KR20210130973A - 가스절연개폐장치용 부스바 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스절연개폐장치용 부스바를 제공한다. 상기 가스절연개폐장치용 부스바는 일정 직경을 형성하는 중앙 몸체; 상기 중앙 몸체의 일면부에 형성되되, 상기 중앙 몸체의 직경을 따라 형성되는 방열부; 상기 중앙 몸체의 상단에 형성되는 상부 몸체; 및. 상기 중앙 몸체의 하단에 형성되는 하부 몸체;를 포함한다.

Description

가스절연개폐장치용 부스바{Busbar for gas insulated switchgear}

본 발명은 가스절연개폐장치용 부스바에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방열 성능 및 절연 성능을 확보할 수 있는 가스절연개폐장치용 부스바에 관한 것이다.

전력수요의 급증에 따른 초고압 변전설비는 용지확보의 곤란, 유지보수 비용의 과다, 안정성 확보 등의 이유로 변전설비의 추세가 주회로 계통은 밀폐, 은폐화 되고 제어계통은 전자화로 급속도로 변화하고 있으며, 기존의 공기 또는 유류 절연형 변전설비에서 가스 절연형 변전설비로 변화되어 가고 있다.

일반적으로 개폐장치는 송전라인 또는 배전라인 등에 구비되어, 정상적인 상태에 의한 개폐뿐만 아니라 지락, 단락 등과 같은 이상 상태에서 선로를 개방하여 전력계통을 안정하게 보호하는 기기이다.

개폐장치는 절연 매체에 따라 공기절연개폐장치(Air Insulated Switchgear; AIS)와, 고체절연개폐장치(Solid Insulated Switchgear; SIS) 및 가스절연개폐장치(Gas Insulated Switchgear; GIS) 등으로 구분할 수 있다.

가스절연개폐장치는 옥내·외의 발전소 및 변전소용으로, 정상 사용 조건에서의 부하전류 개폐뿐만 아니라 사고단락전류 등의 이상 상태에 있어서도 선로를 안전하게 개폐하여 전력계통을 보호하는 개폐장치이다.

가스절연개폐장치는 통상 육불화황(SF6) 가스로 충진·밀폐된 용기 내에, 가스차단기(gas circuit breaker), 단로기(Disconnecting Switch; DS), 접지개폐기(Earth Switch; ES), 모선 및 도체들을 내장시킨 개폐장치이다.

도 1은 종래의 부스바의 연결 구조를 보여주는 도면이다. 도 2는 종래의 부스바를 보여주는 도면이다.

도 1을 참조 하면, 내부에 공간이 형성되고 일단부가 개방되는 진공 인터럽터 지지부(20)가 마련된다.

상기 진공 인터럽터 지지부(20)의 내부에는 진공 인터럽터(30)가 삽입되어 배치된다. 여기서 상기 진공 인터럽터(30)의 일단부는 개구를 통해 외부에 노출된다.

상기 개구에는 판 상의 부스바(10)가 배치된다. 상기 부스바(10)는 진공 인터럽터(30)의 일측부에 배치된다.

상기 진공 인터럽터(30)와 부스바(10)는 제 1볼트(1)를 통해 결합되어, 상기 부스바(10)는 진공 인터럽터(30)의 일측부에 결합된다.

상기 진공 인터럽터(30)의 일단부 외측 둘레는 다수의 제 2볼트들(1)을 통해 절연물인 진공 인터럽터 지지부(20)의 일단부에 고정되어 외함에 조립되는 구조를 이룬다.

그리고 상기 부스바(10)의 하단부에는 C형상으로 절곡되는 단면으로 형성되는 접속도체(40)가 마련된다.

상기 구조를 통해, 차단기를 통해 전달되는 부하전류는 진공 인터럽터(30) -> 부스바(10) -> 접속 도체(40)를 통해 부하로 공급된다.

여기서 종래에는 부스바(10)를 고정함에 사용되는 볼트들(1)의 설치 위치가 외함 측과 가깝게 형성되기 때문에, 전계가 집중되는 문제가 있다. 이에 따라 종래에는 절연 거리 확보를 위해 볼트들(1)과 외함 간의 거리를 일정 이상으로 증가시킴에 따라 차단기 자체의 부피가 증가되는 문제가 있다.

또한 도 2의 (a), (b)를 참조 하면, 종래의 부스바(10)는 Y형상의 판 상의 몸체를 갖는다. 상기 부스바(10)의 일측면에는 원형의 제 1통전면(11)이 형성된다. 그리고 타측면 하단에는 제 2통전면(12)이 형성된다.

상기 부스바(10)는 상기 제 1통전면(11)을 통해 도 1의 진공 인터럽터(30)와 결합된다.

또한 상기 부스바(10)는 제 2통전면(12)을 통해 도 1의 접속 도체(40)와 결합된다. 이에 따라 부스바(10)에는 주회로의 전류 흐름이 형성된다.

그리고 상기 부스바(10)의 타측면에는 직선 형상의 방열핀들(13)이 간격을 이루어 돌출 형성된다.

전류 통전시 발생하는 손실에 의하여 도 1의 부스바(10)의 온도는 일정 이상으로 상승된다. 이때 발생되는 열은 상기 구조를 갖는 방열핀들(13)에 의해 방열된다.

그러나 도 2에 도시되는 바와 같이 전류 통전시 발생하는 열 배출을 위하여 방열핀들(13)을 적용하였으나, Y형상의 부스바(10)에서 방열 면적을 충분히 확보하지 못하는 문제가 있다.

본 발명과 관련된 선행문헌에는 대한민국 공개특허 공개번호 제10-2018-0109549(공개일: 2018.10.08)호가 있다.

본 발명의 제 1목적은 방열 면적을 일정 이상으로 확보할 수 있는 가스절연개폐장치용 부스바를 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 제 2목적은 부수바와 절연물과의 지지 영역을 일정 이하로 줄여 절연 성능을 확보할 수 있는 가스절연개폐장치용 부스바를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기의 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 가스절연개폐장치용 부스바를 제공한다.

상기 가스절연개폐장치용 부스바는 일정 직경을 형성하는 중앙 몸체; 상기 중앙 몸체의 일면부에 형성되되, 상기 중앙 몸체의 직경을 따라 형성되는 방열부;

상기 중앙 몸체의 상단에 형성되는 상부 몸체; 및. 상기 중앙 몸체의 하단에 형성되는 하부 몸체;를 포함한다.

여기서 상기 상부 몸체는,

상방을 따라 폭이 점진적으로 좁아지도록 형성되고,

절연물과 결합되는 하나의 제 1체결홀이 형성되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 하부 몸체에는,

사각 형상의 영역을 이루는 통전면이 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 하부 몸체에는,

절연물과 결합되는 두 개의 제 2체결홀이 형성되되,

상기 제 1체결홀은,

상기 두 개의 제 2체결홀의 사이에 대응되는 위치에 배치되는 것이 바람직하다.

또한 상기 방열부는,

서로 다른 직경을 갖는 제 1방열 부재들과,

상기 제 1방열 부재들 중, 최외곽에 배치되는 제 1방열 부재의 외측 영역 다수 위치에 배치되는 제 2방열 부재들을 구비하되,

상기 제 2방열 부재들은,

상기 최외곽에 배치되는 제 1방열 부재의 곡률을 따라 설정된 길이를 이루어 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 제 1방열 부재들과 상기 제 2방열 부재들은 상기 중앙 몸체의 일측면에서 돌출되도록 형성되는 것이 바람직하다.

특히, 상기 제 1,2방열 부재들 각각의 돌출되는 길이는 서로 엇갈리도록 서로 다른 돌출 길이를 형성할 수도 있다.

또한 상기 제 1,2방열 부재들의 표면에는 돌출되는 돌기들 또는 엠보 형상의 돌기들이 더 형성될 수도 있다.

상기의 해결 수단에 의해 본 발명은 방열 면적을 일정 이상으로 확보할 수 있는 효과를 갖는다.

또한 본 발명은 부수바와 절연물과의 지지 영역을 일정 이하로 줄여 절연 성능을 확보할 수 있는 효과를 갖는다.

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

도 1은 종래의 부스바의 연결 구조를 보여주는 도면이다.
도 2는 종래의 부스바를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 가스절연개폐장치용 부스바가 절연물에 설치된 상태를 보여주는 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 션트 도체를 보여주는 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 방열부를 보여주는 확대 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 가스절연개폐장치용 부스바를 보여주는 정면도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

이하에서 기재의 "상부 (또는 하부)" 또는 기재의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 구비 또는 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 기재의 상면 (또는 하면)에 접하여 구비 또는 배치되는 것을 의미한다.

또한, 상기 기재와 기재 상에 (또는 하에) 구비 또는 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성을 포함하지 않는 것으로 한정하는 것은 아니다.

이하 첨부되는 도면들을 참조 하여, 본 발명의 가스절연개폐장치용 부스바를 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 가스절연개폐장치용 부스바가 절연물에 설치된 상태를 보여주는 사시도이다. 도 4는 본 발명에 따른 션트 도체를 보여주는 사시도이다. 도 5는 본 발명에 따른 방열부를 보여주는 확대 사시도이다. 도 6은 본 발명에 따른 가스절연개폐장치용 부스바를 보여주는 정면도이다.

도 3 내지 도 6을 참조 하면, 본 발명에 따른 가스절연개폐장치용 부스바는 중앙 몸체(100)와, 방열부(400)와, 상부 몸체(200)와, 하부 몸체(300)를 갖는다. 상기 중앙 몸체(100)와, 방열부(400)와, 상부 몸체(200)와, 하부 몸체(300)는 일체로 형성된다.

상기 중앙 몸체(100)와, 상부 몸체(200)와, 하부 몸체(300)는 서로 동일한 두께를 이룰 수 있다.

상기 중앙 몸체(100)는 일정의 직경을 가질 수 있다. 상기 중앙 몸체(100)는 전체적으로 원형의 몸체를 이룬다.

상기 중앙 몸체(100)의 일면부에는 방열부(400)가 형성된다.

상기 방열부(400)는 제 1방열 부재들(410)과, 제 2방열 부재들(420)을 포함한다.

상기 제 1방열 부재들(410)은 서로 다른 직경을 갖도록 형성된다. 상기 제 1방열 부재들(410)은 중앙 몸체(100)의 일면부에서 일정 길이로 돌출된다.

상기 제 2방열 부재들(420)은 최외곽에 배치되는 제 1방열 부재(410)의 곡률을 따라 설정된 길이를 이루어 형성된다.

상기 제 2방열 부재들(420)은 한 쌍으로 형성되는 경우, 하나는 제 1방열 부재(410)의 상부에 배치되고, 다른 하나는 제 1방열 부재(410)의 하부에 배치된다. 물론, 제 2방열 부재들(420)은 제 1방열 부재(410)의 외주를 따라 간격을 이루어 다수로 형성될 수도 있다.

또한 상기 제 1,2방열 부재(410, 420)의 두께는 서로 다른 두께로 형성될 수도 있다.

또한 상기와 같은 방열부(400)는 중앙 몸체(100)의 타면부에도 더 형성될 수도 있다.

상기와 같이 구성되는 제 1,2방열 부재들(410, 420)은 공기와의 접촉 면적을 증가시킬 수 있다. 이를 통해 부스바에 발생되는 열은 제 1,2방열 부재(410, 420)를 통해 방열될 수 있다.

더하여, 도면에 도시되지는 않았지만, 중앙 몸체(100)의 일면부 및 타면부에 다수의 방열핀들이 돌출되도록 구성할 수도 있고, 중앙 몸체(100)의 외면 형상 자체를 요철 형상으로 구현하여, 공기와의 접촉 면적을 일정 이상 더 증가시킬 수도 있다.

한편, 본 발명에 따른 상부 몸체(200)는 상술한 중앙 몸체(100)의 상단에 형성된다.

상기 상부 몸체(200)는 상방을 따라 폭이 점진적으로 좁아지도록 형성된다. 전체적으로 상기 상부 몸체(200)는 삼각 형상으로 형성될 수 있다.

상기 상부 몸체(200)의 상부 모서리 영역에는 제 1체결홀(210)이 형성된다. 상기 제 1체결홀(210)은 단일개로 천공되어 형성된다.

상기 제 1체결홀(210)에 볼트가 체결되고, 상기 볼트의 단부가 절연물(50)에 형성되는 다른 체결홀에 체결됨에 따라 상부 몸체(200)는 진공 인터럽터 지지부인 절연물(50)에 고정된다.

또한 본 발명에 따른 하부 몸체(300)는 중앙 몸체(100)의 하단에 형성된다.

상기 하부 몸체(300)에는 사각 형상의 영역을 이루는 통전면(320)이 형성된다.

상기 통전면(320)을 제외한 하부 몸체에는 두 개의 제 2체결홀(310)이 형성된다.

여기서 상기 제 1체결홀(210)은 상기 두 개의 제 2체결홀(310)의 사이에 대응되는 위치에 배치된다.

상기 두 개의 제 2체결홀(310)에 다른 볼트들이 각각 체결되고, 상기 다른 볼트 각각의 단부가 절연물(50)에 형성되는 또 다른 두 개의 체결홀에 체결됨에 따라 하부 몸체(300)는 진공 인터럽터 지지부인 절연물(50)에 고정된다.

그리고 상기 하부 몸체(300)의 하단부에는 판 상의 접속 도체(500)가 연결된다.

이에 따라 본 발명에 따른 부스바는 절연물(50)의 일측면부에 고정 설치된다.

상기의 구조를 참조 하면, 차단기를 통해 전달되는 부하전류는 진공 인터럽터(70) -> 부스바 - 접속도체(500)를 통해 부하에 공급된다.

상기 진공 인터럽터(70)와 부스바는 션트 도체(60)를 통해 결합된다. 그리고 상기 부스바는 제 1체결홀(210) 및 두 개의 제 2체결홀(310)이 볼트들을 통해 절연물(50)에 고정된다. 그리고 이는 외함에 조립된다.

이에 따라 진공 인터럽터 지지부인 절연물(50)과 부스바와의 지지점을 도 1,2에 도시된 바와 같이 4개소에서 3개소로 줄임과 아울러 부스바의 상부 몸체(200)의 전체적인 형상을 직사각 형상에서 삼각 형상으로 구현하여 절연물(50)과의 접촉 면적을 줄여 대지간 및 상간의 절연거리를 확보할 수 있다. 또한 접속 도체(500)와 외함 간의 절연거리를 더 증가하지 않고 부스바의 형상 및 고정 개소 만을 일정 이하로 줄여 절연 성능을 확보할 수 있다.

또한 본 발명에서는 부스바의 중앙 몸체(100)에서 서로 다른 직경을 갖는 환형의 제 1방열 부재들(410) 및 제 2방열 부재들(420)을 돌출 형성함으로써, 공기와의 접촉 면적을 증가시키고, 이를 통해 부스바의 방열 효율을 일정 이상으로 증가시킬 수 있다.

또한 본 발명에 따른 통전면(320)을 종래의 원형 영역에서 사각영역으로 확장하여 통전 성능 역시 증가시킬 수 있다.

한편, 도면에 도시되지는 않았지만, 상기 제 1,2방열 부재들(410, 420) 각각의 돌출되는 길이는 서로 엇갈리도록 서로 다른 돌출 길이를 형성할 수도 있다.

또한 상기 제 1,2방열 부재들(410, 420)의 표면에는 돌출되는 돌기들 또는 엠보 형상의 돌기들이 더 형성될 수도 있다.

이를 통해 본 발명에 따른 부스바는 방열 효율을 증가시키도록 공기와의 접촉 면적을 더 증가실 수도 있다.

이상, 본 발명에 관한 구체적인 실시예들에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.

그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

50 : 절연물
60 : 션트 도체
70 : 진공 인터럽터
100 : 중앙 몸체
200 : 상부 몸체
210 : 제 1체결홀
300 : 하부 몸체
310 : 제 2체결홀
320 : 통전면
400 : 방열부
410 : 제 1방열 부재
420 : 제 2방열 부재
500 : 접속 도체

Claims (6)

1. 일정 직경을 형성하는 중앙 몸체;
   상기 중앙 몸체의 일면부에 형성되되, 상기 중앙 몸체의 직경을 따라 형성되는 방열부;
   상기 중앙 몸체의 상단에 형성되는 상부 몸체; 및.
   상기 중앙 몸체의 하단에 형성되는 하부 몸체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치용 부스바.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 상부 몸체는,
   상방을 따라 폭이 점진적으로 좁아지도록 형성되고,
   절연물과 결합되는 하나의 제 1체결홀이 형성되는 것을 특징으로 하는
   가스절연개폐장치용 부스바.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 하부 몸체에는,
   사각 형상의 영역을 이루는 통전면이 형성되는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치용 부스바.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 하부 몸체에는,
   절연물과 결합되는 두 개의 제 2체결홀이 형성되되,
   상기 제 1체결홀은,
   상기 두 개의 제 2체결홀의 사이에 대응되는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치용 부스바.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 방열부는,
   서로 다른 직경을 갖는 제 1방열 부재들과,
   상기 제 1방열 부재들 중, 최외곽에 배치되는 제 1방열 부재의 외측 영역 다수 위치에 배치되는 제 2방열 부재들을 구비하되,
   상기 제 2방열 부재들은,
   상기 최외곽에 배치되는 제 1방열 부재의 곡률을 따라 설정된 길이를 이루어 형성되는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치용 부스바.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 제 1방열 부재들과 상기 제 2방열 부재들은 상기 중앙 몸체의 일측면에서 돌출되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치용 부스바.
   
   
   
   

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