KR102064501B1

KR102064501B1 - 내진장치를 구비한 배전반

Info

Publication number: KR102064501B1
Application number: KR1020180129825A
Authority: KR
Inventors: 이복현
Original assignee: 동일산전(주)
Priority date: 2018-10-29
Filing date: 2018-10-29
Publication date: 2020-01-10
Anticipated expiration: 2038-10-29

Abstract

본 발명은 배전반용 내진장치에 관한 것으로서, 상기 배전반의 저면 일측에 고정설치되는 상부플레이트와, 상기 상부플레이트의 하방으로 이격배치되고, 지면에 지지되는 하부플레이트와, 상기 상부플레이트와 상기 하부플레이트 사이에 개재되고, 적어도 한 쌍이 서로 대향하는 위치에 설치되는 완충유닛을 포함하되, 상기 완충유닛은 상하단부가 각각 상기 상부플레이트와 상기 하부플레이트의 일측에 연결되고, 지면에 수직으로 배치되는 기둥부와, 상기 기둥부를 감싸도록 설치되고, 상하단부가 각각 상기 상부플레이트의 저면과 상기 하부플레이트의 상면에 지지되며, 상하방향으로 탄성을 갖는 코일스프링 및 상단부 및 하단부가 각각 상기 기둥부의 상부와 하부에 각각 결합되고, 상하방향으로 탄성을 갖는 서포트 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 배전반용 내진장치를 제공한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 간단한 구조로 형성되면서도 수평 또는 수직 방향에 대한 외력, 즉 외부 진동을 완충하여 이에 따른 함체의 손상 및 파손을 미연에 방지할 수 있을 뿐 아니라 유지보수가 간단하고 그 비용을 크게 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

내진장치를 구비한 배전반{Switchgear having earthquake-proof device}

본 발명은 내진장치를 구비한 배전반에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 간단한 구조로 형성되면서도 수평 또는 수직 방향에 대한 외력, 즉 외부 진동을 완충하여 이에 따른 함체의 손상 및 파손을 미연에 방지할 수 있을 뿐 아니라 유지보수가 간단하고 그 비용을 크게 절감할 수 있는 내진장치를 구비한 배전반에 관한 것이다.

일반적으로 배전반(고·저압배전반, MCC, 분전반)은 전력 회사가 공급하는 고압 또는 특고압 전기를 수전하여 이를 수용가에서 사용되는 전압으로 변환하여 부하 설비로 배전하는 장치이다.

이러한 고·저압배전반, MCC, 분전반(이하 간단히‘배전반)은 겉으로 보았을 때는 칸막이 구조의 큐비클로 되어 있으며, 그 내부에는 고·저압차단기, 변류기 등의 전력 기기와 전력 계통 보호 및 감시를 위한 계전기 등 각종 전기 부품이 구비되어 있다. 또한, 상기 배전반의 내부에는 전력 기기 외에 전력 계통에 따라 전력 기기 상호간을 연결하는 부스바(bus bar)와 전력 기기의 계측 및 감시를 위한 배선이 배치되어 있으며, 상기 큐비클 형태의 배전반 외부는 보통 콘크리트 등의 플로어에 설치되고, 상기 배전반의 하부 바닥면에는 전력 기기 상호 간의 감시 배선 및 부하 설비 배선을 위한 구멍이 형성되어 있다.

이와 같이 배전반이 주로 건축물의 바닥면에 설치되는 관계로 지진 등에 의한 진동이나 충격이 발생하면 제어반 내부의 전력 기기 및 이러한 전력 기기를 상호 연결하는 부스바, 배선 및 보호계 장치 등의 부품이 손상되기 쉬운 문제가 발생하게 된다.

이에 한국등록특허 제1778083호(이하 '종래의 내진장치를 구비한 배전반'라 함)와 같이 배전반 하부에 외부충격을 완충하는 내진장치를 설치함으로써 지진등에 의한 외력등으로부터 배전반을 보호하는 배전반용 내진장치들이 개발된 바 있다.

도1a는 종래의 내진장치를 구비한 배전반을 개략적으로 도시한 도면이고, 도1b는 종래의 내진장치를 도시한 도면이다.

도1a 및 도1b에 도시된 종래의 내진장치를 구비한 배전반(100)은 함체(B)와, 함체(B) 하부에 설치되는 내진장치(N)로 구성되며, 내진장치(N)는 함체(B)의 저면 일측에 설치되는 상부플레이트(110)와, 상부플레이트(110)의 하방으로 이격되게 배치되고 지면 일측에 지지되는 하부플레이트(120) 및 상하부플레이트(110,120) 사이에 개재되는 내진유닛(130)으로 구성되며, 지면을 통해 지진등으로 인한 진동과 같은 외력이 함체(B)로 전달되는 경우 다수의 스프링을 포함하는 내진유닛(130)에서 전달되는 외력을 감쇄함으로 외부 진동에 의한 함체(B)의 손상 또는 파손을 방지할 수 있는 특징을 갖는다.

여기서, 내진유닛(130)은 수평수직감쇄부(131)와, 이를 지지하기 위한 서포팅블럭부(132)와, 진동감쇄를 위한 용수철부(133)와, 배전반(B)이 진동에 의해 전도되지 않도록 상하이동동작을 가이드하는 변위제한부(134)로 구성되며, 수평수직감쇄부(131)가 금속재질의 원판과, 탄성재질의 원판이 적층형성되는 구조를 취하고 있는 바 수평 또는 수직 방향에 의한 진동을 감쇄하기 위해 그 구조가 매우 복잡하게 형성되면서 그 제조단가가 증가하고, 유지보수 비용 또한 크게 증가하는 문제점이 있었다.

한국등록특허 제1778083호 '감쇠부와 변위제한부를 가진 내진 배전반'

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 간단한 구조로 형성되면서도 수평 또는 수직 방향에 대한 외력, 즉 외부 진동을 완충하여 이에 따른 함체의 손상 및 파손을 미연에 방지할 수 있을 뿐 아니라 유지보수가 간단하고 그 비용을 크게 절감할 수 있는 내진장치를 구비한 배전반을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 설치대상영역에 배치되고, 내부에 전기부품이 설치되는 함체 및 상기 설치대상영역과 상기 함체 사이에 개재되되, 상기 함체의 각 꼭지점과 대응되는 부근에 각각 설치되고, 상기 함체로 전달되는 외력을 완충하는 4개의 내진장치를 포함하고, 상기 내진장치는 상기 함체의 저면 일측에 고정설치되는 상부플레이트와, 상기 상부플레이트의 하방으로 이격배치되고, 지면에 지지되는 하부플레이트 및 상기 상부플레이트와 상기 하부플레이트 사이에 개재되는 완충유닛을 포함하며, 상기 완충유닛은 상하단부가 각각 상기 상부플레이트와 상기 하부플레이트의 일측에 연결되고, 지면에 수직으로 배치되는 기둥부와, 상기 기둥부를 감싸도록 설치되고, 상하단부가 각각 상기 상부플레이트의 저면과 상기 하부플레이트의 상면에 지지되며, 상하방향으로 탄성을 갖는 코일스프링 및 상하방향으로 탄성을 가지며, 상단부 및 하단부가 각각 상기 기둥부의 상부와 하부에 각각 결합되며, 상기 기둥부를 사이에 두고 대향되게 설치되는 한 쌍을 1조로 하여 2조가 서로 수직한 방향으로 설치되는 서포트 프레임을 포함하되, 상기 서포트 프레임은 단면이 'ㄷ'자 형상으로 형성되어 절곡된 상하부 일측에 각각 모서리가 형성됨과 아울러 수직한 영역이 미리 설정된 곡률로 만곡지게 형성되고, 상단부와 하단부가 각각 상기 상부플레이트의 저면과 상기 하부플레이트의 상면에 면접촉되며, 상기 상부플레이트 및 상기 하부플레이트는 각각 한 쌍의 금속판이 상호 적층되어 형성되고, 상기 서포트 프레임이 면접촉되는 일측에 상기 서포트 프레임의 단부가 삽입되어 지지되는 지지홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 내진장치를 구비한 배전반을 제공한다.

그리고, 상기 서포트 프레임은 플레이트 형상으로 형성되고, 중앙부 일측에 길이방향을 따라 장공이 형성되는 것이 바람직하다.

삭제

그리고, 상기 완충유닛은 발포수지로 형성되고, 상기 코일스프링의 외측를 감싸도록 설치되는 서브완충부를 더 포함할 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 간단한 구조로 형성되면서도 수평 또는 수직 방향에 대한 외력, 즉 외부 진동을 완충하여 이에 따른 함체의 손상 및 파손을 미연에 방지할 수 있을 뿐 아니라 유지보수가 간단하고 그 비용을 크게 절감할 수 있는 효과가 있다.

도1a는 종래의 내진장치를 구비한 배전반을 개략적으로 도시한 도면,
도1b는 종래의 내진장치를 도시한 도면.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 내진장치를 구비한 배전반의 사시도,
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 내진장치의 분해사시도,
도4는 본 발명의 일실시예에 따른 내진장치의 단면도,
도5는 본 발명의 일실시예에 따른 내진장치를 구비한 배전반이 좌우 유동되면서 외력이 감쇄되는 상태를 도시한 도면,
도6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 내진장치의 분해사시도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

도2는 본 발명의 일실시예에 따른 내진장치를 구비한 배전반의 사시도이고, 도3은 본 발명의 일실시예에 따른 내진장치의 분해사시도이며, 도4는 본 발명의 일실시예에 따른 내진장치의 단면도이다.

설명에 앞서 본 발명의 일실시예에 따른 배전반용 내진장치는 배전반(B)의 저면 중 각 꼭지점과 대응되는 부근에 설치, 즉 4개가 설치되는데, 이하에서는 설명의 편의를 위해 하나의 배전반용 내진장치를 기준으로 설명하도록 한다.

도2 내지 도4에서 보는 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 배전반용 내진장치는 함체(B)와, 내진장치(N)를 포함하여 구성된다.

본 실시예에 따른 함체(B)는 설치대상영역, 즉 작업 현장 건물의 바닥면에 설치된 배전반 패드(P)에 적층된 베이스(F)의 상면 일측에 설치되고, 대략 박스 형상으로 형성되며, 내부에는 외력으로터 보호하기 위한 각종 전기부품들이 설치된다.

내진장치(N)는 상부플레이트(10)와, 하부플레이트(20) 및 완충유닛(30)을 포함하여 구성된다.

상부플레이트(10)는 제1 상부패널(10a)과, 제2 상부패널(10b)로 이루어지며, 상기한 한 쌍의 금속플레이트가 상하방향으로 상호 적층되어 형성된다.

그리고, 상부플레이트(10)는 제1 상부패널(10a)의 상면 일측이 함체(B)의 저면 일측에 결합되며, 제2 하부패널(10b)의 일측에 후술하는 서포트 프레임(33)의 상단부가 삽입지지되는 제1 지지홈(11)이 형성된다.

하부플레이트(20)는 제1 하부패널(20a)과, 제2 하부패널(20b)로 이루어지며, 상기한 한 쌍의 금속플레이트가 상하방향으로 상호 적층되어 형성된다.

그리고, 하부플레이트(20)는 제1 하부패널(20a)의 저면이 지면 일측에 지지되며, 제2 하부패널(20b)의 상면 일측에 후술하는 서포트 프레임(33)의 하단부가 삽입지지되는 제2 지지홈(21)이 형성된다.

이러한 상부플레이트(10) 및 하부플레이트(20)는 완충유닛(30)의 상하단부를 지지하여 완충유닛(30)이 안정적으로 유동될 수 있도록 함과 아울러 외력이 전달되는 경우 유동되는 완충유닛(30)의 일측이 함체(B)에 직접 접촉되는 것을 방지하여 이에 따른 함체(B)의 손상을 방지하는 역할을 한다.

완충유닛(30)은 상부플레이트(10)와 하부플레이트(20) 사이에 개재되고, 적어도 한 쌍이 서로 대향하는 위치에 설치되어 지면을 통해 함체(B)로 전달되는 외력을 감쇄함으로써 외력에 의한 함체(B)의 파손 및 손상을 방지하는 역할을 하는데, 이러한 완충유닛(30)은 상하단부가 각각 상부플레이트(10)와 하부플레이트(20)의 일측에 연결되는 기둥부(31)와, 기둥부(31)를 감싸도록 설치되는 코일스프링(32)과, 상하단부가 각각 기둥부(31)의 상부와 하부에 결합되는 서포트 프레임(33) 및 코일스프링(32)의 외측을 감싸도록 설치되는 서브완충부(34)를 포함하여 구성될 수 있다.

기둥부(31)는 대략 원기둥 형상으로 형성되고, 지면에 수직하게 배치되며, 코일스프링(32)의 일측 신축하는 경우 이를 지지함과 아울러 코일스프링(32)이 신축하면서 그 위치가 변위되는 것을 방지하는 역할을 한다.

코일스프링(32)은 일반적으로 시중에 판매되고 있는 코일스프링(32)이 사용될 수 있으며, 앞서 설명한 바와 같이 기둥부(31)를 감싸도록 설치됨과 아울러 상하단부가 각각 상부플레이트(10)의 저면과 하부플레이트(20)의 상면에 지지되며, 외력이 전달되는 경우 외력이 가해지는 방향에 따라 일측이 신축하면서 외력을 감쇄시키는 역할을 한다.

서포트 프레임(33)은 측면이 대략 'ㄷ' 형상을 갖는 플레이트 형상으로 형성되고, 상단부가 제1 지지홈(11)에 삽입지지되어 상부플레이트(10)의 저면 일측에 결합되며, 하단부가 제2 지지홈(21)에 삽입지지되어 하부플레이트(20)의 저면 일측에 결합된다.

이러한 서포트 프레임(33)은 상하방향을 탄성을 갖도록 형성되는 바 외력이 전달되는 경우 코일스프링(32)과 함께 외력을 감쇄시킴과 동시에 함체(B)의 저면을 지지하여 코일스프링(32)의 신축동작으로 인한 함체(B)의 흔들림을 방지할 뿐 아니라 플레이트 형상의 단면형상을 통해 외력에 의한 비틀림을 방지하여 기둥부(31)에 가해지는 부하를 경감시키는 역할을 한다.

서브완충부(34)는 발포수지 재질로 제조되되, 코일스프링(32)의 외측을 감싸도록 장공(33a)의 원통형상으로 형성되어 외부 요인으로부터 코일스프링(32)을 보호하는 역할을 함과 아울러 상하부플레이트(20)의 일측에 지지되어 코일스프링(32)의 일측이 신축하는 경우 동반 신축되면서 외력의 감쇄효율이 보다 향상될 수 있도록 하는 역할을 한다.

도5는 본 발명의 일실시예에 따른 내진장치를 구비한 배전반이 좌우 유동되면서 외력이 감쇄되는 상태를 도시한 도면이다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 내진장치를 구비한 배전반(1)의 동작을 첨부된 도5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 4개의 내진장치(N)를 함체(B)의 저면 중 각 꼭지점 부근에 설치하고, 그 하부가 베이스(F)의 일측에 지지되도록 한다.

지진등에 의해 외부의 진동, 즉 외력이 지면에 설치된 배전반 패드(P) 및 이에 적측된 베이스(F)를 통해 함체(B)로 전달되는 경우 하부플레이트(20)를 통해 외력이 전달되며, 외력의 방향에 따라 코일스프링(32)의 일측이 신축하면서 그 외력을 감쇄함과 동시에 이를 지지하고 있는 서포트 프레임(33) 또한 신축하면서 외력을 보다 효율적으로 감쇄하게 된다.

더불어 서브완충부(34) 또한 코일스프링(32)의 수축동작에 따라 동반 수축되되, 발포수지 재질 특성에 의해 점진적으로 수축됨에 따라 코일스프링(32)의 급작스런 형태변화를 억제하여 이로 인한 코일스프링(32)의 손상을 방지함과 아울러 외력을 추가적으로 감쇄하여 내진기능을 크게 향상시킬 수 있다.

한편, 대각선 방향등 코일스프링(32)에 비틀림 외력이 가해지는 경우 서포트 프레임(33)에 의해 해당 방향의 외력 전달이 저지됨으로써 비틀림으로 인한 함체(B)의 유동을 방지함과 동시에 코일스프링(32)의 파손을 방지하고, 수직 및 수평방향에 의한 외력이 코일스프링(32) 및 서브완충부(34)에 의해 안정적으로 감쇄될 수 있다.

또한, 본 실시예는 서로 대향하는 내진장치가 상호 보완적으로 동작함으로써 함체(B)가 크게 유동하는 것을 방지할 수 있고, 이에 외력이 가해지더라도 함체(B)가 안정적으로 동작할 수 있다.

다시 말하면, 다수의 내진장치 중 어느 하나의 내진장치 코일스프링(32) 및 서브완충부(34)가 수축하여 척력(斥力)이 발생하는 경우 대향되는 위치의 내진장치 코일스프링(32) 및 서브완충부(34)는 그와 반대로 신장하면서 인력(引力)이 발생함에 따라 함체(B)의 유동이 1차 저지되고, 하단부가 지면에 고정되고 상단부가 함체(B)의 지면을 지지하는 서포트 프레임(33)에 의해 함체(B)의 유동을 2차 저지함으로써 함체(B)가 크게 흔들리는 것을 방지할 수 있다.

이와 같이 함체(B)로 외력이 전달되는 경우 코일스프링(32)에 의해 외력이 1차 감쇄되고, 서포트 프레임(33)에 의해 2차 감쇄되며, 서브완충부(34)에 의해 3차 감쇄되면서 외력에 의한 함체(B)의 손상 또는 파손을 안정적으로 방지할 수 있을 뿐 아니라 서포트 프레임(33)에서 비틀림 방향성을 갖는 외력을 저지함으로써 이로 인한 코일스프링(32) 및 서브완충부(34)의 손상을 방지하여 내구수명을 크게 향상시킬 수 있다.

도6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배전반용 내진장치의 사시도이다.

도6 실시예의 기본적인 구성은 도2 내지 도6의 실시예와 동일하나, 서포트 프레임(33)에 의한 함체(B)의 지지력이 보다 향상될 수 있는 구조로 형성된 것이다.

도6에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 전 실시예와 달리 서포트 프레임(33)의 중앙부에 길이방향으로 장공이 형성되어 서포트 프레임(33)의 중앙부가 분할된 형태로 형성된다.

이러한 본 실시예에 따른 서포트 프레임(33)은 상하단부는 하나의 플레이트 형상으로 각각 지면과 함체(B)의 저면에 지지되되, 중앙부는 다수의 빔 형상으로 형성되는 바 다수의 빔 구조에 따라 외력이 분산되면서 서포트 프레임(33) 중앙부에 가해지는 부하가 경감되어 서포트 프레임(33)의 중앙부에서 외력을 보다 안정적으로 감쇄시킬 수 있을 뿐 아니라 서포트 프레임(33)의 표면적이 증가함에 따라 그 강도가 증대되어 내구수명을 크게 향상시킬 수 있는 특징을 갖는다.

그 외의 구조는 전술한 기본 실시예와 동일하므로 나머지 설명은 생략하기로 한다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

10 : 상부플레이트 11 : 제1 지지홈
20 : 하부플레이트 21 : 제2 지지홈
30 : 완충유닛 31 : 기둥부
32 : 코일스프링 33 : 서포트 프레임
33a : 중공 34 : 서브완충부

Claims

설치대상영역에 배치되고, 내부에 전기부품이 설치되는 함체; 및
상기 설치대상영역과 상기 함체 사이에 개재되되, 상기 함체의 각 꼭지점과 대응되는 부근에 각각 설치되고, 상기 함체로 전달되는 외력을 완충하는 4개의 내진장치를 포함하고,
상기 내진장치는
상기 함체의 저면 일측에 고정설치되는 상부플레이트와;
상기 상부플레이트의 하방으로 이격배치되고, 지면에 지지되는 하부플레이트; 및
상기 상부플레이트와 상기 하부플레이트 사이에 개재되는 완충유닛을 포함하며,
상기 완충유닛은
상하단부가 각각 상기 상부플레이트와 상기 하부플레이트의 일측에 연결되고, 지면에 수직으로 배치되는 기둥부와;
상기 기둥부를 감싸도록 설치되고, 상하단부가 각각 상기 상부플레이트의 저면과 상기 하부플레이트의 상면에 지지되며, 상하방향으로 탄성을 갖는 코일스프링; 및
상하방향으로 탄성을 가지며, 상단부 및 하단부가 각각 상기 기둥부의 상부와 하부에 각각 결합되며, 상기 기둥부를 사이에 두고 대향되게 설치되는 한 쌍을 1조로 하여 2조가 서로 수직한 방향으로 설치되는 서포트 프레임을 포함하되,
상기 서포트 프레임은 단면이 'ㄷ'자 형상으로 형성되어 절곡된 상하부 일측에 각각 모서리가 형성됨과 아울러 수직한 영역이 미리 설정된 곡률로 만곡지게 형성되고, 상단부와 하단부가 각각 상기 상부플레이트의 저면과 상기 하부플레이트의 상면에 면접촉되며,
상기 상부플레이트 및 상기 하부플레이트는 각각 한 쌍의 금속판이 상호 적층되어 형성되고, 상기 서포트 프레임이 면접촉되는 일측에 상기 서포트 프레임의 단부가 삽입되어 지지되는 지지홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 내진장치를 구비한 배전반.
제1항에 있어서,
상기 서포트 프레임은 플레이트 형상으로 형성되고, 중앙부 일측에 길이방향을 따라 장공이 형성되는 것을 특징으로 하는 내진장치를 구비한 배전반.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 완충유닛은 발포수지로 형성되고, 상기 코일스프링의 외측를 감싸도록 설치되는 서브완충부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내진장치를 구비한 배전반.