KR100538895B1 - 고전압커넥터용부트/링및고전압커넥터 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 부트/링(boot/ring)은, 커넥터 작동 온도에서 그 커넥터에 내포된 전기 절연 및 냉각 유체에 견딜 수 있는 엘라스토머 외피(48)에 의해 전체적으로 코팅되는, 독립기포 엘라스토머 폼(closed-cell elastomer foam)으로 이루어진 환형 코어(47)를 포함한다. 본 발명은 X-레이 장치용 고전압 커넥터에 적용된다.

Description

고전압 커넥터용 부트/링 및 고전압 커넥터

본 발명은 일반적으로 고전압(HT; high-voltage) 커넥터에 관한 것으로서, 특히 X-레이 튜브에 전력을 공급하기 위한 고전압 커넥터에 관한 것이다.

X-레이 튜브에 동력을 공급하기 위한 HT 전류 공급원(HT current source)은 통상적으로, 미네랄 오일(mineral oil; 광유)과 같은 절연 및 냉각 매체로 채워진 상자에 둘러싸이고, 상기 X-레이 튜브 자체는 미네랄 오일과 같은 절연 및 냉각 매체로 채워진 다른 상자에 둘러싸인다.

HT 전류 공급원의 형태 및 X-레이 튜브의 형태 즉, 단극 튜브인지 또는 대칭튜브인지에 따라, 하나 이상의 HT 케이블은 상기 공급원으로부터 X-레이 튜브까지 HT 전류를 전송한다. 이러한 전력 도선은 기밀되게 밀봉된 HT 커넥터에 의해 상기 HT 공급원 및 X-레이 튜브에 연결된다.

상기 HT 커넥터는 일반적으로 두 개의 부분, 즉 상기 상자에 영구적으로 부착되는 암형 부분 또는 리셉터클과, 전류를 지속적으로 공급하기 위해 상기 리셉터클에 접속하도록 되어 있으며 상기 HT 케이블의 단부를 구성하는 수형 부분 또는 플러그로 구성된다.

150 KV 이상이 되는 상기 공급원 및 상기 X-레이 튜브의 고전압에 견디기 위해, 상기 HT 커넥터의 리셉터클 및 플러그는 절연 물질로 이루어지며 일반적으로 국제규격에 의해 규정되는 형상 및 크기를 갖는다.

사용자를 보호하기 위해, 상기 HT 공급원의 상자 및 X-레이 튜브의 상자는 접지되며, 상기 HT 케이블의 외피도 역시 상기 리셉터클 및 플러그의 금속 부분에 의해 접지된다.

상기 HT 공급원 및 X-레이 튜브는 상기 커넥터의 리셉터클 내에 배치된 금속접점들과의 상호작용에 의해 상기 HT 케이블에 전기적으로 접속된다.

상기 HT 공급원 또는 X-레이 튜브의 커넥터의 접점들과 금속 부분들 사이에서의 전기 방전을 피하기 위해, 상기 리셉터클과 플러그 사이의 간극에는, 예를 들어 실리콘 오일 또는 그리스와 같은 미네랄 오일이나 그리스 등의 전기 절연 유체가 채워진다.

상기 절연 유체를 상기 리셉터클과 플러그 사이의 간극 내에 유지하기 위해, 환형 밀봉재(annular seal)가 상기 리셉터클의 개방 단부와 상기 플러그의 플랜지사이에 배치된다. 절연 유체의 체적은 온도에 따라 변화되며, 실제로는 온도가 상승함에 따라 증가하기 때문에, 절연 유체의 누출을 초래하거나 심지어는 HT 전기 방전의 위험을 갖는 상기 리셉터클의 파괴를 초래할 수 있는 과도하게 높은 압력을 회피하기 위해, 상기와 같은 절연 유체의 체적 증가는 보상될 필요가 있다.

상기와 같은 절연 유체의 체적 변화를 보상하기 위해, 부트/링(boot/ring)이 사용되며, 상기 부트/링의 체적은 상기 절연 유체의 체적의 증가를 수용하기 위해 상기 절연 유체의 압력에 따라 변한다.

또한, 이러한 환형 밀봉재는 넓은 온도 범위에 걸쳐 작동할 필요가 있으며 상기 고온 절연 유체에 화학적으로 견딜 수 있어야 한다.

통상적으로 사용되는 제 1 부트/링은 도 2에 도시된다. 이러한 링(41)은 아 코디언형 측벽(42)을 갖는 금속으로 제조된 링이다. 상기 링은 취급이 용이하며 장기간에 걸쳐 신뢰할 수 있지만, 제조비용이 너무 고가이다.

또한, 통상적으로 사용되는 다른 부트/링이 도 3에 도시된다. 이러한 합성 링(43)은 엘라스토머 환형체(45; elastomer annulus)가 부착되는 평판 금속 환형체(44)로 구성되며, 상기 엘라스토머 환형체는 상기 금속 환형체(44) 내측에 반원부를 형성한다. 상기 부트/링은 취급이 어렵고, 누출을 피하기 위해 매우 정확한 접합 수단을 필요로 하며 고가이다.

따라서, 본 발명의 목적은 종래 기술의 부트/링의 결점을 해소하는 고전압 커넥터용 부트/링을 제공하는 것이며, 특히 신뢰성 있고, 제조가 용이하며, 저렴한 부트/링을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 요지는 상기 종류의 부트/링을 구비하는 HT 커넥터이다.

본 발명의 일 실시예는 상기 HT 커넥터의 작동 온도에서 절연 및 냉각 유체에 견딜 수 있는 외피에 의해 전체적으로 코팅되는 독립기포 엘라스토머 폼(closed-cell elastomer foam)으로 이루어진 환형 코어로 구성되는 HT 커넥터용 부트/링에 관한 것이다.

본 발명에 따른 부트/링의 코어에 대해서는, 예를 들어, 폴리우레탄 또는 네오프렌 폼과 같은 임의의 독립기포 엘라스토머 폼이 사용될 수 있다.

상기 HT 커넥터에, 특히 고온의 HT 커넥터에 존재하는 상기 절연 및 냉각 유체(예를 들어, 오일)에 대한 필요한 내성을 갖지 않는 통상의 엘라스토머 폼이 주어지면, 상기 엘라스토머 폼은 상기 HT 커넥터 작동 온도에서 상기 절연 및 냉각 유체에 견딜 수 있는 엘라스토머로 이루어진 외피에 의해 전체적으로 코팅된다.

외피에 대해서는, 상술한 필요조건을 충족시키는 임의의 엘라스토머가 사용될 수 있다. 사용될 수 있는 엘라스토머들 중에서, 네오프렌, 엘라스토머 폴리에스테르, 실리콘 엘라스토머, 할로겐화 올레핀 엘라스토머, 특히 염화 올레핀 엘라스토머와 같은 올레핀 엘라스토머, 및 폴리우레탄 엘라스토머가 사용될 수 있다.

도 1은 내부에 부트/링이 합체될 수 있는 HT 커넥터를 도시한다.

도 1의 HT 커넥터는 암형 부분 또는 리셉터클(10)과 수형 부분 또는 플러그(20)를 포함한다.

상기 리셉터클(10)은 HT 전력 공급원과 같은 HT 장치 또는 X-레이 튜브의 상자(30)에 고정된다. 상기 리셉터클(10)은 일반적으로, 결합 플랜지(13)가 있는 개방 단부, 측벽(11) 및 단부벽(12)을 갖는 절두원추형 절연 케이싱을 포함한다.

예를 들어, 암형 접점인 전기 접점(14)은 상기 단부벽(12)상에서 상기 리셉터클(10) 내측에 배치된다.

HT 케이블(24)에 전기 접속되는 상기 커넥터의 플러그(20)는 상기 리셉터클(10)의 형상에 부합하는 절두원추형으로 이루어진 전기 절연 물질로 제조되는 본체(21)와 일반적으로 금속으로 제조되는 환형 플랜지(22)를 포함하고, 여기서 상기 절연 본체(21)는 상기 HT 케이블(24)과 접촉한다.

상기 절연 본체(21)의 정면은, 상기 플러그(20)가 상기 리셉터클(10)에 삽입될 때 상기 HT 전력 공급원 또는 X-레이 튜브와 상기 HT 케이블(24) 사이에서의 지속적인 도통을 제공하도록 상기 리셉터클(10)의 접점(14)과 상호작용하며 상기 HT 케이블(24)의 도전체에 접속되는, 예를 들어 수형 접점인 전기 접점(23)을 구비한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 리셉터클(10)은 금속 상자(30)의 상보형 나 사식 수직 벽과 상호작용하는 중간 나사식 환형 너트(31)에 의해 상기 플랜지(13)를 통해 상기 금속 상자(30)에 고정된다.

상기 중간 너트(31)의 환형 림과 상기 리셉터클(10)의 플랜지(13) 사이에는 본 발명에 따른 부트/링(40)이 제공된다.

상기 커넥터의 플러그(20)는 상기 중간 너트(31)에 대해 환형 플랜지(22)를 가압하도록 상기 환형 플랜지(22)상에서 상기 상자(30)의 나사식 수직 벽과 상호작용하는 나사식 환형 너트(32)에 의해 가해진 압축력에 의해 상기 리셉터클(10) 내에 고정된다.

도전성 물질로 제조되는 상기 상자(30), 중간 너트(31) 및 너트(32)는 상기 상자에 대한 상기 HT 케이블(24)의 차폐의 접지 연속성을 보장한다.

상기 상자(30)와 상기 리셉터클(10)의 플랜지(13) 사이, 및 상기 중간 너트와 상기 리셉터클(10) 및 상기 플러그(20)의 플랜지들(13, 22) 사이에는 일반적으로 종래의 O-링 밀봉재(34, 35, 36)가 배치된다.

상기 플러그(20)의 절연 본체(21)와 상기 리셉터클(10)의 내부면 사이의 공간에는 오일과 같은 전기 절연 및 냉각 유체(25)가 채워진다.

상기 HT 커넥터가 작동중일 경우에는, 상기 절연 및 냉각 유체의 온도 증가는 상기 유체에 의해 가해지는 압력을 증가시킨다. 본 발명에 따른 부트/링(40)은 상기 절연 유체의 압력 증가를 수용함으로써 상기 커넥터의 플러그(20)와 리셉터클(10) 사이의 밀봉상태를 유지할 수 있게 한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 부트/링(40)은 상기 커넥터 작동온도에서 상기 절연 및 냉각 유체에 견딜 수 있는 엘라스토머로 제조된 외피(48)에 의해 완전하게 코팅되는 독립기포 엘라스토머 폼으로 이루어진 환형 코어(47)를 포함한다.

상기 독립기포 엘라스토머 폼 코어(47)가 존재하기 때문에, 상기 부트/링은 상기 절연 유체의 체적의 증가를 충분히 보상할 수 있는 탄성을 갖는다. 종래의 엘 라스토머 폼은 충분한 저항력을 갖지 못하나, 상기 엘라스토머 외피(48)는 고온의 절연 유체의 부식 작용에 견딜 수 있는 능력을 상기 부트/링에 부여한다.

구조 및/또는 기능 및/또는 단계들에서의 다양한 변형은 본 발명의 범위로부터 일탈함이 없이 상술된 실시예에 대해서 당업자에 의해 수행될 수 있다.

본 발명에 따른 부트/링은, 커넥터 작동 온도에서 그 커넥터에 내포된 전기절연 및 냉각 유체에 견딜 수 있는 엘라스토머 외피(48)에 의해 전체적으로 코팅되는, 독립기포 엘라스토머 폼으로 이루어진 환형 코어(47)를 포함한다. 본 발명은 X-레이 장치용 고전압 커넥터에 적용된다.

도 1은 부트/링을 포함하는 고전압 커넥터의 단면도.

도 2는 종래 기술의 부트/링의 단면도.

도 3은 종래 기술의 다른 부트/링의 단면도.

도 4는 본 발명의 부트/링의 실시예를 도시하는 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 리셉터클 20 : 플러그

23 : HT 케이블 40 : 부트/링

47 : 환형 코어 48 : 엘라스토머 외피

Claims (5)

1. 커넥터 작동 온도에서, 상기 커넥터의 내부에서 사용되는 전기 절연 및 냉각 유체에 견딜 수 있는 엘라스토머 외피(48)에 의해 전체적으로 코팅되는, 독립기포 엘라스토머 폼(closed-cell elastomer foam)으로 이루어진 환형 코어(47)를 포함하는 고전압 커넥터의 밀봉용 부트/링.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 환형 코어는 폴리우레탄 또는 네오프렌 폼으로 이루어지는 고전압 커넥터의 밀봉용 부트/링.
3. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 상기 외피의 상기 엘라스토머는 올레핀 엘라스토머, 할로겐화 올레핀 엘라스토머, 폴리에스테르 엘라스토머, 실리콘 엘라스토머 및 우레탄 엘라스토머로부터 선택되는 고전압 커넥터의 밀봉용 부트/링.
4. 리셉터클(10)과, 상기 리셉터클에 부합하며 지속적인 도통을 제공하도록 상기 리셉터클에 삽입되는 플러그(20)와, 절연 유체의 체적 증가를 수용하도록 상기 리셉터클(10)과 상기 플러그(20)사이에 배치되는 제 1 항에 따른 부트/링(40)을 포함하는 고전압 커넥터.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 부트/링(40)은 상기 리셉터클(10)의 플랜지(13)와 상기 플러그(20)의 플랜지(22) 사이에 배치되는 고전압 커넥터.