KR101678998B1 - 계기용 변류기 - Google Patents

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Abstract

변류용 코어; 변류용 코어를 내외측에서 밀착 지지하며, 중심에 관통 홀을 갖는 코어 고정부 및 인출단자가 형성되는 절연성 하우징; 및 관통 홀을 가로질러 배치되는 연결단자, 및 연결단자의 단부에 결합되는 결합 슬릿이 형성되며, 절연성 하우징에 결합되어 관통 홀을 전후방에서 커버하는 단자 고정커버를 포함하는 착탈식 연결단자부를 포함하며, 착탈식 연결단자부가 절연성 하우징에서 분리되는 경우, 전류를 측정하기 위한 대상 전선은 변류용 코어 내측에 직접 배치될 수 있으며, 착탈식 연결단자부가 절연성 하우징에 장착되는 경우, 대상 전선은 연결단자의 양쪽 단부에 결합되어 변류용 코어 내측에 연결단자를 통해서 간접 배치가 가능하다.

Description

계기용 변류기{CURRENT TRANSFORMER}
본 발명은 전류의 크기를 바꾸는 계기용 변류기에 관한 것으로서, 보다 자세하게는, 전류계에 의한 전류 측정을 안전하게 넓은 범위로 측정할 수 있도록 대 전류를 저 전류로 변성하는 계기용 변류기에 관한 것이다.
계기용 변류기는 특정 전류 값을 이에 비례하는 전류 값으로 변성하는 계기용 변성기에 해당하며, 일반적으로 전류계가 대전류를 직접 계측할 수 없을 때, 대전류를 일정비율로 낮춰 계측이 가능하도록 한다. 고압 전류를 측정하여 과전류 및 사고전류를 검출함으로써, 전기적 사고를 미연에 방지하는데 사용될 수 있다.
도 1에는 대한민국 등록실용신안공보 20-2013-0010937(출원번호)에 개시되는 직접 접속식 계기용 변류기가 도시되며, 도 2에는 대한민국 등록실용신안공보 20-1999-0017986(출원번호)에 개시되는 링형 계기용 변류기가 도시된다.
도 1를 참조하면, 코어(20)를 관통하는 연결단자(60)의 양단에 전원케이블(4) 및 배전용 케이블(3)이 연결되며, 전원케이블(4)로 공급되는 전원은 코일(30)에서 저전류로 변류되며, 이 저전류는 인출단자(40)에 연결된 전류계를 통해서 측정될 수 있다.
도 2를 참조하면, 링형 본체(10)의 관통공(14)에 배치된 전선의 전류가 저전류로 변류되면, 이 저전류는 전류단자(12)에 연결된 전류계를 통해서 측정될 수 있다.
도 2의 변류기는 전선을 관통공(14)에 배치하는 것만으로 고전류를 저전류로 변류하여 전류계로 전류 측정이 가능하지만, 도 1의 변류기와 같이 차단기(2) 및 수배전반과 같은 외부 기기에 연결하기 위한 별도의 구성이 없다.
반면에 도 1의 변류기는 차단기나 수배전반과 같은 외부 기기에 연결될 수 있는 배전용 케이블을 구비하지만, 전류를 측정하기 위한 전선(예를 들어, 전원케이블)을 연결단자(60)에 직접 연결해야 하는 불편함이 따른다.
즉, 도 1의 당업자 사이에서 바 타입(bar type))으로 지칭되는 직접 접속식 변류기는 차단기를 설치하는 수배전반에 사용하기 용이하고, 도 2의 링형 변류기는 대상 전선의 전류 값을 간단히 측정하는데 용이하다.
물론, 도 2의 링형 변류기에서도 관통공을 통과하는 전선을 차단기에 연결하거나 배전반에 연결할 수도 있다. 다만, 별개의 전선을 구비하고, 이를 차단기나 배전반 등에 연결하기 위한 추가 작업이 동반되는 불편함이 있다.
또한, 도 1의 변류기에도 전류를 측정하는 전선을 절단하여 도 1의 변류기의 연결단자 양단에 연결하는 방법으로 전류를 측정할 수 있다. 다만, 전류를 측정하는 전선을 절단하고, 이를 연결단자에 연결하는 추가 작업이 발생한다.
즉, 도 1 및 도 2의 변류기들은 기본적으로 고전류를 저전류로 변류하고, 저전류를 전류계로 측정할 수 있도록 하는 기능은 동일하지만, 사용처가 다소 상이하고, 서로 교환하여 사용할 경우, 앞서 언급한 데로, 별개의 전선을 구비해야 하거나, 측정 대상이 되는 전선을 절단하고 이를 연결하는 등의 추가적인 작업이 동반되는 불편함이 있다.
본 발명은 전류가 측정되는 전선의 절단 없이 전류 측정이 가능하며, 경우에 따라서는 수배전반의 차단기 및 여타의 외부 기기와 연결이 가능한 계기용 변류기를 제공한다.
본 발명의 예시적인 일 실시예에 따르면, 코일이 권선되는 도넛 형상의 코어를 갖는 변류용 코어; 변류용 코어를 내외측에서 밀착 지지하며, 중심에 관통 홀을 갖는 코어 고정부 및 변류용 코어의 전류를 외부의 전류계로 인출하기 위한 인출단자가 형성되는 절연성 하우징; 및 관통 홀을 가로질러 양쪽 단부가 관통 홀 외측으로 노출되는 바(bar) 형상의 연결단자, 및 연결단자의 단부에 결합되는 결합 슬릿이 형성되며, 절연성 하우징에 결합되어 관통 홀을 전후방에서 커버하는 단자 고정커버를 포함하는 착탈식 연결단자부를 포함하며, 착탈식 연결단자부가 절연성 하우징에서 분리되는 경우, 전류를 측정하기 위한 대상 전선은 변류용 코어 내측에 직접 배치 가능하며, 착탈식 연결단자부가 절연성 하우징에 장착되는 경우, 대상 전선은 연결단자의 양쪽 단부에 전기적으로 결합되어 변류용 코어 내측에 연결단자를 통해서 간접 배치가 가능하다.
또한, 결합 슬릿에는 결합 돌기가 형성되며, 연결단자의 단부에는 결합 돌기에 대응하는 결합 홀이 형성될 수 있다.
또한, 연결단자의 단부에는 대상 전선을 연결하기 위한 전선 연결 홀이 형성될 수 있다.
또한, 연결단자의 양쪽 단부에 형성되는 전선 연결 홀 및 결합 홀은 연결단자의 길이방향 중심을 기준으로 대칭을 이룰 수 있다.
또한, 변류용 코어는 2개의 인출단자를 통해서 전류계에 연결될 수 있다.
또한, 변류용 코어가 2 이상의 복수개로 제공되는 경우, 인출단자는 변류용 코어의 개수보다 하나 더 제공되며, 인출단자는 코어 고정부 각각에 독립적으로 연결되는 독립 인출단자 및 코어 고정부 각각에 공통으로 연결되는 공통 인출단자를 포함할 수 있다.
또한, 코어 고정부는 변류용 코어의 내측을 지지하는 내측 고정부 및 외측을 지지하는 외측 고정부를 포함할 수 있으며, 내외측 고정부 사이의 공간에는 변류용 코어의 누전을 방지하기 위한 절연부가 배치될 수 있는데, 절연부는 절연성 하우징과 동일한 재질로 일체로 형성될 수 있다. 절연부는 절연성을 갖는 합성 수지를 이용할 수 있고, 대표적으로 에폭시 수지를 포함할 수 있다.
종래에는 변류용 코어의 누전을 막기 위해서 변류용 코어와 하우징 사이 공간 전체를 에폭시 수지로 마감하여야 했으나, 본 발명에서는 코어 고정부 자체가 절연성 재질로 별도의 절연 수지로 마감할 필요가 없고, 내측 고정부 및 외측 고정부 사이의 공간에만 절연부를 배치하는 것만으로 누전을 완전하게 차단할 수 있다. 이에 종래와 비교할 때, 누전 방지효과가 탁월하면서 가벼운 변류기 생산이 가능하다.
본 발명의 계기용 변류기는 변류용 코어가 설치된 하우징에 착탈 가능하게 제공되는 연결단자부를 제공함으로써, 연결단자부를 하우징에 장착한 상태에서는 종래의 직접 접속식 변류기와 같이 코어 내측에 배치되는 연결단자에 전류 계측을 위한 전선을 직접 연결하여 전류를 계측할 수 있고, 경우에 따라서 연결단자부를 하우징에서 분리하여 전류 계측을 위한 대상 전선을 변류용 코어 내측에 직접 배치하여 별도의 연결 없이 전류 계측이 가능하다. 즉, 변류기가 사용되는 장소에 맞춰 사용자가 직접 접속식 또는 링형 변류기로서 손쉽게 변경 가능하여 사용할 수 있다.
또한, 연결단자부를 설치하는 경우, 종래의 직접 접속식 변류기와 같이 연결단자를 차단기에 연결하여 안전사고를 방지할 수 있다.
또한, 종래에는 변류용 코어의 누전을 막기 위해서 변류용 코어와 하우징 사이 공간 전체를 에폭시 수지로 마감하여야 했으나, 본 발명에서는 코어 고정부 자체가 절연성 재질로 별도의 절연 수지로 마감할 필요가 없고, 내측 고정부 및 외측 고정부 사이의 공간에만 절연부를 배치하는 것만으로 누전을 완전하게 차단할 수 있다. 이에 종래와 비교할 때, 누전 방지효과가 탁월하면서 가벼운 변류기 생산이 가능하다.
도 1 및 도 2에는 각각 종래의 직접 접속식 계기용 변류기 및 링형 계기용 변류기가 도시된다.
도 3은 본 발명에 따른 계기용 변류기의 사시도이다.
도 4는 도 1의 분해 사시도이다.
도 5는 착탈식 연결단자부를 절연성 하우징에서 분리한 상태의 계기용 변류기의 사시도이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 3(a) 및 도 3(b)는 각각 본 발명에 따른 계기용 변류기의 사시도이며, 전자는 정면이 도시되는 사시도, 후자는 후면이 도시되는 사시도이다. 도 4는 도 1의 분해 사시도이다. 도 5(a) 및 도 5(b)는 각각 착탈식 연결단자부를 절연성 하우징에서 분리한 상태의 계기용 변류기의 사시도이며, 전자는 정면이 후자는 후면이 도시되는 사시도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 계기용 변류기(100)는 변류용 코어(110), 절연성 하우징(120), 및 착탈식 연결단자부(130)를 포함한다.
절연성 하우징(120)에 착탈식 연결단자부(130)를 선택적으로 결합 및 분리하여 사용함으로써, 마치 종래의 직접 접속식 및 링형 변류기와 같이 사용할 수 있으며, 직접 접속식 및 링형을 겸용으로 사용할 수 있도록 함으로써, 별개의 직접 접속식 및 링형 변류기를 구비해야 하는 번거로움을 배제할 수 있다.
변류용 코어(110)는 도넛 형상의 코어 및 코어에 감겨진 코일을 포함하며, 코어 내측을 통과하는 전류에 비례하는 유도 전류를 생성한다. 코어에 코일이 감긴 횟수에 따라서 상기 유도 전류가 조절된다.
변류용 코어(110) 내측으로 직접 전류 값을 측정하기 위한 대상 전선이 배치되거나 착탈식 연결단자부(130)의 연결단자가 배치될 수 있는데, 어느 경우이건 대상 전선이나 연결단자를 통과하는 전류 값은 상대적으로 낮아진 저전류로 변류될 수 있고, 상기 저전류는 변류용 코어(110) 및 인출단자(125)를 통해서 외부 전류계로 전달되어 그 값이 측정될 수 있다.
변류용 코어(110)의 개수는 필요에 따라 변경 가능하며, 본 실시예에서는 3개의 변류용 코어(110)를 제공한다.
절연성 하우징(120)은 변류용 코어(110)의 전류가 외부로 누전되는 것을 방지할 수 있도록 에폭시와 같은 절연성 재질로 형성될 수 있고, 특히 변류용 코어(110)를 내외측에서 밀착 지지하는 코어 고정부(121)는 절연 재질로 형성될 수 있다. 경우에 따라서는 내외측 고정부와 변류용 코어 사이 공간을 절연부로 채워울 수 있다. 상기 절연부는 절연성 하우징을 생산할 때 외측 고정부와 동일한 재질로 함께 형성할 수 있다.
구체적으로, 코어 고정부(121)는 변류용 코어(110)의 중공 내면에 밀착되는 내측 고정부(122) 및 변류용 코어(110)의 외면을 밀착 지지하는 외측 고정부(123)를 포함할 수 있으며, 내측 고정부(122)의 중심에는 변류용 코어(110)의 내부 중심에 대응하는 관통 홀(124)이 형성된다. 본 실시예에서 관통 홀(124)은 링 형상으로 제공되지만, 다른 실시예에서 관통 홀은 윈도우 형상으로 제공될 수 있다.
또한, 절연성 하우징(120) 외측으로는 변류용 코어(110)에서 유도 생성된 전류를 외부에 배치된 전류계에 연결하기 위한 인출단자(125)가 제공되는데, 인출단자(125)는 절연성 하우징(120)에 형성된 인출단자 수용부(126)에 배치된다.
한편, 각각의 변류용 코어(110)는 2개의 인출단자(125)를 통해서 전류계에 연결되는데, 본 실시예와 같이 3개의 변류용 코어(110)가 제공되는 경우, 변류용 코어(110) 각각은 일단 독립 인출단자(125a)에 하나씩 연결되며, 공통 인출단자(125b)에 동시에 연결된다.
착탈식 연결단자부(130)는 연결단자(131) 및 단자 고정커버(135)를 갖는다. 착탈식 연결단자부(130)는 절연성 하우징(120)에 선택적으로 결합하거나 분리하여 사용할 수 있으며, 도 5에 도시된 바와 같이, 착탈식 연결단자부(130)가 절연성 하우징(120)에서 분리되는 경우, 전류 측정을 위한 대상 전선을 변류용 코어(110) 내측에 직접 배치하고, 변류용 코어(110)에서 유도된 전류는 인출단자(125)를 거쳐서 전류계에서 측정될 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 착탈식 연결단자부(130)가 절연성 하우징(120)에 장착되는 경우, 대상 전선을 절단하여 사용하거나 양측에서 각각 다른 대상전선을 전기적으로 연결하면서, 연결단자(131)의 양쪽 단부에 대상 전선을 연결할 수 있다. 이러한 경우, 변류용 코어(110) 내측에 연결단자(131)가 배치되며, 대상 전선의 전류 값은 연결단자(131)를 통해서 간접적으로 측정될 수 있다.
연결단자(131)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 코어 고정부(121)의 관통 홀(124)을 가로질러 배치되며, 양쪽 단부는 관통 홀(124) 외측으로 노출된다.
바(bar) 형상의 연결단자(131)는 절연성 하우징(120)에 결합되어 관통 홀을 전후방에서 커버하는 단자 고정커버(135)에 양단부가 결속된 상태로 변류용 코어(110) 내측에 안정적으로 위치할 수 있다.
연결단자(131)의 양쪽 단부에는 각각 전선을 연결하기 위한 전선 연결 홀(133) 및 결합 홀(132)이 형성되어 있다.
전선 연결 홀(133) 및 결합 홀(132)은 연결단자(131)의 길이방향 중심을 기준으로 대칭을 이루어 형성되어 있으며, 이에 연결단자(131)을 관통 홀(124)에 삽입하는 방향이 정해져 있지 않아 사용이 편리하다.
단자 고정커버(135)의 결합 슬릿(136) 안쪽으로 결합 돌기(137)가 형성되어 있는데, 결합 돌기(137)와 연결단자(131)에 형성된 결합 홀(132)이 서로 맞물려 단자 고정커버(135)의 결합 슬릿(136)에서 연결단자(131)가 쉽게 슬라이딩 이동하는 것을 방지할 수 있다.
참고로, 절연성 하우징은 본 실시예에서 인출단자가 배치되는 전면 커버가 변류용 코어가 배치되는 본체에 분리 가능하게 제공되지만, 이는 변류용 코어를 코어 고정부를 삽입하는 과정을 용이하게 하기 위한 구성이고, 본체의 후면을 커버하는 후면 커버를 분리 가능하게 제공할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100：계기용 변류기 110：변류용 코어
120：절연성 하우징 121：코어 고정부
122：내측 고정부 123：외측 고정부
124：관통 홀 125：인출단자
130：착탈식 연결단자부 131：연결단자
132：결합 홀 133：전선 연결 홀
135：단자 고정커버 136：결합 슬릿

Claims (10)

  1. 코일이 권선되는 도넛 형상의 코어를 갖는 변류용 코어;
    상기 변류용 코어를 내외측에서 밀착 지지하며, 중심에 관통 홀을 갖는 코어 고정부 및 상기 변류용 코어의 전류를 외부의 전류계로 인출하기 위한 인출단자가 형성되는 절연성 하우징; 및
    상기 관통 홀을 가로질러 양쪽 단부가 상기 관통 홀 외측으로 노출되는 바(bar) 형상의 연결단자, 및 상기 연결단자의 단부에 결합되는 결합 슬릿이 형성되며, 상기 절연성 하우징에 결합되어 상기 관통 홀을 전후방에서 커버하는 단자 고정커버를 포함하는 착탈식 연결단자부;를 포함하며,
    상기 착탈식 연결단자부가 상기 절연성 하우징에서 분리되는 경우, 전류를 측정하기 위한 대상 전선은 상기 변류용 코어 내측에 직접 배치 가능하며,
    상기 착탈식 연결단자부가 상기 절연성 하우징에 장착되는 경우, 상기 대상 전선은 상기 연결단자의 양쪽 단부에 전기적으로 결합되어 상기 변류용 코어 내측에 상기 연결단자를 통해서 간접 배치 가능한 것을 특징으로 하는 계기용 변류기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 결합 슬릿에는 결합 돌기가 형성되며,
    상기 연결단자의 단부에는 상기 결합 돌기에 대응하는 결합 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 계기용 변류기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 연결단자의 단부에는 상기 대상 전선을 연결하기 위한 전선 연결 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 계기용 변류기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 연결단자의 양쪽 단부에 형성되는 상기 전선 연결 홀 및 상기 결합 홀은 상기 연결단자의 길이방향 중심을 기준으로 대칭을 이루는 것을 특징으로 하는 계기용 변류기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 변류용 코어는 2개의 상기 인출단자를 통해서 상기 전류계에 연결되는 것을 특징으로 하는 계기용 변류기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 변류용 코어가 2 이상의 복수개로 제공되는 경우,
    상기 인출단자는 상기 변류용 코어의 개수보다 하나 더 제공되며,
    상기 인출단자는 상기 코어 고정부 각각에 독립적으로 연결되는 독립 인출단자 및 상기 코어 고정부 각각에 공통으로 연결되는 공통 인출단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 계기용 변류기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 코어 고정부는 상기 변류용 코어의 내측을 지지하는 내측 고정부 및 외측을 지지하는 외측 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 계기용 변류기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 내측 고정부 및 외측 고정부 사이의 공간에는 절연부가 배치되는 것을 특징으로 하는 계기용 변류기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 절연부는 상기 절연성 하우징과 동일한 재질로 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 계기용 변류기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 절연부는 에폭시 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 계기용 변류기.
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