KR200444011Y1 - 부싱용 쉴드 - Google Patents

Abstract

본 고안은 계기용 변성기, 리액터, 개폐기 등과 같은 전력기기의 전력을 인입,인출하는데 사용되는 부싱 내부에 장착되어 상시 고압이 인가되는 전력기기의 전계 집중을 완화하여 절연파괴를 방지하고, 선로의 활선여부를 감지하는데 사용되는 쉴드(shield)에 관한 것이다.

본 고안의 부싱용 쉴드는 망구조로 된 원통형의 금속 몸체; 상기 몸체에 외측으로 돌출된 형태로 결합되어 있는 다수의 단자; 상기 원통형 몸체의 단부에 외측을 향해 라운드진 형태로 연결되어 전계집중을 방지하는 라운드부재;를 포함하여 이루어진다.

본 고안의 쉴드는 라운드부재를 구비하여 전계가 몸체의 끝단에 집중되는 것을 방지하고, 몸체의 망구조를 메탈라스형태로 하여 몸체의 변형을 최소화하고, 단자를 리벳으로 몸체에 결합시켜 환경오염의 유발을 방지하고, 몸체의 재질을 알루미늄으로 하여 계면부위에 갭이 발생되는 것을 최소한으로 억제시켰다.

쉴드, 부싱, 망구조, 메탈라스, 라운드부재, 전계집중

Description

부싱용 쉴드{SHIELD FOR BUSHING}

본 고안은 계기용 변성기, 리액터, 개폐기 등과 같은 전력기기의 전력을 인입,인출하는데 사용되는 부싱 내부에 장착되어 상시 고압이 인가되는 전력기기의 전계 집중을 완화하여 절연파괴를 방지하고, 선로의 활선여부를 감지하는데 사용되는 쉴드(shield)에 관한 것이다.

일반적으로 쉴드는 각종 전력기기의 고안 인입출부에 널리 사용되는 부싱에 주로 적용되어 사용되나, 때로는 그 필요성에 따라 개폐 및 차단장치 등에도 사용된다 .

그리고 전압 인가 도체로부터 적당한 절연체를 사이에 두고 설치되어, 주로 상시 고압이 인가되는 전력기기의 전계 집중을 완화하여 절연파괴를 방지함으로써 사용 수명에 관한 신뢰성 확보와, 콘덴서 분압형 방식을 통한 선로의 활선 여부를 감시할 수 있는 전압검출 센서로서의 역할을 한다.

이와 같은 용도로 사용되는 쉴드는 일반적으로 원통형 금속 몸체와, 상기 몸체에 결합되어 있는 전압검출용 단자로 이루어진다.

도1은 국내 등록실용신안공보 제20-0371468호에 도시되어 있는 종래의 쉴드를 도시한 것으로서,

도면에서 보듯이 원통형의 금속 몸체(4)가 그 단면이 직선 형태이고, 메쉬 스크린(mesh screen) 구조로 이루어진다. 상기 메쉬 스크린 구조는 가는 철사(금속을 말함)를 이용하여 서로 교차하도록 엮은 그물망 구조를 말한다.

몸체(4)의 단면이 직선 형태인 경우 돌출되어 있는 몸체의 끝단(edge) 부위에 전계가 집중되어 부분방전에 의해 몸체를 감싸고 있는 에폭시(몸체를 감싸는 절연체로는 여러 종류의 것이 있고, 그 중 대표적인 것이 에폭시이다.)가 열화되어 절연파괴의 소손사고를 일으키기는 문제가 발생하기 쉽다.

그리고 메쉬 스크린 구조의 몸체(4)는 그 형상에 변형이 발생되기 쉽다. 예를 들면, 초기제조공정에서 몸체를 이루는 철사들이 일정한 간격을 유지하게 하기 쉽지 않고, 제작 후에는 우발적인 외력에 의해 철사들이 한쪽으로 치우치기 쉽고, 인서트 사출로 몸체를 에폭시로 감싸는 과정에서 금형에 주입되는 수지(에폭시)에 밀려 원통형의 형상이 변형되거나 철사들이 일정간격을 유지하지 못하고 한쪽으로 치우치기 쉽다. 이와 같이 몸체의 형상에 변형이 발생되면 전계 완화를 주목적으로 쓰이는 쉴드의 설계 오류가 발생되고, 그로인해 대형사고를 야기시킬 수 있는 도화선이 될 수 있다.

그리고 몸체(4)에는 쉴드에 유도되는 전압을 검출하거나, 활선여부를 감시하거나, 접지를 위해 단자(5)가 연결되는데, 종래에는 납땜을 하여 몸체에 단자를 결합시켰다.

납땜으로 단자(5)를 몸체(4)에 결합시키는 것은 환경오염 문제를 유발시키고, 무엇보다 동경협약에서 납땜의 사용을 금지하고 있다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 원통형 몸체의 단부(edge)에 전계가 집중되지 않도록 몸체의 단부에 외측을 향해 라운드진 라운드부재를 구비시키고, 몸체의 구조적 안정성을 높이기 위해 몸체를 메쉬형태가 아닌 메탈라스형태로 하고, 몸체에 결합되는 전압검출용단자는 리벳으로 결합시켜 환경오염 야기를 방지한 부싱용 쉴드를 제공함을 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 부싱용 쉴드는

망구조로 된 원통형의 금속 몸체;

상기 몸체에 외측으로 돌출된 형태로 결합되어 있는 다수의 단자;

상기 원통형 몸체의 단부에 외측을 향해 라운드진 형태로 연결되어 전계집중을 방지하는 라운드부재;를 포함하여 이루어진다.

그리고 상기 몸체와 상기 라운드부재를 일체로 이루어진 것을 특징으로 하고,

상기 몸체의 망구조는 금형으로 사출하거나 금속판을 타공하여 형성되는 메탈라스형태인 것을 특징으로 하고,

상기 단자는 상기 몸체에 리벳으로 결합되어 있는 것을 특징으로 하고,

상기 몸체는 몸체의 내외부를 감싸는 에폭시 수지와 선팽창계수가 유사한 알루미늄재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 고안은 몸체의 단부 edge부위에 외측으로 말린(라운드진) 라운드부재를 구비하여 그 곳에 전계가 집중되어 부분방전에 의해 몸체를 감싸는 절열체(에폭시)가 열화되어 절연파괴의 소손사고를 일으키는 것을 방지하는 효과가 있다.

몸체의 망구조를 금형으로 사출하거나 금속판을 프레스 타공하여 형성시킨 메탈라스형태로 하여 변형이 쉽게 발생되지 않아 안정성이 높다.

그리고 단자(전압검출용나 접지용 단자)는 납땜이 아닌 리벳으로 몸체에 결합시켜 환경오염 문제가 발생되지 않고 몸체에 견고히 결합된다.

또한 몸체는 몸체를 감싸는 절연체인 에폭시와 팽창계수가 유사한 알루미늄재질로 하여 에폭시와 몸체의 계면부위에 갭이 발생되는 것을 억제한다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 고안을 보다 구체적으로 설명한다.

도2는 본 고안에 따른 부싱용 쉴드의 사시도이고, 도3은 또 다른 일례의 부실용 쉴드의 사시도이다.

도면에서 보듯이 본 고안의 쉴드는 원통형의 몸체(10)와 상기 몸체(10)의 외측으로 돌출되어 있는 다수의 단자(30)와, 상기 몸체(10)의 단부에서 외측을 향해 말려 있는 라운드부재(20)를 포함하여 이루어진다.

상기 몸체(10)는 상하부에서 도전봉과 소정거리 이격되어 일정한 거리를 유지하도록 도2와 같이 일자형태(라운드부재(20)를 제외한 몸체(10)의 단면 형상을 말함)의 원통형이 일반적이지만,

때로는 필요에 따라 에지(edge) 및 삼중점 등의 절연 취약성을 보완하고자 전압인가 도체에 직결 설치되기도 한다. 도3은 이러한 경우에 사용되는 원통형 몸체(10)의 일례로서 몸체(10)의 하부가 내측으로 절곡되어 있다. 이 절곡된 부분은 도전봉과 결합되는 고정용 와셔와 같은 역할을 한다.

상기 몸체(10)는 황동, 알루미늄, SUS와 같은 금속재질로 이루어지고, 부싱 의 도전봉과 일정한 거리(10mm 이상)를 유지하도록 원통형의 형상으로 이루어지고, 도전봉과 몸체(10) 사이에는 에폭시와 같은 절연체가 채워져 상기 몸체(10)는 캐패시터(Capacitor)로서 기능한다.

상기 몸체(10)의 재질 중 알루미늄은 몸체(10)의 내외부를 감싸는 절연체인 에폭시와 선팽창계수가 유사하여 에폭시의 성형수축 반응에 동조되어 수축됨으로서 두 소재간의 계면에 갭(gap)이 발생되는 것을 억제하여 전계가 집중되는 것을 최소화할 수 있다.

상기 원통형의 금속 몸체(10)는 망구조로 이루어진다. 전술한 바와 같이 종래에는 가늘고 둥근 철사를 교차시켜 엮어 몸체(10)의 망구조를 형성(메쉬 스크린 형태의 망구조)하였으나,

본 고안은 망구조를 갖는 금형에 용융상태의 금속을 주입하여 사출하거나, 금속판을 프레스로 타공하여 몸체(10)의 망구조를 형성(메탈라스 형태의 망구조)하였다.

메쉬 스크린 형태의 망구조는 서로 교차되어 있는 철사들이 유동될 수 있어 망구조 형상이 변형될 수 있지만, 메탈라스 형태의 망구조는 변형될 여지가 거의 없어 안정성이 뛰어나다.

상기 라운드부재(20)는 몸체(10)의 단부 끝단(edge)부위에 구비되어 그 부위에 전계가 집중되는 것을 방지한다.

부싱의 도전봉에 흐르는 전류에 의해 발생되는 전계는 뾰족한 부위에 집중되는 경향이 있다. 따라서 종래와 같이 원통형 몸체(10)를 직선형태로 하는 경우에는 뾰족한 단부에 전계가 집중되어 부분방전에 의해 절연체인 에폭시가 열화되어 절연파괴의 소손사고가 발생될 위험이 높다.

따라서 뾰족한 몸체(10)의 단부를 라운드 처리하여 그 곳에 전계가 집중되는 것을 방지할 필요가 있고, 이것이 본 고안의 라운드부재(20)이다.

상기 라운드부재(20)는 스프링이나 동봉과 같이 원형구조를 갖는 별개의 금속체를 몸체(10)의 단부에 스포트용접 또는 납땜으로 접합시켜 구비시킬 수 있지만, 그럴 경우 용접 또는 납땜 부위의 경도상 문제로 에폭시와의 계면발리 현상이 초래되어 전계집중 방지의 효과가 절감될 수 있다.

따라서 몸체(10)의 단부를 외측을 향해 말아서 즉, 몸체(10)와 라운드부재(20)의 일체화시켜 라운드부재(20)를 구비하는 것이 보다 바람직하다.

상기 단자(30)는 몸체(10)의 외측으로 돌출되도록 몸체(10)에 결합되고, 그 단부는 몸체(10)를 감싸는 절연체에 노출되어 몸체(10)에 유기되는 전압의 검출용으로 사용된다. 단자(30)로부터 전압을 검출함으로서 선로의 활선여부와 이상상태를 감시한다. 다수의 단자(30) 중 일부는 접지용으로 사용될 수 있다.

종래에는 단자(30)를 몸체(10)에 결합시킴에 있어 주로 납땜을 이용하였는 데, 납땜은 환경오염 문제를 유발하여 동경협약에서 쉴드에 납땜을 하는 것을 금지하고 있다. 또한, 납땜은 납땜부의 경도상 문제로 에폭시와의 계면박리 현상을 초래하고, 단자(30)와 몸체(10)의 결합력이 약해 작은 충격에도 단자(30)가 몸체(10)에서 분리되기 쉽다.

이에 본 고안에서는 단자(30)와 몸체(10)를 리벳(40)으로 결합시켰다.

즉, 단자(30)의 내측 단부 중앙에 삽입공(31)을 형성하고 상기 삽입공(31)에 리벳(40)의 삽입부(41)를 억지끼움식으로 삽입시켜 단자(30)와 리벳(40)을 결합시키고,

상기 몸체(10)에는 상기 삽입부(31)가 삽입되는 결합홀(11)을 형성하고 상기 리벳(40)의 확장부(43)가 상기 단자(30)의 내측 단부와 개재되어 있는 몸체(10)를 내외측에서 가압하여 단자(30)를 몸체(10)에 결합시켰다.

이상에서 본 고안을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 부싱용 쉴드에 대해 설명하였으나 본 고안은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 고안의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

도 1 은 종래 쉴드의 사시도.

도 2 는 본 고안에 따른 쉴드의 사시도.

도 3 은 본 고안의 또 다른 일례에 따른 쉴드의 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 몸체 11 : 결합홀

20 : 라운드부재 30 : 단자

31 : 삽입공 40 : 리벳

41 : 삽입부 43 : 확장부

Claims (5)

1. 망구조로 된 원통형의 금속 몸체;

   상기 몸체에 외측으로 돌출된 형태로 결합되어 있는 다수의 단자;

   상기 원통형 몸체의 단부에 외측을 향해 라운드진 형태로 연결되어 전계집중을 방지하는 라운드부재;를 포함하여 이루어진 부싱용 쉴드.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 몸체와 상기 라운드부재를 일체로 이루어진 것을 특징으로 하는 부싱용 쉴드.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 몸체의 망구조는 금형으로 사출하거나 금속판을 타공하여 형성되는 메탈라스형태인 것을 특징으로 하는 부슁용 쉴드,
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 단자는 상기 몸체에 리벳으로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 부싱용 쉴드.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 몸체는 몸체의 내외부를 감싸는 에폭시 수지와 선팽창계수가 유사한 알루미늄재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 부싱용 쉴드.

Images