KR900006461B1 - 피뢰기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

피뢰기

제1 및 2도는 용기상에 장치된 본 발명의 제1실시예의 부분횡단면도로서,

제1도는 접지도체가 연결되었을 때의 단면도.

제2도는 접지도체를 떼어냈을 때의 단면도.

제3 및 4도는 제1실시예의 전압분담율을 나타내는 특성도로서,

제3도는 접지도체가 연결되었을 때의 전압분담율.

제4도는 접지도체를 떼어냈을 때의 전압분담율.

제5 및 6도는 용기상에 장치된 본 발명의 제2실시예의 부분횡단면도로서,

제5도는 덮개가 닫혀지고, 접지콘넥터가 접지에 연결되었을 때의 단면도

제6도는 덮개와 접지콘넥터가 제거되었을 때의 단면도.

제7 및 8도는 제2실시예의 전압분담을을 나타내는 특성도로서,

제7도는 접지콘넥터가 연결되었을 때의 전압분담율.

제8도는 접지콘넥터를 떼어냈을 때의 전압분담율 특성도.

제9도는 용기상에 장치된 본 발명의 제3실시예의 부분횡단면도.

제10도는 제3실시예의 전압분담율을 나타내는 특성도

제11도는 접지전극이 접지에 연결되었을 때의 피뢰기의 등가회로도

본 발명은 과전압이 절연유체로 채워진 용기내의 전극에 걸릴때에 방전시키기 위한 피뢰기에 과한 것이다.

일반적으로 산화아연으로된 특성요소들을 이용한 "갭리스형(Gapless Type)"피뢰기가 큐비클(Cubicle) 가스절연 개폐장치에 사용되고 있다. 이 종류의 장치로서는 일본국 특허공고 소58-11726호 및 일본국 특허공개 소 59-138089호가 있다. 일련의 특성요소들의 일단은 가스충전 큐비클 또는 용기내의 전극에 연결되고, 다른 단은 접지전압 레벨에 연결된다. 전극전압이 임계치 보다도 낮을 때에 특성요소들의 전기저함치는 무한대이다. 만약 낙괴로 인해서 전극 전압이 임계치이상으로 상승되면 건기저항치는 급격히 감소되고 특성요소들내에 방전이 생겨 전극에 연결된 다른 장치들을 보호한다.

큐비클 가스절연 개폐장치의 현장설치 완료후 전기설비 기술기준에 준하여 내전압시험이 실시된다.

이때에 만약 내전압이 부주의로 시험중의 피뢰기에 가해지면 특성요소들의 수명단축 또는 절연파괴의 가능성이 있는 것이다. 따라서, 내전압 시험실시전에 피뢰기는 주회로로부터 분리되고 시험완료후에 다시 연결되지 않으면 안된다.

상술한 공개된 피뢰기들은 다음 문제점들을 갓고 있다. 첫째로 특성요소들이나 이들을 수용하고 있는 절연통은 모두 큐비클내에 봉함되므로 큐비클은 높이가 커지지않을 수 없다. 둘째로, 큐비클내에서 피뢰기를 주회로에 연결 및 분리시키기 위한 접동부품들이 있어 절연가스를 밀봉시키는데 복잡한 구조를 필요로 한다. 셋깨로, 큐비클로부터 피뢰기를 꺼내면 절연가스 누출이 있으므로 피뢰기 자체의 특성점검이나 교체가 어렵다는 점이다.

일본특허공개 소59- 40480호에 3각 위치로 배치되어 연결된 특성요소들을 갖는 피뢰기를 공개했다. 큐비클은 이 피뢰기를 사용하여 높이를 낮게 설계할 수 있으나 피뢰기의 전체 체적은 동일하다. 그 구조는 더욱복잡하고 상기 문제점들은 여전히 미해결상태에 있다.

본 발명의 목적은 전극과 절연가스를 봉함시키는 작은 용기를 이용하는 피뢰기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 교체와 점검이 용이한 피뢰기를 제공하는 것이다.

본 발명에 의하면 과전압이 전극에 걸릴때 전기 절연유체로 채워진 용기내의 전극으로부터 방전시키기 위한 피뢰기를 제공하는 것으로, 피뢰기의 구성은 예정된 값보다 높은 전압이 걸렸을 때에만 방전하는 특성부재와, 제1부분이 용기내에 수용되고, 제2부분이 용기외측으로 돌출되는 특성부재를 봉함하기 위하여 전기적 절연재료로 제조된 절연통과 용기내에 수용된 특성부재의 제1부분을 전기적으로 전극에 연결하는 수단과, 용기 외측에 위치한 특성부재의 제2부분을 선택적으로 전기적으로 접지전압 레벨과 연결 및 분리하기 위하여 전체가 용기외에 위치한 수단으로 구성되어 있다.

본 발명의 또 다른 목적, 태양들 및 이점들은 첨부 도면을 참조하는 다음 실시예들의 상세 설명으로부터 명백해질 것이다.

본 발명의 피뢰기의 제1실시예를 제1및 2도에 나타냈다. 용기 20은 전기적 도전금속으로 제조되고 접지전압 레벨로 유지된다. 용기 20은 케이블 헤드 24에 연결된 전극 22를 봉함하고 있다. 케이블 헤드 24는 용기 20을 관통하고 전선과 용기 20으로부터 전선을 절연시키기 위하여 전선을 둘러쌓은 애자로 이루어져 있다. 용기20은 예를 들어 SF₀등의 절연가스로 채워져 있다.

피뢰기 28이 용기 20상에 장착되고, 피뢰기 28은 전기적 절연재료로 만들어진 원통형 절연통을 갖고 있다.

절연통 30은 그 측부에 플랜지 32를 갖고 있다. 피뢰기 28은 약 절반이 용기 20 내에 삽입되어 플랜지 32로 용기 20에 고정된다. 플랜지 32는 용기 20내의 절연가스 26을 밀봉하기 위한 밀봉링 34를 갖고 있다. 복수의 특성요소들 38은 절연통 30내부에 축적된다. 제1 및 제2도에서 보는 바와 같이 특성소자들 38의 일부는 용기 20내에 배치되고, 일부는 용기 20의 외측에 배치되어 있다.

특성요소들 38은 정상조건에서 전기적 절연상태이나 임계치보다도 높은 전압이 걸릴때 도통하는 아연산화물 등의 재료로 제조된다.

접지전극 40은 절연통 30의 외측단에 일체로 몰딩되어 있고, 특성요소들 38과 접촉상태에서 대기에 노출되어 있다.

접지전극 40은 접지전위에 부착되는 접지도체 44에 탈착가능하게 연결되는 접지도체 커플링 유니트 42를 갖고 있다.

절연통 30은 접지도체 44의 일부를 덮고 접지전극 40의 측부를 넘어 둘러쌓면서 뻗어있는 절연 스커트 46을 갖고 있다.

전기적으로 도전 캡 48은 절연통 30의 내측단에 고정되어 있으며, 또한 절연가스 26내의 전극 22와 접촉되어 있다. 전기적 도전 스프링 50이 캡 48과 특성요소들 38사이에 삽입되어 있어 전기적으로 캡 48과 특성요소들 38을 연결시키도록 특성요소들 38을 접지전극 40으로 밀어주어 특성요소들 38과 접지전극 40과의 접촉을 확실하게 하고 있다.

절연통 30은 절연과 부식방지를 위한 질소등의 가스로 채워진다.

내전압시험이 완료되었을때 접지도체 44는 제2도에 나타낸 바와 같이 제거된다.

본 실시예에 의하면, 절연통 30의 약 절반은 용기 20 외부로 돌출되고, 그 결과로 절연통 30 내의 특성요소들 38의 일부는 용기 20밖으로 위치되게 된다. 따라서, 용기 20의 높이는 용기 20내에 절연통 30전체가 위치될 경우에 비해서 크게 감소된다.

전압분담율 특성을 제3 및 4도에 나타냈다. 높이 또는 거리는 수평축선을 따라서 취했고, 전압분담율은 수직선을 따라서 취했다.

제2도에 나타낸 바와 같이 H₁은 용기 20의 벽으로부터 전극 22의 거리를 지시하고, H₂는 용기 20의 벽으로부터 특성요소들 38의 외측단의 거리를, H₃은 특성요소들 38과 스커트 46의 팁간의 거리를, H₄는 접지전극 40의 단을 넘어서 뻗은 스커트의 길이를 지시하고 있다.

제3도는 피뢰기 28이 동작중 또는 접지도체 44가 제1도에 나타낸 바와 같이 연결되었을 때의 전압분담율을 나타내고 있다.

전극 22와 용기 20간의 전압은 제3도의 선 A로 나타낸 바와 같이 절연가스 26내에서 거리 H₁에서 직선성으로 분담된다. 같은 전압이 제3도의 선 B로 나타낸 바와 같이 특성요소들 38내의 거리 H₁과 H₂에서 직선성으로 분담된다.

캡 48과 스프링 50의 높이들과 용기 20의 벽두께는 여기에서는 무시했다.

선 B는 직선성이다. 왜냐하면 중압(重壓)(36KV이하)에 있어서는 직렬로 된 특성요소들 38의 수는 적고 특성요소 38한개당의 자기 정전용량이 접지에 대한 특성요소들 38의 부유정전 용량보다도 훨씬 크기 때문이다.

따라서, 축방향의 특성요소들 38의 전압분담율은 특성요소들 38의 자기용량에 의해서 결징된다. 결과적으로 특성요소들 38의 일부가 용기 20의 외측에 돌출하여도 특성요소들 38의 수명에 하등의 영향을 주지않는 것이다.

제4도는 접지도체가 제2도에 나타낸 바와 같이 분리될 때의 대기중에서의 전압분담을 나타내고 있다.이 경우에 접지전극 40은 전극 22와 동일전압이 되고, 결국 전극 22의 전압이 대기중에 H₂+H₃+H₄에 의해서 직선성으로 분담된다. 이 길이 H₂+H₃+H₄는 점선으로 나타낸 바와 같이 용기 20으로의 스커트 46둘레의 접지전극 40(전극 22와 동일전압을 가짐)의 단부로부터의 방전로를 고려함에 있어서 알 수 있을 것이다. 이 경우에 절연스거트 46은 일종의 배리어 효과를 제공하여 대기중에서도 내전압 특성이 만족된다.

상술한 피뢰기의 제1실시예를 이용하면 다음 이점들을 얻을 수 있다.

(1) 용기 20의 높이를 효과적으로 줄일 수 있으므로 케이블 헤드와 같은 다른 기기의 칫수와의 균형을 유지시킬 수 있다.

(2) 내압시험에 있어서, 용기 20외측에 접지도체를 제거하는 것만으로 충분하다. 이 목적으로 상기 인용 일본특허공고 소58-11726과 일본특허공개 소59-138089에 나타낸 조작봉이나 가동전극을 분리시키는 단로기는 일체 필요로 하지 않는다. 결과적으로, 분리조작은 용이하고 구조는 간략화되고, 절연가스 누출에 관한 신뢰성도 크게 향상된다.

제2실시예를 제5 및 6도를 참조하여 설명하겠다. 제1실시예와 공통인 부분은 동일 부호로 지시하고 그들의 설명을 생략하였다.

피뢰기 100은 절연가스 26이 채워진 용기 20상에 장치되어 있다. 피뢰기 100은 전기 절연재료로 만들어진 원통헝 외측절연통 102를 갖고 있다. 외측 절연통 102는 그 측부에 플랜지 104를 갖고 피뢰기 100은 플랜지 104를 갖는 용기 20내에 약 절반이 들어가서 취부된다. 플랜지 104는 절연가스 26을 밀봉하는 밀봉링을 갖고 있다.

내측 절연통 106은 외측절연통 102내에 수용되고 특성요소들 38이 내측 절연통 106내에 쌓인다. 특성요소들 38중 일부는 용기내에 배치되고 일부는 용기외부에 배치된다.

외측절연통 102의 외측단은 절연재료로 만들어진 탈착가능한 덮개 108을 갖고 있다. 이 덮캐 108에는 덮개를 관통하는 접지전극 110이 설비되어 있다. 접지전극 110은 접지에 연결되어 있다.

전극 112는 외측절연통 l02의 내측단에 설비되어 있다. 전극 112는 케이블 헤드 24에 용기 20내의 도전체 114로 전기적으로 연결되어 있다. 내측절연통 106은 상단에 상부 접촉자 116a를 하단에 하부 접촉자 116b를 갖고 있으며, 이들은 일련의 특성요소를 38의 단부들과 접촉하고 있다. 도전스프링 118이 덮개 108과 내측절연통 106사이에 삽입되어 있어, 전극 112와 상부 접촉자 116a간에는 양호한 접촉들이 확보된다.

내압시험을 실시할때에 제6도에 나타낸 바와 같이 접지전극 110을 갖는 덮개 108 및 스프링 118 및 내측절연통 106내에 수용된 특성요소들 38을 꺼낸다.

본 실시예의 전압분담율 특성을 제3 및 4도와 같이 제7 및 8도에 나타냈다. 제5도에 나타낸 바와 같이 H₅는 용기 20의 벽으로부터의 전극 112의 거리를 지시하고 있다. 제6도에 나타낸 바와 같이 H₇은 용기 20의 벽으로부터의 외측절연통 102의 외측단의 거리를 지시하고 있고, H₈은 외측절연통 102의 외측단으로부터의 전극 112의 거리를 지시한다.

제7도는 피뢰기 100이 제5도에 나타낸 바와 같이 동작중에 있을 때의 전압분담율을 나타내고 있다. 전극 l12와 용기 20간의 전압은 제7도의 선 A로 나타낸 것과 같이 절연가스 26내의 거리 H₅에서 직선성으로 분담된다. 동일전압이 제7도의 선 B로 나타낸 것과 같이 특성요소들 38내의 거리 H₅+H₆에서 직선성으로 분담된다. 스프링 118의 높이와 용기 20의 벽두께는 여기에서 무시하였다.

제8도는 접지전극 110과 특성요소들 38이 제6도에 나타낸 바와 같이 제거되었을 때의 대기중에서의 전압분담을 나타냈다. 이 경우에 전극 112는 대기중에 노출되고, 전극 112의 전압은 대기중에서 H₇+H₈로 직선성으로 분담된다.

상술한 제1실시예의 잇점들(1)과 (2)는 제2실시예에 의해서도 역시 얻어진다. 더욱이 특성요소들의 점검이나 교체는 덮개 108을 열고 내측절연통 106내의 특성요소들 38을 꺼낼 수 있어 용기 20내의 절연가스 26의 누출 우려없이 용이하게 달성할 수 있는 것이다.

제3실시예를 제9도를 참조하여 아래에 설명하겠다. 제1 및 제2실시예와 공통부분은 동일부호로 지시하고, 설명은 생략하였다.

피뢰기 200은 절연가스 26으로 채워진 용기 20상에 장치된다. 피뢰기 200은 전기적 절연재료로 제조된 원통형 절연통 202를 갖고 있다. 절연통 202는 그 측부에 플랜지 204를 갖고 있어 피뢰기 200은 용기 20내에 약 절반이 삽입되어 플랜지에 의해 용기 20에 취부된다. 특성요소를 38은 내측절연통 202내부에 축적된다. 특성요소를 38중 일부는 용기 20내에 배치되고, 일부는 용기 20의 외측에 배치되어 있다.

절연통 202의 외측단은 폐쇄되어 접지전극 206이 그곳에 장치된다. 접지전극 206은 특성요소를 38과 접촉하고 접지전극 206에는 선택적으로 접지에 연결되는 접지단자 208이 설비되어 있다.

축적된 특성요소를 38의 내측단은 용기 20내의 전극 212에 스프링 210과 함께 연결되어 있다.

전극 210은 용기 20내의 케이블 헤드 24에 연결되어 있다. 이 실시예의 전압분담율 특성을 제10도에 나타냈다. 높이 또는 거리를 수평축선을 따라 취하고 전압분담율을 제10도의 수직선을 따라 취했다. H₉는 전극 212의 용기 20의 벽으로부터의 거리를 지시하고 H₁₀은 제9도에 나타낸 바와 같이 용기 20의 벽으로부터의 접지전극 206의 거리를 지시한다.

제10도의 선 A와 B로 나타낸 바와 같이 절연가스 26과 특성요소들 38에서의 전압분담 특성은 제1 및 제2실시예들의 특성들과 동일하다.

선 B로 나타낸 바와 같은 특성요소들 38내의 전압분담 특성은 특성요소 38중의 일부가 용기 20외부로 돌출하였음에도 불구하고 직선성이다. 이것은 제11도에 나타낸 등가회로를 참조하여 설명될 수 있을 것이다. 특성요소를 37의 자체 정전용량를 C₁,…C_n은 각 특성요소와 접지 간에 존재하는 부유정전용량치 C_s보다도 훨씬 크다. 따라서 전압분담율은 특성요소를의 자체 정전용량에 의해서 결정된다. 이것은 제1 및 제2실시예에서 설명된 것과 같은 것이다.

상술한 제l실시예의 이점들 (1)과 (2)는 제3실시예에 의해서도 역시 얻어진다. 전술한 설명은 단지 본발명의 실시예를 설명하기 위한 것으로, 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 요지와 내용에 부합되는 설명된 실시예의 개조를 이 분야에 숙련된 자는 할 수 있으므로 본 발명의 범위는 오직 첨부된 청구범위와 등가물에 의해서만 한정된다.

Claims (4)

1. 전극에 과전압이 걸릴때 전기 절연유체(26)로 채워진 용기(20)내의 전극(22, 112, 212)으로부터 방전시키기 위한 피뢰기(28, 100, 200)에 있어서, 예정치보다도 높은 전압이 걸릴때에만 방전되는 특성부재(38)와, 상기 특성부재를 봉함하기 위하여 전기절연재료로 제조되며 또한 상기 특성부재중의 제1부분은 용기내에삽 입되고, 상기 특성부재의 제2부분은 용기외부로 돌출되게 배치되는 절연통(30, 102, 106, 202)과, 용기내에 수용된 상기 제1부분의 특성부재를 전극에 전기적 연결하기 위한 수단과, 그리고 용기 외부레벨에 위치하는 접지전압을 갖는 용기외부에 위치한 상기 제2부분의 특성부재를 선택적으로 전기적 연결 및 분리를 시키기 위하여 용기의 외부에 전체가 위치하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 피뢰기.
2. 제1항에 있어서, 상기 절연통은 연결 및 분리용 상기 수단의 적어도 일부분은 봉함하는 전기 절연재료로된 절연스커트(46)를 갖는 것을 특징으로 하는 피뢰기.
3. 제1항에 있어서, 상기 절연통은 상기 특성부재를 봉함하는 절연재료의 내측 절연통(106)과 내측절연통을 둘러쌓고 외측절연통으로부터 내측절연통이 탈착가능한 절연재료로 된 외측절연통을 포함하는 것을 특징으로 하는 피뢰기.
4. 제1항에 있어서, 상기 절연통은 상기 용기내의 상기 절연유체를 밀봉하기 위하여 상기 용기에 견고히 고정되는 것을 특징으로 하는 피뢰기.

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