KR20180012435A - 플렉서블 버스바 내전압 시험장치 - Google Patents

플렉서블 버스바 내전압 시험장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다양한 형태로 피복 및 절곡된 플렉서블 버스바의 내전압 시험을 보다 간편하고 정확하게 수행할 수 있는 플렉서블 버스바 내전압 시험장치에 관한 것이다.

Description

플렉서블 버스바 내전압 시험장치{Withstand Voltage Testing Apparatus And Testing Method Of Flexible Busbar}
본 발명은 플렉서블 버스바 내전압 시험장치에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 다양한 형태로 피복 및 절곡된 플렉서블 버스바의 내전압 시험을 보다 간편하고 정확하게 수행할 수 있는 플렉서블 버스바 내전압 시험장치에 관한 것이다.
전기자동차 등의 전장공간은 구조가 복잡하고 협소하다. 전기자동차는 전기에너지를 사용하므로, 전기자동차에 사용되는 케이블은 일반 자동차에 사용되는 케이블에 비해 큰 통전 능력이 요구된다.
충분한 통전 능력을 확보하기 위해서는 케이블의 직경을 증대시키는 방법이 있으나, 케이블의 두께가 증가되는 경우 전기자동차 전장공간(예컨대, 배터리 팩(Battery Pack)) 내의 협소하고 복잡한 공간 내에서 필요한 굴곡성 또는 배치공간을 확보하기 어렵다. 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 최근에는 플렉서블 버스바를 통전 수단으로 적용하는 경우가 많다.
이러한 플렉서블 버스바는 복수 개의 긴 판 형태의 도체를 적층시켜 양 단자부만 접합하여 구성되어 두께가 얇고 밴딩이 용이하다는 특징을 갖는다. 이러한 플렉서블 버스바 역시 케이블과 마찬가지로 절연을 위한 피복층이 구비될 수 있다.
도 1은 최근 사용되는 전기자동차용 플렉서블 버스바를 도시한다. 도 1(a)에 도시된 실시예는 인접한 기기를 연결하기 위하여 사용되는 예일 수 있으며, 도 1(b)에 도시된 실시예는 원거리에 위치한 양 기기를 연결하기 위하여 사용되는 예를 도시한다.
도 1에 도시된 플렉서블 버스바(100)를 설치하는 차량 전장부 내에서 높은 자유도를 가지며 절곡되어 전기적으로 모터, 베터리 또는 인버터 등의 전장부품 또는 기기를 연결할 수 있다.
필요에 따라 플렉서블 버스바(100)의 길이를 도 1(a)에 도시된 바와 같이 짧게 구성하여 인접한 기기를 연결하기 위하여 사용될 수 있고, 도 1(b)에 도시된 바와 같이 길게 구성하여 원거리에 위치한 양 기기를 연결하기 위하여 사용될 수도 있다.
도 1(a)의 경우, 길이가 짧지만 별도의 커넥터 또는 접속장치를 필요로 하지 않고, 길이가 짧아도 밴딩이 상대적으로 용이하다. 또한, 도 1(b)의 경우, 길이가 긴 경우 필요에 따라 절곡부의 개수를 증가시킬 수 있고, 절곡 방향도 자유자재로 결정할 수 있다.
도 1(a)에 도시된 실시예는 절곡 부위인 절곡부(c1, c2, c3)가 3개이며, 도 4(b)에 도시된 실시예는 절곡부(c1 내지 c8)가 8개 존재하는 플렉서블 버스바를 도시한다. 또한, 절곡부의 형상 및 절곡 방향은 도 1에 도시된 실시예들과 같이 다양한 형상과 방향을 가질 수도 있다.
이러한 전력 공급용 플렉서블 버스바는 종래의 원형 케이블에 비해 공간적인 제약으로부터 자유롭게 전기적으로 모터, 베터리 또는 인버터 등의 전장부품 또는 기기를 연결할 수 있다.
각각의 플렉서블 버스바의 양단에는 단자부(13, 15)가 구비되고, 각각의 단자부(13, 15)는 단자홀이 타공(13h, 15h)될 수도 있다.
이러한 플렉서블 버스바 역시 일반 전력용 케이블과 같이 내전압 시험이 수행되어야 한다.
내전압시험(Testing Of Withstand Voltage , 耐電壓試驗) 도체의 절연 피복의 양부를 판단하는 방법 중 하나로 검사 대상의 절연 피복이 어느 정도의 전압까지 그 절연성(절연내력)을 갖는지를 평가하는 방법으로 수행될 수 있다.
구체적으로, 검사 대상에 전압을 가해서 점차 전압을 상승시키면 검사대상의 절연피복이 절연성을 상실하여 절연파괴를 일으킨다. 파괴가 일어나는 전압을 절연 파괴전압이라 하고, 절연물이 어느 정도의 전압까지 절연이 파괴되지 않는지를 보증하는 값을 내전압이라 한다.
종래에는 케이블 또는 플렉서블 버스바의 내전압 시험을 위하여, 내전압 시험기의 하나의 단자에 차량용 케이블 또는 플렉서블 버스바의 일단부를 연결하고, 내전압 시험기의 다른 하나의 단자에 도체 브러쉬 등을 연결한 상태로 내전압 시험기에서 고전압을 인가하고, 도체 브러쉬로 내전압 검사대상 케이블 또는 플렉서블 버스바의 절연 피복을 문질러 절연 피복의 파괴 여부 또는 도체 브러쉬 등을 통한 통전 여부로 요구되는 내전압의 만족여부를 검사하였다.
그러나, 도 1에 도시된 바와 같이, 최근 적용이 확대되는 플렉서블 버스바의 경우에는 다양한 절곡부가 구비되고, 이러한 절곡부는 밴딩의 범위를 넘어 납작하게 접히는 형태로 가공되는 경우도 많다.
따라서, 내전압 시험을 위하여 도체 브러쉬로 절곡부 내부의 모든 영역의 절연 피복을 문질러 검사하는 것이 쉽지 않으므로, 내전압 시험의 효율성과 정확성이 저하되는 문제가 있다.
본 발명은 다양한 형태로 피복 및 절곡된 플렉서블 버스바의 내전압 시험을 보다 간편하고 정확하게 수행할 수 있는 플렉서블 버스바 내전압 시험장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 내전압 시험을 위하여 시험전압을 인가할 수 있는 내전압 시험기; 다량의 미세 도체입자가 수용된 시험 베드; 상기 시험 베드에서 검사될 적어도 1개의 플렉서블 버스바의 일단으로 시험전압을 인가하기 위한 버스바 연결도체; 상기 버스바 연결도체, 상기 플렉서블 버스바의 일단 및 상기 플렉서블 버스바의 타단을 절연시키기 위한 절연캡; 상기 내전압 시험기와 상기 버스바 연결도체를 연결하며 시험전압을 인가하기 위한 내전압 인가 케이블; 및, 상기 내전압 시험기와 상기 시험 베드를 연결하며, 누설전류 검출하기 위한 누설전류 케이블;를 포함하는 플렉서블 버스바 내전압 시험장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 미세 도체입자는 알루미늄 또는 동 재질로 구성될 수 있다.
또한, 상기 미세 도체입자는 구형으로 구성될 수 있다.
이 경우, 상기 미세 도체입자 직경은 0.1 밀리미터(mm) 이상의 직경일 수 있다.
그리고, 상기 버스바 연결도체는 복수 개의 플렉서블 버스바가 함께 장착될 수 있다.
또한, 상기 절연캡은 상기 버스바 연결도체 및 복수 개의 플렉서블 버스바의 일단을 함께 절연하기 위한 연결부 절연캡을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 절연캡은 상기 버스바 연결도체에 일단이 장착된 플렉서블 버스바의 타단을 절연하기 위한 단부 절연캡을 포함할 수 있다.
또한, 상기 단부 연결캡은 복수 개의 플렉서블 버스바의 타단을 각각 독립적으로 절연하기 위하여 복수 개가 구비될 수 있다.
이 경우, 상기 시험 베드는 상기 검사용 도체가 수용되는 도전성 금속 재질의 내부 베드와 절연재질로 구성되는 외부 베드를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 내부 베드는 접지라인을 통해 접지되고, 상기 누설전류 케이블은 상기 접지라인을 통해 분기되어 상기 내전압 시험기와 연결될 수 있다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 적어도 1개 이상의 플렉서블 버스바의 일단을 내전압 시험기와 연결하는 시험기 연결단계; 상기 시험기 연결단계에서 연결된 플렉서블 버스바를 다량의 미세 도체입자가 수용된 시험 베드의 미세 도체입자 사이에 플렉서블 버스바를 배치하는 플렉서블 버스바 배치단계; 상기 플렉서블 버스바 배치단계에서 배치된 플렉서블 버스바로 시험전압을 인가하여 플렉서블 버스바의 절연피복의 내전압을 측정하는 내전압 시험단계;를 포함하는 플렉서블 버스바 내전압 시험방법을 제공할 수 있다.
여기서, 상기 시험기 연결단계는 내전압 시험기와 연결되는 버스바 연결도체에 복수 개의 플렉서블 버스바의 일단을 연결하는 방법으로 수행될 수 있다.
그리고, 상기 시험기 연결단계는 상기 버스바 연결도체 및 상기 버스바 연결도체에 연결된 복수 개의 플렉서블 버스바의 일단을 절연시키는 절연과정을 포함할 수 있다.
또한, 상기 시험기 연결단계는 상기 버스바 연결도체에 연결된 복수 개의 플렉서블 버스바의 타단을 독립적으로 각각 절연시키는 절연과정을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 플렉서블 버스바 배치단계는 시험 베드에 수용된 미세 도체입자 사이에 검사대상 플렉서블 버스바의 절연피복이 모두 잠긴 상태가 되도록 배치할 수 있다.
또한, 상기 내전압 시험단계는 시험전압을 요구되는 내전압까지 증가시킨 상기 시험 베드의 접지라인에서 누설 전류가 검출되는지 여부로 판단할 수 있다.
이 경우, 상기 내전압 시험단계는 누설 전류가 검출된 경우, 상기 버스바 연결도체에 연결된 복수 개의 플렉서블 버스바 중 절연피복의 변형상태를 통해 불량 플렉서블 버스바를 식별할 수 있다.
또한, 상기 내전압 시험단계는 IEC 저압기준 DC 1,500V을 내전압 시험 대상 플렉서블 버스바의 실사용 전압으로 가정하여 시험전압을 최소 3.5 kV이상으로 인가할 수 있다.
본 발명에 따른 플렉서블 버스바 내전압 시험장치 및 시험방법에 의하면, 하나의 내전압 시험기를 통해 복수 개의 플렉서블 버스바의 내전압 시험이 수행될 수 있으므로, 검사과정의 효율성이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 플렉서블 버스바 내전압 시험장치 및 시험방법에 의하면, 내전압 시험을 미세 도체입자를 사용하여 수행하므로, 종래의 도체 브러쉬 등을 사용하여 절연피복을 마찰하는 방법에 비하여 검사의 정확성과 효율성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 플렉서블 버스바 내전압 시험장치 및 시험방법에 의하면, 다양한 형태 및 크기를 갖는 플렉서블 버스바를 동시에 내전압 시험을 수행할 수 있다는 장점이 존재한다.
도 1은 최근 사용되는 전기자동차용 플렉서블 버스바의 예들을 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 플렉서블 버스바 내전압 시험장치를 구성하는 미세 도체입자와 미세 도체입자가 다량 수용된 시험 베드 및 시험 베드에 구비된 접지부와 누설전류 검출을 위한 검출회로를 구성하는 케이블을 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 플렉서블 버스바 내전압 시험장치를 구성하는 플렉서블 버스바의 일단을 절연시키기 위한 절연캡과 절연캡이 장착된 플렉서블 버스바가 시험 베드에 배치된 상태를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 플렉서블 버스바 내전압 시험장치의 구성도를 도시한다.
도 5은 본 발명에 따른 플렉서블 버스바 내전압 시험방법의 블록선도를 도시한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 2(a)는 본 발명에 따른 플렉서블 버스바 내전압 시험장치를 구성하는 미세 도체입자(cp)와 미세 도체입자(cp)가 다량 수용된 시험 베드(200)의 사시도를 도시하며, 도 2(b)는 본 발명에 따른 플렉서블 버스바 내전압 시험장치를 구성하는 시험 베드(200)의 접지부(230)를 도시한다.
본 발명에 따른 플렉서블 버스바 내전압 시험장치는 내전압 시험을 위하여 시험전압을 가변하며 인가할 수 있는 내전압 시험기(300, 도 4 참조), 다량의 미세 도체입자(cp)가 수용된 시험 베드(200), 상기 시험 베드(200)에서 검사될 검사대상 적어도 1개의 플렉서블 버스바의 일단으로 시험전압을 인가하기 위한 버스바 연결도체(260, 도 4 참조), 상기 버스바 연결도체, 상기 플렉서블 버스바의 일단 및 상기 플렉서블 버스바의 타단을 절연시키기 위한 절연캡(250, 도 3 참조), 상기 내전압 시험기와 상기 버스바 연결도체를 연결하며 시험전압을 인가하기 위한 내전압 인가 케이블(310, 330, 도 4 참조); 및, 상기 내전압 시험기와 상기 시험 베드(200)를 연결하며, 누설전류 검출하기 위한 누설전류 케이블(240)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 플렉서블 버스바 내전압 시험장치는 종래의 케이블 등을 검사하기 위한 플렉서블 버스바 내전압 시험장치와 구별되게 동시에 복수 개의 플렉서블 버스바 등의 내전압 시험을 함께 수행할 수 있다는 특징을 갖는다.
즉, 본 발명에 따른 플렉서블 버스바 내전압 시험장치는 시험 베드(200)에 다량의 미세 도체입자(cp)를 수용한 후 복수 개의 검사대상 플렉서블 버스바(100)를 함께 내전압 시험기에 연결한 상태에서 미세 도체입자(cp)에 잠기도록 배치하여 검사를 수행할 수 있다.
도 1을 참조한 설명에 기재된 바와 같이, 최근에 적용되는 전기 자동차용 플렉서블 버스바의 경우, 차량의 협소한 전장공간 내부에서 각각의 장치들을 연결하기 위하여 다양한 형태의 절곡부가 형성되므로, 절연 피복이 부가된 후 밴딩이 완료된 플렉서블 버스바(100)를 종래와 같은 방법, 즉 도체 브러쉬 등을 사용하여 절곡부 내측면까지 정확한 내전압 시험을 수행하는 것은 불가능하다.
따라서, 본 발명에 따른 플렉서블 버스바 내전압 시험장치는 도체 브러쉬가 아닌 미세 도체입자(cp)를 사용한다. 구체적인 내전압 검사방법은 후술한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 시험 베드(200) 내부에는 다량의 미세 도체입자(cp)가 수용될 수 있다.
상기 미세 도체입자(cp)는 전기 전도성이 있는 금속 재질로 구성되는 도체로 구성될 수 있으며, 예를 들어 상기 미세 도체입자(cp)는 알루미늄 또는 동 재질 등으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 미세 도체입자(cp)는 각이 진 형태, 곡면 형태 또는 구형 등 다양한 형태로 구성될 수 있으나, 특히 구형인 것이 바람직하다.
또한, 상기 미세 도체입자(cp) 직경은 0.1 밀리미터(mm) 이상의 직경인 것이 바람직하다.
실험적으로, 상기 미세 도체입자(cp)를 0.1 밀리미터(mm) 보다 작게 구성하는 경우, 검사대상 플렉서블 버스바의 절곡부의 곡률반경 등과 무관하게, 미세 도체입자(cp)가 충격에 의하여 비산되거나, 미세 도체입자(cp) 간의 전기적 연결이 보장될 수 없으므로, 최소 0.1 밀리미터(mm) 정도의 직경을 갖도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 미세 도체입자(cp)는 시험대상 플렉서블 버스바의 절곡부의 곡률반경 등을 고려하여 미세 도체입자(cp)가 모든 절곡부의 내면과 접촉될 수 있을 정도의 크기 범위에서 직경이 결정될 수 있으며, 이러한 관점에서 3.0 밀리미터(mm) 이하의 직경인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 플렉서블 버스바 내전압 시험장치는 이와 같은 미세 도체입자(cp)를 다량 시험 베드(200)에 수용한 상태로 내전압 시험을 수행한다.
상기 시험 베드(200)의 크기 등은 내전압 검사기의 검사용량 또는 검사대상 플렉서블 버스바의 길이나 크기 및 한번에 검사되는 플렉서블 버스바의 개수 등에 따라 결정될 수 있다.
도 2(b)는 본 발명에 따른 플렉서블 버스바 내전압 시험장치를 구성하는 시험 베드(200)의 접지부(230)를 도시한다.
본 발명에 따른 플렉서블 버스바 내전압 시험장치의 시험 베드(200)는 상기 미세 도체입자(cp)가 수용되는 도전성 금속 재질의 내부 베드(220)와 절연재질로 구성되는 외부 베드(210)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 외부 베드(210)는 상기 내전압 시험기에서 인가되는 시험전압 등에 의하여 미세 도체입자(cp) 등으로 누설전류가 흐르는 상황에서 작업자의 안전 등을 위하여 내부 베드(220)와 절연된 상태 또는 절연 재질로 구성될 수 있다.
상기 내부 베드(220)는 누설 전류 검출을 위하여 미세 도체입자(cp)와 통전이 가능하도록 전도성 도체로 구성될 수 있다.
상기 내전압 시험기에서 시험전압이 인가되고, 검사대상 플렉서블 버스바의 절연피복이 이를 견디지 못하는 경우, 절연피복이 손상된 부분에서 미세 도체입자(cp)와 전기적 접촉이 발생되고, 해당 부분을 통해 전류가 누설될 수 있다.
이와 같은 누설전류를 감지하여 내전압 시험이 수행될 수 있으며, 상기 누설전류 케이블(240)은 접지부(230)를 통해 연결되어 누설 전류를 내전압 시험기로 전달하는 구조를 가질 수 있다.
따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 접지부(230)는 내부 베드(220)에 전기적으로 접속되고 상기 접지부(230)로부터 케이블 등에 의하여 내전압 시험기와 연결되는 누설전류 케이블(240)이 구성될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 플렉서블 버스바 내전압 시험장치를 구성하는 플렉서블 버스바의 일단을 절연시키기 위한 절연캡(250)과 절연캡(250)이 장착된 플렉서블 버스바가 시험 베드(200)에 배치된 상태를 도시한다.
본 발명에 따른 플렉서블 버스바 내전압 시험장치는 내전압 검사대상 플렉서블 버스바의 절연피복의 내전압을 시험하기 위한 장치이다.
일반적으로 플렉서블 버스바는 가늘고 긴 판형 도체를 여러장 적층한 후 양단을 각각 단자로 사용하고 양단의 단자 사이를 절연을 위하여 피복하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 플렉서블 버스바 내전압 시험장치를 통해 절연피복의 내전압을 판단하는 방법은 시험전압을 요구되는 내전압 수준으로 상승시킨 상태에서 절연피복의 파손 부위에서 미세 도체입자(cp)를 통한 전류의 누설 여부를 통해 내전압 만족 여부를 판단하므로, 내전압 시험기와 전기적으로 연결된 플렉서블 버스바(100)를 시험 베드(200)의 미세 도체입자(cp) 내부에 묻히기 위해서는 플렉서블 버스바의 절연피복 이외의 도체 부분은 미세 도체입자(cp)와 접촉되어서는 안된다.
따라서, 플렉서블 버스바의 양단의 단자부 등은 모두 절연 상태로 시험되어야 한다.
그러므로, 본 발명에 따른 플렉서블 버스바 내전압 시험장치는 상기 버스바 연결도체, 상기 플렉서블 버스바의 일단 및 상기 플렉서블 버스바의 타단을 절연시키기 위한 절연캡(250)을 구비할 수 있다.
도 3(a)에 도시된 바와 같이, 절연캡(250)은 조립 가능하게 분리되는 구조를 가질 수 있으며, 미세 도체입자(cp)가 침투하여 플렉서블 버스바의 단자부와 접촉을 방지할 수 있는 형태로 구성된다면 다양한 형태가 가능하다.
도 3(a)에 도시된 절연캡(250)은 분리되는 복수 개의 하우징(251)과, 조립 상태에서 플렉서블 버스바가 삽입되어 장착되기 위한 장착구(253) 및 플렉서블 버스바(100)를 하우징 내에 삽입하여 장착한 후 하우징을 고정하기 위한 고정수단(255) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
따라서, 상기 절연캡(250)이 단부에 장착된 플렉서블 버스바는 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 시험 베드(200)의 미세 도체입자(cp) 속에 묻혀도 내전압 시험에 영향을 미치지 않을 수 있다.
각각의 절연캡(250)은 도 3(a) 및 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 하나의 플렉서블 버스바의 일단 또는 타단을 절연하도록 구성되거나, 후술하는 버스바 연결도체 전체를 절연하는 형태로 구성될 수도 있다. 즉, 본 발명의 절연캡(250)은 도 3(a) 및 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 하나의 플렉서블 버스바의 일단의 단자부를 절연하기 위한 단부 절연캡(250)일 수도 있고, 후술하는 버스바 연결도체를 절연하기 위한 연결부 절연캡(250)을 포함할 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 플렉서블 버스바 내전압 시험장치는 하나의 내전압 시험기를 통해 복수 개의 플렉서블 버스바의 내전압을 함께 시험할 수 있으며, 각각의 플렉서블 버스바는 다양한 형태로 절곡 또는 밴딩되므로, 내전압 시험기에 연결되는 플렉서블 버스바의 일단과 달리 플렉서블 버스바의 타단을 하나의 절연캡(250)으로 모두 절연시키는 것이 어려울 수 있다. 따라서, 내전압 시험기에 연결되는 플렉서블 버스바의 일단이 아닌 플렉서블 버스바의 타단을 절연시키기 위한 절연캡(250)은 도 3에 도시된 바와 같이 각각의 플렉서블 버스바(100)를 개별적으로 절연하기 위한 절연캡(250)을 장착할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 플렉서블 버스바 내전압 시험장치의 구성도의 예들을 도시한다.
도 4(a)는 복수 개의 플렉서블 버스바(100)의 일단이 연결도체에 직결되어 연결부 절연캡(250)에 의하여 함께 절연되는 실시예이며, 도 4(b)는 복수 개의 플렉서블 버스바(100)의 일단이 연결도체에 연결 케이블에 의하여 연결되는 실시예라는 점에서 차이가 있다.
도 4(a) 및 도 4(b)에 도시된 실시예 모두 각각 3개의 플렉서블 버스바(100)의 내전압 시험을 수행하는 것으로 도시되나 그 개수는 증감이 가능하다.
도 4(a)에 도시된 실시예는 내전압 시험기(300)에서 인가되는 시험전압을 분기하기 위한 버스바 연결도체에 각각의 플렉서블 버스바(100)의 일단의 단자부가 직결되고, 연결부위에 연결부 절연캡(250) 하나로 절연이 수행되고, 각각의 플렉서블 버스바(100)의 타단은 각각의 절연캡(250)에 의하여 절연된다.
이와 같이 절연된 상태에서 상기 내전압 시험기(300)에서 시험전압을 요구되는 내전압(예를 들면, 1kV 내지 10kV)까지 높이는 경우, 각각의 플렉서블 버스바(100)의 절연피복의 하자가 존재하지 않는 경우 내전압 시험은 합격으로 판정할 수 있고, 시험에 투입된 복수 개의 플렉서블 버스바(100)는 모두 내전압 시험 합격 판정이 가능하다.
자동차용 플렉서블 버스바(100) 또는 케이블 등은 전기 자동차에 설치된 상태에서 실사용 전압이 DC 300V 내지 600V 정도이므로, 내전압 측정의 경우에도 실사용 전압에 대응되는 최소 2.0 kV 정도의 시험전압의 적용이 필요하다.
최소 2.0 kV 정도의 시험전압보다 시험전압이 낮은 경우, 실사용 전압에 비해 내전압 기준이 낮아 절연 이상이 존재함에도 내전압 시험을 통과할 수 있는 문제가 발생될 수 있다.
더 나아가, 본 발명에 따른 내전압 시험장치 및 내전압 시험방법은 전기 자동차의 안정성 확보라는 측면에서　IEC에서 정하고 있는 실사용 전압을 저압기준 DC 1,500V로 가정하고 절연시험을 수행하는 방법을 적용할 수 있다.
즉, 실사용이 예상되는 전압보다 높은 전압인 IEC 저압기준 DC 1,500V을 시험대상 플렉서블 버스바 등의 실사용 전압으로 가정하고, 그에 따른 시험전압을 최소 3.5 kV 정도가 되도록 하여 절연시험을 수행하여 플렉서블 버스바의 절연불량의 존재 여부를 면밀하게 검토할 수 있다.
반면 시험전압을 인가하는 과정에서 특정 플렉서블 버스바(100)의 절연피복에 하자가 존재하는 경우, 해당 부위가 녹아내리는 등의 손상이 발생되고 해당 부분으로 미세 도체입자(cp)가 침투하고 미세 도체입자(cp)를 통해 전류가 누설되면, 접지부(230) 등을 통해 누설전류가 통전되고, 접지부(230) 등과 내전압 시험기(300)를 연결하는 누설전류 케이블(240) 의하여 내전압 시험기(300)는 누설전류를 감지하여 내전압 시험대상 플렉서블 버스바(100) 중 일부에서 전류의 누설이 발생한다는 결론을 도출할 수 있다.
상기 접지부(230)는 내전압 시험이 종료된 상태에서 미세 도체입자 등에 잔류하는 충전전류 등을 방전하기 위한 방전용으로 구비되며, 상기 누설전류 케이블은 상기 접지부(230) 등을 통해 누설전류를 내전압 시험기(300)로 연결할 수 있다.
이 경우, 작업자는 시험전압의 인가를 중단하고, 육안에 의하여 절연피복이 손상 또는 변형된 플렉서블 버스바(100)를 식별하여 분리할 수 있다.
분리된 플렉서블 버스바(100)를 제외하고 내전압 시험을 재수행하여 나머지 플렉서블 버스바의 이상이 없다고 판단되는 경우, 먼저 분리되 플렉서블 버스바(100)를 제외하고 내전압 시험을 합격으로 판정하고 다음 세트의 플렉서블 버스바의 내전압 시험을 수행할 수 있다.
또한, 도 4(b)에 도시된 실시예는 버스바 연결도체에 플렉서블 버스바의 단부를 직접 연결하는 것이 아니라 별도의 연결 케이블을 사용하여 연결하는 방법을 사용하여 하나의 버스바 연결도체에 연결되어 시험될 수 있는 플렉서블 버스바의 개수를 늘릴 수 있다. 즉, 내전압 시험기(300)의 용량이 충분하고 시험 베드(200)의 크기가 충분히 크다면 플렉서블 버스바의 내전압 시험장치를 통해 한번에 내전압 시험이 수행될 수 있는 플렉서블 버스바의 개수도 늘릴 수 있다는 이점이 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 플렉서블 버스바 시험장치는 시험 베드(200)에 도전성을 갖는 미세 도체입자(cp)를 채우고, 내전압 시험기(300)와 연결되며 도체 부위는 모두 절연된 복수 개의 플렉서블 버스바(100)를 미세 도체입자(cp)에 담군 상태에서 절연피복에 문제가 있는 플렉서블 버스바에서 누설되는 전류를 접지부(230) 등에 연결된 누설전류 케이블을 통해 전류의 누설을 판단할 수 있으므로, 종래 절연피복의 표면을 도체 브러쉬 등으로 문지르는 방식으로 수행되던 내전압 시험보다 효율적이고 정확한 결과를 얻을 수 있다는 장점이 있다.
도 5는 본 발명에 따른 플렉서블 버스바 내전압 시험방법의 블록선도를 도시한다.
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 플렉서블 버스바 내전압 시험방법은 적어도 1개 이상의 플렉서블 버스바의 일단을 내전압 시험기(300)와 연결하는 시험기 연결단계(S100), 상기 시험기 연결단계(S100)에서 연결된 플렉서블 버스바(100)를 다량의 미세 도체입자(cp)가 수용된 시험 베드(200)의 미세 도체입자(cp) 사이에 플렉서블 버스바(100)를 배치하는 플렉서블 버스바 배치단계(S200), 상기 플렉서블 버스바 배치단계(S200)에서 배치된 플렉서블 버스바로 시험전압을 인가하여 플렉서블 버스바의 절연피복의 내전압을 시험하는 내전압 시험단계(s300)를 포함할 수 있다.
상기 시험기 연결단계(S100)는 내전압 시험기(300)와 연결되는 버스바 연결도체에 복수 개의 플렉서블 버스바의 일단을 연결하는 방법으로 수행될 수 있으며, 이 경우 복수 개의 플렉서블 버스바의 일단이 버스바 연결도체와 직결되거나 연결 케이블에 의하여 연결될 수 있다. 그리고, 이와 같은 시험기 연결단계(S100)는 시험 베드(200) 내의 미세 도체입자(cp) 내부에 수용되는 부분 중 모든 금속 도체를 절연할 필요가 있으므로, 상기 버스바 연결도체 및 상기 버스바 연결도체에 연결된 복수 개의 플렉서블 버스바의 일단과 타단을 절연시키는 절연과정을 포함할 수 있다.
이 경우, 절연캡(250)이 사용될 수 있고, 특히 상기 절연과정에서 플렉서블 버스바의 다양한 형상 등을 고려하여 상기 버스바 연결도체에 연결된 복수 개의 플렉서블 버스바의 타단은 독립적으로 각각 절연시키는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 플렉서블 버스바 배치단계(S200)는 시험 베드(200)에 수용된 미세 도체입자(cp) 사이에 검사대상 플렉서블 버스바의 절연피복이 모두 잠긴 상태가 되도록 수행되어 각각의 플렉서블 버스바의 절연피복의 내전압 시험이 수행될 수 있다.
상기 내전압 측정단계는 시험전압을 요구되는 내전압까지 증가시킨 상기 시험 베드(200)의 접지라인에서 누설 전류가 검출되는지 여부로 판단(S400)하고, 상기 내전압 측정단계는 누설 전류가 검출된 경우, 상기 버스바 연결도체에 연결된 복수 개의 플렉서블 버스바 중 절연피복의 변형상태를 통해 불량 플렉서블 버스바(100)를 식별하고, 이를 분리(S500)하여 내전압 시험단계(S300)를 다시 수행할 수 있다.
이 경우, 누설전류가 검출되지 않는다면 나머지 플렉서블 버스바의 내전압 시험은 모두 합격한 것으로 판단할 수 있다.
본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.
100 : 플렉서블 버스바
200 : 시험 베드
210 : 내부 베드
220 : 외부 베드
250 : 절연캡
300 : 내전압 시험기
cp : 미세 도체입자

Claims (18)

  1. 내전압 시험을 위하여 시험전압을 인가할 수 있는 내전압 시험기;
    다량의 미세 도체입자가 수용된 시험 베드;
    상기 시험 베드에서 검사될 적어도 1개의 플렉서블 버스바의 일단으로 시험전압을 인가하기 위한 버스바 연결도체;
    상기 버스바 연결도체, 상기 플렉서블 버스바의 일단 및 상기 플렉서블 버스바의 타단을 절연시키기 위한 절연캡;
    상기 내전압 시험기와 상기 버스바 연결도체를 연결하며 시험전압을 인가하기 위한 내전압 인가 케이블; 및,
    상기 내전압 시험기와 상기 시험 베드를 연결하며, 누설전류 검출하기 위한 누설전류 케이블;를 포함하는 플렉서블 버스바 내전압 시험장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 미세 도체입자는 알루미늄 또는 동 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 버스바 내전압 시험장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 미세 도체입자는 구형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 버스바 내전압 시험장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 미세 도체입자 직경은 0.1 밀리미터(mm) 이상의 직경인 것을 특징으로 하는 플렉서블 버스바 내전압 시험장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 버스바 연결도체는 복수 개의 플렉서블 버스바가 함께 장착되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 버스바 내전압 시험장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 절연캡은 상기 버스바 연결도체 및 복수 개의 플렉서블 버스바의 일단을 함께 절연하기 위한 연결부 절연캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 버스바 내전압 시험장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 절연캡은 상기 버스바 연결도체에 일단이 장착된 플렉서블 버스바의 타단을 절연하기 위한 단부 절연캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 버스바 내전압 시험장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 단부 연결캡은 복수 개의 플렉서블 버스바의 타단을 각각 독립적으로 절연하기 위하여 복수 개가 구비되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 버스바 내전압 시험장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 시험 베드는 상기 검사용 도체가 수용되는 도전성 금속 재질의 내부 베드와 절연재질로 구성되는 외부 베드를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 버스바 내전압 시험장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 내부 베드는 접지부를 통해 접지되고, 상기 누설전류 케이블은 상기 접지부를 통해 상기 내전압 시험기와 연결되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 버스바 내전압 시험장치.
  11. 적어도 1개 이상의 플렉서블 버스바의 일단을 내전압 시험기와 연결하는 시험기 연결단계;
    상기 시험기 연결단계에서 연결된 플렉서블 버스바를 다량의 미세 도체입자가 수용된 시험 베드의 미세 도체입자 사이에 플렉서블 버스바를 배치하는 플렉서블 버스바 배치단계;
    상기 플렉서블 버스바 배치단계에서 배치된 플렉서블 버스바로 시험전압을 인가하여 플렉서블 버스바의 절연피복의 내전압을 측정하는 내전압 시험단계;를 포함하는 플렉서블 버스바 내전압 시험방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 시험기 연결단계는 내전압 시험기와 연결되는 버스바 연결도체에 복수 개의 플렉서블 버스바의 일단을 연결하는 방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 버스바 내전압 시험방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 시험기 연결단계는 상기 버스바 연결도체 및 상기 버스바 연결도체에 연결된 복수 개의 플렉서블 버스바의 일단을 절연시키는 절연과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 버스바 내전압 시험방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 시험기 연결단계는 상기 버스바 연결도체에 연결된 복수 개의 플렉서블 버스바의 타단을 독립적으로 각각 절연시키는 절연과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 버스바 내전압 시험방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 플렉서블 버스바 배치단계는 시험 베드에 수용된 미세 도체입자 사이에 검사대상 플렉서블 버스바의 절연피복이 모두 잠긴 상태가 되도록 배치하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 버스바 내전압 시험방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 내전압 시험단계는 시험전압을 요구되는 내전압까지 증가시킨 상기 시험 베드의 접지라인에서 누설 전류가 검출되는지 여부로 판단하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 버스바 내전압 시험방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 내전압 시험단계는 누설 전류가 검출된 경우, 상기 버스바 연결도체에 연결된 복수 개의 플렉서블 버스바 중 절연피복의 변형상태를 통해 불량 플렉서블 버스바를 식별하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 버스바 내전압 시험방법.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 내전압 시험단계는 IEC 저압기준 DC 1,500V을 내전압 시험 대상 플렉서블 버스바의 실사용 전압으로 가정하여 시험전압을 최소 3.5 kV 이상으로 인가하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 버스바 내전압 시험방법.
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