KR20040046856A - 초고압용 건식 가스중 종단 접속함 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초고압용 건식 가스중 종단 접속함에 관한 것으로서, 154kV급 이상의 전력케이블용 접속함을 구성함에 있어서, 그 내부에 압력조절장치나 절연물을 사용하지 않는 구성을 갖더라도, 상부전극과 하부전극의 위치를 통한 전계해석으로 종래와 동일한 절연성능을 발휘하도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

초고압용 건식 가스중 종단 접속함{DRY TYPE GAS IMMERSED TERMINATION FOR EHV CABLE SYSTEM}

본 발명은 초고압용 건식 가스중 종단 접속함에 관한 것으로서, 154kV급 이상의 전력케이블용 접속함을 구성함에 있어서, 그 내부에 압력조절장치나 절연물을 사용하지 않는 구성을 갖더라도, 상부전극과 하부전극의 위치를 통한 전계해석으로종래와 동일한 절연성능을 발휘하도록 하는 것을 특징으로 한다.

주지하는 바와 같이, 가스중 종단 접속함은 지중 송전선과 차단기를 연결하는 것으로서, 주로 옥내 변전소에 설치되며, 장소가 협소하거나 타 건축물과 이격 거리가 제약을 받을 때 사용하게 된다.

도 1은 종래 초고압용 건식 가스중 종단 접속함을 나타내는 도면인데, 도시된 바와 같이, 종래의 초고압용 가스중 종단 접속함은 플랜지(19)를 기준으로 상부에 형성되는 에폭시 애관(11)이 도체 인출봉(12)에 의해 케이블(13)과 지지하고, 상기 케이블(13)의 반도전부는 고무층(14)을 이용하여 전기적 스트레스를 완화하는 개략적인 구조를 형성한다.

이때, 상기 탈피된 전력 케이블(13)의 외표면에서 발생하는 연면 방전을 방지하기 위해 높은 절연 내력의 절연물(15, 절연유 또는 절연 가스)를 충진하는데, 전압이 상승함에 따라 고순도의 절연물(15)이 요구되기 때문에, 비용적인 측면뿐 아니라 이를 관리, 유지하기 위한 별도의 압력조절장치(16)가 형성된다.

미설명 부호 17은 절연통을 나타내는 것이고, 18은 스프링압축장치를 나타내는 것이다.

상기한 구성을 갖는 가스중 종단 접속함을 조립하는 순서는 먼저, 케이블(13)의 도체 노출 후 도체 인출봉(12)에 압착을 하고, 고무층(14)을 케이블(13)에 삽입한 다음 에폭시 애관(11)을 조립하고 절연통(17) 및 스프링압축장치(18) 등의 부품을 조립한다.

상기한 조립과정 후에는 상압 또는 진공 작업을 하고, 상부에 형성된 도체인출봉(12)의 주입구를 통하여 내부에 절연물(15)을 충진함으로써 작업이 완료 된다

이때, 상기 충진된 절연물(15)은 노출된 케이블(13) 절연체 연면의 절연 내력을 상승시키는 역할을 하게 되며, 하부의 고무층(14)은 기본적인 기능인 케이블(13) 반도전 끝단의 전계를 완화시키는 역할과 함께 절연물(14)의 밀폐기능까지 수행하게 되는데, 상기 절연물(15)은 실사용시 통전 혹은 외부 온도의 변화에 따라 수축, 팽창을 하므로 압력변화에 대한 관리가 필요하며, 이를 위해 공기층 혹은 압력 탱크와 같은 별도의 압력장치가 필요하게 된다.

그러나, 초고압용 건식 가스중 종단 접속함은 전기적인 안정성을 위해 내부에 충진하는 절연물로 인해 발생하는 조립 전후의 환경 적인 문제뿐 아니라 유지 보수에 많은 어려움이 있게 되는데, 절연물의 적절한 압력을 유지하기 위해서 절연물의 삽부에 존재하는 공기층의 경우, 공기중에 함유된 수분, 가스등의 영향에 의해 고전압화에 따라 절연내력이 충분치 못하며 이를 완전히 절연물로 완전 충진할 경우 절연물이 직접 에폭시 애관 내면의 힘으로 작용하게 되어 공기층이 있을 경우와 비교 몇 십배의 압력이 걸리게 된다.

이를 보완하기 위해서 존재하는 압력조절장치는 가스중 종단 접속함이 설치 운전되는 GIS 구조상 에폭시 애관 외부에 존재할 수 없어 에폭시 애관 내부에 소형화 설치되어야 하므로 벨로우즈(bellows)와 같은 고가의 압력 조절기가 필요하다는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명은 가스중 종단 접속함 내부에 절연물을 충진하지 않는 구조 즉, 내부에 공기로만 되어 있으면서도 연면 방전등의 전기적 스트레스가 집중되지 않는 금속 전극의 형상을 통해 구조를 단순화하면서 전기적 절연성능은 종래와 동일 또는 그 이상이 되도록 하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래 초고압용 건식 가스중 종단 접속함을 나타내는 도면.

도 2는 본 발명에 따른 초고압용 건식 가스중 종단 접속함을 나타내는 도면.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

21 : 에폭시 애관 23 : 케이블

24 : 고무층 25 : 샌딩부

26 : 상부전극 27 : 하부전극

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 플랜지의 상부에는 에폭시 애관이 형성되고, 상기 애폭시 애관의 내부 하방에는 반도전부를 갖는 고무층 및 상기 고무층의 측방향으로 하부전극이 형성되며, 상기 에폭시 애관의 내부 상방에는 압력조절장치 및 이에 연접하여 삽입된 케이블의 상부까지 형성되는 상부전극이 형성되고, 상기 압력조절장치에서 고무층까지 케이블에 연접하도록 절연물이 충진되며, 상기 케이블의 끝단에 연접되어 에폭시 애관에서 돌출 형성되는 도체 인출봉을 구비한 초고압용 건식 가스중 종단 접속함에 있어서,

상기 에폭시 애관의 내부 하방에는 반도전부를 갖는 고무층 및 상기 고무층의 측방향으로 하부전극이 형성되고, 상기 에폭시 애관의 내부 상단에는 외부가스의 유입을 차단하며 상기 하부전극과 근접하도록 상부전극이 형성되며, 상기 상부전극과 케이블 사이에는 공기층이 형성되는 것을 특징으로 하는 초고압용 건식 가스중 종단 접속함을 제공한다.

이때, 본 발명에서 상기 상부전극의 하단은 일정 표면조도구간을 확보하기 위해 300mm 이상의 길이로 샌딩되도록 하고, 상기 고무층의 반도전부와 상부전극 및 하부전극간의 상대적 위치는 전계해석을 통해 이루어지는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

또한, 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 단지 예시로 제시된 것이며, 종래 구성과 동일한 부분은 동일한 부호 또는 명칭을 사용한다.

도 2는 본 발명에 따른 초고압용 건식 가스중 종단 접속함을 나타내는 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 가스중 종단 접속함 내부에 절연물(절연유, 절연 가스)을 충진하지 않는 구조 즉, 내부에 공기로만 되어 있으면서도 연면 방전등의 전기적 스트레스가 집중 되지 않는 금속 전극의 형상 등을 통해 구조를 단순화하면서도 전기적 절연 성능은 종래와 동등하거나 그 이상이 되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명을 구체적으로 살펴보면, 종래와 동일한 구성에서 플랜지(30) 상부에 형성되는 에폭시 애관(21) 내부의 구성이 달라지는데, 상기 에폭시 애관(21)의 내부 하방에는 반도전부(24a)를 갖는 고무층(24) 및 상기 고무층(24)의 측방향으로 하부전극(27)이 형성된다.

그리고, 상기 에폭시 애관(21)의 내부 상단에는 외부가스의 유입을 차단하며 상기 하부전극(27)과 근접하도록 상부전극(26)이 형성되며, 상기 상부전극(26)과 케이블(23) 사이에는 공기층(25)이 형성된다.

이때, 상기 상부전극(26)의 하부 끝단에서 일정길이, 보다 바람직하게는 300mm 이상의 길이로 샌딩되어 일정 표면조도구간을 확보하도록 한다.

그리고, 상기 고무층(24)의 반도전부(24a)와 상부전극(26) 및 하부전극(27)간의 상대적 위치는 전계해석을 통해 이루어지도록 한다.

상기한 구성을 포함하는 본 발명의 조립순서를 간략히 설명하면, 케이블(23)의 끝단을 노출 후 도체 인출봉(22)을 통해 압착하고, 고무층(24)을 케이블(23)에 삽입한 다음 에폭시 애관(21)을 조립하고 절연통(28) 및 스프링 압축장치(29) 등의 부품을 조립함으로써 작업이 완료된다.

상기한 구성을 갖는 본 발명은 종래에 비해 절연물이 위치하는 공간 및 압력조절장치가 필요로 하지 않아 내부 구성이 단순해지는바, 전압 인가부인 에폭시 애관(21)의 상부전극(26)과 접지부인 고무층(24)의 반도전부(24a) 및 하부전극(27)간의 상대적 위치는 전계해석 등을 통해 최적화시킨 구조를 채택한다.

그리고, 상부전극(26)은 절연체와 접한 공기층(25)에 전기적 스트레스의 블록(block)을 형성하기 위한 충분한 길이를 확보하도록 하는데, 상기 상부전극(26)의 상부에는 외부로부터의 가스 혼입을 차단하기 위한 기밀구조가 형성되도록 한다,

그리고, 상기 상부전극(26)의 하부는 높은 전기적 스트레스에 견딜 수 있도록 에폭시 애관(21)과 강력한 접착을 위해 최소 300mm 이상 길이로 샌드(sand) 처리되고 일정 표면 조도를 확보하도록 한다.

본원 발명은 종래보다 단순한 구성으로 이와 동등한 효과를 내고자 하는것으로서, 종래와 비교해보면 다음과 같다.

첫재, 절연성능에 있어서, 종래에는 접속함 내부에 절연물이 충진되어 절연 내력을 확보 하였으나, 장기간 사용시 절연물의 특성이 저하되었지만, 본원 발명은 공기층 만으로도 절연성능을 확보하여 장기적인 사용이 가능케 한다.

그리고, 구조에 있어서, 종래에는 압력보상을 위해 고가의 압력조절장치(벨로우즈)가 필요하였으나, 본 발명은 압력조절장치의 필요가 없어져 제품의 생산단가를 대폭 낮추어준다.

또한, 조립 및 유지에 있어서, 종래에는 절연물 충진을 위해 진공장비가 필요하였고, 절연물의 외부 누출로 환경오염 문제가 대두되었지만, 본 발명은 이러한 절연물 자체를 사용하지 않기 때문에 별도의 시공장비가 필요하지 않고 오염도 발생하지 않는다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 초고압용 건식 가스중 종단 접속함은 종래 종래보다 내부구성을 단순화시켜 제작이 용이하고, 별도의 고가 장비를 적용시키지 않기 때문에 생산 단가를 현격히 낮추어주는 효과가 있다.

또한, 오염물질을 외부로 배출하지 않는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 플랜지의 상부에는 에폭시 애관이 형성되고, 상기 애폭시 애관의 내부 하방에는 반도전부를 갖는 고무층 및 상기 고무층의 측방향으로 하부전극이 형성되며, 상기 에폭시 애관의 내부 상방에는 압력조절장치 및 이에 연접하여 삽입된 케이블의 상부까지 형성되는 상부전극이 형성되고, 상기 압력조절장치에서 고무층까지 케이블에 연접하도록 절연물이 충진되며, 상기 케이블의 끝단에 연접되어 에폭시 애관에서 돌출 형성되는 도체 인출봉을 구비한 초고압용 건식 가스중 종단 접속함에 있어서,

   상기 에폭시 애관의 내부 하방에는 반도전부를 갖는 고무층 및 상기 고무층의 측방향으로 하부전극이 형성되고, 상기 에폭시 애관의 내부 상단에는 외부가스의 유입을 차단하며 상기 하부전극과 근접하도록 상부전극이 형성되며, 상기 상부전극과 케이블 사이에는 공기층이 형성되는 것을 특징으로 하는 초고압용 건식 가스중 종단 접속함.
2. 제 1항에 있어서, 상기 상부전극의 하단은 일정 표면조도구간을 확보하기 위해 300mm 이상의 길이로 샌딩되는 것을 특징으로 하는 초고압용 건식 가스중 종단 접속함.
3. 제 1항에 있어서, 상기 고무층의 반도전부와 상부전극 및 하부전극간의 상대적 위치는 전계해석을 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 초고압용 건식 가스중 종단 접속함.