WO2011013960A2 - 변압기용 압력조절장치 - Google Patents

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WO2011013960A2
WO2011013960A2 PCT/KR2010/004879 KR2010004879W WO2011013960A2 WO 2011013960 A2 WO2011013960 A2 WO 2011013960A2 KR 2010004879 W KR2010004879 W KR 2010004879W WO 2011013960 A2 WO2011013960 A2 WO 2011013960A2
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air
pressure
insulating oil
regulating
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WO2011013960A3 (ko
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김성진
이광하
Original Assignee
금오공과대학교 산학협력단
극동파워소스(주)
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/08—Cooling; Ventilating
    • H01F27/10—Liquid cooling
    • H01F27/12—Oil cooling
    • H01F27/14—Expansion chambers; Oil conservators; Gas cushions; Arrangements for purifying, drying, or filling
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    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/23—Corrosion protection

Definitions

  • the present invention relates to a pressure regulating device for adjusting the internal pressure of the transformer, and more particularly, by dividing the passage of air flowing into the pressure regulating bag to adjust the pressure inside the transformer to increase the efficiency of the pressure control and at the same time the cooling effect It relates to a pressure regulator for a transformer to obtain.
  • a transformer is a core device that supplies electricity to a factory or residential complex by converting the high voltage sent from the substation into a low voltage by the electromagnetic induction action of the iron core and the winding.
  • transformers are consumer-type devices that directly supply power to end customers, so they are installed in power poles near the residential area, filled with insulating oil inside, and formed with an air layer on top.
  • the volume of the insulating oil increases by 0.08% when the temperature rises by 1 ° C, and when the temperature decreases, the volume of the insulating oil decreases.
  • the insulating oil decreases in volume due to the temperature, which reduces the air pressure inside the column transformer, but the outside air flows inward from the pressure reducing valve.
  • the air layer inside the transformer is in a vacuum state and the external air containing moisture penetrates into the transformer and causes oxidation with the insulating oil, thereby destroying the insulating oil.
  • the present invention is to solve the above problems, to provide a pressure regulator for a transformer that can automatically adjust the pressure in the transformer by using a pressure control bag that expands or contracts when the pressure changes in the transformer.
  • the present invention is to provide a pressure regulator for a transformer that can efficiently flow, flow in and out by providing a separate air passage pipe to distinguish the passage of the air flow into, out of the pressure control bag.
  • the present invention is to provide a pressure regulating device for a transformer that can quickly cool the temperature inside the transformer by arranging the pressure regulating bag not to be impregnated in the insulating oil and having a cylinder in which air is stored.
  • the present invention provides a device for adjusting the pressure of a transformer filled with insulating oil therein so that an air layer is formed on the upper portion, connecting pipes through which external air flows in and out through an external plug provided at one end thereof.
  • An inner space having an internal space communicating with the connection pipe and having first and second through-holes formed at an upper portion thereof and disposed inside the transformer such that the lower portion is impregnated with the insulating oil;
  • a pressure regulating pouch communicated with the cylinder via the first and second connection parts connected to the first and second through holes and disposed in the air layer so as to contract or expand according to a pressure change in the transformer;
  • An air passage tube having one side inserted into the connection pipe and the other side communicating with the second connection portion;
  • first and second opening and closing means having one direction with respect to a flow direction of air at one end of the first and second connecting portions.
  • the cylinder may be made of a metal material having high thermal conductivity.
  • the cylinder may be formed in a sealed structure so that the internal space is blocked from the air layer and insulating oil of the transformer.
  • the first and second opening and closing means may be provided so that one side is fixed to one end of the first and second connecting portions and the other side can be opened and closed according to the flow of air.
  • the first opening and closing means is provided so that air can be introduced into the inside of the air bag
  • the second opening and closing means may be provided in a direction to block the inflow of air into the inside of the air bag.
  • the present invention has the effect of distinguishing the passage of the air flowing in and out of the pressure control bag, and by providing a separate air passage pipe to efficiently flow in and out of the air.
  • the present invention has the effect of reducing the maintenance cost by increasing the life of the pressure regulator by arranging the pressure regulating bag not to be impregnated in the insulating oil.
  • the present invention has an effect that can prevent the failure and overheating of the transformer by quickly cooling the temperature inside the transformer by having a cylinder in which air is stored.
  • FIG. 1 is a perspective view of a pressure regulator for a transformer according to the present invention.
  • Figure 2 is an exploded perspective view of the pressure regulator for a transformer according to the present invention.
  • Figure 3 is a schematic diagram showing the operating state of the pressure regulator for a transformer according to the present invention when the internal pressure fluctuation of the transformer.
  • Figure 4 schematically shows the operating state of the first and second opening and closing means when the internal pressure fluctuation of the transformer.
  • Figure 5 is a schematic diagram showing the air flow of the pressure regulator for a transformer of the present invention when the internal pressure fluctuation of the transformer.
  • Figure 6 is a view showing the temperature change inside the transformer by the pressure regulator of the present invention.
  • 160a, 160b first and second opening and closing means 170: external plug
  • FIG. 1 is a perspective view of a pressure regulator for a transformer according to the present invention
  • Figure 2 is an exploded perspective view of the pressure regulator for a transformer according to the present invention
  • Figure 3 is a pressure control for a transformer according to the present invention when the internal pressure of the transformer changes
  • Figure 4 is a schematic diagram showing the operating state of the device
  • Figure 4 schematically shows the operating state of the first and second opening and closing means when the internal pressure fluctuation of the transformer
  • Figure 5 is a pressure regulation for the transformer of the present invention when the internal pressure of the transformer changes Schematic diagram showing the air flow in the device.
  • the pressure regulator 100 for a transformer is connected to a conventional transformer in which an air layer 15 is formed at an upper portion and an insulating oil 20 is filled at a lower portion of the transformer.
  • connection pipe 110 serves as a passage through which the outside air flows in and out of the pressure control device 100 according to the pressure change in the transformer, and is provided as a hollow tube having a predetermined length and one end of the transformer 10. The other end is inserted into the coupling hole 25 and the other end is connected to the upper portion of the cylinder 120 to allow the outside air to flow into and out of the cylinder 120.
  • connection pipe 110 is inserted and coupled to the coupling hole 25 to prevent the penetration of moisture or insects, such as rainwater into the pressure control device 100 and the outside air pressure control device
  • An external stopper 170 having a small hole or a net is formed in the central area so as to flow into and out of the 100.
  • the cylinder 120 serves to provide air to the pressure control bag 140 when the air flowing through the connection pipe 110 is stored and the internal pressure is changed, and the internal space in which the air is stored (S). ) Is provided in the shape of a housing provided.
  • the upper portion is provided with a coupling pipe 122 is formed to protrude is coupled to one end of the connection pipe 110 is fixedly installed in the transformer 10. At this time, the position where the cylinder 120 is installed is installed so that the lower part is impregnated in the insulating oil 20 filled in the transformer.
  • the upper part of the cylinder 120 is to be located in the air layer 15 inside the transformer, and the lower part is to be located in the insulating oil 20 inside the transformer.
  • the cylinder 120 is fixedly installed in the transformer 10, so that the temperature of the insulating oil 20 generated when the outside air temperature changes or the load of the transformer changes can be transmitted to the cylinder 120.
  • the cylinder 120 is preferably manufactured by using a metal material having high thermal conductivity such as copper or aluminum, so that an immediate temperature change may occur according to a temperature change of the insulating oil 20.
  • the cylinder 120 is formed with a sealed structure such that the air layer 15 and the insulating oil 20 and the inner space S in which the outside air is stored in the transformer 10 are sealed to each other, thereby insulating oil 20.
  • the temperature changes it is desirable to allow the temperature change to occur with the air stored in the internal space (S).
  • a portion of the cylindrical body 120 disposed in the air layer 15 is provided with first and second through-holes 124a and 124b formed to communicate with the internal space S, so that the first and second connecting portions 130a, 130b) can be inserted.
  • the first and second through holes 124a and 124b may be provided on the side of the cylinder 120
  • the pressure regulating bag 140 connected to the other ends of the first and second connection parts 130a and 130b may be a cylinder ( It is preferable that it is formed in the upper surface of the cylinder body 120 so that it can be arranged in the upper portion.
  • the first and second connectors 130a and 130b serve as a passage for allowing the flow of air by connecting the interior of the pressure regulating bag 140 and the inner space S of the cylinder to each other.
  • the first and second through holes 124a and 124b are inserted and welded to each other, and the other end is connected to one side of the pressure control bag 140 to be welded and fixed.
  • first and the second connection portion (130a, 130b) and the tube 120 and the pressure control bag 140 has been described as welding by fixing, but not limited to this, the first and second connection portion (130a, 130b) Threads are formed at both ends of the) and the threads 120 corresponding to the tubular body 120 and the pressure control bag 140 may be connected to each other by screwing.
  • first and second connectors 130a and 130b is provided with first and second opening and closing means 160a and 160b which can be opened and closed only in one direction with respect to the flow direction of air, respectively. It is preferable.
  • the first connection portion 130a is provided with a first opening and closing means 160a so that one end is fixed to one end connected to the pressure control bag 140 and the other end can be opened and closed by air pressure. It is possible to move the air from the (S) to the pressure control bag 140 and the air from the pressure control bag 140 to the internal space (S) side is provided to block.
  • the second opening and closing means 130 may be fixed to one end connected to the inner space S of the cylinder, and the other end may be opened and closed by the pressure of air, as opposed to the first opening and closing means 160a.
  • 160b) is provided to allow the air to move from the pressure control bag 140 to the inner space (S) side of the cylinder and to block the movement of air from the inner space (S) to the pressure control bag 140 side. do.
  • Such first and second opening and closing means (160a, 160b) is formed of a thin film film of PVC material, it is preferable that one side is attached to one end of the first, second connecting portion (130a, 130b) via an adhesive.
  • the pressure control bag 140 is disposed so as to be located in the upper portion of the cylinder 120 and the air layer 15 of the transformer 10 and the cylinder 120 via the first and second connection portions 130a and 130b. It is provided to be connected.
  • a pressure control bag 140 is made of a rubber material so as to contract or expand in accordance with the pressure change in the transformer.
  • the pressure regulating bag 140 is disposed above the cylinder 120 so as not to be impregnated with the insulating oil 20, thereby preventing corrosion by the insulating oil 20, thereby increasing the life of the pressure regulating bag 140 and insulating oil 20. ) Can be prevented from being contaminated by corrosion.
  • the air passage pipe 150 is provided so that one side is disposed in the inner space (S) is the inside of the pressure control bag 140 It is preferable to be in communication with the outside through the air passage pipe (150).
  • the air passage pipe 150 is provided to be connected to the external plug 170 through the interior space S from one end of the second connection part 130b and through the interior of the connection pipe 110 to thereby provide a pressure inside the transformer. If this is increased, the air existing in the pressure control bag 140 is to be discharged to the outside through the air passage pipe 150.
  • the second opening and closing means 160b is provided at one end of the second connection portion 130b to allow the outside air to flow into the pressure control bag 140 through the air passage pipe 150. Will be blocked.
  • the air passage pipe 150 is preferably provided to be fit or screwed with the second connection portion 130b to prevent the air from leaking through the connection portion.
  • the support 112 is preferably provided at the portion inserted into the connection pipe 110 so that the inner circumferential surfaces of the air passage pipe 150 and the connection pipe 110 can be spaced from each other.
  • the pressure regulating device 100 of the present invention is initially maintained in a normal state as shown in FIG. 3A.
  • the temperature of the insulating oil 20 is increased to increase the volume of the insulating oil, thereby increasing the pressure of the air layer 15 positioned at the upper portion thereof.
  • the pressure regulating bag 140 is contracted by the increased pressure to automatically adjust the pressure of the transformer outside and inside.
  • the temperature of the insulating oil 20 also rises due to the temperature increase inside the transformer, and the elevated temperature is transmitted to the tubular body 120 having high thermal conductivity, and the temperature of the air stored in the internal space S is also increased.
  • the temperature of the air present in the bag 140 is also increased. Hot air in the pressure control bag 140 is directly discharged to the outside through the air passage pipe 150 when the pressure control bag 140 contracts. And the air covered in the inner space (S) of the cylinder is discharged to the outside through the connection pipe (110).
  • Figure 6 shows the change in temperature inside the transformer by the pressure regulator 100 of the present invention after the heater is installed in a model transformer filled with insulating oil and heated to 90 ° C, the rising temperature of the general transformer.
  • the cold air introduced into the internal space (S) cools the cylinder (120) and the cylinder (120) is the air layer (15) and the insulating oil (20) through heat exchange with the air layer (15) and the insulating oil (20) inside the transformer.
  • the pressure control bag 140 is returned to the normal state to adjust the pressure inside the transformer 10.
  • the pressure regulator 100 for transformer of the present invention allows air to flow into the pressure regulating bag 140 through the first connection part 130a, and the pressure regulating bag 140 through the air passage pipe 150.
  • the pressure can be more efficiently controlled when the pressure changes inside the transformer according to the temperature change.
  • the insulating oil 20 is cooled more rapidly when the temperature of the transformer 10 rises, thereby preventing failure and overheating of the transformer 10. It is effective in preventing accidents.
  • the present invention is to distinguish the passage of the air flowing in and out of the pressure control bag, and by providing a separate air passage pipe can efficiently flow, flow in and out, so that the pressure control bag is not impregnated in the insulating oil By increasing the life of the pressure regulator, there is an effect that can reduce the maintenance cost.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Housings And Mounting Of Transformers (AREA)

Abstract

본 발명은 변압기의 내부압력을 조절하는 압력조절장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압력조절주머니에 유출입되는 공기의 통로를 구분하여 변압기 내부의 압력을 조절함으로써 압력조절의 효율을 높임과 동시에 냉각효과를 얻을 수 있는 변압기용 압력조절장치에 관한 것이다. 본 발명은 상부에 공기층이 형성되도록 내부에 절연유가 채워진 변압기의 압력을 조절하는 장치에 있어서, 일단에 구비되는 외부마개를 통하여 외부의 공기가 유,출입되는 연결배관; 상기 연결배관과 연통되는 내부공간이 구비되고 상부에 제1,2관통공이 구비되며 상기 절연유에 하부가 함침되도록 상기 변압기의 내부에 배치되는 통체; 상기 제1,2관통공에 연결되는 제1,2연결부를 매개로 상기 통체와 연통되며 상기 변압기 내부의 압력 변화에 따라 수축하거나 팽창할 수 있도록 상기 공기층에 배치되는 압력조절주머니; 일측이 상기 연결배관의 내부에 삽입되고 타측이 상기 제2연결부와 연통되도록 구비되는 공기통로관; 및 상기 제1,2연결부의 일단에 공기의 유동방향에 대하여 일방향성을 갖는 제1,2개폐수단;을 포함한다.

Description

변압기용 압력조절장치
본 발명은 변압기의 내부압력을 조절하는 압력조절장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압력조절주머니에 유출입되는 공기의 통로를 구분하여 변압기 내부의 압력을 조절함으로써 압력조절의 효율을 높임과 동시에 냉각효과를 얻을 수 있는 변압기용 압력조절장치에 관한 것이다.
일반적으로 변압기는 철심과 권선의 전자유도작용으로 변전소에서 보내온 고전압을 저전압으로 바꾸어 공장이나 주택가 단지에 전기를 공급하는 핵심기기로 전기 공급에 필수적인 기기의 하나이다.
이러한 변압기는 말단 소비자에게 직접적으로 전력을 공급해주는 소비자형 기기이기 때문에 주택가에 인접하여 전봇대 등에 설치되며, 내부에 절연유가 채워지고 상부에는 공기층이 형성되어 있다.
상기 절연유는 그 특성상 온도가 1°Ｃ상승시 절연유의 부피가 0.08%씩 증가하게 되고, 온도 감소시 이와 반대로 절연유의 부피가 감소하게 된다.
특히, 여름철 외부온도가 40°Ｃ 가까이 올라가거나 변압기 부하가 많이 걸리면 과부하로 변압기 권선과 철심 등에서 발생되는 열이 75°Ｃ이상 발생하게 되면, 변압기 절연유가 온도의 영향을 받아 부피가 증가하게 되고 이로 인해 주상 변압기 내부의 공기층 압력이 증가하여 방압밸브를 통하여 외부로 방출하게 된다.
반대로, 겨울철 외부온도가 -5°Ｃ이하로 낮아지면 절연유가 온도의 영향을 받아 부피가 감소하게 되고, 이로 인해 주상 변압기 내부의 공기층 압력이 감소하지만 감압밸브에서 역으로 외부공기가 내부로 유입될 수가 없어 변압기 내부의 공기층은 진공상태가 되고 수분이 포함된 외부공기가 변압기 내부로 침투하고 절연유와 산화작용을 일으켜 절연유를 파괴하게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 변압기 내부의 압력변화시 팽창 또는 수축되는 압력조절주머니를 이용하여 변압기 내부의 압력을 자동으로 조절할 수 있는 변압기용 압력조절장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명은 압력조절주머니 내부로 유,출입되는 공기의 통로를 구별하고 별도의 공기통로관을 구비함으로써 공기의 유,출입을 효율적으로 할 수 있는 변압기용 압력조절장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명은 압력조절주머니를 절연유에 함침되지 않도록 배치하고 공기가 저장되는 통체를 구비함으로써 변압기 내부의 온도를 빠르게 냉각시킬 수 있는 변압기용 압력조절장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상부에 공기층이 형성되도록 내부에 절연유가 채워진 변압기의 압력을 조절하는 장치에 있어서, 일단에 구비되는 외부마개를 통하여 외부의 공기가 유,출입되는 연결배관; 상기 연결배관과 연통되는 내부공간이 구비되고 상부에 제1,2관통공이 구비되며 상기 절연유에 하부가 함침되도록 상기 변압기의 내부에 배치되는 통체; 상기 제1,2관통공에 연결되는 제1,2연결부를 매개로 상기 통체와 연통되며 상기 변압기 내부의 압력 변화에 따라 수축하거나 팽창할 수 있도록 상기 공기층에 배치되는 압력조절주머니; 일측이 상기 연결배관의 내부에 삽입되고 타측이 상기 제2연결부와 연통되도록 구비되는 공기통로관; 및 상기 제1,2연결부의 일단에 공기의 유동방향에 대하여 일방향성을 갖는 제1,2개폐수단;을 포함한다.
바람직하게는, 상기 통체는 열전도율이 높은 금속재질로 이루어질 수 있다.
바람직하게는, 상기 통체는 상기 내부공간이 변압기의 공기층 및 절연유와 차단되도록 밀폐구조로 이루어질 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1,2개폐수단은 상기 제1,2연결부의 일단에 일측이 고정되고 타측이 공기의 유동에 따라 개폐될 수 있도록 구비될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1개폐수단은 상기 공기주머니의 내부로 공기가 유입될 수 있도록 구비되고, 상기 제2개폐수단은 상기 공기주머니의 내부로 공기가 유입되는 것을 차단하는 방향으로 구비될 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 변압기 내부의 압력변화시 팽창 또는 수축되는 압력조절주머니를 이용하여 변압기 내부의 압력을 자동으로 조절함으로써 변압기 내부의 급격한 압력 변화를 방지하여 변압기의 소손을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 압력조절주머니 내부로 유,출입되는 공기의 통로를 구별하고 별도의 공기통로관을 구비함으로써 공기의 유,출입을 효율적으로 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 압력조절주머니를 절연유에 함침되지 않도록 배치하여 압력조절장치의 수명을 늘림으로써 유지보수비를 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 공기가 저장되는 통체를 구비함으로써 변압기 내부의 온도를 빠르게 냉각시켜 변압기의 고장 및 과열을 방지할 수 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 변압기용 압력조절장치의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 변압기용 압력조절장치의 분리사시도.
도 3은 변압기의 내부압력 변동시 본 발명에 따른 변압기용 압력조절장치의 동작 상태를 나타내는 개략도.
도 4는 변압기의 내부압력 변동시 제1,2개폐수단의 작동상태를 개략적으로 나타낸 도면.
도 5는 변압기의 내부압력 변동시 본 발명의 변압기용 압력조절장치의 공기 유동을 나타낸 개략도.
도 6은 본 발명의 압력조절장치에 의한 변압기 내부의 온도 변화를 나타낸 도면.
- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 변압기 15 : 공기층
20 : 절연유 25 : 결합홀
100 : 변압기용 압력조절장치 110 : 연결배관
112 : 지지대 120 : 통체
122 : 결합관 124a,124b : 제1,2관통공
S : 내부공간 130a,130b : 제1,2연결부
140 : 압력조절주머니 150 : 공기통로관
160a,160b : 제1,2개폐수단 170 : 외부마개
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이하의 설명에서 발명의 이해를 돕기 위한 도면부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면에 표시된다 하더라도 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 변압기용 압력조절장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 변압기용 압력조절장치의 분리사시도이고, 도 3은 변압기의 내부압력 변동시 본 발명에 따른 변압기용 압력조절장치의 동작 상태를 나타내는 개략도이고, 도 4는 변압기의 내부압력 변동시 제1,2개폐수단의 작동상태를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 5는 변압기의 내부압력 변동시 본 발명의 변압기용 압력조절장치의 공기 유동을 나타낸 개략도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 변압기용 압력조절장치(100)는 상부에 공기층(15)이 형성되고 하부에 절연유(20)가 채워진 통상적인 변압기에 연결하여 변압기 내부의 압력변화시 공기의 유,출입을 유도하여 내부의 압력을 조절하는 것으로, 연결배관(110), 통체(120), 압력조절주머니(140), 공기통로관(150) 및 제1,2개폐수단(160a,160b)을 포함한다.
상기 연결배관(110)은 변압기 내부의 압력 변화에 따라 외부의 공기가 압력조절장치(100)로 유,출입되는 통로역할을 하는 것으로, 일정길이를 갖는 중공의 관으로 구비되어 일단이 변압기(10)의 결합홀(25)에 삽입되고 타단이 상기 통체(120)의 상부와 연결되어 외부의 공기가 상기 통체(120)의 내부로 유,출입될 수 있도록 한다.
이때, 상기 결합홀(25)에 삽입되어 결합되는 연결배관(110)의 일단에는 압력조절장치(100)의 내부로 빗물 등과 같은 수분이나 곤충 등이 침투하는 것은 방지하고 외부의 공기는 압력조절장치(100)의 내부로 유,출입될 수 있도록 중앙영역에 작은 구멍이나 망이 형성되어 있는 외부마개(170)가 구비된다.
상기 통체(120)는 상기 연결배관(110)을 통해 유입되는 공기가 저장되고 내부 압력의 변화시 상기 압력조절주머니(140) 측으로 공기를 제공하는 역할을 하는 것으로, 공기가 저장되는 내부공간(S)이 구비된 함체의 형상으로 구비된다.
그리고 상부에는 돌출형성되는 결합관(122)이 구비되어 상기 연결배관(110)의 일단과 결합하여 상기 변압기(10)의 내부에 고정설치된다. 이때, 상기 통체(120)가 설치되는 위치는 하부가 변압기의 내부에 채워지는 절연유(20)에 함침되도록 설치된다.
즉, 통체(120)의 상부는 변압기 내부의 공기층(15)에 위치하도록 하고, 하부는 변압기 내부의 절연유(20)에 위치되도록 하는 것이다. 이와 같이 통체(120)가 변압기(10)의 내부에 고정설치됨으로써, 외기온도의 변화나 변압기의 부하변동시 발생되는 절연유(20)의 온도가 통체(120)로 전달될 수 있도록 할 수 있다.
이때, 상기 통체(120)는 구리나 알루미늄 등과 같은 열전도율이 높은 금속재질을 사용하여 제작함으로써, 절연유(20)의 온도 변화에 따라 즉각적인 온도 변화가 일어날 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 통체(120)는 변압기(10)의 내부에 구비되는 공기층(15) 및 절연유(20)와 외부 공기가 저장되는 내부공간(S)이 서로 차단되도록 밀폐구조로 형성됨으로써 절연유(20)의 온도 변화시 내부공간(S)에 저장되는 공기도 함께 온도변화가 일어날 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 공기층(15)에 배치되는 통체(120) 부분에는 상기 내부공간(S)과 연통되도록 관통형성되는 제1,2관통공(124a,124b)이 구비되어 제1,2연결부(130a,130b)가 삽입될 수 있도록 한다. 이와 같은 제1,2관통공(124a,124b)은 통체(120)의 측면에 구비될 수도 있지만 상기 제1,2연결부(130a,130b)의 타단에 연결되는 압력조절주머니(140)가 통체(120)의 상부에 배치될 수 있도록 통체(120)의 상부면에 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제1,2연결부(130a,130b)는 상기 압력조절주머니(140)의 내부와 상기 통체의 내부공간(S)이 서로 연결되도록 하여 공기의 흐름이 가능하도록 하는 통로의 역할을 하는 것으로, 일단이 상기 제1,2관통공(124a,124b)에 삽입된 후 용접되어 고정되고, 타단이 상기 압력조절주머니(140)의 일측에 연결되어 용접 고정된다.
한편, 상기 제1,2연결부(130a,130b)와 통체(120) 및 압력조절주머니(140)와의 연결을 용접하여 고정하는 것으로 설명하였지만, 이에 한정하는 것은 아니며 제1,2연결부(130a,130b)의 양단에 나사산을 형성하고 통체(120) 및 압력조절주머니(140)에 이에 대응되는 나사산을 각각 형성하여 나사결합을 통하여 연결될 수도 있다.
이와 같이 제1,2연결부(130a,130b)와 통체(120) 및 압력조절주머니(140)의 연결을 나사결합을 통하여 연결하는 경우 연결부위에 오링과 같은 기밀부재를 사용하여 연결부위에서 공기가 누출되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 제1,2연결부(130a,130b)의 일단에는 공기의 유동방향에 대하여 일방향으로만 개폐가 가능한 제1,2개폐수단(160a,160b)이 각각 구비되어 공기의 흐름방향을 조절하는 것이 바람직하다.
즉, 제1연결부(130a)는 상기 압력조절주머니(140)와 연결되는 일단에 일단이 고정되고 타단이 공기의 압력에 의해 개폐가능하게 제1개폐수단(160a)이 구비되어 상기 통체의 내부공간(S)으로부터 압력조절주머니(140) 측으로 공기가 이동하는 것은 가능하게 하고 압력조절주머니(140)에서 내부공간(S) 측으로 공기가 이동하는 것은 차단하도록 구비된다.
그리고 제2연결부(130b)에는 제1개폐수단(160a)과는 반대로 상기 통체의 내부공간(S)과 연결되는 일단에 일단이 고정되고 타단이 공기의 압력에 의해 개폐가능하게 제2개폐수단(160b)이 구비되어 상기 압력조절주머니(140)로부터 통체의 내부공간(S) 측으로 공기가 이동하는 것은 가능하게 하고 내부공간(S)에서 압력조절주머니(140) 측으로 공기가 이동하는 것은 차단하도록 구비된다.
이와 같은 제1,2개폐수단(160a,160b)은 PVC 재질의 얇은 필름막으로 형성되며 일측이 접착제를 매개로 제1,2연결부(130a,130b)의 일단에 각각 부착되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 압력조절주머니(140)는 상기 통체(120)의 상부와 변압기(10)의 공기층(15)에 위치하도록 배치되어 상기 제1,2연결부(130a,130b)를 매개로 상기 통체(120)와 연결되도록 구비된다. 이와 같은 압력조절주머니(140)는 변압기 내부의 압력 변화에 따라 수축하거나 팽창할 수 있도록 고무재질로 이루어진다.
이와 같이 압력조절주머니(140)가 절연유(20)에 함침되지 않도록 통체(120)의 상부에 배치됨으로써, 절연유(20)에 의한 부식을 방지하여 압력조절주머니(140)의 수명을 늘리고 절연유(20)가 부식에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있게 된다.
한편, 상기 제2연결부(130b)의 일단과 상기 외부마개(170) 사이에는 공기통로관(150)이 상기 내부공간(S)에 일측이 배치되도록 구비되어 상기 압력조절주머니(140)의 내부가 상기 공기통로관(150)을 통하여 외부와 연통되도록 하는 것이 바람직하다.
이와 같이 공기통로관(150)이 제2연결부(130b)의 일단에서부터 내부공간(S)을 거쳐 상기 연결배관(110)의 내부를 지나 외부마개(170)에 연결되도록 구비됨으로써, 변압기 내부의 압력이 증가되면 압력조절주머니(140)의 내부에 존재하는 공기가 상기 공기통로관(150)을 통하여 외부로 배출되도록 하는 것이다.
이때, 상술한 바와 같이 상기 제2연결부(130b)의 일단에는 상기 제2개폐수단(160b)이 구비되어 공기통로관(150)을 통하여 외부의 공기가 압력조절주머니(140) 내측으로 유입되는 것을 차단하게 된다.
이러한 공기통로관(150)은 상기 제2연결부(130b)와는 억지끼움 결합되거나 나사결합이 되도록 구비되어 연결부위를 통하여 공기가 누출되는 것을 방지하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 연결배관(110) 내부에 삽입되는 부분에는 공기통로관(150)과 연결배관(110)의 내주면이 서로 간격을 유지할 수 있도록 지지대(112)가 구비되는 것이 바람직하다.
상기와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 변압기용 압력조절장치(100)의 작동상태를 도 3과 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.
본 발명의 압력조절장치(100)는 처음에 도 3a와 같은 정상상태로 유지된다. 그리고 변압기 내부의 온도가 올라가면 절연유(20)의 온도가 상승되어 부피가 팽창하여 절연유의 수위가 올라가게 되어 상부에 위치하는 공기층(15)의 압력이 올라가게 된다. 상기 공기층(15)의 압력이 증가하면 증가된 압력에 의해 압력조절주머니(140)는 수축을 하게 되어 변압기 외부와 내부의 압력을 자동적으로 조절하게 된다.
이때, 변압기 내부의 온도 상승으로 절연유(20)의 온도 역시 상승하게 되고 상승된 온도는 열전도율이 높은 통체(120)에 전해져 내부공간(S)에 저장되어 있는 공기의 온도도 함께 상승되며, 압력조절주머니(140) 내부에 존재하는 공기의 온도 역시 상승하게 되는데 압력조절주머니(140)의 수축시 압력조절주머니(140) 내부의 뜨거운 공기는 상기 공기통로관(150)을 통하여 외부로 직접 배출된다. 그리고 통체의 내부공간(S)에서 덮여진 공기는 연결배관(110)을 통해 외부로 배출된다.
이러한 압력조절장치(100) 내부의 더운 공기가 도 5a에 도시된 것처럼 연결배관(110) 및 공기통로관(150)을 통하여 외부로 배출되면서 열도 함께 배출되어 변압기(10) 내부의 온도 및 절연유(20)의 온도를 냉각시키게 된다.
도 6은 절연유를 채운 모형변압기에 가열기를 설치하여 일반 변압기의 상승온도인 90°Ｃ로 가열한 후 본 발명의 압력조절장치(100)에 의한 변압기 내부의 온도 변화를 나타낸 것이다.
도 6을 참조하여 보면 변압기 내부의 온도가 3분 사이에 약 5°Ｃ정도 냉각되는 것을 확인할 수가 있다.
한편, 압력조절주머니(140)의 수축으로 인해 압력조절장치(100)의 더운 공기가 외부로 배출되어 절연유(20)의 온도가 냉각되면 절연유(20)의 부피가 줄어들어 변압기(10) 내부의 압력이 감소하게 되는데 이로 인해 압력조절주머니(140)는 도 3c에 도시된 것처럼 다시 팽창하게 된다.
이때, 외부의 찬 공기는 도 5b에 도시된 바와 같이 연결배관(110)과 공기통로관(150) 사이의 공간을 통하여 통체(120) 내부로 유입되고 제1연결부(130a)를 통하여 압력조절주머니(140) 측으로도 유입되게 된다.
이때, 내부공간(S)에 유입된 찬 공기는 통체(120)를 냉각시키게 되고 통체(120)는 변압기 내부의 공기층(15) 및 절연유(20)와의 열교환을 통해 공기층(15) 및 절연유(20)를 냉각시켜 압력조절주머니(140)가 정상상태로 복귀함으로써 변압기(10) 내부의 압력을 조절하게 된다.
이와 같이 본 발명의 변압기용 압력조절장치(100)는 제1연결부(130a)를 통하여 압력조절주머니(140) 내부로 공기가 유입되도록 하고, 공기통로관(150)을 통하여 압력조절주머니(140)에서 외부로 공기가 유치출되도록 분리함으로써, 온도변화에 따른 변압기 내부의 압력 변화시 더욱 효율적으로 압력조절을 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 압력조절장치(100) 내부로 공기가 유입되는 통로와 유출되는 통로를 구별함으로써 변압기(10) 내부의 온도상승시 절연유(20)를 더욱 빠르게 냉각시켜 변압기(10)의 고장 및 과열을 방지하여 소손사고를 예방할 수 있는 효과가 있다.
또한, 변압기 내부의 압력변화시 팽창 또는 수축되는 압력조절주머니를 이용하여 변압기 내부의 압력을 자동으로 조절함으로써 변압기 내부의 급격한 압력 변화를 방지하여 변압기의 소손을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 압력조절주머니 내부로 유,출입되는 공기의 통로를 구별하고 별도의 공기통로관을 구비함으로써 공기의 유,출입을 효율적으로 할 수 있으며, 압력조절주머니를 절연유에 함침되지 않도록 배치하여 압력조절장치의 수명을 늘림으로써 유지보수비를 줄일 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 상기에서 도면을 참조하여 특정 실시 예에 관련하여 상세히 설명하였지만 본 발명을 이와 같은 특정 구조에 한정되는 것은 아니다. 당 업계의 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술 사상 및 권리범위를 벗어나지 않고서도 본 발명의 실시 예를 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있을 것이다. 그러나 그와 같은 단순한 실시 예의 수정 또는 설계변형 구조들은 모두 명백하게 본 발명의 권리범위 내에 속하게 됨을 미리 밝혀 두고자 한다.

Claims (5)

  1. 상부에 공기층이 형성되도록 내부에 절연유가 채워진 변압기의 압력을 조절하는 장치에 있어서,
    일단에 구비되는 외부마개를 통하여 외부의 공기가 유,출입되는 연결배관;
    상기 연결배관과 연통되는 내부공간이 구비되고 상부에 제1,2관통공이 구비되며 상기 절연유에 하부가 함침되도록 상기 변압기의 내부에 배치되는 통체;
    상기 제1,2관통공에 연결되는 제1,2연결부를 매개로 상기 통체와 연통되며 상기 변압기 내부의 압력 변화에 따라 수축하거나 팽창할 수 있도록 상기 공기층에 배치되는 압력조절주머니;
    일측이 상기 연결배관의 내부에 삽입되고 타측이 상기 제2연결부와 연통되도록 구비되는 공기통로관; 및
    상기 제1,2연결부의 일단에 공기의 유동방향에 대하여 일방향성을 갖는 제1,2개폐수단;을 포함하는 변압기용 압력조절장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 통체는 열전도율이 높은 금속재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 변압기용 압력조절장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 통체는 상기 내부공간이 변압기의 공기층 및 절연유와 차단되도록 밀폐구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 변압기용 압력조절장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1,2개폐수단은 상기 제1,2연결부의 일단에 일측이 고정되고 타측이 공기의 유동에 따라 개폐될 수 있도록 구비되는 것을 특징으로 하는 변압기용 압력조절장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제1개폐수단은 상기 공기주머니의 내부로 공기가 유입될 수 있도록 구비되고, 상기 제2개폐수단은 상기 공기주머니의 내부로 공기가 유입되는 것을 차단하는 방향으로 구비되는 것을 특징으로 하는 변압기용 압력조절장치.
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