KR101520229B1

KR101520229B1 - 변압기용 부싱

Info

Publication number: KR101520229B1
Application number: KR1020140097962A
Authority: KR
Inventors: 윤극영
Original assignee: 윤극영
Priority date: 2014-07-31
Filing date: 2014-07-31
Publication date: 2015-05-13

Abstract

본 발명은 변압기용 부싱에 관한 것으로서, 변압기의 외함에 형성된 결합공에 관통 결합되는 내.외측 애자를 포함하는 변압기용 부싱에 있어서, 내.외측 애자를 관통하여 결합되는 로드의 단부에 터미널이 일체로 성형되어 외측 애자의 외측에 구비되고, 로드의 내부에는 변압기 내의 절연유가 유동되는 냉각홈이 로드의 길이방향으로 형성되는 변압기용 부싱을 제공한다.

Description

변압기용 부싱{Bushing for Transformer}

본 발명은 변압기용 부싱에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 변압기 내의 전압을 외부로 인가시키는 로드와 터미널을 일체로 구성한 변압기용 부싱에 관한 것이다.

일반적으로, 변압기는 고전압을 저전압으로 변압하여 송배전하기 위한 것으로, 상호 유도를 가지는 다수의 권선코일과, 이 권선코일이 감겨 자로를 형성하는 철심으로 구성되어 있으며, 이 권선코일의 단자를 외부로 인출하기 위한 부싱이 연결되어 있다. 이와 같은 구성에 의해 변압된 전압이 송배전되는 동안, 권선코일과 철심 그리고 부싱에는 전압에 의해 열이 발생되며, 이를 냉각하기 위해 다양한 방법이 행해지고 있으며, 그 냉각방법 중 하나는 변압기의 내부에 절연유를 충전하고, 이 절연유을 순환시켜 권선코일과 철심 등을 냉각하는 것이다.

이와 같은 변압기에 결합되는 부싱이 이미 다양하게 보급되어 있으며, 첨부도면 도 1에는 종래의 변압기용 부싱이 도시되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 변압기의 외함(10)에 형성된 결합공(11)의 내외에 기밀을 유지한 상태로 결합되는 한 쌍의 애자가 구비되고, 애자는 상호 결합되는 외측 애자(12)와 내측 애자(13)로 이루어지며, 내.외측 애자(12)(13)의 중심부에는 외부와 연통되는 구멍이 형성되어 있다.

또한, 내.외측 애자(12)(13)의 홀에는 변압기 내부의 권선 단자와 결합되는 전도성 로드(14)가 삽입되며, 로드(14)의 상단부에는 외측 애자(12)의 외부로 노출되는 터미널(15)이 구비된다. 이러한 터미널(15)은 로드(14)의 상단부에 나사 결합되어 구비되고, 터미널(15)에는 외부 도선이 연결된다.

그리고, 변압기 외함(10)의 내부는 절연유가 충전되어 변압 시 발생되는 열을 냉각시키도록 되어 있으며, 외측 애자(12)의 하단부에는 돌기부(16)가 형성되고, 이에 대응한 내측 애자(13)의 상단부에는 요홈(17)이 형성되어 있어, 돌기부(16)와 요홈(17)의 결합으로 외측 애자(12)와 내측 애자(13)가 결합된다.

또한, 외측 애자(12)와 내측 애자(13)가 관통되어 결합되는 외함(10)의 결합공(11)에는 패킹(18)이 구비되어 기밀을 유지하며, 로드(14)가 삽입된 내측 애자(13)의 하단부에도 패킹이 구비되어 기밀유지된다.

하지만, 종래의 변압기용 부싱에 구비되는 로드(14)와 터미널(15)은 각기 다른 재질로 제작되어 나사 결합되는데, 변압기 내의 전압을 변압기 부싱의 로드(14)와 터미널(15)을 통해 외부로 인가시킬 때, 로드(14)와 터미널(15)의 서로 다른 재질적 특성에 의해 로드(14)를 통한 전압이 터미널(15)로 전도되는 과정에서 다운 현상이 발생되고, 이러한 다운 현상에 의해 로드(14)와 터미널(15) 사이에는 전압의 병목 현상이 발생되어 많은 열이 발생되는 아주 치명적인 단점이 내재되어 있다.

이에, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 변압기 내의 전압을 외부로 인가시키는 로드와 터미널을 알루미늄 재질로 일체로 구성함으로써 전압의 전도 과정에서 발생되는 다운 현상과 열 발생을 사전에 방지할 수 있고, 로드의 냉각 표면적을 증대시켜 냉각효율을 향상시킬 수 있는 변압기용 부싱을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적은, 변압기의 외함에 형성된 결합공에 관통 결합되는 내.외측 애자를 포함하는 변압기용 부싱에 있어서, 내.외측 애자를 관통하여 결합되는 로드의 단부에 터미널이 일체로 성형되어 외측 애자의 외측에 구비되고, 로드의 내부에는 변압기 내의 절연유가 유동되는 냉각홈이 로드의 길이방향으로 형성되는 변압기용 부싱에 의해 달성된다.

그리고, 로드와 터미널은 알루미늄 합금에 의해 일체로 성형되는 바, 로드와 터미널은, 0.2∼0.6중량％의 실리콘(Si)과, 0.35중량％ 이하의 철(Fe), 0.10중량％ 이하의 구리(Cu), 0.10중량％ 이하의 망간(Mn), 0.45∼0.5중량％의 마그네슘(Mg), 0.10중량％ 이하의 아연(Zn), 0.10중량％ 이하의 크롬(Cr), 0.10중량％ 이하의 티타늄(Ti) 및 잔부의 알루미늄(Al)을 포함하는 알루미늄 합금(Al6063)에 의해 일체로 성형될 수 있다.

또, 로드와 터미널은, 6.5∼7.5중량％의 실리콘(Si)과, 0.55중량％ 이하의 철(Fe), 0.25중량％ 이하의 구리(Cu), 0.35중량％ 이하의 망간(Mn), 0.25∼0.45중량％의 마그네슘(Mg), 0.35중량％ 이하의 아연(Zn), 0.10중량％ 이하의 니켈(Ni), 및 잔부의 알루미늄(Al)을 포함하는 알루미늄 합금(AC4C)에 의해 일체로 성형될 수도 있다.

또, 로드와 터미널은, 6.5∼7.5중량％의 실리콘(Si)과, 0.55중량％ 이하의 철(Fe), 0.25중량％ 이하의 구리(Cu), 0.35중량％ 이하의 망간(Mn), 0.25∼0.45중량％의 마그네슘(Mg), 0.35중량％ 이하의 아연(Zn), 0.10중량％ 이하의 니켈(Ni), 및 잔부의 알루미늄(Al)을 포함하는 알루미늄 합금(CLM9)에 의해 일체로 성형될 수도 있다.

본 발명의 변압기용 부싱에 따르면, 내.외측 애자의 내부에 구비되는 로드와 터미널을 알루미늄 재질로서 일체로 형성하여 줌으로써, 변압기 내부의 전압을 외부로 인가시킬 때 전압의 전도 과정에서 발생되는 다운 현상을 해소하여 전기적 손실을 방지할 수 있고, 전압의 병목 현상을 해소하여 열 발생을 방지할 수 있으며, 동 재질과 유사한 전도율을 가짐에도 불구하고 동 재질에 비해 에너지 손실 및 원가를 절감시킬 수 있고, 부품의 마모 및 변형을 방지할 수 있는 장점이 있다.

그리고, 본 발명에 따르면, 로드의 내부에 절연유가 유동되는 냉각홈이 형성됨으로써, 변압기 내의 절연유와 접촉되는 로드의 표면적이 증대되므로 로드의 냉각효율을 향상시킬 있는 장점이 있다.

도 1은 종래의 변압기용 부싱을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 변압기용 부싱을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 변압기용 부싱을 도시한 분리도이다.
도 4는 본 발명에 따른 변압기용 부싱에 구비되는 로드의 단면 구성도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

첨부도면 도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 변압기용 부싱을 도시한 도면이다.

본 발명에 따른 변압기용 부싱(100)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 변압기의 외함(10)에 형성된 결합공(11)에는 패킹(150)을 매개로 한 쌍의 애자가 관통 결합되어 구비된다.

이러한 한 쌍의 애자는 외함(10)의 내부에 구비되는 내측 애자(120)와, 외함(10)의 외측에 구비되는 외측 애자(110)를 포함하고, 외측 애자(110)의 하단부에는 결합돌부(111)가 돌출 형성되며, 내측 애자(120)의 상단부에는 결합요홈(121)이 형성되어, 결합돌부(111)와 결합요홈(121)의 결합에 의해 외측 애자(110)와 내측 애자(120)가 결합된다.

이와 같이 결합되는 내.외측 애자(110)(120)와 외함(10) 사이에는 패킹(150)이 구비되어 기밀을 유지하게 되는데, 외측 애자(110)의 결합돌부(111)는 패킹(150)을 관통하여 내측 애자(120)의 결합요홈(121)에 삽입되어 결합된다.

그리고, 이와 같이 구비되는 내.외측 애자(110)(120)의 중심부에는 변압기 내부의 권선 단자와 결합되는 전도성 로드(130)가 관통 결합되고, 로드(130)의 상단부에는 외측 애자(110)의 외부로 돌출되는 터미널(140)이 일체로 형성된다.

이러한 터미널(140)에는 외부 도선을 연결하여 고정시킬 수 있는 클램프(141)가 터미널(140)에 볼팅 결합되어 구비된다.

한편, 본 발명에서는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 로드(130)와 터미널(140)을 알루미늄 합금으로서 일체로 성형하고, 이의 성형방법은 다이캐스팅으로 정밀하게 주조된 주물을 단조 가공하여 로드(130)와 터미널(140)을 일체형으로 성형할 수 있다.

그리고, 이와 같이 일체형으로 형성되는 로드(130)의 내부에는 변압기 내부에 충진되어 있는 절연유가 출입되어 유동되면서 로드(130)를 냉각시킬 수 있도록 된 냉각홈(130a)이 로드(130)의 길이방향으로 형성된다.

따라서, 냉각홈(130a)에 의해서 변압기 내부에서 절연유와 접촉되는 로드(130)의 표면적이 증대되어 냉각효율이 향상된다.

한편, 로드(130)와 터미널(140)의 일체형 소재인 알루미늄 합금은, 성형가공성이 좋고 내식성 및 강도가 우수한 알루미늄 합금(Al6063) 또는 비중이 낮고 내식성이 우수한 알루미늄 합금(AC4C) 또는 전술한 알루미늄 합금(AC4C) 보다 비중이 더 낮고 염수에 강하며 내식성이 우수한 알루미늄 합금(CLM9) 등으로 구성될 수 있다.

특히, 알루미늄 합금(Al6063)은, 0.2∼0.6중량％의 실리콘(Si)과, 0.35중량％ 이하의 철(Fe), 0.10중량％ 이하의 구리(Cu), 0.10중량％ 이하의 망간(Mn), 0.45∼0.5중량％의 마그네슘(Mg), 0.10중량％ 이하의 아연(Zn), 0.10중량％ 이하의 크롬(Cr), 0.10중량％ 이하의 티타늄(Ti) 및 잔부의 알루미늄(Al)을 포함한다.

또, 알루미늄 합금(AC4C)은, 6.5∼7.5중량％의 실리콘(Si)과, 0.55중량％ 이하의 철(Fe), 0.25중량％ 이하의 구리(Cu), 0.35중량％ 이하의 망간(Mn), 0.25∼0.45중량％의 마그네슘(Mg), 0.35중량％ 이하의 아연(Zn), 0.10중량％ 이하의 니켈(Ni), 및 잔부의 알루미늄(Al)을 포함한다.

그리고, 알루미늄 합금(CLM9)은, 6.5∼7.5중량％의 실리콘(Si)과, 0.55중량％ 이하의 철(Fe), 0.25중량％ 이하의 구리(Cu), 0.35중량％ 이하의 망간(Mn), 0.25∼0.45중량％의 마그네슘(Mg), 0.35중량％ 이하의 아연(Zn), 0.10중량％ 이하의 니켈(Ni), 및 잔부의 알루미늄(Al)을 포함한다.

한편, 로드(130)와 터미널(140)의 표면에 대해 주석, 동, 은, 금 등 그 밖의 재질을 이용하여 도금처리 할 수도 있다.

한편, 상기와 같이 알루미늄 합금으로 일체 성형되는 로드(130)와 터미널(140)은 동과 같은 우수한 전도성을 갖는 한편 경도와 강도 및 내식성이 우수하여, 로드(130) 하부의 나사산에 내.외측 애자(110)(120)를 결합 고정하는 로크너트를 반복적으로 풀고 조임에도 나사산의 마모 및 변형을 방지하여 풀림을 방지할 수 있다.

따라서, 본 발명의 변압기용 부싱(100)에서는 로드(130)와 터미널(140)을 일체로 형성함과 더불어 일체형의 로드(130)와 터미널(140)을 동일한 재질의 알루미늄 합금으로 성형함으로써 변압기 내부의 전압을 부싱(100)의 로드(130)와 터미널(140)을 통해 외부로 인가시킬 때, 로드(130)와 터미널(140)이 동일한 재질로 일체로 성형되므로 전압의 전도 과정에서 발생되던 전압의 다운 현상이 없어져 전기적 손실을 방지할 수 있고, 로드(130)와 터미널(140)이 동일한 재질로 일체형으로 형성되므로 전압의 병목 현상이 없어져 에너지 손실을 절감할 수 있고 열 발생을 방지할 수 있다.

게다가, 알루미늄 합금으로 성형된 로드(130)와 터미널(140)은 동 재질과 유사한 전도율을 갖는 한편 동 재질에 비해 에너지 손실 및 원가를 절감시킬 수 있게 된다.

그리고, 로드(130)의 내부에 냉각홈(130a)이 형성되어 있으므로, 변압기 내의 절연유가 로드(130)의 외측면 뿐만 아니라 냉각홈(130a)을 통해서 내측면에도 접촉됨으로써 절연유와 접촉되는 로드(130)의 표면적이 증대되어 로드(130)가 신속하게 냉각되므로 로드(130)의 냉각효율을 향상시킬 수 있게 된다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상을 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

따라서, 본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.

10 : 외함 11 : 결합공
100 : 부싱 110 : 외측 애자
111 : 결합돌부 120 : 내측 애자
121 : 결합요홈 130 : 로드
130a : 냉각홈 140 : 터미널
141 : 클램프 150 : 패킹

Claims

변압기의 외함(10)에 형성된 결합공(11)에 관통 결합되는 내.외측 애자 (120,110)를 포함하는 변압기용 부싱에 있어서,
상기 내.외측 애자(120, 110)를 관통하여 결합되는 로드(130)의 단부에 터미널(140)이 일체로 성형되어 외측 애자(110)의 외측에 구비되며,
상기 로드(130)의 내부에는 변압기 내의 절연유가 유동되는 냉각홈(130a)이 로드의 길이방향으로 형성되되, 상기 로드(130)와 터미널(140)은, 0.2∼0.6중량％의 실리콘(Si)과, 0.35중량％ 이하의 철(Fe), 0.10중량％ 이하의 구리(Cu), 0.10중량％ 이하의 망간(Mn), 0.45∼0.5중량％의 마그네슘(Mg), 0.10중량％ 이하의 아연(Zn), 0.10중량％ 이하의 크롬(Cr), 0.10중량％ 이하의 티타늄(Ti) 및 잔부의 알루미늄(Al)을 포함하는 알루미늄 합금(Al6063)에 의해 일체로 성형되는 변압기용 부싱.
삭제
변압기의 외함(10)에 형성된 결합공(11)에 관통 결합되는 내.외측 애자 (120,110)를 포함하는 변압기용 부싱에 있어서,
상기 내.외측 애자(120, 110)를 관통하여 결합되는 로드(130)의 단부에 터미널(140)이 일체로 성형되어 외측 애자(110)의 외측에 구비되며,
상기 로드(130)의 내부에는 변압기 내의 절연유가 유동되는 냉각홈(130a)이 로드의 길이방향으로 형성되되, 상기 로드(130)와 터미널(140)은, 6.5∼7.5중량％의 실리콘(Si)과, 0.55중량％ 이하의 철(Fe), 0.25중량％ 이하의 구리(Cu), 0.35중량％ 이하의 망간(Mn), 0.25∼0.45중량％의 마그네슘(Mg), 0.35중량％ 이하의 아연(Zn), 0.10중량％ 이하의 니켈(Ni), 및 잔부의 알루미늄(Al)을 포함하는 알루미늄 합금(AC4C)에 의해 일체로 성형되는 변압기용 부싱.
변압기의 외함(10)에 형성된 결합공(11)에 관통 결합되는 내.외측 애자 (120,110)를 포함하는 변압기용 부싱에 있어서,
상기 내.외측 애자(120, 110)를 관통하여 결합되는 로드(130)의 단부에 터미널(140)이 일체로 성형되어 외측 애자(110)의 외측에 구비되며,
상기 로드(130)의 내부에는 변압기 내의 절연유가 유동되는 냉각홈(130a)이 로드의 길이방향으로 형성되되, 상기 로드(130)와 터미널(140)은 6.5∼7.5중량％의 실리콘(Si)과, 0.55중량％ 이하의 철(Fe), 0.25중량％ 이하의 구리(Cu), 0.35중량％ 이하의 망간(Mn), 0.25∼0.45중량％의 마그네슘(Mg), 0.35중량％ 이하의 아연(Zn), 0.10중량％ 이하의 니켈(Ni), 및 잔부의 알루미늄(Al)을 포함하는 알루미늄 합금(CLM9)에 의해 일체로 성형되는 변압기용 부싱.