WO2020138654A1 - 기중회로차단기의 변류기 - Google Patents

기중회로차단기의 변류기 Download PDF

Info

Publication number
WO2020138654A1
WO2020138654A1 PCT/KR2019/012042 KR2019012042W WO2020138654A1 WO 2020138654 A1 WO2020138654 A1 WO 2020138654A1 KR 2019012042 W KR2019012042 W KR 2019012042W WO 2020138654 A1 WO2020138654 A1 WO 2020138654A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
current
magnetic core
magnetic flux
main circuit
current transformer
Prior art date
Application number
PCT/KR2019/012042
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
정한백
Original Assignee
엘에스일렉트릭(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘에스일렉트릭(주) filed Critical 엘에스일렉트릭(주)
Priority to JP2021531847A priority Critical patent/JP7196306B2/ja
Priority to CN201980074144.2A priority patent/CN112997264B/zh
Priority to EP19902184.1A priority patent/EP3905287A4/en
Priority to US17/414,002 priority patent/US11810709B2/en
Publication of WO2020138654A1 publication Critical patent/WO2020138654A1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
    • H01F3/10—Composite arrangements of magnetic circuits
    • H01F3/12—Magnetic shunt paths
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/20—Instruments transformers
    • H01F38/22—Instruments transformers for single phase ac
    • H01F38/28—Current transformers
    • H01F38/30—Constructions
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/18—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers
    • G01R15/183—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers using transformers with a magnetic core
    • G01R15/185—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers using transformers with a magnetic core with compensation or feedback windings or interacting coils, e.g. 0-flux sensors
    • 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
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • 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
    • H01F27/42—Circuits specially adapted for the purpose of modifying, or compensating for, electric characteristics of transformers, reactors, or choke coils
    • H01F27/422—Circuits specially adapted for the purpose of modifying, or compensating for, electric characteristics of transformers, reactors, or choke coils for instrument transformers
    • H01F27/427—Circuits specially adapted for the purpose of modifying, or compensating for, electric characteristics of transformers, reactors, or choke coils for instrument transformers for current transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/12—Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/123—Automatic release mechanisms with or without manual release using a solid-state trip unit
    • H01H71/125—Automatic release mechanisms with or without manual release using a solid-state trip unit characterised by sensing elements, e.g. current transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0007—Details of emergency protective circuit arrangements concerning the detecting means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/20—Instruments transformers
    • H01F38/22—Instruments transformers for single phase ac
    • H01F38/28—Current transformers
    • H01F38/30—Constructions
    • H01F2038/305—Constructions with toroidal magnetic core

Definitions

  • the present invention relates to a current transformer of a circuit breaker.
  • circuit breaker In general, the circuit breaker is used in distribution boxes such as power plants and substations.
  • the circuit breaker serves to block the current when an abnormal current such as overcurrent, short circuit, and ground fault occurs in the distribution box.
  • an abnormal current such as overcurrent, short circuit, and ground fault occurs in the distribution box.
  • a relay is installed in the circuit breaker. The relay operates by receiving the secondary current generated from the current transformer.
  • the current transformer includes a magnetic core through which a main circuit through which an AC current flows, and a primary current is induced in the magnetic core.
  • a secondary coil is disposed at a position adjacent to the magnetic core, and a secondary current having a magnitude proportional to the current flowing in the main circuit is induced in the secondary coil, and the secondary current induced through the secondary coil is supplied to the relay.
  • the magnetic flux flowing adjacent to the secondary coil is compensated so that the secondary current is induced to a sufficient level in the low current region, and the secondary current is reduced by reducing the magnetic flux of the secondary coil in the normal current region. It should be stable.
  • the present invention is to devise to solve the problems of the prior art described above, is to stably supply the secondary current induced through the current transformer to the relay. In addition, it is to provide a current transformer having a small volume while reducing the risk of fire by reducing the heat generation of the magnetic core.
  • the current transformer for achieving the above object may include a magnetic core, a secondary coil and a magnetic flux compensation member.
  • the magnetic core passes through the main circuit of the air circuit breaker. Then, the secondary coil is disposed adjacent to the magnetic core and the secondary current is induced through the current flowing through the main circuit. And the secondary coil supplies the secondary current induced by the relay.
  • the magnetic flux compensation member may be coupled to the magnetic core to correct the current induced in the secondary coil.
  • the magnetic flux compensation member may be coupled to both sides of the magnetic core.
  • the magnetic flux compensation member may be formed of a plate-shaped member having a predetermined thickness.
  • the magnetic flux compensation member may be coupled to the magnetic core by overlapping a plurality of plate-shaped members having a predetermined thickness.
  • the magnetic core includes a through hole through which the main circuit passes, and the secondary coil is coupled to the magnetic core and a second shunt spaced at a predetermined interval, and the magnetic flux compensation member is the main circuit and the secondary A virtual connecting line connecting the shortest distance between the coils may contact the area passing through the magnetic core.
  • the magnetic flux compensating member is a plate-shaped member having a predetermined thickness and increasing the length of the section where the virtual connecting line connecting the shortest distance between the main circuit and the secondary coil overlaps the magnetic core.
  • the current transformer of the present invention increases the magnetic flux of the secondary coil when the main circuit of the air circuit breaker is in the low current region, and supplies a secondary current of sufficient size to the relay, and the main circuit is in the normal current region. In the case of large, it is effective to stabilize the secondary current by reducing the magnetic flux of the secondary coil. In addition, since the secondary current is stable when the main circuit is in the normal current range, heat generation is reduced, thereby reducing the risk of fire.
  • the magnetic core has an effect of reducing the risk of noise or damage due to vibration and increase the usability of the space because it has a relatively small volume.
  • FIG. 2 schematically shows a process in which the current and the relay of the circuit breaker cut off the current when an abnormal current occurs.
  • FIG 3 is a perspective view and a side view of a current transformer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of a current transformer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view of a magnetic core in a current transformer according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a perspective view showing the coupling position and size of the magnetic flux compensation member in the current transformer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a state in which the current transformer is coupled to the housing according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a circuit breaker
  • FIG. 2 schematically shows a process in which the current and the relay 20 of the circuit breaker cut off the current when an abnormal current occurs.
  • the current transformer according to an embodiment of the present invention may be configured in a circuit breaker.
  • the current applied to the air circuit breaker flows along the main circuit, and the current flowing through the main circuit induces the secondary current through the current transformer according to the present invention.
  • the induced secondary current is supplied to the relay 20 to drive the relay 20.
  • the relay 20 When an abnormal current such as overcurrent, short circuit, and ground fault occurs in the main circuit of the main circuit breaker, the relay 20 immediately cuts off the current of the main circuit breaker, and the current for driving the relay 20 is the current transformer according to the present invention ( The secondary current induced through 100) is used.
  • the current transformer 100 includes an electric current transformer (Power CT) and a signal current transformer (Signal CT).
  • Power CT electric current transformer
  • Signal CT signal current transformer
  • the current transformer is made of a magnetic material, and a secondary current is induced.
  • the secondary current derived from the electric current transformer is supplied to the relay 20.
  • the signal transformer made of Rogowski coils transmits the signal magnitude of the current to the relay 20.
  • the relay 20 is operated with the current supplied from the electric transformer, and controls the air circuit breaker according to the signal size of the current input through the signal transformer.
  • FIG. 3 is a perspective view and a side view of a current transformer according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of a current transformer according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a magnetic core in a current transformer according to an embodiment of the present invention It is a perspective view.
  • the current transformer 100 includes a magnetic core 110, a secondary coil 120 and a magnetic flux compensation member 130.
  • the main circuit of the air circuit breaker 10 passes through the magnetic core 110. Then, the secondary coil 120 is disposed adjacent to the magnetic core 110, and a secondary current is induced to the secondary coil 120 through a current flowing through the main circuit.
  • the magnetic flux compensation member 130 is coupled to the magnetic core 110. Then, the current induced in the secondary coil 120 is corrected.
  • the magnetic core 110 is formed of a material having magnetism.
  • the central portion includes a through hole 116 through which the main circuit of the air circuit breaker passes.
  • the through-hole 116 is provided to a size not to contact the main circuit, and passes through the center point of the through-hole 116 so as to be perpendicular to the virtual plane formed by the through-hole 116.
  • the through-hole 116 may be formed in a circular shape.
  • the magnetic core 110 includes a first shunt 112 and a second shunt 114 through which magnetic flux is induced from the main circuit passing through the through hole 116.
  • the magnetic core 110 is divided so that the magnetic body forming the magnetic core 110 at one side of the through hole 116 through which the main circuit passes has at least two paths.
  • a path that is relatively far from the through hole 116 among the two paths is the first shunt 112 and a path that is relatively close to the through hole 116 of the two paths is the second shunt 114.
  • a magnetic field is formed along the periphery of the main circuit.
  • the magnetic field formed around the main circuit forms a magnetic flux in one direction along the magnetic core 110.
  • the first shunt 112 and the second shunt 114 are formed by dividing the magnetic flux induced through the main circuit into a and b, respectively.
  • a section in which the magnetic body has one path around the through hole 116 through which the main circuit passes is formed with one magnetic flux represented by c in the drawing.
  • the secondary coil 120 is long coupled along the longitudinal direction of the first shunt 112.
  • the number of turns of the secondary coil 120 may be determined according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • a secondary current induced through a current flowing through the main circuit flows in the secondary coil 120, and the secondary current is affected by the magnetic flux induced in the first shunt 112.
  • the secondary current induced in the secondary coil 120 has a magnitude proportional to the magnitude of the magnetic flux formed in the first shunt 112.
  • the secondary current flowing through the secondary coil 120 is supplied to the relay 20 described above, and the relay 20 is driven using the secondary current.
  • the current applied to the main circuit of the air circuit breaker is not always maintained in a constant region.
  • the current in the low current zone or the rated current zone (high current zone) can flow along the main circuit.
  • the size of the secondary current induced to the secondary coil 120 may increase, and as the size of the secondary current increases, ignition due to overheating or overheating may occur. Can happen.
  • the magnetic flux compensating member 130 is a conductor coupled to the second shunt 114 to compensate for the magnetic flux formed in the first shunt 112 so that a stable secondary current is finally supplied to the relay.
  • the magnetic flux compensation member 130 may be a plate-shaped member having a predetermined thickness. In one embodiment of the present invention may be implemented as a rectangular plate-like member.
  • the magnetic flux compensating member 130 is coupled to the magnetic core 110 by overlapping a plurality of thin plate-like members so that a wide surface overlaps.
  • the magnetic flux compensation member 130 is coupled to the second shunt 114 of the magnetic core 110 and may be disposed to be symmetrical to both sides of the magnetic core 110.
  • the magnetic flux compensation member 130 serves to reduce the magnetic flux of the first shunt 112 when the main circuit belongs to the rated current range.
  • the magnetic flux is obtained by multiplying the strength of the magnetic field by the area through which the magnetic field passes. Therefore, the second shunt 114 to which the magnetic flux compensation member 130 is coupled has a relatively larger cross-sectional area than that of the magnetic body of the first shunt 112. Therefore, under the same conditions, the second shunt 114 having a larger cross-sectional area has a larger magnetic flux induced when compared to the first shunt 112. Relatively, the magnitude of the magnetic flux induced in the first shunt 112 becomes smaller. .
  • the reduced magnetic flux of the first shunt 112 reduces the amount of current induced in the secondary coil 120. Accordingly, the current transformer 100 according to the present invention is not exposed to the risk of overheating or fire.
  • the magnetic flux compensating member 130 is not only disposed in a part of the second shunt 114, but is coupled to the magnetic core 110 in an interview in all sections of the second shunt 114.
  • Figure 6 is a perspective view showing the coupling position and size of the magnetic flux compensation member in the current transformer according to an embodiment of the present invention.
  • the magnetic flux compensating member 130 is coupled to the magnetic core 110 in contact with the surface over the region h where the virtual straight line l passes and the magnetic core 110 overlap.
  • This limitation is to place the magnetic flux compensating member 130 in the position as wide as possible between the main circuit and the secondary coil 120 within the size of the magnetic core 110.
  • the magnetic flux compensating member 130 may be formed to a length corresponding to w of the secondary coil 120.
  • the magnetic flux compensating member 130 When the magnetic flux compensating member 130 is disposed on the magnetic core 110 in a large area, it is possible to reduce the number of plate-shaped members of the magnetic flux compensating member 130 that are stacked and overlapped, and the magnetic flux compensating member 130 is magnetic core 110 ).
  • h is defined as the height of the magnetic flux compensating member 130 and the width in the w direction is defined as the width of the magnetic flux compensating member 130.
  • the length of the direction in which the main circuit flows while the magnetic flux compensating member 130 is coupled to the magnetic core 110 is defined as the thickness of the magnetic flux compensating member 130.
  • the magnetic flux compensating member 130 is a plate-shaped member having a predetermined thickness and the length h of the section where the virtual connecting line l connecting the shortest distance between the main circuit and the secondary coil overlaps the magnetic core 110. It is implemented as
  • FIG. 7 is a perspective view showing a state in which the current transformer is coupled to the housing according to an embodiment of the present invention.
  • the current transformer 100 may be accommodated in the housing 140.
  • the outside of the current transformer 100 may be protected by molding.
  • the magnetic flux compensating member 130 may be vulnerable to vibration due to a large protruding height, and may be damaged by repeated vibration and external force.
  • the magnetic flux compensating member 130 of the current transformer 100 according to the present invention is formed to interview the magnetic core 110 as wide as possible due to the characteristics of the magnetic flux changing according to the cross-sectional area, so as to minimize the protruding height of the magnetic flux compensating member 130. It means you can.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Transformers For Measuring Instruments (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Abstract

본 발명의 변류기는 자성코어, 2차코일 및 자속보상부재를 포함할 수 있다. 자성코어는 기중회로차단기의 주회로가 관통한다. 그리고, 2차코일은 자성코어와 인접하게 배치되고 주회로를 흐르는 전류를 통해 2차전류가 유도된다. 그리고 2차코일은 계전기로 유도된 2차전류를 공급한다. 자속보상부재는 자성코어에 결합되어 2차코일의 자속을 보정할 수 있다.

Description

기중회로차단기의 변류기
본 발명은 기중회로차단기의 변류기에 관한 것이다.
일반적으로 기중회로차단기는 발전소나 변전소 등의 배전함에 사용된다.
기중회로차단기는 배전함에서 과전류, 단락 및 지락과 같은 이상전류가 발생하면 전류를 차단하는 역할을 수행한다. 이상전류의 발생 시 전류를 차단히기 위해 기중회로차단기에는 계전기가 설치된다. 계전기는 변류기로부터 생성된 2차전류를 공급받아 작동한다.
변류기는 교류전류가 흐르는 주회로가 관통하는 자성코어를 포함하고, 자성코어에는 1차전류가 유도된다. 자성코어와 인접한 위치에 2차코일이 배치되며 2차코일에는 주회로에 흐르는 전류와 비례한 크기의 2차전류가 유도되고, 2차코일을 통해 유도된 2차전류는 계전기로 공급된다.
이때, 주회로를 흐르는 전류가 저전류 영역대일 경우에는 계전기로 공급되는 전류의 크기에 문제가 발생되지 않으나, 주회로를 흐르는 전류가 정격전류 영역대에서 장시간 동안 통전하게 되면 2차전류의 크기가 커져 변류기가 가열되는 문제점이 발생한다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서는 2차코일과 인접하여 흐르는 자속을 보상하여 저전류 영역대에서는 2차전류가 충분한 크기로 유도되도록 하고, 정상전류 영역대에서는 2차코일의 자속을 감소시켜 2차전류를 안정되도록 하여야 한다.
따라서, 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 변류기를 통해 유도되는 2차전류를 안정적으로 계전기에 공급하기 위함이다. 또한, 자성코어의 발열을 감소시켜 화재의 위험을 감소시키면서도 작은 부피를 지닌 변류기를 제공하기 위함이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 변류기는 자성코어, 2차코일 및 자속보상부재를 포함할 수 있다. 자성코어는 기중회로차단기의 주회로가 관통한다. 그리고, 2차코일은 자성코어와 인접하게 배치되고 주회로를 흐르는 전류를 통해 2차전류가 유도된다. 그리고 2차코일은 계전기로 유도된 2차전류를 공급한다. 자속보상부재는 자성코어에 결합되어 2차코일에 유도되는 전류를 보정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 자속보상부재는 자성코어의 양면에 결합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 자속보상부재는 미리 정해진 두께를 지닌 판상부재로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 자속보상부재는 미리 정해진 두께를 지닌 판상부재가 다수 개 겹쳐져 자성코어에 결합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 자성코어는 주회로가 관통하여 지나가는 관통홀를 포함하고, 2차코일은 자성코어와 미리 정해진 간격만큼 이격된 제2분로에 결합되며, 자속보상부재는 주회로 및 2차코일 사이의 최단거리를 잇는 가상의 연결선이 자성코어를 지나는 영역과 접할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 자속보상부재는 주회로 및 2차코일 사이의 최단거리를 잇는 가상의 연결선이 자성코어와 중복되는 구간의 길이를 높이로 하고 미리 정해진 두께를 지닌 판상의 부재이다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 변류기는 기중회로차단기의 주회로가 저전류 영역대일 경우 2차코일의 자속을 증가시켜 계전기로 충분한 크기의 2차전류를 공급하고, 주회로가 정상전류 영역대일 경우에는 2차코일의 자속을 감소시켜 2차전류를 안정시키는 효과가 있다. 또한, 주회로가 정상전류 영역대일 경우 2차전류가 안정되므로 발열이 감소하여 화재의 위험이 줄어드는 효과가 있다.
그리고, 자성코어는 상대적으로 작은 부피를 지니게 되어 공간의 활용성이 높아지고 진동으로 인한 소음이나 파손의 위험도 감소하는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 기중회로차단기를 도시한 것이다.
도 2는 기중회로차단기의 변류기 및 계전기가 이상전류 발생 시 전류를 차단하는 과정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 변류기의 사시도 및 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 변류기의 분해사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 변류기에서 자성코어의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 변류기에서 자속보상부재의 결합위치 및 크기를 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 변류기가 하우징에 결합된 상태를 나타낸 사시도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 나타낸다.
이하에서는, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 변류기를 설명한다.
도 1은 기중회로차단기를 도시한 것이고, 도 2는 기중회로차단기의 변류기 및 계전기(20)가 이상전류 발생 시 전류를 차단하는 과정을 개략적으로 도시한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 변류기는 기중회로차단기에 구성될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 기중회로차단기에 인가된 전류는 주회로를 따라 흐르고, 주회로에 흐르는 전류는 본 발명에 따른 변류기를 통해 2차전류를 유도한다. 유도된 2차전류는 계전기(20)로 공급되어 계전기(20)를 구동시키게 된다.
기중회로차단기의 주회로에 과전류, 단락 및 지락과 같은 이상전류가 발생할 경우 계전기(20)는 기중회로차단기의 전류를 바로 차단하고, 계전기(20)를 구동하기 위한 전류는 본 발명에 따른 변류기(100)를 통해 유도된 2차전류가 사용된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 변류기(100)는 전기변류기(Power CT)와 신호변류기(Signal CT)를 포함한다.
전기변류기는 자성체로 이루어져 2차전류가 유도된다. 전기변류기에서 유도된 2차전류는 계전기(20)로 공급된다.
그리고, 로고스키 코일로 이루어진 신호변류기는 계전기(20)에 전류의 신호 크기를 전달한다.
계전기(20)는 전기변류기에서 공급되는 전류로 작동되고, 신호변류기를 통해 입력되는 전류의 신호 크기에 따라 기중회로차단기를 제어한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 변류기의 사시도 및 측면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 변류기의 분해사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 변류기에서 자성코어의 사시도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 변류기(100)는 자성코어(110), 2차코일(120) 및 자속보상부재(130)를 포함한다.
자성코어(110)는 기중회로차단기(10)의 주회로가 관통한다. 그리고, 2차코일은(120)은 자성코어(110)와 인접하게 배치되고, 주회로를 흐르는 전류를 통해 2차전류가 2차코일(120)에 유도된다.
자속보상부재(130) 자성코어(110)에 결합된다. 그리고, 2차코일(120)에 유도되는 전류를 보정한다.
아래에서는 상기된 각각의 구성을 보다 자세하게 설명한다.
자성코어(110)는 자성을 지닌 재질로 형성된다. 본 발명의 일 실시예에서는 미리 정해진 두께를 지닌 판상의 부재로서, 중심부에는 기중회로차단기의 주회로가 관통하여 지나가는 관통홀(116)을 포함한다.
관통홀(116)은 주회로와 접하지 않을 정도의 크기로 마련되며, 관통홀(116)의 중심점을 주회로가 관통홀(116)이 형성하는 가상의 평면과 수직이 되도록 통과한다. 또한, 관통홀(116)은 원형으로 형성될 수 있다.
자성코어(110)는 관통홀(116)을 통과하는 주회로로부터 자속이 유도되는 제1분로(112) 및 제2분로(114)를 포함한다.
주회로로 전류가 인가되면 주회로의 주변에 배치된 자성체에는 자속이 유도된다. 따라서, 자성코어(110)는 주회로가 통과하는 관통홀(116)의 일측에서 자성코어(110)를 이루는 자성체가 적어도 두 개의 경로를 갖도록 나뉘어 진다.
이때, 두 개의 경로 중 관통홀(116)과 상대적으로 먼 경로가 제1분로(112)이고, 두 개의 경로 중 관통홀(116)과 상대적으로 가까이 위치한 경로가 제2분로(114)이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 주회로에 전류가 인가되면 주회로의 둘레를 따라 자기장이 형성된다. 주회로의 둘레에 형성된 자기장은 자성코어(110)를 따라 일방향으로 자속을 형성한다.
이때, 제1분로(112) 및 제2분로(114)는 주회로를 통해 유도되는 자속이 각기 a와 b로 나뉘어 형성된다. 자성코어(110)에서 주회로가 통과하는 관통홀(116)을 중심으로 자성체가 하나의 경로를 지닌 구간은 도면상 c로 표현된 하나의 자속이 형성된다.
2차코일(120)은 제1분로(112)의 길이방향을 따라 길게 결합된다. 2차코일(120)은 본 발명이 적용되는 실시예에 따라서 그 권선수가 결정될 수 있다.
따라서, 2차코일(120)에는 주회로를 통해 흐르는 전류를 통해 유도되는 2차전류가 흐르게 되고, 2차전류는 제1분로(112)에 유도된 자속의 영향을 받는다. 구체적으로는, 2차코일(120)에 유도되는 2차전류는 제1분로(112)에 형성된 자속의 크기와 비례관계에 있는 크기를 지닌다.
2차코일(120)을 흐르는 2차전류는 상술하였던 계전기(20)로 공급되고, 계전기(20)는 2차전류를 이용하여 구동하게 된다.
기중회로차단기의 주회로에 인가되는 전류는 항상 일정한 영역대로 유지되지 않는다.
저전류 영역대 또는 정격전류 영역대(대전류 영역대)의 전류가 주회로를 따라 흐를 수 있다.
특히, 정격전류 영역대의 전류가 주회로를 따라 흐를 경우에는 2차코일(120)에 유도되는 2차전류의 크기가 커질 수 있고, 2차전류의 크기가 커짐에 따라 과열이나 과열로 인한 발화가 일어날 수 있다.
자속보상부재(130)는 제2분로(114)에 결합되는 전도체로서 제1분로(112)에 형성되는 자속을 보상하여 종국적으로 안정적인 2차전류가 계전기로 공급되게 한다.
자속보상부재(130)는 미리 정해진 두께를 지닌 판상의 부재일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 직사각형의 판상부재로 실시될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이 자속보상부재(130)는 다수 개의 얇은 판상부재가 넓은면이 겹치도록 겹쳐져서 자성코어(110)에 결합된다.
이때, 자속보상부재(130)는 자성코어(110)의 제2분로(114)에 결합되고, 자성코어(110)의 양면에 상호 대칭되도록 배치될 수 있다.
자속보상부재(130)는 주회로가 정격전류 영역대에 속할 경우에 제1분로(112)의 자속을 감소시키는 작용을 하게 된다.
구체적으로는, 자속은 자기장의 세기와 자기장이 지나는 면적의 곱으로 그 크기가 구해진다. 따라서, 자속보상부재(130)가 결합된 제2분로(114)는 상대적으로 제1분로(112)가 지닌 자성체의 단면적보다 큰 단면적을 지닌다. 따라서, 동일한 조건하에서 보다 넓은 단면적을 지닌 제2분로(114)는 제1분로(112)와 비교할 때 유도되는 자속이 더 커진다.상대적으로 제1분로(112)에 유도되는 자속의 크기는 작아진다.
감소된 제1분로(112)의 자속은 2차코일(120)에 유도되는 전류의 크기를 감소시킨다. 이에 따라 본 발명에 따른 변류기(100)는 과열되거나 화재의 위험에 노출되지 않게 된다.
자속보상부재(130)는 제2분로(114)의 일부 구간에만 배치되는 것이 아닌, 제2분로(114)의 전 구간에서 자성코어(110)와 면접하여 결합된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 변류기에서 자속보상부재의 결합위치 및 크기를 나타낸 사시도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 주회로와 2차코일을 최단거리로 잇는 가상의 직선 l을 가정하면, 가상의 직선 l이 지나는 경로와 자성코어(110)가 중복되는 위치는 h가 된다. 따라서, 가상의 직선 l이 지나는 경로와 자성코어(110)가 중복되는 구간인 h 영역에 걸쳐서 자속보상부재(130)는 자성코어(110)와 면이 접하도록 결합된다.
이러한 한정은 자성코어(110)가 지닌 크기 내에서 주회로와 2차코일(120) 사이의 최대한 넓은 위치에 자속보상부재(130)를 배치하기 위함이다.
또한, 자속보상부재(130)은 2차코일(120)의 길이와 대응되는 w만큼의 길이로 형성될 수 있다.
자속보상부재(130)가 넓은 면적으로 자성코어(110)에 배치되면, 적층하여 겹쳐지는 자속보상부재(130)의 판상부재 수를 줄일 수 있고, 이는 자속보상부재(130)가 자성코어(110)로부터 크게 돌출되지 않도록 하는 효과를 지닌다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에서 h를 자속보상부재(130)의 높이로 정의하고, w방향의 폭을 자속보상부재(130)의 너비로 정의한다. 그리고, 자속보상부재(130)가 자성코어(110)에 결합된 상태에서 주회로가 흐르는 방향의 길이는 자속보상부재(130)의 두께로 정의한다.
따라서, 자속보상부재(130)는 주회로 및 2차코일 사이의 최단거리를 잇는 가상의 연결선 l이 자성코어(110)와 중복되는 구간의 길이 h를 높이로 하고 미리 정해진 두께를 지닌 판상의 부재로 구현된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 변류기가 하우징에 결합된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 7에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 변류기(100)는 하우징(140)에 수용될 수 있다. 또는 변류기(100)의 외측을 몰딩하여 보호할 수도 있다.
이때, 자속보상부재(130)가 자성코어(110)에 두껍게 적층되어 크게 돌출되면 하우징(140)이나 몰딩을 통해 변류기(100)를 수용하는데 제약이 발생될 수 있다.
또한, 자속보상부재(130)는 크게 돌출된 높이로 인해 진동에 취약해 질 수 있으며, 반복되는 진동 및 외력에 의해 파손에 이를 수도 있다.
단면적에 따라 변화하는 자속의 특성 상 본 발명에 따른 변류기(100)의 자속보상부재(130)가 자성코어(110)와 최대한 넓게 면접하도록 형성된 것은 자속보상부재(130)의 돌출되는 높이를 최소화 할 수 있음을 뜻한다.
따라서, 진동에 의한 안정성을 제고할 수 있는 효과도 본 발명에 따른 변류기(100)를 통해 얻을 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

Claims (6)

  1. 기중회로차단기의 주회로가 관통하는 자성코어;
    상기 자성코어와 인접하게 배치되어 상기 주회로를 흐르는 전류를 통해 2차전류가 유도되고, 계전기로 2차전류를 공급하는 2차코일; 및
    상기 자성코어에 결합되어 상기 2차코일에 유도되는 전류를 보정하는 자속보상부재를 포함하는 변류기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자속보상부재는 상기 자성코어의 양면에 결합되는 변류기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 자속보상부재는 미리 정해진 두께를 지닌 판상부재로 형성되는 변류기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 자속보상부재는 미리 정해진 두께를 지닌 판상부재가 다수 개 겹쳐져 상기 자성코어에 결합되는 변류기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 자성코어는 상기 주회로가 관통하여 지나가는 관통홀를 포함하고, 상기 2차코일은 상기 자성코어와 미리 정해진 간격만큼 이격된 제1분로에 결합되며, 상기 자속보상부재는 상기 주회로 및 상기 2차코일 사이의 최단거리를 잇는 가상의 연결선이 상기 자성코어를 지나는 영역과 접하는 변류기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 자속보상부재는 상기 주회로 및 상기 2차코일 사이의 최단거리를 잇는 가상의 연결선이 상기 자성코어와 중복되는 구간의 길이를 높이로 하고 미리 정해진 두께로 이루어진 판상의 부재인 변류기.
PCT/KR2019/012042 2018-12-26 2019-09-18 기중회로차단기의 변류기 WO2020138654A1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021531847A JP7196306B2 (ja) 2018-12-26 2019-09-18 気中回路遮断器の変流器
CN201980074144.2A CN112997264B (zh) 2018-12-26 2019-09-18 空气断路器的变流器
EP19902184.1A EP3905287A4 (en) 2018-12-26 2019-09-18 AIR BREAKER CURRENT TRANSFORMER
US17/414,002 US11810709B2 (en) 2018-12-26 2019-09-18 Current transformer of air circuit breaker

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2018-0169803 2018-12-26
KR1020180169803A KR102153970B1 (ko) 2018-12-26 2018-12-26 기중회로차단기의 변류기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020138654A1 true WO2020138654A1 (ko) 2020-07-02

Family

ID=71126515

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2019/012042 WO2020138654A1 (ko) 2018-12-26 2019-09-18 기중회로차단기의 변류기

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11810709B2 (ko)
EP (1) EP3905287A4 (ko)
JP (1) JP7196306B2 (ko)
KR (1) KR102153970B1 (ko)
CN (1) CN112997264B (ko)
WO (1) WO2020138654A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022194328A3 (de) * 2021-03-19 2022-12-15 REDUR GmbH & Co. KG Niederspannungsabschirmkörper, niederspannungsstromwandler, niederspannungsstromwandleranordnung bzw. niederspannungselektrikanordnung

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP1675483S (ko) * 2020-04-27 2020-12-21
USD1042359S1 (en) * 2022-01-18 2024-09-17 Eaton Intelligent Power Limited Circuit interrupter cover

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100657645B1 (ko) * 2006-01-04 2006-12-14 부전전자부품 주식회사 보조코어가 구비된 트랜스포머
JP2013178205A (ja) * 2012-02-29 2013-09-09 Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd 電流検出装置
JP2013225980A (ja) * 2012-04-20 2013-10-31 Denso Corp 非接触給電装置
US20150371748A1 (en) * 2013-03-13 2015-12-24 Mitsubishi Electric Corporation Electromagnetic operating device
KR20170123094A (ko) * 2016-04-28 2017-11-07 엘에스산전 주식회사 누전 차단기

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS622747Y2 (ko) 1981-03-09 1987-01-22
US4876625A (en) * 1988-11-04 1989-10-24 Westinghouse Electric Corp. Composite circuit breaker system
FR2725320B1 (fr) * 1994-09-29 1996-10-31 Schneider Electric Sa Dispositif de declenchement comportant au moins un transformateur de courant
JP2001264364A (ja) * 2000-03-14 2001-09-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光変流器
JP2002064019A (ja) * 2000-08-22 2002-02-28 Sony Corp 磁心及びこの磁心を備えるコイル装置
ITBG20030062A1 (it) 2003-12-30 2005-06-30 Abb Service Srl Dispositivo di alimentazione per un dispositivo di protezione elettronico da impiegarsi in un interruttore di bassa tensione.
US7561387B2 (en) * 2005-10-19 2009-07-14 Eaton Corporation Current transformer including a low permeability shunt and a trip device employing the same
AU2013273724A1 (en) * 2006-06-14 2014-01-16 Sines, Eddie MR Method and apparatus for direct energy conversion
DE102008049432B4 (de) 2008-09-25 2018-02-08 Siemens Aktiengesellschaft Leistungsschalter und Stromwandler für einen Leistungsschalter
CN101908413B (zh) * 2010-07-27 2012-10-03 上海诺雅克电气有限公司 给电子装置供电用电流互感器
US9224531B2 (en) * 2011-03-31 2015-12-29 Bose Corporation Power converter using orthogonal secondary windings
CN102800471A (zh) 2011-05-26 2012-11-28 北京人民电器厂有限公司 速饱和电流互感器
FR2990759B1 (fr) * 2012-05-21 2014-05-02 Schneider Electric Ind Sas Capteur de courant mixte et procede de montage dudit capteur
US9472329B2 (en) * 2012-08-15 2016-10-18 Bruce W. Carsten High leakage transformers with tape wound cores
US9607749B2 (en) * 2014-01-23 2017-03-28 Veris Industries, Llc Split core current transformer
CN106062915B (zh) * 2014-02-06 2018-08-31 Abb股份公司 用于监视相对于预定电流阈值的主导体的电流的设备以及相关的脱扣组件和切换设备
CN105336484B (zh) 2014-08-06 2018-05-01 上海电科电器科技有限公司 电流互感器
JP2018112535A (ja) 2017-01-13 2018-07-19 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電流計測システム、及び分電盤
FR3089340B1 (fr) 2018-11-29 2020-10-30 Schneider Electric Ind Sas Transformateur de courant, dispositif de protection et disjoncteur électrique comportant un tel transformateur

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100657645B1 (ko) * 2006-01-04 2006-12-14 부전전자부품 주식회사 보조코어가 구비된 트랜스포머
JP2013178205A (ja) * 2012-02-29 2013-09-09 Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd 電流検出装置
JP2013225980A (ja) * 2012-04-20 2013-10-31 Denso Corp 非接触給電装置
US20150371748A1 (en) * 2013-03-13 2015-12-24 Mitsubishi Electric Corporation Electromagnetic operating device
KR20170123094A (ko) * 2016-04-28 2017-11-07 엘에스산전 주식회사 누전 차단기

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022194328A3 (de) * 2021-03-19 2022-12-15 REDUR GmbH & Co. KG Niederspannungsabschirmkörper, niederspannungsstromwandler, niederspannungsstromwandleranordnung bzw. niederspannungselektrikanordnung

Also Published As

Publication number Publication date
KR102153970B1 (ko) 2020-09-09
EP3905287A4 (en) 2022-03-09
JP7196306B2 (ja) 2022-12-26
KR20200080007A (ko) 2020-07-06
US20220044869A1 (en) 2022-02-10
EP3905287A1 (en) 2021-11-03
US11810709B2 (en) 2023-11-07
JP2022515034A (ja) 2022-02-17
CN112997264B (zh) 2024-08-06
CN112997264A (zh) 2021-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020138654A1 (ko) 기중회로차단기의 변류기
WO2016072779A1 (ko) 무선충전기용 송신장치
CA1169507A (en) High voltage ignition transformer
WO2012148164A1 (ko) 좌우편차를 고려한 자기유도식 급전장치, 집전장치 및 전력전달장치
US20160012953A1 (en) Modular transformer system
BRPI0609599B1 (pt) transformador com blindagem elétrica
US20150371765A1 (en) Transformer
US11984255B2 (en) Integrated magnetic element
WO2022177247A1 (ko) 전류 센싱 장치
WO2017122853A1 (ko) 고압 배전선로에서 유도된 전원을 이용한 전원 공급용 변류기
WO2018074861A1 (ko) 자기유도 전원 공급 장치
WO2021137367A1 (ko) 무선 전력 전송을 위한 안테나
WO2013115505A1 (ko) 동축권선 변압기를 이용한 전력 추정 장치
WO2019132237A1 (ko) 직류 차단기
WO2016027982A1 (ko) 무선 전력공급장치
WO2015111828A1 (ko) 중성점 접지 방식의 변압기 및 그 방법과 그를 이용한 침수 시 감전 방지 장치
WO2021177801A1 (ko) 권선 코일 및 패턴 코일을 이용한 자성부품
WO2020159252A1 (ko) 트랜스포머
WO2017003271A1 (ko) 저손실 하이브리드 변압기 및 그 제조 방법
JP2009044801A (ja) 電力監視システム
WO2010032957A2 (ko) 전력 품질 개선 장치 및 전력 공급 시스템
WO2014178589A1 (ko) 자기에너지전달소자 및 전원장치
WO2023136662A1 (ko) 전기 차량 및 산업용 장비의 무선충전을 위한 다중 급전코일 및 그 제어방법
KR102558886B1 (ko) 분리형 능동 emi 필터 모듈 및 그 제조방법
WO2024181632A1 (ko) 절연 트랜스

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19902184

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021531847

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019902184

Country of ref document: EP

Effective date: 20210726