KR101164603B1 - 분할형 변류기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 두개의 분리된 코아를 구비하고, 분리된 코아를 지지하는 프레임 일측에 회전축을 형성하며, 다른 일측에는 체결수단을 구비하고, 각각의 코아에 감긴 코일에 유기되는 전압에 의하여 생성되는 전류를 측정할 수 있도록 코일로 균일하게 감긴 권선코일을 구비하고, 각각의 분리된 코아에 감긴 권선코일은 서로 연결되며, 각각의 코아에 권선코일을 형성하기 위하여 시작되는 시작코일 및 종단코일을 신호선으로 형성시켜 구성한 분할형 변류기에 관한 것이다.

Description

분할형 변류기{Current transfomer with split core}

본 발명은 통상의 배전반에 설치되는 전선에 체결되어 전류를 측정하는 변류기이며, 보다 구체적으로 두개의 분리된 코아를 구비하고, 분리된 코아를 지지하는 프레임 일측에 회전축을 형성하며, 다른 일측에는 체결수단을 구비하고, 각각의 코아에 감긴 권선코일에 유기되는 전압에 의하여 생성되는 전류를 측정할 수 있도록 코일로 균일하게 감긴 권선을 구비하고, 각각의 분리된 코아에 감긴 권선코일은 서로 연결되며, 각각의 코아에 권선코일을 형성하기 위하여 시작되는 시작선 및 종단선을 신호선으로 형성시켜 구성된 분할형 변류기에 관한 것이다.

종래 코아를 분리시켜 제작된 분할형 변류기는 전류측정대상 선로를 내부에 위치시키고, 체결 시에 분리된 코아의 접촉이 잘 이루어지지 않아서 오동작하거나 접촉면에 이물질이 부착되어 정상적인 동작이 이루어지지 않은 문제점이 있다.

또한, 종래 코아를 분리시켜 제작된 분할형 변류기는 배전반에 설치된 배전선로에 체결할 경우에 선로가 가늘고 변류기의 내경이 클 경우에 전류측정대상 선로의 위치에 따라 측정 전류 값의 오차가 다소 큰 차이를 보이거나 선로를 따라서 이동하므로 코일에 유기되는 전압의 차이가 발생하여 정밀하게 전류를 측정할 수 없는 문제점이 있다.

또 다른 종래 코아를 분리시켜 제작된 분할형 변류기는 다양한 배전선로에 용이하게 대처하지 못하여 측정오차의 차이가 심하고, 견고한 체결을 이루기 위한 체결구조가 간결하지 못하여 체결 시 부피가 커서 분할형 변류기가 차지하는 공간이 큰 문제점이 있다.

본 발명이 해결하려는 과제는 코아가 분리된 분할형 변류기의 내측에 난연성 고무 캡을 위치시켜 전류측정대상 선로를 체결 고정할 경우에 변류기가 이동하지 않으면서 코아에서 항상 일정거리를 유지할 수 있도록 구성되어 측정오차를 줄이는데 있다.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 두개로 분리된 코아를 서로 체결하여 고정할 때, 견고하면서 접촉면적을 최대화하여 접촉저항이 최소화되도록 톱니형상으로 형성하여 체결수단으로 체결할 경우에 변류기의 흔들림이나 선로가 흔들릴 경우에도 접촉부위가 흔들리지 않고 견고하게 고정되어 측정의 정확도를 향상시키는데 있다.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 전선에 밀착되는 고무 캡 및 코아를 둘러싸고 있는 프레임 등을 난연성 재질로 구성하여 열에 의한 변형이나 손상을 최소화시켜 내구성을 크게 향상시키는데 있다.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 두개로 분리된 코아를 고정시켜 지지하고 있는 프레임 일측에는 회전축이 형성되고, 다른 일측에는 체결수단이 형성되며, 체결수단을 클램핑 방식으로 형성하여 견고하면서 설치공간을 줄일 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 과제 해결 수단은 두개의 분리된 코아를 구비하고, 분리된 코아를 장착 지지하는 프레임 일측에 회전축을 형성하며, 다른 일측에는 체결수단을 구비하고, 각각의 코아에 유기전압에 의하여 생성되는 전류를 측정할 수 있도록 코일로 균일하게 감은 권선코일을 구비하고, 각각의 분리된 코아에 감긴 권선코일은 서로 연결되며, 각각의 권선코일을 형성하기 위하여 시작되는 시작선(코일) 및 종단선(코일)을 신호선으로 형성시켜 설계 제작된 분할형 변류기를 구현하는데 있다.

본 발명의 또 다른 과제 해결 수단은 프레임 일측에 형성된 회전축을 중심으로 회전시켜 체결수단으로 체결할 때, 두개로 분리된 코아가 서로 맞닿는 접촉면적을 증가시키고, 외부의 충격이나 흔들림에 접촉면이 이동하지 않도록 지그재그로 돌출된 톱니형상으로 제작된 분할형 변류기를 구현하는데 있다.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 두개로 분리된 코아를 지지하고 있는 프레임 일측에 형성된 회전축의 맞은편에 위치하는 체결수단을 체결할 경우에 견고하면서 설치공간을 줄일 수 있는 클램핑 방식으로 설계 제작된 분할형 변류기를 구현하는데 있다.

본 발명의 또 다른 과제 해결 수단은 전류 측정대상 전선과 코아를 고정시켜 지지하고 있는 프레임사이에 위치하여 변류기가 이동하지 아니하고 전선과 코아에 감긴 권선과의 거리가 일정하게 유지되도록 고무 캡을 삽입 체결하여 측정오차를 크게 줄일 수 있는 분할형 변류기를 구현하는데 있다.

본 발명의 또 다른 과제 해결 수단은 전선에 밀착되는 고무 캡 및 코아를 둘러싸고 있는 프레임 등을 난연성 재질로 구성하여 열에 의한 변형이나 손상을 최소화하여 내구성이 향상된 분할형 변류기를 구현하는데 있다.

본 발명은 코아가 분리된 분할형 변류기의 내측에 난연성 고무 캡을 위치시켜 전류측정대상 선로를 체결 고정할 경우에 변류기가 이동하지 않으면서 코아에서 항상 일정거리를 유지할 수 있도록 구성하여 측정오차를 줄일 수 있는 유리한 효과가 있다.

본 발명의 또 다른 효과는 두개로 분리된 코아를 서로 체결하여 고정할 때, 견고하면서 접촉면적을 최대화하여 접촉저항이 최소화되도록 톱니형상으로 형성하여 체결수단으로 체결할 경우에 변류기의 흔들림이나 선로가 흔들릴 경우에도 접촉부위가 흔들리지 않고 견고하게 고정되어 측정의 정확도를 향상시키는데 있다.

본 발명의 또 다른 효과는 전선에 밀착되는 고무 캡 및 코아를 둘러싸고 있는 프레임 등을 난연성 재질로 구성하여 열에 의한 변형이나 손상을 최소화하여 내구성을 크게 향상시키는데 있다.

본 발명의 또 다른 효과는 두개로 분리된 코아를 고정시켜 지지하고 있는 프레임 일측에는 회전축이 형성되고, 다른 일측에는 체결수단이 형성되며, 체결수단을 클램핑 방식으로 형성하여 견고하면서 설치공간을 줄일 수 있도록 하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 톱날형상의 코아를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 톱날형상의 코아와 이를 수용 고정하기 위한 프레임이 결합된 형상을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 변류기 중앙에 위치하여 전선을 잡아주는 고무 캡의 형상을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 코아를 수용 고정하기 위한 프레임과 고무 캡이 결합된 변류기의 사시도를 도시한 것이다.
<도면부호에 대한 간단한 설명>
11 : 코아 12 : 프레임
13, 14, 15 : 톱날형상(코아) 16 : 회전축
17 : 체결 홈 18 : 걸림턱
19 : 고무 캡 20 : 이탈 방지용 돌출부(고무 캡)
21 : 전선 고정용 돌출부 22 : 전선
23 : 연결선 24 : 신호선

본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용에 대하여 살펴본다.

본 발명은 두개의 분리된 코아를 구비하고, 분리된 코아가 장착 지지되는 프레임 일측에 회전축을 형성하며, 다른 일측에는 체결수단을 구비하고, 전선에 흐르는 교류전류에 의하여 각각의 코아에 감긴 코일에 유기되는 유기전압에 의하여 생성되는 전류를 측정하기 위하여 균일하게 감은 권선코일을 구비하고 있다.

각각의 분리된 코아에 감긴 권선코일은 연결선에 의하여 서로 연결되며, 각각의 권선코일을 형성하기 위하여 시작되는 시작코일 및 종단코일을 신호선으로 형성시켜 제작된 분할형 변류기이다.

또한, 본 발명은 프레임 일측에 형성된 회전축을 중심으로 회전시켜서 회전축 맞은편에 형성된 체결수단으로 체결할 때, 두개로 분리된 코아가 서로 맞물려 접촉면적을 증가시키고, 외부의 충격이나 흔들림에 접촉면이 이동하지 않도록 지그재그로 돌출된 톱니형상으로 형성되어 있다.

본 발명은 전류의 측정오차를 줄이기 위하여 전류 측정대상 전선과 내측 프레임사이에 고정 위치하여 변류기가 이동하지 아니하고 전선과 코아에 감긴 권선과의 거리가 일정하게 유지되도록 고무 캡을 구비하고 있다. 본 발명의 구체적인 실시 예에 대하여 살펴본다.

<실시 예>

본 발명의 구체적인 실시 예를 도면에 기초하여 살펴본다. 도 1은 본 발명에 따른 톱날형상의 코아를 도시한 것이다. 도 2는 본 발명에 따른 톱날형상의 코아와 이를 수용 고정하기 위한 프레임이 결합된 형상을 도시한 것이다.

도 1에서와 같이, 톱날 형상의 코아는 자성체를 가진 코아 편을 톱날 형상으로 들쑥날쑥하게 부착 고정하여 반원 형상으로 두 개가 제작된다.

두 개로 분리되어 제작된 코아를 서로 체결할 경우에 들쑥날쑥하게 형성된 코아 면이 서로 맞물려 체결되어 접촉면을 크게 하고, 접촉면이 이동하지 못하고 견고하게 부착될 수 있도록 구성되어 있다.

본 발명에 따른 접촉면의 형상은 접촉면적을 증가시킬 수 있는 형상으로 다양하게 변형하여 구성할 수 있다.

도 1에서, 제작된 두개의 분리된 코아에는 균일하게 코일을 감아서 전선(도3의 22)이 코아(11)의 내부에 위치할 경우에 유기된 전류를 정확하게 측정할 수 있도록 구성되어 있다.

본 발명은 패러데이 법칙을 이용한 것으로 독일의 물리학자 렌츠가 발명한 전자기 유도의 방향에 관한 법칙을 이용한 것이다.

보다 구체적으로, 유도기전력에 의한 유도전류는 자기력 선속의 시간적 변화를 억제하려는 방향으로 흐른다는 법칙을 이용한 것이다. 막스웰 방정식에 표현된있는 패러데이 법칙의 적분형은 식 (1)과 같다.

(1)

식 (1)에서 우변은 면적 S에 대한 자속의 시간변화율 또는 자기장의 시간에 변화에 따른 면적분을 나타낸 것이며, 좌변은 자속이 변하는 면적 S를 두르는 닫힌 폐곡선 C에 대하여 전기장을 선적분 한 것을 나타낸다.

본 발명은 이러한 원리를 이용하여 코아에 감겨있는 권선코일로 전류를 측정하는 것이다.

상기 코아에 감겨있는 권선코일은 1층 또는 2층 이상으로 형성하여 설계 제작할 수 있다.

도 1에서 제작된 두개로 분리된 코아에 권선코일을 감아서 체결 고정할 수 있도록 도 2에서와 같이 프레임 내부에 견고하게 장착 지지되도록 구성되고, 코아의 양측 가장자리의 톱날형상은 프레임 외부로 나오도록 설계 제작하여 프레임을 체결할 경우에 톱날이 서로 맞물려 접촉되어 접촉면적을 넓히고 견고한 체결이 이루어지도록 구성되어 있다.

도 2에서와 같이 반원 형상의 프레임 일측은 회전축(도2의 16)이 형성되고, 회전축(도2의 16)의 맞은편은 개방 또는 체결할 수 있도록 체결수단이 고정 설치되어 있다.

상기 회전축(도2의 16)은 통상의 폴더 형 핸드폰이나 전자사전 등을 사용하기 위하여 열고 닫을 수 있도록 일측에 회전축을 형성하는 것과 동일내지 유사하게 구성되며, 견고하게 체결되어 개방 또는 체결할 수 있는 구조이면 족하다.

상기 회전축에 의하여 고정된 측면 일측에는 도2에서와 같이 분리된 코아에 감긴 권선코일이 연결되어 이동하기 때문에 연결선(도4의 23)이 외부로 노출되어 있다.

도 2에서, 회전축(도2의 16)이 형성된 맞은편에는 프레임을 체결하기 위한 체결수단이 고정 설치되어 체결될 경우에 원통형의 변류기가 이루어진다.

상기 체결수단은 견고하면서 체결 시 체결 수단이 차지하는 공간을 줄일 수 있도록 일측은 걸림턱(도2의 18)을 5 ㎜ 이하 높이와 폭으로 형성하고, 다른 일측에는 상기 형성된 걸림턱(도2의 18)의 폭에 맞추어서 체결 홈(도2의 17, 사각형상의 구멍)을 형성하고 탄성을 이용하여 밀어서 강제끼움에 의하여 체결이 이루어지도록 구성되어 있다.

상기 걸림턱(도2의 18)은 도 2에서와 같이 용이하게 삽입 체결되어 쉽게 이탈하지 아니하도록 일정 각도로 경사지게 돌출되어 직각으로 꺾이도록 설계 제작하는 것이 바람직하다.

상기 체결홈(도2의 17)이 도 4에서와 같이 걸림턱(도2의 18)에 걸려서 견고하게 체결되도록 구성되어 있다.

각각의 코아에 권선코일을 형성하기 위하여 하나의 긴 코일(선)로 시작되는 시작선 및 종단선을 전류를 측정하기 위한 신호선(도4의 24)으로 형성되어 있다.

도 2에서, 상기 코아가 내장된 프레임을 체결수단을 이용하여 체결할 때, 프레임 내측에 형성된 원형 공간에 전선(도3의 22)이 위치할 경우에 전선(22)이 이동하지 아니하고 중앙에 위치하도록 잡아주어 전선과 코아사이의 거리가 일정하게 유지되도록 고무 캡(도2의 19)을 삽입 체결하여 사용함으로써 전류측정오차를 크게 줄일 수 있도록 구성되어 있다.

고무 캡(도2의 19)의 구조를 도 3을 통해서 살펴본다.

도 4에서, 고무 캡(도2의 19)의 외측 양 가장자리에는 코아 프레임 내측에 삽입 체결할 경우에 프레임의 외측 가장자리에 걸려서 이탈하지 않도록 둥글게 이탈 방지용 돌출부(도2의 20)가 형성되어 있고, 고무 캡(도2의 19)의 내측에는 전선과 맞닿아서 변류기를 고정할 수 있도록 길이방향 또는 폭 방향으로 돌출된 전선 고정용 돌출부(도2의 21)가 형성되어 있다.

고무 캡(도2의 19)은 각각 분리되어 코아가 고정된 프레임에 삽입 체결되도록 설계 제작하거나 프레임에 형성된 회전축 측에 위치하는 부분을 서로 연결하고 다른 일측을 개방시킨 형상으로 설계 제작할 수도 있다.

고무 캡은 두께를 다양하게 설계 제작하여 다양한 전선의 굵기에도 적응이 용이하도록 설계 제작할 수 있다.

상기 코아를 고정하는 프레임(도2의 12)은 전자기파를 차단하지 아니하는 플라스틱을 포함하는 합성수지재로 견고하게 성형 제작되며, 고무 캡은 전류 측정 대상 전선과 맞닿아서 마찰력을 높일 수 있고, 탄성을 구비한 고무를 포함하는 연성의 합성수지재질로 성형 제작하는 것이 바람직하다.

상기 코아를 감싸서 권선을 형성하는 권선코일은 가느다란 동선 등으로 제작되고, 하나의 코일로 두 개의 코아에 균일한 간격으로 감아서 권선코일을 형성하고, 최초 시작점으로 다시 회귀하도록 구성할 수도 있다.

권선코일은 1 층 또는 2 층 이상을 형성하여 본 발명에 따른 변류기를 구성할 수 있다.

상기 코아를 고정하는 프레임, 체결수단, 고무 캡 등으로 구성되는 본 발명에 따른 분할형 변류기는 난연성 재질로 제작되어 화재 및 온도 상승에 의한 손상을 최소화하여 내구성과 신뢰성을 높일 수 있도록 구성되어 있다.

본 발명은 통상의 배전반에 설치되는 전선에 체결되어 전류를 측정하는 변류기이며, 두개의 분리된 코아를 구비하고, 분리된 코아를 지지하는 프레임 일측에 회전축을 형성하며, 다른 일측에는 체결수단을 구비하고, 각각의 코아에 유기전압에 의하여 생성되는 전류를 측정할 수 있도록 코일로 균일하게 감긴 권선코일을 구비하고, 각각의 분리된 코아에 감긴 권선코일은 서로 연결되며, 각각의 권선코일을 형성하기 위하여 시작되는 시작코일 및 종단 코일을 신호선으로 형성시켜 구성한 분할형 변류기에 제공하여 측정오차를 줄이고 내구성을 향상시킬 수 있으므로 산업상 이용가능성이 매우 높다.

Claims (8)

1. 분할형 변류기에 있어서,
   두 개의 분리된 코아를 구비하고, 분리된 코아에는 코일이 감긴 권선을 형성하며, 각각 권선이 형성된 코아를 견고하게 수용하는 프레임;
   각각의 프레임 일측에 회전축을 형성하고, 회전축의 맞은편에는 개방 또는 체결할 수 있는 체결수단; 및
   코아를 견고하게 수용하는 프레임의 내측에는 전류측정대상 전선을 코아의 중앙에 위치시켜 측정오차를 줄이고, 설치된 분할형 변류기가 이동하지 않도록 잡아주는 고무 캡으로 구성하되,
   권선코일을 형성하기 위하여 시작되는 시작선과 권선코일을 형성한 후 나오는 종단선을 신호선으로 형성하고,
   상기 고무 캡에는 코아를 고정하고 있는 프레임의 외측 가장자리에 걸려서 용이하게 이탈하지 않도록 가장자리 외측에 둥글게 이탈방지용 돌출부가 형성되며,
   고무 캡의 내측에는 설치 시 전선과 밀착되어 이동하지 아니하도록 전선 고정용 돌출부가 형성된 분할형 변류기.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   두개의 분리된 코아는 체결수단으로 체결할 경우에 접촉면적을 넓게 하고, 충돌이나 흔들림에도 견고하게 접촉을 유지하여 측정오차를 줄일 수 있도록 톱니형상으로 형성됨을 특징으로 하는 분할형 변류기.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 체결수단은 일측에 회전축을 형성하여 개방 또는 체결할 수 있도록 구성하되,
   일측에 걸림턱을 고정 설치하며,
   상기 걸림턱과 체결하기 위한 체결 홈이 형성되어 탄성에 의하여 강제끼움으로 체결되도록 구성됨을 특징으로 하는 분할형 변류기.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 걸림턱은 경사가지면서 돌출되어 직각으로 꺾이게 형성하여 강제끼움으로 용이하게 삽입 체결되고, 체결 후 용이하게 이탈되지 아니하도록 구성된 분할형 변류기.
7. 청구항 4에 있어서,
   상기 두개로 분리된 코아에 감긴 권선코일은 전류 측정오차를 줄일 수 있도록 균일하게 형성함을 특징으로 하는 분할형 변류기.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 분할형 변류기에 채용되는 프레임, 고무 캡 및 신호선은 화재 또는 높은 온도에서 견딜 수 있는 난연성 재질로 구성함을 특징으로 하는 분할형 변류기.

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