KR20150144414A - 절연 스페이서 및 이를 구비하는 가스절연 개폐장치 - Google Patents

절연 스페이서 및 이를 구비하는 가스절연 개폐장치 Download PDF

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Abstract

상세하게는 외함의 크기를 축소시킬 수 있는 절연 스페이서 및 이를 구비하는 가스절연 개폐장치가 개시된다.
개시되는 절연 스페이서는 판상의 절연 몸체부와, 상기 절연 몸체부의 외곽에 구비되며 가스절연 개폐장치의 외함에 체결 가능하도록 구성된 체결부와, 상기 절연 몸체부를 관통하도록 구비되는 적어도 하나의 관통도체를 포함하는 절연 스페이서에 있어서, 상기 관통도체는 상기 절연 몸체부를 경사지거나 굴곡된 형태로 관통하여, 상기 관통도체의 전단과 후단이 서로 어긋나게 배치된다.
절연 스페이서의 관통도체가 상전환 구조로 구성되어, 별도의 상전환 도체가 생략될 수 있으므로, 장치의 규모가 축소되고, 절연강도가 향상된다는 효과를 얻을 수 있다.

Description

절연 스페이서 및 이를 구비하는 가스절연 개폐장치 {INSULATING SPACER AND GAS INSULATED SWITCHGEAR HAVING THE SAME}
본 발명은 절연 스페이서 및 이를 구비하는 가스절연 개폐장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외함의 크기를 축소시킬 수 있는 절연 스페이서 및 이를 구비하는 가스절연 개폐장치에 관한 것이다.
일반적으로 가스절연 개폐장치(GIS: Gas Insulated Switchgear)는 금속제 밀폐용기(외함)에 절연성능과 소호기능이 우수한 절연가스(SF6)를 절연매체로 사용하여 도체와 각종 보호기기들을 수납시켜 신뢰성을 향상시킨 수변전 설비이며, 차단기, 단로기, 접지개폐기 등 여러 가지 기기들을 구비한다.
특히, 가스절연 개폐장치에는 절연 스페이서가 구비되며, 이러한 절연 스페이서는 외함 내에 구비되면서 고압 전류가 흐르는 중심도체가 외함 내벽과 닿지 않도록 지지하여 서로 절연 상태를 이룰 수 있도록 함과 동시에 중심도체 주위의 전계를 완화시키는 기능을 수행한다.
상기 중심도체는 하나로만 구성될 수도 있으나, 3상의 구조일 경우에는 세 개의 중심도체가 구비되며, 절연 스페이서에는 상기 세 개의 중심도체가 관통된다.
한편, 도 1은 종래의 기술에 의한 가스절연 개폐장치의 부분 단면도이며, 도 2는 도 1에 도시된 가스절연 개폐장치의 A-A'선에 따른 단면도이고, 도 3의 (a)는 종래의 기술에 의한 절연 스페이서의 전면도, 도 3의 (b)는 종래의 기술에 의한 절연 스페이서의 측단면도이다.
우선, 도 1을 보면, 3상 일괄형 가스절연 개폐장치가 도시되어 있다. 여기서 각 상의 전류는 세 개의 주모선(10)을 통해 장치 내부로 유입될 수 있다.
이러한 세 개의 주모선(10) 각각은 정삼각형 또는 90도 회전된 형태의 정삼각형 형태로 배치될 수 있다.
이러한 주모선(10)은 절연 스페이서(20)의 관통도체(24)의 전단에 연결된다.
또한, 관통도체(24)의 후단은 세 개의 접속도체(30) 각각에 연결된다. 여기서, 상기 접속도체(30)는 주모선(10)의 전류를 단로기, 차단기 및 접지개폐기 측의 도체로 연결시키는 통전경로를 구성한다.
여기서, 3상 일괄형 가스절연 개폐장치의 경우, 필요에 따라 각 상의 도체가 세 개의 접속도체(30) 각각에 역삼각형 형태로 배치되어 연결된다. 즉, 접속도체(30)에는 도 2에 도시된 바와 같이 역삼각형 형태로 배치되는 연결부(35)가 구비될 수 있다.
따라서, 도 1에 도시된 바와 같이 절연 스페이서(20)의 각 상의 관통도체(24)와 접속도체(30)의 각 상의 연결부(35)를 전기적으로 연결시키는 구조가 필요하다.
이를 위해, 종래의 기술에 의한 가스절연 개폐장치에는 도 1에 도시된 바와 같이 절연 스페이서(20)와 접속도체(30) 간에 연결되는 상전환 도체(40)가 구비된다.
상기 상전환 도체(40)는 정삼각형 또는 90도 회전된 형태의 정삼각형으로 배치된 관통도체(24)를 역삼각형 형태로 전환할 수 있도록 만곡된 형태의 도체로 이루어진다.
한편, 도 3의 (a) 및 (b)를 보면, 종래의 기술에 의한 절연 스페이서(20)는 관통도체(24)가 절연 몸체부(22)를 전후면 방향으로 직선형태로 관통하도록 구성된다.
따라서, 상전환 도체(40)를 통해 접속도체(30)로 연결되는 도체의 배치형태를 전환해야 한다.
그러나, 종래의 기술에 의한 가스절연 개폐장치는 상전환 도체(40)가 차지하는 부피만큼 장치의 규모가 커지는 단점이 있고, 도체의 길이가 길어지므로 인해 절연강도가 저하되는 단점도 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점 중 적어도 일부를 해결하고자 안출된 것으로, 일 측면으로서, 상전환 도체가 생략될 수 있는 절연 스페이서 및 이를 구비하는 가스절연 개폐장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적 중 적어도 일부를 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 판상의 절연 몸체부와, 상기 절연 몸체부의 외곽에 구비되며 가스절연 개폐장치의 외함에 체결 가능하도록 구성된 체결부와, 상기 절연 몸체부를 관통하도록 구비되는 적어도 하나의 관통도체를 포함하는 절연 스페이서에 있어서, 상기 관통도체는 상기 절연 몸체부를 경사지거나 굴곡된 형태로 관통하여, 상기 관통도체의 전단과 후단이 서로 어긋나게 배치되는 절연 스페이서를 제공한다.
일 실시예에서, 상기 관통도체는 각각이 어느 하나의 위상의 전류가 통전되는 제1 관통도체, 제2 관통도체 및 제3 관통도체로 구성될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 제1 관통도체, 제2 관통도체 및 제3 관통도체는 전단이 상기 절연 몸체부의 전면에 90도 회전된 정삼각형 형태로 배치되고, 후단이 상기 절연 몸체부의 후면에 역삼각형 형태로 배치되도록 구성될 수 있다.
한편, 다른 일 측면으로서, 본 발명은 외함; 상기 외함의 내부에 구비되는 주모선; 상기 외함의 내부에 구비되며, 상기 주모선에 흐르는 전류가 차단기, 단로기 및 접지개폐기로 통전되는 경로를 구성하는 접속도체; 및 전면에 상기 주모선이 연결되고 후면에 상기 접속도체가 연결되는 상기 절연 스페이서;를 포함하는 가스절연 개폐장치를 제공한다.
일 실시예에서, 상기 절연 스페이서의 상기 관통도체는 각각이 어느 하나의 위상의 전류가 통전되는 제1 관통도체, 제2 관통도체 및 제3 관통도체로 구성되고, 상기 주모선 및 상기 접속도체는 상기 제1 관통도체, 제2 관통도체 및 제3 관통도체 각각에 대응하도록 복수개로 구성될 수 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 의하면, 절연 스페이서의 관통도체가 상전환 구조로 구성되어, 별도의 상전환 도체가 생략될 수 있으므로, 장치의 규모가 축소되고, 절연강도가 향상된다는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 종래의 기술에 의한 가스절연 개폐장치의 부분 단면도.
도 2는 도 1에 도시된 가스절연 개폐장치의 A-A'선에 따른 단면도.
도 3의 (a) 및 (b)는 종래의 기술에 의한 절연 스페이서의 전면도 및 측단면도.
도 4의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 스페이서의 전면도 및 후면도.
도 5는 도 4에 도시된 절연 스페이서의 B-B'선에 따른 단면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연 개페장치의 부분 단면도.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 또한, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
먼저, 도 4 및 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 스페이서에 대해서 살펴본다. 여기서, 도 4의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 스페이서의 전면도 및 후면도이고, 도 5는 도 4의 (a)에 도시된 절연 스페이서의 B-B'선에 따른 단면도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 스페이서(100)는 절연 몸체부(110), 체결부(120) 및 관통도체(130)를 포함할 수 있다.
상기 절연 몸체부(110)는 절연재질의 판상부재로서, 가스절연 개폐장치(200)의 외함(210)의 내경에 대응하는 형태를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 절연 몸체부(110)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 원반형상으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이러한 절연 몸체부(110)는 후술할 관통도체(130)가 관통결합될 수 있는 구멍을 구비할 수 있다.
상기 체결부(120)는 도 4의 (a), (b) 및 도 5에 도시된 바와 같이 절연 몸체부(110)의 외곽에 구비되며, 가스절연 개폐장치(200)의 외함(210)에 체결 가능하도록 구성될 수 있다.
즉, 체결부(120)는 절연 몸체부(110)의 테두리를 따라 형성되는 환형의 구조부로서, 절연 몸체부(110)의 외곽을 따라 복수의 볼트구멍(122)을 구비할 수 있다.
이러한 체결부(120)는 볼트구멍(122)을 통해 가스절연 개폐장치(200)의 외함(210)에 구비되는 플랜지(212)에 체결될 수 있다.
상기 관통도체(130)는 절연 몸체부(110)를 관통하도록 구비되는 도체로서, 가스절연 개폐장치(200)의 주모선(220)과 접속도체(230) 간에 전류가 통전되는 통전경로를 구성할 수 있다.
여기서, 상기 주모선(220)과 접속도체(230)에 대해서는 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치(200)를 설명할 때 후술하도록 한다.
관통도체(130)는 도 4에 도시된 바와 같이 절연 몸체부(110)를 전면에서 후면방향으로 관통하도록 배치되어, 전단이 후술할 주모선(220)에 연결될 수 있고 후단이 후술할 접속도체(230)에 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 절연 몸체부(110)에는 적어도 하나의 관통도체(130)가 구비될 수 있으며, 3상 구조일 경우에는 각 위상의 전류가 흐를 수 있는 3개의 관통도체(130)가 구비될 수 있다.
이러한 관통도체(130)는 도 4에 도시된 바와 같이 절연 몸체부(110)를 경사지거나 굴곡된 형태로 관통할 수 있다. 즉, 관통도체(130)는 전단과 후단이 일직선 상에 배치되는 직선형태로 이루어지지 않고 전단과 후단이 서로 어긋나게 배치되는 형태로 이루어질 수 있다.
일 실시예에서, 관통도체(130)는 도 4의 (a), (b) 및 도 5에 도시된 바와 같이 각각이 어느 하나의 위상의 전류가 통전되는 제1 관통도체(130a), 제2 관통도체(130b) 및 제3 관통도체(130c)로 구성될 수 있다.
여기서, 제1 관통도체(130a), 제2 관통도체(130b) 및 제3 관통도체(130c)는 전단이 절연 몸체부(110)의 전면에 정삼각형 또는 90도 회전된 정삼각형 형태로 배치될 수 있다.
여기서, 제1 관통도체(130a), 제2 관통도체(130b) 및 제3 관통도체(130c)의 전단의 배치 형태는 가스절연 개폐장치(200)의 주모선(220)의 3상 도체 형태에 대응하도록 구성된다.
한편, 제1 관통도체(130a), 제2 관통도체(130b) 및 제3 관통도체(130c)는 후단이 절연 몸체부(110)의 후면에 역삼각형 형태로 배치될 수 있다.
이러한 제1 관통도체(130a), 제2 관통도체(130b) 및 제3 관통도체(130c)의 후단의 배치 형태는 가스절연 개폐장치(200)의 접속도체(230)의 연결부의 형태에 대응하도록 구성된다.
다시 말해, 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 스페이서(100)는 3개의 관통도체(130)가 절연 몸체부(110)의 전면에서는 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 정삼각형 또는 90도 회전된 정삼각형 형태로 배치되고, 절연 몸체부(110)의 후면에서는 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 역삼각형 형태로 배치될 수 있다.
이와 같이 3개의 관통도체(130)의 전단과 후단의 배치 형태가 달라지는 것은 전술한 바와 같이 각각의 관통도체(130)가 절연 몸체부(110)의 내부에서 경사지거나 굴곡된 형태로 이루어짐으로써 구현되게 된다.
이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 스페이서(100)는 가스절연 개폐장치(200)의 주모선(220)에서 접속도체(230) 연결되는 도체의 연결형태를 전환시키는 기능 즉, 상전환 도체의 기능을 수행한다.
다음으로, 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치(200)에 대해서 살펴본다. 여기서, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치(200)의 부분 단면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치(200)는 외함(210), 주모선(220), 접속도체(230) 및 절연 스페이서(100)를 포함할 수 있다.
상기 외함(210)은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치(200)의 외관을 구성하며, 내부에 단로기(미도시), 차단기(미도시), 접지개폐기(미도시), 주모선(220), 접속도체(230) 등의 기기들이 설치될 수 있는 탱크 형태의 부재이다.
이러한 외함(210) 내부에는 절연가스(SF6)가 충진될 수 있다.
상기 주모선(220)은 외함(210)의 내부에 구비되며, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연 개페장치의 내부로 외부 전류가 유입되는 통전경로를 구성한다.
주모선(220)은 단상으로 구성되는 경우에는 하나의 도체로 구성될 수 있으며, 3상으로 구성되는 경우에는 각각의 위상의 전류가 흐를 수 있는 3개의 도체로 구성될 수 있다.
상기 접속도체(230)는 외함(210)의 내부에 구비되며, 주모선(220)에 흐르는 전류가 차단기 단로기, 접지개폐기로 통전되는 경로를 구성한다.
일 실시예에서, 접속도체(230)는 단상으로 구성되는 경우에는 하나의 도체로 구성될 수 있으며, 3상으로 구성되는 경우에는 각각의 위상의 전류가 흐를 수 있는 3개의 도체로 구성될 수 있다.
또한, 도시되지는 않았지만, 3상으로 구성된 경우, 접속도체(230)가 후술할 절연 스페이서(100)의 관통도체(130)와 연결되는 연결부위는 각 상의 연결부위가 역삼각형 형태로 배치될 수 있다.
한편, 상기 절연 스페이서(100)는 도 4의 (a), (b) 및 도 5를 참조하여 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 스페이서(100)이다. 따라서, 절연 스페이서(100) 자체의 구체적인 구성에 대한 설명은 생략한다.
일 실시예에서, 절연 스페이서(100)는 전면에 주모선(220)이 연결되고 후면에 접속도체(230)가 연결될 수 있다.
여기서, 주모선(220)은 절연 스페이서(100)의 전면에 노출된 관통도체(130)의 전단에 연결되고, 접속도체(230)는 절연 스페이서(100)의 후면에 노출된 관통도체(130)의 후단에 연결된다.
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 스페이서(100)는 도체가 정삼각형 또는 90도 회전된 정삼각형 형태로 배치된 주모선(220)이 역삼각형 형태로 배치된 접속도체(230)에 절연 스페이서(100)의 관통도체(130)를 통해 직접 연결될 수 있게 된다.
여기서, 관통도체(130)는 도 4 및 도 5를 참조하여 전술한 바와 같이 절연 스페이서(100)의 절연 몸체부(110) 내에서 경사지거나 굴곡된 형태로 이루어지므로, 정삼각형 또는 90도 회전된 정삼각형 형태에서 역삼각형 형태로 상전환을 시킬 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 스페이서(100)는 도 1에 도시된 별도의 상전환 도체가 생략되므로, 장치의 규모가 축소될 수 있고, 절연강도가 향상되는 장점이 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 밝혀두고자 한다.
10: 주모선 20: 절연 스페이서
22: 절연 몸체부 24: 관통도체
30: 접속도체 35: 연결부
40: 상전환 도체
100: 절연 스페이서 110: 절연 몸체부
120: 체결부 122: 볼트구멍
130: 관통도체 130a: 제1 관통도체
130b: 제2 관통도체 130c: 제3 관통도체
200: 가스절연 개폐장치 210: 외함
212: 플랜지 220: 주모선
230: 접속도체

Claims (5)

  1. 판상의 절연 몸체부와, 상기 절연 몸체부의 외곽에 구비되며 가스절연 개폐장치의 외함에 체결 가능하도록 구성된 체결부와, 상기 절연 몸체부를 관통하도록 구비되는 적어도 하나의 관통도체를 포함하는 절연 스페이서에 있어서,
    상기 관통도체는 상기 절연 몸체부를 경사지거나 굴곡된 형태로 관통하여, 상기 관통도체의 전단과 후단이 서로 어긋나게 배치되는 절연 스페이서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 관통도체는 각각이 어느 하나의 위상의 전류가 통전되는 제1 관통도체, 제2 관통도체 및 제3 관통도체로 구성된 절연 스페이서.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 관통도체, 제2 관통도체 및 제3 관통도체는,
    전단이 상기 절연 몸체부의 전면에 90도 회전된 정삼각형 형태로 배치되고, 후단이 상기 절연 몸체부의 후면에 역삼각형 형태로 배치되도록 구성된 절연 스페이서.
  4. 외함;
    상기 외함의 내부에 구비되는 주모선;
    상기 외함의 내부에 구비되며, 상기 주모선에 흐르는 전류가 차단기, 단로기 및 접지개폐기로 통전되는 경로를 구성하는 접속도체; 및
    전면에 상기 주모선이 연결되고 후면에 상기 접속도체가 연결되는 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 절연 스페이서;
    를 포함하는 가스절연 개폐장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 절연 스페이서의 상기 관통도체는 각각이 어느 하나의 위상의 전류가 통전되는 제1 관통도체, 제2 관통도체 및 제3 관통도체로 구성되고,
    상기 주모선 및 상기 접속도체는 상기 제1 관통도체, 제2 관통도체 및 제3 관통도체 각각에 대응하도록 복수개로 구성되는 가스절연 개폐장치.
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