KR102094777B1 - 변압기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 충격절연을 최소화하고 절연내력을 증대시킬 수 있는 변압기에 관한 것으로서, 상기 변압기는 하우징에 배치되는 코어와, 상기 코어에 권선되는 보조 권선층과, 상기 보조 권선층의 외측에 권선되는 고압 권선층, 그리고 상기 고압 권선층의 외측에 권선되는 저압 권선층을 포함한다. 상기 코어에 보조 권선층, 고압 권선층, 그리고 저압 권선층 순으로 배치하여 절연충격을 최소화할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Description

변압기{TRANSFORMER}

본 발명은 변압기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 절연충격을 최소화하고 절연내력을 증대시킬 수 있는 변압기에 관한 것이다.

일반적으로 전기견인 열차의 주 변압기는 추진시스템의 핵심장치로서 판토그라프를 통하여 고압권선에 외부 전원을 공급받아서 견인전동기 및 히터, 에어컨, 전등부하 등의 보조전원에 전력을 공급하는 장치이다.

상기와 같이 견인전동기 및 보조전원에 전력을 공급하기 위하여 그에 따른 변압기의 전기적 결선, 기계적 구조 및 배치가 달리 요구되며, 차량 내 공간이 협소한 경우 그에 비치될 수 있는 크기의 구조와, 진동과 온도 변화 등에 따른 특수한 환경에 적용할 수 있는 요구조건을 만족하여야 한다.

도 1은 종래의 전기철도 차량용 변압기를 개략적으로 도시해 보인 개념도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 변압기는 1차 권선인 고압권선과, 견인전동기에 전원을 공급하는 2차 권선인 저압권선, 그리고 차량 내 보조동력을 공급하는 3차 권선인 보조권선으로 이루어지고, 그 크기와 내부 임피던스를 조정하기 위하여 4병렬로 배치된다.

이와 같이, 종래의 변압기는 외부에서 아주 높은 개폐서지, 낙뇌서지, 투입전류 등의 외란이 유입될 경우 변압기 전단에 설치되는 보호장치가 제 기능을 하지 못하거나, 매우 높은 외란이 유입되어 변압기가 충격을 받게 되면 심하게는 절연이 파괴되는 문제가 야기될 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 외부에서 유입된 외란에 의한 충격절연을 최소화하고 절연내력을 증대시킬 수 있는 변압기를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 변압기는, 하우징에 배치되는 코어; 상기 코어에 권선되는 보조 권선층; 상기 보조 권선층의 외측에 권선되는 고압 권선층; 및 상기 고압 권선층의 외측에 권선되는 저압 권선층;을 포함하고, 상기 저압 권선층과 상기 하우징 사이에 누설 차폐판이 배치될 수도 있다.

그리고, 상기 하우징에는 절연유가 충진될 수 있다.

또한, 상기 보조 권선층, 고압 권선층, 그리고 저압 권선층은, 코일과 코일이 일정 간격으로 이격 배치되고, 상기 코일과 코일 사이에 상기 절연유가 충진되어 절연될 수 있다.

상기 고압 권선층은, 상기 코일과 코일 사이에 절연지가 더 배치되고, 상기 절연지는 상기 코일과 코일 사이의 간격보다 작은 두께로 형성되어 상기 코일과 코일 사이는 상기 절연지와 상기 절연유에 의하여 절연될 수도 있다.

그리고, 상기 고압 권선층과 상기 저압 권선층 사이에 정전 차폐판이 배치될 수도 있다.

상기 보조 권선층에는 상기 저압 권선층보다 낮은 전압이 인가될 수 있다.

그리고, 상기 고압 권선층은, 상기 저압 권선층 측에 위치한 일단부가 권시에 접속되고, 상기 보조 권선층 측에 위치한 타단부가 권종에 접속될 수 있다.

또한, 상기 코어는, 단면적을 크게하기 위하여 복수의 철심을 적층하여 마련되고, 둘레가 원형을 이루도록 형성될 수도 있다.

삭제

본 발명에 의한 변압기에 따르면, 코어에 보조 권선층, 고압 권선층, 그리고 저압 권선층 순으로 배치하여 절연충격을 최소화할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 본 발명에 의하면, 복수의 철심을 적층하여 코어의 단면적을 크게하여 절연내력을 증대시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 고압 권선층에서 코일과 코일 사이에 절연지를 더 배치하여 절연내력을 증대시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 종래의 전기철도 차량용 변압기를 개략적으로 도시해 보인 개념도,
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 변압기의 중신 구조를 개략적으로 도시해 보인 평면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 변압기를 개략적으로 도시해 보인 개념도이다.

본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 변압기에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

이하 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 변압기의 중신 구조를 개략적으로 도시해 보인 평면도이고, 도 3은 상기 변압기를 개략적으로 도시해 보인 개념도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 변압기(100)는 하우징(110)에 배치되는 코어(120)와, 상기 코어(120)에 권선되는 보조 권선층(130)과, 상기 보조 권선층(130)의 외측에 권선되는 고압 권선층(140)과, 그리고, 상기 고압 권선층(140)의 외측에 권선되는 저압 권선층(150)을 포함한다.

즉, 상기 코어(120)에 보조 권선층(130), 고압 권선층(140), 그리고 저압 권선층(150) 순으로 배치하여 종래의 4 병렬 구조의 변압기와 비교하여 크기를 작게 형성할 수 있고, 이에 따라 절연충격을 최소화할 수 있다.

상기 하우징(110)에는 절연유가 충진된다. 따라서, 상기 보조 권선층(130), 고압 권선층(140), 그리고 저압 권선층(150)은 코일과 코일이 일정 간격으로 이격 배치되고, 상기 코일과 코일 사이에 상기 절연유가 충진되어 절연될 수 있다.

상기 고압 권선층(140)은 상기 코일과 코일 사이에 절연지(161)가 더 배치되고, 상기 절연지(161)는 상기 코일과 코일 사이의 간격보다 작은 두께로 형성되어 상기 코일과 코일 사이는 상기 절연지(161)와 상기 절연유에 의하여 절연될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 코일과 코일 사이인 오일갭(g)의 크기보다 두께가 작은 절연지(161)를 상기 오일갭(g) 삽입하여 절연지(161)와 절연유에 의한 이중 절연효과를 볼 수 있다. 이때, 상기 절연지(161) 두께는 상기 오일갭(g)의 크기 등에 대응하여 변경하여 절연내력을 더 증대시킬 수 있다.

그리고, 상기 고압 권선층(140)과 상기 저압 권선층(150) 사이에 정전 차폐판(162)이 배치될 수 있다. 이러한, 상기 정전 차폐판(162)을 배치하여 외부의 높은 서지가 상기 저압 권선층(150)로 넘어가는 것을 방지할 수 있고, 상기 고압 권선층(140)의 권선이 상기 저압 권선층(150)에 접촉하여 변압기가 소손되는 문제를 방지할 수 있다.

또한, 상기 저압 권선층(150)과 상기 하우징(110) 사이에 누설 차폐판(163)이 배치될 수 있다. 이러한, 상기 누설 차폐판(163)은 누설자속에 의한 열 발생을 방지할 수 있어 변압기의 절연내력을 증대시킬 수 있다.

나아가, 상기 보조 권선층(130)과 상기 고압 권선층(140) 사이에도 절연부재가 배치될 수 있다.

상기 보조 권선층(130)에는 상기 저압 권선층(150)보다 낮은 전압이 인가될 수 있다. 그리고, 상기 고압 권선층(140)은 상기 저압 권선층(150) 측에 위치한 일단부(141)가 권시에 접속되고, 상기 보조 권선층(130) 측에 위치한 타단부(142)가 권종에 접속될 수 있다.

즉, 상기 저압 권선층(150)이 위치하는 쪽에 배치되어 있는 상기 고압 권선층(140)의 일단부(141)를 권시에 접속하여 높은 전압이 유입되도록 하여 상기 보조 권선층(130)이 위치하는 쪽에 배치되어 있는 상기 고압 권선층(140)의 타단부(142)에 높은 전압을 유입하는 것과 비교하여 전계를 완화시킬 수 있어 절연충격을 최소화할 수 있다.

상기 코어(120)는 단면적을 크게하기 위하여 복수의 철심을 적층하여 마련되고, 둘레가 원형을 이루도록 형성될 수 있다. 이러한, 상기 코어(120)의 구조와 형태로 포화점을 높일 수 있어 차단기에 투입시 투입전류로 인한 절연파괴를 방지할 수 있다. 이는, 변압기 전체 사이즈가 제한되는 경우에 매우 효과적이다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

100 : 변압기 110 : 하우징
120 : 코어 130 : 보조 권선층
140 : 고압 권선층 150 : 저압 권선층
161 : 절연지 162 : 정전 차폐판
163 : 누설 차폐판

Claims (9)

1. 하우징에 배치되는 코어;
   상기 코어에 권선되는 보조 권선층;
   상기 보조 권선층의 외측에 권선되는 고압 권선층; 및
   상기 고압 권선층의 외측에 권선되는 저압 권선층;을 포함하고,
   상기 저압 권선층과 상기 하우징 사이에 누설 차폐판이 배치되는 변압기.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 하우징에는 절연유가 충진되는 것을 특징으로 하는 변압기.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 보조 권선층, 고압 권선층, 그리고 저압 권선층은,
   코일과 코일이 일정 간격으로 이격 배치되고, 상기 코일과 코일 사이에 상기 절연유가 충진되어 절연되는 것을 특징으로 하는 변압기.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 고압 권선층은,
   상기 코일과 코일 사이에 절연지가 더 배치되고, 상기 절연지는 상기 코일과 코일 사이의 간격보다 작은 두께로 형성되어 상기 코일과 코일 사이는 상기 절연지와 상기 절연유에 의하여 절연되는 것을 특징으로 하는 변압기.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 고압 권선층과 상기 저압 권선층 사이에 정전 차폐판이 배치되는 것을 특징으로 하는 변압기.
   
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 보조 권선층에는 상기 저압 권선층보다 낮은 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 변압기.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 고압 권선층은,
   상기 저압 권선층 측에 위치한 일단부가 권시에 접속되고, 상기 보조 권선층 측에 위치한 타단부가 권종에 접속되는 것을 특징으로 하는 변압기.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 코어는,
   단면적을 크게하기 위하여 복수의 철심을 적층하여 마련되고, 둘레가 원형을 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 변압기.
   
   

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