KR101635050B1 - 절연수단을 갖는 유입식 변압기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절연수단을 갖는 유입식 변압기에 관한 것으로서, 본 발명의 일 측면에 의하면, 내부에 절연유가 충전되는 외함; 상기 외함의 내부에 구비되고, 서로 이격되어 배치되는 저압권선 및 고압권선; 및 상기 저압권선 및 고압권선의 사이에 배치되는 하나 또는 복수 개의 절연부재;를 포함하고, 상기 절연부재는 프레스보드와 절연필름의 적층체인 것을 특징으로 하는 유입식 변압기가 제공된다.

Description

절연수단을 갖는 유입식 변압기{OIL FILLED TRANSFORMER WITH INSULATING MEANS}

본 발명은 절연수단을 갖는 유입식 변압기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 권선 사이에 절연유가 충전되어 절연수단으로 기능하도록 하는 형태의 변압기에 관한 것이다.

유입식 변압기는 고압권선과 저압권선을 외함의 내부에 넣고, 외함의 내부를 절연유로서 충전한 형태의 변압기를 말한다. 상기 절연유는 고압 및 저압 권선 사이에서의 전기적 절연을 담당하는 동시에, 변압기의 작동 과정에서 발생된 열을 상기 절연유의 대류 작용을 통해서 외함의 외부로 발산되도록 함으로써 변압기가 정상 온도를 유지하도록 한다.

이러한 유입식 변압기에 있어서 고압권선과 저압권선 사이에서의 통전을 차단하기 위한 절연수단이 추가적으로 필요하다. 물론, 상기한 절연유에 의해서도 절연이 이루어지지만 절연유만으로는 충분하지 않기 때문에 추가적인 절연수단이 구비되게 된다.

도 1은 종래의 유입식 변압기에 있어서의 절연수단을 개략적으로 도시한 모식도이다. 도 1을 참조하면, 저압권선(10)과 고압권선(20)이 서로 이격되어 배치되어 있고, 이들 사이의 공간에 절전유가 충전되어 있다. 아울러, 상기 저압권선(10)과 고압권선(20)의 사이에는 두 개의 프레스보드(30)가 배치되어 있다. 경우에 따라서는 10여장의 프레스보드가 사용될 수도 있다. 상기 프레스보드(30)는 일반적으로 절연특성이 우수한 셀룰로오스 화이버를 판재 형태로 성형한 것으로서, 두 개의 권선 사이의 간격을 유지시키고 상기 절연유와 함께 두 개의 권선 사이의 절연성능을 향상시키는 역할을 한다.

여기서, 상기 절연성능은 상기 두 개의 권선 사이의 간격이 늘어날수록 커지며, 동일한 간격이라도 프레스보드의 두께가 증가할수록 절연성능은 향상될 수 있다. 다만, 프레스보드의 두께가 증가하는 경우에 이들 사이에서 절연유가 원활하게 흐르기 위해서는, 프레스보드 사이의 간격은 적정 간격을 유지하여야 한다.

따라서, 초고압변압기와 같이 높은 절연성능을 필요로 하는 경우에는 도 1에 도시된 바와 같이 복수 매의 프레스보드를 필요로 하게 되고, 그에 따라 외측에 배치되는 권선의 양도 증가하게 된다. 이는 증가된 양만큼의 단가 상승을 야기시키게 되고, 변압기의 크기 및 중량을 증가시키는 원인이 된다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 극복하기 위해 안출된 것으로서, 변압기의 크기 증가를 최소화하면서도 충분한 절연성능을 얻을 수 있는 절연수단을 갖는 유입식 변압기를 제공하는 것을 기술적 과제로 삼고 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 의하면, 내부에 절연유가 충전되는 외함; 상기 외함의 내부에 구비되고, 서로 이격되어 배치되는 저압권선 및 고압권선; 및 상기 저압권선 및 고압권선의 사이에 배치되는 하나 또는 복수 개의 절연부재;를 포함하고, 상기 절연부재는 프레스보드와 절연필름의 적층체인 것을 특징으로 하는 유입식 변압기가 제공된다.

본 발명의 상기 측면에서는 종래에 프레스보드와 절연유를 이용하여 절연성능을 확보하던 것을 대신하여, 프레스보드에 절연필름을 적층하여 절연부재로서 사용하여 절연성능을 향상시키도록 하고 있다. 상기 절연필름으로는 폴리카보네이트나 PET와 같은 합성수지재를 이용할 수 있고, 이들은 상기 프레스보드에 비해서 얇은 두께를 갖도록 형성될 수 있어 프레스보드 만을 사용하던 종래에 비해서 절연부재의 두께를 대폭적으로 축소시킬 수 있게 된다.

여기서, 상기 절연부재는 상기 프레스보드와 상기 절연필름을 임의의 순서대로 적층한 형태를 가질 수 있다. 일 예로서, 상기 절연부재는 프레스보드; 및 상기 프레스보드의 일측면에 부착되는 절연필름;을 포함하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 절연필름은 상기 프레스보드의 양측면에 부착된 형태를 가질 수도 있고, 상기 절연필름의 양측에 프레스보드가 부착된 형태도 사용할 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 측면들에 의하면, 프레스보드에 절연필름을 적층하여 절연부재로서 사용하여, 프레스보드만을 사용하던 경우에 비해서 두께를 감소시키면서도 절연성능은 그대로 유지하거나 향상시킬 수 있게 된다. 따라서, 두 개의 권선간의 간격을 축소시켜 권선의 양 및 변압기의 크기를 감소시킬 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 종래의 일반적인 유입식 변압기의 절연수단을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 절연수단을 갖는 유입식 변압기의 일 실시예를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 실시예에 구비되는 절연수단을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 상기 절연수단의 변형예를 도시한 단면도이다.
도 5는 상기 절연수단의 또 다른 변형예를 도시한 단면도이다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 유입식 변압기의 실시예에 대해서 상세하게 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명에 따른 절연수단을 갖는 유입식 변압기의 일 실시예를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 실시예에 구비되는 절연수단을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 실시예는 도시된 바와 같이, 밀폐된 내부 공간을 제공하는 함체(100)를 포함하고 있다. 상기 함체(100)의 내부에는 상술한 바 있는 저압권선(10)과 고압권선(20)이 서로 이격되도록 배치되어 있고, 절연유가 충전되어 있게 된다.

상기 함체(100)의 상부면에는 각각 고압권선과 연결되는 고압부싱(102)과 저압권선과 연결되는 저압부싱(104)이 각각 설치된다. 여기서, 상기 고압부싱 및 저압부싱은 반드시 상부에 위치할 필요는 없고, 측면에 설치될 수도 있다. 그리고, 상기 함체(100)의 전면에는 대략 원통형의 상부 커플러(106) 및 하부 커플러(108)가 설치되어 있고, 상기 상부 및 하부 커플러에 상부 헤더(110)와 하부 헤더(112)가 결합된다. 그리고, 상기 상부 헤더(110)와 하부 헤더(112)의 사이에는 방열판(114)이 구비되어, 상부 헤더 - 방열판 - 하부 헤더 - 함체로 구성되는 절연유 유로가 형성되게 된다.

따라서, 작동 과정에서 가열된 절연유는 상기와 같은 절연유 유로를 따라 흐르면서 냉각되어 상기 함체로 복귀하게 되고, 이를 통해 함체 내부의 공간을 적정 온도로 유지하게 된다.

도 3을 참조하면, 상기 함체(100)의 내부에 구비되는 저압권선과 고압권선 및 그 사이에 구비되는 절연부재가 개략적으로 도시되어 있다. 도 3에서, 상기 저압권선(10)과 상기 고압권선(20)의 사이에는 두 개의 절연부재(120)가 서로 이격되어 배치되어 있고, 상기 각각의 절연부재(120)는 프레스보드(122)와 절연필름(124)을 서로 적층한 형태를 갖는다.

상기 절연필름(124)은 폴리카보네이트 또는 PET 등과 같은 합성수지재로 이루어지며, 상기 프레스보드(122) 보다 얇은 두께를 갖지만, 절연성능의 면에서는 상기 프레스보드(122)의 대략 6배 정도 우수하므로 충분한 절연성능을 발휘할 수 있다. 따라서, 프레스보드(122)만으로 구성하는 경우에 비해서 두께를 대폭적으로 축소시킬 수 있게 된다.

여기서, 상기 절연필름을 절연종 별로 F종 절연필름 또는 H종 절연필름을 사용할 수 있는데, 상기 PET 재질의 필름은 F종 절연필름을 사용하여야 하는 경우에 사용될 수 있고, H종 절연필름을 사용하여야 하는 경우에는 노맥스 재질의 필름을 사용할 수 있다.

여기서, 상기 절연부재는 반드시 도시된 형태에 한하지 않으며, 다양한 형태로 변형될 수 있다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 프레스보드(122)의 양측면에 절연필름(124)을 부착하면, 절연부재의 두께를 더욱 축소시킬 수 있게 된다.

도 4와는 반대로, 도 5에 도시된 바와 같이 두 장의 프레스보드(122)의 사이에 한 장의 절연필름(124)을 배치한 형태를 가질 수도 있다.

한편, 상기 실시예에 대한 설명에 있어서, 상기 함체 및 그에 구비된 방열판 등의 구성은 종래부터 알려진 임의의 것을 채용할 수 있는 것이므로 반드시 도시된 것에 한하지 않는다. 요컨데, 본 발명은 상기 함체의 내부에 구비되는 저압권선과 고압권선 사이에 구비되는 절연부재에 관한 것이므로, 본 명세서 및 청구범위에 의해 정해지는 보호범위 내에 속하는 임의의 형태의 절연부재를 포함하는 경우 외함이나 방열판의 형상과 무관하게 본 발명의 보호범위에 속하는 것임은 물론이다.

Claims (5)

1. 내부에 절연유가 충전되는 외함;
   상기 외함의 내부에 구비되고, 서로 이격되어 배치되는 저압권선 및 고압권선; 및
   상기 저압권선 및 고압권선의 사이에 배치되는 하나 또는 복수 개의 절연부재;를 포함하고,
   상기 절연부재는 프레스보드와 절연필름의 적층체이고,
   상기 프레스보드의 두께가 상기 절연필름의 두께보다 크게 설정되는 것을 특징으로 하는 유입식 변압기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 절연부재는
   프레스보드; 및
   상기 프레스보드의 일측면에 부착되는 절연필름;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유입식 변압기.
3. 제1항에 있어서,
   상기 절연부재는
   프레스보드; 및
   상기 프레스보드의 양측면에 부착되는 절연필름;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유입식 변압기.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 절연필름은 PET 또는 노맥스 재질 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유입식 변압기.

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