KR20150019859A - 변압기용 권선 코일 및 단자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변압기용 권선 코일 및 단자에 관한 것으로, 변압기 외함 내에 설치되며 일정 길이로 연장되는 알루미늄 단자; 및 상기 알루미늄 단자에 권선이 이루어지는 알루미늄 권선 코일;을 포함하되, 상기 알루미늄 단자의 일단에는 알루미늄 접촉단자가 결합되며, 상기 알루미늄 접촉단자의 말단에는 동 도금층이 형성되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 이종금속 간에 전기적으로 연결되었을 경우 발생할 수 있는 접촉불량 및 부식현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

변압기용 권선 코일 및 단자{WINDING COIL AND TERMINAL FOR TRANSFORMER}

본 발명은 변압기용 권선 코일 및 단자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주상 변압기의 사용되는 권선 코일 및 단자 간의 접촉상태를 개선하여 안정적인 전기전도율을 확보할 수 있는 변압기용 권선 코일 및 단자에 관한 것이다.

일반적으로, 주상변압기는 변전소로부터의 고전압을 산업용이나 가정용의 저전압으로 낮추기 위하여 설치되는 것으로서, 고전압이 인입되는 부분에 부싱(애자)이 설치되는데, 절연급수에 따라 고압측은 특고압부싱 및 고압부싱으로 구분되고 저압측은 저압부싱으로 구분된다.

이러한 주상변압기는 통상 외함의 내부에 1차권선과 2차권선의 철심이 놓여지고 절연유로 충진되어 있다. 상기 외함의 상면으로 고전압선이 인입되는 부분에는 절연저항을 크게 하기 위해 부피가 큰 고압부싱이 설치되고, 상기 외함의 측면에는 용도에 따른 정격전압으로 변환 송출되게 하는 저압부싱이 설치된다.

이 경우, 상기 1차권선과 2차권선은 전기적 및 기계적 특성 등의 향상을 위하여 알루미늄으로 제조되고 있다.

상기 알루미늄으로 제조된 1차권선 또는 2차권선은 전원측 또는 부하측의 선로에 연결된다. 이 경우, 전원측 선로 또는 부하측 선로는 구리재질로 이루어진다.

그리고, 알루미늄으로 된 변압기 권선과 구리로 형성된 단자는 각각 구리와 알루미늄의 접촉부를 갖게 된다.

한편, 서로 다른 종류의 금속들이 직접 전기적으로 접촉하는 경우 어느 하나의 금속이 먼저 부식하게 되는 전기적 부식(Galvanic corrosion) 현상이 발생하게 된다. 따라서, 구리로 제조된 전원측 선로 또는 부하측 선로 및 알루미늄으로 제조된 권선을 직접 접촉시키는 경우에 구리 및 알루미늄의 접합 면에서 전위차가 커지기 때문에 전기적인 부식이 발생한다는 문제점이 있었다. 또한, 이러한 전기적인 부식은 단자의 전기저항을 높이는 원인이 된다. 이 경우, 알루미늄은 다른 금속에 비하여 상대적으로 산화도가 크기 때문에 구리에 비하여 빠른 속도로 산화하게 된다.

또한, 종래의 변압기용 코일은 단면이 원형으로 이루어져 있기 때문에 권선 점적율을 저하시켜 변압기 효율을 떨어뜨리는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제1045651호(2011.06.24)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 발명의 목적은 주상 변압기의 사용되는 권선 코일 및 단자 간의 접촉상태를 개선하여 안정적인 전기전도율을 확보할 수 있는 변압기용 권선 코일 및 단자를 제공하는데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 변압기용 권선 코일 및 단자는 변압기 외함 내에 설치되며 일정 길이로 연장되는 알루미늄 단자; 및 상기 알루미늄 단자에 권선이 이루어지는 알루미늄 권선 코일;을 포함하되, 상기 알루미늄 단자의 일단에는 알루미늄 접촉단자가 결합되며, 상기 알루미늄 접촉단자의 말단에는 동 도금층이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 알루미늄 권선 코일의 단면 형상은 상면과 저면이 평평한 접촉부를 형성하고, 일측과 타측의 단부는 외측으로 복록하게 돌출되는 굴곡 형태로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 알루미늄 접촉단자의 일단에는 상기 알루미늄 단자가 끼워지는 결합홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 알루미늄 단자에 결합되는 알루미늄 접촉단자 및 상기 알루미늄 접촉단자의 말단에 형성되는 동 도금층을 구성함으로써, 이종금속 간에 전기적으로 연결되었을 경우 발생할 수 있는 접촉불량 및 부식현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 알루미늄 권선 코일은 평평한 접촉부를 형성함으로써, 알루미늄 단자에 대한 냉각 효과를 높일 수 있을 뿐만 아니라, 상기 알루미늄 단자와의 점적율을 크게 높여 두께 및 부피를 줄일 수 있어 그에 따른 변압기를 콤팩트하게 제작할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 변압기용 권선 코일 및 단자의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 알루미늄 권선 코일의 단면 형상을 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 1의 알루미늄 단자와 알루미늄 접촉단자 간의 착탈결합구성을 나타낸 사시도이다.
도 4은 도 1의 알루미늄 접촉단자를 구조를 나타낸 단면도이다.

이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 변압기용 권선 코일 및 단자는 변압기 외함 내에 설치되며 일정 길이로 연장되는 알루미늄 단자(100)와, 상기 알루미늄 단자(100)에 권선이 이루어지는 알루미늄 권선 코일(200)과, 상기 알루미늄 단자(100)의 일단에 결합되는 알루미늄 접촉단자(300)와, 상기 알루미늄 접촉단자(300)의 말단에 형성되는 동 도금층(400)으로 이루어진다.

먼저, 상기 알루미늄 단자(100)는 변압기 외함 내에 설치되는 것으로, 알루미늄 재질의 직사각형의 단면 구조를 가지는 막대 구조로 이루어지며 후술할 알루미늄 권선 코일(200)에 권취되어 전류를 통전시키는 역할을 수행한다.

이러한 상기 알루미늄 단자(100)의 일단은 고압부싱과 전기적으로 연결되며, 타단은 저압부싱의 부하측 선로와 전기적으로 연결된다.

즉, 상기 고압부싱으로부터 인입된 전류는 상기 알루미늄 단자(100)의 표면을 따라 흐른 후 상기 저압부싱으로 흐르게 된다.

한편, 상기 알루미늄 권선 코일(200)은 상기 알루미늄 단자(100)에 권선되도록 직경이 얇은 와이어로서, 상기 알루미늄 단자(100)와 알루미늄 권선 코일(200)은 전기가 도체 표면을 따라 흐른다는 표피효과를 응용한 이종복합 전도체이다.

본 발명에 따른 알루미늄 권선 코일(200)의 단면 형상은 상면과 저면이 평평한 접촉부(201)를 형성하고, 일측과 타측 단부는 외측으로 복록하게 돌출되는 굴곡 형태로 이루어진다.

상기 알루미늄 권선 코일(200)의 형상은 롤러형 압연기(미도시)를 통과시키는 작업을 통해 형성할 수 있다.

이러한 알루미늄 권선 코일(200)은 상기 알루미늄 단자(100)에 닿는 면적의 증가로 인하여 단락 대한 내력이 크게 향상된다.

따라서, 상기 알루미늄 권선 코일(200)에 평평한 접촉부(201)를 형성함으로써, 알루미늄 단자(100)에 대한 냉각 효과를 높일 수 있을 뿐만 아니라, 상기 알루미늄 단자(100)와의 점적율을 크게 높여 권선 두께 및 부피를 줄일 수 있어 그에 따른 변압기를 콤팩트하게 제작할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 알루미늄 단자(100)의 일단에는 알루미늄 접촉단자(300)가 결합된다.

상기 알루미늄 접촉단자(300)는 알루미늄 단자(100)에 착탈 가능하게 결합되는 구성요소로써, 상기 알루미늄 접촉단자(300)의 일단에는 상기 알루미늄 단자(100)가 끼워지는 결합홈(310)이 형성된다.

상기 알루미늄 접촉단자(300)의 결합홈(310)에 의해 알루미늄 접촉단자(300)를 억지 끼움방식으로 일체화시키거나, 상기 알루미늄 접촉단자(300)의 표면에 체결공(302,은선표시)을 형성하여 나사 또는 볼트 등의 체결수단을 이용하여 견고히 고정 설치할 수도 있다.

아울러, 상기 알루미늄 접촉단자(300)의 말단에는 동 도금층(400)이 형성된다.

물론, 상기 동 도금층(400)은 상기 알루미늄 접촉단자(300)가 알루미늄 단자(100)에 결합되기 이전에 미리 형성되는 것은 당연하다.

즉, 상기 알루미늄 접촉단자(300)에 동 도금층(400)을 형성하는 이유는 변압기의 부하측 선로 즉, 저압부싱은 구리재질로 형성되기 때문에 상기 알루미늄 접촉단자(300)와 저압부싱은 서로 다른 종류의 금속이 직접 전기적으로 접촉할 경우 전식현상에 의해 접촉 저항이 증가하고 온도가 상승하여 결국에는 접촉불량에 의한 소손 상고가 발생할 뿐만 아니라, 전기적 부식현상이 발생하게 된다.

따라서, 상기 알루미늄 접촉단자(300)에 저압부싱과 동일한 재질의 동 도금층(400)을 형성함으로써, 전식현상에 의한 접촉불량 및 부식현상을 방지할 수 있어 변압기의 신뢰성을 한층 향상시킬 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 알루미늄 단자(100)에 결합되는 알루미늄 접촉단자(300) 및 상기 알루미늄 접촉단자(300)의 말단에 형성되는 동 도금층(400)을 구성함으로써, 이종금속 간에 전기적으로 연결되었을 경우 발생할 수 있는 접촉불량 및 부식현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 알루미늄 권선 코일(200)은 평평한 접촉부(201)를 형성함으로써, 알루미늄 단자(100)에 대한 냉각 효과를 높일 수 있을 뿐만 아니라, 상기 알루미늄 단자(100)와의 점적율을 크게 높여 두께 및 부피를 줄일 수 있어 그에 따른 변압기를 콤팩트하게 제작할 수 있는 효과가 있다.

100 : 알루미늄 단자
200 : 알루미늄 권선 코일
201 : 접촉부
300 : 알루미늄 접촉단자
310 : 결합홈
400 : 동 도금층

Claims (3)

1. 변압기 외함 내에 설치되며 일정 길이로 연장되는 알루미늄 단자; 및,
   상기 알루미늄 단자에 권선이 이루어지는 알루미늄 권선 코일;을 포함하되,
   상기 알루미늄 단자의 일단에는 알루미늄 접촉단자가 결합되며,
   상기 알루미늄 접촉단자의 말단에는 동 도금층이 형성되는 것을 특징으로 하는 변압기용 권선 코일 및 단자.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 알루미늄 권선 코일의 단면 형상은 상면과 저면이 평평한 접촉부를 형성하고, 일측과 타측의 단부는 외측으로 복록하게 돌출되는 굴곡 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 변압기용 권선 코일 및 단자.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 알루미늄 접촉단자의 일단에는 상기 알루미늄 단자가 끼워지는 결합홈이 형성된 것을 특징으로 하는 변압기용 권선 코일 및 단자.
   

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