KR100630113B1 - 누전차단기 탑재용 영상변류기 유닛의 조립방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수지성형공정의 삭감화와 더불어 안정된 품질, 수율이 확보될 수 있도록 영상변류기 유닛의 조립방법을 개선하는 것을 목적으로 하며, 이를 해결하기 위하여 본 발명에서는 영상변류기와 그 관통 일차도체를 조합하여 누전차단기에 탑재하는 영상변류기 유닛의 조립방법으로서, 당해 유닛의 일차도체에 영상변류기(8)를 끼워 그 양측의 동일면상에 배분하여 배치된 각 상의 평형도체(11R, 11S, 11T, 및 12R, 12S, 12T)와, 영상변류기의 일차도체 관통구멍(8a)을 관통하여 상기 평형도체의 사이에 접합한 환봉도체(13R, 13S, 13T)로서 이루어지고, 유닛 주변영역을 밀봉수지(14)로 밀봉한 것에 있어서, 상기 일차도체의 각 도체를 나도체 그대로, 영상변류기에 관통삽입한 환봉도체의 양 단을 정위치에 나열한 평형도체에 접합하여 유닛을 가조립하고, 그 후에 영상변류기의 도체 관통구멍 내부, 도체간 접합부를 포함해서 유닛 가조립체의 주변영역을 일괄하여 사출성형법에 의해 수지로 일체 성형한다.

수지성형공정, 영상변류기, 도체, 유닛, 누전차단기

Description

누전차단기 탑재용 영상변류기 유닛의 조립방법{Method of assembly zero phase transformer unit for mounting earth leakage breaker}

도 1은 영상변류기 유닛의 조립 후의 외관 사시도로서, (a), (b)는 각각 정면측, 이면측에서 본 도면.

도 2는 도 1에서 수지형성의 전단계에서의 유닛 가조립체의 외관 사시도로서, (a), (b)는 각각 정면측, 이면측에서 본 도면.

도 3은 도 2에 있어서의 조립부품의 분해 사시도.

도 4는 도 1의 유닛에 채용된 영상변류기의 구조도로서, (a)는 외관 사시도, (b )는 분해 사시도, (c)는 (b)도의 단면도.

도 5는 영상변류기 유닛을 조립한 누전차단기의 구성 단면도.

도 6은 종래에 있어서의 영상변류기 유닛의 구조, 조립방법의 설명도로서, (a), (b)는 각각 조립공정의 전반, 후반 상태의 외관 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 차단기 케이스 8 : 영상변류기

8a : 일차도체 관통구멍 9 : 관통 일차도체

11R, 11S, 11T : 평형도체 11b : 모재의 바깥틀

11c : 타이 바(tie bar) 12R, 12S, 12T : 평형도체

13R, 13S, 13T : 환봉도체 14 : 밀봉수지

본 발명은 배전용의 누전차단기에 탑재하는 영상변류기 유닛의 조립방법에 관한 것이다.

우선, 서두에 기재한 누전차단기(3상용)의 구성을 도 5에 도시한다. 도면에 있어서, 부호 1은 상하 2분할 구조로 된 차단기 케이스(1), 부호 2는 주회로의 전원측 단자(2), 부호 3은 부하측 단자(3), 부호 4는 고정접촉자(4), 부호 5는 가동접촉자(5), 부호 6은 개폐조작 핸들(6), 부호 7은 과전류 트리핑 유닛(7), 부호 8은 영상변류기(8)이며, 영상변류기(8)를 관통하는 각 일차도체(9)가 케이스 내에서 케이스(1)에 조립한 각 상에 대응하는 주회로 부품에 접속되어 있다. 또한, 부호 10은 누전전류 검출회로의 프린트판(10)이다.

여기서, 누전차단기에 탑재한 영상변류기(8)와 관통 일차도체(9)를 조합한 영상변류기 유닛의 종래에 있어서의 조립구조 및 그 조립방법을 도 6(a), (b)에서 설명한다. 우선, 도 6(a)에서 도시하는 바와 같이 평각도체(9a)에 절연튜브(9b)를 피복한 R, S, T상의 각 상에 해당하는 일차도체(9R, 9S, 9T)를 L자형으로 절곡가공하여 영상변류기(8)의 일차도체 관통구멍(8a)에 통과시킨 후, 다시 도 6(b)과 같이 コ형으로 절곡가공한다. 또한, 도면 중에서 8b는 영상변류기(8)로부터 인출된 출력선(8b)이다.

그리고, 상기 영상변류기(8)와 관통 일차도체(9)와의 조립체를 도 5에 도시한 누전차단기의 케이스(1)에 부착한 다음에, 각 상의 일차도체(9R, 9S, 9T)의 양 단을 각 상의 주회로 부품에 땜납한다.

그런데, 앞에서 언급한 종래 구조의 영상변류기 유닛으로서는 그 조립성의 면에서 다음과 같은 문제가 있다. 즉,

(1) 일차도체(9)를 도 6(b)과 같이 コ형으로 절곡가공할 때에, 영상변류기(8)가 장해물이 되어 정밀도를 좋게 절곡가공할 수가 없다.

(2) 일차도체(9)의 절곡가공시에 절연튜브(9b)가 손상될 우려가 있다.

(3) 영상변류기(8)에 관통삽입한 각 상의 일차도체(9R, 9S, 9T)가 정위치에 고정되어 있지 않아 그 상대위치가 불안정하기 때문에, 평형 특성에 편차가 생기기 쉽다.

그래서, 이러한 문제의 해결책으로서, 영상변류기의 관통 일차도체를 영상변류기를 끼우고 그 양측의 동일면상에 배치한 각 상에 해당하는 평형도체와, 각 상마다 영상변류기의 일차도체 관통구멍을 관통하여 상기 평형도체의 사이에 접합한 환봉(丸棒)도체를 조합하여 일체화 한 영상변류기 유닛의 조립구조가 본 발명과 동일 출원인에 의해 일본국 특허공개공보 제(평)10-321116호로서 이미 제안되어 있다.

상기 제안에서는, 그 공개특허공보에 개시되어 있는 바와 같이, 영상변류기를 끼워 그 양측에 배치하는 각 상의 일차도체 및 환봉도체를 그룹별로 나눈 뒤에 개별적으로 그 주변영역을 수지로 일체 성형한 블록(이 블록상태로서는 각 도체의 양 단을 다음에 행하는 도체간 접합을 위해 노출시켜 놓는다)을 제작해 놓고, 다음 조립공정에서 상기 일차도체의 각 블록과 영상변류기를 조합한 뒤에, 영상변류기의 일차도체 관통구멍에 통과시킨 환봉도체의 양 단을 평형도체의 선단에 용접 접합하고, 최후의 공정에서 도체의 용접 접합부 및 환봉도체를 관통삽입한 영상변류기의 구멍 내부에 실리콘, 에폭시수지 등의 절연물을 충전하여 밀봉(封止)한다.

이 조립구조에 의하면, 유닛 조립시에 종래와 같은 일차도체의 절곡가공(도 6 참조)이 필요 없고, 또한 개개의 일차도체에 대한 절연튜브의 피복도 불필요하며, 더구나 영상변류기에 대하여 각 상의 일차도체를 정위치에 위치 결정하여 고정할 수 있기 때문에, 도 6에 도시한 조립구조에 비해 조립 정밀도, 평형 특성이 각별히 향상되는 외에, 또한, 조립 작업원의 수작업에 의지하지 않고 조립 로보트에 의한 자동조립방식에도 대응 가능하다.

그런데, 상기 일본국 공개특허공보 제(평)10-321116호에 제안된 영상변류기 유닛의 조립방법으로서는 조립작업 및 안정된 품질 확보의 면에서 다음에 기재하는 것과 같은 문제점이 있다. 즉,

(1) 일차도체는 각 도체를 그룹별로 나누어 블록화 한 후에, 각 블록마다 수지성형을 하기 때문에 그 성형회수가 많아지고, 또한 수지성형한 일차도체의 각 블록과 영상변류기를 조합하여 평형도체와 환봉도체를 접합한 후에, 그 도체접합부 및 영상변류기의 일차도체 관통구멍의 틈새를 수지로 밀봉하는 별도의 작업이 필요 하기 때문에 그 조립 공정수가 늘어 비용이 높아진다.

(2) 전항 (1)에서 도체간의 접합부, 영상변류기의 일차도체 관통구멍에 대한 수지밀봉을 수작업에 의지하기 때문에, 환봉도체와 영상변류기의 구멍과의 사이에 틈새없이 수지를 구석 구석까지 충전하기가 어렵고, 밀봉수지와 일차도체, 영상변류기와의 사이에 생긴 틈새 및 수지층 내에 잔존하는 보이드(void)가 원인으로 절연특성이 저하하는 등, 제품의 품질에 편차가 생기기 쉽다.

본 발명은 상기의 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 상기 과제를 해결하고, 수지성형공정의 삭감화와 더불어, 절연특성 면에서도 안정된 품질 및 수율을 확보할 수 있도록 개선한 누전차단기 탑재용 영상변류기 유닛의 조립방법을 제공하는 데에 있다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의하면 영상변류기와 그 관통 일차도체와의 조립체로서 이루어지는 영상변류기 유닛의 일차도체에 영상변류기를 끼우고 그 양측의 동일면상에 배분하여 배치한 각 상에 대응하는 평형도체와 각 상마다 영상변류기의 일차도체 관통구멍을 관통하여 상기 평형도체의 사이에 접합한 환봉도체로서 이루어지고, 그 주변영역을 수지로 일체 성형한 것에 있어서,

상기 일차도체의 각 도체를 나도체 그대로, 영상변류기에 관통삽입된 환봉도체의 양 단을 정위치에 나열한 평형도체에 접합하여 유닛을 가조립하고, 이러한 후에 상기 유닛 가조립체에 대하여 영상변류기의 도체 관통구멍 내부, 도체간의 접합부를 포함해서 일차도체의 주변영역을 일괄하여 수지로 일체 성형한(청구항 1) 것 으로서, 구체적으로는 다음의 기재와 같은 양상으로 실시할 수 있다.

(1) 각 상의 평형도체를 조립위치에 레이아웃하여 1매의 판으로부터 타발 가공하는 것으로서, 각 평형도체와 그 모재 바깥틀과의 사이를 후에 절단하는 타이 바(tie bar)로서 연결해 두고, 이 상태에서 각 상의 평형도체의 선단에 환봉도체와 접합하여 유닛을 가조립한다(청구항 2).

(2) 유닛 가조립체를 성형금형에 넣어, 사출성형법에 의해 인서트 형성한다(청구항 3).

상기 조립방법에 의하면, 영상변류기를 끼우고 그 양측에 배치한 일차도체의 평형도체와 영상변류기를 관통하는 환봉도체와의 접합을 수지형성에 앞서 행하고, 그 후에 각 일차도체와 영상변류기의 가조립체를 사출성형법에 의해 수지로서 일체로 인서트 성형하도록 했기 때문에, 영상변류기의 도체 관통구멍 내부, 도체 사이의 접합부의 수지 밀봉도 포함시켜 수지성형공정이 한 번에 끝나는 동시에, 성형금형에 가압 주입한 수지가 금형의 구석 구석까지 일정하게 충전되므로, 각 일차도체의 상호간 및 도체와 영상변류기와의 사이에 보이드가 발생하지 않고, 이로 인하여 안정된 절연특성이 얻어진다.

(발명의 실시형태)

이하, 본 발명의 실시형태를 도 1 내지 도 4의 실시예에 따라 설명한다.

여기서, 도 1(a), (b)는 영상변류기 유닛의 완성제품의 외관도, 도 2(a), (b)는 수지성형공정 전의 가조립상태의 외관도, 도 3은 가조립을 하기 전 단계에서의 각 부품의 분해도, 도 4(a) 내지 도 4(c)는 영상변류기의 구조도를 도시하고 있다. 또한, 각 도면에 있어서, 부호 8은 영상변류기(8), 11R, 11S, 11T 및 12R, 12S, 12T는 각각 영상변류기(8)를 끼워 그 양측에 배치한 R, S, T상의 각 상에 대응하는 일차도체의 평형도체, 부호 13R, 13S, 13T는 영상변류기(8)의 일차도체 관통구멍(8a)을 통해서 상기 평형도체(11R, 11S, 11T와 12R, 12S, 12T)와의 사이에 접합하는 R, S, T상에 대응하는 환봉도체, 부호 14(도 1참조)는 사출성형법에 의해 영상변류기 유닛의 조립체의 주변영역에 형성한 밀봉수지를 표시하고 있다.

다음에, 본 발명에 의한 영상변류기 유닛의 조립방법을 설명한다. 우선, 도 3에 있어서, 영상변류기(8)의 한 쪽에 배치하는 평형도체(12R, 12S, 12T)에 대해서는 각 도체를 소정의 조립위치에 레이아웃하여 한 장의 판(모재)으로부터 선단부의 핀구멍(12a)과 함께 프레스 가공으로 타발 형성하고, 타발 후의 상태에서는 도시하는 바와 같이 모재의 바깥틀(12b)과 각 평형도체(12R, 12S, 12T)와의 사이를 타이 바(12c)로 연결해 둔다. 또한, 이 타이 바(12c)는 가조립 후에 평형도체와의 사이가 절단된다.

그리고, 바깥틀(12b)로 연결된 상태의 평형도체(12R, 12S, 12T)를 베이스로 하여 각 평형도체의 선단에 개구한 핀구멍(12a)에 환봉도체(13R, 13S, 13T)를 식설(植設)한 다음에, 이 환봉도체에 영상변류기(8)의 일차도체 관통구멍(8a)을 통과시킨다. 이어서, 영상변류기(8)의 반대측에서부터 평형도체(11R, 11S, 11T)를 환봉도체(13R, 13S, 13T)에 꽉 눌려 선단의 핀구멍(11a)에 압입하고, 이 상태로 환봉 도체(13R, 13S, 13T)의 양 단과 평형도체(11R, 11S, 11T 및 12R, 12S, 12T)와의 접속부를 용접 접합한다. 이에 의해, 도 2에 도시하는 유닛 가조립체가 완성된다. 또한, 도 2의 조립상태에서는 도 3에서 서술한 타이 바(12c)가 커트되어 있다. 또한, 상기 실시예에 있어서 도 3의 앞쪽에 위치하는 평형도체(11R, 11S, 11T)도 소정의 조립위치로 레이아웃되어 바깥틀에 타이 바를 개재하여 연결하여도 좋다.

여기서, 당해 유닛에 채용하는 영상변류기(8)의 구조를 도 4(a) 내지 도 4 (c)에 도시한다. 즉, 영상변류기(8)는 출력 2차 코일을 감아 장착(卷裝)한 코어에 좌우로부터 2분할 구조가 되는 실드(shield)(8d)를 씌워 다시 수지제의 바깥 케이스(8e)에 끼워 넣어 수용한 구성으로 된다. 또한, 상기 실드(8d)는 투자율(透磁率)이 높은 냉간압연강판을 재료로서 프레스 성형에 의해 도시한 바와 같은 형상으로 가공한 것이며, 특히 도시한 실시예의 구조에서는 실드(8d)의 바닥부의 두께(d2)가 주위 벽부의 두께(d1)의 1.3배 내지 1.6배가 되도록 성형가공한다. 이에 의해, 영상변류기(8)를 끼워 그 양측에 중첩되는 평형도체에 흐르는 전류의 자력선이 두께가 두꺼운 실드(8d)의 바닥부에 모여들기 때문에 반경방향의 외형 치수를 제한하면서 높은 실드 효과를 얻을 수 있다.

다음에, 도 2의 유닛 가조립체를 사출성형공정으로 이동하며, 여기서 유닛 가조립체를 성형금형에 인서트 한 다음에, 금형에 주형 수지를 가압 주입하여 일체로 성형하며, 도 1에 도시하는 바와 같이 일체구조가 되는 영상변류기 유닛이 완성된다.

이 사출성형에 의해 환봉도체(13R, 13S, 13T)가 관통삽입된 영상변류기(8)의 일차도체 관통구멍(8a)의 내부, 환봉도체의 양 단과 평형도체와의 사이의 용접 접합부, 각 평형도체의 상호간을 포함해서 구석 구석까지 틈새, 보이드(void)를 남기지 않고 유닛 가조립체의 주변영역이 일괄하여 밀봉수지(14)로 싸여지게 된다. 이에 의해, 영상변류기와 일차도체와의 사이에서 안정된 평형특성과 높은 절연특성이 확보될 수 있다.

이상 서술한 바와 같이, 본 발명에 의한 영상변류기 유닛의 조립방법에 의하면 일차도체의 각 도체가 나도체의 상태로, 영상변류기에 관통삽입된 환봉도체의 양 단을 정위치에 나열한 평형도체에 접합하여 유닛을 가조립하고, 이러한 후에 상기 유닛 가조립체에 대하여, 영상변류기의 도체 관통구멍 내부, 도체간의 접합부를 포함해서 일차도체의 주변영역을 일괄해서 수지로 일체 성형하도록 함으로써 동일 출원인에 의하여 일본국 특허공개공보 제(평)10-321116호로서 이미 제안된 조립구조의 영상변류기 유닛에 대하여 평형특성, 절연특성의 면이 안정된 고품질인 제품을 저 비용으로 생산성 있게 제조할 수 있다. 또한, 사출성형법에 의해 유닛 조립체를 일괄해서 일체 성형하도록 했기 때문에 수작업에 의한 수지 밀봉작업이 불필요하고, 전 조립공정을 로보트 등으로 자동조립하는 것이 가능해진다.

Claims (3)

1. 영상변류기(零相變流器)와 그 관통 일차도체(一次導體)를 조합하여 누전차단기에 탑재하는 영상변류기 유닛의 조립방법으로서,

   상기 영상변류기 유닛의 일차 도체에 영상변류기를 끼우고 그 양측의 동일면(同一面)상에 배분하여 배치한 각 상(相)에 대응하는 평형도체(平形導體)와, 각 상마다 영상변류기의 일차도체 관통구멍을 관통하여 상기 평형도체 사이에 접합한 환봉도체(棒狀導體)로 이루어지고, 그 주변 영역을 수지로 일체 성형한 것에 있어서, 상기 일차 도체의 각 도체가 나도체(裸導體) 상태에서, 영상변류기에 관통삽입된 환봉도체의 양 단을 정 위치로 나열한 평형도체에 접합하여 유닛을 가조립하고, 그러한 후에 상기 유닛 가조립체(假組立體)에 대하여, 영상변류기의 도체 관통구멍 내부, 도체 간의 접합부를 포함하여 일차도체의 주변영역을 일괄하여 수지로 일체 성형한 것을 특징으로 하는 누전차단기 탑재용 영상변류기 유닛의 조립방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 유닛의 가조립은 각 상의 평형도체를 한 장의 판으로부터 타발(打拔) 가공하고, 각 평형도체와 그 모재(母材)의 바깥틀 사이를 타이 바(tie bar)로 연결해 두고, 상기 각 상의 평형도체를 조립 위치로 레이아웃하여,

   이 상태에서 각 상의 평형도체의 선단에 환봉도체를 접합하여 그 후 상기 타이 바를 절단하는 것을 특징으로 하는 누전차단기 탑재용 영상변류기 유닛의 조립방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 유닛 가조립체의 일체 성형은 사출성형법에 의해 인서트(insert)를 형성하는 것을 특징으로 하는 누전차단기 탑재용 영상변류기 유닛의 조립방법.

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