KR102286047B1 - 마찰 댐퍼를 적용한 변위제어 내진형 변압기 - Google Patents

마찰 댐퍼를 적용한 변위제어 내진형 변압기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마찰 댐퍼를 적용한 변위제어 내진형 변압기에 관한 것으로, 장치바디와, 상기 장치바디의 상부에 배치되고 상기 장치바디를 고정하는 상부프레임과, 상기 장치바디의 하부에 배치되고 상기 장치바디를 지지하며 베이스에 고정하는 하부프레임 및, 상기 장치바디와 상기 베이스간에 연동되며 배치되고, 지면에 고정된 베이스를 통해 상기 장치바디로 전달되는 진동을 완충하는 마찰댐퍼유닛을 포함하여 구성될 수 있으며, 본 발명에 따르면, 지진 발생시 댐퍼의 마찰력을 이용하여 지진에너지를 흡수함으로써, 지진 충격으로 인해 변압기에 초래될 수 있는 피해를 방지할 수 있다.

Description

마찰 댐퍼를 적용한 변위제어 내진형 변압기{ASEISMATIC TRANSFORMER WITH FRICTION DAMPER FOR CONTROLLING DISPLACEMENT}
본 발명은 마찰 댐퍼를 적용한 변위제어 내진형 변압기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 변압기에 마찰 댐퍼 구조를 적용하여 내진 성능을 향상시킨 내진형 변압기에 관한 것이다.
변압기는 철심과 권선을 가지고 전자유도작용으로 수전전압 또는 배전전압을 부하에 적당한 전압으로 변환하는 장치로서 변전설비 중에서 가장 중요한 기기 중 하나이다.
변압기 본체를 절연유 속에 넣은 것을 유입변압기라 하는데 가격이 저렴하고 절연 내력이 강하며 유지보수비가 저렴하여 일반적으로 많이 사용된다. 그리고 변압기 본체를 에폭시 수지로 절연하여 몰드화한 변압기를 몰드 변압기라 하는데, 몰드 변압기는 크기가 작고 화제 위험이 적은 장점이 있는 반면 충격전압에 약한 단점이 있다.
이러한 변압기는 수변전 시설물이라면 대부분 설치되므로 안정적인 전력 공급을 위해서는 항상 변압기의 가동이 안정된 상태로 이루어져야 한다. 특히 2016년 경주를 중심으로 규모 5.8의 지진이 발생한 점을 볼 때 우리나라도 지진에서 결코 안전한 지역이 아니므로 비상상황에서 인명과 재산이 유지될 수 있는 통제가 가능하려면 지진의 진동에서 변압기가 보호될 수 있는 수단이 반드시 필요하다.
또한 변압기는 진동에 의한 충격 등으로 인한 고장 및 폭발 사고도 빈번하게 일어나므로, 지진 발생 상황에서는 진동으로 인하여 변압기의 고장 및 폭발이 발생되지 않게 변압기에 전달되는 충격이 최소화 될 수 있도록 각별한 주의와 기술이 요청된다.
특히 지진 발생시 변압기가 고장 또는 폭발하게 되면 발전소 또는 변전소의 보호계전기가 변압기의 고장 및 폭발을 감지하면서 광범위한 지역이 블랙아웃 될 수 있어 막대한 인명과 재산의 피해가 발생될 수 있어, 변압기에 대한 지진의 피해를 최소화시키는 기술의 개발이 더욱 절실하다.
지진파에는 지구 내부를 통과하는 P파, S파 그리고 지구의 지표면을 따라 움직이는 표면파(레일리파와 러브파)가 있으며, 일반적으로 P파, S파, 표면파 순으로 나타난다. P파는 구조물에 큰 피해를 주지 않지만 S파와 표면파는 구조물에 큰 손상을 입힌다. P파는 진행방향과 진동방향이 나란한 종파로써 Push-wave 라고 하며, S파는 진행방향과 진동방향이 수직을 이루는 횡파로써 Shake-wave 라고 부른다. 지표면을 따라 전파되는 표면파는 진동이 크고 파장이 길어서 Long-wave 라고도 부르며, 지면을 크게 흔드는 특성이 있으므로 산사태, 건물붕괴 등 지진파 중에서 가장 큰 피해를 준다. 특히 표면파에서 레일리파는 러브파보다 늦게 나타나며 가장 강력한 파괴력을 갖고 있다.
표면파는 변압기와 연결된 모선 및 주위 기기에 나쁜 영향을 미치거나 큰 사고로 이어질 수 있고, 수많은 장치들의 이탈로 이어져 변압기를 포함한 각종 수배전기기의 경우 장주기의 표면파로 인해 가동 중단 등 2차적으로 심각한 피해가 초래될 수 있다.
그런데 종래의 지진에 대한 완충장치를 살펴보면 대부분의 경우 단주기 진동을 완화시키는데 주안점이 있으므로 종래의 완충장치를 적용하게 되면 장주기 진동파를 감쇄시키는 별도의 장치가 필요하게 된다. 따라서 상당한 비용의 증가가 불가피 해 질뿐만 아니라, 단주기 진동 완충 수단이 장주기 진동 수단과 서로 작용이 상충될 우려가 있다.
따라서 변압기와 같이 민감한 수배전기기에 대해 단주기 진동을 효과적으로 감쇄시키는 동시에 장주기 진동을 함께 감쇄시킬 수 있는 기술이 절실하게 요청된다.
본 발명은 상기와 같이 관련 기술분야의 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 변압기에 마찰 댐퍼 구조를 적용하여 내진 성능을 향상시킨 내진형 변압기를 제공하는 데에 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 마찰 댐퍼를 적용한 변위제어 내진형 변압기에 관한 것으로, 장치바디; 상기 장치바디의 상부에 배치되고, 상기 장치바디를 고정하는 상부프레임; 상기 장치바디의 하부에 배치되고, 상기 장치바디를 지지하며 베이스에 고정하는 하부프레임; 및 상기 장치바디와 상기 베이스간에 연동되며 배치되고, 지면에 고정된 베이스를 통해 상기 장치바디로 전달되는 진동을 완충하는 마찰댐퍼유닛;을 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에서 상기 마찰댐퍼유닛은, 상기 하부프레임의 하단부를 지지하며 지면에 배치되는 댐퍼베이스; 상기 상부프레임의 양측부에 연결되는 서포트프레임; 상기 댐퍼베이스의 상부에 댐퍼브라켓에 의해 고정되는 제1 댐퍼바; 및 하측부는 상기 제1 댐퍼바에 연결되고, 상측부는 상기 서포트프레임에 연결되는 제2 댐퍼바;를 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에서 상기 마찰댐퍼유닛은, 상기 제1 댐퍼바와 상기 제2 댐퍼바 사이에 배치되고, 상기 제1 댐퍼바와 상기 제2 댐퍼바에 접촉 마찰되며 진동을 완충하는 마찰패드;를 더 포함하고, 상기 마찰패드의 재질은 상기 제1,2 댐퍼바의 재질에 대해 상대적으로 탄성이 높거나 또는 연성이 높은 재질일 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에서 상기 제1 댐퍼바의 중앙측에 형성되는 원 형상의 제1 센터홀;과, 상기 마찰패드의 중앙측에 형성되는 원 형상의 패드 센터홀; 및, 상기 제2 댐퍼바의 중앙측에 형성되는 원 형상의 제2 센터홀;은 센터볼트로 서로 연결될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에서 상기 제1 댐퍼바의 외측에 원주방향으로 복수개가 형성되는 원 형상의 제1 사이드홀;과, 상기 마찰패드의 외측에 원주방향으로 복수개가 형성되는 타원 형상의 패드 사이드홀; 및, 상기 제2 댐퍼바의 외측에 원주방향으로 복수개가 형성되는 타원 형상의 제2 사이드홀;은 복수개의 사이드볼트로 서로 연결되며, 상기 장치바디의 Y축 방향 변위를 완화할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에서 상기 제1 댐퍼바상에서 상기 제1 센터홀과 상기 제1 사이드홀 사이에 원주방향으로 복수개가 형성되는 원 형상의 제1 미들홀;과, 상기 마찰패드상에서 상기 패드 센터홀과 상기 패드 사이드홀 사이에 원주방향으로 복수개가 형성되는 타원 형상의 패드 미들홀; 및, 상기 제2 댐퍼바상에서 상기 제2 센터홀과 상기 제2 사이드홀 사이에 원주방향으로 복수개가 형성되는 타원 형상의 제2 미들홀;은 미들볼트로 서로 연결되며, 상기 장치바디의 Y축 방향 변위를 완화할 수 있다.
본 발명에 따르면, 지진 발생시 댐퍼의 마찰력을 이용하여 지진에너지를 흡수함으로써, 지진 충격으로 인해 변압기에 초래될 수 있는 피해를 방지할 수 있는 특징이 있다.
또한, 구조가 간단하고 넓은 공간을 차지하지 않아 기존 변압기 설비에 용이하게 시공할 수 있으며 유지보수가 수월한 특징이 있다.
도 1은 본 발명인 내진형 변압기에서 마찰댐퍼유닛의 배치 위치에 대한 정면도.
도 2는 본 발명인 내진형 변압기에서 마찰댐퍼유닛의 배치 위치에 대한 측면도.
도 3은 본 발명인 내진형 변압기에서 서포트프레임의 배치 구조에 대한 부분사시도.
도 4는 본 발명인 내진형 변압기에서 제1 댐퍼바의 구조를 나타낸 정면도.
도 5는 본 발명인 내진형 변압기에서 마찰패드의 구조를 나타낸 정면도.
도 6은 본 발명인 내진형 변압기에서 제2 댐퍼바의 구조를 나타낸 정면도.
도 7은 본 발명인 마찰댐퍼유닛에 대한 분해사시도.
도 8은 본 발명인 내진형 변압기의 AC156 기준에 부합하는 지진파 100%를 인가했을 때 시간 대 Y축 방향 변위에 대한 내진 성능을 나타낸 실험데이터.
도 9는 본 발명인 내진형 변압기의 AC156 기준에 부합하는 지진파 200%를 인가했을 때 시간 대 Y축 방향 변위에 대한 내진 성능을 나타낸 실험데이터.
도 10은 본 발명인 내진형 변압기의 AC156 기준에 부합하는 지진파 100%를 인가했을 때 시간 대 X축 방향 응답가속도에 대한 내진 성능을 나타낸 실험데이터.
도 11은 본 발명인 내진형 변압기의 AC156 기준에 부합하는 지진파 100%를 인가했을 때 시간 대 Y축 방향 응답가속도에 대한 내진 성능을 나타낸 실험데이터.
도 12는 본 발명인 내진형 변압기의 AC156 기준에 부합하는 지진파 200%를 인가했을 때 시간 대 X축 방향 응답가속도에 대한 내진 성능을 나타낸 실험데이터.
도 13은 본 발명인 내진형 변압기의 AC156 기준에 부합하는 지진파 200%를 인가했을 때 시간 대 Y축 방향 응답가속도에 대한 내진 성능을 나타낸 실험데이터.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 마찰 댐퍼를 적용한 변위제어 내진형 변압기의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하도록 한다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명인 내진형 변압기(10)는 장치바디(20), 제1 스페이서(31), 제2 스페이서(33), 상부프레임(41), 하부프레임(43) 및 마찰댐퍼유닛(100)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 장치바디(20)는 몰드 변압기의 외형을 구성할 수 있으며, 원통 형상으로 구현될 수 있다. 상기 장치바디(20)의 상단과 하단 중앙측에는 개구부(미도시)가 형성될 수 있다.
기본적으로 몰드 변압기는 철심코어, 저전압코일 및 고전압코일을 포함할 수 있다.
우선 철심코어는 상기 장치바디(20)의 상단과 하단에 형성된 개구부를 통해 상기 장치바디(20)의 중심부를 관통하며 배치될 수 있다.
그리고 저전압코일은 상기 장치바디(20)의 내부에 원주방향으로 배치될 수 있다. 저전압코일은 철심코어에 대해 소정 간격으로 이격되어 상기 철심코어의 외측 둘레를 감싸며 배치될 수 있다.
또한 고전압코일은 상기 장치바디(20)의 내부에 원주방향으로 배치될 수 있다. 이때 고전압코일은 저전압코일에 대해 소정 간격으로 이격되어 저전압코일의 외측 둘레를 감싸며 배치될 수 있다.
상기 제1 스페이서(31)는 상기 장치바디(20)의 상부에 복수개가 배치될 수 있다. 상기 제2 스페이서(33)는 상기 장치바디(20)의 하부에 복수개가 배치될 수 있다. 여기서 상기 제1 스페이서(31)와 상기 제2 스페이서(33)는 상기 장차바디의 상부와 하부에 서로 대응되는 위치에 배치될 수 있다.
상기 상부프레임(41)은 상기 제1 스페이서(31)의 상부에 배치되고 상기 장치바디(20)를 지지하는 ㄷ 형상의 프레임일 수 있다. 그리고 상기 하부프레임(43)은 상기 제2 스페이서(33)의 하부에 배치되고 상기 장치바디(20)를 지지하며 상기 베이스(45)에 고정하는 ㄷ 형상의 프레임일 수 있다. 다만 상기 상부프레임(41)과 하부프레임(43)의 형상은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
철심코어는 상기 장치바디(20)의 상부와 하부로 돌출되어 상기 상부프레임(41)과 상기 하부프레임(43)의 길이방향을 가로지르게 배치될 수 있다.
그리고 상기 상부프레임(41)과 상기 하부프레임(43)은 상기 철심코어를 기준으로 각각 한 쌍으로 배치되고, 서로 연결볼트(47)로 체결되어 상기 장치바디(20)를 고정하며 지지할 수 있다.
한편, 상기 마찰댐퍼유닛(100)은 상기 장치바디(20)와 상기 베이스(45)간에 연동되며 배치되고, 지면에 고정된 베이스(45)를 통해 상기 장치바디(20)로 전달되는 진동을 완충하는 기능을 수행할 수 있다.
이러한 상기 마찰댐퍼유닛(100)은 댐퍼베이스(180), 서포트프레임(150), 제1 댐퍼바(110), 제2 댐퍼바(130), 및 마찰패드(120)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 댐퍼베이스(180)는 지면에 배치되고, 상기 하부프레임(43)의 하단부를 지지할 수 있다.
상기 서포트프레임(150)은 상기 상부프레임(41)의 양측부에 연결될 수 있다. 도1 및 도 3을 참고하면, 상기 서포트프레임(150)은 ㄷ 형상일 수 있으며, 상기 서포트프레임(150)의 상단과 하단은 상기 상부프레임(41)에 볼트(151) 체결되어 결합될 수 있다. 그리고 상기 서포트프레임(150)의 측면은 상기 제2 댐퍼바(130)의 상측부에 힌지핀(170)과 카운터너트(171)의 결합에 의해 연결될 수 있다.
상기 서포트프레임(150)의 재질은 철 등과 같은 강성이 좋은 금속 재질이거나 강화세라믹 등의 재질일 수 있다.
상기 제1 댐퍼바(110)는 상기 댐퍼베이스(180)의 상부에 댐퍼브라켓(160)에 볼트체결되어 고정될 수 있다.
도 4을 참고하면, 상기 제1 댐퍼바(110)는 제1 센터홀(111), 제1 미들홀(113), 제1 사이드홀(115) 및 브라켓홀(119)이 형성될 수 있다.
상기 제1 센터홀(111)은 상기 제1 댐퍼바(110)의 중앙측 형성되며 원 형상일 수 있다. 상기 제1 사이드홀(115)은 상기 제1 댐퍼바(110)의 외측에 형성되며 원 형상일 수 있다. 상기 제1 미들홀(113)은 상기 제1 센터홀(111)과 상기 제1 사이드홀(115) 사이에 원주방향으로 복수개가 형성되며 원 형상일 수 있다.
상기 브라켓홀(119)로 볼트체결하여 상기 제1 댐퍼바(110)를 상기 댐퍼베이스(180)의 상부에 고정할 수 있다.
상기 제2 댐퍼바(130)는, 하측부는 상기 제1 댐퍼바(110)에 연결되고, 상측부는 상기 서포트프레임(150)에 연결될 수 있다.
도 6을 참고하면, 상기 제2 댐퍼바(130)는 제2 센터홀(131), 제2 미들홀(133), 제2 사이드홀(135) 및 상부홀(139)을 포함할 수 있다.
상기 제2 센터홀(131)은 상기 제2 댐퍼바(130)의 중앙측 형성되며 원 형상일 수 있다. 상기 제2 사이드홀(135)은 상기 제2 댐퍼바(130)의 외측에 복수개가 형성되며 타원 형상일 수 있다. 상기 제2 미들홀(133)은 상기 제2 센터홀(131)과 상기 제2 사이드홀(135) 사이에 원주방향으로 복수개가 형성되며 타원 형상일 수 있다.
상기 상부홀(139)을 통해 힌지핀(170) 및 카운터너트(171)로 체결하여 상기 제2 댐퍼바(130)와 상기 서포트프레임(150)의 측부를 서로 연결할 수 있다.
상기 제1,2 댐퍼바의 재질은 철 등과 같은 강성이 좋은 금속 재질이거나 강화세라믹 등의 재질일 수 있다.
상기 마찰패드(120)는 상기 제1 댐퍼바(110)와 상기 제2 댐퍼바(130) 사이에 배치되고, 상기 제1 댐퍼바(110)와 상기 제2 댐퍼바(130)에 접촉 마찰되며 진동을 완충하도록 구성될 수 있다. 이러한 상기 마찰패드(120)는 고무 등과 같은 탄성 재질이거나 또는 납, 동 등과 같이 연성이 높은 금속재질일 수 있다.
즉 상기 마찰패드(120)의 재질은 상기 제1,2 댐퍼바(110,130)의 재질보다는 상대적으로 탄성이 높은 재질이거나 또는 연성이 높은 재질일 수 있으며, 이는 제1,2 댐퍼바(110,130)에 접촉 마찰하며 진동을 흡수해야 하기 때문이다.
상기 마찰패드(120)의 재질적 특징은 장시간 사용이나, 실제 지진으로 인한 손상, 파손시 사용자는 상기 마찰패드(120)만을 교체하면 되므로, 유지보수비용이 절감되고, 유지보수작업이 수월해지게 하는 효과를 기대할 수 있다.
도 5을 참고하면, 이러한 상기 마찰패드(120)는 패드 센터홀(121), 패드 미들홀(123) 및 패드 사이드홀(125)을 포함할 수 있다.
상기 패드 센터홀(121)은 상기 마찰패드(120)의 중앙측에 형성되고 원 형상일 수 있다. 상기 패드 사이드홀(125)은 상기 마찰패드(120)의 외측에 복수개가 형성되고 타원 형상일 수 있다. 상기 패드 미들홀(123)은 상기 마찰패드(120)상에서 상기 패드 센터홀(121)과 상기 패드 사이드홀(125) 사이에 원주방향으로 복수개가 형성되고, 타원 형상일 수 있다.
여기서 도 1 및 도 2를 참고하면, 상기 마찰패드(120)가 상기 댐퍼베이스(180)상에서 상기 제1,2 댐퍼바(110,130) 사이에 배치된 상태를 확인할 수 있다.
지진으로 인해 지면에서 베이스(45)를 통해 하부프레임(43), 장치바디(20), 상부프레임(41) 순으로 전달되는 진동, 흔들림은, 댐퍼베이스(180)의 상부에 배치된 마찰패드(120)에서 제1,2 댐퍼바(110,130)와 마주하는 면에서 면접촉을 이용한 마찰 저항으로 감소하게 된다. 결국 하부프레임(43)에서 장치바디(20) 및 상부프레임(41)으로 상방향으로 전달되는 진동, 흔들림은 몰드변압기의 전부분에서 완충되게 된다.
한편, 도 7를 참고하면, 상기 제1,2 댐퍼바(110,130) 및 상기 마찰패드(120)간의 분해사시도가 개시되어 있다.
상기 제1 댐퍼바(110)의 중앙측에 형성되는 원 형상의 제1 센터홀(111)과, 상기 마찰패드(120)의 중앙측에 형성되는 원 형상의 패드 센터홀(121) 및 상기 제2 댐퍼바(130)의 중앙측에 형성되는 원 형상의 제2 센터홀(131)은 센터볼트(141) 및 너트(147)에 의해 결합되며 서로 연결될 수 있다.
상기 제1 댐퍼바(110)의 외측에 원주방향으로 복수개가 형성되는 원 형상의 제1 사이드홀(115)과, 상기 마찰패드(120)의 외측에 원주방향으로 복수개가 형성되는 타원 형상의 패드 사이드홀(125) 및, 상기 제2 댐퍼바(130)의 외측에 원주방향으로 복수개가 형성되는 타원 형상의 제2 사이드홀(135)은 복수개의 사이드볼트(145) 및 너트(147)에 의해 결합되며 서로 연결될 수 있다.
상기 제1 댐퍼바(110)상에서 상기 제1 센터홀(111)과 상기 제1 사이드홀(115) 사이에 원주방향으로 복수개가 형성되는 원 형상의 제1 미들홀(113)과, 상기 마찰패드(120)상에서 상기 패드 센터홀(121)과 상기 패드 사이드홀(125) 사이에 원주방향으로 복수개가 형성되는 타원 형상의 패드 미들홀(123) 및, 상기 제2 댐퍼바(130)상에서 상기 제2 센터홀(131)과 상기 제2 사이드홀(135) 사이에 원주방향으로 복수개가 형성되는 타원 형상의 제2 미들홀(133)은 미들볼트(143) 및 너트(147)에 의해 결합되며 서로 연결될 수 있다.
여기서 상기 패드 미들홀(123) 및 패드 사이드홀(125)과 상기 제2 미들홀(133) 및 제2 사이드홀(135)은 타원 형상이고, 각각 마찰패드(120) 및 제2 댐퍼바(130)에 원주방향을 따라 복수개가 배치되어 있다.
이는 미들볼트(143) 및 사이드볼트(145)가 타원 형상의 홀 내측에서 원주방향으로 이동할 수 있으므로, 상기 장치바디(20)의 Y축 방향 변위를 완화할 수 있다.
상기 센터볼트(141)는 원 형상의 홀에 결합되어 있어, 중심축의 기능을 하게 된다.
그리고, 상기 미들볼트(143) 및 상기 사이드볼트(145)는 타원 형상의 홀에 결합되어 있으므로, 상기 센터볼트(141)를 중심축으로 하여 원주방향으로 약간씩 이동이 가능하다.
이때 상기 제1,2 댐퍼바(110,130)는 상기 마찰패드(120)에 대해 면접촉을 하므로, 상기 미들볼트(143) 및 상기 사이드볼트(145)가 타원 형상의 홀 내부를 이동할 때, 마찰저항을 발생시켜 이동을 억제한다. 이러한 작용 중에 상기 장치바디(20)의 Y축 방향 변위를 완화하게 된다.
본 발명은 상술한 댐퍼의 마찰력을 이용하여 지진에너지를 흡수함으로써, 지진 발생시 진동, 흔들림으로 인해 변압기에 초래될 수 있는 피해를 방지할 수 있게 된다.
한편, 도 8 내지 도 13에는 본 발명인 내진형 변압기의 내진 성능 실험데이터가 개시되어 있다. 실험조건은 지진인증 허용기준인 ICC-ES AC156 기준이며, 지진 규모는 6.0 ~ 7.0 이다.
도 8에는 본 발명인 내진형 변압기의 AC156 기준에 부합하는 지진파 100%를 인가했을 때 시간 대 Y축 방향 변위에 대한 내진 성능을 나타낸 실험데이터가 개시되어 있다.
실험데이터에서 B는 종래 몰드 변압기의 Y축 방향 변위를 나타낸 것이고, R은 본 발명인 내진형 변압기의 Y축 방향 변위를 나타낸 것이다. 이때 변위값은 변압기의 최상부를 기준으로 한다.
실험데이터의 변위값을 상기 실험조건에서 종래 몰드 변압기(B)에 비해 본 발명인 내진형 변압기(R)가 Y축 방향 변위값이 감소함을 확인할 수 있으며, 이는 대략 68% 정도의 감소를 보였다.
도 9에는 본 발명인 내진형 변압기의 AC156 기준에 부합하는 지진파 200%를 인가했을 때 시간 대 Y축 방향 변위에 대한 내진 성능을 나타낸 실험데이터가 개시되어 있다.
실험데이터에서 B는 종래 몰드 변압기의 Y축 방향 변위를 나타낸 것이고, R은 본 발명인 내진형 변압기의 Y축 방향 변위를 나타낸 것이다. 이때 변위값은 변압기의 최상부를 기준으로 한다.
실험데이터의 변위값을 상기 실험조건에서 종래 몰드 변압기(B)에 비해 본 발명인 내진형 변압기(R)가 Y축 방향 변위값이 감소함을 확인할 수 있으며, 이는 대략 68% 정도의 감소를 보였다.
도 9를 통해서, 본 발명인 내진형 변압기는 국내 국립전파연구소 기준에서 규정하는 내진 시험방법(방송통신설비의 내진 시험방법 2015)의 판정조건인 단방향 변위 폭 75mm(점선 L)를 만족함을 확인할 수 있다.
실험데이터의 정확한 변위값은 하기 표 1과 같다.
몰드 변압기의 최상부 AC 156 100% AC 156 200%

Y-dir(mm) 		B 41.25 84.15
R 13.01 26.51
도 10에는 본 발명인 내진형 변압기의 AC156 기준에 부합하는 지진파 100%를 인가했을 때 시간 대 X축 방향 응답가속도에 대한 내진 성능을 나타낸 실험데이터가 개시되어 있다.
실험데이터에서 B는 종래 몰드 변압기의 X축 방향 응답가속도를 나타낸 것이고, R은 본 발명인 내진형 변압기의 X축 방향 응답가속도를 나타낸 것이다. 이때 변위값은 변압기의 최상부를 기준으로 한다.
실험데이터의 응답가속도값을 상기 실험조건에서 종래 몰드 변압기(B)에 비해 본 발명인 내진형 변압기(R)가 X축 방향 응답가속도값이 감소함을 확인할 수 있으며, 이는 대략 28% 정도의 감소를 보였다.
도 11에는 본 발명인 내진형 변압기의 AC156 기준에 부합하는 지진파 100%를 인가했을 때 시간 대 Y축 방향 응답가속도에 대한 내진 성능을 나타낸 실험데이터가 개시되어 있다.
실험데이터에서 B는 종래 몰드 변압기의 Y축 방향 응답가속도를 나타낸 것이고, R은 본 발명인 내진형 변압기의 Y축 방향 응답가속도를 나타낸 것이다. 이때 변위값은 변압기의 최상부를 기준으로 한다.
실험데이터의 응답가속도값을 상기 실험조건에서 종래 몰드 변압기(B)에 비해 본 발명인 내진형 변압기(R)가 Y축 방향 응답가속도값이 감소함을 확인할 수 있으며, 이는 대략 32% 정도의 감소를 보였다.
도 12에는 본 발명인 내진형 변압기의 AC156 기준에 부합하는 지진파 200%를 인가했을 때 시간 대 X축 방향 응답가속도에 대한 내진 성능을 나타낸 실험데이터가 개시되어 있다.
실험데이터에서 B는 종래 몰드 변압기의 X축 방향 응답가속도를 나타낸 것이고, R은 본 발명인 내진형 변압기의 X축 방향 응답가속도를 나타낸 것이다. 이때 변위값은 변압기의 최상부를 기준으로 한다.
실험데이터의 응답가속도값을 상기 실험조건에서 종래 몰드 변압기(B)에 비해 본 발명인 내진형 변압기(R)가 X축 방향 응답가속도값이 감소함을 확인할 수 있으며, 이는 대략 30% 정도의 감소를 보였다.
도 13에는 본 발명인 내진형 변압기의 AC156 기준에 부합하는 지진파 200%를 인가했을 때 시간 대 Y축 방향 응답가속도에 대한 내진 성능을 나타낸 실험데이터가 개시되어 있다.
실험데이터에서 B는 종래 몰드 변압기의 Y축 방향 응답가속도를 나타낸 것이고, R은 본 발명인 내진형 변압기의 Y축 방향 응답가속도를 나타낸 것이다. 이때 변위값은 변압기의 최상부를 기준으로 한다.
이 경우 상기 실험조건에서 종래 몰드 변압기(B)와 본 발명인 내진형 변압기(R)간에 Y축 방향 응답가속도값은 큰 차이가 없음을 확인하였다.
실험데이터의 정확한 변위값은 하기 표 2와 같다.

몰드변압기의 최상부
AC 156 100%
AC 156 200%

X-dir(g)		 B 0.54 1.05
R 0.39 0.71

Y-dir(g)		 B 0.94 1.33
R 0.66 1.49
이상의 사항은 마찰 댐퍼를 적용한 변위제어 내진형 변압기의 특정한 실시예를 나타낸 것에 불과하다.
따라서 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양한 형태로 치환, 변형될 수 있음을 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 파악할 수 있다는 점을 밝혀 두고자 한다.
10:내진형 변압기 20:장치바디
31:제1 스페이서 33:제2 스페이서
41:상부프레임 43:하부프레임
45:베이스 47:연결볼트

100:마찰댐퍼유닛 110:제1 댐퍼바
111:제1 센터홀 113:제1 미들홀
115:제1 사이드홀 119:브라켓홀
120:마찰패드 121:패드 센터홀
123:패드 미들홀 125:패드 사이드홀
130:제2 댐퍼바 131:제2 센터홀
133:제2 미들홀 135:제2 사이드홀
139:상부홀 141:센터볼트
143:미들볼트 145:사이드볼트
147:고정너트 150:서포트프레임
160:브라켓 170:힌지핀
171:카운터너트 180:댐퍼베이스

Claims (6)

  1. 장치바디;
    상기 장치바디의 상부에 배치되고, 상기 장치바디를 고정하는 상부프레임;
    상기 장치바디의 하부에 배치되고, 상기 장치바디를 고정하는 하부프레임; 및
    상기 장치바디와 지면에 연동되며 배치되고, 지면에서 상기 장치바디로 전달되는 진동을 완충하는 마찰댐퍼유닛;을 포함하고,
    상기 마찰댐퍼유닛은,
    지면에 배치되는 댐퍼베이스;
    상기 상부프레임의 측부에 연결되는 서포트프레임;
    상기 댐퍼베이스의 상부에 댐퍼브라켓에 의해 고정되는 제1 댐퍼바; 및
    하측부는 상기 제1 댐퍼바에 연결되고, 상측부는 상기 서포트프레임에 연결되는 제2 댐퍼바;
    를 포함하는 마찰 댐퍼를 적용한 변위제어 내진형 변압기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 댐퍼베이스는 상기 하부프레임의 하단부를 지지하며 지면에 배치되고,
    상기 서포트프레임은 상기 상부프레임의 양측부에 연결되는 것을 특징으로 하는 마찰 댐퍼를 적용한 변위제어 내진형 변압기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 마찰댐퍼유닛은,
    상기 제1 댐퍼바와 상기 제2 댐퍼바 사이에 배치되고, 상기 제1 댐퍼바와 상기 제2 댐퍼바에 접촉 마찰되며 진동을 완충하는 마찰패드;를 더 포함하고,
    상기 마찰패드의 재질은 상기 제1,2 댐퍼바의 재질에 대해 상대적으로 탄성이 높거나 또는 연성이 높은 재질인 것을 특징으로 하는 마찰 댐퍼를 적용한 변위제어 내진형 변압기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 댐퍼바의 중앙측에 형성되는 원 형상의 제1 센터홀;과, 상기 마찰패드의 중앙측에 형성되는 원 형상의 패드 센터홀; 및, 상기 제2 댐퍼바의 중앙측에 형성되는 원 형상의 제2 센터홀;은 센터볼트로 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 마찰 댐퍼를 적용한 변위제어 내진형 변압기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 댐퍼바의 외측에 원주방향으로 복수개가 형성되는 원 형상의 제1 사이드홀;과, 상기 마찰패드의 외측에 원주방향으로 복수개가 형성되는 타원 형상의 패드 사이드홀; 및, 상기 제2 댐퍼바의 외측에 원주방향으로 복수개가 형성되는 타원 형상의 제2 사이드홀;은 복수개의 사이드볼트로 서로 연결되며,
    상기 장치바디의 Y축 방향 변위를 완화하는 것을 특징으로 하는 마찰 댐퍼를 적용한 변위제어 내진형 변압기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 댐퍼바상에서 상기 제1 센터홀과 상기 제1 사이드홀 사이에 원주방향으로 복수개가 형성되는 원 형상의 제1 미들홀;과, 상기 마찰패드상에서 상기 패드 센터홀과 상기 패드 사이드홀 사이에 원주방향으로 복수개가 형성되는 타원 형상의 패드 미들홀; 및, 상기 제2 댐퍼바상에서 상기 제2 센터홀과 상기 제2 사이드홀 사이에 원주방향으로 복수개가 형성되는 타원 형상의 제2 미들홀;은 미들볼트로 서로 연결되며,
    상기 장치바디의 Y축 방향 변위를 완화하는 것을 특징으로 하는 마찰 댐퍼를 적용한 변위제어 내진형 변압기.




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