KR100617363B1 - 초집적형 폐쇄수전반 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수·배전반에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐쇄수전반 내부에 수직격벽 및 수평격벽을 설치하여 다수의 격실을 구획하고 상기 격벽에 설치된 다수의 부싱을 통해서 각 격실에 설치된 전력기기를 전기적으로 접속하고 습기 및 오염물 제거장치를 설치함으로써 섬락사고의 발생을 예방할 뿐만 아니라 폐쇄수전반의 크기를 최소하며, 각 격실의 상부에 가스방출장치를 설치하여 폭발사고 발생 시 고압가스 또는 증기를 신속히 외부로 배출함으로써 특고압반 전체로 고압의 가스가 확산되어 파손되는 것을 방지할 수 있는 초집적형 폐쇄수전반에 관한 것이다.

본 발명에 따른 초집적형 폐쇄수전반은, 수전 유닛과 차단 유닛으로 구성된 폐쇄수전반에 있어서, 상기 수전 유닛의 내부에 보호등급을 갖는 수직격벽을 설치하여 제1 수전 격실과 제2 수전 격실로 양분하고, 상기 제1 수전 격실에는 부하개폐기, 피뢰기 및 전력퓨즈가 위치하도록 상기 수직격벽의 일 측면에 상하로 설치하고, 상기 제2 수전 격실에는 계기용 변성기, 전압용 변압기가 위치하도록 폐쇄수전반의 내측면에 설치하고, 상기 수직격벽의 하단에는 제1 수전 격실의 제1 모선과 제2 수전 격실의 제2 모선을 전기적으로 접속하는 다수의 수평부싱을 설치하며;

상기 차단기 유닛의 내부에 보호등급을 갖는 수직격벽을 설치하여 제1 차단기 격실과 제2 차단기 격실로 양분하고, 상기 제1 차단기 격실에는 차단기를 수직격벽의 일 측면에 설치하고, 상기 제2 차단기 격실에는 계기용 변류기 및 서지 업서버이 위치하도록 일 측벽과 바닥면에 각각 설치하고, 상기 제2 차단기 격실의 수직격벽에는 상기 차단기의 전원측에 접속하는 전원측 모선을 접속하기 위한 전원측 부싱과, 상기 차단기의 부하측에 접속하는 부하측 모선을 접속하기 위한 부하측 부싱이 수평방향으로 관통되게 설치하는 것을 특징으로 한다.

수전반, 고압반, 특고압반, 폐쇄, 수배전반, 방출구

Description

초집적형 폐쇄수전반{VERY LARGE-SCALE INTEGRATED METAL CLAD}

도 1은 일반적인 수·배전반을 보여주는 단선 결선도,

도 2는 종래 기술에 따른 특고압반의 일예를 보여주는 개략적인 사시도,

도 3은 두 개의 폐쇄수전반으로 구성된 본 발명에 따른 초집적형 폐쇄수전반의 구조를 보여주는 단선 결선도,

도 4는 본 발명에 따른 초집적형 폐쇄수전반을 보여주는 사시도,

도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 초집적형 폐쇄수전반 중 수전 유닛을 보여주는 측단면도,

도 7은 본 발명에 따른 초집적형 폐쇄수전반 중 차단기 유닛을 보여주는 측단면도,

도 8은 본 발명에 따른 가스방출장치의 일예를 보여주는 부분확대 단면도,

도 9는 본 발명에 따른 가스방출장치의 다른 실시예를 보여주는 부분확대 단면도,

도 10은 본 발명에 따른 습기 및 오염물 제거장치를 보여주는 사시도,

도 11은 본 발명에 따른 습기 및 오염물 제거장치의 평면 구성도,

도 12는 본 발명에 따른 습기 및 오염물 제거장치의 분해 사시도,

도 13은 본 발명에 따라 공기순환홀과 밸브체가 설치된 수평격벽을 보여주는 부분확대 단면도이다.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

3 : 초집적형 폐쇄수전반 10 : 폐쇄수전반

12 : 수직격벽 13 : 수평격벽

14 : 경사격벽 20 : 수전 유닛

20a : 제1 수전 격실 20b : 제2 수전 격실

20c : 변압기 격실 26 : 수평부싱

27 : 제1 모선 30 : 습기 및 오염물 제거장치

40 : 차단기 유닛 40a : 제1 차단기 격실

40b : 제2 차단기 격실 40c : 전원측 모선격실

44 : 전원측 부싱 45 : 부하측 부싱

50 : 제어부 격실 56 : 공기순환홀

60 : 밸브체 70 : 가스방출장치

본 발명은 수·배전반에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐쇄수전반 내부에 수직격벽 및 수평격벽을 설치하여 다수의 격실을 구획하고 상기 수직 및 수평격벽에 설치된 다수의 부싱을 통해서 각 격실에 설치된 전력기기를 전기적으로 접속하고 습기 및 오염물 제거장치를 설치함으로써 섬락사고의 발생을 예방할 뿐만 아니라 폐쇄수전반의 크기를 최소화하며, 각 격실의 상부에 가스방출장치를 설치하여 폭발사고 발생 시 고압가스 또는 증기를 신속히 외부로 배출함으로써 특고압반 전체로 고압의 가스가 확산하여 파손되는 것을 방지할 수 있는 초집적형 폐쇄수전반에 관한 것이다.

일반적으로 빌딩이나 공장 또는 아파트 등에 마련된 전기실에는 전력회사가 공급하는 고압 또는 특고압 전기를 수전하여 각 수용가의 부하로 배전하는 수·배전반이 설치되어 있다. 도 1은 일반적인 수·배전반을 보여주는 단선 결선도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 특고압반의 일예를 보여주는 개략적인 사시도이다. 도시된 바와 같이, 일반적으로 수·배전반(100)은 전력계통의 통전 수순 및 전압에 따라 크게 특고압반(또는 고압반)(300), 변압기반(500) 및 저압반(700)으로 구분된다. 상기 특고압반(300)은 외부에서 공급되는 고압 또는 특별 고압의 전기를 수전하고, 상기 변압기반(500)은 고압 또는 특별 고압의 전기를 수용가의 부하에 적합하게 감압하고, 상기 저압반(700)은 저압의 전기를 다수의 부하로 보내는 기능을 수행한다.

도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이, 상기 특고압반(300)은 고압수전반(LBS반:300-1)과, 계기용변압변류기반(MOF반:300-2), 계기용변압기반(PT반:300-3), 특고차단기반(VCB반:300-4) 등 네 개의 수전반(110)으로 구성된다. 그리고 상기 저압반(700)은 차단기, 콘덴서, 저압용 변압기, 계기용 변류기 등이 설치된 다수 개의 배전반(700-1)(700-2)과, 차단기, 충전기, 배터리 등이 설치된 동력반(700-3)으로 구성된다.

그리고 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 고압수전반(300-1)은 내부에 부하개폐기(LBS)(130-1)와 피뢰기(LA)(130-2)가 설치되고, 상기 계기용변압변류기반(300-2)에는 계기용 변압변류기(MOF)(130-3)와 전력퓨즈(PF)(130-4)가 설치된다. 그리고 상기 계기용변압기반(300-3)에는 계기용 변압기(PT)(130-5)가 설치되고, 상기 특고차단기반(VCB)(300-4)에는 진공차단기(VCB)(130-6)와 계기용 변류기(CT)(130-7) 및 서지흡수기(SA)(130-8)가 각각 설치된다.

그런데 종래 기술에 따른 특고압반(300)는 4개의 수전반(110)을 일렬로 배치하는 구조이므로 비교적 넓은 면적의 전기실이 요구된다. 또한, 종래의 수전반(110)은 그 내부가 하나의 공간으로 이루어지고 그 내부 차단기, 단로기 등의 전력기기와 제어회로 및 모선이 함께 설치되므로 전력계통의 아-크(Arc) 혹은 섬락(Flash-Over)을 수반하는 고장 또는 사고가 발생하게 되면, 수전반(110) 내부에서 발생한 고온 고압의 가스 또는 증기에 의해서 수전반(110)이 파손되거나 그 내부의 기기나 회로가 손상되게 된다. 또한, 종래의 특고압반(300)는 4개의 수전반(110)이 모선이 관통하도록 형성된 개구부를 통해서 서로 연통 되므로 어느 하나의 수전반(110)에서 발생한 고압가스가 다른 수전반(110)으로 확산하여 전체 특고압반(300)이 파손되는 문제가 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 주된 목적은 수전반의 수를 줄임으로써 좁은 면적의 전기실에 설치할 수 있는 초집적 형 폐쇄수전반을 제공하는 것이다.

본 발명은 또한, 전력계통의 고장 또는 사고 시 어느 하나의 폐쇄수전반에서 생성된 고온 고압의 가스 또는 증기가 특고압반 전체에 걸쳐 순차적으로 확산되는 것을 방지하기 위하여 각 폐쇄수전반에 수직격벽을 설치하여 다수의 격실로 구획하고, 상기 격실과 연통하는 가스방출구를 설치하여 사고 발생 시 고온 고압의 가스 또는 증기를 신속하게 외부로 방출할 수 있는 초집적형 폐쇄수전반을 제공하는 것이다.

본 발명은 또한, 폐쇄수전반 내부에 설치된 수평 또는 수직격벽에 다수의 부싱을 설치하여 이웃하는 격실을 전기적으로 연결할 뿐만 아니라 접지금속으로 이루어진 상기 격벽을 이용하여 상간 이격거리를 단축할 뿐만 아니라 상기 격실 내부에 습기 및 오염물질제거장치를 설치하여 섬락 전압을 올려서 섬락사고를 예방할 뿐만 아니라 폐쇄수전반의 크기를 최소화하는 초집적형 폐쇄수전반을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 초집적형 폐쇄수전반은, 수전 유닛과 차단 유닛으로 구성된 폐쇄수전반에 있어서,

상기 수전 유닛의 내부에 수직격벽을 설치하여 제1 수전 격실과 제2 수전 격실로 양분하고, 상기 제1 수전 격실에는 부하개폐기, 피뢰기 및 전력퓨즈가 위치하도록 상기 수직격벽의 일 측면에 상하로 설치하고, 상기 제2 수전 격실에는 계기용 변성기, 전압용 변압기가 위치하도록 폐쇄수전반의 내측면에 설치하고, 상기 수직격벽의 하단에는 제1 수전 격실의 제1 모선과 제2 수전 격실의 제2 모선을 전기적으로 접속하는 다수의 수평부싱을 설치하며;

상기 차단기 유닛의 내부에 수직격벽을 설치하여 제1 차단기 격실과 제2 차단기 격실로 양분하고, 상기 제1 차단기 격실에는 차단기를 수직격벽의 일 측면에 설치하고, 상기 제2 차단기 격실에는 계기용 변류기 및 서지 업서버이 위치하도록 일 측벽과 바닥면에 각각 설치하고, 상기 제2 차단기 격실의 수직격벽에는 상기 차단기의 전원측에 접속하는 전원측 모선을 접속하기 위한 전원측 부싱과, 상기 차단기의 부하측에 접속하는 부하측 모선을 접속하기 위한 부하측 부싱이 수평방향으로 관통되게 설치하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제2 수전 격실에는 소정의 수평격벽과 경사격벽에 의해서 상하로 구획되어 변압기 격실을 형성하고, 전압용 변압기는 상기 경사격벽에 수직하게 설치되어 상간 이격거리를 충분히 확보하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 차단기 격실에는 소정의 수평격벽과 수직격벽에 의해서 사각형상의 전원측 모선격실이 구획되고, 상기 전원측 모선격실에는 다수의 전원측 모선과, 이 전원측 모선을 고정하는 다수의 절연물과, 상기 차단기의 전원측에 접속하는 전원측 모선을 접속하기 위한 전원측 부싱과, 상기 차단기의 부하측에 접속하는 부하측 모선을 접속하기 위한 부하측 부싱이 수평방향으로 관통하여 설치되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 수전 유닛과 차단기 유닛의 내부에는, 소정의 수평격벽과 수직격벽에 의해서 제어부 격실이 각각 형성된다.

또한, 상기 제1 수전 격실, 변압기 격실, 제1 차단기 격실, 제2 차단기 격실 및 전원측 모선격실에 연통하도록 가스방출장치가 설치된다.

아울러, 상기 수전 유닛과 차단기 유닛의 내부에는, 열전소자의 흡열면에 설치된 흡열판을 이용하여 공기를 냉각하여 습기를 제거하고, 상기 열전소자의 발열면에 설치된 발열판을 이용하여 냉각된 공기를 가온하며, 상기 흡열판에서 발생된 응축수를 이용하여 공기 중에 포함된 오염물질을 제거하는 습기 및 오염물 제거장치가 더 설치된다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 초집적형 폐쇄수전반의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

먼저, 도 3은 두 개의 폐쇄수전반으로 구성된 초집적형 폐쇄수전반의 구조를 보여주는 단선 결선도이고, 도 4는 본 발명에 따른 초집적형 폐쇄수전반을 보여주는 사시도, 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 초집적형 폐쇄수전반 중 수전 유닛을 보여주는 측단면도, 도 7은 본 발명에 따른 초집적형 폐쇄수전반 중 차단기 유닛을 보여주는 측단면도이다.

도 3에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 초집적형 폐쇄수전반(3)은, 크게 수전 유닛(20)과 차단기 유닛(40) 2면으로 구성된다. 상기 수전 유닛(20)은, 하나의 폐쇄수전반(10-1) 내부에 설치되는 부하개폐기(21), 피뢰기(22), 전력퓨즈(23), 계기용 변성기(24), 전압용 변압기(25)로 이루어지고, 상기 차단기 유닛(40)은 하나의 폐쇄수전반(10-2) 내부에 설치되는 차단기(41), 계기용 변류기(42) 및 서지 옵서버(43)로 이루어진다.

이어, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 초집적형 폐쇄수전반(3)은 일렬로 배열된 두 개의 폐쇄수전반(10-1)(10-2)으로 구성되는데, 상기 제1 폐쇄수전반(10-1)은 수전 유닛(20)으로서, 그 내부에는 수직격벽(12)이 설치되어 제1 수전 격실(20a)과 제2 수전 격실(20b)로 양분된다.

그리고 도 5에서 보는 바와 같이, 상기 부하개폐기(21), 피뢰기(22) 및 전력퓨즈(23)가 상기 제1 수전 격실(20a)에 위치하도록 상기 수직격벽(12)의 일 측면에 상하로 설치되고, 상기 계기용 변성기(24), 전압용 변압기(25)는 상기 제2 수전 격실(20b)에 위치하도록 상기 폐쇄수전반(10-1)의 내측면에 설치된다. 그리고 상기 수직격벽(12)의 하단에는 제1 수전 격실(20a)의 제1 모선(27)과 제2 수전 격실(20b)의 제2 모선(29a)을 전기적으로 접속하는 다수의 수평부싱(26)이 설치되어 있다.

그리고 상기 제2 수전 격실(20b)은 소정의 수평격벽(13)과 경사격벽(14)에 의해서 상하로 구획되어 그 상부 공간에 변압기 격실(20c)이 형성된다. 이때 상기 수평격벽(13)과 경사격벽(14)은 상기 수직격벽(12)과 상기 폐쇄수전반(10-1)의 내측면 사이에 설치된다. 그리고 상기 전압용 변압기(25)는 상기 경사격벽(14)에 수직하게 설치되어 상간 이격거리를 충분히 확보한다. 그리고 상기 제1 수전 격실(20a)에는 소정의 수평격벽(51)과 수직격벽(52)에 의해서 사각형상의 제어부 격실(50)이 구획된다. 이 제어부 격실(50)에는 각종 제어회로가 설치된다. 한편, 도 6은 도 5에 도시된 수전 유닛(20)을 반대편에서 바라본 것으로 그 구성이 동일하다. 그리고 상기 폐쇄수전반(10-1)(10-2)의 전 후면에는 각각 도어(11)가 설치되어 있다.

이어, 도 7에서 보는 바와 같이, 상기 제2 폐쇄수전반(10-2)은 차단기 유닛(40)으로서, 그 내부에는 수직격벽(12)이 설치되어 제1 차단기 격실(40a)과 제2 차단기 격실(40b)로 양분된다. 그리고 상기 차단기(41)는 상기 제1 차단기 격실(40a)에 위치하도록 상기 수직격벽(12)의 일 측면에 설치되고, 상기 계기용 변류기(42) 및 서지 업서버(43)는 상기 제2 차단기 격실(40b)에 위치하도록 폐쇄수전반의 일 측벽과 바닥면에 각각 설치된다. 그리고 상기 수직격벽(12)에는 상기 차단기(41)의 전원측에 접속하는 전원측 모선(47)을 접속하기 위한 전원측 부싱(44)과, 상기 차단기(41)의 부하측에 접속하는 부하측 모선(49)을 접속하기 위한 부하측 부싱(45)이 수평방향으로 설치된다. 이때 상기 전원측 부싱(44)과 부하측 부싱(45)에는 고정접촉부가 형성되고, 상기 차단기(41)에는 가동접속부가 각각 형성되어, 상기 차단기(41)의 슬라이드 운동에 따라 고정접속부와 가동접속부가 전기적으로 접속된다.

한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제2 차단기 격실(40b)에는 소정의 수평격벽(18)과 수직격벽(19)에 의해서 사각형상의 전원측 모선격실(40c)이 구획된다. 상기 전원측 모선격실(40c)에는 다수의 전원측 모선(47)과, 이 전원측 모선(47)을 고정하는 다수의 절연물(48)과, 상술한 전원측 부싱(44)이 설치된다. 그리고 상기 나머지 제2 차단기 격실(42b)에는 다수의 부하측 모선(49)과, 이 부하측 모선(49)을 고정하는 다수의 절연물(48)과, 상기 계기용 변류기(42) 및 서지 업서버(43)가 설치된다. 그리고 상기 제1 차단기 격실((40a)에는 소정의 수평격벽(51)과 수직격벽(52)에 의해서 사각형상의 제어부 격실(50)이 구획된다. 이 제어부 격실(50)에는 각종 제어회로가 설치된다.

이어서, 본 발명에 따른 제1 및 제2 폐쇄수전반(10-1)(10-2)의 상면에는, 상기 제1 및 변압기 격실(20a)(20c)과, 제1 차단기 격실(40a) 및 제2 차단기 격실(40b) 그리고 전원측 모선격실(40c) 등과 연통하도록 가스방출장치(70)가 설치된다.

도 8은 본 발명에 따른 가스방출장치(70)의 일예를 보여주는 것으로서, 본 발명에 따른 가스방출장치(70)의 일예는 상기 격실(20a,20c,40a,40b,40c)과 연통하도록 형성된 가스방출구(73)와, 이 가스방출구(73)를 폐쇄할 수 있는 크기를 갖는 방압판(74)과, 상기 방압판(74)을 폐쇄수전반(10)의 상판에 고정하는 플라스틱 볼트(75)로 이루어진다. 이때 상기 플라스틱 볼트(75)는 격실 내부의 압력이 증가하면 그 내부 압력에 의해서 파손되어 상기 방압판(74)이 외부로 이탈되도록 한다.

따라서, 어느 하나의 격실에서 폭발사고가 발생하여 내부압력이 상승하면, 상기 방압판(74)이 외부로 이탈되어 고압가스를 외부로 신속하게 방출한다. 이에 따라, 폐쇄수전반(10) 내부의 압력을 급속히 감소하므로 폐쇄수전반(10)이 파손되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 폐쇄수전반(10)은 격실마다 가스방출장치를 설치함으로써 전력계통의 고장 또는 사고 시 어느 하나의 격실에서 생성된 고온 고압의 가스 또는 증기가 특고압반 전체에 걸쳐 순차적으로 확산되는 것을 방지한다.

이어, 도 9는 본 발명에 따른 가스방출장치(70)의 다른 실시예를 보여주는 것이다. 즉, 상기 가스방출장치(70)는, 격실과 연통 되도록 형성된 가스방출구(73)와 이 가스방출구(73)의 주연부를 따라 수직하게 설치되어 고압가스를 유도하는 유도틀(76)과, 상기 유도틀(76)의 일측에 설치된 힌지(77)와, 상기 힌지(77)를 통해서 회동가능하게 설치되는 방압판(74)와, 상기 방압판(74)의 외측 단부에 일체로 형성된 소정 길이의 탄성판(78)으로 이루어진다. 이때, 상기 탄성판(78)은 불연성의 고무나 실리콘으로 이루어지고 굴곡되어 있다. 따라서, 상기 방압판(74)이 회동하면, 예를 들어 80°로 회동하면, 상기 탄성판(78)의 굴곡부가 폐쇄수전반의 상판이나 유도틀(76)의 외측면에 닿게 된다. 이에 따라, 상기 탄성판(78)은 방압판(74)의 회동각도를 제한한다.

아울러, 상기 탄성판(78)은 상방향으로 회동되어 있는 방압판(74)을 반대방향으로 가압하므로 격실의 압력이 떨어질 때 자동적으로 상기 가스방출구(73)를 폐쇄할 수 있다. 이와 같이, 본 실시예에 따른 가스방출장치(70)는 섬락사고가 발생할 때, 상기 방압판(74)이 완전히 이탈되지 않은 상태로 회동되므로 비산하는 방압판에 의해서 작업자가 다치는 것을 방지할 뿐만 아니라 상기 방압판(74)의 설치방향에 따라 고압가스나 불꽃의 분출방향을 제한할 수 있으므로 인명사고의 발생할 방지할 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 하나의 폐쇄수전반(10)의 가운데에 수직격벽(12)을 설치하여 그 내부 공간을 두 개의 격실(20a,20b)(40a,40b)로 양분하고, 상기 격실(20b)의 내부에 소정의 수평격벽(13)과 경사격벽(14)을 설치하여 변압기 격실(20c)을 형성하며, 소정의 수평격벽(51)과 수직격벽(52)을 상기 격실(20a)(40a)의 내부에 각각 직교하게 설치하여 제어부 격실(50)을 폐쇄수전반(10)의 전면쪽에 설치함으로써 다수의 격실을 공간적 분리시키고 전기적으로 차폐시킴으로써 섬락사고의 발생을 예방한다.

즉, 폐쇄수전반(10)에는 각종 표시장치와 감시 또는 제어를 하기 위한 모선과 케이블이 집중되어 있고, 그 고압회로와 제어회로 또는 아크(arc) 사이의 절연보호 대책은 충분히 마련되어 있으나, 절연계통이 열화하거나 예기치 않은 서어지(surge)전류가 수전반의 제어기 또는 개폐기에 침입하면 절연물을 단락하도록 지속 아크가 일어나 섬락전압이 제어기기에 걸려서 이것이 절연파괴하여 폭발사고를 일으킬 염려가 있다.

따라서, 본 발명에 따른 폐쇄수전반(10)은, 다수의 수직 또는 수평격벽을 통해서, 다수의 격실로 분리함으로써 섬락사고의 가능성을 낮출 뿐만 아니라 이웃하는 격실에서 사고가 발생할 때 그 영향이 다른 격실로 확산되는 것을 차단하여 어느 하나의 격실에서 발생된 고압가스가 특고압반 전체로 확산되는 것을 방지한다.

아울러, 본 발명에 따른 폐쇄수전반(10)은 모선을 절연성과 난연성이 우수한 절연 튜브나 에폭시 분말 코팅 처리를 함과 아울러 접지금속으로 이루어진 격벽을 이용하여 상간 이격거리를 단축하고 기계적 강도를 유지함으로써 그 크기를 최소화할 수 있다. 예를 들어, 22,900V의 특별고압을 수전하는 특고압반에서는 고압의 모 선이 소정 거리내에 접근하면, 빛을 내면서 방전하는 섬락이 발생한다. 이에 따라 IEC(국제전기기술위원회) 및 KEMC(한국전기공업협동조합)에서는 상간 및 대지간 이격거리를 일정 거리(210~230mm) 이상으로 유지하도록 규정하고 있다.

이에 따라, 종래의 폐쇄수전반은 이러한 상간 이격거리를 만족하기 위해서 불가피하게 폐쇄수전반이 커지는 문제가 있었다. 예를 들어, 2면의 폐쇄수전반으로 구성된 종래의 특고압반은, 길이 2000mm, 폭 2500mm 및 높이 2550mm의 크기를 갖는다. 그러나 본 발명에 따른 폐쇄수전반(10)을 이용할 경우, 폐쇄수전반의 크기는 길이 2000mm, 폭 1800mm 및 높이 2350mm 로 크게 줄일 수 있다.

한편, 소정 거리로 이격된 두 도체는 섬락 전압(FOV:flashover voltage) 이상의 전압이 인가되면 아크 방전이 일어난다. 이러한 섬락 전압은 일정하지 않고 도체의 종류와 간격에 따라 다르나, 공기 중에 습기나 오염입자가 많이 포함될 때 더욱 낮아진다. 이와 같이 섬락 전압이 낮아지는 조건이 조성되면 두 도체 간의 이격거리가 더 커져야 하므로 불가피하게 폐쇄수전반이 커지게 된다. 따라서 폐쇄수전반의 크기를 줄이기 위해서는 공기 중에 습기나 오염입자를 제거하는 것이 필요하다. 이를 위해, 본 발명에 따른 폐쇄수전반(10)은 격실의 내부에 습기 및 오염물 제거장치(30)를 설치한다.

도 10은 본 발명에 따른 습기 및 오염물 제거장치를 보여주는 사시도이고, 도 11은 본 발명에 따른 습기 및 오염물 제거장치의 평면 구성도이며, 도 12는 본 발명에 따른 습기 및 오염물 제거장치의 분해 사시도이다. 도시된 바와 같이, 상기 습기 및 오염물 제거장치(30)는 크게 본체 몸체(31)와 본체 덮개(32), 그리고 상기 본체 몸체(31)에 설치된 전원부(33), 열전소자(34), 상기 열전소자(34)의 흡열부에 부착된 흡열판(35), 상기 열전소자(34)의 방열부에 부착되는 방열판(36), 공기의 흐름을 유도하는 유도휀(37), 상기 흡열판(35)에서 응축된 응축수를 수집하는 집수부(38) 및 센서부로 구성된다.

상기 열전소자(34)의 흡열면에 부착된 흡열판(35)은 공기를 냉각시켜 습기를 제거한다. 상기 흡열판(35)에는 다수의 핀이 전후방향으로 평행하게 형성된다. 또한, 상기 열전소자(34)의 저면 발열면에 부착된 방열판(36)은 열을 발산시킨다. 따라서 상기 방열면에서 발생되는 열은 상기 방열판(36)의 열전도에 의해서 외부로 방출되게 된다. 그리고 상기 방열판(36)을 거쳐 외부로 방출되는 공기는 가온 된다. 한편, 상기 열전소자(34)의 공기유입구 쪽에 설치된 집수구(38)는 유도휀(37)의 작동에 따라 공기유입구로부터 유입되는 외부공기에 포함된 오염물을 제거한다. 그리고 그 응축수는 집수부(38)를 통해서 외부로 배출된다. 이때 상기 응축수는 공기 중에 포함된 분진 등과 함께 배출되므로 수전반 내부의 공기를 청결하게 한다. 이어 상기 흡열판(35)에서 건조된 공기는 상기 방열판(36)와 전원부(33)를 거치는 동안 온도가 상승하여 상기 공기배출구를 통해서 폐쇄수전반 내부로 배출된다.

한편, 본 발명에 따른 폐쇄수전반(10)은 다수의 격벽에 의해서 다수의 격실로 구획되어 있다. 따라서 상기 습기 및 오염물 제거장치(30)를 이용하여 각 격실의 습기와 오염물을 원활하게 제거하기 위해서는, 상기 격벽에 공기의 순환을 허용하는 다수의 공기통로가 형성되어야 한다. 즉, 상기 격벽에는 다수의 공기순환홀(56)이 형성되는데, 상기 격벽이 공간 및 전기적 차폐기능을 유지할 수 있도록 공기순환홀(56)은 가능한 작은 크기로 형성된다.

이와 같이, 공기순환홀(56)의 크기가 제한되면 공기의 흐름이 원활하지 않게 된다. 이러한 점을 고려하여, 보다 큰 크기의 공기순환홀(56)을 형성하는 경우, 도 13에서 보는 바와 같이, 공기순환홀(56)에 소정의 밸브체(60)를 설치한다. 상기 밸브체(60)는, 상기 공기순환홀(56)를 폐쇄시킬 수 있는 크기를 갖는 밸브본체(67)과, 상기 밸브본체(67)의 양단에 일체로 형성된 가압판(65)과, 상기 밸브본체(67)와 가압판(65) 사이에 설치되어 균형을 유지하는 두 개의 가압스프링(66)으로 구성된다. 따라서 두 개의 가압스프링(66)이 균형을 유지하는 정상상태에서 상기 밸브체(60)는 공기순환홀(56)를 개방한다. 그러나 상기 일측 격실의 내부압력이 순간적으로 증가하면, 일측 가압판(65)에 가해지는 압력에 의해서 두 개의 가압스프링(66) 사이의 균형이 깨지고 일측 가압스프링(66)이 압축되어 상기 공기순환홀(56)을 폐쇄하게 된다. 따라서, 상기 밸브체(60)는 이웃하는 격실에서 발생된 고압의 가스나 불꽃이 공기순환홀(56)을 통해서 유입되는 것을 차단한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 초집적형 폐쇄수전반은 격벽을 이용하여 내부를 다수의 격실로 구분하되 상기 격실에는 내부에서 발생된 고온 고압의 가스를 외부로 배출시키는 가스배출장치를 설치함으로써 어느 격실에서 발생한 사고가 전체 폐쇄수전반으로 확산되는 것을 방지한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 초집적형 폐쇄수전반은, 폐쇄수전반의 수를 2개로 줄임으로써 좁은 면적의 전기실에 설치할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 각 폐쇄수전반에 수직격벽을 설치하여 다수의 격실로 구획하고, 각 격실과 연통하는 가스방출구를 설치하여 사고 발생 시 고온 고압의 가스 또는 증기를 신속하게 외부로 방출함으로써 전력계통의 고장 또는 사고 시 어느 하나의 폐쇄수전반에서 생성된 고온 고압의 가스 또는 증기가 특고압반 전체에 걸쳐 순차적으로 확산되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명은 또한, 폐쇄수전반 내부에 설치된 수평 또는 수직격벽에 다수의 부싱을 설치하여 이웃하는 격실의 모선을 전기적으로 연결할 뿐만 아니라 접지 금속판으로 이루어진 상기 격벽을 이용하여 상간 이격거리를 단축할 뿐만 아니라 상기 격실 내부에 습기 및 오염물질제거장치를 설치하여 섬락 전압을 올려서 섬락사고를 예방할 뿐만 아니라 폐쇄수전반의 크기를 최소화할 수 있다.

본 발명은 또한, 각 폐쇄수전반의 내부에 수분 및 오염물 제거장치를 설치하여 폐쇄수전반 내부의 습기 및 오염입자를 제거함으로써 섬락전압을 높이는 동시에 모선을 절연성 및 난연성이 우수한 절연 튜브나 엑폭시 분말 코팅 처리를 하여 섬락사고의 발생을 예방한다.

Claims (10)

1. 수전 유닛과 차단기 유닛으로 구성된 폐쇄수전반에 있어서,

   상기 수전 유닛은 그 내부에 수직격벽을 설치하여 제1 수전 격실과 제2 수전 격실로 양분하고, 상기 제1 수전 격실에는 부하개폐기, 피뢰기 및 전력퓨즈가 위치하도록 상기 수직격벽의 일 측면에 상하로 설치하며, 상기 제2 수전 격실에는 계기용 변성기, 전압용 변압기가 위치하도록 폐쇄수전반의 내측 면에 설치하고, 상기 수직격벽의 하단에는 제1 수전 격실의 제1 모선과 제2 수전 격실의 제2 모선을 전기적으로 접속하는 다수의 수평부싱을 설치하고;

   상기 차단기 유닛은 그 내부에 수직격벽을 설치하여 제1 차단기 격실과 제2 차단기 격실로 양분하고, 상기 제1 차단기 격실에는 차단기를 수직격벽의 일 측면에 설치하며, 상기 제2 차단기 격실에는 계기용 변류기 및 서지 업서버가 위치하도록 일 측벽과 바닥면에 각각 설치하고, 상기 제2 차단기 격실의 수직격벽에는 상기 차단기의 전원측에 접속하는 전원측 모선을 접속하기 위한 전원측 부싱과, 상기 차단기의 부하측에 접속하는 부하측 모선을 접속하기 위한 부하측 부싱이 수평방향으로 관통되게 설치하며;

   상기 수전 유닛과 차단기 유닛의 내부에는, 수평격벽과 수직격벽에 의해서 구획되는 제어부 격실을 각각 설치하고;

   상기 수전 유닛과 차단기 유닛의 내부에는, 열전소자의 흡열면에 설치된 흡열판을 이용하여 공기를 냉각하여 습기를 제거하고, 상기 열전소자의 발열면에 설치된 발열판을 이용하여 냉각된 공기를 가온하며, 상기 흡열판에서 발생된 응축수를 이용하여 공기 중에 포함된 오염물질을 제거하는 습기 및 오염물 제거장치가 더 설치된 것을 특징으로 하는 초집적형 폐쇄수전반.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제2 수전 격실에는 수평격벽과 경사격벽에 의해서 상하로 구획되어 변압기 격실을 형성하고, 전압용 변압기는 상기 경사격벽에 수직하게 설치하여 상간 이격거리를 충분히 확보하는 것을 특징으로 하는 초집적형 폐쇄수전반.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제2 차단기 격실에는 수평격벽과 수직격벽에 의해서 사각형상의 전원측 모선격실이 구획되고, 상기 전원측 모선격실에는 다수의 전원측 모선과, 이 전원측 모선을 고정하는 다수의 절연물과, 상기 차단기의 전원측에 접속하는 전원측 모선을 접속하기 위한 전원측 부싱과, 상기 차단기의 부하측에 접속하는 부하측 모선을 접속하기 위한 부하측 부싱이 수평방향으로 관통하여 설치되는 것을 특징으로 하는 초집적형 폐쇄수전반.
4. 삭제
5. 제1항, 제2항 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제1 수전 격실, 변압기 격실, 제1 차단기 격실, 제2 차단기 격실 및 전원측 모선격실에 연통하도록 가스방출장치가 각각 설치된 것을 특징으로 하는 초집적형 폐쇄수전반.
6. 제5항에 있어서,

   상기 가스방출장치는 각 격실과 연통되도록 형성된 가스방출구와, 이 가스방출구를 폐쇄할 수 있는 크기를 갖는 방압판과, 상기 방압판을 폐쇄수전반의 상판에 고정하는 플라스틱 볼트로 이루어져 상기 격실 내부의 압력이 증가하면 그 내부압력에 의해서 플라스틱 볼트가 파손되어 상기 방압판이 외부로 이탈되어 격실 내의 고압가스를 외부로 신속히 방출하는 것을 특징으로 초집적형 폐쇄수전반.
7. 제5항에 있어서,

   상기 가스배출장치는, 각 격실과 연통하도록 형성된 가스방출구와, 상기 가스방출구의 주연부를 따라 수직하게 설치된 고압가스 유도틀과, 상기 유도틀의 상단을 폐쇄시킬 수 있는 크기를 갖는 방압판과, 상기 유도틀의 일측에 설치되어 상기 방압판을 회동가능하게 지지하는 힌지와, 상기 가스방출구 위에 설치된 상기 방압판의 외측 단부에 일체로 고정되어 있는 탄성판을 포함하여 구성되어, 섬락사고가 발생할 때 방출되는 고압 가스에 의해서 상기 방압판이 완전히 이탈되지 않을 뿐만 아니라 방압판의 회동각을 제한하며 격실 내부의 압력이 떨어지면 상기 방압판을 반대쪽으로 가압하여 가스방출구를 자동으로 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 초집적형 폐쇄수전반.
8. 삭제
9. 제1항에 있어서,

   상기 수전유닛과 차단기 유닛의 수직격벽에는, 공기순환을 위한 공기순환홀이 형성되고, 상기 공기순환홀에는 밸브체를 설치하여 양 격실의 압력차에 의해서 상기 공기순환홀을 개폐하는 것을 특징으로 하는 초집적형 폐쇄수전반.
10. 제9항에 있어서,

    상기 밸브체는, 상기 공기순환홀를 폐쇄시킬 수 있는 크기를 갖는 밸브본체과, 상기 밸브본체의 양단에 일체로 형성된 가압판과, 상기 밸브본체와 가압판 사이에 설치되어 균형을 유지하는 두 개의 가압스프링으로 구성된 것을 특징으로 하는 초집적형 폐쇄수전반.

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