KR930007695Y1 - 고전압 스위치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

고전압 스위치

첨부도면은 본 고안의 회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 전원공급부 12 : 극성교환스위치

13 : 솔레노이드 위치조절나사 15 : 영구자석

16 : 원통형 보빈 17 : 작동봉

19 : 홀더 20 : 수평도체판

21, 22 : 이동접점 23, 24 : 고정접점판

25 : 축전기 27 : 그라운드저항

30 : 솔레노이드

본 고안은 고전압을 축전기에 공급하여 저장하고 축전기에 축적된 고에너지를 일시에 방전시키는 고압설비에서, 작업완료후 축전기에 잔류하는 고전압을 방전시키기 위한 고전압 스위치에 관한 것이다.

고에너지 이용분야, 예를들면 질소레이저 발생장치에서는 고전압을 대용량 축전기에 저장하고 이를 일시에 방전시켜 플라즈마를 발생시키고 있다.

여기에는 작업이 완료되거나 보수시 축전기에 잔류하고 있는 고전압을 완전히 방전시켜주거나 축전기에 고전압을 공급하여 주기위한 고전압 스위치가 요구된다.

현재 사용되고 있는 기존의 고전압 스위치는 무산소, 고진공의 유리관 내부에 스위치 단자를 설치하고 유리관 외부에 전자석 코일을 부착하여, 상기 전자석 코일에 전원이 공급되면 자력에 의해 내부의 스위치단자가 "온"되고 전자석 코일 전원공급이 차단되면 유리관내부의 스위치단자가 자체의 탄력으로 "오프"되게 하고 있다. 이를 통하여 고에너지 이용설비의 고전압 축전기에 고전압을 공급하거나 축전된 전기를 외부로 방전시키게 된다.

그러나 상기한 기존의 고전압 스위치는 제작상 많은 장비, 예를 들면 유리 관내의 고진공화 장비등이 요구되며, 유리관이 사용되므로 내구성을 확보 할 수 없다.

특히 고전압 축전장치에 고전압을 공급하는 동안에는 계속적으로 전자석을 만들어주기 위한 전원공급이 필요하므로 소비전력의 증대와 전자석 코일에서의 높은 발열이 나타난다. 상기 전자석 코일에서의 발열을 코어삽입을 통하여 어느정도 경감시킬 수 있으나 제작설계가 어렵고 스위치의 원가상승을 가져오게 되며 대용량 축전기용 고압스위치의 제작이 매우 곤란하게 된다.

본 고안은 상기한 기존의 고압스위치의 단점을 해결하는 새로운 차원의 고전압 스위치를 제안한다.

본 고안의 특징은 솔레노이드에 공급되는 DC 전압의 극성변경과 영구자석에 의한 자력변화에 따라 상기 솔레노이드 원통형 보빈내부의 작동봉이 일정거리범위내에서 상, 하 운동하게하고, 상기 작동봉의 상, 하위치이동에 따라 고전압 축전기에 고전압을 공급하거나 축전기의 잔류전기를 방전시키는 스위치동작이 일어나게 하는 것으로 특징지워진다.

이하 첨부한 도면에 따라 본 고안의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

첨부도면에서 참조되는 바와같이, 원통형보빈(16)에 코일(14)이 감겨진 솔레노이드(30)에는 극성교환스위치(12)를 통한 전원공급부(11)의 DC 전압이 공급되게 연결한다.

상기 솔레노이드(30)의 원통형보빈(16)상부에는 영구자석(15)을 고정하고, 다시 상기 영구자석(15)을 감싸면서 샤시(28)에 나사결합되는 위치 조절나사(13)를 고정한다. 수평배치되는 수평도체판(20)의 하부양단에는 이동접점(21, 22)이 마련되고 수평도체판(20)의 상부센터에는 작동봉(17)을 나사결합하는 홀더(19)가 고정된다. 작동봉(17)은 일단부에 미세조절나사(18)가 형성되어 상기 홀더(19)에 고정되며 다른쪽은 상기 솔레노이드(30)의 원통형보빈(16)의 중심공에서 상, 하 위치이동가능하게 배치된다.

고정접점판(23, 24)은 서로 독립하여 동일평면상에서 수평도체판(20)과 평행한 상태로 각 이동접점(21, 22)에 대향배치된다.

상기 고정접점판(23)은 그라운드저항(27)을 통하여 그라운드 되고, 상기 고정접점판(24)은 고전압축전기(25)의 고압단자에 연결된다.

또한 상기 고압축전기(25)에는 전류제한 저항(26)을 통한 입력단자(1)의 고전압이 입력된다.

이와 같이 구성된 본 고안 스위치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

첨부도면에서, 극성교환 스위치(12)를 온시키면 전원공급부(11)의 DC 전압이 솔레노이드(30)의 코일(14)에 공급된다. 이에따라 솔레노이드(30)는 인가되는 전압의 극성에 상관없이 원통형 보빈(16)내에 자계를 형성하게 되므로 자성을 갖는 작동봉(17)에 홀더(18)를 통하여 결합된 수평도체판(20)을 들어올리게 된다.

따라서 고정접점판(23)과 고정접점판(24)이 오픈되어, 전류제한저항(26)을 통한 입력단자(1)의 고전압이 축전기(25)에 축적된다.

상기 축전기(25)에 축적된 고전압은 질소레이저 발생장치와 같은 고에너지 응용부하로 일시에 공급되게 된다.

이때, 솔레노이드(30)의 원통형보빈(16)을 따라 올라간 작동봉(17)은 원통형보빈(16)의 상부에 고정된 영구자석(15)에 자력으로 붙어있게 되므로, 극성교환스위치(12)를 오프하여 솔레노이드 코일(14)에 전원공급부(11)의 전압을 차단하더라도 상기 작동봉(17)은 떨어지지 않게 된다.

따라서 솔레노이드(30)에 동작전압을 지속적으로 공급하지 않더라도 고정 접점판(21)과 고정접점판(24)을 일단오프시킨 고전압스위치는 그 상태를 유지하게 된다.

이후 작업이 끝나거나 보수시 축전기(25)에 축적된 고전압을 방전시키고자 할 경우에는 상기 극성교환스위치(12)를 이용하여 작전에 솔레노이드 코일(14)에 공급되었던 전원공급부(11)의 DC 극성과 반대극성의 DC 전압을 공급하면 된다.

이때에는 솔레노이드(30)의 원통형보빈(16)내에 형성되는 자계는 영구자석(15)의 극성과 같은 극성으로 형성되어 척력이 발생된다.

따라서 작동봉(17)은 하향이동하게되어 이 작동봉(17)에 홀더(19)를 통하여 결합된 수평도체판(20) 하부양쪽의 이동접점(21, 22)이 상기 고정접점판(23, 24)에 각각 접촉하게 된다. 그러므로 상기 고정접점판(23, 24)은 수평도체판(20)으로 스위치클로즈되어 축전기(25)에 축전된 잔류전하는 방전저항(27)을 통하여 그라운드로 서서히 방전하게 된다.

상기 방전저항(27)은 고압스위치 "온"시 축전기(25)에 축적된 전류가 일시에 흐름으로써 고정접점판(23, 24)과 이동접점(21, 22)의 접촉순간 이들이 손상되는 것을 방지한다.

이와같이 극성교환스위치(12)를 이용하여 고압스위치를 작동시킨 직후 극성교환스위치(12)를 오프시켜 솔레노이드(30)로의 동작전압공급을 차단하더라도 작동봉(17), 홀더(19), 수평도체판(20)을 포함하는 작동부의 자체중량에 의해 본 고안 고압스위치는 클로즈 상태를 유지하게 된다.

한편 본 고안의 고압스위치 동작은 스위치 클로즈시(고전압 방전시)의 작동봉(17)의 선단과 영구자석(15)과의 이격거리를 얼마만큼으로 가져가느냐에 따라 고압스위치의 신뢰성이 결정된다. 가령 상기 이격거리가 좁은 경우 영구자석(15)의 자력에 의해 작동봉(17)를 포함하는 작동부가 끌려 올라가 방전동작에 에러가 발생될 수 있다. 또 상기 이격거리가 너무 클 경우 솔레노이드(30)의 자력이 작동봉(17)을 포함하는 작동부를 끌러올릴수 없어, 축전기(25)에 충전을 위한 고전압을 입력시킬수 없고 따라서 부하측에 고에너지를 공급해 줄수 없게 된다.

따라서 영구자석(15)과 작동봉(17)선단과의 이격거리 조절수단이 요구된다.

이러한 수단은 작동봉(17)은 하측에 조절나사(18)를 형성하여 홀더(19)에 나사결합시키고 이를 통하여 영구자석(15)과 작동봉(17)선단과의 이격거리를 미세조정 가능하게 하는 것으로 구현되고 있다.

또한 솔레노이드(30)의 원통형 보빈(16)상부에 영구자석(15)을 감싸는 솔레노이드 위치조절나사(13)를 부착하고 솔레노이드 위치조절나사(13)를 샤시(28)에 나사결합시켜, 샤시외부에서 상기 솔레노이드 위치 조절나사(13)를 돌려가면서 상기 영구자석(15)과 작동봉(17)선단과의 이격거리를 조정할 수 있다.

후자의 경우 솔레노이트(30)전체의 회전에 따라 솔레노이드코일(14)에 연결된 극성 교환스위치(12)의 전압공급라인의 조일수 있다. 이를 방지 하기 위해 솔레노이드(30)에 회전전점판을 형성할 수 있다.

이상에서 설명한 바와같은 본 고안은 고전압 스위치의 제작을 용이하게 하며, 스위치 작동시에만 솔레노이드에 전원이 공급되므로 솔레노이드에서의 발열문제를 고려할 필요가 없으면 성전력화를 달성할 수 있다.

특히 솔레노이드에 지속적인 전류 공급을 필요하지 않으므로 순간적인 큰 전류의 공급을 통하여 큰 자기력을 얻을 수 있어 대용량 고압스위치 장치를 쉽게 구현시킬 수 있게된다.

또한 간단한 조작을 통하여 접촉판의 간격조정이 용이하므로 넓은 범위에 걸쳐 고전압을 스위칭 할 수 있다.

Claims (1)

1. 원통형보빈(16) 상부에 영구자석(15)과 위치조정스크류(13)가 고정설치된 솔레노이드(30); 상기 솔레노이드(30)에 전원공급부(11)의 직류전압을 스위치 공급하는 극성교환 스위치(12); 상기 원통형 보빈(16)의 중심공내로 하부에서 삽입배치되어 상, 하이동하는 작동봉(17); 상면센터에는 상기 작동봉(17)의 일단을 나사결합하는 홀더(19)가 고정되고 하면 양쪽에는 이동접점(21, 22)이 설치된 수평도체판(20); 및 상기 이동접점(21, 22)에 각각 독립적으로 대향설치되며 축전기(25)의 고압단자와 그라운드 저항(27)에 각각 연결된 고정접점판(24, 23)을 포함하는 고전압 스위치.