KR20120105364A - 스위치기어를 위한 가로 분해 모듈 - Google Patents

Abstract

고전압 스위치기어를 위한 가로 분해 모듈 (100) 은 하우징 (110) 을 포함한다. 상기 하우징은 각각 강성 제 1 부품 (130) 과 강성 제 2 부품 (140) 을 가진 3개의 캡슐화 섹션 (120) 을 포함하며, 상기 부품들은 공칭도체 방향으로 서로 상대적으로 움직일 수 있게 서로 연결되어 있고, 이때 각각의 캡슐화 섹션 (120) 은 공칭도체 요소를 수용하기 위해 설계되어 있다. 상기 하우징은 또한 3개의 길이 변경 가능한 공칭도체 요소 (150) 를 포함하며, 이때 각각 하나의 공칭도체 요소 (150) 가 캡슐화 섹션 (120) 안에 배치되어 있고, 이때 상기 3개의 캡슐화 섹션 (120) 은 연결요소 (160) 들을 통해, 하나의 공통의 가스챔버 (180) 가 되도록 서로 연결되어 있다.

Description

스위치기어를 위한 가로 분해 모듈{TRANSVERSE DISMANTLING MODULE FOR A SWITCHGEAR}

본 발명의 실시형태들은 특히 고전압 범위에서의 1차 전력을 전달하기 위한 가스 절연 스위치기어 (gas-insulated switchgear) 에 관한 것이다. 상세하게는, 본 발명은 이러한 유형의 스위치기어를 위한 가로 분해 모듈에 관한 것이다.

가스 절연 스위치기어 (GIS) 는 전형적으로 다수의 스위치를 포함하며, 상기 스위치들은 전기적 1차 전력을 전달하기 위한 이른바 버스바 (busbar) 들을 통해 서로 전기적으로 연결되어 있다. 단상으로 캡슐화된 (encapsulated) 버스바들뿐만 아니라 다상으로 캡슐화된 버스바들이 선행기술에 공지되어 있다. 단상 버스바에 있어서, 1차 도체들은 절연가스를 이용해 금속 캡슐화 (metal-encapsulated) 하우징 형태의 각각 자신의 캡슐화부 안에 배치되어 있다. 단상으로 캡슐화된 버스바와는 달리, 다상으로 - 예컨대 삼상으로 - 캡슐화된 버스바에 있어서는, 여러 가지의, 예컨대 2개의 전기적 위상의 1차 도체들은 함께 단 하나의 금속 캡슐화 하우징 안에 배치되어 있다.

예컨대 고전압 시설 형태의 GIS 의 실시형태에 따라, 스위치들은 여러 가지 스위치보드 (switchboard) 안에 배치되어 있다. 다수의 스위치보드는 단상으로 또는 다상으로 캡슐화된 버스바들을 통해 서로 연결되어 있다. GIS 의 콤팩트함을 위해, 버스바는 대개 상기 스위치보드들에 대해 가로질러 뻗어 있다. GIS 의 널리 퍼져 있는 시설 컨셉에 있어서, 각각의 스위치보드는 축방향에서 뻗어 있는 버스바 또는 버스바들의 세로방향 섹션을 포함하며, 이때 축방향은 원통형 모양 버스바에 의해 정의된다. 이러한 유형의 버스바 섹션들은 가끔 버스바 모듈이라고도 불리운다. 이하, 버스바 모듈이라는 명칭은 이 의미에서 사용된다. 버스바 모듈들의 캡슐화부는 스위치보드당 축방향에 대해 가로질러 뻗어 있는 적어도 하나의 분기부 (branch) 를 구비하며, 상기 분기부를 통해 위상당 하나의 연결도체가 각각의 파워 스위치로 이어진다.

버스바 모듈들은 스위치보드들을 통해 기초부 (foundation) 와 단단히 연결되어 있다. 달리 표현하자면, 스위치보드들은 그들의 버스바 모듈들과 함께 서로 고정 간격을 두고 배치되어 있다. 버스바의 버스바 모듈들 사이에는, 실시형태에 따라 각각 하나의 보상유닛이 배치되어 있으며, 상기 보상유닛은 버스바의 개별적인 모듈들의 열팽창을 서로 상대적으로 보상한다. 서로 상대적인 개별 모듈들의 열팽창을 가능하게 하기 위해, 버스바의 캡슐화부는 보상유닛들의 영역에서 국부적으로, 하지만 그럼에도 불구하고 기밀적으로 중단되어 있다. 이는 주로 서로 밀어질 수 있는 2개의 관섹션을 통해 달성되며, 상기 관섹션들은 인접한 보상유닛들의 기계적 고정을 위해 그들의 단부들 중 하나에 각각 하나의 플랜지 섹션을 구비하고, 따라서 축방향에 있어서 움직일 수 있는 캡슐화 섹션이 발생한다. 즉, 보상유닛들은 축방향에 있어서 가변적 길이를 갖는다. 이 이외에, 절연가스는 사전 결정된 가스압력하에 보상유닛들 안에 그리고 버스바 모듈들 안에 있다. 버스바 모듈들과 보상유닛들로 구성된 버스바의 가열시, 버스바 모듈들의 캡슐화 섹션들은 축방향에 있어서 팽창된다. 이 열팽창은 강성적으로 (rigidly) 기계적으로 서로 연결된 2개의 인접한 버스바 모듈들/모듈들에 있어서 힘들을 초래하며, 상기 힘들은 축방향에 있어서 반대 방향성분을 갖는다. 따라서, 상기 두 버스바 모듈들/모듈들은, 그들이 서로 향해 있는 그들의 단부들에서 단단히 서로 연결되어 있는 경우 서로 밀쳐낸다. 이는 심한 경직을 초래할 수 있으며, 그리고 기초부 안에서의 스위치보드들의 앵커링에 부담을 줄 수 있다.

열팽창의 상기 언급된 발생하는 힘들에 대처하기 위해, 다수의 보상방법이 선행기술에 공지되어 있다.

한 방법에서는, 캡슐화부의 열팽창으로 인해 발생하는 힘들을 흡수하기 위해 타이로드 (tie rod) 들이 이용된다. 이 방법의 대표적인 것은 예컨대 EP 0093687 A1 이다. EP 0093687 A1 에는 버스바 시스템 및 스위치보드들을 가진 압축가스 절연 고전압 스위치기어가 공지되어 있으며, 상기 버스바 시스템에 있어서 버스바의 또는 그의 캡슐화부/하우징의 분기부들은 GIS 의 기초부와 관련하여 장소 고정형으로 앵커링되어 있다. 이때, 버스바의 전체 팽창 및 이로 인해 생기는 힘들을 갈라지게 하기 위해, 버스바는 2개의 평행 축들로 분할된다. 추가적으로 버스바의 열팽창의 가스 압력에 의해 초래된 힘들로부터 힘 디커플링을 달성하기 위해, 각각의 분기부는 보상 벨로스를 통해 연결 및 버스바 모듈들과 연결되어 있으며, 따라서 버스바는 장소 고정형 분기부와 관련하여 거의 부유 상태에 있다.

DE 19815151 C1 은 보상 요소들을 제안하며, 상기 보상 요소들에 있어서, 길이 가변적 캡슐화 섹션들에는 타이로드들이 제공되어 있다.

공지의 해결책들은 - 상기 해결책들이 단상으로 캡슐화된 스위치기어들에서 이용되면 - 공칭도체당 각각 구조적으로 완전히 분리된 보상유닛들을 구비하며, 상기 보상유닛들은 상응하여 분리된 가스챔버들을 가진다.

하지만 이는 다수의 단점을 가져 온다. 한편으로는, 전체 섹션, 즉 3개의 길이 보상 요소들의 분해시, 가스 배기 (gas evacuation) 의 분리된 핸들링이 각각의 공칭도체 분기부를 위해 필요하다. 이 이외에, 개별적인 공칭도체들을 위한 섹션들은 각각 잇달아 분해 및 제거되어야 하며, 이는 상당한 시간 소모 및 정비를 필요로 한다.

그러므로, 본 발명의 목적은 길이 보정 또는 보상 (compensation) 을 제공하는, 그리고 동시에 간단한 가스 핸들링 (gas handling) 을 허용하는, 스위치기어를 위한 가로 분해 모듈을 제공하는 것이다.

이 목적은 청구항 제 1 항에 따른 가로 분해 모듈에 의해 달성된다.

제 1 양상에 따르면, 고전압 스위치기어를 위한 가로 분해 모듈이 제공된다.

본 설명에 있어서, 고전압이란 적어도 1000 Volt (1 kV) 의 DIN (독일공업규격) VDE 에 따른 동작 전압 또는 공칭 전압 (nominal voltage) 을 말하며, 본 발명은 무엇보다도 적어도 100 kV 의 공칭 전압들을 위해 특히 바람직하다.

상기 모듈은 하우징 (housing) 을 포함하며, 상기 하우징은 각각 강성 (rigid) 제 1 부품과 강성 제 2 부품을 가진 3개의 캡슐화 섹션 (encapsulation section) 을 포함하고, 상기 부품들은 공칭도체 (nominal conductor) 방향으로 서로 상대적으로 움직일 수 있게 서로 연결되어 있으며, 이때 각각의 캡슐화 섹션은 공칭도체 요소 (nominal conductor element) 를 수용하기 위해 설계되어 있다. 상기 하우징은 또한 3개의 길이 변경 가능한 공칭도체 요소를 포함하며, 이때 위상당 각각 하나의 공칭도체 요소가 캡슐화 섹션 안에 배치되어 있고, 그리고 상기 3개의 캡슐화 섹션은 연결요소 (connection element) 들을 통해, 하나의 공통의 가스챔버 (gas chamber) 가 되도록 서로 연결되어 있다. 상기 3개의 길이 변경 가능한 공칭도체 요소는 단부쪽에서, 예컨대 접점대들 (contact carriers) 또는 마운팅 플랜지들 (mounting flanges) 형태의, 전력을 전달하기 위해 상응하여 형성된 연결요소들에 커플링되어 있다. 필요에 따라, 이 커플링 (coupling) 은 나사결합 또는 플러그 및 소켓 연결 형태의 기계적 고정을 통해 수행된다. 상기 연결요소들은, 가스 핸들링을 위한 기계 비용 및 모듈의 조립 및 분해를 위한 작업 및 시간 소모를 줄이는 것을 허용한다.

본 발명의 그 밖의 목적은 고전압 스위치기어로부터 가로 분해 모듈을 분해하기 위한 방법을 제시하는 것이다.

이 목적은 청구항 제 14 항에 따른 가로 분해 모듈에 의해 달성된다. 이를 위해, 고전압 스위치기어로부터 상기 가로 분해 모듈을 분해하기 위한 방법은 다음의 단계들을 구비한다:

하우징 (110) 의 공통의 가스챔버 (180) 로부터 절연가스 (insulating gas) 를 배기시키는 (evacuate) 단계

각각 3개의 캡슐화 섹션 (120) 의 단부쪽 기계적 연결들 중 적어도 하나를 푸는 단계, 이때 상기 3개의 캡슐화 섹션 (120) 은 연결요소 (160) 들을 통해, 하나의 공통의 가스챔버 (180) 가 되도록 서로 연결되어 있다. 각각 3개의 공칭도체 (150) 의 단부쪽 전기적 연결들 중 적어도 하나를 푸는 단계

각각 상기 3개의 캡슐화 요소 (120) 의 제 1 및 제 2 부품 (130, 140), 및 공칭도체 요소 (150) 들을 밀어넣고, 따라서 인접 (adjacent) 스위치기어 섹션 (상기 스위치기어 섹션에 상기 가로 분해 모듈은 스위치기어의 작동 중 단부쪽에서 고정되어 있고, 그리고 전기적으로 접촉됨) 에 대한 틈이 생기는 단계

상기 가로 분해 모듈 (100) 을 제거하는 단계. 상기 가로 분해 모듈의 실시형태에 따라, 이것은 혼자 스위치기어로부터 분해될 수 있거나, 또는 인접 스위치기어 섹션 (예컨대 스위치기어 모듈) 과 함께 분해될 수 있으며 (상기 가로 분해 모듈은 한쪽에서 상기 스위치 섹션에 고정되어 있는 채로 있음), 즉 이렇게 상기 가로 분해 모듈 (100) 은 이 스위치기어 섹션과 함께 스위치기어로부터 분해될 수 있다.

본 발명의 그 밖의 장점들, 특징들, 양상들 및 상세 내용과 본 발명의 바람직한 실시들 및 특별한 양상들은 청구항들, 설명부 및 도면들에 나타나 있다.

이하, 본 발명을 그 밖의 장점 부분들 및 변경들을 나타내는 도면들에 도시되어 있는 실시예들을 근거로 설명한다.

단지 개략적으로 보이고 있다:
도 1 은 가스 절연 스위치기어를 위한 가로 분해 모듈의 실시형태의 개략적인 측면도;
도 2 는 가로 분해 모듈의 그 밖의 실시형태의 하우징 부품의 개략적인 투시도;
도 3 은 도 1 의 가로 분해 모듈의 개략적인 횡단면도;
도 4 는 실시예들에 따른 가스 절연 스위치기어의 부분 횡단면도; 및
도 5 는 그 밖의 실시형태에 따른 가로 분해 모듈의 개략적인 부분 횡단면도이다.

도 1 은 고전압 스위치기어를 위한 가로 분해 모듈 (100) 의 실시형태를 보이고 있다. 상기 모듈은 3개의 캡슐화 섹션 (encapsulation section, 120) 을 가진 하우징 (housing, 110) 을 포함하며, 상기 캡슐화 섹션들은 각각 공칭도체 요소 (nominal conductor element, 150) 를 수용하기 위해 설계되어 있다. 상기 캡슐화 섹션들 안에는 각각 하나의 공칭도체 요소 (150) 가 배치되어 있다. 상기 캡슐화 섹션들은 각각 강성 (rigid) 제 1 부품 (130) 과 강성 제 2 부품 (140) 을 구비하며, 상기 부품들은 공칭도체 방향으로 서로 상대적으로 움직일 수 있게 서로 연결되어 있고, 이때 연결 부위들은 기밀적으로 설계되어 있다. 예컨대, 기밀적 밀봉을 위해 상기 연결 부위들에는 O 링들이 배치되어 있을 수 있다. 3개의 캡슐화 섹션 (120) 은 가스 채널들로서 사용되는 연결요소 (connection element, 160) 들을 통해, 하나의 공통의 가스챔버 (gas chamber, 180) 가 되도록 연결되어 있다. 도 1 에서, 중간 캡슐화 섹션은 각각 하나의 연결요소 (160) 를 통해, 외부에 놓여 있는 두 캡슐화 섹션과 연결되어 있으며, 하지만 다른 배치 (constellations) 도 가능하다.

상기 공통의 가스챔버 (180) 는, 분리되어 있는 가스챔버들에 있어서는 각각 3배로 존재해야 하는, 가스 핸들링 (gas handling) 을 위한 구성요소들의 감소를 허용한다. 이는 예컨대 가스 핸들링을 위한 밸브들, 측정 장치들 및 압력 릴리프 밸브 (pressure relief valve) 들 또는 파열판 (rupture disk) 에 관한 것이다. 일반적으로, 상기 공통의 가스챔버 (180) 에 의해, 상기 언급된 요소들이 상기 전체 가스챔버를 위해 단지 한 번, 즉 예컨대 캡슐화 섹션 (120) 들 중 하나에만 제공되어 있으면 충분하다. 연결요소 (160) 들의 내부 횡단면들의 치수화는 기본적으로, 갑작스런 과압 (overpressure) 이라는 오류의 경우 상승된 가스압력이 충분히 빨리 경우에 따라서는 이것들을 통해 다른 캡슐화 섹션 (120) 들 중 하나 (이 안에는 압력 릴리프 밸브가 배치되어 있다) 안으로 넘칠 수 있게 수행될 수 있다. 이러한 방식으로, 캡슐화부를 손상시키는 압력 피크들 (pressure peaks) 이 저지될 수 있다. 설계계산을 위한 상응하는 방법들은 당업자에게 알려져 있다.

실시예들에서, 하우징 (110) 의 강성 부품들 (130, 140) 은 그들의 서로로부터 멀리 향하는 단부들에 마운팅 플랜지 (mounting flange, 200) 들을 구비하며, 상기 마운팅 플랜지들과 함께 가로 분해 모듈 (100) 은 각각 스위치기어 (310) 의 인접한 그 밖의 버스바 요소들 (busbar elements) 또는 스위칭 모듈들에 고정되어 있다 (도 4 참조). 서로 움직일 수 있는 부품들 (130, 140) 을 통해, 공칭도체 요소당 축방향에 있어서 움직일 수 있는 또는 길이 변경 가능한 캡슐화 섹션이 존재하는 것이 달성된다. 즉, 가로 분해 모듈 (100) 은 공칭도체 요소들의 축방향에 있어서 가변적 (variable) 길이를 가지며, 그리고 이러한 방식으로, 무엇보다도 인접한 시설 부품들의 캡슐화부의 열팽창에 의해 발생된 길이변경을 보상하는데 사용된다.

그 밖의 실시형태들에서, 각각 부품 (130) 들, 부품 (140) 들, 또는 두 부품 (130, 140) 은 각각 상기 스위치기어의 인접한 모듈 (320, 330) 의 구조적 부품이며, 즉 그들은 본질적으로 상기 가스챔버의 그의 캡슐화부와 연결되어 있다. 이러한 방식으로, 스위치기어의 모듈, 예컨대 스위치보드 모듈은 이미 그에 가로 분해 모듈을 붙여 증축하기 위해 준비될 수 있거나 또는 제조될 수 있다.

캡슐화부, 상세하게는 부품들 (130, 140) 또는 하우징 (110, 115) 은 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 복합재료로 형성되어 있을 수 있다. 부품들 (130, 140) 또는 하우징 (110, 115) 은 예컨대 금속 주조 방법을 통해 형성되어 있을 수 있다.

두 강성 부품 (130, 140) 은 여러 가지 방식으로 서로 연결되어 있을 수 있다. 실시형태들에서, 그들은 - 도 1 에 도시되어 있는 바와 같이 - 텔레스코픽 (telescopic) 방식으로 서로 연결되어 있으며, 그리고 이로써 서로 밀어질 수 있고, 즉 상기 부품들 중 하나는 다른 하나 안으로 밀어질 수 있다. 이를 위해, 부품들 (130, 140) 은 부분적으로 겹쳐져 또는 하나의 공통의 축에 대해 동심적으로 배치되어 있으며, 상기 축은 전형적으로 또한 해당 공칭도체 (150) 의 세로축이다. 다른 실시예들에서, 부품들 (130, 140) 은 예컨대 선행기술에 공지된, 길이변경을 허용하는 플렉시블한 강철 벨로스 (steel bellows) 를 이용해 서로 연결되어 있거나, 또는 선행기술에 공지된 다른 변형들, 예컨대 웨이브 섹션들을 이용해 서로 연결되어 있다. 텔레스코픽 방식의 연결은 높은 기계적 안정성, 그리고 이로써 시설 오류의 경우 높은 파열압력 (burst pressure) 을 보장한다.

두 강성 부품 (130, 140) 은 도 1 에 도시되어 있는 바와 같이 스프링 요소 (240) 또는 하나 또는 다수의 타이로드 (tie rod) 에 의해 서로 연결되어 있을 수도 있다. 이러한 스프링 요소 (240) 는 도 4 와 관련하여 하기에서 상세히 설명된다.

실시형태에서, 부품들 (130, 140) 사이의, 그리고 따라서 상기 가로 분해 모듈에 연결된 스위치기어의 모듈들 사이의 보상 전류흐름을 가능하게 하기 위해, 부품들 (130, 140) 은 전기 전도적으로 서로 연결되어 있으며, 특히 도체 요소들 또는 케이블 피스 (cable piece, 250) 들을 통해 전기적으로 서로 연결되어 있다. 이는 특히 부품들 (130, 140) 의 텔레스코픽 방식의 연결에 있어서, 상기 부품들이 서로 겹치는 섹션들 사이에 절연체로 만들어진 O 링들 (도시되어 있지 않음) 로 기밀적으로 밀봉되어 있으면 (따라서 이 부위에서는 상기 부품들 간의 전기적 연결이 존재하지 않는다) 목적에 부합한다.

실시형태에서, 2개의 연결요소 (160) 는 강성 중공 (hollow) 요소들로서 설계되어 있으며, 상기 요소들은 캡슐화 섹션 (120) 들의 부품들 (130, 140) 과 강성적으로 (rigidly) 연결되어 있다. 이러한 방식으로, 도 1 에 도시되어 있는 바와 같이, 3개의 암형 (female) 부품 (130) 은 두 연결요소 (160) 와 함께 하우징 (110) 의 하나의 공통의 강성 하우징 부품 (115) 을 형성한다. 이때, 여러 가지 부품은 실시형태에서 기계적 수단에 의해, 예컨대 플랜지들에 의해 서로 연결되어 있을 수 있다 (도시되어 있지 않음). 다른 실시형태에서, 3개의 수형 (male) 부품 (140) 은 연결요소 (160) 들을 통해 연결되어 있을 수 있는데, 이는 여기에 도시되어 있지 않다. 두 변형은 조합될 수도 있으며, 이때 3개의 부품 (130) 뿐만 아니라 부품 (140) 들도 하나의 공통의 하우징 부품 (115) 을 형성한다.

그 밖의 실시형태에서, 부품 (130) 들과 연결요소 (160) 들은 함께 일체로 설계되어 있으며, 즉 함께 제조된 하우징 부품 (115) 으로서 설계되어 있고, 상기 하우징 부품은 일례적으로 도 2 에 도시되어 있다. 부품들 (130, 160, 115) 은 예컨대 알루미늄, 또는 알루미늄 합금으로 제조되어 있다. 제조 방법으로서는 예컨대 주조 방법이 이용될 수 있다. 이때, 강성적으로 서로 연결된 부품들은 하나의 주물로부터 제조되어 있을 수 있으며, 또는 다수의 주조 부품들로부터 제조되고, 그리고 예컨대 플랜지 연결들을 통해 강성적으로 서로 연결되어 있을 수 있다. 일체형 강성 하우징 부품 (115) 을 통해, 전체 가로 분해 모듈 (100) 은 조립 또는 분해시 리프팅 장치 (lifting device) 를 이용해 전체로서 움직여질 수 있으며, 이때 예컨대 현수점 (suspension point) 은 부품 (130) 들 중 하나에 제공되어 있을 수 있다 (도시되어 있지 않음). 이 경우 연결요소 (160) 들은 상당한 힘 또는 토크에 노출되어 있으며, 이는 요소 (160) 들의 벽두께 및 지름 또는 횡단면의 설계시 고려되어야 한다. 상응하는 설계방법들이 당업자에게 알려져 있다.

예컨대 모든 3개의 부품 (130) 의 외면들에 고정되어 있는, 금속 또는 복합재료로 만들어진 적어도 하나의 장방형 보강 형강 (reinforcing profiled section, 155) 이 추가적으로 제공되어 있음으로써, 조립 목적을 위한 하우징 부품 (115) 의 안정성은 실시예들에서 더욱 향상될 수 있고 또는 연결요소 (160) 들의 하중이 줄어들 수 있다. 이는 개략적으로 마찬가지로 도 2 에 도시되어 있다. 이 조치는 하우징 부품 (115) 의 전체 강성을 높이며, 이로 인해 대응적으로 예컨대 연결요소 (160) 들의 벽두께의 보다 얇은 설계가 가능하다. 실시형태들에서 상기 연결요소들과 경우에 따라서는 상기 보강 형강들은, 가로 분해 모듈 (100) 이 3개의 부품 (130) 들 중 하나에서 들어올려질 수 있게 기계적으로 안정적으로 상기 3개의 제 1 부품 (130) 과 연결되어 있다.

도 1 및 도 2 에 도시되어 있는 바와 같이, 3개의 캡슐화 섹션 (120) 의 세로축 (longitudinal axis) 들은 평행으로, 그리고 전형적으로 하나의 공통의 평면에 배치되어 있다. 전형적으로, 상기 세로축들은 동일한 간격을 두고 서로 떨어져 배치되어 있으며, 다른 말로 하자면 규칙적인 간격을 두고 나열되어 있다. 다른 실시형태들에서, 상기 3개의 축은 달리 배치되어 있을 수 있다. 전형적으로, 그 안에서 캡슐화부가 각각의 공칭도체 요소 (150) 를 - 상기 공칭도체의 횡단면에서 볼 때 - 완전히 360°의 입체각 안에서 둘러싸는, 캡슐화 섹션 (120) 의 적어도 하나의 영역이 있다.

도 1 에 도시되어 있는 바와 같이, 캡슐화 섹션 (120) 들 또는 부품들 (130, 140) 은 실시형태들에서 단부쪽에 플랜지 (flange, 200) 들을 갖추고 있을 수 있다. 이것들은 스위치기어의 인접한 모듈들 또는 버스바들에 가로 분해 모듈 (100) 을 조립하기 위해 사용된다. 플랜지 (200) 들은 격벽 절연체 (220) 들 또는 지지 절연체들 (support insulators) (도시되어 있지 않음) 을 조립하기 위해 설계되어 있을 수 있다.

도 3 은 도 1 의 모듈의 개략적인 횡단면도를 보이고 있다. 여기에서, 공칭도체 (150) 들은 2개의 여러 가지 섹션을 갖고 설계되어 있으며, 상기 섹션들은 길이변경을 위해 텔레스코픽 방식으로 서로 밀어질 수 있다. 도면에 도시되어 있는, 3개의 길이 변경 가능한 공칭도체 요소 (150) 는 단부쪽에서, 즉 플랜지 (200) 들의 영역에서, 상응하여 형성된, 예컨대 접점대들 또는 마운팅 플랜지들 형태의, 전력을 전달하기 위한 도 3 에 도시되어 있지 않은 연결요소들에 고정될 수 있으며, 그리고 전기적으로 접촉 가능하다. 이 커플링 (coupling) 은 위상당 인접 스위치기어 섹션에 고정되어 있는 접점대에 대한 상세히 설명되어 있지 않은 나사결합을 통해 수행된다. 도 3 에는, 명료하게 나타내기 위해 하우징 횡단면은 단지 선으로 표시되어 있으며, 반면 플랜지 (200) 들은 측면도로 도시되어 있다. 도 3 에는, 각각 강성 제 1 부품 (130) (왼쪽) 과, 텔레스코픽 방식으로 상기 제 1 부품 (130) 안으로 밀어넣어진 강성 제 2 부품 (140) 을 가진 캡슐화 섹션 (120) 과 하우징 횡단면은 명료하게 나타내기 위해 단지 선들로 가상으로 표시되어 있다. 제 1 부품 (130) 과 제 2 부품 (140) 의 3개의 섹션들 사이의 링 모양 틈 (131) 은 밀봉 요소 (132) 를 이용해 기밀적으로 폐쇄되어 있다.

실시형태들에서, 상기 하우징은 보호 가스와의 상호 작용을 위한 적어도 하나의 요소 (300) 를 포함한다. 이것은 압력 릴리프 밸브일 수 있으며, 상기 압력 릴리프 밸브는 전형적으로 파열판의 형태로 설계되어 있다. 시설의 오작동시, 특히 가스챔버 (180) 안에서의 아크 (arc) 의 발생에 있어서, 발생하는 과압은 상기 파열판을 통해 샐 수 있으며, 이를 통해 스위치기어는 발생하는 과압에 의한 손상으로부터 보호되어 있다. 이 이외에, 요소 (300) 는 가스 핸들링 밸브로서, 즉 가스챔버 (180) 안의 절연가스의 유입 및 유출을 위해 설계되어 있을 수 있다. 이 이외에, 요소 (300) 는 가스 압력 검출을 위한, 온도 검출을 위한 및/또는 부분 방전 검출을 위한 장치일 수 있다. 이 요소들은 상기 3개의 캡슐화 섹션의 상기 공통의 가스챔버 (180) 로 인해 각각 단지 단일하게 제공되어야 하며, 이는 상당한 제조절감을 가져 오고, 그리고 동시에 상기 모듈에서의, 오류가 나기 쉬운 부품들의 개수를 줄이며, 이를 통해 신뢰성이 상승한다. 이 이외에, 이렇게 하여 스위치기어 (310) 의 가스 누출율이 감소할 수 있다.

도 4 는 가스 캡슐화 (gas-encapsulated) 고전압 스위치기어 (310) 를 보이고 있으며, 상기 고전압 스위치기어는 임의의 실시형태에 따른 가로 분해 모듈 (100) 을 포함한다. 도 4 에 공칭도체 (150) 들은 단지 파선으로 표시되어 있다. 하우징 (110) 의 공통의 가스챔버 (180) 는 작동 중 2.5 bar 를 초과하는, 보다 전형적으로는 4 bar 를 초과하는 압력하에 전기적으로 절연시키는 가스, 전형적으로는 육불화황으로 채워져 있다. 플랜지 (200) 들에 제공되어 있는 절연체들이 지지 절연체들로서 (격벽 절연체들로서가 아니라) 설계되어 있으면, 상기 가로 분해 모듈의 가스챔버 (180) 는 다시금, 연결된 스위치기어 모듈들 또는 버스바 모듈들 (320, 330) 의 가스챔버들과 함께 하나의 공통의 가스챔버를 형성할 수 있다.

상기 하우징 (100) 의 캡슐화 섹션 (120) 들은 플랜지 (200) 들을 통해 전면쪽에서 스위치기어의 인접한 모듈들 (320, 330) 과 연결되어 있으며, 이때 각각 캡슐화 섹션 (120) 의 제 1 부품 (130) 과 제 2 부품 (140) 은 스프링 요소 (240) 를 통해 서로 조여져 있다. 길이 변경 가능한 상기 스프링 요소들은, 그들이 끌어당겨 합치는, 즉 캡슐화 섹션 (120) 의 축소에 영향을 미치는 힘을 두 부품 (130, 140) 에 가하도록 설계되어 있다. 이를 통해, 가스챔버 (180) 안의 가스 압력을 통해 격벽 절연체 (220) 들에 작용하는 힘이 (상기 힘은 부품들 (130, 140) 을 눌러 서로 분리시킴) 적어도 부분적으로 보상될 수 있다.

도 5 는 도 1 의 가로 분해 모듈과 유사한 가로 분해 모듈 (100) 의 개략적인 도면을 보이고 있다. 도면을 이해하는 것을 쓸데없이 방해하지 않기 위해, 도 5 에는 명료하게 나타내기 위해 강성 제 2 부품 (140) 들을 가진 캡슐화 섹션 (120) 들은 파선으로 표시되어 있다. 이 실시예에서, 3개의 부품 (130) 은 단부쪽에서 하나의 공통의 플랜지 (290) 를 통해 서로 연결되어 있다. 부품 (130) 들과 연결요소 (160) 들이 일체로 설계되어 있는 이미 언급된 실시예들에 대해 유사하게, 상기 연결하는 공통의 플랜지 (290) 는 하우징의 안정성의 향상에 기여한다. 이는 실시예들에서 하우징 부품 (115) 의 이미 언급된 일체형 형태와 조합될 수도 있다. 도 5 에는, 도해적인 이유들로 인해, 도 1 에 도시되어 있는 모듈 (100) 의 모든 구성요소들이 도시되어 있지는 않다. 그 외에는, 도 1 의 설명이 도 5 에도 적용 가능하다. 이 실시형태는 플랜지 접촉면들의 기계적 가공과 관련하여 바람직하며, 상기 플랜지 접촉면들은 도 5 에 플랜지 (290) 의 뒷면에 놓여 있고, 그러므로 눈에 띄지 않는다. 그러므로, 안정성 향상의 효과에 추가적으로, 플랜지 제조에서의 보다 높은 정밀성 (precision) 이 가능하다. 상기 공통의 플랜지 (290) 는 디스크 절연체들의 이용을 위해 제공되어 있을 수 있다.

스위치기어 (310) 안에 설치되어 있는, 실시형태들에 따른 가로 분해 모듈 (100) 의 분해시, 우선 하우징 (110) 의 공통의 가스챔버 (180) 로부터 절연가스가 배기된다. 이는 예컨대 가스 핸들링 밸브로서 설계된 요소 (300) 를 통해 실행될 수 있다. 그 후, 플랜지 (200) 의 연결들은 스위치기어의 인접한 모듈 (320) 에 대한 오른쪽에서 풀린다. 그 후, 강성 제 2 부품 (140) 들은 차례차례, 아직 고정되어 있는 플랜지 (200) 의 방향으로 왼쪽에서 텔레스코픽 방식으로 3개의 캡슐화 섹션 (120) 의 강성 제 1 부품 (130) 안으로 밀어넣어지며, 따라서 상기 강성 제 2 부품 (140) 의 플랜지 (200) 와, 상기 플랜지에 인접한 스위치기어 섹션 (320) 의 각각의 대응 플랜지 사이의 틈이 생긴다. 상기 틈들은 스위치기어 (310) 로부터의 분해 동안 운동 여유 공간으로서 필요해진다.

3개의 캡슐화 요소 (120) 의 각각 제 1 및 제 2 부품 (130, 140) 을 밀어넣음으로써, 모듈 (100) 의 또는 그의 하우징 (110) 의 전체 길이의 축소가 달성된다. 공칭도체 (150) 의 실시형태에 따라, 이것은 인접한 스위치기어 섹션 (320) 의 대응 접촉부의 접점대에서 단부쪽이 풀린 후 풀릴 수 있으며 그리고 텔레스코픽 방식으로 길이가 축소될 수 있고, 또는 공칭도체 (150) 는 단부쪽에서, 인접한 스위치기어 섹션 (320, 330) 의 두 대응 접촉부로부터 풀린다. 상기 틈이 충분히 크다면, 공칭도체 (150) 는 상기 틈을 관통하여 해체될 수 있다. 이에 대해 틈이 너무 작다면, 도체 (150) 는 단부쪽에서 풀리며, 그리고 텔레스코픽 방식으로 이동되어 캡슐화 섹션 (120) 안에 그대로 있을 수 있다. 후자의 경우, 상기 가로 분해 모듈은 상기 캡슐화 섹션의 강성 제 1 부품 (130) 의 플랜지 연결을 푼 후 풀릴 수 있으며, 반면 인접한 스위치기어 섹션들 (320, 330) 은 스위치기어 안에 머무른다.

이와는 달리, 도 4 에 도시되어 있는 예에서 공칭도체 (150) 는 가로 분해 모듈 (100) 과 함께 인접 스위치기어 섹션 (330) 에 고정되어 있는 채로 있으며, 그리고 분해를 위해 한쪽에서 단지 인접 스위치기어 섹션 (320) 의 대응 접촉부들로부터 풀리고, 따라서 거기에는 마찬가지로 공칭도체 (150) 와 인접 스위치기어 섹션 (320) 의 (도시되어 있지 않은) 대응 접촉부 사이의 틈이 생긴다.

그 후, 가로 분해 모듈 (100) 은 동시에, 그리고 그에 여전히 고정되어 있는 스위치기어 섹션 (330) 과 함께 스위치기어로부터 분해될 수 있다. 스위치기어 섹션 (330) 이 스위치기어의 작동 중 그 밖의 가로 분해 모듈들 또는 인접 모듈들과 연결되어 있는 경우에는, 상기 가로 분해 모듈 및 스위치기어 섹션 (330) 을 분해하기 전에 이 연결들은 마찬가지로 풀려야 한다.

필요시, 하우징 (110, 115) 은 플랜지 연결들을 풀기 전에 리프팅 장치 또는 지지 장치를 갖고 안정화될 수 있다. 설명한 바와 같이, 하나의 공통의 하우징 부품 (115) 이 되도록 하는 부품들 (130, 160) 의 일체형 설계를 통해, 전체 모듈은 단지 하나의 현수점 또는 고정점에서 유지될 수 있거나 또는 안정화될 수 있다. 그 후, 모듈 (100) 은 스위치기어 (310) 안에서의 그의 위치로부터 - 예컨대 도 4 에 도시되어 있는 바와 같은 - 제거된다. 전형적으로, 상기 설명된 방법이 진행되는 동안 스프링 요소 (240) 들이 분해된다.

공칭도체 (150) 들은 그들의 원통형 모양을 통해 세로축들을 정의한다. 특히 콤팩트한 스위치기어 모듈들과 가로 분해 모듈들이 달성되어야 하면, 모든 공칭도체 (150) 의 세로축들이 단 하나의 평면에 배치되어 있으면 바람직하다. 도 5 에 도시되어 있는 위치에서의, 또한 중간 공칭도체 (150) 의 세로축과 관련하여 180 도 만큼 회전된 위치에서의 상기 가로 분해 모듈의 장착을 허용하기 위해, 공칭도체들 또는 그들의 세로축들이 이 언급된 평면에, 규칙적인 간격을 두고 서로 떨어져 배치되어 있으면 더욱 바람직하다. 플랜지들 (200, 290) 의 전면쪽 연결면들이 이 세로축에 대해 직각으로 배치되어 있으면, 특히 콤팩트한 스위치기어 모듈들과 가로 분해 모듈들이 달성 가능하다.

상기 설명, 청구항들 및 도면들에 공개된 본 발명의 특징들은 개별적으로뿐만 아니라 각각의 임의의 조합으로 여러 가지 실시형태에서의 본 발명의 실현을 위해 본질적일 수 있다.

Claims (15)

1. 하우징 (110) 을 포함한, 고전압 스위치기어를 위한 가로 분해 모듈 (100) 로서, 상기 하우징은
   a) 각각 강성 제 1 부품 (130) 과 강성 제 2 부품 (140) 을 가진 3개의 캡슐화 섹션 (120) (상기 부품들은 공칭도체 방향으로 서로 상대적으로 움직일 수 있게 서로 연결되어 있으며, 이때 각각의 캡슐화 섹션 (120) 은 공칭도체 요소를 수용하기 위해 설계됨),
   b) 3개의 길이 변경 가능한 공칭도체 요소 (150) (이때 위상당 각각 하나의 공칭도체 요소 (150) 가 캡슐화 섹션 (120) 안에 배치되어 있다) 를 포함하며,
   이때 상기 3개의 캡슐화 섹션 (120) 은 연결요소 (160) 들을 통해, 하나의 공통의 가스챔버 (180) 가 되도록 서로 연결되어 있는, 고전압 스위치기어를 위한 가로 분해 모듈.
2. 제 1 항에 있어서,
   각각 상기 캡슐화 섹션 (120) 들의 상기 제 1 부품 (130) 과 상기 제 2 부품 (140) 은 텔레스코픽 방식으로 연결되어 있는 모듈.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 연결요소 (160) 들은 상기 3개의 제 1 부품 (130) 을 강성적으로 서로 연결시키는 모듈.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 연결요소 (160) 들은 상기 3개의 제 1 부품 (130) 과 함께 일체로 하우징 부품 (115) 으로서 설계되어 있는 모듈.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 연결요소 (160) 들 및/또는 보강 형강들은, 상기 가로 분해 모듈 (100) 이 상기 3개의 부품 (130) 들 중 하나에서 들어올려질 수 있게 기계적으로 안정적으로 상기 3개의 제 1 부품 (130) 과 연결되어 있는 모듈.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 3개의 캡슐화 섹션 (120) 의 세로축들은 평행으로 있으며, 그리고 하나의 공통의 평면에 배치되어 있는 모듈.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 세로축들은 동일한 간격을 두고 서로 떨어져 배치되어 있는 모듈.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 하우징은 압력 릴리프 밸브, 가스 핸들링 밸브, 가스 압력 검출장치, 온도 검출장치 및 부분 방전 검출장치로 구성된 그룹으로부터의 적어도 하나의 요소 (300) 를 포함하는 모듈.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 캡슐화 섹션 (120) 들은 단부쪽에 각각 플랜지 (200) 를 구비하며, 그리고 상기 플랜지 (200) 들은 격벽 절연체 (220) 들 또는 지지 절연체들을 조립하기 위해 설계되어 있는 모듈.
10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 3개의 제 1 부품 (130) 은 단부쪽에서 하나의 공통의 플랜지 (290) 를 통해 연결되어 있는 모듈.
11. 제 1 항에 있어서,
    각각 상기 캡슐화 섹션 (120) 들의 상기 제 1 부품 (130) 과 상기 제 2 부품 (140) 은 전기 도체 (250) 와 연결되어 있는 모듈.
12. 가스 캡슐화 고전압 스위치기어 (310) 로서, 상기 가스 캡슐화 고전압 스위치기어는 제 1 항에 따른 가로 분해 모듈 (100) 을 포함하며, 이때 상기 하우징 (110) 의 상기 공통의 가스챔버 (180) 는 전기적으로 절연시키는 가스로 채워져 있는 가스 캡슐화 고전압 스위치기어.
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 하우징 (100) 의 상기 캡슐화 섹션 (120) 들은 플랜지 (200) 들을 통해 전면쪽에서 스위치기어의 인접한 모듈들 (320, 330) 과 연결되어 있으며, 이때 각각 캡슐화 섹션 (120) 의 상기 제 1 부품 (130) 과 상기 제 2 부품 (140) 은 열팽창으로 인한 상기 스위치기어의 상기 인접한 모듈들의 세로방향 확대를 적어도 부분적으로 보상할 수 있기 위해 스프링 요소를 통해 서로 조여질 수 있는 스위치기어.
14. a) 하우징 (110) 의 공통의 가스챔버 (180) 로부터 절연가스를 배기시키는 단계,
    b) 각각 3개의 캡슐화 섹션 (120) 의 단부쪽 기계적 연결들 중 적어도 하나, 및 3개의 공칭도체 (150) 를 푸는 단계, 이때 상기 3개의 캡슐화 섹션 (120) 은 연결요소 (160) 들을 통해, 하나의 공통의 가스챔버 (180) 가 되도록 서로 연결되어 있다,
    c) 각각 상기 3개의 캡슐화 요소 (120) 의 제 1 및 제 2 부품 (130, 140), 및 공칭도체 요소 (150) 들을 밀어넣고, 따라서 인접 스위치기어 섹션들에 대한 틈이 생기는 단계,
    d) 가로 분해 모듈 (100) 을 제거하는 단계를 포함한,
    제 11 항 또는 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 고전압 스위치기어로부터 가로 분해 모듈을 분해하기 위한 방법.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 가로 분해 모듈 (100) 은 분해를 위해 한쪽에서 인접 스위치기어 섹션에 고정되어 있는 채로 있으며, 이렇게 상기 가로 분해 모듈 (100) 은 이 스위치기어 섹션과 함께 제거되는 것을 특징으로 하는 방법.

Images