KR101097616B1 - 가스절연 개폐장치의 다용도 외함 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스절연 개폐장치의 다용도 외함 모듈에 관한 것으로 특히, 공지된 가스절연 개폐장치를 구성함에 있어서, 상기 각 기기가 설치되는 외함 모듈을 알루미늄 주물을 통해 동일한 크기 및 형태를 갖는 하나로 성형하되, 상기 외함 모듈은 3방향에 대해 개구되어 각각 상기 기기들 중 어느 하나 또는 그 이상을 선택적으로 설치할 수 있도록 "T"자 형상을 갖는 플랜지 관 형태로 성형한 것을 특징으로 한다.

따라서, 다양한 모양과 크기의 외함 모듈 존재로 인한 용접 제작법을 탈피할 수 있고, 다량 생산이 가능하며, 요구되는 전기적, 구조적, 열적 사용기능에 따라 다양한 기기 구성에 대해 공통적으로 다용도 외함을 적용할 수 있어 콤팩트화가 가능하고, 전력 부하 집중지역인 대도시 등 설치장소에서 친환경적인 외관을 가질 수 있으며, 초고압 절연성능의 저하 요인인 용접선 등을 원천적으로 배제하여 성능의 향상을 도모할 수 있는 것이다.

가스절연 개폐장치, 단로기, 접지개폐기, 이중 모선, 외함 모듈

Description

가스절연 개폐장치의 다용도 외함 모듈{Multipurpose case module of gas insulated switchgear}

도 1은 종래 가스절연 개폐장치의 구성도.

도 2는 본 발명 다용도 외함 모듈의 사시도.

도 3은 본 발명 다용도 외함 모듈 내에 선로용 단로기와 선로용 접지개폐기를 설치한 상태의 단면도.

도 4는 본 발명 다용도 외함을 이용하여 각종 단로기 및 접지개폐기들을 설치한 상태를 보인 가스절연 개폐장치의 정면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 선로용 접지개폐기 2 : 선로용 단로기

3,5 : 모선용 단로기 4,6 : 작업용 접지개폐기

7 : 계기용 변류기 8 : 차단기

10 : 외함 모듈

본 발명은 가스절연 개폐장치의 다용도 외함 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이중 모선을 갖는 가스절연 개폐장치에 설치되는 각각의 기기(선로용 단로기, 모선용 단로기, 작업용 전지개폐기, 선로용 접지개폐기)에 대한 외함 모듈을 다양한 모양과 크기로 제작하지 않고 각각의 기기를 공통적으로 선택하여 설치할 수 있는 하나의 다용도 외함 모듈로 형성하여 소형화된 가스절연 개폐장치를 공급할 수 있도록 함과 동시에 도심지 등 각종 변전기기 설치 장소에 관계없이 외관이 미려한 친환경적 구조와 초고압 절연계통의 성능 향상에 기여할 수 있도록 발명한 것이다.

일반적으로 변전소 등과 같이 고압 전류가 흐르는 회로를 갖는 시설에서 정상상태에서는 물론이고 사고, 단락 등의 이상 발생시 선로를 안전하게 개폐하여 전력계통을 보호할 수 있도록 사용되고 있는 가스절연 개폐장치(GIS, Gas Insulated Switchgear)는 통상 몇 개의 접지된 밀폐 금속 외함 내에 차단기, 단로기, 접지개폐기, 계기용 변압기 등과 그들을 서로 전기적으로 접속하는 통전 도체를 수납하고 절연가스를 충전한 장치로서, 축소화가 가능하고 절연성능 및 안전성이 우수하기 때문에 변전소 등에 널리 설치되고 있다.

이와 같은 가스절연 개폐장치는 3상의 통전 도체를 하나의 외함 내에 구성하는 3상 일괄형이 있고, 다른 하나는 1상의 통전 도체를 하나의 외함 내에 각각 구성하는 방식이 있다.

본 발명에 적용되는 전력계통의 구성은 1상의 통전 도체를 하나의 외함 내에 구성하는 방식이며, 모선의 구성방식은 단 모선, 이중 모선, 환상 모선 등 다양한 방식이 전력계통에서 운용되고 있으나, 가장 많은 변전소에서 운용되고 있는 방식은 이중모선 방식이다.

상기 이중 모선 방식의 가장 큰 특징은 모선을 2개 설치하여 전력계통에 무정전을 구현하는 것이다.

이와 같은 이중 모선으로 가스절연 개폐장치를 구성할 경우 필요한 구성기기는 도 1과 같이 차단기(8), 계기용 변류기(7), 붓싱, 2개의 모선용 단로기(3)(5), 2개의 작업용 접지개폐기(4)(6), 선로용 단로기(2) 및 선로용 접지개폐기(1)가 있다(이후 본 발명과 직접 영향이 있는 단로기 및 접지개폐기만을 구성 기기로 설명함).

그런데, 종래에는 상기에서 언급한 각 기기들의 외함 모듈의 경우 용도와 기능에 따라 다양한 종류 및 형태의 모듈을 필요로 하고 있다.

이와 같은 외함의 형태 및 크기가 다양함은 제작방식의 경우 용접을 통한 제관 방식이 주로 적용되어 왔으며, 용접선의 노출 등으로 외관이 좋지 못하고 내부에서는 초고압 계통의 용도에 취약한 전계 집중 요소를 갖는 구조로 되어 있다.

또한, 내부 구조상 전계 집중 부위를 기준으로 전체 형상과 치수가 결정되어 있으므로 각종 접지개폐기 및 단로기 등의 모듈이 대형화되는 요인으로 작용되어 왔다.

본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 다양한 기능과 위치에 적용되는 가스절연 개폐장치의 각종 기기의 모듈(선로용 단로기, 모선용 단로기, 작업용 접지 개폐기, 선로용 접지개폐기)에 대하여 공통적으로 한가지 타입의 기본 외함 모듈에 적용 가능한 다용도 외함 모듈을 구현하여 하나의 다용도 외함 모듈로써 여러 기능의 기기에 공통으로 사용할 수 있고, 기기 고유의 목적을 수행할 수 있는 가스절연 개폐장치의 다용도 외함 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

다시 말해, 다양한 모양과 크기의 외함 모듈의 존재로 인한 용접 제작법을 탈피하고 주물 제작을 통한 한가지 타입의 다용도 외함을 알루미늄 주물로 제작하여 공통적으로 사용할 수 있도록 함으로써 다량 생산이 가능하고, 요구되는 전기적, 구조적, 열적 사용기능에 따라 다양한 기기 구성에 대해 공통적으로 다용도 외함을 적용할 수 있어 콤팩트화가 가능하며, 전력 부하 집중지역인 대도시 등 설치장소에서 친환경적인 외관을 가질 수 있고, 초고압 절연성능의 저하 요인인 용접선 등을 원천적으로 배제하여 성능의 향상을 도모할 수 있는 가스절연 개폐장치의 다용도 외함 모듈을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다용도 외함 모듈은, 차단기와 계기용 변류기, 붓싱, 2개의 모선용 단로기, 2개의 작업용 접지개폐기, 선로용 단로기 및 선로용 접지개폐기를 각각의 외함 모듈 내,외부에 구비시켜 변전소와 같이 고압 전류가 흐르는 회로를 갖는 시설에 설치되어 정상상태에서는 물론이고 사고나 단락 등 이상 발생시 선로를 안전하게 개폐하여 전력계통을 보호할 수 있도록 하는 가스 절연 개폐장치를 구성함에 있어서, 상기 각 기기가 설치되는 외함 모듈을 알루미늄 주물을 통해 동일한 크기 및 형태를 갖는 하나로 성형한 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 외함 모듈은 3방향에 대해 각각 상기 기기들 중 어느 하나 또는 그 이상을 선택적으로 설치할 수 있도록 "T"자 형상을 갖는 플랜지 관 형태로 성형한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같이 "T"자 플랜지 관 형상을 갖는 상기 외함 모듈에 상기 선로용 단로기와 선로용 접지개폐기를 설치할 때에는 상기 외함 모듈의 상방부와 일측부에 선로용 단로기와 선로용 접지개폐기의 일부가 노출되도록 하여 그 내부에 설치한 것을 특징으로 한다.

또, 이중 모선을 구성하는 가스절연 개폐장치에 있어서 상기한 2개의 모선용 단로기를 설치할 때에는 중앙에 작업용 접지개폐기가 구비된 "T"자 플랜지 관 형상의 외함 모듈 양측 개구부에 또 다른 외함 모듈들을 결합하고 각각의 외함 모듈에 모선용 단로기들을 설치하여 2개의 모선용 단로기가 상기 작업용 접지개폐기를 중심으로 하여 양측으로 대칭되게 배치되도록 한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명 다용도 외함 모듈의 사시도를 나타낸 것이고, 도 3은 본 발명 다용도 외함 모듈 내에 선로용 단로기와 선로용 접지개폐기를 설치한 상태의 단 면도를 나타낸 것이며, 도 4는 본 발명 다용도 외함을 이용하여 각종 단로기 및 접지개폐기들을 설치한 상태를 보인 가스절연 개폐장치의 정면도를 나타낸 것이다.

이에 따르면 본 발명의 다용도 외함 모듈은, 차단기(8)와 계기용 변류기(7), 붓싱, 2개의 모선용 단로기(3)(5), 2개의 작업용 접지개폐기(4)(6), 선로용 단로기(2) 및 선로용 접지개폐기(1)를 각각의 외함 모듈 내부 또는 외부에 구비시켜 변전소와 같이 고압 전류가 흐르는 회로를 갖는 시설에 설치되어 정상상태에서는 물론이고 사고나 단락 등 이상 발생시 선로를 안전하게 개폐하여 전력계통을 보호할 수 있도록 하는 가스절연 개폐장치를 구성함에 있어서,

상기 각 기기가 설치되는 외함 모듈(10)을 알루미늄 주물을 통해 동일한 크기 및 형태를 갖는 하나로 성형한 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 외함 모듈(10)은 3방향에 대해 각각 상기 기기들 중 어느 하나 또는 그 이상을 선택적으로 설치할 수 있도록 "T"자 형상을 갖는 플랜지 관 형태로 성형한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같이 "T"자 플랜지 관 형상을 갖는 상기 외함 모듈(10)에 상기 선로용 단로기(2)와 선로용 접지개폐기(1)를 설치할 때에는 상기 외함 모듈(10)의 상방부와 일측부에 각각 선로용 단로기(2)와 선로용 접지개폐기(1)의 일부가 노출되도록 하여 그 내부에 설치한 것을 특징으로 한다.

또, 이중 모선을 구성하는 가스절연 개폐장치에 있어서 상기한 2개의 모선용 단로기(3)(5)를 설치할 때에는 중앙에 작업용 접지개폐기(6)가 구비된 "T"자 플랜지 관 형상의 외함 모듈(10) 양측 개구부에 또 다른 외함 모듈(10)들을 결합하고, 각각의 외함 모듈(10)에 모선용 단로기(3)(5)들을 설치하여 2개의 모선용 단로기(3)(5)가 상기 작업용 접지개폐기(6)를 중심으로 하여 양측으로 대칭되게 배치되도록 한 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 다용도 외함 모듈에 대한 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명은 공지된 가스절연 개폐장치에 있어서, 각 기기가 설치되는 외함 모듈(10) 자체를 알루미늄 주물을 통해 동일한 크기 및 형태를 갖는 하나로 성형하되, 상기 외함 모듈(10)은 3방향에 대해 개구된 "T"자 형상을 갖는 플랜지 관 형태로 성형하여 각각의 개구부에 상기 기기(즉, 선로용 단로기, 모선용 단로기, 작업용 전지개폐기, 선로용 접지개폐기)들 중 어느 하나 또는 그 이상을 선택적으로 설치할 수 있도록 한 것을 주요 기술 구성요소로 한다.

이와 같이 각각의 기기들을 설치하기 위한 외함 모듈(10)을 동일한 크기 및 형태를 갖도록 성형하여 각종 기능별 기기에 적용하여 다용도로 사용할 수 있도록 함으로써 필요한 구성 기기는 모두 배치할 수 있으므로 기기 간 직결구조로써 추가적인 연결부분이 불필요하게 됨은 물론 가스절연 개폐장치를 소형화할 수 있다.

이와 같이 "T"자 플랜지 관 형상을 갖는 상기 외함 모듈(10)에 부하전류를 제거한 후 회로를 격리하도록 하기 위한 선로용 단로기(2)와 선로용 접지개폐기(1)를 설치하고자 할 때에는 도 3 및 도 4와 같이 상기 외함 모듈(10)의 상방부에서 내부로는 선로용 단로기(2)를 설치하고, 상기 외함 모듈(10)와 일측 개구부에서 내부로는 상기 선로용 접지개폐기(1)를 설치하면 된다.

이때, 부하전류를 제거한 후 회로를 격리하는 상기 선로용 단로기(2)는 보통의 부하전류는 개폐하지 않고, 송전선이나 변전소 등에서 차단기를 연 무부하상태(無負荷狀態)에서 주회로의 접속을 변경하기 위해 회로를 개폐(開閉)하는 장치이며, 단로기 양측에서 회로가 기계적으로 구분되므로 점검 및 수리 등에 편리하고 차단기와는 달리 극히 적은 전류만 통제하므로 구조가 간단하다.

또한, 이중 모선을 구성하는 가스절연 개폐장치에 사용되는 2개의 모선용 단로기(3)(5)를 설치할 때에는 도 4와 같이 중앙에 작업용 접지개폐기(6)를 구비하고 차단기(8)의 상방부에 수직하에 설치된 "T"자 플랜지 관 형상의 외함 모듈(10) 양측 개구부에 각각 또 다른 외함 모듈(10)들을 결합하고, 각각의 외함 모듈(10)에 모선용 단로기(3)(5)들을 설치하여 2개의 모선용 단로기(3)(5)가 상기 작업용 접지개폐기(6)를 중심으로 하여 양측으로 대칭되게 배치시켜 줌으로써 작업자가 상기 모선용 단로기(3)(5)와 모선을 상호 연결시킬 때 양자 간의 연결을 용이하게 실시할 수 있는 것이다.

상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 다용도 외함 모듈에 의하면, 이중 모선을 갖는 가스절연 개폐장치에 설치되는 각각의 기기(선로용 단로기, 모선용 단로 기, 작업용 전지개폐기, 선로용 접지개폐기)에 대한 외함 모듈을 주물 제작을 통한 한가지 타입의 다용도 외함으로 알루미늄 주물로 제작하여 공통적으로 사용할 수 있도록 함으로써 다양한 모양과 크기의 외함 모듈 존재로 인한 용접 제작법을 탈피할 수 있고, 다량 생산이 가능하며, 요구되는 전기적, 구조적, 열적 사용기능에 따라 다양한 기기 구성에 대해 공통적으로 다용도 외함을 적용할 수 있어 콤팩트화가 가능하고, 전력 부하 집중지역인 대도시 등 설치장소에서 친환경적인 외관을 가질 수 있으며, 초고압 절연성능의 저하 요인인 용접선 등을 원천적으로 배제하여 성능의 향상을 도모할 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (4)

1. 차단기와 계기용 변류기, 붓싱, 모선용 단로기, 작업용 접지개폐기, 선로용 단로기 및 선로용 접지개폐기를 각각의 외함 모듈 내부 또는 외부에 구비하고 변전소와 같이 고압 전류가 흐르는 회로를 갖는 시설에 설치되어 정상상태에서는 물론 사고나 단락과 같은 이상 발생시 선로를 안전하게 개폐시켜 전력계통을 보호하는 가스절연 개폐장치를 구성함에 있어서,

   상기 외함 모듈을 알루미늄 주물을 통해 동일한 크기 및 형태를 갖는 하나의 형상으로 성형하고,

   상기 외함 모듈은 3방향에 대해 개구되어 각각 상기한 기기들 중 어느 하나 또는 그 이상을 선택적으로 설치할 수 있도록 "T"자 형상을 갖는 플랜지 관 형태로 성형하되,

   상기 외함 모듈에 선로용 단로기와 선로용 접지개폐기를 설치할 때에는 상기 외함 모듈의 상방부와 일측부에 각각 선로용 단로기와 선로용 접지개폐기의 일부가 노출되도록 하여 그 내부에 설치한 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 다용도 외함 모듈.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 외함 모듈에 2개의 모선용 단로기를 설치할 때에는 중앙에 작업용 접지개폐기가 구비된 외함 모듈의 양측 개구부에 또 다른 외함 모듈들을 결합하고, 각각의 외함 모듈에 모선용 단로기들을 설치하여 2개의 모선용 단로기가 상기 작업용 접지개폐기를 중심으로 하여 양측으로 대칭되게 배치되도록 한 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 다용도 외함 모듈.

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