KR101957472B1 - 안전성 향상 변전시설물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 안전성 향상 변전시설물에 관한 것으로서, 피뢰침의 승강(상승 및 하강)시 접지선이 와인더기구로부터 풀리거나 감기게 됨에 따라 종래와 같이 접지선이 반복적으로 구부러지거나 펼쳐지는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라 반복응력에 따른 접지선의 단선문제를 근본적으로 해소할 수 있게 됨으로서 접지선의 수명을 획기적으로 연장할 수 있다.
특히 피뢰침의 승강시 회전이 전혀 이루어지지 않기 때문에 피뢰침에 전기적으로 연결된 접지선의 꼬임을 예방할 수 있으며, 이에 따라 접지선이 손상되는 문제를 근본적으로 해소함은 물론 수명을 연장할 수 있는 이점이 있다.
특히 피뢰침의 승강시 회전이 전혀 이루어지지 않기 때문에 피뢰침에 전기적으로 연결된 접지선의 꼬임을 예방할 수 있으며, 이에 따라 접지선이 손상되는 문제를 근본적으로 해소함은 물론 수명을 연장할 수 있는 이점이 있다.
Description
본 발명은 접지선에 가해지는 응력에 따른 단선문제를 근본적으로 해소하여 접지선의 수명을 획기적으로 연장할 수 있는 안전성 향상 변전시설물에 관한 것이다.
일반적으로 변전소(이하 변전장치라 칭함)는 발전소에서 생산한 전력을 송전선로를 통하여 보내는 과정에서 전압이나 전류의 변성 및 전력의 배분을 위하여 설치하는 시설의 집합체를 말한다.
한편, 변전장치로 낙뢰 등이 빈번하게 내리치는 것을 대비하기 위하여 변전을 위한 기기의 전후에 다수개의 피뢰유닛을 설치함으로써 변전장치를 구성하는 각종 기기들이 낙뢰로부터 파손되는 것을 방지할 수 있다.
이러한 피뢰유닛은 피뢰침이 낙뢰를 유도하여 접지선을 통해 지면으로 흘려보냄으로써 낙뢰를 처리하는 것으로, 종래의 피뢰유닛은 대한민국 등록특허 제10-1761910호가 있으며, 여기에는 피뢰침에 쌓인 이물질을 제거함으로써 낙뢰유도성능이 저하되는 문제를 개선할 수 있는 기술이 개시되어 있다.
그런데 종래 기술은 피뢰침의 하단부에 접지선이 고정되는데, 승강(하강 및 상승시) 접지선이 구부러졌다가 펼쳐짐을 반복하며, 이에 따라 반복적인 굽힘 응력에 의해 접지선이 단선되는 문제가 있다.
그뿐만이 아니라 상기 접지선은 회전하면서 승강하는 피뢰침에 의해 꼬이고 풀림을 반복하게 되므로 접지선에 반복적으로 비틀림응력이 작용하게 되고, 이로 인해 접지선이 단선되는 심각한 문제가 있다.
이와 같이 종래 기술은 근본적으로 안전상에 큰 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 접지선에 가해지는 응력에 따른 단선문제를 근본적으로 해소하여 접지선의 수명을 획기적으로 연장할 수 있는 안전성 향상 변전시설물을 제공하려는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
낙뢰에 의한 충격전류를 땅으로 흘려보는 낙뢰유도장치를 갖춘 변전시설물에 있어서,
상기 낙뢰유도장치는,
내부가 상방으로 개구되되, 내부 양측면에는 길이방향을 따라 내측으로 돌출된 가이드돌기가 형성되고, 내부 바닥에는 설치홀이 관통되게 형성된 바디부와, 바디부의 상면을 덮도록 배치되어 나사볼트를 매개로 상호 고정되며, 설치홀과 동일 수직선상에 배치되는 삽탈공을 구비하는 덮개와, 덮개의 하면에 고정되는 수용부로 구성된 절연함;
수용부에 회전가능하게 내설되며 내부 중심을 향해 돌출된 키가 일체로 형성된 절연재질의 구동기어와, 수용부에 회전가능하게 내설되어 구동기어와 연동가능하게 맞물리며, 내부 중심을 향해 금속브러시가 방사상으로 배열된 절연재질의 종동기어로 구성된 이물질제거기구;
바디부의 내부 바닥면에 고정되는 모터와, 모터에 의해 회전하며 일단부가 수용부를 관통하여 구동기어에 압입고정되며 구동기어의 키와 상호 맞물리는 키홈이 구비된 볼스크류와, 바디부에 승강가능하게 내설되되, 양측면에는 가이드돌기에 이동가능하게 끼워지는 돌기홈이 형성되고, 볼스크류에 승강가능하게 체결되는 너트뭉치를 구비하며, 설치홀과 삽탈공 사이에 배치되는 침결합공이 구비된 절연재질의 이송블록으로 구성된 승강기구;
이송블록의 침결합공에 착탈가능하게 압입고정되어 이송블록에 의해 승강되며, 덮개의 삽탈공을 통해 출몰되어 낙뢰를 유도하면서 금속브러시에 의해 둘레가 청소되는 금속재질의 피뢰침과, 일단부가 지중에 매설되고 타단부가 피뢰침의 하단을 통해 내측으로 인입되어 단자를 매개로 전기적으로 연결되는 접지선과, 설치홀에 끼워져 접지선을 절연하는 절연파이프로 구성된 피뢰기;
이송블록에 삽탈가능하게 끼워져 피뢰침과 단자 및 이송블록이 상호 분리되지 않게 고정하는 핀;
절연함의 내부에 회전가능하게 배치되어 접지선을 권취하는 드럼과, 드럼의 내부에 설치되어 접지선의 인출시 발생하는 스프링 장력을 매개로 드럼을 회전시켜 접지선이 드럼에 권취되도록 하는 태엽스프링으로 구성된 와인더기구;
절연함의 상면에 설치되어 풍속을 측정하는 풍속센서;
절연함의 상면에 설치되어 밝기를 측정하는 조도센서;
절연함의 상면에 설치되어 외부습도를 측정하는 제1습도센서;
절연함에 설치되어 절연함의 내부습도를 측정하는 제2습도센서;
절연함의 내부에 설치되어 일정주기로 동작신호를 출력하는 타이머;
절연함의 내부에 설치되어 이물질 및 녹을 흡입할 수 있게 흡입력을 발생시키는 진공펌프와, 일단이 수용부의 내부로 노출되고 타단이 진공펌프와 연결되어 이물질과 녹이 이동될 수 있는 통로를 제공하는 흡입관과, 진공펌프와 연결되어 흡입된 이물질과 녹이 저장되는 수거통으로 구성된 청소기구;
절연함의 내부에 설치되어 열을 방출해 습기를 제거하는 면상발열체;
절연함에 설치되어 절연함의 내부 공기를 외부로 배출하는 배기팬;
타이머의 동작신호에 의해 동작되어서 풍속센서와 조도센서 및 제1습도센서로부터 측정값을 각각 전달받아 설정된 값과 상호 비교하여 설정된 조건에 부합했을 때만 금속브러시에 의해 피뢰침이 청소될 수 있도록 모터를 동작제어하면서 청소시 발생하는 이물질과 녹을 흡입하도록 진공펌프를 동작제어하며, 제2습도센서로부터 측정값을 전달받아 설정된 값과 상호 비교하여 설정된 값보다 습도가 높으면 면상발열체 및 배기팬을 동작제어하는 제어부로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 실시 예에 의하면, 피뢰침의 승강(상승 및 하강)시 접지선이 와인더기구로부터 풀리거나 감기게 됨에 따라 종래와 같이 접지선이 반복적으로 구부러지거나 펼쳐지는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라 반복응력에 따른 접지선의 단선문제를 근본적으로 해소할 수 있게 됨으로서 접지선의 수명을 획기적으로 연장할 수 있다.
특히 피뢰침의 승강시 회전이 전혀 이루어지지 않기 때문에 피뢰침에 전기적으로 연결된 접지선의 꼬임을 예방할 수 있으며, 이에 따라 접지선이 손상되는 문제를 근본적으로 해소함은 물론 수명을 연장할 수 있는 이점이 있다.
또한, 일정주기로 날씨 조건의 부합 여부에 따라 피뢰침을 청소해 줌으로서 피뢰침의 낙뢰 유도성능이 저하되는 문제를 근본적으로 해소할 수 있다.
특히, 금속브러시에 의해 탈락된 이물질 및 녹은 진공펌프의 흡입력을 매개로 흡입관을 통해 강제로 흡입되어 수거통에 수거되도록 함에 따라 이물질 및 녹에 의해 함체의 내부가 오염되는 것을 방지함은 물론 금속가루로 인한 전기합선을 예방할 수 있다.
게다가, 피뢰침이 승강되는 과정에 구동기어와 맞물린 종동기어의 금속브러시이 회전하면서 피뢰침에 붙은 각종 이물질 및 녹을 제거해 주기 때문에 피뢰침의 낙뢰 유도성능이 저하되는 문제를 근본적으로 해소할 수 있다.
더욱이, 절연케이스의 내부에 습기발생시 내부습도센서와 면상발열체 및 배기팬을 통해 신속하게 제거할 수 있어 전기합선과 같은 사고를 미연에 방지해 줄 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 안전성 향상 변전시설물에서 피뢰유닛을 따로 발췌하여 보인 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 안전성 향상 변전시설물에서 피뢰유닛을 따로 발췌하여 보인 분해사시도.
도 3은 본 발명에 따른 안전성 향상 변전시설물에서 피뢰유닛을 따로 발췌하여 보인 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 안전성 향상 변전시설물에서 각 구성요소 간의 상호 연관관계를 도시한 블록도.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 안전성 향상 변전시설물에서 피뢰유닛의 작용을 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 안전성 향상 변전시설물에서 피뢰유닛의 또 다른 작용을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 안전성 향상 변전시설물에서 피뢰유닛을 따로 발췌하여 보인 분해사시도.
도 3은 본 발명에 따른 안전성 향상 변전시설물에서 피뢰유닛을 따로 발췌하여 보인 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 안전성 향상 변전시설물에서 각 구성요소 간의 상호 연관관계를 도시한 블록도.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 안전성 향상 변전시설물에서 피뢰유닛의 작용을 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 안전성 향상 변전시설물에서 피뢰유닛의 또 다른 작용을 설명하기 위한 도면.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 안전성 향상 변전시설물에서 피뢰유닛을 따로 발췌하여 보인 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 안전성 향상 변전시설물에서 피뢰유닛을 따로 발췌하여 보인 분해사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 안전성 향상 변전시설물에서 피뢰유닛을 따로 발췌하여 보인 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 안전성 향상 변전시설물에서 각 구성요소 간의 상호 연관관계를 도시한 블록도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 안전성 향상 변전시설물은 낙뢰에 의한 충격전류를 땅으로 흘려보낼 수 있는 피뢰유닛(100)을 구비한다.
본 발명에 따른 변전시설물의 세부적인 기술구성은 이미 해당분야에서 널리 공지된 기술이므로 이에 대한 구체적인 기술은 생략하도록 하고, 이하에서는 피뢰유닛(100)에 대해 구체적으로 설명한다.
상기 피뢰유닛(100)은 변전시설물을 구성하는 기둥구조물(10) 상측에 설치되는 것으로서, 절연함(100)과 이물질제거기구(200), 승강기구(300), 피뢰기(400), 핀(500), 와인더기구(600), 풍속센서(700), 조도센서(800), 제1습도센서(900), 제2습도센서(1000), 타이머(1100), 청소기구(1200), 면상발열체(1300), 배기팬(1400) 및 제어부(1500)로 구성된다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 절연함(100)은 전류가 통하지 않는 절연재질로 제작된 것으로서, 바디부(110)와 덮개(120) 및 수용부(130)로 구성된다.
상기 바디부(110)는 기둥구조물(10) 상측에 설치되며 내부가 상방으로 개방된 직육면체 형상을 이루고 있고, 내부 양측면에는 내향으로 돌출된 가이드돌기(111)이 일체로 형성되어 있으며, 내부 바닥면에는 수직으로 관통된 설치홀(112)이 형성되어 있다.
상기 덮개(120)는 일정한 두께를 갖는 직사각형상의 플레이트로서, 바디부(110)의 개구된 상면을 덮도록 배치되어 나사볼트를 매개로 바디부(110)에 고정되고, 상면 일측에는 수직으로 관통된 삽탈공(121)이 형성되며, 삽탈공(121)과 설치홀(112)은 동일 수직선상에 배치된다.
상기 수용부(130)는 덮개(120)의 하면에 고정된다. 일 예로서, 상기 기어박스(112)는 내부에 구동기어(210)와 종동기어(220)가 서로 연동가능하게 맞물린 상태로 수용된 상태에서 덮개(120)의 하면에 배치되어 열융착 또는 접착수단 등에 의해 일체형으로 고정되며, 참고로 수용부(130)에는 청소기구(1200)를 구성하는 흡입관(1220)의 일단부가 관통되게 끼워져 수용부(130)의 내부로 노출된다.
도 1을 참조하면, 상기 이물질제거기구(200)는 전류가 통하지 않는 절연재질로 제작된 것으로서, 구동기어(210)와 종동기어(220)로 구성된다.
상기 구동기어(210)와 종동기어(220)는 서로 연동가능하게 맞물린 상태로 수용부(130)에 수용되는데, 구동기어(210)의 회전에 의해 맞물린 종동기어(220)가 함께 회전하게 된다.
상기 구동기어(210)는 승강기구(300)를 구성하는 볼스크류(320)의 상단부가 압입되어 고정될 수 있게 중앙에 수직으로 관통된 구멍이 형성되어 있으며, 이 구멍의 내주면에는 중심을 향해 돌출된 키(211)가 일체로 형성되어 있다.
상기 종동기어(220)는 피뢰기(400)를 구성하는 피뢰침(410)이 관통되게 끼워질 수 있게 중앙에 수직으로 관통된 구멍이 형성되어 있으며, 이 구멍은 피뢰침(410)의 단면 직경보다 상대적으로 더 크게 형성되어 있다.
또한, 상기 종동기어(220)의 내주면에는 중심을 향해 돌출된 금속브러시(221)가 방사상으로 배열되어 있다. 이에 의하면 피뢰침(410)이 종동기어(220)를 관통하는 과정에 피뢰침(410)의 외주면에 붙어 있는 녹이나 각종 오염물 등이 금속브러시(221)에 쓸려 떨어지게 되므로 피뢰침(410)의 낙뢰 유도성능이 저하되는 문제를 근본적으로 해소할 수 있게 되며, 피뢰침(410)으로부터 떨어진 이물질 및 녹은 이후에 설명되는 청소기구(1200)에 의해 흡입되어 별도로 수거된다.
도 2 내지 도 3을 참조하면, 상기 승강기구(300)는 피뢰침(410)의 표면에 붙은 각종 이물질 및 녹이 제거될 수 있게 이물질제거기구(200)를 동작시켜주는 기능을 하는 것으로서, 모터(310)와 볼스크류(320) 및 이송블록(330)으로 구성된다.
상기 모터(310)는 정·역회전이 모두 가능한 공지의 서보모터로서, 절연함(100)의 바닥면에 고정된다.
상기 볼스크류(320)는 일단부(하단부)가 모터(310)에 고정되고, 타단부(상단부)가 수용부(130)를 관통하여 구동기어(210)에 압입고정된다. 특히 상기 볼스크류(320)의 타단부(상단부)에는 구동기어(210)의 키(211)에 대응되는 키홈(321)이 일체로 형성되어 있어 볼스크류(320)와 구동기어(210) 간의 헛도는 문제를 근본적으로 해소할 수 있다.
상기 이송블록(330)은 일정한 두께를 갖는 절연재질의 플레이트로서, 절연함(100)를 구성하는 바디부(110)에 승강가능하게 내설된다.
또한, 상기 이송블록(330)의 양측면에는 가이드돌기(111)에 대응되는 돌기홈(331)이 일체로 형성되며, 돌기홈(331)을 매개로 가이드돌기(111)에 승강가능하게 결합된다. 또한, 상기 이송블록(330)의 상면 일측부에는 볼스크류(320)에 이동가능하게 체결되는 너트뭉치(332)가 인서트성형되고, 상면 타측부에는 수직으로 관통된 침결합공(333)이 일체로 형성되어 있다. 여기서, 상기 침결합공(333)은 설치홀(112)과 삽탈공(121) 사이에 배치되며, 모두 동일 수직선상에 위치한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 피뢰기(400)는 피뢰침(410)과 접지선(420) 및 절연파이프(430)로 구성되어 낙뢰에 의한 충격전류를 땅으로 흘려보내 변전장치를 구성하는 각종 설비들이 낙뢰에 의해 손상되는 것을 방지하는 역할을 한다.
상기 피뢰침(410)은 상단부가 뾰족한 금속재질의 봉으로서 낙뢰를 유도하는 역할을 하는 것으로, 피뢰침(410)의 하단부 외주면에는 외향으로 돌출된 단턱부(141a)가 일체로 형성되어 있어 피뢰침(410)을 이송블록(330)의 침결합공(333)에 삽입했을 때 단턱부(141a)에 의해 걸리도록 하였다. 또한, 상기 피뢰침(410)의 내부는 하방으로 개구되어 있어 접지선(420)의 단자(421)가 내측으로 인입되어 전기적으로 상호 연결될 수 있도록 하였다.
상기 접지선(420)은 일단부가 설치홀(112)을 관통해 지중에 매설되고 타단부가 피뢰침(410)의 하단 개구부를 통해 내측으로 인입되어 단자(421)를 매개로 전기적으로 연결된다. 이에 따라 피뢰침(410)으로 유도된 낙뢰는 접지선(420)을 통해 지면으로 전달되어 소멸하게 된다. 또한, 상기 접지선(420)은 피뢰침(410)의 승강(상승 및 하강)시 와인더기구(600)로부터 풀리거나 감기게 됨에 따라 종래와 같이 접지선(420)이 반복적으로 구부러지거나 펼쳐지는 것을 방지할 수 있어 반복응력에 따른 접지선(420)의 단선문제를 근본적으로 해소할 수 있게 된다.
상기 절연파이프(430)는 바디부(110)의 설치홀(112)에 끼워져 접지선(420)을 감싸 절연하는 역할을 한다. 이에 따라 낙뢰가 접지선(420)을 지나면서 철탑본체(A)로 전달되지 않고 지면으로만 전달됨에 따라 변전장치를 구성하는 각종 설비들이 낙뢰에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 핀(500)은 이송블록(330)에 삽탈가능하게 끼워져 피뢰침(410)과 단자(421) 및 이송블록(330)이 상호 분리되지 않게 고정하는 역할을 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 이송블록(330)에는 침결합공(333)을 관통하는 구멍이 형성되어 있고, 상호 결합된 피뢰침(410)과 단자(421)에는 침결합공(333)을 관통하는 구멍과 상호 연통되는 구멍이 형성되어 있다. 따라서 이송블록(330)과 피뢰침(410) 및 단자(421)의 구멍을 서로 일치시켜 준 상태에서 핀(500)을 관통되게 삽입시켜 주면 이에 의해 이송블록(330)과 피뢰침(410) 및 단자(421)가 일체형으로 결합된 구조를 이루게 된다. 또한, 금속브러시(221)와의 마찰로 인해 피뢰침(410)이 회전되는 것을 근본적으로 방지할 수 있기 때문에 접지선(420)이 꼬이는 문제를 해소하면서 피뢰침(410)의 표면에 붙은 각종 이물질 및 녹이 보다 확실하게 제거되도록 할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 와인더기구(600)는 접지선(420)을 자동으로 감아주는 기구물로서, 드럼(610)과 태엽스프링(620)으로 구성된다.
상기 드럼(610)은 절연함(100)의 내부에 회전가능하게 배치되어 접지선(420)을 권취하는 역할을 한다.
상기 태엽스프링(620)은 드럼(610)의 내부에 설치되어 접지선(420)의 인출시 발생하는 스프링 장력을 매개로 드럼(610)을 회전시켜 접지선(420)이 드럼(610)에 권취되도록 하는 역할을 한다.
본 실시 예에 의하면, 피뢰침(410)의 승강(상승 및 하강)시 접지선(420)이 와인더기구(600)로부터 풀리거나 감기게 됨에 따라 종래와 같이 접지선(420)이 반복적으로 구부러지거나 펼쳐지는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라 반복응력에 따른 접지선(420)의 단선문제를 근본적으로 해소할 수 있게 됨으로서 접지선(420)의 수명을 획기적으로 연장할 수 있다.
도 1과 도 2 및 도 4를 참조하여 풍속센서(700)와 조도센서(800), 제1습도센서(900), 제2습도센서(1000), 타이머(1100), 청소기구(1200), 면상발열체(1300), 배기팬(1400) 및 제어부(1500)에 대해 면밀하게 설명한다.
상기 풍속센서(700)는 통상의 풍속계로서, 절연함(100)를 구성하는 덮개(120)의 상면에 설치되어 풍속을 측정하며, 측정된 값을 제어부(1500)로 출력하는 역할을 한다.
상기 조도센서(800)는 절연함(100)를 구성하는 덮개(120)의 상면에 설치되어 주변의 밝기를 측정하여 이를 제어부(1500)로 출력하는 역할을 한다.
상기 제1습도센서(900)는 절연함(100)를 구성하는 덮개(120)의 상면에 설치되어 주변의 습도를 측정하며, 측정된 값을 제어부(1500)로 출력하는 역할을 한다.
상기 제2습도센서(1000)는 절연함(100)를 구성하는 바디부(110)의 내부에 설치되어 내부습도를 측정하며, 측정된 값을 제어부(1500)로 출력하는 역할을 한다.
상기 타이머(1100)는 절연함(100)를 구성하는 바디부(110)의 내부에 설치되어 일정주기(예:주단위, 월단위 등)로 동작신호를 제어부(1500)로 출력하는 역할을 한다.
상기 청소기구(1200)는 진공펌프(1210)와 흡입관(1220) 및 수거통(1230)으로 구성된 것으로, 절연함(100)를 구성하는 바디부(110)의 내부에 설치되어 금속브러시(221)에 의해 탈락된 이물질 및 녹을 강제로 흡입하여 수거하는 역할을 한다.
상기 진공펌프(1210)는 제어부(1500)에 의해 동작제어되어 이물질 및 녹을 강제로 흡입할 수 있는 흡입력을 발생시킨다.
상기 흡입관(1220)은 고무재질의 튜브로서, 일단이 수용부(130)를 관통해 수용부(130)의 내부에 배치된 금속브러시(221)의 하부로 노출되고, 타단은 진공펌프(1210)와 연결되어 이물질과 녹이 이동될 수 있는 통로를 제공한다.
상기 수거통(1230)은 진공펌프(1210)와 연결되어 흡입된 이물질과 녹을 저장한다.
본 실시 예에 의하면, 금속브러시(221)에 의해 탈락된 이물질 및 녹을 진공펌프(1210)에서 발생한 흡입력을 매개로 흡입관(1220)을 통해 강제로 흡입하여 수거통(1230)에 수거되도록 함에 따라 이물질 및 녹에 의해 바디부(110)의 내부가 오염되는 것을 방지함은 물론 금속가루로 인한 전기합선을 방지할 수 있다.
상기 면상발열체(1300)는 일종의 히터로서, 절연함(100)를 구성하는 바디부(110)의 내부에 설치되며, 제어부(1500)에 의해 동작되어 열을 방출한다.
상기 배기팬(1400)은 절연함(100)를 구성하는 바디부(110)의 외부에 설치되어 내부의 습기를 포함하는 공기를 외부로 배출하는 역할을 한다.
상기 제어부(1500)는 일종에 컨트롤러로서, 타이머(1100)의 동작신호에 의해 동작되어서 풍속센서(700)와 조도센서(800) 및 제1습도센서(900)로부터 측정값을 각각 전달받아 설정된 값과 상호 비교하여 설정된 조건에 부합했을 때만 금속브러시(221)에 의해 피뢰침(410)이 청소될 수 있도록 모터(310)를 동작제어하면서 청소시 발생하는 이물질과 녹을 흡입하도록 진공펌프(1210)를 동작제어하는 역할을 한다.
또한, 상기 제어부(1500)는 제2습도센서(1000)로부터 측정값을 전달받아 설정된 값과 상호 비교하여 설정된 값보다 습도가 높으면 면상발열체(1300) 및 배기팬(1400)을 동작시켜 내부를 건조한 상태로 만들어 줌으로서 결로를 예방 및 제거하는 역할을 한다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작용을 설명한다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 안전성 향상 변전시설물의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 일정주기가 도래되어 타이머(1100)가 동작하게 되면, 타이머(1100)는 동작신호를 제어부(1500)로 출력하게 되고, 제어부(1500)는 풍속센서(700)와 조도센서(800) 및 제1습도센서(900)로부터 측정값을 각각 전달받게 되며, 제어부(1500)에 기설정된 날씨조건에 풍속센서(700)와 조도센서(800) 및 제1습도센서(900)로부터 각각 전달받은 값이 모두 부합하면, 제어부(1500)는 진공펌프(1210) 및 승강기구(300)를 구성하는 모터(310)를 각각 동작시키게 된다.
이를 좀 더 상세하게 설명하면, 상기 모터(310)의 회전에 의해 볼스크류(320)가 회전하게 되고, 볼스크류(320)의 회전에 의해 너트뭉치(332)를 매개로 이송블록(330)은 가이드돌기(111)을 따라 하강하게 되며, 이송블록(330)의 하강으로 인해 피뢰침(410)이 자연스럽게 하강하게 된다.
또한, 상기 볼스크류(320)의 회전에 의해 구동기어(210)가 회전하게 되고, 구동기어(210)가 회전함에 따라 상호 맞물려 있는 종동기어(220)가 회전하게 된다.
한편, 상기와 같이 피뢰침(410)이 이송블록(330)에 의해 하강하는 과정에 종동기어(220)를 관통하게 되는데, 이때 종동기어(220)의 내주면에 방사상으로 배열된 금속브러시(221)이 회전되면서 피뢰침(410)의 표면과 마찰을 일으킴에 따라 피뢰침(410)의 표면에 붙은 각종 이물질 및 녹은 자연스럽게 제거된다.
특히, 금속브러시(221)에 의해 탈락된 이물질 및 녹은 진공펌프(1210)의 흡입력을 매개로 흡입관(1220)을 통해 강제로 흡입하여 수거통(1230)에 수거되도록 함에 따라 이물질 및 녹에 의해 바디부(110)의 내부가 오염되는 것을 방지함은 물론 금속가루로 인한 전기합선을 방지하게 된다.
그리고 상기 피뢰침(410)의 하강으로 인해 접지선(420)이 하강하게 되고, 하강하는 접지선(420)은 태엽스프링(620)의 복원력에 의해 회전하는 드럼(610)에 자연스럽게 권취되어 보관된다.
그리고 상기 이송블록(330)이 끝까지 하강한 이후에는 모터(310)의 회전이 제어부(1500)에 의해 정방향에서 역방향으로 전환되고, 이에 따라 이송블록(330)은 다시 상승하게 되며, 이송블록(330)의 상승으로 인해 피뢰침(410) 역시 상승하게 된다.
상기와 같이 피뢰침(410)이 상승하여 종동기어(220)를 관통하는 과정에 종동기어(220)의 금속브러시(221)이 피뢰침(410)의 표면에 잔존하는 각종 이물질 및 녹을 재차 제거해 줌에 따라 피뢰침(410)의 낙뢰 유도성능이 저하되는 문제를 근본적으로 해소할 수 있게 되며, 이때도 금속브러시(221)에 의해 탈락된 이물질 및 녹은 청소기구(1200)에 의해 강제로 흡입되어 수거된다.
그리고 상기 피뢰침(410)의 상승으로 인해 접지선(420)이 상승하게 되면서 드럼(610)으로부터 인출되고, 이때 드럼(610)의 내부에 설치된 태엽스프링(620)은 인출되는 접지선(420)에 의해 자연스럽게 인장하게 된다.
한편, 제어부(1500)에 기설정된 날씨조건에 풍속센서(700)와 조도센서(800) 및 제1습도센서(900)로부터 각각 전달받은 값이 하나라도 부합하지 않으면 제어부(1500)는 모터(310)를 동작시키지 않고 넘어가게 된다.
한편, 도 6은 본 발명에 따른 안전성 향상 변전시설물에서 피뢰유닛의 또 다른 작용을 설명하기 위한 도면이다.
절연함(100)의 내부에는 습도로 인한 결로 또는 침투수가 유입될 경우 전기합선과 같은 사고를 유발할 수 있다.
일 예로 제2습도센서(1000)는 절연함(100)의 내부에 습도를 측정하여 측정값을 제어부(1500)로 출력하게 되고, 제어부(1500)는 제2습도센서(1000)로부터 측정값을 전달받아 설정된 값과 상호 비교하게 된다.
이때 설정된 값보다 습도가 높다고 판단되면, 즉시 제어부(1500)는 면상발열체(1300)와 배기팬(1400)을 각각 동작시키게 된다.
이를 좀 더 상세하게 설명하면, 상기 면상발열체(1300)는 제어부(1500)에 의해 동작되어 열을 방출함으로써 절연함(100)의 내부가 건조한 상태가 되도록 만들어 준다.
또한, 상기 배기팬(1400)은 절연함(100)의 내의 습기를 포함하는 공기를 외부로 배출하여 신속한 건조가 이루어지도록 가속하게 된다.
이에 따라 절연함(100)의 내부에 습기로 인한 결로를 예방할 수 있기 때문에 전기합선과 같은 사고를 미연에 방지해 줄 수 있게 되는 것이다.
본 실시 예에 의하면, 일정주기로 날씨 조건의 부합 여부에 따라 피뢰침(410)을 청소해 줌으로서 피뢰침(410)의 낙뢰 유도성능이 저하되는 문제를 근본적으로 해소할 수 있다.
또한, 상기 피뢰침(410)이 승강되는 과정에 구동기어(210)와 맞물린 종동기어(220)의 금속브러시(221)이 회전하면서 피뢰침(410)에 붙은 각종 이물질 및 녹을 제거해 주기 때문에 피뢰침(410)의 낙뢰 유도성능이 저하되는 문제를 근본적으로 해소할 수 있다.
특히, 금속브러시(221)에 의해 탈락된 이물질 및 녹은 진공펌프(1210)의 흡입력을 매개로 흡입관(1220)을 통해 강제로 흡입하여 수거통(1230)에 수거되도록 함에 따라 이물질 및 녹에 의해 바디부(110)의 내부가 오염되는 것을 방지함은 물론 금속가루로 인한 전기합선을 예방할 수 있다.
게다가, 상기 피뢰침(410)의 승강시 회전이 전혀 이루어지지 않기 때문에 피뢰침(410)에 전기적으로 연결된 접지선(420)의 꼬임을 예방할 수 있으며, 이에 따라 접지선(420)이 손상되는 문제를 근본적으로 해소할 수 있다.
더욱이, 상기 절연함(100)의 내부에 습기를 제2습도센서(1000)와 면상발열체(1300) 및 배기팬(1400)을 통해 신속하게 제거할 수 있어 전기합선과 같은 사고를 미연에 방지해 줄 수 있다.
나아가, 피뢰침(410)의 승강(상승 및 하강)시 접지선(420)이 와인더기구(600)로부터 풀리거나 감기게 됨에 따라 종래와 같이 접지선(420)이 반복적으로 구부러지거나 펼쳐지는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라 반복응력에 따른 접지선(420)의 단선문제를 근본적으로 해소할 수 있게 됨으로서 접지선(420)의 수명을 획기적으로 연장할 수 있다.
본 발명은 기재된 구체적인 실시 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상범위 내에서 다양하게 변형 및 수정할 수 있음은 당업자에 있어서 당연한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
10: 기둥구조물 1: 낙뢰유도장치 100: 절연함
110: 바디부 111: 가이드돌기 112: 설치홀
120: 덮개 121: 삽탈공 130: 수용부
200: 이물질제거기구 210: 구동기어 211: 키
220: 종동기어 221: 금속브러시 300: 승강기구
310: 모터 320: 볼스크류 321: 키홈
330: 이송블록 331: 돌기홈 332: 너트뭉치
333: 침결함공 400: 피뢰기 410: 피뢰침
411: 단턱부 420: 접지선 421: 단자
430: 절연파이프 500: 핀 600: 와인더기구
610: 드럼 620: 태엽스프링 700: 풍속센서
800: 조도센서 900: 제1습도센서 1000: 제2습도센서
1100: 타이머 1200: 청소기구 1210: 진공펌프
1220: 흡입관 1230: 수거통 1300: 면상발열체
1400: 배기팬 1500: 제어부
110: 바디부 111: 가이드돌기 112: 설치홀
120: 덮개 121: 삽탈공 130: 수용부
200: 이물질제거기구 210: 구동기어 211: 키
220: 종동기어 221: 금속브러시 300: 승강기구
310: 모터 320: 볼스크류 321: 키홈
330: 이송블록 331: 돌기홈 332: 너트뭉치
333: 침결함공 400: 피뢰기 410: 피뢰침
411: 단턱부 420: 접지선 421: 단자
430: 절연파이프 500: 핀 600: 와인더기구
610: 드럼 620: 태엽스프링 700: 풍속센서
800: 조도센서 900: 제1습도센서 1000: 제2습도센서
1100: 타이머 1200: 청소기구 1210: 진공펌프
1220: 흡입관 1230: 수거통 1300: 면상발열체
1400: 배기팬 1500: 제어부
Claims (1)
- 낙뢰에 의한 충격전류를 땅으로 흘려보는 낙뢰유도장치(1)를 갖춘 변전시설물에 있어서,
상기 낙뢰유도장치(1)는,
내부가 상방으로 개구되되, 내부 양측면에는 길이방향을 따라 내측으로 돌출된 가이드돌기(111)가 형성되고, 내부 바닥에는 설치홀(112)이 관통되게 형성된 바디부(110)와, 바디부(110)의 상면을 덮도록 배치되어 나사볼트를 매개로 상호 고정되며, 설치홀(112)과 동일 수직선상에 배치되는 삽탈공(121)을 구비하는 덮개(120)와, 덮개(120)의 하면에 고정되는 수용부(130)로 구성된 절연함(100);
수용부(130)에 회전가능하게 내설되며 내부 중심을 향해 돌출된 키(211)가 일체로 형성된 절연재질의 구동기어(210)와, 수용부(130)에 회전가능하게 내설되어 구동기어(210)와 연동가능하게 맞물리며, 내부 중심을 향해 금속브러시(221)가 방사상으로 배열된 절연재질의 종동기어(220)로 구성된 이물질제거기구(200);
바디부(110)의 내부 바닥면에 고정되는 모터(310)와, 모터(310)에 의해 회전하며 일단부가 수용부(130)를 관통하여 구동기어(210)에 압입고정되며 구동기어(210)의 키(211)와 상호 맞물리는 키홈(321)이 구비된 볼스크류(320)와, 바디부(110)에 승강가능하게 내설되되, 양측면에는 가이드돌기(111)에 이동가능하게 끼워지는 돌기홈(331)이 형성되고, 볼스크류(320)에 승강가능하게 체결되는 너트뭉치(332)를 구비하며, 설치홀(112)과 삽탈공(121) 사이에 배치되는 침결합공(333)이 구비된 절연재질의 이송블록(330)으로 구성된 승강기구(300);
이송블록(330)의 침결합공(333)에 착탈가능하게 압입고정되어 이송블록(330)에 의해 승강되며, 덮개(120)의 삽탈공(121)을 통해 출몰되어 낙뢰를 유도하면서 금속브러시(221)에 의해 둘레가 청소되는 금속재질의 피뢰침(410)과, 일단부가 지중에 매설되고 타단부가 피뢰침(410)의 하단을 통해 내측으로 인입되어 단자(421)를 매개로 전기적으로 연결되는 접지선(420)과, 설치홀(112)에 끼워져 접지선(420)을 절연하는 절연파이프(430)로 구성된 피뢰기(400);
이송블록(330)에 삽탈가능하게 끼워져 피뢰침(410)과 단자(421) 및 이송블록(330)이 상호 분리되지 않게 고정하는 핀(500);
절연함(100)의 내부에 회전가능하게 배치되어 접지선(420)을 권취하는 드럼(610)과, 드럼(610)의 내부에 설치되어 접지선(420)의 인출시 발생하는 스프링 장력을 매개로 드럼(610)을 회전시켜 접지선(420)이 드럼(610)에 권취되도록 하는 태엽스프링(620)으로 구성된 와인더기구(600);
절연함(100)의 상면에 설치되어 풍속을 측정하는 풍속센서(700);
절연함(100)의 상면에 설치되어 밝기를 측정하는 조도센서(800);
절연함(100)의 상면에 설치되어 외부습도를 측정하는 제1습도센서(900);
절연함(100)에 설치되어 절연함(100)의 내부습도를 측정하는 제2습도센서(1000);
절연함(100)의 내부에 설치되어 일정주기로 동작신호를 출력하는 타이머(1100);
절연함(100)의 내부에 설치되어 이물질 및 녹을 흡입할 수 있게 흡입력을 발생시키는 진공펌프(1210)와, 일단이 수용부(130)의 내부로 노출되고 타단이 진공펌프(1210)와 연결되어 이물질과 녹이 이동될 수 있는 통로를 제공하는 흡입관(1220)과, 진공펌프(1210)와 연결되어 흡입된 이물질과 녹이 저장되는 수거통(1230)으로 구성된 청소기구(1200);
절연함(100)의 내부에 설치되어 열을 방출해 습기를 제거하는 면상발열체(1300);
절연함(100)에 설치되어 절연함(100)의 내부 공기를 외부로 배출하는 배기팬(1400);
타이머(1100)의 동작신호에 의해 동작되어서 풍속센서(700)와 조도센서(800) 및 제1습도센서(900)로부터 측정값을 각각 전달받아 설정된 값과 상호 비교하여 설정된 조건에 부합했을 때만 금속브러시(221)에 의해 피뢰침(410)이 청소될 수 있도록 모터(310)를 동작제어하면서 청소시 발생하는 이물질과 녹을 흡입하도록 진공펌프(1210)를 동작제어하며, 제2습도센서(1000)로부터 측정값을 전달받아 설정된 값과 상호 비교하여 설정된 값보다 습도가 높으면 면상발열체(1300) 및 배기팬(1400)을 동작제어하는 제어부(1500)로 구성된 것을 특징으로 하는 안전성 향상 변전시설물.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180121472A KR101957472B1 (ko) | 2018-10-12 | 2018-10-12 | 안전성 향상 변전시설물 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101957472B1 true KR101957472B1 (ko) | 2019-03-12 |
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ID=65800175
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2018
- 2018-10-12 KR KR1020180121472A patent/KR101957472B1/ko active IP Right Grant
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