KR20190125037A

KR20190125037A - 가스절연 개폐장치

Info

Publication number: KR20190125037A
Application number: KR1020180049278A
Authority: KR
Inventors: 윤정훈
Original assignee: 엘에스산전 주식회사
Priority date: 2018-04-27
Filing date: 2018-04-27
Publication date: 2019-11-06
Also published as: KR102066227B1

Abstract

본 발명은 가스절연 개폐장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 절연성능이 향상되고 구성부품이 단순화된 가스절연 개폐장치에 관한 것입니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치는 외함; 상기 외함의 일부에 돌출되는 연결부에 결합되는 스페이서; 및 상기 연결부에 형성되는 개구부에 삽입 배치되는 연결도체;를 포함하고, 상기 연결부는 상기 스페이서에 접촉되는 부분에 인접하여 내측으로 굴곡부가 돌출 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

가스절연 개폐장치{Gas Insulated Switchgear}

본 발명은 가스절연 개폐장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 절연성능이 향상되고 구성부품이 단순화된 가스절연 개폐장치에 관한 것입니다.

일반적으로 가스 차단기(Gas Circuit Breaker) 혹은 가스절연개폐장치(Gas Insulated Switchgear)는 전기계통의 전원측과 부하측 간의 회로 사이에 설치되어 회로상에 지락이나 단락 등 이상전류가 발생하였을 때 전류를 안전하게 차단하여 전력계통 및 부하기기를 보호하는 전기기기로서 주로 초고압(High Voltage)용으로 사용된다. 따라서, 가스 차단기는 정상상태에서는 정격전류와 정격전압을 운전할 수 있는 통전성능과 절연성능이 유지되어야 하며, 이상상태에서는 사고전류를 차단할 수 있는 차단성능을 확보해야 한다.

이러한 가스절연개폐장치(GIS)는 일반적으로 고압전원으로부터 수전하는 부싱(Bushing Unit), 회로차단기(Circuit Breaker, CB), 단로기(Disconnector Switch, DS), 접지스위치(Earth Switch, ES), 가동부, 제어부 등으로 구성되어 있다.

각각의 유닛(unit)은 절연물로 형성된 스페이서에 의해 구분된 구획으로 나누어져 사용된다. 이러한 구획으로 유닛이 구분되어 유지보수 시에도 유리하다.

도 1에 종래기술에 따른 가스절연 개폐장치의 부분 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 스페이서 부분의 종단면도가 도시되어 있다. 외함(1)에는 인접한 외함(11)과 연결되는 부분에 플랜지(2)가 돌출 형성된다. 외함(1)의 플랜지(2)와 인접한 외함(11)의 플랜지(12) 사이에는 스페이서(3)가 개재된다. 플랜지(2)와 스페이서(3)는 볼트(5)에 의해 결합된다. 외함(1) 내부에는 3상 도체(6)가 배치되어, 플랜지(2)를 통해 노출된다. 한편, 각 외함(1,11)의 내부에는 소호를 위한 절연 가스가 충전된다.

여기서, 플랜지(2)와 스페이서(3) 및 충전 가스가 접하는 부분은 소위 삼중점(triple point)이라고 불리는 부분으로서 전계가 집중되는 부분이다.

종래기술에 있어서는 이와 같은 삼중점(T) 부분의 전계 완화를 위해 쉴드링(shield ring)(4)을 삽입하는 방식을 사용하였다. 쉴드링(4)은 통상적으로 전기 전도성이 있는 말루미늄과 같은 금속 재료로 형성된 것이다.

그런데, 이와 같이 쉴드링을 사용하게 되면 부품비용이 증가하게 된다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 그 목적은 쉴드링을 적용하지 않고 절연성능을 향상시킨 가스절연 개폐장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치는 외함; 상기 외함의 일부에 돌출되는 연결부에 결합되는 스페이서; 및 상기 연결부에 형성되는 개구부에 삽입 배치되는 연결도체;를 포함하고, 상기 연결부는 상기 스페이서에 접촉되는 부분에 인접하여 내측으로 굴곡부가 돌출 형성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 스페이서에는 상기 연결부에 접하는 부분에 원주홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연결부는 플랜지 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연결부의 플랜지 수평부에는 상기 원주홈의 내부에 노출되는 직선부가 연장 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 굴곡부는 상기 연결부의 플랜지 수직부 중에서 상기 플랜지 수평부에 접하는 부분에 소정의 곡률 반경을 갖고 내측으로 돌출되도록 마련되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 굴곡부의 곡률 반경은 상기 직선부의 거리보다 2배 내지 10배의 크기로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치에 의하면, 스페이서가 있는 외함의 연결 플랜지부에 굴곡부와 직선부가 마련되어 형상에 따른 전계 완화 효과가 발생한다.

이에 따라, 별도로 쉴드링을 적용할 필요가 없으므로 부품 비용이 감소하게 된다.

도 1은 종래기술에 따른 가스절연 개폐장치의 사시도이다.
도 2는종래기술에 따른 가스절연 개폐장치에서 스페이서 부분의 종단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치에서 스페이서 부분의 종단면도이다.

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.

도면을 참조하여 본 발명의 각 실시예에 따른 가스절연 개폐장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치는 외함(20); 상기 외함(20)의 일부에 돌출되는 연결부(21)에 결합되는 스페이서(30); 및 상기 연결부(21)에 형성되는 개구부(29)에 삽입 배치되는 연결도체(40);를 포함하고, 상기 연결부(21)는 상기 스페이서(30)에 접촉되는 부분에 인접하여 내측으로 굴곡부(23)가 돌출되는 것을 특징으로 한다.

가스절연개폐장치(GIS)는 고압전원으로부터 수전하는 부싱(Bushing Unit), 회로차단기(Circuit Breaker, CB), 단로기(Disconnector Switch, DS), 접지스위치(Earth Switch, ES), 가동부, 제어부 등의 유닛들을 포함할 수 있다.

각각의 유닛(unit)은 절연물(스페이서)로 구분된 구획으로 나누어진다. 또한, 이러한 유닛 내부에는 절연 가스가 충전된다. 이와 같이 외함의 각 유닛을 스페이서로 폐쇄하는 경우, 사고 시 필요한 유지보수 작업에도 편리하게 대응할 수 있다. 즉, 사고가 발생한 유닛의 절연 가스를 방출하고 유지 보수를 실시하면 된다.

도 3에 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 외부 사시도가 도시되어 있고 도 4에는 스페이서 부분의 종단면도가 도시되어 있다.

외함(20)은 철재로 구성될 수 있다. 외함(20)은 단면이 원형이나 각형을 갖는 파이프 형태를 이룰 수 있다.

외함(20)에는 외부와 연결되도록 개구(opening)(29)를 갖는 연결부(21)가 형성된다. 연결부(21)는 플랜지 형태로 형성될 수 있다. 즉, 연결부(21)는 플랜지 수직부(26)와 플랜지 수평부(22)를 갖는다.

스페이서(30)는 각 유닛을 구분하고 유닛간 절연을 위하여 마련된다. 스페이서(30)는 판상으로 마련된다. 스페이서(30)는 에폭시(epoxy) 등 절연 재질로 형성될 수 있다.

스페이서(30)는 연결부(21)에 결합된다. 스페이서(30)는 외곽부가 연결부(21)에 결합된다. 스페이서(30)의 외곽부를 따라서 체결부재(60)가 끼워질 수 있는 제2 체결홀(35)이 복수 개 형성된다.

스페이서(30)의 중앙부에는 연결도체(40)가 결합될 수 있는 소켓(36)이 마련된다. 소켓(36)은 연결도체(40)에 결합되어 회로가 통전될 수 있도록 전도성 있는 재질로 형성된다.

스페이서(30)에는 외곽부와 중간부 사이에 원주홈(31)이 형성된다. 원주홈(31)은 평면도 상에서 환형으로 형성될 수 있다. 원주홈(31)은 외곽부에 인접한 부분에 형성된다. 원주홈(31)은 연결부(21)가 결합되는 부분에 인접하여 형성될 수 있다. 원주홈(31)은 내측으로는 완만한 경사를 이루고, 외측으로는 급격한 경사를 이룬다. 이러한 원주홈(31)의 형상은 도 4의 종단면도 상에 잘 나타난다.

스페이서(30)의 외곽부가 연결부(21)의 플랜지 수평부(22)에 결합된다. 체결부재(60)는 연결부(21)의 제1 체결홀(25), 스페이서(30)의 제2 체결홀(35), 제2 외함(50)의 연결부의 제3 체결홀(55)을 통해 결합된다.

상기 연결부(21)는 플랜지 수직부(26)와 플랜지 수평부(22)로 구성됨은 전술한 바와 같다. 연결부(21)는 플랜지 수평부(22)에 인접한 플랜지 수직부(26) 부분이 내측으로 완만하게 돌출 형성된다.

플랜지 수평부(22)에는 체결부재(60)가 결합될 수 있는 제1 체결홀(25)이 형성된다.

플랜지 수평부(22)는 원주홈(31) 내에 일부가 노출된다. 이를 구분하기 위하여 직선부(24)라고 하기로 한다. 직선부(24)는 플랜지 수평부(22)가 원주홈(31) 내에 노출되는 부분이다. 또한, 직선부(24)는 플랜지 수평부(22)가 플랜지 수직부(26)에 접하는 부분이다.

플랜지 수평부(22)는 스페이서(30)의 외곽부에 인접하여 형성되는 원주홈(31)을 지나 내측으로 연장된다. 이때, 연장면은 종단면도 상에서 직선부(24)에 해당한다.

플랜지 수평부(22)와 스페이서(30)의 원주홈(31)에 인접한 부분에서 직선부(24)를 갖는다. 여기서, 직선부(24)는 플랜지 수평부(22)의 연장면이다. 직선부(24)는 스페이서(30)의 원주홈(31)의 외측단으로부터 소정 거리 연장된다. 직선부(24)의 거리를 L이라고 하기로 한다.

플랜지 수직부(26)에는 플랜지 수평부(22)가 접하는 부분의 내측면에 소정의 곡률반경을 갖는 굴곡부(23)가 돌출 형성된다. 여기서, 굴곡부(23)는 플랜지 수직부(26)의 내측으로는 돌출되지만, 플랜지 수평부(22)의 상면으로는 돌출되지 않는다.

굴곡부(23)는 소정의 곡률 반경을 갖는다. 이때, 굴곡부(23)의 곡률 반경 R은 직선부(24)의 거리 L 에 대해 2~10배의 사이에서 결정될 수 있다. 즉, 2L > R > 10L 의 범위 내에서 결정될 수 있다. 이러한 범위는 실험적으로 구현된 것이다.

이와 같은 직선부(24) 및 굴곡부(23)를 갖도록 형성되는 연결부(21)에 의해 연면거리는 확장되고 삼중점 부분의 전계는 완화된다. 연결도체(40)로부터 누설되는 전류 또는 삼중점(T) 부분에 산재하는 전하는 굴곡부(23)의 형상에 따라 일정 부분 흩어지게 되어 전계는 완화된다. 또한, 직선부(24)에 의해 삼중점은 구석에 형성되지 않고, 골 내에 은폐되므로 전계 완화에 기여한다.

외함(20)의 내부에는 연결도체(40)가 구비되고, 연결도체(40)는 연결부(21)의 홀을 통해 노출된다. 연결도체(40)는 복수 개로 마련될 수 있다. 예를 들어, 3상 차단기의 경우 연결도체(40)는 3개가 구비될 수 있다. 연결도체(40)는 스페이서(30)의 소켓(36)에 결합되어 외부로 연결된다.

이상에서 설명한 실시예들은 본 발명을 구현하는 실시예들로서, 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. 즉, 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.

20 외함 21 연결부
22 플랜지 수평부 23 굴곡부
24 직선부 25 제1 체결홀
26 플랜지 수직부 30 스페이서
31 원주홈 35 제2 체결홀
36 소켓 40 연결도체
50 제2 외함 55 제3 체결홀
60 체결부재

Claims

외함;
상기 외함의 일부에 돌출되는 연결부에 결합되는 스페이서; 및
상기 연결부에 형성되는 개구부에 삽입 배치되는 연결도체;를 포함하고, 상기 연결부는 상기 스페이서에 접촉되는 부분에 인접하여 내측으로 굴곡부가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치.
제1항에 있어서, 상기 스페이서에는 상기 연결부에 접하는 부분에 원주홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치.
제2항에 있어서, 상기 연결부는 플랜지 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치.
제3항에 있어서, 상기 연결부의 플랜지 수평부에는 상기 원주홈의 내부에 노출되는 직선부가 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치.
제4항에 있어서, 상기 굴곡부는 상기 연결부의 플랜지 수직부 중에서 상기 플랜지 수평부에 접하는 부분에 소정의 곡률 반경을 갖고 내측으로 돌출되도록 마련되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치.
제5항에 있어서, 상기 굴곡부의 곡률 반경은 상기 직선부의 거리보다 2배 내지 10배의 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치.