KR101304562B1 - 차단부 인출식 큐비클형 가스절연 개폐장치 - Google Patents

차단부 인출식 큐비클형 가스절연 개폐장치 Download PDF

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KR101304562B1
KR101304562B1 KR1020120027270A KR20120027270A KR101304562B1 KR 101304562 B1 KR101304562 B1 KR 101304562B1 KR 1020120027270 A KR1020120027270 A KR 1020120027270A KR 20120027270 A KR20120027270 A KR 20120027270A KR 101304562 B1 KR101304562 B1 KR 101304562B1
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cubicle
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김민형
박해정
신양범
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현대중공업 주식회사
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    • H02B11/127—Withdrawal mechanism

Abstract

본 발명은 차단부 인출식 큐비클형 가스절연 개폐장치에 관한 것으로, 차단부 인출식 큐비클형 가스절연 개폐장치는 주 모선 및 상기 주 모선과 연결되는 3상 스위치를 포함하는 주 모선부, 전환 모선 및 상기 전환 모선과 연결되는 3상 스위치를 포함하는 전환 모선부, 상기 주 모선부의 상기 3상 스위치와 전기적으로 연결되며, 인입 또는 인출이 가능하도록 설치된 차단부를 포함하는 차단 구획부, 상기 차단부 및 상기 전환 모선부의 3상 스위치와 전기적으로 연결되어 있으며, 내부로 흐르는 전류량을 감지하는 변류기, 케이블이 결합되어 전류가 외부로부터 인입 또는 인출되는 케이블 소켓, 상기 차단 구획부, 상기 변류기 및 케이블 소켓을 수납하는 큐비클 탱크, 상기 주 모선부의 상단에 위치하며, 상기 주 모선부의 내부에 발생하는 아크로 인한 고온, 고압 가스를 외부로 방출시키는 경로를 제공하는 제1 가스덕트, 상기 전환 모선부의 상단에 위치하며, 상기 전환 모선부의 내부에 발생하는 아크로 인한 고온, 고압 가스를 외부로 방출시키는 경로를 제공하는 제2 가스덕트, 상기 큐비클 탱크의 후면에 위치하며, 상기 큐비클 탱크의 내부에 발생하는 아크로 인한 고온, 고압 가스를 외부로 방출시키는 경로를 제공하는 상기 제3 가스덕트 및 상기 차단 구획부와 상기 제3 가스덕트를 연결하여, 상기 차단 구획부의 내부에 발생하는 아크로 인한 고온, 고압 가스를 상기 제3 가스덕트로 방출시키는 경로를 제공하는 가스 이송관을 포함한다.
따라서, 본 발명은 차단기를 별도의 가스용기에 수납하고, 전환 모선을 이용하여 전력의 공급이 중단되지 않고 차단부를 유지보수 및 교체할 수 있다. 또한, 차단부의 가스용기가 최소화됨으로 빠른 시간내에 절연가스의 교체가 용이할 수 있다.

Description

차단부 인출식 큐비클형 가스절연 개폐장치{CUBICLE TYPE GAS-INSULATED SWITCHGEAR WITH WITHDRAWABLE CIRCUIT BREAKER PART}
본 발명은 차단부 인출식 큐비클형 가스절연 개폐장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 무정전상태로 차단기 유지보수 및 교체할 수 있는 차단부 인출식 큐비클형 가스절연 개폐장치에 관한 것이다.
가스절연 개폐장치(GIS, Gas Insulated Switchgear)는 차단부, 단로기, 접지개폐기, 계기용 변류기와 모선 등을 접지된 금속 탱크에 내장하여 절연 및 소호 특성이 우수한 SF6 가스를 충진한 제품으로, 변전소의 소형화, 안전 및 신뢰성의 향상, 용이한 운전 및 보수점검, 환경과의 조화 등의 장점을 가진 전원 개폐장치이다. 가스절연 개폐장치에는 탱크형과 큐비클(Cubicle)형이 있으며, 큐비클형 가스절연 개폐장치(Cubicle type GIS)는 고압 전기기기들을 내압형으로 설계, 제작된 탱크에 수납하여 SF6 가스라는 절연내력 및 냉각 효과가 우수한 가스로 절연시킨 배전반을 말한다.
종래의 큐비클형 가스절연 개폐장치는 차단부, 변류기 및 케이블 소켓이 하나의 밀폐용기에 수납되어 절연가스를 공유하는 구조였기 때문에 차단기의 유지보수 또는 교체를 하기 위해서는 밀폐용기 전체의 가스를 빼내야 한다.
따라서, 공기(대기) 상태에서는 전환모선 및 변류기의 절연 이격거리가 충분히 확보되지 않으므로 전환 모선으로 전류를 흘린다고 하더라도 무정전 상태를 유지할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 전력의 공급이 중단되지 않고 차단부를 유지보수 및 교체할 수 있도록 차단부를 별도의 가스용기에 수납하고, 전환 모선을 이용하는 장치기술을 제공한다.
본 발명은 차단부의 유지보수 및 교체를 빠른 시간 내에 용이하게 할 수 있는 차단부 인출입 기술을 제공한다.
본 발명은 절연가스 교체에 소요되는 시간의 단축과 사용되는 가스량이 절약되도록 차단부를 독립구획으로 만드는 장치기술을 제공한다.
실시예들 중에서, 차단부 인출식 큐비클형 가스절연 개폐장치는 주 모선 및 상기 주 모선과 연결되는 3상 스위치를 포함하는 주 모선부, 전환 모선 및 상기 전환 모선과 연결되는 3상 스위치를 포함하는 전환 모선부, 상기 주 모선부의 상기 3상 스위치와 전기적으로 연결되며, 인입 또는 인출이 가능하도록 설치된 차단부를 포함하는 차단 구획부, 상기 차단부 및 상기 전환 모선부의 3상 스위치와 전기적으로 연결되어 있으며, 내부로 흐르는 전류량을 감지하는 변류기, 케이블이 결합되어 전류가 외부로부터 인입 또는 인출되는 케이블 소켓, 상기 차단 구획부, 상기 전환도선, 변류기 및 케이블 소켓을 수납하는 큐비클 탱크, 상기 주 모선부의 상단에 위치하며, 상기 주 모선부의 내부에 발생하는 아크로 인한 고온,고압 가스를 외부로 방출시키는 경로를 제공하는 제1 가스덕트, 상기 전환 모선부의 상단에 위치하며, 상기 전환 모선부의 내부에 발생하는 아크로 인한 고온,고압 가스를 외부로 방출시키는 경로를 제공하는 제2 가스덕트, 상기 큐비클 탱크의 후면에 위치하며, 상기 큐비클 탱크의 내부에 발생하는 아크로 인한 고온,고압 가스를 외부로 방출시키는 경로를 제공하는 상기 제3 가스덕트 및 상기 차단 구획부와 상기 제3 가스덕트를 연결하여, 상기 차단 구획부의 내부에 발생하는 아크로 인한 고온,고압 가스를 상기 제3 가스덕트로 방출시키는 경로를 제공하는 가스 이송관을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 차단부는 상기 큐비클 탱크에 플러그-인 방식으로 인출입될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 주 모선부 및 상기 전환 모선부는 각각의 내부에서 발생하는 아크로 인한 고온, 고압 가스를 각각 상기 제1 가스덕트 또는 제3 가스덕트로 방출하기 위하여 복수의 방압변들을 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 차단 구획부는 내부에서 발생하는 아크로 인한 고온, 고압 가스를 상기 가스 이송관으로 방출하기 위하여 차단 구획부 방압변을 더 포함할 수 있다.
본 발명은 차단기를 별도의 가스용기에 수납하고, 전환 모선을 이용하여 전력의 공급이 중단되지 않고 차단부를 유지보수 및 교체할 수 있는 효과를 제공한다.
본 발명은 차단부가 플러그-인 방식으로 인출입될 수 있어 차단부의 유지보수 및 교체를 빠른 시간 내에 용이하게 할 수 있다.
본 발명은 별도의 가스용기로 구성되는 차단 구획부를 이용하여 차단 구획부의 가스용기가 최소화되고, 국지적인 부분의 가스 교체가 가능하므로 가스 교체에 소요되는 시간의 단축과 사용되는 가스량이 절약되는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차단부 인출식 큐비클형 가스절연 개폐장치의 측단면도이다.
도 2는 도 1의 차단부 인출식 큐비클형 가스절연 개폐장치의 차단부가 인출된 상태와 복수의 가스덕트들로 절연가스의 이동을 나타내는 측단면도이다.
도 3은 도 1의 차단부 인출식 큐비클형 가스절연 개폐장치의 가스 이송관이 연결된 상태를 나타내는 사시도이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차단부 인출식 큐비클형 가스절연 개폐장치의 측단면도이다.
도 1을 참조하면, 차단부 인출식 큐비클형 가스절연 개폐장치(100)는 주 모선부(110), 전환 모선부(120), 큐비클 탱크(130), 차단 구획부(140), 제1 가스덕트(150), 제2 가스덕트(160) 및 제3 가스덕트(170)를 포함한다.
주 모선부(110)는 절연가스로 충진된 탱크로서 탱크 내부에는 주 모선(112)및 주 모선(112)과 연결되는 3상 스위치(114)가 수납된다.
전환 모선부(120)는 절연가스로 충진된 탱크로서 탱크 내부에는 전환 모선(122) 및 전환 모선(122)과 연결되는 3상 스위치(114)가 수납된다. 전환 모선(122)은 전환 도선(136)을 통해 변류기(132)와 전기적으로 연결된다. 일 실시예에서, 전환 모선부(120)는 가스이송관(190)으로 아크로 인한 고온, 고압 가스를 방출하기 위하여 복수의 방압변들(180)이 결합될 수 있다.
큐비클 탱크(130)는 절연가스로 충진된 탱크로서 탱크 내부에는 변류기(132), 케이블 소켓(134), 전환 도선(136), 주 도선(138) 및 주 도선(138)과 차단부(142)를 연결하는 3상 스위치(114)가 수납된다. 큐비클 탱크(130)는 제3 가스덕트(170)로 아크로 인한 고온, 고압 가스를 방출하기 위하여 복수의 방압변들(180)이 결합될 수 있다.
변류기(132)는 차단부 인출식 큐비클형 가스절연 개폐장치(100)의 하단에 배치되는 케이블 소켓(134), 전환 모선부(120)의 3상 스위치(114) 및 차단기 구동부(144)와 전기적으로 연결되어 있어, 가스절연 개폐장치(100)의 케이블 소켓(134)으로 인입 또는 인출되는 전류량을 감지한다.
차단 구획부(140)는 별도로 독립된 탱크로서, 내부에는 절연 가스로 충진되어 있으며, 차단부(142)가 수납된다. 차단 구획부(140)의 외부에는 차단부(142)를 구동시킬 수 있는 차단기 구동부(144)가 취부된다. 차단 구획부(140)와 주 도선(138)의 연결부위에는 3상 스위치(114)가 구비되어 장치의 접지, 단로 및 통전 상태를 구성할 수 있다.
차단부(142)는 차단 구획부(140)로부터 인출입될 수 있으며, 차단부(142)가 차단 구획부(140)로부터 인출되면 주 모선부(110)에 있는 주 모선(112) 및 큐비클 탱크(130)에 있는 변류기(132)와 분리되고, 차단부(142)가 차단 구획부(140)에 인입되면 주 모선부(110)에 있는 주 모선(112) 및 큐비클 탱크(130)에 있는 변류기(132)와 전기적으로 연결된다.
또한, 차단 구획부(140)와 큐비클 탱크(130)은 서로 독립된 탱크로 구성되므로, 각각의 내부에 충진되는 절연가스를 공유하지 않는다.
제1 가스덕트(150) 및 제2 가스덕트(160)는 각 장치들의 작동에 의해 탱크 내부에서 발생하는 아크(Arc)로 인하여 발생하는 고온, 고압 가스를 외부로 방출시키는 경로를 제공한다. 일 실시예에서, 주 모선부(110)와 전환 모선부(120)는 전후로 배치될 수 있으며, 차단 구획부(140)는 주 모선부(110)의 하부에 배치될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 가스덕트들(150, 160)은 전후로 배치되는 주 모선부(110)와 전환 모선부(120) 각각의 상단에 배치되고, 주 모선부(110) 및 전환 모선부(120) 각각에서 발생한 아크로 인한 고온, 고압 가스를 제1 및 제2 가스덕트들(150, 160) 각각을 통해 방출될 수 있다. 여기서, 고온, 고압 가스를 주 모선부(110) 및 전환 모선부(120) 각각에서 제1 및 제2 가스덕트들(150, 160) 각각으로 고온, 고압 가스를 방출하기 위하여 복수의 방압변들(180)이 결합될 수 있다.
제3 가스덕트(170)는 차단부 인출식 큐비클형 가스절연 개폐장치(100)의 후면에 구비될 수 있고, 큐비클 탱크(130) 내부에서 발생한 고온, 고압 가스는 제3 가스덕트(170)를 통해 방출될 수 있다.
도 3은 도 1의 차단부 인출식 큐비클형 가스절연 개폐장치의 가스 이송관이 연결된 상태를 나타내는 사시도이다. 도 3에서, 차단 구획부(140)와 제3 가스덕트(170)는 가스 이송관(190)으로 연결되어있다. 일 실시예에서, 차단 구획부(140)는 내부에서 발생하는 아크로 인한 고온, 고압 가스를 가스 이송관(190)으로 방출하기 위하여 차단 구획부 방압변(192)을 더 포함할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 차단부 인출식 큐비클형 가스절연 개폐장치(100)가 전류를 정상적으로 통전시키는 정상 상태에서 차단부(142)가 차단 구획부(140)에 인입된 상태이고, 전류는 케이블 소켓(134)으로부터 변류기(132), 주 도선(138), 차단기(142)를 거쳐 주 모선(112)로 흐른다.
도 2는 도 1에 있는 차단부 인출식 큐비클형 가스절연 개폐장치의 차단부가 인출된 상태를 나타내는 측단면도이다.
도 2에서, 차단부(142)는 차단부 인출식 큐비클형 가스절연 개폐장치(100)의 전방으로 차단 구획부(140)로부터 인출될 수 있다. 일 실시예에서, 차단부(142)는 차단 구획부(140)에 플러그-인 방식으로 인출입될 수 있다. 즉, 차단 구획부(140)에 차단부(142)를 인입시켜 큐비클형 가스절연 개폐장치에 차단부(142)를 연결시킬 수 있으며, 인출하여 분리시킬 수 있다. 이러한, 차단부(142)의 인출입 과정에서 차단 구획부(140)의 충진되어 있는 가스만 방출되고, 큐비클 탱크(130) 내부에 충진되어 있는 절연가스는 방출되지 않고 충진된 상태를 유지한다.
따라서, 이상전류에 의해 차단부(142)가 고장난 경우, 케이블 소켓(134)을 통해 변류기(132)로 들어오는 전류는 전환 모선(122)으로 흐르도록 조작하여, 무정전 상태에서도 차단부(142)를 인출하여 수리할 수 있다.
이때, 차단 구획부(140)가 없는 종래의 가스절연개폐기의 경우에는 차단부(142)를 수리하기 위해서는 큐비클 탱크(130)의 절연가스를 모두 빼야하므로 전환도선(136) 및 변류기(132)의 절연 이격거리가 충분히 확보되지 않아 전환 모선(122)으로 전류를 흘린다고 하더라도 무정전 상태를 유지할 수 없는 문제점이 있다.
그러나, 본 발명은 차단 구획부(140)를 독립하여 구비함으로써, 이상전류에 의해 차단부(142)가 고장난 경우에도, 큐비클 탱크(130)의 절연가스가 빠져나가지 않으므로 전환도선(136) 및 변류기(132)의 절연 이격거리가 충분히 확보되고, 따라서, 전환 모선(122)으로 전류를 무정전 상태로 차단부(142)를 수리하거나 새로운 차단부(142)로 교체할 수 있는 효과가 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 차단부 인출식 큐비클형 가스절연 개폐장치
110 : 주 모선부 112 : 주 모선
114 : 3상 스위치 120 : 전환 모선부
122: 전환 모선 130 : 큐비클 탱크
132 : 변류기 134 : 케이블 소켓
136 : 전환 도선 138 : 주 도선
140 : 차단 구획부 142 : 차단부
144 : 차단기 구동부 150 : 제1 가스덕트
160 : 제2 가스덕트 170 : 제3 가스덕트
180 : 복수의 방압변들 190 : 가스 이송관
192 : 차단 구획부 방압변

Claims (4)

  1. 주 모선 및 상기 주 모선과 연결되는 3상 스위치를 포함하는 주 모선부;
    전환 모선 및 상기 전환 모선과 연결되는 3상 스위치를 포함하는 전환 모선부;
    상기 주 모선부의 상기 3상 스위치와 전기적으로 연결되며, 인입 또는 인출이 가능하도록 설치된 차단부를 포함하는 차단 구획부;
    상기 차단부 및 상기 전환 모선부의 3상 스위치와 전기적으로 연결되어 있으며, 내부로 흐르는 전류량을 감지하는 변류기;
    케이블이 결합되어 전류가 외부로부터 인입 또는 인출되는 케이블 소켓;
    상기 차단 구획부, 상기 변류기 및 케이블 소켓을 수납하는 큐비클 탱크;
    상기 주 모선부의 상단에 위치하며, 상기 주 모선부의 내부에 발생하는 아크로 인한 고온, 고압 가스를 외부로 방출시키는 경로를 제공하는 제1 가스덕트;
    상기 전환 모선부의 상단에 위치하며, 상기 전환 모선부의 내부에 발생하는 아크로 인한 고온, 고압 가스를 외부로 방출시키는 경로를 제공하는 제2 가스덕트;
    상기 큐비클 탱크의 후면에 위치하며, 상기 큐비클 탱크의 내부에 발생하는 아크로 인한 고온, 고압 가스를 외부로 방출시키는 경로를 제공하는 제3 가스덕트; 및
    상기 차단 구획부와 상기 제3 가스덕트를 연결하여, 상기 차단 구획부의 내부에 발생하는 아크로 인한 고온, 고압 가스를 상기 제3 가스덕트로 방출시키는 경로를 제공하는 가스 이송관을 포함하는 차단부 인출식 큐비클형 가스절연 개폐장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 차단부는 상기 큐비클 탱크에 플러그-인 방식으로 인출입되는 것을 특징으로 하는 차단부 인출식 큐비클형 가스절연 개폐장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 주 모선부 및 상기 전환 모선부는
    각각의 내부에서 발생하는 아크로 인한 고온, 고압 가스를 각각 상기 제1 가스덕트 또는 제3 가스덕트로 방출하기 위하여 복수의 방압변들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차단부 인출식 큐비클형 가스절연 개폐장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차단 구획부는
    내부에서 발생하는 아크로 인한 고온, 고압 가스를 상기 가스 이송관으로 방출하기 위하여 차단 구획부 방압변을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차단부 인출식 큐비클형 가스절연 개폐장치.
KR1020120027270A 2012-03-16 2012-03-16 차단부 인출식 큐비클형 가스절연 개폐장치 KR101304562B1 (ko)

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KR20190001026U (ko) 2017-10-23 2019-05-02 한국전력공사 뱅크 전력 공급용 모선 연결 소켓 및 이를 갖는 이동용 전력 연결 장치

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