KR101100706B1 - 가스절연개폐기의 부스바 연결장치 - Google Patents

가스절연개폐기의 부스바 연결장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가스절연개폐기의 부스바 연결장치에 관한 것으로서, 부싱; 상기 부싱에 연결되는 부스바; 상기 부스바를 상기 부싱에 체결하는 체결부재; 및 상기 부스바 및 상기 체결부재의 외부를 감싸는 덮개;를 구비하여 구성될 수 있다. 이에 의해, 전계집중을 억제하여 가스절연개폐장치의 외관 크기를 줄일 수 있으며, 더 높은 정격 전압을 가지는 가스절연개폐장치가 제공될 수 있다.

Description

가스절연개폐기의 부스바 연결장치{BUS BAR CONNECTION APPARATUS FOR GAS INSULATED SWICHGEAR}
본 발명은, 가스절연개폐기의 부스바 연결장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 전계집중을 억제할 수 있도록 한 가스절연개폐기의 부스바 연결장치에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 발전소에서 만들어진 전기는 송전에 적합한 초 고압으로 승압되어 1차 변전소로 송전되고, 1차 변전소에서는 전압을 강하시켜 2차 변전소 또는 수용가로 공급한다.
1차 변전소로부터 공급되는 전력은 가공 배전선, 지중 배전선 등의 배전 계통을 통하여 각 수용가의 수전설비로 공급될 수 있다.
한편, 지중 배전선의 선로 구분, 분기 및 변압기 1차측 보호에는 가스절연개폐기(GAS INSULATED SWICHGEAR)가 이용될 수 있다.
도 1은 종래 가스절연개폐기의 내부를 보인 사시도이고, 도 2는 도 1의 요부확대사시도이며, 도 3은 도 2의 분해사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 가스절연개폐기는, 외함(10)과, 상기 외함(10)의 내부에 구비되는 개폐 및 접지 유닛(20) 과, 상기 개폐 및 접지 유닛(20)을 감싸는 절연탱크(30)를 구비할 수 있다.
상기 외함(10)은 대략 직육면체 형상으로 형성될 수 있다. 상기 외함(10)의 내부에는 상기 외함(10)에 비해 축소된 크기를 가지는 절연탱크(30)가 구비될 수 있다. 상기 외함(10)의 내부는 복수의 공간으로 구획될 수 있다. 상기 절연탱크(30)의 일 측(예를 들면 상부)에는 모선이 연결되는 모선단자(31)가 구비될 수 있다. 또한 상기 절연탱크(30)의 타 측(예를 들면 하부)에는 부하와 연결되는 부하단자(33)가 구비될 수 있다. 상기모선단자(31) 및 부하단자(33)는 부싱을 구비하여 구성될 수 있다.
한편, 상기 절연탱크(30)의 내부에는 상기 개폐 및 접지 유닛(20)이 구비될 수 있다. 상기 개폐 및 접지 유닛(20)은, 고정접점을 구비한 고정접점대(21)와, 상기 고정접점대(21)에 대해 회전하는 무빙아암(미도시)과, 슬라이딩 가능한 피스톤 및 이 피스톤이 슬라이딩되는 슬라이딩 접점이 형성되는 실린더(27), 이 실린더(27)가 회동 가능하게 결합되는 이동접점대(25)를 구비할 수 있다.
상기 고정접점은 전류를 공급하는 전류공급용 고정접점(22)과, 부하측이 접지와 연결되게 하는 접지용 고정접점(23)을 구비할 수 있다. 상기 무빙아암은 개폐축에 연결되어 상기 개폐축의 회전시 회전될 수 있다. 상기 무빙아암은 상기 피스톤과 연결되어 상기 피스톤을 3위치를 회전시킬 수 있다. 여기서, 상기 3위치는, 상기 피스톤이 상기 전류공급용 고정접점(22)과 연결되는 전류공급위치, 상기 피스톤이 상기 접지용 고정접점(23)과 연결되는 접지위치, 및 상기 피스톤이 상기 전류공급위치 및 상기 접지위치 사이에 위치되어 전류 공급을 차단하는 차단위치를 의 미한다.
한편, 상기 절연탱크(30)의 내벽에는 모선단자(31) 또는 부하단자(33)의 부싱(40)이 결합될 수 있다. 상기 절연탱크(30)에는 상기 부싱(40)이 삽입되는 관통공(35)과, 상기 부싱(40)이 체결부재(미도시)에 의해 체결될 수 있게 복수의 체결공(37)이 형성될 수 있다.
상기 부싱(40)에는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 고정접점과 상기 부싱을 연결하는 부스바(45)의 일 단이 결합될 수 있다. 상기 부싱(40)의 중심에는 도체(41)가 구비되며, 상기 도체(41)에는 상기 부스바(45)를 체결하는 체결볼트(47)가 나사결합될 수 있다. 상기 부스바(45)와 상기 체결볼트(47) 사이에는 복수의 와셔(48)가 개재될 수 있다.
그런데, 이러한 종래의 가스절연개폐장치에 있어서는, 부스바(45)의 단부, 체결볼트(47) 및 와셔(48) 등의 모서리부분(에지(edge))이 날카로와서 고압의 전원인가시 이 모서리부분에 전계 집중이 발생될 수 있다. 이러한 구조에 의하면 절연탱크(30)의 내면 및/또는 상간 절연 파괴가 발생될 수 있다. 이에 기인하여, 충분한 절연 거리의 확보가 필요하게 되어 가스절연개폐장치의 크기가 증가하게 되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은, 전계집중을 억제하여 가스절연개폐장치의 외관 크기를 줄일 수 있는 가스절연개폐장치의 부스바 연결장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은, 상술한 바와 같은 목적 달성을 위해, 부싱; 상기 부싱에 연결되는 부스바; 상기 부스바를 상기 부싱에 체결하는 체결부재; 및 상기 부스바 및 상기 체결부재의 외부를 감싸는 덮개;를 포함하는 가스절연개폐기의 부스바 연결장치를 제공한다.
여기서, 상기 덮개는, 상기 부스바 및 체결부재를 감싸는 제1절연부 및 상기 부싱의 단부를 감싸는 제2절연부를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 제1절연부에는, 상기 부스바가 삽입되는 부스바삽입공 및 상기 체결부재가 삽입되는 체결부재삽입공이 형성될 수 있다.
상기 덮개는 상기 체결부재삽입공을 차단하는 차단캡을 구비할 수 있다.
상기 제1절연부는 구형으로 형성될 수 있다.
상기 부싱과 상기 부스바 사이에 개재되는 스페이서를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 부싱은, 중심의 도체와, 상기 도체를 감싸는 절연부를 구비하며, 상기 스페이서는 상기 도체보다 큰 직경을 가지게 구성될 수 있다.
상기 부싱의 도체는 상기 부싱의 절연부로부터 돌출되며, 상기 제2절연부는 상기 도체의 돌출부를 감싸게 축소된 축경부를 구비할 수 있다.
상기 스페이서는 상기 제1절연부의 내부에 배치될 수 있다.
상기 제2절연부와 상기 부싱 사이에는 절연물질이 개재될 수 있다.
상기 절연물질은 절연 그리스를 포함할 수 있다.
상기 덮개는 실리콘(수지)으로 형성될 수 있다.
상기 부싱은 절연탱크의 내부에 배치될 수 있다.
상기 절연탱크의 내부에는 절연물질(예를 들면 육불화황(SF6)개스)이 충전될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 부스바의 연결영역을 덮개로 차단함으로써 연결영역의 모서리 부분등에 전계가 집중되는 것을 억제할 수 있어 상대적으로 높은 절연 성능을 확보할 수 있다. 이에 따르면, 상간 또는 부스바의 절연거리 확보를 위해 상간 또는 절연탱크의 내벽으로부터 이격거리를 줄일 수 있어 콤팩트 한 구성이 가능하다. 이에 의해, 가스절연개폐장치의 외관의 크기를 줄일 수 있다. 또한, 가스절연개폐장치가 동일한 외관(크기)을 가질 경우 상대적으로 높은 정격 전압을 가지는 가스절연개폐장치의 구현이 가능하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 4 및 도 5는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연개폐장치의 부스바 연결장치의 사용상태의 사시도이고, 도 6은 도 5의 요부확대사시도이며, 도 7은 도 6의 부스바 연결장치의 측면도이고, 도 8은 도 7의 단면도이며, 도 9는 도 6의 부스바 연결장치의 분리사시도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 외함(110)과, 상기 외함(110)의 내부에 배치되는 절연탱크(120)와, 상기 절연탱크(120)의 내부에 배치되는 개폐 및 접지 유닛(130)과, 부싱(161)과 부스바(145)를 연결하는 본 발명의 일 실시예에 따른 부스바 연결장치(160)를 구비할 수 있다.
상기 외함(110)은 내부에 수용공간이 형성되는 대략 직육면체로 형성될 수 있다. 상기 외함(110)의 내부 공간은 복수의 공간으로 구획될 수 있다. 상기 외함(110)의 내부에는 절연탱크(120)가 구비될 수 있다. 상기 절연탱크(120)의 내부에는 개폐 및 접지 유닛(130)이 구비될 수 있다. 상기 절연탱크(120)의 내부에는 절연물질, 예를 들면 육불화황(SF6) 개스가 충전(充塡)될 수 있다.
상기 외함(110)의 내부 공간 중 상기 절연탱크(120)의 상측에는 복수의 제1연결단자(125)가 구비될 수 있다. 상기 제1연결단자(125)는 모선(미도시)과 연결될 수 있다.
상기 절연탱크(120)의 하부영역에는 복수의 제2연결단자(127)가 구비될 수 있다. 상기 제2연결단자(127)는 부하(케이블)(미도시)와 연결될 수 있다.
상기 절연탱크(120)의 내부에는 전원을 개폐하거나 부하의 접지가 가능하게 하는 개폐 및 접지 유닛(130)이 구비될 수 있다.
상기 개폐 및 접지 유닛(130)은, 복수의 고정접점을 구비한 고정접점대(131)와, 슬라이딩 접점을 구비하여 상기 고정접점대(131)에 대해 상대 운동하면서 전류의 공급 및 차단, 접지 기능을 수행하는 이동접점대(135)와, 상기 고정접점대(131)에 회동 가능하게 배치되어 상기 슬라이딩 접점을 회동시키는 무빙아암(미도시)을 구비할 수 있다.
상기 무빙아암은 샤프트(139)에 연결될 수 있다. 상기 무빙아암은 상기 샤프트(139)의 회전에 의해 회전 동작될 수 있다. 상기 샤프트(139)는 상기 외함(110)의 전면영역으로 연장될 수 있다. 상기 절연탱크(120)와 상기 외함(110) 사이에는 상기 샤프트(139)를 구동시키는 기구부(미도시)가 수용되는 기구부수용공간(112)이 구비될 수 있다. 상기 외함(110)의 전면에는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 샤프트(139)를 회전 조작하기 위한 조작핸들(미도시)이 접속되는 조작핸들접속부(114)가 구비될 수 있다.
상기 고정접점대(131)는 서로 이격된 복수의 고정접점(132)을 구비할 수 있다. 상기 고정접점(132) 중 하나는 전류공급용 고정접점(133)일 수 있다. 상기 고정접점(132) 중 다른 하나는 접지용 고정접점(134)일 수 있다. 상기 접지용 고정접점(134)은 예를 들면 상기 고정접점대(131)의 상부영역에 배치될 수 있다. 상기 접지용 고정접점(134)은 접지용 부스바(140)에 연결될 수 있다. 상기 전류공급용 고정접점(133)은 예를 들면, 상기 고정접점대(131)의 하부영역에 배치될 수 있다.
상기 슬라이딩 접점은 서로 신축가능하게 결합되는 피스톤(미도시) 또는 실 린더(137)에 형성될 수 있다. 즉, 상기 실린더(137)는 상기 이동접점대(135)에 대해 회동 가능하게 결합되고, 상기 피스톤은 상기 실린더(137)에 대해 신축 가능하게 결합될 수 있다. 상기 피스톤은 상기 무빙아암에 결합됨으로써 상기 무빙아암의 회전에 의해 상기 고정접점대(131)에 대해 회전하면서 상기 3위치 중 어느 하나로 이동될 수 있다.
상기 이동접점대(135)는 상기 제1연결단자(125)와 부스바(141)에 의해 통전 가능하게 연결될 수 있다.
상기 전류공급용 고정접점(133)에는 부스바(145)의 일 단이 연결되고, 상기 부스바(145)의 타 단은 부싱(161)을 개재하여 상기 제2연결단자(127)에 연결될 수 있다. 여기서, 상기 제2연결단자(127)는 상기 부싱(161)을 포함할 수 있다.
한편, 본 가스절연개폐장치의 부스바 연결장치(160)는, 부싱(161)과, 상기 부싱(161)에 연결되는 부스바(145)와, 상기 부스바(145)를 상기 부싱(161)에 체결하는 체결부재(151), 및 상기 부스바(145) 및 상기 체결부재(151)의 외부를 감싸는 덮개(170)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 부싱(161)은 상기 절연탱크(120)의 내벽에 결합될 수 있다. 상기 부싱(161)은, 중심에 배치되는 도체(165)와, 상기 도체(165)를 감싸는 절연체(163)를 구비하여 구성될 수 있다. 상기 절연체(163)의 중앙영역에는 반경방향을 따라 확장된 플랜지(164)가 형성될 수 있다. 상기 플랜지(164)는 상기 절연탱크(120)의 내벽에 면접촉되게 형성될 수 있다. 상기 절연탱크(120)에는 상기 절연체(163)가 통과할 수 있게 관통공(122)이 형성될 수 있으며, 상기 관통공(122)의 둘레에는 상 기 플랜지(164)에 체결되는 체결부재(151)가 통과할 수 있게 복수의 체결공(124)이 관통 형성될 수 있다. 상기 부싱(161)의 도체(165)는 상기 절연체(163)의 단부에 대해 소정 돌출될 수 있다.
상기 도체(165)에는 상기 부스바(145)가 통전 가능하게 결합될 수 있다. 상기 도체(165) 및 부스바(145)는 체결부재(151)에 의해 체결될 수 있다. 상기 부스바(145)의 단부는 상기 체결부재(151)가 통과할 수 있게 관통되어 있다. 상기 도체(165)의 단부에는 수나사부를 구비한 체결부재(151)가 나사결합될 수 있게 암나사부(166)가 형성될 수 있다. 상기 체결부재(151)와 상기 부스바(145) 사이에는 와셔(191)가 개재될 수 있다. 상기 와셔(191)는 평와셔 및/또는 스프링와셔를 포함할 수 있다.
한편, 상기 부스바(145) 및 상기 체결부재(151)의 결합영역에는 상기 부스바(145) 및 체결부재(151)의 결합영역을 감쌀 수 있게 덮개(170)가 구비될 수 있다. 상기 덮개(170)는 절연물질로 구성될 수 있다. 상기 덮개(170)는 실리콘수지일 수 있다.
상기 덮개(170)는 상기 부스바(145) 및 체결부재(151)를 감싸는 제1절연부(171)를 구비할 수 있다. 이에 의해, 상기 부스바(145) 및 체결부재(151)의 모서리부분에 전계가 집중되는 것을 억제할 수 있다.
상기 덮개(170)는, 상기 부스바(145) 및 체결부재(151)를 감싸는 제1절연부(171)와, 상기 제1절연부(171)에서 연장되어 상기 부싱(161)의 단부영역을 감싸는 제2절연부(181)를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 제1절연부(171)에는 상기 부스바(145)가 삽입되는 부스바삽입공(173)이 형성될 수 있다. 상기 부스바삽입공(173)은 상기 제1절연부(171)의 측면에 관통 형성될 수 있다. 상기 제1절연부(171)에는 상기 체결부재(151)가 삽입될 수 있게 체결부재삽입공(175)이 형성될 수 있다. 상기 체결부재삽입공(175)은 상기 제1절연부(171)의 단부를 관통하여 형성될 수 있다.
상기 체결부재삽입공(175)에는 상기 체결부재삽입공(175)을 차단하는 차단캡(177)이 구비될 수 있다. 상기 차단캡(177)은 절연부재로 형성될 수 있다. 상기 차단캡(177)은 상기 체결부재삽입공(175)을 개폐 가능하게 형성될 수 있다. 상기 차단캡(177)은 상기 제1절연부(171)에 연결되거나 분리 가능하게 형성될 수 있다. 상기 차단캡(177)은 상기 체결부재(151)의 삽입후 실링부재(물질) 등을 이용하여 밀봉될 수 있다.
상기 제1절연부(171)는 외형이 둥근 구형(球形)으로 형성될 수 있다.
상기 제1절연부(171)의 일 측에는 상기 부싱(161)의 단부영역을 감쌀수 있게 연장된 제2절연부(181)가 형성될 수 있다. 상기 제2절연부(181)는 상기 부싱(161)의 단부영역을 수용할 수 있게 상기 부싱(161)의 단부 형상에 대응되는 원통 형상으로 형성될 수 있다. 상기 부싱(161)과 상기 제2절연부(181) 사이에는 절연물질이 개재될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 부싱(161)의 외면 및/또는 상기 제2절연부(181)의 내면에는 절연물질, 예를 들면 절연 그리스(grease)가 도포될 수 있다.
상기 제1절연부(171)와 제2절연부(181) 사이에는 반경방향으로 축소된 축경 부(183)가 구비될 수 있다. 상기 축경부(183)는 상기 덮개(170)의 결합시, 상기 부싱(161)의 절연체(163)로부터 돌출된 도체(165)를 감싸게 된다.
한편, 상기 부싱(161)의 도체(165)와 상기 부스바(145) 사이에는 스페이서(195)가 배치될 수 있다. 상기 스페이서(195)는 상기 도체(165)에 비해 확장된 폭(직경)을 가지게 형성될 수 있다. 이에 의해, 상기 체결부재(151)의 체결 시 상기 제2절연부(181)가 상기 스페이서(195)에 의해 가압되어 상기 제2절연부(181)가 상기 부싱(161)으로부터 분리되는 것이 방지될 수 있다. 상기 스페이서(195)는 원봉형상을 가지게 형성될 수 있다. 상기 스페이서(195)의 중심에는 상기 체결부재(151)가 통과할 수 있게 관통공(196)이 형성될 수 있다. 상기 스페이서(195)는 절연물질(예를 들면 실리콘수지)로 형성될 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 상기 부스바(145)를 상기 부싱(161)에 연결하고자 할 때는, 먼저 상기 덮개(170)의 제2절연부(181)를 상기 부싱(161)의 단부에 결합한다. 이때, 상기 부싱(161) 또는 제2절연부(181)에는 절연 그리스가 도포될 수 있다.
다음, 상기 제1절연부(171)의 부스바삽입공(173)에 상기 부스바(145)의 단부를 삽입한다. 상기 체결부재(151)에 와셔(평와셔 및 스프링와셔)를 결합한다. 상기 체결부재(151)에 스페이서(195)를 결합한다. 여기서, 상기 스페이서(195)는 상기 체결부재삽입공(175)을 통해 먼저 상기 제1절연부(171)의 내부에 삽입될 수도 있다.
상기 체결부재(151)를 상기 체결부재삽입공(175)을 통해 삽입하고, 상기 체 결부재(151)를 상기 도체(165)에 결합한다. 다음, 상기 차단캡(177)을 상기 체결부재삽입공(175)에 결합한다. 여기서, 상기 차단캡(177)의 결합 후 상기 차단캡(177)과 상기 체결부재삽입공(175)의 결합영역에 실리콘 등의 실링부재(물질)를 도포하여 밀봉할 수 있다.
이상에서, 본 발명의 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었다. 그러나, 본 발명은, 그 사상 또는 본질적인 특징에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 형태로 실시될 수 있으므로, 위에서 설명된 실시예는 그 상세한 설명의 내용에 의해 제한되지 않아야 한다.
또한, 앞서 기술한 상세한 설명에서 일일이 나열되지 않은 실시예라 하더라도 첨부된 특허청구범위에서 정의된 그 기술 사상의 범위 내에서 넓게 해석되어야 할 것이다. 그리고, 상기 특허청구범위의 기술적 범위와 그 균등범위 내에 포함되는 모든 변경 및 변형은 첨부된 특허청구범위에 의해 포섭되어야 할 것이다.
도 1은 종래 가스절연개폐기의 사시도,
도 2는 도 1의 요부확대사시도,
도 3은 도 2의 분해사시도,
도 4 및 도 5는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연개폐장치의 부스바 연결장치의 사용상태의 사시도,
도 6은 도 5의 요부확대사시도,
도 7은 도 6의 부스바 연결장치의 측면도,
도 8은 도 7의 단면도,
도 9는 도 6의 부스바 연결장치의 분리사시도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
110 : 외함 120 : 절연탱크
130 : 개폐 및 접지 유닛 145 : 부스바
151 : 체결부재 160 : 부스바 연결장치
161 : 부싱 170 : 덮개
171 : 제1절연부 173 : 부스바삽입공
175 : 체결부재삽입공 177 : 차단캡
181 : 제2절연부 183 : 축경부

Claims (12)

  1. 부싱;
    상기 부싱에 연결되는 부스바;
    상기 부스바를 상기 부싱에 체결하는 체결부재; 및
    상기 부스바 및 상기 체결부재의 외부를 감싸는 덮개;를 포함하되,
    상기 덮개는, 상기 부스바 및 체결부재를 감싸는 제1절연부 및 상기 부싱의 단부를 감싸는 제2절연부를 구비하고,
    상기 제1절연부에는, 상기 부스바가 삽입되는 부스바삽입공 및 상기 체결부재가 삽입되는 체결부재삽입공이 형성되는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐기의 부스바 연결장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 덮개는 상기 체결부재삽입공을 차단하는 차단캡을 구비하는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐기의 부스바 연결장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1절연부는 구형인 것을 특징으로 하는 가스절연개폐기의 부스바 연결장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 부싱과 상기 부스바 사이에 개재되는 스페이서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐기의 부스바 연결장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 부싱은, 중심의 도체와, 상기 도체를 감싸는 절연부를 구비하며, 상기 스페이서는 상기 도체보다 큰 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐기의 부스바 연결장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 부싱의 도체는 상기 부싱의 절연부로부터 돌출되며, 상기 제2절연부는 상기 도체의 돌출부를 감싸게 축소된 축경부를 구비하는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐기의 부스바 연결장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 스페이서는 상기 제1절연부의 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐기의 부스바 연결장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2절연부와 상기 부싱 사이에는 절연물질이 개재되는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐기의 부스바 연결장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 절연물질은 그리스를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐기의 부스바 연결장치.
  12. 제1항, 또는 제4항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 덮개는 실리콘으로 형성되는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐기의 부스바 연결장치.
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