KR101652580B1 - Superconducting apparatus with outside connector - Google Patents

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Abstract

본 발명은 외부 접속자가 구비되는 초전도 전력기기에 관한 것으로, 상온부 도체(120)와 극저온부 도체(130)를 전기적으로 연결하며 내부에 절연가스를 가압상태로 유지하여 단열 및 절연을 수행하는 극저온 부싱(100)과, 상기 상온부 도체(120)의 외부 접속부(125)에 연결되어 전력의 입출력을 행하며 상기 외부 접속부(125)의 온도를 얼음이 얼지 않는 온도로 유지하기 위하여 다수의 열교환 구멍(230)이 형성된 외부 접속자(200)를 포함한다.
본 발명은 외부 접속자에서 열교환이 활발히 일어나도록 구성하므로 극저온부 도체의 접촉부에서 빼앗기는 열을 충분히 보충할 수 있어 극저온 부싱이 제 역할을 충분히 할 수 있도록 하는 이점이 있다.The present invention relates to a superconducting power device having an external connection member, and more particularly, to a superconducting power device having an external connecting member, which is constructed by electrically connecting a room-temperature substructure 120 and a cryogenic substate 130 and keeping insulation gas in a pressurized state, Bushing 100 and a plurality of heat exchange holes 125 connected to the external connection portion 125 of the room temperature secondary conductor 120 to perform power input and output and maintain the temperature of the external connection portion 125 at a temperature at which ice freezes 230 are formed.
The present invention has an advantage in that the cryogenic bushing can sufficiently perform the heat exchange because the heat absorbed from the contact portion of the cryogenic subconductor can be sufficiently replenished.

Description

외부 접속자가 구비되는 초전도 전력기기{SUPERCONDUCTING APPARATUS WITH OUTSIDE CONNECTOR}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a superconducting power device having an external connector,

본 발명은 초전도 전력기기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 초전도 소자를 외부의 부품들과 전기적으로 연결해주는 부싱의 단말에 외부 접속자를 구비하되 열교환이 원활하도록 구성한 외부 접속자가 구비되는 초전도 전력기기에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a superconducting power device, and more particularly, to a superconducting power device having an external connector having an external connector at a terminal of a bushing for electrically connecting a superconducting element to external components, will be.

초전도 전력기기는 초전도 케이블, 초전도 변압기, 초전도 한류기, 초전도 모터, 초전도 발전기, 초전도 에너지저장장치 등이 있다. Superconducting power devices include superconducting cables, superconducting transformers, superconducting fault currents, superconducting motors, superconducting generators, and superconducting energy storage devices.

이 중 초전도 한류기는 액체 질소로 냉각되는 극저온환경에서 사용하기 때문에 외부의 부품들과 초전도 소자를 전기적으로 연결해주는 극저온 부싱을 사용한다. Among them, the superconducting fault current limiter uses a cryogenic bushing that electrically connects the external components to the superconducting element because it is used in a cryogenic environment cooled by liquid nitrogen.

극저온 부싱의 일종으로 SF6 가스를 사용한 절연방식의 극저온 가스부싱이 있다.One type of cryogenic bushing is an insulated cryogenic gas bushing using SF6 gas.

극저온 가스부싱의 경우 액체 질소에 담긴 도체를 통한 열전달에 의해 공기 중으로 노출된 부싱의 단말 온도가 서서히 내려가게 되는데, 이 단말에 수분이 응축되고 어는 순간 단열효과에 의해 부싱의 단말 온도가 급격히 떨어지게 된다. 따라서 극저온 부싱의 밀봉 부분의 온도가 따라 내려가면서 온도차에 의해 밀봉이 깨어질 수 있다.In the case of a cryogenic gas bushing, the temperature of the bushing exposed to the air gradually decreases due to the heat transfer through the conductor contained in the liquid nitrogen, and the temperature of the bushing terminal drops sharply due to the effect of insulation when the moisture condenses on the terminal. . Therefore, the temperature of the sealing portion of the cryogenic bushing may be lowered, and the sealing may be broken by the temperature difference.

극저온 부싱의 밀봉이 깨어지면 절연가스 누출이 발생하고 고전압 절연이 유지되지 못하는 문제가 발생한다. If the seal of the cryogenic bushing breaks, insulation gas leakage occurs and high voltage insulation can not be maintained.

국내등록특허 제0642538호(명칭:극저온 기기의 단말 구조, 공개일:2003년02월11일)Domestic registered patent No. 0642538 (name: terminal structure of a cryogenic device, published on Feb. 11, 2003)

본 발명의 목적은 초전도 소자를 외부의 부품들과 전기적으로 연결해주는 부싱의 단말에 외부 접속자를 구비하되 열교환이 원활하도록 구성하여 외부 접속자의 온도를 얼음이 얼지 않도록 유지함으로써 극저온 부싱의 절연가스 기밀을 유지할 수 있도록 한 외부 접속자가 구비되는 초전도 전력기기를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a superconducting device having an external connector at a terminal of a bushing for electrically connecting a superconducting element to external components and configured so that heat exchange is smoothly performed, A superconducting power device is provided with an external connector capable of maintaining the superconducting power device.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 상온부 도체와 극저온부 도체를 전기적으로 연결하며 내부에 절연가스를 가압상태로 유지하여 단열 및 절연을 수행하는 극저온 부싱과, 상기 상온부 도체의 외부 접속부에 연결되어 전력의 입출력을 행하며 상기 외부 접속부의 온도를 얼음이 얼지 않는 온도로 유지하기 위하여 다수의 열교환 구멍이 형성된 외부 접속자를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a cryogenic bushing for electrically connecting a room-temperature sub-conductor and a cryogenic secondary conductor and insulated and insulated by keeping an insulating gas in a pressurized state, And an external connector connected to the external connection portion of the room temperature subconductor for inputting and outputting electric power and having a plurality of heat exchange holes for maintaining the temperature of the external connection portion at a temperature at which ice freezes.

상기 외부 접속자는 상기 외부 접속부를 감싸 밀착되도록 하부에 상기 외부 접속부에 대응되는 내경을 갖고, 서로 대응되는 위치에 상호 체결을 위한 체결공이 각각 다수 개 형성된 제1 및 제2몸체부와, 상기 제1 및 상기 제2몸체부의 내경이 상기 외부 접속부에 밀착된 상태에서 상기 제1몸체부의 체결공과 상기 제2몸체부의 체결공을 관통하여 체결되어 상기 제1 및 제2몸체부를 상기 외부 접속부에 일체로 고정시키는 체결부재를 포함한다.Wherein the outer connecting member has first and second body portions each having an inner diameter corresponding to the outer connecting portion at a lower portion and having a plurality of fastening holes for fastening each other at positions corresponding to each other, And an outer diameter of the second body portion is greater than the outer diameter of the second body portion, and the first and second body portions are integrally fixed to the external connection portion while being fastened through the fastener holes of the first body portion and the fastener holes of the second body portion, And a fastening member.

상기 열교환 구멍은 상기 외부 접속자의 외면을 따라 다수 개가 형성되며, 상기 제1 및 제2몸체부의 외면에서 내측으로 홈을 파내어 형성된 것이다.The heat exchange holes are formed along the outer surface of the outer joining member, and grooves are formed inwardly from the outer surfaces of the first and second body parts.

상기 열교환 구멍은 원 형태, 타원 형태, 슬릿 형태 중 하나 또는 둘 이상의 형태로 형성된다.The heat exchange holes are formed in one or two or more of a circular shape, an elliptical shape, and a slit shape.

상기 열교환 구멍은 상기 외부 접속자의 하부에서 단부가 상기 제1 및 제2몸체부의 내경과 이격되게 형성된다.The heat exchange hole is formed such that an end portion of the heat exchanging hole is spaced apart from an inner diameter of the first and second body portions.

본 발명은 외부 접속자에 다수의 열교환 구멍을 형성하여 외부 접속자에서 열교환이 활발히 일어나도록 구성하므로 극저온부 도체의 접촉부에서 빼앗기는 열을 충분히 보충할 수 있어 극저온 부싱의 절연가스 기밀을 유지할 수 있다. Since the heat exchanging operation is actively performed in the outer connecting member by forming a plurality of heat exchange holes in the outer connecting member, the heat absorbed from the contact portion of the cryogenic hot conductors can be sufficiently replenished and the air tightness of the insulating gas of the cryogenic bushing can be maintained.

또한, 본 발명은 열교환 구멍이 외부 접속자에 음각으로 형성되므로 고전압 방전의 문제를 발생하지 않으면서 외부 접속자의 온도가 낮아지는 것을 방지할 수있다.In addition, since the heat exchange hole is formed in the outer connecting member at a recessed angle, the present invention can prevent the temperature of the outer connecting member from being lowered without causing a problem of high voltage discharge.

따라서, 본 발명은 극저온 부싱이 적용되는 초전도 전력기기를 안정적으로 사용할 수 있도록 하는 효과가 있다. Therefore, the present invention has an effect of enabling stable use of a superconducting power device to which a cryogenic bushing is applied.

도 1은 본 발명에 의한 외부 접속자가 구비되는 초전도 전력기기에서 극저온 부싱 부분을 보인 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예로 외부 접속자를 보인 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예로 외부 접속자의 정면(a) 및 A-A 단면(b)을 보인 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시예로 외부 접속자의 횡단면(a) 및 정면(b)을 보인 도면.
도 5는 본 발명의 열교환 구멍을 형성한 외부 접속자를 극저온 부싱에 적용한 경우 극저온 부싱에서 단열 스페이서와 상온부 도체의 접합부 온도를 보인 도면.
도 6은 열교환 구멍을 형성하지 않은 외부 접속자를 극저온 부싱에 적용한 경우, 극저온 부싱에서 단열 스페이서와 상온부 도체의 접합부 온도를 보인 도면. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing a cryogenic bushing portion in a superconducting power device having an external connector according to the present invention. FIG.
Figure 2 shows an external connector in one embodiment of the present invention.
Figure 3 shows a front view (a) and an AA section (b) of an external splice in one embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view (a) and a front view (b) of an external connector according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view showing the junction temperature of the insulating spacer and the room-temperature side conductors in the cryogenic bushing when the external connector forming the heat exchange hole of the present invention is applied to the cryogenic bushing.
6 is a view showing the junction temperature of the insulating spacer and the room-temperature side conductors in the cryogenic bushing when the external connector without the heat exchange holes is applied to the cryogenic bushing.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 외부 접속자가 구비되는 초전도 전력기기는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상온부 도체(120)와 극저온부 도체(130)를 전기적으로 연결하며 내부에 절연가스를 가압상태로 유지하여 단열 및 절연을 수행하는 극저온 부싱(100)과, 상온부 도체(120)의 외부 접속부(125)에 연결되어 전력의 입출력을 행하며 외부 접속부(125)의 온도를 얼음이 얼지 않는 온도로 유지하기 위하여 다수의 열교환 구멍(230)이 형성된 외부 접속자(200)를 포함한다. As shown in FIG. 1, a superconducting power device having an external connector according to the present invention includes a main conductor 120 and a cryogenic main conductor 130 electrically connected to each other, Temperature cryogenic bushing 100 and an external connection portion 125 of the room temperature secondary conductor 120 to perform input and output of electric power and to maintain the temperature of the external connection portion 125 at a temperature at which ice freezes And an external connector 200 having a heat exchange hole 230 formed therein.

초전도 전력기기는 초전도 소자를 이용한 모든 전력기기를 의미하며, 본 발명에서는 초전도 전력기기의 일 예로서 한류기를 설명한다. The term " superconducting power device " refers to all power devices using a superconducting device. In the present invention, a current limiter is described as an example of a superconducting power device.

극저온 부싱(100)은 상온부 도체(120)와 액체 질소와 접촉하는 극저온부 도체(130)를 전기적으로 연결해주는 역할을 한다. 상온부는 25℃, 극저온부는 -196℃ 정도가 된다. The cryogenic bushing 100 serves to electrically connect the cryogenic main conductor 120 to the cryogenic sub-conductor 130 in contact with the liquid nitrogen. The temperature of the room temperature is about 25 ° C, and the temperature of the cryogenic temperature is about -196 ° C.

극저온부 도체(130)는 액체 질소가 충진되는 냉각조에 수용된 초전도 소자와 연결된다. 극저온부 도체(130)는 일단에 액체 질소에 접촉되며 초전도 소자와 연결되는 접촉부(135)를 구비하며, 타단은 접합부(150)를 매개로 단열 스페이서(140)에 고정된다. The cryogenic side conductor 130 is connected to the superconducting element contained in the cooling bath in which liquid nitrogen is filled. The cryogenic sub-conductor 130 has a contact portion 135 which is in contact with liquid nitrogen at one end and is connected to the superconducting element, and the other end is fixed to the insulating spacer 140 via the joint portion 150.

단열 스페이서(140)는 극저온 부싱 본체(110)의 하부를 폐쇄하며 극저온 부싱 본체(110) 내부의 절연가스를 가압상태로 유지하여 절연상태를 높여주는 역할을 한다. 극저온 부싱 본체(110)의 하부와 단열 스페이서(140) 사이는 오링(160)을 사용하여 기밀성을 유지한다.The insulating spacer 140 closes the lower portion of the cryogenic bushing main body 110 and maintains the insulated gas in the cryogenic bushing main body 110 in a pressurized state to increase the insulation state. Between the lower portion of the cryogenic bushing main body 110 and the insulating spacer 140, an O-ring 160 is used to maintain airtightness.

단열 스페이서(140)는 섬유강화 플라스틱(FRP) 재질로 이루어진다. 섬유강화 플라스틱 재질은 일반 플라스틱에 비해 인장강도가 높고 가벼우며 극저온에서 전기적 절연성능이 우수하다. The insulating spacer 140 is made of a fiber reinforced plastic (FRP) material. Fiber reinforced plastic materials have higher tensile strength and lighter weight than ordinary plastics, and have excellent electrical insulation performance at cryogenic temperatures.

극저온 부싱 본체(110)의 외면에는 세라믹 또는 고분자 애자 등의 절연물(170)을 설치하여 단열 스페이서(140)와 함께 고전압 절연이 가능하게 한다. 절연가스는 SF6 가스를 사용한다.An insulation 170 such as a ceramic or a polymeric insulator is provided on the outer surface of the cryogenic bushing main body 110 to enable high-voltage insulation together with the insulating spacer 140. The insulating gas uses SF6 gas.

접합부(150)는 극저온부 도체(130), 단열 스페이서(140), 상온부 도체(120)를 연결한다. 따라서 접합부(150)를 매개로 상온부 도체(120)가 극저온부 도체(130)와 연결된다. 상온부 도체(120)는 극저온 부싱 본체(110)의 내부를 관통하여 배치되며 말단이 극저온 부싱 본체(110)의 상부로 노출되어 외부 접속부(125)를 형성한다.The junction 150 connects the cryogenic lower conductors 130, the insulating spacers 140, and the room temperature subconductor 120. Therefore, the room-temperature sub-conductor 120 is connected to the cryogenic sub-conductor 130 through the junction 150. The room temperature secondary conductors 120 are disposed through the inside of the cryogenic temperature bushing body 110 and exposed at the upper end of the cryogenic temperature bushing body 110 to form an external connection portion 125.

극저온 부싱 본체(110)의 상부는 상온부 도체(120)의 말단이 외부로 노출되되 극저온 부싱(100) 내부의 기밀이 유지되게 절연커버(180)를 이용하여 고정한다. 상온부 도체(120)는 알루미늄 또는 구리 도체가 적용될 수 있다.The upper portion of the cryogenic temperature bushing main body 110 is fixed to the cryogenic temperature bushing 100 by using the insulating cover 180 so that the end of the cryogenic temperature side conductor 120 is exposed to the outside and the air tightness inside the cryogenic temperature bushing 100 is maintained. The room temperature sub-conductors 120 may be aluminum or copper conductors.

외부 접속부(125)에는 초전도 소자를 외부의 부품들과 전기적으로 연결해주기 위한 외부 접속자(200)가 연결된다. The external connection unit 125 is connected to the external connection unit 200 for electrically connecting the superconducting device to the external components.

외부 접속자(200)는 설치장소가 지면으로부터 5m 이상의 허공으로 공냉이 가능한 위치이므로 공기와의 열교환이 원활하도록 구성한다.The outer joiner 200 is configured so that heat exchange with air is smooth because the installation site is a position where air can be cooled from the ground to a space of 5 m or more from the ground.

극저온 부싱(100)을 사용하는 초전도 전력기기의 경우, 극저온부 도체(130)를 통한 열전달에 의해 공기 중에 노출된 외부 접속부(125)의 온도도 서서히 내려가게 되는데, 외부 접속부(125)에 수분이 응축되고 어는 순간 이 얼음이 단열층을 형성해 외부 접속부(125)의 온도를 더 급격히 떨어뜨리게 된다. In the case of the superconducting power device using the cryogenic bushing 100, the temperature of the external connection part 125 exposed to the air is also gradually lowered by the heat transfer through the cryogenic sub-conductor 130. When the moisture is supplied to the external connection part 125 At the moment of condensation, the ice forms a heat insulating layer, which causes the temperature of the external connection part 125 to drop more rapidly.

외부 접속부(125)의 온도가 급격히 떨어지면 극저온 부싱(100)에서 단열 스페이서(140)와 상온부 도체(120)의 접합부(150)에 해당하는 기밀 부분의 온도를 허용치 이하로 낮추게 되므로 기밀이 파손되고 절연 가스가 누설되어 고전압 절연을 유지하기 어렵게 된다. If the temperature of the external connection part 125 rapidly drops, the temperature of the hermetic part corresponding to the joint part 150 of the insulating spacer 140 and the room-temperature substructure 120 in the cryogenic temperature bushing 100 is lowered to a permissible value or less, The insulating gas is leaked and it is difficult to maintain high-voltage insulation.

따라서, 공냉 방법으로 외부 접속부(125)의 온도를 지속적으로 얼음이 얼지 않는 온도로 유지하기 위하여 외부 접속자(200)에 열교환 구멍(230)을 형성한다.Therefore, the heat exchanging hole 230 is formed in the outer joiner 200 to maintain the temperature of the outer connecting part 125 at a temperature at which the ice is not frozen continuously by the air cooling method.

도 2에 도시된 바와 같이, 외부 접속자(200)는 외부 접속부(125)를 감싸 밀착되도록 하부에 외부 접속부(125)의 외경에 대응되는 내경(210a,220a)을 갖고, 서로 대응되는 위치에 상호 체결을 위한 체결공(210b,220b)이 각각 다수 개 형성되며 외면이 반원형상으로 형성된 제1몸체부(210)와 제2몸체부(220)를 포함한다.2, the outer joiner 200 has inner diameters 210a and 220a corresponding to the outer diameters of the outer connecting portions 125 at a lower portion so as to surround and adhere the outer connecting portions 125, A plurality of fastening holes 210b and 220b for fastening the first body part 210 and the second body part 220, respectively, the first body part 210 and the second body part 220 having a semicircular outer surface.

이러한 외부 접속자(200)는 제1몸체부(210)와 제2몸체부(220)의 내경(210a, 220a)이 외부 접속부(125)에 밀착된 상태에서 제1몸체부(210)의 체결공(210b)과 제2몸체부(220)의 체결공(220b)을 관통하여 체결되는 체결부재에 의해 외부 접속부(125)에 일체로 고정된다.The outer joiner 200 is formed in a state in which the inner diameters 210a and 220a of the first body 210 and the second body 220 are in close contact with the outer joint 125, And is integrally fixed to the external connection part 125 by a fastening member which is fastened through the fastening holes 220b of the first body part 210b and the second body part 220. [

외부 접속자(200)를 제1몸체부(210)와 제2몸체부(220)의 두 몸체부로 구성한 것은 외부 접속자(200)와 외부 접속부(125)의 밀착력을 높여 접촉 신뢰성을 높이기 위한 것이다.The external connector 200 is composed of two body parts of the first body part 210 and the second body part 220 to increase the adhesion between the external connector 200 and the external connector 125 to improve the contact reliability.

외부 접속자(200)는 전도성이 있는 금속 재질로 형성된다. The external connector 200 is formed of a conductive metal.

외부 접속자(200)를 형성하는 제1몸체부(210)와 제2몸체부(220)의 외면을 반원형상으로 형성한 것은 외부 접속자(200)를 통한 고전압 방전을 방지하기 위한 것이다. 이외에도 외부 접속자(200)를 형성하는 제1몸체부(210)와 제2몸체부(220)의 외면은 각지지 않은 형상, 즉 둥근 직사각형, 모서리가 라운드진 형상 등 다양한 형상의 채용이 가능하다.The outer surface of the first body part 210 and the second body part 220 forming the external connector 200 are formed in a semicircular shape to prevent a high voltage discharge through the external connector 200. In addition, the outer surface of the first body part 210 and the second body part 220 forming the external connector 200 may have various shapes such as a rounded shape, rounded corners, or the like.

단, 외부 접속자(200)의 외면에 돌기나 돌출부를 구비하면 외부와의 열교환에는 유리하나 뾰족한 돌기 부분에서 고전압 방전 문제가 발생할 수 있다.However, if a protrusion or protrusion is provided on the outer surface of the outer joint member 200, a problem of high voltage discharge may occur in the portion where the heat exchange with the outside is favorable but the pointed protrusion.

따라서, 외부 접속자의 외면에 뾰족한 부분이 없도록 음각으로 형성된 열교환 구멍을 형성하는 것이다. 열교환 구멍은 공기와 접촉하는 외부 접속자의 표면적을 넓혀 열교환 효율을 높인다. Therefore, a heat exchange hole formed at an obtuse angle is formed so that there is no pointed portion on the outer surface of the outer joining member. The heat exchange hole increases the surface area of the external connector in contact with the air to increase the heat exchange efficiency.

열교환 구멍(230)은 외부 접속자(200)의 외면을 따라 다수 개를 형성하여 외부와의 열교환이 원활하도록 한다. 열교환 구멍(230)은 제1 및 제2몸체부(210,220)의 외면에서 내측으로 홈을 파내는 방전 가공에 의해 형성할 수 있다. 방전 가공은 외부 접속자(200)에 균열을 발생하지 않으면서 열교환 구멍(230)을 세밀하게 가공할 수 있다. 그러나, 열교환 구멍(230)은 일반 드릴 가공으로 형성할 수도 있다.A plurality of heat exchange holes 230 are formed along the outer surface of the outer joiner 200 to facilitate heat exchange with the outside. The heat exchange holes 230 can be formed by electrical discharge machining to form grooves inward from the outer surfaces of the first and second body parts 210 and 220. The electric discharge machining can finely process the heat exchange holes 230 without generating cracks in the external connector 200. However, the heat exchange holes 230 may be formed by general drilling.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 열교환 구멍(230)은 원 형태, 타원 형태, 슬릿 형태 중 하나 또는 둘 이상의 형태로 형성될 수 있다.As shown in FIGS. 3 and 4, the heat exchange holes 230 may be formed in one or two or more of a circular shape, an elliptical shape, and a slit shape.

이러한 열교환 구멍(230)은 외부 접속자(200)의 하부에 형성하는 경우 단부가 제1 및 제2몸체부(210,220)의 내경(210a, 220a)과 소정간격 이격되게 형성하는 것이 바람직하다. 이는 외부 접속부의 외부 노출을 방지하기 위한 것이다. The heat exchange holes 230 may be formed at a lower portion of the external connector 200 so as to be separated from the internal diameters 210a and 220a of the first and second body portions 210 and 220 by a predetermined distance. This is to prevent external exposure of the external connections.

도 3에 도시된 바와 같이, 일 실시예의 열교환 구멍(230)은 외부 접속자(200)의 외면을 둘러 다수 개가 원 형태로 형성된다. 열교환 구멍(230)은 외부 접속자(200)에 음각으로 형성되어 외부 접속자의 표면적을 넓힘으로써 고전압 방전의 문제없이 열교환 면적을 넓히는 역할을 한다. As shown in FIG. 3, the heat exchange holes 230 of one embodiment are formed in a circular shape with a plurality of openings surrounding the outer surface of the outer joint member 200. The heat exchanging holes 230 are formed in the outer joiner 200 at an obtuse angle to widen the surface area of the outer joiner, thereby widening the heat exchanging area without a problem of high voltage discharge.

도 4에 도시된 바와 같이, 다른 실시예의 열교환 구멍(240)은 외부 접속자(200)의 외면을 둘러 길게 슬릿 형태로 형성된다. 슬릿 형태 등 열교환 구멍의 다양한 형상은 열교환 면적을 넓히는 역할을 한다.As shown in FIG. 4, the heat exchange holes 240 of the other embodiment are formed in a slit shape to surround the outer surface of the outer joint member 200. The various shapes of the heat exchange holes, such as the slit shape, serve to expand the heat exchange area.

이러한 극저온 부싱은 초전도 케이블, 초전도 한류기, 초전도 변압기, 초전도 발전기, 초전도 리액터 등의 다양한 초전도 전력기기에 안정적으로 적용 가능하다.Such a cryogenic bushing can be stably applied to various superconducting power devices such as a superconducting cable, a superconducting fault current limiter, a superconducting transformer, a superconducting generator, and a superconducting reactor.

이하에서는 본 발명을 실험을 통해 비교예와 대비하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in comparison with Comparative Examples through experiments.

<발명예><Honors>

도 5에는 본 발명의 열교환 구멍을 형성한 외부 접속자를 극저온 부싱에 적용한 경우, 극저온 부싱에서 단열 스페이서와 상온부 도체의 접합부 온도를 보인 도면이 도시되어 있다. FIG. 5 is a view showing a junction temperature of the insulating spacer and the room-temperature side conductors in the cryogenic bushing when the external connector having the heat exchange hole of the present invention is applied to the cryogenic bushing.

극저온 부싱을 사용하게 되면 하부의 액체 질소와 접하는 극저온부 도체의 접촉부로 열을 빼앗기기 때문에 상온부 도체의 전체적인 온도가 낮아지게 된다.When the cryogenic bushing is used, heat is taken to the contact portion of the cryogenic secondary conductor in contact with the liquid nitrogen in the lower portion, so that the overall temperature of the secondary conductor is lowered.

도 5에 도시된 바에 의하면, 액체 질소와 접촉하고 있는 극저온부 도체의 접촉부 온도가 -196℃인 상태에서 외부 접속자의 온도가 27℃(300K)를 유지하고 있어 고전압 절연을 위한 절연 스페이서와 상온부 도체(알루미늄 도체)의 접속부 온도가 -49℃(224K)로 낮아지기는 하나 기밀이 깨어지지는 않는다.5, when the temperature of the contact portion of the cryogenic secondary conductor in contact with the liquid nitrogen is -196 DEG C, the temperature of the external contactor is maintained at 27 DEG C (300 K), so that the insulation spacer for high- The junction temperature of the conductor (aluminum conductor) drops to -49 ° C (224K), but the airtightness is not broken.

열교환 구멍을 형성한 외부 접속자를 극저온 부싱에 적용한 경우, 외부 접속자에서 외부와의 열교환이 원활해지고 외부 접속자의 온도가 낮아지는 것을 방지하여 외부 접속자에 수분이 응결되는 것을 억제함으로써 극저온 부싱의 절연가스 기밀을 유지할 수 있었다. When the external connector forming the heat exchange hole is applied to the cryogenic bushing, heat exchange between the external connector and the outside is prevented smoothly, and the temperature of the external connector is prevented from being lowered, .

결과적으로, 발명예의 경우 열교환 구멍을 형성한 외부 접속자로 인해 극저온 부싱이 제 역할을 충분히 발휘할 수 있어 극저온 부싱이 적용되는 초전도 전력기기를 안정적으로 사용할 수 있음을 알 수 있다.
As a result, in the case of the invention, it can be seen that the cryogenic bushing can exert its role sufficiently due to the external connector forming the heat exchange hole, so that the superconducting power device to which the cryogenic bushing is applied can be used stably.

<비교예> <Comparative Example>

도 6에는 열교환 구멍을 형성하지 않은 외부 접속자를 극저온 부싱에 적용한 경우, 극저온 부싱에서 단열 스페이서와 상온부 도체의 접합부 온도를 보인 도면이 도시되어 있다. FIG. 6 is a view showing a junction temperature of the insulating spacer and the room-temperature side conductors in the cryogenic bushing when the external connector without the heat exchange hole is applied to the cryogenic bushing.

도 6에 도시된 바에 의하면, 외부 접속자의 온도가 -23℃(250K)로 떨어져 절연 스페이서와 상온부 도체(알루미늄 도체)의 접합부의 온도가 -82℃(191K)로 떨어지고 특히, 절연 스페이서의 오링 부위 온도가 -32℃(241K)로 떨어져 기밀에 문제가 발생하였다.6, the temperature of the external connecting member drops to -23 DEG C (250 K), and the temperature of the junction of the insulating spacer and the room temperature subconductor (aluminum conductor) drops to -82 DEG C (191 K). In particular, The site temperature fell to -32 ° C (241K), causing airtightness problems.

열교환 구멍을 형성하지 않은 외부 접속자를 극저온 부싱에 적용한 경우, 외부 접속자를 사용하여 접촉부에서 빼앗기는 열을 충분히 보충하지 못하므로 외부 접속자의 온도를 유지하지 못하게 되어 외부 접속자의 온도가 낮아지게 된다. 그에 따라 외부 접속자에 수분이 응축되고 온도가 영하로 떨어지면서 이 수분이 외부 접속자에 얼어붙으면서 단열층을 형성하여 외부 접속자의 온도를 더 떨어뜨리는 요소로 작용하였다. When the external connector without the heat exchanging hole is applied to the cryogenic bushing, the heat of the external connector can not be sufficiently replenished by the external contactor, so that the temperature of the external connector can not be maintained and the temperature of the external connector is lowered. As a result, the water condensed into the external connector and the temperature dropped to freezing, and this moisture was frozen in the external connector, thereby forming a heat insulating layer, which served to lower the temperature of the external connector.

따라서, 외부 접속자에 열교환 구멍을 형성하지 않은 비교예의 경우에는 극저온 부싱의 밀봉이 깨어지면 절연가스 누출이 발생하고 고전압 절연이 유지되지 못하는 문제가 발생할 수 있어 초전도 전력기기를 안정적으로 사용하기 어려움을 알 수 있다. Therefore, in the case of the comparative example in which the heat exchanging hole is not formed in the external connecting member, if the sealing of the cryogenic bushing is broken, insulation gas leaks and high voltage insulation can not be maintained. Therefore, it is difficult to use the superconducting power device stably .

이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications, and variations will be apparent to those skilled in the art in light of the above teachings. will be.

100: 극저온 부싱 110: 극저온 부싱 본체
120: 상온부 도체 125: 외부 접속부
130: 극저온부 도체 135: 접촉부
140: 단열 스페이서 150: 접합부
160: 오링 170: 절연물
200: 외부 접속자 210: 제1몸체부
220: 제2몸체부 210a, 220a: 내경
210b, 220b: 체결공 230, 240: 열교환 구멍100: Cryogenic bushing 110: Cryogenic bushing body
120: Room temperature conductor 125: External connection
130: Cryogenic subconductor 135: Contact
140: Adiabatic spacer 150:
160: O-ring 170: Insulator
200: external connector 210: first body part
220: second body part 210a, 220a: inner diameter
210b, 220b: fastening holes 230, 240: heat exchange hole

Claims (4)

상온부 도체와 극저온부 도체를 전기적으로 연결하며 내부에 절연가스를 가압상태로 유지하여 단열 및 절연을 수행하는 극저온 부싱;
상기 상온부 도체의 외부 접속부에 연결되어 전력의 입출력을 행하며 상기 외부 접속부의 온도를 얼음이 얼지 않는 온도로 유지하기 위하여 다수의 열교환 구멍이 형성된 외부 접속자를 포함하며,
상기 외부 접속자는
상기 외부 접속부를 감싸 밀착되도록 하부에 상기 외부 접속부에 대응되는 내경을 갖고, 서로 대응되는 위치에 상호 체결을 위한 체결공이 각각 다수 개 형성된 제1 및 제2몸체부와,
상기 제1 및 상기 제2몸체부의 내경이 상기 외부 접속부에 밀착된 상태에서 상기 제1몸체부의 체결공과 상기 제2몸체부의 체결공을 관통하여 체결되어 상기 제1 및 제2몸체부를 상기 외부 접속부에 일체로 고정시키는 체결부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 외부 접속자가 구비되는 초전도 전력기기. A cryogenic bushing electrically connecting a room-temperature sub-conductor and a cryogenic sub-conductor, and insulated and insulated by maintaining an insulated gas in a pressurized state therein;
And an external connector connected to an external connection portion of the room temperature subconductor to input and output electric power and having a plurality of heat exchange holes to maintain the temperature of the external connection portion at a temperature at which ice freezes,
The external connector
The first and second body portions having inner diameters corresponding to the outer connecting portions at the lower portion and having a plurality of fastening holes for fastening each other at positions corresponding to each other,
The first and second body portions are fastened through the fastening holes of the first body portion and the fastening holes of the second body portion in a state in which the inner diameter of the first and second body portions are in close contact with the external connection portion, And a fastening member for fastening the outer joint member to the outer joint member. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 열교환 구멍은 원 형태, 타원 형태, 슬릿 형태 중 하나 또는 둘 이상의 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 외부 접속자가 구비되는 초전도 전력기기. The method according to claim 1,
Wherein the heat exchanging holes are formed in one or more of a circular shape, an elliptical shape, and a slit shape. 청구항 1에 있어서,
상기 열교환 구멍은 상기 외부 접속자의 하부에서 단부가 상기 제1 및 제2몸체부의 내경과 이격되게 형성되는 것을 특징으로 하는 외부 접속자가 구비되는 초전도 전력기기. The method according to claim 1,
Wherein the heat exchanging hole is formed such that an end of the heat exchanging hole is spaced apart from an inner diameter of the first and second body portions at a lower portion of the outer connecting member.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3178119B2 (en) * 1992-10-28 2001-06-18 富士電機株式会社 Gas-cooled current leads for superconducting coils
WO2002065605A1 (en) 2001-02-13 2002-08-22 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Terminal structure of extreme-low temperature equipment
KR101457091B1 (en) * 2012-07-11 2014-10-31 한국전력공사 Current lead apparatus for superconducting electric power

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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