KR200412216Y1 - 단층구조를 채택한 건식 변압기의 절연도체 - Google Patents

Abstract

본 고안은 단층구조를 채택한 건식 변압기의 절연도체에 관한 것으로서, 더 상세하게는 건식 변압기에 채택되는 저압권선(Low-voltage winding)용 절연도체를 구성함에 있어서,

상기 절연도체는 절연재(28)가 도포된 평각동선(26)을 가로와 세로로 각각 2~5줄씩 쌓아 준 다음 노멕스 절연지(24)로 외부를 절연하여 구성함을 특징으로 하여,

고가의 노멕스 절연지를 사용이 최소화되어 변압기의 제조단가를 최소화할 수 있게 되며, 변압기의 생산에 필요한 기자재의 해외 의존도를 낮추어 국산화를 이루는데 일조할 수 있게 되는 효과를 얻을 수 있게 되는 단층구조를 채택한 건식 변압기의 절연도체에 관한 것이다.

변압기, 절연도체, 노멕스지, 에나멜.

Description

단층구조를 채택한 건식 변압기의 절연도체{insulated conductor for transformer}

도 1 은 본 고안에 의한 절연도체의 적용상태 및 권선 배치구조를 보여주는 요부확대 단면도,

도 2 는 본 고안에 의한 절연도체가 적용된 변압기를 사진으로 보여주는 예시도,

도 3 은 종래 변압기의 권선 구조를 요부 확대하여서 단면으로 보여주는 발췌도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 1차코일, 20 : 2차코일,

22 : 전도체, 24 : 절연지,

26 : 평각도체, 28 : 절연재,

30 : 덕트, 40 : 코어.

본 고안은 단층구조를 채택한 건식 변압기의 절연도체에 관한 것으로서, 더 상세하게는 건식 변압기에 채택되는 저압코일의 구성을 개선하여 종래와 동일 또는 향상된 절연성을 확보하면서도 가격경쟁력이 우수하고 수입대체 효과를 얻을 수 있도록 구성된 단층구조를 채택한 건식 변압기의 절연도체에 관한 것이다.

일반적으로 변압기는 전압을 높이거나 낮출 목적으로 사용되는 것으로서 송전을 하거나 또는 송전 된 전류를 가정이나 공장에서 사용하기 적당한 전압으로 강하시키는 작용을 하는 장치임이 주지되어 있다.

이러한 변압기는 종래 변압기의 개략적인 구성을 보이고 있는 도 3 에 도시된 바와 같이 주로 방향성 규소강판으로 된 코어(Core)(40)에 전자, 기계적으로 강도가 큰 판상의 전도체(Sheet conductor)(22)와 노멕스(Nomex) 절연지(24)를 순차적으로 복수 층으로 쌓아 절연도체를 형성한 다음 덕트(30)를 이용하여 일정거리를 이격시킨 후 또 감아주는 것을 수차례 반복하여 저압권선인 2차코일(20)을 형성하여 주고, 상기 2차코일(20)의 가장자리에 이르러 다시 덕트(30)를 고정하여 절연거리를 확보한 다음 상기 2차코일(20)과 서로 다른 비율로 고압권선을 감아 고압이 인가되는 1차코일(10)을 감아서 형성하는 것으로서, 상기 1차코일(10)과 2차코일(20)의 권선수 비율에 따라 일정한 감압 또는 승압이 이루어지도록 하는 구성이다.

한편, 앞서 본 바와 같이 상기 저압권선인 2차코일(20)은 각 전도체(22)간의 절연성이 필수임에 따라 종래에는 이를 절연하기 위해서 미국 듀폰사에서 제조된 노멕스(Nomex) 절연지(24)를 이용하여 절연을 하고 있는 실정이다. 즉, 판상의 전도체(22) 사이에 노멕스 절연지(24)가 배치되고 이를 다시 노멕스 절연지(24)를 이 용하여 포장하듯이 쌓아 마무리하여 절연을 하는 것으로서, 이를 통상 지절연 평각도체(Nomex paper insulated rect. conductor)라 지칭하고 있으며, 이를 통해 절연성을 확보한다.

그러나, 이러한 종래의 구성은 해외로부터 수입하여 사용하는 고가의 노멕스 절연지를 사용함에 따라 비용 변압기의 제조비용이 상승할 뿐만 아니라 기술의 해외 의존도를 높인다는 문제점을 유발하고 있는 것이었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 노멕스 절연지의 사용을 최소로 하면서도 동일 또는 상승된 절연성을 확보할 수 있도록 구성되어 제조 단가 및 기술의 해외 의존도를 낮출 수 있도록 구성된 단층구조를 채택한 건식 변압기의 절연도체를 얻는데 그 목적이 있는 것이다.

이하 상기한 목적을 달성하기 위해 본 고안을 첨부된 도면을 참고로 하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 고안에 의한 절연도체의 적용상태 및 권선 배치구조를 보여주는 요부확대 단면도이고, 도 2 는 본 고안에 의한 절연도체가 적용된 변압기를 사진으로 보여주는 예시도이다.

먼저 고안의 기본 구성을 살펴보면, 본 고안에 의한 절연도체는 건식 변압기 에 채택되는 저압권선(Low-voltage winding)용 절연도체를 구성함에 있어서,

상기 절연도체는 절연재(28)가 도포된 평각동선(26)을 가로와 세로로 각각 2~5줄씩 쌓아 준 다음 노멕스 절연지(24)로 외부를 절연하여 구성함을 특징으로 하는 것이다.

상술한 구성 외에, 상기 평각동선(26)은 가로 8~15mm, 세로 1.5~~3.5mm 임을 특징으로 하는 것이다.

이하 본 고안을 더욱 상세하게 설명한다.

도시된 바와 같이 본 고안에 의한 절연도체는 평각동선(26)에 절연재(28)를 도포한 다음 이를 가로와 세로로 각각 2~5줄씩 쌓아 한 묶음으로 하고, 이를 노멕스 절연지(24)로 쌓아서 형성하여 주게 된다. 상기 절연재(28)는 절연성능이 우수한 에나멜을 이용함이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.

이러한 구성에 의해 각각의 평각동선(26) 사이에 노멕스 절연지를 이용하여 절연성을 확보하지 않아도 되는 단층구조를 얻을 수 있는 것이다.

한편, 상기 평각동선(26)은 가로 8~15mm, 세로 1.5~3.5mm 임을 특징으로 하는 것이 바람직 한데, 이는 완성되는 절연도체의 폭과 두께를 최적의 상태로 유지하여 권선성을 향상시킴과 아울러 흐르는 전류의 양에 따른 최적의 통전성을 확보하기 위함이다.

상기와 같이 절연재(28)에 의해 절연됨에 따라 각각의 도체 사이에 별도로 절연처리를 할 필요가 없어지게 되는 것으로서 노멕스 절연지(24)의 사용량이 최소로 되는 것이다.

이와 같이 구성된 절연도체는 코어(40)의 외주면에 절연을 위한 덕트(30)를 대어주고 그 위에 글라스 실린더(Glass cylinder)와 노멕스 절연지(24)를 차례로 대어준 다음 직접 권선하여 2차코일(20)을 형성하여 주게 되는 데, 이때 절연도체 사이에는 에폭시 스페이서(Epoxy spacer)를 배치하여 절연성을 확보하게 된다.

이후 상기 2차코일(20) 위에 다시 덕트(30)와 노멕스 절연지(24)를 차례로 대어 일정 간격을 유지시킨 상태에서 가장 바깥쪽에 설치된 덕트(30)에 상기 2차코일(20)에 사용된 방식과 같이 절연된 도체(동선)를 권선하여 1차코일(10)을 형성하여 블럭을 형성하여 주고, 상기 블럭 복수개를 하나의 틀에 고정하여 VPI(Vacume Pressure Impregnation) 공정을 통해 전체를 절연하여 건식 변압기를 제조하게 된다.

상기 VPI 공정은 상기와 같이 1차코일(10) 및 2차코일(20)의 권선이 끝난 블럭을 하나의 틀에 고정하여 형성한 것을 에폭시액에 함침하여 전체를 절연하여 주게 된다.

그 과정은, 먼저 후술하는 함침공정에서 에폭시액이 잘 피복될 수 있도록 하기 위해 건조로를 이용하여 충분히 건조시킨다.

다음으로 상기와 같이 건조된 블럭을 함침조에 투입하게 되는데, 이때 상기 함침조는 별도로 형성된 진공장치를 이용하여 내부를 진공상태로 유지하게 된다. 압력은 3토르(torr) 이하로 함이 바람직한 것이다.

이후 상기 함침조에 액상의 에폭시를 투입하여 블럭이 에폭시액에 함침 되게 한다. 이때, 에폭시액의 투입이 완료되면 상기 함침조에 3kg/cm³ 의 압력을 가하여 에폭시액이 블럭에 피복되는 효율을 높여주게 된다.

이와 같이 함침이 완료되면 상기 함침조에서 에폭시가 피복된 블럭을 꺼내어 건조하게 되는데, 이를 통해 에폭시가 피복된 블럭을 얻을 수 있게 되는 것이다. 상기 에폭시는 그 자체로 절연성이 있는 것임에 따라 각 부분의 절연을 확보할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 완성된 블럭은 이후 일반적인 변압기의 제조방법에 따라 리드단자 및 1,2차 단자 등 나머지 부품들을 조립하여 몸체를 형성하여 주고, 이를 재차 건조하여 완성한 다음 시험을 거쳐 변압기 완제품으로 형성하여 주게 되는 것이다.

상기에 따라 고가의 노멕스 절연지를 사용이 최소화되어 변압기의 제조단가를 최소화할 수 있게 되며, 변압기의 생산에 필요한 기자재의 해외 의존도를 낮추어 국산화를 이루는데 일조할 수 있게 되는 효과를 얻을 수 있게 되는 것이다.

Claims (2)

1. 건식 변압기에 채택되는 저압권선(Low-voltage winding)용 절연도체를 구성함에 있어서,

   상기 절연도체는 절연재(28)가 도포된 평각동선(26)을 가로와 세로로 각각 2~5줄씩 쌓아 준 다음 노멕스 절연지(24)로 외부를 절연하여 구성함을 특징으로 하는 단층구조를 채택한 건식 변압기의 절연도체.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 평각동선(26)은 가로 8~15mm, 세로 1.5~3.3mm 인 것임을 특징으로 하는 단층구조를 채택한 건식 변압기의 절연도체.

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