KR200363874Y1 - 전동차용 고조파 필터장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은; 전동차로 공급되는 전류원의 제3, 5, 7, 9, 11 등등의 고조파 성분을 제거해 주는 전동차용 고조파 필터장치에 관한 것이다.

이와 같은 본 고안은; 하우징(100); 콘덴서(200); 퓨즈(300); 케이블(400)을 통해 각각 직렬 또는 병렬로 접속된 원통 모양의 다수개의 세라믹 레지스터(520)로 각각 구성되되, 각 유닛은 케이블을 통해 상호 일렬로 접속되어, 콘덴서(200)와의 접속 관계를 통해 고조파를 제거하는 다수개의 레지스터 유닛(500); 및 다수개의 레지스터 유닛(500)을 하우징(100)의 내부에 절연된 상태로 각각 고정시키는 다수개의 서포팅 인슐레이터(600)로 구성된다.

본 고안에 따르면; 다수개의 레지스터를 구현함에 있어 인체에 무해한 세라믹 소재를 통해 원통 형상으로 제작해 줌으로써, 작업자의 건강 상의 위험 요소를 제거해 줌과 동시에 반영구적인 레지스터 구현이 가능할 뿐만 아니라, 다수개의 세라믹 레지스터를 각각 유닛 형태로 묶어 하우징 내에 설치해 줌으로써 설치 및 유지보수가 간편해지는 효과가 있다.

Description

전동차용 고조파 필터장치{HARMONIC FILTER DEVICE FOR ELECTRIC TRAIN}

본 고안은 전동차용 고조파 필터장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전동차로 공급되는 전류원의 제3, 5, 7, 9, 11 등등의 고조파 성분을 제거해 주는 전동차용 고조파 필터장치에 관한 것이다.

주지하다시피, 전동차에서 발생되는 고조파전류는 급전계통의 임피던스 특성에 의해 특정 조파에서 공진되어 고조파전류 확대현상을 일으켜 각종 문제를 야기시킨다. 즉, 고조파전류는 인접통신선에의 유도장애를 일으키고 전동차 신호장애의 원인이 될 뿐만 아니라, 전원계통에 유입되는 경우에는 전력용 콘덴서의 과열/진동을 유발시키고 보호계전기를 오동작시킬 우려가 있다.

그 뿐만 아니라, 이러한 고조파전류는 전동차가 운행하는 주변의 가옥에 전파 장애를 일으켜 가전 제품이나 통신 제품의 장애를 일으킬 수 있으며 심한 소음의 발생을 유발하여 민가에 피해를 입힐 수 있다. 따라서, 이러한 이유로 인해 한국전력공사에서는 전동차에서의 고조파전류의 왜곡률을 1.5%로 엄격히 제한하고 있다.

상술한 이유로 인해 전동차용 고조파 필터장치가 개발되었는데, 종래에 개발된 전동차용 고조파 필터장치는 도 1, 2에 도시된 바와 같다. 이 때, 종래 개발된 전동차용 고조파 필터장치는 하우징(Housing)(1)과; 상기 하우징(1)의 내부에 지지프레임(3) 및 다수개의 서포팅 인슐레이터(Supporting Insulator)(4)를 통해 일렬로 지지되어 세워져 있으며, 케이블(Cable)(4)을 통해 각각 직렬 또는 병렬로 접속되되 일측은 전동차 선로에 접속되는 한편 타측은 레일(Rail)에 접지되어 있는 사각 형상의 다수개의 레지스터(Resistor)(2)와; 상기 하우징(1)의 상측에 설치되어 있는 도시치 않은 콘덴서(Condenser)로 구성되어, 상기 다수개의 레지스터(2) 및 콘덴서의 접속 관계를 통해 고조파 필터링 작용을 하여 전동차 전류원의 제3, 5, 7, 9, 11 등등의 고조파 성분을 제거하였다.

이 때, 상술한 종래 전동차용 고조파 필터장치의 사각 형상의 레지스터(2)들은 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 석면 글라스(Glass)를 주성분으로 하되 그 석면 글라스가 망사 형태로 형성되어 있었으며, 이러한 다수개의 레지스터(2)들이 다수개의 케이블(4)을 통해 모두 연결되어 있었다.

하지만, 종래의 전동차용 고조파 필터장치는 상술한 바와 같이 다수개의 레지스터를 구현함에 있어 인체에 해로운 석면 글라스를 사용하였기 때문에 작업시 작업자들의 건강을 해칠 위험이 높으며, 그 뿐만 아니라 레지스터가 모두 망사 형태로 짜여져 있으므로 시간이 경과함에 따라 석면 글라스의 부식 현상으로 인한 파손 및 쇼트(Short) 발생의 우려가 높고, 이로 인해 레지스터를 반영구적으로 사용할 수 없어 경제적인 부담이 가중되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 전동차용 고조파 필터장치는 다수개의 레지스터들이 케이블을 통해 직렬 또는 병렬로 연결되어 있었기 때문에, 한 개의 레지스터가 고장나더라도 모든 레지스터들을 분해하여 교체해야 되므로 유지보수가 어려운 문제점이 있었다.

그 뿐만 아니라, 종래의 전동차용 고조파 필터장치는 다수개의 레지스터들이 모두 망사 형태의 석면 글라스로 구현되어 있었으므로, 석면 글라스를 망사 형태로 구현하는 데 필요한 장치의 설치 비용이 높아 레지스터의 단가가 상승하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 고안의 목적은 다수개의 레지스터를 구현함에 있어 인체에 무해한 세라믹 재질을 통해 원통 모양으로 감은 형태로 구현해 줌으로써, 작업시 작업자들의 건강 상의 위험 요소를 제거해 줄 수 있고, 석면 글라스를 망사 형태로 구현하는것에 비해 세라믹 레지스터의 제작이 용이할 뿐만 아니라 반영구적인 사용이 가능하기 때문에 경제적/시간적 부담을 줄여주는 전동차용 고조파 필터장치를 제공하는 데 있다.

또다른 목적으로는 다수개의 세라믹 레지스터를 하우징 내에 설치함에 있어, 다수개의 세라믹 레지스터를 각각의 유닛 형태로 구현한 후, 그 다수개의 레지스터 유닛을 서포팅 인슐레이터를 통해 지지하여 설치해 줌으로써, 특정 레지스터가 고장날 경우 그 레지스터가 장착되어 있는 해당 유닛만을 분해하여 교체하면 되기 때문에 설치 및 유지보수가 간편하여 작업자에게 편리성을 제공해 주는 전동차용 고조파 필터장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안 전동차용 고조파 필터장치는, 하우징, 전동차의 선로에 연결된 콘덴서 및 퓨즈를 구비한 전동차용 고조파 필터장치에 있어서,

케이블을 통해 각각 직렬 또는 병렬로 접속된 원통 모양의 다수개의 세라믹 레지스터로 각각 구성되되, 각 유닛은 케이블을 통해 상호 일렬로 접속되고, 일측단의 유닛은 케이블을 통해 상기 콘덴서에 접속되는 한편, 타측단의 유닛은 케이블을 통해 레일에 접지되어, 상기 콘덴서와의 접속 관계를 통해 제3, 5, 7, 9, 11 등등의 고조파를 제거하는 다수개의 레지스터 유닛; 및

상기 다수개의 레지스터 유닛을 상기 하우징의 내부에 각각 절연된 상태로 이격시켜 고정시키는 다수개의 서포팅 인슐레이터로 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 전동차용 고조파 필터장치의 외형을 나타낸 측면도,

도 2는 종래 전동차용 고조파 필터장치에서 사각 형상의 레지스터가 설치된 모습을 나타낸 도면,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동차용 고조파 필터장치의 외형을 나타낸 정면도,

도 4는 도 3에 따른 전동차용 고조파 필터장치의 외형을 나타낸 측면도,

도 5는 도 3에 따른 전동차용 고조파 필터장치의 내부 모습을 보여주는 사시도,

도 6은 도 5에 따른 전동차용 고조파 필터장치에서 레지스터 유닛의 내부 모습을 보여주는 사시도,

도 7은 도 6에 따른 레지스터 유닛에서 실리콘 레지스터가 하우징 플레이트에 장착된 모습을 나타낸 단면도,

도 8은 도 3에 따른 전동차용 고조파 필터장치의 구성을 나타낸 기능 블록도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 하우징(Housing) 200 : 콘덴서(Condenser)

300 : 퓨즈(Fuse) 400 : 케이블(Cable)

500 : 레지스터 유닛(Resistor Unit) 510 : 하우징

520 : 세라믹 레지스터(Ceramic Resistor) 521 : 세라믹 몸체

522 : 와셔(Washer) 522a : 볼트 삽입 홀

523 : 케이블 접속 단자

600 : 서포팅 인슐레이터(Supporting Insulator)

700 : 부싱(Bushing)

이하, 본 고안의 일 실시예에 의한 전동차용 고조파 필터장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 하기 설명에서는 구체적인 장치가 예시되고 있는데, 이는 본 고안의 전반적인 이해를 돕기 위해 제공된 실시예일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 고안의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 당업자에게는 자명한 것이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동차용 고조파 필터장치의 외형을 나타낸 정면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동차용 고조파 필터장치의 외형을 나타낸 측면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동차용 고조파 필터장치의 내부 모습을 보여주는 사시도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동차용 고조파 필터장치의 구성을 나타낸 기능 블록도로서, 본 고안의 일 실시예에 의한 전동차용 고조파 필터장치는 하우징(100), 콘덴서(200), 퓨즈(Fuse)(300), 케이블(400), 다수개의 레지스터 유닛(500), 및 다수개의 서포팅 인슐레이터(600)로 구성되어 있다.

상기 하우징(100)은 도 3 내지 5에 도시된 바와 같이 다수개의 레지스터 유닛(500)을 외부로부터 보호하는 역할을 하며, 상기 콘덴서(200)는 상기 하우징(100)의 외부 상측에 설치되어 전동차의 선로에 접속되어 있다.

또한, 상기 다수개의 레지스터 유닛(500)은 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 케이블(400)을 통해 각각 일렬로 접속되어, 도 8의 우측 맨끝단에 설치된 상기 레지스터 유닛(500)은 상기 케이블(400)을 통해 상기 퓨즈(300)를 거쳐 상기 콘덴서(200)에 접속되고, 도 8의 좌측 맨끝단에 설치된 상기 레지스터 유닛(500)은 상기 케이블(400)을 통해 레일에 접지되어, 상기 콘덴서(200)와의 접속 관계를 통해 제3, 5, 7, 9, 11 등등의 고조파를 제거하는 역할을 한다.

이 때, 상기 다수개의 레지스터 유닛(500)은 도 6에 도시된 바와 같이, 사각 형상의 하우징(510)과; 상기 하우징(510)의 양측 플레이트에 각각 볼트(530)로 체결되어 고정되되, 상기 케이블(400)을 통해 각각 직렬 또는 병렬로 접속된 다수개의 세라믹 레지스터(520)로 각각 구성되어 있다.

한편, 상기 다수개의 세라믹 레지스터(520)은 도 7에 도시된 바와 같이, 세라믹이 원통 모양으로 감긴 형상인 세라믹 몸체(521)와; 상기 세라믹 몸체(521)의 양측에 각각 끼워지되, 중앙에는 볼트 삽입 홀(522a)이 형성된 두 개의 와셔(522)와; 상기 세라믹 몸체(521)의 양측에 몸체를 감싼 형태로 장착되어, 상기 케이블(400)을 통해 인접 세라믹 레지스터(520)와 직렬 또는 병렬로 접속되는 두 개의 케이블 접속 단자(523)로 각각 구성되어 있다.

또한, 상기 다수개의 서포팅 인슐레이터(600)는 도 5에 도시된 바와 같이, 다수개의 레지스터 유닛(500)을 상기 하우징(100)의 내부에 각각 절연된 상태로 이격시켜 고정시키는 역할을 한다.

한편, 상기 하우징(100)의 일측에는 상기 콘덴서(200)에 접속된 케이블(400)이 상기 하우징(100)의 내부에 설치된 임의의 레지스터 유닛(500)과 접속되도록 부싱(Bushing)(700)이 설치되어 있다.

그러면, 상기와 같은 구성을 가지는 본 고안의 일 실시예에 따른 전동차용 고조파 필터장치의 설치 과정에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

먼저, 작업자는 도 7에 도시된 바와 같이, 긴 볼트(530)를 통해 다수개의 세라믹 레지스터(520)를 상기 레지스터 유닛(500)의 하우징(510) 양측 플레이트에 각각 일정 간격을 두고 고정시킨다. 그런후, 작업자는 상기 볼트(530)의 끝단을 너트로 체결하여 마무리한다. 이어서, 작업자는 다수개의 세라믹 레지스터(520) 중 인접한 세라믹 레지스터(520)의 케이블 접속 단자(523)끼리 각각 상기 케이블(400)을 통해 직렬 또는 병렬로 접속하여, 도 6과 같은 레지스터 유닛(500)을 완성한다.

한편, 작업자는 도 6과 같이 완성된 다수개의 레지스터 유닛(500)을 도 5 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 다수개의 서포팅 인슐레이터(600)를 이용하여 상기 하우징(100)의 내부에 각각 절연된 상태로 이격시켜 고정시킨다. 그런후, 작업자는 도 8에 도시된 바와 같이 다수개의 레지스터 유닛(500) 중에서 인접한 레지스터 유닛(500) 내의 세라믹 레지스터(520)들을 상기 케이블(400)을 통해 각각 접속하여 각 레지스터 유닛(500)을 일렬로 연결한다.

이어서, 작업자는 도 8의 우측 맨끝단에 설치된 상기 레지스터 유닛(500)의 첫 번째 세라믹 레지스터(520)를 상기 케이블(400)을 통해 상기 퓨즈(300)를 거쳐 상기 콘덴서(200)에 접속하고, 도 8의 좌측 맨끝단에 설치된 상기 레지스터 유닛(500)의 마지막 세라믹 레지스터(520)를 상기 케이블(400)을 통해 레일에 접지시킨다.

따라서, 상술한 바와 같이 설치된 상기 다수개의 세라믹 레지스터(520)들과 상기 콘덴서(200)의 접속 관계를 통해 전동차 전류원에 포함된 제3, 5, 7, 9, 11 등등의 고조파가 제거되는 것이다.

이상에서 몇 가지 실시예를 들어 본 고안을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 고안은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것이 아니고 본 고안의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 고안에 의한 전동차용 고조파 필터장치에 의하면, 다수개의 레지스터를 구현함에 있어 인체에 무해한 세라믹 재질을 통해 원통 모양으로 구현해 줌으로써, 작업시 작업자들의 건강 상의 위험 요소를 제거해 줄 수 있고, 석면 글라스를 망사 형태로 구현하는 것에 비해 세라믹 레지스터의 제작이 용이할 뿐만 아니라 반영구적인 사용이 가능하기 때문에 경제적/시간적 부담을 줄여줄 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.

또한, 본 고안에 의하면, 다수개의 세라믹 레지스터를 하우징 내에 설치함에 있어, 다수개의 세라믹 레지스터를 각각의 유닛 형태로 구현한 후, 그 다수개의 레지스터 유닛을 서포팅 인슐레이터를 통해 지지하여 설치해 줌으로써, 특정 레지스터가 고장날 경우 그 레지스터가 장착되어 있는 해당 유닛만을 분해하여 교체하면 되기 때문에 설치 및 유지보수가 간편하여 작업자에게 편리성을 제공해 줄 수 있다는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 하우징, 전동차의 선로에 연결된 콘덴서 및 퓨즈를 구비한 전동차용 고조파 필터장치에 있어서,

   케이블을 통해 각각 직렬 또는 병렬로 접속된 원통 모양의 다수개의 세라믹 레지스터로 각각 구성되되, 각 유닛은 케이블을 통해 상호 일렬로 접속되고, 일측단의 유닛은 케이블을 통해 상기 콘덴서에 접속되는 한편, 타측단의 유닛은 케이블을 통해 레일에 접지되어, 상기 콘덴서와의 접속 관계를 통해 제3, 5, 7, 9, 11 등등의 고조파를 제거하는 다수개의 레지스터 유닛; 및

   상기 다수개의 레지스터 유닛을 상기 하우징의 내부에 각각 절연된 상태로 이격시켜 고정시키는 다수개의 서포팅 인슐레이터로 구성된 것을 특징으로 하는 전동차용 고조파 필터장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 다수개의 레지스터 유닛은, 사각 형상의 하우징; 및

   상기 하우징의 양측 플레이트에 각각 볼트 체결되어 고정되되, 케이블을 통해 각각 직렬 또는 병렬로 접속된 다수개의 세라믹 레지스터로 각각 구성된 것을 특징으로 하는 전동차용 고조파 필터장치.
3. 제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 다수개의 세라믹 레지스터는, 세라믹이 원통 모양으로 감긴 형상인 세라믹 몸체;

   상기 세라믹 몸체의 양측에 각각 끼워져 고정되되, 중앙에는 볼트 삽입 홀이 형성된 두 개의 와셔; 및

   상기 세라믹 몸체의 양측에 몸체를 감싼 형태로 장착되어, 상기 케이블을 통해 인접 세라믹 레지스터와 직렬 또는 병렬로 접속되는 두 개의 케이블 접속 단자로 각각 구성된 것을 특징으로 하는 전동차용 고조파 필터장치.