KR102248210B1 - 변압기 내부 부착물 고정용 절연 와셔 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변압기 내부 철심 및 클램프 고정용 절연 와셔에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 변압기 외함내부에서 철심과 클램프를 고정하는 볼트의 절연을 위해 체결되는 절연와셔가 변압기 내부의 고온으로부터 파손이나 고장이 발생하는 것을 방지할 수 있는 변압기 내부 철심 및 클램프 고정용 절연 와셔를 제공하는 데 있다.

Description

변압기 내부 부착물 고정용 절연 와셔 {Washer For Insulating}

본 발명은 변압기 내부 부착물 고정용 절연 와셔에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 변압기 외함 내부에서 철심과 클램프과 같은 내부 부착물을 고정하는 볼트의 절연을 위해 체결되는 절연와셔가 변압기 내부의 고온으로부터 파손이나 고장이 발생하는 것을 방지할 수 있는 변압기 내부 부착물 고정용 절연 와셔를 제공하는 데 있다.

통상적인 변압기는 외함 내부에 오일이 충진된 상태로 자로를 형성하는 철심 과 상기 철심에 결합되어 전로를 형성하는 권선을 필수적으로 포함하여 구성되며, 운전시 발생되는 손실로 인한 절연물의 온도상승을 상기 절연물에 규정한 일정한 허용값 이하로 억제, 관리할 수 있도록 방열기가 제공된다.

상기 방열기는 냉각용 절연유가 흐르는 오일 통로가 형성되도록 서로 겹쳐진 상태의 두 패널로 이루어진 다수의 방열판이 병설되어 구성되고, 상기 각 방열판은 상하단의 헤더부에 성형된 연결관을 통해 외함 내로부터 냉각유를 제공받음과 더불어 열교환된 오일을 상기 외함 내로 제공하도록 구성될 수 있다.

상기 권선과 철심은 절연유로 충진된 탱크내에 실장되고, 상기 절연유는 권선의 절연물로 습기나 먼지가 침투하여 절연내력을 저하시키는 것을 방지함과 동시에 철심이나 권선에서 발생하는 열을 기름의 대류 및 복사를 통해 방열시키는 역할을 담당한다.

도 1은 종래의 변압기 구조를 개략적으로 도시한 것이다.

도 1을 참조하면, 변압기의 외함(10) 내부에는 박판 형태로 구성된 철심 플레이트가 일정거리만큼 이격되어 대향하여 형성된 철심부(20)가 상부와 하부에 형성되고, 상기 철심부 사이에 권선부(30)가 형성되고, 상기 권선부를 고정하기 위해 상기 상부 철심부 상부와 하부 철심부 하부에 클램프(40)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 측면에 대향하여 형성된 철심플레이트 사이에는 이를 고정하기 위한 볼트와 이를 고정하는 너트가 체결되고, 통전을 방지하기 위해 철심플레이트와 너트 사이에 절연 와셔(50)가 체결된다.

또한, 상하부에 상기 클램프를 고정하기 위한 볼트와 너트에도 통전을 방지하기 위해 클램프와 너트 사이에 절연 와셔(50)가 체결된다.

즉, 변압기 외함 내부의 철심, 클램프 등의 부착물을 절연시켜 고정하기 위해 절연 와셔가 사용된다.

종래의 변압기는 운전시 무부하손이나 부하손에 의해 권선부의 철심 및 권선이 발열하게 되고, 절연유를 매개체로 하여 방열이 이루어지진다.

그러나, 종래의 절연 와셔는 재질이 절연재질로 통전 방지 효과가 있지만, 발열이 발생하는 철심, 클램프 등에 직접 접촉되기 때문에 열에 의한 파손이 발생하기 쉽고, 상기 절연 와셔의 파손으로 인해 변압기의 고장은 물론, 통전에 의한 안전사고가 발생할 수 있는 문제가 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 변압기 외함 내부에서 철심과 클램프를 고정하는 볼트의 절연을 위해 체결되는 절연와셔의 와셔 바디에 냉각 유로부를 형성하고 절연유를 바이패스시켜 방열함으로써 가 변압기 내부의 고온으로부터 파손이나 고장이 발생하는 것을 방지할 수 있는 변압기 내부 부착물 고정용 절연 와셔를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 변압기 외함 내부에서 부착물을 고정하는 볼트의 절연을 위해 체결되는 절연 와셔로서; 와셔 바디에 절연유가 외주연으로부터 중앙의 관통홀을 통해 바이패스할 수 있는 냉각 유로부를 포함하고, 상기 냉각 유로부를 통해 절연유가 바이패스되어 방열시킴으로써 열에 의한 고장이나 손상을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 냉각 유로부는 상기 부착물과 맞닿는 면에 형성된 적어도 하나의 유로 홈으로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 냉각 유로부는 상기 와셔 바디를 관통하도록 형성된 적어도 하나의 유로 홈으로 구성된 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 유로 홈은 절연유의 유속을 증가시켜 냉각 효과를 높이기 위해 와류 형상으로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유로 홈은 와셔 바디 외부에서 절연유가 유입되는 유입 유로 홈과; 와셔 바디 내부로 유입된 절연유가 유출되는 유출 유로 홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 유입 유로 홈은 와셔 바디 외주연에서 중앙의 관통홀로 갈수록 너비가 감소하는 형태로 구성되고; 상기 유출 유로홈은 반대로 관통홀에서 와셔 바디 외주연으로 갈수록 너비가 감소하는 형태로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유입 유로 홈은 와셔 바디 외주연에서 중앙의 관통홀로 갈수록 높이가 감소하는 형태로 구성되고; 상기 유출 유로홈은 반대로 관통홀에서 와셔 바디 외주연으로 갈수록 높이가 감소하는 형태로 구성된 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 냉각 유로부는 상기 부착물과 맞닿는 면에 형성된 복수개의 부착 돌기 사이에 형성된 음각의 홈으로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 변압기 내부 부착물 고정용 절연 와셔는 변압기 외함 내부에서 철심과 클램프과 같은 내부 부착물을 고정하는 볼트의 절연을 위해 체결되는 절연와셔에 냉각 유로부를 구비하여 변압기 내부의 고온으로부터 파손이나 고장이 발생은 물론 화재와 같은 안전사고 위험을 방지할 수 있는 탁월한 효과가 발생한다.

도 1은 종래의 변압기 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 변압기 내부 부착물 고정용 절연 와셔를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 유로부에 순환 유로 홈을 포함하는 것을 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유로 홈이 유입 유로 홈과 유출 유로 홈으로 분리 구성된 것을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유입 유로홈과 유출 유로홈의 높이가 가변적으로 구성된 것을 개략적으로 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유로 홈이 와류 홈으로 구성된 것을 개략적으로 도시한 것이다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 변압기 내부 부착물 고정용 절연 와셔를 개략적으로 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 절연 와셔(50)는 와셔 바디(510)에 절연유가 외주연으로부터 중앙의 관통홀을 통해 바이패스할 수 있는 냉각 유로부(520)를 포함하고, 상기 냉각 유로부(520)를 통해 절연유가 바이패스되어 방열시킴으로써 열에 의한 고장이나 손상을 방지할 수 있도록 구성될 수 있다.

상기 와셔 바디(510)는 내화성과 절연성(H종)이 높은 EGP 재질로 구성될 수 있다.

여기서, 상기 냉각 유로부(520)는 상기 철심, 클램프 등의 부착물과 맞닿는 일면에 형성된 적어도 하나의 유로 홈으로 구성될 수 있다.

즉, 상기 유로 홈을 통해 절연유가 와셔 바디(510) 외주연 외부에서 중앙의 관통홀(530)로 유입되고, 내부의 관통홀에 유입된 절연유가 다시 유로 홈을 통해 중앙의 관통홀(530)에서 와셔 바디 외주연 외부로 유출될 수 있다.

상기와 같이 절연유가 와셔 바디(510)와 부착물과 맞닿는 면에 형성된 유로 홈을 통해 바이패스됨으로써 와셔 바디(510)와 부착물이 맞닿는 면의 열을 냉각시켜 방열할 수 있으며, 이로 인해 절연 와셔가 열에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있다.

상기 냉각 유로부(520)는 도 3과 같이 와셔 바디의 일면 내부에 형성되어 외부로부터 유입된 절연유를 순환시키는 순환 유로 홈(523)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 순환 유로 홈(523)으로 인해 절연유의 바이패스 면적을 증가시키고 균등한 냉각이 가능하여 방열 효과를 높일 수 있다.

도 2의 실시예는 4개의 유로 홈이 직교하는 형상으로 구성되지만, 2개 이상의 유로 홈이 대칭 또는 비 대칭의 다양한 형상으로 구성될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유로 홈이 유입 유로 홈(521)과 유출 유로 홈(521)으로 분리 구성된 것을 도시한 것이다.

도 4를을 참조하면, 본 발명에 따른 유로 홈은 와셔 바디 외부에서 절연유가 유입되는 유입 유로 홈(521)과 와셔 바디 내부로 유입된 절연유가 유출되는 유출 유로 홈(522)이 하나의 쌍으로 구성될 수 있다.

상기 유입 유로 홈(521)은 와셔 바디 외주연에서 중앙의 관통홀로 갈수록 너비가 감소하는 형태로 구성될 수 있다.

상기 유입 유로홈(521)이 와셔 바디(510) 외주연의 너비(W1i)가 중앙의 관통홀(530)로 갈수록 너비(W1o)가 감소하도록 구성될 경우 와셔 바디 외부에서 너비가 큰 유입구로 유입된 절연유가 압력이 높은 너비가 작은 유출구로 유도되어 유속이 증가하면서 중앙의 관통홀 방향으로 일방향으로 절연유를 유입시킬 수 있다.

그리고, 상기 유출 유로홈(522)은 반대로 관통홀의 너비(W2i)가에서 와셔 바디 외주연으로 갈수록 너비(W2o)가 감소하는 형태로 구성될 수 있다.

상기 유입 유로홈(521)과 반대로, 상기 유출 유로홈(522)이 중앙의 관통홀에서 와셔 바디 외주연으로 갈수록 너비가 감소하도록 구성될 경우 중앙의 관통휼에서 너비가 큰 유입구로 유입된 절연유가 압력이 높은 너비가 작은 유출구로 유도되어 유속이 증가하면서 와셔 바디 외주연 방향으로 일방향으로 절연유를 유출시킬 수 있다.

상기와 같이 유입 유로홈(521)과 유출 유로홈(521)을 구성함으로써 절연유의 유속과 바이패스 효과를 증가시켜 절연유에 의한 냉각 효과를 극대화할 수 있다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유입 유로홈과 유출 유로홈의 높이가 가변적으로 구성된 것을 개략적으로 도시한 것이다.

도 5를 참조하면, 상기 유입 유로 홈(521)은 와셔 바디 외주연의 높이( H1i)가 중앙의 관통홀로 갈수록 높이(H1o)가 감소하는 형태로 구성되고, 상기 유출 유로홈(522)은 반대로 관통홀의 높이(H2i)가 와셔 바디 외주연으로 갈수록 높이(H2o)가 감소하는 형태로 구성될 수 있다.

상기와 같이 유입 유로홈(521)과 유출 유로홈(522)의 너비와 함께 높이를 가변적으로 구성하여 압력 변화를 유도하여 절연유가 일방향으로만 바이패스되고, 유속을 증가시킬 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유로 홈이 와류 홈으로 구성된 것을 개략적으로 도시한 것이다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 유로 홈은 도 2와 같이 직선 형태로 구성될 수 있지만, 절연유의 유속을 증가시켜 방열 효과를 높이기 위해 와류를 발생할 수 있는 와류 홈(524)으로 구성될 수 있다.

즉, 상기 유로 홈이 복수 개의 와류 홈(524)으로 구성될 경우, 절연유가 유입되면서 와류가 형성되어 절연유의 유속이 증가하고, 이에 따라 와셔 바디와 부착물 사이의 접촉부의 온도가 상승하는 것을 방지하여 방열 효과를 높일 수 있다.

상기 와류 홈은 도 2 내지 4의 실시예에서 설명된 구조가 동일하게 채용될 수 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉각 유로부가 형성된 절연 와셔를 개략적으로 도시한 것이다.

도 7을 참조하면, 상기 냉각 유로부는 상기 부착물과 맞닿는 면에 형성된 복수개의 부착 돌기 사이에 형성된 음각의 홈으로 구성될 수 있다.

상기와 같이 구성될 경우 절연유가 이동할 수 있는 면적을 최대화하여 냉각에 의한 방열 효과를 높일 수 있다.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉각 유로부가 와셔 바디 내부를 관통하는 형태로 구성된 것을 개략적으로 도시한 것이다.

도 8을 참조하면, 상기 냉각 유로부는 상기 와셔 바디를 관통하도록 형성된 적어도 하나의 관통 유로 홈(525)으로 구성될 수 있다.

와셔 바디 일면에 냉각 유로부가 형성될 경우 냉각에 의한 방열 효과를 얻을 수 있지만, 접촉 면적이 감소하여 절연 성능이 떨어질 수 있다.

따라서, 냉각 유로부를 와셔 바디 내부를 관통하는 관통 유로 홈(525)으로 구성할 경우 절연 성능에 영향없이 냉각 효과를 높일 수 있다.

여기서, 도 8의 실시예는 도 2 내지 4의 실시예에 동일하게 적용될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위는 상기 실시예에 한정되는 것이 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 외함 20 : 철심부
30 : 권선 40 : 클램프
50 : 절연 와셔 510 : 와셔 바디
520 : 냉각 유로부 530 : 관통홀

Claims (8)

1. 변압기 외함 내부에서 부착물을 고정하는 볼트의 절연을 위해 체결되는 절연 와셔로서;
   와셔 바디에 절연유가 외주연으로부터 중앙의 관통홀을 통해 바이패스할 수 있는 냉각 유로부를 포함하고,
   상기 냉각 유로부는
   상기 부착물과 맞닿는 면에 형성된 적어도 하나의 유로 홈으로 구성되되;
   상기 유로 홈은
   와셔 바디 외부에서 절연유가 유입되는 유입 유로 홈과;
   와셔 바디 내부로 유입된 절연유가 유출되는 유출 유로 홈을 포함하고;
   상기 냉각 유로부를 통해 절연유가 바이패스되어 방열시킴으로써 열에 의한 고장이나 손상을 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 변압기 내부 부착물 고정용 절연 와셔.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 냉각 유로부는
   상기 와셔 바디를 관통하도록 형성된 적어도 하나의 유로 홈으로 구성된 것을 특징으로 하는 변압기 내부 부착물 고정용 절연 와셔.
   
   
4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
   상기 유로 홈은
   절연유의 유속을 증가시켜 냉각 효과를 높이기 위해 와류 형상으로 구성된 것을 특징으로 하는 변압기 내부 부착물 고정용 절연 와셔.
   
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,
   상기 유입 유로 홈은
   와셔 바디 외주연에서 중앙의 관통홀로 갈수록 너비가 감소하는 형태로 구성되고;
   상기 유출 유로홈은
   반대로 관통홀에서 와셔 바디 외주연으로 갈수록 너비가 감소하는 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 변압기 내부 부착물 고정용 절연 와셔.
   
7. 제 6항에 있어서,
   상기 유입 유로 홈은
   와셔 바디 외주연에서 중앙의 관통홀로 갈수록 높이가 감소하는 형태로 구성되고;
   상기 유출 유로홈은
   반대로 관통홀에서 와셔 바디 외주연으로 갈수록 높이가 감소하는 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 변압기 내부 부착물 고정용 절연 와셔.
   
8. 제 1항에 있어서,
   상기 냉각 유로부는
   상기 부착물과 맞닿는 면에 형성된 복수개의 부착 돌기 사이에 형성된 음각의 홈으로 구성된 것을 특징으로 하는 변압기 내부 부착물 고정용 절연 와셔.

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