KR102284762B1 - 변압기용 압력조절장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 변압기의 내부압력을 조절하기 위한 변압기용 압력조절장치를 개시한다. 본 발명에 따른 압력조절장치는 상기 압력조절장치는 상기 변압기의 외함 상부에 형성된 개구에 배치되는 상기 개구의 외주면에 대응하는 압력배출구가 구비된 베이스부; 상기 압력배출구 상단에 거치되어 상기 변압기의 내부를 외부와 차단하는 덮개부; 및 상기 베이스부에 고정되되, 상기 덮개부의 상단면을 가압하여 상기 덮개부가 상기 베이스부에 밀착되도록 하는 복수의 스프링부재를 지지하기 위하여 구비된 외측덮개부;를 포함한다.

Description

변압기용 압력조절장치{Pressure regulator for transformer}
본 발명은 압력조절장치에 대한 것으로 보다 상세하게는 주상변압기의 내부 압력을 조절하기 위한 변압기용 압력조절장치에 대한 것이다.
주상변압기는, 전주의 배전선에 공급되는 1차전압인 수천볼트의 고전압을 실제 가정에 공급되는 2차전압인 110V 또는 220V의 저전압으로 만드는데 사용된다. 주상변압기는 대부분 강철판으로 만든 상자 안에 철심과 권선으로 된 변압장치를 넣은 구조로 이루어지는 것이 일반적이다. 절연유는 고전압의 영향을 최소화하기 위하여 전기 절연에 사용되고, 동시에 수분의 침입을 방지하고 권선의 저항에 의하여 발생하는 열을 방산하는 냉각의 역할을 한다. 즉, 철심과 권선은 고전압의 전류에 의해 발생하는 위험을 최소화하기 위하여 위해 절연유 속에 침지시키게 된다.
사계절이 뚜렷한 우리나라의 경우 계절별로 상이한 전력수요에 따라 주상변압기에 의하여 변압이 이루어지는 전류량 역시 변화하게 된다. 여름철 급증하는 전력 수요는 변압기에 주어지는 과부하를 일으키는 원인이 된다.
특히 여름철에는 고온과 전력 과부하에 의하여 추가적으로 열이 발생하는데 이러한 고온은 변압기 내부의 공기압을 증가시키게 될 수 있다. 내부의 공기압이 변압기가 견딜 수 있는 압력을 초과하게 되면 변압기가 폭발하는 사고로 이어질 수 있다. 압력조절이 필요한 경우를 대비하기 위하여 주상변압기의 경우 변압기의 내부압력이 일정압력을 넘어서면 내측의 공기압을 순간적으로 저감하는 장치를 구비할 필요가 있다.
등록특허 제10-1622520호(2016.05.12)는 "변압기용 압력 조절장치"에 관한 것으로, 압력 조절장치는 먼저 변압기를 구성하는 커버(16)의 배출공(14)에 압력조절부재(2)를 구성하는 바디(22)가 설치되고, 바디(22) 상부에는 슬리브(24)가 수직으로 연결되며, 상기 슬리브(24) 상부에는 캡(46)이 결합된 형상을 개시한다. 구체적으로 상기 캡(46) 내부에는 파쇄부재(50)를 구성하는 절개판(54)이 하향하여 수직으로 설치되고, 상기 바디(22)의 저면에 형성된 결합홈(36)에는 안전판(38)을 구성하는 엠보스(44)가 가스켓(40)과 함께 삽입되며, 상기 엠보스(44)는 배출공(14)과 절개판(54) 사이에 배치되고, 변압기가 작동하는 과정에서 내부압력이 상승하면, 상기 엠보스(44)는 압력에 의해 상방향으로 볼록하게 변형되면서 절개판에 접하는 동시에 십자형으로 절개된다.
따라서, 상기 변압기 내부로부터 고압공기는 엠보스(44)의 절개된 부분과 슬리브(24)를 순차적으로 통과한 다음, 상기 캡(46)의 외측과 슬리브(24) 사이에 형성된 틈으로 빠져나가게 되는데, 이때 상기 변압기의 내부 압력은 대기압 수준이 되어 폭발을 방지하게 된다.
상기와 같은 종래의 기술은 변압기의 내부압력이 상승하면 바디(22)의 저면에 결합된 엠보스(44)가 절개판(54)에 의해 절개되면서 고압공기를 배출하는 방식인 관계로, 상기와 같이 파손된 엠보스(44)를 포함하고 있는 압력조절부재(2)를 항상 교환해야 하는 불편함이 있다.
한편, 상기 교환의 불편함을 개선하기 위한 등록특허 제10-1797440호의 “변압기용 압력 조절장치”는 내부의 순간적인 압력 발생시 압력을 저감할 수 있도록 메인슬리브와 캡사이의 공간에 형성된 통로를 따라 고압의 공기가 빠져나갈 수 있도록 한 구조를 채택하고 있으며, 이를 위하여 안전판에 일정한 압력을 가하는 스프링과 엠보스의 걸림턱을 채용한 구조를 개시하고 있다. 다만, 하나의 스프링이 엠보스의 중앙을 가압하는 구조이므로 고압에 의하여 엠보스가 상승한 후 하강하여 본래의 위치로 복귀할 때 걸림턱이 메인슬리브의 홈과 어긋나는 경우가 발생할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 변압기용 압력 조절장치는 변압기의 내부 고압공기가 외부로 배출된 후 제위치로 원상복귀할 수 있는 캡을 구비하여 교체 없이 사용할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 변압기용 압력 조절장치는 변압기의 내부 고압공기가 유출되는 경우 절연유의 비산을 방지할 수 있는 캡을 구비하여 절연유의 외부 유출이 방지되도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 변압기용 압력 조절장치는 고압공기의 유출로 인한 캡의 이탈을 방지할 수 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일양상에 따른 변압기용 압력조절장치는, 상기 변압기의 외함 상부에 형성된 개구에 배치되는 상기 개구의 외주면에 대응하는 압력배출구가 구비된 베이스부; 상기 압력배출구 상단에 거치되어 상기 변압기의 내부를 외부와 차단하는 덮개부; 및 상기 베이스부에 고정되되, 상기 덮개부의 상단면을 가압하여 상기 덮개부가 상기 베이스부에 밀착되도록 하는 복수의 스프링부재를 지지하기 위하여 구비된 외측덮개부;를 포함한다.
여기서, 상기 압력배출구는 외측 단턱 및 상기 변압기의 내측 압력이 정상상태에 있는 경우 상기 덮개부가 안착되도록 하는 내측 단턱을 구비하고, 상기 내측 단턱은 상기 외측 단턱보다 낮은 높이로 형성되고, 상기 내측단턱과 상기 외측 단턱 사이에 오링이 배치될 수 있다.
여기서, 상기 덮개부의 상면에는 상기 스프링부재의 일단에 삽입되어 상기 스프링부재가 직립 고정되도록 하기 위한 복수의 돌기가 형성되고, 상기 외측덮개부의 하부면에는 상기 스프링부재의 일단이 상기 복수의 돌기에 고정되어 직립하는 경우에 상응하는 부위에 상기 스프링부재의 타단이 삽입되어 지지되기 위한 함입부이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 덮개부의 상면에는 상기 스프링부재의 일단에 삽입되어 상기 스프링부재가 상기 덮개부의 상면과 수직하지 않은 각도로 고정되되 상기 외측덮개부의 무게중심부를 지향하도록 하기 위한 복수의 돌기가 형성되고, 상기 외측덮개부의 하부면에는 상기 스프링부재의 일단이 상기 복수의 돌기에 고정되어 상기 외측덮개부의 무게중심부를 지향하는 소정의 각도로 기립한 경우 상기 스프링부재의 타단이 삽입되어 지지되기 위한 요홈이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 덮개부는 무게중심부로 갈수록 오목한 상면을 형성하고, 상기 오목한 상면의 중심에는 미리 설정된 온도의 절연유와 반응하여 변색반응을 일으키는 변색부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 스프링부재는 적어도 3개 이상이고, 각각의 스프링 상수는 1.8 ~ 2.0 N/mm이고, 상기 스프링부재의 외경은 내경에 비하여 4 ~ 5 mm 크게 구비될 수 있다.
여기서, 상기 스프링부재는 적어도 3개 이상이고, 각각의 자유장은 28 ~ 32 mm 이고, 상기 스프링부재의 최대 하중값은 30 ~ 32 N 로 구비될 수 있다.
여기서, 상기 덮개부의 측면을 감싸는 연속된 나선형 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 변압기용 압력조절장치.
여기서, 상기 베이스부는 외측덮개부에 형성된 복수의 나사고정부와 상응하는 나사체결부를 포함하고, 상기 베이스부의 상부면의 외측경계에 월(wall)이 형성되고, 상기 월은 상기 나사체결부가 위치한 소정의 영역에서 단절되어 형성될 수 있다.
여기서, 상기 월은 상기 나사체결부보다 낮은 높이로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 나사고정부와 상기 나사체결부는 적어도 3개 이상 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 변압기용 압력 조절장치는 변압기의 내부 고압공기가 외부로 배출된 후 제위치로 원상복귀할 수 있는 캡을 구비하여 교체 없이 사용할 수 있도록 하여 주상 변압기의 유지보수를 용이하게 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 변압기용 압력 조절장치는 변압기의 내부 고압공기가 유출되는 경우 절연유의 비산을 방지할 수 있는 캡을 구비하여 절연유의 유출로 인한 주상 변압기 내부 조건의 변화를 최소화할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 변압기용 압력 조절장치는 고압공기의 유출로 인한 캡의 이탈을 방지하여
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래 변압기용 압력 조절장치를 도시한 것이다.
도 2는 각각 다른 방향에서 바라본 본 발명의 실시예에 따른 압력조절장치의 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 압력조절장치의 단면을 도시한 것이다.
도 4는 변압기 내부로부터 작용하는 압력에 따른 덮개부의 개폐모습을 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 변압기용 압력조절장치에 있어서 덮개부의 측면에 형성된 나선형 홈을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 변압기용 압력조절장치와 그 외측에 배치되어 변압기에 형성되는 외부커버를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 변압기용 압력조절장치의 분해사시도 및 사시도를 도시한 것이다.
본 발명의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기증을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 또는 "구비"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 변압기용 압력 조절장치에 대하여 첨부한 도면을 참고하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2는 각각 다른 방향에서 바라본 본 발명의 실시예에 따른 압력조절장치의 분해사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 압력조절장치의 단면을 도시한 것이고, 도 4는 변압기 내부로부터 작용하는 압력에 따른 덮개부의 개폐모습을 예시한 도면이다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 압력조절장치는, 상기 변압기의 외함 상부에 형성된 개구에 배치되는 상기 개구의 외주면에 대응하는 압력배출구가 구비된 베이스부; 상기 압력배출구 상단에 거치되어 상기 변압기의 내부를 외부와 차단하는 덮개부; 및 상기 베이스부에 고정되되, 상기 덮개부의 상단면을 가압하여 상기 덮개부가 상기 베이스부에 밀착되도록 하는 복수의 스프링부재를 지지하기 위하여 구비된 외측덮개부;를 포함한다.
베이스부는 변압기의 외함 상단에 형성된 개구 상부에 고정되기 위하여 볼트 등의 수단으로 고정될 수 있다. 베이스부는 도 2를 통하여 확인할 수 있는 바와 같이 덮개부가 상부에 거치되어 변압기의 내부 환경을 외부 환경으로부터 격리하도록 배치될 수 있다. 외측덮개부는 내측의 덮개부가 고압에 의하여 내측의 고압가스를 배출하는 경우 압력조절장치로부터 이탈하지 않도록 하는 한편, 내부에서 고압의 가스와 함께 분출될 수 있는 절연유의 외부로의 비산을 방지할 수 있도록 덮개부와 베이스부를 감싸는 구조로 형성될 수 있다.
베이스부의 압력배출구는 외측 단턱 및 상기 변압기의 내측 압력이 정상상태에 있는 경우 상기 덮개부가 안착되도록 하는 내측 단턱을 구비하고, 상기 내측 단턱은 상기 외측 단턱보다 낮은 높이로 형성되고, 상기 내측 단턱과 상기 외측 단턱 사이에 오링이 배치될 수 있다.
변압기의 내측 압력과 외부의 압력이 균형을 이루거나 또는 덮개부에 가해지는 스프링부재의 압력 보다 내부의 압력이 낮은 경우 덮개부는 베이스부의 내측 단턱에 거치되어 변압기 내부를 외부와 격리하게 된다. 이때, 덮개부는 경질의 금속, 합성수지재 또는 세라믹소재가 사용될 수 있으므로 단차에 의하여 변압기의 내부를 외기와 완벽하게 격리하기 어려울 수 있다. 이를 방지하기 위하여 내측 단턱과 외측 단턱 사이에 연질의 합성수지재 등을 이용한 오링을 배치함으로써 변압기 내부에 외기가 침투하지 못하도록 할 수 있다.
다음으로, 덮개부의 측면을 감싸는 나선형의 연속된 홈이 형성될 수 있다. 덮개부의 경우 2 ~ 10 mm의 소정의 두께를 갖는 판상부재가 적용될 수 있다. 판상부재는 원기둥과 같은 형상으로 구비될 수 있는데, 측면의 벽체에 나선형의 홈을 구비하도록 하여 절연유가 비산한 후 낙하시 벽체의 나선형 홈으로 다시 모이도록 하고 이후 덮개부가 압력에 의하여 미세하게 개방될 때 절연유가 다시 변압기 내부로 인입될 수 있도록 할 수 있다.
나선형 홈은 약 0.1 ~ 1 mm 의 너비의 홈으로써 벽체의 표면을 1 ~ 5 회 회전하여 형성될 수 있다. 나선형 홈의 상부는 덮개부의 상면에서 개방되도록 형성될 수 있다.
다음으로, 상기 덮개부의 상면에는 상기 스프링부재의 일단에 삽입되어 상기 스프링부재가 직립 고정되도록 하기 위한 복수의 돌기가 형성되고, 상기 외측덮개부의 하부면에는 상기 스프링부재의 일단이 상기 복수의 돌기에 고정되어 직립하는 경우에 상응하는 부위에 상기 스프링부재의 타단이 삽입되어 지지되기 위한 요홈이 형성될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 덮개부 상면에 형성된 돌기와 외측덮개부 하면부에 형성된 요홈을 확인할 수 있다. 구체적으로 하면부에 형성된 돌기는 스프링부재의 내측으로 인입되어 스프링부재의 이탈을 방지할 수 있고, 외측덮개부의 요홈은 스프링이 인입되어 외측을 감싸 스프링부재의 이탈을 방지할 수 있다. 돌기와 요홈은 스프링부재의 물리적 탄성력에 의하여 서로 접하지 않도록 구비되지만, 스프링 상수를 초과하는 힘이 전달되는 경우, 돌기가 요홈의 내측으로 인입되도록 하여 충돌에 의한 파손을 방지하는 것이 바람직하다. 이를 위하여 돌기는 요홈의 직경보다 작은 외경을 갖도록 할 수 있다.
한편, 상기 스프링부재는 적어도 3개 이상이고, 각각의 스프링 상수는 1.8 ~ 2.0 N/mm이고, 상기 스프링부재의 외경은 내경에 비하여 4 ~ 5 mm 크게 구비될 수 있다. 도 2 를 통하여 확인할 수 있는 것처럼 3 개의 돌기와 3개의 요홈이 각각 상응하는 위치에 구비되고, 요홈과 돌기 사이에 스프링부재가 배치됨으로써 3방향으로 압력을 분산할 수 있다.
종래 변압기용 압력조절장치는 덮개부의 무게중심부에 하나의 스프링을 배치하고, 덮개부에 단턱을 형성하여 종래 덮개부를 파손하여 내부 압력을 저감하는 압력조절장치에 비하여 반영구적으로 사용할 수 있는 장점이 있으나, 하나의 스프링에 의존하므로 덮개부에 균일하지 않은 압력이 가해지는 경우 덮개가 베이스부의 압력배출구를 완전히 밀폐하지 못하고 단턱이 압력배출구 상부에 배치되어 외부의 공기 또는 습기가 변압기 내의 환경에 영향을 미치는 경우가 발생할 수 있다.
이를 방지하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 압력조절장치의 경우 덮개부의 무게중심으로부터 동일한 거리에 위치한 3 개의 스프링이 힘을 고루 분산함은 물론 균일하지 않은 압력에 의한 덮개부의 개폐상황에서도 안정적으로 베이스부의 압력배출구로 복귀할 수 있으므로 변압기의 유지 및 보수 관점에서의 편의를 제공하게 된다. 또한, 하나의 스프링만을 사용하는 경우 덮개부 또는 외측덮개부에 힘이 가하여 지는 위치가 한 군데인 것에 반하여 3개로 나누어 힘을 분산할 수 있으므로 덮개부 또는 외측덮개부의 두께 등을 감소할 수 있다.
또한, 덮개부의 가장자리의 단턱은 온전한 위치에서 베이스부의 압력배출구를 차단하는 경우 비산된 절연유가 덮개부의 외측으로만 흐르게 되어 변압기 내부로 다시 돌아가기 어렵다. 이에 반하여 본 발명의 실시예에 따른 압력조절장치의 경우 압력배출구의 내측 단턱으로 덮개부가 인입되므로 비산되어 외부로 유출된 절연유가 다시 변압기 내로 인입되는 것이 가능하다.
앞서 설명한 바와 같이 덮개부가 약 2 ~ 5 mm의 높이를 갖는 원기둥 형태의 판상부재로써 측면에 나선형의 요홈이 형성되는 경우 외부로 유출된 절연유가 다시 변압기 내로 인입되기에 유리할 수 있다.
앞서 3개의 스프링부재 및 그에 상응하는 돌기와 요홈에 대하여 예시하였으나, 그 이상의 스프링부재를 사용하는 것도 가능하다. 다만, 스프링부재가 6개를 초과하는 경우, 스프링부재의 압력이 지나치게 높아져 내부의 고압가스가 원활하게 외부로 배출되지 않을 여지가 존재한다. 또한,2개 이하의 스프링부재가 사용되는 경우 덮개부가 압력배출구를 이탈할 확률이 크게 증가하므로 덮개부와 외측덮개부 사이에 배치되는 스프링 부재는 3 ~ 6개인 것이 바람직하다. 아울러, 하기 표 1에 나타난 것과 같은 스프링부재의 물리적 성질을 고려한 경우 3개의 스프링부재 및 그에 상응하는 돌기와 요홈이 적용되는 것이 보다 바람직하다.
번호 자유장
(mm)		 외경
(mm)		 내경
(mm)		 상수
(N/mm)		 하중값(N) - 구간별 오차
(%)
25.5mm 19.5mm 15mm
1 31.91 20.56 15.48 1.859 10.82 21.98 31.21 6.65
2 32.01 20.69 15.49 1.863 11.16 22.34 31.62 8.04
3 31.94 20.70 15.51 1.853 11.13 22.24 31.64 8.11
4 31.85 20.64 15.52 1.860 10.90 22.06 31.26 6.81
5 31.89 20.56 15.52. 1.851 11.05 22.16 31.45 7.46
6 31.91 20.62 15.53 1.851 11.02 22.13 31.39 7.24
상기 표 1에서 살펴보는 바와 같이 스프링부재는 적어도 3개 이상으로 구비될 수 있고 각각의 자유장은 28 ~ 32 mm이며, 상기 스프링부재의 최대 하중값은 30 ~ 32 N 로 구비되는 경우, 덮개부의 하나의 스프링 부재에 걸리는 평균 하중값이 약 31.43 kgf가 되므로 덮개의 파손 방지 및 힘의 적절한 분산 측면에서 바람직하다.
하나의 스프링부재에 의하여 작용하는 힘이 약 31.43 kgf이므로 덮개부가 압력배출구에 정확히 안착하지 않더라도 덮개부와 압력배출구 사이의 마찰력이 약 90~100 kgf의 압력에 따라 발생하는 덮개부와 압력배출구 사이의 마찰력에 비하여 적으므로 덮개부가 압력배출구의 내측 단턱으로 복귀할 가능성이 크게 증가할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 덮개부의 상면에는 상기 스프링부재의 일단에 삽입되어 상기 스프링부재가 상기 덮개부의 상면과 수직하지 않은 각도로 고정되되 상기 외측덮개부의 무게중심부를 지향하도록 하기 위한 복수의 돌기가 형성되고, 상기 외측덮개부의 하부면에는 상기 스프링부재의 일단이 상기 복수의 돌기에 고정되어 상기 외측덮개부의 무게중심부를 지향하는 소정의 각도로 기립한 경우 상기 스프링부재의 타단이 삽입되어 지지되기 위한 요홈이 형성될 수 있다.
즉, 스프링부재가 덮개부와 외측덮개부의 사이에 다소 기울어진 상태로 배치되는 경우인데, 이경우, 덮개부와 압력배출구의 외측 단턱 또는 내측 단턱에 가하여 지는 힘을 다소 낮출 수 있으면서도 덮개부의 외측을 충분히 가압하므로 덮개부가 압력배출구로부터 이탈하더라도 제자리로 복구하는데 한층 용이할 수 있다.
또한, 상기 덮개부는 무게중심부로 갈수록 오목한 상면을 형성하고, 상기 오목한 상면의 중심에는 미리 설정된 온도의 절연유와 반응하여 변색반응을 일으키는 변색부를 더 포함할 수 있다. 대기와 변압기 내부의 압력 차이가 매우 큰 경우 내부의 고압공기가 배출되면서 절연유 역시 외부로 유출될 수 있다. 내함의 절연유 함유량을 육안으로 확인하여 절연유가 부족한지 여부를 확인하여야 한다면 변압기 유지보수에 과도한 비용이 지출될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 덮개부는 중심으로 갈수록 오목하게 형성될 수 있는데, 이는 비산된 절연유가 덮개부의 중심으로 모이도록 하기 위함이다. 아울러, 일정온도 이상의 절연유에만 반응하여 변색반응을 일으키는 변색부를 덮개부의 중심부근에 구비함으로써, 외측덮개부만 열어보더라도 절연유의 보충이 필요한지 여부 등을 확인하도록 할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 변압기용 압력조절장치와 그 외측에 배치되어 변압기에 형성되는 외부커버를 도시한 것이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 변압기용 압력조절장치의 분해사시도 및 사시도를 도시한 것이다.
도 6 및 도 7을 참고하면, 변압기용 압력조절장치의 외측에는 외부커버가 덮히게 된 상태로 변압기의 외측에 배치되어 변압기의 내부 압력의 급격한 증가에 따른 폭발을 방지하는 한편, 변압기 내부 압력의 급격한 증가로 인해 변압기용 압력조절장치의 파손이 일어났는지를 확인할 수 있다.
구체적으로, 변압기용 압력조절장치의 내측에서 급격한 압력의 증가가 일어나게 되면 외측덮개부가 밀려나게 되고, 그에 따라 분출된 가스 등의 압력에 의하여 외부커버가 변압기용 압력조절장치와 상당거리 이격된다.
외부커버는 외측으로 연장된 걸이부가 형성되어 있으며 걸이부의 말단에 고리부가 형성되어 구비될 수 있다.
걸이부와 고리부는 일체로 형성될 수 있으나, 이에 한하지 않으며 외부커버가 높은 압력에 의하여 변압기용 압력조절장치와 상당거리 이격되는 경우 변압기에서 이탈하지 않고 변압기의 외측에 형성된 고리부와 연결된 고정부(미도시)에 의하여 변압기에 매달려 있게 된다.
변압기의 안전관리자는 외부커버가 원래의 자리로부터 이탈되어 있는 경우, 변압기 내부의 급격한 변화가 있었음을 육안으로 확인할 수 있게 된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 베이스부는 외측덮개부에 형성된 복수의 나사고정부와 상응하는 나사체결부를 포함하고, 상기 베이스부의 상부면의 외측경계에 월이 형성되고, 상기 월은 상기 나사체결부가 위치한 소정의 영역에서 단절되어 형성될 수 있다.
도 7a을 참고하면, 화살표로 표시된 것은 변압기의 내부압력이 크게 증가하는 경우의 가스 등의 이동 경로를 나타낸다. 변압기에서 분출되는 가스는 베이스부의 외측경계에 형성된 월 중 단절된 부분으로 집중하여 배출되며, 비교적 낮은 압력으로 변압기 내부의 압력의 변화가 발생한 경우라도 외부커버를 변압기용 압력조절장치에서 이탈하도록 할 수 있으므로 보다 안전한 변압기의 관리가 가능하도록 할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이 내부에서 급격히 증가한 압력은 베이스부와 외측덮개부 사이에 존재하는 틈으로 분출하게 된다. 본 발명의 경우 분출된 고압의 가스 또는 절연유 등이 틈으로 배출되고 도 7에 도시된 바와 같이 베이스부의 외측에 형성된 월에 의해 배출방향이 월의 단절된 부위로 집중되므로 외부커버에 순간적으로 작용하는 압력을 크게 제공할 수 있다. 외부커버에 작용하는 순간적인 고압은 외부커버가 배치된 본래 변압기용 압력조절장치의 상부에서 이탈하여 내부에서 절연유 등의 압력에 변화가 있었음을 육안으로 확인할 수 있도록 한다. 이때, 도 6에 도시된 바와 같이 고리부는 변압기의 외측에 형성된 고정구조체 또는 나사 체결홈과 체결되어 외부커버가 이탈하여 추락하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 상기 월은 상기 나사체결부보다 낮은 높이로 형성될 수 있다. 월은 베이스부에 형성된 나사체결부보다 낮게 형성되어 변압기 내부의 압력이 크게 증가하는 경우 가스 등의 분출이 용이하게 일어날 수 있도록 할 수 있다. 구체적으로, 월이 나사체결부보다 낮게 형성되는 경우 최초 고압의 가스 등은 월이 단절된 부분으로 집중되어 외부에 압력을 가할 수 있으며, 월의 단절된 부분으로 배출되는 가스 등이 일정시간 또는 일정압력을 초과하는 경우 월을 넘어 외부로 발산할 수 있다. 월이 나사체결부보다 낮은 높이로 형성되는 경우 고압의 가스가 월이 단절된 부위로 집중되지 않고 용이하게 월을 넘어 외부로 배출될 수 있다.
본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 상기 나사고정부와 상기 나사체결부는 적어도 3개 이상 구비될 수 있다. 나사고정부와 나사체결부는 상응하는 개수로 형성되어 구비될 수 있으며, 절연유의 성질 및 함량, 변압기의 용량 등에 따라 적절히 개수를 조정할 수 있다.
본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100 : 변압기용 압력조절장치
110 : 베이스부 110a : 월(wall)
111 : 외측 단턱
113 : 내측 단턱 115 : 함입부
117 : 나사체결부
130 : 덮개부 131 : 돌기
133 : 나선형 홈
140 : 탄성부 141 : 스프링부재
150 : 외측덮개부 151 : 요홈
157 : 나사고정부
1000 : 외부커버
1100 : 걸이부 1110 : 고리부

Claims (11)

  1. 변압기의 내부압력을 조절하기 위한 압력조절장치에 있어서,
    상기 압력조절장치는 상기 변압기의 외함 상부에 형성된 개구에 배치되는 상기 개구의 외주면에 대응하는 압력배출구가 구비된 베이스부;
    상기 압력배출구 상단에 거치되어 상기 변압기의 내부를 외부와 차단하는 덮개부; 및
    상기 베이스부에 고정되되, 상기 덮개부의 상단면을 가압하여 상기 덮개부가 상기 베이스부에 밀착되도록 하는 복수의 스프링부재를 지지하기 위하여 구비된 외측덮개부;를 포함하고,
    상기 덮개부의 상면에는 상기 스프링부재의 일단에 삽입되어 상기 스프링부재가 상기 덮개부의 상면과 수직하지 않은 각도로 고정되되 상기 외측덮개부의 무게중심부를 지향하도록 하기 위한 복수의 돌기가 형성되고, 상기 외측덮개부의 하부면에는 상기 스프링부재의 일단이 상기 복수의 돌기에 고정되어 상기 외측덮개부의 무게중심부를 지향하는 소정의 각도로 기립한 경우 상기 스프링부재의 타단이 삽입되어 지지되기 위한 요홈이 형성된 것을 특징으로 하는 변압기용 압력조절장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압력배출구는 외측 단턱 및 상기 변압기의 내측 압력이 정상상태에 있는 경우 상기 덮개부가 안착되도록 하는 내측 단턱을 구비하고, 상기 내측 단턱은 상기 외측 단턱보다 낮은 높이로 형성되고, 상기 내측단턱과 상기 외측 단턱 사이에 오링이 배치되기 위한 함입부가 구비되는 것을 특징으로 하는 변압기용 압력조절장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 덮개부의 상면에는 상기 스프링부재의 일단에 삽입되어 상기 스프링부재가 직립 고정되도록 하기 위한 복수의 돌기가 형성되고, 상기 외측덮개부의 하부면에는 상기 스프링부재의 일단이 상기 복수의 돌기에 고정되어 직립하는 경우에 상응하는 부위에 상기 스프링부재의 타단이 삽입되어 지지되기 위한 요홈이 형성된 것을 특징으로 하는 변압기용 압력조절장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 덮개부는 무게중심부로 갈수록 오목한 상면을 형성하고, 상기 오목한 상면의 중심에는 미리 설정된 온도의 절연유와 반응하여 변색반응을 일으키는 변색부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기용 압력조절장치.
  6. 변압기의 내부압력을 조절하기 위한 압력조절장치에 있어서,
    상기 압력조절장치는 상기 변압기의 외함 상부에 형성된 개구에 배치되는 상기 개구의 외주면에 대응하는 압력배출구가 구비된 베이스부;
    상기 압력배출구 상단에 거치되어 상기 변압기의 내부를 외부와 차단하는 덮개부; 및
    상기 베이스부에 고정되되, 상기 덮개부의 상단면을 가압하여 상기 덮개부가 상기 베이스부에 밀착되도록 하는 복수의 스프링부재를 지지하기 위하여 구비된 외측덮개부;를 포함하고,
    상기 스프링부재는 적어도 3개 이상이고, 각각의 스프링 상수는 1.8 ~ 2.0 N/mm이고, 상기 스프링부재의 외경은 내경에 비하여 4 ~ 5 mm 크게 형성된 것을 특징으로 하는 변압기용 압력조절장치.
  7. 변압기의 내부압력을 조절하기 위한 압력조절장치에 있어서,
    상기 압력조절장치는 상기 변압기의 외함 상부에 형성된 개구에 배치되는 상기 개구의 외주면에 대응하는 압력배출구가 구비된 베이스부;
    상기 압력배출구 상단에 거치되어 상기 변압기의 내부를 외부와 차단하는 덮개부; 및
    상기 베이스부에 고정되되, 상기 덮개부의 상단면을 가압하여 상기 덮개부가 상기 베이스부에 밀착되도록 하는 복수의 스프링부재를 지지하기 위하여 구비된 외측덮개부;를 포함하고,
    상기 스프링부재는 적어도 3개 이상이고, 각각의 자유장은 28 ~ 32 mm 이고, 상기 스프링부재의 최대 하중값은 30 ~ 32 N 인 것을 특징으로 하는 변압기용 압력조절장치.
  8. 변압기의 내부압력을 조절하기 위한 압력조절장치에 있어서,
    상기 압력조절장치는 상기 변압기의 외함 상부에 형성된 개구에 배치되는 상기 개구의 외주면에 대응하는 압력배출구가 구비된 베이스부;
    상기 압력배출구 상단에 거치되어 상기 변압기의 내부를 외부와 차단하는 덮개부; 및
    상기 베이스부에 고정되되, 상기 덮개부의 상단면을 가압하여 상기 덮개부가 상기 베이스부에 밀착되도록 하는 복수의 스프링부재를 지지하기 위하여 구비된 외측덮개부;를 포함하고,
    상기 덮개부의 측면을 감싸는 연속된 나선형 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 변압기용 압력조절장치.
  9. 변압기의 내부압력을 조절하기 위한 압력조절장치에 있어서,
    상기 압력조절장치는 상기 변압기의 외함 상부에 형성된 개구에 배치되는 상기 개구의 외주면에 대응하는 압력배출구가 구비된 베이스부;
    상기 압력배출구 상단에 거치되어 상기 변압기의 내부를 외부와 차단하는 덮개부; 및
    상기 베이스부에 고정되되, 상기 덮개부의 상단면을 가압하여 상기 덮개부가 상기 베이스부에 밀착되도록 하는 복수의 스프링부재를 지지하기 위하여 구비된 외측덮개부;를 포함하고,
    상기 베이스부는 외측덮개부에 형성된 복수의 나사고정부와 상응하는 나사체결부를 포함하고,
    상기 베이스부의 상부면의 외측경계에 월이 형성되고, 상기 월은 상기 나사체결부가 위치한 소정의 영역에서 단절되어 형성되는 것을 특징으로 하는 변압기용 압력조절장치
  10. 제9항에 있어서,
    상기 월은 상기 나사체결부보다 낮은 높이로 형성되는 것을 특징으로 하는 변압기용 압력조절장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 나사고정부와 상기 나사체결부는 적어도 3개 이상 구비된 것을 특징으로 하는 변압기용 압력조절장치.
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