KR100475278B1 - 복합 절연방식의 배전용 변압기 절연시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명는 배전선로에 설치되어 과부하에 의해서 발생된 열열화에 의한 변압기 권선의 열적 스트레스를 완화시키어 변압기의 내구성을 향상시키면서 안정성, 신뢰성, 환경친화성 및 과부하 내량 증가 등이 이루어지는 복합절연방식의 배전용 변압기 절연시스템에 관한 것으로, 코아에 코일 권선부(2)가 감겨지고 이 권선부(2)를 셀룰로오스지(4)로 절연시키면서 권선부들(2)사이에 유니트 덕트(3)들을 설치하여 이루어진 배전용 변압기의 절연 시스템에 있어서, 상기 권선부(2)의 층간 절연부분에 셀룰로오스지(4)와 고온절연지(5)를 혼합하여 사용한 복합절연부(6)를 장착시키되, 이 복합절연부(6)는 권선부(2) 코일에 직접적으로 접하는 부분에 고온 절연지(5)를, 간접적으로 접하는 부분에 셀룰로오스지(4)를 서로 부착시킨 구조로 되어 있다.

Description

복합 절연방식의 배전용 변압기 절연시스템{A transformer insulation system for power distribution of complex insulation method}

본 발명은 배전용 변압기의 절연 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 절연성능을 향상시키고 권선부에 복합절연방식을 채택하여 과부하 내량을 증대시킬 뿐만 아니라 권선 냉각도 개선시킨 복합절연방식의 배전용 변압기 절연시스템에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 변압기는 배전선로에서 전자기 유도작용을 이용하여 교류전압이나 전류의 값을 바꾸는 장치이며, 이러한 변압기중 종래 배전용 변압기의 수명 특성은 열화에 의한 변압기의 절연, 단락 특성에 의존하며, 변압기 사고원인은 주로 내부의 절연 약화 및 단락성능 저하에 의한 원인으로 대두되어 왔다.

즉 이는 변압기의 수명이 절연지의 열열화에 따라 좌우 됨을 알 수 있는 바, 종래 배전용 변압기는 권선의 온도상승이 55℃∼65℃이며, 이러한 권선의 층간 절연으로 사용되는 절연지의 대부분이 셀룰로오스지이다.

한편, 국내 일부 개발되어 사용되고 있는 슬림형 변압기는 권선부분 절연에 아라미드계 고온절연지를 적용하고 있으나, 이 고온절연지의 가격이 높아 경제성 문제로 특수한 목적 이외에는 널리 보급되지 못한 실정이었다.

또한, 최근 국민소득 증대와 급속한 경제발전을 부하 예측을 어렵게 하여 배전용에 사용되고 있는 변압기가 순간적인 과부하에 대한 스트레스를 받을 우려가 높으며, 이로 인해 변압기가 자주 소손되어 배전사고를 일으키는 문제점도 제기 되었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 변압기 권선 층간 절연방식을 개선하여 종래의 배전용 변압기에 비해 절연특성과 과부하에 대한 특성이 개선된 경제적인 구조와 권선온도상승을 억제하여 변압기 층간단락의 소손을 개선시킨 복합절연방식의 배전용 변압기 절연시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 코아에 코일 권선부가 감겨지고 상기 권선부를 셀룰로오스지로 절연시키면서 제 1권선부와 제 2권선부 사이에 유니트 덕트들이 게재되어 이루어진 배전용 변압기의 절연시스템에 있어서, 상기 권선부의 층간 절연부분에 셀룰로오스지와 고온절연지를 혼합하여 사용한 복합절연부를 적용시키되, 이 복합절연부는 권선부의 코일에 직접적으로 접하는 부분에 고온 절연지를, 간접적으로 접하는 부분에 셀룰로오스지를 사용하여 이루어진 구조로 되어 있다.

이하 본 발명을 첨부된 예시 도면에 의거 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 일단접지 변압기 권선에 대한 구성도이고,

도 2는 본 발명에 있어서, 1차 권선부 복합절연방식을 나타낸 부분 확대 단면도, 도 3은 도 1에서 유니트 덕트의 확대 단면도이다.

본 발명은 코아(1)에 코일 권선부(2)가 감겨지고 이 권선부(2)를 셀룰로오스지(4)로 절연시키면서 권선부(2)들 사이에 유니트 덕트(3)들을 설치하여 이루어진 배전용 변압기의 절연 시스템에 있어서, 상기 권선부(2)의 층간 절연부분에 셀룰로오스지(4)와 고온 절연지(5)를 혼합하여 사용한 복합 절연부(6)를 장착시키되, 이 복합절연부(6)는 권선부(2) 코일에 직접적으로 접하는 부분에 상기 고온 절연지(5)를, 간접적으로 접하는 부분에 상기 셀룰로오스지(4)를 서로 부착시킨 구조로 되어 있다.

본 발명을 부언하면, 도 2와 같이 1차 권선 절연방식은 권선부(2)와 직접적으로 접하는 부분은, 재질이 아라미드(Aramid) 계통인 고온절연지[전기적인 내열등급 H종(180℃)]를 사용하여 권선부에는 발생된 열에 의해 절연지가 열화되는 것을 완화시키도록 되어 있는 바, 즉 층간절연지가 2매 이하일 경우는 모두 고온 절연지(5)를 사용하고 3매 이상인 경우에는 권선과 직접 접하는 부분에만 고온 절연지(5)를, 그리고 상기 권선부(5)와 직접적으로 접하지 않은 부분의 절연지는 기존과 같이 셀룰로오스지(4)를 사용한 구조로 되어 있다.

그리고 도면중 미설명 부호 8은 요오크 절연체이다.

한편, 기존의 변압기 2차권선은 평각도체 또는 판상도체를 사용하고 권선부 절연에 셀룰로오스지와 같은 크래프트지를 적용하였으나, 본 발명에서는 2차권선부의 도체를 앞서 설명한 바와 고온절연지(5)로 절연하였으며, 층간 절연은 기존과 동일하게 셀룰로오스지(4)를 사용하도록 되어 있다.

그리고 도 1과 도 3에 도시된 유니트 덕트(3)는 변압기 권선의 냉각성능을 향상시키기 위하여 사용되는 것으로, 상기 1차 권선부 엔드부에 적용되는 이 유니트 덕트(3)를 도 3과 같이 첫번째와 끝부분의 프레스보드지(7)는 나머지 중간 프레스 보드지(7a)보다 낮게 제작하고, 모서리 부부을 둥글게 라운드지게 형성하므로서, 권선부(2)의 코일에나멜과 접촉시 절연지 또는 권선 절연이 손상되지 않고, 층간 전기적 충격을 완화시킬 수 있어 변압기의 내구성을 개선시킨다.

본 발명의 기술을 적용할 경우에는 과부하에 의해서 발생된 열열화에 의한 변압기 권선의 열적 스트레스를 완화시킬 수 있다. 특히 유전율이 유사한 고온절연지와 일반 크래프트지를 혼합 사용하여 권선에서 발생되는 열을 직접 접하고 있는 고온절연지가 분담하게 되어 일반 크래프트지의 열적인 스트레스를 상단부분 완화시켜, 변압기의 내구 신뢰성을 향상시켰다.

또한 경제적인 측면에서는 열적으로 취약한 부분에 대해서만 고온절연지를 사용하고 나머지 부분은 일반 크래프트지를 사용하는 방식으로 고온 절연지의 사용량을 최소화하여 성능향상에 따르는 경제적인 부담을 최소화할 수 있다.

그리고, 기존의 방식의 유덕트를 개선하여 이것으로 인해 발생될 수 있는 절연파괴 고장을 최소화 할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 일단접지 변압기 권선에 대한 구성도,

도 2는 본 발명에 있어서 1차권선 복합절연방식을 나타낸 부분 확대 단면도,

도 3은 도 1에서 유니트덕트의 확대 단면도이다.

-도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명-

1 : 코아, 2 : 권선부,

3 : 유니트 덕트, 4 : 셀룰로오스지,

5 : 고온절연지, 6 : 복합절연부,

7 : 프레스보드지.

Claims (2)

1. 코아(1)에 코일 권선부(2)가 감겨지고 상기 권선부(2)를 셀룰로오스지(4)로 절연시키면서 상기 권선부(2)들 사이에 유니트 덕트(3)들을 설치하여 이루어진 배전용 변압기의 절연 시스템에 있어서,

   상기 권선부(2)의 층간 절연부분에 셀룰로오스지(4)와 고온 절연지(5)를 혼합하여 사용한 복합 절연부(6)를 장착시키되, 상기 복합 절연부(6)는 상기 권선부(2)의 코일에 직접적으로 접하는 부분에 상기 고온 절연지(5)를, 간접적으로 접하는 부분에 상기 셀룰로오스지(4)를 서로 부착시킨 것을 특징으로 하는 복합절연방식의 배전용 변압기 절연시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 유니트 덕트(3)는 1차 권선부 엔드부에 적용되는 상기 유니트 덕트(3)의 첫번째와 끝부분 프레스보드지(7)는 나머지 중간 프레스 보드지(7a)보다 낮게 제작하고, 모서리 부부을 둥글게 라운드지게 형성시킨 것을 특징으로 하는 복합절연방식의 배전용 변압기 절연시스템.