KR100854386B1 - 가스절연개폐장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가스절연개폐장치내에서 전계상에 노출된 볼트의 구멍 등에 의해 형성되는 불평등 전계와 절연성능의 저하를 방지하기 위한 것으로서, 본 발명에 의한 가스절연개폐장치는, 복수개의 접지탱크들; 상기 접지탱크들을 상호 연결하는 절연스페이서들; 상기 절연스페이서들에 각각 설치된 스페이서관통도체들; 상기 스페이서관통도체들에 설치되며 상호 연결된 부스바도체들; 및 상기 부스바도체들의 내부에서, 상기 스페이서관통도체들과 상기 부스바도체들을 각각 연결하는 체결부재들;을 포함하며, 더 나아가 부스바도체들을 상호 연결하는 결합부재;와 상기 결합부재를 부스바도체들에 고정시키는 고정부재; 및 결합부재와 고정부재를 감싸는 쉴드 부재가 더 포함된다. 본 발명에 따르면, 중공 형상을 갖는 부스바도체들에 의해 그 내부에서 체결되는 볼트 등의 체결부재들은 종래에 외부에서 볼트체결을 위해 형성되던 볼트 구멍이 불필요하게 하면서 외부의 전계로 노출되지 않아 불평등 전계나 절연성능 저하를 유발하지 않는 효과가 있으며, 더 나아가 부스바도체간을 결합하는 결합부재의 외측 끝단의 돌출을 쉴드부재가 그 내측에 감싸 막음으로써 불평등 전계의 발생이 제거되는 효과가 있다.
Figure R1020070032930
가스절연개폐장치, 부스바도체, 스페이서관통도체, 볼트

Description

가스절연개폐장치 {GAS INSULATED SWITCHGEAR}
도 1은 일반적인 가스절연개폐장치의 개략도,
도 2는 종래 기술에 따른 가스절연개폐장치의 탱크내부에서 부스바도체의 조립이 가능한 경우를 나타낸 단면도,
도 3은 종래 기술에 따른 가스절연개폐장치의 탱크내부에서 부스바도체의 조립이 불가능한 경우를 나타낸 단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연개폐장치의 탱크내부에서 부스바도체의 조립이 가능한 경우를 나타낸 단면도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연개폐장치의 탱크내부에서 부스바도체의 조립이 불가능한 경우를 나타낸 단면도이다.
<도면의 주요부분에 관한 부호의 설명>
100 : 접지탱크 110 : 커버
120 : 연장부 121 : 제1결합홀
130 : 볼트 200 : 절연스페이서
210 : 제2결합홀 300 : 스페이서관통도체
400 : 부스바도체 500 : 체결부재
600 : 결합부재 700 : 고정부재
800 : 쉴드부재
본 발명은 가스절연개폐장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 절연성능이 유지되는 가스절연개폐장치에 관한 것이다.
일반적인 가스절연개폐장치(Gas Insulated Switchgear; GIS)는 금속재의 밀폐용기에 절연성능과 소호기능(消弧; arc extinguishing, 아크를 소멸시키는 기능)이 우수한 SF6가스를 절연매체로 사용하여 도체와 각종 보호기기들을 수납시켜 전력기기를 보호하기 위한 수변전 설비이다.
도 1은 일반적인 가스절연개폐장치의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 가스절연개폐장치는 부싱(10), 변성기(20), 가스절연모선(30), 단로기(40), 변류기(50), 차단기(60), 주모선(70) 등 각종기기 및 접속관들을 유닛화하여 전체적인 시스템을 구축함으로써 기기의 관리를 효율적으로 할 수 있음은 물론 기기의 점유용적 및 용지를 최소화할 수 있는 특징이 있다.
이러한 가스절연개폐장치는 정상상태에서 정격전류 및 정격전압을 운전할 수 있는 통전성능과 절연성능이 유지되어야 하며, 이상상태에서 사고전류를 차단할 수 있는 차단성능을 확보해야 한다.
도 2는 종래 기술에 따른 가스절연개폐장치의 탱크내부에서 부스바도체의 조립이 가능한 경우를 나타낸 단면도이다.
도 2를 참조하면, 종래의 가스절연개폐장치는 도 1의 전체 구성에서, 접지탱크(1)들과, 다수의 접지탱크(1)들을 결합시키는 절연스페이서(2)들과, 절연스페이서(2)들을 관통하는 스페이서관통도체(3)들과, 스페이서관통도체(3)들과 체결되는 부스바(bus bar)도체(4)로 구성된다.
상기 접지탱크(1)는 내부를 관통하는 부스바도체(4)를 외부에서 조립 가능하도록 개구되어, 그 개구부에는 개폐가능하도록 커버(5)가 형성된다. 접지탱크(1)들은 볼트를 이용하여 절연스페이서(2)들과 연결되어 내부공간이 구획되고, 절연성 SF6가스가 채워진다.
접지탱크(1)의 내부에 설치되는 상기 부스바도체(4)들은 외부에서 상기 커버(5)를 통하여 볼트(6)로 연결되어진다. 또한, 부스바도체(4)들은 스페이서관통도체(3)와도 볼트를 이용하여 연결된다. 부스바도체(4)에는 상기 볼트(6)가 결합되는 결합홀이 형성되는데, 상기 결합홀을 형성하기 위해서 부스바도체(4)는 중실형태의 도체가 사용된다.
이와 같은 종래의 가스절연개폐장치는 조립하기 위하여, 먼저, 절연스페이서(2)의 스페이서관통도체(3)의 일측에 부스바도체(4)를 볼트를 이용하여 조립한다. 그리고, 다른 스페이서관통도체(3)에도 부스바도체(4)를 조립한다.
그 다음, 하나의 절연스페이서(2)에 접지탱크(10)의 일단을 체결하고, 접지탱크(1)의 타단에는 다음 절연스페이서(2)를 체결한다.
이때, 접지탱크(1)의 커버(5)를 열고 내부의 부스바도체(4)들을 볼트(6)를 이용하여 조립한다.
도 3은 종래 기술에 따른 가스절연개폐장치의 탱크내부에서 부스바도체의 조립이 불가능한 경우를 나타낸 단면도이다.
도 3을 참조하면, 접지탱크(10)에 커버가 형성되지 않아 외부에서 부스바도체(4)들의 조립이 불가능한 경우에는 부스바도체(4)들을 먼저 조립한 후에, 접지탱크(1)와 부스바도체(4)들이 조립된 절연스페이서(2)를 접속도체(7)를 이용하여 다른 절연스페이서(2)와 도킹방식으로 밀어서 체결한다.
그러나, 상술한 종래의 가스절연개폐장치는 중공형인 부스바도체(4)에 볼트체결을 하기 위해 중실형의 도체와 용접가공하여 볼트 체결을 함으로써, 무게증가 및 비용증가를 초래하는 문제점이 있었고, 더 큰 문제로는, 종래의 가스절연개폐장치는 부스바도체(4)들을 볼트를 이용하여 연결하여 볼트구멍이 형성됨으로써, 상기 볼트구멍에 불평등 전계가 형성되는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 가스절연개폐장치의 볼트구멍은 개폐임펄스에 의하여 생성되는 전하가 절연스페이서(2)들에 축적되는 원인이 되고, 도체가 차단기 또는 단로기에 의해 전기적으로 차단되면 잔류되는 직류전압에 의해 절연스페이서(2)들의 표면이 대전되게 한다. 이러한 대전현상으로 인해 절연스페이서(2)들의 절연성능이 감소되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 불평등 전계가 형성되지 않는 가스절연개폐장치를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 절연스페이서의 절연성능을 유지할 수 있는 가스절연개폐장치를 제공 하는데 다른 목적이 있다.
또한, 중실형 도체와의 용접가공없이 중공형태의 부스바의 연결이 가능한 가스절연개폐장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가스절연개폐장치는 복수개의 접지탱크들; 상기 접지탱크들을 상호 연결하는 절연스페이서들; 상기 절연스페이서들에 관통되어 설치된 스페이서관통도체들; 일단은 상기 스페이서관통도체들에 연결되며, 타단은 상호 연결된 부스바도체들; 및 상기 부스바도체들의 내부에서, 상기 스페이서관통도체들과 상기 부스바도체들을 연결하는 체결부재들;을 포함한다.
또한, 상기 부스바도체들을 상호 연결하는 결합부재; 상기 결합부재를 상기 부스바도체에 고정시키는 고정부재; 및 상기 결합부재 및 상기 고정부재를 감싸는 쉴드부재;를 더 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연개폐장치에 대하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연개폐장치의 탱크내부에서 부스바도체의 조립이 가능한 경우를 나타낸 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연개폐장치는 복수개의 접지탱크(100)들과, 상기 접지탱크(100)들을 상호 연결하는 절연스페이서(200)들과, 상기 절연스페이서(200)들에 각각 설치된 스페이서관통도체(300)들과, 상기 스페이서관통도체(300)들에 설치되며 상호 연결된 부스바도체(400)들과, 상기 부스바 도체(400)들의 내부에서, 상기 스페이서관통도체(300)들과 상기 부스바도체(400)들을 각각 연결하는 체결부재(500)들을 포함한다.
상기 접지탱크(100)들은 양측이 개구된 원통형으로 형성되며, 측면에는 접지탱크(100)의 외부에서 내부의 부스바도체(400)들을 연결할 수 있도록 개폐가능한 커버(110)가 형성된다. 여기에서, 커버(110)는 내부가 보이도록 유리로 형성될 수 있다.
그리고 접지탱크(100)들의 내부에는 절연가스가 채워진다. 여기에서, 절연가스는 차단기 개폐시 발생하는 아크(arc)를 소멸시키며, 초고압에서도 우수한 절연성능을 가지는 육불화황(SF6)가스가 사용되는 것이 바람직하다.
접지탱크(100)들의 양단에는 축의 직각방향으로 연장되는 연장부(120)가 형성되고, 상기 연장부(120)에는 볼트(130)가 결합될 수 있는 제1결합홀(121)이 형성된다.
상기 절연스페이서(200)들은 원판으로 형성되어 일면은 볼록하고, 타면은 오목하게 형성되며, 가장자리에는 볼트(130)가 결합될 수 있는 제2결합홀(210)이 형성된다.
복수의 접지탱크(100)들의 일단에 형성되는 제1결합홀(121)들과 절연스페이서(200)의 제2결합홀(210)은 볼트(130)에 의해 결합됨으로써, 접지탱크(100)들은 연결되면서 절연스페이서(200)에 의해 내부공간이 구획되게 된다.
그리고, 상기 절연스페이서(200)들의 중심부에는 도체로 형성되는 스페이서관통도체(300)들이 설치된다. 상기 스페이서관통도체(300)들은 절연스페이서(200) 들의 두께만큼의 원판으로 형성되며, 그 양면에는 부스바도체(400)들이 체결부재(500)에 의해 연결된다.
상기 부스바도체(400)들은 중공형의 구리로 된 파이프로 형성되며, 그 내부에서 스페이서관통도체(300)를 관통하여 체결부재가 결합되어 부스바도체(400)와 스페이서관통도체(300)가 연결된다. 이렇게 상기 부스바도체(400)들과 스페이서관통도체(300)들이 연결되어 전로를 형성한다. 여기에서, 체결부재(500)들은 부스바도체(400)와 스페이서관통도체(300)를 손쉽게 결합할 수 있도록 볼트가 사용되는 것이 바람직하다.
하나의 접지탱크(100)의 내부에서 복수개 이상의 부스바도체(400)들은 결합부재(600)에 의해 상호 연결된다. 상기 결합부재(600)는 링형태로 형성되어, 복수의 부스바도체들(400)이 맞붙는 부분을 감싸면서 결합된다. 여기에서, 결합부재(600)는 고정부재(700)에 의하여 부스바도체(400)들에 고정될 수 있다.
상기 고정부재(700)는 결합부재(600)를 관통하면서 부스바도체(400)와 결합하도록 볼트가 사용되는 것이 바람직하다. 여기에서, 고정부재(700)의 일단은 결합부재(600)의 외부로 돌출되며, 돌출된 부분에 형성되는 불평등 전계를 방지하기 위해, 결합부재(600)에 쉴드부재(800)가 결합된다. 즉, 쉴드부재(800)는 복수의 부스바도체(400)들을 감싸는 결합부재(600)의 상측에서 결합부재(600)를 고정하는 고정부재(700)를 감싸도록 결합된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연개폐장치의 탱크내부에서 부스바도체의 조립이 불가능한 경우를 나타낸 단면도이다.
도 5는 종래 기술의 도 3과 같은 구성이며, 볼트 결합방식은 상술한 탱크내부에서 부스바도체의 조립이 가능한 경우와 동일하다.
이하, 가스절연개폐장치의 체결순서를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 절연스페이서(200)들에 설치되는 스페이서관통도체(300)들의 양측에 부스바도체(400)들을 체결부재를 이용하여 결합시킨다. 이때, 중공형의 부스바도체(400)의 내부에서 스페이서관통도체(300)를 관통하여 체결부재가 결합된다.
그 다음, 접지탱크(100)들의 제1결합홀(121)들과 절연스페이서(200)들의 제2결합홀(210)들을 볼트(130)를 이용하여 결합시킨다. 이때, 접지탱크(100)들은 연결되지만 접지탱크(100)의 내부에 배치되는 부스바도체(400)들은 연결되어 있지 않다.
접지탱크(100)의 커버(110)를 열고, 부스바도체(400)들을 결합부재(600)에 의해 상호 연결시키고, 결합부재(600)를 고정시키기 위해 고정부재(700)를 결합부재(600)와 부스바도체(400)를 관통하도록 체결한다.
이때, 고정부재(700)의 일단이 결합부재(600)의 표면으로 돌출되는데, 돌출되는 부분에는 불평등 전계가 형성되므로, 쉴드부재(800)로 고정부재(700)를 덮으면서 결합부재(600)를 감싸도록 체결한다.
쉴드부재(800)는 결합부재(600)와 고정부재(700)를 내측에 수용하는 일정 공간이 형성되는 원통 형상의 링형 부재이며, 양측 끝단의 모서리부가 라운딩처리되어 모난 부분이 없어야 하는데, 이는 표면의 대전현상을 방지하여 절연성능 저하를 방지하기 위한 것이다.
이렇게, 쉴드부재(800)로 복수개의 부스바도체(400)들을 감싸도록 연결시키면, 부스바도체(400)들은 외관상 둥근 형상을 유지하여 불평등 전계의 발생을 제거시킬 수 있다.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연개폐장치에 의하면, 부스바도체가 쉴드부재에 의해 연결되어 단면이 파이프의 둥근 형상으로 매끄럽게 형성됨으로써 모서리 등에 형성되는 불평등 전계가 형성되지 않는 이점이 있다.
그리고, 불평등 전계의 해소로 인해 개폐임펄스 또는 직류전압의 인가 후 발생되는 절연스페이서의 표면의 대전 현상이 감소됨으로써 절연스페이서의 절연성능의 저하가 방지되는 이점이 있다.
또한, 부스바도체의 연결을 위한 중실형태의 도체와의 용접이 불필요하여 용접가공에 따른 비용이 감소되는 이점이 있다.
또한, 중공형의 부스바의 사용이 가능함으로써 무게가 감소되는 이점이 있다.

Claims (4)

  1. 복수개의 접지탱크들;
    상기 접지탱크들을 상호 연결하는 절연스페이서들;
    상기 절연스페이서들에 관통되어 설치된 스페이서관통도체들;
    일단은 상기 스페이서관통도체들에 연결되며, 타단은 상호 연결된 부스바도체들; 및
    상기 부스바도체들의 내부에서, 상기 스페이서관통도체들과 상기 부스바도체들을 연결하는 체결부재들;
    상기 부스바도체들을 상호 연결하는 결합부재;
    상기 결합부재를 상기 부스바도체들에 고정시키는 고정부재; 및
    상기 결합부재 및 상기 고정부재를 감싸는 쉴드부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 부스바도체들은 중공관인 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 쉴드부재는 내측에 상기 결합부재와 고정부재를 수용하는 일정 공간이 형성된 원통 형상의 링형 부재로서, 양측 끝단의 모서리부가 라운딩처리된 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치.
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