KR101538111B1 - 가새 구조를 갖는 내진 배전반 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가새 구조를 갖는 내진 배전반에 관한 것으로서, 직육면체 형태이며, 상기 직육면체의 6면이 창틀 형상으로 형성된 배전반 프레임; 및 상기 배전반 프레임의 내부 공간에 설치되는 차단기를 지지하는 중심 가새 부재;를 포함한다. 상기 배전반 프레임은 서로 평행하게 설치된 4개의 기둥; 상기 4개의 기둥의 상단을 직사각형 형태로 연결하는 4개의 상부 보, 1개의 상부 중앙 보, 및 V자 형상으로 설치된 2개의 상면 브레이스를 포함하는 상부 보 프레임; 상기 4개의 기둥의 하단을 직사각형 형태로 연결하는 4개의 하부 보, 1개의 하부 중앙 보, 및 V자 형상으로 설치된 2개의 하면 브레이스를 포함하는 하부 보 프레임; 상부 보 프레임과 하부 보 프레임을 지지하도록 배전반 프레임의 측면에 4개의 기둥과 평행하게 설치되는 2개의 중간 기둥; 상부 보 프레임과 상기 하부 보 프레임 사이에 설치되며, 6개의 중간 보, 2개의 중간 기둥을 연결하는 중간 중앙 보, 및 V자 형상으로 설치된 2개의 중간 브레이스를 포함하는 중간 보 프레임; 및 배전반 프레임의 양 측면 각각에 상기 중간 보 프레임의 상하로 역 V자 형상으로 설치된 4개의 측면 브레이스;를 포함한다. 상기 중심 가새 부재는 상기 차단기의 후면에 설치되는 커플링 플레이트; 및 상기 커플링 플레이트의 4개의 모서리에 연결되는 4개의 텐션 로드;를 포함한다.

Description

가새 구조를 갖는 내진 배전반{Earthquake-resistant swichboard having braced structure}

본 발명은 내진 배전반에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배전반 프레임의 양측면과 상면, 하면, 및 중간 보 프레임에 브레이스를 설치하고, 차단기를 중심 가새 부재로 지지하여 횡 하중에 대해 내진력을 증가시킨 가새 구조를 갖는 내진 배전반에 관한 것이다.

일반적으로 고압배전반, 저압배전반, 전동기제어반, 분전반, 수전반 등(이하, 이를 통칭하여 배전반이라 함)은 전력 회사가 공급하는 고압 또는 특고압 전기를 수전하여 이를 수용가에서 사용되는 전압으로 낮추어 수용가의 부하 설비로 공급하는 장치이다.

이러한 배전반(300)은 대략 직사각형의 박스 형상으로 형성되며, 그 내부는, 도 1에 도시된 바와 같이, 통상 4개의 격실로 구획되어 있다. 차단기실(301)에는 차단기(310)가 설치되며, 차단기실(301)의 상측에 마련되는 제어실(302)에는 전력 계통 감시를 위한 계전기(320) 등이 설치된다. 또한, 차단기실(301)의 후방에 마련되는 케이블실(303)에는 입력된 전류를 낮추는 변류기(330)와 케이블이 설치되며, 차단기실(301) 및 케이블실(303)의 상측에는 외부 전원과 연결되는 모선(340)이 설치되는 모선실(304)이 마련된다.

이와 같은 배전반은 건축물의 바닥에 설치되어 있기 때문에 지진 등에 의한 진동이나 충격이 발생하면, 배전반 내부의 전력 기기 및 이러한 전력 기기를 서로 연결하는 배선 등에 진동이나 충격이 확대되어 전달되어 배전반이 손상되기 쉽다는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 다양한 내진 방법을 적용한 배전반들이 제안되고 있다.

예를 들어, 대한민국 등록특허 제10-1139226호는 본체 프레임의 하부 바닥면에 진동 전달을 저감시키기 위한 탄성 받침과 보조 방진구를 포함하는 수배분전반에 관하여 개시하며, 상기 탄성 받침이 상부플레이트 및 하부플레이트와 그 사이에 개재된 다중의 금속 재질 적층 플레이트로 구성된 것에 관하여 개시하고 있다.

또한, 대한민국 등록특허 제10-1155995호 및 제10-1193472호는 배전반을 바닥면으로부터 이격되도록 떠받쳐서 바닥면에서 배전반에 가해지는 진동을 저감시키기 위한 장치로서, 바닥면에 고정 설치되는 바닥고정 프레임, 상기 바닥고정 프레임에 결합되고 배전반의 하면을 떠받치는 복수의 감쇠기구를 포함하는 구조를 개시하며, 상기 감쇠기구가 배전반 하면에 마련된 삽입구멍에 삽입되는 나사축 및 나사축의 일단에 마련되는 볼을 갖는 볼 스터드 및 볼이 피봇 결합되는 소켓을 구비함으로써 외부 충격이 가해질 때 볼 스터드가 흔들리면서 외부 충격을 흡수하는 것을 특징으로 기재한다.

또한, 대한민국 공개특허 제10-2009-0083054호는 건물 바닥 슬래브에서 앵커볼트를 매개로 고정되고 수직 기둥 프레임 상부에 상부 가로 및 상부 세로 프레임들이 격자모양으로 연결 고정되며, 이들 상부 가로 및 상부 세로 프레임 위에 배전반을 보유 지지하는 지지 상판이 설치되어 이루어진 내진 배전반 구조에 관하여 개시하며, 상기 상부 가로 프레임과 수직 기둥 프레임들이 만나는 지점에서 프레임 조립 볼트로 서로 체결되면서 가로 프레임 브레이싱을 매개로 사선 방향으로 연결되고 상기 상부 세로 프레임은 수직 기둥 프레임과 만나는 지점에서 프레임 조립 볼트로 서로 체결되면서 수직 기둥 프레임의 하단에 연결되며 건물 바닥 슬래브에 배치되는 하부 세로 프레임과 세로 프레임 브레이싱을 매개로 사선 방향으로 연결되는 구조에 관하여 개시하고 있다.

또한, 대한민국 등록특허 제10-1253774호는 2개의 부스바를 연결시키는 부위, 전력기기를 설치하는 부위 또는 부스바와 전력기기를 연결하는 부위에 탄성 재질의 결합 부재를 이용함으로써 지진에 의한 진동 발생시 수배전반 내부 부품의 파손을 방지하고 예기치 않은 전력 공급의 중단을 막을 수 있는 내진형 수배전반을 개시한다.

또한, 대한민국 등록특허 제10-1049407호는 사각 틀 형상의 베이스가 다수 구비된 배전반과 상기 베이스가 결합되어 다수 개의 배전반을 지지하는 사각 틀 형상의 상부 채널과 상기 상부 채널에 대응하도록 지면이나 건축물의 바닥면 위에 설치되는 하부 채널과 상기 상부 채널 및 하부 채널 사이에 설치되며 지면으로부터 전달되는 진동 및 충격을 흡수하는 코일 스프링 마운트와 상기 상부 채널 및 하부 채널 사이에 설치되어 상부 채널을 지지하고 진동 발생시 회동하여 지지력을 상실하는 다수 개의 회동 지지 부재와 지면이나 건축물의 바닥면에 설치되어 상부 채널을 일정구간 상하로 이동시키는 다수개의 유압 실린더를 포함하여 구성된 내진형 배전반을 개시한다.

상술한 종래의 기술들은 주로 배전반의 하면과 건축물의 바닥면 사이에 진동을 흡수할 수 있는 부재나 장치를 설치하는 기술 또는 배전반 내의 부품을 탄성 부재로 보호하는 기술들을 개시하고 있다.

그러나, 종래 기술에 의한 배전반은 강성축과 연성축을 고려하지 않고, 브레이스가 없는 창틀 형상의 기둥과 보로 이루어진 직육면체 구조의 배전반 프레임으로 구성되어 있다. 그러나, 이와 같은 종래의 배전반은 내진력을 강화시키기 위해서는 배전반 프레임을 구성하는 기둥과 보의 두께를 증가시켜야 하기 때문에 배전반의 중량이 증가한다는 문제점이 있다. 특히, 종래 기술에 의한 배전반은 급작스런 진동 발생에 의해 횡 하중이 인가될 경우에 이에 대한 저항력이 약하다는 문제점도 있다.

따라서, 배전반의 중량을 많이 증가시키지 않으면서, 내진력을 향상시킬 수 있으며, 횡 하중에도 강한 내진 배전반의 개발이 요구된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 브레이스와 중심 가새 구조를 사용함으로써 중량을 많이 증가시키지 않고 횡 하중에 대한 내진력을 향상시킬 수 있는 가새 구조를 갖는 내진 배전반을 제공하는 것을 그 과제로 한다.

상기와 같은 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면,

직육면체 형태이며, 상기 직육면체의 6면이 창틀 형상으로 형성된 배전반 프레임; 및

상기 배전반 프레임의 내부 공간에 설치되는 차단기를 지지하는 중심 가새 부재;를 포함하며,

상기 배전반 프레임은,

서로 평행하게 수직으로 설치된 4개의 기둥;

상기 4개의 기둥의 상단을 직사각형 형태로 연결하는 4개의 상부 보, 상기 4개의 상부 보 중 2개의 긴 상부 보의 중심을 연결하는 1개의 상부 중앙 보, 및 상기 상부 중앙 보를 중심으로 V자 형상으로 설치된 2개의 상면 브레이스를 포함하는 상부 보 프레임;

상기 4개의 기둥의 하단을 직사각형 형태로 연결하는 4개의 하부 보, 상기 4개의 하부 보 중 2개의 긴 하부 보의 중심을 연결하는 1개의 하부 중앙 보, 및 상기 하부 중앙 보를 중심으로 V자 형상으로 설치된 2개의 하면 브레이스를 포함하는 하부 보 프레임;

상기 상부 중앙 보와 하부 중앙 보가 각각 설치된 상기 상부 보 프레임과 하부 보 프레임의 부분을 지지하도록 상기 배전반 프레임의 측면에 상기 4개의 기둥과 평행하게 설치되는 2개의 중간 기둥;

상기 상부 보 프레임과 상기 하부 보 프레임 사이에 설치되며, 상기 4개의 기둥과 2개의 중간 기둥을 직사각형 형태로 연결하는 6개의 중간 보, 상기 2개의 중간 기둥을 연결하는 중간 중앙 보, 및 상기 중간 중앙 보를 중심으로 V자 형상으로 설치된 2개의 중간 브레이스를 포함하는 중간 보 프레임; 및

상기 4개의 기둥과 상기 상부 보 프레임, 및 상기 하부 보 프레임으로 형성되는 상기 배전반 프레임의 양 측면 각각에 상기 중간 보 프레임의 상하로 상기 중간 기둥을 중심으로 역 V자 형상으로 설치된 4개의 측면 브레이스;를 포함하며,

상기 중심 가새 부재는,

상기 차단기의 후면에 설치되는 커플링 플레이트; 및

상기 커플링 플레이트의 4개의 모서리에 연결되는 4개의 텐션 로드;를 포함하며,

상기 4개의 텐션 로드 중 2개의 일단은 상기 중간 중앙 보에 고정되며, 상기 4개의 텐션 로드 중 나머지 2개의 일단은 상기 2개의 중간 기둥의 하부에 각각 고정되는 가새 구조를 갖는 내진 배전반을 제공할 수 있다.

이때, 상기 4개의 텐션 로드 각각은, 양단에 제1 및 제2암나사부가 마련된 로드 몸체; 상기 로드 몸체의 제1암나사부에 나사 결합되는 제1수나사부와 상기 커플링 플레이트에 회전 가능하게 고정되는 제1결합부를 포함하는 제1로드; 및 상기 로드 몸체의 제2암나사부에 나사 결합되는 제2수나사부와 상기 중간 기둥 또는 상기 중간 중앙 보에 고정되는 제2결합부를 포함하는 제2로드;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 커플링 플레이트는 직사각형의 창틀 형상으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 상면 브레이스, 중간 브레이스, 및 하면 브레이스 각각은, 양단에 설치된 한 쌍의 고정 브라켓;을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 상면 브레이스, 중간 브레이스, 및 하면 브레이스는 상기 상부 보 프레임, 중간 보 프레임, 및 하부 보 프레임에 동일한 방향으로 V자 형상으로 배치될 수 있다.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 의한 가새 구조를 갖는 내진 배전반은 배전반 프레임의 양 측면에 형성된 4개의 창틀 구조 각각에 대각선으로 배치된 8개의 측면 브레이스가 설치되어 있으므로 내진 배전반에 대해 X방향으로 작용하는 횡 압력을 충분히 견딜 수 있으므로 내진성이 향상된다.

또한, 상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 의한 가새 구조를 갖는 내진 배전반은 배전반 프레임의 상부 보 프레임, 중간 보 프레임, 및 하부 보 프레임 각각에 형성된 2개의 창틀 구조 각각에 대각선으로 배치된 2개의 상면 브레이스, 2개의 중간 브레이스, 및 2개의 하면 브레이스가 설치되어 있으므로 내진 배전반의 Y방향으로 작용하는 횡 압력을 충분히 견딜 수 있으므로 내진성이 향상된다.

또한, 상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 의한 가새 구조를 갖는 내진 배전반은 차단기의 후면에 설치된 중심 가새 부재의 커플링 플레이트의 4개의 모서리를 4개의 텐션 로드를 이용하여 배전반 프레임의 중간 중앙 보와 중간 기둥에 연결되어 있으므로, 지진 발생시 차단기 자체의 무게에 대한 횡 하중이 중심 가새 부재의 커플링 플레이트와 4개의 텐션 로드를 통하여 배전반 프레임으로 분산될 수 있다. 따라서, 지진 등에 의해 내진 배전반의 차단기에 횡 하중이 걸리는 경우에 내진력이 향상될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 가새 구조를 갖는 내진 배전반은 배전반 프레임을 구성하는 기둥과 보의 두께 공간 내에 상면, 하면, 중간, 및 측면 브레이스가 설치될 수 있으므로 브레이스 설치를 위한 별도의 공간을 필요로 하지 않는다는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 가새 구조를 갖는 내진 배전반은 수직 기둥과 수평 보만으로 이루어진 종래 기술에 의한 배전반 대비 그 내진력은 그대로 유지하면서도 그 중량을 대략 50% 정도로 경량화할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 배전반을 모식적으로 나타내는 단면도;
도 2는 배전반에 작용하는 하중을 모식적으로 나타낸 것으로서, (a)는 통상적인 경우를 나타내는 도면이며, (b)는 지진 발생시 수평 하중이 인가되는 경우를 나타내는 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 가새 구조를 갖는 내진 배전반의 배전반 프레임과 그 내부 공간에 설치된 부품의 배치를 나타내는 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 가새 구조를 갖는 내진 배전반의 배전반 프레임을 나타내는 사시도;
도 5는 도 4의 가새 구조를 갖는 내진 배전반의 배전반 프레임의 좌측면을 나타내는 측면도;
도 6은 도 4의 가새 구조를 갖는 내진 배전반의 배전반 프레임의 상면을 나타내는 평면도;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 가새 구조를 갖는 내진 배전반에서 차단기를 지지하는 중심 가새 부재를 나타내는 도면;
도 8은 도 7의 중심 가새 부재를 나타내는 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 가새 구조를 갖는 내진 배전반의 실시 예들에 대하여 상세하게 설명한다.

이하에서 설명되는 실시 예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들과 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 이하에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 가새 구조를 갖는 내진 배전반에 대하여 도 2 내지 도 6을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 배전반에 작용하는 하중을 모식적으로 나타낸 도면이다. 도 2의 (a)는 통상적인 경우에 배전반에 작용하는 하중을 나타내는 도면이며, (b)는 지진 발생시 배전반에 수평 하중이 인가되는 경우를 나타내는 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 가새 구조를 갖는 내진 배전반의 배전반 프레임과 그 내부 공간에 설치된 부품의 배치를 나타내는 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 가새 구조를 갖는 내진 배전반의 배전반 프레임을 나타내는 사시도이다. 도 5는 도 4의 가새 구조를 갖는 내진 배전반의 배전반 프레임의 좌측면을 나타내는 측면도이고, 도 6은 도 4의 가새 구조를 갖는 내진 배전반의 배전반 프레임의 상면을 나타내는 평면도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 가새 구조를 갖는 내진 배전반(1)은 배전반 프레임(10)을 포함한다.

배전반 프레임(10)은 배전반 프레임(10)을 덮도록 설치되는 커버 플레이트(미도시)와 함께 배전반(1)을 형성한다.

배전반(1)은 내부에 설치되는 수평 격벽 및 수직 격벽에 의해 4개의 격실(11,12,13,14)로 구획될 수 있다. 본 실시예의 경우에는 배전반(1)이 중간 기둥에 의해 지지되는 수직 격벽과 중간 보 프레임에 의해 지지되는 수평 격벽에 의해 차단기실(11), 제어실(12), 케이블실(13), 및 모선실(14)로 구획된다.

차단기실(11)은 배전반(1)의 전방 하측에 마련되며, 그 내부에는 차단기(20)가 설치된다.

제어실(12)은 차단기실(11)의 상측, 즉 배전반(1)의 전방 상측에 마련되며, 디지털 전력보호 감시제어장치 등과 같은 계측기(40)가 설치될 수 있다. 차단기실(11)과 제어실(12) 사이에는 수평 격벽이 마련될 수 있다.

케이블실(13)은 차단기실(11)의 후방, 즉 배전반(1)의 후방 하측에 마련되며, 그 내부에는 변류기(CT; current transformer)(30)가 설치될 수 있다. 변류기(30)는 배전반(1)의 하면에 설치되는 지지 브라켓(39)에 고정될 수 있다. 변류기(30)의 1차 단자는 차단기(20)의 출력 단자(202)와 버스(31)를 통해 연결되며, 변류기(30)의 2차 단자는 외부로 연장되는 케이블(미도시)과 연결되는 커넥터(32)가 연결된다. 커넥터(32)는 케이블실(13)과 모선실(14) 사이에 설치되는 수평 격벽에 설치되는 에폭시 애자(37)에 의해 지지된다. 커넥터(32)의 일단에는 배전반(1)의 외부로 연결되는 케이블이 연결된다.

모선실(14)은 케이블실(13)의 상측, 즉 배전반(1)의 후방 상측에 마련되며, 그 내부에는 외부 전원과 연결되는 3개의 모선(51,52,53)이 수평 방향으로 설치된다. 3개의 모선(51,52,53)은 서로 평행하게 배치되며 배전반(1)의 일 측벽을 통해 모선실(14) 내부로 인입된다. 이때, 2개의 모선(51,52)은 에폭시 애자(57)에 의해 배전반(1)의 상면에 지지된다. 또한, 한 개의 모선(53)은 수평 격자에 설치된 에폭시 애자(58)에 의해 지지된다. 3개의 모선(51,52,53) 각각은 배선(55)을 통해 차단기(20)의 입력 단자(201)와 연결된다.

제어실(12)과 모선실(14) 사이에는 배전반(1)의 상면에서 수직하게 연장된 수직 격벽이 설치될 수 있다.

이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여 배전반의 골격을 형성하는 배전반 프레임(10)의 구조에 대해 상세하게 설명한다.

배전반 프레임(10)은 직육면체 형태이며, 배전반 프레임(10)의 6면, 즉 전면(10-1), 후면(10-2), 좌측면(10-3), 우측면(10-4), 상면(10-5), 및 하면(10-6) 각각이 내측이 비고 테두리가 있는 창틀 형상으로 형성된다.

구체적으로, 배전반 프레임(10)은 직사각형 단면의 4개의 모서리에 설치되는 4개의 기둥(101,102,103,104)과 상기 4개의 기둥(101,102,103,104)의 하단을 직사각형 형태로 연결하는 하부 보 프레임(110)과 4개의 기둥(101,102,103,104)의 상단을 직사각형 형태로 연결하는 상부 보 프레임(120)을 포함한다. 이하, 4개의 기둥(101,102,103,104)은 서술의 편의상 배전반 프레임(10)의 전면(10-1)을 이루는 2개의 기둥을 제1기둥(101)과 제2기둥(102)이라 하고, 후면(10-2)을 이루는 2개의 기둥을 제3기둥(103)과 제4기둥(104)이라 한다.

4개의 기둥(101,102,103,104)은 직사각형의 단면을 갖는 사각 봉이나 사각 파이프로 형성될 수 있다.

하부 보 프레임(110)은 상기 4개의 기둥(101,102,103,104)의 하단을 직사각형 형태로 연결하는 4개의 하부 보(111,112,113,114), 4개의 하부 보(111,112,113,114) 중 직사각형의 긴 변을 형성하는 평행하게 마주 보는 2개의 긴 하부 보(111,112)의 중심을 연결하는 1개의 하부 중앙 보(115), 및 상기 하부 중앙 보(115)를 중심으로 V자 형상으로 설치된 2개의 하면 브레이스(116,117)를 포함한다. 2개의 하면 브레이스(116,117)는 하부 보 프레임(110)에 형성된 2개의 직사각형 공간에 대각선으로 배치된다. 이때, 2개의 하면 브레이스(116,117)의 일단은 서로 인접하고, 타단은 V자 형상으로 벌어지도록 배치된다. 구체적으로, 하면 브레이스(116,117)의 일단은 긴 하부 보(112)와 하부 중앙 보(115)가 연결된 모서리에 위치하고 하면 브레이스(116,117)의 타단은 대각선 방향으로 긴 하부 보(111)와 짧은 하부 보(113,114)가 연결된 모서리에 위치하도록 배치된다.

하면 브레이스(116)는 하면 브레이스의 양단에 수직하게 설치된 한 쌍의 고정 브라켓(116-1,116-2)을 더 포함할 수 있다. 따라서, 한 쌍의 고정 브라켓(116-1,116-2)을 하부 보 프레임(110)의 모서리에 용접이나 볼트로 고정하면 하면 브레이스(116)가 하부 보 프레임(110)에 고정되게 된다. 하면 브레이스(116)는 채널 형강, 사각 파이프, 또는 평판으로 형성할 수 있다. 다른 하면 브레이스(117)도 동일하게 형성되므로 상세한 설명은 생략한다.

상부 보 프레임(120)은 상기 4개의 기둥(101,102,103,104)의 상단을 직사각형 형태로 연결하는 4개의 상부 보(121,122,123,124), 4개의 상부 보(121,122,123,124) 중 직사각형의 긴 변을 형성하는 평행하게 마주 보는 2개의 긴 상부 보(121,122)의 중심을 연결하는 1개의 상부 중앙 보(125), 및 상기 상부 중앙 보(125)를 중심으로 V자 형상으로 설치된 2개의 상면 브레이스(126,127)를 포함한다. 2개의 상면 브레이스(126,127)는 상부 보 프레임(120)에 형성된 2개의 직사각형 공간에 대각선으로 배치된다. 이때, 2개의 상면 브레이스(126,127)의 일단은 서로 인접한 모서리에 위치하고, 타단은 대각선 방향으로 위치한 모서리에 위치하여 2개의 상면 브레이스(126,127)가 V자 형상으로 벌어지도록 배치된다. 구체적으로, 상면 브레이스(126,127)의 일단은 긴 상부 보(122)와 상부 중앙 보(125)가 연결된 모서리에 위치하고 상면 브레이스(126,127)의 타단은 대각선 방향으로 긴 상부 보(121)와 짧은 상부 보(123,124)가 연결된 모서리에 위치하도록 배치된다.

상면 브레이스(126)는 상술한 하면 브레이스(116)와 동일하게 상면 브레이스(126)의 양단에 수직하게 설치된 한 쌍의 고정 브라켓(126-1,126-2)을 포함한다. 따라서, 한 쌍의 고정 브라켓(126-1,126-2)을 상부 보 프레임(120)의 모서리에 용접이나 볼트로 고정하면 상면 브레이스(126)가 상부 보 프레임(120)에 고정되게 된다. 상면 브레이스(126)는 채널 형강, 사각 파이프, 또는 평판으로 형성할 수 있다. 다른 상면 브레이스(127)도 동일하게 형성되므로 상세한 설명은 생략한다.

배전반 프레임(10)은 상부 중앙 보(125)가 설치된 상기 상부 보 프레임(120)의 부분과 하부 중앙 보(115)가 설치된 하부 보 프레임(110)의 부분을 지지하도록 배전반 프레임(110)의 양 측면(10-3,10-4)에 4개의 기둥(101,102,103,104)과 평행하게 설치되는 2개의 중간 기둥(105,106)을 더 포함한다.

구체적으로, 배전반 프레임(10)의 일 측면(10-3)을 형성하는 2개의 기둥(101,103) 사이에는 2개의 기둥(101,103)과 평행하게 중간 기둥(105)이 더 설치된다. 즉, 한 개의 중간 기둥(105)은 상부 중앙 보(125)와 연결되는 긴 상부 보(121)의 중앙부와 하부 중앙 보(115)와 연결되는 긴 하부 보(111)의 중앙부를 연결하며 지지하도록 배전반 프레임(10)의 측면에 설치된다. 다른 한 개의 중간 기둥(106)은 배전반 프레임(10)의 반대 측면(10-4)에 동일하게 설치된다.

또한, 배전반 프레임(10)은 4개의 기둥(101,102,103,104)의 중간을 직사각형 형태로 연결하며 상부 보 프레임(120)과 하부 보 프레임(110) 사이에 위치하는 중간 보 프레임(130)을 더 포함한다.

구체적으로, 중간 보 프레임(130)은 상부 보 프레임(120)과 하부 보 프레임(110) 사이에 설치되며, 4개의 기둥(101,102,103,104)과 2개의 중간 기둥(105,106)을 직사각형 형태로 연결하는 6개의 중간 보(131-136), 2개의 중간 기둥(105,106)을 연결하는 중간 중앙 보(137), 및 중간 중앙 보(137)를 중심으로 V자 형상으로 설치된 2개의 중간 브레이스(138,139)를 포함한다. 2개의 중간 브레이스(138,139)는 중간 보 프레임(130)에 형성된 2개의 직사각형 공간에 대각선으로 배치된다. 이때, 2개의 중간 브레이스(138,139)의 일단은 서로 인접한 모서리에 위치하고, 타단은 대각선 방향으로 위치한 모서리에 위치하여 2개의 중간 브레이스(138,139)가 V자 형상으로 벌어지도록 배치된다. 구체적으로, 중간 브레이스(138,139)의 일단은 중간 보(134,135)와 중간 중앙 보(137)가 연결된 모서리에 위치하고 중간 브레이스(138,139)의 타단은 대각선 방향으로 2개의 중간 보(132,133)(131,136)가 연결된 모서리에 위치하도록 배치된다.

구체적으로, 중간 브레이스(138)는 상술한 하면 브레이스(116)와 동일하게 양단에 수직하게 설치된 한 쌍의 고정 브라켓을 포함한다. 따라서, 중간 브레이스(138)의 한 쌍의 고정 브라켓을 중간 보 프레임(130)의 모서리에 용접이나 볼트로 고정하면 중간 브레이스(138)가 중간 보 프레임(130)에 고정되게 된다. 중간 브레이스(138)는 채널 형강, 사각 파이프, 또는 평판으로 형성할 수 있다. 다른 중간 브레이스(129)도 동일하게 형성되므로 상세한 설명은 생략한다.

2개의 상면 브레이스(126,127), 2개의 중간 브레이스(138,139), 및 2개의 하면 브레이스(116,117)의 설치 방향은 임의로 할 수 있으나, 본 실시예의 경우에는 2개의 상면 브레이스(126,127), 2개의 중간 브레이스(138,139), 및 2개의 하면 브레이스(116,117)가 모두 동일한 방향으로 V자를 형성하도록 배치하였다.

이와 같은 배전반 프레임(10)의 상부 보 프레임(120), 중간 보 프레임(130), 및 하부 보 프레임(110)에 설치된 6개의 브레이스, 즉, 2개의 상면 브레이스(126,127), 2개의 중간 브레이스(128,129), 및 2개의 하면 브레이스(116,117)는 Y축 방향(도 3의 화살표 Y 참조)으로 배전반(1)에 작용하는 횡 압력에 저항한다.

배전반 프레임(10)의 좌측면(10-3)과 우측면(10-4)은 각각 4개의 기둥(101,102,103,104)과 상부 보 프레임(120) 및 하부 보 프레임(110)으로 구성된다. 또한, 배전반 프레임(10)의 양 측면(10-3.10-4)에는 중간 보 프레임(130)의 상하로 중간 기둥(105,106)을 중심으로 역 V자 형상으로 4개의 측면 브레이스(141,142,143,144)가 설치된다. 구체적으로, 도 3 및 도 4를 참조하면, 배전반 프레임(10)의 좌측면(10-3)은 3개의 기둥(101,105,103)과 상부 보 프레임(120), 중간 보 프레임(130), 및 하부 보 프레임(120)에 의해 형성된 4개의 창틀로 구성된다. 4개의 창틀 각각에는 대각선 방향으로 4개의 측면 브레이스(141,142,143,144)가 설치된다. 이때, 4개의 측면 브레이스(141,142,143,144)는 상단이 중간 기둥(105)에 고정되고, 하단이 좌우의 기둥(101,103)에 고정되도록 설치하여 4개의 측면 브레이스(141,142,143,144)가 역V자 형상으로 배치되도록 한다.

구체적으로, 4개의 측면 브레이스(141,142,143,144) 각각은 상술한 상면 브레이스(126,127)와 동일하게 측면 브레이스(141)의 양단에 수직하게 설치된 한 쌍의 고정 브라켓(141-1,141-2)을 포함한다. 따라서, 상측에 위치하는 2개의 측면 브레이스(141,142) 중 한 개의 측면 브레이스(141)의 일단의 고정 브라켓(141-2)을 상부 보 프레임(120)과 중간 기둥(105)으로 형성된 모서리에 용접이나 볼트로 고정하면 측면 브레이스(141)의 일단(141-2)이 상부 보 프레임(120)과 중간 기둥(105)에 고정되게 된다. 또한, 측면 브레이스(141)의 타단의 고정 브라켓(141-1)을 중간 보 프레임(130)과 제3기둥(103)으로 형성된 모서리에 용접이나 볼트로 고정하면 측면 브레이스(141)의 타단이 중간 보 프레임(130)과 제3 기둥(103)에 고정되게 된다. 다른 한 개의 측면 브레이스(142)도 상술한 측면 브레이스(141)와 유사하게 중간 보 프레임(130)의 상측에 설치한다.

또한, 하측에 위치하는 2개의 측면 브레이스(143,144) 중 한 개의 측면 브레이스(143)의 일단의 고정 브라켓을 중간 보 프레임(130)과 중간 기둥(105)으로 형성된 모서리에 용접이나 볼트로 고정하면 측면 브레이스(143)의 일단이 중간 보 프레임(130)과 중간 기둥(105)에 고정되게 된다. 또한, 측면 브레이스(143)의 타단의 고정 브라켓을 하부 보 프레임(110)과 제3기둥(103)으로 형성된 모서리에 용접이나 볼트로 고정하면 측면 브레이스(143)의 타단이 하부 보 프레임(110)과 제3기둥(103)에 고정되게 된다. 다른 한 개의 측면 브레이스(144)도 상술한 측면 브레이스(143)와 유사하게 중간 보 프레임(130)의 아래에 설치한다.

측면 브레이스(141,142,143,144)는 채널 형강, 사각 파이프, 또는 평판으로 형성할 수 있다.

또한, 배전반 프레임(10)의 우측면(10-4)도 좌측면(10-3)과 동일하게 4개의 측면 브레이스(145,146,147,148)가 3개의 기둥(102,106,104)과 상부 보 프레임(120), 중간 보 프레임(130), 및 하부 보 프레임(110)에 의해 형성되는 4개의 창틀 형상에 설치된다. 이와 같은 배전반 프레임(10)의 좌측면(10-3)과 우측면(10-4)에 설치된 8개의 측면 브레이스(141-148)는 X축 방향(도 3의 화살표 X 참조)으로 배전반(1)에 작용하는 횡 압력에 저항한다.

일반적으로, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 배전반(1)에는 자중에 의해 의 수직 방향으로 하중(W)이 가해지고 있다. 그런데, 배전반(1)의 기초에 지진 등으로 갑자기 힘이 작용하여 기초가 돌연히 움직일 때, 배전반(1)의 질량 관성력(inertia reaction)이 기초 모선에 저항한다. 따라서, 배전반(1)에는 수평 전단력(horizontal shear force)이 작용한다. 즉, 배전반(1)에는 수평 하중(V)이 작용하게 된다.

이와 같은 수평 하중(V)을 견디기 위해서는 배전반 프레임(10)을 구성하는 기둥, 보, 및 브레이스의 강도가 항복선 이상이 되어야 한다. 또한, 수평 하중(V)은 기둥, 보, 및 브레이스에 의해 분산되며, 수평 하중(V)의 작용 방향과 동일한 방향의 기둥, 보, 및 브레이스에는 압축 강도로 작용하고, 수평 하중(V)의 작용 방향과 반대 방향의 기둥, 보, 및 브레이스에는 인장 강도로 작용한다.

또한, 상술한 배전반 프레임(10)의 상면 브레이스(126,127), 중간 브레이스(128,129), 및 하면 브레이스(116,117)는 인장력 작용시 브레이스의 끝단에서 순단면 파단과 블록 전단 파단이 발생하지 않도록 형성될 필요가 있다. 또한, 상면 브레이스(126,127), 중간 브레이스(128,129), 및 하면 브레이스(116,117)는 접합부의 강도가 브레이스 자체의 강도보다 커야한다. 한편, 브레이스가 결합되는 보와 기둥은 브레이스가 최대 인장력 또는 최대 압축력에 도달할 때까지 탄성 범위 내에 있도록 형성하는 것이 바람직하다.

따라서, 상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 의한 배전반 프레임(10)은 양 측면에 형성된 4개의 창틀 구조 각각에 대각선으로 배치된 측면 브레이스(141-144)가 설치되어 있으므로 X방향으로 작용하는 횡 압력을 충분히 견딜 수 있다.

또한, 상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 의한 배전반 프레임(10)은 상부 보 프레임(120), 중간 보 프레임(130), 및 하부 보 프레임(110) 각각에 형성된 2개의 창틀 구조 각각에 대각선으로 배치된 상면 브레이스(126,127), 중간 브레이스(128,129), 및 하면 브레이스(116,117)가 설치되어 있으므로 Y방향으로 작용하는 횡 압력을 충분히 견딜 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 가새 구조를 갖는 내진 배전반(1)은 배전반 프레임(10)을 구성하는 기둥과 보의 두께 공간 내에 상면, 하면, 중간, 및 측면 브레이스가 설치될 수 있으므로 브레이스 설치를 위한 별도의 공간을 필요로 하지 않는다는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 가새 구조를 갖는 내진 배전반(1)은 수직 기둥과 수평 보만으로 이루어진 종래 기술에 의한 배전반 대비 그 내진력은 그대로 유지하면서도 그 중량을 대략 50% 정도로 경량화할 수 있다는 이점이 있다.

한편, 본 발명의 일 실시에에 의한 내진 배전반(1)은 차단기실(11)과 케이블실(13) 사이에 차단기(20)를 지지하는 중심 가새 부재가 설치된다.

이하, 도 6 및 도 7을 참조하여, 배전반 프레임(10)의 차단기실(11)에 설치되는 차단기(20)의 후면을 지지하는 중심 가새 부재(150)에 대해 상세하게 설명한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 가새 구조를 갖는 내진 배전반에서 차단기를 지지하는 중심 가새 부재를 나타내는 도면이고, 도 8은 도 7의 중심 가새 부재를 나타내는 사시도이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 중심 가새 부재(150)는 커플링 플레이트(160)와 4개의 텐션 로드(170)를 포함한다.

커플링 플레이트(160)는 차단기(20)의 후면(20-1)에 설치되며, 중심 가새 부재(150)를 차단기(20)에 고정하는 역할을 한다. 구체적으로, 커플링 플레이트(160)는 직사각형의 창틀 형상으로 형성되며, 내부의 공간으로는 2개의 차단기 단자(201,202)가 통과할 수 있도록 형성되며, 커플링 플레이트(160)의 폭(D)은 차단기 단자 사이의 공간에 삽입될 수 있도록 형성된다. 커플링 플레이트(160)의 2개의 수직바(161)의 중앙에는 각각 관통 구멍(163)이 마련된다. 또한, 차단기(20)에는 이 관통 구멍(163)에 대응하는 위치에 2개의 암나사부가 마련된다. 따라서, 커플링 플레이트(160)는 2개의 볼트(165)를 2개의 관통 구멍(163)에 삽입하여 체결하면, 차단기(20)의 후면(20-1)에 고정된다.

4개의 텐션 로드(170)는 커플링 플레이트(160)를 배전반 프레임(10)에 고정하는 것으로서, 커플링 플레이트(160)의 4개의 모서리에 회전 가능하게 연결된다. 각각의 텐션 로드(170)는 로드 몸체(171), 제1로드(180), 및 제2로드(190)를 포함한다.

로드 몸체(171)는 중공으로 형성되며, 양단의 내면에는 암나사가 형성된 제1 및 제2암나사부(173,174)가 마련된다. 로드 몸체(171)의 외면은 로드 몸체(171)를 스패너를 이용하여 회전시킬 수 있도록 단면을 정육각형으로 형성할 수 있다. 또는 도 8에 도시된 바와 같이 로드 몸체(171)의 일부만 정육각형 단면으로 형성하여 돌림부(172)로 형성하고 다른 부분은 원통형으로 형성할 수도 있다.

제1로드(180)는 로드 몸체(171) 일단의 제1암나사부(173)에 나사 결합되는 제1수나사부(181)와 커플링 플레이트(160)에 회전 가능하게 힌지 결합되는 제1결합부(182)를 포함한다. 제1결합부(182)는 요(凹)자 형상의 힌지부(183)와 힌지부(183)와 커플링 플레이트(160)를 관통하여 연결하는 힌지축(184)을 포함할 수 있다.

제2로드(190)는 로드 몸체(171) 타단의 제2암나사부(174)에 나사 결합되는 제2수나사부(191)와 중간 기둥(105,106) 또는 중간 중앙 보(137)에 고정되는 제2결합부(192)를 포함한다. 제2결합부(192)에는 고정 구멍(193)이 마련된다. 제2결합부(192)의 고정 구멍(193)에 볼트(195)를 삽입하여 중간 기둥(105,106) 또는 중간 중앙 보(137)에 마련된 암나사에 결합하면 제2결합부(192)가 고정된다.

제1로드(180)와 제2로드(190)는 로드 몸체(171)의 양단에 나사 결합되므로, 제1로드(180)가 로드 몸체(171)와 결합되는 길이와 제2로드(190)가 로드 몸체(171)와 결합되는 길이를 조정하면, 텐션 로드(170)의 길이를 조절할 수 있다.

상기 4개의 텐션 로드(170) 중 상측의 2개의 텐션 로드(170-1,170-2)의 일단, 즉 제2로드(190)의 제2결합부(192)는 중간 중앙 보(137)에 고정되며, 상기 4개의 텐션 로드(170) 중 나머지 2개의 텐션 로드(170-3,170-4)의 일단, 즉 제2로드(190)의 제2결합부(192)는 2개의 중간 기둥(105,106)의 하부에 각각 고정된다. 본 실시예의 경우에는 제1 및 제2텐션 로드(170-1,170-2)는 중간 중앙 보(137)에 고정되며, 제3 및 제4텐션 로드(170-3,170-4)는 좌우측의 중간 기둥(105,106)의 하부에 각각 고정된다.

도 7에 도시된 바와 같이 중심 가새 부재(150)를 배전반 프레임(10)에 고정한 후, 제1 내지 제4텐션 로드(170-1,170-2,170-3,170-4) 각각의 로드 몸체(171)를 회전시키면, 제1 내지 제4텐션 로드(170-1,170-2,170-3,170-4) 각각에 작용하는 인장력을 조절할 수 있다.

이와 같이 차단기(20)의 후면(20-1)에 커플링 플레이트(160)를 볼트(165)로 결합하고, 커플링 플레이트(160)의 4개의 모서리를 4개의 텐션 로드(170-1,170-2,170-3,170-4)를 이용하여 배전반 프레임(10)의 중간 중앙 보(137)와 중간 기둥(105,106)에 연결하면, 차단기(20) 자체의 무게에 대한 횡하중이 커플링 플레이트(160)와 4개의 텐션 로드(170-1,170-2,170-3,170-4)를 통하여 배전반 프레임(10)으로 분산될 수 있다. 따라서, 지진 등에 의해 배전반(10)의 차단기(20)에 회 하중이 걸리는 경우에도 내진력이 향상될 수 있다.

상기에서 본 발명은 예시적인 방법으로 설명되었다. 여기서 사용된 용어들은 설명을 위한 것이며, 한정의 의미로 이해되어서는 안 될 것이다. 상기 내용에 따라 본 발명의 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 따로 부가 언급하지 않는 한 본 발명은 청구범위의 범주 내에서 자유로이 실시될 수 있을 것이다.

1; 배전반 10; 배전반 프레임
10-1,10-2,10-3,10-4,10-5,10-6; 전면,후면,좌측면,우측면,상면,하면
11; 차단기실 12; 제어실
13; 케이블실 14; 모선실
20; 차단기 30; 변류기
40; 계전기 51,52,53; 모선
101,102,103,104; 기둥 105,106; 중간 기둥
110; 하부 보 프레임 115; 하면 브레이스
120; 상부 보 프레임 125; 상면 브레이스
130; 중간 보 프레임 138,139; 중간 브레이스
141,142,143,144,145,146,147,148; 측면 브레이스
150; 중심 가새 부재 160; 커플링 플레이트
170; 텐션 로드 171; 로드 몸체
180; 제1로드 190; 제2로드

Claims (5)

1. 직육면체 형태이며, 상기 직육면체의 6면이 창틀 형상으로 형성된 배전반 프레임; 및
   상기 배전반 프레임의 내부 공간에 설치되는 차단기를 지지하는 중심 가새 부재;를 포함하며,
   상기 배전반 프레임은,
   서로 평행하게 수직으로 설치된 4개의 기둥;
   상기 4개의 기둥의 상단을 직사각형 형태로 연결하는 4개의 상부 보, 상기 4개의 상부 보 중 2개의 긴 상부 보의 중심을 연결하는 1개의 상부 중앙 보, 및 상기 상부 중앙 보를 중심으로 V자 형상으로 설치된 2개의 상면 브레이스를 포함하는 상부 보 프레임;
   상기 4개의 기둥의 하단을 직사각형 형태로 연결하는 4개의 하부 보, 상기 4개의 하부 보 중 2개의 긴 하부 보의 중심을 연결하는 1개의 하부 중앙 보, 및 상기 하부 중앙 보를 중심으로 V자 형상으로 설치된 2개의 하면 브레이스를 포함하는 하부 보 프레임;
   상기 상부 중앙 보와 하부 중앙 보가 각각 설치된 상기 상부 보 프레임과 하부 보 프레임의 부분을 지지하도록 상기 배전반 프레임의 측면에 상기 4개의 기둥과 평행하게 설치되는 2개의 중간 기둥;
   상기 상부 보 프레임과 상기 하부 보 프레임 사이에 설치되며, 상기 4개의 기둥과 2개의 중간 기둥을 직사각형 형태로 연결하는 6개의 중간 보, 상기 2개의 중간 기둥을 연결하는 중간 중앙 보, 및 상기 중간 중앙 보를 중심으로 V자 형상으로 설치된 2개의 중간 브레이스를 포함하는 중간 보 프레임; 및
   상기 4개의 기둥과 상기 상부 보 프레임, 및 상기 하부 보 프레임으로 형성되는 상기 배전반 프레임의 양 측면 각각에 상기 중간 보 프레임의 상하로 상기 중간 기둥을 중심으로 역 V자 형상으로 설치된 4개의 측면 브레이스;를 포함하며,
   상기 중심 가새 부재는,
   상기 차단기의 후면에 설치되는 커플링 플레이트; 및
   상기 커플링 플레이트의 4개의 모서리에 연결되는 4개의 텐션 로드;를 포함하며,
   상기 4개의 텐션 로드 중 2개의 일단은 상기 중간 중앙 보에 고정되며, 상기 4개의 텐션 로드 중 나머지 2개의 일단은 상기 2개의 중간 기둥의 하부에 각각 고정되는 것을 특징으로 하는 가새 구조를 갖는 내진 배전반.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 4개의 텐션 로드 각각은,
   양단에 제1 및 제2암나사부가 마련된 로드 몸체;
   상기 로드 몸체의 제1암나사부에 나사 결합되는 제1수나사부와 상기 커플링 플레이트에 회전 가능하게 고정되는 제1결합부를 포함하는 제1로드; 및
   상기 로드 몸체의 제2암나사부에 나사 결합되는 제2수나사부와 상기 중간 기둥 또는 상기 중간 중앙 보에 고정되는 제2결합부를 포함하는 제2로드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가새 구조를 갖는 내진 배전반.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 커플링 플레이트는 직사각형의 창틀 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 가새 구조를 갖는 내진 배전반.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 상면 브레이스, 중간 브레이스, 및 하면 브레이스 각각은,
   상기 상면 브레이스, 중간 브레이스, 및 하면 브레이스 각각의 양단에 설치된 한 쌍의 고정 브라켓;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가새 구조를 갖는 내진 배전반.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 상면 브레이스, 중간 브레이스, 및 하면 브레이스는 상기 상부 보 프레임, 중간 보 프레임, 및 하부 보 프레임에 동일한 방향으로 V자 형상으로 배치된 것을 특징으로 하는 가새 구조를 갖는 내진 배전반.
   

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