KR20210157220A

KR20210157220A - 누설 탐지 장치

Info

Publication number: KR20210157220A
Application number: KR1020200075247A
Authority: KR
Inventors: 오성택
Original assignee: 한국전력공사
Priority date: 2020-06-19
Filing date: 2020-06-19
Publication date: 2021-12-28
Also published as: KR102413385B1

Abstract

본 발명은 누설 탐지 장치에 관한 것으로, 절연가스로 채워져 있는 제1 부재와 제2 부재를 고정시키도록 체결부재가 제2 부재에 삽입되어 제1 부재에 체결되며 제2 부재와 체결부재 사이로 누설되는 절연가스를 탐지하는 누설 탐지 장치에 있어서, 일측이 개구된 캡 형상으로 형성되어 체결부재를 감싸면서 제2 부재에 고정되고 외부에서 내측을 확인할 수 있도록 투명 재질로 형성된 본체, 본체의 내측에 제2 부재와 체결부재 사이의 틈새를 덮도록 장착되어 제2 부재와의 사이에 밀폐된 공간을 형성하며 제2 부재와 체결부재 사이로 절연가스의 누설시 내부공간에 누설된 절연가스로 채워지면서 팽창되며 부풀어 오르는 팽창부재를 포함하여 설치가 용이하며 절연가스의 누설 여부와, 절연가스의 누설량의 확인이 가능하다.

Description

누설 탐지 장치 {Apparatus for Leak Detecting}

본 발명은 누설 탐지 장치에 관한 것으로, 설치가 용이하며 절연가스의 누설 여부와, 절연가스의 누설량의 확인이 가능한 누설 탐지 장치에 관한 것이다.

전력 계통은 산업의 발전에 따른 전력 수요 급증으로 인해 대용량, 초고압화되고 있다.

그에 따라, 전력설비의 안정성과 신뢰성을 일정 수준 이상으로 유지시키는 것이 큰 이슈로 대두되고 있다 이를 위해, 초고압의 변전 설비의 설치가 증가하고 있지만, 변전 설비의 경우 용적이 매우 크기 때문에 용지 확보의 어려움, 유지보수 비용의 증가, 안정성 확보 등이 문제가 되고 있다

이에, 용적을 줄인 가스절연개폐기(GIS; GAS INSULATED SWITCHGEAR)가 개발 설치되고 있는 추세에 있다.

가스절연개폐기는 차단기, 단로기 등의 개폐설비와 변성기, 피뢰기, 주회로 모선 등을 금속제 탱크 내에 일괄 수납한 개폐설비이다 이때, 금속제 탱크 내부에는 절연성능과 소호능력이 뛰어난 SF6가스 및 압축공기를 절연매체로 하여 충진 밀봉한다.

한편, 가스절연개폐기의 탱크 내부에 충진된 SF6의 가스압력 감시를 위한 감시장치를 운영하고 있다.

감시장치는 가스절연개폐기 내에 아날로그 밀도계 또는 디지털 밀도계를 설치하여 주기적인 육안점검으로 파악하고 있다.

하지만, 종래의 감시장치는 주기적인 현장 순시점검으로 정상압력 상태를 점검하고 있으며, 실시간 압력감시가 불가능하기 때문에 누설진행 상태를 사전에 파악하기 어렵고 신속한 대응이 곤란한 문제점이 있다.

특히, 종래의 감시장치는 SF6가 탐지 가능할 정도의 압력으로 누설되어야만 검출이 가능하기 때문에, 미세한 누설 파악은 어렵고, 종래의 감시장치는 고가의 가스검출장비가 필요하여 비용이 상승하는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 배경에서 안출된 것으로, 종래의 감시장치는 절연가스가 탐지 가능할 정도의 압력으로 누설되어야만 검출이 가능했으나, 미세한 누설도 탐지할 수 있고 저비용으로 제작 및 설치가 가능하며, 누설 여부뿐만 아니라 누설량도 확인 가능한 누설 탐지 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따르면 절연가스로 채워져 있는 제1 부재와 제2 부재를 고정시키도록 체결부재가 제2 부재에 삽입되어 제1 부재에 체결되며 제2 부재와 체결부재 사이로 누설되는 절연가스를 탐지하는 누설 탐지 장치에 있어서, 일측이 개구된 캡 형상으로 형성되어 체결부재를 감싸면서 제2 부재에 고정되고 외부에서 내측을 확인할 수 있도록 투명 재질로 형성된 본체, 본체의 내측에 제2 부재와 체결부재 사이의 틈새를 덮도록 장착되어 제2 부재와의 사이에 밀폐된 공간을 형성하며 제2 부재와 체결부재 사이로 절연가스의 누설시 내부공간에 누설된 절연가스로 채워지면서 팽창되며 부풀어 오르는 팽창부재를 포함하는 누설 탐지 장치가 제공될 수 있다.

이러한 누설 탐지 장치는 본체의 타측과 팽창부재 사이에 배치되며 염료가 도포된 염색지, 본체의 타측과 팽창부재 사이에 배치되어 염색지의 접촉시 접촉된 부분이 염료로 물들어 표시되는 표시지를 더 포함할 수 있다.

이때, 본체는 내측에서 돌출 형성되어 염색지를 지지하는 제1 지지부를 구비할 수 있다.

또한, 본체는 내측에서 돌출 형성되어 표시지를 지지하는 제2 지지부를 구비할 수 있다.

이러한 표시지는 절연가스의 누설량이 많을수록 팽창부재가 부풀어 염료로 물드는 면적이 넓어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본체는 제2 부재의 체결부재와 이격되는 위치에 고정되고 팽창부재가 본체의 일측단부에 고정될 수 있다.

또한, 본체가 제2 부재에 실리콘으로 접합 고정될 수 있다.

그리고, 팽창부재는 단부에서 연장 형성되되 본체의 일측단부의 외측을 감싸도록 벤딩 형성되고, 본체의 외측에 체결되면서 팽창부재의 벤딩된 단부를 본체 측으로 밀착 고정시키는 잠금링을 더 포함할 수 있다.

이때, 본체는 외측에서 둘레를 따라 함몰 형성되어 잠금링과 팽창부재의 일부분이 삽입되는 그루브를 구비할 수 있다.

이러한 제1 부재는 가스절연개폐장치의 외함이고, 제2 부재는 가스절연개폐장치에 결합되는 덮개일 수 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 종래의 감시장치는 절연가스가 탐지 가능할 정도의 압력으로 누설되어야만 검출이 가능했으나, 미세한 누설도 탐지할 수 있고 저비용으로 제작 및 설치가 가능하며, 누설 여부뿐만 아니라 누설량도 확인 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 누설 탐지 장치가 설치되기 전의 가스절연개폐장치(GIS)를 보여주는 사진이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 누설 탐지 장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 누설 탐지 장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 누설 탐지 장치의 절연가스의 누설량에 따른 상태를 보여주는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 누설 탐지 장치의 절연가스의 누설량에 따른 표시지의 상태를 보여주는 도면이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세히 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 누설 탐지 장치가 설치되기 전의 가스절연개폐장치(GIS)를 보여주는 사진이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 누설 탐지 장치의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 누설 탐지 장치의 단면도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 누설 탐지 장치의 절연가스의 누설량에 따른 상태를 보여주는 단면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 누설 탐지 장치의 절연가스의 누설량에 따른 표시지의 상태를 보여주는 도면이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 누설 탐지 장치는 절연가스로 채워져 있는 제1 부재(10)와 제2 부재(20)를 고정시키도록 체결부재(30)가 제2 부재(20)에 삽입되어 제1 부재(10)에 체결되며 제2 부재(20)와 체결부재(30) 사이로 누설되는 절연가스를 탐지하는 누설 탐지 장치에 있어서, 일측이 개구된 캡 형상으로 형성되어 체결부재(30)를 감싸면서 제2 부재(20)에 고정되고 외부에서 내측을 확인할 수 있도록 투명 재질로 형성된 본체(100), 본체(100)의 내측에 제2 부재(20)와 체결부재(30) 사이의 틈새를 덮도록 장착되어 제2 부재(20)와의 사이에 밀폐된 공간을 형성하며 제2 부재(20)와 체결부재(30) 사이로 절연가스의 누설시 내부공간에 누설된 절연가스로 채워지면서 팽창되며 부풀어 오르는 팽창부재(200)를 포함한다.

본 발명은 체결부재(30)로 고정되고 내측에 절연가스로 충전되는 제1 부재(10)와 제2 부재(20)에 있어서 제1 부재(10) 또는 제2 부재(20)와 체결부재(30) 사이로 절연가스가 누설되는 것을 탐지하는 누설 탐지 장치에 관한 것으로, 제1 부재(10)와 제2 부재(20)는 가스절연개폐장치를 구성하는 외함, 하우징, 커버, 덮개 등의 부재일 수 있다.

이러한 제1 부재(10)는 가스절연개폐장치의 외함일 수 있고, 제2 부재(20)는 가스절연개폐장치의 외함에 체결부재(30)를 매개로 결합되는 덮개일 수 있다.

그리고 가스절연개폐장치의 외함은 체결부재(30)를 매개로 덮개가 결합되고, 덮개와의 사이로 절연가스가 누설되는 것을 방지하기 위해 가스절연개폐장치의 외함과 덮개 사이는 실링 부재 또는 용접 등을 통해 밀폐되게 고정되어 절연가스의 누설을 완전하게 방지한다.

여기서, 절연가스는 육불화황가스(SF6, Sulfur hexafluoride, 육플루오린화 황)가 사용되며, 전기 전도율 및 열전도율이 작고 열류를 거의 통과시키지 않는 물질을 의미한다.

이처럼 제1 부재(10)와 제2 부재(20) 사이는 실링 부재 또는 용접을 통해 완전하게 밀봉되지만 제2 부재(20)와 체결부재(30) 사이에는 별도의 절연가스의 누설을 방지하기 위한 구조가 마련되지 않아 누설 탐지 장치의 설치가 필요하다.

누설 탐지 장치는 제2 부재(20)와 체결부재(30) 사이로 누설되는 절연가스를 탐지하도록 제2 부재(20)의 체결부재(30)가 체결된 위치마다 설치되는 본체(100)와, 본체(100)의 내측에 구비되는 팽창부재(200)로 구성된다.

체결부재(30)는 제2 부재(20)의 체결홀에 삽입되거나 체결된 후 제1 부재(10)의 결합홀에 체결되어 제1 부재(10)와 제2 부재(20)를 고정시킨다.

본체(100)는 일측이 개구된 캡 형상으로 형성되어 체결부재(30)를 감싸면서 제2 부재(20)에 고정되고 외부에서 내측을 확인할 수 있도록 투명 재질로 형성된다.

또한, 본체(100)는 양측이 개구된 중공 형상으로 형성되고, 일측이 제2 부재(20)에 고정되며 타측에 투명 재질의 확인창이 설치될 수도 있으며, 이에 한정하는 것은 아니다.

이러한 본체(100)는 제2 부재(20)에 실리콘(101)으로 접합 고정된다.

이때, 본체(100)의 일측단부에 접착성이 있는 접착물질이 도포되거나 접착테이프가 부착될 수 있으며, 본체(100)를 제2 부재(20)에 부착시킨 상태에서 제2 부재(20)와 본체(100) 사이를 실리콘(101)으로 접합 고정시킬 수 있다.

팽창부재(200)는 본체(100)의 내측에 제2 부재(20)와 체결부재(30) 사이의 틈새를 덮도록 장착되어 제2 부재(20)와의 사이에 밀폐된 공간을 형성한다.

이러한 팽창부재(200)는 자루 형태로 형성되되 탄성 재질로 형성되어 팽창 및 수축을 반복할 수 있도록 구성되고, 제2 부재(20)와의 사이의 밀폐된 공간으로 절연가스가 누설될 경우 내부 공간에 누설된 절연가스로 채워지면서 팽창된다.

즉, 팽창부재(200)는 제2 부재(20)와 체결부재(30) 사이로 절연가스의 누설시 내부공간에 누설된 절연가스로 채워지면서 팽창되며 부풀어 오르게 되고, 점검자는 팽창부재(200)의 크기에 따라 절연가스의 누설 여부를 확인한다.

이때, 팽창부재(200)는 점검자가 쉽게 확인할 수 있도록 눈에 잘 띄는 색으로 이루어지는 것이 바람직하다.

특히, 팽창부재(200)가 체결부재(30)와 제2 부재(20)의 접촉부분에 밀착되지 않도록 본체(100)가 제2 부재(20)의 체결부재(30)와 이격되는 위치에 고정되고, 팽창부재(200)가 본체(100)의 일측단부에 고정된다.

이에 따라 제2 부재(20)와 체결부재(30) 사이로 누설되는 절연가스가 체결부재(30)와 팽창부재(200) 사이를 통해 유동하며, 팽창부재(200)의 내부공간을 채운다.

이러한 누설 탐지 장치는 절연가스의 누설 여부를 점검자가 보다 쉽게 확인할 수 있도록 염색지(300)와 표시지(400)를 구비한다.

염색지(300)는 본체(100)의 타측과 팽창부재(200) 사이에 배치되며 염료가 도포되며, 본체(100)의 내측에서 돌출 형성된 제1 지지부(110)에 지지되어 설치된다.

표시지(400)는 본체(100)의 타측과 팽창부재(200) 사이에 배치되어 염색지(300)의 접촉시 접촉된 부분이 염료로 물들어 표시되고, 본체(100)의 내측에서 돌출 형성된 제2 지지부(120)에 지지되어 설치된다.

제1 지지부(110)와 제2 지지부(120)는 각각 염색지(300)와 표시지(400)가 삽입되어 끼움 체결되는 홈이 형성된 형상일 수 있으며, 염색지(300)와 표시지(400)를 본체(100)의 내측에 용이하게 설치할 수 있는 구조라면 어떠한 형상으로도 형성될 수 있다.

염색지(300)는 일예로 표시지(400)와 마주보는 면에 염료가 도포되거나 저장되며 탄성 재질로 형성되어 팽창부재(200)의 팽창시 함께 팽창되어 표시지(400)에 밀착될 수 있다.

이러한 표시지(400)는 절연가스의 누설량이 많을수록 팽창부재(200)가 부풀어 염료로 물드는 면적이 넓어진다.

또한, 도 3에 도시된 것처럼, 팽창부재(200)는 단부에서 연장 형성되되 본체(100)의 일측단부의 외측을 감싸도록 벤딩 형성되어 고정될 수도 있다.

그리고, 본체(100)의 외측에 체결되면서 팽창부재(200)의 벤딩된 단부를 본체(100) 측으로 밀착 고정시키는 잠금링(102)이 구비된다.

잠금링(102)은 본체(100)의 외측에 체결되어 본체(100)에 압력을 가함에 따라 팽창부재(200)의 벤딩된 단부를 고정시킨다.

또한, 본체(100)는 외측에서 둘레를 따라 함몰 형성되어 잠금링(102)과 팽창부재(200)의 일부분이 삽입되는 그루브(130)를 구비하며, 그루브(130)에 잠금링(102)이 체결됨에 따라 팽창부재(200)의 벤딩된 단부가 고정된다.

또한, 도 4 내지 도 5를 참고하여 누설 탐지 장치의 누설 탐지 방법에 대해 후술한다.

도 4는 제2 부재(20)와 체결부재(30) 사이에 절연가스가 누설되는 경우 누설 탐지 장치의 상태를 단계별로 보여준다.

도 4의 (a)는 제2 부재(20)와 체결부재(30) 사이에 절연가스가 누설되기 전의 상태를 나타낸다.

도 4의 (b)는 제2 부재(20)와 체결부재(30) 사이에 절연가스의 누설이 시작된 상태로 팽창부재(200)가 팽창되어 염색지(300)에 밀착된 상태를 나타내며, 점검자는 도 5의 첫번째 도면과 같이 염료가 묻지 않은 표시지(400)를 확인하게 된다.

여기서 절연가스의 누설량이 보다 많아지게 되면 도 4의 (c)와 같이, 팽창부재(200)가 점점 부풀어 올라 염색지(300)의 중앙 부분을 볼록하게 변형시키면서 표시지(400)에 접촉된다.

그리고, 점검자는 도 5의 두번째 도면과 같이 표시지(400)의 중앙부분에 염료로 물들어 염색된 부분(A)이 형성된 것을 확인하게 되며 제2 부재(20)와 체결부재(30) 사이로 절연가스의 누설이 시작되었음을 인지한다.

그 후 절연가스의 누적된 누설량이 보다 많아지게 되면 도 4의 (d)와 같이, 팽창부재(200)의 부피가 커지고 표시지(400)에 접촉되는 염색지(300)의 면적이 넓어지게 된다.

이에 따라 도 5의 세번째 도면과 같이 점검자는 표시지(400)의 중앙부분에 형성된 염색된 부분(A)이 보다 넓어진 것을 확인하게 되고 절연가스의 누적된 누설량이 많은 것을 인지한다.

이처럼 표시지(400)의 중앙부분에 형성된 염색된 부분(A)의 면적은 절연가스의 누적된 누설량에 비례하여 넓어지기 때문에 점검자는 가스절연개폐장치의 체결부재(30)마다 설치된 누설 탐지 장치를 육안으로 보고 절연가스의 누설위치를 쉽게 확인할 수 있고, 누설량도 함께 확인 가능하다.

이러한 형상과 구조를 갖는 본 발명의 실시예들에 의하면 종래의 감시장치는 절연가스가 탐지 가능할 정도의 압력으로 누설되어야만 검출이 가능했으나, 미세한 누설도 탐지할 수 있고 저비용으로 제작 및 설치가 가능하며, 누설 여부뿐만 아니라 누설량도 확인 가능한 효과가 있다.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.

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 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 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: 제1 부재 20: 제2 부재
30: 체결부재 100: 본체
101: 실리콘 102: 잠금링
110: 제1 지지부 120: 제2 지지부
130: 그루브 200: 팽창부재
300: 염색지 400: 표시지

Claims

절연가스로 채워져 있는 제1 부재와 제2 부재를 고정시키도록 체결부재가 상기 제2 부재에 삽입되어 상기 제1 부재에 체결되며, 상기 제2 부재와 체결부재 사이로 누설되는 상기 절연가스를 탐지하는 누설 탐지 장치에 있어서,
일측이 개구된 캡 형상으로 형성되어 상기 체결부재를 감싸면서 상기 제2 부재에 고정되고, 외부에서 내측을 확인할 수 있도록 투명 재질로 형성된 본체; 및
상기 본체의 내측에 상기 제2 부재와 체결부재 사이의 틈새를 덮도록 장착되어 상기 제2 부재와의 사이에 밀폐된 공간을 형성하며, 상기 제2 부재와 체결부재 사이로 상기 절연가스의 누설시, 내부공간에 누설된 상기 절연가스로 채워지면서 팽창되며 부풀어 오르는 팽창부재;
를 포함하는 누설 탐지 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 본체의 타측과 팽창부재 사이에 배치되며 염료가 도포된 염색지;
상기 본체의 타측과 팽창부재 사이에 배치되어 상기 염색지의 접촉시 접촉된 부분이 상기 염료로 물들어 표시되는 표시지;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 누설 탐지 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 본체는, 내측에서 돌출 형성되어 상기 염색지를 지지하는 제1 지지부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 누설 탐지 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 본체는, 내측에서 돌출 형성되어 상기 표시지를 지지하는 제2 지지부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 누설 탐지 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 표시지는 상기 절연가스의 누설량이 많을수록 상기 팽창부재가 부풀어 상기 염료로 물드는 면적이 넓어지는 것을 특징으로 하는 누설 탐지 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 본체는 상기 제2 부재의 상기 체결부재와 이격되는 위치에 고정되고 상기 팽창부재가 상기 본체의 일측단부에 고정되는 것을 특징으로 하는 누설 탐지 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 본체가 상기 제2 부재에 실리콘으로 접합 고정되는 것을 특징으로 하는 누설 탐지 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 팽창부재는 단부에서 연장 형성되되 상기 본체의 일측단부의 외측을 감싸도록 벤딩 형성되고, 상기 본체의 외측에 체결되면서 상기 팽창부재의 벤딩된 단부를 상기 본체 측으로 밀착 고정시키는 잠금링;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 누설 탐지 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 본체는 외측에서 둘레를 따라 함몰 형성되어 상기 잠금링과 상기 팽창부재의 일부분이 삽입되는 그루브;를 구비하는 것을 특징으로 하는 누설 탐지 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 부재는 가스절연개폐장치의 외함이고, 상기 제2 부재는 상기 가스절연개폐장치에 결합되는 덮개인 것을 특징으로 하는 누설 탐지 장치.