KR20190063531A - Busbar and busduct having the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 부스바 및 이를 구비하는 부스덕트에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 각각의 상별 전력 공급을 위한 부스바가 다층 도체를 포함하여 구성되며, 전력 공급시 도체의 표피효과 및 근접효과를 고려하여 도체 사용량을 최소화할 수 있는 부스바 및 이를 구비하는 부스덕트에 관한 것이다.The present invention relates to a booth bar and a booth duct having the booth bar. More particularly, the present invention relates to a bus bar which comprises a multi-layer conductor for each phase power supply, minimizes the amount of conductor used in consideration of the skin effect and the proximity effect of the conductor at the time of power supply, This is about a booth duct.
일반적으로, 전기 에너지를 전달하는 매개체로서 케이블(cable)을 많이 사용하였으나, 최근에는 케이블의 대체품으로 부스덕트(bus duct)가 많이 사용되고 있다. 부스덕트는 케이블에 포함된 도체 심선과 같은 역할을 수행하는 부스바(bus bar)를 구비하고 있으며 대용량의 전류를 통전 가능한 장점이 있다.Generally, a cable is used as a medium for transferring electrical energy. Recently, a bus duct is widely used as a substitute for a cable. The bus duct is equipped with a bus bar that acts as a conductor core included in the cable and has the advantage of energizing a large amount of current.
고층 건물이나 대단위 공장 등의 배선에서는 점차적으로 부스바(bus bar)를 구비하는 부스덕트(bus duct)에 의한 배선을 채택하는 경우가 늘어나고 있다.In the case of high-rise buildings or large-scale factories, wiring is increasingly adopted by a bus duct having a bus bar.
이러한 부스덕트와 케이블은 도체와 절연체를 가지는 점에서는 공통점이 있으나 케이블은 도체를 보호하거나 절연하기 위하여 유침지 또는 고분자 재료를 도체 둘레에 층별로 구비하고, 부스덕트는 내열 등급이 높은 절연 재료로 몰딩하거나 절연과 방열 효과를 높이기 위해 상별 부스바를 상호 이격하고 금속덕트 안에 부스바를 수용하는 방식을 사용할 수 있다.These booth ducts and cables have a common point in that they have conductors and insulators, but cables are provided with layers of oil-immersion or polymeric material around the conductors to protect or insulate the conductors, and the bus ducts are molded with insulating materials having a high heat- Alternatively, separate booth bars may be spaced apart to accommodate booth bars in metal ducts to increase insulation and heat dissipation.
이러한 부스덕트는 복잡한 배선 경로 상의 설치, 증설 및 이설이 용이할 뿐만 아니라 부스바의 전력배선 상에 이상이나 사고 발생 시 그 처리가 용이하여 신속하게 복구할 수 있고, 점점 크고 다양한 용량의 에너지를 필요로 하고 있기 때문에 이러한 추세에 맞추어 안전하고 에너지 손실이 적은 부스덕트의 사용량이 급속하게 증가하고 있다.This booth duct is easy to install, enlarge, and install on complicated wiring paths, and can be quickly recovered because it is easy to handle when there is an abnormality or an accident on the power wiring of the bus bar, The use of booth ducts that are safe and have little energy loss is rapidly increasing in line with this trend.
예컨대, 부스덕트는 공장, 빌딩, 아파트, 대형 할인마트, 오피스텔, 연구단지, 백화점, 골프장, 터널, 반도체 및 LCD공장, 화학, 정유, 제철, 초고층빌딩, 초고압 변전소, LNG인수기지, 신공항, 항만 등의 다양한 분야의 시설물에 적용되고 있다.For example, booth ducts can be used in a variety of industries such as factories, buildings, apartments, large discount marts, officetels, research complexes, department stores, golf courses, tunnels, semiconductors and LCD factories, chemicals, refineries, steel mills, high-rise buildings, And so on.
부스덕트 내부에 구비된 부스바는 통상적으로 큰 전류가 흐르기 때문에 소정 크기의 덕트 내부에 비치되어 외부와 격리되며, 이러한 부스바를 포함하는 부스덕트는 일정 길이를 갖는 단위 유닛(unit)으로 제조된 후 설치하고자 하는 시설 및 배전 설계에 맞추어 연결 시공된다.Since a large current flows through the bus bar provided in the bus duct, the bus bar is provided inside the duct of a predetermined size and isolated from the outside. The bus duct including the bus bar is manufactured as a unit having a predetermined length The connection is made according to the facilities to be installed and the distribution design.
이러한 부스덕트는 보통 3상 이상을 구성하며, 각각의 상별 전력은 부스바를 통해 공급될 수 있다. 각각의 상별 부스바는 덕트 내에 이격되어 절연된 상태로 수용될 수 있다.These booth ducts usually constitute more than three phases, and each phase power can be supplied through the busbar. Each of the respective booth bars can be received in an insulated state spaced apart within the duct.
부스덕트 내에서 각각의 상의 부스바를 절연시키는 방법은 나도체 형태의 부스바를 이격시켜 공기 절연 방식을 사용하거나, 각각의 상의 부스바를 에폭시 등으로 몰딩하는 방식이 사용될 수 있으나 전자의 방식은 덕트의 크기가 커야 한다는 문제로 인하여 후자의 방식이 사용될 수 있다.In order to insulate the booth bars of each phase in the booth duct, a method of separating the booth bars of the boiler body from each other or using the air insulation system or molding each booth bar with epoxy or the like may be used. However, The latter method can be used.
또한, 부스덕트를 통해 공급되는 전력의 전압이 높아질수록 상간 거리 역시 증가되어야 하므로 전압에 따라 이격거리가 증가되도록 구성될 수 있으므로, 부스덕트의 크기는 공급되는 전력의 전압 등에 따라 결정될 수 있다. Also, since the distance between the phases needs to be increased as the voltage of the power supplied through the bus duct increases, the spacing distance may be increased depending on the voltage. Therefore, the size of the bus duct may be determined depending on the voltage of the supplied power.
더 나아가, 부스덕트를 통해 공급되는 전력의 용량이 커지는 경우, 하나의 도체의 크기 또는 단면적을 증가시키는 방법은 표피효과(Skin Effect) 등의 영향으로 바람직하지 않으므로, 부스바를 구성하는 도체를 상호 절연되도록 복수 개로 구성하는 방법이 사용될 수 있다.Furthermore, when the capacity of the power supplied through the bus duct increases, the method of increasing the size or cross-sectional area of one conductor is not preferable due to the influence of the skin effect and the like. Therefore, A method of configuring as many as possible can be used.
이 경우에도 부스덕트를 통해 공급되는 전력의 전압 또는 전류의 크기에 따라 요구되는 부스바 도체의 한계 발열량을 만족하도록 각각의 상의 부스바의 단면적 등이 결정되어야 한다. 예를 들면, MV급 부스덕트 시스템과 관련하여 IEC60694 규격에 의하면, A 클래스 절연물을 사용한 부스덕트를 구성하는 부스바 도체 표면에서의 최대 온도 상승폭은 65K 이하일 것이 요구되고, 각각의 상의 부스바의 절연체가 도체의 발열에 의하여 손상되지 않도록 하기 위해서는 각각의 도체의 온도가 약 105도씨 이하로 유지되어야 한다.In this case, the cross sectional area of the booth bar of each phase should be determined so as to satisfy the required heat generation amount of the bus bar conductor required according to the magnitude of the voltage or current of the electric power supplied through the bus duct. For example, according to the IEC60694 standard regarding the MV class bus duct system, it is required that the maximum temperature rise width at the surface of the bus bar conductor constituting the bus duct using the A class insulator is 65K or less, The temperature of each conductor must be maintained at about 105 degrees Celsius or less so as not to be damaged by the heat generation of the conductor.
그러나, 부스바를 구성하는 도체를 복수 개로 구성하는 경우에도 근접효과(Proximity Effect) 등에 의하여 전체 도체 단면적의 증가량에 비례하여 허용 전력량이 정비례 하지 않으므로 부스바에 다층 도체를 구성하는 경우 표피효과(Skin Effect) 및 근접효과(Proximity Effect)를 고려하여 낭비되는 도체의 양을 최소화하는 설계가 요구된다.However, even when a plurality of conductors constituting the bus bar are formed, the permissible power amount is not directly proportional to the increase in the total cross-sectional area of the conductor due to the proximity effect. Therefore, And a design that minimizes the amount of wasted conductors in consideration of the proximity effect is required.
본 발명은 각각의 상별 전력 공급을 위한 부스바가 다층 도체를 포함하여 구성되며, 전력 공급시 도체의 표피효과 및 근접효과를 고려하여 도체 사용량을 최소화할 수 있는 부스바 및 이를 구비하는 부스덕트를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.The present invention provides a booth bar for minimizing the amount of a conductor used in consideration of the skin effect and the proximity effect of a conductor at the time of power supply, and a booth duct having the booth bar for providing electric power To solve the problem.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 복수 개의 도체 및 상기 도체를 감싸는 몰딩부를 구비하는 복수 개의 부스바; 및, 상기 복수 개의 부스바가 이격되어 수용되는 덕트;를 포함하고, 상기 부스바의 도체는 3단 이상 구비되며, 최외부 도체를 제외한 도체는 단면상 불연속부가 구비되는 것을 특징으로 하는 부스덕트를 제공할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a display device comprising: a plurality of busbars including a plurality of conductors and a molding portion surrounding the conductors; And a duct in which the plurality of busbars are spaced apart from each other, wherein the conductors of the busbars are provided in three or more stages, and the conductors except for the outermost conductor are provided with a discontinuous portion in a cross section .
이 경우, 상기 부스바를 구성하는 도체의 폭이 두께보다 큰 납작한 단면 형상을 가지며, 상기 부스바를 구성하는 몰딩부 내에 평행하고 이격되어 배치될 수 있다.In this case, the conductor constituting the bus bar may have a flat cross-sectional shape larger than the thickness, and may be arranged in parallel and spaced apart in the molding part constituting the bus bar.
또한, 상기 부스바는 도체가 3단이 구비되며, 상기 불연속부는 중심부 도체가 2분할되어 형성될 수 있다.Also, the bus bar may be provided with three conductors, and the discontinuous portion may be formed by dividing the center conductor into two parts.
여기서, 상기 분할된 도체의 폭은 동일하게 구성될 수 있다.Here, the widths of the divided conductors may be the same.
그리고, 상기 적층된 도체의 폭방향 양단의 위치는 일직선 배치될 수 있다.The positions of both ends in the width direction of the stacked conductors can be arranged in a straight line.
또한, 상기 불연속부가 구비된 도체의 불연속부의 비율은 상기 부스바의 통전시 상기 부스바를 구성하는 도체의 한계 발열량 이내가 되도록 결정될 수 있다.The ratio of the discontinuous portion of the conductor provided with the discontinuous portion may be determined so as to be within the limited heating value of the conductor constituting the bus bar when the bus bar is energized.
이 경우, 상기 부스바를 구성하는 도체의 두께와 상기 불연속부 비율의 상한값은 비례할 수 있다.In this case, the thickness of the conductor constituting the bus bar and the upper limit value of the discontinuous portion ratio may be proportional.
그리고, 상기 부스바를 구성하는 3단의 도체의 두께 x (mm)가 13 밀리미터(mm) 내지 20 밀리미터(mm)의 범위에서 중간 도체의 제거 비율은 y(=8.2x-90) 퍼센트(%) 이하가 될 수 있다.The removal ratio of the intermediate conductors is y (= 8.2x-90) percent (%) in the range of 13mm (mm) to 20mm (mm) ≪ / RTI >
또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 N개(N은 3이상의 정수)의 길이가 폭보다 긴 판 형상의 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리 또는 구리 합금 재질의 도체; 및 상기 복수 개의 도체를 평행하게 이격되도록 감싸는 에폭시 재질의 몰딩부;를 포함하고, 상기 도체 중 최외부에 배치되는 2개의 도체를 제외한 도체 중 적어도 하나의 도체는 폭방향으로 분할되어 구성되는 것을 특징으로 하는 부스바를 제공할 수 있다.Further, in order to solve the above-described problems, the present invention provides a semiconductor device comprising: a plate-shaped aluminum, aluminum alloy, copper or copper alloy conductor having N lengths (N is an integer of 3 or more) And at least one conductor among the conductors other than the two conductors disposed at the outermost one of the conductors is divided in the width direction so as to form a plurality of conductors, Can be provided.
본 발명에 따른 부스덕트에 의하면, 각각의 상별 전력 공급을 위한 부스바가 다층 도체를 포함하여 구성되며, 전력 공급시 도체의 표피효과 및 근접효과를 고려하여 도체 사용량을 최소화하여 제품의 무게를 감소시키고 자원의 낭비를 방지할 수 있다.According to the bus duct according to the present invention, the booth bar for each phase power supply includes the multi-layer conductor, the weight of the product is reduced by minimizing the amount of conductor used in consideration of the skin effect and the proximity effect of the conductor at the time of power supply Waste of resources can be prevented.
도 1은 본 발명의 일 실시예를 구성하는 부스덕트의 사시도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예를 구성하는 부스덕트의 덕트가 분리된 상태를 나타낸 분해사시도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예를 구성하는 부스덕트의 몰딩부, 몰딩지지부, 베이스 프레임의 구성을 도시한 사시도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예를 구성하는 부스덕트의 몰딩부, 몰딩지지부, 베이스 프레임의 구성을 도시한 측면도를 도시한다.
도 5는 도 1에 도시된 부스덕트의 단면도를 도시한다.
도 6은 본 발명의 한 쌍의 부스덕트가 접속된 상태의 부스덕트 시스템의 평면도를 도시한다.
도 7 및 도 8은 두께가 15 밀리미터, 폭이 200 밀리미터인 도체가 3장씩 구비된 부스바가 3상으로 구비된 부스덕트의 4000 암페어(A) 통전시의 도체손실 해석의 전류밀도(단위 면적당 전류밀도) 분포의 결과를 도시한다.
도 9는 도 8에 도시된 불연속부의 비율에 따른 부스바의 발열량(발열 손실) 결과의 그래프를 도시한다.
도 10 및 도 11은 두께가 20 밀리미터, 폭이 200 밀리미터인 도체가 3장씩 구비된 부스바가 3상으로 구비된 부스덕트의 4000 암페어(A) 통전시의 도체손실 해석의 전류밀도 분포의 결과를 도시한다.
도 12는 도 11에 도시된 중간 도체의 불연속부의 비율에 따른 부스바의 발열량(발열 손실) 결과의 그래프를 도시한다.
도 13은 부스바를 구성하는 도체의 두께와 중간 도체의 최대 제거 가능 비율의 관계를 도시한다.1 shows a perspective view of a booth duct constituting an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view showing a state in which ducts of a booth duct constituting an embodiment of the present invention are separated.
3 is a perspective view showing the configuration of a molding part, a molding supporting part, and a base frame of a bus duct constituting an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a side view showing a configuration of a molding part, a molding supporting part, and a base frame of a booth duct constituting an embodiment of the present invention.
5 shows a cross-sectional view of the booth duct shown in Fig.
6 is a plan view of a bus duct system in a state where a pair of bus ducts of the present invention are connected.
FIGS. 7 and 8 are graphs showing current densities (current per unit area (current per unit area) of a 4,000 ampere (A) vessel of a bus-duct having three bus-bars with three conductors each having a thickness of 15 millimeters and a width of 200 millimeters Density) distribution.
Fig. 9 shows a graph of the calorific value (heat generation loss) results of the bus bars according to the ratio of the discontinuities shown in Fig.
10 and 11 illustrate the results of the current density distribution of the conductor loss analysis in the 4000 amperes (A) of a bus-duct having three bus-bars with three conductors each having a thickness of 20 millimeters and a width of 200 millimeters Respectively.
12 shows a graph of the calorific value (heat generation loss) results of the bus bars according to the ratio of the discontinuities of the intermediate conductors shown in Fig.
13 shows the relationship between the thickness of the conductor constituting the bus bar and the maximum removable ratio of the intermediate conductor.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure can be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예를 구성하는 단위 부스덕트(100)의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예를 구성하는 단위 부스덕트(100)의 덕트가 분리된 상태를 나타낸 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예를 구성하는 단위 부스덕트(100)의 몰딩부, 몰딩지지부, 베이스 프레임의 구성을 도시한 사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예를 구성하는 단위 부스덕트(100)의 몰딩부, 몰딩지지부, 베이스 프레임의 구성을 도시한 측면도이고, 도 5는 도 1에 도시된 부스덕트의 단면도이며, 도 6은 본 발명의 한 쌍의 부스덕트가 접속된 상태의 부스덕트 시스템의 평면도를 도시한다.FIG. 1 is a perspective view of a
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예를 구성하는 부스덕트(100)는 복수 개의 도체(21) 및 상기 도체를 감싸는 몰딩부(23)를 구비하는 복수 개의 부스바(20); 및, 상기 복수 개의 부스바(20)가 이격되어 수용되는 덕트(60);를 포함하고, 상기 부스바(20)의 각 상의 부스바를 구성하는 도체는 3단 이상으로 구성되며, 부스바(20)를 구성하는 복수 매의 도체(21) 중 최외부 도체를 제외한 도체는 단면상 불연속부가 구비될 수 있다. 1 to 6, a
전력 전송 용량이 큰 부스덕트를 구성하는 경우, 각각의 상별 부스바를 구성하는 도체를 단면적이 큰 하나의 사각 도체로 구성하면 도체 폭이 너무 커서 제작이 어렵고 몰딩비용 증가, 단락 전자력에 견디는 내구성이 감소하여 비효율적이므로, 본 발명에 따른 부스덕트(100)는 각각의 상의 부스바를 구성하는 도체를 복수 개로 분할하는 경우 표피효과의 영향을 줄일 수 있으므로, 각각의 상의 부스바를 구성하는 도체를 복수 매로 분할하여 구성한다.When a bus duct having a large power transmission capacity is constituted, if a conductor constituting each of the bus bars of each phase is constituted by a single rectangular conductor having a large cross-sectional area, the conductor width is too large to manufacture and increase the molding cost and durability The
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 부스덕트(100)는 내부에 복수 개의 부스바(20)가 나란히 배치되고, 그 외부는 덕트(60)가 둘러싸는 구조를 가질 수 있다.1 and 2, the
그리고, 각각의 상의 부스바(20)는 납작한 복수 매의 도체(21)를 포함하고, 각각의 상의 부스바(20)를 구성하는 도체(21)의 둘레에 몰딩부(23)가 감싸지며, 각각의 상의 부스바(20)는 일정 간격 평행하게 이격되어 덕트(60) 내부에 수용될 있다.Each of the
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 덕트(60)는 상부에 구비되는 상부패널(62)과, 하부에 구비되는 하부패널(64) 및 측면에 구비되는 복수 개의 측면패널(66)이 결합하여 일정한 내부 공간을 형성할 수 있다.1 and 2, the
상기 상부패널(62), 하부패널(64) 및 측면패널(66)의 결합은 볼트체결, 리벳체결, 접착이나 용접 등 다양한 방법이 적용될 수 있다.The
상기 덕트(60)는 외기와 연통되는 적어도 하나의 벤트홀(69)을 구비할 수 있다. 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 덕트(60)를 구성하는 측면패널(66)에는 각각 다수의 벤트홀(69)들이 형성된다. 여기서, 상기 측면패널(66)에 형성된 벤트홀은(69) 우천 등의 경우 빗물 등이 침투하기 어렵도록 하방으로 경사진 통풍구 형태로 구성될 수 있다.The duct (60) may have at least one vent hole (69) communicating with the outside air. As shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of
상기 덕트(60)에 벤트홀(69)을 형성하여, 외기가 유입되고 습한 내기가 배출되도록 하여 덕트(60) 내부에 결로 현상을 방지 또는 완화할 수 있다. 또한, 상기 벤트홀(69)을 형성하는 방법에 의하여 덕트 내부의 결로가 방지됨과 더불어 도체(21)로부터 생성되는 열이 외부로 방출되는 효과도 기대할 수 있으므로, 제품의 안정성과 신뢰성을 확보할 수 있다.A vent hole (69) is formed in the duct (60) to allow the outside air to flow in and the moist air to be discharged, thereby preventing or alleviating the condensation inside the duct (60). In addition, by the method of forming the
그리고, 상기 부스바에 대하여 설명하면, 도 1 내지 도 3에 도시된 것처럼 부스바(20)마다 개별적으로 몰딩부(23)가 감싸는 구조로 이루어질 수 있다. 상기 몰딩부(23)는 주형틀(미도시)에 도체(21)를 배치한 후 주형용 절연수지를 투입하여 경화시킴으로써 형성될 수 있다. 여기서 상기 주형용 절연수지는 예를 들어 에폭시(epoxy)를 적용할 수 있다.The booth bar may be configured such that the
본 발명은 통전 용량 증대를 위하여, 각각의 상의 부스바(20)에 복수 매의 도체(21)를 구비하여 구성될 수 있다. 도체를 복수 매로 몰딩부(23) 내에 구비하는 방법은 각각의 도체를 평행하게 이격시켜 배치한 상태로 주형틀에 고정하여 에폭시 몰딩 등을 통해 몰딩부를 형성하는 방법이 사용될 수 있다.The present invention can be configured to include a plurality of
그리고, 본 발명에 따른 부스덕트를 구성하는 부스바(20)는 도 1 등에 도시된 바와 같이, 각각의 상의 부스바(20)는 도체가 3단 이격된 상태로 구비되며, 중심부 도체가 2분할되는 특징을 갖는다. 중심부 도체를 2분할하여 구성하는 이유는 동일한 전력 전송 용량에 대한 도체 사용량을 줄이는 것으로, 이는 표피효과와 근접효과를 고려하여 금속 도체의 사용을 최소화하기 위함이다. 이에 대한 상세한 설명은 뒤로 미룬다.As shown in FIG. 1 and the like, the booth bars 20 constituting the booth duct according to the present invention are provided such that the conductors are separated from each other by three stages, . The reason why the center conductor is divided into two parts is to reduce the amount of conductor used for the same power transmission capacity, in order to minimize the use of the metal conductor in consideration of the skin effect and the proximity effect. I will postpone the specifics of this.
그리고 상기 몰딩부(23)와 후술하는 몰딩지지부(40)는 주형용 절연수지를 주형틀에 주입하여 함께 일체로 구성될 수 있다.The
상기 몰딩부(23)는 도체(21)의 보호와 절연의 역할을 동시에 수행함으로써 전력 공급의 안정성을 높일 뿐만 아니라 방수 및 방진 성능을 기본적으로 발휘할 수 있다. The
상기 몰딩부(23)와 후술하는 몰딩지지부(40)는 하나의 주형틀에 주형용 절연수지를 주입하여 일체로 형성하며, 상기 주형용 절연수지로는 예를 들어 에폭시가 적용될 수 있다.The
상기 몰딩부(23)에 포함되는 에폭시는 주제와 경화를 촉진하는 경화제가 혼합되어 구성될 수 있는데, 상기 주제와 경화제의 혼합비는 100:25 내지 100:35로 이루어질 수 있다.The epoxy included in the
경화제의 혼합비가 100:25보다 작은 경우에는 몰딩부(23) 경화에 장시간이 소요되는 문제가 있고, 100:35보다 큰 경우에는 경화 품질이 오히려 저하되는 문제가 발생할 수 있으므로 주제와 경화제의 혼합비는 100:25 내지 100:35 범위 내에서 몰딩부(23)를 구성한다.If the mixing ratio of the curing agent is less than 100: 25, the curing of the
이때 상기 몰딩부(23)의 절연파괴전압은 24kV/mm 보다 크게 하여 안전성을 확보한다. 그리고 상기 몰딩부(23)의 인장강도는 25N/mm2 내지 35N/mm2 범위로 형성하는데, 통상적으로 약 30N/mm2 정도로 구성하는 것이 바람직하다.At this time, the dielectric breakdown voltage of the
상기 몰딩부(23) 형성 시에는 상기 에폭시 외에 다양한 종류의 필러가 함께 혼합되어 포함될 수 있다. 상기 필러는 coarse ground sand, fine ground sand, fine silica powder, chalk 또는 micro glass ball 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 이루어질 수 있는데, 일반적으로 상기 5종의 필러를 적정한 비율로 함께 혼합하여 모두 첨가시킬 수 있다.When forming the
이때 상기 에폭시와 필러는 자동 계량을 통해 기 설정된 정량을 투입하여야 제품 품질을 일정하게 유지할 수 있다.At this time, the epoxy and filler can be kept in a constant quality by inputting predetermined quantities through automatic weighing.
한편, 상기 몰딩부(23)에 포함되는 필러와 에폭시의 혼합비는 70:30 내지 80:20의 범위로 구성한다. 상기 필러의 혼합비가 70:30보다 작은 경우에는 에폭시의 비중이 증가하여 제조비용이 상승하는 문제가 있다. 그리고 혼합비가 80:20보다 큰 경우에는 경화 품질이 저하되고 몰딩부(23)의 기계적 강도 및 절연성능이 감소하는 문제가 있다. 따라서 상기 필러와 에폭시의 혼합비는 70:30 내지 80:20의 범위에서 결정되는 것이 바람직하다.Meanwhile, the mixing ratio of the filler and epoxy contained in the
상기 필러 중 coarse ground sand는 PH값은 5.3 내지 9.3이고, 비중은 0.78 내지 1.78인 제품을 적용하는데, 함유된 수분은 0.03% 이하를 유지하여야 한다. 그리고 상기 fine ground sand 경우에는 PH값은 4.8 내지 8.8이고, 비중은 1.09 내지 2.09인 제품을 적용하며, 함유된 수분은 0.05% 이하를 유지하여야 한다.Among the fillers, the coarse ground sand has a PH value of 5.3 to 9.3 and a specific gravity of 0.78 to 1.78, and the water content should be 0.03% or less. In the case of the fine ground sand, the PH value is 4.8 to 8.8 and the specific gravity is 1.09 to 2.09. The water content should be maintained at 0.05% or less.
상기 필러가 fine silica powder를 포함하는 경우에는 상기 fine silica powder의 PH값은 5 내지 8이고, 비중은 1.6 내지 3.6인 제품을 적용한다. 이때 상기 fine silica powder의 모스(Mohs) 경도는 7 이상, 함유된 수분은 0.1% 이하로 유지되어야 하며, 평균입자 크기는 10um 내지 15um 로 이루어지는 것이 바람직하다.When the filler comprises fine silica powder, the fine silica powder has a PH value of 5 to 8 and a specific gravity of 1.6 to 3.6. At this time, the Mohs hardness of the fine silica powder should be 7 or more and the water content should be kept at 0.1% or less, and the average particle size is preferably 10um to 15um.
상기 필러가 chalk를 포함하는 경우에는 상기 chalk의 PH값은 6.8 내지 10.8 범위의 제품을 적용한다. 이때 상기 chalk의 모스 경도는 7 이상, 함유된 수분은 0.35% 이하로 유지되어야 하며, 평균입자 크기는 9um 내지 13um 로 이루어지는 것이 바람직하다. 그리고 상기 chalk의 백색도 즉, whiteness는 90% 내지 94%인 제품을 적용한다. 상기 chalk는 microdol로 대체될 수 있다.When the filler includes chalk, the pH value of the chalk is in the range of 6.8 to 10.8. At this time, the Mohs hardness of the chalk should be not less than 7, the water content should be kept not more than 0.35%, and the average particle size is preferably from 9 to 13 um. And the whiteness of the chalk, that is, whiteness, is 90% to 94%. The chalk may be replaced by a microdol.
상기 필러가 micro glass ball를 포함하는 경우 상기 micro glass ball의 비중은 1.5 내지 3.5 범위의 제품을 적용한다. 여기서 상기 micro glass ball의 백색도는 90% 내지 94%, 함유된 수분은 0.1% 이하로 유지되어야 한다.When the filler includes a micro glass ball, the specific gravity of the micro glass ball is in the range of 1.5 to 3.5. Here, the whiteness of the micro glass ball should be maintained at 90% to 94% and the moisture content thereof should be maintained at 0.1% or less.
필러 : 에폭시 (76 : 24)
Filler: Epoxy (76: 24)
주제
subject
0.17700
0.17700
경화제
Hardener
0.06300
0.06300
coarse ground sand
coarse ground sand
0.23800
0.23800
fine ground sand
fine ground sand
0.25000
0.25000
find silica powder
find silica powder
0.14000
0.14000
chalk or microdol
chalk or microdol
0.04200
0.04200
micro glass ball
마이크로 유리 볼
0.09000
0.09000
계
system
1.0000
1.0000
표 1은 전술한 몰딩부(23)의 주요 구성의 실제 적용 혼합비를 예로 나타낸 것이다. 물론 필러와 에폭시의 비는 상기한 76:24에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 75:25로 적용할 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이 70:30 내지 80:20 범위 내에서 변형 실시하는 것이 가능하다.Table 1 is an example of actual application mixing ratio of the main constitution of the
한편, 상기 몰딩부(23)에는 전술한 에폭시 및 필러 외에도 배전 설치 시 주변 색상과 맞출 수 있도록 색소가 함께 혼합되어 적용될 수 있다.In addition to the epoxy and filler mentioned above, the
이와 같이, 상기 부스덕트(100)는 부스바(20) 및 덕트(60)를 포함하는 최대 3.5m 길이의 단위 유닛(unit)으로 제조한 후 접속부(미도시)를 통해 연결 설치함으로써 배전설비로 구현될 수 있다.The
도 1 내지 도 3에 도시된 본 발명에 따른 부스덕트는 부스바가 R, S, T 3상으로 구성되나 이에 한정되지 않는다. 구체적으로, 상기 부스바(20)의 구성은 부스덕트(100)의 설치대상이나 설치환경, 공급하는 전력용량 등에 따라 다양하게 구성할 수 있다. The booth duct according to the present invention shown in FIGS. 1 to 3 is constructed of R, S, and T 3 but is not limited thereto. Specifically, the configuration of the
상기 부스덕트(100) 내부에는 전력을 공급할 수 있는 부스바(20)가 다수 구비되는데, 부스바(20)를 구성하는 도체(21)는 구리, 구리합금, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등의 금속재질로 이루어질 수 있다. 상기 도체(21)의 도체가 구리 또는 구리합금인 경우에는 도전율 99% 이상의 재질을 사용하고, 알루미늄 또는 알루미늄 합금인 경우에는 도전율 61% 이상을 사용할 수 있다.A plurality of
구리의 경우, 자체 강성이 우수하고 도전율이 좋으나 가격이 알루미늄에 비해 고가라는 단점이 있다.Copper has a disadvantage that its rigidity is excellent and its conductivity is good, but its price is higher than that of aluminum.
일반적으로 공기 절연 방식의 부스덕트는 나도체에 열수축 튜브를 씌운 형태의 부스바로 구성되고, 부스바를 덕트(60) 내부에 충분히 이격시켜 공기를 주절연재로 사용한다.In general, a booth duct of an air-insulating type is formed of a booth bar which is formed by covering a heat shrinkable tube with a naked body, and the booth bar is sufficiently separated from the inside of the duct (60).
특히, 나도체에 열수축 튜브를 씌운 형태의 부스바로 구성되는 부스덕트의 경우에는 단락 등의 사고시 사고 전류에 의한 도체 변형 등의 문제 또는 도체의 신축에 의한 도체 변형의 문제에 대응하여 도체의 변형을 방지하기 위하여 도체 자체가 강성이 있어야 하므로, 주로 구리 또는 구리 합금 도체가 사용된다. 그러나, 본 발명의 부스덕트(100)를 구성하는 부스바는 도체 외부에 몰딩부(23)가 구비되므로, 단락 사고 전류에 의한 도체의 변형이 방지 또는 완화될 수 있고, 몰딩부(23)의 자체 강성에 의한 강성 보강 효과에 의하여 도체(21)를 구성하는 도체의 강성이 보강되어 전술한 문제를 최소화할 수 있다. 따라서, 본 발명의 단위 부스덕트(100)의 도체는 가격이 저렴한 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질의 도체도 충분히 사용될 수 있다.Particularly, in the case of a booth duct constituted by a booth bar which is formed by covering a body with a heat-shrinkable tube, a deformation of a conductor due to a problem of deformation of a conductor due to an accident current or a deformation of a conductor by expansion and contraction of a conductor Since the conductor itself has to be rigid in order to prevent it, a copper or copper alloy conductor is mainly used. However, since the bus bar constituting the
물론, 공기 절연 방식과 몰딩 방식의 장점을 조합한 본 발명의 부스덕트의 부스바 도체는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질로 구성될 수 있으나, 당연히 강성과 전기 전도성이 좋은 구리 재질로 구성될 수도 있고, 이 경우 요구되는 도체의 단면적을 더욱 줄일 수 있다.Of course, the bus bar conductor of the bus duct of the present invention, which combines the advantages of the air insulation method and the molding method, may be made of aluminum or an aluminum alloy material, but it may be made of a copper material of good rigidity and electrical conductivity. The required cross-sectional area of the conductor can be further reduced.
일반적으로 3.3kV 내지 24kV가 MV(medium voltage)급 즉, 고압으로 분류되고, 그 이하가 LV(low voltage)급 즉, 저압으로 분류된다. 그리고 고압의 경우에는 상간 간격 즉, 도체(21) 사이의 간격을 저압보다 더 크게 하여 절연거리를 충분히 유지할 필요가 있다.Generally, 3.3 kV to 24 kV is classified into a medium voltage (MV), that is, a high voltage, and a voltage lower than that is classified into a low voltage (LV), that is, a low voltage. In the case of high pressure, it is necessary to maintain the insulation distance sufficiently by making the interval between the
따라서 본 발명의 부스덕트(100)는 각각의 도체(21) 외측을 주형에 의해 일체로 형성된 몰딩부(23)로 둘러싸는 구조로 이루어지고, 도 1 내지 도 3에 도시된 것처럼 3개의 몰딩부(23)가 서로 간에 일정 간격 이격된 상태로 배치된다.Therefore, the
상기 몰딩부(23) 하부에는 상기 몰딩부(23) 형성 시 일체로 형성되어 몰딩부(23)를 지지하는 적어도 하나의 몰딩지지부(40)가 구비될 수 있다. 상기 몰딩지지부(40)는 상기 몰딩부(23)의 일부분이 하방으로 일정 길이 연장된 형상으로 이루어질 수 있다.At least one
상기 몰딩지지부(40)는 각각의 상의 부스바를 상기 하면패널에 고정하기 위하여, 상기 몰딩부(23) 형성 시 일체로 형성되어 몰딩부를 지지하는 적어도 하나의 몰딩지지부가 하나의 몰딩부(23)에 복수 개가 이격되어 구비될 수 있다.The
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 부스덕트(100)의 부스바의 몰딩지지부(40)는 하나의 몰딩부(23)에 그 길이 방향을 따라 4개가 형성되었지만 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 몰딩지지부(40)의 개수는 상기 몰딩부(23) 길이나 설치 환경 등에 따라 증감 가능하다.4, the
상기 몰딩지지부(40)는 상기 몰딩부(23)와 일체로 형성될 수 있다. 상기 몰딩부(23)를 주입하기 위한 주형틀에는 상기 몰딩부(23)뿐만 아니라 상기 몰딩지지부(40)도 함께 형성될 수 있도록 몰딩지지부(40)의 형상도 함께 적용될 수 있다. 따라서 주형틀에 도체(21)를 배치한 후 주형용 절연수지를 투입하면 상기 몰딩부(23)와 몰딩지지부(40)가 함께 경화되어 일체로 형성될 수 있다.The
상기 몰딩지지부(40) 하부에는 상기 복수 개의 몰딩부(23)를 가로지르면서 상기 몰딩지지부(40)를 하면패널 측에 장착하기 위한 다수의 베이스 프레임(50)가 구비될 수 있다.A plurality of base frames 50 for mounting the
상기 베이스 프레임(50)는, 상기 복수 개의 몰딩부(23)를 가로지르도록 연장되는 수직한 메인바(52)와, 상기 메인바(52) 상단에서 수평 방향으로 절곡되어 연장되며, 상기 몰딩지지부(40)와 체결되는 상부절곡판(54)과, 상기 메인바(52) 하부로부터 절곡되어 수평 방향으로 연장되며, 상기 하부패널(64)과 체결되는 하부절곡판(56)을 포함하여 이루어질 수 있다.The
상기 베이스 프레임(50)는 하나의 몰딩부(23)에 형성되는 몰딩지지부(40)의 개수에 대응되는 수만큼 배치되어 몰딩지지부(40)를 지지할 수 있다.The number of the base frames 50 corresponding to the number of the
본 실시예에서 상기 베이스 프레임(50)는 상기 메인바(52)와 상부절곡판(54) 및 하부절곡판(56)이 'ㄷ' 형상을 이루도록 구성되었지만 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 몰딩지지부(40)와 하부패널(64) 사이에서 상기 몰딩지지부(40)를 지지할 수 있도록 다양한 형태로 변경 가능하다. 예를 들어 상기 베이스 프레임(50)는 'エ' 와 같은 형상으로 이루어져 상기 베이스 프레임(50)를 지지할 수 있다.In the present embodiment, the
그리고 상기 다수의 베이스 프레임(50)는 도 3과 도 4에 도시된 것처럼 상기 몰딩부(23)의 중앙부를 기준으로 상기 상부절곡판(54) 및 하부절곡판(56)이 서로 다른 방향으로 연장되도록 배치될 수 있다.3 and 4, the upper and lower
즉, 도 4를 기준으로 설명하면, 좌측 두 개의 베이스 프레임(50)는 상기 상부절곡판(54)과 하부절곡판(56)이 좌측을 향하여 연장되도록 배치되었고, 우측 두 개의 베이스 프레임(50)는 상부절곡판(54)과 하부절곡판(56)이 우측을 향하여 연장되도록 배치되었다.4, the left two base frames 50 are arranged so that the upper
상기 베이스 프레임(50)는 이웃하는 베이스 프레임(50)가 서로 다른 방향으로 연장되도록 교번하여 배치하는 것도 가능하다.The
도 6은 본 발명에 따른 부스덕트 시스템을 구성하는 한 쌍의 부스덕트가 접속되는 접속부(200)를 도시한다. 본 발명의 부스덕트를 상호 접속하는 방법은 일반적인 공기 절연 방식의 부스덕트의 접속방법을 사용하지만, 접속부를 에폭시 등으로 몰딩하는 방법도 사용될 수 있다.6 shows a
도 6에 도시된 실시예에서, 2개의 부스덕트(100a, 100b)를 접속하는 경우, 상기 측면패널(66)의 길이가 상기 상부패널(62) 또는 상기 하부패널(64)보다 길고, 구체적으로는 부스바의 단부의 위치와 측면패널의 단부의 위치가 일치되는 경우, 각각의 부스덕트(100a, 100b)의 부스바 및 측면패널의 단부를 맞댄 상태에서 각각의 상의 부스바를 구성하는 3단의 도체를 각각 연결하기 위한 4매의 접속도체(25)를 적층하여 배치한 상태에서 체결부재(b)를 통해 체결되어 접속부(200)를 구성할 수 있다. 이 경우, 상기 측면패널(66a, 66b)들도 볼트 등의 체결부재로 체결되어 접속될 수 있다. 6, when the two
그리고, 상기 측면패널(66)의 길이가 상기 상부패널(62) 또는 상기 하부패널(64)보다 길게 구성되므로, 상기 측면패널(66a, 66b)들도 볼트 등의 체결부재로 체결되어 접속되고, 각각의 상의 부스바(21a, 21b)도 접속도체(25)를 매개로 접속된 상태에서, 상기 접속부(200) 상부와 하부 영역은 개방된 상태이므로, 별도의 커버부재(c)로 개방영역을 차폐하여 부스덕트의 접속을 완료할 수 있다.Since the length of the
도 6에 도시된 부스덕트 접속방법은 하나의 예에 불과하고 각각의 상의 부스바 또는 패널을 접속하는 방법은 상기 접속도체(25)를 사용하는 방법 이외의 다양한 방법이 사용될 수 있다.The bus duct connecting method shown in Fig. 6 is only one example, and various methods other than the method using the connecting
그리고, 상기 접속부(200)에서 도체(21)의 도체를 맞댄 상태에서 상기 접속도체(25)를 도체의 측면에 덧대어 접속하므로, 결국 도체의 단면적이 접속부에서 증대되므로 발열량이 줄어들 수 있으므로, 접속부(200)에서 도체에 몰딩부를 형성하지 않아도 몰딩부가 구비된 영역과 비교하여 발열이 크게 문제되지 않을 수 있다.Since the connecting
그리고, 상기 접속도체(25)를 통해 도체를 접속한 영역을 도체의 보호 등의 목적으로 별도의 부츠(절연물) 또는 캡부재 등을 사용하여 감싸도록 구성할 수 있다.The area where the conductors are connected through the connecting
도 7 및 도 8은 두께가 15 밀리미터, 폭이 200 밀리미터인 도체가 3장씩 구비된 부스바가 3상으로 구비된 부스덕트의 4000 암페어(A) 통전시의 도체손실 해석의 전류밀도(단위 면적당 전류밀도) 분포의 결과를 도시한다.FIGS. 7 and 8 are graphs showing current densities (current per unit area (current per unit area) of a 4,000 ampere (A) vessel of a bus-duct having three bus-bars with three conductors each having a thickness of 15 millimeters and a width of 200 millimeters Density) distribution.
구체적으로, 도 7은 각각의 부스바를 구성하는 도체에 불연속부가 구비되지 않는 비교예이며, 도 8은 각각의 부스바를 구성하는 중간 도체에 불연속부를 포함하는 실시예를 도시한다.Specifically, FIG. 7 shows a comparative example in which a discontinuous portion is not provided in a conductor constituting each busbar, and FIG. 8 shows an embodiment including a discontinuous portion in the intermediate conductor constituting each busbar.
본 발명에 따른 부스덕트는 3상 이상의 부스바를 구비하고, 각각의 상의 부스바는 복수 매의 도체(21)가 구비되며, 최외부 도체를 제외한 도체는 단면상 불연속부(21c)가 구비됨을 특징으로 한다. 각각의 상의 부스바를 구성하는 도체를 3단 이상으로 구성하는 경우에는 최외부 도체를 제외한 도체, 예를 들면 3단의 제1 내지 제3 도체(21a) 중 중심부에 배치된 제2 도체(21b)는 근접효과에 의하여 폭방향 중심부가 통전에 큰 기여를 못하므로, 발열에 의하여 몰딩부가 열화 또는 손상되지 않는 범위에서 도체에 불연속부(21c)를 형성하여 도체 사용량을 최소화할 수 있기 때문이다. 불연속부(21c)의 크기 또는 비율을 결정하는 방법은 뒤에서 자세하게 설명한다.The booth duct according to the present invention has a booth bar of three or more phases, each booth bar has a plurality of
즉, 본 발명에 따른 부스바는 N개(N은 3이상의 정수)의 길이가 폭보다 긴 판 형상의 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리 또는 구리 합금 재질의 도체; 및 상기 복수 개의 도체를 평행하게 이격되도록 감싸는 에폭시 재질의 몰딩부;를 포함하고, 상기 도체 중 최외부에 배치되는 2개의 도체를 제외한 도체 중 적어도 하나의 도체는 폭방향으로 분할되어 구성되어 도체 사용량을 최소화할 수 있다. 따라서, 각각의 부스바가 3상 이상의 도체로 구성되는 경우에도 최외부 도체를 제외한 도체에 불연속부를 형성하는 방법으로 도체 사용량을 최소화할 수 있다.That is, the booth bar according to the present invention comprises a plate-shaped aluminum, aluminum alloy, copper or copper alloy conductor having N lengths (N is an integer of 3 or more) longer than the width; And at least one conductor among the conductors other than the two conductors disposed at the outermost one of the conductors is divided in the width direction so that the conductor usage amount Can be minimized. Therefore, even when each bus bar is composed of conductors of three or more phases, the amount of conductor used can be minimized by forming a discontinuous portion in the conductor except for the outermost conductor.
구체적인 예로서, 도 1 내지 도 6을 참조한 설명의 실시예와 마찬가지로, 도 8에 도시된 각각의 상기 부스바는 도체가 3단 이격된 상태로 구비되며, 중심부 도체가 2분할되어 구성될 수 있다.As a specific example, as in the embodiment described with reference to FIGS. 1 to 6, each of the bus bars shown in FIG. 8 is provided with three conductors spaced apart from each other, and the center conductor may be divided into two parts .
그리고, 제1 부스바 내지 제3 부스바를 각각 구성하는 제1 도체 내지 제3 도체는 중 최외부 도체인 제1 도체 및 제3 도체를 제외한 제2 도체(21b)가 도 7 내지 도 11에 도시된 바와 같이 2분할되어 제2 도체(21b)의 중심부에 불연속부(21c)가 구비될 수 있다.The first conductor to the third conductor constituting each of the first bus bar to the third bus bar are formed such that the
그리고, 상기 분할된 제2 도체(21b)의 폭은 동일하게 구성되되 제1 도체 내지 제3 도체의 폭방향 양단의 위치는 도 8 내지 도 11에 도시된 체결부재에 의한 체결성을 향상하기 위하여 일직선 배치되도록 구성되는 것이 바람직하다.The widths of the divided
도 7에 도시된 결과에 의하면, 부스바를 하나의 도체가 아닌 3단의 납작한 도체(21)를 사용하는 경우에도 폭방향 단부 또는 양측면 근방에서는 전류 밀도가 높으나, 두께방향 또는 폭방향 중심으로 갈수록 전류 밀도가 낮음을 확인할 수 있다.According to the results shown in Fig. 7, even when the bus bar is used as a three-step
또한, 부스바를 하나의 도체가 아닌 3단의 납작한 도체(21)를 등간격으로 평행하게 배치하여 구성하는 경우, 상대적으로 중심부에 배치된 제2 도체(21b)에서 전반적인 전류 밀도가 높지 않음을 확인할 수 있다. 즉, 근접효과(Proximity Effect)에 의하여 최외부에 배치된 도체보다 전류 밀도가 높지 않고, 특히 제2 도체(21b)의 폭방향 중심으로 갈수록 청색이 더 짙어져 전류 밀도가 가장 낮음을 확인할 수 있다.In the case where the bus bar is formed by arranging the
결론적으로, 3단의 평행하게 배치된 도체로 구성되는 부스바에서 통전에서 가장 역할이 작은 부분은 표피효과에 의하여 두께방향 단부(양측면) 또는 폭방향 단부가 아닌 두께방향 또는 폭방향 중심영역이 작고, 근접효과에 의하여 3단으로 구성된 도체 중에는 가운데 배치된 도체가 가장 작다는 것을 확인할 수 있으므로, 결론적으로 부스바를 구성하는 도체의 양을 최소화하기 위하여 특정 도체의 일부분을 제거한다면 최외부 도체가 아닌 중심부 도체, 더 나아가 중심부 도체의 폭방향 중심영역을 제거하는 방법이 가장 큰 효과를 얻을 수 있음을 추측할 수 있다.As a result, in the booth bar composed of the three-stage parallel conductors, the portion having the smallest role in the energization is small in the thickness direction or in the width direction center region rather than the thickness direction end portion (both sides) , It can be confirmed that the conductor arranged in three stages by the proximity effect is the smallest among the conductors arranged in the middle. Therefore, if a part of the specific conductor is removed in order to minimize the amount of conductors constituting the busbar, It can be inferred that the method of removing the central region in the width direction of the conductor, and furthermore, the center conductor in the width direction, is the most effective.
도 7에 도시된 비교예에서 상기 도체들의 두께는 15 밀리미터(mm)이고, 실험적으로 부스바의 도체를 두께를 위 시험예보다 작은 약 13 밀리미터(mm) 보다 작은 크기로 줄이는 경우 4000A 정도의 전류 통전시 도체의 한계 발열량에 쉽게 도달될 수 있으므로 바람직하지 않음을 확인하였다.In the comparative example shown in Fig. 7, the thickness of the conductors is 15 millimeters (mm), and when the conductor of the bus bar is reduced experimentally to a size smaller than about 13 millimeters (mm) It is not preferable because the limit heat generation amount of the conductor can be easily reached at the time of energization.
정리하면, 부스바를 구성하는 도체의 두께가 일정 크기 이상인 경우에는 부스바를 구성하는 도체들 중 최외부 도체가 아닌 중심부 도체의 폭방향 중심 영역을 제거해도 통전 능력의 관점에서 큰 문제점이 없다고 가정할 수 있다.In summary, when the thickness of a conductor constituting a bus bar is equal to or larger than a certain size, it can be assumed that there is no big problem from the viewpoint of energization capability even if the central portion in the width direction of the center conductor, not the outermost conductor, have.
도 8에 도시된 실시예의 시험결과는 알루미늄 재질로 구성되고 각각 두께가 15 밀리미터(mm), 폭이 200 밀리미터(mm)인 도체가 3단씩 구비된 부스바가 3상으로 구비된 부스덕트에 4000 암페어(A) 통전시 제1 부스바 내지 제3 부스바를 구성하는 제2 도체(21b)의 불연속부(21c)가 약 40%(39%)인 경우의 전류밀도 해석 결과이다.The test results of the embodiment shown in FIG. 8 show that the booth bar, which is made of aluminum and has three steps of 15 mm (mm) width and 200 mm (mm) width, (39%) of the
전류밀도 해석 결과 중 도체의 통전시 도체의 단면이 청색인 부분은 가장 전류 밀도가 낮고 노란색으로 갈수록 전류 밀도가 높음을 도시한다.Among the results of the current density analysis, the portion where the cross section of the conductor is blue when the conductor is energized shows that the current density is the lowest and the current density is higher as it goes to yellow.
이와 같이, 도체가 3단씩 구비된 부스바의 중심 도체의 일부를 제거하여도 부스바의 전체적인 통전 능력에 큰 변함이 없음을 확인할 수 있었다.As described above, it was confirmed that even if a part of the central conductor of the bus bar provided with three conductors is removed, the entire current carrying capacity of the bus bar is not changed.
다만, 불연속부의 크기가 증가하는 경우, 하나의 부스바를 구성하는 전체 도체의 단면적이 감소되어 그로 인한 발열에 의한 몰딩부의 열화 또는 손상이 발생될 수 있으므로 부스바를 구성하는 중간 도체의 제거비율에 따른 도체의 (한계) 발열량의 관계를 검토하는 것이 필요하다.However, if the size of the discontinuity portion increases, the cross-sectional area of the entire conductor constituting one bus bar may be reduced and deterioration or damage of the molding portion due to heat may be generated. Therefore, (Limit) of the heating value of the fuel cell.
도 9는 도 8에 도시된 불연속부의 비율에 따른 부스바의 발열량(발열 손실) 결과의 그래프를 도시한다.Fig. 9 shows a graph of the calorific value (heat generation loss) results of the bus bars according to the ratio of the discontinuities shown in Fig.
도 9의 그래프에 도시된 초록색 수평 점선은 몰딩부의 열화 또는 손상이 발생되지 않는 도체의 한계 발열량의 상한선을 도시한다.The green horizontal dotted line shown in the graph of Fig. 9 shows the upper limit of the limit heat generation amount of the conductor in which deterioration or damage of the molding portion does not occur.
도 9에 도시된 바와 같이, 도 8의 불연속부(21c)가 약 40%에 이를 때까지 도체 면적 감소에 따른 발열로 인한 몰딩부의 열화 또는 발화의 문제가 발생되지 않으나, 40% 이상 불연속부를 형성하는 경우 몰딩부의 열화 또는 손상을 유발하는 도체의 한계 발열량을 도과하는 것으로 확인되었다.As shown in FIG. 9, there is no problem of deterioration or ignition of the molding portion due to heat generation due to reduction of the conductor area until the
즉, 부스바의 도체(21)의 두께가 15 밀리미터(mm), 폭이 200 밀리미터(mm)이고, 도체가 3단씩 구비된 각각의 상의 부스바의 제2 도체(21b)를 2분할하고 2분할된 도체(21b) 사이에 불연속부(21c)를 약 40% 정도까지 형성하는 경우에도 도체의 통전 능력 및 도체의 면적 감소에 따른 부스바의 발열에는 문제가 없음을 확인할 수 있으며, 이는 한 상의 부스바의 도체(21)를 약 14% 까지 절감할 수 있음을 의미하는 것이다.That is, the
더 나아가 부스바를 구성하는 도체의 두께가 증가됨에 따라 불연속부의 크기와 관련하여 도 10 및 도 11에 도시된 비교예와 실시예를 참조하여 설명한다.Further, as the thickness of the conductor constituting the bus bar is increased, the size of the discontinuous portion will be described with reference to the comparative examples and embodiments shown in FIGS. 10 and 11. FIG.
도 10 및 도 11에 도시된 시험결과는 두께가 20 밀리미터(mm), 폭이 200 밀리미터(mm)인 도체가 3단씩 구비된 부스바가 3상으로 구비된 부스덕트에 4000 암페어(A) 통전시 불연속부(21c)가 존재하지 않는 도 10의 비교예와 제1 부스바 내지 제3 부스바를 구성하는 제2 도체(21b)의 불연속부(21c)가 78%인 본 발명에 따른 부스덕트 실시예의 전류밀도 해석 결과이다. The test results shown in FIGS. 10 and 11 show that when a bus-bar having three stages of three conductors each having a thickness of 20 millimeters (mm) and a width of 200 millimeters (mm) 10 in which the
마찬가지도, 도 10 및 도 11에 도시된 비교에서, 전술한 비교예와 마찬가지로 도체가 3단씩 구비된 부스바의 중심 도체의 일부를 제거하여도 부스바의 전체적인 통전 능력에 큰 변함이 없음을 확인할 수 있었다.Similarly, in the comparison shown in Figs. 10 and 11, it was confirmed that even if a part of the central conductor of the bus bar provided with three conductors in three stages was removed as in the above-described comparative example, I could.
도 11에 도시된 실시예는 도 8에 도시된 실시예보다 도체의 두께가 두꺼운 경우로 상기 제2 도체(21b)에 불연속부(21c)가 약 80% 정도를 차지하는 경우에도 부스바의 통전에는 큰 문제가 없음을 확인할 수 있었으며, 이 경우 한 상의 부스바의 도체(21)의 단면적을 약 26% 감소시킬 수 있음을 의미한다.In the embodiment shown in Fig. 11, when the thickness of the conductor is thicker than the embodiment shown in Fig. 8, even when the
도 11에 도시된 실시예 역시, 도체의 두께가 증가되는 경우에도 불연속부의 크기가 증가하는 경우, 하나의 부스바를 구성하는 전체 도체의 단면적이 감소되어 그로 인한 발열에 의한 몰딩부의 열화 또는 손상이 발생될 수 있으므로 부스바를 구성하는 중간 도체의 제거비율에 따른 도체의 (한계) 발열량의 관계를 검토하는 것이 필요하다.In the embodiment shown in FIG. 11, when the size of the discontinuous portion increases even when the thickness of the conductor increases, the cross-sectional area of the entire conductor constituting one bus bar is reduced and deterioration or damage of the molding portion due to the heat is caused It is necessary to examine the relation between the (limit) heat generation amount of the conductor and the removal rate of the intermediate conductor constituting the bus bar.
도 12는 도 11에 도시된 중간 도체의 불연속부의 비율에 따른 부스바의 발열량(발열 손실) 결과의 그래프를 도시한다.12 shows a graph of the calorific value (heat generation loss) results of the bus bars according to the ratio of the discontinuities of the intermediate conductors shown in Fig.
도 12의 그래프에 도시된 초록색 수평 점선은 두께가 20 밀리미터, 폭이 200 밀리미터인 도체가 3장씩 구비된 부스바에서 4000 암페어(A) 통전시 몰딩부의 열화 또는 손상이 발생되지 않는 도체의 한계 발열량의 상한선을 도시한다.The green horizontal dashed line shown in the graph of FIG. 12 is a 4,000 amperes (A) in a busbar having three conductors each having a thickness of 20 millimeters and a width of 200 millimeters. The limit heating value of a conductor in which deterioration or damage of the molding portion does not occur during energization Of FIG.
도 12에 도시된 바와 같이, 도 11의 불연속부(21c)가 약 80%에 이를 때까지 도체 면적 감소에 따른 발열로 인한 몰딩부의 열화 또는 발화의 문제가 발생되지 않음을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 12, it can be seen that the problem of deterioration or ignition of the molding portion due to heat generation due to the reduction of the conductor area does not occur until the
도 9에 도시된 결과와 도 12에 도시된 결과에서 불연속부(21c)의 최대 비율이 약 40%와 80%로 차이나는 이유는 각각의 실시예의 부수바를 구성하는 도체의 두께의 영향으로 추측된다.The reason why the maximum ratio of the
즉, 부스바를 구성하는 도체의 두께가 큰 경우에는 제거될 수 있는 불연속부(21c)의 비율과 비례하는 관계에 있다고 판단되며, 이는 다른 조건이 동일한 경우, 부스덕트에 4000 암페어(A) 통전시 도체의 두께가 20 밀리미터(mm)이고 불연속부(21c)를 80% 형성한 도 11에 도시된 부스바의 전체 도체 단면적이 도체의 두께가 15 밀리미터(mm)이고 불연속부(21c)를 40% 형성한 도 8에 도시된 부스바의 전체 도체 단면적보다도 넓기 때문이라 추측된다.That is, when the thickness of the conductor constituting the bus bar is large, it is judged to be proportional to the ratio of the
참고적으로, 도 11에 도시된 실시예에서, 불연속부(21c)를 80% 이상의 크기로 형성하는 경우, 접속부에서의 체결 등이 문제될 수 있다.For reference, in the embodiment shown in FIG. 11, when the
결국 부스바를 구성하는 중간도체에 불연속부를 형성하여 도체의 소비량을 줄일 수 있다는 결론에 도달하였으며, 대략적으로 도체의 두께와 제거 가능한 비율이 비례할 것으로 예상되나 구체적으로 도체의 두께와 최대 제거 가능 비율의 관계에 대한 검토가 요구된다.As a result, it has been concluded that the amount of conductor consumption can be reduced by forming a discontinuity in the intermediate conductor constituting the busbar. It is expected that the thickness of the conductor and the removable ratio are roughly proportional to each other. Specifically, A review of the relationship is required.
도 13은 부스바를 구성하는 도체의 두께와 중간 도체의 최대 제거 가능 비율의 관계를 도시한다.13 shows the relationship between the thickness of the conductor constituting the bus bar and the maximum removable ratio of the intermediate conductor.
보다 상세하게. 도 13은 상별 부스바가 3단 도체로 구성되는 경우 도체의 두께 x 밀리미터(mm)에 따른 중간 도체의 최대 제거 가능 비율인 절단 비율 y 퍼센트(%)를 도시한다.More in detail. Fig. 13 shows the cut-off ratio y% (%), which is the maximum eliminable ratio of the intermediate conductors according to the thickness x mm of the conductors when the bus bars of each phase are formed of three-stage conductors.
즉, 도 13의 청색 그래프는 한 상의 부스바가 3단 도체로 구성되고, 도체의 두께가 증가(13 밀리미터(mm)에서 1밀리미터씩 20 밀리미터(mm)까지 변화)됨에 따라 각각의 두께에서의 도체의 한계 발열량에서의 가능한 도체의 제거 비율(절단 비율)의 관계를 도시한다.That is, in the blue graph of FIG. 13, the bus bar of one phase is constituted by a three-stage conductor and the conductor thickness varies from 13 millimeters (mm) to 1 millimeter (20 millimeters) (Cut-off ratio) of possible conductors in the limit heat generation amount of the conductor.
도 13의 청색 그래프에 도시된 바와 같이, 부스바를 구성하는 도체의 두께(x, 밀리미터)와 중간 도체의 최대 제거 가능 비율, 즉 절단 비율(%)은 추측한 바와 같이 대략 비례하는 관계가 있음을 확인하였으며, 이를 일차 함수로 피팅한 경우, 안전율 등을 고려하여, y=8.2x-90의 관계가 있음을 확인하였고, 13 밀리미터(mm) 내지 20 밀리미터(mm) 범위에서 도체의 두께가 x 밀리미터(mm)인 경우, 최외부 도체가 아닌 중간 도체의 불연속부의 최대 비율인을 y 퍼센트(%)로 설정하여도 부스바를 구성하는 몰딩부 등의 열화 또는 손상이 발생되지 않을 수 있음을 확인하였다.As shown in the blue graph of FIG. 13, it is assumed that the thickness (x, mm) of the conductor constituting the bus bar and the maximum removable ratio of the intermediate conductor, that is, the cutting ratio (%) are substantially proportional When fitting it with a linear function, it was confirmed that the relation y = 8.2x-90 was taken in consideration of the safety factor and the like. When the thickness of the conductor in the range of 13 mm to 20 mm was x mm (mm), deterioration or damage of the molding portion constituting the bus bar may not occur even if the maximum ratio of the discontinuous portion of the intermediate conductor other than the outermost conductor is set to y percent (%).
그러므로, 도체의 두께가 13 밀리미터(mm) 내지 20 밀리미터(mm) 범위에서 x 밀리미터(mm)인 경우, 3단으로 구성되는 부스바의 중간도체를 y(=8.2x-90) 퍼센트(%) 이하가 되도록 제거하면, 하나의 상의 부스바를 구성하는 도체의 양을 최소화할 수 있음을 확인할 수 있다.Therefore, when the thickness of the conductor is x millimeters (mm) in the range of 13 millimeters (mm) to 20 millimeters (mm), y (= 8.2x-90) , It can be confirmed that the amount of conductors constituting one phase of the bus bar can be minimized.
이와 같이, 전력 전송 용량이 큰 다상 부스덕트를 구성하는 경우, 각각의 상별 부스바를 구성하는 도체를 단면적이 큰 하나의 도체로 구성하면, 표피효과 또는 근접효과 등에 의하여 도체의 낭비가 발생될 수 있고, 각각의 상의 부스바를 구성하는 도체를 복수 개로 분할하는 경우 표피효과 등의 영향을 최소화할 수 있으며, 더 나아가 각각의 상의 부스바를 구성하는 도체를 3단 이상으로 구성하는 경우에는 최외부 도체를 제외한 도체, 예를 들면 3단의 제1 내지 제3 도체 중 중심부에 배치된 제2 도체는 근접효과에 의하여 폭방향 중심부가 통전에 큰 기여를 못하므로, 발열에 의하여 몰딩부가 손상되지 않는 범위, 즉 도체의 두께가 13 밀리미터(mm) 내지 20 밀리미터(mm) 범위에서 x 밀리미터(mm)인 경우, 3단으로 구성되는 부스바의 중간도체를 y=8.2x-90 퍼센트(%) 이하가 되도록 도체에 불연속부를 형성하여 도체 사용량을 최소화할 수 있음을 확인할 수 있다.Thus, in the case of constructing a multiphase bus duct having a large power transmission capacity, if the conductors constituting the respective busbars are formed of one conductor having a large cross-sectional area, waste of the conductor may be generated due to skin effect or proximity effect The effect of the skin effect and the like can be minimized when the conductors constituting the bus bars of the respective phases are divided into a plurality of conductors. Further, when the conductors constituting the bus bars of the respective phases are constituted by three or more stages, The conductor, for example, the second conductor disposed in the center portion of the three-stage first to third conductors, does not make a large contribution to energization in the width direction center portion due to the proximity effect, If the thickness of the conductor is x millimeters (mm) in the range of 13 millimeters (mm) to 20 millimeters (mm), the intermediate conductors of the three- %) Or less, so that the amount of conductor used can be minimized.
본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the following claims. . It is therefore to be understood that the modified embodiments are included in the technical scope of the present invention if they basically include elements of the claims of the present invention.
100 : 부스덕트
20 : 부스바
21 : 도체
21c : 불연속부
100: Booth duct
20: Booth bar
21: Conductor
21c: discontinuous portion
Claims (9)
상기 복수 개의 부스바가 이격되어 수용되는 덕트;를 포함하고,
상기 부스바의 도체는 3단 이상 구비되며, 최외부 도체를 제외한 도체는 단면상 불연속부가 구비되는 것을 특징으로 하는 부스덕트.A plurality of bus bars having a plurality of conductors and a molding part surrounding the conductors; And
And a duct in which the plurality of busbars are spaced apart from each other,
Wherein the conductors of the booth bar are provided in three or more stages, and the conductors except for the outermost conductor are provided with a discontinuous portion in a cross section.
상기 부스바를 구성하는 도체의 폭이 두께보다 큰 납작한 단면 형상을 가지며, 상기 부스바를 구성하는 몰딩부 내에 평행하고 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 부스덕트.The method according to claim 1,
Wherein a width of the conductor constituting the bus bar has a flat cross-sectional shape larger than the thickness, and is arranged in parallel and spaced apart in the molding part constituting the bus bar.
상기 부스바는 도체가 3단이 구비되며, 상기 불연속부는 중심부 도체가 2분할되어 형성되는 것을 특징으로 하는 부스덕트.The method according to claim 1,
Wherein the bus bar is provided with three conductors, and the discontinuous portion is formed by dividing the center conductor into two parts.
상기 분할된 도체의 폭은 동일하게 구성되는 것을 특징으로 하는 부스덕트.The method of claim 3,
Wherein the width of the divided conductors is the same.
상기 적층된 도체의 폭방향 양단의 위치는 일직선 배치되는 것을 특징으로 하는 부스덕트.5. The method of claim 4,
Wherein positions of both ends in the width direction of the stacked conductors are arranged in a straight line.
상기 불연속부가 구비된 도체의 불연속부의 비율은 상기 부스바의 통전시 상기 부스바를 구성하는 도체의 한계 발열량 이내가 되도록 결정되는 것을 특징으로 하는 부스덕트.The method of claim 3,
Wherein the ratio of the discontinuous portion of the conductor provided with the discontinuous portion is determined so as to be within the limited heating value of the conductor constituting the bus bar when the bus bar is energized.
상기 부스바를 구성하는 도체의 두께와 상기 불연속부 비율의 상한값은 비례하는 것을 특징으로 하는 부스덕트.The method according to claim 6,
Wherein a thickness of the conductor constituting the bus bar and an upper limit value of the discontinuous portion ratio are proportional to each other.
상기 부스바를 구성하는 3단의 도체의 두께 x (mm)가 13 밀리미터(mm) 내지 20 밀리미터(mm)의 범위에서 중간 도체의 제거 비율은 y(=8.2x-90) 퍼센트(%) 이하가 되는 것을 특징으로 하는 부스덕트.The method of claim 3,
The removal rate of the intermediate conductors is not more than y (= 8.2x-90) percent (%) in the range of 13mm (mm) to 20mm (mm) Wherein the ducts of the booth ducts are connected to each other.
상기 복수 개의 도체를 평행하게 이격되도록 감싸는 에폭시 재질의 몰딩부;를 포함하고,
상기 도체 중 최외부에 배치되는 2개의 도체를 제외한 도체 중 적어도 하나의 도체는 폭방향으로 분할되어 구성되는 것을 특징으로 하는 부스바.A plate-shaped aluminum, aluminum alloy, copper or copper alloy conductor having N lengths (N is an integer of 3 or more) longer than the width; And
And a molding part of an epoxy material which surrounds the plurality of conductors so as to be spaced apart in parallel,
Wherein at least one of the conductors except the two conductors disposed at the outermost one of the conductors is divided in the width direction.
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