KR100996736B1 - Current transformer for switchgear - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초고압 스위치기어용 전류 변성기에 있어서, 스위치기어의 크기를 축소할 수 있도록 스페이서에 일체화된 초고압 스위치기어용 전류 변성기를 제공하려는 것으로서, 본 발명에 따른 스위치기어용 전류 변성기는, 전기적 절연재를 주조한 절연 주조물 부로 형성되는 절연 스페이서(SPACER); 상기 절연 스페이서의 내부에 상기 절연 주조물 부에 의해 지지되게 마련되는 전기적 도체 부; 상기 전기적 도체 부를 둘러싸게 상기 절연 스페이서에 내장하여 마련되는 전류 검출장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention is to provide a current transformer for the ultra-high voltage switchgear, the current transformer for the ultra-high voltage switchgear integrated in the spacer to reduce the size of the switch gear, the current transformer for the switch gear according to the present invention, the electrical insulation material An insulation spacer SPACER formed of a molded insulation casting part; An electrical conductor part provided to be supported by the insulating casting part inside the insulating spacer; And a current detecting device provided in the insulating spacer so as to surround the electrical conductor part.

초고압 스위치기어, 전류 변성기, 스페이서, 로고우스키 코일, 광섬유 Ultra High Voltage Switchgears, Current Transformers, Spacers, Rogowski Coils, Fiber Optics

Description

스위치기어용 전류 변성기{CURRENT TRANSFORMER FOR SWITCHGEAR}Current transformer for switchgear {CURRENT TRANSFORMER FOR SWITCHGEAR}

본 발명은 고전압 대전류의 전력계통에 사용되는 스위치기어(SWITCHGEAR)에 있어서 전류를 측정하는 기기에 관한 것으로서, 특히 스위치기어의 크기를 소형화하는 데 적합한 스페이서(SPACER) 일체형 전류 변성기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a device for measuring current in a switchgear (SWITCHGEAR) used in a high voltage, high current power system, and more particularly, to a spacer integrated current transformer suitable for miniaturizing the size of the switchgear.

최근 전력계통에 있어서, 전압의 상승과 측정 정밀도에 대한 요구가 증가함에 따라, 고전압, 대전류 측정기기에 대한 관심이 함께 고조되고 있다. 종래의 전력 기기에 있어서, 고전압, 대전류는 철심과 권선으로 구성된 계기용 변압기(Potential Transformer, 약하여 PT로 통칭됨)와 변류기(Current Transformer, 약하여 CT로 통침됨)에 의해 측정되어 왔지만, 그 크기가 예컨대 170 킬로 볼트(kV)용량 초고압 스위치기어용인 경우 대형으로 예컨대 변류기의 길이가 1미터로서, 변류기를 포함하는 가스 절연 개폐기(Gas Insulated Switchgear, 약하여 GIS로 통칭됨)의 전체 길이 약 6미터 30센티미터(6300 mm)에 대비하여 약 1/6에 달하는 영향을 미친다. 스위치기어의 큰 크기는 스위치기어가 설치되는 변전소에 있어서, 건설에 필요한 넓은 점유면적을 요구하고 따라서 높은 지가(地價)에 따른 시설 비용이 사용자에게는 부담이 되어, 보다 작은 크기의 초고압용 변류기와 스위치기어 에 대한 요구가 증가되고 있다.In recent years, as power demands for voltage rise and measurement accuracy increase, interest in high voltage and large current measuring devices has increased together. In conventional power equipment, high voltage and high current have been measured by an instrument transformer (potential transformer, weakly referred to as PT) and a current transformer (weakly referred to as CT) consisting of an iron core and a winding, For example, for 170 kilovolt (kV) capacity ultra high pressure switchgear, it is large, for example, the length of the current transformer is about 1 meter, and the total length of the gas insulated switchgear including the current transformer (weakly referred to as GIS) is about 30 feet. It has an effect of about 1/6 against (6300 mm). The large size of the switchgear requires a large footprint in construction of the substation in which the switchgear is installed, and thus the cost of the facility due to the high land price burdens the user. The demand for gears is increasing.

전자기 유도를 이용한 종래기술에 따른 변류기는 철심의 1차 측에 측정 대상의 선로를 감고 철심의 2차 측에 검출출력용 코일을 감은 구성으로서, 철심의 1차 측 전류로 인해 철심의 2차 측 코일에 유도되는 전압을 측정하는 원리를 이용한다. 이러한 종래기술에 따른 변류기에 있어서 측정 감도를 높이로 신뢰성을 향상시키기 위해서 상기 철심의 재료로서 자성체(磁性體)를 이용한다. 그러나 자성체는 자기 포화곡선을 그리는 특성이 있으므로 일정 한계 이상의 전류에 대해 측정이 불가능하다. 따라서 대전류를 측정하기 위해서 측정 대상의 전류의 크기에 비례하여 변류기의 크기도 증가해야 한다. 따라서, 변류기를 포함하는 스위치기어는 변류기의 크기 증가에 따라 비례하여 증대되는 문제가 있다.Current transformer according to the prior art using electromagnetic induction is a configuration in which the line of the measurement target is wound on the primary side of the iron core and the coil for detection output is wound on the secondary side of the iron core, and the secondary side coil of the iron core due to the primary side current of the iron core Use the principle of measuring the voltage induced in the In the current transformer according to the prior art, a magnetic body is used as a material of the iron core in order to improve the reliability by increasing the measurement sensitivity. However, since the magnetic material has a characteristic of drawing a magnetic saturation curve, it is impossible to measure the current over a certain limit. Therefore, in order to measure a large current, the size of the current transformer must also increase in proportion to the magnitude of the current to be measured. Therefore, the switchgear including the current transformer has a problem that increases proportionally as the size of the current transformer increases.

또한 3상 교류 일괄 측정 장치에 있어서, 각각의 상 별 변류기는 상 별 변류기를 지지하는 지지대와 함께 3개가 하나의 스위치기어 중 변류기 부분의 외함 즉, 통상 관(PIPE)형의 함체(ENCLOSURE) 내에 함께 설치되어야 하므로, 외함의 내경이 커져야 하고 따라서 스위치기어 전체 크기의 증대를 초래한다.In addition, in the three-phase AC batch measurement device, each phase current transformer together with a support for supporting the phase current transformer, three of them in an enclosure of the current transformer portion of the switchgear, that is, a common pipe type ENCLOSURE Since they must be installed together, the inner diameter of the enclosure must be large, resulting in an increase in the overall size of the switchgear.

또한 최근 변전소에 있어서 자동화에 대한 요구와 함께 변전소 설치용 전력기기에 대한 국제 규격이 강화됨에 따라 디지털 계기의 사용이 증가하고 있다.In addition, the use of digital instruments is increasing in recent years as the international standard for power equipment for substation installations is strengthened with the demand for automation in substations.

디지털 계기에 이용하기 위하여 변류기의 출력신호를 저전압 신호로 변환하는 기기의 설치도 추가되어야 해, 추가 장치와 그의 점유공간과 비용이 소요되는 문제도 있었다.In order to be used in digital instruments, the installation of a device for converting the output signal of the current transformer into a low voltage signal has to be added.

또한 종래기술에 따른 변류기는 2차 측 즉, 검출출력용 코일의 출력단이 외 부로 노출되는 구조를 가지고 있어서, 고전압 신호 출력에 의한 주변 디지털 계기의 측정에 악영향을 미치거나 고전압 출력단과 저전압 신호변환 수단 간의 한 상의 연결 케이블이 지락 등에 의해 소손되면 다른 상의 연결 케이블도 인접하여 함께 손상되는 문제가 있었다.In addition, the current transformer according to the prior art has a structure in which the output side of the secondary side, that is, the output coil of the detection output is exposed to the outside, adversely affects the measurement of the peripheral digital instrument by the high voltage signal output or between the high voltage output stage and the low voltage signal conversion means. When the connection cable of one phase is burned out by a ground, etc., there was a problem that the connection cable of the other phase is adjacently damaged together.

따라서, 본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해소하는 것으로서, 본 발명의 일 목적은 전류 변성기의 크기를 축소하여 스위치기어 전체 크기를 소형화할 수 있는 스위치기어용 전류 변성기를 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention solves the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a current transformer for a switchgear capable of reducing the size of the entire switchgear by reducing the size of the current transformer.

본 발명의 다른 목적은, 별도의 디지털 계기에 접속하여 사용하는 데 적합하도록 저전압 신호 출력을 제공할 수 있어 별도의 저전압 신호 변환수단이 불필요한 전자식 스위치기어용 전류 변성기를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a current transformer for an electronic switchgear which can provide a low voltage signal output so as to be suitable for use by connecting to a separate digital instrument, so that a separate low voltage signal conversion means is unnecessary.

본 발명의 또 다른 목적은, 외부와의 전기적 절연성이 확보될 수 있는 스위치기어용 전류 변성기를 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a current transformer for switchgear which can ensure electrical insulation from the outside.

상기 본 발명의 목적은, 스위치기어용 전류 변성기에 있어서,The object of the present invention, in the current transformer for the switchgear,

전기적 절연재를 주조한 절연 주조물 부로 형성되는 절연 스페이서(SPACER);An insulation spacer SPACER formed of an insulation casting part in which an electrical insulation material is cast;

상기 절연 스페이서의 내부에 상기 절연 주조물 부에 의해 지지되게 마련되는 전기적 도체 부;An electrical conductor part provided to be supported by the insulating casting part inside the insulating spacer;

상기 전기적 도체 부를 둘러싸게 상기 절연 스페이서에 내장하여 마련되는 전류 변성기 부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 스위치기어용 전류 변성기를 제공함으로써 달성될 수 있다.It can be achieved by providing a current transformer for the switchgear according to the invention, characterized in that it comprises a current transformer unit provided in the insulating spacer surrounding the electrical conductor portion.

본 발명에 따른 스위치기어용 전류 변성기는 스위치기어의 스페이서 내에 내 장하여 스페이서를 절연재로 주조할 때 함께 주조되어 제작되므로 추가적 공간을 필요로 하지 않아 스위치기어 전체를 소형화할 수 있는 효과와 함께 외부와의 전기적 절연성이 우수한 스위치기어용 전류 변성기를 얻을 수 있는 효과가 있다.The current transformer for the switchgear according to the present invention is built in the spacer of the switchgear and is cast together when the spacer is cast with an insulating material, so that no additional space is required, and thus the entire switchgear can be miniaturized. It is effective to obtain a current transformer for switchgear having excellent electrical insulation.

본 발명에 따른 스위치기어용 전류 변성기는 전류검출 수단으로서 로고우스키 코일 또는 광섬유를 이용한 전류검출 수단을 이용하여 수 밀리 내지 수 볼트(mV)의 저전압 출력신호를 출력하므로, 별도의 디지털 계기에 적합한 저전압 신호로 변환하기 위한 신호변환수단이 불필요하여 크기의 축소와 비용의 절감을 얻을 수 있는 효과가 있다.The current transformer for the switchgear according to the present invention outputs a low voltage output signal of several milliseconds to several volts (mV) by using a current detecting means using a Rogowski coil or an optical fiber as a current detecting means, and thus suitable for a separate digital instrument. The signal converting means for converting into a low voltage signal is unnecessary, thereby reducing the size and reducing the cost.

본 발명에 따른 스위치기어용 전류 변성기는 철심형 변류기와 달리 출력신호가 전류가 아닌 전압으로 출력되므로 전류 변성기 내에 전자회로를 내장시켜 출력신호를 제공하거나 마이크로 프로세서 응용기기에 적합한 효과가 있다.Unlike the iron core current transformer, the current transformer for the switchgear according to the present invention outputs the output signal as a voltage rather than a current, thereby providing an output signal by embedding an electronic circuit in the current transformer or suitable for a microprocessor application.

본 발명에 따른 스위치기어용 전류 변성기는 철심형 변류기와 달리 철심을 이용하지 않으므로, 작고 가벼운 스위치기어용 전류 변성기를 얻을 수 있는 효과가 있다. Since the current transformer for the switch gear according to the present invention does not use an iron core unlike an iron core current transformer, there is an effect of obtaining a small and light switch current transformer.

본 발명에 따른 스위치기어용 전류 변성기는 철심형 변류기와 달리 자성체 철심을 이용하지 않으므로, 포화가 일어나지 않아 대 전류의 계측과 넓고 정밀한 범위의 전류 계측이 가능한 스위치기어용 전류 변성기를 얻을 수 있는 효과가 있다.Unlike the iron core current transformer, the current transformer for the switch gear according to the present invention does not use a magnetic iron core, so that the saturation does not occur, so that the current transformer for the switch gear capable of measuring a large current and measuring a current in a wide and precise range can be obtained. have.

본 발명에 따른 스위치기어용 전류 변성기는 대 전류의 계측과 넓고 정밀한 범위의 전류 계측이 가능하므로, 종래에 각각 용도별로 별도 제작되었던 회로 상 설정된 전류 이상 또는 이하의 전류 검출시 접점을 개폐하여 신호를 발생시키는 계전용 변류기와 전류량을 계측하는 계측용 변류기의 용도 모두에 사용할 수 있는 전류 변성기를 얻을 수 있는 효과가 있다. Since the current transformer for the switchgear according to the present invention can measure a large current and measure a wide and accurate range of current, a signal is generated by opening and closing a contact when detecting a current above or below a set current in a circuit, which has been manufactured separately for each application. There is an effect that a current transformer can be obtained that can be used for both the current transformer for current generation and the current transformer for measuring current.

본 발명에 따른 스위치기어용 전류 변성기는 절연 주조물 내에 내장되므로 부분적 노출에 의한 지락 사고 등에 따른 소손 가능성을 배제하여 신뢰성 있는 스위치기어용 전류 변성기를 얻을 수 있는 효과가 있다.Since the current transformer for the switchgear according to the present invention is embedded in the insulation casting, it is possible to obtain a reliable switchgear current transformer by eliminating the possibility of damage caused by a ground fault due to partial exposure.

본 발명에 따른 스위치기어용 전류 변성기는 전류 변성기 부를 광 검출기로 구성하는 경우에 광섬유의 단 부 면에 유전체(dielectric)를 코팅(coating)하여 반사경을 구성함으로써 전류 변성기 제작시 절연 주조물 내에 내장되게 주조할 때 열로 인하여 반사경과 광섬유가 분리되거나 스페이서의 절연성 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.The current transformer for the switchgear according to the present invention is cast to be embedded in an insulation casting during fabrication of the current transformer by forming a reflector by coating a dielectric on the end surface of the optical fiber when the current transformer portion is configured as a photo detector. When the reflector and the optical fiber is separated due to the heat or there is an effect that can prevent the insulation deterioration of the spacer.

본 발명에 따른 스위치기어용 전류 변성기는 전류 변성기 부를 광 검출기로 구성하는 경우에 광섬유의 단 부 면에 유전체를 코팅하여 반사경을 구성함으로써, 별도의 반사경을 광섬유에 부착하는 경우 대비하여, 반사경의 면적에 따라 다수의 광섬유를 사용하지 않아도 되는 효과와 함께 반사 성능도 향상되어 출력신호의 크기도 증대되는 효과를 얻을 수 있다.In the case of the current transformer for the switchgear according to the present invention, when the current transformer unit is configured as a photo detector, the reflector is formed by coating a dielectric on the end surface of the optical fiber, so that the area of the reflector is prepared in case of attaching a separate reflector to the optical fiber. Accordingly, the effect of not having to use a plurality of optical fibers and the reflection performance is improved, thereby increasing the size of the output signal.

상기 본 발명의 목적과 이를 달성하는 본 발명의 구성 및 그의 작용효과는 첨부한 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 이하의 설명에 의해서 좀 더 명확히 이해될 수 있을 것이다.The object of the present invention and the constitution and effects of the present invention to achieve the same will be more clearly understood by the following description of the preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스위치기어용 전류 변성기로서 삼 상 분리형 전류 변성기의 구성을 보여주는 종 단면도와 횡 단면도 그리고 원 내는 부분 확대 도이다. 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 스위치기어용 전류 변성기의 일 실시 예 구성을 설명하면 다음과 같다.1 is a longitudinal cross-sectional view and a cross-sectional view showing a configuration of a three-phase separate current transformer as a current transformer for a switch gear according to an embodiment of the present invention and a partially enlarged view of a circle. Referring to Figure 1 describes the configuration of an embodiment of a switchgear current transformer according to the present invention.

도 1의 우측 종 단면도와 횡 단면도에 있어서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스위치기어용 전류 변성기는 크게 구분하여 절연 스페이서(SPACER)(3)와, 전기적 도체 부(30)와, 전류 변성기 부(31)를 포함하여 구성된다.In the right longitudinal cross-sectional view and the cross-sectional view of FIG. 1, the current transformer for the switchgear according to the embodiment of the present invention is largely divided into an insulating spacer (SPACER) 3, an electrical conductor part 30, and a current transformer part. It comprises a 31.

절연 스페이서(3)는 예컨대 에폭시(epoxy)와 같은 전기적 절연재를 주조(molding)한 절연 주조물 부(32)로 형성된다. 절연 스페이서(3)는 스위치 기어에 있어서 구성부분을 구획하는 용도로 이용되며, 가스 절연 스위치 기어에 있어서는 예컨대 6불화황(SF6)와 같은 절연가스가 봉입되는 구획 실(comparted chamber)을 형성하게 된다. 도 1에 도시한 실시 예는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스위치기어용 전류 변성기이므로, 도 1에 도시된 바와 같은 절연 스페이서(3)가 R, S, T와 같은 교류의 상(phase) 별로, 즉 3상 교류의 경우 각각의 상에 대응하게 3개가 마련될 수 있다.The insulating spacer 3 is formed of an insulating casting part 32 molded of an electrical insulating material such as epoxy, for example. The insulating spacer 3 is used for partitioning components in the switch gear, and in the gas insulated switch gear, a partitioned chamber in which an insulating gas such as sulfur hexafluoride (SF6) is enclosed is formed. . 1 is a current transformer for a switch gear according to an embodiment of the present invention, the insulating spacer 3 as shown in FIG. 1 is for each phase of the alternating current, such as R, S, T That is, in the case of three-phase alternating current, three may be provided corresponding to each phase.

전기적 도체 부(30)는 절연 스페이서(3)의 내부에 절연 주조물 부(32)에 의해 지지되어 마련된다. 도 1에 있어서 전기적 도체 부(30)는 절연 스페이서(3)의 내부에 절연 주조물 부(32)에 의해 지지되어 상기 상 별로 마련된다.The electrical conductor part 30 is provided supported by the insulating casting part 32 inside the insulating spacer 3. In FIG. 1, the electrical conductor part 30 is supported by the insulating casting part 32 inside the insulating spacer 3 and provided for each phase.

전류 변성기 부(31)는 도체 부(30)를 둘러싸게 절연 스페이서(3)에 내장하여 마련된다. 또한 도 1의 원내 확대도로서 도시된 바와 같이, 전류 변성기 부 단면 중심부(31a) 즉, 전류 변성기 부와, 차폐 부재(31b)를 포함하여 구성될 수 있다. The current transformer part 31 is provided in the insulating spacer 3 so as to surround the conductor part 30. In addition, as shown in the enlarged view of the in-circuit of FIG. 1, the current transformer portion may include a cross section central portion 31a, that is, a current transformer portion and a shielding member 31b.

이러한 차폐 부재(31b)는 외부 자계나 노이즈(noise)로부터 단면 중심부(31a) 즉, 전류 변성기 부를 차폐하는 작용효과를 가진다. The shielding member 31b has an effect of shielding the end face 31a of the end face, that is, the current transformer part, from an external magnetic field or noise.

이러한 차폐 부재(31b)는 후술하는 도 3에 도시된 바와 같은 로고우스키 코일을 이용한 전류 변성기 부(31)의 일 구성 실시 예 용으로 적합하며, 도 4에 도시된 바와 같은 광섬유를 이용한 전류 변성기 부(31)의 다른 구성 실시 예에 있어서는 광섬유 자체의 노이즈 차폐성능이 우수하므로 차폐 부재(31b)가 불필요하여 구성에서 배제된다. 차폐 부재(31b)는 도 3에 도시된 바와 같은 전류 변성기 부 단면 중심부(31a) 즉, 전류 변성기 부{실질적으로 로고우스키 코일을 의미)의 외 측에 상기 로고우스키 코일을 미리 설정된 간격을 두고 둘러싸게 마련된다. 바람직하게, 차폐 부재(31b)는 알루미늄(aluminum)으로 제작된다. 차폐 부재(31b)는 바람직하게 일부가 개방된 형태인 알파벳 "C"형으로 제작하는 것이 바람직하다. 차폐 부재(31b)를 알파벳 "O"형으로 구성하지 않는 이유는 차폐 부재(31b)도 금속 재질이므로 투자율이 작은 재질은 사용하여도 미세하게 흐르는 와류의 발생을 방지하기 위함이다. 이러한 와류는 도체 부(30)로부터 방사되는 자계를 적어도 부분적으로 차폐한다. 도체 부(30)로부터 방사되는 자계를 일부 차폐하면, 전류 변성기 부{실질적으로 로고우스키 코일을 의미)의 전류 감지의 성능이 저하된다.Such a shielding member 31b is suitable for one configuration embodiment of the current transformer unit 31 using the Rogoski coil as shown in FIG. 3 to be described later, and the current transformer using the optical fiber as shown in FIG. 4. In another configuration embodiment of the section 31, since the noise shielding performance of the optical fiber itself is excellent, the shielding member 31b is unnecessary and thus excluded from the configuration. The shielding member 31b has a predetermined distance between the Rogowski coil and the outside of the current transformer portion cross-sectional center portion 31a as shown in FIG. It is arranged to surround. Preferably, the shielding member 31b is made of aluminum. It is preferable that the shielding member 31b be manufactured in the alphabet "C" shape which is a part open form preferably. The reason why the shielding member 31b is not constituted by the letter “O” is that the shielding member 31b is also made of a metal material to prevent the generation of fine flowing vortices even when a material having a low permeability is used. This vortex at least partially shields the magnetic field radiating from the conductor portion 30. Partly shielding the magnetic field radiated from the conductor portion 30 deteriorates the performance of current sensing of the current transformer portion (substantially meaning a Rogowski coil).

초고압 스위치기어는 통상 외부 인크로져(enclosure) 부분이 다수의 관(PIPE) 형 구조물을 접속하여 구성되며, 각각의 관은 전류 변성기 부, 회로 개폐기구 부 등을 내장하고, 절연 스페이서(3)를 이러한 관 형 구조물 내에 고정하기 위해서 도 1에 도시된 바와 같이 절연 스페이서(3)는 볼트와 너트(BOLT & NUT)와 같은 고정수단을 관통시키기 위한 고정 구 부(32b)가 다수 형성된 플랜지(FLANGE) 부(32a)를 구비한다. 도 1의 종 단면도(2개의 단면도 중 좌측 부분)에 있어서, 플랜지 부(32a)는 절연 스페이서(3)의 여타 절연 주조물 부(32)와 동일한 절연재로 구성할 수도 있으며, 금속 재인 상기 관 형 구조물의 부분과 접속시 기계적 강도를 위해서 플랜지 부(32a)는 여타 절연 주조물 부(32)와 달리 금속 재로 구성될 수 있다.The ultra-high pressure switchgear is usually formed by connecting an external enclosure portion to a plurality of pipe (PIPE) -type structures, each of which includes a current transformer portion, a circuit switch mechanism portion, and an insulating spacer (3). In order to fix in the tubular structure, as shown in FIG. 1, the insulating spacer 3 has a flange having a plurality of fasteners 32b for penetrating fixing means such as bolts and nuts. The part 32a is provided. In the longitudinal cross-sectional view of FIG. 1 (the left part of the two cross-sections), the flange portion 32a may consist of the same insulating material as the other insulating casting portions 32 of the insulating spacer 3, and the tubular structure is a metal material. The flange portion 32a may be made of a metal material, unlike the other insulation casting portion 32, for mechanical strength in connection with the portion of the.

한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 스위치기어용 삼 상 일괄 형 전류 변성기의 구성을 종 단면도 및 부분 확대도로서 보여주는 도 2를 참조하여 설명한다.On the other hand, it will be described with reference to Figure 2 showing the configuration of the three-phase collective current transformer for the switchgear according to another embodiment of the present invention as a longitudinal cross-sectional view and a partial enlarged view.

도 2에 도시된 바와 같은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 삼 상 일괄 형 스위치기어용 전류 변성기는, 전기적 절연재를 주조한 절연 주조물 부(42)로 형성되고 교류의 3 상(phase)에 대해 일체형으로 마련되는 하나의 절연 스페이서(4)와, 상기 절연 스페이서(4)의 내부에 상기 절연 주조물 부(42)에 의해 지지되어 3상용의 3개가 함께 마련되는 전기적 도체 부(40a, 40b, 40c)와, 상기 전기적 도체 부(40a, 40b, 40c)를 둘러싸게 상기 절연 스페이서(4)에 내장하여 마련되는 전류 변성기 부(41)를 포함하여 구성된다. 따라서 전류 변성기 부(41)는 상기 3개의 전기적 도체 부(40a, 40b, 40c)에 각각 대응하여 3개가 마련된다.A current transformer for a three-phase batch type switchgear according to another embodiment of the present invention as shown in FIG. 2 is formed of an insulating casting part 42 formed by casting an electrical insulating material, and is integral with three phases of alternating current. One insulating spacer 4 provided by the insulating member 4 and an electrical conductor part 40a, 40b, and 40c supported by the insulating casting part 42 inside the insulating spacer 4 and provided with three for three phases. And a current transformer portion 41 provided in the insulating spacer 4 so as to surround the electrical conductor portions 40a, 40b, and 40c. Accordingly, three current transformer parts 41 are provided corresponding to the three electrical conductor parts 40a, 40b, and 40c, respectively.

상기 도 1에 도시된 상 분리형 스페이서(3) 내에 전류 변성기 부(31)로서 도 3에 도시된 바와 같은 로고우스키 코일을 내장하는 경우, 상 분리형 스페이서(3)의 외경 변화는 미미한 수준이다, 그러나, 도 2에 도시된 바와 같은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 삼 상 일체 형 스위치기어용 전류 변성기에 도 3에 도시된 바와 같은 로고우스키 코일을 내장하는 경우, 각 상 별로 금속의 차폐 부재(31b)를 설치하여야 하므로 상 간 절연거리까지 고려했을 때 3상 일체형 스페이서(4)의 외경이 상당히 커진다. 따라서 삼 상 일체 형 스위치기어용 전류 변성기의 경우, 도 4에 도시된 바와 같은 광섬유를 이용하는 광 검출기로 전류 변성기 부를 구성하는 것이 바람직하다. 광섬유를 이용하는 광 검출기로 전류 변성기 부를 구성하는 경우 광섬유의 두께가 125μm 이내로 매우 가늘기 때문에 3상 일체형 스페이서(4)의 외경 변화 없이 본 발명에 따른 3상 일체형 스페이서(4)에 내장되는 전류 변성기를 얻을 수 있다.When the Rogousuki coil as shown in FIG. 3 is incorporated as the current transformer unit 31 in the phase-separated spacer 3 shown in FIG. 1, the change in the outer diameter of the phase-separated spacer 3 is minimal. However, in the case where the Rogowski coil as shown in FIG. 3 is incorporated in the three-phase integrated switchgear current transformer according to another embodiment of the present invention as shown in FIG. Since the 31b must be provided, the outer diameter of the three-phase integrated spacer 4 becomes considerably large in consideration of the insulation distance between phases. Therefore, in the case of the current transformer for the three-phase integrated switchgear, it is preferable to configure the current transformer unit with a photo detector using an optical fiber as shown in FIG. When the current transformer unit is configured by an optical detector using an optical fiber, since the thickness of the optical fiber is very thin within 125 μm, the current transformer built into the three-phase integrated spacer 4 according to the present invention without changing the outer diameter of the three-phase integrated spacer 4 is used. You can get it.

한편, 본 발명에 따른 스위치기어용 전류 변성기에 있어서 전류 검출 장치의 일 실시 예로서 로고우스키 코일을 이용한 실시 예의 구성을 보여주는 구성도인 도 3을 참조하여 일 실시예에 따른 전류 검출 장치의 구성과 작용을 설명하면 다음과 같다.On the other hand, the configuration of the current detection device according to an embodiment with reference to Figure 3 which is a block diagram showing the configuration of an embodiment using a Rogowski coil in the current transformer for the switchgear according to the present invention as an embodiment of the current detection device The following describes the action.

도 3에 도시된 바와 같은 상기 전류 변성기 부는 도 1을 참조하여 설명한 바와 같은 상기 절연 스페이서(3)의 플랜지 부(32a)에 인접한 위치에 내장하여 마련되는 로고우스키 코일(도 1의 부호 31a 부분이 상당)로 구성된다. The current transformer part as shown in FIG. 3 is a Rogowski coil (part 31a in FIG. 1) provided in a position adjacent to the flange part 32a of the insulating spacer 3 as described with reference to FIG. 1. This equivalent).

상기 로고우스키 코일은, 전류 측정 대상(도 3에 있어서 부호 O의 지시부분 참조 및 도 1에 있어서 부호 30의 도체 부 참조)이 내부를 관통하게 설치되는 공심 코어(31d)와, 상기 공심 코어(31d)에 감으며 상기 전류 측정 대상의 전류량에 비례 하는 전압 신호를 출력하는 권선(31c)을 포함하여 구성된다. 공심 코어(31d)는 종래기술과 달리 철심 또는 자성체 코어로 사용하지 않고, 공심 다시 말해서 내부가 진공상태인 코어 즉, 권선(31c)의 일종의 지지부재로서 내부가 진공 상태인 코어이다. 도 3에 있어서 권선(31c)의 양 단 부(출력단)은 도 1 및 도 2에 있어서 상 분리형 및 3상 일체형 스페이서(3, 4)에 있어서 절연 주조물 부(32, 42)의 외부로 노출되는 단 부를 가지게 구성될 수 있고, 이러한 권선(31c)의 양 단 부(출력단)에 신호선을 접속하고 이러한 신호선을 아날로그-디지털 변환기와 마이크로 프로세서 등을 갖는 외부의 측정장치에 접속하여 전류의 측정이 가능하다. 구체적인 측정을 위한 구성과 작용은 다음과 같다.The Rogowski coil is composed of an air core core (31d) in which a current measurement target (refer to the indication portion indicated by reference numeral O in FIG. 3 and the conductor portion indicated by reference numeral 30 in FIG. 1) is installed so as to pass through the inside, and the air core core. And a winding 31c wound around 31d and outputting a voltage signal proportional to the current amount of the current measurement target. Unlike the prior art, the core core 31d is not used as an iron core or a magnetic core, but in other words, the core core is a vacuum core, that is, a core having a vacuum inside as a support member of the winding 31c. In FIG. 3, both ends (output ends) of the winding 31c are exposed to the outside of the insulation casting parts 32 and 42 in the phase separation type and the three phase integrated spacers 3 and 4 in FIGS. 1 and 2. It can be configured to have a stage, and it is possible to measure the current by connecting signal lines to both ends (output ends) of the winding 31c and connecting these signal lines to an external measuring device having an analog-to-digital converter and a microprocessor. Do. The configuration and operation for the specific measurement are as follows.

도 3에 도시된 로고우스키 코일에서 전류 측정 대상(O)에 i(t)의 전류가 흐를 때 권선(31c)에 유기되는 전압은 다음 식 (1)과 같다.In the Rogowski coil shown in FIG. 3, the voltage induced in the winding 31c when a current of i (t) flows in the current measurement object O is expressed by the following equation (1).

Figure 112008025740909-pat00001
Figure 112008025740909-pat00001

상기 식(1)에서 v(t)는 권선(31c)에 유기되는 전압이고, μ0 는 진공의 투자율이고, n은 단위 길이당 권선 수, S는 공심 코어(31d)의 단면적이고 Σij(t)는 일정 시간 동안의 전류량이다.In formula (1), v (t) is the voltage induced in the winding 31c, μ 0 is the permeability of the vacuum, n is the number of turns per unit length, S is the cross-section of the core core 31d and Σi j ( t) is the amount of current for a certain time.

따라서 상기와 같이 전류 측정 대상(O), 도 1에서는 도체 부(30)에 해당하는 부분에 흐르는 전류량에 따라서 상기 식(1)과 같이 로고우스키 코일의 권선(31c)에 유기되는 전압{v(t)}의 크기를 계측함으로써 전류량을 측정가능하다. 다시 말해서, 이러한 전압신호를 외부로 출력하여 미 도시한 상기 신호 선을 통해 미 도시의 제어기에 전달되고, 이러한 제어기에 포함된 아날로그-디지털 변환회로 및 마이크로 프로세서를 이용하여 전압신호에 비례하는 전류량을 측정할 수 있는 것이다.Accordingly, the voltage induced by the winding 31c of the Rogowski coil as shown in Equation (1) according to the current measurement object O and the amount of current flowing in the portion corresponding to the conductor part 30 in FIG. The amount of current can be measured by measuring the size of (t)}. In other words, the voltage signal is output to the outside and transmitted to a controller (not shown) through the signal line (not shown), and an amount of current proportional to the voltage signal is obtained using an analog-to-digital conversion circuit and a microprocessor included in the controller. It can be measured.

상술한 바와 같이 로고우스키 코일의 출력 전압신호는 수 밀리 볼트(mV) 내지 수 볼트(V)의 전압을 가진 저전압 신호이므로, 주변의 노이즈에 대한 영향에 민감하게 영향을 받을 수 있고, 따라서 도 1의 원내 확대 도에 도시된 바와 같이 로고우스키 코일의 외 측에 상기 로고우스키 코일을 미리 설정된 간격을 두고 둘러싸게 차폐 부재(31b)를 설치하는 것이 바람직하다.As described above, the output voltage signal of the Rogowski coil is a low voltage signal having a voltage of several millivolts (mV) to several volts (V), and thus may be sensitively affected by the influence of ambient noise. As shown in the enlarged view of the inside of the circle, it is preferable to provide a shielding member 31b on the outer side of the Rogowski coil to surround the Rogowski coil at a predetermined interval.

본 발명에 따른 스위치기어용 전류 변성기에 있어서 전류 검출 장치의 다른 실시 예로서 광섬유를 이용한 실시 예의 구성을 보여주는 구성도인 도 4를 참조하여 다른 실시 예에 따른 스위치기어용 전류 변성기에 있어서 전류 검출 장치의 구성과 작용을 설명하면 다음과 같다.Another embodiment of the current detection device in the current transformer for the switchgear according to the present invention with reference to Figure 4 which is a block diagram showing the configuration of an embodiment using an optical fiber in accordance with another embodiment of the current detection device for a switchgear current transformer The configuration and operation of are as follows.

본 발명에 따른 스위치기어용 전류 변성기에 있어서 전류 검출 장치 즉, 도 1 및 도 2의 전류 변성기 부(31, 41)는 도 4에 도시된 바와 같이 광 검출기로 구성되고, 상기 광 검출기는 광원 및 광-전기 변환기(41b), 광섬유(41) 및 반사경(41a)을 포함하여 구성된다.In the current transformer for the switchgear according to the present invention, the current detection device, that is, the current transformer parts 31 and 41 of FIGS. 1 and 2 are constituted by a photo detector as shown in FIG. And an optical-to-electric converter 41b, an optical fiber 41, and a reflector 41a.

광원 및 광-전기 변환기(41b)는 광원과 광-전기 변환기의 기능을 복합적으로 수행하는 부분으로서, 광원은 광을 발생시키는 부분으로 예컨대 레이저 다이오드(laser diode)가 이용될 수 있고, 광-전기 변환기 부분은 수신된 광 신호를 전기적 신호로 변환하는 부분이다. 실시 예상 광섬유(41)를 제외한 광원 및 광-전기 변 환기(41b)는 도 1 및 도 2의 상 분리형 스페이서(3) 및 3상 일체형 스페이서(4)의 외부에 설치될 수도 있다.The light source and the photo-electric converter 41b are a part that performs a combination of the functions of the light source and the photo-electric converter, and the light source generates a light, for example, a laser diode may be used, and the photo-electric The converter portion is a portion that converts the received optical signal into an electrical signal. The light source and the photo-electric converter 41b except for the expected optical fiber 41 may be provided outside the phase-separated spacer 3 and the three-phase integrated spacer 4 of FIGS. 1 and 2.

광섬유(41)는 전류를 측정할 대상 상기 광원으로부터의 광과 상기 반사경(41a)에 의해 반사된 광을 전송하는 자체 노이즈 차폐성능이 우수한 광 신호 전송 매체로서 이용되었다. 광섬유(41)는 전류 측정 대상(O), 도 1에서는 도체 부(30) 및 도 2에서는 상 별 도체 부(40a-40c)에 해당하는 부분의 주위에 다수 회 감기게 설치된다. 광섬유는 일반적으로 코어(core), 클래드(clad), 코팅(coating)으로 구성된다. 코어와 클래드는 모두 유리 재질로서 코어와 클래드의 굴절률 차이에 의해서 광 신호를 손실 없이 전달하는 특성이 있다. 그리고 코팅은 이러한 광섬유를 외부 압력으로부터 보호하는 기능을 수행한다. 광섬유(41)는 전체가 전기적 절연물로 구성되어 있기 때문에 스위치기어 및 스페이서의 전기적 절연 성능에 전혀 악영향을 미치지 않는다는 장점이 있다. 또한 광섬유(41)는 전기적인 특성을 이용하는 것이 아니고 광학 효과(특히 패러데이 효과)를 이용하는 것이므로 외부의 전기적 영향(특히 노이즈)에 민감하지 않고 출력 특성에 선형성이 좋은 장점이 있다.The optical fiber 41 was used as an optical signal transmission medium having excellent self-noise shielding performance for transmitting light from the light source to measure current and light reflected by the reflector 41a. The optical fiber 41 is installed to be wound around the portion corresponding to the current measurement object O, the conductor portion 30 in FIG. 1 and the respective conductor portion 40a-40c in FIG. 2. Optical fibers generally consist of a core, a clad, and a coating. The core and the clad are all glass materials, and the optical signal is transmitted without loss due to the difference in refractive index between the core and the clad. The coating then serves to protect this optical fiber from external pressure. Since the optical fiber 41 is composed entirely of electrical insulators, the optical fiber 41 has no merit to have no adverse effect on the electrical insulation performance of the switchgear and the spacer. In addition, since the optical fiber 41 does not use an electrical characteristic but uses an optical effect (particularly a Faraday effect), the optical fiber 41 is not sensitive to external electrical influences (especially noise) and has a good linearity in output characteristics.

한편, 광섬유인 전류 변성기 부(41)를 도 1 및 도 2의 도체 부 및 상 별 도체 부(30) 및 (40a-40c)인 동시에 도 4에 있어서 측정 대상(O)의 주위에 원형으로 감게 되면, 상기 광섬유인 전류 변성기 부(41)를 구성하는 코어와 클래드의 굴절율 변화로 인해 선 복 굴절(linear double refraction)이 발생한다. 이러한 선 복 굴절은 전류량 감지의 감도를 저하시키는 요인이되므로, 선 복 굴절을 줄이기 위해서 저 복 굴절(low double refraction)의 특성을 갖는 특수한 광섬유를 전류 변성기 부(41)로서 사용하는 것이 바람직하다.On the other hand, the current transformer 41, which is an optical fiber, is wound around the measurement object O in FIG. 4 at the same time as the conductor portion and phase conductor portions 30 and 40a-40c of FIGS. Then, linear double refraction occurs due to a change in refractive index between the core and the cladding of the current transformer 41 which is the optical fiber. Since such linear refraction causes a decrease in sensitivity of current amount sensing, it is preferable to use a special optical fiber having low double refraction as the current transformer 41 to reduce the linear refraction.

또한, 선 복 굴절을 줄이기 위해서, 측정 대상(O)의 주위에 광섬유인 전류 변성기 부(41)를 감을 때, 비틀어서 감는 것이 바람직하다. 광섬유인 전류 변성기 부(41)를 비틀어서 감으면, 광섬유를 구성하는 코어와 클래드의 굴절율 변화가 전체적으로 동일하게 되면서 선 복 굴절의 영향을 감소시킬 수 있다.In addition, in order to reduce the linear refraction, when winding the current transformer portion 41, which is an optical fiber, around the measurement object O, it is preferable to twist and wind. By twisting and winding the current transformer portion 41, which is an optical fiber, the change in refractive index of the core and the cladding of the optical fiber becomes the same as the whole, thereby reducing the influence of the linear refraction.

본 발명에 따라서 광섬유인 전류 변성기 부(41)를 측정 대상(O)의 주위에 감기전 광섬유를 마련할 때, 코어와 클래드와 코팅으로 구성된 광섬유 중 코팅 층을 제거하여 준비한다. 그러한 이유는 상기 도 1 및 도 2의 절연 주조물 부(32, 42)의 주조시 열에 의해서 코팅이 용융되면서 광섬유의 특성에 영향을 미치는 것을 배제하기 위함이다. 일반적으로 광섬유의 코어와 클래드는 2000℃이상의 고온에서 제작되고 절연 주조물 부(32, 42)로서 예컨대 에폭시의 주조시 온도는 150℃ 전후이므로, 절연 주조물 부(32, 42)의 주조시 광섬유의 코어와 클래드는 영향이 없다. 그러나 광섬유의 코팅은 재질에 따라 차이가 있지만 수십 내지 200℃의 온도로 액상으로 도포된다. 따라서, 절연 주조물 부(32, 42)의 주조시 코팅의 용융 가능성이 있고 이는 광섬유의 특성에 악영향을 미칠 수 있다. 특히, 200℃ 내외에서 액상으로 도포될 수 있는 코팅은 딱딱한 재질로 이루어져 있으므로, 도체 부(30) 및 상 별 도체 부(40a-40c)인 측정 대상(O)의 주위에 광섬유를 감을 때 선 복 굴절을 증가시키는 요인이 된다. 따라서, 주조시 열에 의해 용융되어 특성을 변화시킬 수 있는 문제와 선 복 굴절의 증가 요인이 되는 문제로 인해, 본 발명에 따른 광섬유를 이용한 전류 변성기의 제작시 이용되는 광섬유에는 코팅을 제거한 코어와 클래드 만으로 구성된 광섬유를 바람직하게 사용한다.According to the present invention, when the current transformer 41, which is an optical fiber, is prepared before winding the optical fiber around the measurement object O, a coating layer of the optical fiber composed of a core, a clad, and a coating is removed. The reason for this is to exclude that the coating is melted by heat during casting of the insulation casting parts 32 and 42 of FIGS. 1 and 2, and thus affects the characteristics of the optical fiber. In general, the core and clad of the optical fiber are fabricated at a high temperature of 2000 ° C. or higher, and as the insulation casting parts 32 and 42, for example, the temperature at the time of casting of epoxy is around 150 ° C., the core of the optical fiber when casting the insulation casting parts 32 and 42. And clad have no effect. However, the coating of the optical fiber is different depending on the material, but is applied in the liquid phase at a temperature of several tens to 200 ℃. Thus, there is a possibility of melting of the coating upon casting of the insulation casting parts 32 and 42, which may adversely affect the properties of the optical fiber. In particular, since the coating that can be applied in a liquid at about 200 ° C is made of a hard material, when the optical fiber is wound around the measurement object (O), which is the conductor portion 30 and the respective conductor portions 40a-40c, It is a factor that increases the refraction. Therefore, due to the problem of melting due to heat during casting and a change of properties and a factor of increasing the refractive deflection, the optical fiber used in the fabrication of the current transformer using the optical fiber according to the present invention has a core and a clad with the coating removed. The optical fiber which consists of bays is used preferably.

반사경(41a)은 광원 및 광-전기 변환기(41b)의 광원으로부터 방사되어 광섬유(41)를 통해 전송된 광을 광섬유(41)를 통해 다시 반사하여 광원 및 광-전기 변환기(41b)로 전송하기 위한 수단으로 마련되었다. 반사경(41a)은 광섬유인 전류 변성기 부(41)의 단 부 면에 유전체를 코팅하여 구성하는 것이 바람직하다. 반사경의 반사능을 높히기 위해서 별도의 반사경을 광섬유인 전류 변성기 부(41)의 단 부에 부착하는 경우 절연 주조물 부(32, 42)의 주조시 접착 재가 용융하여 반사경이 이탈하거나 성능이 저하될 수 있고, 반사경의 효과를 위해 광섬유인 전류 변성기 부(41)의 단 부 면에 금속재질로 코팅을 할 경우, 본 발명에 따른 상 분리형 스페이서(3) 또는 3상 일체형 스페이서(4)의 본연의 기능인 도체 부(30) 및 상 별 도체 부(40a-40c)을 전기적으로 절연되게 지지하는 절연성능을 영향을 미칠 수 있기 때문이다.The reflector 41a reflects the light emitted from the light source and the light source of the light-to-electric converter 41b and transmitted through the optical fiber 41 to reflect back through the optical fiber 41 to be transmitted to the light source and the light-to-electric converter 41b. Was prepared as a means. The reflector 41a is preferably configured by coating a dielectric on the end surface of the current transformer portion 41 which is an optical fiber. When attaching a separate reflector to the end of the current transformer part 41, which is an optical fiber, in order to increase the reflectivity of the reflector, the adhesive may melt during casting of the insulation casting parts 32 and 42, thereby causing the reflector to deviate or deteriorate. In the case of coating the end surface of the current transformer portion 41, which is an optical fiber, with a metallic material for the effect of the reflector, the conductor which is the inherent function of the phase separation spacer 3 or the three phase integrated spacer 4 according to the present invention. This is because the insulation performance of electrically supporting the portion 30 and the respective conductor portions 40a-40c may be affected.

상기와 같이 구성되는 광 검출기의 전류 측정 작용을 간략히 설명하면 다음과 같다.Briefly, the current measuring action of the photo detector configured as described above is as follows.

광원 및 광-전기 변환기(41b)의 광원으로부터 방사된 광은 광섬유(41)를 통해 전송되고 반사경(41a)에 의해 반사되어 다시 광섬유(41)를 통해 광원 및 광-전기 변환기(41b)로 수광되는데, 광섬유(41)를 통해 전송되는 과정에서 전류 측정 대상(O)의 전류량에 비례하는 자계(magnetic field)에 의해 상응하는 각도로 편광된다. 따라서 광-전기 변환기(41b)는 이러한 광원에서 방사된 광과 수광된 광의 편광 된 정도(각도)에 따라 상응하는 전기신호를 변환하여 출력한다. 이러한 광-전기 변환기(41b)의 출력은 도 1 및 도 2에 있어서 상 분리형 및 3상 일체형 스페이서(3, 4)에 있어서 절연 주조물 부(32, 42)의 외부로 노출되는 출력단자를 통해 제공되도록 구성될 수 있고, 이러한 출력단자에 신호 선을 접속하고 이러한 신호 선을 아날로그-디지털 변환기와 마이크로 프로세서 등을 갖는 외부의 측정장치에 접속하여 전류의 측정이 가능하다.The light emitted from the light source and the light source of the light-to-electric converter 41b is transmitted through the optical fiber 41 and reflected by the reflector 41a to receive the light source and the light-to-electric converter 41b through the optical fiber 41 again. In the process of being transmitted through the optical fiber 41, it is polarized at a corresponding angle by a magnetic field that is proportional to the amount of current of the current measurement object (O). Accordingly, the photo-electric converter 41b converts and outputs a corresponding electric signal according to the polarization degree (angle) of the light emitted from the light source and the received light. The output of this opto-electric converter 41b is provided through the output terminals exposed to the outside of the insulation casting parts 32 and 42 in the phase separation type and the three phase integrated spacers 3 and 4 in FIGS. 1 and 2. It can be configured to connect a signal line to such an output terminal, and it is possible to measure the current by connecting this signal line to an external measuring device having an analog-to-digital converter, a microprocessor, or the like.

광섬유를 이용한 광학적 전류 계측에 대한 더욱 상세한 실시 예의 구성과 작용에 대한 정보는 본 발명의 발명자가 발명하고 본 발명의 출원인이 출원하여 국내 등록한 특허등록 제0575244호(발명의 명칭: 광섬유 격자를 이용한 온도 보상 광 변류기)의 공보를 참조할 수 있다.Information on the configuration and operation of a more detailed embodiment of the optical current measurement using an optical fiber is disclosed by the inventor of the present invention and filed in Korea by the applicant of the present invention (registered name: temperature using an optical fiber grating) See Compensation Light Current Transformer).

이상과 같이 구성되는 본 발명에 따른 스위치기어용 전류 변성기의 동작을 설명한다.The operation of the switchgear current transformer according to the present invention configured as described above will be described.

전류 측정 대상인 도체가 도 1에 도시된 바와 같은 상 분리형 스페이서(3) 내의 도체 부(30) 또는 도 2에 도시된 바와 같은 3상 일체형 스페이서(4) 내의 상 별 도체 부(40a-40c)일 때, 도체 부(30) 또는 상 별 도체 부(40a-40c)의 주위를 둘러싸게 상 분리형 스페이서(3) 또는 3상 일체형 스페이서(4) 내에 내장되고 절연 주조물 부(32, 42)에 의해 위치가 고정되는 전류 변성기 부(31, 41)에 의해 전류량이 측정될 수 있다. 전류 변성기 부(31, 41)는 도 3에 도시된 바와 같은 로고우스키 코일의 권선 및 공심 코어(31c, 3d)로서 구성되어, 전류 측정 대상인 도체에 흐르는 전류량에 비례하게 로고우스키 코일에 의해 유기되는 전압신호로서 측정될 수 있다. 또한, 전류 변성기 부(31, 41)는 도 4에 도시된 바와 같은 광 검출기의 광원 및 광-전기 변환기(41b), 광섬유인 전류 변성기 부(41) 및 반사경(41a)로서 구성되어, 전류 측정 대상인 도체에 흐르는 전류량에 비례하게 편광되는 광을 전기적 신호 다시 말해 수 밀리 볼트(mV)의 아날로그 전압 신호로 변환되고 필요시 아날로그-디지털 변환회로를 통해 디지털 신호로 변환되어 출력될 수 있다. 이러한 전압 신호들은 상술한 바와 같이 신호 선을 통해 외부의 아날로그-디지털 변환기 및 마이크로 프로세서를 가진 측정기기를 통해 전류량으로 다시 변환 산출될 수 있다.The conductor to be measured may be the conductor portion 30 in the phase separation spacer 3 as shown in FIG. 1 or the phase conductor portions 40a-40c in the three phase integrated spacer 4 as shown in FIG. When embedded in the phase separation spacer 3 or the three phase integrated spacer 4 and positioned by the insulated casting parts 32, 42 so as to surround the conductor part 30 or the phase conductor part 40a-40c. The amount of current can be measured by the current transformer units 31 and 41 in which the is fixed. The current transformer sections 31 and 41 are constituted as windings of the Rogoski coil and the core cores 31c and 3d as shown in Fig. 3, and are moved by the Rogoski coil in proportion to the amount of current flowing through the conductor to be measured. It can be measured as a voltage signal to be induced. In addition, the current transformer sections 31 and 41 are configured as a light source and a photo-electric converter 41b of a photo detector as shown in FIG. 4, a current transformer section 41 which is an optical fiber, and a reflector 41a to measure current. Light polarized in proportion to the amount of current flowing in the target conductor is converted into an electrical signal, that is, an analog voltage signal of several millivolts (mV), and, if necessary, converted into a digital signal through an analog-digital conversion circuit. These voltage signals can be converted back to a current amount through a measuring device having an external analog-to-digital converter and a microprocessor through the signal line as described above.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스위치기어용 전류 변성기로서 삼 상 분리형 전류 변성기 구성을 보여주는 종 단면도와 횡 단면도 그리고 원 내는 부분 확대 도이고,1 is a longitudinal cross-sectional view showing a configuration of a three-phase separate current transformer as a current transformer for the switchgear according to an embodiment of the present invention and a partial enlarged view of a circle.

도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 스위치기어용 전류 변성기로서 삼 상 일체형 전류 변성기의 구성을 보여주는 종 단면도 및 원내는 그의 부분 확대 도이며,2 is a longitudinal cross-sectional view showing a configuration of a three-phase integrated current transformer as a current transformer for switchgear according to another embodiment of the present invention, and a partially enlarged view of a chamber thereof;

도 3은 본 발명에 따른 스위치기어용 전류 변성기에 있어서 전류 검출 장치의 일 실시 예로서 로고우스키 코일을 이용한 실시 예의 구성을 보여주는 구성도이고,Figure 3 is a block diagram showing the configuration of an embodiment using a Rogoski coil as an embodiment of the current detection device in the current transformer for switch gears according to the present invention,

도 4는 본 발명에 따른 스위치기어용 전류 변성기에 있어서 전류 검출 장치의 다른 실시 예로서 광섬유를 이용한 실시 예의 구성을 보여주는 구성도이다.Figure 4 is a block diagram showing the configuration of an embodiment using an optical fiber as another embodiment of the current detection device in the current transformer for switchgear according to the present invention.

*도면의 주요부에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols on the main parts of the drawings

3: 상 분리형 스페이서 30: 도체 부3: phase-separated spacer 30: conductor part

31: 전류 변성기 부31: current transformer part

31a: 전류 변성기 부 단면 중심부 31b: 차폐 부재31a: center portion of the current transformer portion 31b: shield member

31c: 권선 31d: 공심 코어31c: winding 31d: core core

32: 절연 주조물 부32: insulation casting part

32a: 플랜지 부 32b: 고정 구 부32a: flange portion 32b: fixture

4: 3상 일체형 스페이서 40a, 40b, 40c: 상 별 도체 부4: three-phase integrated spacer 40a, 40b, 40c: phase conductor portion

41: 전류 변성기 부 41a: 반사경41: current transformer part 41a: reflector

41b: 광원 및 광-전기 변환기41b: light source and opto-electric converter

42: 절연 주조물 부42: insulation casting part

Claims (12)

스위치기어용 전류 변성기에 있어서,In the current transformer for switchgear, 전기적 절연재를 주조한 절연 주조물 부로 형성되고, 상기 스위치기어의 구획실을 형성하는 절연 스페이서(SPACER);An insulating spacer (SPACER) formed of an insulating casting part formed by casting an electrical insulating material and forming a compartment of the switchgear; 상기 절연 스페이서의 내부에 상기 절연 주조물 부에 의해 지지되어 마련되는 전기적 도체 부;An electrical conductor part supported by the insulating casting part inside the insulating spacer; 상기 전기적 도체 부를 둘러싸게 상기 절연 스페이서에 내장하여 마련되는 전류 변성기 부; 및A current transformer unit provided in the insulating spacer so as to surround the electrical conductor unit; And 상기 전류 변성기 부의 외 측에 상기 전류 변성기 부를 미리 설정된 간격을 두고 둘러싸게 마련되어 외부 노이즈(noise)를 차폐하고, 와류 발생에 의한 상기 전기적 도체 부로부터의 자계 차폐를 방지하기 위해 알파벳 "C"형으로 구성되는 차폐 부재;를 포함하여 구성되며,In order to surround the current transformer unit at predetermined intervals on the outer side of the current transformer unit to shield external noise, and to prevent the magnetic field shielding from the electrical conductor unit due to vortex generation in the alphabet "C" type It is configured to include; 상기 전류 변성기 부는 상기 절연 스페이서의 플랜지(FLANGE) 부에 인접한 위치에 내장하여 마련되는 로고우스키 코일로 구성되고, 상기 로고우스키 코일은, 전류 측정 대상인 상기 전기적 도체 부가 내부를 관통하게 설치되는 공심 코어와, 상기 공심 코어에 감으며 상기 전류 측정 대상인 상기 전기적 도체 부의 전류량에 비5례하는 전압 신호를 출력하는 권선을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스위치기어용 전류 변성기.The current transformer unit is composed of a Rogoowski coil provided in a position adjacent to a flange portion of the insulating spacer, and the Rogoowski coil is a hollow core installed to penetrate the inside of the electrical conductor part to be measured current. And a winding wound around the core and the core core and outputting a voltage signal which is five times the amount of the current of the electrical conductor part, which is the current measurement target. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 스위치기어용 전류 변성기에 있어서, In the current transformer for switchgear, 전기적 절연재를 주조한 절연 주조물 부로 형성되고 상기 스위치기어의 구획실을 형성하는 절연 스페이서;An insulation spacer formed of an insulation casting part formed by casting an electrical insulation material and forming a compartment of the switch gear; 상기 절연 스페이서의 내부에 상기 절연 주조물 부에 의해 지지되어 마련되는 전기적 도체부; 및An electrical conductor part supported by the insulating casting part inside the insulating spacer; And 상기 전기적 도체 부를 둘러싸게 상기 절연 스페이서에 내장하여 마련되는 전류 변성기 부;를 포함하고,And a current transformer unit provided in the insulating spacer so as to surround the electrical conductor unit. 상기 전류 변성기 부는 광 검출기로 구성되고,The current transformer unit is composed of a photo detector, 상기 광 검출기는, The photo detector, 광을 발생시키는 광원과, A light source for generating light, 전류 측정 대상인 상기 전기적 도체 부의 주위에 감기며 광을 전송하는 광섬유와,An optical fiber which is wound around the electrical conductor part which is a current measurement object and transmits light; 상기 광섬유의 일 단 부에 설치되어 상기 광원으로부터의 광을 상기 광섬유를 통해 상기 광원 측으로 반사하는 반사경 및 A reflector installed at one end of the optical fiber and reflecting light from the light source to the light source through the optical fiber; 상기 전류 측정 대상인 상기 전기적 도체 부의 전류량에 따라서 편광되어 수신되는 광신호를 전기적 신호로 변환하는 광-전기 변환기를 포함하여 구성되며,And an optical-to-electric converter for converting an optical signal, which is polarized and received, into an electrical signal according to the amount of current of the electrical conductor part, which is the current measurement target, 상기 광섬유는,The optical fiber, 상기 절연 주조물 부의 주조시 열에 의해 코팅이 용융되면서 광섬유의 특성을 변화시키는 영향을 배제하기 위해서 코팅을 제거한 코어(core)와 클래드(clad) 만으로 구성된 광섬유인 것을 특징으로 하는 스위치기어용 전류 변성기. The current transformer for a switch gear, characterized in that the optical fiber consisting of only the core (core) and clad (removed) to remove the coating in order to exclude the effect of changing the characteristics of the optical fiber while the coating is melted by heat during the casting of the insulating casting part. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 광섬유는,The optical fiber, 저 복 굴절(low double refraction) 특성을 갖는 광섬유로서,An optical fiber having low double refraction characteristics, 선 복 굴절(linear double refraction)을 감소시키기 위해서 비틀어서 상기 전기적 도체 부의 주위에 감기는 광섬유인 것을 특징으로 하는 스위치기어용 전류 변성기.A current transformer for switchgear, characterized in that it is an optical fiber twisted and wound around the electrical conductor portion to reduce linear double refraction. 삭제delete 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 반사경은 상기 광섬유의 단 부 면에 유전체를 코팅하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스위치기어용 전류 변성기.The reflector is a current transformer for the switchgear, characterized in that by coating a dielectric on the end surface of the optical fiber. 스위치기어용 전류 변성기에 있어서,In the current transformer for switchgear, 전기적 절연재를 주조한 절연 주조물 부로 형성되고 교류의 상(phase) 별로 마련되며, 상기 스위치기어의 구획실을 형성하는 절연 스페이서(SPACER);An insulation spacer (SPACER) formed of an insulation casting part formed by casting an electrical insulation material and provided for each phase of an alternating current and forming a compartment of the switchgear; 상기 절연 스페이서의 내부에 상기 절연 주조물 부에 의해 지지되어 상기 상 별로 마련되는 전기적 도체 부;An electrical conductor part supported by the insulating casting part inside the insulating spacer and provided for each phase; 상기 전기적 도체 부를 둘러싸게 상기 절연 스페이서에 내장하여 마련되는 전류 변성기 부; 및A current transformer unit provided in the insulating spacer so as to surround the electrical conductor unit; And 상기 전류 변성기 부의 외 측에 상기 전류 변성기 부를 미리 설정된 간격을 두고 둘러싸게 마련되어 외부 노이즈(noise)를 차폐하고, 와류 발생에 의한 상기 전기적 도체 부로부터의 자계 차폐를 방지하기 위해 알파벳 "C"형으로 구성되는 차폐 부재;를 포함하여 구성되고,In order to surround the current transformer unit at predetermined intervals on the outer side of the current transformer unit to shield external noise, and to prevent the magnetic field shielding from the electrical conductor unit due to vortex generation in the alphabet "C" type It is configured to include; 상기 전류 변성기 부는,The current transformer section, 전류 측정 대상인 상기 전기적 도체 부가 내부를 관통하게 설치되는 공심 코어와, 상기 공심 코어에 감으며 상기 전류 측정 대상인 상기 전기적 도체 부의 전류량에 비례하는 전압 신호를 출력하는 권선을 갖는 로고우스키 코일로 구성되는 것을 특징으로 하는 스위치기어용 전류 변성기.Rogoski coil having a core core installed to penetrate the inside of the electrical conductor to be measured current, and a winding wound around the core core and outputs a voltage signal proportional to the amount of current of the electrical conductor portion to be measured current A current transformer for switchgear, characterized in that. 삭제delete 스위치기어용 전류 변성기에 있어서,In the current transformer for switchgear, 전기적 절연재를 주조한 절연 주조물 부로 형성되고 교류의 3 상(phase)에 대해 일체형으로 마련되며, 상기 스위치기어의 구획실을 형성하는 하나의 절연 스페이서(SPACER);An insulating spacer (SPACER) formed of an insulating casting part cast an electrical insulating material and integrally provided with respect to three phases of alternating current and forming a compartment of the switchgear; 상기 절연 스페이서의 내부에 상기 절연 주조물 부에 의해 지지되어 3상용의 3개가 함께 마련되는 전기적 도체 부;An electrical conductor part supported by the insulating casting part inside the insulating spacer and provided with three for three phases; 상기 전기적 도체 부를 둘러싸게 상기 절연 스페이서에 내장하여 마련되고, 광 검출기로 구성되는 전류 변성기 부를 포함하여 구성되며,It is provided embedded in the insulating spacer to surround the electrical conductor portion, and comprises a current transformer portion consisting of a photo detector, 상기 광 검출기는,The photo detector, 광을 발생시키는 광원과, A light source for generating light, 전류 측정 대상인 상기 전기적 도체 부의 주위에 감기며 광을 전송하는 광섬유와,An optical fiber which is wound around the electrical conductor part which is a current measurement object and transmits light; 상기 광섬유의 일 단 부에 설치되어 상기 광원으로부터의 광을 상기 광섬유를 통해 상기 광원 측으로 반사하는 반사경 및 A reflector installed at one end of the optical fiber and reflecting light from the light source to the light source through the optical fiber; 상기 전류 측정 대상인 상기 전기적 도체 부의 전류량에 따라서 편광되어 수신되는 광신호를 전기적 신호로 변환하는 광-전기 변환기를 포함하여 구성되고,And an optical-to-electric converter configured to convert an optical signal, which is polarized and received, into an electrical signal according to the amount of current of the electrical conductor part, which is the current measurement target, 상기 광섬유는,The optical fiber, 상기 절연 주조물 부의 주조시 열에 의해 코팅이 용융되면서 광섬유의 특성을 변화시키는 영향을 배제하기 위해서 코팅을 제거한 코어(core)와 클래드(clad) 만으로 구성된 광섬유인 것을 특징으로 하는 스위치기어용 전류 변성기.The current transformer for a switch gear, characterized in that the optical fiber consisting of only the core (core) and clad (removed) to remove the coating in order to exclude the effect of changing the characteristics of the optical fiber while the coating is melted by heat during the casting of the insulating casting part. 삭제delete
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