KR200264341Y1 - 전기절연성이 우수한 변압 변류기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변압기의 1차권선을 1개로 구성하고 내철형철심을 권선과 직각 상하방향으로 하여 계기용 변압기와 변류기를 하나의 물품으로 성형하여 소형, 경량화를 가져오고 생산원가를 절감하며, 또한, 절연층을 난연성·불연성 합성수지를 이용하여 일정온도, 일정압력 하에서 주입함으로써 전기 절연성이 우수한 변압, 변류기에 관한 것이다.

본 발명 전기절연성이 우수한 변압 변류기는, 고정판(6)이 저면 바닥에 설치되고, 2개의 입,출력 단자(11)(12)가 상면에 고정 설치되며, 변압기(4)의 1차권선(41)이 1개로 이루어지고, 변압기 철심(43)이 내철형 권철심으로 이루어져 상,하 직각 방향으로 위치하며, 몸체(9) 하부에 단자대(51,52)가 좌,우로 성형 고정되며, 변압,변류기의 후면 하측에 접지용 중성단자(7)가 취부되고, 변압,변류기의 상단 입,출력 단자 사이에 칸막이(21)를 형성하고 그 상부에 덮개(22)를 덮은 후 볼트(23)로 조여 봉인함을 특징으로 한다.

본 발명은 절연층을 난연성,불연성 합성수지로 단일성형 방법으로 성형하므로서 기기의 전기적 절연성의 향상을 가져오고, 또한, 계기용 변압기와 변류기를 일체로 성형함으로서 소형, 경량화의 효과를 수반하여 이에 소요되는 자재를 절감함으로서 제조 원가를 줄일 수 있다.

Description

전기절연성이 우수한 변압 변류기{transformer excellenceing electric isolation}

본 발명은 전력 수급시 전력량을 계량하기 위해 사용하는 계기용 변압기와 계기용 변류기를 난연성·불연성 합성수지를 이용하여 하나의 물품으로 성형한 성형품에 관한 것이다. 더욱 자세하게는 변압기의 1차권선을 1개로 구성하고 내철형철심을 권선과 직각 상하방향으로 하여 계기용 변압기와 변류기를 하나의 물품으로 성형하여 소형, 경량화를 가져오고 생산원가를 절감하며, 또한, 절연층을 난연성·불연성 합성수지를 이용하여 일정온도, 일정압력 하에서 주입함으로써 전기 절연성이 우수한 변압, 변류기에 관한 것이다.

종래의 도1은 본원 출원전 공고된 대한 민국 실용신안등록공고 제95- 4416 호의 전력수급 계기용 변압,변류기에 사시도로서 철재로 이루어져 상부가 트여진 사각형 하부몸체(3')의 저면 양측부에 'ㄷ' 자형으로 절곡 형성된 고정판(1')의 상면을 고정시키고, 가정용 계량기 등과 전선을 통해 연결되는 다수개의 2차단자대(21')가 설치된 단자함(2')은 파이프와의 연결이 용이하도록 형성하여 하부몸체(3')의 정면 저부에 설치한 후 그 내부에 송전선을 통해 송전되는 고전압을 상용전압으로 변환시켜주는 변압기(4')를 설치한다.

상기 송전선과 연결되는 다수개의 1차단자(5')가 상면에 설치된 상부몸체(6')내에 고전류를 저전류로 변환시켜 주는 변류기(7')를 설치한 후 상기 상부몸체(6')를 하부몸체(3')와 결합시킨다. 또한, 변압기 1차권선(41')이 4개로 구분되고, 변압기 철심(43')이 외철형으로 좌우 대칭된다.

그리고, 변압기의 1차권선(41')은 코일과 절연지가 여러층을 형성하고, 고전압을 적절히 분압하여 절연내력을 가지는 것으로 , 그 분압 방법은 전체권선을 4개정도로 나누어 매층마다 절연지 위에 코일을 감는 것을 반복하여 이들을 직렬로 연결한다.

그러나 이와 같은 기술은 고정판(1')이 저면 상측부에 설치되고, 다수개의 단자(5')가 상면에 고정설치 되며 변류비가 두 종류라는 뜻으로 다수의 단자 중 2개는 입출력 단자이고 나머지 4개는 변류비를 바꾸는 데 사용함(2중비의 예 : 600A - 300A, 100A - 50A, 10A - 5A) 변압기 1차권선(41')이 4개로 구분되고, 변압기 철심이 외철형으로 되어 있고, 다수개의 2차단자대(21')가 설치되며, 또한, 계기용 변압기의 중성단자 표시가 없을 뿐만아니라 도전방지용 봉인 장치가 미흡하여 변압, 변성기의 외형이 커지고 중량이 크게 됨은 물론 구조도 복잡함으로 결국 원가가 상승하는 문제점이 발생하며 전기절연성이 우수하지 못하는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기위하여

첫째로, 고정판을 저면바닥에 설치하고, 2개의 입,출력단자가 상면에 고정설치되며(계기용 변류비가 단일비(변류비가 일정(한개))임

둘째로, 변압기의 1차권선을 1개조로하고, 철심은 내철형으로 상,하로 위치하며, 몸체의 하부에 좌,우 2개씩 성형하여 고정하고, 변성기(변압,변류기의 총칭)의 후면 하측에 접지용 중성단자가 취부되게 함으로써 계기용 변압기에서 중성점 접지를 하지 않고는 사용이 불가능 하도록 하였다.

세째로, 변성기 상단 입·출력 단자 사이가 차단이 되어 있으며 그 상단을 덮개로 덮은 후 칸막이 상부에 봉인용 볼트로 조인후 봉인하도록 하였다.

네째로, 변압기의 고전압측 권선을 난연성·불연성 합성수지를 이용하여 일정온도,압력을 유지하면서 진공하에서 함침 하거나, 함침을 하지않고 주입,경화 시켜 1차적 성형하는 공정을 행한 후 완제품 성형을 하거나 또는 함침과 1차적 성형공정을 전혀 거치지 않고 성형조 내에서 하나의 공정으로 완제품을 성형하도록 하였다.

도 1 은 종래의 계기용 변압 변류기의 단면도.

도 2 는 본 발명에 적용되는 전기 절연성이 우수한 변압,변류기의 사시도.

도 3 은 본 발명에 적용되는 전기 절연성이 우수한 변압,변류기의 정단면도.

도 4 는 본 발명에 적용되는 전기 절연성이 우수한 변압,변류기의 측단면도.

<도면의 주요부호의 설명>

1 : 전원 입출력 단자 11 : 입력단자 12 : 출력단자

2 : 도전 방지 장치 21 : 칸박이 22 : 단자 덮개 23 : 봉인볼트

3 : 변류기 31 : 변류기 1차 권선 32 : 변류기 2차 권선

4 : 변압기 41 : 변압기 1차 권선 42 : 변압기 철심

5 : 2차 단자 51: 변압기 2차 단자 52: 변류기 2차 단자 53: 2차단자함

6 : 고정판 7 : 변압기 중성단자(접지용) 8 : 접지 단자

9 : 합성수지 몸체

도 2 는 본 발명에 적용되는 전기 절연성이 우수한 변압,변류기의 사시도, 도 3 은 본 발명에 적용되는 전기 절연성이 우수한 변압,변류기의 정단면도, 도 4 는 본 발명에 적용되는 전기 절연성이 우수한 변압,변류기의 측단면도로서, 이에 도시된 바와 같이 고정판(6)이 저면 바닥에 설치되고, 2개의 입,출력 단자가 상면에 고정 설치된 계기용 변압 변류기인 것이다.

변압기(4)의 1차권선(41)이 1개로 이루어지고, 변압기(4)의 철심(43)이 내철형으로 상,하로 위치하며, 몸체(9)의 하부에 좌,우 2개씩 2차 단자(51,52)가 성형 고정되며, 변성기(변압,변류기의 총칭)(3)(4)의 후면 하측에 접지용 중성단자(7)가 취부된다. 또한 계기용 변압기(4)에서 중성점 접지를 하지 않고 사용이 불가하다.

변성기 상단 입,출력 단자 사이에 차단되고 변성기 상단을 덮개(22)로 덮은 후 칸막이(21) 상부에 봉인용 볼트(23)로 조인후 봉인한다. 아울러 전력 수급용 계기용 변압 변류기의 도전을 방지하기 위해 도전가능 부분을 조작하지 못하도록 장치를 해서 봉인하게 된다. 또한, 2차단자함(53)은 다수개의 변압 변류기를 결선하여 한 곳으로 모은다.

변성기는 주로 수배전 설비반에 설치되는데, 기존의 변성기를 설치하려면 수배전반 폭이 1200mm가 되어야 하지만 본 발명에 적용되는 변성기의 경우 900mm로 줄일 수 있어 변성기로 인한 수배전반 제작의 경제성은 물론 설치장소의 공간 확보가 용이해진다.

또한, 변성기의 폭 및 중량이 기존에는 300mm 및 60kg 이나 본 발명에 적용되는 변성기의 폭과 중량은 180mm 및 47kg으로 기존 제품과 비교하여 폭이 60%, 중량이 73%로 경감되므로서 소형, 경량화를 가능하게 한다.

상기 봉인 부분을 좀더 상세히 설명하면, 전력 수급용 계기용 변압 변류기는 상부에 위치한 전원 입력단자(11)와 출력단자(12)사이에 칸막이(21)를 형성하여 그 상단주 덮개(22)를 덮어 봉인용 볼트(23)로 봉인하여 금속선이나 금속막대 등으로 두 단자를 연결하여 도전할 수 없도록 한다.

또한, 종래에 적용되는 외철형 철심의 구조가 양쪽 측면으로 폭이 넓은 반면 본 발명에 적용되는 내철형 철심은 이에 비해 폭이 좁다. 본 발명에 적용되는 내철형 철심은 권선과 직각으로 상하의 방향으로 되어 있어 한정된 공간(수,배전반등)에서의 설치가 용이하고 경량이며 원가를 절감시키게 된다. 또한 권철심으로 되어 있어 자체의 전력 손실이 적으므로 계량이나 계측에서 높은 정밀도(ACCURACY)를 유지한다.

상기 변압 변류기의 성형 방법은 크게 3가지방법에 의하여 성형을 하게되며 그 성형방법은 함침공정과 완제품 주형공정과 경화공정을 각각 따로 설치하여 행하는 단계적방법, 1차적 성형공정을 거쳐 완제품 주형공정 경화공정을 행하는 구분 성형하는 2단계방법, 단일 주형공정과 경화공정 행하는 단일성형(ONE STEP) 방법으로 나누어진다.

먼저, 단계적방법은 변압기의 고전압측 권선과 난연성·불연성 합성수지를 일정형태의 금형에 넣고 20℃∼150℃ 의 온도로 예열한 후, 함침조에서 20℃∼100℃ 의 온도와 20mbar 이하의 진공상태에서 주입 후 0.2kg/cm2∼8.0kg/cm2 의 압력을 가한 후 경화로로 이동시켜 50℃∼150℃ 의 온도로 경화시킨 후 금형과 조립하여 완제품을 성형하고,

2단계 방법은 고전압측 권선과 난연성·불연성 합성수지를 일정형태의 금형에 넣고 20℃∼150℃ 의 온도로 예열한 후, 주입조에서 20℃∼100℃ 의 온도와 20mbar 이하의 진공상태에서 주입 후 0.2kg/cm2∼8.0kg/cm2 의 압력을 가한 후 경화로에서 50℃∼150℃ 의 온도로 경화시킨 후 그 표면을 샌드 블라스트(sand blast)처리하여(1차적공정) 금형에 조립 후 주입조에서 20℃∼100℃의 온도와 20mbar 이하의 진공상태에서 주입 후 경화로에서 50℃∼150℃ 의 온도로 (2차적공정)완제품을 성형한다.

단일 성형방법(ONE STEP)은 , 함침이나 1차적 예비 성형공정을 행하지 않고, 변압, 변류기의 전체를 금형에 조립해 20℃∼150℃로 예열하여 20℃∼100℃의 온도를 유지시키는 주형조로 이동하여 20℃∼150℃의 예열된 난연성·불연성 합성수지를 20mbar 이하의 진공상태에서 주입 후 0.2kg/cm2∼8.0kg/cm2 의 압력을 가한 후 대기압으로 환원 후 경화로에 이동시켜 50℃∼150℃의 온도로 경화로에서 완제품을 성형한다.

상기 예열온도가 20℃이하인경우에는 점도가 높으므로 권선에 수지가 침투하기 어렵고, 150℃ 이상인 경우에는 경화가 일어나서 수지가 굳어지므로 성형이 어렵다.

함침조의 온도가 20℃인 경우에는 수지의 점도가 높으므로 함침이 어렵고, 100℃이상인 경우에는 수지가 경화되므로 함침하기가 어렵다.

경화로의 경화온도가 50℃이하인 경우에는 온도가 낮으므로 경화되기 어렵고, 150℃이상인 경우에는 급경화 되어 수축이 일어나는 문제점이 있다.

또한, 수지의 침투를 더욱더 용이하게 하기위하여 진공후 압력을 주기적으로 반복하면서 수지를 침투시킨다.

또한, 권선내부에 합성수지의 침투성이 확실하므로 4개정도 나누어 분압시키지 않고 단 한개의 권선으로 이루어져 소형,경량화 하므로 원가절감의 효과가 매우 크다.

성형방법 중 단계적 성형방법은 함침공정과 완제품 성형공정으로 이루어져 있어 공정이 번거롭고 원가 상승되는 점이 있고, 2단계성형방법은 1차주입공정후에 완제품 성형을하는 것으로 합성수지가 권선내부에 침투되지 않아 부분방전의 발생으로 인한 절연이 파괴되므로 이를 보완하기 위해 점도가 낮은 합성수지로 1차 성형을 한 후에 완제품 성형을 하게 되므로 선공정과 후공정의 합성수지가 열팽창율이 달라서 온도변화에 의해 이들 계면이 이완 될 수 있으므로 경년 후에 절연이 파괴 될 수 있는 문제점이 있다. 함침공정이나 1차주입공정을 행하지 않는 단일성형방법(ONE STEP)은주입조의 적절한 압력조절과 적정한 온도 유지로 공정의 구분없이 50℃∼150℃의 온도로 완제품을 성형한다. 이렇게 단일성형 공정으로 생산되는 기기는 함침이나 1차적 성형의 번거로움과 필요없는 절연공간을 만들지 않아 소형화가 가능하고 이로인해 기기중량이 감소되고 합성수지의 침투성이 양호하여 전기적 특성이 매우 우수한 신뢰성 높은 기기가 된다. 따라서 단일 성형방법이 가장 바람직하고 제품의 특성에 따라 단계적방법과 2단계방법으로 성형한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 절연층을 난연성,불연성 합성수지로 단일성형 방법으로 성형하므로서 기기의 전기적 절연성의 향상을 가져오고, 또한, 계기용 변압기와 변류기를 일체로 성형함으로서 소형, 경량화의 효과를 수반하여 이에 소요되는 자재를 절감함으로서 제조 원가를 줄일 수 있다.

Claims (1)

1. 고정판(6)이 저면 바닥에 설치되고, 2개의 입,출력 단자(11)(12)가 상면에 고정 설치되며, 변압기(4)의 1차권선(41)이 1개로 이루어지고, 변압기 철심(43)이 내철형 권철심으로 이루어져 상,하 직각 방향으로 위치하며, 몸체(9) 하부에 단자대(51,52)가 좌,우로 성형 고정되며, 변압,변류기의 후면 하측에 접지용 중성단자(7)가 취부되고, 변압,변류기의 상단 입,출력 단자 사이에 칸막이(21)를 형성하고 그 상부에 덮개(22)를 덮은 후 볼트(23)로 조여 봉인함을 특징으로 하는 전기절연성이 우수한 변압 변류기.