KR200409094Y1 - 배전용 폴리머 현수애자 - Google Patents

Abstract

본 고안은 특별고압전선과 같은 전선이 이탈되지 않도록 지지해주는 배전용 폴리머 현수애자에 관한 것으로, 본 고안은 내부에 설치되는 절연성 강화합성수지로 이루어진 심봉과, 상기 심봉의 양단부를 제외한 전체부위를 감싸면서 일정 간격을 두고 복수의 애자날개를 갖도록 형성된 고분자 재질로 이루어진 외피와, 상기 심봉 및 외피의 양단부에 각각 고정 설치되는 두개의 금구로 이루어진 배전용 폴리머 현수애자에 있어서, 상기 각각의 금구 내부에 길이방향으로 중공된 내경을 갖는 삽입구가 마련되고, 상기 삽입구의 둘레에 삽입구에 비해 상대적으로 짧고 좁은 폭을 갖는 요홈 형태의 삽입홈이 형성되며, 상기 금구의 삽입구 및 삽입홈에 각각 대응하여 상기 심봉 및 외피에 각각 삽입부와 삽입돌기부가 형성됨으로써, 상기 일체로 성형되는 심봉과 외피에 각각 마련된 삽입부 및 삽입돌기부와 상기 금구의 삽입구 및 삽입홈이 각각 상호 끼움 삽입을 통해 1차 밀봉 결합되고, 상기 외피와 금구의 외측 결합부위가 실링재를 통해 2차 밀봉되는 폴리머 현수애자를 제공함에 있다.

현수애자, 폴리머, 심봉, 외피, 금구, 고분자, 실링재, 습기

Description

배전용 폴리머 현수애자{POLYMER SUSPENSION INSULATOR FOR ELECTRIC DISTRIBUTION}

도 1은 종래 기술에 따른 배전용 폴리머 현수애자를 도시한 사시도,

도 2는 종래 기술에 따른 도 1에 도시된 폴리머 현수애자의 단면도,

도 3은 종래 기술에 따른 폴리머 현수애자의 사용 상태를 보여주는 사용예시도,

도 4는 본 고안에 따른 배전용 폴리머 현수애자를 도시한 도면,

도 5는 본 고안에 따른 도 4에 도시된 폴리머 현수애자의 아이형 금구를 보여주는 A-A선 단면도,

도 6은 본 고안에 따른 도 4에 도시된 폴리머 현수애자의 크레비스형 금구를 보여주는 B부분 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 명칭의 설명*

1 : 심봉 1a : 삽입부

2 : 외피 2a : 애자날개

2b : 삽입돌기부 3 : 금구

3a : 삽입구 3b : 삽입홈

4 : 실링재

본 고안은 배전용 폴리머 현수애자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폴리머 현수애자를 제작 사용함에 있어서 습기의 침투를 차단하여 부식이나 통전사고를 예방하고 아울러 특별고압전선 등과 같은 전선을 견고하게 지지할 수 있도록 한 배전용 폴리머 현수애자에 관한 것이다.

일반적으로 현수애자는 초고압 송전선로, 특고압 배전선로, 전차선로, 저압 배전가공전선로 등에 설치되어 전선을 전주에 연결하여 이탈되지 않도록 하는 역할 및 절연을 시켜주는 역할을 하는 전기 기자재 중의 하나이다.

이처럼 특별고압전선과 같은 전선이 이탈되지 않도록 지지하여야 함은 물론 절연성을 갖추어야 하기 때문에 상기 현수애자는 높은 인장강도와 함께 양호한 절연성이 요구되게 되는 것이다.

이에 종래의 현수애자는 절연체로 자기재를 사용하였으나, 자기를 사용할 경우에는 자기 재질의 특성상 자체 중량이 무겁고, 설치 및 보수 작업시에 기계 및 전기적 충격에 쉽게 깨지는 등의 문제점을 가지고 있기 때문에, 최근에는 제작과 유지 및 취급 등의 편리성을 고려하여 유리섬유강화 플라스틱봉(FRP rod; fiber glass-reinforced plastic rod)과 같은 심봉에 고분자합성고무를 씌운 폴리머 현수애자가 주로 사용되고 있다.

도 1 내지 도 3은 종래의 배전용 폴리머 현수애자를 나타낸 도면으로, 배전 용 폴리머 현수애자는 유리섬유강화 플라스틱(FRP) 재질로 형성되는 심봉(10)과, 상기 심봉(10)의 양단부를 제외한 전체부위를 감싸면서 일정 간격을 두고 복수의 애자날개(21)를 갖도록 형성된 고분자합성고무로 이루어진 외피(20), 및 상기 외피(20)의 양단부와 심봉(10)의 양단부에 결합 설치되는 두개의 금속연결구(30, 이하 "금구"라 한다)로 구성되어 있다.

이러한 폴리머 현수애자는 필요에 따라 다양한 형태 및 크기로 제작되고 있으며, 특히, 상기 금구(30)의 형상에 따라 볼 소켓형 현수애자와 크레비스형 현수애자로 구분되기도 한다.

즉, 도 1에 도시된 폴리머 현수애자는 두 개의 금구가 원형 고리형상의 아이형 금구(31)와 크레비스형 금구(32)로 형성된 크레비스형 현수애자를 보여주고 있다.

여기서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 금구(30)중 하나인 크레비스형 금구(32)에는 양 자유단부를 연결하는 고정핀(33)이 장착되고, 고정핀(33)에는 지선밴드(80)에 의해 전주(100)에 고정된 경완금(40)이 결합된다.

그리고, 상기 경완금(40)을 크레비스형 금구(32)에 결합시키기 위해 크레비스형 금구(32)에는 소켓아이(60)가 장착되고, 소켓아이(60)는 경완금(40)에 결합되는 볼쇄클(50)과 결합된다.

또한, 상기 아이형 금구(31)에는 전력선(70)을 파지하여 고정하는 클램프(90)가 결합되며, 이러한 클램프(90)는 일반적으로 쐐기형 클램프(90)와 데드엔드 클램프가 사용되는 것이다.

한편, 상기와 같은 구성을 갖는 종래 배전용 폴리머 현수애자는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 심봉(10)의 둘레에 접착제(41)를 도포하고 심봉(10)의 양단부를 제외한 전체부위에 고분자합성고무로 이루어진 외피(20)를 인서트 성형한 후, 상기 외피(20)의 양단부와 심봉(10)의 양단부에 접착제(42)를 도포하여 금구(30)를 각각 끼운 상태에서 소정의 압력으로 압착 고정한 다음, 상기 금구(30)와 외피(20)의 접촉부위를 실링재로 처리하여 완제품을 제작하는 것이 보통이었다.

그러나, 상기와 같은 방식으로 제작되는 종래의 배전용 폴리머 현수애자는 응고시 수축되는 고분자합성고무로 이루어진 외피(20)의 양단부위에 금구(30)가 접착제(42)를 통해 압착 고정되어 있음에 따라 사용 중에 접착제(42)가 노화되거나 경화되면 외피(20)와 금구(30)의 연결부위에 틈(52)이 형성될 우려가 높았다.

즉, 현수애자는 항상 심한 전기적 응력(electrical stress)을 받으며, 특히 강우시나 오염된 대기환경 속에서는 지속적으로 방전하여 일차적으로 실링재가 침식되고, 그 결과 심봉(10)과 금구(30) 사이의 틈새로 수분이 침투하여 열적 팽창과 수축 및 심봉(10)의 이차적인 침식에 의하여 심봉(10)과 금구(30)가 분리되는 문제를 유발하게 되는 것이다.

이와 같이 형성된 틈(52)을 통해 외부로부터 습기가 침투해서 상기 심봉(10)과 외피(20)의 사이에 형성된 틈(51)을 통해 반대편의 금구(30)로 이동하게 되는데, 이로 인해 두개의 금구(30)의 사이의 절연이 파괴되어 통전사고가 발생할 염려가 있다.

또한, 습기가 금구(30)의 내부를 부식시켜 강도를 약화시킴에 따라 특별고압 전선의 인장하중을 견디지 못하고 상기 금구(30)가 파손되는 문제점이 있었다.

이러한 현상은 금구(30)의 가압 고정시 금구(30)의 외주가 전체적으로 균일하게 가압되지 못하는 기술적인 한계로 인해 더욱 증가하게 된다.

즉, 기존의 현수애자는 금구(30)의 압착 고정시 유리섬유강화 플라스틱(FRP)재질의 특성상 심봉(10)이 압착력에 의해 깨지기 쉬워 제조방식의 특성상 제품에 필연적으로 손상이 갈 우려가 높으며, 이에 의해 내구성이 떨어지는 문제점이 있었다.

특히, 심봉(10)과 금구(30)가 단지 한 번의 금구(30)의 압착에 의하여 결합되므로, 결합력이 약해 약한 충격에도 그 결합부위가 손상되거나 분리되는 결함이 나타날 수 있다는 문제점을 가지고 있었다.

이에 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 방안으로 다양한 형태의 현수애자에 대해 선 출원되어 개시된 바 있다.

그 대표적인 예로서, 실용신안출원번호 제1997-35185호(명칭; 배전용 고분자합성고무 현수애자, 1997년 12월 1일 출원), 실용신안출원번호 제2000-26290호(명칭; 폴리머 현수애자, 2000년 9월 19일 출원), 실용신안출원번호 제2003-30512호(명칭; 고분자 애자, 2003년 9월 16일 출원)등을 들 수 있다.

여기서, 실용신안출원번호 제1997-35185호에 개시된 배전용 고분자합성고무 현수애자는, 심봉에 결합되는 금속연결구의 단부가 외측으로 벌어지게 형성되고, 상기 외측으로 밴딩된 금속연결구의 단부면에 요홈이 형성되도록 함으로써, 심봉과 금속연결구의 결합부위가 외피에 의해 밀봉되도록 외피를 피복함에 따라 습기의 침 투로 인한 통전사고를 예방할 수 있으며, 아울러 습기로 인한 금속연결구의 부식을 방지할 수 있고, 또한, 상기 금속연결구가 외피에 의해 견고하게 고정됨에 따라 특별고압전선의 인장하중으로 인해 상기 금속연결구가 분리되어 파손되는 것을 방지할 수 있도록 하고 있다.

그리고, 실용신안출원번호 제2000-26290호에 개시된 폴리머 현수애자는, 로드부재의 크기와 금구외연부재의 공동부의 크기 및 거리를 동일하게 형성하고, 고무부재의 외경 크기를 갈고리부재의 내경 크기보다 크게 형성하여 억지끼워맞춤 되도록 함으로써, 폴리머 현수애자의 밀봉력을 더욱 향상시키어 습기 등이 침투하여 이상 현상을 발생하는 것을 방지할 수 있도록 하고 있다.

또한, 상기 실용신안출원번호 제2003-30512호에 개시된 고분자 애자는, 유리섬유강화 플라스틱(FRP)봉의 외경과 그와 결합되는 금구의 내경에 요철을 형성하고 그 사이에 경화성 수지를 주입하여 결합한 후 인장강도 시험의 합격제품에 한해 그 위에 외피를 성형함으로써, 불량률을 줄이고 나아가 불량 시 재료손실을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 내진성 및 수밀성이 우수한 고분자 애자를 제공하고자 하고 있다.

이처럼, 종래에도 폴리머 현수애자에서 심봉 및 외피와 결합되는 금구 사이로 습기가 침투할 경우에 발생하는 문제점을 개선하기 위해 다양한 방안들이 제시되고 있는 바, 본 고안 역시 상기와 같은 형태의 폴리머 현수애자에서 습기 침투에 따라 발생할 수 있는 문제점을 해결하기 위한 하나의 방안으로 안출된 것이다.

즉, 본 고안의 목적은 폴리머 현수애자를 제작 사용함에 있어서, 심봉과 외피를 일체로 성형한 다음, 심봉과 외피의 양단에 금구를 각각 끼움 삽입할 때, 금구 상에 심봉이 끼움 삽입되는 내경 외에 외피에 형성된 삽입돌기부가 끼움 삽입될 수 있도록 삽입홈을 각각 형성하여 결합함으로써, 습기의 침투를 차단하여 부식이나 통전사고를 예방하고 아울러 특별고압전선 등과 같은 전선을 견고하게 지지할 수 있도록 한 배전용 폴리머 현수애자를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 내부에 설치되는 절연성 강화합성수지로 이루어진 심봉과, 상기 심봉의 양단부를 제외한 전체부위를 감싸면서 일정 간격을 두고 복수의 애자날개를 갖도록 형성된 고분자 재질로 이루어진 외피와, 상기 심봉 및 외피의 양단부에 각각 고정 설치되는 두개의 금구로 이루어진 배전용 폴리머 현수애자에 있어서, 상기 각각의 금구 내부에 길이방향으로 중공된 내경을 갖는 삽입구가 마련되고, 상기 삽입구의 둘레에 삽입구에 비해 상대적으로 짧고 좁은 폭을 갖는 요홈 형태의 삽입홈이 형성되며, 상기 금구의 삽입구 및 삽입홈에 각각 대응하여 상기 심봉 및 외피에 각각 삽입부와 삽입돌기부가 형성됨으로써, 상기 일체로 성형되는 심봉과 외피에 각각 마련된 삽입부 및 삽입돌기부와 상기 금구의 삽입구 및 삽입홈이 각각 상호 끼움 삽입을 통해 1차 밀봉 결합되고, 상기 외피와 금구의 외측 결합부위가 실링재를 통해 2차 밀봉되는 배전용 폴리머 현수애자를 제공함에 그 특징이 있다.

이때, 상기 체결부위에 습기가 침투하는 것을 방지하기 위한 좀 더 바람직한 방안으로, 상기 금구의 삽입구 및 삽입홈에 각각 심봉의 삽입부와 외피의 삽입돌기부를 끼움 삽입을 통해 상호 체결한 다음, 그 체결된 외주 부위를 클림핑(Crimping) 형태로 압착하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 심봉에 적용되는 절연성 강화합성수지로는 내구성이 좋은 에폭시 수지를 사용하고, 상기 외피에 적용되는 고분자 재질로는 절연성을 갖는 엔진니어링 플라스틱을 사용하는 것이 바람직하다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 고안에 따른 배전용 폴리머 현수애자를 도시한 도면이고, 도 5는 본 고안에 따른 도 4에 도시된 폴리머 현수애자의 아이형 금구를 보여주는 A-A선 단면도이며, 도 6은 본 고안에 따른 도 4에 도시된 폴리머 현수애자의 크레비스형 금구를 보여주는 B부분 단면도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 고안이 적용되는 배전용 폴리머 현수애자는 내부에 절연성 강화합성수지로 이루어진 심봉(1)과, 상기 심봉(1)의 양단부를 제외한 전체부위를 감싸면서 일정 간격을 두고 복수의 애자날개(2a)를 갖도록 형성된 고분자재질로 이루어진 외피(2)와, 상기 외피(2)의 양단부와 심봉(1)의 양단부에 결합 설치되는 두개의 금구(3)로 이루어져 있다.

즉, 도 4에는 두 개의 금구(3)가 원형 고리형상의 아이형 금구와 크레비스형 금구로 형성된 크레비스형 폴리머 현수애자를 보여주고 있다.

여기서, 상기 각각의 금구(3) 내부에는 길이방향으로 중공된 내경을 갖는 삽 입구(3a)가 마련되고, 상기 삽입구(3a)의 둘레에 삽입구(3a)에 비해 상대적으로 짧고 좁은 폭을 갖는 요홈 형태의 삽입홈(3b)이 형성된다.

그리고, 상기 금구(3)의 삽입구(3a) 및 삽입홈(3b)에 각각 대응하여 상기 심봉(1) 및 외피(2)에 각각 삽입부(1a)와 삽입돌기부(2b)가 상호 끼움삽입을 통해 밀착 결합될 수 있게 형성된다.

즉, 상기 심봉(1)의 양단부에 형성된 삽입부(1a)는 심봉(1)의 외주부에 외피(2)가 일체로 성형되는 과정에서 외피(2)가 피복되지 않는 부위이다.

또한, 상기 외피(2)의 양단부에 형성된 삽입돌기부(2b)는 심봉(1)의 외주부에 외피(2)가 일체로 성형되는 과정에서 상기 금구(3)의 삽입홈(3b)에 완벽하게 밀착 대응되는 길이 및 폭으로 끼움 삽입될 수 있도록 설계되어 성형되게 된다.

이와 같은 끼움 구조를 통해 상기 일체로 성형되는 심봉(1)과 외피(2)에 각각 마련된 삽입부(1a) 및 삽입돌기부(2b)와 상기 금구(3)의 삽입구(3a) 및 삽입홈(3b)이 각각 상호 끼움삽입을 통해 1차적으로 밀착 결합되게 되는 것이다.

즉, 도 5 및 도 6에 도시된 것처럼, 일체로 성형된 심봉(1) 및 외피(2)의 양단부에 각각 금구(3)를 상호 밀착되는 끼움 삽입구조로 체결함에 있어서, 상기 금구(3)의 삽입구(3a)에 심봉(1)의 삽입부(1a)가 서로 대응하여 밀착되게 끼움 삽입되고, 금구(3)의 삽입홈(3b)에 외피(2)의 삽입돌기부(2b)가 서로 대응하여 밀착되게 끼움 삽입되는 2단의 끼움 구조로 결합됨에 따라 습기의 침투경로는 더욱 복잡해지게 되면서 그 밀봉력이 크게 향상되게 되는 것이다.

그리고, 상기와 같이 끼움 결합을 통해 체결된 상태에서 상기 외피(2)와 금 구(3)의 외측 결합부위를 실링재(4)로 실링 처리함으로써, 2차적인 밀봉이 이루어지게 된다.

따라서, 상기 외피(2)와 금구(3)의 연결부위에는 틈이 형성되지 않고 완벽한 밀봉이 이루어지게 되는 것이다.

특히, 상기 금구(3)의 삽입구(3a) 및 삽입홈(3b)에 각각 심봉(1)의 삽입부(1a)와 외피(2)의 삽입돌기부(2b)를 끼움 삽입을 통해 상호 체결한 상태에서 상기 체결부위로 습기가 침투하는 것을 방지하기 위해서 상기 금구(3)의 삽입구(3a) 및 삽입홈(3b) 외주 부위를 클림핑(Crimping) 형태로 압착하는 것이 바람직하다.

이러한 클림핑 작업은 체결 부위에서 틈새 발생을 억제하여 습기의 침투를 어렵게 하는 한편, 심봉(1) 및 외피(2)와 금구(3)의 결합력을 강화시켜 금구(3)가 쉽게 분리되는 것을 방지하는 역할을 하게 된다.

한편, 본 고안이 적용되는 심봉(1)은 폴리머 현수애자에서 보편적으로 사용되는 유리섬유강화 플라스틱(FRP; fiber glass-reinforced plastic) 재질보다 내구성이 뛰어난 에폭시(EPOXY) 수지가 사용되고, 상기 고분자 재질의 외피(2)는 종래 많이 사용하는 실리콘이나 EPDM(Ethlene Propylene Diene Terpolymer) 재질이 아닌 절연성이 우수한 엔진니어링 플라스틱을 사용하여 심봉(1)과 외피(2)를 금형에서 일체로 성형하는 것이 바람직하다.

이와 같은 재질적 변경을 통해 기존의 폴리머 현수애자에 비해 내구성, 내진성 및 수밀성이 우수한 폴리머 현수애자를 제공할 수 있게 된다.

물론, 본 고안이 적용되는 폴리머 현수애자의 재질로는, 종래와 마찬가지로 상기 심봉(1)은 유리섬유강화 플라스틱(FRP)봉을 사용하고, 그 외피(2)는 절연성 좋은 실리콘이나 EPDM(Ethlene Propylene Diene Terpolymer)을 사용해도 무방하다.

이때, 상기한 실시예는 여러 가지 실시 가능한 예 중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 본 고안의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에 의해서만 한정되거나 제한 받는 것은 아니고, 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 물론, 균등한 다른 실시예가 가능하게 됨은 자명하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 의하면, 일체로 성형되는 심봉 및 외피와 금구의 결합부위를 상호 대응되게 밀착되는 2단의 끼움 구조로 형성하여 결합함과 동시에 외피와 금구의 결합부위를 실링재로 밀봉함으로써, 습기의 침투경로가 더욱 복잡해짐은 물론, 밀봉력이 향상됨에 따라 습기의 침투로 인한 통전사고를 예방할 수 있으며, 아울러 습기로 인한 금구의 부식을 방지할 수 있게 되는 효과를 갖는다.

또한, 상기와 같은 체결 구조와 함께 상기 금구가 심봉 및 외피에 클림핑 작업 등을 통해 보다 견고하게 고정됨에 따라 특별고압전선과 같은 전선의 인장하중으로 인해 상기 금구가 분리되어 파손되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 내부에 설치되는 절연성 강화합성수지로 이루어진 심봉과, 상기 심봉의 양단부를 제외한 전체부위를 감싸면서 일정 간격을 두고 복수의 애자날개를 갖도록 형성된 고분자 재질로 이루어진 외피와, 상기 심봉 및 외피의 양단부에 각각 고정 설치되는 두개의 금구로 이루어진 배전용 폴리머 현수애자에 있어서,

   상기 각각의 금구 내부에 길이방향으로 중공된 내경을 갖는 삽입구가 마련되고, 상기 삽입구의 둘레에 삽입구에 비해 상대적으로 짧고 좁은 폭을 갖는 요홈 형태의 삽입홈이 형성되며, 상기 금구의 삽입구 및 삽입홈에 각각 대응하여 상기 심봉 및 외피에 각각 삽입부와 삽입돌기부가 형성됨으로써,

   상기 일체로 성형되는 심봉과 외피에 각각 마련된 삽입부 및 삽입돌기부와 상기 금구의 삽입구 및 삽입홈이 각각 상호 끼움 삽입을 통해 1차 밀봉 결합되고, 상기 외피와 금구의 외측 결합부위가 실링재를 통해 2차 밀봉되는 것을 특징으로 하는 배전용 폴리머 현수애자.
2. 제1항에 있어서,

   상기 금구의 삽입구 및 삽입홈에 각각 심봉의 삽입부와 외피의 삽입돌기부를 끼움 삽입을 통해 상호 체결한 다음, 그 체결된 외주 부위를 클림핑(Crimping) 형태로 압착하는 것을 특징으로 하는 배전용 폴리머 현수애자.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 심봉에 적용되는 절연성 강화합성수지로는 내구성이 좋은 에폭시 수지가 사용되고, 상기 외피에 적용되는 고분자 재질로는 절연성을 갖는 엔진니어링 플라스틱이 사용되는 것을 특징으로 하는 배전용 폴리머 현수애자.

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