KR101964219B1 - 수변전 설비용 내진장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지진이나 진동 등의 외력으로 인한 수변전 설비의 피해를 최소화하고 내진 안전성을 증대시키는 수변전 설비용 내진장치를 제공하기 위한 것이다.
이를 위해 본 발명에서는 제1 및 제2유닛은 일정한 간격을 두고 평행하게 배치되고, 제3 및 제4유닛의 길이 방향 양단부는 제1 및 제2유닛의 길이 방향 양단부와 직교하도록 배치되며, 제1 내지 제4유닛은 일정한 길이를 갖는 베이스, 수변전 설비의 함체 하면에 고정된 채로 상기 베이스의 상측에 이격되게 배치되는 채널 및 상기 베이스와 상기 채널 사이에 그 길이 방향을 따라 일정한 간격을 두고 배열된 다수 개의 내진마운트를 각각 포함하여 이루어진 수변전 설비용 내진장치를 개시한다.

Description

수변전 설비용 내진장치{Aseismicity apparatus for power substation}
본 발명은 배전반, 전동기제어반, 수배전반 및 분전반 등의 수변전 설비용 내진장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지진이나 진동 등의 외력으로 인한 각종 전력설비의 피해를 최소화하고 내진 안전성을 증대시킬 수 있으며, 아울러 구조가 간단하고 별도의 공구 없이 조립이 용이하여 작업성 및 생산성을 향상시킬 수 있는 수변전 설비용 내진장치에 관한 것이다.
일반적으로 전기계통의 감시, 제어, 보호를 위한 전기·전자소자, 각종 기기 및 배선 등을 수납하는 배전반(switchboard), 전동기제어반(MCC), 수배전반 및 분전반 등과 같은 각종 전력설비의 관리 및 제어기기는 금속판 등으로 전후, 좌우 및 상하부를 둘러싼 직육면체 형상의 철재 함체(cabinet) 내부에 패키지 타입으로 콤팩트하게 수납된 채 적소에 설치된다.
이러한 전력설비(수변전 및 배전설비)용 함체는 고압의 전력을 다루는 관계로 접지성, 안전성, 화재예방성 그리고 주변영역과의 전자기적 영향을 차단하기 위해 내부가 대개 칸막이 벽 또는 절연 벽에 의해 격리되는 폐쇄형으로 형성되어 있다.
최근 수변전 및 배전설비를 비롯한 각종 산업시설은 지진 발생 시 공진에 의한 손상이나 재해를 입지 않도록 내진설계 기준을 강화하고, 이를 적용하도록 정책적으로 의무화하고 있다.
이에 따라 지진이 발생할 경우에도 내부기기 및 전력설비의 제어 등이 정상적으로 작동되면서 안전성을 확보하고, 손상이나 파괴, 단락사고 등으로 인한 인명 및 재산상의 피해를 최소화하기 위해 지진에너지를 흡수 및 소산시키는 내진 성능을 갖춘 수변전 및 배전설비용 함체가 다양하게 제안된 바 있다.
예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이 대한민국 등록특허공보 제10-0939475호에 함체의 저면과 콘크리트 바닥면 사이에 바닥앵글(31)과 지지앵글(32)이 설치되고, 이들 사이에 압축스프링(76)과 방진고무판(9a)(9b)(10)이 구비된 내진수단(7)을 갖는 구조가 개시되어 있다.
그런데 이는 압축스프링(76)이 횡파(secondary wave)에 대응하여 상하로 진동을 흡수하도록 작동하지만 채널 형상의 바닥앵글(31)과 지지앵글(32)이 서로 대응하도록 형성 및 볼 조인트 구조에 의해 진동 발생 시 무방향으로 흔들리면서 상하로 겹쳐지도록 설치되어 있기 때문에 종파(primary wave)에 취약하여 함체의 누름 하중과 동시에 발생하는 휨 등의 이동 변위에 따른 전단 하중을 효과적으로 흡수할 수 없는 한계가 있다.
즉, 종래의 내진수단(7)은 수평의 일축 방향으로부터 전달되는 종파에 대해서만 대처할 수 있기 때문에 그와 다른 수평의 일축 방향으로 지진파가 전달될 경우에는 내진 기능을 제대로 발휘하지 못하는 제약이 따를 수밖에 없는 문제점이 있다.
또한, 압축스프링(76)이 함체를 지면에 대하여 일정 높이로 이격된 상태로 떠받치는 상태를 유지하고 있는 구조적 특성상 자칫 작은 진동이나 외력에도 함체가 쉽게 흔들리거나 기울어져 안정성이 상당히 떨어질 뿐만 아니라 함체에 내장하는 전력제어용 기기의 하중이 압축스프링(76)의 허용 응력을 초과하지 않도록 적절히 조절해야 하는 불편함이 있다.
여기서 상술한 배경기술 또는 종래기술은 본 발명자가 보유하거나 본 발명을 도출하는 과정에서 습득한 정보로서 본 발명의 기술적 의의를 이해하는데 도움이 되기 위한 것일 뿐, 본 발명의 출원 전에 이 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 기술을 의미하는 것은 아님을 밝힌다.
KR 10-0939475 B1(2010.01.22) KR 10-1794668 B1(2017.11.01) KR 10-1644920 B1(2016.07.27) KR 10-1708215 B1(2017.02.14) KR 10-1904483 B1(2018.09.27) KR 20-0314293 Y1(2003.05.12) KR 10-1193472 B1(2012.10.16)
이에 본 발명자는 상술한 제반 사항을 종합적으로 고려하면서 기존의 수변전 설비용 내진장치가 지닌 기술적 한계 및 문제점을 해결하려는 발상에서, 지진파 중 임의의 모든 방향으로부터 발생하는 종파(primary wave)에 대응하여 안정적으로 작동하는 방향성을 가지면서 압축 하중과 동시에 발생하는 전단 하중을 효과적으로 흡수 및 소산시키고, 아울러 단면 2차 모멘트의 증가로 외력에 대한 강성을 향상시킴으로써 X축 또는 Y축 방향으로 작용하는 횡하중을 충분히 견디기 위한 내진 성능을 극대화할 수 있는 수변전 설비용 내진장치를 개발하고자 각고의 노력을 기울여 부단히 연구하던 중 그 결과로써 본 발명을 창안하게 되었다.
따라서 본 발명의 기술적 해결 과제 및 목적은 압축 하중과 전단 하중을 동시에 흡수하고 소산시키면서 횡하중을 견디기 위한 강성을 증가시킬 수 있도록 하는 수변전 설비용 내진장치를 제공하는 데 있는 것이다.
여기서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 이상에서 언급한 기술적 과제 및 목적으로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제 및 목적들은 아래의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
상술한 바와 같은 목적을 달성 및 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 태양에 따른 구체적 수단은, 바닥면에 고정 설치되고 일정한 길이를 갖는 제1베이스(10a)와, 수변전 설비의 함체(C) 하면에 고정된 채로 상기 제1베이스(10a)의 상측에 이격되게 배치되는 제1채널(20a)과, 상기 제1베이스(10a)와 상기 제1채널(20a) 사이에 그 길이 방향을 따라 일정한 간격을 두고 배열된 다수 개의 제1내진마운트(30a) 및 상기 제1채널(20a)의 길이 방향 양단부에 구비되고 걸림돌기(41)와 잠금홈(42)을 갖는 제1브래킷(40a)을 포함하는 제1유닛(1), 상기 제1유닛(1)과 일정한 간격을 두고 평행하게 배치하되, 바닥면에 고정 설치되고 일정한 길이를 갖는 제2베이스(10b)와, 수변전 설비의 함체(C) 하면에 고정된 채로 상기 제2베이스(10b)의 상측에 이격되게 배치되는 제2채널(20b)과, 상기 제2베이스(10b)와 상기 제2채널(20b) 사이에 그 길이 방향을 따라 일정한 간격을 두고 배열된 다수 개의 제2내진마운트(30b) 및 상기 제2채널(20b)의 길이 방향 양단부에 구비되고 걸림돌기(41)와 잠금홈(42)을 갖는 제2브래킷(40b)을 포함하는 제2유닛(2), 상기 제1 및 제2유닛(1)(2)의 길이 방향 한쪽 단부와 길이 방향의 양단부가 직교하도록 배치하되, 바닥면에 고정 설치되고 일정한 길이를 갖는 제3베이스(10c)와, 수변전 설비의 함체(C) 하면에 고정된 채로 상기 제3베이스(10c)의 상측에 이격되게 배치되는 제3채널(20c) 및 상기 제3베이스(10c)와 상기 제3채널(20c) 사이에 그 길이 방향을 따라 일정한 간격을 두고 배열된 다수 개의 제3내진마운트(30c)를 포함하며, 상기 제3채널(20c)의 상면에 그 길이 방향을 따라 일정한 간격을 두고 상기 제1 및 제2브래킷(40a)(40b)의 걸림돌기(41)와 대응되도록 걸림구멍(22)이 형성되고, 상기 제3채널(20c) 한쪽 측면에 상기 제1 및 제2브래킷(40a)(40b)의 잠금홈(42)에 탄성 변형으로 끼워져 잠금되도록 잠금고리(23)가 형성된 제3유닛(3) 및 상기 제1 및 제2유닛(1)(2)의 길이 방향 다른 쪽 단부와 길이 방향의 양단부가 직교하도록 배치하되, 바닥면에 고정 설치되고 일정한 길이를 갖는 제4베이스(10d)와, 수변전 설비의 함체(C) 하면에 고정된 채로 상기 제4베이스(10d)의 상측에 이격되게 배치되는 제4채널(20d) 및 상기 제4베이스(10d)와 상기 제4채널(20d) 사이에 그 길이 방향을 따라 일정한 간격을 두고 배열된 다수 개의 제4내진마운트(30d)를 포함하며, 상기 제4채널(20d)의 상면에 그 길이 방향을 따라 일정한 간격을 두고 상기 제1 및 제2브래킷(40a)(40b)의 걸림돌기(41)와 대응되도록 걸림구멍(22)이 형성되고, 상기 제4채널(20d) 한쪽 측면에 상기 제1 및 제2브래킷(40a)(40b)의 잠금홈(42)에 탄성 변형으로 끼워져 잠금되도록 잠금고리(23)가 형성된 제4유닛(4)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 수변전 설비용 내진장치를 제시한다.
이로써 본 발명은 제1 내지 제4유닛 각각의 방향성을 통해 압축 하중과 전단 하중을 동시에 흡수하고 소산시키면서 횡하중을 견디기 위한 강성을 크게 증가시킬 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 태양은, 바닥면에 고정 설치되고 일정한 길이를 갖는 제5베이스(10e)와, 수변전 설비의 함체(C) 하면에 고정된 채로 상기 제5베이스(10e)의 상측에 이격되게 배치되는 제5채널(20e)과, 상기 제5베이스(10e)와 상기 제5채널(20e) 사이에 그 길이 방향을 따라 일정한 간격을 두고 배열된 다수 개의 제5내진마운트(30e) 및 상기 제5채널(20e)의 길이 방향 양단부에 구비되고, 걸림돌기(41)와 잠금홈(42)을 갖는 제5브래킷(40e)을 포함하는 제5유닛(5)을 더 포함하여 이루어지며, 상기 제5브래킷(40e)의 걸림돌기(41)가 상기 제3 및 제4채널(20c)(20d)의 걸림구멍(22)에 끼워지고, 상기 제3 및 제4채널(20c)(20d)의 잠금고리(23)가 상기 제5브래킷(40e)의 잠금홈(42)에 탄성 변형으로 탄력적으로 끼워지면서 잠금되는 것을 특징으로 하는 수변전 설비용 내진장치를 제시한다.
이로써 본 발명은 지진 발생 시 등에 상대적으로 피해가 크게 일어나는 방향을 보강할 수 있어 내진력 및 내진 안전성을 한층 더 향상시킬 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 태양으로 상기 제1 내지 제5내진마운트는, 상면에 상부고정핀이 형성되고, 양쪽에 경사면이 대칭적으로 형성된 지지블록, 하면에 하부고정핀이 형성되고, 양쪽에 상기 지지블록의 경사면과 마주하는 절곡면이 대칭적으로 형성된 받침판 및 상기 지지블록의 경사면과 상기 받침판의 절곡면 사이에 개재시켜 진동과 충격을 흡수하며, 상기 지지블록 및 상기 받침판의 양쪽 방향(제1 내지 제5유닛의 길이 방향)으로 작용하는 힘에 대하여 큰 단면 2차 모멘트를 가지도록 형성된 탄성블록을 포함하여 구성됨으로써 제1 내지 제5유닛의 길이 방향으로 작용하는 힘에 대한 단면 2차 모멘트를 더욱 효과적으로 증가시킬 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 태양으로 상기 지지블록의 상면에 수직한 선과 상기 경사면과의 사이각 및 상기 받침판의 하면에 수직한 선과 상기 절곡면과의 사이각은 40~50°범위로 서로 대응되게 형성함으로써 지지블록과 받침판의 양쪽 방향으로 작용하는 힘에 대한 단면 2차 모멘트를 한층 더 증가시킬 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 태양으로 상기 탄성블록의 중심부에 릴리프홀이 형성됨으로써 상기 제1 내지 제5유닛의 길이 방향(지지블록 및 받침판의 양쪽)으로 작용하는 응력 집중을 더욱 효과적으로 감소시킬 수 있다.
상기와 같은 목적의 달성과 기술적 과제를 해결하기 위한 수단 및 구성을 갖춘 본 발명의 실시 태양은, 제1 내지 제5유닛의 유기적인 작동 및 작용에 의해 지진파 중 임의의 모든 방향으로부터 발생하는 종파에 안정적으로 대응하고, 압축 하중(수직 하중)과 전단 하중(수평 하중)을 동시에 효과적으로 흡수하여 그 에너지를 소산시킬 뿐만 아니라 단면 2차 모멘트의 증가로 제1 내지 제5유닛의 길이 방향으로 작용하는 힘에 대한 강성을 극대화함으로써 수평 방향으로 작용하는 횡하중을 충분히 견딜 수 있다.
따라서 외력이나 지진 등으로 인해 수변전 설비의 함체가 쉽게 흔들리거나 기울어지는 것을 막아 함체 내부의 각종 전력제어용 기기가 파손 및 손상되는 것을 방지하는 등 내진력 및 내진 안전성을 크게 향상시킬 수 있다.
게다가 제1 내지 제5유닛의 결합 및 고정을 위한 구조가 간단하고, 별도의 공구 없이 조립이 용이하여 작업성 및 생산성을 향상시킬 수 있다.
여기서 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 기술에 따른 수변전 설비용 내진장치의 국부를 나타낸 횡단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 수변전 설비용 내진장치를 일부 분해하여 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 수변전 설비용 내진장치를 나타낸 결합 상태 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 수변전 설비용 내진장치를 분해하여 나타낸 국부 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 수변전 설비용 내진장치의 구성요소 중 내진마운트를 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 수변전 설비용 내진장치를 나타낸 종단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 수변전 설비용 내진장치를 나타낸 국부 종단면도이다.
이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
이에 앞서, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 개념과 당해 기술분야에서 통용 또는 통상적으로 인식되는 의미로 해석하여야 함을 명시한다.
또한, 본 발명과 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
여기서 첨부된 도면들은 기술의 구성 및 작용에 대한 설명과 이해의 편의 및 명확성을 위해 일부분을 과장하거나 간략화하여 도시한 것으로, 각 구성요소가 실제의 크기 및 형태와 정확하게 일치하는 것은 아님을 밝힌다.
아울러 본 명세서에서 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함하는 의미이며, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
즉, 본 명세서에서 설시하는 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해해야 한다.
이외에도 "부" 및 "유닛"의 용어에 대한 의미는 시스템에서 목적하는 적어도 하나의 기능이나 어느 일정한 동작을 처리하는 단위 또는 역할을 하는 모듈 형태를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 혹은 하드웨어 및 소프트웨어의 결합 등을 통한 수단이나 독립적인 동작을 수행할 수 있는 디바이스 또는 어셈블리 등으로 구현할 수 있다.
그리고 상단, 하단, 상면, 하면, 또는 상부, 하부, 상측, 하측 등의 용어는 각 구성요소에 있어 상대적인 위치를 구별하기 위해 편의상 사용한 것이다. 예를 들어, 도면상의 위쪽을 상부로 아래쪽을 하부로 명명 및 지칭할 수 있다.
또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있다. 즉, 제1, 제2 등의 용어는 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 구성요소는 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 또 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
<실시 예>
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 수변전 설비용 내진장치(100)는 제1 내지 제4유닛(1)(2)(3)(4)을 포함하여 구성되는 것으로, 제1 및 제2유닛(1)(2)은 일정한 간격을 두고 평행하게 배치되어 있고, 제3 및 제4유닛(3)(4)의 길이 방향 양단부는 제1 및 제2유닛(1)(2)의 길이 방향 양단부와 직교하도록 배치되어 있다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수변전 설비용 내진장치(100)는 제3 및 제4유닛(3)(4) 사이에 보강을 위한 구비되는 제5유닛(5)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
도 3 내지 도 8에 도시된 바와 같이 제1 내지 제5유닛(1)(2)(3)(4)(5)은 각각 정방형 또는 장방형 단면에 일정한 길이를 갖는 각주형 제1 내지 제5베이스(10a)(10b)(10c)(10d)(10e)가 바닥면에 고정 설치할 수 있도록 구비되어 있고, 수변전 설비의 함체(C) 하면에 고정되는 제1 내지 제5채널(20a)(20b)(20c)(20d)(20e)이 제1 내지 제5베이스(10a)(10b)(10c)(10d)(10e)의 상측에 이격되게 배치되어 있다.
그리고 제1 내지 제5베이스(10a)(10b)(10c)(10d)(10e)와 제1 내지 제5채널(20a)(20b)(20c)(20d)(20e) 사이에는 그 길이 방향을 따라 일정한 간격을 두고 진동과 충격을 흡수하고 함체(C)를 지지하는 제1 내지 제5내진마운트(30a)(30b)(30c)(30d)(30e)가 다수 배열되어 있다.
즉, 제1 내지 제5내진마운트(30a)(30b)(30c)(30d)(30e)의 상부는 제1 내지 제5채널(20a)(20b)(20c)(20d)(20e)과 각기 고정되어 있고, 그 하부는 제1 내지 제5베이스(10a)(10b)(10c)(10d)(10e)와 각기 고정되어 있다.
이를 위해 제1 내지 제5베이스(10a)(10b)(10c)(10d)(10e)에는 제1 내지 제5내진마운트(30a)(30b)(30c)(30d)(30e)의 하부와 각기 결합 및 고정을 위한 고정구멍(11)이 길이 방향을 따라 일정한 간격을 두고 각각 형성되어 있고, 제1 내지 제5채널(20a)(20b)(20c)(20d)(20e)에는 제1 내지 제5내진마운트(30a)(30b)(30c)(30d)(30e)의 상부와 각기 결합 및 고정을 위한 고정구멍(21)이 길이 방향을 따라 일정한 간격을 두고 각각 형성되어 있다.
또한, 제1 및 제2유닛(1)(2)과 제5유닛(5) 각각의 길이 방향 양단부에는 제3 및 제4유닛(3)(4)과의 연결 및 결합을 위한 제1 및 제2브래킷(40a)(40b)과 제5브래킷(40e)이 고정되어 있고, 그 각각에는 걸림돌기(41)와 잠금홈(42)이 형성되어 있다.
특히 제3 및 제4채널(20c)(20d)의 상면에는 그 길이 방향을 따라 일정한 간격을 두고 제1 및 제2브래킷(40a)(40b)과 제5브래킷(40e)의 걸림돌기(41)와 대응되도록 걸림구멍(22)이 다수 형성되어 있고, 그 각각의 한쪽 측면에는 제1 및 제2브래킷(40a)(40b)과 제5브래킷(40e)의 잠금홈(42)에 탄성 변형으로 끼워져 잠금되는 잠금고리(23)가 비스듬히 절곡 형성되어 있다.
즉, 제1 및 제2브래킷(40a)(40b)과 제5브래킷(40e) 각각의 걸림돌기(41)는 제3 및 제4채널(20c)(20d) 각각의 걸림구멍(22)에 자연스럽게 끼워져서 결합 상태를 유지하기 위해 외력에 탄력적으로 변형되는 탄성을 가지도록 형성되어 있고, 그 각각의 잠금홈(42)은 제3 및 제4채널(20c)(20d) 각각의 잠금고리(23)가 탄력적으로 끼워져 잠금 상태를 유지하도록 형성되어 있다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 제5유닛(5)의 길이 방향 양단부에 고정되어 있는 제5브래킷(40e)의 걸림돌기(41)는 제3 및 제4채널(20c)(20d) 각각의 걸림구멍(22)에 끼워지고, 제3 및 제4채널(20c)(20d) 각각의 잠금고리(23)는 약간의 탄성을 가지도록 절곡 형성되어 있어 제5브래킷(40e)의 잠금홈(42)에 탄성 변형으로 탄력적으로 끼워지면서 잠금 상태를 유지한다.
여기서 제1 내지 제5베이스(10a)(10b)(10c)(10d)(10e)는 지진파에 충분히 견딜 수 있는 강도를 갖는 강재로 형성된 것을 사용하는 것이 바람직하다.
제1 내지 제5채널(20a)(20b)(20c)(20d)(20e)은 도 8에 도시된 바와 같이 수변전 및 배전설비의 관리 및 제어기기를 수납하는 함체(C)의 저면에 각각 고정되는 것으로, 일정 길이와 폭 및 두께를 갖는 홈 형강 형상으로 형성되어 있고, 그 각각의 상면에는 제1 내지 제5내진마운트(30a)(30b)(30c)(30d)(30e)의 상부고정핀(32)을 끼우기 위한 고정구멍(21)이 형성되어 있다.
즉, 제1 내지 제5내진마운트(30a)(30b)(30c)(30d)(30e)의 상부고정핀(32)은 고정구멍(21)을 통해 채널(20)과 결합되어 있어 수평 변위 과정에서 발생되는 미끄러짐 현상을 방지하여 내진력을 향상시킬 수 있다.
특히 제3 및 제4채널(20c)(20d)의 상면에는 그 길이 방향을 따라 일정한 간격을 두고 제1 및 제2브래킷(40a)(40b)과 제5브래킷(40e)이 결합되는 위치를 안내하는 안내홈(24)이 다수 형성되어 있으며, 이와 대응하여 제1 및 제2브래킷(40a)(40b)과 제5브래킷(40e)의 양쪽에는 안내홈(24)을 따라 끼워지는 끼움돌기(43)가 각각 형성되어 있다.
여기서 제1 내지 제5채널(20a)(20b)(20c)(20d)(20e)은 지진파에 충분히 견딜 수 있는 강도를 갖는 강재로 형성된 것을 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 제1 내지 제5내진마운트(30a)(30b)(30c)(30d)(30e)는 함체(C)의 압축 하중을 탄력적으로 떠받쳐서 지지하고 수평 방향으로 일정 변위를 허용하며, 전단 하중 및 수평 하중 등의 외력에 대응하여 탄성 변형되면서 진동 에너지와 충격력을 흡수 및 소산시키고, 진동이 직접적으로 함체(C)에 전달되는 것을 최소화기 위해 제1 내지 제5베이스(10a)(10b)(10c)(10d)(10e)의 상면과 제1 내지 제5채널(20a)(20b)(20c)(20d)(20e)의 하면 사이에 장착되어 있다.
즉, 제1 내지 제5내진마운트(30a)(30b)(30c)(30d)(30e)는 지진이나 진동 등의 외부 요인에 의해 제1 내지 제5베이스(10a)(10b)(10c)(10d)(10e)와 제1 내지 제5채널(20a)(20b)(20c)(20d)(20e)이 수평 방향으로 뒤틀릴 때 그 뒤틀림을 최소화함은 물론 원래대로 신속하게 복귀 및 복원시키고, 함체(C)에 진동이 가해졌을 때 어느 한쪽으로 쏠리는 것을 방지 및 원래 상태로 복원시키는 작용을 한다.
이러한 제1 내지 제5내진마운트(30a)(30b)(30c)(30d)(30e)는 각기 지지블록(31)과 받침판(34) 및 탄성블록(37)을 포함하여 구성되어 있다.
지지블록(31)의 상면에는 제1 내지 제5채널(20a)(20b)(20c)(20d)(20e)과 고정을 위한 상부고정핀(32)이 형성되어 있고, 양쪽에는 경사면(33)이 대칭적으로 형성되어 있다.
여기서 지지블록(31)의 상면은 제1 내지 제5채널(20a)(20b)(20c)(20d)(20e)과 밀착되도록 수평으로 형성하는 것이 바람직하고, 양쪽 경사면(33)끼리의 사이 각은 하중을 양쪽으로 균일하게 분산시키도록 직각으로 형성하는 것이 바람직하다.
즉, 지지블록(31)은 함체(C)의 하중과 지진력에 의한 하중을 견딜 수 있게 일정한 두께를 가지고, 제1 내지 제5유닛(1)(2)(3)(4)(5) 각각의 길이 방향으로 작용하는 힘에 대하여 큰 단면 2차 모멘트를 가지도록 형성되어 있는 탄성블록(37)을 결합하기 쉽게 정면에서 볼 때 전후로 긴 마치 역삼각기둥 형상인 것이 바람직하다.
받침판(34)의 하면에는 제1 내지 제5베이스(10a)(10b)(10c)(10d)(10e)와 고정을 위한 하부고정핀(35)이 형성되어 있고, 양쪽에는 지지블록의 경사면(33)과 마주하는 절곡면(36)이 대칭적으로 형성되어 있다.
여기서 지지블록(31)과 받침판(34)은 탄성블록(37)으로 하중을 균일하게 전달 및 분산시킬 수 있으면서 진동이나 외력에 의한 모멘트를 받을 때 견딜 수 있는 내력 및 전단강도를 갖는 금속 재질로 형성하는 것이 바람직하다.
아울러 지지블록(31)의 상면에 수직한 가상의 선과 그 경사면(33)과의 사이각 및 받침판(34)의 하면에 수직한 가상의 선과 그 절곡면(36)과의 사이각은 40~50°범위로 서로 대응되게 형성하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 45°로 이루어지도록 형성할 수 있다.
탄성블록(37)은 지지블록의 경사면(33)과 받침판의 절곡면(36) 사이에 구비되어 있고, 지지블록(31) 및 받침판(34)의 양쪽 방향으로, 즉 제1 내지 제5유닛(1)(2)(3)(4)(5) 각각의 길이 방향으로 작용하는 힘에 대하여 큰 단면 2차 모멘트를 가지도록 형성되어 있다.
또한, 탄성블록(37)의 하부 중심에는 제1 내지 제5유닛(1)(2)(3)(4)(5)의 길이 방향, 즉 지지블록(31) 및 받침판(34)의 양쪽 방향으로 작용하는 응력 집중을 감소시키고 균열을 방지하기 위해 '∧' 형상의 릴리프홀(38)이 형성되어 있다.
이러한 탄성블록(37)은 전단 하중 및 수평 하중이 작용하면 탄성 변형을 통해서 에너지를 흡수하여 소산시키고 받침판(34)에 대한 지지블록(31)의 상대 변위를 제한한다.
즉, 탄성블록(37)은 지지블록(31)의 경사면(33)과 받침판(34)의 절곡면(36)에 상부고정핀(32)과 하부고정핀(35)의 중심 방향으로 지진이나 진동, 충격에 의한 하중을 균일하게 흡수 및 받을 수 있도록 대칭적으로 개재됨으로써 수평 변위 과정에서 발생되는 들뜸 현상이나 미끄러짐 현상을 방지하여 내진력을 증가시킬 뿐만 아니라 함체(C)에서 제1 내지 제5채널(20a)(20b)(20c)(20d)(20e)을 통해 전달되는 압축 하중 및 전단 하중을 흡수하고 응력을 탄력적으로 분산 및 소멸시켜 진동 지속시간을 줄이고 진동을 감쇠시킨다.
아울러 탄성블록(37)은 제1 내지 제5베이스(10a)(10b)(10c)(10d)(10e)로부터 전달되는 진동 또는 진동으로 인한 소음을 완화하고, 지진 또는 진동에 의해 발생되는 고유 진동수를 1차적으로 감쇠시킨다.
여기서 탄성블록(37)은 가해지는 하중에 반발하는 힘을 제공하기 위해 허용 변위까지 변형될 수 있는 탄성계수를 가지고, 내후, 내굴곡성, 내마모성, 내충격성 등이 우수한 합성 고무 소재로 형성된 것을 사용하는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 않으며, 이와 동일한 작용효과를 가진 것이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방할 것이다.
예를 들면, 진동이나 충격력을 더욱 효과적으로 흡수 및 분산하고 제1 내지 제5베이스(10a)(10b)(10c)(10d)(10e)에 대한 제1 내지 제5채널(20a)(20b)(20c)(20d)(20e)의 변위에 한층 안정적으로 대응할 수 있도록 충격 완화 및 인장 후 복원성이 뛰어난 폴리우레탄이나 압축 고무, 혹은 압축 고무 내부에 철판이나 납 등을 삽입한 고탄성 및 고신축 재질로 형성할 수 있다.
그리고 탄성블록(37)의 상부는 지지블록(31)의 양쪽 경사면(33)에 부착 등의 방법으로 일체화함으로써 이탈이나 유동을 방지 및 고정할 수 있다.
한편, 제1 및 제2유닛(1)(2)의 제1 및 제2베이스(10a)(10b) 길이는 제1 및 제2채널(20a)(20b)의 길이보다 길게 형성되어 있다. 즉, 제1 및 제2베이스(10a)(10b)는 그 제1 및 제2채널(20a)(20b)과 제1 및 제2브래킷(40a)(40b)의 합친 길이와 동일하게 형성되어 있다.
아울러 제1 및 제2브래킷(40a)(40b)에는 제3 및 제4채널(20c)(20d)과 서로 직교하게 맞춤과 이음으로 연결하기 위한 받침턱(44)이 각각 형성되어 있다.
그리고 제3 및 제4유닛(3)(4)의 제3 및 제4베이스(10c)(10d) 길이는 제3 및 제4채널(20c)(20d)의 길이보다 짧게 형성되어 있고, 제5유닛(5)의 제5베이스(10e) 길이는 제5채널(20e)의 길이와 동일하게 형성되어 있다.
또한, 제5브래킷(40e)에는 제3 및 제4베이스(10c)(10d)의 상면에 서로 직교하게 안착 결합하기 위한 안착턱(45)이 형성되어 있다.
그리고 제1 및 제2유닛(1)(2)의 길이는 제3 및 제4유닛(3)(4)의 길이보다 길게 형성되어 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 실시 예에 따른 수변전 설비용 내진장치(100)는 진동이나 지진 발생 시 제1 내지 제5유닛(1)(2)(3)(4)(5)의 유기적인 대응 작동과 그 각각의 제1 내지 제5내진마운트(30a)(30b)(30c)(30d)(30e) 작용에 의해 압축 하중(수직 하중)과 전단 하중(수평 하중)을 동시에 효과적으로 흡수하여 그 에너지를 소산시킨다.
특히 제1 내지 제5내진마운트(30a)(30b)(30c)(30d)(30e)가 제1 내지 제5유닛(1)(2)(3)(4)(5)의 길이 방향으로 작용하는 힘에 대한 단면 2차 모멘트를 증가시켜 수평 방향으로 작용하는 압력과 횡하중을 충분히 견딤으로써 수변전 설비의 함체(C)로 지진에 의한 진동이 직접 전달되는 것을 억제 및 최소화하여 함체(C)가 지진파에 의해 쉽게 흔들리거나 어느 한쪽으로 기울어지면서 그 내부의 각종 전력제어기기가 파손 및 손상되는 것을 방지할 수 있다.
즉, 제1 및 제2유닛(1)(2)과 제3 내지 제5유닛(3)(4)(5)이 일반적인 충격이나 진동 등의 외력에 의한 변위를 탄성 작용으로 자연스럽게 감쇠시킴은 물론 지진파 중 임의의 모든 방향으로부터 발생하는 종파(primary wave)에 더욱 효과적으로 대응하여 안정적으로 작동하는 방향성을 가지므로 내진 성능을 극대화하고 내진안전성을 증진시킬 수 있다.
더구나 제1 내지 제5유닛(1)(2)(3)(4)(5) 간의 결합 및 고정을 위한 구조가 밀어서 끼우고 맞추는 방식으로 간단하고, 수배전반의 함체(C)를 상부에 얹히는 구조여서 별도의 공구 없이 조립이 용이하여 작업성 및 생산성을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 예시되지 않은 여러 가지로 다양하게 변형하고 응용할 수 있음은 물론이고 각 구성요소의 치환 및 균등한 타 실시 예로 변경하여 폭넓게 적용할 수도 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명백하다.
그러므로 본 발명의 기술적 특징을 변형하고 응용하는 것에 관계된 내용은 본 발명의 기술사상 및 범위 내에 포함되는 것으로 해석하여야 할 것이다.
1: 제1유닛 2: 제2유닛
3: 제3유닛 4: 제4유닛
5: 제5유닛 10a: 제1베이스
10b: 제2베이스 10c: 제3베이스
10d: 제4베이스 10e: 제5베이스
11: 고정구멍 20a: 제1채널
20b: 제2채널 20c: 제3채널
20d: 제4채널 20e: 제5채널
21: 고정구멍 22: 걸림구멍
23: 잠금고리 24: 안내홈
30a: 제1내진마운트 30b: 제2내진마운트
30c: 제3내진마운트 30d: 제4내진마운트
30e: 제5내진마운트 31: 지지블록
32: 상부고정핀 33: 경사면
34: 받침판 35: 하부고정핀
36: 절곡면 37: 탄성블록
38: 릴리프홀 40a: 제1브래킷
40b: 제2브래킷 41: 걸림돌기
42: 잠금홈 43: 끼움돌기

Claims (5)

  1. 바닥면에 고정 설치되고 일정한 길이를 갖는 제1베이스(10a)와, 수변전 설비의 함체(C) 하면에 고정된 채로 상기 제1베이스(10a)의 상측에 이격되게 배치되는 제1채널(20a)과, 상기 제1베이스(10a)와 상기 제1채널(20a) 사이에 그 길이 방향을 따라 일정한 간격을 두고 배열된 다수 개의 제1내진마운트(30a) 및 상기 제1채널(20a)의 길이 방향 양단부에 구비되고 걸림돌기(41)와 잠금홈(42)을 갖는 제1브래킷(40a)을 포함하는 제1유닛(1);
    상기 제1유닛(1)과 일정한 간격을 두고 평행하게 배치하되, 바닥면에 고정 설치되고 일정한 길이를 갖는 제2베이스(10b)와, 수변전 설비의 함체(C) 하면에 고정된 채로 상기 제2베이스(10b)의 상측에 이격되게 배치되는 제2채널(20b)과, 상기 제2베이스(10b)와 상기 제2채널(20b) 사이에 그 길이 방향을 따라 일정한 간격을 두고 배열된 다수 개의 제2내진마운트(30b) 및 상기 제2채널(20b)의 길이 방향 양단부에 구비되고 걸림돌기(41)와 잠금홈(42)을 갖는 제2브래킷(40b)을 포함하는 제2유닛(2);
    상기 제1 및 제2유닛(1)(2)의 길이 방향 한쪽 단부와 길이 방향의 양단부가 직교하도록 배치하되, 바닥면에 고정 설치되고 일정한 길이를 갖는 제3베이스(10c)와, 수변전 설비의 함체(C) 하면에 고정된 채로 상기 제3베이스(10c)의 상측에 이격되게 배치되는 제3채널(20c) 및 상기 제3베이스(10c)와 상기 제3채널(20c) 사이에 그 길이 방향을 따라 일정한 간격을 두고 배열된 다수 개의 제3내진마운트(30c)를 포함하며, 상기 제3채널(20c)의 상면에 그 길이 방향을 따라 일정한 간격을 두고 상기 제1 및 제2브래킷(40a)(40b)의 걸림돌기(41)와 대응되도록 걸림구멍(22)이 형성되고, 상기 제3채널(20c) 한쪽 측면에 상기 제1 및 제2브래킷(40a)(40b)의 잠금홈(42)에 탄성 변형으로 끼워져 잠금되도록 잠금고리(23)가 형성된 제3유닛(3); 및
    상기 제1 및 제2유닛(1)(2)의 길이 방향 다른 쪽 단부와 길이 방향의 양단부가 직교하도록 배치하되, 바닥면에 고정 설치되고 일정한 길이를 갖는 제4베이스(10d)와, 수변전 설비의 함체(C) 하면에 고정된 채로 상기 제4베이스(10d)의 상측에 이격되게 배치되는 제4채널(20d) 및 상기 제4베이스(10d)와 상기 제4채널(20d) 사이에 그 길이 방향을 따라 일정한 간격을 두고 배열된 다수 개의 제4내진마운트(30d)를 포함하며, 상기 제4채널(20d)의 상면에 그 길이 방향을 따라 일정한 간격을 두고 상기 제1 및 제2브래킷(40a)(40b)의 걸림돌기(41)와 대응되도록 걸림구멍(22)이 형성되고, 상기 제4채널(20d) 한쪽 측면에 상기 제1 및 제2브래킷(40a)(40b)의 잠금홈(42)에 탄성 변형으로 끼워져 잠금되도록 잠금고리(23)가 형성된 제4유닛(4);
    을 포함하여 이루어진 수변전 설비용 내진장치.
  2. 제1항에 있어서,
    바닥면에 고정 설치되고 일정한 길이를 갖는 제5베이스(10e)와, 수변전 설비의 함체(C) 하면에 고정된 채로 상기 제5베이스(10e)의 상측에 이격되게 배치되는 제5채널(20e)과, 상기 제5베이스(10e)와 상기 제5채널(20e) 사이에 그 길이 방향을 따라 일정한 간격을 두고 배열된 다수 개의 제5내진마운트(30e) 및 상기 제5채널(20e)의 길이 방향 양단부에 구비되고, 걸림돌기(41)와 잠금홈(42)을 갖는 제5브래킷(40e)을 포함하는 제5유닛(5);
    을 더 포함하여 이루어지며,
    상기 제5브래킷(40e)의 걸림돌기(41)가 상기 제3 및 제4채널(20c)(20d)의 걸림구멍(22)에 끼워지고, 상기 제3 및 제4채널(20c)(20d)의 잠금고리(23)가 상기 제5브래킷(40e)의 잠금홈(42)에 탄성 변형으로 탄력적으로 끼워지면서 잠금되는 수변전 설비용 내진장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 내지 제5내진마운트(30a)(30b)(30c)(30d)(30e)는,
    상면에 상부고정핀(32)이 형성되고, 양쪽에 경사면(33)이 대칭적으로 형성된 지지블록(31);
    하면에 하부고정핀(35)이 형성되고, 양쪽에 상기 지지블록(31)의 경사면(33)과 마주하는 절곡면(36)이 대칭적으로 형성된 받침판(34); 및
    상기 지지블록(31)의 경사면(33)과 상기 받침판(34)의 절곡면(36) 사이에 개재시켜 진동과 충격을 흡수하며, 상기 지지블록(31) 및 상기 받침판(34)의 양쪽 방향으로 작용하는 힘에 대하여 큰 단면 2차 모멘트를 가지도록 형성된 탄성블록(37);
    을 각기 포함하는 수변전 설비용 내진장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 탄성블록(37)의 중심부에, 상기 지지블록(31) 및 상기 받침판(34)의 양쪽 방향으로 작용하는 응력 집중을 감소시키기 위한 릴리프홀(38)이 형성된 수변전 설비용 내진장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제3 및 제4채널(20d)의 상면에 그 길이 방향을 따라 일정한 간격을 두고 상기 제1 및 제2브래킷(40a)(40b)의 결합 위치를 안내하는 안내홈(24)이 형성되고, 상기 제1 및 제2브래킷(40a)(40b)의 양쪽에 상기 안내홈(24)을 따라 끼워지는 끼움돌기(43)가 형성된 수변전 설비용 내진장치.
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