KR101248167B1 - Ceramic insulator and insulator strings - Google Patents

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이동일
신구용
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한국전력공사
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Abstract

PURPOSE: A porcelain insulator and an insulator string are provided to minimize the influence of corona discharge generated in both ends of the insulator string by using the porcelain insulator installed in both ends of a polymer insulator. CONSTITUTION: A shed(310) of a ceramic material comprises a penetration hole in a center unit. An FRP(Fiber Reinforced Plastics) rod(320) is combined with the shed by penetrating the penetration hole. Connection fitting classes(330,340) are combined with both ends of the FRP rod. The shed comprises a plurality of hemispherical projections(311) inside.

Description

자기 애자 및 애자련{Ceramic Insulator and Insulator Strings}Magnetic Insulator and Insulator Strings

본 발명은 자기 애자 및 이를 적용한 애자련에 관한 것이다.
The present invention relates to a magnetic insulator and a magnetic insulator to which the same is applied.

발명의 배경기술로는 향상된 내구성을 갖는 폴리머 애자에 관한 특허문헌이 있으며, 다양한 직경과 두께를 갖는 갓(shed)을 통하여 내구성을 향상시킨 폴리머 애자(polymer insulator)에 대하여 개시하고 있다.
Background Art of the Invention There is a patent document on a polymer insulator having improved durability, and discloses a polymer insulator (improved durability) through a shed having a variety of diameters and thicknesses.

KR 0480343 B1 2005. 03. 23KR 0480343 B1 2005. 03. 23

본 발명은 섬유 강화 플라스틱(FRP: Fiber Reinforced Plastic)을 적용하여 폴리머 애자의 양단에 설치 가능한 자기 애자를 제안하는 것이다.
The present invention proposes a magnetic insulator that can be installed at both ends of a polymer insulator by applying a fiber reinforced plastic (FRP).

본 발명의 일 측면에 따르면, 자기 애자가 개시된다.According to one aspect of the invention, a magnetic insulator is disclosed.

본 발명의 실시예에 따른 자기 애자는 중심부에 관통공이 형성된 세라믹 재질의 갓, 상기 관통공을 관통하여 상기 갓과 결합되는 섬유 강화 플라스틱 로드(FRP Rod) 및 상기 섬유 강화 플라스틱 로드의 양단에 결합되는 연결 금구류를 포함한다.The magnetic insulator according to the embodiment of the present invention is coupled to both ends of the fiber-shaped plastic rod (FRP Rod) and the fiber-reinforced plastic rod that penetrates the through-hole through the through-hole formed in the ceramic material Includes connecting brackets.

여기서, 상기 갓은 상기 관통공의 내부에 다수의 반구형 돌기가 형성된다.Here, the shade is formed with a plurality of hemispherical protrusions in the through hole.

여기서, 상기 다수의 반구형 돌기는 상기 관통공의 내부에서 나선 형태를 이루도록 형성되고, 상기 섬유 강화 플라스틱 로드는 상기 반구형 돌기를 통해 상기 갓에 고정된다.Here, the plurality of hemispherical protrusions are formed to form a spiral inside the through hole, the fiber reinforced plastic rod is fixed to the shade through the hemispherical protrusions.

여기서, 상기 연결 금구류는 일측에 상기 섬유 강화 플라스틱의 단부가 삽입되는 로드 삽입구를 가지는 원통형 형태로 형성되며, 타측에 고정용 핀 삽입구를 포함하는 핀 고정부가 형성된다.Here, the connecting bracket is formed in a cylindrical shape having a rod insertion hole into which one end of the fiber-reinforced plastic is inserted, and a pin fixing portion including a fixing pin insertion hole is formed at the other side.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 자기 애자를 포함하는 애자련이 개시된다.According to another aspect of the present invention, a child training including a magnetic insulator is disclosed.

여기서, 폴리머 애자의 양단에 각각 하나 이상의 상기 자기 애자가 결합된다.
Here, at least one of the magnetic insulators is bonded to both ends of the polymer insulators.

본 발명은 폴리머 애자 양단에 설치될 수 있는 자기 애자를 이용하여 애자련 양 끝단에 발생하는 코로나 방전의 영향을 최소화할 수 있다.The present invention can minimize the effects of corona discharge occurring at both ends of the magnetic insulator by using magnetic insulators that can be installed at both ends of the polymer insulator.

또한, 본 발명은 자기 애자의 구조를 간소화하여 자기 애자의 높은 중량 및 가격을 감소시킬 수 있고, 폴리머 애자와 혼용 가능하며 애자 간의 간격을 줄일 수 있다.
In addition, the present invention can simplify the structure of the magnetic insulator to reduce the high weight and price of the magnetic insulator, can be mixed with the polymer insulator and can reduce the spacing between the insulators.

도 1은 기존의 자기 애자를 나타낸 도면.
도 2는 기존의 자기 애자를 이용한 애자련을 나타낸 도면.
도 3은 폴리머 애자를 나타낸 도면.
도 4는 애자련에서의 위치별 전계 그래프를 나타낸 도면.
도 5는 개선된 자기 애자의 구조를 나타낸 도면.
도 6 및 도 7은 연결 금구류를 나타낸 도면.
도 8은 개선된 자기 애자가 적용된 애자련을 나타낸 도면.
도 9는 개선된 자기 애자와 폴리머 애자가 적용된 애자련을 나타낸 도면.1 is a diagram illustrating a conventional magnetic insulator.
2 is a view showing a child training using a conventional magnetic insulator.
3 shows a polymer insulator;
4 is a graph showing electric field graphs according to positions in a child relationship.
5 shows an improved magnetic insulator structure.
6 and 7 show connecting brackets.
FIG. 8 is a diagram showing insufflation to which an improved insulator is applied. FIG.
FIG. 9 shows a magnetic insulator with improved magnetic insulator and polymer insulator. FIG.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention may be variously modified and have various embodiments, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, numerals used in the description of the present invention are merely an identifier for distinguishing one component from another.

또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.Also, in this specification, when an element is referred to as being "connected" or "connected" with another element, the element may be directly connected or directly connected to the other element, It should be understood that, unless an opposite description is present, it may be connected or connected via another element in the middle.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면 번호에 상관없이 동일한 수단에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하기로 한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, the same reference numerals will be used for the same means regardless of the reference numerals in order to facilitate the overall understanding.

우선, 도 1 내지 도 4를 참조하여 기존에 사용되고 있는 애자에 대하여 살펴보기로 한다. 154kV 이상의 초고압 가공 송전선로에는 송전철탑과 송전선로를 기계적으로 연결하기 위하여 절연체로 구성된 애자가 사용된다. 애자는 절연체의 재질에 따라 자기 애자와 폴리머 애자로 구분된다.First, with reference to Figures 1 to 4 will be described with respect to the insulators that have been used in the past. Insulators composed of insulators are used in the ultra-high voltage transmission transmission line of 154kV or more to mechanically connect the transmission tower and the transmission line. Insulators are classified into magnetic insulators and polymer insulators according to the material of the insulator.

도 1은 기존의 자기 애자를 나타낸 도면이고, 도 2는 기존의 자기 애자를 이용한 애자련을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a conventional magnetic insulator, Figure 2 is a view showing a child training using a conventional magnetic insulator.

도 1을 참조하면, 자기 애자(10)는 절연체인 세라믹 재질로 형성된 갓(14), 높은 인장하중을 가지기 위하여 애자 중심부의 상면에 시멘트를 이용하여 고정된 캡(12), 금속 재질의 고리(15), 코터 핀(11) 및 스플린트 핀(13)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the magnetic insulator 10 is a shade 14 formed of a ceramic material as an insulator, a cap 12 fixed to the upper surface of the center of the insulator to have a high tensile load by using cement, and a metal ring ( 15), cotter pin 11 and splint pin 13.

도 2를 참조하면, 고리(15), 코터 핀(11) 및 스플린트 핀(13)으로 자기 애자(10) 간에 연결되어, 자기 애자(10)로 구성된 애자련(100)이 형성될 수 있다.Referring to FIG. 2, the magnetic insulator 100 formed of the magnetic insulator 10 may be formed by being connected between the magnetic insulator 10 by the ring 15, the coater pin 11, and the splint pin 13.

이와 같은 자기 애자(10)는 높은 비중을 가지는 재질들로 구성되기 때문에 무게가 무거우며, 세라믹 재질의 특성상 다양한 형상 제작이 어렵고, 물리적 충격에 취약하여 취급이 어려운 단점이 있다. 반면에, 자기 애자(10)는 내수성이 우수하고, 장기 사용에 따른 성능변화가 적으며, 불에 타지 않고, 연결되는 애자의 수에 따라 애자련의 길이를 조절할 수 있는 장점이 있다.Since the magnetic insulator 10 is composed of materials having a high specific gravity, the magnetic insulator 10 is heavy, and it is difficult to manufacture various shapes due to the characteristics of the ceramic material, and it is vulnerable to physical shock, which makes handling difficult. On the other hand, the magnetic insulator 10 has excellent water resistance, has little change in performance due to long-term use, and does not burn, and has the advantage of adjusting the length of the insulator according to the number of insulators connected.

도 3은 폴리머 애자를 나타낸 도면이다.3 shows a polymer insulator.

도 3을 참조하면, 폴리머 애자(20)는 섬유 강화 플라스틱(FRP: Fiber Reinforced Plastic) 재질의 코어(21), 코어(21)를 감싸는 폴리머 층(23), 폴리머 재질의 갓(22) 및 코어(21)와 금구류를 연결하는 엔드-피팅(End-Fitting)(24)을 포함한다.Referring to FIG. 3, the polymer insulator 20 includes a core 21 made of fiber reinforced plastic (FRP) material, a polymer layer 23 surrounding the core 21, a lampshade 22 made of a polymer material, and a core. End-fitting 24 connecting the 21 with the bracket.

폴리머 애자(20)는 오염 지역에서의 우수한 절연 성능, 경량, 취급 용이, 낮은 가격, 우수한 발수성 등의 장점을 가지고 있으나, 개발 및 적용된 기간이 짧아 장기 사용에 대한 신뢰성이 낮고, 폴리머 재질로 인한 경년열화 특성, 코로나 발생 시 재질 악화 우려의 단점이 있다. 특히, 코로나 발생으로 인한 재질 악화는 수명 및 신뢰성에 지대한 영향을 미친다.Polymer insulator 20 has advantages such as excellent insulation performance, light weight, ease of handling, low price, and good water repellency in contaminated areas, but it is low in reliability for long-term use due to short development and application period, and due to polymer material There are disadvantages of deterioration characteristics and material deterioration when corona occurs. In particular, material degradation due to corona generation has a profound effect on life and reliability.

도 4는 애자련에서의 위치별 전계 그래프를 나타낸 도면이다.4 is a diagram showing electric field graphs for each position in a child-child relationship.

도 4에 도시된 바와 같이, 애자련에서의 전계는 애자련의 양 끝단에 집중된다. 애자련에서 발생하는 코로나 방전 현상은 애자의 표면 상태, 습도, 온도, 강우 조건 등의 송전 선로 주변 환경으로부터 많은 영향을 받지만, 전계가 집중되는 애자련 양 끝단에서 주로 집중적으로 발생한다.
As shown in Fig. 4, the electric field in the child-fight is concentrated at both ends of the child-fight. Corona discharge from the insulator is affected by the environment around the transmission line such as the surface state of the insulator, humidity, temperature and rainfall conditions, but mainly occurs at both ends of the insulator field where the electric field is concentrated.

도 5는 개선된 자기 애자의 구조를 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating an improved magnetic insulator structure.

도 5를 참조하면, 자기 애자(300)는 세라믹 재질의 갓(310), 섬유 강화 플라스틱 로드(FRP Rod)(320) 및 연결 금구류(330, 340)을 포함한다.Referring to FIG. 5, the magnetic insulator 300 includes a ceramic shade 310, a fiber reinforced plastic rod (FRP Rod) 320, and connecting brackets 330 and 340.

갓(310)에 중심부에는 관통공이 형성되며, 이 관통공 내부에 다수의 반구형 돌기(311)가 나선 형태를 이루도록 형성된다. 섬유 강화 플라스틱 로드(320)는 관통공을 관통하여 갓(310)과 결합된다. 이때, 섬유 강화 플라스틱 로드(320)는 경화제 및 반구형 돌기(311)를 이용하여 갓(310)에 고정된다. A penetrating hole is formed in the center of the shade 310, and a plurality of hemispherical protrusions 311 are formed to form a spiral in the penetrating hole. The fiber reinforced plastic rod 320 penetrates the through hole and is coupled with the shade 310. At this time, the fiber reinforced plastic rod 320 is fixed to the shade 310 by using a curing agent and a hemispherical protrusion 311.

도 6 및 도 7은 연결 금구류를 나타낸 도면이다. 즉, 도 6은 상부 연결 금구류(330)를 나타내고, 도 7은 하부 연결 금구류(340)를 나타낸다.6 and 7 are views showing the connection bracket. That is, FIG. 6 shows the upper connection bracket 330, and FIG. 7 shows the lower connection bracket 340.

도 6 및 도 7을 참조하면, 연결 금구류(330, 340)는 일측에 섬유 강화 플라스틱(320)의 단부가 삽입되는 로드 삽입구(335, 345)를 가지는 원통형 형태로 형성되며, 금속 재질을 가진다. 또한, 연결 금구류(330, 340)의 타측에는 고정용 핀 삽입구(333, 343)를 포함하는 핀 고정부(334, 344)가 형성된다. 특히, 연결 금구류(330, 340) 간에 결합되기 위하여, 상부 연결 금구류(330)는 일정하게 이격된 두 개의 핀 고정부(334)를 포함하고, 하부 연결 금구류(340)는 하나의 핀 고정부(344)를 포함한다.6 and 7, the connecting brackets 330 and 340 are formed in a cylindrical shape having rod insertion holes 335 and 345 into which one end of the fiber reinforced plastic 320 is inserted, and has a metal material. . In addition, pin fixing parts 334 and 344 including fixing pin insertion holes 333 and 343 are formed at the other side of the connecting brackets 330 and 340. In particular, in order to be coupled between the connecting brackets 330, 340, the upper connecting bracket 330 includes two pin retaining portions 334 that are regularly spaced apart, and the lower connecting bracket 340 has one pin. And a fixing part 344.

다시, 도 5를 참조하면, 연결 금구류(330, 340)는 각각 섬유 강화 플라스틱 로드(320)의 양단에 결합된다. 이때, 연결 금구류(330, 340)는 접착제와 측면 압착부위(331, 341)의 압착을 통해 섬유 강화 플라스틱 로드(320)에 고정된다. 또한, 연결 금구류(330, 340)와 섬유 강화 플라스틱 로드(320)의 결합 후, 연결 금구류(330, 340)와 갓(310) 사이에 형성되는 공간(332, 342)이 실리콘으로 실링 처리됨으로써, 먼지 또는 수분의 침투가 방지된다.
Referring back to FIG. 5, connecting brackets 330 and 340 are coupled to both ends of the fiber reinforced plastic rod 320, respectively. At this time, the connecting brackets 330 and 340 are fixed to the fiber-reinforced plastic rod 320 through the pressing of the adhesive and the side pressing portions 331 and 341. In addition, after the coupling brackets 330 and 340 and the fiber-reinforced plastic rod 320 are combined, the spaces 332 and 342 formed between the coupling brackets 330 and 340 and the shade 310 are sealed with silicon. This prevents the penetration of dust or water.

도 8은 개선된 자기 애자가 적용된 애자련을 나타낸 도면이다.FIG. 8 is a diagram showing insulators to which an improved insulator is applied. FIG.

도 8을 참조하면, 자기 애자(300) 간의 결합은 위쪽에 위치하는 자기 애자(300)의 하부 연결 금구류(340)와 아래쪽에 위치하는 자기 애자(300)의 상부 연결 금구류(330)가 핀으로 고정되어 이루어진다. Referring to FIG. 8, the coupling between the magnetic insulators 300 includes a lower connection bracket 340 of the upper magnetic insulator 300 and an upper connection bracket 330 of the magnetic insulator 300 positioned below. It is made of pins.

이와 같은 개선된 자기 애자(300)가 적용된 애자련은 기존 자기 애자(10)로 구성된 애자련(100)에 비하여 중량 감소, 낮은 가격, 애자간 간격 감소의 장점이 있다.
The insulators to which the improved insulator 300 is applied have advantages of weight reduction, low price, and insulator spacing reduction as compared to the insulator 100 configured as the existing insulator 10.

도 9는 개선된 자기 애자와 폴리머 애자가 적용된 애자련을 나타낸 도면이다.9 is a view showing improved magnetic insulator and magnetic insulator applied polymer insulator.

도 9를 참조하면, 자기 애자(300)는 폴리머 애자(20)의 양단에 하나 이상 연결될 수 있다. 자기 애자(300)의 개수는 절연 설계를 통해 미리 설정될 수 있다. 이때, 폴리머 애자(20)의 양단에는 자기 애자(300)에 적용된 연결 금구류(330, 340)가 설치되며, 폴리머 애자(20)와 자기 애자(300)는 연결 금구류(330, 340)를 통해 결합될 수 있다.Referring to FIG. 9, one or more magnetic insulators 300 may be connected to both ends of the polymer insulator 20. The number of magnetic insulators 300 may be preset through an insulation design. In this case, connecting brackets 330 and 340 applied to the magnetic insulator 300 are installed at both ends of the polymer insulator 20, and the polymer insulator 20 and the magnetic insulator 300 connect the connecting brackets 330 and 340. Can be combined through.

폴리머 애자(20)의 양단에 결합된 자기 애자(300)는 애자련 양단에 집중되는 전계로 인하여 발생하는 코로나 방전으로 인한 폴리머 애자(20)의 손상을 방지할 수 있다.
The magnetic insulator 300 coupled to both ends of the polymer insulator 20 may prevent damage of the polymer insulator 20 due to corona discharge generated due to an electric field concentrated at both ends of the insulator.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It will be understood that the invention may be varied and varied without departing from the scope of the invention.

300: 자기 애자
310: 갓
311: 반구형 돌기
320: 섬유 강화 플라스틱 로드
330: 상부 연결 금구류
340: 하부 연결 금구류300: nag
310: lampshade
311: hemispherical protrusion
320: fiber reinforced plastic rod
330: upper connection bracket
340: lower connection bracket

Claims (6)

중심부에 관통공이 형성된 세라믹 재질의 갓;
상기 관통공을 관통하여 상기 갓과 결합되는 섬유 강화 플라스틱 로드(FRP Rod); 및
상기 섬유 강화 플라스틱 로드의 양단에 결합되는 연결 금구류를 포함하되,
상기 갓은 상기 관통공의 내부에 다수의 반구형 돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 자기 애자.
A shade made of ceramic material having a through hole formed in a central portion thereof;
A fiber reinforced plastic rod (FRP Rod) which penetrates the through hole and is coupled to the shade; And
Includes connecting brackets coupled to both ends of the fiber reinforced plastic rod,
The shade is a magnetic insulator, characterized in that a plurality of hemispherical protrusions are formed in the through hole.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 다수의 반구형 돌기는 상기 관통공의 내부에서 나선 형태를 이루도록 형성되고,
상기 섬유 강화 플라스틱 로드는 상기 반구형 돌기를 통해 상기 갓에 고정되는 것을 특징으로 하는 자기 애자.
The method of claim 1,
The plurality of hemispherical protrusions are formed to form a spiral in the through hole,
The fiber-reinforced plastic rod is magnetic insulator, characterized in that fixed to the shade through the hemispherical projection.
제1항에 있어서,
상기 연결 금구류는 일측에 상기 섬유 강화 플라스틱의 단부가 삽입되는 로드 삽입구를 가지는 원통형 형태로 형성되며, 타측에 고정용 핀 삽입구를 포함하는 핀 고정부가 형성되는 것을 특징으로 하는 자기 애자.
The method of claim 1,
The connecting bracket is formed in a cylindrical shape having a rod insertion hole into which the end of the fiber-reinforced plastic is inserted at one side, the magnetic insulator characterized in that a pin fixing portion including a fixing pin insertion hole is formed at the other side.
제1항, 제3항, 제4항 중 어느 한 항에 따른 자기 애자를 포함하는 애자련.
A self-training child comprising the insulator according to any one of claims 1, 3 and 4.
제5항에 있어서,
폴리머 애자의 양단에 각각 하나 이상의 상기 자기 애자가 결합되는 것을 특징으로 하는 애자련.The method of claim 5,
One or more magnetic insulators coupled to both ends of the polymer insulator.
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