KR200448188Y1 - 입출력단자가 플러그인형 구조로 된 계기용 변압 변류기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 입출력단자가 플러그인형 구조로 된 계기용 변압 변류기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, GIS에 장착된 소켓에 입출력단자를 삽입하여 통전하므로 별도의 입출력전선을 연결하거나 별개의 함을 설치할 필요가 없어, 간편하고 경제적이며, 두개의 입출력단자는 다접점 접촉자로 되어 있어 GIS등에 장착된 전원 소켓에 간편하게 직접 삽입하므로 입출력 단자의 노출부가 전혀 없어 천용 방지 장치 등의 부대기구 설치가 필요 없고, 입출력 단자를 포함한 고압 충전부가 전기적으로 절연이 되므로 절연 이격 거리를 최소화할 수 있어 설치 공간이 축소될 수 있도록 고안된 것이다.

계기용 변압 변류기, 소켓구조, GIS

Description

입출력단자가 플러그인형 구조로 된 계기용 변압 변류기{Comined Current ＆ Voltage Transformer with The Terminals of Plug-in Type}

본 고안은 입출력단자가 플러그인형 구조로 된 계기용 변압 변류기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, GIS에 장착된 소켓에 입출력단자를 삽입하여 통전하므로 입출력전선을 연결하거나 별개의 함을 설치할 필요가 없어, 간편하고 경제적이며, 두개의 입출력단자는 다접점 접촉자로 되어 있어 GIS등에 장착된 전원 소켓에 간편하게 직접 삽입하므로 입출력 단자의 노출부가 전혀 없어 천용 방지 장치 등의 부대기구 설치가 필요 없고, 입출력 단자를 포함한 고압 충전부가 전기적으로 절연이 되므로 절연 이격 거리를 최소화할 수 있어 설치 공간이 축소될 수 있도록 고안된 것이다.

일반적으로, 수배전반은 집단거주지역(APT), 빌딩, 학교, 공장, 항만, 공항, 상, 하수 처리장, 변전소, 중공업 플랜트, 지하철, 화학단지, 제절소 등의 광범위한 전력 수용가에서 특고압의 전력을 해당 설비에 공급하는 수배전 계통에 설치되 어 전력 측정, 제어 및 보호를 위하여 사용된다.

이런 종래의 수배전반은 에폭시 몰드형 계기용변류기(CT : Current Transformer), 계기용변압기(PT : Potential Transformer), 계기용 변압변류기(MOF), 부싱(bushing)소자, 부하개폐기(LBS : Load Braker Switch), 진공차단기(VCB : Vacuum Circuit Braker) 등과 같은 내부 설치 기기를 갖는다.

계기용 변압변류기는 변류기부와 변압기부가 일체로 성형된 구조로 수배전반내에 설치되는데, 동부스바 또는 케이블로 입출력 전원을 연결하여 사용하는 실정이다..

따라서, 이러한 동부스바 또는 케이블에 의해 연결하는 경우, 일정한 절연 이격거리를 갖어야 하므로, 설치공간이 넓어야 하고, 배선작업 공수가 많아지며, 고압 충전부가 노출되어 안전성이 결여되는 문제점이 있었다.

본 고안의 목적은, 계기용 변압 변류기의 입출력 단자를 "ㅕ"자 플러그인형으로 형성하여, GIS(Gas Insulated Switchgear)에 장착된 소켓에 삽입하여 통전시키는 간편하고 경제적인 플러그인형 계기용 변압 변류기를 제공하는 데 있다.

입출력단자가 원통 부싱(Bushing)형상 구조로 성형되고, 그 입출력단자 외측에 실리콘으로 성형 된 절연캡(12)이 형성되며, GIS(20)에 장착된 소켓에 직접 연결하여 전력을 수급하는 계기용 변압 변류기에 있어서,

상기 계기용 변압 변류기는 전면상부 일측에 다접촉 접점(Multi Contactor)(14)이 부착된 입출력단자(11,11')가 짝을 이루며 고정판(13)을 관통해 고정되고, 계기용 변압 변류기 내부로 변류기 1차권선(32)이 연결되며, 그 변류기 1차권선(32)이 변류기 2차 권선에 형성된 철심(31)에 관통되고, 그 변류기(3) 하단부에 위치한 변압기(4) 내부로 상기 변류기 1차권선(32)의 일측이 변압기 1차권선(42)과 연결되고, 변압기 2차권선(41)에 변압기 1차 권선(42)이 관통되고, 그 변압기 1차권선(42)의 일측이 외측의 접지용 중성단자(7)와 연결되고, 그 접지용 중성단자(7)의 하측에 형성된 다수개의 변압기 2차 단자(51) 및 변류기 2차단자(52)와 연결되며, 그 변압기 2차 단자(51) 및 변류기 2차단자(52)의 하단부에 다수개의 홈이 형성된 판 형상의 고정판(6)이 형성되어, GIS(20)에 장착된 전원소켓(21)에 상기 입출력단자(11,11')를 삽입하여 통전 됨으로써 달성된다.

또한, 입출력단자(11,11')는 본체(1)의 전면상부에 "ㅕ"자형으로 형성되며, 그 입출력단자 외측에 실리콘으로 성형 된 절연캡(12)을 씌우고 외부인터페이스(INTERFACE) 면을 제외한 나머지 부분에는 전계(Electric field) 완화를 위해 반도전성 페인트를 도포하였으며, 조립시 절연캡의 인터페이스(INTERFACE) 면과 소켓 면이 확실히 밀착되도록 하기 위하여 절연캡 중간 부분에 플라스틱 계열의 링을 삽입하여 실리콘의 강도를 완충하여, GIS(20)의 소켓(21)에 정확하게 삽입되어 통전 됨으로써 달성된다.

또한, 변류기(3)는 그 하단부에 변압기(4)가 일체로 결합구성되는 것으로, 변류기(3) 성형시 상기 변압기(4)의 고전압측 1차권선(42)과 에폭시수지를 금형에 넣고 20 ~ 150℃로 예열한 후, 20 ~ 100℃의 온도의 주형조로 10 ~ 20mbar의 진공상태에서 주입하여 0.1 ~ 8.0㎏/㎠을 가한 후 대기압으로 환원하여 경화로에서 50 ~ 150℃로 경화시켜 이루어짐으로써 달성된다.

상기와 같은 본 고안의 구성에 의하면, 변류기의 "ㅕ"자형의 다접점 접촉자로 되어 있는 입출력단자를 GIS에 장착된 소켓에 간단하게 삽입하여 통전 시키므로 종래 기기의 설치방법에 비해, 절연유지를 위한 공간확보가 거의 필요 없고, 설치 가 간편하므로 GIS를 소형화할 수 있어 경제적이며, 전기적으로는 충전부 노출이 없어 감전우려 및 코로나(CORONA) 발생이 되지 않아 안정성과 내구성이 탁월한 효과가 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 플러그인형 계기용 변압 변류기는,

입출력단자가 원통 부싱(Bushing)형상 구조로 성형되고, 그 입출력단자 외측에 실리콘으로 성형 된 절연캡이 형성되며, GIS에 장착된 소켓에 직접 연결하여 전력을 수급하는 계기용 변압 변류기에 있어서,

상기 계기용 변압 변류기는 전면상부 일측에 다접촉 접점(Multi Contactor)이 부착된 입출력단자가 짝을 이루며 고정판을 관통해 고정되고, 계기용 변압 변류기 내부로 변류기 1차권선이 연결되며, 그 변류기 1차권선이 변류기 2차 권선에 형성된 철심에 관통되고, 그 변류기 하단부에 위치한 변압기 내부로 상기 변류기 1차권선의 일측이 변압기 1차권선과 연결되고, 변압기 2차권선에 변압기 1차 권선이 관통되고, 그 변압기 1차권선의 일측이 외측의 접지용 중성단자와 연결되고, 그 접지용 중성단자의 하측에 형성된 다수개의 변압기 2차 단자 및 변류기 2차단자와 연결되며, 그 변압기 2차 단자 및 변류기 2차단자의 하단부에 다수개의 홈이 형성된 판 형상의 고정판이 형성되어, GIS에 장착된 전원소켓에 상기 입출력단자(11,11')를 삽입하여 통전 됨으로써 달성된다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안에 따른 플러그인형 계기용 변압 변류기를 사시도로 나타낸 것으로, 변류기의 전면상부에 "ㅕ"자형의 입출력 단자가 구비된 것을 보이고 있다.

도 2는 본 고안에 따른 플러그인형 계기용 변압 변류기의 내부 구성을 단면도로 나타낸 것으로, 변류기, 변압기의 1차 권선, 철심과 2차권선 및 입출력 단자로 이루어진 것을 보이고 있다.

도 3은 본 고안에 따른 플러그인형 계기용 변압 변류기의 사용상태를 일실시 예도를 나타낸 것으로, GIS의 소켓에 삽입된 것을 보이고 있다.

도 4는 본 고안에 따른 플러그인형 계기용 변압 변류기의 사용상태를 일실시 예도를 나타낸 것으로, GIS의 소켓에서 분리된 것을 보이고 있다.

즉, 도 2에서 보인 것과 같이, 변류기와 GIS의 연결구조를 간편하게 하기 위한 것으로, 본체(1)는 입출력단자(11,11'), 변류기(3), 변압기(4)로 구성된다.

고정판(6)이 하단에 고정되고, 두 개의 입출력단자(11,11')가 전면상부의 고정판(13) 중앙을 관통해 고정되며, 상기 입출력단자(11,11')의 외측에 원통형의 실리콘 절연캡(12)을 끼우고, 접촉부위는 다접촉 접점(Multi contactor)(14)을 장착 시켜 GIS(20)에 장착된 전원 소켓(21)에 입출력단자(11,11')를 삽입하여 통전 하며, 입출력단자(11,11')의 후단 몸체 내부로 변류기 1차권선(32)이 연결되고, 변류기 2차 권선에 형성된 철심(31)에 변류기 1차권선(32)이 관통되고, 그 변류기(3) 하단부에 위치한 변압기(4)가 에폭시수지로 변류기(3)와 일체로 성형 되어, 내부에서는 상기 변류기 1차권선(32)의 일측이 변압기 1차권선(42)과 연결되고, 변압기 2차권선(41)에 변압기 1차권선(42)이 관통되고, 그 변압기 1차권선(42)의 일측이 외측의 접지용 중성단자(7)와 연결되고, 그 접지용 중성단자(7)의 하측에 형성된 다수개의 변압기2차단자(51) 및 변류기2차단자(52)와 연결되며, 그 변압기2차단자(51) 및 변류기2차단자(52)의 하단부에 다수개의 홈이 형성된 판 형상의 고정판(6)이 형성되어 있다.

여기서, 본체(1)의 전면상부에 "ㅕ"자형으로 형성되어 있는 입출력단자(11,11')는 GIS(20)의 소켓(21)에 비틀림 없이 정확하고 간결하게 삽입되며, 삽입 후 고정판(13)에 의해 쉬우며 쉽게 탈거되지 않게 된다.

또한, 상기 변류기(3)는 그 하단부에 변압기(4)가 일체로 결합구성되는 것으로, 변류기(3) 성형시 상기 변압기(4)의 고전압측 변압기 1차권선(42)과 에폭시수지를 금형에 넣고 20 ~ 150℃로 예열한 후, 20 ~ 100℃의 온도의 주형조로 10 ~ 20mbar의 진공상태에서 주입하여 0.1 ~ 8.0㎏/㎠을 가한 후 대기압으로 환원하여 경화로에서 50 ~ 150℃로 경화시킴으로써 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 예열온도는 에폭시 수지의 점도에 영향을 미치는 것으로, 20℃ 미만인 경우에는 함침이 어렵고, 150℃를 초과하는 경우에는 에폭시 수지가 경화되는 문제가 발생하므로, 그 예열온도는 20 ~ 150℃로 유지하는 것이 바람직하다.

상기 에폭시 수지의 주형조로의 주입압력을 10mbar 미만인 경우에는 주형조로 수지가 원활한 주입이 이루어지지 않고, 20mbar를 초과하게 되는 경우에는 성형 후 제품의 내구성이 떨어지는 문제가 발생하므로, 상기 에폭시 수지의 주입압력은 10 ~ 20mbar의 진공상태인 것이 바람직하다.

상기 주형조에서의 가압조건은 0.1㎏/㎠ 미만인 경우에는 성형성이 떨어지고, 8.0㎏/㎠에는 너무 높은 압력으로 인해 역시 성형성이 떨어지므로, 상기 주형조에서의 가압조건은 0.1 ~ 8.0㎏/㎠로 유지하는 것이 바람직하다.

상기 경화온도는 50℃ 미만인 경우에는 경화에 따른 시간이 장시간 소요되고, 150℃를 초과하게 되는 경우에는 제품의 내구성이 떨어지는 문제가 발생하므로, 상기 경화온도는 50 ~ 150℃로 유지하는 것이 바람직하다.

일반적으로 GIS(20)(옥내용 SF6 가스 절연 개폐장치)에는 계기용 변압 변류기함(SF6 가스 절연함)을 별도로 설치하여 사용하고 있는데, 본 고안의 플러그인형 계기용 변압 변류기는 GIS(20) 본체(1)의 소켓(21)에 삽입하여 고정판(13)으로 취부 하여 사용하도록 되어 있어 별도로 함을 설치할 필요가 없으므로 매우 경제적이다.

그리고, GIS(20)가스의 주 절연체인 SF6(Sulfur haxafluoride) 가스는 환경문제로 규제 대상인 점을 감안해 볼 때 본 고안 입출력단자가 다접점 접촉자로 된 플러그인형 계기용 변압기는 환경 친화적 기기이며, 또한 충전부의 노츨이 없어 외부 접촉시에 감전의 위험이 전혀 없는 안전성이 높은 기기이다.

또한, 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 고안은, GIS(20)에 장착된 소켓(21)에 입출력단자(11,11')를 삽입하여 통전하므로 별도로 입력 케이블을 연결하거나 부스바를 사용할 필요가 없어, 설치공간이 감소 되어 간편하고 경제적인 기기인 것이다.

아울러, 원통 부싱(Bushing)형상 구조로 성형 된 입출력단(11,11')자 외측에 실리콘 절연캡(12)을 씌워 소켓(21) 접촉면에 공기층이 형성되지 않도록 밀착시키므로 절연 내력을 갖도록 하였다.

또한 소켓(21)이 취부된 GIS(20) 외함 금속판(미도시) 부분에 삽입되는 실리콘 절연캡(12) 일부분(12a)은 전계집중 현상이 발생하므로, 반도전성 처리를 하여 전계를 완화시켰다.

이와 같은 반도전성 처리는 집중되는 전기적 스트레스를 분산, 완화 시키므로서 코로나 발생을 억제시켜 이로 인해 파급되는 전기적 사고를 예방할 수 있어 매우 안정적이고, 내구성이 탁월한 전기적 성능을 갖도록 하였다.

또한 조립시 실리콘 절연캡(12)의 인터페이스(INTERFACE) 면과 소켓(21) 면이 확실히 밀착 되도록 하기 위하여 실리콘 절연캡(12) 중간 부분에 플라스틱 링(15)을 삽입하여 실리콘의 강도를 완충하였다.

도 1은 본 고안의 입출력단자가 플러그인형 구조로 된 계기형 변압 변류기를 나타낸 사시도.

도 2는 본 고안의 내부 구성을 나타낸 단면도.

도 3는 본 고안의 도전성페인트가 도포된 실리콘 절연캡의 일실시 예를 나타낸 단면도.

도 4는 본 고안의 도전성페인트가 도포된 실리콘 절연캡의 일실시 예를 나타낸 사시도.

도 5은 본 고안의 입출력단자가 플러그인형 구조로 된 계기형 변압 변류기가 GIS(20)에 삽입된 것을 나타낸 일실시 예도.

도 6는 고안의 입출력단자가 플러그인형 구조로 된 계기형 변압 변류기가 GIS(20)에서 분리된 것을 나타낸 일실시 예도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 - 본체 3 - 변류기

4 - 변압기 7 - 중성단자

14 - 다접촉 점점 31 - 변류기 2차권선에 형성된 철심

32 - 변류기 1차권선 41 - 변압기 2차권선

42 - 변압기 1차권선 51 - 변압기 2차단자

52 - 변류기 2차단가

Claims (3)

1. 본체;

   상기 본체의 전면에 제공되는 고정판;

   상기 본체의 바닥을 형성하는 고정판;

   상기 본체의 후측에 형성되는 접지용 중성단자;

   상기 본체 내부에 수용되는 변압기;

   상기 본체 내부에 수용되며, 상기 변압기의 상측에 놓이는 변류기;

   상기 고정판을 관통하여 상기 본체의 전방으로 돌출되어 GIS에 장착된 소켓에 삽입되고, 외주면에 형성되는 다접촉 접점이 장착되는 한 쌍의 입출력 단자;

   상기 입출력 단자의 외측에 씌워지는 실리콘 소재의 절연캡;

   상기 접지용 중성단자의 하측에 형성된 다수개의 변압기 2차 단자 및 변류기 2차 단자를 포함하고,

   상기 변류기의 1차 권선이 2차 권선에 형성된 철심을 관통하고,

   상기 변류기의 1차 권선의 일측이 상기 변압기의 1차 권선과 연결되며,

   상기 변압기의 1차 권선은 상기 변압기의 2차 권선을 관통하고,

   상기 변압기의 1차 권선의 일측은 상기 접지용 중성단자와, 상기 변압기 2차 단자 및 변류기 2차 단자와 연결되고,

   외부 인터페이스 면을 제외한 나머지 부분에 해당하는 상기 절연캡의 외주면에는 전계 완화를 위한 반도전성 페인트가 도포되며,

   상기 반도전성 페인트가 도포된 상기 절연캡의 외주면에는 플라스틱 링이 삽입되어, 상기 절연캡을 형성하는 실리콘의 강도를 보강하는 것을 특징으로 하는 플러그인형 계기용 변압 변류기.
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