KR101632867B1 - 수배전반 내진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지진발생시 에어튜브로 에어를 자동 공급하여 종, 횡방향 진동을 효과적이고 또한 즉각적으로 감쇠시켜 배전반을 안전하고 신뢰성있게 받쳐줄 수 있도록 함과 더불어 수배전반 함체 내부 공간에 존재하는 먼지를 주기적으로 제거할 수 있는 수배전반 내진장치를 제공한다.
이를 구현하기 위한 본 발명은 수배전반 바닥면에 설치되며 내부에는 공간이 형성된 프레임, 상기 프레임의 내부에 설치되며 제어수단에서 공급되는 에어의 압력으로 팽창하며 진동을 감쇄하는 에어튜브, 상기 에어튜브의 상면에 덮혀지며 그 하단은 상기 프레임의 내부 공간 바닥에 접촉된 상태에서 상기 에어튜브의 팽창에 따라 위로 상승하며 접촉이 해지되는 에어튜브고정프레임 및 상기 수배전반의 바닥면에 일단이 고정되고 타단은 상기 프레임의 상단에 형성된 구멍을 통과한 상태에서 상기 에어튜브고정프레임이 상면에 고정되며 진동을 재차 감쇄하는 방진스프링으로 구성함을 기술적 요지로 한다.

Description

수배전반 내진장치{The distribution Board for Earthquake-proof}

본 발명은 수배전반 내진장치에 관련되는 것으로서, 더욱 상세하게는 지진발생시 에어튜브로 에어를 자동 공급하여 종, 횡방향 진동을 효과적이고 또한 즉각적으로 감쇠시켜 배전반을 안전하고 신뢰성있게 받쳐줄 수 있도록 함과 더불어 수배전반 함체 내부 공간에 존재하는 먼지를 주기적으로 제거할 수 있는 수배전반 내진장치에 관한 것이다.

일반적으로 학교나 빌딩, 아파트단지, 공장 등과 같은 집단 전력수요처에서는 각각이 필요로 하는 전력을 얻기 위해 변전소로부터 공급되는 6600V 이상 22900V급 특고압을 수전하여 380V 또는 220V의 저전압의 상용전압으로 변전하는 수변전설비를 갖추게 되며, 중전기나 스위치장치 및 기타 안전장치 등의 전기설비가 함체 내부에 설치되어 전력공급을 제어하는 배전반을 구축하게 되는데, 주로 중량감을 갖는 중전기기들이 많이 배치된다.

특히, 특고압을 변성하기 위한 중전기나 주선로와 예비선로의 자동부하전환에 사용되는 자동부하절체개폐기(ALTS), 고전압/대전류를 저전압/소전류로 변성시키는 계기용 변압변류기(MOF), 진공차단기(VCB) 등은 대표적인 중전기기들이라 할 수 있다.

한편, 이러한 구성들로 이루어진 배전반은 지면에 고정 설치되기 때문에 지진 발생 시 지진파의 진동에 의하여 배전반에 구비된 함체에 변형이 발생되거나, 배전반 내부에 설치된 각종 전기기기가 파손될 수 있고, 심할 경우 배전반이 넘어질 수 있다는 문제점이 있으며, 이는 결과적으로 전력이 필요한 곳에 안정적으로 전력을 공급할 수 없게 되고, 누전 등으로 인해 감전사고 등을 유발할 수 있는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 선행기술로는 대한민국 특허청 등록특허공보 등록번호 제 10-1091183 호(이하 선행기술이라 함)를 예로 들 수 있다.

상기 선행기술은 수배전반의 하부에 설치되는 내진장치에 있어서, 건물의 바닥면에 고정하는 고정공이 형성된 양측의 고정공으로 부터 안쪽방향으로 일정간격 이격되어 삽입공을 형성한 고정플레이트와, 상기 고정플레이트의 일면에 고정 설치되며 상부는 좁고 하부는 넓게 형성된 몸체의 중앙에 통공이 구비되며, 몸체의 외주면에는 받침날개가 돌출 형성된 내진흡수수단과, 상기 내진흡수수단의 통공과 중심이 일치하는 통공을 형성하며 내진흡수수단을 감싸도록 내측에 공간이 구비된 커버몸체의 양측으로 통공을 형성한 날개부가 일체로 이루어진 커버수단과, 상기 날개부의 통공을 관통하면서 커버수단의 탈거를 방지하면서 커버수단의 높이를 조절하는 탄성력지지볼트가 고정플레이트에 설치된 베어링부재에 삽입 설치되며 베어링부재에 설치되는 반대측의 외주면에는 탄성력지지볼트가 나합되는 나사가 형성되어 구성된 탄성력조절수단과, 상기 커버수단과 내진흡수수단의 통공에는 내측에 나사가 구비된 연결금구를 포함 및 상기 연결금구에 나사 결합되어 수배전반의 높이 및 수평을 조절할 수 있도록 풀림장지너트와 높이조절너트가 나합 설치된 높이조절수단을 포함하여 이루어진 것을 요지로 한다.

그러나 위 선행기술은 진동을 감쇄시키기 위한 구조가 단일성임에 따라 효과적인 진동 감쇄효과를 기대할 수 없으며, 복잡한 구조로 인해 설치비용이 많이 드는 단점과 함께 진동발생시 즉각적으로 반응하지 못해 신뢰성이 떨어지는 단점이 있다.

문헌 1: 대한민국 특허청 등록특허공보 등록번호 제 10-1469164 호

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 지진발생시 에어튜브로 에어를 자동 공급하여 종, 횡방향 진동을 효과적이고 또한 즉각적으로 감쇠시켜 배전반을 안전하고 신뢰성있게 받쳐줄 수 있도록 한 수배전반 내진장치를 제공함에 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 방진스프링과 에어튜브를 이용한 이중 진동 감쇄효과를 얻어 안정성을 높인 수배전반 내진장치를 제공함에 있다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 에어튜브로 공급되는 에어를 이용하여 수배전반의 함체 내부 먼지를 제거토록 한 수배전반 내진장치를 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 수배전반 바닥 모서리면에 설치되어 진동을 감쇄하는 수배전반 면진장치에 있어서, 상기 수배전반 바닥면에 설치되며 내부에는 공간이 형성된 프레임, 상기 프레임의 내부에 설치되며 제어수단에서 공급되는 에어의 압력으로 팽창하며 진동을 감쇄하는 에어튜브, 상기 에어튜브의 상면에 덮혀지며 그 하단은 상기 프레임의 내부 공간 바닥에 접촉된 상태에서 상기 에어튜브의 팽창에 따라 위로 상승하며 접촉이 해지되는 에어튜브고정프레임 및 상기 수배전반의 바닥면에 일단이 고정되고 타단은 상기 프레임의 상단에 형성된 구멍을 통과한 상태에서 상기 에어튜브고정프레임이 상면에 고정되며 진동을 재차 감쇄하는 방진스프링으로 구성함을 특징으로 한다.

상기 제어수단은 진동을 감지하여 신호를 송출하는 감지부, 상기 감지부에서 송출되는 신호를 인가받아 컴프레셔를 구동시키는 제어부, 상기 컴프레셔와 상기 에어튜브를 연결하며 에어를 상기 에어튜브로 공급하는 에어공급라인 및 상기 에어공급라인에 설치되며 상기 제어부의 전기 신호에 따라 상기 에어공급라인을 개방 및 폐쇄 동작시키는 제 1솔레노이드밸브로 구성함을 특징으로 한다.

상기 에어공급라인에는 에어배출라인이 분기 연결되며, 상기 에어배출라인에는 상기 제어부의 신호에 따라 상기 에어배출라인을 개방 및 폐쇄 동작시키는 제 2솔레노이드밸브가 설치되도록 구성함이 바람직하다.

상기 에어배출라인에는 압력계가 설치되도록 함이 바람직하다.

상기 수배전반의 내부 공간 상면에는 상기 컴프레셔에서 공급되는 에어를 상기 수배전반 내부에 설치되어 있는 부스바 및 애자로 분사하여 먼지를 제거하는 분사노즐이 설치되도록 함이 바람직하다.

상기 컴프레셔와 상기 분사노즐은 먼지 제거용 에어 공급라인으로 연결 구성되고, 상기 먼지제거용 에어 공급라인에는 상기 제어부의 신호에 따라 상기 먼지제거용 에어 공급라인을 개방 및 폐쇄 동작시키는 제 3솔레노이드밸브가 설치되도록 구성함이 바람직하다.

본 발명은 지진발생시 에어튜브로 에어를 자동 공급하여 종, 횡방향 진동을 효과적이고 또한 즉각적으로 감쇠시켜 배전반을 안전하고 신뢰성있게 받쳐줄 수 있으며, 방진스프링과 에어튜브를 이용한 이중 진동 감쇄효과를 얻어 더욱 안정적으로 수배전반을 보호할 수 있는 효과를 가진다.

또한 본 발명은 에어튜브로 공급되는 에어를 수배전반 내부로 분사시켜 부스바 및 애자에 쌓은 먼지를 제거하여 과열 및 절연성능 저하를 방지할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수배전반 내진장치의 전체 구성을 도시한 도면.
도 2는 도 1의 측면도.
도 3은 도 1에서 도시하고 있는 진동 감쇄수단의 구조를 발췌하여 도시한 도면.
도 4는 도 3에서 도시하고 있는 에어튜브의 팽창상태를 도시한 도면.
도 5는 도 1에서 도시하고 있는 내진장치의 구성을 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 내진장치의 동작 흐름을 도시한 도면.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.

첨부된 도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수배전반 내진장치의 전체 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 측면도이다.

도 1과 도 2에서 도시하고 있는 바와 같이, 수배전반(10)은 중전기를 수용하며 전면에는 도어가 설치된 구조를 가진다.

상기 수배전반(10)에는 본 발명에서 제안하는 내진장치가 설치된다.

상기 내진장치는 지진 발생시에 진동이 수배전반(10)으로 전해지지 않도록 감쇄시켜 진동에 의하여 수배전반에 변형이 발생되거나, 수배전반 내부에 설치된 각종 전기기기가 파손되지 않도록 하여 안정적으로 전력을 공급할 수 있도록 할 목적으로 제공되는 수단이다.

상기 내진장치는 수배전반(10)의 바닥 네 모서리에 설치되는 진동감쇄수단(20)을 포함한다.

상기 진동감쇄수단(20)은 동일한 구조로 제작되는 바, 하기에서는 하나의 진동감쇄수단(20) 구조를 대표하여 기술한다.

도 3은 도 1에서 도시하고 있는 진동 감쇄수단의 구조를 발췌하여 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 에어튜브 팽창상태를 도시한 도면이다.

도 3과 도 4에서 도시하고 있는 바와 같이, 진동감쇄수단(20)은 상기 수배전반(10) 바닥면에 설치되며 내부에는 공간(24)이 형성된 프레임(22), 상기 프레임(22)의 내부에 설치되며 후술하는 에어공급수단인 컴프레셔(56)에서 공급되는 에어의 압력으로 팽창하는 에어튜브(26), 상기 에어튜브(26)의 상면에 올려지는 에어튜브 고정프레임(28) 및 상기 수배전반(10)의 바닥면에 일단이 고정되고 타단은 상기 프레임(22)의 상단에 형성된 구멍(32)을 통과하여 상기 에어튜브 고정프레임(28) 상단에 고정되는 방진스프링(30)으로 구성한다.

상기한 진동감쇄수단(20)은 지진으로 진동이 발생함과 동시에 제어수단(50)이 이를 감지하여 에어튜브(26)로 에어를 공급하여 상기 에어튜브(26)를 팽창시키게 되며, 이에 따라 에어튜브(26)를 고정하는 에어튜브 고정프레임(28)은 승강하며 그 하단부(28a)가 프레임(22) 내부 공간(24) 바닥(24a)에서 위로 떨어진 상태로 하여 수배전반(10)을 받쳐주게 됨으로서 수배전반(10)으로 전해지는 종방향 및 횡방향 진동을 상기 에어튜브(26)가 1차로 감쇄함과 더불어 방진스프링(30)이 종방향 및 횡방향 진동을 재차 감쇄시키게 됨으로서 이중의 감쇄효과를 통해 수배전반(10)을 안전하고 신뢰성있게 받쳐줄 수 있게 된다.

첨부된 도 5는 상기 제어수단의 구조를 도시한 도면이다.

도시하고 있는 바와 같이, 제어수단(50)은 언급한 바와 같이 진동이 발생했을 때, 에어튜브(26)로 에어를 자동 공급하는 수단이다. 상기 제어수단(50)은 지진이 일어났을때의 진동을 감지하여 신호를 송출하는 감지부(52), 상기 감지부(52)에서 송출되는 신호를 인가받아 컴프레셔(56)로 전원을 공급하는 제어부(54) 및 상기 컴프레셔(56)와 상기 에어튜브(26)를 연결하며 상기 컴프레셔(56)의 구동에 따라 에어를 상기 에어튜브(26)로 공급하는 에어공급라인(60), 상기 에어공급라인(60)에 설치되며 상기 제어부(54)의 전기 신호에 따라 상기 에어공급라인(60)을 개방 및 폐쇄 동작시키는 제 1솔레노이드밸브(62)를 포함한다.

상기 제어수단(50)은 진동 발생시 감지부(52)가 이를 감지하여 제어부(54)로 신호를 송출하면 제어부(54)는 컴프레셔(56)로 전원을 공급하여 구동시킴과 더불어 에어공급라인(60)에 설치되어 있는 제 1솔레노이드밸브(62)를 동작시켜 에어공급라인(60)을 개방시킨 상태에서 컴프레셔(56)의 에어를 에어튜브(26)로 공급하게 된다.

한편, 상기 에어공급라인(60)에는 에어배출라인(70)이 분기 형성되며, 상기 에어배출라인(70)은 지진이 멈춰 더 이상의 진동이 감지되지 않을 때, 에어튜브(26)에 충진되어 있는 에어를 외부로 배출시켜 진동감쇄수단(20)을 초기상태로 복귀시키는 수단이다.

상기 에어배출라인(70)에는 제 2솔레노이드밸브(72)가 설치되며, 상기 제 2솔레노이드밸브(72)는 제어부(54)의 신호에 따라 동작하며 에어배출라인(70)을 개방 및 폐쇄 동작시킨다.

상기 에어배출라인(70)에는 압력계(74)가 더 설치되며, 상기 압력계(74)는 상기 에어튜브(26)에 충진된 에어의 압력을 측정하는 수단이다. 상기 압력계(74)는 상기 에어튜브(26)에서 상기 에어배출라인(70)을 통해 에어를 배출하는 과정에서 설정된 압력까지 에어가 배출되도록 하고, 설정된 압력값에 도달하면 제어부(54)로 신호를 인가하여 제 2솔레노이드밸브(72)를 폐쇄 동작시켜 더 이상의 에어가 배출되지 않도록 차단한다.

상기 압력계(74)에 설정된 압력값은 상기 에어튜브(26)가 에어의 배출에 따라 수축하는 과정에서 상기 에어튜브(26)에 설치되어 있는 에어튜브 고정프레임(28)이 하강하여 상기 에어튜브 고정프레임(28)의 하단부(28a)가 프레임(22)의 공간(24) 바닥면(24a)에 접촉할 때까지 에어튜브(26)가 수축할 정도로 에어가 빠져나간 상태의 에어튜브에 저장된 에어의 압력 측정값을 말한다. 이는 진동이 없어지고 나면 수배전반(10)을 다시 지면에서 안정적으로 지탱해야하는 특성상 에어튜브고정프레임(28)의 하단부(28a)가 프레임의 내부 공간부 바닥면에 접촉한 상태가 되어야마 함체를 안정적으로 지탱할 수 있기 때문이다.

한편, 상기 컴프레셔(56)에는 먼지 제거용 에어공급라인(80)의 일단이 연결되고, 상기 먼지 제거용 에어공급라인(80)의 타단은 수배전반(10) 내부 상면에 설치되어 있는 분사노즐(84)에 연결 구성되어, 상기 컴프레셔(56)에서 발생한 에어를 상기 분사노즐(84)을 통해 수배전반(10) 내부 공간에 설치되어 있는 수배전반(10)의 각종 구성품, 예를 들어 부스바(12) 및 애자(14)로 집중 분사하게 된다.

통상 수배전반(10)의 내부에는 시간이 경과함에 따라 퇴적먼지가 쌓이게 되는 데, 이때 퇴적먼지는 수배전반(10) 내부에 설치되어 있는 부스바(12) 및 애자(14)에 영향을 줘 과열 및 절연성능을 저하시키는 주요 원인으로 작용하는 데, 이러한 퇴적먼지를 주기적으로 제거하기 위한 청소작업 인원확충에 어려움이 있다.

따라서, 본 발명은 컴프레셔(56)의 에어를 이용하여 수배전반(10) 내부 공간 상단에 설치된 분사노즐(84)을 통해 부스바(12) 및 애자(14)로 에어를 분사하여 먼지를 제거토록 함으로서 과열 및 절연성능을 저하와 같은 안전성의 문제를 해소할 수 있도록 한다.

또한 상기 수배전반(10)의 배면 아래에는 배기팬(86)이 설치되며, 상기 배기팬(86)은 상기 분사노즐(84)에서 분사되는 에어에 의해 부스바(12) 및 애자(14)에서 떨어진 먼지를 외부로 강제 배출시키게 된다. 상기 배기팬(86)과 상기 수배전반(10)의 배면 사이에는 필터를 더 설치함이 바람직하다.

상기 제어부(54)에는 별도의 타이머(90)를 설치하여, 타이머(90)가 설정된 시간에 도달하고 나면 제어부(54)는 상기 컴프레셔(56) 및 제 3솔레노이드밸브(82)를 자동 동작시켜 수배전반(10) 내부로 에어를 자동 분사시키도록 구성할 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 수배전반 내진장치의 동작을 첨부된 도 6을 참조하여 기술하기로 한다.

지진 등으로 인해 진동이 발생하면 제어수단인 감지부가 진동을 감지하였다고 판단하면(S10), 제어부(54)로 신호를 출력하게 되고, 이에 따라 제어부(54)는 컴프레셔(56)를 구동(S20)시킴과 동시에, 제 1솔레노이드밸브(62)를 동작시켜 개방된 에어공급라인(60)을 통해 진동감쇄수단(20)인 에어튜브(26)로 에어를 공급하여 팽창시키도록 한다(S30).

이와 동시에 상기 에어공급라인(60) 상면에 덮혀져 있는 에어튜브 고정프레임(28)은 상기 에어튜브(26)의 팽창에 따라 프레임(22)의 내부 공간(24) 바닥면(24a)에서 위로 상승하며 지진으로 인한 진동을 상기 팽창한 에어튜브(26)가 일차적으로 흡수하여 감쇄시키도록 한다. 또한 상기 에어튜브 고정프레임(28)과 수배전반(10) 사이에 설치되어 있는 방진스프링(30)이 재차 진동을 감쇄시켜 수배전반(10)을 안전하고 신뢰성있게 받쳐줄 수 있게 된다.

이어서, 감지부(52)가 진동이 멈추었는지를 판단하면(S50), 제어부는 컴프레셔의 구동을 정지시키고(S60), 또한 제 2솔레노이드밸브(72)를 동작시켜(S70) 에어튜브(26)에 저장되어 있는 에어를 외부로 배출시켜 에어튜브(26)를 수축시키게 된다(S80). 이때 에어튜브(26)에 저장되어 있는 에어는 모두 외부로 배출되는 것이 아니라 에어튜브(26)에 저장된 에어의 압력값이 에어의 배출에 따라 서서히 낮아져 상기 에어배출라인(70)에 연결 설치되어 있는 압력계(74)의 설정된 압력값에 도달하면 제어부(54)가 제 2솔레노이드밸브(72)를 즉각적으로 폐쇄시키도록 한다.

상기와 같이 에어의 배출이 완료되면 상기 에어튜브의 상면에 설치되어 있는 에어튜브 고정프레임(28)의 하단부는(28a)는 프레임(22)의 공간(24) 바닥면(24a)에 접촉한 상태가 되고, 이를 통해 수배전반(10)을 다시 지면에서 안정적으로 지탱하게 된다.

한편, 타이머(90)에 설정된 시간에 도달하면 제어부(54)는 제 3솔레노이드밸브(82)를 동작시키게 되며, 이에 따라 컴프레셔(56)에 연결되어 있는 먼지제거용 에어공급라인(80)은 개방되며 수배전반(10)의 내부 공간 상단에 설치되어 있는 분사노즐(84)로 에어를 공급하게 되며, 이를 통해 분사노즐(84)은 수배전반(10) 내부에 설치되어 있는 부스바(12) 및 애자(14)로 에어를 분사시켜 부스바(120 및 애자(14)에 들러붙어 있는 먼지를 제거하여 과열방지 및 절연성능을 높이게 된다.

10: 수배전반 20: 진동감쇄수단
22: 프레임 26: 에어튜브
28: 에어튜브 고정프레임 30: 방진스프링
50: 제어수단 52: 감지부
54: 제어부 56: 컴프레셔
60: 에어공급라인 62: 제 1솔레노이드밸브
70: 에어배출라인 72: 제 2솔레노이드밸브
80: 먼지 제거용 에어공급라인 82: 제 3솔레노이드밸브

Claims (3)

1. 수배전반 바닥 모서리면에 설치되어 진동을 감쇄하는 수배전반 면진장치에 있어서,
   상기 수배전반(10) 바닥면에 설치되며 내부에는 공간(24)이 형성된 프레임(22);
   상기 프레임(22)의 내부 공간(24)에 설치되며 제어수단(50)에서 공급되는 에어의 압력으로 팽창하며 진동을 감쇄하는 에어튜브(26);
   상기 에어튜브(26)의 상면에 덮혀지며 그 하단은 상기 프레임(22)의 내부 공간(24) 바닥면(24a)에 접촉된 상태에서 상기 에어튜브(26)의 팽창에 따라 위로 상승하며 접촉이 해지되는 에어튜브 고정프레임(28) 및 ;
   상기 수배전반(10)의 바닥면(28a)에 일단이 고정되고 타단은 상기 프레임(22)의 상단에 형성된 구멍(32)을 통과한 상태에서 상기 에어튜브 고정프레임(28)이 상면에 고정되며 진동을 재차 감쇄하는 방진스프링(30)으로 구성함을 특징으로 하는 수배전반 면진장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제어수단(50)은;
   진동을 감지하여 신호를 송출하는 감지부(52);
   상기 감지부(52)에서 송출되는 신호를 인가받아 컴프레셔(56)를 구동시키는 제어부(54);
   상기 컴프레셔(56)와 상기 에어튜브(26)를 연결하며 에어를 상기 에어튜브(26)로 공급하는 에어공급라인(60) 및;
   상기 에어공급라인(60)에 설치되며 상기 제어부(54)의 신호에 따라 상기 에어공급라인(60)을 개방 및 폐쇄 동작시키는 제 1솔레노이드밸브(62)로 구성함을 특징으로 하는 수배전반 면진장치.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 에어공급라인(60)에는 에어배출라인(70)이 분기 연결되며, 상기 에어배출라인(70)에는 상기 제어부(54)의 신호에 따라 상기 에어배출라인(70)을 개방 및 폐쇄 동작시키는 제 2솔레노이드밸브(72)가 설치됨을 특징으로 하는 수배전반 면진장치.

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