KR101469165B1 - 지진 감시 기능과 진동 흡수 기능을 갖춘 내진형 배전반 - Google Patents

지진 감시 기능과 진동 흡수 기능을 갖춘 내진형 배전반 Download PDF

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Abstract

지진 감시 기능과 진동 흡수 기능을 갖춘 내진형 배전반이 개시된다. 중앙 격벽면에 의해 전면부와 후면부로 구획되며, 상기 전면부의 하단에 구비되는 케이블(cable)실, 상기 케이블실의 상단에 구비되는 모선실, 상기 후면부의 하단에 구비되는 진공차단기(vacuum circuit breaker, VCB)실, 상기 진공차단기실의 상단에 구비되는 보조실을 포함하는 배전반에 있어서, 상기 진공차단기실에 구비되는 스켈레톤(skeleton)에 대하여 상기 중앙 격벽면을 기준으로 대칭되는 형상으로 상기 모선실 및 상기 케이블실에 걸쳐 형성되는 Δ형 평형바(Δ type flat bar); 상기 모선실과 상기 케이블실 간의 격벽면에 횡방향으로 V자 형태로 구비되는 제1 V타입 가새(the first V type brace); 상기 케이블실의 바닥면에 횡방향으로 V자 형태로 구비되는 제2 V타입 가새(the second V type brace); 배전반의 상부측에 지진 감시를 위한 변위량 검출 센서 모듈(160)을 구성한다. 상술한 본 발명의 지진 감시 기능과 진동 흡수 기능을 갖춘 내진형 배전반에 의하면, 지진 감시 기능을 갖추고, 배전반 내부에 Δ형 평형바를 구비하여 그 기둥면과 함께 수직 하중을 지지하여 수직 방향의 진동을 흡수하는 효과가 있다. 그리고 Δ형 평형바 내에 V타입 가새를 설치하여 횡방향의 진동을 흡수하고 떨림을 지지하는 효과가 있다.

Description

지진 감시 기능과 진동 흡수 기능을 갖춘 내진형 배전반{EARTHQUAKE-RESISTANT DISTRIBUTION BOARD HAVING MONITORING EARTHQUAKE AND ABSORBING VIBRATION}
본 발명은 배전반에 관한 것으로, 구체적으로는 내진형 배전반에 관한 것이며, 좀 더 구체적으로는 지진 감시 기능과 진동 흡수 기능을 갖춘 내진형 배전반에 관한 것이다.
배전반은 전기의 수전 및 배전을 담당하는 구성으로서, 전기의 원활하고 효율적인 배분은 물론 안정적인 공급이 매우 중요하다.
최근에는 건물 자체는 물론이거니와 건물에 구비된 배전반에도 역시 지진에 견딜 수 있는 내진 설계가 이루어지고 있다.
건물은 물론 배전반에도 자체적으로 내진 설계 구조를 적용함으로써, 지진으로 인해 건물의 배전에 영향을 주거나 전기의 공급이 쉽게 끊기지 않도록 하는 데 주안점이 있으며, 더 나아가 지진으로 인한 배전반의 화재를 방지하는 데 큰 기능을 하게 된다.
등록특허공보 10-0850228 및 등록특허공보 10-0966166는 이러한 내진 설계로 구성된 배전반을 개시하고 있다.
등록특허공보 10-0850228는 무정전 및 무이설이 가능하도록 구현되어 있는데, 배전반과는 별도로 그 하단에 구성되어 있으며, 앵커(anchor) 등을 이용하여 배전반에 진동이 가해지지 않도록 되어 있다.
이러한 내진 보강 구조는 내진 효과를 기대할 수는 있지만, 배전반보다 훨씬 더 크고 더 많은 부피를 차지하게 되며 사실상 효용성이 많이 떨어지는 문제점이 있다. 또한 그 구조도 매우 복잡하여 제작에도 많은 비용과 시간이 소요된다.
한편, 등록특허공보 10-0966166는 바닥면에 탄성 부재를 구비하여 지진에 의한 진동을 흡수할 수 있도록 구성되어 있다.
등록특허공보 10-0966166은 등록특허공보 10-0850228에 비하여 비교적 간단한 구조로 되어 있으며, 배전반에 내진 구조가 구현되어 있는 장점이 있으나, 횡방향의 진동에 대하여 비교적 약할 수밖에 없는 단점이 있다. 또한, 탄성 부재의 진동 흡수는 큰 진동에 대하여 비교적 취약할 수 있다는 문제점이 있다.
10-0850228 10-0966166
본 발명의 목적은 지진 감시 기능과 진동 흡수 기능을 갖춘 내진형 배전반을 제공하는 데 있다.
상기 본 발명의 목적에 따른 지진 감시 기능과 진동 흡수 기능을 갖춘 내진형 배전반은, 중앙 격벽면에 의해 전면부와 후면부로 구획되며, 상기 전면부의 하단에 구비되는 케이블(cable)실, 상기 케이블실의 상단에 구비되는 모선실, 상기 후면부의 하단에 구비되는 진공차단기(vacuum circuit breaker, VCB)실, 상기 진공차단기실의 상단에 구비되는 보조실을 포함하는 배전반에 있어서, 상기 진공차단기실에 구비되는 스켈레톤(skeleton)에 대하여 상기 중앙 격벽면을 기준으로 대칭되는 형상으로 상기 모선실 및 상기 케이블실에 걸쳐 형성되는 Δ형 평형바(Δ type flat bar); 상기 모선실과 상기 케이블실 간의 격벽면에 횡방향으로 V자 형태로 구비되는 제1 V타입 가새(the first V type brace); 상기 케이블실의 바닥면에 횡방향으로 V자 형태로 구비되는 제2 V타입 가새(the second V type brace); 상기 배전반(100)의 상부측에 지진 감시를 위한 변위량 검출 센서 모듈(160)을 구비하도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 제1 V타입 가새의 양 끝단이 각각 상기 Δ형 평형바에 결합하도록 하기 위해 상기 제1 V타입 가새의 양 끝단과 각각 볼트-너트 결합을 하는 한 쌍의 제1 보강판(the first gusset plate)을 더 구비하도록 구성될 수 있다.
이때, 상기 제1 V타입 가새의 양 끝단과 상기 한 쌍의 제1 보강판은, 각각 볼트(bolt)와 너트(nut) 사이에 중첩되어 결합되며, 상기 볼트와 상기 제1 보강판 간에는 평와샤(flat washer), 스프링와샤(spring washer) 및 평와샤가 삽입된 형태로 결합되고 상기 너트와 상기 제1 V타입 가새 간에는 평와샤, 스프링와샤 및 평와샤가 삽입된 형태로 결합되도록 구성될 수 있다.
한편, 상기 제2 V타입 가새의 양 끝단이 각각 상기 Δ형 평형바에 결합하도록 하기 위해 상기 제2 V타입 가새의 양 끝단과 각각 볼트-너트 결합을 하는 한 쌍의 제2 보강판(the second gusset plate)을 더 구비하도록 구성될 수 있다.
이때, 상기 제2 V타입 가새의 양 끝단과 상기 한 쌍의 제2 보강판은, 각각 볼트와 너트 사이에 중첩되어 결합되며, 상기 볼트와 상기 제2 보강판 간에는 평와샤, 스프링와샤 및 평와샤가 삽입된 형태로 결합되고 상기 너트와 상기 제2 V타입 가새 간에는 평와샤, 스프링와샤 및 평와샤가 삽입된 형태로 결합되도록 구성될 수 있다.
한편, 상기 변위량 검출 센서 모듈(160)은, 원통형 포머(cylinder type former), 상기 원통형 포머를 감싸는 1차 코일(coil) 및 2차 코일, 상기 원통형 포머 내의 원통형 공간에 구비되어 외부 진동에 따라 상기 원통형 공간 내에서 진동하는 코어(core), 상기 원통형 포머(161)를 감싸는 하우징(housing)을 포함하도록 구성될 수 있다.
상술한 본 발명의 지진 감시 기능과 진동 흡수 기능을 갖춘 내진형 배전반에 의하면, 배전반 내부에 Δ형 평형바를 구비하여 그 기둥면과 함께 수직 하중을 지지하여 수직 방향의 진동을 흡수하는 효과가 있다.
그리고 Δ형 평형바 내에 V타입 가새를 설치하여 횡방향의 진동을 흡수하고 떨림을 지지하는 효과가 있다.
특히, V타입 가새와 Δ형 평형바의 접합부에는 V타입 가새와 보강판과 볼트-너트 결합을 하도록 구성되며, 볼트-너트 결합에는 스프링와샤를 구비하여 모멘트 저항을 갖도록 구성됨으로써, 횡방향은 물론 수직방향으로도 진동을 흡수할 수 있는 효과가 있다.
한편, 배전반의 상부측에 변위량 검출 센서 모듈을 구비하여 지진에 의한 외부 진동을 감지하여 전기적 신호로 변환하고 실시간으로 외부 컴퓨터로 연결함으로써, 배전반이 지진에 의한 진동의 영향을 받는지와 어느 정도의 지진에 노출되었는지 실시간을 모니터링할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지진 감시 기능과 진동 흡수 기능을 갖춘 내진형 배전반의 측단면도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 지진 감시 기능과 진동 흡수 기능을 갖춘 내진형 배전반의 측면도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 지진 감시 기능과 진동 흡수 기능을 갖춘 내진형 배전반의 정면도이다.
도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 지진 감시 기능과 진동 흡수 기능을 갖춘 내진형 배전반의 평면도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 V타입 가새 및 Δ형 평형바의 접합부의 평면도이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 V타입 가새 및 Δ형 평형바의 접합부의 측면도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 V타입 가새 및 Δ형 평형바의 접합부의 평면도이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 V타입 가새 및 Δ형 평형바의 접합부의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 변위량 검출 센서 모듈의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 내진형 배전반이 적용된 지진 감시 시스템의 블록 구성도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지진 감시 기능과 진동 흡수 기능을 갖춘 내진형 배전반의 측단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지진 감시 기능과 진동 흡수 기능을 갖춘 내진형 배전반(이하, '내진형 배전반'이라 함)(100)은 케이블(cable)실(101), 모선실(102), 진공차단기실(vacuum circuit breaker, VCB)(103), 보조실(104)로 구성될 수 있다.
여기서, 내진형 배전반(100)은 중앙 격벽면(1)에 의해 전면부와 후면부로 구획될 수 있다.
전면부의 하단에는 케이블실(101)이 구비될 수 있으며, 전면부의 상단 즉 케이블실(101)의 상단에는 모선실(102)이 구비될 수 있다.
후면부의 하단에는 진공차단기실(103)이 구비되고, 후면부의 상단 즉 진공차단기실(103)의 상단에는 보조실(104)이 구비될 수 있다.
여기서, 진공차단기실(103)에는 도 1에 도시된 바와 같이 스켈레톤(skeleton)(103a)이 구비될 수 있다.
내진형 배전반(100)은 내진형 배전반(100)에 일체형으로 구비될 수 있는 내진 구조물로서 Δ형 평형바(Δ type flat bar)(110)와 제1 V타입 가새(the first V type brace)(120), 제2 V타입 가새(130)를 구비할 수 있다.
Δ형 평형바(110)는 진공차단기실(103)의 스켈레톤(103a)와 대칭적인 구조로서 케이블실(101) 및 모선실(102)에 걸쳐 구비될 수 있으며, 지진에 의한 수직 방향의 진동을 견딜 수 있는 지지 구조로서의 기능을 수행한다.
그리고 제1 V타입 가새(120) 및 제2 V타입 가새(130)는 댐핑(damping)에 의해 횡방향의 진동을 흡수하도록 구성된다.
특히, Δ형 평형바(110)와 제1 V타입 가새(120) 및 제2 V타입 가새(130)의 각 결합에는 스프링 와샤(spring washer)(144)(154)가 부가되어 저항 모멘트(resistance moment)에 의한 횡방향의 진동을 감쇄시킬 수 있다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 지진 감시 기능과 진동 흡수 기능을 갖춘 내진형 배전반의 측면도이고, 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 지진 감시 기능과 진동 흡수 기능을 갖춘 내진형 배전반의 정면도이고, 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 지진 감시 기능과 진동 흡수 기능을 갖춘 내진형 배전반의 평면도이다.
도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 내진형 배전반(100)은 Δ형 평형바(110), 제1 V타입 가새(120), 제2 V타입 가새(130), 한 쌍의 제1 보강판(the first gusset plate)(140), 한 쌍의 제2 보강판(the second gusset plate)(150) 및 변위량 검출 센서 모듈(160)을 포함하도록 구성될 수 있다.
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.
Δ형 평형바(110)는 진공차단기실(103)에 구비되는 스켈레톤(103a)에 대하여 중앙 격벽면(1)을 기준으로 대칭되는 형상으로 모선실(102) 및 케이블실(101)에 걸쳐 형성될 수 있다.
Δ형 평형바(110)는 중앙 격벽면(1), 기둥 등과 함께 수직 방향의 진동을 흡수하도록 구성된다.
제1 V타입 가새(120)는 모선실(102)과 케이블실(101) 간의 격벽면(2) 상에 횡방향으로 V자 형태로 구비될 수 있다.
제2 V타입 가새(130)는 케이블실(101)의 바닥면(3)에 횡방향으로 V자 형태로 구비될 수 있다.
한 쌍의 제1 보강판(140)은 제1 V타입 가새(120)의 양 끝단이 각각 Δ형 평형바(110)에 결합하도록 하기 위해 제1 V타입 가새(120)의 양 끝단과 각각 볼트-너트 결합을 하도록 구성될 수 있다.
여기서, 한 쌍의 제1 보강판(140)은 각각 Δ형 평형바(110)의 모서리 부위에 용접에 의해 부착될 수 있다.
한 쌍의 제2 보강판(150)은 제2 V타입 가새(130)의 양 끝단이 각각 Δ형 평형바(110)에 결합하도록 하기 위해 제2 V타입 가새(130)의 양 끝단과 각각 볼트-너트 결합을 하도록 구성될 수 있다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 V타입 가새 및 Δ형 평형바의 접합부의 평면도이고, 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 V타입 가새 및 Δ형 평형바의 접합부의 측면도이다.
도 3a는 도 2c의 A 즉 접합부를 확대한 도면이고, 도 3b는 도 3a의 B를 확대한 도면이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 제1 V타입 가새(120)의 양 끝단과 한 쌍의 제1 보강판(140)은 각각 볼트(bolt)(141)와 너트(nut)(142) 사이에 중첩되어 결합될 수 있다.
여기서, 볼트(141)와 제1 보강판(140) 간에는 평와샤(flat washer)(143), 스프링와샤(spring washer)(144) 및 평와샤(145)가 삽입된 형태로 결합되고 제1 V타입 가새(120)와 너트(142) 간에는 평와샤(146), 스프링와샤(147) 및 평와샤(148)가 삽입된 형태로 결합되도록 구성될 수 있다.
여기서, 제1 V타입 가새(120)와 결합되는 영역의 Δ형 평형바(110)는 보강대(110a)에 의해 하부에서 지지되고 그 상부에 격벽면(2)가 구비될 수 있는데, Δ형 평형바(110)의 폭 b와 Δ형 평형바(110), 보강대(110a), 격벽면(2)의 전체 두께 t의 비율 λ는 b/t로서 2.5가 되는 것이 바람직하며, 그 비율은 2.5보다는 작아야 한다.
한편, 제1 보강판(140)의 두께비 역시 2.5보다 작은 것이 바람직하다.
다른 한편, 제1 V타입 가새(120)의 접합부 A의 강도는 RyFyAg이다. 여기서, RyFy는 항복 강도이고, Ag는 접합부 A의 단면적이다. 그리고 Fy는 힘이고, Ry는 장력이나 복합력에 의한 물질 변형의 저항도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 V타입 가새 및 Δ형 평형바의 접합부의 평면도이고, 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 V타입 가새 및 Δ형 평형바의 접합부의 측면도이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 제2 V타입 가새(130)의 양 끝단과 한 쌍의 제2 보강판(150)은 각각 볼트(bolt)(151)와 너트(nut)(152) 사이에 중첩되어 결합될 수 있다.
그리고 볼트(151)와 제2 보강판(150) 간에는 평와샤(flat washer)(153), 스프링와샤(spring washer)(154) 및 평와샤(155)가 삽입된 형태로 결합되고 제2 V타입 가새(150)와 너트(152) 간에는 평와샤(156), 스프링와샤(157) 및 평와샤(158)가 삽입된 형태로 결합되도록 구성될 수 있다.
마찬가지로 제2 V타입 가새(130)와 결합되는 영역의 Δ형 평형바(110)는 보강대(110a)에 의해 하부에서 지지되고 그 상부에 격벽면(2)가 구비될 수 있는데, Δ형 평형바(110)의 폭 b와 Δ형 평형바(110), 보강대(110a), 격벽면(2)의 전체 두께 t의 비율 λ는 b/t로서 2.5가 되는 것이 바람직하며, 그 비율은 2.5보다는 작아야 한다.
한편, 제2 보강판(150)의 두께비 역시 2.5보다 작은 것이 바람직하다.
다른 한편, 제2 V타입 가새(130)의 접합부의 강도는 RyFyAg이다. 여기서, RyFy는 항복 강도이고, Ag는 접합부 A의 단면적이다. 그리고 Fy는 힘이고, Ry는 장력이나 복합력에 의한 물질 변형의 저항도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 변위량 검출 센서 모듈의 사시도이다.
도 5의 (a)를 참조하면, 변위량 검출 센서 모듈(160)은 원통형 포머(cylinder type former)(161), 1차 코일(coil)(162), 2차 코일(163), 코어(core)(164), 하우징(housing)(165)을 포함하도록 구성될 수 있다.
변위량 검출 센서 모듈(160)은 내진형 배진반(100)의 상부측에 구비되며, 바람직하게는, 제1 V타입 가새(120) 또는 제2 V타입 가새(130)상에 구비될 수 있다.
원통형 포머(161)에는 1차 코일(162) 및 2차 코일(163)이 차례대로 감기도록 구성될 수 있다. 이때, 1차 코일(162) 및 2차 코일(163)은 반대 방향(반대 극성)으로 감기도록 구성된다. 원통형 포머(161)는 전기적 절연성을 위해 폴리머(polymer)로 구성되는 것이 바람직하다.
원통형 포머(161)의 내부에는 원통형 공간이 형성될 수 있으며, 이 원통형 공간 내에는 코어(core)(164)가 삽입될 수 있다.
지진에 의한 외부 진동이 발생하면 원통형 포머(161) 내의 코어(164)도 원통형 공간을 따라 기계적으로 진동하게 된다.
코어(164)가 진동을 함에 따라 1차 코일(162)로부터 2차 코일(163)에 유도 전압이 걸리게 되어 지진에 의한 기계적 진동이 전기적으로 감지되게 된다.
코어(164)의 움직임은 2차 코일(163)에서 발생되는 유도 전압을 일으키게 하는 1차 코일(162)와 2차 코일(163)가의 상호 인덕턴스(mutual inductance)를 변경하게 한다. 코어(164)가 2차 코일(163)의 주간에 위치하게 되면
이러한 전기적 신호는 배전반(100)의 외부로 전선을 통해 제공되며, 외부 컴퓨터(미도시)에서 전기적 신호를 분석하여 지진 발생 여부를 감지할 수 있게 된다.
코어(164)가 2차 코일(163)의 중간에 위치하게 되면 2차 코일(163)에 유도되는 기전력은 동일하고 180°의 위상차를 가지기 때문에 출력은 0이 되나, 코어(164)가 움직여 중간 위치를 벗어나게 되면 1차 코일(162)과 2차 코일(163) 사이의 상호 인덕턴스가 다른 한 쪽보다 커지게 되고 서로 직렬로 연결되어 있는 2차측 출력에서는 차동 전압(differential voltage)이 발생한다.
1차 코일(162)과 2차 코일(163) 사이의 상호 유도계수를 m1, m2라 하면, 2차 코일(163)에 유기되어 출력되는 전압은 상호 인덕턴스 차이인 (m1-m2)에 비례하게 된다.
하우징(165)은 1차 코일(162)_및 2차 코일(163)이 감긴 원통형 포머(161) 전체를 감싸 보호하도록 구성된다.
도 5의 (b)에는 변위량 검출 센서 모듈(160)의 외관 형상이 나타나 있다.
도 6은 본 발명의 내진형 배전반이 적용된 지진 감시 시스템의 블록 구성도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 내진형 배전반(100)이 적용된 지진 감시 시스템은 내진형 배전반(100), 시그널 컨디셔너(signal conditioner)(200), DAQ 보드(data acquisition board)(300), 지진 감시 컴퓨터(400), MMI(Modified Mercali Intensity scale) 분석 컴퓨터(500)를 포함하도록 구성될 수 있다.
지진 감시 시스템은 원격에서 내진형 배전반(100)에 구비된 변위량 검출 센서 모듈(160)의 데이터를 분석하여 지진 발생을 실시간 감시하고 분석하기 위한 시스템이다. 지진 감시 시스템은 변위량 검출 센서 모듈(160)의 변위량에 대해 미리 설정된 값 이상의 변위량이 감지되면 경보를 발생하거나 기타 신속한 조치가 이루어지도록 구성될 수 있다.
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.
시그널 컨디셔너(200)는 내진형 배전반(100)의 변위량 검출 센서 모듈(160)과 유선 또는 무선으로 연결되도록 구성될 수 있다. 시그널 컨디셔너(200)는 변위량 검출 센서 모듈(160)에 의한 변위량을 DC 전압 레벨로 변환하도록 구성될 수 있다. 이때, 저왜곡 정현파 발진에 의해 변환을 수행하도록 구성될 수 있다.
시그널 컨디셔너(200)는 DC 전압 레벨로 변환된 변위량을 스케일된 DC 신호로 변환하도록 구성될 수 있다.
DAQ 보드(300)는 시그널 컨디셔너(200)의 DC 신호 즉, 스펙트럼 데이터(spectrum data)를 저장하고 계측 가능하도록 구현될 수 있다.
DAQ 보드(300)는 변위량 검출 센서 모듈(160)과의 인터페이스가 가능하도록 아날로그(analog)식의 통신이 가능하도록 구성되며, 노이즈 레벨(noise level)이 높을 때에도 노이즈의 영향을 적게받도록 구성될 수 있다.
또한, DAQ 보드(300)는 변위량 검출 센서 모듈(160)의 전기적 신호를 정량적으로 가진할 수 있도록 구성되며 그 가진된 변위량은 반도체형 센서를 통해 그 고장 여부도 판단할 수 있도록 구성되어 유지 및 보수가 용이하도록 구성될 수 있다.
DAQ 보드(300)는 변위량 검출 센서 모듈(160)로부터 수신한 지진의 진동에 의한 변위량을 확장 메모리에 저장하도록 구성되며, 그 최대 변위량을 연산하여 그 값을 크기에 따라 4 - 20 mA로 환산하여 지진 감시 컴퓨터(400)와 MMI 분석 컴퓨터(500)로 송신하도록 구성될 수 있다.
즉, DAQ 보드(300)는 변위량 데이터를 먼저 분석하여 그 분석 결과만 지진 감시 컴퓨터(400)와 MMI 분석 컴퓨터(500)로 송신하여 지진 감시 컴퓨터(400)와 MMI 분석 컴퓨터(500)에서 신속한 판단을 할 수 있도록 구성될 수 있다.
DAQ 보드(300)는 대역 통과 필터를 내장하며 그 대역폭은 각 현장의 내진형 배전반(100)에 맞게 설정할 수 있도록 구성될 수 있다. 그리고 지진의 고유 주파수 부근 대역에서는 지진파의 강도와 SI를 연산하여 그 정확도를 높이도록 구성될 수 있다.
또한, 내진형 배전반(100)에서 발생하는 지진에 의한 변위량이 미리 설정된 값을 초과하면, DAQ 보드(300)는 설정값 초과 시점의 30초를 전후하여 이벤트 데이터(event data)를 확장 메모리에 저장한다. 이벤트 데이터는 지진 감시 컴퓨터(400)로 실시간 송신될 수 있다.
원격 감시 컴퓨터(400)는 DAQ 보드(300)로부터 이벤트 데이터를 실시간 수신하여 경보를 발생하도록 구성될 수 있다. 또한, 원격 감시 컴퓨터(400)는 DAQ 보드(300)의 확장 메모리에 저장된 변위량 및 기타 데이터를 수신하여 디스플레이하도록 구성될 수 있다. 이에, 지진의 실시간 모니터링이 가능하다.
MMI 분석 컴퓨터(500)는 DAQ 보드(300)로부터 확장 메모리의 데이터를 제공받고, 이를 이용하여 수정 메르칼리 진도 계급(Modified mercali Intensity Scale)을 산출하도록 구성될 수 있다. 수정 메르칼리 진도 계급은 지진에 대해 사람이 감응하는 정도에 따라 그 세기를 정하여 지진의 세기를 결정하는 척도이다.
MMI 분석 컴퓨터(500)는 수정 메르칼리 진도 계급 및 그 세부 데이터를 디스플레이하도록 구성될 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1: 중앙 격벽면 2: 격벽면
3: 바닥면 101: 케이블실
102: 모선실 103: 진공차단기실
103a: 스켈레톤(skeleton) 104: 보조실
110: Δ형 평형바(Δ type flat bar)
110a: 보강대
120: 제1 V타입 가새(the first V type brace)
130: 제2 V타입 가새(the second V type brace)
140: 보강판(the first gusset plate)
141: 볼트(bolt) 142: 너트(nut)
143: 평와샤(flat washer)
144: 스프링와샤(spring washer)
145: 평와샤 146: 평와샤
147: 스프링와샤 148: 평와샤
150: 제2 보강판(the second gusset plate)
151: 볼트 152: 너트
153: 평와샤 154: 스프링와샤
155: 평와샤 156: 평와샤
157: 스프링와샤 158: 평와샤
160: 변위량 검출 센서 모듈 161: 폴리머 코어 포머
162: 1차 코일 163: 2차 코일
164: 코어 165: 하우징
200: 시그널 컨디셔너 300: DAQ 보드
400: 지진 감시 컴퓨터 500: MMI 분석 컴퓨터

Claims (6)

  1. 중앙 격벽면(1)에 의해 전면부와 후면부로 구획되며, 상기 전면부의 하단에 구비되는 케이블(cable)실(101), 상기 케이블실(101)의 상단에 구비되는 모선실(102), 상기 후면부의 하단에 구비되는 진공차단기(vacuum circuit breaker, VCB)실(103), 상기 진공차단기실(103)의 상단에 구비되는 보조실(104)을 포함하는 배전반(100)에 있어서,
    상기 진공차단기실(103)에 구비되는 스켈레톤(skeleton)(103a)에 대하여 상기 중앙 격벽면(1)을 기준으로 대칭되는 형상으로 상기 모선실(102) 및 상기 케이블실(101)에 걸쳐 형성되는 Δ형 평형바(Δ type flat bar)(110);
    상기 모선실(102)과 상기 케이블실(101) 간의 격벽면(2)에 횡방향으로 V자 형태로 구비되는 제1 V타입 가새(the first V type brace)(120);
    상기 케이블실(101)의 바닥면(3)에 횡방향으로 V자 형태로 구비되는 제2 V타입 가새(the second V type brace)(130);
    상기 배전반(100)의 상부측에 지진 감시를 위한 변위량 검출 센서 모듈(160)이 구비되는 지진 감시 기능과 진동 흡수 기능을 갖춘 내진형 배전반.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 V타입 가새(120)의 양 끝단이 각각 상기 Δ형 평형바(110)에 결합하도록 하기 위해 상기 제1 V타입 가새(120)의 양 끝단과 각각 볼트-너트 결합을 하는 한 쌍의 제1 보강판(the first gusset plate)(140)을 더 구비하는 지진 감시 기능과 진동 흡수 기능을 갖춘 내진형 배전반.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 V타입 가새(120)의 양 끝단과 상기 한 쌍의 제1 보강판(140)은,
    각각 볼트(bolt)(141)와 너트(nut)(142) 사이에 중첩되어 결합되며, 상기 볼트(141)와 상기 제1 보강판(140) 간에는 평와샤(flat washer)(143), 스프링와샤(spring washer)(144) 및 평와샤(145)가 삽입된 형태로 결합되고 상기 너트(142)와 상기 제1 V타입 가새(120) 간에는 평와샤(146), 스프링와샤(147) 및 평와샤(148)가 삽입된 형태로 결합되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 지진 감시 기능과 진동 흡수 기능을 갖춘 내진형 배전반.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 V타입 가새(130)의 양 끝단이 각각 상기 Δ형 평형바(110)에 결합하도록 하기 위해 상기 제2 V타입 가새(130)의 양 끝단과 각각 볼트-너트 결합을 하는 한 쌍의 제2 보강판(the second gusset plate)(150)을 더 구비하는 지진 감시 기능과 진동 흡수 기능을 갖춘 내진형 배전반.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제2 V타입 가새(130)의 양 끝단과 상기 한 쌍의 제2 보강판(150)은,
    각각 볼트(151)와 너트(152) 사이에 중첩되어 결합되며, 상기 볼트(151)와 상기 제2 보강판(150) 간에는 평와샤(153), 스프링와샤(154) 및 평와샤(155)가 삽입된 형태로 결합되고 상기 너트(152)와 상기 제2 V타입 가새(130) 간에는 평와샤(156), 스프링와샤(157) 및 평와샤(158)가 삽입된 형태로 결합되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 지진 감시 기능과 진동 흡수 기능을 갖춘 내진형 배전반.
  6. 제1항에 있어서, 상기 변위량 검출 센서 모듈(160)은,
    원통형 포머(cylinder type former)(161), 상기 원통형 포머(161)를 감싸는 1차 코일(coil)(162) 및 2차 코일(163), 상기 원통형 포머(161) 내의 원통형 공간에 구비되어 외부 진동에 따라 상기 원통형 공간 내에서 진동하는 코어(core)(164), 상기 원통형 포머(161)를 감싸는 하우징(housing)을 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 지진 감시 기능과 진동 흡수 기능을 갖춘 내진형 배전반.
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