KR200364906Y1 - 부스바 및 이를 이용하는 변류기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 부스바 및 이를 이용하는 변류기를 공개한다. 본 고안의 부스바는 제 1 전류가 흐르는 제 1 선로와, 상기 제 1 선로에 접속되며, 상기 제 1 전류로부터 분기되는 제 2 전류가 흐르는 제 2 선로를 구비하는 것을 특징으로 한다. 본 고안의 부스바를 이용하는 변류기는 제 1 전류가 흐르는 제 1 선로와, 상기 제 1 선로에 접속되며 상기 제 1 전류로부터 획득되는 제 2 전류가 흐르는 제 2 선로를 구비하는 부스바와, 상기 제 2 전류에 비례하는 유도 전류를 발생하고, 상기 유도 전류를 전압으로 변환한 뒤 출력하는 생성하는 전류-전압 변환부를 구비하는 것을 특징으로 한다. 따라서 본 고안의 부스바는 소전류가 흐르도록 하는 별도의 선로를 구비하도록 하여 대전류로 인한 자화 및 발열 현상을 방지한다. 또한 본 고안의 부스바를 이용하는 변류기는 부스바를 통해 흐르는 전류량을 전압의 형태로 제공하므로 감전 사고 및 화재 사고등과 같은 안전 사고 발생을 미연에 방지한다. 또한 본 고안의 부스바를 이용하는 변류기가 소형화되도록 하여, 변류기의 생산원가 낮춰주는 효과를 제공한다.

Description

부스바 및 이를 이용하는 변류기{bus-bar and current transformer using it}

본 고안은 부스바 및 이를 이용하는 변류기에 관한 것으로, 특히 전류검출 시스템에 사용되는 부스바 및 이를 이용하는 변류기에 관한 것이다.

일반적으로 대규모의 건물은 전류 검출 및 차단 시스템을 설치하고, 과전류가 계속적으로 흐르면, 이를 감지하고, 전류의 공급을 차단하여 준다. 이에 전류 검출 및 차단 시스템은 과전류로 인한 사고의 발생을 방지한다.

도 1은 종래의 전류 검출 및 차단 시스템을 도시한 도면으로, 전류 검출 및 차단 시스템은 부스바(1)와 변류기(2)와 계전기(3)를 구비한다.

부스바(1)는 수백 암페어(Å)~ 수천 암페어(Å)값을 가지는 대전류(i_L)가 흐르는 선로를 제공하는 도체로, 이때의 도체로는 전도성이 좋은 구리, 알루미늄, 및 구리와 알루미늄의 합금이 적용될 수 있다.

변류기(CT; current transformer)(2)는 부스바(1)를 통해 흐르는 대전류(i_L)로부터 유도 전류(i_I)를 발생한다. 이때의 변류기(2)는 부스바(1)를 1차 코일로 이용하고, 부스바(1)를 둘러싸도록 철심을 놓고 이 철심에 2차 코일을 감는 관통형이 적용하도록 한다.

계전기(3)는 전력계통 사고(예를 들면 송전선이 단락 또는 접지되어 아주 많은 전류가 흘러드는 현상, 과전류가 흐르는 현상) 등이 발생했을 때 계통의 나머지 부분에 나쁜 영향이 미치지 않도록 그 사고를 검출하고 그 부분을 계통으로부터 끊어내도록 지령하는 역할을 한다. 즉, 변류기(2)로부터 출력되는 전류가 과전류에 해당하면, 부스바(1)를 통해 과전류가 흐름을 확인하고, 전류 공급을 차단하여 준다.

이에 종래의 전류 검출 및 차단 시스템은 부스바(1)를 통해 과전류가 흘러,변류기(2)가 과전류에 상응하는 유도 전류(i_I)를 발생하면, 계전기(3)는 부스바(1)를 통해 과전류가 흐름을 확인하고, 부스바와 연결된 스위치를 차단하여 준다.

그러나 종래의 전류 검출 및 차단 시스템은 변류기(2)와 계전기(3)간이 연결 상태일 때에는 안전하나, 변류기(2)와 계전기(3)간이 개방 상태일 때는 매우 위험한 상태가 된다.

왜냐하면, 변류기(2)와 계전기(3)간이 연결된 상태인 경우에는 변류기(2)를 통해 발생된 유도 전류(i_I)는 계전기(3)를 거쳐 흐르지만, 변류기(2)와 계전기(3)간이 개방 상태인 경우에는, 변류기(2)를 통해 발생된 유도 전류(i_I)가 두개의 출력단자에 머무르게 됨과 동시에 두개의 출력단자(out1, out2)에 무한대의 저항이 인가되어 두개의 출력단자의 전압차는 매우 커지게 된다. 즉, 변류기(2)의 출력단자에 고전압이 인가되게 되는 것이다.

이에 변류기(2)와 계전기(3)간이 개방 상태일 때 사람이 변류기(2)의 출력 단자에 접속되면 고전압으로 인한 감전 사고가 발생하게 되며, 고전압으로 인한 화재의 위험 또한 증가된다. 또한 변류기의 철심과 부스바도 고전압으로 인해 자화되고, 발열 상태가 된다.

또한 전류 검출 및 차단 시스템에서의 변류기(2)는 계전기(3)가 부스바(1)에 흐르는 전류량을 통보하는 역할만을 수행하는데 반해, 도 1의 변류기(2)로는 부스바(1)를 통해 흐르는 대전류(i_L)를 이용하여 유도 전류(i_I)를 발생하는 하드웨어 특성상, 대용량 및 고성능을 가지는 변류기가 적용되어야 하는 문제가 있었다.

본 고안의 목적은 소전류를 흐르게 하는 선로를 구비하여 자화 및 발열 현상을 최소화하도록 하는 부스바를 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 부스바의 소전류에 상응하는 전압을 발생하도록 하여, 안정성을 향상되도록 하는 부스터를 이용하는 변류기를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안의 부스바는 제 1 전류가 흐르는 제 1 선로와, 상기 제 1 선로에 접속되며, 상기 제 1 전류로부터 분기되는 제 2 전류가 흐르는 제 2 선로를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안의 부스바를 이용하는 변류기는 제 1 전류가 흐르는 제 1 선로와, 상기 제 1 선로에 접속되며 상기 제 1 전류로부터 획득되는 제 2 전류가 흐르는 제 2 선로를 구비하는 부스바와, 상기 제 2 전류에 비례하는 유도 전류를 발생하고, 상기 유도 전류를 전압으로 변환한 뒤 출력하는 생성하는 전류-전압 변환부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 전류 검출 및 차단 시스템을 도시한 도면.

도 2는 본 고안에 따른 부스바를 도시한 도면.

도 3은 부스바와 변류기의 결합 구조를 도시한 도면.

도 4는 변류기의 회로도를 도시한 도면.

도 5는 본 고안의 부스바와 변류기를 이용하는 전류 검출 및 차단 시스템의 일예를 도시한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 부스바 11 : 제 1 선로

12 : 제 2 선로 20 : 변류기

30 : 계전기

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 고안의 부스바 및 이를 이용하는 변류기를 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 고안에 따른 부스바를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 고안의 부스바(10)는 수백 암페어(Å)~ 수천 암페어(Å)값을 가지는 대전류(i_L)가 흐를 수 있도록 하는 제 1 선로(11)와, 제 1 선로(11)에 접속하여 대전류(i_L)로 분기되는 소전류(i_S)가 흐를 수 있도록 하는 제 2 선로(12)를 구비한다.

이때 제 2 선로(12)를 통해 흐르는 전류량은 제 1 선로(11)의 부하와 제 2 선로(12)의 부하 비율에 따라 결정된다.

이에 부스바(10)의 제 1 선로(11)를 통해서는 종래에서와 같이 대전류(i_L)가 흐르고, 제 1 선로(11)에 접속되는 제 2 선로(12)를 통해서는 전류 검출 및 차단 시스템을 구동시키기 위한 소전류(i_S)가 흐르게 된다.

도 3 및 도 4는 도 2의 부스바를 이용하는 변류기를 설명하기 위한 도면으로, 도 3은 부스바와 변류기의 결합 구조를 도시한 도면이고 도 4는 변류기의 회로도를 도시한 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 고안의 변류기는 관통형 변류기로서 도 2의 부스바(10)의 제 2 선로(12)를 둘러싸는 구조를 가진다.

계속하여 도 4를 참조하면, 본 고안의 변류기(20)는 변류기(20)를 관통하며 소전류(i_S)를 전송하는 부스바(10)의 제 2 선로(12)를 1차 코일(C1)로, 부스바(10)의 제 2 선로(12) 둘러싸는 철심에 감기는 코일을 2차 코일(C2)로 구비한다. 그리고 2차 코일의 두개의 출력 노드(n1, n2)와 병렬 연결되는 저항(R)을 더 구비한다.

1차 코일(C1)은 대전류(i_L)에서 분기되는 소전류(i_S)를 전송하고, 2차 코일(C2)은 소전류(i_S)에 상응하는 유도 전류(i_I)를 발생한다.

그리고 저항(R)은 2차 코일을 통해 생성된 유도 전류(i_I)를 전압으로 변환한다.

이때의 저항(R)으로는 가변 저항을 적용하여, 생산 공정에서 발생할 수 있는 오차를 보상할 수 있도록 한다.

도 5는 본 고안의 부스바와 변류기를 이용하는 전류 검출 및 차단 시스템의 일예를 도시한 도면이다.

본 고안의 전류 검출 및 차단 시스템은 제 1 선로(11)로는 대전류(i_L)를 전송하고 제 2 선로(12)로는 대전류(i_L)에서 분기되는 소전류(is)를 전송하는 부스바(10), 부스바(10)의 제 2 선로(12)에 접속되어 소전류(is)에 상응하는 전압을 발생하는 변류기(2), 변류기(2), 및 변류기(2)의 전압에 따른 전류 공급을 제어하는 계전기(3)를 구비한다.

이에 본 고안의 부스바(10)의 제 1 선로(11)를 통해 과전류가 흐르면 제 2 선로(12)에도 과전류에 상응하는 소전류(is)가 흐르게 된다.

그러면 변류기(20)는 부스바(10)의 제 2 선로(12)를 통해 흐르는 과전류에 상응하는 소전류(is)를 전압으로 변환한 후, 두개의 출력단자(out1, out2)로 출력하여 준다.

계전기(30)는 변류기(20)의 출력단자들(out1, out2)과의 연결을 수행하고, 출력단자들(out1, out2)을 통해 전송되는 전압이 과전류에 상응하는 전압이면, 부스바(10)의 제 1 선로(11)를 통해 과전류가 흐름을 확인하고, 전류 공급을 차단하여 준다.

상기에서 살펴본바와 같이, 본 고안의 변류기(20)는 전압을 출력함으로서, 변류기(20)와 계전기(30)간이 연결 상태인 경우에 두개의 출력단자(out1, out2)에 인가되는 전압과 변류기(20)와 계전기(30)간이 개방 상태인 경우에 두개의 출력단자(out1, out2)에 인가되는 전압이 동일하도록 한다.

따라서 본 고안의 변류기는 연결 상태일 때뿐만 아니라 개방상태일 때도 안정성을 보장하여 준다.

또한 본 고안의 부스바(10)는 소전류(is)가 흐르도록 하는 별도의 선로(12)를 더 구비하도록 하고, 변류기(20)는 소전류(is)에 비례하여 용량 및 성능을 가지도록 한다. 즉, 본 고안의 변류기(20)는 도 1의 변류기(2)에 비해 소형화된다.

또한 부스바(10) 및 변류기(20)의 자화 및 발열현상은 소전류(is)에 의해 최소화된다.

상기에서는 본 고안의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 고안의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 고안을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

본 고안의 부스바는 소전류가 흐르도록 하는 별도의 선로를 구비하도록 하여 대전류로 인한 자화 및 발열 현상을 방지한다.

또한 본 고안의 부스바를 이용하는 변류기는 부스바를 통해 흐르는 전류량을전압의 형태로 제공하므로 감전 사고 및 화재 사고등과 같은 안전 사고 발생을 미연에 방지한다.

또한 본 고안의 부스바를 이용하는 변류기가 소형화되도록 하여, 변류기의 생산원가 낮춰주는 효과를 제공한다.

Claims (6)

1. 제 1 전류가 흐르는 제 1 선로; 및

   상기 제 1 선로에 접속되며, 상기 제 1 전류로부터 분기되는 제 2 전류가 흐르는 제 2 선로를 구비하는 것을 특징으로 하는 부스바.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 선로는

   상기 제 1 선로에 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 부스바.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 전류는

   상기 제 1 선로의 부하와 제 2 선로의 부하의 비율에 따라 전류량이 결정되는 것을 특징으로 하는 부스바.
4. 제 1 전류가 흐르는 제 1 선로와, 상기 제 1 선로에 접속되며 상기 제 1 전류로부터 획득되는 제 2 전류가 흐르는 제 2 선로를 구비하는 부스바; 및

   상기 제 2 전류에 비례하는 유도 전류를 발생하고, 상기 유도 전류를 전압으로 변환한 뒤 출력하는 생성하는 전류-전압 변환부를 구비하는 부스바를 이용하는 변류기.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 전류-전압 변환부는

   상기 제 2 전류에 비례하는 유도 전류를 생성하는 전류 생성부; 및

   상기 유도 전류를 전압으로 변환하는 전압 변환부를 구비하는 것을 특징으로 하는 부스바를 이용하는 변류기.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 전압 변환부는

   가변 저항을 구비하는 것을 특징으로 하는 부스바를 이용하는 변류기.