KR101559540B1 - 변압기 부싱의 밀봉장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변압기 외측에 장비되는 자기(Porcelain)제의 변압기 부싱의 말단 밀폐에 적용되는 가스켓과 이 가스켓을 수용하여 도체에 조립되는 자웅의 가스켓커버 구조개선으로 설치되어 장기간 사용에도 도체 계면의 확실한 기밀을 제공할 수 있는 변압기 부싱의 밀봉장치를 제공한다.
본 발명의 상기 목적은 단면구조가 쿼터서클인 환형링의 쿼터서클형 가스켓(100)과, 상기 쿼터서클형 가스켓의 하측을 지지 수용하는 수납요홈(210)을 구비한 제1가스켓커버(200)와, 상기 수납요홈에 결합하면서 상기 쿼터서클형 가스켓의 상부 외주 라운드면을 수용하여 결합하는 수납돌기(310)를 구비한 제2가스켓커버(300)를 포함하고, 상기 제1가스켓커버(200)가 상기 제2가스켓커버(200)에 눌려질때, 상기 수납돌기(310)가 변형밀착홈(320)의 내부에서 상기 쿼터서클형 가스켓(100)이 변형 수용되는 것을 특징으로 하는 변압기 부싱의 밀봉장치에 의해 달성된다.

Description

변압기 부싱의 밀봉장치{SEALING DEVICE FOR A TRANSFORMER BUSHING}

본 발명은 변압기 외측에 장비되는 자기(Porcelain)제의 부싱의 말단 밀폐에 적용되는 가스켓과 이 가스켓을 수용하여 도체에 조립되는 자웅의 가스켓커버 구조개선으로 설치되어 장기간 사용에도 도체 계면의 확실한 기밀을 제공할 수 있는 변압기 부싱의 밀봉장치에 관한 것이다.

일반적으로 변압기는 설치장소에 따라 지상의 전주에 설비되는 주상변압기와, 지중배선방식에서 지중에 설치되는 지중변압기로 구분되고, 용도에 따라 그 구조가 조금씩 상이하지만 기본적 구성은 동일하다.

이러한 변압기는 송전수단으로부터 인입되는 고압전류 전선을 연결시키는 1차부싱과, 이 1차 부싱을 통해 변압기의 내부로 인입되어 전압을 하강한 후 최종 수용가인 가정이나 공장 등으로 전류를 공급시키기 위해 전선이 연결되는 2차 부싱이 구성되어 있으며, 내부에는 절연유가 충전되어 있다.

이러한 변압기는 그 기능이 수행되면서 부싱에 100℃ 이상의 고열이 발생되기 때문에 변압기 내부와 외부의 온도차에 따른 부싱을 구성하는 도체(스터드)의 수축 및 팽창작용에 따른 도체와 자기제 절연하우징 간의 계면기밀이 한 쌍의 가스켓커버에 수용되는 가스켓에 의해 제공되었다.

특허문헌 1은 '주상변압기용 가스켓'으로 변압기본체와 뚜껑을 기밀특성을 극대화하기 위하여 개선된 가스켓이 제공되었으나, 최근의 부싱의 기밀, 특히 외부영향을 가장 많이 받는 말단 기밀에 대해서는 그 대책이 없다.

이러한 변압기 부싱에 적용된 가스켓의 밀봉에 대하여 첨부도면 1을 참고하여 살펴보면 다음과 같다.

즉, 변압기에 설비되는 부싱은 통상의 변압기의 외함(T/B)의 내,외측에 수용 및 노출되는 자기제의 절연하우징(20)의 내부에 도체(10)이 구비되고 노출된 도체(10)의 말단은 전선을 연결하기 위한 단자대(30)가 조립되어 있다.

이때, 상기 절연하우징(20)의 선단과 이 선단에서 연장노출되는 도체(10)는 상기 단자대(30)의 조립 전에 도체(10)의 외주면에는 가스켓이 한쌍의 가스켓커버로 조립되고, 조임너트(N)에 의해 상기 절연하우징(20)의 선단의 말단에 밀착되어 도체(10)와 절연하우징(20) 간의 계면이 밀봉된다.

물론, 상기 절연하우징(20)은 절연거리를 위해 형성된 쉐이드 후단부분이 상기 변압기의 외함(T/B)에 패킹을 수용하는 플랜지(40)에 체결되는 다수의 육각볼트(B)에 의해 상기 외함(T/B)의 관통공이 밀봉되어 설치된다.

이러한 변압기 부싱의 말단 기밀을 위한 설치구조는 도 2에 도시된 것과 같이,

상기 도체(10)의 외주면에 결합하는 제1가스켓커버(50)와 이 가스켓커버에 밀착 결합하는 제2가스켓커버(60)가 내측에 가스켓(70)을 수납한 상태로 밀착 조립된다.

이때, 상기 제1가스켓커버(50)은 상기 제1 가스켓변형밀착홈(51)이 형성되고, 상기 제2가스켓커버(60)은 상기 제1 가스켓변형밀착홈(51)에 대응하여 제2가스켓변형밀착홈(61)이 형성된다.

그리고 상기 가스켓(70)은 단면이 반원형 단면구조로 되어 있다.

이러한 종래의 가스켓(70)은 상기 제1가스켓커버(50)에 제2가스켓커버(60)이 밀착할때, 상기 가스켓(70)은 눌려지면서 상기 제1가스켓변형밀착홈(51)과 제2가스켓변형밀착홈(61)에 수납되면서 눌려진다.

이러한 과정, 즉 상기 제1가스켓커버(50)의 상면에 제2가스켓커버(60)의 하면에 밀착되는 과정에 상기 가스켓(70)이 눌려지면서 각각의 제1가스켓변형밀착홈(51)과 제2가스켓변형밀착홈(61)에 수납됨으로서, 도 3에 도시된 것과 같이, 상기 제1, 제2가스켓커버(50,60)의 상면과 하면의 계면에 압착되는 가스켓(70)이 각각의 제1가스켓변형밀착홈(51)과 제2가스켓변형밀착홈(61)에 완전히 수납되지 못하고 끼면서 파손이 발생할 수 있다.

다시 말해, 가스켓(70) 압착(너트의 나사조임)과정에서 가스켓(70)의 상측에서 1ton 이상의 압력이 가해지며, 금구형상, 즉 제1가스켓커버(50) 및 제2가스켓커버(60)의 내부의 제1가스켓변형밀착홈(51)과 제2가스켓변형밀착홈(61) 형상에 따라 가스켓(70)이 상부 또는 하부 방향으로 밀리게 되고, 이러한 밀림에 의해 동환봉(도체)의 표면과 가스켓(70)의 내부 표면 간 마찰에 의해 상기 가스켓(70) 내부 표면이 손상될 수 있다.

특히, 상기 가스켓(70)은 눌려질때, 라운드형 외주면이 외측으로 쉽게 확장하면서 상기 제1가스켓변형밀착홈(51)과 제2가스켓변형밀착홈(61)에 수납되기 전에 변형으로 내주면이 확장되면서 제1, 2가스켓커버(50,60)의 상,하부면에 끼면서 수납되어 파손율을 높임은 물론 계면의 기밀특성이 떨어진다.

이러한 요인에 기인하여 상기 도체(10)의 외주면과 가스켓(70)의 내주면 간의 계면이 완벽하게 밀봉되지 못하고, 장기간 외부환경의 변수(기온차, 빗물 및 습기)에 의해 절연유의 누유 요인으로 지적되었다.

이러한 절연유의 누유는 단자부의 과열요인 및 단락 폭발에 의한 기름에 불이 붙어 폭발의 대형사고의 주요인으로 지적되었다.

특허문헌 1 : 대한민국 등록실용 제20-0207878호(등록일자 : 2000.10.11)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기와 같은 종래기술에서 문제된 단점을 해소하여 장기간 사용에도 변압기 부싱의 도체 말단과 자기제 절연하우징 간의 계면밀봉이 확실한 밀봉장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

특히, 본 발명은 제1가스켓커버와 제2가스켓커버가 자웅의 조립이 제공되고 이에 의해 변형되면 수납되는 가스켓이 쿼터서클형의 가스켓으로 제공되어 눌림시에 변형량이 도체와 계면방향으로 변형되어 계면밀착의 극대화로 밀봉특성을 높이 밀봉장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명이 제시하는 과제의 해결수단은,

단면구조가 쿼터서클인 환형의 쿼터서클형 가스켓;

상기 쿼터서클형 가스켓의 하측을 지지 수용하는 수납요홈을 구비한 제1가스켓커버;

상기 수납요홈에 결합하면서 상기 쿼터서클형 가스켓의 상부 외주 라운드면을 수용하여 결합하는 내부에 변형밀착홈이 형성된 수납돌기를 구비한 제2가스켓커버; 를 포함하고,

상기 제1가스켓커버가 상기 제2가스켓커버에 눌려질때, 상기 수납요홈에 상기 수납돌기가 결합하여 하강과 동시에 상기 변형밀착홈의 내부에서 상기 쿼터서클형 가스켓이 변형 수용되도록 구성한 것이 특징이다.

여기서, 상기 수납돌기의 변형밀착홈은 상기 쿼터서클형 가스켓의 외측 라운드면을 압착하여 내향으로 변형시키는 상협하광의 경사면을 갖고 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 제2가스켓커버의 수납돌기는 그 외주면에 환형링구조의 제2가스켓을 결합하고 상기 수납요홈에 결합하여 눌려질때, 상기 수납요홈의 내면과 수납돌기의 외면에 형성된 계면의 2차밀봉이 제공될 수 있다.

본 발명에 의하면, 변압기에 조립되어 노출되는 변압기 부싱의 도체 말단과 절연하우징간의 계면 밀봉이 완벽하여 장기간 사용에도 안전사고의 발생을 차단하는 효과를 지속할 수 있다.

또한 본 발명은 기존구조의 변형없이 수용할 수 있음은 물론 공업적으로도 양산(量産) 효과를 기대할 수 있으며, 염가로 제공하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명에 의하면, 쿼터서클형 가스켓이 외측 라운드면 변형량이 항상 도체의 외주면 방향으로 작용하고 있기 때문에, 장기간 상용에도 기밀특성을 그대로 유지할 수 있어 밀봉기능을 안정적으로 발휘할 수 있다.

도 1은 변압기에 적용되는 변압기 부싱의 설치상태도이다.
도 2는 도 1의 "F"부분의 발췌도로서, 변압기 부싱의 도체에 조립된 종래의 제1, 제2가스켓커버와 이에 수용되는 가스켓의 발췌 단면도이다.
도 3은 도 2의 제1, 제2가스켓커버와 이에 수용되는 가스켓의 조립전 분리 상태 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 제1, 제2가스켓커버와 쿼터서클형 가스켓의 구조를 보여주는 조립 전 분리상태 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 제1, 제2가스켓커버의 결합에 의한 쿼터서클형 가스켓의 결합상태를 보여주는 단면도이다.
도 6은 도 5의 "G"부분 발췌 확대도로서, 쿼터서클형 가스켓의 변형상태를 보여주기 위한 설명도이다.

본 발명은 쿼터서클의 환형링구조의 쿼터서클형 가스켓과 이를 수용하는 제1가스켓커버 및 제2가스켓커버의 구조개선에 의해 변압기에 설비되는 변압기 부싱의 도체와 절연하우징 간의 계면밀봉 특성을 극대화하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부되는 도면과 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 설명에 있어, 도면 제시된 구성요소의 구조 및 크기는 발명의 설명에 문제되지 않는 한 단순화되거나 간략화될 수 있고, 구성설명에 있어 종래기술로 제시된 도 1의 변압기 부싱에서 설명한 구성부재의 번호를 그대로 적용한다.

도 4는 본 발명에 따른 제1, 제2가스켓커버와 쿼터서클형 가스켓의 구조를 보여주는 조립 전 분리상태 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 제1,제2가스켓커버의 결합에 의한 쿼터서클형 가스켓의 결합상태를 보여주는 단면도이다.

이들 도면을 참조하면, 본 발명은 환형링 형상의 쿼터서클형 가스켓(100)과 이 쿼터서클형 가스켓을 수납하여 변압기 부싱의 도체(10)에 조립되는 동합금의 제1가스켓커버(200)와 제2가스켓커버(300)를 포함한다.

그러나 본 발명에 따른 상기 쿼터서클형 가스켓(100)은 변압기 부싱의 도체(10)의 외주면에 결합하기 위해 내주면이 관통된 환형링 형상이나, 그 단면구조가 원형의 1/4인 쿼터서클로 성형된다.

그리고 상기 제1가스켓커버(200)는 상기 쿼터서클형 가스켓(100)의 하측을 지지 수용하는 수납요홈(210)이 상부에 형성된다.

상기 수납요홈(210)은 상기 쿼터서클형 가스켓(100)을 저면인 평면부분을 지지하는 수평의 바닥면(211)과 이 바닥면과 수직방향으로 일정높이로 가이드벽(212)이 가공되어 형성된다.

또한, 상기 제2가스켓커버(300)는 상기 수납요홈(210)에 결합하는 수납돌기(310)가 형성된다.

이때, 상기 수납돌기(310)는 상협하광의 경사면으로 형성된 변형밀착홈(320)이 구성된다.

이러한 본 발명은 도 6의 확대도에 도시된 것과 같이, 상기 제1가스켓커버(200)가 상기 제2가스켓커버(300)에 눌려질때, 상기 수납돌기(310)가 수납요홈(210)의 내부 수용된 상기 쿼터서클형 가스켓(100)을 가압하면서 눌려진다.

물론, 이러한 과정은 배경기술에서 설명한 바와 같이, 조임기능의 조임너트(N)를 도체(10)에서 나사조임으로 상기 제2가스켓커버(300)이 전진(하강)하면서 제1가스켓커버(200)의 저면이 자기제 절연하우징(20)의 선단면에 밀착됨과 동시에 상기 제1가스케커버(200)의 수납요홈(210)의 상면에 상기 제2가스켓커버(300)의 수납돌기(310) 저면이 상기 쿼터서클형 가스켓(100)의 상면을 누르면서 조립된다.

결국, 쿼터서클형 가스켓(100)은 상기 제2가스켓커버(300)의 변형밀착홈(320) 측으로 확장 변형된다.

이러한 쿼터서클형 가스켓(100)의 변형은 상기 제1가스켓커버(200)의 수납요홈(210)을 형성하는 바닥면(211)에 맞닿은 상태로 가압됨과 동시에 외측으로 확장변형되나, 그 외측의 수직 가이드벽(212)에 의해 외측변형이 억제됨과 동시에 그 상부에서 압착되는 상기 제2가스켓커버(300)의 수납돌기(310)의 변형밀착홈(320) 측으로 확장되면서 수용된다.

즉, 쿼터서클형 가스켓(100)의 내부표면, 밑면이 도체(10) 및 제1가스켓커버(200) 상에 밀착된 상태로 위치하여 상기 쿼터서클형 가스켓(100)에 압력이 가해질 때 상부 또는 하부 이동을 억제하여 종래와 달리 쿼터서클형 가스켓(100)의 표면손상을 최소화하게 된다.

그리고 계속적인 눌림에 의해 상기 쿼터서클형 가스켓(100)은 힘의 합산 방향인 도체(10)에 결합한 중심공으로 확장 변형된다.

이때, 상기 쿼터서크형 가스켓(100)은 외측의 1/4의 라운드면이 상기 수납돌기(310)의 변형밀착홈(320)에 의해 압착되면서 그 라운드 돌출면 면적(a)이 중심방향으로 변형되어 도체(10)의 외주면과의 밀착력이 극대화된다.

이러한 본 발명은 도체(10)의 외주면에 결합된 신축 탄성력이 미약한 자기제 절연하우징(20)의 계면에서 발생될 수 있는 공극을 말단에서 완벽하게 기밀할 수 있다.

물론, 본 발명은 환형링구조의 링형 가스켓(400)의 적용에 의해 금속제 도체(10)와 이질의 재질인 자기제 절연하우징(20)의 계면공극의 완벽한 기밀을 제공할 수 있다.

즉, 상기 제2가스켓커버(300)의 수납돌기(310)는 그 외주면에 상기 링형 가스켓(400)을 결합한 상태에서 상기 수납요홈(210)에 결합하여 상기 쿼터서클형 가스켓(100)을 누르면서 조립되고 동시에 다시 외측에서 링형 가스켓(400)이 눌려지면서 외부기밀이 2차적으로 제공되어 완벽한 기밀이 제공된다.

이상으로 본 발명에 따른 실시예를 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 개념을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형시켜 실시할 수 있다.

예를 들어, 상술한 실시 예에 있어서는 제1가스켓커버(200)의 수납요홈((210)은 상광하협의 테이퍼면을 갖는 가이드벽(212)으로 형성되고, 상기 제2가스켓커버(300)의 수납돌기(310)는 그 외주면을 상기 테이퍼면에 결합하는 하협상광의 테이퍼면의 형성하여 가압 밀착력을 더욱 증대할 수 있다.

또한, 상술한 실시예에서 쿼터서클형 가스켓(100)이나 링형 가스켓(400)을 구성하는 재질도 특정한 것에 한정되지 않는다.

물론, 상기 쿼터서클형 가스켓(100)의 재질은 수소첨가 니트릴고무(HNBR)가 바람직하고, 링형 가스켓(400)은 테플론 재질이 바람직하다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져는 안되며, 후술되는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

본 발명에 따른 변압기 부싱 밀봉장치는 최근 빈번하게 발생하는 변압기사고를 미연에 발생할 수 있어 산업상 이용가능성이 매우 높은편이다

100 : 쿼터서클형 가스켓
200 : 제1가스켓커버 210 : 수납요홈
300 : 제2가스켓커버 310 : 수납돌기
320 : 변형밀착홈 400 : 링형 가스켓

Claims (4)

1. 단면구조가 쿼터서클인 환형의 쿼터서클형 가스켓;
   상기 쿼터서클형 가스켓의 하측을 지지 수용하는 수납요홈을 구비한 제1가스켓커버;
   상기 수납요홈에 결합하면서 상기 쿼터서클형 가스켓의 상부 외주 라운드면을 수용하여 결합하는 내부에 변형밀착홈이 형성된 수납돌기를 구비한 제2가스켓커버; 를 포함하고.
   상기 제1가스켓커버가 상기 제2가스켓커버에 눌려질때, 상기 수납요홈에 상기 수납돌기가 결합하여 하강과 동시에 상기 변형밀착홈의 내부에서 상기 쿼터서클형 가스켓이 변형 수용되는 것을 특징으로 하는 변압기 부싱의 밀봉장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 수납돌기의 변형밀착홈은 상기 가스켓의 외측 라운드면을 압착하여 내향으로 변형시키는 상협하광의 경사면으로 형성된 것을 특징으로 하는 변압기 부싱의 밀봉장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 쿼터서클형 가스켓은 외측의 1/4의 라운드면이 상기 수납돌기의 변형밀착홈에 의해 압착되면서 그 라운드 돌출면 면적이 중심방향으로 변형되어 통상의 변압기 부싱의 도체의 외주면과의 밀착력를 높이는 것을 특징으로 하는 변압기 부싱의 밀봉장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 제2가스켓커버의 수납돌기는 그 외주면에 환형링구조의 링형가스켓을 더 결합하고 상기 수납요홈에 결합하여 눌려질때, 상기 수납요홈의 내면과 수납돌기의 외면에 형성된 계면의 2차밀봉이 이루어지는 것을 특징으로 하는 변압기 부싱의 밀봉장치.
   

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