KR102623195B1 - 전자식 변성기 내장형 가스절연개폐장치용 스페이서 내부에 포함되는 쉴드링 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 쉴드링은 소정 두께를 갖는 링 형상의 제1 센서 체결부, 상기 제1 센서부와 소정 거리 이격되며, 소정 두께를 갖는 링 형상의 제2 센서 체결부, 상기 제1 센서 체결부와 제2 센서부의 이격 거리를 유지하는 상하 지지부, 및 상기 제1 센서 체결부 및 제2 센서부로부터 돌출되어 외곽 플랜지에 연결되는 연결 지지부를 포함한다. 본 발명에 따른 쉴드링에 의하면 외곽 플랜지와의 결속력을 향상시켜 처짐이나 회전을 억제할 수 있고, 월등히 향상된 내하중 성능을 도모할 수 있다.
Description
본 발명은 계기용 전압/전류 센서의 설치를 위한 쉴드링에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자식 변성기 내장형 가스절연개폐장치용 스페이서 내부에 포함되는 쉴드링에 관한 것이다.
가스절연개폐장치용 스페이서는 가스절연개폐장치 내의 도체를 지지하면서 절연구획을 설정하는 절연부품으로 고전계에 대한 내구성, 절연재료의 내열성 등 기계적 스트레스에 의한 물리적 및 절연파괴에 대해 충분한 내성이 필요한 핵심부품에 해당한다.
최근 전력계통에 있어서 전압의 상승과 전압, 전류의 측정 정밀도에 대한 요구가 증가함에 따라 고전압, 대전류 측정기기인 변성기(CT/VT)에 대한 관심이 고조되고 있다. 이러한 변성기는 지금까지 철심과 권선으로 구성되어 사용되어져 왔으나, 크기가 170kV급의 경우 전체 가스절연개폐장치(GIS) 길이의 약 1/6에 달해 넓은 점유면적이 필요하며 특히 철심의 재료로 자성체를 이용하기 때문에 자성체의 자기포화 특성에 따른 일정 한계 이상의 전류에 대한 측정 및 오차가 크다는 단점을 가지고 있다.
최근 시장요구에 맞춰 해외 선진사들은 철심을 사용하지 않는 전자식 변성기를 개발하여 시장에 출시하고 있으며, 로고스키 코일 및 전계 프로브가 스페이서에 내장된 전자식 변성기 제품을 개발하고 있다. 고압 개폐기용 전자식 변성기는 기존 철심형 변성기와 달리 고체 절연소재를 적용하여 계측 정확도 및 고신뢰성 조건을 모두 만족하여야 한다.
도 1은 종래의 고압 개폐기용 전자식 변성기를 도시한다. 종래의 전자식 변성기는 전극링(electronic ring)을 이용하여 용량성 분압 원리에 따라 모선 전압을 측정하고, 모선 전류는 로고스키코일(Rogowskii coil)을 이용하여 측정한다. 이때, 모선 전압 측정용 전극링은 원통형 도체로 제작했다.
종래 기술에 의하면, 주절연물(Epoxy) 주형 시 쉴드링의 처짐 혹은 회전이 발생할 수 있고 이는 중심도체와 쉴드링간 절연거리 불균형을 유발하게 된다. 이때 전계왜곡이 발생하며 가혹한 조건에서 절연파괴를 유발할 수도 있다. 종래 기술의 쉴드링의 형상은 원통형으로써 스페이서 완제품에 대하여 수직방향으로 하중인가 시 쉴드링과 에폭시 계면은 취약부로 작용하게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 외곽 플랜지와의 결속력을 향상시켜 처짐이나 회전을 억제할 수 있고, 내하중 성능이 월등히 향상된 쉴드링을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 쉴드링은 소정의 폭을 갖는 링 형상의 제1 센서 체결부; 상기 제1 센서부와 소정 거리 이격되며, 소정의 폭을 갖는 링 형상의 제2 센서 체결부; 상기 제1 센서 체결부와 제2 센서 체결부의 이격 거리를 유지하는 상하 지지부; 및 상기 제1 센서 체결부 및 제2 센서 체결부로부터 돌출되어 외곽 플랜지에 연결되는 연결 지지부;를 포함한다.
그리고, 상기 연결 지지부는 일단이 상기 제1 센서 체결부에 연결되고, 타단이 상기 제2 센서 체결부에 연결되는 'ㄷ'자 형상의 부재일 수 있다.
또한, 상기 상하 지지부는 상기 이격 거리를 5mm로 유지할 수 있다.
그리고, 상기 상하 지지부와 상기 연결 지지부는 서로 180°로 대향된 영역에 배치될 수 있다.
또한, 상기 링 형상의 제1 센서 체결부 및 제2 센서 체결부의 중심에는 가스절연개폐장치의 도체가 배치될 수 있다.
그리고, 상기 제1 센서 체결부에는 전압 센서가 연결되고, 상기 제2 센서 체결부에는 전류 센서가 연결될 수 있다.
또한, 상기 제1 센서 체결부 및 상기 제2 센서 체결부는 상기 폭 방향으로 하나 이상의 단차부를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 쉴드링은 알루미늄으로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 쉴드링에 의하면 외곽 플랜지와의 결속력을 향상시켜 처짐이나 회전을 억제할 수 있고, 월등히 향상된 내하중 성능을 도모할 수 있다.
도 1은 종래의 고압 개폐기용 전자식 변성기를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 쉴드링의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 쉴드링의 측면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 쉴드링과 센서의 결합 방식을 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 쉴드링이 외곽 플랜지에 결합된 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 쉴드링의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 쉴드링의 측면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 쉴드링과 센서의 결합 방식을 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 쉴드링이 외곽 플랜지에 결합된 도면이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시 형태를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 형태는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 형태는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 형태에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 형태로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시 형태 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 쉴드링의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 쉴드링의 측면도이다. 도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 쉴드링(100)은 제1 센서 체결부(110), 제2 센서 체결부(120), 연결 지지부(130) 및 상하 지지부(140)를 포함한다.
제1 센서 체결부(110) 및 제2 센서 체결부(120)는 소정의 폭을 갖는 링 형상(혹은 원통 형상)을 갖는다. 제1 센서 체결부(110) 및 제2 센서 체결부(120)의 폭은 그에 각각 연결되는 센서(전류 센서, 전압 센서)가 배치되기에 적절한 폭이면 무방하다.
한편, 제1 센서 체결부(110) 및 제2 센서 체결부(120)는 소정 거리 이격된다. 즉, 본 발명에 따른 쉴드링은 전압 센서 및 전류 센서의 적용을 위해 상하부로 구성된 분리형 구조를 취한다. 이때, 도체와 쉴드링(100) 사이의 우수한 절연 성능을 위하여, 이격 거리는 대략 1∼10mm, 바람직하게는 5mm 정도로, 이는 에폭시 주형이 원활이 이루어질 수 있게 한다.
한편, 제1 센서 체결부(110) 및 제2 센서 체결부(120)는 주절연 소재인 에폭시(epoxy)와 유사한 열팽창률을 갖는 알루미늄으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제1 센서 체결부(110) 및 제2 센서 체결부(120)는 폭 방향으로 하나 이상의 단차부(115,125)를 포함한다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 센서 체결부(110)는 제2 센서 체결부(120)로부터 멀어질수록 외측 반경이 커지는 단차부(115)를 가지며, 제2 센서 체결부(120)는 제1 센서 체결부(110)로부터 멀어질수록 외측 반경이 커지는 단차부(125)를 가질 수 있다. 도 3에는 2개의 단차로 이루어진 단차부로 도시되어 있으나, 다른 실시예에서는 1개의 단차, 혹은 3개 이상의 단차로 이루어진 단차부를 가질 수도 있다.
단차부(115,125)는 수직 방향으로의 하중 인가시 센서 체결부(110,120)의 폭방향 끝단부가 쉴드링(100)과 에폭시 사이의 계면 취약점으로 작용하는 것을 방지한다.
제1 센서 체결부(110) 및 제2 센서 체결부(120) 사이의 이격 거리는 상하 지지부(140)에 의하여 유지된다. 즉, 상하 지지부(140)는 제1 센서 체결부(110) 및 제2 센서 체결부(120)의 일부 영역을 연결함으로써, 상기 소정의 이격 거리를 유지시킨다.
연결 지지부(130)는 제1 센서 체결부(110) 및 제2 센서 체결부(120)로부터 돌출되어 외곽 플랜지에 연결된다. 연결 지지부(130)는 일단이 상기 제1 센서 체결부에 연결되고, 타단이 상기 제2 센서 체결부에 연결되는 'ㄷ'자 형상의 부재일 수 있다.
연결 지지부(10)와 상하 지지부(140)는 서로 대향하도록 배치될 수 있다. 다시 말해, 원형으로 표현되는 제1 센서 체결부(110) 및 제2 센서 체결부(120)의 중심점을 기준으로 서로 180°로 대향하는 영역에 각각 상하 지지부(140)와 연결 지지부(130)가 배치될 수 있다. 상하 지지부(140)와 연결 지지부(130)는 제1 센서 체결부(110) 및 제2 센서 체결부(120)와 동일하게 알루미늄으로 이루어질 수 있지만, 다른 재료로 구성되어도 무방하다.
본 발명에 따른 쉴드링(100)은 외곽 플랜지의 결속력을 강화하기 위해 연결 지지부(130)와 상하 지지부(140)의 2개 지지부를 구비하며, 연결 지지부(130)를 통하여 쉴드링(100)과 외곽 플랜지의 접촉면적을 넓혀 하중에 따른 처짐이나 에폭시 주형 공정에서의 회전 등을 방지한다.
도 4는 본 발명에 따른 쉴드링과 센서의 결합 방식을 도시한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 센서(200)는 소정의 폭을 갖는 길이 방향(띠 형상, 링 형상 등)의 센서로, 각각 전압 센서, 전류 센서일 수 있다. 그리고, 전류 센서는 제1 센서 체결부(110)의 외주면을 따라 결합되고, 전압 센서는 제2 센서 체결부(120)의 외주면을 따라 결합될 수 있다. 전압 센서가 차지하는 폭은 제1 센서 체결부(110)의 폭과 동일할 수 있지만, 그보다 작아도 무방하다. 마찬가지로, 전류 센서가 차지하는 폭은 제2 센서 체결부(120)의 폭과 동일할 수 있지만, 그보다 작아도 무방하다.
가스절연개폐장치의 도체(20)는 제1 센서 체결부(110) 및 제2 센서 체결부(120)의 중심을 관통하며, 제1 센서 체결부(110) 및 제2 센서 체결부(120)에 각각 결합된 전압 센서 및 전류 센서에 의하여 전압 및 전류 센싱이 가능해진다.
도 5는 본 발명에 따른 쉴드링이 외곽 플랜지에 결합된 도면이다.
제1 센서 체결부(110) 및 제2 센서 체결부(120)를 연결하는 연결 지지부(130)는 외곽 플랜지(10)에 삽입 및 체결된다. 'ㄷ'자 형상의 연결 지지부(130)를 제1 센서 체결부(110)에 일단이 연결되는 제1 연결부, 제2 센서 체결부(120)에 일단이 연결되는 제2 연결부와, 제1 연결부의 타단과 제2 연결부의 타단을 연결하는 절곡부로 이루어지는 것으로 표현하면, 절곡부가 외곽 플랜지(10)에 삽입되어 고정될 수 있다.
도 5에 도시한 방법으로 쉴드링(100)과 외곽 플랜지(10)가 체결됨으로써, 스페이서 형성을 위한 에폭시 주형시 회전을 방지할 수 있게 된다. 또한, 절곡부의 길이와 면적을 조절함으로써, 외곽 플랜지(10)의 접촉 면적을 증가시킴으로써 하중에 따른 처짐을 효율적으로 방지할 수 있게 된다.
또한, 이상에서 실시 형태를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 형태의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 형태에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 쉴드링
110: 제1 센서 체결부
120: 제2 센서 체결부
130: 연결 지지부
140: 상하 지지부
110: 제1 센서 체결부
120: 제2 센서 체결부
130: 연결 지지부
140: 상하 지지부
Claims (8)
- 소정의 폭을 갖는 링 형상의 제1 센서 체결부;
상기 제1 센서 체결부와 소정 거리 이격되며, 소정의 폭을 갖는 링 형상의 제2 센서 체결부;
상기 제1 센서 체결부와 제2 센서 체결부의 이격 거리를 유지하는 단 하나의 상하 지지부; 및
상기 제1 센서 체결부 및 제2 센서 체결부로부터 돌출되어 외곽 플랜지에 연결되는 연결 지지부;를 포함하고,
상기 연결 지지부는, 일단이 상기 제1 센서 체결부에 연결되고, 타단이 상기 제2 센서 체결부에 연결되는 'ㄷ'자 형상의 부재이고, 상기 단 하나의 상하 지지부로부터 180°로 대향된 영역에 배치되며,
상기 제1 센서 체결부 및 상기 제2 센서 체결부는, 상기 단 하나의 상하 지지부의 배치 영역을 제외한 영역에서 5mm의 이격 거리를 유지하고,
상기 제1 센서 체결부 및 상기 제2 센서 체결부는 상기 연결 지지부의 배치 영역에서도 상기 이격 거리를 유지하는 쉴드링. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 링 형상의 제1 센서 체결부 및 제2 센서 체결부의 중심에는 가스절연개폐장치의 도체가 배치되는 쉴드링. - 제1항에 있어서,
상기 제1 센서 체결부에는 전압 센서가 연결되고, 상기 제2 센서 체결부에는 전류 센서가 연결되는 쉴드링. - 제1항에 있어서,
상기 제1 센서 체결부 및 상기 제2 센서 체결부는 상기 폭 방향으로 하나 이상의 단차부를 포함하는 쉴드링. - 제1항에 있어서,
상기 쉴드링은 알루미늄으로 이루어진 쉴드링.
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