KR20130098857A - 실외 건식 변압기 - Google Patents

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토마스 하르트만
윌리엄 이. 주니어 파울리
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에이비비 테크놀로지 아게
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Abstract

3상 건식 배전용 변압기는 실외에서 패드 또는 전신주에 장착하도록 구성되어 있다. 배전용 변압기는 강자성 코어에 장착된 하나 이상의 권선 조립체를 포함한다. 각각의 권선 조립체는 저전압 권선 및 고전압 권선을 포함한다. 각각의 권선 조립체에서, 절연 수지로 구성된 케이스는 저전압 권선 및 고전압 권선을 봉입한다. 케이스는 본체와, 한 쌍의 고전압 부싱, 및 한 쌍의 저전압 부싱을 포함한다.

Description

실외 건식 변압기{OUTDOOR DRY-TYPE TRANSFORMER}
본 발명은 변압기, 특히 실외에 설치하기 위한 배전용 변압기에 관한 것이다.
전력은 가끔 공공시설에서 실외(건물 내부가 아님)에 위치한 배전용 변압기를 통해 주택 및 작은 사업체로 공급된다. 그러한 실외 변압기는 패드(pad) 또는 전신주(utility pole)에 장착될 수 있다. 종래에는, 그러한 실외 배전용 변압기는 코어와, 하우징 내에 배치된 코일을 포함한다. 변압기가 액체-충전식이면, 하우징은 코어 및 코일 조립체를 냉각시키기 위한 유전성 유체로 채워진 탱크를 포위 또는 포함할 수 있다. 변압기가 건식 변압기이면, 하우징은 햇빛과 자외선, 비, 눈 등으로부터 보호하면서 공기를 유입 및 유출시키도록 허용하는 통풍형 구조가 될 수 있다.
종래 실외 변압기를 위한 하우징은 변압기의 크기 및 비용을 증가시킨다. 또한, 액체-충전식 변압기의 경우, 번개 및 교통사고와 같은 이례적인 사건들이 탱크를 위태롭게 하며 유전성 유체를 주변 영역으로 흘러가게 하고, 이것이 환경 문제를 나타낼 수 있다. 이러한 이유 및 다른 이유들 때문에, 실외에 설치하도록 구성되지만 하우징을 필요로 하지 않는 건식 배전용 변압기를 제공하는 것이 바람직하다. 본 발명은 그러한 건식 배전용 변압기에 관한 것이다.
본 발명에 따라서, 실외에 사용하도록 구성된 배전용 변압기가 제공되며, 이 배전용 변압기는 하나 이상의 보호 코팅으로 도포되어 있는 강자성 코어에 장착된 하나 이상의 권선 조립체를 포함한다. 각각의 권선 조립체는 케이스(encasement) 내에 봉입된 저전압 권선 및 고전압 권선을 포함한다. 각각의 케이스는 절연 수지를 포함하고, 또한 중앙 통로가 관통하는 본체 및 상기 본체로부터 외향으로 연장하는 한 쌍의 고전압 부싱 및 한 쌍의 저전압 부싱을 포함한다.
본 발명의 형태들, 양상들 및 이점들은 아래의 설명, 첨부된 청구범위 및 청부된 도면을 참고하면 더욱 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 따라 구체화된 변압기의 전방 입면도.
도 2는 변압기의 3개의 권선 조립체 중 하나의 권선 조립체의 평면도.
도 3은 변압기 코어의 전방 입면도.
도 4는 변압기의 후방 사시도.
도 5는 변압기의 3개의 권선 조립체 중 하나의 권선 조립체의 전방 사시도.
도 6은 케이스 내에 봉입되기 전 3개의 권선 조립체 중 하나의 권선 조립체의 개략도.
도 7은 전신주에 장착된 변압기의 입면도.
아래의 상세한 설명에서, 동일한 부분들은 본 발명의 다른 실시예들을 보여주는 것에 관계없이 동일한 참조번호를 가진다는 것에 주목해야 한다. 또한 본 발명을 명확하고 간결하게 설명하기 위해, 도면들은 반드시 치수대로 도시되어 있지 않으며 본 발명의 어떤 형태들은 다소 개략적인 형상으로 도시되어 있다.
본 발명은 보호 하우징 내부에 들어갈 필요가 없이 실외에 설치하도록 구성된 건식 배전용 변압기에 관한 것이다. 변압기는 단상 또는 3상이 될 수 있고, 전신주 또는 지상의 패드에 장착될 수 있다.
이제 도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명에 따라 제조된 3상 변압기(10)가 도시되어 있다. 변압기(10)는 코어(18)에 장착된 3개의 권선 조립체(12)(각 상에 대해 하나씩)를 포함한다. 코어(18)는 강자성 금속으로 구성되며, 대체로 형상이 직사각형이다. 코어(18)는 한 쌍의 요크(24) 사이로 연장하는 한 쌍의 외부 레그(22)를 포함한다. 또한 내부 레그(26)가 요크(24)들 사이로 연장하며, 외부 레그(22)들 사이에 배치되고, 외부 레그(22)들로부터 실질적으로 균등한 간격으로 떨어져 있다. 권선 조립체(12)들은 외부 레그(22)들 및 내부 레그(26)에 각각 장착되어 주위에 배치되어 있다. 각 권선 조립체(12)는 저전압(LV) 권선(14) 및 고전압(HV) 권선(16)을 포함하고, 각각의 권선은 형상이 원통형 또는 직사각형이 될 수 있다. 각 권선 조립체(12)에서, 고전압 권선(16) 및 저전압 권선(14)은 동심으로 장착되며, 저전압 권선(14)이 고전압 권선(16) 내에서 반경방향 내측에 배치된다. 각각의 권선 조립체(12)는 하나 이상의 수지로 형성된 케이스(30) 내부에 배치되며, 이하에 상세히 설명될 것이다. 각 권선 조립체(12)는 케이스(30) 내에 봉입되도록 하기 위해 주조 공정 중에 수지(들) 내에 주입된다.
변압기(10)는 약 26.5 kVA 내지 약 15,000 kVA 범위의 kVA 정격을 가질 수 있다. 고전압 권선(16)들의 전압은 약 600 V 내지 약 35 kV 범위에 있을 수 있고, 저전압 권선(14)들의 전압은 약 120 V 내지 약 15 kV 범위에 있을 수 있다. 변압기(10)가 주택 및 작은 사업체에 전력을 공급하는 그러한 실시예들에서, 변압기(10)는 입력 전압을 수용하며 입력 전압을 낮은 출력 전압으로 전압을 낯추는 강압(step-down) 변압기가 될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 변압기(10)는 약 50 kVA 내지 약 1500 kVA 범위의 정격을 가질 수 있고, 입력 전압이 2,400 내지 34,500 볼트의 범위이고 출력 전압이 120 내지 600 볼트의 범위이다.
각각의 케이스(30)는 중앙 통로(34)가 관통하는 주 본체(32)를 포함한다. 권선 조립체(12)의 구조에 따라서, 주 본체(32)는 원통형(도시된 바와 같음) 또는 직사각형이 될 수 있다. 고전압(HV) 돔(dome)(36) 및 저전압(LV) 돔(38)이 주 본체(32)에 일체로 결합되어 주 본체(32)의 축방향으로 연장한다. 고전압 돔(36) 및 저전압 돔(38)은 주 본체(32)의 대향 측면들, 즉 서로에 대해 180°의 각도로 배치될 수 있다. 대안으로, 고전압 돔(36) 및 저전압 돔(38)은 서로에 대해 90°의 각도로 함께 밀접하게 배치될 수 있다.
특히 도 2 및 도 5를 참고하면, 제1 고전압 부싱(40) 및 제2 고전압 부싱(42)이 고전압 돔(36)으로부터 연장한다. 제1 고전압 부싱(40)은 고전압 돔(36)에 일체로 결합된 몸체(44)를 포함하고, 제2 고전압 부싱(42)은 고전압 돔(36)에 일체로 결합된 몸체(46)를 포함한다. 제1 및 제2 고전압 부싱(40, 42)들의 몸체들(44, 46)은 각각 도시된 바와 같이 교대로 배열된 대직경 쉐드(shed)(54)들 및 소직경 쉐드(56)들을 포함할 수 있다. 대안으로서, 몸체들(44, 46)은 대직경 쉐드(54)들만을 포함할 수도 있다. 제1 고전압 도체(60) 및 제2 고전압 도체(62)는 각각 몸체들(44,46)을 통과한다.
특히 도 2 및 도 4를 참고하면, 제1 저전압 부싱(64) 및 제2 저전압 부싱(66)이 저전압 돔(38)으로부터 연장한다. 제1 저전압 부싱(64)은 저전압 돔(38)에 일체로 결합된 몸체(70)를 포함하고, 제2 저전압 부싱(66)은 저전압 돔(38)에 일체로 결합된 몸체(72)를 포함한다. 몸체들(70,72)은 각각 복수의 원통형 섹션들로 이루어지고, 몸체가 외향으로 연장함에 따라 직경이 감소되며, 따라서 몸체가 도시된 바와 같이 대체로 절두-원추형이 된다. 대안으로서, 몸체들(70, 72)은 다른 형상들을 가질 수 있다. 제1 저전압 도체(74) 및 제2 저전압 도체(76)는 각각 몸체들(70, 72)을 통과한다.
주 본체(32), 고전압 및 저전압 돔들(36, 38), 제1 및 제2 고전압 부싱들(40, 42)의 몸체들(44, 46), 그리고 제1 및 제2 저전압 부싱들(64, 66)의 몸체들(70, 72)은 주조 공정 동안에 다 함께 일체로 형성된다.
이제 도 3을 참고하면, 코어(18)의 각 부분은 평판들의 스택으로 형성되며, 각각의 평판은 방향성 규소강판(grain-oriented silicon steel)으로 구성될 수 있고, 그리고 약 7 mils 내지 약 14 mils의 범위에 있는 두께를 가질 수 있다. 따라서, 각각의 외부 레그(22)는 외부 레그 평판들(80)의 스택을 포함하고, 내부 레그(26)는 내부 레그 평판들(82)의 스택을 포함하고, 각 요크(24)는 요크 평판들(84)의 스택을 포함한다. 외부 레그 평판들(80) 및 요크 평판들(84)은 각각 공동 단부들(mitered ends) 사이에 공동 조인트들(mitered joints)을 형성하기 위해 공동 단부들을 가진다. 요크 평판들(84)은 추가로, 적층된 요크 평판들이 각자 요크들(24)에서 V-형 홈들(86)을 형성하도록 내부에 형성된 V-형 노치들을 가진다. 내부 레그 평판들(82)의 단부들은, 내부 레그(26)의 단부들이 각자 요크들(24)의 홈들(86) 내에 수용되도록 하는 그러한 방향을 가리킨다.
외부 레그 평판들(80)의 스택, 내부 레그 평판들(82)의 스택, 및 요크 평판들(84)의 스택 각각은 그룹들로 배열된다. 본 발명의 하나의 예시적 실시예에서, 그룹들 각각은 7개의 평판을 포함한다. 당연히, 다른 수의 그룹도 가능하다. 외부 레그 평판들(80)의 그룹들은 요크 평판들(84)의 그룹들에 대응하고, 다음에 요크 평판들의 그룹들은 내부 레그 평판들(82)의 그룹들에 대응한다. 외부 레그 평판들(80), 내부 레그 평판들(82) 및 요크 평판들(84)은 요크들(24)과 내부 레그(26)와 외부 레그들(22) 사이의 조인트들이 다단계 랩 조인트들이 되도록 절단가공 및 배열될 수 있다.
도시된 바와 같이, 외부 레그들(22), 내부 레그(26) 및 요크들(24)은 각각 대략 원이 되는 십자형 단면을 갖는다. 코어(18)의 이런 부분들의 십자형 단면들은 가변 폭들을 갖는 부분들의 구성판들(constituent plates)을 제공함으로써 형성될 수 있다. 예를 들어, 각 부분들은 가변 폭들을 가지며, 여기서 각 섹션은 평판들의 복수의 그룹을 포함한다. 대안으로서, 외부 레그 평판들(80), 내부 레그 평판들(82), 및 요크 평판들(84)은, 외부 레그들(22)과 내부 레그(26)와 요크들(24)의 단면들이 각각 직사각형이 되도록 모두 동일한 폭을 가질 수 있다.
코어(18)가 직사각형의 적층 구조를 갖는 것으로 도시되고 설명되어 있지만, 권철심(wound core) 구조와 같은 다른 코어 구조가 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
도 1을 다시 참고하면, 요크들(24) 중 상부 요크는 한 쌍의 상부 클램프 구조체(86) 사이에 고정되고, 요크들(24) 중 하부 요크는 한쌍의 하부 클램프 구조체(88) 사이에 고정된다. 장착 구조체(90)는 상부 클램프 구조체(86)들에 고정되어 그들 사이에서 연장한다. 장착 구조체(90)는 하나 이상의 아이볼트(eyebolt;92)를 포함하고, 상기 아이볼트는 변압기(10)를 이동시키거나 및/또는 변압기(10)를 전신주에 장착하는데 사용될 수 있다. 파형 베이스(94)가 하부 클램프 구조체(88)들의 바닥에 고정될 수 있다.
코어(18)와, 상부 클램프 구조체(86) 및 하부 클램프 구조체(88)를 부식으로부터 보호하기 위하여, 코어(18)와 상부 및 하부 클램프 구조체(86, 88)는 하나 이상의 보호 코팅으로 도포된다. 본 발명의 하나의 실시예에서, 코어(18)와 상부 및 하부 클램프 구조체(86, 88)는 3개의 코팅층: 밑칠(primer) 코트층, 베이스 코트층 및 마감 코트(topcoat) 층을 구비한다. 밑칠 코트층은 건식 필름에서 아연당 적어도 약 70%, 특히 약 80%를 포함하는 아연이 많은 밑칠 코트층이다. 밑칠 코트층은 에폭시 폴리아미드 결합제 및 아연 분말 충전재를 포함할 수 있다. 베이스 코트층은 에폭시 코팅이고 또한 에폭시 폴리아미드 결합제를 포함할 수 있다. 마감코트 층은 소수성이고, 알리파틱(aliphatic) 폴리우레탄, 에폭시, 실리콘 고무 또는 다른 타입의 폴리우레탄을 포함할 수 있다.
이제 도 6을 참고하면, 케이스(30)로 봉입되기 전 하나의 권선 조립체(12)를 도시하고 있다. 고전압 권선(16)은 직렬로 함께 전기접속된 복수의 이격된 권선 세그먼트(94)를 포함한다. 권선 세그먼트(94)들은 세그먼트끼리 형성되고, 저전압 권선(14)과 동축상에 있도록 저전압 권선(14) 위에 감긴다. 도시된 실시예에서, 4개의 권선 세그먼트(94)가 있다. 그러나, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다른 개수의 권선 세그먼트들이 제공될 수 있음을 이해해야 한다. 4개의 권선 세그먼트(94) 대신에, 2개, 3개, 5개, 6개 또는 다른 개수의 권선 세그먼트(94)가 가능하다. 각각의 권선 세그먼트(94)는 배럴 또는 단층권(a layer winding) 기술을 이용하여 형성될 수 있으며, 여기서 도체(96)가 직렬로 접속된 하나 이상의 동심 전도체층들로 감기고, 각 층의 턴들은 세그먼트(94)의 축방향 길이를 따라 병렬로 감긴다. 대부분의 실시예에서, 5 내지 40, 특히 11 내지 14개의 도체등들이 있다. 절연재(아라미드 폴리머 페이퍼와 같은)의 층이 도체층들의 각 쌍 사이에 배치된다. 도시되지 않았지만, 절연재의 외부층이 또한 최외측 도체층 위에 배치될 수 있다. 도체(96)는 직사각형 또는 원형 단면을 갖는 와이어가 될 수 있고, 페이퍼 또는 에나멜 락커(enamel lacquer)로 절연된다. 도체(96)는 알루미늄 또는 구리로 구성될 수 있다. 도체(96)의 단부들(고전압 권선(16)의 단부들을 구성함)은 각각 제1 및 제2 고전압 부싱들(40, 42)의 제1 및 제2 고전압 도체들(60, 62)에 연결된다.
저전압 권선(14)은 모든 권선 세그먼트(94)들 아래에서 중단되지 않고 연장한다. 저전압 권선(14)은 2개의 도체(98)을 갖는 단층권 기술을 이용하여 형성된다. 도체(98)들은 병렬로 연결되며, 저전압 권선(14)의 축방향 길이를 따라서 함께 감겨서 복수의 턴(turn)을 형성하고, 각각의 턴이 2개의 도체(98)를 포함한다. 감겨진 이중 도체(98)의 복수의 층이 형성된다. 대부분의 실시예들에서, 하나의 층과 4개의 층들 사이에 있다. 절연재(아라미드 폴리머 페이퍼와 같은)의 층이 도체층들의 각 쌍 사이에 배치될 수 있다. 각각의 도체(98)는 직사각형 또는 원형 단면을 갖는 구리 또는 알루미늄 와이어가 될 수 있고, 페이퍼 또는 에나멜 락커로 절연된다. 도체(98)들의 단부들(저전압 권선(14)의 단부들을 구성함)은 제1 및 제2 저전압 부싱들(64, 66) 각각의 제1 및 제2 저전압 도체들(74, 76)에 연결된다.
절연체 또는 하이-로우 배리어(high-low barrier)(100)가 저전압 권선(14)의 최외측 도체층 위에 형성된다. 하이-로우 배리어(100)는 비교적 강성 유전 플라스틱으로 구성될 수 있다. 대안으로, 하이-로우 배리어(100)는 최외측 도체층 위에 감긴 가요성 절연 시트 또는 테이프의 복수의 층으로 형성될 수 있다. 절연 시트 또는 테이프는 폴리머 페이퍼 또는 크라프트(Kraft) 페이퍼와 같은 절연재로 구성될 수 있다. 하이-로우 배리어(100)의 두께는 변압기(10)의 정격에 의존한다. 고전압 권선(16)은 하이-로우 배리어(100) 위에 감긴다. 이러한 방법으로, 하이-로우 배리어(100)는 권선 조립체(12)의 부분을 형성하고, 저전압 권선(14) 및 고전압 권선(16) 양쪽에 인접한다.
각각의 권선 조립체(12)는 권선기계의 권선 맨드릴상에 형성될 수 있다. 권선 조립체가 완전히 감기게 되면, 권선 조립체(12)는 권선 맨드릴로부터 제거되고 다음에 케이스(30)를 형성하는 절연 수지(들) 내로 주조된다.
케이스(30)는 에폭시 수지인 단일 절연 수지로서 형성될 수 있다. 하나의 실시예에서, 수지는 시클로알리파틱 에폭시(cycloaliphatic epoxy) 수지, 특히 소수성 시클로알리파틱 에폭시 수지 조성물이다. 그러한 에폭시 수지 조성물은 시클로알리파틱 에폭시 수지, 경화제, 촉진제(accelerator) 및, 실라나이즈드(silanised) 석영분말, 용융 실리카 파우더, 또는 실라나이즈드 용융 실리카 파우더와 같은 충전제를 포함할 수 있다. 하나의 실시예에서, 에폭시 수지 구성물은 약 50 내지 70% 충전제를 포함한다. 경화제는 리니어 알리파틱 폴리머 무수물 또는 시클릭 카르복실릭 무수물과 같은 무수물이 될 수 있다. 촉진제는 아민, 산성 촉매(스탄노스 옥토에이트(stannous octoate)와 같은), 이미다졸(imidazole), 또는 제4 암모늄 수산화물(quaternary ammonium hydroxide) 또는 할로겐화물이 될 수 있다.
케이스(30)는 자동가압성형(APG) 공정에서 수지 조성물로 형성될 수 있다. APG 공정에 따라서, 수지 조성물(액체 형태)은 진공하에 있는 동안 가스제거되고 40℃이상의 온도로 예열된다. 권선 조립체(12)는 수지의 고온(elevated) 경화 온도로 가열된 금형의 캐비티 내에 배치된다. 가스제거되고 예열된 수지 조성물은 다음에 전기조립체를 수용하는 캐비티 내로 작은 압력으로 주입된다. 캐비티 내에서, 수지 조성물은 신속하게 겔로 되기 시작한다. 그러나 캐비티 내의 수지 조성물은 캐비티 외부에서 주입되는 가압 수지와 접촉상태로 유지된다. 이러한 방법으로, 캐비티 내에서 겔화된 수지 조성물의 수축은 가스제거 및 예열된 수지 조성물이 추가로 압력하에서 캐비티 내로 연속적으로 주입됨으로써 보상된다. 수지 조성물이 고체로 경화된 후, 내부에 성형된 권선 조립체(12)를 갖는 고체 케이스(30)가 금형 캐비티로부터 제거된다. 다음에 케이스(30)가 완전히 경화될 수 있다.
APG 공정에 따라 형성되는 대신에, 케이스(30)는 개방 주조 공정 또는 진공 주조 공정을 이용하여 형성될 수 있음을 이해해야 한다. 개방 주조 공정에서, 수지 조성물은 단순하게 권선 조립체(12)를 수용하는 개방 금형 내로 부어지고 다음에 수지의 고온 경화 온도로 가열된다. 진공 주조에서, 권선 조립체(12)는 진공실 또는 진공 케이싱으로 둘러싸인 금형 내에 배치된다. 수지 조성물은 진공하에서 혼합되고, 또한 진공하에 있는 진공실 내의 금형 내로 주입된다. 금형은 수지의 고온 경화 온도로 가열된다. 수지 조성물이 금형 내로 분배된 후, 진공실 내의 압력은 금형 내에서 부품을 경화하기 위해 대기압으로 상승된다. 부품을 이형한 후 사후 경화가 실행될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 케이스(30)는 각각 2개의 다른 절연 수지로 형성된 2개의 층을 가지며, 본원에 참고로 합체되어 있는 PCT 출원 WO2008127575호에 따라 제작된다. 이 실시예에서, 케이스(16)는 내부 층 또는 쉘(shell)과 외부 층 또는 쉘을 포함한다. 외부 쉘은 내부 쉘 위에 배치되고 내부 쉘과 동일한 공간에 걸쳐 있다. 내부 쉘은 외부 쉘보다 더 큰 가요성(더 큰 연성)을 갖는데, 즉 내부 쉘은 가요성의 제1 수지 조성물로 이루어지고, 한편 외부 쉘은 강성의 제2 수지 조성물로 이루어진다. 제1 수지 조성물(완전 경화되었을 때)은 가요성을 갖고, 파단신율(tensile elongation at break)(ASTM D638에 의해 측정됨)이 5% 초과, 특히 10% 초과, 그보다 더 20% 초과, 여전히 특별하게 약 20% 내지 약 100% 범위에 있다. 제2 수지 조성물(완전 경화되었을 때)은 강성을 갖고, 파단신율(ASTM D638에 의해 측정됨)이 5% 미만, 특히 약 1% 내지 약 5% 범위에 있다. 내부 쉘의 제1 수지 조성물은 가요성 에폭시 조성물, 가요성 방향족 폴리우레탄 조성물, 부틸고무, 도는 열가소성 고무가 될 수 있다. 외부 쉘의 제2 수지 조성물은 위에서 설명한 바와 같이 실크로알리파틱 에폭시 조성물이다. 케이스(30)는 제1 및 제2 주조 공정들을 이용하여 전기 조립체 위에 형성된다. 제1 주조 공정에서, 내부 쉘은 제1 금형 내에서 제1 수지 조성물로 형성된다. 제2 주조 공정에서, 내부 쉘 내에서 권선 조립체(12)를 포함하는 중간 제품이 제2 금형 내에 배치되고 다음에 제2 수지 조성물이 제2 금형 내로 주입된다. 제2 수지 조성물(외부 쉘)이 일정 시간 동안 경화되어 고체를 형성한 후, 내부에 배치된 권선 조립체(12)를 갖는 케이스(30)가 제2 금형으로부터 제거된다. 다음에 외부 쉘이 완전 경화된다.
상술한 구조를 갖는 각각의 권선 조립체(12)에 의하여 저전압 권선(14)과 고전압 권선(16) 사이에는 개방 공간이 없으며, 즉 저전압 권선(14) 및 고전압 권선(16)은 단지 하이-로우 배리어(100)에 의해서만 분리된다는 점을 이해해야 한다. 덧붙여, 저전압 및 고전압 권선들(14, 16)의 어떠한 도체층들 사이에는 냉각 공간들 또는 덕트들이 없다. 케이스(30)의 단부들은 고체이며, 중앙 통로((34)를 제외하고 내부에는 개구들 또는 통로들이 없다.
변압기(10)는 전신주(120)에 장착되도록 구성되어 있으며, 상기 전신주는 지상에서 직립하게 연장하여 발전소로부터 전력을 운반하는 전력선들을 지탱한다. 변압기(10)는 여러 가지 다른 방법으로 전신주(120)에 장착될 수 있다. 변압기(10)는 아이볼트들(92)과 전신주(120)에 고정된 브래킷(126) 사이에 체결된 하나 이상의 케이블(124)에 의하여 전신주(120)에 장착될 수 있다. 케이블들(124)은 아이볼트들(92) 및/또는 브래킷(126)과 결합하는 훅들에 고정될 수 있다.
변압기(10)가 상술한 바와 같이 전신주(120)에 장착될 때, 변압기(10)는 지상보다 위로 올라가 있다. 발전소로부터 오는 전력을 운반하는 전력선들은 전신주(120)에 의하여 지탱되고, 제1 및 제2 고전압 부싱들(40, 42)의 제1 및 제2 고전압 도체들(60, 62)에 연결되어 있다. 고전압 권선(16)은 와이(Wye)자 형태로 함께 연결된 채로 도시되어 있다. 대안으로, 고전압 권선(16)은 델타(Delta) 형태로 함께 연결될 수 있다. 저전압 권선(14)도 역시 델타 또는 와이자 형태로 함께 연결될 수 있다. 변압기(10)와 전신주(120)의 조합은 주택 또는 작은 사무실에 전력을 공급할 수 있는 배전 설비를 형성한다.
당연히, 전술한 바와 같이, 변압기(10)는 전신주 대신에 지상의 패드에 장착될 수 있다. 어느 쪽의 장착 타입에서도, 변압기(10)는 하우징 내에 들어가거나 어떤 다른 타입의 보호 포위체(enclosure)가 없이 실외에(건물 외부에) 장착되도록 구성되고, 이 경우 변압기(10)는 요소들, 즉 햇빛, 자외선, 비, 눈, 바람 등에 직접 노출될 것이다.
3상 변압기가 도시되고 설명되었지만, 본 발명은 3상 변압기로 제한되지 않는다. 또한 본 발명에 따라 제작된 단상 변압기가 제공될 수도 있다. 단상 변압기는 아래에 설명된 차이를 제외하고 실질적으로 변압기(10)와 동일한 구조를 가질 수 있다. 단상 변압기의 코어는 내부 레그(26)를 가지지 않는다. 또한, 요크 평판들(84)이 V-형 노치들을 가지지 않으며 길이가 더 짧아서 외부 레그들(22)이 함께 밀접하게 배치되어 있다. 단 하나의 권선 조립체(12)가 제공되고 외부 레그들(22) 중 하나에 장착된다. 당연히, 상부 및 하부 클램프 구조물들(86, 88)은 단축된 요크들(24)에 대응하도록 길이가 더 짧아진다.
상기 예시적 실시예(들)의 설명은 배타적이 아니라 단지 본 발명의 예시에 불과하다는 것을 이해해야 한다. 통상의 기술자는 첨부된 청구범위에 의해 정의한 바와 같이, 본 발명의 정신 또는 범위를 벗어남이 없이 기술된 주제의 실시예(들)에 대해 어떠한 첨가, 삭제 및/또는 수정할 수 있을 것이다.

Claims (12)

  1. 실외에 사용하도록 구성된 배전용 변압기로서,
    하나 이상의 보호 코팅들로 도포된 강자성 코어;
    상기 코어에 장착된 하나 이상의 권선 조립체들을 포함하고,
    각각의 권선 조립체는 케이스 내에 봉입된 저전압 권선 및 고전압 권선을 포함하고, 각각의 케이스는 절연 수지를 포함하고, 또한
    중앙 통로가 관통하여 연장하는 본체; 및
    상기 본체로부터 외향으로 연장하는 한 쌍의 고전압 부싱(bushing)들 및 한 쌍의 저전압 부싱들을 포함하는, 배전용 변압기.
  2. 제1항에 있어서,
    각각의 권선 조립체에서, 상기 저전압 권선 및 상기 고전압 권선은 동심을 이루는, 배전용 변압기.
  3. 제2항에 있어서,
    각각의 권선 조립체에서, 상기 저전압 권선 및 상기 고전압 권선은 각각 원통형인, 배전용 변압기.
  4. 제2항에 있어서,
    각각의 권선 조립체에서, 상기 저전압 권선은 상기 고전압 권선 내부에 배치되는, 배전용 변압기.
  5. 제4항에 있어서,
    각각의 권선 조립체에서, 상기 고전압 권선은 복수의 권선 세그먼트들을 포함하고, 상기 권선 세그먼트들은 서로 분리되어 있고 직렬로 함께 전기적으로 연결되어 있는, 배전용 변압기.
  6. 제1항에 있어서,
    각각의 권선 조립체에서, 상기 고전압 권선과 상기 저전압 권선 사이에는 공간이 없는, 배전용 변압기.
  7. 제6항에 있어서,
    각각의 권선 조립체는 상기 저전압 권선과 상기 고전압 권선 사이에 배치되며 상기 저전압 권선과 상기 고전압 권선 양쪽에 인접하는 하이-로우 배리어(high-low barrier)를 추가로 포함하는, 배전용 변압기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 하이-로우 배리어는 강성 유전성 플라스틱을 포함하는, 배전용 변압기.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 하이-로우 배리어는 가요성 절연재의 복수의 층들을 포함하는, 배전용 변압기.
  10. 제1항에 있어서,
    각각의 권선 조립체에서, 상기 고전압 권선 및 상기 저전압 권선은 각각 원통형인, 배전용 변압기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 배전용 변압기는 3상 변압기이고, 상기 권선 조립체는 제1 권선 조립체이고, 상기 배전용 변압기는 상기 코어에 장착된 제2 권선 조립체 및 제3 권선 조립체를 추가로 포함하는, 배전용 변압기.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 절연 수지는 시클로알리파틱 에폭시(cycloaliphatic epoxy) 수지인, 배전용 변압기.
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