KR20170086733A - 몰드변압기 - Google Patents

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KR20170086733A
KR20170086733A KR1020160005858A KR20160005858A KR20170086733A KR 20170086733 A KR20170086733 A KR 20170086733A KR 1020160005858 A KR1020160005858 A KR 1020160005858A KR 20160005858 A KR20160005858 A KR 20160005858A KR 20170086733 A KR20170086733 A KR 20170086733A
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low
thermal bridge
mold transformer
bridge member
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KR1020160005858A
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민병수
정상훈
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현대일렉트릭앤에너지시스템(주)
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 몰드변압기는 철심을 감싸도록 구비되는 저압권선, 상기 저압권선과 주절연간격만큼 이격되어 상기 저압권선을 감싸도록 구비되는 고압권선 및 상기 저압권선과 고압권선을 연결하여 열을 전도하는 서멀브릿지부재를 포함할 수 있다.

Description

몰드변압기{Mold transformer}
본 발명은 몰드변압기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고압권선과 저압권선을 이용하여 변압하는 기술에 관한 것이다.
몰드변압기는 권선을 에폭시수지로 감싸는 고체 절연방식의 변압기로서, 에폭시수지에 실리카 등의 무기질 충진재를 배합하거나 유리섬유 등의 기본재가 함유되어 환경오염을 방지하고, 나염성 및 자기 소화성을 가져 화재 발생의 위험을 최소화 할 수 있는 장점이 있어 널리 사용되고 있다.
도 1는 종래기술에 의한 몰드변압기에서의 고압권선(20)과 저압권선(10)의 온도 분포를 나타낸 것이다. 또한, 도 2는 종래기술에 의한 몰드변압기에서 철심(C)을 중심으로 하여 원주 방향으로 일부를 절단하여 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 몰드변압기는 철심(C)과, 상기 철심(C)을 감싸도록 구비되는 저압권선(10)과, 상기 저압권선(10)과 주절연간격만큼 이격되어 상기 저압권선(10)을 감싸도록 구비되는 고압권선(20)을 포함하고 있음을 알 수 있다.
또한, 이러한 몰드변압기에서는 발생한 열을 제거하기 위해서 공기의 자연대류에 의한 냉각 방법을 사용하고 있다.
그리고, 상기 몰드변압기에서는 상기 저압권선(10)이 상기 고압권선(20)보다 내부에 위치하기 때문에, 상기 고압권선(20)보다 온도가 높으며, 몰드변압기에서 최고 온도영역을 형성하게 된다.
그런데, 상기 저압권선(10)이 고온영역을 형성하는 것은 상기 저압권선(10)에 대한 열피로를 지속하는 것으로, 몰드변압기의 수명을 단축하는 문제가 있다.
따라서, 전술한 문제를 해결하기 위한 몰드변압기에 대한 연구가 필요하게 되었다.
본 발명의 목적은 저압권선의 열 집중을 완화하여 사용 수명을 연장시킬 수 있는 몰드변압기를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 몰드변압기는 철심을 감싸도록 구비되는 저압권선, 상기 저압권선과 주절연간격만큼 이격되어 상기 저압권선을 감싸도록 구비되는 고압권선 및 상기 저압권선과 고압권선을 연결하여 열을 전도하는 서멀브릿지부재를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 몰드변압기의 상기 서멀브릿지부재는, 부도체로 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 몰드변압기의 상기 서멀브릿지부재는, 열전도도가 10 ~ 20 W/mK인 열전도성 플라스틱으로 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 몰드변압기의 상기 서멀브릿지부재는, 상기 저압권선의 원주 방향으로 복수 개가 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 몰드변압기는 복수 개의 상기 서멀브릿지부재 사이에 구비되는 절연배리어부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 몰드변압기는 저압권선에서 고압권선으로 열을 전달하여 제공할 수 있는 이점이 있다.
이에 의해서, 고온의 저압권선의 열분산을 용이하게 하며, 상기 저압권선의 열부담을 감소시킬 수 있는 효과를 가질 수 있다.
따라서, 상기 저압권선의 수명을 연장시킴으로써, 몰드변압기 전체의 수명도 연장시킬 수 있게 된다.
도 1는 종래기술에 의한 몰드변압기에서의 고압권선과 저압권선의 온도 분포를 나타낸 것이다.
도 2는 종래기술에 의한 몰드변압기에서 철심을 중심으로 하여 원주 방향으로 일부를 절단하여 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 몰드변압기에서 철심을 중심으로 하여 원주 방향으로 일부를 절단하여 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 몰드변압기에서 철심을 중심으로 하여 원주 방향으로 일부를 절단하여 도시한 평면도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
본 발명의 몰드변압기는 고압권선(20)과 저압권선(10)을 이용하여 변압하는 기술에 관한 것으로써, 저압권선(10)에서 고압권선(20)으로 열을 전달하여 제공할 수 있다.
이에 의해서, 고온의 저압권선(10)의 열분산을 용이하게 하며, 상기 저압권선(10)의 열부담을 감소시킬 수 있게 되어, 상기 저압권선(10)의 수명을 연장시킬 수 있게 된다.
구체적으로, 도 3은 본 발명의 몰드변압기에서 철심(C)을 중심으로 하여 원주 방향으로 일부를 절단하여 도시한 사시도로써, 이를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 몰드변압기는 철심(C)을 감싸도록 구비되는 저압권선(10), 상기 저압권선(10)과 주절연간격만큼 이격되어 상기 저압권선(10)을 감싸도록 구비되는 고압권선(20) 및 상기 저압권선(10)과 고압권선(20)을 연결하여 열을 전도하는 서멀브릿지부재(30)를 포함할 수 있다.
다시 말해, 상기 서멀브릿지부재(30)가 비교적 고온의 상기 저압권선(10)에서 비교적 저온의 상기 고압권선(20)으로 열을 전달하는 다리(bridge) 역할을 할 수 있게 구성된 것이다.
한편, 상기 저압권선(10)과 고압권선(20)의 경우에는 절연을 위한 에폭시수지가 감싸게 제공될 수 있다. 다만, 상기 서멀브릿지부재(30)와는 직접 접촉하게 구비되거나, 상기 서멀브릿지부재(30)가 구비된 이후에, 상기 에폭시수지로 감싸게 제공될 수 있다.
다시 말해, 상기 저압권선(10)과 고압권선(20) 사이에 상기 서멀브릿지부재(30)가 연결되게 구비된 후에서, 상기 저압권선(10)과 고압권선(20) 그리고 상기 서멀브릿지부재(30)가 형성하는 공간의 영역에 절연배리어부재(40)가 구비될 수 있는 것이다. 이에 대한 자세한 설명은 도 4를 참조하여 후술한다.
상기 철심(core: C)은 자속의 경로를 형성할 수 있게 복수의 전기강판으로 형성될 수 있다. 상기 전기강판들은 얇은 두께를 가지며 절연 적층될 수 있다. 상기 철심(C)의 상측 및 하측에는 상기 철심(C)을 지지할 수 있게 프레임(미도시)이 구비될 수 있다.
상기 프레임에는 상기 저압권선(10) 및 고압권선(20)이 상호 동심적으로 유지될 수 있게 지지하는 권선지지부들이 구비될 수 있다.
특히, 상기 철심(C)은 상기 저압권선(10) 및 고압권선(20)이 감싸게 제공시킴으로써, 변압을 수행할 수 있게 된다.
상기 저압권선(10)은 상기 철심(C)을 감싸며, 상기 고압권선(20)보다 태측에 구비되는 구성이다.
그리고, 상기 저압권선(10)은 판상의 도체를 구비하여 구성될 수 있으며, 이러한 판상의 도체는 상기 고압권선(20)의 전체 높이에 대응되는 높이를 가지게 형성될 수 있다.
한편, 상기 저압권선(10)의 외측에는 반경 방향을 따라 상기 고압권선(20)과 이격되게 구비됨으로써, 상기 저압권선(10)이 내측에 구비될 수 있다.
상기 고압권선(20)은 원통형상을 가지며 상기 저압권선(10)과 동심적으로 배치될 수 있다.
그리고, 상기 고압권선(20)은 상기 저압권선(10)을 감싸도록 구비됨으로써, 상기 저압권선(10)의 외측에 구비될 수 있게 된다.
상기 서멀브릿지부재(30)는, 상기 저압권선(10)과 고압권선(20) 사이에 구비되어 상기 저압권선(10)과 고압권선(20)을 연결하는 역할을 하게 된다.
특히, 상기 서멀브릿지부재(30)는 상기 저압권선(10) 및 고압권선(20)과 접촉하여 제공됨으로써, 상기 저압권선(10)의 고온열을 상기 고압권선(20)으로 전도시킬 수 있게 된다. 이에 따라 상기 저압권선(10)의 열 부담을 감소시킴으로써, 상기 저압권선(10)의 수명을 연장할 수 있게 된다.
이때, 상기 서멀브릿지부재(30)는 상기 저압권선(10)과 고압권선(20)을 절연하며 연결하기 위해서, 부도체로 제공되는 것이 바람직하다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 몰드변압기의 상기 서멀브릿지부재(30)는, 부도체로 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
일례로, 상기 서멀브릿지부재(30)는 열전도성이 있지만 부도체로 제공되는 플라스틱 소재로 제공될 수 있다.
다시 말해, 본 발명의 일 실시예에 따른 몰드변압기의 상기 서멀브릿지부재(30)는, 열전도도가 10 ~ 20 W/mK인 열전도성 플라스틱으로 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 열전도도를 10 ~ 20 W/mK로 설정한 것은 상기 저압권선(10)에서의 열 분배를 위해서 필요한 정도의 열전도도를 제시한 것으로, 상기 열전도도로 제공되면서도 절연될 수 있는 소재라면 본 발명의 서멀브릿지부재(30)의 소재로 사용될 수 있다.
그리고, 상기 서멀브릿지부재(30)는 상기 저압권선(10)에서 고압권선(20)으로의 열전도의 효과를 높이기 위해서, 상기 저압권선(10)의 원주 방향으로 복수 개가 구비될 수 있다.
다시 말해, 본 발명의 일 실시예에 따른 몰드변압기의 상기 서멀브릿지부재(30)는, 상기 저압권선(10)의 원주 방향으로 복수 개가 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 몰드변압기에서 철심(C)을 중심으로 하여 원주 방향으로 일부를 절단하여 도시한 평면도로써, 이를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 몰드변압기는 복수 개의 상기 서멀브릿지부재(30) 사이에 구비되는 절연배리어부재(40)를 더 포함할 수 있다.
다시 말해, 상기 저압권선(10)과 고압권선(20) 사이의 절연성을 높이기 위해서, 상기 절연배리어부재(40)를 구비할 수 있는 것이다.
이때, 상기 절연배리어부재(40)는 종이 재질의 소재로 제공되어 상기 저압권선(10)과 상기 고압권선(20) 사이의 공간을 채우게 제공될 수 있다.
특히, 상기 절연배리어부재(40)는 상기 서멀브릿지부재(30)가 구비된 이후에 상기 저압권선(10)과 고압권선(20) 사이의 공간에 제공되기 때문에, 상기 서멀브릿지부재(30)에 의한 열전도를 방해하지 않게 구비될 수 있다.
10: 저압권선 20: 고압권선
30: 서멀브릿지부재 40: 절연배리어부재

Claims (5)

  1. 철심을 감싸도록 구비되는 저압권선;
    상기 저압권선과 주절연간격만큼 이격되어 상기 저압권선을 감싸도록 구비되는 고압권선; 및
    상기 저압권선과 고압권선을 연결하여 열을 전도하는 서멀브릿지부재;
    를 포함하는 몰드변압기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 서멀브릿지부재는, 부도체로 형성된 것을 특징으로 하는 몰드변압기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 서멀브릿지부재는, 열전도도가 10 ~ 20 W/mK인 열전도성 플라스틱으로 구비되는 것을 특징으로 하는 몰드변압기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 서멀브릿지부재는, 상기 저압권선의 원주 방향으로 복수 개가 구비되는 것을 특징으로 하는 몰드변압기.
  5. 제4에 있어서,
    복수 개의 상기 서멀브릿지부재 사이에 구비되는 절연배리어부재;
    를 더 포함하는 몰드변압기.
KR1020160005858A 2016-01-18 2016-01-18 몰드변압기 KR20170086733A (ko)

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