KR20180003199U

KR20180003199U - 변압기 부싱의 누설전류 측정용 어댑터

Info

Publication number: KR20180003199U
Application number: KR2020170002207U
Authority: KR
Inventors: 김대희; 하규헌; 서정철
Original assignee: 한국전력공사
Priority date: 2017-05-02
Filing date: 2017-05-02
Publication date: 2018-11-12
Also published as: KR200492985Y1

Abstract

본 고안은 변압기 부싱의 누설전류 측정용 어댑터에 관한 것으로, 본 고안의 일실시예에 따른 변압기 부싱의 누설전류 측정용 어댑터는, 동축케이블에 연결하기 위한 커넥터; 상기 커넥터의 리드단자 및 부싱 탭 단자 각각을 전기적으로 연결하기 위한 도체 연결부; 상기 커넥터를 일단에 조립하고, 상기 도체 연결부를 중공에 삽입하여 수용하기 위한 내부 하우징; 및 상기 내부 하우징의 수용 상태를 유지하여 밀봉하기 위한 외부 하우징;를 포함한다.

Description

변압기 부싱의 누설전류 측정용 어댑터{ADAPTER OF MEASURING FOR LEAKAGE CURRENT OF TRASNFORMER BUSHING}

본 고안은 변압기 부싱의 누설전류 측정용 어댑터에 관한 것으로, 구체적으로는 동축케이블과 연결되는 커넥터, 커넥터 리드단자와 부싱 탭 단자를 연결하는 도체 연결부, 과전압 발생을 억제하는 과전압 보호소자를 구비하는 어댑터를 구성함으로써, 외부 노이즈를 억제할 뿐만 아니라 부싱 탭 단자의 장악력을 높이고, 과전압 발생을 억제하기 위한, 변압기 부싱의 누설전류 측정용 어댑터에 관한 것이다.

최근에는 변압기 예방진단시스템이 점차 광범위하게 보급됨에 따라 변압기의 누선전류를 진단하는 방안에 대한 요소기술로 연구되고 있다.

도 1은 종래의 변압기 부싱에 연결되는 어댑터를 나타낸 도면이다. 종래의 변압기의 부싱 탭 단자(1)에 연결되는 어댑터는 접속부(2a)와 연결선(2b)로 구성된다.

변압기 부싱의 접속부(2a)는 탄성이 있는 'V'자형 판형 구조로 형성되어 있는데, 점 접촉 형태로 되어 탄성을 잃을 경우에 보호대상인 변압기가 소손될 우려가 있다.

연결선(2b)은 어댑터와 진단장치 사이를 연결하는 전선으로, 일반적으로 차폐성능이 없는 일반적인 전선으로 되어 있기 때문에 외부노이즈의 영향을 받기 쉽다. 예를 들어, 연결선(2b)은 154㎸ 주변압기의 1차 부싱에서 10㎃ 정도의 미세한 누설전류가 흐른다. 여기서, 누설전류는 외부노이즈에 의한 측정값의 변화가 크다. 또한, 연결선(2b)은 어댑터 제조사별로 설치기준이 통일되지 않아 각 제조사별로 상이한 기준으로 제작된다.

따라서, 종래의 변압기 부싱에 연결되는 어댑터는 차폐성능을 구비하여 외부노이즈의 영향을 방지하고, 표준화된 연결전선을 제공할 수 필요가 있다.

한편, 한국등록특허 제1,654,382호에서는 변압기 부싱의 시험탭에 연결되어 누선전류를 측정하는 기술이 제안된 바 있다.

대한민국 등록특허 제10-1654382호 (2016.08.30 등록)

예방진단시스템의 데이터 신뢰성 분석, 전기학회논문집 54P권 2호, 2005년 6월

본 고안의 목적은 동축케이블과 연결되는 커넥터, 커넥터 리드단자와 부싱 탭 단자를 연결하는 도체 연결부, 과전압 발생을 억제하는 과전압 보호소자를 구비하는 어댑터를 구성함으로써, 외부 노이즈를 억제할 뿐만 아니라 부싱 탭 단자의 장악력을 높이고, 과전압 발생을 억제하기 위한, 변압기 부싱의 누설전류 측정용 어댑터를 제공하는데 있다.

본 고안의 일실시예에 따른 변압기 부싱의 누설전류 측정용 어댑터는, 동축케이블에 연결하기 위한 커넥터; 상기 커넥터의 리드단자 및 부싱 탭 단자 각각을 전기적으로 연결하기 위한 도체 연결부; 상기 커넥터를 일단에 조립하고, 상기 도체 연결부를 중공에 삽입하여 수용하기 위한 내부 하우징; 및 상기 내부 하우징의 수용 상태를 유지하여 밀봉하기 위한 외부 하우징;을 포함할 수 있다.

상기 커넥터는, N형 커넥터 표준을 적용할 수 있다.

상기 도체 연결부는, 상기 부싱 탭 단자를 전기적으로 연결하기 위해, 끝단에 길이 방향으로 하나 이상의 틈을 형성하여 측면이 분할되는 끼임 접속부를 구비할 수 있다.

상기 도체 연결부는, 상기 커넥터의 리드 단자와 납땜 처리를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 내부 하우징은 절연 재질이고, 상기 도체 연결부는 금속 재질일 수 있다.

상기 내부 하우징은, 상기 커넥터와 서로 맞닿는 부분을 커넥터 고정링의 양쪽에 각각 끼워 상기 커넥터를 조립할 수 있다.

본 고안의 일실시예에 따른 변압기 부싱의 누설전류 측정용 어댑터는, 상기 내부 하우징과 상기 외부 하우징 사이에 과전압 억제를 위한 과전압 보호소자;를 더 포함할 수 있다.

본 고안의 일실시예에 따른 변압기 부싱의 누설전류 측정용 어댑터는, 상기 도체 연결부는, 측면 일부분이 개방된 연결홈이 형성되고, 상기 내부 하우징은, 측면에 제1 관통홀이 형성되고, 상기 외부 하우징은, 측면에 제2 관통홀이 형성되고, 상기 연결홈, 상기 제1 관통홀 및 상기 제2 관통홀은, 서로 대향하며, 수직 방향으로 하나의 통로를 형성할 수 있다.

상기 제1 관통홀은, 절연재질로 채워질 수 있다.

본 발명은 동축케이블과 연결되는 커넥터, 커넥터 리드단자와 부싱 탭 단자를 연결하는 도체 연결부, 과전압 발생을 억제하는 과전압 보호소자를 구비하는 어댑터를 구성함으로써, 외부 노이즈를 억제할 뿐만 아니라 부싱 탭 단자의 장악력을 높이고, 과전압 발생을 억제할 수 있다.

또한, 본 발명은 어댑터 후단부의 회로 분리시에도 과전압 보호소자를 통해 과전압을 대지로 도통하여 회로를 보호할 수 있다.

또한, 본 발명은 어댑터 인출선을 동축 케이블로 사용하여 어댑터 인출선의 규격을 범용적으로 적용할 수 있다.

도 1은 종래의 변압기 부싱에 연결되는 어댑터를 나타낸 도면,
도 2a는 본 고안의 일실시예에 따른 변압기 부싱의 누설전류 측정용 어댑터를 나타낸 분해사시도,
도 2b는 상기 도 2a의 어댑터가 변압기 부싱에 사용되는 경우를 나타낸 도면,
도 3은 상기 도 2b의 과전압 보호소자의 기능을 설명하는 도면이다.

본 고안을 충분히 이해하기 위해서 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 고안의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 고안의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 고안을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 2a는 본 고안의 일실시예에 따른 변압기 부싱의 누설전류 측정용 어댑터를 나타낸 분해사시도이고, 도 2b는 상기 도 2a의 어댑터가 변압기 부싱에 사용되는 경우를 나타낸 도면이다.

도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 본 고안의 일실시예에 따른 변압기 부싱의 누설전류 측정용 어댑터(100, 이하 "어댑터"라 함)는, 변압기의 진단기술 중 하나인 변압기 부싱(10)의 누설전류 진단에 사용할 수 있다.

이러한 어댑터(100)는 커넥터(101), 커넥터 고정링(103), 내부 하우징(105), 도체 연결부(107), 외부 하우징(109), 절연부재(111), 과전압 보호소자(113), 고정볼트(115)를 포함한다.

커넥터(101)는 N형 커넥터 구조를 표준으로 적용하여 차폐기능이 있는 동축케이블(20)과 연결할 수 있다. 여기서, 동축케이블(20)은 어댑터(100)의 후단에 연결되는 인출선으로서, 변압기 부싱 진단장치(미도시)에 연결된다.

이와 같이, 커넥터(101)는 N형 커넥터 구조를 적용하므로, 제조사 구분없이 동일 표준의 인출선으로 동축케이블(20)을 사용하여 외부 노이즈의 영향을 줄일 수 있다.

커넥터(101)는 동축케이블(20)이 연결되는 반대편에 커넥터 리드단자(101a)가 구비되어 있다. 이러한 커넥터 리드단자(101a)는 동축케이블(20)의 중심 도체와 전기적으로 연결되는 금속재질의 단자이다.

커넥터 리드단자(101a)는 일단이 동축케이블(20)의 중심 도체와 연결되고, 타단이 후술할 도체 연결부(107)와 전기적으로 연결된다. 이때, 커넥터 리드단자(101a)는 도체 연결부(107)에 납땜으로 연결된다.

커넥터(101)는 소정의 폭(w)과 두께(d)를 갖는 링형(ring type)의 커넥터 고정링(103)을 매개로 내부 하우징(105)과 조립된다. 즉, 커넥터(101)와 내부 하우징(105)의 서로 맞닿는 부분은 커넥터 고정링(103)의 양쪽에 각각 끼워져 조립된다. 이 경우, 커넥터 리드단자(101a)는 내부 하우징(105)에 설치되는 도체 연결부(107)로 삽입된다.

커넥터 고정링(103)의 내부 직경은 커넥터(101)와 내부 하우징(105)의 맞닿는 부분의 외부 직경과 동일할 수 있다. 이때, 커넥터 고정링(103)은 커넥터(101)와 내부 하우징(105)의 맞닿는 부분에 억지끼움으로 조립 가능한 탄성 재질(예, 고무 등)일 수 있다.

아울러, 커넥터(101)와 내부 하우징(105)의 서로 맞닿는 부분은 커넥터 고정링(103)의 폭(w)이 양분되어 조립되는 것이 바람직하다. 이때, 커넥터(101)는 커넥터 고정링(103)에 끼워질 때, 커넥터 고정링(103)에 절반 이상으로 끼워지는 것을 방지하기 위한 고정링 지지부(101b)를 형성할 수 있다. 여기서, 고정링 지지부(101b)는 커넥터 고정링(103)의 두께(d)와 동일한 높이로 커넥터(101)의 둘레에 형성될 수 있다.

내부 하우징(105)은 어댑터(100)의 길이에 대응되어 형성되는 파이프 형태의 하우징으로, 중공에 금속 재질의 도체 연결부(107)가 삽입되어 수용된다. 이때, 커넥터 리드단자(101a)는 도체 연결부(107)의 중공에 위치하게 된다.

내부 하우징(105)은 커넥터 리드단자(101a)와 도체 연결부(107)를 납땜 처리로 상호 연결하기 위한 제1 관통홀(105a)이 측면에 형성되어 있다. 여기서, 커넥터 리드단자(101a)와 도체 연결부(107)의 납땜 처리는 외부 하우징(109)에 조립전/후에 실시할 수 있다.

내부 하우징(105)은 절연 재질로 형성되어, 도체 연결부(107)를 감싸는 구조를 형성하여 도체 연결부(107)로부터 외부 하우징(109)까지 누설전류의 흐름 경로를 차단한다. 이는 변압기 부싱(10)에 대한 누설전류 진단 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도체 연결부(107)는 내부 하우징(105)의 중공에 삽입되는 파이프 형상으로, 커넥터 리드단자(101a)와 부싱 탭 단자(11)를 전기적으로 상호 연결시키는 금속재질의 부재이다. 여기서, 부싱 탭 단자(11)는 변압기 부싱(10)의 일측에 형성되어 있는 부싱 연결부(12)에 삽입되는 금속재질의 단자이다.

먼저, 도체 연결부(107)는 내부 하우징(105)의 측면에 형성된 제1 관통홀(105a)에 대향하여 측면 일부분이 개방된 연결홈(107a)이 형성되어 있다.

다음, 도체 연결부(107)는 변압기 부싱(10)의 부싱 탭 단자(11)에 삽입될 때, 부싱 탭 단자(11)에 대해 점 접촉이 아닌 면 접촉을 위해 부싱 탭 단자(11)의 측면을 감싸는 구조를 형성하는 끼임 접속부(107b)를 구비한다. 끼임 접속부(107b)는 도체 연결부(107)의 끝단에 길이 방향으로 하나 이상의 틈을 형성하여 측면이 분할된 구조를 가진다.

끼임 접속부(107b)는 부싱 탭 단자(11)가 삽입될 때, 삽입 시작부터 틈이 벌어지면서 부싱 탭 단자(11)가 삽입된다. 이러한 끼임 접속부(107b)는 틈이 벌어지면 원래대로 회복하려는 특성때문에 부싱 탭 단자(11)를 움켜잡는 장악력을 향상시킬 수 있다.

부가적으로, 끼움 접속부(107b)는 부싱 탭 단자(11)와 접촉 부위에 장악력을 증대시키는 구조(예, 요철, 홈, 걸림턱)를 더 구비할 수 있다.

외부 하우징(109)은 내부 하우징(105)을 수용하기 위한 내부 공간을 형성한다. 즉, 외부 하우징(109)은 내부 하우징(105)의 외형에 대응하는 내부 공간을 형성함으로써, 내부 하우징(105)의 조립 얼라인을 별도로 조정하는 과정을 거치지 않더라도 내부 하우징(105)을 수용할 수 있다.

와부 하우징(109)은 내부 하우징(105)을 수용한 후 내부 하우징(105)이 외부에 이탈하지 않도록 밀봉시킨다. 즉, 외부 하우징(109)은 내부 하우징(105)이 삽입 완료되면, 앞단에서 부싱 탭 단자(11)만 삽입 가능한 구멍이 형성되어 내부 하우징(105)가 외부로 이탈하지 않고, 후단에서 커넥터(101) 또는 커넥터 고정링(103)과 최종적으로 기밀 용접되어 밀봉된다.

여기서, 외부 하우징(109)은 부싱 탭 단자(11)가 삽입되는 부분에 도체 연결부(107)의 끼움 접속부(107b)로 부싱 탭 단자(11)가 용이하게 삽입되도록 삽입 경로를 안내하는 가이드부(미도시)가 형성되어 있다.

외부 하우징(109)은 내부 하우징(105)의 제1 관통홀(105a)에 대향하는 지점에 제2 관통홀(109a)이 측면에 형성되어 있다.

전술한 바와 같이, 커넥터 리드단자(101a)와 도체 연결부(107)는 어댑터(100)의 조립이 완료된 이후에, 제2 관통홀(109a), 제1 관통홀(105a) 및 연결홈(107a)을 통해 납땜으로 연결될 수 있다.

제1 관통홀(105a)은 커넥터 리드단자(101a)와 도체 연결부(107)의 납땜이 완료된 이후에 절연부재(111)에 의해 채워진다.

제2 관통홀(109a)은 과전압 보호소자(113)가 삽입된 이후에, 고정볼트(115)에 의해 체결된다.

과전압 보호소자(113)는 내부 하우징(105)과 외부 하우징(109) 사이에 삽입되며, 변압기의 운전 중 어댑터(100)의 후단의 이탈, 분리 등 개방이 발생할 경우에 발생하는 전압을 즉시 대지로 흐르게 하여 과전압 발생을 억제함으로써 변압기 부싱(10)의 소손을 방지한다.

과전압 보호소자(113)는 고정볼트(115)에 의해 고정, 고전압 발생시 대지로 연결되는 2차 보호구조로 되어 있다.

전술한 바와 같이, 어댑터(100)는 다음과 같이 조립될 수 있다.

내부 하우징(105)은 일측에 커넥터(101)가 커넥터 고정링(103)에 의해 조립되고, 타측에 도체 연결부(107)가 삽입되어 수용된다. 이때, 커넥터 리드단자(101a)와 도체 연결부(107)는 납땜 처리를 통해 서로 연결될 수 있다. 다만, 커넥터 리드단자(101a)와 도체 연결부(107)는 내부 하우징(105)이 외부 하우징(109)에 삽입되어 수용된 이후에, 납땜 처리를 통해 서로 연결될 수도 있다. 이후, 내부 하우징(105)은 외부 하우징(109)에 삽입되어 수용된다. 이때, 과전압 보호소자(113)는 내부 하우징(105)와 외부 하우징(109) 사이에 삽입되어 설치된다. 또한, 내부 하우징(105)의 제1 관통홀(105a)은 절연부재(111)에 의해 채워지고, 외부 하우징(109)의 제2 관통홀(109a)은 고정볼트(115)에 의해 채워진다.

도체 연결부(107)의 연결홈(107a), 내부 하우징(105)의 제1 관통홀(105a), 외부 하우징(109)의 제2 관통홀(109a)는 서로 대향하며, 수직 방향으로 하나의 통로를 형성한다. 이로써, 커넥터 리드단자(101a)와 도체 연결부(107)는 어댑터(100)의 조립이 완료된 이후에도 납땜 처리를 통해 연결될 수 있다.

한편, 동축케이블(20)의 중심 도체, 커넥터 리드단자(101a), 부싱 탭 단자(11)는 어댑터(100)의 중심을 관통하는 가상의 일직선상에 위치하는 것이 바람직하다. 또한, 어댑터(100)는 동축케이블(20)의 중심 도체, 커넥터 리드단자(101a), 도체 연결부(107), 부싱 탭 단자(11)에 이르는 전기적 선로를 형성한다.

도 3은 상기 도 2b의 과전압 보호소자의 기능을 설명하는 도면이다.

변압기가 정상운전 중인 경우에, 변압기 부싱(10)의 누설전류는 어댑터(100)의 후단의 변압기 부싱 진단장치(120)를 통해 분석되고 대지로 흐른다[도 3의 (a) 참조].

어댑터(100)의 후단에서 회로가 분리되는 경우에, 변압기 부싱(10)의 누설전류는 '0'이 되지만, 과전압이 발생하여 변압기 부싱(10)의 소손으로 진전될 수 있다[도 3의 (b) 참조].

어댑터(100)의 후단에서 회로가 분리되는 경우에 과전압 보호소자(113)가 구비되는 경우에, 변압기 부싱(10)의 누설전류는 과전압 보호소자(113)를 통해 대지로 전류를 도통시켜 과전압 발생을 억제하여 변압기 부싱(10)의 소손을 방지할 수 있다[도 3의 (c) 참조].

이상에서 설명된 본 고안의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 고안이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그럼으로 본 고안은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 고안의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 고안은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 고안의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

10 : 변압기 부싱 11 : 부싱 탭 단자
20 : 동축케이블 100 : 어댑터
101 : 커넥터 101a : 커넥터 리드단자
101b : 고정링 지지부 103 : 커넥터 고정링
105 : 내부 하우징 105a: 제1 관통홀
107 : 도체 연결부 107a : 연결홈
107b : 끼임 접속부 109 : 외부 하우징
109a : 제2 관통홀 111 : 절연부재
113 : 과전압 보호소자 115 : 고정볼트

Claims

동축케이블에 연결하기 위한 커넥터;
상기 커넥터의 리드단자 및 부싱 탭 단자 각각을 전기적으로 연결하기 위한 도체 연결부;
상기 커넥터를 일단에 조립하고, 상기 도체 연결부를 중공에 삽입하여 수용하기 위한 내부 하우징; 및
상기 내부 하우징의 수용 상태를 유지하여 밀봉하기 위한 외부 하우징;
을 포함하는 변압기 부싱의 누설전류 측정용 어댑터.
제 1 항에 있어서,
상기 커넥터는, N형 커넥터 표준을 적용하는 변압기 부싱의 누설전류 측정용 어댑터.
제 1 항에 있어서,
상기 도체 연결부는,
상기 부싱 탭 단자를 전기적으로 연결하기 위해, 끝단에 길이 방향으로 하나 이상의 틈을 형성하여 측면이 분할되는 끼임 접속부를 구비하는 변압기 부싱의 누설전류 측정용 어댑터.
제 1 항에 있어서,
상기 도체 연결부는,
상기 커넥터의 리드 단자와 납땜 처리를 통해 전기적으로 연결되는 변압기 부싱의 누설전류 측정용 어댑터.
제 1 항에 있어서,
상기 내부 하우징은 절연 재질이고, 상기 도체 연결부는 금속 재질인 변압기 부싱의 누설전류 측정용 어댑터.
제 1 항에 있어서,
상기 내부 하우징은,
상기 커넥터와 서로 맞닿는 부분을 커넥터 고정링의 양쪽에 각각 끼워 상기 커넥터를 조립하는 변압기 부싱의 누설전류 측정용 어댑터.
제 1 항에 있어서,
상기 내부 하우징과 상기 외부 하우징 사이에 과전압 억제를 위한 과전압 보호소자;를 더 포함하는 변압기 부싱의 누설전류 측정용 어댑터.
제 1 항에 있어서,
상기 도체 연결부는, 측면 일부분이 개방된 연결홈이 형성되고, 상기 내부 하우징은, 측면에 제1 관통홀이 형성되고, 상기 외부 하우징은, 측면에 제2 관통홀이 형성되고,
상기 연결홈, 상기 제1 관통홀 및 상기 제2 관통홀은, 서로 대향하며, 수직 방향으로 하나의 통로를 형성하는 변압기 부싱의 누설전류 측정용 어댑터.
제 8 항에 있어서,
상기 제1 관통홀은, 절연재질로 채워지는 변압기 부싱의 누설전류 측정용 어댑터.