	공단 표준규격서(안) 고속형 절연구분장치(KNS-25) (Neutral Section Insulator-KNS-25/ HSL)	KRSA-0000-R0 제정 2016. . . 개정 . . . 확인 . . .

1. 적용범위 및 분류

1.1 적용범위

이 규격은 AC 25㎸ 전차선로의 이상 구분용으로 사용되는 고속형 절연구분장치(이하  구분장치)에 대하여 적용한다.

1.2 분류

구분장치는 표 1과 같이 분류한다.

[표 1]

명 칭	규 격	용 도	부 도
고속형 절연구분장치 (KNS-25)	AC 25㎸	전차선 절연구분용	부도 1

※ 구분장치의 호칭은 명칭, 규격으로 표시한다.

(예)  KNS-25 고속형 절연구분장치 AC 25㎸

1.3 운용조건

1.3.1 온도조건

구분장치의 사용온도 범위조건은 -35℃ ~ +60℃ 이다.

1.3.2 가선조건

구분장치의 적용 전차선은 110㎟ ~ 170㎟ 이다.

1.3.3 속도조건

구분장치 설치개소의 열차 최고운행속도는 230km/h 이다.

1.3.4 설치조건

1) 단(單) 팬터그래프 차량 운행선로 : 운행 차량의 조건 및 선로조건에 따라 구분장치를 2대로 적절히 배치하여 설치한다.

2) 다(多) 팬터그래프 차량 운행선로 : 운행 차량의 조건 및 선로조건에 따라 구분장치를 3~4대로 적절히 배치하여 설치한다.

2. 인용표준

본 규격은 붙임 1의 관련 표준을 인용한다.

3. 필요조건

3.1 재료

구분장치의 구성 부품 및 재질은 표 2와 같다.

[표 2] 구분장치의 구성 부품 및 재질

구성 부품 명	재료	상세 재질 요건
FRP 심(core)	유리섬유(Glass Fiber) + 에폭시 수지	유리섬유 함량 65% 이상
절연재 외피	Teflon	PTFE / GF10%이상
금속런너	Cu	C 1100(KS D 5101) 또는 기계적 인장 강도와 경도가 동등 이상인 재질
아킹혼	Stainless steel	STS 304(KS D 3706) 또는 기계적 인장 강도와 경도가 동등 이상인 재질
연결 금구	Stainless steel	STS 304(KS D 3705) 또는 기계적 인장 강도와 경도가 동등 이상인 재질
행거	Stainless steel	STS 304(KS D 3705) 또는 기계적 인장 강도와 경도가 동등 이상인 재질

3.2 형태

1) 구분장치의 형상, 치수 및 치수허용 공차는 부도에 의한다.

2) 구분장치는 날카로운 모서리가 없어야 하고 집전장치의 통과에 지장이 없도록 미려하게 제작되어야 한다.

3.3 제조 및 가공

3.3.1 FRP 심(core)

FRP 심(core)은 성형용 수지로서 레진(Epoxy resin)에 함침시킨 유리섬유(Glass  Fiber)로 구성되며 기계적, 전기적, 열적 특성이 우수하고 균열(Crack)이나 기포(Void)가 없어야 한다. 또한 외경이 일정하게 원형을 유지하고 표면이 깨끗해야 한다.

3.3.2 절연재 외피(Teflon coated)

절연재 외피(Teflon coated)는 코아(Core)를 외부환경으로부터 완전히 보호할 수 있도록 코아를 중심으로 압출성형으로 제작된 단일형 구조이어야 하며, 절연성이 우수하고 내구성을 가진 테프론(Teflon) 재질로서 색상은 흰색계통으로 하고 코아에 조립후에는 외부환경에 의한 테프론 수축현상이 발생하지 않도록 하여야 한다.

3.3.3 금속런너

기계적 특성 및 내구성이 우수한 재질로 제작되어야 하며, 고정금구에 견고하게 조립되어야 한다.

3.3.4 아킹혼

구분장치의 아크 발생 시 아크소호를 위하여 금속런너에 설치되어야 한다.

3.3.5 연결 금구

연결 금구는 기계적 특성 및 내구성이 우수한 재질로 제작되어야 하며, 절연재 금구와 견고하게 조립되어야 한다.

3.3.6 행거

행거는 기계적 특성 및 내구성이 우수한 재질로 제작되어야 하며, 구분장치의 수평을 조정할 수 있는 구조 이어야 한다.

3.4 성능

구분장치의 정격 시험 기준치는 다음의 표 4와 같다.

[표 4] 구분장치의 정격 시험기준

특 성		단 위	정 격
			절연재	구분장치
치 수	표면누설거리	mm	2,500	2,500
전기적 성 능	상용주파 건조 내전압	㎸/1분	600	500
	상용주파 주수 내전압	㎸/1분	395	300
	뇌충격 내전압	㎸	950	800
	인공오염 (0.2㎎/㎠)	㎸	60	60
	절연저항	GΩ	1.2	1.2
	누설전류	㎂	120 이하	120 이하
	단시간전류	-	-	10kA/0.15s
기계적 성 능	인장 내하중(RTL)	kN/1분	-	60
	인장 파괴하중(SML)	kN	80 이상	120 이상
	굽힘강도	Nm	350	-
	비틀림	°	90	-
	진동시험	회	-	200만회
	마모시험	㎜/200만회	2 이내

4. 검사 및 시험

4.1 검사

4.1.1 검사의 분류

1) 외관 검사

육안으로 검사하여 외피층에 크랙 등의 결함이 없고, 금구부의 손상이 없어야 한다.

2) 구조 검사

절연재 및 연결금구의 구조 및 치수를 검사하여 부도치수 및 표 4의 표면누설거리를 만족하여야 한다.

4.2 시험

4.2.1 시험의 분류

1) 재질시험

2) 상용주파 건조 내전압 시험

3) 상용주파 주수 내전압 시험

4) 뇌충격 내전압 시험

5) 절연저항 시험

6) 인공오염 내전압 시험

7) 누설전류시험

8) 단시간전류 시험

9) 인장 내하중 시험

10) 인장파괴하중 시험

11) 굽힘강도 시험

12) 절연재 마모 시험

13) 비틀림 시험

14) 난연성시험

15) 외피재의 트래킹 및 부식 내성 설계 입증 시험

16) 경년변화 시험

17) 진동시험

4.2.2 시험 방법

1) 재질시험

부도에 명시한 주요 제품재료에 대하여 실시하되 시험방법은 KS에 규정한 시험 항목에 따르며, 시험편의 수량은 1개로 한다.

가) 화학 성분 분석 시험

화학 성분은 3.1항의 재료를 만족하여야 한다.

나) 인장 강도 시험

재료 시험은 KS B 0802(금속재료 인장시험방법)에 따라 실시한다.

다) 브리넬 경도 시험

KS B 0805(금속 재료의 브리넬 경도 시험 방법)에 따른다.

2) 상용주파 건조 내전압 시험

절연재 및 구분장치에 표 4의 정격 시험 전압을 인가하여 1분간 유지하였을 때 섬락 또는 펑크를 일으키지 않고 견딜 수 있는 지를 확인하며 시험방법은 KS C IEC 60060-1에 따른다.

3) 상용주파 주수 내전압 시험

주수(습식) 상태로 절연재 및 구분장치에 표 4의 정격 시험 전압을 인가하여 1분간 유지하였을 때 섬락 또는 펑크를 일으키지 않고 견딜 수 있는 지를 확인하며 시험방법은 KS C IEC 60060-1 및 KS C IEC 60383-1에 따른다.

- 주수율 수직, 수평 : 1~2 ㎜/min(허용범위 : 평균의 ±0.5㎜/min)

- 수온 : 주위온도의 ±15℃

- 수저항율 : 100±15 Ωm

4) 뇌충격 내전압 시험

건조된 상태로 절연재 및 구분장치에 표준 1.2×50 ㎲의 파형으로 표 4의 정격 시험 전압을 인가하였을 때 섬락을 일으키지 않고 견딜 수 있는 지를 확인하며 시험방법은 KS C IEC 60060-1 및 KS C IEC 60383-1에 따른다.

5) 인공오염 시험

절연재 및 구분장치에 대하여 KS C IEC 60507에 따라 시험하며, 등가염분 부착량 0.2mg/cm2에 대해 표 4의 정격 시험 전압을 인가하였을 때 이상이 없어야 한다.

6) 절연저항 시험

절연재 및 구분장치에 DC 1,000V를 인가하여 절연저항을 측정하였을 때 1.2GΩ 이상이어야 한다.

7) 누설전류시험

절연재 및 구분장치의 한쪽 연결금구에 25㎸ 전압을 인가하여 반대측 연결금구의 누설전류를 측정하여 표 4의 값을 만족하여야 한다.

8) 단시간 전류 시험

구분장치에 22.5kN의 하중을 인가 및 유지하고, 전차선과 금속런너 사이에 표 4의 단시간전류를 인가하였을 때 전차선과 구분장치가 분리되지 않아야 한다.

9) 인장 내하중 시험

구분장치에 인장 내하중 요구치(60kN)의 75%까지 적절히 증가시키고 이후에는 서서히 증가시켜 규정 하중값에 도달하도록 한다. 그 규정 하중값을 1분간 유지하고 시험품의 이상 유무를 조사한다.

10) 인장파괴하중 시험

절연재와 구분장치에 인장파괴하중 요구치의 75%까지 적절히 증가시키고  이후에는 서서히 증가시켜 파괴하중을 측정하며, 전차선+전차선클램프의 인장파괴하중 시험은 전차선에 전차선 클램프를 설치상태 또는 유사한 방법으로 부착하고 위의 하중인가 방법에 따라 시험하여 30kN 이상이어야 한다.

11) 굽힘강도 시험

절연재(길이1.0m)에 대하여 굽힘강도 요구치(350Nm)의 75%까지 적절히 증가시키고  이후에는 서서히 증가시켜 파괴하중을 측정한다.

12) 절연재 마모 시험

절연재의 몸체(테프론제)에 대한 시험으로 Pantograph 집전판(철계)과 절연재를 습동시켜 마모량을 확인하는 시험으로, 절연재에서 절단한 축소시료에 시험하중은 120N 시험횟수는 2,000,000회로 시험하였을 때 마모량이 2mm 이내이어야 한다.

13) 비틀림 시험

절연재(길이1.5m) 금구 한쪽을 고정시킨 후 반대쪽 금구를 90°회전시켜 비틀림시험을 하고, 시료에서 임의의 부위를 축에 수직한 방향으로 10±0.5mm 길이로 각 시료 당 2개씩 잘라 IEC 62217의 9.4.1항에 따라 염색용액침투시험을 하여 이상이 없어야 한다.

14) 난연성시험

절연재의 몸체(테프론제)에 대한 시험으로 몸체 재질과 동일한 재료로 제작된 시편에 대하여 KS M 3015(열경화성 플라스틱 일반시험 방법)의 6.24.1에 의하여 시험하여 난연성 이어야 한다.

15) 외피재의 트래킹 및 부식 내성 설계 입증 시험

절연재에 대하여 KS C IEC 61109의 5.3에 따라 외피재의 트래킹 및 부식 내성 설계 입증 시험을 하여 이상이 없어야 한다.

16) 경년변화 시험

절연재 및 연결금구의 제작공정에 따라 동일하게 제작된 절연길이 500±30[㎜]의 2개 시료에 대하여 KS C IEC 61109의 5.1.3.2에 따라 시험하며, 시험하중은 22.5kN, 온도변화는 -35℃ ±5K에서 +60℃±5K까지로 하고, 시험판정은 각 조립부에 이상이 없어야 하며 시험 전․후 길이의 변화가 2mm 이내 이어야 한다.

17) 진동 시험

구분장치를 실사용 상태와 유사하도록 설치하여 장력 22.5kN을 인가하고, 구분장치 설치 중앙에 반복하여 진폭 +50mm -0mm, 주기 0.5~10Hz의 진동으로 200만회를 가하고, 4.2.2의 9)항에 따라 인장파괴하중시험을 하여 규정 하중 값 이상이어야 한다.

4.3 시험 및 검사 방식과 수준

4.3.1 시험 및 검사 방식

시험 및 검사는 인정 시험과 검수 시험으로 구별하여 다음에 의하여 시행한다.

1) 형식 시험

제품의 초기 개발 및 제품에 영향을 줄 수 있는 설계 또는 재료의 변경 시 해당 항목에 대하여 시행하고, 국가 공인 시험 기관에서 발행한 시험 성적서를 제출하여야 한다.

2) 검수 시험

인정 시험에 합격한 규격의 제품에 한하여 제품의 제작이 완료되어 주문자에게 인  수․인도되는 단계에서 실시한다.

4.3.2 시험 및 검사 수준

인정 시험과 검수 시험에서 시행하는 시험 및 검사 수준은 표 5와 같다.

[표 5] 시험 및 검사 항목

No	시험(검사) 명	형식시험(개)	검수시험(개)	비고
1	외관검사	발췌전수량	전량
2	구조검사	3	3
3	재질시험	1	1	검수시험은 제작과정을 확인 할 수 있도록 Mill Sheets 와 공인기관시험성적서 등으로 대체 가능
4	상용주파 건조 내전압 시험	2(3)*
5	상용주파 주수 내전압 시험	2(3)*
6	뇌충격 내전압 시험	2(3)*
7	인공오염 시험	2(3)*
8	절연저항 시험	2(3)*	3
9	누설전류시험	2(3)*	3
10	단시간 전류시험	2
11	인장 내하중 시험	2
12	인장파괴하중 시험	2(3)*
13	굽힘강도 시험	3		절연재 축소시료
14	절연재 마모 시험	3		시편
15	비틀림 시험	3		절연재 축소시료
16	난연성시험	5		시편
17	외피재의 트래킹 및 부식 내성 설계 입증 시험	2		절연재 축소시료
18	경년변화 시험	2		절연재 축소시료
19	진동시험	1

주) 시료수량 ( )* 는 절연재 시료수량임

4.3.3 합격 품질 수준

3항 및 4항의 규정에 적합할 때 합격으로 한다.

5. 표시 및 포장

5.1 표시

1) 내부 표시

각 구분장치에는 제품의 사용상 지장이 없는 곳에 제조자의 이름이나 상표 및 제조 연도를 표시해야 한다. 또한 각 구분장치에 인장파괴하중(SML)을 표시해야 한다. 이 표시는 식별이 가능하고 지워지지 않아야 한다.

2) 외부 표시

외부 포장 표면의 적당한 곳에 품명, 제조 연도, 제조자 이름 또는 상표, 인장파괴하중을 표시하여야 하며, 기타 필요한 추가 사항은 인수․인도 당사자 간의 별도 협정에 따른다.

5.2 포장

포장 방법 및 세부 사항은 인수․인도 당사자 간의 협정에 따르되 KS T 1002(수송 포장 계열 치수)에 준한다.

[붙임 1]

인용 표준

KS C IEC 60060-1	고전압 시험 방법-제1부 : 정의 및 시험 조건
KS C IEC 60071-1	절연 협조-제1부 : 정의 및 일반 원칙
KS C IEC 60071-2	절연 협조-제2부 : 적용 지침
KS C IEC 60383-1	공칭 전압 1000V 이상의 가공 선로용 애자-제1부 : 교류용 자기 및 유리 애자의 시험 방법과 허용 기준
KS C IEC 60507	교류시스템에 사용되는 고압애자의 인공오염시험
KS C IEC 60707	화염 노출 시 고체 비금속 재료의 연소성-시험 방법 목록
KS C IEC 61109	공칭 전압이 1000V를 초과하는 a.c. 가공선용 합성 절연체-정의, 시험법 및 합격 기준
KS C 3801	애자 시험 방법
KS D 3705	열간 압연 스테인리스 강판 및 강대
KS D 3706	스테인리스 강봉
KS D 5201	동 및 동합금의 판 및 띠
KS M 3015	열경화성 플라스틱 일반시험 방법
KRS PW-0054	동상용애자구분장치(25kv용)
CEA LWIWG-01 (1996)	Dead-end/Suspension Composite Insulator for Overhead Distribution Lines
IEC 62217	Polymeric Insulators for Indoor and Outdoor Use with a Nominal Voltage Greater than 1000V-General Definitions, Test Methods and Acceptance Criteria

<부도1> 구분장치 상세도

NOTE

1. 일반공차 : ±5%(최대 50mm)

2. 모든 조립부는 풀림방지 기능이 있을 것

3. 파괴하중 : 120kN

4. 구분장치 무게 : 19kg ± 5%

22	육각홈볼트(M16)	STS 304	4	KS D 3706	길이 55
21	볼트(M10)	STS 304	2	KS D 3706	길이 40
20	보조클램프(우)	Ni+Si+Cu	2	-
19	보조클램프(좌)	Ni+Si+Cu	2	-
18	너트(M10)	STS 304	8	KS D 3706
17	볼트(M10)	STS 304	6	KS D 3706	길이 50
16	전차선클램프(우)	Ni+Si+Cu	2	-
15	전차선클램프(좌)	Ni+Si+Cu	2	-
14	풀림방지너트(M10)	STS 304	8	KS D 3706
13	볼트(M10)	STS 304	4	KS D 3706
12	브래킷	STS 304	2	KS D 3705
11	아킹혼(우)	STS 304	2	KS D 3706
10	금속런너(우)	C1100	2	KS D 5201
9	리벳	STS 304	8	KS D 3706	호칭경 6
8 *	아킹혼(좌)	STS 304	2	KS D 3706
7 *	금속런너(좌)	C1100	2	KS D 5201
6	행거플래이트	STS 304	2	KS D 3705
5	연결금구 블럭	STS 304	2	KS D 3705
4 *	연결금구	STS 304	2	KS D 3705
3 *	절연재 금구	STS 316L	2	KS D 3706
2	절연재 외피	Teflon	2	-
1	FRP 심(Core)	FRP	2	-
번호	품명/종별	재 질	수량	적용규격	비고

주) *는 재질시험 해당 부품(4종)

<부도2> 구분장치 설치도(개념도)

NOTE

1. 일반공차 : ±5%

2. 단 팬터그래프 차량 운행선로의 설치(안)

3. 설치지점 및 전체 절연구분장치 길이는 설치환경에 따라 별도의 표준도에 의한다.

4	행거	-	4	-
3	현수애자(전철용 고분자 T-s) 3호	-	2	-
2	절연봉	-	1	-
1	구분장치	-	2	-
번호	품명/종별	재 질	수량	적용규격	비고