KR20230098988A - 가스 절연 개폐장치용 도체 - Google Patents

가스 절연 개폐장치용 도체 Download PDF

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Abstract

전계완화쉴드링이 이격유지지지부에 의해 바디부의 둘레면에 이격 배치된 상태로 지지되어 바디부와 주회로 도체가 연결되는 부위의 전계 강도가 완화됨으로써, 스페이서 중심부의 절연 파괴를 방지시키는 가스 절연 개폐장치용 도체에 대한 발명이 개시된다.
개시된 가스 절연 개폐장치용 도체는 스페이서의 중심부에 수용 가능하게 끼워지고, 양측에 회로 주도체가 각각 연결되는 바디부와, 상기 바디부의 둘레면을 감싸는 형태로 이격 배치되어 상기 바디부와 상기 회로 주도체가 연결되는 부위의 전계 강도를 완화시키는 한 쌍의 전계완화쉴드링 및 상기 전계완화쉴드링이 상기 바디부에 이격 배치된 상태를 유지하도록 상기 바디부의 둘레면에 복수개가 구비되어 상기 전계완화쉴드링을 지지하는 이격유지지지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

가스 절연 개폐장치용 도체{CONDUCTOR FOR GAS INSULATED SWITCHGEAR}
본 발명은 가스 절연 개폐장치용 도체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전계완화쉴드링이 이격유지지지부에 의해 바디부의 둘레면에 이격 배치된 상태로 지지되어 바디부와 주회로 도체가 연결되는 부위의 전계 강도가 완화됨으로써, 스페이서 중심부의 절연 파괴를 방지시키는 가스 절연 개폐장치용 도체에 관한 것이다.
일반적으로 가스 절연 개폐장치(GIS: gas insulated switch gear)는 발전소나 변전소에 설치되는 전력설비의 보호장치로서, 공기에 비해 유전율이 상대적으로 높은 불활성 가스(SF6)의 우수한 절연 성능 및 소호 능력을 이용하여 정상 상태에서의 개폐뿐 아니라 단락사고 등의 이상 상태에서도 안전한 개폐를 통해 전력계통을 보호하는 장치이다.
이러한 가스 절연 개폐장치는 챔버의 내부공간에 불활성 가스인 절연가스를 충진 및 밀봉하고 그 내부공간에 차단기, 개폐기, 피뢰기, 변압기, 주회로 모선도체 등을 일괄 수용하여 정상 상태의 개폐 및 이상 상태의 개폐를 안전하게 하는 구조를 가진다.
즉, 가스절연개폐장치는 금속 소재로 이루어지고 복수개가 플랜지에 의해 직렬로 다단 연결되고, 내부에 절연가스가 충진되는 챔버와, 챔버의 내측에 중심 방향을 따라 설치되어 고압전류가 흐르는 중심도체와, 챔버의 사이에 각각 설치되어 각 챔버의 내부 공간을 구획시키고 모선도체를 지지하는 스페이서(spacer)로 구성된다.
여기서, 스페이서가 적용된 가스절연개폐장치에서 모선도체는 전원과 연결되어 전압이 인가되고 스페이서와 연결되는 챔버는 접지와 연결된다. 이에 따라, 챔버와 연결되는 스페이서의 가장자리 부위에는 전계 강도를 완화시키기 위한 쉴드링이 설치된다.
그러나, 모선도체를 지지하는 스페이서의 중심부는 모선도체의 전압에 의해 모선도체와 더불어 높은 전계강도 분포를 가지게 되어 스페이스의 중심부에 대한 절연파괴를 야기시키는 문제점이 있다.
따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
관련 배경기술로는 한국 공개실용신안공보 제20-2016-0000548호(2016.02.16. 공개, 명칭: 가스절연개폐기용 도체 접속 구조)가 있다.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 전계완화쉴드링이 이격유지지지부에 의해 바디부의 둘레면에 이격 배치된 상태로 지지되어 바디부와 주회로 도체가 연결되는 부위의 전계 강도가 완화됨으로써, 스페이서 중심부의 절연 파괴를 방지시키는 가스 절연 개폐장치용 도체를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 가스 절연 개폐장치용 도체는 스페이서의 중심부에 수용 가능하게 끼워지고, 양측에 회로 주도체가 각각 연결되는 바디부와, 상기 바디부의 둘레면을 감싸는 형태로 이격 배치되어 상기 바디부와 상기 회로 주도체가 연결되는 부위의 전계 강도를 완화시키는 한 쌍의 전계완화쉴드링 및 상기 전계완화쉴드링이 상기 바디부에 이격 배치된 상태를 유지하도록 상기 바디부의 둘레면에 복수개가 구비되어 상기 전계완화쉴드링을 지지하는 이격유지지지부를 포함한다.
상기 이격유지지지부는 상기 바디부의 둘레면에 구비되는 연결축부와, 상기 연결축부의 단부에 배치되어 상기 전계완화쉴드링을 지지하는 지지플레이트 및 상기 지지플레이트가 상기 연결축부에 고정되도록 상기 지지플레이트와 상기 연결축부를 연결하는 고정연결부를 포함한다.
상기 고정연결부는 상기 연결축부의 단부에 축 방향으로 함몰 형성되는 체결홈부와, 상기 체결홈부에 연통되도록 상기 지지플레이트의 중간 부위에 형성되는 연통홀부 및 상기 연통홀부에 걸림 가능하게 삽입되어 외력에 의한 회전 조작으로 상기 체결홈부에 체결되는 체결볼트를 포함한다.
상기 연결축부는 착탈결합부에 의해 상기 바디부의 둘레면에 착탈 가능하게 결합되고, 상기 착탈결합부는 상기 바디부의 둘레면에 형성되는 결합홈부 및 상기 결합홈부에 체결 가능하게 끼워지도록 상기 연결축부에 연장 형성되는 결합축부를 포함한다.
상기 전계완화쉴드링은 상기 바디부의 둘레 방향을 따라 나선형 궤적으로 연속되게 이어지는 코일스프링을 포함한다.
본 발명에 따른 가스 절연 개폐장치용 도체는 이격유지지지부에 의해 코일스프링이 바디부의 둘레면에 이격 배치된 상태로 유지되어 바디부와 회로 주도체가 연결되는 부위의 전계 강도를 완화시키는 구조를 가짐에 따라, 스페이서 중심부의 절연 파괴를 방지시키는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 절연 개폐장치용 도체를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 절연 개폐장치용 도체를 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 절연 개폐장치용 도체를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 절연 개폐장치용 도체의 사용 상태를 도시한 사용 상태도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 가스 절연 개폐장치용 도체의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 절연 개폐장치용 도체를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 절연 개폐장치용 도체를 도시한 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 절연 개폐장치용 도체를 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 절연 개폐장치용 도체의 사용 상태를 도시한 사용 상태도이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 절연 개폐장치용 도체는 바디부(10), 전계완화쉴드링(20) 및 이격유지지지부(30)를 포함한다.
바디부(10)는 스페이서(3)의 중심부에 수용 가능하게 끼워지고, 양측에 주회로 도체(5)가 각각 연결된다.
이러한 바디부(10)는 도전 가능한 금속 재질의 원통 형상으로 형성되어 둘레면에 복수개의 이격유지지지부(30)가 설치되는 공간을 제공하는 동시에 주회로 도체(5)를 지지하는 역할을 수행한다.
이때, 바디부(10)는 통전연결부(40)에 의해 주회로 도체(5)와 통전 가능하게 연결될 수 있다. 여기서, 통전연결부(40)는 바디부(10)의 양단부에 각각 복수개가 축 방향으로 함몰 형성되는 연결홈부(41)와, 연결홈부(41)와 대응되는 개수로 주회로 도체(5)의 둘레면에 함몰 형성되는 체결안내홈부(42)와, 주회로 도체(5)가 바디부(10)의 단부에 배치시 연결홈부(41)와 체결안내홈부(42)에 연통되도록 주회로 도체(5)에 축 방향으로 관통 형성되는 관통홀부(43) 및 체결안내홈부(42)를 통해 관통홀부(43)로 삽입되어 연결홈부(41)에 체결되는 연결볼트(44)를 포함한다.
이에 따라, 바디부(10)는 주회로 도체(5)와 동일한 축 방향으로 배치 가능하고, 주회로 도체(5)에 분리 가능하게 연결될 수 있게 된다.
그리고, 전계완화쉴드링(20)은 한 쌍이 바디부(10)의 둘레면을 감싼 형태로 이격 배치되어 바디부(10)와 주회로 도체(5)가 연결되는 부위의 전계 강도를 완화시킨다.
이때, 전계완화쉴드링(20)은 바디부(10)의 둘레 방향을 따라 나선형의 궤적으로 연속되게 이어지는 코일스프링으로 이루어진다.
아울러, 바디부(10)의 둘레면에는 둘레 방향을 따라 함몰홈부(11)가 함몰 형성되고, 스페이서(3)에서 바디부(10)가 삽입되는 부위에는 함몰홈부(11)와 마주하도록 수용홈부(3a)가 함몰 형성되어 전계완화실드링(20)이 바디부(10)의 둘레면에 이격된 채로 바디부(10)와 스페이서(3)의 사이에 배치될 수 있다.
이에 따라, 주회로 도체(5)의 높은 전압에 의해 스페이서(3)의 중심부 측에서 바디부(10)와 주회로 도체의 사이에서 나타나는 최대 전계 강도가 완화됨으로써, 스페이서(3)의 절연 파괴를 방지할 수 있게 된다.
한편, 이격유지지지부(30)는 전계완화쉴드링(20)이 바디부(10)에 이격 배치된 상태를 유지하도록 바디부(10)의 둘레면에 복수개가 구비되어 전계완화쉴드링(20)을 지지한다.
구체적으로, 이격유지지지부(30)는 바디부(10)의 둘레 방향을 따라 복수개가 설정 간격으로 배치되도록 바디부(10)의 둘레면에 구비되는 연결축부(31)와, 연결축부(31)의 각 단부에 배치되어 전계완화쉴드링(20)을 지지하는 지지플레이트(32) 및 지지플레이트(32)가 연결축부(31)에 고정되도록 지지플레이트(32)와 연결축부(31)를 연결하는 고정연결부(33)를 포함한다.
이를 위해, 고정연결부(33)는 연결축부(31)에 축 방향으로 함몰 형성되는 체결홈부(33a)와, 체결홈부(33a)에 연통되도록 지지플레이트(32)의 중간 부위에 형성되는 연통홀부(33b) 및 연통홀부(33b)에 걸림 가능하게 삽입되어 외력에 의한 회전 조작으로 체결홈부(33a)에 체결되는 체결볼트(33c)를 포함한다.
즉, 체결볼트(33c)가 연통홀부(33b)를 통과한 후에 체결홈부(33a)에 삽입되도록 체결되면 지지플레이트(32)는 체결볼트(33c)의 헤드 부위에 가압되기 때문에 연결축부(31)의 단부에 배치된 채로 위치 고정되고, 연통홀부(33b)에 삽입되는 체결볼트(33c)를 기준으로 양측에서 각각 전계완화쉴드링(20)을 지지한다.
아울러, 연결축부(31)는 착탈결합부(34)에 의해 바디부(10)의 둘레면에 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 이러한 착탈결합부(34)는 바디부(10)의 둘레면에 형성되는 결합홈부(34a) 및 체결홈부(34a)에 체결 가능하게 끼워지도록 연결축부(31)에 연장 형성되는 결합축부(34b)를 포함한다.
따라서, 전계완화쉴드링(20)은 착탈결합부(34)를 통해 바디부(10)의 둘레면에 연결축부(31)를 조립한 후에, 지지플레이트(32)를 고정연결부(33)를 통해 연결축부(31)의 단부에 고정시키면 지지플레이트(32)에 안착 가능하게 지지될 수 있기 때문에, 조립 작업성을 향상시킬 수 있게 된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
3: 스페이서
5: 주회로 도체
10: 바디부
11: 함몰홈부
20: 전계완화쉴드링
30: 이격유지지지부
31: 연결축부
32: 지지플레이트
33: 고정연결부
34: 착탈결합부

Claims (5)

  1. 스페이서의 중심부에 수용 가능하게 끼워지고, 양측에 회로 주도체가 각각 연결되는 바디부;
    상기 바디부의 둘레면을 감싸는 형태로 이격 배치되어 상기 바디부와 상기 회로 주도체가 연결되는 부위의 전계 강도를 완화시키는 한 쌍의 전계완화쉴드링; 및
    상기 전계완화쉴드링이 상기 바디부에 이격 배치된 상태를 유지하도록 상기 바디부의 둘레면에 복수개가 구비되어 상기 전계완화쉴드링을 지지하는 이격유지지지부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 절연 개폐장치용 도체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이격유지지지부는,
    상기 바디부의 둘레면에 구비되는 연결축부;
    상기 연결축부의 단부에 배치되어 상기 전계완화쉴드링을 지지하는 지지플레이트; 및
    상기 지지플레이트가 상기 연결축부에 고정되도록 상기 지지플레이트와 상기 연결축부를 연결하는 고정연결부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 절연 개폐장치용 도체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 고정연결부는,
    상기 연결축부의 단부에 축 방향으로 함몰 형성되는 체결홈부;
    상기 체결홈부에 연통되도록 상기 지지플레이트의 중간 부위에 형성되는 연통홀부; 및
    상기 연통홀부에 걸림 가능하게 삽입되어 외력에 의한 회전 조작으로 상기 체결홈부에 체결되는 체결볼트;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 절연 개폐장치용 도체.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 연결축부는 착탈결합부에 의해 상기 바디부의 둘레면에 착탈 가능하게 결합되고,
    상기 착탈결합부는 상기 바디부의 둘레면에 형성되는 결합홈부; 및
    상기 결합홈부에 체결 가능하게 끼워지도록 상기 연결축부에 연장 형성되는 결합축부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 절연 개폐장치용 도체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전계완화쉴드링은 상기 바디부의 둘레 방향을 따라 나선형 궤적으로 연속되게 이어지는 코일스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 절연 개폐장치용 도체.
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