KR102145827B1 - 케이스형 zct 조립모듈 - Google Patents

Abstract

케이스형 ZCT 조립모듈가 제공된다. 본 발명에 따르면, 도넛형 컵으로 형성되며, 도넛 내주면을 따라 제1 내측 비아홀들이 복수 개 형성되고, 도넛 외주면을 따라 제1 외측 비아홀들이 복수 개 형성되며, 바닥면에는 상기 제1 내측 비아홀과 제1 외측 비아홀을 연결시키는 하측 선로가 형성된 코어 하우징; 상기 코어 하우징에 삽입되는 도넛형 코어; 및 도넛형 원판으로서, 도넛 내주면을 따라 제2 내측 비아홀들이 복수 개 형성되고, 도넛 외주면을 따라 제2 외측 비아홀들이 복수 개 형성되며, 상면에는 상기 제2 내측 비아홀과 제2 외측 비아홀을 연결시키는 상측 선로가 형성된 코어 커버;로 구성되며, 상기 코어 커버를 코어 하우징에 체결시키면 상기 제1 내측 비아홀과 제2 내측 비아홀 및 상기 제1 외측 비아홀과 제2 외측 비아홀이 전기적 접속되면서 상기 하측선로와 상측선로와 함께 코일을 형성시키는 것을 특징으로 한다.

Description

케이스형 ZCT 조립모듈{Case type ZCT assembly module}

본 발명은 케이스형 ZCT 조립모듈에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 간단한 구성과 조립으로 제작이 가능한 영상변류기를 제공함으로써 제작공정이 축소된 케이스형 ZCT 조립모듈에 관한 것이다.

일반적으로, 발전소나 변전소 등의 전력 공급 계통에서는 검침과 측정을 위한 장비나 보호계전을 위한 장비에 변류기(CT: Current Transformer)와 영상 변류기(ZCT: Zero Current Transformer)가 사용되며, 이들은 전기적 사고를 미연에 방지하기 위하여 과전류 및 영상전류를 검출하는 장치이다.

상기 변류기는 측정하고자 하는 선로의 전류가 매우 큰 경우, 입력에 비례하여 축소된 값을 출력해주는 계측용 특수 변압기로서, 1차측에서 전원 2차측으로 전선을 관통시켜 전류를 측정하여, 배전반, MCC, 분전반, 제어반 중 필요한 전기계기와 조합결선하고, 보호계전기와 연계하여 각각의 계측장비로 전류 값을 계측하고 이상발생시 보호계전기와 조합하여 전기적 사고를 방지하기 위하여 설치한다.

또한, 상기 영상 변류기는 선로가 정상인 경우에는 영상 변류기에서 발생한 자속은 서로 상쇄되어 전압 및 전류는 발생하지 않으나, 회로에 누전 등이 발생하게 되면 영상변류기는 철심에 자속이 발생하게 되어 2차 권선에 전압이 유기되어 전류가 발생하는데 이를 지락 계전기와 조합하여 회로를 차단하는 기능을 수행함으로써, 배전선 선로나 장비 등의 노후 또는 예기치 않은 이상 상황에서의 누전 사고를 방지하게 된다.

종래의 영상 변류기는 영상 변류기에 포함되는 코일이 권선된 코어 형상의 권선 블록을 케이스에 고정시킬 경우에 에폭시 수지를 이용하여 케이스에 권선 블록을 직접적으로 몰딩하는 방법이 이용되었다. 그러나, 이러한 에폭시 수지를 이용한 권선 블록의 고정 방법이 매우 번거로워 제조상의 효율성을 저하시키며, 권선 블록 손상시 이를 용이하게 교체할 수도 없다는 문제점이 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 "다층 피시비 코어 구조를 가지는 전류 검출소자(등록번호 : 10-1708736)" 에서는 전류 검출소자를 개시한다. 상기 전류 검출소자는 코일 권선에 의한 문제점을 해결하기 위한 기술로서, 코일을 대체할 수 있어 전기적 특성을 일정하게 하며, 대량 생산이 가능하다. 그러나, 이러한 다층 PCB 코어 구조는 박막 코어가 PCB에 패턴으로 형성되어 적층되므로 노이즈에 취약하다는 문제점이 있었다.

KR 10-1708736 B1

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 외면에 코일 패턴이 형성된 하우징과 코어의 조립만으로 제작이 가능하도록 함으로써 간단한 제작공정으로 영상변류기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 단면이 컵형으로 형성되고 전체 외관은 도넛형으로 형성되며, 도넛 내주면의 컵벽을 따라 제1 내측 비아홀들이 복수 개 형성되고, 도넛 외주면의 컵벽을 따라 제1 외측 비아홀들이 복수 개 형성되며, 바닥면에는 상기 제1 내측 비아홀과 제1 외측 비아홀을 연결시키는 하측 선로가 형성된 코어 하우징; 상기 코어 하우징에 삽입되는 도넛형 코어; 및 도넛형 원판으로서, 도넛 내주면을 따라 제2 내측 비아홀들이 복수 개 형성되고, 도넛 외주면을 따라 제2 외측 비아홀들이 복수 개 형성되며, 상면에는 상기 제2 내측 비아홀과 제2 외측 비아홀을 연결시키는 상측 선로가 형성된 코어 커버;로 구성되어, 상기 코어 하우징의 컵에 도넛형 코어를 삽입시키고, 코어 커버를 코어 하우징에 체결시키면 상기 제1 내측 비아홀과 제2 내측 비아홀 및 상기 제1 외측 비아홀과 제2 외측 비아홀이 전기적 접속되면서 상기 하측선로와 상측선로와 함께 코일을 형성시키는 것을 특징으로 하는 케이스형 ZCT 조립모듈을 기술적 요지로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 케이스형 ZCT 조립모듈에서 상기 코어 커버는, 하면부에 상기 코어하우징에 삽입되는 돌기가 형성되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 케이스형 ZCT 조립모듈에서 상기 코어하우징 또는 코어 커버에는, 코일 양단을 표시하는 전극이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 과제의 해결수단에 의한 본 발명은, 영상변류기의 제작 공정을 간단하게 하고, 종래의 영상변류기의 코일을 대체하여 권선의 단선을 방지하며, 균일한 특성을 제공하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 케이스형 ZCT 조립모듈의 분해 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 케이스형 ZCT 조립모듈가 조립된 상태의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 케이스형 ZCT 조립모듈의 코일 패턴을 나타내는 사시도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 케이스형 ZCT 조립모듈(10)는 도 1 및 도 2에서와 같이 코어 하우징(100), 코어(200), 코어 커버(300)로 구성된다.

코어 하우징(100)은 중앙에 전선이 통과할 수 있도록 내부가 비어있는 도넛형이고, 코어(200)를 수용할 수 있는 삽입홈(140)이 형성되어 도넛형 컵 형상을 갖는다.

코어 하우징(100)은 전체 외관은 도넛형으로 형성되며 단면은 컵 형상으로 된 것으로서, 도넛 내주면의 컵벽을 따라 제1 내측 비아홀(110)들이 복수 개 형성되고, 도넛 외주면의 컵벽을 따라 제1 외측 비아홀(120)들이 형성된다.

코어 하우징(100)의 바닥면에는 제1 내측 비아홀(110)과 제1 외측 비아홀(120)을 연결시키는 하측 선로(130)가 형성되도록 한다. 여기서, 비아홀(Via Hole)은 홀 내벽에 금속을 도금하여 도통하도록 형성되며, 부품을 삽입하지 않고 다른 층간의 접속을 위한 PCB의 홀이다. 1개의 제1 내측 비아홀(110)과 1개의 제1 외측 비아홀(120)이 각각 연결되어 복수개의 선로가 형성된다.

코어(200)는 일반적으로 영상변류기에 사용되는 자성체이고, 도넛형으로 내부가 비어있는 형상이며, 코어 하우징(100)에 내삽된다. 코어 하우징(100)에 형성된 삽입홈(140)에 코어(200)가 내삽되는 것이다.

코어 커버(300)는 코어(200)가 내장된 코어 하우징(100)을 덮는 구성으로, 코어 하우징(100)과 같이 중앙으로 전선이 통과할 수 있는 도넛형으로 형성된다.

코어 커버(300)에도 코어 하우징(100)과 동일하게, 도넛 내주면을 따라 복수 개의 제2 내측 비아홀(310)이 형성되고, 도넛 외주면을 따라 복수 개의 제2 외측 비아홀(320)이 형성된다. 코어 커버(300)의 상면에는 제2 내측 비아홀(310)과 제2 외측 비아홀(320)을 연결시키는 상측 선로(330)가 형성되도록 한다.

이때, 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 내측 비아홀(310)과 제2 외측 비아홀(320)은 각각 제1 내측 비아홀(110)과 제1 외측 비아홀(120)의 수직 방향으로 동일한 위치에 형성되어 전기적 접속이 되게 한다.

즉, 코어 하우징(100) 바닥면에 형성된 선로와 코어 커버(300) 상면에 형성된 선로가 서로 비아홀을 통해 전기적으로 접속되는 것이다.

코어 하우징(100) 바닥면에 형성된 선로들과 코어 커버(300) 상면에 형성된 선로들은 상기 비아홀들의 전기적 접속에 의해 전체적으로 토로이달 코일이 형성되도록 배선 연결시킨다.

종래에 코일을 권선하는 방식의 영상변류기 제작 시에는 권선기를 이용하여 코일을 감게 되므로 코일 사이 간격이 불균형하거나 꼬임 현상이 발생하는 등의 문제점으로 인하여 철심의 특성이 변화하는 문제점이 있었다. 그러나, 본 발명에서는 일정한 간격을 유지하면서 코일 패턴이 형성되므로 코일 권선에 의한 문제점이 발생되지 않고, 균일한 코일 패턴으로 인해 일정한 전기적 특성을 갖는 영상변류기를 제공할 수 있다는 이점이 있다.

이러한 코일 권선에 의한 문제점을 해결하기 위한 기술로서, 코일을 대체할 수 있는 다층 PCB 코어 구조는 박막 코어가 PCB에 패턴으로 형성되어 적층되므로 노이즈에 취약하다는 문제점이 있었다.

코어 커버(300)의 하면부에는 코어 하우징(100)과 끼움 결합되도록 돌기가 형성될 수 있다. 코어 하우징(100)과 코어(200)가 내장된 코어 커버(300)를 고정 결합시키기 위해서는 에폭시 몰딩이나 실리콘, 우레탄 등의 접착제를 도포하는 과정을 거쳐야한다. 그러나, 이러한 방법으로는 에폭시가 경화되도록 기다리거나 도포한 접착제가 건조되도록 기다리는데 시간이 오래 걸리는 문제점이 있다.

다른 방법으로는 코어 커버(300)가 코어 하우징(100)을 뚜껑처럼 덮어 감싸는 방법으로 고정 결합될 수도 있으나, 이런 방법으로는 코어 하우징(100)에 형성된 비아홀과 코어 커버(300)에 형성된 비아홀의 접촉이 불안정하게 되는 문제점이 발생될 수도 있다.

따라서, 코어 커버(300)에 형성된 돌기가 코어 하우징(100)에 내삽된 코어(200)를 밀면서 코어 하우징(100)의 삽입홈(140)에 꼭 맞게 끼움 결합되도록 하는 것이 가장 바람직하다.

또한, 이러한 결합 방법으로 코어 하우징(100)과 코어 커버(300)를 결합시키면 간단한 조립만으로 영상변류기 제작이 가능하므로 공정이 매우 간단해지는 효과가 있다.

한편, 코어 하우징(100) 또는 코어 커버(300)에는 전극이 형성되는 것이 바람직하다. 이는 코일의 양단을 나타내는 전극이며, 영상변류기가 누전차단기 등에 전기적으로 결합되기 위한 전극이다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것도 아니다.

본 발명의 보호 범위는 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 케이스형 ZCT 조립모듈
100: 코어 하우징
110: 제1 내측 비아홀
120: 제1 외측 비아홀
130: 하측 선로
140: 삽입홈
200: 코어
300: 코어 커버
310: 제2 내측 비아홀
320: 제2 외측 비아홀
330: 상측선로

Claims (3)

1. 단면이 컵형으로 형성되고 전체 외관은 도넛형으로 형성되며, 도넛 내주면의 컵벽을 따라 제1 내측 비아홀들이 복수 개 형성되고, 도넛 외주면의 컵벽을 따라 제1 외측 비아홀들이 복수 개 형성되며, 바닥면에는 상기 제1 내측 비아홀과 제1 외측 비아홀을 연결시키는 하측 선로가 형성된 코어 하우징;
   상기 코어 하우징에 삽입되는 도넛형 코어; 및
   도넛형 원판으로서, 도넛 내주면을 따라 제2 내측 비아홀들이 복수 개 형성되고, 도넛 외주면을 따라 제2 외측 비아홀들이 복수 개 형성되며, 상면에는 상기 제2 내측 비아홀과 제2 외측 비아홀을 연결시키는 상측 선로가 형성된 코어 커버;로 구성되어,
   상기 코어 하우징의 컵에 도넛형 코어를 삽입시키고, 코어 커버를 코어 하우징에 체결시키면 상기 제1 내측 비아홀과 제2 내측 비아홀 및 상기 제1 외측 비아홀과 제2 외측 비아홀이 전기적 접속되면서 상기 하측선로와 상측선로와 함께 코일을 형성시키는 것을 특징으로 하는 케이스형 ZCT 조립모듈.
2. 제1항에 있어서,
   상기 코어 커버는,
   하면부에 상기 코어하우징에 삽입되는 돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 케이스형 ZCT 조립모듈.
3. 제1항에 있어서,
   상기 코어 하우징 또는 코어 커버에는,
   코일 양단을 표시하는 전극이 형성되는 것을 특징으로 하는 케이스형 ZCT 조립모듈.

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