한 유닛실 및 모선실에 차단기, 두 개의 단로기 및 접지개폐기를 별개로 제작하여 수납하고 있다. 차단기로서 진공차단기를 사용할 경우, 진공차단기의 조작기에 의하여 가동전극이 고정전극에 대하여 상하로 이동하여 투입, 차단하거나 또는 일본국 특개소 55-143727호 공보에 기재된 진공차단기는 주축을 지지점으로하여 가동전극이 좌우로 회동하여 고정전극에 대하여 접촉 이탈하여 투입, 차단을 하고 있다.

가스 절연스위치 기어는 예를 들어 전력회사로부터의 전력을 단로기와 가스 차단기등으로 수전하고, 변압기로 부하에 가장 적합한 전압으로 바꾸고, 부하 예를 들어 모터 등에 전력을 공급하고 있다. 수변전기기를 보수·점검하려면, 가스 차단기를 오프한 후, 가스 차단기와 별개로 설치한 단로기를 개방하고, 또한 접지 개폐기를 접지함으로써 전원측의 잔류부하, 유도전류를 접지에 흘리고, 또한 전원으로부터의 재인가를 방지하여 작업자의 안전을 지키고 있다. 또 모선이 충전된 채 접지 개폐기를 접지하면, 사고로 연결되기 때문에, 단로기와 접지 개폐기와의 사이에는 인터록을 설치하고 있다.

예를 들면, 일본국 특개평 3-273804호 공보에 기재된 SF₆가스 절연개폐장치는 배전함에 SF₆가스를 충전한 유닛실 및 모선실에 가스 차단기, 두 개의 단로기 및 접지 개폐기를 별개로 제작하여 수납하고 있다. 차단기로서 진공 차단기를 사용할 경우, 조작기에 의하여 진공용기내의 가동전극이 고정전극에 대하여 상하로 이동하여 투입, 차단하거나 또는 일본국 특개소 55-143727호 공보에 기재된 진공차단기는 주축을 지지점으로 하여 가동 블레이드에 상당하는 가동리드선 및 진공용기내의 가동전극이 좌우로 회동하여 고정전극에 대하여 접촉 이탈하여 투입, 차단하고 있다.

그러나, 후자에서는 가동전극이 고정전극에 접촉, 이탈하였을 때 생기는 아크를 효율좋게 소호하는 점에 관하여 배려가 되어 있지 않다.

본 발명의 목적은 주축을 지지점으로 하여 가동전극이 고정전극으로 회동하여 접촉 이탈할 때 생기는 아크를 효율좋게 소호하고, 전류 차단성능을 향상하여 진공접지 용기를 소형화한 스위치 기어를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명의 실시예인 집합형 스위치 기어의 회로도,

도 2는 도 1에 사용한 회로 스위치 기어의 구성을 나타내는 회로도,

도 3은 도 1에 사용한 회로 스위치 기어의 구성을 나타내는 측단면도,

도 4는 도 3을 좌측에서 본 정면도,

도 5는 도 1 및 도 3에 나타낸 모선 접속단자대의 평면도,

도 6은 도 3에 나타낸 회로 스위치 기어의 무부하 상태에서의 측단면도,

도 7은 도 3의 회로 스위치 기어의 접지상태를 나타내는 측단면도,

도 8은 도 3의 회로 스위치 기어의 투입상태를 나타내는 측단면도,

도 9는 도 6에 나타낸 회로 스위치 기어로 사용한 가동전극의 평면도,

도 10은 도 9에 나타낸 회로 스위치 기어로 사용한 가동전극의 측단면도,

도 11은 본 발명의 다른 실시예인 회로 스위치 기어의 구성을 나타내는 측단면도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 ~3 : 3 회로분 스위치 기어 2X ~ 2Y : 상 스위치 기어

4 : 진공 접지용기 5 : 고정전극

6 : 접지전극 7 : 가동전극

7A : 스파이럴홈 7B : 주행면

8 : 전원측 도체 9 : 부하측 도체

11 : 전원측 케이블 22 : 플렉시블 도체

30 : 가동 블레이드

본 발명의 청구항 1기재의 스위치 기어는 진공접지 공기내에 배치된 고정전극과 접지전극에 접촉 이탈하는 가동전극과, 가동전극에 연결한 지지점을 개재하여 가동전극을 회동시키는 진공접지용기 밖으로 연장되는 가동블레이드와, 상기 가동전극과 전기적 수단을 개재하여 접속하는 진공접지용기 밖으로 연장되는 도체를 구비하고, 상기 고정전극과 가동전극이 대응하는 전극면에 형성한 복수의 홈과, 각홈의 바깥 둘레 끝쪽의 전극면에 형성한 링형상의 주행면을 구비하고, 고정전극과 가동전극이 대응하는 간극폭을 가동 블레이드측의 반대측에서 가동 블레이드측을 향하여 순차 좁게 한 데 있다.

본 발명의 청구항 2기재의 스위치 기어는 상기 가동전극 및 고정전극과 전기적 수단을 개재하여 접속하는 진공접지용기 밖으로 연장되는 도체를 구비한 청구항 1에 있다.

본 발명의 청구항 3기재의 스위치 기어는 상기 가동전극 및 가동 블레이드의 일부에 전류저지수단을 구비한 청구항 1에 있다.

본 발명의 청구항 4기재의 스위치 기어는 상기 전기적 수단에 플렉시블 도체를 사용한 청구항 1에 있다.

본 발명의 청구항 5기재의 스위치 기어는 상기 가동전극과 전기적 수단을 개재하여 접속하는 진공접지용기 밖으로 연장되는 도체에 케이블 헤드를 접속한 청구항 1에 있다.

본 발명의 청구항 6기재의 스위치 기어는 상기 고정전극과 전기적 수단을 개재하여 접속하는 진공접지용기 밖으로 연장되는 도체에 전원측 모선을 접속한 청구항 1에 있다.

본 발명의 청구항 7기재의 스위치 기어는 상기 가동전극이 고정전극과 투입하는 투입위치로부터 접지전극과 접지하는 접지위치까지의 사이에 단로위치를 가지는 청구항 1에 있다.

본 발명의 청구항 8기재의 스위치 기어는 상기 접지전극과 고정전극과의 중앙에 위치하는 가동전극의 중심으로부터 고정전극측 진공접지용기내의 용적을 접지전극측 진공접지용기내의 용적보다 넓어지도록 진공접지용기를 구성한 청구항 1에 있다.

본 발명의 청구항 9기재의 스위치 기어는 상기 접지전극과 고정전극과의 중앙에 위치하는 가동전극의 중심으로부터 고정전극측 및 접지전극측의 진공접지용기까지의 거리를 L1 및 L2로 하면, L1>L2가 되도록 진공접지용기를 구성한 청구항 1에 있다.

본 발명의 청구항 10기재의 스위치 기어는 진공접지용기내에 배치된 고정전극과 접촉 이탈하는 가동전극과, 가동전극과 연결한 지지점을 개재하여 가동전극을 회동시키는 진공접지용기 밖으로 연장되는 가동 블레이드로 이루어지고, 양 전극이 대응하는 전극면에 형성한 복수의 홈을 구비하고, 양 전극이 대응하는 간극폭을 가동 블레이드측의 반대측에서 가동블레이드측을 향하여 순차 좁게 한 것에 있다.

본 발명의 청구항 11기재의 스위치 기어는 진공접지용기내에 배치된 고정전극과 접촉 이탈하는 가동전극과, 가동전극과 연결한 지지점을 개재하여 가동전극을 회동시키는 진공접지용기 밖으로 연장되는 가동 블레이드와, 양 전극이 대응하는 전극면에 형성한 복수의 홈과, 가동 블레이드측의 반대측에서부터 가동 블레이드측을 향하여 순차 좁게 한 간극폭을 구비하고, 상기 간극폭은 상기 지지점의 위치 또는 가동전극 및 가동 블레이드의 일부에 설치한 전류저지수단의 길이를 바꾸어 조정하는 데 있다.

본 발명의 청구항 12기재의 스위치 기어는 상기 각 홈의 바깥 둘레 끝쪽의 전극면에 링형상의 주행면을 구비한 청구항 10 또는 11에 있다.

본 발명의 청구항 13기재의 스위치 기어는 상기 홈은 스파이럴형상인 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 12중의 어느 한 항 기재의 스위치 기어에 있다.

본 발명의 청구항 14항기재의 스위치 기어는 상기 스위치 기어의 가동전극 및 고정전극과 전기적 수단을 개재하여 접속하는 진공접지용기 밖으로 연장되는 도체를 배전반 부하측의 케이블 헤드 및 전원측 모선에 접속하는 것을 특징으로 하는 청구항 1, 10, 11중의 어느 한 항 기재의 스위치 기어에 있다.

본 발명의 청구항 15기재의 스위치 기어는 차단기, 단로기, 부하개폐기, 접지장치중의 어느 한 개 또는 두 개 이상을 집합한 스위치 기어에 사용을 하는 것을 특징으로 하는 청구항 1, 10, 11중의 어느 한 항 기재의 스위치 기어에 있다.

본 발명의 청구항 16기재의 스위치 기어는 상기 진공접지용기 대신에 절연매체를 가지는 밀폐용기를 사용하는 것을 특징으로 하는 청구항 1, 10, 11중의 어느 한 항 기재의 스위치 기어에 있다.

(실시예)

이하, 본 발명의 실시예를 도 1 내지 도 5에 의하여 설명한다. 도 1의 회로도는 집합형 스위치 기어의 전체를 나타내고, 도 1의 1회로분의 회로 스위치 기어의 구조에 맞춘 전기회로를 나타내면 도 2가 되며, 또 도 1의 1회로분의 회로 스위치 기어의 구조를 나타낸 것이 도 3, 도 4이다. 도 5는 회로 스위치 기어 각 상간을 모선으로 접속하는 중계단자판(27)이다.

다상 예를 들면 3개의 3회로분 스위치 기어(1, 2, 3)를 접지(E)된 진공접지용기(4)내에 배치하였다. 각 3회로분 스위치 기어(1, 2, 3)는 구성이 동일하기 때문에 제 2의 3회로분 스위치 기어(2)를 설명하고, 다른 회로 스위치 기어의 설명을 생략한다. 회로 스위치 기어(2)는 상 스위치 기어(2X, 2Y, 2Z)의 3상을 집합한 것이다. 각 상 스위치 기어(2X, 2Y, 2Z)는 구성이 동일하기 때문에 제 1상의 상 스위치 기어(2X)만을 설명하고, 다른 상 스위치 기어(2Y, 2Z)의 설명을 생략한다.

상 스위치 기어(2X)는 차단기능, 단로기능, 접지기능 및 모선을 일체로 집합한 것이다. 즉 상 스위치 기어(2X)는 주로 고정전극(5)과 접지전극(6)과의 사이를 이동하는 가동전극(7)으로 구성하고 있다. 고정전극(5)은 전원측 도체(8)에 접속하고 있다. 가동전극(7)은 부하측 도체(9)에 접속하고, 부하측 도체(9)는 진공접지용기 밖으로 연장되는 케이블 헤드(10)에 접속하고 있다. 또 가동전극(7)은 후술하는 가동 블레이드와 기계적으로 연결하고, 도시생략한 조작기구부에 의하여 구동되는 가동 블레이드의 회동에 의하여 상하방향 또는 좌우방향으로 회동한다. 가동전극(7)이 고정전극(5)으로부터 접지전극(6)까지 이동하면, 도 2의 4위치에 정지한다.

또 3회로분 스위치 기어(1)는 가동전극(7)과 접속한 전원측 케이블(11)에 의하여 계통전원(12)에 전기적으로 접속하고 있다.

즉 가동전극(7)이 회동하는 데 따라서 가동전극(7)이 고정전극(5)에 접촉하는 투입위치(Y1)에서 통전하고, 투입위치(Y1)에서 하측으로 회동하여 차단위치(Y2)에서 가동전극(7)이 고정전극(5)과 떨어져 전류를 차단한다. 또한 아래쪽으로 회동하여 단로위치(Y3)에서 가동전극(7)이 고정전극(5)과 떨어져 번개 등으로 절연파괴하지 않는 것 및 부하도체 측에서 작업원이 감전하지 않는 절연거리를 취한다. 또한 아래쪽으로 가동전극(7)이 회동하여 접지위치(Y4)에서 가동전극(7)이 접지전극(6)과 접촉한다. 또한 단로위치(Y3)를 생략하여 차단위치(Y2)로부터 접지위치(Y4)로 이동하여도 본 발명의 하기 효과를 손상하는 것은 아니다.

고절연체인 진공중에서 가동전극(7)이 고정전극(5)으로부터 접지전극(6)으로 회동하는 동안에 1회의 조작으로 연속적으로 4포지션을 행할 수 있기 때문에 조작이 쉬워 사용상 편리성이 좋을 뿐만 아니라, 또 가동전극(7), 고정전극(5), 접지전극(6)을 한 개소로 집합화하였기 때문에 상술한 종래기술에 비하여 보다 소형화할 수 있다. 또한 단로위치(Y3)를 설치하면, 이전원 맞댐 예를 들면 두 개의 계통전원을 가지는 2회선 수전에 있어서, 어느 일 회선의 상 스위치 기어(2X)가 투입위치(Y1)에서 운전중에 있고, 타회선의 상 스위치 기어(2Y)가 단로위치(Y3)에서 대기중일 때에는 부하측 도체(9)에 작업원이 접촉하여도 안전할 뿐만 아니라, 또 대기중에서 운전 또는 운전중에서 대기로 전환하는 경우도 연속하여 작업할 수 있기 때문에 작업속도가 빠르고, 조업이 하기 쉽다.

또한 통전전류를 변류기(13)로 검출하여 보호 릴레이(14)를 동작시켜 조작기구부(도시 생략)를 트립시킴으로서 계통의 사고에도 대응한다.

접지(E)된 진공접지용기(4)는 스테인레스부재를 사용하고, 그 일부가 구면 또는 곡면형상으로 형성하고, 진공접지용기(4)의 기계적 강도의 증가를 도모하거나 진공접지용기벽의 두께를 얇게 하여 경량화를 도모하고 있다. 진공접지용기(4)는 배전반(16)에 수납되어 있다. 배전반(16)은 진공접지용기(4)의 상측 및 하측에 조작 콤파트먼트(17) 및 도체 컴파트먼트(18)를 설치하고 있다. 조작 컴파트먼트(17)는 진공접지용기(4)의 우측 즉 안길이측에 오목하게 배치되고, 정면측에는 개폐자유로운 문짝(19)을 설치하고 있다. 또 도체 컴파트먼트(17)는 진공접지용기(4)의 좌측 즉 바로 앞측에 배치되어 있다.

진공접지용기(4)를 개재하여 조작 컴파트먼트(17)와 도체 컴파트먼트(18)는 비스듬이 대칭으로 배치되어 있다. 조작 컴파트먼트(17)는 가동 블레이드 및 가동전극(7)을 회동하는 조작기구부를 수납한다. 도체 컴파트먼트(18)는 부하측 도체(9) 및 케이블 헤드(10)를 수납하고 있다. 조작 컴파트먼트(17)의 바로 앞쪽 진공용기상에 조작 컴파트먼트내를 보수점검하는 공구 등을 놓을 수 있어 보수점검이 용이하다. 또 도체 컴파트먼트(18)를 조작 컴파트먼트(17)로부터 바로 앞의 정면측에 배치하여 케이블헤드(10)의 설치작업을 안전하게 행할 수 있게 하고 있다.

진공접지용기(4)정면측의 벽은 9개의 부싱(21)을 설치하고 있다. 제 1회로 스위치 기어(1)에서 3상의 전원측 케이블(11)의 한쪽은 부싱(21)을 관통하여 외부의 계통전원(12)에 접속하고 있다. 제 2 및 제 3의 3회로분 스위치 기어(2, 3)에서도 각 3상의 한쪽 부하측 도체(9)는 부싱(21)을 관통하여 케이블헤드(10)에 접속하고 있다. 접속할 때에는 케이블헤드(10)에 설치한 커넥터에 부하측 도체(9)를 삽입하여 행한다. 케이블헤드내의 부하측 도체(9)는 플렉시블도체(22)를 사용하고, 트랜스(TR), 타회로, 모터 등의 부하에 접속하고 있다. 제 2회로 스위치 기어(2)의 케이블헤드(10)의 각 상에는 도 4에 나타내는 바와 같이 변류기(13)를 설치하고, 관통하고 있다. 다른 회로 스위치 기어(2)에도 접속한 변류기(13)를 부하조건 등 필요에 따라 설치된다.

접지전극(6)은 9개의 케이블헤드(10)에 대응하고, 그 상부에 배치되며 공통접지도체(24)를 접지도체(38)로 접속하고 있다. 공통접지도체(24)의 양쪽 끝은 접지나사(25)에 의하여 배전반(16)에 고정되어 있다. 이들 케이블헤드(10), 접지도체(38), 변류기(13)는 모두 정면측에서 볼 수 있도록 하여 설치잊음을 방지하고 있음과 함께 설치 및 제거작업을 작업원이 하기 좋게 하여 작업능률을 도모하고 있다.

각 3회로 스위치 기어간은 도 1에서는 전원측 도체(8)가 직접 회로 스위치 기어간을 접속하고 있으나, 이것은 실시예를 용이하게 이해하기 위하여 회로 스위치 기어간을 직접 접속한 것이다. 도 1의 중계단자판(27)은 도 5에 나타내는 바와 같이 9개의 고정전극(5)을 지지하고, 진공용기 내벽면에 설치하고 있다. 각 전원측 도체(8)를 중계단자판(27)에 배치할 경우에는 중계단자판(27)의 좌측에서 우측으로 감에 따라 순차, 제 1회로 스위치 기어로부터 제 2, 제 3회로 스위치 기어의 전원측 도체(8)를 배치한다. 배치에 있어서는 각 회로 스위치 기어의 전원측 도체(8)는 1상(1X, 2X, 3X)의 고정전극(5)을 한쪽에 2상 및 3상(1Y ~ 3Y, 1Z ~ 3Z)의 고정전극(5)을 다른 쪽에 랩하면서 배치하여 배선을 용이하게 하고, 또한 배선잘못의 방지와 내부 모선의 분산배치에 의하여 열열화의 방지등의 대책을 실시하고 있다.

제 1 내지 제 3의 3회로분 스위치 기어(1 ~ 3)는 진공접지용기내에 배치되고, 다음과 같은 구성을 하고 있으나, 각상 스위치 기어(2X ~2Z)는 구성이 동일하기 때문에 1상분의 상 스위치 기어(2X)만의 구성을 도 6에 나타내어 설명하고, 다른 상 스위치 기어(2Y, 2Z)의 설명은 생략한다. 진공접지용기(4)의 내부는 접지전극(6)과 대응하여 배치된 고정전극(5)과의 사이를 회동하는 가동전극(7)을 배치하고, 가동전극(7)에 케이블헤드(10)가 대응배치되어 있고, 이들은 전체로서 십자형상으로 배치되어 있다. 진공접지용기(4)에 형성한 3개의 관통구멍(도시 생략)을 관통한 접지전극(6)과 가동블레이드(30) 및 부하측 도체(9)를 진공접지용기 밖으로 연장하고 있다.

접지전극(6)은 한쪽 끝에 접지측 바닥 금속체(31)를 설치하고, 다른 쪽 끝이 개구하고 있는 세라믹재로 이루어지는 접지측 부싱(32)을 가지며, 접지측 부싱(32)의 바깥 둘레에 플랜지(33)를 설치하고, 플랜지(33)에 설치한 접지측 밀봉 금속체(34)를 진공접지용기(4)에 용착하고 있다. 접지측 부싱내에 접지측 벨로즈(35) 및 스프링(36)과 접지측 도체(37)를 배치하고 있다. 접지측 도체(37)는 접지측 바닥 금속체(31)를 관통하여 외부로 연장되어 있고, 그 끝부가 나사에 의하여 접지도체(38)가 상기한 공통접지도체(24)에 접속하고 있다. 접지도체(38)는 플렉시블도체로 구성되고, 접지측 도체(37)가 움직였을 때에도 전기적으로 접속된다.

또 이것과 반대측의 접지측 도체(37)에는 접지전극(39)을 고정하고 있다. 접지전극(39)을 접지측 바닥 금속체 측으로 누르면, 접지측 벨로즈(35)와 함께 스프링(36)도 수축하나, 그때 스프링(36)은 수축력에 의하여 항상 접지전극(39)을 가동전극 방향으로 압압하고 있다. 또한 접지측 도체(37)와 접지전극(39)을 구별하였으나, 양자를 일체로 하여 접지전극이라 하여도 좋다.

접지전극(6)과 대응배치된 고정전극(5)은 3상의 전원측 도체(8)와 접속하고 있다. 3상의 전원측 도체(8)는 도 5에 나타낸 바와 같이 배치되어 있다. 고정전극(5)은 고정중계 금속체(41)를 개재하여 세라믹재로 이루어지는 고정절연통(42)에 지지되어 있다. 고정절연통(42)의 타단을 지지하고 있는 고정지지 금속체(43)는 땜납재에 의하여 진공접지용기에 고정되어 있다. 즉 고정절연통(42)의 양쪽 끝에 고정중계 금속체(41)와 고정지지 금속체(43)를 미리 설치하고 있다. 또한 1상분의 상 스위치 기어의 경우에는 고정전극(5)에 전원측 도체(8)를 중계단자판(27)을 경우하는 일 없이 직접 전원측 모선을 접속하여도 좋다.

가동전극(7)은 접지전극(6)과 고정전극(5)과의 사이에 배치되고, 가동전극(7)을 가동중계 금속체(44)를 개재하여 세라믹재의 가동절연통(45)에 지지되어 있고, 가동지지부(45)의 한쪽 끝은 상기와 마찬가지로 가동지지 금속체(46)에 지지되고, 가동지지 금속체(46)는 가동블레이드(30)에 지지되어 있다. 가동블레이드(30)는 가동지지판(47)을 관통하여 외부로 연장되어 있다. 가동지지판(47)은 진공접지용기(4)에 고정되어 있다. 가동블레이드(30)는 신축 자유로운 가동벨로즈(48)로 포위되고, 가동벨로즈(48)의 한쪽 끝은 가동지지 금속체(46)에, 다른쪽 끝은 가동지지판(47)에 각각 설치되고, 가동블레이드(30)가 좌우, 상하로 회동하는 움직임을 할 수 있도록 하고 있다. 가동블레이드(30)는 주축(49)을 지지점으로 하여 화살표 방향으로 회동하고, 접지전극(39)과 고정전극(5)을 접촉 이탈한다.

가동블레이드(30)의 선단은 연결한 도시생략한 조작기구부의 구동에 의하여, 가동블레이드(30)는 주축(49)을 지지점으로 하여 회동한다. 동작축(50)은 가동블레이드(30)와 조작기구부를 연결하고 있다. 또한 가동블레이드(30)의 선단에 가동전극을 설치한 것 만의 구조라도 좋다. 이 경우, 가동블레이드와 조작기구부와의 어느 일부에 전류를 차단하는 절연수단이 필요하다.

가동전극(7)의 선단과 부하측 도체(9)는 플렉시블도체(22)에 의하여 접속하고 있다. 부하측 도체(9)는 세라믹재로 이루어지는 부하측 부싱(21A)을 관통하여 케이블헤드(10)에 접속하고 있다. 부하측 부싱(21A)끝부에 부하측 밀봉 금속체(53)를 설치하고, 부하측 밀봉 금속체(53)를 진공접지용기(4)로 개구한 개구의 주위에 땜납재로 용착하여 지지함과 동시에 진공접지용기(4)의 내부로 노출하고 있는 부하측 부싱(21A)의 세라믹표면은 접지금속층(54)을 설치하고, 누전류가 진공접지용기(4)를 개재하여 접지(E)로 흐르게 하고, 작업원이 케이블헤드(10)에 접촉하여도 위험이 생기지 않도록 안전대책을 실시하고 있다.

다음에 상 스위치 기어의 동작을 도 6 내지 도 8에 의하여 설명한다. 가동전극(7)은 도 6과 같이 접지전극(6)과 고정전극(5)사이에 배치된 도 2의 차단위치(Y2) 및 단로위치(Y3)에 의하여 이 위치로부터 도 6과 같이 가동전극(7)을 화살표 방향(X1)으로 회동하고, 가동전극(7)이 접지전극(39)에 접촉한 소위 접지위치(Y4)이며, 항상 접지전극(39)은 가동전극방향으로 스프링(36)에 의하여 압압되어 있다. 가동전극(7)은 도 8과 같이 접지위치(Y4)로부터 화살표방향(X2)으로 회동하고, 가동전극(7)이 고정전극(5)에 접촉하고 있음과 동시에 부하측 도체(9)에도 접속한 소위 투입위치(Y1)이다.

투입위치(Y1)에서는 가동전극(7)이 고정전극(5)에 접촉하고 있음과 동시에 부하측 도체(9)에도 접속하고 있다. 이 경우, 종래기술과 달리, 가동블레이드(30)를 경유하는 일 없이 가동전극(7)으로부터 고정전극(5)과 플렉시블도체(22)를 개재하여 부하측 도체(9)에 전력을 공급하고 있기 때문에 전류통로를 상기 종래기술의 그것에 비하여 대폭 단축할 수 있게 되고, 전기저항이 적어져 그만큼 전력손실 및 발생열을 적게할 수 있게 되었다.

한편, 투입위치(Y1)에서는 항시 전력을 부하에 공급하고 있고, 이 운전시간은 다른 위치에서의 사용할 기간보다도 길고, 플렉시블도체(22)를 사용하지 않으면 가동전극(7)이 직접 부하측 도체(9)에 슬라이딩하는 것을 생각할 수 있다. 이것은 가동전극(7)이 직접 부하측 도체(9)에 슬라이딩하고, 가동전극(7) 및 부하측 도체(9)가 접촉된 상태로 전류를 계속 흘리게 되어 이 발생열에 의하여 가동전극(7) 및 부하측 도체(9)는 용착할 염려가 있다. 이 결과, 용착된 가동전극(7)과 부하측 도체(9)를 박리하기 위하여 조작기구부의 회동력을 크게 하면, 초저한 사용할 수 있으나, 조작기구부의 대형화는 피할 수는 없고, 진공차단기는 대형화 및 고비용으로 된다. 또 발생열중으로 슬라이딩한다는 것은 마모가 심해져 양전극의 수명이 짧아진다. 또한 가동전극(7)이 부하측 도체(9)로 슬라이딩할 때에는 가동전극(7) 및 부하측 도체(9)에서 발생한 금속미립자가 진공용기내에서 확산하여 잔류하기 때문에 절연파괴를 일으키기 쉬워진다.

이에 대하여 본 발명에서는 가동전극(7)이 직접 부하측 도체(9)에 슬라이딩하지 않는 플렉시블도체(22)로 부하측 도체(9)와 가동전극(7)의 사이를 접속하고 있고, 가동전극(7) 및 부하측 도체(9)의 용착은 생기는 일이 없고, 조작기구부의 회동력은 상기보다 커지지 않아 조작기구부도 소형화할 수 있을 뿐만 아니라 가동전극(7) 및 부하측 도체(9)의 수명도 상기보다 길어져 경제적으로도 유리하다. 또 플렉시블도체(22)로 부하측 도체(9)와 가동전극(7)의 사이를 접속하고 있고, 상기와 같이 가동전극(7)이 부하측 도체(9)에 슬라이딩할 때의 금속증기를 발생하는 일도 없어 전류차단 특성이 상기보다는 대폭 향상하는 것은 분명하며, 그 만큼 진공접지용기(4)를 소형화할 수 있다.

또 도 5와 같이 가동전극(7)이 고정전극(5)에 접촉되어 있는 투입위치(Y1)로부터 이동하면, 양전극(양전극은 구조가 동일하기 때문에 가동전극(7)을 예로 설명함)에는 도 9, 도 10에 나타내는 바와 같이 아크(A)를 발생한다. 아크(A)는 가동전극(7)의 스파이럴홈(7A)을 따라 전극중심부(0)로부터 전극 바깥 둘레 끝쪽으로 향하여 자기 구동하여 바깥 둘레 끝의 링형상의 주행면(7B)에 이른다. 아크(A)는 주행면(7B)을 따라 회전자기 구동하여 소호한다. 이 이유는 고정전극(5)과 가동전극(7)이 대응하는 간극폭(G)은 가동블레이드측의 반대측보다 가동블레이드측을 향하여 순차 좁아져 있다.

이것을 전자력에 적용시키면, 전자력은 가동블레이드측의 반대측으로부터 가동블레이드측을 향하여 순차 강해져 간다. 일반적으로 아크는 자속이 강한 방향을 향하여 이동하는 성질이 있다. 이 때문에 예를 들어 상측 주행면(7U)의 아크(A1)는 가동블레이드측의 전자력에 끌이어 하측 주행면(7W)을 향하여 회전자기 구동하고, 회전자기 구동하고 있는 아크(A1)의 가속력에 의하여 하측 주행면(7W)의 아크(A2)도 상측 주행면(7U)측을 향하여 회전자기 구동하면서 소호한다고 추측된다.

이와 같이 아크(A)는 주행면(7B)을 회전자기 구동하면서 효율좋게 소호하기 때문에 차단성능이 종래기술의 전극에 비하여 현저하게 향상하였다. 또 아크(A1, A2)는 주행면(7B)에서 쉽게 튀어나오기 어렵게 되어 진공접지용기(4)의 내면을 펀칭할 염려가 없어져 그 대책이 필요없게 되었다. 이 경우, 전자력은 가동블레이드측의 반대측으로부터 가동블레이드측을 향하여 순차 강하게 되도록 구성되어 있으면 좋다.

또 전자력을 조정할 경우에는 진공접지용기(4)내의 가동블레이드(30)의 길이를 바꾸어 고정전극(5)과 가동전극(7)과의 사이의 간극폭(G)을 대소로 바꾸어 조정할 수 있다. 예를 들어, 간극폭(G)의 조정은 가동절연통(45)의 길이를 바꾸거나 또는 주축(49)의 위치를 바꾸어 간단하게 행할 수 있다. 경사각도는 간극폭(G)이 가동블레이드측의 반대측으로부터 가동블레이드측을 향하여 순차 좁아지도록 경사진다. 간극폭(G)의 조정도 진공접지용기(4)내의 면적 또는 체적이 큰 쪽으로 가동블레이드(30) 및 간극폭(G)을 설치하였기 때문에 용이하게 설계변경을 하는 일 없이 간극폭(G)을 조정할 수 있다.

상기 스파이럴홈(7A)은 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 전극중심부(0)로부터 주행면(7B)에 아크(A)를 자기구동시키는 홈(예를 들어 직선형상)이면 좋다. 이 홈을 마련할 뿐으로도 아크(A)가 진공접지용기(4)의 내면을 펀칭할 염려가 없어지나, 이 경우도 전자력이 가동블레이드측의 반대측으로부터 가동블레이드측을 향하여 순차 강해지도록 구성하고 있는 것이 중요하다. 이 홈을 접지전극의 접촉면에 실시하여도 좋다.

또한 본 발명은 접지장치 및 단로위치를 제거하여도 사용할 수 있기 때문에 그만큼 더욱 진공접지용기, 조작기구부를 소형화할 수 있기 때문에 회로스위치 기어도 당연 소형화할 수 있음은 물론이다.

한편, 접지전극(6)과 고정전극(5)과의 중앙에 위치하는 가동전극(7)의 중심으로부터 고정전극측 진공접지용기의 용적(5C)을 접지전극측 진공접지용기의 용적(6C)보다 넓게 한다. 용적(5C)을 용적(6C)보다 크게 하려면, 접지전극(39)과 고정전극(5)의 중앙에 위치하는 가동전극(7)의 중심(0)으로부터 고정전극측 및 접지전극측의 진공접지용기까지의 거리를 L1 및 L2라 하면, L1 > L2 가 되도록 진공접지용기(4)를 구성하면 좋다.

이 결과, 가동전극(7)이 접지전극(6)또는 고정전극(5)에 접촉 이탈하는 경우는 접지전극(6)은 전원측의 잔류전하, 유도전류를 접지에 흘릴 뿐이기 때문에 전류의 온,오프는 고정전극(5)에 비하여 접지전극(6)의 쪽이 훨씬 작기 때문에 용적(6C)은 용적(5C)보다 작아도 좋으나, 고정전극(5)의 쪽은 접지전극(6)에 비하여 큰 전류의 온, 오프가 빈번하게 행하여져 온,오프시에 양전극(5, 7)으로부터의 금속미립자가 접지전극(6)보다 많이 발생하기 때문에 용적(5C)은 용적(6C)보다 넓게 하여 금속증기의 대부분은 용적(5C)내를 확산하게 되어 잔류이온을 적게 하여 절연회복의 지연에 의한 전류차단성능의 저하를 방지할 수 있어 전류차단성능을 향상할 수 있게 되어 그만큼 스위치 기어도 당연 소형화할 수 있다.

또 금속증기는 고정전극측 진공접지용기내로 확산할 수 있기 때문에 절연내압을 손상하지 않고 절연내압을 향상할 수 있게 되었다. 또한 이 용적(5C)이면, 대전류 차단시의 발생열도 냉각할 수 있다.

도 11에 의하여 다른 실시예를 설명한다. 높이(H)보다 안길이(D)를 길게 한 대략 직사각형상의 진공접지용기(4)는 내부에 가동전극(7)을 고정전극(5)에 접촉하고, 양 전극의 대응면에는 상기와 동일 스파이럴홈, 주행면을 형성하고 있다. 고정전극(5)은 접속도체(8A)를 개재하여 전원측 도체(8)에 접속하고, 전원측 도체(8)는 진공접지용기(4)에 고정한 절연성 세라믹부재(60)의 관통구멍을 관통하고, 3상의 전원측 모선(61)에 접속하고 있다. 3상의 전원측 모선(61)은 전원측 도체(8)의 직각방향으로 연장되어 있다. 접속봉(62)등의 부근의 접속부는 절연커버(64)로 포위되어 있다. 50A는 조작기구부(50B)를 수납한 조작기 박스이다.

가동전극(7)을 고정전극(5)에 투입하거나 차단할 때 생기는 아크는 양전극의 대응면에 형성한 상기와 동일 스파이럴홈, 주행면에 의하여 소호한다. 그리고 고정전극(5)은 접속도체(8A)를 진공접지용기내의 임의의 개소에 미리 배치할 수 있다. 이 경우, 고정전극(5)을 기준위치로하여 접속도체(8A)에 의하여 전원측 도체(8)를 진공접지용기내의 임의의 개소에 배치할 수 있다. 즉 3상의 전원측 도체(8) 및 접속봉(62)등의 부근의 접속부를 3상 모두 다른 장소에 배치할 수 있기 때문에 설계변경을 용이하게 행할 수 있다.

본 발명의 회로분 스위치 기어는 상기외에 가동전극이 고정전극과 개폐하는 차단기, 진공차단기 등의 개폐기, 고정전극과 가동전극이 접촉 이탈하는 단로기, 접지개폐기, 개폐기 등의 단독제품으로서도 사용할 수 있다. 또한 상기외에 절연매체 예를 들어 SF₆가스를 사용한 절연개폐기에도 적용할 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 스위치 기어에 의하면, 가동전극으로부터 고정전극과 플렉시블도체를 개재하여 부하측 도체에 전력을 공급하고 있기 때문에 전류통로를 종래기술의 그것에 비하여 대폭으로 단축할 수 있게 되고, 전기저항이 적어져 그만큼 전력손실 및 발생열을 적게 할 수 있게 되었다. 또 가동전극이 직접 부하측 도체에 슬라이딩하지 않는 플렉시블도체로 부하측 도체와 가동전극과의 사이를 접속하고 있고, 부하측 도체 및 가동전극에 용착이 생기는 일이 없고 조작기구부 및 진공 스위치 기어를 소형화할 수 있을 뿐만 아니라, 또 전류차단 특성도 향상하기 때문에 그만큼 더욱 진공접지용기를 소형화할 수 있다. 이것은 접지장치를 제거한 1회로분 스위치 기어에도 사용할 수 있고, 접지장치를 제거한 만큼 진공용기, 조작기구부도 소형화할 수 있다.

또한 본 발명의 전극에 의하면, 예를 들어 주행면(U)의 아크(A1)는 가동블레이드측의 전자력에 끌리어 주행면(U)측을 향하여 회전자기 구동하고, 회전자기 구동하고 있는 아크(A1)의 가속력에 의하여 주행면(W)의 아크(A2)도 함께 주행면(U)측을 향하여 회전자기 구동하면서 소호하기 때문에 차단성능이 종래기술의 전극에 비하여 현저하게 향상할 뿐만 아니라, 또 아크(A1, A2)는 주행면에서 튀어나와 진공접지용기(4)의 내면을 펀칭할 염려가 없어져 그 대책이 필요없게 되었다.

Claims (16)

1. 진공접지용기내에 배치된 고정전극과 접지전극에 접촉이탈하는 가동전극과, 가동전극에 연결한 지지점을 개재하여 가동전극을 회동시키는 진공접지용기 밖으로 연장하는 가동블레이드와, 상기 가동전극과 전기적 수단을 개재하여 접속하는 진공접지용기 밖으로 연장하는 도체를 구비하고, 상기 고정전극과 가동전극이 대응하는 전극면에 형성한 복수의 홈과, 각 홈의 바깥 둘레 끝쪽의 전극면에 형성한 링형상의 주행면을 구비하고, 고정전극과 가동전극이 대응하는 간극폭을 가동블레이드측의 반대측으로부터 가동블레이드측을 향하여 순차 좁게 한 것을 특징으로 하는 스위치 기어.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 가동전극 및 고정전극과 전기적 수단을 개재하여 접속하는 진공접지용기 밖으로 연장하는 도체를 구비한 것을 특징으로 하는 스위치 기어.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 가동전극 및 가동블레이드의 일부에 전류저지수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 스위치 기어.
4. 제 1항에 있어서,

   상기한 전기적 수단에 플렉시블도체를 사용하는 것을 특징으로 하는 스위치 기어.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 가동전극과 전기적 수단을 개재하여 접속하는 진공접지용기 밖으로 연장하는 도체에 케이블 헤드를 접속하는 것을 특징으로 하는 스위치 기어.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 고정전극과 전기적 수단을 개재하여 접속하는 진공접지용기 밖으로 연장하는 도체에 전원측 모선을 접속하는 것을 특징으로 하는 스위치 기어.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 가동전극이 고정전극과 투입하는 투입위치로부터 접지전극과 접지하는 접지위치까지의 사이에 단로위치를 가지는 것을 특징으로 하는 스위치 기어.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 접지전극과 고정전극과의 중앙에 위치하는 가동전극의 중심으로부터 고정전극측 진공접지용기내의 용적을 접지전원측 진공접지용기내의 용적보다 넓어지도록 진공접지용기를 구성하는 것을 특징으로 하는 스위치 기어.
9. 제 1항에 있어서,

   상기 접지전극과 고정전극과의 중앙에 위치하는 가동전극의 중심으로부터 고정전극측 및 접지전원측의 진공접지용기까지의 거리를 L1 및 L2라 하면, L1 > L2가 되도록 진공접지용기를 구성하는 것을 특징으로 하는 스위치 기어.
10. 진공접지용기내에 배치된 고정전극과 접촉 이탈하는 가동전극과, 가동전극과 연결한 지지점을 개재하여 가동전극을 회동시키는 진공접지용기 밖으로 연장하는 가동블레이드로 이루어지고, 양 전극이 대응하는 전극면에 형성한 복수의 홈을 구비하고, 양 전극이 대응하는 간극폭을 가동블레이드측의 반대측으로부터 가동블레이드측을 향하여 순차 좁게 한 것을 특징으로 하는 스위치 기어.
11. 진공접지용기내에 배치된 고정전극과 접촉 이탈하는 가동전극과, 가동전극과 연결한 지지점을 개재하여 가동전극을 회동시키는 진공접지용기 밖으로 연장하는 가동블레이드와 양 전극이 대응하는 전극면에 형성한 복수의 홈과, 가동블레이드측의 반대측으로부터 가동블레이드측을 향하여 순차 좁게 한 간극폭을 구비하고, 상기 간극폭은 상기 지지점의 위치 또는 가동전극 및 가동블레이드의 일부에 설치한 전류저지수단의 길이를 바꾸어 조정하는 것을 특징으로 하는 스위치 기어.
12. 제 10항 또는 11항에 있어서,

    상기한 각 홈의 바깥 둘레 끝쪽의 전극면에 링형상의 주행면을 구비한 것을 특징으로 하는 스위치 기어.
13. 제 1항 내지 12항중의 어느 한 항에 있어서,

    상기 홈은 스파이럴형상인 것을 특징으로 하는 스위치 기어.
14. 제 1, 10, 11항중의 어느 한 항에 있어서,

    상기 스위치 기어의 가동전극 및 고정전극과 전기적 수단을 개재하여 접속하는 진공접지용기 밖으로 연장하는 도체를 배전반 부하측의 케이블 헤드 및 전원측 모선에 접속하는 것을 특징으로 하는 스위치 기어.
15. 제 1, 10, 11항중의 어느 한 항에 있어서,

    차단기, 단로기, 부하개폐기, 접지장치중의 어느 하나 또는 두 개 이상을 집합한 스위치 기어에 사용하는 것을 특징으로 하는 스위치 기어.
16. 제 1, 10, 11항중의 어느 한 항에 있어서,

    상기 진공접지용기 대신 절연매체를 가지는 밀폐용기를 사용하는 것을 특징으로 하는 스위치 기어.