KR19980019105A - 절연 스페이서(Insulation spacer) - Google Patents
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Abstract
본 발명은 절연스페이서에 관한 것으로서, 내주면에 연해있는 요철 11을 갖는 금속링 1내에 충전부도체 접속용금구 2가 배설되고, 이 금구 2와 금속링 1과의 사이에 열경화성수지 조성물층 3이 주형된 절연스페이서에 있어서, 요홈저면에 적어도 1개의 핀 12가 돌설되고, 수지조성물층 3의 주형시 수축에 의해 금속링 1의 내주면과 수지조성물층 3과의 계면이 박리되고, 이 계면박리된 수지조성물층 3과 상기 핀 12의 외주면과의 사이가 접촉되도록 함으로써 당해 수지조성물층의 주형시 수축에 의해 금속링의 내주면과 수지조성물층과의 계면이 박리되고, 그 사이에 갭이 존재해도 소음을 배제해서 가스절연개폐장치의 조립을 높은 치수정도로 행하여 얻은 가스절연개폐장치의 단로기부에서의 고정접촉자에의 가동접촉자의 확실한 접촉을 보증할 수 있는 절연스페이서를 제공한다.
Description
본 발명은 원통형 금속용기내에 충전부(充電部)도체를 절연지지하기 위하여 사용된 스페이서에 관한 것으로, 특히 가스절연개페장치에서 충전부도체의 절연지지에 유용하도록 한 절연스페이서에 관한 것이다.
일반적으로 가스절연개폐장치는 개폐장치의 구성기기인 모선, 차단기, 단로기, 피뢰기 등의 기기의 충전부를 원통형의 접속금속기기의 중앙에 배치하여, 그 충전부를 길이방향으로 소정의 간격을 둔 절연스페이서로 지지하고, 원통형 접지금속용기기 내를 SF6등의 절연특성이 뛰어난 가스로 가득채워 가압한다.
도 6은 가스절연개폐장치에 있어서 상분리형 단로기·접지개폐기부의 일례를 나타내며, 선단에 접지개폐기 고정접촉자 41를 지닌 도체봉 42를 절연스페이서 a1으로 지지하며, 주가동접촉자 53 및 접지개폐기측 가동접촉자 43을 각각 외부로 부터 직선운동가능하게 설치하며, 주가동접촉자 53을 도체봉42에 직각방향에서 원통형 접지금속용기 6내에 SF6가스를 가득채워 가압하며, 주가동접촉자 53의 외부조작으로 단로(斷路)를 실행하며, 이 단로상태를 시작으로 접지개폐기측 가동접촉자 43을 외부조작으로 접지개폐기 고정접촉자 41에 접속시켜 케이블 선로를 접지가능케 하고 있다.
도 7a는 가스절연 개폐장치의 절연스페이서를 나타내며, 내주면에 홈11'를 지닌 금속링 1'의 중앙에 충전부 접속용 금구(金具) 2'를 배치하고, 금속링 1과 충전부 접속용 금구 2와의 사이에 열경화성 수지조직을 층상으로 주형(注型)성형하여 수지격벽부 3'를 형성하고, 수지격벽부 3'의 외주면에 패킹장작홈 31'를 형성하여 접지금속용기에 고정하기 위해서 도 7b에 나타낸 것처럼 패킹장착홈 31'의 안쪽에 패킹 62'를 장착하고, 양금속용기단 플랜지 61', 61'간에 금속링 1'를 볼트 64'로 조이는 구조를 사용하고 있다.
이러한 절연스페이서의 성형에는 상기 금속링 1' 및 충전부접속용 금구 2'를 분할하여 금형내에 세팅하며, 그 금속링과 충전부접속용 금구 사이 공간에 가스를 제거하면서 열경화성 수지액을 주입하고, 수지액을 채운 후, 금형을 가열호에 넣고 수지를 가열경화시킨 다음 가열로에서 꺼내어 탈형시키는 소위 주형법이 사용된다.
그러나, 상기 주형법에서는 수지의 열수축률이 금속의 열 수축룰에 비해 상당히 크기 때문에 수지경화를 위한 가열을 한 후 냉각시에 금속링과 비교하여 수지가 상당히 크게 열수축하며, 이 수축과 더불어 경화수축도 이루어져, 금속링과 경화수지층과의 경계면이 박리되는 갭의 발생을 피할 수 없다.
그리고 상기 수지층이 금속링에 대해서 주방향으로 가동되어 주방향 위치결정 규제가 불가능해지며, 가스절연 폐쇄장치의 결합에 장애가 발생한다. 이러한 결함을 배제하기 위해서 금속링의 요홈 저면에 움푹패인홈을 형성하고, 수지층의 외주에는 이 움푹패인홈에 걸러서 멈추는 돌기부를 형성시켜고, 주방향 회전에 대한 돌기부를 움푹패인홈에 걸러서 멈추게 하여 회전정지의 기능을 향상시키는 방법이 제안되었다. (特公平7-99889호 공보)
그러나 이러한 회전정지 구조에 있어서, 금속링의 전주에 걸쳐 금속링과 수지층과의 사이에 갭이 발생하고, 이 갭 내에서의 주방향과 반경방향의 차이를 피할수 없으며 충전부에 대한 위치 결정의 정밀도에는 이 갭에 기인한 차이 때문에 한도가 있다. 따라서 도 6 에 있어서 고정접촉자 41, 51 의 접지금속용기6 내부에서의 위치에 이러한 한도 내에서의 차이가 발생하고, 가동접촉자 43, 53이 고정접촉자 41, 51에 편심된 상태로 접촉되어 가동접촉자의 접속조작에 지장을 초래할 우려가 있다. 특히 삼상일괄형의 경우, 절연스페이서의 중심과 각상충전부접속용 금구의 중심이 일치되지 않고, 그 사이의 거리를 a로 하는, 상기 갭에 기초한 주방향 차이각 Δθ가 각상충전부접속용 금구의 중심을 거리 aΔθ로 주방향에서 벗어난 결과, 각상가동접촉자의 중심에 대한 각상고정접촉자의 중심의 차이가 현저하게 커져, 각상가동접촉자의 각상고정접촉자에 접속이 불가능해질 우려도 있다. 더구나, 삼상일괄형의 경우, 각상충전부는 통전전류에 기초한 주파수가 전류주파수 2배의 교번전자력을 받아, 상기 갭내에서 스페이서의 수지층이 진동하는 소음의 원인이 될 우려도 있다.
본 발명은 이러한 상기의 목적을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 내주면에 연한 홈을 지닌 금속링내부에 충전부도체 접속용금구가 배설되며, 이 금구와 금속링의 사이에 열경화성수지 조성물층이 주형된 절연 스페이서에 있어서, 당해 수지조성물층의 주형시 수축에 의한 금속링의 내주면과 수지조성물층과의 경계면이 박리되고, 그 사이에 갭이 존재하더라도 소음을 배제한 가스절연개폐장치의 구성을 높은 정밀도로 실행하여 얻은 가스절연개폐장치의 단로기부에서 고정접촉자와 가동접촉자의 접속이 확실히 보증되도록 한 절연스페이서를 제공하는 데 그 목적이 있다.
이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 원통형 금속용기내에 충전부도체를 절연지지하기 위하여 사용된 스페이서이며, 내주면에 연한 홈을 지니고, 홈의 저면에는 적어도 하나의 핀이 돌설된 금속링내에 충전부도체 접속용금구가 배설되며, 이 금구와 상기 금속링의 사이에 열경화성수지 조성물층이 주형되고, 각 수지조성물층의 주형시 수축에 의한 금속링의 내주면과 수지조성물과의 경계면이 박리되며, 이 경계면이 박리된 수지조성물층과 상기 핀의 외주면과의 사이가 밀접되도록 한 절연스페이서를 그 특징으로 한다.
또한 상기 절연스페이서는 핀 선단을 반구면으로 하거나, 또는 핀 선단의 코너를 곡률경 2 mm이상의 곡면으로 하는 것이 요구되어진다.
도 1a는 본발명에 관한 절연 스페이서의 일례를 표시한 측면도
도 1b는 도1a에 있어서 a-a의 횡단면도이다.
도 2는 본발명에 관한 절연스페이서의 별례를 표시한 측면도이다.
도 3a, 도 3b, 도 3c는 본발명에 관한 절연스페이서에 사용하는 금속링의 핀 형상의 일례를 나타낸 설명도이다.
도 4는 본발명에 관한 절연스페이서에 사용한 금속링의 핀을 조립한 상태의 일례를 나타낸 설명도이다.
도 5는 본발명에 관한 절연스페이서의 금속링의 핀과 수지조성물층과의 밀접상태를 나타낸 설명도이다.
도 6은 가스절연개폐장치에 있어서 단로기·접지개폐기부의 일례를 나타낸 설명도이다.
도 7a, 도 7b는 종래의 절연스페이서를 나타낸 설명도이다.
도 8a, 도 8b, 도 8c는 본 발명에 따라서 절연스페이서에 사용하는 금속링의 핀 형상의 다른 예를 나타낸 설명도이다.
* 도면의 중요부분에 대한 부호의 설명
1 : 금속링2 : 충전부도체접속용금구
3 : 열경화성수지조성물층11 : 홈
12 : 핀121 : 핀의 선단곡면
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명한다.
도 1a는 본 발명에 관한 절연 스페이서의 일례를 나타내는 측면도, 도 1b는 도 1a의 a-a 단면도이다.
도 1a 및 도 1b에 있어서 1은 금속링이며, 내주면을 따라서 요홈 11이 형성되어 있으며, 요홈 저면에 주방향으로 소정의 간격을 유지하여 핀 12가 돌출되어 있다. 13은 금속링1에 천설된 수지유로공, 14는 볼트삽통용공이다.
2는 충전부도체 접속용금구이며, 각 금구2의 중심은 금속링 1의 중심과 실질적으로 일치되고 있다.
3은 금속링 1과 충전부도체 접속용금구 2와의 사이에 주형된 열경화성 수지조성물층이며, 후술하는 것과 같이 주형시 수축에 의한 금속링 1의 내주면과 수지조성물층 3과의 경계면이 박리되어 있으나, 이 계면박리된 수지조성물 3과 상기 핀 12의 외주면과의 사이는 밀접되어 있다. 31은 수지조성물층 3의 양측면 외주근방에 형성된 패킹장착홈이다.
도 1a 및 도 1b에 나타난 절연스페이서는, 삼상각상의 각각에 대하여, 각원통형 금속용기내에 하나의 충전부도체를 절연지지하는 경우에 사용되어지나, 삼상일괄형에서 충전부도체를 절연지지하는 경우에는 도2에 표시된 것처럼, 각상충전부 도체접속용금구 2가 정삼각형 모양이 되도록 각각 배치되며, 그 정삼각형 중심이 금속링 1의 중심과 실질적으로 일치하도록 배설된다.
상기 핀 12의 존재에 의하여 전계분포의 혼란이 발생되지 않도록, 핀의 높이를 요홈 11의 깊이보다 충분히 낮추고 있다. 이 핀에는 도 3a(금속링의 일부 저면도), 도 3b(도 3a의 a-a 단면도) 및 도 3c(도 3a의 c-c 단면도)에 표시된 바처럼 단면의 코너 121을 곡률경 2mm이상의 곡면으로 한 것, 또는 도 8a에서 c에 표시된 것처럼 선단을 반구상으로한 것 등의 사용이 가능하다. 이 핀은 금속링의 주조시에 일체로 설치되거나, 도 4에 표시된 바처럼 나사에 의하여 설치하는 것이 가능하다.
상기 금속링 1에는, 동, 알루미늄, 철 또는 각 금속의 합금 등이 사용가능하며, 충전부도체 접속용금구 2에는 동, 알루미늄 등의 사용이 가능하다.
상기 열경화성 수지조성물에는 에폭시 수지의 사용이 가능하며, 통상 알루미나분말, 실리카분말, 탄산칼슘분말 등의 필러가 첨가된다.
상기 절연 스페이서는 통상 주형법에 의하에 제작된다. 예를 들어 도 1b에 있어서 → 방향에서 닫히는 둘로 분할된 금형내에 금속링 1또는 접속용금구 2를 셋팅하고, 금형을 닫은 후에 종방향으로 배치하고, 금형정상의 수지주입구에서부터 상기금속링 1의 수지유출공 13을 통하여 감압에 의한 에어빼기를 실행한 후 필러 첨가액상수지를 주입하고, 금형가열에 의하여 수지를 경화시키고 나서 이형(離型)하는 것에 의해 제조된다. 이 경우, 수지의 열수축율이 금속의 열수축율에 비교하여 상당히 크기 때문에 냉각시, 금속링에 비하여 수지가 상당히 많이 열수축하며, 이 수축과 더불어 경화수축도 일어나며, 도 5에 나타난 바처럼 금속링 1과 수지조성물층 3과의 경계면이 박리되어 갭 g가 발생한다.
그렇지만, 핀 12의 폭 방향의 수축에 있어서는 폭 b의 수지부분의 수축이 핀 12의 폭 수축과 비교할 때 크기 때문에, 핀 12의 측면에 압축응력 p가 발생하여 수지조성물층 3과 핀 12의 외주면과의 사이가 밀접된다. 따라서, 금속링 1과 수지조성물층 3과의 사이의 갭 g의 존재에도 불구하고, 수지조성물층 3의 금속링 1에 대한 고정은 보증된다.
상기에 있어서 금속링 1의 수지유로공 (도1a의 13)에 수지를 채워서 수지의 주입 및 경화를 진행시키면, 이 채워진 경화수지에서도 상기고정작용의 일부가 이루어질 수 있다. 이 경우, 금속링의 1의 주방향의 등간격위치에 수지유로공 13이나 핀 12를 위치시키는 것이 요구된다.
상기에 있어서, 도 5에 나타난 것처럼 핀 12의 선단면 122와 수지조성물층 3과의 사이에는 핀 보다 큰 수축률이 수지층의 반경방향수축 때문에 갭 g를 발생시켜, 이 이격된 수지면 32의 코너 321에 응력이 집중되겠으나, 핀 12의 선단면을 반구상으로 하거나, 핀 선단의 코너 121을 곡율경이 큰 곡면으로 함으로서, 수지면 32의 코너 321도 곡율경이 큰 곡면이 형성되고, 응력집중을 충분히 온화시켜 수지크랙의 발생을 배제할 수 있다.
상기 갭의 발생은 주형성형시, 금속링 내주면에 접한 수지층부분에 인장응력이 작용하는 것을 배제하기 때문에, 그 수지층부분에 크랙방지에도 유용하고, 금속링의 전내주면에 확실히 갭을 발생시키도록, 금속링의 전내주면에 미리 이형제를 도포해 두는 것이 적절하다.
또, 당해 갭에 방전을 야기시키는 강한 전기 스트레스가 작용하는 것을 방지하기 위하여, 금속에 대해서는 이형성(離型成)이 뛰어나고, 수지에 대해서는 이접착성(易接着性)의 도전성도료, 예를 들면 금속분말배합 실리콘수지액을 금속링의 내주면에 도포하여, 금속링 내주면에서 박리된 수지층면에 도전성수지막을 형성시키는 것이 가능하다.
본 발명에 관한 절연스페이서는 가스절연개폐장치의 구성기기인 모선, 차단기, 단로기 등의 기기의 충전부를 원통형의 접지금속용기의 중앙에 절연지지하는 경우 사용된다. 또, 관로기중송전선에 있어서의 원통형 외부도체내에 내부도체의 절연지지에도 사용가능하며, 이 경우 가스정지용 스페이서를 제외하고, 수지층에는 가스를 유통시키기 위한 개구를 설치하는 것이 가능하다.
이상에서와 같이 본발명에 의한 절연 스페이서는, 금속링과 열경화수지층과의 경계면에 갭이 존재함에도 불구하고, 그 사이에 소음없이 안정적 유지가 가능하며, 열경화수지층 중앙의 충전부도체 접속용금구를 고정밀도로 위치결정이 가능하며, 가스절연개폐장치에 있어서 단로기·접지개페기부의 고정접촉자에의 가동접촉자의 접속을 원활히 실행할 수 있다. 또 열경화수지층을 소음없이 유지하기 위해서, 충전부도체 접속용금구에 작용하는 교번전자력으로 소음이 발생하는 것을 배제할 수 있다. 또한, 금속링이 내주면에 연한 요홈을 갖고 있기 때문에, 요홈저면에 돌설된 핀의 높이를 요홈의 깊이보다 낮게 함으로서, 핀의 돌설에도 불구하고, 전계의 혼란을 배제할 수 있고, 스페이서의 내전압성을 양호하게 유지할 수 있으며, 충분한 내전압성을 보증할 수 있는 효과 등을 얻을 수 있다.
Claims (3)
- 원통형 금속용기 내에 충전부도체를 절연지지하기 위해서 사용되는 스페이서에 있어서, 내주면을 따라서 요홈을 갖고 있으며, 요홈저면에 적어도 하나의 핀이 돌설된 금속링내에 충전부도체 접속용 금구가 배설되며, 이 금구와 상기의 금속링 간에 열경화성 수지조성물층이 주형되고, 당해 수지조성물층의 주형시 수축에 의해서 금속링의 내주면과 수지조성물층과의 경계면이 박리되고, 이 경계면 박리된 수지조성물층과 상기 링의 외주면 사이가 밀접된 것을 특징으로 하는 절연 스페이서.
- 제1항에 있어서, 핀의 선단이 반구면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 절연 스페이서
- 제1항에 있어서, 핀 선단의 코너가 곡면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 절연 스페이서
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-
1996
- 1996-08-30 JP JP8248733A patent/JPH1080027A/ja active Pending
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1997
- 1997-08-28 KR KR1019970041998A patent/KR19980019105A/ko not_active Withdrawn
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| KR20170141979A (ko) * | 2016-06-16 | 2017-12-27 | 현대일렉트릭앤에너지시스템(주) | 가스절연 개폐장치의 도체 결합구조 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1080027A (ja) | 1998-03-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 19970828 |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| PC1203 | Withdrawal of no request for examination | ||
| WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |