KR101006019B1 - 친환경 가스 절연 개폐 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수배전반의 부피를 대폭 줄일 수 있도록 한 친환경 가스 절연 개폐 장치에 관한 것으로, 개폐문이 설치된 제 1 외함과, 개폐문이 설치되면서 일측면이 상기 제 1 외함의 일측면과 마주 접하는 제 2 외함, 상기 제 1 외함 내부에 설치되는 제 1 밀봉 탱크, 및 상기 제 2 외함 내부에 설치되는 제 2 밀봉 탱크을 구비한다. 또한, 상기 제 1 밀봉 탱크의 내부에는 동도체를 통해 전달되는 R상, S상, T상의 전기를 인입하거나 차단하는 부하 개폐기(Load Breaker Switch)와, 상기 부하 개폐기를 통해 인입되는 R상, S상, T상의 전압과 전류를 일정 비율로 감쇄한 다음 부하에 의해 소모되는 소모 전력을 실시간으로 계산하고 상기 계산된 소모 전력을 제 1 외함의 바깥면에 표시하는 계기용 변성기(Metering Out Fit)가 장착될 수 있다. 또, 상기 제 2 밀봉 탱크의 내부에는 진공을 소호 매질로 하는 VI(Vacuum Interrupter)를 적용한 차단기로서 상기 계기용 변성기로부터 전달되는 R상, S상, T상의 전기를 부하측으로 송전하거나 각 전기 선로를 또 다른 전기 선로로 절체 하며, 전력 계통에 고장이 발생 되었을 때 전력 공급을 자동으로 차단하는 진공 차단기(Vacuum Circuit Breaker)가 장착된다. 또, 상기 제 2 밀봉 탱크의 외부 상단면에는 계기용 변성기로부터 진공 차단기로 연결되는 전기 선로에 병렬 연결되어 각 전기 선로로부터 입력되는 높은 전압을 낮은 전압으로 변성하는 계기용 변압기(Potential Transformer)가 장착될 수 있다. 또, 상기 제 1 밀봉 탱크와 제 2 밀봉 탱크의 내측에는 절연 매질로서 건조 공기(Dry Air)가 충전되어 전기 선로 각각이 절연될 수 있다. 이러한 구조로 이루어진 본 발명에 따른 친환경 가스 절연 개폐 장치는 절연 매체로서 건조 공기를 사용함으로써 환경 친화형 제품을 제작할 수 있을 뿐만 아니라 고압을 다루는 전기 기기를 협소한 밀봉 탱크 안에 밀집 배치할 수 있어, 설치 공간을 절약할 수 있다는 장점이 있다.
Description
본 발명은 수배전반의 부피를 대폭 줄일 수 있도록 한 친환경 가스 절연 개폐 장치에 관한 것으로, 특히, 수배전반의 내측에 부하 개폐기나 계기용 변압 변류기, 진공 차단기, 또는 계기용 변압기가 내부 설치된 밀봉 탱크를 설치하고, 상기 밀봉 탱크 내부에 절연 매질로서 건조 가스를 충전시켜 수배전반의 부피를 대폭 줄일 수 있도록 한 친환경 가스 절연 개폐 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 가스 절연 개폐 장치는 송전, 변전 계통이나 전기 회로에 있어서 부하를 개폐하거나 단락 등의 사고가 발생 되었을 때 전류를 차단하는 역할을 수행한다.
상기 가스 절연 개폐 장치는 배전 계통 정격 전압 25.8kV 지중 배전 선로에서 옥외 또는 옥내에 들어가는 중요 전력 기기로써, 선로의 분기, 구분 개폐와 후단 변압기의 보호 기능이 추가되어 배전 계통에서 매우 중요한 기능을 담당하고 있다.
전력 회사로부터 공급받는 고압 인입선의 경우 각 상의 전력 배선은 동도체로 배선하여 각 상별로 각각의 차단기가 설치되는데 공기 중에서의 절연 구조는 각 상 별로 최소 210mm 이상의 절연 간격이 유지되어야만 절연 확보가 가능해진다.
따라서, 공기 절연 방식은 대단히 큰 사이즈의 부품들을 다수의 함체에 분리 설치하는 구조로 이루어져야만 한다.
한편, 상기 가스 절연 개폐 장치는 통상적으로 부하 개폐기(LBS), 계기용 변압 변류기(MOF), 진공 차단기(VCB), 계기용 변압기(PT), 및 계기용 변류기(CT)와 피더(Feeder) 등이 설치되는 구조로서, 3상 처리 구조로 이루어지는바, 이러한 가스 절연 개폐 장치는 LBS 판넬과, MOF 판넬, PT 판넬, 메인 VCB 판넬, 및 2개의 피더 VCB 판넬로 분리 구성될 수 있다.
이러한 구조로 이루어진 상기 가스 절연 개폐 장치는 일반적으로 공기 절연 방식을 채택하기 때문에 공기 중의 절연 거리를 유지하기 위하여 부득이하게 큰 외형 치수로 제작될 수밖에 없다.
따라서, 큰 외형 치수로 인해 변전실의 설치 면적을 많이 차지하게 된다는 문제점이 있었고, 각종 고압 충전부가 나도체로 노출되어 감전 사고에 대한 위험이 항상 존재한다는 문제점이 있었다.
한편, 상기 제시한 문제점을 해결하고자, 밀폐된 금속 탱크 내부에 각종 차단기와 단로기, 모선, 접지 개폐기, CT, PT와 같은 전기 기기를 밀집시키고, 상기 금속 탱크 내부에 절연 매질로서 SF6 가스를 충전시키는 방법이 있으나, 상기 SF6 가스는 지구 온난화 계수가 이산화탄소의 23,900배로써 외부 유출 시 지구 환경에 악영향을 미칠 수 있다는 단점이 있다.
이에 본 발명은 상기 제시한 문제점을 해소하고자 수배전반의 부피를 최소화하여 수배전반 제조 비용이나 변전실의 건축 비용을 최소화하고, 건물 전체에서 변전실이 차지하는 면적을 최소화하여 건물 내부 공간을 보다 효과적으로 이용할 수 있도록 한 친환경 가스 절연 개폐 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 밀봉 탱크 내부에 충전되는 절연 매질로서 자연 환경에 무해한 건조 공기를 사용함으로써 자연 환경을 보호할 수 있도록 한 친환경 가스 절연 개폐 장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 개폐문이 설치된 제 1 외함과, 개폐문이 설치되면서 일측면이 상기 제 1 외함의 일측면과 마주 접하는 제 2 외함, 상기 제 1 외함 내부에 설치되는 제 1 밀봉 탱크, 및 상기 제 2 외함 내부에 설치되는 제 2 밀봉 탱크을 구비한다. 또한, 상기 제 1 밀봉 탱크의 내부에는 동도체를 통해 전달되는 R상, S상, T상의 전기를 인입하거나 차단하는 부하 개폐기(Load Breaker Switch)와, 상기 부하 개폐기를 통해 인입되는 R상, S상, T상의 전압과 전류를 일정 비율로 감쇄한 다음 부하에 의해 소모되는 소모 전력을 실시간으로 계산하고 상기 계산된 소모 전력을 제 1 외함의 바깥면에 표시하는 계기용 변성기(Metering Out Fit)가 장착될 수 있다. 또, 상기 제 2 밀봉 탱크의 내부에는 진공을 소호 매질로 하는 VI(Vacuum Interrupter)를 적용한 차단기로서 상기 계기용 변성기로부터 전달되는 R상, S상, T상의 전기를 부하측으로 송전하거나 각 전기 선로를 또 다른 전기 선로로 절체 하며, 전력 계통에 고장이 발생 되었을 때 전력 공급을 자동으로 차단하는 진공 차단기(Vacuum Circuit Breaker)가 장착된다. 또, 상기 제 2 밀봉 탱크의 외부 상단면에는 계기용 변성기로부터 진공 차단기로 연결되는 전기 선로에 병렬 연결되어 각 전기 선로로부터 입력되는 높은 전압을 낮은 전압으로 변성한 다음, 상기 낮은 전압으로 변성된 전기를 외부로 전달하는 계기용 변압기(Potential Transformer)가 장착될 수 있다. 또, 상기 제 1 밀봉 탱크와 제 2 밀봉 탱크의 내측에는 절연 매질로서 건조 공기(Dry Air)가 충전되어 전기 선로 각각이 절연될 수 있다.
이러한 구조로 이루어진 본 발명에 따른 친환경 가스 절연 개폐 장치는 절연 매체로서 건조 공기를 사용함으로써 환경 친화형 제품을 제작할 수 있다.
또한, 전기 기기가 밀집된 밀봉 탱크에 건조 공기를 충전할 경우 밀봉 탱크 내부에 설치된 전기 기기를 습기나 화학 반응, 연무, 먼지, 염해, 및 해충으로부터 보호할 수 있을 뿐만 아니라 전기 기기 또는 전기 선로가 산화되지 않아 유지 보수가 거의 필요 없다는 장점이 있다.
또, 본 발명은 본 발명을 구성하는 기본적인 판넬 수가 2개로 대폭 줄어듦에 따라 판넬 설치 공간을 대폭 줄일 수 있으며, 판넬 설치를 위한 필요 공간이 줄어들면서 공사 기간을 단축할 수 있고, 입지 조건을 까다롭게 따지지 않아도 된다는 장점이 있다.
또, 본 발명은 SF6 가스 대신에 건조 공기를 절연 매질로 사용함으로써 환경 오염 문제를 해결할 수 있고, 유지 보수가 필요 없어 경제성을 향상시킬 수 있다.
도면 1은 본 발명에 갖추어진 제 1 외함과 제 2 외함을 도시한 도면,
도면 2는 제 1 밀봉 탱크의 내부도,
도면 3은 제 2 밀봉 탱크의 내부도,
도면 4는 본 발명에 갖추어진 부하 개폐기와 계기용 변성기, 계기용 변압기 및 진공 차단기의 결선도,
도면 5는 제 1 밀봉 탱크와 제 2 밀봉 탱크가 결합 되었을 때, 제 1 밀봉 탱크와 제 2 밀봉 탱크에 설치된 전기 기기가 순차적으로 통전 되는 순서를 설명하기 위한 도면,
도면 6은 진공 인터럽터 안에서 부하 개폐기에 갖추어진 고정자와 가동자가 서로 맞붙거나 떨어지는 과정을 설명하기 위한 도면,
도면 7은 계기용 변성기에 부가 설치되는 무효 전력량계와 최대 수요 전력계(Demand meter)를 설명하기 위한 도면,
도면 8은 진공 차단기 출력단에 부가 설치되는 디지털 보호 계전기와 서지 흡수기를 설명하기 위한 도면,
도면 9는 부하 개폐기 조작기의 구조를 설명하기 위한 도면,
도면 10은 본 발명에 갖추어진 에어 건조기의 제어 블록도
도면 2는 제 1 밀봉 탱크의 내부도,
도면 3은 제 2 밀봉 탱크의 내부도,
도면 4는 본 발명에 갖추어진 부하 개폐기와 계기용 변성기, 계기용 변압기 및 진공 차단기의 결선도,
도면 5는 제 1 밀봉 탱크와 제 2 밀봉 탱크가 결합 되었을 때, 제 1 밀봉 탱크와 제 2 밀봉 탱크에 설치된 전기 기기가 순차적으로 통전 되는 순서를 설명하기 위한 도면,
도면 6은 진공 인터럽터 안에서 부하 개폐기에 갖추어진 고정자와 가동자가 서로 맞붙거나 떨어지는 과정을 설명하기 위한 도면,
도면 7은 계기용 변성기에 부가 설치되는 무효 전력량계와 최대 수요 전력계(Demand meter)를 설명하기 위한 도면,
도면 8은 진공 차단기 출력단에 부가 설치되는 디지털 보호 계전기와 서지 흡수기를 설명하기 위한 도면,
도면 9는 부하 개폐기 조작기의 구조를 설명하기 위한 도면,
도면 10은 본 발명에 갖추어진 에어 건조기의 제어 블록도
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 자세히 설명한다.
본 발명에 따른 친환경 가스 절연 개폐 장치는 도면 1 내지 도면 3에 도시한 바와 같이, 개폐문(1a)이 설치된 제 1 외함(3)과, 개폐문(1b)이 설치되면서 일측면이 상기 제 1 외함(3)의 일측면과 마주 접하는 제 2 외함(5), 상기 제 1 외함(3) 내부에 설치되는 제 1 밀봉 탱크(7), 및 상기 제 2 외함(5) 내부에 설치되는 제 2 밀봉 탱크(9)을 구비한다.
또한, 상기 제 1 밀봉 탱크(7)의 내부에는 도면 2와 도면 4에 도시한 바와 같이, 동도체를 통해 전달되는 R상, S상, T상의 전기를 인입하거나 차단하는 부하 개폐기(11)(Load Breaker Switch)와, 상기 부하 개폐기(11)를 통해 인입되는 R상, S상, T상의 전압과 전류를 일정 비율로 감쇄한 다음 부하에 의해 소모되는 소모 전력을 실시간으로 계산하고 상기 계산된 소모 전력을 제 1 외함(3)에 갖추어진 개폐문(1a)에 표시하는 계기용 변성기(13)(Metering Out Fit)가 장착된다.
또, 상기 부하 개폐기(11)와 계기용 변성기(13)를 연결하는 각각의 전기 선로에는 타단이 접지되는 피뢰기(15)가 연결되어 제 1 밀봉 탱크(7)와 제 2 밀봉 탱크(9) 내부에 설치되는 전기 기기 및 전기 선로를 이상 전압으로부터 보호한다.
또, 상기 계기용 변성기(13)의 입력단에 연결되는 각각의 전기 선로에는 파워 퓨즈(21a)가 연결됨이 바람직하다.
또, 상기 제 2 밀봉 탱크(9)의 내부에는 도면 3과 도면 4에 도시한 바와 같이, 진공을 소호 매질로 하는 VI(Vacuum Interrupter)를 적용한 차단기로서 상기 계기용 변성기(13)를 거쳐 전달되는 R상, S상, T상의 전기를 부하측으로 송전하거나 각 전기 선로를 또 다른 전기 선로로 절체 하며, 전력 계통에 고장이 발생 되었을 때 전력 공급을 자동으로 차단하는 진공 차단기(17)(Vacuum Circuit Breaker)가 장착될 수 있다.
또, 상기 제 1 밀봉 탱크(7)의 외부 둘레면에는 도면 2에 도시한 바와 같이, 제 1 밀봉 탱크(7) 내부로 외부 전기 선로를 인입할 수 있는 인입구(27a)와, 상기 계기용 변성기(13)로부터 연장된 전기 선로를 제 1 밀봉 탱크(7) 바깥으로 내보내는 인출구(29a)가 장착될 수 있다.
또, 상기 제 2 밀봉 탱크(9)의 외부 둘레면에는 도면 3에 도시한 바와 같이, 계기용 변성기(13)를 거쳐 제 1 밀봉 탱크(7)로부터 연장된 전기 선로가 인입되도록 하는 인입구(27b)와, 상기 제 2 밀봉 탱크(9) 내부에 설치된 진공 차단기(17)로부터 연장된 전기 선로가 제 2 밀봉 탱크(9)로부터 빠져나올 수 있도록 인출구(29b)가 갖추어질 수 있다.
또, 상기 제 2 밀봉 탱크(9)의 외부 상단면에는 도면 3에 도시한 바와 같이, 계기용 변성기(13)를 거쳐 진공 차단기(17)로 연결되는 전기 선로에 병렬 연결되어 각 전기 선로로부터 입력되는 높은 전압을 낮은 전압으로 변성하는 계기용 변압기(19)(Potential Transformer)가 장착된다.
또, 상기 계기용 변압기(19)의 입력단에 연결되는 각 전기 선로에는 도면 4에 도시한 바와 같이, 파워 퓨즈(21b)가 연결되어 계기용 변압기(19)나 계기용 변성기(13)를 과전류로부터 보호할 수 있다.
또, 상기 제 1 밀봉 탱크(7)와 제 2 밀봉 탱크(9)의 내측에는 절연 매질로서 건조 공기(Dry Air)가 충전되어 전기 선로 각각이 절연될 수 있도록 한다.
이때, 상기 제 1 밀봉 탱크(7)와 제 2 밀봉 탱크(9)에 충전되는 건조 공기는 제 1 밀봉 탱크(7)와 제 2 밀봉 탱크(9) 내부에 설치된 기기들을 습기나 화학 반응, 연무, 먼지, 염해, 또는 해충으로부터 보호하여 제 1 밀봉 탱크(7)와 제 2 밀봉 탱크(9)를 외부 오염으로부터 완전히 보호할 수 있다.
따라서, 건조 공기가 충전된 상기 제 1 밀봉 탱크(7)와 제 2 밀봉 탱크(9)는 별다른 유지 보수가 필요 없다는 장점이 있다.
한편, 상기 제 1 밀봉 탱크(7)와 제 2 밀봉 탱크(9)에 내재 된 부하 개폐기(11)와 계기용 변성기(13), 계기용 변압기(19), 및 진공 차단기(17)는 도면 5에 도시한 바와 같이, 부하 개폐기(11)와 계기용 변성기(13), 계기용 변압기(19), 및 진공 차단기(17) 순으로 통전 된다.
또한, 상기 진공 차단기(17)의 입력단에 연결되는 각 전기 선로에는 도면 4에 도시한 바와 같이, 단로기(23)(disconnector)가 장착될 수 있으며, 상기 진공 차단기(17)의 입력단에 연결되는 전기 선로에는 계기용 변성기(13)를 거쳐 진공 차단기(17)로 인입되는 전기를 차단한 상태에서 진공 차단기(17)에 연결되는 전기 선로를 접지시키는 접지 조작기(25)가 장착될 수 있다.
또, 상기 제 1 외함(3)의 개폐문(1)에는 계기용 변성기(13)를 이용하여 측정된 적산 전력량을 표시하는 적산 전력량 표시 장치가 설치될 수 있다.
한편, 상기 제 1 밀봉 탱크(7) 내부에 설치되는 계기용 변성기(13)의 하단에는 레일이 장착되어 계기용 변성기(13)의 교체 작업을 용이하게 할 수 있으며, 상기 제 1 밀봉 탱크(7) 바깥면에는 도면 3에 도시한 바와 같이, 제 1 밀봉 탱크(7) 바깥에서 계기용 변압기(19)를 플러그 인 타입(Plug in type)으로 끼워넣기 위해 일측 면이 계기용 변성기(13)로부터 진공 차단기(17)로 연결되는 전기 선로에 전기적으로 연결된 상태에서 계기용 변압기(19)가 끼워지는 타측 면이 제 1 밀봉 탱크(7) 바깥으로 노출되는 소켓(41)이 장착될 수 있고, 상기 부하 개폐기(11)는 도면 6에 도시한 바와 같이, 진공 인터럽터(42)(Vacuum Interrupter) 내부에서 가동자(44)나 고정자(46)를 탈부착시킴으로써 외부 전기를 차단시키거나 인입시키는 진공 인터럽터 방식을 채용함이 바람직하다.
또한, 상기 제 2 밀봉 탱크(9)의 내측 하부에는 제 2 밀봉 탱크(9)의 내부에서 수평하게 눕혀짐과 동시에 양끝단이 제 2 밀봉 탱크(9)의 양측 내벽에 고정되어 라쳇 풀러(Ratchet pullers)의 일단이 고정될 수 있는 가로 지지봉이 장착될 수 있어 제 2 밀봉 탱크(9)의 바깥으로부터 제 2 밀봉 탱크(9) 안쪽으로 인입되는 케이블을 라쳇 풀러를 이용하여 제 2 밀봉 탱크(9)의 내측으로 잡아당길 수 있다.
또, 상기 계기용 변성기(13)에는 도면 7에 도시한 바와 같이, 제 1 외함(3)의 개폐문(1)에 부착된 상태에서 계기용 변성기(13)와 전기적으로 연결되어 계기용 변성기(13)에 의해 감쇄된 전압과 전류를 이용하여 무효 전력량을 계산한 다음 표시하는 무효 전력량계(57)(VAR-H)가 장착될 수 있고, 상기 계기용 변성기(13)에는 제 1 외함(3)의 개폐문(1)에 부착된 상태에서 계기용 변성기(13)와 전기적으로 연결되어 계기용 변성기(13)에 의해 감쇄된 전압과 전류를 이용하여 최대 수요 전력을 계산한 다음 표시하는 최대 수요 전력계(Demand meter)(59)가 장착될 수 있으며, 상기 진공 차단기(17)의 출력단에 연결되는 각각의 전기 선로에는 도면 8에 도시한 바와 같이, 진공 차단기(17)의 개폐시 발생 되는 개폐 서지가 진공 차단기(17)의 출력단에 연결되는 전기 기기를 파손시키지 않도록 서지 흡수기(61)(Surge Arrester)가 장착될 수 있다.
또, 상기 진공 차단기(17)의 출력단에 연결되는 각각의 전기 선로에는 도면 8에 도시한 바와 같이, 계기용 변류기(63)(Current Transformer)가 장착될 수 있으며, 상기 계기용 변류기(63)의 출력단에는 전류 시험 단자(65)(CTT : Current Test Terminal)가 장착될 수 있고, 상기 전류 시험 단자(65)에는 제 2 외함(5)의 개폐문(1)에 부착된 상태에서 전류 시험 단자(65)와 전기적으로 연결되어 전류 시험 단자(65)를 거쳐 출력되는 전기 선로의 전류와 전압, 유효 또는 무효 전력, 역률, 및 주파수를 계측한 다음, 표시하는 디지털 보호 계전기(67)가 장착될 수 있다.
또, 상기 제 1 밀봉 탱크(7)의 바깥면에는 도면 9에 도시한 바와 같이, 부하 개폐기(11)를 자동 또는 수동으로 조작하는 부하 개폐기 조작기(33)가 설치될 수 있다.
이때, 상기 부하 개폐기 조작기(33)는 도면 6과 도면 9에 도시한 바와 같이, 가동자(44)에 연결된 회전축(45)의 회전 방향에 의해 가동자(44)가 고정자(46)와 맞붙거나 떨어지는 부하 개폐기(11)에 있어서, 일단이 회전축(45)의 일단에 결합 되고 타단이 제 1 밀봉 탱크(7) 바깥으로 돌출되는 고정축(47)과, 일단이 고정축(47)에 의해 관통 고정되어 고정축(47)과 함께 회전되고 타단이 제 2 연결암(49)의 일단에 힌지 결합 되어 제 2 연결암(49)에 연결된 상태에서 축 선회 되는 제 1 연결암(51), 일단이 제 2 연결암(49)의 타단과 힌지 결합 되어 제 2 연결암(49)에 연결된 상태에서 축 선회 되고 타단이 컨트롤바(53)에 관통 고정되어 컨트롤바(53)와 함께 회전되는 제 3 연결암(55)으로 이루어질 수 있다.
이러한 구조로 이루어진 상기 부하 개폐기 조작기(33)는 상기 컨트롤바(53)를 시계 방향이나 반 시계 방향으로 회전시키면, 제 3 연결암(55)이 컨트롤바(53)을 따라 회전되면서, 순차적으로 제 2 연결암(49)과 제 1 연결암(51)을 이동시키고, 상기 제 1 연결암(51)은 마지막으로 고정축(47)과 일체로 결합된 회전축(45)을 시계 방향이나 반 시계 방향으로 회전시켜 가동자(44)를 고정자(46)로부터 떨어뜨리거나 부착시킬 수 있다.
따라서, 장비 운용자는 제 1 밀봉 탱크(7) 바깥에서 컨트롤바(53)를 시계 방향이나 반시계 방향으로 회전시킴으로써 부하 개폐기(11)를 개방시키거나 폐쇄시킬 수 있다.
또한, 상기 제 1 밀봉 탱크(7)와 제 2 밀봉 탱크(9) 바깥에는 제 1 밀봉 탱크(7)와 제 2 밀봉 탱크(9)의 안쪽으로 건조 공기를 불어 넣어 줄 수 있는 에어 건조기(68)가 장착될 수 있고, 상기 제 1 밀봉 탱크(7)와 제 2 밀봉 탱크(9)의 둘레면에는 에어 건조기(68)로부터 발생된 건조 공기를 주입할 수 있도록 건조 공기 주입구가 갖추어짐이 바람직하다.
또, 상기 제 1 외함(3)이나 제 2 외함(5)에 갖추어진 개폐문(1a,1b)에는 제 1 밀봉 탱크(7)나 제 2 밀봉 탱크(9)에 채워진 건조 공기의 압력을 측정한 다음 표시하는 압력 측정 게이지가 장착될 수 있고, 상기 제 1 밀봉 탱크(7)와 제 2 밀봉 탱크(9)에 주입된 건조 공기의 압력은 1.3 bar 내지 1.7 bar임이 바람직하다.
한편, 상기 에어 건조기(68)는 도면 10에 도시한 바와 같이, 외부로부터 유입된 공기를 압축하는 공기 압축부(69)와, 상기 공기 압축부(69)를 통해 압축된 공기를 냉동 건조시키는 냉동 건조부(71), 상기 냉동 건조부(71)를 통해 건조된 공기를 흡착제로서 흡착 건조시키는 흡착 건조부(73), 및 상기 흡착 건조부(73)를 거쳐 유입된 공기 중에 포함된 이물질을 제거하는 필터부(75)로 이루어질 수 있고, 상기 필터부(75)를 거친 건조 공기는 제 1 밀봉 탱크(7)와 제 2 밀봉 탱크(9)에 구비된 건조 공기 주입구를 통해 제 1 밀봉 탱크(7) 내지 제 2 밀봉 탱크(9)의 안쪽으로 주입된다.
또한, 상기 흡착 건조부(73)에 포함되는 흡착제로는 활성 알루미나(Activated Alumina)가 이용됨이 바람직하다.
이러한 구조로 이루어진 본 발명에 따른 친환경 가스 절연 개폐 장치는 절연 매체로서 건조 공기를 사용함으로써 환경 친화형 제품을 제작할 수 있다.
또한, 전기 기기가 밀집된 밀봉 탱크에 건조 공기를 충전할 경우 밀봉 탱크 내부에 설치된 전기 기기를 습기나 화학 반응, 연무, 먼지, 염해, 및 해충으로부터 보호할 수 있다.
또, 본 발명은 본 발명을 구성하는 기본적인 판넬 수가 2개로 대폭 줄어들어 판넬 설치 공간을 대폭 줄일 수 있다는 장점이 있으며, 판넬 설치를 위한 필요 공간이 줄어들면서 공사 기간을 단축시킬 수 있고, 입지 조건을 까다롭게 따지지 않아도 된다는 장점이 있다.
또, 본 발명은 SF6 가스 대신에 건조 공기를 절연 매질로 사용함으로써 환경 오염 문제를 해결할 수 있고, 유지 보수가 필요 없어 경제성을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
1a. 개폐문 3. 제 1 외함
5. 제 2 외함 7. 제 1 밀봉 탱크
9. 제 2 밀봉 탱크 11. 부하 개폐기
13. 계기용 변성기 15. 피뢰기
17. 진공 차단기 19. 계기용 변압기
21a. 파워 퓨즈 23. 단로기
25. 접지 조작기 27a. 인입구
29a. 인출구 33. 부하 개폐기 조작기
41. 소켓 45. 회전축
47. 고정축 49. 제 2 연결암
51. 제 1 연결암 53. 컨트롤바
55. 제 3 연결암 57. 무효 전력량계
59. 최대 수요 전력계 61. 서지 흡수기
63. 계기용 변류기 65. 전류 시험 단자
67. 디지털 보호 계전기 69. 공기 압축부
71. 냉동 건조부 73. 흡착 건조부
75. 필터부
5. 제 2 외함 7. 제 1 밀봉 탱크
9. 제 2 밀봉 탱크 11. 부하 개폐기
13. 계기용 변성기 15. 피뢰기
17. 진공 차단기 19. 계기용 변압기
21a. 파워 퓨즈 23. 단로기
25. 접지 조작기 27a. 인입구
29a. 인출구 33. 부하 개폐기 조작기
41. 소켓 45. 회전축
47. 고정축 49. 제 2 연결암
51. 제 1 연결암 53. 컨트롤바
55. 제 3 연결암 57. 무효 전력량계
59. 최대 수요 전력계 61. 서지 흡수기
63. 계기용 변류기 65. 전류 시험 단자
67. 디지털 보호 계전기 69. 공기 압축부
71. 냉동 건조부 73. 흡착 건조부
75. 필터부
Claims (3)
- 개폐문(1a)이 설치된 제 1 외함(3)과;
개폐문(1b)이 설치되면서 일측면이 상기 제 1 외함(3)의 일측면과 마주 접하는 제 2 외함(5);
상기 제 1 외함(3) 내부에 설치되는 제 1 밀봉 탱크(7);
및 상기 제 2 외함(5) 내부에 설치되는 제 2 밀봉 탱크(9)을 구비하고,
상기 제 1 밀봉 탱크(7)의 내부에는 동도체를 통해 전달되는 R상, S상, T상의 전기를 인입 하거나 차단하는 부하 개폐기(11)(Load Breaker Switch)와,
상기 부하 개폐기(11)를 통해 인입되는 R상, S상, T상의 전압과 전류를 일정 비율로 감쇄한 다음 부하에 의해 소모되는 소모 전력을 실시간으로 계산하고 상기 계산된 소모 전력을 제 1 외함(3)에 갖추어진 개폐문(1a)에 표시하는 계기용 변성기(13)(Metering Out Fit)가 장착되며,
상기 부하 개폐기(11)와 계기용 변성기(13)를 연결하는 각각의 전기 선로에는 타단이 접지되는 피뢰기(15)가 연결되어 제 1 밀봉 탱크(7)와 제 2 밀봉 탱크(9) 내부에 설치되는 전기 기기 및 전기 선로를 이상 전압으로부터 보호하고,
상기 제 2 밀봉 탱크(9)의 내부에는 진공을 소호 매질로 하는 VI(Vacuum Interrupter)를 적용한 차단기로서 상기 계기용 변성기(13)를 거쳐 전달되는 R상, S상, T상의 전기를 부하측으로 송전하거나 각 전기 선로를 또 다른 전기 선로로 절체 하며, 전력 계통에 고장이 발생 되었을 때 전력 공급을 자동으로 차단하는 진공 차단기(17)(Vacuum Circuit Breaker)가 장착되며,
상기 제 2 밀봉 탱크(9)의 외부 상단면에는 계기용 변성기(13)를 거쳐 진공 차단기(17)로 연결되는 전기 선로에 병렬 연결되어 각 전기 선로로부터 입력되는 높은 전압을 낮은 전압으로 변성하는 계기용 변압기(19)(Potential Transformer)가 장착되고,
상기 계기용 변압기(19)의 입력단에 연결되는 각 전기 선로에는 파워 퓨즈(21b)가 연결되어 계기용 변압기(19)나 계기용 변성기(13)를 과전류로부터 보호하며,
상기 제 1 밀봉 탱크(7)와 제 2 밀봉 탱크(9)의 내부에는 밀집된 각 전기 선로들이 절연을 유지하도록 절연 매질로서 건조 공기(Dry Air)가 충전되고,
상기 진공 차단기(17)의 입력단에 연결되는 전기 선로에는 단로기(23)(disconnector)가 장착되며,
상기 진공 차단기(17)의 입력단에 연결되는 전기 선로에는 계기용 변성기(13)를 거쳐 진공 차단기(17)로 인입되는 전기를 차단한 상태에서 진공 차단기(17)에 연결되는 전기 선로를 접지시키는 접지 조작기(25)가 장착되고,
상기 제 1 밀봉 탱크(7)의 외부 둘레면에는 제 1 밀봉 탱크(7) 내부로 외부 전기 선로를 인입하는 인입구(27a)와,
상기 계기용 변성기(13)로부터 연장된 전기 선로를 제 1 밀봉 탱크(7) 바깥으로 내보내는 인출구(29a)가 갖추어지고,
상기 제 1 외함(3)의 개폐문(1)에는 계기용 변성기(13)를 이용하여 측정된 적산 전력량을 표시하는 적산 전력량 표시 장치가 설치되며,
상기 제 1 밀봉 탱크(7)의 바깥면에는 부하 개폐기(11)를 자동 또는 수동으로 조작하는 부하 개폐기 조작기(33)가 설치되고,
상기 제 2 밀봉 탱크(9)의 외부 둘레면에는 계기용 변성기(13)를 거쳐 제 1 밀봉 탱크(7)로부터 연장된 전기 선로가 인입되도록 인입구(27b)와,
상기 제 2 밀봉 탱크(9) 내부에 설치된 진공 차단기(17)로부터 연장된 전기 선로가 제 2 밀봉 탱크(9)로부터 빠져나오도록 인출구(29b)가 갖추어지고,
상기 제 1 밀봉 탱크(7) 내부에 설치되는 계기용 변성기(13)의 하단에는 레일이 장착되어 계기용 변성기(13)의 교체 작업을 용이하게 하며,
상기 제 1 밀봉 탱크(7) 바깥면에는 제 1 밀봉 탱크(7) 바깥에서 계기용 변압기(19)를 플러그 인 타입(Plug in type)으로 끼워넣기 위해 일측 면이 계기용 변성기(13)로부터 진공 차단기(17)로 연결되는 전기 선로에 전기적으로 연결된 상태에서 계기용 변압기(19)가 끼워지는 타측 면이 제 1 밀봉 탱크(7) 바깥으로 노출되는 소켓(41)이 장착되고,
상기 부하 개폐기(11)는 진공 인터럽터(Vacuum Interrupter) 내부에서 가동자(44)나 고정자(46)를 탈부착시킴으로써 외부 전기를 차단시키거나 인입시키는 진공 인터럽터 방식을 채용하며,
상기 제 2 밀봉 탱크(9)의 내측 하부에는 제 2 밀봉 탱크(9)의 내부에서 수평하게 눕혀짐과 동시에 양끝단이 제 2 밀봉 탱크(9)의 양측 내벽에 고정되어 라쳇 풀러(Ratchet pullers)의 일단이 고정되는 가로 지지봉이 장착되어 제 2 밀봉 탱크(9)의 바깥으로부터 제 2 밀봉 탱크(9) 안쪽으로 인입되는 케이블을 라쳇 풀러를 이용하여 제 2 밀봉 탱크(9)의 내측으로 잡아당기고,
상기 계기용 변성기(13)에는 제 1 외함(3)의 개폐문(1)에 부착된 상태에서 계기용 변성기(13)와 전기적으로 연결되어 계기용 변성기(13)에 의해 감쇄된 전압과 전류를 이용하여 무효 전력량을 계산한 다음 표시하는 무효 전력량계(57)(VAR-H)가 장착되며,
상기 계기용 변성기(13)에는 제 1 외함(3)의 개폐문(1)에 부착된 상태에서 계기용 변성기(13)와 전기적으로 연결되어 계기용 변성기(13)에 의해 감쇄된 전압과 전류를 이용하여 최대 수요 전력을 계산한 다음 표시하는 최대 수요 전력계(59)가 장착되며,
상기 진공 차단기(17)의 출력단에 연결되는 각각의 전기 선로에는 진공 차단기(17)의 개폐시 발생 되는 개폐 서지가 진공 차단기(17)의 출력단에 연결되는 전기 기기를 파손시키지 않도록 서지 흡수기(61)(Surge Arrester)가 장착되고,
상기 진공 차단기(17)의 출력단에 연결되는 각각의 전기 선로에는 계기용 변류기(63)(Current Transformer)가 장착되며,
상기 계기용 변류기(63)의 출력단에는 전류 시험 단자(65)(CTT : Current Test Terminal)가 장착되고,
상기 전류 시험 단자(65)에는 제 2 외함(5)의 개폐문(1)에 부착된 상태에서 전류 시험 단자(65)와 전기적으로 연결되어 전류 시험 단자(65)를 거쳐 출력되는 전기 선로의 전류와 전압, 유효 또는 무효 전력, 역률, 및 주파수를 계측한 다음, 표시하는 디지털 보호 계전기(67)가 장착되는 것을 특징으로 하는 친환경 가스 절연 개폐 장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 부하 개폐기 조작기(33)는 가동자(44)에 연결된 회전축(45)의 회전 방향에 따라 가동자(44)가 고정자(46)와 맞붙거나 떨어져 전기 선로를 연결하거나 끊는 부하 개폐기(11)에 있어서,
일단이 회전축(45)의 일단에 결합 되고 타단이 제 1 밀봉 탱크(7) 바깥으로 돌출되는 고정축(47)과,
일단이 고정축(47)에 의해 관통 고정되어 고정축(47)과 함께 회전되고 타단이 제 2 연결암(49)의 일단에 힌지 결합 되어 제 2 연결암(49)에 연결된 상태에서 축 선회 되는 제 1 연결암(51),
일단이 제 2 연결암(49)의 타단과 힌지 결합 되어 제 2 연결암(49)에 연결된 상태에서 축 선회 되고 타단이 컨트롤바(53)에 관통 고정되어 컨트롤바(53)와 함께 회전되는 제 3 연결암(55)으로 이루어져,
상기 컨트롤바(53)를 시계 방향이나 반 시계 방향으로 회전시키면, 제 3 연결암(55)이 컨트롤바(53)를 따라 회전되면서, 순차적으로 제 2 연결암(49)과 제 1 연결암(51)을 이동시키고, 상기 제 1 연결암(51)은 마지막으로 고정축(47)과 일체로 결합된 회전축(45)을 시계 방향이나 반 시계 방향으로 회전시켜 가동자(44)를 고정자(46)로부터 떨어뜨리거나 부착시키고,
상기 제 1 밀봉 탱크(7)와 제 2 밀봉 탱크(9)에 주입된 건조 공기의 압력은 1.3 bar 내지 1.7 bar 인 것을 특징으로 하는 친환경 가스 절연 개폐 장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 제 1 밀봉 탱크(7)와 제 2 밀봉 탱크(9) 바깥에는 제 1 밀봉 탱크(7)와 제 2 밀봉 탱크(9)의 안쪽으로 건조 공기를 불어 넣어 줄 수 있는 에어 건조기(68)가 장착되고,
상기 제 1 밀봉 탱크(7)와 제 2 밀봉 탱크(9)의 둘레면에는 에어 건조기(68)로부터 발생된 건조 공기를 주입할 수 있도록 건조 공기 주입구가 갖추어지며,
상기 에어 건조기(68)는 외부로부터 유입된 공기를 압축하는 공기 압축부(69)와,
상기 공기 압축부(69)를 통해 압축된 공기를 냉동 건조시키는 냉동 건조부(71),
상기 냉동 건조부(71)를 통해 건조된 공기를 흡착제로서 흡착 건조시키는 흡착 건조부(73),
및 상기 흡착 건조부(73)를 거쳐 유입된 공기 중에 포함된 이물질을 제거하는 필터부(75)로 이루어지고,
상기 필터부(75)를 거친 건조 공기는 제 1 밀봉 탱크(7)와 제 2 밀봉 탱크(9)에 구비된 건조 공기 주입구를 통해 제 1 밀봉 탱크(7) 내지 제 2 밀봉 탱크(9)의 안쪽으로 주입되며,
상기 흡착 건조부(73)에 포함되는 흡착제로는 활성 알루미나(Activated Alumina)가 이용되는 것을 특징으로 하는 친환경 가스 절연 개폐 장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020100125477A KR101006019B1 (ko) | 2010-12-09 | 2010-12-09 | 친환경 가스 절연 개폐 장치 |
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| KR1020100125477A KR101006019B1 (ko) | 2010-12-09 | 2010-12-09 | 친환경 가스 절연 개폐 장치 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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|---|---|---|---|
| KR1020100125477A KR101006019B1 (ko) | 2010-12-09 | 2010-12-09 | 친환경 가스 절연 개폐 장치 |
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