KR200432586Y1 - 고체절연 주상 변압기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 고체절연 주상 변압기에 관한 것으로, 1차 권선부 및 2차 권선부를 철심에 조립하여 구성된 변압기 본체; 상기 변압기 본체를 내부에 안치하며, 고압 부싱, 저압 부싱 및 접지단이 마련되는 외주면과 상기 변압기 본체를 감싸는 내부공간이 합성 수지로 일체형으로 몰딩되어 내부 변압기 본체의 외관 형태와 대응되는 외관 형태를 가지게 형성되는 외함; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

몰드 변압기, 에폭시

Description

고체절연 주상 변압기{POLE TRANSFORMER}

도 1은 종래 방식의 몰드 변압기를 도시하는 도면.

도 2는 본 고안이 적용된 고체절연 주상 변압기를 나타내는 도면.

도 3은 본 고안이 적용된 보빈을 나타내는 사시도.

도 4는 본 고안이 적용되는 권선부를 나타내는 평면도.

도 5는 본 고안이 적용되는 권선부의 단자 배치를 설명하기 위한 도면.

도 6은 본 고안이 적용되는 철심을 나타내는 사시도.

도 7은 본 고안이 적용되는 변압기 본체를 나타내는 사시도.

도 8은 본 고안이 적용되는 변압기 본체에서 철심의 탄성체 삽입을 설명하기 위한 도면.

도 9는 본 고안이 적용되는 변압기 본체에서 인출선을 설명하기 위한 도면.

도 10은 본 고안이 적용되는 외함 금형을 타나내는 단면도.

도 11은 본 고안이 적용되는 외함 금형의 본체 삽입 상태를 나타내는 단면도.

도 12는 본 고안이 적용되는 외함 금형에 몰딩 공정을 설명하기 위한 도면.

도 13은 본 고안이 적용되는 변압기 외함을 나타내는 도면.

도 14는 본 고안의 고체절연 주상 변압기의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 도.

본 고안은 고체절연 주상 변압기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 옥외용으로 사용되는 몰드 변압기를 제작함에 있어 권선만을 에폭시 수지로 몰딩하지 않고, 내부 본체인 철심과 권선을 둘러싸는 외함 전체를 일체형의 에폭시 수지, 실리콘 수지 또는 에틸렌프로필렌 고무(EPDM)로 몰딩하여 구성하는 고체절연 주상 변압기에 관한 것이다.

현재 사용되고 있는 주상용 변압기는 모두 유입 변압기이다. 이러한 주상용 유입 변압기는 변압기 본체를 외함에 넣고 권선 절연 및 냉각을 위해 오일(절연유)을 넣는다. 또한 외함에는 라이데이터를 설치하여 열에 따른 오일의 순환을 원활하게 하는 한편 방열 면적을 확대시켜 냉각 효율을 높인다.

하지만, 이러한 유입 변압기의 경우 오일분출 사고나 과부하 및 단락사고로 인한 화재가 많이 발생하고 있어 인명피해가 적지 않다. 또한 변압기에 대한 보수를 지속적으로 해주어야 하기 때문에 유지보수비도 많이 소요되는 단점을 가지고 있다.

한편, 이러한 유입 변압기를 대체하기 위하여 개발되고 있는 몰드 변압기는 유입 변압기에 비해 내열성, 난연성 등이 우수하고 절연유에 대한 보수작업 등이 필요하지 않기 때문에 주상 변압기로 적용 가능하다.

이와 같은 몰드 변압기는 철심 및 권선이 절연유 중에 잠겨있지 않고 권선을 에폭시 등의 수지를 사용하여 고체 절연화시킨 변압기로, 일반적인 구조는 고압권선과 저압권선을 분리하여 에폭시 수지로 몰딩하고 철심을 중심으로 동심 배치된다.

이러한 종래 방식의 몰드 변압기가 도 1에 도시되어 있다.

해당 몰드 변압기에서 외함 덮개(21)에 의해 폐쇄되는 변압기의 외함(20)에는 1차 권선(12)과 2차 권선(13)이 철심(11)과 조립된 상태의 변압기 본체(10)가 내부에 안치되게 되며, 그 외함(20) 외주면의 소정 부위에는 고압 부싱(22) 및 저압 부싱(23)이 각각 마련되어 구성되게 된다.

이때, 이러한 종래 방식의 몰드 변압기는 상기 고압권선과 저압권선을 에폭시 수지를 이용해 일체형으로 몰딩시킴으로써 권선을 둘러싸는 형태의 몰딩물(14)을 만들어 절연과 냉각을 이루게 된다.

하지만, 이러한 종래 방식의 몰드 변압기는 절연 성능이 떨어짐은 물론, 그 냉각력을 높이기 위해서는 손실을 저감하고 통풍면적의 크기가 커지게 되고 이에 따라 전체적인 무게 및 치수가 증가하고, 철심부의 기중노출부위의 외기의 흡습에 의한 기능저하 및 부식을 초래하게 되는 단점이 있어 그 실용화에 많은 문제가 되고 있다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 옥외용으로 사용되는 몰드 변압기를 제작함에 있어 권선만을 에폭시 수지로 몰딩하 지 않고, 내부 본체인 철심과 권선을 둘러싸는 외함 전체를 일체형의 에폭시 수지, 실리콘 수지 또는 에틸렌프로필렌 고무(EPDM)로 몰딩하여 구성하는 고체절연 주상 변압기를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 일측면에 따른 고체절연 주상 변압기는, 1차 권선부 및 2차 권선부를 철심에 조립하여 구성된 변압기 본체; 상기 변압기 본체를 내부에 안치하며, 고압 부싱, 저압 부싱 및 접지단이 마련되는 외주면과 상기 변압기 본체를 감싸는 내부공간이 합성 수지로 일체형으로 몰딩되어 내부 변압기 본체의 외관 형태와 대응되는 외관 형태를 가지게 형성되는 외함; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 변압기 본체는, 고압 권선과 저압 권선이 서로 절연되어 함께 권회되는 1차 권선부 및 2차 권선부; 및 고리 모양의 강판이 권철심 방식으로 구성되며, 상기 1차 권선부 및 2차 권선부가 대응되게 삽입되어 자로의 형성이 이루어지는 철심; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 1차 권선부 및 2차 권선부는, 내부가 중공된 형태를 가지며 절연 물질로 이루어지는 내측 권선보빈; 상기 내측 권선보빈에 권회되는 저압 권선; 상기 저압 권선에 감기며 절연 물질로 이루어지는 주절연 권선보빈; 및 상기 주절연 권선보빈에 정렬권선 방식으로 권회되는 고압 권선; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 저압 권선 및 고압 권선은 코일에 절연지를 감싸 형성되며, 해당 내측 권선보빈과 저압 권선의 사이와 주절연 권선보빈과 고압 권선의 사이에는 합성 수지의 균열 방지를 위해 절연재가 삽입되는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 1차 권선부 및 2차 권선부의 최외곽인 고압 권선의 외부면에는 합성 수지의 균열 방지를 위해 이중 구조의 절연물이 삽입되는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 내측 권선보빈 및 주절연 권선보빈은 합성 수지로 주형되는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 철심의 외측면에는 합성 수지의 균열 방지를 위해 소정 탄성을 가지는 탄성체가 삽입되는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 합성 수지는 에폭시 수지, 실리콘 수지 또는 에틸렌프로필렌 고무 재질 중 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

이하에서 본 고안은 옥외용으로 사용되는 몰드 변압기를 제작함에 있어 권선만을 에폭시 수지로 몰딩하지 않고, 내부 본체인 철심과 권선을 둘러싸는 외함 전체를 일체형의 에폭시 수지, 실리콘 수지 또는 에틸렌프로필렌 고무(EPDM)로 몰딩하여 구성하는 고체절연 주상 변압기를 바람직한 실시예로 설명할 것이나, 본 고안의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

도 2는 본 고안이 적용된 고체절연 주상 변압기를 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 고안이 적용되는 고체절연 주상 변압기는 변압기 본체(100)와 해당 변압기 본체(100)를 안치시키는 변압기 외함(200)으로 크게 구성된다.

여기에서 상기 변압기 외함(200)은 상기 변압기 본체(100)에서 인출되는 저압코일 및 고압코일이 결선되는 저압 부싱(210), 고압 부싱(220) 및 접지단(230)과 그리고 출력전원의 변환을 위한 탭판(240)을 구비하고 있으며, 이러한 변압기 외함(200)은 상기 변압기 본체(100)가 안치된 상태에서 에폭시 수지, 실리콘 수지 또는 에틸렌프로필렌 고무(EPDM) 재료에 의해 일체형으로 몰딩되어 형성된다. 이때, 이러한 일체형 몰딩으로 형성되는 변압기 본체(100)에서 상기 저압 부싱 및 고압 부싱도 변압기 본체(100)에 대한 몰딩시 함께 에폭시 수지, 실리콘 수지 또는 에틸렌프로필렌 고무(EPDM) 재료 몰딩에 의해 형성된다.

즉, 상기 변압기 외함(200)은 외함 금형의 내부에 상기 변압기 본체(100)를 위치시킨 상태에서 액상의 에폭시 수지, 실리콘 수지 또는 에틸렌프로필렌 고무(EPDM) 재료를 외함 금형 내에 주입시킴으로써 형성되는 것으로, 그 내부는 종래 몰드 변압기 기법과 달리 에폭시 수지에 의해 채워지게 됨은 물론, 그 외면 역시 에폭시 수지에 의해 일체형으로 몰딩되므로 에폭시 수지, 실리콘 수지 또는 에틸렌프로필렌 고무(EPDM) 재료의 면을 이루게 되는 것이다.

이러한 변압기 외함(200)은 전체적으로 사각형의 형태를 가지도록 주형되게 되는데, 이는 내부에 안치되는 철심과 권선부의 조립인 변압기 본체(100)가 전체적 으로 사각형의 형상을 가지게 되므로 이에 상응하는 사각형 형상으로 변압기 외함(200)을 주형하게 되는 것이다. 왜냐하면, 종래와 같이 변압기 외함을 원통형으로 구성하게 되는 경우 내부의 변압기 본체와 형태상 대응되지 않아 변압기 외함의 내외부를 모두 에폭시 수지로 채우게 되는 본 고안의 특성상 많은 에폭시 수지가 사용되어 제조단가상의 문제가 발생하게 되기 때문이다.

따라서, 이러한 에폭시 수지로 이루어진 변압기는 종래의 유입 변압기에서와 같이 오일에 의한 절연 방식이 아니라 에폭시 수지에 의한 고체절연 방식을 채용하게 되므로 유입식 주상 변압기에서와 같은 폭발의 위험성이 배체되며 유지보수가 용이하고 오일을 사용하지 않음에 따라 환경오염을 방지할 수 있다.

또한, 이와 같이 에폭시 수지로 이루어진 변압기는 권선만을 에폭시 등의 수지를 사용하여 고체 절연화시킨 기존의 몰드 변압기에 비하여 에폭시 수지, 실리콘 수지 또는 에틸렌프로필렌 고무(EPDM) 재료에 의한 냉각 특성이 우수하여 통풍구조를 라디에이터의 설치 없이 그 에폭시 수지표면만에 의하 자연 대류 방식을 채용할 수 있어 부대설비에 다른 비용 절감이 가능하게 된다.

한편, 상기 변압기 본체(200)는 1차 권선부(120) 및 2차 권선부(130)를 철심(110)과 조립하여 구성되며, 상기 1차 권선부(120) 및 2차 권선부(130)의 각각은 저압 권선과 고압 권선이 권회되어 이루어진다.

이제 이러한 변압기 본체(200)에 대하여 도 3 내지 도 8을 참조하여 상세히 살펴본다.

해당 변압기 본체(200)를 구성하는 1차 권선부(120) 및 2차 권선부(130)는 각각 내부 권선보빈에 먼저 저압 코일이 권회되고 이를 덮는 주절연 보빈에 고압 코일이 권회되어 구성되게 된다.

도 3은 본 고안이 적용되는 보빈을 나타낸다.

해당 보빈은 내측 권선보빈(141)이나 주절연 권선보빈(142)으로 사용되어 코일의 권회가 이루어지는 구조재로서, 내부가 중공된 직사각형의 단면을 가진 사각통 구조를 가지게 된다. 이러한 내측 권선보빈(141)이나 주절연 권선보빈(142)은 절연을 위해 절연 물질로 이루어지게 된다. 즉, 해당 내측 권선보빈(141)은 철심(110)과의 조립시 해당 철심(110)과 절연을 이루어야 하고 또한 주절연 권선보빈(142)는 내외측의 저압 권선(143) 및 고압 권선(146) 간의 절연을 이루어야 하기 때문이다.

이때, 해당 내측 권선보빈(141)이나 주절연 권선보빈(142)은 절연 재료로서 에폭시 수지로 이루어지는 것도 가능하다.

이러한 권선 구조가 도 4에 잘 나타나 있다.

도 4는 본 고안이 적용되는 권선부를 나타내는 평면도이다.

도 4를 참조하면, 해당 1차 권선부(120) 또는 2차 권선부(130)는 내부의 절연재인 내측 권선보빈(141)에 저압 권선(143)이 권선되고 해당 저압 권선(143)에 절연재인 주절연 권선보빈(142)이 씌워지며 해당 주절연 권선보빈(142)에는 고압 권선(146)이 권회되게 된다.

따라서, 철심(110)에 조립되게 되는 해당 권선부(120, 130)는 상기 내측 권선보빈(141)에 의해 해당 철심과 절연을 이루게 되며, 주절연 권선보빈(142)에 의 해 권선부(120, 130)를 이루는 저압 권선(143) 및 고압 권선(146)이 절연을 이루게 된다.

이때, 해당 도 4의 부분 확대된 도시에서 알 수 있는 바와 같이, 이러한 저압 권선(143)은 해당 내측 권선보빈(141)에 에폭시 수지의 균열 방지를 위해 절연 물질인 그라스 재질의 절연재(145)가 1차적으로 삽입된 후 저압 코일(144)이 여러 겹으로 권회되게 되는데, 이러한 저압 코일(144)은 알루미늄 재질의 판도체로서 그 외면에는 그라스 절연 재질의 종이인 절연지(144a)가 부착되어 권선층간의 절연을 이루게 된다.

또한, 상기 고압 권선(146)은 해당 저압 권선(143)을 감싸는 주절연 권선보빈(142)에 에폭시 수지의 균열 방지를 위해 절연 물질인 그라스 재질의 절연재(145)가 1차적으로 삽입된 후 고압 코일(147)이 여러 겹으로 권회되게 되는데, 이러한 고압 코일(147)은 알루미늄 재질의 판도체로서 그 외면에는 그라스 절연 재질의 종이인 절연지(147a)가 부착되어 코일간의 절연을 이루게 된다.

여기에서 해당 고압 권선(146)은 도 5에 도시된 바와 같이 각 섹션간 균등전위분포가 이루어지게 설계하여 정렬권선방법으로 고압 코일(147)이 권선된다.

여기에서 안쪽의 저압 권선(143)과 바깥쪽의 고압 권선(146)이 권회된 권선부(120, 130)의 최외곽층에는 이중 구조의 그라스 재질의 절연물(148)이 삽입되게 된다. 이러한 절연물(148)은 해당 권선부(120, 130)를 고형화된 에폭시 수지, 실리콘 수지 또는 에틸렌프로필렌 고무(EPDM) 재료가 감싸고 있기 때문에 부하측 단락사고와 같은 경우 에폭시 수지와 권선간의 결합력을 2배로 증가시켜 에폭시 수지의 균열(Crack)을 방지하게 된다.

도 5는 본 고안이 적용되는 권선부의 단자 배치를 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 살펴보면, 권선부(120, 130)에서 내측 권선보빈(141)에 권회되는 저압 코일(144)의 일단은 (+)측 저압코일 인출 단자(A)이고, 그 타단은 (-)측 저압코일 인출 단자(B)이다. 그리고 권선부(120, 130)에서 주절연 권선보빈(142)에 권회되는 고압 코일(147)의 일단은 선로측인 (+)측 고압코일 인출 단자(C)이고, 그 타단은 접지측인 (-)측 고압코일 인출 단자(D)이다.

이러한 저압 코일(144)의 (+)측 저압코일 인출 단자(A)와 (-)측 저압코일 인출 단자(B)는 저압 인출선(211)과 연결되어 외함(200)에 일체형으로 에폭시 수지, 실리콘 수지 또는 에틸렌프로필렌 고무(EPDM) 재료 몰딩되는 저압 부싱(210)에 접속되며, 고압 코일(147)의 선로측 고압코일 인출 단자(C) 역시 고압 인출선(221)과 연결되어 외함(200)에 일체형으로 에폭시 수지, 실리콘 수지 또는 에틸렌프로필렌 고무(EPDM) 재료 몰딩되는 고압 부싱(220)에 접속된다.

다음으로, 상기 철심(110)은 상술한 1차 권선부(120)와 2차 권선부(130)이 절개부(111)을 통해 삽입 조립되어 자로의 형성이 이루어지는 것으로, 도 6에 도시된 바와 같이 규소강판(Silicon Steel Plate)의 얇은 띠를 고리모양으로 감아서 만들어지는 권철심(Wound Core) 방식으로 제작된다. 여기에서 규소강판은 연질 자성재료의 일종으로서 철(Fe)에 소량의 규소(Si)를 첨가하여 제조한 강판이다.

따라서, 해당 본체(100)는 해당 철심(110)의 양다리에 1차 권선부(120) 및 2차 권선부(130)가 감긴 형태의 내철형 변압기(Core type transformer)를 이루게 되 며, 이러한 본체(100)가 도 7에 도시되어 있다.

해당 도 7을 참조하면, 이미 설명한 바와 같이 해당 철심(110)에 조립된 1차 권선부(120)와 2차 권선부(130)에는 절연물(148)이 삽입되어 있어, 몰딩되는 에폭시 수지, 실리콘 수지 또는 에틸렌프로필렌 고무(EPDM) 재료와의 결합력을 증가시켜 크랙을 방지하게 된다.

마찬가지로, 도 8에 도시된 바와 같이 해당 철심(110)에도 외측면에는 탄성체(112)가 삽입되게 된다. 이러한 탄성체(112)는 소정 탄성을 가지고 있어 해당 철심(110)을 이루는 규소강판과 에폭시 수지의 수축 및 팽창에 따른 균열(Crack)을 방지하게 되며, 또한 본체(100)가 내장된 상태로 에폭시 수지, 실리콘 수지 또는 에틸렌프로필렌 고무(EPDM) 재료로 몰딩된 외함(200)을 가지는 본 고안의 변압기의 이동이나 설치 후 외부 충격시 에폭시 수지와 내부 본체(100)간의 접촉 충격을 완화시켜 주게 된다.

이때, 상기 탄성체(112)는 에폭시 수지와 접촉하는 철심(110)의 내외면에 모두 삽입되게 되며, 이러한 탄성체(112)는 탄성을 가진 고무 재질이나 그라스 재질로 이루어질 수 있다.

도 9에는 이러한 본체(100)에서 인출되는 코일의 단자가 표시되어 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 권선부(120, 130)에서 인출되는 선로측인 (+)측 고압코일 인출 단자(C)는 고압 인출선(221)과 연결되어 외함(200)에 일체형으로 에폭시 수지, 실리콘 수지 또는 에틸렌프로필렌 고무(EPDM) 재료 몰딩된 고압 부싱(220)에 체결되고, 접치측인 (-)측 고압코일 인출 단자(D)는 접지 인출선(231)과 연결되어 외함(200)에 일체형으로 에폭시 수지, 실리콘 수지 또는 에틸렌프로필렌 고무(EPDM) 재료 몰딩된 접지단(230)에 체결되며, (+)측 저압코일 인출 단자(A)와 (-)측 저압코일 인출 단자(B)는 저압 인출선(211)과 연결되어 외함(200)에 일체형으로 에폭시 수지, 실리콘 수지 또는 에틸렌프로필렌 고무(EPDM) 재료 몰딩되는 저압 부싱(210)에 체결된다.

이제 이러한 에폭시 수지, 실리콘 수지 또는 에틸렌프로필렌 고무(EPDM) 재료로 몰딩된 일체형 변압기 외함(200)에 대하여 도 10 내지 도 13을 통해 살펴본다.

도 10은 본 고안이 적용되는 외함 금형을 타나내는 단면도이고, 도 11은 본 고안이 적용되는 외함 금형의 본체 삽입 상태를 나타내는 단면도이고, 도 12는 본 고안이 적용되는 외함 금형에 몰딩 공정을 설명하기 위한 도면이고, 도 13은 본 고안이 적용된 변압기 외함을 나타내는 도면이다.

먼저 도 10에 도시된 외함 금형(300)은 해당 변압기 본체(100)를 수용할 뿐만 아니라 외부 결선이 이루어지는 저압 부싱(210), 고압 부싱(220) 및 접지단(230)이 모두 포함하고 있다. 따라서 저압 부싱(210), 고압 부싱(220) 및 접지단(230)은 모두 해당 외함 금형(300)에 몰딩되는 에폭시 수지, 실리콘 수지 또는 에틸렌프로필렌 고무(EPDM) 재료로 이루어져 일체형으로 이루어지게 된다.

도 11에 도시된 바와 같이 권선과 철심이 조립된 변압기 본체(100)를 해당 외함 금형(300)에 내장시키고 변압기 본체(100)의 각 인출선(A, B, C, D)의 체결을 완료한 상태에서 해당 내장된 변압기 본체(100) 및 외함 금형(300)을 예비건조 시 킨 후, 도 12에 도시된 바와 같이 고진공 상태에서 해당 외함 금형(300) 내에 액상의 에폭시 수지, 실리콘 수지 또는 에틸렌프로필렌 고무(EPDM) 재료를 주입하여 주형하게 된다. 여기에서, 해당 외함 금형(300)에 대한 액상의 에폭시 수지 주입구 위치는 어디에 위치하더라도 관계없으며, 굳이 도면에 도시하지 않았다.

그리고 일,이차의 경화를 통하여 도 13에 도시된 바와 같은 변압기 본체(100)가 내장된 상태로 에폭시 수지, 실리콘 수지 또는 에틸렌프로필렌 고무(EPDM) 재료가 고체로 일체형 몰딩된 외함(200)을 가지는 변압기가 만들어지게 된다.

이제 본 고안의 고체절연 주상 변압기의 제조 방법에 대하여 도 14를 참조하여 설명한다.

우선, 내측 권선보빈에 대한 절연재 처리 공정(S1)으로, 저압 권선(143)을 권회하기 위한 절연재인 내측 권선보빈(141)의 외면에 절연물인 그라스 재질의 절연재(145)를 삽입 처리한다.

다음으로, 저압 코일 권회 공정(S2)으로, 절연재(145)가 삽입된 상기 내측 권선보빈(141)에 저압 코일(144)을 다수회 권회시킨다.

이때, 해당 저압 코일(144)은 알루미늄 재질의 판도체로서 그 외면에는 절연 재질의 종이인 절연지(144a)가 부착되어 권선층간의 절연을 이루게 된다.

다음으로, 주절연 권선보빈에 대한 절연재 처리 공정(S3)으로, 고압 권선(146)을 권회하기 위한 절연재인 주절연 권선보빈(142)을 상기 권회된 저압 코일(144)상에 끼우고 해당 주절연 권선보빈(142)에 절연물인 그라스 재질의 절연 재(145)를 외면에 삽입 처리한다.

다음으로, 고압 코일 권회 공정(S4)으로, 절연재(145)가 삽입된 상기 주절연 권선보빈(142)에 고압 코일(147)을 정렬권선방법으로 권회시킨다.

다음으로, 권선에 대한 절연물 처리 공정(S5)으로, 안쪽의 저압 권선(143)과 바깥쪽의 고압 권선(146)이 권회된 권선부(120, 130)의 최외곽층에 균열(Crack) 방지를 위한 이중 구조의 그라스 재질 절연물(148)을 삽입시킨다.

다음으로, 철심과 권선부 조립 공정(S6)으로, 상술한 S1 내지 S5 단계를 통해 만들어진 1차 권선부(120) 및 2차 권선부(130)를 권철심 방식으로 제작된 철심(110)에 삽입해 조립시켜 내철형의 변압기 본체(100)를 만든다.

다음으로, 철심에 대한 탄성체 처리 공정(S7)으로, 해당 철심(110)을 이루는 규소강판과 몰딩되어 고형화될 에폭시 수지, 실리콘 수지 또는 에틸렌프로필렌 고무(EPDM) 재료의 수축 및 팽창에 따른 균열(Crack)을 방지하기 위하여 조립된 상기 철심(110)의 전체 외면에 소정 탄성을 가진 탄성체(112)를 삽입 처리한다.

다음으로, 변압기 본체 안치 및 인출선 체결 공정(S8)으로, 변압기 본체(100)의 수용 공간 뿐만 아니라 인출선이 체결될 저압 부싱(210), 고압 부싱(220) 및 접지단(230)의 공간도 함께 일체형으로 마련된 외함 금형(300)에 상기 조립된 변압기 본체(100)를 안치시키고, 해당 변압기 본체(100)의 권선부(120, 130)에서 인출되는 선로측인 (+)측 고압코일 인출 단자(C)를 고압 인출선(221)과 연결시켜 고압 부싱(220)의 위치에 체결시키고, 접치측인 (-)측 고압코일 인출 단자(D)를 접지 인출선(231)과 연결시켜 접지단(230)의 위치에 체결시키며, (+)측 저 압코일 인출 단자(A)와 (-)측 저압코일 인출 단자(B)를 저압 인출선(211)과 연결시켜 저압 부싱(210)의 위치에 체결시킨다.

다음으로, 예비 건조 공정(S9)으로, 상기 안치된 변압기 본체(100) 및 외함 금형(300)을 에폭시 수지 몰딩전에 예비건조시킨다.

다음으로, 외함 금형에 대한 에폭시 수지 주입 및 경화 공정(S10)으로, 고진공 상태에서 해당 외함 금형(300) 내에 액상의 에폭시 수지, 실리콘 수지 또는 에틸렌프로필렌 고무(EPDM) 재료를 주입하여 변압기 외함(200)을 주형하고 경화 작업을 통해 변압기 본체(100)가 내장된 상태로 에폭시 수지, 실리콘 수지 또는 에틸렌프로필렌 고무(EPDM) 재료가 고체로 일체형 몰딩된 외함(200)을 만든다.

이상에서 설명한 본 고안은, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 고안에 나타난 고체절연 주상 변압기은, 옥외용으로 사용되는 몰드 변압기를 제작함에 있어 권선을 에폭시 수지로 몰딩하지 않고, 내부 본체인 철심과 권선을 둘러싸는 외함 전체를 일체형의 에폭시 수지, 실리콘 수지 또는 에틸렌프로필렌 고무(EPDM) 재료로 몰딩하여 구성함으로써 변압기 본체의 크기를 소형화할 수 있고 흡습에 의한 절연 사고가 없어지는 효과가 있다.

또한, 철판 등으로 제작되는 외함을 사용하지 않고 에폭시 수지로 외함 전체 를 몰딩함으로써 전체 변압기의 소형화와 경량화를 이룰 수 있으며, 일체형 에폭시 수지, 실리콘 수지 또는 에틸렌프로필렌 고무(EPDM) 재료로 전체 변압기가 구성되어 높은 기계적 강도를 가져 변압기의 포설 및 운송시의 진동에서도 견고한 구조를 유지하게 되는 효과도 있다.

또한, 에폭시 수지, 실리콘 수지 또는 에틸렌프로필렌 고무(EPDM) 재료 일체형으로 제작되는 외함내의 변압기 본체 철심에 탄성체를 삽입함으로써 변압기의 운전시 부하의 변동에 따른 이종재질의 동일한 팽창계수로 몰딩부의 에폭시 수지, 실리콘 수지 또는 에틸렌프로필렌 고무(EPDM) 재질의 균열(Crack)을 방지할 수 있게 되는 효과도 있다.

또한, 에폭시 수지, 실리콘 수지 또는 에틸렌프로필렌 고무(EPDM) 재질 일체형으로 부싱을 포함한 모든 외함이 몰딩 작업으로 마련되므로 별도의 부싱 설치를 위한 작업 공정을 줄여 생산성을 향상시킬 수 있게 되는 효과도 있다.

Claims (8)

1차 권선부 및 2차 권선부를 철심에 조립하여 구성된 변압기 본체;

상기 변압기 본체를 내부에 안치하며, 고압 부싱, 저압 부싱 및 접지단이 마련되는 외주면과 상기 변압기 본체를 감싸는 내부공간이 합성 수지로 일체형으로 몰딩되어 내부 변압기 본체의 외관 형태와 대응되는 외관 형태를 가지게 형성되는 외함; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체절연 주상 변압기.

제 1항에 있어서,

상기 변압기 본체는,

고압 권선과 저압 권선이 서로 절연되어 함께 권회되는 1차 권선부 및 2차 권선부; 및

고리 모양의 강판이 권철심 방식으로 구성되며, 상기 1차 권선부 및 2차 권선부가 대응되게 삽입되어 자로의 형성이 이루어지는 철심; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체절연 주상 변압기.

제 2항에 있어서,

상기 1차 권선부 및 2차 권선부는,

내부가 중공된 형태를 가지며 절연 물질로 이루어지는 내측 권선보빈;

상기 내측 권선보빈에 권회되는 저압 권선;

상기 저압 권선에 감기며 절연 물질로 이루어지는 주절연 권선보빈; 및

상기 주절연 권선보빈에 정렬권선 방식으로 권회되는 고압 권선; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체절연 주상 변압기.

제 3항에 있어서,

상기 저압 권선 및 고압 권선은 코일에 절연지를 감싸 형성되며, 해당 내측 권선보빈과 저압 권선의 사이와 주절연 권선보빈과 고압 권선의 사이에는 합성 수지의 균열 방지를 위해 절연재가 삽입되는 것을 특징으로 하는 고체절연 주상 변압기.

제 3항에 있어서,

상기 1차 권선부 및 2차 권선부의 최외곽인 고압 권선의 외부면에는 합성 수지의 균열 방지를 위해 이중 구조의 절연물이 삽입되는 것을 특징으로 하는 고체절연 주상 변압기.

제 3항에 있어서,

상기 내측 권선보빈 및 주절연 권선보빈은 합성 수지로 주형되는 것을 특징으로 하는 고체절연 주상 변압기.

제 1항에 있어서,

상기 철심의 외측면에는 합성 수지의 균열 방지를 위해 소정 탄성을 가지는 탄성체가 삽입되는 것을 특징으로 하는 고체절연 주상 변압기.

제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 합성 수지는 에폭시 수지, 실리콘 수지 또는 에틸렌프로필렌 고무 재질 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 고체절연 주상 변압기.

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