KR101151323B1 - 고압개폐기용 이상전압 차단장치 - Google Patents

Abstract

옥외로부터 공급되는 고전압 전력에 대한 이상 발생시 옥내로의 전압 공급을 차단하기 위한 고압개폐기를 포함하는 수전설비에 채용되는 이상전압 차단장치가 개시된다. 고압개폐기의 전압 출력단에는 퓨즈가 설치되어 고압개폐기로부터 이상 고전압 출력시 용단된다. 퓨즈의 출력단에는 설치되어 퓨즈의 용단시 이를 검출하여 제어신호를 발생시키는 전압검출기가 설치된다. 전압검출기로부터 제어신호 발생시 차단기는 고압개폐기 후단에 설치된 감압기로의 전원 공급 선로를 차단한다. 본 발명에 의하면, 이상 고전압 발생시에 옥외로부터의 전원 공급을 차단하는 고압개폐기의 적정 동작이 이루어지지 않는 경우에도 옥내의 설비에 대한 보호가 가능하게 된다.

Description

고압개폐기용 이상전압 차단장치 {Apparatus for controlling abnormal voltage employed in high voltage switching device}

본 발명은 고압개폐기용 이상전압 차단장치에 관한 것으로서, 옥외로부터 공급되는 고전압을 개폐하는 고압개폐기를 거친 전원에 대한 이상 여부를 검출하여 옥내의 부하에 공급되는 선로를 추가적으로 차단하기 위한 고압개폐기용 이상전압 차단장치에 관한 것이다.

일반적으로 수전반의 수전선로에는 고압개폐기가 고장구간를 단속하기 위한 개폐기로 설치되며, 이러한 고압개폐기는 수전선로의 R상, S상, T상의 3상 일괄 조작형으로 구성되어 있다.

도 1 은 종래의 고압개폐기의 일 예를 나타내는 측면도이고, 도 2 는 도 1 의 평면도이다. 고압개폐기는 한전 선로를 통해 공급되는 고전압 전원에 대해 개폐 동작을 수행하는 장치로서, 도 1 에 나타낸 바와 같이 입력단자(1)와 출력단자(2)가 서로 소정거리 이격되어 있고 그 사이에 가동단자(3)가 구동부(4)에 의해 이들 사이의 이격방향으로 슬라이딩하도록 구성되어 있다. 입력되는 고전압에 이상이 발생되면 가동단자(30)가 입력단자(1)와 출력단자(2)간의 연결 상태가 해제되도록 구동됨으로써 공급 전원을 차단한다. 도 2 에 나타낸 바와 같이 고압개폐기는 도 1 과 같은 입력단자(1) 출력단자(2) 및 가동단자(3)를 R상, S상, T상의 각 단상별로 3 개를 구비하고 있다.

도 3 은 이와 같은 일반적인 고압개폐기가 적용된 옥내 배전 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.

고압개폐기(10)는 R/S/T 의 3상으로 고전압 전력을 공급하는 옥외의 한전 선로에 연결되어 옥내로 공급되는 고전압 전원의 1차적인 개폐 동작을 수행하도록 구성된다. 고압개폐기(10)를 거쳐 옥내로 공급되는 전원은 1차적으로 1차감압기(40)에 의해 감압되며, 1차 감압된 전원은 하나 또는 복수의 2차감압기(70)에 의해 2차적으로 감압된다. 1차감압기(40)는 한전선로로부터 공급되는 고전압을 적절한 전압 레벨(예컨대 약 380V 의 전압 레벨)로 감압하는 기능을 하고, 각각의 2차감압기(70)는 옥내에 설치된 개별 부하(80)에 공급되는 전원을 개별 부하(80)가 요구하는 전압 레벨(예컨대 약 220V 의 상용 전압 레벨)의 전원으로 감압하는 기능을 한다.

한편, 1차감압기(40)와 2차감압기(70)의 후단에는 각각 1차차단기(50)와 2차차단기(75)가 설치되어 있다. 1차차단기(50)는 1차감압기(40)의 후단에서 어떤 요인에 의해 전압 이상이 발생하는 경우 2차감압기(70)측으로의 전류 공급을 차단함으로써 2차감압기(70) 이하의 장비를 보호하는 기능을 하고, 2차차단기(75)는 2차감압기(70)의 후단에서 어떤 요인에 의해 전압 이상이 발생하는 경우 부하(80)측으로의 전류 공급을 차단함으로써 부하(80)를 보호하는 기능을 한다.

이와 같이 옥내에 설치된 개별 부하(80)에 공급되는 전원은 1차감압기(40)와 2차감압기(70)에 의해 감압되는데, 공급되는 전원에 외부 요인 또는 기타 다른 요인에 의해 이상 고전압이 발생하는 경우 부하(80)에 공급되는 전압 레벨이 부하(80)의 용인 범위를 넘어서게 되어 심각한 고장이 발생할 수가 있다. 이와 같은 이상 고전압 발생시를 대비하기 위하여 고압개폐기(10)는 이상 발생시 공급 전원을 개폐하는 기능을 하는 것이다.

그런데 상기와 같은 종래의 고압개폐기 채용 배전시스템 구성에 의하면, 고압개폐기(10)의 이상 고전압시 전원공급 개폐동작을 수행함에도 불구하고 어떠한 원인에 의해 고압개폐기(10)의 동작이 정상적으로 이루어지지 않는 경우 고압개폐기(10) 후단의 감압기(40, 70)나 부하(80)에 대한 보호가 적정하게 이루어지지 않을 가능성이 있다. 특히 전원의 공급에 의해 동작하는 고가의 설비인 개별 부하(80) 또는 부하(80)로의 전원 공급 레벨을 변환시키는 2차감압기(70)에 과전압 전원이 공급되어 고장이 발생하는 경우 치명적인 손상을 유발할 수 있으므로, 고압개폐기(10)의 적정한 동작이 이루어지지 않는 경우에도 이러한 치명적 손상을 방지할 수 있는 추가적인 대책의 마련이 필요하다.

이와 관련하여, 한국등록특허 제887550호에는 고압개폐기(10)의 전단에 전압검출기를 배치하여 한전선로에서 공급되는 전압에 이상 발생시 고압개폐기(10)의 전원 차단 기능이 기동하도록 한 기술이 개시되어 있다. 이를 통해 고압개폐기(10) 자체에서 검출하지 못하는 전압 이상의 경우에도 전압검출기가 추가적이고 보조적인 검출 동작을 수행함으로써 설비를 보호한다.

그런데 동 특허 문헌에 개시된 기술은 고압개폐기(10)의 전단에서 전압 검출을 함으로써 설비의 보호에 있어서 미흡한 측면이 있다. 즉, 고압개폐기(10)는 통상적으로 그의 출력단자(2) 후단에 과전류시 용단되는 퓨즈(도시되지 않음)가 구비되어 있는데, 예컨대 낙뢰의 외부 요인으로 인한 퓨즈 용단시에도 전압검출기가 고압개폐기(10)의 전단에 배치되어 있으므로 고압개폐기(10)의 후단에 배치된 퓨즈의 용단을 검출하지 못한다. 즉, 동 특허에서의 전압검출기는 단순히 한전선로를 통해 공급되는 전원의 이상 발생 유무만을 검출할 뿐이고, 고압개폐기(10) 자체의 고장이나 고압개폐기(10)에 가해지는 외부의 전기적 충격에 의한 전압 이상에 대해서는 검출하지 못하므로 고압개폐기(10) 후단의 설비를 보호하는 데에 한계가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 이상 고전압 발생시에 옥외로부터의 전원 공급을 차단하는 고압개폐기의 기능에 부가하여 고압개폐기의 적정 동작이 이루어지지 않는 경우에도 옥내의 설비에 대한 보호가 가능하도록 하는 부가적인 보호 수단을 마련할 수 있도록 하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 옥외로부터 공급되는 고전압 전력에 대한 이상 발생시 옥내로의 전압 공급을 차단하기 위한 고압개폐기를 포함하는 수전설비에 채용되는 이상전압 차단장치로서, 상기 고압개폐기의 전압 출력단에 설치되어 상기 고압개폐기로부터 이상 고전압 출력시 용단되는 퓨즈; 상기 퓨즈의 출력단에 설치되어 상기 퓨즈의 용단시 이를 검출하여 제어신호를 발생시키는 전압검출기; 및 상기 전압검출기로부터 상기 제어신호 발생시 상기 고압개폐기 후단에 설치된 감압기로의 전원 공급 선로를 차단하는 차단기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고압개폐기용 이상전압 차단장치를 제안한다.

상기 고압개폐기의 후단에는 상기 고압개폐기를 거쳐 공급되는 전압을 1차 감압하는 제1감압기가 설치되고, 상기 제1감압기의 후단에는 1차 감압된 전압을 상용 전원의 전압으로 2차 감압하는 제2감압기가 설치되며, 상기 차단기에 의해 전원의 공급이 차단되는 상기 감압기는 상기 제2감압기가 되도록 구성된다.

상기 차단기는, 상기 제어신호 발생시의 상기 전원 공급 선로의 차단 동작을 작업자에 의한 설정 상태에 따라 선택적으로 수행되도록 구성되는 것이 바람직하다.

상기 전압검출기로부터 출력되는 상기 제어신호에 의거하여 표시부가 상기 퓨즈의 용단 여부를 표시하도록 구성된다.

상기 퓨즈는 상기 고압개폐기의 각 상에 대응되어 복수 개 설치될 수 있다.

본 발명에 의하면, 이상 고전압 발생시에 옥외로부터의 전원 공급을 차단하는 고압개폐기의 적정 동작이 이루어지지 않는 경우에도 옥내의 설비에 대한 보호가 가능하게 된다.

도 1 은 종래의 고압개폐기의 일 예를 나타내는 측면도.
도 2 는 도 1 의 평면도.
도 3 은 도 1 및 도 2 의 일반적인 고압개폐기가 적용된 종래 기술에 의한 옥내 배전 시스템을 개략적으로 도시한 도면.
도 4 는 본 발명에 따른 고압개폐기용 이상전압 차단장치가 채용된 옥내 배전 시스템을 개략적으로 도시한 도면.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 더욱 상세히 설명한다.

도 4 는 본 발명에 따른 고압개폐기용 이상전압 차단장치가 채용된 옥내 배전 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 4 의 배전 시스템은 도 3 의 구성에 대해 고압개폐기용 이상전압 차단을 위한 수단을 추가 배치한 것으로서, 도 3 과 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하여 인용하며 이에 대해서는 구체적인 설명은 생략되나 도 3 을 참조하여 기술한 각 구성요소에 대한 기능 설명은 본 발명에서 동일하게 인용된다.

본 발명에 따른 이상전압 차단장치는 옥외로부터 공급되는 고전압 전력에 대한 이상 발생시 옥내로의 전압 공급을 차단하는 동작을 수행하는 장치로서, 도 3 의 배전 시스템에 추가 채용되는 구성으로서 퓨즈(20), 전압검출기(30), 1차차단기(50) 및 표시부(60)를 포함하여 구성된다.

퓨즈(20)는 고압개폐기(10)의 전압 출력단에 설치되어 이상 고압 발생시 용단된다. 퓨즈(20)는 고압개폐기(10)의 후단에 하나만 설치될 수도 있으나, 바람직하게는 고압개폐기(10)의 R/S/T 각 상에 대응되어 3 개가 설치되어 각 상별로 용단되도록 구성된다. 고압개폐기(10) 내의 출력단에는 통상적으로 퓨즈가 마련되어 있으며 이때 각 상별로 별도의 퓨즈가 마련되기도 하는데, 본 발명의 퓨즈(20)로는 이와 같이 고압개폐기(10) 내에 기 마련되어 있는 퓨즈가 채용될 수 있다.

전압검출기(30)는 퓨즈(20)의 후단(출력단)에 설치되어 퓨즈(20)의 용단시 이를 검출하는 기능을 한다. 즉, 퓨즈(20)가 용단되는 경우 퓨즈(20)를 거쳐 공급되는 전원이 차단되므로 전압검출기(30)에는 전압이 인가되지 않을 것이며, 전압검출기(30)는 이를 검출하여 제어신호를 발생시킨다. 따라서 제어신호는 퓨즈(20)가 용단되었을 경우 발생하는 신호이다.

전술한 도 3 에서 설명한 바와 같이, 1차차단기(50)는 1차감압기(40)와 2차감압기(50) 사이에 설치되어 1차감압기(40)와 2차감압기(60)간의 전원공급 선로를 개폐하는 기능을 한다. 전술한 도 3 의 종래 기술에서와 같이 1차차단기(50)가 1차감압기(40)와 2차감압기(70) 사이에 설치되는 경우가 통상적인데, 이 경우 도 3 에서의 1차차단기(50)가 본 발명에서의 차단기로서 사용될 수 있다. 1차차단기(50)에 의해 전원공급 선로가 개방되면 1차감압기(40)의 출력전압은 2차감압기(50)로 공급되지 않게 되며, 이에 따라 부하(80)로의 전원 공급이 차단된다. 이때, 1차차단기(50)의 개폐 동작은 전압검출기(30)가 출력하는 제어신호에 의존한다.

표시부(60)는 전압검출기(30)로부터 출력되는 제어신호에 의해 구동되어 퓨즈의 용단 여부를 표시한다. 이때 퓨즈(20)가 고압개폐기(10)의 각 상별로 대응되어 복수 개 설치되는 경우에는 표시부(60)는 각 퓨즈(20)에 대한 용단 여부를 개별적으로 표시할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 이를 위해서는 전압검출기(30)가 각 퓨즈(20)에 대해 개별적으로 용단 여부를 검출하도록 구성되어야 함은 자명할 것이다. 표시부(60)는 각 퓨즈(20)의 용단 여부를 LCD 디스플레이 등을 통해 시각적으로 표시하는 것 외에도 경보음을 울리는 등과 같이 청각적으로 표시하는 것도 가능할 것이며, 표시부(60)의 표시 동작은 이러한 경우도 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 고압개폐기용 이상전압 차단장치의 동작 및 그 장점에 대해서 기술한다.

한전 선로를 통해 옥외로부터 공급되는 고전압 전원은 옥내로 공급되기 전에 고압개폐기(10)를 거치게 된다. 고압개폐기(10)는 공급되는 전원에 외부 요인 또는 기타 요인에 의해 이상이 발생하여 특정한 하나의 상 또는 전체 상의 전원이 이상 고전압이 되는 경우 각 상별로 또는 전체 상에 대해서 개폐 동작을 함으로써 공급 전원을 차단한다. 이때 고압개폐기(10)가 어떤 원인에 의해 정상적으로 동작하지 않거나 즉시 동작하지 않게 됨으로써 과전압 상태의 전원이 1차감압기(40)로 공급될 수 있다. 그러나 이 경우에 이상 전압이 발생한 상의 퓨즈(20)가 용단되어 전원 공급을 차단한다.

전압검출기(30)는 퓨즈(20)의 용단시 이를 검출하여 제어신호를 발생시키며, 제어신호는 1차차단기(50)로 입력되어 1차차단기(50)에 의해 1차감압기(40)와 2차감압기(70)간의 전원공급 선로가 차단된다. 이에 따라 2차감압기(70)와 2차차단기(75) 및 그 후단의 각 부하(80)에 대한 보호가 이루어지게 된다. 또한, 제어신호는 표시부(60)에 공급되며 표시부(60)는 각 퓨즈(20)에 대해서 용단 여부를 작업자가 알 수 있도록 외부에 표시한다.

이와 같은 본 발명에 따르면, 고압개폐기(10)가 어떤 원인에 의해 정상 동작하지 않는 경우에도 퓨즈(20)의 용단 및 1차차단기(50)의 차단에 의해 2차감압기(40)와 2차차단기(75) 및 부하(80)에 대해서 추가적인 보호가 이루어지게 된다. 특히, 본 발명에 의하면 제어신호에 의해 차단 동작을 하는 구성이 1차차단기(50)로서, 1차감압기(40)와 2차감압기(70) 사이에 설치되어 가장 중요한 보호 대상인 제2감압기(70)와 부하(80)에 대한 직접적인 보호가 이루어질 수 있다. 1차감압기(40)의 경우 한전 선로로부터 공급되는 전압 레벨에 대해서 입력 전압으로서 수용할 수 있도록 설계되어 있으나 2차감압기(70)의 경우에는 1차감압기(40)에 의해 감압된 레벨의 전압을 수용할 수 있도록 설계되어 있으므로, 1차차단기(50)가 2차감압기(70)로의 공급 전원을 차단함으로써 고전압에 노출시 더욱 치명적일 수 있는 2차감압기(70)에 대한 보호가 적정하게 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 퓨즈(20)의 용단 여부가 표시부(60)에 의해 표시되므로 고장 원인의 소멸 후에 작업자가 퓨즈(20)를 교체함으로써 정상 복원시킬 수 있음을 쉽게 인지할 수 있게 되며, 이때 각 상별로 퓨즈(20)의 용단 여부가 표시되므로 교체할 대상이 되는 퓨즈(20)에 대한 정확한 정보를 알 수 있게 된다.

한편, 상기한 설명에서는 전압검출기(30)에 의한 제어신호 발생시 1차차단기(50)가 전원 공급을 차단 기동하도록 기술되어 있으나, 1차차단기(50)의 차단 동작이 사용자의 설정에 따른 선택적 동작으로 수행되도록 구성될 수도 있다. 즉, 1차차단기(50)의 차단동작의 개시 여부에 대해 사용자가 설정할 수 있도록 구성할 수 있으며, 예컨대 작업자가 1차차단기(50)의 차단동작 여부에 대해 설정할 수 있는 별도의 조작노브를 마련하여 두고, 이 조작노브를 "ON" 으로 설정하는 경우 제어신호가 전압검출기(30)로부터 유입되면 1차차단기(50)가 차단 동작을 수행하고, 만약 작업자가 조작노브를 "OFF" 로 설정하는 경우 제어신호가 전압검출기(30)로부터 유입되더라도 1차차단기(50)는 자동으로 차단 동작이 수행되지 않는다. 즉, OFF 설정시에는 1차차단기(50)는 작업자의 별도 조작에 의해서만 차단 동작을 수행한다. 이 경우 작업자는 표시부(60)를 통해 전압검출기(30)가 제어신호를 생성하였음을 시각적 또는 청각적으로 인지하고 인지한 결과에 따라 설비를 살펴본 후에 수작업으로 1차차단기(50)가 차단동작을 하도록 조작할 수 있다. 이와 같은 변형예에 의하면, 작업자가 이상 원인을 파악한 후에 작업자의 판단에 따라 1차차단기(50)의 동작을 제어할 수 있으며, 나아가 자동 차단 또는 수동 차단 여부를 작업자가 필요에 따라 선택하여 설정할 수 있다.

이상 설명한 본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러 가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서 상기 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다.

Claims (5)

1. 옥외로부터 공급되는 고전압 전력에 대한 이상 발생시 옥내로의 전압 공급을 차단하기 위한 고압개폐기를 포함하는 수전설비에 채용되는 이상전압 차단장치로서,
   상기 고압개폐기의 전압 출력단에 설치되어 상기 고압개폐기로부터 이상 고전압 출력시 용단되는 퓨즈;
   상기 퓨즈의 출력단에 설치되어 상기 퓨즈의 용단시 이를 검출하여 제어신호를 발생시키는 전압검출기; 및
   상기 전압검출기로부터 상기 제어신호 발생시 상기 고압개폐기 후단에 설치된 감압기로의 전원 공급 선로를 차단하는 차단기;를 포함하고,
   상기 고압개폐기의 후단에는 상기 고압개폐기를 거쳐 공급되는 전압을 1차 감압하는 제1감압기가 설치되고, 상기 제1감압기의 후단에는 1차 감압된 전압을 상용 전원의 전압으로 2차 감압하는 제2감압기가 설치되며,
   상기 차단기에 의해 전원의 공급이 차단되는 상기 감압기는 상기 제2감압기인 것을 특징으로 하는 고압개폐기용 이상전압 차단장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 차단기는, 상기 제어신호 발생시의 상기 전원 공급 선로의 차단 동작을 작업자에 의한 설정 상태에 따라 선택적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 고압개폐기용 이상전압 차단장치.
   
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 전압검출기로부터 출력되는 상기 제어신호에 의해 구동되어 상기 퓨즈의 용단 여부를 표시하는 표시부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고압개폐기용 이상전압 차단장치.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 퓨즈는 상기 고압개폐기의 각 상에 대응되어 복수 개 설치되는 것을 특징으로 하는 고압개폐기용 이상전압 차단장치.

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