KR101879755B1 - 전기 와인딩 제조 방법 및 전기 도체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기 장치를 위한 전기 와인딩 제조 방법에 관한 것으로, 와인딩이 냉각에 사용되는 액체에 침지되는 전기 장치를 위한 전기 와인딩 제조 방법에 관한 것이다. 우선, 평면이 서로 겹쳐져 있고 직사각형 형태의 횡단면을 갖는 다수의 절연된 개별 전기 도체가 적어도 하나의 스택에 배열되는 도체가 제조된다. 상기 스택 둘레에는 공동 절연을 형성하기 위해 절연 재료로 구성된 와인딩 소재가 감기고, 도체가 단일 와인딩을 형성하도록 성형된다. 각인된 형상 기억 플라스틱으로 구성된 밴드 또는 스트립 형상의 와인딩 소재가 사용되며, 상기 와인딩 소재는 스트레칭에 의해 원래의 길이 보다 긴 길이를 가진다. 제조된 와인딩은 상기 와인딩 소재가 와인딩 방향으로 짧아지는 온도로 가열된다.

Description

전기 와인딩 제조 방법 및 전기 도체{METHOD FOR PRODUCTION OF AN ELECTRICAL WINDING, AND ELECTRICAL CONDUCTOR}

본 발명은 전기 와인딩 제조 방법 및 전기 도체에 관한 것으로, 냉각에 사용되는 액체에 와인딩(winding)이 침지되는 전기 장치를 위해, 평면이 서로 겹쳐져 있고 직사각형 형태의 횡단면을 갖는 다수의 절연된 개별 전기 도체가 하나 이상의 스택(stack)에 배열되고, 상기 스택에는 공동 절연체를 형성하기 위해 절연 재료로 형성된 와인딩 소재가 감겨 있는 도체가 형성되고, 이 도체가 단일 와인딩으로 성형되는 전기 와인딩 제조 방법 및 전기 도체에 관한 것이다(DE 197 27 758 A1).

상기한 와인딩에 사용될 수 있는 도체는 예를 들어 교차 도체(transposed conductor)이며, 상기 교차 도체는 냉각제로서 오일을 포함하는 변압기용 와인딩에 사용된다. 이러한 교차 도체는 평평하고 절연된 개별 전기 도체를 갖는 두 개의 스택으로 구성되며, 개별 도체들은 공정에서 하나의 스택에서 다른 스택으로 지속적인 위치 교환을 통해 꼬여 있다. 전술한 DE 197 27 758 A1에 대응하는 도체에는 절연체로서 페이퍼로 구성된 다수의 층(layer)이 감겨 있다. 이러한 도체로 제조된 와인딩과 와인딩 사이에는 냉각제 관통을 위한 틈새가 존재하며, 이 틈새는 스페이서(spacer)를 통해 조절된다. 그러나, 이러한 와인딩 제조 및 작동시 페이퍼 층이 느슨해지고 팽창하는 일이 발생할 수 있어 와인딩 간의 틈새가 적어도 부분적으로 막히게 된다. 이로 인해 와인딩의 냉각이 악화 된다.

본 발명의 목적은 상기 도체로 제조된 와인딩의 충분한 냉각이 지속적으로 보장되도록 전술한 방식을 발전시키는 것이다.

본 발명의 상기 목적은,

- 상기 도체가 각인된 형상 기억 플라스틱으로 구성된 밴드 또는 스트립 형상의 와인딩 소재로 감기고, 상기 와인딩 소재는 스트레칭에 의해 원래의 길이 보다 긴 길이를 가지고 열 공급시 짧아지는 소재이며,

- 상기 제조된 와인딩(W)은 와인딩 방향으로 짧아지는 온도로 가열되는 것에 의해 해결된다.

이러한 방법에 사용되는 와인딩 소재는 예를 들어 밴드 또는 편물 또는 테이프로서 실시될 수 있다. 상기 와인딩 소재는 각인된 형상 기억 플라스틱으로 구성되며, 상기 와인딩 소재는 예비 조립시 신장되고, 이로 인해 길어진 상태에서 냉각을 통해 유지 또는 "냉동"된다. 단층 또는 다층으로 실시된 이러한 와인딩 소재는 열 공급시 형상 기억으로 인해 본래의 길이로 환원된다. 따라서 짧아진다. 본 발명에 대응하여 연장된 와인딩 소재는 종래의 기술에서 개별 도체, 도체로 구성된 스택 둘레를 감싸며, 상기 와인딩 소재가 상기 스택을 충분히 단단하게 감싸게 된다. 와인딩 소재로 래핑(wrapping)하는 것은 강도 면에서 종래의 다른 재료로 래핑하는 것에 대응하므로, 도체는 지속적 가공을 위해 필요한 충분한 벤딩력(bendability)을 갖는다. 따라서, 이렇게 래핑된 도체는 와인딩을 위한 종래의 기술에서도 마찬가지로 가공될 수 있으며, 종래 기술에 따른 와인딩은 틈새를 통해 분리되어 있다. 상기 와인딩 제조 완료 후 와인딩은 제공된 최소 온도로 가열된다. 이를 위해, 견고성을 위해 절연체로서 래커(lacquer)가 상기 개별 도체에 도포 될 경우 상기 와인딩은 예를 들어 잔여 습기 제거 및 래커가 제대로 도포 되도록 하기 위해 건조함으로 옮겨진다. 이때 실시된 열 공급을 통해 와인딩 소재는 본래의 길이 방향으로 짧아지므로 도체에 증가한 힘을 가하게 된다. 이로 인해, 와인딩 사이에서 조절된 틈새는 불변의 내부 치수를 유지할 수 있으므로, 냉각이 실시되는 동안 와인딩 냉각이 지속적으로 유지된다.

본 발명의 의미에서 각인된 형상 기억 플라스틱은 예를 들어 EP 2 103 637 A2로부터 유추할 수 있다. 예를 들어, 이들은 다른 베이스 재료를 가진 중합체 및/또는 올리고머(oligomer)이다.

이하, 본 발명에 따른 방법과 이로써 제조된 도체를 도면을 참조한 실시예를 통하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도체를 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 방법을 실시하기 위한 배열을 개략적으로 도시한 도면이다.

이하에서는 "와인딩 소재"라는 표현 대신에 편의상 "밴드"라는 표현이 사용된다.

본 발명에 따른 도체는 단순한 실시예에서, 대략 직사각형 형태의 횡단면을 갖는 평평하고 절연된 개별 전기 도체가 서로 겹쳐진 스택으로 구성된다. 바람직한 실시예에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 도체는 두 개의 나란히 놓인 개별 도체의 스택을 갖는 교차 도체이다. 개별 도체는 예를 들어 소위 도포된 래커로 절연될 수 있으며, 상기 래커는 열 공급시 활성화되어 각 스택의 개별 도체들에 부착된다.

도 1에 도시된 교차 도체(1)(이하, "도체(1)"이라 함)는 평면이 서로 겹쳐져 있고 대략 직사각형 형태의 횡단면을 갖는 평평하고 절연된 개별 전기 도체(2)의 나란히 놓인 두 개의 스택으로 구성된다. 개별 도체(2)는 바람직하게는 구리로 구성된다. 개별 도체는 절연 래커, 특히 도포된 래커로 절연되어 있다. 와인딩에 상기 도체(1)를 삽입할 때 전류 억제를 가능하면 최소로 유지하기 위해 도체의 전체 길이에서 하나의 스택으로부터 다른 스택으로 개별 도체(2)의 반복되는 교환이 형성된다. 이러한 목적을 위해 개별 도체(2)는 적합한 공구를 사용하여 도 1에 도시된 도면부호 3의 위치에서 벤딩되며, 이러한 벤딩은 각각 위쪽과 아래쪽 개별 도체에서 형성된다. 이는 계속적으로 형성된다. 도체(1)의 횡단면에서 이렇게 형성된 개별 도체(2)의 규칙적인 교체는 전기 손실의 감소를 야기한다.

상기 도체(1) 둘레에는 절연체로서 밴드(4)가 감겨 있으며, 상기 밴드는 각인된 형상 기억 플라스틱으로 구성된다. 밴드는 스트레칭 및 "냉각"을 통해 신장된 상태에서 상기 도체(1)를 견고하게 감싸게 된다. 또한, 상기 도체에 겹쳐진 래핑 또는 접합을 갖도록 감길 수 있으며, 또는 개별 와인딩 사이에 간격을 갖도록 감길 수 있다.

상기 도체(1)는 지속된 긴 길이, 즉 마치 "끝이 없는" 길이로 제조된다. 상기 도체는 코일에 감기거나 또는 직접적으로 전기 장치, 특히 변압기를 위한 와인딩으로 지속적으로 가공될 수도 있다. 이러한 지속적인 가공을 위해 상기 도체(1)는 필요할 경우 코일과 함께 다른 제조 장소로 이동될 수 있고, 다시 상기 코일에 의해 감길 수 있다.

전기 와인딩(W)을 제조하기 위해 도 2에 따라 상기 도체(1)는 제공된 지름을 갖는 기계적으로 안정된 코어(5)에 감길 수 있으며, 상기 코어는 와인딩 사이에 간격 또는 틈새를 구비하고, 상기 간격 또는 틈새는 스페이서 부착을 통해 조절될 수 있다. 제조된 와인딩(W)은 전기 장치에 와인딩을 삽입하기 전에 정해진 온도로 가열되며, 이 온도에서 상기 밴드(4)가 종 방향으로 수축 또는 짧아지고, 이에 따라 도체(1)에 견고성을 증가시킨다. 이를 위해 상기 와인딩(W)은 예를 들어 건조함(6)으로 옮겨지며, 상기 건조함에서 와인딩은 예를 들어 잔여 습기 제거 및/또는 개별 도체(2)에 도포된 래커의 활성화를 위해 가열된다.

Claims (3)

1. 냉각에 사용되는 액체에 와인딩이 침지되는 전기 장치를 위해, 평면이 서로 겹쳐져 있고 직사각형 형태의 횡단면을 갖는 다수의 절연된 개별 전기 도체가 적어도 하나의 스택에 배열되고 상기 스택 둘레에 공동 절연체를 형성하기 위해 절연 재료로 구성된 와인딩 소재가 감긴 도체를 형성하고, 상기 와인딩 소재가 감긴 도체가 단일 와인딩을 형성하도록 성형되는 전기 와인딩 제조 방법에 있어서,
   - 상기 와인딩 소재가 감긴 도체는 각인된 형상 기억 플라스틱으로 구성된 밴드 또는 스트립 형상의 와인딩 소재로 감겨 있고, 상기 와인딩 소재는 스트레칭에 의해 원래의 길이 보다 긴 길이를 가지고 열 공급시 짧아지는 소재이며,
   - 상기 제조된 와인딩은 와인딩 소재가 와인딩 방향으로 짧아지도록 하는 온도로 가열되는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 냉각에 사용되는 액체에 와인딩이 침지되는 전기 장치를 위해, 평면이 서로 겹쳐져 있고 직사각형 형태의 횡단면을 갖는 다수의 절연된 개별 전기 도체가 적어도 하나의 스택에 배열되고, 상기 스택 둘레에 공동 절연체를 형성하기 위해 절연 재료로 구성된 와인딩 소재가 감겨 있는 전기 와인딩 제조를 위한 전기 도체에 있어서,
   상기 와인딩 소재는 각인된 형상 기억 플라스틱으로 구성되며, 상기 와인딩 소재는 개별 전기 도체로 구성된 스택을 래핑할 때 스트레칭에 의해 원래의 길이보다 긴 길이를 가지고 열 공급시 짧아지는 것을 특징으로 하는 전기 도체.
3. 제2항에 있어서,
   상기 전기 도체는 개별 전기 도체의 스택으로서 서로 나란히 놓인 두 개의 스택을 구비한 교차 도체로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 도체.

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