KR20120021690A - 내진 기능이 구비된 수배전반 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지진 등에 의해 수배전반에 요동이 발생하더라도 내부 전기기기에 손상이 가는 것을 방지하여 전기기기 손상에 의한 누전 발생을 미연에 방지하도록 한 내진 기능이 구비된 수배전반에 관한 것으로서, 지면에 설치되고 내부 공간을 갖는 외함 베이스와, 상기 외함 베이스의 측면에 구성되어 개폐하는 도어와, 상기 외함 베이스 내부에 설치되는 전기기기와, 상기 외함 베이스의 내부 상측에 고정되는 도체인 고정부재와, 상기 고정부재와 전기기기를 연결하는 케이블과, 상기 전기기기의 배면과 상기 외함 베이스의 저면 사이에 일정한 간격을 갖고 구성되는 완충부재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

내진 기능이 구비된 수배전반{a distributing board having the earth-quake-proof function}

본 발명은 수배전반에 관한 것으로서, 특히 지진 등의 지각변동으로 발생하는 진동이나 충격으로 변압기의 비틀림이나 기울어지는 것을 방지하도록 한 내진 기능이 구비된 수배전반에 관한 것이다.

일반적으로 수배전반 설비는 특고압을 저압으로 변환하여 아파트, 빌딩, 학교, 공장, 항만 등에 필요한 전력을 공급하는 전력공급 장치로서 보통 80?700kW정도 용량을 가진다.

대부분의 수배전반 설비는 변압기와 이 변압기의 최적운전제어기와 전력감시제어기 등을 포함하게 되며, 외부의 습기나 이물질 등의 유입을 차단하고 가설이 용이하도록 복층구조를 갖는 단일 외함의 고저압 일체형으로 제작된다.

특히, 고저압 일체형 수배전반 내부에 설치되는 전력감시제어기는 온도센서 및 전류전압 센서의 센싱값을 처리하여 고압 변압기의 가동온도, 부하율, 결상여부, 역률, 고조파율, 불평형율 등의 정보를 추출하여 해당 전력감시제어기에 장착된 LCD디스플레이를 통해 관리자에게 알려주기도 하고 또한 통신인터페이스장치를 통하여 원격지의 관리시스템에 전송하기도 한다.

도 1은 종래 기술에 의한 수배전반을 개략적으로 나타낸 개략도이다.

종래 기술에 의한 수배전반은 도 1에 도시한 바와 같이, 지면(C)에 설치되는 외함 베이스(10)와, 상기 외함 베이스(10)의 측면에 구성되어 개폐하는 도어(20)와, 상기 외함 베이스(10) 내부에 설치되는 전기기기(30)와, 상기 외함 베이스(10)의 내부 상측에 고정되는 도체인 고정부재(40)와, 상기 고정부재(40)와 전기기기(30)를 연결하는 케이블(50)로 이루어지며, 전력회사에서 공급하는 전력이 상기 케이블(50)을 통해 전기기기(30)로 보내진다.

이때 상기 고정부재(40)는 애자(60)를 통해 상기 외함 베이스(10)의 상측에 고정된다.

그러나 종래 기술에 의한 수배전반은 지면에 고정되어 설치되기 때문에 지진이 발생하면 그 충격파가 수배전반으로 그대로 전달되어 수배전반 내부에 설치된 전기기기가 손상됨으로써 전력이 필요한 곳에 안정적인 전력공급을 할 수 없으며, 누전 등으로 인해 감전사고가 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위해 안출한 것으로서 지진 등에 의해 수배전반에 요동이 발생하더라도 내부 전기기기에 손상이 가는 것을 방지하여 전기기기 손상에 의한 누전 발생을 미연에 방지하도록 한 내진 기능이 구비된 수배전반을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 내진 기능이 구비된 수배전반은 지면에 설치되고 내부 공간을 갖는 외함 베이스와, 상기 외함 베이스의 측면에 구성되어 개폐하는 도어와, 상기 외함 베이스 내부에 설치되는 전기기기와, 상기 외함 베이스의 내부 상측에 고정되는 도체인 고정부재와, 상기 고정부재와 전기기기를 연결하는 케이블과, 상기 전기기기의 배면과 상기 외함 베이스의 저면 사이에 일정한 간격을 갖고 구성되는 완충부재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 내진 기능이 구비된 수배전반은 다음과 같은 효과가 있다.

즉, 전기기기의 배면과 수배전반의 저면 사이에 내진 설계를 통해 지진 등에 의해 수배전반에 요동이 발생하더라도 내진 설계의 완충작용에 의해 그 충격파가 내부 전기기기에 직접 전달되는 것을 방지함으로써 전기기기의 손상에 의한 누전 발생을 미연에 방지할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 수배전반을 개략적으로 나타낸 개략도
도 2는 본 발명에 의한 내진 기능이 구비된 수배전반을 개략적으로 나타낸 개략도
도 3은 도 2의 완충부재 부분의 확대한 확대도
도 4는 본 발명에 의한 내진 기능이 구비된 수배전반의 내부 구성도를 나타낸 구성도
도 5 및 도 6은 도 4의 변압기를 나타낸 정면도 및 측면도

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 내진 기능이 구비된 수배전반을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 의한 내진 기능이 구비된 수배전반을 개략적으로 나타낸 개략도이다.

본 발명에 의한 내진 기능이 구비된 수배전반은 도 2에 도시한 바와 같이, 지면(C)에 설치되고 내부 공간을 갖는 외함 베이스(110)와, 상기 외함 베이스(110)의 측면에 구성되어 개폐하는 도어(120)와, 상기 외함 베이스(110) 내부에 설치되는 전기기기(130)와, 상기 외함 베이스(110)의 내부 상측에 고정되는 도체인 고정부재(140)와, 상기 고정부재(140)와 전기기기(130)를 연결하는 케이블(150)과, 상기 전기기기(130) 배면의 각 모서리와 상기 외함 베이스(110)의 저면 사이에 일정한 간격을 갖고 구성되는 완충부재(160)를 포함하여 이루어지며, 전력회사에서 공급하는 전력이 상기 케이블(150)을 통해 전기기기(130)로 보내진다.

이때 상기 고정부재(140)는 애자(170)를 통해 상기 외함 베이스(110)의 상측에 고정된다.

여기서, 본 발명의 실시예에서 상기 전기기기(130)는 변압기를 한 예로 들어 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고 외함 케이스(110) 내부에 탑재되는 어느 전기기기에도 사용할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 내진 기능이 구비된 수배전반은 지진 등에 의해 외부 케이스(110)가 요동하더라도 상기 완충부재(160)에 의하여 전기기기(130)에 가해지는 것을 방지함으로써 수배전반에 요동이 발생해도 전기기기의 파손이 일어나지 않아 전력이 필요한 곳에 안정적으로 전력을 공급할 수 있으며, 누전으로 인한 인명 피해를 사전에 예방할 수 있다.

즉, 지진에 의해 지면이 요동하더라도 완충부재(160)의 완충작용에 의해 그 충격파가 외함 케이스(110) 내부에 탑재되어 있는 전기기기(130)에 직접 전달되지 않아 외함 케이스(110) 내부의 전기기기(130)를 충격으로부터 보호할 수 있다.

도 3은 도 2의 완충부재 부분의 확대한 확대도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 외함 케이스(110)의 저면에 일정한 간격을 갖고 소정깊이로 형성되는 삽입홈(111)과, 상기 삽입홈(111)의 저면 및 측면을 포함하여 상기 외함 케이스(110)의 저면에 걸쳐지는 하부 케이스(161)와, 상기 하부 케이스(161) 내부에 탑재되어 상하로 완충 작용하는 판 스프링(162)과, 상기 판 스프링(162)을 덮고 전기기기(130)의 배면과 접하는 상부 케이스(163)와, 상기 외함 케이스(110)와 하부 케이스(161) 및 상기 판 스프링(162)과 상부 케이스(163)를 고정하는 체결부재(164)를 포함하여 이루어져 있다.

여기서, 상기 삽입홈(111)을 예를 들어 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고 상기 외함 케이스(110)를 관통하여 삽입홀을 형성하거나 상기 외함 케이스(110)의 별도의 삽입홈 또는 삽입홀을 형성하지 않고 완충부재를 설치할 수도 있다.

도 4는 본 발명에 의한 내진 기능이 구비된 수배전반의 내부 구성도를 나타낸 구성도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 내부에 상하 전후의 공간으로 구분되는 제 1?4공간부(111?114)가 제공되는 함체 형태를 갖는 외함 베이스(110)와, 상기 제 1?4공간부(111?114)에 형성되는 고장구간 자동개폐기(220), 변압기(200), 전원차단 제어부(240), 및 파워퓨즈(250)와 피뢰기(260) 그리고 계기용 변압기(270)로 구성되어 있다.

여기서, 상기 외함 베이스(110)의 후방에 형성된 인입구(300)와, 상기 외함 베이스(110)의 측벽(310)에 형성된 함체(320)와, 상기 인입구(300)와 함체(320)를 통과한 고압 케이블(330)을 천정에 형성된 고정부재(240)에 연결시키는 작업을 용이하도록 측벽(310)에 구비된 점검구(350)를 포함하여 구성된다.

이때 상기 변압기(200)의 배면과 외함 케이스(110)의 저면 사이에는 일정한 간격을 갖고 다수의 완충부재(160)가 구성되어 있다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 변압기(200)의 배면에 내진 기능을 갖기 위해 완충부재(160)를 구성하고 있지만, 계기용 변압기(270)의 배면에도 동일하게 구성할 수 있다.

그리고 상기 외함 케이스(110)가 발전기(도시되지 않음)를 내장하는 경우에도 상기 발전기의 배면에 완충부재(160)를 구성할 수도 있다.

또한, 상기 인입구(300)는 외함 케이스(110)의 후방 하부에 구성되어 고압 케이블(330)이 내부로 인입되도록 구성되어 있다.

상기 함체(320)는 측벽(310)의 중앙 일측에 구성되어 인입구(300)를 통해 인입된 고압 케이블(330)을 지지하도록 구성되어 있다.

상기 점검구(350)는 작업자나 점검자의 상체 일부나 손이 들어갈 수 있는 공간이 확보된 개구부(351)와, 상기 개구부(351)의 전면에 힌지로 고정되어 열고 닫을 수 있도록 구비된 도어(352)로 형성되어 있다.

상기 점검구(350)를 개구부(351)의 일측에 힌지로 고정하여 열고 닫을 수 있도록 형성하였으나, 힌지식 이외에 커버를 개구부로부터 완전히 분리시킬 수 있도록 나사로 착탈 가능하게 고정시켜 사용할 수 있다.

이와 같은 구성을 갖는 내진 기능이 구비된 수배전반은 일측에 형성된 도어(215)를 열고 외함 케이스(110)의 내부 공간부에 각각 변압기(200)와 고장구간자동개폐기(220) 및 피뢰기(260)와 파워휴즈(250) 그리고 계기용 변압기(270)를 안착 및 고정시켜 설치를 한다.

다음, 설치된 각각의 기기에 케이블이 접속되도록 고정시키는 것으로서 수배전반의 조립작업이 완료된다.

이러한 상태에서 사용자의 요구에 따라 적정한 장소로 수배전반을 옮겨 수평이 되도록 안착시킨 후 측벽(310)의 일측에 형성된 도어(352)를 오픈시킨다.

다음, 상기 외함 케이스(110)의 후방 하부에 형성된 인입구(300)를 통해 고압 케이블(330)을 내부로 끌어들이고, 내부로 끌어들인 고압 케이블(330)을 다시 측벽(310)의 중앙 일측 부분에 형성된 함체(320)를 관통시켜 소정의 길이로 늘어뜨린다.

그리고 외부에서 개구부(351)를 통해 함체(320)의 상부로 늘어뜨려진 고압 케이블(330)을 잡아당겨 주어 고압 케이블(330)의 단부가 고정부재(340)의 접속부분에 위치되도록 한 후 나사 등을 이용하여 접속 고정시킴으로서 고압 케이블(330)의 접속작업이 마무리된다.

다음, 열려져 있던 도어(352)를 잠금으로서 최종 설치작업이 마무리된다.

도 5 및 도 6은 도 4의 변압기를 나타낸 정면도 및 측면도이다.

도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 1차 코일과 2차 코일로 이루어진 트랜스코일(도시되지 않음)과 상기 트랜스코일의 상호유도 작용의 원활함을 위한 계자철심(도시되지 않음)과, 상기 상호 결합된 트랜스코일과 계자철심을 수납하는 사각틀 형상의 하우징(410)과, 상기 하우징(410)의 내부에 변압과정에 발생하는 열을 냉각하기 위하여 절연성을 갖는 절연유(도시되지 않음)와, 상기 하우징(410)의 각 측면에 콜게이트 방식을 통해 다수의 핀 구조로 이루어져 상기 하우징(410)을 통해 전달된 내부의 열을 방열하는 방열핀(420)과, 상기 하우징(410)의 상측으로 돌출되면서 상기 절연유까지 연장되어 상기 하우징(410)의 내부에서 발생하는 열을 외부로 방출하기 위해 외부로 돌출된 부분이 일정한 간격을 가지면서 양측면들이 개구되는 히트파이프(도시되지 않음)와, 상기 히트파이프의 양측에 구성되어 상기 하우징(410) 외부의 공기를 상기 히트파이프 양측의 개구에 불어줌과 동시에 외부로 방출하여 상기 하우징(410)을 통해 전달된 내부의 열을 방열하는 냉각팬(440)을 포함하여 구성되어 있다.

상기 하우징(410)은 사각형이며, 상면에는 외부로부터 공급되는 전류를 변압기(200) 내부로 운송하기 위하여 도체와 상기 도체 절연을 위한 고압부싱(450a)이 설치되고, 측면에는 감압된 전기가 출력될 수 있도록 저압부싱(450b)이 설치된다.

상기 고압부싱(450a)은 상기 하우징(410)의 측면에서 상향 경사 배치하며, 그 경사배치각도로서 바람직한 각도는 45°이다. 상기 고압부싱(450a)은 그의 엔드부가 상기 저압부싱(450b)의 그것보다 높지 않게 설치하고 있다. 이것은 고압부싱(450a)에 의해 변압기(200)의 높이가 기형적으로 높아지는 것을 보완하게 되어 용량저하 없이 변압기 사이즈의 콤팩트화를 가능하게 한다.

상기 권선온도계(460)는 절연유를 매체로하여 온도를 측정하는 유온도계와는 달리, 직접 코일(권선)에 접촉된 상태로 설치하여 실제 코일의 온도를 실시간으로 신속하게 나타내 주게 된다. 이것은 절연유에 의한 전달온도를 읽어들여 코일온도로 나타내 주는 유온도계의 경우보다 코일의 온도를 정확하고 신속하게 계측하여 표시해준다.

한편, 본 발명의 실시예에서 상기 하우징(410)을 사각틀 형상으로 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고 다양한 형태 예를 들면, 원통형이나 다각형 등으로 형성할 수 있다.

상기 방열핀(420)은 상기 하우징(410) 내부의 절연유까지 연장되어 구성할 수도 있다.

상기 냉각팬(440)은 상기 히트파이프의 상부로 외부의 공기를 유입함과 동시에 상기 히트파이프 상부에 있는 공기를 흡입하여 배출할 수 있도록 구성되어 있다.

즉, 상기 냉각팬(440)은 서로 상반된 역할을 하도록 구성되어 상기 히트파이프에 유입된 열을 외부의 공기를 통해 보다 효과적으로 냉각시킴과 동시에 히트파이프 상부에 더워진 공기를 외부로 빠르게 배출할 수 있도록 구성되어 있다.

한편, 상기 냉각팬(440)을 서로 마주보게 구성하여 상기 히트파이프에 외부의 공기를 유입하여 외부로 배출할 수도 있다. 이때 상기 외부의 공기 유입이 원활하게 되도록 상기 히트파이프의 일측에서 타측에 이르기까지 빗 형태로 수직한 형상을 하고 있다.

따라서 상기 냉각팬(440)을 통해 외부의 공기를 히트파이프에 유입하거나 히트파이프 및 그에 인접한 지역의 공기를 외부로 배출할 때 보다 원활하게 실시할 수 있기 때문에 그만큼 유입 변압기의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.

상기 히트파이프는 케이싱(480)에 의해 덮여져 있는데, 이는 작업자나 관리자 등이 상기 히트파이프에 의하여 화상 등의 사고를 미연에 방지하기 위해 커버 형태로 상기 히트파이프를 감싸고 있다.

또한, 상기 변압기(200)내에 절연유의 상승유온을 최대로 흡열할 수 있도록 하기 위해 동관 및 동관을 히트파이프의 배면에 삽입한 전조형 핀튜브로 구성되는 증발부(도시되지 않음)를 추가로 구성할 수 있다.

상기 방열핀(420)은 상기 하우징(410)과 동일한 재질로 이루어져 있는데, 상기 하우징(410)의 표면에 돌출되는 길이는 스마트 유입 변압기 용량에 따라 적절하게 조절하여 사용할 수 있다.

상기 절연유는 저온용, 중저온용, 고온용 등으로 분류되어 상기 히트파이프에 사용되는데, 변압기의 절연유의 경우 유온 55도 안팎을 유지해야 하므로 중저온용인 물, 알코올류 등이 사용되면, 본 발명의 실시예에서는 증류수를 사용하고 있다.

상기 냉각팬(440)은 저소음, 대풍량의 AC 쿨링팬(cooling fan)으로 구성되며, 그 사양은 변압기(200) 및 히트파이프의 크기에 따라 적절하게 사용할 수 있다.

한편, 상기 변압기(200)의 상부에 핸드홀(490)이 설치되는데, 상기 핸드홀(490)의 규격은 변압기의 용량에 따라 차이가 있으나, 상, 중, 하 등 3개로 규격화한다. 예를 들면, 750kVA이상의 경우 가로 850㎜, 세로 400㎜로 하고, 400~70kVA까지는 가로 610㎜, 세로 320㎜로 하며, 70kVA이하는 가로 470㎜, 세로 250㎜로 한다.

상기 핸드홀(490)에는 상기 히트파이프를 삽입할 공수는 4개에서 최대 8개까지이고, 변압기(200) 상부에 볼트를 채울 구멍의 크기는 13㎜로 한다.

또한, 상기 하우징(410)의 일측면에는 상기 권선온도계(460)로부터 측정된 온도를 정보를 받아 외부로 전달 또는 냉각팬(440)을 제어하는 콘트롤러(도시되지 않음)가 부착되어 있다.

한편, 이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

110 : 외함 케이스 120 : 도어
130 : 전기기기 140 : 고정부재
150 : 케이블 160 : 완충부재
170 : 애자

Claims (5)

1. 지면에 설치되고 내부 공간을 갖는 외함 베이스와,
   상기 외함 베이스의 측면에 구성되어 개폐하는 도어와,
   상기 외함 베이스 내부에 설치되는 전기기기와,
   상기 외함 베이스의 내부 상측에 고정되는 도체인 고정부재와,
   상기 고정부재와 전기기기를 연결하는 케이블과,
   상기 전기기기의 배면과 상기 외함 베이스의 저면 사이에 일정한 간격을 갖고 구성되는 완충부재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 내진 기능이 구비된 수배전반.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 전기기기는 변압기인 것을 특징으로 하는 내진 기능이 구비된 수배전반.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 완충부재는 판 스프링인 것을 특징으로 하는 내진 기능이 구비된 수배전반.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 완충부재는
   상기 외함 케이스의 저면에 일정한 간격을 갖고 소정깊이로 형성되는 삽입홈과, 상기 삽입홈의 저면 및 측면을 포함하여 상기 외함 케이스의 저면에 걸쳐지는 하부 케이스와, 상기 하부 케이스 내부에 탑재되어 상하로 완충 작용하는 판 스프링과, 상기 판 스프링을 덮고 전기기기의 배면과 접하는 상부 케이스와, 상기 외함 케이스와 하부 케이스 및 상기 판 스프링과 상부 케이스를 고정하는 체결부재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 내진 기능이 구비된 수배전반.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 완충부재는
   상기 외함 케이스의 저면에 일정한 간격을 갖고 소정깊이로 형성되는 삽입홀과, 상기 삽입홀의 저면 및 측면을 포함하여 상기 외함 케이스의 저면에 걸쳐지는 하부 케이스와, 상기 하부 케이스 내부에 탑재되어 상하로 완충 작용하는 판 스프링과, 상기 판 스프링을 덮고 전기기기의 배면과 접하는 상부 케이스와, 상기 외함 케이스와 하부 케이스 및 상기 판 스프링과 상부 케이스를 고정하는 체결부재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 내진 기능이 구비된 수배전반.

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