KR20180087756A - 고전압용 도체연결장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고전압용 도체연결장치에 관한 것이다. 본 발명은 제1도체(10), 쉴드(20) 그리고 제2도체(30)를 구비하고, 상기 제1도체(10)의 일단부 외면을 둘러서 체결구홈(14)이 형성되고 상기 체결구홈(14)에서 시작하여 제1도체(10)의 제1도체단부면(14)으로 개방되게 제1체결공(16)이 형성된다. 상기 제1체결공(16)과 대응되는 위치인 상기 제2도체(30)의 제2도체단부면(32)에는 제2체결공(34)이 형성된다. 체결구(40)가 상기 제1체결공(16)을 관통하여 제2체결공(34)에 체결됨에 의해 제1도체(10)와 제2도체(30)가 체결되어 전기적 연결이 이루어지고, 상기 체결구홈(14)은 상기 쉴드(20)에 의해 감싸진다. 상기 쉴드(20)는 합성수지재질로 만들어지는 것으로, 관통부(22) 내면에는 도전층(24)이 형성되어 있고, 관통부(22)의 일단부에는 라운드채널(18)이 타단부에는 후육부(28)가 형성된다. 이와 같은 본 발명에 의하면 도체연결장치의 부품수가 최소화되어 재료비가 절감되며 조립과정에서 발생할 수 있는 금속이물의 유출이 방지되는 이점이 있다.

Description

고전압용 도체연결장치{Conductor connecting apparatus for high-voltage}

본 발명은 고전압용 도체연결장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고전압에서 사용되는 도체 사이의 전기적 연결을 수행하는 고전압용 도체연결장치에 관한 것이다.

발전소나 변전소에서는 고전압의 전력이 취급되므로, 사용되는 기기들을 이에 맞춰서 제작하여야 한다. 예를 들어, 가스절연개폐기(GIS: Gas Insulated Switchgeer)는 전력 개폐장치로서, 전력계통에서 정상상태의 개폐뿐만 아니라 전력사고, 단락 등의 이상 상태에서도 선로를 안전하게 개폐하여 보호하는 것이다.

이와 같은 가스절연개폐기에는 차단기, 단로기, 보수용 접지개폐기, 변류기, 선로용 접지개폐기, 모선, 부싱 및 조작함 등이 있다. 가스절연개폐기에서 전력의 연결을 위해 도체들이 사용되는데, 상기 도체는 고전압의 전달에 적합하도록 되어야 한다.

상기 가스절연개폐기에서는 선로를 형성하기 위해 도체들이 사용되는데, 이들 도체들 사이를 연결하기 위한 도체연결장치가 필요한다. 상기 도체연결장치의 예로서 대한민국 공개실용 제20-2014-0006216호, 제20-2014-0005965호 등이 있다.

하지만, 종래의 도체연결장치에서는 구성부품이 상대적으로 많은 문제점이 있었다. 이와 같이 구성부품이 상대적으로 많으면, 조립공수가 많아지고 구성부품이 조립되었을 때, 접촉부위에서 전계가 집중되는 문제점이 있다.

대한민국 공개실용 제20-2014-0005965호 대한민국 공개실용 제20-2014-0006216호

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 도체연결장치를 구성하는 부품을 최소화하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 도체연결장치의 조립작업시에 발생하는 이물의 유출을 막는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 일단부에 인접한 외면을 둘러 다수개의 체결구홈이 형성되고 상기 체결구홈에서 일단부에 형성된 제1도체단부면으로 개방되게 형성되는 제1체결공이 형성되는 제1도체와, 상기 제1도체의 체결구홈을 감싸도록 상기 제1도체가 내부의 관통부를 관통하도록 하며 합성수지재질로 만들어지고 상기 관통부의 내면에 도전층이 형성된 쉴드와, 상기 제1체결공과 대응되는 위치에 제2체결공이 형성되어 상기 제1체결공을 관통한 체결구가 체결되는 제2도체를 포함한다.

상기 쉴드의 관통부 내면은 적어도 일부가 상기 제1도체의 외면에 밀착되도록 치수가 설계된다.

상기 쉴드의 관통부 일단부에는 라운드체결턱이 형성되고 상기 제1도체의 체결구홈과 일단부 사이에는 상기 라운드체결턱이 결합되는 라운드채널이 형성된다.

상기 라운드체결턱이 형성된 관통부의 타단부에는 후육부가 내면을 둘러 형성되는데, 상기 라운드체결턱과 후육부의 내경은 상기 제1도체의 외경과 같거나 작다.

상기 후육부를 관통하여서 합성수지 재질의 체결나사가 상기 제1도체에 체결된다.

상기 제1체결공과 제2체결공은 서로 대응되는 위치에 형성되고 일정한 간격을 가진다.

본 발명에 의한 도체연결장치에서는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에서는 제1도체와 제2도체가 체결구에 의해 결합된 상태에서 상기 체결구가 위치되는 체결구홈을 합성수지 재질로 만들어진 쉴드를 사용하여 체결한다. 따라서, 도체연결장치의 부품수가 최소화되어 작업공수와 원재료비가 줄어드는 효과가 있다.

본 발명에서는 합성수지로 만들어진 쉴드가 상기 체결구홈을 감싸면서 체결구홈의 형상에 따른 전계집중을 완화해 주면서도 쉴드가 제1도체의 외면을 따른 이동이 용이하여 마찰에 의한 마모가 발생하는 것이 최소화되는 효과도 있다.

특히, 본 발명의 쉴드의 내부를 관통하는 관통부의 일측 내면에는 라운드체결턱이 형성되고 타측 내면에는 후육부가 형성되는데, 이들 라운드체결턱이나 후육부가 있는 부분의 내경이 제1도체의 외경과 같거나 작게 형성되어 완전한 접촉을 이루어 플로팅이 방지되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 고전압용 도체연결장치의 바람직한 실시례의 구성을 보인 사시도.
도 2는 본 발명 실시례의 구성을 보인 분해사시도.
도 3은 본 발명 실시례의 구성을 보인 단면도.
도 4는 본 발명 실시례를 구성하는 쉴드의 구성을 보인 사시도.
도 5는 본 발명 실시례를 구성하는 제1도체와 쉴드의 구성을 보인 단면사시도.
도 6은 본 발명 실시례에서 제1도체와 제2도체가 결합되는 과정을 순차적으로 보인 조립과정도.

이하, 본 발명의 일부 실시례들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시례를 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시례에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시례의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도면들에 도시된 바에 따르면, 본 발명의 도체연결장치를 구성하는 제1도체(10)는 봉형상이다. 상기 제1도체(10)는 원통형상으로 될 수도 있는 등 내부는 다양한 형상을 가질 수 있다. 하지만, 최소한 상기 제1도체(10)의 외면은 곡면으로 되는 것이 바람직하다. 상기 제1도체(10)는 도전성이 좋은 금속재질로 만들어진다.

상기 제1도체(10)의 일단부에는 아래에서 설명될 제2도체(30)와의 체결을 위한 체결구(40)를 조작할 수 있는 체결구홈(12)이 외주를 둘러서 다수개가 형성된다. 본 실시례에서는 4개의 체결구홈(12)이 일정한 간격으로 형성되어 있다.

상기 제1도체(10)의 일측단부에는 제1도체단면부(14)가 평면으로 형성되어 있다. 상기 도체단면부(14)는 아래에서 설명될 제2도체단면부(32)와 밀착되는 부분이다.

체결구홈(12)에서 시작하여 상기 제1도체단면부(14)로 개방되게 제1체결공(16)이 형성된다. 상기 제1체결공(16)은 아래에서 설명될 제2도체(30)의 체2체결공(34)과 대응되는 위치에 형성된다. 상기 제1체결공(16)을 관통해서는 아래에서 설명될 체결구(40)가 위치된다.　

상기 제1도체(10)의 일단부와 상기 체결구홈(12)의 사이에 해당되는 제1도체(10)의 단부 둘레에는 라운드채널(18)이 형성되어 있다. 상기 라운드채널(18)은 그 횡단면이 소정의 곡률반경을 가지는 오목한 형상이다. 상기 라운드채널(18)에는 아래에서 설명될 쉴드(20)의 라운드체결턱(26)이 안착된다.

쉴드(20)는 합성수지로 만들어지는 것이다. 상기 쉴드(20)는 합성수지 중에서도 절연성인 고분자체를 사용할 수 있다. 예를 들면, 아크릴로니트릴(Acrylonitrile), 부타디엔(Butadiene), 스틸렌(Styrene)이 공중합된 ABS수지를 들 수 있다.

상기 쉴드(20)는 상기 체결구홈(12)이 외부로 노출되는 것을 차단하여 전계가 집중되는 것을 방지하는 것이다. 상기 쉴드(20)는 원통형상을 가진다. 상기 쉴드(20)의 내부를 길이방향으로 관통하여서는 관통부(22)가 있다. 상기 관통부(22) 내에 상기 제1도체(10)가 위치된다.

상기 쉴드(20)의 관통부(22) 내면에는 도전층(24)이 형성되어 있다. 상기 도전층(24)은 합성수지로 만들어진 쉴드(20)에 도금을 통해 형성될 수 있다. 상기 도전층(24)은 상기 쉴드(20)를 통해서 전기가 흐르도록 하여 상기 제1도체(10)의 단부 외면을 감싸도록 쉴드(20)가 제1도체(10)에 장착된 상태에서 상기 체결구홈(12) 등에 전계가 집중되지 않도록 한다. 즉, 상기 쉴드(20)를 통해 상기 체결구홈(12)을 덮고 있는 부분으로 전류가 흐르도록 하여 전계가 집중되는 것을 차단하는 것이다.

상기 도전층(24)은 비전도성 재료의 표면에 화학 환원반응으로 금속이 석출되어 도전성이 부여되는 표면에 형성되도록 하는, 무전해도금으로 형성하는 것이 좋다.

상기 쉴드(20)의 관통부(22)의 일측 단부에는 라운드체결턱(26)이 형성되어 있다. 상기 라운드체결턱(26)는 상기 쉴드(20)의 길이방향의 단면으로 볼 때 소정의 곡률을 가지도록 볼록하게 만들어진다. 상기 라운드체결턱(26)은 상기 관통부(22)의 내면을 둘러서 환형상으로 만들어지고, 상기 제1도체(10)의 라운드채널(18)에 안착되어 쉴드(20)가 상기 제1도체(10)에 대해 유동되지 않도록 한다.

상기 쉴드(20)의 관통부(22)의 타측 단부에는 후육부(28)가 형성될 수 있다. 상기 후육부(28)는 도면에서 볼 수 있는 바와 같이 상기 관통부(22)의 내부로 돌출되어 있다. 즉, 쉴드(20)의 외면은 돌출부분이 없이 매끈한 곡면으로 되고, 상기 관통부(22)의 내면으로 상기 후육부(28)가 돌출되어 형성되어 상대적으로 해당부분이 두껍게 되는 것이다. 상기 후육부(28)의 기능은 상기 제1도체(10)의 외면과 상기 쉴드(20)의 관통부(22) 내면이 밀착될 수 있도록 하는 것이고, 필요한 경우 상기 후육부(28)에 체결나사의 머리부가 위치할 수 있는 머리홈이 형성될 수 있는 정도의 두께를 제공하는 것이다.

참고로, 상기 후육부(28)를 관통하여 제1도체(10)에 체결되는 체결나사는 상기 쉴드(20)가 상기 라운드체결턱(26)과 라운드채널(18)의 결합만으로 부족한 경우에 추가로 사용하는 것으로, 이때 사용되는 체결나사는 합성수지로 만들어지고 납작머리를 가지는 것을 사용하는 바람직하다.

상기 쉴드(20)의 관통부(22)에서 상기 제1도체(10)의 외경보다 큰 내경을 가지는 부분은 상기 라운드체결턱(26)과 후육부(28)를 제외한 나머지 부분이다. 따라서, 쉴드(20)가 상기 제1도체(10)의 외면을 따라 이동될 때, 제1도체(10)의 외면과 마찰되는 부분은 상기 라운드체결턱(26)과 후육부(28)이다.

제2도체(30)는 도전성이 좋은 금속재질로 만들어지는 것으로, 상기 제1도체(10)와 전기적으로 연결되는 부분이다. 상기 제2도체(30)는 예를 들면 스페이서의 중심에 설치되는 것일 수 있다. 상기 제2도체(30)에서 상기 제1도체(10)의 제1도체단부면(14)과 밀착되도록 일단부에 제2도체단부면(32)이 형성된다. 상기 제2도체단부면(32)도 전체적으로 평면으로 된다.

상기 제2도체단부면(32)에는 상기 제1도체(10)의 제1체결공(16)과 대응되는 위치에 제2체결공(34)이 형성된다. 본 실시례에서는 4개의 제2체결공(34)이 형성되어 있다. 상기 제2체결공(34)이 형성된 제2도체단부면(32)의 반대면에도 다른 도체와의 연결을 위한 구성이 구비된다. 일반적으로는 상기 제2도체단부면(32)과 같이 반대쪽 단부면에도 체결공들이 형성된다.

상기 제1도체(10)와 제2도체(30)의 체결을 위해서 체결구(40)가 사용된다. 상기 체결구(40)는 일종의 볼트이다. 상기 체결구(40)로는 소켓볼트를 사용하는 것이 바람직하다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 고전압용 도체연결장치가 조립되고 사용되는 것을 설명한다.

본 발명에서는 상기 제1도체(10)와 제2도체(30)를 서로 연결하기 위해서 상기 제1도체(10)에 먼저 상기 쉴드(20)를 삽입한다. 상기 쉴드(20)는 상기 제1도체단부면(14) 쪽에서 상기 제1도체(10)에 장착되어 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 체결구홈(12)보다 더 위쪽으로 이동된 상태에 있다. 이는 상기 체결구홈(12)을 덮지 않아 공구를 사용하여 상기 체결구(40)를 체결구홈(12) 내에서 쉽게 조작할 수 있도록 하기 위함이다.

상기 쉴드(20)가 상기 제1도체(10)의 단부에서 상기 체결구홈(12)을 지나서까지 이동하는 과정에서, 상기 제1도체(10)의 외면에 상기 관통부(22)의 라운드체결턱(26)과 후육부(28)의 내면이 밀착되기는 하나 마모가 발생하지는 않는다. 이는 상기 쉴드(20)가 합성수지로 만들어지면서 어느 정도의 탄성이 있기 때문이다. 상기 제1도체(10)의 대응되는 부분의 외경이 상기 쉴드(20)의 관통부(22) 각각의 위치에서의 내경과 같거나 약간 크더라도 상기 쉴드(20)가 합성수지로 되어 있어 탄성변형되어 무리없이 이동할 수 있다.

다음으로, 상기 제1도체(10)의 제1도체단부면(14)에 상기 제2도체(30)의 제2도체단부면(32)이 밀착되도록 한다. 이때 상기 제1체결공(16)과 제2체결공(34)이 서로 일치하도록 한다.

상기 제1체결공(16)과 제2체결공(34)이 서로 일치된 상태에서 상기 체결구홈(12)으로 체결구(40)를 넣어서 상기 제1체결공(16)을 통과하여 상기 제2체결공(34)에 체결되도록 한다. 이와 같이 각각의 체결구홈(12)에서 체결구(40)를 공구로 조작하여 제1도체(10)와 제2도체(30)가 서로 체결되도록 한다. 상기 체결구(40)들의 체결작업이 다 완성된 상태가 도 6의 (b)에 도시되어 있다.

상기 제1도체(10)와 제2도체(30)가 서로 체결된 후에는 상기 체결구홈(12)이 외부로 노출되지 않도록 상기 쉴드(20)를 이동시켜 상기 체결구홈(12)을 감싼다. 상기 쉴드(20)가 상기 제1도체(10)의 외면을 따라 이동하여 상기 라운드채널(18)에 상기 쉴드(20)의 라운드체결턱(26)이 안착되면 상기 쉴드(20)가 상기 제1도체(10)에 체결된다. 이 상태는 도 6의 (c)에 도시되어 있다.

이와 같이 상기 쉴드(20)가 상기 제1도체(10)의 외면을 따라 이동되는 과정에서 상기 쉴드(20)는 합성수지로 만들어져 있어서 어느 정도의 탄성변형이 생기면서 제1도체(10)의 외면과의 마찰이 최소화된다. 그리고, 상기 쉴드(20)는 도면들에서 잘 볼 수 있듯이, 상기 후육부(28)와 라운드체결턱(26)에서 내경이 상대적으로 작고 나머지 부분에서는 내경이 상기 제1도체(10)의 외경보다는 크다. 이와 같은 구조상 상기 후육부(28)와 라운드체결턱(26)에서만 제1도체(10)의 외면과 마찰이 있을 수 있는데, 특히 상기 라운드체결턱(26)은 곡면으로 볼록하게 되어 있어 제1도체(10)의 외면과 밀착되는 면적은 표면이 곡면이어서 상대적으로 좁아진다.

상기 라운드체결턱(26)이 상기 라운드채널(18)에 안착되면 상기 쉴드(20)가 상기 제1도체(10)에 체결된 상태가 되어, 상기 쉴드(20)는 상기 제1도체(10)에 대해 임의로 유동되지 않게 된다. 한편, 상기 라운드체결턱(26)과 라운드채널(18)만으로 상기 제1도체(10)에 상기 쉴드(20)가 고정되지 않는 설계조건인 경우에는 상기 쉴드(20)의 후육부(28)를 관통하여 합성수지재질의 나사가 상기 제1도체(10)에 체결되도록 할 수 있다.

도 6의 (c)에 도시된 상태는 상기 체결구(40)에 의해 상기 제1도체(10)와 제2도체(30)가 체결되어 전기적 연결이 이루어진 상태이고, 상기 쉴드(20)는 상기 체결구홈(14)을 감싸게 되고 상기 관통부(22) 내면에 형성된 도전층(24)에 의해 전기가 흐르게 된다. 상기 도전층(24)을 따라 완만하게 동 전위면이 형성되면서 상기 체결구홈(14)에는 전계가 집중되지 않게 되고 상기 쉴드(20) 자체에 의해서 구조적으로도 덮여지게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시례들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시례에 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 12: 체결구홈
14: 제1도체단부면 16: 제1체결공
18: 라운드채널 20: 쉴드
22: 관통부 24: 도전층
26: 라운드체결턱 28: 후육부
30: 제2도체 32: 제2도체단부면
34: 제2체결공 40: 체결구

Claims (6)

1. 일단부에 인접한 외면을 둘러 다수개의 체결구홈이 형성되고 상기 체결구홈에서 일단부에 형성된 제1도체단부면으로 개방되게 형성되는 제1체결공이 형성되는 제1도체와,
   상기 제1도체의 체결구홈을 감싸도록 상기 제1도체가 내부의 관통부를 관통하도록 하며 합성수지재질로 만들어지고 상기 관통부의 내면에 도전층이 형성된 쉴드와,
   상기 제1체결공과 대응되는 위치에 제2체결공이 형성되어 상기 제1체결공을 관통한 체결구가 체결되는 제2도체를 포함하는 고전압용 도체연결장치.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 쉴드의 관통부 내면은 적어도 일부가 상기 제1도체의 외면에 밀착되도록 치수가 설계되는 고전압용 도체연결장치.
   
3. 제 2 항에 있어서, 상기 쉴드의 관통부 일단부에는 라운드체결턱이 형성되고 상기 제1도체의 체결구홈과 일단부 사이에는 상기 라운드체결턱이 결합되는 라운드채널이 형성되는 고전압용 도체연결장치.
   
4. 제 3 항에 있어서, 상기 라운드체결턱이 형성된 관통부의 타단부에는 후육부가 내면을 둘러 형성되는데, 상기 라운드체결턱과 후육부의 내경은 상기 제1도체의 외경과 같거나 작은 고전압용 도체연결장치.
   
5. 제 4 항에 있어서, 상기 후육부를 관통하여서 합성수지 재질의 체결나사가 상기 제1도체에 체결되는 고전압용 도체연결장치.
   
6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1체결공과 제2체결공은 서로 대응되는 위치에 형성되고 일정한 간격을 가지는 고전압용 도체연결장치.
   

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