KR101238141B1 - 초고압 전력케이블 접속함용 에폭시 절연체의 전기시험장치 - Google Patents

초고압 전력케이블 접속함용 에폭시 절연체의 전기시험장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에폭시재로 이루어진 절연체의 전기시험장치에 관한 것으로서, 특히 초고압 전력케이블의 접속함에 절연 보강용으로 사용되는 에폭시 성형물의 전기적 특성 시험을 위한 전기시험장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 초고압 전력케이블 접속함용 에폭시 절연체의 전기시험장치는, 진공상태에서 절연가스가 인입되어 내부의 에폭시 절연체에 고전압을 인가하여 전기시험을 수행하는 시험챔버와; 상기 시험챔버의 입구에 체결되어 실링되도록 하는 플랜지와; 상기 플랜지의 내면에 수직으로 에폭시 절연체를 고정하도록 상기 플랜지와 체결되는 쉴드 전극과; 상기 에폭시 절연체의 고압측에 연결되는 코로나 쉴드와; 상기 플랜지의 외면은 회전축과 연결되어 회전축과 연결된 모터에 의해 수직 및 수평으로 방향 전환이 되도록 하는 회전장치와; 상기 회전장치를 지지하는 대차;를 포함하여 이루어질 수 있다.

Description

초고압 전력케이블 접속함용 에폭시 절연체의 전기시험장치{ELECTRIC TEST DEVICE OF EPOXY INSULATOR FOR JOINT BOX OF ULTAR HIGH VOLTAGE POWER CABLE}
본 발명은 에폭시재로 이루어진 절연체의 전기시험장치에 관한 것으로서, 특히 초고압 전력케이블의 접속함에 절연 보강용으로 사용되는 에폭시 성형물의 전기적 특성 시험을 위한 전기시험장치에 관한 것이다.
초고압 전력케이블 특히 지중 전력케이블은 전력라인을 형성하기 위해 케이블간 중간접속이 이루어지고, 케이블 종단은 종단 처리된다.
이때 케이블 중간의 접속은 중간접속함에 의해 이루어지며 종단은 종단접속함에 의해 이루어지는데, 초고압 전력에 전기적 특성을 만족시키기 위해 다양한 재질의 절연물들이 접속시 보강되고, 특히 에폭시 성형물로 이루어지는 절연물들의 보강이 이루어진다.
보통 PJB(Premold Joint Box)라 통칭되는 중간접속함에는 에폭시 성형물인 PJ UNIT라는 절연물이 보강되고, EBG(SF6 GAS SEALING END)라 통칭되는 종단접속함에는 에폭시 부싱이라는 절연물이 보강되며, 이들 에폭시 성형물들은 출하전에 부분방전시험 등의 전기적 특성을 실시하게 된다.
이러한 에폭시 절연체의 전기적 시험은 플라스틱 재질의 수조에 절연유를 채워 절연유 내에서 에폭시 부싱의 절연내력을 유지하거나, 금속제 탱크에 에폭시 부싱을 적절한 방법으로 고정시킨 후 절연가스를 주입하여 절연내력을 확보하는 방법을 사용하여 왔다.
하지만, 종래의 에폭시 절연체의 전기시험장치는 절연유에 담그는 방법의 경우 절연유의 절연파괴로 인한 제품 손상 및 시험 후 에폭시 절연체의 세척 공정이 추가되어야 하므로 문제가 있으며, 또한 금속제 탱크 내에 절연가스를 주입하여 시험하는 방법의 경우 에폭시 절연체의 하중에 따른 체결의 어려움과 1시험당 1개시료만을 시험할 수 있어 시험 시간의 로드가 가중되는 문제가 있어 왔다.
상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 과제는 초고압 전력케이블의 접속함용 에폭시 절연물의 전기적 특성시험시 조립의 용이성을 더하고, 1회 시험으로 다수개의 시료를 동시에 시행하게 함으로써 부품 성능특성시험의 시간 단축을 도모하고자 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 초고압 전력케이블 접속함용 에폭시 절연체의 전기시험장치는, 진공상태에서 절연가스가 인입되어 내부의 에폭시 절연체에 고전압을 인가하여 전기시험을 수행하는 시험챔버와; 상기 시험챔버의 입구에 체결되어 실링되도록 하는 플랜지와; 상기 플랜지의 내면에 수직으로 에폭시 절연체를 고정하도록 상기 플랜지와 체결되는 쉴드 전극과; 상기 에폭시 절연체의 고압측에 연결되는 코로나 쉴드와; 상기 플랜지의 외면은 회전축과 연결되어 회전축과 연결된 모터에 의해 수직 및 수평으로 방향 전환이 되도록 하는 회전장치와; 상기 회전장치를 지지하는 대차;를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 시험챔버 및 상기 대차는 지면과 사이에 이동 가능한 다수개의 바퀴가 달린 베이스플레이트 상면에 위치되며, 상기 대차와 상기 베이스플레이트 사이에는 상기 대차의 수평이동이 가능하도록 하는 한 쌍의 레일이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 코로나 쉴드의 중심에는 연결부가 형성되고, 상기 연결부는 시험단말의 고전압인가 전극바에 연결된 연결도체와 연결되며, 상기 연결도체는 내부에 스프링이 내장된 다단층으로 형성되어 그 길이가 줄어들거나 늘어나도록 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 초고압 전력케이블 접속함용 에폭시 절연체의 전기시험장치는, 진공상태에서 절연가스가 인입되어 내부의 에폭시 절연체에 고전압을 인가하여 전기시험을 수행하는 시험챔버와; 상기 시험챔버의 입구에 체결되어 실링되도록 하는 플랜지와; 상기 플랜지의 내면에 수직으로 2개 이상의 에폭시 절연체를 각각 고정하도록 상기 플랜지와 체결되는 2개 이상의 쉴드 전극과; 상기 2개 이상의 에폭시 절연체의 고압측 모두를 커버할 수 있는 크기를 갖는 하나의 코로나 쉴드와; 상기 플랜지의 외면은 회전축과 연결되어 회전축과 연결된 모터에 의해 수직 및 수평으로 방향 전환이 되도록 하는 회전장치와; 상기 회전장치를 지지하는 대차;를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 시험챔버 및 상기 대차는 지면과 사이에 이동 가능한 다수개의 바퀴가 달린 베이스플레이트 상면에 위치되며, 상기 대차와 상기 베이스플레이트 사이에는 상기 대차의 수평이동이 가능하도록 하는 한 쌍의 레일이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 코로나 쉴드의 중심에는 연결부가 형성되고, 상기 연결부는 시험단말의 고전압인가 전극바에 연결된 연결도체와 연결되며, 상기 연결도체는 내부에 스프링이 내장된 다단층으로 형성되어 그 길이가 줄어들거나 늘어나도록 형성되는 것이 바람직하다.
상술한 본 발명의 구성에 따르면, 초고압 전력케이블의 접속함용 에폭시 절연물의 전기적 특성시험시 조립의 용이성을 더하고, 1회 시험으로 다수개의 시료를 동시에 시행하게 함으로써 부품 성능특성시험의 시간 단축을 도모하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 에폭시 절연체의 전기시험장치의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 에폭시 절연체의 전기시험장치의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에폭시 절연체의 전기시험장치의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에폭시 절연체의 전기시험장치의 평면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 에폭시 절연체의 전기시험장치를 이용하여 전기특성시험을 위한 시료 조립 공정을 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 초고압 전력케이블 접속함용 에폭시 절연체의 전기시험장치의 구조 및 작용효과에 대해 설명한다.
이해의 편의를 위해 설명되는 본 발명의 바람직한 실시예는 도 1 및 도 2에서 1개 시료의 전기적 특성시험을 위한 장치가 설명되며, 도 3 및 도 4에서 3개 시료의 동시 시험을 위한 장치가 설명된다.
또한, 에폭시 절연물은 EBG(SF6 GAS SEALING END)라 통칭되는 종단접속 보강용 에폭시 부싱을 중심으로 그 실시예를 설명하며, 도시되지 않는 PJB(Premold Joint Box)라 통칭되는 중간접속 보강용 PJ UNIT의 시험장치는 에폭시 부싱과 그 형상만이 다를 뿐이므로 PJ UNIT의 시험장치에 대한 설명은 에폭시 부싱 시험장치로 대체할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 에폭시 절연체의 전기시험장치의 측면도이며, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 에폭시 절연체의 전기시험장치의 평면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 에폭시 절연체의 전기시험장치는 전기시험이 로딩되는 시험챔버(11), 에폭시 절연체(101)를 고정하고 시험챔버(11)와 연결되는 플랜지(12), 에폭시 절연체(101)를 수직상태에서 조립하고 이를 90도 전환하여 수평상태로 위치짓는 회전장치(13), 수평 위치상태로 플랜지(12)에 조립된 에폭시 절연체(101)를 시험챔버(11) 내부로 인입시키기 위한 레일(14) 및 레일(14)이 고정되고 시험챔버(11)가 고정되며 이동이 가능하도록 하단에 다수개의 바퀴(109)가 체결된 베이스 플레이트(15)를 포함하여 이루어진다.
에폭시 절연체(101)는 수평상태에서 전원전극을 연결하여 전원을 인가함으로써 전기적 특성 시험을 수행하는 데, 이때 에폭시 절연체(101)의 고중량에 의해 수평상태로 조립을 하는 것이 매우 힘든 공정이었으나, 본 발명에서는 이를 개선하여 수직상태에서 조립을 수행하게 되고, 수직상태의 조립이 완성되면 회전장치(13)에 의해 90도 각도 전환을 통해 수평상태에 놓이게 함으로써 조립의 용이성을 더하게 된다.
플랜지(12)는 수평으로 놓인 상태에서 플랜지(12) 면과 수직으로 에폭시 절연체(101)가 세워지며 이때 에폭시 절연체(101)를 플랜지(12)에 고정하도록 쉴드 전극(103)이 체결된다.
쉴드전극(103)는 에폭시 절연체(101)의 구조와 대응되도록 변경이 가능하며, 본 실시예에서는 에폭시 절연체(101)를 고정할 수 있도록 제1 쉴드전극(103a)과 제2 쉴드전극(103b)으로 구분하여 제1 쉴드전극(103a)은 플랜지(12)면과 볼트에 의해 체결되고 제2 쉴드전극(103b)은 에폭시 절연체(101)의 날개(101a)를 매개로 하여 제1 쉴드전극(103a)과 볼팅되어 에폭시 절연체(101)를 플랜지(12)에 고정하면서 저압측 전극으로 사용된다.
쉴드전극(130)이 체결된후 고압측의 전계집중완화를 위해 코로나 쉴드(108)가 장착되며, 코로나 쉴드(108)는 고압측 전극으로 사용된다.
코로나 쉴드(108)는 외측으로 환형의 링이 형성되며, 중심부에는 연결도체(107)에 연결되는 연결부(108a)가 형성된다.
회전장치(13)는 모터(105)의 구동에 의해 회전축(106)을 회전시키며, 회전축(106)에는 플랜지(12)와 연결된 고정부재(110)가 장착된다. 고정부재(110)는 다시 플랜지(12)와 연결된다.
에폭시 절연체(101)의 수직상태에서 수평상태로의 정확한 위치 변환을 위해 모터(105)에는 감속기(112)가 연결되며, 회전축(106)에는 광센서(112)가 부착되어 오차없이 정확한 위치 변환을 가져오게 한다.
이후 레일(14)을 따라 대차(102)를 수평이동시켜 에폭시 절연체(101)를 시험챔버(11) 내부로 삽입시키고 연결도체(107)를 시험단말(16)에 장착된 전압인가전극바(113)에 연결시키고 플랜지(12)를 시험챔버(11)와 실링되도록 볼트 등에 의해 체결한다.
여기서, 시험챔버(11) 내부로 삽입전에 코로나 쉴드(108)와 연결도체(107)간의 연결이 이루어지고, 코로나 쉴드(108)와 연결도체(107)의 전기적 연결이 이루어진후 연속하여 레일(14)을 따라 대차(102)를 이동시킨다.
연결도체(107)는 에폭시 절연체(101)의 연속적인 이동을 위해 내부에 코일형 스프링(107a)이 구비된 다단층(107b)의 파이프 형태로 적용할 수 있다. 에폭시 절연체(101)를 시험 챔버(11) 방향으로 이동시 연결도체(107)의 길이가 점차적으로 줄어들어 시험용 에폭시 절연체(107)가 안전하게 시험단말(16)에 연결될 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에폭시 절연체의 전기시험장치의 측면도이며, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에폭시 절연체의 전기시험장치의 평면도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 실시예는 3개의 에폭시 절연체(201)를 1회의 전기시험을 통해 수행할 수 있는 구조를 보인 예로서, 도 1 및 도 2와 비교하여 에폭시 절연체의 갯수 즉 시료의 갯수가 달라지고, 3개의 에폭시 절연체(201)의 고압측에 연결되는 코로나 쉴드의 크기가 달라질 수 있을 뿐 그외 구조는 동일하다.
플랜지(22)에 3개의 에폭시 절연체(201)를 체결하기 위해서 에폭시 절연체(201)의 수와 대응된 쉴드 전극(203)이 필요하다.
3개의 에폭시 절연체(201)와 쉴드 전극(203)의 체결 구조는 정삼각형 배열로 이루어지도록 체결된다.
코로나 쉴드(208)는 정삼각 배열된 에폭시 절연체(201)의 고압측 부분을 모두 커버할 수 있는 크기의 공통 코로나 쉴드를 제작하여 사용한다.
도 3 및 도 4를 통해 3개의 에폭시 절연체(201)를 동시 시험할 수 있는 시험 지그를 살펴보았지만, 나아가서는 에폭시 절연체의 크기 시험 챔버의 크기 등을 고려하여 정다각형 배열이 이루어지도록 하여 4개 이상의 에폭시 절연체들의 동시 1회 시험이 가능한 구조도 등가의 개념으로 제작 및 개발이 가능할 것이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 에폭시 절연체의 전기시험장치를 이용하여 전기특성시험을 위한 시료 조립 공정을 도시한 것이다.
먼저, (A)를 참조하면 시험챔버(31)의 외부에 놓인 대차(302)와 연결된 플랜지(32)를 회전장치(33)를 통해 수평하게 놓고, 플랜지(32) 위에 에폭시 절연체(301)를 정위치로 수직으로 세우게 된다.
정위치된 에폭시 절연체(301)의 상단부를 통해 쉴드 전극(303)을 끼워 부싱쉴드(303)와 플랜지(32)간의 볼팅 체결을 통해 고정되도록 하고, 나머지 2개의 에폭시 절연체(301)도 같은 방법으로 세팅한다(B).
이 상태에서 고압측 전계집중완계를 위한 코로나 쉴드(308)를 장착한다(C).
코로나 쉴드(308)의 장착는 아래 (D)단계 후에 장착을 하여도 무방하다.
에폭시 절연체(301)가 플랜지(32)면에 정위치 고정된 후, 모터, 감속기, 광센서 및 회전축를 포함하는 회전장치(33)를 이용하여 수직 상태의 에폭시 절연체(301)를 수평 상태로 90도 전환시킨다(D).
이후 레일(34)에 장착된 다른 모터를 이용하여 레일(34)을 가이드 삼아 대차(302)를 수평이동하고, 연결도체(307)와 코로나 쉴드(308)의 연결부(308a)를 연결시킨다(E).
연속하여 연결도체(307)와 코로나 쉴드(308)가 연결된 후 레일(34)을 따라 대차(302)를 수평이동하여 시험챔버(31) 내부로 에폭시 절연체(301)를 삽입시킨다(F).
이때 에폭시 절연체(301) 삽입시 연결도체(307)는 전압인가전극바(313)와 연결된 상태에서 스프링이 내장된 다단계 파이프 형태로서 에폭시 절연체(301)가 시험단말 방향으로 이동시 그 길이가 점차적으로 줄어들면서 안전하게 전기적으로 연결된다.
이후, 시험챔버(31)의 외측에 형성된 커넥터를 통해 진공작업이 이루어지고, 진공된 상태에서 절연가스를 가스커넥터를 통해 인입시켜 전기시험을 위한 준비가 완료되도록 한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
11, 21, 31 : 시험챔버 12, 22, 32 : 플랜지
13, 23, 33 : 회전장치 14, 24, 34 : 레일
15, 25, 35 : 베이스플레이트 16, 26, 36 : 시험단말
101, 201, 301 : 에폭시 절연체 102, 202, 302 : 대차
103, 203, 303 : 쉴드 전극 104, 204, 105, 205 : 모터
106, 206 : 회전축 107, 207, 307 : 연결도체
108, 208, 308 : 코로나 쉴드 109, 209, 309 : 바퀴
110, 210 : 고정부재 111, 211 : 감속기
112, 212 : 광센서

Claims (6)

  1. 진공상태에서 절연가스가 인입되어 내부의 에폭시 절연체에 고전압을 인가하여 전기시험을 수행하는 시험챔버와;
    상기 시험챔버의 입구에 체결되어 실링되도록 하는 플랜지와;
    상기 플랜지의 내면에 수직으로 에폭시 절연체를 고정하도록 상기 플랜지와 체결되는 쉴드 전극과;
    상기 에폭시 절연체의 고압측에 연결되는 코로나 쉴드와;
    상기 플랜지의 외면은 회전축과 연결되어 회전축과 연결된 모터에 의해 수직 및 수평으로 방향 전환이 되도록 하는 회전장치와;
    상기 회전장치를 지지하는 대차;를 포함하는, 초고압 전력케이블 접속함용 에폭시 절연체의 전기시험장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시험챔버 및 상기 대차는 지면과 사이에 이동 가능한 다수개의 바퀴가 달린 베이스플레이트 상면에 위치되며,
    상기 대차와 상기 베이스플레이트 사이에는 상기 대차의 수평이동이 가능하도록 하는 한 쌍의 레일이 형성되는, 초고압 전력케이블 접속함용 에폭시 절연체의 전기시험장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 코로나 쉴드의 중심에는 연결부가 형성되고,
    상기 연결부는 시험단말의 고전압인가 전극바에 연결된 연결도체와 연결되며,
    상기 연결도체는 내부에 스프링이 내장된 다단층으로 형성되어 그 길이가 줄어들거나 늘어나도록 형성되는, 초고압 전력케이블 접속함용 에폭시 절연체의 전기시험장치.
  4. 진공상태에서 절연가스가 인입되어 내부의 에폭시 절연체에 고전압을 인가하여 전기시험을 수행하는 시험챔버와;
    상기 시험챔버의 입구에 체결되어 실링되도록 하는 플랜지와;
    상기 플랜지의 내면에 수직으로 2개 이상의 에폭시 절연체를 각각 고정하도록 상기 플랜지와 체결되는 2개 이상의 쉴드 전극과;
    상기 2개 이상의 에폭시 절연체의 고압측 모두를 커버할 수 있는 크기를 갖는 하나의 코로나 쉴드와;
    상기 플랜지의 외면은 회전축과 연결되어 회전축과 연결된 모터에 의해 수직 및 수평으로 방향 전환이 되도록 하는 회전장치와;
    상기 회전장치를 지지하는 대차;를 포함하는, 초고압 전력케이블 접속함용 에폭시 절연체의 전기시험장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 시험챔버 및 상기 대차는 지면과 사이에 이동 가능한 다수개의 바퀴가 달린 베이스플레이트 상면에 위치되며,
    상기 대차와 상기 베이스플레이트 사이에는 상기 대차의 수평이동이 가능하도록 하는 한 쌍의 레일이 형성되는, 초고압 전력케이블 접속함용 에폭시 절연체의 전기시험장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 코로나 쉴드의 중심에는 연결부가 형성되고,
    상기 연결부는 시험단말의 고전압인가 전극바에 연결된 연결도체와 연결되며,
    상기 연결도체는 내부에 스프링이 내장된 다단층으로 형성되어 그 길이가 줄어들거나 늘어나도록 형성되는, 초고압 전력케이블 접속함용 에폭시 절연체의 전기시험장치.




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