KR101642118B1 - 옥내수전반 변압기 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 옥내수전반 변압기 냉각장치에 관한 것으로 옥내에 설치되는 몰드형변압기에서 발생하는 열을 냉각하기 위하여 외부의 공기를 흡기한 후 몰드형변압기의 철심과 내측코일 절연체 및 외측코일 절연체 사이의 이격된 공간에 흡기된 공기를 집중적으로 공급하여 냉각효율을 향상시키는 옥내수전반 변압기 냉각장치에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 옥외로 연결되는 외벽흡기구 및 배기구가 각각 설치되는 전기실과, 상기 전기실 내부에 설치되어 그 상부에는 변압기반 함체가 배치되며, 상기 변압기반 함체의 하부와 접하는 부분에는 상기 외벽흡기구로 흡입되는 공기가 유입되어 모이는 냉각공기실이 형성된 콘크리트기초와, 상부와 하부가 개방된 하우징 형상으로, 내부에는 철심을 중심으로 내측코일 절연체와 외측코일 절연체가 환상으로 감싸는 몰드형변압기가 안치된 상태에서 상기 냉각공기실로 모이는 공기가 몰드형변압기의 하부에 구비되는 바닥흡기구를 통하여 유입되는 변압기반 함체 및 일측이 상기 배기구에 연결되고, 타측은 상기 변압기반 함체의 개방된 상부에 결합되는 배기덕트를 포함한다.

Description

옥내수전반 변압기 냉각장치{COOLER OF MOLD TYPE TRANSFORMER FOR INTERIOR INCOMING PANEL}

본 발명은 옥내수전반 변압기 냉각장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 옥내에 설치되는 몰드형변압기에서 발생하는 열을 냉각하기 위하여 외부의 공기를 흡기하여 상기 몰드형변압기 내부에 집중적으로 공급되도록 함으로써 냉각효율을 향상시키는 옥내수배전반 변압기 냉각장치에 관한 것이다.

종래에는 수배전반에서 발생하는 열을 냉각하기 위하여 변압기가 설치되는 변압기반 함체 전면 도어하부를 적절히 타공하여 흡기구를 설치하고, 후면 도어의 상부에는 각 단위별로 배기구와 송풍팬을 설치하여 수전설비 주요기기로부터 방출되는 열을 함체 외부로 배출되도록 하는 구성함이 일반적이었다.

국내 등록실용신안공보 제0234041호(변압기 냉각장치)와 같이 물을 순환시켜서 냉각을 하는 수냉식 냉각장치가 소개되기도 하였으나, 설치 장소에 제한이 있고 물을 필요로 한다는 문제가 있어 여러 가지 제약이 따르는 문제가 있다.

이에 따라 공랭식 냉각장치의 성능을 개선한 국내 등록특허공보 제0740896호(공기 흡배기 관로가 형성된 수배전반)가 소개되었으나, 수배전반 내부로 유입된 찬 공기가 발열기기에 집중되지 못하고, 냉각 후 가열된 공기를 외부로 원활하게 배출하지 못하는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 전기실 외부의 찬 공기를 몰드형변압기 내부의 철심과 내측코일 절연체 및 외측코일 절연체 사이에 형성되는 이격 공간에 집중적으로 유입시켜 냉각효율을 향상시키는 옥내수전반 변압기 냉각장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 몰드형변압기의 철심과 내측코일 절연체 및 외측코일 절연체의 온도를 감지하여 전기실 외부의 공기를 흡입하는 배기팬의 가동여부를 판단할 수 있는 컨트롤러가 구비되어 유지비용을 절감할 수 있으며, 상기 컨트롤러를 통하여 동절기에는 전기실 외부로 통하는 배기구를 폐쇄하고 냉각 후 가열된 공기는 옥내를 난방하는데 이용할 수 있는 옥내수전반 냉각장치를 제공하는데 있다.

이러한 과제를 해결하기 위하여,

옥외로 연결되는 외벽흡기구 및 배기구가 각각 설치되는 전기실과, 상기 전기실 내부에 설치되어 그 상부에는 변압기반 함체가 배치되며 상기 변압기반 함체의 하부와 접하는 부분에는 상기 외벽흡기구로 흡입되는 공기가 유입되어 모이는 냉각공기실이 형성된 콘크리트기초와, 상부와 하부가 개방된 하우징 형상으로, 내부에는 철심을 중심으로 내측코일 절연체와 외측코일 절연체가 환상으로 감싸는 몰드형변압기가 안치된 상태에서 상기 냉각공기실로 모이는 공기가 몰드형변압기의 하부에 구비되는 바닥흡기구를 통하여 유입되는 변압기반 함체 및 일측이 상기 배기구에 연결되고, 타측은 상기 변압기반 함체의 개방된 상부에 결합되는 배기덕트를 포함한다.

여기에서 상기 냉각공기실은 상기 콘크리트기초의 상면에서 변압기반 함체와 상응하는 부분이 함몰되도록 타설된다. 그리고 냉각공기실의 바닥면에서 돌출형성되는 다수의 지지베이스가 상기 몰드형변압기를 지지하며, 서로 이웃하는 상기 지지베이스의 상면을 잇도록 설치되는 베이스찬넬로 인하여 상기 몰드형변압기를 더욱 안전하게 지지할 수 있다.

그리고 상기 냉각공기실은 콘크리트기초의 전방과 후방 일부가 개방되어 전기실로 유입된 공기가 상기 냉각공기실로 원활하게 흡입되도록 한다.

또한, 상기 변압기반 함체의 내부에는 상면에는 상기 몰드형변압기가 삽입될 수 있는 관통홀이 형성되고, 하면은 개방되어 상기 몰드형변압기의 하부를 감싸도록 설치되는 절연성격벽으로 인하여 냉각효율을 더욱 향상시킨다.

특히, 상기 절연성격벽은 관통홀이 상기 몰드형변압기의 최외각에 위치하는 내측코일 절연체의 외주면에 밀착되고, 그 하부는 상기 콘크리트기초의 상면에 밀착된다.

이 때, 상기 절연성격벽의 외면은 관통홀의 경사면을 가지는 테이퍼 형상으로 제조된다.

한편, 상기 몰드형변압기에는 내측코일 절연체와 외측코일 절연체의 온도를 감지하는 코일온도센서가 구비되고, 이에 연동하여 배기팬을 작동시키는 컨트롤러가 구비된다.

그리고 실내유입구가 구비되는 공조덕트와 상기 공조덕트와 배기덕트를 이어주는 연결덕트가 구비된다.

본 발명은 외부의 찬 공기를 흡기하여 변압기반 함체 내부에 설치된 몰드형변압기, 정확하게는 상기 몰드형변압기의 철심과 내측코일 절연체 및 외측코일 절연체 사이의 이격된 공간으로 집중적으로 공급하여 냉각효율을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 상기 몰드형변압기의 내측코일 절연체 및 외측코일 절연체의 온도에 따라 배기팬을 가동하며, 겨울철에는 배기구를 폐쇄하고 몰드형변압기를 냉각시킨 후 가열된 공기를 공조덕트를 통하여 옥내로 송풍함으로써 상기 몰드형변압기에서 발생하는 열을 난방에 이용할 수 있는 효과도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 옥내수전반 변압기 냉각장치를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 도 1의 A부를 도시한 확대도.
도 3은 도 2의 B-B' 단면을 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 절연성격벽을 도시한 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 콘크리트기초를 도시한 평면도.
도 6은 본 발명에 따른 콘크리트기초를 도시한 정면도.
도 7은 본 발명에 따른 절연성격벽의 다른 실시예를 도시한 도면.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 옥내수전반 변압기 냉각장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 A부를 도시한 확대도이며, 도 3은 도 2의 B-B' 단면을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 절연성격벽을 도시한 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 콘크리트기초를 도시한 평면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 콘크리트기초를 도시한 정면도이며, 도 7은 본 발명에 따른 절연성격벽의 다른 실시예를 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명은 옥외로 연결되는 외벽흡기구(110) 및 배기구(120)가 각각 설치되는 전기실(100)과, 상기 전기실(100) 내부에 설치되어 그 상부에는 변압기반 함체(300)가 배치되며, 상기 변압기반 함체(300)의 하부와 접하는 부분에는 상기 외벽흡기구(110)로 흡입되는 공기가 유입되어 모이는 냉각공기실(210)이 형성된 콘크리트기초(200)와, 상부와 하부가 개방된 하우징 형상으로, 내부에는 철심(311)을 중심으로 내측코일 절연체(312)와 외측코일 절연체(313)가 환상으로 감싸는 몰드형변압기(310)가 안치된 상태에서 상기 냉각공기실(210)로 모이는 공기가 몰드형변압기(310)의 하부에 구비되는 바닥흡기구(314)를 통하여 유입되는 변압기반 함체(300) 및 일측이 상기 배기구(120)에 연결되고, 타측은 상기 변압기반 함체(300)의 개방된 상부에 결합되는 배기덕트(400)를 포함한다.

상기 변압기반 함체(300)는 내부에 상기 몰드형변압기(310)를 비롯한 도면에 도시되지 않은 COS, 1차 및 2차 단자와 리드선이 구비되는 공간부가 형성된 기밀성 함체이다.

상기 전기실(100)의 일측 벽면 하부에는 옥외로 연결되며 외부의 공기 유입시 이물질이 혼입되는 것을 방지하기 위한 필터(800)가 구비된 외벽흡기구(110)가 설치되고, 상부에는 옥외로 연결되며 상기 변압기반 함체(300)로 유입된 공기가 몰드형변압기(310)를 냉각시킨 후 옥외로 배기하기 위한 배기구(120)가 설치된다.

상기 콘크리트기초(200)는 상기 전기실(100)의 내부에서 바닥 위에 설치되며, 상기 콘크리트의 상면 중 몰드형변압기(310)의 하부에 상응하는 부분이 함몰되어 상기 전기실(100) 내로 흡기된 공기가 모이도록 형성되는 냉각공기실(210)이 일체로 구비된다.

도 5 및 도 6은 상기 냉각공기실(210)의 일 실시예를 도시한 것으로, 상기 콘크리트기초(200)의 상면에는 내부에 몰드형변압기(310)가 설치되는 변압기반 함체(300)의 하부에 대응되는 부분이 함몰 형성된다. 그리고 함몰된 상기 냉각공기실(210)의 바닥에서 상방으로 돌출 형성되는 지지베이스(220)가 다수 구비되어 상기 변압기반 함체(300), 즉 몰드형변압기(310)를 지지하게 된다.

상기 지지베이스(220)의 상면에는 서로 이웃하는 지지베이스(220)의 상면을 잇도록 설치되는 베이스찬넬(500)이 구비되어 상기 변압기반 함체(300)와 몰드형변압기(310)를 더욱 안정적으로 지지하게 된다.

즉, 이러한 구성에 의하여 상기 변압기반 함체(300)와 몰드형변압기(310)가 냉각공기실(210)의 바닥면으로부터 지지베이스(220)의 높이만큼 부상되어 있으므로 상기 외벽흡기구(110)로 흡기된 공기가 상기 냉각공기실(210)을 통하여 상기 몰드형변압기(310)의 바닥흡기구(314)로 원활하게 공급될 수 있다.

본원발명에서 상기 몰드형변압기(310)는 중심에 철심(311)이 구비되고 여기에 이격되는 내측코일 절연체(312)부와, 상기 내측코일 절연체(312)부와 동간격으로 이격되는 외측코일 절연체(313)부가 구비되는 것으로, 이와 같은 몰드형변압기(310)의 구성은 이미 공지된 것으로써 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 변압기반 함체(300)는 몰드형변압기(310)가 외부로 노출되어 안전사고가 발생하는 것을 방지하는 것으로, 그 내부에는 상기 몰드형변압기(310)가 설치된다. 그리고 변압기반 함체(300)의 하단은 개방되어 상기 냉각공기실(210)에 모이는 공기가 유입될 수 있도록 연결된다.

상기 배기덕트(400)는 일단부가 상기 배기구(120)에 연결되고, 타단부는 상기 변압기반 함체(300)의 상부로 연장되어 변압기반 함체(300)의 내부와 연결된다.

즉, 상기 냉각공기실(210)로부터 공급되는 공기가 상기 변압기반 함체(300)의 하부를 통하여 몰드형변압기(310)의 바닥흡기구(314)로 유입되고, 이 공기가 몰드형변압기(310)의 철심(311)과 내측코일 절연체(312) 및 외측코일 절연체(313) 사이의 이격된 공간(a)으로 공급되어 몰드형변압기(310)를 냉각하며, 이로 인해 가열된 공기는 다시 상기 변압기반 함체(300)의 상부에 연결된 배기덕트(400)를 통하여 배기구(120)로 배출된다.

여기에서, 상기 변압기반 함체(300)의 개방된 상부에는 상기 냉각공기실(210)로 공급된 공기가 상기 바닥흡기구(314)를 통하여 변압기반 함체(300)로 유입되어 몰드형변압기(310)를 냉각 시키면, 이에 따라 가열된 공기를 상기 배기덕트(400)로 강제 배출시킬 수 있는 배기팬(410)이 설치된다.

한편, 상기 몰드형변압기(310)의 내측코일 절연체(312) 및 외측코일 절연체(313)에는 코일온도센서(미도시)가 설치되고, 상기 코일온도센서에 연동하여 상기 배기팬(410)을 가동하는 컨트롤러(미도시)가 더 구비된다.

상기 컨트롤러에 대하여는 아래에서 후술하기로 한다.

상기 베이스찬넬(500)은 상기 변압기반 함체(300)의 하부와 지지베이스(220)의 상부 사이에 배치되어 상기 변압기반 함체(300)가 냉각공기실(210)에서 부상되게 설치되는 상태를 더욱 안정적으로 지지한다.

그리고 본 발명에 의한 옥내수전반 변압기 냉각장치에 따르면, 상면에는 상기 몰드형변압기(310)가 삽입될 수 있는 관통홀(610)이 형성되고, 하면은 개방되어 상기 몰드형변압기(310)의 하부를 감싸도록 설치되는 절연성격벽(600)이 설치된다.

상기 절연성격벽(600)은 상기 관통홀(610)이 상기 몰드형변압기(310)의 최외각에 위치하는 외측코일 절연체(313)의 외부면에 밀착되고, 그 하부는 상기 변압기반 함체(300) 내에서 상기 콘크리트기초(200)의 상면에 밀착되도록 설치된다.

즉, 상기 절연성격벽(600)에 의해 상기 몰드형변압기(310)의 하부에 구비되는 바닥흡기구(314)는 상기 냉각공기실(210)과 이어지게 되며, 이에 의하여 상기 냉각공기실(210)에 모이는 공기는 상기 몰드형변압기(310)로 집중적으로 공급되는 것이다.

또한, 상기 절연성격벽(600)은 도 7에 도시된 바와 같이, 그 외면이 상기 관통홀(610)의 가장자리에서 하부로 갈수록 경사지는 테이퍼 형상으로 구비되어 공기를 집중 공급하는 성능을 향상시키며, 상기 절연성격벽(600)의 내부에서 공기의 와류가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

그리고 상기 절연성격벽(600)은, 상기 관통홀(610) 주변이 상기 몰드형변압기(310), 더 상세하게는 몰드형변압기(310)의 최외각에 위치하는 외측코일 절연체(313)의 외부면에 밀착됨으로 인하여 절연열화 촉진현상이 발생하지 않도록 절연성의 재질로 제작되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 전기실(100)에는 일측이 상기 전기실(100)의 내부로 인입되고 그 외주면에는 상기 컨트롤러에 연동하여 개폐되는 실내유입구(701)가 구비되며, 타측은 상기 전기실(100)의 외부로 연장되어 옥내로 연결되는 공조덕트(700)와, 상기 실내유입구(701)와 배기덕트(400)가 서로 이어지도록 설치되는 연결덕트(710)가 더 구비된다.

이를 상기 컨트롤러와 함께 더욱 상세히 설명하면, 상기 컨트롤러는 상기 코일온도센서에서 감지되는 온도에 따라 상기 배기팬(410)을 필요시에만 가동하여 전력이 낭비되는 것을 방지할 수 있다. 특히, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 변압기반 함체(300) 내에 다수의 몰드형변압기(310)가 설치될 경우에는 상기 배기팬(410)이 각각의 몰드형변압기(310)의 온도에 따라 개별적으로 작동됨으로써 절전 및 냉각 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 것이다.

그리고 겨울철에는 상기 컨트롤러가 상기 배기구(120)를 폐쇄하고 상기 실내유입구(701)를 개방하여 상기 몰드형변압기(310)를 냉각함으로써 가열된 공기가 연결덕트(710)를 통하여 공조덕트(700)로 유입되며, 이는 다시 옥내로 공급되어 옥내 및 사람이 거주하는 공간의 난방에 이용할 수 있는 것이다.

그러므로 본 발명에 따른 옥내수전반 몰드형변압기(310) 냉각장치는, 전기실(100)의 내부로 흡기된 공기가 상기 냉각공기실(210)에 모인 후 변압기반 함체(300)의 몰드형변압기(310)로 집중적으로 공급되어 냉각효율을 향상시킬 수 있으며, 이로 인하여 옥내수전반 몰드형변압기(310)의 수명을 연장하고, 과열로 인하여 발생할 수 있는 안전사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 상기 내측코일 절연체(312)와 외측코일 절연체(313)의 온도를 감지하여 배기팬(410)의 가동여부를 판단하므로 전력이 낭비되는 것을 방지할 수 있고, 상기 몰드형변압기(310)를 냉각하고 난 가열된 공기를 실내의 난방에 이용할 수 있어 에너지를 절감할 수 있는 우수한 효과가 있는 것이다.

본 발명의 권리는 상기한 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

100 : 전기실 110 : 외벽흡기구
120 : 배기구
200 : 콘크리트기초 210 : 냉각공기실
220 : 지지베이스
300 : 변압기반 함체 310 : 몰드형변압기
311 : 철심 312 : 내측코일 절연체
313 : 외측코일 절연체 314 : 바닥흡기구
400 : 배기덕트 410 : 배기팬
500 : 베이스찬넬 600 : 절연성격벽
610 : 관통홀 700 : 공조덕트
701 : 실내유입구 710 : 연결덕트
800 : 필터

Claims (10)

1. 옥외로 연결되는 외벽흡기구 및 배기구가 각각 설치되는 전기실;
   상기 전기실 내부에 설치되어 상면에는 상기 외벽흡기구로 흡입되는 공기가 유입되어 모이는 냉각공기실이 형성된 콘크리트기초;
   상부와 하부가 개방된 하우징 형상으로, 내부에는 철심을 중심으로 내측코일 절연체와 외측코일 절연체가 환상으로 감싸는 몰드형변압기가 안치된 상태에서 상기 냉각공기실로 모이는 공기가 몰드형변압기의 하부에 구비되는 바닥흡기구를 통하여 유입되는 변압기반 함체;
   일측이 상기 배기구에 연결되고, 타측은 상기 변압기반 함체의 개방된 상부에 결합되는 배기덕트; 및
   상면에는 상기 몰드형변압기가 삽입될 수 있는 관통홀이 형성되고, 하면은 개방되어 상기 몰드형변압기의 하부를 감싸도록 설치되는 절연성격벽을 포함하고,
   상기 절연성격벽은,
   상기 관통홀이 상기 몰드형변압기의 최외각에 위치하는 외측코일 절연체의 외주면에 밀착되며, 상기 절연성격벽의 하부는 상기 변압기반 함체 내에서 상기 콘크리트기초의 상면에 밀착되는 것을 특징으로 하는 옥내수전반 변압기 냉각장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 냉각공기실은 상기 콘크리트기초의 상면에서 변압기반 함체와 상응하는 부분이 함몰되도록 타설되는 것을 특징으로 하는 옥내수전반 변압기 냉각장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 냉각공기실에는,
   상기 냉각공기실의 바닥면에서 상방으로 돌출형성되어 상기 몰드형변압기를 지지하는 다수의 지지베이스; 및
   서로 이웃하는 상기 지지베이스의 상면을 잇도록 설치되는 베이스찬넬;이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 옥내수전반 변압기 냉각장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 냉각공기실은,
   상기 콘크리트기초의 전방과 후방이 개방되어 상기 전기실 내로 유입되는 공기를 흡입하는 것을 특징으로 하는 옥내수전반 변압기 냉각장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 옥내수전반 변압기 냉각장치는,
   상기 절연성격벽의 외면이 상기 관통홀의 가장자리에서 절연성격벽의 하부로 경사지는 테이퍼 형상인 것을 특징으로 하는 옥내수전반 변압기 냉각장치.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 옥내수전반 변압기 냉각장치는,
   상기 변압기반 함체의 개방된 상부에 설치되어 상기 바닥흡기구를 통하여 유입된 공기를 강제배출 시킬 수 있는 배기팬;
   상기 몰드형변압기에 설치되어 내측코일 절연체와 외측코일 절연체의 온도를 감지하는 코일온도센서; 및
   상기 코일온도센서에 연동하여 상기 배기팬을 작동시키는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 옥내수전반 변압기 냉각장치.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 옥내수전반 변압기 냉각장치는,
   일측이 상기 전기실의 내부로 인입되고 그 외주면에는 상기 컨트롤러에 연동하여 개폐되는 실내유입구가 구비되며, 타측은 상기 전기실의 외부로 연장되어 옥내로 연결되는 공조덕트; 및
   상기 실내유입구와 배기덕트가 서로 이어지도록 설치되는 연결덕트;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 옥내수전반 변압기 냉각장치.
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 옥내수전반 변압기 냉각장치는,
    상기 외벽흡기구, 배기구 및 절연성격벽의 하면 중 한 곳 이상에는 필터가 설치될 수 있는 것을 특징으로 하는 옥내수전반 변압기 냉각장치.

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