KR20110001614U - Ｌｐ애자의 심봉과 상부고정구 성형부 - Google Patents

Abstract

본 고안은 FRP 소재의 심봉 상부에 성형에 의해 결합하는 수지재 상부고정구와의 성형부 계면의 밀착성을 극대화하여 장기간 사용에도 이종재질 간의 계면분리를 방지하여 수분침투 차단에 의한 절연파괴를 방지하여 사용수명을 극대화한 LP애자의 심봉과 상부고정구 성형부를 제공함에 있다.

본 고안의 상기 목적은 FRP 심봉의 요철 결합부(11) 외주면에 상온에서 뛰어난 접착력과 탄력성이 있는 실란트(S/L)를 도포, 경화된 상태로 상부고정구(30)를 성형에 의해 조립하여 상기 FRP심봉(10)의 요철 결합부(11)와 결속되는 상기 상부고정구(30)의 요철 계면 사이에 상기 실란트(S/L)가 개재되고 밀착 성형 된 것에 의해 달성된다.

실란트, 요철 결합부, 계면분리, 밀착성, 상부고정구, 심봉

Description

ＬＰ애자의 심봉과 상부고정구 성형부{MOLDING PART FOR CORE ROD AND UPPER CLAMP OF LINE POST INSULATOR}

본 고안은 LP애자(Line Post insulator: 라인포스트애자)에 관한 것으로서, 특히 FRP 소재의 심봉 상부에 성형에 의해 결합하는 수지재 상부고정구와의 계면의 밀착성을 극대화하여 장기간 사용에도 이종재질 간의 계면분리를 방지하여 수분침투 차단에 의한 절연파괴를 방지하여 사용수명을 극대화한 LP애자의 심봉과 상부고정구 성형부에 관한 것이다.

일반적으로 LP애자(라인포스트애자)는 전신주의 상부 측에 완철과 같은 지지부재를 통해 설치된 상태에서 송, 배전선의 가공선로를 전기적으로 절연시킴과 동시에 기계적으로 고압전선 등의 간격을 유지 또는 지지하기 위하여 사용된다.

이러한 LP애자는 크게 자기재 LP애자와 폴리머 소재의 LP애자가 상용화되고 있으나, 최근 전력설비의 소형화, 경량화 추세와 유지보수의 편리성 향상을 위하여 폴리머 소재의 LP애자로 전환되고 있는 추세이다.

상기 폴리머 LP애자는 중심에 FRP 코아부가 형성되고, 상기 FRP 코아부의 외 주면에 폴리머 소재에 의한 서로 다른 갓 형상으로 돌출한 절연부 및 상기 상하부에 압착방식에 의해 조립되어 가공선로를 재치 시키는 반원형의 가공선로 통과홈을 형성한 금속재질의 상부고정구와 전신주에 설치된 완철에 고정할 수 있는 금속재질의 하부고정구로 구성되어 있다.

이러한 폴리머 LP애자는 상부고정구와 하부고정구를 절연부와 심봉의 양단 사이에 개재된 상태로 압착하여 고정하고 상기 상부고정구 및 하부고정구의 결합부분인 노출접합부분의 밀봉을 위하여 반드시 실링제로 처리하여 수분침투에 의한 절연파괴를 방지함으로써 제조공정의 복잡과 제조원가가 상승하는 단점이 있었다.

그리고 상부고정구가 금속재질로 제조됨으로써 절연성이 떨어지는 단점이 있었다.

그리하여 본 출원인은 도 1에 도시된 바와 같이, FRP 소재의 심봉(10)의 상부 일부가 끼워진 상태로 상부면에 가공선로 통과홈(31)이 형성된 수지재의 상부고정구(30)를 성형으로 결합하고, 상기 심봉(10)의 하부에 금속재의 하부고정구(40)를 압착하여 조립한 후, 상기 하부고정구(40)의 접지단부면을 제외한 하부고정구, 심봉(10) 및 상부고정구(30) 외부 전체를 에워싸서 절연길이의 연장을 위해 지름이 서로 다른 갓(21) 형상으로 돌출한 절연부(20)를 일체 성형하여 심봉(10)과 상부고정구(30)의 본딩 공정에 의한 결합과정이 단축되고, 각 구성요소의 노출 접합부분의 밀봉이 절연부(20)에 의하여 완벽하게 밀봉됨으로써 제조원가의 절감 및 절연성능의 극대화로 사용수명을 높인 '일체 성형 몸체 구조를 가진 폴리머 라인 포스트애자'에 대하여 특허등록 제10-0682449호로 선등록 받은 바 있다.

상기 선등록 기술은 수지재(BMC: Bulk Molding Compound)의 상부고정구(30)와 FRP심봉(10) 간의 결합력을 높이기 위하여 상기 심봉(10)은 외주면에 다수의 환홈을 가공하여 요철 결합부(11)를 구성한 상태에서 금형에 투입하고 상기 상부고정구(30)를 성형에 의해 상호 간이 요철결합으로 성형 조립되어 있다.

이와 같이 본 출원인의 선등록 폴리머 LP애자는 여러 가지 다른 재료들로 성형 됨으로써 재료 상호 간에 계면이 발생하며, 이러한 계면의 접착(밀착)상태가 제품의 안전성 기능의 중요한 요인으로 지적되었다.

이러한 이종재질의 계면밀착성은 고압 절연애자에 있어 절연성능을 측정하는 중요수단으로 활용된다.

즉, 이러한 고압 절연애자(폴리머 LP애자)의 이종재질간의 계면밀착성은 염색용액 침투시험에 의하여 확인한다.

이러한 염색용액 침투시험은 심봉(코어)의 길이방향으로 10mm±0.5mm로 절단하여 1~2mm의 직경을 갖는 스틸볼을 바닥에 깔고, 그 위에 상기 절단된 시료를 올려놓고 1%dml 훅신용액(메탄올)을 상기 스틸볼의 2~3mm 높이까지 채우고 15분 방치후 모세관현상에 의해 염색용액이 상단까지 올라오는 가를 확인하여 염색용액이 상단까지 올라오지 않으면 계면분리가 없는 것이고, 염색용액이 상단까지 올라오면 이종재질 간의 계면분리가 있는 것으로 검사된다.

본 출원인의 상기 선등록 기술은 상기 심봉(10)의 외주면에 성형되는 폴리머 절연부(20) 간의 계면("a"부)은 상기 절연부를 형성하는 폴리머고무의 신축성에 의한 심봉(10) 간의 계면에 밀착성이 보장되어 계면분리가 없고,

상기 상부고정구(30)과 심봉(10)의 "b"부의 상구고정구(30)와 절연부(20) 사이의 계면도 절연부(20)을 형성하는 폴리머고무의 신축성에 의해 온도편차에도 상호 간의 계면도 분리가 없었다.

그러나 "b"부의 상기 상부고정구(30)와 심봉(10)의 요철 결합부(11) 간은 비교적 경질의 재질 특성상 서로 다른 재질로 인한 온도변화에 따른 열팽창계수의 차이점으로 계면이 분리되고 수분이 발생할 소지로 절연파괴의 원인으로 지적되었다.

다시 말하여, 상기한 염색용액 침투시험에 대한 본 출원인의 선등록 기술은 "a"부의 계면(심봉과 절연부 사이)은 염색용액의 침투가 없으나,

"b"부의 계면으로서 상기 상부고정구(30)과 절연부(20) 간의 계면은 상기에서 언급한 바와 같이, 폴리머고무의 신축성에 의해 계면분리가 없었고, 상기 심봉(10)의 요철 결합부(11)에 성형 되는 상부고정구(30) 간의 계면은 시험결과 염색용액이 침투하여 계면분리가 있는 것으로 검사되었다.

이러한 계면분리는 수분의 발생요건이 되어 절연파괴를 가져오는 단점이 있었다.

특히, 상기 "b"부의 성형부는 열팽창 차이점으로 장기간 사용에 따라서 요철부분에서 계면분리가 더욱 진행되어 절연파괴의 요인으로 지적되어 안전성 미비에 의한 제품의 신뢰성이 떨어지는 단점이 있었다.

이에 본 고안에서는 FRP 심봉의 상부에 가공된 요철 결합부 감싸 성형된 상부고정구 간의 성형부의 계면분리를 방지하여 절연파괴를 방지하는 것에 그 목적이 있다.

즉, 본 고안은 상부고정구와 FRP심봉 간의 결속력을 높이기 위해 가공된 요철 결합부가 온도변화에 의한 열팽창 차이에도 상호 간의 계면에 개재 성형 된 탄력성 실란트가 흡수하여 항시 상호 간의 계면 밀착성이 유지되어 장기간 사용에도 절연특성의 보장에 의한 안전성을 높이 것에 특징적 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 고안에서는 FRP 심봉의 요철 결합부 외주면에 상온에서 뛰어난 접착력과 탄력성이 있는 실란트를 도포, 경화된 상태로 상부고정구를 성형에 의해 조립하여 상기 FRP심봉의 요철 결합부와 결속되는 상기 상부고정구의 요철 계면에 개재된 실란트에 의해 상호 간의 계면밀착성이 제공되도록 구성한 것이 특징이다.

따라서, 상기 FRP심봉의 요철 결합부의 요철홈에도 상기 실란트가 도포 피착 된 상태에서 상기 상부고정구가 성형되어 상호 간의 결속력 제공의 요철결합이 유지됨과 동시에 계면사이에 개재된 상기 실란트의 탄력성에 의한 이종재질 간의 열팽창 차이에도 요철 결합부의 완벽한 계면밀착성이 제공되어 절연특성을 극대화하 게 된다.

이러한 본 고안에 의한 LP애자의 심봉과 상부고정구 성형부는 이종재질로서 FRP 심봉의 요철 결합부에 성형 된 상부고정구 간의 성형부의 계면분리가 차단으로 절연파괴를 방지하여 사용수명을 극대화한 이점이 있다.

따라서 제품의 안전성 보장에 의한 신뢰성이 보장되는 효과가 있다.

이하, 첨부되는 도면과 참조하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구성과 작동에 대하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

도 2는 본 고안이 적용된 본 출원인의 선등록의 일체 성형 몸체 구조를 가진 폴리머 LP애자의 단면도이고, 도 3은 도 2의 FRP 심봉의 요철결합부와 상부고정구의 결합상태를 보여주는 "c"부 발췌 확대도이다.

이러한 본 고안의 LP애자의 심봉과 상부고정구 성형부는,

본 출원인의 선등록 기술인 '일체 성형 몸체 구조를 가진 폴리머 라인포스트 애자'(특허등록 제10-0682449호)에서 개시된 FRP 소재의 심봉(10)과, 상기 심봉의 상부에 성형되어 상부면에 가공선로 통과홈(31)이 형성된 상부고정구(30)와, 상기 심봉(10)의 하부에 압착조립된 금속재의 하부고정구(40)와, 상기 하부고정구(40)의 접지단부면을 제외한 상기 하부고정구, 심봉(10) 및 상부고정구(30)의 외부 전체를 에워싸서 절연길이의 연장을 위해 지름이 서로 다른 갓(21) 형상으로 돌출하여 일체 성형되는 절연부(20)의 구성요소를 포함하고 있다.

이러한 본 출원인의 선등록 기술은 배경기술에서 상세히 설명한 바와 같이, 상기 FRP 심봉(10)의 요철 결합부(11)를 에워싸서 상기 BMC재질의 상부고정구(30)가 성형 된다.

이러한 상기 심봉(10)과 상부고정구(30)은 재질 특성상 경질재로서 상호간의 열팽창계수가 달라 장기간 사용에 따른 변형으로 상호 간의 계면에서 분리가 발생하였다.

이러한 성형부의 계면분리를 차단하기 위하여 본 고안은 상기 FRP 심봉(10)의 요철 결합부(11) 외주면에 상온에서 뛰어난 접착력과 탄력성이 있는 실란트(S/L)를 도포, 경화된 상태로 상기 상부고정구(30)를 성형에 의해 조립하여 상기 FRP심봉(10)의 요철 결합부(11)와 결속되는 상기 상부고정구(30)의 요철 계면 사이에 개재된 상기 실란트(S/L)의 흡수특성에 의한 성형부의 계면분리 차단되었다.

상기 실란트(S/L)는 본 출원인 여러 종류를 사용하여 염색용액 침투시험을 실시하였으나 바람직하게는 항공기용 통합 연료 탱크 봉합제로 사용되는 PR-1440 CLASS B의 실란트(S/L)가 가장 적합하였다.

상기 실란트(S/L)는 두개의 구성인 이산화망간 경화된 다유기 화합물로서, 성형 전 물질은 압출형 총이나 압축기에 적용이 적당한 형태로 되어 있어 도포작업이 편리하고, 뛰어난 접착력과 탄력성이 우수하고 상온에서 성형이 가능하였다.

이러한 실란트(S/L)의 기능은 상기 FRP 심봉(10)과 BMC 재질의 상부고정부 성형부의 상호 간 계면에서 상기 심봉(10)과 상부고정부(30)의 다른 열팽창 계수에 따른 열팽창 또는 열수축에 신축성(탄력성)에 의한 계면밀착성이 제공되어 상호 간의 계면분리가 차단되었다.

따라서 상기 심봉(10)과 상부고정부(30)의 성형부 계면에서 절연파괴가 방지되어 제품의 안전성 및 신뢰성이 보장되었다.

도 1은 본 출원인의 선등록 기술의 단면구성도이다.

도 2는 본 고안의 단면구성도이다.

도 3은 도 2의 "c" 부 발췌 확대도이다.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

10: FRP 심봉 11: 요철 결합부

20: 절연부 30: 상부고정구

40: 하부고정구 S/L: 실란트

Claims (2)

1. FRP 소재의 심봉(10)의 상부에 가공된 요철 결합부(11)가 끼워진 상태로 상부면에 가공선로 통과홈(31)이 형성된 수지재의 상부고정구(30)를 성형으로 결합하고, 상기 심봉(10)의 하부에 금속재의 하부고정구(40)를 압착하여 조립한 후, 상기 하부고정구(40)의 접지단부면을 제외한 하부고정구, 심봉(10) 및 상부고정구(30) 외부 전체를 에워싸서 절연길이의 연장을 위해 지름이 서로 다른 갓(21) 형상으로 돌출한 절연부(20)를 일체 성형하여 구성된 폴리머 LP애자에 있어서,

   상기 FRP 심봉의 요철 결합부(11) 외주면에 상온에서 뛰어난 접착력과 탄력성이 있는 실란트(S/L)를 도포, 경화된 상태로 상기 상부고정구(30)를 성형에 의해 조립하여 상기 FRP심봉(10)의 요철 결합부(11)와 결속되는 상기 상부고정구(30)의 요철 계면 사이에 개재된 상기 실란트(S/L)에 의해 계면분리가 차단되는 것을 특징으로 하는 LP애자의 FRP심봉과 상부고정구 성형부.
2. 제1항에 있어서,

   상기 실란트(S/L)는 항공기용 통합 연료 봉합제인 PR-1440 Class B를 사용하여 성형 된 것을 특징으로 하는 LP애자의 FRP심봉과 상부고정구 성형부.

Images