KR101886707B1 - 수배전반에 있어서의 변위 발생에 따른 고감도 누전 방지 장치 - Google Patents

수배전반에 있어서의 변위 발생에 따른 고감도 누전 방지 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수배전반에 있어서의 변위 발생에 따른 고감도 누전 방지 장치 및 고감도 누전 진단 제어 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 상면에 수배전반을 이루는 외함(100)이 올려지며 설치공간의 바닥면으로부터 상향으로 이격된 상태에서 수평하게 위치되는 베이스판(200); 일측이 상기 바닥면에 고정된 상태에서 상측이 상기 베이스판의 저면 중심을 지지하여 상기 베이스판의 유동을 제어하는 중심면진받침(300); 일측이 상기 바닥면에 지지된 상태에서 상측이 상기 베이스판의 가장자리를 각각 받침 지지하여 상기 베이스판의 유동을 제어하는 탄성내진받침(400); 상기 베이스판의 모서리에 위치되며 상기 베이스판의 회전력 발생시 이를 제어하는 비틀림제어받침(500)을 포함한다.
본 발명은 지진력 등에 의한 변위 작용시 고감도 감시 상태에서 수배전반의 변위력을 제어하여 누전 등을 방지할 수 있는 장점이 있다.

Description

수배전반에 있어서의 변위 발생에 따른 고감도 누전 방지 장치{Distributing board having the prevention function of electric leakage caused and the self-checking control system}
본 발명은 지진력 등에 의한 변위 발생시 이에 대응할 수 있는 수배전반에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 변위 발생에 따른 위치 이동시 이에 대응하여 수배전반을 안전하게 보호함은 물론 이를 고감도 감시 및 진단 그리고 제어를 통해 수배전반의 누전 방지가 가능하도록 하는 수배전반에 있어서의 변위 발생에 따른 고감도 누전 방지 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 수배전반 설비는 각종 산업 시설과 아파트, 학교, 병원, 집단 주거단지 등에 수전된 특고압을 전기 시설물의 정격에 맞는 저압으로 변환시켜 전기 시설물 및 전기 제품을 안전하게 사용할 수 있도록 조작, 제어 및 감시하는 장치이며 주로 건축물의 내부 바닥에 설치된다.
대부분의 수배전반 설비는 변압기와 이 변압기의 최적운전제어기와 전력감시제어기 등을 포함하게 되며, 외부의 습기나 이물질 등의 유입을 차단하고 가설이 용이하도록 복층 구조를 갖는 단일 케이스의 고저압 일체형으로 제작된다. 특히, 고저압 일체형 수배전반 내부에 설치되는 전력감시제어기는 온도센서 및 전류전압 센서의 센싱값을 처리하여 고압 변압기의 가동온도, 부하율, 결상여부, 역률, 고조파율, 불평형율 등의 정보를 추출하여 해당 전력감시제어기에 장착된 LCD디스플레이를 통해 관리자에게 알려주기도 하고 또한 통신인터페이스장치를 통하여 원격지의 관리시스템에 전송하기도 한다.
한편, 상기한 수배전반 설비는 건축물에 설치됨에 따라 면진 또는 내진 설계를 적용하지 않았으나, 최근 이상 기후 및 지질변화로 지진 발생지역이 확대되고 있고 이에 대응하기 위해 건물에 대한 내진 설계 의무화가 진행되고 있다.
수배전반 설비에 있어 내진설계는 지진 발생 시 건축물을 통해 수배전반에 전달되는 지진력을 흡수 및 분산시키는 면진 설계와 지진력에 대한 고유주기를 길게 하여 지진력을 감쇄 혹은 소멸시키는 내진 설계를 포함하는 기술을 말하며, 이에 대한 많은 기술이 제시된 바 있다.
즉, 등록특허 제10-0850228호 배전반에 무정전 및 무이설 방식으로 설치되는 내진 보강구조 및 등록특허 제10-0966166호 내진 및 방진 장치와 내진 및 방진장치를 구비한 배전반과 내진 및 방진 장치를 구비한 변압기는 상기한 내진 설계로 구성된 배전반을 개시하고 있고, 상기 등록특허 제10-0850228호 는 무정전 및 무이설이 가능하도록 구현되어 있는데, 배전반과는 별도로 그 하단에 구성되어 있으며, 앵커(anchor) 등을 이용하여 배전반에 진동이 가해지지 않도록 되어 있다. 이러한 내진 보강 구조는 내진 효과를 기대할 수는 있지만, 배전반보다 훨씬 더 크고 더 많은 부피를 차지하게 되며 사실상 효용성이 많이 떨어지는 문제점이 있다. 또한 그 구조도 매우 복잡하여 제작에도 많은 비용과 시간이 소요되고 있다.
한편, 등록특허 제10-0966166호는 바닥면에 탄성 부재를 구비하여 지진에 의한 진동을 흡수할 수 있도록 구성되어 있고, 등록특허 제10-0850228호에 비하여 비교적 간단한 구조로 되어 있으며 배전반에 내진 구조가 구현되어 있는 장점이 있으나, 횡방향의 진동에 대하여 비교적 약할 수밖에 없는 단점이 있다. 또한, 탄성 부재의 진동 흡수는 큰 진동에 대하여 비교적 취약할 수 있다는 문제점이 있다.
이외에도 등록특허 제10-1178264호 내진 기능을 갖는 수배전반, 등록특허 제10-1294605호 내진 및 방진 기능을 갖는 수배전반, 등록특허 제10-1418247호 수배전반용 내진장치 등과 같이 다수 제안되고 있지만 상기한 경우 내진에 대해서는 어느정도 지진력을 수용할 수 있지만 면진 및 이에따른 기울림 현상 등이 발생되는 경우 제어할 수 없는 문제점이 있다.
한편, 특허등록 제10-0965608호 진동 측정장치 및 방법이 제시된 바 있다.
이는, 지구 자기장 방향에 대한 오차를 검출하는 지자기 센서, 구조물의 진동을 측정하고, 지구 중력 방향에 대한 오차를 검출하는 진동 센서 및 상기 검출된 지자기 방향 오차값 및 상기 검출된 중력 방향 오차값을 사용해, 상기 진동 센서에서 측정되는 상기 구조물의 진동값을 보정하는 진동값 보정부를 포함하고, 상기 진동 센서는 MEMS(Microelectromechanical Systems)형 가속도 센서의 직류성분 전압값을 사용하여 상기 중력 방향 오차값을 검출함으로써, 구조물의 진동 측정을 위한 장치를 자기장 방향 및 중력 방향과 정확히 일치시키지 않는다 하더라도 구조물의 진동 측정결과를 보정하여 정확한 데이터를 얻을 수 있도록 한 것이다.
또한, 특허 제10-1128491호 지진 감시 시스템이 제시된 바 있다.
이는, 이너넷 통신을 위한 고유 아이디를 자동으로 생성하는 딥 스위치와, 지반이나구조물의 특정 위치에 설치되어 지진시 발생하는 진동 신호를 센싱하는 지진센서와, 시간 정보를 전달받아 주기적으로 시간 동기를 수행하고, 상기 지진센서를 통해 센싱한 센서값을 상기 고유 아이디를 기반으로 이너넷 통신을 통해 송신하는 제어부로 구성되는 지진계; 리얼 타임 클럭(Real Time Clock)으로부터 전달받은 시간 정보를 GPS모듈 또는 NTP(Network Time Protocol)모듈로부터 전달받은 시간 정보로 보정하여 상기 지진계로 전달하고, 상기 GPS모듈 또는 NTP모듈로부터 전달받은 시간 정보로 상기 리얼 타임 클럭의 시간을 보정하는 지진감시 PC를 포함한다. 이를 통해 지반이나 구조물에 설치된 다수개의 지진계가 센싱한 센서값을 이너넷(Ethernet)통신을 통해 실시간으로 전달받음으로써, 지진 발생 여부를 실시간으로 감시하는 것이다.
상기한 진동 측정장치 및 방법 또는 지진 감시 시스템의 경우 지진력 발생시 이를 감지하여 실시간으로 통보하는 역할을 수행할 뿐 지진력에 대응하지 못하는 단점이 있다.
대한민국 등록특허 제10-0850228호 공고일 2008년 08월 04일 대한민국 등록특허 제10-0966166호 공고일 2010년 06월 25일 대한민국 등록특허 제10-1178264호 공고일 2012년 08월 30일 대한민국 등록특허 제10-1294605호 공고일 2013년 08월 08일 대한민국 등록특허 제10-1418247호 공고일 2014년 07월 10일 대한민국 특허등록 제10-0965608호 공개일 2010년 03월 08일 대한민국 특허등록 제10-1128491호 공고일 2012년 03월 28일
이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로,
본 발명의 목적은,
수배전반을 이루는 외함에 지진력 등에 따른 변위 발생시 외함을 지지하는 받침을 통해 이를 제어할 수 있도록 하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여
본 발명은
상면에 수배전반을 이루는 외함이 올려지며 설치공간의 바닥면으로부터 상향으로 이격된 상태에서 수평하게 위치되는 베이스판; 하측이 상기 바닥면에 고정된 상태에서 상측이 상기 베이스판의 저면 중심을 지지하되 상호 마찰을 통해 유동될 수 있도록 하여 상기 베이스판의 이동을 제어하는 중심면진받침; 일측이 상기 바닥면에 지지된 상태에서 상측이 상기 베이스판의 모서리 및 가장자리를 각각 받침 지지하여 상기 베이스판의 유동을 방지하는 탄성내진받침; 상기 베이스판의 가장자리에 복수개 위치되며 설치공간의 내벽에 대해 상기 베이스판의 회전력을 방지하는 비틀림제어받침을 포함하여 달성할 수 있다.
상기 중심면진받침은, 원판 형상의 상면과 하면에 곡률 반경 형태로 돌출구면이 형성되는 마찰블럭, 상기 마찰블럭를 감싸는 형태로 이격공간을 가지며 상호 대응되게 위치되고 상호 대응면에 상기 돌출구면과 접하는 구면홈이 각각 형성되며 각각 외측 상하면이 상기 베이스판의 저면과 바닥면에 고정되는 상하측 구면블럭으로 이루어진 것을 적용할 수 있다.
상기 탄성내진받침은, 바닥면에 체결구로 고정되는 바닥판, 베이스판의 저면에 체결구로 고정되는 상부판, 하면이 상기 바닥판의 상면에 고정되고 상면이 상기 상부판의 저면에 고정되어 탄성 복원력을 갖는 고무부재로 구성된 것을 적용할 수 있다.
상기 비틀림제어받침은, 일단이 벽면에 힌지핀을 통해 상하 회전 가능하게 결합되고 타단이 상기 베이스판의 모서리 방향으로 수평 전개되는 수평빔과, 상기 수평빔의 단부와 상기 베이스판의 저면에 각각 구비되어 서로 마주보는 한 쌍의 비틀림제어구와, 상기 비틀림제어구를 서로 연결하며 회전력을 전달 하게 되는 탄성제어바로 구성된다.
상기 비틀림제어구는, 각각 몸체에 사각홀이 형성되고 상기 사각홀의 내부에 사각단면을 갖는 사각회전바가 위치되도록 하되, 상기 사각홀의 모서리에 각각 위치되어지는 쿠션바에 사각회전바의 변이 접하도록 구성된 것을 적용할 수 있다.
본 발명은 건축 구조물의 내부에 설치된 상태에서 지진력에 의해 수배전반에 내진 및 면진 발생시 중심면진받침, 탄성내진받침, 비틀림제어받침이 변위력을 제어하여 보호할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 수배전반에 있어서의 변위 발생에 따른 고감도 누전 방지 장치의 평면 구성도,
도 2는 도 1의 정단면 구성도,
도 3은 도 1 및 도 2에서 중심면진받침을 도시한 단면도,
도 4는 도 3에서 플레이트가 면진에 대응하는 상태를 도시한 사용상태도,
도 5는 도 1 및 도 2에서 탄성내진받침을 도시한 단면도,
도 6은 도 5의 사용상태도,
도 7은 도 1 및 도 2에서 비틀림제어받침을 도시한 요부 사시도,
도 8은 도 7의 평면 구성도,
도 9는 도 8의 요부 사용상태도.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하며 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등은 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.
<제1실시예>
본 발명은, 지진력 등에 따른 변위 발생시 변위력을 방지할 수 있도록 하여 수배전반을 보호할 수 있도록 하는 수배전반에 있어서의 변위 발생에 따른 고감도 누전 방지 장치에 관한 것이다.
본 발명은, 도 1 및 도 2의 도시에 의하여 수배전반을 이루는 외함(100)이 설치될 장소의 바닥면에 위치되며 상면에 복수개의 외함(100)이 올려져 고정되는 베이스판(200)과, 바닥면에 지지되어 상면이 상기 베이스판(200)의 중심을 지지하며 상기 베이스판(200)의 수평 이동을 방지하는 중심면진받침(300)과, 바닥면에 지지되며 상면이 상기 베이스판(200)의 모서리를 각각 지지하여 상하 탄성복원력 및 전단력을 방지하는 탄성내진받침(400)과, 상기 베이스판(200)의 기울어짐을 방지하는 비틀림제어받침(500)으로 구성된다.
즉, 건축물에 지진력 발생시 상기 베이스판(200)의 상하 하중과 좌우 수평 이동력 및 비틀림 회전력을 상기 중심면진받침(300)과 상기 탄성내진받침(400) 및 비틀림제어받침(500)이 방어하여 상기 수배전반을 이루는 외함(100)을 안전하도록 보호하게 된다.
상기 베이스판(200)는, 상기 바닥면으로부터 일정높이의 상측에 위치되며 상면에 상기 수배전반을 이루는 외함(100)이 복수개 배열되어 바닥면에 고정 설치된다.
상기 중심면진받침(300)은, 도 3 또는 도 4의 도시에 의하여 상기 베이스판(200)이 상기 바닥면으로부터 일정 높이에서 안정되게 위치 고정상태를 유지할 수 있도록 하기 위한 것이며, 상기 베이스판(200)의 면진에 따른 수평 이동시 일정거리 슬라이드 되면서 흡수하게 된다. 즉, 면진 발생시 일정거리 이동되면서 면진력을 흡수하게 된다.
상기 중심면진받침(300)은, 원판 형상의 상면과 하면에 곡률 반경 형태로 돌출구면(322)(324)이 형성되는 마찰블럭(320)과, 상기 마찰블럭(320)를 감싸는 형태로 이격공간을 가지며 상호 대응되게 위치되고 상호 대응면에 상기 돌출구면(320)(340)과 접하는 구면홈(342)(362)이 각각 형성되며 각각 외측 상하면이 상기 베이스판(200)의 저면과 바닥면에 고정되는 상하측 구면블럭(340)(360)으로 이루어진다.
여기서, 상기 하측 구면블럭(360)이 설치될 구조물의 바닥면에 직접 고정되지 않고 별도의 포스트 등을 통해 연결되어 일체로 고정되도록 함이 가능하다.
상기와 같이 설치된 상태에서 구조물에 면진이 발생되면 상기 구조물에 대해 상기 베이스판(200)이 수평방향으로 이동하게 되고 이때 상기 마찰블럭(320)에 대해 상측 구면블럭(340)이 슬라이드 이동되게 된다.
상기 마찰블럭(320)의 돌출구면(322)(344)에는 마찰저항을 최소화 시키고자 슬라이드판(330)이 결합되도록 함이 바람직 할 것이다.
상기 탄성내진받침(400)은, 일측이 상기 바닥면에 지지된 상태에서 상측이 상기 베이스판(200)의 가장자리를 각각 받침 지지하여 상기 베이스판(200)의 유동을 제어하게 된다.
상기 탄성내진받침(400)은, 도 5 또는 도 6의 도시에 의하여 바닥면에 체결구로 고정되는 바닥판(420)과, 상기 베이스판(200)의 저면에 체결구로 고정되는 상부판(440)과, 하면이 상기 바닥판(420)의 상면에 고정되고 상면이 상기 상부판의(440) 저면에 고정되어 탄성 복원력을 갖는 고무부재(460)로 구성된다.
이에따라 상기 상부판(440)에 상하 하중이 발생되면 상기 고무부재(460)가 탄성 복원되면서 흡수하게 되고, 또한 상기 상부판(440)과 바닥판(420)의 상대운동시 탄성 변형되면서 이동후 외력이 제거되면 복원력을 통해 초기상태로 복귀되게 된다.
상기 고무부재(460)에는 상하로 복수개의 보강판이 내장되며, 상기 보강판(470)은 상기 고무부재(460)의 내구성을 증대시키게 된다.
상기 비틀림제어받침(500)은, 도 7 내지 도 9의 도시에 의하여 상기 베이스판(200)의 모서리에 위치되며 상기 베이스판(200)이 상기 바닥면에 대해 회전력 발생시 이를 제어하게 되는 것으로 설치 공간의 벽면에 상기 베이스판(200) 모서리 방향으로 수평 돌출되는 수평빔(510)과, 상기 수평빔(510)의 단부와 상기 베이스판(200)의 저면에 각각 구비되는 비틀림제어구(540)(560)와, 상기 비틀림제어구(540)(560)를 서로 연결하며 회전력을 전달 하게 되는 탄성제어바(560)로 구성된다.
즉, 상기 수평빔(510)이 상기 비틀림제어구(540)를 중심으로 상하 회동을 하게 되면, 탄성제어바(560)이 비틀림제어구(560)을 탄성력을 부여하며 회전력을 전달하게 되어 충격을 다단으로 흡수하게 된다.
상기 수평빔(510)은, 설치공간의 내벽에서 상기 베이스판(200)의 모서리 위치로 돌출되며, 중간부분이 양쪽으로 분리된 분리단부(512)(513)가 형성되고, 상기 분리단부(512)(513)에 길이 조절 가능하도록 턴버클 형태의 조절구(511)가 결합된다.
상기 조절구(511)는, 양쪽 단부 내측에 나사가 형성되어 상기 수평빔(510)의 분리단부에 형성된 나사부에 나사 결합되어 회전 방향에 따라 대응된 분리단부(512)(513) 사이의 간격을 조절하게 된다. 즉 상기 조절구(511)의 회전 방향에 따라 상기 수평빔(510)의 길이가 조절된다.
또한, 상기 수평빔(510)의 단부는 벽면에 힌지핀(515)을 통해 상하 회동 가능하도록 결합된다.
상기 비틀림제어구(540)(560)는, 상기 수평빔(510)의 일단과 상기 베이스판(200)에 서로 마주보며 결합된다.
즉, 상기 수평빔(510)의 일단에는 상기 비틀림제어구(540)가 결합되고, 상기 베이스판(200)의 저면에는 상기 비틀림제어구(560)가 결합된다.
상기 비틀림제어구(540)(560)는, 각각 몸체(541)에 사각홀(542)이 형성되고 상기 사각홀(542)의 내부에 사각단면을 갖는 사각회전바(544)가 위치되도록 하되, 상기 사각홀(542)의 모서리에 각각 위치되는 쿠션바(546)에 사각회전바(544)의 변이 접하도록 구성된다.
이에따라 상기 사각회전바(544)가 회전하게 되면 상기 사각회전바(544)가 상기 쿠션바(546)를 이동시키게 되고, 이때 상기 쿠션바(546)가 상기 사각홀(542)의 벽면에 지지되어 탄성 압축되며, 외력이 제거되면 복원력을 통해 상기 사각회전바(544)를 초기상태로 위치시키게 된다.
상기 탄성제어바(580)는, 서로 마주보는 상기 비틀림제어구(540)(560) 사이에서 양단이 각각 상기 사각회전바(544)에 일체로 연결되어 상기 벽면과 상기 베이스판(200)의 상대운동을 제어하게 된다.
즉, 바닥면에 대해 벽면이 기울어지는 경우 지진력을 상기 베이스판(200)에 직접 전달하지 않고 쿠션바(546)의 탄성 압축력을 통해 전달함에 따라 수배전반 외함을 보호할 수 있게 된다.
이에따라, 건축 구조물에 지진력이 발생되면 베이스판(200)이 중심면진받침(300), 탄성내진받침(400), 비틀림제어받침(500)을 통해 제어됨에 따라 수배전반 외함(100)을 안전하게 보호할 수 있게 된다.
이상은 본 발명에 따른 내진 및 면진 발생에 따른 수배전반 제어장치의 바람직한 실시예에 관련하여 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 외함
200: 베이스판
300: 중심면진받침
400: 탄성내진받침
500: 비틀림제어받침

Claims (5)

  1. 상면에 수배전반을 이루는 외함(100)이 올려지며 설치공간의 바닥면으로부터 상향으로 이격된 상태에서 수평하게 위치되는 베이스판(200);
    원판 형상의 상면과 하면에 곡률 반경 형태로 돌출구면(322)(324)이 형성되는 마찰블럭(320), 상기 마찰블럭(320)를 감싸는 형태로 이격공간을 가지며 상호 대응되게 위치되고 상호 대응면에 상기 돌출구면과 접하는 구면홈(342)(362)이 각각 형성되며 각각 외측 상하면이 상기 베이스판의 저면과 바닥면에 고정되는 상하측 구면블럭(340)(360)으로 이루어져, 상기 마찰블럭(320)을 중심으로 상하측 구면블럭(340)(360)의 상호 마찰에 의한 유동시 상기 베이스판(200)의 이동을 제어하게 되는 중심면진받침(300);
    바닥면에 체결구로 고정되는 바닥판(420), 상기 베이스판(200)의 저면에 체결구로 고정되는 상부판(440), 하면이 상기 바닥판(420)의 상면에 고정되고 상면이 상기 상부판(440)의 저면에 고정되어 탄성 복원력을 갖는 고무부재(460)로 이루어져 상기 베이스판(200)의 모서리 및 가장자리를 각각 받침 지지로 상기 베이스판(200)의 기울기를 방지하는 탄성내진받침(400);
    일단이 벽면에 힌지핀(515)을 통해 상하 회전 가능하게 결합되고 타단이 상기 베이스판(200)의 모서리 방향으로 수평 전개되는 수평빔(510)과, 상기 수평빔(510)의 단부와 상기 베이스판(200)의 저면에 각각 구비되어 서로 마주보는 한 쌍의 비틀림제어구(540)(560)와, 상기 비틀림제어구(540)(560)를 서로 연결하며 회전력을 전달 하게 되는 탄성제어바(560)로 구성되어 상기 베이스판(200)의 회전력 발생시 회전력을 방지하는 비틀림제어받침(500);
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 수배전반에 있어서의 변위 발생에 따른 고감도 누전 방지 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 비틀림제어구(540)(560)는,
    각각 몸체(541)에 사각홀(542)이 형성되고 상기 사각홀(542)의 내부에 사각단면을 갖는 사각회전바(544)가 위치되도록 하되, 상기 사각홀(542)의 모서리에 각각 위치되는 쿠션바(546)에 사각회전바(544)의 변이 접하도록 구성됨을 특징으로 하는 수배전반에 있어서의 변위 발생에 따른 고감도 누전 방지 장치.
  5. 삭제
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