KR20110102490A - 2개 이상의 도체면 사이에 유전체를 갖는 장치 및 고전압용 피드스루 - Google Patents

Abstract

본 발명은 2개 이상의 도체면(4)을 포함하는 장치에 관한 것으로, 상기 도체면들 사이에 유전체(6)로서 주형용 수지에 함침된 합성 부직포가 배치된다. 본 발명은 또한, 중심 도체(2)를 갖는 고전압용 피드스루와도 관련되며, 상기 중심 도체 주변에는 도체면으로서 도전성 삽입층들(4)이 서로 동심으로 이격 배치되며, 상기 삽입층들 사이에 유전층(6)으로서 주형용 수지에 함침된 합성 부직포가 배치된다.

Description

2개 이상의 도체면 사이에 유전체를 갖는 장치 및 고전압용 피드스루{ARRANGEMENT HAVING A DIELECTRIC BETWEEN AT LEAST TWO CONDUCTING SURFACES AND FEED-THROUGH FOR HIGH VOLTAGES}

본 발명은 2개 이상의 도체면 사이에 유전체를 갖는 장치 및 고전압용 피드스루에 관한 것이다.

스트립 형태의 종이를 이용하여 권선 바디를 만들고, 그 권선 바디 내에 전압 제어를 위해 도전성 삽입층들이 삽입되는 방식으로 고전압용 피드스루를 제조하는 방식은 이미 오래전부터 공지되어 있다. 도전성 삽입층들의 삽입에 후속하여, 에너지 집약적 및 시간 집약적 공정 단계에서 권선 바디의 종이로부터 수분을 배출시킨 다음, 권선 바디를 함침액에 침지시킨다. 함침액으로서 주형용 수지가 사용될 경우, 비교적 점성이 있는 주형용 수지에 충분히 함침되는 것이 보장되도록 하기 위해, 대개 크레이프 종이(crepe paper)가 사용된다. 그러나 이러한 경우, 먼저 평활한 도전성 삽입층들 자체가 크레이프 가공(creping)에 매칭되고, 그로 인해 상기 도전성 삽입층들이 그들의 연장면 내부 및 가장자리에 피크부(peak)들을 갖는 불균일한 표면 구조물을 포함함에 따라 전기장의 국부적 증폭이 야기되고, 이는 다시 도전성 삽입층들 사이의 유전체의 전기적 부하 수용능력을 저하시킨다.

또한, 유럽 특허 명세서 EP 1 060 480 B1호로부터 공지된 고전압용 피드스루에서는 유전체의 제공을 위해 하나 이상의 박막층과 하나의 부직포층의 결합체를 사용함으로써, 유전체의 형성을 위한 종이의 사용이 생략된다. 박막과 부직포는 모두 합성 재료로 제조된다. 그렇게 하여 형성된, 공지된 피드스루의 권선 바디는 가스 또는 오일에 함침되기 때문에, 권선 바디는 밀폐된 하우징 내에 봉입되어야 한다.

본 발명의 과제는, 극히 일반적인 측면에서, 비교적 간단하게 제조될 수 있고 전기적으로 높은 부하를 수용할 수 있는 유전체를 포함하는 2개 이상의 도체면을 구비한 장치를 제공하는 것이다.

상기 과제는 본 발명에 따라, 2개 이상의 도체면 사이에 주형용 수지에 함침된 합성 부직포를 유전층으로서 포함하는 장치를 통해 해결된다.

본 발명에 따른 장치의 주요 장점 중의 하나는, 합성 부직포가 사용됨에 따라, 점성이 있는데도 불구하고 상기 합성 부직포 내로 양호하게 침투되는 주형용 수지가 함침제로서 사용될 수 있다는 점이다. 또 다른 중요한 장점은, 도체면들의 균일한 표면 및 그에 수반되는 역시 균일한 간격이 유지됨에 따라, 본 발명에 따른 장치의 전기적 부하 수용 능력이 매우 높다는 점이다. 이에 부가하여, 본 발명에 따른 장치는 하우징 내에 봉입될 필요가 없는데, 그 이유는 주형용 수지는 경화되고 나면 장치 내에 고정 매립되어, 전체 장치가 콤팩트한 블록을 형성하기 때문이다. 그 밖에도 본 발명에 따른 장치는, 종이를 사용하는 경우와 달리, 수분이 주로 합성 부직포의 표면에만 흡착되기 때문에 수분 함량이 비교적 적고, 이는 건조 시간 및 건조 에너지 요구량에 유리하게 작용하는 장점이 있다. 이에 부가하여, 습기가 있는 환경에서 보관되는 함침된 권선 바디의 습기 흡수가 상대적으로 적고, 비교적 서서히 흡수되는 장점이 있다. 게다가, 흡수된 습기는 신속하게, 거의 완전히 배출된다. 습기가 적으면 예컨대 도전성 및 손실 계수와 같은 전기적 및 유전적 특성에도 긍정적으로 작용한다.

본 발명에 따른 장치에서는, 상이하게 제조된 합성 부직포가 사용될 수 있는데, 예컨대 부직포를 형성하는 필라멘트들이 화학적으로 접착된 합성 부직포가 사용될 수 있다. 그러나 합성 부직포는 열융착 합성 부직포인 경우에 특히 바람직한 것으로 입증되었다.

합성 재료로는 기본적으로 다양한 재료(예: 폴리프로필렌)가 고려된다. 그러나 합성 부직포가 폴리에스테르로 형성되는 것이 더 바람직한 것으로 밝혀졌다.

또한, 폴리에스테르가 연속 필라멘트들로 형성되는 것이 바람직한 것으로 간주된다.

본 발명에 따른 장치는 구조적으로 매우 다양하게 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 장치는 평판 커패시터를 형성할 수도 있고, 권선 커패시터로서 구현될 수도 있으며, 이 경우 도체면들은 연성 캐리어 재료상에 금속 박막으로 또는 도체층들 또는 반도체층들로 형성된다.

본 발명에 따른 장치의 매우 바람직한 한 실시예에서는, 합성 부직포가 스트립 형태로 권축되어 권선 바디를 형성하며, 그 내부에 박막형 금속 스트립들에 의해 형성된 도체면들이 권축되어 동심의 도체 실린더들을 형성한다.

본 발명의 또 다른 과제는, 제조가 간단하고 전기적으로 높은 부하 수용 능력을 갖는 고전압용 피드스루를 제공하는 것이다.

상기 과제는 본 발명에 따라, 중심 도체 주변에 서로 동심으로 도전성 삽입층들이 이격 배치되고, 상기 삽입층들 사이에 주형용 수지에 함침된 합성 부직포가 유전체로서 배치되는, 고전압용 피드스루를 통해 해결된다.

본 발명에 따른 피드스루는, 앞에서 본 발명에 따른 장치와 관련하여 이미 상세히 설명했던 모든 장점들을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 피드스루의 또 다른 바람직한 실시예들은, 앞에서 본 발명에 따른 장치의 대응되는 실시예와 관련하여 기술한 장점들이 달성되는 조건 하에, 종속청구항 제7항 내지 제10항에 의해 제공된다.

본 발명에 따른 피드스루의 경우, 바람직하게 권선 바디 상에 직접 고정 플랜지가 제공될 수 있으며, 이러한 특징은 도입부에서 언급한 특허에 따른 피드스루에서는 불가능하다는 점에 주목해야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 고전압용 피드스루의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 따른 실시예의 단면도이다.
도 3은 종이 및 주형용 수지로 형성된 유전체를 구비한 공지된 피드스루의 단면도이다.

도 1에 따른 실시예에서는, 고전압이 인가되는 중심 도체(2)를 갖는 피드스루(1)를 볼 수 있다. 중심 도체(2) 상에는 폴리에스테르 연속 필라멘트들로 이루어진 스트립 형태의 열융착 합성 부직포가 제공되어 권선 바디(3)를 형성하고 있다. 권선 바디(3)의 제조 시, 박막형 금속 스트립 형태의 도체면들이 함께 권축되어 동심의 도전성 삽입층들(4)을 형성한다. 그렇게 하여 형성된 권선 바디(3)는 주형용 수지에 함침되고, 그 결과 주형용 수지의 경화 후 콤팩트하고 안정적인 피드스루 바디(5)가 형성된다. 즉, 도전성 삽입층들(4) 사이에 주형용 수지로 채워진 합성 부직포가 유전체(6)로서 제공된다. 상기 피드스루 바디(5)에는 플랜지(7)가 고정되며, 이 플랜지에 의해 피드스루(1)의 스루홀 영역이 도시되지 않은 고전압 설비의 접지벽(8)에 고정된다.

도 2에는 도 1에 따른 피드스루(1)의 횡단면 일부가 도시되어 있으며, 여기서는 서로 이격 배치된 도전성 삽입층들(4)이 서로 균일한 간격을 유지하며, 그들의 균일한 표면 구조물도 거의 유지되는 것을 볼 수 있다. 그에 반해, 도 3에 따라 도시된, 종이와 주형용 수지로 형성된 피드스루의 경우, 그의 표면 구조물 내에서 다수의 융기 정점의 형성 하에 바람직하지 못하게 변형된 금속 삽입층들(9)을 볼 수 있는데, 그 원인은 상기 정점들에 의해 전기적 부하 수용 능력이 현저히 감소하는 데 있다.

Claims (11)

1. 2개 이상의 도체면(4)을 포함하는 장치이며, 상기 도체면들 사이에 유전체(6)로서 주형용 수지에 함침된 합성 부직포가 배치되는, 도체면을 포함하는 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 합성 부직포는 열융착 합성 부직포인 것을 특징으로 하는, 도체면을 포함하는 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 합성 부직포는 폴리에스테르로 형성되는 것을 특징으로 하는, 도체면을 포함하는 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 폴리에스테르는 연속 필라멘트들로 형성되는 것을 특징으로 하는, 도체면을 포함하는 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 합성 부직포는 스트립 형태로 권축되어 권선 바디(3)를 형성하며, 그 내부에 박막형 금속 스트립들에 의해 형성된 도체면들(4)이 권축되어 동심의 도체 실린더들을 형성하는 것을 특징으로 하는, 도체면을 포함하는 장치.
6. 중심 도체(2)를 갖는 고전압용 피드스루이며,
   상기 중심 도체 주변에 서로 동심으로 이격된 도전성 삽입층들(4)이 배치되고, 상기 삽입층들 사이에 주형용 수지에 함침된 합성 부직포가 유전체(6)로서 배치되는, 고전압용 피드스루.
7. 제6항에 있어서, 상기 합성 부직포는 열융착 합성 부직포인 것을 특징으로 하는, 고전압용 피드스루.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 합성 부직포는 폴리에스테르로 형성되는 것을 특징으로 하는, 고전압용 피드스루.
9. 제8항에 있어서, 상기 폴리에스테르는 연속 필라멘트들로 형성되는 것을 특징으로 하는, 고전압용 피드스루.
10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 합성 부직포는 스트립 형태로 권축되어 권선 바디(3)를 형성하며, 그 내부에 박막형 금속 스트립들에 의해 형성된 도체면들이 권축되어 동심의 도체 실린더들(4)을 형성하는 것을 특징으로 하는, 고전압용 피드스루.
11. 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 권선 바디(3) 상에 직접 고정 플랜지가 제공되는 것을 특징으로 하는, 고전압용 피드스루.

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