KR20150073891A - 전력용 변압기의 건조기능 부착형 호흡기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전력용 변압기의 건조기능 부착형 호흡기에 관한 것으로, 외통체(100), 상기 외통체(100)의 하단에 조립되는 오일컵(14), 상기 외통체(100)의 상단에 결합되는 상부 플랜지(130), 상기 외통체(100)의 내부에 구비되는 그릴(110) 및 상기 그릴(110) 상에 적층되며 외통체(100)에 충진되는 실리카겔(120)을 포함하는 전력용 변압기의 호흡기에 있어서; 상기 그릴(110)의 상면에는 히터(200)가 설치되고; 상기 히터(200)는 변압기의 컨트롤패널(P)과 전기적으로 연결되며; 상기 컨트롤패널(P)에는 타이머(T)가 실장되어 상기 히터(200)를 주기적으로 발열동작시키도록 연결되고; 상기 상부 플랜지(130)와 변압기 사이에는 수분 배기유닛(300)을 더 연결하되, 상기 수분 배기유닛(300)은 일정길이를 갖는 배기관체(310)와, 상기 배기관체(310)의 길이 일부에 수직하게 접속된 분기관체(320)로 이루어지고; 상기 분기관체(320)가 분기된 지점을 지난 배기관체(310) 상에는 상기 컨트롤패널(P)과 전기적으로 연결된 제1솔레노이드밸브(330)가 설치되며; 상기 분기관체(320)의 길이 일부에는 상기 컨트롤패널(P)과 전기적으로 연결된 제2솔레노이드밸브(340)가 설치되어 제1,2솔레노이드밸브(330,340)가 서로 반대 동작하도록 구성되며; 상기 분기관체(320)의 단부는 하방향으로 배관되고, 장탈착가능한 흡기차단구(350)를 더 설치하되, 상기 흡기차단구(350)는 원통형상의 부재이며, 내부에는 제습제가 장입된 제습제통(352)과 외기의 역류를 차단하는 체크밸브(354)가 내장된 것을 특징으로 하는 전력용 변압기의 건조기능 부착형 호흡기를 제공한다.

Description

전력용 변압기의 건조기능 부착형 호흡기{Respiratory-mounted drying power transformer}

본 발명은 전력용 변압기의 건조기능 부착형 호흡기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전력용 변압기에서 부착하여 사용하고 있는 호흡기에 건조기능을 부가하여 호흡기의 성능을 증가시킨 전력용 변압기의 건조기능 부착형 호흡기에 관한 것이다.

송배전선로에서 전압을 높이거나 낮추기 위해 설치되는 변압기 내부에는 절연유가 채워져 변압기 내의 권선에 습기나 먼지로 인하여 절연내력이 저하되는 것을 방지하도록 하며, 권선에서 발생되는 열을 오일의 대류나 복사에 의해 방열시키도록 이루어져 있다.

변압기 내부의 절연유와 절연유 상부의 공기는 변압기 주변의 외기 온도에 따라 수축 또는 팽창되기 때문에 그 압력에 의해 변압기가 손상되거나 폭발되는 것을 방지하기 위해 변압기에는 호흡기가 설치된다.

호흡기는 전력용 변압기의 부하변동, 날씨 변동에 의해 변압기 내부의 절연유 온도가 상승 또는 하강할 때 온도변화에 따른 변압기의 팽창을 막고 외부이물질(수분 등)이 유입되지 못하도록 차단하는 역할을 담당한다.

이를 위해 호흡기는 외기에 포함된 이물질을 침전시키기 위한 오일이 담겨진 오일컵과 이 오일컵의 상부에 제습제가 충진된 제습실을 구비하여 외기중에 포함되었던 이물질이 오일컵을 통과하면서 걸러지고 다음 단계로 습기가 제거되어 변압기와 연통되도록 구성된다.

이러한 호흡기와 관련된 선행기술로는 등록실용 제0291557호(2002.09.27), 등록실용 제0299929호(2002.12.20), 등록실용 제0367537호(2004.11.02) 등 다수가 개시되어 있다.

좀 더 구체적으로, 도 1 및 도 2의 예시와 같이, 종래 호흡기(10)는 변압기 상부와 통하는 변압기 연결수단(6)에 결합되며 제습실(10A)의 상부를 형성하는 상부 플랜지(11)와, 제습제(2)의 색상변화를 관찰할 수 있도록 투명체로 이루어지며 제습실의 외벽을 형성하는 외통체(12)와, 상기 외통체(12)의 하방에 결합되며 오일컵(14)이 장착되는 하부 플랜지(13와 상기 상부 플랜지, 외통체 및 하부 플랜지를 체결 조립하기 위한 볼트(15a)와 너트(15b)로 이루어지는 체결수단, 오일컵(14) 및 오일컵(14)을 하부 플랜지(13)에 고정하기 위한 체결자(16)로 구성된다.

그리고, 상기 제습실(10A)에는 제습제(2)를 받혀주기 위한 그릴(17)이 구비되며, 제습실로부터 변압기 연결수단(6)으로 통하는 관통부(11a)가 형성되어 있고 상기 오일컵(14)은 상단에 요홈(14a)을 다수 형성하여 이 요홈을 통하여 외기가 출입되도록 한다.

이와 같은 구성을 갖는 호흡기(10)는 상기 오일컵(14)의 요홈(14a)을 통하여 유입된 외기가 오일컵(14)에 담겨진 오일(3)을 통과하면서 이물질이 걸러지고 이어서 제습실(10A)을 통과하면서 습기가 제거되어 상기 상부 플랜지(11)의 관통부(11a)를 통하여 결국 변압기(5)로 연통됨으로써 변압기(5)가 일종의 숨을 쉬게 만들어 준다.

그럼에도 불구하고, 폭염과 혹한이 반복되는 최근의 날씨 변동은 호흡기에도 영향을 미처 수분 침투우려를 높게 하고 있다.

수분이 침투되면 앞서 설명하였듯이, 내장된 제습제, 즉 실리카겔이 수분을 먹으면서 청색에서 검정색으로 바뀌게 되는데, 그럴 경우 이를 분리하여 재생해야 하며, 그 기간이 단축됨으로 인해 관리 유지상 번거로움이 많이 따른다.

특히, 실리카겔의 재생이 잦아지면 수명이 단축되므로 결국 비용증대를 초래하게 되며, 만약 이를 관리하지 못하고 방치하였을 경우에는 변압기 내부로 수분이 침투되면서 절연파괴 현상이 일어나 변압기가 폭발하는 대형 설비사고를 유발하게 된다.

따라서, 이러한 현상을 완전히 방지할 수 있는 새로운 개념의 수분 차단 구조의 도입이 절실히 필요한 상황이다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 미세한 수분이 누입되더라도 즉시 가열 증발시켜 수분이 변압기 내부로 침투하지 못하도록 차단함으로써 완벽한 수분 차단기능을 달성하면서 이로 인해 제습제인 실리카겔의 사용수명도 연장할 수 있는 전력용 변압기의 건조기능 부착형 호흡기를 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 외통체(100), 상기 외통체(100)의 하단에 조립되는 오일컵(14), 상기 외통체(100)의 상단에 결합되는 상부 플랜지(130), 상기 외통체(100)의 내부에 구비되는 그릴(110) 및 상기 그릴(110) 상에 적층되며 외통체(100)에 충진되는 실리카겔(120)을 포함하는 전력용 변압기의 호흡기에 있어서; 상기 그릴(110)의 상면에는 히터(200)가 설치되고; 상기 히터(200)는 변압기의 컨트롤패널(P)과 전기적으로 연결되며; 상기 컨트롤패널(P)에는 타이머(T)가 실장되어 상기 히터(200)를 주기적으로 발열동작시키도록 연결되고; 상기 상부 플랜지(130)와 변압기 사이에는 수분 배기유닛(300)을 더 연결하되, 상기 수분 배기유닛(300)은 일정길이를 갖는 배기관체(310)와, 상기 배기관체(310)의 길이 일부에 수직하게 접속된 분기관체(320)로 이루어지고; 상기 분기관체(320)가 분기된 지점을 지난 배기관체(310) 상에는 상기 컨트롤패널(P)과 전기적으로 연결된 제1솔레노이드밸브(330)가 설치되며; 상기 분기관체(320)의 길이 일부에는 상기 컨트롤패널(P)과 전기적으로 연결된 제2솔레노이드밸브(340)가 설치되어 제1,2솔레노이드밸브(330,340)가 서로 반대 동작하도록 구성되며; 상기 분기관체(320)의 단부는 하방향으로 배관되고, 장탈착가능한 흡기차단구(350)를 더 설치하되, 상기 흡기차단구(350)는 원통형상의 부재이며, 내부에는 제습제가 장입된 제습제통(352)과 외기의 역류를 차단하는 체크밸브(354)가 내장된 것을 특징으로 하는 전력용 변압기의 건조기능 부착형 호흡기를 제공한다.

이때, 상기 히터(200)는 교체 가능한 글래스관히터(200')이고; 상기 외통체(100)의 일부에 관통공(140)이 형성되며, 상기 관통공(140)에는 내경 일부에 단턱(152)을 갖는 끼움관(150)이 끼워지고, 상기 끼움관(150)에는 글래스관히터(200')가 삽입되되, 글래스관히터(200')의 타단이 상기 단턱(152)에 걸리면서 1차 씰링되도록 구성되며, 상기 글래스관히터(200')가 상기 끼움관(150)에 완전히 삽입된 상태에서 상기 끼움관(150)의 개방부는 신축성을 갖는 고무재질의 밀폐캡(160)으로 밀폐되어 2차 씰링 구조를 갖도록 구성된 것에도 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 수분이 완벽히 차단되므로 설비사고를 막고, 제습제인 실리카겔의 사용수명을 연장하는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 호흡기의 예시도이다.
도 2는 도 1의 예시적인 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전력용 변압기의 건조기능 부착형 호흡기의 예시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전력용 변압기의 건조기능 부착형 호흡기의 요부 변형예를 보인 예시도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전력용 변압기의 건조기능 부착형 호흡기는 외통체(100)의 내부에 발열가능한 히터(200)를 내장한다.

이때, 상기 외통체(100)의 하단에는 기존과 동일한 오일컵(14, 도 1 참조)이 결합된다.

그리고, 상기 히터(200)는 변압기의 컨트롤패널(P)과 전기적으로 접속되어 컨트롤패널(P)에 탑재된 제어부(일종의 마이크로프로세서)의 제어하에 발열동작하도록 구성된다.

특히, 상기 히터(200)는 그릴(110)의 상면에 안착 배열되고, 상기 히터(200) 위에 제습제, 즉 실리카겔(120)이 충진되도록 배치됨이 바람직하다.

통상, 실리카겔(120)은 앞서 종래 기술에서도 언급했지만, 수분을 흡수하게 되면 청색에서 검정색으로 색깔이 변하게 되며, 열을 가해 수분을 증발시키면 다시 청색으로 변하면서 재생되는 특성을 가지고 있다.

때문에, 상기 히터(200)가 실리카겔(120)이 적층 충진된 최하부에서 상부를 향해 열을 가하게 되면 열을 상승기류를 형성하므로 충진된 실리카겔(120) 전체를 가열시킬 수 있어 신속한 수분 제거가 가능하다. 즉, 실리카겔(120)의 재생시간을 단축할 수 있다.

물론, 상기 외통체(100)에 장입되어 있는 상기 실리카겔(120)은 수분이 거의 차단된 상태이므로 큰 변화는 없지만, 본 발명에서는 미세한 수분이라도 완벽하게 제습하여 예기치 못한 변압기 폭발 사고를 미연에 완벽하게 방지하기 위해 상기와 같은 히터(200) 구조를 갖춘 것이다.

아울러, 전원 연결을 위한 배선 등은 상부 플랜지(130)의 조립부위를 이용하여 단선이 생기지 않으면서 충분히 씰링된 채 배선할 수 있는 사항이므로 이에 대한 설명은 생략한다.

한편, 상기 히터(200)의 발열은 실리카겔(120)에 흡수되어 있던 수분을 증발시키게 되는데, 그 과정에서 증발된 수분이 변압기로 유입되면 안되기 때문에 상기 상부 플랜지(130)에는 수분 배기유닛(300)이 더 설치된다.

상기 수분 배기유닛(300)은 일정길이를 갖는 배기관체(310)와, 상기 배기관체(310)의 길이 일부에 수직하게 접속된 분기관체(320)를 포함한다.

이때, 상기 배기관체(310)의 하단에는 외통체(100)의 상단에 구비된 상부 플랜지(130)와 결합하기 위한 결합플랜지(312)가 구비되고, 상단에는 변압기 측과 접속하기 위한 접속플랜지(314)가 구비된다.

때문에, 이들 결합플랜지(312)와 접속플랜지(314)를 이용하면 상기 수분 배기유닛(300)을 쉽게 설치할 수 있다.

물론, 플랜지 결합부위는 긴밀하게 씰링된다.

또한, 상기 분기관체(320)가 분기된 지점을 지나 상기 접속플랜지(314) 쪽에 가까운 지점의 배기관체(310) 상에는 제1솔레노이드밸브(330)가 설치된다.

상기 제1솔레노이드밸브(330)는 선택적 개폐에 의해 수분이 변압기 측으로 유입되지 못하도록 최종 차단하는 수단으로서, 앞서 설명한 컨트롤패널(P)과 전기적으로 연결되어 개폐 제어된다.

뿐만 아니라, 상기 분기관체(320)의 길이 일부에는 제2솔레노이드밸브(340)가 설치되는데, 상기 제2솔레노이드밸브(340)도 상기 컨트롤패널(P)과 전기적으로 연결되어 개폐 제어되되, 상기 제1솔레노이드밸브(340)와 반대 동작하도록 구성된다.

여기에서, 상기 컨트롤패널(P)에는 타이머(T)가 구비되고, 상기 타이머(T)의 작동에 따라 상기 컨트롤패널(P)에 실장된 제어부는 앞서 설명한 히터(200)를 일정시간 동안 가동시키게 되는데, 히터(200) 가동시에는 증발되는 수분을 외부로 배출해야 하므로 제1솔레노이드밸브(330)는 폐쇄되고 제2솔레노이드밸브(340)는 개방되며, 히터(200)의 가동이 정지되면 제2솔레노이드밸브(340)는 폐쇄되고 제1솔레노이드밸브(330)는 개방되게 제어된다.

그러면, 히터(200) 발열에 따라 외통체(100)의 내부에서 증발된 수분은 분기관체(320)를 타고 외부로 배출되므로 내부 수분이 남지 않게 되며, 또한 변압기 측으로는 제1솔레노이드밸브(330)에 의해 유입이 차단되므로 변압기를 안전하게 보호할 수 있다.

덧붙여, 상기 분기관체(320)의 단부는 반드시 하방향으로 배관되어야 하는데, 이는 눈, 비 등이 왔을 때 분기관체(320)로 유입되지 못하게 하기 위함이다.

특히, 본 발명에서는 단순히 하방향으로 절곡 배치하는 것에 더하여, 상기 분기관체(320)의 단부에 나사식으로 체결할 수 있고, 분리할 수 있는 흡기차단구(350)가 더 설치될 수 있다.

상기 흡기차단구(350)는 원통형상의 부재로서 외기가 상기 분기관체(320)의 단부를 통해 역류하지 못하도록 하기 위한 것으로, 혹시 모를 미량의 외기 역류시 수분 차단을 위해 제습제가 내장된 제습제통(352)이 내장되고, 상기 제습제통(352)의 바깥쪽, 도시상 하측에는 체크밸브(354)가 고정되어 하나의 세트를 이룬다.

이때, 상기 체크밸브(354)는 외부 배출쪽으로는 개방되고, 반대인 외기 유입쪽으로는 차단되는 일방향 개폐밸브인 일종의 다이어프램이다.

이렇게 구성되면, 분기관체(320)의 개방단을 통해 역류되는 외기 자체도 완벽하게 차단할 수 있어 수분이 누입되는 염려는 없게 된다.

이에 더하여, 도 4의 예시와 같이 히터(200)를 교체 사용할 수 있도록 구성할 수도 있다.

예컨대, 히터(200)는 오래 사용시 열화의 우려가 있으므로 교체 사용토록 하면 그 만큼 수명을 더 연장시킬 수 있으므로 교체 가능하게 구성할 수도 있다.

만약, 교체 가능한 구조를 가질 경우, 상기 히터(200)는 글래스관히터(200')를 사용함이 바람직하다.

글래스관히터(200')는 관 내부에 히터를 내장시킨 형태로서, 주로 냉장고 등에서 제상용으로 많이 활용되는 히터이다.

이러한 글래스관히터(200')의 교체는 외통체(100)의 일부에 관통공(140)을 형성하고, 상기 관통공(140)에는 내경 일부에 단턱(152)을 갖는 끼움관(150)을 끼워 고정하며, 상기 끼움관(150)에는 글래스관히터(200')를 삽입하되, 글래스관히터(200')의 타단이 상기 단턱(152)에 걸리면서 1차 씰링될 수 있도록 구성함으로써 쉽게 교체할 수 있도록 구성할 수 있다.

특히, 상기 글래스관히터(200')를 상기 끼움관(150)에 완전히 삽입시킨 상태에서 상기 끼움관(150)의 개방부는 신축성을 갖는 고무재질의 밀폐캡(160)으로 막아 밀폐하게 되면 2차 씰링에 의한 이중 씰링 구조를 갖기 때문에 누기에 의한 수분 유입을 완전히 차단할 수 있다.

이와 같은 구조는 예시적인 것에 불과하며, 다른 변형예로 외통체(100)에 아예 도어를 형성하고, 도어를 개폐하는 방식으로 글래스관히터(200')를 교체 사용할 수 있도록 구성할 수 있음은 물론이다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 누기 자체를 완벽하게 차단하고, 혹여라도 수분이 미량 유입된다고 하더라도 그 수분이 변압기 측으로 유입되기 전에 히터(200)를 주기적으로 발열시켜 증발시켜 버림으로서 기존 대비 완벽한 수분 차단 효과를 가질 수 있게 되어 변압기의 구동 안전성이 현저히 증대되는 효과를 얻을 수 있다.

100: 외통체 200: 히터
300: 수분 배기유닛

Claims (2)

1. 외통체(100), 상기 외통체(100)의 하단에 조립되는 오일컵(14), 상기 외통체(100)의 상단에 결합되는 상부 플랜지(130), 상기 외통체(100)의 내부에 구비되는 그릴(110) 및 상기 그릴(110) 상에 적층되며 외통체(100)에 충진되는 실리카겔(120)을 포함하는 전력용 변압기의 호흡기에 있어서;
   상기 그릴(110)의 상면에는 히터(200)가 설치되고;
   상기 히터(200)는 변압기의 컨트롤패널(P)과 전기적으로 연결되며;
   상기 컨트롤패널(P)에는 타이머(T)가 실장되어 상기 히터(200)를 주기적으로 발열동작시키도록 연결되고;
   상기 상부 플랜지(130)와 변압기 사이에는 수분 배기유닛(300)을 더 연결하되,
   상기 수분 배기유닛(300)은 일정길이를 갖는 배기관체(310)와, 상기 배기관체(310)의 길이 일부에 수직하게 접속된 분기관체(320)로 이루어지고; 상기 분기관체(320)가 분기된 지점을 지난 배기관체(310) 상에는 상기 컨트롤패널(P)과 전기적으로 연결된 제1솔레노이드밸브(330)가 설치되며; 상기 분기관체(320)의 길이 일부에는 상기 컨트롤패널(P)과 전기적으로 연결된 제2솔레노이드밸브(340)가 설치되어 제1,2솔레노이드밸브(330,340)가 서로 반대 동작하도록 구성되며;
   상기 분기관체(320)의 단부는 하방향으로 배관되고, 장탈착가능한 흡기차단구(350)를 더 설치하되, 상기 흡기차단구(350)는 원통형상의 부재이며, 내부에는 제습제가 장입된 제습제통(352)과 외기의 역류를 차단하는 체크밸브(354)가 내장된 것을 특징으로 하는 전력용 변압기의 건조기능 부착형 호흡기.
   
2. 청구항 1에 있어서;
   상기 히터(200)는 교체 가능한 글래스관히터(200')이고;
   상기 외통체(100)의 일부에 관통공(140)이 형성되며, 상기 관통공(140)에는 내경 일부에 단턱(152)을 갖는 끼움관(150)이 끼워지고, 상기 끼움관(150)에는 글래스관히터(200')가 삽입되되, 글래스관히터(200')의 타단이 상기 단턱(152)에 걸리면서 1차 씰링되도록 구성되며, 상기 글래스관히터(200')가 상기 끼움관(150)에 완전히 삽입된 상태에서 상기 끼움관(150)의 개방부는 신축성을 갖는 고무재질의 밀폐캡(160)으로 밀폐되어 2차 씰링 구조를 갖도록 구성된 것을 특징으로 하는 전력용 변압기의 건조기능 부착형 호흡기.

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