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문제 정의
- 그리고 현재 선진국에서 가장 많이 사용되고 있고, 현재 국내에서 이제 개발이 시작된 열팽창실 (thermal expansion chamber)과 퍼퍼실(puffer cylinder)이 직렬로 배열된(본 논문에서는 "직렬(serial)-복합소호형"이라칭함) 가스차단기를 설계, 제작하였다. 본 논문에서는 이들 두 차단기의 차단성능을 정량적으로 비교한 결과를 우선적으로 제시한다. 그리고 향후, 새로운 형태의 복합소호 차단기의 차단성능에 대해, 본 연구결과와 관련하여 비교/분석한 결과를 제시할 것이다.
가설 설정
- 이렇게 발생된 아크는 퍼퍼 실린더에서 압축된 가스가 제1 노즐로 분사되면서 소호되고(그림 1의 d)), 전류차단 직후 극간에는 과도회복전압(TRV: transient recovery voltage)인가되고, 차단기가 잘 설계되어 극간의 절연성능이 우수하여 전압에 견디게 되면 차단에 성공하게 되고, 그렇지 않은 경우는 차단 실패하게 된다. 폐로상태에서 개로 완료 상태(그림 1의 e))까지의 과정은 거의 대부분 30 ms 이내의 짧은 시간에 이루어진다. 이처럼 퍼퍼형 가스차단기의 차단성능은 차단과정에서 기계적으로 이루어지는 퍼퍼 실린더 내의 가스 압력상승에 따라 결정된다.
- 이러한 요구조건 때문에퍼퍼형 가스차단기는 조작력이 큰 조작기가 필요하다. 또한 조작기는 압축과정에서 발생하는 퍼퍼 실린더내의 압력상승에 의한 반발력뿐만 아니라, 노즐 상류장에서 팽창된 SF6 열가스(그림 1의 c))가 퍼퍼 실린더 내로 역류하여 일으키는 반발력도 부담해야 한다. 이러한 이유로 인하여 퍼퍼형 가스차단기에 있어서는, 조작기의 조작력이 반발력보다 작을 경우에는 차단기가 역진행할 수 있어 차단성능에 매우 치명적인 영향을 초래할 수 있다.
- 이 과정에서 퍼퍼 실린더 내의 SFe 가스는 압축되고, 아크 접점이 분리되면서 아크가 발생하게 된다(그림 1 의 b), c)). 이렇게 발생된 아크는 퍼퍼 실린더에서 압축된 가스가 제1 노즐로 분사되면서 소호되고(그림 1의 d)), 전류차단 직후 극간에는 과도회복전압(TRV: transient recovery voltage)인가되고, 차단기가 잘 설계되어 극간의 절연성능이 우수하여 전압에 견디게 되면 차단에 성공하게 되고, 그렇지 않은 경우는 차단 실패하게 된다. 폐로상태에서 개로 완료 상태(그림 1의 e))까지의 과정은 거의 대부분 30 ms 이내의 짧은 시간에 이루어진다.
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