KR100638649B1 - 절연보강된 코일을 구비한 건식 변압기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절연보강된 코일을 구비한 건식 변압기에 관한 것으로, 변압기의 고압 코일과 요크 코어간의 최소절연거리를 비롯하여 고압 코일에서 레그 코어나 저압 코일과 같은 다른 도전체들에 이르는 최소절연거리를 감소시킴으로써 값비싼 코어 및 코일의 사용량을 줄일 수 있으므로 제품의 제작원가를 대폭 절감할 수 있는 것은 물론 제품의 소형화를 구현하는데 매우 유리하다.

이러한 본 발명은, 외측에 설치된 스페이서의 외면 다수의 지점에 고압 코일이 권선된 코일어셈블리와, 상기 코일어셈블리를 길이방향으로 관통하는 레그 코어 및 레그 코어의 양끝단에 각각 직교하게 연결되는 요크 코어를 포함하여 이루어지는 건식 변압기에 있어서, 스페이서의 외면 중 요크 코어와 근접한 부위를 절연보강구간으로 정하고, 상기 절연보강구간에 권선되는 고압 코일의 표면에는 겹층된 다중 피복을 형성시킨 것을 특징으로 한다.

변압기, VDT, 코어, 코일, 권선

Description

절연보강된 코일을 구비한 건식 변압기{DRY TYPE TRANSFORMER HAVING INSULATION REINFORCEMENT}

도 1 및 2는 각각 종래 기술에 의한 건식의 VDT 변압기 구성을 나타내는 단면도.

도 3은 본 발명에 의한 건식 변압기의 개략적인 정면도.

도 4는 본 발명에 의한 건식 변압기의 개략적인 분해사시도.

도 5는 본 발명에 의한 변압기의 코어, 스페이서, 권선간 결합관계를 나타낸 단면도.

도 6은 본 발명에 의한 변압기의 다른 실시예에 따른 코어, 스페이서, 권선간 결합관계를 나타낸 단면도.

도 7은 본 발명에 의한 변압기의 다른 실시예2에 따른 코어, 스페이서, 권선간 결합관계를 나타낸 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11 : 스페이서 11A: 권선홈

20: 코어 20A : 레그 코어

20B : 요크 코어 40, 40': 고압 코일

41, 41': 심재 42, 42': 다중 피복

43, 43': 내측피복 44, 44': 외측피복

본 발명은 변압기에 관한 것으로, 변압기의 고압 코일과 요크 코어간의 최소절연거리를 비롯하여 고압 코일에서 레그 코어나 저압 코일과 같은 다른 도전체들에 이르는 최소절연거리를 감소시킴으로써 값비싼 코어 및 코일의 사용량을 줄일 수 있으므로 제품의 제작원가를 대폭 절감할 수 있는 것은 물론 제품의 소형화를 구현할 수 있는 절연보강된 코일을 구비한 건식 변압기에 관한 것이다.

변압기(變壓器, transformer)는 전기회로에서 전압을 증가 또는 감소시켜 다른 전기회로로 전기 에너지를 전달하기 위한 것이다. 이와 같은 변압기는 전자기유도를 이용하여 전압을 변화시킨다. 즉, 변압기는 1차 코일에 흐르는 전류의 변화에 따라 자기력선(磁氣力線)이 증가·감소하게 되면 2차 코일이라고 부르는 또 다른 코일에 전류가 유도되어 전기 에너지를 전달하게 됨은 주지된 것과 같다.

상기 변압기 중 건식변압기는 공기 또는 가스를 주 냉각, 절연내체로 사용하는 것이며, 대기 중에서 전기회로를 절연시키기 위하여 전기절연용 종이, 적층판, 바니시 및 수지 등을 사용하는 변압기이다. 특히, 건식변압기의 한 종류로 VDT 변압기는 난연성 절연재를 사용하여 높은 온도에서의 안전성을 보장하고, 과부하 내 량이 우수하여 높은 신뢰성이 있다. 또한, 허용최고온도가 180ㅀ인 H종 절연의 형태로 손쉽게 구성되어 코어의 양이 적어짐에 따라 철손이 감소되어 높은 경제성을 얻게 된다.

도 1 및 2는 각각 종래 기술에 의한 건식의 VDT 변압기 구성을 나타내는 단면도이다.

도 1을 참조하면, 상기 VDT 변압기는 외측에 설치된 스페이서(7)의 외면 다수 지점에 형성되어 있는 권선홈(7A)에 고압 코일(4)이 권선된 코일어셈블리(1 coil assembly-고압 코일(4), 저압 코일(3) 및 각종 절연체들을 포함하여 구성된다)와, 다수의 철편이 겹쳐져 형성되고 상기 코일어셈블리(1)를 길이방향으로 관통하는 복수의 레그 코어(2A leg core) 및 상하측에서 상기 레그 코어(2A)의 단부들을 연결하는 요크 코어(2B yoke core)를 포함한다. 또한, 상기 변압기는 레그 코어(2A) 및 요크 코어(2B)를 외측에서 감싸면서 지지하는 프레임(8)을 구비하며 상기 프레임(8)은 볼트(8a)와 너트(8b)에 의해 체결된다.

한편, 도 2는 다른 실시형태를 갖는 종래 변압기의 단면을 도시한 것으로, 도 1에 도시된 변압기에서 고압 코일(4)의 경우 둥근형태의 단면을 갖는 환동선(5)에 절연재(6)가 피복된 구성을 갖는 것에 비해, 도 2에 도시된 변압기에서는 사각형태의 단면을 갖는 각선(5')에 절연재(6')가 피복된 구성을 갖는 것을 특징으로 한다. 이처럼 각선(5')을 사용한 코일(4')은 환동선(5)을 사용한 코일(4)에 비해 권선작업이 용이하고 권선 후에는 상기 스페이서(7)의 권선홈(7A)에 권선된 상태를 더욱 안정적으로 유지할 수 있는 구조적 안정성을 갖는다.

상기와 같은 종래의 변압기에서는 스페이서(7) 외면에 권선된 고압 코일(4,4')로부터 요크 코어(2B)에 이르는 최소절연거리(L1)를 비롯하여, 고압 코일(4,4')과 레그 코어(2A)간 최소절연거리(L2) 및 고압 코일(4,4')과 저압 코일(3)간에 최소절연거리(L3)를 필요로 한다. 또한, 상기 고압 코일(4,4')에서 프레임(8)과 같은 다른 도전체들과의 최소절연거리도 확보해야 한다. 만일 상기와 같이 최소절연거리(L1,L2,L3)를 충분히 확보하지 못하면 전기적 간섭으로 인해 변압기 일부가 단락되는 등 기기가 파손되면서 변압기의 작동이 완전히 멈춰버리고 마는 치명적인 문제들이 발생된다. 참고로 언급되지 않는 참조부호인 9는 실린더이며 고압 코일(4)에서 레그 코어(2A) 및 저압 코일(3)에 각각 이르는 거리를 측정할 때 상기 실린더(9)를 피하면서 우회하여 직선거리를 측정한다.

종래의 변압기들은 상기와 같이 최소절연거리(L1,L2,L3)를 확보하기 위해 고압 코일(4,4')과 요크 코어(2B)간 거리를 비롯하여 고압 코일(4,4')과 레그 코어(2A)간 거리 및 고압 코일(4,4')과 저압 코일(3)간 거리를 과도하게 늘려야만 하였다. 이로 인해 레그 코어(2A)의 길이가 늘어나면서 값비싼 코어(2A,2B)의 사용량이 증가하는 것에 더해 프레임(8)과 권선되는 코일들(3,4,4')의 양도 증가하게 되어 제품의 제작원가가 높아지는 문제가 초래되었다.

뿐만 아니라, 전체적으로 제품의 부피가 커지면서 소형화를 구현하는 데 곤란하게 되어 소형화를 추구하는 최근의 경향에 역행하는 결과가 초래되었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것 으로, 본 발명의 목적은 요크 코어에 근접한 부위에 다중 피복으로 절연보강된 고압 코일을 집중적으로 배치하여 최소절연거리를 줄일 수 있도록 한 절연보강된 코일을 구비한 건식 변압기를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 절연보강된 코일을 구비한 건식 변압기용 코일은, 외측에 설치된 스페이서의 외면 다수의 지점에 고압 코일이 권선된 코일어셈블리와, 상기 코일어셈블리를 길이방향으로 관통하는 레그 코어 및 상기 레그 코어의 양끝단에 각각 직교하게 연결되는 요크 코어를 포함하여 이루어지는 건식 변압기에 있어서, 상기 스페이서의 외면에서 상기 요크 코어와 근접한 부위를 절연보강구간으로 정하고, 상기 절연보강구간에 권선되는 고압 코일의 표면에는 다중 피복을 형성시켜 상기 고압 코일과 요크 코어간의 최소절연거리를 줄인 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

여기서, 상기 절연보강구간 내에는 코일이 권선되는 지점 복수개가 속한 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 절연보강구간은 고압 코일이 권선되는 전체 권선 지점의 길이에 대하여 양끝단부 각각 10% 범위 내에 속한 영역인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 다중 피복은, 폴리아미드 이미드 또는 폴리에스테르 이미드 재질의 피복과 노맥스 재질의 피복이 각각 내측과 외측에 겹층으로 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 다중 피복은, 폴리아미드 이미드 또는 폴리에스테르 이미드 재질 의 피복과 노맥스 재질의 피복이 교대로 반복하여 다중으로 겹층된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 다중 피복은, 폴리아미드 이미드 또는 폴리에스테르 이미드 재질의 피복과 노맥스 재질의 피복 중 어느 하나가 다중으로 겹층된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 고압 코일의 심재는 단면이 원형으로 형성된 환동선 또는 사각으로 형성된 각선인 것을 특징할 수 있다.

이하, 상기 구성이 적용된 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 단, 도면에서는 건식변압기의 한 종류로 VDT 변압기를 제시하지만 상기 VDT 변압기에만 본 발명의 적용범위를 제한하는 것은 아니다.

[실시예]

도 3은 본 발명에 의한 건식 변압기의 정면도이고, 도 4는 본 발명에 의한 건식 변압기의 개략적인 분해사시도이며, 도 5는 본 발명에 의한 변압기의 코어, 스페이서, 권선간 결합관계를 나타낸 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 변압기는 외측에 설치된 스페이서(11 spacer) 외면에 고압 코일(40)이 권선된 코일어셈블리(10 coil assembly)와, 상기 코일어셈블리(10)를 길이방향으로 관통하는 레그 코어(20A leg core) 및 상기 레그 코어(20A)의 상하 양끝단에 각각 직교하게 연결되는 요크 코어(20B yoke core)를 주요 구성요소로 하여 이루어진다. 본 발명은 내열성 및 내화학성을 갖는 절연재를 사용하여 상기 고압 코일(40)에 다중 피복(42)을 형성시킨 절연보강 구조에 의해 최소절연거리를 줄일 수 있도록 한 것을 기술적 요부로 한다. 본 발명은 상기 다중 피복(42)된 고압 코일(40)을 상하측에 위치한 요크 코어(20B) 인근에 집중적으로 배치함으로써 고압 코일(40)과 요크 코어(20B)간 최소절연거리(L1')를 대폭 단축시킨 것은 물론, 고압 코일(40)과 레그 코어(20A)간 최소절연거리(L2'), 고압 코일(40)과 저압 코일(16)간 최소절연거리(L3')를 단축시킬 수 있게 된다.

아래에서는 상기 주요 구성요소들에 대해 보다 상세히 설명한다.

상기 코일어셈블리(10)는 고압 코일(40), 저압 코일(16), 각종 절연체들로 조합된 하나의 조립체이다. 상기 코일어셈블리(10)의 외측에는 스페이서(11 spacer)가 설치되고 상기 스페이서(11)는 고압 코일(40)의 권선을 위해 원주방향을 따라 요입된 권선홈(11A)을 구비한다. 상기 권선홈(11A)은 스페이서(11)의 길이방향을 따라 다수 지점으로 구분되어 형성된다. 상기 스페이서(11)는 상기 고압 코일(40)을 안정되게 지지하기 위한 것으로 도면에 도시된 형태 외에도 다른 다양한 형태의 것으로 구비될 수 있다. 참고로, 언급되지 않은 도면부호 15는 상기 코일어셈블리(10) 내부에 구비된 구비되는 실린더이며, 상기에서 언급된 최소절연거리(L1',L2',L3')를 측정할 때 상기 실린더(15)를 회피하여 우회한 직선거리를 측정한다.

상기 코어(20)는 통상적인 코어와 같이 얇은 복수의 철편이 겹쳐져 결합된 것으로, 레그 코어(20A)와 요크 코어(20B)로 이루어진다. 상기 코어(20)의 레그 코어(20A)는 수직하게 세워져서 코일 어셈블리(10)의 중앙을 상하 길이방향으로 관통 한다.

본 발명에서는 다중 피복(42)을 형성시킨 코일(40)의 절연보강 구조에 의해서 고압 코일(40)과 요크 코어(20B)간 최소절연거리(L1')를 줄일 수 있게 되어 상기 레그 코어(20A)의 길이를 대폭 단축할 수 있게 된다. 그리고, 상기 요크 코어(20B)는 상기 레그 코어(20A)의 상하 양끝단에 직교하게 연결된다. 단, 상기 레그 코어(20A)와 요크 코어(20B)는 편의상 구분하여 설명되지만 실제로는 일체형이다.

한편, 상기 코어(20)의 외측에 설치되어 상기 코어(20)를 지지하고 보호하기 위한 프레임(50)이 설치된다. 상기 프레임(50)은 코어(20)의 형상에 대응하는 형태로 상기 코어(20)의 전측과 후측 양측면에 볼트(51)와 너트(52)에 의해 체결된다.

상기 고압 코일(40)은 스페이서(11)의 각 권선홈(11A)에 권선되며, 원활한 통전을 위해 주로 구리재질로 제작된 심재(41)와, 상기 심재(41)의 외면에 형성된 절연재의 다중 피복(42)으로 구성된다. 여기서, 상기 심재(41)는 환동선으로 통칭되는 원형의 단면을 갖는 구리도선이다. 상기 다중 피복(42)은 상기 심재(41)의 외면을 겹층으로 둘러싸고 있는데 상기 다중 피복(42)에 대해 설명하면 다음과 같다.

상기 고압 코일(40)의 다중 피복(42)은 겹층된 내측피복(43)과 외측피복(44)으로 이루어진다. 이때, 상기 다중 피복(42) 중 심재(41)에 직접적으로 접촉하면서 내측에 위치하는 내측피복(43)은 고압의 전류를 변압할 때 심재(41)로부터 발생되는 고열을 견딜 수 있고 전기를 차단하는 내열성의 재질로 구비된다. 이를 위해 상기 내측피복(43)은 폴리아미드 이미드(Polyamide imide), 또는 폴리에스테르 이미 드(Polyester imide)를 재질로 하여 마련된다. 상기 폴리아미드 이미드(Polyamide imide)는 가혹한 열적 조건에 우수하고 내구성도 우수하며, 화학적 특성(내약품성, 내냉매성, 내유성)이 우수하다. 특히 상기 폴리아미드 이미드는 내열온도가 220[℃]에 달해, 고온의 열이 지속적으로 발생되는 심재(41)에 직접적으로 접촉되는 내측피복(43)용으로 적당하다. 또한, 상기 폴리에스테르 이미드(Polyester imide)는 내열성(내열온도 약 180[℃]), 내열충격성, 내약품성 등이 매우 우수하고, 기계적 특성이 우수하여 고속권선을 가능하게 한다. 또한, 상기 폴리에스테르 이미드와 폴리아미드 이미드가 혼합된 형태의 재질도 내측피복(43)용으로 사용될 수 있으며, 이 경우 내열온도는 폴리에스테르 이미드와 폴리아미드 이미드의 중간 정도인 200[℃]에 이른다.

한편, 상기 외측피복(44)은 우수한 내구성과 절연특성을 갖는 아라미드 섬유의 일종인 노맥스(NOMAX)를 재질로 하여 마련된다. 상기 노맥스(NOMAX)는 케블라 섬유와 마찬가지로 듀폰사(社)가 개발한 제품으로 1962년에 아라미드섬유의 일종으로 상품화 되었다. 벤젠환이 메타위치에서 아미드기로 연결된 중합체이며(일명：메타계 아라미드), 이것을 디메칠포름아미드(Ddimethylformamide)에 용해하여 건식방사(Dry-spinning)로 만든 섬유이다. 강도와 신도는 일반 나일론과 비슷하나 열안정성이 매우 우수하여 내열성 피복재료 및 고온필터등의 고온용 재료로 적합한 섬유이다. 상기 노맥스는 상기 폴리아미드 이미드나 폴리에스테르 이미드 재질에 비해 외부 환경에 대한 내구성과 내마모성이 우수하다.

또한, 상기 폴리아미드 이미드(또는 폴리에스테르 이미드)의 경우 액체 상태 로 심재(41)에 피복된 후 고형화되지만, 상기 노맥스는 테이핑하듯이 감싸서 피복하게 된다. 이같은 노맥스는 상당히 우수한 절연체로서 상기 폴리 아미드 이미드(또는 폴리에스테르 이미드)를 충분히 대체할 수 있지만 고형화된 상태에서 테이핑되는 작업 특성상 액상에서 피복되는 폴리아미드 이미드에 비해 동일 피복두께에 대하여 피복된 밀도가 상당히 떨어질 수밖에 없으므로 여러번 테이핑되어야 하는 곤란함이 있다. 그러므로 상기 노맥스로 폴리아미드 이미드(또는 폴리에스테르 이미드)를 대체하여 내측피복(43)과 외측피복(44) 모두의 용도로 사용되는 것보다는 내측피복(43)을 살짝 감싸는 외측피복(44)용으로 사용되는 것이 적당하다.

이와 같이, 본 발명은 고압 코일(40)에 형성시킨 다중 피복(42)을 내측피복(43)과 외측피복(44)으로 구분하고, 그 내측피복(43)와 외측피복(44)은 배치된 위치에 요구되는 특성에 보다 적합한 재질의 것으로 구성하여 작업성을 높이고 가격 대비하여 보다 높은 완성도를 갖도록 하였다.

그러나 본 발명은 전술된 것처럼 내측피복(43)과 외측피복(44)에 사용되는 재질을 엄격하게 제한하지 않고, 동일한 하나의 재질로 형성하는 데 제한을 두지 않는다. 즉, 전술된 폴리아미드 이미드(또는 폴리에스테르 이미드)와 노맥스 중 어느 한 가지 재질의 것으로 내측피복(43)과 외측피복(44)을 모두 형성하도록 구성될 수 있다. 즉, 폴리아미드 이미드(또는 폴리에스테르 이미드)와 노맥스 중 어느 하나만을 중첩하여 겹층시킬 수 있는 것이다. 뿐만 아니라 상기 코일(40)의 다중 피복(42)은 단지 두 겹의 겹층만이 아니라 그 이상의 다중 겹층으로 반복 형성될 수 있다. 또한, 폴리아미드 이미드(또는 폴리에스테르 이미드)와 노맥스를 교대로 겹 층시킬 수도 있다. 이같이 다양하게 구성한 다중 피복(42)에 대해서는 도 5에 도시된 도면에 의해 그 구성을 충분히 유추 가능하기 때문에 상세한 도면은 생략하였다.

상기 다중 피복(42)된 코일(40)은 스페이서(11) 외면의 모든 지점에 권선되는 것보다는 절연보강 구조를 더욱 필요로 하는 지점에 집중적으로 적용되는 것이 바람직하다. 이를 위해 상기 요크 코일(20B)과 가장 근접한 부위인 스페이서(11)의 상단부와 하단부만을 절연보강구간으로 하여 다중 피복된 고압 코일(40)이 권선된다. 그리고 그 중간의 나머지 부위에는 종래에 통상적으로 사용되는 피복 코일(4)로 권선된다. 상기 피복 코일(4)은 원형 단면의 심재(5)에 하나의 피복(6)이 형성되었다. 이같은 구성에 의하면 다중 피복(42)된 코일(40)을 스페이서(11)의 모든 권선 지점에 적용하는 것과 비교하여 비용 증가는 최소화하면서 최소절연거리(L1',L2',L3')를 줄이는 효과 측면에서는 거의 동일한 결과를 얻을 수 있다.

이를 위해, 상기 고압 코일(40)이 권선되는 전체 권선 지점의 상하 길이를 기준으로 그 10%의 길이에 해당되는 영역을 각각 상기 권선 지점 상단과 하단 양끝단부에 절연보강구간으로 정한다. 이는 낙뢰와 같이 과도한 이상 전압이 순간적으로 가해지는 충격 상황을 대비하여 실시한 충격 내전압 시험시, 전체 권선 지점의 길이를 기준으로 5% 내외에 해당되는 초입 영역에서 전압의 피크치가 가해졌기 때문이다(단, 상기 충격 내전압 시험은 변압기에 순간적으로 최고 125[kV]까지 가할 수 있는 장비를 가지고 행해졌다.). 따라서, 변압기에서 고압 코일(40)의 전체 권선 지점이 커짐에 따라 상기 절연보강구간도 10%의 비율을 유지하면서 비례하여 커 지며, 상기 요크 코어(20B)와 가장 근접한 복수의 권선 지점이 절연보강구간에 속하게 된다. 여기서, 상기 절연보강구간이란 변압기의 전체 권선 지점의 크기에 대응하여 고압 코일(40)과 요크 코어(20B), 고압 코일(40)과 레그 코어(20A), 고압 코일(40)과 저압 코일(16)간의 전기적 간섭이 일어나지 않도록 고압 코일(40)을 절연보강해야 하는 구간을 일컫는다. 도면에 의하면 상기 스페이서(11)의 상단부와 하단부에 위치한 각 2개의 권선 지점(실질적으로는 각 2개의 권선홈(11A))이 상기 절연보강구간에 속한 것으로 묘사되어 있다. 물론, 경우에 따라 스페이서(11)의 상단부와 하단부에 위치한 각 3개 이상의 권선 지점이 상기 절연보강구간에 포함될 수 있다.

상기와 같이 고압 코일(40)의 다중 피복(42)에 의해 고압 코일(40)과 요크 코어(20B)간의 최소절연거리(L1')는 종래에 비해 짧아진다. 이는 고압 코일(40)에 형성된 다중 피복(42)에 의해 고압 코일(40)과 요크 코어(20B)간에 전기적 간섭이 현저하게 줄어들기 때문이다. 이로써, 레그 코어(20A)의 길이 및 그에 대응하여 설치되는 프레임(50)의 길이도 짧게 되고, 권선되는 고압 코일(40)의 양도 줄어든다. 이처럼 값비싼 코어(20)의 사용량이 조금만 적어져도 상당 수준의 원가절감이 이루어진다. 뿐만 아니라, 상기 코일(40)의 겹층된 다중 피복(42)으로 인해 권선 작업 도중이나 그 이후에 고압 코일(40)의 심재(41)가 외부로 노출될 위험성이 현저하게 줄어들면서 감전 등의 안전사고를 방지할 수 있다.

또한, 상기 고압 코일(40)의 다중 피복(42)에 의해 상기 고압 코일(40)과 레그 코어(20A)간의 최소절연거리(L2')와, 상기 고압 코일(40)과 저압 코일(16)간의 최소절연거리(L3')도 줄어든다. 상기 고압 코일(40)에서 프레임(50)과 같은 그 외의 다른 도전체들까지의 최소절연거리도 줄일 수 있다. 이로써 변압기 전체의 높이와 부피를 더욱 줄일 수 있게 되어 코어 및 코일 사용량을 더욱 줄일 수 있고, 제품의 소형화를 이루는 데 매우 유리해진다.

도 6은 본 발명에 의한 변압기의 다른 실시예에 따른 코어, 스페이서, 권선간 결합관계를 나타낸 단면도이다.

도시된 바와 같이, 다른 실시예에 의한 본 발명의 변압기는 고압 코일(40')의 심재(41')가 사각의 단면을 갖는 각선으로 제작되어 적용된 상태를 제시한다.

상기 각선으로 된 심재(41')의 형상에 의해, 심재(41')의 외면에 형성되는 다중 피복(42')도 각선에 대응하여 둘러싸는 형태로 형성된다. 하지만 변형 전 실시예와 마찬가지로 다중 피복(42')의 경우 내측피복(43')과 외측피복(44')의 다중 피복(42')으로 형성된다. 상기 다중 피복(42')은 폴리아미드 이미드(또는 폴리에스테르 이미드)와 노맥스(NOMEX)로 제작된 이중피복으로 형성되거나, 그 이상의 다중 겹층된 형태로 형성될 수 있다.

또한, 상기 다중 피복(42')이 형성된 코일(40')은 스페이서(11)의 상단부와 하단부만을 절연보강구간으로 하여 집중적으로 권선된다. 도면에 따르면 상기 절연보강구간에 속한 권선 지점은 상단부 및 하단부에 각 2개 지점이 속한 것으로 묘사되어 있다. 여기서, 상기 스페이서(11)의 상단부와 하단부 절연보강구간의 권선 지점을 제외한 나머지 구간은 각진 심재(5')에 하나의 피복(6')만을 형성시킨 종래의 코일(4')이 권선된다. 이는 다중 피복(42')으로 인해 소요되는 비용을 최소화하기 위함이다.

이와 같은 다른 실시예에 의한 변압기는 변형 전 실시예와 마찬가지로 고압 코일(40')과 요크 코어(20B)간의 최소절연거리(L')를 보다 짧게 할 수 있고, 고압 코일(40')과 레그 코어(20A)간의 최소절연거리(L2')와 고압 코일(40')과 저압 코일간(16)의 최소절연거리(L3')를 짧게 할 수 있다. 따라서 상기 최소절연거리(L1',L2',L3')의 단축으로 인한 동일한 효과를 기대할 수 있게 된다. 이에 더해 상기 각진 형태의 코일(40')은 그 형태의 특성상 환동선을 사용할 때보다 높은 밀도를 갖고 보다 규칙적으로 권선되기 때문에 작업성이 좋으며 권선된 상태가 훨씬 안정적으로 유지된다.

도 7은 본 발명에 의한 변압기의 다른 실시예2에 따른 코어, 스페이서, 권선간 결합관계를 나타낸 단면도이다.

도시된 바와 같이, 다른 실시예2의 변압기는 스페이서(11)의 상단부 및 하단부의 절연보강구간에 속한 권선 지점(도면에서 상단부 및 하단부 각 2개 지점)에는 각선을 심재(41')로 하는 다중 피복(42')의 코일(40')이 권선되고, 나머지 권선 지점에는 환동선을 심재(5)로 하고 그 외측에 하나의 피복(6)만을 형성시킨 둥근 형태의 코일(4)이 권선되는 것을 특징으로 한다.

이같은 구성에 의하면 권선 지점 전체에 각선의 코일(40')을 사용하는 대신 최소절연거리(L1',L2',L3')에 직접적인 영향을 미치는 요크 코어(20B)의 근접 부위에만 각선의 코일(40')을 사용하고, 나머지는 환동선을 심재(5)로 하는 통상의 둥근 코일(4)을 사용함으로써 제조 원가를 낮출 수 있다. 이는 상기 환동선은 각선에 비하면 중량당 가격은 높을 수 있지만 더 얇은 두께로 생산 가능하기 때문에 동일 중량 및 권선 두께에 대하여 더 많은 횟수의 권선이 가능하기 때문이다. 그리고 전체적으로는 상기 각선의 코일(40')과 환동선을 심재(5)로 하는 둥근 형태의 코일(4)에 의한 복합적인 구성에 의해 안정성 높은 고품질을 구현하고 코어 및 권선되는 코일의 단축으로 인한 원가 절감 등의 효과를 그대로 살릴 수 있다.

상기 구성을 제외한 다른 실시예2의 구성은, 변형전 실시예 및 다른 실시예1의 구성과 대동소이하다. 그리고 이때 얻어지는 작용 및 효과도 대동소이하다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나. 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

이상에서 설명한 것과 같이 본 발명에 의한 절연보강된 코일을 구비한 건식 변압기는, 코일을 다중 피복한 간단한 구성만으로 고압 코일과 도전체들간의 최소절연거리를 줄일 수 있고, 이에 따라 값비싼 코어와 코일의 사용량을 줄일 수 있게 되어 제품의 제작원가를 크게 줄일 수 있다.

또한, 본 발명은 최소절연거리 단축에 따라 동일한 용량의 변압기에 대하여 제품의 소형화를 구현하는데 매우 유리해진다.

또한, 본 발명은 절연보강된 코일을 요크 코어와 근접한 부위에만 집중적으로 배치하는 구성에 의해 가격 대비 효과를 더욱 높일 수 있다.

또한, 본 발명은 작업 중이나 작업 후에 통전되는 심재의 노출로 인한 감전 등의 안전사고를 방지할 수 있다.

Claims (6)

1. 외측에 설치된 스페이서의 외면 다수의 지점에 고압 코일이 권선된 코일어셈블리와, 상기 코일어셈블리를 길이방향으로 관통하는 레그 코어 및 상기 레그 코어의 양끝단에 각각 직교하게 연결되는 요크 코어를 포함하여 이루어지는 건식 변압기에 있어서,

   상기 스페이서의 외면에서 상기 요크 코어와 근접한 부위를 절연보강구간으로 정하고, 상기 절연보강구간에 권선되는 고압 코일의 표면에는 겹층된 다중 피복을 형성시킨 것을 특징으로 하는 절연보강된 코일을 구비한 건식 변압기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 절연보강구간 내에는 고압 코일이 권선되는 지점 복수개가 속한 것을 특징으로 하는 절연보강된 코일을 구비한 건식 변압기.
3. 제1항에 있어서,

   상기 절연보강구간은 고압 코일이 권선되는 전체 권선 지점의 길이에 대하여 양끝단부 각각 10% 범위 내에 속한 영역인 것을 특징으로 하는 절연보강된 코일을 구비한 건식 변압기.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 다중 피복은, 폴리아미드 이미드 또는 폴리에스테르 이미드 재질의 피복과 노맥스 재질의 피복이 각각 내측과 외측에 겹층으로 형성된 것을 특징으로 하는 절연보강된 코일을 구비한 건식 변압기.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 다중 피복은, 폴리아미드 이미드 또는 폴리에스테르 이미드 재질의 피복과 노맥스 재질의 피복이 교대로 반복하여 다중으로 겹층된 것을 특징으로 하는 절연보강된 코일을 구비한 건식 변압기.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 다중 피복은, 폴리아미드 이미드 또는 폴리에스터 이미드 재질의 피복과 노맥스 재질의 피복 중 어느 하나가 다중으로 겹층된 것을 특징으로 하는 절연보강된 코일을 구비한 건식 변압기.

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