KR200455939Y1

KR200455939Y1 - 전력전자소자 교체용 지그

Info

Publication number: KR200455939Y1
Application number: KR2020100007888U
Authority: KR
Inventors: 문승필; 윤종수; 장병훈
Original assignee: 한국전력공사
Priority date: 2010-07-27
Filing date: 2010-07-27
Publication date: 2011-10-04

Abstract

본 고안은 다수의 전력전자소자들과 쿨러들이 번갈아 배치된 전력전자소자세트에서 불량 소자의 교체를 위한 전력전자소자 교체용 지그에 관한 것으로, 서로 평행하게 배치된 제1 몸체와 제2 몸체, 상기 제1 몸체 및 상기 제2 몸체와 수직 방향으로 배치되어, 상기 제1 몸체 및 상기 제2 몸체가 수평을 유지하도록 연결되는 지지체, 및 상기 제1 몸체와 상기 제2 몸체 사이에서 상기 지지체를 축 방향으로 이동시키며 상기 제1 몸체와 상기 제2 몸체의 사이의 간격을 조절하는 조절부를 포함하고, 상기 조절부는 상기 제1 몸체와 상기 제2 몸체가 상기 불량 소자의 양측에 배치된 상기 쿨러에 밀착되어 상기 지지체를 이동시키며 상기 제1 몸체와 상기 제2 몸체 사이의 간격을 넓히는 것을 특징으로 한다.

Description

전력전자소자 교체용 지그{Jig for replacing power electronic device}

본 고안은 전력전자소자 교체용 지그에 관한 것으로, 특히 가압장치를 해제한 상태에서도 전력전자소자들의 배열을 유지한 채 불량소자의 교체가 가능하도록 하는 전력전자소자 교체용 지그에 관한 것이다.

AC 계통에는 무효전력의 안정적 공급이 필요하고 이를 위해 Sh.R, 전력용콘덴서 등이 광범위하게 사용되었으나 최근 전력전자 소자의 우수한 특성으로 전력전자소자를 활용한 SVC, STATCOM 등의 FACTS 설비들이 전력계통에 많이 적용되고 있다.

전력전자소자는 특성상 전력계통의 고전압과 대전류를 담당하기 위해서는 소개 내지 수십 개의 전력전자소자들을 직·병렬로 연결해서 전압과 전류를 분담시켜야 한다.

전력전자소자들은 Switch On/Off 시에 많은 열이 발생되므로 발생된 열을 외부로 발열시키기 위한 쿨러가 전력전자소자들 사이에 위치한다. 그리고 전력전자소자들은 일정 수준 이상의 압력(ex. IGCT 40N/m2)의 압력이 가해져야 필요한 성능을 발휘할 수 있도록 되어 있다.

전력전자소자들이 소손되거나 불량이 발견되었을 때 이를 교체하기 위해서는 전력전자소자들을 일정압력으로 가압하는 가압장치를 풀어 불량소자를 제거하고 새로운 소자를 삽입해야 한다.

그러나, 전력전자소자들이 직·병렬로 배치된 구조에서, 불량소자 교체 시 중력에 의해 다른 전력전자소자들이 떨어지는 것을 방지하기 위해 수직으로 세운 상태에서 불량소자를 교체해야 한다. 또한, 불량소자를 교체하기 위해서는 불량소자의 상의 전력전자소자들 또는 모든 전력전자소자들의 배열을 해체하고 불량소자를 교체해야 하는 번거로움이 있다.

본 고안의 목적은, 전력전자소자들을 일정 압력으로 가압하는 가압장치를 해제한 상태에서도 전력전자소자들의 배열을 유지한 채 불량소자의 교체가 가능하도록 하는 전력전자소자 교체용 지그를 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 전력전자소자 교체용 지그는, 다수의 전력전자소자들과 쿨러들이 번갈아 배치된 전력전자소자세트에서 불량 소자의 교체를 위한 전력전자소자 교체용 지그로서, 서로 평행하게 배치된 제1 몸체와 제2 몸체, 상기 제1 몸체 및 상기 제2 몸체와 수직 방향으로 배치되어, 상기 제1 몸체 및 상기 제2 몸체가 수평을 유지하도록 연결되는 지지체, 및 상기 제1 몸체와 상기 제2 몸체 사이에서 상기 지지체를 축 방향으로 이동시키며 상기 제1 몸체와 상기 제2 몸체의 사이의 간격을 조절하는 조절부를 포함한다.

이때, 상기 조절부는, 상기 제1 몸체와 상기 제2 몸체가 상기 불량 소자의 양측 쿨러 사이에 배치된 상태에서 상기 지지체를 이동시키며 상기 제1 몸체와 상기 제2 몸체 사이의 간격을 넓히는 것을 특징으로 한다.

상기 조절부는, 상기 지지체의 일부 또는 전체가 내부에 삽입 또는 관통하도록 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 조절부는, 연결된 유압 펌프의 구동에 의해 상기 지지체를 이동시키는 유압 실린더인 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 지지체는 볼트이고, 상기 조절부는 너트인 것을 특징으로 한다.

상기 지지체는 일단이 상기 제1 몸체 및 상기 제2 몸체 중 어느 하나의 마주보는 면에 고정되고, 상기 조절부는 상기 제1 몸체 및 상기 제2 몸체 중 다른 하나의 마주보는 면에 고정되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 몸체 및 상기 제2 몸체 사이에 배치되어, 상기 제1 몸체와 상기 제2 몸체 사이의 간격이 좁아지는 때 상기 제1 몸체 및 상기 제2 몸체 사이의 압력을 유지시키는 탄성체를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 따르면, 전력전자소자들을 일정 압력으로 가압하는 가압장치를 해제한 상태에서도 전력전자소자들의 배열을 유지한 채 불량소자의 교체가 가능하므로 소자 교체의 편이성이 증대되는 이점이 있다.

또한, 불량 소자 교체 시, 다른 전력전자소자들의 배열을 해체하지 않아도 되므로, 불량 소자의 교체 시간을 단축시키는 이점이 있다.

도 1 은 본 고안에 따른 전력전자소자 교체용 지그가 적용되는 전력전자소자세트 구조를 설명하는데 참조되는 예시도이다.
도 2 는 본 고안에 따른 전력전자소자 교체용 지그를 이용하여 불량 소자를 교체하는 동작을 설명하는데 참조되는 예시도이다.
도 3 은 본 고안에 따른 전력전자소자 교체용 지그를 도시한 구조도이다.
도 4a 내지 도 6 은 본 고안에 따른 전력전자소자 교체용 지그의 동작 실시예를 도시한 예시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 설명한다.

AC 계통에는 무효전력의 안정적 공급이 필요하고 이를 위해 Sh.R, 전력용콘덴서 등이 광범위하게 사용되었으나 최근 전력전자 소자의 우수한 특성으로 전력전자소자를 활용한 SVC, STATCOM등의 FACTS 설비들이 전력계통에 많이 적용되고 있다.

특히, 본 고안은 STATCOM에 적용되는 IGCT에 관련된 것으로, IGCT는 SVC등에 사용되는 Tyristor에 비해 소자고장이 많이 발생하므로 소자교체 시간을 줄이는 것은 중요하다. 따라서, 본 고안에서는 소손된 불량 IGCT 소자를 짧은 시간에 교체할 수 있도록 하는 지그를 제공하고자 한다.

도 1은 본 고안에 적용되는 전력전자소자세트 구조를 설명하는데 참조되는 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 전력전자소자세트는 다수의 전력전자소자(이하, 'IGCT 소자'라 칭한다)(10)들과 쿨러(20)들이 번갈아 일렬로 배치된 상태에서, 해당 배열의 양쪽 끝을 가압장치로 가압하여 고정하는 구조이다.

다시 말해, IGCT_1 소자, 쿨러, IGCT_2 소자, 쿨러, IGCT_3 소자, 쿨러,....쿨러, IGCT_N 소자 순으로 일렬로 배치하고, IGCT_1 소자와 IGCT_N 소자의 끝단에서 가압장치로 가압을 하면, IGCT 소자(10)들은 가압장치에 의해 가해지는 일정 이상의 압력에 의해 배열이 흐트러지지 않고 고정되게 된다.

일 예로서, 가압장치는 40N/m² 정도의 압력으로 IGCT 소자(10)들의 배열을 가압한다.

여기서, 쿨러(20)는 전력전자소자에서 발생된 열을 외부로 발열시키기 위한 수단이다.

도 1의 실시예에서는 IGCT 소자(10)들의 배열이 하나만 형성된 예를 도시하였으나, 실시형태에 따라서 복수의 배열이 형성될 수 있음은 당연한 것이다.

한편, 전력전자소자세트에서 어느 하나의 IGCT 소자(10)가 소손되거나 불량인 경우, 해당 IGCT 소자(10)를 교체하기 위해서는 전력전자소자세트를 가압하고 있는 가압장치를 해제해야만 한다.

이때, 전력전자소자세트의 배열이 해체되는 것을 방지하기 위해, 가압장치를 해제하기 전에 본 고안에 따른 전력전자소자 교체용 지그(100)를 교체하고자 하는 IGCT 소자(10) 주변에 장착한다.

상세하게는, 교체하고자 하는 IGCT 소자(10)의 양측 쿨러(20), 즉, 전력전자소자세트가 세로 방향으로 배열된 경우 교체하고자 하는 IGCT 소자(10)의 상부 쿨러(20)와 하부 쿨러(20) 사이에 지그(100)를 장착하도록 한다.

물론, 도 1의 실시예에서와 같이 지그(100)를 IGCT 소자(10)의 한쪽 측면에만 장착하여 해당 IGCT 소자(10)를 교체할 수 있으나, 다른 실시예로 교체하고자 하는 IGCT 소자(10)의 양쪽 측면에 지그(100)를 장착하여 해당 IGCT 소자(10)를 교체할 수도 있다.

지그(100)를 이용하여 불량 소자를 교체하는 동작은 도 2의 실시예를 참조한다.

도 2는 본 고안에 따른 전력전자소자 교체용 지그를 이용하여 불량 소자를 교체하는 동작을 설명하는데 참조되는 예시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 교체하고자 하는 IGCT 소자(10)의 상부 쿨러(20)와 하부 쿨러(20) 사이에 장착된 지그(100)는 상부쿨러(20)와 하부쿨러(20)를 가압하며 지그(100)의 간격을 점차 넓혀간다.

이후, 전력전자소자세트의 가압장치를 해제함과 동시에 해당 IGCT 소자(10) 주변에 장착된 지그(100)의 간격을 더욱 넓혀 다른 IGCT 소자(10)들에 일정의 압력을 가함으로써, 전력전자소자세트의 배열이 흐트러지지 않도록 한다.

도 2를 참조하면, IGCT_3의 상부 쿨러(20)와 하부 쿨러(20) 사이에 본 고안에 따른 전력전자소자 교체용 지그(100)를 장착하여 지그(100)의 간격을 넓힘으로써, 가압장치 해제 시 IGCT_1, IGCR_2, IGCT_4, IGCT_5, IGCT_6, IGCT_7은 원래의 배열을 그대로 유지한 채, IGCT_3 사이의 간격만 넓혀져 IGCT_3을 제거하는 것이 용이하게 된다.

또한, IGCT_3을 제거한 자리에 해로운 IGCT_8을 배치함으로써, 불량 소자의 교체 작업을 완료된다.

물론, 불량 소자를 새로운 IGCT 소자(10)로 교체한 후에는, 가압장치를 통해 다시 IGCT 소자(10)들에 압력을 가하고, 장착된 전력전자소자 교체용 지그(100)는 그 간격을 점차 좁혀가며 전력전자소자세트가 원상태로 복귀하도록 한다.

이로써, 본 고안에 따른 전력전자소자 교체용 지그(100)를 이용하면, 수직 또는 수평 방향으로 배열된 전력전자소자들의 교체 작업이 용이하게 된다.

도 3은 본 고안에 따른 전력전자소자 교체용 지그를 도시한 구조도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 전력전자소자 교체용 지그(100)는 제1 몸체(110), 제2 몸체(120), 지지체(140), 조절부(130)를 포함한다.

이때, 제1 몸체(110)와 제2 몸체(120)는 불량 소자의 상부 쿨러(20)와 하부 쿨러(20) 사이에 장착되어, 상부 쿨러(20)와 하부 쿨러(20)를 직접적으로 가압하는 수단이다.

여기서, 제1 몸체(110)와 제2 몸체(120)는 서로 평행하게 배치된다.

지지체(140)는 제1 몸체(110)와 제2 몸체(120)에 수직 방향으로 배치되어, 제1 몸체(110) 및 제2 몸체(120) 중 어느 하나의 마주보는 면에 고정된다. 일 예로서, 지지체(140)는 제1 몸체(110)에 고정되고, 제2 몸체(120)와 마주보는 면에 고정된다.

이때, 지지체(140)는 제1 몸체(110)와 제2 몸체(120)가 수평을 유지하도록 고정된다.

조절부(130)는 제1 몸체(110)와 제2 몸체(120) 중 다른 하나의 마주보는 면에 고정된다. 일 예로서, 조절부(130)는 제2 몸체(120)에 고정되고, 이때 제1 몸체(110)와 마주보는 면에 고정된다.

이때, 조절부(130)는 지지체(140)의 일부 또는 전체가 내부에 삽입된다. 여기서, 지지체(140)는 조절부(130)를 관통하도록 삽입될 수도 있다.

또한, 조절부(130)는 제1 몸체(110)와 제2 몸체(120) 사이에서 지지체(140)를 축 방향으로 이동시키며 제1 몸체(110)와 제2 몸체(120) 사이의 간격을 조절한다.

다시 말해, 제2 몸체(120)에 고정된 조절부(130)가 지지체(140)를 제1 몸체(110) 방향으로 이동시킴으로써, 제2 몸체(120)가 수평이동하며 제1 몸체(110)와 제2 몸체(120) 사이의 간격이 넓어지게 된다.

이 경우, 제1 몸체(110)와 제2 몸체(120) 사이의 간격이 넓어지게 되면서, 제1 몸체(110)와 제2 몸체(120)는 불량 소자의 양측에 배치된 쿨러(20)를 가압하며, 불량 소자 사이의 간격이 넓어지도록 한다.

한편, 제2 몸체(120)에 고정된 조절부(130)가 지지체(140)를 제2 몸체(120) 방향으로 이동시킴으로써, 제2 몸체(120)가 수평이동하며 제1 몸체(110)와 제2 몸체(120) 사이의 간격이 좁아지게 된다.

이 경우, 제1 몸체(110)와 제2 몸체(120) 사이의 간격이 좁아지면서, 가압장치에 의해 가해지는 압력에 의해 새롭게 교체된 IGCT 소자(10) 사이의 간격이 좁아지도록 한다.

따라서, 조절부(130)는 지지체(140)를 제1 몸체(110) 방향 또는 제2 몸체(120) 방향으로 이동시키면서 제1 몸체(110)와 제2 몸체(120) 사이의 간격을 조절한다.

한편, 제1 몸체(110)와 제2 몸체(120)의 바깥 면, 즉, 제1 몸체(110)와 제2 몸체(120)가 서로 마주보는 면의 대응면에는 쿨러(20) 가압 시 쿨러(20) 또는 제1 몸체(110)와 제2 몸체(120)가 상하는 것을 방지하기 위해 탄성체(150)가 배치될 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 본 고안의 제1 실시예로서, 조절부(130)가 연결된 유압 펌프의 구동에 의해 지지체(140)를 이동시키는 유압 실린더(131)인 경우의 예를 나타낸 것이다.

먼저, 도 4a는 유압 실린더(131) 내의 압력을 낮춰 제1 몸체(110)와 제2 몸체(120) 사이가 좁아진 상태를 나타낸 것이다.

한편, 도 4b는 유압 실린더(131) 내의 압력을 높여 제1 몸체(110)와 제2 몸체(120) 사이가 넓어진 상태를 나타낸 것이다.

다시 말해, 전력전자소자세트에서 불량 소자를 교체하기 위해서는 도 4a의 상태에서 제1 몸체(110)와 제2 몸체(120)를 불량 소자의 양측 쿨러(20)에 장착하고, 도 4b의 상태로 변환하며 전력전자소자세트를 가압하는 가압장치를 해제하면, 불량 소자 사이가 벌어져 불량 소자를 교체하기 용이한 상태가 된다.

물론, 새로운 소자로 교체한 후에는 다시 가압장치로 전력전자소자세트를 가압하며 도 4b의 상태에서 도 4a의 상태로 서서히 변환시킨다.

도 5a 및 도 5b는 본 고안의 제2 실시예로서, 지지체(140)는 볼트(145)이고, 조절부(130)는 너트(135)인 경우의 예를 나타낸 것이다.

먼저, 도 5a는 너트(135)를 풀어 제1 몸체(110)와 제2 몸체(120) 사이가 좁아진 상태를 나타낸 것이다.

한편, 도 5b는 너트(135)를 조여 제1 몸체(110)와 제2 몸체(120) 사이가 넓어진 상태를 나타낸 것이다.

다시 말해, 전력전자소자세트에서 불량 소자를 교체하기 위해서는 도 5a의 상태에서 제1 몸체(110)와 제2 몸체(120)를 불량 소자의 양측 쿨러(20)에 장착하고, 도 5b의 상태로 서서히 변환하며 전력전자소자세트를 가압하는 가압장치를 해제하면, 불량 소자 사이가 벌어져 불량 소자를 교체하기 용이한 상태가 된다.

물론, 새로운 소자로 교체한 후에는 다시 가압장치로 전자소자세트를 가압하며 도 5b의 상태에서 도 5a의 상태로 서서히 변환시킨다.

도 6은 본 고안의 제3 실시예로서, 제1 몸체와 제2 몸체(120) 사이에 탄성체(160)가 구비된 경우의 예를 나타낸 것이다.

도 6에 도시된 탄성체(160)는 제1 몸체(110) 및 제2 몸체(120) 사이에 배치되며, 제1 몸체(110)와 제2 몸체(120) 사이의 간격이 좁아지는 때 제1 몸체(110)와 제2 몸체(120) 사이의 압력을 유지시키는 역할을 수행한다.

또한, 탄성체(160)는 제1 몸체(110)와 제2 몸체(120) 사이의 간격이 좁아지는 때 제1 몸체(110), 제2 몸체(120), 및 조절부(130) 등이 상하게 되는 것을 방지하는 역할을 수행한다.

이상과 같이 본 고안에 의한 전력전자소자 교체용 지그는 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 고안은 한정되지 않고, 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 응용될 수 있다.

10: 전력전자소자(IGCT 소자) 20: 쿨러
100: 지그 110: 제1 몸체
120: 제2 몸체 130: 조절부
131: 유압 실린더 135: 너트
140: 지지체 145: 볼트
150, 160: 탄성체

Claims

다수의 전력전자소자들과 쿨러들이 번갈아 배치된 전력전자소자세트에서 불량 소자의 교체를 위한 전력전자소자 교체용 지그로서,
서로 평행하게 배치된 제1 몸체와 제2 몸체;
상기 제1 몸체 및 상기 제2 몸체와 수직 방향으로 배치되어, 상기 제1 몸체 및 상기 제2 몸체가 수평을 유지하도록 연결되는 지지체; 및
상기 제1 몸체와 상기 제2 몸체 사이에서 상기 지지체를 축 방향으로 이동시키며 상기 제1 몸체와 상기 제2 몸체의 사이의 간격을 조절하는 조절부;를 포함하고,
상기 조절부는,
상기 제1 몸체와 상기 제2 몸체가 상기 불량 소자의 양측에 배치된 상기 쿨러에 밀착되어 상기 지지체를 이동시키며 상기 제1 몸체와 상기 제2 몸체 사이의 간격을 넓히는 것을 특징으로 하는 전력전자소자 교체용 지그.
청구항 1에 있어서,
상기 조절부는,
상기 지지체의 일부 또는 전체가 내부에 삽입 또는 관통하도록 형성된 것을 특징으로 하는 전력전자소자 교체용 지그.
청구항 1에 있어서,
상기 조절부는,
연결된 유압 펌프의 구동에 의해 상기 지지체를 이동시키는 유압 실린더인 것을 특징으로 하는 전력전자소자 교체용 지그.
청구항 1에 있어서,
상기 지지체는 볼트이고,
상기 조절부는 너트인 것을 특징으로 하는 전력전자소자 교체용 지그.
청구항 1에 있어서,
상기 지지체는, 일단이 상기 제1 몸체 및 상기 제2 몸체 중 어느 하나의 마주보는 면에 고정되고,
상기 조절부는, 상기 제1 몸체 및 상기 제2 몸체 중 다른 하나의 마주보는 면에 고정되는 것을 특징으로 하는 전력전자소자 교체용 지그.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 몸체 및 상기 제2 몸체 사이에 배치되어, 상기 제1 몸체와 상기 제2 몸체 사이의 간격이 좁아지는 때 상기 제1 몸체 및 상기 제2 몸체 사이의 압력을 유지시키는 탄성체;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력전자소자 교체용 지그.