KR20100079346A - 가스 절연 개폐장치의 절연서포트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도체에 결합되는 가스 절연 개폐장치의 절연서포트에 관한 것으로서, 상기 절연서포트와 도체를 결합시킬 수 있게 일정 길이의 매입고정구를 상기 절연서포트의 일측부에 매입 설치하되, 상기 매입고정구는 선단부 둘레를 따라 곡면부가 형성되고, 외주면에는 다수개의 홈부가 일정 깊이로 배열 설치되어 상기 절연서포트와의 접촉면적이 확대될 수 있게 함으로써, 상기 매입고정구와 절연서포트의 결합력이 향상될 수 있게 할 뿐 아니라, 절연 성능의 향상과 전계 완화를 통해 응력에 대한 안전성을 확보할 수 있게 하는 것은 물론 기계적 내구성 또한 현저히 향상시킬 수 있는 가스 절연 개폐장치의 절연서포트에 관한 것이다.

가스차단기, 절연서포트

Description

가스 절연 개폐장치의 절연서포트{Insulated support in gas insulated switchgear}

본 발명은 도체에 결합되는 가스 절연 개폐장치의 절연서포트에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 상기 절연서포트에 도체를 체결시킬 수 있게 매입고정구를 매입 설치하되, 상기 매입고정구의 외주면에는 다수개의 홈부를 배열 설치하여 상기 절연서포트와의 접촉면적이 확대될 수 있게 함과 동시에 결합력이 향상될 수 있게 하고, 또한 절연 성능의 향상과 전계 완화를 통해 응력에 대한 안전성 확보는 물론 기계적 내구성을 현저히 향상시킬 수 있는 가스 절연 개폐장치의 절연서포트에 관한 것이다.

최근 산업의 급속한 발달에 따른 전력소비 증가로 인해 제한된 특정 지역에 대용량의 전력설비가 밀집되어 설치됨으로써, 이를 수용할 설치 공간의 부족으로 인해 소형화된 대용량의 전력기기에 대한 요구가 커지고 있는 추세이다.

따라서 이러한 전력 사용의 증가와 전력설비의 밀집화로 인해 보다 콤팩트한 설계가 가능하도록 불활성 가스인 SF6를 절연 매체로 사용하는 전력기기의 하나로 서 가스 절연 개폐장치가 설치되고 있다.

일반적으로 가스 절연 개폐장치(GIS:Gas Insulated Switchgear)는 공기에 비해 유전율이 상대적으로 높은 불활성 가스인 SF6의 우수한 물리적, 전기적 성질을 이용하여 정상상태의 전류 개폐뿐 아니라, 단락 사고 등의 이상 상태에 있어서도 안전한 개폐를 통해 전력 계통을 보호하는 고전압용 복합 전력기기이다.

이러한 가스 절연 개폐장치는 금속 소재의 외부케이스 내측에 절연 매체인 절연 가스(SF6)가 충진된 복수의 가스구획을 구비하고 있으며, 각각의 가스구획에는 목적별 전력기기, 예를 들어 차단기, 단로기, 개폐기, 피뢰기 또는 변압기 등이 수납되어 설치되게 된다.

특히 가스 차단기는 절연 가스가 충진된 외부케이스 내측에 중심 축 방향을 따라 고압 전류가 흐르는 전원선이 설치되고 상기 전원선에 차단유닛과 차단유닛을 지지하는 절연서포트가 설치되게 된다.

이때 절연서포트는 외부케이스에 내설되며, 차단유닛의 도체를 결합시킬 수 있도록 매입고정구가 매입 설치되게 된다.

매입고정구는 절연서포트 성형시 금형에 설치하여 절연서포트의 성형과 동시에 매입 설치되는 것이다.

이하 도 1을 참조하여 종래의 절연서포트의 매입고정구를 설명한다.

도 1은 종래의 절연서포트(100)에 매입 설치된 매입고정구(110)의 측단면도를 나타낸 것이다.

도시된 바와 같이, 종래의 매입고정구(110)는 일측부에 도체를 체결시킬 수 있게 일정 깊이의 탭(tap)(116)이 형성된다.

한편 매입고정구(110)의 외주면에는 내측 방향으로 굴곡부(115)가 형성되게 된다.

상기와 같은 매입고정구(110)는 절연서포트(100)에 매입 설치된 상태에서 도체가 체결됨으로써, 절연서포트(100)가 도체를 지지할 수 있게 하는 것이다.

따라서 매입고정구(110)는 절연서포트(100)에 견고하게 결합되는 것은 물론 우수한 절연 특성을 확보하는 것이 무엇보다도 중요하다.

또한 매입고정구(110)는 전원선에 고압 전류가 흐르는 경우에 전계 강도 및 전자력에 의한 최대응력이 외부 형상에 따라 많은 차이가 발생되기 때문에 전계 등의 영향에 의해 발생되는 응력에 대한 안전성을 확보하는 것이 중요하다.

그러나 상기와 같은 종래의 매입고정구는 다음과 같은 문제점들이 있었다.

첫째, 외주면이 단순 구조로 형성됨으로써, 절연서포트와의 접촉면적이 크지 않아 절연서포트 성형시 발생될 수 있는 에폭시 수지의 수축이나 변형에 의해 결합력이 현저히 약화되거나 또는 절연서포트로부터 이탈되는 문제점이 있었고, 둘째, 전원선에 고압 전류가 흐르는 경우에는 전계가 일측에 집중되어 전계 강도에 의한 응력이나 전자력에 의한 굽힘응력 등에 취약하게 됨으로써, 절연 특성이 현저히 저하될 뿐 아니라, 내구성이 떨어져 응력 집중에 의한 파단 등이 발생될 수 있는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 절연서포트에 매입 설치되는 매입고정구의 외주면에 다수개의 곡면과 홈부를 형성함으로써, 절연서포트와의 접촉면적이 확대될 수 있게 하여 매입고정구와 절연서포트의 결합력이 향상되게 할 뿐 아니라, 우수한 절연 특성을 확보할 수 있게 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 고압 전류 인가시 전계가 일측에 집중되는 것을 차단하여 전계 완화는 물론 전계 강도에 의한 응력이나 전자력에 의한 굽힘응력 발생이 최소화될 수 있게 함으로써, 응력 집중에 의한 파단 등이 발생되는 것을 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있는 매입고정구가 구비된 절연서포트를 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 외부케이스에 내설되어 도체를 지지하는 가스 절연 개폐장치의 절연서포트에 있어서,

상기 절연서포트는 상기 도체를 결합시킬 수 있게 일정 길이로 형성되는 매입고정구를 일측부에 매입 설치하되, 상기 매입고정구는 선단부 둘레를 따라 곡면부가 형성되고, 외주면에는 상기 절연서포트와의 접촉면적이 확대될 수 있게 다수개의 홈부가 일정 깊이로 형성된다.

또한 본 발명의 상기 홈부는 상기 매입고정구의 외주면 둘레를 따라 반경 방향으로 형성하되, 일정 간격으로 이격되게 다수개가 배열 설치될 수 있다.

또 상기 홈부 사이의 외주면에는 응력 발생의 감소를 위해 일정 길이의 직선부가 각각 구비되는 것이 바람직하다.

또 상기 홈부는 응력의 흐름이 용이하도록 저면이 만곡면으로 형성되는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 절연서포트는 첫째, 절연서포트와 매입고정구의 접촉면적이 증대됨으로써, 결합력이 향상되어 도체를 보다 견고하게 지지할 수 있을 뿐 아니라, 우수한 절연 특성 또한 확보할 수 있어 절연서포트의 불량률을 현저히 감소시킬 수 있는 효과가 있고, 둘째, 고압 전류 인가시 발생되는 전계 강도와 전자력에 의한 최대응력이 감소 또는 분산됨으로써, 응력 집중 등에 의한 파단을 방지하여 장치의 신뢰성 확보는 물론 내구성을 현저히 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이하 본 발명을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 절연서포트가 구비된 가스 차단기의 일 실시예의 개략적인 단면도를 나타낸 것이다.

이하 도 2를 참조하여 가스 차단기를 개략적으로 설명한다.

가스 차단기는 가스 절연 개폐장치의 일측부에 수납 설치되는 것으로서, 절연 가스(SF6)가 충진되는 외부케이스(도시하지 않음) 내측에 차단유닛(70)을 구비하여 전원선(1)의 전류의 흐름이 차단 또는 통전될 수 있도록 전원선(1)의 회로를 개폐시킬 수 있게 설치되는 것이다.

따라서 가스 차단기는 가스 절연 개폐장치에 설치되는 전원선(1)의 정상적인 개폐뿐 아니라, 지락 사고나 단락 사고 등에 의한 이상 전압 발생시 전원선(1)의 전류를 강제로 차단시킴으로써 전력 계통을 보호하는 역할을 하게 되는 것이다.

가스 차단기의 차단유닛(70)은 도시된 바와 같이, 전원선(1)을 따라 퍼퍼실린더(20), 가동접촉자(30), 노즐(36) 및 고정접촉자(40)가 순차적으로 연결되도록 직렬 설치된다.

이때 퍼퍼실린더(20), 가동접촉자(30), 노즐(36) 및 고정접촉자(40)는 도체(10) 내부에 설치되게 된다.

가동접촉자(30)는 퍼퍼실린더(20)의 피스톤 작동에 의해 축 방향으로 이동하여 고정접촉자(40)와 접촉되거나 또는 분리됨으로써, 전원선(1)의 고압 전류를 차단 또는 통전시키게 되는 것이다.

한편 가동접촉자(30)에는 가동접촉자(30)와 함께 이동 가능한 가동아크접촉자(35)가 구비되고, 고정접촉자(40)에는 가동아크접촉자(35)와 아크(arc)를 발생시키는 고정아크접촉자(45)가 설치된다.

이때 도체(10)는 외부케이스에 고정 설치되는 절연서포트(50)에 단부가 결합 되어 고정 지지되게 된다.

따라서 가스 차단기는 전원선(1)을 통해 고압 전류가 정상적으로 흐를 때에는 가동접촉자(30)와 가동아크접촉자(35) 및 고정접촉자(40)와 고정아크접촉자(45)가 서로 각각 접촉된 상태를 유지하게 되며, 이때 전력 계통상에 지락 사고나 단락 사고 등에 의해 이상 전압이 발생되는 경우에는 퍼퍼실린더(20)의 피스톤이 이동하여 가동접촉자(30)와 가동아크접촉자(35)가 고정접촉자(40) 및 고정아크접촉자(45)로부터 분리되도록 함과 동시에 퍼퍼실린더(20) 내부에 충진된 소호용 가스를 노즐(36)을 통해 배출시킴으로써, 신속하게 전원선(1)의 고압 전류를 차단시키게 되는 것이다.

한편 절연서포트(50)는 외부케이스에 고정 설치됨과 동시에 차단유닛(70)의 도체(10)의 일단부에 결합됨으로써, 도체(10)를 고정 지지하게 되는 것이다.

이하 도 3을 참조하여 본 발명의 절연서포트(50)를 상세히 설명한다.

도 3은 절연서포트(50)의 측단면도를 나타낸 것이다.

절연서포트(50)는 외부케이스에 고정 설치되는 것으로서, 절연을 위해 에폭시(EPOXY) 소재로 성형되며, 양측부에는 복수의 매입고정구(60)가 각각 매입 설치된다.

매입고정구(60)는 절연서포트(50) 성형과 동시에 매입 설치되도록 하는 것으로서, 금속 소재의 원통 형상으로 구비될 수 있으며, 절연서포트(50)의 에폭시 소재와 결합력이 우수하도록 샌드블라스트 공정을 실시하는 것이 바람직하다.

또한 매입고정구(60)는 도체(10)를 체결시킬 수 있게 탭(66)이 일정 깊이로 형성되어 있으며, 선단부 외주면에는 전계 완화 효과를 위하여 둘레를 따라 곡면부(61)가 형성된다.

곡면부(61)는 매입고정구(60)의 선단부가 전계 완화를 위한 최적의 형상이 유지되도록 하는 것으로서, 일정 반경을 가지는 곡면으로 형성되거나 또는 반경이 연속적으로 변화하는 곡면으로 형성될 수도 있을 것이다.

한편 매입고정구(60)의 외주면에는 둘레를 따라 일정 깊이의 홈부(63)가 배열 설치된다.

홈부(63)는 절연서포트(50)의 에폭시 수지와 접촉면적을 보다 크게 하여 결합력을 향상시킬 수 있게 하기 위한 것으로 다수개가 이격되게 배열되도록 설치되는 것이 바람직하다.

이때 홈부(63) 사이에는 직선부(65)를 형성하여 응력 발생이 최소화될 수 있게 하고, 홈부(63)의 저면은 응력의 흐름이 용이하여 응력 집중이 방지되도록 만곡면(64)이 형성된다.

그러나 홈부(63)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니며, 반원형이나 장공 형태 등 다양한 형상으로 구비될 수 있을 것이다.

따라서 본 발명은 절연서포트(50)에 매입 설치되는 매입고정구(60)의 외주면에 곡면부(61)와 다수개의 홈부(63)를 형성함으로써, 접촉면적의 확대를 통해 매입고정구(60)와 절연서포트(50)의 결합력이 향상되게 하여 도체(10)가 보다 견고하게 지지될 수 있게 할 뿐 아니라, 우수한 절연 특성을 확보함과 동시에 고압 전류 인가시 전계가 일측에 집중되는 것을 차단하여 전계 강도에 의한 응력이나 전자력에 의한 굽힘응력 발생을 최소화하여 응력 집중에 의한 파단 등이 발생되는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.

이상, 상기의 실시 예는 단지 설명의 편의를 위해 예시로서 설명한 것에 불과하므로 특허청구범위를 한정하는 것은 아니다.

도 1은 종래의 절연서포트의 측단면도,

도 2는 본 발명의 절연서포트가 구비된 가스 차단기의 개략 단면도,

도 3은 본 발명의 절연서포트의 측단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 전원선 10 : 도체

20 : 퍼퍼실린더 30 ; 가동접촉자

35 : 가동아크접촉자 36 : 노즐

40 : 고정접촉자 45 : 고정아크접촉자

50,100 : 절연서포트 60,110 : 매입고정구

61 : 곡면부 63 : 홈부

64 : 만곡면 65 : 직선부

66,116 : 탭 70 : 차단유닛

115 : 굴곡부

Claims (4)

1. 외부케이스에 내설되어 도체를 지지하는 가스 절연 개폐장치의 절연서포트에 있어서,

   상기 절연서포트는 상기 도체를 결합시킬 수 있게 일정 길이로 형성되는 매입고정구를 매입 설치하되,

   상기 매입고정구는 선단부 둘레를 따라 곡면부가 형성되고, 외주면에는 상기 절연스페이서와의 접촉면적이 확대될 수 있게 다수개의 홈부가 일정 깊이로 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 절연 개폐장치의 절연서포트.
2. 제1항에 있어서,

   상기 홈부는 상기 매입고정구의 외주면 둘레를 따라 반경 방향으로 형성하되, 일정 간격으로 이격되게 다수개가 배열 설치되는 것을 특징으로 하는 가스 절연 개폐장치의 절연서포트.
3. 제2항에 있어서,

   상기 홈부 사이의 외주면에는 응력 발생의 감소를 위해 일정 길이의 직선부가 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 가스 절연 개폐장치의 절연서포트.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 홈부는 응력의 흐름이 용이하도록 저면이 만곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 절연 개폐장치의 절연서포트.

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