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KR20230008400A - Gas Insulated Switchgear - Google Patents

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KR20230008400A
KR20230008400A KR1020210089001A KR20210089001A KR20230008400A KR 20230008400 A KR20230008400 A KR 20230008400A KR 1020210089001 A KR1020210089001 A KR 1020210089001A KR 20210089001 A KR20210089001 A KR 20210089001A KR 20230008400 A KR20230008400 A KR 20230008400A
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KR
South Korea
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insulating
insulating material
gas
insulated switchgear
gas insulated
Prior art date
Application number
KR1020210089001A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
서경보
Original Assignee
효성중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 효성중공업 주식회사 filed Critical 효성중공업 주식회사
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02Details
    • H01H33/04Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02Details
    • H01H33/021Use of solid insulating compounds resistant to the contacting fluid dielectrics and their decomposition products, e.g. to SF6

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  • Organic Insulating Materials (AREA)

Abstract

본 발명은 유기불소 화합물을 포함하는 유전성 절연유체를 함유하는 가스절연 개폐장치에 관한 것이다. 본 발명의 가스절연 개폐장치는, 내부에 절연공간이 형성된 외함 및 제1 절연재료로 만들어지며 상기 절연공간 내에 배치된 차단유닛을 포함하고, 상기 절연공간은 유기불소 화합물을 포함하는 절연유체를 함유하고, 상기 차단유닛은 상기 절연유체에 직접 노출되며, 상기 유기불소 화합물은 헵타플루오로-이소부티로니트릴(heptafluoro-isobutyronitrile), 트리플루오로메틸 트리플루오로비닐에테르(Trifluoromethyl trifluorovinyle ether), 에탄(Ethane), 트리플루오로메틸 메틸 에테르(Trifluoromethyl methyl ether), 펜타 플루오로(Penta Fluoro), 트리플루오로메톡시(trifluoromethoxy) 또는 그 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택된다. The present invention relates to a gas insulated switchgear containing a dielectric insulating fluid containing an organofluorine compound. The gas insulated switchgear of the present invention includes an enclosure having an insulating space formed therein and a blocking unit made of a first insulating material and disposed in the insulating space, wherein the insulating space contains an insulating fluid containing an organic fluorine compound. And, the blocking unit is directly exposed to the insulating fluid, and the organofluorine compound is heptafluoro-isobutyronitrile, trifluoromethyl trifluorovinyle ether, ethane ( Ethane), trifluoromethyl methyl ether, penta fluoro, trifluoromethoxy, or mixtures thereof.

Description

가스절연 개폐장치{Gas Insulated Switchgear}Gas insulated switchgear {Gas Insulated Switchgear}

본 발명은 가스절연 개폐장치에 관한 것으로서, 특히 유기불소 화합물을 포함하는 유전성 절연유체를 함유하는 가스절연 개폐장치에 관한 것이다.The present invention relates to a gas insulated switchgear, and more particularly to a gas insulated switchgear containing a dielectric insulating fluid containing an organic fluorine compound.

가스절연 개폐장치(GIS:Gas Insulated Switchgear)는 가스를 이용하여 정상상태의 개폐뿐 아니라 사고, 단락 등 이상상태에서도 선로를 안전하게 개폐하여 계통을 보호하는 장치이다.Gas Insulated Switchgear (GIS) is a device that protects the system by safely opening and closing lines in abnormal conditions such as accidents and short circuits as well as opening and closing in normal conditions using gas.

GIS를 구성하는 중요 부품으로 도체를 지지하거나 절연가스 구획을 분리하기 위해 다양한 절연물을 사용하고 있다. 예컨대 GIS의 외함 내부에서 도체 등을 지지하기 위한 절연스페이서 및 절연서포트가 필요하다.As an important part composing GIS, various insulators are used to support conductors or separate insulating gas compartments. For example, an insulating spacer and an insulating support for supporting conductors inside the enclosure of the GIS are required.

이러한 GIS는 충전부가 완전히 밀폐되어 안정성이 있고 소음이 적으며 대기 중의 오염물 영향을 받지 않아 신뢰도가 높고 보수가 용이하다.This GIS is stable because the charging part is completely sealed, has low noise, and is not affected by contaminants in the air, so it is highly reliable and easy to repair.

종래의 GIS에 육불화유황(SF6) 가스를 절연매체로 이용하였다. 이는 SF6 가스가 GIS 장치에서 사고전류 차단 시 발생하는 아크를 소호하는 성능과 절연매체로서 절연성능 및 냉각성능의 특성을 가지고 있기 때문이다.Sulfur hexafluoride (SF6) gas was used as an insulating medium in conventional GIS. This is because SF6 gas has the characteristics of extinguishing the arc generated when the fault current is cut off in the GIS device, as well as the insulating performance and cooling performance as an insulating medium.

하지만 SF6 가스는 지구 온난화 규제 및 방지를 위한 규제 대상 가스이기 때문에 글로벌 시장에서는 GIS 장치에 친환경 가스를 적용하도록 하는 요구가 증가하고 있다.However, since SF6 gas is a regulated gas for regulating and preventing global warming, there is an increasing demand to apply eco-friendly gas to GIS devices in the global market.

최근에 GIS 장치에서 SF6의 대체 가스로서 친환경 불소계 가스를 사용하고 있다. 이러한 불소계 가스는 대체로 끓는점이 높기 때문에 이를 낮추거나 지구온난화 지수(Global Warming Potential:GWP)를 낮추기 위해 희석가스로 CO2를 혼합하여 사용하고 있다.Recently, eco-friendly fluorine-based gas has been used as an alternative gas to SF6 in GIS devices. Since these fluorine-based gases generally have a high boiling point, CO2 is mixed and used as a diluent gas in order to lower it or lower the Global Warming Potential (GWP).

하지만, CO2 희석가스를 사용하면 아크열에 분해되어 많은 CO가 발생하게 되고, 탄소성분이 다량 함유된 분해가루가 GIS 내 절연물 표면에 부착되고 부착량 증가에 의해 절연물 표면의 절연성능이 급격히 저하되는 문제가 있다.However, when CO2 dilution gas is used, it is decomposed by arc heat and generates a lot of CO, and the decomposition powder containing a large amount of carbon is attached to the surface of the insulator in GIS, and the insulation performance of the insulator surface rapidly deteriorates due to the increased amount of adhesion. there is.

이를 보완하기 위해 O2 가스를 추가 혼합하여 CO 및 탄소성분 분해가루 발생량을 줄이는 예가 개시되어 있다.In order to compensate for this, an example of reducing the amount of CO and carbon component decomposition powder by additionally mixing O2 gas is disclosed.

일례로, 공개특허공보 제2018-0125021호에는 고전압 회로 차단기에서 일산화탄소(CO)의 이산화탄소(CO2)로의 촉매산화를 위해 캐리어 상에 코팅되거나 또는 캐리어 내에 임베딩된 귀금속 입자들을 포함하는 산화촉매의 사용에 관하여 개시하고 있다.For example, Patent Publication No. 2018-0125021 discloses the use of an oxidation catalyst comprising noble metal particles coated on or embedded in a carrier for catalytic oxidation of carbon monoxide (CO) to carbon dioxide (CO2) in a high voltage circuit breaker. about it is disclosed.

다른 예로서, 공개특허공보 제2013-0128434호에는 차단기 또는 변압기 등의 전기장치에서 전기적 활성 부분의 절연을 위해 사용되며, 매우 낮은 GWP를 가지면서 동시에 비교적 낮은 동작 온도와 적당한 충진 압력에서 높은 절연능력들을 가지는 유전성 절연매질이 개시되어 있다.As another example, Patent Publication No. 2013-0128434 discloses that it is used for insulating electrically active parts in electrical devices such as circuit breakers or transformers, and has a very low GWP and at the same time has a high insulating ability at a relatively low operating temperature and appropriate charging pressure. A dielectric insulating medium having

하지만, 종래의 이러한 GIS 장치에서 SF6 가스를 완전히 대체하지 못하고 희석가스를 추가하는 것이므로 강화된 친환경 문제를 해소하는데 한계가 있고, 금속 산화물의 산화용량은 금속 산화물이 환원되고 따라서 소모되기 때문에 시간이 지남에 따라 감소한다는 문제가 있다.However, since the dilution gas is added without completely replacing the SF6 gas in the conventional GIS device, there is a limit to solving the enhanced eco-friendly problem, and the oxidation capacity of the metal oxide is reduced over time because the metal oxide is reduced and thus consumed There is a problem that decreases with

특히, GIS 장치에서 접지된 외함과 중심도체 사이의 절연은 솔리드 형태의 절연물로 유지되고 있는 형태이므로 절연물에 연면이 존재하게 되고, 이 절연물 연면에 금속이물 또는 친환경 가스를 적용할 때 발생하는 탄소성분의 분해가루들이 절연물 연면에 계속해서 쌓이게 되면 절연내력이 급격하게 저하되어 대지간 절연파괴가 발생하는 문제점이 있다.In particular, since the insulation between the grounded enclosure and the central conductor in the GIS device is maintained as a solid insulator, a creepage surface exists on the insulator, and carbon generated when metal foreign matter or eco-friendly gas is applied to the insulator creepage surface. When the decomposition powders of the components are continuously accumulated on the surface of the insulating material, the dielectric strength is rapidly lowered and there is a problem in that insulation breakdown occurs between grounds.

공개특허공보 제2018-0125021호Patent Publication No. 2018-0125021 공개특허공보 제2013-0128434호Publication No. 2013-0128434

본 발명은 유기불소 화합물을 포함하는 친환경 가스의 유전성 절연유체를 내부에 함유하는 가스절연 개폐장치를 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a gas insulated switchgear containing therein a dielectric insulating fluid of an environmentally friendly gas containing an organic fluorine compound.

본 발명은 유기불소 화합물 절연유체에 CO2 가스를 희석가스로 사용할 때 아크열에 의해 CO2가 분해되어 탄소성분이 절연물 연면에 부착되더라도 절연내력 저하를 줄이거나 억제하도록 하는 가스절연 개폐장치를 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a gas insulated switchgear that reduces or suppresses the degradation of dielectric strength even when CO2 is decomposed by arc heat when CO2 gas is used as a diluent gas in an organofluorine compound insulating fluid and carbon components are attached to the surface of an insulator. there is.

본 발명은 내부에 제공된 절연물의 표면에 보호층을 형성함으로써 절연성능 저하를 줄이거나 방지하도록 하는 가스절연 개폐장치를 제공하는데 목적이 있다An object of the present invention is to provide a gas insulated switchgear that reduces or prevents degradation of insulation performance by forming a protective layer on the surface of an insulator provided therein.

본 발명은 친환경 절연가스를 사용함으로써 사용 안전성과 장기적인 신뢰성을 높일 수 있도록 하는 가스절연 개폐장치를 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a gas insulated switchgear that can increase use safety and long-term reliability by using an eco-friendly insulating gas.

본 발명에 따른 가스절연 개폐장치는, 내부에 절연공간이 제1절연재료로 형성된 적어도 하나의 절연물이 배치되고, 상기 절연물의 표면에는 제2절연재료로 형성된 적어도 50㎛ 두께의 보호층이 도포되며, 상기 절연공간은 유기불소 화합물을 포함하는 절연유체를 함유하고, 상기 절연물은 상기 절연유체에 노출되고, 상기 유기불소 화합물은 헵타플루오로-이소부티로니트릴(heptafluoro-isobutyronitrile), 에탄(Ethane), 트리플루오로메틸 트리플루오로비닐에테르(Trifluoromethyl trifluorovinyle ether), 트리플루오로메틸 메틸 에테르(Trifluoromethyl methyl ether), 펜타 플루오로 (Penta Fluoro), 트리플루오로메톡시(trifluoromethoxy) 또는 그 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택된다. In the gas insulated switchgear according to the present invention, at least one insulating material formed of a first insulating material is disposed in an insulating space, and a protective layer formed of a second insulating material and having a thickness of at least 50 μm is applied to the surface of the insulating material. , The insulating space contains an insulating fluid containing an organofluorine compound, the insulating material is exposed to the insulating fluid, and the organofluorine compound is heptafluoro-isobutyronitrile, ethane , from the group consisting of trifluoromethyl trifluorovinyle ether, trifluoromethyl methyl ether, penta fluoro, trifluoromethoxy or mixtures thereof is chosen

상기 제1절연재료는 세라믹, 폴리머 재료, 복합재료 및 그의 혼합물들 또는 이들의 조합들로 이루어진 그룹 중에서 선택된 재료를 포함한다.The first insulating material includes a material selected from the group consisting of ceramics, polymer materials, composite materials, and mixtures thereof or combinations thereof.

상기 제2절연재료는 에폭시 수지, 폴리올레핀, 바람직하게는 플루오르화 폴리올레핀 또는 수소화 폴리올레핀, 더 바람직하게는 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리우레탄 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹 중 선택된 폴리머 재료를 포함하거나 이들로 이루어진다.The second insulating material comprises or consists of a polymer material selected from the group consisting of epoxy resins, polyolefins, preferably fluorinated polyolefins or hydrogenated polyolefins, more preferably polytetrafluoroethylene, polyurethanes and mixtures thereof. .

상기 절연유체는 상기 선택된 유기불소 화합물에 혼합된 CO2 가스를 더 포함할 수 있다. 이때, CO2의 함유량은 절연유체 중 5~95%가 될 수 있다.The insulating fluid may further include CO2 gas mixed with the selected organic fluorine compound. At this time, the content of CO2 may be 5 to 95% of the insulating fluid.

본 발명의 실시예에 따른 가스절연 개폐장치는 다음과 같은 하나 이상의 효과를 갖는다.A gas insulated switchgear according to an embodiment of the present invention has one or more of the following effects.

본 발명에 의하면 유기불소계 화합물을 포함하는 유전성 절연유체를 내부에 함유함으로써 친환경 절연가스의 사용으로 사용상 안전성을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide safety in use by using an environmentally friendly insulating gas by containing a dielectric insulating fluid containing an organic fluorine-based compound therein.

본 발명에 의하면 유기불소 화합물의 절연유체에 CO2 가스를 희석가스로 사용하는 경우 아크열에 의해 CO2 가스가 분해되어 탄소성분이 절연물 연면에 부착되더라도 절연물 연문에서의 절연내력 저하를 줄이거나 억제할 수 있다.According to the present invention, when CO2 gas is used as a diluent gas in an organic fluorine compound insulating fluid, even if the CO2 gas is decomposed by arc heat and the carbon component adheres to the surface of the insulating material, the decrease in dielectric strength at the edge of the insulating material can be reduced or suppressed. .

본 발명에 의하면 절연물의 표면에 보호층을 형성함으로써 절연성능 저하를 줄이거나 방지할 수 있다.According to the present invention, by forming a protective layer on the surface of the insulator, it is possible to reduce or prevent degradation of insulation performance.

본 발명에 의하면 가스절연 개폐장치 내부에 제공된 절연물의 표면 보호층의 절연성능을 향상시키고 보호층의 수명을 증가시킬 수 있다.According to the present invention, it is possible to improve the insulating performance of the surface protective layer of the insulator provided inside the gas insulated switchgear and to increase the life of the protective layer.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 개략적인 종단면.
도 2는 상기 가스절연 개폐장치에서 절연물의 일부 확대도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 절연물의 절연성능 시험결과도.
1 is a schematic longitudinal section of a gas insulated switchgear according to an embodiment of the present invention.
2 is an enlarged view of a portion of an insulator in the gas insulated switchgear.
3 is an insulation performance test result of an insulator of a gas insulated switchgear according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and methods of achieving them, will become clear with reference to the detailed description of the following embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention belongs. It is provided to completely inform the person who has the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numbers designate like elements throughout the specification.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 개략적인 종단면도이고, 도 2는 상기 가스절연 개폐장치에서 절연물의 일부 확대도이다.1 is a schematic longitudinal cross-sectional view of a gas insulated switchgear according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a partially enlarged view of an insulator in the gas insulated switchgear.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치(100)는 내부에 절연공간(S1)이 마련된 외함(110)을 포함할 수 있다. 1 and 2, the gas insulated switchgear 100 according to the present invention may include an enclosure 110 having an insulating space S1 therein.

외함(110)은 가스절연 개폐장치(100)의 외관을 이루는 몸체로서, 그 내부에 절연공간(S1)이 밀폐된 상태를 이루도록 제공될 수 있다.The enclosure 110 is a body that forms the exterior of the gas insulated switchgear 100, and may be provided so that the insulation space S1 is sealed therein.

이러한 외함(110)은 내구성 및 기계적 강도가 우수한 금속 재료로 적어도 둘 이상의 부분으로 각각 분할되어 제조될 수 있으며, 분할된 각 부분들은 서로 결합되도록 제공될 수 있다. The enclosure 110 may be manufactured by being divided into at least two or more parts, each of which is made of a metal material having excellent durability and mechanical strength, and each of the divided parts may be provided to be coupled to each other.

절연공간(S1)에는 절연성능과 소호기능이 우수한 유전성 절연유체(111)가 충진될 수 있다. 절연유체(111)는 예컨대 친환경 절연가스가 될 수 있다. 본 실시예에서 이러한 친환경 절연가스는 GWP를 낮추기 위해 희석가스로 CO2를 혼합하여 사용할 수 있다. 이때, CO2는 5~95%의 비율로 혼합될 수 있다.The insulating space S1 may be filled with a dielectric insulating fluid 111 having excellent insulating performance and arc-extinguishing function. The insulating fluid 111 may be, for example, an environmentally friendly insulating gas. In this embodiment, the eco-friendly insulating gas may be used by mixing CO2 as a diluent gas in order to lower the GWP. At this time, CO2 may be mixed in a ratio of 5 to 95%.

외함(110)의 내부에는 도전성의 중심도체(130)가 위치할 수 있다. 이러한 중심도체(30)는 절연공간(S1)의 중앙부에 외함(110)의 길이방향으로 설치될 수 있다. A conductive central conductor 130 may be located inside the enclosure 110 . The central conductor 30 may be installed in the longitudinal direction of the enclosure 110 at the center of the insulation space S1.

중심도체(130)는 도전성이 우수한 금속성 재료로 형성될 수 있으며, 이에 의해 중심도체(130)에는 고압 전류가 흐를 수 있다.The central conductor 130 may be formed of a metallic material having excellent conductivity, and thus a high voltage current may flow through the central conductor 130 .

절연공간(S1)에는 중심도체(130)가 외함(110)에 닿지 않도록 중심도체(130)를 공간에서 지지하는 절연물이 배치될 수 있다. 이러한 절연물은 전류가 흐르는 중심도체(130)와 접지된 외함(110)과의 절연을 유지하기 위한 것이다.An insulating material may be disposed in the insulating space S1 to support the central conductor 130 in the space so that the central conductor 130 does not touch the enclosure 110 . This insulator is for maintaining insulation between the center conductor 130 through which current flows and the enclosure 110 grounded.

절연물에는 중심도체(130)를 지지하면서 절연공간(S1)을 구획할 수 있는 절연 스페이서(120)와 공간에서 중심도체(130)를 지지하는 절연 서포트(140)를 포함할 수 있다. The insulating material may include an insulating spacer 120 capable of dividing the insulating space S1 while supporting the central conductor 130 and an insulating support 140 supporting the central conductor 130 in the space.

절연 스페이서(120)는 원추형 또는 디스크형으로 형성될 있다. 절연 스페이서(120)의 양단부는 외함(110)의 내면에 결합되며 중앙부에는 중심도체(130)가 관통할 수 있는 관통공이 형성될 수 있다.The insulation spacer 120 may be formed in a conical or disc shape. Both ends of the insulation spacer 120 are coupled to the inner surface of the enclosure 110, and a through hole through which the central conductor 130 can pass may be formed in the central portion.

절연 서포트(140)는 절연공간(S1)에서 기구부(160)가 외함(110)의 내면에 접촉되지 않도록 기구부(160)를 지지할 수 있다. 이러한 기구부(160)는 예컨대 기구적인 동작부와 저항조립품 등을 포함할 수 있다.The insulation support 140 may support the mechanical unit 160 so that the mechanical unit 160 does not come into contact with the inner surface of the enclosure 110 in the insulating space S1 . The mechanism unit 160 may include, for example, a mechanical operation unit and a resistance assembly.

이와 같이, 절연유체(111)가 충진된 절연공간(S1)에서 중심도체(130)뿐만 아니라 절연 스페이서(120) 및 절연 서포트(140)와 같은 절연물은 절연유체(111)에 직접 노출될 수 있다. In this way, insulators such as the insulation spacer 120 and the insulation support 140 as well as the center conductor 130 may be directly exposed to the insulation fluid 111 in the insulation space S1 filled with the insulation fluid 111. .

절연물은 제1절연재료로 제조될 수 있다. 본 실시예에서 제1절연재료는 세라믹, 폴리머 재료, 복합재료 및 그의 혼합물들 또는 이들의 조합들로 이루어진 그룹 중에서 선택된 재료를 포함할 수 있다. The insulator may be made of the first insulating material. In this embodiment, the first insulating material may include a material selected from the group consisting of ceramics, polymer materials, composite materials and mixtures thereof, or combinations thereof.

절연물의 외부 표면에는 상기 제1절연재료와는 다른 제2절연재료로 만들어진 보호층(150)이 도포될 수 있다. 따라서, 절연물의 경우 이러한 보호층(150)이 절연유체(111)에 직접 노출되는 것이다. 이 경우 보호층(150)에 의해 절연물이 절연유체 및 절연유체의 물리적 또는 화학적 반응으로부터 보호될 수 있다.A protective layer 150 made of a second insulating material different from the first insulating material may be applied to the outer surface of the insulating material. Therefore, in the case of an insulating material, the protective layer 150 is directly exposed to the insulating fluid 111 . In this case, the insulating material may be protected from physical or chemical reactions between the insulating fluid and the insulating fluid by the protective layer 150 .

다른 실시예에서 절연물의 외부 표면과 보호층(150) 사이에 중간층(미도시)이 형성될 수도 있다. In another embodiment, an intermediate layer (not shown) may be formed between the outer surface of the insulating material and the protective layer 150 .

본 실시예에서 보호층(30)의 제2절연재료는 에폭시 수지, 폴리올레핀, 바람직하게는 플루오르화 폴리올레핀 또는 수소화 폴리올레핀, 더 바람직하게는 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리우레탄 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹 중 선택된 폴리머 재료를 포함하거나 이들로 이루어질 수 있다. 바람직하게는 보호층(30)은 유전체 재료로 만들어질 수 있다. In this embodiment, the second insulating material of the protective layer 30 is selected from the group consisting of epoxy resin, polyolefin, preferably fluorinated polyolefin or hydrogenated polyolefin, more preferably polytetrafluoroethylene, polyurethane, and mixtures thereof. It may comprise or consist of selected polymeric materials. Preferably, the protective layer 30 may be made of a dielectric material.

본 실시예에서, 보호층(150)은 절연물의 표면(10,10')이 절연유체(111)에 직접 접촉하는 것을 방지함으로써, 절연물의 표면을 절연유체(111)와의 물리적 또는 화학적 반응으로 발생되는 성분과의 반응으로부터 차폐시킬 수 있다. In this embodiment, the protective layer 150 prevents the surfaces 10 and 10' of the insulating material from directly contacting the insulating fluid 111, resulting in a physical or chemical reaction between the surface of the insulating material and the insulating fluid 111. It can be shielded from reactions with components that become

이러한 차폐에 의해 절연유체(111) 뿐만 아니라 절연물 표면(10,10')의 신뢰성을 보장할 수 있다.Reliability of not only the insulating fluid 111 but also the insulating material surfaces 10 and 10' can be guaranteed by this shielding.

도 2에는 예시적으로 절연물의 일부 확대도를 도시하고 있다. 상술한 바와 같이 본 실시예에서 절연물은 절연 스페이서(120) 및/또는 절연 서포트(140)이 될 수 있다. 절연물의 표면에는 보호층(150)이 도포되어 있다.2 shows an enlarged view of a portion of an insulator by way of example. As described above, in this embodiment, the insulating material may be the insulating spacer 120 and/or the insulating support 140 . A protective layer 150 is applied to the surface of the insulator.

절연물은 절연매체(111)에 직접 노출될 수 있다. 본 실시예에서 절연매체는 유기불소 화합물이 될 수 있다. 구체적으로, 유기불소 화합물은 헵타플루오로-이소부티로니트릴(heptafluoro-isobutyronitrile), 트리플루오로메틸 트리플루오로비닐에테르(Trifluoromethyl trifluorovinyle ether), 에탄(Ethane), 트리플루오로메틸 메틸 에테르(Trifluoromethyl methyl ether), 펜타 플루오로(Penta Fluoro), 트리플루오로메톡시(trifluoromethoxy) 또는 그 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택될 수 있다.The insulating material may be directly exposed to the insulating medium 111 . In this embodiment, the insulating medium may be an organic fluorine compound. Specifically, the organofluorine compound is heptafluoro-isobutyronitrile, trifluoromethyl trifluorovinyle ether, ethane, trifluoromethyl methyl ether ether), penta fluoro, trifluoromethoxy, or a mixture thereof.

다른 실시예에서 절연매체는 유기불소 화합물에 희석가스로서 CO2를 혼합하여 사용할 수도 있다. 바람직하게는 절연매체 전체에서 CO2 가스는 5~95%의 비율로 혼합될 수 있다.In another embodiment, the insulating medium may be used by mixing CO2 as a diluent gas with an organic fluorine compound. Preferably, CO2 gas may be mixed in a ratio of 5 to 95% in the entire insulating medium.

이 경우, 내부의 아크에 의해 발생되는 아크열에 의해 CO2 가스가 분해되어 탄소성분이 발생될 수 있다. 탄소성분이 절연물의 연면(10,10')에 계속 부착되면 절연내력이 급격하게 저하될 수 있다.In this case, CO2 gas may be decomposed by arc heat generated by an internal arc to generate a carbon component. If the carbon component continues to adhere to the edge surfaces 10 and 10' of the insulator, dielectric strength may rapidly decrease.

이에, 상기 친환경 절연가스와 희석가스로서 CO2를 혼합하여 절연유체를 사용하는 경우 절연물의 연면에서 전력내력의 급격한 저하를 방지하기 위해 절연물의 표면에 일정한 두께의 보호층(150)을 도포하도록 한다.Accordingly, when an insulating fluid is used by mixing the eco-friendly insulating gas with CO2 as a diluent gas, a protective layer 150 having a certain thickness is applied to the surface of the insulating material to prevent a rapid decrease in power yield on the surface of the insulating material.

보호층(150)의 두께는 50㎛ 이상임이 바람직하다. 보호층(150)이 50㎛ 미만이면 유기불 화합물의 가스 투과가 일어날 수 있다. 본 실시예에서는 50㎛ ~ 100㎜로 할 수 있다.The protective layer 150 preferably has a thickness of 50 μm or more. When the protective layer 150 is less than 50 μm, gas permeation of organic compounds may occur. In this embodiment, it may be 50 μm to 100 mm.

이러한 보호층(150)은 절연물의 연면을 보호할 수도 있고 탄소성분의 분해가루를 반발시켜 절연물의 표면에 부착되는 것을 줄일 수 있다. 이로써 절연물의 연내력 저하를 억제할 수 있는 것이다.The protective layer 150 may protect the sliding surface of the insulator and reduce adhesion to the surface of the insulator by repelling the decomposition powder of the carbon component. This makes it possible to suppress the deterioration of the flame resistance of the insulator.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가스절연 차폐장치에서 보호층에 의한 절연물의 절연내력을 실험적으로 나타낸 그래프이다.Figure 3 is a graph showing the dielectric strength of the insulating material by the protective layer experimentally in the gas insulated shielding device according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 가스절연 차폐장치(100)에 불소계 가스 중 하나인 플루오로니트닐과 CO2 혼합가스를 적용한 상태에서 아크 에너지 크기에 따른 절연물 연면에 대한 절연특성을 평가한 실험 결과이다.Referring to Figure 3, in the state of applying one of the fluorine-based gases, fluoronitnyl and CO2 mixed gas to the gas insulated shielding device 100 according to the present invention, an experiment evaluating the insulation characteristics for the insulation creepage according to the size of the arc energy This is the result.

구체적으로, 가스절연 차폐장치의 내부에 절연물 연면 시료를 둔 상태에서 5%의 플루오로니트릴 Novec4710과 95%의 CO2를 혼합한 절연매체를 6.5bar로 충진한 후 50㎄의 단락전류를 강제 차단시키는 방법으로서 차단회수별로 절연물 연면 시료의 표면에 분해가루 누적량을 증가시켜 절연성능을 평가한 결과를 도시한다.Specifically, in the state of placing an insulator surface sample inside the gas insulated shielding device, an insulating medium mixed with 5% fluoronitrile Novec4710 and 95% CO2 is filled at 6.5 bar, and then forcibly blocking a short circuit current of 50 ㎄ As a method, the result of evaluating the insulation performance by increasing the accumulated amount of decomposition powder on the surface of the insulation surface specimen for each number of interruptions is shown.

도 3에서, 실선으로 표시된 바와 같이 절연물 연면 시료의 표면에 보호층을 도포하지 않은 상태에서 대략 2000 kJ의 아크 에너지에서 절연내력이 급격지 떨어지는 것과 비교할 때, 점섬으로 표시된 바와 같이 보호층이 도포된 경우에는 절연내력이 서서히 감소되는 것을 확인할 수 있다.In FIG. 3, as indicated by the solid line, compared to the rapid drop in dielectric strength at an arc energy of about 2000 kJ in the state where the protective layer is not applied to the surface of the insulating material surface sample, the protective layer is applied as indicated by the dotted lines. In this case, it can be seen that the dielectric strength gradually decreases.

이와 같이 본 발명에서는 GIS 장치에 유기불소계 절연가스와 CO2를 혼합하여 사용하는 경우 절연물의 표면에 보호층을 도포함으로써 도포하지 않아 절연내력이 급격하게 떨어지는 것과는 달리 절연내력의 감소를 지연 또는 억제할 수 있도록 한다.As described above, in the present invention, when organic fluorine-based insulating gas and CO2 are mixed and used in a GIS device, a protective layer is applied to the surface of the insulating material to delay or suppress the decrease in dielectric strength, unlike the sudden drop in dielectric strength due to not applying it. let it be

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to the above embodiments and can be manufactured in a variety of different forms, and those skilled in the art in the art to which the present invention belongs A person will understand that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting.

Claims (4)

내부에 절연공간이 제1절연재료로 형성된 적어도 하나의 절연물이 배치되고, 상기 절연물의 표면에는 제2절연재료로 형성된 적어도 50㎛ 두께의 보호층이 도포되며, 상기 절연공간은 유기불소 화합물을 포함하는 절연유체를 함유하고 상기 절연물은 상기 절연유체에 노출되고, 상기 유기불소 화합물은 헵타플루오로-이소부티로니트릴(heptafluoro-isobutyronitrile), 에탄(Ethane), 트리플루오로메틸 트리플루오로비닐에테르(Trifluoromethyl trifluorovinyle ether), 트리플루오로메틸 메틸 에테르(Trifluoromethyl methyl ether), 펜타 플루오로 (Penta Fluoro), 트리플루오로메톡시(trifluoromethoxy) 또는 그 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택되는 가스절연 개폐장치.At least one insulating material formed of a first insulating material is disposed in an insulating space, a protective layer formed of a second insulating material and having a thickness of at least 50 μm is applied to a surface of the insulating material, and the insulating space contains an organic fluorine compound. and the insulating material is exposed to the insulating fluid, and the organic fluorine compound is heptafluoro-isobutyronitrile, ethane, trifluoromethyl trifluorovinyl ether ( Gas insulated switchgear selected from the group consisting of trifluoromethyl trifluorovinyle ether, trifluoromethyl methyl ether, penta fluoro, trifluoromethoxy or mixtures thereof. 청구항 1에 있어서, 상기 제1절연재료는 세라믹, 폴리머 재료, 복합재료 및 그의 혼합물들 또는 이들의 조합들로 이루어진 그룹 중에서 선택된 재료를 포함하는 가스절연 개폐장치.The gas insulated switchgear of claim 1, wherein the first insulating material includes a material selected from the group consisting of ceramics, polymer materials, composite materials and mixtures thereof, or combinations thereof. 청구항 2에 있어서, 상기 제2절연재료는 에폭시 수지, 폴리올레핀, 바람직하게는 플루오르화 폴리올레핀 또는 수소화 폴리올레핀, 더 바람직하게는 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리우레탄 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹 중 선택된 폴리머 재료를 포함하거나 이들로 이루어지는 가스절연 개폐장치.The method according to claim 2, wherein the second insulating material is a polymer material selected from the group consisting of epoxy resin, polyolefin, preferably fluorinated polyolefin or hydrogenated polyolefin, more preferably polytetrafluoroethylene, polyurethane, and mixtures thereof. A gas insulated switchgear comprising or consisting of 청구항 1에 있어서, 상기 절연유체는 상기 유기불소 화합물에 5~95%의 비율로 혼합된 CO2 가스를 더 포함하는 가스절연 개폐장치.The gas insulated switchgear of claim 1, wherein the insulating fluid further comprises CO2 gas mixed with the organic fluorine compound at a ratio of 5 to 95%.
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