KR101310280B1 - 지상 개폐기의 절연가스 점검 및 교체방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지상 개폐기의 절연가스 점검 및 교체 방법에 관한 것으로, 상세하게는 지상 개폐기의 각 제조사별 가스 주입구 구조에 각각 대응하고, 다수의 홀을 구비한 가스 주입 기구를 이용하여 지상 개폐기의 진공작업을 수행하여 절연가스 점검 및 교체 시간을 단축할 수 있는 지상 개폐기의 절연가스 점검 및 교체방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 지상 개폐기의 각 제조사별 가스 주입구 구조에 각각 대응하고, 다수의 관통홀을 구비한 가스 주입 기구를 이용하여 지상 개폐기의 진공작업을 수행함으로써 지상 개폐기의 가스 주입구를 통해 배출 또는 주입되는 절연가스의 이동 통로를 확장시켜 절연가스 점검 및 교체 시간을 단축할 수 있다.

Description

지상 개폐기의 절연가스 점검 및 교체방법{METHOD FOR CHECKING AND CHANGING INSULATING GAS OF LOAD BREAK SWITCH}
본 발명은 지상 개폐기의 절연가스 점검 및 교체 방법에 관한 것으로, 상세하게는 지상 개폐기의 각 제조사별 가스 주입구 구조에 각각 대응하고, 다수의 홀을 구비한 가스 주입 기구를 이용하여 지상 개폐기의 진공작업을 수행함으로써 절연가스 점검 및 교체 시간을 단축할 수 있는 지상 개폐기의 절연가스 점검 및 교체방법에 관한 것이다.
일반적으로, 변전소에서 전력 수용가 측으로 공급하는 전력은 대략 22,000V에서 26,000V로 승압시켜 공급하고 있는데, 이 경우 전력회사에서는 전력계통의 보호를 위해 인도변의 지상이나 옥외에 전원공급을 제어할 수 있는 지상 개폐기를 설치하여 사용하고 있으며, 이러한 지상 개폐기의 내부에는 절연가스가 충진되어 있다.
지상 개폐기의 내부에 충진되는 절연가스로는 절연특성이 우수한 육불화황(SF6) 가스가 주로 사용되며, 육불화황(SF6) 가스는 물리적, 화학적, 전기적 성질이 매우 우수하고, 절연 내력과 소호 능력이 뛰어나 고전압과 대전력 차단에 적합한 것으로 알려져 있다.
이러한 지상 개폐기는 고압 전류가 흐르는 지상 개폐기에 행인이 접근하는 경우 인명사고, 특히 폭우 또는 폭설 등에 기인한 습기에 의해 내부가 노화되거나, 외부로 방전되어 감전사고 등과 같은 인명사고가 발생하는 것을 방지하기 위하여 지상 개폐기의 경우에는 개폐기를 탱크로 완전 밀봉하여 절연에 만전을 기하고 있다.
그러나, 밀봉 특성이 우수한 지상 개폐기의 경우에도 외부 기온의 급격한 상승, 과부화, 지락, 단락 등에 기인한 이상 전류에 의해 지상 개폐기의 탱크 내의 압력이 급격히 상승되면 지상 개폐기의 탱크 내부에 충진된 절연가스가 순간 6 ~ 10㎏/㎠ 이상의 고압력으로 팽창되어 개폐기의 탱크가 폭발되는 사고가 발생하고 있다.
이에 따라, 지상 개폐기의 폭발 사고 등을 방지하기 위하여 노후화가 진행된 지상 개폐기들을 우선적으로 선정하여 점검한 후, 이상 유무에 따라 해당 지상 개폐기를 교체해야 하지만, 지상 개폐기 전부를 교체하는 경우 비교적 고가의 지상 개폐기 교체에 따른 막대한 비용과, 긴 작업시간이 소요되어 현실적으로 어려운 실정이었다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 대한민국 등록특허 10-1178897호(등록일 : 2012. 08. 27)에는 지상 개폐기와 같은 지상기기에 충진된 절연가스가 손상에 의해 누설되거나 외부 환경에 의해 열화되는 경우, 지상기기 자체를 교체하지 않고도 용이하게 지상기기를 절연보강하여 누설을 막고, 절연가스의 교체를 신속하고 자동적으로 수행할 수 있는 지상기기의 절연가스 분석 및 보강방법에 대해 제안된 바 있었다.
상기 대한민국 등록특허 10-1178897호에서 제안된 지상기기의 절연가스 분석 및 보강방법에서는 절연가스를 포함하고 있는 지상기기의 주입구에 일률적으로 정형화된 커넥터를 부착하여 지상기기의 주입구를 통해 절연가스를 배출하고, 배출된 절연가스를 이용하여 절연가스의 순도, 농도 수분함량 등을 측정하여 이상 유무를 점검하였다.
그러나, 상기 대한민국 등록특허 10-1178897호에서와 같이 일률적으로 정형화된 커넥터를 부착하여 절연가스를 배출하거나 충진시 커넥터의 진공통로가 협소하여 진공작업이 장시간 소요되는 등의 문제가 발생하였다. 특히, 지상기기, 즉 지상 개폐기의 주입구는 각 지상 개폐기의 제조사별로 구조가 다르기 때문에 일률적으로 정형화된 커넥터를 부착하여 진공작업을 수행하는 경우 작업이 번거로울 뿐만 아니라 작업시간이 장시간 소요되어 수용가의 불편을 초래하는 등의 문제가 발생하였다.
KR 10-1178897 B1, 2012. 08. 27. KR 10-0995989 B1, 2010. 11. 16. KR 10-0978892 B1, 2010. 08. 24. KR 10-2005-0079936 A, 2005. 08. 11.
따라서, 본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 지상 개폐기의 각 제조사별 가스 주입구 구조에 각각 대응하고, 다수의 홀을 구비한 가스 주입 기구를 이용하여 지상 개폐기의 진공작업을 수행하여 절연가스 점검 및 교체 시간을 단축할 수 있는 지상 개폐기의 절연가스 점검 및 교체방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 일 측면에 따른 본 발명은 외함(11)과, 차단기가 내장되고 절연가스가 충진된 내함(12)과, 상기 내함(12)에 설치된 가스 주입구(13)와, 상기 내함(12)의 내부에 충진된 절연가스의 압력을 표시하는 아날로그 가스 압력계(14)와, 상기 차단기의 선로 연결용 부싱(15)과, 접지 케이블용 부싱(16)을 포함하는 지상 개폐기(10)의 절연가스 점검 및 교체방법에 방법에 있어서, (a) 상기 가스 주입구(13)에 상기 가스 주입구(13)를 통해 배출 또는 주입되는 가스가 이동하는 통로에 다수의 관통홀(32b)이 형성된 가스 주입 기구(30)를 장착하는 단계와, (b) 상기 지상 개폐기(10)에 설치된 상기 아날로그 가스 압력계(14)를 통해 상기 지상 개폐기(10)의 내함(12)에 충진된 절연가스의 가스 압력량을 측정하는 단계와, (c) 상기 가스 주입 기구(30)에 디지털 가스 압력계(41)를 결합한 후 밸브를 개방하여 상기 지상 개폐기(10)의 내함(12)에 충진된 절연가스의 가스 압력량을 측정하는 단계와, (d) 상기 아날로그 가스 압력계(14)를 통해 측정된 가스 압력량과, 상기 디지털 가스 압력계(41)를 통해 측정된 가스 압력량을 비교하여 일치하는지 확인하는 단계와, (e) 상기 (d) 단계의 비교 결과, 상기 아날로그 가스 압력계(14)와 상기 디지털 가스 압력계(41)를 통해 측정된 가스 압력량이 상호 일치하는 경우, 상기 지상 개폐기(10)에 설치된 명판에 기록된 가스 적정량과, 상기 아날로그 가스 압력계(14)와 상기 디지털 가스 압력계(41)를 통해 측정된 가스 압력량을 비교하여 일치하는지 확인하는 단계와, (f) 가스 분석기(42)를 이용하여 상기 지상 개폐기(10)의 내함(12)에 충진된 절연가스의 성분을 분석하는 단계와, (g) 상기 지상 개폐기(10)의 내함(12)에 충진된 절연가스의 성분을 분석한 결과, 상기 지상 개폐기(10)의 내함(12)에 충진된 절연가스의 성분 분석이 판정기준에 미달한 경우 상기 지상 개폐기(10)의 내함(12)에 충진된 절연가스를 교체하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지상 개폐기의 절연가스 점검 및 교체방법을 제공한다.
바람직하게, 상기 가스 주입 기구(30)는 내부가 상기 가스 주입구(13)의 외부에 대응하는 형상을 갖도록 제조되고 일측부와 타측부가 서로 연통하여 각각 개방된 제1 및 제2 개구부를 구비하되, 상기 제1 개구부에는 상기 가스 주입구(13)가 삽입된 후 나사 체결 방식으로 결합되는 커플러(31)와, 상기 커플러(31)의 내주연에 대응하여 원형으로 이루어지고, 상기 커플러(31)의 내부에 삽입되어 나사 체결 방식으로 결합되되, 중앙에는 상기 커플러(31)의 제1 개구부 방향으로 가스 주입핀(32a)이 돌출 형성되어 있고, 상기 가스 주입핀(32a)을 둘러싸도록 다수의 관통홀(32b)이 형성되어 있는 가스 개폐부재(32)와, 상기 커플러(31)의 제2 개구부에 체결된 가스 조절밸브(33)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게, 상기 (d) 단계의 비교 결과, 상기 아날로그 가스 압력계(14)를 통해 측정된 가스 압력량과, 상기 디지털 가스 압력계(41)를 통해 측정된 가스 압력량이 상호 일치하지 않은 경우, 상기 아날로그 가스 압력계(14)를 교체 처리하는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게, 상기 (e) 단계의 비교 결과, 상기 지상 개폐기(10)에 설치된 명판에 기록된 가스 적정량과, 상기 아날로그 가스 압력계(14)와 상기 디지털 가스 압력계(41)를 통해 측정된 가스 압력량이 상호 일치하지 않은 경우, 상기 가스 주입구(13)에 충진 호스(45)를 결합한 상태에서 가스 충진 탱크(44)를 이용하여 상기 명판에 기록된 가스 적정량까지 충진하는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게, 상기 (g) 단계는 (g-1) 상기 가스 주입구(13)에 배기 호스(48)를 결합한 상태에서 진공펌프(47)를 이용하여 상기 지상 개폐기(10)의 내함(12)에 충진된 절연가스를 배출하는 단계와, (g-2) 상기 진공펌프(47)를 통해 상기 지상 개폐기(10)의 내함(12)으로부터 배출된 기체 상태의 절연가스를 가스 회수기(49)를 이용하여 액체 상태로 변환하는 단계와, (g-3) 상기 가스 회수기(49)를 통해 액체 상태로 변환된 절연가스를 액체 저장 탱크(50)로 회수하는 단계와, (g-4) 상기 지상 개폐기(10)의 내함(12)에 충진된 절연가스의 회수가 완료되면, 상기 가스 주입구(13)에 충진 호스(45)를 결합한 상태에서 가스 충진 탱크(44)를 이용하여 절연가스가 회수된 상기 지상 개폐기(10)의 내함(12)에 절연가스를 충진하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게, 상기 (g-1) 내지 (g-3) 단계는 상기 아날로그 가스 압력계(14)가 지시하는 지시침이 -76cmHg(10.336kgf/m2)가 될 때까지 반복적으로 실시하는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게, 상기 (g-3) 단계에서, 상기 액체 저장 탱크(50)의 회수는 시간당 10Kg(10Kg/1h) 이내로 하고, 회수율은 적어도 99%으로 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게, 상기 (a) 단계 전, (h) 상기 지상 개폐기(10)의 내부 및 외함(11)을 점검하는 단계와, (i) 상기 지상 개폐기(10)의 내부에 설치된 부품들의 연결 부위를 열화상 카메라(21)를 이용하여 촬영하고, 이를 토대로 상기 부품들의 열화의 정도를 측정하는 단계와, (j) 온습도계(22)를 이용하여 주변 환경의 온습도를 측정하는 단계와, (k) 상기 지상 개폐기(10)의 부하상태 및 전기적 특성을 측정 및 점검하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 지상 개폐기의 각 제조사별 가스 주입구 구조에 각각 대응하고, 다수의 관통홀을 구비한 가스 주입 기구를 이용하여 지상 개폐기의 진공작업을 수행함으로써 지상 개폐기의 가스 주입구를 통해 배출 또는 주입되는 절연가스의 이동 통로를 확장시켜 절연가스 점검 및 교체 시간을 단축할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 지상 개폐기의 내함에 충진된 절연가스의 압력량 측정시 아날로그 가스 압력계를 통해 측정된 가스 압력량과 디지털 가스 압력계를 통해 측정된 가스 압력량을 상호 비교함으로써 기설치된 아날로그 가스 압력계가 장시간 사용으로 인해 지시침이 오작동되는 경우에도 정확한 가스 압력량을 측정 확인할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 지상 개폐기의 내함에 충진된 절연가스의 교체시 회수된 기체 상태의 절연가스를 가스 회수기를 이용하여 액체 상태로 변환한 후 액화 저장 탱크로 회수함으로써 종래기술에서와 같이 기체 상태의 절연가스를 회수하는 과정에서 대기중으로 기체 상태의 절연가스가 퍼져 환경 오염 등이 유발되는 것을 방지할 수 있다.
도 1 내지 도 3은 현재 설치 운용중인 25.8KV 지상 개폐기들 중 일부 지상 개폐기를 촬영한 사진들.
도 4는 일반적인 지상 개폐기의 구성을 간략하게 설명하기 위하여 일례로 도시한 사진.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가스 주입 기구를 이용한 지상 개폐기의 절연가스 점검 및 교체방법을 설명하기 위하여 도시한 흐름도.
도 6은 본 발명에 따른 지상 개폐기의 부하상태 및 전기적 특성의 측정 및 점검 방법을 설명하기 위하여 도시한 흐름도.
도 7은 본 발명에 따른 지상 개폐기의 절연가스 항목별 점검 방법을 설명하기 위하여 도시한 흐름도.
도 8 내지 도 29는 각 단계별 실제 절연가스 점검 및 교체방법을 도시한 사진들.
도 30은 일례로 도 17에 도시된 가스 주입 기구들 중 하나를 도시한 조립 사시도.
도 31은 도 30에 도시된 가스 주입 기구를 도시한 분해 사시도.
도 32는 도 30에 도시된 가스 주입 기구의 조립 단면도.
도 33은 본 발명에 따른 지상 개폐기의 진공작업을 설명하기 위하여 도시한 개략도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.
본 명세서에서, 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문어구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작(작용)은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 다수의 홀을 구비한 가스 주입 기구를 이용한 지상 개폐기의 절연가스 점검 및 교체방법을 설명하기 위하여 앞서, 현재 인도변의 지상이나 옥외에 설치되어 운용중인 지상 개폐기들은 제조하는 제조사별로 다른 구조를 갖는다.
도 1 내지 도 3은 현재 설치 운용중인 25.8KV 지상 개폐기들 중 일부 지상 개폐기를 촬영한 사진들로서, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 현재 설치 운용중인 지상 개폐기들은 외함, 내함, 그리고 내함 내부구성(내부결선 등)에 있어서 각 제조사별로 차이를 보이고 있으며, 특히 본 발명의 기술적 특징과 밀접한 가스 주입구 또한 각 제조사별 설치되는 위치, 크기 및 형상에 있어서 큰 차이를 보이고 있다.
이에 따라, 본 발명에서는 지상 개폐기의 제조사별 서로 다른 가스 주입구에 각각 대응하여 결합이 용이하고 가스 주입의 충진 및 배출시 시간을 단축할 수 있는 다수의 관통홀(가수 주입구로부터 가스가 주입 또는 배출되는 홀)을 구비한 가스 주입 기구를 제안하고, 제안된 가스 주입 기구를 이용하여 지상 개폐기의 진공작업을 수행함으로써 지상 개폐기의 절연가스 점검 및 교체 시간을 단축할 수 있는 가스 주입 기구를 이용한 지상 개폐기의 절연가스 점검 및 교체방법을 제공하고자 한다.
도 4는 일반적인 지상 개폐기의 구성을 간략하게 설명하기 위하여 일례로 도시한 사진이다.
도 4를 참조하면, 지상 개폐기(10)는 외함(11)과, 내부에 차단기(도시되지 않음)가 내장되고 절연가스가 충진된 내함(12)과, 내함(12)에 설치된 가스 주입구(13)와, 내함(12) 내부에 충진된 절연가스의 압력을 표시하는 아날로그 가스 압력계(14)와, 각 수용가나 지상 변압기로 제공되는 케이블이 연결되는 차단기의 선로 연결용 부싱(15)과, 접지 케이블용 부싱(16)을 포함한다. 이외에도, 지상 개폐기(10)에는 제어박스, 절연가스의 온도-압력 특성 표시계, PT와 연결하는 부싱, 차단기의 정격사항을 표시하는 명판, 회로별 접지시 사용하는 접지단자 등을 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 기술적 특징을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가스 주입 기구를 이용한 지상 개폐기의 절연가스 점검 및 교체방법을 설명하기 위하여 도시한 흐름도이고, 도 8 내지 도 29는 각 단계별 실제 절연가스 점검 및 교체방법을 도시한 사진들이다.
도 8 내지 도 29에는 본 발명의 지상 개폐기의 절연가스 점검 및 교체방법을 설명하는데 있어서, 도 1 내지 도 3에 도시된 다양한 구조의 지상 개폐기들이 혼용하여 도시되어 있으나, 이는 설명의 편의와 이해를 돕기 위한 것으로서, 본 발명은 동일 종류의 지상 개폐기에 대해 동일한 방법으로 절연가스 점검 및 교체방법이 수행된다.
도 5 및 도 8을 참조하면, 먼저 지상 개폐기(10)의 외함(11)이 차량 충돌 등과 같은 외부 충격에 기인하여 파손되었지 육안으로 상태를 점검한 후 외함(11)을 개방하여 외함(11) 점검과 같이 지상 개폐기(10)의 내부 상태를 육안으로 점검한다(ST1).
이후, 도 5 및 도 9에 도시된 바와 같이, 외함(11)이 개방된 상태에서 지상 개폐기(10)의 내부를 열화상 카메라(21)를 이용하여 지상 개폐기(10)의 열화 현상을 측정한다(ST2).
이후, 도 5 및 도 10에 도시된 바와 같이, 온습도계(22)를 이용하여 해당 작업일의 온습도를 측정하여 기록한다(ST3). 이때, 온습도 측정은 외함(11)의 상부에 온습도계(22)를 올려놓은 상태에서 해당 작업일의 주변 온습도를 측정하는 방법으로 이루어질 수 있다.
이후, 도 5를 참조하면, 지상 개폐기(10)의 부하상태 및 전기적 특성을 측정하여 점검한다(ST4). 이때, 부하상태 및 전기적 특성의 측정 및 점검방법은 도 6과 같은 방법으로 실시할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 지상 개폐기의 부하상태 및 전기적 특성의 측정 및 점검 방법을 설명하기 위하여 도시한 흐름도이다.
도 6 및 도 11에 도시된 바와 같이, 먼저, 접지저항 측정기(23)를 이용하여 지상 개폐기(10)의 접지저항을 측정하여 지상 개폐기(10)의 접지저항이 규정값 이하인지를 점검한다(ST41).
이후, 도 6 및 도 12에 도시된 바와 같이, 누설 전류기(24)를 이용하여 지상 개폐기(10)의 누설전류량을 측정하여 지상 개폐기(10)에 누설전류가 흐르는지 점검한다(ST42).
이후, 도 6 및 도 13에 도시된 바와 같이, 부하전압 측정기(25)와 부하전류 측정기(26)를 각각 이용하여 지상 개폐기(10)의 부하전압과 부하전류를 측정한다(ST43).
이후, 도 6 및 도 14에 도시된 바와 같이, 부분방전 측정기(27)를 이용하여 각 상의 부분방전량을 측정하여 지상 개폐기(10)에 절연 열화가 존재하는지 점검한다(ST44).
이후, 도 6 및 도 15에 도시된 바와 같이, 리크 테스터(leak tester, 28)를 이용하여 지상 개폐기(10)의 각 부품들의 누기를 측정하여 누기가 발생된 부위가 있는지 점검한다(ST45).
상기 단계 ST45에서, 지상 개폐기(10)에 누기가 발생된 경우, 교체 작업일에 맞추어서 적정량까지 절연가스를 충진시킨 후 정전하여 누기 발생 부품을 교체해야 한다.
상기와 같이 지상 개폐기에 누기가 발생한 경우, 누기 발생 부위에 에폭시를 도포할 수도 있으나, 이 경우 신뢰할 정도의 누기를 차단하기는 어려웠다. 실질적으로, 지상 개폐기의 내부 압력을 대기 압력과 동일하게 유지한 상태에서 에폭시를 도포한 후, 대략 1시간 경과 후에 지상 개폐기에 진공을 걸어 지상 개폐기의 내부에 절연가스를 충진하면 내부 압력을 견디지 못하고 누기가 또 발생하여 작업에 어려움이 있었다.
따라서, 본 발명에서는 지상 개폐기를 철거하고, 철거된 지상 개폐기의 내함을 분리하여 내부에 에폭시를 도포한다. 그런 다음, 다시 특수 용접을 한 후 지상 개폐기에 진공을 걸고, 진공 상태의 지상 개폐기의 내부에 절연가스를 충진한다. 이에 따라, 종래의 방법에서 발생되었던 누기가 다시 발생되지 않음을 확인할 수 있었다.
한편, 도 6에서와 같이 본 발명에 따른 지상 개폐기(10)의 부하상태 및 전기적 특성의 측정 및 점검이 완료된 후 도 5에 도시된 바와 같이 절연가스 항목별 점검을 실시한다(ST5).
지상 개폐기(10)의 절연가스 항목별 점검은 도 7과 같은 방법으로 실시할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 지상 개폐기의 절연가스 항목별 점검 방법을 설명하기 위하여 도시한 흐름도이다.
도 7 및 도 16을 참조하면, 먼저 지상 개폐기(10)의 가스 주입구(13)의 마개를 탈착하여 가스 주입구(13)를 개방한다. 이때, 가스 주입구(13)는 절연가스, 예를 들면 육불화황(SF6) 가스가 주입 또는 배출되는 곳으로서, 각 제조사별로 형상과 크기가 다르다.
이에 따라, 도 17에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 각 제조사별로 형상과 크기가 다른 가스 주입구(13)에 안정적으로 결합되어 절연가스의 주입 또는 배출을 용이하게 하기 위하여 각 제조사별 가스 주입구의 형상과 크기에 맞도록 제조된 가스 주입 기구(30)를 사용하여 지상 개폐기(10)에 충진된 절연가스를 주입 또는 배출한다.
도 30은 일례로 도 17에 도시된 가스 주입 기구들 중 하나를 도시한 조립 사시도이고, 도 31은 도 30에 도시된 가스 주입 기구를 도시한 분해 사시도이며, 도 32는 조립 단면도이다.
도 30 내지 도 32에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가스 주입 기구(30)는 전술한 바와 같이 각 제조사별로 형상과 크기가 다른 가스 주입구에 안정적으로 결합되기 위하여 형상 및 크기가 각 가스 주입구에 대응하여 제조된 커플러(31)를 포함한다.
커플러(31)는 내부가 가스 주입구(13, 도 16참조)의 외부에 대응하는 형상을 갖도록 제조되어 내부로 가스 주입구(13)가 삽입된 후 안정적으로 나사 결합되기 위해 암나사로서, 가스 주입구(13)와 가스 조절밸브(33)를 상호 연결하는 연결부재로 기능한다.
이러한 커플러(31)는 일측부와 타측부가 서로 연통하여 각각 개방된 제1 및 제2 개구부(도시되지 않음)를 구비하고, 그 내면에는 가스 개폐부재(32)가 삽입되어 고정 설치되어 있다. 커플러(31)의 제1 개구부에는 가스 주입구(13)가 삽입되어 나사 체결되고, 상기 제2 개구부에는 가스 조절밸브(33)가 삽입되어 나사 체결된다.
가스 개폐부재(32)는 도 31 및 도 32에 도시된 바와 같이 커플러(31)의 내주연에 대응하여 원형으로 이루어지고, 커플러(31)의 내부에 삽입되어 나사 결합된다.
이러한 가스 개폐부재(32)의 중앙에는 커플러(31)의 제1 개구부 방향으로 가스 주입핀(32a)이 돌출 형성되어 있고, 가스 주입핀(32a)을 둘러싸도록 다수의 관통홀(32b)이 형성되어 있다. 본 발명의 실시예에서는 일례로 4개의 관통홀(32b)이 형성되어 있다.
커플러(31)가 가스 주입구(13)에 결합되는 과정에서 가스 주입핀(32a)이 가스 주입구(13)의 중앙부에 마련된 가스 주입홈(13a)으로 삽입되어 결합이 이루어진다.
커플러(31)가 가스 주입구(13)에 안정적으로 결합되면, 커플러(31)와 가스 주입구(13) 간에는 가스가 이동할 수 있는 가스 이동통로가 형성되고, 이에 따라 가스 주입구(13)를 통해 지상 개폐기의 내함(12, 도 4참조)에 충진된 절연가스가 커플러(31)를 통해 가스 조절밸브(33)로 배출되거나, 가스 조절밸브(33)로부터 커플러(31)를 통해 공급되는 절연가스가 가스 주입구(13)를 통해 내함(12)으로 주입된다.
본 발명에서와 같이 커플러(31) 내부의 가스 이동통로에 설치되는 가스 개폐부재(32)에 다수의 관통홀(32b)을 형성함으로써 커플러(31)와 가스 주입구(13) 간에 형성된 가스 이동통로를 통해 절연가스가 주입 또는 배출되는 과정에서 종래기술에서와 같이 가스 이동통로의 협소함으로 인한 병목 현상으로 절연가스의 흐름이 저하되는 것을 방지하고, 이를 통해 지상 개폐기(10)의 진공작업 시간을 단축하는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 도 7 및 도 18에 도시된 바와 같이, 도 30 내지 도 32에 도시된 가스 주입 기구(30)를 가스 주입구(13, 도 16참조)에 장착한다(ST51). 이때, 가스 주입 기구(30)는 전술한 바와 같이 가스 주입 기구(30)의 커플러(31)를 가스 주입구(13)에 나사 결합하여 장착하고, 이때, 가스 조절밸브(33)의 타측부에 가스 분배기(40)를 결합한다.
도 18에는 일례로 3개의 분배관을 구비한 가스 분배기(40)를 사용하여 작업을 수행하고 있으나, 이는 일례로서 2개 이하 또는 4개 이상의 분배관을 사용하여도 무방하며, 안전과 작업 시간을 고려하여 적절한 개수의 분배관을 사용할 수 있다.
가스 주입 기구(30)를 가스 주입구(13, 도 16참조)에 장착한 상태에서, 도 7 및 도 18과 같이, 지상 개폐기(10)에 설치된 명판에 기록된 각 제조사별 절연가스의 압력량을 확인한다(ST52).
이후, 도 7 및 도 19에 도시된 바와 같이, 지상 개폐기(10)에 설치된 아날로그 가스 압력계(14)에 지시된 눈금을 확인하여 절연가스의 가스 압력량을 측정한다(ST53).
이후, 도 7 및 도 20에 도시된 바와 같이, 가스 조절밸브(33)에 직접 연통하도록 디지털 가스 압력계(41)를 가스 주입 기구(30)에 결합한 상태에서 디지털 가스 압력계(41)의 밸브를 개방하여 압력량을 측정한다(ST4). 이때, 디지털 가스 압력계(41)는 가스 주입 기구(30)와 결합된 가스 분배기(40, 도 18참조)에 결합될 수도 있다.
이후, 도 7에 도시된 바와 같이, 디지털 가스 압력계(41)를 통해 측정된 가스 압력량이 아날로그 가스 압력계(14)에 지시된 압력량과 일치하는지를 확인한다(ST55).
이후, 아날로그 가스 압력계(14)와 디지털 가스 압력계(41)를 통해 측정된 가스 압력량이 상호 일치하는 경우, 지상 개폐기(10)의 명판에 기록된 가스 적정량과, 아날로그 가스 압력계(14)와 디지털 가스 압력계(41)를 통해 측정된 가스 압력량을 비교하여 일치하는지 확인한다.
비교 결과, 지상 개폐기(10)에 설치된 명판에 기록된 가스 적정량과, 아날로그 가스 압력계(14)와 디지털 가스 압력계(41)를 통해 측정된 가스 압력량이 상호 일치하지 않은 경우, 도 24에 도시된 바와 같이, 가스 주입구(13)에 충진 호스(45)를 결합한 상태에서 가스 충진 탱크(44)를 이용하여 상기 명판에 기록된 가스 적정량까지 충진한다.
상기와 같이, 디지털 가스 압력계(41)를 별도로 설치하여 가스 압력량을 확인하는 이유는 지상 개폐기(10)에 설치된 아날로그 가스 압력계(14)가 장시간 사용으로 인해 지시침이 오작동되는 경우 정확한 가스 압력량을 측정할 수 없기 때문이다.
이에 따라, 본 발명에서는 아날로그 가스 압력계(14)를 통해 먼저 가스 압력량을 확인한 후, 디지털 가스 압력계(41)를 통해 가스 압력량을 측정하여 아날로그 가스 압력계(14)를 통해 측정된 가스 압력량과 비교하는 방식으로 정확한 가스 압력량을 확인한다.
한편, 상기 단계 ST55에서, 디지털 가스 압력계(41)를 통해 측정된 가스 압력량과 아날로그 가스 압력계(14)를 통해 측정된 가스 압력량이 일치하지 않는 경우에는 오작동되는 아날로그 가스 압력계를 수리하거나 교체해야 하는데, 오작된 아날로그 가스 압력계는 현장에서 수리하여 보수할 수 없으므로 반드시 교체해야 한다.
이후, 도 7, 도 21 내지 도 23에 도시된 바와 같이, 지상 개폐기(10)에 충진된 절연가스에 대해 성분 분석을 수행한다(ST56). 이때, 절연가스 성분 분석은 분석 호스(43)의 일측을 지상 개폐기(10)의 가스 주입구(13, 도 16참조)에 결합하고, 타측을 휴대용 가스 분석기(42)에 결합하여 수행하는데, 그 항목과 판정기준은 하기 표 1과 같다.
항목 정상 요주의 이상
가스순도 90% 이상 80~89.9% 80% 미만
수분량 1000ppm 이하 5000ppm 이하 5000ppm 이상
아황산가스 0.3ppm 이하 50ppm 이하 50ppm 이상
조치방법 정상사용 점검주기 강화 투개방금지, 가스교체
상기 단계 ST56에서, 절연가스 분석을 위한 절연가스 토출량은 분당 4~5ℓ로 하여 3분간 측정한다.
한편, 단계 ST56를 수행하기에 앞서, 상기 단계 ST55에서 수행된 가스 압력량 측정 결과, 가스 압력량이 명판에 기록된 적정량보다 부족한 경우, 도 24에 도시된 바와 같이 충진 호스(45)의 일측을 지상 개폐기(10)의 가스 주입구(13, 도 16참조)에 결합하고, 타측을 가스 충진 탱크(44)에 결합한 상태에서 가스 충진 탱크(44)의 밸브를 개방하여 아날로그 가스 압력계(14, 도 19참조)를 통해 적정량까지 충진한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 절연가스 항목별 점검 단계(ST5)가 완료된 후, 상기 표 1에서와 같이 판정 기준 함량에 미달된 절연가스에 대해서는 교체작업을 실시한다(ST6).
본 발명에 따른 절연가스 교체작업은, 먼저 지상 개폐기(10)의 외함(11)을 개방한 후 각 상의 엘보 캡을 분리한 다음, 도 25에 도시된 바와 같이 검전기(46)를 이용하여 지상 개폐기(10)의 각 상을 검전하여 지상 개폐기가 정전 상태인지를 확인한다.
이후, 도 7, 도 16 및 도 17을 통해 설명한 바와 같이, 지상 개폐기(10)의 가스 주입구(13)의 마개를 탈착한 후, 각 제조사별의 가스 주입구에 대응하여 제조된 가스 주입 기구(30) 중 해당 가스 주입 기구를 선택하여 가스 주입구(13)에 결합시킨다.
이후, 도 18 내지 도 20에 도시된 바와 같이, 지상 개폐기(10)의 명판에 기록된 적정량을 기초로 아날로그 가스 압력계(14, 도 19참조)와 디지털 가스 압력계(41, 도 20참조)를 통해 각각 측정된 가스 압력량이 명판에 기록된 적적량과 일치하는지 확인하는 한편, 아날로그 가스 압력계(14)와 디지털 가스 압력계(41)를 통해 각각 측정된 가스 압력량이 상호 일치하는지를 확인한다. 이때, 가스 압력량 확인 단계는 절연가스 교체 작업 전 이미 수행된 경우 별도로 수행하지 않고 생략할 수 있다.
이후, 디지털 가스 압력계(41)를 가스 주입 기구(30)로부터 분리한 후, 도 26에 도시된 바와 같이 가스 분배기(40, 도 18참조)에 진공 펌프(47)의 배기 호스(48)를 연결하여 가스 주입 기구(30)를 통해 지상 개폐기(10)의 내함(12)에 충진된 절연가스를 배출한다. 이때, 가스 주입 기구(30)는 도 30 내지 도 32를 통해 설명한 바와 같이, 다수의 관통홀(32b)이 형성된 가스 개폐부재(32)가 커플러(31) 내부에 설치된 구조로 이루어짐에 따라 가스 이동통로가 확장되어 병목 현상에 의한 가스 흐름이 저하되는 것이 방지되어 지상 개폐기(10)의 진공 작업을 단축시킬 수 있다.
본 발명에 따른 지상 개폐기(10)의 진공작업은 전술한 바와 같이 가스 이동통로가 확장된 가스 주입 기구(30)를 사용하는 한편, 도 33에 도시된 바와 같이 진공 펌프와 액화 저장 탱크 사이에 가스 회수기를 설치하여 대기중에 절연가스가 방출되는 것을 방지한다.
도 33은 본 발명에 따른 지상 개폐기의 진공작업을 설명하기 위하여 도시한 개략도이다.
도 26, 도 27 및 도 33에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 지상 개폐기의 진공작업을 위해 지상 개폐기(10)의 가스 주입구(13, 도 16참조)에 가스 주입 기구(30)의 커플러(31)를 결합하고, 도 26에 도시된 바와 같이 가스 주입 기구(30)의 가스 조절밸브(33)에 배기 호스(48)를 이용하여 진공펌프(47)를 연결하며, 진공펌프(47)와 액체 저장 탱크(50) 사이에 가스 회수기(49)를 설치한다.
설치가 완료되면, 진공펌프(47)를 이용하여 지상 개폐기(10)의 내함(11)에 충진된 절연가스를 가스 주입구(13)와 가스 주입 기구(30)를 통해 배출한다. 이때, 배출되는 절연가스, 예를 들면 육불화황(SF6) 가스는 기체 상태로 배출되어 가스 회수기(49)로 회수되고, 가스 회수기(49)로 회수된 기체 상태의 육불화황(SF6) 가스는 가스 회수기(49)를 통해 액체 상태로 변환하여 액체 저장 탱크(50)로 회수되어 저장된다.
이때, 상기 진공 작업은 지상 개폐기(10)에 설치된 아날로그 가스 압력계(14)가 지시하는 지시침이 대략 -76cmHg(10.336kgf/m2) 정도 될 때까지 실시하는 것이 바람직하며, 이를 통해 지상 개폐기의 내부에 있는 이물질을 완전히 제거할 수 있다.
상기에서, 액체 저장 탱크(50)의 회수는 시간당 10Kg(10Kg/1h) 이내로 하고, 회수율은 99% 이상으로 한다. 저장율은 액화 방식으로 지상 개폐기의 4대 분량인 최소 20Kg 이상으로 한다. 그리고, 액체 저장 탱크(50)에는 중량계, 유량계, 압력계가 부착되어 있으며, 반응성 가스, 고체 분자 및 수분 제거가 가능하도록 필터가 설치될 수 있다.
상기와 같이, 본 발명에서는 진공펌프(47)와 액화 저장 탱크(50) 사이에 가스 회수기(49)를 설치하여 액체 상태의 육불화황(SF6) 가스를 저장함으로써 종래기술에서와 같이 기체 상태의 육불화황(SF6) 가스를 회수하는 과정에서 대기중으로 기체 상태의 육불화황(SF6) 가스가 퍼져 환경 오염 등이 유발되는 것을 방지할 수 있다.
이후, 진공펌프(47)의 배기 호스(48)를 가스 조절밸브(33)로부터 분리시킨 후 도 24에 도시된 바와 같이, 가스 충진 탱크(44)의 충진 호스(45)를 가스 조절밸브(33)에 연결하여 가스 충진 탱크(44)에 충진된 절연가스를 충진 호스(45) 및 지상 개폐기(10)의 가스 주입구(13, 도 16참조)를 통해 내함(12)으로 주입하여 충진한다. 이때 절연가스는 제조사별에 따라 명판에 기록된 적정량에 맞도록 충진한다.
상기와 같이, 절연가스의 교체 작업(충진 작업)이 완료되면, 도 5 및 도 15에 도시된 바와 같이, 리크 테스터(28)를 이용하여 지상 개폐기(10)의 누기를 점검한다(ST7).
이후, 도 5 및 도 28에 도시된 바와 같이, 지상 개폐기(10)의 내부와 외함을 세척한다(ST8). 즉, 지상 개폐기(10)의 외함(11)과 내함(12), 그리고 각 상의 엘보와 케이블을 고압 세척기(51)와 회전용 솔(52), 그리고 친환경 세정제를 사용하여 세척한다.
이후, 지상 개폐기(10)의 청소가 완료되면, 현장 정리 및 감독자에게 보고한다(ST9).
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 이처럼 본 발명은 이들이 결합되어 구현될 수도 있다. 따라서 본 발명은 특허청구범위에 기재된 청구항들의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
10 : 지상 개폐기 11 : 외함
12 : 내함 13 : 가스 주입구
13a : 가스 주입홈 14 : 아날로그 가스 압력계(게이지)
15, 16 : 부싱 21 : 열화상 카메라
22 : 온습도계 23 : 접지저항 측정기
24 : 누설 전류기 25 : 부하전압 측정기
26 : 부하전류 측정기 27 : 부분방전 측정기
28 : 리크 테스터 30 : 가스 주입 기구
31 : 커플러 32 : 가스 개폐부재
32a : 가스 주입핀 32b : 관통홀
33 : 가스 조절부재 40 : 가스 분배기
41 : 디지털 가스 압력계(게이지) 42 : 가스 분석기
43 : 분석 호스 44 : 충진 가스 탱크
45 : 충진 호스 46 : 검전기
47 : 진공펌프 48 : 배기 호스
49 : 가스 회수기 50 : 액체 저장 탱크

Claims (8)

  1. 외함(11)과, 차단기가 내장되고 절연가스가 충진된 내함(12)과, 상기 내함(12)에 설치된 가스 주입구(13)와, 상기 내함(12)의 내부에 충진된 절연가스의 압력을 표시하는 아날로그 가스 압력계(14)와, 상기 차단기의 선로 연결용 부싱(15)과, 접지 케이블용 부싱(16)을 포함하는 지상 개폐기(10)의 절연가스 점검 및 교체방법에 방법에 있어서,
    (a) 상기 가스 주입구(13)에 다수의 관통홀(32b)이 형성된 가스 주입 기구(30)를 장착하는 단계;
    (b) 상기 지상 개폐기(10)에 설치된 상기 아날로그 가스 압력계(14)를 통해 상기 지상 개폐기(10)의 내함(12)에 충진된 절연가스의 가스 압력량을 측정하는 단계;
    (c) 상기 가스 주입 기구(30)에 디지털 가스 압력계(41)를 결합한 후 밸브를 개방하여 상기 지상 개폐기(10)의 내함(12)에 충진된 절연가스의 가스 압력량을 측정하는 단계;
    (d) 상기 아날로그 가스 압력계(14)를 통해 측정된 가스 압력량과, 상기 디지털 가스 압력계(41)를 통해 측정된 가스 압력량을 비교하여 일치하는지 확인하는 단계;
    (e) 상기 (d) 단계의 비교 결과, 상기 아날로그 가스 압력계(14)와 상기 디지털 가스 압력계(41)를 통해 측정된 가스 압력량이 상호 일치하는 경우, 상기 지상 개폐기(10)의 명판에 기록된 가스 적정량과, 상기 아날로그 가스 압력계(14)와 상기 디지털 가스 압력계(41)를 통해 측정된 가스 압력량을 비교하여 일치하는지 확인하는 단계;
    (f) 가스 분석기(42)를 이용하여 상기 지상 개폐기(10)의 내함(12)에 충진된 절연가스의 성분을 분석하는 단계; 및
    (g) 상기 지상 개폐기(10)의 내함(12)에 충진된 절연가스의 성분을 분석한 결과, 상기 지상 개폐기(10)의 내함(12)에 충진된 절연가스의 성분 분석이 판정기준에 미달한 경우 상기 지상 개폐기(10)의 내함(12)에 충진된 절연가스를 교체하는 단계를 포함하되,
    상기 (d) 단계의 비교 결과, 상기 아날로그 가스 압력계(14)를 통해 측정된 가스 압력량과, 상기 디지털 가스 압력계(41)를 통해 측정된 가스 압력량이 상호 일치하지 않은 경우, 상기 아날로그 가스 압력계(14)를 교체 처리하고,
    상기 (e) 단계의 비교 결과, 상기 지상 개폐기(10)의 명판에 기록된 가스 적정량과, 상기 아날로그 가스 압력계(14)와 상기 디지털 가스 압력계(41)를 통해 측정된 가스 압력량이 상호 일치하지 않은 경우, 상기 가스 주입구(13)에 충진 호스(45)를 결합한 상태에서 가스 충진 탱크(44)를 이용하여 상기 명판에 기록된 가스 적정량까지 충진하고,
    상기 (g) 단계는,
    (g-1) 상기 가스 주입구(13)에 배기 호스(48)를 결합한 상태에서 진공펌프(47)를 이용하여 상기 지상 개폐기(10)의 내함(12)에 충진된 절연가스를 배출하는 단계;
    (g-2) 상기 진공펌프(47)를 통해 상기 지상 개폐기(10)의 내함(12)으로부터 배출된 기체 상태의 절연가스를 가스 회수기(49)를 이용하여 액체 상태로 변환하는 단계;
    (g-3) 상기 가스 회수기(49)를 통해 액체 상태로 변환된 절연가스를 액체 저장 탱크(50)로 회수하는 단계; 및
    (g-4) 상기 지상 개폐기(10)의 내함(12)에 충진된 절연가스의 회수가 완료되면, 상기 가스 주입구(13)에 충진 호스(45)를 결합한 상태에서 가스 충진 탱크(44)를 이용하여 절연가스가 회수된 상기 지상 개폐기(10)의 내함(12)에 절연가스를 충진하는 단계를 포함하고,
    상기 가스 주입 기구(30)는,
    내부가 상기 가스 주입구(13)의 외부에 대응하는 형상을 갖도록 제조되고 일측부와 타측부가 서로 연통하여 각각 개방된 제1 및 제2 개구부를 구비하되, 상기 제1 개구부에는 상기 가스 주입구(13)가 삽입된 후 나사 체결 방식으로 결합되는 커플러(31);
    상기 커플러(31)의 내주연에 대응하여 원형으로 이루어지고, 상기 커플러(31)의 내부에 삽입되어 나사 체결 방식으로 결합되되, 중앙에는 상기 커플러(31)의 제1 개구부 방향으로 가스 주입핀(32a)이 돌출 형성되어 있고, 상기 가스 주입핀(32a)을 둘러싸도록 다수의 관통홀(32b)이 형성되어 있는 가스 개폐부재(32); 및
    상기 커플러(31)의 제2 개구부에 체결된 가스 조절밸브(33)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 지상 개폐기의 절연가스 점검 및 교체방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 (g-1) 내지 (g-3) 단계는,
    상기 아날로그 가스 압력계(14)가 지시하는 지시침이 -76cmHg(10.336kgf/m2)가 될 때까지 반복적으로 실시하는 것을 특징으로 하는 지상 개폐기의 절연가스 점검 및 교체방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 (g-3) 단계에서, 상기 액체 저장 탱크(50)의 회수는 시간당 10Kg(10Kg/1h) 이내로 하고, 회수율은 적어도 99%으로 하는 것을 특징으로 하는 지상 개폐기의 절연가스 점검 및 교체방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 (a) 단계 전,
    (h) 상기 지상 개폐기(10)의 내부 및 외함(11)을 점검하는 단계;
    (i) 상기 지상 개폐기(10)의 내부에 설치된 부품들의 연결 부위를 열화상 카메라(21)를 이용하여 촬영하고, 이를 토대로 상기 부품들의 열화의 정도를 측정하는 단계;
    (j) 온습도계(22)를 이용하여 주변 환경의 온습도를 측정하는 단계; 및
    (k) 상기 지상 개폐기(10)의 부하상태 및 전기적 특성을 측정 및 점검하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지상 개폐기의 절연가스 점검 및 교체방법.
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