KR20160137257A - 동부스바 - Google Patents

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KR20160137257A
KR20160137257A KR1020150072143A KR20150072143A KR20160137257A KR 20160137257 A KR20160137257 A KR 20160137257A KR 1020150072143 A KR1020150072143 A KR 1020150072143A KR 20150072143 A KR20150072143 A KR 20150072143A KR 20160137257 A KR20160137257 A KR 20160137257A
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김세엽
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대신전기금속(주)
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    • H01B5/00—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
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    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
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    • H01B1/02—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys

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Abstract

본 발명은 동부수바의 외표면에 길이방향으로 다수개의 홈을 형성시켜 동부수바의 무게 및 제조원가를 줄일 수 있으면서도, 동일 국제규격의 동부스바에 대하여 일정 오차범위 내에서 온도상승을 제어할 수 있는 동부스바에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명에 따른 동부스바는, 국제 규격의 두께와 폭 및 전기전도율로 제한되는 동부스바에 있어서, 폭 방향에 대하여 하나 이상 개수를 이루며, 길이 방향으로 연장 형성된 홈을 포함하여 이루어지고, 상기 홈은 국제 규격에 따른 폭 방향 표면의 둘레 길이를 2.4% 이내에서 확장되게 하고, 상기 홈의 깊이는 0.5~1.5㎜로 하는 범위 내에서 비표면적이 확대된다.

Description

동부스바{Copper Busbar Bar}
본 발명은 동부스바에 관한 것으로서, 구체적으로는 동부스바 모재를 덜 사용하도록 동부스바의 외주면에 다수개의 홈을 형성시킨 상태에서도 동일 국제규격의 종래의 동부스바와 대비하여 일정 오차범위 내에서 온도상승을 제어할 수 있는 할 수 있는 동부스바에 관한 것이다.
일반적으로 전기에너지의 전송 및 분기분야에 사용되는 부스바(busbar)는, 필요에 따라 다양한 모양을 가지지만, 일반적으로 납작하고 길이 방향으로 긴 장방형 판형상으로 형성된다. 이러한 형태의 부스바는, 표면적이 크므로 방열효과가 우수하고 표면에 흐르는 고주파 전류의 임피던스를 낮추어 줌으로써 대전류를 전달할 수 있다. 그리고, 부스바는 동일한 부피의 도체로 더욱 많은 전기 에너지를 전달할 수 있는 장점이 있다.
따라서, 부스바는 주로 발전소, 대형 건물, 대형 공장, 대형백화점, 지하철, 신공항 등과 같이 전류 용량이 큰대형 송배전선, 전기 기기용 도체, 통신 케이블 등의 송전 회로를 구성하며, 최근 대용량 배전 시스템에 있어서, 케이블의 대체품으로 사용이 증가되고 있는 추세이다.
이러한 부스바는 전기전도도(100% IACS) 및 융점(1083℃)이 높은 관계로 거의 순수한 구리 또는 구리으로 제조되어 사용되고 있다. 하지만, 구리는 소재가격이 비쌀 뿐만 아니라 가격의 변동폭이 상대적으로 큰 단점이 갖고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 최근에는 원가를 절감하고 무게를 줄이며, 성능을 향상시키기 위해 알루미늄의 외부에 구리를 피복하여 제조한 부스바가 출시되고 있다.
예를 들면, 대한민국 등록특허공보 제10-0921963호(2009.10.15)호에는 수배전반 내에 설치되는 부스바의 온도를 검출하여 부스바의 온도가 과부하로 인해 정해진 온도 이상으로 상승하면 애자의 저면과 애자 고정체의 상면 사이에 설치한 열전소자(PTC)를 구동시켜 부스바를 냉각시켜 주되, 상기 부스바의 온도를 열전소자를 통해 냉각시켜 주는데도 불구하고 사용자에 의해 설정된 과열온도 이상으로 부스바의 온도가 상승하면 경보음 또는 경보용 불빛을 발생시켜 줌으로써 과부하로 인해 부스바가 지나치게 과열되는 것을 미연에 방지할 수 있어 무효전력 손실을 막을 수 있고, 과열로 인해 부스바가 변형되거나 아예 용융되어 전력공급이 차단되는 것을 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 특정 부스바가 지나치게 과열되었을 때 수배전반의 관리자가 경보음 또는 경보용 불빛을 통해 즉시 인식하고 빠른시간 내에 필요한 조치를 취할 수 있어 수배전반의 관리를 효율적으로 실시할 수 있으며, 또한 부스바 자체를 알루미늄 바의 외측에 동 파이프를 일체로 씌워주는 형태로 성형하되 상,하,좌,우면에 선택적으로 또는 모두에 방열홈을 형성하여 줌으로써 부스바 자체의 방열효과도 대폭 향상시킬 수 있는 과열 방지기능을 갖는 수배전반용 부스바가 기재되어 있다.
그러나 이와 같은 첫번째 선행기술에 따른 부스바는 구리와 알루미늄의 이종 금속의 열팽창률이 상이하여, 알루미늄을 삽입한 후 가열 및 압연하는 과정에서 상호 접합이 견고하게 이루어지지 않아 불량 부수바가 양산될 가능성이 높았다.
또한, 정상적으로 부수바가 제조되더라도 구리와 알루미늄 간의 결합이 충분치 못한 경우가 많아, 사용중에 기계적 또는 물리적인 충격이 발생되는 경우, 결합부분이 갈라지질 수 있어 이로 인해 유지 보수 비용을 상승시키는 요인이 될 수 있었다.
또한, 이러한 제조방법에 의해서 제조되는 부스바는, 재료의 물리적 성질과 제조 공정의 한계로 인해, 대전류를 전달할 수 있는 크기로 제조되거나, 일정 수준 이상의 경도를 갖는 부수바는 제조될 수 없는 문제점이 있었다.
특히, 동 파이프의 내부에 삽입된 알미늄바의 과열을 방지하기 위해 추가적으로 기준온도 설정부, 온도검출센서, A/D 변환기, 마이컴, PCT 구동부, 열전소자 등의 필수 구성요소를 구비하여야 하기 때문에 그 구조가 복잡해지고 이를 지속적으로 유지 및 보수해야하는 단점을 갖고 있었다.
이러한 첫번째 선행기술의 단점을 해소하기 위하여 대한민국 등록특허공보 제10-1041182호(2011.06.07)에는 알루미늄과 이를 피복하고 있는 구리판 사이의 결합력이 충분히 견고하며, 크기에 제한을 받지 않고, 원하는 소정의 폭과 두께를 가지고, 원하는 경도를 가지는 알루미늄 동부스바를 제조하는 것이 가능한 제조방법이 기재되어 있다.
그러나, 이와 같은 두번째 선행기술은 구리판과 알루미늄의 결합시 폭팔용접 공정을 통하여 결합할 수 있어, 첫번째 선행기술 보다는 결합력을 높일 수는 있었지만 재료의 물리적 성질과 제조공정의 한계로 인해, 대전류를 전달할 수 있는 크기의 부수바는 제조할 수 없는 문제점이 있었다.
또한, 구리판의 내부에 삽입된 알미늄바의 과열을 방지하기 위해 추가적으로 온도감지소자와 온도를 낮추도록 제어하는 온도제어소자를 필수적으로 구비하여야 하기 때문에 그 구조가 복잡해지고 이를 지속적으로 유지 및 보수해야하는 단점을 갖고 있었다.
따라서, 다양한 재질의 부스바 중에서 동부스바의 우수한 성능은 그대로 유지하면서도 가격을 낮출 수 있는 방안이 지속적으로 요구되고 있다.
(1) 대한민국 등록특허공보 제10-0921963호(2009.10.15) (2) 대한민국 등록특허공보 제10-1041182호(2011.06.07)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은, 동부수바의 외표면에 길이방향으로 다수개의 홈을 형성시켜 동부수바의 무게 및 제조원가를 줄일 수 있으면서도, 동일 국제규격의 동부스바에 대하여 일정 오차범위 내에서 온도상승을 제어할 수 있는 동부스바를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 작업자가 하나 이상의 동부스바를 서로 접속시켜 연결하는 경우, 동부스바의 폭방향으로 양단면에 형성되는 접속면적을 동부스바의 온도상승을 제어할 수 있는 범위 내에서 형성시킬 수 있는 동부스바를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 동부스바의 외표면에 하나 이상의 가공선이 형성하여 작업자가 동부스바를 연결을 위한 천공 작업시 천공 위치를 측정장비를 사용하지 않고서도 정확하게 결정할 수 있는 동부스바를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 동부스바는, 국제 규격의 두께와 폭 및 전기전도율로 제한되는 동부스바에 있어서, 폭 방향에 대하여 하나 이상 개수를 이루며, 길이 방향으로 연장 형성된 홈을 포함하여 이루어지고, 상기 홈은 국제 규격에 따른 폭 방향 표면의 둘레 길이를 2.4% 이내에서 확장되게 하고, 상기 홈의 깊이는 0.5~1.5㎜로 하는 범위 내에서 비표면적이 확대되는 것을 특징한다.
여기서, 상기 몸체부와 몸체부의 접속에 따른 폭 방향 접속 길이는 상기 몸체부의 일면 폭방향 길이의 74.9~76.8% 범위 내에서 있도록 형성되는 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 동부스바는 다음과 같은 효과를 갖는다.
먼저, 동부수바의 외표면에 길이방향으로 다수개의 홈을 형성시켜 동부수바 모재의 무게와 제조원가를 줄일 수 있으면서도 동일 국제규격의 동부스바에 대하여 일정 오차범위 내에서 과열을 억제하도록 제어할 수 있다.
따라서, 홈이 형성되지 않은 종래의 동부스바와 유사하게 안정적으로 전류를 흐르게 할 수 있으면서도 평균 16.9% 정도의 동부스바 모재의 구매비용을 줄일 수 있을 것을 기대된다.
또한, 작업자가 하나 이상의 동부스바를 서로 접속시켜 연결하는 경우, 동부스바의 폭방향으로 양단면에 형성되는 접속면적을 동부스바의 온도상승을 제어할 수 있는 범위 내에서 형성시킬 수 있다.
또한, 동부스바의 외표면에 하나 이상의 가공선이 형성하여 작업자가 동부스바를 접속을 위한 천공 작업시 천공 위치를 측정장비를 사용하지 않고서도 정확하게 결정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 동부스바의 외형을 보인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 비표면적이 최적화되도록 향상된 일자형 및 ㄱ자 형상의 동부스바가 접속된 상태를 보인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 동부스바와 다른 조건의 동부스바 및 국제규격의 동부스바에 대한 온도상승특성을 테스트하기 위한 실험 배치도이다.
도 4a 내지 도 4c는 도 3에 도시된 3가지 경우의 동부스바의 단면도 및 평면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 동부바의 외주면에 다수개의 홈이 형성된 경우 각각의 장방형 홈에서 증가된 전체 둘레길이의 계산을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 3에 표시된 본 발명에 따른 동부스바와 종래의 동부스바의 실험결과를 보인 그래프이다.
본 명세서 및 청구범위에서 사용하는 용어나 단어는, 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석될 것이 아니라, '발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다'는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
또한, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시한 구성은, 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과한 것일 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해해야 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 동부스바의 외형을 보인 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 동부스바는, 장방형 판재형상으로 일정 길이 연장 형성된 몸체부(110)와, 몸체부(110)의 외주면의 폭 방향에 대하여 각각 다수개 형성되며, 길이 방향으로 연장 형성된 다수개의 홈(120:120a,120b)으로 구성된다.
여기서, 각각의 홈(120:120a,120b)은 몸체부(110)의 외주면 즉, 도 1에 도시된 몸체부(110)의 상단면 및 하단면에 길이 방향으로 형성되며, 국제 규격에 따른 동부스바의 폭 방향으로 표면의 둘레 길이를 2.4% 이내에서 확장되게 형성되고, 각각의 홈(120:120a,120b)의 깊이는 0.5~1.5㎜의 범위 내에서 비표면적이 확대되는 것이 바람직하다.
도 1에서 동부스바의 몸체부(110)의 재질은 무산소동(Oxygen Free Copper:OFC)이나 타프피치동(Touch Pitch Copper) 중에서 선택되어 사용되는 것이 바람직하다.
무산소동은 Cu중에 산소가 있으면 Cu2O와 수소와의 반응으로 H2O를 생성하여 수소 취성을 일으키고, 또한 내식성도 나쁘기 때문에 산소를 약 0.008% 이하가 되도록 탈산제로 제거한 구리(Cu)이다. 이때, 사용되는 탈산제는 P, Si, Mg, Ca, Li, Be, Ti, Zr 등이 사용되며, 제조 중에는 이들의 원소가 남을 수 있다.
또한, 타프피치동은 동부스바의 주조시 Cu중의 O2를 0.02~0.04% 정도를 잔류시킨 동으로서, H2의 함량을 저하시키고 As,Bi,Sb 등의 불순물을 산화시켜 전기전도도와 전연성을 증가시킨다. 이와 같은 타프피치동은 전기 및 열의 전도도가 뛰어난 원재료로 사용되며, Cu의 함량은 99.96% 이상, 전기전도도 98% 이상인 것이 바람직하다.
또한, 몸체부(110)는 도 1에 도시된 바와 같이, 사전에 설정된 균일한 일정 두께(D1)와 폭(W1)을 갖도록 형성되며 횡방향으로 일정 길이(L1)로 연장 형성된 장방형 판재형상이며, 몸체부(110)의 외주면(상단면 및 하단면)에는 일정 폭(W3)과 일정 깊이(D3)를 갖는 다수개의 홈(120:120a,120b)이 일정 배치간격(W5)으로 형성된다. 여기서 홈(120:120a,120b)의 형상은 ㄷ자, 반원형, 역삼각형 등과 같은 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 몸체부(110)의 양측면(110a,110b)은 도 1처럼 곡면처리된 라운드형상으로 형성되거나 도 2와 같이 직각 처리된 스퀘어 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 동부스바의 전체적인 형상도 도 1에 도시된 바와같이, 일자 형상으로도 형성될 수도 있지만, 도 2에 도시된 바와 같이, 몸체부가 외측 또는 내측 방향으로 소정 각도(예를 들어, 90도)로 꺽여지도록 형성된 ㄱ자나 ㄴ자 형상의 동부스바도 사용할 수 있다.
또한, 필요에 따라 도 2에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 동부스바(100,100a)를 서로 접속하여 사용할 수 있는데, 이 경우에는 각각의 동부스바(100,110a)의 양측단부에 접속홀(140a,140c)이 각각 형성되어야 한다.
이때, 몸체부(110)와 다른 몸체부의 접속에 따른 폭 방향 접속 길이(C1~C6)는 몸체부(110) 일면의 폭방향 길이의 74.9~76.8% 범위(±0.3 치수 공차) 내에서 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시 예에서는, 몸체부(110)의 외주면에 일정 배치간격(W5)을 유지하면서 평행하게 형성된 다수개의 홈(120:120a,120b)은 일정 깊이로 형성된 ㄷ자 홈으로 형성되나, 도 5에 도시된 바와 같이, 각각의 홈(120:120a,120b)의 내부에 형성된 두곳의 모서리(121,123)와 몸체부(110)의 외주면과 면접하는 두곳의 모서리(122,124)는 각각 라운드형상으로 형성된다.
또한, 몸체부(110)의 상단면에 일정 배치간격(W5)으로 형성된 다수개의 홈(120a)과 몸체부(110)의 하단면에 일정 배치간격(W5)으로 형성된 다수개의 홈(120b)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 대칭 구조로 형성되는 것이 바람직하지만, 필요에 따라 비대칭 구조로 또는 엇갈리도록 형성될 수 도 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 동부스바와 다른 조건의 동부스바 및 국제규격의 동부스바에 대한 온도상승특성을 테스트하기 위한 실험 배치도이다.
도 3은 동부스바의 몸체부(110)의 외주면에 길이 방향으로 형성되는 홈(120:120a,120b)의 비표면적의 확대범위를 측정하기 위한 것이며, 본 발명의 바람직한 실시 예에서는 국제규격의 동부스바의 온도값의 오차범위가 ±3.0℃ 를 초과하지 않는 것을 안정적인 상태로 가정하고 실험을 실시한다.
도 3을 참조하면, 외주면에 다수개의 홈이 형성되지 않은 제1 동부스바(200)와, 외주면에 다수개의 홈이 각각 형성된 제2 동부스바(300) 및 제3 동부스바(100)가 전원공급용 케이블(C10,C20,C30,C40)을 통하여 직렬로 연결되도록 배치된다.

구분		 전체
폭
(W1)		 전체
두께
(D1)		 양단
곡률
(R)		 홈
전체
개수
(120)		 폭
(W3)		 깊이
(D3)		 곡률
(R)		 홈간 거리(W5)
제1
동부스바		 200 10.0 5.0 0
제2
동부스바		 200 10.0 5.0 22 3.0 3.0 0.5 5.0
제3
동부스바		 200 10.0 5.0 22 3.0 1.5 0.5 5.0
(단위: mm)
여기서, 제1 동부스바(200)는 도 4a 및 표 1에 도시된 바와 같이, 전체 폭 200mm, 전체 두께 10mm의 규격을 갖도록 형성되며, 제1 동부스바(200)의 외주면은 평평한 상태로 형성되며, 제1 동부스바(200)의 양측단면은 각각 라운드형상으로 형성된다.
또한, 제2 동부스바(300)는 도 4b 및 표 1에 도시된 바와 같이, 전체 폭 200mm, 전체 두께 10mm, 외주면에 각각 22개의 홈(120a,120b)이 형성되며, 각각의 홈(120a,120b)의 폭은 3.0mm, 깊이는 3.0mm, 각각의 홈(120a,120b)의 4군데 모서리의 곡률(R)은 0.5mm, 몸체부(110)의 폭 방향 끝단부의 폭은 3.5mm의 규격을 갖도록 형성되며, 각각의 장방형 홈(120a,120b)이 형성되지 않은 제2 동부스바(300)의 외주면은 평평한 상태로 형성되며, 제2 동부스바의 양측단면은 각각 라운드형상으로 형성된다.
제3 동부스바(100)는 도 4c 및 표 1에 도시된 바와 같이, 전체 폭 200mm, 전체 두께 10mm, 외주면에 각각 22개의 홈(120a,120b)이 형성되며, 각각의 홈(120a,120b)의 폭은 3.0mm, 깊이는 1.5mm, 각각의 홈(120a,120b)의 4군데 모서리의 곡률(R)은 0.5mm, 몸체부(110)의 폭 방향 끝단부의 폭은 3.5mm의 규격을 갖도록 형성되며, 각각의 장방형 홈(120a,120b)이 형성되지 않은 제2 동부스바(300)의 외주면은 평평한 상태로 형성되며, 제3 동부스바(100)의 양측단면(110a,10b)은 각각 라운드형상으로 형성된다.
이와 같이 제1 내지 제3 부스바(100,200,300)를 전원공급용 케이블(C10,C20,C30)을 이용하여 직렬방식으로 연결한 상태에서 제1 전원공급용 케이블(C10)에 사전에 설정된 전류(예를 들어, 720mA)를 각각 인가한 상태에서 도 3에 표시된 각각 15 지점에서의 온도를 측정하는 실험을 실시하여 아래의 표 2 및 도 6과 같은 결과를 얻었다.
동부스바 종류 온도 검출지점 온도 검출값 비고
제1 동부스바 1 50.1 기준
제1 동부스바 2 50.3 기준
제1 동부스바 3 50.1 기준
제1 동부스바 4 49.8 기준
제1 동부스바 5 48.8 기준
제2 동부스바 6 47.3 -1.5
제2 동부스바 7 54.2 +4.4
제2 동부스바 8 52.3 +2.2
제2 동부스바 9 53.7 +3.4
제2 동부스바 10 51.8 +1.7
제3 동부스바 11 49.8 -0.3
제3 동부스바 12 53.2 +2.9
제3 동부스바 13 52.5 +2.4
제3 동부스바 14 51.6 +1.8
제3 동부스바 15 48.6 -0.2
주위온도 16 17.0
주위온도 17 17.6
주위온도 18 17.8
표 2 및 도 6을 참조하면, 종래의 표준 동부스바인 제1 동부스바(200)의 첫번째 검출지점(1)에서는 50.1℃, 두번째 검출지점(2)에서는 50.3℃, 세번째 검출지점에서는 50.1℃, 네번째 검출지점(4)에서는 49.8℃, 다섯번째 검출지점에서는 48.8℃가 각각 검출되며, 또한 제2 동부스바(300)의 첫번째 검출지점(1)에서는 47.3℃, 두번째 검출지점(2)에서는 54.2℃, 세번째 검출지점에서는 52.3℃, 네번째 검출지점(4)에서는 53.7℃, 다섯번째 검출지점에서는 51.8℃가 각각 검출되며, 또한, 제3 동부스바(100)의 첫번째 검출지점(1)에서는 49.8℃, 두번째 검출지점(2)에서는 53.2℃, 세번째 검출지점에서는 52.5℃, 네번째 검출지점(4)에서는 51.6℃, 다섯번째 검출지점에서는 48.6℃가 각각 검출됨을 알 수 있다.
위의 실험에서 확인되는 바와 같이, 제2 동부스바(300)의 두번째 검출지점의 온도는 54.2℃가 검출되어 국제규격의 제1 동부스바(200)의 동일지점에서 검출된 온도(49.8℃)에 대비하여 그 차이가 +4.4℃임을 알 수 있으며, 이는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에서 가정한 동부스바의 안정적인 온도값의 오차범위인 ±3.0℃를 초과하는 검출값임을 알 수 있는 반면, 제3 동부스바(100)의 첫번째 내지 다섯번째 검출지점(1~5)의 모든 온도 검출값은 본 발명이 바람직한 일 실시 예에서 가정한 동부스바의 안정적인 온도값의 오차범위인 ±3.0℃를 초과하지 않는 검출값임을 알 수 있다.
이에 따라, 도 4c에 도시된 제3 동부스바(100)의 외주면에 각각 형성된 다수개의 홈(120a,120b)의 비표면적과 도 4a에 도시된 국제 규격에 따른 제1 동부스바(200)의 비표면적의 비율에 따라 동부스바의 외주면에 다수개의 홈을 형성한다면, 국제규격에 따른 제1 동부스바에서 허용하는 전류 전달에 대한 오차범위 내에서 전류를 전달하게 하면서도 국제규격에 따른 제1 동부스바에서 허용하는 온도상승에 대한 오차범위(±3.0℃) 내에서 안전하게 온도부하를 제어할 수 있다.
한편, 동부스바의 비표면적은 동부스바의 전체길이에 비례하는 관계를 갖으므로, 제1 및 제3 동부스바(200,100)의 전체 둘레길이의 비율을 계산하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 동부스바의 외주면에 형성되는 홈의 확장으로 인한 동부스바의 전체 비표면적의 확장범위를 알 수 있을 것이다.
이에 따라 먼저 제1 동부스바(200)의 전체 둘레길이를 아래의 수학식 1을 이용하여 구할 수 있다.
[수학식 1]
제1 동부스바(200)의 전체 둘레길이 = 전체 폭 x 전체 두께
= 190 x 10 + 31.4
= 1,931.4 mm
한편, 제3 동부스바(100)의 전체길이는 제1 동부스바(200)의 전체 둘레 길이에 22개의 장방형 홈(120)으로 인한 길이의 증가분을 더하면 되는데, 그 증가분은 하기의 수학식 1을 이용하여 구할 수 있다(도 5 참조).
[수학식 2]
제3 동부스바(100)의 증가된 전체 둘레길이 : 2πr+홈의 깊이(D1)+홈의 하부폭-홈의 상부폭) x 22
= ((2 x 3.14 x 1/2) + 1 + 2 - 4) x 22
= 2.14 x 22
= 47.08 mm
이에 따라 제3 동부스바(100)의 전체 둘레길이는 아래의 수학식 3을 이용하여 구할 수 있다.
[수학식 3]
제3 동부스바(100)의 전체 둘레길이 = 제1 동부스바(300)의 전체 둘레 길이 + 제3 동부스바(100)의 증가된 전체 둘레 길이
= 1931.4 + 47.08
= 2,437 mm
이에 따라 도 4c에 도시된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 동부스바(100)의 외주면에 형성되는 다수개의 홈(120)의 비표면적은 제3 동부스바(100)의 2.4% 이내에서 확장시키고, 각각의 홈(120)의 깊이는 0.5~1.5㎜ 범위 내에서 형성되는 것이 바람직하다.
이에 따라 본 발명의 동부스바(100)의 몸체부(110)의 외부면에 형성시킨 다수개의 홈(120)에 상응하는 동부스바 모재를 덜 사용할 수 있으며, 본 발명의 출원인의 자체적인 계산에 따르면 평균 16.9% 정도의 동부스바 모재의 구매비용을 줄일 수 있으며, 이는 바로 제조 원가 및 판매원가를 크게 낮출 수 있을 것으로 기대된다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시 예에서, 몸체부(110)와 다른 몸체부의 접속에 따른 폭 방향 접속길이(C1~C6)가 몸체부(110) 일면의 폭방향 길이의 74.9~76.8% 범위(±0.3 치수 공차) 내에서 형성될 수 있는데, 먼저 부스바의 폭방향 전체 접속길이는 아래의 수학식 4를 통하여 구할 수 있다.
[수학식 4]
몸체부와 다른 몸체부의 접속에 따른 폭 방향 전체 접속길이(C1~C6) = 몸체부의 전체 폭 길이 - 몸체부의 전체 홈의 전체 폭 길이
= (200-10) - (4 x 11)
= 146 mm
따라서, 몸체부(100)와 다른 몸체부의 접속에 따른 폭 방향 접속 길이는 몸체부(100)의 폭방향 전체 길이와의 백분률로 나타내면 76.8% 범위를 구할 수 있다.
그러나, 국제규격의 동부수바에서 적용되는 치수공차는 ±0.3 이므로, 이를 적용하면 따른 치수공차에 따른 폭 방향 접속길이를 아래의 수학식 5을 이용하여 구할 수 있다.
[수학식 5]
치수공차에 따른 폭 방향 접속길이 = 홈이 형성되지 않은 접속부 전체 개수 x 치수공차
= 12 x 0.3
= 3.6
이에 따라 치수공차를 반영한 몸체부(100)와 다른 몸체부의 접속에 따른 폭 방향 접속 길이는 142.4 mm (146-3.6)로 구할 수 있고, 치수공차를 반영한 몸체부(100)와 다른 몸체부의 접속에 따른 폭 방향 접속 길이를 몸체부(100)의 폭방향 전체 길이와의 백분률로 나타내면 74.9% 범위를 구할 수 있다.
결국, 몸체부(110)와 다른 몸체부의 접속에 따른 폭 방향 접속길이(C1~C6)가 몸체부(110) 일면의 폭방향 길이의 74.9~76.8% 범위(±0.3 치수 공차) 내에서 형성될 수 있음을 알 수 있다.
한편, 몸체부(110)의 외주면에는 도 1에 도시된 바와 같이, 길이 방향으로 직선형상의 가공선(130)이 형성되거나 표시되며, 가공선(130)은 동부스바의 치수에 따라 몸체부(110)의 외주면에 형성된 다수개의 홈(120a,120b)의 내부에 형성되거나 표시될 수 있으며, 다수개의 홈(120a,120b)이 형성되지 않은 몸체부(110)의 외주면에도 직접 형성되거나 표시될 수 있다.
예를 들어, 가공선(130)은 육안 식별이 가능한 실선홈이나 점선홈이 몸체부(110)와 일체형으로 형성될 수도 있으며, 임의의 색상을 갖는 실선이나 점선이 표시될 수도 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시 예에 따르면, 본 발명의 동부스바의 외주면에 다수개의 홈이 형성하되, 다수개의 홈(120)의 비표면적을 제3 동부스바(100)의 2.4% 이내에서 확장시키고, 각각의 홈(120)의 깊이는 0.5~1.5㎜ 범위 내에서 형성시키는 경우, 도 6에 도시된 그래프에서 확인되는 바와 같이, 국제규격에 따른 제1 동부스바에서 허용하는 전류 전달에 대한 오차범위 내에서 전류를 전달하게 하면서도 국제규격에 따른 제1 동부스바에서 허용하는 온도상승에 대한 오차범위(±3.0℃) 내에서 안전하게 온도부하를 제어할 수 있다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100: 동부스바
110: 몸체부
120, 120a,120b: 장방형 홈
130: 가공선
140a,140c : 접속홀
C10,C20,C30: 케이블

Claims (4)

  1. 국제 규격에 따른 두께와 폭 및 전기전도율의 몸체부로 이루어진 동부스바에 있어서,
    상기 몸체부의 폭 방향에 대하여 하나 이상 개수를 이루며, 길이 방향으로 연장 형성된 홈을 포함하여 이루어지고,
    상기 홈은 국제 규격에 따른 폭 방향 표면의 둘레 길이를 2.4% 이내에서 확장되게 하고, 상기 홈의 깊이는 0.5~1.5㎜로 하는 범위 내에서 비표면적이 확대되는 것을 특징으로 하는 동부스바.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 몸체부와 몸체부의 접속에 따른 폭 방향 접속 길이는 상기 몸체부의 일면 폭방향 길이의 74.9~76.8% 범위 내에서 있도록 한 것을 특징으로 하는 동부스바.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 홈들 또는 상기 홈들 사이의 상기 몸체부 표면에 길이 방향으로 체결홀 형성 위치를 지시하는 가공선홈을 더 형성하여 이루어짐을 특징으로 하는 동부스바.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 몸체부는 무산소동 또는 타프피치동인 것을 특징으로 하는 동부스바.
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