KR101665457B1 - 부하시 탭절환기의 누유 방지장치 - Google Patents

Abstract

부하시 탭 절환기(OLTC: On Lord Tap Changer)의 누유방지 장치를 개시한다. 본 발명은 변합기 내부에 설치되는 부하시 탭절환기에서 절환개폐기가 수용되는 유격실을 구획하는 유격실 외함으로부터 절연유가 누유되는 것을 방지될 수 있도록 고정볼트를 지지하는 고정수단에 탄성력을 갖는 패킹링을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

부하시 탭절환기의 누유 방지장치{OIL LEAKAGE PROTECTION APPARATUS FOR ON LORD TAB CHANGER}

본 발명은 부하시 탭 절환기(OLTC: On Lord Tap Changer)의 누유방지 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 변합기 내부에 설치되는 부하시 탭절환기에서 절환개폐기가 수용되는 유격실을 구획하는 유격실 외함으로부터 절연유가 누유되는 것을 방지할 수 있는 부하시 탭 절환기의 누유 방지장치에 관한 것이다.

일반적으로 변압기는 송배전선로 상에서 전압을 높이거나 낮은 전압으로 변화시켜 전력을 수용하는 부하장치에 전력을 안정적으로 공급하기 위한 전기공급장치이다.

이처럼 송배전선로의 전압을 높이거나 낮추기 위해 설치되는 변압기는 전력계통의 중요한 구성요소로서, 전력의 안정적인 공급을 위해 그 역할이 매우 크다.

변압기에는 전력수요의 변동에 의해 일어나는 전압강하에 적응하기 위하여 설치위치에 맞는 적합한 전압범위를 일정하게 유지하기 위한 부하시 탭절환기(OLTC; On Load Tap Changer)가 설치되어 있다.

부하시 탭절환기는 부하가 걸려있는 활선상태(hot-line, 전기가 흐르고 있는 상태)에서 유효전력이나 무효전력에 영향을 미치지 않고 변압기의 변압비를 조정할 수 있기 때문에 배전용 변전소의 변압기에서 765kV 변압기까지 광범위하게 이용되고 있으며, 통상적으로 절연용 오일이 충진된 변압기 내에 설치된다.

여기서, 부하시 탭절환기는 상판(Head)(10)과, 전환개폐기 유닛(Diverter Switch)(20), 탭선택기(Tap Selector, Tap Switch)(30), 구동장치(도시되지 않음), 보호기기(도시되지 않음), 여과기(도시되지 않음), 컨서베이터(도시되지 않음)등으로 구성되어 있다. 이를 크게 나누면 상판(10)과, 전환개폐기 유닛(20)과, 탭선택기(30)로 구분되고, 본체 내부는 외함(21)으로 구획된 유격실 내부와 외부로 구획되어 내외부에 서로 다른 절연유가 각각 충진된다.

전환개폐기 유닛(20)은 유격실 외함(21)에 의해 구획된 유격실(도시되지 않음)과, 유격실 내에 설치되는 절환개폐기(도시되지 않음)를 포함할 수 있으며, 특히 절환개폐기(도시되지 않음)는 전압 조정의 기계적 동작과정에서 생기는 파티클과 같은 금속조각등의 이물질이 유입되어 생기는 절연 불량 고장을 방지하기 위하여 유격실에 설치된다.

상기와 같은 종래의 부하시 탭절환기는 유격실 외함을 관통하여 고정볼트에 의하여 절환개폐기가 고정되거나 유격실 외함 자체가 변압기 본체 내부에 고정된다.

그러나, 종래의 부하시 탭절환기는 절환개폐기를 유격실 내측에 고정시키기 위하여 고정볼트가 유격실 외함을 관통하면서 삽입되나, 장기간 사용하다보면, 고정볼트의 볼트 조임력이 약화되면서 유격실 외함 사이에 발생된 틈새로 인한 누유가 발생되어 변압기 본체에 충진된 절연유와 유격실 내의 오염된 절연유와 섞이게 되어 고장을 유발하는 문제점이 있었다.

한국 공개특허공보 제10-2008-0114698호(2008.12.31) 한국 공개특허공보 제10-2006-0066014호(2006.06.15)

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 유격실 외함의 고정과 동시에 절연유의 누유를 방지할 수 있는 부하시 탭절환기의 누유 방지장치를 제공함에 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 하기와 같은 실시예를 포함한다.

본 발명에 따른 부하시 탭절환기의 누유 방지의 바람직한 실시예는 절환개폐기가 설치되는 유격실을 구획하는 유격실 외함과, 유격실 외함을 관통하여 상기 절환개폐기를 고정시키는 고정볼트를 탄성 지지하여 유격실 외함과 고정볼트간의 틈새를 방지하는 고정수단을 포함하고, 고정수단은 탄성력을 갖는 재질로서 고정볼트가 관통 삽입되는 관통공이 형성되는 패킹링과, 패킹링의 외면에서 상호 이격되도록 고정되는 복 수개의 고정판과, 고정판들의 전면과 후면중 적어도 하나에서 돌출형성되어 상기 패킹링이 수축되면서 상호 인접한 고정판들에 밀착되어 마찰력을 발생시키는 복 수개의 마찰돌기를 포함하고, 패킹링은 외면을 둘러싸는 방향으로 연장 및 돌출 형성되어 고정판이 체결되는 복 수개의 환형돌기와, 복 수개가 외면을 둘러싸는 방향으로 연장 및 상호 이격되어 내향된 홈으로 이루어져 힘이 가해지면 수축되어 마찰돌기들을 인접된 고정판에 밀착시키는 내향홈을 포함하는 부하시 탭절환기의 누유 방지장치를 제공할 수 있다.

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본 발명은 유격실 외함을 관통하여 삽입되는 고정볼트의 가압에 의한 탄성력으로 접촉면을 밀착시킬 수 있어 절연유가 누유되지 않아 고장이 예방되어 수명이 연장되는 효과가 있다.

도 1은 부하시 탭 절환기를 간략 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 부하시 탭절환기의 유격실 누유방지 장치를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 고정수단을 도시한 정면도이다.
도 4는 본 발명의 고정수단을 도시한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 고정수단을 도시한 단면도이다.
도 6a와 도 6b는 본 발명에서 고정수단의 체결과정을 간략 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있지만, 특정 실시예를 도면에 예시하여 상세하게 설명하고자 한다.

이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 서로 다른 방향으로 연장되는 구조물을 연결 및/또는 고정시키기 위한 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물중 어느 하나에 해당되는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제 하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명에 따른 부하시 탭절환기의 누유방지 장치를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 부하시 탭절환기의 유격실 누유방지 장치는 부하시 탭절환기에서 전환개폐기 유닛이 수용되는 유격실 외함(21)에 삽입되는 고정볼트(200)와, 고정볼트(200)의 체결력 강화 및 누유를 방지할 수 있는 고정수단(100)을 포함한다.

여기서, 변압기에 설치되는 부하시 탭절환기는 일반적으로 공지된 구성임에 따라 그 세부구성에 대한 설명과 도면을 생략하였다.

또한, 유격실은 전환개폐기 유닛의 동작과정에서 발생되는 아크에 의한 오염된 절연유를 변압기 본체의 절연유와 섞이지 않도록 외함(21)에 의해 구획된 공간을 형성한다. 따라서, 유격실 외함 내측은 상술한 절환개폐기(도시되지 않음)가 고정되며, 절연유가 충진 된다. 이와 같은 구성과 작용 효과 역시 일반적으로 공지된 구성에 해당 되어 그 설명을 생략한다.

고정볼트(200)는 유격실의 외측에서 고정수단(100)을 통하여 연통 삽입되어 내측에서 전환개폐기 유닛을 고정 시킨다. 이를 위하여 고정볼트(200)는 일방향으로 연장되어 외면에 나사산이 형성되는 볼트부(220)와, 볼트부(220)의 일측 끝단에서 보다 확장된 직경을 갖도록 형성되는 헤드(210)를 포함한다.

고정수단(100)은 유격실 외함(21)의 외면에서 밀착된 상태로서 고정볼트(200)가 삽시에 오링(O Ring)과 같은 역할을 수행한다. 여기서, 고정수단(100)은 유격실 외함(21)의 외면에서 고정볼트(200)가 연통 삽입되는 삽입공(도면부호 미표시)과 고정볼트(200) 간의 틈새를 통한 누유를 방지하기 위하여 구성을 포함한다. 이는 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 고정수단을 도시한 정면도, 도 4는 측면도, 도 5는 단면도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에서 고정수단(100)은 중심부에 고정볼트(200)가 삽입되는 관통공(141)이 형성되는 패킹링(140)과, 패킹링(140)의 외면에서 일체형으로 고정되는 하나 이상의 고정판(110, 120, 130)을 포함한다.

패킹링(140)은 코르크 또는 고무등의 탄성력을 갖는 재질로 제조되어 고정볼트(200)가 관통공(141)을 통하여 회전 및/또는 삽입되는 볼트 조임 과정에서 가해진 압력에 의해 변형과 경화가 생겨서 유격실에 밀착되어 누유를 방지한다.

여기서 패킹링(140)은 일방향으로 연장되고, 상면에서 상방으로 돌출되어 고정판(110, 120, 130)이 접착될 수 있도록 상방으로 돌출되는 하나 이상의 환형돌기(142)가 형성된다.

더욱 바람직하게로는, 패킹링(140)은 고정볼트(200)의 볼트조임과정에서 가해진 힘에 의한 변형이 설정된 방향으로 이루어질 수 있도록(및/또는 뒤틀림을 방지할 수 있도록) 외면에서 하향된 하나 이상의 내향홈(143)을 더 포함할 수 있다.

고정판(110, 120, 130)은 패킹의 외면에서 상방으로 돌출되는 금속재 또는 플라스틱 재질의 판으로서 상호 이격된 하나 이상으로 이루어진다. 예를 들면, 고정판(110, 120, 130)은 고정볼트(200)의 헤드(210)와 밀착되는 제1판(110)과, 패킹링(140)의 중심부에서 고정되는 제2판(120)과, 유격실 외함(21)의 외면에 밀착되는 제3판(130)을 포함한다.

제1판(110)은 패킹링(140)의 전방측 외면에 형성되는 환형돌기(142)에 체결되어 패킹링(140)의 전면 일부를 차폐한다. 따라서, 제1판(110)은 고정볼트(200)가 패킹링(140)의 관통공(141)에 삽입될 시에 헤드(210)와 밀착된다.

제2판(120)은 제1판(110)과 제3판(130) 사이에서 패킹링(140)의 구부러짐등을 방지하기 위하여 제1판(110)과 제3판(130)의 사이에서 패킹링(140)의 외면에 돌출되는 환형돌기(142)에 체결된다.

제3판(130)은 패킹링(140)의 후방측 외면에서 형성되는 환형돌기(142)에 체결되어 패킹링(140)의 후면 일부를 차폐한다.

여기서 제1판(110)과 제3판(130)은 고정볼트(200)와 유격실 외면과 직접적으로 밀착되어 패킹링(140)의 마모나 손상을 방지하는 역할을 수행할 수 있고, 고정볼트(200)의 삽입 및/또는 회전시에 패킹링(140)의 구부러짐등을 방지할 수 있도록 지지한다.

즉, 본 발명에서 고정수단(100)은 내측에 관통공(141)이 형성된 패킹링(140)의 외면에서 상호 이격된 하나 이상의 고정판(110, 120, 130)이 형성된다. 아울러, 패킹링(140)의 외면은 각 고정판(110, 120, 130) 사이에서 내향된 홈이 형성되어 고정볼트(200)가 회전되면서 가해진 힘에 의하여 금속판 사이에서 패킹링(140)이 순차적으로 압축되지 않고 일방향으로 구부러지게 되는 등의 변형을 방지하기 위하여 상호 이격된 하나 이상의 내향홈(143)이 각각 형성된다.

본 발명은 상기와 같은 구성을 포함하며, 이하에서는 본 발명의 구성을 통한 작용을 도 6a 및 도 6b를 참조하여 설명한다.

도 6a와 도 6b는 본 발명에서 고정수단의 체결과정을 간략 도시한 도면이다.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 작업자는 고정볼트(200)의 볼트부(220)를 패킹링(140)의 관통공(141)에 삽입한 뒤에 유격실 외함(21)의 외면에 밀착시킨다. 이후 작업자는 공구를 이용하여 고정볼트(200)를 회전시킨다. 따라서, 고정볼트(200)의 볼트부(220)는 패킹링(140)의 관통공(141)을 통하여 회전되면서 유격실 외함(21)을 연통하여 내측으로 삽입된다.

이때, 패킹링(140)은 고정볼트(200)의 볼트부(220)가 삽입되면서 가해진 힘에 의하여 변형(예를 들면, 압축)되면서 관통공(141)의 내면이 볼트부(220)의 회전에 따라 외면에 말려들어가유격실 외함(21)(예를 들면, 유격실 외함(21)에 형성된 삽입공)에 밀착되어 틈새를 방지한다.

아울러, 고정판(110, 120, 130)은, 예를 들면, 고정볼트(200)의 헤드(210)에 밀착된 제1판(110)을 통하여 힘이 가해지면서 패킹링(140)이 압축 및/또는 변형되면서 제1판(110)과 제2판(120) 및 제3판(130)이 순차적으로 밀착된다.

이때, 패킹링(140)은 금속판들 사이에서 내향 형성된 내향홈(143)에 의하여 고정볼트(200)에서 힘이 가해진다 하더라도 외측으로 돌출되지 않고 상호 압축된다.

따라서, 본 발명은 종래에 발생된 유격실 외함(21)을 통하여 삽입되는 고정볼트(200)를 통하여 절연유가 누유되는 문제점을 해소할 수 있다.

더욱 바람직하게로, 본 발명은 고정판들(110, 120, 130)간의 밀착도를 높일 수 있고, 고정볼트(200)의 회전과 연동하여 고정판들(110, 120, 130)중 어느 하나가 개별적으로 회전되어 패킹링(140)의 뒤틀림을 방지할 수 있도록 고정판(110, 120, 130)들 간의 마찰력을 높여 개별 회전을 방지할 수 있는 구성을 구비하는 것이 바람직하다. 이는 도 7을 참조하여 설명한다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예는 고정판(110, 120, 130)들의 밀착도를 높일 수 있고, 전체 고정판(110, 120, 130)중 어느 하나가 회전(예를 들면, 제1판(110))되어 패킹링(140)을 뒤틀림 되는 것을 방지할 수 있도록 마찰력에 의한 고정판(110, 120, 130)의 개별회전을 방지할 수 있도록 하는 것이 특징이다.

보다 구체적으로 설명하자면, 고정판(110, 120, 130)들중에서 제1판(110)은 고정볼트(200)의 헤드(210)와 밀착됨에 따라 고정볼트(200)가 회전시에 제2판(120)과 제3판(130)과 별개로 회전될 수 있다.

즉, 전체 고정판(110, 120, 130)들중에서 제2판(120)과 제3판(130)은 고정된 상태이나 제1판(110)이 고정볼트(200)의 회전과 연동하여 회전될 수 있다. 이러한 상황이 발생되면, 제2판(120)과 제3판(130) 및 패킹링(140)이 정지된 상태에서 제1판(110)이 회전되면, 패킹링(140)이 전체적으로 뒤틀림되어 패키링에 지나친 압력을 가하게 되어 손상을 줄 수 있다.

따라서, 본 발명의 다른 실시예는 고정판(110, 120, 130)의 전면과 후면중 적어도 하나에서 하나 이상의 마찰돌기(150)를 더 포함한다. 하나 이상의 마찰돌기(150)는, 예를 들면, 제1판(110) 내지 제3판(130)의 전면과 후면중 적어도 하나에 복수개가 각각 형성된다.

따라서, 고정볼트(200)가 삽입되면서 힘이 가해지면, 패킹링(140)이 압축되면서 제1판(110)과 제2판(120)이 상호 밀착된다. 이때, 제1판(110)의 후면과 제2판(120)의 전면에 각각 형성된 마찰돌기(150)는 고정볼트(200)에서 가해진 힘에 의해 뭉개지면서 상호간의 마찰력을 높일 수 있다. 그러므로, 제1판(110)은 고정볼트(200)가 회전되더라도 마찰돌기(150)들간의 마찰력에 의해 회전이 방지된다.

더욱 바람직하게로는 마찰돌기(150)들은 상호 엇갈린 위치로 배치될 수 있다. 즉, 제1판(110)의 마찰돌기(150)와 제2판(120)의 마찰돌기(150)는 상호 엇갈린 위치에 배치되어 제1판(110)과 제2판(120)이 밀착될 시에 마찰돌기(150)들이 서로 밀착되는 것이 아닌 서로 다른 고정판(110, 120)의 외면에 밀착되어 뭉개질 수 있도록 한다.

즉, 본 발명은 탄성력에 의한 변형으로 유격실 외함(21)과 밀착될 수 있는 패킹링(140)과, 패킹링(140)의 구부러짐이나 뒤틀림 및 강도를 보강하는 하나 이상의 고정판(110, 120, 130)으로 구성된 고정수단(100)에 의하여 절연유의 누유를 완벽히 차단할 수 있다.

100 : 고정수단 110, 120, 130 : 고정판
140 : 패킹링 141 : 관통공
142 : 환형돌기 143 : 내향홈
150 : 마찰돌기 200 : 고정볼트
210 : 헤드 220 : 볼트부

Claims (5)

1. 절환개폐기가 설치되는 유격실을 구획하는 유격실 외함; 및
   상기 유격실 외함을 관통하여 상기 절환개폐기를 고정시키는 고정볼트를 탄성 지지하여 상기 유격실 외함과 고정볼트간의 틈새를 방지하는 고정수단을 포함하고,
   상기 고정수단은
   탄성력을 갖는 재질로서 고정볼트가 관통 삽입되는 관통공이 형성되는 패킹링;
   상기 패킹링의 외면에서 상호 이격되도록 고정되는 복 수개의 고정판; 및
   상기 고정판들의 전면과 후면중 적어도 하나에서 돌출형성되어 상기 패킹링이 수축되면서 상호 인접한 고정판들에 밀착되어 마찰력을 발생시키는 복 수개의 마찰돌기;를 포함하고,
   상기 패킹링은
   외면을 둘러싸는 방향으로 연장 및 돌출 형성되어 상기 고정판이 체결되는 복 수개의 환형돌기; 및
   복 수개가 외면을 둘러싸는 방향으로 연장 및 상호 이격되어 내향된 홈으로 이루어져 힘이 가해지면 수축되어 상기 마찰돌기들을 인접된 고정판에 밀착시키는 내향홈;을 포함하는 부하시 탭절환기의 누유 방지장치.
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