KR102015457B1

KR102015457B1 - 호흡기의 구조를 간소화시킨 전력용 변압기

Info

Publication number: KR102015457B1
Application number: KR1020190088021A
Authority: KR
Inventors: 윤종구
Original assignee: 한국초고압 주식회사
Priority date: 2019-07-22
Filing date: 2019-07-22
Publication date: 2019-10-23

Abstract

본 발명은 호흡기의 구조를 간소화시킨 전력용 변압기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전력용 변압기의 특성상 열이 많이 발생되므로 이를 효과적으로 냉각시킬 수 있는 기구적 냉각구조를 갖추고, 동시에 소음 발생에 따른 환경피해를 줄이면서 나아가 자체적인 진동흡수 억제기능을 강화시켜 지진과 같은 외력에도 안전하게 보호할 수 있도록 하면서 절연유의 수축팽창시 이를 완충하여 변압기를 안전하게 보호할 수 있도록 개선된 호흡기의 구조를 간소화시킨 전력용 변압기에 관한 것이다.

Description

호흡기의 구조를 간소화시킨 전력용 변압기{Power transformer simplifies respiratory structure}

일반적으로, 발전소에서 생산된 특고압(765 kV, 345 kV, 154 kV)은 송전선을 타고 변전소에 공급되며, 변전소에서는 특고압이 22900 볼트(=상전압 13200 볼트)의 전압으로 낮추어져 배전선로를 통해 일반 빌딩이나 공장에 공급되고, 변전소에 공급되는 특고압의 일부는 전주에 부착된 주상 변압기, 기상 변압기를 통하여 220/380 볼트의 사용하기 쉬운 전압으로 낮추어져 주택이나 상점, 소규모의 공장 등에 공급된다.

이러한 변압기는 전자유도 작용에 의하여 한쪽의 권선에 공급한 교류전원을 다른 쪽의 권선에 다른 전압의 교류전원으로 변환하는 기기로서 적어도 2개 이상의 전기회로를 구성하는 권선들과 한 개의 공통된 자기회로를 이루는 철심 및 절연유 등의 절연물로 구성된다.

변압기는 사용장소에 따라 소형 변압기, 배전 선로 전주 위에 설치되는 주상 변압기 및 발전소, 또는 변전소 등에 설치되는 전력용 변압기 등으로 나눌 수 있으며, 이외에도 사용목적에 따라 시험용 변압기, 접지변압기, 정류기용변압기, 전기로용 변압기 및 방폭형 변압기 등으로 분류될 수도 있다. 이와 같은, 변압기 중에서도 전력용 변압기 등은 소음을 많이 방출하기 때문에 변압기 주위에 사는 사람들에게 많은 피해를 주고 있다.

이와 같은 전력용 변압기는 자왜 현상으로 인한 철심의 수축 및 팽창을 통해 소음을 발생시킨 뒤 변압기 케이스 내부의 절연유를 통하여 변압기 케이스로 소음을 전달함으로써 외부로 소음이 방출된다.

뿐만 아니라, 전력용 변압기는 사용중 열이 많이 발생하게 되는데, 이를 적절히 냉각시키지 못하게 되면 절연유의 성능이 열화되고, 절연 파괴 현상이 생길 수 있어 심각한 설비사고의 원인이 될 수 있다.

이에, 보다 효과적인 냉각구조를 갖출 필요가 있다.

국내 등록특허 제10-1764505호(2017.07.27.), 전력용 변압기 국내 등록특허 제10-1777695호(2017.09.06.), 변압기의 과열 방지 제어 방법

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 전력용 변압기의 특성상 열이 많이 발생되므로 이를 효과적으로 냉각시킬 수 있는 기구적 냉각구조를 갖추고, 동시에 소음 발생에 따른 환경피해를 줄이면서 나아가 자체적인 진동흡수 억제기능을 강화시켜 지진과 같은 외력에도 안전하게 보호할 수 있도록 하면서 절연유의 수축팽창시 이를 완충하여 변압기를 안전하게 보호할 수 있도록 개선된 호흡기의 구조를 간소화시킨 전력용 변압기를 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 내부에 절연유가 채워진 변압기케이스(100), 상기 변압기케이스(100)의 상면에 설치된 콘서베이터(200), 상기 콘서베이터(200)에 설치된 호흡기(300), 상기 콘서베이터(200)를 사이에 두고 양측의 변압기케이스(100) 상면에 설치된 고압부싱(120)과 저압부싱(130), 상기 변압기케이스(100)의 일측단면에 설치된 컨트롤러(140), 상기 컨트롤러(140)와 인접하게 설치되어 절연유를 순환시키면서 필터링하는 절연유필터기(400)를 포함하는 호흡기의 구조를 간소화시킨 전력용 변압기에 있어서;

상기 변압기케이스(100) 내부에 채워진 절연유를 냉각시키도록 변압기케이스(100)의 양측면에 쿨러(150)를 더 포함하되, 상기 쿨러(150)는 변압기케이스(100)에 접촉된 상태로 다수의 파이프형 히트파이프(152)를 돌출고정하고, 상기 파이프형 히트파이프(152)의 자유단에는 그보다 작은 직경의 연장부(154)를 더 형성하며, 상기 연장부(154)에는 원통형 냉각챔버(160)를 끼워 고정하고, 상기 원통형 냉각챔버(160)는 상기 파이프형 히트파이프(152)의 갯수에 대응되게 조립하며, 상기 원통형 냉각챔버(160)는 연결관(162)에 의해 연통되게 서로 연결되고, 상기 원통형 냉각챔버(160) 내부에는 쿨링액이 흐를 수 있도록 채워지며;

상기 변압기케이스(100) 내부에 흡음기(180)를 더 구비하되, 상기 흡음기(180)는 다수의 흡음홀(184)이 형성된 흡음판(182)의 양측에 제1,2그물망(186,188)이 부착된 형태를 갖고, 상기 흡음홀(184)은 변압기케이스(100)의 내부 중심에서 각각 바깥방향을 향해 깔대기 형태로 점점 좁아지게 테이퍼진 형상을 가지며, 상기 제1,2그물망(186,188)은 나일론사를 직조하여 만들어지고;

상기 변압기케이스(100)의 저면에는 다수개의 충격흡수기(190)를 더 설치하되, 상기 충격흡수기(190)는 변압기케이스(100)의 저면에 고정되는 상판(192)과, 상기 상판(192)에 탄성유동가능하게 조립되는 하판(194)을 포함하고, 상기 상판(192)의 하면에는 적어도 두 개의 원뿔대형 안내홈(192a)이 형성되며, 상기 원뿔대형 안내홈(192a)의 중심에는 이를 관통하여 볼트고정공(192b)이 형성되고, 상기 원뿔대형 안내홈(192a)은 일측이 개방된 사각설치홈(192c) 상에 형성되며, 상기 하판(194)의 상면에는 상기 원뿔대형 안내홈(192a)에 삽입되고 경사접촉되어 상하방향으로 탄성유동 가능하게 다수의 경사탄성리브(194a)가 돌출 형성되고, 상기 경사탄성리브(194a)는 외측면이 상기 원뿔대형 안내홈(192a)의 내주면 경사에 대응되게 경사형성되며 내측면은 수직하게 형성된 리브이며, 상기 경사탄성리브(194a)가 돌출된 원중심에는 볼트체결공(194b)이 관통형성되고, 상기 볼트체결공(194b)을 통해 체결볼트(196)가 볼트고정공(192b)을 관통하여 배치된 후 체결너트(198)에 의해 체결되어 상판(192)과 하판(194)이 상호 결속되되며;

상기 콘서베이터(200)의 내부에는 상승관(210)과 하강관(220)이 설치되고, 상기 상승관(210)의 상단과 상기 하강관(220)의 하단에는 밸브체 형태의 다이어프램(240)이 조립되며, 상기 상승관(210)에 다이어프램(240)이 조립되기 전에 콘서베이터(200)의 바닥면으로부터 일정높이 위치에 거름망(230)이 먼저 고정된 후 상기 다이어프램(240)이 거름망(230)을 관통하여 체결되고;

상기 다이어프램(240)은 상승관(210) 혹은 하강관(220)에 체결 조립되는 통체(241)와, 상기 통체(241)의 일단에 형성된 플랜지(242)와, 상기 플랜지(242)가 형성된 통체(241)의 단부면 내부 중앙에 구비되고 통체(241)의 내주면에서 돌출된 다수의 지지리브(243)에 의해 고정된 고정원판(244)과, 상기 플랜지(242)가 형성된 통체(241)의 단부 내주면에 경사가공된 테이퍼부(245)와, 상기 플랜지(242)에 밀착되어 유로(PASS)를 개폐하는 역류방지판(246)과, 상기 역류방지판(246) 및 고정원판(244)의 중심을 관통하여 상기 고정원판(244) 상에 나사고정되는 고정로드(ROD)와, 상기 고정로드(ROD)의 단부에 일체로 고정된 헤드부(HAD)와, 상기 고정로드(ROD)에 끼워지고 상기 역류방지판(246)과 헤드부(HAD) 사이에 배치되어 상기 역류방지판(246)을 탄성가압하는 탄성라운드편(247)과, 상기 고정로드(ROD)에 끼워지고 상기 역류방지판(246)과 헤드부(HAD) 사이에 배치되는 코일스프링(248)을 포함하며;

상기 호흡기(300)는 내부가 빈 구형챔버(CHB)와, 상기 구형챔버(CHB)의 상단에 일체로 연결되고 상기 콘서베이터(200)에 접속되는 연통관(310)과, 상기 연통관(310)과 대향되게 설치된 배유관(320)과, 상기 배유관(320)과 직교되게 설치된 급기관(330)과, 상기 배유관(320)에 나사체결식으로 조립되어 배유되는 절연유를 수용하는 저유통(322)과, 상기 급기관(330)이 구형챔버(CHB) 내부로 노출된 일단에 설치되는 다이어프램(240)과, 상기 급기관(330)의 타단에 나사체결되는 급기통(332)과, 상기 급기통(332)에 채워져 수분을 흡습하는 실리카겔(334)과, 상기 급기통(332)의 단부에 배치되어 실리카겔(334)이 이탈되지 못하도록 받치는 필터(338)와, 상기 필터(338)를 고정하며 다수의 구멍이 형성된 통캡(336)을 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡기의 구조를 간소화시킨 전력용 변압기를 제공한다.

본 발명에 따르면, 전력용 변압기의 특성상 열이 많이 발생되므로 이를 효과적으로 냉각시킬 수 있는 기구적 냉각구조를 갖추고, 동시에 소음 발생에 따른 환경피해를 줄이면서 나아가 자체적인 진동흡수 억제기능을 강화시켜 지진과 같은 외력에도 안전하게 보호할 수 있도록 하면서 절연유의 수축팽창시 이를 완충하여 변압기를 안전하게 보호할 수 있도록 개선된 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전력용 변압기의 예시적인 사시도이다.
도 2는 도 1에 적용된 쿨러의 예시적인 분해도이다.
도 3은 도 1의 개략적인 측단면도이다.
도 4는 도 1에 설치되는 흡음기의 예시도이다.
도 5는 도 1에 적용된 충격흡수기의 예시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 전력용 변압기에 적용된 콘서베이터의 예시도이다.
도 7은 도 6에 설치되는 다이어프램 구조를 보인 예시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 전력용 변압기에 적용되는 호흡기의 예시도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 호흡기의 구조를 간소화시킨 전력용 변압기는 변압기케이스(100)를 포함한다.

상기 변압기케이스(100)는 내부가 빈 박스 형상으로 형성되며, 비어 있는 내부에는 도 3과 같은 변압기유니트(110)를 포함하여 변압기능을 수행하는데 필요한 설비(예. 고장구간개폐기, 계기용변압변류기, 진공차단기 등)가 탑재되고, 절연유로 채워진다.

그리고, 상기 변압기케이스(100)의 상면에는 콘서베이터(200)가 설치되고, 상기 콘서베이터(200)에는 호흡기(300)가 연결된다.

이때, 상기 콘서베이터(200)는 변압기의 온도변화에 따라 절연유가 수축 팽창할 때 일종의 버퍼링 기능을 수행하여 팽창하는 절연유의 팽창력을 완충시켜 변압기를 안전하게 유지하기 위해 설치된다.

또한, 상기 호흡기(300)는 전력용 변압기의 부하변동, 날씨 변동에 의해 변압기 내부의 절연유 온도가 상승 또는 하강할 때 온도변화에 따른 변압기의 팽창을 막고 외부이물질(수분 등)이 유입되지 못하도록 차단하여 고온의 절연유가 공기중의 산소 및 수분과 접촉하면서 절연내력이 저하되는 것을 방지하기 위해 설치된다.

아울러, 상기 콘서베이터(200)를 사이에 두고 양측의 변압기케이스(100) 상면에는 각각 고압부싱(120)과 저압부싱(130)이 설치된다.

이들 고압부싱(120)과 저압부싱(130)은 R상, S상, T상 단자를 갖도록 배치되는데, 이는 전력용 변압기에서 일반적인 사항이므로 구체적인 설명은 생략한다.

뿐만 아니라, 상기 변압기케이스(100)의 일측단면에는 컨트롤러(140)가 설치되고, 그와 인접하게 절연유를 순환시키면서 필터링하는 절연유필터기(400)가 더 설치될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 전력용 변압기는 변압기케이스(100) 내부에 채워진 절연유를 냉각시킬 수 있는 쿨러(150)를 더 포함한다.

상기 쿨러(150)는 도 1 및 도 2의 예시와 같이, 상기 쿨러(150)는 변압기케이스(100)에 접촉된 상태로 고정된 다수의 파이프형 히트파이프(152)를 포함한다.

이때, 상기 파이프형 히트파이프(152)의 자유단은 단차 가공되어 직경이 작은 연장부(154)가 더 형성되고, 상기 연장부(154)의 단부에는 2-3피치의 나사산이 형성된다.

그리고, 상기 연장부(154)에는 원통형 냉각챔버(160)가 끼워지고, 도시하지 않은 너트가 상기 2-3피치의 나사산에 체결되어 원통형 냉각챔버(160)가 빠지지 않도록 고정되게 된다.

아울러, 상기 원통형 냉각챔버(160)는 상기 파이프형 히트파이프(152)의 갯수에 대응되게 조립되고, 서로 연결관(162)에 의해 연통되게 연결되며, 내부에는 쿨링액이 채워져 흐를 수 있도록 구성된다.

즉, 쿨링액은 완전히 꽉 채워진 것이 아니라 온도변화에 따라 팽창하면서 유동성을 가질 수 있도록 여유를 두고 채워지며, 원통형 냉각챔버(160)중 어느 하나에는 쿨링액을 채울 수 있는 주입구(164)가 형성된다.

뿐만 아니라, 상기 쿨링액은 냉각특성을 높일 수 있도록 벤젠 5중량%, 황산가돌리늄 15중량%, 황산테르븀 5중량%, 빙초산(Glacial Acetic Acide) 40중량% 및 나머지 액상파라핀으로 이루어진다.

이때, 벤젠은 어느점이 5.5℃로서, 냉감기능을 증대시키는데 기여하고, 황산가돌리늄은 희토류 원소인 가돌리늄(Gd)의 황산화물로서, 자기냉각특성이 있어 강화시키므로 축냉효과를 얻을 수 있다. 또한, 황산테르븀도 희토류 원소를 포함하는 것으로 자기냉각특성에 따른 축냉효과를 갖는다.

그리고, 빙초산(Glacial Acetic Acide)은 어느점이 14.5℃ 이상으로서 상온에서도 어는 특성이 있어 축냉성을 강화시킨다.

아울러, 상기 액상파라핀은 대표적인 PCM(상변화물질)로서 축냉을 강화시킨다.

또한, 상기 파이프형 히트파이프(152) 위에는 쿨링팬(170)이 설치된다.

상기 쿨링팬(170)은 파이프형 히트파이프(152) 사이의 더운 공기를 흡입하여 전방으로 토출시킴과 동시에 측방의 상대적으로 찬 외기를 도입하여 파이프형 히트파이프(152)를 냉각시키는 수단이다. 즉, 공냉시키는 수단이다.

이 과정에서, 원통형 냉각챔버(160)에 채워진 쿨링액을 쿨링 기능을 더욱 촉진하게 된다.

여기에서, 히트파이프의 기본 개념을 설명하자면, 히트파이프는 증발부, 단열부, 응축부로 구분되고, 구성요소로는 컨테이너(Container), 윅(Wick), 워킹플러드(Working Fluid)가 있으며, 증발부로 열이 가해지면 워킹플러드가 동작하며 기화하여 단열부를 지나 응축부로 열을 전달하고, 워킹플러드는 액화되어 윅을 통하여 다시 증발부로 되돌아 오게 되는데, 이러한 일련의 과정을 반복하면서 열원의 열을 이동시키는 공지의 열전달용 파이프이다. 즉, 액체와 기체 간의 상변화가 일어날 때 열전달이 활발하게 일어나는 현상을 응용한 것이다.

그리하여, 절연유의 온도가 올라감으로 인해 변압기케이스(100)의 온도도 함께 상승하게 되는데, 이때 전도된 열이 상기 파이프형 히트파이프(152)를 타고 곧바로 외부로 전달되고, 파이프형 히트파이프(152)의 단부에 설치된 원통형 냉각챔버(160)에 의해 신속히 냉각되며, 동시에 쿨링팬(170)의 구동에 의해 냉각 특성이 더욱 강화되어 절연유의 냉각 효율을 급격히 향상시키는데 현저한 효과를 제공하게 된다.

이때, 경우에 따라서는 상기 변압기케이스(100)의 외측면 일부에 표면온도검출센서(T1)를 더 설치하고, 그 검출온도에 따라 상기 컨트롤러(140)가 상기 쿨링팬(170)의 구동을 별도 제어할 수 있도록 구성될 수 있으며, 이들 구동에 필요한 전원은 저압부싱(130)으로부터 전압강하시켜 사용할 수도 있고, 혹은 배터리를 활용할 수도 있다.

다른 한편, 본 발명에서는 도 3의 예시와 같이 변압기케이스(100) 내부에 흡음기(180)를 더 구비한다.

상기 흡음기(180)는 변압기케이스(100) 내부에 탑재되는 변압기유니트(110)를 비롯한 변압에 필요한 설비들의 구동시 유발되는 진동, 소음이 절연유를 타고 변압기케이스(100)로 그대로 전달되는 것을 막아 매우 큰 소음에 의해 불편을 겪는 주변 거주자들의 고충을 해소하기 위한 것이다.

즉, 본 발명에 따른 흡음기(180)는 도 4의 예시와 같이, 다수의 흡음홀(184)이 형성된 흡음판(182)의 양측에 제1,2그물망(186,188)이 부착된 형태를 갖는다.

이때, 상기 흡음홀(184)은 변압기케이스(100)의 내부 중심에서 각각 바깥방향을 향해 깔대기 형태로 점점 좁아지게 테이퍼진 형상을 갖는다.

이렇게 형성하는 이유는 발생된 소음이 부딪혀 들어가면서 와류를 형성하고, 상대적으로 작아진 직경을 통해 빠져나가면서 순간적으로 확산되게 하여 소음 감쇄 효과를 극대화시키기 위한 것이다.

이를 위해, 상기 흡음판(182)은 내열성을 가지면서 내유성도 갖추도록 HFP(Hexafluoropropylene) 40중량%와, 비닐아세테이트 25중량%와, 카본블랙 5중량% 및 나머지 물을 이용하여 유화중합시킨 후 150-200℃에서 2시간 동안 가교시켜 제조된 불소 함유 가교물을 성형하여 만들어진다.

이때, HFP(Hexafluoropropylene)는 내열성을 높이면서 내유성을 갖고, 경화안정화를 유지하면서 굴곡강도를 확보하기 위해 첨가되며; 비닐아세테이트는 굴곡탄성율이 일정 수준으로 유지되게 하여 굴곡변형이 가능하도록 하기 위함일 뿐만 아니라, 유화중합에 필요한 유화제로서의 기능을 유지하기 위해 첨가되고; 카본블랙은 경도 및 신율 조절을 위해 첨가된다.

아울러, 제1,2그물망(186,188)은 소음이 부딪혀 섬유를 진동시킴으로써 그 진동만큼 감쇄시켜 흡음 기능이 강화되도록 하기 위함이다.

때문에, 상기 제1,2그물망(186,188)은 내유압 특성이 우수한 나일론사를 직조하여 만들어진다.

이때, 내구성을 더 강화시키기 위해 상기 나일론사를 피로메트리산 20중량%와, 하이드로콜로이드 10중량%와, 하이드롤라이즈드케라틴 20중량% 및 나머지 NMP(N-Methyl-2-pyrrolidone)로 이루어진 담지액에 48시간 동안 담지시켜 건조한 것을 사용함이 바람직하다.

또다른 한편, 변압기케이스(100)의 저면에는 도 5의 예시와 같은 다수개의 충격흡수기(190)가 더 설치된다.

상기 충격흡수기(190)는 변압기케이스(100)의 저면에 고정되는 상판(192)과, 상기 상판(192)에 탄성유동가능하게 조립되는 하판(194)을 포함하되, 상기 상판(192)의 하면에는 적어도 두 개의 원뿔대형 안내홈(192a)이 형성되고, 상기 원뿔대형 안내홈(192a)의 중심에는 이를 관통하여 볼트고정공(192b)이 형성된다.

이때, 상기 원뿔대형 안내홈(192a)은 유동안정성, 즉 내부로의 공기유통이 원활하게 유지되도록 하면서 측방에서 조립상태를 관측할 수 있도록 일측이 개방된 사각설치홈(192c) 상에 형성됨이 특히 바람직하다.

아울러, 상기 하판(194)의 상면에는 상기 원뿔대형 안내홈(192a)에 삽입되어 경사접촉됨으로써 그 내부에서 상하방향으로 탄성유동 가능하게 다수의 경사탄성리브(194a)가 돌출 형성된다.

상기 경사탄성리브(194a)는 외측면이 상기 원뿔대형 안내홈(192a)의 내주면 경사에 대응되게 경사형성되고, 내측면은 수직하게 형성된 리브로서 원뿔대형 안내홈(192a)의 경사면을 타고 상하유동될 때 상방으로 좁아지기 때문에 굉장한 스토핑력을 받으면서 유동되므로 탄성완충이 가능하게 된다.

즉, 외력을 받아 상하로 진동하게 될 때 이 경사탄성리브(194)들 다수개가 상기 원뿔대형 안내홈(192a) 속에서 그 경사면을 타고 오르내리면서 탄성완충하게 되는 것이다. 때문에, 일반적인 구조처럼 스프링을 사용하지 않아도 되므로 그 사용수명을 대폭 연장할 수 있으며, 또한 스프링처럼 녹이 스는 것도 아니어서 교체할 필요도 없어 매우 유리하다.

그리고, 상기 경사탄성리브(194a)가 돌출된 원중심에는 볼트체결공(194b)이 관통형성되고, 이 볼트체결공(194b)을 통해 체결볼트(196)가 볼트고정공(192b)을 관통하여 배치된 후 체결너트(198)에 의해 체결 고정됨으로써 상기 상판(192)과 하판(194)을 상호 묶어 고정할 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 충격흡수기(190)는 기존처럼 스프링을 사용하지 않고도 효과적이고 효율적인 충격 혹은 외력에 대한 완충 흡수 기능을 원활하게 수행할 수 있게 된다.

이에 더하여, 본 발명에서는 도 6 및 도 7의 예시와 같이, 콘서베이터(200)의 내부 구조가 개량되어 그 기능을 더욱 원활하게 유지하도록 구성된다.

즉, 상기 콘서베이터(200) 내부에는 상승관(210)과 하강관(220)이 설치된다.

상기 상승관(210)과 하강관(220)은 변압기케이스(100) 내부와 콘서베이터(200) 내부를 상하로 연통시키는 관으로서, 상승관(210)을 통해서는 변압기케이스(100) 내부에 채워져 있던 절연유가 팽창할 때 상승하여 콘서베이터(200) 내부로 올라가고, 하강관(220)을 통해서는 절연유가 수축할 때 콘서베이터(200) 내부에서 다시 변압기케이스(100) 내부로 내려가게 된다.

이때, 상기 상승관(210)의 상단에는 밸브체로 조립되어 있는 다이어프램(240)이 콘서베이터(200)의 내부 바닥면으로부터 돌출되게 체결 고정되는데, 이 다이어프램(240)이 체결되기 전에 거름망(230)이 콘서베이터(200)의 바닥면으로부터 일정높이 위치에 고정된 상태에서 상기 다이어프램(240)이 거름망(230)을 관통하여 체결된다.

따라서, 다이어프램(240)을 통해 거름망(230) 상부로 상승배유된 절연유는 거름망(230)을 통해 걸러지기 때문에 절연유에 함유되어 있던 불순물을 걸러내는 기본적인 여과 기능도 수행하게 된다.

때문에, 절연유의 순도가 높아져 절연기능을 더욱 원활하게 수행할 수 있게 된다.

그리고, 거름망(230)은 상기 다이어프램(240)이 밸브체로 형성되어 있기 때문에 나사를 풀어 내면 쉽게 분리할 수 있으므로 다이어프램(240) 분리 후 교체 사용할 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 하강관(220)의 하단에도 상기 다이어프램(240)과 동일한 다이어프램(240)이 설치되는데, 이러한 다이어프램(240)은 한쪽 방향으로만 절연유를 배유시키는 일종의 체크밸브이다. 다만, 기존 일반적인 체크밸브는 단순 플랩형이라 오래 사용시 기밀성이 떨어져 역류가 일어나므로 안전성이 현격히 떨어지기 때문에 본 발명에서는 이를 완전히 개량한 것이다.

즉, 본 발명에 따른 다이어프램(240)은 상승관(210) 혹은 하강관(220)에 체결 조립되는 통체(241)와, 상기 통체(241)의 일단에 형성된 플랜지(242)와, 상기 플랜지(242)가 형성된 통체(241)의 단부면 내부 중앙에 구비되고 통체(241)의 내주면에서 돌출된 다수의 지지리브(243)에 의해 고정된 고정원판(244)과, 상기 플랜지(242)가 형성된 통체(241)의 단부 내주면에 경사가공된 테이퍼부(245)와, 상기 플랜지(242)에 밀착되어 유로(PASS)를 개폐하는 역류방지판(246)과, 상기 역류방지판(246) 및 고정원판(244)의 중심을 관통하여 상기 고정원판(244) 상에 나사고정되는 고정로드(ROD)와, 상기 고정로드(ROD)의 단부에 일체로 고정된 헤드부(HAD)와, 상기 고정로드(ROD)에 끼워지고 상기 역류방지판(246)과 헤드부(HAD) 사이에 배치되어 상기 역류방지판(246)을 탄성가압하는 탄성라운드편(247)과, 상기 고정로드(ROD)에 끼워지고 상기 역류방지판(246)과 헤드부(HAD) 사이에 배치되는 코일스프링(248)을 포함한다.

이때, 상기 테이퍼부(245)는 절연유가 원활하게 상승하여 빠져나갈 수 있도록 하여 준다.

또한, 상기 역류방지판(246)은 하나의 코일스프링(248)과, 또한 하나의 탄성라운드편(247)이 서로 상보하면서 탄성가압하기 때문에 오래 사용하더라도 스프링의 탄성력이 떨어짐에 따른 기밀성 저하 현상을 방지할 수 있다. 즉, 코일스프링(248)의 기능이 다소 저하되더라도 탄성라운드편(247)이 이를 대신하여 보강하기 때문에 항상 역류방지 기능은 정확하게 유지된다.

때문에, 기존 플랩형 체크밸브를 사용할 때 생기는 문제를 완전히 일소할 수 있는 것이다.

이와 같은 다이어프램(240)으로 인해 절연유의 수축 팽창이 발생하더라도 급격한 유동이 억제되고, 밸브 동작되는 다이어프램(240)의 탄성유동 범위 내에서 거의 균압상태로 절연유의 변동이 일어나기 때문에 안전사고를 예방하는 효과를 얻을 수 있다. 이것은 배유시에도 마찬가지이다.

뿐만 아니라, 상기 콘서베이터(200)에는 호흡기(300)가 설치되는데, 상기 호흡기(300)는 기존 구조가 아닌 아주 간단하고 단순하게 변형되어 조립 설치 및 유지보수를 위한 교체 사용시에도 매우 편리하고 신속한 교체가 가능하도록 개량된 도 8과 같은 구조의 호흡기를 사용한다.

예컨대, 도 6 및 도 8에 따르면, 본 발명에 의해 개량된 호흡기(300)는 내부가 빈 구형챔버(CHB)와, 상기 구형챔버(CHB)의 상단에 일체로 연결되고 상기 콘서베이터(200)에 접속되는 연통관(310)과, 상기 연통관(310)과 대향되게 설치된 배유관(320)과, 상기 배유관(320)과 직교되게 설치된 급기관(330)과, 상기 배유관(320)에 나사체결식으로 조립되어 배유되는 절연유를 수용하는 저유통(322)과, 상기 급기관(330)이 구형챔버(CHB) 내부로 노출된 일단에 설치되는 다이어프램(240)과, 상기 급기관(330)의 타단에 나사체결되는 급기통(332)과, 상기 급기통(332)에 채워져 수분을 흡습하는 실리카겔(334)과, 상기 급기통(332)의 단부에 배치되어 실리카겔(334)이 이탈되지 못하도록 받치는 필터(338)와, 상기 필터(338)를 고정하며 다수의 구멍이 형성된 통캡(336)을 포함한다.

그리하여, 교체가 필요한 부분만 나사식으로 잠겨있는 것을 풀어 교체 사용하면 되므로 매우 신속한 유지보수가 가능하고, 구조적으로도 간소화된다.

특히, 상기 다이어프램(240)은 앞서 설명한 다이어프램(240)을 그대로 적용함으로써 부품 공유에 따른 효율성을 향상시킨다.

따라서, 호흡시 외기는 필터(338)로 필터링 된 상태에서 실리카겔(334)을 거쳐 완전히 수분이 제거된 상태로 공급되고, 구형챔버(CHB) 내부로 유입된 공기는 압력차에 의해 연통관(310)을 통해 콘서베이터(200) 내부로 빨려 들어가게 된다.

그리고, 절연유의 팽창에 의해 간헐적인 배유 현상이 일어날 때 배유되는 절연유는 수직하방으로 낙하되어 저유통(322)에 수용되며, 이때 혹시라도 급기관(330)으로의 유입은 다이어프램(240)에 의해 완전히 차단되므로 그만큼 실리카겔(334)의 오염을 막아 사용수명도 연장할 수 있게 된다.

다시말해, 본 발명에 따른 구조에서는 절연유와 공기를 서로 완전히 분리시킴으로써 그 만큼 처리효율을 증대시킬 수 있게 되는 것이다.

100: 변압기케이스
110: 변압기유니트
120: 고압부싱
130: 저압부싱
140: 컨트롤러
150: 쿨러

Claims

내부에 절연유가 채워진 변압기케이스(100), 상기 변압기케이스(100)의 상면에 설치된 콘서베이터(200), 상기 콘서베이터(200)에 설치된 호흡기(300), 상기 콘서베이터(200)를 사이에 두고 양측의 변압기케이스(100) 상면에 설치된 고압부싱(120)과 저압부싱(130), 상기 변압기케이스(100)의 일측단면에 설치된 컨트롤러(140), 상기 컨트롤러(140)와 인접하게 설치되어 절연유를 순환시키면서 필터링하는 절연유필터기(400)를 포함하는 호흡기의 구조를 간소화시킨 전력용 변압기에 있어서;
상기 변압기케이스(100) 내부에 채워진 절연유를 냉각시키도록 변압기케이스(100)의 양측면에 쿨러(150)를 더 포함하되, 상기 쿨러(150)는 변압기케이스(100)에 접촉된 상태로 다수의 파이프형 히트파이프(152)를 돌출고정하고, 상기 파이프형 히트파이프(152)의 자유단에는 그보다 작은 직경의 연장부(154)를 더 형성하며, 상기 연장부(154)에는 원통형 냉각챔버(160)를 끼워 고정하고, 상기 원통형 냉각챔버(160)는 상기 파이프형 히트파이프(152)의 갯수에 대응되게 조립하며, 상기 원통형 냉각챔버(160)는 연결관(162)에 의해 연통되게 서로 연결되고, 상기 원통형 냉각챔버(160) 내부에는 쿨링액이 흐를 수 있도록 채워지며;
상기 변압기케이스(100) 내부에 흡음기(180)를 더 구비하되, 상기 흡음기(180)는 다수의 흡음홀(184)이 형성된 흡음판(182)의 양측에 제1,2그물망(186,188)이 부착된 형태를 갖고, 상기 흡음홀(184)은 변압기케이스(100)의 내부 중심에서 각각 바깥방향을 향해 깔대기 형태로 점점 좁아지게 테이퍼진 형상을 가지며, 상기 제1,2그물망(186,188)은 나일론사를 직조하여 만들어지고;
상기 변압기케이스(100)의 저면에는 다수개의 충격흡수기(190)를 더 설치하되, 상기 충격흡수기(190)는 변압기케이스(100)의 저면에 고정되는 상판(192)과, 상기 상판(192)에 탄성유동가능하게 조립되는 하판(194)을 포함하고, 상기 상판(192)의 하면에는 적어도 두 개의 원뿔대형 안내홈(192a)이 형성되며, 상기 원뿔대형 안내홈(192a)의 중심에는 이를 관통하여 볼트고정공(192b)이 형성되고, 상기 원뿔대형 안내홈(192a)은 일측이 개방된 사각설치홈(192c) 상에 형성되며, 상기 하판(194)의 상면에는 상기 원뿔대형 안내홈(192a)에 삽입되고 경사접촉되어 상하방향으로 탄성유동 가능하게 다수의 경사탄성리브(194a)가 돌출 형성되고, 상기 경사탄성리브(194a)는 외측면이 상기 원뿔대형 안내홈(192a)의 내주면 경사에 대응되게 경사형성되며 내측면은 수직하게 형성된 리브이며, 상기 경사탄성리브(194a)가 돌출된 원중심에는 볼트체결공(194b)이 관통형성되고, 상기 볼트체결공(194b)을 통해 체결볼트(196)가 볼트고정공(192b)을 관통하여 배치된 후 체결너트(198)에 의해 체결되어 상판(192)과 하판(194)이 상호 결속되며;
상기 콘서베이터(200)의 내부에는 상승관(210)과 하강관(220)이 설치되고, 상기 상승관(210)의 상단과 상기 하강관(220)의 하단에는 밸브체 형태의 다이어프램(240)이 조립되며, 상기 상승관(210)에 다이어프램(240)이 조립되기 전에 콘서베이터(200)의 바닥면으로부터 일정높이 위치에 거름망(230)이 먼저 고정된 후 상기 다이어프램(240)이 거름망(230)을 관통하여 체결되고;
상기 다이어프램(240)은 상승관(210) 혹은 하강관(220)에 체결 조립되는 통체(241)와, 상기 통체(241)의 일단에 형성된 플랜지(242)와, 상기 플랜지(242)가 형성된 통체(241)의 단부면 내부 중앙에 구비되고 통체(241)의 내주면에서 돌출된 다수의 지지리브(243)에 의해 고정된 고정원판(244)과, 상기 플랜지(242)가 형성된 통체(241)의 단부 내주면에 경사가공된 테이퍼부(245)와, 상기 플랜지(242)에 밀착되어 유로(PASS)를 개폐하는 역류방지판(246)과, 상기 역류방지판(246) 및 고정원판(244)의 중심을 관통하여 상기 고정원판(244) 상에 나사고정되는 고정로드(ROD)와, 상기 고정로드(ROD)의 단부에 일체로 고정된 헤드부(HAD)와, 상기 고정로드(ROD)에 끼워지고 상기 역류방지판(246)과 헤드부(HAD) 사이에 배치되어 상기 역류방지판(246)을 탄성가압하는 탄성라운드편(247)과, 상기 고정로드(ROD)에 끼워지고 상기 역류방지판(246)과 헤드부(HAD) 사이에 배치되는 코일스프링(248)을 포함하며;
상기 호흡기(300)는 내부가 빈 구형챔버(CHB)와, 상기 구형챔버(CHB)의 상단에 일체로 연결되고 상기 콘서베이터(200)에 접속되는 연통관(310)과, 상기 연통관(310)과 대향되게 설치된 배유관(320)과, 상기 배유관(320)과 직교되게 설치된 급기관(330)과, 상기 배유관(320)에 나사체결식으로 조립되어 배유되는 절연유를 수용하는 저유통(322)과, 상기 급기관(330)이 구형챔버(CHB) 내부로 노출된 일단에 설치되는 다이어프램(240)과, 상기 급기관(330)의 타단에 나사체결되는 급기통(332)과, 상기 급기통(332)에 채워져 수분을 흡습하는 실리카겔(334)과, 상기 급기통(332)의 단부에 배치되어 실리카겔(334)이 이탈되지 못하도록 받치는 필터(338)와, 상기 필터(338)를 고정하며 다수의 구멍이 형성된 통캡(336)을 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡기의 구조를 간소화시킨 전력용 변압기.