KR100678495B1 - 변압기 설치 및 점검 작업용 에어드라이어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변압기의 설치 및 점검작업시 밀폐되었던 변압기 내부에 작업자가 들어가 작업할 때 필요한 건조공기를 공급하는 에어드라이어장치에 관한 것으로, 대기중의 공기가 공기압축기에 의하여 압축되어 에어필터를 통해 미세분진이 제거된 후 냉동식 에어드라이어로 인입되어 열교환시스템에 의하여 포화 습기를 제거하고 냉동식 에어드라이어에서 생성된 포화습증기가 제거된 건조공기는 2기의 에어필터를 순차적으로 거쳐 2기의 흡착탑을 구비한 트윈-타워형 흡착식 에어드라이어의 흡착탑에 교호적으로 인입시켜 포화 습기가 제거된 냉각된 압축공기를 잔류습분과 잔류 미세먼지를 흡착 제거하여 다시 에어필터를 거친 다음 공기압 조정기를 거치면서 공기압이 제어되어 최종적으로 건조공기를 외부로 방출되도록 하고, 상술한 전 과정을 제어부가 자동으로 제어하도록 하고 상술한 장치들을 하나의 카트에 수납하여 구성됨을 특징으로 한다.

Description

변압기 설치 및 점검 작업용 에어드라이어장치 {Air dry-device for potential transformer}

도 1은 본 발명에 따른 에어드라이어 장치의 사시도

도 2는 본 발명에 따른 에어드라이어 장치의 측면도

도 3은 본 발명에 따른 에어드라이어 장치의 정면도

***도면의 주요부호에 대한 설명***

10: 공기압축기 20: 냉동식 에어드라이어

20a, 30a, 40a: 에어필터 30: 트윈-타워형 흡착식 에어드라이어

31, 32: 흡착탑 311, 321: 밸브

40: 공기압조정기 60: 카트

본 발명은 변압기의 설치 및 점검작업시 밀폐되었던 변압기 내부에 작업자가 들어가 작업할 때 필요한 건조공기를 공급하기 위한 에어드라이어장치에 관한 것이다.

일반적으로 전력 변압기의 설치 및 점검 작업시 그 수명 및 절연 내력을 좋게 하기 위하여 변압기 절연물에 함유한 수분을 제거하기 위해 적당한 온도 유지와 진공상태를 유지하여 건조하는 공정을 거치게 된다.

특히 변압기의 점검작업시 수반되는 변압기 내부 작업은 밀폐된 변압기 내부 공간에 작업자가 들어가 점검 또는 수선작업을 수행해야 하므로, 변압기 내부에 잔류한 유해가스를 배출시켜야 하고 산소가 충분한 건조공기를 공급해야 하며, 변압기 내부의 절연물이 외부공기 유입으로 습기에 노출되면 심각한 절연성능저하를 초래하므로 내부작업시 변압기내부에 충분한 산소가 함유된 건조공기를 공급해야 한다. 배출

변압기 내부 작업에 필요한 건조공기 공급장치의 고려조건을 살펴보면 변압기 배유(排油)작업시 일반적으로 사용되는 유조차의 내장펌프 용량이 300ℓ/min 이하 정도이고 여과기를 이용하여 배유(排油)작업할 경우 100ℓ/min정도이므로 건조공기 공급량은 0.3㎥/min 정도의 조건을 만족하여야 한다.

그리고 대기중에서 변압기 내부의 개방은 외부공기 유입이 필연적인 것인 바 변압기 내부의 각종 절연물은 습기를 빠르게 흡수하는 성질로 인하여 변압기의 성능에 치명적인 영향을 줄 수 있다는 것 때문에 변압기내의 공기 중 수분량을 300ppm이하로 제한할 필요가 있다.

이것은 한국전력에서 170급 지아에스(GIS)에 사용되는 SF6 가스의 수분함량 관리치인 것으로 이정도의 수분량은 국내 전력설비 사용조건하에서 결로가 발생하지 않고 절연내력에 영향을 줄 정도 이하의 수분량으로 판단된다. 그렇지만 이 수치는 최대 허용치로서 이보다 훨씬 수분량이 적은 건조공기가 필요한 바 제작사 측에서도 권고하는 150ppm이하 정도의 건조도를 기준으로 하여 결국 건조공기 수분함량은 최대 150ppm(Dew point -40℃) 정도로 제한해야 적정하다.

상술한 바와 같이 변압기작업에 사용되는 건조공기는 0.5㎥/min 공급량과 0.01kg/㎠ 정도까지 압력조정을 조정되어야 하며 이슬점이 -50℃을 만족하여야 한다.

그러나 지금까지 변압기 작업시 건조공기는 변압기의 규모에 따라 그에 적당한 용량을 갖는 1기(基)의 냉동식 에어드라이어(Refrigerated air dryer)를 사용하고 있다.

그러므로 변압기 설치 및 점검작업을 하는 업자는 다양한 용량의 에어드라이어를 준비하여야 할 필요가 있어 변압기 설치 및 점검작업에 그만큼 많은 자본의 투자가 필요한 문제점이 있다. 또한 특정용량의 종래의 에어드라이어는 제작시 부터 시간당 건조공기 공급량과 발생되는 건조공기압 및 이슬점이 결정되므로 기후조건에 따라 발생되는 건조공기의 조건이 변화가 있어 적절 제어된 건조공기를 발생시키기 어려운 문제점이 있다.

상술한 바와 같이 전력용 변압기의 설치 및 점검작업에 적합하도록 휴대 및 이동이 간편한 건조공기 공급장치를 제공하되 소기의 제어된 건조공기를 발생시키는 장치를 제공하고자 함에 본 발명의 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 변압기 설치 및 점검 작업용 에어드라이어장치는 트윈-타워형 흡착식 에어드라이어 및 다수의 에어필터와 공기압조정기 및 제어부로 이루어지는데, 대기 중의 공기가 공기압축기에 의하여 압축되어 에어필터를 통해 미세분진이 제거된 후 냉동식 에어드라이어로 인입되어 열교환시스템에 의하여 포화습증기를 제거하고 냉동식 에어드라이어에서 생성된 포화습증기가 제거된 건조공기는 2기의 에어필터를 순차적으로 거쳐 2기의 흡착탑을 구비한 트윈-타워형 흡착식 에어드라이어의 흡착탑에 교호적으로 인입시켜 포화습기가 제거된 냉각된 압축공기를 잔류 습분과 잔류 미세먼지를 흡착 제거하여 다시 에어필터를 거친 다음 공기압 조정기를 거치면서 공기압이 제어되어 최종적으로 건조공기를 외부로 방출되도록 하고, 상술한 전 과정을 제어부가 자동으로 제어하도록 구성하고, 상술한 장치들을 수납한 카트로 구성됨을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 에어드라이어장치에 대하여 이하 첨부도면과 함께 상세하게 설명하기로 한다.

단, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 본 발명을 설명하기 위한 최선의 방법으로 선택한 개념으로 간주하고 본 발명의 기술적 내용을 파악함에 있어서 본 발명의 기술적 사상에 부합한 의미와 개념으로 적절히 해석되 어야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 에어드라이어 장치의 정면적 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 에어드라이어 장치의 입체적 구성도이며, 도 3은 카트에 장치들이 수납된 상태에 있는 에어드라이어 장치의 사시도이다.

본 발명에 따른 에어드라이어 장치는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 대기 중의 공기를 공기압축기(10)에 의하여 압축하여 공기 중에 포함된 수분과 불순물을 에어필터(21)를 통과시켜 제거한 후 냉동식 에어드라이어(20)에 인입시키고,

냉동식 에어드라이어(20)에 인입된 고온 상태의 압축공기는 저온의 냉매가 흐르는 열교환시스템에서 열교환이 이루어지고 이 과정에서 수분의 96.5%인 포화습기가 제거되며,

냉동식 에어드라이어(20)를 거쳐 나온 저온의 압축공기는 2기의 에어필터(31, 32)를 통과시켜 냉각된 압축공기중에 잔류하는 수분을 제거한 후 트윈-타워형(Twin-tower type) 흡착식 에어드라이어(30)에 인입되고,

상기 트윈-타워형 흡착식 에어드라이어(30)는 화학적 흡착제를 사용하여 일정 압력으로 인입된 포화습기가 제거된 압축공기에 포함된 잔류 수분 및 미세 먼지를 흡착 제거하되, 2개의 흡착탑(31, 32)가 구비되어 교호적으로 작동되어 일 측의 흡착탑(31 또는 32)이 소정의 시간(예로써 5분)동안 작동되어 습기를 흡착하고 흡착되어 포환된 수분을 제거하여 성능을 회복시킨 후 재사용되도록 구성되어 있다.

상기 트윈-타워형 흡착식 에어드라이어(30)는 비가열식(HAD) 모델로 습기에 대하여 강력한 친화성을 가진 고성능 건조제(흡착제)를 2개의 흡착탑(31, 32)에 충진시켜 냉동식 에어드라이어(20)에서 생성된 냉각되어 건조된 압축공기를 잔류 수분을 물리적으로 제거한다.

이같은 비가열 방식의 에어드라이어는 건조제(흡착제)의 재생에 열원을 사용하지 않고 건조공기의 일부를 재생공기로 사용하여 재생되고 있는 흡착탑(31 또는 32)로 유입시켜 단열팽창시켜 흡착된 습기를 흡착제에서 분리하여 제습구로 방출시켜 재생공기로 사용하게 되는데, 각 흡착탑(31, 32)에는 제어기에 의하여 제어되는 단열팽창용 밸브(311, 321)가 제습구(312, 322)와 함께 형성되어 각 흡착탑을 재생시킬 수 있도록 구성된다.

상기 트윈-타워형 흡착식 에어드라이어(30)를 거쳐 수분을 제거한 압축공기는 재차 에어필터(41)를 거쳐 공기압조정기(40)를 통해 압축공기의 압력이 조정되는데, 변압기는 내부압력에 정밀하게 반응하는 기계적 보호장치들이 내장되어 있어 급격한 압력변화는 변압기 보호장치들을 동작시키게 되므로 높은 압력의 건조공기주입은 위험하므로 최종적으로 공급되는 건조된 압축공기는 0.1~0.5kg/㎠정도로 조정되어 공급되어야 한다.

그리고, 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 에어드라이어장치는 공기압축기를 제외한 상술한 장치들을 하나의 카트(60)에 수납하는데, 상기 카트(Cart, 60)에 상술한 장치들을 수납함에 있어 장치들이 최소한의 공간을 차지하도록 효율적으로 배치시켜 장치의 보관을 용이하도록 하고 카트의 저면의 4귀퉁이에 바퀴(61)가 구비되어 운반 및 보관을 용이하도록 한다.

이상과 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 변압기 설치 및 점검 작업용 에어드라이어장치는 대기중의 공기를 압축 냉각하여 포화습기를 제거하고 또다시 미세한 불순물과 잔여 습기를 트윈-타워형 흡착식 건조기로 필터링하는 장치로 변압기 내부에 필요한 산소공급량과 습도허용치 범위내의 건조공기 용량을 충족시키고 외부가대 장치를 고안 제작하여 이들 장치를 장착시키며 발생되는 건조공기량을 효과적으로 조절할 수 있도록 공기압 조정기를 부가하는 장비를 제작하여 제공함으로써 획기적으로 변압기 설치 및 점검 작업에 기여한 발명이며, 본 발명에 따른 장치는 하나의 카트에 공기압축기를 제외한 여러 장치들을 한꺼번에 수납하여 설치하고 있으므로 변압기 설치 및 점검이 필요한 작업현장으로 운반이 용이하고, 장치의 보관하기 용이하다.

Claims (2)

1. 대기중의 공기에 포함된 습분을 제거하여 건조공기를 생성시키는 장치로 공기압력기, 에어필터, 냉동식 에어드라이어, 흡착식 에어드라이어를 포함한 에어드라이어 장치에 있어서, 대기 중의 공기를 공기압축기로 압축하여 에어필터를 거쳐 냉동식 에어드라이어로 인입시키고, 냉동식 에어드라이어에서 포화습기를 제거한 건조공기를 2기의 에어필터를 순차적으로 거치도록 하여 잔류하는 습기 및 미세먼지를 제거한 후, 2기의 흡착탑을 구비한 트윈-타워형 흡착식 에어드라이어에 인입시켜 잔류 습기제거 및 미세먼지를 흡착제에 의해 흡착제거 하되 2기의 흡착탑을 일정 주기로 교호적으로 작동시키고, 흡착탑 내부 공기를 단열팽창시켜 흡착제를 재생하도록 하고, 생성된 건조공기는 다시 에어필터를 거친 다음 공기압조정기를 통해 공기압이 제어되어 최종적으로 건조공기를 외부로 방출하도록 하고, 상기 전 과정을 제어부가 자동제어 하도록 하며, 공기압축기를 제외한 상술한 장치들을 하나의 카트에 수납하여 구성됨을 특징으로 한 변압기 설치 및 점검 작업용 에어드라이어장치.
2. 제1항에 있어서, 공기압조정기로 제어되어 방출되는 건조공기의 공기압은 0.1~0.5kg/㎠의 범위인 것을 특징으로 한 변압기 설치 및 점검 작업용 에어드라이어장치.

Images