KR20240014875A - 순환전류발생 방지용 3상 변압기 - Google Patents

순환전류발생 방지용 3상 변압기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 순환전류와 이상전압에 의해 발생할 수 있는 변압기 화재 및 폭발 사고 등을 방지할 수 있도록 구성한 순환전류발생 방지용 3상 변압기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 권선과 코어를 포함하는 중신의 상부에 배치되는 상부조임쇠; 상기 중신의 하부에 배치되는 하부조임쇠; 상기 상부조임쇠와 상기 하부조임쇠의 일 측에 배치되어 상기 상부조임쇠와 상기 하부조임쇠를 연결하는 제1엔드플레이트; 상기 상부조임쇠와 상기 하부조임쇠의 타 측에 배치되어 상기 상부조임쇠와 상기 하부조임쇠를 연결하는 제2엔드플레이트; 및 상기 상부조임쇠와 상기 하부조임쇠의 전방과 후방에 배치되어 상기 상부조임쇠와 상기 하부조임쇠를 연결하는 복수의 상하조임볼트;를 포함하며, 상기 상부조임쇠와 상기 제1엔드플레이트 사이의 연결부로 정의되는 제1지점, 상기 하부조임쇠와 상기 제1엔드플레이트 사이의 연결부로 정의되는 제2지점, 상기 상부조임쇠와 상기 제2엔드플레이트 사이의 연결부로 정의되는 제3지점, 상기 하부조임쇠와 상기 제2엔드플레이트 사이의 연결부로 정의되는 제4지점, 상기 상부조임쇠와 상기 상하조임볼트 사이의 연결부로 정의되는 제5지점 및 상기 하부조임쇠와 상기 상하조임볼트 사이의 연결부로 정의되는 제6지점 중 적어도 어느 한 지점은 절연 상태로 연결되는 순환전류발생 방지용 3상 변압기에 관한 것이다.

Description

순환전류발생 방지용 3상 변압기{TRANSFORMER}
본 발명은 순환전류발생 방지용 3상 변압기에 관한 것으로서, 특히, 순환전류와 이상전압에 의해 발생할 수 있는 변압기 화재 및 폭발 사고 등을 방지할 수 있도록 구성한 순환전류발생 방지용 3상 변압기에 관한 것이다.
유입변압기의 주요 절연매체는 절연유로써 광유 또는 식물성 절연유 등을 사용하고 있다. 도 1을 참조하면, 광유를 기반으로 한 절연유는 'C'와 'H'의 원소가 결합된 분자구조를 갖고 있으며, 식물유는 'C', 'H' 및 'O'의 원소가 결합된 분자구조를 갖고 있다.
이와 같은 절연유의 분자구조는 원소 'C'와 'H' 등으로 구성되어 있으나, 변압기 내부에 이상 현상이 발생하면 이상과열 현상을 수반하므로, 'C'와 'H' 등과 같은 원소 간의 연결 사슬이 끊어져 발생 온도에 따라 수소(H2), 메탄(CH4), 에탄(C2H6), 에틸렌(C2H4) 및 아세틸렌(C2H2) 등의 가연성 가스를 발생시키며, 발생된 가연성 가스는 절연유에 용해된다.
이와 같은 가연성 가스는 절연유에 용존 및 누적되어 있다가 사고 또는 순간적인 이상현상 발생시 발화점 이하에서도 연소될 수 있어 폭발 또는 화재 등의 이차 사고로 이어질 수 있다.
변압기의 이상 현상으로는 절연파괴와 순환전류 등이 있으며, 이는 국부과열을 초래한다. 대부분의 변압기 프레임 구조는 다접지에 의한 폐쇄회로 구성으로 길이와 면적에 따라 순환전류와 이상전압이 발생되어 코로나와 부분 방전 등이 발생되므로, 절연유의 국부과열을 초래할 수 있는 구조이다.
즉, 변압기 프레임은 통상 상부프레임, 하부프레임, 엔드플레이트 등으로 분리된 부분품을 권선 및 철심(코어)의 몸체(중신)를 고정하기 위해 조립 결합된다. 이 과정에서 프레임 각각의 구성품은 불완전 접촉 또는 권선과 코어의 사이즈에 따라 큰 폐회로가 되어 순환전류가 발생될 수 있으며, 이는 국부과열을 초래할 수 있다.
또한, 외함과 프레임 사이에 다점 접지가 발생되어 비교적 큰 폐회로가 형성되고, 순환전류에 의한 부분방전 또는 코로나가 발생되면서 절연유가 부분적으로 분해되어 가연성 가스를 발생시키고, 발생된 가연성 가스는 절연유에 용해된다.
이처럼 절연유에 누적 용해된 가연성 유중용존가스는 발화점 이하에서도 발화되므로 변압기의 폭발 사고를 초래할 수 있다.
(0001) 국내등록특허 제10-0712713호
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 절연유(광유, 식물유)를 절연 및 냉각매체로 이용하는 유입 변압기에서 순환전류와 이상전압 등에 의해 발생할 수 있는 변압기 화재 및 폭발 사고 등을 방지하고 안전성을 강화시킨 순환전류발생 방지용 3상 변압기를 제공하는데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명인 순환전류발생 방지용 3상 변압기는, 권선과 코어를 포함하는 중신의 상부에 배치되는 상부조임쇠; 상기 중신의 하부에 배치되는 하부조임쇠; 상기 상부조임쇠와 상기 하부조임쇠의 일 측에 배치되어 상기 상부조임쇠와 상기 하부조임쇠를 연결하는 제1엔드플레이트; 상기 상부조임쇠와 상기 하부조임쇠의 타 측에 배치되어 상기 상부조임쇠와 상기 하부조임쇠를 연결하는 제2엔드플레이트; 및 상기 상부조임쇠와 상기 하부조임쇠의 전방과 후방에 배치되어 상기 상부조임쇠와 상기 하부조임쇠를 연결하는 복수의 상하조임볼트;를 포함하며, 상기 상부조임쇠와 상기 제1엔드플레이트 사이의 연결부로 정의되는 제1지점, 상기 하부조임쇠와 상기 제1엔드플레이트 사이의 연결부로 정의되는 제2지점, 상기 상부조임쇠와 상기 제2엔드플레이트 사이의 연결부로 정의되는 제3지점, 상기 하부조임쇠와 상기 제2엔드플레이트 사이의 연결부로 정의되는 제4지점, 상기 상부조임쇠와 상기 상하조임볼트 사이의 연결부로 정의되는 제5지점 및 상기 하부조임쇠와 상기 상하조임볼트 사이의 연결부로 정의되는 제6지점 중 적어도 어느 한 지점은 절연 상태로 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 중신, 상기 상부조임쇠, 상기 하부조임쇠, 상기 제1엔드플레이트, 상기 제2엔드플레이트 및 상기 상하조임볼트가 내설되는 외함을 포함하며, 상기 외함의 바닥면과 상기 하부조임쇠 상호간은 절연 상태로 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상부조임쇠에는 중신고정꺽쇠가 복수 개 결합되어 상기 중신고정꺽쇠를 통해 상기 외함과 체결되며, 상기 외함과 적어도 어느 하나의 상기 중신고정꺽쇠 상호간은 절연 상태로 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
이상에서 상술한 본 발명에 따른 순환전류발생 방지용 3상 변압기를 사용하면 다음과 같은 효과가 있다.
먼저, 도 3과 같이 종래 폐회로로 구성된 연결 관계를 도 5와 같이 개방된 회로로 구성하여 순환전류 발생요소를 근본적으로 제거함으로써, 부분방전 및 코로나 등의 발생을 방지함은 물론, 이를 통해 절연유의 이상과열을 억제할 수 있다.
또한, 변압기의 프레임(상부조임쇠, 하부조임쇠, 상하조임볼트 등) 및 외함과의 결합구조에 의한 이상과열 문제를 해결함으로써, 고열에 의한 절연유의 분해로 인한 가연성 가스의 발생 문제를 경감시킬 수 있다.
또한, 절연유의 유중용존가스를 방지함으로써 변압기 내부의 퓨즈 동작 또는 일시적인 불꽃 등에서도 발화가능한 가스량의 부족으로 자기소화가 가능하여 유입 변압기의 화재 또는 폭발 사고를 크케 경감시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 상부조임쇠, 하부조임쇠, 중신고정꺽쇠 및 엔드플레이트의 연결 구조는 불완전 접촉을 피하면서 다점접지를 방지할 수 있으며, 중신고정꺽쇠와 외함 측벽과의 절연을 통해 외함에 설치된 인양고리와의 절연으로 종래와 같은 폐회로에 의한 순환전류발생을 근본적으로 방지할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 절연유(광유)의 분자 구조를 나타낸 도면,
도 2는 종래의 변압기 구조를 나타낸 개념도,
도 3은 도 2의 구조에 따른 순환전류발생 상태를 나타낸 개념도,
도 4는 본 발명인 순환전류발생 방지용 3상 변압기의 일 실시례에 따른 구성 개념도,
도 5는 본 발명에 따른 순환전류발생 방지 상태를 구조적으로 나타낸 개념도,
도 6 내지 도 9는 본 발명에 따른 절연물과 결합수단의 결합 구조를 나타낸 도면.
이하, 본 발명의 일부 실시례들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시례를 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시례에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시례의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 2는 종래의 변압기 구조를 나타낸 개념도이고, 도 3은 도 2의 구조에 따른 순환전류발생 상태를 나타낸 개념도이다.
먼저, 도 2를 참조하면, 변압기 프레임은 통상 상부조임쇠인 상부프레임(3), 하부조임쇠인 하부프레임(4), 상부프레임(3)과 하부프레임(4)을 연결하는 엔드플레이트(5) 및 상하조임볼트(8) 등으로 분리된 부분품을 권선(1) 및 코어(2, 철심)의 몸체(중신)를 고정하기 위해 조립 결합된다. 또한, 상부프레임(3)에는 전방과 후방에 각각 복수의 결합부(3-1)가 배치되고, 양측 상부에 복수의 상부조임볼트(3-2)가 배치되며, 양측에서 측면 수평 방향으로 복수의 측면조임볼트(3-3)가 배치된다. 한편, 도면 상에 보이는 방향을 전방으로 이해할 수 있다.
하부프레임(4)에도 전방과 후방에 각각 복수의 결합부(4-1)가 배치되고, 측면 수평 방향으로 복수의 측면조임볼트(4-2)가 배치된다.
상부프레임(3)과 하부프레임(4)에 형성된 결합부(3-1, 4-1)는 상하 수직 방향으로 배치되며, 이에 상하조임볼트(8)가 각각 결합된다. 상하조임볼트(8)는 절연봉과 절연봉의 상하부에 형성된 볼트로 구성되며, 절연봉의 상하부에 형성된 각각의 볼트가 결합부(3-1, 4-1)에 체결된 상태에서 볼트, 평와셔 및 스프링와셔 등과 같은 결합수단으로 체결고정된다.
또한, 상부프레임(3)에 형성된 측면조임볼트(3-3)와 하부프레임(4)에 형성된 측면조임볼트(4-2)에는 엔드플레이트(5)가 결합수단으로 체결고정된다. 이때, 중신 양측부와 엔드플레이트(5) 사이에는 외측코어 고체절연물(9)이 개재될 수 있다.
또한, 상부프레임(3)에 형성된 상부조임볼트(3-2)에는 중신고정꺽쇠(7)의 하부가 결합된다. 중신고정꺽쇠(7)의 상부는 외함(6)의 측벽(6-2)과 체결된면서 외함(6) 내에서 중신의 위치를 고정시킨다. 외함(6) 바닥면(6-1)에는 하부프레임(4)이 접촉되어 지지된다.
이 과정에서 전술한 각각의 구성품은 모두 도체로써, 불완전 접촉 또는 권선(1)과 코어(2)의 사이즈에 따라 도 3에 도시된 바와 같이, 큰 폐회로를 구성하면서 순환전류가 발생될 수 있다. 즉, 상부프레임(3), 하부프레임(4) 및 상하조임볼트(8) 사이(①), 상부프레임(3), 하부프레임(4), 외함 측벽(6-2) 및 외함 바닥면(6-1) 사이(②), 상부프레임(3)과 외함 측벽(6-2) 사이(③), 상부프레임(3), 하부프레임(4), 엔드플레이트(5) 및 상하조임볼트(8) 사이(④)에 크고 작은 순환전류가 발생될 수 있다. 이와 같이 발생된 순환전류는 국부과열을 초래할 수 있다.
또한, ①과 같은 순환전류 구조는 외함(6)과 상, 하부프레임(3, 4) 사이에 다점 접지가 발생되어 비교적 큰 폐회로가 형성된다. 또한, 순환전류에 의한 부분방전 또는 코로나가 발생되면서 절연유가 부분적으로 분해되어 가연성 가스를 발생시킨다. 이와 같이 발생된 가연성 가스는 절연유에 용해되는데, 이처럼 절연유에 누적 용해된 가연성 유중용존가스는 발화점 이하에서도 발화되므로 변압기의 폭발 사고를 초래할 수 있다.
본 발명은 이와 같은 종래 순환전류발생 구조를 해결하기 위해 안출된 것으로, 도 4는 본 발명인 순환전류발생 방지용 3상 변압기의 일 실시례에 따른 구성 개념도이고, 도 5는 본 발명에 따른 순환전류발생 방지 상태를 구조적으로 나타낸 개념도이다. 도 4는 도 2와, 도 5는 도 3과 비교될 수 있다.
먼저, 도 4를 참조하여 본 발명인 순환전류발생 방지용 3상 변압기 구조를 설명하면 다음과 같다.
본 발명인 순환전류발생 방지용 3상 변압기는, 기본적으로 상부조임쇠(20), 하부조임쇠(30), 제1엔드플레이트(40), 제2엔드플레이트(50) 및 상하조임볼트(CV)를 포함하여 구성될 수 있다.
상부조임쇠(20)는 상부프레임과 동일 또는 상부프레임 중 일부를 구성하는 것으로 이해할 수 있다. 상부조임쇠(20)는 중신(10)의 상부 측면 둘레부에 배치될 수 있다. 상부조임쇠(20)는 중신(10)의 상부 측면 둘레부와 함께 중신(10)의 상단면 중 일부 또는 전부를 감싸도록 배치될 수 있다. 중신(10)과 상부조임쇠(20) 상호간은 설정된 이격 거리를 유지한 상태로 배치하거나, 밀착되도록 배치할 수 있다. 또한, 중신(10)과 상부조임쇠(20) 상호간에는 절연물이 개재될 수 있으며, 절연물로는 일례로 절연지(81) 등이 사용될 수 있다. 중신(10)은 권선(11)과 코어(12)를 포함하여 구성할 수 있다. 도면상에는 코어(12)가 외부에서 보이는 것으로 도시하였으나, 코어(12)는 권선(11)과 상부조임쇠(20) 및 하부조임쇠(30)의 내측에 배치되는 것으로 이해할 수 있다.
미도시 하였으나, 상부조임쇠(20)는 사각 틀 형태로 제작되어 중신(10)의 상부 측면 둘레부에 배치될 수 있다. 또한, 사각 틀 형태의 마주보는 평행한 틀 사이에는 중신(10)의 상부 중 일부 또는 전부를 감싸도록 연결프레임이 결합될 수 있다.
상부조임쇠(20)의 상부 양측에는 각각 복수의 상부조임볼트(22)가 형성될 수 있다. 또한, 상부조임쇠(20)의 양측에는 외측 수평 방향으로 측면조임볼트(23)가 형성될 수 있다. 또한, 상부조임쇠(20)의 전방과 후방에는 각각 복수의 결합부(21)가 형성될 수 있다.
하부조임쇠(30)는 하부프레임과 동일 또는 하부프레임 중 일부를 구성하는 것으로 이해할 수 있다. 하부조임쇠(30)는 중신(10)의 하부 측면 둘레부에 배치될 수 있다. 하부조임쇠(30)는 중신(10)의 하부 측면 둘레부와 함께 중신(10)의 하단면 중 일부 또는 전부를 감싸도록 배치될 수 있다. 중신(10)과 하부조임쇠(30) 상호간은 설정된 이격 거리를 유지한 상태로 배치하거나, 밀착되도록 배치할 수 있다. 또한, 중신(10)과 하부조임쇠(30) 상호간에는 절연물이 개재될 수 있으며, 절연물로는 일례로 절연지(81) 등이 사용될 수 있다.
미도시 하였으나, 하부조임쇠(30)도 사각 틀 형태로 제작되어 중신(10)의 하부 측면 둘레부에 배치될 수 있다. 또한, 사각 틀 형태의 마주보는 평행한 틀 사이에는 중신(10)의 하부 중 일부 또는 전부를 감싸도록 연결프레임이 결합될 수 있다. 하부조임쇠(30)는 후술할 외함(60)의 바닥면(61)에 배치될 수 있다. 이때, 하부조임쇠(30)와 외함(60) 바닥면(61) 사이에는 바닥 절연물(84)이 개재될 수 있다. 바닥 절연물(84)은 복수로 구성되어 상호간에 이격되어 배치될 수 있으며, 바닥 절연물(84)을 통해 하부조임쇠(30)와 바닥면(61) 상호간을 절연시킬 수 있다.
또한, 하부조임쇠(30)의 양측에도 외측 수평 방향으로 측면조임볼트(32)가 형성될 수 있다. 또한, 하부조임쇠(30)의 전방과 후방에도 각각 결합부(31)가 형성될 수 있다.
상부조임쇠(20)와 하부조임쇠(30)의 양 측에 각각 형성된 측면조임볼트(23, 32)에는 제1엔드플레이트(40) 및 제2엔드플레이트(50)가 결합수단을 통해 체결될 수 있다. 제1엔드플레이트(40)와 제2엔드플레이트(50)는 상부조임쇠(20)와 하부조임쇠(30) 사이에 체결되며, 권선(11)의 부풀음을 방지하여 권선폼을 유지시킬 수 있다.
제1엔드플레이트(40)는 적어도 하나로 배치되어 결합될 수 있으며, 상부조임쇠(20)와 하부조임쇠(30)의 일측에 배치될 수 있다. 도 4를 기준으로 좌측을 일측(부), 일단(부)라 칭하고, 우측을 타측(부), 타단(부)라 칭하며, 위쪽을 상측, 상부, 상단(부)라 칭하고, 아래쪽을 하측, 하부, 하단(부)라 칭하도록 한다.
제1엔드플레이트(40)의 상부는 후술할 결합수단을 통해 상부조임쇠(20)의 일측 측면조임볼트(23)에 체결고정될 수 있다. 제1엔드플레이트(40)의 하부는 결합수단을 통해 하부조임쇠(30)의 일측 측면조임볼트(32)에 체결고정될 수 있다.
제2엔드플레이트(50)도 적어도 하나로 배치되어 결합될 수 있으며, 상부조임쇠(20)와 하부조임쇠(30)의 타측에 배치될 수 있다. 제2엔드플레이트(50)의 상부는 결합수단을 통해 상부조임쇠(20)의 타측 측면조임볼트(23)에 체결고정될 수 있다. 제2엔드플레이트(50)의 하부는 결합수단을 통해 하부조임쇠(30)의 타측 측면조임볼트(32)에 체결고정될 수 있다.
상하조임볼트(CV)는 상부조임쇠(20)의 결합부(21)와 하부조임쇠(30)의 결합부(31)에 체결되며, 상하조임볼트(CV)가 체결되는 상부조임쇠(20)의 결합부(21)와 하부조임쇠(30)의 결합부(21)는 상하 수직 방향에 배치될 수 있다. 상하조임볼트(CV)의 체결 구조에 대해서는 후술하기로 한다.
제1엔드플레이트(40)의 상부와 상부조임쇠(20)의 일측 사이의 연결부를 제1지점이라 하고, 제1엔드플레이트(40)의 하부와 하부조임쇠(30)의 일측 사이의 연결부를 제2지점이라 하며, 제2엔드플레이트(50)의 상부와 상부조임쇠(20)의 타측 사이의 연결부를 제3지점이라 하고, 제2엔드플레이트(50)의 하부와 하부조임쇠(30)의 타측 사이의 연결부를 제4지점이라 하며, 상부조임쇠(20)와 상하조임볼트(CV) 사이의 연결부를 제5지점이라 하고, 하부조임쇠(30)와 상하조임볼트(CV) 사이의 연결부를 제6지점이라 한다. 종래에는 전술한 제1지점 내지 제6지점이 모두 도통된 상태로 연결되었으나, 본 발명에서는 전술한 제1지점 내지 제6지점 중 적어도 어느 한 지점을 절연 상태로 구성할 수 있다.
상기 제1지점 내지 제6지점 중 적어도 어느 한 지점을 절연 상태로 구성시 결합수단과 함께 절연물을 사용할 수 있으며, 절연물과 결합수단의 사용 형태에 대해서도 후술하기로 한다.
한편, 중신(10), 상부조임쇠(20), 하부조임쇠(30), 제1엔드플레이트(40), 제2엔드플레이트(50) 및 상하조임볼트(CV)는 모두 외함(60)에 내설될 수 있으며, 외함(60)은 3상 변압기가 내설되는 것으로, 일례로 상부가 개방되어 상부 개폐부재를 구비한 직육면체 형상의 몸체로 구성할 수 있다.
전술한 바와 같이, 외함(60)의 바닥면(61)과 하부조임쇠(30) 상호간은 바닥 절연물(84)을 통해 절연 상태로 배치될 수 있다.
또한, 상부조임쇠(20)에는 일측과 타측에 각각 중신고정꺽쇠(70)가 결합될 수 있다. 중신고정꺽쇠(70)는 상부조임쇠(20)의 일측과 타측 상부에 각각 복수 개로 배치될 수 있다. 중신고정꺽쇠(70)는 상부조임쇠(20)의 양측 상부에서 각각 외측 방향으로 연장되도록 연결되며, 연장된 외측 단부는 상부로 절곡되어 구성될 수 있다. 중신고정꺽쇠(70)의 외측 방향으로 연장된 하부는 상부조임볼트(22)와 결합수단을 통해 체결될 수 있다. 이때, 상부조임볼트(22)와 결합수단에도 절연물이 함께 개재되어 체결될 수 있다.
중신고정꺽쇠(70)의 상부로 절곡된 부분은 외함(60)의 측벽(62)과 체결될 수 있다. 여기서, '측벽'이란 외함(60)의 바닥면(61)을 제외한 사방 둘레면만을 가르키거나, 바닥면(61)을 제외한 사방 둘레면과 상기 상부 개폐부재를 포함하는 것으로 이해할 수 있다.
외함(60)의 측벽(62) 내측에는 너트가 형성될 수 있으며, 중신고정꺽쇠(70)에 결합되는 볼트 등과 같은 결합수단을 통해 외함(60) 측벽(62)과 중신고정꺽쇠(70)가 체결고정될 수 있다. 이를 통해 중신(10), 상부조임쇠(20), 하부조임쇠(30), 제1엔드플레이트(40), 제2엔드플레이트(50) 및 상하조임볼트(CV)를 포함하는 변압기 몸체가 외함(60)의 내측에서 고정지지될 수 있다.
이때, 외함(60)과 적어도 어느 하나의 중신고정꺽쇠(70) 상호간은 절연물을 통해 절연 상태로 연결할 수 있으며, 일례로, 상부조임쇠(20)의 타측에 연결된 중신고정꺽쇠(70)와 측벽(62) 상호간을 절연 상태로 연결할 수 있다.
전술한 바와 같이 구성함으로써, 도 5에 도시된 바와 같은 연결 구조를 갖게 된다. 즉, 점선으로 표시된 부분이 실제로는 절연 상태로 연결되므로 개방된 루프를 형성하게 되며, 이로 인해 상부조임쇠(20)와 상하조임볼트(CV), 제2엔드플레이트(50) 상호간, 또한 상부조임쇠(20)와 외함(60) 측벽(62) 상호간은 불완전 접촉을 피하면서 다점접지를 방지할 수 있다.
도 6 내지 도 9는 본 발명에 따른 절연물과 결합수단의 결합 구조를 나타낸 도면이며, 이를 바탕으로 본 발명에 적용되는 절연물과 결합수단의 결합 구조를 설명하도록 한다.
먼저, 도 6은 중신고정꺽쇠(70)와 측벽(62) 상호간의 결합 구조로 이해할 수 있다. 중신고정꺽쇠(70)의 일측에서 볼트(91)를 통해 측벽(62) 내측에 배치된 너트(92)에 체결될 수 있다. 중신고정꺽쇠(70)에는 절연부싱와셔(82)가 양측에서 체결되면서 중신고정꺽쇠(70)에 삽입될 볼트(91)와 중신고정꺽쇠(70) 상호간을 절연시킬 수 있다. 이때, 중신고정꺽쇠(70)의 일측과 볼트(91) 상호간에는 견고한 결합을 위해 스프링와셔(94) 및 평와셔(93)가 더 결합될 수 있다.
다음으로, 도 7은 상하조임볼트이 상부에 형성된 볼트(V)와 결합부(21) 상호간의 결합 구조로 이해할 수 있다. 볼트(V)의 상부에서 너트(92), 스프링와셔(94), 평와셔(93) 및 절연부싱와셔(82)가 함께 체결되며, 절연부싱와셔(82)를 통해 볼트(V)와 결합부(21) 상호간을 절연시킬 수 있다.
도 8은 결합부와 상하조임볼트 상호간의 결합 구조를 도시한 것으로써, 도 8의 (a)는 종래 결합 구조를 도시한 것이며, 도 8의 (b)는 본 발명에 따른 도 7과는 다른 체결 구조를 도시한 것이다.
즉, 종래에는 결합부(3-1)에 형성된 체결홀(도면번호 미기재)에 상하조임볼트(8)의 상부에 형성된 볼트를 삽입한 후 결합부(3-1)의 상부로 삽입 돌출된 볼트를 너트로 고정시키는 구조였다. 그러나, 이와 같은 구조는 전기가 통하는 도통 구조이므로, 본 발명에서는 상하조임볼트(CV)에 형성된 절연봉(IP)을 결합부(21)의 체결홀(도면번호 미기재) 상부로 돌출형성되도록 구성한 후 절연평와셔(83)와 너트(92)를 체결하여 상하조임볼트(CV)를 결합부(21)에 체결고정시키는 구조이다. 따라서, 절연봉(IP)에 의한 상하조임볼트(CV)와 결합부(21) 상호간의 절연 상태를 유지하면서, 결합부(21)의 상부에서는 절연평와셔(83)에 의해 볼트(V)와 결합부(21) 상호간의 절연 상태를 유지할 수 있다.
도 9는 제2엔드플레이트(50)의 상부와 상부조임쇠(20)의 측면조임볼트(23) 상호간의 결합 구조로 이해할 수 있다. 제2엔드플레이트(50)의 일측(좌측)에는 상부조임쇠(20)의 측면조임볼트(23)에 결합되는 절연평와셔(83)가 배치되고, 제2엔드플레이트(50)의 타측(우측)에는 절연부싱와셔(82), 평와셔(93), 스프링와셔(94) 및 너트(92)가 제2엔드플레이트(50)의 타측으로 관통 돌출된 측면조임볼트(23)에 체결될 수 있다. 절연평와셔(83)와 절연부싱와셔(82)를 통해 상부조임쇠(20), 측면조임볼트(23) 및 제2엔드플레이트(50) 상호간을 절연시킬 수 있다.
한편, 코어(12), 권선(11), 상부조임쇠(20), 하부조임쇠(30), 제1엔드플레이트(40), 제2엔드플레이트(50), 상하조임볼트(CV), 중신고정꺽쇠(70) 및 외함(60) 상호간의 결합 관계와, 결합시 사용되는 결합수단 자체는 공지의 기술이므로 결합된 상태를 도시하거나, 각 구성에 대해 자세히 도시하진 않았다.
이상에서 설명한 본 발명에 따르면, 순환전류 발생요소를 제거함으로써 부분방전 및 코로나를 방지하여 절연유의 이상과열을 억제할 수 있고, 변압기의 프레임 및 외함과의 결합구조에 의한 이상과열 문제를 해결함으로써 고열에 의한 절연유의 분해로 인한 가연성 가스의 발생 문제를 경감시킬 수 있으며, 절연유의 유중용존가스를 방지함으로써 변압기 내부의 퓨즈 동작 또는 일시적인 불꽃 등에서도 발화가능한 가스량의 부족으로 자기소화가 가능하여 유입 변압기의 화재 또는 폭발 사고를 크케 경감시킬 수 있다.
이상에서, 본 발명의 실시례를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시례에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 게시된 실시례들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시례에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 중신 11 : 권선
12 : 코어 20 : 상부조임쇠
21 : 결합부 22 : 상부조임볼트
23 : 측면조임볼트 30 : 하부조임쇠
31 : 결합부 32 : 측면조임볼트
40 : 제1엔드플레이트 50 : 제2엔드플레이트
60 : 외함 61 : 바닥면
62 : 측벽 70 : 중신고정꺽쇠
81 : 외측코어 고체절연물 82 : 절연부싱와셔
83 : 절연평와셔 84 : 바닥절연물
91 : 볼트 92 : 너트
93 : 평와셔 94 : 스프링와셔
CV : 상하조임볼트 IP : 절연봉
V : 볼트

Claims (3)

  1. 권선과 코어를 포함하는 중신의 상부에 배치되는 상부조임쇠;
    상기 중신의 하부에 배치되는 하부조임쇠;
    상기 상부조임쇠와 상기 하부조임쇠의 일 측에 배치되어 상기 상부조임쇠와 상기 하부조임쇠를 연결하는 제1엔드플레이트;
    상기 상부조임쇠와 상기 하부조임쇠의 타 측에 배치되어 상기 상부조임쇠와 상기 하부조임쇠를 연결하는 제2엔드플레이트; 및
    상기 상부조임쇠와 상기 하부조임쇠의 전방과 후방에 배치되어 상기 상부조임쇠와 상기 하부조임쇠를 연결하는 복수의 상하조임볼트;를 포함하며,
    상기 상부조임쇠와 상기 제1엔드플레이트 사이의 연결부로 정의되는 제1지점, 상기 하부조임쇠와 상기 제1엔드플레이트 사이의 연결부로 정의되는 제2지점, 상기 상부조임쇠와 상기 제2엔드플레이트 사이의 연결부로 정의되는 제3지점, 상기 하부조임쇠와 상기 제2엔드플레이트 사이의 연결부로 정의되는 제4지점, 상기 상부조임쇠와 상기 상하조임볼트 사이의 연결부로 정의되는 제5지점 및 상기 하부조임쇠와 상기 상하조임볼트 사이의 연결부로 정의되는 제6지점 중 적어도 어느 한 지점은 절연 상태로 연결되는 순환전류발생 방지용 3상 변압기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중신, 상기 상부조임쇠, 상기 하부조임쇠, 상기 제1엔드플레이트, 상기 제2엔드플레이트 및 상기 상하조임볼트가 내설되는 외함을 포함하며,
    상기 외함의 바닥면과 상기 하부조임쇠 상호간은 절연 상태로 연결되는 순환전류발생 방지용 3상 변압기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상부조임쇠에는 중신고정꺽쇠가 복수 개 결합되어 상기 중신고정꺽쇠를 통해 상기 외함과 체결되며,
    상기 외함과 적어도 어느 하나의 상기 중신고정꺽쇠 상호간은 절연 상태로 연결되는 순환전류발생 방지용 3상 변압기.
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