KR200398674Y1 - 고집적형 폐쇄수전반 - Google Patents

Abstract

본 고안은 수·배전반에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐쇄수전반 내부에 수평격벽을 설치하여 모선실과 기기실을 공간적으로 분리하고 전자기적으로 차폐하되, 상기 수평격벽에 설치된 다수의 수직부싱을 이용하여 모선실의 모선과 기기실의 기기를 전기적으로 접속하여 섬락사고 등을 예방할 뿐만 아니라 폭발사고 발생시 고온 고압의 가스 또는 증기를 모선실에 설치된 가스방출구를 통해서 신속히 배출함으로써 특고압반 전체에 걸쳐 고압의 가스가 확산되어 파손되는 것을 방지하고, 폐쇄수전반의 내부 공간을 효율적으로 사용하여 특고압반의 크기를 축소할 수 있는 고집적형 폐쇄배전반에 관한 것이다.

본 고안에 따른 고집적형 폐쇄수전반은, 폐쇄수전반의 내부에 설치되어 다수의 모선이 설치되는 모선실과 각종 전력기기가 설치되는 기기실로 구획함과 더불어 상기 기기실 내부의 압력이 일정이상으로 상승할 때 상기 모선실쪽으로 이탈될 수 있도록 고정된 수평격벽과; 상기 수평격벽에 수직하게 설치되어 상기 모선실에 설치된 모선과 상기 기기실에 설치된 전력기기를 전기적으로 접속하는 다수의 수직부싱과; 상기 모선실에 연통하게 설치된 다수의 가스방출장치를 포함하여 구성되어, 상기 기기실에서 발생한 고온 고압의 가스 또는 불꽃은 상기 수평격벽의 공기순환홀 및 모선실의 가스방출장치를 통해서 폐쇄수전반 외부로 신속히 방출하는 반면에, 이웃하는 폐쇄수전반에서 발생된 고온 고압의 가스 또는 불꽃은 상기 수평격벽에 의해서 차단하여 상기 기기실로 유입되지 않는 것을 특징으로 한다.

Description

고집적형 폐쇄수전반{HIGH INTEGRATED METAL CLAD}

본 고안은 수·배전반에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐쇄수전반 내부에 수평격벽을 설치하여 모선실과 기기실을 공간적으로 분리하고 전자기적으로 차폐하되, 상기 수평격벽에 설치된 다수의 수직부싱을 이용하여 모선실의 모선과 기기실의 기기를 전기적으로 접속하여 섬락사고 등을 예방할 뿐만 아니라 폭발사고 발생시 고온 고압의 가스 또는 증기를 모선실에 설치된 가스방출구를 통해서 신속히 배출함으로써 특고압반 전체에 걸쳐 고압의 가스가 확산되어 파손되는 것을 방지하고, 폐쇄수전반의 내부 공간을 효율적으로 사용하여 특고압반의 크기를 축소시킬 수 있는 폐쇄배전반에 관한 것이다.

일반적으로 빌딩이나 공장 또는 아파트 등에 마련된 전기실에는 전력회사가 공급하는 고압 또는 특고압 전기를 수전하여 각 수용가의 부하로 배전하는 수·배전반이 설치되어 있다. 도 1은 일반적인 수·배전반을 보여주는 단선 결선도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 특고압반의 일예를 보여주는 개략적인 사시도이다. 도시된 바와 같이, 일반적으로 수·배전반(100)은 전력계통의 통전 수순 및 전압에 따라 크게 특고압반(또는 고압반)(300), 변압기반(500) 및 저압반(700)으로 구분된다. 상기 특고압반(300)은 외부에서 공급되는 고압 또는 특별 고압의 전기를 수전하고, 상기 변압기반(500)은 고압 또는 특별 고압의 전기를 수용가의 부하에 적합하게 감압하고, 상기 저압반(700)은 저압의 전기를 다수의 부하로 보내는 기능을 수행한다.

도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이, 상기 특고압반(300)은 고압수전반(LBS반:300-1)과, 계기용변압변류기반(MOF반:300-2), 계기용변압기반(PT반:300-3), 특고차단기반(VCB반:300-4) 등 네 개의 수전반(110)으로 구성된다. 그리고 상기 저압반(700)은 차단기, 콘덴서, 저압용 변압기, 계기용 변류기 등이 설치된 다수 개의 배전반(700-1)(700-2)과, 차단기, 충전기, 배터리 등이 설치된 동력반(700-3)으로 구성된다.

그리고 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 고압수전반(300-1)은 소정 크기의 수전반(110) 내부에 부하개폐기(LBS)(130-1)와 피뢰기(LA)(130-2)가 설치되고, 상기 계기용변압변류기반(300-2)에는 계기용 변압변류기(MOF)(130-3)와 전력퓨즈(PF)(130-4)가 설치된다. 그리고 상기 계기용변압기반(300-3)에는 계기용 변압기(PT)(130-5)가 설치되고, 상기 특고차단기반(VCB)(130-4)에는 진공차단기(VCB)(130-6)와 계기용 변류기(CT)(130-7) 및 서지흡수기(SA)(130-8)가 각각 설치된다.

그런데 종래 기술에 따른 특고압반(300)는 4개의 수전반(110)을 일렬로 배치하는 구조이므로 비교적 넓은 면적의 전기실이 요구된다. 또한, 종래의 수전반(110)은 그 내부가 하나의 공간으로 이루어지고 그 내부 차단기, 단로기 등의 전력기기와 제어회로 및 모선이 함께 설치되므로 전력계통의 아-크(Arc) 혹은 섬락(Flash-Over)을 수반하는 고장 또는 사고가 발생하게 되면, 수전반(110) 내부에서 발생한 고온 고압의 가스 또는 증기에 의해서 수전반(110)이 파손되거나 그 내부의 기기나 회로가 손상되게 된다. 또한, 종래의 특고압반(300)는 4개의 수전반(110)이 모선이 관통하도록 형성된 개구부를 통해서 서로 연통 되므로 어느 하나의 수전반(110)에서 발생한 고압가스가 다른 수전반(110)으로 확산하여 전체 특고압반(300)이 파손되는 문제가 있었다.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 고안의 주된 목적은 전력계통의 고장 또는 사고 시 어느 하나의 폐쇄수전반에서 생성된 고온 고압의 가스 또는 증기가 특고압반 전체에 걸쳐 순차적으로 확산되는 것을 방지하기 위하여 각 폐쇄수전반에 수평격벽을 설치하여 모선실과 기기실을 구획하고, 상기 모선실과 연통하는 하나 이상의 가스방출구를 설치하여 고온 고압의 가스 또는 증기를 외부로 신속히 방출하여 어느 하나의 기기실에서 발생한 사고가 다른 기기실의 전력기기와 모선 및 감시제어용 기기와 보조기기에 손상을 입히는 것을 방지하는 고집적형 폐쇄수전반을 제공하는 것이다.

본 고안은 또한, 폐쇄수전반 내부에 설치된 수평격벽에 다수의 수직부싱을 설치하여 모선실의 모선과 기기실의 모선을 전기적으로 연결하여 모선을 통해서 화재 등 번지는 것을 방지하고 접지금속으로 이루어진 상기 수평격벽을 이용하여 상간 이격거리를 단축할 뿐만 아니라 상기 기기실 내부에 습기 및 오염물질제거장치를 설치하여 섬락전압을 높여서 폐쇄수전반의 크기를 최소화하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따른 고집적형 폐쇄수전반은, 소정 크기의 내부 공간을 형성하고 그 내부에 차단기, 단로기 등 전력기기와 제어회로 및 모선이 설치 폐쇄수전반에 있어서,

상기 폐쇄수전반의 내부에 설치되어 다수의 모선이 설치되는 모선실과 각종 전력기기가 설치되는 기기실로 구획함과 더불어 상기 기기실 내부의 압력이 일정이상으로 상승할 때 상기 모선실쪽으로 이탈될 수 있도록 고정된 수평격벽과; 상기 수평격벽에 수직하게 설치되어 상기 모선실에 설치된 모선과 상기 기기실에 설치된 전력기기를 전기적으로 접속하는 다수의 수직부싱과; 상기 모선실에 연통하게 설치된 다수의 가스방출장치를 포함하여 구성되어, 상기 기기실에서 발생한 고온 고압의 가스 또는 불꽃은 상기 수평격벽의 공기순환홀 및 모선실의 가스방출장치를 통해서 폐쇄수전반 외부로 신속히 방출하는 반면에, 이웃하는 폐쇄수전반에서 발생된 고온 고압의 가스 또는 불꽃은 상기 수평격벽에 의해서 차단되어 상기 기기실로 유입되지 않는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 수평격벽은 소정 이상의 압력이 가해질 때 파손되는 플라스틱 볼트를 이용하여 상기 폐쇄수전반에 설치된 지지브라켓의 절곡부의 상면에 고정되어 상기 기기실에서 발생하는 내압에 의해서 모선실 쪽으로만 이탈되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수직부싱은, 상기 모선실쪽으로 돌출되고 중심도체를 감싸는 주름진 자기 또는 플라스틱 절연통으로 이루어진 상부 부싱부와, 상기 수직격벽을 관통하여 기기실 쪽으로 돌출되고 중심도체를 감싸는 주름진 자기 또는 플라스틱 절연통으로 이루어진 하부 부싱부가 일체로 형성되고, 그 가운데에 상기 수직격벽에 설치되어 수직부싱을 고정하는 지지부재가 일체로 설치된 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 수평격벽에는 다수의 수직부싱이 설치되는 관통구멍과, 상기 관통구멍과 이격되게 천공되어 모선실과 기기실의 공기가 순환하도록 하되 모선실과 기기실의 공간적 및 전자기적 차폐를 유지할 수 있도록 작은 크기를 갖는 다수의 공기순환홀이 형성된 것을 특징으로 한다.

이어, 상기 가스방출장치는, 상기 모선실과 연통하도록 형성된 소정 크기의 방출구와, 상기 방출구를 폐쇄할 수 있는 크기를 갖는 방압판과, 상기 방출구에 설치된 방압판을 고정하며 일정 이상의 압력에 의해서 파손되는 플라스틱 볼트를 포함하여 구성되어, 상기 모선실의 증가한 내부압력에 의해서 상기 방압판이 외부로 이탈하여 모선실 내부의 고압가스를 외부로 신속히 방출하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 기기실 내부에는, 열전소자의 흡열면에 설치된 흡열판을 이용하여 공기를 냉각시켜 습기를 제거하고, 상기 열전소자의 발열면에 설치된 발열판을 이용하여 냉각된 공기를 가온하며, 상기 흡열판에서 발생하는 응축수를 이용하여 공기 중에 포함된 습기와 오염물을 제거하는 습기 및 오염물 제거장치가 더 설치된다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 고안에 따른 고집적형 폐쇄수전반의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

먼저, 도 3은 본 고안에 따른 고집적형 폐쇄수전반의 일예를 보여주는 정단면도이고, 도 4는 본 고안에 따른 고집적형 폐쇄수전반의 측단면도, 도 5는 본 고안에 따른 고집적형 폐쇄수전반의 모선실을 보여주는 부분확대 단면도, 도 6은 본 고안에 따른 고집적형 폐쇄수전반으로 구성된 특고압반의 일예를 보여주는 사시도이고, 도 7은 본 고안에 따른 고집적형 폐쇄수전반으로 구성된 특고압반의 정단면도, 도 8은 본 고안에 따른 고집적형 폐쇄수전반으로 구성된 특고압반의 평면도이다.

도 6에서 보는 바와 같이, 본 고안에 따른 특고압반(3)은 일렬로 배치된 네 개의 고집적형 폐쇄수전반(10)으로 구성된다. 그리고 각 폐쇄수전반(10)의 내부에는 차단기, 보호장치 및 계전장비 등의 전력기기와 이들 기기들을 전기적으로 연결하는 모선이 설치되어 있다. 즉, 상기 특고압반(3)은 전력계통의 통전수순에 따라 고압수전반(LBS반:2), 계기용변압변류기반(MOF반:4), 계기용변압기반(PT반:6) 및 특고차단기반(VCB반:8)으로 구성되고, 각 폐쇄수전반(10)의 내부에는 그 기능에 따라 서로 다른 전력기기 등이 설치되어 있다.

일반적으로 폐쇄수전반은 차단기, 단로기 등의 기기를 단순히 접지강판으로 둘러싸는 고압큐비클과 달리, 차단기, 단로기 등을 구분하여 각 실을 완전히 접지금속으로 된 격벽을 설치하고 차단기, 단로기 등을 볼트 또는 너트로 완전히 고정한 것이다. 예를 들어, 폐쇄수전반은, 주회로의 도전부(모선, 접속선, 접속부 등)는 충분히 절연하여야 하고, 주회로의 중요한 기기는 상호간에 접지금속 격벽으로부터 절연벽에 의하여 격리되어야 하며, 차단기는 폐쇄된 상태에서는 단로기를 조작할 수 없도록 인터로크를 설치하여야 하고, 주회로와 감시 제어반을 접지금속의 격벽에 의하여 격리하며, 단위회로마다 장치가 일관해서 접지 금속함내에 수납되어 있어야 한다.

본 고안은 이러한 여러 조건을 만족하는 고집적형 폐쇄수전반에 관한 것으로, 본 고안에 따른 고집적형 폐쇄수전반(10)은 도 3에서 보는 바와 같이, 천장과 바닥 그리고 다수의 측면과 도어를 포함하여 이루어진 캐비닛(11)과, 이 캐비닛(11)의 내부 공간을 모선실(13)과 기기실(15)로 구획하는 수평격벽(12)을 포함한다. 또한, 본 고안에 따른 고집적형 폐쇄수전반(10)은 도 4에서 보는 바와 같이, 모선실(13)의 내부 공간을 모선실(13)과 제어실(41)로 구획하는 수직격벽(42)을 더 포함한다.

즉, 특고압반(3)을 구성하는 고집적형 폐쇄용수전반(10)은 그 내부에 설치된 수평격벽(12)에 의해서 모선실(13)과 기기실(15)로 구획된다. 그리고 상기 모선실(13)에는 다수의 모선(17)(19)이 수평방향으로 설치되고, 상기 기기실(15)에는 차단기, 보호장치 및 계전장비 등 각종 전력기기들이 캐비닛(11)의 측벽이나 바닥에 고정된다. 그리고 상기 모선실(13)에 수평하게 설치된 모선(17)(19)은 상기 수평격벽(12)에 설치된 다수의 수직부싱(14)(16)을 통해서 기기실(15)에 설치된 전력 기기(21)(22)와 전기적으로 접속된다. 이와 같이, 본 고안에 따른 폐쇄용수전반(10)은 수평격벽(12)을 통해서 내부 공간을 모선실(13)과 기기실(15)로 분리하여 상기 기기실(15)이 캐비닛(11) 외부와 직접적으로 연결되지 않도록 한다.

도 7을 참조하면, 상기 고압수전반(2)의 기기실(15)에는 외부에서 인입되는 특별고압의 전기를 수전하는 부하개폐기(LBS)(21)와 피뢰기(LA)(22)가 설치된다. 상기 부하개폐기(21)는 인입구에 설치되어 점검, 수리할 때 회로를 분리할 목적으로 사용되며, 전력퓨즈의 용단 시 결상을 방지할 목적으로 사용된다. 그리고 상기 피뢰기(LA)(22)는 전력설비의 기기를 이상전압으로부터 보호하는 장치이다.

그리고 상기 계기용변압변류기반(4)의 기기실(15)에는 전력퓨즈(PF)(41)와, 계기용 변압변류기(MOF)(42)가 설치된다. 상기 계기용변압변류기(42)는 전력회사로부터 전기를 공급받는 수용가가 전력량 계량용으로 사용하는 것이다. 또한, 상기 계기용변압기반(6)의 기기실(15)에는 계기용 변압기(PT)(61)가 설치된다. 상기 계기용 변압기(PT)(61)는 어떤 전압값을 이에 비례하는 전압값으로 변성하는 것으로 일반 전압계를 사용하여 전압을 측정할 수 있도록 하는 것이다. 또한, 상기 특고차단기반(8)의 기기실(15)에는 계기용 변류기(CT)(81)와 진공차단기(82) 그리고 서지흡수기(SA)가 설치된다. 상기 계기용 변류기(81)는 전류값을 변성하는 것으로 전류계, 전력량계 등을 연결할 수 있도록 하는 것이고, 상기 진공차단기(82)는 부하전류를 개폐함과 동시에 이상 상태 발생시에 신속히 회로를 오픈시켜 주는 것으로서, 회로에 접속된 전기기기, 전선을 보호하고 안전하게 유지하는 것이다.

아울러, 상기 진공차단기(82)에는 여러 가지 보호계전기가 접속된다. 보호계전기는 변압기, 콘덴서, 고압 전동기 등에 이상이 발생한 경우나 회로에 지락사고가 발생하였을 때에 그 회로의 이상을 검출하고, 차단기를 트립시켜서 기기의 손상을 방지하고, 다른 선로 쪽으로의 사고 파급을 방지하기 위해 사용되는 것이다. 이러한 보호계전기에는 과전류 계전기, 과전압 계전기, 과전압 지락 계전기, 부족전압 계전기, 지락 계전기 등을 포함한다.

한편, 상기 고압수전반(2), 계기용변압변류기반(4), 계기용변압기반(6) 및 특고차단기반(8) 등의 모선실(13)에는 인입모선(17)과 인출모선(19)이 수평방향으로 설치된다. 즉, 도 3에서 보는 바와 같이, 각 모선실(13)의 수평격벽(12)에는 상기 인입모선(17)과 인출모선(19)의 단부와 접속하도록 제1 수직부싱(14)과 제2 수직부싱(16)이 소정간격으로 이격되어 설치되어 있다. 즉, 외부 또는 이웃하는 폐쇄수전반(10)으로부터 인입되는 인입모선(17)은, 제1 수직부싱(14)의 상단에 접속되고, 이웃하는 폐쇄수전반(10)으로 인출되는 인출모선(19)은 제2 수직부싱(16)의 상단에 접속된다. 이때, 상기 고압수전반(2)의 일측에는 인입모선(17)을 안내하는 수평부싱(25)이 설치되고, 상기 고압수전반(2)의 반대편 측벽 및 상기 계기용변압변류기반(4), 계기용변압기반(6) 및 특고차단기반(8)의 모선실(13) 양 측벽에는 인출모선(19)이 수평으로 인출되는 소정 크기의 개구부(26)가 형성된다.

이어서, 상기 수평격벽(12)에 설치되고 기기실(15) 내부에 위치하도록 소정 길이로 돌출된 제1 수직부싱(14)의 하단에는 소정의 전력기기의 입력단과 접속하는 입력모선(27)이 접속되고, 상기 전력기기의 출력단과 접속하는 출력모선(29)는 제2 수직부싱(16)의 하단에 접속된다. 따라서 상기 모선실(13)의 인입모선(17)은 제1 수직부싱(14)을 통해서 기기실(15)의 입력모선(27)과 접속되고, 상기 모선실(13)의 인출모선(19)는 제2 수직부싱(16)을 통해서 기기실(15)의 출력모선(29)과 전기적으로 접속된다.

도 5의 확대도에서 보는 바와 같이, 상기 수평격벽(12)은 소정 크기의 접지 금속으로서, 폐쇄수전반(10)의 내측면에 설치된 지지브라켓(50)에 고정된다. 즉, 상기 지지브라켓(50)은 폐쇄수전반(10)의 기둥에 설치된 적어도 두 개 이상의 가로대(51)와, 상기 가로대(51)에 고정될 수 있도록 소정 형태로 절곡된 지지플레이트(51)로 구성된다. 그리고 상기 수직격벽(12)에는 상술한 바와 같이, 다수의 수직부싱(14)이 관통하는 관통구멍(54)이 형성되어 있다. 그리고 상기 수직격벽(12)은 지지플레이트(52)의 절곡부(53)에 소정의 체결수단을 통해서 고정된다. 이때, 상기 수평격벽(12)은 모선실(13)에서 발생되는 내압에 의해서 기기실(15) 쪽으로 이탈되지 않도록 설치되는 반면에, 상기 기기실(15)의 내압에 의해서는 모선실(13) 쪽으로 이탈가능하도록 설치된다. 예를 들어, 상기 수평격벽(12)은 지지플레이트(52)의 절곡부(53) 상면에 위치하도록 설치됨과 아울러, 소정 이상의 압력이 가해질 때 파손되는 플라스틱 볼트(55)로 고정된다. 따라서 상기 기기실(15) 내부에서 폭발이 발생할 경우, 상기 수평격벽(12)은 상기 플라스틱 볼트(55)가 파손되어 모선실(13) 쪽으로 이탈됨으로써 고압의 가스가 모선실(13) 쪽으로 방출되게 된다.

한편, 도 5에서 보는 바와 같이, 상기 지지플레이트(52')의 한 부분, 예를 들어, 전면 쪽은 후면 쪽에 비해 충분한 길이로 신장하여 그 상부에 소정 크기의 제어실(41)을 형성한다. 상기 제어실(41)은 상기 지지플레이트(65')와 모선실(13)의 천장사이에 수직격벽(42)을 설치함으로써 달성된다. 상기 제어실(41)은 기기실(15) 및 모선실(13)로부터 분리되어 기기실(15)이나 모선실(13)에서 발생하는 고온 고압의 가스나 불꽃으로부터 제어회로를 보호한다.

이어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1 및 제2 수직부싱(14)(16)은 모선실(13)쪽으로 돌출된 소정 길이의 상부 부싱부와 상기 수직격벽(12)을 관통하여 기기실(15) 쪽으로 돌출되는 소정 길이의 하부 부싱부가 일체로 이루어진 것이다. 그리고 상기 부싱부는 외주면에 주름이 있는 자기 또는 플라스틱 절연통과, 그 내부에 설치된 중심도체로 이루어진다. 그리고 상기 절연통과 중심도체 사이에는 전열컴파운드가 충전되어 절연 내력을 크게 한다. 그리고 상기 부싱부의 상단과 하단에는 모선을 접속하기 위한 접속부가 각각 설치되어 있다. 그리고 상기 부싱부의 가운데에는 수직격벽(12)의 관통구멍(54)에 설치되어 상기 수직부싱(14)(16)을 고정하는 지지부재(56)가 설치되어 있다.

이와 같이, 본 고안에 따른 폐쇄수전반(10)은 수평격벽(12)을 이용하여 모선실(13)과 기기실(15)을 공간적 및 전자기적으로 분리하고 차폐함으로써 섬락사고 등을 예방한다. 즉, 폐쇄수전반(10)에는 각종 표시장치와 감시 또는 제어를 하기 위한 모선과 케이블이 집중되어 있고, 그 고압회로와 제어회로 또는 아크(arc) 사이의 절연보호 대책은 충분히 마련되어 있으나, 절연계통이 열화 하거나 예기치 않은 서어지(surge)전류가 수전반의 제어기 또는 개폐기에 침입하면 절연부재를 단락하도록 지속 아크가 일어나 섬락전압이 제어기기에 걸려서 이것이 절연파괴하여 폭발사고를 일으킬 염려가 있는 것이다.

따라서, 본 고안에 따른 폐쇄수전반(10)은, 수평격벽(12)과 수직격벽(42)을 통해서 모선실(13)과 기기실(15) 그리고 제어실(41)을 각각 분리함으로써 섬락사고의 가능성을 낮출 뿐만 아니라 이웃하는 기기실에서 사고가 발생할 때 그 영향이 다른 제어실이나 기기실로 유입되는 것을 차단한다. 따라서 본 고안에 따른 폐쇄수전반(10)은 어느 하나의 기기실에서 발생한 고압가스가 다른 폐쇄수전반의 기기실이나 제어실로 확산하는 것을 방지할 수 있다.

아울러, 본 고안에 따른 폐쇄수전반(10)은 모선실(13)과 기기실(15)의 모선을 절연성 및 난연성이 우수한 절연 튜브나 에폭시 분말 코팅 처리를 함과 아울러 수직부싱(14)(16)을 이용하여 모선의 배치구조를 간결하고, 접지금속으로 이루어진 수평격벽(12)을 통해서 이격거리를 단축하고 기계적 강도를 유지하여 단락사고 시 발생하는 전자력 및 열적 강도에 충분히 견딜 수 있다.

한편, 22900kVA의 특별고압을 수전하는 폐쇄수전반(10)은 고압의 모선이 소정 거리내에 접근하면, 빛을 내면서 방전하는 섬락이 발생하게 된다. 이에 따라 IEC(국제전기기술위원회) 및 KEMC(한국전기공업협동조합)에서는 상간 및 대지간 이격거리를 일정거리(210~230mm)이상 유지하도록 규정하고 있다. 이러한 이격거리를 만족하기 위해서 종래 기술에 따른 폐쇄수전반은 불가피하게 크기가 커지는 문제가 있었다.

예를 들어, 4개의 폐쇄수전반으로 구성된 종래의 특고압반은, 길이 5400~5600mm, 폭 2000~2300mm 및 높이 2350~2550mm의 크기를 가진다. 그러나 본 고안에 따른 폐쇄수전반(10)을 이용할 경우, 특고압반의 크기는 길이 3000~3450mm, 폭 1300mm 및 높이 2100mm 로 줄어들어 그 크기를 30%이상 줄일 수 있게 된다.

한편, 폐쇄수전반에서, 두 도체간의 전압이 섬락 전압(FOV:flashover voltage) 이상이 되면, 아크 방전이 일어나게 된다. 따라서 동일한 거리로 이격도니 두 도체 간의 섬락 전압을 높이기 위해서는 공기 중에 습기나 그으름과 같은 산산성 오염입자가 없어야 한다. 이를 위해서, 본 고안에 따른 폐쇄수전반(10)은 기기실(15) 내부에 습기 및 오염물 제거장치를 설치한다.

도 9는 본 고안에 따른 습기 및 오염물 제거장치를 보여주는 사시도이고, 도 10은 본 고안에 따른 습기 및 오염물 제거장치의 평면 구성도이며, 도 11은 본 고안에 따른 습기 및 오염물 제거장치의 분해 사시도이다. 도시된 바와 같이, 상기 습기 및 오염물 제거장치(30)는 크게 본체 몸체(31)와 본체 덮개(32), 그리고 상기 본체 몸체(31)에 설치된 전원부(33), 열전소자(34), 상기 열전소자(34)의 흡열부에 부착된 흡열판(35), 상기 열전소자(34)의 방열부에 부착되는 방열판(36), 공기의 흐름을 유도하는 유도휀(37), 상기 흡열판(35)에서 응축된 응축수를 수집하는 집수부(38) 및 센서부로 구성된다.

상기 열전소자(34)의 흡열면에 부착된 흡열판(35)은 공기를 냉각시켜 습기를 제거한다. 상기 흡열판(35)에는 다수의 핀이 전후방향으로 평행하게 형성된다. 또한 상기 열전소자(34)의 저면 발열면에 부착된 방열판(36)은 열을 발산시킨다. 따라서 상기 방열면에서 발생되는 열은 상기 방열판(36)의 열전도에 의해서 외부로 방출되게 된다. 그리고 상기 방열판(36)을 거쳐 외부로 방출되는 공기는 가온 된다. 한편, 상기 열전소자(34)의 공기유입구 쪽에 설치된 집수구(38)는 유도휀(37)의 작동에 따라 공기유입구로부터 유입되는 외부공기에 포함된 오염물질을 제거한다. 그리고 이 응축수는 집수부(38)를 통해서 캐비닛(11)의 외부로 배출된다. 이때 상기 응축수는 공기 중에 포함된 분진 등과 함께 배출되므로 수전반 내부의 공기를 청결하게 한다. 이어 상기 흡열판(35)에서 건조된 공기는 상기 방열판(36)와 전원부(33)를 거치는 동안 온도가 상승되어 상기 공기배출구를 통해서 수전반 내부로 배출된다.

한편, 상기 기기실(15)뿐만 아니라 모선실(13)의 습기 및 오염물을 제거하기 위해서는, 상기 모선실(13)의 공기를 순환시키기 위한 공기통로가 수평격벽(12)에 형성되어야 한다. 즉, 도 4 또는 도 5에서 보는 바와 같이, 상기 수평격벽(12)에는 다수의 공기순환홀(56)이 형성되어 있다. 이때 상기 공기순환홀(56)은 수평격벽(12)가 공간 및 전자기적 차폐 기능을 유지할 수 있도록 가능한 한 작은 크기로 형성된다.

따라서 상기 공기순환홀(56)의 크기를 크게 하는 경우에는 도 12에서 보는 바와 같이, 공기순환홀(56)에 소정의 밸브체(60)를 설치한다. 상기 밸브체(60)는, 상기 공기순환홀(56)를 폐쇄할 수 있는 크기를 갖는 밸브본체(67)과, 상기 밸브본체(67)의 상단부에 형성된 가압판(65)과, 상기 가압판(5)을 항상 상방향으로 가압하는 가압스프링(66)으로 구성된다. 이때 상기 밸브본체(67)의 저면에는 소정 길이로 신장하여 이탈을 방지한다. 따라서 정상상태에서 상기 밸브체(60)는 공기순환홀(56)를 개방한다. 그러나 상기 모선실(13)의 내부압력이 순간적으로 증가하면, 상기 가압판(65)에 가해지는 압력에 의해서 상기 가압스프링(66)이 압축되어 상기 밸브본체(67)가 공기순환홀(56)을 폐쇄하게 된다. 따라서, 이웃하는 폐쇄수전반(10)에서 발생되어 상기 모선실(13)로 유입된 고압의 가스나 불꽃은 상기 기기실(15) 내부로 유입되지 못한다.

이어서, 상기 모선실(13)의 천장에는 모선실(13) 내부로 유입된 고압의 가스를 배출하기 위한 다수 개의 가스방출장치(70)가 설치된다. 즉, 폐쇄수전반(10)에서 발생되는 고압의 가스는 폐쇄수전반을 파괴할 수 있다. 따라서, 폭발시 발생하는 고온 고압가스로부터 폐쇄수전반을 보호하기 위해서 모선실(13)의 천장에 가스방출장치(70)를 설치한다. 도 13에서 보는 바와 같이, 상기 가스방출장치(70)는 상기 모선실(13)과 연통 되도록 형성된 소정 크기의 가스방출구(73)와 이 가스방출구(73)를 폐쇄할 수 있도록 소정 크기를 갖는 방압판(74)과, 상기 방압판(74)을 폐쇄수전반(10)의 상판에 고정하는 플라스틱 볼트(75)로 이루어진다. 이때 상기 플라스틱 볼트(75)는 일정이상의 압력에 의해서 파손되어 상기 방압판(74)이 외부로 이탈할 수 있도록 한다. 따라서, 기기실(15)에서 폭발사고가 발생하여 내부압력이 상승하면, 상기 수평격벽(12)이 모선실(13)쪽으로 이탈하여 내부의 고압가스가 모선실(13)로 배출된다.

따라서 상기 모선실(13)로 유입된 고압가스에 의해서 모선실(13)의 내부 압력이 증가하면 상기 방압판(74)이 외부로 이탈되어 고압가스를 외부로 신속히 방출된다. 이때, 상기 모선실(13)로 유입된 고압가스의 일부는 개방부(26)를 통해서 이웃하는 폐쇄수전반의 모선실(13)로 유입되고 상기 모선실(13)의 내압이 상승하면, 해당 모선실(13)의 방압판(74)도 이탈되어 고압가스를 방출시킨다. 이와 같은 가스방출구(73)가 개방되어 고압가스가 신속히 방출되면, 폐쇄수전반(10) 내부의 압력을 떨어져 폐쇄수전반(10)의 파손을 방지한다.

이어, 도 14는 본 고안에 따른 가스방출장치(70)의 다른 실시예를 보여주는 것이다. 즉, 상기 가스방출장치(70)는, 모선실(13)과 연통되도록 형성된 가스방출구(73)와 이 가스방출구(37)의 주연부를 따라 수직하게 설치되어 고압가스를 유도하는 유도틀(76)과, 상기 유도틀(76)의 일측에 설치된 힌지(77)와, 상기 힌지(77)를 통해서 회동가능하게 설치되는 방압판(74)와, 상기 방압판(74)의 외측 단부에 일체로 형성된 소정 길이의 탄성판(78)으로 이루어져 있다. 이때, 상기 탄성판(78)은 불연성의 고무나 실리콘으로 이루어지고, 상기 방압판(74)이 소정 각도 이상 예를 들어 80°이상으로 회동하면, 상기 탄성판(78)의 자유 단부가 폐쇄수전반의 상판에 닿도록 되어 있다. 따라서, 상기 탄성판(78)은 방압판(74)의 회동각을 제한한다.

아울러, 상기 탄성판(78)은 상방향으로 소정 각도 이상으로 회동되어 있는 방압판(74)을 반대방향으로 가압하므로 모선실(13) 내부의 압력이 떨어질 때 자동적으로 상기 가스방출구(73)를 폐쇄한다. 이와 같이, 본 실시예에 따른 가스방출장치(70)는 섬락사고가 발생할 때, 상기 방압판(74)이 완전히 이탈되지 않은 상태에서 회동되므로 비산되는 방압판에 의해서 작업자가 다치는 것을 방지할 뿐만 아니라 상기 방압판(74)의 설치방향에 따라서 고압가스나 불꽃의 분출방향을 제한함으로써 인명사고를 방지할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 고안에 따른 고집적형 폐쇄수전반은, 각 폐쇄수전반에 수평격벽을 설치하여 모선실과 기기실을 구획하고, 상기 모선실과 연통하는 하나 이상의 가스방출구를 설치함으로써 전력계통의 고장 또는 사고 시 어느 하나의 폐쇄수전반에서 생성된 고온 고압의 가스 또는 증기가 특고압반 전체에 걸쳐 순차적으로 확산되는 것을 방지한다.

또한, 본 고안은 폐쇄수전반 내부에 설치된 수평격벽에 다수의 수직부싱을 설치하여 모선실의 모선과 기기실의 모선을 전기적으로 연결하여 모선을 통해서 화재 등 번지는 것을 방지하고 접지 금속판으로 이루어진 상기 수평격벽을 이용하여 상간 이격거리를 단축시킴으로써 폐쇄수전반의 크기를 최소화한다.

본 고안은 또한 폐쇄수전반의 내부에 수분 및 오염물 제거장치를 설치하여 폐쇄수전반 내부의 습기 및 오염입자를 제거함으로써 섬락전압을 높이는 동시에 모선을 절연성 및 난연성이 우수한 절연 튜브나 에폭시 분말 코팅 처리를 하여 섬락사고의 발생을 예방한다.

도 1은 일반적인 수·배전반을 보여주는 단선 결선도,

도 2는 종래 기술에 따른 특고압반의 일예를 보여주는 개략적인 사시도,

도 3은 본 고안에 따른 고집적형 폐쇄수전반의 일예를 보여주는 정단면도,

도 4는 본 고안에 따른 고집적형 폐쇄수전반의 측단면도,

도 5는 본 고안에 따른 고집적형 폐쇄수전반의 모선실을 보여주는 부분 확대도,

도 6은 본 고안에 따른 고집적형 폐쇄수전반으로 구성된 특고압반의 일예를 보여주는 사시도,

도 7은 본 고안에 따른 고집적형 폐쇄수전반으로 구성된 특고압반의 정단면도,

도 8은 본 고안에 따른 고집적형 폐쇄수전반으로 구성된 특고압반의 평면도,

도 9는 본 고안에 따른 습기 및 오염물 제거장치를 보여주는 사시도,

도 10은 본 고안에 따른 습기 및 오염물 제거장치의 평면 구성도,

도 11은 본 고안에 따른 습기 및 오염물 제거장치의 분해 사시도,

도 12는 본 고안에 따라 다수의 공기순환홀이 천공된 수평격벽을 보여주는 부분확대 단면도,

도 13은 본 고안에 따른 가스방출장치의 일예를 보여주는 부분확대 단면도,

도 14는 본 고안에 따른 가스방출장치의 다른 실시예를 보여주는 부분확대 단면도이다.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

2 : 고압수전반(LBS반) 3 : 특고압반

4 : 계기용변압변류기반(MOF반) 6 : 계기용변압기반(PT반)

8 : 특고차단기반(VCB반) 10 : 고집적형 폐쇄수전반

11 : 캐비닛 12 : 수평격벽

13 : 모선실 14, 16 : 수직부싱

15 : 기기실 17, 19 : 모선

30 : 습기 및 오염물 제거장치 41 : 제어실

50 : 지지브라켓 55, 75 : 플라스틱 볼트

56 : 공기순환홀 60 : 밸브체

70 : 가스방출장치

Claims (8)

1. 소정 크기의 내부 공간을 형성하고 그 내부에 차단기, 단로기 등 전력기기와 제어회로 및 모선이 설치된 폐쇄수전반에 있어서,

   상기 폐쇄수전반의 내부에 설치되어 다수의 모선이 설치되는 모선실과 각종 전력기기가 설치되는 기기실로 구획함과 더불어 상기 기기실 내부의 압력이 일정이상으로 상승할 때 상기 모선실 쪽으로 이탈될 수 있도록 고정된 수평격벽과;

   상기 수평격벽에 수직하게 설치되어 상기 모선실에 설치된 모선과 상기 기기실에 설치된 전력기기를 전기적으로 접속하는 다수의 수직부싱과;

   상기 모선실에 연통하게 설치된 다수의 가스방출장치를 포함하여 구성되어;

   상기 기기실에서 발생된 고온 고압의 가스 또는 불꽃은 상기 수평격벽의 공기순환홀 및 모선실의 가스방출장치를 통해서 폐쇄수전반 외부로 신속히 방출하는 반면에, 이웃하는 폐쇄수전반에서 발생한 고온 고압의 가스 또는 불꽃은 상기 수평격벽에 의해서 차단되어 상기 기기실로 유입되지 않는 것을 특징으로 하는 고집적형 폐쇄수전반.
2. 제1항에 있어서,

   상기 수평격벽은 소정 이상의 압력이 가해질 때 파손되는 플라스틱 볼트를 이용하여 폐쇄수전반의 내측면에 설치된 지지브라켓의 절곡부의 상면에 고정함으로써 상기 기기실에서 발생하는 내압에 의해서 모선실쪽으로 이탈되는 것을 특징으로 하는 고집적형 폐쇄수전반.
3. 제1항에 있어서,

   상기 수직부싱은 상기 모선실쪽으로 돌출되고 중심도체를 감싸는 주름진 자기 또는 플라스틱 절연통으로 이루어진 상부 부싱부와, 상기 수직격벽을 관통하여 기기실쪽으로 돌출되고 중심도체를 감싸는 주름진 자기 또는 플라스틱 절연통으로 이루어진 하부 부싱부가 일체로 형성되고, 그 가운데에는 상기 수직격벽에 설치되어 상기 수싱부를 고정하는 지지부재가 일체로 설치된 것을 특징으로 하는 고집적형 폐쇄수전반.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 수평격벽에는 상기 다수의 수직부싱이 설치되는 관통구멍이 설치되고, 상기 관통구멍과 이격되게 천공되어 모선실과 기기실의 공기가 순환하도록 함과 아울러 모선실과 기기실의 공간적 및 전자기적 차폐를 유지할 수 있는 크기의 공기순환홀이 다수 개 형성된 것을 특징으로 하는 고집적형 폐쇄수전반.
5. 제1항에 있어서,

   상기 가스방출장치는, 상기 모선실과 연통하도록 형성된 소정 크기의 가스방출구와, 상기 방출구를 폐쇄할 수 있는 크기를 갖는 방압판과, 상기 가스방출구 위에 설치된 방압판을 고정하고 일정 이상의 압력에 의해서 파손되는 플라스틱 볼트를 포함하여 구성되어, 상기 모선실의 증가된 내부압력에 의해서 상기 방압판이 외부로 이탈되어 모선실의 고압가스를 외부로 신속히 방출하는 것을 특징으로 하는 고집적형 폐쇄수전반.
6. 제1항에 있어서,

   상기 가스배출장치는, 상기 모선실과 연통하도록 형성된 소정 크기의 가스방출구와, 상기 가스방출구의 주연부를 따라 수직하게 설치된 고압가스 유도틀과, 상기 유도틀의 상단을 폐쇄시킬 수 있는 크기를 갖는 방압판과, 상기 유도틀의 일측에 설치되어 상기 방압판을 회동가능하게 지지하는 힌지와, 상기 가스방출구 위에 설치된 상기 방압판의 외측 단부에 일체로 고정되어 있는 소정 길이의 탄성판을 포함하여 구성되어, 섬락사고가 발생할 때 방출되는 고압 가스에 의해서 상기 방압판이 완전히 이탈되지 않도록 할 뿐만 아니라 상기 방압판의 회동각을 제한하고 상기 모선실 내부의 압력이 떨어지면 상기 방압판을 반대쪽으로 가압하여 상기 방압판이 가스방출구를 자동으로 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 고집적형 폐쇄수전반.
7. 제1항에 있어서,

   상기 기기실 내부에는, 열전소자의 흡열면에 설치된 흡열판을 이용하여 공기를 냉각하여 습기를 제거하고, 상기 열전소자의 발열면에 설치된 발열판을 이용하여 냉각된 공기를 가온 하며, 상기 흡열판에서 발생된 응축수를 이용하여 공기 중에 포함된 오염물질을 제거하는 습기 및 오염물 제거장치가 더 설치된 것을 특징으로 하는 고집적형 폐쇄수전반.
8. 제4항에 있어서,

   상기 공기순환홀에는 상기 공기순환홀을 폐쇄시킬 수 있는 크기를 갖는 밸브본체와, 상기 밸브본체를 항상 상방향으로 가압하는 가압스프링으로 구성된 밸브체가 더 설치되어 상기 모선실의 내부압력이 증가되면 상기 가압스프링이 압축되어 상기 공기순환홀을 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 고집적형 폐쇄수전반.