KR100842413B1 - 변압변류기 분리형 전절연 수변전 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 수변전 장치는, 1차 압력용기 내부에 개폐기와 피뢰기 붓싱을 설치하고, 압력용기의 외부 상부면에 파워휴즈와 절연성 휴즈홀더를 설치시켜 하나의 모듈화를 이루도록 한 제1 압력부; 2차 압력용기 내부에 변압변류기와 적산전력계를 구비하여 하나의 모듈화를 이루도록 한 제2 압력부; 및 상기 제1 압력부와 제2 압력부 사이를 분리 결합 가능한 상태로 연결시켜 통전이 이루어지도록 하는 접속부를 포함하여 이루어진다.

상기와 같은 본 발명은 개폐기의 사고에 따른 아크열이 내부의 인접기기로 전체로 확산되는 것을 근원적으로 차단함으로써, 기기의 절연성능이 향상되도록 하는 효과가 있고, 변압변류기 사고나 용량변경 등으로 인한 교체 작업시 해당되는 부분만을 별도로 분리하여 교체할 수 있게 됨에 따라 매우 경제적이며, 내부기기의 수리 및 교체작업이 자유롭고, 이로 인한 유지비용이 절감되는 효과를 갖는다.

Description

변압변류기 분리형 전절연 수변전 장치{Metering Out Fit Separable Type Power Supply Apparatus}

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 수변전 장치의 평면도.

도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 수변전 장치의 정면도.

도 3은 도 2의 1차 압력용기의 측면도.

도 4는 도 2의 2차 압력용기의 측면도.

도 5는 본 발명의 제2실시 예에 따른 수변전 장치의 평면도.

도 6은 본 발명의 제2실시 예에 따른 수변전 장치의 정면도.

<도면중 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 1차 압력용기 3 : 개폐기

5 : 피뢰기 붓싱 6 : 파워휴즈

7 : 1차 연결 붓싱 8 : 1차 방압변

9 : 2차 압력용기 10 : 2차 연결 붓싱

11 : 변압변류기 12 : 인출용 붓싱

13 : 2차 방압변 14 : 접속부재

17: 3차 연결 붓싱 20 : 4차 연결 붓싱

24 : 절연패드 100: 제1 압력부

200: 제2 압력부 300: 접속부

본 발명은 수변전 장치에 관한 것으로서, 특히 수변전 장치를 1차 압력용기 및 2차 압력용기의 분리모듈로 구성하여 이들을 자유롭게 결합 및 분리되도록 함으로써, 개폐기의 사고에 따른 아크열이 내부의 인접기기 전체로 확산되는 것이 근원적으로 차단되고, 내부기기의 수리 및 교체작업이 자유롭도록 하는 수변전 장치에 관한 것이다.

일반적으로 빌딩이나 공장등의 자가용 전기설비에서는 변전소의 배전선로부터 보내진 전력을 수배전하는 과정에서 고압을 적절한 상용전압으로 전압강화하기 위해서 변압기, 스위치장치 및 기타 안전장치가 구비된 수변전 시설을 갖추게 되는데 종래의 이러한 수변전장치는 절연방식에 따라 공기절연방식과 가스절연방식으로 구분된다.

상기 공기절연방식은 수용가단위로 정해진 용량에 맞도록 변압기를 중심으로 고압스위치장치와 관련기기 등을 프레임에 배치해왔고 감전사고 및 절연등의 문제로 충분한 이격거리를 유지시키기 위해 수배전 설비 설치시 넓은 면적이 요구 되었다. 이러한 크기와 중량의 증가는 설치시간 및 비용등을 증가시키게 되었다.

다음은 가스절연방식으로서, 이에 사용되는 SF6 가스는 상온 상압에서 안정도가 높은 무색, 무취, 무독, 불연성의 기체로 공기보다 3.7배의 절연내력을 가진다.

이러한 높은 절연내력의 SF6 가스가 충진된 밀폐용기 내에 수변전장치의 관련기기를 격납 설치하는 방식은 크기가 축소되고 감전사고 등을 방지할 수 있어서 일반적으로 널리 이용되고 있다.

이러한 가스절연방식의 종래의 수변전 장치는 표준결선구성을 가지게 되며 변전소로부터 고압전력이 가공 배전선과 지중 배전선으로 구성된 배전계통을 통하여 공급되어 각 수용가의 수변전장치를 통해 상용전압으로 강하되어 수용가에 공급된다.

변전소에서 공급받는 고압은 인입구를 통하여 전원을 접속재를 통해 가스절연화 된 하나의 용기내부에 설치되어 있는 자동고장구분 개폐기 또는 개폐기(이하, 개폐기로 칭함)로 연결되고 그 2차 도체는 선로에 이상 전압 발생시 선로 보호 목적으로 장착된 피뢰기로 연결되며, 과전류 통전시 기기를 보호하기 위해 구성된 파워휴즈로 병렬 연결되어 외부에서 교체 가능하게 되었다. 파워휴즈 2차에서 전력수급 계기용 변압변류기와 변압변류기의 2차단자를 통해 적산전력계에 연결된다.

상기 변압변류기의 2차 도체는 압력용기에 설치된 붓싱를 통하여 인출되어 사용자가 필요한 전압으로 강화시키기 위한 수전용 변압기로 연결된다. 이 장치에는 내부 사고 발생시 내부 압력 상승에 따른 탱크 보호와 아크로부터 안전하게 유도할 수 있는 방압변이 구비되었다.

상기와 같은 구성을 가지는 종래의 수변전장치의 경우에 개폐기의 사고에 따른 아크열에 의해 가스의 절연성능의 저하가 내부의 인접기기로 확산되며, 변압변류기 사고나 용량변경 등으로 인한 교체시 상기 수변전장치 전체를 교체하는 문제점을 안고 있다.

이에 따라 종래의 수변장치의 내부사고로 인한 인접기기로 아크확산, 개폐기의 개폐동작에 따른 아크열에 의해 분해되어 SF6가스의 절연성능 저하에 따른 인접기기의 절연성능까지 저하시킬 수 있는 위험과 유지비용 상승 및 내부기기의 변경이 자유롭지 않아 이에 대한 개선이 시급하게 요구되었다.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 수변전 장치를 제1차 압력용기 및 제2차 압력용기의 분리모듈로 구성하여 이들을 자유롭게 결합 및 분리되도록 함으로써, 개폐기의 개폐동작에 따른 아크열이 내부의 인접기기 전체로 확산되는 것이 근원적으로 차단되고, 내부기기의 수리 및 교체작업이 자유롭도록 하는 변압변류기 분리형 전절연 수변전 장치(이하, 수변전 장치로 칭함)를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수변전 장치는, 1차 압력용기 내부에 개폐기와 피뢰기 붓싱을 설치하고, 압력용기의 외부 상부면에 파워휴즈와 절연성 휴즈홀더를 설치시켜 하나의 모듈화를 이루도록 한 제1 압력부; 2차 압력용기 내부에 변압변류기와 적산전력계를 구비하여 하나의 모듈화를 이루도록 한 제2 압력부; 및 상기 제1 압력부와 제2 압력부 사이를 분리 결합 가능한 상태로 연결시켜 통전이 이루어지도록 하는 접속부를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 제1 압력부는, 1차 압력용기 저면에 1차 방압변을 설치하고, 상기 1차 방압변에 의해 내부사고 발생시 압력용기의 폭발방지와 아크를 외부로 안전하게 방출시키도록 한다.

또한, 상기 파워휴즈는 1차 압력용기의 외부 상부면에 절연성 에폭시 절연지지물과 도체를 통해 설치 연결하되, 개폐기의 2차측에 피뢰기와 병렬 연결되어 과전류를 통전시 휴즈가 끊어져서 전단의 기기의 사고 파급을 막도록 한다.

그리고, 상기 제2 압력부는, 2차 압력용기 저면에 2차 방압변을 설치하고, 상기 2차 방압변에 의해 내부사고 발생시 압력용기의 폭발방지와 아크를 외부로 안전하게 방출시키도록 한다.

또한, 상기 접속부는, 1차 압력용기와 2차 압력용기의 상부면에 각각 결합되는 1차, 2차 연결 붓싱과, 상기 1차, 2차 연결 붓싱 사이를 연결시키도록 된 접속부재로 구성된다.

이때, 상기 1차, 2차 연결 붓싱은 절연성 에폭시 재질로 제작되는 한편, 상기 접속부재는 내열성, 내후성, 내오존성, 내한성 및 전기적 특성이 우수한 EPDM재질로 제작되도록 한다.

그리고, 상기 접속부는, 1차 압력용기 일 측면으로 웰 타입의 함몰 형성되는 3차 연결 붓싱과, 상기 3차 연결 붓싱에 전기적 접속되도록 2차 압력용기 일 측면 에 돌출 형성되는 4차 연결 붓싱으로 구성되도록 하는데, 상기 3차 연결 붓싱 내경접촉면에 절연을 위한 절연패드가 형성되도록 할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 수변전 장치의 평면도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 수변전 장치의 정면도이며, 도 3은 도 2의 1차 압력용기의 측면도이고, 도 4는 도 2의 2차 압력용기의 측면도이다.

동 도면에서 보는 바와 같은 본 발명에 따른 수변전 장치는 1차 압력용기(1) 내부에 개폐기(3)와 피뢰기 붓싱(5)을 설치하고, 압력용기의 외부 상부면에 파워휴즈(6)와 절연성 휴즈홀더를 설치시켜 하나의 모듈화를 이루도록 한 제1 압력부(100)와, 2차 압력용기 내부에 변압변류기(11)와 적산전력계를 구비하여 하나의 모듈화를 이루도록 한 제2 압력부(200)와, 상기 제1 압력부와 제2 압력부 사이를 분리 결합 가능한 상태로 연결시켜 통전이 이루어지도록 하는 접속부(300)로 구성된다.

여기서, 상기 개폐기(3)는 1차 압력용기(1)내에 설치되어 투입, 개방 및 접지 동작하며 파워휴즈(6) 단락시 자동 개방할 수 있도록 기구를 설치하여 연동할 수 있도록 되어 있다.

상기 개폐기(3)의 2차측에 연결되어 선로의 이상 전압 발생시 접지를 통해 대지로 흘려보내서 선로 보호 역할을 하는 피뢰기 붓싱(5)은 1차 압력용기(1)내에 설치한다.

상기 파워휴즈(6)는 개폐기(3)의 2차측에 피뢰기(5)와 병렬 연결되어 과전류를 통전시 휴즈(6)가 끊어져서 전단의 기기의 사고 파급을 막는 역할을 한다.

이와 같은 파워휴즈(6)는 종래의 기술에서 휴즈의 홀더(케이스)가 SF6가스에 충진된 밀폐용기내부에 설치하였는데, 개폐기 개폐 동작시 아크 발생하게 되고 그 아크열에 의해 분해가스에 의한 절연성능저하 및 내부사고 발생 시 휴즈 홀더의 절연성능을 현저히 저하시키는 문제점을 갖는 것이었다.

이에, 본 발명에서는 상기 파워휴즈(6)를 1차 압력용기(1)의 외부 상부면에 절연성 에폭시 절연지지물과 도체를 통해 설치 연결하며 휴즈를 용이하게 교체할 뿐만 아니라 내부사고 발생시 휴즈홀더에 확산되는 것을 원천적으로 방지하는 물론, 외부에 설치함으로서 방열효과가 극대화되도록 하였다.

상기 제1 압력부(100)는 1차 압력용기(1)내에 개폐기(3)와 피뢰기 붓싱(5)을 설치하고 압력용기의 외부 상부면에 파워휴즈(6)와 절연성능이 우수한 휴즈 홀더를 설치하여 하나의 모듈화를 이룸으로써, 안정성과 취급의 용이성을 확보하였다.

이와 같은 제1 압력부(100)는 상기 1차 압력용기(1)에 만일의 내부사고 발생시 압력팽창으로 압력용기의 폭발 방지와 내부 사고에 의한 아크를 외부로 안전하게 유도하기 위한 1차 방압변(8)이 설치되도록 한다.

그리고, 상기 제2 압력부(200)의 2차 압력용기(9)내에는 전력수급 계기용 변 압변류기(11)와 상기 변압변류기(11)의 2차단자를 통해 전력량을 측정하는 적산전력계(도면에서 생략)가 2차 압력용기(9)의 밀봉 하우징을 지나 연결된다.

이러한, 제2 압력부(200)는 상기 2차 압력용기(9) 내에 변압변류기(11)와 적산전력계를 구비하여 또 하나의 모듈화를 이룸으로써, 안정성 및 취급이 용이하도록 하였다.

또한, 상기 제2 압력부(200)는 상기 2차 압력용기(9)에 내부사고 발생시 압력용기의 폭발 방지와 아크를 외부로 안전하게 방출하기 위한 2차 방압변(13)가 설치되도록 한다.

그리고, 상기 접속부(300)는 상기 1차 압력용기(1)내의 파워휴즈(6)의 2차 도체와 2차 압력용기(9)내의 변압변류기(11)의 1차 도체를 연결하기 위한 것으로서, 연결 방법은 절연성 에폭시 재질로 제작된 1차, 2차 연결 붓싱(7)(10)을 각각 1차 압력용기(1)와 2차 압력용기(9)의 상부면에 볼트로 고정하여 기계적으로 체결되도록 하고, 각각은 오링 결합을 통해 가스의 밀봉이 이루어지도록 한다.

상기 1차, 2차 압력용기(1)(9)에 고정된 1차, 2차 연결 붓싱(7)(10)의 도체에 케이블단말 처리된 내열성, 내후성, 내오존성, 내한성 및 전기적 특성이 우수한 EPDM재질로 제작된 접속부재(14)를 삽입하여 고정금구를 고정하여 통전되도록 구성한다.

본 발명의 상기 구성의 접속부(300)를 구성함으로써, 변압변류기(11) 사고나 용량변경에 따른 분리 교체할 경우 내부 가스를 빼지 않고 작업이 가능하게 된다.

이때, 상기 1차, 2차 연결 붓싱(7)(10)과 접속부재(14)의 연결 커플러를 전절연 처리함으로써, 인체의 접촉시 감전되는 것을 방지할 수 있도록 한다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 수변전 장치는 2차 압력용기(9)의 인출용 붓싱(12)을 통해 종래의 기술과 동일하게 엘보우 접속재(미도시)로 연결하여 고압의 전압을 상용전압으로 강화하기 위한 수급용 변압기(미도시)에 연결하게 된다.

도 5는 본 발명의 제2실시 예에 따른 수변전 장치의 평면도이고, 도 6은 본 발명의 제2실시 예에 따른 수변전 장치의 정면도이다.

동 도면에서 보는 바와 같은 제2실시 예는 기본 구성이 제1실시 예와 동일하고, 다면 접속부(300)의 구성을 달리하는데 그 특징이 있다.

상기 접속부(300)는, 1차 압력용기(1) 일 측면으로 웰 타입의 함몰 형성되는 3차 연결 붓싱(17)과, 상기 3차 연결 붓싱(14)에 전기적 접속되도록 2차 압력용기(9) 일 측면에 돌출 형성되는 4차 연결 붓싱(20)으로 구성된다.

이때, 상기 3차 연결 붓싱(17) 내경 접촉면에 절연을 위한 절연패드(24)가 형성되도록 할 수 있다.

상기 제2실시 예에 따른 수변전 장치는 제1실시 예에 비해 분리결합이 보다 쉽게 편리하게 이루어지는 이점을 갖게 된다.

앞서 설명한 본 발명은, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적 기술 사상을 유지한 채 다양한 변형 또는 인접 분야에의 적용이 가능할 수 있다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라, 특허 청구범위에 의해서 정해져야할 것이다.

상기와 같은 본 발명은 개폐기의 개폐동작에 따른 아크열이 내부의 인접기기로 전체로 확산되는 것을 근원적으로 차단함으로써, 기기의 절연성능이 향상되도록 하는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 변압변류기 사고나 용량변경 등으로 인한 교체 작업시 해당되는 부분만을 별도로 분리하여 교체할 수 있게 됨에 따라 매우 경제적인 효과가 있다.

이와 같은 본 발명은 내부기기의 수리 및 교체작업이 자유롭고, 이로 인한 유지비용이 절감되는 효과를 갖는다.

Claims (10)

1차 압력용기(1) 내부에 개폐기(3)와 피뢰기 붓싱(5)을 설치하고, 1차 압력용기(1)의 외부 상부면에 파워휴즈(6)와 절연성 휴즈홀더를 설치시켜 하나의 모듈화를 이루도록 한 제1 압력부(100);

2차 압력용기(9) 내부에 변압변류기(11)와 적산전력계를 구비하여 하나의 모듈화를 이루도록 한 제2 압력부(200); 및

상기 제1 압력부와 제2 압력부 사이를 분리 및 결합 가능한 상태로 연결시켜 통전되도록 하는 접속부(300);

를 포함하는 변압변류기 분리형 전절연 수변전 장치.

제 1항에 있어서,

상기 제1 압력부(100)는, 1차 압력용기(1) 저면에 아크 방출을 위한 1차 방압변(8)을 설치하는 것을 특징으로 하는 변압변류기 분리형 전절연 수변전 장치.

제 1항에 있어서,

상기 파워휴즈(6)는 1차 압력용기(1)의 외부 상부면에 절연성 에폭시 절연지지물과 도체를 통해 설치 연결하되, 개폐기(3)의 2차측에 피뢰기(5)와 병렬 연결되 어 과전류를 통전시 휴즈(6)가 끊어지도록 하는 것을 특징으로 하는 변압변류기 분리형 전절연 수변전 장치.

제 1항에 있어서,

상기 제2 압력부(200)는, 2차 압력용기(9) 저면에 2차 방압변(13)을 설치하는 것을 특징으로 하는 변압변류기 분리형 전절연 수변전 장치.

제 1항에 있어서,

상기 접속부(300)는, 1차 압력용기(1)와 2차 압력용기(9)의 상부면에 각각 결합되는 1차, 2차 연결 붓싱(7)(10)과, 상기 1차, 2차 연결 붓싱(7)(10) 사이를 연결시키는 접속부재(14)로 구성되는 것을 특징으로 하는 변압변류기 분리형 전절연 수변전 장치.

제 5항에 있어서,

상기 1차, 2차 연결 붓싱(7)(10)은 절연성 에폭시 재질로 제작되는 것을 특징으로 하는 변압변류기 분리형 전절연 수변전 장치.

제 5항에 있어서,

상기 접속부재(14)는 내열성, 내후성, 내오존성, 내한성 및 전기적 특성이 우수한 EPDM재질로 제작되는 것을 특징으로 하는 변압변류기 분리형 전절연 수변전 장치.

제 1항에 있어서,

상기 접속부(300)는, 1차 압력용기(1) 일 측면으로 웰 타입의 함몰 형성되는 3차 연결 붓싱(17)과, 상기 3차 연결 붓싱(14)에 전기적 접속되도록 2차 압력용기(9)의 일측면에 돌출 형성되는 4차 연결 붓싱(20)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 변압변류기 분리형 전절연 수변전 장치.

제 8항에 있어서,

상기 3차 연결 붓싱(17) 내경에 접촉면 절연을 위한 절연패드(24)가 형성되는 것을 특징으로 하는 변압변류기 분리형 전절연 수변전 장치.

제 8항에 있어서,

상기 접속부(300)는 절연성 재질을 이용해 형성되는 것을 특징으로 하는 변압변류기 분리형 전절연 수변전 장치.

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