KR20100116490A - 냉각 기능을 구비하는 수배전반 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 냉각 기능을 구비하는 수배전반은, 고압의 전기를 변전하여 변전된 저압의 전기를 분배하는 수배전반에 있어서, 상기 고압의 전기를 수전하며 공기가 통과하는 관통구를 구비하는 금속 부재와; 금속 부재에 구비된 관통구에 수배전반 외부의 공기를 공급하는 팬기구와; 금속 부재의 주변 온도를 감지하여 감지된 온도값을 제어부에 전달하는 온도 센서와; 온도 센서에 의해 감지된 온도값이 기준 온도값 보다 높으면 팬기구를 제어하여 금속 부재의 관통구에 외부의 공기를 공급하는 제어부와; 금속 부재를 통과하여 온도가 높아진 공기를 외부로 배출하는 배출관;을 포함한다.

본 발명에 의하면, 고압의 전원을 수전하는 금속 부재의 온도가 일정 수준을 넘어설 때 금속 부재의 온도를 낮춤으로써 금속 부재의 전기전도도를 상승시켜 전류가 원활하게 흐르게 하고 전력 효율을 높이는 효과가 있다.

Description

냉각 기능을 구비하는 수배전반{Distribution box having cooling function}

본 발명은 수배전반에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉각 기능을 구비하는 수배전반에 관한 것이다.

일반적으로, 빌딩이나 공장 또는 아파트 등에 마련된 전기실에는 전력회사가 공급하는 고압 또는 특고압 전기를 수전하여 각 수용가의 부하로 배전하는 수배전반이 설치되어 있다.

도 1은 종래의 수배전반이 이웃하게 배치되어 전기적으로 상호 연결된 상태를 나타낸 예시도이다. 도 1을 참조하여 종래의 수배전반을 설명하면 다음과 같다.

종래의 수배전반(100)은 지면에 설치되는 하우징(110)과, 하우징(110)을 개폐하는 도어(120)와, 하우징(110) 내부에 설치되는 전기기기(130)와, 하우징(110)의 내부 상측에 고정되는 도체인 금속 부재(140)와, 금속 부재(140)와 전기기기(130)를 연결하는 도체인 연결부재(150)로 이루어져, 전력회사에서 공급하는 전력이 금속부재(140)에 의해 수전되어 연결부재(150)를 통해 전기기기(130)로 보내진다. 이때, 금속부재(140)는 동판이 사용되며, 금속 부재(140)는 애자(190)를 통해 하우징(110)의 상측에 고정된다.

금속 부재(140)는 고압의 전기를 수전하여 전기기기(130)에 공급하므로 금속 부재(140)의 온도는 전력 사용량에 따라 높아진다. 금속 부재(140)의 온도가 상승하면 전기전도도가 낮아져 금속 부재의 저항이 커진다. 금속 부재(140)의 저항이 커지면 저항으로 인한 전력 소모가 커져 온도는 더욱 상승한다. 이러한 금속 부재(140)의 온도 상승은 전력 효율을 낮추게 되므로 금속 부재(140)의 온도 상승을 방지하는 기능이 요구된다.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 고압의 전원을 수전하는 금속 부재의 온도가 일정 수준을 넘어설 때 금속 부재의 온도를 낮추도록 한 냉각 기능을 구비하는 수배전반을 제공하는 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 고압의 전기를 변전하여 변전된 저압의 전기를 분배하는 수배전반에 있어서, 상기 고압의 전기를 수전하며 공기가 통과하는 관통구를 구비하는 금속 부재와; 금속 부재에 구비된 관통구에 수배전반 외부의 공기를 공급하는 팬기구와; 금속 부재의 주변 온도를 감지하여 감지된 온도값을 제어부에 전달하는 온도 센서와; 온도 센서에 의해 감지된 온도값이 기준 온도값 보다 높으면 팬기구를 제어하여 금속 부재의 관통구에 외부의 공기를 공급하는 제어부와; 금속 부재의 관통구를 통과하여 온도가 높아진 공기를 외부로 배출하는 배출관;을 포함하는 냉각 기능을 구비하는 수배전반을 제공한다.

상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 고압의 전기를 변전하여 변전된 저압의 전기를 분배하는 수배전반에 있어서, 상기 고압의 전기를 수전하며 공기가 통과하는 관통구를 구비하는 금속 부재와; 금속 부재에 구비된 관통구에 온도가 낮은 공기를 공급하는 팬기구와; 금속 부재의 관통구를 통과한 공기를 냉각하여 냉각된 공기를 팬기구에 공급하는 냉각기와; 금속 부재의 주변 온도를 감지하여 감지된 온도값을 제어부에 전달하는 온도 센서와; 온도 센서에 의해 감지된 온도값이 기준 온도값 보다 높으면 팬기구와 냉각기를 제어하여 금속 부재의 관통구에 차가운 공기를 공급하는 제어부;를 포함하는 냉각 기능을 구비하는 수배전반을 제공한다.

본 발명에 의하면, 고압의 전원을 수전하는 금속 부재의 온도가 일정 수준을 넘어설 때 금속 부재의 온도를 낮춤으로써 금속 부재의 전기전도도를 상승시켜 전류가 원활하게 흐르게 하고 전력 효율을 높이는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하기로 한다.

다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공된다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉각 기능을 구비하는 수배전반의 구성을 보인 블록도이다.

수배전반에서 금속 부재는 고압의 전기를 수전하여 전기기기에 전달한다. 전기기기는 고압의 전기를 변전하여 저압의 전기를 분배한다. 전기 사용이 증가하여 금속 부재의 온도가 높아질 때 금속 부재의 온도를 낮출 수 있는 구성에 대해 설명한다.

금속 부재(210)는 전기전도도가 상대적으로 좋은 구리 또는 알루미늄 등의 금속으로 구성되는데 금속 부재(210)에는 공기가 통과할 수 있는 관통구(214)가 구비되어 있다. 관통구(214)는 금속 부재(210)의 수평 방향으로 형성되어 있고 금속 부재(210)의 끝단에는 관통구(214)가 열린 상태로 놓인다. 금속 부재(210)의 관통구(214)에 온도가 낮은 공기가 인입되면 금속 부재(210)의 온도를 낮출 수 있다. 금속 부재(210)의 온도가 일정 수준으로 유지되어 전력의 효율을 높일 수 있도록 수배전반의 냉각 기능이 동작한다. 수배전반의 냉각 기능은 제어부(230), 팬기구(240) 및 금속 부재(210)의 관통구(214)를 포함하는 장치 구성에 의해 달성된다.

팬기구(240)는 수배전반에서의 하우징(케이스)의 외부에 위치하는 공기를 흡입관(211)을 통해 흡입하여 공급관(212)을 통해 금속 부재(210)의 관통구(214)에 외부 공기를 공급한다. 팬기구(240)는 수배전반의 하우징 내부의 온도보다는 낮은 외부의 공기를 흡입관(211)을 통해 흡입하여 공급관(212)을 통해 금속 부재(210)의 관통구(214)에 외부 공기를 공급한다. 이때, 팬기구(240)는 제어부(230)의 제어 신호를 받아 팬의 온/오프 동작을 제어한다.

제어부(230)는 금속 부재(210)의 온도를 금속 부재(210)에 근접한 지점에 위치한 온도 센서(220)에 의해 측정한다. 온도 센서(220)는 고압의 전기가 흐르는 금속 부재(210)에 직접 설치되지 않고 소정 거리만큼 이격된 위치에 위치하여 금속 부재(210)의 온도를 간접 측정한다. 온도 센서(220)는 접촉식 온도 센서와 비접촉신 온도 센서로 나주어지는데 본 발명에서는 비접촉식 온도 센서를 사용한다. 비접촉식 온도 센서는 온도 측정 대상물로부터 방사되는 자외선 또는 적외선을 감지하여 온도 측정 대상물의 온도를 측정한다. 제어부(230)는 온도 센서(220)에 의해 측 정되는 금속 부재(210)의 온도를 주기적으로 감시하면서 금속 부재(210)의 온도값이 기준 온도값보다 높은지를 판단한다. 제어부(230)는 금속 부재(210)의 온도값이 기준 온도값 보다 높으면 팬기구(240)를 제어하여 금속 부재(210)의 관통구(214)에 외부의 차가운 공기를 공급한다.

외부의 차가운 공기는 금속 부재(210)의 관통구(214)를 통과하면서 금속 부재(210)의 열을 흡수하여 금속 부재(210)의 온도를 냉각시키고, 금속 부재(210)를 통과하여 뜨거워진 공기는 배출관(213)을 통해 외부로 배출된다.

입력부(250)는 제어부(230)에 기준 온도값을 입력하여 금속 부재(210)의 온도값이 기준 온도값보다 높을 경우 팬기구(240)의 동작 시점을 설정하여 금속 부재(210)의 온도값이 기준 온도값에서 일정 범위 내에 놓이도록 한다.

출력부(260)는 제어부(230)의 동작으로 인해 변화하는 제어 정보를 출력한다. 출력부(260)는 기준 온도값, 금속 부재(210)의 온도값 및 팬기구(240)의 동작 상태를 출력한다. 출력부(260)는 제어부(230)의 각종 제어 정보를 출력하여 동작 오류가 발생함을 미연에 방지한다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각 기능을 구비하는 수배전반의 구성을 보인 블록도이다.

수배전반의 냉각 기능은 금속 부재(210)의 관통구(214), 냉각기(270), 팬기구(240) 및 제어부(230)를 포함하는 장치 구성에 의해 달성되는데 각 장치의 동작을 설명한다.

금속 부재(210)의 관통구(214)를 통과한 공기는 흡입관(213‘)을 통해 냉각 기(270)에 공급된다. 냉각기(270)는 흡입된 공기를 냉각시키고 냉각된 공기를 토출관(211’)을 통해 팬기구(240)에 공급한다. 팬기구(240)는 냉각된 공기를 공급관(212)을 통해 금속 부재(210)의 관통구(214)에 공급한다. 냉각기(270)는 수배전반의 하우징 외부에 설치되어 열교환해서 흡입된 공기를 냉각시킨다. 즉, 냉각기(270)는 수배전반의 하우징 외부로 열을 배출하고 하우징 외부의 냉기를 수배전반의 하우징 내부로 공급한다.

제어부(230)는 팬기구(240)와 냉각기(270)의 동작을 제어하여 금속 부재(210)의 온도값이 기준 온도값을 초과하지 못하도록 한다. 제어부(230)는 금속 부재(210)의 주변에 위치하는 온도 센서(220)를 통해 금속 부재(210)의 온도를 간접 측정한다. 여기서, 온도 센서(220)는 비접촉식 온도 센서이다.

제어부(230)는 간접 측정된 금속 부재(210)의 온도값과 기준 온도값을 비교하여 금속 부재(210)의 온도값이 기준 온도값을 초과하면 냉각기(270)와 팬기구(240)를 동작시켜 금속 부재(210)의 관통구(214)에 차가운 공기를 공급하여 금속 부재(210)의 온도를 낮추도록 한다.

냉각기(270)는 금속 부재(210)의 관통구(214)를 통과한 공기를 흡입하여 흡입한 공기를 외부와의 열교환을 통해 냉각시키고 냉각된 공기를 토출관(211‘)으로 배출하고, 팬기구(240)는 토출관(211’)을 통과한 냉각된 공기를 공급관(212)을 통해 금속 부재(210)에 공급한다.

입력부(250)는 제어부(230)에 기준 온도값의 입력을 담당한다. 입력부(250)는 기준 온도값을 입력하여 금속 부재(210)의 온도가 소정 수준을 유지하도록 하여 금속 부재(210)의 전기전도도가 일정 수준을 유지하도록 한다.

출력부(260)는 제어부(230)의 동작으로 인한 주변 기기의 동작 상태를 출력한다. 출력부(260)는 금속 부재(210)의 측정 온도값, 팬기구(240)와 냉각기(270)의 동작 상태 및 기준 온도값을 출력한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 금속 부재에 온도가 낮은 공기를 공급하는 분배기, 관통구를 구비하는 금속 부재 및 관통구를 통과한 온도가 높아진 공기를 배출하는 배출기를 보인 예시도이다.

금속 부재에 구성되는 관통구는 여러 개가 형성될 수 있으나 본 실시예에서는 금속 부재에 세 개의 관통구가 형성된 경우를 설명한다.

금속 부재(210)의 온도가 분배기(280)를 통과한 공기 온도보다 상대적으로 높을 때 분배기(280)는 금속 부재(210)의 관통구(214)에 온도가 낮은 공기를 공급한다. 금속 부재(210)는 세 개의 관통구(214)를 구비한다. 분배기(280)는 금속 부재(210)의 세 개의 관통구(214)에 금속 부재(210)의 온도 보다 낮은 공기를 공급한다. 금속 부재(210)의 관통구(214)를 통과한 공기는 배출기(290)를 통해 하나의 흡입관(213)으로 모아져서 배출된다.

분배기(280)는 하나의 공급관(212)을 통해 공급되는 공기를 금속 부재(210)에 구비된 여러 개의 관통구(214)로 나누어 분배하는 역할을 수행한다. 또한, 배출기(290)는 금속 부재(210)에 구비된 여러 개의 관통구(214)를 통과한 공기를 하나의 흡입관(213)으로 모으는 역할을 수행한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 금속 부재에 온도가 낮은 공기를 공급하는 분배기, 관통구를 구비하는 제1금속 부재 및 제2금속 부재, 제1금속 부재 및 제2금속 부재의 관통구를 연결하는 냉기 연결관을 보인 예시도이다.

금속 부재가 다수일 때 금속 부재에 형성된 관통구를 연결하는데 냉기 연결관이 다수 사용된다. 본 실시예에서는 두 개의 금속 부재에 형성된 관통구를 연결하는데 냉기 연결관이 사용됨을 설명한다.

공급관(212)은 온도가 낮은 공기를 분배기(280)에 제공하고, 분배기(280)는 공급관(212)을 통과한 냉기를 제1금속 부재(215)의 관통구에 분산 공급한다. 제1금속 부재(215)의 관통구와 제2금속 부재(216)의 관통구는 냉기 연결관(510)에 의해 연결된다. 냉기 연결관(510)은 부도체 또는 도체로 구성될 수 있으며 본 발명의 실시예에서는 부도체를 사용한다. 제1금속 부재(215)의 관통구를 통과하는 냉기는 제1금속 부재(215)의 열을 흡수하여 제1금속 부재(215)의 온도를 낮추고, 제1금속 부재(215)의 관통구를 통과한 냉기는 냉기 연결관(510)을 통해 제2금속 부재(216)의 관통구에 공급되어 제2금속 부재(216)의 열을 흡수하여 제2금속 부재(216)의 온도를 낮춘다.

제2금속 부재(216)를 통과한 공기는 배출기(290)를 통해 하나의 배출관으로 모아져서 외부로 배출되거나 하나의 흡입관(213)으로 모아져서 냉각기로 공급된다. 냉각기는 제1금속 부재(215)와 제2금속 부재(216)의 관통구를 통과하면서 열을 흡수한 공기를 냉각시켜 팬기구를 통해 다시 제1금속 부재(215)와 제2금속 부재(216)의 관통구에 공급한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제1금속 부재를 통과한 공기를 제2금속 부 재로 공급하는 냉기 고무관과 냉기 연결관을 보인 예시도이다.

다수의 금속 부재는 연결 부재에 의해 연결되어 길이가 긴 금속 부재를 제작할 수 있다. 본 실시예에서는 두 개의 금속 부재에 구비된 관통구를 연결할 때 도 5에서 설명한 방법과는 다른 방법에 의해 연결될 수 있는지를 설명한다.

제1금속 부재(215)와 제2금속 부재(216)는 고압의 전기를 수전하여 전기기기에 전달한다. 제1금속 부재(215)와 제2금속 부재(216)는 연결 부재(300)에 의해 연결된다. 연결 부재(300)의 구성 물질은 금속 부재와 호환되게 구리 또는 알루미늄 금속이다. 제1금속 부재(215)와 제2금속 부재(216)는 여러 개의 관통구를 구비한다.

냉기 연결관(511)과 냉기 고무관(512)은 제1금속 부재(215)와 제2금속 부재(216)의 관통구를 연결한다. 제1금속 부재(215)를 통과한 공기는 냉기 연결관(511)과 냉기 고무관(512)을 통해 제2금속 부재(216)로 전달되어 제1금속 부재(215)와 제2금속 부재(216)의 열을 흡수하여 제1금속 부재(215)와 제2금속 부재(216)의 온도를 낮춘다.

냉기 연결관(511)의 일측은 제1금속 부재(215)의 관통구에 연결되고 냉기 연결관(511)의 타측은 냉기 고무관(512)에 연결된다. 냉기 연결관(511)의 구성 물질은 절연 물질인 플라스틱이고, 냉기 고무관(512)의 구성 물질은 절연 물질인 고무이다. 절연 물질로 구성된 냉기 연결관(511)과 냉기 고무관(512)은 연결 부재에 직접 접촉되지 않도록 설치된다. 냉기 연결관(511)과 냉기 고무관(512)은 절연 물질로 구성될 수 있지만 필요에 따라 도체로도 구성될 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사항에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1은 종래 수배전반의 구성을 보인 예시도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉각 기능을 구비하는 수배전반의 구성을 보인 블록도.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각 기능을 구비하는 수배전반의 구성을 보인 블록도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 금속 부재에 온도가 낮은 공기를 공급하는 분배기, 관통구를 구비하는 금속 부재 및 관통구를 통과한 온도가 높아진 공기를 배출하는 배출기를 보인 예시도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 금속 부재에 온도가 낮은 공기를 공급하는 분배기, 관통구를 구비하는 제1금속 부재 및 제2금속 부재, 제1금속 부재 및 제2금속 부재의 관통구를 연결하는 냉기 연결관을 보인 예시도.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제1금속 부재를 통과한 공기를 제2금속 부재로 공급하는 냉기 고무관과 냉기 연결관을 보인 예시도.

-첨부도면의 주요 부분에 대한 용어 설명-

200 : 수배전반 210 : 금속 부재

220 : 온도 센서 230 : 제어부

240 : 팬기구 250 : 입력부

260 : 출력부

Claims (5)

1. 고압의 전기를 변전하여 변전된 저압의 전기를 분배하는 수배전반에 있어서,

   상기 고압의 전기를 수전하며 공기가 통과하는 관통구가 형성된 금속 부재와;

   금속 부재에 구비된 관통구에 수배전반 외부의 공기를 공급하는 팬기구와;

   금속 부재의 온도를 감지하여 감지된 온도값을 제어부에 전달하는 온도 센서와;

   온도 센서에 의해 감지된 온도값이 기준 온도값 보다 높으면 팬기구를 제어하여 금속 부재의 관통구에 외부의 공기를 공급하는 제어부와;

   금속 부재의 관통구를 통과하여 온도가 높아진 공기를 외부로 배출하는 배출관;을 포함하는 냉각 기능을 구비하는 수배전반.
2. 고압의 전기를 변전하여 변전된 저압의 전기를 분배하는 수배전반에 있어서,

   상기 고압의 전기를 수전하며 공기가 통과하는 관통구가 형성된 금속 부재와;

   금속 부재에 구비된 관통구에 온도가 낮은 공기를 공급하는 팬기구와;

   금속 부재의 관통구를 통과한 공기를 냉각하여 냉각된 공기를 팬기구에 공급하는 냉각기와;

   금속 부재의 온도를 감지하여 감지된 온도값을 제어부에 전달하는 온도 센서와;

   온도 센서에 의해 감지된 온도값이 기준 온도값 보다 높으면 팬기구와 냉각기를 제어하여 금속 부재의 관통구에 차가운 공기를 공급하는 제어부;를 포함하는 냉각 기능을 구비하는 수배전반.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어부에 기준 온도값을 입력하는 입력부와;

   상기 제어부의 동작 상태를 외부로 출력하는 출력부;를 더 포함하는 냉각 기능을 구비하는 수배전반.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 금속 부재는 다수이고,

   다수의 금속 부재를 연결하는 연결 부재와;

   서로 이격된 금속 부재의 관통구를 연결하는 냉기 연결관;으로 구성된 것을 특징으로 하는 냉각 기능을 구비하는 수배전반.
5. 제4항에 있어서, 상기 냉기 연결관의 일측은

   금속 부재의 관통구에 연결되고, 냉기 연결관의 타측은 냉기 고무관에 연결되게 구성된 것을 특징으로 하는 냉각 기능을 구비하는 수배전반.

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