KR101556755B1 - 케이블 일체형 클램프가 조립되는 주상변압기용 고압부싱 - Google Patents

Abstract

본 발명은 케이블 일체형 클램프가 조립되는 주상변압기용 고압부싱에 관한 것으로써, 본 발명은 내부에 중공부(31a)가 형성된 자기재질의 애자(31), 주상변압기(1) 내부에 전기적으로 연결되도록 애자(31)의 중공부(31a) 내부에 고정되면서 동봉(26)이 연결된 커넥터(23), 상기 커넥터(23)에 결합된 상태에서 케이블(50)을 연결할 수 있도록 애자(31)의 상단면쪽에 조립 고정되는 클램프(24)와, 상기 애자(31)의 상단면과 클램프(24) 사이 누유를 방지를 위해 삽입되는 패킹부재(25)를 포함하는 구성을 갖는 주상변압기용 고압부싱에 있어서, 상기 고압부싱의 클램프 제조과정에서 케이블(50)의 일단이 클램프(24)에 조립 고정되고, 상기 클램프(24)의 외주면과 케이블(50) 결합부위를 사출 성형을 통해 폴리머류 재질의 절연하우징(29)으로 감싸주며, 케이블(50)이 일체로 형성된 클램프(24)가 애자(31)의 상단면에서 커넥터(23)의 나사축(23c)에 나사 결합되어 자기형 고압부싱(30)으로 완성되는 것을 특징으로 한다.

Description

케이블 일체형 클램프가 조립되는 주상변압기용 고압부싱{high voltage bushing for a pole transformer assembling inserted cable type clamp}

본 발명은 케이블 일체형 클램프가 조립되는 주상변압기용 고압부싱에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 주상변압기용 고압부싱의 클램프에 컷아웃스위치(COS) 연결용 케이블을 폴리머류 재질의 절연하우징으로 사출성형하여 일체화 시킴으로써, 주상변압기를 설치하는 과정에서 부싱용 절연커버를 사용하지 않고 연결 작업이 가능하도록 하여 자재절감 및 작업공수를 대폭 줄일 수 있음을 물론, 컷아웃스위치와 주상변압기 간 기밀을 유지할 수 있고, 컷아웃스위치와 고압부싱 사이에 케이블을 연결할 때 작업자별 조임방식의 불균일에 따른 트래킹 사고 등을 미연에 방지할 수 있도록 한 케이블 일체형 클램프가 조립되는 주상변압기용 고압부싱에 관한 것이다.

일반적으로 변전소로부터 고압(22,900V)으로 공급되는 전력은 변압기를 통해 가정이나 산업현장 등의 일반 수용가에서 사용이 가능한 저압으로 변환되어 공급된다.

이때, 변압기란 전자기유도작용으로 교류전압 및 전류값을 변화시키는 장치의 총칭인바, 특히 전술한 바와 같이 변전소로부터 전달된 고압의 전원을 일반 수용가에서 요구되는 저압으로 변환시켜 공급해 주는 것을 주상변압기라 하며, 이는 통상 전신주 등에 고정 설치된다.

이러한 주상변압기의 구조는 용량 및 전압에 따라서 차이를 보일 수 있지만, 공통적으로 변압기의 기능을 수행하기 위한 권선과 철심을 필수적으로 포함하고, 이들 권선과 철심은 절연류로 충진된 탱크(tank) 안에 내장되는 바, 이 절연유는 권선의 절연물로 습기나 먼지가 침투하여 절연내력을 저하시키는 것을 방지함과 동시에 철심이나 권선에서 발생하는 열을 기름의 대류 및 복사를 통해 방열시키는 역할을 한다.

이러한 통상적인 주상변압기의 구성이 도 1에 도시되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 주상변압기(100)는 외관상 몸체를 이루는 박스형의 외함(110)과, 이를 밀폐하기 위한 뚜껑(120)과, 외부로부터 공급되는 고압의 전력을 권선으로 인가하는 접속부재로서 뚜껑(120)을 관통하여 설치되는 고압부싱(130, 혹은 "1차부싱"이라 한다.)과, 변압된 저압의 전력을 다시 외부로 인출하기 위해 외함(110)의 외벽에 설치되는 저압부싱(140, 혹은 "2차부싱"이라 한다.)을 포함하고 있다.

이때, 상기 주상변압기(100)의 외함(110) 내부에는 절연유가 충전되어 변압시 발생되는 열을 냉각시키도록 되어 있다.

그리고, 상기 고압부싱(130)은 전기적으로 충분한 절연내력(絶緣耐力)을 갖도록 함은 물론 전선을 지탱할 수 있을 정도의 지지력을 가지면서 나선(裸線) 부분의 고전압을 절연할 수 있고, 특히 염분이나 먼지 등이 부착될 경우 절연내력이 저하되는 것을 방지하기 위해 내열 및 내식성이 뛰어난 자기(磁器)재질의 애자(碍子)가 주로 사용되고 있으나, 최근에는 고분자 합성기술 발달에 따라 고압부싱(130)의 재질로 EPDM(에틸렌프로필렌고무), XLPE, 에폭시(epoxy) 및 실리콘 러버와 같은 고분자고무 또는 폴리머류 재질이 사용되고 있다.

여기서, 상기 주상변압기(100)에 결합되는 고압부싱(130)은 이미 다양하게 보급되어 있다.

예를 들어, 대한민국 등록실용신안공보 제0282453호(2002.7.19. 공고), 등록특허공보 제0632247호(2006.10.9. 공고), 등록특허공보 제0951473호(2010.4.7. 공고), 등록특허공보 제1118968호(2012.2.28. 공고), 등록실용신안공보 제0460375호(2012.5.21. 공고), 등록실용신안공보 제0462698호(2012. 9.24. 공고) 등에는 변압기용 부싱에 관련된 기술이 개시되어 있다.

도 2에는 종래 주상변압기용 고압부싱의 일실시예가 도시되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 고압부싱(130)은 주상변압기(100)에서 외부로부터 공급되는 고압의 전력을 주상변압기(100) 내부의 권선으로 인가하기 위하여 케이블(170, 도 3 참조)을 연결할 수 있도록 구성된다.

즉, 상기 고압부싱(130)은 변압기에 설치되며 내부에는 중공부(132)가 형성된 애자(131)와, 변압기에 전기적으로 연결되면서 애자(131)의 내부에 고정되고 그 상단의 나사축(134)이 애자(131)의 상부로 연장된 커넥터(133)와, 상기 커넥터(133)의 나사축(134)에 나사 결합되며 그 상면에는 연결단자(136)가 구비되어 케이블(170, 도 3 참조)을 연결할 수 있도록 된 도전체인 캡 형태의 단자클램프(135)로 구성된다.

이때, 상기 커넥터(133)는 변압기 내부의 동봉(137)(또는 나동선)과 연결단자(136)을 전기적으로 연결시키게 된다.

즉, 상기 커넥터(133)는 중앙부에 플랜지부가 형성된 봉 형상의 전도체로써, 상기 커넥터(133)의 플랜지부를 기준으로 하여 상측은 단자클램프(135)의 연결단자(136)에 나사축(134)을 통해 나사결합 되고, 하측은 동봉(137)(또는 나동선)이 납땜, 압착 또는 볼트 조립, 용접에 의해 결합되어 있는 것이다.

상기 연결단자(136)은 나사축(134)에 나사 결합되도록 구비됨과 동시에 애자(131)의 상단을 커버하도록 구비되는 캡 형태의 단자클램프(135)와 일체로 형성되어 있는 것이다.

이와 같은 구성을 포함하는 고압부싱(130)이 주상변압기(100, 도 1 참조)에 결합되면, 주상변압기(100)의 내부에 충전된 절연유가 애자(131)의 중공부(132)내로 유입되어 동봉(137) 및 커넥터(133)등의 냉각이 이루어지게 되는데, 이때, 상기 단자클램프(135)와 애자(131) 상단면 사이와 커넥터(133)의 플랜지부 상면에는 커넥터(133)가 기밀을 유지하며 결합되도록 디스크 형상의 패킹(138,139)이 각각 구비된다.

여기서, 상기 패킹(138)은 단자클램프(135)와 함께 애자(131) 내부에 유입된 절연유가 상면의 관통공으로 누출되는 것을 방지함과 동시에 애자(131)의 손상을 방지하는 역할을 수행하게 된다.

그런데, 상기와 같은 구성을 갖는 종래 통상적인 고압부싱(130)을 주상변압기(100)에 조립하기 위해서는 여러 단계를 거쳐야만 하는바, 상기와 같은 구조를 갖는 고압부싱(130)을 주상변압기(100)에 조립 설치하는 과정에서 고압부싱(130)의 애자(131), 커넥터(133), 단자클램프(135)가 각각 분리 조립되는 관계로, 불필요한 작업 공수가 발생할 뿐만 아니라 애자(131) 상단면과 단자클램프(135) 사이에 기밀 유지를 위해 패킹(138) 작업을 수행해야 하는 불편함이 상존하고 있어, 이를 개선할 필요성이 있었다.

특히, 상기 단자클램프(135)를 조립할 때 작업자별로 조립 방법이 불균일하여 기밀성이 떨어질 경우에는 누유가 발생할 우려가 높으며, 이렇게 조립 불량으로 누유가 발생하는 하자가 발생하게 되면, 주상변압기를 교환해야 하기 때문에 이에 따른 교환 비용이 발생하여 경제적 손실로 이어지는 단점이 있었다.

한편, 상기와 같이 고압부싱(130)이 설치된 주상변압기(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 주택 상가 등의 건물로부터 이격된 위치에 설치되는 전주(150)에 설치되게 된다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 주상변압기(100)가 전주(150)의 일정위치에 설치되고, 상기 주상변압기(100)의 상측으로 컷아웃스위치(160)가 설치되며, 상기 주상변압기(100)의 1차 측 고압부싱(130)에 컷아웃스위치(160)가 케이블(170)로 연결되어 과전압 및 고장전류로부터 주상변압기(100)의 보호와, 점검 및 보수시 개폐 가능하도록 되어 있다.

상기 컷아웃스위치(160)는 주상변압기(100)의 1차 측 고압부싱(130)에 연결 설치되어 과부하 또는 고장전류가 작용될 때 도시되지 않은 휴즈가 용단되도록 하여 주상변압기(100)의 2차측 단락과 같은 사고로부터 변압기를 보호하도록 되어 있다.

이처럼, 상기 컷아웃스위치(160, Cut-Out Switch;COS)는 배전선로의 주상변압기 1차측 및 고압 책임 분계점에 부착하여 변압기의 과부하 또는 고장에 의한 변압기의 파괴 및 파손을 방지하여 변압기를 보호함과 아울러, 변압기의 선로 개폐에 사용되는 과전류 차단용 기기인 것이다.

이때, 상기 전주(150)에 주상변압기(100)를 설치하고, 컷아웃스위치(160)와 연결 설치하기 위해서는 전문적인 설치 작업이 필요하다.

즉, 종래 주상변압기(100)와 컷아웃스위치(160)의 연결 설치과정을 개략적으로 살펴보면 다음과 같다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 전주(150)에 장비를 이용하여 주상변압기(100)를 설치하게 되면, 설치된 주상변압기(100)에서 안전장치인 컷아웃스위치(160, COS)까지 연결할 수 있는 케이블(170)을 절단하여 준비한다.

그리고, 주상변압기(100)의 단자클램프(135)쪽 연결단자(136) 및 컷아웃스위치(160, COS)쪽 클램프에 연결이 용이하도록 케이블(170)의 피복을 벗기는 작업을 수행한다.

그런다음, 주상변압기(100) 1차측인 고압부싱(130)의 단자클램프(135)쪽 연결단자(136)를 케이블(170)이 연결될 수 있도록 공구를 이용하여 풀음 작업을 수행한다.

그리고, 이물질 및 수분침투를 방지하기 위하여 주상변압기 1차측 고압부싱(130)에 규격에 의한 변압기 부싱용 절연커버(도시안됨)를 삽입하는 작업을 수행한다.

이와 같은 상태에서 컷아웃스위치 연결용 케이블(170)을 주상변압기측 고압부싱(130)에 공구를 사용하여 단자클램프(135)의 연결단자(136)에 연결하는 작업을 실시한다.

이렇게 케이블(170) 연결작업이 이루어지면, 주상변압기(100) 1차측 고압부싱(130)에 준비 작업된 부싱용 절연커버를 빗물 등이 들어가지 않도록 절연테이프를 사용 견고히 테이핑 작업을 한다.

그리고나서 주상변압기(100) 측에 연결된 케이블(170)을 컷아웃스위치(160, COS)쪽에 공구를 이용하여 연결하게 되는 것이다.

그런데, 이러한 주상변압기 설치단계에서의 문제점은 현장 작업자별 작업방법 차이에 따른 클램프 조임토크 불균일에 의하여 접속부위 트래킹 발생에 따른 단선사고 유발할 수 있다는 문제점이 있었다.

그리고, 현장 작업자별로 주상변압기에 부싱용 절연커버를 조립하는 방법에 차이가 있는 관계로, 경우에 따라 충전부 노출에 의하여 이물질 침투 및 수분침투에 따른 충전부 절연열화로 사고가 발생할 우려가 있었다.

특히, 현장 작업시 전용작업 차량을 이용 공중에서 케이블 준비 및 피복작업, 클램프 작업 2회(주상변압기측, 컷아웃스위치측), 부싱용 절연커버 작업, 절연커버 테이핑작업 등 작업상의 번거로움 및 작업 공임 대폭 증가한다는 단점이 있었다.

대한민국 등록실용신안공보 제0282453호(2002.7.19. 공고, 명칭: 주상변압기의 고압부싱 고정장치) 대한민국 등록실용신안공보 제0460375호(2012.5.21. 공고, 명칭: 주상변압기의 1차부싱 밀봉구조) 대한민국 등록특허공보 제0632247호(2006.10.9. 공고, 명칭: 변압기용 부싱) 대한민국 등록특허공보 제0951473호(2010.4.7. 공고, 명칭: 변압기용 부싱) 대한민국 등록특허공보 제1118968호(2012.2.28. 공고, 명칭: 변압기용 부싱)

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 주상변압기를 전주에 설치하는 과정에서 고압부싱과 컷아웃스위치 사이에 케이블을 조립하는 작업을 수행함에 따라 발생하는 다양한 문제점을 개선 보완하기 위해 연구 개발된 것이다.

즉, 본 발명의 목적은 주상변압기용 고압부싱의 클램프에 컷아웃스위치(COS) 연결용 케이블을 폴리머류 재질의 절연하우징으로 사출성형하여 일체화 시킴으로써, 주상변압기를 설치하는 과정에서 부싱용 절연커버를 사용하지 않고 연결 작업이 가능하도록 하여 자재절감 및 작업공수를 대폭 줄일 수 있음을 물론, 컷아웃스위치와 주상변압기 간 기밀을 유지할 수 있고, 컷아웃스위치와 고압부싱 사이에 케이블을 연결할 때 작업자별 조임방식의 불균일에 따른 트래킹 사고 등을 미연에 방지할 수 있도록 한 케이블 일체형 클램프가 조립되는 주상변압기용 고압부싱을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 내부에 중공부가 형성된 자기재질의 애자, 주상변압기 내부에 전기적으로 연결되도록 애자의 중공부 내부에 고정되면서 동봉이 연결된 커넥터, 상기 커넥터에 결합된 상태에서 케이블을 연결할 수 있도록 애자의 상단면쪽에 조립 고정되는 클램프와, 상기 애자의 상단면과 클램프 사이 누유를 방지를 위해 삽입되는 패킹부재를 포함하는 구성을 갖는 주상변압기용 고압부싱에 있어서, 상기 고압부싱의 클램프 제조과정에서 케이블의 일단이 클램프에 조립 고정되고, 상기 클램프의 외주면과 케이블 결합부위를 사출 성형을 통해 폴리머류 재질의 절연하우징으로 감싸주며, 케이블이 일체로 형성된 클램프가 애자의 상단면에서 커넥터의 나사축에 나사 결합되어 자기형 고압부싱으로 완성되고, 상기 클램프는 하측방향으로 나사공이 형성되어 있는 클램프몸체부와, 이 클램프몸체부의 상측으로 돌출 형성되어 케이블을 연결할 수 있는 케이블연결부로 이루어져 있고, 상기 케이블연결부는 그 내부로 케이블의 피복체를 수용할 수 있는 케이블수용홈과, 이 케이블수용홈에 비해 상대적으로 좁은 직경을 가지고 내측방향으로 연장되어 케이블의 피복이 벗겨진 도체부분을 끼움 결합할 수 있는 도체결합홈이 형성된 구조를 가지고 있는 케이블 일체형 클램프가 조립되는 주상변압기용 고압부싱을 제공하는 데 그 특징을 갖는다.

여기서, 상기 클램프의 표면에는 절연하우징의 사출 성형시 절연하우징이 유입되어 접착력을 높일 수 있도록 노치홈이 둘레방향을 따라 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 고압부싱을 구성하는 클램프에 케이블을 폴리머류 재질의 절연하우징으로 사출 성형을 통해 제조과정에서 일체로 조립 고정하고, 이 케이블이 일체로 연결된 클램프를 애관 혹은 애자의 상단면에 나사 결합하여 자기형 고압부싱을 완성함으로써, 주상변압기 설치 현장에서 케이블 연결 작업에 따른 작업 공수를 크게 줄여 줄 수 있을 뿐만 아니라 종래와 같이 고압부싱에 케이블을 조립할 때 발생할 수 있는 각종 문제점을 미연에 방지하여 개선할 수 있는 장점을 갖게 된다.

즉, 본 발명에 따르면, 고압부싱용 클램프 제조과정에서 케이블이 클램프에 일체로 고정된 상태로 절연하우징에 의해 클램프의 외주면이 사출 성형되고, 이렇게 케이블이 일체로 형성된 클램프가 고압부싱의 애자 상단면에 나사 결합되어 고압부싱으로 조립된 상태로 주상변압기에 설치됨으로써, 종래와 같이 주상변압기를 전주에 설치한 후 컷아웃스위치와 케이블로 연결할 때, 고압부싱에 대한 케이블의 조립작업을 할 필요가 없기 때문에, 작업자에 의한 별도의 조임작업이 필요없게 되어 종래의 문제점으로 지적된 작업자별로 불균일한 조임작업으로 발생할 수 있는 트래킹 사고를 미연에 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따라 케이블이 일체형 사출 방식으로 절연하우징으로 감싸진 상태로 클램프에 조립되어 있는 관계로, 클램프의 케이블 체결부위를 통해서 이물질 및 수분 침투 등을 원천적으로 방지할 수 있는 장점이 있다.

또, 종래와 같이 고압부싱을 밀폐시키기 위한 부싱용 절연커버를 사용하지 않아도 되기 때문에 종래 부싱용 절연커버를 사용함에 따라 실시하던 절연테이프류를 통한 테이핑 작업을 사용하지 않아도 되기 때문에 비용적인 측면에서 바람직할 뿐만 아니라 작업 공정의 생략에 따른 조립 공정수를 크게 절감할 수 있는 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 주상변압기의 통상적인 구성을 보여주는 도면.
도 2는 종래 기술에 따른 주상변압기에 설치되는 고압부싱의 구성을 보여주는 개략적인 단면도.
도 3은 종래 기술에 따른 전주에 설치된 주상변압기와 컷아웃스위치가 케이블로 연결 설치된 상태를 보여주는 예시도면.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 케이블 일체형 클램프가 조립된 폴리머형 고압부싱이 주상변압기에 장착된 상태를 보여주는 도면.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 케이블 일체형 클램프가 폴리머형 고압부싱의 애관에 조립 결합된 상태를 보여주는 개략적인 단면도.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 케이블 일체형 클램프가 폴리머형 고압부싱의 애관에 조립되기 전 분리된 상태를 보여주는 개략적인 단면도.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 케이블과 클램프의 결합 전 분리된 상태를 보여주기 위한 도면.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 케이블이 클램프에 압착 결합된 상태에서 절연하우징이 사출 성형을 통해 외주면을 감싼 상태를 보여주기 위한 도면.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 케이블 일체형 클램프가 조립된 자기형 고압부싱이 주상변압기에 장착된 상태를 보여주는 도면.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 케이블 일체형 클램프가 자기형 고압부싱의 애자에 조립 결합된 상태를 보여주는 개략적인 단면도.
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 케이블 일체형 클램프가 자기형 고압부싱의 애자에 조립되기 전 분리된 상태를 보여주는 개략적인 단면도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

이때, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위해 첨부된 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의성을 위해 과장되거나 생략될 수 있으며, 도면에 병기된 도면부호에 따라 부여되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.

도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 케이블 일체형 클램프가 조립되는 주상변압기용 고압부싱(20)은, 크게 애관(21), 절연하우징(22, 29), 커넥터(23), 클램프(24), 패킹부재(25), 동봉(26, 혹은 나동선), 케이블(50)을 포함하는 구성을 갖는다.

여기서, 본 발명의 제1실시예에 따른 폴리머형 고압부싱(20)은 제조 과정에서 케이블(50)이 고압부싱(20)의 클램프(24)에 조립 고정된 상태에서 사출 성형을 통해 절연하우징(29)으로 감싸인 체 일체로 고정된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 케이블(50)이 일체형으로 조립된 클램프(24)가 고압부싱(20)을 구성하는 애관(21) 상단면에 커넥터(23)의 나사축(23c)에 나사 결합됨으로써, 폴리머형 고압부싱(20)이 완성된다.

이렇게 완성된 폴리머형 고압부싱(20)은 주상변압기(1)의 상단 뚜껑(11) 상에 설치되는 것이다.

이때, 상기 주상변압기(1)는, 통상의 주상변압기와 마찬가지로, 외관상 몸체를 이루는 박스형의 외함(10)과, 이를 밀폐하기 위한 뚜껑(11)과, 외부로부터 공급되는 고압의 전력을 권선으로 인가하는 접속부재로서 뚜껑(11)을 관통하여 설치되는 폴리머형 고압부싱(20)과, 변압된 저압의 전력을 다시 외부로 인출하기 위해 외함(10)의 외벽에 설치되는 저압부싱(40)을 포함하고 있고, 상기 외함(10) 내부에는 절연유가 충전되어 변압시 발생되는 열을 냉각시키도록 되어 있는 것이다.

따라서, 상기와 같이 케이블(50)이 일체형으로 조립된 폴리머형 고압부싱(20)이 주상변압기(1) 상에 설치됨으로써, 주상변압기(1)가 전주에 설치될 때, 안전장치인 컷아웃스위치와 주상변압기(1)의 고압부싱(20)사이를 케이블(50)로 연결하는 과정에서 도 3의 종래 기술에서 설명한 바와 같은 고압부싱(130)에 케이블(170)을 조립하는 작업을 없애 줄 수 있는 것이다.

여기서, 본 발명의 제1실시예에 따른 폴리머형 고압부싱(20)에 대해 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

도 5 및 도 6에 도시된 폴리머형 고압부싱(20)에 사용되는 애관(21)은 내부를 형성하는 중공부(21a)를 갖는 원통형 관체이고, 상기 애관(21)의 재질로는 사출플라스틱류가 주로 사용되며, 경우에 따라 자기가 사용될 수도 있다.

그리고, 상기 애관(21)의 외주면은 폴리머류 재질의 절연하우징(22)에 의해 절연될 수 있게 사출 성형을 통해 감싸지게 된다.

상기 절연하우징(22)은 사출 성형을 통해서 애관(21)의 외주면을 감싸는 절연부재로써, 절연특성이 높은 EPDM(에틸렌프로필렌고무), XLPE, 에폭시(epoxy) 및 실리콘 러버와 같은 고분자고무 또는 폴리머류 재질로 이루어져 있다.

상기 커넥터(23)는 중앙 및 하단부위에 플랜지부(23a,23b)가 형성된 봉 형상의 전도체로써, 상기 커넥터(23)의 중앙쪽 플랜지부(23a)의 상측으로 나사축(23c)이 형성됨과 아울러, 하단쪽 플랜지부(23b)의 하측으로 동봉(26)(또는 나동선)이 납땜, 압착 또는 볼트 조립, 용접에 의해 결합되어 있다.

도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 클램프(24)는 하측은 커넥터(23)의 나사축(23c)에 연결할 수 있도록 되어 있고, 상측은 컷아웃스위치 연결용 케이블(50)을 연결할 수 있는 부재로써, 황동 또는 동, 알루미늄 중 어느 하나의 재질로 구성되어지며, 대략 깔데기를 뒤집어 놓은 캡 형태를 가지고 있다.

즉, 본 발명에 따른 클램프(24)는 하측방향으로 나사공(24c)이 형성되어 있는 상협하광(上狹下廣)의 형상을 갖는 클램프몸체부(24a)와, 이 클램프몸체부(24a)의 상측으로 돌출 형성되어 케이블(27)을 연결할 수 있는 케이블연결부(24b)로 이루어져 있다.

이때, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 케이블연결부(24b)는 8각기둥 형상으로 클램프몸체부(24a)로부터 돌출 형성되어 있고, 그 내부에는 케이블(50)의 피복체(50a)를 수용할 수 있는 원형의 케이블수용홈(24d)과, 이 케이블수용홈(24d)에 비해 상대적으로 좁은 직경을 가지고 내측방향으로 연장되어 케이블(50)의 피복체(50a)가 벗겨진 도체(50b) 부분을 끼움 결합할 수 있는 원형의 도체결합홈(24e)이 형성된 구조를 가짐으로써, 케이블(50)의 일단을 케이블연결부(24b)에 끼움 삽입한 상태에서 압착함에 따라 견고하게 고정될 수 있도록 되어 있다.

상기 케이블수용홈(24d)은 일정깊이를 가지며 케이블(50)의 풍압 또는 작업 중의 흔들림에 압착부분인 케이블(50)이 보호될 수 있도록 경사면을 형성하는 유동유격부를 포함하여 구성되어 지고, 케이블수용홈(24d)의 가장자리 등의 표면은 둥근 형상을 유지하여 부분 방전 등 전계가 집중하는 부분들을 사전에 완화시키는 역할을 하도록 구성되어 있다.

상기 도체결합홈(24e)은 하부에서 상부로 갈수록 직경이 커지도록 테이퍼지게 형성되는 원뿔대 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 클램프(24)의 표면에는 둘레방향을 따라 노치홈(24f)이 형성되어 있는 바, 상기 노치홈(24f)은 폴리머류 재질의 절연하우징(29)으로 클램프(24)의 외주면을 일체로 감싸도록 사출 성형시 절연하우징(29)이 유입되어 접착력을 높일 수 있도록 하는 역할을 하게 된다.

즉, 본 발명은 케이블(50)을 클램프(24)에 일체형으로 조립 고정하여 사출 성형을 통해 폴리머류 재질의 절연하우징(29)으로 감싸 절연된 일체형 구조로 제조하고, 이 상태로 고압부싱을 구성하는 애관(21)의 상단면에 조립하여 고압부싱(20)을 완성할 수 있도록 하는 데 그 특징을 가지고 있는 것이다.

상기 패킹부재(25)는 클램프(24)와 애관(21) 상단면 사이로 돌출된 나사축 (23c)에 디스크 형상으로 끼움 삽입되어 누유방지를 위한 기밀을 유지하는 역할을 수행하게 된다.

즉, 상기 주상변압기(1)의 내부에 충전된 절연유가 애관(21)의 중공부(21a)내로 유입되어 동봉(26) 및 커넥터(23)등을 냉각시키는 과정에서 절연유가 애관(21) 상단면으로 관통 조립되는 나사축(23c)의 관통공으로 누출되는 것을 방지함과 동시에 애관(21)의 손상을 방지하는 역할을 수행하게 되는 것이다.

상기 패킹부재(25)는 내유성을 갖고 있는 일명, 니트릴 고무라 불리우는 아크릴로니트릴 부타디엔고무(NBR)를 사용하는 것이 바람직하다.

이때, 도 5 및 도 6에 도시된 미 설명부호 28은 애관(21)과 커넥터(23) 사이에 기밀 유지를 유지 장착된 패킹부재(28)이다.

상기와 같은 구성을 갖는 케이블 일체형 클램프(24)를 이용하여 폴리머형 고압부싱(20)의 제조과정을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도시되지 않은 컷아웃스위치(COS)와 고압부싱(20)사이를 연결할 수 있는 케이블(50)이 일정길이 절단되어 준비되며, 도 7에 도시된 바와 같이, 케이블(50)의 일단 피복체(50a)를 벗겨 내어 도체(50b) 부분을 클램프(24)의 케이블연결부(24b)에 삽입한다.

이에 따라 케이블(50)의 도체(50b) 부분은 클램프(24)의 도체결합홈(24e)에 삽입되고, 케이블(50)의 피복체(50a) 부위는 케이블수용홈(24d)에 밀착 삽입되게 된다.

이 상태에서 8각기둥 형상의 케이블연결부(24b)를 8각 압착함으로써, 케이블(50)이 클램프(24)에 견고하게 고정된다.

그리고, 상기와 같이 케이블(50)이 클램프(24)에 조립되면, 수분제거 등을 위하여 일정시간 건조시킨다.

이렇게 건조된 케이블(50) 일체형 클램프(24)는 폴리머류 재질의 절연하우징(29)으로 외주면이 절연될 수 있게 사출성형 작업을 수행하게 되는바, 상기 사출 성형작업을 위한 준비 작업으로, 사출성형 재료와 접합되는 케이블(50)의 끝부분에 너링 처리를 하여 사출성형시 고분자의 성형재료가 완벽하게 융착될 수 있도록 작업한다.

더불어, 상기 클램프(24)의 표면에는 계면 방지를 위한 접착제를 도포하는 것이 바람직하다.

이렇게 사전 준비 작업이 마무리되면, 도 8에 도시된 바와 같이 건조된 케이블(50)의 결합부위과 클램프(24)의 외주면에 대해서 직사출 방식에 의하여 폴리머류 재질의 절연하우징(29)으로 사출 성형 작업을 수행하여 일체화시키게 된다.

이러한 사출성형 작업을 통해 케이블 일체형 클램프(20)가 완성되면, 케이블(50) 끝부분을 실링하여 마무리 한다.

그리고, 상기와 같이 케이블(50) 일체형 클램프(24)가 완성되면, 폴리머형 고압부싱(20)을 완성하기 위하여 분리 제조된 클램프(24)를 애관(21)에 조립하는 작업을 수행하게 된다.

이를 위해, 먼저 애관(21)의 중공부(21a) 내부에 동봉(26)이 조립된 커넥터(23)가 삽입되어 커넥터(23)의 나사축(23c)이 애관(21)의 상단면으로 돌출되도록 삽입하여 준비하고, 건조과정을 거쳐 수분을 제거한 다음, 애관(21)의 표면에는 계면 방지를 위한 접착제를 도포한 상태에서 애관(21)의 외주면을 절연하기 위하여 애관(21)의 외주면에 대해서 직사출 방식에 의하여 절연하우징(22)과 돌출된 쉐드 부분이 형성되도록 사출 성형 작업을 수행하게 된다.

그리고, 절연하우징(22)으로 외주면을 절연한 애관(21)과 별도의 절연하우징(29)으로 절연된 클램프(24)를 결합함으로써, 폴리머형 고압부싱(20)이 완성되게 된다.

즉, 상기 애관(21) 상단면으로 돌출된 나사축(23c)에 패킹부재(25)를 끼워 애관(21) 상단면에 장착하여 기밀을 유지할 수 있도록 조립한다.

그리고, 상기 케이블(27)이 일체로 고정된 클램프(24)를 애관(21)의 상단면에 돌출된 나사축(23c)에 나사 결합을 통해 상호 조립한다.

이때, 상기 클램프(24) 결합부위인 하단 절연하우징(29) 부위가 애관(21)의 상부쪽을 완전히 감싸고 충분히 덮어주어 완벽하게 밀봉될 수 있도록 설계됨은 당연하다.

한편, 도 9 내지 도 11에는 본 발명의 제2실시예에 따른 케이블 일체형 클램프가 조립되는 자기형 고압부싱(30)이 도시되어 있다.

즉, 본 발명에 적용된 자기형 고압부싱(30)은 종래 통상적인 자기형 고압부싱과 마찬가지로, 중공부(31a)가 형성된 애자(31), 주상변압기(1)의 내부로 전기적으로 연결되기 위해 동봉(26)이 결합된 커넥터(23), 누유방지를 위한 패킹부재(25), 케이블(50)을 연결하기 위한 클램프(24)를 갖추고 있다는 점에서 동일한 구성을 가지고 있다 할 수 있다.

다만, 본 발명의 제2실시예에 따른 자기형 고압부싱(30)은 제1실시예의 폴리머형 고압부싱(20)에서 설명한 것과 동일하게 케이블(50) 일체형 클램프(24)를 애자(31)의 상단면에 조립하여 자기형 고압부싱(30)으로 제작한다는 데 그 특징을 가지고 있다.

즉, 본 발명의 제2실시예에 따른 자기형 고압부싱(30)은 제1실시예에 따른 폴리머형 고압부싱(20)과 비교할 때, 절연하우징(22)으로 절연된 애관(21)을 사용하는 대신에 자기 재질로 제조된 애자(31)를 사용한다는 데 차이가 있을 뿐 나머지 케이블(50) 일체형 클램프(24)를 커넥터(23)의 나사축(23c)에 결합하여 고압부싱(30)을 조립 완성하는 구성은 모두 유사 동일한 것이다.

따라서, 본 발명의 제2실시예에 따른 자기형 고압부싱(30)의 구체적인 구성 및 제작과정은 제1실시예를 설명하는 내용을 참조할 때 충분히 이해할 수 있는 관계로, 이하에서는 기술 설명을 생략하기로 한다.

물론, 제품 특성상 자기형 고압부싱(30)과 폴리머형 고압부싱(20)에서 커넥터(23)의 조립 구조에 다소 차이가 있으나, 이는 이미 공지된 기술인 관계로, 이 또한 그 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수가 있고, 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수가 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다. 따라서, 상기 기재 내용은 하기의 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

1 : 주상변압기 10 : 외함
11 : 뚜껑 20,30 : 고압부싱
21 : 애관 22, 29 : 절연하우징
23 : 커넥터 23c : 나사축
24 : 클램프 24a : 클램프몸체부
24b : 케이블연결부 24c : 나사공
24d : 케이블수용홈 24e : 도체결합홈
24f : 노치홈 25, 28 : 패킹부재
26 : 동봉 31 : 애자
40 : 저압부싱 50 : 케이블

Claims (2)

1. 내부에 중공부(31a)가 형성된 자기재질의 애자(31), 주상변압기(1) 내부에 전기적으로 연결되도록 애자(31)의 중공부(31a) 내부에 고정되면서 동봉(26)이 연결된 커넥터(23), 상기 커넥터(23)에 결합된 상태에서 케이블(50)을 연결할 수 있도록 애자(31)의 상단면쪽에 조립 고정되는 클램프(24)와, 상기 애자(31)의 상단면과 클램프(24) 사이 누유를 방지를 위해 삽입되는 패킹부재(25)를 포함하는 구성을 갖는 주상변압기용 고압부싱에 있어서,
   상기 고압부싱의 클램프 제조과정에서 케이블(50)의 일단이 클램프(24)에 조립 고정되고, 상기 클램프(24)의 외주면과 케이블(50) 결합부위를 사출 성형을 통해 폴리머류 재질의 절연하우징(29)으로 감싸주며, 케이블(50)이 일체로 형성된 클램프(24)가 애자(31)의 상단면에서 커넥터(23)의 나사축(23c)에 나사 결합되어 자기형 고압부싱(30)으로 완성되고, 상기 클램프(24)는 하측방향으로 나사공(24c)이 형성되어 있는 클램프몸체부(24a)와, 이 클램프몸체부(24a)의 상측으로 돌출 형성되어 케이블(50)을 연결할 수 있는 케이블연결부(24b)로 이루어져 있고, 상기 케이블연결부(24b)는 그 내부로 케이블(50)의 피복체(50a)를 수용할 수 있는 케이블수용홈(24d)과, 이 케이블수용홈(24d)에 비해 상대적으로 좁은 직경을 가지고 내측방향으로 연장되어 케이블(50)의 피복이 벗겨진 도체부분(50b)을 끼움 결합할 수 있는 도체결합홈(24e)이 형성된 구조를 가지고 있는는 것을 특징으로 하는 케이블 일체형 클램프가 조립되는 주상변압기용 고압부싱.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 클램프(24)의 표면에는 절연하우징(22)의 사출성형시 절연하우징(22)이 유입되어 접착력을 높일 수 있도록 노치홈(24f)이 둘레방향을 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 케이블 일체형 클램프가 조립되는 주상변압기용 고압부싱.
   

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