KR20200114712A - 건식 플러그-인 부싱, 그 제조방법 및 이와 같은 부싱을 포함하는 고전압 설비 - Google Patents

건식 플러그-인 부싱, 그 제조방법 및 이와 같은 부싱을 포함하는 고전압 설비 Download PDF

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Abstract

본 발명은 건식 플러그-인 부싱 및 제조방법 그리고, 고전압 설비에 관한 것으로서, 더 상세하게는 절연체로 채워진 고전압 설비에 외부 전기 전도체를 연결시키기 위한 플러그-인 고전압 부싱 및 이러한 부싱을 포함하는 고전압 설비에 관한 것이다.
본 발명에 따른 건식 플러그-인 부싱은, 중심에 위치하는 도체; 상기 도체의 외주연을 감싸는 형태로 주조 성형되는 주조형 수지 절연체; 하부 지지금구의 상단에 결합되어 전계의 제어를 위한 전극으로 사용되는 반도전성 합성수지재의 전계 제어전극; 상기 주조형 수지 절연체의 하부 외주연에 접속되는 하부 지지금구; 상기 주조형 수지 절연체의 외주연과 상기 전계 제어전극을 포함한 인서트 사출을 통해 제조되고 절연누설거리를 확보를 위해 다수개의 갓이 형성되는 사출 절연체; 및 상기 주조형 수지 절연체의 하단에 접속되며, 절연물과 반도전물이 결합된 스트레스 콘;을 포함하여 이루어진다.

Description

건식 플러그-인 부싱, 그 제조방법 및 이와 같은 부싱을 포함하는 고전압 설비{DRY TYPE PLUG-IN BUSHING, MUNUFACTURING METHOD THEREOF AND HIGH-VOLTAGE INSTALLATION HAVING A BUSHING SUCH AS THIS}
본 발명은 건식 플러그-인 부싱 및 제조방법 그리고, 고전압 설비에 관한 것으로서, 더 상세하게는 절연체로 채워진 고전압 설비에 외부 전기 전도체를 연결시키기 위한 플러그-인 고전압 부싱 및 이러한 부싱을 포함하는 고전압 설비에 관한 것이다.
부싱(Bushing)은 변압기, 차단기 탱크 또는 건물벽 등을 뚫고 지나는 곳에 절연을 목적으로 사용되는 원통 모양의 얇은 절연체로서 그 내부는 변압기 권선과 외부 모선을 연결시키는 종단 장치라 할 수 있다.
부싱의 종류는 단일형 부싱, 컴파운 부싱, 유입 부싱, 콘덴서 부싱 및 가스 부싱이 있으며, 대부분의 고전압 설비(변압기)에 적용되는 초고압 부싱은 콘덴서 타입의 부싱을 많이 사용한다.
전력용 부싱은 애관의 재료에 따라 폴리머 부싱과 자기(porcelain) 부싱으로 나뉘는데, 최근 경량화 및 제조법 등의 문제로 폴리머 부싱이 큰 관심을 받고 있다.
콘덴서 부싱은 콘덴서 코어에 따라 OIP(Oil Impregnated Paper), RIP(Resin Impregnated Paper), RIF(Resin Impregnated Fiberglass), RIS(Resin Impregnated Synthetic)로 구분될 수 있다.
대한민국 공개특허공보 10-2012-0030984에는 플러그-인 부싱, 및 이와 같은 부싱을 갖는 고전압 설비가 개시되어 있다.
이 공개특허는 액체 또는 기체 절연재로 채워진 고전압 설비의 금속-캡슐화 구성요소(T)에 외부 전기 전도체를 연결하기 위한 플러그-인 고전압 부싱(D)이 사용된다. 축(A) 방향에 대해 회전하여 대칭적인 것으로 설계되며, 전기 전도체(10)와, 전계 제어 디바이스, 및 절연체(20)를 갖고, 절연체(20)는 전기 전도체를 둘러싸고, 절연제를 위한 밀봉부를 형성하는 구성요소(T)를 차단하는 플러그 부분(60)으로의 부싱(D)의 삽입 이후에 조인트(F)를 유전적으로 강화시키는 테이퍼링 섹션(21)을 갖고, 상기 조인트(F)는 플러그 부분(60)의 절연 슬리브(64)와 절연체의 테이퍼링 섹션(21) 사이에 배치된다.
이러한 구조에 의해 부싱은 비교적 간단하고 강력한 설계에 의해 구별되도록 의도되고, 동시에 심지어 매우 높은 동작 전압에서도 부싱의 동작 동안 작용하는 전계를 효과적으로 제어하는데 적합하도록 설계되지만, 부싱(D)과 고전압 설비(T) 내의 절연 및 전계 분포를 위해 전계 제어 디바이스가 커패시터 권선(40)의 형태이고, 커패시터 권선(40)이 커패시터 플레이트(41)를 갖으며, 이러한 커패시터 권선 및 커패시터 플레이트는 전기적 성능이 우수하지만 커패시터 권선을 권취하는 공정, 권취 중간 중간에 커패시터 플레이트를 삽입하는 공정 및 절연재로 함침하는 공정이 필요하여 제작상의 고비용, 많은 제작시간 및 복잡한 공정의 문제가 대두된다.
대한민국 공개특허공보 10-2012-0030984 대한민국 공개특허공보 10-2013-0023130
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 내부 전계 보강용 콘덴서를 에폭시를 사용하고 전계 제어 전극을 배치하여 제작상의 공정을 단순화한 건식 플러그-인 부싱 및 이를 포함하는 고전압 설비를 제공하고자 한다.
또한, 고전압 설비와 플러그-인 타입으로 결합되는 구조를 가지며, 고전압 설비의 경계를 기준으로 상하측에 전계 제어 전극을 별도로 두어 전기적인 안전성을 도모한 건식 플러그-인 부싱 및 이를 포함하는 고전압 설비를 제공하고자 한다.
또한, 전계 제어 전극과 도체의 외주연을 감싸는 형태로 주조 성형되는 주조형 수지 절연체를 지지하는 하부 지지금구를 조립된 상태로 다수의 갓이 형성되는 절연체를 인서트 사출하는 공정에 의해 부싱을 제작하여 제작 공정을 단순화하여 저비용, 고효율의 건식 플러그-인 부싱을 제공하고자 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 건식 플러그-인 부싱은, 중심에 위치하는 도체; 상기 도체의 외주연을 감싸는 형태로 주조 성형되는 주조형 수지 절연체; 하부 지지금구의 상단에 결합되어 전계의 제어를 위한 전극으로 사용되는 반도전성 합성수지재의 전계 제어전극; 상기 주조형 수지 절연체의 하부 외주연에 접속되는 하부 지지금구; 상기 주조형 수지 절연체의 외주연과 상기 전계 제어전극을 포함한 인서트 사출을 통해 제조되고 절연누설거리를 확보를 위해 다수개의 갓이 형성되는 사출 절연체; 및 상기 주조형 수지 절연체의 하단에 접속되며, 절연물과 반도전물이 결합된 스트레스 콘;을 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 전계 제어전극의 하단과 상기 하부 지지금구의 상단은 서로 결합된 채로 상기 주조형 수지 절연체에 접속되며, 접속된 상태에서 상기 사출 절연체를 인서트 사출할 수 있다.
여기서, 상기 전계 제어전극의 하측은 'ㄱ'자 형태의 외측 체결부를 포함하고, 상기 하부 지지금구의 상단은 'ㄴ'자 형태의 내측 체결부를 포함하며, 상기 외측 체결부와 내측 체결부의 맞대기 결합에 의해 상기 전계 제어전극과 하부 지지금구의 체결이 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 하부 지지금구에는 플랜지와 상기 플랜지에 연결된 금속관을 포함하고, 상기 플랜지 및 금속관을 관통하는 성형물 삽입부가 형성되며, 상기 하부 지지금구와 상기 주조형 수지 절연체가 맞닿는 부분의 소정 영역은 원주 방향으로 일정한 성형홈이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 사출 절연체의 인서트 사출 전에, 상기 성형물 삽입부를 통해 액상의 성형물을 주입하여 상기 성형홈 내에 유입시킨 후 경화하여 지지물로서 활용할 수 있어, 사출 절연물 사출시 하부 지지금구가 하방향으로 밀리는 것을 방지할 수 있다.
여기서, 상기 하부 지지금구는 상단으로는 상기 전계 제어전극과 전기적으로 연결되고, 하단에는 상기 스트레스 콘의 반도전물과 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 건식 플러그-인 부싱을 포함하는 고전압 설비는, 상술한 건식 플러그-인 부싱은 고전압 설비와 접속하기 위한 고전압 설비 금속 하우징과 플러그-인 방식으로 접속되어 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 건식 플러그-인 부싱의 제조방법은, 캐스팅(Casting) 공법으로 수지를 소정의 금형에 주입하여 원통형의 긴 도체의 외주연을 감싸고 도체의 양단을 노출시킨 형태로 주조형 수지 절연체를 성형하는 주조 성형 단계; 전계 제어전극과 하부 지지금구를 서로 체결한 후, 이를 상기 주조형 수지 절연체의 상측으로부터 삽입하여 설계 위치에 고정한 상태로 접속하는 제어전극 및 금구 접속 단계; 이 상태에서, 소정의 금형내에 실리콘 재질의 절연물을 주입하여 사출 절연물를 인서트 사출하는 인서트 사출 단계; 및 미리 사출 형성한 스트레스 콘을 상기 도체의 하부로부터 관통하여 상기 주조형 수지 절연체의 하부에 완전히 밀착 결합하여 접속하는 스트레스 콘 접속 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 인서트 사출 단계 전에, 상기 하부 지지금구와 상기 주조형 수지 절연체와 맞닿는 원주 방향으로 형성된 성형홈과, 상기 하부 지지금구에 형성된 성형물 주입부를 통해 액상의 수지를 주입하여 상기 성형홈 내부를 채우고 경화시키는 지지용 성형물 형성단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 내부 전계 보강용 콘덴서를 에폭시를 사용하고 전계 제어 전극을 배치하여 제작상의 공정을 단순화한 건식 플러그-인 부싱 및 이를 포함하는 고전압 설비를 제공할 수 있다.
또한, 고전압 설비와 플러그-인 타입으로 결합되는 구조를 가지며, 고전압 설비의 경계를 기준으로 상하측에 전계 제어 전극을 별도로 두어 전기적인 안전성을 도모한 건식 플러그-인 부싱 및 이를 포함하는 고전압 설비를 제공할 수 있다.
또한, 전계 제어 전극과 도체의 외주연을 감싸는 형태로 주조 성형되는 주조형 수지 절연체를 지지하는 하부 지지금구를 조립된 상태로 다수의 갓이 형성되는 절연체를 인서트 사출하는 공정에 의해 부싱을 제작하여 제작 공정을 단순화하여 저비용, 고효율의 건식 플러그-인 부싱을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 건식 플러그-인 부싱과 고전압 설비 금속 하우징과의 플러그-아웃 상태의 단면도를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 건식 플러그-인 부싱과 고전압 설비 금속 하우징과의 플러그-인 상태의 단면도를 도시한 것이다.
도 3은 도 1의 하단 부분의 확대도이다.
도 4는 본 발명에 따른 건식 플러그-인 부싱의 전계 제어 전극과 하부 지지금구의 결합도 및 구조도이다.
도 5는 도 4의 P-P´ 절개면을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 건식 플러그-인 부싱의 제조 공정을 순서대로 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 건식 플러그-인 부싱, 그 제조방법 및 이와 같은 부싱을 갖는 고전압 설비 및 작용효과를 설명한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면 상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 건식 플러그-인 부싱과 고전압 설비 금속 하우징과의 플러그-아웃 상태의 단면도를 도시한 것이고, 도 2는 본 발명에 따른 건식 플러그-인 부싱과 고전압 설비 금속 하우징과의 플러그-인 상태의 단면도를 도시한 것이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 건식 플러그-인 부싱(10)은 고전압 설비 금속 하우징(20)과 플러그 인-아웃 방식으로 전기적으로 온-오프될 수 있다.
건식 플러그-인 부싱(10)은 중심에 도체(111)와, 도체(111)의 외주연에 절연 보강을 위한 주조형 수지 절연체(112, casting resin insulation)와, 절연 누설거리를 확보하고 전계 강도를 높이기 위한 사출 절연체(113)와, 부싱(10) 내에서 발생되는 전계 집중을 완화할 목적의 전계 제어전극(114)과, 주조형 수지 절연체(112)와 사출 절연체(113)를 하부에서 지지하며 전계 제어전극(114)과 결합되고 고전압 설비 금속 하우징(20)의 결합을 위한 하부 지지금구(115)와, 전계 완화를 위해 하부에 접속되는 스트레스 콘(116)을 포함하여 이루어질 수 있다.
도체(111)는 고전압 설비 금속 하우징(20)의 전기 전도체(214)와 접속되어 전기적으로 전력을 공급받을 수 있도록 쇼트될 수 있고, 이를 위해서 도체(111)의 접속 선단은 컨택트링(117)이 장착될 수 있다.
도체(111)의 양단은 전기적 접속을 위해 노출될 수 있다.
주조형 수지 절연체(112)는 기 제작된 금형에 주형되어 일정한 형상으로 성형되며, 도체(111)에 인가된 전원에 따른 절연 보강을 위해 조립될 수 있다.
주조형 수지 절연체(112)는 에폭시 재질일 수 있다.
사출 절연체(113)는 주조형 수지 절연체(112)를 감싸도록 기 제작된 금형에 의해 사출 성형되며, 절연 누설 거리를 확보하기 위해 외주연에는 다수개의 갓이 형성될 수 있다.
사출 절연체(113)는 절연성 실리콘 재질일 수 있다.
전계 제어전극(114)은 하부 지지금구(115)의 선단부에서 전계가 집중되는 것을 완화하기 위해 설계되는 것으로서, 그 재질은 반도전성 실리콘 재질을 사용할 수 있다.
전계 제어전극(114)은 하부 지지금구(115)와 전기적으로, 기계적으로 연결된 상태에서 주조형 수지 절연체(112)에 조립된 상태로 사출 절연체(113)가 사출 성형될 수 있다.
하부 지지금구(115)는 도전성 금속 재질로 이루어질 수 있으며, 접지 전극일 수 있고, 상측은 전계 제어전극(114)과 연결되고 측면은 주조형 수지 절연체(112)와 맞닿아 결합되며, 하측은 고전압 설비 금속 하우징(20)의 플레이트(211)와 체결될 수 있다.
스트레스 콘(116)은 사출 성형물로서 제작될 수 있으며 절연성 실리콘 재질의 절연물과 전계 강도 완화를 위한 반도전성 실리콘 재질의 반도전물(해칭 부분)을 포함하며, 하부 지지금구(115)의 하측에서 상방향으로 삽입되어 주조형 수지 절연체(112)와 당접되어 접속될 수 있다.
고전압 설비 금속 하우징(20)은 고전압 설비 예컨대, 변압기나 차단기와 같은 설비에 전기적으로 연결된 하우징으로서, 부싱(10)과의 전기적인 연결을 위한 소켓과 같은 역할을 한다.
고전압 설비 금속 하우징(20)은 하부 지지금구(115)와 체결되는 플레이트(211)와, 플레이트(211)와 일체로 형성되고 제어 전극(213)과의 체결되는 플러그부(212)와, 도체(111)의 선단의 컨택트링(117)의 외주연과 전기적으로 접촉되며 단부에서의 전계를 분산시키기 위한 제어 전극(213)과, 제어 전극(213)과 일체로 연장되어 고전압 설비와 전기적으로 연결되는 전기 전도체(214)를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 부싱(10)은 변압기, 차단기 탱크 또는 건물벽 등을 뚫고 지나는 곳에 절연을 목적으로 사용되는 원통모양의 얇은 절연체로 변압기 또는 차단기 권선과 외부 모선을 연결시키는 종단 장치이다.
도 1의 부싱(10)은 고전압 설비 금속 하우징(20)과 전기적으로 연결되기 전에 상태이고, 도 2는 고전압 설비 금속 하우징(20)에 부싱(10)이 전기적으로 연결되고 기계적으로 체결된 상태를 나타내며, 부싱(10)의 도체(111)의 상단부는 외부 모선이 연결된다.
이러한 변압기 부싱용 고압 건식 시스템은 점점 더 많은 전송 및 분배 가 요구되는 시스템에 적용이 가능하고, 기존의 습식 및 콘덴서 타입 시스템에 비해 많은 장점을 갖는다.
즉, 변압기 또는 개폐 장치가 있는 시스템에서 조립 및 분해가 매우 간단하고, 액체 절연 재료가 없기 때문에 조립 시간이 상당히 줄어 들고, 조립식으로 검사 된 부품을 사용하면 최대한의 안전과 신뢰성을 보장할 수 있으며, 시설 내부에 입자나 습기가 발생할 위험이 없고, 시스템의 플러그인 기능을 통해 결함이 발생하면 시스템 구성 요소에서 케이블을 빠르고 간단하게 분리 할 수 있다.
도 3은 도 1의 하단 부분의 확대도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 부싱(10)은 중심에 도체(111)가 위치되고 도체(111)의 외주연에 주조형 수지 절연체(112)가 몰딩되어 삽입 접속되며, 전계 제어전극(114)과 하부 지지금구(115)가 결합된 상태에서 접속되고, 사출 절연체(113)가 사출 성형되며, 주조형 수지 절연체(112) 하단에는 스트레스 콘(116)이 접속된다.
중심에 위치한 도체(111)는 고압 전극으로 되고, 하부 지지금구(115)는 접지 전극으로 되며, 전계 제어전극(114)은 하단이 하부 지지금구(115)의 상단과 전기적으로 연결되며, 스트레스 콘(116)의 반도전부(116b)의 외주연은 하부 지지금구(115)의 하단과 전기적으로 접촉되도록 접속된다.
사출 절연체(113)는 외부에 다수개의 갓(113a)이 서로 이격된 채로 절연누설거리를 확보하기 위해 설계되어 사출 성형될 수 있고, 스트레스 콘(116)은 절연부(116a)와 반도전부(116b)가 동시에 사출 성형될 수 있다.
주조형 수지 절연체(112)와 하부 지지금구(115)의 결합된 부분의 확대도를 참조하면, 주조형 수지 절연체(112)와 하부 지지금구(115)의 결합면에는 성형홈(311a)이 형성된다.
성형홈(311a)은 주조형 수지 절연체(112)의 오목한 부분과 하부 지지금구(115)의 오목한 부분을 기 설계된 상태로 제조되어 서로 결합에 의해 원주 방향으로 형성된다.
하부 지지금구(115)의 하단에는 2개의 성형물 주입로(312)로 성형홈(311a)과 관통되어 맞닿는 성형물 주입구(313)가 형성된다.
성형물 주입로(312)와 성형물 주입구(313)를 통해 에폭시와 같은 수지가 인입되어 성형홈(311a)을 채우면서 경화되어 성형물(311b)이 형성된다.
성형물(311b)은 원주 방향으로 형성되고, 이는 사출 절연체(113)의 사출 공정에서 사출 압력에 의해 하부 지지금구(115)가 하방향(도면 상의 하방향임)으로 밀려 나가는 것을 방지할 목적으로 사용될 수 있다.
성형홈(311a)의 형상에 따라 성형물(311b)은 하부 지지금구(115)가 위치한 방향으로 볼록하게 채워지므로 하부 지지금구(115)는 성형물(311b)에 걸린 상태가 되어 쉽게 하방향으로 빠지거나 밀리지 않게 되고, 이는 사출 절연체(113)의 사출 공정에서 사출 압력에 의한 불량을 방지하기 위함이다.
도 4는 본 발명에 따른 건식 플러그-인 부싱의 전계 제어 전극과 하부 지지금구의 결합도 및 구조도이고, 도 5는 도 4의 P-P´ 절개면을 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 전계 제어전극(114)과 하부 지지금구(115)의 결합도가 도시된다.
전계 제어전극(114)은 바디부(421)와 제어 전극부(422)를 포함하고, 하부 지지금구(115)는 플랜지(411), 금속관(413) 및 테스트 단자(412)가 포함된다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 전계 제어전극(114)과 하부 지지금구(115)는 각각 선단에서 전계 제어전극(114)은 'ㄱ'자 형태의 외측 체결부(421a)를 갖고, 하부 지지금구(115)는 'ㄴ'자 형태의 내측 체결부(416)를 갖음으로써 외측 체결부(412a)와 내측 체결부(416)가 맞대기 이음 형태로 서로 결합되는 구조를 갖을 수 있다.
금속관(413) 내주연에는 성형홈(311a)이 형성되고, 성형홈(311a)은 성형물 주입구(313)에 연결되고, 성형물 주입구(313)는 성형물 주입로(312)에 연결되며, 성형물 주입로(312)는 플랜지(411)를 관통하여 금속관(413)의 내부를 관통하여 성형물 주입구(313)와 접하게 되는 구조를 갖을 수 있다.
성형홈(311a)과 소정간격으로 이격되어 양측에는 오링홈(414)이 형성되고, 오링홈(414)에는 오링이 체결되어 접속된다.
오링은 에폭시와 같은 수지가 성형홈(311a) 외부로의 누출을 원천적으로 차단하기 위함이다.
테스트 단자(412)는 부싱(10)과 고전압 설비 금속 하우징(20)이 체결된 후 정전용량 및 유전정접과 같은 전기적 시험을 위한 예비 단자일 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 건식 플러그-인 부싱의 제조 공정을 순서대로 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 건식 플러그-인 부싱의 제조 공정을 개략적으로 (A) 내지(E) 순으로 나타낸 것으로서, 기존의 습식 타입 및 콘덴서 타입의 부싱에 비해 건식 타입 및 스트레스콘 전계완화 타입으로서 그 제조가 용이하고, 플러그 인 타입으로 접속 공정이 용이하며 교체 및 수리시 분리가 용이하다.
또한, 기존에 주로 사용되는 콘덴서 부싱 타입의 OIP(Oil Impregnated Paper), RIP(Resin Impregnated Paper), RIF(Resin Impregnated Fiberglass), RIS(Resin Impregnated Synthetic)에 비해 제작 용이성을 갖추어 경제성 및 효율성을 모두 갖을 수 있다.
먼저, 도체(111)를 가공하고 선단에 컨택트링(117)을 체결한 상태로 준비하고, (A)에서와 같이 캐스팅(Casting) 공법으로 수지를 소정의 금형에 주입하여 도체(111)의 외주연을 감싸는 형태로 주조형 수지 절연체(112)를 성형시킨 후 마감 처리를 한다.
이어서, (B)와 같이 전계 제어전극(114)과 하부 지지금구(115)를 외측 체결부(412a)와 내측 체결부(416)를 통해 서로 결합시킨 후, 이를 주조형 수지 절연체(112)의 상측으로부터 삽입하여 설계 위치에 고정한 상태로 접속한다.
서로 접촉되는 면은 실리콘 그리스를 도포할 수 있으며, 결합에 의해 주조형 수지 절연체(112)와 하부 지지금구(115)가 맞닿는 외주연에는 성형홈(311a)이 갖추어질 수 있다.
(B)를 완료한 후, 하부 지지금구(115)에 형성된 성형물 주입로(312)와 성형물 주입구(313)를 통해 액상의 수지(에폭시재)를 주입하여 성형물 주입구(313)와 연결된 성형홈(311a) 내부를 채우고 경화시킨다(C).
(C)공정에 의해, 성형물(311b)은 하부 지지금구(115)를 정위치에서 고정하므로 하방으로 빠지거나 밀리는 현상을 방지할 수 있게 된다.
이 상태에서, 소정의 설계된 금형내에 (C)형태를 인서트시키고, 실리콘 재질의 절연물을 인젝션하여 사출 절연물(113)를 형성하게 된다(D).
사출 절연물(113)의 외부에는 절연누설거리를 확보하기 위해 수많은 갓(113a)이 형성될 수 있고, 전계 제어전극(114)을 완전히 감싼 형태로 사출될 수 있으며, 하부 지지금구(115)의 상단측의 일부를 제외한 나머지는 노출된 상태로 사출될 수 있다.
마지막으로, 기 사출된 스트레스 콘(116)을 도체(111)의 하부로부터 관통하여 주조형 수지 절연체(112)의 하부에 완전히 결합되도록 한다(E).
주조형 수지 절연체(112)와 스트레스 콘(116)이 맞닿는 계면은 서로 동일한 경사면을 갖도록 미리 설계되고 제작되어야 한다.
상술한 본 발명의 구성에 의해, 내부 전계 보강용 콘덴서를 에폭시를 사용하고 전계 제어 전극을 배치하여 제작상의 공정을 단순화하는 것이 가능하고, 고전압 설비와 플러그-인 타입으로 결합되는 구조를 가져 고전압 설비의 경계를 기준으로 상하측에 전계 제어 전극을 별도로 두어 전기적인 안전성을 도모하면서 조립, 보수 및 교체가 편리하며, 건식 타입 부싱에 부합되는 주조형 수지 절연체와 사출 절연체를 성형 조립함으로써 제조상의 편의성을 도모할 수 있다.
또한, 최종 사출 절연체의 사출 성형시 하부 지지금구의 밀림 방지를 위한 성형홈과 주입구를 통한 성형물 경화 공정을 추가하여 불량율을 최소화할 수 있으며, 전계 제어전극과 하부 지지금구를 미리 결합하여 접속시킨 후 실리콘 사출 성형시킴으로써, 전계 제어전극의 전기적 접속 문제도 간편하게 해결할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10 : 부싱 20 : 고전압 설비 금속 하우징
111 : 도체 112 : 주조형 수지 절연체
113 : 사출 절연체 113a : 갓
114 : 전계 제어전극 115 : 하부 지지금구
116 : 스트레스 콘 117 : 컨택트링
211 : 플레이트 212 : 플러그부
213 : 제어전극 214 : 전기 전도체
311a : 성형홈 311b : 성형물
312 : 성형물 주입로 313 : 성형물 주입구
411 : 플랜지 412 : 테스트 단자
413 : 금속관 414 : 오링홈
416 : 내측 체결부 421 : 바디부
421a : 외측 체결부 422 : 제어 전극부

Claims (9)

  1. 중심에 위치하는 도체;
    상기 도체의 외주연을 감싸는 형태로 주조 성형되는 주조형 수지 절연체;
    하부 지지금구의 상단에 결합되어 전계의 제어를 위한 전극으로 사용되는 반도전성 합성수지재의 전계 제어전극;
    상기 주조형 수지 절연체의 하부 외주연에 접속되는 하부 지지금구;
    상기 주조형 수지 절연체의 외주연과 상기 전계 제어전극을 포함한 인서트 사출을 통해 제조되고 절연누설거리를 확보를 위해 다수개의 갓이 형성되는 사출 절연체; 및
    상기 주조형 수지 절연체의 하단에 접속되며, 절연물과 반도전물이 결합된 스트레스 콘;을 포함하는, 건식 플러그-인 부싱.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전계 제어전극의 하단과 상기 하부 지지금구의 상단은 서로 결합된 채로 상기 주조형 수지 절연체에 접속되며,
    접속된 상태에서 상기 사출 절연체를 인서트 사출하는, 건식 플러그-인 부싱.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전계 제어전극의 하측은 'ㄱ'자 형태의 외측 체결부를 포함하고, 상기 하부 지지금구의 상단은 'ㄴ'자 형태의 내측 체결부를 포함하며,
    상기 외측 체결부와 내측 체결부의 맞대기 결합에 의해 상기 전계 제어전극과 하부 지지금구의 체결이 이루어지는, 건식 플러그-인 부싱.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하부 지지금구에는 플랜지와 상기 플랜지에 연결된 금속관을 포함하고, 상기 플랜지 및 금속관을 관통하는 성형물 삽입부가 형성되며,
    상기 하부 지지금구와 상기 주조형 수지 절연체가 맞닿는 부분의 소정 영역은 원주 방향으로 일정한 성형홈이 형성되는, 건식 플러그-인 부싱.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 사출 절연체의 인서트 사출 전에, 상기 성형물 삽입부를 통해 액상의 성형물을 주입하여 상기 성형홈 내에 유입시킨 후 경화하는, 건식 플러그-인 부싱.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하부 지지금구는 상단으로는 상기 전계 제어전극과 전기적으로 연결되고, 하단에는 상기 스트레스 콘의 반도전물과 전기적으로 연결되는, 건식 플러그-인 부싱.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 건식 플러그-인 부싱은 고전압 설비와 접속하기 위한 고전압 설비 금속 하우징과 플러그-인 방식으로 접속되는, 건식 플러그-인 부싱을 포함하는 고전압 설비.
  8. 캐스팅(Casting) 공법으로 수지를 소정의 금형에 주입하여 원통형의 긴 도체의 외주연을 감싸고 도체의 양단을 노출시킨 형태로 주조형 수지 절연체를 성형하는 주조 성형 단계;
    전계 제어전극과 하부 지지금구를 서로 체결한 후, 이를 상기 주조형 수지 절연체의 상측으로부터 삽입하여 설계 위치에 고정한 상태로 접속하는 제어전극 및 금구 접속 단계;
    상기 제어전극 및 금구 접속 단계 상태에서, 소정의 금형내에 실리콘 재질의 절연물을 주입하여 사출 절연물를 인서트 사출하는 인서트 사출 단계; 및
    미리 사출 형성한 스트레스 콘을 상기 도체의 하부로부터 관통하여 상기 주조형 수지 절연체의 하부에 완전히 밀착 결합하여 접속하는 스트레스 콘 접속 단계;를 포함하는, 건식 플러그-인 부싱의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 인서트 사출 단계 전에, 상기 하부 지지금구와 상기 주조형 수지 절연체와 맞닿는 원주 방향으로 형성된 성형홈과, 상기 하부 지지금구에 형성된 성형물 주입부를 통해 액상의 수지를 주입하여 상기 성형홈 내부를 채우고 경화시키는 지지용 성형물 형성단계;를 더 포함하는, 건식 플러그-인 부싱의 제조방법.
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