KR101596399B1

KR101596399B1 - 변압기용 철심 권선 조립체

Info

Publication number: KR101596399B1
Application number: KR1020160003242A
Authority: KR
Inventors: 정원창; 김문웅
Original assignee: 주식회사 케이피일렉트릭
Priority date: 2016-01-11
Filing date: 2016-01-11
Publication date: 2016-02-23

Abstract

본 발명은 변압기용 철심 권선 조립체에 관한 것으로, 다층의 저압권선과 다층의 고압권선으로 구성되는 한 쌍의 권선부; 상기 권선부의 중공에 결합되는 철심부; 상기 권선부와 철심부 사이에 개재되며 상기 저압권선과 고압권선을 순차적으로 권취가능하게 하는 보빈; 상기 다층의 저압권선 사이 및 고압권선 사이에 각각 개재되는 층간절연지를 포함하되, 상기 한 쌍의 권선부를 상호 결속시키도록 일측 외주 둘레를 감싸는 상태로 연결하며, 상기 층간절연지의 돌출되는 상단과 하단을 일방향으로 절곡시키는 조임 압력을 부여함과 동시에 그 절곡된 형상을 안정적으로 유지시키는 절곡용 절연밴드를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 상기 층간절연지를 일괄적으로 절연 유지상태로 접을 수 있어 작업자가 일일이 층간절연지의 상단과 하단을 'Z'자의 귀접이 구조로 접는 수작업을 진행을 생략할 수 있을 뿐만 아니라, 외부 요인에 의해 귀접이 부분이 쉽게 풀리는 현상을 미연에 방지할 수 있으므로 변압기의 절연 신뢰성은 물론 제조단가를 크게 낮출 수 있는 효과가 있다.

Description

변압기용 철심 권선 조립체{iron core winding assembly for transformer}

본 발명은 변압기용 철심 권선 조립체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저압권선과 고압권선 사이에 개재되는 층간절연지의 설치 공정을 개선하여 제품의 생산성 및 절연성능에 대한 신뢰도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 권선부와 철심부 사이의 절연간격을 최소화하여 변압기의 전체 중량 및 부피를 효율적으로 줄일 수 있는 변압기용 철심 권선 조립체에 관한 것이다.

일반적으로, 변압기란 전자유도작용에 의하여 한쪽의 권선에 동일 주파수의 교류전기로 전압을 변환하는 유도기기로서 적어도 2개 이상의 권선부와 한 개 이상의 철심부 및 절연물로 구성되어 있다.

또한, 상기 철심부 및 권선부는 규격에 따라 뇌임펄스 시험. AC내전압시험, 유도시험 등 절연 성능을 확인하는 절연시험을 실시한다.

이러한 절연 시험은 변압기 도체와 접지간 또는 도체와 도체간, 층간 절연에 있어 일정한 간격을 유지하거나 정상적인 절연 성능을 유지하고 있는지를 판단할 수 있도록 하기 위함이다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 종래기술에 따른 변압기용 철심 권선 조립체는 저압권선(11)과 고압권선(12)로 이루어진 2 개의 권선부(10,20)와, 상기 2 개의 권선부(10,20)를 결속 상태로 코일이 권선되는 철심부(30)로 구성된다.

또한, 상기 저압권선(11)과 고압권선(12) 사이에는 상기 철심부(30)와 절연을 목적으로 하는 층간절연지(40)가 개재된다.

그러나, 종래기술에 따른 변압기용 철심 권선 조립체의 경우, 권선부(10,20)와 철심부(30) 간의 절연 및 기계적 강도 보강을 위해 상기 권선부(10,20)와 철심부(30) 사이를 일정 거리 이격시키는 절연공간부(L)를 확보함과 동시에 상기 권선부(10,20) 사이에 개재되는 다수의 층간절연지(40)의 상단과 하단을 각각 작업자가 일일이 'Z'자의 귀접이(41) 구조로 접는 수작업을 진행하고 있는 관계로 그 작업과정이 매우 번거로웠을 뿐만 아니라 그에 따른 생산성 저하 현상까지 초래하고 있었으며, 변압기가 오랜시간동안 작동하게 되면 상기 층간절연지(40)의 귀접이(41) 부분이 풀리게 되는 변형에 의해 상기 저압권선(11) 또는 고압권선(12)이 노출됨으로써 가장 중요시되고 있는 고도의 절연효과를 기대할 수 없는 관계로 결과적으로는 제품의 자체수명이 짧게 되는 커다란 문제점을 안고 있었고, 전체적으로 제품의 절연 신뢰성 저하, 인건비 상승에 따른 제조단가 상승 등의 문제점이 있었다.

한국등록실용신안공보 제0223839호(2001.03.03)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 발명의 목적은 저압권선과 고압권선 사이에 개재되는 층간절연지의 설치 공정을 개선하여 제품의 생산성 및 절연성능에 대한 신뢰도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 권선부와 철심부 사이의 절연간격을 최소화하여 변압기의 전체 중량 및 부피를 효율적으로 줄일 수 있는 변압기용 철심 권선 조립체를 제공하는데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 변압기용 철심 권선 조립체는, 다층의 저압권선과 다층의 고압권선으로 구성되는 한 쌍의 권선부; 상기 권선부의 중공에 결합되는 철심부; 상기 권선부와 철심부 사이에 개재되며 상기 저압권선과 고압권선을 순차적으로 권취가능하게 하는 보빈; 상기 다층의 저압권선 사이 및 고압권선 사이에 각각 개재되는 층간절연지를 포함하되, 상기 한 쌍의 권선부를 상호 결속시키도록 일측 외주 둘레를 감싸는 상태로 연결하며, 상기 층간절연지의 돌출되는 상단과 하단을 일방향으로 절곡시키는 조임 압력을 부여함과 동시에 그 절곡된 형상을 안정적으로 유지시키는 절곡용 절연밴드를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 저압권선과 고압권선의 양단은 동일 선상에 위치하며, 상기 권선부와 철심부 사이의 절연간격이 7mm를 초과하지 않는 것을 특징으로 한다.

상기 층간절연지는 상기 고압권선을 절연하는 1차 층간지와, 저압권선을 절연하는 2차 층간지로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 층간절연지의 돌출되는 상단과 하단은 지그재그 방향을 따라 순차적으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 층간절연지의 상단과 하단의 돌출부분은 2개 이상의 고압권선 또는 저압권선을 덮는 길이로 연장되는 것을 특징으로 한다.

상기 절곡용 절연밴드는 권선부의 폭방향 일측과 타측에 각각 설치되는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 권선부를 상호 결속시키며 층간절연지의 돌출되는 상단과 하단을 일방향으로 절곡시키는 조임 압력을 부여하고 절곡된 형상을 안정적으로 유지시키는 절곡용 절연밴드를 구성함으로써, 상기 층간절연지를 일괄적으로 절연 유지상태로 접을 수 있어 작업자가 일일이 층간절연지의 상단과 하단을 'Z'자의 귀접이 구조로 접는 수작업을 진행을 생략할 수 있을 뿐만 아니라, 외부 요인에 의해 귀접이 부분이 쉽게 풀리는 현상을 미연에 방지할 수 있으므로 변압기의 절연 신뢰성은 물론 제조단가를 크게 낮출 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 층간절연지의 절곡된 구조가 권선부를 직접 가압하는 누름 압력을 전달함으로써, 권선부의 단락 기계력 강도를 한층 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 저압권선과 고압권선의 양단은 동일 선상에 위치시킴으로써, 자속의 원활한 흐름의 특성을 최대화할 수 있으며, 상기 권선부와 철심부 사이의 절연간격을 최소화하여 그에 따른 상기 철심부의 크기를 효율적으로 줄일 수 있어 결국 변압기의 전체 중량 및 크기가 줄어드는 만큼 컴팩트한 구조는 물론 재료비용도 크게 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 변압기용 철심 권선 조립체 구성을 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 권선부의 구성을 나타낸 확대도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 변압기용 철심 권선 조립체를 나타낸 사시도이다.
도 4은 도 3의 코일부 및 층간절연지의 구성을 나타낸 개략도이다.
도 5는 도 3의 절곡용 절연밴드가 적용된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 3의 부분 단면도이다.

이하, 첨부된 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 변압기용 철심 권선 조립체는 다층의 저압권선(110)과 다층의 고압권선(120)으로 구성되는 한 쌍의 권선부(100)와, 상기 권선부(100)의 중공에 결합되는 철심부(200)와, 상기 권선부(100)와 철심부(200) 사이에 개재되며 상기 저압권선(110)과 고압권선(120)을 순차적으로 권취 가능하게 하는 보빈(300)과, 상기 다층의 저압권선(110) 사이 및 고압권선(120) 사이에 각각 사이에 개재되는 층간절연지(400)와, 상기 층간절연지(400)를 절곡시키는 조임 압력을 부여하는 절곡용 절연밴드(500)를 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 권선부(100)는 저압권선(110)과 고압권선(120)이 순차적으로 권취되는 구조로써, 후술할 철심부(200)의 일측과 타측에 각각 배치되는 한 쌍의 구성으로 이루어진다.

상기 권선부(100)의 중심부에는 상기 철심부(200)가 결합될 수 있도록 상하방향으로 관통되는 중공이 형성된다.

구체적으로, 상기 권선부(100)를 구성하는 저압권선(110) 및 고압권선(120)은 각각 다층의 귄선 구조를 가지는 것으로, 상기 저압권선(110)는 평판형 플레이트 구조로 제작되고, 상기 고압권선(120)은 원형의 코일 형태로 제작이 이루어진다(도 4참조).

한편, 상기 철심부(200)는 상기 권선부(100)의 중공에 결합설치가 이루어지는 것으로, 전자기 유도 현상에 의해 발생한 자속이 흐를 수 있도록 하는 통로의 역할을 수행한다.

이러한 상기 철심부(200)는 당 업계에서 이미 널리 사용되는 공지된 기술과 동일 내지 유사하므로 그 구체적인 구성 및 작용설명은 생략한다.

상기 보빈(300)은 상기 권선부(100)와 철심부(200) 사이에 개재되는 것으로, 다층 구조로 권선되는 상기 저압권선(110)과 고압권선(120)을 순차적으로 권취 가능하게 하는 역할을 수행한다.

한편, 상기 층간절연지(400)는 상기 다층의 저압권선(110)과 고압권선(120) 사이사이에 개재되는 것으로, 상기 저압권선(110)과 고압권선(120) 간의 절연은 물론 상기 철심부(200)와 절연을 목적으로 설치된다.

이러한 상기 층간절연지(400)는 낱장의 절연지를 합착시켜 제작되는 것으로, 상기 고압권선(120)을 절연하는 1차 층간지(410)와, 저압권선(110)을 절연하는 2차 층간지(420)로 구성된다.

아울러, 상기 층간절연지(400)는 낱장의 절연지를 서로 합착시키는 구조가 아닌 절연지 자체를 두껍게 제작할 수 있도록 하여 합착공정을 생략할 수도 있다.

그리고, 상기 저압권선(110)과 고압권선(120) 경계구간에는 별도의 PS절연지(430)를 추가적으로 더 설치하는 구성으로 제작할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 상기 저압권선(110)과 고압권선(120)의 양단은 동일 선상에 위치하며, 이때 상기 권선부(100)와 철심부(200) 사이의 절연간격(L)은 7mm를 초과하지 않는 구조로 제작이 이루어진다.

즉, 상기 저압권선(110)과 고압권선(120)은 동일 선상에 위치시켜 자속의 원활한 흐름의 특성을 최대화할 수 있으며, 기존 방식과 같이 층간절연지의 귀접이 부분이 풀리는 현상을 고려하여 상기 권선부(100)와 철심부(200) 사이의 절연간격을 충분히 확보할 필요가 없으므로 그에 따른 상기 철심부(200)의 크기를 효율적으로 줄일 수 있어 결국 변압기의 전체 중량 및 크기가 줄어드는 만큼 컴팩트한 구조는 물론 재료비용도 크게 감소시킬 수 있는 유용함을 제공하게 된다.

도 4에 도시한 바와 같이, 상기 저압권선(110)과 고압권선(120) 사이에 개재되는 층간절연지(400)의 돌출되는 상단과 하단은 지그재그 방향을 따라 순차적으로 형성된다.

상기 층간절연지(400)를 지그재그 방향으로 돌출시키는 이유는 후술할 절곡용 절연밴드(500)의 구성으로부터 이웃하게 배치되는 복수의 저압권선(110)과 고압권선(120)을 동시에 절연구조로 마감할 수 있도록 하기 위함이다.

이를 위해, 상기 층간절연지(400)의 상단과 하단의 돌출부분은 2개 이상의 고압권선(120) 또는 저압권선(110)을 덮는 길이로 충분히 연장된다.

한편, 상기 절곡용 절연밴드(500)는 상기 한 쌍의 권선부(100)를 상호 결속시키도록 일측 외주 둘레를 감싸는 상태로 연결하는 부재로서, 상기 층간절연지(400)의 돌출되는 상단과 하단을 일방향으로 절곡시키는 조임 압력을 부여함과 동시에 그 절곡된 형상을 안정적으로 유지시키는 역할을 수행한다.

즉, 상기 절곡용 절연밴드(500) 구성에 의해 상기 층간절연지(400)를 일괄적으로 절연 유지상태로 접을 수 있어 작업자가 일일이 층간절연지의 상단과 하단을 'Z'자의 귀접이 구조로 접는 수작업을 진행을 생략할 수 있으며, 외부 요인에 의해 상기 귀접이 부분이 쉽게 풀리는 현상을 미연에 방지할 수 있으므로 변압기의 절연 신뢰성은 물론 제조단가를 크게 낮출 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 층간절연지(400)의 절곡된 구조가 권선부(100)를 직접 가압하는 누름 압력을 전달함으로써, 상기 권선부(100)의 단락 기계력 강도를 한층 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이러한 상기 절곡용 절연밴드(500)는 권선부(100)의 폭방향 일측과 타측에 각각 설치되는 띠 형상의 구조로 제작하는 것이 바람직하다.

또한, 도면에는 도시하지 않았지만 상기 권선부(100)에 대한 절곡용 절연밴드(500)의 밴딩작업이 한층 수월하게 이루어질 있도록 상기 권선부(100)의 밴딩면 양측면을 소정의 압력으로 가압하여 압착시키는 압착 플레이트를 선행적으로 설치한 후 상기 절연밴드의 밴딩작업을 완료한 후 상기 압착 플레이트를 제거하는 방식으로 진행하는 것이 바람직하다.

이상, 본 발명의 설명은 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 권선부
110 : 저압권선
120 : 고압권선
200 : 철심부
300 : 보빈
400 : 층간절연지
410 : 1차 층간지
420 : 2차 층간지
500 : 절곡용 절연밴드

Claims

다층의 저압권선과 다층의 고압권선으로 구성되는 한 쌍의 권선부;
상기 권선부의 중공에 결합되는 철심부;
상기 권선부와 철심부 사이에 개재되며 상기 저압권선과 고압권선을 순차적으로 권취가능하게 하는 보빈;
상기 다층의 저압권선 사이 및 고압권선 사이에 각각 개재되는 층간절연지를 포함하되,
상기 한 쌍의 권선부를 상호 결속시키도록 일측 외주 둘레를 감싸는 상태로 연결하며, 상기 층간절연지의 돌출되는 상단과 하단을 일방향으로 절곡시키는 조임 압력을 부여함과 동시에 그 절곡된 형상을 안정적으로 유지시키는 절곡용 절연밴드를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 변압기용 철심 권선 조립체.
제1항에 있어서,
상기 저압권선과 고압권선의 양단은 동일 선상에 위치하며, 상기 권선부와 철심부 사이의 절연간격이 7mm를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 변압기용 철심 권선 조립체.
제2항에 있어서,
상기 층간절연지는 상기 고압권선을 절연하는 1차 층간지와, 저압권선을 절연하는 2차 층간지로 구성되는 것을 특징으로 하는 변압기용 철심 권선 조립체.
제3항에 있어서,
상기 층간절연지의 돌출되는 상단과 하단은 지그재그 방향을 따라 순차적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 변압기용 철심 권선 조립체.
제4항에 있어서,
상기 층간절연지의 상단과 하단의 돌출부분은 2개 이상의 고압권선 또는 저압권선을 덮는 길이로 연장되는 것을 특징으로 하는 변압기용 철심 권선 조립체.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서
상기 절곡용 절연밴드는 권선부의 폭방향 일측과 타측에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 변압기용 철심 권선 조립체.