KR102619244B1 - 가스절연개폐장치의 부분 방전 발생 방지용 핀 구조 - Google Patents

가스절연개폐장치의 부분 방전 발생 방지용 핀 구조 Download PDF

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Abstract

핀의 구조적 개선을 통하여 상대 부품과 조립 시 접촉 불안 가능성을 원천적으로 방지하여 가스절연개폐장치의 품질 안정을 증대시킬 수 있는 가스절연개폐장치의 부분 방전 발생 방지용 핀 구조가 개시된다. 가스절연개폐장치의 부분 방전 발생 방지용 핀 구조는, 둘레를 따라 제1 체결 홈, 제2 체결 홈 및 제3 체결 홈이 형성되며, 상기 제1 체결 홈, 상기 제2 체결 홈 및 상기 제3 체결 홈에 불완전 접촉 방지용 멀티 밴드가 체결되는 제1 몸체; 상기 제1 몸체의 상단에 형성되고, 상부 일측 둘레에 이탈 방지용 제1 링 홈이 형성되는 제2 몸체; 및 상기 제1 몸체의 하단에 형성되고, 하부 일측 둘레에 이탈 방지용 제2 링 홈이 형성되는 제3 몸체를 포함한다.

Description

가스절연개폐장치의 부분 방전 발생 방지용 핀 구조{PIN STRUCTURE FOR PREVENTING PARTIAL DISCHARGE OF GAS INSULATED SWITCHGEAR}
본 명세서는 가스절연개폐장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가스절연개폐장치의 부분 방전 발생 방지용 핀 구조에 관한 것이다.
전력수요의 급증에 따른 초고압 변전설비는 용지확보의 곤란, 유지보수 비용의 과다, 안정성 확보 등의 이유로 변전설비의 추세가 주회로 계통은 밀폐, 은폐화 되고 제어계통은 전자화로 급속도로 변화하고 있으며, 기존의 공기 또는 유류 절연형 변전설비에서 가스 절연형 변전설비로 변화되어 가고 있다.
일반적으로 개폐장치는 송전라인 또는 배전라인 등에 구비되어, 정상적인 상태에 의한 개폐뿐만 아니라 지락, 단락 등과 같은 이상 상태에서 선로를 개방하여 전력계통을 안정하게 보호하는 기기이다.
개폐장치는 절연 매체에 따라 공기절연개폐장치(Air Insulated Switchgear; AIS)와, 고체절연개폐장치(Solid Insulated Switchgear; SIS) 및 가스절연개폐장치(Gas Insulated Switchgear; GIS) 등으로 구분할 수 있다.
가스절연개폐장치는 옥내ㅇ외의 발전소 및 변전소용으로, 정상 사용 조건에서의 부하전류 개폐뿐만 아니라 사고 단락전류 등의 이상 상태에 있어서도 선로를 안전하게 개폐하여 전력계통을 보호하는 개폐장치이다.
가스절연개폐장치는 통상 육불화황(SF6) 가스로 충진 및 밀폐된 용기 내에, 가스차단기(gas circuit breaker), 단로기(Disconnecting Switch; DS), 접지개폐기(Earth Switch; ES), 모선 및 도체들을 내장시킨 개폐장치이다.
가스절연개폐장치는 동력 전달용 샤프트와 단로기 및 접지개폐기 등의 구동을 위한 동력 전달을 위하여 샤프트에 조립되는 핀을 포함한다. 핀 중간부가 상대 부품면 샤프트 등에 맞닿으며 구성되지만 구조적으로 접촉이 완전하게 될 수 없는 구조이다.
핀 특성상 상대 부품에 끼워 조립하는 구조이며, 이러한 조립을 위하여는 상대 부품보다 유사 혹은 작은 외경의 구조를 갖는다. 따라서, 이러한 특성으로 인해 접촉 불량이 발생 할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 핀의 구조적 개선을 통하여 상대 부품과 조립 시 접촉 불안 가능성을 원천적으로 방지하여 가스절연개폐장치의 품질 안정을 증대시킬 수 있는 가스절연개폐장치의 부분 방전 발생 방지용 핀 구조를 제공하는데 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 해결 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 가스절연개폐장치의 부분 방전 발생 방지용 핀 구조는, 둘레를 따라 제1 체결 홈, 제2 체결 홈 및 제3 체결 홈이 형성되며, 상기 제1 체결 홈, 상기 제2 체결 홈 및 상기 제3 체결 홈에 불완전 접촉 방지용 멀티 밴드가 체결되는 제1 몸체; 상기 제1 몸체의 상단에 형성되고, 상부 일측 둘레에 이탈 방지용 제1 링 홈이 형성되는 제2 몸체; 및 상기 제1 몸체의 하단에 형성되고, 하부 일측 둘레에 이탈 방지용 제2 링 홈이 형성되는 제3 몸체를 포함한다.
실시예에 따른 가스절연개폐장치의 부분 방전 발생 방지용 핀 구조는 핀 구조와 조립 특성상 발생할 수 있는 불완전 접촉을 완전히 제거할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 가스절연개폐장치의 부분 방전 발생 방지용 핀 구조는 가스절연개폐장치의 품질 문제 중 하나인 부분 방전 발생 가능성을 완전히 제거할 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가스절연개폐장치 내의 핀이 사용되는 구조에 대한 간략도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스절연개폐장치 내의 사용되는 핀 외형에 대한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스절연개폐장치의 부분 방전 발생 방지용 핀 구조도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가스절연개폐장치의 부분 방전 발생 방지용 핀에 멀티 밴드를 취부한 구조도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다.
또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이하에서는, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 핀의 구조적 개선을 통하여 상대 부품과 조립 시 접촉 불안 가능성을 원천적으로 방지하여 가스절연개폐장치의 품질 안정을 증대시킬 수 있는 가스절연개폐장치의 부분 방전 발생 방지용 핀 구조를 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연개폐장치(100) 내의 핀이 사용되는 구조에 대한 간략도이다.
가스절연개폐장치(100)는 정상상태의 개폐뿐만 아니라 사고, 단락 등의 상태에 있어서도 선로를 안전하게 개폐하여 계통을 적절히 보호하는 육불화황(SF6) 가스로 절연된 복합 개폐장치이다.
가스절연개폐장치(100)에 사용되는 제1 핀(20) 및 제2 핀(50)은 단로기 및 접지개폐기 등의 구동을 위한 동력 전달을 위하여 사용되는 부품으로, 동력 전달용 제1 샤프트(10) 및 제2 샤프트(40)와 조립되어 사용된다.
즉, 조작기 구동에 의하여 제1 샤프트(10)가 회전하면 조립된 제1 핀(20)에 의하여 절연 로드(30)에 회전력이 전달되고 이는 제2 핀(40) 및 제2 샤프트(50)에 동력을 전달시켜 단로기 및 접지개폐기를 구동시키는 구조이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스절연개폐장치 내에 사용되는 핀 외형에 대한 개략도이다. 설명의 편의를 위하여 제1 핀(20)에 대한 구조를 설명하고 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 핀(50) 역시 제1 핀(20)과 동일한 구조로 형성될 수 있다. 이하, 핀 구조는 도 1에 개시된 제1 샤프트(10) 또는 제2 샤프트940)에 조립되는 제1 핀(20) 또는 제2 핀(50)의 구조일 수 있다.
핀(20)의 구조는 핀 이탈 방지를 위해 몸체(21)의 상부 및 하부에 둘레를 따라 제1 링 홈(22a) 및 제2 링 홈(22b)이 가공되어 형성된다. 제1 링 홈(22a) 및 제2 링 홈(22b)에 가스절연개폐장치(100)의 샤프트 등에 체결 시 C-링(Ring)으로 고정을 위해 이용될 수 있다.
본 발명은 가스절연개폐장치(100)의 구동부에 많이 사용되는 핀의 구조적 특성상 접촉 불안으로 인한 부분 방전(Partial Discharge) 발생을 원천적으로 차단 해줄 수 있는 핀 구조를 개시한다.
부분 방전 측정은 가스절연개폐장치 고장을 사전에 인지하고 방지하기 위한 진단 방법 중 하나로, 가스절연개폐장치의 안정적인 품질 확보를 위한 주요 항목 중 하나이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스절연개폐장치(100)의 부분 방전 발생 방지용 핀(20) 구조도이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가스절연개폐장치의 부분 방전 발생 방지용 핀(20)에 멀티 밴드(34)를 취부한 구조도이다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 가스절연개폐장치(100)의 부분 방전 발생 방지용 핀(20)은 제1 몸체(31), 제2 몸체(32), 제3 몸체(33)를 포함한다. 일례로, 제1 몸체(31), 제2 몸체(32), 제3 몸체(33)는 일체 형으로 형성될 수 있다.
제1 몸(31)는 제2 몸체(32)와 제3 몸체(33) 사이에 형성되고, 둘레를 따라 제1 체결 홈(31a), 제2 체결 홈(31b) 및 제3 체결 홈(31)이 형성되며, 제1 체결 홈(31a), 제2 체결 홈(31b) 및 제3 체결 홈(31)에 불완전 접촉 방지용 멀티 밴드(34)가 체결된다.
제1 체결 홈(31a) 및 제3 체결 홈(31c)은 제1 몸체(31)의 상부 및 하부의 둘레를 따라 제1 깊이로 형성되고, 제2 체결 홈(31b)은 제1 몸체(31)의 중앙의 둘레를 따라 제1 깊이보다 작은 제2 깊이로 형성된다
멀티 밴드(34)는 제1 몸체(31)의 둘레를 따라 일정 간격을 두고 체결된다. 일례로, 멀티 밴드(34) 각각은 제1 몸체(31)의 길이 방향으로 형성될 수 있다. 멀티 밴드(34) 각각은 전면이 제1 체결 홈(31a), 제2 체결 홈(31b) 및 제3 체결 홈(31)에 체결되고, 후면은 핀(20)이 가스절연개폐장치(100)에 체결될 때 상대 부품에 접촉된다.
취부된 멀티 밴드(34)는 핀(20)과 상대 부품의 접촉을 완전하게 해주는 기능을 하여 접촉 불안에 의한 품질 불량 발생가능성을 원천적으로 제거하는 기능을 한다. 멀티 밴드(34)는 불완전 접촉을 완전히 제거하여 부분 방전 발생 가능성을 제거한다.
한편, 도 4에서 설명의 편의를 위해 2개의 멀티 밴드(34)를 개시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 몸체의 둘레를 따라 다수 개의 멀티 밴드(34)가 몸체의 체결 홈에 체결될 수 있다.
제1 몸체(31)의 제1 체결 홈(31a)은 제2 몸체(32)의 하부 내부에 연장되어 형성된다. 제1 몸체(31)의 제3 체결 홈(31b)은 제3 몸체(33)의 상부 내부에 연장되어 형성된다. 멀티 밴드(34)는 일측이 제2 몸체(32)의 하부 내부에 연장되는 제1 체결 홈(31a)에 끼워지고, 타측이 제3 몸체(33) 상부 내부에 연장되는 제3 체결 홈(31c)에 끼워진다.
멀티 밴드(34)는 일측과 타측 사이의 일면이 제1 몸체(31)의 중앙에 형성된 제3 체결 홈(31c)에 접촉된다.
이러한 제1 몸체(31)에 체결된 멀티 밴드(34)는 가스절연개폐장치의 제1 샤프트(10) 또는 제2 샤프트(40)에 체결 시 제1 샤프트(10) 또는 제2 샤프트(40)의 체결 홈에 접촉되어 불안전 접촉에 의한 부분 방전을 방지한다.
제2 몸체(32)는 제1 몸체(31)의 상단에 형성되고, 상부 일측 둘레에 이탈 방지용 제1 링 홈(22a)이 형성된다. 가스절연개폐장치(100)의 제1 샤프트(10) 또는 제2 샤프트(40)에 체결 시 C-링이 고정을 위해 제1 링 홈(22a)에 체결될 수 있다.
제3 몸체(32)는 제1 몸체(31)의 하단에 형성되고, 하부 일측 둘레에 이탈 방지용 제2 링 홈(22b)이 형성된다. 가스절연개폐장치(100)의 제1 샤프트(10) 또는 제2 샤프트(40)에 체결 시 C-링이 고정을 위해 제2 링 홈(22b)에 체결될 수 있다.
따라서, 개선된 핀 구조의 경우, 접촉 불안을 방지하여 부분 방전을(Partial Discharge) 원천적으로 차단함으로써 가스절연개폐장치(100)의 품질 측면에서 고장을 사전에 예방할 수 있다.
또한, 가스절연개폐장치(100)의 기존 샤프트와 같은 구동부에 별도 구조 변경 없이 적용 가능한 구조로 호환성이 뛰어나다
이와 같이 핀(20)의 제1 몸체(31)에 제1 체결 홈(31a), 제2 체결 홈(31b), 제3 체결 홈(31b)을 가공하여 불완전 접촉 방지용 멀티 밴드(34)를 취부할 수 있는 구조로 변경하였다. 그 외 핀 이탈 방지를 위한 링 홈(22a, 22b)은 그대로 유지하는 구조이다.
취부된 멀티 밴드(34)가 핀(20)과 상대부품의 접촉을 완전하게 해주는 기능을 하여 접촉 불안에 의한 품질 불량 발생가능성을 원천적으로 제거하여 준다.
본 발명은 기존 상대 조립 부품에 별도 구조변경 없이 적용 가능한 구조로 호환성이 뛰어나다. 본 발명이 적용된 핀(20, 50)은 상대부품 등의 별도 구조변경 없이 핀의 구조변경을 통한 불완전 접촉을 완전 제거할 수 있는 기능을 하고 있다
본 발명이 적용된 핀 구조에 대하여, 단로기 및 접지개폐기 구동부 외, 불완전 접촉에 의한 품질문제 가능성이 있는 부위에 상대 부품의 별도 구조 변경 없이 적용 가능함이 본 발명으로부터 파생될 수 있다.
일 실시예에 따른 가스절연개폐장치(100)의 부분 방전 발생 방지용 핀(20, 또는 50) 구조는, 둘레를 따라 제1 체결 홈(31a), 제2 체결 홈(31b) 및 제3 체결 홈(31c)이 형성되며, 제1 체결 홈(31a), 제2 체결 홈(31b) 및 제3 체결 홈(31c)에 불완전 접촉 방지용 멀티 밴드가 체결되는 제1 몸체(31); 제1 몸체(31)의 상단에 형성되고, 상부 일측 둘레에 이탈 방지용 제1 링 홈(21a)이 형성되는 제2 몸체(32); 및 제1 몸체(31)의 하단에 형성되고, 하부 일측 둘레에 이탈 방지용 제2 링 홈(22b)이 형성되는 제3 몸체(33)를 포함한다.
실시예에서, 제1 체결 홈(31a) 및 제3 체결 홈(31c)은 제1 몸체(31)의 상부 및 하부의 둘레를 따라 제1 깊이로 형성되고, 제2 체결 홈(31b)은 제1 몸체(31)의 중앙의 둘레를 따라 제1 깊이보다 작은 제2 깊이로 형성된다.
실시예에서, 멀티 밴드(34)는 제1 몸체(31)의 둘레를 따라 일정 간격을 두고 체결된다.
실시예에서, 제1 몸체(31)의 제1 체결 홈(31a)은 제2 몸체(32)의 하부 내부에 연장되어 형성된다.
실시예에서, 제1 몸체(31)의 제3 체결 홈(31b)은 제3 몸체(33)의 상부 내부에 연장되어 형성된다.
실시예에서, 멀티 밴드(34)는 일측이 제2 몸체(32)의 하부 내부에 연장되는 제1 체결 홈(31a)에 끼워지고, 타측이 제3 몸체(33) 상부 내부에 연장되는 제3 체결 홈(31c)에 끼워진다.
실시예에서, 멀티 밴드(34)는 일측과 타측 사이의 일면이 제1 몸체(31)의 중앙에 형성된 제3 체결 홈(31c)에 접촉된다.
상술한, 실시예에 따른 가스절연개폐장치(100)의 부분 방전 발생 방지용 핀 구조는 핀 구조와 조립 특성상 발생할 수 있는 불완전 접촉을 완전히 제거할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 가스절연개폐장치의 부분 방전 발생 방지용 핀 구조는 가스절연개폐장치의 품질 문제 중 하나인 부분 방전 발생 가능성을 완전히 제거할 수 있다.
한편, 전력수요의 급증에 따른 초고압 변전설비는 용지확보의 곤란, 유지보수 비용의 과다, 안정성 확보 등의 이유로 변전설비의 추세가 주회로 계통은 밀폐, 은폐화 되고 제어계통은 전자화로 급속도로 변화하고 있으며, 기존의 공기 또는 유류 절연형 변전설비에서 가스 절연형 변전설비로 변화되어 가고 있다.
가스절연개폐장치는 송전라인 또는 배전라인 등에 구비되어, 정상적인 상태에 의한 개폐뿐만 아니라 지락, 단락 등과 같은 이상 상태에서 선로를 개방하여 전력계통을 안정하게 보호한다.
가스절연개폐장치는 옥내 외의 발전소 및 변전소용으로, 정상 사용 조건에서의 부하전류 개폐뿐만 아니라 사고 단락전류 등의 이상 상태에 있어서도 선로를 안전하게 개폐하여 전력계통을 보호한다. 가스절연개폐장치는 육불화황(SF6) 가스로 충진 및 밀폐된 용기 내에, 가스 차단기(gas circuit breaker), 단로기(Disconnecting Switch; DS), 접지 개폐기(Earth Switch; ES)를 포함할 수 있다.
실시예에 따른 핀 구조는 가스 차단기, 단로기 및 접지개폐기의 구동부에 적용될 뿐만 아니라, 불완전 접촉에 의한 품질문제 가능성이 있는 부위에 상대 부품의 별도 구조 변경 없이 적용할 수 있다.
한편, 실시예는 제1 몸체(31)에 멀티 밴드(34)가 체결되는 것으로 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 가스절연개폐장치의 샤프트에 체결 시 샤프트와 접촉되는 몸체에 대응되는 부분에 멀티 밴드(34)가 체결되는 기술 사상 안에서 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
100: 가스절연개폐장치 10: 제1 샤프트
20: 제1 핀 30: 절연 로드
40: 제2 샤프트 50: 제2 핀
21: 몸체
22a: 제1 링 홈 22b: 제2 링 홈
31: 제1 몸체 31a: 제1 체결 홈
31b: 제2 체결 홈 31c: 제3 체결 홈
32: 제2 몸체 33: 제3 몸체
34: 멀티 밴드

Claims (7)

  1. 둘레를 따라 제1 체결 홈, 제2 체결 홈 및 제3 체결 홈이 형성되며, 상기 제1 체결 홈, 상기 제2 체결 홈 및 상기 제3 체결 홈에 불완전 접촉 방지용 멀티 밴드가 체결되는 제1 몸체;
    상기 제1 몸체의 상단에 형성되고, 상부 일측 둘레에 이탈 방지용 제1 링 홈이 형성되는 제2 몸체; 및
    상기 제1 몸체의 하단에 형성되고, 하부 일측 둘레에 이탈 방지용 제2 링 홈이 형성되는 제3 몸체;
    를 포함하는 가스절연개폐장치의 부분 방전 발생 방지용 핀 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 체결 홈 및 상기 제3 체결 홈은 상기 제1 몸체의 상부 및 하부의 둘레를 따라 제1 깊이로 형성되고, 상기 제2 체결 홈은 상기 제1 몸체의 중앙의 둘레를 따라 상기 제1 깊이보다 작은 제2 깊이로 형성되는, 가스절연개폐장치의 부분 방전 발생 방지용 핀 구조.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 멀티 밴드는 상기 제1 몸체의 둘레를 따라 일정 간격을 두고 체결되는, 가스절연개폐장치의 부분 방전 발생 방지용 핀 구조.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 몸체의 상기 제1 체결 홈은 상기 제2 몸체의 하부 내부에 연장되어 형성되는, 가스절연개폐장치의 부분 방전 발생 방지용 핀 구조.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 몸체의 상기 제3 체결 홈은 상기 제3 몸체의 상부 내부에 연장되어 형성되는, 가스절연개폐장치의 부분 방전 발생 방지용 핀 구조.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 멀티 밴드는 일측이 상기 제2 몸체의 하부 내부에 연장되는 상기 제1 체결 홈에 끼워지고, 타측이 상기 제3 몸체 상부 내부에 연장되는 상기 제3 체결 홈에 끼워지는, 가스절연개폐장치의 부분 방전 발생 방지용 핀 구조.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 멀티 밴드는 상기 일측과 상기 타측 사이의 일면이 상기 제1 몸체의 중앙에 형성된 상기 제3 체결 홈에 접촉되는, 가스절연개폐장치의 부분 방전 발생 방지용 핀 구조.
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