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KR-102960649-B1 - MAGNET-INSERTED SHIELD FOR GAS INSULATED SWITCHGEAR

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Abstract

본 발명은 가스절연개폐장치용 자석 삽입형 쉴드에 관한 것으로, 가스절연개폐장치의 내부에 구비되며, 삽입홈이 형성되는 고정전극과, 상기 고정전극의 일측에 구비되며, 조작기에 의해 상기 삽입홈에 삽입 또는 분리되는 가동전극과, 상기 고정전극의 외측에 구비되며, 상기 삽입홈에 대응되는 위치에 결합홀이 형성되는 전계 완화 쉴드와, 상기 전계 완화 쉴드의 결합홀에 결합되며, 상기 결합홀에 대응되는 위치에 형성되어 상기 가동전극이 관통되는 관통홀이 형성되는 아크 쉴드 및 상기 전계 완화 쉴드의 상기 결합홀 방향 내측에 구비되며, 상기 전계 완화 쉴드 내측에서 자기장을 인가하여 로렌츠력을 발생시키는 자성체를 포함할 수 있다.

Inventors

  • 송유조
  • 김창영
  • 박인환
  • 박의순
  • 서청원

Assignees

  • 주식회사 비츠로일렉트릭

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20250930

Claims (7)

  1. 접지 개폐기 또는 단로기 내부에 구비되며, 삽입홈이 형성되는 고정전극; 상기 고정전극의 일측에 구비되며, 조작기에 의해 상기 삽입홈에 삽입 또는 분리되는 가동전극; 상기 고정전극의 외측에 구비되며, 상기 삽입홈에 대응되는 위치에 결합홀이 형성되는 전계 완화 쉴드; 상기 전계 완화 쉴드의 결합홀에 결합되며, 상기 결합홀에 대응되는 위치에 형성되어 상기 가동전극이 관통되는 관통홀이 형성되는 아크 쉴드; 및 상기 전계 완화 쉴드의 상기 결합홀 방향 내측에 구비되며, 상기 전계 완화 쉴드 내측에서 자기장을 인가하여 로렌츠력을 발생시키는 자성체;를 포함하며, 상기 아크 쉴드는 돌출부의 내측면을 통해 상기 전계 완화 쉴드의 내측 방향으로 전기 아크를 가이드하여 상기 고정전극과 상기 가동전극 사이에서 전기 아크 발생되게 하는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치용 자석 삽입형 쉴드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 아크 쉴드는 원판 형상으로 형성되며, 상기 관통홀의 가장 자리가 원판으로부터 기설정된 길이만큼 돌출되는 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부의 단부에 후크가 형성되는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치용 자석 삽입형 쉴드.
  3. 제1항에 있어서, 상기 아크 쉴드는 원판 형상으로 형성되며, 상기 관통홀의 가장 자리가 원판으로부터 기설정된 길이만큼 돌출되는 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부의 외주면에 탭이 형성되어 이에 대응되도록 형성된 상기 전계 완화 쉴드의 상기 결합홀 내주면에 형성된 탭과 나사 결합 방식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치용 자석 삽입형 쉴드.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 아크 쉴드는 테프론 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치용 자석 삽입형 쉴드.
  6. 제1항에 있어서, 상기 자성체는 상기 전계 완화 쉴드의 결합홀 방향 내측에 기설정된 간격으로 원형 배열로 배치되는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치용 자석 삽입형 쉴드.
  7. 제1항에 있어서, 상기 자성체는 사마륨코발트 소재의 자석인 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치용 자석 삽입형 쉴드.

Description

가스절연개폐장치용 자석 삽입형 쉴드{MAGNET-INSERTED SHIELD FOR GAS INSULATED SWITCHGEAR} 본 발명은 가스절연개폐장치용 자석 삽입형 쉴드에 관한 것이다. 일반적으로 가스절연개폐장치에 사용되는 단로기/접지개폐기는 가스를 충전한 밀폐 용기 내에 전기적으로 절연된 상태의 고전압이 통전되는 도체를 배치하여 구성한 형태로 되어 있다. 이때, 단로기/접지개폐기는 개폐장치의 유지보수나 차단 후 이상전압/전류의 단선이나 접지를 위하여 개방동작을 하고, 이 때, 도체나 케이블에 충전되어 있는 에너지가 방전되고 이를 소호 및 차단한다. 다만, 종래의 가스절연개폐장치는 전류 소호 성능이 강력한 SF6를 사용하여 단로기/접지개폐기의 개방 동작 시 빠르게 전류가 차단되어 전류 차단시에 큰 문제가 없었으나 친환경 절연 가스를 사용하여 개발한 가스절연개폐장치의 경우, 일반적으로 소호 성능이 부족한 가스를 사용하기 때문에 차단이 되지 않거나 되더라도 개방하는 단로기/접지개폐기의 전극에 큰 손상을 준다는 문제점이 있다. 도 1은 본 발명에 따른 가스절연개폐장치용 자석 삽입형 쉴드가 적용된 가스절연개폐장치의 내부 구조도이다. 도 2는 도 1의 가동전극이 고정전극에 삽입된 상태의 내부 구조도이다. 도 3은 도 1의 "A" 확대도이다. 도 4는 도 2의 "B" 확대도이다. 도 5는 본 발명에 따른 아크 쉴드의 유무에 따른 전기 아크 경로의 비교도이다. 도 6은 본 발명에 따른 자성체의 배치도이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 가스절연개폐장치용 자석 삽입형 쉴드에 대하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 가스절연개폐장치용 자석 삽입형 쉴드가 적용된 가스절연개폐장치의 내부 구조도이다. 도 2는 도 1의 가동전극이 고정전극에 삽입된 상태의 내부 구조도이다. 도 3은 도 1의 "A" 확대도이다. 도 4는 도 2의 "B" 확대도이다. 도 5는 본 발명에 따른 아크 쉴드의 유무에 따른 전기 아크 경로의 비교도이다. 도 6은 본 발명에 따른 자성체의 배치도이다. 이하에서 종래 주지된 사항에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명확히 하기 위해 생략하거나 간단히 한다. 도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 가스절연개폐장치용 자석 삽입형 쉴드는 아크 쉴드(400)를 전극에 구비하는 것에 의해 아크가 전극에 협착되는 것을 방지하여 전극의 내구성을 상승시킬 수 있으며, 전극의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 전격 완화 쉴드(300)의 내부에 자석을 삽입하는 것에 의해 빠르게 아크를 소호하여 차단 성능을 상승시킬 수 있다. 가스절연개폐장치용 자석 삽입형 쉴드는 고정전극(100), 가동전극(200), 전계 완화 쉴드(300), 아크 쉴드(400) 및 자성체(500)를 포함할 수 있다. 고정전극(100)은 가스절연개폐장치의 접지 개폐기/단로기(1) 내부에 구비될 수 있으며, 접지 개폐기/단로기(1)의 단자와 연결된 모선에 의해 고정 결합될 수 있다. 고정전극(100)은 가동 전극(200)이 삽입되는 삽입홈(110)이 형성될 수 있으며, 가동전극(200)이 조작기(10)에 의해 삽입 또는 분리될 수 있다. 가동전극(200)은 고정전극(100)의 일측에 구비될 수 있으며, 조작기(10)에 의해 삽입 방향으로 왕복 이동할 수 있다. 이에 의해, 가동전극(200)은 고정전극(100)의 삽입홈(110)에 삽입되는 위치(투입 상태)와 고정전극(100)으로부터 분리되는 위치(개방 상태)로 이동할 수 있으며, 고정전극(100)의 삽입홈(110)에 삽입 시, 전계 완화 쉴드(300)의 결합홀(310) 및 아크 쉴드(400)의 관통홀(410)을 관통할 수 있다. 전계 완화 쉴드(300)는 고정전극(100)의 외측에 구비될 수 있으며, 가동전극(200)이 관통되는 결합홀(310)이 구비될 수 있다. 결합홀(310)은 삽입홈(110)에 대응되는 위치에 형성될 수 있으며, 가동전극(200)보다 기설정된 지름만큼 크게 형성될 수 있다. 전계 완화 쉴드(300)는 가동전극(200)이 고정전극(100)으로부터 분리 시 전기적 절연 성능 향상시킬 수 있으며, 고정전극(100)과 가동전극(200) 사이에 발생되는 전기 아크가 외측으로 비산되는 것을 방지할 수 있다. 전계 완화 쉴드(300)는 결합홀(310) 방향의 내측에 자성체(500)가 구비될 수 있으며, 이에 의해, 전계 완화 쉴드(300) 내측에 구비된 자성체(500)가 자기장을 인가함으로써 로렌츠력을 발생시켜 고정전극(100)과 가동전극(200) 사이에 발생되는 전기 아크를 이동 및 회전시킬 수 있다. 아크 쉴드(400)는 전계 완화 쉴드(300)의 결합홀(310)에 결합될 수 있으며, 전계 완화 쉴드(300)의 관통홀(300)에 대응되는 위치에 형성되어 가동전극(200)이 관통되는 관통홀(410)이 형성될 수 있다. 아크 쉴드(400)는 가동전극(200)과 전계 완화 쉴드(300) 사이에 발생되는 전기 아크로부터 전계 완화 쉴드(300)를 보호할 수 있으며, 전기 아크가 고정전극(100)과 가동전극(200) 사이에 발생될 수 있도록 전기 아크를 전계 완화 쉴드(300) 내측 방향으로 가이드할 수 있다. 이 때, 전계 완화 쉴드(300)의 내측 방향으로 전기 아크를 가이드 하는 것에 의해 전계 완화 쉴드(300) 내측에 구비된 자성체(500)의 자기장이 넓은 범위에서 전기 아크에 영향을 줄 수 있으며, 이에 따라, 전기 아크가 자기장에 의한 로렌츠력의 방향으로 회전 이동하면서 냉각되어 빠른 소호와 함께 고정전극(100), 가동전극(200) 및 전계 완화 쉴드(300)에 협착(용융)되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 아크 쉴드(400)가 고정전극(100)과 가동전극(200) 사이에 발생되는 전기 아크를 가이드하여 고정전극(100), 가동전극(200) 및 전계 완화 쉴드(300)에 협착(용융)되는 것을 방지하는 것에 의해 고정전극(100), 가동전극(200) 및 전계 완화 쉴드(300)의 손상을 방지하여 고정전극(100) 및 가동전극(200)의 내구성 상승으로 인해 수명이 연장될 수 있으며, 전기적 성능 및 전류 차단 성능을 상승시킬 수 있다. 아크 쉴드(400)는 원판 형상으로 형성될 수 있으며, 전계 완화 쉴드(300)의 결합홀(310)에 결합되는 관통홀(410)은 가장 자리가 원판으로부터 기설정된 길이만큼 돌출되는 돌출부(420)가 형성될 수 있다. 돌출부(420)는 전계 완화 쉴드(300)의 결합홀(310)에 삽입될 수 있으며, 단부에 후크(421)가 형성될 수 있다. 이에 의해, 돌출부(420)는 전계 완화 쉴드(300)에 끼워맞춤 방식으로 결합될 수 있으며, 후크(421)에 의해 고정될 수 있다. 여기서, 본 발명은 아크 쉴드(400)를 전계 완화 쉴드(300)에 결합하기 위한 방법으로 돌출부(420)의 단부에 후크(421)가 형성되는 것으로 설명하였으나, 이를 한정하지 않고, 아크 쉴드(400)와 전계 완화 쉴드(300)를 결합할 수 있는 다른 방법으로 대체될 수 있다. 예를 들어, 돌출부(420)의 외주면에 탭(나사산)을 형성하고, 이에 대응되도록 전계 완화 쉴드(300)의 결합홀(310) 내주면에 탭(나사산)을 형성하여 나사 결합 방식으로 결합할 수 있다. 또한, 아크 쉴드(400)는 테프론 재질로 형성될 수 있으며, 이에 의해, 전기 아크를 가이드 할 수 있다. 여기서, 아크 쉴드(400)는 테프론 재질로 한정하지 않고, 내열 실리콘, 세라믹 등을 포함하는 절연 재질로 대체될 수 있다. 자성체(500)는 전계 완화 쉴드(300)의 결합홀(310) 방향 내측에 구비될 수 있으며, 전계 완화 쉴드(300)의 내측에서 자기장을 인가할 수 있다. 자성체(500)는 자기장을 인가함으로써 로렌츠력을 발생시킬 수 있으며, 로렌츠력에 의해 고정전극(100)과 가동전극(200) 사이에 발생되는 전기