KR200319522Y1 - 내화절연된 버스바 - Google Patents

Abstract

본 고안은 내화절연된 버스바에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 두 겹의 폴리에스테르 필름과 그 사이에 형성된 마이카 필름으로 구성되는 내화절연시트로 버스덕트에 사용되는 버스바를 절연함으로써 절연기능과 함께 내화기능을 갖는 내화절연된 버스바 및 버스덕트의 접속부구조에 관한 것이다. 본 고안에 따른 내화절연된 버스바는 전도체로 형성된 널판 형상의 버스바; 및 두 겹의 폴리에스테르 필름과 상기 폴리에스테르 필름 사이에 형성된 마이카 필름으로 구성되며, 상기 버스바를 둘러싸는 내화절연시트를 포함하여 구성된다.

Description

내화절연된 버스바{FIRE RESISTANT INSULATED BUS BAR}

본 고안은 내화절연된 버스바에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴리에스테르 필름과 내화성능이 좋은 마이카 필름을 성형한 내화절연시트를 사용하여 버스바를 둘러싼 내화절연된 버스바에 관한 것이다.

일반적으로 버스덕트는 산업용 전력을 수전 및 배전하는 변전기에서 배전반까지 혹은, 배전반에서 배전반까지의 전기공급이 이루어지는 경로에서 변전기 또는 배전반을 연결하여 전기를 원할하게 공급하는 장치로서, 버스덕트에서 전류를 이송하는 도선에 해당하는 것이 버스바이다.

도 6은 종래의 절연된 버스바를 나타낸 단면도이고, 도 7은 종래의 버스덕트의 절연구조를 나타낸 사시도이다. 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 종래의 버스덕트(110)에 사용되는 절연된 버스바(101)는 폴리에스테르 필름(103, 104)이 2겹으로 둘러싸인 구조를 갖는다. 이렇게 절연을 위해 폴리에스테르 필름(103, 104)으로둘러싸인 버스바(102)에 측함(113)과 상,하함(111, 112)을 결합하여 버스덕트(110)를 형성하는 것이다.

종래의 버스덕트는 절연버스덕트 방식으로 버스바를 절연하는 절연물의 온도특성이 약 105℃정도로 일반적인 절연만을 만족하는 구조로 되어 있고, 내화성능이 뒷받침되지 않았기 때문에 약 750℃정도 이상에서는 절연성능을 발휘할 수 없는 문제가 있었다.

도 8은 종래의 내화전선의 구조를 나타낸 단면도이고, 도 9는 종래의 내화전선의 다조포설구조를 나타낸 사시도이다. 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 내화성능을 만족하기 위한 내화전선(120)은 중심축선상에 도체(121)가 있고, 이 도체(121)를 마이카 절연체(122)와 유리섬유(123)가 둘러싸고 바깥은 전선피복(124)으로 덮여 있다.

내화전선을 사용하여 전력을 공급하는 방식의 시스템에 있어서, 내화전선(120)의 도체(121)의 단면적은 생산방식의 어려움으로 인해 일정규격까지 한정되기 때문에, 최대한 1000A정도의 전류를 공급할 수 있는 것이 현실이다. 따라서 600~6000A정도의 전류를 공급하기 위해서는 케이스(125)에 내화전선(120)을 다조 포설하여 사용하였다.

그러나, 내화전선을 다조포설구조는 차지하는 공간이 큰 문제가 있었고, 여러 가닥의 전선을 동일한 치수로 가공한다 하더라도, 가공후 결과물은 대개 치수에 편차가 발생하는 문제가 있었다.

또한, 다조포설구조의 각각의 내화전선 사이에도 흐르는 전류의 크기가 다르고, 이에 따른 발열량의 차이가 있어서 사고의 원인을 제공하게 되는 문제가 있었다.

그 밖에도 내화전선은 배전반 사이에서 하나의 일체로 이어지는 것이 일반적으로, 비록 중간에 부하분기를 위해 접속부를 형성한다 하더라도 전류의 손실이나 열발생 등의 문제가 있어서 실질적으로 부하를 분기하는데 어려움이 있었다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 고안의 목적은 폴리에스테르 필름과 마이카 필름으로 구성된 내화절연시트로 버스바를 둘러싸는 내화절연된 버스바를 제공하는 것이다.

상기한 본 고안의 목적은 전도체로 형성된 널판 형상의 버스바; 및 두 겹의 폴리에스테르 필름과 상기 폴리에스테르 필름 사이에 형성된 마이카 필름으로 구성되어 상기 버스바를 둘러싸는 내화절연시트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 내화절연된 버스바에 의해 달성될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 상기 내화절연시트는 상기 마이카 필름의 두께가 상기 폴리에스테르 필름의 두께보다 큰 것이 바람직하다.

또한, 상기한 본 고안의 목적은 전도체로 형성된 널판 형상이며 일부분이 구부러진 버스바; 및 상기 버스바의 구부러진 부분을 둘러싸며, 두 겹의 폴리에스테르 필름과 상기 폴리에스테르 필름 사이에 형성된 마이카 필름으로 구성되고 상기 버스바의 폭보다 작은 폭을 갖는 내화절연테이프를 포함하여 구성되는 접속부의 내화절연된 버스바에 의해 달성될 수 있다.

본 고안의 그밖의 목적, 특정한 장점 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 내화절연된 버스바를 나타낸 단면도이고,

도 2는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 내화절연된 버스바를 갖는 버스덕트를 나타낸 단면도이고,

도 3은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 내화절연된 버스바를 갖는 버스덕트를 간략히 나타낸 사시도이고,

도 4는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 버스바를 적용한 버스덕트의 접속부구조를 나타낸 사시도이고,

도 5는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 접속부의 내화절연된 버스바의 일부를 나타낸 사시도이고,

도 6은 종래의 절연된 버스바를 나타낸 단면도이고,

도 7은 종래의 버스덕트의 절연구조를 나타낸 사시도이고,

도 8은 종래의 내화전선의 구조를 나타낸 단면도이고,

도 9는 종래의 내화전선의 다조포설구조를 나타낸 사시도이다.

* 주요 도면 부호의 설명 *

1: 내화절연된 버스바 2: 버스바

3, 5: 폴리에스테르 필름 4: 마이카 필름

10: 버스덕트 21: 가압판

22: 디스크 와셔 23: 가압대

24: 볼트 25,26,27: 스페이서

31: 결합판 32: 삽입홈

40,41: 접속부 커버

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 내화절연된 버스바, 접속부의 내화절연된 버스바에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 내화절연된 버스바를 나타낸 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 내화절연된 버스바(1)는 널판형상의 도체인 버스바(2) 및 버스바(2)를 둘러싸기 위한 폴리에스테르 필름(3, 5)과 마이카 필름(4)으로 구성된 내화절연시트(6)로 구성된다.

버스바(2)는 널판형인 구리-철 합금을 사용하며, 이외에도 알루미늄 또는 알루미늄과 구리의 합금을 사용하는 것도 가능하다.

내화절연시트(6)는 폴리에스테르 필름(3)-마이카 필름(4)-폴리에스테르 필름(5)이 층을 이루어 구성되는 3층의 내화절연구조로서, 즉 두 층의 폴리에스테르 필름(3, 5)과 그 사이에 형성되는 마이카 필름(4)으로 구성된다. 내화절연시트(6)는 총 두께가 0.15mm이며, 세부적으로는 폴리에스테르 필름(3, 5)은 각각 0.025mm, 마이카 필름(4)은 충분한 내화성능이 발휘되도록 폴리에스테르 필름(3, 5)보다 두꺼운 0.10mm의 두께를 갖는다. 이러한 두께를 갖는 내화절연시트(6)는 1040mm의 폭을 갖는 시트로 구성되며, 포밍머신(미도시)을 통해 적절한 크기로 가공된 내화절연시트(6)가 버스바(2)를 감싸게 된다.

무스코바이트 또는 플로고파이트와 같은 칼륨(K), 알루미늄(Al), 규소(Si), 하이드록시기(OH) 등을 포함하는 칼륨 알루미늄 실리케이트를 함유하는 하이드록실의 그룹의 상용으로 여겨지는 마이카(Mica)는, 그 특별히 높은 유전강도, 저 유전손실, 고 저항성, 높은 열안정성 및 코로나 저항으로 인해 7KV를 넘는 고전압 접지 절연의 주요구성성분이 되어 왔다. 이를 버스바(2)의 내화절연을 위해 폴리에스테르 필름(3, 5)에 접착하여 마이카 필름(4)층을 형성함으로써 내화절연시트(6)를 구성한 것이다.

도 2는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 내화절연된 버스바를 갖는 버스덕트를 나타낸 단면도이고, 도 3은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 내화절연된 버스바를 갖는 버스덕트를 간략히 나타낸 사시도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 내화절연된 버스바를 갖는 버스덕트(10)는 4개의 내화절연된 버스바(1)가 세워진 상태로 설치되고, 내화절연된 버스바(1)들의 양측에 측함(13)이 설치되며, 측함(13)의 상부 및 하부에서 상, 하함(11, 12)이 볼트(15)로 고정된다. 측함(13)의 간격을 유지하여 외부의 충격이나 부하로부터 내화절연된 버스바(1)를 보호하기 위해, 측함(13) 사이의 상,하부에는 볼트(14)와 너트(16)를 통해 중공파이프(15)가 설치된다. 구리-철 합금의 재질인 폭이 175mm 두께가 6mm 인 내화절연된 버스바(2)를 4개를 사용하여 구성한 4상의 버스덕트(10)는 상함(11)을 기준으로 폭은 125mm, 높이는 435mm, 단위길이당 질량은 101(kg/m)이며, 3500A의 전류를 공급할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 내화절연된 버스바(1)는 외측에서 내측으로 폴리에스테르 필름(3)과 마이카 필름(4)과 또 다른 폴리에스테르 필름(5)이 버스바(2)를 둘러싸고 있음을 알 수 있다.

도 4는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 버스바를 적용한 버스덕트의 접속부구조를 나타낸 사시도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 버스덕트의 접속부의 구조는, 버스덕트(20, 30)의 내화절연된 버스바(1a, 1b 1c 1d, 1e, 1f, 1g, 1h)가 접속하기 위한 공간을 형성하기 위해, 일측 버스덕트(20)는 4개의 내화절연된 버스바(1a, 1b 1c 1d) 중 외측의 내화절연된 버스바(1a, 1b)가 바깥으로 굽어지며, 타측 버스덕트(30)는 4개의 내화절연된 버스바(1e, 1f, 1g, 1h)중 2개의 내화절연된 버스바(1e, 1f)는 우측으로 굽어지고, 나머지 2개의 내화절연된 버스바(1g, 1h)는 좌측으로 굽어져 있다. 각각의 버스바(1a, 1b 1c 1d, 1e, 1f, 1g, 1h)에는 서로간 단락을 방지하기 위해 절연용 스페이서(25, 26, 27)가 설치되며, 중앙에는 볼트(24)가 가로지를 수 있도록 홈(29)이 형성되어 있다.

일측 버스덕트(20)의 내화절연된 버스바(1a, 1b 1c 1d)의 외측에는 버스바(1a, 1b 1c 1d, 1e, 1f, 1g, 1h)를 밀착시키기 위해 가압판(21)이 형성되고, 가압판(21)의 바깥으로 디스크 와셔(22), 가압대(23) 및 볼트(24)가 설치된다. 디스크 와셔(22)는 가압판(21)에 직접 접촉하며, 디스크 와셔(22)와 볼트(24) 사이에는 바형상의 가압대(23)가 개재된다.

볼트(24)는 양측 가압판(21)에 결합되어 인장력을 발생시키기 위한 것으로, 강한 가압력을 생성하기 위해, 1000 kgf·cm 이하의 토크를 전달하는 일반적인 볼트를 대신하여, 1000 내지 1500 kgf·cm의 큰 토크를 전달할 수 있는 고장력 볼트를 사용하며, 볼트(24)는 내화절연된 버스바(1a, 1b 1c 1d, 1e, 1f, 1g, 1h) 중앙의 홈(29)을 가로질러 양쪽의 가압판(21)에 결합되어 있다. 타측 버스덕트(30)의 외측에는 가압판(21)의 디스크 와셔(22)가 삽입될 수 있는 와셔 삽입홈(32)이 형성된 결합판(31)이 설치된다.

접속부를 외부로부터 차단하여 보호하기 위해 접속부 커버(40, 41)가 각 버스덕트(20, 30)에 볼트로 고정된다.

도 5는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 내화절연된 접속부의 버스바의 일부를 나타낸 사시도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 접속부의 버스바(2)는 접속공간을 마련하기 위해 굽어져 있으며, 본 고안에 따른 접속부의 내화절연된 버스바(2d)는 굽어진 접속부의 버스바(2)를 내화절연테이프(50)로 여러번 감싸서 형성된다.

내화절연테이프(50)는 폴리에스테르 필름과 마이카 필름으로 구성된 상기 내화절연시트(미도시)와 치수의 차이를 제외하고는 동일하며, 즉 버스바(2)의 폭보다 작은 약 25mm정도의 폭을 갖는 테이프 형상이다.

이하에서는 상기한 구성을 갖는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 내화절연된 버스바 및 이를 적용한 버스덕트의 접속부구조의 작동방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.

본 고안에 따른 내화절연된 버스바 및 이를 적용한 버스덕트는 포밍머신(미도시)을 사용하여 폴리에스테르 필름(3, 5)과 마이카 필름(4)으로 구성된 내화절연시트(6)로 버스바(2)를 감싸서 내화절연된 버스바(1)를 제작하고, 복수의 내화절연된 버스바(1)와 중공파이프(14)를 삽입한 상태에서 측함(13)과 상, 하함(11, 12)을 조립하여 버스덕트(10)를 제작한다.

서로 다른 버스덕트(20, 30)를 접속할 때에는 일측 버스덕트(20)의 내화절연된 버스바(1a, 1b) 사이로 타측 버스덕트(30)의 내화절연된 버스바(1e, 1f)가 삽입되고, 일측 버스덕트(20)의 나머지 내화절연된 버스바(1c, 1d) 사이로 타측 나머지 내화절연된 버스바(1g, 1h)가 삽입된다. 양측 버스덕트(20, 30)의 내화절연된 버스바(1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f, 1g, 1h)들이 삽입된 후에는, 토크렌치(미도시)로 일측 버스덕트(20)에 형성된 볼트(24)를 약 1300 kgf·cm 정도의 토크로 죄어 줌으로써, 포개어진 내화절연된 버스바(1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f, 1g, 1h)를 상호간 강하게 밀착시킨다. 이후 볼트(42) 및 와셔(43)를 사용하여 접속부 커버(40, 41)를 조립하여 양측 버스덕트(20, 30)의 접속을 완성한다.

본 고안에 따른 접속부의 내화절연된 버스바(1d)는 내화절연시트(6)를 대신하여 내화절연테이프(50)를 사용하였는데, 그 이유는 내화절연시트(6)를 사용하는 경우에 접속부의 버스바(2)가 굽어져 있으므로, 내화절연시트(6)가 굽어져서 마이카 필름(4)이 부서지게 되고, 따라서 내화성능 및 절연성능을 제대로 발휘할 수 없는 문제가 있기 때문이다. 이에 반하여 폭이 작은 내화절연테이프(50)를 사용하여 버스바(2)를 복수회 감게 되면 내화절연테이프(50)를 굽히지 않고도 버스바(2)를 감쌀 수 있기 때문에 내화절연의 성능이 손상되지 않게 된다.

본 고안의 바람직한 실시예에서는 내화절연된 버스바를 내장한 버스덕트를 형성하기 위해 통상의 측함, 상함 및 하함을 사용하였으나, 본 고안은 이에 한하지않고, 녹이나 손상을 방지하기 위해 페놀수지 등의 합성수지를 이용하여 표면에 도장을 실시한 측함, 상함, 외함을 사용하는 것도 가능하다.

또한, 본 고안의 바람직한 실시예에서는 내화절연된 버스바로서 마이카 필름의 상하에 폴리에스테르 필름을 사용하여 층을 형성한 구조를 채택하였으나, 본 고안은 이에 한하지 않고, 폴리에스테르 이외에도 폴리스티렌, 폴리에티렌, 폴리프로필렌 등의 수지의 층과 마이카 필름층으로 구성된 내화절연구조를 사용하는 것도 가능하다.

상기한 구성을 갖는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 내화절연된 버스바 및 이를 이용한 버스덕트의 접속부구조에 의하면, 대용량의 전류를 공급하는 버스덕트에 있어서 절연기능과 함께 750℃ 이상의 고온에서도 대용량의 전류를 공급할 수 있는 뛰어난 내화성능을 갖게 되는 효과가 있다.

내화절연된 버스바를 적용한 버스덕트를 사용하면 대용량의 전력공급과 내화성능을 동시에 갖는 종래의 내화전선의 다조포설구조에 비하여 설치공간이 절반으로 감소하는 효과가 있다.

내화전선의 다조포설구조에서 빈번에 발생하던 치수의 불일치 문제를 해결하여, 본 고안에 따른 내화절연된 버스바는 뛰어난 내화성을 지니면서도 특정값의 치수를 형성하는 것이 용이하고, 대용량의 전력 공급능력을 갖는 버스바를 사용하여 전력을 공급하므로 일부 내화전선이 과열되는 내화전선의 문제점을 해결할 수 있는 장점이 있다.

종래의 내화전선의 경우 도체 주위를 마이카 절연체와 유리섬유가 둘러싸는 구조를 채택하였으나, 본 고안에 따른 내화절연된 버스바의 경우 수작업으로 이루어지는 버스바의 제작현실을 고려하여 수작업이 곤란한 유리섬유 대신 폴리에스테르 필름을 사용하였고, 이에 따라 마이카 절연층을 보호하는 구조를 수작업으로도 달성이 가능하도록 한 효과가 있다.

비록 본 고안이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 고안의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 실용신안등록청구의 범위는 본 고안의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

Claims (3)

1. 전도체로 형성된 널판 형상의 버스바(2); 및

   두 겹의 폴리에스테르 필름(3, 5)과 상기 폴리에스테르 필름(3, 5) 사이에 형성된 마이카 필름(4)으로 구성되며, 상기 버스바(2)를 둘러싸는 내화절연시트(6)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 내화절연된 버스바.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 내화절연시트(6)는 상기 마이카 필름(4)의 두께가 상기 폴리에스테르 필름(3, 5)의 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 내화절연된 버스바.
3. 전도체로 형성된 널판 형상이며 일부분이 구부러진 버스바(2); 및

   상기 버스바(2)의 폭보다 작은 폭을 갖는 두 겹의 폴리에스테르 필름(3, 5)과 상기 폴리에스테르 필름(3, 5) 사이에 형성된 마이카 필름(4)으로 구성되고 상기 버스바(2)의 구부러진 부분을 둘러싸는 내화절연테이프(50)를 포함하여 구성되는 접속부의 내화절연된 버스바.