KR20090077761A - 통합된 디지털 통신을 이용하는 ｍｖ, 또는 ｈｖ 배전 큐비클 및 이러한 큐비클을 위한 다기능 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 통합된 디지털 통신 버스를 포함하는 중전압, 또는 고전압 배전 큐비클에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 전기 배전을 위한 실내 스위치기어(switchgear) 시스템에서 사용되기에 적합한 중전압 배전 큐비클에 관한 것이다. 또한 본 발명은 이러한 큐비클을 위한 다기능 모듈에 관한 것이다. 본 발명에 따르는 배전 큐비클은 하나 이상의 주 기능(가령, 차단, 명목 전류의 전달, 단락 전류 견디기, 연결해제, 접지, 절연)을 수행하기 위한 하나 이상의 주 기기 장치와 보조 기능(가령, 보호, 인터락킹, 감시, 제어, 측정, 계량)을 수행하기 위한 하나 이상의 보조 기기 장치를 포함한다. 본 발명에 따르면, 연계된 제 1 디지털 커넥터로 연결되는 디지털 통신 버스에 의해 하나 이상의 제 1 지능형 전자 장치가 상기 하나 이상의 보조 기기 장치와 통신한다.

Description

통합된 디지털 통신을 이용하는 ＭＶ, 또는 ＨＶ 배전 큐비클 및 이러한 큐비클을 위한 다기능 모듈{A MV OR HV POWER DISTRIBUTION CUBICLE WITH INTEGRATED DIGITAL COMMUNICATION, AND A MULTI-FUNCTIONAL MODULE FOR SUCH A CUBICLE}
본 발명은 통합된 디지털 통신 버스를 포함하는 중전압, 또는 고전압 배전 큐비클에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 전기 배전을 위한 실내 스위치기어(switchgear) 시스템에서 사용되기에 적합한 중전압 배전 큐비클에 관한 것이다. 또한 본 발명은 이러한 큐비클을 위한 다기능 모듈에 관한 것이다.
본원에서 용어 “고전압(high voltage)”(HV)은 1㎸보다 더 높은 전압 레벨로 간주된다. 이러한 전압 범위에서, 용어 “중전압(medium voltage)”(MV)은 보통 1㎸ 내지 100㎸의 전압 레벨로 간주된다.
알려져 있다시피, 전기 배전을 위한 실내 스위치기어 시스템은 함께 묶여서 완전한 스위치기어 라인-업(switchgear line-up)을 형성하는 기구의 큐비클로서 설계된다. 더 구체적으로는, 스위치기어 라인-업은 하나에서 여러 개까지의 큐비클로 구성되며, 이들 각각은 하나 이상의 주 기구 장치(가령, 메인 전압, 전류 및 전력 분배에 관련된 주 기능을 수행하기 위한 회로 차단기, 또는 스위치)가 제공된 스위치기어를 포함한다. 상기 주 기능의 예로는, 차단, 명목 전류(nominal current) 전 달, 특정 시간 동안 단락 전류 견디기, 연결해제(disconnecting), 접지(earthing), 조작자로부터 전기 절연시키기가 있다.
스위치기어 패널 상에서, 하나 이상의 보조 기구 장치, 예를 들면, 계전기, 센서, 계량기(meter), 누름 버튼 등이 장착되고, 상기 주 기구 장치로부터 고립된다. 이러한 보조 기구 장치는 보조 기능을 수행하는데, 가령, 보호, 인터락(interlock), 감시(supervision)(로컬, 또는 원격), 제어(로컬, 또는 원격), 자동화, 측정, 계량, 진단, 통신을 수행한다. 따라서 이들 장치는 주 장치의 구조적 및/또는 기능적 부분으로 연결되어, 이들 주 장치의 관리와 제어를 가능하게 한다. 이러한 관점에서, 상기 보조 장치들은 서로 연결되어, 예를 들어, 외부 연결, 통신 시스템 연결 등으로 향하는 보호 기능의 인터락 좌표, 제어 로직 디지털 및 아날로그 I/O 신호로 구성된 정보를 공유할 수 있다.
각각의 큐비클은 자신의 필수적인 구성으로, 정보를 공유하기 위해, 그리고 예를 들어, 보호와 제어 기능을 수행하기 위해, 상기 주 및 보조 기구 장치와 예를 들어 유선으로 통신하는 지능형 전자 장치에 의해 완성된다. 하나의 큐비클의 지능형 전자 장치는 또 다른 큐비클의 지능형 전자 장치와 통신하여, 스위치기어 라인업을 형성한다. 덧붙이자면, 상기 지능형 전자 장치는 상기 스위치기어의 외부에서 큐비클의 제어 패널 내에 위치될 수 있다. 또 다른 알려진 경우에서, 상기 큐비클은 복수 개의 지능형 전자 장치를 포함하며, 이들 중 하나는 주 스위치기어 상에 위치될 수 있다.
종래의 큐비클은 사용자가 필요로 하는 상세한 기능에 따라 와이어링되며, 각각의 큐비클 내에서, 그리고 전체 라인업을 통과해서 점대점(point to point) 하드 와이어 연결에 의해, 장치들이 상호연결된다. 현재, 종래의 큐비클의 이러한 특징은 실제로는 큐비클의 단점이다. 하드 와이어 연결은 하나의 설비에 크게 의존하기 때문에, 결론은 완전히 맞춤 생산된 큐비클을 구축하고, 결과적으로 맞춤 생산되는 스위치기어로서 나타난다. 이는 공학 설계, 스위치기어 제조, 시운전 및 서비스, 설비의 업그레이드에 관련하여 긴 시간과 높은 비용을 의미하고, 낮은 유연성을 의미한다.
결과적으로, 본 발명의 주요 목적은 앞서 언급된 단점을 극복할 수 있는 MV, 또는 HV 배전 큐비클을 제공하는 것이다.
이러한 목적 내에서, 본 발명의 목적은 감소된 개수의 하드-와이어 연결을 갖는 MV, 또는 HV 배전 큐비클을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 설비 및/또는 특정 소비자에 따라 달라지는 맞춤생성을 필요로 하지 않는 MV, 또는 HV 배전 큐비클을 제공하는 것이다.
본 발명의 추가적인 목적은 공학 설계, 제조, 시운전 및 서비스에 관련하여 긴 시간을 필요로 하지 않는 MV, 또는 HV 배전 큐비클을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 높은 신뢰성을 제공하고, 경쟁력 있는 가격에서 제품을 생산하기에 비교적 쉬울 MV, 또는 HV 배전 큐비클을 제공하는 것이다.
앞서 언급된 주요 목적뿐 아니라, 이하에서 더 명확하게 드러날 다른 목적들은 본 발명의 청구항 제 1 항과 그 종속항들에서 나타난 MV, 또는 HV 배전 큐비클에 의해 성취된다.
또한 본 발명은 하나 이상의 주 기기 장치(primary equipment device)와, 하나 이상의 보조 기기 장치(secondary equipment device)와, 상기 하나 이상의 보조 기기 장치와 통신하는 하나 이상의 제 1 지능형 전자 장치를 포함하는 MV, 또는 HV 배전 큐비클(power distribution cubicle)을 위한 다기능 모듈을 제공하며, 상기 다기능 모듈은
서로 짝을 이루는 제 1 부분과 제 2 부분을 포함하는 하나 이상의 디지털 커넥터로서, 상기 하나 이상의 보조 장치와 상기 제 1 지능형 전자 장치를 통신하게 하도록 제 1 디지털 통신 버스로 연결되기에 적합한 상기 하나 이상의 디지털 커넥터와,
복수 개의 전기 핀을 갖는 플러그 파트를 포함하는 제 1 지지 요소와, 상기 제 1 지지 요소로 연결되며, 복수 개의 구멍을 갖는 소켓 파트를 포함하는 제 2 지지 요소로서, 이때, 상기 각각의 구멍은 대응하는 핀을 하우징하기에 적합하며, 상기 하나 이상의 디지털 커넥터를 수용하는 하우징을 형성하도록 형태가 정해지는 상기 제 1 지지 요소 및 상기 제 2 지지 요소와,
상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분이 서로 일치하는 방식으로, 상기 제 1 지지 요소를 상기 제 2 지지 요소로 연결하기 위한 연결 수단으로서, 상기 제 1 및 제 2 지지 요소의 인터락킹(interlocking)을 가능하게 하여, 지정된 상태 하에서, 상기 제 1 및 제 2 지지 요소의 연결, 또는 연결해제, 따라서 복수 개의 전기 핀과 이와 연계되는 구멍의 연결, 또는 연결해제 및 디지털 커넥터의 2개의 짝을 이루는 부분의 연결, 또는 연결해제를 방지하는 상기 연결 수단
을 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능 모듈.
보조 기기 장치를 지능형 전자 장치로 연결하기 위해 디지털 통신 버스를 이용함으로써, 더 적은 수의 물리적 연결, 가령 하드 와이어를 이용해 더 많은 정보를 전송할 수 있다. 실제로, 이러한 해결책에 의해, 상향 표준된 새로운 MV 큐비클 및 이에 따른 새롭게 표준화된 스위치기어 라인업을 구축하는 것이 가능하다.
도 1, 2 및 3은 본 발명에 따르는 MV, 또는 HV 배전 큐비클의 가능한 실시예의 블록 다이어그램이다.
도 4 내지 7은 본 발명에 따르는 MV, 또는 HV 배전 큐비클의 하나 이상의 디지털 커넥터의 가능한 실시예에 관한 투시도이다.
도 8은 본 발명에 따르는 MV, 또는 HV 배전 큐비클의 블록 다이어그램이다.
도 9 및 10은 본 발명에 따르는 MV, 또는 HV 배전 큐비클의 지지 모듈의 제 1 요소에 대한 투시도이다.
도 11 및 12는 본 발명에 따르는 MV, 또는 HV 배전 큐비클의 지지 모듈의 제 2 요소에 대한 투시도이다.
도 13은 본 발명에 따르는 MV, 또는 HV 배전 큐비클의 지지 요소의 투시도이다.
앞서 언급된 도면들을 참조하여, 본 발명에 따르는 중전압, 또는 고전압 배 전 큐비클(1)(이하, MV, 또는 HV 큐비클(1)이라 일컬음)은 메인 전압, 전류 및/또는 전력 분배에 관련된 주 기능을 수행하기에 적합한 하나 이상의 주 기구 장치(10)가 구비되는 스위치기어(2)를 포함한다. 앞서 언급된 바와 같이, 이들 주 기능은 예를 들어, 명목 전류의 생성, 차단, 전도, 또는 특정 시간 동안 단락 전류(short circuit current)를 견디는 것을 포함한다. 따라서 주 장치(10)는, 예를 들어, 회로 차단기, 또는 접지 스위치, 또는 이들 주 기능들 중 하나를 수행하기에 적합한 그 밖의 다른 기능적 유닛으로 구성된다.
또한 스위치기어(2)는 보조 및 제어 특징과 관련된 보조 기능을 수행하기에 적합한 하나 이상의 보조 기구 장치(20)를 포함한다. 일부 보조 기능은 예를 들어, 보호, 인터락킹(interlocking), 감시(로컬, 또는 원격), 제어(로컬, 또는 원격), 자동화, 측정, 계량, 진단, 통신일 수 있다. 상기 보조 장치(20)는 상기 주 장치(10)로 링크되어, 이들의 기능을 관리 및 제어할 수 있다. 결과적으로 보조 장치(20)는, 예를 들어, 계전기(relay),센서, 계량기, 누름 버튼 및 그 밖의 다른 다양한 장치를 포함한다.
본 발명에 따르는 MV, 또는 HV 전력 큐비클(1)은, 정보를 상호 공유하기 위해, 상기 보조 기구 장치(20) 중 하나 이상과 기능적으로 통신하는 하나 이상의 제 1 지능형 전자 장치(이하, 제 1 IED-1이라고 일컬음)를 포함한다.
용어 “지능형 전자 장치(intelligent electronic device)”는 또 다른 기구 장치로부터(또는 상기 기구 장치로) 데이터/제어를 수신(또는 전송)하기에 적합한 하나 이상의 프로세서를 포함하는 장치에 관련되어 있다.
상기 제 1 IED-1는 또한, 도 1의 예에서 도시되는 바와 같이, 상기 주 기구 장치(10) 중 하나 이상과 기능적으로 통신하도록 연결되어 있다. 첫 번째 가능한 실시예에서, 상기 제 1 IED-1는 큐비클 1 상에, 가령, 저전압 파트 상에 위치하거나, 스위치기어(2)로부터 고립되는 패널 상에 위치하여, 예를 들어, 사용자 인터페이스로서 사용될 수 있다. 두 번째 대안적 실시예에서, 제 1 IED-1은 스위치기어(2) 상에 직접 위치할 수 있다. 이러한 기술적 솔루션에서, 상기 IED-1은 또 다른 MV, 또는 HV 큐비클의 또 다른 지능형 전자 장치와 통신하여, 상기 큐비클이 삽입되어 있는 스위치기어 라인업의 총체적인 모니터링 및 제어를 가능하게 할 수 있다.
도 1을 참조하여, 본 발명에 따르는 MV, 또는 HV 큐비클(1)은 연계된 제 1 디지털 커넥터(25A)로 연결되는 하나 이상의 제 1 디지털 통신 버스(21)를 포함한다. 상기 제 1 디지털 통신 버스(21) 및 이와 연결되는 제 1 디지털 커넥터(25A)는 제 1 지능형 전자 장치(IED-1)를 이용하여, 보조 장치(20) 중 하나 이상과 연결되어 통신한다.
디지털 통신 버스(21)를 사용함으로써, 종래의 하드 와이어 점대점(point to point) 연결을 대체하는 것이 가능하며, 따라서 스위치기어(2) 상의 와이어의 양이 감소될 수 있다. 따라서 이러한 기술적 솔루션에 의해, 더 효율적인 수명 사이클을 갖는 상향 표준화된 MV, 또는 HV 큐비클을 제공하는 것이 가능하다. 다시 말하자면, 디지털 버스를 이용하여 정보를 공유하는 것은 설비, 또는 특정 고객에 따라 좌우되는 하드-와이어링 맞춤 생성을 필요로 하지 않는다. 이는 제조 비용이 감소 될 뿐 아니라, 상향 표준화된 부품을 사용함으로써 공학적 비용도 감소됨을 의미한다.
덧붙이자면, 또한, 제 1 디지털 통신 버스(21) 및 이와 연결된 제 1 디지털 커넥터(25A)가 제 1 지능형 전자 장치로 연결되는 하나 이상의 보조 장치(20)를 보조 지능형 전자 장치(이하, IED-2라고 일컬음)와 통신하도록 연결할 수 있다. 예를 들어, 도 1에서 개략적으로 나타나는 바와 같이, 이 경우, 디지털 버스(21)는 제 1 디지털 커넥터(25A)를 통과하여 연결되며, 2개의 지능형 전자 장치(IED-1, IED-2) 모두와의 연결 포인트까지 뻗어 있다.
특히, IED-1에 의해 처리된 것과는 다른 레벨의 보조 기구 장치(20)의 정보를 공유하기 위해 제 2 IED-2가 스위치기어(2) 상에 직접 장착될 수 있는 것이 바람직하다. 명백하게도, 디지털 통신 버스에 의해 상호 연결되어 있는 복수 개의 지능형 전자 장치를 갖는 것이 본 발명의 중요한 부분이다.
도 2는 상기 보조 기구 장치(20) 중 하나 이상을, 제 1 IED-1로 기능적으로 연결된 복수 개의 제 1 디지털 커넥터(25A)로 연결하기 위한 복수 개의 제 1 디지털 통신 버스(21)를 포함하는 본 발명에 따르는 MV, 또는 HV 큐비클(1)의 또 다른 가능한 실시예에 관련된 블록 다이어그램이다.
도 3은 제 2 지능형 전자 장치를 제 2 디지털 커넥터(25B)로 연결하는 제 2 디지털 통신 버스(21)를 포함하는 MV, 또는 HV 배전 큐비클(1)의 또 다른 가능한 실시예에 관한 또 하나의 블록 다이어그램이며, 여기서, 상기 제 2 디지털 커넥터(25B)는 상기 제 1 IED-1와 연결되어 있다.
지금까지 기술된 솔루션에서, 제 1 및 제 2 디지털 통신 버스(21)가 스위치기어(2) 상에 위치하여, 와이어 번들의 개수를 감소시킬 수 있는 것이 바람직하다. 실전에서, 제 1 통신 버스(21) 및/또는 제 2 디지털 통신 버스(21)를 통해, 하나의 물리 층, 가령, 광학 섬유, 또는 전기 통신 케이블을 이용하여, 다수의 정보를 공유하는 것이 가능하다.
다양한 디지털 커넥터(25A)에 대하여 도 2에서 예로서 도시된 바와 같이, 제 1 디지털 커넥터(25A) 및/또는 제 2 디지털 커넥터(25B) 중 하나 이상은 IED-1로 직접 연결될 수 있으며, 또는 도 3에서 예로서 도시된 바와 같은 대안적 실시예에서, 하나 이상의 제 3 디지털 통신 버스(22)에 의해 이러한 연결이 수행될 수 있다.
명확하게, 본 발명에서, 제 1, 제 2 및 제 3 디지털 통신 버스(21, 22)는, 하나 이상의 별도의 조각들로 구성된 하나의 기능적 버스가 존재하는 경우, 또는 여러 다른 기능(예를 들어, 서로 다른 IED로 연결, 또는 여유분을 위해 동일한 IED로 연결)을 수행하는 더 많은 버스가 존재하는 경우를 포함하는 것으로서 이해되어야 한다.
덧붙이자면, 바람직하게는, 하나 이상의 제 1 통신 버스(21) 및/또는 하나 이상의 제 2 통신 버스(21) 및/또는 하나 이상의 제 3 통신 버스(22)는 광섬유 종류이거나, 와이어 전기 버스일 수 있다. 대안적 실시예에서, 이들은 프로세스 버스, 예를 들어, 상용화된 통신 프로토콜 이더넷 기반 중 하나를 이용하는 “이더넷”이라고 알려진 것일 수 있다. 명확히, 이들 디지털 통신 버스는 사용화된 그 밖 의 다른 종류의 것들 중에서 선택된 것임이 자명하다.
도 4 내지 7은 본 발명에 따르는 큐비클 1에서 사용될 수 있는 디지털 커넥터의 가능한 실시예를 도시한다.
특히, 도 4 및 5는 와이어 전기 솔루션을 기반으로 하는 2개의 디지털 프로세스 버스를 연결하기에 적합한 디지털 커넥터(25A)(또는 25B도 마찬가지)를 도시한다. 도 6에서 도시된 솔루션은 2개의 광학 버스를 연결하기에 적합한 광학 커넥터에 대한 것이다.
이들 도면에서 도시되는 바와 같이, 각각의 디지털 커넥터(25A 또는 25B)는 서로 연결되는, 바람직하게는 기계적으로 연결되는, 더 바람직하게는 플러그-소켓 결합(plug-socket coupling)을 통해 연결되는 2개의 파트를 포함하는 것이 바람직하다. 그 후, 이들 2개의 파트는 서로 대응하는 요소로 연결된다.
예를 들어, 도 4의 실시예에서 도시되는 바와 같이, 제 1 디지털 커넥터(25A)(또는 제 2 디지털 커넥터(25B)도 마찬가지)가, 대응하는 플러그 형태의 부분(21B)으로 제거될 수 있게 연결되기에 적합한 하나 이상의 소켓 형태의 부분(21A)을 포함한다. 이러한 형태의 부분들(21A, 21B) 중 하나, 예를 들면, 소켓 부분(21A)이 제 1 디지털 통신 버스(21)로 연결되는 동안, 나머지 부분, 예를 들어, 플러그 부분(21B)이 직접, 또는 또 다른 디지털 통신 버스, 예를 들어, 제 2 디지털 버스(22)를 이용함으로써, 제 1 IED-1로 연결될 수 있다. 또한 하나 이상의 제 2 디지털 커넥터(25B)를 이용하는 경우, 상기 형태를 갖는 부분(21A, 21B) 중 하나가 제 2 디지털 통신 버스(21A)로 연결되는 동안, 나머지 부분이 제 1 전자 장 치 IED-1로 연결된다.
도면들에서 나타난 실시예에 따르면, 상기 형태를 갖는 부분들(21A, 21B) 중 하나, 가령, 소켓 형태의 부분(21A)이 제 1 장착 요소(23A) 상에 장착되거나 삽입되는 동안(도 4 참조), 나머지 부분, 예를 들어, 플러그 형태의 부분(21B)이 제 2 장착 요소(23B) 상에 위치된다(도 4 참조).
명확히, 플러그 형태의 부분(21A)과 소켓 형태의 부분(21B)의 배치와 개수는 다양한 필요와 적용예에 따라서 다양할 수 있다. 예를 들어, 도 5 및 6의 실시예에서, 제 1 요소(23A) 상에 제공되는 2개의 플러그 형태 부분(21B)이 존재하며, 2개의 소켓 형태 부분(21A)이 상기 제 2 요소(23B) 상에 존재한다. 도 7의 실시예에서, 각각의 도시된 요소(23A, 또는 23B)가 하나의 소켓 형태 부분(21A)과 하나의 플러그 형태 부분(21B)을 포함한다.
도 5 및 6은 각각 광학 버스 및 전기적 버스에 대한 디지털 커넥터의 가능한 실시예를 도시하며, 도 7은 광학 버스와 전기적 버스 모두에 대한 디지털 커넥터의 가능한 실시예를 도시한다. 광학 및 전기적 디지털 커넥터의 타입, 배치 및 개수는 다양한 필요와 적용예에 따라 달라질 수 있음이 명백하다.
장착 판(23A, 23B)은, 디지털 커넥터(25A, 25B)의 설치를 더 쉽게 하기 위해 상기 커넥터를 지지 모듈(support module) 상으로 배치할 수 있게 하는 메인 기능을 갖는다. 지지 모듈의 예가 도 9-13을 참조하여 본원에서 서술될 것이다.
도 8의 블록 다이어그램에서 간단히 나타난 바람직한 특정 실시예에 따라서, 본 발명에 따르는 MV, 또는 HV 큐비클(1)이 하나 이상의 디지털 커넥터(25A 및/또 는 25B)를 지지하기에 적합한 지지 모듈(82)을 포함하는 것이 바람직하다.
도 13에서 도시되는 바와 같이, 상기 지지 모듈(82)은 도 9 및 10에서 도시된 제 1 지지 요소(37)를 포함하고, 도 11 및 12에서 도시된 제 2 지지 요소(38)를 포함하는 것이 바람직하다. 제 1 지지 요소(37)는 제 1 시트(47)를 갖는 제 1 케이스(44)를 포함하며, 제 2 지지 요소(38)는 대응하는 시트(48)를 형성하는 제 2 케이스(46)를 포함한다. 이들 시트(47, 48)의 형태는, 제 1 디지털 커넥터(25A) 및/또는 제 2 디지털 커넥터(25B)의 각각의 대응하는 파트를 하우징하도록 정해진다. 상기 지지 모듈(82)은 또한, 제 1 지지 요소(37)를 상기 제 2 지지 요소(38)로, 해제가능하게, 그리고 각각의 시트(47, 48)에 하우징되는 디지털 커넥터의 형태를 갖는 부분이 서로 연결될 수 있는 방식으로, 연결하기 위해 사용되는 연결 수단을 포함한다.
예를 들어, 도 9 내지 13에서 도시되는 바와 같이, 제 1 지지 요소(37)의 제 1 시트(47)의 형태는 제 1 장착 플레이트(23A)를 하우징하기에 적합하게 정해지는 반면에, 제 2 지지 요소(38)의 제 2 시트(48)의 형태는 제 2 장착 플레이트(23B)를 하우징하기에 적합하게 정해진다. 제 1 장착 플레이트(23A 또는 23B) 상에 장착되는 각각의 형태를 갖는 부분(21A, 또는 21B)이, 제 2 장착 플레이트(23B, 또는 23A) 상에 장착된 대응하는 형태를 갖는 부분(21B, 또는 21A)으로 연결될 수 있는 방식으로 , 상기 연결 수단은 지지 요소(37, 38)를 서로 연결한다. 다시 말하자면, 이들을 연결로 인해, 지지 요소(37, 38)가 디지털 커넥터(25A 및/또는 25B)의 형태를 갖는 부분(21A, 21B)의 연결을 수행한다.
또 다른 실시예에서, 디지털 커넥터(25A 및/또는 25B)의 하나 이상의 부분, 가령, 제 1 부분(21A)을 직접 수용하도록 제 1 시트(47)의 형태가 정해질 수 있다. 차례로, 제 2 시트(48)의 형태 또한, 디지털 커넥터(25A 및/또는 25B)의 하나 이상의 대응하는 부분, 가령 제 2 부분(21B)을 직접 수용하도록 정해질 수 있다. 또한 이 경우에서, 각각의 제 1 부분(21A)이 제 2 부분(21B)에 대응하는 방식으로 연결 수단이 제 1 지지 요소(37)를 제 2 지지 요소(38)로 연결한다.
도 10 및 12에서 더 잘 나타나는 바와 같이, 지지 모듈(82)은 대응하는 소켓 파트(80B)로 연결되기에 적합한 플러그 파트(80A)를 갖는 다점 연결 조립체(multi-point connection assembly, 80)를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 플러그 파트(80A)에는 복수 개의 전기적 핀(electrical pin, 99)이 제공되며, 소켓 파트(80B)에는 복수 개의 구명(98)이 제공되며, 각각의 구명은 대응하는 핀(99)과 일치되기에 적합하다. 다점 연결 조립체(80)의 주 기능은 스위치기어(2)의 하나 이상의 주 장치(10) 및 하나 이상의 보조 기구 장치(20)를 제 1 지능형 전자 장치 IED-1, 또는 예를 들어, 스위치기어 라인업 내의 또 다른 IED나 보조 장치(20)로 전기적으로 연결하기 위해 사용될 수 있는 복수 개의 점대점 연결을 제공하는 것이다. 이러한 목적을 위해, 전통적인 와이어를 이용하여, 2개의 파트(80A, 80B) 중 하나가, 예를 들어, 주 및/또는 보조 장치(10, 20)로 연결될 것이며, 반면에, 나머지 파트는 제 1 지능형 전자 장치 IED-1로 연결될 것이다. 본 발명에 따르면, 이들 점대점 연결은 주로, 서로 다른 장치의 급전(feeding), 또는 대안적으로 서로 다른 장치들 간의 정보의 전송을 위해 사용될 수 있다.
도 9 및 10에서 도시되는 바와 같이, 소켓 파트(80B)는 제 1 지지 요소(37)의 구조물 상에, 즉, 제 1 케이스(44) 상에 직접 형성되는 것이 바람직하다. 덧붙이자면, 제 1 케이스(44)는 예를 들어, 제 1 케이스(44)를 큐비클(1)의 지지 벽으로 연결하기 위한 고정 수단(89)을 포함한다. 제 1 케이스(44)의 측벽(45)은 부분적으로 개방되어, 디지털 통신 버스(21, 22)를 포함하는 케이블의 통과와, 소켓 파트(80B)로 연결되는 와이어의 통과를 가능하게 할 수 있다. 플러그 파트(80A)는 제 2지지 요소(38)의 구조물 상에, 즉 제 2 케이스(46) 상에 직접 제공된다. 덧붙이자면, 제 2 케이스(46)는, 제 1지지 요소(37)의 제 1 케이스(44)와 마찬가지로, 측벽(84)에게 디지털 버스와 와이어를 위한 통로를 제공한다.
도면에서 도시되는 바와 같이, 제 1 지지 요소(37)는 세로방향으로 전개되는 각기둥 형태의 숫구성(male configuration)을 제공하는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 제 2지지 요소(38)는, 상기 제 1지지 요소(37)의 일부가 하우징될 수 있는 내부 빈 공간을 형성하는 각기둥 형태의 암구성(female configuration)을 갖는다.
도 13은 서로 연결되는 지지 모듈(82)의 구성요소를 나타내는 투시도이다. 도시되는 바와 같이, 2개의 지지 요소(37, 38)는, 각각 제 2 지지 요소(38)의 측벽(57)에 힌지-연결된(hinge) 2개의 암(arm, 79)을 갖는 연결 레버(coupling lever, 77)에 의해 연결된다. 각각의 암(79)은 제 1 지지 요소(37)의 해당 측벽(58) 상에 배치되는 관련된 피봇(81)을 후크-고정하기에 적합한 중앙 홈(countered slot, 78)을 갖는다. 각각의 암(79)의 중앙 홈(78)이 해당 피봇(81)을 후크-고정(hook)하며, 지지 요소(37)는 서로에 대하여 기계적으로 연결된다. 이 는 각각의 시트(47, 48)에 내장된 디지털 커넥터의 형태를 갖는 부분(21A, 21B)이 서로 상호 연결될 뿐 아니라, 조립체(80)의 플러그 파트(80A)가 해당 소켓 파트(80B)에 연결되는 것을 의미한다. 실제로, 설명된 해결책을 통해, 바람직하게도, 조립체(80)의 파트들의 연결이 디지털 커넥터의 형태를 갖는 부분(21A, 21B)의 연결과 동시에 수행되고, 무엇보다도, 이들 2가지 연결은 동일한 지지 모듈(82)에서 수행된다.
연결 레버(77)의 배치와, 이에 해당하는 피봇(81)의 배치가 삽입될 수 있다. 즉, 피봇(81)은 제 2 지지 요소(38) 상에 배치되고, 레버(77)는 제 1 지지 요소(37) 상에 힌지-연결될 수 있다.
알려져 있다시피, IEC 표준 등의 기술 기준과 국제 표준에 따르면, 큐비클(1)에는 지정된 조건 하에서 인터락 시스템(interlock system)이 제공되어야만 한다. 예를 들어, 주 장치(예를 들면 회로 차단기)가 서비스 위치에 있을 때 스위칭 요소의 제어 회로의 연결해제를 수행하는 것이 허용되지 않으며, 이에 따라서 조립체(80)의 파트의 연결해제를 수행하는 것도 허용되지 않고, 스위칭 요소의 제어 회로의 연결, 따라서 조립체(80)의 일부분의 연결이 활성화되지 않을 때, 상기 주 장치(예를 들어 회로 차단기)의 래킹-인(racking in)이 허용되지 않는다.
바람직하게도, 앞서 언급된 지지 모듈(80)의 구조물에 의해, 앞서 언급된 기준 요구사항을 충족시키기 위해 인터락을 사용하고, 설계와 제조 시간 및 비용을 최적화할 수 있는 간단한 솔루션을 이용하여, 이를 디지털 커넥터(25A, 25B)로 확장시키는 것이 가능하다. 실제로, 앞서 언급된 솔루션을 이용하여, 연결 수단이 2 개의 지지 요소(37, 38)를 인터락킹하여, 지정된 상태에서의 연결, 또는 연결해제를 방지하여, 결과적으로, 지정된 상태가 허용하지 않을 때, 복수 개의 전기적 핀(99)과 이에 연계된 구멍(98)의 연결, 또는 연결해제와, 하나 이상의 디지털 커넥터(25A, 25B)의 2개의 짝을 이루는 부분(21A, 21B)의 연결, 또는 연결해제가 또한 방지된다.
본 발명에 따르는 MV, 또는 HV 배전 큐비클(1)에 적합한 기술적 솔루션이 앞서 언급된 작업과 목적을 모두 성취할 수 있다. 특히, 스위치기어 상에 장착된 장치와 지능형 전자 장치 간에 정보를 공유하기 위해 디지털 버스를 사용함으로써, 와이어링 개수는 감소시키고, 동시에 제어 가능성은 증가시키면서, 신뢰할 수 있는 방식으로 디지털 정보를 전송할 수 있다.
따라서 본 발명의 MV, 또는 HV 큐비클(1)은 본 발명의 범위 내에서 수정 및 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위는 청구범위에 의해 규정되고, 모든 세부요소들은 기술적으로 상응하는 요소들로 대체될 수 있다. 예를 들어, 시트(47)의 형태는 지지 요소(23B), 또는 커넥터 부분(21A 및/또는 21B)을 직접 하우징하도록 정해질 수 있으며, 시트(48)의 형태는 지지 요소(23A), 또는 커넥터 부분(21A 및/또는 21B)을 직접 하우징하도록 정해질 수 있고, 디지털 커넥터는 하나의 단일 몸체로, 또는 셋 이상의 개별적인 부분들로 구현될 수 있다.
실전에서는, 특정 용도에 호환되는 한, 사용되는 물질뿐 아니라 크기는 요구사항과 종래 기술에 따르는 임의의 것일 수 있다.

Claims (18)

  1. 하나 이상의 주 기능을 수행하기 위한 하나 이상의 주 기구 장치(primary equipment device, 10)와, 하나 이상의 보조 기능을 수행하기 위한 하나 이상의 보조 기구 장치(secondary equipment device, 20)와, 상기 하나 이상의 보조 기구 장치(20)와 통신하는 하나 이상의 제 1 지능형 전자 장치(IED-1)를 포함하는 MV, 또는 HV 배전 큐비클(power distribution cubicle, 1)에 있어서,
    상기 MV, 또는 HV 배전 큐비클은, 연계된 제 1 디지털 커넥터(25A)로 연결되는 하나 이상의 제 1 디지털 통신 버스(21)를 포함하며, 상기 제 1 디지털 통신 버스(21) 및 상기 제 1 디지털 커넥터(25A)는 상기 보조 장치(20) 중 하나 이상을 상기 제 1 지능형 전자 장치(IED-1)와 통신하도록 연결하는 것을 특징으로 하는 MV, 또는 HV 배전 큐비클.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 디지털 통신 버스(21)와 상기 제 1 디지털 커넥터(25A)는 상기 보조 장치(20) 중 하나 이상을 제 2 지능형 전자 장치(IED-2)와 통신하도록 연결하는 것을 특징으로 하는 MV, 또는 HV 배전 큐비클.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 MV, 또는 HV 배전 큐비클은, 상기 하나 이상의 보조 기구 장치(20)를, 상기 제 1 지능형 전자 장치(IED-1)로 연결되는 복수 개의 제 1 디지털 커넥터(25A)로 연결하도록 복수 개의 제 1 디지털 연결 버 스(21)를 포함하는 것을 특징으로 하는 MV, 또는 HV 배전 큐비클.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 MV, 또는 HV 배전 큐비클은, 제 2 지능형 전자 장치(IED-2)를 제 2 디지털 커넥터(25B)로 연결하는 제 2 디지털 통신 버스(21)를 포함하며, 상기 제 2 디지털 커넥터(25B)는 상기 제 1 지능형 전자 장치(IED-1)와 통신하는 것을 특징으로 하는 MV, 또는 HV 배전 큐비클.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 디지털 커넥터(25A)와 상기 제 2 디지털 커넥터(25B) 중 하나 이상은 상기 제 1 지능형 전자 장치(IED-1)로 직접 연결되는 것을 특징으로 하는 MV, 또는 HV 배전 큐비클.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 디지털 커넥터(25A)와 상기 제 2 디지털 커넥터(25B) 중 하나 이상은, 하나 이상의 제 3 디지털 통신 버스(22)를 이용하여, 상기 제 1 지능형 전자 장치(IED-1)로 연결되는 것을 특징으로 하는 MV, 또는 HV 배전 큐비클.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 디지털 통신 버스(21)와 상기 제 2 디지털 통신 버스(21)와 상기 제 3 디지털 통신 버스(22) 중 하나 이상은 광 버스(optical bus), 유선 전기적 버스(wired electrical bus), 이더넷 통신 프로토콜-기반의 프로세스 버스(Ethernet communication protocol-based process bus) 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 MV, 또는 HV 배전 큐비클.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 디지털 커넥터(25A)와 상기 제 2 디지털 커넥터(25B) 중 하나 이상은 서로 기계적으로 연결되는 제 1 부분(21A, 21B)과 제 2 부분(21B, 21A)을 포함하는 것을 특징으로 하는 MV, 또는 HV 배전 큐비클.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 디지털 커넥터(25A)와 상기 제 2 디지털 커넥터(25B) 중 하나 이상은, 서로 제거가능한 방식으로 연결되기에 적합한 플러그 형태의 부분(21B) 및 이에 대응하는 소켓 형태의 부분(21A)을 포함하는 것을 특징으로 하는 MV, 또는 HV 배전 큐비클.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 부분(21A, 21B)과 상기 제 2 부분(21B, 21A)은 2개의 대응하는 장착 플레이트(23A, 23B) 상에 장착되는 것을 특징으로 하는 MV, 또는 HV 배전 큐비클.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 디지털 커넥터와 제 2 디지털 커넥터 중 하나 이상(25A, 25B)을 지지하기 위한 지지 모듈(82)을 포함하는 것을 특징으로 하는 MV, 또는 HV 배전 큐비클.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 지지 모듈(82)은
    - 상기 제 1 디지털 커넥터(25A)와 상기 제 2 디지털 커넥터(25B) 중 하나 이상의 상기 제 1 부분을 직접 수용하기 위한 형태를 갖는 제 1 시트(seat, 47)를 갖는 제 1 지지 요소(37),
    - 상기 제 1 디지털 커넥터(25A)와 상기 제 2 디지털 커넥터(25B) 중 하나 이상의 상기 제 2 부분을 직접 수용하기 위한 형태를 갖는 제 2 시트(48)를 갖는 제 2 지지 요소(38),
    - 상기 제 1 부분(21A, 21B)이 상기 제 2 부분(21B, 21A)으로 연결되는 방식으로, 상기 제 1 지지 요소(37)를 상기 제 2지지 요소(38)로 연결하기 위한 연결 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 MV, 또는 HV 배전 큐비클.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 지지 모듈(82)은
    - 상기 제 1 장착 플레이트(23A)를 하우징하기에 적합한 제 1 시트(47)를 갖는 제 1 지지 요소(37),
    - 상기 제 2 장착 플레이트(23b)를 하우징하기에 적합한 제 2 시트(48)를 갖는 제 2 지지 요소(38),
    - 상기 제 1 장착 플레이트(23A) 상에 배치되는 상기 제 1 부분(21A, 21B) 및 상기 제 2 장착 플레이트(23B) 상에 배치되는 상기 제 2 부분(21B, 21A)이 서로 연결되는 방식으로, 상기 제 1 지지 요소(37)를 상기 제 2지지 요소(38)로 연결하 기 위한 연결 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 MV, 또는 HV 배전 큐비클.
  14. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지 모듈(82)은 다점 연결 조립체(multi-point connection assembly, 80)를 포함하며, 상기 다점 연결 조립체는 대응하는 소켓 파트(80B)로 연결되기에 적합한 플러그 파트(80A)를 포함하며, 상기 플러그 파트(80A)에는 복수 개의 전기 핀(99)이 구비되고, 상기 소켓 파트(80B)에는 복수 개의 대응하는 구멍(98)이 구비되며, 상기 각각의 구멍은 대응하는 핀(99)을 하우징하기에 적합한 것을 특징으로 하는 MV, 또는 HV 배전 큐비클.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 제 1 지지 요소(37)는 상기 플러그 파트(80A)를 포함하고, 상기 제 2 지지 요소(38)는 상기 소켓 파트(80B)를 포함하며, 상기 제 1 지지 요소(37)가 상기 연결 수단에 의해 상기 제 2 지지 요소(38)로 연결될 때, 상기 플러그 파트(80A)는 상기 소켓 파트(80B)로 연결되는 것을 특징으로 하는 MV, 또는 HV 배전 큐비클.
  16. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결 수단은 상기 제 1 지지 요소(37)와 제 2 지지 요소(38) 중 하나에 힌지-연결(hinge)되는 연결 레버(77)를 포함하고, 상기 제 1 지지 요소(37)와 제 2 지지 요소(38) 중 나머지 하나에 피봇(79)을 후크-고정하기에 적합한 중앙 홈(countered slot, 78)을 포함하 며, 상기 연결 레버(77)는 상기 제 1 지지 요소(37)와 제 2 지지 요소(38)를 서로 기계적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 MV, 또는 HV 배전 큐비클.
  17. 제 11 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결 수단은 상기 제 1 및 제 2 지지 요소(37, 38)의 인터락킹(interlocking)을 가능하게 하여, 지정된 상태 하에서 이들의 연결, 또는 연결해제를 방지하는 것을 특징으로 하는 MV, 또는 HV 배전 큐비클.
  18. 하나 이상의 주 기기 장치(primary equipment device, 10)와, 하나 이상의 보조 기기 장치(secondary equipment device, 20)와, 상기 하나 이상의 보조 기기 장치(20)와 통신하는 하나 이상의 제 1 지능형 전자 장치(IED-1)를 포함하는 MV, 또는 HV 배전 큐비클(power distribution cubicle)을 위한 다기능 모듈에 있어서, 상기 다기능 모듈은
    서로 짝을 이루는 제 1 부분과 제 2 부분을 포함하는 하나 이상의 디지털 커넥터(25A)로서, 상기 하나 이상의 보조 장치(20)와 상기 제 1 지능형 전자 장치(IED-1)를 통신하게 하도록 제 1 디지털 통신 버스(21)로 연결되기에 적합한 상기 하나 이상의 디지털 커넥터(25A)와,
    복수 개의 전기 핀(99)을 갖는 플러그 파트(80A)를 포함하는 제 1 지지 요소(37)와, 상기 제 1지지 요소(37)로 연결되며, 복수 개의 구멍(98)을 갖는 소켓 파트(80B)를 포함하는 제 2 지지 요소(38)로서, 이때, 상기 각각의 구멍(98)은 대 응하는 핀(99)을 하우징하기에 적합하며, 상기 하나 이상의 디지털 커넥터(25A)를 수용하는 하우징을 형성하도록 형태가 정해지는 상기 제 1 지지 요소(37) 및 상기 제 2 지지 요소(38)와,
    상기 제 1 부분(21A)과 상기 제 2 부분(21B)이 서로 일치하는 방식으로, 상기 제 1 지지 요소를 상기 제 2 지지 요소(38)로 연결하기 위한 연결 수단으로서, 상기 제 1 및 제 2 지지 요소(37, 38)의 인터락킹(interlocking)을 가능하게 하여, 지정된 상태 하에서, 상기 제 1 및 제 2 지지 요소(37, 38)의 연결, 또는 연결해제, 따라서 복수 개의 전기 핀(99)과 이와 연계되는 구멍(98)의 연결, 또는 연결해제 및 디지털 커넥터(25A)의 2개의 짝을 이루는 부분(21A, 21B)의 연결, 또는 연결해제를 방지하는 상기 연결 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능 모듈.
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