KR20100084086A - 변압기의 절연유탱크 폭발 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 절연유탱크 폭발 방지장치는, 변압기의 하우징 내부에 장착되는 절연유탱크의 폭발을 방지하기 위한 절연유탱크 폭발 방지장치에 있어서, 절연유탱크 내부의 절연유를 하우징의 상측벽에 형성된 절연유배출공으로 배출시키는 절연유배출관; 상기 절연유배출공을 폐쇄하도록 결합되며, 절연유배출관으로부터 배출되는 절연유의 압력이 설정치 이상인 경우 파열되는 파열막; 상기 하우징의 상측벽 외측면으로부터 상향 연장되어 상기 절연유배출공 주변을 둘러싸는 절연유받이벽; 상기 절연유받이벽으로 둘러싸인 부위를 덮는 덮개;를 포함하여 구성된다.

본 발명에 의한 절연유탱크 폭발 방지장치를 이용하면, 절연유탱크의 내부 압력이 상승되었을 때 절연유탱크 외부로 배출되는 절연유를 절연유받이벽 안쪽에 저장할 수 있으므로, 배출된 절연유를 회수하여 재사용함으로써 절연유 낭비 및 환경오염을 방지할 수 있도록 구성되는 제공하는데 목적이 있다.

변압기, 절연유, 폭발, 배출, 덮개, 필터

Description

변압기의 절연유탱크 폭발 방지장치{Device for preventing the explosion of oil-tank using in transformer}

본 발명은 변압기의 절연유탱크가 과열에 의해 폭발되는 현상을 방지하기 위한 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 절연유탱크 과열 시 배출되는 유증기와 절연유가 외부로 배출되는 것을 방지하도록 구성되는 절연유탱크 폭발 방지장치에 관한 것이다.

최근 냉방부하 및 컴퓨터 등 전기이용 정보처리시설과 편의시설 증가로 전기 사용량이 급격히 증가하고 있으며, 이러한 현상은 과부하상태 지역 및 부하편중현상 심화지역의 확대로 나타나고 있다. 이로 인하여, 계통말단에 위치한 주상 및 지상변압기가 담당하는 부하량은 불규칙하게 증대되고, 지상변압기에는 과부하현상에 의한 열화와 외부환경에 의한 열화등에 의하여 잦은 절연 파괴가 발생한다.

또한 통상적으로 송배전선로에 사용되는 변압기는 용량이나 전압에 따라 그 구조를 달리하나 주요한 부분은 전선과 철심이며, 이것을 탱크 내부에 넣고 절연유를 가득 채우는데, 이 절연유는 전선의 절연물에 습기나 먼지가 들어가서 절연내력 을 저하시키는 것을 방지하고, 철심이나 전선에서 발생하는 열을 기름의 대류나 복사에 의해 방열시키기 위함이다.

이때, 변압기에 구비되는 절연유탱크는 과열 시 내부 압력 상승에 의해 폭발 위험이 있는바, 절연유탱크 과열 시 절연유탱크 내부의 절연유가 외부로 배출될 수 있도록 구성되는 절연유탱크 폭발 방지구조가 제안된 바 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 종래의 절연유탱크 폭발 방지구조에 관하여 상세히 설명한다.

도 1은 종래의 절연유탱크 폭발 방지구조가 구비된 변압기의 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 변압기는 일반적으로, 변압장비(14)와, 변압장비(14)를 감싸는 하우징(12)과, 하우징(12)의 상면 내측에 장착되는 절연유탱크(16)를 포함하여 구성된다.

또한 절연유탱크(16)의 폭발을 방지하기 위하여, 상기 절연유탱크(16) 내부의 절연유를 하우징(12) 외부(도 1에서는 하우징(12)의 상측)로 배출시키기 위한 절연유배출관(12)이 절연유탱크(16)에 구비된다. 이때 상기 절연유배출관(12)은 절연유가 배출되는 측단이 하우징(12)의 상측벽에 형성되는 절연유배출공(13)과 연통되도록 장착되며, 상기 절연유배출공(13)은 절연유배출관(20)을 통해 배출되는 절연유의 압력이 설정치 이상이 되는 경우에 파열되도록 구성되는 파열캡(30)으로 폐쇄되어 있다.

따라서 절연유탱크(16) 내부의 압력이 기준치 이내인 경우에는 상기 절연유배출공(13)이 파열캡(30)으로 폐쇄되어 있으므로, 절연유가 절연유배출관(20)을 통 해 외부로 배출되지 아니하다가, 절연유탱크(16)의 폭발이 우려될만큼 절연유탱크(16)의 내부 압력이 상승하는 경우 절연유배출관(20)을 통해 배출되고자 하는 절연유 압력에 의해 파열캡(30)이 파열되어 절연유배출공(13)이 개방되고, 이에 따라 절연유가 하우징(12) 상측벽을 통해 외부로 배출된다.

이와 같이 절연유가 배출되면 절연유탱크(16)의 내부 압력이 급격하게 저하되는바, 상기 절연유탱크(16)는 폭발되지 아니하게 된다.

그러나 상기와 같이 구성되는 종래의 절연유탱크 폭발 방지구조는, 절연유탱크(16)의 폭발 위험이 있는 경우 절연유가 하우징(12) 외부로 배출되는바, 절연유가 그대로 버려지는 결과를 낳게 되어 절연유의 낭비를 초래할 뿐만 아니라, 배출된 절연유에 의해 환경이 오염된다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 절연유탱크의 내부 압력이 상승되었을 때 절연유탱크 외부로 배출되는 절연유를 저장함으로써, 절연유의 낭비 및 환경 오염을 방지할 수 있도록 구성되는 절연유탱크 폭발 방지장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 절연유탱크 폭발 방지장치는,

변압기의 하우징 내부에 장착되는 절연유탱크의 폭발을 방지하기 위한 절연유탱크 폭발 방지장치에 있어서,

절연유탱크 내부의 절연유를 하우징의 상측벽에 형성된 절연유배출공으로 배출시키는 절연유배출관;

상기 절연유배출공을 폐쇄하도록 결합되며, 절연유배출관으로부터 배출되는 절연유의 압력이 설정치 이상인 경우 파열되는 파열막;

상기 하우징의 상측벽 외측면으로부터 상향 연장되어 상기 절연유배출공 주변을 둘러싸는 절연유받이벽;

상기 절연유받이벽으로 둘러싸인 부위를 덮는 덮개;

를 포함하여 구성된다.

상기 절연유배출공을 통해 배출된 절연유가 상기 절연유배출공으로 다시 유입되지 아니하도록, 상기 절연유배출공의 가장자리를 둘러싸며 상향 연장되는 유입방지턱을 더 포함한다.

상기 덮개는, 가장자리 부위로부터 하향 연장되어 체결나사에 의해 상기 절연유받이벽과 결합되는 측벽을 구비하며,

상기 덮개의 측벽에는 상기 체결나사가 관통되는 부위에 상하로 길이를 갖는 슬롯이 형성되어, 상기 덮개가 상기 절연유받이벽과 결합된 상태를 유지하며 상하 이동이 가능하도록 구성된다.

상기 덮개의 저면은 상기 절연유받이벽의 상단과 이격되며,

상기 덮개의 저면과 상기 절연유받이벽의 상단 사이에 결합되어, 상기 절연유받이벽 외부로의 절연유 배출을 방지하는 필터를 더 포함한다.

본 발명에 의한 절연유탱크 폭발 방지장치를 이용하면, 절연유탱크의 내부 압력이 상승되었을 때 절연유탱크 외부로 배출되는 절연유를 절연유받이벽 안쪽에 저장할 수 있으므로, 배출된 절연유를 회수하여 재사용함으로써 절연유 낭비 및 환경오염을 방지할 수 있도록 구성되는 제공하는데 목적이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 절연유탱크 폭발 방지장치에 관하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 절연유탱크 폭발 방지장치가 적용된 변압기의 분해사시도이고, 도 3은 본 발명에 의한 절연유탱크 폭발 방지장치의 내부 구조를 도시하는 단면도이며, 도 4는 절연유가 배출될 때 본 발명에 의한 절연유탱크 폭발 방지장치의 동작을 도시하는 단면도이다.

본 발명에 의한 절연유탱크 폭발 방지장치는 변압기의 하우징(12) 내부에 장착되는 절연유탱크(16)의 폭발을 방지하기 위한 절연유탱크 폭발 방지장치로서, 절 연유탱크(16) 내부의 절연유를 하우징(12)의 상측벽에 형성된 절연유배출공(13)으로 배출시키는 절연유배출관(100)과, 상기 절연유배출공(13)을 폐쇄하도록 결합되며 절연유배출관(100)으로부터 배출되는 절연유의 압력이 설정치 이상인 경우 파열되는 파열막(110)과, 상기 하우징(12)의 상측벽 외측면으로부터 상향 연장되어 상기 절연유배출공(13) 주변을 둘러싸는 절연유받이벽(200)과, 상기 절연유받이벽(200)으로 둘러싸인 부위를 덮는 덮개(300)를 포함하여 구성된다.

상기 절연유배출관(100)과 파열막(110)은, 도 1에 도시된 종래의 절연유탱크(16) 폭발 방지구조에 적용되었던 절연유배출관(20) 및 파열캡(30)과 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

다만, 종래의 절연유탱크(16) 폭발 방지구조에 적용되는 파열캡(30)은 하우징(12)의 상측벽에 착탈 가능한 캡 구조인데 비해, 본 발명에 의한 절연유탱크 폭발 방지장치에 적용되는 파열막(110)은 단순히 절연유배출공(13)을 막는 플레이트 또흔 시트 형상이라는 점에 미차가 있으나, 상기 파열캡(30)과 파열막(110)은 그 형상에 있어서만 미차가 있을 뿐 절연유의 압력이 설정치 이상이 되는 경우 절연유배출공(13)이 개방되도록 파열된다는 기능 및 효과에 있어서는 실질적으로 동일하다 할 수 있다. 다시 말하면, 본 발명에 포함되는 파열막(110)은 종래기술에서 언급된 파열캡(30)으로 대체될 수도 있다.

이때, 본 발명에 의한 절연유탱크 폭발 방지장치는, 절연유배출관(100) 및 절연유배출공(13)을 통해 하우징(12)의 상측벽 외부로 배출되는 절연유를 저장할 수 있도록 절연유받이벽(200)과 덮개(300)를 구비한다는 점에 가장 큰 특징이 있다.

이와 같이 절연유받이벽(200)과 덮개(300)가 구비되면, 절연유탱크(16)의 내부압력이 기준치 이상으로 상승되어 절연유배출관(100) 및 절연유배출공(13)을 통해 절연유가 하우징(12)의 상측벽 외부로 배출되더라도 절연유받이벽(200)이 형성하는 공간 내에 고여 있게 되므로, 사용자는 절연유받이벽(200)이 형성하는 공간 내에 고인 절연유(I)를 회수 및 처리하여 재사용할 수 있게 된다. 따라서 본 발명에 의한 절연유탱크 폭발 방지장치를 이용하면, 절연유 낭비 및 환경오염을 방지할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 절연유가 배출된 이후 절연유탱크(16)의 내부압력이 강하되면 상기 절연유배출공(13)을 통해 배출되었던 절연유(I)가 상기 절연유배출공(13)을 통해 다시 절연유탱크(16)로 유입될 수 있는데, 절연유배출공(13)을 통해 배출된 절연유는 덮개(300)의 천장면이나 절연유받이벽(200)의 내측면, 하우징(12) 상측벽의 외측면과 접촉되는 과정에서 먼지나 이물질이 혼합되어 오염되므로, 오염된 상태 그대로 절연유탱크(16)로 재유입되면 절연유탱크(16) 및 변전기의 고장이 유발된다는 심각한 문제점이 있다.

따라서 본 발명에 의한 절연유탱크 폭발 방지장치는, 절연유배출공(13)을 통해 배출된 절연유(I)가 상기 절연유배출공(13)으로 다시 유입되지 아니하도록, 상 기 절연유배출공(13)의 가장자리를 둘러싸며 상향 연장되는 유입방지턱(400)을 더 포함한다. 이와 같이 유입방지턱(400)이 추가로 구비되면 한번 배출되었던 절연유(I)가 다시 절연유탱크(16)로 유입되지 아니하므로, 오염된 절연유 사용에 의한 절연유탱크(16) 및 변압기의 고장을 방지할 수 있다는 장점이 있다.

상기 절연유배출공(13)으로 절연유가 배출되는 과정에서는 절연유만 배출되는 것이 아니라 고압의 유증기까지 배출되므로, 절연유받이벽(200)과 덮개(300)가 이루는 공간(이하 '절연유 저장공간'이라 약칭함) 내의 압력이 상승하게 된다. 이때, 상기 덮개(300)가 절연유받이벽(200)에 고정 결합되면 절연유 저장공간 내의 압력 상승이 누적됨에 따라 각 구성요소의 파손 및 손상이 발생될 수 있다.

따라서 상기 덮개(300)는, 가장자리 부위로부터 하향 연장되어 체결나사(320)에 의해 상기 절연유받이벽(200)과 결합되는 측벽을 구비하며, 상기 덮개(300)의 측벽에는 상기 체결나사(320)가 관통되는 부위에 상하로 길이를 갖는 슬롯(310)이 형성되어, 상기 덮개(300)가 상기 절연유받이벽(200)과 결합된 상태를 유지하며 상하 이동이 가능하도록 구성된다.

이와 같이 상기 덮개(300)가 절연유받이벽(200)과 결합된 상태를 유지하며 상하 이동이 가능하도록 구성되면, 절연유 저장공간 내의 압력이 상승하는 경우 도 4에 도시된 바와 같이 덮개(300)가 상측으로 들어 올려져 덮개(300)의 측벽 하단부가 하우징(12)의 상측벽으로부터 이격되므로, 유증기가 외부로 배출됨으로써 절연유 저장공간 내의 압력이 떨어지게 된다.

본 실시예에서는 절연유받이벽(200) 일측에 압축공기 공급수단(18)이 구비되어 있어, 상기 덮개(300)가 절연유받이벽(200) 및 압축공기 공급수단(18)의 측벽에 형성된 체결공(210)을 관통하는 체결나사(320)로 결합되고 있지만, 압축공기 공급수단(18)이 절연유받이벽(200) 일측에 위치하지 아니하는 경우 상기 덮개(300)는 절연유받이벽(200)에만 결합될 수 있다.

이때, 덮개(300)의 측벽 하단부와 하우징(12)의 상측벽 사이의 공간으로 절연유가 배출되지 아니하도록, 상기 덮개(300)의 저면과 상기 절연유받이벽(200)의 상단 사이에 필터(500)가 추가로 구비됨이 바람직하다. 물론, 상기 필터(500)는 절연유는 통과하지 못하고 유증기만 통과할 수 있는 재질로 제작되어야 할 것이다.

또한, 상기 덮개(300)가 최대한 상승되더라도 상기 필터(500)가 파손되지 아니하도록, 상기 필터(500)의 상하 길이는 여유 있게 설정됨이 바람직하다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

도 1은 종래의 절연유탱크 폭발 방지구조가 구비된 변압기의 사시도이다.

도 2는 본 발명에 의한 절연유탱크 폭발 방지장치가 적용된 변압기의 분해사시도이다.

도 3은 본 발명에 의한 절연유탱크 폭발 방지장치의 내부 구조를 도시하는 단면도이다.

도 4는 절연유가 배출될 때 본 발명에 의한 절연유탱크 폭발 방지장치의 동작을 도시하는 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 절연유배출관 110 : 파열막

200 : 절연유받이턱 300 : 덮개

310 : 슬롯 320 : 체결나사

400 : 유입방지턱 500 : 필터

Claims (4)

1. 변압기의 하우징(12) 내부에 장착되는 절연유탱크(16)의 폭발을 방지하기 위한 절연유탱크 폭발 방지장치에 있어서,

   절연유탱크(16) 내부의 절연유를 하우징(12)의 상측벽에 형성된 절연유배출공(13)으로 배출시키는 절연유배출관(100);

   상기 절연유배출공(13)을 폐쇄하도록 결합되며, 절연유배출관(100)으로부터 배출되는 절연유의 압력이 설정치 이상인 경우 파열되는 파열막(110);

   상기 하우징(12)의 상측벽 외측면으로부터 상향 연장되어 상기 절연유배출공(13) 주변을 둘러싸는 절연유받이벽(200);

   상기 절연유받이벽(200)으로 둘러싸인 부위를 덮는 덮개(300);

   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 절연유탱크 폭발 방지장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 절연유배출공(13)을 통해 배출된 절연유가 상기 절연유배출공(13)으로 다시 유입되지 아니하도록, 상기 절연유배출공(13)의 가장자리를 둘러싸며 상향 연장되는 유입방지턱(400)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 절연유탱크 폭발 방지장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 덮개(300)는, 가장자리 부위로부터 하향 연장되어 체결나사(320)에 의해 상기 절연유받이벽(200)과 결합되는 측벽을 구비하며,

   상기 덮개(300)의 측벽에는 상기 체결나사(320)가 관통되는 부위에 상하로 길이를 갖는 슬롯(310)이 형성되어, 상기 덮개(300)가 상기 절연유받이벽(200)과 결합된 상태를 유지하며 상하 이동이 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 절연유탱크 폭발 방지장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 덮개(300)의 저면은 상기 절연유받이벽(200)의 상단과 이격되며,

   상기 덮개(300)의 저면과 상기 절연유받이벽(200)의 상단 사이에 결합되어, 상기 절연유받이벽(200) 외부로의 절연유 배출을 방지하는 필터(500)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 절연유탱크 폭발 방지장치.

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