KR20210123658A

KR20210123658A - 가스절연 개폐장치의 스페이서 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20210123658A
Application number: KR1020200041093A
Authority: KR
Inventors: 김형진
Original assignee: 엘에스일렉트릭(주)
Priority date: 2020-04-03
Filing date: 2020-04-03
Publication date: 2021-10-14
Also published as: KR102352418B1

Abstract

본 발명은 한 개 이상의 관통공이 형성되는 몸체부(110); 상기 관통공을 관통하여 설치되고 전기를 통전하는 한 개 이상의 도체(120);를 포함하는 가스절연 개폐장치의 스페이서(100)를 제공한다.
상기 도체(120)의 측면에는 반경방향 외측으로 돌출되는 돌출부(122)가 형성되고, 상기 관통공의 내주면에는 상기 돌출부(122)와 대응하는 형태의 홈이 형성되며 상기 돌출부(122)를 제외한 도체(120)의 측면은 상기 관통공의 내주면과 분리가능하게 결합되는 것을 특징으로 한다.
이에, 본 발명은 저비용으로 용이하게 내구력 및 내압력이 향상될 수 있다.

Description

가스절연 개폐장치의 스페이서 및 그 제조방법{SPACER FOR GAS INSULATED SWITCHGEAR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 가스절연 개폐장치의 스페이서 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 저비용으로 용이하게 내구력, 내압력 및 절연성능이 향상되는 가스절연 개폐장치의 스페이서 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 가스절연개폐장치(Gas Insulated Switchgear)는 전기계통의 전원측과 부하측간의 회로 사이에 설치되어 정상적인 전류상태에서 인위적으로 회로를 개폐할 때 또는 회로상에 지락이나 단락 등 이상전류가 발생하였을 때 전류를 안전하게 차단하여 전력계통 및 부하기기를 보호하는 전기기기로서 주로 초고압 기기에 사용된다.

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

또한, 상기 각 유닛들 사이에는 구획을 나누어 절연성을 유지하는 동시에 도전 경로에 사용되는 도체를 지지할 수 있도록 스페이서(Spacer)가 마련되어 있다.

도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 가스절연 개폐장치에 구비되는 스페이서의 정면도 및 단면도이다.

종래기술에 따른 가스절연 개폐장치의 스페이서(1)는 디스크 형태로 형성된다. 스페이서(1)의 중앙부에는 도체가 지지될 수 있는 도체 지지부(2)가 복수 개 형성되고, 외곽부에는 플랜지부(3)가 형성된다. 도체 지지부(2)에는 도체(6)가 결합된다. 이 때에, 절연성 및 내구성을 향상시키기 위해 도체 지지부(2)와 접촉하는 도체(6) 측면 전체가 도체 지지부(2)에 접착된다.

그런데, 도체(6) 측면 전체가 도체 지지부(2)에 접착되면, 스페이서(1)에 고압력이 가해져서 도체 지지부(2)가 변형될 때에 접착부위에 강한 응력이 작용하여 도체 지지부(2)가 파손/파단될 수 있다. 따라서, 스페이서(1)의 내압력을 향상시키는 방법이 요구된다.

가스절연 개폐장치의 스페이서와 관련된 선행기술은 다음과 같다.

한국공개실용신안 20-2016-0003011호는 별도의 지그(JIG)를 사용하지 않고 자체적으로 설치된 핀(pin)을 이용하여 조립을 할 수 있도록 한 가스절연개폐장치의 스페이서에 관한 것이다.

그러나, 선행기술은 가스절연 개폐장치에 설치되는 스페이서의 내압력을 향상시키는 방법을 제시하지 못한다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 저비용으로 용이하게 내구력, 내압력 및 절연성능이 향상되는 가스절연 개폐장치의 스페이서 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 한 개 이상의 관통공이 형성되는 몸체부(110); 상기 관통공을 관통하여 설치되고 전기를 통전하는 한 개 이상의 도체(120);를 포함하는 가스절연 개폐장치의 스페이서(100)를 제공한다.

상기 도체(120)의 측면에는 반경방향 외측으로 돌출되는 돌출부(122)가 형성된다.

상기 관통공의 내주면에는 상기 돌출부(122)와 대응하는 형태의 홈이 형성된다.

상기 돌출부(122)를 제외한 도체(120)의 측면은 상기 관통공의 내주면과 분리가능하게 결합된다.

상기 돌출부(122)를 제외한 도체(120)의 측면에는 이형성 피막(130)이 형성된다.

상기 돌출부(122)는 제1돌출부(122a) 및 상기 제1돌출부(122a)로부터 반경방향 외측으로 연장되고 축방향으로 확대된 폭을 가지는 제2돌출부(122b)를 포함하여 구성된다.

상기 제2돌출부(122b)의 축방향의 단부는 라운드지게 형성된다.

상기 제2돌출부(122b)의 외주면에는 요철이 형성된다.

상기 요철의 단부는 라운드지게 형성된다.

상기 돌출부(122)는 둘레방향을 따라 형성된다.

상기 돌출부(122)는 상기 홈에 접착된다.

또한, 상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 상기 도체(120)를 제조하는 도체 제조단계(S210); 상기 돌출부(122)의 표면에만 샌드블라스트(sandblast) 처리하는 도체 가공단계(S220); 상기 도체(120)가 배치된 주형에 수지용액을 주입하여 상기 몸체부(110)를 형성하는 몸체부 성형단계(S230);를 포함하는 가스절연 개폐장치의 스페이서 제조방법(200)를 제공한다.

상기 가공단계(S220)에서는 상기 돌출부(122)를 제외한 도체(120)의 측면에 이형성 피막(130)을 형성한다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 돌출부(122)를 제외한 도체(120)의 측면이 몸체부(110)에 형성된 관통공의 내주면과 분리가능하게 결합될 수 있다. 따라서, 몸체부(110)가 도체(120)의 측면으로부터 저비용으로 용이하게 분리되므로, 스페이서(100)에 고압력이 가해져서 몸체부(110)가 변형될 때에 몸체부(110) 및 도체(120)의 결합부위에서 몸체부(110)가 파손되지 않을 수 있다. 즉, 저비용으로 용이하게 스페이서(100)의 내구력 및 내압력이 향상될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 돌출부(122)를 제외한 도체(120)의 측면에는 이형성 피막(130)이 형성될 수 있다. 따라서, 몸체부(110)가 도체(120)의 측면으로부터 저비용으로 용이하게 분리될 수 있으므로, 스페이서(100)에 고압력이 가해져서 몸체부(110)가 변형될 때에 몸체부(110) 및 도체(120)의 결합부위에서 몸체부(110)가 파손되지 않을 수 있다. 즉, 저비용으로 용이하게 스페이서(100)의 내구력 및 내압력이 향상될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 돌출부(122) 표면이 몸체부(110) 내주면에 형성된 홈에 접착될 수 있다. 따라서, 몸체부(110) 및 도체(120)가 강하게 결합되어 고압에서 도체(120)가 이탈되지 않으므로 내구성 및 내압력이 향상될 수 있다. 또한, 절연가스가 돌출부(122) 및 몸체부(110) 사이의 틈을 통해 스페이서(100)를 통과할 수 없으므로 절연성능이 향상될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 돌출부(122)는 제1돌출부(122a) 및 제1돌출부(122a)로부터 반경방향 외측으로 연장되고 축방향으로 확대된 폭을 가지는 제2돌출부(122b)를 포함하여 구성될 수 있다. 따라서, 스페이서(100)에 고압력이 가해져서 몸체부(110)가 변형되더라도 도체(120)가 몸체부(110)로부터 쉽게 이탈하지 못하므로 내구력 및 내압력이 향상될 수 있다. 또한, 돌출부(122)의 크기가 작아지더라도 도체(120)가 몸체부(110)에 의해 안정적으로 지지되므로, 돌출부(122)의 크기를 작게 할 수 있어서 몸체부(110)와 분리불가능하게(분리되기 어렵게) 결합되는 돌출부(122)의 표면적이 작아질 수 있다. 따라서, 스페이서(100)에 고압력이 가해져서 몸체부(110)가 변형되더라도 돌출부(122) 및 몸체부(110)의 결합부위에서 몸체부(110)가 쉽게 파손되지 않으므로 저비용으로 용이하게 스페이서(100)의 내구력 및 내압력이 향상될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 제2돌출부(122b)의 축방향의 단부는 라운드지게 형성될 수 있다. 따라서, 제2돌출부(122b)의 축방향 단부 주변의 등전위선의 간격이 넓어지게 되므로 전계가 완화되어 절연성능이 향상될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 제2돌출부(122b)의 외주면에는 요철이 형성될 수 있다. 따라서, 돌출부(120)의 표면적이 넓어져서 접착력이 향상되므로 몸체부(110)가 변형되더라도 도체(120)가 몸체부(110)로부터 쉽게 이탈하지 못하여 스페이서의 내구력 및 내압력이 향상될 수 있고, 돌출부(122) 및 몸체부(110) 사이의 틈이 확실하게 차단되므로 절연가스가 스페이서(100)를 통과할 수 없어서 절연성능이 향상될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 요철의 단부는 라운드지게 형성될 수 있다. 따라서, 제2돌출부(122b)의 외주면 주변의 등전위선의 간격이 넓어지게 되므로 전계가 완화되어 절연성능이 향상될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 돌출부(122)가 둘레방향을 따라 형성될 수 있다. 따라서, 몸체부(110) 및 도체(120)가 더욱 강하게 결합되어 고압에서 도체(120)가 쉽게 이탈하지 못하므로 내구성 및 내압력이 향상될 수 있다 또한, 돌출부(122) 및 몸체부(110) 사이의 틈이 완전히 차단되므로 절연가스가 스페이서(100)를 통과할 수 없어서 절연성능이 향상될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 도체 가공단계(S220)에서 돌출부(122)의 표면에만 샌드블라스트(sandblast) 처리를 할 수 있다. 따라서, 몸체부(110)를 구성하는 에폭시 수지 등의 절연물이 돌출부(122)에 저비용으로 용이하게 접착될 수 있다. 또한, 몸체부(110) 및 도체(120)가 강하게 결합되어 고압에서 도체(120)가 이탈되지 않으므로 내구성 및 내압력이 향상될 수 있다. 또한, 절연가스가 돌출부(122) 및 몸체부(110) 사이의 틈을 통해 스페이서(100)를 통과할 수 없으므로 절연성능이 향상될 수 있다. 반면에, 돌출부(122)를 제외한 도체(120) 측면에는 샌드블라스트(sandblast) 처리가 되지 않으므로 몸체부(110)를 구성하는 에폭시 수지 등의 절연물이 돌출부(122)를 제외한 도체(120)의 측면으로부터 용이하게 분리될 수 있다. 따라서, 스페이서(100)에 고압력이 가해져서 몸체부(110)가 변형될 때에 몸체부(110) 및 도체(120)의 결합부위에서 몸체부(110)가 파손되지 않을 수 있다. 즉, 스페이서(100)의 내구력 및 내압력이 향상될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 도체 가공단계(S220)에서 돌출부(122)를 제외한 도체(120) 측면에 이형성 피막(130)을 형성할 수 있다. 따라서, 몸체부(110)가 도체(120)의 측면으로부터 저비용으로 용이하게 분리될 수 있으므로, 스페이서(100)에 고압력이 가해져서 몸체부(110)가 변형될 때에 몸체부(110) 및 도체(120)의 결합부위에서 몸체부(110)가 파손되지 않을 수 있다. 즉, 스페이서(100)의 내구력 및 내압력이 향상될 수 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 가스절연 개폐장치의 스페이서의 정면도 및 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 스페이서를 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 3의 도체를 나타낸 사시도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 스페이서를 나타낸 부분단면도이다.
도 8은 도체 측면이 몸체부와 분리불가능하게 결합된 스페이서에 고압력이 작용할 때의 압력분포를 나타낸 도면이고, 도 9는 도 8의 A부분의 확대도이다. 도 10 및 도 11은 도체 측면이 몸체부와 분리불가능하게 결합된 스페이서에 고압력이 작용할 때의 실측결과이다.
도 12는 도체 측면이 몸체부와 분리가능하게 결합된 스페이서에 고압력이 작용할 때의 압력분포를 나타낸 도면이고, 도 13은 도 12의 D부분의 확대도이다. 도 14는 도체 측면이 몸체부와 분리가능하게 결합된 스페이서에 고압력이 작용할 때의 실측결과이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 스페이서 제조방법을 나타낸 순서도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라, 어느 하나의 실시예의 구성과 다른 실시예의 구성을 서로 치환하거나 부가하는 것은 물론도 본 발명의 기술적 사상과 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께가 과장되게 크거나 작게 표현될 수 있으나, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 아니 될 것이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예나 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 그리고 단수의 표현은, 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 명세서에서 ~포함하다, ~이루어진다 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이다. 즉 명세서에서 ~포함하다, ~이루어진다 등의 용어는. 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들이 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소의 "상부에 있다"거나 "하부에 있다"고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소의 바로 위에 배치되어 있는 것뿐만 아니라 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

설명의 편의 상, 도체의 중심축의 방향 또는 도체가 스페이서의 몸체부를 관통하는 방향을 축방향이라 한다.

또한, 반경방향이라 함은 도체의 중심축과 수직한 평면 상에서 상기 중심축을 지나는 직선을 따라 상기 중심축에 가까워지는 방향 또는 상기 중심축으로부터 멀어지는 방향을 의미한다.

둘레방향 또는 원주방향이라 함은 상기 중심축의 주위를 둘러싸는 방향을 의미한다. 외주라 함은 외측 둘레, 내주라 함은 내측 둘레를 의미한다. 따라서 외주면은 상기 중심축을 등지는 방향의 면이고, 내주면은 상기 중심축을 바라보는 방향의 면을 의미한다.

한편, 도체의 측면은 도체의 외주면을 의미한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 스페이서를 나타낸 단면도이다.

도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 스페이서(100)는 몸체부(110) 및 도체(conductor, 120)를 포함하여 구성될 수 있다.

[몸체부]

몸체부(110)는 에폭시 수지 등의 절연물로 구성될 수 있다. 몸체부(110)는 에폭시 수지 등을 주형에 부어 주조/성형 형식으로 형성될 수 있다. 또한, 몸체부(110)는 대략 디스크 형태로 형성될 수 있고 몸체부(110)에는 한 개 이상의 관통공이 형성될 수 있다.

몸체부(110)는 상기 관통공에 관통 설치되는 도체(120)를 지지할 수 있고, 가스절연 개폐장치의 유닛간 구획을 나눌 수 있다.

여기에서, 가스절연개폐장치(Gas Insulated Switchgear)는 전기계통의 전원측과 부하측간의 회로 사이에 설치되어 정상적인 전류상태에서 인위적으로 회로를 개폐할 때 또는 회로상에 지락이나 단락 등 이상전류가 발생하였을 때 전류를 안전하게 차단하여 전력계통 및 부하기기를 보호하는 전기기기를 의미할 수 있다.

또한 여기에서, 유닛은 가스절연개폐장치(GIS)를 구성하는 부싱(Bushing Unit), 회로차단기(Circuit Breaker, CB), 단로기(Disconnector Switch), 접지스위치(Earthing Switch), 가동부, 제어부 등을 의미할 수 있다.

몸체부(110)는 도 3과 같이, 도체(120)를 잘 지지하기 위해 상기 관통공 주변부(도체 주변부)가 축방향 양단으로 볼록하게 튀어나오도록 형성될 수 있다.

[도체]

도체(120)는 몸체부(120)의 관통공을 관통하여 설치될 수 있고 외부도체(미도시됨)와 연결될 수 있다.

도체(120)는 외부도체(미도시됨)와 연결되어 전기를 통전할 수 있다.

도체(120) 측면(외주면)에는 반경방향 외측으로 돌출되는 돌출부(122)가 형성될 수 있다. 한편, 몸체부(110)의 관통공 내주면에는 돌출부(122)와 대응하는 형태의 홈이 형성될 수 있다.

돌출부(122)를 제외한 도체(120)의 측면은 몸체부(110)에 형성된 관통공의 내주면과 분리가능하게 결합될 수 있다. 여기에서, 분리가능하게 결합된다는 것은 가스절연 개폐장치의 스페이서(100)에 압력 등이 작용하여 몸체부(110)에 형성된 관통공 내주면의 형태가 변할 경우에, 관통공 내주면이 도체(120)의 측면으로부터 용이하게 분리되는 것을 의미할 수 있다.

예를 들면, 돌출부(122)를 제외한 도체(120)의 측면에 샌드블라스트(sandblast) 처리를 하지 않음으로써, 몸체부(110)를 구성하는 절연물이 도체(120) 측면에 분리가능하게 결합되도록 할 수 있다. 돌출부(122)를 제외한 도체(120)의 측면에 후술할 이형성 피막(130)을 형성함으로써, 몸체부(110)를 구성하는 절연물이 도체(120) 측면에 분리가능하게 결합되도록 할 수도 있다.

이와 같이, 돌출부(122)를 제외한 도체(120)의 측면이 몸체부(110)에 형성된 관통공의 내주면과 분리가능하게 결합됨으로써, 몸체부(110)가 도체(120)의 측면으로부터 저비용으로 용이하게 분리될 수 있다. 따라서, 스페이서(100)에 고압력이 가해져서 몸체부(110)가 변형될 때에 몸체부(110)가 도체(120)의 측면으로부터 용이하게 분리되므로, 몸체부(110) 및 도체(120)의 결합부위에서 몸체부(110)가 파손되지 않을 수 있다. 즉, 저비용으로 용이하게 스페이서(100)의 내구력 및 내압력이 향상될 수 있다.

반면에, 도체(120)의 돌출부(122) 표면은 몸체부(110)와 분리불가능하게 결합될 수 있다. 여기에서, 분리불가능하게 결합된다는 것은 가스절연 개폐장치의 스페이서(100)에 압력 등이 작용하여 몸체부(110)의 형태가 변할 경우에, 몸체부(110) 중에서 돌출부(122)를 감싸는 부분이 돌출부(122) 표면으로부터 용이하게 분리되지 않는 것을 의미할 수 있다.

예를 들면, 돌출부(122) 표면에 샌드블라스트(sandblast) 처리를 함으로써, 몸체부(110)를 구성하는 절연물이 돌출부(122) 표면에 접착되어 분리불가능하게 결합되도록 할 수 있다.

이와 같이, 돌출부(122) 표면이 몸체부(110)와 접착되어 분리불가능하게 결합됨으로써, 몸체부(110) 및 도체(120)가 강하게 결합되어 고압에서 도체(120)가 이탈되지 않으므로 내구성 및 내압력이 향상될 수 있다. 또한, 절연가스가 돌출부(122) 및 몸체부(110) 사이의 틈을 통해 스페이서(100)를 통과할 수 없으므로 절연성능이 향상될 수 있다.

돌출부(122)를 제외한 도체(120)의 측면에는 이형성 피막(130)이 형성될 수 있다. 예를 들면, 이형성 피막(130)은 이형제로 구성될 수 있고 이형제를 돌출부(122)를 제외한 도체(120) 측면에 도포함으로써 이형성 피막(130)이 형성될 수 있다.

이형성 피막(130)은 몸체부(110)가 돌출부(122)를 제외한 도체(120)의 측면에 접착되지 않게 할 수 있다.

이와 같이, 돌출부(122)를 제외한 도체(120)의 측면에는 이형성 피막(130)이 형성됨으로써, 몸체부(110)가 도체(120)의 측면으로부터 저비용으로 용이하게 분리될 수 있다. 따라서, 스페이서(100)에 고압력이 가해져서 몸체부(110)가 변형될 때에 몸체부(110) 및 도체(120)의 결합부위에서 몸체부(110)가 파손되지 않는다. 즉, 저비용으로 용이하게 스페이서(100)의 내구력 및 내압력이 향상될 수 있다.

이하, 도체(120)의 형상에 대해 구체적으로 살펴본다.

도 4는 도 3의 도체를 나타낸 사시도이다.

도 4를 더 참조하면, 돌출부(122)는 둘레방향을 따라 형성될 수 있다. 즉, 돌출부(122)는 띠형태로 형성될 수 있다.

이와 같이, 돌출부(122)가 둘레방향을 따라 형성됨으로써, 몸체부(110) 및 도체(120)가 더욱 강하게 결합되어 고압에서 도체(120)가 쉽게 이탈하지 못하므로 내구성 및 내압력이 향상될 수 있고, 돌출부(122) 및 몸체부(110) 사이의 틈이 완전히 차단되므로 절연가스가 스페이서(100)를 통과할 수 없어서 절연성능이 향상될 수 있다.

돌출부(122)는 도 3과 같이, 제1돌출부(122a) 및 상기 제1돌출부(122a)로부터 반경방향 외측으로 연장되고 축방향으로 확대된 폭을 가지는 제2돌출부(122b)를 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 제1돌출부(122a)의 축방향 폭(w1)보다 제2돌출부(122b)의 축방향 폭(w2)이 크다. 여기에서, 축방향이란 도체(120)의 중심축(A)방향에 해당한다.

이와 같이, 돌출부(122)는 제1돌출부(122a) 및 제1돌출부(122a)로부터 반경방향 외측으로 연장되고 축방향으로 확대된 폭을 가지는 제2돌출부(122b)를 포함하여 구성됨으로써, 스페이서(100)에 고압력이 가해져서 몸체부(110)가 변형되더라도 도체(120)가 몸체부(110)로부터 쉽게 이탈하지 못하므로 내구력 및 내압력이 향상될 수 있다.

또한, 돌출부(122)의 크기가 작아지더라도 도체(120)가 몸체부(110)에 의해 안정적으로 지지되므로, 돌출부(122)의 크기를 작게 할 수 있어서 몸체부(110)와 분리불가능하게(분리되기 어렵게) 결합되는 돌출부(122)의 표면적이 작아질 수 있다. 따라서, 스페이서(100)에 고압력이 가해져서 몸체부(110)가 변형되더라도 돌출부(122) 및 몸체부(110)의 결합부위에서 몸체부(110)가 쉽게 파손되지 않으므로 저비용으로 용이하게 스페이서(100)의 내구력 및 내압력이 향상될 수 있다.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 스페이서를 나타낸 부분단면도이다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 다른 일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 스페이서(100)는 몸체부(110) 및 도체(120)를 포함하여 구성될 수 있다.

도체(120) 측면에는 반경방향 외측으로 돌출되는 돌출부(122)가 형성될 수 있고 돌출부(122)는 도 5 내지 도 7과 같이, 다양한 형태로 형성될 수 있다.

구체적으로, 제2돌출부(122b)의 축방향의 단부는 라운드지게 형성될 수 있다. 즉, 도 5 내지 도 7과 같이, 제2돌출부(122b)의 상단부 및 하단부가 모두 라운드지게 형성될 수 있다.

이에 따라, 제2돌출부(122b)의 축방향 단부 주변의 등전위선의 간격이 넓어지게 되므로 전계가 완화되어 절연성능이 향상될 수 있다.

또한, 제2돌출부(122b)의 외주면에는 도 5 내지 도 7과 같이 요철이 형성될 수 있다. 즉, 제2돌출부(122b)의 외주면이 평평한 도 3 및 도 4와 달리, 제2돌출부(122b)의 외주면에 오목한 부분과 볼록한 부분이 형성될 수 있다.

이에 따라, 돌출부(120)의 표면적이 넓어져서 접착력이 향상되므로 몸체부(110)가 변형되더라도 도체(120)가 몸체부(110)로부터 쉽게 이탈하지 못하여 스페이서의 내구력 및 내압력이 향상될 수 있고, 돌출부(122) 및 몸체부(110) 사이의 틈이 확실하게 차단되므로 절연가스가 스페이서(100)를 통과할 수 없어서 절연성능이 향상될 수 있다.

또한, 요철의 단부는 라운드지게 형성될 수 있다. 즉, 도 5 내지 도 7과 같이, 제2돌출부(122b)의 외주면의 오목한 부분 또는 볼록한 부분의 끝부분이 라운드지게 형성될 수 있다.

이에 따라, 제2돌출부(122b)의 외주면 주변의 등전위선의 간격이 넓어지게 되므로 전계가 완화되어 절연성능이 향상될 수 있다.

이하, 실험결과를 기초로 가스절연 개폐장치의 스페이서(100)의 효과를 살펴본다.

도 8은 도체 측면이 몸체부와 분리불가능하게 결합된 스페이서에 고압력이 작용할 때의 압력분포를 나타낸 도면이고, 도 9는 도 8의 A부분의 확대도이다. 도 10 및 도 11은 도체 측면이 몸체부와 분리불가능하게 결합된 스페이서에 고압력이 작용할 때의 실측결과이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 도체(120) 측면(예컨대, B영역)이 몸체부(110)와 분리불가능하게 결합된 스페이서에 대해서 스페이스의 아래쪽에서 위쪽으로 고압력이 작용할 때에는, 도체(120) 및 몸체부(110)의 결합부위(C부위)에 강한 응력이 작용하는 것을 확인할 수 있다.

이에 따라, 도 10 및 도 11과 같이 스페이서의 결합부위가 파손되어 스페이서가 절연기능을 상실하고 더 이상 도체(120)를 지지할 수 없게 될 수 있다.

도 12는 도체 측면이 몸체부와 분리가능하게 결합된 스페이서에 고압력이 작용할 때의 압력분포를 나타낸 도면이고, 도 13은 도 12의 D부분의 확대도이다. 도 14는 도체 측면이 몸체부와 분리가능하게 결합된 스페이서에 고압력이 작용할 때의 실측결과이다.

도 12 및 도 13을 참조하면, 도체(120) 측면(예컨대, B영역)이 몸체부(110)와 분리가능하게 결합된 스페이서(100)에 대해서 스페이스(100)의 아래쪽에서 위쪽으로 고압력이 작용하더라도, 도 8 및 도 9와 달리, 도체(120) 및 몸체부(110)의 결합부위(C부위)에 강한 응력이 작용하지 않는 것을 확인할 수 있다.

이에 따라, 도 14와 같이 스페이서(100)의 결합부위가 파손되지 않으므로 내구력 및 내압력이 향상될 수 있다.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 스페이서 제조방법을 나타낸 순서도이다.

도 15를 참조하면, 일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 스페이서 제조방법(200)은 도체 제조단계(S210), 도체 가공단계(S220) 및 몸체부 성형단계(S230)를 포함하여 구성될 수 있다.

도체 제조단계(S210)에서는, 도체(120)를 제조할 수 있다. 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

도체(120) 측면에 반경방향 외측으로 돌출되는 돌출부(122)를 형성할 수 있다.

또한, 돌출부(122)를 둘레방향을 따라 형성할 수 있다. 예를 들면, 돌출부(122)를 띠형태로 형성할 수 있다.

또한, 돌출부(122)를 제1돌출부(122a) 및 제1돌출부(122a)로부터 반경방향 외측으로 연장되고 축방향으로 확대된 폭을 가지는 제2돌출부(122b)를 포함하도록 구성할 수 있다.

또한, 제2돌출부(122b)의 축방향의 단부를 라운드지게 형성할 수 있다.

또한, 제2돌출부(122b)의 외주면에 요철을 형성할 수 있다.

또한, 상기 요철의 단부를 라운드지게 형성할 수 있다.

도체 가공단계(S220)에서는 도체(120)를 가공할 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 다음과 같다.

돌출부(122)의 표면에 샌드블라스트(sandblast) 처리를 할 수 있다.

이와 같이, 돌출부(122) 표면을 샌드블라스트(sandblast) 처리함으로써, 몸체부(110)를 구성하는 에폭시 수지 등의 절연물이 돌출부(122)에 저비용으로 용이하게 접착될 수 있다. 또한, 몸체부(110) 및 도체(120)가 강하게 결합되어 고압에서 도체(120)가 이탈되지 않으므로 내구성 및 내압력이 향상될 수 있다. 또한, 절연가스가 돌출부(122) 및 몸체부(110) 사이의 틈을 통해 스페이서(100)를 통과할 수 없으므로 절연성능이 향상될 수 있다.

반면에, 돌출부(122)를 제외한 도체(120) 측면에는 샌드블라스트(sandblast) 처리가 되지 않으므로 몸체부(110)를 구성하는 에폭시 수지 등의 절연물이 돌출부(122)를 제외한 도체(120)의 측면으로부터 용이하게 분리될 수 있다. 따라서, 스페이서(100)에 고압력이 가해져서 몸체부(110)가 변형될 때에 몸체부(110) 및 도체(120)의 결합부위에서 몸체부(110)가 파손되지 않을 수 있다. 즉, 스페이서(100)의 내구력 및 내압력이 향상될 수 있다.

또한, 돌출부(122)를 제외한 도체(120) 측면에 이형성 피막(130)을 형성할 수 있다. 이형성 피막(130)은 예를 들면, 도체(120) 측면에 이형제를 도포함으로써 형성될 수 있다.

이와 같이, 돌출부(122)를 제외한 도체(120) 측면에 이형성 피막(130)을 형성함으로써, 몸체부(110)가 도체(120)의 측면으로부터 저비용으로 용이하게 분리될 수 있다. 따라서, 스페이서(100)에 고압력이 가해져서 몸체부(110)가 변형될 때에 몸체부(110) 및 도체(120)의 결합부위에서 몸체부(110)가 파손되지 않을 수 있다. 즉, 스페이서(100)의 내구력 및 내압력이 향상될 수 있다.

몸체부 성형단계(S230)에서는, 몸체부(110)를 형성할 수 있다.

구체적으로, 도체(120)가 배치된 주형에 에폭시 수지 등의 절연물을 포함하는 수지용액을 주입하고 냉각시켜 몸체부(110)를 형성할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다.

아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

100: 가스절연 개폐장치의 스페이서
110: 몸체부
120: 도체 122: 돌출부
130: 이형성 피막
200: 가스절연 개폐장치의 스페이서 제조방법

Claims

한 개 이상의 관통공이 형성되는 몸체부;
상기 관통공을 관통하여 설치되고 전기를 통전하는 한 개 이상의 도체;를 포함하고,
상기 도체의 측면에는 반경방향 외측으로 돌출되는 돌출부가 형성되고,
상기 관통공의 내주면에는 상기 돌출부와 대응하는 형태의 홈이 형성되고,
상기 돌출부를 제외한 도체의 측면은 상기 관통공의 내주면과 분리가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 스페이서.
청구항 1에 있어서,
상기 돌출부를 제외한 도체의 측면에는 이형성 피막이 형성되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 스페이서.
청구항 1에 있어서,
상기 돌출부는 제1돌출부 및 상기 제1돌출부로부터 반경방향 외측으로 연장되고 축방향으로 확대된 폭을 가지는 제2돌출부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 스페이서.
청구항 3에 있어서,
상기 제2돌출부의 축방향의 단부는 라운드지게 형성되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 스페이서.
청구항 3에 있어서,
상기 제2돌출부의 외주면에는 요철이 형성되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 스페이서.
청구항 5에 있어서,
상기 요철의 단부는 라운드지게 형성되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 스페이서.
청구항 1에 있어서,
상기 돌출부는 둘레방향을 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 스페이서.
청구항 1에 있어서,
상기 돌출부는 상기 홈에 접착되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 스페이서.
청구항 1의 스페이서의 제조방법에 있어서,
상기 도체를 제조하는 도체 제조단계;
상기 돌출부의 표면에만 샌드블라스트(sandblast) 처리하는 도체 가공단계;
상기 도체가 배치된 주형에 수지용액을 주입하여 상기 몸체부를 형성하는 몸체부 성형단계;를 포함하는 가스절연 개폐장치의 스페이서 제조방법.
청구항 9에 있어서,
상기 가공단계에서는 상기 돌출부를 제외한 도체의 측면에 이형성 피막을 형성하는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 스페이서 제조방법.