KR200433468Y1 - 가스절연개폐장치용 점검창 - Google Patents

가스절연개폐장치용 점검창 Download PDF

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KR200433468Y1 KR2020060027315U KR20060027315U KR200433468Y1 KR 200433468 Y1 KR200433468 Y1 KR 200433468Y1 KR 2020060027315 U KR2020060027315 U KR 2020060027315U KR 20060027315 U KR20060027315 U KR 20060027315U KR 200433468 Y1 KR200433468 Y1 KR 200433468Y1
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Abstract

본 고안은 가스절연개폐장치의 가스 차단기, 접지 개폐기 및 단로기의 작동상태를 외부에서 관찰할 수 있도록 구조가 개선되어 가스 차단기, 접지 개폐기 및 단로기의 고장 여부를 신속하게 발견하여 대형 사고의 발생을 미연에 방지할 수 있도록 하는 가스절연개폐장치용 점검창에 관한 것이다. 본 고안에 따른 가스절연개폐장치용 점검창은 절연성 가스가 충진되는 용기와, 상기 용기에 결합되며 양측이 개구된 중공 형상의 분기관과, 상기 용기에 내장된 가스 차단기, 접지 개폐기 및 단로기를 가지는 가스절연개폐장치에 구비되는 것으로서, 상기 분기관에 착탈 가능하게 결합되어 상기 분기관의 개구를 막으며, 투명한 소재로 이루어진 창부재; 및 상기 창부재의 강도를 보강하기 위해 상기 창부재의 테두리에 결합되는 보강부재;를 구비하여, 상기 가스 차단기, 접지 개폐기 및 단로기 중 어느 하나가 상기 창부재를 통해 상기 용기의 외부에서 육안으로 관찰 가능한 것을 특징으로 한다.
가스절연개폐장치, 가스 차단기, 단로기, 접지 개폐기

Description

가스절연개폐장치용 점검창{Control window for gas insulated switchgear}
도 1은 종래의 일례에 따른 가스절연개폐장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 고안의 제1실시예에 따른 가스절연개폐장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 점검창의 개략적인 평면도이다.
도 4는 본 고안의 제2실시예에 따른 점검창을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 고안의 제3실시예에 따른 점검창을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10...용기 20...분기관
21...플랜지부 30...가스 차단기
31...고정 접촉자 32...가동 접촉자
40,40a,40b...점검창 41,41a...창부재
42...보강부재 43...방탄필름
50...게스켓 100...가스절연개폐장치
411..홈 412...곡면부
413...단차부 B...볼트
N...너트
본 고안은 가스절연개폐장치용 점검창에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가스 차단기, 접지 개폐기 및 단로기의 작동상태를 점검하기 위한 가스절연개폐장치용 점검창에 관한 것이다.
일반적으로, 변전소 등과 같은 고압 전류가 흐르는 회로를 갖는 시설에서는 정상상태에서는 물론이고 사고, 단락 등의 이상 발생 시 선로를 안전하게 개폐하여 전력계통을 보호하도록 구성된 가스절연개폐장치(Gas Insulated Switchgear)가 널리 사용되고 있다.
도 1에는 종래의 일례에 따른 가스절연개폐장치의 개략적인 단면이 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 가스절연개폐장치(1)는 절연성 가스인 SF6 가스가 충진된 용기(10)와, 용기(10)에 결합되며 양측이 개구된 중공 형상의 분기관(20)을 가진다. 용기(10)의 내부에는 가스 차단기(Gas Circuit Braker,30)가 설치되어 있다. 가스 차단기(30)는 송·변전 계통이나 전기회로에 있어 부하를 개폐하거나 접지 및 단락 등의 사고가 발생할 경우에 전류를 차단하는 것으로서, 고정 접촉자(31)와, 고정 접촉자(31)와 접촉 및 분리 가능하도록 구동되는 가동 접촉자(32)를 가진다. 그리고, 분기관(20)은 가스 차단기(30)의 일부분이 분기관(20)의 중공부를 통해서 보이도록 적절한 위치에 결합되어 있다. 분기관(20)의 단부에는 플랜지부(21)가 형성되어 있다. 분기관(20)의 플랜지부(21)에는 불투명한 금속성 소재, 예를 들어 스틸(steel)로 이루어진 커버(40')가 볼트 결합되어 있다.
상술한 바와 같이 구성된 가스절연개폐장치(1)에 있어서, 분기관(20)에 결합된 커버(40')를 분리한 후에 가스 차단기(30)의 고장 여부를 점검한다. 즉, 가스 차단기(30)가 정상적으로 작동하지 못하는 경우, 예를 들어 고정 접촉자(31)와 가동 접촉자(32) 간의 접촉 불량, 고정 접촉자와 가동 접촉자 간의 아크, 또는 고정 접촉자와 가동 접촉자 간의 과열에 기인하는 써멀 테이프(thermal tape)의 변색 등이 발생하는 경우에는 분기관의 플랜지부(21)에 결합된 커버(40')를 분리한 후에 가스 차단기(30)를 점검한다. 여기서, 써멀 테이프(미도시)는 가스 차단기(30)에 부착되어 있다.
그러나, 상술한 바와 같이 종래에는 커버(40')가 불투명한 금속성 소재로 이루어져 있어, 커버(40')를 분리하지 않고서는 가스 차단기(30)의 작동 상태, 즉 고정 접촉자(31)와 가동 접촉자(32) 간의 접촉 불량 여부 등을 확인할 수 없게 된다.
특히, 가스 차단기(30)의 작동시에는 가스 차단기(30)가 정상적으로 작동하는지 여부를 점검할 수 없게 된다. 따라서, 가스 차단기(30의 고장 여부를 고장 발생시에 신속하게 발견하여 필요한 조치를 취하지 못하게 되어, 대형사고를 유발하는 원인이 되고 있다.
한편, 도 1에는 도시되어 있지 않으나, 가스절연개폐장치의 용기(10)에는 기기의 점검 수리시 정전부분을 전원으로부터 완전히 분리하여 안전성 확보를 주목적으로 하면서 무부하 변압기의 여자 전류 및 선로나 모선의 충진전류 또는 루프전류 개폐의 성능을 가지는 단로기(Disconnecting Switch) 및 가스절연 개폐장치의 유지 보수 점검을 위해 가스개절연폐장치 내에 잔존하는 잔류전압 및 전류를 제거하기 위한 접지 개폐기(Earthing Switch)가 내장되어 있다. 그리고, 단로기 및 접지 개폐기의 작동상태를 점검하기 위하여, 단로기 및 접지 개폐기 부근에 분기관 및 분기관에 결합되는 커버가 각각 구비되어 있다. 그리고, 가스 차단기에서 설명한 바와 마찬가지로, 종래에는 단로기 및 접지 개폐기의 고장 유무도 커버를 분리하지 않고서는 확인할 수 없게 된다. 따라서, 단로기 및 접지 개폐기의 고장 여부를 조기에 발견하여 필요한 조치를 신속하게 취하지 못하였다.
본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 가스절연개폐장치의 가스 차단기, 접지 개폐기 및 단로기의 작동상태를 외부에서 관찰할 수 있도록 구조가 개선되어 가스 차단기, 접지 개폐기 및 단로기의 고장 여부를 신속하게 발견하여 대형 사고의 발생을 미연에 방지할 수 있도록 하는 가스절연개폐장치용 점검창을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 고안에 따른 가스절연개폐장치용 점검창은 절연성 가스가 충진되는 용기와, 상기 용기에 결합되며 양측이 개구된 중공 형상의 분기관과, 상기 용기에 내장된 가스 차단기, 접지 개폐기 및 단로기를 가지는 가스절연개폐장치에 구비되는 것으로서, 상기 분기관에 착탈 가능하게 결합되어 상기 분기관의 개구를 막으며, 투명한 소재로 이루어진 창부재; 및 상기 창부재의 강도를 보강하기 위해 상기 창부재의 테두리에 결합되는 보강부재;를 구비하여, 상기 가스 차단기, 접지 개폐기 및 단로기 중 어느 하나가 상기 창부재를 통해 상기 용기의 외부에서 육안으로 관찰 가능한 것을 특징으로 한다.
본 고안에 따르면, 상기 창부재는 유리, 아크릴, 폴리카보네이트 중 어느 하나로 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 고안에 따르면, 상기 창부재는 볼록한 곡면 형상으로 이루어진 곡면부와, 상기 곡면부의 가장자리로부터 단차지게 형성된 단차부를 가지며, 상기 보강부재는 상기 단차부에 결합되어 있는 것이 바람직하다.
그리고, 본 고안에 따르면, 상기 창부재의 표면에는 상기 창부재의 강도를 보강하기 위하여 방탄필름이 부착되어 있는 것이 바람직하다.
이하, 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 고안의 제1실시예에 따른 가스절연개폐장치를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 점검창의 개략적인 평면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예의 가스절연개폐장치(100)도 절연성 가스인 SF6 가스가 충진된 용기(10)와, 용기(10)에 결합되며 양측이 개구된 중공 형상 의 분기관(20)과, 용기(10)에 내장된 가스 차단기(30)를 구비하는 점은 도 1을 참조하면서 설명한 종래의 가스절연개폐장치(1)와 동일하다. 그리고, 가스 차단기(30)가 고정 접촉자(31) 및 고정 접촉자(31)와 접촉 및 분리 가능하도록 구동되는 가동 접촉자(32)를 가지며, 분기관(20)의 단부에 플랜지부(21)가 형성되어 있음은 종래의 가스절연개폐장치(1)와 다를 바 없다. 또한, 분기관(20)이, 고정 접촉자(31)와 가동 접촉자(32)의 결합 상태가 분기관(20)의 중공부를 통해서 보이도록 적절한 위치에 결합되어 있는 점도 종래의 가스절연개폐장치(1)와 동일하다.
한편, 본 실시예의 가스절연개폐장치(100)에 있어서는, 용기에 내장된 가스 차단기(30)를 용기(10)의 외부에서 육안으로 관찰하여 점검할 수 있도록 하는 구성면에서 종래의 가스절연개폐장치(1)와 다르다.
즉, 본 실시예의 가스절연개폐장치(100)에 있어서는, 투명한 점검창(40)이 분기관의 플랜지부(21)에 볼트(B) 및 너트(N)의 결합에 의해 착탈 가능하게 결합된다. 점검창(40)은 창부재(41)와, 보강부재(42)를 가진다.
창부재(41)는 플랜지부(21)에 볼트 결합되어 분기관(20)의 개구를 막는다. 창부재(41)는 투명한 소재, 예를 들어 유리, 아크릴, 폴리카보네이트 중 어느 하나로 구성된다. 창부재(41)는 원형의 평판 형상으로 이루어져 있다. 창부재(41)에는 홈(411)이 형성되어 있으며, 홈(411)에는 기밀 유지를 위한 게스켓(50)이 설치된다.
보강부재(42)는 창부재(41)의 테두리에 결합되어 있어, 전체적으로 도우넛 형상으로 이루어져 있다. 보강부재(42)는 분기관과 동일한 소재, 예를 들어 스 틸(steel) 등의 금속성 소재로 이루어진다. 보강부재(42)는 창부재(41)의 강도를 보강하여, 용기(10)에 충진되어 있는 SF6 가스의 압력에 의해 창부재(41)가 파손되는 것을 방지한다.
상술한 바와 같이 구성된 가스절연개폐장치(100)에 있어서는, 점검창(40)의 창부재(41)가 투명한 소재로 이루어져 있어서, 점검자가 점검창(40)을 분기관(20)으로부터 분리하지 않은 상태에서도 투명한 창부재(41)를 통해서 용기(10) 내부에 설치된 가스 차단기(30)의 작동 상태를 확인할 수 있게 된다. 따라서, 가스 차단기(31)의 작동 상태, 예를 들어 고정 접촉자(31)와 가동 접촉자(32) 간의 접촉 불량, 고정 접촉자(31)와 가동 접촉자(32) 간의 아크 발생, SF6 가스의 변색, 또는 고정 접촉자(31)와 가동 접촉자(32) 간의 과열에 기인하는 써멀 테이프의 변색 여부 등을 육안으로 확인할 수 있게 된다. 그리고, 가스 차단기(30)의 오작동시에 있어서도, 그 오작동을 육안으로 조기에 발견하여 적절한 조치, 예를 들어 가스 차단기(30)의 작동 중단 등의 조치를 취하여 대형사고의 유발을 미연에 방지할 수 있게 된다.
한편, 본 실시예에 있어서는 가스절연개폐장치(100)에 단로기와 접지 개폐기가 도시되어 있지 않으나, 가스절연개폐장치(100)에는 단로기와 접지 개폐기가 구비되어 있으며, 단로기와 접지 개폐기를 외부에서 육안으로 관찰하여 점검하기 위한 목적으로 도 2 및 도 3을 참조하면서 상술한 바와 유사하게 단로기와 접지 개폐기 각각의 관찰용으로 분기관 및 점검창이 더 구비되어 있다.
한편, 창부재(41)와 보강부재(42)를 가지는 점검창(40)이 SF6 가스의 압력에 의해 파손되지 않는 점을 검증하기 위해서 다음과 같은 수치 해석을 수행하였다.
먼저, 보강부재(42)에 의해 보강되지 않고 창부재(41)만이 분기관의 플랜지부(21)에 결합된 상태에 대하여 수치 해석을 수행하였다.
SF6 가스의 압력이 0.5kgf/㎠이며, 창부재(41)는 인장응력이 6.5kgf/㎟인 폴리카보네이트로 구성되며, 창부재(41)의 두께는 12㎜이며, 창부재에 형성된 홈(411)의 깊이는 5㎜이며, 창부재(41)가 볼트 결합된 상태로 수치 해석 조건을 설정한 후에, 창부재(41)에 인가되는 인장응력을 수치 해석하게 되면, 볼트(B)가 결합된 부분에서 최대 응력이 발생함을 알 수 있다. 그리고, 이 때의 창부재(41)에 발생되는 최대 인장응력은 13.6kgf/㎟로 연산된다. 따라서, SF6 가스의 압력에 의해 발생되는 최대 인장응력(13.6kgf/㎟)이 폴리카보네이트의 인장응력(6.5kgf/㎟) 보다 크므로, 창부재(41) 단독으로는 분기관(20)에 결합되어 사용될 수 없게 된다.
다음으로, 창부재(41)와 보강부재(42)를 가지는 점검창(40)이 분기관의 플랜지부에 결합된 상태에 대하여 수치해석을 수행하였다.
SF6 가스의 압력이 0.5kgf/㎠이며, 창부재(41)는 인장응력이 6.5kgf/㎟인 폴리카보네이트로 구성되며, 창부재(41)의 두께는 12㎜이며, 창부재에 형성된 홈(411)의 깊이는 5㎜이며, 보강부재(42)는 인장응력이 35kgf/㎟인 스틸로 구성되며, 보강부재(42)의 두께가 5㎜이며, 보강부재(42)의 내경은 300㎜이며, 창부재(41) 및 보강부재(42)는 볼트결합된 상태로 수치 해석 조건을 설정한 후에, 점검 창(40)에 인가되는 인장응력을 수치해석하게 되면, 볼트(B)가 결합된 부분에서 최대 응력이 발생함을 알 수 있다. 그리고, 이 때의 창부재(41) 및 보강부재(42)에 발생되는 최대 인장응력은 1.62kgf/㎟이다. 따라서, SF6 가스의 압력에 의해 발생되는 최대 인장응력(1.62kgf/㎟)이 폴리카보네이트의 인장응력(6.5kgf/㎟) 보다 작으므로, 보강부재(42)에 의해 보강된 창부재(41)를 안심하고 사용할 수 있게 된다. 그리고, 폴리카보네이트가 스틸과 달리 지속적으로 인가되는 하중에 의해 변형이 증가하는 크립(creep) 특성을 가지더라도, 발생되는 최대 인장응력이 폴리카보네이트의 고유한 인장응력에 비해 현저하게 작으므로, 창부재(41)를 장기간 동안 사용할 수 있게 된다.
한편, 본 고안의 제1실시예에 있어서는 창부재가 평판형상으로 이루어지도록 구성되어 있으나, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 창부재가 곡면부와 단차부를 가지도록 구성할 수 있다.
즉, 본 고안의 제2실시예에 따른 가스절연개폐장치용 점검창(40a)에 있어서는, 창부재(41a)가 볼록한 곡면 형상으로 이루어진 곡면부(412)와, 곡면부(412)의 가장자리로부터 단차지게 형성된 단차부(413)를 가진다. 단차부(413)에는 보강부재(42)가 결합되어 있다. 이와 같이, 창부재(41a)가 곡면부(412)를 가지게 되면, 창부재의 곡면부(412)에는 SF6 가스의 압력에 의해 도 4에 도시된 화살표 방향으로 인장응력이 발생하게 되어, 발생되는 인장응력의 크기가 줄어들게 된다.
또한, 본 고안의 제1실시예에 있어서는 창부재에 보강부재만이 결합되어 창 부재의 강도가 보강되도록 구성되어 있으나, 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 창부재에 방탄필름이 부착되어 창부재의 강도가 더욱 보강되도록 구성할 수도 있다.
즉 본 고안의 제3실시예에 따른 가스절연개폐장치용 점검창(40b)는 창부재(41)와, 창부재(41)의 표면에 부착된 공지의 방탄필름(43)과, 방탄필름(43)의 테두리에 결합된 도우넛 형상의 보강부재(42)를 구비한다. 이와 같이 창부재(41)에 방탄필름(43)이 부착되어 있으므로, 창부재(41)의 강도가 더욱 증가하게 된다.
이상, 본 고안을 바람직한 실시예들을 들어 상세하게 설명하였으나, 본 고안은 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 본 고안의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함은 명백하다.
예를 들어, 본 실시예에 있어서는 분기관이 용기와 별개의 구성요소로 구비되어 있으나, 분기관과 용기가 일체가 되도록 구성할 수도 있다.
상기한 구성의 본 고안에 따르면, 가스 차단기, 접지 개폐기 및 단로기의 작동상태를 외부에서 관찰할 수 있게 되므로, 가스 차단기, 접지 개폐기 및 단로기의 고장 여부를 신속하게 발견하여 대형 사고의 발생을 미연에 방지할 수 있게 된다.

Claims (4)

  1. 절연성 가스가 충진되는 용기와, 상기 용기에 결합되며 양측이 개구된 중공 형상의 분기관과, 상기 용기에 내장된 가스 차단기, 접지 개폐기 및 단로기를 가지는 가스절연개폐장치에 구비되는 것으로서,
    상기 분기관에 착탈 가능하게 결합되어 상기 분기관의 개구를 막으며, 투명한 소재로 이루어진 창부재; 및
    상기 창부재의 강도를 보강하기 위해 상기 창부재의 테두리에 결합되는 보강부재;를 구비하여,
    상기 가스 차단기, 접지 개폐기 및 단로기 중 어느 하나가 상기 창부재를 통해 상기 용기의 외부에서 육안으로 관찰 가능한 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치용 점검창.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 창부재는 유리, 아크릴, 폴리카보네이트 중 어느 하나로 구성된 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치용 점검창.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 창부재는 볼록한 곡면 형상으로 이루어진 곡면부와, 상기 곡면부의 가장자리로부터 단차지게 형성된 단차부를 가지며,
    상기 보강부재는 상기 단차부에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치용 점검창.
  4. 제 1항 내재 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 창부재의 표면에는 상기 창부재의 강도를 보강하기 위하여 방탄필름이 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치용 점검창.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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