KR20110031113A - 피뢰 장치 부착 3련 내장 애자 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 밸런스 웨이트를 경량화할 수 있고, 아울러 중량 밸런스의 붕괴가 생기지 않으며, 3련 내장 애자 장치의 기능을 손상시키지 않는 피뢰 장치 부착 3련 내장 애자 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
양단부에 링크 부착 구멍(4)이 있는 2장의 2련 요크(2)를, 중앙의 링크 부착 구멍(4)을 동축으로 하여 연결함으로써 3련 요크(12)를 구성하고, 각 링크 부착 구멍(4)에 링크(5)를 통해 애자련을 부착하여 3련 내장 애자 장치를 구성한다. 그 한쪽의 2련 요크(2)로부터 중앙의 링크 부착 구멍(4)의 방향으로 오버행하는 혼 부착 금구(20)에 의해 3련 내장 애자 장치의 중심축 상부 부근에 피뢰 장치(10)를 유지시키고, 상기 혼 부착 금구(20)의 중량분의 밸런스를 잡기 위해서, 다른쪽의 2련 요크(2) 또는 그 외측의 링크(5)에 소형 밸런스 웨이트(40)를 부착한다.

Description

피뢰 장치 부착 3련 내장 애자 장치{TRIPLE TENSION INSULATOR STRING ASSEMBLY HAVING LIGHTNING PROTECTOR}
본 발명은, 주로 송전 선로에 이용되는 피뢰 장치가 부착된 3련 내장(耐張) 애자 장치에 관한 것이다.
송전선을 철탑에 절연 지지하기 위해서 종래부터 여러 가지 애자 장치가 사용되고 있고, 애자 장치가 부담하는 인장 하중이 큰 경우에는, 특허문헌 1에 표시되는 2련 내장 애자 장치나, 3련 내장 애자 장치가 이용되고 있다. 또한, 송전선에 낙뢰한 경우에 애자 장치의 플래시오버에 의한 송전 선로의 낙뢰 사고를 방지하기 위해서 애자 장치에 피뢰 장치를 부착하는 것도 널리 행해지고 있다.
이 피뢰 장치는, 계통의 운전 전압에 대해서는 고저항이지만 뇌(雷)서지 과전압에 대해서는 저저항이 되는 비직선성의 전압-전류 특성을 갖는 산화아연 소자를 용기 내부에 직렬로 배치하고, 그 외측을 외피에 의해 피복하며, 선단에 방전용 전극을 부착한 것이다. 평상시에는 전류가 흐르지 않지만, 낙뢰시에는 산화아연 소자의 전압-전류 특성을 이용하여 애자 장치에 발생하는 전압을 억제하고, 속류(續流)도 단시간에 차단하기 때문에, 송전 선로의 사고에는 이르지 않는다. 이 피뢰 장치는, 예컨대 275 kV의 송전 선로용의 것에서는 길이가 1 m 이상, 중량이 수십 ㎏인 대형 장치이다.
한편, 2련 내장 애자 장치나 3련 내장 애자 장치는, 2련 또는 3련의 각 애자련에 균등하게 인장 하중을 부담시키기 위해서, 접지측과 과전측의 양쪽이 요크라고 불리는 평판형 금구에 의해 지지되어 있다. 도 1은 2련 내장 애자 장치의 평면도로서, 2라인의 애자련(1)이 접지측의 2련 요크(2)와 과전측의 2련 요크(3)에 의해 평행하게 지지되어 있다. 각 요크는 양단에 링크 부착 구멍(4)이 있고, 애자련(1)은 링크(5)를 통해 링크 부착 구멍(4)에 부착되어 있다. 2련 요크(2)의 중심부에는 별도의 금구 부착 구멍(6)이 형성되어 있고, 철탑 아암(7)에 연결되어 있다.
도 2에 도시된 3련 내장 애자 장치의 경우에는, 양단부에 링크 부착 구멍(4)이 있는 2장의 2련 요크(2)를, 중앙의 링크 부착 구멍(4)을 동축으로 하여 연결함으로써 3련 요크를 구성하고, 그 각 링크 부착 구멍(4)에 링크(5)를 통해 애자련(1)을 부착하고 있다. 전선의 진동이나 애자련의 진동시에는, 2장의 2련 요크(2)가 움직임으로써, 3라인의 애자련(1)에 균등한 인장 하중이 작용하도록 자동 조절이 이루어진다.
상기와 같은 2련 내장 애자 장치에 피뢰 장치(10)를 부착하는 경우, 중량 밸런스를 고려하여 2련 요크(2)의 중앙 위치에 피뢰 애자 장치(10)를 부착하고 있다. 또한, 3련 내장 애자 장치에 피뢰 장치(10)를 부착하는 경우에는, 상기 2련 내장 애자 장치의 중심축 상에 피뢰 장치를 부착하는 것처럼, 3련 내장 애자 장치의 중심축 상에 피뢰 장치를 부착하는 방법이 고려된다. 그러나, 이러한 고려에 따라, 피뢰 장치를 부착하는 경우에, 도 3에 도시된 바와 같이 2장의 2련 요크에 걸쳐진 피뢰 장치 부착 금구(혼 부착 금구)에 의해 피뢰 장치를 고정해야 한다. 이 경우, 상기 2장의 2련 요크(2)의 움직임이 해칭으로 나타낸 피뢰 장치 부착 금구(혼 부착 금구)의 기부(基部)에 의해 방해받고, 2장의 2련 요크(2)의 움직임에 따른 애자련으로의 균등 장력 하중의 조정 기능을 저해하게 되며, 또한, 2장의 2련 요크(2)에 걸쳐진 피뢰 장치 부착 금구(혼 부착 금구)나, 2장의 2련 요크(2)에 무리한 하중이 가해진다.
상기한 문제를 해결하기 위해서, 도 2에 도시된 바와 같이 한쪽의 2련 요크(2)의 중앙 위치에 피뢰 장치(10)를 부착하고, 다른쪽의 2련 요크(2)에 밸런스 웨이트(11)를 부착하는 방법을 생각할 수 있다. 그런데, 275 kV용 피뢰 장치의 예에서는, 전술한 바와 같이 피뢰 장치(10)는 중량이 수십 ㎏인 상당한 중량물이기 때문에 밸런스 웨이트(11)도 같은 정도의 중량물이 되어 설비 비용이 비싸지는 데다가 철탑 상에서의 부착 작업도 용이하지 않은 등의 문제가 있다. 또한, 밸런스 웨이트(11)를 생략하면 링크와 그 외의 연결 금구에 비틀림에 따른 특수한 하중이 가해지게 되어 강도나 내구성을 손상시키기 때문에 바람직하지 않다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 평성 제9-233661호 공보
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하고, 중량물인 피뢰 장치를 구비하고 있음에도 불구하고 밸런스 웨이트를 경량화할 수 있으며, 아울러 중량 밸런스의 붕괴가 생기지 않으면서 3련 내장 애자 장치의 기능을 손상시키지 않는 피뢰 장치 부착 3련 내장 애자 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
상기한 과제를 해결하기 위해서 이루어진 본 발명의 피뢰 장치 부착 3련 내장 애자 장치는, 양단부에 링크 부착 구멍이 있는 2장의 2련 요크를, 중앙의 링크 부착 구멍을 동축으로 하여 연결함으로써 3련 요크를 구성하고, 각 링크 부착 구멍에 링크를 통해 애자련을 부착한 3련 내장 애자 장치와, 한쪽의 2련 요크로부터 중앙의 링크 부착 구멍의 방향으로 오버행(overhang)하는 혼 부착 금구에 의해 3련 내장 애자 장치의 중심축 상부 부근에 유지된 피뢰 장치와, 상기 혼 부착 금구의 중량분의 밸런스를 잡기 위해서 다른쪽의 2련 요크 또는 그 외측의 링크에 부착된 소형 밸런스 웨이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 피뢰 장치와는 반대측에 위치하는 3련 요크의 양 외측단의 링크 사이에, 피뢰 장치의 선단 전극과의 사이에 방전 갭을 형성하는 아크 혼을 부착한 구조나, 아크 혼 대신에 피뢰 장치를 부착하여 양측의 피뢰 장치 사이에서 방전 갭을 형성하는 구조로 할 수 있다.
본 발명의 피뢰 장치가 부착된 3련 내장 애자 장치는, 한쪽의 2련 요크로부터 중앙의 링크 부착 구멍의 방향으로 오버행하는 혼 부착 금구에 의해 3련 내장 애자 장치의 중심축 상부 부근에 피뢰 장치를 유지하고, 혼 부착 금구의 중량분의 밸런스를 잡기 위한 소형 밸런스 웨이트를 구비한 구조이기 때문에, 피뢰 장치가 수십 kg의 중량물임에도 불구하고, 애자 장치 전체의 밸런스가 무너지지 않는다. 이 때문에 밸런스 웨이트를 경량화할 수 있고, 아울러 중량 밸런스의 붕괴가 생기지 않기 때문에, 연결 금구에 비틀림에 따른 특수한 하중이 가해지는 일도 없다.
도 1은 피뢰 장치가 부착된 2련 내장 애자 장치의 평면도이다.
도 2는 종래의 피뢰 장치가 부착된 3련 내장 애자 장치의 평면도이다.
도 3은 2장의 2련 요크에 걸쳐 피뢰 장치 부착 금구를 부착한 상태의 설명도이다.
도 4는 본 발명의 피뢰 장치가 부착된 3련 내장 애자 장치의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 피뢰 장치가 부착된 3련 내장 애자 장치의 정면도이다.
도 6은 혼 부착 금구의 확대 평면도이다.
이하에 본 발명의 실시형태를 나타낸다.
도 4와 도 5는 본 발명의 실시형태를 나타낸 것으로서, 양단에 링크 부착 구멍(4)이 있는 2장의 2련 요크(2)를, 중앙의 링크 부착 구멍(4)을 동축으로 하여 굴곡 가능하게 연결함으로써 3련 요크(12)가 형성되어 있다. 이 실시형태에서, 3련 요크(12)는 접지측과 과전측이 동일 구조이며, 링크(5)를 통해 각 링크 부착 구멍(4)에 애자련(1)이 부착되어 있다. 접지측의 각 2련 요크(2)의 중심부에는 금구 부착 구멍(6)이 형성되어 있고, 다른 링크(13) 및 금구(14)를 통해 철탑 아암(15)에 연결되어 있다. 마찬가지로 과전측의 2련 요크(2)의 중심부에도 금구 부착 구멍(6)이 형성되어 있으며, 다른 링크(16) 및 금구(17)를 통해 송전선(18)이 연결되어 있다.
본 실시형태에 있어서, 피뢰 장치(10)는 혼 부착 금구(20)에 의해 접지측의 3련 요크(12)에 고정되어 있다. 피뢰 장치(10) 자체는 전술한 바와 같이, 산화아연 소자를 직렬로 배치하고, 그 외측을 외피에 의해 피복하며, 선단에 전극을 부착한 것이다. 혼 부착 금구(20)는 도 6에 도시된 바와 같이, 기부(21)가 한쪽의 2련 요크(2)에 볼트에 의해 고정되고, 그 선단의 혼 부착 판부(22)를 중앙의 링크 부착 구멍의 방향으로 오버행하도록 연장시킨 구조의 것이다. 이러한 구조로 함으로써, 중량물인 피뢰 장치(10)를 3련 내장 애자 장치의 중심축 상부 부근에 유지하고, 또한, 3련 내장 애자 장치의 2장의 요크(2)의 움직임을 저해하지 않도록, 이들 요크에 걸쳐 부착되지 않게 되어 있다. 여기서 3련 내장 애자 장치의 중심축 상부 부근이란, 3련 내장 애자 장치의 중심축으로부터 피뢰 장치(10)의 직경 정도의 어긋남을 허용한다는 의미이다.
그러나, 상기한 바와 같이 피뢰 장치(10)를 3련 내장 애자 장치의 중심축 상부 부근에 유지시켜도, 혼 부착 금구(20)의 중량분만큼 한쪽 2련 요크(2)의 중량이 무거워진다. 따라서 본 발명에서는, 반대측의 2련 요크(2) 또는 그 외측의 링크(5)에 소형 밸런스 웨이트(30)를 부착하고, 중량의 언밸런스를 해소시킨다. 이 소형 밸런스 웨이트(30)는 예컨대 아연 도금을 행한 강철 성형품이다. 그 중량은 불과 10 ㎏ 정도이며, 도 2에 도시된 종래의 밸런스 웨이트(11)가 수십 ㎏이었던 것에 비하여 훨씬 경량이다. 이 때문에 제작비용이 염가이며, 철탑 상에서의 부착 작업도 용이해진다. 상기한 바와 같이, 피뢰 장치(10)를 3련 내장 애자 장치의 중심축으로부터 약간 반대측으로 비켜서 부착함으로써, 소형 밸런스 웨이트(11)의 경량화가 가능해진다.
또한, 피뢰 장치(10)와는 반대측에 위치하는 3련 요크(12)의 양 외측단 링크(5, 5) 사이에는 피뢰 장치(10)의 선단 전극과의 사이에 방전갭(G)을 형성하는 아크 혼(40)이 부착되어 있다. 그러나, 이 아크 혼(40)의 부착 방법은 특별히 한정되지 않고, 그 형상에 대해서도 여러 가지 변형이 가능하며, 또한, 아크 혼(40) 대신에 피뢰 장치를 부착하는 것도 가능하다.
이와 같이 구성된 본 발명의 피뢰 장치가 부착된 3련 내장 애자 장치는, 3라인의 애자련(1)을 3련 요크(12)로 지지함으로써, 각 애자련(1)이 균등하게 인장 하중을 분담하는 것과, 낙뢰시에는 방전 갭(G)을 통해 뇌서지 전류가 피뢰 장치(10)에 흐름으로써, 애자 장치의 파손이나 아크 혼 사이에서의 플래시오버 등을 회피하는 것은 종래의 피뢰 장치 부착 애자 장치와 동일하다. 그러나, 상기한 바와 같이, 본 발명의 피뢰 장치 부착 3련 내장 애자 장치는, 종래품에 비하여 훨씬 경량인 소형 밸런스 웨이트(30)에 의해 전체의 중량 밸런스를 확보하고, 연결 금구류에 비틀림에 따른 하중이 발생하는 것을 회피할 수 있다. 이 때문에 종래보다도 제작비용이 저렴해지고, 철탑 상에서의 부착 작업도 용이하게 할 수 있다.
이상으로 설명한 실시형태에서는, 피뢰 장치(10)를 애자련(1)의 접지측에 부착하였지만, 과전측에 부착하는 것도 가능하다. 또한, 접지측, 과전측의 양측에 피뢰 장치(10)를 부착하는 것도 가능하다.
1 : 애자련
2 : 2련 요크
3 : 2련 요크
4 : 링크 부착 구멍
5 : 링크
6 : 금구 부착 구멍
7 : 철탑 아암
10 : 피뢰 장치
11 : 밸런스 웨이트
12 : 3련 요크
13 : 링크
14 : 금구
15 : 철탑 아암
16 : 링크
17 : 금구
18 : 송전선
20 : 혼 부착 금구
21 : 기부
22 : 혼 부착 판부
30 : 소형 밸런스 웨이트
40 : 아크 혼

Claims (2)

  1. 양단부에 링크 부착 구멍이 있는 2장의 2련 요크를, 중앙의 링크 부착 구멍을 동축으로 하여 연결함으로써 3련 요크를 구성하고, 각 링크 부착 구멍에 링크를 통해 애자련을 부착한 3련 내장 애자 장치와, 한쪽의 2련 요크로부터 중앙의 링크 부착 구멍의 방향으로 오버행하는 혼 부착 금구에 의해 3련 내장 애자 장치의 중심축 상부 부근에 유지된 피뢰 장치와, 상기 혼 부착 금구의 중량분의 밸런스를 잡기 위해서 다른쪽의 2련 요크 또는 그 외측의 링크에 부착된 소형 밸런스 웨이트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 피뢰 장치 부착 3련 내장 애자 장치.
  2. 제1항에 있어서, 피뢰 장치와는 반대측에 위치하는 3련 요크의 양 외측단의 링크 사이에, 피뢰 장치의 선단 전극과의 사이에 방전 갭을 형성하는 아크 혼 또는 피뢰 장치를 부착한 것을 특징으로 하는 피뢰 장치 부착 3련 내장 애자 장치.
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