KR101047879B1 - 전력 기기의 충전부 내장형 장치 - Google Patents

전력 기기의 충전부 내장형 장치 Download PDF

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Abstract

전력 기기의 충전부(접속 개소) 구조를 개선하여 전기적 및 기계적으로 방호하여 외물 접촉으로 인한 사고 및 고장을 방지하는 충전부 내장형 장치가 개시된다. 본 발명에 따르면, 고압 이상의 인하선이 연결되고, 수나사 타입의 형태를 이루는 외부형 수나사 유닛, 내부에 형성된 전원 측 권선과 전기적으로 연결되고, 수나사 타입의 형태를 이루는 내부형 수나사 유닛, 및 상기 외부형 수나사 유닛과 내부형 수나사 유닛을 내부의 삽입구에 유입, 고정시켜 충전부 내장형의 역할을 하는 리드 단자 유닛을 포함하는 장치가 제공되어 내부에 형성된 전원 측 권선과 연결된다.
이에 의하면, 리드 단자 유닛에 외부형 수나사 유닛과 내부형 수나사 유닛을 결합시켜 노출형 충전부를 매입형으로 구조를 변경함으로써, 절연화를 이룰 수 있고, 외물 접촉에 의한 정전 사고, 시공 불량 방지, 접촉 불량 방지 및 운영 비용 및 제조 비용을 절감과 같은 효과가 달성된다.
충전부, 접속 개소, 붓싱, 노출형, 내장형, 주상변압기, 애자

Description

전력 기기의 충전부 내장형 장치{INTERNAL APPARATUS FOR CHARGE UNIT IN ELECTRIC POWER MACHINERY}
본 발명은 전력 기기의 충전부 내장형 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 고압 이상의 전압에서 사용되고 있는 변압기, 개폐기, 차단기, 피뢰기 등의 전력 기기에서 고압이상의 모선(인하선)과 접속되는 충전부(접속 개소) 구조를 개선하여 전기적 및 기계적으로 방호하여 고장 및 사고를 방지하는 충전부 내장형 장치에 관한 것이다.
일반적으로 고압이상의 가공 배전 선로 상에서 전력선의 충전부(접속 개소)는 전선을 연결하는 클램프와, 애자 등으로 구성되며, 배전 선로와 연결된 인하선을 통하여 지지물(전주)에 설치된 전력 기기와 연결됨으로서 전기가 흐르는 통로 역할을 한다. 이러한 충전부(접속 개소)는 다양한 전력 설비에 적용되고 있는데, 대표적인 예로 주상 변압기의 붓싱 단자에 적용되고 있다.
도 1은 종래의 노출형 충전부가 형성된 붓싱 단자(100)를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 붓싱 단자(100)는 고압 이상의 전압을 유 입하는 인하선(130)과 상기 인하선(130)에 흐르는 고 전압을 절연체의 자기 애자(110)로 전달하는 충전부(접속 개소, 120) 및 상기 충전부(120)와 연결된 자기 애자(110)로 구성되어 외부로부터 유입되는 전압을 안전적으로 주상 변압기로 전달할 수 있다. 이와 같이, 종래의 충전부(120)는 통상 전력 기기의 외부에 위치한 관계로 노출되어 있어 다음과 같은 여러의 문제점이 발생하고 있다.
첫 번째, 붓싱 최상부의 충전부(120)에는 조류와 같은 외물 접촉시에 지락 고장(정전)이 빈번히 발생하였다. 조류에 의한 정전에 대해서는 표 1과 같이 통계적으로 확인할 수 있다.
표 1
구분 2004년 2005년 2006년 2007년
연간정전 1,590 1,487 1,371 1,132
조류정전 111 81 56 56
점유율(%) 7.0 5.4 4.1 4.9
두 번째, 충전부 노출에 의한 감전 사고를 예방하기 위하여 충전부(120)에 절연 커버(미도시)가 통상 설치되는데, 이는 기후조건악화나 태풍 등의 영향으로 이탈되거나, 자연 열화에 의해 부식 파손되는 경우가 많아 전기 고장 발생의 원인이 되고 있으며, 설비 점검 및 보수 작업시 충전부(120)로 인해 작업자가 전기 감전 사고에 노출되는 문제점이 있었다.
세 번째, 대기오염이 심한 공장지대나 해안의 염해 지역에서는 충전부 절연카바 내부로 빗물이 유입되면서 인하선과 붓싱 충전부가 결합하는 부위가 부식(산화)되어 접촉불량에 의한 고장이 빈번하게 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명은 위와 같은 모든 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 충전부를 내장형으로 만들어 고압 이상의 모선(인하선)과 연결하는 일체형 리드 단자를 제안하여 감전 사고 및 고장을 방지하는 전력 기기의 충전부 내장형 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 충전부 내장형 장치를 충전부(접속 개소)가 있는 주상 변압기의 붓싱, 피뢰기 등과 같은 전력설비에 범용적으로 적용되도록 하여 제조 및 설비 운영 단가를 줄이는 전력 기기의 충전부 내장형 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 기능을 수행하기 위한, 본 발명의 특징적 구성은 다음과 같다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 전력 기기의 충전부(접속 개소)를 내장형으로 형성하기 위한 장치로서, 고압 이상의 인하선과 연결되고, 수나사 타입의 형태를 이루는 외부형 수나사 유닛, 내부에 형성된 전원 측 권선과 전기적으로 연결되고, 수나사 타입의 형태를 이루는 내부형 수나사 유닛, 및 상기 외부형 수나사 유닛과 내부형 수나사 유닛을 내부의 삽입구에 유입, 고정시켜 충전부 내장형의 역할을 하는 리드 단자 유닛을 포함하는 장치가 제공된다.
상기 충전부 내장형 장치는, 상기 외부형 수나사 유닛과 리드 단자 유닛 사 이에 형성되어, 외부로부터 유입되는 이물질 유입을 방지하는 이물질 방지 유닛을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 충전부 내장형 장치는, 상기 리드 단자 유닛과 내부형 수나사 유닛 사이에 형성되어, 내부로부터 절연유의 유출을 방지하는 절연유 유출 방지 유닛을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 충전부 내장형 장치는, 소켓형 절연커버를 더 포함하고, 상기 소켓형 절연커버는, 상기 외부형 수나사 유닛을 반원형의 트인 안쪽 내부에 위치하도록 상기 외부형 수나사 유닛과 결합할 수 있다.
또한, 상기 리드 단자 유닛은, 대략 중앙이 관통되는 삽입구에 상기 외부형 수나사 유닛과 내부형 수나사 유닛을 유입, 고정하는 역할을 한다.
상기 충전부 내장형 장치는, 상기 충전부(접속 개소)가 있는 전력설비에 적용되며, 변압기(TR)의 붓싱, 피뢰기, 자동고장구분 개폐기(ASS), 계기용 변성기(MOF), 진공차단기(VCB) 및 자동부하구분차단기(RC) 중 어느 하나에 적용되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 리드 단자 유닛에 외부형 수나사 유닛과 내부형 수나사 유닛을 접속시켜 노출형 충전부를 매입형으로 구조를 변경함으로써 절연화를 이룰 수 있고, 이를 통해 조류 등과 같은 외물 접촉에 의한 정전 사고를 방지하는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 리드 단자 유닛에 나사형태의 외부형 수나사 유닛과 내부형 수나사 유닛을 나사형태로 결합, 고정됨으로써 시공의 완성도를 높여 접촉 불량에 의한 고장을 예방할 수 있으며, 별도의 절연 커버 제조 및 운영 비용을 절감하는 효과를 얻을 수 있다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
충전부 내장형 장치의 예
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전부 내장형 장치(200)를 예시적으로 나타낸 도면이고, 도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 일 실시예에 따른 외부형 수나사 유닛(220), 내부형 수나사 유닛(240), 리드 단자 유닛(230), 이물질 방지 유닛(260) 및 절연유 유출 방지 유닛(250)의 구조를 상세히 예시적으로 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 충전부 내장형 장치는 전력 기기의 충전부(접속 개소)를 내장형으로 형성하기 위한 장치로서, 외부형 수나사 유닛(220), 내부형 수나사 유닛(240), 리드 단자 유닛(230), 이물질 방지 유닛(260), 절연유 유출 방지 유닛(250)을 포함하여 구성된다.
먼저, 도 2 및 도 3a에 도시한 본 발명의 외부형 수나사 유닛(220)은 외부로부터 유입되는 고압 이상의 전압 모선의 인하선(210), 예컨대 COS(Cut Out Switch) 인하선과 연결이 용이하도록 일단의 중심 부근에 삽입구(221)를 구비하며, 상기 삽입구로 COS 인하선(210)을 유입시켜 고정한다. 아울러, 외부형 수나사 유닛(220)은 이후의 리드 단자 유닛(230)에 고정이 용이하도록 타단에 수나사 타입(222)의 형태를 가질 수 있다. 이러한 외부형 수나사 유닛(220)은 마주보고 있는 'T'자 형상을 일정 간격을 두고 연결하고 있는 형상을 가질 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않으며, 다양한 형태를 가질 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
다음, 도 2 및 도 3b에 도시한 본 발명의 내부형 수나사 유닛(240)은 전력설비, 예컨대 주상변압기 내부에 형성된 전원 측 권선과 연결되는 리코륨선과 전기적으로 연결되도록 일단 측면에 구멍난 삽입구(241)의 형태를 가지며, 상기 구멍난 삽입구(241)에 리코륨선을 고정시킬 수 있게 된다. 아울러, 본 발명의 내부형 수나사 유닛(240)은 이후에 설명될 리드 단자 유닛(230)에 고정이 용이하도록 타단에 수나사 타입(242)의 형태를 가질 수 있다. 이러한 내부형 수나사 유닛(420)은 마주보고 있는 'T'자 형상을 붙여놓은 형상을 가질 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않으며, 다양한 형태를 가질 수 있다.
다음, 도 2 및 도 3c에 도시한 본 발명의 리드 단자 유닛(230)은 외부형 수나사 유닛(220)과 내부형 수나사 유닛(240)을 내부의 대략 중심 부근에 관통된 삽입구(232)에 유입시켜 고정함으로써, 외부형 수나사 유닛(220)에 의해 고정된 인하선과 내부형 수나사 유닛(240)에 의해 고정된 전원 측 권선과 전기적으로 연결하게 되어 충전부 내장형의 역할을 할 수 있게 된다. 이러한 리드 단자 유닛(230)의 형상은 'T' 자 형상을 가질 수 있으며, 반드시 이에 한정되지 않고 다양한 형태를 이룰 수 있다.
다음, 도 2 및 3d에 도시한 본 발명의 이물질 방지 유닛(260)은 외부형 수나사 유닛(220)과 리드 단자 유닛(230) 사이에 형성되도록 하여 외부로부터 유입되는 이물질의 유입을 방지하는 역할을 수행하게 된다. 구조적으로 보다 상세히 설명하면, 본 발명의 이물질 방지 유닛(260)은 리드 단자 유닛(230)의 'T' 자 형상 상단에 안착이 용이하면서도 고정이 용이한 역 'U'자의 하부 구조(261)를 가지며, 외부형 수나사 유닛(220)가 리드 단자 유닛(230)에 연결될 경우에 외부형 수나사 유닛(220)의 수나사 타입(222) 부분이 중앙을 관통할 수 있도록 삽입구(점선으로 표시)를 가질 수 있다. 따라서, 인하선이 형성된 외부와의 경계면이 외부로부터 차 단되어 이물질 유입이 원천적으로 차단되는 것이다.
마지막으로, 도 2 및 도 3e에 도시한 본 발명의 절연유 유출 방지 유닛(250)은 역 'T'자의 형상(251)을 가지며, 리드 단자 유닛(230)과 내부형 수나사 유닛(220) 사이에 형성되어, 내부로부터 유출되는 절연유의 방출을 방지하는 역할을 수행한다. 구조적으로 보다 상세히 설명하면, 본 발명의 절연유 유출 방지 유닛(250)은 내부형 수나사 유닛(240)의 수나사 타입(242) 부분을 대략 중심 부근에 형성된 관통구(252)를 통하여 관통시킨 뒤 리드 단자 유닛(230)에 고정 되도록 함으로써, 리드 단자 유닛(230)의 'T' 자 형상 하단과 역 'T'자의 형상(240) 상단이 밀착되어 형성될 수 있는 것이다.
위에서 설명한 본 발명의 내부형 수나사 유닛(240), 리드 단자 유닛(230), 이물질 방지 유닛(260) 및 절연유 유출 방지 유닛(250)은 전력 기기, 예컨대 주상 변압기의 붓싱 내부에서 서로 결합하는 형태를 이루며, 이와 같이 결합된 형태에 외부형 수나사 유닛(220)이 외부에서 결합하는 형태를 이룰 수 있다.
이외에도, 본 발명은 소켓형 절연커버(270)를 더 포함할 수 있는데, 이를 도 4에서 보다 상세히 설명하기로 한다.
소켓형 절연커버(270)의 예
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 외부형 수나사 유닛(220)에 결합되는 소켓형 절연커버(270)를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 소켓형 절연커버(270)는 인하선(210)과 연결된 외부형 수나사 유닛(220)을 반원형의 트인 안쪽 내부에 위치시키도록 외부형 수나사 유닛(220)과 결합하는 구조를 가질 수 있다.
이러한 소켓형 절연커버(270)는 전구 소켓과 같은 형상을 하고 있으며, 반드시 이에 한정되지 않고 다양한 형태를 이룰 수 있다. 이와 같이, 수나사 유닛(220)이 결합된 소켓형 절연커버(270)가 내부형 구조 요소와 결합될 경우에 편리하게 조립할 수 있는 장점을 갖는다.
충전부 내장형 장치(200)의 적용 예
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 주상 변압기의 붓싱(300)에 적용된 충전부 내장형 장치(200)를 나타낸 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 주상 변압기의 붓싱에는 내부에 내부형 수나사 유닛(240), 리드 단자 유닛(230) 및 절연유 유출 방지 유닛(250)이 서로 결합하여 고정되고, 외부와 접촉하는 붓싱의 경계면에는 이물질 방지 유닛(260)이 외부형 수나사 유닛(220)에 삽입되어 형성되며, 붓싱의 외부에는 외부형 수나사 유닛(220)과 소켓형 절연커버(270)가 결합하여 붓싱의 내부의 리드 단자 유닛(230)에 결합한다. 이와 같이, 형성되는 충전부 내장형 장치(200)는 나사 형태로 조립이 됨으로써, 안전성이 보장되고, 구조가 간단한 장점이 있어 설명한 바와 같이 주상변압기의 붓싱에만 적용되는 것이 아니라, 광범위하게는 충전부)의 붓싱, 피뢰기, 자동고장구분 개폐기(ASS), 계기용 변성기(MOF), 진공차단기(VCB) 및 자동부하구분 차단기(RC) 중 어느 하나에 적용될 수 있는 것이다.
이상에서 설명된 충전부 내장형 장치를 주상변압기의 내장형 붓싱에 적용하고, COS 인하선을 직접 모의시공하여 22900V의 정상에서 1일 3회에 걸쳐 7일 동안 열화를 측정 점검한 결과와 동일한 조건하에 기존의 충전부 노출형 붓싱과의 비교를 표 2와 같이 나타낼 수 있으며, 기존의 충전부 노출형 붓싱에 비해 본 발명의 충전부 내장형 붓싱이 매우 효과적임을 알 수 있다.
표 2
구분
 충전부 노출형 붓싱 충전부 내장형 붓싱
충전부 재질 황동(구리+아연) 황동(구리+아연)
형태 노출형 콘센트 매입형
안전성 감전위험 감전없음
부식여부 부식발생 부식없음
시공성 보통 매우 쉬움
인하선 재질 PE재질 PE재질
형태 카바+태핑 플로그형
카바밀착성 절연커버-틈 발생 소켓형 절연커버-틈 없음
빗물유입 빗물침투 유입 불가능
조류정전 정전발생 정전없음
카바이탈여부 이탈가능 이탈없음
카바태핑여부 태핑필요 태핑불요
작업시간 시간발생 시간단축
불량개소여부 불량개소발생 불량개소감소
경제성(유지비용감소)
 교체보수비용발생 교체보수비용절감
도 1은 종래의 노출형 충전부가 형성된 붓싱 단자(100)를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전부 내장형 장치(200)를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 일 실시예에 따른 외부형 수나사 유닛(220), 내부형 수나사 유닛(240), 리드 단자 유닛(230), 이물질 방지 유닛(260) 및 절연유 유출 방지 유닛(250)의 구조를 상세하게 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 외부형 수나사 유닛(220)에 결합되는 소켓형 절연커버(270)를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 주상 변압기의 붓싱(300)에 적용된 충전부 내장형 장치(200)를 나타낸 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
200 : 충전부 내장형 장치 210 : 인하선
220 : 외부형 수나사 유닛 230 : 리드 단자 유닛
240 : 내부형 수나사 유닛 250 : 절연유 유출 방지 유닛
260 : 이물질 방지 유닛 270 : 소켓형 절연커버

Claims (6)

  1. 전력 기기의 충전부(접속 개소)를 내장형으로 형성하기 위한 장치로서,
    고압 이상의 인하선과 연결되고, 수나사 타입의 형태를 이루는 외부형 수나사 유닛,
    내부에 형성된 전원 측 권선과 전기적으로 연결되고, 수나사 타입의 형태를 이루는 내부형 수나사 유닛, 및
    상기 외부형 수나사 유닛과 내부형 수나사 유닛을 내부의 삽입구에 유입, 고정시켜 충전부 내장형의 역할을 하는 리드 단자 유닛
    을 포함하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 충전부 내장형 장치는,
    상기 외부형 수나사 유닛과 리드 단자 유닛 사이에 형성되어, 외부로부터 유입되는 이물질 유입을 방지하는 이물질 방지 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 충전부 내장형 장치는,
    상기 리드 단자 유닛과 내부형 수나사 유닛 사이에 형성되어, 전력 기기의 내부로부터 유출되는 절연유의 방출을 방지하는 절연유 유출 방지 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 충전부 내장형 장치는, 소켓형 절연커버를 더 포함하고,
    상기 소켓형 절연커버는, 상기 외부형 수나사 유닛을 반원형의 트인 안쪽 내부에 위치하도록 상기 외부형 수나사 유닛과 결합하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 리드 단자 유닛은,
    중앙이 관통되는 삽입구에 상기 외부형 수나사 유닛과 내부형 수나사 유닛을 유입, 고정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 충전부 내장형 장치는,
    변압기(TR)의 붓싱, 피뢰기, 자동고장구분 개폐기(ASS), 계기용 변성기(MOF), 진공차단기(VCB) 및 자동부하구분 차단기(RC) 중 어느 하나에 적용되는 것을 특징으로 하는 장치.
KR1020090036600A 2008-07-21 2009-04-27 전력 기기의 충전부 내장형 장치 KR101047879B1 (ko)

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