KR101655639B1 - 서지 어레스터 - Google Patents

Abstract

관형 하우징(2), 하우징(2)의 단부와 연결된 단부 피팅부(3), 하우징(2) 내에 배치된 배리스터 블록, 및 단부 피팅부(3)의 영역 내에 배치된 지지부재(4)를 구비한 서지 어레스터(1)에 관한 것이다. 지지부재(4)는 제1 원추부(6)를 갖는, 하우징(2)에 접하는 지지링(5)과, 제1 원추부(6)에 대응하는 제1 상대 원추부(8)를 갖는 제1 클램핑 링(7)을 포함한다. 제1 원추부(6)는 지지링(5)이 변위 없이 하우징(2)에 가압되는 방식으로 제1 상대 원추부(8)와 클램핑된다. 이를 통해 지지부재(4)는 배리스터 블록의 조립 이후에도 이용되고 다시 분리될 수 있다.

Description

서지 어레스터{SURGE ARRESTER}

본 발명은 특허 청구범위 제1항에 따른 관형 하우징(tubular housing)을 구비한 서지 어레스터(surge arrester)에 관한 것이다.

서지 어레스터는 번개가 치거나 다른 부품 시스템의 기능 에러에 의해 과전압이 발생할 시 이러한 과전압을 접지 쪽으로 방출하고 고전압 설비의 다른 구성부품들을 보호하는 전달 라인 또는 개폐 장치와 같은 예컨대 고전압 설비용 보호 시스템이다.

상기 유형의 서지 어레스터는 하나 또는 복수의 실린더형 배리스터 블록을 포함하며, 상기 배리스터 블록은 마찬가지로 실린더형의 개별 배리스터 부재들의 기둥으로 각각 형성된다. 배리스터 부재는 전압에 따른 저항을 특징으로 한다. 전압이 낮을 경우 이러한 배리스터 부재는 절연체로서 작용한다. 상기 배리스터 부재는 재료에 좌우되는 특정 임계 전압부터 양호한 전도성을 보인다. 배리스터 부재는 산화 아연과 같은 금속 산화물로 빈번하게 형성된다. 배리스터 블록은 양 단부에서, 고전압 설비와 접지에 대한 전기 콘택을 형성하는 피팅부(fitting)에 의해 한정된다. 기계적 하중 하에서도 양호한 전기 콘택을 보장하기 위해 배리스터 블록은 압력 하에 결합이 유지되어야 한다. 이는, 바람직하게 유리 섬유 강화된 플라스틱으로 구성된 예컨대 케이블이나 바아(bar)와 같은 인장 부재가 피팅부 내에서 인장 하에 클램핑됨으로써 이루어질 수 있다. 이때 인장 부재는 배리스터 기둥을 둘러싸고 이러한 배리스터 기둥을 둘러싸는 케이지를 형성한다. 이로써 배리스터 블록은 배리스터 기둥, 피팅부, 및 인장 부재를 포함한다.

수 백 킬로볼트의 전압을 갖는 고전압 설비에서 이용할 경우 이러한 서지 어레스터는 1 미터 이상의 치수를 가질 수 있다. 기계적 안정성의 향상을 위해, 예컨대 유리 섬유 강화 플라스틱과 같은 복합 재료로 구성된 관형 하우징이 단부 피팅부들 사이에서 이러한 서지 어레스터에 부착된다. 필요한 절연 간격으로 인해 배리스터 기둥이 하우징의 내부 직경보다 더 작은 직경을 포함하기 때문에, 배리스터 블록은 이러한 경우에 중간 플레이트를 포함하고, 상기 중간 플레이트는 배리스터 기둥 내로 삽입되어 하우징의 내부면에 대해 이러한 기둥을 지지한다. 배리스터 블록은 하우징 관의 축에 대해 횡방향으로 고정된다. 하우징의 휨 강도를 증가시키기 위해 단부 피팅부의 영역 내에서 하우징을 강화하는 것이 공지되어 있다.

따라서 문헌 DE 20 2005 008 111 U1호에는 단부 피팅부의 영역 내에서 하우징의 내부면에 지지부재를 포함하는 서지 어레스터가 도시된다. 하우징은 단부 피팅부와 지지부재 사이에서 둘러싸이고 접착을 통해 고정된다.

본 발명의 과제는, 특히 중간 플레이트에 의해 파괴되지 않고 배리스터 블록을 교체할 수 있는, 하우징 단부의 영역에서 휨 강도가 높은 서지 어레스터를 제공하는 것이다.

상기 과제는 특허 청구범위 제1항에 따른 본 발명의 수단에 의해 해결된다.

이때 본 발명은 관형 하우징을 구비한 서지 어레스터에 기초하는데, 상기 서지 어레스터는 하우징의 단부와 연결된 단부 피팅부와, 하우징 내에 배치된 배리스터 블록과, 단부 피팅부의 영역 내에 배치된 지지부재를 포함한다. 이때 본 발명에 따르면, 지지부재는 원추부를 갖는, 하우징에 접하는 지지링과, 원추부에 할당된 상대 원추부를 갖는 클램핑 링을 포함한다. 이때 원추부는 지지링이 하우징에 변위 없이 가압되는 방식으로 상대 원추부와 클램핑된다. 바람직하게 지지부재의 원추부를 통해 분리 가능한 가압 연결부가 제공됨으로써, 지지부재를 추후에, 다시 말해 하우징 내에 배리스터 블록을 조립한 이후에, 하우징 내로 삽입 장착하는 것이 가능할 뿐만 아니라, 필요한 경우 클램핑을 해제함으로써, 이때 지지부재나 하우징은 파괴될 필요가 없으면서, 다시 분리하는 것이 가능하다.

본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 지지링은 하우징의 내부면에 접한다. 내부면에 배치된 지지링에 의해 휨 하중 시 하우징의 내측 꺾임이 방지되고, 이로 인해 특히 하우징의 높은 휨 강도가 달성된다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에서, 지지링은 제1 원추부에 대해 상반되는 기울기를 갖는 제2 원추부를 포함한다. 또한 지지 부재는 제2 원추부에 할당되는 제2 상대 원추부를 갖는 제2 클램핑 링을 포함한다. 이는 지지링의 가압력을 특히 바람직하게 분배하도록 작용한다.

본 발명에 따른 다른 실시예에서, 지지링과 제1 클램핑 링, 및 경우에 따라 제2 클램핑 링은 하우징 관의 축에 대해 동축으로 배치되고 클램핑 작용의 형성 또는 해제를 위해 종축을 따라 서로 변위 가능하다. 이는 하우징 내에서 지지부재의 간단한 포지셔닝과 지지부재의 간단한 클램핑 및 해제를 추가로 허용한다.

또한 바람직하게, 지지링과 제1 클램핑 링 또는 제1 클램핑 링과 제2 클램핑 링은 조정 수단을 통해 서로 연결되고, 클램핑 작용의 형성 또는 분리에 필요한 변위가 조정 수단을 통해 조정 가능한 것이 제공될 수 있다. 조정 수단은 한편으로는 특히 간단한 지지부재의 클램핑과 해제를 허용하고, 다른 한편으로는 클램핑된 위치에서 지지부재의 확실한 고정을 허용한다.

본 발명은 하기에서 도면에 의해 더 상세히 설명된다.

도 1은 지지부재를 구비한 본 발명에 따른 서지 어레스터의 헤드단부의 반단면도이다.
도 2는 도 1의 지지부재의 개별 부품들의 반단면도이다.
도 3은 지지부재의 대안 실시예의 반단면도이다.
도 4는 지지부재의 다른 대안 실시예의 반단면도이다.

서로 상응하는 부품에는 모든 도면에서 동일한 도면부호가 제공된다.

도 1에는 서지 어레스터(1)의 헤드 영역이 도시된다. 관형 하우징(2)은 단부 피팅부(3)와 고정 연결된다. 연결은 예컨대 가압 접착에 의해 이루어질 수 있다. 이때 하우징(2)은 기계적으로 안정된 전기 비도전성 재료로, 예컨대 유리 섬유 강화 플라스틱과 같은 복합 재료로 대부분 구성된다. 하우징(2)의 외측에는 크리프(creep) 경로를 증가시키고 풍화 저항성을 개선하기 위해 예컨대 실리콘으로 구성된 차폐물(14)을 갖는 피복이 제공된다. 단부 피팅부(3)는 대부분 전기 전도성 재료로, 예컨대 알루미늄이나 강으로 구성된다. 이러한 단부 피팅부(3)는 일반적으로 하우징(2)의 양 단부에 위치하지만, 본 도면에서는 하우징(2)의 헤드 단부에 있는 단부 피팅부(3)만 도시된다. 최종 조립된 상태로 단부 피팅부(3)는 본 도면에 도시되지 않은 배리스터 블록의 각각의 단부와 전기적으로 연결된다. 조립을 위해 하우징(2)은 하우징 단부에 고정된 단부 피팅부들(3)과 함께 설치되고, 배리스터 블록은 상부로부터 하우징(2) 내로 삽입된다. 그리고 나서 지지부재(4)는 하우징(2) 내로 삽입되고, 상부 단부 피팅부(3)의 영역 내에서 하우징(2) 내에 고정된다. 이때 지지부재(4)는 단부 피팅부(3)의 영역을 지나 하우징(2) 내로 돌출된다. 도 1에 따른 실시예에서 지지부재(4)는 지지링(5), 제1 클램핑 링(7), 및 제2 클램핑 링(10)을 포함한다. 제1 클램핑 링(7)은 보어들을 포함하고, 제2 클램핑 링(10)은 내부 나사산을 갖는 보어들을 포함한다. 여기서 나사로 도시되는 조정 수단(13)은 제1 클램핑 링(7)의 보어를 통해 제2 클램핑 링(10)의 내부 나사산 내로 삽입된다.

지지링(5)은 직선의 원통형 외부 재킷면(15)을 포함하고 내부 재킷면에서 제1 원추부(6)와 제2 원추부(9)를 포함한다. 지지링(5)의 외부 재킷면(15)은 하우징(2)의 내부면에 접한다. 제2 원추부(9)는 관의 축(12)에 대해 제1 원추부(6)에 상반되는 기울기를 갖지만, 동일한 원추각(α)을 갖는다.

제1 클램핑 링(10)은 외부 재킷면에 직선의 내부 재킷면과 제1 상대 원추부(8)를 포함한다. 그러나 제1 상대 원추부(8)의 원추각은 상반되는 기울기를 갖는 제1 원추부(6)의 원추각(α)에 상응한다. 제1 클램핑 링(7)의 직경은, 제1 클램핑 링(7)이 적어도 부분적으로 지지링(5) 내로 동축 삽입될 수 있도록 설계된다. 제2 클램핑 링(10)은 외부 형태와 치수에 관하여 제1 클램핑 링(7)에 상응하지만, 관의 축(12)에 대해 횡방향 축을 중심으로 180°만큼 회전하여 배치된다.

제1 클램핑 링(7)은, 제1 상대 원추부(8)가 적어도 부분적으로 제1 원추부(6)에 접하도록 지지링(5) 내에 배치된다. 이와 같이, 제1 원추부(6)와 제1 상대 원추부(8)는 서로에 대해 할당된다. 제2 클램핑 링(10)은, 제2 상대 원추부(11)가 제2 원추부(9)에 적어도 부분적으로 접하도록 지지링(5) 내에 배치된다. 이와 같이, 제2 원추부(9)와 제2 상대 원추부(11)는 서로에 대해 할당된다.

제1 클램핑 링과 제2 클램핑 링(7, 10)은 조정 수단(13)과 연결된다. 조정 수단(13)은 제1 클램핑 링(7) 내에서 보어를 통해 제2 클램핑 링(10)의 내부 나사산 내로 맞물린다. 이때 제1 클램핑 링과 제2 클램핑 링(7, 10)은 관의 축(12)의 축방향으로 간격을 갖는다. 조정 수단(13)이 조여지면, 이러한 간격은 작아진다. 이때 제1 상대 원추부와 제2 상대 원추부(8, 11)는 각각 할당된 원추부(6, 9)를 따라 슬라이딩하고, 이때 외측으로 하우징(2)에 지지링(5)을 가압한다.

도 2에는 도 1의 지지부재(4)의 개별 부품들이 해체된 상태로 도시된다. 조립을 위해 제1 클램핑 링(7)과 제2 클램핑 링(10)이 상반되는 측면에서 지지링(5)내로 삽입된다. 조정 수단(13)에 의해 제1 클램핑 링과 제2 클램핑 링(7, 10)은 서로 느슨하게 연결된다. 그리고 나서 이 같이 예비 조립된 지지부재(4)는 한쪽 단부에서 하우징(2) 내로 삽입되고, 단부 피팅부(3)의 영역 내에서 포지셔닝된다. 지지부재(4)가 올바른 위치에 위치하면 조정 부재(13)가 조여져서 클램핑 링(7, 10)이 지지링(5)에 의해 클램핑되는 동시에, 지지링(5)은 외측으로 하우징(2)의 내부 벽부로 가압된다. 이로써, 지지부재(4)는 하우징(2) 내에서 고정된다. 예컨대 전기 검사 이후에 배리스터 블록을 분리해야 하는 경우, 조정 수단(13)이 해제되고 이로 인해 클램핑이 해제되어, 지지부재(4)는 하우징(2)으로부터 분리될 수 있다. 그리고 나서 배리스터 블록은 하우징(2)으로부터 분리되어 수리되거나 교체될 수 있다.

도 3과 도 4에는 하우징(2) 내에서 지지부재(4)의 다른 실시예들이 도시된다. 여기서는 개관을 위해 서지 어레스터(1)의 다른 구성부품들이 도시되지 않는다.

도 3에는 지지링(5)과 및 제1 클램핑 링(7)을 갖는 지지 부재(4)가 도시된다. 지지링(5)은 제1 원추부(6)를 포함하고, 제1 클램핑 링(7)은 제1 상대 원추부(8)를 포함한다. 제1 클램핑 링(7)은, 제1 원추부(6)와 제1 상대 원추부(8)가 서로 접하도록 지지링(5) 내에 배치된다. 제1 클램핑 링(7)이 지지링(5) 내로 가압 삽입됨으로써, 지지링(5)과 제1 클램핑 링(7)은 본 도면에 도시되지 않은 클램프 공구에 의해 서로 클램핑될 수 있다. 제1 원추부(6)와 제1 상대 원추부(8)의 표면이 적합하게 처리된 경우 이러한 클램핑은 자체 고정된다. 그러면, 클램핑 해제는 상응하는 해제 공구에 의해 이루어진다.

도 4에서 관의 축(12)에 평행한 방향으로 나사산을 갖는 보어가 삽입되는 환형 칼라(16)는 지지링(5)에서 제1 원추부(6)의 더 넓은 단부에 형성된다. 제1 클램핑 링(7)은 마찬가지로 관의 축(12)에 평행한 관통구를 포함하고, 이를 통해 조정 수단(13)은 제1 클램핑 링(7)의 칼라(16) 내의 나사산과 맞물린다. 조정 수단(13)을 조임으로써 제1 클램핑 링(7)은 원추부(6)와 상대 원추부(8)를 따라 지지링(5)에 대해 변위되고, 이러한 지지링을 하우징(2)과 클램핑한다.

Claims (6)

1. 관형 하우징(2), 하우징(2)의 단부와 연결된 단부 피팅부(3), 하우징(2) 내에 배치된 배리스터 블록, 및 단부 피팅부(3)의 영역 내에 배치된 지지부재(4)를 구비한 서지 어레스터(1)에 있어서,
   지지부재(4)는 제1 원추부(6)를 갖는, 하우징(2)에 접하는 지지링(5)과, 제1 원추부(6)에 할당된 제1 상대 원추부(8)를 갖는 제1 클램핑 링(7)을 포함하고, 이때 제1 원추부(6)는, 지지링(5)이 변위 없이 하우징(2)에 가압되는 방식으로 제1 상대 원추부(8)와 클램핑되고,
   관형 하우징(2)은 기계적 안정성을 가진 전기 비도전성 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는, 서지 어레스터(1).
2. 제1항에 있어서, 지지링(5)은 하우징(2)의 내부면에 접하는 것을 특징으로 하는, 서지 어레스터(1).
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 지지링(5)은 제1 원추부(6)에 상반되는 기울기를 갖는 제2 원추부(9)를 포함하고, 지지 부재(4)는 제2 원추부(9)에 할당되는 제2 상대 원추부(11)를 갖는 제2 클램핑 링(10)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 서지 어레스터(1).
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 지지링(5)과 제1 클램핑 링(7)은 하우징(2) 관의 축(12)에 동축으로 배치되고 클램핑 작용의 형성 또는 해제를 위해 관의 축(12)을 따라 서로 변위 가능한 것을 특징으로 하는, 서지 어레스터(1).
5. 제3항에 있어서, 지지링(5)과 제1 클램핑 링(7) 및 제2 클램핑 링(10)은 하우징(2) 관의 축(12)에 동축으로 배치되고 클램핑 작용의 형성 또는 해제를 위해 관의 축(12)을 따라 서로 변위 가능한 것을 특징으로 하는, 서지 어레스터(1).
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 지지링(5)과 제1 클램핑 링(7), 또는 제1 클램핑 링과 제2 클램핑 링(7, 10)은 조정 수단(13)을 통해 서로 연결되고, 이때 클램핑 작용의 형성 또는 해제에 필요한 변위가 조정 수단(13)에 의해 조정 가능한 것을 특징으로 하는, 서지 어레스터(1).

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