KR101943804B1 - 운전 중인 변압기의 유동대전 현상을 제거하는 무인 절연유 여과장치 - Google Patents
운전 중인 변압기의 유동대전 현상을 제거하는 무인 절연유 여과장치 Download PDFInfo
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Abstract
무인 절연유 여과장치가 제공된다. 구체적으로, 운전 중인 변압기의 유동대전 현상을 제거하는 무인 절연유 여과장치에 관한 것으로, 변압기와 연결되어 상기 변압기를 경유하는 절연유를 내부로 순환시켜 절연유 내의 수분 및 불순물을 제거하는 여과수단 및 상기 절연유 내 전하를 방전시키는 유동대전 제거수단을 구비함으로써, 운전 중인 변압기의 절연유 내 수분 및 유동대전 현상을 상시 제거할 수 있고, 절연사고 방지 및 무인 절연유 여과장치의 무인화가 가능할 수 있다.
Description
본 발명은 무인 절연유 여과장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 운전 중인 변압기의 절연유 내 수분 및 유동대전 현상을 상시 제거할 수 있는 무인 절연유 여과장치에 관한 것이다.
변압기(transformer)는 전자유도를 이용하여 교류 회로에 가해지는 전압을 고전압이나 저전압으로 변환하는 전기설비이다. 변압기의 종류는 절연방식에 따라 유입식, 몰드식, 건식 또는 가스식 변압기 등으로 구분할 수 있다. 이 중에서 가장 범용적으로 사용되는 유입식 변압기에는 코일에서 발생되는 열을 대류나 복사에 의해 방열시키기 위한 절연유가 채워진다. 경제발전과 함께 전기의 사용량이 급증하면서 과부하현상으로 인해 변압기가 파손되거나, 변압기 내의 온도 차이에 의해 발생되는 수분이 절연유에 축적되어 이에 따른 전력손실이나 정전피해가 자주 발생되고 있다. 일반적으로 절연유 내 축적된 수분을 제거하기 위해서는 변압기의 가동을 정지시킨 후 절연유의 여과처리가 수행된다. 이에, 사용자는 여과처리가 진행되는 동안 변압기의 휴전상태를 감수해야 하며, 임시 전원을 위해 발전기를 구동시키는 경우 관리 비용이 증가하는 문제점이 있다. 이를 위하여 운전 중에도 변압기의 절연유를 여과할 수 있는 장치들이 개발되었다. 구체적으로, 이와 관련한 선행기술(대한민국 등록특허 제10-1475418호)은 다수의 미세 공극이 형성된 중공섬유로 구성된 수분분리수단을 변압기에 내장하여 절연유 내 용존 수분을 제거하는 전력용 변압기의 수분 제거장치에 대해 개시하고 있다.
그러나, 운전 중인 변압기의 절연유를 여과 처리할 때, 절연유 유동대전 현상이 발생할 수 있다. 상세하게는, 절연유 유동대전 현상은 변압기 내에서 발생하는 열을 효과적으로 방출하기 위해 자연대류 방식이 아닌 외부 방열판으로 절연유를 강제로 순환시키기 때문에, 절연유가 협소한 파이프 덕트(pipe duct) 공간을 급속하게 유동하면서 절연유 내 전하가 발생하고 축적되어 전기가 흐르게 되는 것을 말한다. 이러한 절연유 유동대전 현상에서 생성된 전하에 의해 변압기 절연유가 전계를 띄게 되어 변압기 절연사고로 인한 심각한 정전사고가 유발될 수 있어, 여과장치를 상시 무인으로 작동시키기 어렵다. 또한, 실제 작업현장에서 변압기 정전 후 절연유 여과 작업 중에 유동대전 현상으로 충전된 전압이 방전되면서 작업자가 감전되는 사고가 보고 되고 있다.
이에, 상기 선행기술에도 개시된 바와 같이, 변압기의 절연유 유동대전 현상을 방지하기 위한 다양한 방법들이 연구되고 있다. 구체적으로, 절연유 유동대전 현상이 발생되지 않는 범위로 절연유의 유속을 제어하거나, 절연유 전하 측정 센서를 통해 절연유 유동대전 현상을 감지하는 장치들이 개발되고 있다. 또한, 벤조트리아졸(benzotriazole, BTA) 등과 같은 유동대전 방지제를 넣는 방법도 보고되었다. 하지만, 이러한 방법들은 변압기의 절연유 유동대전 현상을 방지하는 방법이므로, 실제 변압기 내에 이미 유동대전 현상이 발생했을 때의 처리방법에 대한 연구가 더욱 필요한 실정이다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 유동대전 현상이 발생한 절연유 내 전하를 용이하게 방전시키는 무인 절연유 여과장치를 제공하는 데에 있다.
또한, 본 발명은 절연유 유동대전 현상을 제거하여 운전 중인 변압기에 대한 여과처리를 상시 무인으로 안전하게 수행할 수 있는 무인 절연유 여과장치를 제공하는 데에 있다.
아울러, 본 발명은 변압기의 휴전없이 여과장치를 구동할 수 있고 여과장치의 무인화를 통해 비용을 절감할 수 있는 무인 절연유 여과장치를 제공하는 데에 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 변압기와 연결되어 상기 변압기를 경유하는 절연유를 내부로 순환시켜 절연유 내의 수분 및 불순물을 제거하는 여과수단을 구비하는 무인 절연유 여과장치에 있어서, 상기 무인 절연유 여과장치 내에 배치되어 상기 절연유 내 전하를 방전시키는 유동대전 제거수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 운전 중인 변압기의 유동대전 현상을 제거하는 무인 절연유 여과장치를 제공할 수 있다.
상기 유동대전 제거수단은 유동하는 절연유와 접촉하여 전하를 집전하는, 메쉬(mesh) 형태의 전하유도부, 상기 전하유도부를 지지시키며 상기 절연유 유동 경로 상에 상기 유동대전 제거수단을 배치시키는 플랜지부, 상기 전하유도부 및 상기 플랜지부 사이에 배치되어 절연시키는 절연테두리부, 상기 전하유도부와 상기 절연테두리부를 상기 플랜지부에 고정시키는 고정부, 상기 유동대전 제거수단을 경유하는 절연유의 누출 방지를 위한 실링부 및 전기적으로 연결되어 상기 전하유도부에 유도된 전하를 상기 무인 절연유 여과장치의 외부로 흐르게 하는 접지부를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 전하유도부는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 크롬(Cr) 및 텅스텐(W) 중에서 선택되는 적어도 어느 하나의 도전성 금속을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 유동대전 제거수단은 상기 전하유도부의 일측에 구비되어, 상기 전하유도부의 강성 및 굽힘응력을 높이는 복수개의 지지부를 더 포함하며, 상기 복수개의 지지부 중에서 적어도 2개 이상의 지지부는 서로 교차하도록 배치되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 여과수단은, 상기 절연유 내 불순물을 제거하는 오일필터부 및 상기 오일필터부와 연결되어 배치되며, 수분흡착여과체를 구비하여 절연유 내 수분을 제거하는 수분제거부를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 무인 절연유 여과장치는 간단한 구조를 통해 절연유 내 전하를 용이하게 방전시켜 절연유 유동대전 현상을 해결할 수 있다.
또한, 본 발명의 무인 절연유 여과장치는 절연유 유동대전 현상을 해결하여 운전 중인 변압기에 대한 여과처리를 상시 무인으로 안전하게 수행할 수 있다.
아울러, 본 발명의 무인 절연유 여과장치는 변압기의 휴전없이 여과장치를 구동할 수 있고 여과장치의 무인화를 통해 비용을 절감할 수 있다.
다만, 발명의 효과는 상기에서 언급한 효과로 제한되지 아니하며, 언급되지 않은 또 다른 효과들을 하기의 기재로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 절연유 여과장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유동대전 제거수단의 정면도이다.
도 3은 도 2의 유동대전 제거수단의 A-A'선 절단부의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유동대전 제거수단이 절연유 유동파이프에 배치된 구조를 나타낸 확대도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유동대전 제거수단의 정면도이다.
도 3은 도 2의 유동대전 제거수단의 A-A'선 절단부의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유동대전 제거수단이 절연유 유동파이프에 배치된 구조를 나타낸 확대도이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시 예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나, 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참고번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명은 변압기와 연결되어 상기 변압기를 경유하는 절연유를 내부로 순환시켜 절연유 내의 수분 및 불순물을 제거하는 여과수단을 구비하는 무인 절연유 여과장치에 있어서 상기 무인 절연유 여과장치 내에 배치되어 상기 절연유 내 전하를 방전시키는 유동대전 제거수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 운전 중인 변압기의 유동대전 현상을 제거하는 무인 절연유 여과장치를 제공할 수 있다. 상세하게는, 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 절연유 여과장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 무인 절연유 여과장치는 변압기의 일측에 연결되도록 배치되는 것일 수 있다. 상기 무인 절연유 여과장치는 상기 변압기를 경유하도록 충진된 절연유가 상기 무인 절연유 여과장치로 경유되어 상기 무인 절연유 여과장치 내부에서 순환되도록 기능하는 절연유 유입구(91) 및 절연유 토출구(99)가 구비되며, 상기 절연유는 상기 절연유 유입구(91)로부터 상기 절연유 토출구(99)까지 연결된 하나 이상의 파이프를 따라 유동하는 것일 수 있다.
즉, 상기 절연유 유입구(91)는 연결된 변압기 내의 절연유가 상기 무인 절연유 여과장치로 유입되는 통로를 의미하는 것으로, 절연유의 유입을 위한 유입밸브가 배치되는 것일 수 있다. 또한, 상기 절연유 토출구(99)는 상기 절연유 유입구(91)로부터 유입된 절연유가 상기 여과수단과 유동대전 제거수단을 통과한 후 다시 변압기로 토출되는 통로를 의미하는 것으로, 상기 변압기로 절연유를 토출시키기 위한 토출밸브가 배치되는 것일 수 있다. 상기 절연유 유입구(91) 및 상기 절연유 토출구(99)에 배치되는 각각의 유입밸브 및 토출밸브는 통상의 오일 밸브(oil valve)를 모두 사용할 수 있으며, 이를 통해 사용자가 선택적으로 장치 내 절연유의 유입여부, 유입유량, 토출여부 또는 토출유량 등을 제어할 수 있다. 실시예에 따라, 상기 절연유 유입구(91) 및 상기 절연유 토출구(99)에는 절연유를 강제로 인입 또는 토출할 수 있는 오일펌프가 더 배치될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 무인 절연유 여과장치 내에는 상기 절연유 유입구(91)와 연결되어 절연유가 유동하는 유로인 절연유 유동 파이프(90) 상에 배치되어, 파이프 내부의 공기 및 상기 절연유 내 용존가스를 배출하는 에어배출밸브(92)가 구비되는 것일 수 있다. 구체적으로, 파이프 내부의 공기 및 절연유 내 용존가스는 유도부하의 불량을 일으킬 수 있고 절연유의 냉각작용을 방해할 수 있으므로, 상기 에어배출밸브(92)를 통해 파이프 및 절연유 내 공기를 파이프 외부로 배출하여 본 발명의 무인 절연유 여과장치를 장기간 사용시에도 절연유의 절연성능 및 냉각효율을 유지할 수 있다.
상기 무인 절연유 여과장치 내에는 상기 절연유 내의 수분 및 불순물을 제거하는 여과수단이 구비될 수 있다. 구체적으로, 상기 여과수단은 상기 절연유 유입구와 연결되어 배치되며, 유입되는 절연유 내 불순물을 제거하는 오일필터부 및 상기 오일필터부와 연결되어 배치되며, 수분흡착여과체를 구비하여 유입되는 절연유 내 수분을 제거하는 수분제거부를 포함하는 것일 수 있다.
구체적으로, 도 1을 참조하면, 상기 절연유 유입구(91)를 통해 유입된 절연유 내 고형물 입자, 또는 입자가 작은 금속 등의 불순물을 제거하는 망 형태의 오일필터부(93)가 절연유 유동 파이프(90)의 일측에 배치되는 것일 수 있다. 절연유 내 불순물은 변압기의 수명을 단축시키는 원인이 될 수 있으므로, 상기 오일필터부(93)를 구비하여 절연유가 이를 통과하면서 절연유의 절연특성을 유지 및 향상시킬 수 있다. 상기 오일필터부(93)는 공지된 오일필터를 모두 사용할 수 있다.
또한, 도 1과 같이, 상기 하우징 내부에는 상기 오일필터부(93)를 통과한 절연유에 포함된 수분의 함량 정도를 측정하는 수분측정센서(94)가 절연유 유동 파이프(90)의 일측에 배치될 수 있다. 절연유 내 수분이 포함되면 장치 및 절연유의 산화진행속도가 빨라져 노화가 가속화될 수 있고, 절연유의 절연성을 감소시켜 변압기의 심각한 절연 사고가 발생할 수 있다. 상기 수분측정센서(94)는 일측에 구비된 수분측정센서 제어부(95)와 연결되며, 사용자는 수분측정센서 제어부(96)를 통해 상기 절연유 내 수분 함량 측정 및 측정결과에 따라 후술하는 수분제거부를 작동시켜 절연유 내 수분을 제거할 수 있다. 상기 수분측정센서(94) 및 상기 수분측정센서 제어부(95)를 통해 사용자는 운전 중에도 상시 절연유 내 수분 함량에 대한 모니터링이 가능하므로, 종래에 비해 절연유 내 수분측정시 발생하였던 비용부담을 절감할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 수분측정센서(94)로부터 후술하는 수분제거부(96)로 절연유가 이동하는 절연유 유동 파이프(90)의 일측에 밸브를 더 구비하여, 수분제거부(96)로 절연유가 유동되는 유량 등을 제어할 수 있다.
도 1을 참조하면, 상기 무인 절연유 여과장치에는 절연유 내 수분을 제거하는 수분제거부(96)가 배치될 수 있다. 상기 수분제거부(96)는 상기 수분측정센서(95) 및 상기 수분측정센서 제어부(96)와 연동되어 센싱결과에 따라 작동되거나, 사용자가 선택적으로 작동시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 절연유 내 수분의 함량은 1 내지 10 ppm의 범위를 갖도록 설정 및 제어되는 것일 수 있다. 상세하게는, 상기 수분제거부(96)는 상기 오일필터부(93)로부터 이어지는 절연유 유동 파이프(90)의 일측에 배치되며, 수분흡착여과체를 구비한 수분흡착부(미도시)를 포함하는 것일 수 있다. 실시예에 따라, 상기 수분흡착부는 복수개로 구비되는 것일 수 있으며, 복수개의 수분흡착부를 순차적으로 통과하면서, 상기 절연유 내 수분의 수분 흡착률을 증가시킬 수 있다.
상기 수분흡착여과체는 상기 수분흡착부에 적어도 하나 이상 구비되며, 상기 절연유가 상기 수분흡착여과체를 통과하면서 상기 절연유 내 수분이 상기 수분흡착여과체에 흡착, 흡습되는 것일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 수분흡착여과체는 중공막으로 이루어진 극세 섬유재질일 수 있다. 실시예에 따라, 상기 수분흡착여과체의 내부에는 수분을 효과적으로 흡착시킬 수 있는 흡착물질이 더 구비되는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 흡착물질은 제오라이트(zeolite), 실리카겔(SiO2) 또는 활성알루미나(Al2O3) 등의 공지된 수분 흡착물질을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 상기와 같이, 본 발명의 무인 절연유 여과장치는 변압기의 운전 중에도 자체적으로 여과장치를 작동하여 변압기 내 수분을 제거하므로 절연유 내 수분이 축적되지 않아, 변압기의 고장 및 정전사고 우려를 해소시킬 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서 상기 무인 절연유 여과장치는, 상기 수분제거부(96)를 통과한 절연유가 후술하는 유동대전 제거수단(1)으로 유입되기 전에 절연유 유동 파이프(90)의 일측에 절연유가 상기 절연유 유동 파이프(90) 내에서 효과적으로 순환될 수 있도록 기능하는 순환펌프(97) 및 이에 연결된 밸브 등을 구비하는 것일 수 있다. 상기 순환펌프(97)에 의해 상기 절연유는 상기 절연유 유동 파이프(90) 내에서 지속적으로 유동할 수 있으며, 이에 각각의 여과수단 및 유동제거수단 등으로 유입되거나 토출시킬 수 있다.
또한, 상기 무인 절연유 여과장치는, 상기 유동대전 제거수단(1)으로 유입되기 이전에 드레인(drain) 밸브(98)를 구비하여 유동대전 제거수단(1)의 부품 교환시 절연유의 흐름을 부분적으로 차단할 수 있다.
상기 수분제거부(96)를 통과하면서, 수분이 제거된 절연유는 유로인 절연유 파이프(90)를 따라 절연유 토출구(99)로 흘러가게 된다.
상기 절연유 토출구(99)로 흘러가는 절연유 파이프(90)의 일측에는, 유동대전 제거수단(1)이 배치될 수 있다. 즉, 상기 유동대전 제거수단(1)은 상기 무인 절연유 여과장치 내에 배치되어 상기 절연유 유입구(91)를 통해 상기 무인 절연유 여과장치 내부에 유입되어 상기 오일필터부(93) 및 상기 수분제거부(96)를 통과하면서 수분 및 불순물이 제거된 절연유 내 생성된 전하를 방전시켜 절연유 유동대전 현상을 제거하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 유동대전 제거수단(1)은 유동하는 절연유 내 전하와 접촉하는, 메쉬(mesh) 형태의 전하유도부, 상기 전하유도부를 지지시키며 상기 절연유 유동 경로 상에 상기 유동대전 제거수단을 배치시키는 플랜지부, 상기 전하유도부 및 상기 플랜지부 사이에 배치되어 절연시키는 절연테두리부, 상기 전하유도부와 절연테두리부를 상기 플랜지부에 고정시키는 고정부, 상기 유동대전 제거수단을 경유하는 절연유의 누출 방지를 위한 실링부 및 일단은 상기 전하유도부와 체결되고, 타단은 상기 무인 절연유 여과장치 외부에 체결되어 전기적으로 연결됨으로써, 상기 전하유도부에 유도된 전하를 상기 무인 절연유 여과장치의 외부로 안내하는 접지부를 포함하는 것일 수 있다. 상세하게는, 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유동대전 제거수단의 정면도이며, 도 3은 도 2의 유동대전 제거수단의 A-A'선 절단부의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 무인 절연유 여과장치에 구비되는 유동대전 제거수단(1)은, 먼저, 상기 절연유 유동 파이프(90)를 따라 유동하는 절연유와 접촉하여 상기 절연유 내에서 발생된 유동대전 현상에 의해 생성된 전하들을 유도하여 상기 전하접촉부로 이동시켜 집전하는 전하유도부(100)를 포함하는 것일 수 있다. 즉, 상기 전하유도부(100)는 절연유 내 전하를 목적하는 방향으로 이동될 수 있는 유도하는 영역으로 작용하는 것일 수 있다. 이를 위하여 상기 전하유도부(100)는 도전성 금속으로 이루어지는 것일 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에서 상기 전하유도부(100)는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 크롬(Cr) 및 텅스텐(W) 중에서 선택되는 적어도 어느 하나의 도전성 금속을 포함하는 것일 수 있다. 또한, 상기 전하유도부(100)는 절연유의 유로 상에 배치되므로, 절연유 내 전하만을 이동시키고 절연유 자체는 용이하게 유동되어 흘러갈 수 있도록, 다수개의 관통홀을 포함하는 메쉬 형태로 구성되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 유동대전 제거수단(1)은 상기 전하유도부(100)를 지지시키며 상기 절연유 유동 경로 상에 상기 유동대전 제거수단(1)을 배치시키는 플랜지부(200)를 구비하는 것일 수 있다. 상기 플랜지부(200)는 통상적으로 파이프 연결시 이음부로 사용하는 플랜지를 사용하는 것일 수 있으며, 상기 플랜지부(200)의 외형은 원형 또는 사각형 등일 수 있다. 상기 플랜지부(200)는 중앙에 상기 전하유도부(100)를 배치하여 지지시킬 수 있는 원형의 관통홀이 형성된 것일 수 있다. 즉, 상기 전하유도부(100)는 상기 플랜지부(200)의 관통홀에 배치되어 상기 플랜지부(200)에 의해 지지되면서 상기 유동대전 제거수단의 구성요소로 기능하는 것일 수 있다. 도 2 및 도 3과 같이, 상기 플랜지부(200)의 관통홀의 외측에는 복수개의 플랜지 연결홀(210)이 형성되는 것일 수 있다. 상기 복수개의 플랜지 연결홀(210)은 상기 유동대전 제거수단(1)이 배치되어야 하는 위치에서의 절연유 유동 파이프(90)의 고정플랜지들과 상기 플랜지부(200)를 연결 및 결합시키기 위한 것일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유동대전 제거수단이 절연유 유동 파이프에 배치된 구조를 나타낸 확대도이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 상기 유동대전 제거수단(1)이 절연유 유동 파이프(90) 내에 연결되는 것일 수 있다. 구체적으로, 절연유 유동 파이프(90)는 다수개의 파이프가 이어져 하나의 유로를 형성하는 것으로, 상기 유동대전 제거수단(1)은 상기 다수개의 파이프 사이의 이음부에 배치되어 상기 절연유 유동 파이프(90)와 연결되는 것일 수 있다. 상기 다수개의 파이프는 하나의 파이프로 연결되기 위하여 상기 플랜지부(200)와 같은 고정플랜지를 파이프의 일단에 구비하며, 상기 고정 플랜지에는 각 플랜지를 연결하고 결합시키기 위한 복수개의 연결홀이 구비되는 것일 수 있다. 이에, 상기 플랜지부(200)의 복수개의 플랜지 연결홀(210)과 상기 다수개의 파이프의 고정플랜지에 배치된 연결홀을 볼트체결하여 상기 유동대전 제거수단(1)이 상기 무인 절연유 여과장치 내 절연유 유동 파이프(90)와 연결되는 것일 수 있다. 상기 플랜지부(200)는 장기간 사용시에도 부식되지 않고 절연유의 유동에도 변함없는 형태를 유지하는 내구성을 갖는 금속 재질로 이루어지는 것일 수 있다.
도 2 내지 도 3을 참조하면, 상기 유동대전 제거수단(1)은 상기 전하유도부(100) 및 상기 플랜지부(200) 사이에 배치되어 상기 전하유도부(100)와 상기 플랜지부(200) 사이를 절연시키는 절연테두리부(300)를 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 전하유도부(100)는 상기 절연유 내 전하와 접촉되어 전하의 이동에 의해 전류가 흐를 수 있는 상태이며, 상기 플랜지부(200)는 금속 재질로 이루어져 있어, 상기 전하유도부(100)로 이동된 절연유 내 전하를 장치 외부로 배출하기 위해서는 상기 플랜지부(200)로 전하가 이동되지 않도록 절연시켜야 한다. 이를 위해 상기 절연테두리부(300)는 상기 전하유도부(100)의 외경을 둘러싸는 형태로 배치되어 상기 전하유도부(100)가 배치되는 상기 플랜지부(200)와 상기 전하유도부(100)를 절연시키는 것일 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 유동대전 제거수단(1)은 절연유의 유동대전 현상에 의해 생성된 전하를 상기 전하유도부(100)를 통해 상기 전하유도부(100)와 연결된 접지부(600)로 이동시켜 장치 외부로 전하를 흐르게 하는 것일 수 있다. 상기 절연테두리부(300)는 상기 전하유도부(100)의 외경을 따라 끼움장착되며 상기 전하유도부(100)와 함께 상기 플랜지부(200)에 고정되는 것일 수 있다. 상기 절연테두리부(300)는 통상의 절연물질을 모두 사용할 수 있으며, 구체적으로 예를 들어, 고무, 실리콘 또는 에폭시 수지 등일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 유동대전 제거수단(1)은 상기 전하유도부(100)와 상기 절연테두리부(300)를 상기 플랜지부(200)에 고정시키는 고정부(400)를 포함하는 것일 수 있다. 상기 고정부(400)는 고정지그(410) 및 고정볼트(430)를 포함하며, 상기 고정부(400)는 상기 전하유도부(100) 및 상기 절연테두리부(300)의 양측에 각각 구비되는 것일 수 있다. 상세하게는, 상기 고정지그(410)의 일면은 상기 플랜지부(200)의 일측에 구비된 상기 고정볼트(430)에 의해 고정되는 것일 수 있다. 상기 고정지그(410)의 일면이 고정된 상태에서 상기 반고리 형상의 고정지그(410)의 고리 내부에, 상기 절연테두리부(300)가 끼움장착된 상태의 전하유도부(100)를 배치하는 것일 수 있다. 이 후, 상기 고정지그(410) 내에 상기 전하유도부(100) 및 상기 절연테두리부(300)가 끼움장착되도록 상기 고정지그(410)의 타면을 상기 전하유도부(100) 및 상기 절연테두리부(300)의 상면의 일부가 덮일 수 있도록 배치한 후 압착하는 것일 수 있다. 이에, 상기 전하유도부(100) 및 상기 절연테두리부(300)는 상기 고정지그(410) 내에 끼움장착되어 상기 플랜지부(200)에 고정된 상태를 유지하는 것일 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 상기 고정지그는 사용자가 용이하게 굽힐 수 있는 정도의 두께를 갖는 금속박막일 수 있다. 일 실시예에서, 상기 고정지그(410)는 일정 두께의 철편일 수 있다.
도 2 내지 도 3을 참조하면, 상기 유동대전 제거수단(1)은 상기 플랜지부(200)에 구비되어, 상기 유동대전 제거수단을 경유하는 절연유의 누출 방지를 위한 누출을 방지하는 실링부(500)를 포함하는 것일 수 있다. 상기 실링부(500)는 상기 플랜지부(200)의 관통홀의 외경을 따라 배치되는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 실링부(500)는 상기 플랜지부(200)의 관통홀에 상기 전하유도부(100)와 상기 절연테두리부(300)의 외측테두리를 끼움장착하고 있는 상기 고정지그(410)가 배치됨에 따라 상기 고정지그(410) 및 상기 플랜지부(200) 사이의 미세한 이격공간으로 절연유가 유출되는 것을 방지하기 위해 구비되는 것일 수 있다. 도 3과 같이, 상기 실링부(500)는 절연유가 유출될 수 있는, 상기 고정부(400)와 상기 플랜지부(200) 및/또는 상기 플랜지부(200) 상기 절연유 유동 파이프(90) 사이의 미세한 이격공간으로 흘러가지 않도록 상기 플랜지부(200)의 일측(510) 및 타측(530)에 각각 배치되는 것일 수 있다. 상기 실링부(500)로는 공지된 실링소재를 모두 사용할 수 있으며, 구체적으로 예를 들어, 상기 플랜지부(200)의 관통홀의 직경과 비례하는 오링(O ring) 등을 사용할 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 유동대전 제거수단(1)은 일단은 상기 전하유도부(100)와 체결되고, 타단은 상기 무인 절연유 여과장치의 외부에 체결하여 전기적으로 연결되어 상기 전하유도부(100)에 유도된 전하를 상기 무인 절연유 여과장치의 외부로 흐르게 하는 접지부(600)를 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 접지부(600)는 복수개로 배치되며, 제1 접지부(610)는 일단이 상기 전하유도부(100)의 일단에 체결되고 타단은 상기 절연테두리부(300) 및 상기 실링부(500) 사이에 배치되는 상기 플랜지부(200)의 일면에 체결되는 제1 접지선을 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 접지선의 규격은 단면적이 0.5mm2 이상인 전선을 사용하는 것일 수 있다. 또한, 상기 제2 접지부(630)는 일단이 상기 플랜지부(200)의 체결되고, 타단은 상기 무인 절연유 여과장치의 외부에 배치된 지면 또는 기설치된 변압기의 접지단자에 체결되는 제2 접지선을 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 접지선의 규격은 단면적이 2 mm2 인 전선을 사용하는 것일 수 있다. 상기 전하유도부(100)에 접촉되면서 상기 전하유도부(100)에 유도된 전하들은 상기 접지부(600)를 통해 상기 무인 절연유 여과장치의 외부로 배출되고, 이에, 상기 절연유 내 전하는 모두 방전될 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 무인 절연유 여과장치는 절연유 유로 파이프 내에 상술한 유동대전 제거수단을 구비하여 실제 절연유 유동대전 현상 발생시 절연유 내 전하를 빠르고 안전하게 방전시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 무인 절연유 여과장치는 절연유 유동대전 현상을 용이하게 제거함으로써 운전 중인 변압기의 수분 및 불순물 여과처리를 상시 무인으로 작업할 수 있다. 이에, 사용자는 변압기의 휴전 없이 변압기 내 절연유를 여과처리할 수 있어 관리비용을 절감시킬 수 있다. 아울러, 본 발명의 무인 절연유 여과장치는 변압기 사고 및 정전피해를 감소시킬 수 있으며, 수분, 불순물 및 유동대전 현상이 제거된 절연유는 장기간 사용에도 절연기능 및 냉각기능 효율을 효과적으로 유지할 수 있으므로, 관련 분야에 적극 활용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 유동대전 제거수단은, 상기 전하유도부의 일측에 구비되어, 상기 전하유도부의 강성 및 굽힘응력을 높이는 복수개의 지지부를 더 포함하는 것일 수 있다. 또한, 상기 복수개의 지지부 중에서 적어도 2개 이상의 지지부는 서로 교차하도록 배치되는 것일 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 전하유도부(100)의 일측에, 상세하게는, 상기 전하유도부(100)를 통과하여 유동하는 절연유의 유동방향에 대응되는 영역에 위치하는 전하유도부(100)의 일면에 복수개의 지지부(700)가 배치되는 것일 수 있다. 상기 복수개의 지지부(700)는 상기 전하유도부(100)의 일측에 배치되어 상기 전하유도부(100)를 통과하는 절연유에 의해 상기 전하유도부(100)의 외형이 변형되는 것을 방지할 수 있어, 장기간 상기 절연유가 상기 전하유도부(100)를 통과해도 상기 전하유도부(100)의 강성 및 굽힘응력을 높일 수 있다. 구체적으로, 도 2와 같이, 상기 복수개의 지지부(700)는 적어도 2개 이상의 지지부가 서로 교차하도록 배치되는 것일 수 있다. 이러한 구조는 유동하는 절연유에 의해 상기 지지부(700)가 상기 유동대전 제거수단(1)으로부터 이탈하는 것을 방지하고, 상기 전하유도부(100)의 지지부로 기능하는 효과를 최대화할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 지지부(700)는 상기 복수개의 지지부(700)가 서로 직교하도록 위치하는 것일 수 있다. 상기 복수개의 지지부(700)가 서로 직교하도록 배치되면, 상기 복수개의 지지부(700)가 직교하는 교차점이 상기 전하유도부(100)의 내경 중심에 위치하게 된다. 즉, 상기 절연유가 상기 전하유도부(100)를 통과하며 유동시 상기 전하유도부(100)의 내경 중심점에 절연유 유속에 따른 유압 등이 가장 크게 작용하므로, 본 발명은 상기 복수개의 지지부(700)를 상술한 구조로 배치시켜, 상기 전하유도부(100)를 효과적으로 지지할 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
1: 유동대전 제거수단 90: 절연유 유로(pipe)
91: 절연유 유입구 92: 에어배출밸브
93: 오일필터부 94: 수분 측정 센서
95: 수분 측정 센서 제어부 96: 수분제거부
97: 순환 펌프 98: 드레인 밸브
99: 절연유 토출구
100: 전하유도부 200: 플랜지부
210: 플랜지 연결홀 300: 절연테두리부
400: 고정부 410: 고정지그
430: 고정볼트 500, 510, 530: 실링부
600: 접지부 610: 제1 접지부
630: 제2 접지부 700: 지지부
91: 절연유 유입구 92: 에어배출밸브
93: 오일필터부 94: 수분 측정 센서
95: 수분 측정 센서 제어부 96: 수분제거부
97: 순환 펌프 98: 드레인 밸브
99: 절연유 토출구
100: 전하유도부 200: 플랜지부
210: 플랜지 연결홀 300: 절연테두리부
400: 고정부 410: 고정지그
430: 고정볼트 500, 510, 530: 실링부
600: 접지부 610: 제1 접지부
630: 제2 접지부 700: 지지부
Claims (5)
- 변압기와 연결되어 상기 변압기를 경유하는 절연유를 내부로 순환시켜 절연유 내의 수분 및 불순물을 제거하는 여과수단을 구비하는 무인 절연유 여과장치에 있어서,
상기 무인 절연유 여과장치 내에 배치되어 상기 절연유 내 전하를 방전시키는 유동대전 제거수단을 포함하며,
상기 유동대전 제거수단은,
유동하는 절연유와 접촉하여 전하를 집전하는, 메쉬(mesh) 형태의 전하유도부;
상기 전하유도부를 지지시키며 상기 절연유 유동 경로 상에 상기 유동대전 제거수단을 배치시키는 플랜지부;
상기 전하유도부 및 상기 플랜지부 사이에 배치되어 절연시키는 절연테두리부;
상기 전하유도부와 상기 절연테두리부를 상기 플랜지부에 고정시키는 고정부;
상기 유동대전 제거수단을 경유하는 절연유의 누출 방지를 위한 실링부; 및
전기적으로 연결되어 상기 전하유도부에 유도된 전하를 상기 무인 절연유 여과장치의 외부로 흐르게 하는 접지부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 운전 중인 변압기의 유동대전 현상을 제거하는 무인 절연유 여과장치. - 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 전하유도부는
구리(Cu), 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 크롬(Cr) 및 텅스텐(W) 중에서 선택되는 적어도 어느 하나의 도전성 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는, 운전중인 변압기의 유동대전 현상을 제거하는 무인 절연유 여과장치. - 제1항에 있어서, 상기 유동대전 제거수단은,
상기 전하유도부의 일측에 구비되어, 상기 전하유도부의 강성 및 굽힘응력을 높이는 복수개의 지지부를 더 포함하며,
상기 복수개의 지지부 중에서 적어도 2개 이상의 지지부는 서로 교차하도록 배치되는 것을 특징으로 하는, 운전중인 변압기의 유동대전 현상을 제거하는 무인 절연유 여과장치. - 제1항에 있어서, 상기 여과수단은,
상기 절연유 내 불순물을 제거하는 오일필터부; 및
상기 오일필터부와 연결되어 배치되며, 수분흡착여과체를 구비하여 절연유 내 수분을 제거하는 수분제거부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 운전중인 변압기의 유동대전 현상을 제거하는 무인 절연유 여과장치.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180140157A KR101943804B1 (ko) | 2018-11-14 | 2018-11-14 | 운전 중인 변압기의 유동대전 현상을 제거하는 무인 절연유 여과장치 |
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| KR1020180140157A KR101943804B1 (ko) | 2018-11-14 | 2018-11-14 | 운전 중인 변압기의 유동대전 현상을 제거하는 무인 절연유 여과장치 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| JP2020123681A (ja) * | 2019-01-31 | 2020-08-13 | 株式会社日立製作所 | 油入変圧器、及び水分除去装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2018
- 2018-11-14 KR KR1020180140157A patent/KR101943804B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
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