KR101546791B1 - 기체절연 개폐장치 - Google Patents

Abstract

모선이 수납되는 모선부 탱크와; 상기 모선부 탱크의 하부에 배치되며, 스위치부가 수납되는 상부 3-way 스위치부 탱크와; 상기 상부 3-웨이 스위치부 탱크의 하부에 배치되며, 차단기가 수납되는 차단부 탱크와; 상기 차단부 탱크의 하부에 배치되며, 연결도체가 수납되는 GIB(Gas Insulated Bus) 탱크와; 상기 GIB 탱크 하부에 배치되며, 계기용변압기가 수납되는 계기용변압기부 탱크가 수직으로 배열되며, 수직으로 배열된 탱크 중 상기 GIB 탱크의 측부에 하부 3-way 스위치부 및 케이블 접속부 탱크가 배치되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 하부 3-way 스위치부 및 케이블 접속부 탱크에는 인입출용 전력 케이블과 연결되는 두 개의 소켓이 설치되고, 상기 두 개의 소켓 중 어느 하나에 플러그를 통하여 인입출용 전력 케이블이 연결되며, 상기 두 개의 소켓 중 인입출용 전력 케이블에 연결되지 않는 더미 소켓은 인입출용 전력 케이블이 연결된 소켓의 파손시 예비용으로 사용하거나, 차단부의 성능 시험시에 지그의 연결 단자로 사용하는 것을 특징으로 한다.

Description

기체절연 개폐장치{Gas insulated switchgear}

본 발명은 기체절연 개폐장치에 관한 것으로, 특히 점유 공간이 최소화 되면서도 유지 보수가 용이하며 차단기의 테스트가 용이한 구조를 갖는 기체절연 개폐장치에 관한 것이다.

기체절연 개폐장치는 발전소 또는 변전소의 전원 측과 부하 측 사이에서 과도한 전류를 신속하게 차단시켜 전력계통을 보호하기 위하여 설치되는 개폐장치의 일종으로서 개폐장치를 구성하는 설비들이 함체에 내장되고 함체 내부에 기체절연 가스가 채워짐으로써 외부와 절연이 이루어지는 개폐장치이다.

일반적으로 기체절연 개폐장치는 차단기, 변류기, 선로용 단로기 및 접지개폐기, 모선용 단로기 및 접지개폐기 등으로 구성된다.

종래의 기체절연 개폐장치는 이러한 기기들이 수평으로 연결되는 구조로 형성되어 불필요하게 공간을 많이 점유하는 문제가 있었다.

이러한 문제의 해결을 위하여 등록특허공보 제10-1271146호(등록일자: 2013. 05. 29)에 개시된 '기체절연 개폐장치'에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 전력을 수전하여 모선을 통해 공급하는 메인 베이와, 상기 모선을 통해 전력을 수전하여 부하측으로 전력 공급을 수행하는 피더 베이(100,200)를 포함하고, 피더 베이(100, 200)는, 상기 메인 베이로부터 전력이 수전되는 모선에 접속되어 선로를 통전 또는 단로시키는 접지단로부 접점(110, 210)과, 접지단로부 접점(110, 210)의 하측으로 수직 결합되어 선로를 통전 또는 차단하는 차단부 가동자측(120,220)과, 차단부 가동자측(120,220)의 하측으로 수직 결합되고 하부에 전기를 인입 또는 인출시키는 인입출용 전력 케이블(170, 270)과 연결되어 선로를 통전 또는 단로시키는 3단 스위치(150,250)와, 그리고 차단부 가동자측(120,220)의 측부에 배치되어 고전압을 저압으로 낮추어 계기용으로 사용할 수 있도록 하는 계기용 변압기(160,260)를 포함함으로써 기체절연 개폐장치의 점유 공간이 최소화되는 구성이 제안되어 있다.

즉, 스위치부, 가동부, 3단 스위치를 수직으로 배열시키고, 3단 스위치의 측부에 계기용변압기를 배치하여 전체 시스템의 부피가 감소됨으로써 점유 공간이 줄어들어 공간 활용의 극대화 및 제작 비용 감소의 효과가 있는 것이다.

그러나 이러한 종래의 수직형 배열 기체절연 개폐장치에서도 차단부 가동자측 측부에 배치되는 계기용 변압기가 지면에서 높은 위치에 설치되어 시공 및 유지 보수시 작업이 용이하기 않고, 지진 발생시 다른 기기에 비하여 상대적으로 중량이 많이 나가는 계기용 변압기가 높은 위치에 있는 것은 진동을 확대시켜 파손될 수 있는 문제점이 있다.

한편, 이러한 기체절연 개폐장치는 최초 설치시에만 차단기에 대하여 차단 성능을 테스트하고, 가동 중에는 특별한 경우가 아니면 성능 테스트없이 무보수로 운영되고 있다.

그러나, 근래에 들어서는 가동 중에도 차단기가 동작하여 전원이 차단된 경우 또는 정기적인 보수 시에는 차단기가 정상적으로 성능을 내고 있는지 테스트의 필요성이 제기되고 있으나, 이를 용이하게 실시할 수 없는 구조로 되어 있어 이에 대한 개선이 필요한 실정이다.

등록특허공보 제10-1271146호(등록일자: 2013. 05. 29)

이에 본 발명은 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여, 계기용 변압기를 수직 배열의 최하부에 위치하도록 하고, 인입출용 전력 케이블 접속부를 계기용 변압기 측부에 배치하며, 인입출용 전력 케이블 접속부에 추가로 더미 소켓을 설치함으로써, 시공 및 보수가 용이하고 차단기 성능 테스트가 가능한 구조의 기체절연 개폐장치를 제공한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기체절연 개폐장치는,

모선이 수납되는 모선부 탱크와; 상기 모선부 탱크의 하부에 배치되며, 스위치부가 수납되는 상부 3-way 스위치부 탱크와; 상기 상부 3-웨이 스위치부 탱크의 하부에 배치되며, 차단기가 수납되는 차단부 탱크와; 상기 차단부 탱크의 하부에 배치되며, 연결도체가 수납되는 GIB(Gas Insulated Bus) 탱크와; 상기 GIB 탱크 하부에 배치되며, 계기용변압기가 수납되는 계기용변압기부 탱크;가 수직으로 배열되며, 수직으로 배열된 탱크 중 상기 GIB 탱크의 측부에 하부 3-way 스위치부 및 케이블 접속부 탱크가 배치되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 하부 3-way 스위치부 및 케이블 접속부 탱크에는 인입출용 전력 케이블과 연결되는 두 개의 소켓이 설치되고, 상기 두 개의 소켓 중 어느 하나에 플러그를 통하여 인입출용 전력 케이블이 연결되며, 상기 두 개의 소켓 중 인입출용 전력 케이블에 연결되지 않는 더미 소켓은 인입출용 전력 케이블이 연결된 소켓의 파손시 예비용으로 사용하거나, 차단부의 성능 시험시에 지그의 연결 단자로 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 기체절연 개폐장치는 종래의 수직 배열 기체절연 개폐장치와 비교하여 계기용 변압기를 지면에서 낮은 위치에 설치하여 시공 및 유지 보수시 작업이 용이하고, 지진 발생시 진동이 확대되는 것을 방지하는 효과 있다.

또한, 본 발명에 의한 기체절연 개폐장치는 차단기가 동작하여 전원이 차단된 경우 또는 정기적인 보수시에 차단기가 정상적으로 성능을 내고 있는지에 대한 성능 테스트를 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래기술인 기체절연 개폐장치를 나타내는 측면도,
도 2는 본 발명에 따른 기체절연 개폐장치의 구조도,
도 3은 본 발명에 따른 기체절연 개폐장치의 측면도,
도 4는 전력 케이블, 플러그 및 소켓의 연결 상태도,
도 5은 차단기 성능 테스트 사진,

본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 2에는 본 발명의 기체절연 개폐장치의 전체를 조견할 수 있는 구조도가 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명의 기체절연 개폐장치의 측면도가 보다 상세하게 도시되어 있다.

본 발명의 기체절연 개폐장치는 도 3에 도시된 바와 같이, 모선부 탱크(510,610)와, 상부 3-way 스위치부 탱크(520,620)와, 차단부 탱크(530,630)와, GIB 탱크(540,640), 계기용변압기부 탱크(580,680), 하부 3-way 스위치부 및 케이블 접속부 탱크(560,660)를 포함하되, 상기 GIB 탱크(540,640)의 하부에 계기용변압기(581,681)가 수납되는 계기용변압기부 탱크(580,680)가 배치되고, 상기 GIB 탱크(540,640)의 측부에 하부 3-way 스위치부 및 케이블 접속부 탱크(560,660)가 배치되는 것을 특징으로 한다.

도 3에서 각각 '탱크'로 지칭되는 일련의 함체들이 상하로 연결되어 이루어지는 수직 기둥 형상 두 개는 모두 모선(511,611)을 통해 전력을 수전하여 부하측으로 전력을 공급하는 피더 베이(500, 600)에 해당된다.

피더 베이(500, 600)의 가장 상부에는 모선(511,611)이 수납되는 모선부 탱크(510,610)가 배치된다.

모선부 탱크(510,610)의 하부에는 스위치부(521,621)가 수납되는 상부 3-way 스위치부 탱크(520,620)가 배치된다. 이때 스위치부(521,621)는 단로기와 접지 개폐기가 일체로 형성된 것이다.

상부 3-way 스위치부 탱크(520,620)의 하부에는 차단기(531,631)가 수납되는 차단부 탱크(530,630)가 배치된다.

차단부 탱크(530,630)의 하부에는 연결도체가 수납되는 GIB 탱크(540,640)가 배치된다.

GIB 탱크(540,640)의 하부에는 계기용변압기(581,681)가 수납되는 계기용변압기부 탱크(580,680)가 배치된다.

이와 같이 계기용변압기(581,681)를 지면에 가까운 위치에 배치함으로써, 유지 보수 작업이 수월하게 이루어질 수 있으며, 다른 기기에 비하여 상대적으로 중량이 많이 나가는 계기용 변압기를 낮은 위치에 배치하여 지진 발생시 진동이 확대되는 것을 방지할 수 있다.

그리고 이와 같이 수직으로 배열된 탱크 중 상기 GIB 탱크(540,640)의 측부에 하부 3-way 스위치부 및 케이블 접속부 탱크(560,660)가 배치된다.

한편, 상기 하부 3-way 스위치부 및 케이블 접속부 탱크(560,660)에는 인입출용 전력 케이블(570,670)과 연결되는 두 개의 소켓(551,651)이 설치되고, 상기 두 개의 소켓(551,651) 중 어느 하나에 플러그(571,671)를 통하여 인입출용 전력 케이블(570,670)이 연결된다.

상기 두 개의 소켓(551,651) 중 인입출용 전력 케이블(570,670)에 연결되지 않는 더미 소켓은 인입출용 전력 케이블(570,670)이 연결된 소켓의 파손시 또는 제 기능을 나타내지 못하는 경우 예비용으로 사용할 수 있다.

또한, 두 개의 소켓(551,651) 중 인입출용 전력 케이블(570,670)에 연결되지 않는 더미 소켓은 차단기(531,561)의 성능 시험시에 테스트를 수행하는 지그(ZIG)의 연결 단자로 사용할 수 있다.

기체절연 개폐장치의 차단기는 통상적으로 최초 설치시에만 차단 성능을 테스트하고, 가동 중에는 특별한 경우가 아니면 성능 테스트없이 무보수로 운영되고 있다.

그러나, 근래에 들어서는 가동중에 차단기가 동작하여 전원이 차단된 경우 또는 정기적인 보수시에는 차단기가 정상적으로 성능을 내고 있는지에 대한 성능 테스트 필요성이 제기되고 있음에도 불구하고, 종래의 기체절연 개폐장치는 이를 용이하게 실시할 수 없었다.

종래의 기체절연 개폐장치에서 차단기의 성능 테스트 작업을 하기 위해서는 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 인입출용 전력 케이블(570,670)이 연결된 플러그를 소켓(551,651)에서 분리하고, 소켓(551,651)의 도전부(미 도시)에 지그(ZIG)의 단자를 연결시켜야 하는데 이는 매우 힘든 작업 공정으로 현실적으로는 채택할 수 없는 공정이라 할 것이다.

본 발명에서는 두 개의 소켓(551,651) 중 인입출용 전력 케이블(570,670)에 연결되지 않는 더미 소켓의 도전부에 지그(ZIG)의 단자를 연결시키고 상부 3-Way 스위치부를 접지측으로 전환후 접지단자를 이용하여 연결 폐회로가 형성되도록 함으로써 용이하게 차단기의 성능 테스트를 할 수 있다.

도 5에는 차단기에 지그를 연결하여 성능 테스트 장면이 사진으로 나타나 있다.

이에 더하여 하부 3-way 스위치부 및 케이블 접속부 탱크(560,660)가 수직으로 배열된 다수의 탱크들의 측부에 배치됨에 따라, 계기용 변류기(550,650)를 교체하는 경우에도 인입출용 전력 케이블(570,670)이 연결된 플러그(571,671)를 소켓(551,651)에서 분리하지 않고서도 교체할 수 있는 효과가 있다.

계기용 변류기(550,650)는 차단부 탱크(530,630)의 외부에 둘러 설치되는데 종래의 기술에서는 계기용 변류기(550,650)를 교체하려면 그 하부에 위치한 탱크들을 모두 분리하여야 하고, 이를 위하여는 우선적으로 인입출용 전력 케이블이 연결된 플러그를 케이블 접속부의 소켓에서 분리시켜야 하나, 이는 전술한 바와 같이 매우 힘든 작업 공정이라 할 수 있다.

본 발명에서는 계기용 변류기(550,650) 하부에는 GIB 탱크(540,640)와 계기용변압기부 탱크(580,680)만 배치되고, 인입출용 전력 케이블(570,670)이 연결되는 하부 3-way 스위치부 및 케이블 접속부 탱크(560,660)는 GIB 탱크(540,640)의 측부에 배치됨에 따라, 인입출용 전력 케이블(570,670)이 연결된 플러그(571,671)를 소켓(551,651)에서 분리하지 않고서도 계기용 변류기(550,650) 하부에 위치한 GIB 탱크(540,640)와 계기용변압기부 탱크(580,680)만 분리하면 계기용 변류기(550, 650)를 용이하게 교체할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 2상의 단모선을 가진 피더 베이에 의하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 3상 단모선, 복모선 등 다양한 구성이 가능할 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

500,600: 피더 베이
510,610: 모선부 탱크 511,611: 모선
520,620: 상부 3-way 스위치부 탱크 521,621: 3-Way 스위치부
530,630: 차단부 탱크 531,631: 차단기
540,640: GIB 탱크 541,641: 연결 도체
550,650: 계기용 변류기
560,660: 하부 3-way 스위치부 및 케이블 접속부 탱크
551,651: 소켓
570,670: 인입출용 전력 케이블 571,671: 플러그
580,680: 계기용변압기부 탱크 581,681: 계기용변압기

Claims (7)

1. 모선이 수납되는 모선부 탱크와; 상기 모선부 탱크의 하부에 배치되며, 스위치부가 수납되는 상부 3-way 스위치부 탱크와; 상기 상부 3-Way 스위치부 탱크의 하부에 배치되며, 차단기가 수납되는 차단부 탱크와; 상기 차단부 탱크의 하부에 배치되며, 연결도체가 수납되는 GIB 탱크가 수직으로 배열된 기체절연 개폐장치에 있어서,
   상기 GIB 탱크 수직 하부에 계기용변압기가 수납되는 계기용변압기부 탱크가 배치되며, 상기 수직으로 배열된 탱크 중 상기 GIB 탱크의 측부에 하부 3-way 스위치부 및 케이블 접속부 탱크가 배치되는 것을 특징으로 하는 기체절연 개폐장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 하부 3-way 스위치부 및 케이블 접속부 탱크에는 인입출용 전력 케이블과 연결되는 두 개의 소켓이 설치되는 것을 특징으로 하는 기체절연 개폐장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 인입출용 전력 케이블은 상기 두 개의 소켓 중 어느 하나에 플러그를 통하여 연결되는 것을 특징으로 하는 기체절연 개폐장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 두 개의 소켓 중 인입출용 전력 케이블에 연결되지 않는 더미 소켓은 인입출용 전력 케이블이 연결된 소켓의 파손시 예비용으로 사용하는 것을 특징으로 하는 기체절연 개폐장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 두 개의 소켓 중 인입출용 전력 케이블에 연결되지 않는 더미 소켓은 차단부의 성능 시험시에 데스트 기기의 연결 단자로 사용하는 것을 특징으로 하는 기체절연 개폐장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 차단부 탱크의 외부에는 계기용 변류기가 둘러 설치되는 것을 특징으로 하는 기체절연 개폐장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 계기용 변류기 교체시, 케이블 접속부의 소켓에서 인입출용 전력 케이블의 플러그 분리없이 하부에 위치한 GIB 탱크와 계기용변압기부 탱크만을 분리하여 교체하는 것을 특징으로 하는 기체절연 개폐장치.

Images