KR102060504B1 - 절연 어셈블리 - Google Patents
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Abstract
절연 어셈블리는: 제1 단부(120a) 및 제1 단부와 반대편의 제2 단부(120b)를 가진 절연 파이프(120); 절연 파이프의 외부 벽상에 형성된 절연 엄브렐라 그룹(130); 및 절연 재료로 만들어지고 절연 파이프의 제1 단부에 연결되는 절연 베이스(140)를 포함한다.
Description
본 출원은 2015년 5월 19일에 중국 특허청에 출원된 중국 특허 출원 번호 201510256186.1호의 우선권을 주장하고, 그 전체 개시내용은 인용에 의해 본원에 통합된다.
본 발명은 절연 어셈블리에 관한 것이다.
전기 전력 산업에서, 전기 절연을 위한 절연 어셈블리(또는 절연체로 지칭됨)는 종종 사용된다. 종래 기술에서, 절연 어셈블리는 일반적으로 절연 파이프, 절연 파이프 상에 형성되는 절연 엄브렐라(umbrella) 그룹 및 절연 파이프의 단부에 연결되는 금속 플랜지를 포함한다.
종래 기술에서, 금속 플랜지의 비용이 매우 높기 때문에, 전체 절연 어셈블리의 비용이 증가한다. 게다가, 금속 플랜지와 절연 파이프가 상이한 열 팽창 계수들을 가진 상이한 재료들로 만들어지기 때문에 금속 플랜지와 절연 파이프 간에 갭이 쉽게 발생될 수 있다. 결과로서, 절연 파이프에 충진되는(filled) 절연 가스, 예컨대 SF6는 금속 플랜지와 절연 파이프 간의 갭을 통하여 쉽게 누설될 수 있다.
게다가, 종래 기술에서, 금속 플랜지는 또한 많은 다른 단점들을 가지는데, 예컨대 금속 플랜지는 무게가 매우 무겁고, 금속 플랜지는 절연 어셈블리의 전기 성능을 감소시킨다.
본 발명은 위에 언급된 단점들의 적어도 하나의 양상을 극복하거나 완화시키도록 이루어졌다.
본 발명의 목적에 따라, 낮은 비용을 가진 절연 어셈블리가 제공된다.
본 발명의 다른 목적에 따라, 높은 밀봉 성능을 가진 절연 어셈블리가 제공되고, 이는 절연 어셈블리에 충진된 절연 가스 또는 절연 액체가 누설되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 목적에 따라, 우수한 전기 성능을 가진 절연 어셈블리가 제공된다.
본 발명의 양상에 따라, 절연 어셈블리가 제공되고, 절연 어셈블리는: 제1 단부 및 제1 단부와 반대편의 제2 단부를 가진 절연 파이프; 절연 파이프의 외부 벽 상에 형성된 절연 엄브렐라 그룹; 및 절연 재료로 만들어지고 절연 파이프의 제1 단부에 연결되는 절연 베이스(base)를 포함한다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따라, 절연 베이스는 절연 플랜지 및 절연 연결 튜브를 포함하고, 절연 연결 튜브의 하나의 단부는 절연 파이프의 제1 단부에 연결되고, 절연 연결 튜브의 다른 단부는 절연 플랜지에 연결된다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라, 절연 베이스는, 절연 플랜지와 절연 연결 튜브 간의 연결 강도를 증가시키기 위하여, 절연 연결 튜브와 절연 플랜지의 외부 벽들에 각각 연결되는 복수의 보강 리브(reinforcing rib)들을 더 포함한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라, 복수의 절연 보강 리브들은 절연 연결 튜브의 원주 둘레에 균일하게 분포되어 이격된다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라, 절연 베이스는 몰딩에 의해 형성된 일체형 부재로 구성된다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라, 절연 연결 튜브는 일정한 직경을 가지도록 구성된다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라, 절연 파이프의 내부 직경은 절연 연결 튜브의 외부 직경보다 약간 더 크고, 절연 파이프의 제1 단부는 슬리브(sleeve)되어 절연 연결 튜브의 하나의 단부의 외부 벽에 연결된다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라, 절연 파이프의 외부 직경은 절연 연결 튜브의 내부 직경보다 약간 더 작고, 절연 연결 튜브는 슬리브되어 절연 파이프의 제1 단부의 외부 벽에 연결된다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라, 절연 연결 튜브는 다양한 직경들을 가지도록 구성된다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라, 절연 연결 튜브는: 절연 플랜지로부터 멀리 떨어진, 절연 연결 튜브의 하나의 단부에 위치된 제1 튜브 부분; 절연 플랜지에 인접한, 절연 연결 튜브의 다른 단부에 위치된 제2 튜브 부분; 및 제1 튜브 부분과 제2 튜브 부분 간에 연결된 제3 튜브 부분을 포함하고, 제1 튜브 부분은 일정한 제1 외부 직경을 가지며, 제2 튜브 부분은 제1 외부 직경보다 더 큰 일정한 제2 외부 직경을 가지며, 제3 튜브 부분은 일정한 제1 외부 직경으로부터 일정한 제2 외부 직경으로 서서히 변화하는 제3 외부 직경을 가진다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라, 절연 파이프의 내부 직경은 절연 연결 튜브의 제1 튜브 부분의 외부 직경보다 약간 더 크고, 절연 파이프의 제1 단부는 슬리브되어 절연 연결 튜브의 제1 튜브 부분의 외부 벽에 연결된다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라, 절연 파이프의 외부 직경은 절연 연결 튜브의 제1 튜브 부분의 내부 직경보다 약간 더 작고, 절연 연결 튜브의 제1 튜브 부분은 슬리브되어 절연 파이프의 제1 단부의 외부 벽에 연결된다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라, 절연 플랜지에 복수의 설치 홀들이 형성되고, 설치 홀들 각각은 2개의 인접한 절연 보강 리브들 간의 중간 포지션에 위치된다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라, 절연 어셈블리는 절연 파이프의 제2 단부 상에 장착된 단부 커버를 더 포함한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라, 절연 파이프의 내부 공간에 절연 가스 또는 절연 액체가 충진된다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라, 절연 어셈블리는 단부 커버의 최상부 벽 상에 장착된 와이어 연결 바아(bar)를 더 포함한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라, 절연 어셈블리는 와이어 연결 바아 둘레의 단부 커버의 최상부 벽 상에 장착된 차폐 링을 더 포함한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라, 절연 어셈블리는, 절연 베이스 상에 제공되고 절연 연결 튜브 및/또는 절연 파이프로 연장되는 차폐 슬리브를 더 포함한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라, 절연 플랜지의 최하부 표면에 슬롯이 형성되고, 차폐 슬리브의 플랜지는 절연 플랜지의 슬롯에 끼워지도록 적응된다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라, 절연 베이스 및 절연 파이프는 동일한 절연 재료로 만들어진다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라, 절연 베이스는 경화제(curable agent)가 함침된 섬유 재료로 만들어진다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라, 섬유 재료는 인공 섬유 또는 천연 식물 섬유를 포함한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라, 인공 섬유는 유리 섬유, 케블라(Kevlar) 섬유, 아라미드 섬유, 나일론 섬유, 고밀도 폴리에틸렌 섬유, 및 고 또는 초고 분자량 폴리에틸렌 섬유 중 적어도 하나를 포함한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라, 절연 베이스를 제작하기 위한 섬유 재료는 1mm~300mm 범위 내의 길이를 가진다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라, 절연 베이스를 제작하기 위한 섬유 재료는 10~150mm 범위 내의 길이를 가진다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라, 절연 베이스를 제작하기 위한 섬유 재료는 5mm~100mm 범위 내의 길이를 가진다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라, 경화제는 에폭시 수지를 포함한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라, 경화제는 비스페놀 A 에폭시 및 무수물을 포함한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라, 내연제, 전류 누설 방지 또는 노화 방지를 가지는 보호 코팅 층은 절연 베이스의 외부 표면상에 형성된다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라, 보호 코팅 층은 실리콘 고무 및 실리콘 고무에 충진된 충진재를 포함하고, 충진재는 실리콘 분말, 알루미나, 산화 아연, 산화 마그네슘, 질화 붕소, 이산화 티타늄 및 적색 산화철 중 적어도 하나를 포함한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라, 보호 코팅 층은 몰딩, 스프레잉 또는 핸드 브러싱(hand brushing)에 의해 절연 베이스의 외부 표면상에 형성된다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라, 보호 코팅 층을 형성하기 위한 액체 재료는 실온과 동일하거나 더 높은 온도에서 경화 및 고체화된다.
본 발명의 위의 예시적인 실시예들에서, 절연 파이프에 연결된 베이스는 금속 대신 절연 재료로 만들어져서, 절연 어셈블리의 비용이 감소된다.
게다가, 본 발명에서, 절연 베이스 및 절연 파이프 둘 모두는 절연 재료로 만들어져서, 절연 베이스와 절연 파이프 간의 연결 강도가 개선된다. 게다가, 그것은 절연 베이스와 절연 파이프 간에 갭이 발생되는 것을 효과적으로 방지할 수 있어서, 절연 어셈블리의 밀봉 성능이 개선된다.
게다가, 본 발명에서, 절연 베이스는 무게가 종래의 금속 플랜지보다 더 가벼워, 절연 어셈블리의 무게가 감소된다.
게다가, 본 발명에서, 절연 베이스는 절연 어셈블리의 연면 거리 및 건식 아킹 거리를 효과적으로 증가시킬 수 있다.
게다가, 본 발명에서, 절연 베이스는 절연 어셈블리의 전기장 분포를 상당히 개선시키고, 그리고 절연 어셈블리의 전기 성능을 최적화할 수 있다.
게다가, 본 발명의 일부 실시예들에서, 절연 베이스 표면상에 형성된 보호 코팅 층은 절연 베이스의 전기 성능 및 내후성(weather resistance)을 개선할 수 있다.
본 발명의 위 및 다른 특징들은 첨부 도면들을 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예들을 상세히 설명함으로써 더 자명하게 될 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 예시적인 실시예에 따른 절연 어셈블리의 길이방향 단면도이다.
도 2는 도 1의 절연 어셈블리의 절연 베이스의 예시적인 사시도이다.
도 3은 도 1의 절연 어셈블리의 다른 예를 도시한다.
도 4는 본 발명의 제2 예시적인 실시예에 따른 절연 어셈블리의 길이방향 단면도이다.
도 5는 도 4의 절연 어셈블리의 예시적인 확대 로컬도이다.
도 6은 도 6의 절연 어셈블리의 절연 베이스의 예시적인 사시도이다.
도 1은 본 발명의 제1 예시적인 실시예에 따른 절연 어셈블리의 길이방향 단면도이다.
도 2는 도 1의 절연 어셈블리의 절연 베이스의 예시적인 사시도이다.
도 3은 도 1의 절연 어셈블리의 다른 예를 도시한다.
도 4는 본 발명의 제2 예시적인 실시예에 따른 절연 어셈블리의 길이방향 단면도이다.
도 5는 도 4의 절연 어셈블리의 예시적인 확대 로컬도이다.
도 6은 도 6의 절연 어셈블리의 절연 베이스의 예시적인 사시도이다.
본 발명의 예시적인 실시예들은 첨부된 도면들을 참조하여 이후 상세히 설명될 것이고, 유사한 참조 번호들은 유사한 엘리먼트들을 지칭한다. 그러나, 본 개시내용은 많은 상이한 형태들로 실현될 수 있고 본원에 설명된 실시예들로 제한되는 것으로 이해되지 않아야 하고; 오히려, 이들 실시예들은, 본 개시내용이 철저하고 완전하도록 제공되고, 그리고 당업자들에게 본 개시내용의 개념을 완전히 전달할 것이다.
다음 상세한 설명에서, 설명의 목적들을 위하여, 다수의 특정 세부사항들은 개시된 실시예들의 철저한 이해를 제공하기 위하여 설명된다. 그러나, 하나 또는 그 초과의 실시예들이 이들 특정 세부사항들 없이 실시될 수 있다는 것이 자명할 것이다. 다른 경우들에서, 잘-알려진 구조들 및 디바이스들은 도면을 간소화하기 위하여 개략적으로 도시된다.
본 발명의 일반 개념에 따라, 절연 어셈블리가 제공되고, 절연 어셈블리는: 제1 단부 및 제1 단부와 반대편의 제2 단부를 가진 절연 파이프; 절연 파이프의 외부 벽상에 형성된 절연 엄브렐라 그룹; 및 절연 재료로 만들어지고 절연 파이프의 제1 단부에 연결되는 절연 베이스를 포함한다.
제1 실시예
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 절연 어셈블리의 길이방향 단면도이고; 도 2는 도 1의 절연 어셈블리의 절연 베이스(140)의 예시적인 사시도이다.
도 1-도 2에 도시된 바와 같이, 절연 어셈블리는 주로 절연 파이프(120), 절연 엄브렐라 그룹(130) 및 절연 베이스(140)를 포함한다. 절연 파이프(120)는 제1 단부(120a) 및 제1 단부(120a)의 반대편의 제2 단부(120b)를 가진다. 절연 엄브렐라 그룹(130)은 절연 파이프(120)의 외부 벽 상에 형성된다. 절연 베이스(140)는 절연 재료로 만들어지고 절연 파이프(120)의 제1 단부(120a)에 연결된다.
실시예에서, 절연 엄브렐라 그룹(130)은 절연 파이프(120)의 외부 벽상에 몰딩된 실리콘 고무 엄브렐라 그룹일 수 있다. 절연 파이프(120)는 에폭시 수지가 함침된 유리 섬유를 감음으로써 형성된 와인딩(winding) 파이프일 수 있다. 절연 베이스(140)는 임의의 적절한 절연 재료로 만들어질 수 있다. 실시예에서, 절연 베이스(140)에 적절한 절연 재료는 우수한 물리적 및 화학적 특징들, 이를테면 높은 기계적 강도, 가벼운 무게, 균열이 용이하지 않음 등을 가져야 한다. 예에서, 절연 베이스(140)에 적절한 절연 재료는 에폭시 수지일 수 있지만, 이로 제한되지 않는다.
실시예에서, 절연 베이스(140)는 몰딩에 의해 형성된 일체형 절연 부재일 수 있다.
실시예에서, 보호 코팅 층은 절연 베이스(140)의 외부 표면상에 형성되어, 절연 베이스(140)의 내노화성 및 전기 특성들을 개선할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 실시예에서, 절연 파이프(120)의 내부 공간(101)에 절연 가스 또는 절연 액체가 충진될 수 있다. 예컨대, 절연 파이프(120)의 내부 공간(101)에 SF6 가스가 충진되어, 절연 어셈블리의 전기 절연 성능을 개선한다.
도 1-도 2에 도시된 바와 같이, 실시예에서, 절연 베이스(140)는 절연 플랜지(141) 및 절연 연결 튜브(142)를 포함한다. 절연 연결 튜브(142)의 하나의 단부는 절연 파이프(120)의 제1 단부(120a)에 연결되고, 절연 연결 튜브(142)의 다른 단부는 절연 플랜지(141)에 연결된다.
다시 도 1-도 2를 참조하면, 절연 베이스(140)는 절연 플랜지(141)와 절연 연결 튜브(142) 간의 연결 강도를 증가시키기 위하여 절연 연결 튜브(142)와 절연 플랜지(141)의 외부 벽들에 각각 연결되는 복수의 보강 리브(143)들을 더 포함할 수 있다.
도 2에 명확하게 도시된 바와 같이, 복수의 절연 보강 리브들(143)은 절연 연결 튜브(142)의 원주 둘레에 균일하게 분포되어 이격된다. 이런 방식에서, 이는 절연 베이스(140)의 기계적 특성들을 개선하고, 그리고 절연 베이스(140)의 기계적 강도를 증가시킬 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 절연 플랜지(141)에 복수의 설치 홀들(141a)이 형성되고, 설치 홀들(141a) 각각은 2개의 인접한 절연 보강 리브들(143) 간의 중간 포지션에 위치된다. 이런 방식에서, 절연 베이스(140)는 복수의 나사들(도시되지 않음)을 복수의 설치 홀들(141a)에 나사 연결함으로써 예컨대 전기 장치(도시되지 않음)의 하우징에 연결될 수 있다.
실시예에서, 도 1-도 2에 도시된 바와 같이, 절연 베이스(140)는 단일 몰딩 프로세스에 의해 형성된 단일 부재일 수 있다. 이런 방식에서, 절연 플랜지(141), 절연 튜브(142), 절연 보강 리브들(143) 및 설치 홀들(141a)은 동시에 형성되어, 절연 베이스의 비용을 감소시킬 수 있다.
도 1-도 2에 도시된 바와 같이, 절연 연결 튜브(142)는 다양한 직경들을 가지도록 구성된다.
도 1-도 2를 참조하면, 절연 연결 튜브(142)는: 절연 플랜지(141)로부터 멀리 떨어진, 절연 연결 튜브(142)의 하나의 단부에 위치된 제1 튜브 부분(142c); 절연 플랜지(141)에 인접한, 절연 연결 튜브(142)의 다른 단부에 위치된 제2 튜브 부분(142a); 및 제1 튜브 부분(142c)과 제2 튜브 부분(142a) 간에 연결된 제3 튜브 부분(142b)으로 이루어진다. 도 1-도 2에 도시된 바와 같이, 제1 튜브 부분(142c)은 일정한 제1 외부 직경을 가지며, 제2 튜브 부분(142a)은 제1 외부 직경보다 더 큰 일정한 제2 외부 직경을 가지며, 제3 튜브 부분(142b)은 일정한 제1 외부 직경으로부터 일정한 제2 외부 직경으로 서서히 변화하는 제3 외부 직경을 가진다.
도 1-도 2에 도시된 바와 같이, 절연 파이프(120)의 내부 직경은 절연 연결 튜브(142)의 제1 튜브 부분(142c)의 외부 직경보다 약간 더 크다. 절연 파이프(120)의 제1 단부(120a)는 슬리브되어 절연 연결 튜브(142)의 제1 튜브 부분(142c)의 외부 벽에 연결된다.
이런 방식에서, 도 1-도 2에 도시된 바와 같이, 절연 파이프(120)는 가장 작은 직경을 가지는 제1 튜브 부분(142c)에 연결되고, 이에 의해 절연 파이프(120)를 가장 큰 직경을 가지는 절연 플랜지(141)와 매칭할 필요가 없다. 이런 방식에서, 이는 절연 파이프(120)의 직경을 감소시키고, 절연 파이프(120)를 제작하기 위한 재료를 절약하고, 그리고 절연 파이프(120)의 비용을 감소시킨다.
도 1-도 2에 도시된 바와 같이, 절연 연결 튜브(142)의 제2 튜브 부분(142a)은 단지, 전기장이 상대적으로 집중되는 장소이다. 이에 의해, 제2 튜브 부분(142a)의 내부 직경은 제1 튜브 부분(142c)의 내부 직경보다 더 크게 설계되어, 제2 튜브 부분(142a)에서의 전기장을 균일화시킨다. 또한, 이 경우에, 절연 연결 튜브(142)의 직경을 절연 플랜지(141)의 직경과 동일하도록 설계할 필요가 없어서, 절연 연결 튜브(142)를 제작하기 위한 재료를 절약시킨다.
도 1에 도시된 바와 같이, 실시예에서, 절연 어셈블리는 절연 파이프(120)의 제2 단부(120b) 상에 장착되어 밀봉하는 단부 커버(160)를 더 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 전기 장치(도시되지 않음), 예컨대 트랜스포머 또는 회로 차단기로부터의 전도체(110)는 절연 파이프(120)의 제1 단부(120a)의 입구를 통하여 절연 파이프(120)로 도입되고, 그리고 절연 파이프(120)의 제2 단부(120b)의 출구 상에 장착된 단부 커버(160)에 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명이 도 1-도 2에 도시된 실시예들로 제한되지 않고, 예컨대 도 3이 도 1의 절연 어셈블리의 다른 예를 도시하는 것이 주목된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 절연 파이프(120)의 외부 직경은 절연 연결 튜브(142)의 제1 튜브 부분(142c')의 내부 직경보다 약간 더 작다. 절연 연결 튜브(142)의 제1 튜브 부분(142c')은 슬리브되어 절연 파이프(120)의 제1 단부(120a)의 외부 벽에 연결된다.
실시예에서, 절연 베이스(140) 및 절연 파이프(120)는 동일하거나 유사한 열 팽창 계수를 가지는, 동일한 절연 재료 또는 상이한 절연 재료로 만들어질 수 있다. 이런 방식에서, 이는 절연 베이스(140)와 절연 파이프(120) 간에 갭이 발생되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 1-도 2에 도시된 바와 같이, 실시예에서, 절연 어셈블리는 단부 커버(160)의 최상부 벽 상에 장착되는 와이어 연결 바아(170)를 더 포함할 수 있다. 와이어 연결 바아(170)는 예컨대 나사들에 의해 단부 커버(160)의 최상부 벽 상에 분리가능하게 장착될 수 있다.
도 1-도 2에 도시된 바와 같이, 실시예에서, 절연 어셈블리는 와이어 연결 바아(170) 둘레에서 단부 커버(160)의 최상부 벽 상에 장착되는 차폐 링(180)을 더 포함할 수 있다. 차폐 링(180)은 와이어 연결 바아(170)에서의 전기장 집중을 방지하기 위하여 와이어 연결 바아(170)에서의 전기장을 균일화하기 위하여 사용된다.
도 1-도 2에 도시된 바와 같이, 실시예에서, 절연 어셈블리는, 절연 베이스(140) 상에 제공되고 절연 연결 튜브(142) 및/또는 절연 파이프(120)로 연장되는 차폐 슬리브(150)를 더 포함할 수 있다. 차폐 슬리브(150)는 절연 베이스(140)에서 전도체(110)에 의해 생성된 전기장을 균일화하기 위하여 사용되어, 절연 베이스에서의 전기장 집중을 방지한다.
도 1-도 2에 도시된 바와 같이, 실시예에서, 절연 플랜지(141)의 최하부 표면에 슬롯이 형성되고, 차폐 슬리브(150)의 플랜지는 절연 플랜지(141)의 슬롯에 끼워지도록 적응된다.
본 발명의 절연 어셈블리는 트랜스포머 또는 회로 차단기에 적응될뿐 아니라, 절연될 필요가 있는 임의의 전력 디바이스에 적응되는 것이 주목된다.
본 발명의 실시예에서, 절연 베이스(140)는 경화제가 함침된 섬유 재료로 만들어질 수 있다. 절연 베이스(140)를 제작하기 위하여 사용된 섬유 재료는 인공 섬유 또는 천연 식물 섬유를 포함할 수 있다. 실시예에서, 인공 섬유는 유리 섬유, 케블라(Kevlar) 섬유, 아라미드 섬유, 나일론 섬유, 고밀도 폴리에틸렌 섬유, 및 고 또는 초고 분자량 폴리에틸렌 섬유 중 적어도 하나(그러나 이에 제한되지 않음)를 포함할 수 있다.
실시예에서, 절연 베이스(140)를 제작하기 위하여 사용된 섬유 재료는 1mm~300mm 범위 내, 바람직하게 10mm~150mm 범위 내, 보다 바람직하게 5mm~100mm 범위 내의 길이를 가질 수 있다.
실시예에서, 위의 경화제는 에폭시 수지를 포함(그러나 이에 제한되지 않음)할 수 있다. 바람직하게, 위의 경화제는 비스페놀 A 에폭시 및 무수물을 포함할 수 있다.
실시예에서, 내연제, 전류 누설 방지 또는 노화 방지를 가지는 보호 코팅 층은 절연 베이스(140)의 외부 표면상에 형성된다.
실시예에서, 보호 코팅 층은 실리콘 고무 및 실리콘 고무에 충진된 충진재를 포함할 수 있다. 충진재는 실리콘 분말, 알루미나, 산화 아연, 산화 마그네슘, 질화 붕소, 이산화 티타늄 및 산화철 레드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
실시예에서, 보호 코팅 층은 몰딩, 스프레잉 또는 핸드 브러싱에 의해 절연 베이스(140)의 외부 표면상에 형성될 수 있다.
실시예에서, 보호 코팅 층을 형성하기 위한 액체 재료는 실온과 동일하거나 더 높은 온도에서 경화 및 고체화될 수 있다.
본 발명의 위의 예시적인 실시예들에서, 절연 어셈블리의 절연 베이스는 높은 가격을 가진 금속 재료 대신, 낮은 가격을 가진 절연 재료로 만들어진다. 이에 의해, 절연 어셈블리의 비용이 감소된다. 게다가, 절연 재료로 만들어진 절연 베이스는 절연 재료로 만들어진 절연 파이프에 쉽고 신뢰성 있게 본딩될 수 있다. 또한, 절연 재료로 만들어진 절연 베이스는 절연 재료로 만들어진 절연 파이프와 동일하거나 유사한 열 팽창 계수를 가진다. 그러므로, 절연 베이스와 절연 파이프 간에 갭이 발생할 가능성이 없어서, 절연 어셈블리의 밀봉 성능이 개선된다.
게다가, 본 발명의 위의 예시적인 실시예들에서, 절연 베이스는 절연 어셈블리의 연면 거리 및 건식 아킹 거리를 효과적으로 증가시킬 수 있다. 절연 베이스는 절연 어셈블리의 전기장 분포를 상당히 개선시키고, 그리고 절연 어셈블리의 전기 성능을 최적화할 수 있다.
게다가, 본 발명의 일부 실시예들에서, 절연 베이스 표면상에 형성된 보호 코팅 층은 절연 베이스의 전기 성능 및 내후성을 개선할 수 있다.
제2 실시예
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 절연 어셈블리의 길이방향 단면도이고; 도 5는 도 4의 절연 어셈블리의 예시적인 확대 로컬 도이고; 그리고 도 6은 도 6의 절연 어셈블리의 절연 베이스(240)의 예시적인 사시도이다.
도 4-도 6에 도시된 바와 같이, 절연 어셈블리는 주로 절연 파이프(220), 절연 엄브렐라 그룹(230) 및 절연 베이스(240)를 포함한다. 절연 파이프(220)는 제1 단부(220a) 및 제1 단부(220a)의 반대편의 제2 단부(220b)를 가진다. 절연 엄브렐라 그룹(230)은 절연 파이프(220)의 외부 벽 상에 형성된다. 절연 베이스(240)는 절연 재료로 만들어지고 절연 파이프(220)의 제1 단부(220a)에 연결된다.
실시예에서, 절연 엄브렐라 그룹(230)은 절연 파이프(220)의 외부 벽상에 몰딩된 실리콘 고무 엄브렐라 그룹일 수 있다. 절연 파이프(220)는 에폭시 수지가 함침된 유리 섬유를 감음으로써 형성된 와인딩 파이프일 수 있다. 절연 베이스(240)는 임의의 적절한 절연 재료로 만들어질 수 있다. 실시예에서, 절연 베이스(240)에 적절한 절연 재료는 우수한 물리적 및 화학적 특징들, 이를테면 높은 기계적 강도, 가벼운 무게, 균열이 용이하지 않음 등을 가져야 한다. 실시예에서, 절연 베이스(240)에 적절한 절연 재료는 에폭시 수지일 수 있지만, 이로 제한되지 않는다.
실시예에서, 절연 베이스(240)는 몰딩에 의해 형성된 일체형 절연 부재일 수 있다.
실시예에서, 보호 코팅 층은 절연 베이스(240)의 내노화성 및 전기 특성들을 개선하기 위하여 절연 베이스(240)의 외부 표면상에 형성될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 실시예에서, 절연 파이프(220)의 내부 공간(201)에 절연 가스 또는 절연 액체가 충진될 수 있다. 예컨대, SF6 가스는 절연 어셈블리의 전기 절연 성능을 개선하기 위하여 절연 파이프(220)의 내부 공간(201)에 충진될 수 있다.
도 4-도 6에 도시된 바와 같이, 실시예에서, 절연 베이스(240)는 절연 플랜지(241) 및 절연 연결 튜브(242)를 포함한다. 절연 연결 튜브(242)의 하나의 단부는 절연 파이프(220)의 제1 단부(220a)에 연결되고, 절연 연결 튜브(242)의 다른 단부는 절연 플랜지(241)에 연결된다.
다시 도 4-도 6을 참조하면, 절연 베이스(240)는 절연 플랜지(241)와 절연 연결 튜브(242) 간의 연결 강도를 증가시키기 위하여 절연 연결 튜브(242)와 절연 플랜지(241)의 외부 벽들에 각각 연결되는 복수의 보강 리브(243)들을 더 포함할 수 있다.
도 6에 명확하게 도시된 바와 같이, 복수의 절연 보강 리브들(243)은 절연 연결 튜브(242)의 원주 둘레에 균일하게 분포되어 이격된다. 이런 방식으로, 이는 절연 베이스(240)의 기계적 특성들을 개선하고, 그리고 절연 베이스(240)의 기계적 강도를 증가시킬 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 절연 플랜지(241)에 복수의 설치 홀들(241a)이 형성되고, 설치 홀들(241a) 각각은 2개의 인접한 절연 보강 리브들(243) 간의 중간 포지션에 위치된다. 이런 방식으로, 절연 베이스(240)는 복수의 나사들(도시되지 않음)을 복수의 설치 홀들(241a)에 나사 연결함으로써 예컨대 전기 장치(도시되지 않음)의 하우징에 연결될 수 있다.
실시예에서, 도 4-도 6에 도시된 바와 같이, 절연 베이스(240)는 단일 몰딩 프로세스에 의해 형성된 단일 부재일 수 있다. 이런 방식으로, 절연 플랜지(241), 절연 튜브(242), 절연 보강 리브들(243) 및 설치 홀들(241a)은 동시에 형성되어, 절연 베이스의 비용을 감소시킬 수 있다.
도 4-도 6에 도시된 바와 같이, 절연 연결 튜브(242)는 일정한 직경을 가지도록 구성된다.
도 4-도 6을 참조하면, 절연 파이프(220)의 내부 직경은 절연 연결 튜브(242)의 외부 직경보다 약간 더 크다. 절연 파이프(220)의 제1 단부(220a)는 슬리브되어 절연 연결 튜브(242)의 하나의 단부의 외부 벽에 연결된다.
본 발명이 도 4-도 6에 도시된 실시예들로 제한되지 않고, 예컨대 절연 파이프의 외부 직경이 절연 연결 튜브의 내부 직경보다 약간 더 작을 수 있다는 것이 주목된다. 이 경우에, 절연 연결 튜브는 슬리브되어 절연 파이프의 제1 단부의 외부 벽에 연결될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 실시예에서, 절연 어셈블리는 절연 파이프(220)의 제2 단부(220b) 상에 장착되고 밀봉하는 단부 커버(260)를 더 포함할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 전기 장치(도시되지 않음), 예컨대 트랜스포머 또는 회로 차단기로부터의 전도체(210)는 절연 파이프(220)의 제1 단부(220a)의 입구를 통하여 절연 파이프(220)로 도입되고, 그리고 절연 파이프(220)의 제2 단부(220b)의 출구 상에 장착된 단부 커버(260)에 전기적으로 연결될 수 있다.
실시예에서, 절연 베이스(240) 및 절연 파이프(220)는 동일하거나 유사한 열 팽창 계수를 가지는, 동일한 절연 재료 또는 상이한 절연 재료로 만들어질 수 있다. 이런 방식으로, 이는 절연 베이스(240)와 절연 파이프(220) 간에 갭이 발생되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 4-도 6에 도시된 바와 같이, 실시예에서, 절연 어셈블리는 단부 커버(260)의 최상부 벽 상에 장착되는 와이어 연결 바아(270)를 더 포함할 수 있다. 와이어 연결 바아(270)는 예컨대 나사들에 의해 단부 커버(260)의 최상부 벽 상에 분리가능하게 장착될 수 있다.
도 4-도 6에 도시된 바와 같이, 실시예에서, 절연 어셈블리는 와이어 연결 바아(270) 둘레에서 단부 커버(260)의 최상부 벽 상에 장착되는 차폐 링(280)을 더 포함할 수 있다. 차폐 링(280)은 와이어 연결 바아(270)에서의 전기장 집중을 방지하기 위하여 와이어 연결 바아(270)에서의 전기장을 균일화하기 위하여 사용된다.
도 4-도 6에 도시된 바와 같이, 실시예에서, 절연 어셈블리는 절연 베이스(240) 상에 제공되고 절연 연결 튜브(242) 및/또는 절연 파이프(220)로 연장되는 차폐 슬리브(250)를 더 포함할 수 있다. 차폐 슬리브(250)는 절연 베이스(240)에서의 전기장 집중을 방지하기 위하여 절연 베이스(240)에서 전도체(210)에 의해 생성된 전기장을 균일화하기 위하여 사용된다.
도 4-도 6에 도시된 바와 같이, 실시예에서, 절연 플랜지(241)의 최하부 표면에 슬롯이 형성되고, 차폐 슬리브(250)의 플랜지는 절연 플랜지(241)의 슬롯에 끼워지도록 적응된다.
본 발명의 절연 어셈블리는 트랜스포머 또는 회로 차단기에 적응될뿐 아니라, 절연될 필요가 있는 임의의 전력 디바이스에 적응되는 것이 주목된다.
본 발명의 실시예에서, 절연 베이스(240)는 경화제가 함침된 섬유 재료로 만들어질 수 있다. 절연 베이스(240)를 제작하기 위하여 사용된 섬유 재료는 인공 섬유 또는 천연 식물 섬유를 포함할 수 있다. 실시예에서, 인공 섬유는 유리 섬유, 케블라(Kevlar) 섬유, 아라미드 섬유, 나일론 섬유, 고밀도 폴리에틸렌 섬유, 및 고 또는 초고 분자량 폴리에틸렌 섬유 중 적어도 하나(그러나 이에 제한되지 않음)를 포함할 수 있다.
실시예에서, 절연 베이스(240)를 제작하기 위하여 사용된 섬유 재료는 1mm~300mm 범위 내, 바람직하게 10mm~150mm 범위 내, 보다 바람직하게 5mm~100mm 범위 내의 길이를 가질 수 있다.
실시예에서, 위의 경화제는 에폭시 수지를 포함(그러나 이에 제한되지 않음)할 수 있다. 바람직하게, 위의 경화제는 비스페놀 A 에폭시 및 무수물을 포함할 수 있다.
실시예에서, 내연제, 전류 누설 방지 또는 노화 방지를 가지는 보호 코팅 층은 절연 베이스(240)의 외부 표면상에 형성된다.
실시예에서, 보호 코팅 층은 실리콘 고무 및 실리콘 고무에 충진된 충진재를 포함할 수 있다. 충진재는 실리콘 분말, 알루미나, 산화 아연, 산화 마그네슘, 질화 붕소, 이산화 티타늄 및 산화철 레드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
실시예에서, 보호 코팅 층은 몰딩, 스프레잉 또는 핸드 브러싱에 의해 절연 베이스(240)의 외부 표면상에 형성될 수 있다.
실시예에서, 보호 코팅 층을 형성하기 위한 액체 재료는 실온과 동일하거나 더 높은 온도에서 경화 및 고체화될 수 있다.
본 발명의 위의 예시적인 실시예들에서, 절연 어셈블리의 절연 베이스는 높은 가격을 가진 금속 재료 대신, 낮은 가격을 가진 절연 재료로 만들어진다. 이에 의해, 절연 어셈블리의 비용이 감소된다. 게다가, 절연 재료로 만들어진 절연 베이스는 절연 재료로 만들어진 절연 파이프에 쉽고 신뢰성 있게 본딩될 수 있다. 또한, 절연 재료로 만들어진 절연 베이스는 절연 재료로 만들어진 절연 파이프와 동일하거나 유사한 열 팽창 계수를 가진다. 그러므로, 절연 베이스와 절연 파이프 간에 갭이 발생할 가능성이 없어서, 절연 어셈블리의 밀봉 성능이 개선된다.
게다가, 본 발명의 위의 예시적인 실시예들에서, 절연 베이스는 절연 어셈블리의 연면 거리 및 건식 아킹 거리를 효과적으로 증가시킬 수 있다. 절연 베이스는 절연 어셈블리의 전기장 분포를 상당히 개선시키고, 그리고 절연 어셈블리의 전기 성능을 최적화할 수 있다.
게다가, 본 발명의 일부 실시예들에서, 절연 베이스 표면상에 형성된 보호 코팅 층은 절연 베이스의 전기 성능 및 내후성을 개선할 수 있다.
위의 실시예들이 제한이 아니라 예시 되도록 의도되는 것이 당업자들에게 인식되어야 한다. 예컨대, 많은 수정들이 당업자들에 의해 위의 실시예들에 대해 이루어질 수 있고, 그리고 상이한 실시예들에 설명된 다양한 특징들은 구성 또는 원리에 있어 충돌 없이 서로 자유롭게 결합될 수 있다.
비록 몇몇 예시적인 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 다양한 변화들 또는 수정들이 본 개시내용의 원리들 및 사상으로부터 벗어남이 없이 이들 실시예들에서 이루어질 수 있다는 것이 당업자들에 의해 인식될 것이고, 본 개시내용의 범위는 청구항들 및 청구항들의 등가물들에서 정의된다.
본원에 사용된 바와 같이, 단수로 나열되고 단수 형태의 단어로 기술된 엘리먼트는, 배제가 명시적으로 언급되지 않으면, 상기 엘리먼트들 또는 단계들의 복수를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 게다가, 본 발명의 "일 실시예"에 대한 참조들은 나열된 특징들을 또한 포함하는 부가적인 실시예들의 존재를 배제하는 것으로 해석되는 것으로 의도되지 않는다. 게다가, 명시적으로 반대로 언급되지 않으면, 특정 특성을 가지는 엘리먼트 또는 복수의 엘리먼트들을 "포함하는" 또는 "가지는" 실시예들은 해당 특성을 가지지 않는 부가적인 그런 엘리먼트들을 포함할 수 있다.
Claims (32)
- 절연 어셈블리로서,
제1 단부(120a, 220a) 및 상기 제1 단부(120a, 220a)의 반대편의 제2 단부(120b, 220b)를 가지는 절연 파이프(120, 220);
상기 절연 파이프(120, 220)의 외부 벽 상에 형성된 절연 엄브렐라(umbrella) 그룹(130, 230); 및
절연 재료로 만들어지고 상기 절연 파이프(120, 220)의 상기 제1 단부(120a, 220a)에 연결되는 절연 베이스(140, 240)를 포함하고,
상기 절연 베이스(140, 240)와 상기 절연 파이프(120, 220)는 동일한 절연 재료로 만들어지며,
상기 절연 베이스(140, 240)는 절연 플랜지(flange)(141, 241) 및 절연 연결 튜브(142, 242)를 포함하고, 상기 절연 연결 튜브(142, 242)의 하나의 단부는 상기 절연 파이프(120, 220)의 상기 제1 단부(120a, 220a)에 연결되고, 상기 절연 연결 튜브(142, 242)의 다른 단부는 상기 절연 플랜지(141, 241)에 연결되고,
상기 절연 연결 튜브(142)는:
절연 플랜지(141)로부터 제1 거리만큼 떨어진, 상기 절연 연결 튜브(142)의 하나의 단부에 위치된 제1 튜브 부분(142c);
상기 절연 플랜지(141)로부터 제2 거리만큼 떨어진, 상기 절연 연결 튜브(142)의 다른 단부에 위치된 제2 튜브 부분(142a) ― 상기 제1 거리는 상기 제2 거리보다 큼 ―; 및
상기 제1 튜브 부분(142c)과 상기 제2 튜브 부분(142a) 간에 연결된 제3 튜브 부분(142b)
을 포함하고,
상기 제1 튜브 부분(142c)은 제1 외부 정직경을 가지며, 상기 제2 튜브 부분(142a)은 상기 제1 외부 정직경보다 더 큰 제2 외부 정직경을 가지며, 상기 제3 튜브 부분(142b)은 상기 제1 외부 정직경과 상기 제2 외부 정직경 사이의 복수의 제3 외부 직경들을 가지는, 절연 어셈블리. - 삭제
- 제1 항에 있어서,
상기 절연 베이스(240)는, 상기 절연 플랜지(241)와 상기 절연 연결 튜브(242) 간의 연결 강도를 증가시키기 위하여, 상기 절연 연결 튜브(242)와 상기 절연 플랜지(241)의 외부 벽들에 각각 연결되는 복수의 절연 보강 리브(reinforcing rib)들(243)을 더 포함하는,
절연 어셈블리. - 제3 항에 있어서,
상기 복수의 절연 보강 리브들(243)은 상기 절연 연결 튜브(242)의 원주 둘레에 균일하게 분포되어 이격되는,
절연 어셈블리. - 제1 항, 제3 항 및 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 절연 베이스(240)는 몰딩에 의해 형성된 일체형 부재로 구성되는,
절연 어셈블리. - 제1 항에 있어서,
상기 절연 연결 튜브(242)는 정직경(constant diameter)을 가지도록 구성되는,
절연 어셈블리. - 제6 항에 있어서,
상기 절연 파이프(220)의 내부 직경은 상기 절연 연결 튜브(242)의 외부 직경보다 더 크고,
상기 절연 파이프(220)의 상기 제1 단부(220a)는 슬리브(sleeve)되어 상기 절연 연결 튜브(242)의 하나의 단부의 외부 벽에 연결되는,
절연 어셈블리. - 제6 항에 있어서,
상기 절연 파이프(220)의 외부 직경은 상기 절연 연결 튜브(242)의 내부 직경보다 더 작고,
상기 절연 연결 튜브(242)는 슬리브되어 상기 절연 파이프(220)의 상기 제1 단부(220a)의 외부 벽에 연결되는,
절연 어셈블리. - 제1 항에 있어서,
절연 연결 튜브(142)는 복수의 직경들을 가지도록 구성되는,
절연 어셈블리. - 삭제
- 제1 항에 있어서,
절연 파이프(120)의 내부 직경은 상기 절연 연결 튜브(142)의 상기 제1 튜브 부분(142c)의 외부 직경보다 더 크고,
상기 절연 파이프(120)의 제1 단부(120a)는 슬리브되어 상기 절연 연결 튜브(142)의 상기 제1 튜브 부분(142c)의 외부 벽에 연결되는,
절연 어셈블리. - 제1 항에 있어서,
절연 파이프(120)의 외부 직경은 상기 절연 연결 튜브(142)의 제1 튜브 부분(142c')의 내부 직경보다 더 작고,
상기 절연 연결 튜브(142)의 상기 제1 튜브 부분(142c')은 슬리브되어 상기 절연 파이프(120)의 제1 단부(120a)의 상기 외부 벽에 연결되는,
절연 어셈블리. - 제4 항에 있어서,
상기 절연 플랜지(241)에 복수의 설치 홀들(241a)이 형성되고, 상기 설치 홀들(241a) 각각은 2개의 절연 보강 리브들(243)의 중간에 위치되는,
절연 어셈블리. - 제1 항에 있어서,
상기 절연 파이프(220)의 상기 제2 단부(220b) 상에 장착되는 단부 커버(260)를 더 포함하는,
절연 어셈블리. - 제14 항에 있어서,
상기 절연 파이프(220)의 내부 공간(201)에 절연 가스 또는 절연 액체가 충진되는,
절연 어셈블리. - 제14 항에 있어서,
상기 단부 커버(260)의 최상부 벽 상에 장착되는 와이어 연결 바아(bar)(270)를 더 포함하는,
절연 어셈블리. - 제16 항에 있어서,
상기 와이어 연결 바아(270) 둘레에서 상기 단부 커버(260)의 최상부 벽 상에 장착되는 차폐 링(280)을 더 포함하는,
절연 어셈블리. - 제1 항에 있어서,
상기 절연 베이스(240) 상에 제공되고 상기 절연 연결 튜브(242) 및/또는 상기 절연 파이프(220)로 연장되는 차폐 슬리브(250)를 더 포함하는,
절연 어셈블리. - 제18 항에 있어서,
절연 플랜지(241)의 최하부 표면에 슬롯이 형성되고, 상기 차폐 슬리브(250)의 플랜지는 상기 절연 플랜지(241)의 슬롯에 끼워지도록 적응되는,
절연 어셈블리. - 삭제
- 제1 항에 있어서,
상기 절연 베이스(240)는 경화제(curable agent)가 함침된 섬유 재료로 만들어지는,
절연 어셈블리. - 제21 항에 있어서,
상기 섬유 재료는 인공 섬유 또는 천연 식물 섬유를 포함하는,
절연 어셈블리. - 제22 항에 있어서,
상기 인공 섬유는 유리 섬유, 케블라(Kevlar) 섬유, 아라미드 섬유, 나일론 섬유, 고밀도 폴리에틸렌 섬유, 및 고분자량 또는 초고분자량 폴리에틸렌 섬유 중 적어도 하나를 포함하는,
절연 어셈블리. - 제21 항에 있어서,
상기 절연 베이스(240)를 제작하기 위한 상기 섬유 재료는 1mm 내지 300mm의 길이를 가지는,
절연 어셈블리. - 제21 항에 있어서,
상기 절연 베이스(240)를 제작하기 위한 상기 섬유 재료는 10mm 내지 150mm의 길이를 가지는,
절연 어셈블리. - 제21 항에 있어서,
상기 절연 베이스(240)를 제작하기 위한 상기 섬유 재료는 5mm 내지 100mm의 길이를 가지는,
절연 어셈블리. - 제21 항에 있어서,
상기 경화제는 에폭시 수지를 포함하는,
절연 어셈블리. - 제21 항에 있어서,
상기 경화제는 비스페놀 A 에폭시 및 무수물을 포함하는,
절연 어셈블리. - 제1 항에 있어서,
내연제(flame retardant), 전류 누설 방지 또는 노화 방지를 가지는 보호 코팅 층이 상기 절연 베이스(240)의 외부 표면상에 형성되는,
절연 어셈블리. - 제29 항에 있어서,
상기 보호 코팅 층은 실리콘 고무 및 상기 실리콘 고무에 충진된 충진재를 포함하고,
상기 충진재는 실리콘 분말, 알루미나, 산화 아연, 산화 마그네슘, 질화 붕소, 이산화 티타늄 및 적색 산화철 중 적어도 하나를 포함하는,
절연 어셈블리. - 제29 항에 있어서,
상기 보호 코팅 층은 몰딩, 스프레잉 또는 핸드 브러싱(hand brushing)에 의해 상기 절연 베이스(240)의 외부 표면상에 형성되는,
절연 어셈블리. - 제31 항에 있어서,
상기 보호 코팅 층을 형성하기 위한 액체 재료는 실온과 동일하거나 실온보다 더 높은 온도에서 경화 및 고체화되는,
절연 어셈블리.
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