WO2016108592A1 - 가스 절연 개폐기의 전극 장치 - Google Patents

가스 절연 개폐기의 전극 장치 Download PDF

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WO2016108592A1
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coating layer
dielectric constant
gas insulated
insulated switchgear
electrode device
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PCT/KR2015/014433
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English (en)
French (fr)
Inventor
손준호
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Hyosung Corp
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Hyosung Corp
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B13/00—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/035—Gas-insulated switchgear
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G5/00—Installations of bus-bars
    • H02G5/06—Totally-enclosed installations, e.g. in metal casings
    • H02G5/066—Devices for maintaining distance between conductor and enclosure
    • H02G5/068—Devices for maintaining distance between conductor and enclosure being part of the junction between two enclosures

Definitions

  • the present invention is to minimize the shape that the electric field is concentrated by forming a coating layer having a different dielectric constant in the conductor to ensure a stable dielectric strength of the conductor disposed inside the case, more specifically, the electrode of the gas insulated switchgear Relates to a device.
  • GIS Gas Insulated Switchgear
  • SF 6 gas having excellent insulation performance and extinguishing ability as an insulating medium.
  • the gas insulated switchgear is a unit that separates the existing disconnector, the circuit breaker, and the ground switch into an integrated unit so that the management of the device can be efficiently performed, and the volume of the device and the paper can be minimized.
  • the demand for gas insulated switchgear increases, the development of related technologies has been very active.
  • an insulation coating is applied to the conductor portion or the electric field concentrator to prevent the electric field from being concentrated.
  • the material for the insulation coating is stable as an insulation material to which 1Layer coating is applied. The problem is that insulation is not achieved.
  • the insulation coating made of the conventional conductor portion is made without considering the electric field generated by the surface roughness of the conductor portion, causing a problem that can not stably block the phenomenon of the concentration of the electric charge has been required to take measures against this. .
  • Embodiments of the present invention provide an electrode device of a gas insulated switchgear which can maintain a stable dielectric strength by weakening the electric field strength of the insulated gas without concentrating the electric field on the conductor of the gas insulated switchgear.
  • An electrode device of a gas insulated switchgear includes a first coating layer coated with a first dielectric constant to mitigate an electric field with respect to a surface layer on the outer surface of a conductor located inside a case; And a second coating layer formed on the outside of the first coating layer and coated with a second dielectric constant relatively lower than the first dielectric constant.
  • the first dielectric constant is characterized in that formed within a minimum of 3.0 or more up to 9.0.
  • the dielectric material used for the first dielectric layer is characterized in that any one of aluminum oxide or epoxy resin is selectively used.
  • the second coating layer is characterized in that the coating is made of a relatively thick thickness than the first coating layer.
  • the first coating layer is characterized in that the coating thickness is formed to a minimum of 3 micrometers or more up to 1mm.
  • the second dielectric constant is characterized in that formed in at least 2.0 or more up to 5.0.
  • the dielectric material used for the second dielectric layer is characterized in that any one of epoxy resin or polytetrafluoroethylene is selectively used.
  • the second coating layer is characterized in that the coating thickness is formed within a minimum of 30 micrometers or more up to 10mm.
  • the difference between the first dielectric constant and the second dielectric constant is at least one.
  • the conductor is characterized in that the electropolishing treatment is performed secondarily after the primary surface treatment is performed through tunnel etching before the first and second coating layers are formed.
  • An electrode device of a gas insulated switchgear includes a first coating layer having a first dielectric constant having 5.0 to mitigate an electric field with respect to a surface layer of a conductor located inside a case; And a second coating layer formed on an outer side of the first coating layer and having a second dielectric constant of 2.1 which is relatively lower than the first dielectric constant.
  • the first coating layer is characterized in that the coating thickness is formed to a minimum of 3 micrometers or more up to 1mm.
  • the second coating layer is characterized in that the coating thickness is formed within a minimum of 30 micrometers or more up to 10mm.
  • An electrode device of a gas insulated switchgear includes a first coating layer having a first dielectric constant having 5.0 to mitigate an electric field with respect to a surface layer of a conductor located inside a case; And a second coating layer formed on an outer side of the first coating layer and having a second dielectric constant of 2.1, which is relatively lower than the first dielectric constant, wherein the second coating layer has a relatively thick thickness than the first coating layer. Characterized in that made.
  • the dielectric material used for the first permittivity is characterized in that any one of aluminum oxide or epoxy resin is selectively used.
  • the dielectric material used for the second dielectric constant is characterized in that any one of epoxy resin or polytetrafluoroethylene is selectively used.
  • Embodiments of the present invention can minimize the surface roughness of the conductor to improve the coating adhesion of the first and second coating layers, to form a coating layer with a different dielectric constant to minimize the phenomenon that the electric field is concentrated in the conductor and injected into the case
  • the dielectric strength can be improved by relaxing the maximum electric field of the insulating gas.
  • the dielectric strength can be kept stable, thereby minimizing the dielectric breakdown voltage.
  • FIG. 1 is a view showing an example in which the electrode device of the gas insulated switchgear according to the first embodiment of the present invention is installed.
  • FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view of an electrode device of a gas insulated switchgear according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a graph showing the electric field strength according to the distance between the electrode device and the experimental group of the gas insulated switchgear according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view of an electrode device of a gas insulated switchgear according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a longitudinal cross-sectional view of an electrode device of a gas insulated switchgear according to a third embodiment of the present invention.
  • the electrode device 1 of the gas insulated switchgear according to the first embodiment of the present invention may be any one of a bus bar conductor or a bushing conductor or an insulating gas positioned inside a case in which the insulating gas is injected. It can be used to apply to all the components used for other purposes to alleviate the electric field due to high voltage inside the case is injected is not limited to the form shown in the drawings.
  • FIG. 1 is a view showing an example in which the electrode device of the gas insulated switchgear according to the first embodiment of the present invention is installed
  • FIG. 2 is the type of the electrode device of the gas insulated switchgear according to the first embodiment of the present invention.
  • 3 is a graph showing the electric field strength according to the distance between the electrode device and the experimental group of the gas insulated switchgear according to the first embodiment of the present invention.
  • the electrode device 1 of the gas insulated switchgear is coated with a first coating layer 10 and a second coating layer 20 having different dielectric constants on the surface layer of the conductor 2.
  • the first coating layer 10 is coated with a first dielectric constant to alleviate the electric field on the surface layer outside the conductor 2
  • the second coating layer 20 is formed on the outside of the first coating layer and
  • the coating is made with a second dielectric constant relatively lower than the first dielectric constant.
  • the dielectric constant of the first coating layer 10 and the second coating layer 20 is different from each other, the first dielectric constant formed on the first coating layer 10 is formed to be at least 3.0 and up to 9.0, the second The second dielectric constant of the dielectric layer is formed to be at least 2.0 and at most 5.0.
  • the reason why the first permittivity has a relatively high permittivity relative to the second permittivity is to relatively relax the electric field in the surface layer of the conductor 2 so as to minimize the diffusion of the electric field into the case where the insulating gas is injected. to be.
  • the second dielectric layer is composed of a second dielectric constant and has a range as described above to lower the electric field generated from the insulating gas.
  • the electric field is concentrated in a specific conductor located inside the case. This is because stable insulation performance can be maintained to reduce the maximum electric field of insulation gas.
  • the spacing between the plurality of conductors becomes closer to each other, thus inducing a stable insulating atmosphere through the insulating gas and at the same time forming a coating layer having different permittivity on the surface layer of the conductor to protect the electrodes. Because it is advantageous.
  • the first dielectric layer is variously selected within the above-described range of the first dielectric constant, which means that at least 3.0 means that the number of conductors disposed inside the case is small or that the separation distance between the plurality of conductors is relatively sufficiently spaced.
  • the meaning of 9.0 may be a state where a large number of conductors are disposed inside the case, or when a separation distance between a plurality of conductors is relatively close, but a dielectric constant of 9.0 may be present even when a separation distance exists. Note that it is also possible to configure the first coating layer (10).
  • the dielectric material used for the first coating layer 10 either aluminum oxide or epoxy resin is optionally used.
  • the aluminum oxide has a strong resistance to corrosion and abrasion and is used as an insulator. It is easy to process.
  • the first coating layer 10 has a coating thickness d1 of at least 3 micrometers and at most 1 millimeter, and is coated with a thickness different from the coated thickness d2 of the second coating layer 20 to be described later.
  • the second dielectric constant of the second coating layer 20 is formed to be at least 2.0 and up to 5.0, and the reason for maintaining the dielectric constant of the second coating layer 20 within this range is due to the insulating gas injected into the case. Since the insulating atmosphere is stably maintained around the conductor 2, the insulation 2 has a relatively small value compared to the first dielectric constant of the first coating layer 10.
  • the second coating layer 20 is coated with a relatively thicker thickness than the first coating layer 10, for example, the coating thickness is formed to at least 30 micrometers or more and up to 10 mm, which may be generated from the insulating gas. Minimize the electric field.
  • dielectric material used for the second dielectric constant either epoxy resin or polytetrafluoroethylene is optionally used.
  • Other dielectric materials having a function similar to the above-described dielectric material may be used. Can be.
  • the second coating layer 20 is coated with a relatively thicker thickness than the first coating layer 10, the maximum of the insulating gas at a specific position where the electric field of the conductor is concentrated according to the thickness of the second coating layer (20) Since the electric field may be relatively reduced, the thickness of the second coating layer 20 is formed to be thicker than the thickness of the first coating layer 10 as described above.
  • the conductor 2 is coated with a high first dielectric constant capable of mitigating electric field concentration as much as possible in consideration of the roughness of the surface layer, and the second coating layer 20 is first insulated to minimize the maximum electric field of the insulating gas.
  • the coating is made with a second dielectric constant relatively lower than the first dielectric constant of the layer.
  • the difference between the first dielectric constant and the second dielectric constant is maintained at least one, but preferably has a difference of at least one in order to maintain a stable dielectric strength, and when kept below 1, electric field concentration on the surface layer of the conductor 2 is maintained. It is desirable to have a difference of at least 1 because it may be difficult to cause or stably maintain the electric field of the insulating gas.
  • the concentration of the electric field may vary according to the roughness of the surface layer, and it is preferable that the edges or angled portions of the surface layer with respect to the conductor 2 are kept as small as possible, in this embodiment, the first and second coating layers.
  • An electric field that can be generated in the conductor 2 is formed by performing a secondary electropolishing treatment after the first surface treatment is performed through tunnel etching before the formation of the (10,20). Minimize concentration
  • Tunnel etching is performed using phosphate.
  • the surface layer of the conductor 2 is processed to maintain the concave-convex shape as shown in the drawing, and the angled portions of the corner portions protruding through the electropolishing process are rounded as round as possible. Process to maintain shape.
  • FIG. 3 is a graph showing electric field strength according to the distance between the electrode device and the test groups of the gas insulated switchgear according to the first embodiment of the present invention.
  • One draft is experiment group 2, the graph shown by the thick line is this invention, and the graph shown by the dotted line is experiment group 3.
  • Experimental Group 1 tested the electric field strength according to distance in the state that no coating layer was formed on the conductor.
  • Experimental Group 2 tested the electric field strength in the state of forming a single coating layer having high dielectric constant on the conductor. The field strength was tested in the form of a single coating layer having a low dielectric constant.
  • the electrode by the double coating layer according to the present invention has a relatively low electric field strength according to the distance compared to the experimental groups 1 to 3, so that the first coating layer 10 and the first coating layer on the outside of the conductor 10 according to the present invention. It can be seen that the configuration in which the second coating layer 20 is formed prevents the electric field of the conductor 10 from increasing and relatively lowers the risk of dielectric breakdown.
  • the electrode device 1a of the gas insulated switchgear according to the second embodiment of the present invention has a first dielectric constant formed to mitigate an electric field with respect to the surface layer of the conductor 2 located inside the case.
  • a first coating layer 100 composed of 5.0;
  • a second coating layer 200 formed on the outside of the first coating layer 100 and having a second dielectric constant relatively lower than the first dielectric constant of 2.1.
  • the electrode device 1a of the gas insulated switch has limited the dielectric constant of the first coating layer 100 and the dielectric constant of the second coating layer 200 to a specific dielectric constant capable of maintaining an optimal electric field state. Due to the first dielectric constant of the first coating layer 100 and the second dielectric constant of the second coating layer 200, the electric field in the surface layer is relaxed without concentration in the conductor 2, and the second dielectric constant of the second coating layer 200 is reduced. Due to this, it is possible to stably maintain the diffusion of the electric field of the insulating gas.
  • the present invention is a coating thickness of the first coating layer 100 is formed to a minimum of 3 micrometers or more and up to 1 mm, the second coating layer 200 is a coating thickness of at least 30 micrometers or more up to 10 mm Is formed.
  • the dielectric constants of the first coating layer 100 and the second coating layer 200 are different from each other, and the reason why the first dielectric constant has a relatively high dielectric constant relative to the second dielectric constant is the surface layer of the conductor 2. This is to minimize the electric field spreading in the case in which the insulating gas is injected by relatively relaxing the electric field at.
  • the second dielectric layer is composed of a second dielectric constant and has a range as described above to lower the electric field generated from the insulating gas.
  • the electric field is concentrated in a specific conductor located inside the case. This is because stable insulation performance can be maintained to reduce the maximum electric field of insulation gas.
  • the spacing between the plurality of conductors becomes closer to each other, thus inducing a stable insulating atmosphere through the insulating gas and at the same time forming a coating layer having different permittivity on the surface layer of the conductor to protect the electrodes. Because it is advantageous.
  • the dielectric material used for the first coating layer 100 either aluminum oxide or epoxy resin is optionally used.
  • the aluminum oxide has a strong resistance to corrosion and abrasion and is used as an insulator. It is easy to process.
  • the first coating layer 100 has a coating thickness d1 of at least 3 micrometers and at most 1 millimeter, and is coated with a thickness different from the coating thickness d2 of the second coating layer 200 to be described later.
  • the second coating layer 200 is coated with a relatively thick thickness compared to the first coating layer 100, for example, the coating thickness is formed to at least 30 micrometers or more and up to 10 mm, which may be generated from the insulating gas. Minimize the electric field.
  • dielectric material used for the second dielectric constant either epoxy resin or polytetrafluoroethylene is optionally used.
  • Other dielectric materials having a function similar to the above-described dielectric material may be used. Can be.
  • the second coating layer 200 is coated with a relatively thick thickness than the first coating layer 100, the maximum of the insulating gas at a specific position where the electric field of the conductor is concentrated according to the thickness of the second coating layer 200 Since the electric field may be relatively reduced, the thickness of the second coating layer 200 is formed to be thicker than the thickness of the first coating layer 100 as described above.
  • the conductor 2 is coated with a high first dielectric constant capable of mitigating electric field concentration as much as possible in consideration of the roughness of the surface layer, and the second coating layer 200 has a first insulation to minimize the maximum electric field of the insulating gas.
  • the coating is made with a second dielectric constant relatively lower than the first dielectric constant of the layer.
  • the difference between the first dielectric constant and the second dielectric constant is maintained at least one, but preferably has a difference of at least one in order to maintain a stable dielectric strength, and when kept below 1, electric field concentration on the surface layer of the conductor 2 is maintained. It is desirable to have a difference of at least 1 because it may be difficult to cause or stably maintain the electric field of the insulating gas.
  • the concentration of the electric field may vary according to the roughness of the surface layer, and it is preferable that the edges or angled portions of the surface layer with respect to the conductor 2 are kept as small as possible, in this embodiment, the first and second coating layers.
  • the electropolishing process is performed secondarily, thereby concentrating the electric field concentration that may be generated in the conductor (2).
  • Tunnel etching is performed using phosphate.
  • the surface layer of the conductor 2 is processed to maintain the concave-convex shape as shown in the drawing, and the angular portion of the corner portion is rounded as round as possible by electrolytic polishing. Process to maintain shape.
  • the electrode device 1b of the gas insulated switchgear has a first coating layer 1000 having a first dielectric constant of 5.0 formed to mitigate an electric field with respect to the surface layer of the conductor 2 located inside the case. ; And a second coating layer 2000 formed on an outer side of the first coating layer 1000 and having a relatively low second dielectric constant of 2.1, wherein the second coating layer 2000 is the first coating layer. It is characterized in that the coating is made of a relatively thick thickness compared to (1000).
  • the thickness d2 of the second coating layer 2000 is formed to be thicker than the thickness d1 of the first coating layer 1000 is at a specific position where the electric field of the conductor is concentrated according to the thickness of the second coating layer 2000. Since the maximum electric field of the insulating gas may be relatively reduced, the thickness of the second coating layer 2000 is formed to be thicker than the thickness of the first coating layer 1000 as described above.
  • the coated thickness of the first coating layer 1000 is formed to be at least 3 micrometers and up to 1 mm, and the second coating layer 2000 is formed to have a coated thickness of at least 30 micrometers and up to 10 mm.
  • the dielectric constants of the first coating layer 1000 and the second coating layer 2000 are different from each other.
  • the reason why the first dielectric constant has a relatively high dielectric constant relative to the second dielectric constant is that the surface layer of the conductor 2. This is to minimize the electric field spreading in the case in which the insulating gas is injected by relatively relaxing the electric field at.
  • the second dielectric layer is composed of a second dielectric constant and has a range as described above to lower the electric field generated from the insulating gas.
  • the electric field is concentrated in a specific conductor located inside the case. This is because stable insulation performance can be maintained to reduce the maximum electric field of insulation gas.
  • the spacing between the plurality of conductors becomes closer to each other, thus inducing a stable insulating atmosphere through the insulating gas and at the same time forming a coating layer having different permittivity on the surface layer of the conductor to protect the electrodes. Because it is advantageous.
  • the dielectric material used for the first coating layer 1000 either aluminum oxide or epoxy resin is optionally used.
  • the aluminum oxide has a strong resistance to corrosion and abrasion and is mainly used as an insulator. It is easy to process.
  • the first coating layer 1000 is formed in a coating thickness of at least 3 micrometers or more and within a maximum of 1 mm and is coated with a thickness different from that of the second coating layer 2000 which will be described later.
  • the second coating layer 2000 is coated with a relatively thicker thickness than the first coating layer 1000.
  • the second coating layer 2000 may be formed in an insulating gas because the coated thickness is formed within at least 30 micrometers and up to 10 mm. Minimize the electric field.
  • dielectric material used for the second dielectric constant either epoxy resin or polytetrafluoroethylene is optionally used.
  • Other dielectric materials having a function similar to the above-described dielectric material may be used. Can be.
  • Conductor 2 is coated with a high first dielectric constant to reduce the concentration of the electric field as much as possible in consideration of the roughness of the surface layer, the second coating layer 2000 is the first insulating layer to minimize the maximum electric field of the insulating gas The coating is made with a second dielectric constant relatively lower than the first dielectric constant of.
  • the difference between the first dielectric constant and the second dielectric constant is maintained at least one, but preferably has a difference of at least one in order to maintain a stable dielectric strength, and when kept below 1, electric field concentration on the surface layer of the conductor 2 is maintained. It is desirable to have a difference of at least 1 because it may be difficult to cause or stably maintain the electric field of the insulating gas.
  • the concentration of the electric field may vary according to the roughness of the surface layer, and it is preferable that the edges or angled portions of the surface layer with respect to the conductor 2 are kept as small as possible, in this embodiment, the first and second coating layers.
  • Tunnel etching is performed using phosphate.
  • the surface layer of the conductor 2 is processed to maintain the concave-convex shape as shown in the drawing, and the angular portion of the corner portion is rounded as round as possible by electrolytic polishing. Process to maintain shape.

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Abstract

가스 절연 개폐기의 전극 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 절연 개폐기의 전극 장치는 케이스 내부에 위치된 도체 외측의 표면층에 대한 전계를 완화하기 위해 제1 유전율로 코팅이 이루어진 제1 코팅층; 및 상기 제1 코팅층의 외측에 형성되고 상기 제1 유전율보다 상대적으로 낮은 제2 유전율로 코팅이 이루어진 제2 코팅층을 포함한다.

Description

가스 절연 개폐기의 전극 장치
본 발명은 케이스의 내부에 배치된 도체의 안정적인 절연내력을 확보하기 위해 서로 다른 유전율로 이루어진 코팅층을 상기 도체에 형성하여 전계가 집중되는 형상을 최소화하기 위한 것으로서, 보다 상세하게는 가스 절연 개폐기의 전극 장치에 관한 것이다.
일반적으로 최근 산업의 발달로 인한 전력 수요의 급증에 따라 전력 계통도 대용량, 초고압화 되어가고 있으며, 이에 따른 전력 설비의 안정화 및 신뢰도는 매우 중요한 사항으로 대두되고 있다. 전력 수요의 급증에 따른 초고압 변전 설비는 용지 확보의 곤란, 유지 보수 비용의 과다, 안전성 확보 등의 이유로 주회로 계통은 밀폐, 은폐화되고 제어 계통은 전자화되는 추세로 급속도로 변화되고 있으며, 이러한 추세에 따라 기존의 공기 또는 유류 절연형 변전설비는 가스 절연형 변전 설비로 교체되어 가고 있다.
가스 절연 개폐 장치(GIS: Gas Insulated Switchgear)는 차단기, 단로기, 접기 개폐기 등의 개폐 설비와, 변성기, 피뢰기, 주 회로 모선 등을 금속제 압력 용기 내에 일괄 수납하고, 충전부는 고체 절연물(spacer)로 지지하고 있으며 탱크 내부에는 절연 성능과 소호 능력이 우수한 SF6　가스를 절연 매체로 하여 충진 밀봉한 변전 설비 시스템을 말한다.
이러한 가스 절연 개폐 장치는 기존에 분리 구성되어 있던 단로기, 차단기, 접지 개폐기 등을 일체형으로 유니트화 함으로써, 장치의 관리를 효율적으로 할 수 있음은 물론 장치의 점유 용적 및 용지를 최소화할 수 있는 특징을 가지며, 최근 가스 절연 개폐 장치의 수요 급증에 따라 관련 분야의 기술 개발이 매우 활발하게 진행되고 있다.
특히 차단기의 외함 내부 절연력을 확보하기 위해 도체부 또는 전계 집중부에 절연 코팅을 실시하여 전계가 집중되는 것을 방지하기 위해 노력하고 있으나, 상기 절연 코팅을 위한 소재는 1Layer 코팅이 적용된 절연소재로서 안정적인 절연이 이루어지지 않는 문제점이 유발되었다.
특히 상기 가스 절연 개폐 장치에 대한 설치비용과 제작비용에 대한 감소를 위해 가스 절연 개폐 장치의 사이즈가 지속적으로 축소되면서 설비간에 배치된 간격이 상대적으로 가까워지게 되었고 이로 인해 전계가 집중되면서 가스 절연 성능이 우수한 기체 절연층의 주입에도 불구하고 절연이 안정적으로 이루어지지 않는 문제점이 발생되었다.
또한 종래의 도체부에 이루어진 절연 코팅은 상기 도체부의 표면 거칠기에 의해 발생되는 전계는 고려하지 않은 상태로 이루어지면서 전게가 집중되는 현상을 안정적으로 차단하지 못하는 문제점이 유발되어 이에 대한 대책이 필요하게 되었다.
본 발명의 실시 예들은 가스 절연 개폐 전극의 도체에 대한 전계가 집중되지 않고 절연 가스의 전계 강도를 약화시켜 안정적인 절연 내력을 유지할 수 있는 가스 절연 개폐기의 전극 장치을 제공하고자 한다.
본 발명의 제1 실시 예에 의한 가스 절연 개폐기의 전극 장치는 케이스 내부에 위치된 도체 외측의 표면층에 대한 전계를 완화하기 위해 제1 유전율로 코팅이 이루어진 제1 코팅층; 및 상기 제1 코팅층의 외측에 형성되고 상기 제1 유전율보다 상대적으로 낮은 제2 유전율로 코팅이 이루어진 제2 코팅층을 포함한다.
상기 제1 유전율은 최소 3.0 이상 최대 9.0 이내로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 유전층에 사용되는 유전 물질은 산화알루미늄 또는 에폭시 레진(epoxy resin) 중의 어느 하나가 선택적으로 사용되는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 코팅층은 상기 제1 코팅층에 비해 상대적으로 두꺼운 두께로 코팅이 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 제1 코팅층은 코팅된 두께가 최소 3 마이크로 미터 이상 최대 1미리 이내로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 유전율은 최소 2.0 이상 최대 5.0 이내로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 유전층에 사용되는 유전물질은 에폭시 레진(epoxy resin) 또는 폴리테트라 플루오로에틸렌 (polytetrafluoroethylene) 중의 어느 하나가 선택적으로 사용되는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 코팅층은 코팅된 두께가 최소 30 마이크로 미터 이상 최대 10미리 이내로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 유전율과 제2 유전율의 차이는 적어도 1이상인 것을 특징으로 한다.
상기 도체는 상기 제1,2 코팅층이 형성되기 이전에 터널 에칭(tunnel etching)을 통해 1차 표면 처리가 이루어진 이후에 2차로 전해 연마(electro polishing) 처리가 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2 실시 예에 의한 가스 절연 개폐기의 전극 장치는 케이스 내부에 위치된 도체의 표면층에 대한 전계를 완화하기 위해 5.0을 갖는 제1 유전율로 이루어진 제1 코팅층; 및 상기 제1 코팅층의 외측에 형성되고 상기 제1 유전율보다 상대적으로 낮은 2.1의 제2 유전율로 이루어진 제2 코팅층을 포함한다.
상기 제1 코팅층은 코팅된 두께가 최소 3 마이크로 미터 이상 최대 1미리 이내로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 코팅층은 코팅된 두께가 최소 30 마이크로 미터 이상 최대 10미리 이내로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제3 실시 예에 의한 가스 절연 개폐기의 전극 장치는 케이스 내부에 위치된 도체의 표면층에 대한 전계를 완화하기 위해 5.0을 갖는 제1 유전율로 이루어진 제1 코팅층; 및 상기 제1 코팅층의 외측에 형성되고 상기 제1 유전율보다 상대적으로 낮은 2.1의 제2 유전율로 이루어진 제2 코팅층을 포함하되, 상기 제2 코팅층은 상기 제1 코팅층에 비해 상대적으로 두꺼운 두께로 코팅이 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 제1 유전율에 사용되는 유전 물질은 산화알루미늄 또는 에폭시 레진(epoxy resin) 중의 어느 하나가 선택적으로 사용되는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 유전율에 사용되는 유전 물질은 에폭시 레진(epoxy resin) 또는 폴리테트라 플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene) 중의 어느 하나가 선택적으로 사용되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예들은 도체의 표면 거칠기를 최소화하여 제1,2 코팅층의 코팅 부착력이 향상되고, 서로 다른 유전율로 코팅층을 형성하여 상기 도체에서 전계가 집중되는 현상을 최소화할 수 있고 케이스 내부에 주입된 절연 가스의 최대 전계를 완화시켜 절연 내력을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 케이스의 사이즈가 작아지고 도체들 간의 간격이 근접 배치되는 경우에도 절연 내력이 안정적으로 유지되어 절연 파괴 전압을 최소화 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 가스 절연 개폐기의 전극 장치가 설치된 일 예를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 가스 절연 개폐기의 전극 장치의 종 단면도.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 가스 절연 개폐기의 전극 장치와 실험군들간의 거리에 따른 전계 강도를 도시한 그래프.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 가스 절연 개폐기의 전극 장치의 종 단면도.
도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 의한 가스 절연 개폐기의 전극 장치의 종 단면도.
본 발명의 제1 실시 예에 의한 가스 절연 개폐기의 전극 장치(1)는 절연 가스가 주입된 케이스 내부에 위치된 버스 바 컨덕터(bus bar conductor) 또는 부싱 컨덕터(Bushing conductor) 중의 어느 하나 또는 절연가스가 주입된 케이스 내부에서 고전압으로 인한 전계를 완화하기 위한 다른 용도로 사용되는 모든 구성품에 적용 시켜 사용가능하며 도면에 도시된 형태에 한정하지 않는다.
참고로 도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 가스 절연 개폐기의 전극 장치가 설치된 일 예를 도시한 도면 이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 가스 절연 개폐기의 전극 장치의 종 단면도 이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 가스 절연 개폐기의 전극 장치와 실험군들간의 거리에 따른 전계 강도를 도시한 그래프 이다.
첨부된 도 1 내지 도 2를 참조하면, 가스 절연 개폐기의 전극 장치(1)는 도체(2)의 표면층에 각기 서로 다른 유전율을 갖는 제1 코팅층(10)과 제2 코팅층(20)이 코팅되는데, 상기 제1 코팅층(10)은 도체(2) 외측의 표면층에 대한 전계를 완화하기 위해 제1 유전율로 코팅이 이루어지고, 상기 제2 코팅층(20)은 상기 제1 코팅층의 외측에 형성되고 상기 제1 유전율보다 상대적으로 낮은 제2 유전율로 코팅이 이루어진다.
특히 본 실시 예는 제1 코팅층(10)과 제2 코팅층(20)의 유전율이 서로 상이한데, 상기 제1 코팅층(10)에 형성된 제1 유전율은 최소 3.0 이상 최대 9.0 이내로 형성되고, 상기 제2 유전층의 제2 유전율은 최소 2.0 이상 최대 5.0 이내로 형성된다.
여기서 제1 유전율이 제2 유전율에 비해 상대적으로 큰 유전율을 갖는 이유는 상기 도체(2)의 표면층에서의 전계를 상대적으로 완화시켜 절연 가스가 주입된 케이스의 내부로 전계가 확산되는 것을 최소화하기 위해서이다.
상기 제2 유전층은 제2 유전율로 구성되고 상기 절연 가스에서 발생되는 전계를 낮추기 위해 위와 같은 범위값을 갖는데, 이와 같이 서로 다른 유전율로 구성될 경우 케이스 내부에 위치된 특정 도체에서 전계가 집중되는 경우에도 안정적인 절연 성능이 유지되어 절연 가스의 최대 전계를 감소시킬 수 있기 때문이다.
특히 케이스의 크기가 점점 작아지면서 다수개의 도체들간의 배치 간격이 서로 간에 가까워지므로 절연 가스를 통한 안정적인 절연 분위기를 유도함과 동시에 도체의 표면층에 서로 다른 유전율을 갖는 코팅층을 형성하여 전극을 보호하는 것이 더욱 유리하기 때문이다.
제1 유전층은 전술한 제1 유전율의 범위 이내에서 다양하게 선택되는데, 최소 3.0의 의미는 케이스의 내부에 배치된 도체의 개수가 적은 상태이거나, 다수개의 도체들간의 이격 거리가 상대적으로 충분히 이격될 경우에 해당되고, 9.0의 의미는 케이스의 내부에 배치된 도체의 개수가 많은 상태이거나, 다수개의 도체들간의 이격 거리가 상대적으로 가깝게 배치될 경우일 수 있으나 이격 거리가 존재하는 경우에도 9.0의 유전율로 제1 코팅층(10)을 구성하는 것도 가능함을 밝혀둔다.
제1 코팅층(10)에 사용되는 유전 물질은 산화알루미늄 또는 에폭시 레진(epoxy resin) 중의 어느 하나가 선택적으로 사용되는데, 상기 산화알루미늄은 부식과 마모에 강한 저항력을 가지고 있고 절연체로 주요 사용되는 재질로서 가공이 용이한 특징을 가지고 있다.
제1 코팅층(10)은 코팅된 두께(d1)가 최소 3 마이크로 미터 이상 최대 1미리 이내로 형성되며 후술할 제2 코팅층(20)의 코팅된 두께(d2)와 상이한 두께로 코팅된다.
제2 코팅층(20)의 제2 유전율은, 최소 2.0 이상 최대 5.0 이내로 형성되는데, 상기 제2 코팅층(20)의 유전율이 이와 같이 범위 이내가 유지되는 이유는 케이스의 내부로 주입된 절연 가스에 의해 도체(2) 주변에서 절연 분위기가 안정적으로 유지되므로 상기 제1 코팅층(10)의 제1 유전율에 비해 상대적으로 작은 값으로 구성된다.
제2 코팅층(20)은 상기 제1 코팅층(10)에 비해 상대적으로 두꺼운 두께로 코팅이 이루어지는데, 일 예로 코팅된 두께가 최소 30 마이크로 미터 이상 최대 10미리 이내로 형성되어 절연 가스에서 발생될 수 있는 전계를 최소화 시킨다.
제2 유전율에 사용되는 유전물질은 에폭시 레진(epoxy resin) 또는 폴리테트라 플루오로에틸렌 (polytetrafluoroethylene) 중의 어느 하나가 선택적으로 사용되는데, 전술한 유전물질과 유사한 기능을 하는 다른 유전물질이 사용되는 것도 가능할 수 있다.
제2 코팅층(20)은 상기 제1 코팅층(10)에 비해 상대적으로 두꺼운 두께로 코팅이 이루어지는데, 상기 제2 코팅층(20)의 두께에 따라 도체의 전계가 집중되는 특정 위치에서 절연 가스의 최대 전계가 상대적으로 감소될 수 있기 때문에 위와 같이 제2 코팅층(20)의 두께가 제1 코팅층(10)의 두께보다는 두꺼운 두께로 형성된다.
또한 도체(2)는 표면층의 거칠기를 고려하여 최대한 전계 집중을 완화할 수 있는 높은 제1 유전율로 코팅을 실시하고, 상기 제2 코팅층(20)은 절연 가스의 최대 전계를 최소화 하기 위해 제1 절연층의 제1 유전율 보다는 상대적으로 낮은 제2 유전율로 코팅이 이루어진다.
상기 제1 유전율과 제2 유전율의 차이는 적어도 1이상이 유지되는데 안정적인 절연 내력을 유지하기 위해 1이상의 차이를 갖는 것이 바람직하며, 1 이하로 유지될 경우 도체(2)의 표면층에 대한 전계 집중을 유발하거나, 절연 가스의 전계를 안정적으로 유지하기 어려울 수 있으므로 1이상 차이를 갖는 것이 바람직하다.
도체(2)는 표면층의 거칠기에 따라 전계 집중이 변화될 수 있으며, 상기 도체(2)에 대한 표면층에서 모서리지거나 각진 부분이 최대한 적게 유지되는 것이 바람직 한데, 본 실시 예의 경우 상기 제1,2 코팅층(10,20)이 형성되기 이전에 터널 에칭(tunnel etching)을 통해 1차 표면 처리가 이루어진 이후에 2차로 전해 연마(electro polishing) 처리가 이루어지므로써 상기 도체(2)에서 발생될 수 있는 전계 집중을 최소화 시킨다.
터널 에칭은 인산염을 이용하여 실시하는데, 일 예로 도체(2)의 표면층을 도면에 도시된 바와 같이 요철 형태가 유지되도록 가공하고, 전해 연마 처리를 통해 돌출된 모서리 부분의 각진 부분이 최대한 라운드진 둥근 형태가 유지되도록 가공한다.
이와 같이 터널 에칭과 전해 연마 처리가 이루어질 경우 도체(2)의 표면에 형성될 제1 코팅층(10)과 제2 코팅층(20)의 안정적인 코팅을 가능하게 하고, 이를 통해 전계가 집중되는 현상을 최소화할 수 있다.
첨부된 도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 가스 절연 개폐기의 전극 장치와 실험군들간의 거리에 따른 전계 강도를 도시한 그래프로서, 얇은선으로 도시한 그래프는 실험군 1이고, 일점 쇄선으로 도시한 드래프는 실험군 2이며, 굵은선으로 도시한 그래프는 본 발명이고, 점선으로 도시한 그래프는 실험군 3이다.
참고로 실험군 1은 도체에 코팅층이 형성되지 않은 상태에서 거리에 따른 전계 강도를 실험하였고, 실험군 2는 도체에 높은 유전율을 갖는 단일 코팅층을 형성한 상태에서 전계 강도를 실험하였으며, 실험군 3은 도체에 낮은 유전율을 갖는 단일 코팅층을 형성한 상태에서 전계 강도를 실험하였다.
실험 결과 본 발명에 의한 이중 코팅층에 의한 전극은 거리에 따른 전계 강도가 실험군 1 내지 3에 비해 상대적으로 낮은 상태로 유지되므로 본 발명에 의한 도체(10)의 외측에 제1 코팅층(10)과 제2 코팅층(20)이 형성된 구성은 도체(10)의 전계가 높아지는 것을 방지하고, 절연파괴의 위험성을 상대적으로 낮출 수 있는 것을 알 수 있다.
첨부된 도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 의한 가스 절연 개폐기의 전극 장치(1a)는 케이스 내부에 위치된 도체(2)의 표면층에 대한 전계를 완화하기 위해 형성된 제1 유전율이 5.0으로 이루어진 제1 코팅층(100); 및 상기 제1 코팅층(100)의 외측에 형성되고 상기 제1 유전율보다 상대적으로 낮은 제2 유전율이 2.1로 이루어진 제2 코팅층(200)을 포함한다.
가스 절연 개폐기의 전극 장치(1a)는 전술한 제1 실시 예와 다르게 제1 코팅층(100)의 의 유전율과 제2 코팅층(200)의 유전율을 최적의 전계 상태를 유지할 수 있는 특정 유전율로 한정하였으며 상기 제1 코팅층(100)의 제1 유전율과 제2 코팅층(200)의 제2 유전율로 인해 도체(2)에서는 표면층에서의 전계가 집중되지 않고 완화되고, 제2 코팅층(200)의 제2 유전율로 인해 절연 가스의 전계가 확산되는 것을 안정적으로 유지할 수 있다.
이를 위해 본 발명은 상기 제1 코팅층(100)의 코팅된 두께가 최소 3 마이크로 미터 이상 최대 1미리 이내로 형성되고, 상기 제2 코팅층(200)은 코팅된 두께가 최소 30 마이크로 미터 이상 최대 10미리 이내로 형성된다.
특히 본 실시 예는 제1 코팅층(100)과 제2 코팅층(200)의 유전율이 서로 상이한데, 상기 제1 유전율이 제2 유전율에 비해 상대적으로 큰 유전율을 갖는 이유는 상기 도체(2)의 표면층에서의 전계를 상대적으로 완화시켜 절연 가스가 주입된 케이스의 내부로 전계가 확산되는 것을 최소화하기 위해서이다.
상기 제2 유전층은 제2 유전율로 구성되고 상기 절연 가스에서 발생되는 전계를 낮추기 위해 위와 같은 범위값을 갖는데, 이와 같이 서로 다른 유전율로 구성될 경우 케이스 내부에 위치된 특정 도체에서 전계가 집중되는 경우에도 안정적인 절연 성능이 유지되어 절연 가스의 최대 전계를 감소시킬 수 있기 때문이다.
특히 케이스의 크기가 점점 작아지면서 다수개의 도체들간의 배치 간격이 서로 간에 가까워지므로 절연 가스를 통한 안정적인 절연 분위기를 유도함과 동시에 도체의 표면층에 서로 다른 유전율을 갖는 코팅층을 형성하여 전극을 보호하는 것이 더욱 유리하기 때문이다.
제1 코팅층(100)에 사용되는 유전 물질은 산화알루미늄 또는 에폭시 레진(epoxy resin) 중의 어느 하나가 선택적으로 사용되는데, 상기 산화알루미늄은 부식과 마모에 강한 저항력을 가지고 있고 절연체로 주요 사용되는 재질로서 가공이 용이한 특징을 가지고 있다.
제1 코팅층(100)은 코팅된 두께(d1)가 최소 3 마이크로 미터 이상 최대 1미리 이내로 형성되며 후술할 제2 코팅층(200)의 코팅된 두께(d2)와 상이한 두께로 코팅된다.
제2 코팅층(200)은 상기 제1 코팅층(100)에 비해 상대적으로 두꺼운 두께로 코팅이 이루어지는데, 일 예로 코팅된 두께가 최소 30 마이크로 미터 이상 최대 10미리 이내로 형성되어 절연 가스에서 발생될 수 있는 전계를 최소화 시킨다.
제2 유전율에 사용되는 유전물질은 에폭시 레진(epoxy resin) 또는 폴리테트라 플루오로에틸렌 (polytetrafluoroethylene) 중의 어느 하나가 선택적으로 사용되는데, 전술한 유전물질과 유사한 기능을 하는 다른 유전물질이 사용되는 것도 가능할 수 있다.
제2 코팅층(200)은 상기 제1 코팅층(100)에 비해 상대적으로 두꺼운 두께로 코팅이 이루어지는데, 상기 제2 코팅층(200)의 두께에 따라 도체의 전계가 집중되는 특정 위치에서 절연 가스의 최대 전계가 상대적으로 감소될 수 있기 때문에 위와 같이 제2 코팅층(200)의 두께가 제1 코팅층(100)의 두께보다는 두꺼운 두께로 형성된다.
또한 도체(2)는 표면층의 거칠기를 고려하여 최대한 전계 집중을 완화할 수 있는 높은 제1 유전율로 코팅을 실시하고, 상기 제2 코팅층(200)은 절연 가스의 최대 전계를 최소화 하기 위해 제1 절연층의 제1 유전율 보다는 상대적으로 낮은 제2 유전율로 코팅이 이루어진다.
상기 제1 유전율과 제2 유전율의 차이는 적어도 1이상이 유지되는데 안정적인 절연 내력을 유지하기 위해 1이상의 차이를 갖는 것이 바람직하며, 1 이하로 유지될 경우 도체(2)의 표면층에 대한 전계 집중을 유발하거나, 절연 가스의 전계를 안정적으로 유지하기 어려울 수 있으므로 1이상 차이를 갖는 것이 바람직하다.
도체(2)는 표면층의 거칠기에 따라 전계 집중이 변화될 수 있으며, 상기 도체(2)에 대한 표면층에서 모서리지거나 각진 부분이 최대한 적게 유지되는 것이 바람직 한데, 본 실시 예의 경우 상기 제1,2 코팅층(100,200)이 형성되기 이전에 터널 에칭(tunnel etching)을 통해 1차 표면 처리가 이루어진 이후에 2차로 전해 연마(electro polishing) 처리가 이루어지므로써 상기 도체(2)에서 발생될 수 있는 전계 집중을 최소화 시킨다.
터널 에칭은 인산염을 이용하여 실시하는데, 일 예로 도체(2)의 표면층을 도면에 도시된 바와 같이 요철 형태가 유지되도록 가공하고, 전해 연마 처리를 통해 모서리 부분의 각진 부분이 최대한 라운드진 형태로 둥근 형태가 유지되도록 가공한다.
이와 같이 터널 에칭과 전해 연마 처리가 이루어질 경우 도체(2)의 표면에 형성될 제1 코팅층(100)과 제2 코팅층(200)의 안정적인 코팅을 가능하게 하고, 이를 통해 전계가 집중되는 현상을 최소화할 수 있다.
본 발명의 제3 실시 예에 의한 가스 절연 개폐기의 전극 장치에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
첨부된 도 5를 참조하면, 가스 절연 개폐기의 전극장치(1b)는 케이스 내부에 위치된 도체(2)의 표면층에 대한 전계를 완화하기 위해 형성된 제1 유전율이 5.0으로 이루어진 제1 코팅층(1000); 및 상기 제1 코팅층(1000)의 외측에 형성되고 상기 제1 유전율보다 상대적으로 낮은 제2 유전율이 2.1로 이루어진 제2 코팅층(2000)을 포함하되, 상기 제2 코팅층(2000)은 상기 제1 코팅층(1000)에 비해 상대적으로 두꺼운 두께로 코팅이 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 제2 코팅층(2000)의 두께(d2)가 제1 코팅층(1000)의 두께(d1)보다 두껍게 형성되는 이유는 상기 제2 코팅층(2000)의 두께에 따라 도체의 전계가 집중되는 특정 위치에서 절연 가스의 최대 전계가 상대적으로 감소될 수 있기 때문에 위와 같이 제2 코팅층(2000)의 두께가 제1 코팅층(1000)의 두께보다는 두꺼운 두께로 형성된다.
상기 제1 코팅층(1000)의 코팅된 두께가 최소 3 마이크로 미터 이상 최대 1미리 이내로 형성되고, 상기 제2 코팅층(2000)은 코팅된 두께가 최소 30 마이크로 미터 이상 최대 10미리 이내로 형성된다.
특히 본 실시 예는 제1 코팅층(1000)과 제2 코팅층(2000)의 유전율이 서로 상이한데, 상기 제1 유전율이 제2 유전율에 비해 상대적으로 큰 유전율을 갖는 이유는 상기 도체(2)의 표면층에서의 전계를 상대적으로 완화시켜 절연 가스가 주입된 케이스의 내부로 전계가 확산되는 것을 최소화하기 위해서이다.
상기 제2 유전층은 제2 유전율로 구성되고 상기 절연 가스에서 발생되는 전계를 낮추기 위해 위와 같은 범위값을 갖는데, 이와 같이 서로 다른 유전율로 구성될 경우 케이스 내부에 위치된 특정 도체에서 전계가 집중되는 경우에도 안정적인 절연 성능이 유지되어 절연 가스의 최대 전계를 감소시킬 수 있기 때문이다.
특히 케이스의 크기가 점점 작아지면서 다수개의 도체들간의 배치 간격이 서로 간에 가까워지므로 절연 가스를 통한 안정적인 절연 분위기를 유도함과 동시에 도체의 표면층에 서로 다른 유전율을 갖는 코팅층을 형성하여 전극을 보호하는 것이 더욱 유리하기 때문이다.
제1 코팅층(1000)에 사용되는 유전 물질은 산화알루미늄 또는 에폭시 레진(epoxy resin) 중의 어느 하나가 선택적으로 사용되는데, 상기 산화알루미늄은 부식과 마모에 강한 저항력을 가지고 있고 절연체로 주요 사용되는 재질로서 가공이 용이한 특징을 가지고 있다.
제1 코팅층(1000)은 코팅된 두께가 최소 3 마이크로 미터 이상 최대 1미리 이내로 형성되며 후술할 제2 코팅층(2000)의 코팅된 두께와 상이한 두께로 코팅된다.
제2 코팅층(2000)은 상기 제1 코팅층(1000)에 비해 상대적으로 두꺼운 두께로 코팅이 이루어지는데, 일 예로 코팅된 두께가 최소 30 마이크로 미터 이상 최대 10미리 이내로 형성되어 절연 가스에서 발생될 수 있는 전계를 최소화 시킨다.
제2 유전율에 사용되는 유전물질은 에폭시 레진(epoxy resin) 또는 폴리테트라 플루오로에틸렌 (polytetrafluoroethylene) 중의 어느 하나가 선택적으로 사용되는데, 전술한 유전물질과 유사한 기능을 하는 다른 유전물질이 사용되는 것도 가능할 수 있다.
도체(2)는 표면층의 거칠기를 고려하여 최대한 전계 집중을 완화할 수 있는 높은 제1 유전율로 코팅을 실시하고, 상기 제2 코팅층(2000)은 절연 가스의 최대 전계를 최소화 하기 위해 제1 절연층의 제1 유전율 보다는 상대적으로 낮은 제2 유전율로 코팅이 이루어진다.
상기 제1 유전율과 제2 유전율의 차이는 적어도 1이상이 유지되는데 안정적인 절연 내력을 유지하기 위해 1이상의 차이를 갖는 것이 바람직하며, 1 이하로 유지될 경우 도체(2)의 표면층에 대한 전계 집중을 유발하거나, 절연 가스의 전계를 안정적으로 유지하기 어려울 수 있으므로 1이상 차이를 갖는 것이 바람직하다.
도체(2)는 표면층의 거칠기에 따라 전계 집중이 변화될 수 있으며, 상기 도체(2)에 대한 표면층에서 모서리지거나 각진 부분이 최대한 적게 유지되는 것이 바람직 한데, 본 실시 예의 경우 상기 제1,2 코팅층(1000, 2000)이 형성되기 이전에 터널 에칭(tunnel etching)을 통해 1차 표면 처리가 이루어진 이후에 2차로 전해 연마(electro polishing) 처리가 이루어지므로써 상기 도체(2)에서 발생될 수 있는 전계 집중을 최소화 시킨다.
터널 에칭은 인산염을 이용하여 실시하는데, 일 예로 도체(2)의 표면층을 도면에 도시된 바와 같이 요철 형태가 유지되도록 가공하고, 전해 연마 처리를 통해 모서리 부분의 각진 부분이 최대한 라운드진 형태로 둥근 형태가 유지되도록 가공한다.
이와 같이 터널 에칭과 전해 연마 처리가 이루어질 경우도체(2)의 표면에 형성될 제1 코팅층(1000)과 제2 코팅층(2000)의 안정적인 코팅을 가능하게 하고, 이를 통해 전계가 집중되는 현상을 최소화할 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

Claims (16)

  1. 케이스 내부에 위치된 도체 외측의 표면층에 대한 전계를 완화하기 위해 제1 유전율로 코팅이 이루어진 제1 코팅층; 및
    상기 제1 코팅층의 외측에 형성되고 상기 제1 유전율보다 상대적으로 낮은 제2 유전율로 코팅이 이루어진 제2 코팅층을 포함하는 가스 절연 개폐기의 전극 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 유전율은,
    최소 3.0 이상 최대 9.0 이내로 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 절연 개폐기의 전극 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 코팅층에 사용되는 유전 물질은,
    산화알루미늄 또는 에폭시 레진(epoxy resin) 중의 어느 하나가 선택적으로 사용되는 가스 절연 개폐기의 전극 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 코팅층은,
    상기 제1 코팅층에 비해 상대적으로 두꺼운 두께로 코팅이 이루어진 것을 특징으로 하는 가스 절연 개폐기의 전극 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 코팅층은,
    코팅된 두께가 최소 3 마이크로 미터 이상 최대 1미리 이내로 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 절연 개폐기의 전극 장치.
  6. 상기 제2 유전율은,
    최소 2.0 이상 최대 5.0 이내로 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 절연 개폐기의 전극 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 코팅층에 사용되는 유전물질은,
    에폭시 레진(epoxy resin) 또는 폴리테트라 플루오로에틸렌 (polytetrafluoroethylene) 중의 어느 하나가 선택적으로 사용되는 가스 절연 개폐기의 전극 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 코팅층은,
    코팅된 두께가 최소 30 마이크로 미터 이상 최대 10미리 이내로 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 절연 개폐기의 전극 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 유전율과 제2 유전율의 차이는 적어도 1이상인 것을 특징으로 하는 가스 절연 개폐기의 전극 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 도체는 상기 제1,2 코팅층이 형성되기 이전에 터널 에칭(tunnel etching)을 통해 1차 표면 처리가 이루어진 이후에 2차로 전해 연마(electro polishing) 처리가 이루어진 것을 특징으로 하는 가스 절연 개폐기의 전극 장치.
  11. 케이스 내부에 위치된 도체의 표면층에 대한 전계를 완화하기 위해 5.0을 갖는 제1 유전율로 이루어진 제1 코팅층; 및
    상기 제1 코팅층의 외측에 형성되고 상기 제1 유전율보다 상대적으로 낮은 2.1의 제2 유전율로 이루어진 제2 코팅층을 포함하는 가스 절연 개폐기의 전극 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 코팅층은,
    코팅된 두께가 최소 3 마이크로 미터 이상 최대 1미리 이내로 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 절연 개폐기의 전극 장치.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 제2 코팅층은,
    코팅된 두께가 최소 30 마이크로 미터 이상 최대 10미리 이내로 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 절연 개폐기의 전극 장치.
  14. 케이스 내부에 위치된 도체의 표면층에 대한 전계를 완화하기 위해
    5.0을 갖는 제1 유전율로 이루어진 제1 코팅층; 및
    상기 제1 코팅층의 외측에 형성되고 상기 제1 유전율보다 상대적으로 낮은 2.1의 제2 유전율로 이루어진 제2 코팅층을 포함하되,
    상기 제2 코팅층은,
    상기 제1 코팅층에 비해 상대적으로 두꺼운 두께로 코팅이 이루어진 것을 특징으로 하는 가스 절연 개폐기의 전극 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 유전층에 사용되는 유전 물질은,
    산화알루미늄 또는 에폭시 레진(epoxy resin) 중의 어느 하나가 선택적으로 사용되는 것을 특징으로 하는 가스 절연 개폐기의 전극 장치.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 제2 유전층에 사용되는 유전 물질은,
    에폭시 레진(epoxy resin) 또는 폴리테트라 플루오로에틸렌 (polytetrafluoroethylene) 중의 어느 하나가 선택적으로 사용되는 것을 특징으로 하는 가스 절연 개폐기의 전극 장치.
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