KR900000463B1 - 밀폐형 스위치 기어장치 - Google Patents

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사바 쇼오이찌
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Abstract

내용 없음.

Description

밀폐형 스위치 기어장치
제1도는 종래의 큐비클(cubicle)을 나타낸 도면
제2도는 버스들로 함께 연결된 제1도의 두 인접 큐비클을 나타낸 도면.
제3도는 본 발명에 따른 하나의 큐비클을 나타낸 도면.
제4도는 본 발명에 따른 밀폐형 스위치 기어 장치의 사시도.
제5도는 본 발명의 요부를 구성하는 접속 소자의 확대 단면도.
제6도는 제5도의 접속 소자를 활용한 연결 방식을 설명하기 위한 부분 확대 단면도.
제7도 및 제8도는 본 발명의 다른 실시예를 보여주는 도면들.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 큐비클 12 : 상자형 하우징
13A : 수직벽 13B, 13C : 수평벽
14A, 14B, 14C : 분리 챔버들 15 : 버스
16 : 도체 21 : 케이블
22 : 도체 30 : 버스
32 : 케이싱 33 : 분리벽
34 : 회로,차단기 36A : T형 코넥터
42 : T형 부싱 44 : 플러그
47 : 응력콘(stress cone)
본 발명은 밀폐형 스위치 기어 또는 스위치 보드(switch board)에 관한 것으로, 특히 다수의 가스충전 스위치 기어 또는 큐비클을 포함한 밀폐형 스위치 기어 장치에 관한 것이다.
최근에 대략 0.5kg/㎠의 압력을 가진 설퍼헥사플로라이드(SF6) 가스를 도체들이나 버스들 사이의 거리를 감소하기 위해 큐비클 내에 충전시켜 큐비클의 크기를 감소시킨 것이다.
제1도는 그러한 큐비클(11)을 도시한 것이다. 큐비클(11)은 상자형 하우징(12)과, 수직벽(13A) 및 두 수평벽(13B,13C)에 의해 3개의 챔버(14A,14B,14C)로 분리된 내부공간을 가지고 있는데, 상기 챔버 안에는 모두 설퍼헥사플로라이드(SF6) 가스가 채워져 있다.
전원측 버스(15)는 챔버(14A)의 상부를 통해 수평으로 연장된다. 도체(16)는 버스들(15)을 챔버(14A) 안에 있는 탈접속(disconnect) 스위치(17A)와 연결한 다음에, 분리벽(13A)내에 고정된 절연판(18A)을 통해 챔버(14B) 안의 회로차단기(19)까지 연결된다. 하부챔버(14C)에는 외부 케이블(21)용의 케이블 헤드(20)가 제공된다. 도체(22)는 헤드 도체의 단자를 다른 탈접속 스위치(17B)와 연결한 다음에 절연판(18B)을 거쳐 회로 차단기(19)의 하부폴(pole)(도시 안됨)까지 연결한다.
밀폐형 스위치 기어 장치가 공장에서 조립될 때 SF6가스가 그 가스의 밀도, 압력 및 수분 함량이 표준범위로 조절되면서 부품 큐비클내에 충전된다.
이와 같이 조립되고, SF6절연가스로 충전된 스위치 기어 장치는 그 다음에, 운송을 위하여 개개의 큐비클로 분해된다. 이 경우에, 일시적으로 함께 연결된 큐비클들 내의 버스들(15)이 서로 분리 되었다가 스위치 기어 장치가 조립되는 곳에서 재접속된다.
큐비클(11)을 열지 않고 버스들(15)을 탈접속 및 재접속하기 위해, 예를 들면 제2도에 도시한 바와 같이 버스(15,15A)를 포함한 두 큐비클(11,11A)이 분리되어 배치된다. 제2도에는 큐비클(11,11A)의 측벽에 각각 제공된 절연판(22,22A)으로부터 외부로 돌출한 버스(15,15A)의 단부들이 도시되어 있다. 서로 대향되게 위치한 상기 버스(15,15A)의 외측 단부들은 그 다음 도체(23)를 통하여 함께 연결된다. 원통덮개(24)는 가스가 새지 않도록 버스(15,15A)의 연결부를 밀폐하기 위해 그 양단이 큐비클(11,11A)의 측벽에 고정되고, 설퍼헥사플로라이드(SF6) 가스가 원통덮개(24) 내에 충전된다.
전술한 구성으로 밀폐형 스위치 기어 장치는 가스 충전된 챔버들(14A,14B,14C)의 어느 것도 개방함이 없이 개개의 큐비클로 분리될 수 있다. 그러나, 가스 충전된 원통덮개(24)는 두 인접 큐비클(11,11A)의 버스(15,15A)가 서로 분리될 때마다 개방되어야 하기 때문에, SF6가스가 설치장소에서 스위치 기어장치를 조립한 후 원통덮개(24) 내측에 재충전되어야 한다.
본 발명의 목적은, 가스가 충전된 챔버들이 어떤 것의 개방 및 폐쇄없이도 부품 큐비클내의 버스들이 접속 또는 탈접속 되는 밀폐형 스위치 기어 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 두 인접 큐비클들에 포함된 버스들의 접속이 큐비클 외측에 제공된 코넥터 들과 그 코넥터들 사이에 연장한 짧은 직선 케이블에 의해 이뤄지는 밀폐형 스위치 기어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 이러한 목적 및 다른 목적들은 각각 전기 장치와 전력 공급 버스들을 포함한 가스충전형의 다수의 큐비클로 구성된 밀폐형 스위치 기어 장치에 의해 달성된다. 상기 스위치 기어 장치는 큐비클내에 포함된 전력공급 버스들이 큐비클의 외측에 제공된 T형 코넥터들과 그들 사이에 연장한 짧은 직선도체 절연 케이블을 통해 함께 접속되며, 상기 T형 코넥터는 큐비클의 외측벽을 통해 삽입되어 고정되는 수직 연장부를 갖는 T형 절연부싱과 상기 큐비클의 외측에서 상기 연장부로부터 일체로 연장되고 측방향으로 연장된 관통로를 갖는 한쌍의 측면 아암부와 상기 관통로에 고정되고 상기 관통로와 동축인 원통상의 관통공을 가지며 상기 관통로 및 관통공을 상기 도체 케이블의 외경보다 더 큰 직경을 갖는 전기 도전성 차폐부재와, 관통공의 직경과 실질적으로 동일한 외경을 가지며 절연 케이블의 단일 도체의 단부에 고정되는 전기 도전성 플러그 부재와, 관통공과 플러그 부재 사이에 제공된 탄성 접촉편과, 절연 케이블의 외주면과 부싱의 수평 연장부의 단부와의 사이에 삽입된 응력콘과, 케이블과 부싱 사이에 형성된 갭 쪽으로 응력콘을 압압하기 위해 부싱의 단부에 고정된 수단을 포함한 것을 특징으로 한다.
이하, 제3도 내지 제8도를 참조하여 본 발명을 그 일시시예로서 상세히 설명한다. 제3도의 실시예에서 가스 누설방지 큐비클(31A)의 케이싱(32)의 내부는 분리벽(33)에 의해 절연가스 SF6가 충전된 두 챔버로 나눠진다. 분리벽(33)의 상부측에는 회로 차단기(34)가 제공된다. 또한 차단기의 전원측 단자들이 탈접속 스위치(35A)를 통해 전력공급측 버스(30)에 연결되고 버스(30)는 큐비클(31A)의 상부벽을 통해 하방으로 돌출한 T형 코넥터(36A)의 하부단자에 연결된다. 반면에, 회로 차단기(34)의 부하측 단자들이 다른쪽 탈접속 스위치(35B)를 통해 외부 케이블(38)의 케이블 헤드(37)에 연결된다.
상기와 같이 구성된 다수의 큐비클(31A)이 밀폐형 스위치기어 장치를 제공하도록 배열되는 경우에 있어서, 큐비클내의 전력공급측 버스들은 제4도 및 제5도에 도시된 것처럼 함께 연결된다. 즉, 각 큐비클(31A,31B,31C)의 상부에 제4도에 도시된 것처럼 스태거 방식으로 제공된 T형 코넥터(36A,36B,36C)는 단일 도체 고전압 폴리에틸렌 절연 공중케이블(이하 간단히 ＂케이블＂이라 칭함)에 의해 서로 연결된다. 제5도는 우측 큐비클(31A)의 상부상에 제공된 T형 코넥터(36A)중 하나를 도시한 것이다.
제5도에 도시된 바와 같이, 원형 구명(31a)이 큐비클(31A)의 상부벽을 관통하여 형성된다. T형 코넥터(36A)의 하부 연장부는 코넥터(36A)와 큐비클(31A)의 사부면 사이에 O-링(41)이 배치된 구멍(31a)을 통해 삽입된다. 그 다음에 T형 코넥터(36A)가 볼트와 너트들(도시 안됨)에 의해 큐비클(31A)의 상부벽에 고정된다.
T형 코넥터(36A)는 예를 들면 에폭시수지(42f)로 만든 T형 부싱(42)을 포함한다. 전기 도전성 차폐 부재(42b)와 상부 단부가 나사식으로 차폐부재(42b)내에 삽입되고 그 하부 단부가 부싱(42)을 지나 연장된 봉형 수직 연장도체(42c)는 모두 부싱(42)과 함께 일체적으로 형성된다. 차폐부(42d)를 갖는 설치 베이스(42e)도 역시 전술한 방식대로 큐비클(31A)의 상부벽에 공정되도록 부싱(42)과 함께 일체로 형성된다. 전기 도전성 차폐부재(42b)는 단일 도체 절연 케이블(39)의 외경보다 큰 직경을 갖는 축방향으로 연장한 관통공을 갖는다. 한쌍의 환형홈(24a)이 관통공 내부면 주위에 형성된다. 접촉자(43)는 전기 도전성 탄성재(예를 들어 베릴륨 구리)로 만들어지며 로우버(louver) 형으로 형성되어 각각의 환형홈(42a) 내에 끼워질 수 있다.
케이블(39)은 도체(39a), 절연층(39b), 반도체층(39c) 및 차폐층(39d)이 상기와 같은 순서의 계단식으로 노출되도록 벗겨진다. 도전성 재료로 만들어지고, 원추형의 축방향으로 형성된 구멍을 가진 플러그(44)가 도체(39a)의 단부상에 미끄러지게 끼워진다. 도체(39a)이 외부면과 플러그(44)의 축방향 구멍 내부면과의 사이에는 도전성 재료로 된 쐐기형 부재들(45)이 삽입된다. 플러그(44)의 축방향 구멍의 일부와 나사 결합하는 고정 부재(46)는 쐐기 부재(45)로 하여금 제5도에 도시된 것처럼 좌측으로 힘을 받도록 플러그(44)의 구멍속에 끼워져서 플러그(44)가 도체(39a)의 먼쪽 단부 주위에 견고히 고정되게 한다. 이런 방식으로, 케이블(39)의 도체(39a)와 T형 코넥터(36)의 봉형 수직 도체(42c)와의 사이에 양호한 전기 접속이 쐐기부재(45), 플러그(44), 접촉자(43), 차폐부재(42b)를 통해 이뤄진다.
반도체층(39c)과 절연층(39b)을 포함한 케이블(39)을 포함한 케이블(39)의 일부와 절연부싱(42)과의 사이에는 일체로 형성된 반도체 부재(47a) 및 절연부재(47b)로 이루어진 응력콘(47)이 제공된다. 절연 그리이스는 부싱(42) 속에 삽입되도록 응력콘(47)의 일부에 미리 가해진다. 상기 절연 그리이스는 응력콘(47)의 표면을 따라 유전강도를 향상시킨다. 응력콘(47)의 외부에는 볼트(48)에 의하여 부싱(42)의 좌측단에 고정된 보호 외피(49)가 제공되는데, O-링(50)이 그 외피(49)와 부싱(42) 사이에 놓인다. 보호 외피(49)의 내부에는 나삿니가 형성된 다수의 로드들(49b)과, 그 로드들 주위에 각각 제공되는 코일 스프링들(49a)이 제공된다, 나사 끼움식 로드(49b)는 코일 스프링(49a)의 스프링 힘에 의해 응력콘(47)을 부싱(42) 쪽으로 힘을 가한다. 보호외피(49), 코일 스프링(49a), 나사식 끼움로드(49b) 및 그들과 관련된 부재(번호 표시 안함)들은 응력콘 압력 장치를 구성한다. 밀봉 테이프(51)가 케이블(39)의 반도체층(39c)을 둘러싼 보호 외피(49)의 단부를 밀봉한다. 절연부싱(42)의 타단에 고정된 가림(blind) 덮개(52)는 제4도의 큐비클(31B)상에 콘넥터(36B)가 제공되는 경우에 제거되고, 케이블(39)과 유사한 케이블의 일단부가 절연부싱(42)의 끝을 통하여 차폐부재(42b)에 대응단부에 삽입되어 케이블이 제5도의 좌측부에 도시한 바와 같은 방식으로 차폐부재(42b)에 연결된다.
이제, 전술한 코넥터를 사용하여 큐비클내의 버스들을 상호 접속하는 과정에 대하여 제6도를 참조하여 설명한다. 제6도는 제4도의 큐비클(31B,31C)내의 버스들이 함께 접속된 경우를 도시한 것이다.
먼저, 전술한 구성의 케이블(39)이 소정의 길이로 절단되는데, 그 절단된 케이블 일부의 양단부가 제5도처럼 계단식으로 벗겨진다. 플러그(44)는, 전술한 것처럼 고정부재(46)와 쐐기부재(45)를 사용함으로써, 케이블 일부의 노출된 도체(39a)의 단부에 고정된다. 케이블의 다른쪽 단부는 큐비클(31B)상에 제공된 코넥터(36B)의 차폐부재(42b)를 통하여 화살표(60) 방향으로 삽입되고, 코넥터(36B,36C)와 함께 사용되고 각각 응력콘(47), 보호외피(49) 및 응력콘 압력장치로 이루어진 두 개의 세트는 이들이 상회 대향 관계로 배치되도록 코넥터(36B)를 지나 케이블 일부상에 끼워진다. 그 다음 다른 플러그(44)가 쐐기 부재(45)와 고정부재(46)를 사용함으로써 케이블 일부의 좌측상에 노출된 도체(39a)의 단부에 고정된다. 케이블의 일부가 또한 화살표(60) 방향으로 더욱 이동되어 케이블 일부의 양단부가 코넥터(36B,36C) 내의 차폐부재(42b) 속에 삽입된다. 응력콘(47)은 그 다음 각 코넥터(36B,36C) 쪽으로 이동되고, 보호외피(49)가 코넥터(36B,36C)의 절연부싱(42)에 고정되는 한편, 응력콘(47)은 코넥터(36B,36C)의 부싱들(42)쪽으로 각각 나사식 끼움 로드(49b)에 의해 압압된다.
전술한 방식으로 T형 코넥터들이 밀폐형 큐비클의 상부벽을 통해 제공되지만, 제7도에 도시된 것처럼 배면벽의 상부를 통해 또는 제8도에 도시된 것처럼 배면벽의 하부를 통해 코넥터들이 제공될 수 있음은 명백하다. 또한, 최소한 한 개 이상의 큐비클들이 전술한 바와 같은 밀폐형 스위치 기어 장치에 부가되는 것이 필요할 때는 가림덮개들(52)을 스위치 기어 장치의 단부 큐비클 상에 제공된 코넥터들로부터 제거하고, 절연 케이블들을 큐비클들의 내부를 충전한 절연가스 SF6을 방출하지 않고 전술한 방식대로 코넥터들의 차폐부재에 연결한다.
본 발명에 따른 스위치 기어 장치를 구성하는 큐비클이 전술한 방식대로 서로 연결되기 때문에, 스위치 기어 장치가 수송 등을 위해 일반 분해되고 설치 장소에서 다시 조립되는 경우라도 절연가스를 방출하고 다시 충전할 필요가 없다. 더욱이, 큐비클들을 상호 연결하기 위해 케이블을 구부릴 필요가 없기 때문에 케이블들의 길이가 감소될 수 있으며, 이로서 큐비클의 최소화가 달성될 수 있다.

Claims (5)

  1. 각각의 전기 장치(34,35A,35B) 및 전력공급용 버스들(30)을 포함한 복수의 가스 충전형 큐비클(31A,31B,31C)과, 큐비클의 외측에 제공된 T형 코넥터(36A,36B,36C)를 통하여 함께 연결된 인접 큐비클들의 버스와, 인접 코넥터 사이에 연장된 절연도체케이블(39)로 구성된 밀폐형 스위치 기어 장치에 있어서, 상기 T형 코넥터는 큐비클(31A,31B,31C)중 하나의 외측벽을 통해 삽입되고 고정된 수직 연장부를 갖는 T형 절연부싱(42)과, 상기 하나의 큐비클 외측에서 상기 연장부로부터 일체로 연장되고 측방향으로 연장된 관통로를 갖는 한쌍의 측면 아암부와, 상기 관통로에 고정되고 상기 관통로와 동축인 원통상의 관통공을 가지며 상기 관통로 및 관통공이 상기 도체 케이블(39)의 외경보다 더 큰 직경을 갖는 전기 도전성 차폐부재(42b)와, 상기 절연부싱(42)의 연장부를 관통하여 그 일단부가 관련버스(30)에 전기적으로 접속되고 그 타단부가 상기 차폐부재에 접속되는 도체(42c)를 포함하고 : 상기 절연도체 케이블(39)은 그 길이가 인접 코넥터간의 거리와 같고, 상기 절연 도체 케이블(39)의 각단에서 노출된 도체부(39a)는 상기 차폐부재(42b)의 관통공의 직경과 같은 외경을 갖는 전기 절연성의 원통상 플러그 부재(44)에 고정되며, 상기 플러그부재(44)는 상기 관통공과 플러그부재(44) 사이에 배치된 탄성 접촉편(43)을 통하여 상기 관통공의 내면과 유동 가능하게 표면대 표면 접촉되며 ; 응력콘(47)이 상기 절연 케이블(39)의 외부 표면과 부싱(42)의 관통로와 동축으로 형성된 원추형홈(40) 사이에 삽입되고, 상기 응력콘(47)을 케이블과 부싱 사이에 형성된 갭 쪽으로 압압하도록 수단들(49,49a,49b)이 상기 부싱(42)의 단부에 고정되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 스위치 기어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 플러그 부재(44)가 도체(39a) 주위에 배열되는 다수의 쐐기부재(45)와, 도체(39a)와 플러그 부재(44) 사이에서 쐐기부재(45)를 압압하는 고정부재(46)에 의해서 상기 절연 케이블(39)의 노출된 도체부(39a)에 고정되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 스위치 기어장치.
  3. 제1항에 있어서, 한쌍의 환형홈(42a)이 상기 차폐부재(42b)를 통해 형성된 상기 관통공의 내주면상에 형성되고, 상기 탄성 접촉편(43)이 상기 차폐부재(42b)와 상기 플러그부재(44) 사이에의 접촉을 향상시키기 위해 상기 각각의 환형홈(42a)내에 놓여지는 것을 특징으로 하는 밀폐형 스위치 기어장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 응력콘(47)이 반도체 재료부(47a)와 절연재료부(47b)를 일체로 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 밀폐형 스위치 기어장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 응력콘(47)을 압압하기 위한 상기 수단은 상기 부싱(42)의 한 단부에 고정된 보호외피(49)와, 상기 응력콘을 상기 케이블(39)과 상기 부싱(42) 사이의 갭 쪽으로 압압하기 위해 상기 보호외피(49)의 내부에 제공된 다수의 나사 끼움식 로드(49b)와, 상기 응력콘(47) 쪽으로 힘을 가하도록 상기 나사 끼움식 로드(49b) 주위에 제공된 코일 스프링(49a)을 포함한 것을 특징으로 하는 밀폐형 스위치 기어장치
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