KR102007681B1 - 배전선로의 고장구간 자동개폐 제어장치 - Google Patents

배전선로의 고장구간 자동개폐 제어장치 Download PDF

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    • H02H7/26—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured

Abstract

본 발명은 설정된 구간 내에서 제 1연결단을 갖는 제 1선로와 상기 제 1연결단에 탈착 가능하게 결합되는 제 2선로를 갖는 배전선로; 상기 배전 선로의 상기 설정된 구간에 배치되며, 상기 설정된 구간에서의 전류값을 측정하고, 상기 전류값이 기설정된 정상 전류값 범위를 벗어나는 경우 이상 구간으로 판단하는 전류 측정부; 상기 배전선로를 따라 상기 설정된 구간에서 왕복 이동 가능하게 배치되는 차단부; 상기 차단부를 왕복 이동시키는 이동부; 및 상기 이동부의 구동을 제어하는 제어부;를 포함하되, 상기 제어부는 상기 전류 측정부에 의해 상기 이상 구간으로 판단되는 경우, 상기 제어부는 상기 이동부를 사용하여 상기 차단부를 상기 이상 구간에 위치되는 서로 결합된 상기 제 1연결단 및 상기 제 2연결단의 위치로 이동시키고, 상기 제 1연결단 또는 상기 제 2연결단을 그립하여 강제적으로 상기 제 1연결단과 상기 제 2연결단을 분리하는 배전선로의 고장구간 자동개폐 제어장치를 제공한다.

Description

배전선로의 고장구간 자동개폐 제어장치{AUTOMATIC CUT ON/OFF CONTROL SYSTEM FOR MALFUNCTION SECTION OF DISTRIBUTION LINE PATH}
본 발명은 배전선로의 고장구간 자동개폐 제어장치에 관한 것이다.
일반적으로 변전소로부터 수용가로 전력을 공급하는 배전선로는 수많은 수용가에 각각 전력을 공급해야 하기 때문에 복잡한 간선 및 지선들로 이루어진다.
따라서, 배전선로 상에 지락(전선이 끊어져 땅에 붙어 접지되는 경우) 또는 단락(서로 다른 상의 전선들이 붙는 경우) 사고가 발생하여 고장 전류 및 전압이 발생하는 경우, 그 사고가 발생한 고장점의 위치를 찾기 위해서는 많은 노력이 필요하게 된다.
종래에는 배전선로에 고장 전류 및 전압이 발생하는 경우, 고장 전류와 전압이 발생한 고장점을 찾기 위하여 변전소 차단장치를 동작시켜 가면서 현장의 조작자와 변전소 관리자가 주로 통신 수단을 이용하여 사고 지점에 관한 정보를 서로 교환함으로써 고장점을 찾는 것이 보편화된 방법이었다.
그러나, 상술한 방법의 경우 많은 시간과 인력이 소모되며 복구 시간이 길어짐에 따라 정전 시간이 길어져, 전력 소비자의 큰 불편을 초래하는 문제가 빈번하게 발생하였다.
이에 따라, 배전선로의 사고 발생시 그 고장점의 위치를 신속히 파악하고 복구하여 정전 시간을 단축함으로써 전력 공급의 신뢰성과 수용가에 대한 서비스의 질을 향상시킬 수 있는 방법이 요구되어 왔다.
그리하여 현재에는 변전계통에서, 부하용량 4000[kVA] 이하의 분기점 또는 수용가 인입구에 선로 자동개폐기가 설치되어 있다.
상기 선로 자동개폐기는 지락사고가 발생하는 경우, 변전소의 차단기와 배전선로에 설치된 선로개폐 제어장치와 협조하여 고장 구간만을 신속, 정확하게 차단 혹은 개방하여 고장 구간의 확대를 방지하고 그 피해를 최소화한다.
종래에는 부하단의 전압과 전류를 검출하여 고장 전류 연산에 의한 고장점(FI:Fault Indicator)을 실시간으로 판단하여 상위 시스템(System)으로 전송한 후, 자동화 알고리즘(Algorithm)에 의한 수행 명령이 단말장치에 전달되면 단말장치는 자체 통신 및 고장 판단 알고리즘으로 고장구간을 분리/복귀하는 역할을 수행하는 배전계통의 자동화 개폐기 즉, 배전선로의 고장구간 자동개폐장치가 설치되어 사용되고 있다.
이러한 문제를 일부 해결한 종래기술로 대한민국 특허 등록번호 제10-0956712호(2010.04.29) "배전선로의 고장구간 자동개폐장치"가 개시되어 있다
상기의 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 배전 선로에서 고장 구간이 발생되는 경우 해당 고정 구간을 즉시 차단하도록 함과 아울러, 선로의 연결 및 차단을 반복적으로 실시하는 연결 단자의 파손을 실시간으로 감지하여 파손이 발생되는 경우 즉시 교체할 수 있도록 하여 작업자를 통한 유지 보수에 따른 시간 손실을 방지할 수 있는 배전선로의 고장구간 자동개폐 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 설정된 구간 내에서 제 1연결단을 갖는 제 1선로와 상기 제 1연결단에 탈착 가능하게 결합되는 제 2선로를 갖는 배전선로; 상기 배전 선로의 상기 설정된 구간에 배치되며, 상기 설정된 구간에서의 전류값을 측정하고, 상기 전류값이 기설정된 정상 전류값 범위를 벗어나는 경우 이상 구간으로 판단하는 전류 측정부; 상기 배전선로를 따라 상기 설정된 구간에서 왕복 이동 가능하게 배치되는 차단부; 상기 차단부를 왕복 이동시키는 이동부; 및 상기 이동부의 구동을 제어하는 제어부;를 포함하되,
상기 제어부는 상기 전류 측정부에 의해 상기 이상 구간으로 판단되는 경우, 상기 제어부는 상기 이동부를 사용하여 상기 차단부를 상기 이상 구간에 위치되는 서로 결합된 상기 제 1연결단 및 상기 제 2연결단의 위치로 이동시키고,
상기 제 1연결단 또는 상기 제 2연결단을 그립하여 강제적으로 상기 제 1연결단과 상기 제 2연결단을 분리하는 배전선로의 고장구간 자동개폐 제어장치를 제공한다.
상기 제 1연결단에는 상기 제 1배선의 단부가 끼워지고,
상기 제 1연결단의 일단에는, 상기 제 1배선의 단부와 연결되며 외부로 돌출되는 결합단이 형성되고,
상기 제 2연결단에는 상기 제 2배선의 단부가 끼워지고,
상기 제 2연결단의 인단에는, 상기 결합단이 끼워지는 결합홀이 형성되고, 상기 결합홀은 상기 제 2배선의 단부와 연결된다.
상기 차단부는,
상기 배전선로가 관통되는 관통홀이 형성되는 제 1차단부 몸체와,
상기 제 1차단부 몸체의 선단에 일체로 형성되며 내부에 공간이 형성되는 제 2차단부 몸체와,
상기 관통홀에 회전 가능하게 배치되는 결합링을 구비하되,
상기 결합링은,
상기 배전선로의 외주와 스크류 결합되고,
상기 결합링의 회전 방향에 따라 상기 제 1,2차단부 몸체는 상기 배전선로를 따라 좌 또는 우 방향으로 이동된다.
상기 결합링의 외주에는, 제 1기어이가 형성되고,
상기 이동부는,
상기 제 1차단부 몸체의 내부에 배치되는 기어와,
상기 기어의 중심에 축 방식으로 연결되는 회전 모터를 구비하되,
상기 기어는 상기 제 1기어이와 제 2기어이를 통해 기어 방식으로 연결되고,
상기 회전 모터는, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 기어를 회전시키고,
상기 결합링은,
상기 기어의 회전에 따라 회전된다.
특히, 상기 제 1,2차단부 몸체에는,
상기 관통홀을 중심으로 설정된 간격을 이루어 관통 형성되는 다수의 안내홀이 형성되고,
상기 배전 선로의 외측 둘레 근방에는,
상기 다수의 안내홀을 관통하는 다수의 안내 와이어가 배치되어
상기 제 1,2차단부 몸체는 상기 다수의 안내홀을 관통하는 상기 다수의 안내 와이어를 따라 이동이 안내된다.
상기 제 1,2연결단은 금속으로 이루어지고,
상기 차단부는,
그립부를 포함하되,
상기 그립부는,
상기 제 2차단부 몸체의 내부 공간에 배치되며, 수평 방향을 따라 신축되는 수평축을 갖는 실린더와,
상기 수평축의 단부에서 절곡되어 수직 방향을 따라 연장되는 수직축과,
상기 제 1연결단 또는 상기 제 2연결단이 관통되는 홀이 형성되는 링 형상의 전자석과,
상기 전자석으로 전류를 제공하여, 상기 전자석을 자화시키는 전류 제공기를 구비하되,
상기 제어부는,
상기 제 1,2차단부 몸체가 이동됨에 따라 상기 전자석이 상기 제 1연결단 또는 상기 제 2연결단에 위치되면,
상기 전류 제공기를 사용하여 상기 전자석을 상기 제 1연결단 또는 상기 제 2연결단과 자력으로 부착되도록 자화시키고,
상기 실린더를 사용하여 상기 수평축을 신축 시켜, 상기 제 1연결단과 상기 제 2연결단이 서로 강제적으로 분리되도록 제어한다.
상기 전자석에 형성되는 상기 홀의 양단 내주에는,
외측을 따라 내경이 확장되도록 경사면이 더 형성되는
상기 경사면에는,
상기 배전선로 또는 상기 제 1,2연결단의 외주와 구름 접촉되는 베어링들이 더 설치된다.
상술한 해결 수단을 통해 본 발명은 배전 선로에서 고장 구간이 발생되는 경우 해당 고정 구간을 즉시 차단하도록 함과 아울러, 선로의 연결 및 차단을 반복적으로 실시하는 연결 단자의 파손을 실시간으로 감지하여 파손이 발생되는 경우 즉시 교체할 수 있도록 하여 작업자를 통한 유지 보수에 따른 시간 손실을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 배전선로의 고장구간 자동개폐 제어설비가 배전선로에 배치되는 상태를 보여주는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 배전선로를 보여주는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 차단부를 보여주는 도면.
도 4는 차단부가 배전선로에 배치된 상태를 보여주는 도면.
도 5는 결합링과 기어와의 결합 상태를 보여주는 도면.
도 6은 차단부가 안내 와이어에 연결되어 이동이 안내되는 상태를 보여주는 도면.
도 7 내지 도 9는 본 발명에 따른 차단부를 사용하여 제 1선로와 제 2선로를 차단하는 과정을 보여주는 도면들.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
이하에서 기재의 "상부 (또는 하부)" 또는 기재의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 구비 또는 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 기재의 상면 (또는 하면)에 접하여 구비 또는 배치되는 것을 의미한다.
또한, 상기 기재와 기재 상에 (또는 하에) 구비 또는 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성을 포함하지 않는 것으로 한정하는 것은 아니다.
이하, 첨부되는 도면들을 참조하여 본 발명의 배전선로의 고장구간 자동개폐 제어장치를 설명한다.
도 1은 본 발명의 배전선로의 고장구간 자동개폐 제어설비가 배전선로에 배치되는 상태를 보여주는 도면이다.
도 1을 참조 하면, 본 발명은 설정된 구간 내에서 제 1연결단(111)을 갖는 제 1선로(110)와 상기 제 1연결단(111)에 탈착 가능하게 결합되는 제 2연결단(121)을 갖는 제 2선로(120)를 갖는 배전선로(100)와, 상기 배전 선로(100)의 상기 설정된 구간에 배치되며, 상기 설정된 구간에서의 전류값을 측정하고, 상기 전류값이 기설정된 정상 전류값 범위를 벗어나는 경우 이상 구간으로 판단하는 전류 측정부(200)와, 상기 배전선로(100)를 따라 상기 설정된 구간에서 왕복 이동 가능하게 배치되는 차단부(300)와, 상기 차단부(300)를 왕복 이동시키는 이동부(400); 및 상기 이동부의 구동을 제어하는 제어부(500)를 포함한다.
여기서 상기 제어부(500)는 상기 전류 측정부(200)에 의해 상기 이상 구간으로 판단되는 경우, 상기 제어부(500)는 상기 이동부(400)를 사용하여 상기 차단부(300)를 상기 이상 구간에 위치되는 서로 결합된 상기 제 1연결단(111) 및 상기 제 2연결단(121)의 위치로 이동시킨다.
상기 제어부(500상기 제 1연결단(111) 또는 상기 제 2연결단(121)을 그립하여 강제적으로 상기 제 1연결단(111)과 상기 제 2연결단(121)을 분리하도록 한다.
도 2는 본 발명에 따른 배전선로를 보여주는 도면이다.
도 2를 참조 하면, 상기 제 1연결단(111)에는 상기 제 1배선(110)의 단부가 끼워진다.
상기 제 1연결단(111)의 일단에는, 상기 제 1배선(110)의 단부와 연결되며 외부로 돌출되는 결합단(111a)이 형성된다.
상기 제 2연결단(121)에는 상기 제 2배선(120)의 단부가 끼워지고, 상기 제 2연결단(121)의 인단에는, 상기 결합단(111a)이 끼워지는 결합홀(121a)이 형성되고, 상기 결합홀(121a)은 상기 제 2배선(120)의 단부와 연결된다.
도 3은 본 발명에 따른 차단부를 보여주는 도면이고, 도 4는 차단부가 배전선로에 배치된 상태를 보여주는 도면이고, 도 5는 결합링과 기어와의 결합 상태를 보여주는 도면이다.
도 3 내지 도 5를 참조 하면 상기 차단부(300)는, 상기 배전선로(100)가 관통되는 관통홀(311)이 형성되는 제 1차단부 몸체(310)와, 상기 제 1차단부 몸체(310)의 선단에 일체로 형성되며 내부에 공간이 형성되는 제 2차단부 몸체(320)와, 상기 관통홀(311)에 회전 가능하게 배치되는 결합링(330)을 구비한다.
상기 결합링(330)은, 상기 배전선로(100)의 외주와 스크류 결합된다.
상기 결합링(330)의 회전 방향에 따라 상기 제 1,2차단부 몸체(310, 320)는 상기 배전선로(100)를 따라 좌 또는 우 방향으로 이동된다.
상기 결합링(330)의 외주에는, 제 1기어이(331)가 형성된다.
상기 이동부(400)는, 상기 제 1차단부 몸체(310)의 내부에 배치되는 기어(410)와, 상기 기어(410)의 중심에 축 방식으로 연결되는 회전 모터(420)를 구비한다.
상기 기어(410)는 상기 제 1기어이(331)와 제 2기어이(미조시)를 통해 기어 방식으로 연결된다.
상기 회전 모터(420)는, 상기 제어부(500)의 제어에 따라 상기 기어(410)를 회전시킨다.
상기 결합링(330)은, 상기 기어(410)의 회전에 따라 회전된다.
도 6은 차단부가 안내 와이어에 연결되어 이동이 안내되는 상태를 보여주는 도면이다.
특히, 도 6을 참조 하면 상기 제 1,2차단부 몸체(310, 320)에는, 상기 관통홀(311)을 중심으로 설정된 간격을 이루어 관통 형성되는 다수의 안내홀(312)이 형성된다.
상기 배전 선로(100)의 외측 둘레 근방에는, 상기 다수의 안내홀(312)을 관통하는 다수의 안내 와이어(150)가 배치된다.
이에 상기 제 1,2차단부 몸체(310, 320)는 상기 다수의 안내홀(312)을 관통하는 상기 다수의 안내 와이어(150)를 따라 이동이 안내된다.
도 7 내지 도 9는 본 발명에 따른 차단부를 사용하여 제 1선로와 제 2선로를 차단하는 과정을 보여주는 도면들이다.
도 7 내지 도 9를 참조 하면, 상기 제 1,2연결단(111, 121)은 금속으로 이루어진다.
상기 차단부(300)는, 그립부(600)를 포함한다.
상기 그립부(600)는, 상기 제 2차단부 몸체(320)의 내부 공간에 배치되며, 수평 방향을 따라 신축되는 수평축(611)을 갖는 실린더(610)와, 상기 수평축(611)의 단부에서 절곡되어 수직 방향을 따라 연장되는 수직축(620)과, 상기 제 1연결단(111) 또는 상기 제 2연결단(121)이 관통되는 홀(631)이 형성되는 링 형상의 전자석(630)과, 상기 전자석(630)으로 전류를 제공하여, 상기 전자석(630)을 자화시키는 전류 제공기(640)를 구비한다.
상기 제어부(500)는, 상기 제 1,2차단부 몸체(310)가 이동됨에 따라 상기 전자석이 상기 제 1연결단(111) 또는 상기 제 2연결단(121)에 위치되면, 상기 전류 제공기(640)를 사용하여 상기 전자석(630)을 상기 제 1연결단(111) 또는 상기 제 2연결단(121)과 자력으로 부착되도록 자화시키고, 상기 실린더(610)를 사용하여 상기 수평축(611)을 신축 시켜, 상기 제 1연결단(111)과 상기 제 2연결단(121)이 서로 강제적으로 분리되도록 제어한다.
도면에 도시되지는 않았지만 상기 전자석(630)에 형성되는 상기 홀(631)의 양단 내주에는, 외측을 따라 내경이 확장되도록 경사면이 더 형성된다.
상기 경사면에는, 상기 배전선로(100) 또는 상기 제 1,2연결단(111, 121)의 외주와 구름 접촉되는 베어링들이 더 설치된다.
이를 통해, 본 발명은 배전 선로에서 고장 구간이 발생되는 경우 해당 고정 구간을 즉시 차단하도록 함과 아울러, 선로의 연결 및 차단을 반복적으로 실시하는 연결 단자의 파손을 실시간으로 감지하여 파손이 발생되는 경우 즉시 교체할 수 있도록 하여 작업자를 통한 유지 보수에 따른 시간 손실을 방지할 수 있다.
이상, 본 발명에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.
그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 배전선로
110 : 제 1선로
120 : 제 2선로
200 : 전류 측정부
300 : 차단부
400 : 이동부
500 : 제어부

Claims (4)

  1. 설정된 구간 내에서 제 1연결단을 갖는 제 1선로와, 상기 제 1연결단에 탈착 가능하게 결합되는 제 2연결단을 갖는 제 2선로를 갖는 배전선로;
    상기 배전 선로의 상기 설정된 구간에 배치되며, 상기 설정된 구간에서의 전류값을 측정하고, 상기 전류값이 기설정된 정상 전류값 범위를 벗어나는 경우 이상 구간으로 판단하는 전류 측정부;
    상기 배전선로를 따라 상기 설정된 구간에서 왕복 이동 가능하게 배치되는 차단부;
    상기 차단부를 왕복 이동시키는 이동부; 및
    상기 이동부의 구동을 제어하는 제어부;를 포함하되,
    상기 제어부는 상기 전류 측정부에 의해 상기 이상 구간으로 판단되는 경우, 상기 제어부는 상기 이동부를 사용하여 상기 차단부를 상기 이상 구간에 위치되는 서로 결합된 상기 제 1연결단 및 상기 제 2연결단의 위치로 이동시키고,
    상기 제 1연결단 또는 상기 제 2연결단을 그립하여 강제적으로 상기 제 1연결단과 상기 제 2연결단을 분리하되,
    상기 제 1연결단에는 제 1배선의 단부가 끼워지고,
    상기 제 1연결단의 일단에는, 상기 제 1배선의 단부와 연결되며 외부로 돌출되는 결합단이 형성되고,
    상기 제 2연결단에는 제 2배선의 단부가 끼워지고,
    상기 제 2연결단의 인단에는, 상기 결합단이 끼워지는 결합홀이 형성되고, 상기 결합홀은 상기 제 2배선의 단부와 연결되되,
    상기 차단부는,
    상기 배전선로가 관통되는 관통홀이 형성되는 제 1차단부 몸체와,
    상기 제 1차단부 몸체의 선단에 일체로 형성되며 내부에 공간이 형성되는 제 2차단부 몸체와,
    상기 관통홀에 회전 가능하게 배치되는 결합링을 구비하되,
    상기 결합링은,
    상기 배전선로의 외주와 스크류 결합되고,
    상기 결합링의 회전 방향에 따라 상기 제 1,2차단부 몸체는 상기 배전선로를 따라 좌 또는 우 방향으로 이동되는 배전선로의 고장구간 자동개폐 제어장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 결합링의 외주에는, 제 1기어이가 형성되고,
    상기 이동부는,
    상기 제 1차단부 몸체의 내부에 배치되는 기어와,
    상기 기어의 중심에 축 방식으로 연결되는 회전 모터를 구비하되,
    상기 기어는 상기 제 1기어이와 제 2기어이를 통해 기어 방식으로 연결되고,
    상기 회전 모터는, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 기어를 회전시키고,
    상기 결합링은,
    상기 기어의 회전에 따라 회전되는 배전선로의 고장구간 자동개폐 제어장치.
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