KR20160031333A

KR20160031333A - 로고스키 코일 및 이를 포함하는 전류측정 센서

Info

Publication number: KR20160031333A
Application number: KR1020140121281A
Authority: KR
Inventors: 이재찬; 김광명; 서세진; 정재연
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2014-09-12
Filing date: 2014-09-12
Publication date: 2016-03-22
Also published as: US20160077133A1

Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 전류측정 센서는 동축코일의 외주부에 권선코일이 배치된 로고스키 코일과, 상기 로고스키 코일이 루프(Loop)를 형성하도록 상기 로고스키 코일의 일단 및 타단이 결합된 바디 케이스과, 상기 로고스키 코일을 상기 바디 케이스에 결합시키는 결합부재를 포함하고, 상기 결합부재는 일측이 상기 로고스키 코일이 결합되고, 타측이 상기 바디 케이스에 결합되는 코일 결합부재와, 상기 바디 케이스에 결합되고, 상기 코일 결합부재와 바디 케이스의 결합부를 커버하는 케이스 결합부재를 포함하는 로고스키 코일을 포함한다.

Description

로고스키 코일 및 이를 포함하는 전류측정 센서{ROGOWSKI COIL and current measurement sensor using the same}

본 발명은 로고스키 코일 및 이를 포함하는 전류측정 센서에 관한 것이다.

최근 에너지를 과학적으로 절약하고 효율을 향상시키기 위해 전력측정 장치에 분석기능이 강화된 고정밀 전류센서가 요구되고 있다.

그리고 이를 위한 수단으로 자성체 코일을 사용하는 전류변환기(current transformer:CT)가 사용되어 왔으나 소형화가 어려운 등 적용상의 문제점이 있어 로고스키 코일을 이용한 전류센서가 많이 이용되고 있다.

보다 구체적으로, 로고스키코일은 일반 전류변환기와 달리 마그네틱 코어(magnetic core)를 사용하지 않고 공심코어(air core)를 형성하는 특수 재질의 플라스틱 보빈을 사용하여 여자시키는 것으로, 공심코어 내를 관통하는 도체에 전류가 흐를 경우 이 전류에 의해 공심코어에 권취된 코일에 도체의 전류에 비례하는 전압이 유도됨에 따라 이를 토대로 도체에 흐르는 전류의 크기를 검출해 내는 구조를 가진다. 그리고 로고스키코일은 철심포화에 따른 과전류 손상이 없는 특성을 가짐에 따라 일반적으로 기중차단기, 가스절연부하 개폐기 등과 같은 고압의 전류가 흐르는 장치들에 효과적으로 적용되고 있다.

또한 선행기술문헌을 포함하는 종래기술에 따른 로고스키 코일을 이용한 전류센서는 로고스키 코일을 루프(Loop)로 형성하기 한다.

US 8,324,883

본 발명의 관점은 외부 자게의 영향으로 인한 노이즈가 제거되고, 외부 충격의 손상 및 파손이 방지되고, 안정적이고 정확하게 전류를 측정할 수 있는 로고스키 코일 및 이를 포함하는 전류측정 센서를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일실시예에 따른 전류측정 센서는 동축코일의 외주부에 권선코일이 배치된 로고스키 코일과, 상기 로고스키 코일이 루프(Loop)를 형성하도록 상기 로고스키 코일의 일단 및 타단이 각각 결합된 바디 케이스과, 상기 로고스키 코일을 상기 바디 케이스에 결합시키는 결합부재를 포함하고, 상기 결합부재는 일측이 상기 로고스키 코일이 결합되고, 타측이 상기 바디 케이스에 결합되는 코일 결합부재와, 상기 바디 케이스에 결합되고, 상기 코일 결합부재와 바디 케이스의 결합부를 커버하는 케이스 결합부재를 포함하는 로고스키 코일을 포함한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 로고스키 코일은 동축코일과, 상기 동축코일이 내부에 삽입된 코일튜브과, 상기 코일튜브의 외주면에 등간격으로 권선된 권선코일과, 상기 권선코일을 커버하는 로고스키 튜브를 포함한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 로고스키 코일을 포함하는 전류측정 센서를 개략적으로 도시한 사시도.
도 2는 도 1에 도시한 로고스키 코일을 포함하는 전류측정 센서의 개략적인 분해사시도.
도 3은 도 1에 도시한 로고스키 코일을 포함하는 전류측정 센서에 있어서, 로고스키 코일과 연결부재를 개략적으로 도시한 것으로, 도 3a는 사시도이고, 도 3b의 A-A' 단면도이고, 도 3c는 로고스키 코일과 연결부재의 개략적인 분해사시도.
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 도 1에 도시한 로고스키 코일을 포함하는 전류측정 센서에 있어서, 로고스키 코일을 바디 케이스에 결합시키는 과정을 개략적을 도시한 사용상태도.

본 발명의 일실시예 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 일실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 일실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 일실시예에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 로고스키 코일을 포함하는 전류측정 센서를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시한 로고스키 코일을 포함하는 전류측정 센서의 개략적인 분해사시도이다.

도시한 바와 같이, 상기 로고스키 코일을 포함하는 전류측정 센서(100)는 로고스키 코일(ROGOWSKI COIL)(110), 결합부재(120), 바디 케이스(130), 데이터 케이블(140) 및 제어부(150)를 포함한다.

보다 구체적으로, 상기 로고스키 코일(110)은 전자기 유도를 통해 전류에 비례하는 출력전압을 유도하기 위한 것이고, 이를 위한 구체적인 구성 및 형상은 도 3을 통해 보다 자세히 후술한다.

또한, 상기 결합부재(120)는 상기 로고스키 코일(110)의 일단부를 상기 바디 케이스(130)에 보다 효율적이고 안정적으로 장착하기 위한 것이다. 이를 위해 상기 결합부재(120)는 코일 결합부재(121)와 케이스 결합부재(122)를 포함한다.

그리고 상기 코일 결합부재(121)는 상기 로고스키 코일(110)의 일단부가 결합되고, 상기 케이스 결합부재(122)는 바디 케이스(130)에 회전가능하도록 결합된다. 그리고 상기 코일 결합부재(121)를 상기 바디 케이스(130)에 결합시킨 상태에서 상기 케이스 결합부재(122)로 커버에 따라 상기 로고스키 코일(110)이 바디 케이스(130)에 보다 안정적으로 장착되고 이탈이 방지된다.

또한, 상기 제어부(150)는 상기 로고스키 코일(110)에 유도되는 전류를 출력전압으로 유도하기 위한 것으로 상기 로고스키 코일(110)과 정합되도록 연결되고 외부 노이즈를 제거하기 위해 상기 로고스키 코일(110)과 최단거리로 배치될 수 있다.

그리고 상기 데이터 케이블(140)은 상기 제어부(150)에 연결되고, 상기 제어부(150)을 통해 유도된 출력전압을 외부기기로 출력시키기 위한 것이다.

다음으로 상기 바디 케이스(130)는 상기 로고스키 코일(100)이 루프(Loop)를 형성하도록 상기 로고스키 코일(110)의 일단이 결합되고, 전술한 바와 같이 로고스키 코일(110)의 타단은 결합부재(120)에 의해 장착된다. 그리고 상기 제어부(150) 로고스키 코일(110)에 인접하도록 상기 바디 케이스(130)에 장착된다. 또한 상기 데이터 케이블(140)은 상기 제어부(150)에 일단이 연결되도록 상기 바디 케이스(130)에 장착된다.

또한, 상기 바디 케이스(130)의 단부측에는 상기 케이스 결합부재(122)가 회전이동가능하도록 결합되기 위한 가이드홈(131)이 형성되고, 상기 코일 결합부재(121)가 결합되기 위한 코일 결합부(132)가 형성된다.

그리고 상기 바디 케이스(130)에는 로고스키 코일이 결합되는 타단부의 장착위치를 고정 및 가이드 하기 위한 가이드부(미도시)가 형성될 있다.

도 3은 도 1에 도시한 로고스키 코일을 포함하는 전류측정 센서에 있어서, 로고스키 코일과 연결부재를 개략적으로 도시한 것으로, 도 3a는 사시도이고, 도 3b는 도 3a의 A-A' 단면도이고, 도 3c는 로고스키 코일과 연결부재의 개략적인 분해사시도이다.

전술한 바와 같이, 상기 로고스키 코일(110)의 일단부에는 바디 케이스(130)에 장착되기 위한 코일 결합부재(121)가 결합된다.

보다 구체적으로, 상기 코일 결합부재(121)는 상기 로고스키 코일(110)이 결합되는 제1 코일 결합부재(121a)과 상기 바디 케이스(130)에 결합되기 위한 제2 코일 결합부재(121b)를 포함한다.

그리고 상기 제2 코일 결합부재(121b)는 상기 제1 코일 결합부재(121a)와 결합되기 위한 결합부(121b')가 형성되고 상기 제1 코일 결합부재(121a)에는 상기 결합부(121b')에 대응되는 결합부(121a')가 형성된다.

또한, 상기 제1 코일 결합부재(121a)의 결합부(121a')와 제2 코일 결합부재(121b)의 결합부(121b')는 도 3c에 도시한 바와 같이 돌출부와 이에 대응되는 홈부로 구현될 수 있다.

그리고 상기 제2 코일 결합부재(121b)에는 바디 케이스(130)에 결합되기 위한 케이스 결합부(121b")가 형성된다. 또한, 상기 바디 케이스(130)에는 상기 제2 코일 결합부재(121b)의 케이스 결합부(121b")에 대응되는 코일 결합부(132)가 형성된다.

또한, 상기 제2 코일 결합부재(121b)의 케이스 결합부(121b")와 상기 바디 케이스(130)의 코일 결합부(132)는 도 4a에 도시한 바와 같이 돌출부와 이에 대응되는 홈부로 구현될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 코일 결합부재는 로고스키 코일이 제2 결합부재에 결합되고, 제1 결합부재가 제2 결합부재와 로고스키 코일과의 결합부를 커버하도록 이루어질 수 있다.

그리고 본 발명의 일실시예에 따른 코일 결합부재(121)의 제1 코일 결합부재(121a)와 제2 코일 결합부재(121b)는 일체로 형성될 수도 있다.

다음으로, 상기 로고스키 코일(110)은 동축코일(111), 코일튜브(112), 권선코일(113) 및 로고스키 튜브(114)를 포함한다.

그리고 상기 튜브코일(112)의 내부에 동축코일(111)이 삽입되고, 상기 튜브코일(112)의 외주면으로 상기 권선코일(113)이 등간격으로 권선된다. 즉, 상기 권선코일(113)은 튜브코일(112)의 외주면에 권선됨에 따라 설정된 권선수에 따른 일정한 권취가 가능하게 된다.

그리고 동축코일(111)이 내재되고, 권선코일(113)이 권취된 상기 튜브 코일(112)를 상기 로고스키 튜브(114)는 커버한다.

이와 같이 이루어짐에 따라 상기 로고스키 코일(110)은 로고스키 튜브(114)에 의해 외부 자게의 영향으로 인한 노이즈가 제거되도록 절연될 뿐만 아니라, 외부 충격의 손상 및 파손이 방지되고, 상기 권선코일(113)이 플랙시블하게 권선되어 있어 안정적이고 정확하게 전류를 측정할 수 있게 된다.

도 4a, 도 4b 및 도 4c는 도 1에 도시한 로고스키 코일을 포함하는 전류측정 센서에 있어서, 로고스키 코일을 바디 케이스에 결합시키는 과정을 개략적을 도시한 사용상태도이다.

우선 도 4a에 도시한 바와 같이, 상기 로고스키 코일(110)의 일단부에는 제1 코일 결합부재(121a) 및 제2 코일 결합부재(121b)로 이루어진 코일 결합부재(121)가 결합된 상태에서 상기 제2 코일 결합부재(121b)에 형성된 케이스 결합부(121b")는 상기 바디 케이스(130)에 형성된 결합부(132)에 삽입결합된다.

다음으로 도 4b 및 도 4c에 도시한 바와 같이, 상기 바디 케이스(130)에 회전가능하도록 장착된 케이스 결합부재(122)를 상기 제2 코일 결합부재(121b)의 케이스 결합부(121b")가 상기 바디 케이스(130)의 결합부(132)에 삽입된 위치를 커버하도록 회전시켜 상기 제2 코일 결합부재(121b)의 외부방출방향을 차단한다.

즉, 상기 바디 케이스(130)에 일측방향으로 삽입된 제2 코일 결합부(121b)의 타측방향을 상기 케이스 결합부재(122)가 커버함에 따라 상기 코일 결합부재(121)는 이탈이 방지된다.

이와 같이 이루어짐에 따라 본 발명에 따른 로고스키 코일을 포함하는 전류측정 센서는 로고스키 코일(110)을 바디 케이스(130)에 쉽게 장착할 수 있을 뿐만 아니라, 케이스 결합부재(122)를 이용하여 추가로 잠금기능을 수행함에 따라 보다 안정적인 센서구조로 구현이 가능하게 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 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

100 : 전류측정 센서 110 : 로고스키 코일
111 : 동축코일 112 : 코일튜브
113 : 권선코일 114 : 로고스키 튜브
120 : 결합부재 121 : 코일 결합부재
121a : 제1 코일 결합부재 121b : 제2 코일 결합부재
122 : 케이스 결합부재 121a', 121b' : 결합부
121b" : 케이스 결합부
130 : 바디 케이스 131 : 가이드홈
132 : 코일 결합부재
140 : 데이터 케이블 150 : 제어부

Claims

동축코일의 외주부에 권선코일이 배치된 로고스키 코일(ROGOWSKI COIL);
상기 로고스키 코일이 루프(Loop)를 형성하도록 상기 로고스키 코일의 일단 및 타단이 결합된 바디 케이스; 및
상기 로고스키 코일을 상기 바디 케이스에 결합시키는 결합부재를 포함하고,
상기 결합부재는
일측이 상기 로고스키 코일에 결합되고, 타측이 상기 바디 케이스에 결합되는 코일 결합부재와,
상기 바디 케이스에 결합되고, 상기 코일 결합부재와 바디 케이스의 결합부를 커버하는 케이스 결합부재를 포함하는 로고스키 코일을 포함하는 전류측정 센서.
청구항 1에 있어서,
상기 바디 케이스에는 가이드 홈이 형성되고, 상기 케이스 결합부재는 회전 가능하도록 상기 가이드 홈에 결합된 로고스키 코일을 포함하는 전류측정 센서.
청구항 1에 있어서,
상기 코일 결합부재는 바디 케이스에 결합되는 결합부가 형성되고, 상기 바디 케이스에는 상기 코일 결합부재의 결합부에 대응되는 코일 결합부가 형성된 로고스키 코일을 포함하는 전류측정 센서.
청구항 3에 있어서,
상기 코일 결합부재의 결합부는 돌출부로 이루어지고, 바디 케이스의 코일 결합부는 상기 돌출부에 대응되는 홈부로 이루어진 로고스키 코일을 포함하는 전류측정 센서.
청구항 4에 있어서,
상기 코일 결합부재는 일측방향으로 상기 바디 케이스에 삽입결합되고, 케이스 결합부는 상기 코일결합부의 타측방향을 커버하는 로고스키 코일을 포함하는 전류측정 센서.
청구항 1에 있어서,
상기 코일 결합부재는
상기 로고스키 코일이 결합되는 제1 코일 결합부재와, 상기 바디 케이스에 결합되는 제2 코일 결합부재를 포함하고, 상기 제2 코일 결합부재는 상기 바디 케이스에 결합되는 결합부가 형성되고, 상기 바디 케이스에는 상기 코일 결합부재의 결합부에 대응되는 코일 결합부가 형성된 로고스키 코일을 포함하는 전류측정 센서.
청구항 6에 있어서,
상기 제2 코일 결합부재의 결합부는 돌출부로 이루어지고, 바디 케이스의 코일 결합부는 상기 돌출부에 대응되는 홈부로 이루어진 로고스키 코일을 포함하는 전류측정 센서.
청구항 7에 있어서,
상기 제2 코일 결합부는 일측방향으로 상기 바디 케이스에 삽입결합되고, 케이스 결합부는 상기 제2 코일결합부의 타측방향을 커버하는 로고스키 코일을 포함하는 전류측정 센서.
청구항 6에 있어서,
상기 제2 코일 결합부재는 상기 제1 코일 결합부재와 결합되기 위한 결합부가 형성되고, 상기 제1 코일 결합부재는 상기 제2 코일 결합부재의 결합부에 대응되는 결합부가 형성된 로고스키 코일을 포함하는 전류측정 센서.
청구항 9에 있어서,
상기 제1 코일 결합부재의 결합부는 돌출부로 이루어지고, 제2 코일 결합부재의 결합부는 홈부로 이루어진 로고스키 코일을 포함하는 전류측정 센서.
청구항 1에 있어서,
상기 로고스키 코일은
동축코일;
상기 동축코일이 내부에 삽입된 코일튜브;
상기 코일튜브의 외주면에 등간격으로 권선된 권선코일; 및
상기 권선코일을 커버하는 로고스키 튜브를 포함하는 로고스키 코일을 포함하는 전류측정 센서.
청구항 1에 있어서,
상기 로고스키 코일에 유도되는 전류를 출력전압으로 유도하기 위해 로고스키 코일과 정합되도록 연결된 제어부를 더 포함하는 로고스키 코일을 포함하는 전류측정 센서.
청구항 12에 있어서,
상기 제어부에 연결되고, 상기 제어부를 통해 유도된 출력전압을 외부기기로 출력하는 데이터 케이블을 더 포함하는 로고스키 코일을 포함하는 전류측정 센서.
동축코일;
상기 동축코일이 내부에 삽입된 코일튜브;
상기 코일튜브의 외주면에 등간격으로 권선된 권선코일; 및
상기 권선코일을 커버하는 로고스키 튜브를 포함하는 로고스키 코일.
청구항 14에 있어서,
상기 코일튜브 및 상기 로고스키 튜브는 유연한 재료로 이루어진 로고스키 코일.