KR101315437B1 - 가스절연 개폐 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스 절연 개폐장치에 관한 것으로서, 차단기, 3단 개폐기, 변압기, 가스절연 모선부, 변류기, 단로기 및 접지 스위치를 포함하는 메인 차단기 패널 및 부하 차단기 패널이 열반 부싱에 의해 서로 전기적으로 연결되어 열반되게 배치되는 가스절연 개폐장치에 있어서, 상기 차단기의 전단부에 연결되는 단로기 및 접지 스위치; 상기 메인 차단기 패널 및 부하 차단기 패널의 외면에 표출되고, 상기 차단기의 후단에 케이블을 통해 연결되어 내부에 다수의 접점이 형성된 소켓; 및 상기 소켓의 다수의 접점과 전기적으로 접촉되는 플러그가 형성되어 상기 소켓과 플러그인 연결되는 커넥터가 일단에 연결되는 변압기를 포함한다. 따라서, 본 발명은 탱크의 외부에 변압기를 플러그인(Plug-in) 타입으로 설치함으로써 변압기가 소손된 경우에 탱크의 외부에서 소손된 변압기만을 교체하고, 금속탱크 외부에 부싱형 변류기(BCT)를 사용하면 되므로 기존에 절연가스 회수 작업, 재조립 작업, 진공 작업 및 절연가스 충진 작업 등이 생략될 수 있고, 그로 인해 유지보수의 비용이 감소할 뿐만 아니라 사용자 편의성을 향상시킬 수 있다.

Description

가스절연 개폐 장치{Gas Insulated Switchgear}

본 발명은 가스절연 개폐 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 탱크의 외부면에 플러그인 연결 방식으로 변압기를 장착 또는 탈착할 수 있어 변압기의 유지 보수 작업시 변압기만을 교체할 수 있는 가스절연 개폐 장치에 관한 것이다.

가스절연 개폐장치(GIS, Gas Insulated Switchgear)는 진공 차단기(VCB), 단로기, 3단 개폐기(DES), 주모선 및 분기 모선 등을 접지된 금속 탱크에 내장하여 절연 및 소호 특성이 우수한 SF6 가스를 충진한 제품으로서, 변전소의 소형화, 안전 및 신뢰성의 향상, 용이한 운전 및 보수점검, 환경과의 조화 등의 장점을 가진 전원 개폐장치이다.

도 1은 종래의 가스절연 개폐장치의 회로도로서, 차단기(11), 변류기(12), 제1 개폐기(14), 제2 개폐기(15), 제3 개폐기(16), 케이블 헤드(17) 및 변압기(18)를 포함한다.

이때, 제3 개폐기(16)와 차단기(11) 사이에 변류기(12)가 연결된다. 제1 개폐기(14) 및 제2 개폐기(15)는 차단기(11)와 직접 연결되어 전류를 제1 주모선(13a) 및 제2 주모선(13b)으로 흘려 보낼 수 있다.

이와 관련된 기술은 일본공개특허 2002-165320에 개시되어 있다.

종래의 가스절연 개폐장치는 금속 탱크 내부에 설치된 계기용 변압기 및 변류기의 경우에 절연 파괴에 의한 사고 사례가 빈번히 발생 되어 수시로 유지 보수 작업이 이루어져야 하는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 가스절연 개폐장치는 절연 파괴에 의한 사고가 발생 되거나 용량 증설 또는 유지 보수시, 먼저 정전 작업을 수행한 후에 금속 탱크 내의 절연 가스를 회수하며, 금속 탱크 내부의 계기용 변압기 및 변류기를 교체한 후에 부스바를 재조립하며, 다시 금속 탱크에 진공 작업을 수행 후 금속 탱크 내로 절연 가스를 주입하여야 하므로 유지 보수 작업이 번거롭다는 문제점이 있다.

또한, 종래의 가스절연 개폐장치는 변전소 및 현장에 설치될 경우에, 패널과 패널 열반 조립을 수행하고, 금속탱크 내부를 오픈하여 현장에서 부스바를 체결하며, 금속탱크의 진공작업, 가스 주입 등 번거로운 작업이 발생하여 작업비용이 추가로 발생할 뿐만 아니라 재조립으로 인해 불량이 발생할 경우에 큰 전기사고를 유발할 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 금속 탱크의 외부에 변압기를 플러그인(Plug-in) 타입으로 설치함으로써 변압기가 소손된 경우에 금속탱크의 외부에서 변압기만을 교체하면 되고, 금속탱크 외부에 부싱형 변류기(BCT)를 사용하여 유지보수의 비용이 감소할 뿐만 아니라 사용자 편의성을 향상시킬 수 있는 가스 절연 개폐 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 가스절연 개폐장치의 검수 시험 종료 후에 현장에서 가스절연 개폐장치를 열반 설치할 경우에, 조립 작업, 진공 작업 및 절연가스 주입 작업 등 금속탱크 내부에 채워진 절연 가스를 번거롭게 회수하거나 다시 충진하지 않아도 되는 가스 절연 개폐 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

실시예들 중에서, 가스 절연 개폐장치는 차단기, 3단 개폐기, 변압기, 가스절연 모선부, 변류기, 단로기 및 접지 스위치를 포함하는 메인 차단기 패널 및 부하 차단기 패널이 열반 부싱에 의해 서로 전기적으로 연결되어 열반되게 배치되는 가스절연 개폐장치에 있어서, 상기 차단기의 전단부에 연결되는 단로기 및 접지 스위치; 상기 메인 차단기 패널 및 부하 차단기 패널의 외면에 표출되고, 상기 차단기의 후단에 케이블을 통해 연결되어 내부에 다수의 접점이 형성된 적어도 하나 이상의 소켓; 및 상기 소켓의 다수의 접점과 전기적으로 접촉되어 상기 소켓과 플러그인 연결되는 적어도 하나 이상의 케이블 플러그를 포함한다.

상기 변류기는 부싱 형태로 설치된다.

상기 메인 차단기 패널은 상부에 적어도 하나 이상의 변압기용 소켓이 설치되고, 상기 변압기와 연결되는 케이블 플러그가 상기 변압기용 소켓에 접속된다.

상기 부하 차단기 패널은 하부에 적어도 하나 이상의 변류기용 소켓이 설치되며, 상기 변류기와 연결되는 케이블 플러그가 상기 변류기용 소켓에 접속된다.

본 발명의 가스 절연 개폐 장치는 탱크의 외부에 변압기를 플러그인(Plug-in) 타입으로 설치함으로써 변압기가 소손된 경우에 탱크의 외부에서 소손된 변압기만을 교체하고, 금속탱크 외부에 부싱형 변류기(BCT)를 사용하면 되므로 기존에 절연가스 회수 작업, 재조립 작업, 진공 작업 및 절연가스 충진 작업 등이 생략될 수 있고, 그로 인해 유지보수의 비용이 감소할 뿐만 아니라 사용자 편의성을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 가스절연 개폐장치는 장치제조사에서 검수 시험 종료 후에 현장에 가스절연 개폐장치를 열반 설치할 경우에, 조립 작업, 진공 작업 및 절연가스 주입 작업 등 금속탱크 내부에 채워진 절연 가스를 번거롭게 회수하거나 다시 충진하지 않아도 되는 효과를 제공한다.

도 1은 종래의 가스절연 개폐장치의 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연 개폐 장치의 메인 차단기 패널을 설명하는 정면도이다.
도 3은 도 2의 메인 차단기 패널의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연 개폐 장치의 부하 차단기 패널을 설명하는 정면도이다.
도 5는 도 4의 부하 차단기 패널의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 절연 개폐 장치의 메인 차단기 패널과 부하 차단기 패널의 연결 상태를 설명하는 정면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 절연 개폐 장치의 메인 차단기 패널과 부하 차단기 패널의 전기 흐름 상태를 설명하는 회로도이다.

본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 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 실시된 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 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연 개폐 장치의 메인 차단기 패널을 설명하는 정면도이고, 도 3은 도 2의 메인 차단기 패널의 단면도이다.

먼저, 도 2를 참고하면, 가스절연 개폐 장치(100)의 메인 차단기 패널(110)의 정면에는 방압변(111), 가스저압 경보등(112), 가스밀도게이지(Gas Density Monitor, G.D)(113), 차단기, 단로기 및 접지 상태 표시등(114), 차단기, 단로기 및 접지 동작 캠스위치(115), 배전반용 모의 다이어그램(MIMIC Diagram)(116), 활선 표시등(117)을 포함한다.

다음, 도 3을 참고하면, 메인 차단기 패널(110)의 내부에는 SF6 가스로 충진되어 있고, 절연 가스 파이프(118), 3단 개폐기 조작기(119), 차단기 조작기(120), 제어함(121), 3단 개폐기(122), 열반 부싱(123), 차단기(124), 소켓(125), 케이블 플러그(126), 변압기(PT) 및 변류기(CT)를 포함하고 있다.

차단기(124)는 진공을 소호매질로 하는 VI(Vacuum Interrupter)를 적용한 차단기이다.

열반 부싱(123)은 메인 차단기 패널(110)과 부하 차단기 패널(150)을 서로 전기적으로 연결하여 각 패널(110, 150)을 열반 배치되도록 한다.

소켓(125)은 패널(110)의 외면에 표출되도록 형성되고, 차단기(124)의 후단에 케이블을 통해 연결되며, 내부에 다수의 접점이 형성된다. 소켓(125)은 기존의 케이블 헤드의 위치에 형성되고, 절연 재질로 형성된 하우징의 내부에 도전성 물질로 다수의 접점이 형성된다.

케이블 플러그(126)는 소켓(125)의 다수의 접점과 전기적으로 접촉되어 소켓(125)과 플러그인 연결되고, 소켓(125)에 착탈 가능하게 설치된다.

메인 차단기 패널(110)은 차단기(124)의 상부측으로 탱크의 외부에 변압기용 소켓(125a)이 설치된다.

따라서, 변압기(PT)와 연결되는 케이블 플러그(126a)는 변압기용 소켓(125a)에 삽입되어 접속된다.

따라서, 변류기(CT)는 변류기용 소켓(125b)과 케이블 플러그(126b)의 접속으로 인해 부싱 형태로 설치된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연 개폐 장치의 부하 차단기 패널을 설명하는 정면도이고, 도 5는 도 4의 부하 차단기 패널의 단면도이다.

도 4를 참고하면, 부하 차단기 패널(150)의 정면에는 방압변(151), 가스저압 경보등(152), 접지검정기(153), 차단기, 단로기 및 접지 상태 표시등(154), 차단기, 단로기 및 접지 동작 캠스위치(155), MIMIC 다이어그램(156), 활선 표시등(157)을 포함한다.

또한, 부하 차단기 패널(150)의 내부에는 SF6 가스로 충진되어 있고, 절연 가스 파이프(158), 3단 개폐기 조작기(159), 차단기 조작기(160), 제어함(161), 3단 개폐기(162), 열반 부싱(163), 차단기(164), 소켓(165), 케이블 플러그(166) 및 변류기(CT)을 포함하고 있다.

부하 차단기 패널(150)은 메인 차단기 패널(110)과 거의 유사하게 구성되지만, 메인 차단기 패널(110)은 변압기용 소켓(125a) 3개와 변류기용 소켓(125b) 9개로 구성되지만, 부하 차단기 패널(150)은 변류기용 소켓(165)이 3개로 구성된다.

따라서, 변류기(CT)와 연결되는 케이블 플러그(166)가 변류기용 소켓(165)에 접속되므로 변류기(CT)는 부하 차단기 패널(150)에 부싱 형태로 설치될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 절연 개폐 장치의 메인 차단기 패널과 부하 차단기 패널의 연결 상태를 설명하는 정면도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 절연 개폐 장치의 메인 차단기 패널과 부하 차단기 패널의 전기 흐름 상태를 설명하는 회로도이다.

도 6 및 도 7을 참고하면, 메인 차단기 패널(110)과 부하 차단기 패널(150)은 큐비클(Cubicle) 형태의 탱크로 각각 이루어지고, 수전용 케이블로 급전이 되며, 각 패널(110, 150)은 전로를 연결하기 위한 모선(170)이 설치되고, 각 탱크 내에는 내부 절연을 위해 SF6 가스가 충진되어 있다.

메인 차단기 패널(110)과 부하 차단기 패널(150)은 서로 열반되게 배치, 즉 서로 평행하게 일렬로 배치되어 각각 서로 다른 부하로 전원을 분기한다. 이때, 열반되게 배치된 각 패널(110, 150)은 모선(170)을 연결 부싱(123, 163)으로 서로 결합함으로써 각 패널(110, 150)을 통전 가능하게 구성한다.(① : 통전 방향) 메인 차단기 패널(110)에 형성된 소켓(125)은 부하 차단기 패널(150)에 형성된 소켓(165)에 비해 사이즈가 4~5배 정도 크게 형성된다.

단로기(DS)와 접지 스위치(ES)는 차단기(124, 164)의 전단부에 설치되어 모선(170)과 연결되고, 소켓(125, 165)은 차단기(124, 164)의 후단부에 설치된다.

변압기(126)는 탱크의 외부에 차단기(124, 164)에 착탈식으로 설치되고, 차단기(124, 164) 내부의 다수의 접점 소자와 커넥터의 플러그가 전기적으로 접촉하여 플러그인(Plug-in) 연결된다.

따라서, 변압기(126)가 소손되는 경우에, 작업자는 탱크의 외부에서 소손된 변압기(126)만을 교체하면 되므로 유지보수의 용이해질 수 있다. 또한, 가스절연 개폐장치(100)의 검수 시험 종료 후에 현장에서 가스절연 개폐장치(100)를 열반 설치할 경우에, 조립 작업, 진공 작업 및 절연가스 주입 작업 등 탱크 내부에 채워진 절연 가스를 번거롭게 회수하거나 다시 충진하지 않아도 된다.

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 : 가스절연 개폐장치 110 : 메인 차단기 패널
123, 163 : 열반 부싱 124, 164 : 차단기
125, 165 : 소켓 126, 166 : 케이블 플러그
150 : 부하 차단기 패널 DS : 단로기
ES : 접지 스위치 170 : 모선
CT : 변류기 PT : 변압기

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 차단기, 3단 개폐기, 변압기, 가스절연 모선부, 변류기, 단로기 및 접지 스위치를 포함하는 메인 차단기 패널 및 부하 차단기 패널이 열반 부싱에 의해 서로 전기적으로 연결되어 열반되게 배치되는 가스절연 개폐장치에 있어서,
   상기 차단기의 전단부에 연결되는 단로기 및 접지 스위치;
   상기 메인 차단기 패널 및 부하 차단기 패널의 외면에 표출되고, 상기 차단기의 후단에 케이블을 통해 연결되어 내부에 다수의 접점이 형성된 적어도 하나 이상의 소켓; 및
   상기 소켓의 다수의 접점과 전기적으로 접촉되어 상기 소켓과 플러그인 연결되는 적어도 하나 이상의 케이블 플러그를 포함하고,
   상기 변류기는 부싱 형태로 설치되며,
   상기 메인 차단기 패널은 상부에 적어도 하나 이상의 변압기용 소켓이 설치되고, 변압기와 연결되는 케이블 플러그가 상기 변압기용 소켓에 접속되는 것을 특징으로 하는 가스 절연 개폐장치.
   
4. 차단기, 3단 개폐기, 변압기, 가스절연 모선부, 변류기, 단로기 및 접지 스위치를 포함하는 메인 차단기 패널 및 부하 차단기 패널이 열반 부싱에 의해 서로 전기적으로 연결되어 열반되게 배치되는 가스절연 개폐장치에 있어서,
   상기 차단기의 전단부에 연결되는 단로기 및 접지 스위치;
   상기 메인 차단기 패널 및 부하 차단기 패널의 외면에 표출되고, 상기 차단기의 후단에 케이블을 통해 연결되어 내부에 다수의 접점이 형성된 적어도 하나 이상의 소켓; 및
   상기 소켓의 다수의 접점과 전기적으로 접촉되어 상기 소켓과 플러그인 연결되는 적어도 하나 이상의 케이블 플러그를 포함하고,
   상기 변류기는 부싱 형태로 설치되며,
   상기 부하 차단기 패널은 하부에 적어도 하나 이상의 변류기용 소켓이 설치되며, 상기 변류기와 연결되는 케이블 플러그가 상기 변류기용 소켓에 접속되는 것을 특징으로 하는 가스 절연 개폐장치.

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