KR101992782B1 - 지중 배전선로용 가스절연 기기의 내부고장 가스 방출장치 - Google Patents

지중 배전선로용 가스절연 기기의 내부고장 가스 방출장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지중 배전선로용 가스절연 기기의 내부고장 가스 방출장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지상 또는 지중 고압(25.8kV) 배전라인에 사용하는 SF6 가스 또는 친환경 가스 절연 부하개폐기 및 가스절연 차단기(이하 '가스절연 기기'라 한다)의 SF6 가스 또는 친환경 가스(건조공기, 질소가스, 이산화탄소, G3 가스 등)가 충진된 압력 탱크내에서 단락 또는 지락사고시 고장전류를 차단하지 못하는 경우, 고장전류에 의해 급격한 온도상승과, 이로 인한 탱크 내의 압력 증가로 인한 방압변의 파열이 발생하고, 방압변의 파열에 따라 고온 및 고압 가스가 배출되는데, 고온 고압의 가스를 냉각시키고 배출되는 가스의 압력를 줄이고 배출경로를 유도함으로써, 인명사고 및 주변 시설물의 손상을 방지하기 위한 지중 배전선로용 가스절연 기기의 내부고장 가스 방출장치에 관한 것으로서,
고압 가스가 충진된 가스절연 기기 본체와, 상기 본체의 저면에 설치되는 방압변을 가지는 지중 배전선로용 가스절연 기기의 내부고장 가스 방출장치에 있어서, 상기 가스 방출장치는, 상기 가스절연 기기 본체의 하부에 상기 방압변을 커버하도록 설치되는 본체와, 상기 본체 내부에 형성되는 배출가스의 경로를 유도하기 위한 경로유도판과, 상기 경로유도판 사이에 설치되는 다단의 여과겹판으로 이루어지고, 내부 고장에 따른 아크 발생시 상기 방압변이 파열되면서 분출되는 고온 고압 가스가 상기 경로유도판에 의해 형성된 일정한 경로를 따라 배출되는 것을 특징으로 하는 지중 배전선로용 가스절연 기기의 내부고장 가스 방출장치를 제공한다.

Description

지중 배전선로용 가스절연 기기의 내부고장 가스 방출장치{The internal arcing fault energy absorber and gas venting device for gas insulated switchgear on underground distribution line}
본 발명은 지중 배전선로용 가스절연 기기의 내부고장 가스 방출장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지상 또는 지중 고압(25.8kV) 배전라인에 사용하는 SF6 가스 또는 친환경 가스 절연 부하개폐기 및 가스절연 차단기(이하 '가스절연 기기'라 한다)의 SF6 가스 또는 친환경 가스(건조공기, 질소가스, 이산화탄소, G3 가스 등)가 충진된 압력 탱크내에서 단락 또는 지락사고시 고장전류를 차단하지 못하는 경우, 고장전류에 의해 급격한 온도상승과, 이로 인한 탱크 내의 압력 증가로 인한 방압변의 파열이 발생하고, 방압변의 파열에 따라 고온 및 고압 가스가 배출되는데, 고온 고압의 가스를 냉각시키고 배출되는 가스의 압력를 줄이고 배출경로를 유도함으로써, 인명사고 및 주변 시설물의 손상을 방지하기 위한 지중 배전선로용 가스절연 기기의 내부고장 가스 방출장치에 관한 것이다.
지상 또는 지중 고압(25.8kV) 배전라인에 사용하는 가스절연 기기의 SF6 가스 또는 친환경 가스(건조공기, 질소가스, 이산화탄소, G3가스)의 압력 탱크내에서 단락 또는 지락사고시 가스절연 기기내 회로에 고장전류가 흐르고, 차단기가 설정된 시간내에서 고장전류를 차단하지 못할 경우 가스절연 기기 내부의 통전 회로에 고장전류에 의한 급격한 온도상승이 발생한다. 급격한 온도 상승은 내부 화재와 함께 가스 탱크의 내부 압력을 급상승시켜 결과적으로 탱크가 폭발하면서 고열, 고압의 가스가 가스절연 기기 외부로 배출하여 인명사고 및 주변 시설물에 큰 손상을 유발시킨다.
앞서에서 설명한 것과 같이 가스 절연기기 내부에서 단락 및 지락사고 발생시 고장전류에 의해 고열, 고압의 가스가 가스압력 탱크의 폭발을 유발한다. 이 탱크 폭발을 방지하기 위해 일반적으로 탱크 하부에 설정된 압력에 이르면 가스를 배출하는 방압변(rupture disk)을 설치한다. 그러나 이 방압변은 고열 고압의 가스를 탱크외부로 배출하는 기능만 있지 고열 고압의 가스로부터 작업자, 가스절연 기기 주변을 지나는 보행자, 주변 시설물 및 운행하는 차량을 보호하지 못한다.
상기 설명과 같이 가스절연 기기내 단락 또는 지락사고시 발생하는 고장전류에 의한 가스절연 기기 외부로 배출되는 고온 고압의 가스로부터 가스절연 기기 주변의 인명 및 시설물의 보호를 위한 지중 배전선로용 가스절연 기기의 내부고장 가스 방출장치의 개발 및 설치가 시급하다.
1. 공개특허공보 제10-2005-0079921호(2005.08.11.) 2. 등록특허공보 제10-0682551호(2007.02.07.) 3. 등록특허공보 제10-0594610호(2006.06.21.) 4. 등록특허공보 제10-0957071호(2010.06.03.)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 고장전류로 인해 발생되는 고온 고압의 가스가 가진 에너지를 흡수하고 배출가스 경로를 유도함으로써, 외부의 인명과 시설물에 손상을 입히지 않고 잔여가스를 배출시킬 수 있는 지중 배전선로용 가스절연 기기의 내부고장 가스 방출장치를 제공함을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 고압 가스가 충진된 가스 절연기기 본체와, 상기 본체의 저면에 설치되는 방압변을 가지는 지중 배전선로용 가스절연 기기의 내부고장 가스 방출장치에 있어서, 상기 가스 방출장치는, 상기 가스 절연기기 본체의 하부에 상기 방압변을 커버하도록 설치되는 가스방출장치 본체와, 상기 가스 방출장치 본체 내부의 어느 일측에 고정되어 상기 방압변에서 하부로 방출되는 배출가스의 경로가 타측방향으로 바뀌도록 상기 방압변의 하부에 위치하는 수평 경로유도판과, 상기 배출가스의 경로가 타측방향에서 일측방향으로 변경되도록 수평 경로유도판의 저면에 일정간격 수직으로 고정되는 다수의 상부 경로유도판과, 상기 상부 경로유도판과 함께 상기 배출가스의 경로가 타측방향으로 변경되도록 상기 상부 경로유도판 사이에 위치하면서 상기 가스방출장치 본체 하부에 일정간격 수직으로 고정되는 다수의 하부 경로유도판으로 구성되어 배출가스의 경로를 유도하는 경로유도판과, 상기 방압변의 하부에 설치되는 수평 경로유도판에 장착되어 상기 방압변을 통과한 배출가스가 일측방향으로 수평이동하면서 배출가스의 압력과 온도를 저감시키도록 수직으로 설치되는 다수의 상부측 여과겹판과, 상기 타측방향으로 변경된 배출가스가 상하 지그재그 형태로 이동하면서 배출가스의 압력과 온도를 저감시키도록 상기 상부 경로유도판과 하부 경로유도판 사이에 수평으로 설치되는 다수의 하부측 여과겹판으로 이루어지는 여과겹판으로 구성되고, 상기 여과겹판은, 원형 또는 사각형 관 형태로 이루어진 외측판 내부에 다수의 배출판이 일정 간격으로 이격되어 적층되도록 구성되고, 상기 배출판은 다수의 배출구멍이 형성되되 전후로 배치되는 배출판의 배출구멍은 서로 엇갈리도록 형성되어 배출가스의 경로가 길어지며, 내부 고장에 따른 아크 발생시 상기 방압변이 파열되면서 분출되는 고온 고압 가스가 상기 경로유도판과 상기 여과겹판에 의해 형성된 일정한 경로를 따라 배출되되, 상기 가스방출장치 본체의 일측에 형성된 배출구 또는 상기 가스방출장치 본체 하부의 케이블함 측으로 형성된 배출구를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 지중 배전선로용 가스절연 기기의 내부고장 가스 방출장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해, 고압 가스가 충진된 가스 절연기기 본체와, 상기 본체의 저면에 설치되는 방압변을 가지는 지중 배전선로용 가스절연 기기의 내부고장 가스 방출장치에 있어서, 상기 가스방출장치는, 상기 가스 절연기기 본체의 하부에 상기 방압변을 커버하도록 설치되는 가스방출장치 본체와, 상기 가스방출장치 본체의 상부에 수직으로 고정되어 상기 방압변의 타측으로 일정간격 배치되는 다수의 상부 경로유도판과, 상기 상부 경로유도판 사이에 각 설치되되 상기 가스 방출장치 본체의 하부에 수직으로 고정되어 상기 상부 경로유도판과 지그재그 형태를 이루는 다수의 하부 경로유도판으로 구성되어 배출가스의 경로를 유도하는 경로유도판과, 상기 가스방출장치의 일측에서 타측으로 가로질러 상기 상부 경로유도판과 상기 하부 경로유도판 사이에 수평으로 설치되는 수평설치 여과겹판과, 상기 상부 경로유도판의 하단과 상기 가스방출장치의 본체 사이 및 상기 하부 경로유도판의 상단과 상기 가스방출장치의 본체 사이에 수직으로 설치되는 수직설치 여과겹판으로 구성되어, 상기 방압변을 통과한 배출가스가 측면방향으로 상하 지그재그 형태로 배출되도록 하는 여과겹판으로 구성되고, 상기 여과겹판은, 원형 또는 사각형 관 형태로 이루어진 외측판 내부에 다수의 배출판이 일정 간격으로 이격되어 적층되도록 구성되고, 상기 배출판은 다수의 배출구멍이 형성되되 전후로 배치되는 배출판의 배출구멍은 서로 엇갈리도록 형성되어 배출가스의 경로가 길어지며, 내부 고장에 따른 아크 발생시 상기 방압변이 파열되면서 분출되는 고온 고압 가스가 상기 경로유도판과 상기 여과겹판에 의해 형성된 일정한 경로를 따라 배출되되, 상기 가스방출장치 본체의 일측에 형성된 배출구 또는 상기 가스방출장치 본체 하부의 케이블함 측으로 형성된 배출구를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 지중 배전선로용 가스절연 기기의 내부고장 가스 방출장치를 제공한다.
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본 발명에서 배출판과 배출판 사이에는, 하나 이상의 메시망이 설치되는 것을 특징으로 한다.
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본 발명에서 배출판은, 전방에서 후방으로 갈수록 두께가 가늘어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 배출판은, 전방에서 후방으로 갈수록 배출판의 배치간격이 좁아지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 배출판의 배출구멍은, 디퓨저 형태로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
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본 발명은 방압변이 폭발하면서 배출되는 고온 고압의 가스가 가진 에너지를 흡수하여, 외부의 인명과 시설물에 손상을 입히지 않고 잔여가스를 배출시킬 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 고온 고압의 가스가 배출되면서 에너지를 빨리 흡수하기 때문에 고온 고압의 가스에 의해 발생되는 소음도 획기적으로 줄일 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 배출가스의 방향을 정할 수 있기 때문에 외함에 미리 배출구를 만들 수 있는 장점이 있다.
도 1은 일반적으로 사용되는 가스 절연 고압 개폐기의 정면도.
도 2는 도 1의 가스절연 기기의 개략 사시도.
도 3은 도 1의 가스절연 기기의 개략 정면도.
도 4는 본 발명에 따른 지중 배전선로용 가스절연 기기의 내부고장 가스 방출장치의 제1실시예를 도시한 정면도.
도 5는 본 발명에 따른 지중 배전선로용 가스절연 기기의 내부고장 가스 방출장치의 제2실시예를 도시한 정면도.
도 6은 본 발명에 따른 지중 배전선로용 가스절연 기기의 내부고장 가스 방출장치의 제3실시예를 도시한 정면도.
도 7은 본 발명에 따른 지중 배전선로용 가스절연 기기의 내부고장 가스 방출장치의 제4실시예를 도시한 정면도.
도 8은 본 발명에 따른 지중 배전선로용 가스절연 기기의 내부고장 가스 방출장치의 여과겹판의 제1실시예의 사시도.
도 9는 본 발명에 따른 지중 배전선로용 가스절연 기기의 내부고장 가스 방출장치의 여과겹판의 제1실시예의 절단면도.
도 10은 본 발명에 따른 여과겹판에 설치되는 메시망의 평면도.
도 11은 본 발명에 따른 지중 배전선로용 가스절연 기기의 내부고장 가스 방출장치의 여과겹판의 제2실시예의 평면도.
도 12는 본 발명에 따른 지중 배전선로용 가스절연 기기의 내부고장 가스 방출장치의 여과겹판의 제3실시예의 절단면도.
도 13은 본 발명에 따른 지중 배전선로용 가스절연 기기의 내부고장 가스 방출장치의 여과겹판의 제4실시예의 절단면도.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하는 것은 아니다.
도 1은 일반적으로 사용되는 가스 절연 고압 개폐기의 정면도이고, 도 2는 도 1의 가스절연 기기의 개략 사시도이고, 도 3은 도 1의 가스절연 기기의 개략 정면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 지중 배전선로용 가스절연 기기의 내부고장 가스 방출장치의 제1실시예를 도시한 정면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 지중 배전선로용 가스절연 기기의 내부고장 가스 방출장치의 제2실시예를 도시한 정면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 지중 배전선로용 가스절연 기기의 내부고장 가스 방출장치의 제3실시예를 도시한 정면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 지중 배전선로용 가스절연 기기의 내부고장 가스 방출장치의 제4실시예를 도시한 정면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 지중 배전선로용 가스절연 기기의 내부고장 가스 방출장치의 여과겹판의 제1실시예의 사시도이고, 도 9는 본 발명에 따른 지중 배전선로용 가스절연 기기의 내부고장 가스 방출장치의 여과겹판의 제1실시예의 절단면도이고, 도 10은 본 발명에 따른 여과겹판에 설치되는 메시망의 평면도이고, 도 11은 본 발명에 따른 지중 배전선로용 가스절연 기기의 내부고장 가스 방출장치의 여과겹판의 제2실시예의 평면도이고, 도 12는 본 발명에 따른 지중 배전선로용 가스절연 기기의 내부고장 가스 방출장치의 여과겹판의 제3실시예의 절단면도이고, 도 13은 본 발명에 따른 지중 배전선로용 가스절연 기기의 내부고장 가스 방출장치의 여과겹판의 제4실시예의 절단면도이다.
도 1 내지 도 3을 이용하여 가스 절연기기에 대해 간략히 설명하기로 한다. 도면에 도시된 바와 같이, 가스 절연기기인 가스절연 고압 개폐기는 외함(1)과, 외함(1) 내부에 장착되는 가스 절연기기 본체(2)와, 가스 절연기기 본체(2)의 저면에 장착되는 방압변(3)과, 외함의 전면에 설치되는 도어(4)로 구성된다. 외함(1)의 하부에는 가스 절연기기 본체(2)와 연결되는 케이블이 모이는 케이블홈(5)이 형성된다. 구체적으로 고장전류가 발생하는 경우 가스 절연기기가 대응하는 과정을 설명한다. 선로 상에서 단락 또는 지락이 발생하는 경우, 가스절연 고압 개폐기 등 기기 내부에는 아크 등이 발생하게 되고, 아크의 발생으로 인해 기기의 내부는 열팽창하게 되고, 열팽창에 따라 방압변(rupture disk)(3)은 파열되고, 방압변(3)의 파열된 틈을 통해 고온 고압의 가스가 배출된다. 방압변(3)이 폭발하면서 굉음이 함께 동반되고, 굉음과 함께 빠른 속도로 고온 고압의 가스가 외함으로 배출된다. 외함으로 배출된 고온 고압의 가스는 외함의 통풍구를 통해 외부로 배출되고, 외부로 배출되는 고온 고압의 가스에 의해 인명사고 및 주변 시설물의 손상이 발생하게 된다. 따라서, 고장전류에 의해 발생되는 아크 등으로 인해 방압변(3)이 파열되는 경우, 외함 근처에서 작업하는 작업자에게 치명적일 수 있기 때문에, 배출되는 고온 고압의 가스가 가진 열에너지 등을 흡수하고, 잔여가스만을 외부로 배출할 필요가 있다.
도 4는 본 발명에 따른 내부고장 가스 방출장치의 제1실시예이다. 도면에 도시된 바와 같이, 방압변(3)이 파열되어 배출되는 고온 고압의 가스가 다수의 여과겹판(12)을 통과하면서 에너지를 흡수하도록 한다. 구체적으로 살펴보면, 도면에 도시된 바와 같이 가스절연 기기의 내부고장 가스 방출장치(10a)는, 가스의 흐름을 상하로 구분하기 위한 수평 경로유도판(16)과, 수평 경로유도판(16)의 저면에 장착되는 상부 경로유도판(13)과 가스 방출장치 본체(11) 하부에 장착되고 상부 경로유도판(13) 사이에 위치하는 하부 경로유도판(14)과, 수평 경로유도판(16)과 가스 절연기기 본체(2) 사이에 수직으로 설치되고 상부 경로유도판(13)과 하부 경로유도판(14) 사이에 수평으로 설치되는 다수의 여과겹판(12)으로 구성된다. 도면에 도시된 바와 같이 방압변(3)을 통해 배출되는 고온 고압의 가스는 가스 흐름 표시(17)와 같이 수평으로 흐른 후에 다시 상하 지그재그로 방향이 전환되면서 가스가 흘러가게 되고, 가스가 접촉하는 접촉면적이 넓어지기 때문에 가스는 에너지를 잃고 외부로 배출될 수 있다. 좀 더 효과적으로 고온 고압의 가스가 가진 에너지를 흡수하기 위해서는 가스 방출장치 본체(11)의 외부에 냉각조나 냉각관 또는 냉각팬 등이 마련될 수도 있다. 수평 경로유도판(16)에 다수의 여과겹판(12)이 순차적으로 배열 설치되고, 상부 경로유도판(13)과 하부 경로유도판(14)은 교번되어 상하로 설치되기 때문에 상부 및 하부 경로유도판 사이에 수평으로 여과겹판(12)이 설치되고, 그에 따라 도면과 같이 가스의 흐름(17)을 상하 지그재그로 흐르도록 한다. 가스는 다단의 여과겹판(12)을 거친 후에 배출구(15)를 통해서 외함에서 케이블홈(5)으로 배출된다.
도 5는 내부고장 가스 방출장치(10b)의 제2실시예로서, 고온 고압의 가스가 배출되는 방향이 도 4와는 반대로 설치된다. 따라서, 가스 방출장치 본체(11)의 상부와 하부에 교대로 지그재그로 상부 경로유도판(13)과 하부 경로유도판(14)이 설치되고, 상부 경로유도판(13)과 하부 경로유도판(14) 사이에 수평으로 여과겹판(12)이 설치된다. 또한, 상부 경로유도판(13)의 하단과 가스 방출장치 본체(11)의 하부 사이와, 하부 경로유도판(14)의 상단과 가스 방출장치 본체(11)의 상부 사이에는 수직으로 여과겹판(12)이 더 설치된다. 도면에 도시된 바와 같이, 가스의 흐름(17)은 반대방향으로 흐르고, 궁극적으로 배출구(15)를 통해 케이블홈(5)으로 배출된다.
도 6은 본 발명에 따른 내부고장 가스 방출장치의 제3실시예이다. 도면에 도시된 바와 같이, 방압변(3)이 파열되어 배출되는 고온 고압의 가스를 다수의 여과겹판(12)을 통과하면서 에너지를 흡수하도록 한다. 구체적으로 살펴보면, 도면에 도시된 바와 같이 내부고장 가스 방출장치(10c)는, 가스의 흐름을 상하로 구분하기 위한 수평 경로유도판(16)과, 수평 경로유도판(16)에 장착되는 상부 경로유도판(13)과 가스 방출장치 본체(11) 하부에 장착되는 하부 경로유도판(14)과, 수평 경로유도판(16)과 가스 방출장치 본체(11) 사이에 수직으로 설치되고 상부 경로유도판(13)과 하부 경로유도판(14) 사이에 수평으로 설치되는 다수의 여과겹판(12)으로 구성된다. 도면에 도시된 바와 같이 방압변(3)을 통해 배출되는 고온 고압의 가스는 가스 흐름 표시(17)와 같이 수평으로 흐른 후에 다시 상하 지그재그로 방향이 전환되면서 가스가 흘러가게 되고, 가스가 접촉하는 접촉면적이 넓어지기 때문에 가스는 에너지를 잃고 외부로 배출될 수 있다. 좀 더 효과적으로 고온 고압의 가스가 가진 에너지를 흡수하기 위해서는 가스 방출장치 본체(11)의 외부에 냉각조나 냉각관 등을 마련할 수도 있다. 수평 경로유도판(16)에 다수의 여과겹판(12)이 순차적으로 설치되고, 상부 경로유도판(13)과 하부 경로유도판(14)은 교번되어 상하로 설치되기 때문에 상부 및 하부 경로유도판 사이에 수평으로 여과겹판(12)이 설치되고, 그에 따라 도면과 같이 가스의 흐름(17)을 상하 지그재그로 흐르도록 한다. 가스는 다단의 여과겹판(12)을 거친 후에 배출구(15)를 통해서 외함으로 배출된다.
도 7은 내부고장 가스 방출장치(10d)의 제4실시예로서, 고온 고압의 가스가 배출되는 방향이 도 6과는 반대로 설치된다. 따라서, 가스 방출장치 본체(11)의 상부와 하부에 교대하여 지그재그로 상부 경로유도판(13)과 하부 경로유도판(14)이 설치되고, 상부 경로유도판(13)과 하부 경로유도판(14) 사이에 수평으로 여과겹판(12)이 설치되고, 상부 경로유도판(13)과 가스 방출장치 본체(11) 사이 및 하부 경로유도판(14)과 가스 절연기기 본체(2)의 하부 사이에 수직으로 여과겹판(12)이 설치된다. 도면에 도시된 바와 같이, 가스의 흐름(17)은 도 6과 반대방향인 배출구(15)를 통해 배출된다.
도 8과 도 9는 본 발명에 따른 여과겹판(12)의 제1실시예(12a)이다. 도면에 도시된 바와 같이, 여과겹판(12a)은, 전면 배출판(121a)와 후면 배출판(121b)가 한 쌍이 되어 다수 층으로 구성되는 배출판(121)과, 배출판(121)을 둘러 싸도록 구성되어 가스의 흐름은 일방향으로만 흐르도록 하는 측면판(122)으로 구성된다. 도 8에서는 전면 배출판(121a)과 후면 배출판(121b)이 한 쌍으로 이루어진 배출판(121)이 두 쌍으로 이루어져 있다. 전면 배출판(121a)과 후면 배출판(121b)은 배출구멍(123)이 서로 겹치지 않도록 배치된다. 그에 따라 고온 고압의 가스는 도면과 같이 전면 배출구멍(123a)으로 유입되고, 후면 배출구멍(123b)으로 배출되는데, 전면 배출구멍(123a)과 후면 배출구멍(123b)이 겹치지 않고 서로 지그재그 형태로 위치를 달리하여 가스의 흐름을 늦추고 가스 체류시간을 지연시킨다. 고온 가스의 체류시간을 지연시키면 온도가 낮아지고 압력이 떨어져 여러 단계의 여과겹판들을 거치면서 방압변을 통해 배출된 고온 고압의 가스보다 저온 저압의 가스로 배출된다. 배출되는 고온 고압의 가스는 배출경로가 길어지고 배출판에 접촉하는 접촉면적이 넓어지기 때문에 압력강하가 이루어질 수밖에 없게 된다. 도 9에서 추가적으로 도시된 것은 보강부재(124)인데, 보강부재(124)의 모서리 부분에 설치되어 가스의 원활한 흐름과 부재의 강도를 보강해주도록 하기 위한 구성이다. 보강부재(124)는 필요에 따라 박스형인 경우에는 전후좌우 또는 원형인 경우에는 사방으로 설치될 수 있다. 또한 전면 배출판(121a)과 후면 배출판(121b)은 일정 간격(L)을 가지도록 설치된다. 또한, 전면 배출판(121a)과 후면 배출판(121b) 사이에는 메시망(125)이 더 장착될 수 있다. 메시망(125)이 더 설치됨으로써, 메시망(125)을 통과하는 기체의 압력을 떨어뜨리게 되고, 메시망(125)이 여과겹판(12)에 접촉하는 경우, 메시망(125)을 통해 열전달이 일어나서 가스의 열에너지를 흡수할 수 있다. 도 10은 메시망(125)을 도시한 것이며, 메시망(125)은 여과겹판(12)의 다른 실시예에도 적용할 수 있다. 또한, 메시망(125)은 내부고장 가스 방출장치(10)의 설치공간 제약으로 다수의 여과겹판을 설치할 충분한 공간확보가 안될 경우, 제약된 공간에서 고온 고압의 가스 흐름에 대한 효과적인 저항역할용으로써 메시망들을 전면 배출판(121a)과 후면 배출판(121b) 사이에 삽입할 수 있다.
도 11은 배출판(121')이 상부에서 하부로 갈수록 두께가 달라지는 것을 도시한 제2실시예(12b)이다. 도면에 도시된 바와 같이 배출판(121')은 전면에서 후면으로 갈수록 길이는 L1 > L2 > L3 > L4 의 순으로 줄어든다. 배출판(121')은 제1배출판(121a'), 제2배출판(121b'), 제3배출판(121c') 및 제4배출판(121d')으로 구성되고, 각 배출판 사이의 간격은 동일하나, 두께는 서로 줄어들도록 형성된다. 그에 따라 최초에 유입된 가스가 접촉하는 시간이 길기 때문에 압력과 온도는 크게 하강하게 된다.
도 12는 배출판(121)이 제1실시예(12a)와 동일하지만 간격(L')이 서로 다른 경우에 대한 제3실시예(12c)이다. 도면에 도시된 바와 같이 배출판(121)은 전면 배출판(121a)과 후면 배출판(121b)으로 구성되고, 배출구멍(123)은 전면 배출구멍(123a)과 후면 배출구멍(123b)이 한 쌍으로 이루어지고, 전후면의 배출구멍은 서로 겹치지 않도록 형성된다. 다만 배출판(121) 사이의 간격은 하부로 갈수록 좁아진다. 배출판 사이의 간격은 L1 ' > L2 ' > L3 ' > L4 '이 이루어지도록 배치된다. 상기와 같은 배치로, 고온 고압의 가스는 순차적으로 온도 및 압력이 하강하게 된다.
도 13은 배출판(121)이 제1실시예(12a)와 동일하지만 배출구멍(123")이 다른 형태의 제4실시예(12d)이다. 도면에 도시된 바와 같이, 배출구멍(123")은 디퓨저(diffuser)의 형태, 즉 입구측보다 출구측의 구멍이 더 큰 형태를 가진다. 따라서, 고온 고압의 압축가스는 배출구멍(123")을 통과하면서 압력이 하강하게 되고, 그에 따라 온도도 함께 떨어지면서 배출될 수 있도록 한다.
본 발명에서 사용되는 배출판(121, 121')은 열전달이 빠른 금속제품을 사용함이 바람직하다. 따라서 사용되는 금속은 동이 포함된 비철금속이나 알루미늄 합금이 사용될 수 있다. 또한 메시망(125)도 금속으로 이루어지는 것이 바람직하며, 금속은 동이 포함된 비철금속이나 알루미늄 합금을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배출구(15)는 정면을 제외한 측면과 배면 및 저면측으로 형성될 수 있으며, 이러한 변경은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 단순한 설계 변경을 통해서 쉽게 달성할 수 있다. 정면의 경우는 도어(4)가 있고, 도어(4)가 폭발에 의해 개폐되는 경우 작업자나 보행자가 다칠 염려가 있기 대문에 정면에는 가능한 설치하지 않는 것이 바람직하다.
상기에서 실시예가 예시적으로 설명되었음에도 불구하고, 본 발명이 이의 취지 및 범주에서 벗어남 없이 다른 여러 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 따라서 상술된 실시예는 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 첨부된 청구항 및 이의 동등 범위 내의 모든 실시에는 본 발명의 범주 내에 포함된다고 할 것이다.
1 : 외함 2 : 가스 절연기기 본체
3 : 방압변 4 : 도어
5 : 케이블홈
10(10a, 10b, 10c, 10d) : 내부고장 가스 방출장치
11 : 가스 방출장치 본체 12(12a, 12b, 12c, 12d) : 여과겹판
13 : 상부 경로유도판 14 : 하부 경로유도판
15 : 배출구 16 : 수평 경로유도판
17 : 가스 흐름
121 : 배출판
121a : 전면 배출판 121b : 후면 배출판
122 : 측면판
123 : 배출구멍
123a : 전면 배출구멍 123b : 후면 배출구멍
124 : 보강부재 125 : 메시망

Claims (7)

  1. 고압 가스가 충진된 가스 절연기기 본체와, 상기 본체의 저면에 설치되는 방압변을 가지는 지중 배전선로용 가스절연 기기의 내부고장 가스 방출장치에 있어서,
    상기 가스 방출장치는,
    상기 가스 절연기기 본체의 하부에 상기 방압변을 커버하도록 설치되는 가스방출장치 본체와,
    상기 가스 방출장치 본체 내부의 어느 일측에 고정되어 상기 방압변에서 하부로 방출되는 배출가스의 경로가 타측방향으로 바뀌도록 상기 방압변의 하부에 위치하는 수평 경로유도판과, 상기 배출가스의 경로가 타측방향에서 일측방향으로 변경되도록 수평 경로유도판의 저면에 일정간격 수직으로 고정되는 다수의 상부 경로유도판과, 상기 상부 경로유도판과 함께 상기 배출가스의 경로가 타측방향으로 변경되도록 상기 상부 경로유도판 사이에 위치하면서 상기 가스방출장치 본체 하부에 일정간격 수직으로 고정되는 다수의 하부 경로유도판으로 구성되어 배출가스의 경로를 유도하는 경로유도판과,
    상기 방압변의 하부에 설치되는 수평 경로유도판에 장착되어 상기 방압변을 통과한 배출가스가 일측방향으로 수평이동하면서 배출가스의 압력과 온도를 저감시키도록 수직으로 설치되는 다수의 상부측 여과겹판과, 상기 타측방향으로 변경된 배출가스가 상하 지그재그 형태로 이동하면서 배출가스의 압력과 온도를 저감시키도록 상기 상부 경로유도판과 하부 경로유도판 사이에 수평으로 설치되는 다수의 하부측 여과겹판으로 이루어지는 여과겹판으로 구성되고,
    상기 여과겹판은, 원형 또는 사각형 관 형태로 이루어진 외측판 내부에 다수의 배출판이 일정 간격으로 이격되어 적층되도록 구성되고, 상기 배출판은 다수의 배출구멍이 형성되되 전후로 배치되는 배출판의 배출구멍은 서로 엇갈리도록 형성되어 배출가스의 경로가 길어지며,
    내부 고장에 따른 아크 발생시 상기 방압변이 파열되면서 분출되는 고온 고압 가스가 상기 경로유도판과 상기 여과겹판에 의해 형성된 일정한 경로를 따라 배출되되, 상기 가스방출장치 본체의 일측에 형성된 배출구 또는 상기 가스방출장치 본체 하부의 케이블함 측으로 형성된 배출구를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 지중 배전선로용 가스절연 기기의 내부고장 가스 방출장치.
  2. 고압 가스가 충진된 가스 절연기기 본체와, 상기 본체의 저면에 설치되는 방압변을 가지는 지중 배전선로용 가스절연 기기의 내부고장 가스 방출장치에 있어서,
    상기 가스방출장치는,
    상기 가스 절연기기 본체의 하부에 상기 방압변을 커버하도록 설치되는 가스방출장치 본체와,
    상기 가스방출장치 본체의 상부에 수직으로 고정되어 상기 방압변의 타측으로 일정간격 배치되는 다수의 상부 경로유도판과, 상기 상부 경로유도판 사이에 각 설치되되 상기 가스 방출장치 본체의 하부에 수직으로 고정되어 상기 상부 경로유도판과 지그재그 형태를 이루는 다수의 하부 경로유도판으로 구성되어 배출가스의 경로를 유도하는 경로유도판과,
    상기 가스방출장치의 일측에서 타측으로 가로질러 상기 상부 경로유도판과 상기 하부 경로유도판 사이에 수평으로 설치되는 수평설치 여과겹판과, 상기 상부 경로유도판의 하단과 상기 가스방출장치의 본체 사이 및 상기 하부 경로유도판의 상단과 상기 가스방출장치의 본체 사이에 수직으로 설치되는 수직설치 여과겹판으로 구성되어, 상기 방압변을 통과한 배출가스가 측면방향으로 상하 지그재그 형태로 배출되도록 하는 여과겹판으로 구성되고,
    상기 여과겹판은, 원형 또는 사각형 관 형태로 이루어진 외측판 내부에 다수의 배출판이 일정 간격으로 이격되어 적층되도록 구성되고, 상기 배출판은 다수의 배출구멍이 형성되되 전후로 배치되는 배출판의 배출구멍은 서로 엇갈리도록 형성되어 배출가스의 경로가 길어지며,
    내부 고장에 따른 아크 발생시 상기 방압변이 파열되면서 분출되는 고온 고압 가스가 상기 경로유도판과 상기 여과겹판에 의해 형성된 일정한 경로를 따라 배출되되, 상기 가스방출장치 본체의 일측에 형성된 배출구 또는 상기 가스방출장치 본체 하부의 케이블함 측으로 형성된 배출구를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 지중 배전선로용 가스절연 기기의 내부고장 가스 방출장치.
  3. 삭제
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 배출판과 배출판 사이에는, 하나 이상의 메시망이 설치되는 것을 특징으로 하는 지중 배전선로용 가스절연 기기의 내부고장 가스 방출장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 배출판은, 전방에서 후방으로 갈수록 두께가 가늘어지는 것을 특징으로 하는 지중 배전선로용 가스절연 기기의 내부고장 가스 방출장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 배출판은, 전방에서 후방으로 갈수록 배출판의 배치간격이 좁아지는 것을 특징으로 하는 지중 배전선로용 가스절연 기기의 내부고장 가스 방출장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 배출판의 배출구멍은, 디퓨저 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지중 배전선로용 가스절연 기기의 내부고장 가스 방출장치.
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