KR101559652B1 - Bus duct reducing the eddy current loss - Google Patents

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    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
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Abstract

본 발명은 하이브리드형 외함을 이용한 와류 손실 저감 버스 덕트를 개시한다. 일 실시예에 의한 버스 덕트는, 적어도 일 부분이 비자성체로 형성되고, 다른 부분은 자성체로 형성되는 외함; 및 상기 외함 내부에 수용되며, 전류가 흐르는 버스바를 포함할 수 있다.The present invention discloses a vortex loss reduction bus duct using a hybrid type enclosure. The bus duct according to one embodiment includes an enclosure, at least a portion of which is formed of a non-magnetic material, and the other portion of which is formed of a magnetic material; And a bus bar accommodated in the enclosure, through which current flows.

Description

와류 손실 저감 버스 덕트{BUS DUCT REDUCING THE EDDY CURRENT LOSS}{BUS DUCT REDUCING THE EDDY CURRENT LOSS}

본 발명은 와류 손실을 저감하는 버스 덕트에 관한 것이고, 보다 상세하게는 버스 덕트의 버스 바를 수용하는 외함에서의 온도 상승을 최소화하기 위해, 외함의 일부분을 비자성체로 형성하는 버스 덕트에 관한 것이다.The present invention relates to a bus duct that reduces eddy current loss, and more particularly to a bus duct that forms a portion of an enclosure into a non-magnetic body to minimize temperature rise in the enclosure housing the bus bar of the bus duct.

일반적으로 버스 덕트(BUS DUCT)는 구리 재질의 버스바를 이용하여 공장이나 빌딩 등에서 전기실로부터 단위 배전영역으로 대용량을 전력을 공급한다. 특히, 버스 덕트 내부를 지나가는 다수의 버스바 사이의 간격을 띄워서 주변 공기에 의해 절연을 수행하는 공기 절연 방식이 주로 사용되며, 버스바는 외함으로 둘러싸여 있다. 버스 덕트는 산업 시설 및 빌딩의 대형화에 따른 전력 계통의 안전성을 확보하는데 있어서 양질의 전기 에너지를 효율적으로 공급할 수 있는 전력기기이다. 버스 덕트에서 전류를 이송하는 도선에 해당하는 것이 버스바이며, 버스바에는 대 전류가 통전된다. 버스바에 대 전류가 흐르면 이에 상응하는 고자기장이 발생하며, 이러한 고자기장은 버스바를 둘러싸는 외함에 와전류를 발생시키게 된다. 이러한 와전류는 버스 덕트의 외함에 열을 생성하고 온도를 상승시킬 수 있다.BUS DUCT generally uses a copper bus bar to supply large capacity from the electrical room to the unit distribution area in factories and buildings. In particular, an air-insulating method is used in which an interval is made between a plurality of bus bars passing through the inside of a bus duct to perform insulation by ambient air, and the bus bar is surrounded by an enclosure. Bus duct is an electric power equipment that can efficiently supply high quality electric energy in securing the safety of electric power system due to the enlargement of industrial facilities and buildings. A bus bar corresponds to a lead that carries current in a bus duct, and a large current is supplied to the bus bar. When a large current flows through the bus bar, a corresponding high magnetic field is generated, which causes an eddy current in the enclosure surrounding the bus bar. These eddy currents can create heat in the enclosure of the bus duct and raise the temperature.

이와 같은 버스 덕트에서의 발열은 버스바의 송전 용량을 제한시키는 문제점이 있었다. Such heat generation in the bus duct has a problem of limiting the transmission capacity of the bus bar.

특히, 버스 덕트의 외함은 원가가 비교적 저렴한 스틸(steel)을 사용하는데, 스틸은 자성체로서 자기장을 가두는 작용을 하여 외함에 자기장을 밀집시키고, 이러한 자기장에 의하여 와전류가 발생하게 되어 열 손실이 발생하는 문제가 있었다.In particular, the enclosure of the bus duct uses steel, which is relatively inexpensive in cost, and the steel acts as a magnetic body to confine the magnetic field, causing the magnetic field to be concentrated in the enclosure, and eddy current is generated by this magnetic field, There was a problem.

본 발명은 제작 비용은 저렴하게 하면서 발열 및 손실을 줄일 수 있는 버스 덕트를 제공하고자 한다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention provides a bus duct capable of reducing heat generation and loss while reducing manufacturing costs.

본 발명의 일 실시예에 따른 와류 손실 저감 버스 덕트는, 적어도 일 부분이 비자성체로 형성되고, 다른 부분은 자성체로 형성되는 외함; 및 상기 외함 내부에 수용되며, 전류가 흐르는 버스 바를 포함할 수 있다.The vortex loss mitigation bus duct according to an embodiment of the present invention includes an enclosure having at least one portion formed of a nonmagnetic material and the other portion formed of a magnetic material; And a bus bar accommodated in the enclosure, through which current flows.

또한, 상기 버스바에 전류가 흐르면 상기 버스바 주변에 자기장이 발생하고, 상기 외함에서 비자성체로 형성되는 부분은 자기장이 가장 크게 발생하는 부분을 포함할 수 있다.In addition, when a current flows through the bus bar, a magnetic field is generated around the bus bar, and a portion formed as a non-magnetic body in the enclosure may include a portion where a magnetic field is generated most.

또한, 상기 외함의 내부에는 상기 버스바가 수용될 수 있는 중공부가 형성되고, 상기 외함의 단면은 속이 빈 직사각형으로 형성될 수 있다.In addition, a hollow portion in which the bus bar can be accommodated may be formed inside the enclosure, and a cross section of the enclosure may be formed as a hollow rectangle.

또한, 상기 외함에서 비자성체로 형성되는 부분은 스테인리스스틸 또는 알루미늄 재질로 형성되고, 자성체로 형성되는 부분은 스틸 재질로 형성될 수 있다.
In addition, the portion formed of the non-magnetic material in the enclosure may be formed of stainless steel or aluminum, and the portion formed of magnetic material may be formed of steel material.

또한, 상기 버스바는 적어도 하나 이상 구비되며, 납작한 직육면체 형상의 도체로 형성될 수 있다.Also, at least one bus bar may be provided, and the bus bar may be formed in a flat rectangular parallelepiped shape.

또한, 상기 버스바의 납작한 면이 상기 외함의 상면 및 하면과 마주하는 경우에는 상기 외함의 양측면이 비자성체로 형성될 수 있다.In addition, when the flat surface of the bus bar faces the upper and lower surfaces of the enclosure, both side surfaces of the enclosure may be formed of a non-magnetic material.

또한, 상기 버스바의 납작한 면이 상기 외함의 양 측면과 마주하는 경우에는 상기 외함의 상면 및 하면이 비자성체로 형성될 수 있다.In addition, when the flat surface of the bus bar faces opposite side surfaces of the enclosure, the upper surface and the lower surface of the enclosure may be formed of a non-magnetic material.

또한, 상기 버스바의 납작한 면이 상기 외함의 상면 및 하면과 기설정된 각도를 이루며 경사지게 설치될 수 있다.In addition, the flat surface of the bus bar may be inclined with respect to the upper and lower surfaces of the enclosure at predetermined angles.

본 발명에 의하면, 버스 덕트의 외함에서 자기장이 비교적 크게 발생하는 부분을 비자성체로 형성하므로써, 버스덕트의 외함에서 발생하는 발열 및 손실을 저감시킬 수 있다.According to the present invention, the portion where the magnetic field is relatively large in the outer casing of the bus duct is formed into a non-magnetic body, so that heat generation and loss generated in the outer casing of the bus duct can be reduced.

또한, 버스 덕트의 외함 전체를 비자성체로 형성하는 것보다 버스 덕트의 외함 가운데 자기장이 크게 발생하는 부분을 주로 비자성체로 형성하여 제작 비용은 크게 늘어나지 않으면서 버스덕트 외함에서 발생하는 발열 및 손실을 줄일 수 있다.Also, since the entire portion of the bus duct is formed as a non-magnetic body, the portion where the magnetic field is largely generated in the enclosure of the bus duct is formed as a non-magnetic body, so that the heat generation and loss occurring in the bus duct enclosure Can be reduced.

또한, 버스 덕트의 외함에서 발생하는 열 손실이 줄어듦에 따라 구조적으로 버스 덕트의 안정성이 향상되고, 에너지 효율성이 증가될 수 있다.In addition, as the heat loss from the enclosure of the bus duct decreases, the stability of the bus duct can be structurally improved and energy efficiency can be increased.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 버스 덕트의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 버스 덕트의 단면도이다.
도 3은 종래의 버스 덕트 버스바에 대전류 통전 시 자기장 분포를 도시하는 도면이다.
도 4는 종래의 버스 덕트 외함의 손실에 의해 발생한 열 분포를 도시하는 도면이다.
도 5는 종래의 버스 덕트 외함에서의 손실 분포를 도시하는 도면이다.
도 6은 버스 덕트에서 외함 재질에 따른 최대 자기장 값을 나타내는 그래프이다.
도 7은 버스 덕트에서 외함 재질에 따른 와류 손실 값을 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 버스 덕트의 자기장 분포를 도시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 개선된 버스 덕트와 종래의 버스 덕트의 최대 자기장 값을 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 버스 덕트의 손실 분포를 도시하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 버스 덕트와 종래의 버스 덕트의 손실 값을 나타내는 그래프이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 버스 덕트에 적용된 버스바의 배치 모양을 도시하는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 버스바의 각도에 따른 버스 덕트의 손실값을 나타낸 그래프이다.1 is a perspective view of a bus duct according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of a bus duct according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing a magnetic field distribution in a conventional bus duct bus bar when a large current is supplied.
Fig. 4 is a view showing a heat distribution caused by loss of a conventional bus duct enclosure. Fig.
5 is a diagram showing a loss distribution in a conventional bus duct enclosure.
6 is a graph showing the maximum magnetic field value according to the material of the enclosure in the bus duct.
7 is a graph showing the eddy current loss value according to the material of the enclosure in the bus duct.
8 is a diagram showing a magnetic field distribution of a bus duct according to an embodiment of the present invention.
9 is a graph showing the maximum magnetic field values of an improved bus duct and a conventional bus duct according to an embodiment of the present invention.
10 is a diagram showing a loss distribution of a bus duct according to an embodiment of the present invention.
11 is a graph illustrating loss values of a bus duct and a conventional bus duct according to an embodiment of the present invention.
12 is a view showing the arrangement of bus bars applied to a bus duct according to an embodiment of the present invention.
13 is a graph illustrating loss values of a bus duct according to an angle of a bus bar according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상이 그와 같은 실시예에 제한되지 않고, 본 발명의 사상은 실시예를 이루는 구성요소의 부가, 변경 및 삭제 등에 의해서 다르게 제안될 수 있을 것이나, 이 또한 발명의 사상에 포함되는 것이다.
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the spirit of the present invention is not limited to such embodiments, and the spirit of the present invention may be proposed differently by adding, modifying and deleting constituent elements constituting the embodiment, .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 버스 덕트의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 버스 덕트의 단면도이다.FIG. 1 is a perspective view of a bus duct according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of a bus duct according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 버스 덕트(1)는 외함(10)과, 버스바(20)를 포함한다.1 and 2, a bus duct 1 according to an embodiment of the present invention includes an enclosure 10 and a bus bar 20.

외함(10)은 버스 덕트(1)의 외관을 형성하며, 버스바(20)를 수용하여 외부로부터 보호할 수 있다.The enclosure 10 forms the appearance of the bus duct 1 and can receive the bus bar 20 and protect it from the outside.

외함(10)은 길게 연장되는 직육면체 형상, 즉 덕트 형상으로 형성될 수 있고, 외함(10)의 내부에는 버스바(20)가 수용될 수 있는 빈 공간인 중공부가 형성될 수 있다. 외함(10)은 얇은 두께로 형성되어, 내부에 버스바(20)가 수용될 수 있는 공간이 충분히 크게 형성될 수 있다.The enclosure 10 may be formed as a rectangular parallelepiped extending in a long direction, that is, a duct shape, and a hollow portion, which is an empty space in which the bus bar 20 can be accommodated, may be formed inside the enclosure 10. The enclosure 10 is formed to have a small thickness, and a space in which the bus bar 20 can be accommodated therein can be formed sufficiently large.

외함(10)은 내부의 버스바(20)를 보호하는 역할을 하므로, 비교적 강도가 큰 금속 재질로 형성되는 것이 바람직하다. Since the enclosure 10 serves to protect the inner bus bar 20, it is preferable that the enclosure 10 is made of a metal material having relatively high strength.

외함(10)에는 버스바(20)에 흐르는 전류에 의하여 발생하는 자기장에 의하여 와전류가 발생할 수 있다. 외함(10)에 발생하는 와전류는 열을 발생하여 외함(10)의 온도를 상승시킬 수 있다. 외함(10)에서의 이러한 발열은 버스바(20)의 송전 용량을 제한하는 것은 상술하였다. An eddy current may be generated in the enclosure 10 due to the magnetic field generated by the current flowing through the bus bar 20. [ The eddy currents generated in the enclosure 10 generate heat to raise the temperature of the enclosure 10. This heat generation in the enclosure 10 has been described above to limit the transmission capacity of the bus bar 20.

외함(10)이 자성체로 형성되면, 버스바(20)에 흐르는 전류에 의하여 발생하는 자기장이 외함(10), 즉 상기 자성체에 갇힐 수 있다. 이러한 자기장에 의하여 외함(10)에 흐르는 와전류가 발생할 수 있고, 이러한 와전류는 외함(10)에 열을 발생시킬 수 있기 때문에, 외함(10) 가운데 자기장이 많이 발생하는 부분은 스틸(steel) 등의 자성체가 아닌 스테인리스 스틸(stainless steel) 등의 비자성체로 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 외함(10)의 일부를 비자성체로 제작함으로써 와전류를 감소시킬 수 있다. 물론, 외함(10) 전체가 비자성체로 형성되면 가장 바람직하겠지만, 일반적으로 스테인리스 스틸(stainless steel) 등의 비자성체가 스틸 등의 자성체에 비하여 가격이 비싸기 때문에, 외함(10) 전체가 비자성체로 형성되면 버스 덕트(1)의 가격 및 설치 비용이 너무 비싸지는 문제가 있다. 일례로, 비자성체인 스테인리스 스틸의 가격은 자성체인 스틸의 가격의 대략 3배 이상 비싸다. When the enclosure 10 is formed of a magnetic body, a magnetic field generated by a current flowing through the bus bar 20 can be trapped in the enclosure 10, that is, the magnetic body. Because of this magnetic field, eddy currents may flow in the enclosure 10, and such eddy currents can generate heat in the enclosure 10, so that a part of the enclosure 10 where a large magnetic field is generated is made of steel It is preferably formed of a non-magnetic material such as stainless steel instead of a magnetic material. As described above, by making a part of the enclosure 10 made of a non-magnetic material, the eddy current can be reduced. Of course, it is most preferable if the entire enclosure 10 is formed of a non-magnetic material. However, since the non-magnetic material such as stainless steel is generally more expensive than the magnetic material such as steel, There is a problem that the cost and installation cost of the bus duct 1 becomes too high. For example, the price of non-magnetic stainless steel is about three times higher than the cost of steel, which is a magnetic material.

따라서, 외함(10)에서 다른 부분보다 큰 자기장이 발생되는 부분만 비자성체 재질로 제작하고, 비교적 작은 자기장이 발생되는 부분은 자성체 재질로 형성하는 것이 버스 덕트(1)의 제작 원가는 크게 높이지 않으면서, 외함(10)에서 발생하는 와류 손실을 크게 줄일 수 있는 효과가 있다. Therefore, only the portion of the enclosure 10 where a magnetic field larger than the other portion is generated is made of a nonmagnetic material, and the portion where a relatively small magnetic field is generated is formed of a magnetic material. The production cost of the bus duct 1 is greatly increased The vortex loss generated in the enclosure 10 can be significantly reduced.

다시 말해, 외함(10)은 일 부분이 비자성체로 형성되고, 다른 부분은 자성체로 형성될 수 있다. 외함(10)에서 비자성체로 형성되는 부분은 스테인리스스틸 또는 알루미늄 재질로 형성될 수 있으며, 자성체로 형성되는 부분은 스틸 재질로 형성될 수 있다. 버스바(20)는 납작한 직육면체의 막대 형상으로 형성될 수 있고, 외함(10) 내부에서 길게 연장될 수 있다. In other words, the enclosure 10 may be formed of a non-magnetic body at one portion and a magnetic body at another portion. The portion of the enclosure 10 formed of a non-magnetic material may be formed of stainless steel or aluminum, and the portion formed of a magnetic material may be formed of a steel material. The bus bar 20 may be formed into a rod shape having a flat rectangular parallelepiped shape and may be elongated in the inside of the enclosure 10.

버스바(20)는 대전류를 통전시킬 수 있고, 전력을 수전 및 배전하는 변전기에서 배전반까지 혹은, 배전반에서 배전반으로의 전기공급이 이루어지는 경로에서 전기를 원할하게 공급할 수도 있다. 버스바(20)는 구리 등의 전류가 흐를 수 있는 도체로 형성될 수 있다. The bus bar 20 can energize a large current, and can smoothly supply electricity from the electric power receiving and distributing power to the power distribution board, or from the power distribution board to the power distribution board. The bus bar 20 may be formed of a conductor through which current such as copper can flow.

버스바(20)는 외함(10)의 내부에 적어도 하나 이상 수용될 수 있고, 각각의 버스바(20)는 서로 기설정된 간격만큼 이격되어 배치될 수 있다. 일례로, 도 2를 참조하면 세 개의 버스바(20), 즉 제1 내지 제3 버스바(21, 22, 23)가 기설정된 간격만큼 이격되어 배치된 것을 확인할 수 있다. At least one bus bar 20 may be accommodated in the interior of the enclosure 10, and each bus bar 20 may be spaced apart from each other by a predetermined interval. For example, referring to FIG. 2, it can be seen that three bus bars 20, that is, first to third bus bars 21, 22, and 23 are spaced apart from each other by a predetermined interval.

또한, 제1 내지 제3 버스바(21, 22, 23) 각각은 두 개의 서로 평행하는 납작한 직육면체로 구성되는 2 병렬 구조로 설치될 수 있다. 상세히, 제1 버스바(21)는 상부 연장부(211) 및 상부 연장부(211)와 기설정된 간격만큼 이격되어 아래에 위치하는 하부 연장부(212)를 포함할 수 있다. 제2 및 제3 버스바(22, 23)도 제1 버스바(21)와 같은 상부 연장부 및 하부 연장부로 구성될 수 있음은 물론이다.In addition, each of the first to third bus bars 21, 22, and 23 may be installed in a two-parallel structure composed of two parallel rectangular parallelepipeds. In detail, the first bus bar 21 may include an upper extension 211 and a lower extension 212, spaced apart from the upper extension 211 by a predetermined distance. It should be understood that the second and third bus bars 22 and 23 may also be composed of an upper extension and a lower extension, such as the first bus bar 21.

도 2를 참조하면, 제1 버스바(21)의 상부 연장부(211) 및 하부 연장부(212)는 외함(10)의 상하면(11)과 평행하게 배치되고, 외함(10)의 측면(12)과 수직하게 배치될 수 있다. 2, the upper extension 211 and the lower extension 212 of the first bus bar 21 are disposed in parallel with the upper and lower surfaces 11 of the enclosure 10, 12).

버스바(20)에 전류가 흐르게 되면, 버스바(20) 주변에 흐르는 전류에 상응하는 자기장이 발생하게 되고, 이러한 자기장은 외함(10)에 와전류를 발생시켜 온도가 상승하는 원인이 된다. 따라서, 버스바(20)에 전류가 흐를 때, 외함(10)에서 자기장이 크게 발생되는 부분을 비자성체로 형성함으로써 자기장을 감소시킬 수 있고, 자기장으로 인해 발생되는 와전류 또한 감소시킬 수 있는 것은 상술한 바와 같다. When a current flows through the bus bar 20, a magnetic field corresponding to the current flowing around the bus bar 20 is generated. This magnetic field causes an eddy current to be generated in the enclosure 10, thereby causing the temperature to rise. Therefore, when a current flows through the bus bar 20, the magnetic field can be reduced by forming a portion in which the magnetic field is largely generated in the enclosure 10 as a non-magnetic material, and the eddy current generated by the magnetic field can also be reduced. As shown above.

도 1 및 도 2와 같이 버스바(20)의 상부 연장부 및 하부 연장부가 외함(10)의 상하면(11)과 평행하게 배치되고, 외함(10)의 양 측면(12)과 수직하게 배치되는 경우, 즉 버스바(20)의 납작한 면이 외함(10)의 상하면과 마주하는 경우에, 실험에 따르면 외함(10)의 양 측면(12)이 외함(10)의 상하면(11)에 비하여 와류 손실이 크게 발생하는 것을 확인할 수 있다. 1 and 2, the upper and lower extension portions of the bus bar 20 are disposed in parallel with the upper and lower surfaces 11 of the enclosure 10 and are disposed perpendicular to both sides 12 of the enclosure 10 It has been experimentally found that both sides 12 of the enclosure 10 are vortexed relative to the upper and lower surfaces 11 of the enclosure 10 when the flat surface of the bus bar 20 faces the upper and lower surfaces of the enclosure 10, It can be confirmed that a large loss occurs.

따라서, 버스바(20)의 상부 연장부 및 하부 연장부가 외함(10)의 상하면(11)과 평행하게 배치되고, 외함(10)의 양 측면(12)과 수직하게 배치되는 경우, 외함(10)의 양 측면(12), 즉 우측면 및 좌측면을 비자성체로 형성하고, 외함(10)의 상하면(11)을 자성체로 형성하는 것이 바람직하다. 이에 대한 자세한 설명은 후술한다. When the upper and lower extension portions of the bus bar 20 are disposed in parallel with the upper and lower surfaces 11 of the enclosure 10 and are disposed perpendicularly to both sides 12 of the enclosure 10, That is, the right side and the left side are formed of a nonmagnetic material, and the upper and lower surfaces 11 of the enclosure 10 are formed of a magnetic material. A detailed description thereof will be described later.

이와 반대로, 버스바(20)의 납작한 면이 외함(10)의 양 측면과 마주하는 경우에는 외함(10)의 상면 및 하면이 양 측면 에 비하여 와류 손실이 크게 발생하는 것을 확인할 수 있다. On the contrary, when the flat surface of the bus bar 20 faces both sides of the enclosure 10, it can be seen that the upper and lower surfaces of the enclosure 10 have larger vortex losses than both sides.

따라서, 버스바(20)의 상부 연장부 및 하부 연장부가 외함(10)의 양 측면(12)과 평행하게 배치되고, 외함(10)의 상하면(11)과 수직하게 배치되는 경우, 외함(10)의 상하면(11), 즉 상면 및 하면을 비자성체로 형성하고, 외함(10)의 양 측면(12)을 자성체로 형성하는 것이 바람직하다.When the upper and lower extension portions of the bus bar 20 are arranged in parallel with both sides 12 of the enclosure 10 and are disposed perpendicular to the upper and lower surfaces 11 of the enclosure 10, The upper and lower surfaces 11 and the lower surface 11 are preferably made of a nonmagnetic material and both side surfaces 12 of the enclosure 10 are formed of a magnetic material.

도 3은 종래의 버스 덕트의 버스바에 대전류 통전 시 자기장 분포를 도시하는 도면이다.3 is a diagram showing a magnetic field distribution when a large current is supplied to a bus bar of a conventional bus duct.

도 3을 참조하면, 종래와 같이 버스 덕트의 외함 전체가 자성체로 형성되는 경우 버스바에 전류가 흐를 때의 버스 덕트 내부의 자기장 분포를 확인할 수 있다.Referring to FIG. 3, if the entire enclosure of the bus duct is formed of a magnetic material as in the prior art, the magnetic field distribution inside the bus duct when a current flows through the bus bar can be confirmed.

버스 덕트의 외함 전체가 스틸과 같은 자성체로 형성되고, 외함의 단면이 직사각형 형상으로 형성되며, 버스바가 외함의 상하면과 평행하여 배치되는 경우, 버스바 주변 및 버스바 사이의 공간에 자기장이 많이 분포하는 것을 확인할 수 있고, 특히 외함의 상면이나 하면보다 양 측면에 자기장이 더 크게 분포하는 것을 확인할 수 있다.When the entire outer surface of the bus duct is formed of a magnetic material such as steel and the cross section of the outer case is formed in a rectangular shape and the bus bar is disposed in parallel with the upper and lower surfaces of the enclosure, It can be confirmed that the magnetic field is distributed more widely on both sides than the upper and lower surfaces of the enclosure.

도 4는 종래의 버스 덕트 외함의 손실에 의해 발생한 열 분포를 도시하는 도면이고, 도 5는 종래의 버스 덕트 외함에서의 손실 분포를 도시하는 도면이다.FIG. 4 is a view showing a heat distribution caused by a loss of a conventional bus duct enclosure, and FIG. 5 is a diagram showing a loss distribution in a conventional bus duct enclosure.

도 4 및 도 5를 참조하면, 스틸 등의 자성체로 형성된 외함의 손실에 의한 열 분포 및 와류 손실 분포를 알 수 있다.Referring to FIGS. 4 and 5, the heat distribution and the vortex loss distribution due to the loss of the enclosure formed of a magnetic material such as steel can be known.

버스바에 전류가 흐를 때 생성되는 고자기장에 의한 와전류가 외함에 흘러서 외함에 열을 발생시키게 된다. 이 때, 상기 외함의 양 측면, 즉 우측면 및 좌측면에서 외함의 상면 및 하면보다 더 많은 열이 발생하는 것을 확인할 수 있다.Eddy currents due to the high magnetic field generated when current flows through the bus bar flow into the enclosure and generate heat in the enclosure. At this time, it can be seen that more heat is generated than the upper and lower surfaces of the enclosure on both sides of the enclosure, that is, the right side and the left side.

또한, 외함의 모든 면이 스틸 등의 자성체로 형성되는 경우, 도 5를 참조하면 와전류에 의해 외함의 양 측면부에서 상하면보다 더 많은 와류 손실, 즉 전력 손실이 발생하는 것을 확인할 수 있다. In addition, when all the surfaces of the enclosure are formed of a magnetic material such as steel, it can be seen that the eddy current causes more vortex loss, that is, power loss on both sides of the enclosure than the upper and lower surfaces.

도 6은 버스 덕트에서 외함 재질에 따른 최대 자기장 값을 나타내는 그래프이다.6 is a graph showing the maximum magnetic field value according to the material of the enclosure in the bus duct.

도 6을 참조하면, 버스바의 상부 연장부 및 하부 연장부가 외함의 상하면과 평행하게 배치되고, 외함의 양 측면과 수직하게 배치되는 경우, 외함의 재질에 따른 버스 덕트의 최대 자기장 값을 비교할 수 있다. 외함의 재질을 자성체인 스틸인 경우에는 최대 약 0.9[T]의 자기장 값이 발생되는 것으로 나타나지만, 외함 재질이 비자성체인 스테인리스스틸을 사용했을 경우에는 최대 자장값이 0.3[T]보다 작게 측정되어 외함 재질이 자성체인 경우보다 훨씬 작은 값으로 나타나는 것을 확인할 수 있다.6, when the upper and lower extension portions of the bus bar are disposed in parallel with the upper and lower surfaces of the enclosure and are disposed perpendicular to both sides of the enclosure, the maximum magnetic field value of the bus duct according to the material of the enclosure can be compared have. However, when stainless steel with a non-magnetic material is used, the maximum magnetic field value is measured to be smaller than 0.3 [T]. It can be seen that the enclosure material is much smaller than that of the magnetic material.

도 7은 버스 덕트에서 외함 재질에 따른 와류 손실 값을 나타내는 그래프이다.7 is a graph showing the eddy current loss value according to the material of the enclosure in the bus duct.

도 7을 참조하면, 버스바의 상부 연장부 및 하부 연장부가 외함의 상하면과 평행하게 배치되고, 외함의 양 측면과 수직하게 배치되는 경우, 버스 덕트의 버스바에 대전류가 흐를 때, 버스 덕트의 외함의 각 부분에 대한 손실 값을 확인할 수 있다. 7, when the upper and lower extension portions of the bus bar are disposed in parallel to the upper and lower surfaces of the enclosure and are disposed perpendicularly to both sides of the enclosure, when a large current flows through the bus bars of the bus duct, The loss value can be confirmed for each part of the image.

외함을 스틸 재질의 자성체로 사용할 경우 좌, 우측의 전력 손실 값이 상, 하부 측의 전력 손실 값에 비해 큰 것으로 나타나며, 이는 스테인리스스틸 재질의 비자성체를 사용할 경우에도 동일하다. 그러나, 스테인리스스틸 재질의 비자성체를 사용할 경우 전체적인 손실 값이 자성체를 사용했을 때 보다 작게 나타나는 것을 확인할 수 있다.When the enclosure is used as a magnetic material made of steel, the power loss values on the left and right sides are larger than those on the upper and lower sides, which is the same when a non-magnetic material made of stainless steel is used. However, when the non-magnetic material made of stainless steel is used, the total loss value is smaller than that when the magnetic material is used.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 버스 덕트의 자기장 분포를 도시하는 도면이다.8 is a diagram showing a magnetic field distribution of a bus duct according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 도 3과 비교하였을 때, 외함이 자성체로만 형성된 종래의 버스 덕트의 최대 자기장 값이 약 0.996[T], 측면에서의 최대 자기장 값이 약 0.846[T]인 것에 반하여, 외함 재질을 비자성체와 자성체를 모두 사용하는 하이브리드(Hybrid) 형식으로 형성된 버스 덕트의 최대 자기장 값이 약 0.396[T], 측면에서의 최대 자기장 값이 약 0.0158[T]로 더 작은 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 8, in comparison with FIG. 3, the maximum magnetic field value of the conventional bus duct having the enclosure formed of only the magnetic body is about 0.996 [T] and the maximum magnetic field value at the side is about 0.846 [T] It can be seen that the maximum magnetic field value of the bus duct formed in the hybrid type using both the non-magnetic material and the magnetic material is about 0.396 [T] and the maximum magnetic field value at the side is about 0.0158 [T].

따라서, 버스바의 상부 연장부 및 하부 연장부가 외함의 상하면과 평행하게 배치되고, 외함의 양 측면과 수직하게 배치되는 조건 하에서, 버스 덕트의 외함의 양 측면이 비자성체로 형성되는 경우가 외함 전체가 자성체로 형성되는 경우보다 버스 덕트 내부의 최대 자기장 값 및 양 측면에서의 최대 자기장 값이 크게 감소하는 것을 확인할 수 있다. 이와 같이, 버스 덕트의 최대 자기장 값이 감소하면, 와류 손실이 감소하여 버스바의 송전용량이 증가되는 효과가 있다. Therefore, when both sides of the outer surface of the bus duct are formed of a non-magnetic material under the condition that the upper and lower extension portions of the bus bar are arranged in parallel with the upper and lower surfaces of the outer case, It can be seen that the maximum magnetic field value inside the bus duct and the maximum magnetic field value at both sides are greatly reduced as compared with the case where the magnetic body is formed of a magnetic body. As described above, when the maximum magnetic field value of the bus duct is reduced, the eddy current loss is reduced and the transmission capacity of the bus bar is increased.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 개선된 버스 덕트와 종래의 버스 덕트의 최대 자기장 값을 나타내는 그래프이다.9 is a graph showing the maximum magnetic field values of an improved bus duct and a conventional bus duct according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 스틸 재질을 사용하는 일반 버스 덕트에 비해 비자성체와 자성체를 혼합해 사용하는 하이브리드(Hybrid) 형식의 버스 덕트가 최대 자기장 값이 더 작은 것으로 나타난다.Referring to FIG. 9, a hybrid-type bus duct in which a non-magnetic body and a magnetic body are mixed with each other is smaller than a general bus duct using a steel material.

보다 상세히, 외함의 재질을 스틸 재질만을 사용하는 버스 덕트에 비하여, 외함의 재질을 비자체와 자성체를 함께 사용하는 하이브리드 형식의 버스 덕트가 최대 자기장 값이 대략 0.61[T] 정도 감소한 것을 확인할 수 있다. More specifically, it can be seen that the maximum magnetic field value of the hybrid type bus duct, which uses the non-self and the magnetic body together, is reduced by about 0.61 [T] compared to the bus duct using only the steel material as the material of the enclosure .

도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 버스 덕트의 손실 분포를 도시하는 도면이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 버스 덕트와 종래의 버스 덕트의 손실 값을 나타내는 그래프이다.FIG. 10 is a graph showing a loss distribution of a bus duct according to an embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a graph illustrating loss values of a bus duct and a conventional bus duct according to an embodiment of the present invention.

도 10 및 도 11을 참조하면, 스틸 재질의 자성체만으로 외함이 형성된 종래의 버스 덕트에 비해 외함의 재질을 자성체와 비자성체를 함께 사용하는 하이브리드(Hybrid) 형식의 버스 덕트에서의 와류 손실 값이 감소하는 것을 알 수 있다. 10 and 11, compared to a conventional bus duct in which an enclosure is formed of only a magnetic material made of steel, the vortex loss value in a hybrid-type bus duct using a magnetic material and a non- .

외함을 스틸 재질의 자성체로 사용할 경우 좌, 우측의 전력 손실 값이 상, 하부 측의 전력 손실 값에 비해 큰 것으로 나타나며, 이는 양 측면을 스테인리스스틸 재질의 비자성체를 사용하고 상하면을 스틸 재질의 자성체로 형성할 경우에도 동일하다. 그러나, 양 측면을 스테인리스스틸 재질의 비자성체를 사용하고 상하면을 스틸 재질의 자성체로 형성하는 경우 전체적인 손실 값이 자성체를 사용했을 때 보다 작게 나타나는 것을 확인할 수 있다.When the enclosure is used as a magnetic material made of steel, the power loss values on the left and right sides are larger than the power loss values on the upper and lower sides. The non-magnetic material of both sides is made of stainless steel material and the upper and lower surfaces are made of steel material The same is true for the case of forming the electrode. However, when both sides of the non-magnetic material made of stainless steel are used and the upper and lower surfaces are made of a magnetic material made of steel, the overall loss value is smaller than that when the magnetic material is used.

종래의 외함의 재질로 스틸을 사용하지만, 스틸은 자성체로서 자기장이 많이 발생하므로 버스 덕트의 외함을 비자성체로 제작하는 것이 적합하다. 그러나, 비자성체인 스테인리스스틸은 원가가 자성체인 스틸에 비해 비싸기 때문에 자성체와 비자성체를 모두 사용하는 하이브리드(Hybrid) 형식의 외함 제작을 할 수 있다. 이로 인해, 자기장 값이 감소되고, 와전류 발생이 적어지므로 손실 문제와 열 발생 문제 등을 해결할 수 있다. 일례로, 상기 버스바의 납작한 면이 상기 외함의 상면 및 하면과 마주하는 경우에는 상기 외함의 양측면이 비자성체로 형성하여 버스 덕트의 제작 원가가 급격히 상승하는 것은 막으면서, 버스 덕트에서 발생하는 와류 손실을 줄일 수 있다.Steel is used as a material of a conventional enclosure, but since steel has a magnetic field as a magnetic body, it is suitable to make the enclosure of the bus duct non-magnetic. However, stainless steel, which is a non-magnetic material, is expensive compared to steel, which is a costly material, and thus a hybrid type enclosure using both magnetic and non-magnetic materials can be manufactured. As a result, the magnetic field value is reduced and the eddy current is less generated, so that the loss problem and the heat generation problem can be solved. For example, when the flat surface of the bus bar faces the upper and lower surfaces of the enclosure, both side surfaces of the enclosure are formed of non-magnetic material, thereby preventing the production cost of the bus duct from rising sharply, Loss can be reduced.

도 12은 본 발명의 일 실시예에 의한 버스 덕트에 적용된 버스바의 배치 모양을 도시하는 도면이고, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 버스바의 각도에 따른 버스 덕트의 손실값을 나타낸 그래프이다.FIG. 12 is a view showing an arrangement of bus bars applied to a bus duct according to an embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a graph showing a loss value of a bus duct according to an angle of a bus bar according to an embodiment of the present invention Graph.

도 12 및 도 13을 참조하면, 버스바(20)는 Normal type, Horizontal type 및 Vertical type 등 여러 형태로 배치될 수 있다.12 and 13, the bus bar 20 may be arranged in various forms such as a normal type, a horizontal type, and a vertical type.

여기서 Normal type은 버스바(20)와 외함(10)의 상하면이 평행하게 배치된 것을 의미하고, Horizontal type 및 Vertical type은 버스바(20)가 외함(10)의 상하면에 기설정된 각도로 경사지게 배치된 것을 의미한다. The vertical type means that the bus bar 20 is arranged in parallel with the upper and lower surfaces of the enclosure 10 and the horizontal type and vertical type are arranged such that the bus bar 20 is inclined at a predetermined angle .

상기 버스바(20)의 납작한 면이 외함(10)의 상면 및 하면과 마주하는 경우에는 외함(10)의 양 측면에서 자기장 값이 크게 나타나므로 외함(10)의 양 측면(12)이 비자성체로 형성되고, 나머지 상면 및 하면(11)은 자성체로 형성될 수 있다.When the flat surface of the bus bar 20 faces the upper and lower surfaces of the enclosure 10, the magnetic field values on both sides of the enclosure 10 are large, so that both sides 12 of the enclosure 10 are non- And the remaining upper surface and lower surface 11 may be formed of a magnetic material.

이와 반대로, 버스바(20)의 납작한 면이 외함(10)의 양 측면과 마주보는 경우에는 외함(10)의 상하면에서 자기장 값이 크게 나타나므로 외함(10)의 상면 및 하면이 비자성체로 형성되고, 나머지 양 측면(12)은 자성체로 형성될 수 있다. On the contrary, when the flat surface of the bus bar 20 faces both sides of the enclosure 10, the magnetic field value is large at the top and bottom of the enclosure 10, so that the upper and lower surfaces of the enclosure 10 are formed as non- And the remaining two side surfaces 12 may be formed of a magnetic material.

또한, 버스바(20)는 설정 각도에 따라 외함(10)에서 각 부분에 자기장 값이 다르게 분포하므로 버스바(20)의 설정 방향에 따라 비자성체로 형성되는 면이 달라질 수 있다.Since the magnetic field values of the bus bars 20 are different from each other in the enclosure 10 depending on the setting angle, the surface formed by the non-magnetic body may be changed according to the setting direction of the bus bar 20.

도 13과 같이 버스바의 배치 각도가 다양하게 변하더라도 외함(10)의 일부분이 비자성체로 형성되었을 때가 외함(10) 전체가 자성체로 형성되었을 때보다 외함(10) 전체 와류 손실값이 약 66[kW/m

Figure 112014009655194-pat00001
] 감소하는 것을 확인할 수 있다.Even if the arrangement angle of the bus bars is varied as shown in FIG. 13, when the portion of the enclosure 10 is formed of a non-magnetic material, the total eddy loss value of the enclosure 10 is about 66 [kW / m
Figure 112014009655194-pat00001
] Is decreased.

1: 버스 덕트 10: 외함
11: 상하면 12: 측면
20: 버스바 21: 제1 버스바
22: 제2 버스바 23: 제3 버스바
211: 상부 연장부 212: 하부 연장부1: Bus duct 10: Enclosure
11: upper and lower surfaces 12: side
20: bus bar 21: first bus bar
22: second bus bar 23: third bus bar
211: upper extension part 212: lower extension part

Claims (8)

적어도 일 부분이 비자성체로 형성되고, 다른 부분은 자성체로 형성되는 외함; 및
상기 외함 내부에 수용되며, 전류가 흐르는 버스바;
를 포함하고,
상기 버스바에 전류가 흐르면 상기 버스바 주변에 자기장이 발생하고, 상기 외함에서 비자성체로 형성되는 부분은 자기장이 가장 크게 발생하는 부분을 포함하며,
상기 외함의 내부에는 상기 버스바가 수용될 수 있는 중공부가 형성되고, 상기 외함의 단면은 속이 빈 직사각형으로 형성되고,
상기 버스바는 적어도 하나 이상 구비되며, 납작한 직육면체 형상의 도체로 형성되며,
상기 외함은 양측면이 비자성체로 형성되거나, 상면 및 하면이 비자성체로 형성되고,
상기 외함의 양측면이 비자성체로 형성되는 경우에는 상기 버스바의 납작한 면이 상기 외함의 상면 및 하면과 마주하도록 배치되며, 상기 외함의 상면 및 하면이 비자성체로 형성되는 경우에는 상기 버스바의 납작한 면이 상기 외함의 양측면과 마주하도록 배치되는 와류 손실 저감 버스덕트.An enclosure wherein at least one portion is formed of a nonmagnetic material and the other portion is formed of a magnetic material; And
A bus bar accommodated in the enclosure and through which current flows;
Lt; / RTI >
A magnetic field is generated around the bus bar when a current flows through the bus bar, and a portion formed as a non-magnetic body in the enclosure includes a portion where a magnetic field is largest,
A hollow portion in which the bus bar can be accommodated is formed inside the enclosure, the cross section of the enclosure is formed as a hollow rectangle,
At least one bus bar is provided and is formed of a flat rectangular parallelepiped conductor,
The enclosure may have both sides formed of a non-magnetic material, or the upper and lower surfaces may be formed of a non-magnetic material,
Wherein the flat surface of the bus bar is disposed to face the upper and lower surfaces of the enclosure when both sides of the enclosure are formed of a non-magnetic material, and when the upper and lower surfaces of the enclosure are formed of non- Wherein the face is disposed to face opposite sides of the enclosure. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 외함에서 비자성체로 형성되는 부분은 스테인리스스틸 또는 알루미늄 재질로 형성되고, 자성체로 형성되는 부분은 스틸 재질로 형성되는 와류 손실 저감 버스덕트.The method according to claim 1,
Wherein the portion of the enclosure formed of a non-magnetic material is formed of stainless steel or aluminum and the portion of the enclosure formed of a magnetic material is formed of a steel material. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 버스바의 납작한 면이 상기 외함의 상면 및 하면과 기설정된 각도를 이루며 경사지게 설치되는 와류 손실 저감 버스덕트.The method according to claim 1,
Wherein the flat surface of the bus bar is inclined with respect to the upper and lower surfaces of the enclosure at predetermined angles.
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