KR101207948B1 - 접속단자를 구비하는 변압기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 접속단자를 구비하는 변압기에 관한 것으로, 구리 또는 알루미늄으로 제조된 전원측 선로 또는 부하측 선로를 알루미늄으로 제조된 변압기 권선과 전기적으로 접속하는 접속단자를 포함하되,상기 접속단자는, 그 길이방향 일단부에 형성되며 중공형 알루미늄 관의 외측을 구리 외피로 감싼 동복 알루미늄 관과, 길이방향 타단부에서 상기 동복 알루미늄 관과 일체로 형성된 동복 알루미늄 판으로 이루어지고,상기 전원측 선로 또는 상기 부하측 선로는 상기 동복 알루미늄 판의 구리 외피와 전기적으로 연결되고,상기 변압기의 권선은 상기 동복 알루미늄 관에 삽입되어 상기 알루미늄 관과 전기적으로 연결된 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 접속단자를 구비하는 변압기를 이용하는 것에 의해, 이종금속을 직접 전기적으로 연결하는 경우에 발생하는 이종금속 사이의 전기적 부식을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 상기 접속단자가 공기 중의 산소에 의해 산화되어 부식되는 것을 방지할 수 있다.

Description

접속단자를 구비하는 변압기 {A transformer having bus bar}

본 발명은 접속단자를 구비하는 변압기에 관한 것으로, 특히 접속단자를 이용하여 알루미늄으로 제조된 변압기의 권선 및 구리 또는 알루미늄으로 제조된 전원측 선로와 부하측 선로를 결합하여 직접 연결함으로써 이종금속 사이에 발생하는 전기적 부식을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 공기 중의 산소와 결합하여 발생되는 부식을 방지할 수 있는 접속단자를 구비하는 변압기에 관한 것이다.

일반적으로 주상변압기는 변전소로부터의 고전압을 산업용이나 가정용의 저전압으로 낮추기 위하여 설치되는 것으로서, 고전압이 인입되는 부분에 부싱(애자)이 설치되는데, 절연등급에 따라 고압측은 특고압부싱 및 고압부싱으로 구분되고 저압측은 저압부싱으로 구분된다.

이러한 주상변압기는 통상 외함의 내부에 1차권선과 2차권선이 권선된 철심이 놓여지고 절연유로 충진되어 있다. 상기 외함의 상면으로 고전압선이 인입되는 부분에는 절연저항을 크게 하기 위해 부피가 큰 고압부싱이 설치되고, 상기 외함의 측면에는 용도에 따른 정격전압으로 변환 송출되게 하는 저압부싱이 설치된다.

이 경우, 상기 1차권선과 2차권선은 전기적 및 기계적 특성 등의 향상을 위하여 알루미늄으로 제조되고 있다. 상기 알루미늄으로 제조된 1차권선 또는 2차권선은 전원측 또는 부하측의 선로에 연결된다. 이 경우, 전원측 선로 또는 부하측 선로가 구리로 형성되어 있는 경우 구리와 알루미늄의 접촉부가 발생하게 된다. 이러 선로측과 권선측은 구리로 형성된 단자를 매개로 연결되기도 하며, 이 경우에도 알루미늄으로 된 변압기 권선과 구리로 형성된 단자는 구리와 알루미늄의 접촉부를 갖게 된다.

한편, 서로 다른 종류의 금속들이 직접 전기적으로 접촉하는 경우 어느 하나의 금속이 먼저 부식하게 되는 전기적 부식(Galvanic corrosion) 현상이 발생하게 된다. 따라서, 구리 또는 알루미늄으로 제조된 전원측 선로 또는 부하측 선로 및 알루미늄으로 제조된 권선을 직접 접촉시키는 경우에 구리와 알루미늄의 접합 면에서 전위차가 커지기 때문에 전기적인 부식이 발생한다는 문제점이 있었다. 또한, 이러한 전기적인 부식은 단자의 전기저항을 높이는 원인이 된다. 이 경우, 알루미늄은 다른 금속에 비하여 상대적으로 산화도가 크기 때문에 구리에 비하여 빠른 속도로 산화하게 된다.

또한, 전원측 선로와 부하측 선로가 알루미늄으로 형성되어 있는 경우 알루미늄만으로 제조된 단자를 통하여 알루미늄으로 제조된 1차권선 또는 2차권선을 전원측 또는 부하측의 선로에 연결하면 외부에 노출되는 알루미늄 단자가 공기중의 산소와 결합하여 부식작용이 일어나는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 접속단자를 이용하여 알루미늄으로 제조된 권선 및 구리로 제조된 선로측을 전기적으로 연결함으로써 이종금속을 직접 전기적으로 연결하는 경우에 이종금속 사이에서 발생하는 전기적 부식을 방지할 수 있는 접속단자를 구비하는 변압기를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 알루미늄만으로 제조된 단자 대신 구리 외피로 감싼 동복 알루미늄 단자를 통하여 알루미늄으로 제조된 권선과 알루미늄으로 제조된 전원측 또는 부하측 선로와 연결함으로써 알루미늄 단자가 외부에 노출되어 공기에 의해 산화되는 것을 방지할 수 있는 접속단자를 구비하는 변압기를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따른 접속단자를 구비하는 변압기에 의하면, 구리 또는 알루미늄으로 제조된 전원측 선로 또는 부하측 선로를 알루미늄으로 제조된 변압기 권선과 전기적으로 접속하는 접속단자를 포함하되, 상기 접속단자는, 그 길이방향 일단부에 형성되며 중공형 알루미늄 관의 외측을 구리 외피로 감싼 동복 알루미늄 관과, 길이방향 타단부에서 상기 동복 알루미늄 관과 일체로 형성된 동복 알루미늄 판으로 이루어지고, 상기 전원측 선로 또는 상기 부하측 선로는 상기 동복 알루미늄 판의 구리 외피와 전기적으로 연결되고, 상기 변압기의 권선은 상기 동복 알루미늄 관에 삽입되어 상기 알루미늄 관과 전기적으로 연결된 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 동복 알루미늄 판에는 관통홀이 관통 형성되어, 상기 관통홀을 통해 상기 구리 또는 알루미늄으로 제조된 선로가 동복 알루미늄 판에 체결되는 것을 특징으로 한다.

더 바람직하게는 상기 동복 알루미늄 판은 상기 동복 알루미늄 관의 일단부를 가압하여 편평하게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 동복 알루미늄 판의 선단부 양 모서리에는 모따기가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

더 바람직하게는, 상기 접속단자에 RFID 태그가 부착되어 있는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 접속단자를 구비하는 변압기에 의하면, 접속단자를 이용하여 알루미늄으로 제조된 권선 및 구리로 제조된 선로를 전기적으로 연결함으로써 이종금속을 직접 전기적으로 연결하는 경우에 발생하는 이종금속 사이의 전기적 부식을 방지할 수 있다는 효과가 얻어진다.

또한, 알루미늄만으로 제조된 접속단자 대신 알루미늄 관 및 알루미늄 관을 감싸는 구리 외피로 제조된 접속단자를 사용함으로써 공기중의 산소에 의해 산화되어 부식되는 것을 방지할 수 있는 효과가 얻어진다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 접속단자를 구비하는 변압기를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 접속단자를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 절단선 A-A를 따라 절단한 단면을 도시한 단면도이다.

본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.

이하, 본 발명의 구성을 도면에 따라서 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 접속단자를 구비하는 변압기를 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 본 발명에 따른 접속단자를 도시한 사시도이다. 도 3은 도 2의 절단선 A-A를 따라 절단한 단면을 도시한 단면도이다.

도 1, 도 2 및 도 3에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 변압기(10)는 변압기 본체(1), 고압부싱(3), 저압부싱(5) 및 적어도 하나의 접속단자(7)를 포함하여 구성된다. 상기 변압기(10)는 교류 배전선의 고압을 저압으로 낮추기 위해 전주 위에 설치되는 주상변압기에 적용될 수 있다. 상기 변압기 본체(1)의 변압기 철심에는 변압기 1차권선(1a) 및 상기 1차권선(1a)에 대향하는 변압기 2차권선(1b)이 권선되어 있다. 상기 권선들(1a, 1b)은 기계적 및 전기적 특성이 우수한 알루미늄으로 제조될 수 있다.

상기 고압부싱(3)의 전원측 선로는 구리 또는 알루미늄으로 제조되어 접속단자(7)를 통하여 1차권선(1a)에 전기적으로 연결되어 있다. 또한, 상기 저압부싱(5)의 부하측 선로는 구리 또는 알루미늄으로 제조되어 다른 접속단자(7)를 통하여 2차권선(1b)에 전기적으로 연결되어 있다. 따라서, 상기 접속단자(7)는 전원측 또는 부하측 선로와 전기적으로 연결된다.

구체적으로, 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 접속단자(7)의 길이방향 일단부는 중공형의 형상을 갖으며 알루미늄 관(9)을 구리 외피(11)로 감싼 이종복합 전도체의 동복 알루미늄 관(18)으로 이루어져 있고, 길이방향 타단부는 상기 동복 알루미늄 관과 일체로 형성된 편평한 형상의 동복 알루미늄 판(17)으로 이루어져 있다.

상기 동복 알루미늄 관(18)은 본 발명의 출원인에 의하여 등록된 등록특허 제10-0802629호(2008. 02. 01 등록)에 개시되어 있는 공법에 의하여 제조될 수 있으며 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.

또한, 상기 동복 알루미늄 관(18)은 원형의 알루미늄 관(9)을 고속으로 회전하는 동안 구리 외피(11)를 알루미늄 관(9)의 표면에 마찰시켜 접합시키는 마찰압접(friction welding)에 의하여 제조할 수 있고, 상기에서 언급하지 않은 다른 방법으로도 제조될 수 있음은 물론이다.

도 3에 도시된 바와 같이 상기 구리 외피(11)는 알루미늄 관(9)을 완전히 감싸는 것이 바람직하다.

또한, 상기 접속단자(7)는 종래 구리로 제조된 단자와 유사한 크기의 전도율 특성을 구비하고 있다.

한편, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 동복 알루미늄 판(17)은 상기 동복 알루미늄 관(18)의 일단을 횡방향으로 눌러서 편평하게 성형함으로써 형성할 수 있다. 이 경우, 상기 알루미늄 관이 눌려서 내부가 접한 상태를 유지하게 된다. 이는 프레스 등에 의한 가압장치에 의해 이루어질 수 있다.

상기 동복 알루미늄 판(17)에는 관통홀(13)이 관통 형성되어 있어 볼트 등의 체결 수단이 삽입되어 상기 접속단자(7)와 상기 전원측 또는 부하측 선로가 체결된다. 이 경우, 상기 구리로 이루어진 동복 알루미늄 판(17)의 표면이 구리 또는 알루미늄로 이루어진 고압부싱(3)의 전원측 선로나 저압부싱(5)의 부하측 선로에 접촉하여 전기적으로 연결된다.

또한, 상기 동복 알루미늄 판(17)의 선단부 양 모서리에는 모따기(15)가 형성되어 있어, 체결을 위해 전원측 선로 또는 부하측 선로에 결합될 때 용이한 작업이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 동복 알루미늄 관(18)을 구성하는 알루미늄 관(9)의 내부에는 권선(1a, 1b)이 삽입되어 압착 또는 용접에 의하여 전기적으로 연결된다.

또한, 상기 접속단자(7)에는 RFID 태그(20,도면 미도시)가 부착되어 제조이력, 제조번호, 동작특성 및 생산자 등 상기 접속단자(7)에 대한 정보가 기록될 수 있다. 상기 기록할 수 있는 수단으로 상기 RFID 태그(20) 이외에 당업자가 채택 가능한 범위 내에서 접촉식이나 비접촉식의 다른 수단을 이용할 수 있다.

이와 같이, 상기 접속단자(7)는 알루미늄으로 제조된 상기 권선들(1a, 1b)을 구리로 제조된 전원측 선로 또는 부하측 선로와 전기적으로 연결시킴으로써 알루미늄과 구리의 이종 금속 접합면 사이에 발생하는 전위차로 인해 전기적인 부식(Galvanic corrosion)이 일어나는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 권선과 선로 모두 알루미늄으로 이루어진 경우에도 알루미늄만으로 제조된 접속단자 대신 알루미늄 관 및 알루미늄 관을 감싸는 구리 외피로 제조된 접속단자를 사용함으로써 공기중의 산소에 의해 접속단자가 산화되어 부식되는 것을 방지할 수 있다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

예컨대, 도면에서는 상기 접속단자(7)를 구성하는 동복 알루미늄 관(18)이 원형이 중공형상을 가지고 있지만 각형 등 다양한 형상이 채택될 수도 있다.

10: 변압기 1: 변압기 본체
1a,1b: 1차권선, 2차권선 3: 고압부싱
5: 저압부싱 7: 접속단자
9: 중공형 알루미늄 관 11: 구리 외피
13: 관통홀 15: 모따기

Claims (5)

1. 구리 또는 알루미늄으로 제조된 선로를 알루미늄으로 제조된 변압기 권선과 전기적으로 접속하는 접속단자를 포함하되,
   상기 접속단자는, 그 길이방향 일단부에 형성되며 중공형 알루미늄 관의 외측을 구리 외피로 감싸 일체로 형성된 동복 알루미늄 관과, 길이방향 타단부에서 상기 동복 알루미늄 관과 일체로 형성된 동복 알루미늄 판으로 이루어지고,
   상기 구리 또는 알루미늄으로 제조된 선로는 상기 동복 알루미늄 판의 구리 외피와 전기적으로 연결되고,
   상기 변압기의 권선은 상기 동복 알루미늄 관에 삽입되어 상기 알루미늄 관과 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 변압기.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 동복 알루미늄 판에는 관통홀이 관통 형성되어, 상기 관통홀을 통해 상기 구리 또는 알루미늄으로 제조된 선로가 동복 알루미늄 판에 체결되는 것을 특징으로 하는 변압기.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 동복 알루미늄 판은 상기 동복 알루미늄 관의 일단부를 가압하여 편평하게 형성되는 것을 특징으로 하는 변압기.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 동복 알루미늄 판의 선단부 양 모서리에는 모따기가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 변압기.
   
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 접속단자는, RFID 태그가 부착된 것을 특징으로 하는 변압기.

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