KR100203523B1 - 피뢰기, 피뢰기조립체, 및 피뢰기조립체의 형성방법 - Google Patents
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Abstract
피뢰기(10)는 복수의 비선형 전도부재(25)를 각각 가진 평행으로 배열된 복수의 적층된 기둥들(20A,20B,20C,20D)을 구비한다. 이 기둥들(20A,20B,20C,22D)는 전도연결부재(27A)에 의해 전기적으로 연결되어 그 전도부재(25)와 연결부재(27A)에 의해 전도통로가 형성되게 된다. 이 기둥들(20A,20B,20C,20D)은 절연지지기둥(22)주위에 밀접하게 배치되어 피뢰기(10)를 위한 기계적 강도를 제공한다. 복수의 이러한 피뢰기(10)는 어레이(20X1,22X2)내에 배치되고 다른 절연지지기둥(21)들에 의해 연결될 수 있다. 이 적층된 기둥들((20A,20B,20C,20D)는 절연스페이서를 더 포함하고 두 개이상의 적층된 기둥들(20A,20B,20C,20D)의 스페이서는 정밀하게 연결될 수 있다(26C). 이 피뢰기(10)는 절연가스로 채워진 케이싱(2)내에 장착될 수 있다.
Description
제1도는 본 발명의 제1실시예인 피뢰기조립체의 단면도를 나타내고,
제2도는 복수의 적층된 기둥들을 포함하는 제1도의 실시예에서 사용하는 피뢰기를 나타내며,
제3a도 내지 제3d도는 제2도의 피뢰기 구성요소를 나타내는데, 제3a도는 제2(도의 피뢰기의 단면도이고, 제3b도는 전도부재 및 스페이서를 나타내며, 제3c도는 상호 연결된 항쌍의 스페이서를 나타내고, 제3d도는 인접 적층된 기둥들을 전기적으로 연결시키는 커넥터를 나타낸다.
제4도는 제1도의 실시예에서의 피뢰기어레이의 단면도이고,
제5도는 제1도의 실시예에서의 절연기둥들의 대안구조를 나타내며,
제6도는 제1도의 실시예에서의 지지바의 구조를 보여주는 단면도이며,
제7도는 제1도의 실시예에서의 지지바의 그룹들 사이의 연결을 나타내고,
제8도는 제1도의 실시예에서의 지지플레이트들 사이의 연결을 나타내며,
제9도는 제1도의 배치에 대응하는 상호 연결된 두 개의 피뢰기어레이를 나타내고,
제10도는 제1도의 실시예에서 접지연결부를 나타내는 단면도이며,
제11도는 제1도의 실시예에서 접지단자를 나타내는 단면도이고,
제12도는 본 발명에 따른 피뢰기조립체의 제2실시예를 나타내는 단면도이다.
본 발명은 예를 들어, 전력전송시스템에서 과전압 억제유닛으로서 사용될 수 있는 피뢰기에 관한 것이다. 또한 본 발명은 복수의 피뢰기를 연결하는 피뢰기조립체와 피뢰기조립체의 형성방법에 관한 것이다.
일반적으로 전력은 생성되는 장소 예를 들어, 발전소로부터 고가 케이블에 의해 사용되어질 장소로 전달된다. 만일 이러한 케이블이 벼락을 맞게되면, 케이블상에서 과전압이 발생하여 전송시스템에 연결된 전기장치들에 손상을 초래할 수 있다. 이러한 이유로, 대개 한 개 이상의 피뢰기가 전력전송시스템에 연결되어 있고, 이 피뢰기들은 과전압 억제장치로서의 역할을 한다.
이미 많은 상이한 종류의 피뢰기들이 공지되어 있다. 공지된 종류의 피뢰기중의 하나는 함께 적층된 복수의 전도부재를 가진 기둥 형태의 피뢰기이다. 이전도부재들은 비선형 특성을 가지고 있다. 이 비선형 특성은 산화아연과 같은 적절한 재료로 만들어짐으로써 달성될 수 있다. 이러한 피뢰기의 공지된 예들에서, 상기 전도부재는 환형 단면을 가지며 절연로드상에 장착되어 있다.
이러한 피뢰기의 과전압 억제효과는 전도부재의 갯수와 두께에 의존한다. 피뢰기가 과도하게 길어지는 것을 방지하기 위해서, 복수의 적층된 기둥들이 상호 전기적으로 연결되고 평행하게 배치되도록 제안되어 왔다. 이 방식에서, (기둥들을 그 길이방향을 따라 중간지점에서 연결하는 적절한 전기적 접속부재를 사용하여) 기둥들 사이로 연장된 전도통로를 형성함으로써, 피뢰기를 과다하게 길게 만들지 않고 충분히 긴 전도통로를 제공할 수 있다. 이러한 피뢰기의 예들은 JP-A-56-91402 및 JP-A-56-164502에서 개시되어 있다.
비록 복수의 적층된 기둥들을 포함하는 피뢰기는 피뢰기 전체 길이가 최소화될 수 있다는 잇점을 가지고 있지만, 피뢰기가 기계적 충격에 손상을 받기 쉬울 정도로 그 길이가 충분히 길게 유지된다는 점이 알려져 있다. 만일 지진과 같은 기계적 충격이 피뢰기에 가해지는 경우에는, 그 기둥이 흔들리게 되어 파괴될 수도 있다. 이것은 비록 피뢰기가 상호 전기적으로 연결된 복수의 기둥으로 형성되어 있어도 피뢰기의 길이가 길기 때문에, 매우 큰 과전압에 대한 보호가 필요한 경우에 특히 문제이다.
이러한 이유로, 본 발명의 제1형태에 따르면, 피뢰기의 기둥들은 지지기둥 주위에 배치되고 접속되어 있다. 이 지지기둥은 피뢰기의 기계적 강도를 강화시킴으로써, 손상을 위험을 줄여준다. 일반적으로, 지지기둥은 절연재료로 만들어진다.
지지기둥은 속이 비지 않도록 만들 수 있지만, 피뢰기의 무게를 가능한 적게 유지하도록 하기 위한 속이 빈 지지기둥에 의해서 충분한 강도가 제공될 수 있다. 기존의 시스템에서와 같이, 각 적층된 기둥에서 사용된 상기 비선형 전도부재는 산화아연을 재료로 하여 환형으로 만들어지고 가늘고 긴 절연코어(절연로드)상에 장착될 수 있다.
JP-A-56-91402 또는 JP-A-56-164502에서 개시된 것과 같은 공지된 피뢰기에서는, 상기 적층된 기둥들은 각 적층된 기둥을 따라 상기 전도부재들을 그룹들로 분리하는 절연스페이서를 또한 구비하고 있다. 각각의 이러한 그룹들은 최소한 한 개의 전도부재를 가지고 있지만, 대개는 그보다 많은 전도부재를 가지고 있다. 이러한 이유로, 본 발명의 제2형태에 따르면, 이러한 쌍으로 이루어진 적층된 기둥의 스페이서들은 절연물질에 의해 상호 견고하게 연결됨으로써, 피뢰기에 더 큰 기계적 강도를 부가한다.
이렇게, 본 발명의 제1 및 제2형태 모두는 적층된 기둥들을 위한 지지부를 그 단부에서 보다는 그 길이를 따라 하나 또는 그 이상의 지점에 제공한다. 본 발명의 제1 및 제2형태는 독립적이지만, 필요한 경우 결합시켜 사용될 수도 있다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 제1 및 /또는 제2형태에 따른 피뢰기는 한 개 이상의 피뢰기가 케이싱내부에 포함되는 피뢰기조립체의 부분을 형성한다. 이러한 케이싱은 SF6와 같은 절연가스로 채워질 수 있다. 피뢰기조립체가 복수의 피뢰기를 포함하는 경우에, 피뢰기들은 평행하게 배치되고 부가되는 지지기둥들에 의해 상호 연결될 수 있으며, 부가되는 지지기둥들은 적어도 두 개의 피뢰기들의 적층된 기둥들을 접촉시킨다. 그러므로, 이러한 부가되는 지지기둥은 전체적으로 피뢰기조립체의 기계적 강도를 증가시킨다. 한편, 상기 부가되는 지지기둥들을 일반적으로 절연되어 있다.
이러한 피뢰기조립체에서, 피뢰기들은 케이싱의 전체길이를 연장할 수 있지만, 각 어레이가 하나 또는 그 이상의 피뢰기를 결합시키는 두 개의 피뢰기어레이는 어레이들이 동축으로 배치되고 적절한 연결수단에 의해 연결되도록 제공되는 것이 바람직하다. 이 연결수단은 예를 들어, 연결수단내에 약간의 탄성을 제공함으로써 피뢰기어레이에 약간의 적절한 움직임을 허용할 수 있고, 이것은 진동으로 인한 피뢰기조립체에 대한 손상의 위험을 더 줄여준다. 비록 이러한 동축 피뢰기어레이의 사용은 본 발명의 제1 및/또는 제2형태의 결합될 수도 있지만, 본 발명의 제3형태를 나타낸다.
본 발명의 제3형태는 피뢰기조립체가 피뢰기들의 손상 위험을 최소화시키도록 구성된다. 만일 피뢰기들이 케이싱의 전체 길이로 연장되었다면, 케이싱이 일단부로부터 케이싱내로 삽입되어야 하고, 피뢰기가 수평으로 연장되었다면, 중력으로 인해 피뢰기에 중대한 비틀림 스트레스가 인가될 것이다. 피뢰기조립체가 두 개의 피뢰기어레이들을 구비한 경우에는, 대향방향으로부터 케이싱내로 삽입될 수 있고 케이싱내에 있을 때만 상호 고정된다. 각 피뢰기어레이의 길이가 필요한 전체길이의 약 절반이기 때문에, 각 피뢰기어레이가 노출되는 스트레스가 줄어든다. 따라서, 이러한 구성방법은 본 발명의 제4실시예이다.
두 개의 이러한 피뢰기들이 제공되고 적절한 연결수단에 의해 연결되는 경우에, 피뢰기어레이들의 상대적 이동이 입자(예를 들어, 금속)를 발생시켜 피뢰기어레이들을 오염시킬 것이고 전기적 브레이크다운의 위험을 증가시킨다는 위험이 있다. 이러한 이유로, 피뢰기들이 수평으로 연장된 상태로 파뢰기조립체가 배치되는 경우에는, 피뢰기어레이들을 내부 연결시키는 연결수단 아래로 케이싱 내부에 리세스가 제공될 수 있고, 이 리세스는 입자들을 수용하여 오염의 위험을 줄여준다.
전기적 브레이크다운의 위험을 더 줄이기 위해서는, 피뢰기(들)에 대한 전기적 접속을 밀폐링을 거쳐 피뢰기들 주위로 연장시키는 것이 바람직하다. 이 밀폐링은 그 일단부에서 피뢰기(들)에 연결되고 그 타단부에서 전기적으로 외부 물체에 연결될 수 있다. 이것은 본 발명의 다른 독립적인 형태를 나타낸다.
본 발명의 실시예들은 이제 예로서 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명된다.
본 발명의 제1실시예는 이제 제1도 내지 제11도를 참조하여 설명된다.
제1도는 원통형 케이싱(2)를 가진 가스절연탱크 피뢰기조립체를 나타낸다. 설치표면(3)상의 볼트(3B)는 케이싱(2)의 다리부(2A)내로 삽입되어 죔너트(3A)들에 의해 설치표면(3)에 다리부(2A)를 고정시킨다. 이 케이싱(2)은 그 각 단부에서 단부플레이트(4A, 4B)에 의해 폐쇄되는 개구를 가지고 있다. 이렇게, 케이싱(2)의 내부는 공기가 통하지 않고 SF6절연가스와 같은 절연매체로 채워져 있다.
이 케이싱(2)은 각각 고전압측 어레이와 저전압측 어레이인 두 개의 피뢰기어레이들(20X1,20X2)을 포함한다.
이 피뢰기어레이들(20X1,20X2)의 상세한 구조는 이제 더욱 상세히 설명된다. 각 피뢰기어레이들(20X1,20X2)은 제2도에서 나타낸 것과 같은 복수의 피뢰기(10)를 구비한다. 이 실시예에서, 피뢰기(10)들 각각은 상호 평행하게 연장된 4개의 적층된 기둥들(20A,20B,20C,20D)을 구비한다. 각 적층된 기둥들(20A,20B,20C,20D)은 예를 들어, 산화아연으로 만들어지고 절연로드(24)들에 장착된 복수의 환형 비선형 전도부재(25)를 가진다. 절연스페이서(26)들은 로드(24)들을 따라 제공되어 있고, 예를 들어 구리로 만들어진 전기적 전도연결부재(27A)들은 한 피뢰기의 전도부재(25A)를 다른 피뢰기의 전도부재(25B)에 연결시킨다. 연결부재 (27A)들은 제2도에서 나타낸 바와 같이 배치되어, 모두 4개의 기둥들(20A,20B,20C,20D)의 각 전도부재(25)를 통과하는 입력측 연결전도체(23B)로부터 연속적인 전기통로가 한정된다. 이렇게, 피뢰기(10)에 의해 긴 전도통로가 형성된다. 제2도는 절연단부 스페이서(23)를 또한 보여준다.
제2도는 기둥들(20A,20B,20C,20D)의 기하학 배열을 나타내지 않지만, 이것은 제3a도에서 더 분명히 나타나 있다. 제3a도는 속이 빈 절연지지실린더(22)에 의해 형성된 절연기둥 주위에 4개의 기둥들(20A,20B,20C,20D)이 배치되고 고정된 것을 나타낸다. 이렇게, 이 절연지지실린더(22)는 피뢰기(10)를 위한 증가된 기계적 강도를 제공한다.
제3b도는 전도부재(25)와 스페이서(26)의 환형 구조를 나타낸다. 나타낸 바와 같이, 전도부재(25)와 스페이서(26) 각각은 절연로드(24)를 통과하는 홀(29)을 가지고 있다. 그러나, 일부스페이서들은 두 개의 환형 스레이서(26)들이 절연연결부(26C)에 의해 연결되어 스페이서구조(26A)를 형성하는 제3c도에서 나타낸 구조를 가지고 있다. 제2도에서 나타낸 바와 같이, 절연연결부(26C)는 기둥들(20A,20B,20C,20D)의 쌍들을 연결시킴으로써, 피뢰기(10)에 증가된 강도를 제공한다.
제3d도는 연결부재(27A)에 의해 연결된 한쌍의 환형 링들을 포함한 전도유닛(27)의 일부를 연결부재(27A)가 형성하는 것을 나타낸다. 이 유닛(27)의 환형 링들은 얇아서 제2도에서 나타내지 못했지만, 전도부재(25)와 인접 스페이서(26) 사이에 고정되어 전도부재(25)와 연결부재(27A)사이를 훌륭하게 전기적으로 연결시킨다.
제3a도는 다른 속이 빈 실린더(21)에 의해 형성된 다른 절연 기둥들을 또한 나타낸다. 이들 실린더(21)의 용도는 제4도로부터 알 수 있는데, 즉 피뢰기(10)의 쌍들 사이의 연결을 제공하는 것이다. 이렇게, 각 피뢰기조립체(20X1,20X2)는 4개의 기둥들(20A,20B,20C,20D)을 각각 포함한 4개의 피뢰기(10)를 구비한다.
제3a도에서 스페이서구조체(26A)의 절연연결부(26C)는 충분히 협소하여 실린더(22)와 접촉하지 않지만 실린더(21)가 작은 직경을 가지기 때문에 실린더(21) 와 접촉한다. 그러나, 제5도에서 나타낸 바와 같이, 절연연결부(26C)는 양 실린더들(21,22)과 접촉할 수도 있다.
제1도를 참조하면, 케이싱(2)의 상부에는 고전압측 덮개(5)가 제공되어 있고, 케이싱(2)의 저부에는 커버(6A)가 케이싱의 내측벽내의 리세스를 뒤덮는다. 절연의 신뢰성에 대한 어떠한 손상도 방지하기 위해서 피뢰기조립체(1)의 전송시에 금속과 금속의 접촉에 의해 또는 스프링에 의해 생성된 금속입자들을 모으기 위한 흡인부재(6B)가 커버(6A)내에 제공될 수도 있다.
상기 고전압측 덮개(5)는 케이싱(2)의 상부로부터 외측으로 연장되어 있고, 그 덮개(5)내에 고전압측 전도체(16)가 연장되어 있다. 고전압측 전도체(16)는 고전압측 덮개(5)의 대향 플렌지(5A)들 사이에 수용되는 절연체스페이서(17)에 의해 지지되고, 조절용 하드웨어(15)를 통해 고전압측 덮개(5)에 연결된다. 고전압측 조절용 하드웨어(15)는 고전압측 전도체(16)와 고전압측 밀페링의 링(14A) 사이의 거리를 조절하는데 사용한다. 가늘고 긴 전도체(14D)는 링(14A)로부터 설치플레이트를 (7A)를 향해 적절한 간격(약 90°간격)으로 링들(14A,14B,14C) 주위로 연장된다. 이렇게, 링들(14A,14B,14C) 및 가늘고 긴 전도체(14D)는 고전압측 지지플레이트(9)에 연결되는 고전압측 피뢰기어레이(20X1)를 둘러싼다. 밀페링에 의해 고전압측 피뢰기어레이(20X1)의 이러한 봉입물(enclosure)은 균일하게 배치된 전기적 전위를 만든다.
접지측 밀폐부(18)는 설치플레이트(7A)와 절연실린더(8) 일부를 포함하고, 동시에 단부플레이트(4A)에 부착되어 지지된다. 중간 밀폐부(19)는 연결수단과 저전압측 피뢰기어레이(20X2)를 둘러싸서 균일하게 배치된 전기적 전위를 만들도록 하고, 연결수단(12)에 부착되어 그에 의해 지지되도록 한다.
설치플레이트(7A) 및 장착플레이트(7B)는 단부플레이트(4A,4B)에 부착된다. 복수의 절연실린더(8)는 우측상에서 설치플레이트(7A)에 부착된다. 이 절연실린더(8)는 접지로부터 절연되고 있고, 정상동작의 전압을 동시에 견디어낼 수 있다. 4개의 피뢰기(10) 및 4개의 절연지지바(11)들은 절연실린더(8)들에 부착된 지지플레이트(9)와 연결수단(12)사이에 연장되어 있고, 4개의 다른 피뢰기 및 4개의 다른 절연지지로드들은 연결수단(12)과 저전압측 장착플레이트(7B) 사이에 연장되어 있다.
4개의 절연지지바(11)들은 지지플레이트(9) 또는 장착플레이트(7B)상에서 피뢰기(10) 주위에 약 90°간격으로 배치된다. 고전압측 지지플레이트(9)는 금속부재로 형성된다. 부착플렌지(13A)들은 고전압측 지지플레이트(9)상에서 표면들, 저전압측 장착플레이트(7B) 및 제6도 및 제7도에서 나타낸 바와 같이 나사(13B)를 이용한 연결수단(12)에 부착된다. 이 절연지지바(11)들은 부착플렌지(13A) 상에 제공된 중공부내로 삽입되고, 예를 들어 부착플랜지(13A)의 중공부의 내측표면상의 그루브내에서 유출접착제(13C)에 의해 부착플렌지에 고정된다.
제7도는 상기 연결수단(12)이 절연지지바들에 대해 일반적으로 수직한 방향으로 상호 평행하게 연장된 한쌍의 연결플레이트들(12A,12B)을 포함하는 것을 나타낸다.
너트는 연결플레이트들(12A,12B)을 관통하는 볼트(12C)에 부착되고, 연결플레이트(12A,12B)을 함께 고정시키도록 죄어진다. 이 너트는 연결플레이트들(12A,12B)시이에 삽입된 오목한 스프링(12E)들을 통해 볼트(12C)에 부착된다; 이 오목한 스프링(12)은 연결플레이트(12A 및 12B) 사이의 힘을 조절하도록 한다.
제8도에서 나타낸 바와 같이, 나사(12H)들은 가요성 전도체(12F)의 양 단부상에 제공된 단자(12G)를 연결플레이트(12A)로 죄어 전도체(12F)를 통해 그들 사이의 전기적 연결을 제공하도록 한다.
제6도 내지 제8도에 나타내지 않았지만, 절연지지바(11)들중에 사각형 구조로 4개의 피뢰기(10)들이 제공되어, 지지부재(12)와 저전압측 장착플레이트(7B) 또는 지지플레이트(9)에 의해 지지된다.
상기한 바와 같이, 피뢰기(10)는 4개의 기둥들(20A,20B,20C 및 20D)가 제2도에 나타낸 바와 같은 계단식으로 연결되고 이들 피뢰기들이 제3a도에서 나타낸 바와 같이 지지실린더(22) 주위에 배치되도록 구성되어 있다. 고전압측 피뢰기어레이(20X1)는 평행하게 피뢰기(10)들중 4개에 의해 형성되어 있고, 이와 유사하게 저전압측 피뢰기어레이(20X2)는 연결용 4개의 피뢰기(10)들에 의해 또한 형성되어 있다. 결과적인 조립체는 제9도에 나타낸다. 이렇게 4개의 피뢰기(10)들이 제4도에 나타낸 바와 같이 사각형 어레이로 배치된다. 각각의 피뢰기(10)들은 대응하는 지지실린더(22) 주위에 제1 내지 제4기둥들(20A 내지 20D)를 배치함으로써 형성된다. 지지실린더(22)의 외부직경은 피뢰기(10)들을 연결하는 지지실린더(21)의 외부직경보다 크다. 표시 '27Z'로 지시된 구성요소는 저전압측 부착 플레이트내에서 절연플레이트로 형성되고, 그 우측에서 고전압측 지지플레이트에 전도물질로 형성되어 있다.
입력측 연결용 전도체(23B)는 제9도에서 나타낸 바와 같이 고전압 전도체(16A)에 전기적으로 연결되어 있다. 복수의 비선형 전도부재(25)(예를 들어, 산화아연), 절연스페이서 및 연결전도유닛(27)은 절연로드(24)상에서 적층되어 있다. 절연스페이서(26), 전도부재(25) 및 스프링(50)은 각각의 기둥들(20A,20B,20C,20D)의 절연로드(24)의 상단부로부터 차례로 삽입된다. 이렇게, 연결플레이트들(12A,12B)는 절연로드(24)에 연결되어 있고, 절연로드(24A)에 부착된 죔볼트(24A)는 회전되어 연결플레이트(12A)와 고전압측 지지플레이트(9) 사이와 연결플레이트(12B)와 저전압측 장착플레이트(7B) 사이에 적층된 부재 (20)들을 각각 지지하도록 한다.
이렇게 기술된 조립체에서, 피뢰기(10)들은 케이싱(2) 내측의 소형 공간에서 조립하기 보다는 케이싱(2) 외측의 적절한 조립위치로 전행되어 조립될 수 있다. 이렇게 조립작업은 쉽게 수행될 수 있고 생산력이 증가한다.
스프링(50)은 가요성 연결전도체(25Z2)에 의해 전기적으로 접지되고, 연결플레이트들(12A,12B)에 각각 연결된다. 한편, 연결플레이트들(12A,12B)는 가요성 전도체 (12)에 의해 상호 전기적으로 연결된다.
상기한 실시예에서, 전도부재(25) 및 스페이서(26)은 환형이고, 지지실린더(22) 주위에 일정한 간격으로 이격되어 있다. 전도부재(25) 및 스페이서(26)의 모양은 본 발명에서 중요하지 않으며 다른 모양들 예를 들어, 사각형 또는 타원형일 수 있음을 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 더욱이, 4개의 기둥들(20A, 20B, 20C 및 20D)이 단일지지 실린더(22) 주위에 배치되어 피뢰기(10)를 형성하도록 하지만, 이것은 본 발명에 필수적이지 않고 지지실린더(22) 주위에 지지실린더(22) 및 기둥들(20A, 20B, 20C 및 20D)의 크기에 따라 임의의 개수의 기둥들이 제공될 수 있다. 제2도 및 제9도에서 스페이서(26)의 직경들은 전도부재(25)의 직경보다 약간 작다는 것을 알 수 있다. 이러한 구조에서, 스페이서(26)는 제3a도 및 제4도에서 나타낸 구조와는 달리 지지실린더(22)로부터 약간 이격되어 있다. 물론, 지지실린더(22)는 전도부재(25)와의 접촉에 의해 여전히 각 기둥들(20A, 20B, 20C 및 20D)과 접촉한다.
지지실린더(22)의 직경은 필요에 따라 적층된 기둥들(20A, 20B, 20C 및 20D)사이에서 절연을 유지하기 위해 이격되도록 결정된다.
본 발명에서, 지지실린더(22)는 각각의 적층된 기둥들(20A,20B,20C 및 20D) 구조체강도를 제공한다. 따라서, 피뢰기의 진동 예를 들어, 지진으로 인한 진동에 대한 저항이 향상된다. 상기한 바와 같이, 적층된 기둥들(20A 내지 20D)의 스레이서유닛(26A)의 절연물질 연결부(26C)에 의해 다른 지지가 제공된다.
각각의 제1내지 제4의 적층된 기둥들(20A 내지 20D)에서 산화아연 전도부재(25)를 접촉하는 전도연결부재(27A)는 적층된 기둥들(20A 내지 20D)의 축선에 관련하여 전도부재(25A)의 상부로부터 전도부재(25B)의 저부로 경사져 있어, 각 전도부재(27A)를 위한 한 전도부재에 의해 적층된 기둥들의 길이를 감소시킨다. 이러한 이유로, 피뢰기(10)의 길이가 감소될 수 있다.
접지단자부(27Z)를 위해 홀(30)이 제공된다. 이 홀(30)은 페이서(23B2), 저전압측 장착플레이트(7B) 및 단부플레이트(4B)를 관통한다. 피뢰기(10)들중 4개의 피뢰기에 의해 둘러싸인 중심부내의 홀(30)에는 지지단자(31)가 제공된다. 그러므로, 피뢰기(10)들의 배치가 쉽게 수행될 수 있을 뿐만 아니라, 동시에 지지단자(31) 및 접지단자(27Z)가 단거리로 연결될 수도 있다. 따라서, 피뢰기(10)들의 내부 인덕턴스는 감소될 수 있다. 각각의 피뢰기(10)의 접지단자부(27Z)는 볼트(32)를 이용하여 접지단자(31)에 고정된다. 지지단자(34)는 접지단자(31)상에 제공되어 전기적 연결을 제공하는 접지연결부(33) 예를 들어, 튤립모양의 접촉부내로 삽입된다. 접지측 스페이서(35)는 접지도전체(34)를 지지하고 볼트(36)를 통한 단부플레이트(4B)에 의해 지지된다.
제9도에서 화살표로 지시된 접지전류(Ⅰ)는 다음과 같이 흐른다 : 고전압측 도전체(15)로부터→덮개(14A→14D)로→고전압측 지지플레이트(9)→고전압측 피뢰기어레이기둥(20X1)으로→가요성 도전체(12F)로→연결도전체(23B1)→저전압측 피뢰기어레이(20X2)로→접지단자부(27Z)로→접지단자(31)로→접지도전체(34)로.
한편, 방전전류는 고전압측 도전체(15)로부터→덮개(14A→14D)로→고전압측 지지플레이트(9)로→고전압측 피뢰기어레이 기둥(20X1)으로 흐른다. 이러한 이유로, 이 회로는 리턴회로가 되어, 피뢰기조립체의 특정 내부컨덕턴스가 상호유도에 의해 감소될 수 있다. 또, 급작스런 서지에 대한 반응임계전압은 Ldi/dt(L은 인덕턴스이고, di/dt는 전류변화비임)에 근거하여 발생되어 내부인덕턴스의 감소로 인해 유도전압이 감소함으로써 임계전압이 감소한다. 그러므로, 피뢰기조립체의 보호특성은 향상된다.
본 발명에 따른 피뢰기조립체용 지지시스템에 따르면, 다음의 효과가 얻어질 수 있다.
1. 각각의 적층된 기둥들(20A 내지 20D)은 절연단자(22) 주위에 접촉하도록 배치된다. 이러한 이유로, 각각의 적층된 기둥들(20A내지 20D)는 수평 및 수직 진동에 대항하여 충분히 향상된 기계적 강도를 가짐으로써 피뢰기어레이의 손상을 방지하도록 하고, 이 때문에 지진에 대한 보호가 향상된다.
제1도에서와 같이 피뢰기들이 수평으로 배치될 경우, 적층된 기등들(20A 및 20B)는 절연지지실린더(22)와 다른 절연지지실린더(21) 사이에 배치되기 때문에 전폭되지 않을 것이고 안정하다.
2. 절연지지실린더(22) 및 다른 절연지지실린더(22)가 4개의 지점에서 제1 내지 제4의 적층된 기둥들(20A 내지 20D)를 지지할 수 있기 때문에, 피뢰기의 직경이 감소될 수 있다.
절연지지실린더(21)의 직경은 다른 절연지지실린더(21)의 직경보다 크게 만들어져 있고, 각 피뢰기 (10)를 위한 한 개의 중간 절연지지실린더(22)만을 사용하기에 충분하여, 피뢰기조립체를 조립할 때 조립시간을 절약하도록 유도한다.
3. 4개의 피뢰기(10)는 접지단자(31) 쥐위에 제공될 수 있다. 그러므로, 피뢰기(10)들의 배치는 쉽게 행해질 수 있을 뿐만 아니라, 동시에 접지단자(31) 및 접지단자부(27Z)가 단거리로 연결될 수 있다. 피뢰기조립체의 내부인덕턴스는 감소될 수 있고 피뢰기조립체의 보호특성이 향상된다.
4. 산화아연 전도부재(25A)를 인접 산화아연 전도부재(27B)에 연결하는데 있어서, 산화아연 전도부내(25A)의 상부로부터 산화아연 전도부재(25B)로 경사진 브릿징으로 브릿징전도 연결부재(27A)가 사용되어 한 개의 산화아연 전도부재에 의해 적층된 기둥의 높이를 감소시키도록 한다. 이러한 이유로, 피뢰기의 높이는 감소될 수 있고 지진에 대한 저항이 더 향상된다.
5. 고전압측 링덮개의 단부가 피뢰기조립체의 중앙에 위치되고, 피뢰기 고전압 전도체가 덮개에 대하여 직각으로 연장되어 있다. 고전압 도전체부재의 대향측에서 탱크의 저부표면상에서 외측으로 돌출한 오목부가 제공된다. 이러한 구조는 가스절연스위치와 함께 사용될 수 있다. 따라서, 가스절연스위치는 절연가스를 수용한 지면탱크내에서 수평 또는 수직으로 배치된 피뢰기에 연결할 수 있어 급작스런 서지에 대항하여 스위치를 보호하도록 만들어질 수 있다.
제12도는 수직형 피뢰기조립체인 본 발명에 따른 제2실시예를 나타낸다. 피뢰기조립체의 위치를 배제하고는, 본 발명의 제2실시예는 제1실시예와 일반적으로 유사하고, 동일한 참조번호는 대응하는 부품을 지시하는데 사용되고 있다.
이 제2실시예에서, 고전압 도전체(16)는 접지부근의 레벨에서 고전압측 버스(bus bar)(40)에 연결되어 있다. 예를 들어, 고전압 도전체는 변압기(41)의 버스바 도전체(42)에 쉽게 연결될 수 있다. 이것은 고전압측 도전체(16)가 변압기 버스바에 직접적으로 연결될 수 있고, 버스바는 짧아질 수 있으며, 비용을 줄이도록 유도한다는 것을 의미한다. 또한, 이에 의해 가스 절연기구의 높이를 낮출 수 있고, 변압기를 위한 설치작업이 쉽게 행하여질 수 있다는 잇점이 있다.
본 발명에 따른 피뢰기는 위의 실시예에서 기술한 절연가스로서보다는 공기중에서 사용될 수 있다. 또한, 피뢰기조립체가 협소한 케이싱내에서 조립될 필요가 없고, 접지된 케이싱의 외측에서 피뢰기조립체를 조립하고, 접지케이싱내에서 조립된 피뢰기를 설치하여 절연가스를 접지케이싱내로 주입함으로써 조립작업을 쉽게 수행될 수 있다.
연결수단(12)는 상기한 바와 같이 함께 고정된 두 개의 연결플레이트(12A,12B)를 포함하기 때문에, 케이싱(2)의 대향단부들로부터 피뢰기어레이(20X1,20X2)를 삽입시킬 수 있다. 따라서, 제1도를 참조하면, 피뢰기어레이(20X1)은 지지플레이트(9)상에 장착되고, 절연실린더(8)를 거쳐 설치플레이트(7A) 및 단부플레이트(4A)에 연결되며, 제1도에서의 케이싱(2)의 우측으로부터 삽입된다. 이와 유사하게, 피뢰기어레이(20X2)는 장착플레이트(7B) 및 단부플레이트(7B)상에 장착되고, 제1도에서의 좌측으로부터 삽입된다. 그후에, 연결 플레이트들(12A,12B)이 상호 연결된다. 이러한 구성방법은 피뢰기어레이(20X1,20X2)가 케이싱(2)외측에서 함께 연결되어 케이싱(2)내로 일단부로부터 삽입되는 경우에 발생하는 스트레스보다 피뢰기어레이들(20X1,20X2) 및 연결부재(12)로 인가되는 스트레스가 줄어든다는 잇점을 가진다.
Claims (15)
- 복수의 비선형 전도부재(25)를 각각 가지고 전기적 연결부재들 (27A)에 의해 전기적으로 연결된 복수의 평행하게 적층된 기둥들(20A,20B,20C,20D)을 포함하는 피뢰기(10)에 있어서, 상기 복수의 적층된 기둥들(20A,20B,20C,20D)에 지지기둥(22)이 평행하게 연장되어 있고, 상기 적층된 기둥들(20A,20B,20C,20D)은 상기 지지기둥(22)과 접촉하면서 그 둘레에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 피뢰기.
- 제1 항에 있어서, 상기 지지기둥(22)은 속이 빈 것을 특징으로 하는 피뢰기.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 상기 복수의 평행하게 적층된 기둥은 절연스페이서(26)들을 더 포함하고 상기 복수의 적층된 기둥들(20A,20B,20C,20D)중하나의 기둥의 적어도 하나의 절연스페이서(26)은 절연물질(26C)에 의해 상기 복수의 적층된 기둥들(20A,20B,20C,20D)중 다른 기둥의 절연스페이스(26)의 적어도 하나에 견고하게 연결되는 것을 특징으로 하는 피뢰기.
- 제3항에 있어서, 상기 절연물질(26A)은 상기 절연기둥(22)에 접촉하는 것을 특징으로 하는 피뢰기.
- 제1항에 있어서, 4개의 평행하게 적층된 기둥들(20A,20B,20C,20D)을 구비하는 것을 특징으로 하는 피뢰기.
- 제1항에 있어서, 각각의 상기 복수의 비선형 전도부재(25)는 환형이고, 각각의 상기 복수의 평행하게 적층된 기둥들(20A,20B,20C,20D)은 상기 비선형 전도부재(25)를 지지하는 가늘과 긴 절연코어(24)를 포함하는 것을 특징으로 하는 피뢰기.
- 제1항에 따른 피뢰기(10)를 포함하는 피뢰기조립체에 있어서, 상기 피뢰기를 케이싱이 둘러싸고, 상기 케이싱은 절연가스로 채워진 것을 특징으로 하는 피뢰기조립체.
- 제1항에 따른 피뢰기를 포함하는 피뢰기조립체에 있어서, 상기 복수의 평행 기둥들(20A,20B,20C,20D)을 밀폐링들 (14A,14B,14C,14D)이 둘러싸고, 상기 밀폐링의 제1단부는 상기 복수의 평행하게 적층된 기둥들(20A,20B,20C,20D)에 연결되며 상기 밀폐링들(14A,14B,14C,14D)의 제2단부에 연결된 전기적 결합부(16)가 있는 것을 특징으로 하는 피뢰기조립체.
- 제1항에 따른 복수의 피뢰기(10)와 적어도 하나의 다른 지지기둥(21)을 포함하는 피뢰기조립체에 있어서, 상기 다른 절연기둥(21)은 각각의 상기 피뢰기(10)의 각각의 상기 복수의 적층된 기둥들(20A,20B,20C,20D)과 평행하고, 상기 복수의 피뢰기(10)중 각각의 적어도 두 개의 피뢰기의 상기 복수의 적층된 기둥들(20A,20B,20C,20D)중 적어도 하나의 기둥은 상기 다른 지지기둥(21)과 접촉되는 것을 특징으로 하는 피뢰기 조립체.
- 제9항에 있어서, 상기 다른 지지기둥(21)은 각각의 상기 복수의 피뢰기(10)의 상기 지지기둥(22) 직경보다 작은 직경을 가진 것을 특징으로 하는 피뢰기조립체.
- 제1항에 따른 제1 및 제2피뢰기(10)들을 포함하는 피뢰기조립체에 있어서, 상기 제1 및 제2피뢰기(10)들은 동축으로 배열되고 연결수단에 의해 전기적으로 함께 연결되는 것을 특징으로 하는 피뢰기조립체.
- 제11항에 있어서, 상기 제1 및 제2피뢰기(10)들을 둘러싸는 절연가스로 채워진 케이싱(2)을 포함하는 것을 특징으로 하는 피뢰기조립체.
- 제12항에 있어서, 상기 제1 및 제2피뢰기(10)들의 상기 복수의 적층된 기둥들(20A,20B,20C,20D)은 수평으로 연장되고, 상기 연결수단(21)에 의해 정렬된 상기 케이싱의 내부에 리세스가 있는 것을 특징으로 하는 피뢰기조립체.
- 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 제1피뢰기(10)는 절연부재(8)에 의해 상기 케이싱에 연결되는 것을 특징으로 하는 피뢰기조립체.
- 복수의 비선형 전도부재(25)를 각각 가지고 전도부재(27A)에 의해 전기적으로 연결되는 복수의 평행하게 적층된 기둥(20A,20B,20C,20D)을 각각 포함하는 제1 및 제2피뢰기(10)들과, 상기 제1 및 제2피뢰기들을 둘러싸는 케이싱(2)을 포함하는 피뢰기조립체의 형성방법에 있어서, 상기 제1피뢰기(10)를 상기 케이싱(2)내로 제1방향으로부터 삽입하는 단계와; 상기 제2피뢰기(10)를 상기 케이싱(2)내로 제2방향으로부터 상기 제1방향으로 삽입하는 단계와; 상기 제1 및 제2피뢰기(10)들을 연결수단(10)을 거쳐 상호 고정시키는 단계와; 상기 케이싱(2)을 밀폐하는 단계; 및 상기 케이싱(2)을 절연가스로 채우는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 피뢰기조립체의 형성방법.
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