KR100740437B1

KR100740437B1 - 변압기의 구조 및 변압기용 권선코일의 권선방법

Info

Publication number: KR100740437B1
Application number: KR1020060100437A
Authority: KR
Inventors: 허훤
Original assignee: 신성공업주식회사
Priority date: 2006-10-16
Filing date: 2006-10-16
Publication date: 2007-07-19

Abstract

본 발명은 변압기의 구조 및 변압기용 코일의 권선방법에 관한 것으로, 변압기의 함체 내부에 배치된 코어에 1차 및 2차 코일이 권취되어 코일권선층을 각각 형성하고 있고, 상기 1차 및 2차 코일 각각의 코일권선층 사이에는 층간절연지가 적층되어 코일권선층 사이를 절연하는 구조를 갖는 변압기에 있어서; 상기 코일권선층은 코일의 권선을 하측단부에서 시작하여 상측방향으로 권선해가면서 상측단부에서 권선을 정지하여 권선층을 형성되게 하고, 층간절연지를 상기 권선층 위에 적층한 다음 상기 권선층의 코일을 대각선의 하측방향으로 이동시켜 대각선연결부를 형성되게 하며, 다시 하측단부에서 권선을 시작하여 상측방향으로 권선해가면서 상측단부에서 권선을 정지하여 다시 권선층을 형성되게 하는 연속적인 반복구성으로 다수의 권선층을 형성시키되 상기 각 권선층마다 그 권선의 시작이 한방향에서 형성되도록 일렬 권선되게 구성하며, 상기 코일권선층의 대각선연결부에는 절연용 탭튜브를 결합하는 기술구성이 개시된다.

본 발명에 의하면, 변압기를 제조하는 동일 조건하에서 기존보다 층간절연지의 사용매수 및 두께를 절감할 수 있을 뿐만 아니라 변압기의 경량화를 추구할 수 있다.

Description

변압기의 구조 및 변압기용 권선코일의 권선방법{STRUCTURE OF TRANSFORMER AND METHOD FOR WINDING COIL OF TRANSFORMER}

도 1은 종래 변압기의 요부 구성을 보인 단면도.

도 2는 종래 변압기용 권선코일의 권선방법을 설명하기 위해 나타낸 개념도.

도 3은 본 발명에 의한 변압기의 요부 구성을 보인 단면도.

도 4는 본 발명에 의한 변압기용 권선코일의 권선방법을 설명하기 위해 나타낸 개념도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

110: 함체 120: 코어

130: 코일권선층 131: 1차코일

132: 2차코일 140: 층간절연지

160: 절연용 탭튜브

본 발명은 변압기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동일 조건하에서 기존보 다 층간절연지의 사용매수 및 두께를 절감할 수 있도록 할 뿐만 아니라 변압기의 경량화를 추구할 수 있도록 한 변압기의 구조 및 변압기용 권선코일의 권선방법에 관한 것이다.

일반적인 변압기는 변전소로부터의 고전압을 산업용이나 가정용의 저전압으로 낮추어 수요자에게 맞는 전압으로 공급할 수 있도록 설치되는 것으로서, 1차코일 및 2차코일로 이루어진 코일과, 코일의 상호유도작용의 원활함을 위한 코어와, 코일과 코어의 결합상태를 유지되게 결속함과 더불어 외함 내에 상호 결합된 코일과 코어를 수납 고정되게 하는 고정프레임을 포함하며, 상기 외함 내에는 변압과정에서 발생되는 열을 냉각하기 위한 절연유가 충진된다.

이러한 변압기는 통상적으로 권선 코일을 가공하되 코일 건조를 행하고 바니시에 권선된 코일을 함침시킨 후, 권선된 코일에 가공된 코어를 삽입하고 상호 결합된 코일과 코어에 이들의 결속력을 위한 고정프레임을 조립한 다음 건조를 행하며, 고정프레임에 조립된 코일과 코어를 외함에 조립하고 절연유를 충진한 후 진공 탈기하는 공정을 통해 제조되어진다.

도 1은 종래 변압기의 요부 구성을 보인 단면도로서, 도 1에 도시된 바를 참조하면, 변압기의 함체(1) 내부에 배치된 코어(2)에 1차 및 2차 코일(3a)(3b)이 권취되어 코일권선층(3)을 이루고 있고, 상기 1차 및 2차 코일(3a)(3b) 각각의 코일권선층(3) 사이에 층간절연지(4)가 적층되어 코일권선층(3) 사이를 절연하는 구조로 되어 있으며, 코어(2)와 코일간 및 1차코일(3a)과 2차코일(3b)간을 절연하도록 절연재(5)가 구비되는 구조로 되어 있다.

이때, 종래에는 상기 코일권선층(3)을 형성시 도 2에 도시된 바와 같이, 층간절연지의 4매 사용을 일 실시예로 하면, 제1층간절연지(4a)의 좌측부 하측에서 코일의 권선을 시작하고 상측방향으로 권선하여 제1권선층(W1)을 형성되게 하며, 연이어 코일을 동일선상에서 제1층간절연지(4a)의 우측부로 수평 이동시켜 제1층간절연지(4a)와 제2층간절연지(4b)의 사이에 위치시킨 상태에서 상측에서 코일의 권선을 다시 시작하고 하측방향으로 권선하여 제2권선층(W2)을 형성되게 한다.

또한, 연이어 코일을 우측으로 수평 이동시켜 제2층간절연지(4b)와 제3층간절연지(4c)의 사이에 위치시킨 상태에서 상술한 바와 같은 동일한 방식으로 권선을 행하여 제4층간절연지(4d)의 우측부 상측방향에서 제5권선층(W5)을 형성되게 함으로써 코일 권선을 완료되게 한다.

즉, 종래의 코일 권선은 층간절연지(4)를 사이에 두고 코일을 권선하여 코일권선층(3)을 형성시키되 지그재그방향으로 교번되게 권선시키는 방식을 사용하고 있다.

그런데, 상술한 바와 같은 종래 지그재그식 코일 권선방식을 갖는 변압기에 의하면, 전압 인가시에 코일의 지그재그식 권선에 의한 코일간 방향성의 차이로 층간 코일권선층 사이에 전위차가 차이가 나는 문제점이 있었다.

또한, 변압기는 전압 인가시에 유도내전압이 1차측에서 40000V를 견디어야하는 규격을 갖추어야 하는데, 상기 40000V에 대한 절연을 위해 1매당 500~600V의 절연내력을 갖는 층간절연지를 코일권선층 사이에 배치하여 층간 절연을 수행하여야 한다. 하지만, 종래에는 상기한 이유로 코일권선층간의 층간 전위차가 동일하게 형 성되지 않음에 의해 이를 해소하기 위하여 층간절연지의 매수를 늘려 유도내전압의 규격을 맞춰가고 있으나 이는 권선코일의 두께를 높이는 문제점 및 중량의 증가로 변압기의 경량화를 저해시키는 문제점으로 지적되고 있다.

본 발명은 상기한 문제점 등을 감안하여 창출된 것으로서, 그 목적으로 하는 바는 코일의 권선방식을 개선하여 전압 인가시 층간절연지 사이에 권취되어 형성되는 코일권선층간에 전위차가 동일하게 이루어질 수 있도록 함으로써 동일 조건하에서 기존보다 층간절연지의 사용매수 및 두께를 절감할 수 있도록 할 뿐만 아니라 변압기의 경량화를 추구할 수 있도록 하는 변압기의 구조 및 변압기용 권선코일의 권선방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 변압기의 함체 내부에 배치된 코어에 1차 및 2차 코일이 권취되어 코일권선층을 각각 형성하고 있고, 상기 1차 및 2차 코일 각각의 코일권선층 사이에는 층간절연지가 적층되어 코일권선층 사이를 절연하는 구조를 갖는 변압기에 있어서; 상기 코일권선층은 코일의 권선을 하측단부에서 시작하여 상측방향으로 권선해가면서 상측단부에서 권선을 정지하여 권선층을 형성되게 하고, 층간절연지를 상기 권선층 위에 적층한 다음 상기 권선층의 코일을 대각선의 하측방향으로 이동시켜 대각선연결부를 형성되게 하며, 다시 하측 단부에서 권선을 시작하여 상측방향으로 권선해가면서 상측단부에서 권선을 정지하여 다시 권선층을 형성되게 하는 연속적인 반복 구성으로 절연내력에 필요한 다수의 권선층을 형성시키되 상기 각각의 권선층마다 그 권선의 시작이 한방향에서 형성되도록 일렬 권선되게 구성하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 코일권선층의 일렬 권선을 위해 형성되는 대각선연결부에는 절연용 탭튜브를 결합하여 절연안전성을 높일 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 의한 변압기의 요부 구성을 보인 단면도이고, 도 4는 본 발명에 의한 변압기용 권선코일의 권선방법을 설명하기 위해 나타낸 개념도이다.

도 3에 도시된 바를 참조하면, 본 발명에 의한 변압기는 변압기의 함체(110) 내부에 배치된 코어(120)에 1차 및 2차 코일(131)(132)이 권취되어 코일권선층(130)을 각각 형성하고 있고, 상기 1차 및 2차 코일(131)(132) 각각의 코일권선층(130) 사이에는 층간절연지(140)가 적층되어 코일권선층(130) 사이를 절연하는 구조로 되어 있으며, 코어(120)와 코일간 및 1차코일(131)과 2차코일(132)간을 절연하도록 절연재(150)가 구비되는 구조를 갖는다.

이때, 상기 코일권선층(130)은 상기 1차코일(131) 및 2차코일(132)이 동일한 권선방식에 의해 권선되어 다수의 권선층을 형성하게 되는 것으로, 전압 인가시 권선층간 전위차가 동일하게 형성되도록 일방향성으로 일렬 권선되게 한다.

즉, 도 4에서 보여주는 바와 같이, 코일의 권선을 하측단부에서 시작하여 상측방향으로 권선해가면서 상측단부에서 권선을 정지하여 제1권선층(W11)을 형성되게 하고, 제1층간절연지(141)를 상기 제1권선층(W11) 위에 적층한 다음 상기 제1권선층의 코일을 대각선의 하측방향으로 이동시켜 대각선연결부(C11)를 형성되게 하며, 다시 하측단부에서 권선을 시작하여 상측방향으로 권선해가면서 상측단부에서 권선을 정지하여 제2권선층(W12)을 형성되게 한다.

그리고, 다시 제2층간절연지(142)를 상기 제2권선층(W12) 위에 적층한 다음에 다시 제2권선층의 코일을 대각선의 하측방향으로 이동시켜 대각선연결부(C11)를 형성되게 하며, 상술한 과정을 반복하면서 규격에 맞게 코일의 권선 및 층간절연지의 적층을 조정하면 된다.

여기서, 도 4에서는 층간절연지의 4매 사용을 그 실시예로 표현하였고, 그 이하 또는 그 이상으로 적층될 수 있음은 자명하다 할 것이며, 상기 코일권선층을 형성하는 각각의 권선층마다 그 권선의 시작이 한방향에서 형성되게 한 것이다.

또한, 상기 코일권선층(130)에는 코일의 적층별 일렬 권선을 위한 각각의 대각선연결부(C11)마다 절연용 탭튜브(160)를 결합하여 권선층간의 전위차에 대한 영향력 배제 및 절연안전성을 높일 수 있도록 구성되게 한다.

상기 층간절연지(140)는 절연안전성을 높일 수 있도록 두겹으로 적층하여 구성함이 바람직한데, 예를 들면 A종과 H종에서 선택된 어느 하나를 두겹으로 하거나 또는 A종과 H종을 겹치게 하여 복합절연지가 되게 한다.

상기 절연재(150)는 절연기능과 함께 전체적인 권선상태의 형태를 유지할 수 있도록 하는 것으로 절연재(150)를 대체하여 바니시(니스) 처리하여도 무방하다 할 것이다.

이에 따라, 본 발명은 상술한 바와 같이, 각각의 권선층마다 그 권선의 시작이 한방향에서 시작되도록 일렬 권선하여 권선코일에 대한 코일권선층(130)을 형성시킴으로써 각 권선층간 동일 방향성에 의해 전압 인가시 동일한 방향으로의 전류흐름을 유도하게 되므로 권선층간 전위차가 항상 동일해지는 이점을 발휘하게 되며, 권선층간을 연결하는 대각선연결부(C11)에 절연용 탭튜브(160)를 삽입하여 결합함에 의해 상기 대각선연결부(C11)에서 작용될 수 있는 자계의 반작용 영향력을 각 권선층간에서 상쇄시키는 기능을 하게 된다.

또한, 본 발명은 기존과는 달리 변압기의 절연내력을 갖춤에 있어 층간절연지(140)의 사용 매수를 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라 사용되는 층간절연지(140)의 두께를 얇게 할 수 있으며, 권선층간의 자계에 대한 영향력 배제 및 층간절연지의 절감으로 권선코일의 두께 및 중량을 축소시킬 수 있어 변압기의 전반적인 중량을 절감시키는 유용함을 발휘하게 된다.

한편, 본 발명은 구체적인 실시예 및 첨부한 도면을 참조하여 설명하였으나, 이에 특별히 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 특허청구범위 해석에 의한 기술적 사상의 범주 내에서 행해지는 당해 기술분야의 다양한 변형 및 수정은 본 발명에 귀속될 수 있다 할 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 변압기의 구조 및 변압기용 권선코일의 권선방법에 의하면, 코일의 권선 방식 및 구조를 개선함에 각 권선층간의 전위차가 항상 동일하게 형성되는 안정성을 갖게 되며, 기존보다 층간절연지의 사용매수 및 두께를 절감하면서 절연내력을 규격화할 수 있으며, 권선코일의 두께 및 중량 절감으로 변압기의 경량화를 추구할 수 있는 유용함을 제공한다.

Claims

변압기의 함체 내부에 배치된 코어에 1차 및 2차 코일이 권취되어 코일권선층을 각각 형성하고 있고, 상기 1차 및 2차 코일 각각의 코일권선층 사이에는 층간절연지가 적층되어 코일권선층 사이를 절연하는 구조를 갖는 변압기에 있어서;

상기 코일권선층은 코일의 권선을 하측단부에서 시작하여 상측방향으로 권선해가면서 상측단부에서 권선을 정지하여 권선층을 형성되게 하고, 층간절연지를 상기 권선층 위에 적층한 다음 상기 권선층의 코일을 대각선의 하측방향으로 이동시켜 대각선연결부를 형성되게 하며, 다시 하측단부에서 권선을 시작하여 상측방향으로 권선해가면서 상측단부에서 권선을 정지하여 다시 권선층을 형성되게 하는 연속적인 반복 구성으로 절연내력에 필요한 다수의 권선층을 형성시키되 상기 각각의 권선층마다 코일 권선의 시작이 한방향에서 형성되도록 일렬 권선되게 구성한 것을 특징으로 하는 변압기의 구조.
제 1항에 있어서,

상기 코일권선층의 일렬 권선을 위해 형성되는 대각선연결부에는 절연용 탭튜브를 결합하여 절연안전성을 높일 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 변압기의 구조.
변압기의 함체 내부에 배치된 코어에 1차 및 2차 코일이 권취되어 코일권선층을 이루고 있고, 상기 1차 및 2차 코일 각각의 코일권선층 사이에 층간절연지가 권취되어 코일권선층 사이를 절연하는 구조를 갖는 변압기에 있어서;

상기 코일권선층은 코일의 권선을 하측단부에서 시작하여 상측방향으로 권선해가면서 상측단부에서 권선을 정지하여 권선층을 형성되게 하고, 층간절연지를 상기 권선층 위에 적층한 다음 상기 권선층의 코일을 대각선의 하측방향으로 이동시켜 대각선연결부를 형성되게 하며, 다시 하측단부에서 권선을 시작하여 상측방향으로 권선해가면서 상측단부에서 권선을 정지하여 다시 권선층을 형성되게 하는 연속적인 반복 구성으로 절연내력에 필요한 다수의 권선층을 형성시키되 상기 각각의 권선층마다 코일 권선의 시작이 한방향에서 형성되도록 일렬 권선되게 하는 것을 특징으로 하는 변압기용 권선코일의 권선방법.
제 3항에 있어서,

상기 코일권선층의 일방향 권선을 위해 형성되는 대각선연결부에는 절연안전성을 높이기 위하여 절연용 탭튜브를 결합시키는 것을 특징으로 하는 변압기용 권선코일의 권선방법.