KR101051186B1 - 변압기용 컷 아웃 스위치 어셈블리 및 애자 어셈블리의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변압기용 컷아웃 스위치 어셈블리에 있어서, 컷아웃 스위치 어셈블리를 구성하는 퓨즈 어셈블리와 애자 어셈블리의 구조 및 애자 어셈블리의 제조공정에 관한 것이다.
본 발명은 내열관의 표면 전체에 자외선 차단코팅층을 형성하고, 내열관의 내면에 종이튜브에 적인 코팅을 하여 내열관내에 삽입하여 내열관의 내부로 불연재 코팅층을 형성하도록 함으로써, 고가의 수입품인 불연성 튜브를 사용하는 것에 비하여 작업성이 우수하고 간단하며 제작단가가 저렴해지는 장점과 함께 중량도 가벼워지는 특징을 얻을 수 있도록 하며, 특히 내열관의 표면에 형성된 자외선 차단코팅층으로 인하여 오랜 시간동안 자외선에 노출이 되어도 내열관이 부식되어 부수어지는 폐단을 해결할 수 있도록 하는 퓨즈 어셈블리를 제공하고자 하며, 유리섬유 촙을 이용한 특수절연재를 이용하여 심봉을 구성함으로써, 종래의 심봉에 비하여 중량이 가볍고 소형화시킬 수 있으며, 제조공정을 단순화 시킬 수 있어 제작단가를 낮출 수 있고, 외부의 충격에도 쉽게 파손되지 않는 애자 어셈블리를 제공하고자 한다. 또한 퓨즈 어셈블리가 일부 이탈되어 하부지지금구를 따라 하방으로 회전하게 될 때 전달되는 충격을 완화시켜 주기위한 충격완화수단을 구성하게 됨에 따라서 퓨즈어셈블리에 의해 전달되는 충격에 의해 퓨즈 어셈블리가 완전히 이탈되는 것을 방지하기 위한 변압기용 컷 아웃 스위치 어셈블리를 제공하고자 한다.

Description

변압기용 컷 아웃 스위치 어셈블리 및 애자 어셈블리의 제조방법{CUT OUT SWITCH FOR A CURRENT TRANSFORMER}

본 발명은 변압기용 컷아웃 스위치 어셈블리에 관한 것으로, 더 상세하게는 컷아웃 스위치 어셈블리를 구성하는 퓨즈 어셈블리와 애자 어셈블리의 구조 및 제조공정을 개선하고자 한 것이다.

수용가에 전력을 공급하기 위해서는 변전소로부터 수용가 인근까지 배전손실을 줄이기 위하여 고압전력으로 공급하고 이와 같이 공급된 전력기를 이용하여 적정전압으로 조정하여 수용가에게 공급하며 초고압선으로부터 변압기에 연격될 때 단락 등 과전류로부터 변압기를 보호하기 위하여 컷아웃 스위치를 설치하게 된다.

이와 같이 변압기용 컷-아웃 스위치는, 변압기의 1차 측에 설치되어 과부하 또는 과전류로 인한 변압기의 2차 단락과 같은 사고로부터 변압기를 보호하기 위하여 사용되는 것으로 종래의 변압기용 컷-아웃 스위치 어셈블리의 구조는 다음과 같다.

이는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이,

컷 아웃 스위치 어셈블리는 애자 어셈블리(120)와, 퓨즈(112)를 내장하는 퓨즈 어셈블리(110)를 포함하여 구성되며, 상부지지금구(130)와 하부지지금구(140)에 의해 퓨즈 어셈블리(110)가 고정지지 되고, 상부지지금구(130)와 하부지지금구(140)의 일 측으로 애자 어셈블리(120)가 고정설치 된다.

먼저 애자 어셈블리(120)를 살펴보면, FRP(glass Fiber Reinforced Plastic) 만으로 된 심봉(121)의 상하에 고강도용 금속으로 제작한 고정용 금구(123)와 심봉(121)의 중앙에는 현수케이블 홀더(124)가 압착 고정이 되어 있다.

상기 고정용 금구(123)에는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 고정용 금구(123)에는 도면과 같이 나사봉(123a)이 형성되어 있어서 상부지지금구(130)와 하부지지금구(140)에 너트를 통해 고정될 수 있도록 하며, 상기 현수케이블 홀더(124)에는 고리체결단(124a)에 별도의 고리(124b)를 체결시킨 구조로 되어 있다.

한편, 현수케이블홀더(124)는 컷 아웃 스위치 어셈블리를 전신주에 매달아서 고정시키는 케이블이 연결된다.

상술한 고정용 금구(123)와 현수 케이블 홀더(124)는 고강도용 소재를 사용하여 기계 가공을 통해 제작이 되고 유압식 압착장치를 통하여 심봉(121)에 고정시켜야 하며, 사이즈가 커서 작업성이 불량함과 아울러 제작단가가 상승됨은 물론 중량이 무겁기 때문에 비경제적인 문제와 함께 공중에 매달리는 현수식으로써 적합하지 못하다.

이와 함께 심봉(121)은 고 중량의 FRP 만을 사용하여 압출방식으로 제작한 것으로 제작단가가 비싸고 제작이 까다로우며 중량이 무거운 단점이 있어 역시 비경제적이고 현수식으로서는 적합하지 못한 단점이 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 퓨즈 어셈블리(110)는 직조된 유리섬유를 에폭시수지 또는 불포화폴리에스텔수지에 함침시켜서 제작한 내열관(111)의 내부에 석면 등의 재질로 된 수입품의 불연성 튜브(118)를 끼워 넣어 구성한다.

따라서 불연성소재를 사용하게 됨에 따라서 제작단가가 높아짐은 물론 제조공정이 까다롭고 특히 자외선에 노출되면 내열관(111)이 표면부터 부식이 되어 유리섬유가 그대로 외부에 노출되면서 크고 작은 입자 형태로 부수어지면서 비산되는 큰 폐단이 있는 바, 이는 호흡기 질환 및 안(眼) 질환, 나아가 암을 유발하는 원인 중 하나가 된다.

또한 변압기에 과부하 등의 전기적인 이상이 발생되었을 때 퓨즈 어셈블리(110) 내부의 퓨즈(112)가 용단이 되고 퓨즈(112)가 용단이 됨에 따라 발생된 가스는 내열관(111)의 상부로 강하게 방출되면서 탄력판(133)과 코일 스프링(134)의 탄성에 의한 반발력을 능가하는 힘으로 제 1홀더(113)가 튕겨져 나가서 도 3에서와 같이, 고정대(116)의 걸림봉(115)을 회전중심으로 하여 퓨즈 어셈블리(110) 전체가 하방으로 젖혀지게 된다.

따라서 퓨즈 어셈블리(110)의 제 2홀더(114)는 도 3에서와 같이, 돌출단(1443)에 강하게 부딪히게 되고 이때 발생되는 반발력으로 인하여 퓨즈 어셈블리(110) 전체에 강한 진동과 충격이 발생되는데, 이때 걸림 봉(115)은 하부지지금구(130)의 개방부(141a)를 통해 탈출하여 결국 퓨즈 어셈블리(110) 전체가 지상으로 추락을 하게 된다.

이러한 현상으로 인하여 지나가는 행인이 다치거나 자동차나 물품 등이 파손되는 예가 빈번히 발생되고 있는 실정이어서 이를 방지할 수 있는 방안이 시급히 요구되고 있다.

본 발명에서는 이와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 퓨즈 어셈블리의 내열관 외면전체에 자외선차단코팅층을 형성시켜 자외선의 노출 시에도 유해한 성분의 비산을 방지할 수 있도록 하며, 그 내부에 종이재질의 튜브를 형성시키고, 적인코팅을 수행하여 불연재를 대체할 수 있도록 함으로써, 비용을 절감시킴은 물론 환경 친화적인 퓨즈어셈블리를 구성할 수 있도록 한 것이다.

또한 고온의 정해진 온도에서 경화가 진행되며, 절연체이면서도 기계식 강도를 보장할 수 있는 특수절연재를 이용하여 애자 어셈블리의 절연물 피복성형을 수행함으로써, 비용을 절감시킬 있도록 하는 애자 어셈블리와 애자 어셈블리의 제조공정을 제공하고자 한 것이다.

그리고 퓨즈 단선으로 인하여 발생되는 가스에 의해 퓨즈 어셈블리가 작용하면서 퓨즈 어셈블리에 가해지는 충격을 완화시켜 주기 위한 수단을 금구에 구성하여 퓨즈 어셈블리가 금구로 부터 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 한 것이다.

본 발명 변압기용 컷 아웃 스위치 어셈블리는 내열관내에 퓨즈를 내장하고 상부지지금구 및 하부지지금구에 고정시키기 위한 홀더를 포함하는 퓨즈 어셈블리와, 외면에 실리콘 절연 성형된 절연갓을 갖는 심봉을 포함하는 애자 어셈블리를 포함하여 구성되는 변압기용 컷 아웃 스위치 어셈블리에 있어서,

상기 퓨즈 어셈블리는 내열관의 외면 전체에 자외선차단 코팅층이 형성되고 내면전체에 불연성 코팅재층이 형성된 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 애자 어셈블리는 상기 심봉은 정해진 온도이상에서 경화가 진행되는 유리섬유 촙을 이용한 절연재로 제작되고,

일 측은 심봉내에 매몰 결합되고 그 다른 측은 상부지지금구 및 하부지지금구에 결합되어 애자 어셈블리를 상부지지금구 및 하부지지금구에 설치고정하기 위한 지지대와, 상기 심봉의 중앙에 매몰된 관체로 부터 연장되어 절연 갓의 외부로 노출되며 현수 케이블을 걸어서 고정시키기 위한 현수케이블홀더를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명 변압기용 컷 아웃 스위치 어셈블리의 애자 어셈블리 제조방법은, 지지대와 현수케이블홀더를 심봉 성형을 위한 제 1금형의 심봉 성형홈의 각 위치에 안착 및 제 1금형의 심봉 성형홈에 상기에서와 같은 공정에 의해 제조된 유리섬유 촙을 이용한 절연재를 충진시키는 과정과, 제 1금형의 상판을 덮고 가열, 가압하여 절연재를 경화시키는 과정과, 정해진 시간동안 경화시킨 후 제 1금형을 해체하여 심봉을 형성하는 제 4과정과, 제 4과정을 통해 제작된 심봉의 외면을 표면처리하는 제 5과정과, 제 4과정을 통해 표면 처리된 심봉의 외면을 따라 접착제를 도포한 후 하우징성형을 위한 제 2금형의 하우징성형홈에 안착시킨 후 하우징성형홈에 실리콘 고무를 충전시키고 사출하여 애자 어셈블리를 성형하는제 6과정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따르면, 내열관 내에 퓨즈를 구성하는 퓨즈 어셈블리에 있어서, 내열관의 표면 전체에 자외선 차단코팅층을 형성하고, 내열관의 내면에 종이튜브에 적인 코팅을 하여 내열관내에 삽입하여 내열관의 내부로 불연재 코팅층을 형성하도록 함으로써, 고가의 수입품인 불연성 튜브를 사용하는 것에 비하여 작업성이 우수하고 간단하며 제작단가가 저렴해지는 장점과 함께 중량도 가벼워지는 특징을 얻을 수 있다. 특히 내열관의 표면에 형성된 자외선 차단코팅층으로 인하여 오랜 시간동안 자외선에 노출이 되어도 내열관이 부식되어 부수어지는 폐단을 해결할 수 있다.

그리고 유리섬유 촙을 이용한 특수절연재로 제작되는 심봉은 종래의 심봉에 비하여 중량이 가볍고 제조공정을 단순화 시킬 수 있어 제작단가를 낮출 수 있고, 종래의 심봉에 비하여 소형화시킬 수 있으며, 외부의 충격에도 쉽게 파손되지 않는 애자 어셈블리를 제작할 수 있게 된다.

한편, 퓨즈 어셈블리가 일부 이탈되어 하부지지금구를 따라 하방으로 회전하게 될 때 전달되는 충격을 완화시켜 주기위한 충격완화수단을 구성하게 됨에 따라서 퓨즈어셈블리에 의해 전달되는 충격에 의해 퓨즈 어셈블리가 완전히 이탈되는 것을 방지함으로써, 사고를 미연에 방지할 수 있다.

도 1은 종래 변압기용 컷 아웃 스위치 어셈블리의 구조를 보인 도면.
도 2는 종래 변압기용 컷 아웃 스위치 어셈블리의 애자 어셈블리 구조를 보인 부분단면도.
도 3은 종래 변압기용 컷 아웃 스위치 어셈블리에 있어서, 퓨즈 어셈블리의 이탈 동작과정을 나타낸 도면.
도 4는 종래 변압기용 컷 아웃 스위치 어셈블리에 있어서, 퓨즈 어셈블리의 내열관 구조를 보인 단면도.
도 5는 본 발명 변압기용 컷 아웃 스위치 어셈블리의 구조를 보인 도면.
도 6은 본 발명에 있어서, 애자 어셈블리의 구조를 보인 부분 단면도.
도 7은 본 발명에 있어서, 퓨즈 어셈블리의 내열관 단면도.
도 8은 본 발명에 있어서, 애자 어셈블리의 지지대 정면도.
도 9는 본 발명에 있어서, 애자 어셈블리의 지지대 측단면도.
도 10은 본 발명에 있어서, 애자 어셈블리의 현수케이블홀더 측단면도.
도 11은 본 발명에 있어서, 애자 어셈블리의 현수케이블홀더 평면도.
도 12는 본 발명에 있어서, 하부지지금구의 충격흡수식 돌출부 사시도.
도 13 및 도 14는 본 발명 있어서, 퓨즈 어셈블리의 이탈동작과정 및 충격흡수식 돌출부의 작용을 나타낸 도면.
도 15는 본 발명에 있어서, 하부지지금구의 충격흡수식 돌출부의 다른 실시 예를 나타낸 도면.
도 16은 본 발명에 있어서, 애자 어셈블리의 현수케이블홀더 다른 실시 예를 나타낸 도면.
도 17은 본 발명에 있어서, 애자 어셈블리의 현수케이블홀더 다른 실시 예를 나타낸 도면.
도 18은 본 발명에 있어서, 애자 어셈블리의 지지대 다른 실시 예를 나타낸 도면.
도 19 내지 도 22는 본 발명 변압기용 컷 아웃 스위치 어셈블리의 애자 어셈블리의 제조방법을 나타내기 위하여 각 과정을 나타낸 도면.
도 23은 본 발명 변압기용 컷 아웃 스위치 어셈블리의 애자 어셈블리의 제조과정을 나타낸 플로우챠트.

본 발명을 첨부된 도면 도 1 내지 도 15에 도시된 실시 예를 참조하여 그 구성 및 동작을 설명하면 다음과 같다.

본 발명 변압기용 컷-아웃 스위치 어셈블리는, 퓨즈 어셈블리(10)와 애자 어셈블리(20)를 포함하여 구성되며, 상부지지금구(30)와 하부지지금구(40)에 의해 퓨즈어셈블리(20)가 고정지지 되고, 상부지지금구(30)와 하부지지금구(40)의 일 측으로 애자 어셈블리(10)가 고정 설치되는 구조로 이루어지며,

상기 퓨즈 어셈블리(10)는, 외면 전체에 자외선차단코팅층(11a)이 형성되고 내면전체에 불연재인 적인(Phosphate , 赤燐) 코팅층(11b)이 형성된 내열관(11)과, 상기 내열관(11)의 중앙에 설치되는 퓨즈(12)와, 상기 내열관(11)의 상측에 고정되며 상부지지금구(30)의 탄력고리(31) 안으로 끼워지고 조립 및 분리용 손잡이를 가지는 제1 홀더(13)와, 상기 내열관(11)의 하방에 고정되는 제2 홀더(14)와, 하부지지금구(40)의 개방부(41a)에 삽입되는 걸림봉(15)을 가지는 고정대(16)와, 상기 제2 홀더(14) 및 고정대(16)를 고정시키는 고정핀(17)을 포함하여 구성되고,

상기 애자 어셈블리(20)는, 유리섬유 촙을 이용한 특수 절연재로 제작된 심봉(21)과, 상기 심봉(21)의 외면 전체에 형성되는 절연 갓(22)과, 일 측은 심봉(21)내에 매몰 결합되고 그 다른 측은 상부지지금구(30) 및 하부지지금구(40)에 결합되어 애자 어셈블리(20)를 상부지지금구(30) 및 하부지지금구(40)에 설치고정하기 위한 지지대(23)와, 상기 심봉(21)의 중앙에 매몰되는 관체(24a)로 부터 연장되어 상기 절연 갓(22)의 외부로 노출되며 현수 케이블을 걸어서 고정시키기 위한 현수케이블홀더(24)를 포함하여 구성된다.

상기 하부지지금구(40)는 퓨즈 어셈블리(10)의 걸림봉(15)이 안착되는 개방부(41a)가 몸체(41)에 형성되고 상기 애자 어셈블리(20)의 지지대(23)를 고정시키기 위한 지지대결합부(42)가 몸체(41)의 일 측으로 구성되며, 지지대결합부(42)의 하부에 구성되며 퓨즈 어셈블리(10)가 회전하여 하방으로 젖혀지게 될 때 퓨즈 어셈블리(10)의 제 2홀더(14)가 삽입되면서 충격이 흡수될 수 있도록 하는 충격흡수식 돌출부(43)를 포함하여 구성된다.

이와 같은 본 발명 변압기용 컷-아웃 스위치 어셈블리는

(a). 외부적으로 자외선코팅층을 형성하여 자외선으로 인하여 발생될 수 있는 문제를 해소하고, 불연재소재대신에 내부적으로 불연성 코팅재층(적인코팅층)을 이용한 불연튜브를 형성하여 제조비용을 저감시킨 퓨즈 어셈블리 구조와,

(b). 정해진 온도에서 경화가 진행되어 절연체이면서도 기계식 강도를 보장하는 유리섬유 촙을 이용한 특수절연재를 이용하여 경량이면서도 제조공정을 단순화시켜 비용을 저감시키기 위한 애자 어셈블리 구조와,

(c). 퓨즈 단선시 퓨즈 어셈블리가 충격에 의해 이탈되지 않도록 퓨즈 어셈블리의 충격완화수단을 구성하여 퓨즈 어셈블리 이탈방지 구조를 제공하는 하부지지금구의 구조를 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에서,

퓨즈 어셈블리(10)의 내열관(11)은 도 7에 도시된 바와 같이, 외면 전체에 자외선차단코팅층(11a)이 형성된다.

자외선차단코팅층(11a)은 UV 차단제 또는 실리콘 또는 우레탄으로 이루어질 수 있다.

그리고 상기 내열관(11)의 내부로 종이튜브를 삽입하고 종이튜브에 불연재인 적인(Phosphate) 코팅층(11b)을 형성한다.

여기서 종이튜브 대신에 유리섬유튜브를 이용할 수 있다.

불연성의 코팅재는 적인 코팅재 외에 다양하게 적용하여 사용할 수 있다.

퓨즈(12)는 내열관(11)의 중앙에 설치된다.

제 1홀더(13) 및 제 2홀더(14)는 내열관(11)을 상부지지금구(30) 및 하부지지금구(40)에 설치고정하기 위한 수단으로, 제 1홀더(13)는 상기 내열관(11)의 상측으로 탄력고리(31)안으로 끼워져 고정된다.

제 1홀더(13)는 상부지지금구(30)의 탄력 고리(31)에 조립 및 분리를 위한 손잡이(13a)가 구성된다.

제 2홀더(14)의 고정대(16)는 내열관(11)의 하방으로 하부지지금구(40)에 고정시키기 위한 수단으로, 하부지지금구(40)의 개방부(41a)에 삽입되는 걸림봉(15)이 구성된다.

고정핀(17)은 제 2홀더(14) 및 고정대(16)를 고정시키기 위한 수단이다.

애자 어셈블리(20)는 심봉(21)과 심봉(21)의 외면 전체에 형성되는 실리콘 절연갓(22)으로 구성되며, 상하로 상부지지금구(30) 및 하부지지금구(40)에 애자 어셈블리(20)를 고정시키기 위한 지지대(23)를 포함하고, 또한 현수케이블을 걸어 고정시키기 위한 현수케이블홀더(24)를 포함하여 구성된다.

상기 심봉(21)은 유리섬유 촙을 이용한 특수절연재로 제작하여 중량이 가볍게 이루어질 수 있도록 한다.

심봉(21)을 구성하는 유리섬유 촙을 이용한 특수절연재 및 이를 이용한 애자 어셈블리의 제조방법은 아래에서 상세히 설명하기로 한다.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 지지대(23)는 심봉(21)의 상하에 매몰 상태로 결합되고 상부지지금구(30) 및 하부지지금구(40)에 설치 고정시키기 위하여"ㄱ"자 형태를 가지며, 심봉(21)에 견고하게 매몰상태를 유지시키기 위하여 매몰공(23a)이 형성된다.

상기 지지대(23)는 상부지지금구(30)의 제 1연결대(32)와 제 2연결대(33)의 사이에 그리고 하부지지금구(40)의 지지대결합부(42)에 볼트와 너트로 고정되며, 이를 위해 지지대(23)에는 볼트공(23b)이 형성된다.

도 10에 도시된 바와 같이, 현수케이블홀더(24)는 상기 심봉(21)의 중앙에 매몰되는 관체(24a), 상기 관체(24a)로부터 연장되어 상기 실리콘 절연 갓(22)의 외부로 노출되며 현수 케이블을 걸어서 고정시키기 위한 현수케이블고정구멍(24c)이 형성된 돌출단(24d)이 형성된다.

관체(24a)에는 심봉(21)의 매몰상태가 견고하게 유지될 수 있도록 매몰공(24b)을 포함하여 구성될 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 현수 케이블 홀더(24)의 관체(24a)는 심봉(21) 안에 매몰되어 제작이 되고 현수케이블홀더(24)의 관체(24a)의 매몰공(24b)에는 심봉(21)을 이루는 상기 재질이 들어차기 때문에 종래의 금구를 압착시켜 고정시키는 것에 비하여 더욱 견고하고 안전하게 현수케이블홀더(24)를 심봉(21)에 고정시킬 수 있게 된다.

상기 지지대(23)와 현수케이블홀더(24)는 일반구조용 강 또는 주물로 제작되고 종래의 금구에 비하여 사이즈가 작고 중량이 가벼워서 결국 애자 어셈블리(20) 전체의 중량을 크게 감소시키는 작용을 하는데, 본 발명 실시 예에서의 애자 어셈블리(20)는 초자로 된 애자에 비해서는 중량이 1/3 정도이며 종래에 대비하여 30％ 정도 가볍게 구성할 수 있게 된다.

그리고 도16, 17은 본 발명의 현수케이블홀더(24')의 다른 실시 예를 도시한 것으로, 관체(24a) 대신에 철편(24e)을 돌출단(24d)에 용접시켜서 사용할 수도 있고, 돌출단(24d)의 끝에 요철부(24f)를 형성시켜서 구성할 수 있다.

또한 돌출단(24d)은 환봉으로 구성할 수 있다.

또한, 도 18과 같이 지지대(23')의 끝에 요철부(23c)를 형성시키거나 지지대(23')를 환봉으로 구성할 수 있다.

상기 하부지지금구(40)는 몸체(41)를 중심으로 그 일 측으로 퓨즈 어셈블리(10)가 결합 고정되고, 그 다른 측으로 애자 어셈블리(20)가 결합 고정된다.

몸체(41)는 퓨즈 어셈블리(10)의 걸림봉(15)을 안착시킬 수 있도록 개방부(41a)가 형성되고, 그 다른 측으로 애자 어셈블리(20)의 지지대(23)를 고정시키기 위한 지지대결합부(42)가 구성된다.

지지대결합부(42)는 볼트와 너트에 의해 애자 어셈블리(20)의 지지대(23)를 결합 고정시키기 위한 구조를 갖는다.

충격흡수식 돌출부(43)는 퓨즈 어셈블리(10)가 회전하여 하방으로 젖혀지게 될 때 퓨즈 어셈블리(10)의 스토퍼(stopper)이면서 충격을 완화시켜주기 위한 수단이다.

도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 충격흡수식 돌출부(43)는 퓨즈 어셈블리(10)가 이탈되어 걸림봉(15)을 중심으로 회전하면서 젖혀지게 될 때, 그 충격을 완화시켜주기 위한 구조를 갖는다.

도 12에 도시된 바와 같이, 충격흡수식 돌출부(43)는 지지대결합부(42)의 하부로 연장되는 연장부(43a)로 부터 절곡되어 퓨즈 어셈블리(10)의 회전반경 즉, 제 2홀더(14)의 회전반경내에 설치되며, 제 2홀더(14)가 삽입될 수 있도록 좌우 날개부(43b)를 갖는 홀더삽입부(43c)를 구성한다.

그리고 홀더삽입부(43c)는 제 2홀더(14)가 삽입되면서 완충시킬 수 연장부(43a) 방향으로 갈수록 좁아지는 경사면을 갖도록 형성되고 완충작용을 더 상승시킬 수 있도록 연장부(43a)에는 홀더삽입부(43c)로 부터 연장되는 절개구멍(43d)을 포함하여 구성된다.

즉, 충격흡수식 돌출부(43)는 연장부(43a)에 형성된 중앙의 절개구멍(43d)을 향하여 틈새가 좁아지는 경사면을 갖는 날개부(43b)가 대칭으로 형성된 구조로 이루어지는 것으로, 퓨즈(12)가 용단되어 퓨즈 어셈블리(10) 전체가 도 13 및 도 14에서와 같이, 걸림봉(15)을 회전중심으로 하여 하방으로 젖혀지게 되더라도 제2 홀더(14)가 충격흡수식 돌출부(43)의 홀더삽입부(43c)의 경사면에 마찰되면서 날개부(43b)를 벌리면서 후진하기 때문에 그 충격력은 날개(43b)와 절개구멍(43d)을 통해 흡수 및 분산이 되어서 퓨즈 어셈블리(10)의 걸림봉(15)은 하부지지금구(40)의 몸체(41)의 개방부(41a)로 탈출하지 않고 개방부(41a)안에 머물게 되는 것이다.

이후 작업자는 퓨즈 어셈블리(10)를 하부지지금구(40)로부터 안전하게 제거하고 새것으로 교체를 할 수 있다.

한편, 도 15는 충격흡수식 돌출부(43)의 다른 실시 예를 나타낸 것이다.

퓨즈 어셈블리(10)의 제 2홀더(14)에 돌출부(14a)를 형성하고, 연장부(43a)의 하단으로 퓨즈 어셈블리(10)가 하방으로 젖혀졌을 때 상기 돌출부(14a)가 삽입될 수 있도록 두개의 판스프링(43e)을 구성할 수 있다.

여기서 지지대(23)까지 절연 갓(22)을 연장하여 코팅시킬 수도 있으며, 애자 어셈블리(20)의 형태와 사이즈는 다양하게 구성할 수 있다.

한편 상기 애자 어셈블리의 심봉을 구성하는 특수절연재와 이를 이용하는 애자 어셈블리의 제조공정을 설명하면 다음과 같다.

유리섬유사를 일정 크기로 절단하여 유리섬유 촙을 형성한 후 불포화 폴리에스테르 수지와 첨가제를 혼합하여 젤(Gel)형태로 숙성시켜 시트형태의 특수절연재를 제작하게 된다.

상기 유리섬유사는 그 굵기가 750 ∼ 4400 TEX로 이루어진다.

상기 유리섬유 촙을 이용한 특수절연재는 유리섬유사를 일정 크기로 절단하여 형성된 유리섬유 촙 10~30 중량%와, 불포화 폴리에스테르 수지 20~35중량%와, 경화제, 저수축제, 고온경화제, 이형제, 충진제 35~70중량%를 혼합하여 이루어진다.

일반적으로 유리 섬유(glass-fiber)는 원료인 유리를 약 1,600℃의 고온에서 용융하여 이를 수중에서 방사시켜 필라멘트화한 것으로, 그 종류로는 장섬유와 단섬유로 대분된다.

유리 섬유중 장섬유는 다시 글래스 얀(yarn)과 글래스 로빙(roving)으로 분리되며, 글래스 얀(glass yarn)은 용융된 유리 원료를 50∼200본을 호제(互濟)로 집속하여 스트랜드(strand)화 하고, 여기에 꼬임(twist)을 가하여 형성한 것이며, 글래스 로빙(glass roving)은 집속한 유리 섬유에 꼬임을 부여하지 않고 수십 본을 합하여 형성한 것이다.

상기와 같은 유리 섬유는 전기적 특성을 비롯하여 기계적, 열적, 화학적 특성을 갖는데, 우선 전기적 특성으로는 전기 절연성이 우수하며, 기계적 특성은 치수 안정성이 좋으며(신율 3 - 4％, 탄성회복율 100％), 인장 강도와 인장 탄성률이 매우 좋다.

뿐만 아니라 불연성임과 동시에 무연, 무가스성으로 내열성과 내화성이 우수(내열온도 300 ∼ 550℃, 연화온도840℃)한 열적 특성과 생리적으로 안정된 물질이며, 법적 사용 규제가 전혀 없이 석면 대체용으로 사용 가능한 화학적 특성을 지닌다.

이와 같은 유리섬유사를 일정 크기로 절단하여 유리섬유 촙을 형성한 후 불포화 폴리에스테르 수지와 첨가제를 혼합하여 1차 시트(2)를 제작하고, 이를 젤(Gel)형태로 숙성시킨다.

본 발명에 사용된 유리섬유사는 그 굵기가 750 ∼ 4400 TEX이며, 이를 20mm ∼ 25mm 단위로 잘게 절단하여 유리섬유 촙을 형성한다.

여기서, 보다 바람직한 실시예로서 유리섬유사는 750 TEX를 사용하며, 절단 크기는 20mm로 한다.

그리고, 이 유리섬유 촙에 불포화 폴리에스테르 수지와 첨가제를 혼합하여 시트형태로 제작한다.

상기 첨가제는 경화제, 저수축제, 고온경화제, 이형제, 충진제, 증점제로 구성되는데, 경화제와 저수축제는 유리섬유 촙에 첨가되고, 고온경화제와 이형제, 충진제, 증점제는 불포화 폴리에스테르 수지에 첨가된다.

전술한 바와 같이, 경화제와 저수축제가 첨가된 유리섬유 촙에 보강재, 경화제, 이형제, 충진제, 증점제가 첨가된 불포화 폴리에스테르 수지를 혼합하여 시트 형태로 제작한다.

불포화 폴리에스테르 수지(UPE)는 포화, 불포화 이염기산 및 글리콜의 종류에 따라 다양한 조합으로 생성되는데, 바람직하게는 수지의 점도가 낮아 함침이 잘되며, 증점 공정에서는 적절하게 점도가 상승하고 증점 완료 후에는 시간에 따른 점도변화가 없는 수지여야 한다.

상기 보강제는 종류가 다양하여 요구 성능에 맞는 조방사(粗紡絲:roving)의 선택이 자유롭고, 성형성과 작업성이 우수하여 가격이 저렴한 유리섬유 조방사가 바람직하다.

상기 저수축제는 열경화성 수지 중 경화반응에 의한 성형수축이 큰 편이며, 보통 5∼8%의 체적 수축을 동반하며, 이러한 수축으로 인해 성형물의 치수가 부정확해지며, 크랙과 같은 성형불량이 발생하게 된다.

이러한 결점을 개선하기 위해 열가소성수지의 저수축제를 첨가하여 수축성, 표면성 등을 보완한다.

상기 경화제는 유기과산화물이 사용되며, 과산화물이 용해되는 반응온도에 따라 중온경화제, 고온경화제 등으로 구별되고, 본 발명에서는 140 ℃ 부근에서 활성화되는 TBPB(Tertiary Butyl PeroxyBenzoate)를 사용하며, 바람직하게는 저장안정성, 금형 내에서의 유동성, 반응성, 외관 및 광택, 경화효율, 물성 등을 고려하여 선택한다.

상기 충진제는 탄산칼슘, 수산화나트륨, 저비중 무기물 등이 주로 사용되며 가장 흔히 사용되는 것은 탄산칼슘이다.

상기 증점제는 유리섬유와의 결합력이 향상되도록 하기 위해 투입된다.

함침 불량, 유동부족 또는 과유동은 수지의 증점거동 영향이 크며, 이는 수지 말단에 붙어있는 카르복실기와 수산기의 균형, 분자량 분포에 의해 조절될 수 있다.

수지 컴파운드와 혼합시에는 점도가 낮아야만 유리섬유와의 함침이 좋고, 충진제 및 유리섬유를 많이 첨가할 수 있으며, 유리 섬유의 파괴가 줄어드나, 일단 유리섬유가 함침된 후에는 높은 점도를 유지하여야만 성형시 유리섬유가 수지 컴파운드와 분리가 적고, 수축도 줄어들어 표면이 양호한 제품을 얻을 수 있다.

상기 이형제는 금형의 열에 의해 경화되기 전 컴파운드내에서 용융되어 금형 표면으로 이동하여 이형층을 형성함으로써 소재가 금형에 부착됨을 방지하게 된다.

이들 조성물의 혼합비의 일 실시예로는, 유리섬유사를 일정 크기로 절단하여 형성된 유리섬유 촙 10~30 중량%와, 불포화 폴리에스테르 수지 20~35중량%와, 경화제, 저수축제, 고온경화제, 이형제, 충진제 35~70중량%를 혼합한다.

이와 같은 공정에 의해 얻어진 조성물을 판상으로 된 형틀에 붓고 30∼50℃의 열을 가하면서 24시간 숙성시킨 후 형틀에서 분리하면 소정 두께를 갖는 판형으로 된 시트형태의 특수절연재가 얻어진다.

도 19 내지 도 22의 제조공정을 나타낸 애자 어셈블리의 제조공정을 나타내기 위한 도면으로, 이의 도면을 참조하여 애자 어셈블리의 제조공정을 설명하면 다음과 같다.

지지대(23)와 현수케이블홀더(24)를 심봉 성형을 위한 제 1금형(100)의 심봉 성형홈(101)의 각 위치에 안착시키는 제 1과정과, 지지대(23)와 현수케이블홀더(24)가 안착된 제 1금형의 심봉 성형홈(101)에 상기에서와 같은 공정에 의해 제조된 유리섬유 촙을 이용한 특수절연재(300)를 충진시키는 제 2과정과, 제 1금형(100)의 상판을 덮고 가열, 가압하는 제 3과정과, 정해진 시간동안 경화시킨 후 제 1금형(100)을 해체하여 심봉(21)을 형성하는 제 4과정과, 제 4과정을 통해 제작된 심봉(21)의 외면을 표면처리하는 제 5과정과, 제 5과정을 통해 표면 처리된 심봉(21)의 외면을 따라 접착제를 도포한 후 하우징성형을 위한 제 2금형(200)의 하우징성형홈(201)에 안착시킨 후 하우징성형홈(201)에 실리콘 고무를 충전시키고 사출하여 애자 어셈블리를 성형하는 제 6과정으로 이루어진다.

이와 같은 제조공정에 따르면, 먼저 유리섬유 촙을 이용한 특수절연재(300)를 이용하여 심봉(21)을 제작하게 되는 바, 유리섬유 촙은 일정한 온도(150℃)이상에서 경화가 진행되며, 절연체이면서도 기계식강도를 보장하는 것으로 상기에서와 같은 제조공정에 의해 제조된다.

먼저, 도 19에 도시된 바와 같이, 지지대(23)와 현수케이블홀더(24)의 금구를 심봉 성형을 위한 제 1금형(300)의 심봉 성형홈(301)의 각 위치에 안착시킨다.

물론 심봉 성형홈(301)에 특수절연재(200)을 일부 넣은 후, 지지대(23)와 현수케이블홀더(24)를 안착시킨 후, 특수절연재(200)를 제 1차 금형(300)의 도 20에 도시된 바와 같이, 심봉 성형홈(301)에 충진시킨다.

이후, 제 1금형(300)의 상판을 덮고 150℃의 온도 및 150Kg/Cm² 로 가열, 가압하여 정해진 시간(15분)을 경화시킨 후, 제 1금형(100)을 해체하여 도 21에 도시된 바와 같이, 심봉(21)을 형성한다.

이와 같이 심봉(21)이 완성되면 심봉(21)의 외면을 따라 접착제를 도포하여 이후 실리콘 고무가 심봉(21)에 접착될 수 있도록 하는 바, 접착력을 높이기 위하여 심봉(21)의 표면처리를 한 후 접착제를 도포한다.

상기의 접착제는 공업용 접착제를 이용하며, 접착제는 심봉(21)과 실리콘 고무와의 고착력을 높이기 위한 것으로, 필요에 따라서는 접착제를 사용하지 않아도 된다.

상기와 같이 접착제가 도포된 심봉(21)을 도 22에 도시된 바와 같이, 제 2금형(400)의 하우징성형홈(401)에 안착시킨 후 하우징성형홈(401)에 실리콘 고무와 같은 실리콘 절연물을 충진시키고 사출하여 심봉(21)의 외면으로 실리콘 절연물을 피복 성형하여 절연갓(22)을 형성하여 애자 어셈블리를 성형하게 된다.

이때, 절연갓(22) 즉, 절연을 위한 하우징의 두께는 3~10mm정도가 바람직하고, 갓의 간격은 5mm정도가 가장 바람직하다.

도 23은 상기와 같은 본 발명의 애자 어셈블리의 제조공정을 나타낸 플로우챠트이다.

Claims (11)

1. 내열관내에 퓨즈를 내장하고 상부지지금구 및 하부지지금구에 고정시키기 위한 홀더를 포함하는 퓨즈 어셈블리와, 외면에 실리콘 절연 성형된 절연갓을 갖는 심봉을 포함하는 애자 어셈블리를 포함하여 구성되는 변압기용 컷 아웃 스위치 어셈블리에 있어서,
   상기 애자 어셈블리는 상기 심봉은 정해진 온도이상에서 경화가 진행되는 유리섬유 촙을 이용한 절연재로 제작되고,
   일 측은 심봉내에 매몰 결합되고 그 다른 측은 상부지지금구 및 하부지지금구에 결합되어 애자 어셈블리를 상부지지금구 및 하부지지금구에 설치고정하기 위한 지지대와, 상기 심봉의 중앙에 매몰된 관체로 부터 연장되어 절연 갓의 외부로 노출되며 현수 케이블을 걸어서 고정시키기 위한 현수케이블홀더를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 변압기용 컷 아웃 스위치 어셈블리.
2. 제 1항에 있어서, 상기 지지대와 관체는 심봉내에 매몰되는 부분에 매몰공을 형성한 것을 특징으로 하는 변압기용 컷 아웃 스위치 어셈블리.
3. 제 1항에 있어서, 상기 지지대 및 현수케이블홀더의 심봉 중앙에 매몰되는 매몰부에 요철부를 형성한 것을 특징으로 하는 변압기용 컷 아웃 스위치 어셈블리.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 심봉을 구성하는 유리섬유 촙을 이용한 절연재는
   유리섬유사를 일정 크기로 절단하여 유리섬유 촙을 형성한 후 불포화 폴리에스테르 수지와 첨가제를 혼합하여 젤(Gel)형태로 숙성시켜 시트형태로 제작되는 것을 특징으로 하는 변압기용 컷 아웃 스위치 어셈블리.
5. 내열관내에 퓨즈를 내장하고 상부지지금구 및 하부지지금구에 고정시키기 위한 홀더를 포함하는 퓨즈 어셈블리와, 외면에 실리콘 절연 성형된 절연갓을 갖는 심봉을 포함하는 애자 어셈블리를 포함하여 구성되는 변압기용 컷 아웃 스위치 어셈블리에 있어서,
   상기 퓨즈 어셈블리는 내열관의 외면 전체에 자외선차단 코팅층이 형성되고 내면전체에 불연성 코팅재층이 형성된 것을 특징으로 하는 변압기용 컷 아웃 스위치 어셈블리.
6. 제 5항에 있어서, 상기 불연성 코팅재층은 내열관의 내부로 적인(Phosphate , 赤燐) 코팅된 종이튜브 또는 적인 코팅된 유리섬유튜브 중 어느 하나가 삽입되어 구성된 것을 특징으로 하는 변압기용 컷 아웃 스위치 어셈블리.
7. 제 1항 또는 제 5항 또는 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 하부지지금구는 퓨즈 어셈블리가 회전하여 상부지지금구로 부터 이탈되어 하방으로 젖혀지게 될 때 퓨즈 어셈블리의 홀더가 삽입되면서 충격이 흡수될 수 있도록 하는 충격흡수식 돌출부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 변압기용 컷 아웃 스위치 어셈블리.
8. 제 7항에 있어서, 상기 충격흡수식 돌출부는 퓨즈 어셈블리의 회전반경내에 설치되며, 홀더가 삽입될 수 있도록 좌우 날개부를 갖는 홀더삽입부가 구성되고,
   상기 홀더삽입부는 홀더가 삽입되면서 충격이 완충될 수 있도록 연장부방향으로 갈수록 좁아지는 경사면을 갖도록 형성되고 완충작용을 더 상승시킬 수 있도록 연장부에는 홀더삽입부로 부터 연장되는 절개구멍을 포함하여 구성되며, ??개구멍을 향하여 트매가 좁아지는 경사면을 갖는 날개부가 대칭으로 형성된 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 변압기용 컷 아웃 스위치 어셈블리.
9. 제 7항에 있어서, 상기 충격흡수식 돌출부는 퓨즈 어셈블리의 홀더에 돌출부를 형성하고, 연장부의 하단으로 퓨즈 어셈블리가 하방으로 젖혀졌을 때 상기 돌출부가 삽입될 수 있도록 두개의 판스프링을 구성한 것을 특징으로 하는 변압기용 컷 아웃 스위치 어셈블리.
10. 지지대와 현수케이블홀더를 심봉 성형을 위한 제 1금형의 심봉 성형홈의 각 위치에 안착 및 제 1금형의 심봉 성형홈에 상기에서와 같은 공정에 의해 제조된 유리섬유 촙을 이용한 절연재를 충진시키는 과정과, 제 1금형의 상판을 덮고 가열, 가압하여 절연재를 경화시키는 과정과, 정해진 시간동안 경화시킨 후 제 1금형을 해체하여 심봉을 형성하는 제 4과정과, 제 4과정을 통해 제작된 심봉의 외면을 표면 처리하는 제 5과정과, 표면 처리된 심봉의 외면을 따라 접착제를 도포한 후 하우징성형을 위한 제 2금형의 하우징성형홈에 안착시킨 후 하우징성형홈에 실리콘 고무를 충전시키고 사출하여 애자 어셈블리를 성형하는 제 6과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 변압기용 컷 아웃 스위치 어셈블리의 애자 어셈블리 제조방법.
11. 제 10항에 있어서, 상기 유리섬유 촙을 이용한 절연재는 유리섬유사를 일정 크기로 절단하여 형성된 유리섬유 촙 10~30 중량%와, 불포화 폴리에스테르 수지 20~35중량%와, 경화제, 저수축제, 고온경화제, 이형제, 충진제 35~70중량%를 혼합하여 이루어진 것을 특징으로 하는 변압기용 컷 아웃 스위치 어셈블리의 애자 어셈블리 제조방법.
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    

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