KR101083112B1 - 금속폐쇄형 스위치기어 - Google Patents

Abstract

흡기구(4)와 배기구(18)를 가지는 상자체(1)의 내부에 전기기기가 수납된 금속폐쇄형 스위치기어에 있어서, 흡기구(4)가 형성된 상자체(1)의 외피부(外被部)의 내측에 외피부와 간격을 두고 흡기구(4)에 대향시켜 통기구(通氣口)(19)가 형성된 통기구획판으로서 기능하는 반(盤, switchboard) 내 구획판(17)을 배치하고, 상자체(1)의 내부의 케이블실(14)에서 단락(短絡)사고가 발생했을 때에 고온의 아크가스가 흡기구(4)로부터 외부로 배출되는 것을 반 내 구획판(17)에 의해서 억제하도록 했다.

Description

금속폐쇄형 스위치기어{METAL CLOSED TYPE SWITCH GEAR}

본 발명은 흡기구와 배기구를 가지는 상자체의 내부에 전기기기가 수납되어 내부가 환기되도록 구성된 금속폐쇄형 스위치기어에 관한 것이다.

금속폐쇄형 스위치기어는 반(盤, switchboard) 내에 차단기 등의 전기기기를 수납하고, 전기를 안전하게 배전(配電)하기 위한 배전반이다. 금속폐쇄형 스위치기어에서는 반 내부의 온도상승 억제를 위해, 비면(扉面, door panel)이나 외피(外被)에 환기용 흡기구 및 배기구를 설치하고 있다. 종래의 금속폐쇄형 스위치기어의 환기부의 구조로서, 예를 들면, 도어에 환기구가 투설(透設)되고, 복수 개의 환기구멍이 형성된 환기판이 도어의 배면 측으로부터 환기구를 폐색(閉塞)하도록 장착되며, 또한 그 뒤쪽에 환기구의 주연부(周緣部)에 세워 설치된 스터드(stud)에 삽입통과되어 전후로 이동이 가능하게 방호판(防護板)이 설치되고, 방호판과 환기판은 사이에 설치된 스프링에 의해서 상시에는 소정의 간격을 유지하도록 구성된 스위치기어의 환기장치가 개시되어 있다.

이와 같은 구성에 의해, 통상은 방호판과 환기판의 사이를 외기(外氣)가 자유롭게 출입할 수 있으므로 환기기능을 만족하며, 본체 내부에서 단락(短絡)사고가 발생했을 때, 고열가스에 의해 방호판이 스프링을 압축해 이동하고, 환기판의 환기 구멍을 폐색하여, 고열가스가 도어의 전방(前方)으로 분출(噴出)하는 것을 방지하도록 되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

특허문헌 1 : 일본국 특개평9-238413호 공보(제2 페이지, 도 1)

<발명이 해결하고자 하는 과제>

특허문헌 1에 나타낸 바와 같은 종래의 스위치기어의 환기장치에서는 단락 등의 사고발생시를 고려하여, 복수 개의 환기구멍이 형성된 환기판의 바로 뒤에 구멍 없는 방호판을 설치하고 있으므로, 환기의 유로가 좁아지고, 그 만큼 통상시의 환기에서의 환기효율이 저하된다.

또, 방호판을 설치하기 위한 스터드나 부착부재, 또한 방호판의 이동을 위한 스프링부재 등이 필요하여 부품 수가 증가하며, 가공 및 조립공수가 증가하여 코스트 업이 되다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해서 이루어진 것으로, 흡기구 및 배기구를 구비한 금속폐쇄형 스위치기어에서 간단한 구성으로 평상시에는 환기효율을 저하시키지 않고, 또, 단락사고시에는 발생한 아크가스가 흡기구를 지나 반 밖으로 분출하는 것을 억제할 수 있는 금속폐쇄형 스위치기어를 얻는 것을 목적으로 한다.

<과제를 해결하기 위한 수단>

본 발명에 관한 금속폐쇄형 스위치기어는 흡기구와 배기구를 가지는 상자체의 내부에 전기기기가 수납된 금속폐쇄형 스위치기어에 있어서, 흡기구가 형성된 상자체의 외피부의 내측에 외피부와 간격을 두고 흡기구에 대향시켜 통기구(通氣口)가 형성된 통기구획판을 배치하고, 상자체의 내부에서 단락사고가 발생했을 때에 고온의 아크가스가 흡기구로부터 외부로 배출되는 것을 통기구획판에 의해서 억제하도록 한 것이다.

<발명의 효과>

본 발명의 금속폐쇄형 스위치기어에 의하면, 흡기구가 형성된 상자체의 외피부의 내측에 외피부와 간격을 두고 흡기구에 대향시켜 통기구가 형성된 구획벽을 배치하여, 단락사고 발생시에 고온의 아크가스가 흡기구로부터 외부로 배출되는 것을 통기구획판에 의해서 억제하도록 함으로써, 간단한 구성으로 평상시에는 환기효율을 저하시키지 않고, 내부 단락사고시에는 흡기구로부터 아크가스의 분출을 억제할 수 있어, 반 주변의 인원의 안전을 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태 1에 의한 금속폐쇄형 스위치기어의 전면도(前面圖)이다.

도 2는 도 1의 금속폐쇄형 스위치기어의 측면 단면도이다.

도 3은 도 1의 금속폐쇄형 스위치기어의 차단기실 도어를 나타내는 상세도이다.

도 4는 도 1의 금속폐쇄형 스위치기어의 반 내 구획판을 나타내는 상세도이다.

도 5는 본 발명의 금속폐쇄형 스위치기어에서의 통상시의 반 밖으로부터의 공기의 흐름을 나타내는 모델도이다.

도 6은 본 발명의 금속폐쇄형 스위치기어에서의 내부 단락사고 발생시의 아크가스의 흐름을 나타내는 모델도이다.

도 7은 본 발명의 실시형태 1에 의한 금속폐쇄형 스위치기어의 흡기구와 통기구의 관계의 일례를 나타내는 설명도이다.

<발명을 실시하기 위한 바람직한 형태>

실시형태 1.

이하 본 발명을 도면에 근거하여 구체적으로 설명한다.

먼저, 도 1 및 도 2에 의해서, 금속폐쇄형 스위치기어의 전체 구성에 대해 설명한다.

금속폐쇄형 스위치기어는 전체가 금속제의 상자체(1)로 덮여 있고, 전면(前面) 측은 도 1과 같이 힌지에 의해 개폐 가능한 복수의 전면 도어가 설치되어 있다. 상단(上段)은 계기실(計器室) 도어(2)이고, 하단(下段)은 좌우로 늘어선 2개의 차단기실 도어(3a, 3b)로 되어 있다. 차단기실 도어(3a, 3b)의 하부 측에는 각각 흡기구(4)(상세하게는 후술한다)가 형성되어 있다.

상자체(1)의 내부는 복수의 실(室)로 구획되어 있고, 차단기실 도어(3a)의 내측에는 위쪽에 차단기실(5a)이 배치되며, 마찬가지로 차단기실 도어(3b)의 내측에도 위쪽에 차단기실(5b)이 배치되어 있고, 양(兩) 차단기실(5a, 5b)의 아래쪽 전체가 접속작업실(6)로 되어 있다. 또, 계기실 도어(2)의 내측, 즉 차단기실(5a, 5b)의 위쪽은 전체가 계기실(7)로 되어 있으며, 계기류, 릴레이(relay) 등의 제어기기가 수납되어 있다.

차단기실(5a)의 내부에는 차단기(8a)가, 또, 차단기실(5b)의 내부에는 차단기(8b)가 수납되어 있고, 도 2의 측면 단면도에 나타내는 바와 같이, 차단기실(5a, 5b)의 후벽(後壁)에는 벽면과 절연(絶緣)되어 벽면을 관통하도록 상부접속단자(9a) 및 하부접속단자(9b)가 배치되며, 차단기(5a, 5b)의 뒤쪽의 차단기단자(도시하지 않음)와 착탈 가능하게 구성되어 있다.

차단기실(5a, 5b)의 후방의 공간은 상기의 상부접속단자(9a)와 하부접속단자(9b)와의 사이에서 2분(分)되며, 상측의 공간은 모선실(母線室)(10)로 되어 있다. 모선실(10) 내에는 위쪽에 3상(相)의 수평모선(11)이 상자체(1)에 절연지지되어 배치되고, 또한, 수평모선(11)과 상부접속단자(9a)를 접속하는 분기도체(分岐導體)(12)가 지지애자(支持碍子)에 의해 상자체(1)에 지지되어 수납되어 있다.

한편, 하측의 공간은 차단기(8a, 8b)의 각각에 연결되는 부하 측의 케이블(13)이 차단기 단위로 개별적으로 수납되는 케이블실(14)로 되어 있다.

각 케이블(13)은 접속도체(15)를 통하여 하부접속단자(9b)에 접속되어 있고, 접속도체(15)의 도중(途中)에는 변류기(變流器)(16)가 관통하여 설치되어 있다.

상기에서 설명한 차단기실(5a, 5b), 접속작업실(6), 계기실(7), 모선실(10), 케이블실(14)은 안전성 향상을 위해, 각 실의 상호간이 복수의 반(盤, switchboard) 내 구획판에 의해서 구획되어 있다. 예를 들면, 접속작업실(6)과 케이블실(14)을 구획하는 데는 반 내 구획판(17)이다. 또한, 그 이외의 반 내 구획판 의 부호는 생략하고 있다.

이와 같이 구성한 금속폐쇄형 스위치기어에서는 가동중에 모선(11)으로부터 차단기(8a, 8b)를 경유하여 케이블(13)로 대전류(大電流)가 흐르므로, 통전부(通電部)나 접속부에서 발열하여 반 내의 온도가 상승한다. 반 내의 열을 외부로 방열시키기 위해, 상자체(1)의 외피에 외기를 취입(取入)하기 위한 흡기구(4)가 형성되어 있다. 도면의 경우로 하면, 차단기실 도어(3a, 3b)의 하부가 흡기구(4)의 위치이다. 또, 상자체(1)의 천판(天板) 위에는 배기구(18)를 형성하고 있다. 이렇게 하여, 하부의 흡기구(4)로부터 반 안으로 외기를 취입하고, 내부를 냉각하여 배기구(18)로부터 반 밖으로 배출함으로써, 반 내의 온도상승을 규정값 이하로 억제하도록 구성되어 있다.

또한, 흡기구(4)의 위치는 반 전면(前面)의 도어로 한정하는 것이 아니고, 상자체(1)의 배면 등이라도 된다. 또, 배기구(18)의 위치도 도면의 위치로 한정하는 것은 아니다.

상술(上述)한 바와 같이, 상자체(1)의 내부는 복수의 실로 반 내 구획판에 의해서 구획하고 있으므로, 내부로 취입된 외기를 효율적으로 위쪽의 배기구로 유도할 수 있도록 복수의 반 내 구획판의 적소에 후술하는 통기구를 형성하고 있다.

도 3은 차단기실 도어(3a)의 상세를 나타낸다. 차단기실 도어(3a)에는 하부 측에는 전술(前述)과 같이 흡기구(4)가 형성되어 있다. 이 흡기구(4)는 판면에 펀칭가공 등으로 가로방향의 슬릿(slit)을 다수 형성한 것을 나타내고 있지만, 개구구멍은 도면의 형상으로 한정하는 것이 아니고, 예를 들면, 둥근구멍이나 다각형구 멍이어도 되며, 또 펀칭구멍 이외에 루버 도어(louver door)나 철망(metal mesh) 등으로 구성해도 된다.

도 4는 접속작업실(6)과 케이블실(14)을 구획하는 반 내 구획판(17)의 상세도이다. 반 내 구획판(17)에는 통기구(通氣口)(19)가 형성되어 있다. 통기구(19)는 다수의 슬릿으로 형성한 것을 나타내고 있지만, 상기의 차단기실 도어(3a)의 흡기구(4)와 마찬가지로 다른 형상이라도 된다.

다음으로, 본 발명의 특징부인 환기구조와 작용에 대해서 설명한다.

도 5는 통상시의 반 밖으로부터의 공기의 흐름을 나타내는 모델도이다. 또, 도 6은 내부 단락사고 발생시의 아크가스의 흐름을 나타내는 모델도이다. 먼저, 이 양 도에 의해서, 본 발명의 금속폐쇄형 스위치기어의 환기구조부의 기본형부터 설명한다.

흡기구(4)가 형성된 상자체(1)의 외피부(즉, 상자체(1)의 외피의 흡기구(4)가 형성된 근방)의 내측에 그 외피부와 간격을 두고 흡기구(4)에 대향시켜 통기구(19)가 형성된 통기구획판(20)이 설치되어 있다. 통기구획판(20)의 후방의 오실(奧室)(21)에는 단락사고의 발생의 가능성이 있는 전기기기가 수납되어 있다.

통상의 가동시에는 반 내의 전기기기의 온도상승에 의해, 자연대류에 의해서(또는 팬(fan) 등의 강제통풍에 의해서) 상자체(1)의 흡기구(4)로부터 외기가 화살표와 같은 공기류가 되어 전실(前室)(22)에 취입되며, 통기구획판(20)의 통기구(19)로부터 오실(21)로 유입하여 수납되어 있는 전기기기가 냉각된다.

평상시의 공기의 유속은 느리기 때문에, 통기구획판(20)에 의해서 공기의 유 통이 저해되지 않아 환기기능이 손상되지 않는다.

다음으로, 오실(21)에 수납되어 있는 전기기기가 단락사고를 일으킨 경우에 대해서 설명한다. 도 6과 같이, 사고발생점(23)에서는 초고온의 아크가스가 발생하여 오실(21) 내의 압력이 급격하게 상승한다. 이 때, 통기구획판(20)이 없으면, 상자체(1)의 흡기구(4)로부터 고온의 아크가스가 반 외부로 분출할 우려가 있지만, 본 실시형태에서는 사고발생점(23)과 상자체(1)의 외피부와의 사이에 전실(22)을 두고 통기구(19)를 가지는 통기구획판(20)을 설치하고 있으므로, 고온고압의 아크가스가 통기구(19)를 빠져나와 전실(22)로 분출되는 과정에서, 화살표로 나타내는 바와 같이, 통기구(19)를 통과할 때의 큰 저항에 의해 분출압력이 약해지고, 또한 전실(22)의 넓은 공간에서 감압됨과 동시에 온도가 내려가기 때문에, 반 밖으로 고온의 아크가스가 유출되는 것을 방지할 수 있다.

이상과 같은 구성을 도 1 ~ 도 4에서 설명한 구성의 금속폐쇄형 스위치기어와 대비한 경우, 도 5는 도 2의 측면도에 나타내는 차단기실 도어(3a)와 반 내 구획판(17)의 부분에 상당한다. 그래서, 도 5 중에 도 1 ~ 도 4에서 설명한 구성에 대응하는 부분의 부호를 괄호 내에 나타내고 있다.

흡기구(4)가 형성된 상자체(1)의 외피부는 차단기실 도어(3a)이고, 통기구획판(20)은 반 내 구획판(17)에 상당하며, 전실(22)은 접속작업실(6), 오실(21)은 케이블실(14)에 대응하는 부분이다.

따라서, 도 1 ~ 도 4에서 나타내는 금속폐쇄형 스위치기어의 구성으로 하면, 접속작업실(6)과 케이블실(14)을 구획하는 반 내 구획판(17)을 통기구획판(21)으로 서 겸용할 수 있다.

만약, 접속작업실(6)이 없고, 차단기실(5a)의 하측이 케이블실(14a)과 일체로 이어져 있도록 한 경우라면, 도 2에 나타내는 반 내 구획판(17)의 위치 근방에 별도의 통기구획판(20)을 설치하면 된다.

또, 도 1, 도 2에 나타낸 금속폐쇄형 스위치기어의 내부 구성은 일례를 나타내는 것으로, 이 구성에 한정하는 것은 아니다. 금속폐쇄형 스위치기어로서는 상자체(1)에 흡기구(4)와 배기구(18)를 가지고, 내부에 단락사고의 발생의 가능성이 있는 전기기기가 수납된 것이 대상이 된다.

흡기구(4)가 형성된 상자체(1)의 외피부의 내측에 도 5와 같이 통기구획판(20)을 설치하는 것을 기본형으로 하고, 겸용 가능한 반 내 구획판이 있는 경우는 반 내 구획판을 통기구획판과 겸용하면 된다.

또, 도 1, 도 2에 나타내는 금속폐쇄형 스위치기어는 복수의 차단기(도의 경우는 8a, 8b의 2대)를 대지(大地)에 대해 병행(竝行)방향이고, 또한, 상자체(1)의 전면 측에서 보아 좌우방향으로 늘어놓아 배치하고 있다. 복수의 차단기가 상자체 내에 수납되는 경우는 이와 같이 가로병렬방향으로 배치하면, 차단기(8a, 8b)의 상하방향에 스페이스가 형성되므로, 예를 들면, 도에 나타내는 바와 같이, 위쪽의 스페이스를 계기실(7)로 하고, 아래쪽의 스페이스를 접속작업실(6)로 하여 이용할 수 있다. 통상, 흡기구(4)는 상자체(1)의 전면 측의 하부에 형성되는 경우가 많기 때문에, 흡기구(4)와 접속작업실(6)의 안쪽 벽의 반 내 구획판(17)이 대향하도록 하는 구성을 취하기 쉬워, 반 내 구획판(17)을 통기구획판(20)으로서 용이하게 겸용 할 수 있다. 또, 접속작업실(6)의 넓은 공간에서 아크가스를 감압할 수 있는 효과도 기대할 수 있다.

도 7은 환기부의 흡기구와 통기구의 다른 예를 나타내는 설명도이다. 흡기구(4) 및 통기구(19)는 앞서 설명한 바와 같이, 슬릿이나 둥근 구멍과 같은 다수의 개구구멍으로 형성되어 있다. 이 개구구멍의 크기의 관계를 다음과 같이 한다. 즉, 통기구획판(20)에 형성하는 통기구(19)의 개구구멍을 상자체(1)의 흡기구(4)의 개구구멍보다 작게 한 것으로 한다.

이와 같이 구성하면, 통기구(19)의 저항이 크게 되어, 내부 단락사고시에 발생하는 아크가스가 통기구(19)를 지나 외부 측으로 분출하는 압력을 저감하는 효과가 크다.

이상과 같이, 본 실시형태의 발명에 의하면, 흡기구와 배기구를 가지는 상자체의 내부에 전기기기가 수납된 금속폐쇄형 스위치기어에서, 흡기구가 형성된 상자체의 외피부의 내측에 외피부와 간격을 두고 흡기구에 대향시켜 통기구가 형성된 통기구획판을 배치하고, 상자체의 내부에서 단락사고가 발생했을 때에 고온의 아크가스가 흡기구로부터 외부로 배출되는 것을 통기구획판에 의해서 억제하도록 함으로써, 간단한 구성으로 평상시의 환기효율을 저하시키지 않고, 내부 단락사고시의 반 주변의 인원의 안전을 확보할 수 있다.

또, 흡기구와 통기구는 각각 다수의 개구구멍으로 형성하고, 통기구의 개구구멍을 흡기구의 개구구멍보다 작게 함으로써, 단락사고시에 아크가스가 발생했을 때, 통기구의 저항이 크게 되어, 통기구획판에 의해서 아크가스의 압력을 효과적으 로 저감할 수 있기 때문에, 아크가스가 흡기구로부터 외부로 배출되는 것을 억제하는 효과가 크다.

또, 흡기구는 상자체의 외피를 구성하는 전면 도어에 형성되고, 통기구획판은 상자체의 내부를 복수의 실로 구획하는 반 내 구획판의 일부를 겸용함으로써, 부품 수나, 가공 및 조립공수를 거의 증가시키지 않고, 내부 단락사고시의 반 밖으로의 아크가스의 분출을 억제할 수 있다.

또, 상자체의 내부를 상자체의 전면 측에 배치된 차단기실과, 차단기실의 위쪽에 배치된 계기실과, 차단기실의 아래쪽에 배치된 접속작업실과, 차단기실의 후방 상부에 배치된 모선실과, 차단기의 후방 하부에 배치된 케이블실로 구획하고, 흡기구가 형성되는 전면 도어는 차단기실 및 접속작업실의 전면에 설치된 차단기실 도어로 하여 겸용하는 반 내 구획벽은 접속작업실과 케이블실을 구획하는 반 내 구획판으로 함으로써, 상기 효과에 더하여, 케이블실에서 단락사고가 발생했을 때, 그 전면 측의 큰 접속작업실에서 효과적으로 아크가스의 온도와 압력을 저감할 수 있다.

더욱이 또한, 차단기실에는 대지에 대해서 병행이고, 또한, 상자체의 전면 측에서 보아 좌우방향으로 늘어놓아 복수의 차단기를 수납함으로써, 차단기가 복수 대인 경우에서도 차단기의 하부에 큰 공간을 형성할 수 있기 때문에, 여기를 흡기구로부터 반 안으로 통하는 환기경로로서 이용하여 용이하게 통기구획판을 설치할 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 흡기구와 배기구를 가지는 상자체의 내부에 전기기기가 수납되어 내부가 환기되도록 구성된 금속폐쇄형 스위치기어에 이용 가능하다.

Claims (5)

1. 흡기구와 배기구를 가지는 상자체의 내부에 전기기기가 수납된 금속폐쇄형 스위치기어에 있어서,

   상기 흡기구는 다수의 개구(開口)구멍으로 형성되고,

   상기 흡기구가 형성된 상기 상자체의 외피부(外被部)의 내측에 상기 외피부와 간격을 두고 상기 흡기구에 대향시키고, 상기 흡기구의 개구구멍보다 작은 다수의 개구구멍을 가지는 통기구(通氣口)가 형성된 통기구획판을 배치하며,

   상기 상자체의 내부에서 단락(短絡)사고가 발생했을 때에 고온의 아크가스가 상기 흡기구로부터 외부로 배출되는 것을 상기 통기구획판에 의해서 억제하도록 한 것을 특징으로 하는 금속폐쇄형 스위치기어.
2. 흡기구와 배기구를 가지는 상자체의 내부에 전기기기가 수납된 금속폐쇄형 스위치기어에 있어서,

   상기 상자체의 전면(前面) 측에 차단기실과 상기 차단기실의 아래 쪽에 접속작업실을 배치하고,

   상기 흡기구는, 상기 차단기실 및 상기 접속작업실의 전면에 설치된 차단기실 도어의 하부에 형성되고,

   상기 차단기실에는, 복수의 차단기가, 대지(大地)에 대해 병행(竝行)이고, 또한, 상기 상자체의 전면 측에서 보아 좌우방향으로 늘어놓아 수납되고,

   상기 상자체의 내부의 복수의 실(室)은 반(盤, switchboard) 내 구획판으로 구획되어 상기 반 내 구획판 중 상기 흡기구에 대향하는 부분은, 상기 접속작업실의 경계를 형성하고, 통기구가 형성되는 통기구획판으로서 겸용(兼用)되며,

   상기 상자체의 내부에서 단락사고가 발생했을 때에 고온의 아크가스가 상기 흡기구로부터 외부에 배출되는 것을 상기 통기구획판과 상기 접속작업실에 의해서 억제하도록 한 것을 특징으로 하는 금속폐쇄형 스위치기어.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 상자체의 내부는 전면 측에 배치된 차단기실과, 상기 차단기실의 위쪽에 배치된 계기실(計器室)과, 상기 차단기실의 아래쪽에 배치된 접속작업실과, 상기 차단기실의 후방 상부에 배치된 모선실과, 상기 차단기실의 후방 하부에 배치된 케이블실로 구획되어 있으며, 상기 흡기구는 상기 차단기실 및 상기 접속작업실의 전면에 설치된 차단기실 도어에 형성되고, 상기 통기구획판은 상기 접속작업실과 상기 케이블실을 구획하는 반 내 구획판인 것을 특징으로 하는 금속폐쇄형 스위치기어.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 차단기실에는 복수의 차단기가 대지(大地)에 대해서 병행(竝行)이고, 또한, 상기 상자체의 전면 측에서 보아 좌우방향으로 늘어놓아 수납되며, 상기 각 차단기는 구획판에 의해서 구획되어 있는 것을 특징으로 하는 금속폐쇄형 스위치기어.
5. 삭제

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