KR101935308B1 - 전기 직류를 전도하기 위한 디바이스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기 직류를 전도하기 위한 디바이스(1)에 관한 것이다. 상기 디바이스(1)는 적어도 하나의 버스 바(3), 및 전기 전도 방식으로 버스 바(3)에 연결되고 버스 바(3)보다 낮은 전기 전도율을 갖는 적어도 하나의 전기 전도 에지 요소(5)를 포함하고, 에지 요소는 버스 바(3)의 외측면(7) 상에 배열되고, 상기 버스 바(3)를 따라 연장한다.

Description

전기 직류를 전도하기 위한 디바이스{DEVICE FOR CONDUCTING ELECTRICAL DIRECT CURRENT}

본 발명은 적어도 하나의 버스 바(bus bar)를 갖는, 전기 직류를 전도하기 위한 디바이스에 관한 것이다.

버스 바라는 용어는 본 명세서에서 전기 에너지의 분배를 위한 전기 도체로서 이해되어야 한다. 버스 바들은 통상적으로 구리 또는 알루미늄으로 형성되며, 전기 절연 형태를 갖는다.

본 발명의 기본 목적은, 적어도 하나의 버스 바를 갖고, 전기 단락 전류를 제한하기에 특히 적합한, 전기 직류를 전도하기 위한 개선된 디바이스를 명시하는 것이다.

이러한 목적은 본 발명에 따라 제1항의 특성에 의해 달성된다.

본 발명의 유리한 실시예들은 종속항들의 주제이다.

전기 직류를 전도하기 위한 본 발명에 따른 디바이스는 적어도 하나의 버스 바, 및 버스 바의 외측면 상에 배열되고, 버스 바를 따라 연장하고, 버스 바에 전기 전도 방식으로 연결되고, 버스 바보다 낮은 전기 전도율을 갖는 적어도 하나의 전기 전도 에지 요소를 포함한다.

여기서, 에지 요소들은 높은 주파수로 변하는 전류 성분들을 억제하는 데 사용된다. 이러한 목적을 위해, 본 발명은 전기 도체들에서의 스킨 효과를 이용하며, 이러한 효과에 의해, 높은 주파수로 변하는 도체 내의 전류들은 주로 도체의 외면들에 가깝게 운반된다. 따라서, 버스 바들의 외면들 상의 에지 요소들의 본 발명의 배열에 의해, 높은 주파수로 변하는 전류들이 에지 요소들에 공급되며, 거기서 그들은 버스 바에 비해 에지 요소들의 더 낮은 전기 전도율로 인해 억제된다. 이러한 효과는 유리하게 특히, 통상적으로 직류 회로 배열들에서 발생하는, 높은 주파수로 변하는 전류 강도들을 갖는 전기 단락 전류들의 성분들의 억제를 가능하게 한다. 따라서, 본 발명은 직류 버스 바들에서의 전기 단락 전류들의 간단하고 비용 효과적인 감소를 가능하게 한다.

본 발명의 일 실시예는 버스 바의 대향 측들의 외측면들 상에 배열되는 적어도 2개의 에지 요소를 제공한다.

이러한 방식으로, 스킨 효과가 훨씬 더 양호하게 이용되며, 전기 단락 전류들이 유리하게 훨씬 더 감소될 수 있다.

본 발명의 하나의 추가 실시예는 스택과 같은 방식으로 서로 나란히 배열된 여러 개의 버스 바를 제공한다.

이 실시예는 스킨 효과뿐만 아니라 근접 효과도 이용하여, 높은 주파수로 변하는 전류들을 에지 요소들 내로 밀어내는 것을 가능하게 한다. 여기서, 근접 효과라는 용어는 교류의 영향하의 2개의 이웃하는 전기 도체 간의 전류 변위로서 이해되어야 한다.

전술한 본 발명의 실시예의 경우, 적어도 하나의 에지 요소가 스택과 같은 방식으로 서로 나란히 배열된 여러 개의 버스 바에 걸쳐 연장하여, 이러한 버스 바들의 외측면들 상에 배열되고, 전기 전도 방식으로 이러한 버스 바들 각각에 연결되는 것이 바람직하다.

이것은 본 발명의 디바이스의 구성을 간소화하는데, 이는 하나의 에지 요소가 여러 버스 바를 위해 사용될 수 있어서, 개별 버스 바들이 에지 요소들을 개별적으로 구비할 필요가 없기 때문이다.

본 발명의 추가 실시예는 구리 또는 알루미늄으로 형성된 적어도 하나의 버스 바를 제공한다.

구리 및 알루미늄은 그들의 높은 전기 전도율로 인해 버스 바들을 위한 재료들로서 특히 적합하다.

본 발명의 추가 실시예는 철 또는 스틸, 특히 스테인리스 스틸의 적어도 하나의 에지 요소를 제공한다.

철 및 스틸, 특히 스테인리스 스틸은 그들의 낮은 전기 전도율로 인해 에지 요소들을 위한 재료들로서 특히 적합하다.

본 발명의 추가 실시예는 스트립 또는 플레이트 형상으로 구성된 적어도 하나의 버스 바를 제공한다.

유리하게, 스트립 또는 플레이트 형상으로 구성된 버스 바들은 버스 바들로부터의 양호한 방열을 가능하게 한다.

본 발명은 특히, 전기 회로 배열에서 전기 단락 전류들을 제한하기 위한 본 발명의 디바이스의 사용을 제공하며, 여기서 디바이스의 적어도 하나의 버스 바는 전기 직류 소스의 하나의 극에 전기적으로 연결된다.

이러한 사용은 본 발명에 따른 디바이스에서의 전기 단락 전류들의 전술한 감소에 유리한 방식으로 공헌한다.

전술한 본 발명의 특성들, 특징들 및 장점들은, 이들이 달성되는 방법 및 방식과 함께, 도면들과 관련하여 더 상세히 설명되는 예시적인 실시예들에 대한 아래의 설명과 관련하여 더 명확하고 분명하게 이해될 것이다. 도면들에서:
도 1은 직류 회로 배열에서의 단락 전류의 통상적인 그래프이다.
도 2는 전기 직류를 전도하기 위한 본 발명에 따른 디바이스의 단면도이다.

도 1은 시간 t의 함수인, 직류 회로 배열 내의 단락 전류 I의 통상적인 그래프 I(t)를 나타낸다. 단락 전류 I의 전류 강도는 평균값에 대해 높은 주파수로 변하여 시간이 지남에 따라 감소한다. 여기서, 단락 전류 I의 고주파 변화는 직류 회로 배열 내의 다양한 전기 성분들에 의해, 예로서 정류기들 또는 커패시터들에 의해 유발되고 영향을 받을 수 있다.

도 2는 전기 직류를 전도하기 위한 본 발명에 따른 디바이스(1)의 단면도를 나타낸다. 디바이스(1)는 2개의 버스 바(3) 및 2개의 에지 요소(5)를 포함한다.

2개의 버스 바(3)는 동일한 타입이며, 이들 각각은 직사각 단면 영역을 갖는 스트립 형상으로 형성되고, 예로서 구리 또는 알루미늄으로 형성된다. 2개의 버스 바(3)는 그들 사이에 공간을 갖고서 스택 방식으로 서로 나란히 평행하게 배열된다.

2개의 에지 요소(5)는 동일한 타입이며, 이들 각각은 직사각 단면 영역을 갖는 플레이트 형상으로 형성되고, 예로서 철 또는 스틸, 특히 스테인리스 스틸로 형성된다.

각각의 에지 요소(5)는 양 버스 바(3)에 대해 배치되며, 에지 요소들(5)은 버스 바들(3)의 대향 측들에 대해 배열된다. 이러한 방식으로, 각각의 에지 요소(5)의 표면은 각각의 버스 바(3)의 외측면(7)에 대해 배치되고, 이러한 외측면들(7)을 통해 양 버스 바(3)에 전기 전도식으로 연결된다. 2개의 에지 요소(5) 각각은 도 2의 도면의 평면에 수직으로 버스 바들(3)의 전체 길이에 걸쳐 연장한다.

에지 요소들(5)은 예로서 버스 바들(3) 간의 간격의 약 10배만큼 버스 바들(3)에 의해 이격된다. 버스 바들(3) 및 에지 요소들(5)의 두께들은 예로서 각각의 경우에 대략 서로로부터의 버스 바들(3)의 간격에 대응한다. 예로서, 버스 바들(3) 및 에지 요소들(5)의 두께들, 및 서로로부터의 2개의 버스 바(3)의 간격은 각각의 경우에 약 10 mm이고, 서로로부터의 에지 요소들(5)의 간격은 약 100 mm에 달한다. 여기서, 버스 바(3) 또는 에지 요소(5)의 두께는 적용 가능한 바와 같이 각각의 경우에 버스 바(3) 또는 에지 요소(5) 각각의 단면 영역의 직사각 외형의 단변들 중 하나의 단변의 길이로서 이해되어야 한다.

직류 회로 배열들에서, 예로서 도 2에 도시된 디바이스들(1) 중 2개가 사용되며, 여기서 이러한 디바이스들(1) 중 하나의 디바이스의 버스 바들(3)은 전기 직류 소스의 하나의 극에 전기적으로 접속되며, 다른 하나의 디바이스(1)의 버스 바들(3)은 전기 직류 소스의 다른 하나의 극에 전기적으로 접속된다.

높은 주파수로 변하는 전류들은 스킨 효과 및 근접 효과에 의해 버스 바들(3)로부터 에지 요소들(5) 안으로 향하게 되며, 에지 요소들(5)의 높은 전기 저장에 의해 억제된다. 시뮬레이션들은 이러한 수단에 의해 도 2에 도시된 바와 같은 디바이스(1)의 전기 저항이 높은 주파수로 변하는 전류들에 대해 버스 바들(3)의 전기 저항에 비해 여러 배, 예로서 2000 mm²의 단면적을 갖는 구리 버스 바들(3) 및 철로 형성된 에지 요소들(5)이 사용될 때 1000 Hz의 전류 변화 주파수에 대해 39배 증가한다는 것을 보였다. 220 kA의 펄스 높이를 갖는 단락 전류 I의 경우, 이것은 디바이스(1)를 따라 약 75 V/m의 전압 강하를 유도한다. 철 대신에 스테인리스 스틸이 에지 요소들(5)의 재료로 사용되는 경우, 높은 주파수로 변하는 전류들에 대한 디바이스(1)의 전기 저항 및 디바이스(1)를 따른 전압 강하는 더 증가할 수 있다.

본 발명은 바람직한 예시적인 실시예들에 의해 더 상세히 예시 및 설명되었지만, 본 발명은 개시된 예들에 의해 한정되지 않으며, 이 분야의 기술자는 본 발명의 보호 범위로부터 벗어나지 않고서 그로부터 다른 변형들을 도출할 수 있다.

Claims (9)

1. 전기 직류를 전도하기 위한 디바이스(1)로서,
   적어도 하나의 버스 바(3), 및
   상기 버스 바(3)의 외측면(7) 상에 배열되고, 상기 버스 바(3)를 따라 연장하고, 상기 버스 바(3)에 전기 전도식으로 연결되고, 상기 버스 바(3)보다 낮은 전기 전도율을 갖는 전기 전도 에지 요소(5) - 상기 전기 전도 에지 요소의 외측 에지는 상기 버스 바의 외측 에지와 정렬됨 -
   를 포함하는 디바이스(1)에 있어서,
   상기 버스 바(3)의 서로 대향 배치된 외측면들(7) 상에 적어도 2개의 전기 전도 에지 요소(5)가 배열되는 것을 특징으로 하는 디바이스(1).
2. 제1항에 있어서,
   여러 개의 버스 바(3)가 스택과 같은 방식으로 서로 나란히 배열되는 것을 특징으로 하는 디바이스(1).
3. 제2항에 있어서,
   상기 전기 전도 에지 요소(5)가 스택과 같은 방식으로 서로 나란히 배열된 여러 개의 버스 바(3)에 걸쳐 연장하여, 이러한 버스 바들(3)의 외측면들(7) 상에 배열되고, 전기 전도 방식으로 이러한 버스 바들(3) 각각에 연결되는 것을 특징으로 하는 디바이스(1).
4. 제1항에 있어서,
   적어도 하나의 버스 바(3)가 구리 또는 알루미늄으로 형성되는 것을 특징으로 하는 디바이스(1).
5. 제1항에 있어서,
   상기 전기 전도 에지 요소(5)가 철 또는 스틸로 형성되는 것을 특징으로 하는 디바이스(1).
6. 제1항에 있어서,
   상기 전기 전도 에지 요소(5)가 스테인리스 스틸로 형성되는 것을 특징으로 하는 디바이스(1).
7. 제1항에 있어서,
   적어도 하나의 버스 바(3) 모두가 스트립 또는 플레이트 형상의 구성을 갖는 것을 특징으로 하는 디바이스(1).
8. 전기 회로 배열에서 전기 단락 전류들(I)을 제한하기 위한, 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 디바이스(1)를 사용하여 전기 에너지를 송신하기 위한 방법으로서,
   상기 디바이스(1)의 상기 버스 바(3)는 전기 직류 소스의 하나의 극에 전기적으로 연결되는, 방법.
9. 삭제

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