KR101587952B1 - 변전소의 부스내 도체 교체 작업용 대차 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변전소의 부스내 도체 교체 작업용 대차에 관한 것으로서, 변전소 부스(bus)의 내부를 따라 이동하는 베이스; 상기 베이스의 상에 직립된 상태로 나선 체결되는 나선부재; 상기 나선부재에 구비되어 상기 나선부재를 회전되게 하는 회전부재; 및 상기 나선부재의 상단에 구비되어 상기 부스 내부에 구비되는 도체의 저면이 지지될 수 있도록 구비된 지지체를 포함한다.
본 발명에 따르면, GIS(Gas Insulated Switchgear) 변전소에서 부스(bus) 내부의 대차로 지지한 상태에서 인출 또는 인입이 가능하므로 인력 소모 및 소요 장비를 최소화하면서 교체 작업이 용이하고, 작업시간을 단축 가능한 효과가 있다.

Description

변전소의 부스내 도체 교체 작업용 대차{Conductor change works carriage of main bus inside substation}

본 발명은 변전소의 부스내 도체 교체 작업용 대차에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 변전소에 사용되는 부스(main) 내의 도체 교체 과정에서 사용되는 대차에 관한 것이다.

일반적으로 변전소는 송배전 계통의 중간에 위치하여 송전전압의 승압과 강압, 송전전력의 집중과 배분, 전압 조정, 그 밖에 송전계통의 각종 기기를 보호하고 있는 시설로, 변압기, 차단기와 보조 설비 등으로 구성되며, 초고압 변전소, 1차 변전소, 2차 변전소, 배전 변전소 따위로 나뉘며, 특수한 것으로 주파수를 변환하는 것도 있다.

발전소나 변전소에 설치되는 전력 설비의 주 보호장치로서 정상개폐는 물론 고장 발생시에도 과도한 전류를 신속하게 차단시켜 전력계통을 보호하는 가스절연개폐장치(GIS: Gas Insulated Switchgear)가 설치되고 있다.

이러한 가스절연개폐장치와 관련된 기술이 등록특허공보 제0566440호에 제안된 바 있다.

이하에서 종래기술로서 등록특허공보 제0566440호에 개시된 가스절연 개폐장치의 접지개폐기 구조를 간략히 설명한다.

도 1은 등록특허공보 제0566440호(이하 '종래기술'이라 함)에서 가스절연 개폐장치의 일례를 보인 개략도이다. 도 1에서 보는 바와 같이 종래기술의 가스절연 개폐장치의 접지개폐기 구조는 차단기(11)의 상측에 변류기(12)를 배치하고, 변류기(12)의 상측에 단로기(13)를 배치하며, 단로기(13)의 하부, 즉 변류기(12)와 단로기(13)의 중간에 수평형 접지개폐부(14)를 설치하여 구성한다.

변류기(12)는 변류기용 탱크의 하단에 변류기용 스페이서를 설치하고, 변류기용 스페이서의 중앙에 수직형 도체를 설치하여 이루어진다. 단로기(13)는 변류기용 탱크의 상단부와 가로질러 수평적으로 연통하도록 단로기용 탱크를 설치하고, 단로기용 탱크의 일측에 단로기용 스페이서를 설치하며, 단로기용 스페이서의 중앙에는 수평형 도체를 설치하고, 수평형 도체의 중간에는 단로기용 고정접점부와 단로기용 가동접점부를 설치하며, 단로기용 가동접점부의 타단에는 절연로드와 단로기용 축을 연결하는 단로기용 조작부를 설치하여 이루어진다. 접지개폐기(14)는 변류기용 탱크와 단로기용 탱크 사이에 접지개폐기용 탱크를 설치하고, 접지개폐기용 탱크에 접지부싱과 부스바를 연결하며, 부스바에는 상기한 수직형 도체의 중간에 설치한 접지개폐기용 고정접속부에 착탈 가능하게 수평방향으로 접지개폐기용 가동접속부를 연결 설치하고, 접지개폐기용 가동접속부의 타단에는 접지개폐기용 축으로 연결하는 접지개폐기용 조작부를 설치하여 이루어진다.

그러나 종래기술에 의한 가스절연 개폐장치는 변전소 부스 구조 개선 및 사고 복구 등의 작업이 요구되면 도체 등의 구성품을 공장으로 후송한 후, 재처리 및 현장 반입 등과 같은 순서에 따라 진행하게 되는데, 상기 도체를 탱크 내에서 분리할 때 작업자가 상기 도체를 지지한 상태에서 인출하므로 상기 탱크 내부 구성품 및 상기 도체가 손상될 수 있으면서 교체 작업이 난해하고, 인력 소모와 작업시간이 증가하는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제0566440호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, GIS(Gas Insulated Switchgear) 변전소에서 부스(bus) 내부의 도체를 지지한 상태에서 인출 또는 인입이 가능하므로 인력 소모 및 소요 장비를 최소화하면서 교체 작업이 용이하고, 작업시간을 단축 가능한 변전소의 부스내 도체 교체 작업용 대차에 관한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 변전소의 부스내 도체 교체 작업용 대차는, 양단이 경사지게 절곡 형성되고 절곡 형성된 저면에 바퀴가 다수 구비되어, 변전소 부스(bus)의 내부를 따라 이동하는 베이스; 상기 베이스의 상에 직립된 상태로 나선 체결되는 나선부재; 상기 나선부재에 구비되어 상기 나선부재를 회전되게 하고, 외주면에 방사상의 핸들이 구비되며, 상기 나선부재에 일체로 구비되거나, 상기 나선부재와 별도로 구비되어 나선 체결된 도중에 위치 고정되는 회전부재; 및 상기 나선부재의 상단에 구비되어 상기 부스 내부에 구비되는 도체의 저면이 지지될 수 있도록 구비하되, 상기 도체의 직경에 따라 상기 도체의 지지가 가능하도록 양측으로 분할되며 그 사이의 간격이 조절되는 지지체를 포함하며, 상기 지지체는, 상기 회전부재 상단에 회전 가능하게 설치되고, 상단 양측벽에 경사 또는 단차가 형성된 안내레일이 구비되어 상기 안내레일에 안착부재의 저면 홈이 결합되므로 이탈을 방지하면서 슬라이딩 이동 가능한 지지체 본체; 상기 지지체 본체의 상부에 구비되어 상기 도체의 외주면 하단을 지지하도록 상면이 오목한 형태로 형성되고, 양측으로 분할되는 안착부재; 및 상기 안착부재의 대향된 내측벽에 각각 형성된 홈 내에 위치하여 사용자의 회전 조작에 따라 상기 안착부재의 간격을 조절하되, 양측으로 분할된 상기 안착부재의 간격이 좁아지면 직경이 작은 도체의 지지가 가능하고 상기 안착부재의 간격이 넓어지면 직경이 큰 도체의 지지가 가능하며, 상기 도체의 직경에 제한 없이 상기 도체의 지지가 가능한 조작부재 및 체결부재;를 포함하여 이루어진다.

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본 발명에 따르면, GIS(Gas Insulated Switchgear) 변전소에서 부스(bus) 내부의 도체를 지지한 상태에서 인출 또는 인입이 가능하므로 인력 소모 및 소요 장비를 최소화하면서 교체 작업이 용이하고, 작업시간을 단축 가능한 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 의한 가스절연 개폐장치를 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 변전소의 부스내 도체 교체 방법을 수행하기 위한 도체 교체 작업용 대차를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 변전소의 부스내 도체 교체 방법을 수행하기 위한 도체 교체 작업용 대차를 도시한 측단면도이다.
도 4 내지 도 9는 본 발명에 따른 변전소의 부스내 도체 교체 방법에 의해 도체를 교체하기 위한 공정도이다.
도 10은 본 발명에 따른 변전소의 부스내 도체 교체 작업용 대차에서 다른 실시예의 지지체를 도시한 계략도이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

이하, 본 발명의 구성을 첨부된 도면을 참조로 설명하면, 도 2는 본 발명에 따른 변전소의 부스내 도체 교체 방법을 수행하기 위한 도체 교체 작업용 대차를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 변전소의 부스내 도체 교체 방법을 수행하기 위한 도체 교체 작업용 대차를 도시한 측단면도이며, 도 4 내지 도 9는 본 발명에 따른 변전소의 부스내 도체 교체 방법에 의해 도체를 교체하기 위한 공정도이다.

본 발명에 의한 변전소의 부스내 도체 교체 작업용 대차(100)는 베이스(110), 보강부재(120), 나선부재(130), 회전부재(140) 및 지지체(150)를 포함하여 구성된다.

특히, 본 발명에 의한 변전소의 부스내 도체 교체 작업용 대차(100)는 가스절연개폐장치(GIS, Gas Insulated Switchgear)가 적용된 변전소에서 부스 내부의 도체 개선 작업 또는 사고 복구 등과 같은 공사에 적용되어 부스(10) 내에 구비된 도체(20)를 교체할 수 있도록 상기 부스(10)에서 상기 도체(20)의 분리 및 재조립 작업에 사용되는 대차에 관한 것이다.

이때, 본 발명에 의한 변전소의 부스내 도체 교체 작업용 대차(100)는 현장에 간단한 방진룸을 설치한 후 사용 공장과 같은 조건하에서 신속하게 도체의 교체 작업을 수행할 수 있도록 구현 가능하다.

여기서, 부스(10)는 양단이 개구된 원통 형상의 내주면 하단에 절연체(30)가 이격되게 구비되고, 상기 절연체(30) 상에 볼트 등의 체결수단을 통해 도체(20)가 체결되는 구조이다. 이때, 상기 도체(20)는 길이가 긴 제1 도체(22a)와, 상기 제1 도체의 단부에 결합되어 접점 구성을 위해 연결되는 길이가 짧은 제2 도체(22b)로 구성된다.

한편, 가스절연 개폐장치의 내부에 실질적으로 개폐동작을 수행하는 진공인터럽터(Vacuum Interrupotr)가 구비된다. 그런데 이 진공인터럽터는 통전시 발생하는 전자력에 의해서 진동 등이 발생하게 된다. 여기서, 도체(20)는 구리나 알루미늄 등의 재질로 제작되는데 진동에 의해 절연체(30)와의 연결 부위 등에서 도체 가루가 생성된다. 이렇게 생성된 도체 가루는 도체(20)를 지지하고 있는 절연체(30)의 표면에 쌓이게 되어 상기 절연체(30)의 표면에 쌓이게 되는 도체 가루가 금속 재질로 형성된 상기 부스(10)의 내주면에 연결되어 전류를 흐르게 하는 매체로 작용하면서 감전사고의 원인이 되기도 하므로 지속적으로 도체(20) 및 절연체(30)의 청소 및 유지보수가 필수로 요구된다.

베이스(110)는 금속판재의 양단을 상방으로 각각 절곡 형성하여 경사를 이루게 하면서, 경사진 경사부의 저면 전후에 바퀴(112)가 각각 구비되어 부스(10)의 내주면에 네 지점 지지가 가능하게 하고, 경사부 사이에 형성된 수평부의 상면 전후로 손잡이(114)가 각각 구비된다.

그리고 상기 베이스(110)는 상면 중심에 후술할 나선부재(130)가 나선 체결될 수 있도록 나선홀이 관통 형성되며, 저면 전후에 베이스의 내구성 향상을 위해 덧붙이는 리브(rib: 110a)를 포함한다.

여기서, 상기 베이스(110)의 양단을 경사지게 형성한 이유는 대차(100)의 무게 중심을 낮추게 하면서 바퀴(112)의 저면이 부스(10)의 내주면에 직립하게 접촉되게 하기 위함이다. 만약, 상기 베이스(110)의 양단이 절곡되지 않고 평면으로 이루어지는 경우 대차의 무게 중심이 높을 뿐만 아니라 상기 베이스(110)의 저면 양단에 설치되는 바퀴(112)의 외측 가장자리가 부스(10)의 내주면에 닿게 되며, 반복 동작 과정을 통해 상기 바퀴(112)의 외측 가장자리만 편마모되는 문제점이 발생한다.

보강부재(120)는 베이스(110)의 수평부 상면에 구비되는 원판 형상으로 중심에 후술할 나선부재(130)가 관통하면서 베이스(110)까지 나선 체결될 수 있도록 나선홀이 횡방향으로 형성된다.

나선부재(130)는 보강부재(120) 및 베이스(110)의 중심에 형성된 나선홀에 나선 체결되어 회전을 통해 후술할 지지체(140)를 승강시키게 된다.

회전부재(140)는 나선부재(130)의 하단에 고정되며, 고정된 외주면에 방사상의 핸들이 다수 구비되어 후술할 지지체(150)의 높이 조절이 요구되면 작업자가 상기 핸들을 돌려 상기 나선부재(130)를 정방향 또는 역방향으로 회전시키면서 상기 지지체(150)의 높낮이 조절이 가능하게 된다.

한편, 회전부재(140)는 내주면에 나선홈이 형성되어 나선부재(130)의 나선에 체결될 수 있으며, 핸들의 사이 위치에 별도의 나선홀이 중심 방향으로 관통 형성되고 상기 나선홀에 볼트 등의 체결수단으로 체결하여 상기 나선부재(130)에 고정 위치를 조절할 수 있다. 이와 다르게 상기 회전부재(140)는 나선부재(130)와 일체로 형성될 수 있다.

지지체(150)는 나선부재(130)의 상단에 구비되어 도체(20)의 외주면 하단을 지지할 수 있도록 상면에 오목한 원호 형상으로 형성된 블록으로, 금속재 등으로 제작된다.

이때, 상기 지지체(140)는 나선부재(130)의 상단에 회전 가능하게 고정될 수 있다. 이를 실현하기 위한 구조는, 일예로 나선부재(130)의 상단에 하단의 직경보다 큰 플랜지부가 형성되면서 상기 플랜지부가 삽입될 수 있도록 대응하는 원형 홈이 지지체(150)의 저면에 형성되며, 상기 원형 홈의 입구를 중심에 상기 나선부재(130)의 하단이 삽입될 수 있도록 관통홀이 형성된 마감부재를 통해 마감하게 되므로 상기 플랜지부가 분리되는 것을 방지하게 된다.

그러므로 본 발명에 의한 변전소의 부스내 도체 교체 작업용 대차(100)에 의해 변전소의 부스내 도체를 교체하는 방법은 도 4 내지 도 9에 도시된 바와 같이 다음과 같다.

먼저, 작업자의 편의성 등을 고려하여 부스(10)를 현장에 배치된 작업 선반 상에 위치시킨다.

다음으로, 부스(10)의 내주면 하단에 설치된 복수의 절연체(30) 상에 볼트 등과 같은 체결수단에 의해 고정된 도체(20)를 상기 체결수단을 분리한 후 상기 절연체(30)에서 분리한다.

다음으로, 분리된 도체(20)의 하부 즉, 절연체(30)의 사이에 바퀴에 의해 이동이 가능한 대차(100)를 위치시킨다.

다음으로, 도체(20) 하부에 대차(100)를 위치시킨 후 상기 대차(100)를 작동시켜 상기 도체(20)를 절연체(30)에서 소폭 들어올리며, 이는 상기 도체(20) 인출시 후단 저면이 절연체(30)에 접촉하는 것을 방지하기 위해 실시된다.

즉, 도체(20)를 소폭만큼 들어올리기 위해서는 회전부재(140)의 핸들을 잡고 반시계 방향으로 회전시키면 상단에 위치된 지지체(150)의 높이가 약간 상승하면서 도체(20)를 소폭으로 상승시킨다.

다음으로, 도체(20)의 후단을 대차(100)에 의해 소폭 상승시킨 상태에서 상기 도체(20)의 선단을 크레인이 구비된 외부 대차 등을 통해 들어올리면서 전방인 외부로 인출한다.

다음으로, 인출된 도체(20)와 절연체(30)를 점검 및 청소하게 되는데, 이는 상기 도체(20)의 내부, 상기 절연체(30) 상태 등을 점검하고 이상 부품을 교체처리 하며, 신규 도체를 준비 및 점검하여 재조립 준비를 하게 된다.

다음으로, 점검 및 청소 완료 또는 교체된 도체(20) 및 절연체(30)를 부스(10) 내부에 인입시켜 조립한다.

이때, 상기 점검 및 청소 또는 교체된 도체 및 절연체 조립시 부스 내부에 대차를 위치시키고, 도체 중 제1 도체(22a)의 후단을 대차 상에 안착 후 선단 외부를 지지하고, 도체 중 제1 도체(22a)에 제2 도체(22b)를 결합하고, 절연체 상에 도체를 고정하며, 결합 상태를 점검하는 공정을 세부적으로 진행한다.

이를 상세히 설명하면, 부스 내부에 대차를 위치시킬 때, 부스(10) 내주면에 배치된 복수의 절연체(30)의 사이 특히, 도체(20)를 삽입하는 쪽에 위치된 절연체(30)의 후방에 대차(100)를 위치시킨다.

그 후, 도체의 선단을 지지한 상태에서 후단을 상기 대차 상에 안착시키며, 이는 도체 중 제1 도체(22a) 후단 대차 상에 안착 후 선단 외부를 지지하고, 도체 중 제1 도체(22a)에 제2 도체(22b)를 결합하게 된다.

도체 중 제1 도체의 후단을 대차 상에 안착 후 선단 외부를 지지하는 공정은 도체(20)의 선단을 크레인이 구비된 외부 대차 등을 통해 지지한 상태에서 상기 도체(20)의 후단을 부스(10) 내주면을 청소한 후 대차(100)의 지지체(140) 상에 안착시키는 것이다.

도체 중 제1 도체에 제2 도체를 결합하는 공정은 제1 도체(22a)의 선단을 크레인이 구비된 외부 대차 등을 통해 지지중인 상태에서 접점 구성을 위해 상기 제1 도체(22a)의 선단에 제2 도체(22b)의 후단을 선반식 대차 등을 이용하여 결합시키는 것이다.

절연체 상에 도체를 고정하는 공정은 대차(100)를 하강시켜 절연체(30) 상에 위치시킨 후 도체(20)를 볼트 등의 체결수단을 통해 고정하는 것으로, 상기 체결수단에 의해 고정한 후 내부 상태를 점검하게 된다.

이때, 대차(100)는 상기 대차(100)의 구성인 회전부재(140)의 핸들을 잡고 시계 방향으로 회전시켜 상단에 위치된 지지체(150)의 높이를 하강시켜 도체(20)를 절연체(30) 상에 위치시킨다.

결합 상태를 점검하는 공정은 도체(20) 및 절연체(30)의 결합 상태를 점검하여 접촉 저항 측정을 통해 내부 접점이 올바르게 구성되었는지 검사하는 것이다.

한편, 본 발명에 의한 변전소의 부스내 도체 교체 작업용 대차(100)에서 다른 실시예의 지지체(150)는 지지체 본체(152), 안착 부재(154), 조작 부재(156) 및 채결 부재(158)를 포함하며, 상기 안착 부재(154)가 양측으로 분리된 상태에서 간격 조절을 통해 도체(20)의 직경에 상관없이 사용 가능한 구조이다.

지지체 본체(152)는 회전부재(140)의 상단에 회전 가능하게 설치되고, 상단 양측벽에 경사 또는 단차가 형성된 안내 레일(152a)이 구비되어 상기 안내 레일(152a)에 안착 부재(154)의 저면 홈이 결합되므로 이탈을 방지하면서 슬라이딩 이동 가능한 구조로 형성된다.

안착 부재(154)는 도체(20)의 외주면 하단을 지지할 수 있도록 대향된 상면에 오목한 원호 형상으로 형성된 블록으로, 양측으로 분할되어 간격에 따라 안착 가능한 상기 도체(20)의 직경 조절이 가능하다. 즉, 안착 부재(154)의 간격이 좁아지면 직경이 작은 도체(20)의 지지가 가능하고, 상기 안착부재(154)의 간격이 넓어지면 직경이 큰 도체(20)의 지지가 가능한 것이다.

이때, 상기 안착부재(154)의 대향된 내측벽에는 홈(154b)이 각각 형성되고 상기 홈(154b) 내에 조작 부재(156)의 양단부 및 채결 부재(158)가 위치된다.

조작 부재(156)는 안착 부재(154)의 사이에 배치되어 사용자에 의한 회전에 의해 상기 안착 부재(154)를 일률적으로 내측 또는 외측으로 이동시키는 기능을 한다. 이때, 상기 조작 부재(156)는 안착부재(154)의 사이에 위치되는 회전부(156)와 상기 회전부(156)의 양측면에 나선 방향이 대칭 형태로 이루어진 나선부(156a)가 각각 형성된다.

채결 부재(158)는 양측 안착부재(154)의 홈(154b) 입구에 각각 삽입되어 조작부재(156)의 나선부(156a)가 나선 체결될 수 있도록 나선홀이 형성되는 너트 형태이다.

그러므로 본 발명에서의 다른 실시예의 지지체(150)는 도체(20)의 직경에 따라 안착 부재(154)의 간격을 조작 부재(156)의 회전 방향과 회전량을 통해 조절함으로써 다양한 도체(20)를 지지할 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100: 대차
110: 베이스
120: 보강부재
130: 나선부재
140: 회전부재
150: 지지체

Claims (5)

1. 양단이 경사지게 절곡 형성되고 절곡 형성된 저면에 바퀴가 다수 구비되어, 변전소 부스(bus)의 내부를 따라 이동하는 베이스;
   상기 베이스의 상에 직립된 상태로 나선 체결되는 나선부재;
   상기 나선부재에 구비되어 상기 나선부재를 회전되게 하고, 외주면에 방사상의 핸들이 구비되며, 상기 나선부재에 일체로 구비되거나, 상기 나선부재와 별도로 구비되어 나선 체결된 도중에 위치 고정되는 회전부재; 및
   상기 나선부재의 상단에 구비되어 상기 부스 내부에 구비되는 도체의 저면이 지지될 수 있도록 구비하되, 상기 도체의 직경에 따라 상기 도체의 지지가 가능하도록 양측으로 분할되며 그 사이의 간격이 조절되는 지지체를 포함하며,
   상기 지지체는,
   상기 회전부재 상단에 회전 가능하게 설치되고, 상단 양측벽에 경사 또는 단차가 형성된 안내레일이 구비되어 상기 안내레일에 안착부재의 저면 홈이 결합되므로 이탈을 방지하면서 슬라이딩 이동 가능한 지지체 본체;
   상기 지지체 본체의 상부에 구비되어 상기 도체의 외주면 하단을 지지하도록 상면이 오목한 형태로 형성되고, 양측으로 분할되는 안착부재; 및
   상기 안착부재의 대향된 내측벽에 각각 형성된 홈 내에 위치하여 사용자의 회전 조작에 따라 상기 안착부재의 간격을 조절하되, 양측으로 분할된 상기 안착부재의 간격이 좁아지면 직경이 작은 도체의 지지가 가능하고 상기 안착부재의 간격이 넓어지면 직경이 큰 도체의 지지가 가능하며, 지지대상이 되는 상기 도체의 직경 및 곡률에 맞추어 상기 안착부재의 간격을 조절할 수 있는 조작부재 및 체결부재;를 포함하는 변전소의 부스내 도체 교체 작업용 대차.
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