KR200282453Y1 - 주상변압기의 고압부싱 고정장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 주상변압기 뚜껑에 관통 설치되는 고압부싱에 관한 것으로, 상기 뚜껑의 상단으로 돌출된 일단과, 외면을 따라 링 형상으로 인입된 환형요홈을 가지고 상기 관통홀로 끼워져 상기 뚜껑의 하단으로 돌출되는 타단을 포함하는 봉 형상의 고압부싱을 고정하기 위한 장치로서, 상기 환형요홈에 끼워지는 스프링환과; 상기 뚜껑의 저면과 상기 스프링환 사이에 각각 개재되어 서로 상하방향으로 나사 결합되는 제 1 고정환과 제 2 고정환을 포함하는 고압부싱 고정장치를 제공한다.

Description

주상변압기의 고압부싱 고정장치{Apparatus for fixing a bushing for high voltage level to a pole transformer}

본 고안은 주상변압기(pole transformer)와 고압부싱(bushing for high voltage level)의 체결구조에 관한 것으로, 좀 더 자세하게는 송전소로부터 전달된 고압의 전원을 저압으로 변환하여 각 수용가로 출력하는 주상변압기에 있어, 외부로부터 공급되는 고압의 전원을 접속하기 위해 주상변압기에 체결되는 고압부싱의 고정장치에 관한 것이다.

일반적으로 송전소로부터 고압(22.900V)으로 공급되는 전력은 변압기를 통해 가정이나 산업현장 등의 수용가에서 사용이 가능한 저압으로 변환, 공급된다. 이때 변압기란 전자기유도작용(電磁氣誘導作用)으로 교류전압 및 전류값을 변화시키는 장치의 총칭인 바, 특히 전술한 바와 같이 송전소로부터 전달된 고압의 전원을 수용가에서 요구되는 저압으로 변환하는 것을 주상변압기라 하며, 이는 통상 전신주 등에 고정 설치된다.

일반적인 주상변압기의 구조는 용량 및 전압에 따라서 차이를 보일 수 있지만, 공통적으로 변압기의 기능을 수행하기 위한 권선과 철심을 필수적으로 포함하고, 이들 권선과 철심은 절연유로 충진된 탱크(tank) 안에 실장되는 바, 이 절연유(絶緣油)는 권선의 절연물로 습기나 먼지가 침투하여 절연내력(絶緣耐力)을 저하시키는 것을 방지함과 동시에 철심이나 권선에서 발생하는 열을 기름의 대류 및 복사(輻射)를 통해 방열시키는 역할을 한다.

또한 일반적인 주상변압기는 외부로부터 공급되는 고압의 전력을 권선으로 인가하는 접속부재로서 고압부싱과, 변압된 저압의 전력을 다시 외부로 인출하는 저압부싱을 포함하고 있는데, 도 1은 일반적인 주상변압기(10)의 외관도로, 외관상 몸체를 이루는 박스형의 탱크(12)와, 이를 밀폐하기 위한 뚜껑(14)과, 이 뚜껑(14)을 관통하여 설치되는 고압부싱(20) 및 탱크(12)의 외벽에 설치되는 저압부싱(60)을 포함하고 있다.

이때 고압부싱(20)은 전선을 지탱할 수 있을 정도의 지지력을 가지면서 나선(裸線) 부분의 고전압을 절연할 수 있고, 특히 염분이나 먼지 등이 부착될 경우 절연내력이 저하되는 것을 방지하기 위해 내열 및 내식성이 뛰어난 자기(磁器)재질의 애자(碍子)가 주로 사용되는데, 이의 표면에는 다수의 요철을 부여하여 전기적으로 충분한 절연내력(絶緣耐力)을 가지도록 하는 것이 일반적이다. 한편, 고분자 합성기술 발달에 따라 고압부싱의 재질로 XLPE, Exopxy 및 실리콘 러버 등이 사용되기도 한다.

하지만 이들 고압부싱(20)을 구성하는 재질은 쉽게 부서지기 쉬운 특성을 가지고 있어, 이의 파손을 방지하면서 탱크(12)의 뚜껑(14)에 긴밀하게 장착하기 위해 다소 특이한 체결구조를 가지고 있는데, 도 2는 주상변압기 뚜껑(14)의 일부 및이에 체결되는 고압부싱(20)의 단면도로서 일반적인 고압부싱(20)의 체결구조를 설명하기 위한 도면이다.

먼저 고압부싱(20)은 내부 길이방향을 따라 도전성 도체(22)가 삽입된 봉 형상을 가지고 있어 외면으로 다수의 요철이 부여된 일단(20a)과, 뚜껑(14)을 관통하여 탱크 내로 인입된 타단(20b)으로 구분될 수 있다. 이에 뚜껑(14)에는 고압부싱(20)의 타단(20b)이 끼워지도록 관통홀(16)이 설치되는데, 이 관통홀(16)을 통해 탱크 내에 충진된 절연유가 누유되는 것을 방지하기 위해 이의 상면으로 고압부싱(20)의 타단(20b)을 둘러싸는 링(ring) 형상의 패킹(50)이 개재되는 것이 일반적이다.

또한 탱크의 내부로 인입된 고압부싱(20)의 타단(20b) 외면에는 링 형상으로 인입된 환형요홈(24)이 설치되며, 이러한 환형요홈(24)에는 스프링환(30)이 긴밀하게 끼워져 돌출단을 정의하게 되는 바, 이 스프링환(30)과 뚜껑(14)의 저면 사이에 고정환(32)이 개재되어 있다.

결국 고정환(32)은 고압부싱(20)의 타단(20b)을 둘러싼 상태로 뚜껑(14)의 저면과 스프링환(30) 사이에 개재되는 것으로, 이 고정환(32)의 하단에서부터 관통 삽입되어 뚜껑(14)의 저면에 닿는 다수의 볼트(35a, 35b)를 통해 고정환(32)을 스프링환(30)에 걸리도록 최대한 하단으로 밀어내 고압부싱(20)을 고정하게 된다.

따라서 고압부싱(20)을 주상변압기 뚜껑(14)에 고정하기 위해서 최초 작업자는 고압부싱(20)의 타단(20b)을 뚜껑(14)의 관통홀(16)로 삽입하고, 이어 뚜껑(14)의 저면으로 돌출된 고압부싱(20)의 타단(20b)에 고정환(32)과 스프링환(30)을 차례로 끼워넣게 된다. 이때 특히 스프링환(30)은 고압부싱 타단(20b)에 설치된 환형요홈(24)에 끼워 고정시킨 후, 고정환(32)의 하단으로부터 관통 삽입되는 다수의 볼트(35a, 35b)를 통해 고정환(32)의 저면이 스프링환(30)에 걸리면서 뚜껑(14)과 최대한 멀어지게 하여 고정되는 것이다.

그러나 전술한 일반적인 고압부싱(20)은 사용상 몇 가지 문제점을 가지고 있는데, 이 중 가장 큰 문제점이 고정환(32) 하단으로부터 관통 삽입되는 다수의 볼트(35a, 35b)가 균일하게 조여지지 않을 경우 발생되는 고압부싱(20)의 파손현상이다.

즉, 자기 등의 부스러지기 쉬운 재질로 이루어진 고압부싱(20)은 다수의 볼트(35a, 35b)의 조임압력이 균일하지 않을 경우 쉽게 파손될 수 있는 바, 이는 실제 고압부싱(20)의 결합에서 쉽게 관찰되는 현상이다. 특히 고압부싱(20)의 제조 및 운반과정에서 약간의 크랙(crack)이라도 존재할 경우 이의 파손현상은 더욱 빈번히 관찰되는 바, 이러한 고압부싱(20)의 주상변압기 뚜껑(14)으로의 체결작업은 숙련된 작업자에 의해 세심하게 진행되고 있는 실정이다. 또한 아무리 숙련된 작업자라 하더라도 다수의 볼트(35a, 35b)를 여러 차례 균등하게 조여야 하므로 작업시간이 긴 단점과 함께 이때 가해지는 충격으로 인한 고압부싱(20)이 파손될 뿐만 아니라, 장착후 변압기 운전 중에 고압부싱(20)이 떨어져 나가는 현상까지 발생하게 되는 등 여러 가지 문제점을 나타내고 있다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 고압부싱을 주상변압기의 뚜껑에 체결함에 있어 보다 용이한 작업을 가능하게 하고, 특히 단순한 동작으로 비숙련자라도 쉽게 신뢰성 있는 체결이 가능한, 보다 개선된 고압부싱의 체결구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 고압부싱이 설치된 주상변압기의 외면도

도 2는 종래의 고정방법에 따라 주상변압기의 뚜껑에 체결되는 고압부싱의 체결 단면도

도 3은 본 고안에 따른 고정장치를 이용하여 주상변압기의 뚜껑에 고압부싱을 체결하는 구조를 도시한 단면도

도 4는 본 고안에 따른 고압부싱용 고정장치의 일부 분해사시도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

14 : 뚜껑 16 : 관통홀

20 : 고압부싱 20a : 고압부싱 일단

20b : 고압부싱 타단 22 : 도전성 도체

24 : 환형요홈 30 : 스프링환

50 : 패킹 132 : 제 1 고정환

132a : 제 1 평면 132b : 제 1 측벽

132c : 제 1 나사산 142 : 제 2 고정환

142a : 제 2 평면 142b : 제 2 측벽

142c : 제 2 나사산 145 : 고정볼트

본 고안은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 주상변압기의 뚜껑의 상단으로 돌출된 일단과, 외면을 따라 링 형상으로 인입된 환형요홈을 가지고 상기 뚜껑의 하단으로 돌출되는 타단을 포함하는 봉 형상의 고압부싱을 체결하기 위한 장치로서, 상기 환형요홈에 끼워지는 스프링환과; 상기 뚜껑의 저면과 상기 스프링환 사이에 각각 개재되어 서로 상하방향으로 나사 결합되는 제 1 고정환과 제 2 고정환을 포함하는 고압부싱을 제공한다.

이때 상기 제 1 고정환은, 링 형상을 가지고 상면이 상기 뚜껑의 저면에 밀착되는 제 1 평면과; 상기 고압부싱의 타단을 감싸도록 상기 제 1 평면의 저면을 따라 실질적으로 수직하게 돌출되며, 상기 고압부싱의 타단과 마주보는 내면 또는 상기 내면과 대응하는 외면 중 선택된 하나에 설치된 제 1 나사산을 가지는 제 1 측벽을 포함하고, 상기 제 2 고정환은, 링 형상을 가지고 상기 스프링 환에 저면이 지지되는 제 2 평면과; 상기 고압부싱의 타단을 감싸도록 상기 제 2 평면 상면을 따라 실질적으로 수직하게 돌출되며, 상기 고압부싱의 타단과 마주보는 내면 또는상기 내면과 대응하는 외면 중 선택된 하나에 상기 제 1 나사산과 대응되도록 설치된 제 2 나사산을 가지는 제 2 측벽을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이때 측방으로부터 상기 제 1 측벽 또는 제 2 측벽 중 외측의 일벽에 관통 삽입되는 고정볼트를 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 제 1 평면의 상면을 따라 동일간격으로 이격된 적어도 3개 이상의 돌출편을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 바, 이하 본 고안에 대한 올바른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 3은 일반적인 주상변압기 뚜껑(14)의 일부 및 이에 체결되는 본 고안에 따른 고압부싱(20)의 단면도로서, 도 2와 동일한 기능을 수행하는 요소에 대해서는 동일부호를 부여하였다.

먼저 고압부싱(20)은 전선을 지탱할 수 있을 정도의 지지력을 가지면서 나선(裸線) 부분의 고전압을 절연할 수 있고, 특히 염분이나 먼지 등이 부착될 경우 절연내력이 저하되는 것을 방지하기 위해 내열 및 내식성이 뛰어난 자기(磁器)재질의 애자(碍子)가 사용될 수 있는데, 목적에 따라 동일한 형상의 XLPE, Exopxy 및 실리콘 러버 등이 사용될 수 도 있는 바, 이의 표면에는 다수의 요철을 부여하여 전기적으로 충분한 절연내력(絶緣耐力)을 가지도록 하는 것이 바람직하다.

따라서 본 고안에 따른 고압부싱(20)은 내부 길이방향을 따라 도전성 도체(22)가 삽입된 봉 형상을 가지고, 각각 외면으로 다수의 요철이 부여된 일단(20a)과, 뚜껑(14)을 관통하여 탱크 내로 인입된 타단(20b)으로 구분될 수 있는 바, 상기 뚜껑(14)에는 고압부싱(20)의 타단(20b)이 끼워지도록 관통홀(16)이 설치되어 있다. 이때 바람직하게는 이 관통홀(16)을 통해 탱크 내에 충진된 절연유가 누유되는 것을 방지하기 위해, 상기 관통홀(16)의 상면으로 고압부싱(20)의 타단(20b)을 둘러싸는 링(ring) 형상의 패킹(50)이 개재된 것이 바람직하며, 탱크 내로 인입된 고압부싱(20)의 타단(20b) 외면에는 링 형상으로 인입된 환형요홈(24)이 설치되어, 이에 스프링환(30)이 긴밀하게 끼워져 돌출단을 정의하게 됨은 일반적인 경우와 동양(同樣)이라 할 수 있을 것이다.

그러나 본 고안의 고정장치는 스프링환(30)과 뚜껑(14)의 저면 사이의 고압부싱 타단(20b)에 개재됨으로서, 상기 고압부싱(20)을 뚜껑에 긴밀하게 고정하는 구조가 일반적인 경우와 상이한 바, 본 고안은 뚜껑(14)의 저면과 상기 스프링환(30) 사이에 각각 개재된 상태로 상하방향에서 서로 나사 결합되는 제 1 고정환(132)과 제 2 고정환(142)을 통해 고압부싱(20)을 긴밀하게 고정하게 된다.

이하 제 1 및 제 2 고정환(132, 142)의 분해사시도인 도 4를 참조하여 같이 설명한다.

먼저 본 고안에 따른 제 1 고정환(132)은 고압부싱 타단(20b)에 끼워지는 링 형상을 가짐은 전술한 바 있는데, 이러한 제 1 고정환(132)은 각각 그 상면이 뚜껑(14)에 형성된 관통홀(16) 가장자리 저면을 따라 밀착되는 링 형상의 제 1 평면(132a)과, 이 제 1 평면(132a)의 저면을 따라 고압부싱 타단(20b)을 감싸도록 실질적으로 수직하게 돌출된 제 1 측벽(132b)을 포함하고 있으며, 특히 고압부싱 타단(20b)과 마주보는 제 1 측벽(132b)의 내면에는 제 1 나사산(132c)이 설치된 것을 특징으로 한다.

또한 전술한 제 1 고정환(132)과 스프링환(30) 사이에 개재되는 제 2고정환(142)은 링 형상을 가지고 저면이 스프링환(30)에 지지되는 제 2 평면(142a)과, 고압부싱 타단(20b)을 감싸도록 제 2 평면(142a) 상면을 따라 실질적으로 수직하게 돌출되어 전술한 제 1 측벽(132b)과 고압부싱 타단(20b) 사이로 끼워지는 제 2 측벽(142b)을 포함하고 있다. 이때 특히 제 2 측벽(142b)의 외면, 즉, 제 1 측벽(132b)의 내면과 마주보는 면에는 제 1 나사산(132c)과 대응하는 제 2 나사산(142c)이 형성되는 것을 특징으로 하는 바, 제 1 나사산(132c)과 제 2 나사산(142c)의 결합을 통해 제 1 평면(132a)과 제 2 평면(142a)을 서로 멀어지거나 가까워지게 된다.

다시 말해 본 고안에 따른 제 1 고정환(132)과 제 2 고정환(142)은 각각 고압부싱 타단(20b)을 중심축으로 서로 반대방향으로 회전함에 따라 제 1 평면(132a)과 제 2 평면(142a)이 서로 멀어지거나 가까워지는 구성을 가지고 있는데, 이때 제 1 평면(132a)은 뚜껑(14)의 저면에 의해, 제 2 평면(142a)은 스프링 환(30)에 의해 각각 움직일 수 있는 범위가 한계지어지므로 이를 통해 고압부싱(20)을 뚜껑(14)에 긴밀하게 고정하는 것이다.

이때 제 1 평면(132a) 상에는 도시한 바와 같이 서로 떨어져 배열되는 다수의 돌출편(134)이 개재되는 것이 바람직한데, 이는 주상변압기의 뚜껑(14)이 휘거나 틀어지는 등 다소의 변형이 있다 해도 제 1 평면(132a)으로부터 전해지는 압력이 균일하게 분배되도록 하는 역할을 함은 물론 고정장치의 회전을 방지하는 역할을 하는 바, 적어도 3개 이상, 바람직하게는 4개 이상이 제 1 평면(132a)을 따라 동일하게 배열되는 것이 유리할 것이다.

또한 전술한 제 1 고정환(132)과 제 2 고정환(142)이 서로 나사 결합된 상태에서 제 1 측벽(132b)을 관통하여 제 2 측벽(142b)으로 삽입되는 고정볼트(145)를 포함하는 것이 바람직한데, 이는 제 1 고정환(132)과 제 2 고정환(142)의 위치를 고정하여 이들의 긴밀한 결합을 유지하는 역할을 하게 된다.

이에 도면에 도시한 바와 달리 제 1 고정환(132)의 제 1 측벽(132b) 내면에 설치된 제 1 나사산(132c)을 이의 외면에 형성하고, 제 2 고정환(142)의 제 2 측벽(142b)의 외면에 설치된 제 2 나사산(142c)을 이의 내면에 각각 형성한 후, 제 2 측벽(142b)이 제 1 측벽(132b)의 외부를 감싸도록 하는 것도 가능함은 당업자에게는 자명한 사실인 바, 이 경우 고정나사(145)는 제 2 측벽(142b)을 관통하여 제 1 측벽(132b)으로 삽입될 것이다.

또한 이들 제 2 고정환(142)의 제 2 평면(142a)에는 2 개 이상의 홈(144)을 부여함으로서 제 1 및 제 2 고정환(132, 142)의 회전을 용이하게 할 수 있는 바, 이들 홈(144) 중 2 개 이상에 각각 끼워지는 다수의 돌출단이 설치된 조임기구가 사용될 수 있음은 당업자에게는 자명한 사실이므로 별도의 도면은 생략한다.

따라서 본 고안에 따른 고압부싱(20)을 주상변압기 뚜껑(14)에 고정하는 방법을 순서대로 설명하면, 최초 작업자는 고압부싱(20)의 타단(20b)을 뚜껑(14)의 관통홀(16)로 삽입한 후 뚜껑(14)의 저면으로 돌출된 고압부싱 타단(20b)에 제 1 및 제 2 고정환(132, 142)과 스프링환(30)을 차례로 끼워넣게 된다.

이때 특히 스프링환(30)은 고압부싱의 타단(20b)에 설치된 환형요홈(24)에 끼워 고정시킨 후 제 1 고정환(132)의 제 1 측벽(132b)에 설치된 제 1나사산(132c)과, 제 2 고정환(142)의 제 2 측벽(142b)에 설치된 제 2 나사산(142c)을 대응시켜 서로 반대방향으로 회전시켜 결합하게 되는데, 이들의 회전에 의해 제 1 및 제 2 평면(132a, 142a)의 거리가 조절되어 이를 통해 고압부싱(20)은 뚜껑(14)에 긴밀하게 고정되는 것이다.

본 고안은 상하로 나사 결합되는 제 1 및 제 2 고정환을 통해 고압부싱을 보다 용이하게 결합할 수 있는 장점을 가지고 있다. 특히 본 고안은 비숙련자라 하더라도 서로 대응하는 나사산을 따라 상하로 결합되는 제 1 및 제 2 고정환을 통해 손쉽게 조립할 수 있는 잇점이 있으며, 이를 통해 고압부싱에 가해지는 압력이 균일하게 분배되는 바, 고압부싱의 파손 및 손상 없이 결합하는 장점을 가지고 있다.

특히 본 고안은 제 1 고정환의 평면부에 배열되는 다수의 돌출편을 부여함으로서 뚜껑의 변형에도 효과적으로 대응이 가능함은 물론 뚜껑과 고정장치의 상대적인 회전운동을 제한하는 장점을 가지며, 특히 제 1 고정환과 제 2 고정환의 위치를 고정할 수 있는 고정나사를 제공하여 보다 개선된 고압부싱의 체결을 가능하게 한다.

Claims (4)

1. 주상변압기의 뚜껑의 상단으로 돌출된 일단과, 외면을 따라 링 형상으로 인입된 환형요홈을 가지고 상기 뚜껑의 하단으로 돌출되는 타단을 포함하는 봉 형상의 고압부싱을 고정하는 장치로서,

   상기 환형요홈에 끼워지는 스프링환과;

   상기 뚜껑의 저면과 상기 스프링환 사이에 각각 개재되어 서로 상하방향으로 나사 결합되는 제 1 고정환과 제 2 고정환

   을 포함하는 고압부싱 고정장치
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 제 1 고정환은,

   링 형상을 가지고 상면이 상기 뚜껑의 저면에 밀착되는 제 1 평면과;

   상기 고압부싱의 타단을 감싸도록 상기 제 1 평면의 저면을 따라 실질적으로 수직하게 돌출되며, 상기 고압부싱의 타단과 마주보는 내면 또는 상기 내면과 대응하는 외면 중 선택된 하나에 설치된 제 1 나사산을 가지는 제 1 측벽을 포함하고,

   상기 제 2 고정환은,

   링 형상을 가지고 상기 스프링 환에 저면이 지지되는 제 2 평면과;

   상기 고압부싱의 타단을 감싸도록 상기 제 2 평면 상면을 따라 실질적으로수직하게 돌출되며, 상기 고압부싱의 타단과 마주보는 내면 또는 상기 내면과 대응하는 외면 중 선택된 하나에 상기 제 1 나사산과 대응되도록 설치된 제 2 나사산을 가지는 제 2 측벽을 포함하는 고압부싱 고정장치
3. 청구항 2에 있어서,

   측방으로부터 상기 제 1 측벽 또는 제 2 측벽 중 외측의 일벽에 관통 삽입되어 풀림을 방지하는 고정볼트를 더욱 포함하는 고압부싱고정장치
4. 청구항 2에 있어서,

   상기 제 1 평면의 상면을 따라 동일간격으로 이격된 적어도 3개 이상의 돌출편

   을 더욱 포함하는 고압부싱고정장치