KR20080036034A

KR20080036034A - 저소음 이중외함변압기

Info

Publication number: KR20080036034A
Application number: KR1020080031923A
Authority: KR
Inventors: 임성황
Original assignee: 임성황
Priority date: 2008-04-06
Filing date: 2008-04-06
Publication date: 2008-04-24

Abstract

본 발명은 이중외함변압기의 변압기 소음을 줄이기 위하여 1차외함(11) 외측표면 또는 2차외함(15) 내측표면 또는 절연유수용공간(16)에 제진페인트(51), 차음재(52), 흡음재(53)가 적층된 판형 소음제거층(21)을 설치하여 변압기의 소음을 제거시키는 저소음 이중외함변압기에 관한 것이다.

변압기에서는 다양한 종류의 소음이 발생한다. 특히 변압기 철심(12)과 권선(13)의 진동에 의한 저주파 소음이 가장 많은데 이 소음은 파장이 길어서 진행거리가 멀어져도 잘 감쇄하지 않아서 생활환경에 매우 악영향을 미치고 있다. 따라서 변전소 주변에 살고 있는 사람들의 민원의 가장 많은 부분을 차지하고 있다.

변압기 외함 외부표면에 방음시설을 할 수도 있으나 변압기 작업여건의 어려움과 미관저해 등의 사유로 방음시설 설치가 유효하지 않다. 최근에는 실용신안등록번호 20-0412228로 [변압기 외함 내부의 방음 구조]가 고안되었다. 그러나 이 고안은 변압기 외함 내측표면에 제진페인트, 차음시트, 흡음재를 순차적으로 적층한 것이다. 이 경우 제진페인트, 차음시트, 흡음재가 절연유와 접하게 되어 절연유와 물리적 화학적 반응을 일으킬 경우 매우 심각한 문제를 유발할 수 있다. 본 발명자는 출원번호 20-2007-0001888로 [절연유 유출방지를 위한 이중외함변압기]를 고안하여 출원한 바가 있다.

본 발명에서는 이중외함변압기의 경우 1차외함(11)과 2차외함(15) 사이에 절연유수용공간(16)을 두고 2차외함(15)이 1차외함(11)을 감싸는 형태이므로 1차외 함(11) 외측표면 또는 2차외함(15) 내측표면 또는 절연유수용공간(16)에 소음제거층(21)을 설치하여 변압기 소음을 획기적으로 감소시켰다.

유입변압기, 이중외함변압기, 제진페인트, 차음재, 흡음재, 진동

Description

저소음 이중외함변압기{The low noises transformer having twofold tank}

변압기 소음 억제기술 분야

변압기에서 발생하는 소음 중에 특히 변압기 철심(12)과 권선(13)의 진동에 의한 저주파 소음이 가장 많은데 이 소음은 파장이 길어서 진행거리가 멀어져도 잘 감쇄하지 않아서 생활환경에 매우 악영향을 미치고 있다. 따라서 변전소 주변에 살고 있는 사람들의 민원의 가장 많은 부분을 차지하고 있다. 변압기 내부에서 발생하는 소음은 대체로 500Hz이하의 저주파소음이다. 특히 60Hz인 전기주파수의 2배인 120Hz와 4배인 480Hz의 저주파가 가장 비중이 많다.

실용신안등록번호 20-0412228로 [변압기 외함 내부의 방음 구조]가 고안되었다. 그러나 이 고안은 변압기 외함 내측표면에 제진페인트, 차음시트, 흡음재를 순차적으로 적층한 것이다. 이 경우 제진페인트, 차음시트, 흡음재가 절연유와 접하게 되어 절연유와 물리적 화학적 반응을 일으킬 경우 매우 심각한 문제를 유발할 수 있다. 본 발명자는 출원번호 20-2007-0001888로 [절연유 유출방지를 위한 이중외함변압기]를 고안하여 출원한 바가 있다.

본 발명에서는 이중외함변압기의 1차외함(11)과 2차외함(15) 사이에 절연유수용공간(16)이 존재함에 착안하여 이 구조를 최대로 활용하여 변압기 소음을 제거시키고자 한다. 특히 1차외함(11) 외측표면, 2차외함(15) 내측표면, 절연유수용공간에 소음을 제거시킬 설비를 설치한다. 즉 일종의 아파트 층간소음제거재를 1차외함(11)과 2차외함(15) 사이에 설치하여 층간(2개의 외함간)의 소음 유통을 차단시키는 개념을 도입한다. 진동과 소음을 동시에 없애기 위하여 소음제거재는 제진페인트(51), 차음재(52), 흡음재(53)를 순차적으로 적층하여 소음제거의 효율을 높이도록 한다.

이중외함변압기가 가지는 두 개의 외함 사이에 소음제거층(21)을 설치하여 소음을 줄임.

유입변압기는 값싸고 절연과 냉각성능이 우수한 변압기이다. 그러나 절연유는 인화점은 높지만 인화성 물질이므로 최근 도심지 변전소에 폭발과 화재의 확산 우려로 사용이 꺼려지고 있다. 이를 보완하기 위하여 이중외함변압기를 고안한 바가 있고, 이 구조를 이용하여 1차외함(11) 외부표면 또는 2차외함(15) 내부표면 또는 절연유수용공간(16)에 판형 소음제거층(21)을 설치함으로써 변압기에서 발생하는 소음을 획기적으로 제거시키는 계기를 마련하였다. 도심지에 건설되는 변전소의 경우 변압기 소음이 주변에 거주하는 사람들의 건설반대 민원 중 대부분임을 감안할 때 본 발명의 파급효과는 매우 크다고 판단된다.

도 1은 이중외함변압기 구조 설명도이다. 이중외함변압기는 유입변압기의 외함이 터질 경우 절연유가 외부로 유출되어 화재가 발생하는 것을 막기 위하여 고안 되었다. 일반유입변압기에는 외함인 1치외함(11)안에 철심(12)과 권선(13)이 수용되고 절연유 냉각을 위하여 방열기(14) 또는 열교환기(미도시, 수냉각, 냉매냉각에 사용중)가 1치외함(11)에 관통되도록 설치된다. 이중외함변압기는 일반유입변압기의 외함인 1차외함(11)을 절연유수용공간(16)을 유지하면서 감싸도록 설치된 2차외함(15)과 2차외함 일측에 설치되는 다수의 해치(17)와 다수의 2차외함방압변(18)으로 구성된다. 1차외함(11)이 파손될 경우 내부에 수용된 절연유가 1차외함(11) 외부로 유출이 되지만 2차외함(15)에 의해 막아져서 절연유수용공간(16)에 머무르게 되어 2차화재로 연결되지 않는 장점이 있다.

기존의 변압기의 경우 기존의 외함을 1차외함(11)으로 하고 1차외함(11)과 2차외함(15) 사이에 절연유수용공간(16)을 갖도록 기존의 변압기 외함의 전체 또는 일부(측면 등)에 추가로 2차외함(15)을 새로 설치하여 이중외함변압기로 개조하여 본 발명을 적용할 수도 있다(미도시). 붓싱 등 기존 구조물의 구조상 완벽하게 이중외함변압기를 만들 수는 없지만 측면만 또는 측면과 상부 일부만이라도 가능한 부위를 이중외함으로 만들 수 있다. 표면으로 열을 발산하는 량은 변압기에서 발생하는 열의 약10%이므로 외함을 이중으로 만들면 냉각성능이 약10% 감소한다. 따라 서 변압기 냉각장치를 보완하거나 변압기 용량을 감하여 사용할 필요가 있다. 변압기를 새로 만드는 비용을 지불하지 않고 기존 변압기를 간이로 개조하여 본 발명을 적용하여 소음의 많은 부분을 제거시킬 수 있다.

도 2는 1차외함 외측표면에 소음제거층이 설치된 이중외함변압기 사례도이다. 이중외함변압기의 1차외함(11) 외부표면에 소음제거층(21)을 설치한 사례를 보여준다. 변압기 내부에서 발생하는 소음은 대체로 500Hz이하의 저주파소음이다. 특히 60Hz인 전기주파수의 2배인 120Hz와 4배인 480Hz의 저주파가 가장 비중이 많다. 도2는 변압기 내부에서 발생한 소음이 1차외함(11) 외부표면에 설치된 판형 소음제거층(21)에 의해 소멸되어 외부로 유출되지 않도록 한 사례이다. 1차외함(11)과 2차외함(15) 사이의 방열기(14) 배관에도 판형 소음제거층(21)을 설치할 수 있다(미도시).

도 3은 2차외함 내측표면에 소음제거층이 추가된 이중외함변압기 사례도이다. 도2의 사례에 2차외함(15) 내부표면에 판형 소음제거층(21)을 추가로 설치한 사례를 보여준다. 이 경우 1차외함(11) 외부표면에 설치된 판형 소음제거층(21)에 의해 소멸되고 잔류한 소음이 2차외함(15) 내부표면에 설치된 판형 소음제거층(21)에 의해 추가로 소멸되어 소음제거 효과가 더욱더 높아졌다고 할 수 있다.

도 4는 절연유수용공간에 소음제거층이 추가된 이중외함변압기 사례도이다. 도3의 사례에 절연유수용공간(16) 일측에 판형 소음제거층(21) 1개층을 추가로 설치한 사례를 보여준다. 경우에 따라서는 공간 간격을 두고 판형 소음제거층(21)을 1개층이 아니라 여러 층을 겹으로 설치할 수 있다(미도시). 절연유수용공간(16)에 설치되는 판형 소음제거층(21)은 외함 표면에 붙이는 형태가 아니라 공간에 설치하는 형태이므로 형상을 유지하도록 보조지지대(미도시)를 필요한 장소에 설치하고 흡음재(53), 차음재(52), 흡음재(53)의 형태로 적층하여 좌우공간의 소음을 효과적으로 소멸시킬 필요가 있다. 절연유수용공간(16)은 1차외함(11)이 파손될 경우 내부에 수용한 절연유가 수용될 공간이므로 판형 소음제거층(21)이 절연유수용공간(16)의 전부가 아닌 일측에 한정하여야 한다. 이 경우 1차외함(11) 외부표면에 설치된 판형 소음제거층(21)에 의해 소멸되고 잔류한 소음이 절연유수용공간(16)에 설치된 판형 소음제거층(21)에 의해 추가로 소멸되고 잔류한 소음이 2차외함(15) 내부표면에 설치된 판형 소음제거층(21)에 의해 또 다시 소멸되어 소음제거 효과가 최대로 높아졌다고 할 수 있다. 소음의 크기에 따라 1차외함(11) 외부표면에 설치된 판형 소음제거층(21), 2차외함(15) 내부표면에 설치된 판형 소음제거층(21), 절연유수용공간(16)의 일측에 설치된 판형 소음제거층(21)을 조절하여 설치할 수도 있고 생략할 수도 있다. 즉 이중외함변압기의 1차외함(11) 외부표면 또는 2차외함(15) 내부표면 또는 절연유수용공간(16) 일측 또는 이들 조합된 부위인 상기 1부위 또는 상기 2부위 조합된 부위 또는 상기 3부위 조합된 부위에 설치할 수 있다.

도 5는 소음제거층 세부구성 사례도이다. 판형 소음제거층(21)은 제진페인트(51)와 차음재(52), 흡음재(53)를 순차적으로 적층하여 만든 사례를 보여준다. 소음의 크기와 설치여건에 따라 제진페인트(51)와 차음재(52), 흡음재(53)의 적층순서를 바꾸거나 일부를 생략하고 판형 소음제거층(21)을 구성할 수도 있다(미도시). 즉 제진페인트(51) 또는 차음재(52) 또는 흡음재(53) 또는 이들의 중복조 합 즉 상기 1재료 또는 상기 2재료 중복조합 또는 3재료 중복조합으로 판형 소음제거층(21)을 만든다. 제진페인트(51)는 전달되는 진동을 제거시키는데 효과가 있고, 차음재(52)는 음파의 진행을 막는 역할을 하며, 흡음재(53)는 발생한 소음을 흡수하여 소음을 소멸시키는 역할을 하므로 제진페인트(51), 차음재(52), 흡음재(53)를 순차적으로 적층하여 판형 소음제거층(21)을 만들면 매우 효과적이다.

도 1은 이중외함변압기 구조 설명도이다.

도 2는 1차외함 외측표면에 소음제거층이 설치된 이중외함변압기 사례도이다.

도 3은 2차외함 내측표면에 소음제거층이 추가된 이중외함변압기 사례도이다.

도 4는 절연유수용공간에 소음제거층이 추가된 이중외함변압기 사례도이다.

도 5는 소음제거층 세부구성 사례도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11 : 1차외함 12 : 철심

13 : 권선 14 : 방열기

15 : 2차외함 16 : 절연유수용공간

17 : 해치 18 : 2차외함방압변

21 : 소음제거층 51 : 제진페인트

52 : 차음재 53 : 흡음재

Claims

제진페인트(51) 또는 차음재(52) 또는 흡음재(53) 또는 이들의 중복조합으로 만들어지는 판형 소음제거층(21)을 이중외함변압기의 1차외함(11) 외부표면 또는 2차외함(15) 내부표면 또는 절연유수용공간(16)의 일측 또는 이들의 조합된 부위에 설치하는 것을 특징으로 하는 저소음 이중외함변압기.
제1항에 있어서, 이중외함변압기가 기존의 변압기 외함 외부에 절연유수용공간(16)을 형성시키며 기존의 변압기 외함의 전체 또는 일부을 감싸는 2차외함(15)을 새로 설치하여 만들어지는 이중외함변압기 인 것을 특징으로 하는 저소음 이중외함변압기.