KR20160128544A - 변압기 - Google Patents

Abstract

권선 끝단부의 전계가 완화된 변압기가 개시된다.
개시되는 변압기는 제1 권선; 상기 제1 권선과 이격되며 상기 제1 권선의 외측 또는 내측에 구비되는 제2 권선; 상기 제1 권선의 상하부 모서리를 덮도록 구비되는 제1 주정전링; 상기 제2 권선의 상하부 모서리를 덮도록 구비되는 제2 주정전링; 및 상기 제2 권선의 상부 모서리에 구비되는 제2 주정전링의 상방 및 상기 제2 권선의 하부 모서리에 구비되는 제2 주정전링의 하방에 상기 제2 주정전링을 덮도록 구비되는 보조정전링;을 포함한다.
이러한 변압기에 의하면, 권선 끝단부의 전계가 완화되어 절연안전이 확보된 채로 부품간 절연거리를 축소시킬 수 있어, 장치가 소형화될 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

Description

변압기{TRANSFORMER}

본 발명은 변압기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 권선 끝단부의 전계가 완화된 변압기에 관한 것이다.

일반적으로 변압기란 철심(Core)과 2개 또는 3개 이상의 권선(Winding)을 가지고, 한 개 또는 두 개 이상의 회로에서 교류전력을 받아 전자유도작용에 의해 전압 및 전류를 변성하여 다른 한 개 또는 두 개 이상의 회로에 동일주파수의 교류전력을 공급하는 장치를 말한다.

이러한 변압기는 자성재료로서 다 수개의 박판이 적층되어 이루어진 철심의 레그부에 저압권선, 고압권선이 감기는 구조로 이루어진다.

여기서, 권선의 모서리 부분에 전계가 집중되는데, 이러한 전계 집중을 완화하기 위하여 권선의 상하부 또는 권선 중앙에 정전링을 설치한다.

그러나, 종래의 기술에 의한 변압기는 권선의 폭이 좁기 때문에 정전링의 곡률반경을 크게 설계 및 제작할 수 없다는 단점이 있다.

다시 말해, 정전링의 곡률반경을 크게 하기 위해서는 정전링의 폭이 커져야 하는데, 정전링이 권선보다 폭이 큰 경우에는 정전링이 권선을 수직방향으로 안정적으로 지지하지 못하여 권선이 수평방향으로 하중을 받게 됨으로써 권선의 일부가 이탈되는 문제가 발생할 수 있다.

따라서, 정전링은 폭이 권선의 폭보다 작거나 같게 제작될 필요가 있다.

또한, 종래의 기술에 의한 변압기는 권선 간에 높이 차이가 발생하면 하나의 권선에 전계가 집중되어 권선간 절연 이격 거리를 늘려야 하므로, 결과적으로 변압기 전체의 부피가 증가한다는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점 중 적어도 일부를 해결하고자 안출된 것으로, 일 측면으로서, 권선 끝단부에 형성되는 전계가 완화되어 부품간 절연거리가 축소될 수 있는 변압기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적 중 적어도 일부를 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 제1 권선; 상기 제1 권선과 이격되며 상기 제1 권선의 외측 또는 내측에 구비되는 제2 권선; 상기 제1 권선의 상하부 모서리를 덮도록 구비되는 제1 주정전링; 상기 제2 권선의 상하부 모서리를 덮도록 구비되는 제2 주정전링; 및 상기 제2 권선의 상부 모서리에 구비되는 제2 주정전링의 상방 및 상기 제2 권선의 하부 모서리에 구비되는 제2 주정전링의 하방에 상기 제2 주정전링을 덮도록 구비되는 보조정전링;을 포함하는 변압기를 제공한다.

일 실시예에서, 상기 제2 권선은 상단부 모서리가 상기 제1 권선의 상단보다 낮고, 하단부 모서리가 상기 제1 권선의 하단보다 높은 형태로 구성될 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 상기 보조정전링은 수직단면의 바깥쪽 둘레의의 곡률반경이 상기 제1 및 제2 주정전링의 수직단면의 바깥쪽 둘레의 곡률반경보다 크게 형성될 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 상기 보조정전링은 수직단면의 바깥쪽 둘레 중에서 상기 제1 주정전링에 대향하는 쪽의 모서리가 다른 모서리에 비해 곡률반경이 크게 형성될 수 있다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 의하면, 권선 끝단부의 전계가 완화되어 절연안전이 확보된 채로 부품간 절연거리를 축소시킬 수 있어, 장치가 소형화될 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 변압기에 포함되는 권선부의 측단면도.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 변압기에 포함되는 권선부의 측단면도.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 또한, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

먼저, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 변압기에 대해서 살펴본다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 변압기(100)는 제1 권선(110), 제2 권선(120), 배리어(130), 제1 주정전링(140), 제2 주정전링(150) 및 보조정전링(160)을 포함할 수 있다.

상기 제1 권선(110)은 철심(미도시)의 외곽을 둘러싸도록 구비될 수 있다.

일 실시예에서, 제1 권선(110)은 고압권선 또는 저압권선으로 구성될 수 있다.

상기 제2 권선(120)은 제1 권선(110)과 이격되며 제1 권선(110)의 외측 또는 내측에 구비될 수 있다.

일 실시예에서, 제2 권선(120)은 저압권선, 고압권선 또는 탭 권선으로 구성될 수 있다.

일 예로, 제1 권선(110)이 고압권선인 경우에 제2 권선(120)은 저압권선으로 구성될 수 있고, 제1 권선(110)이 저압권선인 경우에 제2 권선(120)은 고압권선 또는 탭 권선으로 구성될 수 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 일 실시예에서, 제2 권선(120)은 제1 권선(110)의 외측에 제1 권선(110)을 둘러싸는 형태로 구비되나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 권선(110)이 제2 권선(120)의 외측을 둘러싸는 형태로 구비될 수도 있다.

상기 배리어(130)는 제1 권선(110)과 제2 권선(120)의 사이의 간격에 배치되어, 제1 권선(110)과 제2 권선(120) 간을 절연시킬 수 있다. 이러한 배리어(130)는 도 1에 도시된 바와 같이 제1 권선(110)과 제2 권선(120) 사이의 간격에 복수개가 간격을 가지고 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 제1 주정전링(140)은 제1 권선(110)의 상부와 하부 각각의 모서리를 덮도록 구비되는 링 형상의 부재로 구성될 수 있다.

이러한 제1 주정전링(140)은 수직단면의 모서리 부분이 만곡진 곡선형태로 형성되어 제1 권선(110)의 끝단부에 전계가 집중되는 것을 방지할 수 있다.

일 예로, 제1 주정전링(140)은 절연체로 구성되고, 절연체의 표면을 둘러싸는 금속외피를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 제2 주정전링(150)은 제2 권선(120)이 상부와 하부 각각이 모서리를 덮도록 구비되는 링 형상의 부재로 구성될 수 있다.

이러한 제2 주정전링(150)은 제2 권선(120)의 끝단부에 전계가 집중되는 것을 방지할 수 있다.

일 실시예에서, 제2 주정전링(150)은 도 1에 도시된 바와 같이 폭이 제2 권선(120)의 폭보다 좁거나 같도록 구성된다.

이와 같이 제2 권선(120)의 폭보다 작은 폭으로 형성된 제2 주정전링(150)은 적층형태로 권취된 제2 권선(120)이 수평방향으로 어긋나거나 이탈되지 않도록 제2 권선(120)을 수직방향으로 안정적이게 지지할 수 있다.

일 실시예에서, 제2 주정전링(150)은 수직단면의 둘레의 모서리 부분이 전계 완화를 위해 만곡진 형태로 형성될 수 있다.

일 예로, 제2 주정전링(150)은 제1 주정전링(140)과 마찬가지로 절연체로 구성되고, 절연체의 표면을 둘러싸는 금속외피를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 보조정전링(160)은 제2 권선(120)의 상부 모서리에 구비되는 제2 주정전링(150)의 상방 및 상기 제2 권선(120)의 하부 모서리에 구비되는 제2 주정전링(150)의 하방에 제2 주정전링(150)을 덮도록 구비될 수 있다.

즉, 보조정전링(160)은 제2 권선(120)의 상단에 구비되는 제2 주정전링(150)의 상방에 배치되고, 제2 권선(120)의 하단에 구비되는 제2 주정전링(150)의 하방에 배치될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서, 보조정전링(160)은 폭이 제2 권선(120)의 폭보다 넓게 구성될 수 있다. 결과적으로, 보조정전링(160)은 제2 주정전링(150)보다 넓은 폭으로 구성될 수 있다.

이와 같이, 제2 주정전링(150)보다 폭이 넓은 보조정전링(160)은 수직단면의 모서리 부분이 제2 주정전링(150)의 수직단면의 모서리 부분보다 큰 곡률반경을 가지도록 형성될 수 있다.

다시 말해, 제2 주정전링(150)은 폭이 제2 권선(120)의 폭보다 작아야 하는 한계가 있으므로, 수직단면의 모서리 부분에 적용할 수 있는 곡률반경에 한계가 있다.

따라서, 제2 주정전링(150)보다 폭이 넓은 보조정전링(160)은 수직단면의 수평면 및 수직면이 넓으므로 수직단면의 모서리 부분을 큰 곡률반경으로 만곡지게 형성할 수 있는

이와 같이, 큰 곡률반경으로 만곡지게 형성된 부분에는 전계 집중이 완화되므로, 보조정전링(160)은 제2 주정전링(150)보다 전계 완화 성능이 뛰어나다는 장점을 가진다.

한편, 일 실시예에서, 제2 권선(120)은 상단이 제1 권선(110)의 상단보다 낮도록 구성될 수 있다. 즉, 제1 권선(110)이 제2 권선(120)보다 수직방향으로 돌출될 수 있다.

반대로, 제2 권선(120)은 하단이 제1 권선(110)의 하단보다 높게 구성될 수 있다. 즉, 제1 권선(110)의 하단이 제2 권선(120)의 하단보다 하방으로 돌출될 수 있다.

이로 인해, 제1 주정전링(140)은 제2 주정전링(150) 보다 더 수직방향으로 돌출된 위치에 배치될 수 있다.

이때, 보조정전링(160)은 수직방향 끝단의 높이가 제1 주정전링(140)의 수직방향 끝단의 높이와 동일하도록 수직방향으로 길게 연장된 형태로 구성될 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

즉, 제2 권선(120)의 상방에 배치되는 보조정전링(160)은 상방으로 길게 연장된 형태로 구성될 수 있고, 제2 권선(120)의 하방에 배치되는 보조정전링(160)은 하방으로 길게 연장된 형태로 구성될 수 있다.

이와 같이, 보조정전링(160)은 제2 권선(120) 측의 전계 집중 부위와 제1 권선(110) 측의 전계 집중 부위의 높이를 동일하게 함으로써, 권선부의 특정 부위에 전계가 과도하게 집중되는 것을 방지하여 권선부의 전계를 완화시킬 수 있다.

다음으로, 도 2를 참조하여, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 변압기(100)에 대해서 살펴본다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 변압기(100)는 보조정전링(160-1)의 수직단면 바깥쪽 둘레의 모서리 부분이 제1 주정전링(140) 및 제2 주정전링(150)의 수직단면의 바깥쪽 둘레 모서리 부분보다 더 큰 곡률반경으로 형성될 수 있다.

이를 위해, 다른 일 실시예에서, 보조정전링(160-1)은 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 변압기(100)에 포함되는 보조정전링(160)과 마찬가지로 제2 주정전링(150)의 폭보다 넓은 폭으로 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 다른 일 실시예에서, 보조정전링(160-1)은 도 2에 도시된 바와 같이 수직단면의 바깥쪽 둘레 중에서 제1 주정전링(140)에 대향하는 쪽(도면 상에서 좌측상단)의 모서리가 다른 모서리에 비해 곡률반경이 크게 형성될 수 있다.

보조정전링(160-1) 중에서 제1 주정전링(140)에 대향하는 끝단 부분에는 다른 부분에 비해 전계가 더 많이 집중되게 되는데, 본 발명의 다른 일 실시예와 같이 보조정전링(160-1)의 수직단면의 바깥쪽 둘레 중에서 제1 주정전링(140)에 대향하는 쪽의 모서리를 큰 곡률반경으로 만곡지게 형성하는 경우에는 전계가 완화되는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 밝혀두고자 한다.

100: 변압기
110: 제1 권선
120: 제2 권선
130: 배리어
140: 제1 주정전링
150: 제2 주정전링
160, 160-1: 보조정전링

Claims (4)

1. 제1 권선;
   상기 제1 권선과 이격되며 상기 제1 권선의 외측 또는 내측에 구비되는 제2 권선;
   상기 제1 권선의 상하부 모서리를 덮도록 구비되는 제1 주정전링;
   상기 제2 권선의 상하부 모서리를 덮도록 구비되는 제2 주정전링; 및
   상기 제2 권선의 상부 모서리에 구비되는 제2 주정전링의 상방 및 상기 제2 권선의 하부 모서리에 구비되는 제2 주정전링의 하방에 상기 제2 주정전링을 덮도록 구비되는 보조정전링;
   을 포함하는 변압기.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2 권선은 상단부 모서리가 상기 제1 권선의 상단보다 낮고, 하단부 모서리가 상기 제1 권선의 하단보다 높은 형태로 구성된 변압기.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 보조정전링은 수직단면의 바깥쪽 둘레의의 곡률반경이 상기 제1 및 제2 주정전링의 수직단면의 바깥쪽 둘레의 곡률반경보다 크게 형성된 변압기.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 보조정전링은 수직단면의 바깥쪽 둘레 중에서 상기 제1 주정전링에 대향하는 쪽의 모서리가 다른 모서리에 비해 곡률반경이 크게 형성된 변압기.

Images