KR100958487B1 - 컴팩트화가 가능한 부스 덕트용 조인트 키트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인접한 부스 덕트의 접속부 부스바에 결합되어 부스 덕트를 연결하는 조인트 키트(300)에 관한 것으로, 관통공이 형성되며 양단에 위치하여 도체(340)를 지지하는 조인트 하우징(310)과; 관통공이 형성되며, 상기 조인트 하우징(310) 사이에 위치하며, 절연재로 이루어지는 판형의 복수의 절연판(320)과; 상기 절연판(320)의 일측 또는 양측에 위치하며, 관통공(340a)이 형성되고 판 형상으로 이루어지는 복수의 도체(340)와; 관통공이 형성되고, 상기 도체(340) 사이에 위치하며, 절연재로 이루어지는 복수의 절연링(350)과; 상기 관통공을 관통하는 볼트(305)와; 상기 볼트(305)에 나사 결합하는 너트(303)를 포함하여 구성되며, 상기 절연판(320)의 면적은 도체(340)의 면적보다 크게 형성되어 도체(340)가 절연판(320)의 일측 또는 양측에 위치할 때 절연판(320)의 외주 부분은 노출되며, 상기 외주 부분에는 둘레를 따라 하나 이상의 환상 홈(321)이 형성되는 것을 특징으로 하는 컴팩트화가 가능한 부스 덕트용 조인트 키트에 관한 것으로, 절연판의 면적을 작게 하면서도 도체 사이의 단락을 방지할 수 있어 조인트 키트의 부피를 작게 할 수 있으며, 고온에서도 절연체의 부피 변화가 억제되어 절연체의 팽창에 의한 고장이나 파손을 방지할 수 있고 절연 성능이 유지되도록 할 수 있으며, 절연체에 크랙이 발생하거나 도체와 접촉하는 절연체의 접촉면 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

부스 덕트, 조인트 키트, 절연판, 연면 거리

Description

컴팩트화가 가능한 부스 덕트용 조인트 키트{Joint Kit Being Compactable For Bus Duct}

도 1은 동형 접속부를 구비하는 부스 덕트의 일부 생략 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시한 부스 덕트를 연결하는 종래 기술에 의한 조인트 키트를 도시한 사시도이다.

도 3은 도 1에 도시한 부스 덕트를 도 2에 도시한 조인트 키트에 접속한 상태를 도시한 사시도이다.

도 4는 도 2의 A-A선에 따르는 단면도이다.

도 5는 도 4의 A부를 확대 도시한 단면도이다.

도 6은 본 발명에 따르는 조인트 키트를 도시한 개략적인 분해 사시도이다.

도 7은 도 6에 도시한 조인트 키트의 결합 상태 단면도이다.

도 8은 절연판과 도체를 도시한 평면도이다.

도 9 및 도 10은 도 8의 A-A선에 따르는 단면도이다.

도 11은 도 9의 A부를 확대 도시한 단면도이다.

도 12는 도 11의 A부를 확대 도시한 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 부스 덕트 111 : 부스바

120 : 접속부 300 : 조인트 키트

301 : 회전방지판 310 : 조인트 하우징

320 : 절연판 321 : 요홈

340 : 도체 350 : 절연링

본 발명은 인접한 부스 덕트의 접속부에 결합하여 부스 덕트를 연결하는 부스 덕트용 조인트 키트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 조인트 키트의 부피를 작게하면서도 도체 사이의 단락을 방지할 수 있고, 사용 중 조인트 키트가 고온으로 상승하여도 성능이 유지되며, 도체의 팽창에 대한 내구성이 향상된 컴팩트화가 가능한 부스 덕트용 조인트 키트에 관한 것이다.

종전에는 전력 배선 방식으로 전선케이블을 이용한 배선 방식을 널리 채용하여 왔으나, 최근 들어 고층 건물이나 아파트, 대단위 공장 등 건축물의 전력 수요가 급증함에 따라 부스바를 사용하는 부스 덕트에 의한 배선 방식의 채용이 확산되고 있다. 부스 덕트와 케이블은 도체와 절연체를 가지는 점에서는 공통점이 있으 나, 케이블과 비교하여 볼 때, 부스 덕트는 대량의 전류를 도체를 통해 전달할 수 있으며, 금속 덕트로서 도체와 절연체를 보호할 수 있고, 증설과 이설이 가능하며, 사고 발생 시 사고 처리가 용이하고, 계통의 관리가 용이한 장점이 있다.

이러한 부스 덕트의 한 예로서, 도 1에 도시된 부스 덕트(100)를 들 수 있다. 이 부스 덕트(100)는 덕트부(110) 양단에 형성된 접속부(120)의 형태가 동일한 동형 접속부를 구비한 부스 덕트로서, 도시된 것처럼 덕트부(110)와, 이 덕트부(110)의 양단에 형성된 동형 접속부(120)로 이루어진다. 여기에서 덕트부(110)는 다시 상면 덕트(102)와 하면 덕트(103) 그리고 상하면 덕트(102, 103)를 연결하는 측면 덕트(105)로 구성되며, 측면 덕트(105)에는 중심선을 따라 소정 간격을 두고 복수의 보강나사부(109)가 체결되어 있는 한편, 접속부(120)는 덕트부(110)에서 외부로 노출된 복수의 부스바(111)로 이루어져 있다.

또한, 인접한 두 개의 덕트부(110) 사이에 장착되는 조인트 키트(200)는 도 3에 도시된 것처럼 일직선으로 배열된 두 덕트부(110) 사이에서 좌우로 부스바(111)가 삽입되어 덕트부(110)의 부스바(111)를 물리적으로 또 전기적으로 연결하도록 되어 있다.

이를 위해, 상기 조인트 키트(200)는 도 2에 도시된 바와 같이, 앞뒤 겉면의 조인트 하우징(231) 사이에 복수의 절연판(233)과 판형의 도체가 부스바(111)를 삽입할 수 있는 일정한 간격을 두고 적층되어 있으며, 조인트 하우징(231)의 외면 중앙에 와셔와 같은 디스크 스프링(234)을 사이에 두고 고장력 볼트(235)가 관통, 삽입되고 복수의 절연판(233)과 도체를 가압 상태로 너트(236)로 체결하도록 되어 있 다.

도 4는 도 2의 A-A선에 따른 단면을 도시한 것이고, 도 5는 도 4의 A부를 확대 도시한 것이다. 도 2 및 도 4에 도시한 바와 같이 서로 상이 다른 도체(220)는 절연판(233)을 사이에 두고 설치되어 절연판(233)에 의하여 전기적으로 격리된다. 그러나 절연판(233)을 사이에 두고 설치되는 도체(220) 사이에서 전기적으로 단락이 발생할 염려가 있으므로 절연판(233)의 크기를 도체(220)보다 크게 하고 절연판(233)의 일측 또는 양측으로 도체(220)가 설치될 때 도체(220)의 외주면 밖으로 절연판(233)이 돌출되도록 한다.

따라서 단락을 방지하기 위하여 절연판(233)을 충분히 크게 하여야 하므로 조인트 키트(200)의 부피가 증가하여 설치 공간이 크게 소요되는 문제가 있었으며, 조인트 키트(200)가 연결되어 사용될 때 도체(220)가 고온 팽창하여 절연판(233)에 도 5에 도시한 바와 같이 크랙이 발생하고 크랙을 통하여 도체(220) 사이에 단락이 발생하는 문제가 있었으며, 도체(220)의 온도 상승에 의하여 절연판(233)의 온도도 상승하고 절연판(233)의 저항이 감소하거나 강도가 감소하여 절연판(233)으로서의 기능이 저하되는 문제점이 있었으며, 도체(220)의 팽창에 의하여 도체(220)의 외주면과 접하는 절연판(233) 접촉면에서 손상이 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 위와 같은 종래의 부스 덕트용 조인트 키트가 가지고 있는 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 부피를 크게 하지 않고도 도체 사이에서 발생하 는 단락을 방지할 수 있으며, 도체나 절연판이 고온으로 상승하는 경우에도 절연 성능이나 강도가 유지되고, 도체의 팽창에 의하여 절연판에 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 접촉면의 손상도 방지할 수 있는 컴팩트화가 가능한 부스 덕트용 조인트 키트를 제공하는데 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 조인트 키트는 부스 덕트의 접속부 부스바에 결합되어 부스 덕트를 연결하는 것으로서, 관통공이 형성되며 양단에 위치하여 도체를 지지하는 조인트 하우징과; 관통공이 형성되며, 상기 조인트 하우징 사이에 위치하며, 절연재로 이루어지는 판형의 복수의 절연판과; 상기 절연판의 일측 또는 양측에 위치하며, 관통공이 형성되고 판 형상으로 이루어지는 복수의 도체와; 관통공이 형성되고, 상기 도체 사이에 위치하며, 절연재로 이루어지는 복수의 절연링과; 상기 관통공을 관통하는 볼트와; 상기 볼트에 나사 결합하는 너트를 포함하여 구성되며, 상기 절연판의 면적은 도체의 면적보다 크게 형성되어 도체가 절연판의 일측 또는 양측에 위치할 때 절연판의 외주 부분은 노출되며, 상기 외주 부분에는 둘레를 따라 하나 이상의 환상 홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명의 조인트 키트는 부스 덕트의 접속부 부스바에 결합되어 부스 덕트를 연결하는 것으로서, 관통공이 형성되며 양단에 위치하여 도체를 지지하는 조인트 하우징과; 관통공이 형성되며, 상기 조인트 하우징 사이에 위치하며, 절연재로 이루어지는 판형의 복수의 절연판과; 상기 절연판의 일측 또는 양측에 위치 하며, 관통공이 형성되고 판 형상으로 이루어지는 복수의 도체와; 관통공이 형성되고, 상기 도체 사이에 위치하며, 절연재로 이루어지는 복수의 절연링과; 상기 관통공을 관통하는 볼트와; 상기 볼트에 나사 결합하는 너트를 포함하여 구성되며, 상기 절연판은 열가소성 수지와 유리섬유의 혼합물 또는 열경화성 수지와 유리섬유의 혼합물로 성형되는 것을 특징으로 하며,

상기 열가소성 수지 또는 열경화성 수지는 60∼80 중량％이고 유리 섬유는 20∼40 중량％인 것을 특징으로 하며,

상기 절연판의 면적은 도체의 면적보다 크게 형성되어 도체가 절연판의 일측 또는 양측에 위치할 때 절연판의 외주 부분은 노출되며, 상기 외주 부분에는 둘레를 따라 하나 이상의 환상 홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기에 있어서, 절연판의 외주 부분에는 하나 이상의 환상 홈과 환상 돌기가 교대로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 절연판의 외주 부분에 형성되는 환상 홈의 폭은 2∼2.8㎜ 범위로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 절연판의 일측 또는 양측으로는 도체가 안착하는 요홈이 형성되고, 상기 도체는 절연판에 형성되는 요홈에 안착하며; 도체의 외주 모서리가 접촉하는 요홈의 외주면과, 요홈의 바닥면 사이에는 챔퍼가 형성되고; 도체의 바닥면과 외주면에도 챔퍼가 형성되어; 도체가 요홈에 안착할 때 요홈의 챔퍼와 도체의 챔퍼 사이에 공간이 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 요홈의 깊이는 1.3∼1.8㎜ 범위로 형성되고, 챔퍼는 0.4∼0.6㎜ 범위로 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하에서, 컴팩트화가 가능한 부스 덕트용 조인트 키트의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조로 상세하게 설명한다. 상세한 설명에 있어서 종래 기술과 동등한 작용을 하는 구성에 대해서는 동일한 명칭을 사용한다.

도 6은 본 발명에 따르는 부스 덕트용 조인트 키트를 도시한 사시도이며, 도 7은 도 6에 도시한 조인트 키트의 결합 상태 단면도이며, 도 8은 본 발명 조인트 키트에 구비되는 절연판과 도체를 도시한 평면도이며, 도 9 및 도 10은 도 8의 A-A선에 따르는 단면도이며, 도 11은 도 9의 A부를 확대 도시한 것이며, 도 12는 도 11의 A부를 확대 도시한 것이다.

도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이 본 발명에 따르는 부스 덕트용 조인트 키트(300)는 양단에 구비되는 조인트 하우징(310)과, 상기 조인트 하우징(310) 사이에 위치하는 복수의 절연판(320) 그리고 도체(340)를 포함하여 구성된다. 상기 조인트 하우징(310), 절연판(320) 및 도체(340)에는 각각 관통공이 형성되며, 상기 관통공으로 볼트(305)가 삽입되고, 볼트(305)에 너트(303)가 가압 체결된다.

상기 조인트 하우징(310)의 외측으로는 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이 디스크 스프링(307)을 구비한다. 상기 조인트 하우징(310)은 외측으로 가이드 홈(312)이 형성된 돌기부(311)를 구비하고, 상기 디스크 스프링(307) 외측으로 가이드 홈(312)에 너트(303)가 삽입되는 홈을 구비하는 회전방지판(301)을 위치시켜 조립을 용이하게 할 수 있다.

도 7에서 미설명 부호 370은 상기 절연판(320) 및 도체(340)와 볼트(305) 사이에 삽입되는 절연재로 이루어지는 암형 중공축부를 도시한 것이고, 360은 상기 암형 중공축부(370) 내로 일부가 삽입되는 수형 중공축부를 도시한 것이다. 상기 볼트(305)는 암형 중공축부(360)와 수형 중공축부(370) 내로 형성되는 통공을 통하여 삽입된다.

도 6 내지 도 11에 도시한 바와 같이 상기 절연판(320) 양측 또는 일측(상기 조인트 하우징(310)에 접하여 조인트 하우징(310) 내측으로 설치되는 절연판(320)에는 일측으로 도체(340)가 위치하며, 나머지 절연판(320)에는 양측으로 도체(340)가 위치한다)으로 도체(340)가 위치할 때 절연판(320) 외주 부분은 노출되며, 도 8에 도시한 바와 같이 상기 노출된 외주 부분에 외주면을 따라 하나 이상의 환상 홈(321)이 형성되며, 상기 환상 홈(321) 사이에 하나 이상의 환상 돌기(323)를 구비한다. 단락을 효과적으로 차단하기 위하여 상기 돌기(323)는 도 11에 도시한 바와 같은 높이(t)로 절연판(320)의 상하면보다 양측으로 돌출되도록 형성하는 것이 바람직하다. 도 11에서 미설명 부호 341은 접속을 용이하게 하기 위한 가이드면을 도시한 것이다.

절연판(320)의 외주 부분에 상기와 같이 하나 이상의 환상 홈(321)이 형성되는 경우 도 11에서 절연판(320) 상부에 도시한 도체(340)와 하부에 도시한 도체(340)의 연면 거리(전기적 단락과 관계있는 거리)가 도 11에 화살표로 도시한 바와 같이 증가하게 되는 효과가 있다. 따라서 도 11에서 도체(340)로부터 노출되는 거리(L)를 짧게 하는 경우에도 환상 홈(321)이 형성되는 경우 도체(340) 사이의 전 기적 단락 발생 가능성은 감소하게 된다.

상기에서 환상 홈(321)의 폭(W)은 중요한 인자이며, 폭(W)을 1.5㎜ 이하로 형성하는 경우 환상 홈(321)에 의한 연면 거리의 증가 효과가 발생하지 않기 때문에, 상기 환상 홈(321)의 폭(W)은 가공 오차를 고려하고 확실하게 연면 거리 증가 효과가 발생하도록 하기 위하여 2㎜∼2.8㎜ 범위로 형성하는 것이 바람직하다.

환상 홈(321)의 깊이(D)를 크게 할수록 연면 거리는 증가하게 되나 절연판(320)의 두께, 도체(340)의 간격 등을 고려하여 선정하여야 할 것이다.

도 10에서 미설명 부호 340a는 절연판에 형성되는 관통공을 도시한 것이다.

실시 예

환상 홈(321)에 의한 연면 거리 증가의 효과를 파악하기 위하여 환상 홈(321)이 형성되어 있는 절연판(320)과, 환상 홈(321)이 형성되어 있지 않은 절연판에 대하여 실험을 하였다. 도 11에 도시한 바와 같이 절연판의 양측에 도체(340)를 설치하고 도체(340)에 1,000V의 기준 전압에 8,000V의 충격 전압을 주고 단락의 발생 여부를 확인하였으며, 환상 홈(321)이 형성되지 않는 절연판을 사용하는 경우 도 11에 도시한 노출 거리(L)를 30㎜ 이상으로 하여야 단락 발생 염려가 없었다. 한편, 도 11에 도시한 바와 같이 노출된 외주 부분에 폭(W)이 2.5㎜인 환상 홈(321)이 3개 형성되어 있는 경우 단락이 발생하지 않는 노출 거리(L)는 21㎜로 감소하였다.

환상 홈(321)을 형성하는 경우 노출 거리(L)는 30％ 감소하는 효과가 있었다. 따라서 절연판(320)에 환상 홈(321)을 형성하는 경우 절연판(320)의 크기를 작게 할 수 있으며, 결국 조인트 키트(300)의 부피를 작게 할 수 있게 된다.

본 발명에 따르는 부스 덕트용 조인트 키트(300)에 있어서, 도 8 내지 도 12에 도시한 바와 같이 절연판(320)의 일측 또는 양측에 요홈을 형성하고 상기 요홈에 도체(320)를 안착하는 것이 바람직하다. 도 8에 도시한 바와 같이 평면 형상이 사각형인 요홈을 형성하고 도체(320)를 요홈에 안착하여 조립하는 경우 조립 중에 도체(320)의 회전이 방지되어 조립이 쉬워지는 효과가 있다.

그러나 절연판(320)에 요홈을 형성하고 도체(320)를 안착시켜 조립하여, 부스 덕트에 연결하여 사용되는 경우 통전에 의하여 온도가 상승하여 도체(320)가 팽창하게 되며, 절연판(320)의 강도 및 절연 성능이 저하될 수 있다. 따라서 절연판은 고온에서도 강도와 절연 성능 모두를 만족하여야 하는바, 상기 절연판(320)은 열가소성 수지 또는 열경화성 수지에 유리 섬유를 혼합하여 제조 성형하는 것이 바람직하다.

상기에서 열가소성 수지 또는 열경화성 수지(이하에서 '플라스틱'이라고 한다)는 60∼80 중량％, 유리 섬유는 20∼40 중량％로 혼합하는 것이 바람직하다. 상기에서 유리섬유를 20 중량％ 이하로 혼합하여 성형하는 경우에는 고온(예를 들면 90℃ 이상)으로 온도가 상승하면 볼트(305)와 너트(303)의 체결력 그리고 디스크 스프링(307)의 탄성력에 의하여 절연체(320)의 두께가 감소하여, 도체(340) 사이의 간격이 유지되지 못하는 문제점이 발생한다. 그리고 유리섬유를 40 중량％ 이상으로 혼합하여 성형하는 경우에는 고온에서도 절연체(320)의 강도는 충분하게 유지되 나 고온(예를 들면 90℃ 이상)에서 절연 성능이 저하되는 문제점이 발생한다.

한편, 고온에서 발생하는 도체(340)의 팽창에 의하여 요홈의 내측 모서리에 집중 하중에 발생할 수 있는바, 도체(340)의 외주 모서리가 접촉하는 요홈의 외주면과, 요홈의 바닥면 사이에는 도 12에 도시한 바와 같이 챔퍼(325)를 형성하는 것이 바람직하며, 마찬가지로 도체(340)의 바닥면과 외주면에도 챔퍼(343)를 형성한다. 상기에서 요홈에 형성되는 챔퍼(325)의 크기보다 도체(340)에 형성되는 챔퍼(343)를 크게 형성하여, 절연체(320)와 도체(340) 사이에 챔퍼(325, 343)에 의하여 공간을 형성하도록 하는 것이 바람직하다. 상기와 같이 챔퍼(325, 343)를 형성하고 공간을 형성함으로써 도체(340)의 팽창을 흡수할 수 있게 된다.

상기에서 요홈의 깊이는 1.3∼1.8㎜ 범위로 형성하고, 챔퍼(325)는 0.4∼0.6㎜ 범위로 형성함으로써 도체(340)의 외주면과 접촉하는 요홈 측면 높이를 0.7∼1.3㎜ 범위로 유지되도록 하는 것이 바람직하다. 상기의 범위로 요홈 측면 높이를 형성함으로써 접촉면의 손상을 방지할 수 있었다.

이상에서 본 발명의 실시 예를 도면을 참조하여 설명하였지만 본 발명의 보호 범위는 이에 한정하는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예로부터 당업자가 용이하게 실시할 수 있는 범위까지 본 발명의 보호 범위로 인정하여야 할 것이다.

이상과 같이, 본 발명에 따르는 컴팩트화가 가능한 부스 덕트용 조인트 키트(300)에 의하면, 절연판(320)의 면적을 작게 하면서도 절연판(320)을 사이에 두 고 양측으로 설치되는 도체(340) 사이의 단락을 방지할 수 있어 조인트 키트(300)의 부피를 작게 할 수 있으며, 통전에 의하여 조인트 키트(300)가 고온으로 상승하더라도 절연체(320)의 부피 변화가 억제되어 절연체(320)의 팽창에 의한 고장이나 파손을 방지할 수 있고 고온에서도 절연 성능이 유지되도록 할 수 있으며, 통전으로 도체(340)가 가열되어 팽창하는 경우에도 절연체(320)에 크랙이 발생하거나 도체(340)와 접촉하는 절연체(320)의 접촉면 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 삭제
2. 부스 덕트의 접속부 부스바에 결합되어 부스 덕트를 연결하는 조인트 키트(300)에 있어서, 상기 조인트 키트(300)는 관통공이 형성되며 양단에 위치하여 도체(340)를 지지하는 조인트 하우징(310)과; 관통공이 형성되며, 상기 조인트 하우징(310) 사이에 위치하며, 열가소성 수지와 유리섬유의 혼합물 또는 열경화성 수지와 유리섬유의 혼합물로 성형되며 열가소성 수지 또는 열경화성 수지는 60∼80 중량％이고 유리 섬유는 20∼40 중량％인 절연재로 이루어지는 판형의 복수의 절연판(320)과; 상기 절연판(320)의 일측 또는 양측에 위치하며, 관통공(340a)이 형성되고 판 형상으로 이루어지는 복수의 도체(340)와; 관통공이 형성되고, 상기 도체(340) 사이에 위치하며, 절연재로 이루어지는 복수의 절연링(350)과; 상기 관통공을 관통하는 볼트(305)와; 상기 볼트(305)에 나사 결합하는 너트(303)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 컴팩트화가 가능한 부스 덕트용 조인트 키트(300).
3. 삭제
4. 제2 항에 있어서, 상기 절연판(320)의 면적은 도체(340)의 면적보다 크게 형성되어 도체(340)가 절연판(320)의 일측 또는 양측에 위치할 때 절연판(320)의 외주 부분은 노출되며, 상기 외주 부분에는 둘레를 따라 하나 이상의 환상 홈(321)이 형성되는 것을 특징으로 하는 컴팩트화가 가능한 부스 덕트용 조인트 키트(300).
5. 제4 항에 있어서, 상기 절연판(320)의 외주 부분에는 하나 이상의 환상 홈(321)과 환상 돌기(323)가 교대로 형성되는 것을 특징으로 하는 컴팩트화가 가능한 부스 덕트용 조인트 키트(300).
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제

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