KR102064422B1 - 다단 배전반의 아크 배출 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다단 배전반의 아크 배출 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하부 격실에서 발생하는 아크가 상부 격실에 피해를 주지 않도록 아크 배출 우회 경로를 갖는 다단 배전반의 아크 배출 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다단 배전반의 아크 배출 시스템은 배전반 외함의 제1단에 설치되는 제1 격실; 상기 제1단의 상부에 마련되는 제2단에 설치되는 제2 격실; 상기 제1 격실과 제2 격실의 일측에 마련되는 측면 아크 배출실; 및 상기 제1 격실과 제2 격실의 사이에 설치되고, 상기 측면 아크 배출실에 연통되는 중간 아크 유도실;을 포함한다.

Description

다단 배전반의 아크 배출 시스템{Arc Ventilation System of Multi Stage Distrbuting Board}

본 발명은 다단 배전반의 아크 배출 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하부 격실에서 발생하는 아크가 상부 격실에 피해를 주지 않도록 아크 배출 우회 경로를 갖는 다단 배전반의 아크 배출 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 배전반은 전력계통의 감시, 제어 및 보호를 위하여 사용되는 장치로서, 배전반에는 발전소 및 변전소 등의 운전이나 제어, 전동기의 운전 등을 위하여 차단기, 변류기 등 여러 전기 기기가 수납되어 사용된다.

이러한 배전반 내부에서 단락이나 지락, 절연 파괴 등에 의해 아크(Arc)가 발생하는 경우에는 배전반 내부에 고온, 고압의 아크 가스가 발생하게 된다. 배전반은 이와 같은 사고에 의해 발생하는 고온, 고압의 아크 가스를 신속하게 외부로 방출하여 배전반의 전력 기기 및 인명을 보호할 수 있어야 한다.

따라서, 배전반에는 아크 가스가 배출되는 경로를 구성하기 위해, 덕트가 설치된다. 배전반의 내부에서 발생한 아크 가스는 배전반에 마련된 덕트를 통해 외부로 배출될 수 있다.

이러한 아크 배출 통로, 덕트는 외부로 배출되는 고온의 가스로 인한 주변 피해를 줄이기 위해, 아크 가스를 냉각하거나 배출시간을 지연시키는 것이 필요하다.

또한, 배전반 상부로 아크 가스가 배출되는 경우 배출 방향을 원하는 방향으로 고르게 배출시키는 것이 필요하다.

특히, 상,하부에 각각 차단기실을 갖는 다단 배전반은 그 구조가 복잡하므로 아크 배출 기능이 더욱 중요하다.

도 1에 종래기술에 따른 다단 배전반 구조가 나타나 있다.

종래기술에 따른 배전반(1)은 하단에 마련되는 제1 차단기실(2)과 상단에 마련되는 제2 차단기실(3), 그리고, 제1 차단기실(2)과 제2 차단기실(3)의 후방에 마련되는 모선실(4)과 케이블실(5) 등으로 구성된다. 제1 차단기실(2)과 제2 차단기실(3)의 중간에는 저전압기기실(6, Low Voltage Compartment)이 구비된다. 또한, 후면에는 아크 방출 통로(7, Arc Ventilation Duct)가 마련된다.

다단 배전반에서는 2개의 차단기실이 구비되므로 아크 발생 위험이 높다. 또한, 하단의 차단기실이나 발생하는 아크가 상단의 차단기실에 영향을 미치지 않도록 해야 한다.

도 1에 도시된 바와 같은 단순한 아크 배출 경로로는 다단 배전반에서 효과적인 아크 배출 기능을 달성하기 어렵다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 그 목적은 하부 격실에서 발생하는 아크가 상부 격실에 피해를 주지 않도록 아크 배출 우회 경로를 갖는 다단 배전반의 아크 배출 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 외부로 배출되는 고온의 아크 가스로 인한 주변 피해를 줄이도록 아크 가스 냉각에 필요한 시간이 확보되고 아크 배출 시간이 지연되는 다단 배전반의 아크 배출 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 복수 개의 배전반이 병렬 배치되는 경우에도 효과적으로 아크 가스가 배출되고, 아크 가스 배출에 필요한 구성은 최소화할 수 있는 다단 배전반의 아크 배출 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 아크 배출 통로로 인한 점유 공간 증대가 최소화되는 다단 배전반의 아크 배출 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 다단 배전반의 아크 배출 시스템은 배전반 외함의 제1단에 설치되는 제1 격실; 상기 제1단의 상부에 마련되는 제2단에 설치되는 제2 격실; 상기 제1 격실과 제2 격실의 일측에 마련되는 측면 아크 배출실; 및 상기 제1 격실과 제2 격실의 사이에 설치되고, 상기 측면 아크 배출실에 연통되는 중간 아크 유도실;을 포함한다.

여기서, 상기 중간 아크 유도실의 좌,우 측면에는 각각 제1 개방부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 중간 아크 유도실의 하면에는 회전 가능하게 설치되는 제1 덮개가 복수 개 마련되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 중간 아크 유도실의 후면에는 제2 덮개가 회전 가능하게 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 격실과 제2 격실의 후방에 마련되는 케이블실의 하부 모서리에는 하단 아크 유도실이 마련되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 중간 아크 유도실의 좌,우 측면에는 각각 제2 개방부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하단 아크 유도실의 전면에는 제3 덮개가 경사 방향으로 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 격실, 모선실, 상기 케이블실의 상면에는 제4 덮개, 제5 덮개 및 제6 덮개가 각각 회전 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 다단 배전반의 아크 배출 시스템.

또한, 상기 측면 아크 배출실은 복수 개의 격실로 구획되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 측면 아크 배출실에는 상기 중간 아크 유도실에 대응하는 위치에 중간 아크 유입실이 마련되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 중간 아크 유입실에서 상기 중간 아크 유도실에 접하는 측면은 개방되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 측면 아크 배출실에는 상기 하단 아크 유도실에 대응하는 위치에 하단 아크 유입실이 마련되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하단 아크 유입실에서 상기 하단 아크 유도실에 접하는 측면은 개방되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 외함 및 측면 아크 배출실의 상부에는 상부 아크 배출실이 설치되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 외함은 서로 접하도록 병렬 배치되는 복수 개로 구성되고, 상기 복수 개의 외함 중에서 최우측 외함의 우측 및 최좌측 외함의 좌측에 상기 측면 아크 배출실이 각각 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 각 실시예에 따른 다단 배전반의 아크 배출 시스템에 의하면 상부 격실과 하부 격실 사이에 중간 아크 유도실이 마련되어 하부 격실에서 발생한 아크가 상부 격실에 피해를 주지 않게 된다.

또한, 상기 중간 아크 유도실에 유입된 아크 가스는 측면 아크 배출실을 통해 상부로 흘러가므로 아크 가스 냉각에 필요한 시간이 증대된다.

이와 같이 중간 아크 유도실과 측면 아크 배출실에 의한 우회 경로에 의해 하부 격실에서 발생하는 아크 가스는 상부 격실에 피해를 주지 않고 효과적으로 배출되고 냉각된다.

또한, 케이블실의 하단에 하단 아크 유도실이 마련되어 모선실이나 케이블실에서 발생하는 아크가 효과적으로 측면 아크 배출실로 배출된다.

또한, 중간 아크 유도실 및 하단 아크 유도실에 의해 측방향으로의 아크 이동이 가능하므로 복수 개의 배전반이 나란히 병렬로 배치될 때, 양단에 위치한 배전반에만 측면 아크 배출실을 설치하면 되므로 설치공간이 감소한다.

도 1은 종래기술에 따른 다단 배전반의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다단 배전반의 아크 배출 시스템의 정면도이다.
도 3은 도 2의 사시도이다. 상부에 구비되는 아크 배출 덕트 중 하나와 측면 아크 배출실의 일부는 제거된 상태이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다단 배전반의 외함의 사시도이다.
도 5는 도 4에서 측면 패널이 제거된 상태의 내부 구조도이다.
도 6은 도 5에서 중간 아크 유도실의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다단 배전반의 아크 배출실의 사시도이다. 측면 아크 배출실, 상부 아크 배출실 및 아크 배출 덕트가 도시되어 있다.
도 8은 도 7에서 제1 격실의 일부가 분리된 상태를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다단 배전반의 아크 배출 시스템의 정면도이다. 복수 개의 배전반이 병렬 배치된 상태에서의 아크 배출 시스템 구조를 나타낸다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.

도면을 참조하여 본 발명의 각 실시예에 따른 다단 배전반의 아크 배출 시스템에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 다단 배전반의 아크 배출 시스템(10)은 제1단에 설치되는 제1 격실(first compartment)(12); 상기 제1단의 상부에 배치되는 제2단에 설치되는 제2 격실(second compartment)(13); 상기 제1 격실(12)과 제2 격실(13)의 일측에 마련되는 측면 아크 배출실(40); 및 상기 제1 격실(12)과 제2 격실(13)의 사이에 설치되고, 상기 측면 아크 배출실(40)에 연통되는 중간 아크 유도실(20);을 포함하여 구성된다.

먼저, 도 2 내지 도 5를 참조하기로 한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다단 배전반의 아크 배출 시스템의 정면도, 도 3은 도 2에서 일부가 제거된 상태의 사시도, 도 4는 다단 배전반의 외함의 사시도, 도 5는 외함의 내부 구도조이다. (도 2 및 도 3에서 화살표는 아크의 이동 경로를 나타낸다.)

배전반의 외함(enclosure, cabinet)(11)을 먼저 설명하기로 한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 배전반의 외함(11)은 복수 개의 격실로 구획된다. 이러한 예로 배전반의 외함(11)은 차단기실(제1 제2 격실 12,13), 저압기기실(14), 모선실(15) 및 케이블실(16)을 포함할 수 있다.

다단 배전반은 2개 이상의 단에 각각 마련되는 격실을 포함한다. 외함(11)의 제1단(하단)에 설치된 격실을 제1 격실(제1 차단기실)(12)이라 하고, 제2단(상단)에 설치되는 격실을 제2 격실(제2 차단기실)(13)이라고 하기로 한다. 제1 격실(12)과 제2 격실(13)은 주로 차단기실로 이용된다. 차단기에 대한 도시는 생략하였다.

제1 격실(12)과 제2 격실(13) 사이에는 저압기기실(Low Voltage Compartment)(14)이 마련된다. 이때, 저압기기실(14)은 제1 격실(12) 및 제2 격실(13)의 길이(전후방향 길이)보다 짧게 형성된다. 저압기기실(14)에는 저압용 기기나 계기용 변압기나 변류기 또는 부속 기기 등이 설치될 수 있다.

제1 격실(12)과 제2 격실(13)의 후방에는 모선실(bus bar compartment)(15)과 케이블실(cable compartment)(16)이 순차적으로 마련된다.

제1 격실(12)과 제2 격실(13)의 사이의 중간단에는 중간 아크 유도실(20, 또는 제1 아크 유도실)이 마련된다. 중간 아크 유도실(20)은 저압기기실(14)과 같은 높이로 마련될 수 있다. 이때, 중간 아크 유도실(20)은 저압기기실(14)의 후방에 마련된다. 이는 중간 아크 유도실(20)이 차단기(미도시)의 터미널에 인접하게 배치되도록 하기 위한 것이다. 중간 아크 유도실(20)은 전방에 설치되는 저압기기실(14), 하방에 설치되는 제1 격실(12), 상방에 설치되는 제2 격실(13)에 접하게 된다.

도 6에 도시된 중간 아크 유도실(20)을 함께 참조하기로 한다. 중간 아크 유도실(20)의 좌,우 측면은 개방된다. 즉, 중간 아크 유도실(20)의 좌,우 측면에는 각각 제1 개방부(21)가 형성된다. 이에 따라, 중간 아크 유도실(20)은 아크 가스가 유입될 뿐 아니라 좌,우 측방으로 흐를 수 있는 통로가 된다.

중간 아크 유도실(20)의 전면에는 저압기기실(14)을 통해 접근할 수 있는 도어(22)가 마련된다.

중간 아크 유도실(20)의 하면에는 제1 덮개(23, flap)가 복수 개 마련된다. 제1 덮개(23)는 회전하여 열릴 수 있도록 설치된다. 예를 들어, 제1 덮개(23)는 일측이 힌지 결합된다. 제1 덮개(23)가 열리는 경우 하단의 제1 격실(12)의 상면은 개방된다. 따라서, 제1 격실(12)에서 발생하는 아크 가스의 배출 통로가 된다. 제1 격실(12)에서 아크 가스가 발생하는 경우 이 아크 가스의 압력에 의해 제1 덮개(23)가 개방되고, 아크 가스는 중간 아크 유도실(20)의 좌,우측 제1 개방부(21)를 통해 측방으로 흐르게 된다.

중간 아크 유도실(20)의 후면에는 제2 덮개(24)가 회전 가능하게 마련된다. 예를 들어, 제2 덮개(24)는 후면에 힌지 결합될 수 있다. 이때, 제2 덮개(24)는 하단부가 힌지 결합되어 상방으로 개방될 수 있다. 이에 따라, 모선실(15)의 하부에서 발생하는 아크 가스가 유입되기 용이하다.

제2 덮개(24)는 모선실(15)에 접한다. 따라서, 모선실(15)에서 아크가 발생하는 경우 아크 가스의 압력에 의해 제2 덮개(24)가 전방으로 열리고, 아크 가스는 중간 아크 유도실(20)을 거쳐 제1 개방부(21)를 통해 측방으로 흐르게 된다.

케이블실(16)의 하부 모서리에는 하단 아크 유도실(제2 아크 유도실)(30)이 마련된다. 하단 아크 유도실(30)에는 좌,우 측면에 제2 개방부(31)가 형성된다. 따라서, 하단 아크 유도실(30)로 흘러들어오는 아크 가스는 제2 개방부(31)를 통해 측방으로 흘러나갈 수 있다.

하단 아크 유도실(30)의 전면에는 제3 덮개(32)가 마련된다. 제3 덮개(32)는 힌지 결합되어 회전 가능하게 열릴 수 있다. 또는, 제3 덮개(32)는 약하게 용접 결합되거나 약한 지지부(미도시)에 의해 지지될 수 있다. 케이블실(16)에 아크가 발생하여 가스 압력이 작용하는 경우, 제3 덮개(32)는 회전하여 열리거나 분리되어 전면부가 개방된다. 전면부 프레임(33)은 격자 형태로 형성될 수 있다.

제3 덮개(32)는 경사 방향으로 설치된다. 즉, 제3 덮개(32)는 케이블실(16)의 대각선 방향 모서리를 향해 비스듬히 누운 형태로 설치된다. 이에 따라, 케이블실(16)의 상,하, 중앙 영역에서 발생하는 아크에 대해 폭 넓게 대응할 수 있다. 전면부 프레임(33)은 제3 덮개(32)가 경사 방향으로 설치될 수 있도록 소정 각도로 경사 형성된다.

하단 아크 유도실(30)은 케이블실(16)의 내부에 마련된다. 따라서, 별도의 공간을 점유하지 않으므로 외함(11)의 크기를 컴팩트하게 할 수 있다.

위와 같이, 중간 아크 유도실(20) 및 하단 아크 유도실(30)에 의해 아크 가스는 측방으로 흐를 수 있다. 도 4를 참조하면, 배전반의 외함(11)에는 각 아크 유도실(20,30)에 의해 배전반을 관통하여 측방으로 흐를 수 있는 아크 배출 통로가 마련되는 것이 나타나 있다.

외함(11)의 상면, 즉 제2 격실(13), 모선실(15) 및 케이블실(16)의 상면에는 각각 제4 덮개(17), 제5 덮개(18) 및 제6 덮개(19)가 회전 가능하게 설치된다. 각 덮개(17,18,19)는 힌지 결합될 수 있다. 제2 격실(13), 모선실(15) 및 케이블실(16)에 아크가 발생하는 경우에는 아크 가스의 압력에 의해 각 덮개(17,18,19)가 개방된다.

배전반의 외함(11)에 결합되는 아크 배출실 및 아크 배출 덕트에 대해 설명하기로 한다.

도 2,3,7,8을 참조하기로 한다. 도 7에 측면 아크 배출실(40), 상부 아크 배출실(50) 및 아크 배출 덕트(60)가 도시되어 있고, 도 8에는 도 7에서 제2 격실의 일측면 및 아크 배출 덕트(60) 중의 하나가 분리된 상태가 나타나 있다.

배전반 외함(11)의 일측에 측면 아크 배출실(40)이 설치된다. 측면 아크 배출실(40)은 복수 개의 격실로 형성될 수 있다. 이때, 각 격실은 소정의 구획으로 구분하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 격실(12)에 접하는 제1 측면부 격실(41)과 제2 격실(13)에 접하는 제2 측면부 격실(42) 등으로 구분될 수 있다.

또한, 모선실(15) 및 케이블실(16)에 대응하는 부분에는 상,하 구분하여 제3 측면부 격실(43) 및 제4 측면부 격실(44)로 구분될 수 있다. 이러한 격실 구분은 필수적인 것은 아니고 측면 아크 배출실(40)의 크기 및 외함(11)의 각 격실과의 관계를 고려하여 구획될 수 있다.

각 격실(41,42,43,44)은 나란히 배치되는 한 쌍의 측판(예를 들어 제 1 측면부 격실의 41a,41b) 및 각 측판의 테두리를 연결하여 폭을 형성하는 프레임(예를 들어 제 1 측면부 격실의 41c)으로 구성될 수 있다. 이 때, 각 프레임(41c)은 격자 형태로 형성될 수 있다. 이에 따라, 프레임(41c) 사이로 아크 가스가 흘러갈 수 있다. 각 격실(41,42,43,44)의 내부는 빈 상태로 형성된다.

중간 아크 유도실(20)에 대응하는 위치에 중간 아크 유입실(45)이 마련된다. 중간 아크 유입실(45)에서 중간 아크 유도실(20)에 접하는 측면은 개방된다. 이에 따라, 중간 아크 유도실(20)에 유입된 아크 가스는 제1 개방부(21)를 통해 중간 아크 유입실(45)로 유입되고 제2 측면부 격실(42)을 통해 상부 아크 배출실(50)로 흘러간다.

측면 아크 배출실(40)의 하단 모서리에는 하단 아크 유도실(30)에 대응하는 위치에 하단 아크 유입실(46)이 마련된다. 하단 아크 유입실(46)에서 하단 아크 유도실(30)에 접하는 측면은 개방된다. 이에 따라, 하단 아크 유도실(30)에 유입된 아크 가스는 제2 개방부(31)를 통해 하단 아크 유입실(46)로 유입되고 제3 측면부 격실(43) 및 제4 측면부 격실(44)을 통해 상부 아크 배출실(50)로 흘러간다.

배전함 외함(11)의 상부에는 상부 아크 배출실(50)이 마련된다. 상부 아크 배출실(50)은 외함(11) 및 측면 아크 배출실(40)의 상부에 설치된다. 상부 아크 배출실(50)은 외함(11) 및 측면 아크 배출실(40)의 각 상부로부터 아크 가스가 유입되고 아크 배출 덕트(60)로 아크 가스가 빠져나간다.

상부 아크 배출실(50)은 좌,우 측면이 개방된다. 즉, 제1, 제2 측면 개방부(51,52)가 마련된다. 이에 따라, 상부 아크 배출실(50)은 복수 개를 연결하여 측방향으로 흐르는 아크 배출 통로로 이용할 수 있다.

상부 아크 배출실(50)의 하면에는 외함(11)의 상면에 연통되는 제1 하부 개방부(53,54,55)와 측면 아크 배출실(40)의 상면에 연통되는 제2 하부 개방부(56)가 형성된다. 외함(11)의 상면에서 나오는 아크 가스는 제1 하부 개방부(53,54,55)를 통해 상부 아크 배출실(50) 및 아크 배출 덕트(60)로 흐르고, 측면 아크 배출실(40)에서 나오는 아크 가스는 제2 하부 개방부(56)를 통해 상부 아크 배출실(50) 및 아크 배출 덕트(60)로 흐른다.

아크 배출 덕트(60)는 상부 아크 배출실(50)의 일측에 설치된다. 아크 배출 덕트(60)의 일단부는 상부 아크 배출실(50)의 일측면에 연통된다. 아크 배출 덕트(60)는 복수 개로 분리되어 상부 아크 배출실(50)에 결합될 수 있다. 아크 배출 덕트(60)에 의해 아크 가스는 최종적으로 외부로 배출되고 냉각에 필요한 시간을 증대시키게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 다단 배전반의 아크 배출 시스템의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 제1 격실(12)에서 아크가 발생하는 경우 아크 가스의 배출 경로는 다음과 같다.

제1 격실(12) → 중간 아크 유도실(20) → 중간 아크 유입실(45) → 제2 측면부 격실(42) → 상부 아크 배출실(50) → 아크 배출 덕트(60).

제1 격실(12)에서 아크가 발생하는 경우, 아크 가스는 제1 격실(12), 중간 아크 유도실(20), 중간 아크 유입실(45), 제2 측면부 격실(42), 상부 아크 배출실(50)을 거쳐 아크 배출 덕트(60)로 빠져나간다. 구체적으로 살펴보면, 제1 격실(12)에서 아크가 발생하는 경우, 아크 가스의 압력에 의해 제1 덮개(23)가 개방되어 아크 가스는 제1 격실(12)로부터 중간 아크 유도실(20)로 상방으로 흐른다. 이후, 중간 아크 유도실(20)의 제1 개방부(21)를 통해 측면 아크 배출실(40)의 중간 아크 유입실(45)로 측방으로 흐른다. 그리고, 제2 측면부 격실(42)을 거쳐 제2 하부 개방부(56)를 통해 상부 아크 배출실(50)로 상방으로 흐른다. 이후, 제2 측면 개방부(52)를 통해 아크 배출 덕트(60)로 측방으로 흘러 외부로 배출된다.

배전반 하단의 제1 격실(12)에서 발생한 아크는 위와 같은 경로를 따라 배전반 상단의 제2 격실(13)을 우회하여 측면 아크 배출실(40) 및 상부 아크 배출실(50)을 통해 아크 배출 덕트(60)로 빠져나간다.

다음으로, 제2 격실(13)에서 아크가 발생하는 경우 아크 가스의 배출 경로는 다음과 같다.

제2 격실(13) → 상부 아크 배출실(50) → 아크 배출 덕트(60).

제2 격실(13)에서 아크가 발생하는 경우, 아크 가스의 압력에 의해 제4 덮개(17)가 개방된다. 아크 가스는 제1 하부 개방부(53)를 통해 상부 아크 배출실(50)로 흐르고, 이후 제2 측면 개방부(52)를 통해 아크 배출 덕트(60)로 이동한다.

모선실(15) 또는 케이블실(16)에 아크가 발생하는 경우 아크 가스의 배출 경로는 다음과 같다.

제1 경로: 모선실(15) 또는 케이블실(16) → 중간 아크 유도실(20) → 중간 아크 유입실(45) → 제2 측면부 격실(42) → 상부 아크 배출실(50) → 아크 배출 덕트(60).

제2 경로: 모선실(15) 또는 케이블실(16) → 하단 아크 유도실(30) → 하단 아크 유입실(46) → 제3,제4 측면부 격실(43,44) → 상부 아크 배출실(50) → 아크 배출 덕트(60).

제3 경로: 모선실(15) 또는 케이블실(16) → 상부 아크 배출실(50) → 아크 배출 덕트(60).

모선실(15) 또는 케이블실(16)에서 아크가 발생하는 경우, 아크 가스의 압력에 의해 제2 덮개(24) 및 제3 덮개(32)가 개방된다. 이에 따라, 아크 가스의 일부는 제2 덮개(24)를 통해 중간 아크 유도실(20)로 유입되고, 아크 가스의 일부는 제3 덮개(32)를 통해 하단 아크 유도실(30)로 유입되고, 아크 가스의 나머지는 제5, 제6 덮개(18,19)를 통해 상부 아크 배출실(50)로 유입된다.

여기서, 중간 아크 유도실(20)로 유입된 아크 가스는 제1 개방부(21)를 통해 중간 아크 유입실(45)로 흐르고, 제2 측면부 격실(42)을 거쳐 제2 하부 개방부(56)를 통해 상부 아크 배출실(50)로 흘러간다. 이후, 제2 측면 개방부(52)를 통해 아크 배출 덕트(60)로 이동한다.

또한, 하단 아크 유도실(30)로 유입된 아크 가스는 하단 아크 유입실(46) 및 측면 아크 배출실(40)의 제3,제4 측면부 격실(43,44)을 거쳐 상부 아크 배출실(50)로 유입된다. 이후, 아크 배출 덕트(60)로 이동한다.

이와 같이 아크가 하단의 격실에서 발생하는 경우에는 중간 아크 유도실(20) 또는 하단 아크 유도실(30)로 우회하여 외부로 빠져나가는 아크 배출 경로가 구비되므로 상단에 구비된 격실이나 전기 기기에 영향을 미치지 않는다.

도 9에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다단 배전반의 아크 배출 시스템(100)이 도시되어 있다. (도 9에서 화살표는 아크의 이동 경로를 나타낸다.)

이 실시예에서 배전반은 복수 개가 나란히 배치된다. 도면상 좌측에 배치된 배전반의 외함을 제1 외함(110)이라 하고, 도면상 우측에 배치된 배전반의 외함을 제2 외함(170)이라 하기로 한다.

제1 외함(110) 및 이에 결합되는 아크 배출실은 이전 실시예와 같다.

제1 외함(110)에는 이전 실시예와 마찬가지로 제1단(하단)의 제1 격실(112)과 제2단(상단)의 제2 격실(113)이 마련된다. 제1 격실(112)과 제2 격실(113) 사이에는 저압기기실(114) 및 중간 아크 유도실(120)이 마련된다.

제1 외함(110)의 일측(도면상 좌측)에는 제1 측면 아크 배출실(140)이 설치되고, 제1 외함(110)의 상부에는 제1 상부 아크 배출실(150)이 설치된다. 제1 상부 아크 배출실(150)의 일측에는 아크 배출 덕트(160)가 설치된다.

제2 외함(170)의 타측(도면상 우측)에는 제2 측면 아크 배출실(180)이 설치된다. 제2 외함(170)의 상부에는 제2 상부 아크 배출실(151)이 설치된다. 여기서, 제2 상부 아크 배출실(151)은 제1 상부 아크 배출실(150)에 연결된다. 제1 상부 아크 배출실(150)와 제2 상부 아크 배출실(151)은 서로 일체로 제작될 수 있다.

제1 외함(110)의 중간 아크 유도실(120)과 제2 외함(170)의 중간 아크 유도실(160)은 측면이 각각 개방되므로 서로 연통하여 측방으로 흐르는 아크 가스 배출 통로가 된다.

또한, 제1 외함(110)의 하단 아크 유도실(130)과 제2 외함(170)의 하단 아크 유도실(190)은 측면이 각각 개방되므로 서로 연통하여 측방으로 흐르는 아크 가스 배출 통로가 된다.

일례로 제1 외함(110)의 하단의 제1 격실(미부호)에서 아크가 발생하는 경우의 아크 배출 경로는 다음과 같다.

제1 경로: 제1 외함(110)의 제1 격실 → 제1 외함(110)의 중간 아크 유도실(120) → 제1 측면 아크 배출실(140) → 제1 상부 아크 배출실(150) → 아크 배출 덕트(160).

제2 경로: 제1 외함(110)의 제1 격실 → 제1 외함(110)의 중간 아크 유도실(120) → 제2 외함(170)의 중간 아크 유도실(160) → 제2 측면 아크 배출실(180) → 제2 상부 아크 배출실(151) → 제1 상부 아크 배출실(150) → 아크 배출 덕트(160).

아크 가스의 구체적인 이동 과정은 이전 실시예에서 설명한 사항과 동일, 유사하므로 별도의 설명은 생략하기로 한다.

이 실시예에서 배전반이 복수 개 나란히 배치되는 경우에 아크 가스의 측방 이동 경로가 구성되므로 효율적인 냉각과 배출이 일어난다.

별도로 도시하지는 않았지만, 이 실시예에서 연장하여, 배전반이 3개 이상 구비되는 경우를 살펴보면 다음과 같다.

각 배전반의 외함은 나란히 접하여 배치된다. 따라서, 배전반이 점유하는 공간은 증대하지 않는다. 측면 아크 배출실은 최외곽에 위치한 배전반의 측면에 설치된다. 즉, 최좌측에 위치하는 배전반 외함의 좌측에 제1 측면 아크 배출실이 설치되고, 최우측에 위치하는 배전반 외함의 우측에 제2 측면 아크 배출실이 설치된다. 각 배전반은 중간 아크 유도실과 하단 아크 유도실에 의해 측방으로 연통되는 아크 배출 통로를 갖는다.

각 배전반 외함의 상부에는 상부 아크 배출실이 설치되고, 최좌측 또는 최우측의 상부 아크 배출실에는 아크 배출 덕트가 연결된다.

본 발명의 각 실시예에 따른 다단 배전반의 아크 배출 시스템에 의하면 상부 격실과 하부 격실 사이에 중간 아크 유도실이 마련되어 하부 격실에서 발생한 아크가 상부 격실에 피해를 주지 않게 된다.

또한, 상기 중간 아크 유도실에 유입된 아크 가스는 측면 아크 배출실을 통해 상부로 흘러가므로 아크 가스 냉각에 필요한 시간이 증대된다.

이와 같이 중간 아크 유도실과 측면 아크 배출실에 의한 우회 경로에 의해 하부 격실에서 발생하는 아크 가스는 상부 격실에 피해를 주지 않고 효과적으로 배출되고 냉각된다.

또한, 케이블실의 하단에 하단 아크 유도실이 마련되어 모선실이나 케이블실에서 발생하는 아크가 효과적으로 측면 아크 배출실로 배출된다.

또한, 중간 아크 유도실 및 하단 아크 유도실에 의해 측방향으로의 아크 이동이 가능하므로 복수 개의 배전반이 나란히 병렬로 배치될 때, 양단에 위치한 배전반에만 측면 아크 배출실을 설치하면 되므로 설치공간이 감소한다.

이상에서 설명한 실시예들은 본 발명을 구현하는 실시예들로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

11 외함 12 제1 격실
13 제2 격실 14 저압기기실
15 모선실 16 케이블실
17,18,19 제4, 제5, 제6 덮개 20 중간 아크 유도실
21 제1 개방부 22 도어
23 제1 덮개 24 제2 덮개
30 하단 아크 유도실 31 제2 개방부
32 제3 덮개 33 프레임
40 측면 아크 배출실 41,42,43,44 제1,제2,제3,제4 측면부 격실
45 중간 아크 유입실 46 하단 아크 유입실
50 상부 아크 배출실 51,52 제1, 제2 측면 개방부
53,54,55 제1 하부 개방부 56 제2 하부 개방부
60 아크 배출 덕트

Claims (15)

1. 배전반 외함의 제1단에 설치되는 제1 격실;
   상기 제1단의 상부에 마련되는 제2단에 설치되는 제2 격실;
   상기 제1 격실과 제2 격실의 일측에 마련되는 측면 아크 배출실; 및
   상기 제1 격실과 제2 격실의 사이에 설치되고, 상기 측면 아크 배출실에 연통되는 중간 아크 유도실;을 포함하고,
   상기 중간 아크 유도실의 좌,우 측면에는 각각 제1 개방부가 형성되고,
   상기 측면 아크 배출실에는 상기 중간 아크 유도실에 대응하는 위치에 중간 아크 유입실이 마련되고,
   상기 중간 아크 유입실에서 상기 중간 아크 유도실에 접하는 측면은 개방되고,
   상기 외함 및 측면 아크 배출실의 상부에는 상부 아크 배출실이 설치되고,
   상기 상부 아크 배출실의 좌,우 측면에는 제1, 제2 측면 개방부가 마련되는 것을 특징으로 하는 다단 배전반의 아크 배출 시스템.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 중간 아크 유도실의 하면에는 회전 가능하게 설치되는 제1 덮개가 복수 개 마련되는 것을 특징으로 하는 다단 배전반의 아크 배출 시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 중간 아크 유도실의 후면에는 제2 덮개가 회전 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 다단 배전반의 아크 배출 시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 제1 격실과 제2 격실의 후방에 마련되는 케이블실의 하부 모서리에는 하단 아크 유도실이 마련되는 것을 특징으로 하는 다단 배전반의 아크 배출 시스템.
6. 제5항에 있어서, 상기 하단 아크 유도실의 좌,우 측면에는 각각 제2 개방부가 형성되는 것을 특징으로 하는 다단 배전반의 아크 배출 시스템.
7. 제5항에 있어서, 상기 하단 아크 유도실의 전면에는 제3 덮개가 경사 방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 다단 배전반의 아크 배출 시스템.
8. 제5항에 있어서, 상기 제2 격실, 모선실, 상기 케이블실의 상면에는 제4 덮개, 제5 덮개 및 제6 덮개가 각각 회전 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 다단 배전반의 아크 배출 시스템.
9. 제1항에 있어서, 상기 측면 아크 배출실은 복수 개의 격실로 구획되는 것을 특징으로 하는 다단 배전반의 아크 배출 시스템.
10. 삭제
11. 삭제
12. 제5항에 있어서, 상기 측면 아크 배출실에는 상기 하단 아크 유도실에 대응하는 위치에 하단 아크 유입실이 마련되는 것을 특징으로 하는 다단 배전반의 아크 배출 시스템.
13. 제12항에 있어서, 상기 하단 아크 유입실에서 상기 하단 아크 유도실에 접하는 측면은 개방되는 것을 특징으로 하는 다단 배전반의 아크 배출 시스템.
14. 삭제
15. 제1항에 있어서, 상기 외함은 서로 접하도록 병렬 배치되는 복수 개로 구성되고,
    상기 복수 개의 외함 중에서 최우측 외함의 우측 및 최좌측 외함의 좌측에 상기 측면 아크 배출실이 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 다단 배전반의 아크 배출 시스템.

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