KR20100136300A - Pancake type bobin and fault current limiter using the same - Google Patents

Pancake type bobin and fault current limiter using the same Download PDF

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Abstract

PURPOSE: A pancake shaped bobbin and a current limiter using the same are provided to minimize the size of the current limiter and increase the capacitance of the current limiter by parallelly connecting a plurality of superconductive wires with one bobbin. CONSTITUTION: A body part(110) includes an upper surface, a lower surface, and a lateral surface. A wire insertion groove is installed in the body part and guides superconductive wires from one side of the lateral body part to another side of the lateral body part. A supporting part(120) covers the lower surface of the body part. Metal blocks are formed along the lateral surface of the body part. The metal blocks connect both ends of the superconductive wires.

Description

팬케익형 보빈 및 이를 이용한 한류기 {PANCAKE TYPE BOBIN AND FAULT CURRENT LIMITER USING THE SAME} Pancake Type Bobbin and Current Limiter Using It {PANCAKE TYPE BOBIN AND FAULT CURRENT LIMITER USING THE SAME}

본 발명은 팬케익형 보빈 및 이를 이용한 한류기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하나의 보빈에 복수개의 초전도 선재를 적층시켜 고용량의 한류기를 얻을 수 있는 팬케익형 보빈의 구조 및 이를 이용한 한류기에 관한 것이다.The present invention relates to a pancake type bobbin and a current limiter using the same. More particularly, the present invention relates to a structure of a pancake type bobbin and a current limiter using the same, in which a plurality of superconducting wires are stacked on one bobbin to obtain a high capacity current limiter.

일반적으로, 전력계통에서의 한류기(Fault Current Limiters)의 역할은 계통사고로 인한 고장전류 발생시 부스바, 애자, 차단기 등에 가해지는 기계적, 열적 및 전기적 스트레스를 제한하는 것이다. 계통고장 전류의 지속적인 상승과 이에 부응하는 전력기기 개발의 난이함으로 인해 고장전류 제어가 가능한 한류 소자에 대한 요구가 급증하고 있다. 하지만 실체적으로 계통에 적용 가능한 한류기술의 개발은 기술적 어려움과 상업화의 난점으로 인해 지연되어 왔다. In general, the role of fault current limiters in the power system is to limit the mechanical, thermal and electrical stresses applied to busbars, insulators, breakers, etc. in the event of a fault current due to a system accident. Due to the continuous rise of system fault current and the difficulty of developing power equipment, the demand for current-limiting devices capable of controlling fault current is rapidly increasing. In reality, however, the development of Hallyu technology applicable to the system has been delayed due to technical difficulties and difficulties in commercialization.

그러나, 고온 초전도체가 발견되면서, 이 새로운 소자의 비선형적인 전압-전류 특성을 적용한 한류기의 개발 가능성이 대두되었으며, 액체질소를 냉매로 사용하는 고온 초전도 한류기 개발이 본격적으로 시작되었다.However, with the discovery of high temperature superconductors, the possibility of developing a current limiter using the nonlinear voltage-current characteristics of the new device has emerged, and the development of a high temperature superconducting current limiter using liquid nitrogen as a refrigerant has begun.

초전도 물질은 높은 비선형적인 저항 특성을 가지므로 한류 소자로서의 응용 가능성을 갖고 있다. 고온 초전도 한류기는 초전도 상태에서 상전도 상태로의 퀀치 특성을 이용하여 높은 저항을 발생시켜 계통상에서 사고를 감지하면 빠른 시간내에 퓨즈 역할을 수행하여 사고전류를 제한하는 역할을 할 수 있다. 또한, 상기 한류기는 고장전류 저감 후 다시 초전도 상태로 전이하는 특성을 가지고 있다. Superconducting materials have high nonlinear resistance characteristics and therefore have potential applications as current-limiting devices. The high temperature superconducting fault current limiter generates a high resistance by using the quench characteristic from the superconducting state to the phase conducting state, and when it detects an accident on the system, it can act as a fuse in a short time to limit the fault current. In addition, the fault current limiter has a characteristic of transitioning to a superconducting state after reducing the fault current.

이러한 초전도 한류기를 실제 전력 계통에 적용하기 위해서는 배전 또는 송전 계통에 맞는 용량을 가져야 한다. 특히 대전류 통전을 위해서는 초전도 선재를 병렬로 연결하여 사용하여야 하는데, 현재 사용되고 있는 초전도 한류기를 병렬로 연결하여 사용할 경우 너무 대형화되는 문제점이 있다. In order to apply such a superconducting fault current limiter to an actual power system, it must have a capacity suitable for a power distribution or transmission system. In particular, in order to conduct a large current, superconducting wires should be connected in parallel, but there is a problem in that the superconducting current limiter used in parallel is too large in size.

상기한 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 하나의 팬케익형 보빈에 복수개의 초전도 선재를 병렬로 연결하여 한류기의 대용량화 및 소형화를 이룰 수 있는 보빈의 구조 및 이를 이용한 한류기를 제공하는 것을 목적으로 한다. In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a structure of a bobbin and a current limiter using the same by connecting a plurality of superconducting wires in parallel to a single pancake type bobbin in order to achieve the capacity and miniaturization of the current limiter. .

본 발명의 일측면은, 상면, 하면 및 상기 상면과 하면을 연결하는 측면을 구비하며, 초전도 선재를 상기 측면의 일방향으로부터 내측을 통과하여 타방향으로 안내하는 선재 삽입홈을 구비하는 몸체부와, 상기 몸체부의 하면을 덮는 받침부, 및 상기 받침부에서 상기 몸체부의 측면을 따라 형성되며, 동일한 길이의 초전도 선재 각각의 양단을 연결하기 위한 2n 쌍(n은 정수)의 금속블록을 포함하는 팬케익형 보빈을 제공할 수 있다. One side of the present invention includes a body portion having an upper surface, a lower surface and a side surface connecting the upper surface and the lower surface, and having a wire insertion groove for guiding the superconducting wire in one direction through the inner side from the one direction of the side surface; A pancake type including a support portion covering a lower surface of the body portion, and a 2n pair (n is an integer) formed along the side surface of the body portion at the support portion and connecting two ends of each of the same length of superconducting wire. Bobbins can be provided.

상기 몸체부는, 원통형일 수 있다. The body portion may be cylindrical.

상기 2n 쌍의 금속블록은, 등간격으로 형성될 수 있다. The 2n pair of metal blocks may be formed at equal intervals.

상기 2n 쌍의 금속블록은, + 전극에 연결되는 n 개의 양전극 그룹과 - 전극에 연결되는 n 개의 음전극 그룹이 선대칭으로 배치될 수 있다. In the 2n pair of metal blocks, n positive electrode groups connected to the + electrode and n negative electrode groups connected to the − electrode may be arranged in line symmetry.

상기 금속블록은, 구리 블록일 수 있으며, 상기 구리블록에는 상기 받침부에 고정되기 위한 연결 홈 및 인두기의 팁이 결합되는 가열 홈이 형성될 수 있다. The metal block may be a copper block, and the copper block may be formed with a connection groove for fixing to the supporting part and a heating groove to which a tip of a soldering iron is coupled.

본 발명의 다른 측면은, 상면, 하면 및 상기 상면과 하면을 연결하는 측면을 구비하며, 초전도 선재를 상기 측면의 일방향으로부터 내측을 통과하여 타방향으로 안내하는 선재 삽입홈을 구비하는 몸체부와, 상기 몸체부의 하면을 덮는 받침부와, 상기 받침부에서 상기 몸체부의 측면을 따라 형성되며, 동일한 길이의 초전도 선재 각각의 양단을 연결하기 위한 2n 쌍(n은 정수)의 금속블록, 및 상기 2n 쌍의 금속블록에서 서로 쌍을 이루는 금속블록 각각에 양단이 연결되는 동일한 길이의 2n 개의 초전도 선재를 포함하는 한류기를 제공할 수 있다. Another aspect of the present invention includes a body portion having a top surface, a bottom surface, and a side surface connecting the top surface and the bottom surface, and having a wire insertion groove for guiding the superconducting wire in one direction through the inside from one direction of the side surface; 2n pair (n is an integer) metal block for connecting both ends of each of the support portion covering the lower surface of the body portion, the support portion is formed along the side of the body portion of the same length of superconducting wire, and the 2n pair In the metal blocks of the pair of metal blocks paired with each other may be provided with a current limiter comprising 2n superconducting wire of the same length that both ends are connected.

상기 2n 개의 초전도 선재 각각은, 기판상에 초전도 물질이 적층되며, 서로 접촉하여 권선된 동일 초전도 선재에서 기판보다 초전도 물질이 더 인접하게 권선될 수 있다. Each of the 2n superconducting wires may have a superconducting material stacked on the substrate, and the superconducting material may be wound more closely than the substrate in the same superconducting wire wound in contact with each other.

본 발명에 따르면, 하나의 팬케익형 보빈에 복수개의 초전도 선재를 병렬로 연결하여 한류기의 대용량화 및 소형화를 이룰 수 있다. According to the present invention, a plurality of superconducting wires can be connected in parallel to one pancake type bobbin to achieve a large capacity and a small size of the current limiter.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하겠다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

도 1은, 본 발명의 일실시형태에 따른 팬케익형 보빈의 평면도 및 정면도이다. 1 is a plan view and a front view of a pancake type bobbin according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시형태에 따른 팬케익형 보빈(100)은, 몸체부(110), 받침부(120) 및 2n 쌍의 금속블록(131a, 131b, 132a, 132b, 133a, 133b, 134a, 134b)을 포함할 수 있다. Referring to Figure 1, the pancake-type bobbin 100 according to the present embodiment, the body portion 110, the support portion 120 and the 2n pair of metal blocks 131a, 131b, 132a, 132b, 133a, 133b, 134a 134b).

상기 몸체부(110)는, 상면, 하면 및 상기 상면과 하면을 연결하는 측면으로 이루어질 수 있다. 본 실시형태에서, 상기 몸체부(110)는 원통형태일 수 있다. 상기 몸체부(110)는 권선되는 초전도 선재의 폭 이상의 높이를 가질 수 있다. 상기 몸체부(110)에는 초전도 선재를 상기 측면의 일방향으로부터 내측을 통과하여 타방향으로 안내하는 선재 삽입홈(111)이 형성될 수 있다. 상기 선재 삽입홈(111)은 상기 권선되는 초전도 선재의 권장 곡률반경 이상의 반경을 가질 수 있다. 초전도 선재는 세라믹 물질 등으로 형성되어 일정한 곡률반경 이하로 권선되면 초전도체의 성질이 급감하거나 소멸되므로 상기 선재 삽입홈(111)은 권선되는 초전도 선재의 권장 곡률 반경 이상의 반경을 가지도록 형성될 수 있다. 본 실시형태에서는 선재 삽입홈을 태극물결 모양으로 형성하여, 상기 선재 삽입홈(111)에 초전도 선재가 삽입되어 권선되는 경우에 상기 초전도 선재의 성질을 유지하도록 할 수 있다.The body portion 110 may be formed of an upper surface, a lower surface, and a side surface connecting the upper surface and the lower surface. In the present embodiment, the body portion 110 may be cylindrical. The body portion 110 may have a height greater than or equal to the width of the superconducting wire to be wound. The body portion 110 may be formed with a wire insertion groove 111 for guiding the superconducting wire rod from one side of the side surface to the other direction. The wire insertion groove 111 may have a radius of more than a recommended radius of curvature of the winding superconducting wire. Since the superconducting wire is formed of a ceramic material and wound below a predetermined radius of curvature, the superconductor properties rapidly decrease or disappear, so the wire insertion groove 111 may be formed to have a radius greater than a recommended radius of curvature of the superconducting wire to be wound. In the present embodiment, the wire insertion groove is formed in the shape of a taegeuk wave, so that the property of the superconducting wire can be maintained when the superconducting wire is inserted into the wire insertion groove 111 and wound.

상기 받침부(120)는, 상기 몸체부(110)의 하면을 덮을 수 있다. 즉, 상기 받침부(120)는 상기 몸체부(110)의 하면 면적보다 큰 면적을 가지며 상기 몸체부에 권선되는 초전도 선재를 연결시키기 위한 금속블록(131a, 131b, 132a, 132b, 133a, 133b, 134a, 134b)이 상기 받침부(120)에 형성될 수 있다. The support part 120 may cover the bottom surface of the body part 110. That is, the support part 120 has an area larger than that of the lower surface of the body part 110 and the metal blocks 131a, 131b, 132a, 132b, 133a, 133b, for connecting the superconducting wire wound around the body part. 134a and 134b may be formed in the support part 120.

상기 2n 쌍의 금속블록(131a, 131b, 132a, 132b, 133a, 133b, 134a, 134b)은, 상기 받침부에서 상기 몸체부의 측면을 따라 형성될 수 있다. 상기 2n 쌍의 금속블록에서 서로 쌍을 이루는 금속블록(131a 와 131b, 132a 와 132b, 133a 와 133b, 134a 와 134b)에는 동일한 길이를 갖는 초전도 선재의 양단이 각각 연결될 수 있다. 또한, 상기 금속블록 중 일부(131a, 132a, 133a, 134a)에는 + 전극이 연결되고 나머지 일부(131b, 132b, 133b, 134b)에는 - 전극이 연결되어 상기 금속블록에 연결된 초전도 선재가 병렬 연결된 형태로 구현될 수 있다. The 2n pair of metal blocks 131a, 131b, 132a, 132b, 133a, 133b, 134a, and 134b may be formed along the side of the body part at the support part. Both ends of the superconducting wire having the same length may be connected to the metal blocks 131a and 131b, 132a and 132b, 133a and 133b, 134a and 134b which are paired with each other in the 2n pair metal blocks. In addition, + electrodes are connected to some of the metal blocks 131a, 132a, 133a, and 134a, and superconducting wires connected to the metal blocks are connected in parallel to the other parts 131b, 132b, 133b, and 134b. It can be implemented as.

본 실시형태에서 상기 2n 쌍의 금속블록에 연결되는 초전도 선재가 서로 동일한 길이를 갖는 경우에 상기 복수개의 초전도 선재가 병렬연결된 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 상기 2n 쌍의 금속블록의 배열은 상기 금속블록에 연결되는 복수개의 초전도 선재가 동일한 길이를 갖도록 배치될 수 있다. 본 실시형태에서는 4쌍의 금속블록이 상기 몸체부의 측면을 따라 등간격으로 형성될 수 있다. In the present embodiment, when the superconducting wires connected to the 2n pair of metal blocks have the same length, the plurality of superconducting wires may be connected in parallel. Thus, the 2n pair of metal blocks may be arranged such that a plurality of superconducting wires connected to the metal blocks have the same length. In the present embodiment, four pairs of metal blocks may be formed at equal intervals along the side surface of the body portion.

본 실시형태에서 상기 2n 쌍의 금속블록 중 일부(131a, 132a, 133a, 134a)와 나머지 일부(131b, 132b, 133b, 134b)는 선대칭으로 배열될 수 있다. 본 실시형태에 따른 팬케익형 보빈에 복수개의 초전도 선재를 권선하여 복수개의 초전도 선재 가 병렬 연결된 초전도 한류기를 형성하는 경우에, 상기 복수개의 초전도 선재의 길이는 동일하며, 상기 초전도 선재는 동일한 방향으로 권선될 수 있다. 이러한 조건을 만족하기 위해서 상기 초전도 선재가 연결되는 금속블록의 배열시, + 전극이 연결되는 양전극 그룹과 - 전극이 연결되는 음전극 그룹이 서로 선대칭되도록 배열할 수 있다. 본 실시형태에서는 일부 금속블록(131a, 132a, 133a, 134a)과 나머지 일부 금속블록(131b, 132b, 133b, 134b)이 가상의 선(101)을 중심으로 선대칭되도록 배열될 수 있다. In this embodiment, some of the 2n pair of metal blocks 131a, 132a, 133a, and 134a and the remaining parts 131b, 132b, 133b, and 134b may be arranged in line symmetry. When a plurality of superconducting wires are wound around the pancake type bobbin according to the present embodiment to form a superconducting current limiter in which a plurality of superconducting wires are connected in parallel, the lengths of the plurality of superconducting wires are the same, and the superconducting wires are wound in the same direction. Can be. In order to satisfy this condition, when the metal blocks to which the superconducting wires are connected are arranged, the positive electrode group to which the + electrode is connected and the negative electrode group to which the electrode is connected may be arranged to be line-symmetric with each other. In the present embodiment, some metal blocks 131a, 132a, 133a, and 134a and some metal blocks 131b, 132b, 133b, and 134b may be arranged to be line-symmetrical about the virtual line 101.

이처럼, 본 실시형태에 따른 팬케익형 보빈을 사용하는 경우에는 복수개의 초전도 선재를 하나의 보빈에서 병렬 연결할 수 있다. 따라서, 초전도 한류기를 형성하는 경우 고용량의 한류기를 얻으면서도 한류기의 물리적인 크기를 줄일 수 있다. As described above, when the pancake type bobbin according to the present embodiment is used, a plurality of superconducting wires can be connected in parallel in one bobbin. Therefore, when the superconducting fault current limiter is formed, the physical size of the fault current limiter can be reduced while obtaining a high capacity current limiter.

도 2의 (a) 및 (b)는, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 팬케익형 보빈에 사용되는 금속블록의 일형태를 나타내는 도면이다. 2 (a) and 2 (b) are diagrams showing one embodiment of a metal block used in a pancake type bobbin according to another embodiment of the present invention.

도 2의 (a)는, 금속블록(230)이 받침부(220)에 형성된 형태이다. 본 실시형태에는 금속블록의 형태를 보다 구체적으로 설명하기 위해서, 상기 받침부(220)에 형성되는 다른 금속블록에 대해서는 도시를 생략하였으나, 상기 받침부(220)에는 상기 몸체부(210)의 측면을 따라 2n 쌍의 금속블록이 형성될 수 있다. 2 (a) is a form in which the metal block 230 is formed on the base 220. In the present embodiment, in order to describe the shape of the metal block in more detail, the other metal block formed in the support portion 220 is omitted, but the support portion 220 is the side of the body portion 210 As a result, 2n pairs of metal blocks may be formed.

도 2의 (b)는 상기 도 2의 (a)에서 금속블록(230)의 평면도 및 정면도를 도 시한 도면이다. FIG. 2B is a plan view and a front view of the metal block 230 in FIG. 2A.

본 실시형태에서 상기 금속블록(230)은 구리블록으로 형성될 수 있다. 상기 금속블록(230)에는 상기 금속블록을 받침부(220)에 연결하기 위한 연결 홈(201) 및 인두기의 팁이 결합되는 가열 홈(202)이 형성될 수 있다. In the present embodiment, the metal block 230 may be formed of a copper block. In the metal block 230, a connection groove 201 for connecting the metal block to the support part 220 and a heating groove 202 to which the tip of the iron iron is coupled may be formed.

팬케익형 보빈의 몸체부에 초전도 선재를 권선한 후, 상기 금속블록(230)에 초전도 선재의 양단을 접합할 수 있다. 상기 금속블록(230)에 초전도 선재를 접합할 때 통상적으로 전기 인두기를 사용하는데, 상기 초전도 선재는 열에 의해 손상을 입기 쉽다. 따라서 상기 초전도 선재 접합시 약 120도보다 낮은 온도로 금속블록에 접합하는 것이 필요하다. After winding the superconducting wire to the body portion of the pancake-type bobbin, both ends of the superconducting wire may be joined to the metal block 230. When the superconducting wire is bonded to the metal block 230, an electric iron is typically used, and the superconducting wire is easily damaged by heat. Therefore, it is necessary to join the metal block at a temperature lower than about 120 degrees when the superconducting wire is joined.

본 실시형태에서는, 상기 금속블록(230)을 열전도도가 좋은 구리블록으로 형성하고, 상기 구리블록에 인두기의 팁이 결합될 수 있는 가열홈(202)을 형성할 수 있다. 상기 가열홈(202)에 맞게 인두기의 팁을 제조하고, 인두기의 팁을 상기 가열홈(202)에 결합시키면 상기 인두기에서 발생되는 열을 효율적으로 상기 구리블록(230)에 전달할 수 있다. 인두기의 특성상 원하는 온도를 조절할 수 있기 때문에 상기 초전도 선재를 상기 구리블록(230)에 접합할 때 상기 구리블록(230)의 온도를 조절할 수 있다. In the present embodiment, the metal block 230 may be formed of a copper block having good thermal conductivity, and a heating groove 202 may be formed in the copper block to which a tip of a soldering iron group may be coupled. When the tip of the iron is manufactured in accordance with the heating groove 202, and the tip of the iron is coupled to the heating groove 202, heat generated in the iron may be efficiently transferred to the copper block 230. Since the desired temperature can be adjusted due to the nature of the iron group, the temperature of the copper block 230 may be adjusted when the superconducting wire is bonded to the copper block 230.

도 3은, 본 발명의 다른 측면에 따른 한류기의 일 실시형태를 나타내는 도면이다. 3 is a diagram showing an embodiment of a fault current limiter according to another aspect of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 실시형태에 따른 한류기(300)는, 몸체부(310), 받침 부(320), 2n 쌍의 금속블록(331a, 331b, 332a, 332b, 333a, 333b, 334a, 334b), 및 2n 개의 초전도 선재(341, 342, 343, 344)를 포함할 수 있다. Referring to Figure 3, the current limiter 300 according to the present embodiment, the body portion 310, the support portion 320, 2n pair of metal blocks 331a, 331b, 332a, 332b, 333a, 333b, 334a, 334b), and 2n superconducting wires 341, 342, 343, and 344.

상기 몸체부(310)는, 상면, 하면 및 상기 상면과 하면을 연결하는 측면으로 이루어질 수 있다. 본 실시형태에서, 상기 몸체부(310)는 원통형태일 수 있다. 상기 몸체부(310)는 권선되는 초전도 선재의 폭 이상의 높이를 가질 수 있다. 상기 몸체부(310)에는 초전도 선재를 상기 측면의 일방향으로부터 내측을 통과하여 타방향으로 안내하는 선재 삽입홈(311)이 형성될 수 있다. 상기 선재 삽입홈(311)은 상기 권선되는 초전도 선재의 권장 곡률반경 이상의 반경을 가질 수 있다. 초전도 선재는 세라믹 물질 등으로 형성되어 일정한 곡률반경 이하로 권선되면 초전도체의 성질이 급감하거나 소멸되므로 상기 선재 삽입홈(311)은 권선되는 초전도 선재의 권장 곡률 반경 이상의 반경을 가지도록 형성될 수 있다. 본 실시형태에서는 선재 삽입홈을 태극물결 모양으로 형성하여, 상기 선재 삽입홈(311)에 초전도 선재가 삽입되어 권선되는 경우에 상기 초전도 선재의 성질을 유지하도록 할 수 있다.The body part 310 may include an upper surface, a lower surface, and a side surface connecting the upper surface and the lower surface. In the present embodiment, the body portion 310 may be cylindrical. The body portion 310 may have a height greater than or equal to the width of the superconducting wire to be wound. The body portion 310 may be formed with a wire insertion groove 311 for guiding the superconducting wire rod from one side of the side surface to the other direction. The wire insertion groove 311 may have a radius greater than a recommended radius of curvature of the winding superconducting wire. The superconducting wire is formed of a ceramic material or the like and is wound below a predetermined radius of curvature so that the properties of the superconductor decrease or disappear. Therefore, the wire insert groove 311 may be formed to have a radius of the recommended radius of curvature of the superconducting wire to be wound. In the present embodiment, the wire insertion groove may be formed in the shape of a taiji wave, so that the superconducting wire material may be maintained when the wire is inserted into the wire insertion groove 311 and wound.

상기 받침부(320)는, 상기 몸체부(310)의 하면을 덮을 수 있다. 즉, 상기 받침부(320)는 상기 몸체부(310)의 하면 면적보다 큰 면적을 가지며 상기 몸체부에 권선되는 초전도 선재를 연결시키기 위한 금속블록(331a, 331b, 332a, 332b, 333a, 333b, 334a, 334b)이 상기 받침부(320)에 형성될 수 있다. The support 320 may cover the bottom surface of the body 310. That is, the support 320 has a larger area than the lower surface of the body 310 and the metal blocks 331a, 331b, 332a, 332b, 333a, 333b, for connecting the superconducting wire wound around the body. 334a and 334b may be formed in the support 320.

상기 2n 쌍의 금속블록(331a, 331b, 332a, 332b, 333a, 333b, 334a, 334b) 은, 상기 받침부에서 상기 몸체부의 측면을 따라 형성될 수 있다. 상기 2n 쌍의 금속블록에서 서로 쌍을 이루는 금속블록(331a 와 331b, 332a 와 332b, 333a 와 333b, 334a 와 334b)에는 동일한 길이를 갖는 초전도 선재의 양단이 각각 연결될 수 있다. 또한, 상기 금속블록 중 일부(331a, 332a, 333a, 334a)에는 + 전극이 연결되고 나머지 일부(331b, 332b, 333b, 334b)에는 - 전극이 연결되어 상기 금속블록에 연결된 초전도 선재가 병렬 연결된 형태로 구현될 수 있다. The 2n pair of metal blocks 331a, 331b, 332a, 332b, 333a, 333b, 334a, and 334b may be formed along the side surface of the body portion at the support portion. Both ends of the superconducting wire having the same length may be connected to the metal blocks 331a and 331b, 332a and 332b, 333a and 333b, 334a and 334b which are paired with each other in the 2n pair metal blocks. In addition, + electrodes are connected to some of the metal blocks 331a, 332a, 333a, and 334a, and superconducting wires connected to the metal blocks are connected in parallel to the other parts 331b, 332b, 333b, and 334b. It can be implemented as.

본 실시형태에서 상기 2n 쌍의 금속블록에 연결되는 초전도 선재가 서로 동일한 길이를 갖는 경우에 상기 복수개의 초전도 선재가 병렬연결된 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 상기 2n 쌍의 금속블록의 배열은 상기 금속블록에 연결되는 복수개의 초전도 선재가 동일한 길이를 갖도록 배치될 수 있다. 본 실시형태에서는 4쌍의 금속블록이 상기 몸체부의 측면을 따라 등간격으로 형성될 수 있다. In the present embodiment, when the superconducting wires connected to the 2n pair of metal blocks have the same length, the plurality of superconducting wires may be connected in parallel. Thus, the 2n pair of metal blocks may be arranged such that a plurality of superconducting wires connected to the metal blocks have the same length. In the present embodiment, four pairs of metal blocks may be formed at equal intervals along the side surface of the body portion.

본 실시형태에서 상기 2n 쌍의 금속블록 중 일부(331a, 332a, 333a, 334a)와 나머지 일부(331b, 332b, 333b, 334b)는 선대칭으로 배열될 수 있다. 본 실시형태에 따른 팬케익형 보빈에 복수개의 초전도 선재를 권선하여 복수개의 초전도 선재가 병렬 연결된 초전도 한류기를 형성하는 경우에, 상기 복수개의 초전도 선재의 길이는 동일하며, 상기 초전도 선재는 동일한 방향으로 권선될 수 있다. 이러한 조건을 만족하기 위해서 상기 초전도 선재가 연결되는 금속블록의 배열시, + 전극이 연결되는 양전극 그룹과 - 전극이 연결되는 음전극 그룹이 서로 선대칭되도록 배열할 수 있다. In this embodiment, some of the 2n pair of metal blocks 331a, 332a, 333a, and 334a and the remaining parts 331b, 332b, 333b, and 334b may be arranged in line symmetry. In the case of forming a superconducting current limiter in which a plurality of superconducting wires are connected in parallel by winding a plurality of superconducting wires in a pancake type bobbin according to the present embodiment, the lengths of the plurality of superconducting wires are the same, and the superconducting wires are wound in the same direction. Can be. In order to satisfy this condition, when the metal blocks to which the superconducting wires are connected are arranged, the positive electrode group to which the + electrode is connected and the negative electrode group to which the electrode is connected may be arranged to be line-symmetric with each other.

상기 2n 개의 초전도 선재(341, 342, 343, 344)는 각각 상기 몸체부(310)에 권선되며 각각의 양단이 상기 금속블록에 연결될 수 있다. The 2n superconducting wires 341, 342, 343, and 344 may be wound around the body 310, and both ends of the 2n superconducting wires 341 may be connected to the metal block.

상기 초전도 선재는 Al2O3 또는 LaAlO3 등의 기판위에 0.3 내지 0.4 ㎛ 의 YBa2Cu3O7 박막을 성장시켜 형성될 수 있다. 본 실시형태에서는 4 개의 초전도 선재(341, 342, 343, 344)는 동일한 길이를 가지며 동일 특성을 갖도록 형성될 수 있다. 상기 동일한 길이를 갖는 4 개의 초전도 선재를 도면에 도시한 바와 같이 양단이 서로 일치하지 않도록 배열한 후, 초전도 선재의 중간부를 상기 몸체부(310)에 형성된 선재 삽입홈(311)에 삽입한 후 상기 몸체부(310)의 측면을 따라 권선할 수 있다. 이때, 복수개의 초전도 선재를 별개로 권선하지 않고 한꺼번에 복수개의 초전도 선재를 권선할 수 있으므로 상기 복수개의 초전도 선재에 일정한 장력을 동일하게 유지하여 권선공정을 진행할 수 있다. 따라서, 복수개의 초전도 선재가 권선되더라도 권선에 의해 초전도 선재의 특성이 변하는 것을 최소화시킬 수 있어서 초전도 선재의 병렬연결 효과를 최대로 할 수 있다. 이렇게 상기 몸체부(310)에 권선된 상기 4개의 초전도 선재(341, 342, 343, 344) 각각은 상기 받침부(320)에 형성되어 서로 쌍을 이루는 금속블록(331a 와 331b, 332a 와 332b, 333a 와 333b, 334a 와 334b)에 양단이 연결될 수 있다.The superconducting wire may be formed by growing a YBa 2 Cu 3 O 7 thin film of 0.3 to 0.4 μm on a substrate such as Al 2 O 3 or LaAlO 3 . In the present embodiment, the four superconducting wires 341, 342, 343, and 344 may be formed to have the same length and have the same characteristics. After arranging the four superconducting wires having the same length so that both ends do not coincide with each other as shown in the drawing, the intermediate portion of the superconducting wire is inserted into the wire insertion groove 311 formed in the body portion 310 and then It may be wound along the side of the body portion (310). In this case, since the plurality of superconducting wires can be wound at a time without winding the plurality of superconducting wires separately, the winding process may be performed by maintaining a constant tension to the plurality of superconducting wires. Therefore, even if a plurality of superconducting wires are wound, it is possible to minimize the change in the characteristics of the superconducting wires by the winding, thereby maximizing the parallel connection effect of the superconducting wires. The four superconducting wires 341, 342, 343, and 344 wound on the body 310 are formed in the support part 320 to be paired with each other to form a metal block 331a and 331b, 332a and 332b, Both ends may be connected to 333a and 333b and 334a and 334b.

이처럼, 본 실시형태에 따른 한류기에서는 하나의 보빈에 복수개의 초전도 선재를 병렬 연결할 수 있다. 또한, 상기 복수개의 초전도 선재를 몸체부(310)에 권선할 때 한꺼번에 복수개의 초전도 선재를 권선할 수 있으며, 권선시 동일한 장력을 유지할 수 있으므로 복수개의 초전도 선재 사이에 특성차이가 발생되는 것을 최소화할 수 있다. As described above, in the current limiter according to the present embodiment, a plurality of superconducting wires can be connected in parallel to one bobbin. In addition, when winding the plurality of superconducting wires to the body portion 310, it is possible to wind a plurality of superconducting wires at once, and to maintain the same tension during winding, thereby minimizing the occurrence of a characteristic difference between the plurality of superconducting wires. Can be.

도 4는, 상기 도 3의 실시형태에 따른 한류기에서 몸체부(410)에 복수개의 초전도 선재가 권선된 형태의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a form in which a plurality of superconducting wires are wound around the body portion 410 in the current limiter according to the embodiment of FIG. 3.

도 3에서 각각의 초전도 선재(341, 342, 343, 344)는 상기 선재 삽입홈(311)에 그 중심영역이 삽입된 후 상기 몸체부(310)의 측면에 권선되므로 동일 초전도 선재끼리 서로 접촉하여 권선될 수 있다. 초전도 선재 각각의 양단은 + 전극 및 - 전극에 연결되므로 동일한 초전도 선재가 서로 접촉되어 있는 경우에 전류흐름 방향은 서로 반대가 될 수 있다. 또한, 상기 초전도 선재에 흐르는 전류에 의해 초전도 선재의 주위에는 자기장이 형성될 수 있다. 초전도 선재는 보통 기판 상에 초전도 물질을 증착시켜 형성할 수 있으며, 상기 초전도 물질로 전류가 흐를 수 있다. In FIG. 3, each of the superconducting wires 341, 342, 343, and 344 is wound around the body portion 310 after the center region is inserted into the wire insertion groove 311, so that the same superconducting wires are in contact with each other. Can be wound. Since both ends of the superconducting wire are connected to the + and-electrodes, the current flow directions may be reversed when the same superconducting wire is in contact with each other. In addition, a magnetic field may be formed around the superconducting wire by the current flowing through the superconducting wire. Superconducting wires are usually formed by depositing a superconducting material on a substrate, the current can flow to the superconducting material.

본 실시형태에서, 몸체부(410)에 권선된 제1 초전도 선재(441)는 기판(441a)상에 초전도 물질(441b)이 적층되며 상기 기판(441a)의 하면에 형성되는 보호층(441c) 및 상기 초전도 물질(441b)을 덮는 보호층(441d)을 포함할 수 있다. 본 실시형태에서 상기 제1 초전도 선재(441)를 몸체부(410)에 권선시 초전도 물질(441b)이 기판(441a) 보다 더 인접하도록 권선할 수 있다. 상기 제1 초전도 선재(441)에서는 상기 초전도 물질(441b)로 전류가 흐르고 서로 접촉되게 권선된 초전도 선재에서 상기 초전도 물질에 흐르는 전류의 방향은 반대일 수 있다. 상기 동 일 초전도 선재에서 초전도 물질 사이의 거리가 멀어지는 경우에는 상기 초전도 물질을 흐르는 전류에 의해 발생되는 자기장이 서로 중첩되게 되어 접촉된 동일 초전도 선재 사이에 발생된 자기장에 의해 통전시 손실이 발생될 수 있다. 본 실시형태에서는, 동일 초전도 선재가 접촉시 반대로 전류가 흐르는 초전도 물질 사이의 거리를 최소화하여 동일 초전도 선재 내에서 발생되는 자기장을 상쇄시켜 통전 손실을 최소로 줄일 수 있도록 하였다. In the present embodiment, the first superconducting wire 441 wound around the body portion 410 has a superconducting material 441b laminated on the substrate 441a and a protective layer 441c formed on the bottom surface of the substrate 441a. And a protective layer 441d covering the superconducting material 441b. In the present embodiment, when the first superconducting wire 441 is wound on the body 410, the superconducting material 441b may be wound so that the superconducting material 441b is adjacent to the substrate 441a. In the first superconducting wire 441, the direction of the current flowing in the superconducting material in the superconducting wire wound around the superconducting material 441b and wound in contact with each other may be reversed. When the distance between the superconducting materials in the same superconducting wire is far apart, magnetic fields generated by the current flowing through the superconducting materials overlap each other, so that loss may occur when energizing by the magnetic fields generated between the same superconducting wires in contact with each other. have. In the present embodiment, when the same superconducting wire contacts, the distance between the superconducting materials through which current flows is minimized to cancel the magnetic field generated in the same superconducting wire so that the current loss can be minimized.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다. 즉, 몸체부 및 받침부의 형태, 금속블록의 개수 및 초전도 선재의 권선회수 등은 다양하게 변형실시가 가능할 수 있다.  It is intended that the invention not be limited by the foregoing embodiments and the accompanying drawings, but rather by the claims appended hereto. It will be apparent to those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. something to do. That is, the shape of the body portion and the support portion, the number of metal blocks and the number of windings of the superconducting wire may be variously modified.

도 1은, 본 발명의 일실시 형태에 따른 팬케익형 보빈의 평면도 및 정면도이다.1 is a plan view and a front view of a pancake-type bobbin according to an embodiment of the present invention.

도 2의 (a) 및 (b)는, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 팬케익형 보빈에 사용되는 금속블록의 일형태를 나타내는 도면이다. 2 (a) and 2 (b) are diagrams showing one embodiment of a metal block used in a pancake type bobbin according to another embodiment of the present invention.

도 3은, 본 발명의 다른 측면에 따른 한류기의 일 실시형태를 나타내는 도면이다. 3 is a diagram showing an embodiment of a fault current limiter according to another aspect of the present invention.

도 4는, 상기 도 3의 실시형태에 따른 한류기에서 몸체부에 복수개의 초전도 선재가 권선된 형태의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a form in which a plurality of superconducting wires are wound around a body part in the current limiter according to the embodiment of FIG. 3.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명><Code Description of Main Parts of Drawing>

110 : 몸체부 120 : 받침부110: body portion 120: support portion

131a 내지 133d : 금속블록131a to 133d: metal block

Claims (13)

상면, 하면 및 상기 상면과 하면을 연결하는 측면을 구비하며, 초전도 선재를 상기 측면의 일방향으로부터 내측을 통과하여 타방향으로 안내하는 선재 삽입홈을 구비하는 몸체부;A body portion having a top surface, a bottom surface, and a side surface connecting the top surface and the bottom surface, and having a wire insertion groove for guiding the superconducting wire rod from one side of the side surface to the other side; 상기 몸체부의 하면을 덮는 받침부; 및 A support portion covering a lower surface of the body portion; And 상기 받침부에서 상기 몸체부의 측면을 따라 형성되며, 동일한 길이의 초전도 선재 각각의 양단을 연결하기 위한 2n 쌍(n은 정수)의 금속블록2n pairs (n is an integer) of metal blocks formed along the side of the body portion and connecting both ends of each of the same length of superconducting wire 을 포함하는 팬케익형 보빈.Pancake-type bobbin comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 몸체부는, The body portion, 원통형인 것을 특징으로 하는 팬케익형 보빈.Pancake type bobbin characterized in that the cylindrical. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 2n 쌍의 금속블록은,The 2n pair of metal blocks, 등간격으로 형성된 것을 특징으로 하는 팬케익형 보빈.Pancake type bobbin, characterized in that formed at equal intervals. 제1항에 In claim 1 상기 2n 쌍의 금속블록은,The 2n pair of metal blocks, + 전극에 연결되는 n 개의 양전극 그룹과 - 전극에 연결되는 n 개의 음전극 그룹이 선대칭으로 배치된 것을 특징으로 하는 팬케익형 보빈.+ Pancake-type bobbin, characterized in that the n positive electrode group connected to the electrode and the n negative electrode group connected to the electrode are arranged in a line symmetry. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 금속블록은,The metal block, 구리 블록인 것을 특징으로 하는 팬케익형 보빈.Pancake type bobbin, characterized in that the copper block. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 구리블록에는The copper block 상기 받침부에 고정되기 위한 연결 홈; 및A connection groove to be fixed to the support part; And 인두기의 팁이 결합되는 가열 홈Heating groove to which the tip of the iron is combined 이 형성된 것을 특징으로 하는 팬케익형 보빈.Pancake type bobbin characterized in that formed. 상면, 하면 및 상기 상면과 하면을 연결하는 측면을 구비하며, 초전도 선재 를 상기 측면의 일방향으로부터 내측을 통과하여 타방향으로 안내하는 선재 삽입홈을 구비하는 몸체부;A body portion having a top surface, a bottom surface, and a side surface connecting the top surface and the bottom surface, the wire portion having a wire insertion groove for guiding the superconducting wire rod from one side of the side surface to the other side; 상기 몸체부의 하면을 덮는 받침부;A support portion covering a lower surface of the body portion; 상기 받침부에서 상기 몸체부의 측면을 따라 형성되며, 동일한 길이의 초전도 선재 각각의 양단을 연결하기 위한 2n 쌍(n은 정수)의 금속블록; 및A 2n pair (n is an integer) metal block formed along the side surface of the support part and connecting both ends of each of the same length of superconducting wire; And 상기 2n 쌍의 금속블록에서 서로 쌍을 이루는 금속블록 각각에 양단이 연결되는 동일한 길이의 2n 개의 초전도 선재2n superconducting wires of equal length having both ends connected to each of the metal blocks paired with each other in the 2n pair metal blocks 를 포함하는 한류기.Hall limiter comprising a. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 2n 개의 초전도 선재 각각은,Each of the 2n superconducting wires, 기판상에 초전도 물질이 적층되며, Superconducting material is deposited on the substrate, 서로 접촉하여 권선된 동일 초전도 선재에서 기판보다 초전도 물질이 더 인접하게 권선된 것을 특징으로 하는 한류기.The current limiter, characterized in that the superconducting material is wound more closely than the substrate in the same superconducting wire wound in contact with each other. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 몸체부는, The body portion, 원통형인 것을 특징으로 하는 한류기.A fault current limiter, characterized in that it is cylindrical. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 2n 쌍의 금속블록은,The 2n pair of metal blocks, 등간격으로 형성된 것을 특징으로 하는 한류기.Hall-limiter, characterized in that formed at equal intervals. 제7항에 In paragraph 7 상기 2n 쌍의 금속블록은,The 2n pair of metal blocks, + 전극에 연결되는 n 개의 양전극 그룹과 - 전극에 연결되는 n 개의 음전극 그룹이 선대칭으로 배치된 것을 특징으로 하는 한류기.The current limiter is characterized in that the + n positive electrode group connected to the electrode and the-n negative electrode group connected to the electrode are arranged in a line symmetry. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 금속블록은,The metal block, 구리 블록인 것을 특징으로 하는 한류기.A current limiter, characterized in that the copper block. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 구리블록에는The copper block 상기 받침부에 고정되기 위한 연결 홈; 및A connection groove to be fixed to the support part; And 인두기의 팁이 결합되는 가열 홈Heating groove to which the tip of the iron is combined 이 형성된 것을 특징으로 하는 한류기.The current limiter characterized in that formed.
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