KR101604318B1 - 가스절연개폐장치용 변류기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스절연개폐장치용 변류기에 관한 것이다. 본 발명에서는 제1플레이트(10)와 제2플레이트(12)의 사이에 다수개의 파이프(14)가 설치된다. 상기 파이프(14)의 내부에는 1차도체(20)가 위치하고 절연가스로 채워진다. 상기 파이프(14)의 외면에는 2차코일(24)이 설치되고, 상기 2차코일(24)은 제1고정플레이트(26)에 의해 고정된다. 상기 제1고정플레이트(26)와 제1플레이트(10) 사이를 제1스터드(28)가 연결하고 상기 파이프(14)를 상기 제2플레이트(12)에 고정하기 위해 각 파이프(14)마다 제2고정플레이트(34)가 설치된다. 상기 제1고정플레이트(26)와 제2고정플레이트(34) 사이를 제2스터드(30)가 연결한다. 상기 제2고정플레이트(34)는 상기 파이프(14)의 걸이홈에 걸어진 상태에서 상기 제2플레이트(12)에 제2체결구(35)에 의해 체결된다. 이와 같은 본 발명에 의하면 변류기를 구성하는 파이프(14)와 제1플레이트(10) 및 제2플레이트(12) 사이의 밀봉이 확실하게 되고 파이프(14)에 설치되는 부품들이 제 위치에 정확하게 장착되어 변류기의 동작특성이 좋아지는 이점이 있다.

Description

가스절연개폐장치용 변류기 {Current transformer for gas insulation switcher}

본 발명은 가스절연개폐장치용 변류기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수개의 변류기가 나란히 배치되고 외기에 코일이 노출되게 만들어진 가스절연개폐장치용 변류기에 관한 것이다.

가스절연개폐장치는 SF₆ 가스 등의 절연성 및 소호성이 우수한 절연매체를 밀폐 금속용기 내에 봉입하고 충전부를 수납한 것이다. 이와 같은 가스절연개폐장치는 공기중의 개폐장치에 비해, 차단기, 단로기, 변류기 등의 구성기기를 합리적으로 배치하여 설치공간을 축소할 수 있다.

여기서 변류기는 SF₆ 가스가 채워진 파이프 내에 1차도체가 위치하고 상기 파이프의 외면을 둘러 2차코일이 설치되는데, 3상 변류기의 경우 3개의 변류기가 나란히 배치되어야 하고, 상기 변류기들 각각의 구성이 정확하게 배치되어야 한다. 만약, 이들 3개의 변류기 사이의 상대 위치가 정확하게 되지 않아 밀봉이 제대로 되지 않으면 절연 등의 문제가 발생하면서, 3상 변류기의 성능이 제대로 발휘되지 않는 문제점이 발생한다.

특히, 각각의 변류기를 구성하는 파이프가 지지되는 플레이트와의 사이에서 절연과 밀폐가 제대로 되지 않게 되면 2차코일에서 순환전류에 의한 오류가 발생하게 되는 문제점이 있다.

일본 등록특허 제4703316호 일본 등록특허 제3152485호

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 다상의 변류기에서 각 변류기의 구성을 정확하게 유지하면서 변류기 간의 상대 위치를 정확하게 유지하도록 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 내부에 절연매체가 채워진 다수개의 파이프와, 상기 파이프의 일단에 형성된 단부플랜지가 체결되는 제1플레이트와, 상기 파이프의 타단이 삽입되는 관통공이 형성되고 상기 제1플레이트와 소정의 간격을 두고 배치되는 제2플레이트와, 상기 파이프의 내부에 설치되고 전류가 흐르는 1차도체와, 상기 파이프의 외면에 설치되고 상기 1차도체와 전자기적 상호작용하여 정보를 발생시키는 2차코일과, 상기 2차코일에 밀착되어 2차코일을 고정하는 제1고정플레이트와, 상기 제1고정플레이트에 일단부가 고정된 제2스터드의 타단부가 고정되고 상기 파이프 마다 설치되어 상기 제2플레이트에 체결되는 제2고정플레이트를 포함한다.

상기 제2플레이트의 관통공 내면과 상기 파이프의 외면 사이에는 다수개의 기밀패킹과 다수개의 백업링이 설치된다.

상기 제2고정플레이트는 제1편과 제2편이 체결볼트에 의해 서로 체결되어 상기 파이프가 관통하는 파이프공이 형성된다.

상기 제2고정플레이트의 제1편과 제2편의 반대되는 단부에는 상기 제2스터드가 관통하는 스터드공이 형성되고 상기 제1편과 제2편에는 상기 파이프공의 주변을 둘러 상기 제2플레이트에의 체결을 위한 제2체결구가 관통하는 제2체결구공이 다수개 형성된다.

상기 파이프공의 내면에는 단턱부가 돌출되어 상기 파이프의 일단부에 형성된 걸이홈에 걸어진다.

상기 제1플레이트와 상기 제1고정플레이트에는 제1스터드의 양단부가 체결되어 상기 제1고정플레이트를 상기 제1플레이트에 연결한다.

본 발명에 의한 가스절연개폐장치용 변류기에서는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에서는 다상 변류기에서 각 상을 구성하는 파이프의 단부가 제1플레이트와 제2플레이트에 정확하게 안착되어 설치될 수 있도록 각 파이프에 별도로 구성된 제2고정플레이트를 사용하였으므로, 상기 파이프와 제2 플레이트 사이의 기밀이 확실하게 유지되면서 절연성능도 좋아진다. 이에 더해 파이프의 내면과 1차도체 사이의 상대 위치도 정확하게 설정되어 변류기의 동작특성이 좋아지는 효과가 있다.

그리고, 본 발명에서는 제2스터드의 일단부가 각각의 파이프마다 별도로 있는 제2고정플레이트에 고정되므로, 각각의 변류기를 구성하는 2차코일이 정확하게 설치되어 있게 되므로 2차코일의 동작이 정확하게 되는 효과도 있다.

도 1은 본 발명에 의한 가스절연개폐장치용 변류기의 바람직한 실시례와 그 주변 구성을 보인 사시도.
도 2는 본 발명 실시례의 요부 구성을 보인 반단면도.
도 3은 본 발명 실시례의 제2플레이트와 그 주변 구성을 보인 단면도.
도 4는 본 발명 실시례를 구성하는 파이프와 제2플레이트 사이의 구성을 보인 분해사시도.
도 5는 본 발명 실시례를 구성하는 제2고정플레이트를 보인 사시도.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도면들에 도시된 바에 따르면, 본 발명에 의한 변류기는 제1플레이트(10)와 제2플레이트(12)의 사이에 파이프(14)가 설치된다. 본 실시례의 변류기는 3상이므로 상기 파이프(14)는 3개가 있다. 상기 파이프(14)의 내부에는 절연가스(예를 들면 SF₆)가 채워지는데, 아래에서 설명될 탱크(22)의 내부와 상기 파이프(14)의 내부가 연통된다. 본 발명이 반드시 3상에 한정되어야 하는 것은 아니다.

상기 파이프(14)의 일단에는 단부플랜지(15)가 돌출되어 있어 상기 단부플랜지(15)가 상기 제1플레이트(10)에 제1체결구(15')에 의해 체결되어 고정된다. 도면에서는 하나의 제1체결구(15')만이 도시되어 있으나, 다수개의 제1체결구(15')가 사용된다. 상기 단부플랜지(15)와 제1플레이트(10)의 사이에는 제1시일(16)이 설치되어 밀봉작용을 한다.

상기 파이프(14)의 타단은 상기 제2플레이트(12)의 관통공(13)내에 삽입되어 있고, 상기 관통공(13)의 내면과 파이프(14)의 외면과의 사이에 기밀패킹(18)과 백업링(19)이 설치된다. 상기 기밀패킹(18)은 본 실시례에서는 2개가 설치되어 있는데 밀봉작용을 하고, 상기 백업링(19)도 본 실시례에서는 2개가 설치되어 있는데, 상기 백업링(19)은 상기 기밀패킹(18)의 위치를 설정하고 기밀패킹(18)이 가스압력에 의해 찌그러지는 것을 방지하여 기밀성능이 저하되는 것을 차단한다.

상기 파이프(14)의 내부에는 1차도체(20)가 설치되어 있다. 상기 1차도체(20)는 아래에서 설명될 2차코일(24)과 상호작용을 한다. 즉, 상기 1차도체(20)에 전류가 흐르게 되면, 2차코일(24)에 전류가 발생하는데, 이를 감지하여 사용하게 된다. 상기 1차도체(20)는 상기 파이프(14)의 양단부로 연장되어 아래에서 설명될 탱크(22)에 의해 형성되는 공간의 내부로 연장된다.

상기 제1플레이트(11)와 제2플레이트(12)의 외측, 즉 상기 파이프(14)가 있는 쪽의 외측에는 각각 탱크(22)가 결합된다. 상기 탱크(22)의 내부는 상기 파이프(14)의 내부와 연통된다. 따라서, 상기 탱크(22)와 제1 및 제2 플레이트(11,12)에 의해 형성되는 공간에 절연가스가 존재하게 된다.

상기 파이프(14)들의 외면에는 2차코일(24)이 설치된다. 상기 2차코일(24)은 상기 파이프(14)의 전체 길이에 걸쳐 설치되지는 않는다. 상기 2차코일(24)은 그 개수가 설계조건에 따라 달라진다. 상기 2차코일(24)을 상기 파이프(14)의 일측단에 위치시켜 고정하기 위해 제1고정플레이트(26)가 사용된다. 상기 제1고정플레이트(26)는 대략 3각 형상의 판으로서 상기 3개의 파이프(14)들이 관통하는 관통공(도면부호 부여않음)이 형성되어 있다.

상기 제1고정플레이트(26)는 도 1에서 잘 도시된 바와 같이, 제1스터드(28)와 제2스터트(30)에 의해 특정한 위치에 고정된다. 상기 제1스터드(28)는 양단부가 상기 제1고정플레이트(26)와 제1플레이트에 고정되어 이들 사이의 간격을 유지한다. 상기 제2스터드(30)는 상기 제1고정플레이트(26)와 아래에서 설명될 제2고정플레이트(34) 사이의 간격을 유지하게 된다. 상기 제1스터드(28)와 제2스터드(30)는 체결너트(32)들에 의해 그 설치위치가 고정된다.

한편, 상기 제2스터드(30)는 상기 파이프(14)의 일측 단부를 둘러싸서 설치되는 제2고정플레이트(34)에 일단부가 고정된다. 상기 제2고정플레이트(34)는 제2체결구(35)에 의해 상기 제2플레이트(12)에 고정된다. 상기 제2체결구(35)의 외면을 둘러서는 절연튜브(35')가 설치된다. 즉, 상기 제2고정플레이트(34)의 제2체결구공(46)의 내면과 상기 제2체결구(35)의 외면 사이에는 상기 절연튜브(35')가 설치되어 절연작용을 한다. 이와 같은 절연튜브(35')는 순환전류의 발생을 차단한다.

상기 제2고정플레이트(34)는 하나의 파이프(14)에 하나씩 구비된다. 즉, 각각의 파이프(14)의 단부에 별도로 구비되어 각각의 파이프(14)의 설치상태를 설정하도록 한다. 상기 제2고정플레이트(34)는 도 5에 잘 도시된 바와 같이 제1편(36)과 제2편(38)으로 구성되는데, 체결볼트(40)에 의해 제1편(36)과 제2편(38)이 체결된다.

상기 제1편(36)과 제2편(38)이 합쳐져서 하나의 파이프공(42)을 형성한다. 상기 파이프공(42)은 상기 파이프(14)가 관통하는 부분이다. 상기 파이프공(42)의 내면에는 단턱부(43)가 형성된다. 상기 단턱부(43)는 상기 파이프공(42)의 내면에서 돌출된 것으로 상기 파이프(14)의 일측 단부 외면에 형성된 걸이홈(도면부호 부여 않음)에 안착되어 파이프(14) 상에서의 설치위치가 고정된다.

상기 제1편(36)과 제2편(38)의 반대되는 단부에는 각각 스터드공(44)이 형성되어 상기 제2스터드(30)가 관통하여 고정된다. 상기 제1편(36)과 제2편(38)에는 또한 다수개의 제2체결구공(46)이 형성된다. 상기 제2체결구(46)공에는 상기 제2체결구(35)가 관통하여 상기 제2플레이트(12)에 체결된다.

도면중 미설명 부호 50은 상기 2차코일(24)을 차폐하는 커버이고, 52는 상기 커버(50)를 상기 제1 및 제2 플레이트(11,12)에 체결하는 커버체결구이다. 상기 커버(50)와 커버체결구(52)는 도 2에만 도시되어 있고, 도 1에는 도시되어 있지 않다.

상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 가스절연개폐장치용 변류기가 조립되고 사용되는 것을 상세하게 설명한다.

상기 파이프(14)는 일단에 단부플랜지(15)가 있어 제1플레이트(11)에 제1시일(16)을 개재한 상태로 고정되고, 타단은 제2플레이트(12)의 관통공(13)내에 삽입되어 고정된다. 따라서, 제1플레이트(11)에 상기 파이프(14)를 제1체결구(15')를 사용하여 고정한 후에는 상기 2차코일(24)을 파이프(14)의 외면에 설치하고 상기 제1고정플레이트(26)를 상기 제1스터드(28)를 사용하여 상기 제1플레이트(11)와 일차로 결합한다.

다음으로, 상기 각각의 파이프(14)의 타단부에 상기 제2고정플레이트(34)를 장착한다. 상기 제2고정플레이트(34)는 제1편(36)과 제2편(38)으로 나누어져 있으므로, 이들을 체결볼트(40)로 체결하여 상기 파이프(14)에 고정한다. 이 과정에서 상기 3개의 파이프(14)는 상기 제1플레이트(11)와 제2플레이트(12)에 양단이 정확하게 고정되어야 상기 1차도체(20)가 상기 파이프(14)의 중심에 있게 되고, 상기 제1시일(16)과 기밀패킹(18)이 전체적으로 일정하게 압착되어 기밀이 확실하게 이루어질 수 있다. 이를 위해 상기 제1체결구(15')가 관통하는 상기 단부플랜지(15)의 관통공(도면부호 부여 않음)의 내경이 상기 제1체결구(15')의 외경보다 약간 크게 형성되고, 상기 제2고정플레이트(34)의 제2체결구공(46)도 상기 제2체결구(35)에 대해 그러하다.

상기 파이프(14)들은 도면에서 볼 수 있는 바와 같이 각각을 꼭지점으로 생각하면 삼각형을 형성하도록 배치된다. 따라서, 상기 파이프(14)들의 설치를 위한 공간을 최소화할 수 있게 된다.

다음으로, 상기 제2고정플레이트(34)에 상기 제2스터드(30)의 타단부를 고정하여 상기 제1고정플레이트(26)와 제2고정플레이트(34)가 서로 결합되도록 한다. 상기 제2고정플레이트(34)는 각각의 파이프(14)마다 별개로 구비되므로, 상기 제2스터드(30)는 각각의 파이프(14)에 대해 평행하게 유지될 수 있게 된다. 따라서, 상기 제1고정플레이트(26)의 설치상태가 정확하게 될 수 있다.

여기서, 상기 제1스터드(28)와 제2스터드(30)는 어느 정도의 범위 내에서는 상기 2차코일(24)의 파이프(14)에서 차지하는 길이가 달라지더라도 상기 제1고정플레이트(26)의 위치를 조절하는 것이 가능하다. 하지만, 일정 범위를 넘어서면 상기 제1스터드(28)와 제2스터드(30)를 다른 길이를 가지는 것으로 교체하여야 한다.

한편, 상기 파이프(14)의 타단부를 상기 제2고정플레이트(34)를 사용하여 상기 제2플레이트(12)에 모두 고정하고 나면, 상기 파이프(14)에서 연장되어 상기 제1플레이트(11)와 제2플레이트(12)의 외측으로 연장된 상기 1차도체(20)들을 차폐하도록 상기 제1플레이트(11) 및 제2플레이트(12)에 상기 탱크(22)를 장착한다. 상기 탱크(22)의 내부와 상기 파이프(14)의 내부에는 절연가스가 채워진다.

이와 같이 구성된 본 발명의 변류기에서는 상기 1차도체(20)를 통해 전류가 흐르면, 상기 파이프(14)의 외면에 설치된 2차코일(24)에 전류가 유도된다. 이와 같이 하여 상기 2차코일(24)에 유도된 전류값은 다양한 기능을 수행하기 위해 사용된다. 예를 들면, 상기 1차도체(20)에 이상전류가 흐르게 되면, 이를 감지하여 차단신호를 제공하도록 할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도시된 실시례는 3상으로 구성되어 있으나, 반드시 그러해야 하는 것은 아니며 상이 다수개로 되어 다수개의 변류기가 나란히 인접하여 배치될 수도 있다.

또한, 상기 제1고정플레이트(26)가 상기 제1플레이트(10)에 인접하여 설치되어 있으나 반드시 그러해야 하는 것은 아니며, 상기 제2플레이트(12)에 인접하여 상기 제1고정플레이트(26)가 설치되고, 상기 제2고정플레이트(34)가 반대쪽에 있을 수도 있다.

그리고, 상기 제1스터드(28) 없이 상기 제2스터드(30)만으로 상기 제1고정플레이트(26)를 고정할 수도 있다. 물론, 상기 제2스터드(30)없이 상기 제1스터드(28)만으로 상기 제1고정플레이트(26)를 고정할 수도 있다.

10: 제1플레이트 12: 제2플레이트
13: 관통공 14: 파이프
15: 단부플랜지 15': 제1체결구
16: 제1시일 18: 기밀패킹
19: 백업링 20: 도체
22: 탱크 24: 2차코일
26: 제1고정플레이트 28: 제1스터드
30: 제2스터드 32: 체결너트
34: 제2고정플레이트 36: 제1편
38: 제2편 40: 체결볼트
42: 파이프공 43: 단턱부
44: 스터드공 46: 제2체결구공
50: 커버 52: 커버체결구

Claims (6)

1. 내부에 절연매체가 채워진 다수개의 파이프와,
   상기 파이프의 일단에 형성된 단부플랜지가 체결되는 제1플레이트와,
   상기 파이프의 타단이 삽입되는 관통공이 형성되고 상기 제1플레이트와 소정의 간격을 두고 배치되는 제2플레이트와,
   상기 파이프의 내부에 설치되고 전류가 흐르는 1차도체와,
   상기 파이프의 외면에 설치되고 상기 1차도체와 전자기적 상호작용하여 정보를 발생시키는 2차코일과,
   상기 2차코일에 밀착되어 2차코일을 고정하는 제1고정플레이트와,
   상기 제1고정플레이트에 일단부가 고정된 제2스터드의 타단부가 고정되고 상기 파이프 마다 설치되어 상기 제2플레이트에 체결되는 제2고정플레이트를 포함하는 가스절연개폐장치용 변류기.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제2플레이트의 관통공 내면과 상기 파이프의 외면 사이에는 다수개의 기밀패킹과 다수개의 백업링이 설치되는 가스절연개폐장치용 변류기.
   
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제2고정플레이트는 제1편과 제2편이 체결볼트에 의해 서로 체결되어 상기 파이프가 관통하는 파이프공이 형성되는 가스절연개폐장치용 변류기.
   
4. 제 3 항에 있어서, 상기 제2고정플레이트의 제1편과 제2편의 반대되는 단부에는 상기 제2스터드가 관통하는 스터드공이 형성되고 상기 제1편과 제2편에는 상기 파이프공의 주변을 둘러 상기 제2플레이트에의 체결을 위한 제2체결구가 관통하는 제2체결구공이 다수개 형성되는 가스절연개폐장치용 변류기.
   
5. 제 4 항에 있어서, 상기 파이프공의 내면에는 단턱부가 돌출되어 상기 파이프의 일단부에 형성된 걸이홈에 걸어지는 가스절연개폐장치용 변류기.
   
6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1플레이트와 상기 제1고정플레이트에는 제1스터드의 양단부가 체결되어 상기 제1고정플레이트를 상기 제1플레이트에 연결하는 가스절연개폐장치용 변류기.

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