KR101476149B1 - 내진 기능이 보강된 가스절연 개폐장치(gis)용 벨로우즈 - Google Patents

내진 기능이 보강된 가스절연 개폐장치(gis)용 벨로우즈 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 가스절연 개폐장치(GIS)용 벨로우즈는 타이로드에 약간의 유연성을 부여하여 지진 발생시 수직 진동을 감쇄할 수 있도록 타이로드의 중앙부를 양측 단부보다 약한 구조로 하거나, 타이로드를 분할하고 분할된 타이로드를 별도의 연결수단을 이용하여 결합함으로써 일정 각도 굴절될 수 있도록 한다. 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 관점에 따른 기술적 과제는, 타이 로드의 중심부에 마련되고 상기 타이 로드의 축 방향으로 홀 또는 홈 형상으로 형성되는 슬롯이 구비되는 것을 특징으로 하고, 상기 슬롯은 일자형 및 십자형 및 방사형 중 하나로 구비되는 것이 바람직하다 할 것이다.
상기 목적 달성을 위한 본 발명의 제2 관점에 따른 기술적 과제는, 타이로드를 제1 타이로드 및 제2 타이로드를 분할하여 마련하고, 상기 제1 타이로드와 제2 타이로드를 연결하는 타이로드 연결수단을 포함하며, 상기 타이로드 연결수단은, 관통홈을 형성하고 상기 제1 타이 로드와 제2 타이로드의 양측을 결합하는 연결부재와, 상기 제1 타이로드 및 제2 타이로드와 상기 연결부재의 외측을 고정 결합시키는 한 쌍의 제2 너트를 포함하는 것이 바람직하다 할 것이다. 그리고, 상기 타이로드 연결수단은 각각의 제2 너트와 연결부재 외측 사이에 삽통되는 중심부과 볼록한 원호 형상의 와셔를 더 포함한다.

Description

내진 기능이 보강된 가스절연 개폐장치(GIS)용 벨로우즈{BELLOWS OF GAS INSULATED SWITCHING APPARATUS FOR RESISTING EARTHQUAKE }
본 발명은 내진 기능이 보강된 가스절연 개폐장치(GIS)용 벨로우즈에 관한 것으로, 특히 지진 발생시 수평 진동과 함께 수직 진동을 효율적으로 감쇄시킬수 있는 가스절연 개폐장치(GIS)용 벨로우즈에 관한 것이다.
가스절연 개폐장치(GIS)는 옥내외 발전소 및 변전소용에서 주로 사용되며, 정상 상태의 개폐뿐만 아니라 사고, 단락 등 이상 상태에 있어서도 선로를 안전하게 개폐하여 계통을 적절히 보호하는 장치이다.
이러한 가스절연 개폐장치(GIS)는, 가스가 충전된 금속제 절연탱크의 내부에 차단기, 단로기, 접지개폐기 등의 개폐설비와, 변성기, 피뢰기, 주회로 모선 등을 수납하여 구성하게 된다.
일반적으로 큰 변전소의 경우, 가스절연 개폐장치(GIS)는 많은 베이(Bay : 차단기, 단로기, 접지개폐기등을 수납한 일체형 시스템 단위)가 설치되고, 각 베이는 금속제 연결관으로 통전 가능하게 연결되나, 절연 거리 확보를 위하여 상기 연결관의 길이가 길어질 수 있고, 온도 변화에 의해 연결관이 신축될 수 있다.
벨로우즈는 이러한 연결관 사이에 설치되어 온도변화에 따른 연결관의 신축량을 흡수하고, 또한 지진 발생시 연결관의 진동을 감쇄시킬수 있도록 하는 기능을 한다.
종래의 기술을 살펴보면, 등록실용신안공보 제20-0401945호(2005. 11. 23. 공고)에 도 1과 같이 가스절연 개폐장치(GIS)에 설치된 벨로우즈(100)가 도시되어 있다.
이러한 벨로우즈는 도 2에 도시된 바와 같이, 축 방향으로 상호 이격된 한 쌍의 프레임(20)과, 상기 한 쌍의 프레임(20) 사이에 내설되어 신축에 의해 축방향 변위를 흡수하는 주름관부(21a)(21b)와, 상기 한 쌍의 프레임(20)을 결합되어 축방향의 추력을 흡수하는 타이 로드(24)와, 상기 타이 로드에 삽통되어 축직각방향 변위를 흡수하는 와셔 및 상기 타이로드(24) 상기 프레임을 외측에서 결합시키는 너트(23)를 포함하여 구성된다.
그런데 이러한 종래의 벨로우즈는 온도변화에 따른 연결관의 신축량을 흡수하는 경우에는 문제가 없으나, 지진 발생시 연결관의 진동을 감쇄시키는 경우에는 다소 문제점이 있었다.
지진 발생시 수평 진동은 벨로우즈의 주름진 주름관부에서 충분히 흡수할 수 있었으나, 수직 진동의 경우 타이로드에 삽통되어 축직각방향 변위를 흡수하는 와셔만으로는 그 진동을 효율적으로 감쇄시키는데 한계가 있으며, 특히 한 쌍의 프레임에 결합된 타이로드가 강체의 금속으로 이루어져 유연성이 없으므로 수직진동을 감쇄시키는데 어려움이 있었다.
등록실용신안공보 제20-0401945호(2005. 11. 23. 공고)
따라서 본 발명에서는 타이로드 중앙부의 강성을 약화시켜 약간의 유연성은 부여함으로써 수직 진동을 보다 효율적으로 감쇄시킬수 있는 가스절연 개폐장치(GIS)용 벨로우즈를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치(GIS)용 벨로우즈는 타이로드에 약간의 유연성을 부여하여 지진 발생시 수직 진동을 감쇄할 수 있도록 타이로드의 중앙부를 양측 단부보다 약한 구조로 하거나, 타이로드를 분할하고 분할된 타이로드를 별도의 연결수단을 이용하여 결합함으로써 일정 각도 굴절될 수 있도록 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 관점에 따른 기술적 과제는, 타이 로드의 중앙부에 마련되고 상기 타이 로드의 축 방향으로 홀 또는 홈 형상으로 형성되는 슬롯이 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 슬롯은 일자형, 십자형, 방사형 중 하나로 구비되는 것이 바람직하다 할 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 관점에 따른 기술적 과제는, 타이로드를 제1 타이로드 및 제2 타이로드를 분할하여 마련하고, 상기 제1 타이로드와 제2 타이로드를 연결하는 타이로드 연결수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 타이로드 연결수단은, 관통홈을 형성하고 상기 제1 타이 로드와 제2 타이로드의 양측을 결합하는 연결부재와, 상기 제1 타이로드 및 제2 타이로드와 상기 연결부재의 외측을 고정 결합시키는 한 쌍의 제2 너트를 포함하는 것이 바람직하다 할 것이다.
그리고, 상기 타이로드 연결수단은 각각의 제2 너트와 연결부재 외측 사이에 삽통되는 중심부과 볼록한 원호 형상의 와셔를 더 포함한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 지진 발생시 수직 진동으로 인하여 벨로우즈 양측의 연결관 간에 수직으로 편차가 발생하여도 연결관을 연결하는 벨로우즈의 주름관부와 홀 또는 홈이 형성되어 중앙부의 강성을 약화시킨 타이로드가 일체로 작용하여 진동을 감쇄시키는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 지진 발생시 수직 진동으로 인하여 벨로우즈 양측의 연결관 간에 수직으로 편차가 발생하여도 연결관을 연결하는 벨로우즈의 주름관부와 제1 타이로드와 제2 타이로드가 타이로드 연결수단의 결합으로 일정 각도로 굴절될 수 있도록 한 타이로드가 일체로 작용하여 진동을 감쇄시키는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 일반적인 가스절연 개폐장치(GIS)에 벨로우즈가 장착된 상태를 보인 도이다.
도 2는 일반적인 가스절연 개폐장치(GIS)의 벨로우즈 구성을 보인 도이다.
도 3은 일반적인 가스절연 개폐장치(GIS)의 벨로우즈 결합 상태를 보인 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 가스절연 개폐장치(GIS)의 벨로우즈 결합사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 가스절연 개폐장치(GIS)의 벨로우즈 타이로드의 평면도 및 단면도를 보인 예시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예 2에 따른 가스절연 개폐장치(GIS)의 벨로우즈 결합사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 가스절연 개폐장치(GIS)의 벨로우즈 타이로드의 평면도와 와셔의 정면도 및 측면도를 보인 예시도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 잇점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
<실시예 1>
도 4는 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치(GIS)의 벨로우즈 결합사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치(GIS) 벨로우즈의 평면도와 타이로드의 단면도를 보인 예시도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치(GIS)용 벨로우즈(100)는 축 방향으로 상호 이격 형성된 한 쌍의 프레임(110)과, 상기 한 쌍의 프레임(110) 사이에 내설된 주름관부(130)와, 상기 한 쌍의 프레임(110)에 결합된 타이 로드(150)와, 상기 타이 로드(150)의 양단이 결합되어 상기 타이 로드(150)와 프레임(110)을 상호 연결하는 제1 너트(170) 및 상기 제1 너트(170)와 상기 프레임(110)의 외측 사이에 삽통되는 와셔(190)를 포함한다.
본 발명에서 벨로우즈의 타이로드(150)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 지진으로 인하여 외부로부터 진동이 가해질 때 타이로드(150)가 진동을 흡수할 수 있도록 유연성을 부여하기 위하여 타이로드 소정 위치에 슬롯(151)을 추가로 마련한다.
이러한 슬롯(151)은, 상기 타이 로드(150)의 중심부에 마련되고 상기 타이 로드(150)의 축 방향으로 관통하여 적어도 하나의 홀 또는 홈 형상으로 구비된다. 이때 상기 홀 또는 홈은 그 단면이 일자형, 십자형, 방사형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있으나, 본 발명에서는 일자형 또는 십자형으로 구비됨이 바람직하다.
또한, 상기 슬롯(151)은 상기 타이로드(150)의 중심부에 길이 방향으로 마련되고, 그 길이는 타이로드 길이의 1/2이하로 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 슬롯(151)은 하나 이상 설치될 수 있으며, 이 경우 상기 타이 로드(150)의 중앙부를 기준으로 길이 방향에 대해 양측으로 균등하게 배열한다.
이러한 구성에 의하면, 지진 발생시 수평 진동은 주름진 벨로우즈에서 충분히 흡수하고, 수직 진동은 벨로우즈의 주름관부와 슬롯(151)이 형성되어 중앙부의 강성을 약화시킨 타이로드가 일체로 작용하여 진동을 감쇄시키는 효과를 얻을 수 있다.
<실시예 2>
도 6는 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치(GIS)의 벨로우즈 결합사시도이고, 도 7는 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치(GIS)의 벨로우즈 평면도와 타이로드에 결합된 와셔의 측면도 및 정면도를 보인 예시도이다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 가스절연 개폐장치(GIS)의 벨로우즈는 타이로드를 제외한 다른 구성들은 실시예 1과 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하고, 타이로드의 구성에 대하여만 설명하기로 한다.
상기 벨로우즈의 타이로드(230)는 제1 타이로드(230a) 및 제2 타이 로드(230b)가 분할되어 마련되고, 상기 제1 타이로드(230a)와 제2 타이로드 (230b)를 연결하는 타이로드 연결수단(240)을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 타이로드 연결수단(240)에는, 관통 홀이 형성되고 상기 제1 타이로드(230a)와 제2 타이로드(230b)의 양측이 결합되도록 하는 연결부재(241)와, 상기 제1 타이로드(230a)와 제2 타이로드(230b)를 상기 연결부재(241)의 외측에 고정 결합시키는 한 쌍의 제2 너트(243)의 구성을 가진다.
한편, 상기 타이로드 연결수단(240)은 제2 너트(243)와 연결부재(241) 사이에 삽통되는 와셔(245)를 더 포함한다. 상기 와셔(243)는 중심부가 볼록하고 일면이 원호 형상으로 마련되며, 도 7에 도시된 바와 같이 3개의 와셔가 서로 이격되어 공간을 확보할 수 있도록 인접된 와셔가 반대 방향으로 연속하여 설치하는 것이 바람직하며, 3개 이상의 와셔를 연속하여 설치할 수도 있다. 이러한 와셔는 다양한 형상으로 구비될 수 있으나, 본 발명의 실시 예에서는 중심부가 볼록한 원호 형상의 디스크로 구비되는 것이 바람직하다.
이러한 구성에 의하면, 지진 발생시 수평 진동은 주름진 벨로우즈에서 충분히 흡수하고, 수직 진동은 벨로우즈의 주름관부와 타이로드 연결수단(240)이 형성되어 중앙부의 강성을 약화시킨 타이로드가 일체로 작용하여 진동을 감쇄시키는 효과를 얻을 수 있다.
지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 또는 수정이 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다 할 것이다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
110 : 프레임 130 : 주름관부
150 : 타이로드 170 : 제1 너트
190 : 와셔 151 : 슬롯
210 : 프레임 220 : 주름관부
230 : 타이로드 230a : 제1 타이로드
230b : 제2 타이로드 240 : 타이로드 연결수단
241 : 연결부재 243 : 제2 너트
245 : 와셔

Claims (10)

  1. 한 쌍의 프레임, 상기 한 쌍의 프레임 사이에 내설된 주름관부, 상기 한 쌍의 프레임에 결합된 타이로드를 포함하는 벨로우즈에 있어서,
    상기 타이로드는 중앙부에 슬롯이 형성되는 것을 특징으로 하는 내진 기능이 보강된 가스절연 개폐장치(GIS)용 벨로우즈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 슬롯은,
    상기 타이로드의 축 방향으로 적어도 하나의 홀 또는 홈 형상으로 구비되는 것을 특징으로 하는 내진 기능이 보강된 가스절연 개폐장치(GIS)용 벨로우즈.
  3. 제2항에 있어서, 상기 슬롯은,
    그 단면이 일자형, 십자형, 방사형 중 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 내진 기능이 보강된 가스절연 개폐장치(GIS)용 벨로우즈.
  4. 제2항에 있어서, 상기 슬롯은,
    상기 홀 또는 홈이 하나인 경우 상기 타이로드의 중심부에 타이 로드의 길이 방향으로 마련되고, 상기 홀 또는 홈이 하나를 초과하는 경우 상기 타이로드의 중앙부를 기준으로 상기 타이로드 길이 방향에 대해 균등하게 배열되는 것을 특징으로 하는 내진 기능이 보강된 가스절연 개폐장치(GIS)용 벨로우즈.
  5. 제2항에 있어서, 상기 슬롯은,
    상기 타이로드의 길이의 1/2 이하로 형성되는 것을 특징으로 하는 내진 기능이 보강된 가스절연 개폐장치(GIS)용 벨로우즈.
  6. 한 쌍의 프레임, 상기 한 쌍의 프레임 사이에 내설된 주름관부, 상기 한 쌍의 프레임에 결합된 타이로드를 포함하는 벨로우즈에 있어서,
    상기 타이로드는 제1 타이로드 및 제2 타이로드로 분할되고, 상기 제1 타이로드와 상기 제2 타이로드를 연결하는 타이로드 연결수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 내진 기능이 보강된 가스절연 개폐장치(GIS)용 벨로우즈.
  7. 제6항에 있어서, 상기 타이로드 연결수단은,
    관통홀이 형성되고 상기 제1 타이로드와 제2 타이로드를 결합하는 연결 부재와,
    상기 제1 타이로드 및 제2 타이로드와 상기 연결 부재를 고정 결합시키는 한 쌍의 제2 너트를 포함하는 것을 특징으로 하는 내진 기능이 보강된 가스절연 개폐장치(GIS)용 벨로우즈.
  8. 제7항에 있어서, 상기 타이로드 연결수단은,
    상기 제2 너트와 상기 연결 부재 사이에 삽통되는 와셔를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내진 기능이 보강된 가스절연 개폐장치(GIS)용 벨로우즈.
  9. 제8항에 있어서, 상기 와셔는,
    중심부가 볼록한 원호 형상인 것을 특징으로 하는 내진 기능이 보강된 가스절연 개폐장치(GIS)용 벨로우즈.
  10. 제8항에 있어서, 상기 와셔는,
    3개의 와셔를 겹쳐서 설치하되, 3개의 와셔가 서로 이격되어 공간을 확보할 수 있도록 인접된 와셔와 반대 방향으로 설치하는 것을 특징으로 하는 내진 기능이 보강된 가스절연 개폐장치(GIS)용 벨로우즈.
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