KR102445136B1 - 변류기, 계기용 변성기 및 가스 절연 개폐 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는 노이즈 저감, 검출 정밀도 향상을 도모하면서, 배선 패턴의 형성의 용이화를 도모하는 것이다.
변류기(60)는, 적층 기판(61)에 형성되는 코일부(62)를 구비하고, 코일부(62)는, 진권 코일(70)과, 여권 코일(80)을 구비한다. 진권 코일(70)의 제1 도전 패턴(73)은, 적층 기판(61)의 직경 방향(Dr)의 외측으로부터 내측을 향해 제1 방향(Dc1)으로 경사지는 제1 경사부(732)를 구비하고, 제2 도전 패턴(74)은, 직경 방향(Dr)의 외측으로부터 내측을 향해 제2 방향(Dc2)으로 경사지는 제2 경사부(742)를 구비한다. 여권 코일(80)은, 둘레 방향(Dc)으로 연장되는 제3 도전 패턴(82)을 구비하고, 제3 도전 패턴(82)은, 적층 방향(Ds)으로부터 보아 제1 경사부(732)와 제2 경사부(742)에 겹친다.

Description

변류기, 계기용 변성기 및 가스 절연 개폐 장치

본 발명은, 변류기, 계기용 변성기 및 가스 절연 개폐 장치에 관한 것이다.

가스 절연 개폐 장치(GIS: Gas Insulated Switchgear)는, 절연 가스를 봉입한 용기 내에, 차단기 유닛, 단로기 유닛, 계기용 변성기 등의 기기를 수납한 구성을 갖는다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 이러한 가스 절연 개폐 장치의 계기용 변성기는, 고전압의 측정을 목적으로 한 계기용 변압기를 구비한다. 이러한 계기용 변압기로서, 용량 분압기가 사용되는 경우가 있다.

계기용 변성기는, 대전류의 측정을 목적으로 한 변류기를 구비한다. 이러한 변류기로서, 로고스키 코일이 사용되는 경우가 있다. 로고스키 코일은, 중앙에 도체가 관통하는 개구부를 갖는 복수층의 프린트 기판에, 거울상 관계에 있는 2개의 권선을 구비하는 형태가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 2 참조). 특허문헌 2의 기재에 의하면, 2개의 권선은, 프린트 기판의 외측의 기판면과 내층에 형성된 방사상으로 연장되는 금속박을, 기판을 관통하여 전기적으로 접속함으로써 구성된다. 2개의 서로 거울상 관계에 있는 권선은, 직렬로 접속되어 로고스키 코일이 형성되어 있다.

일본 특허 공개 제2017-112661호 공보 일본 특허 공개 제2003-130894호 공보

특허문헌 2에 기재된 바와 같은 로고스키 코일에 있어서는, 노이즈 저감, 검출 정밀도 향상이 항상 요망되고 있다. 또한, 특허문헌 2에 기재된 바와 같이, 기판을 적층하여 형성하는 경우, 기판에 있어서 배선 패턴이 적절하게 형성될 것이 요구되고 있다.

본 발명은, 노이즈 저감, 검출 정밀도 향상을 도모하면서, 배선 패턴의 형성의 용이화를 도모하는 것이 가능한 변류기, 계기용 변성기 및 가스 절연 개폐 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 형태에 관한 변류기는, 복수의 도전층이 절연층을 개재하여 적층되는 원환 형상의 적층 기판과, 적층 기판에 형성되는 코일부를 구비하고, 적층 기판은, 외주부에 있어서 둘레 방향으로 간격을 두고 마련되어, 복수의 도전층을 전기적으로 접속하는 복수의 외측 관통 전극과, 내주부에 있어서 둘레 방향으로 간격을 두고 마련되어, 복수의 도전층을 전기적으로 접속하는 복수의 내측 관통 전극을 구비하고, 코일부는, 적층 기판의 둘레 방향에 있어서의 제1 방향을 향해 진권하는 진권 코일과, 둘레 방향에 있어서의 제2 방향을 향해 여권하는 여권 코일을 구비하고, 진권 코일은, 제1 도전층에 있어서 둘레 방향으로 간격을 두고 마련되어, 외측 관통 전극과 내측 관통 전극에 접속되는 복수의 제1 도전 패턴과, 제2 도전층에 있어서 둘레 방향으로 간격을 두고 마련되어, 외측 관통 전극과 내측 관통 전극에 접속되는 복수의 제2 도전 패턴을 구비하고, 제1 도전 패턴은, 적층 기판의 직경 방향의 외측으로부터 내측을 향해 제1 방향으로 경사지는 제1 경사부와, 외측 관통 전극과 제1 경사부에 접속되어, 직경 방향으로 연장되는 제1 외측 연장부를 구비하고, 제2 도전 패턴은, 직경 방향의 외측으로부터 내측을 향해 제2 방향으로 경사지는 제2 경사부와, 외측 관통 전극과 제2 경사부에 접속되어, 직경 방향으로 연장되는 제2 외측 연장부를 구비하고, 여권 코일은, 제1 도전층과 제2 도전층 사이의 제3 도전층에 마련되어, 둘레 방향으로 연장되는 제3 도전 패턴을 구비하고, 제1 외측 연장부와 제2 외측 연장부는, 적층 기판의 적층 방향으로부터 보아 겹치고, 제3 도전 패턴은, 적층 방향으로부터 보아 제1 경사부와 제2 경사부에 겹친다.

또한, 외측 관통 전극과 내측 관통 전극은, 직경 방향으로부터 보아 둘레 방향으로 어긋나서 마련되어도 된다. 또한, 제1 외측 연장부와 제1 경사부가 이루는 제1 각도와, 제2 외측 연장부와 제2 경사부가 이루는 제2 각도는, 동일한 각도여도 된다. 또한, 제1 도전 패턴은, 내측 관통 전극과 제1 경사부에 접속되어, 직경 방향으로 연장되는 제1 내측 연장부를 구비하고, 제2 도전 패턴은, 내측 관통 전극과 제2 경사부에 접속되어, 직경 방향으로 연장되는 제2 내측 연장부를 구비해도 된다. 또한, 제1 내측 연장부와 제2 내측 연장부는, 적층 방향으로부터 보아 겹쳐도 된다. 또한, 제1 경사부와 제2 경사부는, 적층 방향으로부터 보아 둘레 방향으로 연속하도록 마련되어 있어도 된다.

또한, 본 발명의 형태에 관한 계기용 변성기는, 상기한 양태의 변류기를 구비한다.

또한, 본 발명의 형태에 관한 가스 절연 개폐 장치는, 상기한 양태의 계기용 변성기를 구비한다.

상기 형태에 관한 변류기는, 진권 코일을 구성하는 제1 도전 패턴의 제1 외측 연장부와 제2 도전 패턴의 제2 외측 연장부가 적층 방향으로부터 보아 겹쳐 있음으로써, 제1 외측 연장부로부터 직경 방향의 내측을 향해 둘레 방향에 있어서의 제1 방향으로 경사지는 제1 경사부와, 제2 외측 연장부로부터 직경 방향의 내측을 향해 둘레 방향에 있어서의 제2 방향으로 경사지는 제2 경사부는, 적층 방향으로부터 보면, 둘레 방향으로 파형, 또는 지그재그 형상으로 배치된다. 여권 코일을 구성하는 제3 도전 패턴은, 적층 방향으로부터 보아 제1 경사부와 제2 경사부에 겹치므로, 제3 도전 패턴도 둘레 방향으로 파형, 또는 지그재그 형상으로 연속하게 된다. 이에 의해, 한정된 스페이스 내에서 진권 코일, 여권 코일의 둘레 방향에 있어서의 권취수를 증가시킬 수 있다. 또한, 진권 코일에 있어서의 코일 감기 방향(토로이달 방향)에 수직인 단면이, 여권 코일에 있어서의 단면에 의해 상쇄되어, 외부 자계에 의한 영향이 억제됨으로써, 노이즈 저감, 검출 정밀도의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 예를 들어 제1 경사부의 제1 방향에 대한 경사각과, 제2 경사부의 제2 방향에 대한 경사각을 둔각인 약 135도로 함으로써, 제3 도전 패턴은 물결 형상의 굴곡부가 약 90도로 되어, 제3 도전 패턴에 예각 부분을 형성하지 않으므로, 패턴의 형성이 용이하게 된다.

또한, 외측 관통 전극과 내측 관통 전극은, 직경 방향으로부터 보아 둘레 방향으로 어긋나서 마련되는 구성에서는, 제1 경사부를 구비한 제1 도전 패턴, 내측 관통 전극, 제2 경사부를 구비한 제2 도전 패턴, 외측 관통 전극을 순차 거침으로써, 진권 코일을 적층 기판의 둘레 방향에 있어서의 제1 방향을 향해 진권할 수 있다. 또한, 제1 외측 연장부와 제1 경사부가 이루는 제1 각도와, 제2 외측 연장부와 제2 경사부가 이루는 제2 각도가, 동일한 각도인 구성에서는, 제1 경사부와 제2 경사부에 겹치는 제3 도전 패턴이, 둘레 방향에 있어서 대칭인 패턴을 반복하는 형상으로 할 수 있다.

또한, 제1 도전 패턴이 제1 내측 연장부를 구비하고, 제2 도전 패턴이 제2 내측 연장부를 구비하는 구성에서는, 제1 경사부와 제2 경사부가, 직경 방향에 있어서 외측 관통 전극과 내측 관통 전극의 중간부에 위치하게 된다. 이에 의해, 제3 도전 패턴을, 직경 방향에 있어서 외측 관통 전극과 내측 관통 전극의 중간부에 배치할 수 있다. 또한, 제1 내측 연장부와 제2 내측 연장부가, 적층 방향으로부터 보아 겹치는 구성에서는, 제1 경사부의 직경 방향 내측의 단부와 제2 경사부의 직경 방향 내측의 단부가, 적층 방향으로부터 보아 겹친다. 이에 의해, 제3 도전 패턴이, 제1 경사부의 직경 방향 내측의 단부 및 제2 경사부의 직경 방향 내측의 단부로부터 어긋나서 형성되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 진권 코일의 둘레 방향에 있어서의 권취수를 증가시킬 수 있다. 또한, 제1 경사부와 제2 경사부가, 적층 방향으로부터 보아 둘레 방향으로 연속하도록 마련되는 구성에서는, 제1 경사부와 제2 경사부에 겹치는 제3 도전 패턴을 둘레 방향으로 연속하는 파형, 또는 지그재그 형상으로 형성할 수 있다.

또한, 상기 형태에 관한 계기용 변성기에서는, 상기한 변류기를 구비하므로, 1차 도체를 흐르는 전류의 검출에 있어서, 노이즈 저감, 검출 정밀도의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 상기 형태에 관한 가스 절연 개폐 장치에서는, 노이즈 저감, 검출 정밀도가 향상된 계기용 변성기를 구비하므로, 고기능의 가스 절연 개폐 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 실시 형태에 관한 가스 절연 개폐 장치의 일례를 나타내는 외관도이다.
도 2는 계기용 변성기의 일례를 나타내는 외관도이다.
도 3은 계기용 변성기의 내부 구성의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 4는 변류기의 구성의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 5는 변류기의 제1 도전 패턴의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6은 변류기의 제3 도전 패턴의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7은 변류기의 제2 도전 패턴의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8은 변류기의 진권 코일 및 여권 코일의 일부의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 9는 제1 도전 패턴의 일례를 나타내는 도면이다.
도 10은 제2 도전 패턴의 일례를 나타내는 도면이다.
도 11은 제3 도전 패턴의 일례를 나타내는 도면이다.
도 12는 진권 코일의 제1 도전 패턴 및 제2 도전 패턴과, 여권 코일의 제3 도전 패턴의 관계를 나타내는 도면이다.
도 13은 진권 코일의 일부를 확대한 도면이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 단, 본 발명은 이하에 설명하는 내용에 한정되지 않는다. 또한, 도면에 있어서는 실시 형태를 설명하기 위해, 일부분을 크게 또는 강조하여 기재하는 등 적절히 축척을 변경하여 표현하고 있어, 실제의 제품과는 치수, 형상이 다른 경우가 있다. 도 1은, 실시 형태에 관한 가스 절연 개폐 장치(1)의 일례를 나타내는 도면이다. 본 실시 형태에 관한 가스 절연 개폐 장치(1)는, 변전소 등에 설치된다. 본 실시 형태에 관한 가스 절연 개폐 장치(1)는, 예를 들어 24㎸ 내지 1100㎸와 같은 고전압의 3상 교류의 전력 계통에 마련된다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 가스 절연 개폐 장치(1)는, 차단기 유닛(2)과, 제1 단로기 유닛(3A) 및 제2 단로기 유닛(3B)과, 수전측 유닛(5)을 구비한다. 차단기 유닛(2)은, 차단기 탱크(21)와, 차단기 탱크(21) 내에 수용된 차단기(도시 없음)를 구비한다. 제1 단로기 유닛(3A), 제2 단로기 유닛(3B)은, 차단기 유닛(2)의 일방측에 배치된다. 제1 단로기 유닛(3A), 제2 단로기 유닛(3B)은, 각각, 차단기 탱크(21)에 접속된 단로기 탱크(31)와, 단로기 탱크(31) 내에 마련된 모선용 단로기(도시 없음)를 구비한다. 제1 단로기 유닛(3A), 제2 단로기 유닛(3B)은, 각각, 제1 모선, 제2 모선(도시 없음)에 접속된다.

수전측 유닛(5)은, 차단기 유닛(2)의 타방측에 배치된다. 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 수전측 유닛(5)은, 탱크(51)와, 계기용 변성기(50)를 구비한다. 탱크(51)는, 중심축(51c)을 따른 축방향(Da)으로 연장되는 원통 형상으로 형성된다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 탱크(51)의 일단(51a)은 차단기 탱크(21)에 접속된다. 탱크(51)의 타단(51b)은 수전측에 접속된다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 계기용 변성기(50)는, 탱크(51) 내에 3상분의 각각의 상마다, 총 3조 마련된다. 3조의 계기용 변성기(50)는, 탱크(51)의 중심축(51c) 둘레의 둘레 방향(Dc)으로 간격을 두고 배치된다.

각 계기용 변성기(50)는, 탱크(51) 내를 축방향(Da)을 따라 연장되는 1차 도체(52)의 외주측에 마련되어, 설치판(100)을 통해 탱크(51)와 전기적으로 접속된다. 각 계기용 변성기(50)는, 용량 분압기(55)와, 변류기(60)를 구비한다. 본 실시 형태에 있어서, 용량 분압기(55) 및 변류기(60)는, 각 계기용 변성기(50)의 축방향(Da)에 있어서 대칭으로 배치된다. 즉, 각 계기용 변성기(50)는, 축방향(Da)을 따라 2조의 용량 분압기(55) 및 변류기(60)를 구비한다. 각 계기용 변성기(50)는, 축방향(Da)의 중앙부에, 2개의 용량 분압기(55)를 구비한다. 각 계기용 변성기(50)는, 2개의 용량 분압기(55)에 대하여, 축방향(Da)의 양측에, 각각 변류기(60)를 구비한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 각 계기용 변성기(50)가 2조의 용량 분압기(55) 및 변류기(60)를 구비하도록 했지만, 이것에 한정되지 않는다. 각 계기용 변성기(50)는, 1조만의 용량 분압기(55) 및 변류기(60)를 구비하도록 해도 된다.

각 용량 분압기(55)는, 1차 도체(52)를 흐르는 고전압의 분압을 행한다. 용량 분압기(55)는, 1차 도체(52)와 공간 전극(도시 없음) 사이의 정전 용량과, 공간 전극과 접지 전극 사이의 정전 용량의 비에 따라, 분압을 행한다. 변류기(60)는, 용량 분압기(55)의 전후의 1차 도체(52)의 직경 방향(Dr)의 외측에 배치된다. 변류기(60)는, 1차 도체(52)를 흐르는 고전압의 전류값을 검출하기 위한 검출 코일로서 사용된다. 변류기(60)는, 도시하지 않은 신호 처리 장치에 접속된다. 신호 처리 장치는, 변류기(60)로부터 출력되는 신호 파형에 기초하여, 1차 도체를 흐르는 전류값을 검출한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 변류기(60)를 1차 도체(52)의 직경 방향(Dr)의 외측에 배치하고 있지만, 그 설치 위치에 대해서는 적절히 변경 가능하다. 예를 들어, 변류기(60)는, 용량 분압기(55)의 직경 방향(Dr)의 외측에 배치하도록 해도 된다.

도 4 내지 도 7에 나타낸 바와 같이, 변류기(60)는, 적층 기판(61)과, 코일부(62)를 구비한다. 적층 기판(61)은, 원환 형상이고, 중앙부에 개구(61h)를 갖는다. 적층 기판(61)은, 축방향(Da)으로 소정의 두께를 가진 판 형상이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 적층 기판(61)은, 기재(63)의 양면에 적층된 복수의 도전층(64)을 구비한다. 본 실시 형태는, 예를 들어 4층의 도전층(64A 내지 64D)이, 축방향(Da)으로 적층되어 있다(이하, 복수의 도전층(64)이 적층된 방향을 적층 방향(Ds)이라고 칭함). 복수의 도전층(64A 내지 64D)은, 절연층인 기재(63)를 사이에 두고 또한 절연층(65)을 개재하여 적층되어 있다. 도전층(64A 내지 64D)은, 도전성 재료로 형성되어, 각각 포토리소그래피법 등에 의해, 후술하는 바와 같은 도전 패턴, 전극 등이 형성된다.

도 4 내지 도 11에 나타낸 바와 같이, 적층 기판(61)은, 복수의 외측 관통 전극(71)과, 복수의 내측 관통 전극(72)을 구비한다. 외측 관통 전극(71), 내측 관통 전극(72)은, 각각, 복수의 도전층(64A 내지 64D)을 전기적으로 접속한다. 외측 관통 전극(71), 내측 관통 전극(72)은, 각각, 적층 방향(Ds)으로 연장되어 복수의 도전층(64A 내지 64D), 기재(63) 및 절연층(65)을 관통하고, 예를 들어 원주 형상으로 형성된다.

복수의 외측 관통 전극(71)은, 적층 기판(61)의 외주부(61a)에 있어서, 둘레 방향(Dc)으로 간격을 두고 마련된다. 복수의 외측 관통 전극(71)은, 적층 기판(61)의 중심축(61c)을 중심으로 한 동심원 상에, 둘레 방향(Dc)으로 등간격을 두고 마련된다. 둘레 방향(Dc)에 있어서 인접하는 외측 관통 전극(71)끼리는, 중심축(61c)을 중심으로 한 끼임각이 각도 θ가 되도록 배치된다.

복수의 내측 관통 전극(72)은, 적층 기판(61)의 내주부(61b)에 있어서, 둘레 방향(Dc)으로 간격을 두고 마련된다. 복수의 내측 관통 전극(72)은, 둘레 방향(Dc)으로 등간격을 두고 마련된다. 도 12에 나타낸 바와 같이, 둘레 방향(Dc)에 있어서 인접하는 내측 관통 전극(72)끼리는 둘레 방향(Dc)의 끼임각이 각도 θ가 되도록 배치된다. 외측 관통 전극(71)과 내측 관통 전극(72)은, 직경 방향(Dr)으로부터 보아 둘레 방향(Dc)으로 어긋나서 마련된다. 복수의 내측 관통 전극(72)은, 복수의 외측 관통 전극(71)에 대하여, 둘레 방향(Dc)으로 각도 θ/2씩 어긋나게 하여 배치된다. 즉, 적층 방향(Ds)으로부터 보면, 내측 관통 전극(72)을 통과하는 직경 방향(Dr)의 가상선은, 외측 관통 전극(71)을 통과하는 직경 방향(Dr)의 가상선과 일치하지 않고, 2개의 외측 관통 전극(71) 사이(중앙 부근)를 통과하는 상태로 되어 있다.

도 4 내지 도 12에 나타낸 바와 같이, 코일부(62)는, 진권 코일(70)과, 여권 코일(80)을 구비한다. 진권 코일(70)은, 적층 기판(61)의 둘레 방향(Dc)에 있어서의 제1 방향(Dc1)을 향해 진권한다. 여권 코일(80)은, 둘레 방향(Dc)에 있어서의 제2 방향(Dc2)을 향해 여권한다.

진권 코일(70)은, 복수의 제1 도전 패턴(73)과, 복수의 제2 도전 패턴(74)과, 적층 기판(61)에 마련된 복수의 외측 관통 전극(71)과, 적층 기판(61)에 마련된 복수의 내측 관통 전극(72)을 구비한다. 복수의 제1 도전 패턴(73)은, 복수의 도전층(64)의 적층 방향(Ds)(축방향(Da)) 중 한쪽의 단부에 위치하는 도전층(64)에 마련된다. 본 실시 형태에서는, 복수의 제1 도전 패턴(73)은, 복수의 도전층(64)의 적층 방향(Ds)의 한쪽의 단부에 위치하는 제1 도전층(64A)에 마련된다. 복수의 제1 도전 패턴(73)은, 제1 도전층(64A)에 있어서, 둘레 방향(Dc)으로 간격을 두고 마련된다. 각 제1 도전 패턴(73)의 양단은, 외측 관통 전극(71)과 내측 관통 전극(72)에 접속된다.

도 8, 도 9, 도 12에 나타낸 바와 같이, 제1 도전 패턴(73)은, 제1 외측 연장부(731)와, 제1 경사부(732)와, 제1 내측 연장부(733)를 구비한다. 제1 외측 연장부(731)의 일단은 외측 관통 전극(71)에 접속되어 있다. 제1 외측 연장부(731)는, 외측 관통 전극(71)으로부터 직경 방향(Dr)의 내측으로 연장된다. 제1 외측 연장부(731)의 타단은 제1 경사부(732)에 접속된다. 제1 외측 연장부(731)는, 외측 관통 전극(71)과 제1 경사부(732)에 접속된다. 제1 경사부(732)는, 제1 외측 연장부(731)에 대하여 직경 방향(Dr)의 내측에 마련된다. 제1 경사부(732)는, 직경 방향(Dr)의 외측으로부터 내측을 향해 둘레 방향(Dc)의 제1 방향(Dc1)으로 경사져서 연장된다. 제1 경사부(732)의 타단은, 제1 내측 연장부(733)의 일단에 접속된다. 제1 내측 연장부(733)는, 제1 경사부(732)의 타단으로부터 직경 방향(Dr)의 내측으로 연장된다. 제1 내측 연장부(733)의 타단은, 내측 관통 전극(72)에 접속된다. 제1 내측 연장부(733)는, 제1 경사부(732)와 내측 관통 전극(72)에 접속된다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 복수의 제2 도전 패턴(74)은, 복수의 도전층(64)의 적층 방향(Ds)(축방향(Da)) 중 다른 쪽의 단부에 위치하는 도전층(64)에 마련된다. 본 실시 형태에서는, 복수의 제2 도전 패턴(74)은, 복수의 도전층(64)의 적층 방향(Ds)의 다른 쪽의 단부에 위치하는 제2 도전층(64D)에 마련된다. 복수의 제2 도전 패턴(74)은, 제2 도전층(64D)에 있어서, 둘레 방향(Dc)으로 간격을 두고 마련된다. 도 8, 도 10, 도 12에 나타낸 바와 같이, 각 제2 도전 패턴(74)의 양단은, 외측 관통 전극(71)과 내측 관통 전극(72)에 접속된다.

제2 도전 패턴(74)은, 제2 외측 연장부(741)와, 제2 경사부(742)와, 제2 내측 연장부(743)를 구비한다. 제2 외측 연장부(741)의 일단은 외측 관통 전극(71)에 접속되어 있다. 제2 외측 연장부(741)는, 외측 관통 전극(71)으로부터 직경 방향(Dr)의 내측으로 연장된다. 제2 외측 연장부(741)의 타단은 제2 경사부(742)에 접속된다. 제2 외측 연장부(741)는, 외측 관통 전극(71)과 제2 경사부(742)에 접속된다. 제2 경사부(742)는, 제2 외측 연장부(741)에 대하여 직경 방향(Dr)의 내측에 마련된다. 제2 경사부(742)는, 직경 방향(Dr)의 외측으로부터 내측을 향해 둘레 방향(Dc)의 제2 방향(Dc2)으로 경사져서 연장된다. 제2 경사부(742)의 타단은, 제2 내측 연장부(743)의 일단에 접속된다. 제2 내측 연장부(743)는, 제2 경사부(742)의 타단으로부터 직경 방향(Dr)의 내측으로 연장된다. 제2 내측 연장부(743)의 타단은, 내측 관통 전극(72)에 접속된다. 제2 내측 연장부(743)는, 제2 경사부(742)와 내측 관통 전극(72)에 접속된다.

도 8, 도 12에 나타낸 바와 같이, 각 외측 관통 전극(71)에 접속된 제1 도전 패턴(73)의 제1 외측 연장부(731)와, 제2 도전 패턴(74)의 제2 외측 연장부(741)는, 각각 직경 방향(Dr)으로 연장된다. 즉, 각 외측 관통 전극(71)에 접속된 제1 도전 패턴(73)의 제1 외측 연장부(731)와, 제2 도전 패턴(74)의 제2 외측 연장부(741)는, 적층 방향(Ds)으로부터 보아 겹친다. 또한, 각 내측 관통 전극(72)에 접속된 제1 도전 패턴(73)의 제1 내측 연장부(733)와, 제2 도전 패턴(74)의 제2 내측 연장부(743)는, 각각 직경 방향(Dr)으로 연장된다. 즉, 각 내측 관통 전극(72)에 접속된 제1 도전 패턴(73)의 제1 내측 연장부(733)와, 제2 도전 패턴(74)의 제2 내측 연장부(743)는, 적층 방향(Ds)으로부터 보아 겹친다.

제1 도전 패턴(73)의 제1 경사부(732)와, 제2 도전 패턴(74)의 제2 경사부(742)는, 직경 방향(Dr)에 있어서의 위치가 일치하고 있다. 제1 외측 연장부(731)와 제2 외측 연장부(741)는 적층 방향(Ds)으로부터 보아 겹치므로, 제1 경사부(732)의 직경 방향(Dr)의 외측의 단부와 제1 외측 연장부(731)의 접속부(J11)와, 제2 경사부(742)의 직경 방향(Dr)의 외측의 단부와 제2 외측 연장부(741)의 접속부(J12)는, 적층 방향(Ds)으로부터 보아 겹친다. 제1 경사부(732) 및 제2 경사부(742)는, 적층 방향(Ds)으로부터 보아, 직경 방향(Dr)의 외측의 단부에 있어서의 제1 외측 연장부(731) 및 제2 외측 연장부(741)와의 접속부(J11, J12)로부터, 직경 방향(Dr)의 내측을 향해 V자 형상으로 연장된다. 여기서, 본 실시 형태에 있어서, 제1 외측 연장부(731)와 제1 경사부(732)가 이루는 제1 각도(θ1)와, 제2 외측 연장부(741)와 제2 경사부(742)가 이루는 제2 각도(θ2)는, 동일한 각도이다.

제1 내측 연장부(733)와 제2 내측 연장부(743)는 적층 방향(Ds)으로부터 보아 겹치므로, 제1 경사부(732)의 직경 방향(Dr)의 내측의 단부와 제1 내측 연장부(733)의 접속부(J13)와, 제2 경사부(742)의 직경 방향(Dr)의 내측의 단부와 제2 내측 연장부(743)의 접속부(J14)는, 적층 방향(Ds)으로부터 보아 겹친다. 제1 경사부(732) 및 제2 경사부(742)는, 적층 방향(Ds)으로부터 보아, 직경 방향(Dr)의 내측의 단부에 있어서의 제1 내측 연장부(733) 및 제2 내측 연장부(743)와의 접속부(J13, J14)로부터, 직경 방향(Dr)의 외측을 향해 V자 형상으로 연장된다. 여기서, 본 실시 형태에 있어서, 제1 내측 연장부(733)와 제1 경사부(732)가 이루는 제3 각도(θ3)와, 제2 내측 연장부(743)와 제2 경사부(742)가 이루는 제4 각도(θ4)는, 동일한 각도이다. 이와 같이 하여, 제1 경사부(732)와 제2 경사부(742)는, 적층 방향(Ds)으로부터 보면, 둘레 방향(Dc)으로 물결 형상, 지그재그 형상으로 연속하도록 마련된다.

또한, 도 12 및 도 13에 나타낸 바와 같이, 제1 각도(θ1)(제3 각도(θ3))와 제2 각도(θ2)(제4 각도(θ4))는, 각각 둔각으로 설정된다. 예를 들어, 제1 각도(θ1)와 제2 각도(θ2)는, 예를 들어 91도 내지 135도로 설정된다. 제1 각도(θ1)와 제2 각도(θ2)를 약 135도로 설정함으로써, 적층 방향(Ds)으로부터 보아 제1 경사부(732)와 제2 경사부(742)에서 이루는 각도가 각각 약 90도로 되고, 물결 형상의 굴곡부가 예각으로 되는 것이 회피된다. 또한, 제1 각도(θ1) 및 제2 각도(θ2)를 약 135도로 설정함으로써, 하나의 제1 도전 패턴(73) 또는 제2 도전 패턴(74)이 둘레 방향(Dc)으로 넓어지는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 둘레 방향(Dc)에 있어서 제1 도전 패턴(73) 또는 제2 도전 패턴(74)을 많이 형성하는 것이 가능하게 되어, 한정된 스페이스 내에서 진권 코일(70)의 권취수를 많게 할 수 있다.

도 8, 도 9에 나타낸 바와 같이, 진권 코일(70)은, 감기 개시 위치에 배치된 외측 관통 전극(71S)에, 외부의 입력 단자가 접속되는 접속 단자(77)가 접속된다. 진권 코일(70)은, 제1 도전 패턴(73), 내측 관통 전극(72), 제2 도전 패턴(74), 외측 관통 전극(71)을 순차 거침으로써, 둘레 방향(Dc)의 제1 방향(Dc1)을 향해 진권하는 토로이달 코일이다. 진권 코일(70)은, 감기 종료 위치에 배치된 내측 관통 전극(72E)을 통해, 여권 코일(80)에 접속된다.

도 4, 도 8에 나타낸 바와 같이, 여권 코일(80)은, 제1 도전층(64A)과 제2 도전층(64D) 사이의 도전층(64)에 마련된다. 본 실시 형태에 있어서, 여권 코일(80)은, 제1 도전층(64A)과 제2 도전층(64D) 사이의 제3 도전층(64C)에 마련된다. 여권 코일(80)은, 제1 도전층(64A)과 제2 도전층(64D) 사이의 도전층(64B)에 마련하도록 해도 된다. 도 8, 도 11에 나타낸 바와 같이, 여권 코일(80)은, 제3 내측 연장부(81)와, 제3 도전 패턴(82)과, 제3 외측 연장부(83)를 구비한다.

제3 내측 연장부(81)의 일단은, 제3 도전층(64C)에서 진권 코일(70)의 감기 종료 위치에 배치된 내측 관통 전극(72E)에 접속된다. 제3 내측 연장부(81)는, 내측 관통 전극(72E)으로부터 직경 방향(Dr)의 외측으로 연장된다. 제3 내측 연장부(81)의 타단은, 제3 도전 패턴(82)의 시단(82s)에 접속된다.

제3 도전 패턴(82)은, 시단(82s)으로부터 종단(82e)을 향해 둘레 방향(Dc)의 제2 방향(Dc2)으로 연장된다. 도 8, 도 12에 나타낸 바와 같이, 제3 도전 패턴(82)은, 적층 방향(Ds)으로부터 보아 제1 경사부(732)와 제2 경사부(742)에 겹친다. 제3 도전 패턴(82)은, 적층 방향(Ds)으로부터 보아 제1 경사부(732)와 겹치는 제3 경사부(813)와, 적층 방향(Ds)으로부터 보아 제2 경사부(742)와 겹치는 제4 경사부(814)를 둘레 방향(Dc)으로 교호로 구비한다. 제3 도전 패턴(82)의 직경 방향(Dr)에 있어서의 위치는, 제1 경사부(732) 및 제2 경사부(742)의 직경 방향(Dr)에 있어서의 위치와 일치한다.

제3 경사부(813)의 직경 방향(Dr)의 외측의 단부와 제4 경사부(814)의 직경 방향(Dr)의 외측의 단부의 접속부(J31)는, 제1 경사부(732)의 직경 방향(Dr)의 외측의 단부와 제1 외측 연장부(731)의 접속부(J11), 제2 경사부(742)의 직경 방향(Dr)의 외측의 단부와 제2 외측 연장부(741)의 접속부(J12)에 적층 방향(Ds)으로부터 보아 겹친다. 제3 경사부(813)의 직경 방향(Dr)의 내측의 단부와 제4 경사부(814)의 직경 방향(Dr)의 내측의 단부의 접합부(J32)는, 제1 경사부(732)의 직경 방향(Dr)의 내측의 단부와 제1 내측 연장부(733)의 접속부(J13)와, 제2 경사부(742)의 직경 방향(Dr)의 내측의 단부와 제2 내측 연장부(743)의 접속부(J14)에 적층 방향(Ds)으로부터 보아 겹친다.

도 8, 도 11에 나타낸 바와 같이, 제3 도전 패턴(82)의 종단(82e)에는, 제3 외측 연장부(83)의 일단이 접속된다. 제3 외측 연장부(83)는, 직경 방향(Dr)의 외측으로 연장된다. 제3 외측 연장부(83)의 타단은, 제3 도전층(64C)에 있어서, 여권 코일(80)의 감기 종료 위치에 배치된 외측 관통 전극(71F)에 접속된다. 외측 관통 전극(71F)은, 제1 도전층(64A)에 있어서, 외부의 출력 단자가 접속되는 접속 단자(78)가 접속된다. 여권 코일(80)은, 진권 코일(70)의 감기 종료 위치에 배치된 내측 관통 전극(72E)으로부터, 제3 도전 패턴(82)을 통해 둘레 방향(Dc)의 제2 방향(Dc2)을 향해 진권하는 평면 코일이다.

여기서, 도 8에 나타낸 바와 같이, 적층 방향(Ds)으로부터 보아, 제1 외측 연장부(731)가 제3 외측 연장부(83)에 겹치는 진권 코일(70)의 제1 도전 패턴(73F)은, 외측 관통 전극(71F)과의 간섭을 피하도록 배치된 외측 관통 전극(71S)에, 굴곡부(79)를 통해 접속된다. 또한, 제1 도전 패턴(73F)에 인접하는 다른 제1 도전 패턴(73H)이 접속되는 외측 관통 전극(71H)은, 외측 관통 전극(71S) 및 굴곡부(79)와의 간섭을 피하도록, 직경 방향(Dr)의 내측에 배치된다.

이와 같이, 본 실시 형태에 관한 변류기(60), 계기용 변성기(50), 가스 절연 개폐 장치(1)에 의하면, 진권 코일(70)을 구성하는 제1 도전 패턴(73)의 제1 외측 연장부(731)와 제2 도전 패턴(74)의 제2 외측 연장부(741)가 적층 방향(Ds)으로부터 보아 겹쳐 있음으로써, 제1 외측 연장부(731)로부터 직경 방향(Dr)의 내측을 향해 둘레 방향(Dc)에 있어서의 제1 방향(Dc1)으로 경사지는 제1 경사부(732)와, 제2 외측 연장부(741)로부터 직경 방향(Dr)의 내측을 향해 둘레 방향(Dc)에 있어서의 제2 방향(Dc2)으로 경사지는 제2 경사부(742)가, 적층 방향(Ds)으로부터 보아, 둘레 방향(Dc)으로 파형, 또는 지그재그 형상으로 배치된다.

여권 코일(80)을 구성하는 제3 도전 패턴(82)은, 적층 방향(Ds)으로부터 보아 제1 경사부(732)와 제2 경사부(742)에 겹치므로, 제3 도전 패턴(82)은, 둘레 방향(Dc)으로 파형, 또는 지그재그 형상으로 연속하게 된다. 또한, 제1 각도(θ1)와 제2 각도(θ2)가 91도 내지 135도의 둔각으로 설정됨으로써, 제3 도전 패턴(82)에 예각 부분이 형성되는 것을 회피할 수 있다. 즉, 패턴의 형성 시에 있어서, 예각 부분이 결손되기 쉬워져, 여권 코일(80)의 불량이 발생할 가능성이 높아진다. 그래서, 제3 도전 패턴(82)의 형성에는 세심한 주의를 할 필요가 있지만, 상기와 같이 개선을 실시함으로써 제3 도전 패턴(82)에 예각 부분이 없어지므로, 제3 도전 패턴(82)을 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 진권 코일(70)에 있어서의 코일 감기 방향(토로이달 방향)에 수직인 단면이, 여권 코일(80)에 있어서의 단면에 의해 외부 자계가 상쇄되어, 그 영향이 억제된다. 그 결과, 노이즈 저감, 검출 정밀도 향상을 도모하는 것이 가능하게 된다.

또한, 외측 관통 전극(71)과 내측 관통 전극(72)이, 직경 방향(Dr)으로부터 보아 둘레 방향(Dc)으로 어긋나서 마련되는 구성에서는, 제1 경사부(732)를 구비한 제1 도전 패턴(73), 내측 관통 전극(72), 제2 경사부(742)를 구비한 제2 도전 패턴(74), 외측 관통 전극(71)을 순차 거침으로써, 진권 코일(70)을, 간이한 구성에 의해, 적층 기판(61)의 둘레 방향(Dc)에 있어서의 제1 방향(Dc1)을 향해 진권할 수 있다.

또한, 제1 외측 연장부(731)와 제1 경사부(732)가 이루는 제1 각도(θ1)와, 제2 외측 연장부(741)와 제2 경사부(742)가 이루는 제2 각도(θ2)가, 동일한 각도인 구성에서는, 제1 경사부(732)와 제2 경사부(742)에 겹치는 제3 도전 패턴(82)이, 둘레 방향(Dc)에 있어서 대칭인 패턴을 반복하는 형상으로 할 수 있다. 상기한 바와 같이, 제1 각도(θ1) 및 제2 각도(θ2)를 91도 내지 135도의 범위의 둔각으로 설정함으로써, 제3 도전 패턴(82)의 굴곡부를, 90도 이상의 둔각으로 할 수 있다. 그 결과, 제3 도전 패턴(82)에 예각인 부분이 없어져, 제3 도전 패턴(82)을 적절하게 형성할 수 있다.

또한, 제1 도전 패턴(73)이 제1 내측 연장부(733)를 구비하고, 제2 도전 패턴(74)이 제2 내측 연장부(743)를 구비하는 구성에서는, 제1 경사부(732)와 제2 경사부(742)가, 직경 방향(Dr)에 있어서 외측 관통 전극(71)과 내측 관통 전극(72)의 중간부에 위치하게 된다. 이에 의해, 제3 도전 패턴(82)을, 직경 방향(Dr)에 있어서 외측 관통 전극(71)과 내측 관통 전극(72)의 중간부에 배치할 수 있다.

또한, 제1 내측 연장부(733)와 제2 내측 연장부(743)가, 적층 방향(Ds)으로부터 보아 겹치는 구성에서는, 제1 경사부(732)의 직경 방향(Dr) 내측의 단부와 제2 경사부(742)의 직경 방향(Dr) 내측의 단부가, 적층 방향(Ds)으로부터 보아 겹친다. 이에 의해, 제3 도전 패턴(82)이, 제1 경사부(732)의 직경 방향(Dr) 내측의 단부와 제2 경사부(742)의 직경 방향(Dr) 내측의 단부에 겹치는 부분에서, 둘레 방향(Dc)으로 길게 연장되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 진권 코일(70), 여권 코일(80)의 둘레 방향(Dc)에 있어서의 권취수를 증가시킬 수 있다.

또한, 제1 경사부(732)와 제2 경사부(742)가, 적층 방향(Ds)으로부터 보아 둘레 방향(Dc)으로 연속하도록 마련되는 구성에서는, 제1 경사부(732)와 제2 경사부(742)에 겹치는 제3 도전 패턴(82)을, 둘레 방향(Dc)으로 연속하는 파형, 또는 지그재그 형상으로 형성할 수 있다.

이상, 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명의 기술적 범위는 상기한 실시 형태에서 설명한 범위에 한정되지는 않는다. 상기한 실시 형태에서 설명한 요건의 하나 이상은 생략되는 경우가 있다. 또한, 상기한 실시 형태에서 설명한 요건은 적절히 조합할 수 있다. 또한, 상기한 실시 형태에 다양한 변경 또는 개량을 추가하는 것이 가능한 것은 당업자에게 명확하다. 그러한 변경 또는 개량을 추가한 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다. 예를 들어, 상기한 실시 형태에 있어서, 변류기(60)는, 축방향(Da)으로 복수매 나란히 배치되어도 된다.

1: 가스 절연 개폐 장치
50: 계기용 변성기
55: 용량 분압기
60: 변류기
61: 적층 기판
61a: 외주부
61b: 내주부
63: 기재
62: 코일부
64: 도전층
64A: 제1 도전층(도전층)
64C: 제3 도전층(도전층)
64D: 제2 도전층(도전층)
65: 절연층
70: 진권 코일
71, 71F, 71H, 71S: 외측 관통 전극
72, 72E: 내측 관통 전극
73, 73F, 73H: 제1 도전 패턴
731: 제1 외측 연장부
732: 제1 경사부
733: 제1 내측 연장부
74: 제2 도전 패턴
741: 제2 외측 연장부
742: 제2 경사부
743: 제2 내측 연장부
80: 여권 코일
82: 제3 도전 패턴
Dc: 둘레 방향
Dc1: 제1 방향
Dc2: 제2 방향
Dr: 직경 방향
Ds: 적층 방향
θ: 각도
θ1: 제1 각도
θ2: 제2 각도

Claims (8)

1. 가스 절연 개폐 장치에 사용되는 변류기로서,
   복수의 도전층이 절연층을 개재하여 적층되는 원환 형상의 적층 기판과,
   상기 적층 기판에 형성되는 코일부를 구비하고,
   상기 적층 기판은,
   외주부에 있어서 둘레 방향으로 간격을 두고 마련되어, 상기 복수의 도전층을 전기적으로 접속하는 복수의 외측 관통 전극과,
   내주부에 있어서 상기 둘레 방향으로 간격을 두고 마련되어, 상기 복수의 도전층을 전기적으로 접속하는 복수의 내측 관통 전극을 구비하고,
   상기 코일부는,
   상기 둘레 방향에 있어서의 제1 방향을 향해 진권하는 진권 코일과,
   상기 둘레 방향에 있어서의 상기 제1 방향과는 반대 방향인 제2 방향을 향해 여권하는 여권 코일을 구비하고,
   상기 진권 코일은,
   제1 도전층에 있어서 상기 둘레 방향으로 간격을 두고 마련되어, 상기 외측 관통 전극과 상기 내측 관통 전극에 접속되는 복수의 제1 도전 패턴과,
   제2 도전층에 있어서 상기 둘레 방향으로 간격을 두고 마련되어, 상기 외측 관통 전극과 상기 내측 관통 전극에 접속되는 복수의 제2 도전 패턴을 구비하고,
   상기 제1 도전 패턴은,
   상기 적층 기판의 직경 방향의 외측으로부터 내측을 향해 상기 제1 방향으로 경사지는 제1 경사부와,
   상기 외측 관통 전극과 상기 제1 경사부에 접속되어, 상기 직경 방향으로 연장되는 제1 외측 연장부를 구비하고,
   상기 제2 도전 패턴은,
   상기 직경 방향의 외측으로부터 내측을 향해 상기 제2 방향으로 경사지는 제2 경사부와,
   상기 외측 관통 전극과 상기 제2 경사부에 접속되어, 상기 직경 방향으로 연장되는 제2 외측 연장부를 구비하고,
   상기 여권 코일은, 상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층 사이의 제3 도전층에 마련되어, 상기 둘레 방향으로 연장되는 제3 도전 패턴을 구비하고,
   모든 상기 외측 관통 전극은 제1 반경의 원주 상에 마련되고,
   모든 상기 내측 관통 전극은 제2 반경의 원주 상에 마련되고,
   상기 외측 관통 전극과 상기 내측 관통 전극은, 상기 반경 방향으로 연장되는 동일 선 상에서 서로 겹치지 않도록, 상기 둘레 방향으로 서로 어긋난 위치에 마련되고,
   상기 제1 외측 연장부와 상기 제2 외측 연장부는, 상기 적층 기판의 적층 방향으로부터 보아 겹치고,
   상기 제3 도전 패턴은, 상기 적층 방향으로부터 보아 상기 제1 경사부와 상기 제2 경사부에 겹치고, 상기 제1 경사부와 겹치는 패턴과 상기 제2 경사부와 겹치는 패턴이 이루는 각도가 90도 이상인, 변류기.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 외측 연장부와 상기 제1 경사부가 이루는 제1 각도와, 상기 제2 외측 연장부와 상기 제2 경사부가 이루는 제2 각도는, 동일한 각도인, 변류기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 도전 패턴은, 상기 내측 관통 전극과 상기 제1 경사부에 접속되어, 상기 직경 방향으로 연장되는 제1 내측 연장부를 구비하고,
   상기 제2 도전 패턴은, 상기 내측 관통 전극과 상기 제2 경사부에 접속되어, 상기 직경 방향으로 연장되는 제2 내측 연장부를 구비하는, 변류기.
4. 제3항에 있어서, 상기 제1 내측 연장부와 상기 제2 내측 연장부는, 상기 적층 방향으로부터 보아 겹치는, 변류기.
5. 제1항에 있어서, 상기 제1 경사부와 상기 제2 경사부는, 상기 적층 방향으로부터 보아 상기 둘레 방향으로 연속하도록 마련되는, 변류기.
6. 제1항에 기재된 변류기를 구비하는, 계기용 변성기.
7. 제6항에 기재된 계기용 변성기를 구비하는, 가스 절연 개폐 장치.
8. 삭제

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