KR101155300B1 - 부스바 냉각장치를 구비한 수배전반 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수배전반의 내부에 배치된 관형상의 부스바를 냉각시키는 부스바 냉각장치를 구비한 수배전반에 관한 것으로서, 수배전반의 하우징에 형성되되 부스바의 양단 인접부위에 각각 형성되며, 부스바의 일단에서 외기를 공급하고 부스바의 타단에서 부스바에 공급된 외기를 배출하는 1쌍의 공기순환구가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명은 수배전반에 설치된 부스바 양단의 인접부위에 공기순환구를 각각 설치함으로써, 통전시 발열된 부스바를 외기의 순환에 의해 냉각시켜 부스바의 송전효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.

Description

부스바 냉각장치를 구비한 수배전반{Distributing board comprising apparatus for cooling bus bar}
본 발명은 부스바 냉각장치를 구비한 수배전반에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수배전반의 내부에 설치된 부스바에 외기를 공급하여 통전시 발열되는 부스바를 냉각시키는 부스바 냉각장치를 구비한 수배전반에 관한 것이다.
일반적으로, 수배전반은 전력공급처로부터 공급되는 전원을 실제 사용하는 각종 설비 및 장비의 정격에 맞는 낮은 적정 전원으로 변환시켜 전류를 안전하게 공급하는 장치이다.
이러한 수배전반은 주로 차단기나 개폐기 및 계전기 등이 구비되어 외부의 전력을 개폐 또는 제어하거나 전력설비를 보호하기 위한 장치로서, 외부로부터 공급되는 전력을 배분하기 위해 패널 또는 프레임 등에 설치된 메인차단기와 다수개의 분기차단기 등에 연결된 부스바(bus-bar)를 통하여 수배전반 내부의 각종 설비로 전력을 공급함과 동시에 공급전력을 개폐하는 기능을 수행한다.
부스바는 전원 케이블을 대신하여 사용되는 긴 금속의 제품을 총칭하며, 이러한 부스바는 케이블에 비해 방열 효과가 크고, 또한 그 표면적이 넓어 도체의 표면에 흐르는 고주파 전류의 임피던스를 낮추어 줄 수 있어 전류가 큰 고전력의 배전설비에 주로 사용된다. 이러한 부스바는 외관의 형상에 따른 직사각형의 막대 구조로 이루어진 판상형과, 동심원의 파이프 구조로 이루어진 원통형으로 구분된다.
이러한 부스바는 구리나 알루미늄 등의 도전체로 이루어지며, 전력선의 R상, S상, T상의 3상에 각각 설치되며, 이웃하는 부스바들 사이 및 부스바와 수배전반의 하우징 사이의 간격을 띄워 그 사이의 공기에 의해 전기적 절연을 행하고 있다.
또한, 도전체인 부스바에 전류를 통전시킬 경우, 주울열(Joule's heat)이 발생하게 되고, 이 열로 인해 부스바의 온도가 상승하며, 부스바의 온도 상승 정도에 따라 전류의 통전 용량이 결정된다.
특히, 부스바는 열을 외부로 발산할수록 부스바의 온도는 낮아지며, 부스바의 온도가 낮아질수록 송전용량이 증대된다. 따라서, 수배전반의 송전용량을 증대하기 위해서는 부스바에서 발생된 열을 외부로 방출하거나 부스바 자체를 냉각하여야 한다.
특히, 수배전반의 하우징은 부스바의 외부를 감싸 외부 충격이나 이물질로부터 보호하는 역할을 하지만, 열 방산이라는 측면에서는 부스바에서 복사 또는 방사되는 열이 외부로 방출되는 것을 방해하기도 한다.
따라서, 도전체인 부스바의 사이즈를 크게 하면 열 방산에 유리하나 부스바의 가격이 상승하게 되므로, 부스바의 사이즈를 증가시키기 위해서는 수배전반의 제조비용이 증가하게 되는 문제가 있다.
또한, 부스바의 사이즈를 줄이게 되면, 부스바의 도체 저항이 커져서 온도가 더 상승하게 되어 송전용량이 저하되므로, 부스바의 사이즈의 감소에 대응해서 열 방산 효율을 더 증가시켜야 하는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로서, 통전시 발열된 부스바를 외기의 순환에 의해 냉각시켜 부스바의 송전효율을 향상시킬 수 있고, 공기의 대류현상을 이용한 외기의 자연순환에 의해 부스바에 냉각시켜 부스바의 냉각효율을 향상시킬 수 있고, 부스바를 순환하는 외기의 송풍량이 증가되어 부스바의 냉각효율을 향상시킬 수 있고, 부스바에만 외기의 공급과 수집을 집중하여 부스바의 냉각효율을 향상시킬 수 있고, 수배전반의 하우징 내부로 이물질의 유입을 차단하는 동시에 오염된 외기를 필터링하여 수배전반의 하우징 내부를 청결하게 유지하고 수배전반의 기기들의 동작효율을 향상시킬 수 있는 부스바 냉각장치를 구비한 수배전반을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 수배전반의 내부에 배치된 관형상의 부스바를 냉각시키는 부스바 냉각장치를 구비한 수배전반으로서, 상기 수배전반의 하우징에 형성되되 상기 부스바의 양단 인접부위에 각각 형성되며, 상기 부스바의 일단에서 외기를 공급하고 상기 부스바의 타단에서 상기 공급된 외기를 배출하는 1쌍의 공기순환구가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 부스바는 상기 수배전반의 내부에 상하방향으로 배치되며, 상기 공기순환구는 상기 관형상의 부스바의 상부 및 하부에 각각 형성되어 있다.
본 발명의 상기 공기순환구 중 어느 하나에는 외기를 상기 부스바로 공급하는 흡기팬이 설치되어 있고, 상기 공기순환구 중 다른 하나에는 상기 부스바에 공급된 외기를 외부로 배출하는 배기팬이 설치되어 있다.
본 발명의 상기 흡기팬은 상기 부스바의 하부에 설치되어 있고, 상기 배기팬은 상기 부스바의 상부에 설치되어 있다.
본 발명의 상기 흡기팬의 출구부위에는 외기를 상기 부스바 측으로 안내하는 흡기노즐이 설치되어 있고, 상기 배기팬의 입구부위에는 상기 부스바에 공급된 외기를 수집하여 외부로 안내하는 배기노즐이 설치되어 있다.
본 발명의 상기 흡기노즐 및 상기 배기노즐은, 출구부위가 입구부위 보다 좁게 형성되어 있다. 본 발명의 상기 흡기노즐은, 상기 부스바의 외면 측으로 외기를 안내하는 제1분사노즐과, 상기 부스바의 내면 측으로 외기를 안내하는 제2분사노즐로 이루어져 있다.
본 발명의 상기 공기순환구의 외부에는, 외부로부터 이물질의 유입을 차단하도록 커버부가 이격 설치되어 있다. 본 발명의 상기 공기순환구의 내부에는, 외부로부터 유입되는 이물질을 필터링하는 에어필터가 설치되어 있다.
본 발명의 상기 부스바는 상방 부스바와 하방 부스바로 이루어지며, 상기 상방 부스바와 상기 하방 부스바는, 그 사이에 관형상의 절연부재가 설치되어 서로 연통되어 있다. 본 발명의 상기 절연부재의 내부에는 송풍팬이 설치되어 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 수배전반에 설치된 부스바 양단의 인접부위에 공기순환구를 각각 설치함으로써, 통전시 발열된 부스바를 외기의 순환에 의해 냉각시켜 부스바의 송전효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
수배전반의 하우징에 부스바를 상하방향으로 배치하고 부스바의 상부 및 하부에 공기순환구를 형성함으로써, 공기의 대류현상을 이용한 외기의 자연순환에 의해 부스바에 냉각시켜 부스바의 냉각효율을 향상시킬 수 있게 된다.
공기순환구에 흡기팬과 배기팬을 설치함으로써, 부스바를 순환하는 외기의 송풍량이 증가되어 부스바의 냉각효율을 향상시킬 수 있게 된다.
흡기팬에 흡입노즐을 설치하고 배기팬에 배기노즐을 설치함으로써, 부스바에만 외기의 공급과 수집을 집중하여 부스바의 냉각효율을 향상시킬 수 있게 된다.
흡기노즐의 외기공급을 부스바의 내면과 외면에 집중하도록 안내함으로써, 부스바의 냉각효율을 향상시킬 수 있게 된다.
공기순환구의 외부에 커버부를 설치하거나 공기순환구의 내부에 에어필터를 설치함으로써, 수배전반의 하우징 내부로 이물질의 유입을 차단하는 동시에 오염된 외기를 필터링하여 수배전반의 하우징 내부를 청결하게 유지하고 수배전반의 기기들의 동작효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
부스바가 상하로 분리된 경우에 이들 사이에 관형상의 절연부재를 사용하여 상하의 부스바를 연통하여 부스바의 냉각이 가능하게 되고, 절연부재에 송풍팬을 설치하여 외기의 유동성을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 부스바 냉각장치를 구비한 수배전반의 구성을 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 부스바 냉각장치를 구비한 수배전반의 공기순환구의 구성을 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 부스바 냉각장치를 구비한 수배전반의 흡기노즐을 나타내는 확대단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 수배전반의 부스바의 연결부위를 나타내는 확대단면도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 부스바 냉각장치를 구비한 수배전반의 구성을 나타내는 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 부스바 냉각장치를 구비한 수배전반의 공기순환구의 구성을 나타내는 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 부스바 냉각장치를 구비한 수배전반의 흡기노즐을 나타내는 확대단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 수배전반의 부스바의 연결부위를 나타내는 확대단면도이다.
도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 의한 부스바 냉각장치를 구비한 수배전반은 1쌍의 공기순환구(110, 120)가 형성되어, 수배전반의 하우징(100)의 내부에 배치된 관형상의 부스바(200)를 냉각시키는 부스바 냉각장치를 구비한 수배전반이다.
1쌍의 공기순환구(110, 120)는 수배전반의 하우징(100)에 형성되되 부스바(200)의 양단 인접부위에 각각 형성되며, 관형상의 부스바(200)의 일단에서 외기를 공급하는 공기유입구(110)와, 관형상의 부스바(200)의 타단에서 일단에 공급된 외기를 외부로 배출하는 공기배출구(120)로 이루어져 있다.
부스바(200)는 수배전반의 하우징(100)의 내부에 상하방향으로 배치되며, 수배전반의 하우징(100) 내부에 설치된 제1차단기의 단자부(210)와 제2차단기의 단자부(220) 사이에 연결되어 이들 사이에 통전을 가능하게 한다.
공기유입구(110)는 관형상의 부스바(200)의 하부에 형성되고, 공기배출구(120)는 관형상의 부스바(200)의 상부에 각각 형성되어, 통전시 부스바(200)에서 발생되는 열기가 상방으로 이동하여 외기의 자연순환에 의해 공기가 순환되어 관형상의 부스바(200)를 냉각시키게 된다.
또한, 공기유입구(110)에는 외기를 부스바(200)로 공급하는 흡기팬(10)이 설치되어 있고, 공기배출구(120)에는 부스바(200)에 공급된 외기를 외부로 배출하는 배기팬(20)이 설치되어 있다.
흡기팬(10)은 외기를 부스바(200)로 공급하도록 부스바(200)의 하부에 형성된 공기유입구(110)에 설치된 흡기수단으로서, 구동모터(11)와 팬(12)으로 이루어진 팬모터로 이루어져 있다.
배기팬(20)은 부스바(200)에 공급된 외기를 외부로 배출하도록 부스바(200)의 상부에 형성된 공기배출구(120)에 설치된 배기수단으로서, 구동모터(21)와 팬(22)으로 이루어진 팬모터로 이루어져 있다.
공기순환구의 외부에는, 외부로부터 이물질의 유입을 차단하도록 커버부(30)가 이격 설치되어 있는 것이 바람직하다. 특히 이러한 커버부(30)는 공기배출구(120)의 상부에 지지대(32)를 개재해서 상방으로 이격설치된 커버(31)로 이루어져 수배전반의 하우징(100)의 상부에서 유입되는 이물질의 유입을 차단하게 된다.
흡기팬(10)의 출구부위에는 외기를 부스바(200) 측으로 안내하는 흡기노즐(40)이 설치되어 있고, 흡기노즐(40)은, 출구부위가 입구부위 보다 좁게 형성되어 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 흡기노즐(40)은 관형상의 부스바(200)의 외면 측으로 외기의 유입을 안내하는 제1분사노즐(41)과, 관형상의 부스바(200)의 내면 측으로 외기의 유입을 안내하는 제2분사노즐(42)로 이루어져, 관형상의 부스바(200)의 내면과 외면에 집중적으로 외기를 공급하여 부스바(200)의 냉각효율을 향상시킬 수 있게 된다.
배기팬(20)의 입구부위에는 부스바(200)에 공급된 외기를 수집하여 외부로 안내하는 배기노즐(50)이 설치되어 있고, 배기노즐(50)은, 출구부위가 입구부위 보다 좁게 형성된 안내노즐(51)로 이루어져, 관형상의 부스바(200)에 공급된 외기의 배출을 증가시켜 부스바(200)의 냉각효율을 향상시킬 수 있게 된다.
공기순환구(110, 120)의 내부에는, 외부로부터 유입되는 먼지나 곤충 등의 이물질을 필터링하여 수배전반의 하우징(100) 내부로 필터링된 외기를 제공하는 에어필터(13, 23)가 각각 설치되어 있다.
이러한 에어필터로는 흡기팬(10)의 입구부위에 설치된 에어필터(13)와 배기팬(20)의 출구부위에 설치된 에어필터(23)로 이루어지는 것이 바람직하다.
도 1 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 부스바의 냉각장치가 설치되는 수배전반(100)의 부스바(200)는, 기중차단기(300; ACB, Air circuit breaker)에 대한 전력의 입출력을 위해 상방 부스바(210)와 하방 부스바(220)로 분리되어 있다.
상방 부스바(210)는 기중차단기(300)의 입력단자(301)에 상부 연결구(310)를 개재해서 연결되어 있고, 하방 부스바(220)는 기중차단기(300)의 출력단자(302)에 하부 연결구(320)를 개재해서 연결되어 있다.
또한, 하방 부스바(220)는 배선용 차단기(400; NFB, No Fuse Breaker)의 단자에 연결구(410)를 개재해서 연결되어, 기중차단기(300)와 배선용 차단기(400) 사이의 통전이 가능하게 된다.
이와 같이 수배전반(100)의 내부에 설치된 부스바(200)가 상방 부스바(210)와 하방 부스바(220)로 분리되어 있는 경우에는, 부스바(200)의 내부로 외기를 유동시키기 위해, 상방 부스바(210)와 하방 부스바(220) 사이에 관형상의 절연부재(60)가 설치되어 있다.
따라서, 서로 분리된 상방 부스바(210)와 하방 부스바(220)가 절연부재(60)를 개재해서 서로 연통되어 외기의 유동이 가능하게 되어, 상방 부스바(210)와 하방 부스바(220)에 대한 외기의 냉각이 가능하게 된다.
또한, 관형상의 절연부재(60)의 내부에는 송풍팬(70)이 설치되어 외기의 유동을 용이하게 한다. 이러한 송풍팬(70)은 하방 부스바(220)에 공급된 외기를 상방 부스바(210)으로 유동시키도록 절연부재(60)에 설치된 송풍수단으로서, 구동모터(71)와 팬(72)으로 이루어진 팬모터로 이루어져 있고, 이러한 팬모터에 전력을 공급하기 위한 전력선이 절연부재(60)의 외부로 연장설치되어 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 수배전반에 설치된 부스바 양단의 인접부위에 공기순환구를 각각 설치함으로써, 통전시 발열된 부스바를 외기의 순환에 의해 냉각시켜 부스바의 송전효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 수배전반의 하우징에 부스바를 상하방향으로 배치하고 부스바의 상부 및 하부에 공기순환구를 형성함으로써, 공기의 대류현상을 이용한 외기의 자연순환에 의해 부스바에 냉각시켜 부스바의 냉각효율을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 공기순환구에 흡기팬과 배기팬을 설치함으로써, 부스바를 순환하는 외기의 송풍량이 증가되어 부스바의 냉각효율을 향상시킬 수 있게 되고, 흡기팬에 흡입노즐을 설치하고 배기팬에 배기노즐을 설치함으로써, 부스바에만 외기의 공급과 수집을 집중하여 부스바의 냉각효율을 향상시킬 수 있게 되고, 흡기노즐의 외기공급을 부스바의 내면과 외면에 집중하도록 안내함으로써, 부스바의 냉각효율을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 공기순환구의 외부에 커버부를 설치하거나 공기순환구의 내부에 에어필터를 설치함으로써, 수배전반의 하우징 내부로 이물질의 유입을 차단하는 동시에 오염된 외기를 필터링하여 수배전반의 하우징 내부를 청결하게 유지하고 수배전반의 기기들의 동작효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 부스바가 상하로 분리된 경우에 이들 사이에 관형상의 절연부재를 사용하여 상하의 부스바를 연통하여 부스바의 냉각이 가능하게 되고, 절연부재에 송풍팬을 설치하여 외기의 유동성을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
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.
10: 흡기팬 20: 배기팬
30: 커버부 40: 흡기노즐
50: 배기노즐 100: 수배전반
110: 공기유입구 120: 공기배출구

Claims (11)

  1. 수배전반의 내부에 배치된 관형상의 부스바를 냉각시키는 부스바 냉각장치를 구비한 수배전반으로서,
    상기 수배전반의 하우징에 형성되되 상기 부스바의 양단 인접부위에 각각 형성되며, 상기 부스바의 일단에서 외기를 공급하고 상기 부스바의 타단에서 상기 공급된 외기를 배출하는 1쌍의 공기순환구가 형성되어 있고,
    상기 부스바는 상방 부스바와 하방 부스바로 이루어지며,
    상기 상방 부스바와 상기 하방 부스바는, 그 사이에 관형상의 절연부재가 설치되어 서로 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 부스바 냉각장치를 구비한 수배전반.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 부스바는 상기 수배전반의 내부에 상하방향으로 배치되며,
    상기 공기순환구는 상기 관형상의 부스바의 상부 및 하부에 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 부스바 냉각장치를 구비한 수배전반.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기순환구 중 어느 하나에는 외기를 상기 부스바로 공급하는 흡기팬이 설치되어 있고,
    상기 공기순환구 중 다른 하나에는 상기 부스바에 공급된 외기를 외부로 배출하는 배기팬이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 부스바 냉각장치를 구비한 수배전반.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 흡기팬은 상기 부스바의 하부에 설치되어 있고, 상기 배기팬은 상기 부스바의 상부에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 부스바 냉각장치를 구비한 수배전반.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 흡기팬의 출구부위에는 외기를 상기 부스바 측으로 안내하는 흡기노즐이 설치되어 있고,
    상기 배기팬의 입구부위에는 상기 부스바에 공급된 외기를 수집하여 외부로 안내하는 배기노즐이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 부스바 냉각장치를 구비한 수배전반.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 흡기노즐 및 상기 배기노즐은, 출구부위가 입구부위 보다 좁게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 부스바 냉각장치를 구비한 수배전반.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 흡기노즐은, 상기 부스바의 외면 측으로 외기를 안내하는 제1분사노즐과, 상기 부스바의 내면 측으로 외기를 안내하는 제2분사노즐로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 부스바 냉각장치를 구비한 수배전반.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기순환구의 외부에는, 외부로부터 이물질의 유입을 차단하도록 커버부가 이격 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 부스바 냉각장치를 구비한 수배전반.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기순환구의 내부에는, 외부로부터 유입되는 이물질을 필터링하는 에어필터가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 부스바 냉각장치를 구비한 수배전반.
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연부재의 내부에는 송풍팬이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 부스바 냉각장치를 구비한 수배전반.
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