KR20190136481A - 계기용 변류기의 피복 재료, 그 제조방법 및 이를 이용한 계기용 변류기의 피복 방법 - Google Patents

계기용 변류기의 피복 재료, 그 제조방법 및 이를 이용한 계기용 변류기의 피복 방법 Download PDF

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Abstract

계기용 변류기 피복 재료 제조방법이 개시된다. 계기용 변류기 피복 재료 제조방법은 불포화 수지, 접착성재료, 탄성재료, 제1 소포제, 제2 소포제, 결합제, 경화제를 서로 혼합하여 유기 혼합물을 제조하는 단계; 크기가 서로 다른 제1 산화규소, 제2 산화규소, 수산화 알루미늄 및 이산화 티타늄을 서로 혼합하여 무기 혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 유기 혼합물과 상기 무기 혼합물을 혼합하여 계기용 변류기 피복 재료를 제조하는 단계를 포함한다.

Description

계기용 변류기의 피복 재료, 그 제조방법 및 이를 이용한 계기용 변류기의 피복 방법{CURRENT TRANSFORMER COVERING MATERIAL, METHOD FOR MUNUFACTURING CURRENT TRANSFORMER COVERING MATERIAL, METHOD FOR COVERING CURRENT TRANSFORMER USING THE SAME}
본 발명은 계기용 변류기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 계기용 변류기의 피복 재료 및 이러한 피복 재료를 이용하여 계기용 변류기를 피복하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 전력의 거래용 계량기는 단독형과 변성기부형이 있고, 사용자의 사용 전력량이 일정한 용량이상이면 단독형 전력량계는 그 크기가 커서 설치, 제작이 불가능하므로 부하전류가 120A이상인 사용자에게는 전류변성기(변류기, Current Transformer; CT)를 설치하여 일정의 비율로 전류를 감소시키고, 이 전류로 변성기부 계량기에 적산한 후에 감소된 비율만큼 배율을 사용량 지침으로 곱하여 사용량을 계량할 수 있도록 하고 있다.
계기용 변류기는 고압 전기가 흐르는 고압선로 상의 개폐기 또는 고압 관리를 위한 감시, 관리시스템의 전원 확보를 위한 개소에 설치되어 선로, 차단기 또는 변압기 등 다양한 분야에 사용되고 있다.
이러한 변류기는 두 가지 타입으로 제품이 출시되어 있으며, 이는 일반변류기와 분할형 변류기로 구분된다. 이중 일반변류기(예: 링형 변류기)는 일체로 형성됨에 따라 선로에 초기에 건설할 경우에는 차단기의 외함에 또는 변압기의 내부, 배전반의 부스바 또는 케이블 등에 변류기를 설치 시에 먼저 변류기를 조립한 후 상기 변류기의 중 심부를 관통하도록 기기를 조립하게 된다.
즉, 일반변류기는 분리되는 구성없이 일체로 형성됨에 따라 먼저 변류기를 설치한 이후에 케이블 등이 중심부에 형성되는 관통공을 관통하게 되므로 변류기의 해체 및 증설이 없다는 전제하에 사용되고 있다. 따라서 일반변류기는 운전 중에 사용자의 조작 부주의에 의해 변류기가 사고발생하거나, 변류기의 추가증설이 발생하는 경우는 선로를 차단하고, 선로에 조립되어 있는 케이블 등을 해체 후 변류기를 교체해야 되는 교체 및 수리가 용이하지 않다는 문제점이 있다.
도 1은 종래의 링형 계기용 변류기의 사시도이다. 링형 계기용 변류기(1)는 본체(10), 관통공(14), 복수의 전류단자(12, 12a)를 포함할 수 있다. 본체(10)는 소정의 직경 및 두께(88mmХ44mm)를 갖는 링(원통) 형상으로 형성되어 있다. 1차 부하전선 관통공(14)은 상기 본체(10)의 내경이 소정의 직경(40mm)으로 관통된 것으로, 1차 부하전선이 관통공(14)을 통과할 수 있는 충분한 공간이 마련되어 있다. 전류단자(12, 12a)는 본체(10)의 외주연의 일단에 복수(＋ 및 －단자)로 구성되어 전선이 배선되는 것으로, 전류단자(12, 12a)는 전선이 결합되는 결합수단, 예로, 볼트 또는 조인트 등이 구성되어 있다.
링형 계기용 변류기의 외부면은 피복재가 커버하고 있는데, 기존 피복재의 경우 선팽창계수가 링형 계기용 변류기와 차이가 심하여 온도차에 의한 피복재의 기포 발생, 갈라짐(크랙) 등으로 피복재 파손이 발생하는 문제점이 있다. 또한, 피복재가 파손되는 경우에는 전기 절연 파괴가 발생하여 폭발이나 화재로 이어지는 문제점이 있다.
이에 본 발명자는 기존 피복재를 개선하여 연성을 갖으면서도 피복재 파손을 방지할 수 있는 신규의 피복재료를 개발하기에 이르렀다.
등록실용신안 등록번호 제20-0471248호(등록일 2014.02.04.)
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 연성을 가지면서도 계기용 변류기의 열팽창 계수에 대응하는 계기용 변류기 피복 재료 및 이러한 피복 재료 제조방법을 제공하는 것이다.
또한, 계기용 변류기 피복 재료를 이용하여 계기용 변류기를 피복하는 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 계기용 변류기 피복 재료 제조방법은 불포화 수지, 접착성재료, 탄성재료, 제1 소포제, 제2 소포제, 결합제, 경화제를 서로 혼합하여 유기 혼합물을 제조하는 단계; 크기가 서로 다른 제1 산화규소, 제2 산화규소, 수산화 알루미늄 및 이산화 티타늄을 서로 혼합하여 무기 혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 유기 혼합물과 상기 무기 혼합물을 혼합하여 계기용 변류기 피복 재료를 제조하는 단계를 포함할 수 있다.
하나의 실시예로 상기 불포화 수지는 폴리에스터이고, 상기 접착성재료는 테레프탈릭(Tere-Phthalic) 물질이며, 상기 탄성재료는 에텔렌 클리콜(Ethylene glycol)이고, 상기 제1 소포제는 제1 비실리콘계 폴리머 소포제이며, 상기 제2 소포제는 제2 비실리콘계 폴리머 소포제이고, 상기 결합제는 실란이며, 상기 경화제는 불포화 폴리에스터 레진용 경화제일 수 있다.
테레프탈릭 물질은 테레프탈릭 산(Terephthalic Acid) 또는 디메틸 테레프탈레이트(Dimethyl Terephthalate)일 수 있다.
제1 소포제는 BYK-Chemie 에서 생산하는 품명 BYK-A501, 제2 소포제는 BYK-Chemie 에서 생산하는 BYK-A505를 사용하는 것이 바람직하다.
경화제는 MEKP(Methyl Ethyl Ketone Peroxide)인 것이 바람직하다.
하나의 실시예로 상기 유기 혼합물은 15g의 폴리에스터, 65.7g의 접착성재료, 7.2g의 탄성재료, 0.3g의 제1 소포제, 0.3g의 제2 소포제, 2g의 실란 및 1g의 경화제를 포함할 수 있다.
하나의 실시예로 상기 무기 혼합물은 117g의 제1 산화규소(순도 99.9%), 18g의 제2 산화규소(순도 99.9%), 19g의 수산화 알루미늄 및 7g의 이산화 티타늄을 포함할 수 있다.
하나의 실시예로 상기 제1 산화규소의 크기는 0.23 초과, 0.33mm 이하이고,
상기 제2 산화규소의 크기는 0 초과 0.23mm 미만일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 계기용 변류기 피복 방법은 실리콘 재질로 이루어지며, 계기용 변류기를 내부에 수용할 수 있는 변류기 삽입부를 포함하는 금형에 상기 계기용 변류기를 삽입하는 단계; 상기 계기용 변류기 피복 재료를 이용하여 상기 계기용 변류기를 피복하는 단계를 포함할 수 있다.
하나의 실시예로 상기 계기용 변류기 피복재료를 이용하여 상기 계기용 변류기를 피복하는 단계는, 상기 계기용 변류기와 상기 변류기 삽입부를 이격시킨 채로, 상기 계기용 변류기와 상기 변류기 삽입부 사이의 공간에 상기 계기용 변류기 피복재료를 투입하는 단계; 상기 계기용 변류기 피복재료에서 발생하는 기포를 제거하는 단계; 및 상기 계기용 변류기 피복재료를 경화시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 계기용 변류기 피복 재료는 15g의 폴리에스터, 65.7g의 접착성재료, 7.2g의 탄성재료, 0.3g의 제1 소포제, 0.3g의 제2 소포제, 2g의 실란 및 1g의 경화제를 포함하는 유기 혼합물; 및 117g의 제1 산화규소(순도 99.9%), 18g의 제2 산화규소(순도 99.9%), 19g의 수산화 알루미늄 및 7g의 이산화 티타늄을 포함하는 무기 혼합물을 포함할 수 있다.
하나의 실시예로 상기 제1 산화규소의 크기는 0.23 초과, 0.33mm 이하이고, 상기 제2 산화규소의 크기는 0 초과 0.23mm 미만일 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 피복 재료는 계기용 변류기(CT)의 열팽창계수에 대응되고, 연성을 가지고 있기 때문에 외부 온도 변화에 따라 피복 재료에 크랙이나 기포가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 피복 재료에 크랙이나 기포가 발생됨으로써 전기 절연 파괴가 일어나 계기용 변류기에 화재가 발생하거나 계기용 변류기가 폭발하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 링형 계기용 변류기의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 계기용 변류기 피복 재료를 제조하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 계기용 변류기 피복 방법의 흐름도이다.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 계기용 변류기 피복에 사용되는 금형의 측단면도이다.
도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 계기용 변류기 피복에 사용되는 금형의 평단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 계기용 변류기 피복 재료를 제조하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 계기용 변류기 피복 재료를 제조하는 방법은 유기 혼합물을 제조하는 단계(S120), 무기 혼합물을 제조하는 단계(S140) 및 유기 혼합물과 무기 혼합물을 혼합단계(S160)을 포함할 수 있다.
불포화 수지, 접착성재료, 탄성재료, 제1 소포제, 제2 소포제, 결합제, 경화제를 서로 혼합하여 유기 혼합물을 제조한다(S120).
일 예로 불포화 수지는 폴리에스터이고, 접착성재료는 테레프탈릭(Tere-Phthalic) 물질이며, 탄성재료는 에텔렌 클리콜(Ethylene glycol)이고, 제1 소포제는 제1 비실리콘계 폴리머 소포제이며, 제2 소포제는 제2 비실리콘계 폴리머 소포제이고, 결합제는 실란이며, 경화제는 불포화 폴리에스터 레진용 경화제일 수 있다.
결합제는 트리-메타크릴록시프롤필트리메톡시실란(3-methacryloxypropyltrimethoxysilane)이고, 품명 A-174를 사용하는 것이 바람직하다.
결합제(실란 커플링제)는 같은 분자에 유기와 무기의 두개의 서로 다른 반응기를 가지고 있는 화학물질로서,　유리, 금속, 광물 등과 같은 무기소재와 유기폴리머, 코팅, 접착제등과 같은 유기물질 두가지 서로 다른 물질의 결합을 위해 중간에서 접점의 역할을 수행한다.
일 예로 유기 혼합물은 15g의 폴리에스터, 65.7g의 접착성재료, 7.2g의 탄성재료, 0.3g의 제1 소포제, 0.3g의 제2 소포제, 2g의 실란 및 1g의 경화제를 포함한다.
다음으로, 크기가 서로 다른 제1 산화규소, 제2 산화규소, 수산화 알루미늄 및 이산화 티타늄을 서로 혼합하여 무기 혼합물을 제조한다(S140).
일 예로 무기 혼합물은 117g의 제1 산화규소(순도 99.9%), 18g의 제2 산화규소(순도 99.9%), 19g의 수산화 알루미늄 및 7g의 이산화 티타늄을 포함한다.
일 예로 제1 산화규소의 크기는 0.23 초과, 0.33mm 이하이고, 제2 산화규소의 크기는 0 초과 0.23mm 미만인 것이 바람직하다.
불포화 폴리에스터 경화시 탄소의 2중 결합이 살아 있으면서 동시에 전기적 특성(예를 들면, 절연파괴 전압 등) 향상을 위해서는 입자크기가 매우 작으면서도 안정된 특성을 가지는 산화 규소를 사용하는 것이 바람직하다.
무기 혼합물을 유기 혼합물과는 별도의 용기를 사용하여 혼합되며, 유기 혼합물의 혼합에 사용되는 동종의 다른 용기가 사용될 수 있다.
다음으로, 유기 혼합물과 무기 혼합물을 혼합한다(S160). 일 예로 유기 혼합물과 무기 혼합물은 핸드 믹서를 이용하여 혼합될 수 있다.
특히, 유기 혼합물과 무기 혼합물을 혼합은 진공 조건 아래에서 진동을 가하여 이루어지며, 진공도는 10 내지 30mmHg인 것이 바람직하다. 진동 조건 아래에서 진동을 가하면서 유기혼합물과 무기혼합물이 서로 혼합하기 때문에 혼합을 통해 발생할 수 있는 기포를 완전히 제거할 수 있다.
또한, 계기용 변류기 피복 재료 제조 공정은 상온에서 수행되는 것이 바람직하다. 상온에서 수행되는 경우에는 수지 입자 간에 수축율이 최소한으로 이루어지도록 할 수 있고, 열 수축이 적기 때문에 제조된 계기용 변류기 피복 재료의 치수 균열이나 내부에 남아 있는 기계적 스트레스를 최소로 할 수 있다.
이와 같은 공정을 거치면 본 발명의 실시예에 따른 계기용 변류기 피복 재료가 제조된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 계기용 변류기 피복 방법의 흐름도이고, 도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 계기용 변류기 피복에 사용되는 금형의 측단면도이고, 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 계기용 변류기 피복에 사용되는 금형의 평단면도이다.
도 3 내지 도 4b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 계기용 변류기 피복 방법은 변류기 삽입부에 계기용 변류기를 삽입하는 단계(S220) 및 계기용 변류기 피복 재료를 이용하여 계기용 변류기를 피복하는 단계(S240)을 포함할 수 있다.
변류기 삽입부는 실리콘 재질로 이루어지며, 계기용 변류기를 내부에 수용할 수 있다. 변류기 삽입부에는 계기용 변류기가 삽입될 수 있는 공간이 형성되어 있다.
변류기 삽입부는 금형 내에 포함되며, 금형 내주면에 밀착한 상태로 배치될 수 있다.
변류기 삽입부에 계기용 변류기가 삽입되면, 본 발명의 실시예에 따른 계기용 변류기 피복재료를 이용하여 계기용 변류기를 피복한다.
일 예로 계기용 변류기 피복 재료를 이용하여 계기용 변류기를 피복하는 단계는 계기용 변류기와 변류기 삽입부를 이격시킨 채로, 계기용 변류기와 변류기 삽입부 사이의 공간에 계기용 변류기 피복재료를 투입하는 단계(S242), 계기용 변류기 피복재료에서 발생하는 기포를 제거하는 단계(S244) 및 계기용 변류기 피복재료를 경화시키는 단계(S244)를 포함할 수 있다.
계기용 변류기와 변류기 삽입부를 이격시킨 채로, 계기용 변류기와 변류기 삽입부 사이의 공간에 계기용 변류기 피복재료를 투입하기 위하여 변류기 삽입부에 계기용 변류기를 투입한 후 손잡이를 이용하여 변류기 삽입부와 계기용 변류기를 일정 간견 이격된 상태가 되도록 한다.
다음으로, 계기용 변류기와 변류기 삽입부 사이의 공간에 계기용 변류기 피복재료를 투입한다. 이를 위해 손잡이와 금형, 손잡이와 변류기 삽입부 사이에는 투입공간이 형성될 수 있다.
다음으로, 계기용 변류기 피복 재료에서 발생하는 기포를 제거한다.
일 예로 진공 조건 아래에서 진동을 가하여 기포를 제거할 수 있으며, 진공도는 10 내지 30mmHg일 수 있다.
기포가 제거된 후에는 및 계기용 변류기 피복재료를 경화시킨다. 경화는 상온에서 진행될 수 있다. 경화가 완료되면, 피복 재료가 피복된 계기용 변류기를 금형으로부터 분리한 후 연마하고 피복 상태를 검사하여 불량 여부를 체크하게 된다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 불포화 수지, 접착성재료, 탄성재료, 제1 소포제, 제2 소포제, 결합제, 경화제를 서로 혼합하여 유기 혼합물을 제조하는 단계;
    크기가 서로 다른 제1 산화규소, 제2 산화규소, 수산화 알루미늄 및 이산화 티타늄을 서로 혼합하여 무기 혼합물을 제조하는 단계; 및
    상기 유기 혼합물과 상기 무기 혼합물을 혼합하여 계기용 변류기 피복 재료를 제조하는 단계를 포함하는, 계기용 변류기 피복 재료 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 불포화 수지는 폴리에스터이고,
    상기 접착성재료는 테레프탈릭(Tere-Phthalic) 물질이며,
    상기 탄성재료는 에텔렌 클리콜(Ethylene glycol)이고,
    상기 제1 소포제는 제1 비실리콘계 폴리머 소포제이며,
    상기 제2 소포제는 제2 비실리콘계 폴리머 소포제이고,
    상기 결합제는 실란이며,
    상기 경화제는 불포화 폴리에스터 레진용 경화제인, 계기용 변류기 피복 재료 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 피복 재료는
    15g의 폴리에스터, 65.7g의 접착성재료, 7.2g의 탄성재료, 0.3g의 제1 소포제, 0.3g의 제2 소포제, 2g의 실란 및 1g의 경화제를 포함하는, 계기용 변류기 피복 재료 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 무기 혼합물은,
    117g의 제1 산화규소(순도 99.9%), 18g의 제2 산화규소(순도 99.9%), 19g의 수산화 알루미늄 및 7g의 이산화 티타늄을 포함하는, 계기용 변류기 피복 재료 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 산화규소의 크기는 0.23 초과, 0.33mm 이하이고,
    상기 제2 산화규소의 크기는 0 초과 0.23mm 미만인, 계기용 변류기 피복 재료 제조방법.
  6. 실리콘 재질로 이루어지며, 계기용 변류기를 내부에 수용할 수 있는 변류기 삽입부를 포함하는 금형에 상기 계기용 변류기를 삽입하는 단계;
    제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항의 계기용 변류기 피복 재료를 이용하여 상기 계기용 변류기를 피복하는 단계를 포함하는, 계기용 변류기 피복 방법.
  7. 제7항에 있어서,
    상기 계기용 변류기 피복재료를 이용하여 상기 계기용 변류기를 피복하는 단계는,
    상기 계기용 변류기와 상기 변류기 삽입부를 이격시킨 채로, 상기 계기용 변류기와 상기 변류기 삽입부 사이의 공간에 상기 계기용 변류기 피복재료를 투입하는 단계;
    상기 계기용 변류기 피복재료에서 발생하는 기포를 제거하는 단계; 및
    상기 계기용 변류기 피복재료를 경화시키는 단계를 포함하는, 계기용 변류기 피복 방법.
  8. 15g의 폴리에스터, 65.7g의 접착성재료, 7.2g의 탄성재료, 0.3g의 제1 소포제, 0.3g의 제2 소포제, 2g의 실란 및 1g의 경화제를 포함하는 유기 혼합물; 및
    117g의 제1 산화규소(순도 99.9%), 18g의 제2 산화규소(순도 99.9%), 19g의 수산화 알루미늄 및 7g의 이산화 티타늄을 포함하는 무기 혼합물을 포함하는, 계기용 변류기 피복 재료.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 산화규소의 크기는 0.23 초과, 0.33mm 이하이고,
    상기 제2 산화규소의 크기는 0 초과 0.23mm 미만인, 계기용 변류기 피복 재료.
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