KR101929184B1 - 가요성의 연결 단자를 갖는 건식 타입 캐스트 변압기 - Google Patents

Abstract

1 kV 이상의 전압 정격을 갖는 건식 타입 캐스트-코일 변압기 (10) 가 제공되고, 상기 건식 타입 캐스트-코일 변압기는: 복수의 전도체 턴들 (16) 을 갖는 적어도 하나의 코일 (14); 코일 (14) 을 둘러싸고 캐스트 표면 (22) 을 갖는, 폴리머 수지를 포함하는 캐스트 (20); 캐스트 (20) 로 둘러싸이는 코일 (14) 이 장착되는 강자성 코어 (24); 코일 (14) 에 연결되는 절연된 케이블 단말부 (30) 를 포함하고, 절연된 케이블 단말부 (30) 와 코일 (14) 사이의 연결 지점 (32) 은 캐스트 (20) 내에 존재하고, 절연된 케이블 단말부 (30) 의 가요성 부분 (34) 는 캐스트 표면 (22) 으로부터 외향으로 추가로 연장되고 복수의 금속 와이어들 (35) 을 포함한다.

Description

가요성의 연결 단자를 갖는 건식 타입 캐스트 변압기

본 개시는 전기 변압기들의 분야, 특히 개선된 연결 단자들을 구비하는 전기 연결 단자들을 갖는 건식-캐스트 타입의 중전압 및 고전압 변압기들의 분야에 관한 것이다.

변압기의 절연 레벨이 증가함에 따라, 그 고전압 단자들의 절연 배열이 중요성을 얻게된다. 문제는 단자들과 접지 사이의 절연부 뿐만 아니라, 동일한 권취부에서 임의의 쌍의 단자들 사이의 절연부이다. 이는 뇌충격 내전압 (lightning impulse withstand voltage) 에 주로 적용되지만, 상용주파 내전압 (power frequency withstand voltage) 에서도 또한 중요한 역할을 한다. 절연의 문제점은 두개의 방식들로 고려될 수 있다:

한편으로, 전압이 보다 높아질수록, 동일한 권취부에서의 단자들 사이에서 그리고 접지에 대해 충분한 절연부를 제공하는 것이 보다 어렵게 된다. 또한, 치수들이 보다 작아질수록, 동일한 권취부에서의 단자들 사이에서 절연이 보다 어렵게 된다. 단자 주위에 배리어들을 포함하거나 또는 고체 절연부로써 그 표면을 덮는 것은 전기장 (및 따라서 전압) 을 증가시키고, 임의의 방전없이 지원될 수 있다. 배리어들의 효과는 방전을 시작할 수 있는 자유 전하를 중단시키는 특성을 갖는다고 설명될 수 있는 한편, 고체 절연부의 효과는 금속과 비교하여 그보다 낮은 전자 방사율을 갖는다고 설명될 수 있다. 그런점을 별도로 하고 양쪽 경우에서는 연면 (creepage) 거리가 증가되고, 따라서 보다 큰 내전압에 기여한다.

캐스트-코일 건식-타입 변압기들을 위한 HV 단자들에 관해, 다음의 타입들이 일반적으로 적용된다. 라인들의 연결을 위한 단자들은 페이즈 (phase) 의 상단 및 바닥 에지들에 위치될 수 있는 노출형 (bared) 볼트들로 종종 이루어진다. 일반적으로, 단자들은 특별한 절연부를 갖지 않거나, 또는 접지 포텐셜 또는 동일한 권취부에서 다른 대전 (live) 지점들에 대해 연면 거리를 증가시키도록 그루브들을 가질 수 있다. 추가로, 연면 거리를 증가시키는 원활한 부싱들이 적용될 수 있다. 또한 예를 들면 높은 레벨들의 오염에 대해 또는 심지어 외부 설치를 위해 부가적인 셰드들이 구비되는 부싱들은 공지되어 있다. 권취부의 중간에 위치된 노출형 볼트들의 그룹들로 이루어진 탭 절환기 단자들의 경우에, 전형적으로 그들 주위에 적용된 특별한 절연부가 존재하지 않는다. 그러나, 또한 이러한 경우에, 돌출부들, 그루브들, 또는 심지어 부싱들이 적용될 수 있다.

일련의 연결이 권취부들을 연결하도록 적용될 때에, 예를 들면 동일한 마그네틱 코어 레그에서 하나보다 많은 권취부이 존재할 때에, 탭 절환기 단자들에 대한 것과 동일한 배열들이 서로에 대해 권취부들을 상호 연결하기 위해 사용될 수 있다.

특히 고전압들 또는 상이한 환경 조건들에서, 공지된 기술은 다양한 격리 이슈들로 곤란성을 겪고 있다. 추가로, 그러한 이슈들이 부싱들 등을 사용함으로써 처리된다면, 상승된 제조 비용을 발생시키고 예를 들면 변압기의 운반 중에 상승된 손상 위험성을 발생시킨다.

US 3 569 884 는 시트형 전도체로부터 권취되고 수지 하우징에서 그들의 고-전압 리드 전도체들과 함께 캐스팅되는 변압기 코일들을 개시한다. 고-전압 리드 전도체들은 저전압 권취부들에 대해 브레이싱된다. 이는 응력들이 강성의 고-전압 리드 전도체들을 통해 하우징에 적용될 가능성을 감소시키도록 허용한다. GB 1 602 970 및 AU 521 297 은 유사하게 시트형 전도체로부터 권취되고 수지 하우징에서 그들의 강성의 고-전압 리드들과 함께 캐스팅된 변압기 코일들을 개시한다. US 2009/0284338 은 평평한 직사각형 와이어들로 제조된 다단계 코일을 갖는 변압기를 개시한다. 상기의 관점에서, 본 발명에 대한 필요성이 존재한다. EP 2 075 806 A1 은 표준 강성의 고-전압 부싱들을 갖는 건식-타입 수지-절연된 변압기를 개시한다. 본 발명은 US 2009/284338 A1 로부터 시작되고, 상기 특허는 다단계로 평평한 직사각형 전기 와이어들을 권취함으로써 형성된 건식 캐스트 또는 몰드 변압기, 및 권취 방법 및 변압기를 제조하기 위한 장치를 개시한다.

이러한 목적은 독립항들의 주제에 의해 달성된다. 실시형태들은 종속항들 및 청구항들의 조합, 및 도면들과 연결된 설명으로써 주어진다. 제 1 양상에서, 1 kV 이상의 전압 정격을 갖는 건식 타입 캐스트-코일 변압기는 다수의 전도체 턴들을 갖는 적어도 하나의 코일; 코일을 둘러싸고 캐스트 표면을 갖는, 폴리머 수지를 포함하는 캐스트; 캐스트로 둘러싸이는 코일이 장착되는 강자성 코어; 및 코일에 연결되는 절연된 케이블 단말부를 포함하고, 절연된 케이블 단말부와 코일 사이의 연결 지점은 캐스트 내에 존재하고, 절연된 케이블 단말부의 가요성 부분은 캐스트 표면으로부터 외향으로 추가로 연장된다.

추가로 양상에서, 1 kV 초과의 전압 정격들을 위한 건식 캐스트 변압기를 제조하기 위한 방법이 제공되고, 상기 방법은: 코일을 제공하는 단계; 적어도 부분적으로 가요성인 적어도 하나의 케이블을 제공하고 코일에 상기 케이블을 연결하여 절연된 케이블 단말부를 형성하는 단계; 캐스트에서 권취부를 둘러싸도록 몰드를 사용하여 캐스팅 프로세스에서 폴리머 수지의 캐스트를 제공하는 단계를 포함하고, 캐스팅 프로세스는 제 1 절연된 케이블 단말부와 코일 사이의 연결 지점이 캐스트 내에 존재하도록 행해지고, 제 1 절연된 케이블 단말부의 가요성 부분은 캐스트 표면으로부터 외향으로 추가로 연장되고, 특히 제 1 절연된 케이블 단말부의 가요성 부분은 캐스트 표면으로부터 외향으로 직접 연장된다.

본 발명의 추가로 양상들, 이점들 및 특징들은 종속항들, 설명 및 첨부된 도면들로부터 명백해질 것이다.

그 최적 모드를 포함하는 본 기술분야에 당업자에게 완전하고 실행 가능한 개시는 첨부된 도면들에 대한 참조를 포함하여 명세서의 나머지에 보다 구체적으로 개재된다:

도 1 은 실시형태들에 따른 변압기의 횡단면도를 개략적으로 도시하고,
도 2 는 실시형태들에 따른 추가의 변압기의 횡단면도를 개략적으로 도시하고;
도 3 은 추가의 실시형태들에 따른 변압기의 횡단면도를 개략적으로 도시하고;
도 4 는 실시형태들에 따른 변압기의 횡단면도를 개략적으로 도시한다.
도 5 는 실시형태들에 따른 방법의 캐스팅 프로세스에서 사용되는 몰드를 개략적으로 도시한다.

지금부터 다양한 실시형태들이 상세히 참조될 것이며, 그 하나 이상의 예들이 각각의 도면에 예시된다. 각각의 예는 설명으로써 제공되며 제한으로서 의미되지는 않는다. 예를 들면, 하나의 실시형태의 일부로서 예시되거나 또는 설명된 특징부들은 보다 추가의 실시형태들을 산출하도록 다른 실시형태들에서 또는 다른 실시형태들과 함께 사용될 수 있다. 본 개시는 그러한 변경예들 및 변형예들을 포함하도록 의도된다.

도면들의 다음의 설명 내에서, 동일한 도면 부호들은 동일한 구성 요소들을 나타낸다. 일반적으로, 단지 개별적인 실시형태들에 대한 차이점들만이 설명된다. 몇개의 동일한 아이템들 또는 파트들이 도면에 도시될 때에, 외관을 간략화하도록 모든 파트들에 도면 부호들이 부여되지 않는다.

본원에 설명된 시스템들 및 방법들은 설명된 구체적인 실시형태들에 제한되지 않고, 오히려 시스템들의 구성요소들 및/또는 방법들의 단계들이 본원에 설명된 단계들 및/또는 다른 구성요소들로부터 독립적으로 그리고 별개로 사용될 수 있다. 오히려, 예시적인 실시형태는 많은 다른 적용예들과 연결하여 실시되고 사용될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시형태들의 구체적인 특징들이 일부 도면들에서 도시되지만 다른 도면에서는 도시되지 않을 수 있는 데, 이는 단지 편의를 위한 것이다. 본 발명의 원리에 따르면, 도면의 임의의 특징은 임의의 다른 도면의 임의의 특징과 조합되어 참조되고 및/또는 청구될 수 있다.

도 1 에서, 실시형태들에 따른 건식-타입 캐스트-코일 변압기 (10) 가 도시된다. 변압기 (10) 는 적어도 하나의 코일 (14) 을 포함한다. 코일은 복수의 전도체 턴들 (16) 을 갖는다. 전도체 턴들은 전형적으로 금속, 예를 들면 구리 또는 알루미늄으로 제조될 수 있고, 또한 다른 전도성 재료들이 사용될 수 있다. 폴리머 수지, 전형적으로 에폭시 수지를 포함하는 캐스트 (20) 는 코일 (14) 을 둘러싼다. 캐스트 (20) 는 캐스트 표면 (22) 을 갖는다. 캐스트로 둘러싸이는 이러한 코일은 강자성 코어 (24) 에 장착되고, 강자성 코어는 단지 첨부된 도면들에만 개략적으로 도시된다. 그러한 건식-타입 캐스트-코일 변압기들 (10) 은 약 1 kV 내지 약 123 kV 또는 145kV, 보다 전형적으로 약 10 kV 내지 약 72 kV 의 HV 측에서 전압들에 대해 구성된다. 일반적으로, 실시형태에 따른 건식-타입 변압기들은 10 kVA 이상의, 보다 전형적으로 1 MVA 이상의, 최대 63 MVA 의 파워 정격들을 갖는다.

실시형태들에 따르면, 적어도 하나의 절연된 케이블 단말부 (30) 는 코일 (14) 에 연결된다. 이로써, 절연된 케이블 단말부 (30) 와 코일 (14) 사이의 연결 지점 (32) 은 캐스트 (20) 의 수지 본체 내에 존재한다. 절연된 케이블 단말부 (30) 의 가요성 부분 (34) 은 캐스트 표면 (22) 으로부터 외향으로 추가로 연장되고 - 전형적으로, 절연된 케이블 단말부 (30) 는 연결 지점 (32) 으로부터 가요성 부분 (34) 의 단부까지의 그 전체 길이에 걸쳐 가요성을 갖는다. 환언하면, 절연된 케이블 단말부 (30) 의 제 1 파트는 캐스트 표면 (22) 의 캐스트 (20) 의 부분을 통해 연결 지점 (32) 으로부터 연장되고, 절연된 케이블 단말부 (30) 의 가요성의 제 2 파트는 캐스트 표면 (22) 으로부터 외향으로 추가로 연장된다. 절연된 케이블 단말부 (30) 의 가요성 부분 (34) 을 형성하는 제 2 파트는 이로써 코일 (14) 과 가요성의 단자 연결부를 형성한다. 가요성 부분 (34) 은 캐스트 표면 (22) 의 외부로 돌출한다. 절연된 케이블 단말부 (30) 를 제조하는 데 사용되는 케이블 (31) 은 전형적으로 그 전체 길이에 걸쳐 피복 또는 플라스틱 층을 구비한 절연부를 갖는다. 따라서, 가요성 부분 (34) 은 절연부를 갖는 캐스트 표면 (22) 으로부터 돌출되어서, 캐스트 표면으로부터 가요성 부분 (34) 에 걸쳐 연장되는 갭없는 절연부가 존재한다. 따라서, 절연부는 가요성을 갖고 케이블 (31) 의 가요성 및 따라서 캐스트 표면 (22) 외측에서 가요성 부분 (34) 의 가요성을 유지한다. 이러한 절연부는 보호부의 관점에서, 예를 들면, 상승된 레벨들의 주위 습기 또는 증가된 공기 오염에 대해 견딜 수 있다. 일반적으로, 본원에 설명된 실시형태들에서, 단자들 사이의, 및 단자들과 캐스트 표면 사이의 절연 및 연면 거리는 증가된다. 이는 비실제적인 큰 클리어런스들의 사용을 회피하도록 허용하고, 일반적으로 뇌충격 내전압 및 또한 상용주파 내전압을 증가시킨다. 추가로, 가요성 부분 (34) 은 뜻하지 않은 응력이 발생될 때에, 예를 들면 운반 중에 바로 벤딩되기 때문에 단자들의 손상의 위험을 감소시킨다.

절연된 케이블 단말부 (30) 와 코일 (14) 사이의 연결 지점 (32) 은 캐스트 (20) 의 수지 본체 내에 존재한다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 절연된 케이블 단말부 (30) 와 코일 (14) 사이의 연결은 전형적으로 스크류-타입 단자의 형태로 실행될 수 있다. 연결 지점 (32) 에서의 연결은 또한 상이하게 실행되고, 예를 들면 용접되거나, 크림핑되거나, 또는 땜납될 수 있다.

가요성 부분 (34) 의 단부에는, 실제 사용에서 전형적으로 다른 구성요소들에의 연결을 위한 블랭크 금속 부분 또는 단말부 (도 1 에는 도시 생략, 도 3 을 참조) 가 존재한다. 가요성 부분 (34) 은 특히 그 길이에서 제한되지 않는다. 가요성 부분은 다른 구성요소들에의 연결을 허용하는 몇센티미터, 예를 들면 10 cm, 최대 몇 미터까지, 예를 들면 1 m, 2 m, 5 m, 또는 10 m 의 길이를 가질 수 있다.

가요성 단자 연결을 제공하는 이러한 종류의 절연된 케이블 단말부는 절연부를 파괴하지 않고 지지 절연기, 차단기, 부하시 탭 절환기 (on-load tap-changer) 등과 같은 또 다른 전기 구성요소와 변압기 (10) 의 직접 연결을 위해 사용될 수 있다. 일반적으로, 가장 스트레스받는 단자들은 각각의 페이즈의 처음 및 마지막이고, 따라서 가장 큰 이점은 상기 설명된 것과 같이 제공될 때에 예상된다; 그러나 또한 임의의 중간 단자들은 예를 들면 탭 절환기에의 복수의 연결들 또는 일련의 연결을 위해 제공된다.

도 2 에서는, 연면 거리에 대한 보호성을 추가로 강화시키기 위해, 3개의 부가적인 원통형 절연 스크린들 (40, 41, 42) 을 갖는 도 1 에서와 유사한 변압기 (10) 가 도시된다. 이들은 추가로 절연 특성들을 증가시키고 도 2 에 도시된 가요성 부분 (34) 과 절연된 케이블 단말부 (30) 에 인접하게 배치된 다른 절연된 케이블 단말부들 (도시 생략) 사이의 연면 거리(들) 을 증가시킨다. 원통형 절연 스크린들 (40, 41, 42) 은 전형적으로 코일 (14) 의 캐스팅 프로세스 전에 위치되고 캐스팅이 완료된 후에 캐스트와 일체형 파트를 형성한다. 외부의 에폭시 표면을 따르는 연면 거리는 이로써 추가로 증가된다. 스크린들의 형상, 재료, 수, 두께 및 길이들은 요구되는 절연부에 종속된다. 비제한적인 예로서, 각각 약 3 mm 내지 6 mm 의 벽 두께, 및 100 mm 내지 300 mm (캐스트 표면 (22) 에 수직한 방향으로) 의 길이를 갖는 최대 3개의 유리섬유의 원통형 절연 스크린들 (40, 41, 42) 이 적절할 수 있다.

도 3 에서, 절연된 케이블 단말부 (30) 의 가요성 부분 (34) 주위에 제공된 복수의 셰드들 (36) 을 추가로 포함하는 실시형태들에 따른 변압기가 도시된다. 즉, 셰드들 (36) 은 캐스트 표면 (22) 으로부터 외향으로 가요성 부분 (34) 의 길이의 적어도 일부에 대해 제공된다. 이러한 경우에, 절연된 케이블 단말부 (30) 는 변압기에서 그자체적으로 가요성을 갖지만, 안정적인 단자를 제공하는 데 사용된다. 단말부의 길이 및 그 셰드들의 수 및 타입은 요구되는 절연부에 종속된다. 이전에 경우에서와 같이, 절연된 케이블 및 그 단말부 (39) 는 전형적으로 코일 (14) 주위에서 캐스트 (20) 를 형성하는 캐스팅 프로세스 전에 배열된다.

코일 (14) 의 전도체 턴들 (16) (단지 도면들에서 감소된 수로만 도시됨) 은 전형적으로 또는 바람직하게 고체 금속 재료를 포함하거나 또는 고체 금속 재료로 이루어지고, 특히 절연부를 갖는 단일 권취된 금속 와이어, 예를 들면, 구리 (Cu) 또는 알루미늄 (Al) 을 포함하거나 또는 절연부를 갖는 단일 권취된 금속 와이어, 예를 들면, 구리 (Cu) 또는 알루미늄 (Al) 으로 이루어진다. 특히, 절연된 케이블 단말부 (30) 의 가요성 부분 (34) 은 캐스트 표면 (22) 으로부터 외향으로 직접 연장된다. 케이블의 절연된 단자 연결부 (30), 적어도 그 가요성 부분 (34) 은, 전형적으로 원하는 가요성을 보장하도록 복수의 금속 와이어들 (35) 을 포함한다. 환언하면, 그것은 전형적으로 리츠 와이어 또는 편조/꼬임 와이어를 포함한다. 특히, 절연된 케이블 단말부 (30) 의 가요성 부분 (34) 의 전도성 파트는 복수의 금속 와이어들 또는 리츠 와이어들 또는 편조 와이어들 또는 꼬임 와이어들 (35) 로 이루어진다.

코일 (14) 의 전도체 턴들 (16) 은 전형적으로 적어도 10 ㎟ 의 단면적을 갖고, 절연된 케이블 단말부 (30) 는 또한 적어도 10 ㎟ 의 단면적을 갖는다.

도 4 에서, 실시형태들에 따른 변압기가 도시되고, 복수의 셰드들 (36) 을 포함하는 도 3 의 배열은, 도 2 에 도시된 바와 같이 원통형 절연 스크린들 (40, 41, 42) 과 조합된다. 이러한 실시형태에서, 연면 거리는 양쪽 셰드들 (36) 및 원통형 절연 스크린들 (40, 41, 42) 의 효과들을 조합함으로써 추가로 증가된다.

도면들을 참조하여 설명된 변압기 (10) 는 단지 예시적이라는 것이 이해될 것이다. 전형적으로, 변압기는 적어도 고전압 코일 (또는 고전압 권취부) 이 충분히 구비될 수 있도록 설명된 바와 같은 적어도 하나의 추가로 절연된 케이블 단말부 (30) 를 가질 수 있다. 또한, 전형적으로 고전압 측 및 저전압 측을 포함하는 변압기의 모든 단자들에는 그러한 절연된 케이블 단말부들이 구비될 수 있다.

추가로, 변압기는 3상-변압기일 수 있다는 사실은 말할 필요도 없다. 따라서, 그것은 적어도 3개 코일들 (14), 또는 6개 또는 9개와 같은 더 많은 수의 코일들 (14) 을 포함할 수 있다. 이로써, 하나의, 두개의 또는 3개의 코일들 (14) 각각은 개별적인 캐스트 (20) 에서 둘러싸일 수 있다.

변압기는 또한 코일들 (14) 로부터 외향으로 제공되는 탭 절환 매카니즘을 포함할 수 있고, 복수의 절연된 케이블 단말부들 (30) 의 적어도 일부는 탭 절환 매카니즘에 연결된다.

설명된 바와 같은 변압기 (10) 를 제조하기 위해, 실시형태들에 따른 방법이 제공된다. 방법은 복수의 전도체 턴들 (16) 을 갖는 코일 (14) 을 제조하고 제공하는 단계를 포함한다. 적어도 부분적으로 가요성인 적어도 하나의 케이블 (31) 이 제공되고 코일 (14) 에 연결되어, 케이블 (31) 은 코일 (14) 을 위한 절연된 케이블 단말부 (30) 를 형성한다. 그후, 폴리머 수지의 캐스트 (20) 는 캐스트 (20) 에서 코일을 둘러싸도록 몰드 (21) 를 사용하여 캐스팅 프로세스에서 제조된다.

도 5 에서, 코일 (14) 이 실시형태들의 방법에 따라 캐스팅 프로세스를 위해 제공되는 몰드 (21) 가 제공된다. 캐스팅 후에 절연된 케이블 단말부 (30) 를 형성하는 케이블 (31) 은 전형적으로 스크류-타입 단자에 의해 연결 지점 (32) 에서 코일 (14) 에 연결되도록 제공된다. 연결 지점 (32) 에서 연결은 또한 상이하게 실행되고, 예를 들면 용접되거나, 크림핑되거나, 또는 땜납될 수 있다.

케이블 (31) 은 몰드 (21) 에서 리세스 (28) 를 통해 연장되도록 제공되고, 상기 위치에서 케이블은 캐스팅 프로세스가 완료된 후에 가요성 부분 (34) 으로서 캐스트 (20) 로부터 연장된다. 캐스팅 프로세스가 완료된 후에, 케이블 (31) 은 절연된 케이블 단말부 (30) 를 형성한다.

이로써, 캐스팅 프로세스는 절연된 케이블 단말부 (30) 와 코일 (14) 사이의 연결 지점 (32) 이 캐스트 (20) 내에 존재하도록 행해진다. 추가로, 절연된 케이블 단말부 (30) 의 가요성 부분은 캐스트 표면 (22) 으로부터 외향으로 연장되도록 제공된다. 몰드 (21) 는 전형적으로 캐스팅 프로세스 전에 케이블 (31) 이 위치되는 적어도 하나의 리세스 (28) 를 갖는다.

이로써, 코일 (14) 의 전도체 턴들 (16) 은 전형적으로 전도체 턴들 (16) 사이에 절연부를 갖는 고체 금속 재료를 포함하거나 또는 전도체 턴들 (16) 사이에 절연부를 갖는 고체 금속 재료로 이루어지고, 절연된 케이블 단말부 (30) 의 적어도 가요성 부분은 복수의 금속 와이어들을 포함하고, 따라서, 그것은 전형적으로 리츠 와이어 또는 편조/꼬임 와이어를 포함한다.

실시형태들에서, 복수의 셰드들 (36) 은 캐스트 표면 (22) 으로부터 외향으로 연장되는 그 길이의 적어도 일부에 대해 절연된 케이블 단자 (30) 의 가요성 부분 (34) 주위에 제공된다. 복수의 셰드들은 전형적으로 예를 들면 캐스팅 프로세스가 완료된 후에 그것들의 장착을 방해할 수 있는 단말부 (39) (도 4 를 참조) 를 가요성 부분 (34) 이 갖는 경우에 따라 캐스팅 프로세스 전에 또는 그후에 제공될 수 있다.

케이블 (31) 은 코일 (14) 에의 연결 지점 (32) 과, 캐스팅 프로세스가 완료된 후에 케이블이 캐스트 표면 (22) 을 통과하는 위치 사이의 그 길이의 적어도 일부에서 나선 형태를 갖도록 캐스팅 전에 제공될 수 있다.

일반적으로, 본원에 설명된 실시형태들에서, 절연 및 연면 거리는 비실제적인 큰 클리어런스들의 사용을 회피하도록 증가된다. 이는 특히 보다 높은 전기 응력을 갖는 단자들, 예를 들면 라인 단자들에 대해 유용하고, 또한 예를 들면 탭 절환기에서 감소된 영역에서 단자들의 높은 밀집 상태가 존재하는 곳에서 유용하다.

추가로, 권취부들 사이의 일련의 연결, 또는 페이즈들 (델타 또는 Y형) 사이의 연결에서 절연 단자 연결부의 사용은, 또한 절연 및 연면 거리의 증가를 발생시킨다.

추가로, 단자들의 형상은 전기 응력의 관점으로부터 개선된다. 표준 해결책에서, 직사각형-형상의 바아들 및 케이블 러그들이 사용되지만, 절연된 케이블에 있어서는 단지 원통형 요소들만이 사용된다. 따라서, 전기 응력은 표준 경우들에서보다 완화된다.

코일과의 내부의 배열 및 물리적 링크들은 또한 요구된 공간이 감소되므로 개선된다. 이 이유는, 절연된 단자 연결부의 케이블이 원형의 횡단면을 갖고, 실제적으로 미리 절연된다는 사실 때문이다. 이는 특히 탭 절환기에 대해 유용하다.

단지 캐스팅 전에 코일 전도체에 케이블을 연결시킴으로써 제조하는 프로세스는 종래 기술 분야에서 공지된 대안예 - 이는 단자들 주위로 수지 부싱들을 제조하도록 부가적인 캐스팅 몰드들의 사용을 종종 포함함 - 보다 간단하다.

캐스트 표면으로부터 연장되는 절연된 케이블은 가요성을 갖고, 핸들링 또는 운반 중에 그것이 파괴될 가능성이 없다. 이는 매우 취성이고 따라서 용이하게 파괴되거나 또는 일반적으로 손상받을 수 있는 에폭시로 제조된 부싱들보다 이점을 갖는다.

실시형태들은 높은 절연 레벨을 갖는 변압기들 또는 일반적으로 절연을 어렵게 만드는 단자들 사이에 감소된 치수들을 갖는 변압기들에서 적용될 수 있다.

이러한 기술된 설명은 최적의 모드를 포함하는 본 발명을 개시하고, 또한 임의의 디바이스들 또는 시스템들을 제조하고 사용하고 임의의 통합된 방법들을 수행하는 것을 포함하는 본 기술 분야의 당업자가 본 발명을 실시하는 것을 가능하게 하는 예들을 사용한다. 다양한 구체적인 실시형태들이 앞서 개시되지만, 본 기술 분야의 당업자는 청구범위들의 범위와 사상이 동등한 효과의 변경예들에 대해 허용된다는 것을 알 것이다. 특히, 상기 설명된 실시형태들의 상호 비배타적인 특징들은 서로 조합될 수 있다. 본 발명의 특허 가능한 범위는 청구 범위들에 의해 규정되며, 당업자에 의해 실시될 수 있는 다른 예를 포함할 수 있다. 그러한 다른 예들은 그것들이 청구 범위의 문자 언어와 상이하지 않는 구조적 요소들을 갖는다면, 또는 그것들이 청구 범위들의 문자 언어와 실질적인 차이들을 갖지 않는 동등한 구조적 요소들을 포함한다면 청구 범위들의 범위 내에 있도록 의도된다.

Claims (19)

1 kV 이상의 전압 정격을 갖는 건식 타입 캐스트-코일 (cast-coil) 변압기 (10) 로서:
a. 복수의 전도체 턴들 (16) 을 갖는 적어도 하나의 코일 (14);
b. 상기 코일 (14) 을 둘러싸고 캐스트 표면 (22) 을 갖는, 폴리머 수지를 포함하는 캐스트 (20);
c. 상기 캐스트 (20) 로 둘러싸이는 상기 코일 (14) 이 장착되는 강자성 코어 (24);
d. 상기 코일 (14) 에 연결되는 절연된 케이블 단말부 (30) 로서, 상기 절연된 케이블 단말부 (30) 와 상기 코일 (14) 사이에 연결 지점 (32) 은 상기 캐스트 (20) 내에 존재하고, 상기 절연된 케이블 단말부 (30) 의 제 1 파트는 상기 연결 지점 (32) 으로부터 상기 캐스트 (20) 의 부분을 통해 상기 캐스트 표면 (22) 으로 연장되는, 상기 절연된 케이블 단말부 (30) 를 포함하고,
e. 상기 절연된 케이블 단말부 (30) 의 제 2 파트는 상기 캐스트 표면 (22) 으로부터 외향으로 추가로 연장되는 상기 절연된 케이블 단말부 (30) 의 가요성 부분 (34) 을 형성하고,
f. 상기 절연된 케이블 단말부 (30) 의 적어도 상기 가요성 부분 (34) 은 복수의 금속 와이어들 (35) 을 포함하고,
g. 상기 절연된 케이블 단말부 (30) 는 상기 캐스트 표면 (22) 으로부터 외향으로 상기 절연된 케이블 단말부의 길이의 적어도 일부에 대해 상기 절연된 케이블 단말부 (30) 의 상기 가요성 부분 (34) 주위에 제공된 복수의 셰드들 (sheds : 36) 을 포함하는 것을 특징으로 하는, 건식 타입 캐스트-코일 변압기.

제 1 항에 있어서,
상기 절연된 케이블 단말부 (30) 주위에 제공된 적어도 하나의 원통형 절연 스크린 (40) 을 추가로 포함하고,
상기 원통형 절연 스크린 (40) 은 상기 캐스트 표면 (22) 과 물리적으로 접촉되는, 건식 타입 캐스트-코일 변압기.

제 1 항에 있어서,
상기 코일 (14) 의 상기 전도체 턴들 (16) 은 절연부를 갖는 고체 금속 재료를 포함하거나 또는 절연부를 갖는 고체 금속 재료로 이루어지는, 건식 타입 캐스트-코일 변압기.

제 3 항에 있어서,
상기 코일 (14) 은 절연부를 갖는 단일 권취된 금속 와이어를 포함하거나 또는 절연부를 갖는 단일 권취된 금속 와이어로 이루어지는, 건식 타입 캐스트-코일 변압기.

제 4 항에 있어서,
상기 단일 권취된 금속 와이어는 구리 또는 알루미늄으로 제조되는, 건식 타입 캐스트-코일 변압기.

제 1 항에 있어서,
상기 코일 (14) 의 상기 전도체 턴들 (16) 은 적어도 10 ㎟ 의 단면적을 갖고, 상기 절연된 케이블 단말부 (30) 는 적어도 10 ㎟ 의 단면적을 갖는, 건식 타입 캐스트-코일 변압기.

제 1 항에 있어서,
상기 건식 타입 캐스트-코일 변압기는 3상-변압기이고, 3개 내지 6개의 코일들 (14) 을 갖고,
하나의 또는 두개의 코일들 (14) 각각은 개별적인 캐스트 (20) 에서 둘러싸이는, 건식 타입 캐스트-코일 변압기.

제 7 항에 있어서,
상기 건식 타입 캐스트-코일 변압기는 상기 캐스트들 (20) 내에 제위치들에서 상기 코일들 (14) 에 연결되고, 가요성을 갖고 상기 캐스트 표면들 (22) 로부터 외향으로 연장되는 복수의 절연된 케이블 단말부들 (30) 을 포함하는, 건식 타입 캐스트-코일 변압기.

제 8 항에 있어서,
상기 건식 타입 캐스트-코일 변압기는 상기 코일들 (14) 로부터 외향으로 제공되는 탭 절환 매카니즘 (40) 을 추가로 포함하고, 상기 복수의 절연된 케이블 단말부들 (30) 의 적어도 일부는 상기 탭 절환 매카니즘 (40) 에 연결되는, 건식 타입 캐스트-코일 변압기.

제 1 항에 있어서,
상기 절연된 케이블 단말부 (30) 는 상기 가요성 부분 (34) 의 원하는 가요성을 보장하도록 상기 복수의 금속 와이어들 (35) 을 포함하는, 건식 타입 캐스트-코일 변압기.

제 10 항에 있어서,
상기 절연된 케이블 단말부 (30) 가 리츠 와이어 또는 편조 와이어 또는 꼬임 와이어를 포함하는 것을 특징으로 하는, 건식 타입 캐스트-코일 변압기.

제 1 항에 있어서,
상기 절연된 케이블 단말부 (30) 의 상기 가요성 부분 (34) 은 상기 캐스트 표면 (22) 으로부터 외향으로 직접 연장되거나
상기 절연된 케이블 단말부 (30) 의 상기 가요성 부분 (34) 의 전도성 파트는 상기 복수의 금속 와이어들 (35) 로 이루어지거나,
상기 절연된 케이블 단말부 (30) 의 상기 가요성 부분 (34) 은 상기 캐스트 표면 (22) 으로부터 외향으로 직접 연장되고 상기 가요성 부분 (34) 의 전도성 파트는 상기 복수의 금속 와이어들 (35) 로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 건식 타입 캐스트-코일 변압기.

제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 건식 타입 캐스트-코일 변압기 (10) 를 제조하기 위한 방법으로서:
a) 복수의 전도체 턴들 (16) 을 갖는 코일 (14) 을 제공하는 단계;
b) 적어도 부분적으로 가요성인 적어도 하나의 케이블 (31) 을 제공하고 상기 적어도 하나의 케이블 (31) 을 상기 코일 (14) 에 연결하여 절연된 케이블 단말부 (30) 를 형성하는 단계;
c) 상기 캐스트 (20) 에서 상기 코일을 둘러싸도록 몰드 (21) 를 사용하여 캐스팅 프로세스에서 폴리머 수지의 캐스트 (20) 를 제공하는 단계를 포함하고,
상기 캐스팅 프로세스는 상기 절연된 케이블 단말부 (30) 와 상기 코일 (14) 사이의 연결 지점 (32) 이 상기 캐스트 (20) 내에 존재하도록 행해지고,
상기 절연된 케이블 단말부 (30) 의 가요성 부분 (34) 은 상기 캐스트 표면 (22) 으로부터 외향으로 추가로 연장되고 상기 절연된 케이블 단말부 (30) 의 적어도 상기 가요성 부분 (34) 은 복수의 금속 와이어들 (35) 을 포함하고,
상기 방법은,
상기 캐스트 표면 (22) 으로부터 외향으로 연장되는 상기 절연된 케이블 단말부의 길이의 적어도 일부에 대해 상기 절연된 케이블 단말부 (30) 의 상기 가요성 부분 (34) 주위에 복수의 셰드들 (36) 을 제공하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 건식 타입 캐스트-코일 변압기를 제조하기 위한 방법.

제 13 항에 있어서,
상기 몰드 (21) 는 상기 케이블 (31) 이 상기 캐스팅 프로세스를 위해 위치되는 적어도 하나의 리세스 (28) 를 갖는, 건식 타입 캐스트-코일 변압기를 제조하기 위한 방법.

제 13 항에 있어서,
상기 코일 (14) 의 상기 전도체 턴들 (16) 은 절연부를 갖는 고체 금속 재료를 포함하거나 또는 절연부를 갖는 고체 금속 재료로 이루어지는, 건식 타입 캐스트-코일 변압기를 제조하기 위한 방법.

제 13 항에 있어서,
상기 케이블 (31) 은 상기 코일 (14) 에의 상기 연결 지점 (32) 과 상기 캐스팅 프로세스가 종료된 후에 상기 케이블이 상기 캐스트 표면 (22) 을 통과하는 위치 사이에서의 상기 케이블의 길이의 적어도 일부에서 나선 형태를 갖도록 제공되는, 건식 타입 캐스트-코일 변압기를 제조하기 위한 방법.

제 13 항에 있어서,
상기 캐스트 표면 (22) 과 접촉하는 상기 절연된 케이블 단말부 (30) 주위에 적어도 하나의 원통형 절연 스크린 (40) 을 제공하는 단계를 추가로 포함하고,
상기 원통형 절연 스크린은 폴리머 수지를 포함하는, 건식 타입 캐스트-코일 변압기를 제조하기 위한 방법.

제 13 항에 있어서,
상기 코일 (14) 의 상기 전도체 턴들 (16) 은 적어도 10 ㎟ 의 단면적을 갖고 상기 절연된 케이블 단말부 (30) 는 적어도 10 ㎟ 의 단면적을 갖는, 건식 타입 캐스트-코일 변압기를 제조하기 위한 방법.

삭제

Images