KR101336734B1

KR101336734B1 - 배치 및 연결구조 기법을 개선한 전면 보수 구조의 벽면 부착형 배전반

Info

Publication number: KR101336734B1
Application number: KR1020130094128A
Authority: KR
Inventors: 김정현
Original assignee: (주)은성엔지니어링
Priority date: 2013-08-08
Filing date: 2013-08-08
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2033-08-08

Abstract

본 발명은 벽면 부착형 배전반에 관한 것으로서,배전반의 전면에 저압실, 차단기실 및 케이블실이 상중하 순차적으로 위치하고, 상기 배전반의 상측 중심부에 모선실이 위치하며, 상기 배전반의 천정면에 내부의 아크 방출을 위해 개방되어 아크 배출 통로를 형성하는 적어도 1개 이상의 방압변이 설치되고, 상기 차단기실과 케이블실의 상면에 내부 아크를 방출시키도록 일정 간격으로 배치되는 다수의 방출홀과 방압변이 설치되는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명은 전후 대칭 구조이면서 평면 적용시 전면 보수 형태이므로 보수 점검이 용이해질 뿐만 아니라 케이블실과 계전기가 완전히 분리되어 안정성을 확보할 수 있고, 케이블실의 높이를 위해 작업 공간을 확보하기 위해 축소시키고, 상부 케이블을 인입하기 위한 공간도 필요 없어지며, 2개의 케이블실이 완전히 분리되어 있어 케이블 작업시 상호 간섭이 발생하지 않아 안전할 뿐만 아니라 케이블의 길이도 짧아지므로 소형의 배전반을 제작할 수 있다.

Description

배치 및 연결구조 기법을 개선한 전면 보수 구조의 벽면 부착형 배전반{Wall Attached Switchgear having Front Repairing Type with Improving Method of Location and Connection}

본 발명은 벽면 부착형 배전반에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배전반의 전면에 저압실, 차단기실 및 케이블실이 상중하 순차적으로 위치하고, 배전반의 상측 중심부에 모선실을 배치함으로써 전후 대칭 구조이면서 전면 보수 형태를 가지는 벽면 부착형 배전반에 관한 것이다.

배전반은 발전소, 변전소, 산업플랜트, 빌딩 등의 전력공급, 운전, 제어, 전동기의 운전 등을 위해 차단기, 스위치계기, 릴레이(계전기), 변성기, 접지스위치 등을 전력용량에 따라 다양하게 설치한 것으로, 주로 발전된 전력을 송전하여 변전소를 통해 전력을 배분하여 각 요소로 재공급하거나 공급전력을 개폐하는 장치이다.

이러한 배전반은 전기 계통의 감시, 제어 및 보호 등을 수행하는 기기로서, 계기, 계전기, 및 개폐장치 등의 기구류와 이를 부착하는 지지물, 그리고 기구 간을 접속하는 전선 등으로 이루어진 집합체이다.

종래에는 배전반의 설치 면적을 줄이기 위해 하부 모선실, 하부 차단기실 및 하부 케이블실의 상부측으로 상부 모선실, 상부 차단기실 및 상부 케이블실 적층하는 2단 적층하였다.

그러나, IEC 코드를 적용하는 국가는 상부의 차단기 인출이 어렵고, 계전기 높이의 부조화로 인해 안전 및 유지 보수의 문제로 1단 적층 형태의 배전반을 설치하도록 권장한다.

또한, 종래의 2단 적층 형태의 배전반은 변류기를 차단기의 후면쪽으로 설치하고, 상부 케이블실의 케이블을 하부 케이블실과 연결하기 위하여 상부 차단기의 케이블 길이가 2m 정도 길어질 뿐만 아니라 상부 케이블을 인입하기 위한 공간이 확보되어야 하고, 케이블실을 공유하기 때문에 케이블 작업시 상호 간섭이 발생할 수 있는 문제점이 있다.

또한, 종래의 2단 적층 형태의 배전반은 상부에 설치된 계전기는 180cm 이상이고, 하부에 설치된 계전기는 100cm 이하이므로 보수 점검이 불편할 뿐만 아니라 케이블실과 차단기실의 중간에 모선실이 위치하고 있어 모선실의 점검이 불가능하고, 케이블실과 계전기가 완전히 분리되지 않아 안전성을 확보할 수 없는 문제점이 있다.

<선행특허자료>

1. 공개특허 10-2005-0090324 (공개일자 2005. 09. 13)

2. 등록실용신안 20-0398674 (공고일자 2005. 10. 14)

본 발명은 차단기의 하부에 변류기를 설치하고, 배전반의 전면에 저압실, 차단기실 및 케이블실이 상중하 순차적으로 위치하고, 배전반의 상측 중심부에 모선실을 배치함으로써 전후 대칭 구조이면서 전면 보수형으로 제작되고, 계전기를 차단기의 상부에 설치하며, 관통형 변류기를 관통하는 모선을 'ㄱ'자 형태로 배치함으로써 차단기의 단자와 모선이 수평 배치되어 최단 거리가 될 뿐만 아니라 케이블실과 계전기가 완전히 분리되어 안정성을 확보할 수 있는 벽면 부착형 배전반을 제공한다.

또한, 본 발명은 케이블실의 높이를 위해 작업 공간을 확보하기 위해 축소시켜 보수 점검이 용이하고, 상부 케이블을 인입하기 위한 공간도 필요 없어지며, 2개의 케이블실이 완전히 분리되어 있어 케이블 작업시 상호 간섭이 발생하지 않아 안전할 뿐만 아니라 케이블의 길이도 짧아지므로 소형의 배전반을 제작할 수 있는 벽면 부착형 배전반을 제공한다.

실시예들 중에서, 벽면 부착형 배전반은, 배전반의 전면에 저압실, 차단기실 및 케이블실이 상중하 순차적으로 위치하고, 상기 배전반의 상측 중심부에 모선실이 위치하며, 상기 배전반의 천정면에 내부의 아크 방출을 위해 개방되어 아크 배출 통로를 형성하는 적어도 1개 이상의 방압변이 설치되고, 상기 차단기실과 케이블실의 상면에 내부 아크를 방출시키도록 일정 간격으로 배치되는 다수의 방출홀과 방압변이 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 벽면 부착형 배전반은, 상기 저압실에 설치되는 계전기; 상기 저압실의 하단부에 설치되는 차단기; 상기 모선실의 중앙에 위치하고, 상기 차단기와 연결된 인출 부싱에 접속되는 주모선; 및 벽면에 수직 설치되어 상기 차단기의 차단기(VCB) 단자와 모선이 수평 배치되도록 하고, 상기 모선에 일단이 접속되면서 전력이 인입되는 인입 케이블에 타단이 접속되는 변류기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 차단기와 변류기를 연결하는 모선은 'ㄱ' 자 형태로 배치하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 배전반이 고압 배전반인 경우에, 상기 변류기는 R-너트를 용접하지 않는 스터드 볼트를 적용하여 조립하는 것을 특징으로 한다.

상기 배전반이 저압 배전반인 경우에, 상기 변류기는 관통형 변류기이고, 상기 인입 부싱이 상기 변류기의 중심부를 관통하며, 관통된 인입 부싱의 끝단에 지지애자를 설치한 후에 상기 지지애자에 인입 케이블이 고정되도록 조립하는 것을 특징으로 한다.

상기 차단기실의 전면에 도어가 설치되고, 상기 도어는 내부 아크 폴트에 의해 개방되지 않도록 상면, 하면 및 측면에 형성된 잠금홀과 일측단에 형성된 피아노 힌지를 이용하여 잠김 상태가 되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 벽면 부착형 배전반은 배전반의 전면에 저압실, 차단기실 및 케이블실이 상중하 순차적으로 위치하고, 배전반의 상측 중심부에 모선실을 배치함으로써 전후 대칭 구조이면서 전면 보수형으로 제작되고, 계전기를 차단기의 상부에 설치하며, 관통형 변류기를 관통하는 모선을 'ㄱ'자 형태로 배치함으로써 차단기의 단자와 모선이 수평 배치되어 모선의 길이가 최단 거리가 될 뿐만 아니라 케이블실과 계전기가 완전히 분리되어 안정성을 확보할 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명은 케이블실의 높이에 따라 확보하여야 하는 작업 공간을 축소시켜 보수 점검이 용이하고, 상부 케이블을 인입하기 위한 공간도 필요 없어지며, 2개의 케이블실이 완전히 분리되어 있어 케이블 작업시 상호 간섭이 발생하지 않아 안전할 뿐만 아니라 케이블의 길이도 짧아지므로 축소형의 배전반을 제작할 수 있는 효과를 제공함으로써 배전반의 반폭을 20% 이상 줄이고, 설치면적을 55% 이상 줄이는 효과를 가져온다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 벽면 부착형 배전반을 설명하는 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 벽면 부착형 배전반을 설명하는 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 벽면 부착형 배전반이 고압 배전반에 적용되는 관통형 변류기의 조립 상태를 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 벽면 부착형 배전반이 저압 배전반에 적용되는 관통형 변류기의 조립 상태를 설명하는 도면이다.
도 5는 도 1의 차단기실의 도어를 설명하는 도면이다.

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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 벽면 부착형 배전반을 설명하는 정면도이다.

도 1을 참고하면, 벽면 부착형 배전반(100)은 전면에 저압실(R1), 차단기실(R2), 케이블실(R3)이 상중하 순차적으로 배치되고, 상측 중심부에 모선실(R4)이 위치하는데, 모선실(R4)은 저압실(R1)의 후면에 위치한다.

배전반(100)의 천정면에 내부 아크를 방출시키도록 개방되는 적어도 1개 이상의 방압변(131)이 설치되고, 차단기실(R2)과 케이블실(R3)의 상면에 일정 간격으로 배치되는 다수의 방출홀(132)과 방압변(131)이 설치된다. 방출홀(132)은 직경 12mm. 홀간의 간격 15mm로 하여 형성되는 것이 바람직하다.

이때, 배전반(100)의 천정면에 설치된 방압변(131)은 차단기실(R2)과 케이블실(R3)에 형성된 방출홀(132)과 방압변(131)에서 방출되는 아크가 외부로 배출되도록 배출 경로상, 즉 아크 배출 통로1, 아크 배출통로2 및 아크 배출통로3에 위치한다. 따라서, 방압변(131) 및 방출홀(132)은 아크 방출을 위해 별도의 덕트를 구성하지 않더라도 고안 고압의 공기인 아크가 상부로 방출되도록 한다.

한편, 저압실(R1)의 계전기(111)의 길이를 최소화하여 차단기실(R2)의 방출 공간을 최대화하고, 방압변(131)이 개방되는 도중 또는 개방된 경우에 절연 거리를 확보하면서 전후면으로 아크가 방출되지 않고 벽면 방향으로 개방된다.

저압실(R1), 모선실(R4), 차단기실(R2) 및 케이블실(R3)은 격벽에 의해 서로 차폐되어 있다.

2단 적층 배전반은 설치 면적을 줄이기 위해 주모선(112)을 중심부에 배치하고 상하 대칭구조로 하여 상부와 하부로 2단 적층하는 구조이고, 양면형 또는 벽면 부착형 배전반(100)은 전후 대칭구조로 형성된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 벽면 부착형 배전반을 설명하는 측면도이다.

도 2를 참고하면, 벽면 부착형 배전반(100)은 계전기(111), 주모선(112), 변류기(CT)를 포함한다.

계전기(111)는 저압실(R1)에 설치되고, 차단기(VCB)는 계전기(111)의 하단부에 설치된다. 차단기(VCB)는 주모선(112) 및 모선(113)과 연결되는 2개의 차단기(VCB) 단자를 포함한다. .

변류기(CT)은 벽면에 수직으로 설치되어 차단기(VCB) 단자와 모선(113)이 수평 배치되어 최단거리가 되도록 하고, 모선(113)에 일단이 접속되면서 전력이 인입되는 인입 케이블(114)에 타단이 접속된다. 이때, 모선(113)은 'ㄱ'자 형태로 배치된다.

이러한 벽면 부착형 배전반(100)은 하단부에 케이블 브라켓(116)에 의해 고정되는 인입케이블(114)로부터 전력이 입력되어 변류기(CT), 차단기(VCB) 및 주모선(112)에 공급된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 벽면 부착형 배전반이 고압 배전반에 적용되는 관통형 변류기의 조립 상태를 설명하는 도면이다.

도 3을 참고하면, 벽면 부착형 배전반(100)이 고압 배전반인 경우에, 변류기(CT)가 관통형 변류기이고, 벽면에 수직으로 배치되며, 벽면을 중심으로 전후 대칭 구조이다. 또한, 변류기(CT)의 상단부와 하단부는 벽면에 R-너트(N1, N2)를 용접하지 않는 스터드 볼트(B1)를 적용하여 조립한다. 이때, 변류기(CT)는 벽면 뿐만 아니라 격벽 또는 배전반 케이스에도 설치 가능하다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 벽면 부착형 배전반이 저압 배전반에 적용되는 관통형 변류기의 조립 상태를 설명하는 도면이다.

도 4를 참고하면, 벽면 부착형 배전반(100)이 저압 배전반이고, 관통형 변류기(CT)로서 벽면을 중심으로 전후 대칭 구조이고, 차단기(VCB) 단자와 연결된 모선(113)이 변류기(CT)를 관통하며, 이 관통된 모선(113)의 끝단에 지지애자(130)를 설치하고, 지지애자(130)에 인입 케이블(114, 115)의 케이블 러그(117)가 고정되도록 조립한다.

인입 케이블(114, 115) 헤드를 지지 애자(130)에 연결할 경우에, 인입 케이블(114, 115)의 헤드 부분을 최소 길이로 제작하여 볼트 체결을 하는 케이블 러그(cable lug)(117)의 홀(117)과 지지애자(130)용 홀을 공유하여 케이블 인입 높이 확보 및 버스 길이 단축을 도모할 수 있다.

이러한 관통형 변류기(CT)는 300A 이상이고, 1차 버스(Bus)가 없는 형태이므로 경제적이며, 벽면 뿐만 아니라 격벽 또는 배전반 케이스에도 설치 가능하다.

이와 같이, 양면형 또는 벽면 부착형 배전반(100)은 계전기(111), 차단기(VCB), 주모선(112), 케이블실(R3) 및 격벽을 가지는 MCSG 구조이고, 케이블실(R3)은 전면에, 모선실(R4)은 상부에 위치하여 보수점검이 가능하다.

케이블실(R3)의 높이를 작업 공간 확보를 위해 기존 대비 약 700mm 축소하여 충분한 보수 공간을 확보하도록 하고, 변류(CT)를 수직으로 벽면에 배치하여 차단기(VCB)의 차단기(VCB) 단자와 모선(113)이 수평하게 되도록 함으로써 최단거리가 될 수 있다.

도 5는 도 1의 차단기실의 도어를 설명하는 도면이다.

도 5를 참고하면, 차단기실(R2)의 도어(150)는 차단기 스켈레톤(Skeleton)을 설치 가능한 최소 높이로 하여 1개의 도어(150)를 설치하고, 상면, 하면 및 측면에 형성된 잠금홀(152)과 일측에 형성된 피아노 힌지(153)를 이용하여 잠겨져 있어 내부 아크 폴트(fault) 발생시 도어(150)가 개방되는 것을 방지할 수 있다. 이때 3개의 지점에 형성된 잠금홀(152)은 로드(151)에 의해 연결되어 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 벽면 부착형 배전반(100)은 평면 적용시 전면 보수형이고, 기존 대비 700mm 축소되고, 변전실 규격은 유지공간을 포함하여 1700mm 축소되어 소형으로 제작될 수 있다.

벽면 부착형 배전반(100)은 전후 대칭 구조로서, 전후의 케이블실(R3) 및 계전기(111)가 완전히 분리되어 있어 안전성을 확보할 수 있다. 만일 2단 적층 형태의 배전반인 경우에 케이블실이 상부와 하부 케이블을 연결하기 위해 공유되어 있고, 차단기실과 계전기를 공유하고 있어 IEC 60694에 따른 MCSG가 아니다.

벽면 부착형 배전반(100)은 보수 점검이 용이하고, 상부 케이블 측에서 모선실의 점검이 용이하며, 케이블의 길이가 짧아질 수 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.

R1 : 저압실 R2 : 차단기실
R3 : 케이블실 R4 : 모선실
111 : 계전기 112 : 주모선
113 : 모선 114, 115 : 인입 케이블
130 : 지지애자 150 : 차단기실 도어

Claims

배전반의 전면에 저압실, 차단기실 및 케이블실이 상중하 순차적으로 위치하고, 상기 배전반의 상측 중심부에 모선실이 위치하며,
상기 배전반의 천정면에 내부의 아크 방출을 위해 개방되어 아크 배출 통로를 형성하는 적어도 1개 이상의 방압변이 설치되고,
상기 차단기실과 케이블실의 상면에 내부 아크를 방출시키도록 일정 간격으로 배치되는 다수의 방출홀과 방압변이 설치되는 것을 특징으로 하는 벽면 부착형 배전반.
제1항에 있어서,
상기 저압실에 설치되는 계전기;
상기 저압실의 하단부에 설치되는 차단기;
상기 모선실의 중앙에 위치하고, 상기 차단기와 연결된 인출 부싱에 접속되는 주모선; 및
벽면에 수직 설치되어 상기 차단기의 차단기(VCB) 단자와 모선이 수평 배치되도록 하고, 상기 모선에 일단이 접속되면서 전력이 인입되는 인입 케이블에 타단이 접속되는 변류기를 포함하는 것을 특징으로 하는 벽면 부착형 배전반.
제1항에 있어서,
상기 차단기와 변류기를 연결하는 모선은 'ㄱ' 자 형태로 배치하는 것을 특징으로 하는 벽면 부착형 배전반.
제2항에 있어서,
상기 배전반이 고압 배전반인 경우에, 상기 변류기는 R-너트를 용접하지 않는 스터드 볼트를 적용하여 조립하는 것을 특징으로 하는 벽면 부착형 배전반.
제2항에 있어서,
상기 배전반이 저압 배전반인 경우에, 상기 변류기는 관통형 변류기이고, 상기 인입 부싱이 상기 변류기의 중심부를 관통하며, 관통된 인입 부싱의 끝단에 지지애자를 설치한 후에 상기 지지애자에 인입 케이블이 고정되도록 조립하는 것을 특징으로 하는 벽면 부착형 배전반.
제1항에 있어서,
상기 차단기실의 전면에 도어가 설치되고, 상기 도어는 내부 아크 폴트에 의해 개방되지 않도록 상면, 하면 및 측면에 형성된 잠금홀과 일측단에 형성된 피아노 힌지를 이용하여 잠김 상태가 되는 것을 특징으로 하는 벽면 부착형 배전반.