KR20160121001A

KR20160121001A - 가스절연개폐장치의 도체 연결 구조

Info

Publication number: KR20160121001A
Application number: KR1020150050330A
Authority: KR
Inventors: 방재동
Original assignee: 엘에스산전 주식회사
Priority date: 2015-04-09
Filing date: 2015-04-09
Publication date: 2016-10-19

Abstract

본 발명은 가스절연개폐장치의 도체 연결 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도체 사이의 중심이 일치하지 않는 경우에도 원활한 접속 작업이 이루어지도록 한 가스절연개폐장치의 도체 연결 구조에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 도체 연결 구조는 제1도체, 상기 제1도체의 단부에 결합되는 접속수단, 상기 접속수단에 연결되는 제2도체를 포함하는 가스절연개폐장치의 도체 연결 구조에 있어서, 상기 접속수단은, 상기 제1도체의 단부에 결합되는 접속도체를 포함하며, 상기 접속도체의 중앙부에 제2도체가 삽입될 수 있는 제1수용부가 형성되고, 상기 제1수용부의 외측에 상기 제1수용부를 둘러싸는 링 형상의 제2수용부가 형성되고, 상기 제2수용부에는 내벽을 따라 'ㄱ'자형으로 형성되는 컨택트 칩이 복수 개 구비되고, 상기 제2수용부에는 상기 컨택트 칩에 중심방향으로 향하는 탄성력을 제공하는 탄성부재가 구비되는 것을 특징으로 한다.

Description

가스절연개폐장치의 도체 연결 구조{Connecting Structure of Conductor for Gas Insulated Switchgear}

본 발명은 가스절연개폐장치의 도체 연결 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도체 사이의 중심이 일치하지 않는 경우에도 용이하게 접속 작업이 이루어지도록 한 가스절연개폐장치의 도체 연결 구조에 관한 것이다.

일반적으로 가스절연 개폐장치(GIS: Gas Insulated Switchgear)는 옥내, 외 발전소 및 변전소용으로 전기선로 상에 설치되어 정상적인 사용 상태에서 인위적으로 부하전류를 개폐할 뿐 아니라, 사고나 단락 등의 이상전류가 발생하였을 때 그 전류를 안전하게 차단하여 전력계통 및 전력 기기를 보호하는 초고압 전력계통의 개폐장치이다.

상기 가스절연 개폐장치는 차단기(CB: Circuit Breaker), 단로기(DS: Disconnecting Switch), 변류기(CT: Current Transformer), 접지개폐기(ES: Earthing Switch) 등의 여러 가지 구성기기들이 복합적으로 구성되어 접지된 금속제의 탱크 내부에 설치되며, 상기 탱크의 내부에는 높은 절연력을 가진 6불화황(SF6) 가스로 충전되어 있다.

도 1A는 종래기술에 따른 가스절연개폐장치의 도체 연결 구조도가 도시되어 있으며, 도 1B는 도 1A에서 A-A 부분 단면도, 도 2는 도 1A에서 B 부분 상세도이다.

가스절연개폐장치의 제1유닛(U1)과 제2유닛(U2)에는 각각 제1외함(1)과 제2외함(2)이 구비되고, 상기 제1외함(1)과 제2외함(2)의 내부에는 제1도체(3)와 제2도체(4)가 구비된다.

상기 제1,제2외함(1,2)은 플랜지(1a,2a)를 볼트와 너트(미도시)로 결합하는 것에 의하여 연결되며, 상기 제1,제2도체(3,4)는 튤립 컨택트(5)에 의하여 연결된다.

상기 제1,제2도체(3,4)에 튤립 컨택트(5)를 설치하기 위하여 제1,제2도체(3,4)의 선단부에는 직경이 축소된 접촉부(3a, 4a)가 형성된다.

상기 튤립 컨택트(5)는 제1도체(3)에 결합되는 와셔(5a), 상기 와셔(5a)의 원주를 따라 배치되어 중간부가 상기 와셔(5a)에 고정 지지되며 상기 제1,제2도체(3,4)의 접촉부(3a, 4a)에 접촉되는 복수 개의 컨택트 칩(Contact Chip, 6), 컨택트 칩(6)의 외주면에 설치되어 상기 컨택트 칩(6)이 상기 제1,제2도체(3,4)의 접촉부(3a, 4a)에 탄성적으로 접촉되도록 하는 복수 개의 컨택트 스프링(7)을 포함한다. 또한, 접속 부분을 절연하고 보호하기 위하여 컨택트 칩(6)을 감싸는 실드(8)가 구비될 수 있다.

여기서, 컨택트 스프링(7)은 코일스프링을 링 형태로 컨택트 칩(6)에 권취한 것이다.

한편, 제1도체(3)에 와셔(5a)를 고정시키고 제1도체(3)와 제2도체(4) 간의 결합력을 증대하기 위해 제1도체(3)와 제2도체(4)의 중심을 관통하여 결합되는 핀(5b)이 마련될 수 있다.

이러한 종래의 튤립 컨택트(5)에 의하여 양측 제1,제2도체(3,4)를 접속하는 작업을 하는 경우, 먼저, 센터링 지그(Centering Jig)를 사용하여 제1,제2도체(3,4)의 중심을 일치시키는 센터링 작업을 수행하게 된다.

그러나 종래 기술에 있어서 제1,제2도체(3,4)의 중심이 정확하게 일치하지 않는 경우에는 제1,제2도체(3,4)의 연결이 불가능하게 된다.

따라서 종래기술에 의한 가스절연개폐장치의 도체 연결 구조는 제1,제2도체(3,4)에 대한 센터링 작업에 많은 공정과 시간이 소요되며, 각 제1,제2도체(3,4) 및 튤립 컨택트(5)은 3상(3 phases)에 대하여 공통적으로 적용되는 것이므로 센터링 작업에 상당히 많은 시간이 소요된다는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 가스절연개폐장치의 도체 사이의 중심이 일치하지 않는 경우에도 용이하게 접속 작업이 이루어지도록 하는 가스절연개폐장치의 도체 연결 구조를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 도체 연결 구조는 제1도체, 상기 제1도체의 단부에 결합되는 접속수단, 상기 접속수단에 연결되는 제2도체를 포함하는 가스절연개폐장치의 도체 연결 구조에 있어서, 상기 접속수단은, 상기 제1도체의 단부에 결합되는 접속도체를 포함하며, 상기 접속도체의 중앙부에 제2도체가 삽입될 수 있는 제1수용부가 형성되고, 상기 제1수용부의 외측에 상기 제1수용부를 둘러싸는 링 형상의 제2수용부가 형성되고, 상기 제2수용부에는 내벽을 따라 'ㄱ'자형으로 형성되는 컨택트 칩이 복수 개 구비되고, 상기 제2수용부에는 상기 컨택트 칩에 상기 접속도체의 중심방향으로 향하는 탄성력을 제공하는 탄성부재가 구비되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 컨택트 칩은 상기 제2수용부에 접촉되는 제1접촉부와 상기 제2도체에 접촉되는 제2접촉부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2수용부에는 내주면에 상기 컨택트 칩의 회동자세에 무관하게 일부분이 접할 수 있는 만곡부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2접촉부의 선단부는 만곡면으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2수용부에는 소정 간격으로 격벽이 복수 개 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 격벽에 결합되어 상기 컨택트 칩이 이탈되지 않도록 지지하는 커버가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 도체 홀더의 외주면에는 실드가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2도체의 단부에는 상기 제1수용부의 내경보다 작은 외경의 접촉부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 탄성부재는 코일스프링으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 도체 연결 구조에 의하면 접속수단의 제1수용부는 제2도체의 접촉부보다 넓게 형성되고, 제2수용부에 복수 개로 구비되는 컨택 칩은 회동 가능하게 설치되어 각각 독립적으로 탄성부재에 의해 탄력 지지되므로 가스절연개폐장치 유닛의 도체 중심이 일치하지 않는 경우에도 용이하게 접속이 이루어지도록 하는 효과가 있다. 이에 따라, 도체 간 중심을 일치시키는 작업을 생략할 수 있으므로 작업공정 및 작업시간이 감소하는 효과가 있다.

도 1A는 종래기술에 따른 가스절연개폐장치의 도체 연결 구조도이다.
도 1B는 도 1A에서 A-A 부분 단면도이다.
도 2는 도 1A에서 B 부분 상세도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연개폐장치의 도체 연결 구조도이다.
도 4는 도 3에서 C 부분 상세도이다.
도 5는 도 4에서 D-D 부분 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연개폐장치의 도체 연결 구조의 작용도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연개폐장치의 도체 연결 구조도이다. 도 4는 도 3에서 C 부분 상세도, 도 5는 도 4에서 D-D 부분 단면도이다. 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 도체 연결 구조에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연개폐장치의 도체 연결 구조는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 제1도체(10), 상기 제1도체(10)의 단부에 결합되는 접속수단(30), 상기 접속수단(30)에 연결되는 제2도체(20)를 포함하여 구성된다. 여기서, 제1도체(10)가 구비되는 제1외함(1) 및 제2도체(20)가 구비되는 제2외함(2)에 관한 사항은 종래기술과 같으므로 생략하기로 한다.

여기서, 상기 접속수단(30)은 상기 제1도체(10)의 단부에 결합되는 접속도체(31)를 포함하며, 상기 접속도체(31)의 중앙부에 제2도체(20)가 삽입될 수 있는 제1수용부(32)가 형성되고, 상기 제1수용부(32)의 외측에 상기 제1수용부(32)를 둘러싸는 링 형상의 제2수용부(33)가 형성되고, 상기 제2수용부(33)에는 내벽(33a)을 따라 'ㄱ'자형으로 형성되는 컨택트 칩(34)이 복수 개 구비되고, 상기 제2수용부(33)에는 상기 컨택트 칩(34)에 상기 접속도체(31)의 중심방향으로 향하는 탄성력을 제공하는 탄성부재(35)가 구비되는 것을 특징으로 한다.

접속도체(31)는 제1도체(10)의 선단부에 일체로 결합된다. 별도로 도시하지는 않았지만 접속도체(31)는 제1도체(10)에 나사결합 등에 의해 단단하게 결합될 수 있다. 접속도체(31)는 구리(Cu) 등 전도성이 우수한 재질로 형성될 수 있다.

접속도체(31)에는 중앙부에 제2도체(20)가 삽입될 수 있는 제1수용부(32)가 형성된다. 제1수용부(32)는 원통형 홈으로 형성될 수 있다.

또한, 접속도체(31)에는 상기 제1수용부(32)를 둘러싸는 링 형태의 제2수용부(33)가 형성된다. 이때, 제2수용부(33)를 이루는 내벽(33a)은 외벽(33b)보다 낮은 높이로 형성될 수 있다. 여기서, 제2수용부(33)를 이루는 내벽(33a)은 제1수용부(32)를 이루는 외벽과 동일한 부분이 된다.

제2수용부(33)의 내벽(33a)에는 후술하는 컨택트 칩(34)이 접하는 부분에 만곡부가 형성된다.

컨택트 칩(34)이 제2수용부(33)에 구비된다. 컨택트 칩(34)은 대략적으로 'ㄱ'자 형태로 이루어질 수 있다. 컨택트 칩(34)은 제2수용부(33)의 내벽(33a)을 따라 복수 개 구비된다. 도 5를 참조하면, 컨택트 칩(34)의 단면은 장방형으로 형성되지만, 실시예에 따라서는 사다리꼴 형상으로 형성되어 컨택트 칩(34) 사이의 간격이 형성되지 않도록 하는 것도 가능하다.

컨택트 칩(34)은 제2수용부(33)에 접촉되는 제1접촉부(34a)와 상기 제2도체에 접촉되는 제2접촉부(34b)를 포함하여 구성된다.

제1접촉부(34a)는 제2수용부(33)의 내벽(33a)과 바닥면에 접촉하게 된다. 이때, 제2수용부(33)의 내벽(33a)은 만곡부가 형성되어 있으므로, 제1접촉부(34a)는 컨택트 칩(34)의 회동자세에 무관하게 내벽(33a)에 일부분이 접하면서 지지를 받게 된다. 또한, 제1접촉부(34a)도 제2수용부(33)의 내벽(33a)과 접하는 부분이 만곡면을 이룰 수 있다. 이에 따라, 컨택트 칩(34)이 회동하는 경우 제1접촉부(34a)와 내벽(33a)이 매끄럽게 접촉운동을 할 수 있게 된다.

제2접촉부(34b)의 선단부는 제2도체(20)에 매끄럽게 접촉할 수 있도록 하기 위하여 만곡면으로 형성하는 것이 바람직하다.

제2수용부(33)에는 컨택트 칩(34)에 접속도체(31)의 중심축 방향으로 향하는 탄성력을 제공하는 탄성부재(35)가 구비된다. 탄성부재(35)는 제2수용부(33)의 외벽(33b)과 컨택트 칩(34) 사이에 구비될 수 있다. 일례로, 탄성부재(35)는 코일 스프링으로 구성될 수 있다. 탄성부재(35)는 복수 개로 구비될 수 있다. 탄성부재(35)는 각 컨택트 칩(34)마다 구비될 수 있다. 컨택트 칩(34)은 탄성부재(35)에 의해 탄성 지지되면서 방사방향으로 움직일 수 있게 된다(도 5 참조).

제2수용부(33)에는 내벽(33a)과 외벽(33b) 사이에 소정의 간격을 두고 격벽(33c)이 복수 개 형성될 수 있다. 격벽(33c)은 대체적으로 외벽(33b)의 높이까지 이를 수 있다. 격벽(33c)에는 나사홈(33d)이 형성될 수 있다.

컨택트 칩(34)이 이탈하지 않도록 커버(36)가 구비될 수 있다. 커버(36)는 대략적으로 디스크 형태로 형성될 수 있다. 커버(36)는 격벽(33c)과 외벽(33b)의 상면을 덮도록 설치될 수 있다. 커버(36)에는 격벽(33c)의 나사홈(33d)에 대응하는 위치에 나사홀(36a)이 형성되어 격벽(33c)에 나사 결합될 수 있다. 커버(36)가 구비되어 컨택트 칩(34)은 제2수용부(33)의 외부로 이탈하지 않도록 지지를 받게 된다.

접속도체(31)의 외주면에는 절연 및 보호를 위해 실드(Shield, 37)가 구비될 수 있다.

제2도체(20)의 선단부에는 접촉부(21)가 형성된다. 접촉부(21)는 제1수용부(32)의 내경보다 작게 형성된다. 이에 따라, 제1도체(10)와 제2도체(20)의 중심이 완전히 일치하지 않더라고 제2도체(20)는 제1수용부(32)에 삽입될 수 있다.

이하, 본 실시예에 따른 가스절연개폐장치의 도체 연결 구조에 의한 제1 및 제2도체(100, 200)의 접속 과정을 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제1도체(10)와 제2도체(20)의 중심이 정확히 일치하는 경우에는 제2도체(20)가 복수 개의 컨택트 칩(34) 사이를 통과하여 제1수용부(32)에 삽입되고, 제2접촉부(34b)의 선단부가 제2도체(20)와 접촉하면서 통전이 일어나게 된다. 이때, 제2접촉부(34b)는 복수 개의 탄성부재(35)에 의하여 탄력적으로 지지되어 있으므로 컨택트 칩(34)이 제2도체(20)에 접촉하는 접압력은 향상된다.

도 6에는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 도체 연결 구조의 작용도가 도시되어 있다. 이 경우는 제1도체(10)와 제2도체(20)의 중심이 일치하지 않는 경우이다.

제2도체(20)가 삽입될 때 제1도체(10)의 중심과 약간 어긋난 경우에는 접촉부(21)의 위치에 맞게 컨택트 칩(34)이 회동하게 된다. 즉, 일부의 컨택트 칩(34)(도 6의 상측에 도시된 컨택트 칩)은 접촉부(21)와 제2접촉부(34b)의 접촉에 의하여 반시계방향으로 회동하게 되고, 다른 컨택트 칩(34)(도 2의 하측에 도시된 컨택 칩)은 탄성부재(35)의 탄성력에 의하여 반시계방향으로 회동하면서 접촉부(21)에 접촉하게 된다. 이와 같은 방식으로 모든 컨택트 칩(34)은 접촉부(21)에 빠짐없이 접촉할 수 있게 된다. 따라서, 통전 손실이 일어나지 않으며 제1도체(10)와 제2도체(20)의 중심이 일치하지 않는 경우에도 용이하게 연결을 할 수 있게 된다.

여기서, 컨택트 칩(34)이 회동할 때 제1접촉부(34a)는 탄성부재(35)의 탄성력에 의하여 제2수용부(33)의 내벽(33a)의 만곡부에 탄성적으로 접촉하게 되고, 제2접촉부(34b)의 선단부는 탄성부재(35)의 탄성력에 의하여 도체(200)의 접촉부(21)의 외주면에 탄성적으로 접촉하게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연개폐장치의 도체 연결 구조에 의하면 제1도체(10)와 제2도체(20)의 중심이 정확하게 일치하지 않고 공차가 생긴 경우에도 컨택트 칩(34)이 움직여서 제2도체(20)에 접촉하므로 접속이 원활하게 이루어지게 된다. 즉, 제1도체(10)와 제2도체(20)의 중심이 정확하게 일치시키는 작업을 생략하거나 오차 범위를 갖는 정확도의 수준으로 수행할 수 있게 되어 가스절연개폐장치의 도체 간의 접속 작업을 신속하게 수행할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 실시예들은 그 일 예로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 제1도체 20 제2도체
21 접촉부 31 접속도체
32 제1수용부 33 제2수용부
33a 내벽 33b 외벽
33c 격벽 33d 나사홈
34 컨택트 칩 34a 제1접촉부
34b 제2접촉부 35 탄성부재
36 커버 36a 나사홀

Claims

제1도체, 상기 제1도체의 단부에 결합되는 접속수단, 상기 접속수단에 연결되는 제2도체를 포함하는 가스절연개폐장치의 도체 연결 구조에 있어서,
상기 접속수단은,
상기 제1도체의 단부에 결합되는 접속도체를 포함하며,
상기 접속도체의 중앙부에 제2도체가 삽입될 수 있는 제1수용부가 형성되고,
상기 제1수용부의 외측에 상기 제1수용부를 둘러싸는 링 형상의 제2수용부가 형성되고,
상기 제2수용부에는 내벽을 따라 'ㄱ'자형으로 형성되는 컨택트 칩이 복수 개 구비되고,
상기 제2수용부에는 상기 컨택트 칩에 상기 접속도체의 중심방향으로 향하는 탄성력을 제공하는 탄성부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치의 도체 연결 구조.
제1항에 있어서, 상기 컨택트 칩은 상기 제2수용부에 접촉되는 제1접촉부와 상기 제2도체에 접촉되는 제2접촉부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치의 도체 연결 구조.
제1항에 있어서, 상기 제2수용부에는 내주면에 상기 컨택트 칩의 회동자세에 무관하게 일부분이 접할 수 있는 만곡부가 형성되는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치의 도체 연결 구조.
제2항에 있어서, 상기 제2접촉부의 선단부는 만곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치의 도체 연결 구조.
제1항에 있어서, 상기 제2수용부에는 소정 간격으로 격벽이 복수 개 형성되는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치의 도체 연결 구조.
제5항에 있어서, 상기 격벽에 결합되어 상기 컨택트 칩이 이탈되지 않도록 지지하는 커버가 구비되는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치의 도체 연결 구조.
제1항에 있어서, 상기 도체 홀더의 외주면에는 실드가 구비되는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치의 도체 연결 구조.
제1항에 있어서, 상기 제2도체의 단부에는 상기 제1수용부의 내경보다 작은 외경의 접촉부가 형성되는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치의 도체 연결 구조.
제1항에 있어서, 상기 탄성부재는 코일스프링으로 구성되는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치의 도체 연결 구조.