KR101263411B1

KR101263411B1 - 가스로 절연된 고전압 측정 유닛

Info

Publication number: KR101263411B1
Application number: KR1020110003869A
Authority: KR
Inventors: 프로리안 브랜들; 다비드 작슬
Original assignee: 에이비비 테크놀로지 아게
Priority date: 2010-01-18
Filing date: 2011-01-14
Publication date: 2013-05-10
Also published as: EP2346053A1; EP2346053B1; CN102163818A; KR20110084833A

Abstract

본 발명은 압력 용기로 구성된 하우징(3)과, 적어도 하나의 1차 상 단자(5,6,7)의 1차 전압을 측정하기 위해 적어도 하나의 측정 유닛(11)에 연결된 적어도 하나의 1차 상 단자(5,6,7)들을 포함하는 고전압을 측정하기 위한 가스로 절연된 고전압 측정 유닛(1)에 관한 것이다. 하우징(3)의 가스 공간(15)은 고전압 측정 유닛(1)의 동작시 절연 가스로 채워져서 적어도 하나의 1차 상 단자(5,6,7)들이 가스 공간(15) 내에 전기적으로 절연되게 배열된다. 적어도 하나의 1차 상 단자(5,6,7)들은 연결 영역에서 인접한 모듈(2)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 상황에서 가스 공간(15)은 연결 영역에서 절연 바디(28)에 의해 한정된다. 각 1차 상 단자(5,6,7)들은 각 경우에 하우징(3)의 별개의 연결 개구(17)에 배열되는 착탈가능한 플러그인 연결부(12)의 부품(13,14)을 구비한다. 이러한 상황에서, 플러그인 연결부(12)는 한편으로는 1차 상 단자(5,6,7)를 인접한 모듈(8,9,10)의 대응하는 1차 상 단자에 전기적으로 연결하기 위한 플러그인 접촉 커플링 부품을 형성하며, 다른 한편으로는 외부로 가스 밀봉되게 가스 공간(15)을 폐쇄시키는데 사용된다.

Description

가스로 절연된 고전압 측정 유닛 {GAS-INSULATED HIGH-VOLTAGE MEASURING UNIT}

본 발명은 가스로 절연된 고전압 유닛, 특히 전압 변압기의 형태인 GIS라고도 언급하는 가스로 절연된 고전압 스위치기어 시스템의 모듈에 관한 것이다. 고전압 변압기는 GIS 스위치기어 시스템에 있는 1차 전도체에 있는 전압을 검출하는데 사용된다.

일반적인 GIS 스위치기어 시스템에서, 상이한 전기 전위에 있는 상 전도체(phase conductors)의 전압은, 일반적으로 모든 상들을 위해 공동으로 또는 개별적으로 각 경우에 상마다 하나의 가스로 절연된 고전압 변압기로, 이후 나오는 설명에서 전압 변압기라고도 언급하는, 가스로 절연된 고전압 센서로 결정된다. GIS 스위치기어 시스템의 특정 모듈화에 따라, 상 전도체는 고전압 변압기의 영역에서 전도체 축에 대해 횡방향으로 연장하는 전도체 스터브를 구비하며, 이 스터브는 GIS 스위치기어 시스템의 대응하게 캡슐화된 하우징의 연결 플랜지에 있는 연결 영역에서 개방되어 있다. 이러한 GIS 스위치기어 시스템에서, 적어도 하나의 전압 변압기를 갖는 전압 측정 유닛은 서로 평행하게 연장하는 일반적으로 3개의 1차 상 단자들을 구비하며, 이들 3개의 1차 상 단자들은 각 경우에 각 1차 전압을 측정하기 위한 하나의 전압 변압기에 연결된다. 1차 상 단자들은 전압 측정 유닛의 조립 동안 전도체 스터브들의 연결 영역에 연결된다. 이후, 전압 측정 유닛의 금속 캡슐화된 하우징은 절연 가스, 예를 들어 6플루오르화황(SF₆ : sulfur hexafluoride)으로 채워진다.

가스로 절연된 고전압 스위치기어 시스템의 널리 사용되는 제 1 타입에서, 전압 변압기의 1차 전력 연결부는 조립 동안 나사 연결부를 통해 인접한 GIS 모듈에 연결된다. 전압 변압기와 인접한 GIS 모듈은 모두 하우징 측에 있는 1차 단자들 영역에 연결 플랜지들을 구비한다. 조립 동안, 이들 하우징 플랜지들은 서로 압착되고 이들 사이에 배열된 실링부는, GIS 모듈의 하우징과 전압 변압기 사이의 경계면이 가스 밀봉되게 서로 압착된다. 전압 변압기는 일반적으로 이를 위해 제공된 연결 모듈에 조립 동안 절연 가스로 부분적으로 충진되는 반면, 연결 모듈 자체는 조립시에 어떤 절연 가스도 가지지 않는다. 한편, 이것은 개방 연결 모듈과 실링 면과 실링 링이 극히 조심스럽게 청결하게 유지될 것을 요구한다. 이러한 상황은 그러한 전압 변압기들의 교체 동안에는 훨씬 더 복잡하게 되는데, 그 이유는 전압 변압기 쪽에 배열된 연결 모듈에 있는 가스 공간이 먼저 절연 가스의 소진(evacuation)을 요구하고, 적어도 공기와 같은 기후적으로 중립인 가스로 압력이 균등화될 것을 요구하기 때문이다. 물론, 이러한 GIS 모듈의 조립과 분해는 상대적으로 많은 노동이 드는데, 그 이유는 가스로 절연된 스위치기어 시스템을 절연 가스로 충진하는 것이 조립 작업의 종료 후에만 일어나기 때문이다. 이러한 제 1 타입의 대표적인 예는 예를 들어 EP0603619A1에 개시되어 있다.

고전압 스위치기어 시스템의 제 2 타입에서, 예를 들어 전압 센서와 같은 특정 연결 모듈이 고체 절연체 내에 주조되며 플러그인 접촉을 통해 GIS 모듈의 1차 전도체에 연결될 수 있다. 전압 센서가 50kV를 초과하는 동작 전압을 영구히 견딜수 있어야 한다면, 이것은 불운하게도 연결 모듈의 총 질량에 상당히 기여하는 대응하는 양의 고체 절연체를 요구한다. 이러한 타입의 대표적인 예는 예를 들어 DE4445082C1에 개시되어 잇다. 이러한 실시예의 고유한 문제는, 이것이 정상적인 경우에 고체 절연체 내에 부분 방전 저항에 대해 빈번히 요구되는 높은 요구조건을 충족시킬 수 없다는 사실에 있다.

본 발명의 목적은, 한편으로는 개선된 조립 성능을 나타내고 다른 한편으로는 스위치기어 패널의 간략화된 조립과 임명 절차를 제공하는, 일반적으로 가스로 절연된 고전압 측정 유닛 및 특히 고전압 변압기를 제공하는 것이다.

본 목적은 특허청구범위 제1항에 있는 주제에 의하여 달성된다. 기본적인 실시예에서, 고전압 측정 유닛은 압력 용기와 적어도 하나의 1차 상 단자로 구성된 하우징에 있는 가스로 절연된 1차 상 단자를 구비한다. 각 1차 상 단자는 적어도 하나의 1차 상 단자의 1차 전압을 측정하기 위해 적어도 하나의 측정 유닛에 연결된다. 가스 공간은 적어도 하나의 1차 상 단자와 적어도 하나의 측정 유닛이 가스 공간 내에 전기적으로 절연되게 배열되도록 절연 가스로 채워진다. 대응하여, 이것은 다위상 유닛으로 구성된 고전압 측정 유닛으로 동작될 때 상이한 전위의 1차 위상 단자들의 경우에도 또한 적용된다. 적어도 하나의 1차 상 단자는 고전압 측정 유닛의 연결 영역에서 인접한 모듈에 전기적으로 연결될 수 있다. 가스 공간은 연결 영역에서 절연 바디에 의해 한정된다. 본 발명에 따른 고전압 측정 유닛의 하우징은 각 경우에 1차 상 단자마다 하우징 측에 하나의 별개의 연결 개구를 구비하여, 하우징 측은 각 1차 상 단자를 둘러싸고 플랜지형 어댑터 부분으로 개방된다.

플랜지형 어댑터 부분은 고전압 측정 유닛을 인접한 모듈에 기계적으로 연결하는데 사용된다. 착탈가능한 플러그인 연결부의 부품은 각 경우에 연결 개구에 1차 상 단자마다 배열되며, 이것은 한편으로는 1차 상 단자들을 인접한 모듈의 상 단자들에 전기적으로 연결하는데 사용되고, 다른 한편으로는 가스 밀봉되게 가스 공간을 폐쇄하는데 사용된다. 가스 공간은 각 경우에 상 전도체마다 하우징에서 하우징 측에 하나의 연결 개구를 구비하여, 하우징 측은 각 상 전도체를 둘러싸며 바람직하게는 플랜지형 어댑터 부분으로 개방되어 있다. 3상 고전압 측정 유닛의 경우에, 가스 공간 내 1차 부분들은 이 수단에 의해 3상 방식으로 캡슐화되고, 각 경우에 플러그인 연결부를 통해 단 상 방식의 고전압 측정 유닛으로 이루어진다. 각 경우에 하우징 측에 있는 하나의 연결 개구는 각 경우에 단일 1차 상 단자를 개별적으로 수용하는데 사용된다. "단 상 절연체"라는 용어는 하나의 명목 전도체(하나의 1차 상)만이 전도되는 전기 절연체인 것으로 이해된다.

달리 표현하면, 고전압 측정 유닛은 적어도 2개의 플러그인 연결부의 합을 나타낸다. 실시예에 따라, 플러그인 연결부는 드라이 타입(dry type) 플러그인 접촉 커플링으로 구성된다. 플러그인 연결부가 드라이 타입 플러그인 연결부로 구성되는 경우, 이것은 예를 들어 고전압 측정 유닛 또는 인접한 모듈의 가스 볼륨의 소진(evacuation)과 같은 절연 가스 조작을 요구함이 없이 인접한 모듈(연결 모듈)에 고전압 측정 유닛이 연결되게 한다. 그 결과, 이 실시예는 경제적인 수리 및 (재) 임명 공정을 제공한다. 드라이 타입 플러그인 연결부라는 용어는, 대기 공기에 대해 고전압 절연을 제공하는 전기적으로 절연성인 플러그인 연결부인 것으로 이해된다. 이러한 상황에서 드라이 타입 플러그인 연결부의 각각 1차 단자 접점 또는 접촉 단자는 일반적으로 접지 전위에 있는 하우징에 대해 고체 절연체에 의하여 전기적으로 절연된다. 드라이 타입 플러그인 연결부의 실시예에 따라, 예를 들어 실리콘과 같은 연성 절연 물질의 고전압 절연체는 고체 절연체 및/또는 접촉 단자에 밀봉되게 장착된다. 달리 표현하면, 고전압 측정 유닛과 연결 모듈 사이의 접합부에 요구되는 가스 밀봉은 플러그인 연결부의 연결 영역에 그리고 어댑터 부분에 각각 삽입되는 실링부에 의하여 보장된다. 커플링 공정 동안, 연성 절연 물질은 주로 플러그인 커플링으로부터 대기 공기를 변위시킨다.

단일 1차 상 단자를 위한 가스 공간과, 이 1차 상 단자의 1차 전압을 측정하기 위한 측정 유닛을 갖는, 본 발명에 따른 고전압 측정 유닛의 기본적인 실시예가 이후 설명에서 언급되는 많은 잇점을 이미 제공한다고 하더라도, 특히 동일한 가스 공간에 예를 들어 3개의 1차 상 단자들과 측정 유닛들이 수용된 3상 고전압 측정 유닛의 다위상 실시예에서는 본 발명에 따른 고전압 측정 유닛이 가스 취급 및 가스 모니터링 이유 때문에 유리하다.

알려진 고전압 측정 유닛에 비해, 본 발명에 따른 고전압 측정 유닛의 기본적인 실시예는 특히 플러그인 접촉 연결부 또는 커플링부가 드라이 타입 플러그인 연결부로 구성될 때에 다수의 잇점을 제공한다. 제 1 잇점은 절연 가스로 가스 공간을 한번 충진하는 것을 요구한다는 사실에 있다. 그 결과, 예를 들어, 고전압 측정 유닛을 목적지, 예를 들어 서브스테이션으로 운반하기 위해 부분적으로 채우거나 이산화탄소와 같은 다른 가스로 채우는 것이 더 이상 필요치 않다. 제 2 잇점은 고전압 측정 유닛의 가스로 밀봉된 절연이 임명 상(commissioning phase)에 앞서 완전히 구현될 수 있으므로 이미 완전히 선 조립가능한 방식으로 선 조립 유닛으로서 고전압 측정 유닛이 테스트될 수 있다는 사실에 있다. 이것은 고전압 측정 유닛/전압 변압기가 예를 들어 전통적인 GIS 스위치기어 패널의 제조 위치로부터 원격지에 있는 공급자 또는 제 3 자에 의해 다른 위치에서 국부적으로 빈번히 제조되기 때문에 바람직하다. 전압 변압기는 일반적으로 스위치기어 패널 상에 조립되는 동안 제일 먼저 실제 사용 위치를 만난다.

제 3 잇점은 고전압 측정 유닛이 연결될 수 있는 인접한 모듈에서보다 고전압 측정 유닛의 가스 공간의 압력이 운반 동안 가스로 절연된 고전압 스위치기어 시스템의 동작시에 달라질 수 있다는 사실에 있다. 이것은, 영역이 큰 것으로 인해 3상 절연체의 경우에 절연 가스의 가스 압력의 점진적인 증가를 요구하는 알려진 디스크 형상의 전압 변압기에 비해 특히 눈에 띄는 점이다. 물론, 이것은 이러한 종래 기술의 장황하여 경제적으로 이익이 없는 부작용이다. 요구되는 간단한 조립 순서는 본 발명에 따라 고전압 측정 유닛을 연결 모듈에 조립하는 순서로 예시된다:

·GIS 모듈에 있는 연결 플랜지 영역을 청결히 한다

·고전압 측정 유닛의 플랜지형 어댑터 부분을 청결히 한다

·인접한 GIS 모듈 상에 고전압 측정 유닛을 위치시킨다

·플랜지형 어댑터 부분에 있는 고전압 측정 유닛을 인접한 모듈에 부착시킨다.

제 4 잇점은 본 발명에 따른 고전압 측정 유닛의 무게, 즉 질량이 고체 절연체를 포함하는 고전압 측정 유닛의 것보다 가스 절연으로 인해 명확히 더 낮다는 사실에 있다.

요약하면, 인접한 GIS 부품 또는 모듈에 있는 전압 변압기의 조립 동안 1차 부품의 플러그인 접촉은 스위치기어 패널의 조립 및 임명 절차를 상당히 간략하게 하고 가속하게 한다.

실시예에 따라, 고전압 측정 유닛은 전압 변압기로 구성된다. 전압 변압기는 예를 들어 EP 0 603 619 A1에 개시된 바와 같은 권선과 철심에 의한 고전압 측정인 것으로 이해된다.

고전압 측정 유닛의 가스 공간이 각 가스 공간에서 적어도 2바(200 000Pa)의 명목 압력에서 동작하도록 설계되는 압력 용기로 설계되면, GIS 고전압 모듈은 이 수단에 의하여 구현될 수 있다. 동작시, 고전압 측정 유닛은 이후 전압 레벨에 따라 예를 들어 2바, 6바 또는 그 이상의 바 압력의 절연 가스로 충진된다.

본 발명에 따른 고전압 측정 유닛은 하우징이 각 경우에 1차 상 단자마다 하우징측에 하나의 연결 개구를 구비하여, 하우징 측이 각 1차 상 단자를 둘러싸고 플랜지형 어댑터 부분으로 개방되는 경우 기계적으로 우수하고 경제적으로 인접한 모듈에 연결될 수 있다. 본 발명에 따른 고전압 측정 유닛은 예를 들어 연결 모듈의 적어도 하나의 어댑터 부분과, 플랜지형 방식으로 구성된 상대 플랜지가 모두 각 경우에 나사 연결부를 수용하기 위한 관통 홀을 구비한다는 점에서 연결 모듈에 기계적으로 부착된다.

플랜지형 어댑터 부분이 적어도 2개의 플러그인 연결부의 경우에 제 1 평면에 배열되는 경우, 고전압 측정 유닛은 조립시 그리고 임명 동안 모두 유리한 지지베이스로서 사용되는 이 평면에 적어도 일시적으로 용이하게 배치될 수 있다. 3상 고전압 측정 유닛의 예에서, 플랜지형 어댑터 부분의 축들이 공통 제 2 평면 내에 모두 위치하는지 또는 이들이 서로에 대하여 삼각형으로 배열되는지는 관련성이 없다.

다위상 고전압 측정 유닛의 경우에, 각 플러그인 연결부는 고전압 측정 유닛의 동작시 하우징에 대하여 전기적으로 각 1차 상 단자를 절연하기 위하여 고전압 측정 유닛의 적어도 2개의 플러그인 연결부의 경우에 절연 바디의 부품을 형성한다. 절연 바디를 다수의 부품 절연 바디로 분할함으로써, 단위 영역마다 절연 바디의 압력 부하는 디스크 형상의 3상 절연체에 비해 상당히 감소될 수 있다.

다수의 플러그인 연결부를 구비하는 고전압 측정 유닛의 플랜지형 어댑터 부분이 예를 들어 조립 동안 모듈을 일시적으로 저장하는 저장 영역으로 동시에 제공되는 경우, 플러그인 연결부는 제 2 평면에 배열되는 경우 유리하다. 제 2 평면은 제 1 평면에 대해 횡방향으로, 특히 제 1 평면에 수직하게 배열된다. 그 결과, 연결 개구의 각 중심들은 공통인 제 1 직선 라인 상에 위치된다. 이 실시예의 다른 잇점은 최적의 모듈성을 보장하는 모듈의 다양한 적용성의 추가적인 증가에 있다.

가스로 절연된 고전압 측정 유닛의 일 실시예에서, 가스로 절연된 고전압 측정 유닛은 적어도 3상 전도체 또는 1차 상 단자를 구비한다. 이 배열에서, 적어도 3개의 플러그인 연결부는 다양한 적용, 예를 들어 인접한 연결 모듈(예를 들어, 제 2 모듈)에 대하여 180°만큼 회전된 설치를 가능하게 하는 제 1 평면에서 제 1 직선 라인을 따라 일정한 거리로 서로 이격되어 배열된다.

가스로 절연된 고전압 측정 유닛의 일 실시예에서, 동일한 모듈의 적어도 2개의 연결 개구의 어댑터 부분이 각 경우에 공통 어댑터 부분에 적어도 부분적으로 통합된다. 이것은 예를 들어 형상과 크기에 있어서 일반적으로 개선된 안정성과 연관된 고전압 측정 유닛의 하우징의 주조 후에 연결 표면의 간략화된 기계 가공을 허용한다. 다른 잇점은 조립 동안 어댑터 부분에의 우수한 접근성에 있다.

플러그인 연결부의 실시예에 따라, 플러그인 연결부는 각 경우에 전도체/위상 마다 하나의 암(female) 및 하나의 수(male) 커플링 부품을 구비한다. 따라서, 예를 들어, 플러그인 연결부는 전기적으로 연결될 수 있는 또는 각각 전기적으로 연결되는 하나의 소켓 요소와 하나의 접촉 요소를 구비하며, 소켓 요소는 고전압 측정 유닛의 어댑터 부분에 부착되며, 핀 형상의 접촉 단자로 구성된 접촉 요소는 인접한 모듈(연결 모듈)의 어댑터 부분에 부착된다.

다위상, 예를 들어 3상 방식으로 캡슐화된 고전압 측정 유닛과 연결 모듈의 일 실시예에 의하여, 연결 모듈과 고전압 측정 유닛의 조립 위치의 코딩은 예를 들어 제 1 모듈의 2개의 상(R, S)이 소켓 요소를 구비하고 하나의 상(T)이 플러그인 연결 단자로 핀 형상의 접촉 단자를 구비하는 반면, 제 2 모듈의 2개의 대응하는 상(R,S)이 핀 접점으로 구성되고 연결 모듈의 제 3 상(T)이 소켓 요소로 구성되는 경우 달성될 수 있다. 그러한 구성을 사용하여, 거의 훈련되지 않은 사원이 조립하는 경우에도 연결 모듈에 고전압 측정 유닛의 조립을 아주 간단하게 신뢰성있게 보장할 수 있는 것이 가능하다.

특히 단일 1차 단자만을 구비하는 본 발명에 따른 하나의 고전압 측정 유닛에서, 고전압 측정 유닛의 연결 모듈에의 대안적인 기계적인 부착도 생각해 볼 수 있다. 이러한 실시예에서, 고전압 측정 유닛 측 상의 부품 또는 전기 라인을 위한 전력 커플링으로 구성된 플러그인 연결부의 연결 모듈측 상의 부품은 연결 모듈의 상대 플랜지로부터 접근가능하거나 또는 고전압 측정 유닛으로부터 접근가능한 부착 점을 플랜지 측에 구비한다. 그러한 부착점의 일 실시예에서, 플러그인 연결부의 연결 모듈측 상의 부품은 전단(front end)에서 접근가능한 내부 나사 소켓을 구비하는 반면, 고전압 측정 유닛의 하우징의 플랜지형 어댑터 부분은 나사를 도입하기 위한 관통 홀을 구비한다.

대안적으로 또는 조합으로, 고전압 측정 유닛의 어댑터 부분 또는 어댑터 부분들은 각각 적어도 하나의 클램핑 연결에 의하여 인접한 모듈에 연결될 수 있다. 요구조건과 주어진 상황에 따라, 클램핑 연결부 또는 클램핑 연결부들은 각각 적어도 부분적으로 외주 상에서 어댑터 부분 또는 어댑터 부분들을 둘러싼다.

적어도 하나의 플러그인 연결부가 필드 제어 전극을 구비하는 경우, 적어도 하나의 플러그인 연결부 또는 고전압 측정 유닛은 각각 절연에 대하여 전기적 요구조건을 총족시킬 수 있도록 하기 위해 기본 변형과는 구별하여 대응되게 적응되어야 한다.

고전압을 측정하기 위해 고전압 변압기로서의 고전압 측정 유닛의 실시예에 대한 대안으로서, 고전압 측정 유닛의 다른 실시예는 적어도 하나의 용량성 전압 분할기를 구비할 수 있다.

고전압 측정 유닛과 연계하여 언급된 잇점과 효과는 본 발명에 따른 적어도 하나의 고전압 측정 유닛을 구비하는 가스로 절연된 스위치기어 시스템에도 대응되게 적용된다.

도면에서, 본 발명의 예시적인 실시예들이 단지 도식적으로만 도시되어 있다.
도 1은 가스로 절연된 인접한 모듈로 전력 측을 커플링하기 위한 플러그인 연결부를 갖는 3상 고전압 측정 유닛의 제 1 실시예에 따른 길이방향의 단면도.
도 2는 도 1에 있는 단면 II-II에 따른 제 1 실시예의 하우징 단면을 간략화된 형태로 도시하는 도면.
도 3은 가스로 절연된 인접한 모듈로 전력 측을 커플링하기 위한 플러그인 연결부를 갖는 3상 고전압 측정 유닛의 제 2 실시예에 따른 길이방향의 단면도.
도 4는 방향(A)으로부터 본 도 3에 도시된 고전압 측정 유닛의 3차원 도면.

도 1의 분리된 상태에 있는 3상 방식으로 캡슐화된 2개의 HV-GIS 모듈의 제 1 실시예에 따른 길이방향의 단면은 이후 설명에서 제 2 모듈이라고도 언급하는 인접한 모듈(2)에 연결될 수 있는 가스로 절연된 고전압 측정 유닛(1)을 도시한다. 고전압 측정 유닛은 전압 변압기로 구성된 반면, 연결 영역만이 도시된 인접한 모듈(2)은 예를 들어 가스로 절연된 스위치기어 패널의 연결 모듈을 나타낸다. 두 모듈은 각 경우에 하우징(3,4)을 가진다. 하우징(3)은 Z 방향으로 연장하는 1차 상 단자라고도 언급하는 3개의 명목 전도체 단자(상 전도체)(5,6,7)들을 포함한다. 하우징(4)은 기기 변압기로 구성된 대응하는 측정 유닛(11)에 연결되는 3개의 대응하는 명목 전도체 단자(상 전도체/1차 상 단자)(8,9,10)들을 더 포함한다. 제 1 모듈의 상 전도체(5,6,7)들은 각 경우에 상마다 하나의 플러그인 연결부(12)를 통해 제 2 모듈(2)의 스타일화된 형태로 도시된 상 전도체(8,9,10)에 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 고전압 측정 유닛의 상 전도체(5,6,7)들을 제 2 모듈(2)의 상 전도체(8,9,10)들에 전기적으로 연결하는 것은 플러그인 연결부(12)를 통해서만 수행된다. 도 1에 도시된 모듈(1,2)의 실시예에서, 고전압 측정 유닛의 1차 상 단자는 각각 그 단부에 하나의 소켓 요소(13)를 구비하는 반면, 연결 모듈(2)의 1차 상 단자는 각 플러그인 연결부(12)의 상보적인 부분으로서 단부에 수 부품(male part)으로서의 핀 형상의 접촉 단자(14)를 구비한다. 기본적인 변형예에서, 소켓 요소(13)의 절연 부분은 주조된 수지로 만들어지는 반면, 전도성 금속 커넥터 소켓(15)은 소켓 요소(13)의 명목 전도체 단자로서 사용된다. 그러나, 요구조건에 따라, 다른 적절한 물질이 주조된 수지 대신에 이를 위해 더 사용될 수 있다. 플러그인 연결부(12)의 전기적인 연결은 커넥터 소켓(15)과 또한 금속 접촉 단자(27)를 통해 수행된다.

도 1에서, 고전압 측정 유닛(1)과 제 2 모듈(2)은 더 양호한 도시를 위해 서로 조립하는 동안 도시된다.

하우징(3,4)은 각 경우에 각 모듈(1,2)의 가스 공간(15,16)을 한정하며, 하우징 측에 있는 연결 개구(17,18)에서 1차 상 단자마다 개방되어, 하우징 측은 각 경우에 각 1차 상 단자를 둘러싸며 플랜지형 어댑터 부분(19,20)에서 개방된다.

2개의 플랜지형 어댑터 부분(19,20)은 예를 들어 간략화된 형태로 도시된 나사 연결부(22)를 통해 서로 기계적으로 연결될 수 있다.

플랜지 측의 가스 공간(15,16)의 실링은 소켓 요소(13)의 절연 부분을 통해 수행되며, 이는 동작시 접지, 즉 하우징(3,4)에 대한 1차 상 단자의 전기적인 절연을 동시에 보장한다.

도 1은 소켓 요소(13)들이 모두 제 1 평면(24)에서 연장하는 윤곽 라인 내에 배열된 것을 더 도시한다. 도 4를 함께 참조하면, 제 1 평면(24)이 예를 들어 조립 동안 고전압 측정 유닛을 일시적으로 저장하는 배치 영역으로서 매우 우수한 능력을 제공한다는 것이 명확해진다. 나아가, 이 변형예에서 1차 전도체 단자 또는 플러그인 접촉 부품은 각각 타격(hit) 등과 같은 외부 간섭 영향으로부터 비교적 잘 보호된다.

도 2를 함께 참조하면, 도 1에 도시된 고전압 측정 유닛의 하우징의 형상이 보다 명확하게 된다. 도 1에서 단면 II-II을 따라 도 2에 간략화된 형태로 도시된 제 1 실시예의 하우징 단면은 XY 평면 방향 또는 XY 방향으로 각각 연장한다. 고전압 측정 유닛(1)의 공통 가스 공간(15)은 플랜지형 어댑터 부분(19) 쪽으로는 3개의 단 상 캡슐화된 1차 상 단자들과 같은 하우징 리브(21)로 구성되며, 이로 인해 가스 공간은 플랜지형 어댑터 부분(19)과는 반대쪽 고전압 측정 유닛(1)의 단부에서는 단일 가스 공간(15)으로 유압적으로 개방된다. 도 2는 각 철심(23)을 갖는 기기 변압기로 사용되는 3개의 권선(11)을 도시하며, 여기서 철심(23)은 단면도에 도시되어 있지 않다.

도 2에는 3개의 측정 유닛(11) 또는 기기 변압기(11)가 각각 각 권선(32)과 철심(23)을 가지게 도시되며, 여기서 철심(23)은 단면도에 도시되어 있지 않다.

도 3은 도 1의 제 1 실시예와 유사한 고전압 측정 유닛의 제 2 실시예를 도시한다. 그 유사성으로 인해, 도 1과의 차이점만이 이후 설명에서 설명된다. 동일하거나 동일한 작용을 하는 요소들은 동일한 참조 부호로 제공된다.

고전압 측정 유닛의 제 1 실시예와는 달리, 고전압 측정 유닛(1a)의 제 2 실시예는 플러그인 연결부(12)의 암 및 수 접촉 부품을 모두 구비한다. 최종 코딩은 인접한 모듈(2)에 있는 고전압 측정 유닛(1a)의 조립 동안 절대적으로 특정한 설치 위치를 허용한다. 그 결과, 혼동된 상(5,7), 예를 들어 혼동된 R 및 T 상의 잠재적인 에러들이 시작시부터 신뢰성있게 제거될 수 있다.

도 3에 도시된 플러그인 연결부(12)의 위치로부터 볼 수 있는 바와 같이, 1차 상 단자는 각 경우에 좌측과 중심 부분에 핀 형상의 접촉 단자(14)를 가지는 반면, 1차 상 단자만은 우측 부분에 소켓 요소(13)를 가진다. 핀 형상의 접촉 단자(14)와 소켓 요소(13)는 모두 착탈가능한 플러그인 연결부(12)의 일부분을 형성한다.

물론, 상이하게 형성된 요소들(13,14)은 접지(하우징)에 대하여 1차 부품의 전기적 절연을 위해 상이한 절연체를 요구한다. 수 개의 부품들로 구성된 절연 바디(28)는 1차 상 단자(7)에서 우측 부분에 컵 형상의 절연 요소(29)를 구비하는 반면, 좌측과 중심 부분에 있는 1차 상 단자(5,6)들의 핀 형상의 접촉 단자(14)들은 예를 들어 기본 실시예에 있는 절연 슬리브(30)만을 구비한다. 컵 형상의 절연 요소(29)와 절연 슬리브(30) 모두는 플랜지형 어댑터 부분(19)의 영역에서 하우징(3)에 전기 절연체를 가스 밀봉되게 고정 연결을 형성한다. 다시 말해, 절연 슬리브(30)와 컵 형상의 절연 요소(29)는 공동으로 고전압 측정 유닛(1a)의 절연 바디(28)를 형성한다.

도 2를 함께 참조하면, 도 4에 도시된 고전압 측정 유닛(1a)의 3차원 도면은 플러그인 연결부(12)의 스타일화된 형태로 도시된 3개의 부품이 제 2 평면(25)에 배열되어 있는 것을 더 도시한다. XY 방향 또는 XY 평면으로 각각 연장하는 제 1 평면(24)이 XZ 방향으로 연장하는 제 2 평면(25)에 수직하게 연장하므로, X 방향으로 연장하는 단면 라인이 생성된다. 그 결과, 연결 개구(17)의 각 중심들은 공통인 제 1 직선 라인(26) 상에 일정한 거리(31)로 서로 떨어져 배열되게 위치된다.

전술된 바와같이, 본 발명은 등에 이용가능하다.

1, 1a : 고전압 측정 유닛
2 : 제 2 모듈, 인접한 모듈
3 : 고전압 측정 유닛의 하우징
4 : 제 2 모듈의 하우징
5, 6, 7 : 고전압 측정 유닛의 1차 상 단자
8, 9, 10 : 제 2 모듈의 1차 상 단자
11 : 기기 변압기
12 : 플러그인 연결부
13 : 소켓 요소, 소켓 형상 상대접촉부
14 : 핀 형상의 접촉 단자
15 : 고전압 측정 유닛의 가스 공간
16 : 제 2 모듈의 가스 공간
17, 18 : 하우징 측에 있는 연결 개구
19 : 고전압 측정 유닛의 플랜지형 어댑터 부분
20 : 제 2 모듈의 플랜지형 어댑터 부분
21 : 하우징 리브
22 : 나사 연결부
23 : 철심
24 : 제 1 평면
25 : 제 2 평면
26 : 직선 라인
27 : 접촉 단자
28 : 절연 바디, 절연성 바디
29 : 컵 형상의 절연 요소
30 : 절연 슬리브
31 : 일정한 거리
32 : 기기 변압기의 권선

Claims

고전압을 측정하기 위한 가스로 절연된 고전압 측정 유닛(1,1a)으로서,
압력 용기로 구성된 하우징(3)과,
적어도 하나의 1차 상 단자(5,6,7)들의 1차 전압을 측정하기 위해 적어도 하나의 측정 유닛(11)에 연결된 적어도 하나의 1차 상 단자(5,6,7)들을
포함하며,
상기 하우징(3)의 가스 공간(15)은, 적어도 하나의 1차 상 단자(5,6,7)들이 가스 공간(15)에서 전기적으로 절연되어 배열되도록 고전압 측정 유닛(1,1a)의 동작시 절연 가스로 채워지고, 상기 적어도 하나의 1차 상 단자(5,6,7)들은 연결 영역에서 인접한 모듈(2)에 전기적으로 연결될 수 있고, 상기 가스 공간은 연결 영역에서 절연 바디에 의해 한정되는, 고전압 측정 유닛(1,1a)에 있어서,
각 1차 상 단자(5,6,7)는 하우징(3)의 별개의 연결 개구(17)에 배열된 착탈가능한 플러그인 연결부(12)의 부품을 구비하며, 상기 플러그인 연결부(12)는 한편으로는 1차 상 단자(5,6,7)들을 인접한 모듈(2)의 대응하는 1차 상 단자(8,9,10)들에 전기적으로 연결하기 위한 플러그인 접촉 커플링 부품이고, 다른 한편으로는 외부로 가스 밀봉되게 가스 공간(15)을 폐쇄시키는데 사용되는 것을 특징으로 하는 가스로 절연된 고전압 측정 유닛.
제 1 항에 있어서, 상기 압력 용기는 가스 공간(15) 내에 적어도 2바(bar)의 명목 압력에서 동작하도록 설계된 것을 특징으로 하는 가스로 절연된 고전압 측정 유닛.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 하우징(3)은 각 경우에 1차 상 단자(5,6,7)마다 하우징 측에 하나의 연결 개구(17)를 구비하며, 상기 하우징 측은 각 1차 상 단자(5,6,7)들을 둘러싸고 플랜지형 어댑터 부분(19)으로 개방되어 있으며, 이 플랜지형 어댑터 부분(19)은 고전압 측정 유닛(1,1a)을 인접한 모듈(2)에 기계적으로 연결하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 가스로 절연된 고전압 측정 유닛.
제 3 항에 있어서, 상기 플랜지형 어댑터 부분(19)은 적어도 2개의 플러그인 연결부(12)의 경우에 제 1 평면(24)에 위치되는 것을 특징으로 하는 가스로 절연된 고전압 측정 유닛.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 각 플러그인 연결부는 고전압 측정 유닛(1,1a)의 동작시 하우징(3)에 대하여 전기적으로 각 1차 상 단자(5,6,7)를 절연하기 위하여 고전압 측정 유닛(1,1a)의 적어도 2개의 플러그인 연결부(12)의 경우에 다부품 절연 바디(28)의 일 부품을 형성하는 것을 특징으로 하는 가스로 절연된 고전압 측정 유닛.
제 4 항에 있어서, 상기 플랜지형 어댑터 부분(19)은 적어도 2개의 플러그인 연결부(12)의 경우에 제 2 평면(25)에서 서로 평행하게 연장하게 배열되고, 상기 제 2 평면(25)은 제 1 평면(24)에 대해 횡방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는 가스로 절연된 고전압 측정 유닛.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 고전압 측정 유닛(1,1a)은 적어도 3개의 1차 상 단자(5,6,7)들을 구비하는 것을 특징으로 하는 가스로 절연된 고전압 측정 유닛.
제 7 항에 있어서, 상기 적어도 3개의 1차 상 단자(5,6,7)들은 일정한 거리(31)로 서로 이격되어 제 1 평면(24)에 배열되는 것을 특징으로 하는 가스로 절연된 고전압 측정 유닛.
제 3 항에 있어서, 적어도 2개의 연결 개구(17)의 어댑터 부분(19)은 각 경우에 부분적으로 공통 어댑터 부분에 통합되는 것을 특징으로 하는 가스로 절연된 고전압 측정 유닛.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 플러그인 연결부(12)는 인접한 모듈(2)의 소켓 형상의 상대접촉부(13) 내에 삽입하기 위한 핀 형상의 접촉 단자(14)를 포함하며, 상기 핀 형상의 접촉 단자(14)는 어댑터 부분(19)에 부착되는 것을 특징으로 하는 가스로 절연된 고전압 측정 유닛.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 적어도 하나의 플러그인 연결부(12)는 인접한 모듈(2)의 핀 형상의 상대접촉부(14)를 수용하기 위한 소켓 요소(13)를 구비하며, 상기 소켓 요소(13)는 어댑터 부분(19)에 부착되는 것을 특징으로 하는 가스로 절연된 고전압 측정 유닛.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 적어도 하나의 플러그인 연결부(12)는 드라이 타입(dry-type) 플러그인 연결부인 것을 특징으로 하는 가스로 절연된 고전압 측정 유닛.
제 1 항에 있어서, 상기 고전압 측정 유닛(1,1a)은 전압 변압기로 구성된 것을 특징으로 하는 가스로 절연된 고전압 측정 유닛.
가스로 절연된 스위치기어 시스템으로서,
제 1 항 또는 제 2 항 중 어느 한 항에 있는 고전압 측정 유닛(1,1a)을 적어도 하나 포함하는 것을 특징으로 하는 가스로 절연된 스위치기어 시스템.
제 4 항에 있어서, 상기 플랜지형 어댑터 부분(19)은 적어도 2개의 플러그인 연결부(12)의 경우에 제 2 평면(25)에서 서로 평행하게 연장하게 배열되고, 상기 제 2 평면(25)은 제 1 평면(24)에 수직하게 배열되는 것을 특징으로 하는 가스로 절연된 고전압 측정 유닛.