KR100920721B1 - 가스절연 수변전 설비용 고압 케이블 인출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절연을 위한 고압부싱, 케이블헷드, 엘보 없이도 고압측 케이블을 수변전 설비(개폐기, 배전반, 변압 변류기 등)로부터 보다 안정적으로 인출시킬 수 있도록 한 가스절연 수변전 설비용 고압측 케이블 인출장치에 관한 것으로, 고압측 케이블의 인출 또는 인입을 위해 외함에 관통홀이 형성되고, 외함 내부의 상기 고압측 케이블 상에 구비된 절연체와, 고압측 케이블 상에서 상기 절연체와 형합되는 씰링재 및, 외함 내부에서 상기 절연체와 씰링재가 형합된 형합체를 덮는 동시에 가압하면서 관통홀이 형성된 외함 내벽에 상기 형합체를 밀착 고정시키는 플랜지 커버를 포함하여 구성되는 것을 구성의 요지로 한다.

가스절연, 수변전 설비, 외함, 고압부싱, 인출장치, 고압측 케이블

Description

가스절연 수변전 설비용 고압 케이블 인출장치{High pressure cable draw out terminal for gas type transformer}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가스절연 수변전 설비용 고압측 케이블 인출장치의 분해 사시도.

도 2는 도 1에 따른 인출장치의 결합과정을 나타낸 분리 단면도.

도 3은 도 1에 따른 인출장치의 결합된 상태를 나타낸 결합 단면도.

도 4는 도 2에 나타난 형합체의 다른 실시예에 따른 결합 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

1...외함 2...인출장치

10...관통홀 20...케이블

22...형합체 22a...절연체

22b...씰링재 24...플랜지 커버

200...도체 202...절연층

본 발명은 냉각매체로 가스를 이용하는 가스절연 수변전 설비에 관한 것으로, 상세하게는 절연을 위한 고압부싱, 케이블헷드, 엘보 등과 같은 절연 및 접속유닛 없이도 고압 케이블을 수변전 설비로부터 보다 안정적으로 인출시킬 수 있고, 따라서 수변전 설비의 전체적인 부피를 줄일 수 있어 각종 수변전 설비 설치시 요구되는 공간을 보다 줄일 수 있는 가스절연 수전설비용 고압 케이블 인출장치에 관한 것이다.

수변전 설비는 대용량의 전력을 안정적으로 공급할 수 있도록 높은 신뢰성을 가져야 하며, 만일의 경우 계통 사고시 및 건물 내 화재 발생시에도 이들 설비로 인한 화재의 발생이나 확산이 없도록 설비 자체의 불연화가 필요하다.

이에 따라서 최근에는 화재나 폭발 위험성이 많은 일반 유입식(油入式) 변압기 대신에 가스 절연 변압기를 사용하는 경우가 늘고 있는 추세이다. 가스 절연 변압기는 불연성의 SF6가스를 절연 및 냉각매체로 사용하며 장기간에 걸쳐 신뢰성이 높고, 유입변압기 사용시 화재나 폭발 위험성을 근본적으로 없앤 것이다.

위와 같은 가스 절연 변압기는 용량 및 전압에 따라서 차이를 보일 수 있지만, 공통적으로 변압기의 기능을 수행하기 위한 권선과 철심을 포함한 중신을 필수 구성요소로 포함하고 있다.

예로서, SF6(Sulfuric fluor 6 ; 6 플루오르 황) 가스를 절연 및 냉각매체로서 사용하는 가스 절연 변압기를 예를 들면, 밀폐된 공간이 제공된 내함이 외함(압력용기) 안에 수용된 이중 함체구조를 기본으로, 상기 내함 안에는 중신이 설치되고, 내함 내부에는 절연유가 채워져 있어 본체 외함 내부의 SF6(Sulfuric fluor 6 ; 6 플루오르 황)가스와의 접촉이 완전히 차단토록 구성되어 있다.

상기에서 외함은 외부로부터 공급되는 고압의 전력을 상기 중신으로 인가하는 접속부재로서 안정된 케이블 인입 또는 인출을 유도함과 동시에 절연을 목적으로 한 고압부싱과 케이블헷드, 그리고 엘보 등을 구비하고 있다.

이처럼, 종래 가스절연 방식의 수변전 설비(자동 개폐기, 배전반, 변압 변류기)의 경우, 설비에서 인출되는 고압측 케이블의 절연 및 접속을 목적으로 고압부싱, 케이블헷드, 엘보 등과 같은 절연 및 접속부재가 요구된다. 상기 고압부싱을 포함한 절연 및 접속부재는 케이블이 인출되는 외함 바깥측에 배치된다.

따라서, 종래에는 상기 절연 및 접속부재가 외부에 노출되는 관계로 환경에 영향을 많이 받으며, 외부로 돌출됨에 의해 변압기 전체적인 부피가 커져 실장착시 그 만큼 큰 설치공간이 확보되어야만 하는 등 설치에 상당한 제약이 따르는 단점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 안출한 것으로, 애자를 포함한 고압부싱, 케이블 헷드, 엘보와 같은 절연 및 접속단자 없이도 고압측 케이블을 수변전 설비로부터 보다 안정적으로 인출시킬 수 있으면서 외함 내부에 충진된 냉각가스의 외부 누출을 보다 확실하게 방지할 수 있고, 고압부싱, 케이블 헷드, 엘보와 같이 부피가 큰 절연 및 접속단자가 요구되지 않음에 따라 변압기의 전체적인 부피를 줄일 수 있는 가스절연 수변전 설비용 고압 케이블 인출장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은, 고압측 케이블의 인출 또는 인입을 위해 외함에 형성된 관통홀과, 외함 내부의 상기 고압측 케이블 상에 구비된 절연체와, 고압측 케이블 상에서 상기 절연체와 형합되는 씰링재 및, 외함 내부에서 상기 절연체와 씰링재가 형합된 형합체를 덮는 동시에 가압하면서 관통홀이 형성된 외함 내벽에 상기 형합체를 밀착 고정시키는 플랜지 커버를 포함하는 가스절연 수변전 설비용 고압 케이블 인출장치를 제공한다.

바람직하게, 상기 절연체는 한 쪽 끝으로 갈수록 폭이 점차 좁아지는 원뿔형으로 형성되고, 상기 씰링재는 상기 원뿔형 절연체가 형합되는 홈을 그 내면에 갖는다.

더 바람직하게, 상기 절연체 외면과 씰링재 내면에는 각각, 절연체 및 씰링재의 길이방향으로 연속된 곡선상의 파형을 갖는 요철면이 형성될 수도 있다. 이 경우, 절연체와 씰링재 형합시 두 구성요소 사이의 기밀성을 확실하게 유지시킬 수 있다.

여기서, 상기 절연체와 씰링재가 형합된 형합체 길이는 플랜지 커버의 함몰 깊이보다 크게 함이 바람직하다. 이 경우에는, 외함 내벽에 상기 플랜지 커버 설치시 플랜지 커버와 외함 내벽 사이에서 상기 형합체가 가압되면서 탄성 변형되고, 그 결과 관통홀과 이를 통과하는 고압측 케이블 사이의 틈새발생을 보다 확실하게 차단할 수 있기 때문이다.

그리고, 상기 플랜지 커버는 다수의 볼팅공을 갖는 플랜지를 그 일측 개방단 외면에 일체 형성하고, 상기 플랜지 일면에는 씰링부재 설치를 위한 요홈을 함몰 형성하여 이 요홈 상에 씰링부재가 설치될 수 있도록 구성함이 좋을 것이다. 이는 플랜지 커버와 외함 내벽 사이의 씰(seal)성을 향상시켜 압력용기 즉, 외함 내부에 충전된 가스의 외부 누출을 완벽하게 차단하기 위함이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가스절연 수변전 설비용 고압측 케이블 인출장치의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 따른 본 발명의 결합과정을 나타낸 단면도이며, 도 3은 도 1에 따른 인출장치의 결합된 상태를 나타낸 결합 단면도이고, 도 4는 도 2에 나타난 형합체의 다른 실시예에 따른 결합 단면도이다.

도시된 도면에서와 같이, 본 발명은 냉각매체로서 가스가 내부에 충진된 가스절연 타입의 수변전 설비 외함(1)의 벽면에 인출장치(2)를 마련하여, 이 인출장치를 통해 고압측 케이블이 외함 내부에서 외부로 절연성 및 직진성을 유지하면서 보다 안전하게 인출될 수 있도록 한 것을 구성의 요지로 한다. 본 발명에 따른 인출장치의 구성을 구체적으로 살펴본다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 상기 인출장치(2)는, 한 쌍의 형합가능한 절연체(22a) 및 씰링재(22b)와, 상기 절연체(22a)와 씰링재(22b)가 형합된 형합체(22)를 커버하는 플랜지 커버(24)를 포함한다. 상기 절연 체(22a) 및 씰링재(22b)는 변압기 외함(1) 내부의 고압측 케이블(20) 상에 상호 형합가능하게 배치되고, 상기 플랜지 커버(24)는 상기 형합체를 덮으면서 관통홀(10)이 형성된 외함(1) 내벽에 밀착 고정된다.

구체적으로, 상기 절연체(22a) 및 씰링재(22b)로 이루어진 형합체(22)는 관통홀(10)과 외함 내부에서 인접하는 상기 고압측 케이블(20) 상에 구비된다. 따라서 상기 케이블(20) 인출시 상기 절연체(22a)와 씰링재(22b)로 이루어진 형합체(22) 일면은 상기 관통홀(10) 주변과 긴밀히 접한다. 그 결과, 관통홀(10)을 통해 변압기 내부에서 외부로 인출되는 상기 고압측 케이블(20)은 상기 형합체(22)에 의해 절연 및 기밀성이 유지될 수 있다.

바람직하게, 상기 고압측 케이블(20)은 도 2의 부분 확대도에서와 같이 연속된 파형의 요철면을 갖는 도체(200)와, 상기 도체 외면에 폴리 에틸렌계 절연층(202)이 피복된 구성일 수 있다. 이 경우, 상기 도체(200)와 절연층(202) 간 접촉면적이 증대된다. 즉, 도체(200)와 절연층(202) 간 보다 긴밀한 접촉관계가 유지되므로, 도체(200)와 이에 피복된 절연층(202) 사이를 통해 외함(1) 내에 충진된 가스가 외부로 새어 나가는 것을 원천적으로 차단할 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 절연체(22a)는 한 쪽 끝으로 갈수록 폭이 점차 좁아지는 원뿔형으로 형성된다. 아울러 상기 씰링재(22b)는 상기 원뿔형 절연체(22a)가 형합되는 홈을 그 내면에 갖는다. 따라서 씰링재(22b) 내부에 절연체(22a)가 삽입되는 형태로 상기 절연체(22a)와 씰링재(22b)는 상호 형합되어 하나의 형합체(22)를 이룬다.

여기서, 상기 씰링재(22b)는 케이블이 인출되는 관통홀과 접하면서 씰링 역할을 한다. 그리고 상기 절연체(22a)는 상기 케이블(20)과 이와 인접하는 다른 케이블(도면 생략) 사이에 절연유지 및 차폐를 목적으로 케이블(20) 상에 설치된다. 따라서 이러한 목적을 고려할 경우, 상기 씰링재는 연질의 고무(soft rubber)를 소재로 하고, 상기 절연체는 경질의 고무(hard rubber)를 소재로 함이 바람직하다.

더 바람직하게는, 상기 절연체(22a) 외면과 씰링재(22b) 내면에는 각각 도 4의 다른 실시예에서와 같이, 절연체(22a) 및 씰링재(22b)의 길이방향으로 연속된 곡선상의 파형을 갖는 요철면이 형성될 수도 있다. 이 경우, 절연체(22a)와 씰링재(22b) 형합시 두 구성요소 사이의 접촉면적이 보다 증대되므로, 절연체(22a)와 씰링재(22b) 간 결속력이 보다 증대될 수 있다. 그 결과, 두 구성요소 사이의 접촉틈새를 통해 외함 내부의 가스가 외부로 누설되는 것이 보다 확실하게 방지된다.

한편, 상기 플랜지 커버(24)는 외함(1) 내부에서 상기 절연체(22a)와 씰링재(22b)가 형합된 형합체(22)를 덮으면서 관통홀(10)이 형성된 외함(1) 내벽에 용접 또는 볼팅 고정된다. 예로서, 볼팅 고정되는 경우에는 도면에서 보이는 바와 같이, 다수의 볼팅공(부호 생략)을 갖는 플랜지(240)가 그 일측 개방단 외면에 일체로 구비된다. 이 경우, 상기 외함(1) 내벽과 접하는 상기 플랜지(240) 일면에는 씰링부재 예컨대, 오링(O-Ring) 설치를 위한 요홈(242)을 함몰 형성하여 이 요홈(242) 상에 씰링부재(244)가 설치될 수 있도록 구성함이 바람직하다. 그리하면 플랜지 커버(24)와 외함(1) 내벽 사이의 씰(seal)성이 보다 향상되므로, 압력용기 즉, 외함(1) 내부에 충진된 가스의 외부 누출을 보다 확실하게 차단할 수 있다.

바람직하게, 상기 플랜지 커버(24)의 함몰 깊이(D1)는 상기한 절연체와 씰링재가 형합된 형합체(22) 길이(D2)에 비해 적어도 작게 형성된다(도 2참조). 이 경우, 외함(1) 내벽에 상기 플랜지 커버(24) 설치시 상기 플랜지 커버(24)와 외함(1) 내벽 사이의 플랜지 커버(24) 내에서 상기 형합체(22)는 그 축 방향으로 외압을 받아 폭방향으로 탄성 확장되면서 관통홀(10) 주변 및 플랜지 커버(24) 내면과 보다 긴밀히 접한다. 결과적으로, 외압에 의한 상기 형합체(22)의 탄성 변형으로 인하여 관통홀(10)과 형합체(22) 사이 및 형합체(22)와 플랜지 커버(24) 사이에 틈새가 발생되지 않는다.

상기한 본 발명의 실시예에 따르면, 외함(1) 내부에서 관통홀(10) 측으로 밀착 설치되는 절연 및 씰링기능을 갖는 형합체(22) 및 플랜지 커버(24)를 통해 기존과 같은 고압부싱, 케이블 헷드, 엘보 등과 같은 절연부재 및 접속부재 없이도 고압측 케이블(20)을 변압기 외함(1) 내부로부터 외부로 보다 안정적이면서 가스누설을 차단시킨 채 인출시킬 수 있다. 즉, 본 발명은 위와 같은 절연 및 접속부재가 요구되지 않음에 따라 수변전 설비의 전체적인 부피는 줄어들 수 있고, 결과적으로는 변압기 설치시 요구되는 공간을 보다 최소화할 수 있다.

더욱이, 상기 형합체 및 플랜지 커버를 포함하는 인출장치(2)는 외함 바깥으로 인출되는 고압측 케이블(20)을 외함 내벽에서 지탱하여 어느 정도 수평을 유지시켜준다. 이에 따라, 고압측 케이블(20)이 인출되는 관통홀부분에서의 상기 고압측 케이블(20)의 꺽임이나 처짐이 발생되지 않는다. 결과적으로, 케이블의 꺽임 또는 처짐 등으로 인한 절연파괴와 같은 케이블 손상이 발생하지 않는다.

이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명인 가스절연 수변전 설비용 고압측 케이블 인출장치에 따르면, 애자를 포함한 고압부싱, 케이블 헷드, 엘보 등과 같은 절연부재 및 접속부재 없이도 고압측 케이블을 변압기 외함로부터 보다 안정적으로 인출시킬 수 있으면서 외함 내부에 충진된 냉각가스의 외부 누출을 보다 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 위와 같은 부재들이 요구되지 않음에 따라 수변전 설비의 전체적인 부피가 줄어 들어 수변전 설비 설치시 공간 상에 제약을 덜 받는다는 이점이 있다.

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 고압측 케이블을 변압기 내부에서 외부로 안정되게 인출시키기 위한 것으로,

   외함 내부의 상기 고압측 케이블 상에 구비된 절연체;

   고압측 케이블 상에서 상기 절연체와 형합되는 씰링재; 및

   외함 내부에서 상기 절연체와 씰링재가 형합된 형합체를 덮는 동시에 가압하면서 관통홀이 형성된 외함 내벽에 상기 형합체를 밀착 고정시키는 플랜지 커버;를 포함하며,

   상기 절연체는 한 쪽 끝으로 갈수록 폭이 점차 좁아지는 원뿔형이며, 상기 씰링재는 상기 원뿔형 절연체가 형합되는 홈을 그 내면에 갖는 것을 특징으로 하는 가스절연 수변전 설비용 고압 케이블 인출장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 절연체 외면과 씰링재 내면에는 각각, 절연체 및 씰링재의 길이방향으로 연속된 곡선상의 파형을 갖는 요철면이 형성된 것을 특징으로 하는 가스절연 수변전 설비용 고압 케이블 인출장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   절연체와 씰링재가 형합된 형합체 길이는 플랜지 커버의 함몰 깊이보다 커서, 외함 내벽에 상기 플랜지 커버 설치시 플랜지 커버와 외함 내벽 사이에서 상기 형합체가 가압되면서 탄성 변형되는 것을 특징으로 하는 가스절연 수변전 설비용 고압 케이블 인출장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 플랜지 커버는 다수의 볼팅공을 갖는 플랜지가 그 일측 개방단 외면에 일체 형성되고, 상기 플랜지 일면에는 씰링부재 설치를 위한 요홈이 함몰 형성되어 이 요홈에 씰링부재가 설치된 것을 특징으로 하는 가스절연 수변전 설비용 고압 케이블 인출장치.

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