KR20130142174A - 절연된 방식으로 개폐기의 전기 전도성 부품을 연결하기 위한 장치 - Google Patents

절연된 방식으로 개폐기의 전기 전도성 부품을 연결하기 위한 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 특히 절연된 방식으로 가스 절연된 개폐기 내 전기 전도성 부품들을 연결하는 장치에 관한 것으로서, 상기 장치는 제 1 전기 전도성 부품 및 제 2 전기 전도성 부품을 포함하며, 상기 부품은 매우 유연한 절연성 부재에 의해 서로 분리되고, 절연성 물질은 절연성 물질(22)로 채워져 있는 안정적인 유연한 쉘(21)로 구성된다.

Description

절연된 방식으로 개폐기의 전기 전도성 부품을 연결하기 위한 장치{ARRANGEMENT FOR COUPLING ELECTRICALLY CONDUCTIVE COMPONENTS IN SWITCHGEAR IN AN INSULATED MANNER}
본 발명은, 특히 가스 절연된 개폐기 내의 전기 전도성 부품들을 절연성 있게 연결하기 위한 장치에 관한 것으로, 제 1 전기 전도성 부품 및 제 2 전기 전도성 부품을 포함하고, 상기 부품들은 유연한 절연성 부재에 의해 서로 분리된다.
중간 전압의 가스 절연된 개폐기 내 부품들을 연결하는 예시적인 장치는 이미 DE 199 40 634 A1에서 알려져 있다. DE 199 40 634 A1에서 도 4는 접촉 링(contact ring)에 의해 전기 전도성 있게 서로 연결된 2개의 절연된 전도체를 도시한다. 접촉 링은 연결부로 작용한다. 탄성 절연성 재료로 구성된 장형의 관(elongate tube)이 이 연결부 위에 배치된다. 절연성 물질의 절연성 층의 두께가 증가하면, 그 유연성이 감소하며 이는 플러그 유형의 커넥터의 절연에 특히 불리한 효과를 제공한다.
가스 절연된 개폐기는 중간 전압과 고전압에서 사용되며, 여러 플러그 유형의 연결부가 상기 개폐기 내에 구현된다. 특히, 플러그 유형의 연결부를 위한 케이블 플러그 또는 부품 커플러를 사용하는 것은 종래 기술에 알려져 있다. 이 연결 기술은 중간 전압의 공학 기술로부터 전수된 것이다.
그리하여, 본 발명의 목적은 두께가 증가할 때에도 높은 유연성이 유지되는 절연이 제공되어야 하는 특히 복잡한 가스 절연된 개폐기 내 부품들을 문제 없이 절연하고 뒤집거나(turning inside out) 이전(relocating)할 수 있는 연결을 구현하는 것이다.
본 발명에 따라, 상기 목적은 특허 청구항 1의 특징을 가지는 장치에 의해 달성된다. 또한, 본 발명은 절연성 부재, 및 고전압 개폐기 내 부품들을 연결하는 장치의 사용에 관한 것이다.
서두에 언급된 장치는, 절연성 부재가 절연성 물질로 채워져 있는 안정적인 유연한 슬리브(sleeve)로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따라, 절연성 물질은 액체, 겔(gel) 유형 및/또는 고체 물질, 예를 들어, 실리콘 오일 또는 고점성 실리콘 겔로 형성될 수 있고, 유연한 슬리브는 유연한 박막 실리콘 슬리브의 형태일 수 있다.
따라서, 절연성 부재의 유연성이 넓은 범위 내에서 조절가능하며, 절연성 부재의 박막 외부 스킨(skin)은 최대 가능한 한 범위까지 유연하다. 이 설계는 절연층이 두꺼운 경우에도 절연층을 형성하는 것을 가능하게 하고 이 절연층을 뒤집거나 윤곽(contour)에 매칭(match)시키는 것을 가능하게 한다.
절연성 부재의 바람직한 실시예는 쿠션(cushion), 관(tube), 링(ring), 구형(sphere) 및/또는 원추형(cone)의 형태이다.
본 발명의 또 다른 구성은 제 1 하우징 부분과 제 2 하우징 부분을 포함하는 가스 절연된 개폐기 내 부품들을 연결하는 것에 관한 것으로, 제 1 절연된 전도체는 제 1 하우징 부분에 수용되고, 제 2 절연된 전도체는 제 2 하우징 부분에 수용되며, 절연된 전도체들은 연결 수단을 통해 전기 전도성으로 서로 연결된다.
본 발명에 따라, 이 목적을 위해 연결 수단을 전기적으로 절연하며 적어도 부분적으로 제거가능한 절연성 부재가 제공되며, 절연성 부재는 뒤집을 수 있는 방식으로 유연하게 변형될 수 있다.
유리하게는, 연결 수단은 복수의 부분을 포함한다. 그 결과, 절연된 도체들 사이의 갭 또는 간극이 브리지(bridged)될 수 있다. 이들 부분은 레일(rails) 또는 반쪽 쉘(half-shells)로 구성될 수 있다.
본 배경에 있어서, 이 절연성 부재는, 일단이 하우징 부분에 유리하게 고정되고 선 조립되고, 타단이 다른 하우징 부분 상에서 가이드될 수 있는 방식으로 형성된다. 따라서, 절연성 부재는 분해 후에 하우징 부분에 안전하게 남아있을 수 있다. 절연성 부재는 뒤집히거나 용이하게 롤링(rolled)될 수 있다. 이것은 하나의 하우징 부분으로부터 언롤링(unrolled)되고 다른 하우징 부분으로 롤링될 수 있다.
또한 유리하게는, 제 1 하우징 부분은 제 1 절연성 바디(body)를 수용하고, 제 1 절연성 바디는 제 1 절연된 전도체를 수용하고 제 1 하우징 부분으로부터 제 1 절연된 전도체를 전기적으로 절연한다. 그 결과, 제 1 하우징 부분을 취급할 때 안전성이 증가된다. 절연성 부재는 뒤집히거나 용이하게 롤링될 수 있다. 이것은 상기 하우징 부분 및/또는 이와 연관된 절연성 바디를 지지하는 방식으로 하나의 하우징 부분으로부터 언롤링되고 다른 하우징 부분으로 롤링될 수 있다.
유리하게는, 제 2 하우징 부분은 제 2 절연성 바디를 수용하고, 제 2 절연성 바디는 제 2 절연된 전도체를 수용하고 제 2 하우징 부분으로부터 제 2 절연된 전도체를 전기적으로 절연한다.
그 결과, 제 2 하우징 부분을 취급할 때 안전성이 증가된다. 절연성 부재는 뒤집히거나 용이하게 롤링될 수 있다. 이것은 상기 하우징 부분 및/또는 이와 연관된 절연성 바디를 지지하는 방식으로 하나의 하우징 부분으로부터 언롤링되고 다른 하우징 부분으로 롤링될 수 있다.
다른 구성에서 절연성 부재는 각 경우에 하나의 클램핑 디바이스(clamping device)에 의해 제 1 절연성 바디 및 제 2 절연성 바디에 고정된다. 클램핑 디바이스는 절연성 부재에 반경 방향으로 작용하는 압축력을 인가하고, 절연성 바디와 절연성 부재 사이의 인터페이스에 갭이 형성되는 것을 방지할 수 있다.
유리하게는, 절연성 부재는 2개의 단부 각각에 칼라(collar)를 구비한다. 이 칼라는 클램핑 디바이스를 수용하는 오목부(depression)를 형성한다. 클램핑 디바이스는 이에 따라 축 방향 외부쪽으로 이동하는 것이 방지된다.
유리하게는, 절연성 부재는 복수의 층으로부터 제조된다. 절연성 부재는 특히 복수의 제어된 층으로 구성되어서 이를 뒤집는데 요구되는 유연성을 유지할 수 있다.
유리하게, 절연성 부재에는 특정 영역에 전계 제어(field control)를 위해 전도성 층이 제공된다.
유리하게는, 제 1 하우징 부분 및/또는 제 2 하우징 부분은 가스 공간의 벽부(wall)에 가스 밀봉 방식(gas-tight manner)으로 수용되고, 제 1 절연된 전도체 또는 제 2 절연된 전도체는 가스 공간으로 돌출하거나 가스 공간 내 전기 부품 부분에 전기 전도성으로 연결된다. 그 결과, 가스 공간 외부 또는 가스 공간들 외부에서 서로에 대하여 하우징 부분의 플러그 유형의 연결이 용이하게 실현될 수 있다.
연결점(connection point)의 절연은 절연성 액체 또는 절연성 가스로 구현될 수 있다. 그러나, 이를 위해, 밀봉된(sealtight) 하우징이 연결점 주위에 제공될 필요가 있다.
전술된 장치는 유리하게는 가스 절연된 개폐기 내 전기 전도성 부품을 절연성 있게 연결하는데 사용되고, 단일 위상의 절연체들이 사용되는 고전압 공학 기술이 요구되는 전 분야에서 사용될 수 있다. 절연 간극의 두께는 각 물리적 및 설계 조건에 일치할 필요만이 있다. 이 경우에, 특히 언급된 유연성이 고려될 필요가 있다.
신규한 연결 기술에 의하여, 부품의 분해, 특히 패널 부품의 분해가 또한 용이해진다. 나아가, 이것은 매우 높은 설치 친화성을 특징으로 하는 콤팩트한 설계를 가능하게 한다. 연결 수단은 그 설계로 인해 상대적으로 큰 공차를 취할 수 있어 그 결과 개폐기에 새로운 개념이 가능하다.
도 1은 조립된 상태 또는 연결된 상태의 가스 절연된 개폐기 내 부품을 연결하는 장치의 단면도;
도 2는 분해된 상태 또는 분리된 상태에 있는 도 1에 도시된 가스 절연된 개폐기 내 부품을 연결하는 장치의 단면도;
도 3은 절연성 부재의 예시적인 실시예를 도시하는 도면;
도 4는 절연성 부재의 추가적인 예시적인 실시예를 도시하는 도면.
도 1은 외부를 향하는 제 1 절연성 바디(1)와 외부를 향하는 제 2 절연성 바디(2)를 구비하는 장치를 도시한다. 절연된 라인은 제 1 절연된 전도체(3) 및 제 2 절연된 전도체(4)를 구비한다. 이 경우, 제 1 절연된 전도체(3)는 제 1 절연성 바디(1)에 연결되고, 제 2 절연된 전도체(4)는 제 2 절연성 바디(2)에 연결된다. 절연된 전도체(3, 4)는 서로 대향한다.
2부분의 연결 수단(5)은, 제 1 및 제 2 절연된 전도체(3, 4)들이 서로 연결되도록 제 1 절연된 전도체(3)와 제 2 절연된 전도체(4) 상에 장착된다. 연결 수단(5)의 제 1 부분은 이 경우에 절연된 전도체(3, 4)의 아래에 있다. 연결 수단(5)의 제 2 부분은 절연된 전도체(3, 4)의 위에 있다.
절연된 전도체(3, 4) 및 연결 수단(5)은 절연된 전도체(3, 4)들 사이의 전기적 연결이 이루어지는 방식으로 접점(6)을 통해 서로 연결된다. 고전압이 절연된 전도체(3, 4)에 인가될 수 있고, 그 결과 절연된 전도체(3, 4)에 전류가 통과될 수 있다.
고전압이 인가되는 절연된 전도체(3, 4)와 연결 수단(5)은 하우징(7, 8) 및 보호 커버(9)에 수용된다. 하우징(7, 8)은 제 1 하우징 부분(7)과 제 2 하우징 부분(8)을 포함한다.
고전압이 인가된 절연된 전도체(3, 4)와 연결 수단(5)은 매우 유연한 절연성 부재(10)에 의하여 하우징(7, 8)으로부터 및 보호 커버(9)로부터 전기적으로 절연된다.
전기 절연은 특별히 형성된 절연성 부재(10)에 의해 보장된다. 이것은 전도성 제어면과 및 이에 대응하는 구조적 설계에 의해 치수 정해진다.
절연성 부재(10)는 매우 유연하다. 이것은, 절연성 부재가 제 1 절연성 바디(1)와 제 2 절연성 바디(2) 상으로 인출될 수 있게 하고, 절연성 바디(1, 2)와 절연성 부재(10) 사이의 인터페이스(11)가 우수한 유전 강도(dielectric strength)를 구비하게 하는데 필요하다.
높은 레벨의 치수 안정성과 함께 높은 레벨의 유연함을 가지는 매우 유연한 설계 때문에, 절연성 부재(10)는 상이하게 형성된 연결 수단(5)과 절연성 바디(1, 2)에 용이하게 순응한다.
절연성 부재(10)의 형상은 클램핑 디바이스(13)가 맞물리는 칼라(12)를 생산할 수 있도록 도 1에 도시된 예시적인 실시예에서 선택된다. 클램핑 디바이스(13)는 절연성 부재(10)에 압력을 유지하는 기능을 제공하여 인터페이스(11)에 갭이 형성되는 것을 방지할 수 있다.
도 1에 도시된 장치(미도시)는 적합한 슬리브(미도시)에 의하여 외부로부터 보호될 수 있다. 클램핑 디바이스(13)는 팽창 효과를 보상할 수 있도록 스프링 장착된다.
도 2는 종래의 플러그 유형의 연결의 경우에, 즉 개폐기의 부품들이 서로 푸시(pushed)되는 것에 의해 유사한 방식으로 조립이 이루어질 수 있는 것을 도시한다. 이 경우, 유연한 절연성 부재(10)는 일측에 선 조립되고, 부품들이 서로 푸시되면, 클램핑 디바이스(13)를 통해 클램핑된다.
도 2는 가스 절연된 개폐기 조립체의 중심에서 패널을 분해하기 위해 클램핑 디바이스(13)를 제거한 것을 또한 도시한다. 이후, 절연성 부재(10)는 일측으로부터 타측으로 뒤집혀진다. 절연성 부재(10)의 매우 유연한 구성은 이 공정을 용이하게 한다. 뒤집혀진 절연성 부재(10)는 연결 수단(5)을 방출(release)하고 상기 연결 수단이 분리되는 것을 가능하게 한다. 이런 방법으로 분리된 개폐기 조립체의 부품은 요구되는 가스 공간에 추가적인 작업 단계 없이 제거될 수 있다.
이 경우 제 1 하우징 부분(7)은 제 1 절연성 바디(1)를 수용하고, 제 1 절연성 바디(1)는 제 1 절연된 전도체(3)를 수용하고 상기 제 1 하우징 부분(7)으로부터 상기 제 1 절연된 전도체를 전기적으로 절연한다. 제 2 하우징 부분(8)은 제 2 절연성 바디(2)를 수용하고, 상기 제 2 절연성 바디(2)는 제 2 절연된 전도체(4)를 수용하고 제 2 하우징 부분(8)으로부터 상기 제 2 절연된 전도체를 전기적으로 절연한다.
절연성 부재(10)는 각각의 클램핑 디바이스(13)에 의해 제 1 절연성 바디(1) 및/또는 제 1 하우징 부분(7)에 고정되고 제 2 절연성 바디(2) 및/또는 제 2 하우징 부분(8)에 고정된다. 이것은 도 1에 도시된다. 클램핑 디바이스(13)는 팽창 효과를 보상할 수 있도록 스프링 장착된다. 절연성 부재(10)는 2개의 단부 각각에 칼라(12)를 구비한다.
제 1 하우징 부분(7) 및/또는 제 2 하우징 부분(8)은 가스 공간(미도시)의 벽부에 가스 밀봉 방식으로 수용되고, 제 1 절연된 전도체(3) 또는 제 2 절연된 전도체(4)는 가스 공간으로 돌출하고 또는 가스 공간 내 전기 부품 부분으로 전기적으로 전도성으로 연결된다.
도 3은 절연성 부재(10)의 예시적인 실시예를 도시하며, 여기서 절연성 부재는 실리콘 오일(22) 또는 고점성 실리콘 겔(22)로 채워져 있는 유연한 실리콘 슬리브(21)로 구성된다. 참조 부호(30)는 개폐기 내 활성 부분(live parts) 또는 전기 전도성 부품을 수용하는 공동(cavity)을 나타낸다.
도 4는 다른 절연성 부재(10)의 바람직한 실시예를 도시한다. 도 4의 상부 영역은 타원면의 형상을 가지는 절연성 부재(10)를 도시한다.
하부 영역에서, 대향하는 측면들에 전도성 층(3)을 구비하는 쿠션의 형태로 절연성 부재(10)가 도시되며, 그 결과 절연성 부재의 부분들은 유전체적으로 제어될 수 있다. 전도성 층에 의해, 한정된 전계 제어를 생성하여, 인접한 활성 부분 상에 또는 내에 불규칙함, 만입부(indentation) 또는 갭의 경우에 전계 강도가 증가하는 것을 회피하고 이에 의해 플래시오버(flashover)를 방지한다.
1 : 제 1 절연성 바디
2 : 제 2 절연성 바디
3 : 제 1 절연된 전도체
4 : 제 2 절연된 전도체
5 : 연결 수단
6 : 접점
7 : 제 1 하우징 부분
8 : 제 2 하우징 부분
9 : 보호 커버
10 : 절연성 부재
11 : 인터페이스
12 : 칼라
13 : 클램핑 디바이스
21 : 유연한 슬리브
22 : 절연성 재료
30 : 활성 부분을 수용하는 공동

Claims (10)

  1. 가스 절연된 개폐기 내의 전기 전도성 부품들을 절연성 있게 연결하기 위한 장치로서, 제 1 전도성 부품 및 제 2 전도성 부품을 포함하고, 상기 부품들은 매우 유연한 절연성 부재에 의해 서로 분리되는, 가스 절연된 개폐기 내의 전기 전도성 부품들을 절연성 있게 연결하기 위한 장치에 있어서,
    절연성 부재는 절연성 물질(22)로 채워져 있는 안정적인 유연한 슬리브(21)로 구성되는 것을 특징으로 하는, 가스 절연된 개폐기 내의 전기 전도성 부품들을 절연성 있게 연결하기 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 절연성 물질(22)은 액체, 겔 유형 및/또는 고체 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는, 가스 절연된 개폐기 내의 전기 전도성 부품들을 절연성 있게 연결하기 위한 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 유연한 슬리브(21)는 유연한 실리콘 슬리브인 것을 특징으로 하는, 가스 절연된 개폐기 내의 전기 전도성 부품들을 절연성 있게 연결하기 위한 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 절연성 물질(22)은 실리콘 오일 또는 고점성(high-viscosity) 실리콘 겔(gel)인 것을 특징으로 하는, 가스 절연된 개폐기 내의 전기 전도성 부품들을 절연성 있게 연결하기 위한 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 절연성 부재는 쿠션, 튜브, 링, 구형 및/또는 원추형의 형태인 것을 특징으로 하는, 가스 절연된 개폐기 내의 전기 전도성 부품들을 절연성 있게 연결하기 위한 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 절연성 부재는 전도성 층을 구비하며, 절연성 부재의 부분들은 유전적으로 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는, 가스 절연된 개폐기 내의 전기 전도성 부품들을 절연성 있게 연결하기 위한 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 절연성 부재는 2개의 단부 각각에 칼라(collar),(12)를 구비하는 것을 특징으로 하는, 가스 절연된 개폐기 내의 전기 전도성 부품들을 절연성 있게 연결하기 위한 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 절연성 부재는 복수의 층으로부터 제조되는 것을 특징으로 하는, 가스 절연된 개폐기 내의 전기 전도성 부품들을 절연성 있게 연결하기 위한 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 유연한 절연성 부재(22)의 슬리브(21)는 뒤집힐 수(turned inside out) 있는 것을 특징으로 하는, 가스 절연된 개폐기 내의 전기 전도성 부품들을 절연성 있게 연결하기 위한 장치.
  10. 가스 절연된 고전압 개폐기 내의 부품들을 연결하기 위해 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 장치의 사용 방법.
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