KR101030565B1 - 내진 설계 수배전반 - Google Patents

Abstract

하부플레이트 내부에 스프링, 받침판을 적층한 후 볼을 올려놓고 상부플레이트를 덮어 하부플레이트내 전자석을 포함하는 공동(空洞)부내 전자석 전원부에서 하부플레이트내 전자석에 전원을 공급하여 금속의 상부플레이트와 하부플레이트가 전기장에 의해 접촉 고정되며; 상부플레이트에 변압기를 고정하며; 마이크로프로세서로 구성된 제어부는 지진감지센서를 통해 지진이 검지 되면 전자석 전원부에서 전원공급을 차단하여 상부플레이트와 하부플레이트 사이의 스프링에 의해 떨어지게 되어 지진에 따른 진동에 대해 상하진동을 스프링 및 좌우진동을 볼에 의해 상부플레이트와 하부플레이트 사이에서 진동을 완충하는 것으로 지진의 발생 유/무에 따라 내진 대응을 달리하는 것을 특징으로 하는 내진 설계 수배전반.

Description

내진 설계 수배전반 { The Panel having quake-proof performance }

본 발명은 내진용 수배전반에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 지진 등의 지각변동으로 발생하는 진동이나 충격으로 수배전반의 비틀림이나 기울어짐으로 인해 수배전반 내부에 실장 된 전력 기기 및 전기부품들의 파손을 방지하기 위한 내진 플레이트와 제어장치를 갖는 내진 설계 수배전반에 관한 것이다.

일반적으로 수배전반은 전력회사가 공급하는 고압 또는 특고압 전기를 수전하여 이를 수용가에서 사용되는 전압으로 변환하여 부하설비로 배전하는 장치이다. 이러한 수배전반은 표면상으로는 큐비클 이라는 칸막이 구조물로 되어 있으며 수배전반의 내부에는 고압 개폐기, 계기용 변류기, 고압차단기, 변압기, 저압배전용차단기 등의 전력기기와 전력계통 보호 및 감시를 위한 계전기 및 계기 등의 전기 부품 등이 실장 되어 있다. 상기의 큐비클 내부에는 전력기기 외에 전력 계통에 따라 전력기기 상호 간을 연결하는 부스바와 전력기기의 계측 및 감시를 위한 배선이 배치되어 있으며, 큐비클 외부는 바닥에 설치되어 있고, 그 바닥에는 전력기기 상호 간의 감시 배선 및 부하설비 배선을 위한 구멍이 형성되어 있다. 상기와 같은 수배전반이 지면에 설치되는 이유로 지각 변동에 의한 외부의 진동이나 충격 등이 발생하면 수배전반의 내부의 전력기기 및 이러한 전력기기를 상호 연결하는 배선 그리고 보호계전기 등의 전기부품이 손상 또는 파손되기 쉬우며, 이에 따라 발생한 장애에 의해 전력공급의 중단 및 화재가 야기될 수 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 방진패드, 방진 스프링이 있는 내진 플레이트를 설치하여 사용하는 경우가 있었다.

그러나 방진 패드나 방진 스프링을 채용할 경우 자체진동이 있는 변압기에 적용할 경우 변압기가 진동을 일으키지 않게 고정하는 것이 아니라 변압기의 진동에 따라 같이 진동하면서 진동을 흡수하는 구조라서 변압기의 자체진동으로 변압기와 연결된 연결부위가 시간이 지남에 따라 느슨해지는 결과를 초래하였다.

그래서, 평소에는 진동을 흡수하는 것이 아닌 바닥에 변압기를 고정하는 구실을 하다가 지진 등이 발생할 경우에만 같이 진동하며 진동을 흡수하는 내진 설계의 필요성을 느끼게 된다.

평상시에는 변압기를 바닥에 단단히 고정하여 변압기의 진동을 줄여주는 구실을 하다가 지진이 발생할 경우 바닥과 변압기간에 완충역할을 할 수 있는 신개념의 내진 설계를 개발한다.

상부플레이트와 하부 플레이트 간을 볼로 연결하여 지진이 발생할 경우 상부플레이트와 하부플레이트가 상호 능동적으로 작용하여 지진 등의 충격을 흡수하며, 평상시에는 상부플레이트와 하부플레이트가 단단하게 결합하여 상부 플레이트가 진동을 하여도 바닥에 단단히 고정되게 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 내진용 수배전반은 지진 등에 의해 발생하는 진동이나 충격을 내진 완충기의 완충 작용으로 수배전반 내부기기의 파손을 방지하여 정전 및 단락 사고에 의한 대형 사고를 사전에 방지할 수 있는 한편, 변압기와 같이 자체진동이 있는 경우 평상시에는 바닥에 단단히 고정하여 변압기에 연결된 각 기기들의 풀림을 방지한다.

종래의 선행기술과 분명한 차별성을 갖는 것으로, 변압기의 자체 진동을 감소하기 위하여 바닥에 단단히 고정해야 하는 특성을 무시하고 종래의 선행기술은 방진패드, 방진 스프링 등을 설치하여 변압기의 진동을 오히려 증폭시켜 변압기에 연결된 기기들의 연결부위가 풀리며 소음이 증대되는 문제점을 해결(전자석의 유도전기장에 의해 금속의 상·하부 플레이트가 단단히 고정되어 평상시에는 바닥에 단단히 고정됨)하면서 지진이 발생할 경우에는 효과적으로 진동을 흡수(전자석에 전원을 공급하지 않아 상·하부 플레이트 간 볼과 스프링에 의해 분리되어 지진의 발생에 따른 진동에 같이 진동하여 진동 흡수)하는 것을 특징으로 평상시와 지진상태에 따라 각기 대응방법이 다른 것을 가장 주요한 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 이해를 위한 간략한 단면도
도 2는 하부플레이트 내 전자석에 전원을 공급하여 발생된 유도전기장에 의해 상부플레이트와 하부플레이트가 밀착 고정된 상태의 간략한 단면도
도 3은 지진을 감지하는 지진감지센서의 이해를 위한 일 실시 예 간략도

이하 도면을 통해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 이해를 위한 간략한 측면 단면도이다.

도 2는 하부플레이트내 전자석을 포함하는 공동(空洞)부(5)내 전자석(3)의 전기장에 의해 금속의 상부플레이트와 하부플레이트가 서로 당겨져 상부플레이트와 하부플레이트가 고정된 상태의 간략한 측면 단면도

도 3은 지진을 감지하는 지진감지센서의 이해를 위한 일 실시 예 간략도로 가장 간단하면서도 오래된 지진감지센서의 간략도로 본 발명에서는 지진을 검지하는 검지센서를 통해 지진을 검지하는 지진감지센서를 사용함에 있어 지진감지센서는 종래에 다양한 기술이 있어 왔으며, 본 발명에서는 특정 지진감지센서로 한정하지는 않는다.

하부플레이트(2) 내부에 스프링(7), 받침판(8)을 적층 한 후 볼(6)을 올려놓고 상부플레이트(1)를 덮어 하부플레이트내 전자석을 포함하는 공동(空洞)부(5)내 전자석 전원부(4)에서 하부플레이트내 전자석(3)에 전원을 공급하여 금속의 상부플레이트(1)와 하부플레이트(2)가 전기장(電氣場)에 의해 고정된다.
즉, 하부플레이트에 고정된 전자석(3)에 전원이 공급되면 전기장(電氣場)이 발생하며 전기장은 금속을 끌어당기는 힘인 인력(引力)이 발생되어 전자석(3)에 전원이 공급되는 동안 상부플레이트와 하부플레이트가 고정된다.
일 실시 예로, 자동차 폐차장에서 전자석에 전기를 공급하여 발생하는 인력으로 금속의 자동차나 고철을 끌어올려 옮기는 원리와 유사하다고 할 수 있다.

전자석은 통상의 전자석(코일에 전류가 통전됨에 따라 전기장이 발생하는 전자석)으로 전자석 전원부 역시 코일에 전류를 인가하기 위한 전원공급장치이다.

상부플레이트에 변압기를 고정하여 지진에 대응한다.
마이크로프로세서란 TTL이나 CMOS IC들은 정해진 특성대로만 움직이는 데 비해 마이크로프로세서는 프로세서 내에 프로그램을 주입해서 자신이 원하는 동작 특성을 구현할 수 있는 것으로, 컴퓨터의 CPU(Central Processing Unit)처럼 명령을 내릴 수 있기도 하고 특정 명령을 받을 수 있는 것으로 입력된 제어명령(프로그램)에 따라 제어를 하는 주요 구성요소로써, 제어프로그램이 입력되는 연산장치, 데이터 등이 저장되는 메모리를 포함하여 입출력핀에 제어선이 배선되어 제어명령의 입출력 및 제어가 가능하다.

마이크로프로세서로 구성된 제어부는 마이크로프로세서의 입출력핀에 제어선을 배선하여 제어선은 지진감지센서, 전원부(전원부의 전원공급 선택 스위치)에 배선된다.
제어부는 제어선으로 배선된 지진감지센서를 통해 지진이 검지 되면, 제어선으로 배선된 전자석 전원부(4)를 통해 전자석에 전원공급을 차단하여 전기장이 사라지면 상부플레이트(1)와 하부플레이트(2) 사이 스프링(7)의 탄성 반발력에 의해 상부플레이트와 하부플레이트가 떨어지게 되어 지진에 따른 진동에 대해 상하진동을 스프링(7)이 진동을 흡수하며, 좌우진동을 볼(6)에 의해 진동을 흡수하여 상부플레이트(1)와 하부플레이트(2) 사이에서 진동을 완충하는 것으로 지진의 발생 유/무에 따라 내진 대응을 달리하는 것을 특징으로 하는 내진 설계 수배전반이다.

본 발명에 따라 평상시에는 진동이 있는 변압기의 하부에 설치되어 상부플레이트와 하부플레이트가 고정되어 변압기의 진동을 최소화하며, 지진이 발생할 경우 상부플레이트와 하부플레이트가 분리되며 하부플레이트와 상부플레이트가 각각 진동하며 지진의 진동을 흡수하는 것으로 지진의 발생 유무에 따라 내진 대응을 달리하는 것은 최초의 발명이다.

또한, 상부플레이트와 하부플레이트 간에 인력(서로 끌어당기는 힘) 발생 유/무를 전자석을 이용하여 전기장에 의해 발생된 인력을 이용하여 내진 대응하는 기술은 종래 배전반에서 찾기 힘들 신기술이다.

이하 청구항을 중심으로 상세히 설명한다.

(청구항 1항을 중심으로)

하부플레이트(2) 내부에 스프링(7), 받침판(8)을 적층한 후 볼(6)을 올려놓고 상부플레이트(1)를 덮어 하부플레이트내 공동(空洞)부(5)안에 전자석 전원부(4)에서 하부플레이트내 공동(空洞)부(5)안에 전자석(3)에 전원을 공급하여 전자석에 의해 발생되는 전기장에 의해 금속의 상부플레이트(1)와 하부플레이트(2)가 전기장(電氣場)에 의해 발생된 인력(引力;서로 끌어당기는 힘)에 고정된다.

상부플레이트 위에 수배전반의 각 판넬 바닥을 올려놓고 고정한다.
일 실시 예로, 물건의 수평을 맞추기 위해 바닥에 동전을 올려놓고 그 위에 물건을 올려놓은 형상으로 동전이 본 발명의 플레이트와 물건이 수배전반의 위치와 형상이 유사하다고 볼 수 있다.

마이크로프로세서로 구성된 제어부는 지진감지센서를 통해 지진이 검지 되면 전자석 전원부(4)에서 전원공급을 차단하여 전자석에 의해 발생된 전기장의 인력이 사라져 상부플레이트(1)와 하부플레이트(2) 사이의 스프링(7)에 의해 떨어지게 되어 지진에 따른 진동에 대해 상하진동을 스프링(7) 및 좌우진동을 볼(6)에 의해 상부플레이트(1)와 하부플레이트(2) 사이에서 진동을 완충하는 것으로 지진의 발생 유/무에 따라 내진 대응을 달리하는 것을 특징으로 하는 내진 설계 수배전반이다.

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1 : 상부플레이트
2 : 하부플레이트
3 : 하부플레이트내 전자석
4 : 전자석 전원부
5 : 하부플레이트내 전자석을 포함하는 공동(空洞)부
6 : 볼
7 : 스프링
8 : 받침판
9 : 상부플레이트와 하부플레이트 사이의 공간

Claims (2)

1. 하부플레이트(2) 내부에 스프링(7), 받침판(8)을 적층한 후 볼(6)을 올려놓고 상부플레이트(1)를 덮어 하부플레이트내 공동(空洞)부(5)안에 전자석 전원부(4)에서 하부플레이트내 공동(空洞)부(5)안에 전자석(3)에 전원을 공급하여 전자석에 의해 발생되는 전기장(電氣場)에 의해 금속의 상부플레이트(1)와 하부플레이트(2)가 고정되며;
   상부플레이트 위에 수배전반의 각 판넬 바닥을 올려놓고 고정하며;
   마이크로프로세서로 구성된 제어부는 지진감지센서를 통해 지진이 검지 되면 전자석 전원부(4)에서 전원공급을 차단하여 전자석에 의해 발생된 전기장의 인력이 사라져 상부플레이트(1)와 하부플레이트(2) 사이의 스프링(7)에 의해 떨어지게 되어 지진에 따른 진동에 대해 상하진동을 스프링(7) 및 좌우진동을 볼(6)에 의해 상부플레이트(1)와 하부플레이트(2) 사이에서 진동을 완충하는 것으로 지진의 발생 유/무에 따라 내진 대응을 달리하는 것을 특징으로 하는 내진 설계 수배전반.
   
   
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