KR20100061597A - 진공밸브를 이용한 옥내, 외 개폐기 및 차단기의 진공밸브및 절연하우징 - Google Patents

진공밸브를 이용한 옥내, 외 개폐기 및 차단기의 진공밸브및 절연하우징 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에폭시, 폴리콘크리트 등의 경질의 고분자 절연재료로 제작된 절연 하우징 내부에 실리콘, EPDM, 우레탄 고무 등의 연질의 고분자 절연물로 외부가 몰딩 된 진공밸브가 조립되어, 일체형으로 사용되는 구조의 옥내, 외 개폐기 및 차단기에 있어서 절연하우징의 내부구조 및 진공밸브의 외부 몰딩형상에 관한 것으로서, 진공밸브 외부에 몰딩 되는 연질 절연물의 형상을 테이퍼가 진 둥근원뿔 형태로 제작하고, 절연 하우징 내부의 진공밸브 조립부는 진공밸브와 반대형상으로 제작하며, 절연하우징 내부의 진공밸브와 조립되는 조립부의 치수는 진공밸브 몰딩부 외형치수 보다 작게 제작 하며, 진공밸브의 연질 몰딩부 표면에 실리콘 그리이스 등의 윤활 및 기밀재를 도포한 후, 진공밸브를 절연하우징 내부에 나사를 이용하여 조립하며 조립 시, 진공밸브 외면의 연질 몰딩부가, 절연하우징 내면에 의해 압축되게 조립함으로서 절연하우징 내면과 진공밸브 외부의 몰딩된 접착면 사이에 기포가 존재하지 않게 되며, 그로인하여 차단기 및 개폐기의 개방 시 진공밸브와 절연하우징 사이에서 기포의 영향 및 이물질의 침입 등으로 접촉부의 계면에서 절연성능이 저하되는 현상을 막을 수 있다.
본 발명은 종래의 방법 및 구조에 비하여 진공밸브 외면에 몰딩된 연질 절연물과 경질절연물로 제작된 절연 하우징 사이에 존재하여 접촉 계면의 절연 성능을 저하시킬 수 있는 기포 등을 근본적으로 제거함으로서 하우징과 진공밸브 사이의 접착계면의 절연성능 및 품질 신뢰성을 높여주며, 또한 이와 관련하여 제조공정중 의 불량감소에 의한 수율향상에 따른 경제적 이득의 효과도 있다.
진공밸브, 차단기, 개폐기, 절연하우징, 고분자절연물, SF6 gas

Description

진공밸브를 이용한 옥내, 외 개폐기 및 차단기의 진공밸브 및 절연하우징{omitted}
본 발명은 옥내, 외용 차단기 및 개폐기에 사용되는 절연하우징 및 절연하우징 내부에 조립되어 절연하우징과 일체형으로 사용되는 진공밸브에 관한 것으로서, 진공밸브와 절연하우징 사이의 접촉계면에서 우수한 절연성능을 보유할 수 있도록 한 절연하우징 및 진공밸브에 관한 것이다.
도2는 종래에 사용해오던 SF6 가스절연 차단기 및 개폐기의 외형도로서 그동안 옥내, 외에 사용되는 차단기나 개폐기는 전기가 흐르는 차단부를 금속으로 제작된 박스(200) 안에 삽입하고 박스 안에 절연매질로 SF6 가스를 사용한 SF6 가스절연방식의 차단기 및 개폐기가 일반적으로 사용되어 왔으나, SF6 가스의 주성분인 불소가스가 오존층 파괴에 심각하게 악영향을 끼치는 물질로 분류되어, 지구온난화 방지협약에 감축대상 가스로 지정되어 점차적으로 사용이 제한되고 있다.
이러한 문제 때문에 절연매질로 SF6 가스를 대신해서 건조공기, 질소가스, 진공 등의 다른 절연 매질을 사용한 제품의 제작이 점차적으로 확대되고 있다.
이러한 제품 중 진공밸브를 사용한 제품은, 전기를 통하게 하는 투입상태의 경우에는 도3의 우측도면과 같이 진공밸브의 내부의 접점이 붙고 전기를 차단하는 개방상태 에서는 도3의 좌측도면과 같이 접점이 서로 떨어지게 되는데, 접점부의 절연은 절연특성이 우수한 진공밸브 내부에서 이루어지나, 개폐기나 차단기의 개방 시 진공밸브 외부의 양끝면의 금속부 극간의 절연(130, 131), 진공밸브 양단과 연결되어 전기를 흐르게 하는 도전부(112, 114)에 대한 절연, 도전부와 전기가 흐르는 도전부와 전류의 크기를 감지하는 변류기(113)에 대한 절연, 전압을 감지하는 전압센서(111)에 대한절연 및 진공밸브 및 도전부의 지지 및 개폐기 및 차단기 동작 시에 발생하는 충격력에 대한 기계적 강도유지 등의 기능은 경질의 고분자로 제작된 절연하우징이 수행하고 있으며 진공밸브와 절연하우징은 일체형으로 제작, 사용한다.
이러한 진공밸브와 일체형인 절연 하우징의 제작 방법 및 구조는, 진공밸브 외부를 실리콘, EPDM, 우레탄고무 등 연질절연물로1차 몰딩 후, 그 외부에 직접 절연하우징용 에폭시 혹은 폴리 콘크리트 등 경질의 고분자 절연물질을 2차적으로 직접 몰딩하는 방법이 있고, 진공밸브를 연질물로 몰딩한 후, 절연하우징을 별도로 제작한 후 조립하여 사용하는 방법이 있다.
위의 방법 중, 몰딩된 진공밸브 위에 절연하우징용 재료를 직접 몰딩하여 절연하우징에 진공밸브가 내장된 제품을 만드는 경우, 연질재료와 절연하우징용 에폭시 및 폴리콘크리트 등의 제품의 접착성이 좋지 않은 관계로 성형상의 제조공정, 설비특성 상의 문제 등에 의하여 진공밸브 표면의 연질절연 고무와 절연하우징을 이루는 경질고분자 재료의 접촉 계면사이에 기포발생, 수분 침투 등이 가능하고, 이로 인한 접착계면의 절연파괴로 인하여 진공밸브 양단 금속부분간(130, 131)의 절연성능 저하 등이 빈번히 발생하는 관계로 제작 시 불량률이 대단히 높으며 불량이 발생되는 경우 내장된 고가의 진공밸브 까지 폐기하여야 하는 관계로 경제적 손실이 크다.
또, 다른 방법으로 절연하우징을 별도로 제작하여 몰딩된 진공밸브와 조립 사용하는 방법의 경우, 종래의 방법은 진공밸브의 몰딩형태를 직선 형태 혹은 직선 형태에 약간의 요철부를 추가하는 형태로 제작하고, 절연하우징의 진공밸브와 접착되는 부분도 직선 형태로 제작 조립하는 관계로, 작업조건 및 공정특성에 따라 변하기 쉬운 진공밸브 외면에 몰딩 된 연질 절연재료의 외형치수 및 절연하우징의 내부 접촉면의 치수변화 등에 의해 조립 시 접촉되는 접촉계면의 절연특성 변화가 심하므로 품질이 안정적이지 않고, 특히 절연하우징 내부에 진공밸브를 조립 시 절연하우징 내면과 진공밸브 외면의 계면에 기포가 잔류하는 경우가 많아 그로인한 품질불안정 및 불량발생에 의한 재작업 혹은 폐기 등, 많은 경제적 문제를 초래하고 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로 몰딩된 진공밸브를 절연하우징에 조립 시, 진공밸브에 몰딩 된 연질 절연물이 압축 조립되게 하여 진공밸브의 몰딩외면과 경질의 절연하우징의, 접착면 사이에 기포발생 및 잔류현상을 없게 하여 접착계면의 절연 성능 및 품질을 향상 시킨 절연하우 징 및 몰딩된 진공밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 절연하우징 및 진공밸브는 절연하우징 내부에 조립되는 진공밸브를 몰딩 시 외면의 형상을 테이퍼가 진 둥근원뿔 형태로 제작하고, 절연하우징 내부의 진공밸브와 조립되는 형상은 진공밸브와 반대형상으로 제작 하되, 절연하우징 내부 조립부의 치수를 진공밸브 외형 치수보다 작게 제작하여 진공밸브를 절연하우징 내부에 조립 시, 진공밸브 외부의 몰딩부 표면에 윤활 및 기밀용 실리콘 그리이스 등을 도포하여 조립, 진공밸브 외부에 1차 몰딩된 연질 절연재료가 압축되면서 절연하우징 내부에 조립되게 하여 진공밸브 외면의 연질절연물과 경질고분자 외면의 접촉면 사이에 기포의 발생 및 잔류를 없게 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 절연하우징 및 몰딩 된 진공밸브는 진공밸브의 외면에 몰딩 된 실리콘, EPDM등 몰딩 된 연질의 고분자 절연물이 절연하우징에 조립 시, 나사에 의해 강제로 압축되면서 조립되는 관계로 압축효과에 의해 진공밸브 외면과 절연하우징 내면의 접착계면에 기포가 잔류 및 발생할 수 없고, 이물질 등이 침투할 수 없는 관계로 진공밸브와 절연하우징 접촉부 계면의 절연 성능 및 품질신뢰성을 향상시키며, 이를 사용한 옥내, 외 개폐기 및 차단기의 품질신뢰성을 크게 향상시킨다.
또한, 본 발명은 종래의 방법에 비해 성능의 향상, 불량의 감소, 수율증가 등을 가질 수 있음은 물론, 불량품의 폐기, 재작업 등의 불필요한 작업을 미연에 방지함으로서 그를 통한 경제적 효과도 있다.
이하 본 발명에 의한 절연하우징 및 몰딩 된 진공밸브에 대한 적용 예를 첨부된 도면을 통하여 상세히 설명한다.
본 발명은 실리콘, EPDM, 우레탄 고무 등, 연질의 고분자 절연고무로 몰딩 된 진공밸브(120)가 에폭시, 폴리콘크리트 등의 경질의 고분자 절연재료로 제작된 절연하우징(110)내부에 나사로 조립되어 일체형(100)으로 사용되는 것을 그 특징으로 한다.
진공밸브(121)는 실리콘 EPDM 우레탄 고무 등과 같은 연질의 고분자 절연재료(122)로 도4와 같이 테이퍼가 진 둥근원뿔 형태로 몰딩한다.
이때 진공밸브의 몰딩된 외부 치수의 외경(126) 및 길이(125)는 조립 시 절연하우징의 상대면의 내경(115) 및 길이(116)보다 커야 하며 진공밸브의 고정전극부의 몰딩부 끝부분은 조립 시 내부 기포배출을 용이하게 하기 위하여 경사각을(127) 갖는다.
절연하우징은(110) 전기를 흐르게 하는 도체(112, 114), 전류를 검출하는 변류기(113), 전압을 검출하는 전압센서(111)등을 내장한 상태로 에폭시, 폴리콘크리트 등과 같은 경질 고분자폴리머 재료를 주제로 하여 경화제가 혼합된 상태에서 액상상태로 금형에 주입하여 제작한다.
절연하우징의 진공밸브와 조립되는 내면부의 형상은 몰딩된 진공밸브의 외면 의 형상과 동일하나, 내경(115) 및 길이(116)는 몰딩된 진공밸브의 외경(126) 및 길이(125)보다 작게 제작하며, 진공밸브와 맞닺는 끝부분은 진공밸브의 끝부분과 같은 경사각(117)을 갖는다.
절연하우징 내부에 진공밸브의 조립은 나사를 이용하여 조립하는 구조로서 도6과 같이 몰딩 된 진공밸브(120)의 나사부(124)를 도5의 절연하우징(110) 내부의 나사부(119)에 조립한다. 이때 조립의 원할성 및 조립 후 진공밸브(120)와 절연하우징(110) 내부의 조립접촉면 사이의 접착계면의 기밀유지 및 조립의 원활성을 위하여 진공밸브 몰딩부 표면에 실리콘 그리이스 등을 도포한다.
이때 진공밸브의(120) 조립깊이는 절연하우징의 각이진 모서리부분(118)과 진공밸브의 외부에 조립깊이를 확인하기 위하여 제작된 모서리 부분(123)이 일치하는 지점까지 조립한다.
이 경우 진공밸브(120)의 외면에 몰딩된 연질절연물은 직경부분은 연질절연물의 외경(126)과 절연하우징의 내경(115)치수의 차이만큼, 길이방향으로는 연질절연물의 길이(125)과 절연하우징의 조립부 길이(116)의 차이만큼 압축된 상태에서 조립되게 된다.
진공밸브(120)를 적절한 깊이까지 조립한 후, 개폐기 및 차단기의 동작 시 충격 및 진동에 의해 몰딩된 진공밸브가 풀릴 우려가 있으므로 이를 방지하기 위하여 도6과 같이 몰딩된 진공밸브의 가동부 측에 몰딩부를 누르는 풀림방지용 와샤(150)를 겹친 후, 이 와샤를 볼트(160)를 이용 절연하우징 내부에 고정한다.
상기한 바와 같이 제작한 몰딩된 진공밸브(120)와 절연하우징(110)을 사용한 차단기 및 개폐기는 몰딩된 진공밸브의 외면과 그와 접촉하는 절연하우징(110)의 접촉부(140) 사이에 기포가 존재하지 않게 됨으로서 접촉 계면(140)에서 기포에 의한 절연성능저하 현상이 없게 되어, 계면의 절연 성능 및 품질신뢰성을 향상시키며, 또한 장기사용에 의한 동작에 의한 진동 등 외부의 충격에 의해 절연하우징 내부에 조립된 진공밸브의 풀림현상도 방지할 수 있으며, 이에 의하여 이를 사용한 옥내, 외 개폐기 및 차단기의 품질 신뢰성을 크게 향상시킨다.
도1은 본 발명의 절연하우징 및 진공밸브가 적용된 옥내, 외용 개폐기 및 차단기의 도면
도2는 종래의 SF6 가스절연형의 차단기 및 개폐기의 도면
도3은 진공밸브의 개방 및 투입된 상태에서의 단면구조를 도시한 도면
도4는 몰딩된 진공밸브의 내부구조 및 외형을 나타낸 도면
도5는 절연하우징의 단면을 도시한 도면
도6은 절연하우징에 몰딩된 진공밸브 조립순서를 나타낸 도면
도7은 일체형으로 조립이 완료된 절연하우징 및 진공밸브의 조립상태를 나타내는 외형도 및 내부구조를 표시한 단면도
＜도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명＞
100: 진공밸브가 내부에 조립된 절연하우징 110: 절연하우징
111: 전압센서 112: 도체
113: 변류기 114: 도체
115: 절연하우징의 진공밸브 조립부의 내경 116: 절연하우징의 진공밸브 조립부의 길이
117: 절연하우징의 진공밸브 조립부의 경사각 118: 진공밸브의 조립깊이를 확인하기 위한 모서리부
119: 절연하우징의 나사부 120: 몰딩된 진공밸브
121: 진공밸브 122: 연질의 고분자 절연물
123: 진공밸브의 조립깊이를 확인하기 위한 모서리의 도출부
124: 진공밸브의 나사부 125: 진공밸브 몰딩부의 길이
126: 진공밸브 몰딩부의 외경 127: 진공밸브 몰딩부의 경사각
128: 진공밸브 내부의 고정접점부 129: 진공밸브 내부의 가동접점부
130: 진공밸브 외부의 고정측의 금속부 131: 진공밸브 외부의 가동측의 금속부
132: 진공밸브 외부의 고체절연물(세라믹, 유리 등)
140: 접착계면 150: 진공밸브 고정용 와샤
160: 조립용 볼트
200: SF6 절연방식 개페기 차단기의 금속제 박스

Claims (4)

  1. 절연하우징(110)과 조립되어 일체형으로 사용되는 옥내, 외 개폐기/차단기용 진공밸브에 있어서,
    진공밸브 외부을 도4와 같이 테이퍼가 진 둥근 원뿔형으로 몰딩한 진공밸브(120)
  2. 절연하우징(110)과 조립되어 일체형으로 사용되는 옥내, 외 개폐기/차단기용 진공밸브에 있어서,
    절연하우징과 맞닿는 끝 부분을 조립 시, 기포의 탈포가 용이하게 경사각을(127)을 갖는 도4와 같은 형상으로 몰딩한 진공밸브(120)
  3. 절연하우징(110)과 조립되어 일체형으로 사용되는 옥내, 외 개폐기/차단기용 진공밸브에 있어서,
    진공밸브의 조립깊이를 확인하기 위하여 도2와 같이 조립깊이 확인을 위한 돌기(123)을 형성하게 몰딩한 진공밸브
  4. 진공밸브(120)과 조립되어 일체형으로 사용되는 옥내, 외 개폐기/차단기용 절연하우징에 있어서,
    몰딩된 진공밸브와 접촉하는 내부의 형상이 도5와 같이 진공밸브와 반대의 형상인 테이퍼를 가진 둥근 원뿔형이며 조립부의 길이(115) 및 외경(116)을 진공밸브 몰딩부의 외경(126) 및 길이(125)보다 작게 하고 진공밸브와 맞닿는 끝 부분을 조립 시 기포의 탈포가 용이하게 도5와 같이 경사각을(117)을 갖는 절연하우징(110)
KR1020080120180A 2008-11-29 2008-11-29 진공밸브를 이용한 옥내, 외 개폐기 및 차단기의 진공밸브및 절연하우징 KR20100061597A (ko)

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