KR101200472B1 - 특고압 전기 배전선 절연애자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 특고압 전기 배전선 절연애자에 관한 것으로, 제1수용부, 일단이 제1수용부와 연통되고 타단이 외향으로 개구되는 제1유로, 양측 단부가 각각 고정볼트와 배전선안내부재를 매개로 철탑과 배전선에 연결되며, 둘레가 다수의 주름으로 이루어진 원통형상의 애자본체; 애자본체의 내주면과 외주면의 주름에 각각 고정되는 내부지지링체 및 외부지지링체; 내부에 외부와 연통되는 제2수용부를 갖추고, 애자본체의 상부에 배치되는 고무재질의 보조탱크; 애자본체와 보조탱크 사이에 배치되어 유량 및 유속을 조절하는 조절밸브; 애자본체와 보조탱크의 내부에 주입되어 외부충격을 흡수하는 특고압 전기 배전선 절연애자에 있어서; 철탑에는 상기 애자본체를 고정하는 지지프레임이 더 설치되고; 지지프레임에는 상기 배전선이 지지프레임과 간격을 유지하도록 지지하는 지지애자를 더 포함하되, 지지애자는 지지프레임에 볼트고정되는 장볼트, 장볼트의 하단에 고정되고 배전선을 결속하는 지지애자베이스, 지지애자베이스의 상부로 장볼트가 관통된 채 순차 적층되는 다수의 지지애자본체, 지지애자본체들 사이의 간격을 유지하면서 탄성완충시키도록 개재된 코일스프링, 코일스프링 내부에 배치되고 장볼트에 끼워져 지지애자본체들의 과도한 하강을 차단하는 고무링 형태의 스토퍼, 지지애자본체들중 최상단 상부를 가압하도록 장볼트에 끼워진 고정환으로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

특고압 전기 배전선 절연애자{ELECTRIC POWER DISTRIBUTION LINE OF INSULATOR}

본 발명은 특고압 전기 배전선 절연애자에 관한 것으로, 보다 상게하게는 바람 등에 의해 배전선이 요동치는 것을 감쇄시키고 충격을 흡수할 수 있도록 개선된 특고압 전기 배전선 절연애자에 관한 것이다.

일반적으로, 특고압의 전기를 공급하는 특고압 전기 배전선은 도 1에 도시한 바와 같이, 절연애자(A)에 의해 철탑(2)에 연결되어 지면으로부터 높은 위치를 통과하도록 지지된다.

한편, 이러한 배전선(1)은 산과 같이, 사람이 살지 않는 지역을 통과하도록 설치하게 되어, 바람에 의해 배전선(1)이 요동치는 경우가 자주 발생되었다.

그런데, 이러한 배전선(1)을 철탑(2)에 연결하는 절연애자(A)는 탄성이 없는 도기재질로 구성되어 배전선(1)이 요동쳐 발생하는 진동을 흡수할 수 없는 문제가 있는데, 이로 인해, 진동이나 충격에 발생할 경우 절연애자(A) 자체가 손상되거나 절연애자(A)와 배전선(1)의 연결부가 손상되는 문제가 빈번히 발생하였다.

특히, 배전선(1)의 요동을 감쇄시키지 못함에 따라 배전선(1)이 공진하게 되고, 이에 따라 진동 및 충격이 점차 증가되어 절연애자(A)나 배전선(1), 심하게는 철탑(2) 자체가 손상되는 문제가 발생하는 바, 이러한 문제를 해결하기 위한 많은 연구들이 시도되고 있다.

이와 관련된 선행기술로, 등록특허 제1000950호를 비롯하여, 등록특허 제1016410호, 등록특허 제1112078호, 등록특허 제1113102호 등이 개시된 바 있다.

그러나, 이들 선행기술은 주로 배전선이 연결되는 수평방향에서 발생되는 요동만을 감쇄시킬 수 있도록 구성되어 있을 뿐 배전선을 잡아주는 수직하방에서의 요동을 감쇄시킬 수 있는 수단이 마련되어 있지 않아 강한 바람이 불었을 때 수직하방의 절연애자가 쉽게 파손되고, 그로 인해 배전선이 단락되는 등의 전기사고는 물론 안전사고의 위험이 높았다.

본 발명은 상술한 바와 같은 제반 사항들을 고려하여 이를 더욱 더 개선하고자 창출된 것으로, 바람 등에 의해 배전선이 상하 좌우로 요동치는 것을 충분히 감쇄시켜 충격을 흡수함으로써 안정성과 안전성이 향상된 특고압 전기 배전선 절연애자를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 내부에 마련되는 제1수용부와, 일단이 제1수용부와 연통되고 타단이 외향으로 개구되는 제1유로를 갖추고, 양측 단부가 각각 고정볼트와 배전선안내부재를 매개로 철탑과 배전선에 연결되어 배전선의 요동에 의한 충격을 수용할 수 있도록 길이방향으로 신축되며, 둘레가 다수의 주름으로 이루어진 원통형상의 고무재질을 갖는 애자본체와; 애자본체의 내주면과 외주면의 주름에 각각 고정되어 애자본체를 지지하는 내부지지링체 및 외부지지링체와; 내부에 외부와 연통되는 제2수용부를 갖추고, 애자본체의 상부에 배치되어 유체가 상호 소통할 수 있도록 제1유로와 연결되는 고무재질의 보조탱크와; 애자본체와 보조탱크 사이에 배치되어 유량 및 유속을 조절하는 조절밸브와; 애자본체와 보조탱크의 내부에 주입되어 외부충격을 흡수하는 절연오일을 포함하는 특고압 전기 배전선 절연애자에 있어서; 상기 철탑에는 상기 애자본체를 고정하는 지지프레임이 더 설치되고; 상기 지지프레임에는 상기 배전선이 지지프레임과 간격을 유지하도록 지지하는 지지애자를 더 포함하되, 상기 지지애자는 지지프레임에 볼트고정되는 장볼트, 장볼트의 하단에 고정되고 배전선을 결속하는 지지애자베이스, 지지애자베이스의 상부로 장볼트가 관통된 채 순차 적층되는 다수의 지지애자본체, 지지애자본체들 사이의 간격을 유지하면서 탄성완충시키도록 개재된 코일스프링, 코일스프링 내부에 배치되고 장볼트에 끼워져 지지애자본체들의 과도한 하강을 차단하는 고무링 형태의 스토퍼, 지지애자본체들중 최상단 상부를 가압하도록 장볼트에 끼워진 고정환으로 구성된 것을 특징으로 하는 특고압 전기 배전선 절연애자를 제공한다.

이때, 상기 지지애자본체의 중앙에 형성되어 장볼트가 관통되는 관통공은 상협하광(上俠下廣) 형상으로 형성되고, 상기 관통공을 중심으로 상부 및 하부로는 코일스프링의 각 단부가 끼워지는 환형턱이 돌출되며, 상기 스토퍼는 상기 관통공에 대응되는 형상으로 형성되고, 상기 고정환은 상기 환형턱 중 상부로 돌출된 것과 대응되는 형상으로 형성되는 것에도 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 특고압 전기 배전선 절연애자를 탄성을 가진 절연성 재질로 구성하고, 완충 구조로 설계함으로써 배전선의 상하, 좌우 충격을 충분히 감쇄 완충시켜 바람에 의한 요동을 방지하며, 이를 통해 절연애자 자체 및 배전선 연결부위의 파손을 방지하는 효과를 얻을 수 있다.

도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 특고압 전기 배전선 절연애자의 설치구조를 보인 부분적인 예시도이다.
도 3은 종래 기술에 따른 특고압 전기 배전선 절연애자의 설치구조를 보인 요부 확대도이다.
도 4는 본 발명에 따른 특고압 전기 배전선 절연애자의 설치구조를 보인 요부 단면도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명은 앞서 설명한 종래 기술중 등록특허 제1000950호에 개시된 구성을 모두 포함하며, 이를 더욱 개량시킨 것이다.

따라서, 상기 등록특허 제1000950호의 구성에 대하여 먼저 설명하면 다음과 같다.

즉, 본 발명이 포함하는 절연애자는 도 2 및 도 3에서와 같이, 애자본체(10)와, 내?외부지지링체(20a,20b) 및 보조탱크(30), 조절밸브(40), 그리고 절연오일(50)을 기본구성으로 포함한다.

이때, 애자본체(10)는 내부에 마련되는 제1수용부(11)와, 일단이 수용부(11)와 연통되고 타단이 외향으로 개구되는 제1유로(12)를 구비하며, 양측 단부가 각각 고정볼트(B)와 배전선안내부재(G)를 매개로 철탑(2)과 배전선(1)에 연결되어 배전선(1)의 요동에 의한 충격을 수용할 수 있도록 길이방향으로 신축되며, 둘레가 다수의 주름(13)으로 이루어진 원통형상의 고무재질로 구성된다.

예컨대, 애자본체(10)는 절연체이면서 탄성이 있는 고무를 일측으로 길게 중공형으로 구성하되, 내외주면에 자바라 형태의 주름(13)을 원주방향으로 형성시켜 길이방향으로 신축되거나 상하좌우방향으로 휘어질 수 있도록 구성된다.

이 경우, 애자본체(10)를 구성하는 고무는, 일측에 배전선안내부재(G)를 매개로 연결되는 배전선(1)이 요동칠 때 발생되는 충격을 견딜 수 있도록 충분히 높은 강도를 갖도록 만드는 것이 바람직하다.

또한, 애자본체(10)의 기단부에는 철탑(2)의 지지프레임(2a)에 관통결합되는 고정볼트(B)가 구비되고, 선단부에는 배전선(1)이 결합되는 배전선안내부재(B)가 연결된다.

그리고, 애자본체(10)의 기단부 일측에는 내부의 공간부와 연통되는 제1유로(14)가 형성된다.

아울러, 내?외부지지링체(20a,20b)는 강도가 높으면서 부도체인 엔지니어링 플라스틱을 링 형상으로 제작하여 구성된 것으로, 애자본체(10)의 내주면과 외주면의 주름(13) 부분에 고정되어 애자본체(10)에 외력이 가해질 때 고무재질로 구성된 애자본체(10)가 찌그러지지 않고 형태를 유지한 상태에서 탄성적으로 적절히 변형되도록 지지한다.

한편, 보조탱크(30)는 제1유로(14)에 연결되어 애자본체(10)가 변형될 때 제1유로(14)을 통해 애자본체(10)의 외부로 배출되는 절연오일(50)을 제2수용부(31)에 저장하거나 또는 제2수용부(31)에 저장된 절연오일(50)을 애자본체(10)의 제1수용부(11)에 공급하는 리저브탱크의 기능을 하는 것으로, 애자본체(10)와 같은 고무재질로 구성되며 둘레면에는 다수개의 주름(32)이 형성되게 구성되어, 내부에 저장되는 절연오일(50)의 양에 따라 적절히 팽창 및 수축될 수 있도록 구성된다.

뿐만 아니라, 조절밸브(40)는 보조탱크(30)와 애자본체(10)를 연결하는 제1유로(12)의 중간부에 설치되는 것으로, 작업자가 조절나사(42)를 잠그거나 풀어서 통공(41)를 개방하거나 폐쇄하므로서, 통공(41)를 따라 흐르는 절연오일(50)의 흐름이나 유속을 제어할 수 있도록 구성된다.

그리고, 절연오일(50)은 보조탱크(30)와 애자본체(10)의 내부에 공기가 남아있지 않도록 완전히 충전되어, 공기에 의해 절연파괴가 발생하지 않도록 한다.

여기서, 절연오일(50)은, 외부충격시 이를 흡수하는 역할을 한다.

본 발명은 이와 같은 구성으로 이루어진 배전선(1) 절연애자 설치구조를 기본 구성으로 하고, 여기에 도 4와 같이 배전선(1)을 지지프레임(2a)와 일정한 간격을 유지시키는 지지애자(60)에도 신축성과 충격 흡수성을 부여하여 지지프레임(2a) 하부에서의 배전선(1) 요동을 완벽하게 차단할 수 있도록 구성된다.

이를 위해, 본 발명에 따른 지지애자(60)는 도 4에 도시된 바와 같이, 지지애자베이스(62)와, 상기 지지애자베이스(62)의 상부에 간격을 두고 다단 적층되는 복수의 지지애자본체(66)와, 상기 지지애자본체(66) 사이의 간격을 탄성적으로 완충 조절하는 다수의 코일스프링(68)을 포함하여 구성된다.

이때, 상기 지지애자베이스(62) 및 지지애자본체(66)는 기존과 동일한 재질인 세라믹으로 제조되어도 상관없으며, 더욱 바람직하게는 상술한 애자본체(10)와 동일한 절연체로 제조될 수 있다.

아울러, 상기 지지애자베이스(62)의 하단에는 배전선(1)을 결속하기 위한 배전선고정부(64)가 기존과 같이 돌출 연장된다.

또한, 상기 지지애자베이스(62)의 상단 중앙에는 상기 지지애자베이스(62)를 지지프레임(2a)에 고정하기 위한 장볼트(70)가 고정된다.

그리고, 상기 지지애자베이스(62)의 상부로 장볼트(70)에 끼워진 상태로 간격을 두고 순차로 다수의 지지애자본체(66)들이 조립된다.

이를 위해, 상기 지지애자본체(66)는 대략 호형상의 단면, 즉 반타원 형상의 단면을 가지며, 중앙에는 관통공(66a)이 형성되고, 상기 관통공(66a)을 중심으로 상하로는 플랜지 형태의 환형턱(66b)이 돌출된다.

여기에서, 상기 환형턱(66b)은 하방향으로 갈수록 직경이 넓어지는 형태로 형성되어야 하며, 상술한 코일스프링(68)의 일단이 끼워져 걸림 고정되는 기능을 담당한다.

뿐만 아니라, 상기 장볼트(70)에는 길이방향을 따라 간격을 두고 다수의 스토퍼(72)가 끼워지는데, 상기 스토퍼(72)는 고무로 형성됨이 바람직하고, 상기 관통공(66a)의 형상, 즉 하부로 갈수록 직경이 커지는 형상으로 형성되어 상기 지지애자본체(66)가 일정폭 이하로 주저앉지 못하도록 차단하는 스토핑 기능을 담당하게 된다.

다시 말해, 과도한 하강 작용으로 상기 지지애자본체(66a)가 눌려 앉게 되면 간혹 지지애자본체(66a)들 사이 혹은 지지애자본체(66a)와 지지애자베이스(62) 간의 충돌이 유발되어 세라믹 재질일 경우에는 깨지거나 파손되는 문제가 야기될 수 있으므로 이를 방지하기 위함이다.

때문에, 과도한 하강 작용으로 지지애자본체(66a)가 눌려 앉더라도 관통공(66a)이 스토퍼(72)에 끼워지면서 멈추기 때문에 그러한 문제를 미연에 방지할 수 있게 되는 것이다.

그리고, 상기 코일스프링(68)은 상기 스토퍼(72)보다 큰 직경을 갖도록 구성되어 스토퍼(72) 및 환형턱(66b)을 포함할 수 있도록 형성되며, 양단은 각각 환형턱(66b)을 포함한 상태, 즉 환형턱(66b)이 코일스프링(68)의 각 단부 속으로 삽입된 상태로 걸림된다.

마지막으로, 최상단에는 장볼트(70)에 끼워져 위치고정된 상태로 고정환(74)이 구비되는데, 상기 고정환(74)도 고무재질로 형성되며, 지지애자본체(66)의 상부로 돌출된 환형턱(66b)과 끼워 맞춰질 수 있도록 상협하광(上俠下廣)(상부가 좁고 하부가 넓은) 형태의 구멍을 갖는데, 이 고정환(74)이 맞춰 끼워짐으로써 지지애자(60)의 전체 상하 길이가 조절되게 된다.

덧붙여, 조립방식은 순차 조립으로 이루어지는데, 장볼트(70)에 스토퍼(72)를 끼우고, 코일스프링(68)을 끼워 걸친 다음 그 위로 지지애자본체(66)를 끼워 넣은 후 코일스프링(68)의 위치를 조절하는 순서로 차례 차례 적층하면 간단히 조립할 수 있게 된다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 특고압 전기 배전선 절연애자는 다음과 같은 작동관계를 갖는다.

이를 테면, 바람 등에 의해 배전선(1)이 요동칠 경우, 고무재질로 구성된 애자본체(10)가 변형되어 애자본체(10)의 내부에 마련된 제1수용부(11)의 체적이 변화되며, 이에 따라, 절연오일(50)이 내경이 좁은 제1유로(14)을 통해 애자본체(10)의 내부 또는 보조탱크(30)로 이동되면서 완충기능을 하기 때문에, 배전선(1)이 요동칠 때 발생하는 충격이나 진동을 흡수함은 물론 나아가, 배전선(1)이 공진을 일으키는 것을 방지할 수 있어, 공진에 의한 배전선(1)의 늘어짐(처짐)을 차단할 수 있다.

이때, 작업자는 조절밸브(40)의 조절나사(42)를 조작하여, 제1유로(14)을 통해 흐르는 절연오일(50)의 흐름을 제어하므로써, 절연애자의 감쇄력을 조절할 수 있다.

이와 같이 구성된 특고압 전기 배전선 절연애자는, 절연체인 고무재질로 구성되어 있기 때문에, 자기로 구성된 종래의 애자에 비해 절연효과가 뛰어나다.

또한, 내?외부지지링체(20a,20b)에 의해 애자본체(10)의 각 부분이 지지되므로, 외력에 의해 애자본체(10)가 찌그러지지 않고 적절히 변형되도록 할 수 있으며, 내?외부지지링체(20a,20b)에 의해 보강된 애자본체(10)의 내부에 절연오일(50)이 충진되므로, 애자본체(10) 전체가 견고한 구조물 형태로 보강되어 배전선(1)의무게와 배전선(1)이 요동치면서 발생하는 충격과 진동을 견딜 수 있는 특징이 있다.

뿐만 아니라, 상기 애자본체(10)의 일측에는 제1유로(14)가 형성되고, 제1유로(14)에는 보조탱크(30)가 연결되어 애자본체(10)에 외력이 가해질 때 절연오일(50)이 제1유로(14)을 통과하면서 저항력을 발생시키고, 이에 따라 애자본체(10)가 자동차의 쇽업저버와 같은 완충기능을 할 수 있게 된다.

따라서, 배전선(1)이 요동칠 때 애자본체(10)가 적절히 변형되면서 진동과 충격을 흡수하고, 배전선(1)이 공진되어 진동과 충격이 증가되는 것을 방지할 수 있다.

나아가, 상기 애자본체(10)와 보조탱크(30)의 사이에는 조절밸브(40)가 구비되어, 제1유로(14)를 통해 흐르는 절연오일(50)의 흐름을 제어할 수 있어, 절연애자의 감쇄력을 조절할 수 있다.

그리고, 지지프레임(2a) 직하방에 구비되어 배전선(1)을 결속하는 지지애자(60)가 상하로 탄성을 갖고 적층되어 있기 때문에 바람에 의해 발생된 요동은 배전선(1)이 배선된 전체 길이에 걸쳐 상하 좌우가 완벽하게 완충되면서 서로 맞물리는 구조를 갖추게 되므로 사실상 바람에 의해 발생되는 요동 자체가 없어지게 된다.

이러한 이유로, 본 발명 절연애자를 통해 보다 안전하고, 안정성이 향상된 특고압 배전선 설치구조를 완성할 수 있게 된다.

1: 배전선 10: 애자본체
20a: 내부지지링체 20b: 외부지지링체
30: 보조탱크 40: 조절밸브
50: 절연오일 60: 지지애자
70: 장볼트

Claims (1)

1. 내부에 마련되는 제1수용부(11)와, 일단이 제1수용부(11)와 연통되고 타단이 외향으로 개구되는 제1유로(12)를 갖추고, 양측 단부가 각각 고정볼트(B)와 배전선안내부재(G)를 매개로 철탑(2)과 배전선(1)에 연결되어 배전선(1)의 요동에 의한 충격을 수용할 수 있도록 길이방향으로 신축되며, 둘레가 다수의 주름(13)으로 이루어진 원통형상의 고무재질을 갖는 애자본체(10)와; 애자본체(10)의 내주면과 외주면의 주름(13)에 각각 고정되어 애자본체(10)를 지지하는 내부지지링체(20a) 및 외부지지링체(20b)와; 내부에 외부와 연통되는 제2수용부(31)를 갖추고, 애자본체(10)의 상부에 배치되어 유체가 상호 소통할 수 있도록 제1유로(12)와 연결되는 고무재질의 보조탱크(30)와; 애자본체(10)와 보조탱크(30) 사이에 배치되어 유량 및 유속을 조절하는 조절밸브(40)와; 애자본체(10)와 보조탱크(30)의 내부에 주입되어 외부충격을 흡수하는 절연오일(50)을 포함하는 특고압 전기 배전선 절연애자에 있어서;
   상기 철탑(2)에는 상기 애자본체(10)를 고정하는 지지프레임(2a)이 더 설치되고;
   상기 지지프레임(2a)에는 상기 배전선(1)이 지지프레임(2a)과 간격을 유지하도록 지지하는 지지애자(60)를 더 포함하되,
   상기 지지애자(60)는 지지프레임(2a)에 볼트고정되는 장볼트(70), 장볼트(70)의 하단에 고정되고 배전선(1)을 결속하는 지지애자베이스(62), 지지애자베이스(62)의 상부로 장볼트(70)가 관통된 채 순차 적층되는 다수의 지지애자본체(66), 지지애자본체(66)들 사이의 간격을 유지하면서 탄성완충시키도록 개재된 코일스프링(68), 코일스프링(68) 내부에 배치되고 장볼트(70)에 끼워져 지지애자본체(66)들의 하강을 제한하는 고무링 형태의 스토퍼(72), 지지애자본체(66)들 중 최상단 상부를 가압하도록 장볼트(70)에 끼워진 고정환(74)으로 구성되되,
   상기 지지애자본체(66)의 중앙에 형성되어 장볼트(70)가 관통되는 관통공(66a)은 상협하광(上俠下廣) 형상으로 형성되고, 상기 관통공(66a)을 중심으로 상부 및 하부로는 코일스프링(68)의 각 단부가 끼워지는 환형턱(66b)이 돌출되며, 상기 스토퍼(72)는 상기 관통공(66a)에 대응되는 형상으로 형성되고, 상기 고정환(74)은 상기 환형턱(66b) 중 상부로 돌출된 것과 대응되는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 특고압 전기 배전선 절연애자.

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