WO2020175757A1 - 가스절연개폐장치의 도체 연결 구조 - Google Patents

가스절연개폐장치의 도체 연결 구조 Download PDF

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WO2020175757A1
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fastening
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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
    • H02B13/0358—Connections to in or out conductors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B13/00—Dowels or other devices fastened in walls or the like by inserting them in holes made therein for that purpose
    • F16B13/04—Dowels or other devices fastened in walls or the like by inserting them in holes made therein for that purpose with parts gripping in the hole or behind the reverse side of the wall after inserting from the front
    • F16B13/06—Dowels or other devices fastened in walls or the like by inserting them in holes made therein for that purpose with parts gripping in the hole or behind the reverse side of the wall after inserting from the front combined with expanding sleeve
    • H—ELECTRICITY
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a conductor connection structure of a gas insulated switchgear.
  • Gas-insulated switchgear is a protection device for power facilities mainly installed in power plants or substations.
  • the gas insulated switchgear has several partitioned spaces. Each partitioned space is filled with insulating gas, and a main circuit and a device related to opening and closing of the main circuit are installed in the space filled with the insulating gas.
  • Gas-insulated switchgear protects power equipment by using insulating gas as an insulating medium. Therefore, the gas insulated switchgear is advantageous in constructing a stable and miniaturized power generation facility or substation facility since its performance is not significantly affected by the climate. In addition, gas insulated switchgear is widely practiced in the same technical field because it has the advantage of being able to quickly separate a fault or an accident section.
  • such a gas insulated switchgear is continuously coupled to an enclosure having a space therein.
  • a spacer which is an insulator, is coupled between the enclosure and the enclosure, and the coupling portion of the enclosure and the enclosure protects the main circuit through the spacer, which is an insulator, and partitions the space filled with insulating gas.
  • Gas-insulated switchgear uses three-phase AC with little power loss as the main circuit.
  • the three-phase alternating current flows along three conductors each.
  • the three conductors through which the three-phase alternating current flows are arranged in a triangle in a state adjacent to each other.
  • physical forces that push or pull each other are generated between the conductors due to electromagnetic force generated during energization. These physical forces increase in magnitude when a high current passes through the conductors in a short time, such as a short circuit accident.
  • the physical force between the conductors acts more than the clamping force that holds the conductors, causing the conductor to rotate or twist.
  • the contact resistance and the conduction resistance may increase rapidly at the contact point of the gas insulated switchgear. In this case, an accident may occur in which the contact point of the gas insulated switchgear is overheated or an arc occurs.
  • the present invention is an invention conceived to solve the problems of the prior art, and a conductor connection structure that fixes the conductor so that it does not move even when the physical force generated between the conductors increases due to the occurrence of an overcurrent, and facilitates connection and disassembly of the conductors. It aims to provide.
  • the conductor connection structure according to the present invention for achieving the above object includes a conductor socket, a main conductor, and a fastening unit.
  • the conductor socket includes a first holder formed into a rectangular groove and is coupled to a spacer of the gas insulated switchgear.
  • the main conductor includes a second holder, which is an opening having a rectangular cross section. Then, the fastening unit passes through the second holder and is inserted into the first holder. In addition, two of the inner surfaces of the first holder and two of the inner surfaces of the second holder are contacted and combined.
  • the fastening unit includes a fastening pin and an extension anchor. The outer circumference of the expansion anchor expands as the fastening pin is inserted into the inner space.
  • the extension anchor includes an insertion end and an extension piece.
  • the insertion end is an end received in the first holder, and the extension piece extends in one direction from the insertion end, and at least two are provided.
  • the fastening pin is inserted between the expansion pieces, the expansion pieces are pushed outward, thereby expanding the outer circumference of the fastening unit.
  • the fastening pin includes a head formed at one end and a threaded portion extending in one direction from the head and having a thread formed at an outer circumference thereof. And the threaded portion is rotationally coupled with the thread formed between the expansion pieces.
  • the size of the cross section of the threaded portion decreases as the distance from the head increases.
  • the head is accommodated in the second holder.
  • the fastening pin includes a communication hole formed in the inner space of the head and the screw portion along the longitudinal direction formed by the head and the screw portion.
  • the first holder is formed with a rectangular groove
  • the second holder is formed with a rectangular opening
  • the first holder and the second holder are formed with the same length of each small side.
  • the long side of the rectangular groove of the first holder and the long side of the rectangular opening of the second holder are disposed perpendicular to each other.
  • the conductor connection structure according to the present invention has the effect of being firmly fixed without moving or deforming the conductor even when a large physical force acts on the conductor due to an overcurrent.
  • the conductor connection structure according to the present invention has an advantage in that the connection and disassembly of the conductors is easy and has a simple configuration, so that it is easy to manufacture.
  • FIG. 1 is a perspective view of an enclosure in a gas insulated switchgear.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view A-A of FIG. 1 showing a conductor connection structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of a conductor connection structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 shows a spacer to which a conductor socket is coupled in a conductor connection structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a main conductor of a conductor connection structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a fastening unit of a conductor connection structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 illustrates a fastening pin including a communication hole in a conductor connection structure according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view of an enclosure in a gas insulated switchgear.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG. 1 showing a conductor connection structure according to an embodiment of the present invention.
  • 3 is an exploded perspective view of a conductor connection structure according to an embodiment of the present invention.
  • the conductor connection structure according to the present invention is applied to the gas insulated switchgear shown in FIG. 1.
  • the gas insulated switchgear is formed by combining a plurality of enclosures 100.
  • the enclosure 100 is provided with a space in which the insulating gas is filled.
  • the enclosure 100 includes at least one opening 110 and a connection part 120.
  • the opening 110 is a passage through which the inner space of the enclosure 100 is opened to the outside.
  • the connection portion 120 is formed along the open circumference of the opening 110.
  • the connection part 120 is coupled to each other in contact with the connection part 120 of the adjacent enclosure 100.
  • the spacer 200 is disposed between the enclosure 100 and the enclosure 100 being coupled. Specifically, the spacer 200 is coupled together with the connecting portions 120 between the connecting portions 120 of the enclosures 100 coupled to each other.
  • the spacer 200 includes an insulating film 210 that is an insulator and a coupling part 220.
  • the coupling portion 220 of the spacer 200 is formed around the insulating film 210 and has a size and shape corresponding to the connection portion 120 of the enclosure 100.
  • the insulating layer 210 blocks the openings 110 between the enclosures 100 coupled to each other. Accordingly, the insulating layer 210 of the spacer 200 partitions a region filled with an insulating gas between each of the enclosures 100. That is, the insulating gas filled in each of the enclosures 100 does not move to the adjacent enclosure 100.
  • the insulating gas charged in each of the enclosures 100 cannot move to the adjacent enclosure 100, while the main circuit passes through the insulating film 210 of the spacer 200 and follows the path formed by the enclosures 100. It is attached.
  • the insulating film 210 made of an insulator includes a socket receiving device 230 that is opened so that the main circuit can pass therethrough.
  • the main circuit is three-phase AC
  • three socket receiving devices 230 are provided so that the three-phase AC can pass through the insulating film 210, respectively.
  • the conductor socket 240 which is a conductor, is accommodated in the socket receiving device 230.
  • the conductor socket 240 is coupled to the socket receiving device 230 in a state of being kept airtight.
  • the conductor socket 230 is coupled to the main conductor 300 having a predetermined length and shape.
  • the main circuit of the gas insulated switchgear is made by connecting the conductor socket 240, the main conductor 300 and the contact unit 400 to each other, and the conductor connection structure according to the present invention includes a conductor socket 240 and a main conductor 300 It relates to the structure that connects.
  • the conductor connection structure includes a conductor socket 240, a main conductor 300, and a fastening unit 500.
  • the conductor socket 240 includes a first holder 242 formed in a rectangular groove. Further, the bathet socket 240 is coupled to the spacer 200 of the gas insulated switchgear.
  • the main conductor 300 includes a second holder 312, and the second holder 312 is formed as an opening having a rectangular cross section.
  • the fastening unit 500 passes through the second holder 312 and is inserted into the first holder 242. In addition, a portion of the outer periphery of the fastening unit 500 is in contact with two of the inner surfaces of the first holder 242. In addition, a portion of the outer periphery of the fastening unit 500 also contacts two of the inner surfaces of the second holder 312.
  • the fastening unit 500 includes a fastening pin 510 and an extension anchor 520.
  • the fastening pin 510 is inserted into the expansion anchor 520.
  • the expansion anchor 520 has an outer circumference extending outwardly as the fastening pin 510 is inserted into the inner space.
  • FIG. 4 shows a spacer to which a conductor socket is coupled in a conductor connection structure according to an embodiment of the present invention.
  • the spacer 200 includes an insulating film 210, a coupling part 220, and a socket receiving device 230.
  • the insulating film 210 has a size corresponding to the opening 110 of the enclosure 100 and is formed to have a predetermined thickness.
  • the coupling part 220 is formed on the outer periphery of the insulating film 210.
  • the coupling part 220 is interposed between the connection part 120 of the enclosure 100 and electrically blocks the enclosure 100 and the enclosure 100 coupled to each other.
  • the insulating layer 210 includes three socket-receiving devices 230 through which the three-phase AC passes, respectively.
  • the socket receiving device 230 is formed by opening a part of the insulating film 210.
  • the conductor socket 240 is coupled to each socket receiving device 230.
  • the conductor socket 240 is formed of a conductor, and a current passes through the insulating film 210 through the conductor socket 240.
  • the conductor socket 240 has a first holder 242 formed on at least one surface thereof.
  • the first holder 242 is formed of a rectangular groove.
  • the first holder 242 formed as a groove has a rectangular shape of the entry portion.
  • it is made of a groove that is recessed into the conductor socket 240 in the same size and shape as the entry portion.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a main conductor of a conductor connection structure according to an embodiment of the present invention.
  • the main conductor 300 is a conductor through which a current flows, forming a main circuit of the gas-insulated switchgear.
  • One end of the main conductor 300 is connected to the conductor socket 240, and the other end of the main conductor 300 is coupled to a contact unit 400 performing electrical connection.
  • the main conductor 300 includes a socket coupling portion 310.
  • the socket coupling portion 310 is coupled in contact with the conductor socket 240.
  • the socket coupling portion 310 includes a flat surface in contact with the conductor socket 240 and is provided with a predetermined thickness.
  • the socket coupling part 310 includes a second holder 312 which is an opening opening in a square shape.
  • the second holder 312 may be formed to have the same size as the first holder 242, but in an embodiment of the present invention, it is formed to be opened in a rectangle.
  • the first holder 242 and the second holder 312 are arranged such that long sides of a rectangle are perpendicular to each other. That is, when the flat surface of the socket coupling portion 310 contacts the conductor socket 240, the recessed or open areas of the first holder 242 and the second holder 312 are disposed to overlap each other. And, the expansion anchor 520 of the fastening unit 500 to be described later passes through the second holder 312 and the first holder 242 and the second holder 312 to be accommodated in the first holder 242 The location is determined.
  • first holder 242 and the second holder 312 have the same length of each of the small sides. This means that the expansion anchor 520 of the fastening unit 500 accommodated in the first holder 242 and the second holder 312 extends outward with a square cross section, and the two sides inside the first holder 242, the second The purpose is to allow contact with the two inner surfaces of the holder 312.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a fastening unit of a conductor connection structure according to an embodiment of the present invention.
  • the fastening unit 500 includes a fastening pin 510 and an extension anchor 520.
  • the fastening pin 510 includes a threaded portion 514 having a head 512 formed at one end and extending in one direction from the head 512, but the area of the cross-section becomes smaller as the distance from the head 512 increases. do. Further, a thread is formed around the outer periphery of the threaded portion 514.
  • the extension anchor 520 includes an insertion end 522 and an extension part 524.
  • the insertion end 522 has a shape corresponding to a region in which the first holder 242 and the second holder 312 overlap each other and overlap each other. In one embodiment of the present invention, the insertion end 522 forms one end of the expansion anchor 520 and is formed in a square shape.
  • the extended portion 524 is formed to extend from the insertion end 522.
  • the extension part 524 is made of at least two or more extension pieces 526.
  • the extension piece 526 is formed of a material capable of elastic deformation. Then, the threaded portion 514 of the fastening pin 510 is inserted between the extension pieces 526. In this case, a thread corresponding to the screw portion 514 is provided in the space formed between the extension pieces 526. Accordingly, when the head 512 of the fastening pin 510 is rotated, the threaded portion 514 enters or retreats between the extension pieces 526.
  • the cross-sectional area of the threaded portion 514 is smaller as the distance from the head 512 is increased. Specifically, it is a tapered form whose diameter decreases as the distance from the head 514 increases. Therefore, as the threaded portion 514 enters between the extension pieces 526, the extension pieces 526 are pushed outward, and the volume occupied by the extension piece 526 increases.
  • FIG. 7 to 9 show a state in which the coupling position of the conductor socket and the main conductor is corrected in the conductor connection structure according to an embodiment of the present invention.
  • 3 shows a region in which the flat surface of the socket coupling portion 310 and the surface including the first holder 242 of the conductor socket 240 contact each other. Further, the positions of the fastening units 500 accommodated in the first holder 242 and the second holder 312 are displayed.
  • the rectangular long side formed by the groove of the first holder 242 and the rectangular long side formed by the opening of the second holder 312 are perpendicular to each other. It is arranged in a way.
  • the expansion anchor 520 of the fastening unit 500 is inserted into the overlapping region of the first holder 242 and the second holder 312. Then, the screw portion 514 of the fastening pin 510 rotates between the extension pieces 526 of the extension anchor 520 and enters. The coupling of the threaded portion 514 and the extension piece 526 is performed by rotating the head 510 of the fastening pin 510 in one direction. At this time, as the screw portion 514 enters between the extension pieces 526, the extension pieces 526 are pushed outward along the outer periphery of the tapered thread portion 514.
  • the expansion anchor 520 since the expansion anchor 520 is accommodated inside the first holder 242 and the second holder 312, it contacts the inner surfaces of the first holder 242 and the second holder 312 to generate a binding force. . Therefore, as the fastening pin 510 enters between the expansion pieces 526, the outer surface of the expansion anchor 520 forms a stronger force balance with the first holder 242 and the second holder 312, which is It acts as a clamping force.
  • first holder 242 and the second holder 312 are each a rectangular groove and a rectangular opening, when fixed by the fastening unit 500, the first holder 242 and the second holder 312 The branch can be moved in the AB direction and the CD direction by the length of the rectangle.
  • the first holder 242 and the second holder 312 can overcome a processing error that may be finely generated at a portion in contact with each other. . That is, in the process where the socket coupling portion 310 of the main conductor 310 is seated in contact with the conductor socket 240, the position at which the socket coupling portion 310 of the main conductor 310 is seated in the AB direction and the CD direction. Can be adjusted.
  • the expansion anchor 520 having four corners is accommodated in a corresponding rectangular space, that is, an area where the first holder 242 and the second holder 312 overlap each other. . Therefore, even if an external force is applied to the main conductor 300, the main conductor 300 is not rotated and the coupling is firmly maintained.
  • the head 512 of the fastening pin 510 is accommodated in the second holder 312. This prevents an arc that may occur due to a conductor protruding from the inside of the enclosure 100 filled with insulating gas.
  • FIG. 10 illustrates a fastening pin including a communication hole in a conductor connection structure according to another embodiment of the present invention.
  • the fastening pin 510 is a communication hole formed through the head 512 and the screw part 514 along the longitudinal direction of the head 512 and the screw part 514 (516) is further included.
  • the communication hole 516 is a space through which the insulating gas can flow.

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Abstract

본 발명에 따른 도체 연결 구조는 도체소켓, 메인도체 및 체결유닛을 포함한다. 도체소켓은 사각형의 홈으로 형성되는 제1홀더를 포함하고 가스절연개폐장치의 스페이서에 결합된다. 메인도체는 사각형 단면을 지닌 개방구인 제2홀더를 포함한다. 그리고, 체결유닛은 제2홀더를 통과해 제1홀더에 삽입된다. 또한 제1홀더의 내측면 중 두 개의 면 및 제2홀더의 내측면 중 두 개의 면에 각각 접하여 결합된다. 체결유닛은 체결핀과 확장앵커를 포함한다. 확장앵커는 체결핀이 내측공간에 삽입됨에 따라 외측둘레가 확장된다.

Description

가스절연개폐장치의 도체 연결 구조
본 발명은 가스절연개폐장치의 도체 연결 구조에 관한 것이다.
가스절연개폐장치는 주로 발전소나 변전소에 설치되는 전력 설비의 보호장치이다.
가스절연개폐장치는 여러 개의 구획된 공간을 갖는다. 구획된 각각의 공간에는 절연가스가 충전되고, 절연가스가 충전된 공간에는 주회로 및 주회로의 개폐관련 장치가 부설된다.
가스절연개폐장치는 절연가스를 절연매체로 사용해 전력기기를 보호한다. 따라서, 가스절연개폐장치는 성능이 기후의 영향을 크게 받지 않아 안정적이고, 소형화된 발전설비나 변전설비를 구성하기에 유리하다. 또한, 고장이나 사고구간을 신속하게 분리시킬 수 있는 장점도 있어 가스절연개폐장치는 동일한 기술분야에서 널리 실시되고 있다.
대개 이러한 가스절연개폐장치는 내부에 공간이 형성된 외함이 연속적으로 결합된다. 외함과 외함의 사이에는 절연체인 스페이서가 함께 결합되고, 외함과 외함의 결합부는 절연체인 스페이서를 통해 주회로를 보호함과 아울러 절연가스가 충전된 공간을 구획한다.
가스절연개폐장치는 전력의 손실이 적은 3상교류를 주회로로 사용한다. 3상교류는 각기 3개의 도체를 따라 흐른다. 그리고, 3상교류가 흐르는 3개의 도체는 서로 인접한 상태에서 삼각형으로 배치된다. 이때, 도체들의 사이에는 통전 시 발생하는 전자기력으로 인해 서로간에 밀거나 당기는 물리력이 발생된다. 이러한 물리력들은 단락 사고와 같이 짧은 시간에 높은 전류가 도체들을 통과할 경우 그 크기가 커진다. 경우에 따라서는 도체들간의 물리력이 도체들을 고정하고 있는 고정력보다 크게 작용해 도체가 회전되거나 비틀릴 수 있다. 도체의 위치가 변경되면 가스절연개폐장치의 접점에는 접촉저항과 통전저항이 급격히 상승할 수 있다. 이러한 경우 가스절연개폐장치의 접점이 과열되거나 아크가 발생하는 사고가 일어나기도 한다.
따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 발명으로서 과전류가 발생해 도체들 사이에 발생하는 물리력이 커지는 경우에도 도체가 움직이지 않도록 고정하고, 도체의 연결 및 해체가 쉬운 도체 연결 구조를 제공하는 것을 목적으로한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 도체 연결 구조는 도체소켓, 메인도체 및 체결유닛을 포함한다. 도체소켓은 사각형의 홈으로 형성되는 제1홀더를 포함하고 가스절연개폐장치의 스페이서에 결합된다. 메인도체는 사각형 단면을 지닌 개방구인 제2홀더를 포함한다. 그리고, 체결유닛은 제2홀더를 통과해 제1홀더에 삽입된다. 또한 제1홀더의 내측면 중 두 개의 면 및 제2홀더의 내측면 중 두 개의 면에 각각 접하여 결합된다. 체결유닛은 체결핀과 확장앵커를 포함한다. 확장앵커는 체결핀이 내측공간에 삽입됨에 따라 외측둘레가 확장된다.
본 발명의 일 실시예에서 확장앵커는 삽입단 및 확장편을 포함한다. 삽입단은 제1홀더에 수용되는 단부이고, 확장편은 삽입단으로부터 일방향으로 연장되며 적어도 두 개가 마련된다. 또한, 체결핀이 확장편들의 사이로 삽입되면 확장편들이 바깥 방향으로 밀려남으로써 체결유닛의 외측둘레가 확장된다.
본 발명의 일 실시예에서 체결핀은 한쪽끝에 형성되는 헤드 및 헤드로부터 일 방향으로 연장되고 외주연에 나사산이 형성되는 나사부를 포함한다. 그리고 나사부는 확장편들의 사이에 형성된 나사산과 회전 결합된다.
본 발명의 일 실시예에서 나사부는 헤드와 멀어질수록 단면의 크기가 작아진다.
본 발명의 일 실시예에서 헤드는 제2홀더의 내부에 수용된다.
본 발명의 일 실시예에서 체결핀은 헤드 및 나사부가 형성하는 길이방향을 따라 헤드 및 나사부의 내측공간에 형성되는 연통홀을 포함한다.
본 발명의 일 실시에에서 제1홀더는 직사각형의 홈으로 형성되고, 제2홀더는 직사각형의 개방구로 형성되며, 제1홀더 및 제2홀더는 각각의 작은 변의 길이가 서로 동일하게 형성된다.
본 발명의 일 실시예에서 제1홀더의 직사각형 홈의 긴 변과 제2홀더의 직사각형 개방구의 긴 변이 서로 수직을 이루며 배치된다.
본 발명에 따른 도체 연결 구조는 과전류로 인해 큰 물리력이 도체에 작용해도 도체가 이동하거나 변형되지 않고 견고하게 고정되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 도체 연결 구조는 도체의 연결 및 해체 작업이 손쉽고 간략한 구성으로 이루어져 제작이 용이한 장점이 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 가스절연개폐장치에서 외함의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도체 연결 구조를 나타낸 도 1의 A-A단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도체 연결 구조의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도체 연결 구조에서 도체소켓이 결합된 스페이서를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도체 연결 구조의 메인도체를 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 도체 연결 구조의 체결유닛을 나타낸 사시도이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 도체 연결 구조에서 도체소켓과 메인도체의 결합위치가 보정되는 상태를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도체 연결 구조에서 연통홀을 포함하는 체결핀을 도시한 것이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 나타낸다.
이하에서는, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 도체 연결 구조를 설명한다.
도 1은 가스절연개폐장치에서 외함의 사시도이다 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도체 연결 구조를 나타낸 도 1의 A-A단면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도체 연결 구조의 분해 사시도이다.
본 발명에 따른 도체 연결 구조는 도 1에 도시된 가스절연개폐장치에 적용된다. 가스절연개폐장치는 다수 개의 외함(100)이 결합되어 형성된다.
외함(100)은 내측에 절연가스가 충전되는 공간이 마련된다. 그리고, 외함(100)은 적어도 하나의 개구부(110) 및 연결부(120)를 포함한다. 개구부(110)는 외함(100)의 내측공간이 외부로 개방되는 통로이다. 또한, 개구부(110)의 개방된 둘레를 따라 연결부(120)가 형성된다. 연결부(120)는 인접한 외함(100)의 연결부(120)와 서로 접하여 결합된다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 스페이서(200)는 외함(100)과 외함(100)이 결합되는 사이에 배치된다. 구체적으로, 스페이서(200)는 서로 결합되는 외함(100)들의 연결부(120) 사이에서 연결부(120)들과 함께 결합된다. 스페이서(200)는 절연체인 절연막(210)과 결합부(220)를 포함한다. 스페이서(200)의 결합부(220)는 절연막(210)의 둘레에 형성되고, 외함(100)의 연결부(120)와 대응하는 크기와 형상을 지닌다. 절연막(210)은 서로 결합되는 외함(100)들 사이의 개구부(110)를 차단한다. 따라서, 스페이서(200)의 절연막(210)은 각각의 외함(100) 사이에서 절연가스가 충전되는 영역을 구획한다. 즉, 각각의 외함(100) 내부에 충전된 절연가스가 인접한 외함(100)으로 이동하지 않게 한다.
이때, 각각의 외함(100)에 충전된 절연가스는 인접한 외함(100)으로 이동할 수 없는 반면, 주회로는 스페이서(200)의 절연막(210)을 통과하여 외함(100)들이 형성하는 경로를 따라 부설된다.
따라서, 절연체로 이루어진 절연막(210)은 주회로가 통과할 수 있도록 개방되는 소켓수용구(230)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서 주회로는 3상교류이고, 3상교류가 각각 절연막(210)을 통과할 수 있도록 세 개의 소켓수용구(230)가 마련된다. 전도체인 도체소켓(240)은 소켓수용구(230)에 수용된다. 그리고, 도체소켓(240)은 소켓수용구(230)에 기밀이 유지된 상태로 결합된다.
도체소켓(230)은 미리 정해진 길이와 형상을 지닌 메인도체(300)와 결합된다.
가스절연개폐장치의 주회로는 도체소켓(240), 메인도체(300) 및 접점유닛(400)이 서로 연결되어 이뤄지고, 본 발명에 따른 도체 연결 구조는 도체소켓(240) 및 메인도체(300)를 연결하는 구조에 관한 것이다.
본 발명에 따른 도체 연결 구조는 도체소켓(240), 메인도체(300) 및 체결유닛(500)을 포함한다.
도체소켓(240)은 사각형의 홈으로 형성되는 제1홀더(242)를 포함한다. 그리고, 도쳇소켓(240)은 가스절연개폐장치의 스페이서(200)에 결합된다.
메인도체(300)는 제2홀더(312)를 포함하고, 제2홀더(312)는 사각형의 단면을 지닌 개방구로 형성된다.
체결유닛(500)은 제2홀더(312)를 통과해 제1홀더(242)에 삽입된다. 그리고, 체결유닛(500)은 외측 둘레의 일부가 제1홀더(242)의 내측면 중 두 개의 면과 접한다. 또한, 체결유닛(500)은 외측 둘레의 일부가 제2홀더(312)의 내측면 중 두 개의 면에도 접한다.
그리고, 체결유닛(500)은 체결핀(510) 및 확장앵커(520)를 포함한다. 체결핀(510)은 확장앵커(520)에 삽입된다. 그리고, 확장앵커(520)는 체결핀(510)이 내측공간에 삽입됨에 따라 외측둘레가 바깥 방향으로 확장된다.
아래에서는 상기된 각각의 구성을 보다 구체적으로 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도체 연결 구조에서 도체소켓이 결합된 스페이서를 도시한 것이다.
스페이서(200)는 전술한 바와 같이 절연막(210), 결합부(220) 및 소켓수용구(230)를 포함한다. 절연막(210)은 외함(100)의 개구부(110)와 대응되는 크기를 지니고 미리 정해진 두께로 형성된다. 결합부(220)는 절연막(210)의 외측둘레에 형성된다. 결합부(220)는 외함(100) 연결부(120)의 사이에 개재되고, 서로 결합되는 외함(100)과 외함(100) 사이를 전기적으로 차단한다.
절연막(210)은 3상교류가 각각 통과하는 세 개의 소켓수용구(230)를 포함한다. 소켓수용구(230)는 절연막(210)의 일부가 개방되어 형성된다. 그리고, 도체소켓(240)이 각각의 소켓수용구(230)에 결합된다. 도체소켓(240)은 전도체로 형성되고, 도체소켓(240)을 통해 전류가 절연막(210)을 통과한다.
도체소켓(240)은 적어도 일면에 제1홀더(242)가 형성된다. 제1홀더(242)는 사각형의 홈으로 이루어진다. 구체적으로는 홈으로 형성된 제1홀더(242)는 진입부의 형상이 직사각형으로 이뤄진다. 또한, 진입부와 동일한 크기와 형상으로 도체소켓(240)의 내측으로 패인 홈으로 이뤄진다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도체 연결 구조의 메인도체를 나타낸 사시도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 메인도체(300)는 가스절열개폐장치의 주회로를 이루는 전류가 흐르는 전도체이다. 메인도체(300)는 일단이 도체소켓(240)과 연결되고, 다른쪽 끝에는 전기적 연결을 수행하는 접점유닛(400)이 결합된다.
메인도체(300)는 소켓결합부(310)를 포함한다. 소켓결합부(310)는 도체소켓(240)과 접하여 결합된다. 구체적으로 소켓결합부(310)는 도체소켓(240)과 접하는 편평한 면을 포함하며, 미리 정해진 두께로 마련된다. 그리고, 소켓결합부(310)는 사각형으로 개방되는 개방구인 제2홀더(312)를 포함한다. 제2홀더(312)는 제1홀더(242)와 동일한 크기로 형성될 수 있을 것이나, 본 발명의 일 실시예에서는 직사각형으로 개방되어 형성된다.
제1홀더(242) 및 제2홀더(312)는 각각 직사각형의 긴 변이 서로 수직을 이루도록 배치된다. 즉, 소켓결합부(310)의 편평한 일면이 도체소켓(240)과 접할 때 제1홀더(242) 및 제2홀더(312)의 패이거나 개방된 영역이 서로 겹치게 배치된다. 그리고, 후술될 체결유닛(500)의 확장앵커(520)가 제2홀더(312)를 통과해 제1홀더(242)에 수용될 수 있도록 제1홀더(242) 및 제2홀더(312)의 위치가 결정된다.
또한, 제1홀더(242) 및 제2홀더(312)는 각각의 작은 변의 길이가 서로 동일하게 형성된다. 이는 제1홀더(242) 및 제2홀더(312)에 수용되는 체결유닛(500)의 확장앵커(520)가 정사각형 단면을 가지고 외측으로 확장되며 제1홀더(242) 내측의 두 면, 제2홀더(312) 내측의 두 면과 접할 수 있도록 하기 위함이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 도체 연결 구조의 체결유닛을 나타낸 사시도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 체결유닛(500)은 체결핀(510) 및 확장앵커(520)를 포함한다.
먼저, 체결핀(510)은 일단에 헤드(512)가 형성되고, 헤드(512)로부터 일방향으로 연장되어 형성되되 헤드(512)와 멀어질수록 그 단면의 면적이 작아지는 나사부(514)를 포함한다. 또한, 나사부(514)의 외측둘레에는 나사산이 형성된다.
확장앵커(520)는 삽입단(522) 및 확장부(524)를 포함한다. 삽입단(522)은 제1홀더(242)와 제2홀더(312)가 서로 겹쳐져 중복되는 영역과 대응되는 형상을 갖는다. 본 발명의 일 실시예에서는 삽입단(522)은 확장앵커(520)의 일단을 이루고 정사각형으로 형성된다.
확장부(524)는 삽입단(522)에서 연장되어 형성된다. 확장부(524)는 적어도 두 개 이상의 확장편(526)으로 이루어진다. 확장편(526)은 탄성변형이 가능한 재질로 형성된다. 그리고, 확장편(526)들의 사이로 체결핀(510)의 나사부(514)가 삽입된다. 이때, 확장편(526)들의 사이에 형성되는 공간에는 나사부(514)와 대응되는 나사산이 마련된다. 따라서, 체결핀(510)의 헤드(512)를 회전시키면 확장편(526)들의 사이로 나사부(514)가 진입하거나 후퇴하게 된다.
나사부(514)는 헤드(512)와 멀어질수록 그 단면의 면적이 작아진다. 구체적으로는 헤드(514)와 멀어질수록 직경이 작아지는 테이퍼(taper) 처리된 형태이다. 따라서, 나사부(514)가 확장편(526)들의 사이로 진입함에 따라 확장편(526)들은 외측으로 밀려나 확장편(526)이 차지하는 부피가 커진다.
전술한 구성들을 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 도체 연결 구조의 작동을 설명한다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 도체 연결 구조에서 도체소켓과 메인도체의 결합위치가 보정되는 상태를 도시한 것이다. 도 3에 도시되었던 소켓결합부(310)의 편평한 일면과 도체소켓(240)의 제1홀더(242)가 포함된 면이 접하는 영역을 나타낸다. 그리고, 제1홀더(242) 및 제2홀더(312)에 수용된 체결유닛(500)의 위치를 표시한다.
도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 도체 연결 구조는 제1홀더(242)의 홈이 이루는 직사각형의 긴변과 제2홀더(312)의 개방구가 이루는 직사각형의 긴변이 서로 수직을 이루며 배치된다.
제1홀더(242) 및 제2홀더(312)의 중복되는 영역에 체결유닛(500)의 확장앵커(520)가 삽입된다. 그리고, 체결핀(510)의 나사부(514)가 확장앵커(520)의 확장편(526)들 사이로 회전하며 진입한다. 나사부(514)와 확장편(526)의 결합은 체결핀(510)의 헤드(510)를 일방향으로 회전시킴으로써 수행된다. 이때, 나사부(514)가 확장편(526)들의 사이로 진입함에 따라 테이퍼 처리된 나사부(514)의 외주연을 따라 확장편(526)들이 외측으로 밀려난다. 그러나, 확장앵커(520)는 제1홀더(242) 및 제2홀더(312)의 내측에 수용된 상태이므로 제1홀더(242) 및 제2홀더(312)의 내측면과 맞닿아 구속력이 발생한다. 따라서, 체결핀(510)이 확장편(526)들의 사이로 진입함에 따라 확장앵커(520)의 외측면은 제1홀더(242) 및 제2홀더(312)와 보다 강한힘평형을 이루며, 이는 강한 체결력으로 작용한다.
그리고, 제1홀더(242) 및 제2홀더(312)는 각기 직사각형의 홈 및 직사각형의 개방구이므로 체결유닛(500)에 의해 고정될 때, 제1홀더(242) 및 제2홀더(312)가 가지는 직사각형의 길이만큼 A-B방향, C-D방향으로의 이동이 가능하게 된다.
도 3에 도시되었던 메인도체(300)와 도체소켓(240)의 결합 시 제1홀더(242) 및 제2홀더(312)가 서로 접하는 부분에서 미세하게 발생할 수 있는 가공오차를 극복할 수 있도록 한다. 즉, 메인도체(310)의 소켓결합부(310)가 도체소켓(240)과 맞닿아 안착되는 과정에서 메인도체(310)의 소켓결합부(310)가 안착되는 위치를 A-B방향, C-D방향으로 조절할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 도체 연결 구조에서 네 개의 모서리를 지닌 확장앵커(520)는 이와 대응되는 사각형의 공간 즉, 제1홀더(242) 및 제2홀더(312)가 서로 중첩되는 영역에 수용된다. 따라서, 메인도체(300)에 외력이 작용되어도 메인도체(300)가 회전되지 않고 견고하게 결합을 유지한다.
그리고, 체결핀(510)의 헤드(512)는 제2홀더(312)의 내부에 수용된다. 이는 절연가스로 충전된 외함(100)의 내부에서 돌출된 도체로 인해 발생할 수 있는 아크를 방지한다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도체 연결 구조에서 연통홀을 포함하는 체결핀을 도시한 것이다.
도 10에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예로서 체결핀(510)은 헤드(512) 및 나사부(514)의 길이방향을 따라 헤드(512) 및 나사부(514)를 관통해 형성되는 연통홀(516)을 더 포함한다. 연통홀(516)은 절연가스가 유동할 수 있는 공간으로서 체결핀(510)을 확장앵커(520)에 체결 시 나사부(514)의 말단과 헤드(512)가 위치한 영역 사이에 발생할 수 있는 압력의 차를 줄여 체결핀(510)의 체결을 원활하게 한다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

Claims (8)

  1. 사각형의 홈으로 형성되는 제1홀더를 포함하고 가스절연개폐장치의 스페이서에 결합되는 도체소켓;
    사각형 단면을 지닌 개방구인 제2홀더를 포함하는 메인도체; 및
    상기 제2홀더를 통과해 상기 제1홀더에 삽입되고, 상기 제1홀더의 내측면 중 두 개의 면 및 상기 제2홀더의 내측면 중 두 개의 면에 각각 접하는 체결유닛;을 포함하고,
    상기 체결유닛은,
    체결핀; 및
    상기 체결핀이 내측공간에 삽입됨에 따라 외측둘레가 확장되는 확장앵커;를 포함하는 도체 연결 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 확장앵커는,
    상기 제1홀더에 수용되는 삽입단; 및
    상기 삽입단으로부터 일방향으로 연장되는 적어도 두 개의 확장편;을 포함하고,
    상기 체결핀이 상기 확장편들의 사이로 삽입되면 상기 확장편들이 바깥 방향으로 밀려남으로써 상기 체결유닛의 외측둘레가 확장되는 도체 연결 구조.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 체결핀은,
    한쪽끝에 형성되는 헤드; 및
    상기 헤드로부터 일 방향으로 연장되고 외주연에 나사산이 형성되는 나사부;를 포함하고,
    상기 나사부는 상기 확장편들의 사이에 형성된 나사산과 회전 결합되는 도체 연결 구조.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 나사부는 상기 헤드와 멀어질수록 단면의 크기가 작아지는 도체 연결 구조.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 헤드는 상기 제2홀더의 내부에 수용되는 도체 연결 구조.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 체결핀은,
    상기 헤드 및 상기 나사부가 형성하는 길이방향을 따라 상기 헤드 및 상기 나사부의 내측공간에 형성되는 연통홀;을 포함하는 도체 연결 구조.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1홀더는 직사각형의 홈으로 형성되고, 상기 제2홀더는 직사각형의 개방구로 형성되며, 상기 제1홀더 및 상기 제2홀더는 각각의 작은 변의 길이가 서로 동일한 도체 연결 구조.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1홀더의 직사각형 홈의 긴 변과 상기 제2홀더의 직사각형 개방구의 긴 변이 서로 수직을 이루며 배치되는 도체 연결 구조.
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