(19) 대한민국특허청 (KR) (12) 등록특허공보 (B1) (51) 국제특허분류 (Int. Cl.) H01B 1/02 (2006.01) H01B 5/02 (2006.01) (21) 출원번호 10-2009-0052790 (22) 출원일자 2009 년 06 월 15 일 심사청구일자 2009 년 06 월 15 일 (65) 공개번호 10-2010-0105297 (43) 공개일자 2010 년 09 월 29 일 (30) 우선권주장 1020090022167 2009 년 03 월 16 일대한민국 (KR) (56) 선행기술조사문헌 KR100887759 B1* KR2020070000432 U* * 는심사관에의하여인용된문헌 (45) 공고일자 2012년03월09일 (11) 등록번호 10-1118098 (24) 등록일자 2012년02월13일 (73) 특허권자 엘에스전선주식회사 경기도안양시동안구엘에스로 127 ( 호계동 ) (72) 발명자 박성주 경기도안양시동안구신촌동 1072-11 호 4 층 이동은 인천광역시부평구산곡 2 동경남 3 차아파트 308 동 205 호 (74) 대리인 조의제 전체청구항수 : 총 7 항심사관 : 김준규 (54) 발명의명칭복합금속부스바및이를구비하는전기설비 (57) 요약 본발명은알루미늄으로구성된내층및구리로구성된외층의이중층으로구성되고, 구리대알루미늄의중량비가 10:90 내지 30:70 인복합금속부스바, 및이복합금속부스바를구비하는것을특징으로하는전기설비를제공한다. 본발명에따른복합금속부스바, 및이복합금속부스바를구비하는전기설비를사용할경우, 부스바의적정한도전성을유지하면서도중량이가볍고, 강도가적정하고, 또한절단면의가공성이개선되고, 생산비용도절감시킬수있다. 대표도 - 도 6-1 -
특허청구의범위청구항 1 알루미늄으로구성된내층및구리로구성된외층의이중층으로구성되되, 장측의구리층두께 (a) 가단측의구리층두께 (b) 보다작은사각바 (bar) 형으로, 구리대알루미늄의중량비가 10:90 내지 30:70인것을특징으로하는복합금속부스바. 청구항 2 제 1항에있어서, 구리대알루미늄의중량비가 15:85 내지 25:75인것을특징으로하는복합금속부스바. 청구항 3 삭제청구항 4 삭제청구항 5 제 1항또는제 2항에있어서, 복합금속부스바가절연되어있는것을특징으로하는복합금속부스바. 청구항 6 알루미늄으로구성된내층및구리로구성된외층의이중층으로구성되고, 구리대알루미늄의중량비가 10:90 내지 30:70인복합금속부스바를구비하되, 상기복합금속부스바가사각바 (bar) 형으로, 장측의구리층두께 (a) 가단측의구리층두께 (b) 보다작은것을특징으로하는전기설비. 청구항 7 제 6항에있어서, 전기설비는부스덕트, 분전함, 수배전반, 전동기제어반 (MCC반: Motor controller Center), 전기설비용플러그 & 클립및부스모선으로구성된군으로부터선택되는것을특징으로하는전기설비. 청구항 8 제 6항또는제 7항에있어서, 복합금속부스바에포함된구리대알루미늄의중량비가 15:85 내지 25:75인부스바를구비하는것을특징으로하는전기설비. 청구항 9 삭제청구항 10 삭제청구항 11 제 6항또는제 7항에있어서, 복합금속부스바가절연되어있는것을특징으로하는전기설비. 명세서 발명의상세한설명 [0001] 기술분야 본발명은복합금속부스바, 보다상세하게는알루미늄으로구성된내층및구리로구성된외층의이중층으로 구성되고, 구리대알루미늄의중량비가 10:90 내지 30:70 인복합금속부스바, 및이복합금속부스바를구비 - 2 -
하는것을특징으로하는전자설비에관한것이다. [0002] [0003] [0004] [0005] 배경기술종전에는전력배선방식으로전선케이블을이용한배선방식을널리채용하여왔으나, 최근들어고층건물이나아파트, 대단위공장등건축물의전력수요가급증함에따라부스바를사용하는부스덕트에의한배선방식의채용이확산되고있다. 부스덕트와케이블은도체와절연체를가지는점에서는공통점이있으나, 케이블과비교하여볼때, 부스덕트는대량의전류를도체를통해전달할수있으며, 금속덕트로서도체와절연체를보호할수있고, 증설과이설이가능하며, 사고발생시사고처리가용이하고, 계통의관리가용이한장점이있다. 이러한부스덕트에사용되는부스바는통상도 1 및 2에나타낸바와같이바 (bar) 형또는원형이고, 종전에는알루미늄 (Al) 또는구리 (Cu) 인단도체로이루어진부스바가사용되었다. 그러나, 구리로이루어진부스바의경우는도전율은높지만무게가무거워작업공정상작업자가기피하는현상이많으며, 또한구리재료의가격이높아서비용이많이들고, 가격변동이심한편이다. 알루미늄으로이루어진부스바의경우는무게가가벼워서작업공정은편리하나, 알루미늄재질의특성상강도가약하여작업공정시에휨과스크래치가많이발생한다. 특히, 알루미늄의용접시고강도의압력을줘야하는데, 알루미늄의강도가약하기때문에은도금이나특수도금을실시하여야하므로공정시간과원가상승의요인이된다. 이러한알미늄부스바의단점때문에기존의구리부스바를고집하고알미늄부스바를기피하는경우가종종발생한다. 또한, 알루미늄부스바가접속부에사용되는경우알루미늄의강도가약하여무리한힘을가하게되면접속부가압착되어도리어접촉저항이저하되어온도상승의요인이된다는단점도있다. 발명의내용 [0006] 해결하고자하는과제따라서, 본발명은상기한문제점들을해결하기위하여안출된것으로서, 본발명자는적정한도전성을유지하면서도중량이가볍고, 강도가적정하고, 절단면의가공성이개선되고, 생산비용도절감시킬수있는부스바를연구한끝에본발명에이르게되었다. [0007] [0008] [0009] [0010] [0011] [0012] [0013] [0014] [0015] [0016] 과제해결수단본발명의제 1면은알루미늄으로구성된내층및구리로구성된외층의이중층으로구성되고, 구리대알루미늄의중량비가 10:90 내지 30:70인복합금속부스바를제공한다. 본발명에따른복합금속부스바에있어서, 구리대알루미늄의중량비는바람직하게는 15:85 내지 25:75이다. 본발명에따른복합금속부스바에있어서, 복합금속부스바는바람직하게는바 (bar) 형이다. 또한, 본발명에따른복합금속부스바에있어서, 바람직하게는복합금속부스바의장측의구리층두께가단측의구리층두께보다작다. 또한, 본발명에따른복합금속부스바에있어서, 복합금속부스바는절연되어있는것이바람직하다. 또한, 본발명에따른복합금속부스바에있어서, 특히바람직하게는복합금속부스바가폴리에스테르절연재에의해절연되어있다. 또한, 본발명에따른복합금속부스바에있어서, 특히바람직하게는복합금속부스바가에폭시절연재에의해절연되어있다. 또한, 본발명에따른복합금속부스바에있어서, 특히바람직하게는복합금속부스바가마이카 (Mica) 필름의내화절연재에의해절연되어있다. 또한, 본발명에따른복합금속부스바에있어서, 특히바람직하게는복합금속부스바가에폭시혼합재를이용한몰딩방법에의해절연되어있다. 또한, 본발명에따른복합금속부스바에있어서, 특히바람직하게는복합금속부스바가폴리프로필렌혼합재를이용한몰딩방법에의해절연되어있다. - 3 -
[0017] [0018] [0019] [0020] [0021] [0022] 한편, 본발명의제 2면은알루미늄으로구성된내층및구리로구성된외층의이중층으로구성되고, 구리대알루미늄의중량비가 10:90 내지 30:70인복합금속부스바를구비하는것을특징으로하는전기설비를제공한다. 본발명에따른복합금속부스바를구비하는전기설비는부스바를적용시킬수있는모든종류의전기설비를포함한다. 그러나, 본발명에따른복합금속부스바를구비하는전기설비는바람직하게는부스덕트, 분전함, 수배전반, 전동기제어반 (MCC반: Motor controller Center), 전기설비용플러그 & 클립및부스모선으로구성된군으로부터선택된다. 본발명에따른복합금속부스바를구비하는전기설비에있어서, 복합금속부스바에포함된구리대알루미늄의중량비는바람직하게는 15:85 내지 25:75이다. 본발명에따른복합금속부스바를구비하는전기설비에있어서, 복합금속부스바는바람직하게는바 (bar) 형이다. 또한, 본발명에따른복합금속부스바를구비하는전기설비에있어서, 바람직하게는복합금속부스바의장측의구리층두께가단측의구리층두께보다작다. 또한, 본발명에따른복합금속부스바를구비하는전기설비에있어서, 복합금속부스바는절연되어있는것이바람직하다. [0023] 효과본발명에따른복합금속부스바및이복합금속부스바를구비하는전기설비를사용할경우, 부스바의적정한도전성을유지하면서도중량이가볍고, 강도가적정하고, 또한절단면의가공성이개선되고, 생산비용도절감시킬수있다. [0024] [0025] [0026] [0027] [0028] [0029] [0030] 발명의실시를위한구체적인내용이하, 본발명에따른복합금속부스바, 및이러한복합금속부스바를적용한전기설비의바람직한실시예를첨부도면을참조로설명한다. 1. 복합금속부스바의실시예본발명에따른복합금속부스바는종래에알려진어떠한형태로도제작가능하다. 예를들면, 본발명에따른복합금속부스바는도 3에나타낸바와같이사각바형, 또는도 4에나타낸바와같이원형, 또는다각형등어떠한형태일수있고, 바람직하게는사각바형이다. 본발명에따른복합금속부스바 (1) 는알루미늄으로구성된내층 (2) 및구리로구성된외층 (3) 의이중층으로구성되고, 구리대알루미늄의중량비가 10:90 내지 30:70인것을특징으로한다. 도 5은도 3에나타낸사각바형부스바의단면도이다. 본발명에따른복합금속부스바 (1) 는바람직하게는복합금속부스바 (1) 의장측의구리층두께 (a) 가단측의구리층두께 (b) 보다작다. 또한, 본발명의바람직한실시예에서, 본발명에따른복합금속부스바는절연되어있다. 본발명에따른복합금속부스바를절연하는방법으로서는종래의공지된어떠한절연방법도사용가능하다. 예를들면, 본발명에따른복합금속부스바는폴리에스테르절연재에의해절연, 에폭시절연재에의해절연, 마이카 (Mica) 필름의내화절연재에의해절연, 에폭시혼합재를이용한몰딩방법에의해절연, 또는폴리프로필렌혼합재를이용한몰딩방법에의해절연될수있다. 이러한본발명에따른복합금속부스바는통상의방법, 예를들면포밍머신 ( 도시되지않음 ) 을사용하여열압착에의해, 알루미늄으로구성된내층 (2) 및구리로구성된외층 (3) 의이중층을원형, 사각바형등의여러형상으로성형함으로써제작할수있다. [0031] [0032] 2. 복합금속부스바를적용한부스덕트의실시예 도 6 은도 3 에나타낸사각바형복합금속부스바를적용한부스덕트의일예를나타낸단면도이고도 7 은도 6 에따른부스덕트를간략히나타낸사시도이다. - 4 -
[0033] [0034] [0035] [0036] [0037] [0038] [0039] [0040] 도 6에도시된바와같이, 본발명에따른복합금속부스바 (1) 를갖는부스덕트 (10) 는 4개의복합금속부스바 (1) 가세워진상태로설치되고, 복합금속부스바 (1) 들의양측에측함 (13) 이설치되며, 측함 (13) 의상부및하부에서상, 하함 (11, 12) 이볼트 (17) 로고정된다. 측함 (13) 의간격을유지하여외부의충격이나부하로부터복합금속부스바 (1) 를보호하기위해, 측함 (13) 사이의상, 하부에는볼트 (16) 와너트 (14) 를통해중공파이프 (15) 가설치된다. 도 8은도 3에나타낸사각바형복합금속부스바를적용한부스덕트의접속부구조의일예를나타낸사시도이다. 도 8에도시된바와같이, 본발명에따른부스덕트의접속부의구조는, 부스덕트 (20, 30) 의복합금속부스바 (1a, 1b 1c 1d,1e, 1f, 1g, 1h) 가접속하기위한공간을형성하기위해, 일측부스덕트 (20) 는 4개의복합금속부스바 (1a, 1b 1c 1d) 중외측의복합금속부스바 (1a, 1b) 가바깥으로굽어지며, 타측부스덕트 (30) 는 4개의복합금속부스바 (1e, 1f,1g, 1h) 중 2개의복합금속부스바 (1e, 1f) 는우측으로굽어지고, 나머지 2개의복합금속부스바 (1g, 1h) 는좌측으로굽어져있다. 각각의부스바 (1a, 1b 1c 1d, 1e, 1f, 1g, 1h) 에는서로간단락을방지하기위해절연용스페이서 (25, 26, 27) 가설치되며, 중앙에는볼트 (24) 가가로지를수있도록홈 (2 9) 이형성되어있다. 일측부스덕트 (20) 의복합금속부스바 (1a, 1b 1c 1d) 의외측에는부스바 (1a, 1b 1c 1d, 1e, 1f, 1g, 1h) 를밀착시키기위해가압판 (21) 이형성되고, 가압판 (21) 의바깥으로디스크와셔 (22), 가압대 (23) 및볼트 (24) 가설치된다. 디스크와셔 (22) 는가압판 (21) 에직접접촉하며, 디스크와셔 (22) 와볼트 (24) 사이에는바형상의가압대 (23) 가개재된다. 볼트 (24) 는양측가압판 (21) 에결합되어인장력을발생시키기위한것으로, 강한가압력을생성하기위해, 1000 kgf?cm 이하의토크를전달하는일반적인볼트를대신하여, 1000 내지 1500 kgf?cm의큰토크를전달할수있는고장력볼트를사용하며, 볼트 (24) 는복합금속부스바 (1a, 1b 1c 1d, 1e, 1f, 1g, 1h) 중앙의홈 (29) 을가로질러양쪽의가압판 (21) 에결합되어있다. 타측부스덕트 (30) 의외측에는가압판 (21) 의디스크와셔 (22) 가삽입될수있는와셔삽입홈 (32) 이형성된결합판 (31) 이설치된다. 접속부를외부로부터차단하여보호하기위해접속부커버 (40, 41) 가각부스덕트 (20, 30) 에볼트로고정된다. 본발명의바람직한실시예에서는복합금속부스바를내장한부스덕트를형성하기위해통상의측함, 상함및하함을사용하였으나, 본발명은이에한하지않고, 녹이나손상을방지하기위해페놀수지등의합성수지를이용하여표면에도장을실시한측함, 상함, 외함을사용하는것도가능하다. 상기한바와같이제작된복수의복합금속부스바 (1) 와중공파이프 (14) 를삽입한상태에서측함 (13) 과상, 하함 (11, 12) 을조립하여부스덕트 (10) 를제작한다. 서로다른부스덕트 (20, 30) 를접속할때에는일측부스덕트 (20) 의복합금속부스바 (1a, 1b) 사이로타측부스덕트 (30) 의복합금속부스바 (1e, 1f) 가삽입되고, 일측부스덕트 (20) 의나머지복합금속부스바 (1c, 1d) 사이로타측나머지복합금속부스바 (1g, 1h) 가삽입된다. 양측부스덕트 (20, 30) 의복합금속부스바 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f,1g, 1h) 들이삽입된후에는, 토크렌치 ( 도시되지않음 ) 로일측부스덕트 (20) 에형성된볼트 (24) 를약 1300 kgf?cm 정도의토크로죄어줌으로써, 포개어진복합금속부스바 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f, 1g, 1h) 를상호간강하게밀착시킨다. 이후볼트 (42) 및와셔 (4 3) 를사용하여접속부커버 (40, 41) 를조립하여양측부스덕트 (20, 30) 의접속을완성한다. [0041] [0042] [0043] [0044] [0045] 3. 복합금속부스바를적용한분전함의실시예도 10A는본발명에따른복합금속부스바를적용가능한종래의분전함의일예를나타내는사진이다. 도 10B는도 10A에따른분전함의내부구성을보여주는사진이다. 도 10C는도 10A에따른분전함내에사용되는모선부스바의일예의형상을나타내는사진이다. 분전함 (100) 이란수배전반에서연결된간선에서전기를공급받아차단기를통하여세대내전등전열에전기를공급하고차단하는시설을설치한함을말한다. 여기서사용되는메인차단기 (102) 에서각세대나분전함에전원을공급하기위하여차단기 (104) 에설치되는간선에종래에는구리부스바 (103) 를사용하였다. 도 10C에나타낸모선부스바 (105) 는구리부스바 (103) 를단독으로떼어내었을때의형상을나타낸다. 본실시예에서는이구리부스바 (103) 대신본발명에따른복합금속부스바를적용하여분전함을완성한다. - 5 -
[0046] [0047] [0048] [0049] [0050] 4. 복합금속부스바를적용한수배전함의실시예도 11A는본발명에따른복합금속부스바를적용가능한종래의수배전반 (200) 의일예를나타내는사진이다. 도 11B는도 11A에따른수배전반의내부구성을보여주는사진이다. 수배전반 (200) 은전력계통의감시제어및보호를위하여사용되는장치로서단위기기와지지구조물그리고이를연결접속연결시키는전력기기의집합체이다. 수배전반은크게특고압폐쇄배전반 (SHV Switchgear), 금속폐쇄배전반 (MCSG), 일체형배전반, 가스절연배전반, 특고압절연폐쇄배전반, 전자화배전반, 고압배전반, 저압배전반등으로구분되어진다. 특히변압기와차단기를포함하여전원을연결하기위하여전선이나부스바를이용하는데특히사용되는전류가크기때문에보편적으로구리부스바를이용한다. 그러나구리부스바를대전류용으로사용할경우구리부스바의단면적이크고두께가두꺼워가공이나핸들링에어려움이있을뿐아니라중량이커서작업자가기피하는경향이있고, 또한설치장소가통상초고층빌딩에서중층내지상층에위치하여부스바의경량화가절실하였다. 도 11A에예시적으로나타낸종래의수배전반에서구리부스바가열반부스바 (202), 모선 (203) 으로서사용된다. 본실시예에서는열반부스바 (202), 모선 (203) 으로서본발명에따른복합금속부스바를적용하여수배전함을완성한다. [0051] [0052] [0053] [0054] [0055] [0056] [0057] [0058] 5. 복합금속부스바를적용한전동기제어반의실시예도 12는본발명에따른복합금속부스바를적용가능한종래의전동기제어반 (300) 의일예를나타내는사진이다. 전동기제어반 (300) 이란계기류, 계전기류, 개폐기류등이부착되어있는하나의대형패널로서전력계통의주요기기및설비에대한보호감시제어기능을수행한다. 전동기제어반에사용되는보호감시및제어장치로는아래와같은것이포함된다 : (a) 보호장치 : 차단기, 과전류계전기, 접지계전기등 (b) 감시장치 : 전류계, 전압계, 전력량계등 (c) 제어장치 : 선택기소프트웨어, 누름버튼소프트웨어등 (d) 디지털전력보호감시제어장치 : 각종계측기조작소프트웨어, 계전기 (302) 등을하나의장치로일체화하여전력데이터 ( 전압, 전류, 전력등 ), 보호요소 ( 과전류, 지락, 과전압등 ), 상태표시 ( 운전, 정지, 고장등 ), 차단기 (304) 의온-오프제어, 다양한통신프로토콜적용이가능한디지털형집중표시및제어장치. 이장치에전원을공급하고분배하는주모선 (303) 은구리부스바로형성되어각상간과전력기기 ( 차단기, 제어기기등 ) 와장치간을연결하고있다. 본실시예에서는모선 (303) 으로서본발명에따른복합금속부스바를적용하여전동기제어반을완성한다. [0059] [0060] [0061] [0062] [0063] 6. 복합금속부스바를적용한플러그 & 클립의실시예도 13A는본발명에따른복합금속부스바를적용가능한종래의플러그 & 클립의일예를나타내는사진이다. 도 13B는본발명에따른복합금속부스바를적용가능한종래의플러그 & 클립의다른예를나타내는사진이다. 본명세서에서있어서플러그 & 클립이란모선에서전원을분기하기위하여클립형태의형상으로만들어모선이나별도의탭-오프 (tap-off) 에연결하여전원을분기하는장치를말한다. 이러한플러그 & 클립은부스닥트, 배전반, 전동기제어반등의각종전기설비에서사용된다. 본실시예에서는본발명에따른복합금속부스바를적용하여플러그 & 클립을완성한다. [0064] 7. 복합금속부스바를적용한부스모선의실시예 - 6 -
[0065] [0066] 도 14는본발명에따른복합금속부스바를적용가능한종래의발전소용부스모선의일예를나타내는사진이다. 제철소, 제강소, 대형전기로, 발전소등에서전원을공급하고분기시키기위해부스바가사용된다. 종래에는부스바가사용되는장소의환경으로인해절연을하지않은구리부스바가주로사용되었다. 또한, 밧데리전원이나정류기전원등 DC 전류용전원에도구리부스바가주로사용되었다. 본실시예에서는본발명에따른복합금속부스바를적용하여부스모선을완성한다. [0067] [0068] [0069] [0070] [0071] 8. 본발명의복합금속부스바의 CAE(Computer Aided Engineering) 해석예복합금속부스바내구리의함량을변수로하여 ( 구리함량 10%, 15%, 20%, 25% 및 30%), 알루미늄또는구리단도체에대한본발명에따른복합금속부스바의성능을 CAE 해석을통하여시험하였다. (1) 알루미늄부스바대비본발명의복합금속부스바의단면적및허용전류비교알루미늄단일도체로구성된부스바와, 본발명에따른복합금속부스바의단면적및허용전류를, 부스바 4개를기준으로 CAE 해석을통하여비교하였다. 그결과는아래의표 1 및 2과같다. 표 1: 알루미늄부스바대비본발명의복합금속부스바의단면적비교표 [0072] 구분알루미늄단도체부스바 전류용량 구리함량에따른본발명의복합금속부스바단면적 (mm 2 ) 단면적 (mm 2 ) Al 10% 15% 20% 25% 30% (A) 600 260 212 194 179 166 155 800 394 321 293 270 251 234 1000 546 445 407 375 348 324 1250 686 558 511 471 437 407 1600 1,041 848 776 715 663 618 2000 1,334 1,086 994 916 849 792 2500 1,600 1,303 1,192 1,099 1,019 950 3200 2,083 1,696 1,552 1,431 1,327 1,237 3600 2,337 1,903 1,741 1,605 1,489 1,388 4000 2,667 2,172 1,987 1,832 1,699 1,584 5000 3,505 2,855 2,612 2,408 2,233 2,082 6000 4,001 3,258 2,981 2,748 2,548 2,376 평균 1,704 1,388 1,270 1,171 1,086 1,012 알루미늄과 100% 81% 75% 69% 64% 59% 대비한비율 [0073] 표 2: 알루미늄부스바대비본발명의복합금속부스바의허용전류비교표 [0074] 구분 알루미늄단도체부스바허용전류 (A) 구리함량에따른본발명의복합금속부스바의허용전류 (A) 전류용량 Al 10% 15% 20% 25% 30% (A) 600 600 638 657 676 695 714 800 800 851 876 902 927 953 1000 1000 1,064 1,095 1,127 1,159 1,191 1250 1250 1,330 1,369 1,409 1,449 1,489 1600 1600 1,702 1,753 1,804 1,854 1,905 2000 2000 2,127 2,191 2,254 2,318 2,382 2500 2500 2,659 2,739 2,818 2,898 2,977 3200 3200 3,404 3,505 3,607 3,709 3,811-7 -
3600 3600 3,829 3,943 4,058 4,172 4,287 4000 4000 4,254 4,382 4,509 4,636 4,763 5000 5000 5,318 5,477 5,636 5,795 5,954 6000 6000 6,382 6,572 6,763 6,954 7,145 평균 2,629 2,796 2,880 2,964 3,047 3,131 알루미늄과대비한비율 100% 106% 110% 113% 116% 119% [0075] [0076] 표 1에나타나있는바와같이, 본발명에따른복합금속부스바는알루미늄단일도체로구성된부스바와비교하여, 구리의함량이커질수록단면적이상당히감소되었고, 이에의해부스바의부피도상당히감소되었음을알수있다. 또한표 2에나타나있는바와같이, 본발명에따른복합금속부스바는알루미늄단일도체로구성된부스바와비교하여, 구리의함량이커질수록허용전류가증가하여, 전도율이향상됨을알수있다. [0077] [0078] [0079] (2) 구리부스바대비본발명의복합금속부스바의중량비교구리단일도체로구성된부스바와, 본발명에따른복합금속부스바의중량을부스바 4개를기준으로 CAE 해석을통하여비교하였다. 그결과는아래의표 3과같다. 표 3: 구리부스바대비본발명의복합금속부스바의중량비교표 [0080] 구분 구리단도체부스바중량 (kg) 구리함량에따른본발명의복합금속부스바의중량 (kg) 전류용량 Cu 10% 15% 20% 25% 30% (A) 600 9.3 3.5 3.8 4.1 4.4 4.8 800 9.3 3.5 3.8 4.1 4.4 4.8 1000 12.9 4.8 5.3 5.7 6.2 6.6 1250 16.5 6.2 6.8 7.3 7.9 8.5 1600 24.5 9.2 10.0 10.9 11.7 12.6 2000 32.9 12.3 13.4 14.6 15.7 16.9 2500 44.2 16.5 18.1 19.6 21.1 22.7 3200 48.9 18.3 20.0 21.7 23.4 25.1 3600 57.1 21.4 23.4 25.3 27.3 29.3 4000 65.7 24.6 26.9 29.2 31.5 33.7 5000 88.4 33.1 36.2 39.2 42.3 45.4 6000 98.6 36.9 40.3 43.8 47.2 50.6 7500 132.5 49.6 54.2 58.8 63.4 68.1 평균 49.3 18.5 20.2 21.9 23.6 25.3 알루미늄과 100% 37% 41% 44% 48% 51% 대비한비율 [0081] 표 3 에나타나있는바와같이, 본발명에따른복합금속부스바는구리단일도체로구성된부스바와비교하 여, 구리의함량이커질수록중량이상당히감소되었고, 이에의해제품의경량화를실현할수있음을알수있 다. [0082] [0083] [0084] 9. 알루미늄부스바대비본발명의복합금속부스바의절단면가공성개선실험예종래기술에따른알루미늄으로구성된부스바및본발명의복합금속부스바에대해절단성실험을행하여, 절단면의가공성이얼마나개선되었는지알아보았다. 그결과를도 9의사진에나타내었다. 도 9에서위쪽바는본발명의복합금속부스바이고, 아래쪽바는종래기술에따른알루미늄으로구성된부스바이다. 도 9에나타내어진바와같이, 절단측면부의버 (burr) 의길이는알루미늄부스바에대해서는 2-3mm이었지만, - 8 -
본발명의복합금속부스바에대해서는 0.2~0.5mm이었다. 또한절단면의눌림현상은알루미늄부스바에대해서는 3~5mm이었지만, 본발명의복합금속부스바에대해서는 1~3mm이었다. 따라서, 알루미늄부스바대비본발명의복합금속부스바는절단면가공성이상당히개선되었음을알수있고, 이에따라프레스절단및펀칭가공이보다용이해지고, 기타가공공정의편의성이개선될수있다. 또한, 알루미늄부스바의경우휠커터에의해절단가공을행하여야하지만, 가공성이개선된본발명의복합금속부스바는프레스가공이가능하여개당절단시간이 30초 ~1분이었던것을 10~30초이내로 50% 절감하여생산성을두배이상증진시킬수있게되었다. [0085] [0086] [0087] [0088] [0089] [0090] [0091] [0092] [0093] [0094] [0095] [0096] [0097] [0098] [0099] [0100] [0101] [0102] [0103] [0104] [0105] [0106] [0107] [0108] [0109] [0110] [0111] 도면의간단한설명도 1은종래기술에따른사각바형부스바를나타내는사시도이다. 도 2은종래기술에따른원형부스바를나타내는사시도이다. 도 3은본발명의바람직한실시예에따른부스덕트에사용되는사각바형복합금속부스바를나타내는사시도이다. 도 4은본발명의바람직한실시예에따른부스덕트에사용되는원형복합금속부스바를나타내는사시도이다. 도 5은도 3에나타낸사각바형복합금속부스바의단면도이다. 도 6은도 3에나타낸사각바형복합금속부스바를적용한부스덕트의일예를나타낸단면도이다. 도 7은도 6에따른부스덕트를간략히나타낸사시도이다. 도 8은도 3에나타낸사각바형복합금속부스바를적용한적용한부스덕트의접속부구조의일예를나타낸사시도이다. 도 9는종래기술에알루미늄부스바 ( 아래쪽바 ) 및본발명에따른복합금속부스바 ( 위쪽바 ) 를절단하였을때, 절단부의측면의사진이다. 도 10A는본발명에따른복합금속부스바를적용가능한종래의분전함의일예를나타내는사진이다. 도 10B는도 10A에따른분전함의내부구성을보여주는사진이다. 도 10C는도 10A에따른분전함내에사용되는모선부스바의일예의형상을나타내는사진이다. 도 11A는본발명에따른복합금속부스바를적용가능한종래의수배전반의일예를나타내는사진이다. 도 11B는도 11A에따른수배전반의내부구성을보여주는사진이다. 도 12는본발명에따른복합금속부스바를적용가능한종래의전동기제어반의일예를나타내는사진이다. 도 13A는본발명에따른복합금속부스바를적용가능한종래의플러그 & 클립의일예를나타내는사진이다. 도 13B는본발명에따른복합금속부스바를적용가능한종래의플러그 & 클립의다른예를나타내는사진이다. 도 14는종래의발전소용부스모선의일예를나타내는사진이다. * 주요도면부호의설명 * 1: 복합금속부스바 2: 알루미늄내층 3: 구리외층 10: 부스덕트 11, 12: 상, 하함 13: 측함 21: 가압판 22: 디스크와셔 23: 가압대 24: 볼트 25,26,27: 스페이서 31: 결합판 32: 삽입홈 40,41: 접속부커버 100: 분전함 102: 차단기 - 9 -
[0112] [0113] [0114] [0115] [0116] [0117] 103: 부스바 104: 차단기 105: 모선 200: 수배전반 202: 열반부스바 203: 모선 300: 전동기제어반 302: 계전기 303: 모선 304: 차단기 도면 도면 1 도면 2-10 -
도면 3 도면 4 도면 5-11 -
도면 6 도면 7-12 -
도면 8 도면 9 도면 10a - 13 -
도면 10b 도면 10c - 14 -
도면 11a 도면 11b - 15 -
도면 12 도면 13a - 16 -
도면 13b 도면 14-17 -