KR101580088B1 - 복합절연 배전반 - Google Patents

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Abstract

공기절연과 고체절연을 혼합하여 사용하는 복합절연 배전반이 개시된다.
개시되는 복합절연 배전반은 모선부, 차단기, 차단부 부싱, 변류기, 계기용 변압기 및 접지개폐기를 포함하는 복합절연 배전반에 있어서, 상기 모선부는 고체절연물로 감싸지도록 구성되고, 상기 차단기의 통전 도체는 공기 중에 노출되거나 고체절연물로 감싸지도록 구성되고, 상기 차단부 부싱은 고체절연물로 감싸지도록 구성되고, 상기 변류기의 권선은 고체절연물로 감싸지도록 구성되고, 상기 계기용 변압기는 1차 권선과 2차 권선이 고체절연물로 감싸지도록 구성되고, 상기 접지개폐기는 가동도체가 고체절연물 내부에 삽입되어 슬라이딩 가능하도록 구성되며, 상기 차단부 부싱은 일측이 상기 모선부에 전기적으로 연결되며, 타측에 상기 통전 도체가 슬라이딩 삽탈되어 전기적으로 연결 및 분리가능하도록 구성된다.
이러한 복합절연 배전반에 의하면, 배전반의 내부 기기들 간의 거리가 축소될 수 있어, 제품의 크기가 축소되고, 하나의 외함에 복수의 기기를 다단으로 설치할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

Description

복합절연 배전반 {COMPOSITE INSULATED SWITCHBOARD}
본 발명은 복합절연 배전반에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공기절연과 고체절연을 혼합하여 사용하는 복합절연 배전반에 관한 것이다.
배전반은 발전소, 변전소 등의 운전이나 제어, 전동기의 운전 등을 위해 스위치, 계기, 릴레이 등을 일정하게 넣어 관리하는 장치이다.
이러한 배전반은 차단기를 기준으로 모선과 케이블이 연결된 구조를 가지며, 전압 및 전류 계측에 필요한 계기용 변압기, 변류기 등의 계전기와 서지 보호를 위한 서지보호기, 작업 시 케이블 접지를 위한 접지개폐기 등으로 구성된다.
이러한 배전반은 각각의 기기 간 그리고, 기기와 외함 간을 절연시키는 절연매체로 공기를 사용하는 타입과 SF6와 같은 절연가스를 사용하는 타입이 있다.
여기서, 공기절연을 사용하는 배전반의 경우는 절연가스를 사용하지 않으므로 친환경적이나, 절연거리가 상대적으로 길어져서 제품 사이즈 축소에 한계가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점 중 적어도 일부를 해결하고자 안출된 것으로, 일 측면으로서, 배전반의 내부 기기들 간의 절연성능이 확보되는 상태로 내부 기기들 간의 절연거리가 축소될 수 있는 복합절연 배전반을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적 중 적어도 일부를 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 모선부, 차단기, 차단부 부싱, 변류기, 계기용 변압기 및 접지개폐기를 포함하는 복합절연 배전반에 있어서, 상기 모선부는 고체절연물로 감싸지도록 구성되고, 상기 차단기의 통전 도체는 공기 중에 노출되거나 고체절연물로 감싸지도록 구성되고, 상기 차단부 부싱은 고체절연물로 감싸지도록 구성되고, 상기 변류기의 권선은 고체절연물로 감싸지도록 구성되고, 상기 계기용 변압기는 1차 권선과 2차 권선이 고체절연물로 감싸지도록 구성되고, 상기 접지개폐기는 가동도체가 고체절연물 내부에 삽입되어 슬라이딩 가능하도록 구성되며, 상기 차단부 부싱은 일측이 상기 모선부에 전기적으로 연결되며, 타측에 상기 통전 도체가 슬라이딩 삽탈되어 전기적으로 연결 및 분리가능하도록 구성된 복합절연 배전반을 제공한다.
일 실시예에서, 상기 고체절연물은 실리콘 고무로 구성될 수도 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 모선부를 감싸는 상기 고체절연물은 외피가 접지되도록 구성될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 차단부 부싱을 감싸는 상기 고체절연물은 내부에 접지 쉴드를 구비할 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 변류기는 상기 차단부 부싱의 둘레에 결합되는 링 형상으로 구성될 수도 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 의하면, 배전반의 내부 기기들 간의 거리가 축소될 수 있어, 제품의 크기가 축소되고, 하나의 외함에 복수의 기기를 다단으로 설치할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합절연 배전반의 내부 구성을 나타내는 개략도.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 복합절연 배전반의 내부 구성을 나타내는 개략도.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 또한, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
먼저, 도 1을 참조하여, 본 발명의 실시예들에 따른 복합절연 배전반에 대해서 살펴본다. 여기서, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합절연 배전반의 내부 구성을 나타내는 개략도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합절연 배전반(100)은 외함(110), 모선부(120), 케이블(130), 차단기(140), 차단부 부싱(150), 변류기(160), 계기용 변압기(170) 및 접지개폐기(180)를 포함할 수 있다.
상기 외함(110)은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합절연 배전반(100)의 외관을 구성하며, 후술할 모선부(120), 케이블(130), 차단기(140), 변류기(160), 계기용 변압기(170) 및 접지개폐기(180)가 내장될 수 있는 내부 공간을 구비할 수 있다.
일 실시예에서, 외함(110)은 별도의 기계적 구성을 통해 접지될 수 있다.
또한, 상기 모선부(120)는 외함(110)의 내부에 구비되며, 인접 열반된 다른 배전반과 연결되어 배전반 간에 전력이 전달되는 경로를 구성할 수 있다.
일 실시예에서, 모선부(120)는 원통형 도체의 겉면이 고체절연물(미도시)로 감싸지도록 구성될 수 있다.
일 예로, 상기 고체절연물은 모선부(120) 도체의 겉면에 포장되는 실리콘 고무로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
참고로, 도 1에서, 모선부(120), 차단기(140), 차단부 부싱(150), 변류기(160), 계기용 변압기(170) 및 접지개폐기(180)에 구비되는 고체절연물은 그 형태 및 구성이 특별히 한정되지 않기 때문에 별도로 도시하지 않았다.
한편, 일 실시예에서, 모선부(120)를 감싸는 고체절연물은 외피가 접지되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 케이블(130)은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합절연 배전반(100)에서 외부기기에 전력을 공급하는 전력선에 해당한다.
일 실시예에서, 케이블(130)은 상기 모선부(120)와 마찬가지로 겉면이 고체절연물로 감싸지도록 구성될 수 있다. 일 예로, 고체절연물은 실리콘 고무로 구성될 수도 있다.
또한, 상기 차단기(140)는 모선부(120)와 케이블(130) 간에 전력을 전달하며, 고장전류를 차단할 수 있다.
일 실시예에서, 차단기(140)는 외함(110) 내부에서 인출입이 가능하도록 트럭(truck) 및 슬라이딩 접촉자(sliding contact)을 구비할 수 있다.
이러한 차단기(140)는 통전 도체(142)가 공기 중에 노출되어 공기절연되는 구조로 구성될 수도 있고, 통전 도체(142)가 고체절연물로 감싸지도록 구성되어 공기절연 및 고체절연이 복합된 구조로 구성될 수도 있다.
일 예로, 차단기(140)의 통전 도체(142)를 감사는 고체절연물은 실리콘 고무로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 차단부 부싱(150)은 차단기(140)의 통전 도체(142)와 접지된 외함(110) 사이의 절연성능을 확보시킬 수 있다.
일 실시예에서, 차단부 부싱(150)은 모선부(120)에 구비되어, 차단기(140)의 통전 도체(142)가 슬라이딩하며 삽탈 가능한 구조로 구성될 수 있다.
즉, 차단부 부싱(150)은 차단기(140)의 통전 도체(142)와 볼트체결 등으로 고정 접점을 가지는 것이 아니라, 슬라이딩하며 연결되는 가동 접점을 가지도록 구성될 수 있다.
이러한 차단부 부싱(150)은 고체절연물로 감싸질 수 있다. 즉, 차단부 부싱(150)은 몸체가 고체절연물의 내부에 삽입된 형태로 구성될 수 있다.
일 예로, 차단부 부싱(150)을 감싸는 고체절연물은 실리콘 고무로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에서, 차단부 부싱(150)을 감싸는 고체절연물은 내부에 접지 쉴드(155)를 구비할 수 있다.
접지 쉴드(155)는 차단부 부싱(150)을 지지하는 부싱 지지대(156)의 끝단에 전계가 집중되는 것을 방지할 수 있다.
이를 위해, 접지 쉴드(155)는 도 1에 도시된 바와 같이 부싱 지지대(156)의 단부 측에서 고체절연물의 내부에 설치되는 평평하고 넓은 폭을 가지는 링 형상의 부재로 구성될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 접지 쉴드(155)는 양측 단부가 휘어지게 곡면으로 형성될 수도 있다.
이러한 접지 쉴드(155)는 부싱 지지대(156)의 끝단에 전계가 집중되는 것을 완화시킴으로써, 코로나 방전 저감과 절연파괴 전압 상승과 같은 절연성능 향상을 달성할 수 있다.
한편, 상기 변류기(160)는 차단기(140)의 통전 도체(142)에 흐르는 전류를 측정할 수 있다. 이러한 변류기(160)는 차단기(140)의 통전 도체(142)에 흐르는 전류를 측정할 수 있다.
이러한 변류기(160)에 구비되는 권선은 고체절연물로 감싸지도록 구성될 수 있다.
일 예로, 변류기(160)의 권선을 감싸는 고체절연물은 실리콘 고무로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에서, 변류기(160)는 차단부 부싱(150)의 둘레를 감싸는 형태로 설치되는 링 형상으로 구성될 수 있다.
그리고, 상기 계기용 변압기(170)는 고전압을 저전압으로 변성하여 본 발명의 일 실시예에 따른 복합절연 배전반(100)에 구비되는 기기가 사용하는 전원을 공급할 수 있다.
이러한 계기용 변압기(170)에 구비되는 1차 권선(미도시)과 2차 권선(미도시)은 고체절연물로 감싸질 수 있다.
일 예로, 계기용 변압기(170)의 1차 권선과 2차 권선을 감싸는 고체절연물은 실리콘 고무로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 일 실시예에서, 계기용 변압기(170)는 상기 케이블(130)과 결합이 가능한 플러그인 타입으로 구성될 수도 있다.
한편, 상기 접지개폐기(180)는 가동도체(미도시)가 고체절연물 내부에 삽입되어 슬라이딩 가능하도록 구성될 수 있다.
즉, 접지개폐기(180)는 양측 접점과 상기 양측 접점 사이에서 이동하는 가동도체가 고체절연물의 내부에 삽입된 구조로 이루어질 수 있다.
이를 통해, 가동도체는 고체절연물에 감싸진 형태로 고체절연물 내부에서 슬라이딩하며 접점이 탈부착될 수 있다.
한편, 도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 복합절연 배전반(100)의 내부구성을 나타내는 개략도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 복합절연 배전반(100)은 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 복합절연 배전반(100)과 달리 복수의 케이블(130)이 모두 외함(110)의 일측을 향해 배치되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 복합절연 배전반(100)은 상기와 같은 케이블(130)의 구조적 차이점 외에 외함(110), 차단기(140), 차단부 부싱(150), 변류기(160), 계기용 변압기(170) 및 접지개폐기(180)가 도 1을 참조하여 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 복합절연 배전반(100)에 포함된 외함(110), 차단기(140), 차단부 부싱(150), 변류기(160), 계기용 변압기(170) 및 접지개폐기(180)와 실질적으로 동일하므로, 그 설명을 생략한다.
전술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 복합절연 배전반(100)은 내부 기기들 간 및 내부 기기와 외함(110) 간을 절연시키는 절연매체로 공기와 고체절연물을 복합적으로 사용함으로써, 절연성능가 확보되는 상태로 기기들 간의 간격이 축소될 수 있어 제품의 전체적인 크기가 축소될 수 있고, 이에 따라 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 차단기(140)의 2단 설치가 가능하다는 장점이 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 밝혀두고자 한다.
100 : 복합절연 배전반 110 : 외함
120 : 모선부 130 : 케이블
140 : 차단기 142 : 통전 도체
150 : 차단부 부싱 155 : 접지 쉴드
156 : 부싱 지지대 160 : 변류기
170 : 계기용 변압기 180 : 접지개폐기

Claims (5)

  1. 모선부, 차단기, 차단부 부싱, 변류기, 계기용 변압기 및 접지개폐기를 포함하는 복합절연 배전반에 있어서,
    상기 모선부는 고체절연물로 감싸지도록 구성되고,
    상기 차단기의 통전 도체는 공기 중에 노출되거나 고체절연물로 감싸지도록 구성되고,
    상기 차단부 부싱은 고체절연물로 감싸지도록 구성되고,
    상기 변류기의 권선은 고체절연물로 감싸지도록 구성되고,
    상기 계기용 변압기는 1차 권선과 2차 권선이 고체절연물로 감싸지도록 구성되고,
    상기 접지개폐기는 가동도체가 고체절연물 내부에 삽입되어 슬라이딩 가능하도록 구성되며,
    상기 차단부 부싱은 일측이 상기 모선부에 전기적으로 연결되며, 타측에 상기 통전 도체가 슬라이딩 삽탈되어 전기적으로 연결 및 분리가능하도록 구성된 복합절연 배전반.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고체절연물은 실리콘 고무로 구성되는 복합절연 배전반.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 모선부를 감싸는 상기 고체절연물은 외피가 접지되도록 구성된 복합절연 배전반.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 차단부 부싱을 감싸는 상기 고체절연물은 내부에 접지 쉴드를 구비하는 복합절연 배전반.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 변류기는 상기 차단부 부싱의 둘레에 결합되는 링 형상으로 구성된 복합절연 배전반.
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