KR20150076392A - 방압 통로 구조물이 구비된 배전반 - Google Patents

방압 통로 구조물이 구비된 배전반 Download PDF

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Abstract

2단적 배전반에 있어서, 상단에 서로 격벽을 두고 횡으로 결합되어 설치되는 복수개의 상부 차단기실; 복수개의 상부 차단기실에 대응하여 하단에 서로 격벽을 두고 횡으로 결합되어 설치된 복수개의 하부 차단기실; 하부 차단기실의 상부 일부 영역에 설치된 복수개의 LV실; 및 복수개의 LV실의 뒷쪽에 상기 하부 차단기실과 상부 차단기실의 사이에, 배전반을 횡으로 관통하여 형성된 방압 통로 구조물을 포함하며; 방압 통로 구조물은 하부 차단기실에서 발생된 가스가 방압 통로 구조물을 통해 상부 차단기실의 상면에 형성된 방압구를 통해 배출될 수 있도록 결합된 방압 통로 구조물이 구비된 배전반이 제공된다.

Description

방압 통로 구조물이 구비된 배전반{switchergear having pressure relief route structure}
본 발명은 방압 통로 구조물이 구비된 배전반에 관한 것으로, 상세하게는 배전반의 내부에서 단락에 의한 사고시 인명에 대한 피해가 발생할 수 있으므로 에너지를 상부로 방출할 수 있도록 하는 방압 통로 구조물이 구비된 배전반에 관한 것이다.
배전반은 수전과 배전 계통에서 전기를 안전하게 사용하기 위해 차단기 및 보호계전기를 철재 외함에 수납하여 산업용 전력을 사용자에게 안전하게 공급하여 주기 위한 설비이다.
폐쇄 배전반은 배전반의 기능을 수행하기 위한 구성요소들을 접지된 금속체로 폐쇄 조립한 배전반을 말한다. 금속 피복 폐쇄 배전반(Metal-clad Switchgear)은 구성 요소가 접지된 금속 격벽으로 격실을 갖춘 폐쇄 배전반을 말한다.
폐쇄 배전반의 아크 단락사고, 예를 들어 3상 완전 아크 단락이 발생하면 배전반은 폭발해서 부근의 인체에까지 피해를 끼치는 중대한 사고로 된다.
종래의 2단적 폐쇄 배전반에서는 상부 차단기실의 상부에 방압구(ACR VENT)를 형성하여, 상부 차단기실의 아크 폭발 사고시에 가스가 방압구를 통해 방출되게 하였다. 한편, 하부 차단기실의 경우에는 좌우 측면 프레임의 빈공간을 이용하여 상부 차단기실의 상부에 형성된 방압구까지 연결되는 구조로 되어 있다. 그러나, 좌우 측면 프레임의 빈공간은 매우 협소한 구조로 되어 있다.
이에 따라, 하부 차단기실에서 발생된 고온 고압의 가스가 외부로 방출되는데 개선점이 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 차단기가 상,하부에 위치한 2단적 배전반 내부에서 3상 단락사고시 에너지를 상부로 원활히 방출하도록 하는 구조를 가지는 방압 통로구조물이 구비된 배전반을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 제안되는 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일측면에 의하면, 2단적 배전반에 있어서, 상단에 서로 격벽을 두고 횡으로 결합되어 설치되는 복수개의 상부 차단기실; 복수개의 상부 차단기실에 대응하여 하단에 서로 격벽을 두고 횡으로 결합되어 설치된 복수개의 하부 차단기실; 하부 차단기실의 상부 일부 영역에 설치된 복수개의 LV실; 및 복수개의 LV실의 뒷쪽에 상기 하부 차단기실과 상부 차단기실의 사이에, 배전반을 횡으로 관통하여 형성된 방압 통로 구조물을 포함하며; 방압 통로 구조물은 하부 차단기실에서 발생된 가스가 방압 통로 구조물을 통해 상부 차단기실의 상면에 형성된 방압구를 통해 배출될 수 있도록 결합된 방압 통로 구조물이 구비된 배전반이 제공된다.
방압 통로 구조물은 복수개의 LV실의 뒷쪽에 하부 차단기실과 상부 차단기실의 사이에 형성된 방압 통로 프레임; 및 하단 차단기실의 격벽의 일부를 이루며, 하단 차단기실에서 발생된 가스에 의해 회동하여 오픈되도록 방압 통로 프레임의 바닥쪽에 결합하여 설치되는 하부 격벽을 포함할 수 있다.
방압 통로 프레임은 단면이 사각형, 삼각형, 원형, 타원형 중 하나일 수 있다.
배전반은 하부 차단기실의 뒤쪽에 격벽을 두고 설치된 하부 BUS실을 더 포함할 수 있으며, 방압 통로 구조물은 하부 BUS실의 측면 격벽의 일부를 이루며, 하부 BUS실에서 발생된 가스에 의해 회동하여 오픈되도록 방압 통로 프레임의 측면에 결합하여 설치되는 측부 격벽을 포함할 수 있다.
배전반은 복수개의 상부 차단기실은 서로 인접하여 횡으로 배열된 제1 상부 차단기, 제2 상부 차단기실, 제3 상부 차단기실을 포함할 수 있으며, 복수개의 하부 차단기실은 서로 인접하여 횡으로 배열된 제1 하부 차단기, 제2 하부 차단기실, 제3 하부 차단기실을 포함하며, 제2 상부 차단기실은 바닥면의 일부에 방압 통로 구조물과 연결되도록 일부 영역에 오픈 영역이 형성되어 있으며, 제1 하부 차단기, 제2 하부 차단기실, 제3 하부 차단기실에서 발생된 가스는 방압 통로 구조물을 경유하고, 제2 상부 차단기실의 바닥 오픈 영역을 통해 상부 차단기실의 상면에 설치된 방압구를 통해 배출될 수 있다.
제2 상부 차단기실은 예비 영역의 스페이스로 구성될 수 있다.
제2 상부 차단기실은 수직 격벽을 통해 이분하여 뒷쪽 공간의 바닥에는 오픈 영역을 형성하고, 앞쪽 공간은 예비 영역으로 구성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 차단기가 상,하부에 위치한 2단적 배전반 내부에서 3상 단락사고시 하부에 위치한 하부 차단기실에서 발생된 고온 고압의 가스를 방압 통로 구조물을 통하여 상부로 원활히 방출할 수 있음에 따라, 배전반의 안정성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 방압 통로 구조물이 구비된 배전반 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 방압 통로 구조물이 구비된 배전반의 전면을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 방압 통로 구조물이 구비된 배전반의 내부 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 방압 통로 구조물이 구비된 배전반에서 하부 케이블실의 가스가 방압 통로 구조물을 통해 배출되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 방압 통로 구조물이 구비된 배전반에서 하부 차단기실의 가스가 방압 통로 구조물을 통해 배출되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명의 사상이 제시되는 실시 예에 제한된다고 할 수 없으며, 또 다른 구성요소의 추가, 변경, 삭제 등에 의해서 퇴보적인 다른 발명이나, 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀 두고자 한다.
즉, 이하의 설명에 있어서, 단어 '포함하는'은 열거된 것과 다른 구성요소들 또는 단계들의 존재를 배제하지 않는다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 방압 통로 구조물이 구비된 배전반 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 방압 통로 구조물이 구비된 배전반의 전면을 보여주는 도면이다.
도 1의 (a)를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 방압 통로 구조물이 구비된 배전반(100)은 전면에 도어(110)가 설치되어 있으며, 상부에는 아크 폭발 사고시에 가스를 방출시키기 위한 복수개의 방압구(120)가 형성되어 있으며, 외관은 하우징(130)으로 덮여져 있다. 내부에는 수전과 배전 계통에서 전기를 안전하게 사용하기 위해 차단기 및 보호계전기를 포함하는 구성 요소들이 탑재된다.
도 1의 (b)를 참조하면, 배전반(100)에서 전면의 도어(110)와 측면의 하우징(130)을 제거하면 배전반(100)의 내부를 볼 수 있다. 여기에서는, 편의상 배전반 내부에 탑재되는 차단기 및 보호계전기를 포함하는 구성 요소들은 도시되지 않았다.
배전반(100)은 크게 상부 차단기실(140), 하부 차단기실(150)의 2단적 배전반 구조를 가진다. 배전반(100)은 하부 차단기실(150)의 상부 일부에 LV실(160)을 구비하고 있다. LV실(160)의 후면에는 방압 통로(170)가 형성되어 있다. 방압 통로(170)는 배전반(100)을 횡으로 관통하여 형성된다. 방압 통로(170)는 단면이 사각형으로 이루어져 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 본 발명은 단면이 삼각형 또는 원형 또는 타원형으로 이루어지도록 제작될 수 있다.
배전반(100)은 하나의 상부 차단기실(140) 및 하나의 하부 차단기실(150)이 한 쌍의 캐비넷을 이루어, 복수개의 캐비넷이 횡으로 정렬될 수 있으며, 여기에서는 3개의 캐비넷이 하나의 어셈블리를 이룬다. 상부 차단기실(140) 및 하부 차단기실(150)에는 배전반의 기능을 수행하기 위한 구성요소들이 탑재될 수 있다.
도 2의 (a) 및 (b)를 참조하면, 배전반(100)의 상단에 형성된 상부 차단기실(140)은 제1 상부 차단기실(141), 상부 스페이스(142), 제2 상부 차단기실(142)이 횡으로 배열되어 있다. 이때, 제1 상부 차단기실(141)과 제2 상부 차단기실(143)의 사이에 위치하는 상부 스페이스(142)는 빈공간으로 되어 있다.
배전반(100)의 하단에 형성된 하부 차단기실(150)는 제1 하부 차단기실(151), 제2 하부 차단기실(152), 제3 하부 차단기실(153)이 횡으로 배열되어 있다.
상부 스페이스(142)를 제외한 제1 상부 차단기실(141), 제2 상부 차단기실(143), 제1 하부 차단기실(151), 제2 하부 차단기실(152), 제3 하부 차단기실(153)에는 배전 기능을 위한 구성 요소들이 실장된다.
상부 스페이스(142)는 바닥면의 일부에 방압 통로(170)와 연결되는 오픈 영역(142a)을 가진다. 즉, LV실(160)의 후면에 형성된 방압 통로(170)는 상부 스페이스(142) 바닥면의 오픈 영역(142a)을 통해 노출되어 진다.
이에 따라, 제2 하부 차단기실(152)에서 생성되는 가스는 방압 통로(170), 상부 스페이스(142) 바닥면의 오픈 영역(142a)을 통해 상부 스페이스(142)의 상부에 설치된 방압구(120)를 통해 방출될 수 있다.
상부 스페이스(142)는 바닥면에 오픈 영역(142a)이 형성된 상태에서 상부 스페이스(142)의 전체 바닥면이 노출될 수 도 있으며, 상부 스페이스(142)는 수직 격벽을 통해 이분하여 뒷쪽 공간의 바닥에는 오픈 영역(142a)을 형성하고, 앞쪽 공간은 예비 공간으로 활용할 수 있다. 예비 공간에는 필요에 따라 배전 기능을 위한 구성 요소가 실장될 수 도 있다.
한편, 제1 하부 차단기실(151)에서 생성되는 가스는 제1 하부 차단기실(151)의 상부에 형성된 방압 통로(170)를 통해, 상부 스페이스(142) 바닥면까지 이동하여, 상부 스페이스(142) 바닥면의 오픈 영역(142a)을 통해 상부 스페이스(142)의 상부에 설치된 방압구(120)를 통해 방출될 수 있다.
마찬가지로, 제3 하부 차단기실(153)에서 생성되는 가스는 제3 하부 차단기실(153)의 상부에 형성된 방압 통로(170)를 통해, 상부 스페이스(142) 바닥면까지 이동하여, 상부 스페이스(142) 바닥면의 오픈 영역(142a)을 통해 상부 스페이스(142)의 상부에 설치된 방압구(120)를 통해 방출될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 방압 통로 구조물이 구비된 배전반의 내부 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 방압 통로 구조물이 구비된 배전반(100)은 상단에 상부 차단기실(140)이 형성되고 있고, 하단에 하부 차단기실(150)이 형성되어 있으며, 하부 차단기실(150)의 상부 일부영역에 LV실(160)이 형성되어 있다. 하부 차단기실(150)의 상부와 상부 차단기실(140)의 사이에 방압 통로(170)가 형성되어 있다. 방압 통로(170)는 LV실(160)의 후면에 형성되어 있다.
방압 통로(170)는 방압 통로 프레임(171)이 전면에는 LV실(160)과 접하고, 후면에는 하부 BUS실(191)과 접하고, 상면에는 상부 차단기실(140)이 접하고, 하면에는 하부 차단기실(150)이 접하여 설치되어 형성된다.
방압 통로(170)를 구성하는 방압 통로 프레임(171)은 가스의 충격에 의해 회동가능하도록 설치된 측부 격벽(172)와 하부 격벽(173)을 구비한다.
측부 격벽(172)은 하부 BUS실(191)과 인접하도록 방압 통로 프레임(171)의 측면에 설치된다. 측부 격벽(172)은 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 힌지(174)에 의해 회동 가능하도록 방압 통로 프레임(171)에 체결되어 설치된다. 가스가 발생하기 전에는 측부 격벽(172)이 방압 통로 프레임(171)에 닫힘 상태를 유지할 수 있도록 안전핀(175)이 설치된다. 측부 격벽(172)는 하부 BUS실(191)에서 가스 폭발이 일어나면 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 하부 BUS실(191)에서 발생된 가스의 충격에 의해 방압 통로 프레임(171)에서 회동하여 오픈될 수 있다.
하부 격벽(173)은 하부 차단기실(150)의 상부와 인접하도록 방압 통로 프레임(172)의 하면에 설치된다. 하부 격벽(173)은 하부 차단기실(150)에서 발생된 가스의 충격에 의해 회동하여 오픈될 수 있도록 방압 통로 프레임(171)에 설치된다.
하부 격벽(172)은 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 힌지에 의해 회동 가능하도록 방압 통로 프레임(171)에 체결되어 설치된다. 가스가 발생하기 전에는 하부 격벽(173)이 방압 통로 프레임(171)에 닫힘 상태를 유지할 수 있도록 안전핀(176)이 설치된다. 하부 격벽(173)은 하부 차단기실(150)에서 가스 폭발이 일어나면 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 하부 차단기실(150)에서 발생된 가스의 충격에 의해 방압 통로 프레임(171)에서 회동하여 오픈될 수 있다.
배전반(100)의 하단에는 하부 차단기실(150)의 후면에 하부 BUS실(191)과 하부 케이블실(192)이 위치한다.
배전반(100)의 상단에는 상부 차단기실(140)의 후면에 상부 BUS실(193)과 상부 케이블실(194)이 위치한다.
상부 차단기실(140)의 상부에는 제1 방압구(121)가 형성되어 있다. 상부 BUS실(193)의 상부에는 제2 방압구(122)가 형성되어 있다. 상부 케이블실(194)의 상부에는 제3 방압구(123)가 형성되어 있다.
상부 차단기실(150)에서 발생된 가스는 상부 차단기실(150)의 상부에 형성된 제1 방압구(121)를 통해 방출될 수 있다.
하부 차단기실(150)에서 생성되는 가스는 하부 차단기실(150)의 상부에 형성된 방압 통로(170)를 구성하는 방압 통로 프레임(171)의 하부에 설치된 하부 격벽(173)이 가스 충격에 의해 회동하여 오픈되면서, 상부 차단기실(150)로 이동할 수 있다.
상부 차단기실(150)로 이동된 하부 차단기실(150)의 가스는 상부 차단기실(150)의 상부에 형성된 제1 방압구(121)를 통해 방출될 수 있다.
마찬가지로, 하부 케이블실(191)에서 생성되는 가스는 하부 케이블실(191)의 측면에 형성된 방압 통로(170)를 구성하는 방압 통로 프레임(171)의 측부에 설치된 측부 격벽(172)이 가스 충격에 의해 회동하여 오픈되면서, 상부 차단기실(150)로 이동할 수 있다.
상부 차단기실(150)로 이동된 하부 케이블실(191)의 가스는 상부 차단기실(150)의 상부에 형성된 제1 방압구(121)를 통해 방출될 수 있다.
상부 BUS실(193)에서 발생된 가스는 상부 BUS실(193)의 상부에 형성된 제2 방압구(123)를 통해 방출될 수 있다.
상부 케이블실(194)에서 발생된 가스는 상부 케이블실(194)의 상부에 형성된 제3 방압구(123)를 통해 방출될 수 있다.
하부 케이블실(192)에서 발생된 가스는 하부 케이블실(192)과 상부 케이블실(194) 사이에 설치된 격벽(192a)이 가스 충격에 의해 회동하여 오픈되면서 상부 케이블실(194)의 상부에 형성된 제3 방압구(123)를 통해 방출될 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (7)

  1. 2단적 배전반에 있어서,
    상단에 서로 격벽을 두고 횡으로 결합되어 설치되는 복수개의 상부 차단기실;
    상기 복수개의 상부 차단기실에 대응하여 하단에 서로 격벽을 두고 횡으로 결합되어 설치된 복수개의 하부 차단기실;
    상기 하부 차단기실의 상부 일부 영역에 설치된 복수개의 LV실;
    상기 복수개의 LV실의 뒷쪽에 상기 하부 차단기실과 상기 상부 차단기실의 사이에, 상기 배전반을 횡으로 관통하여 형성된 방압 통로 구조물을 포함하며;
    상기 방압 통로 구조물은 상기 하부 차단기실에서 발생된 가스가 상기 방압 통로 구조물을 통해 상기 상부 차단기실의 상면에 형성된 방압구를 통해 배출될 수 있도록 결합된 것을 특징으로 하는 방압 통로 구조물이 구비된 배전반.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 방압 통로 구조물은 상기 복수개의 LV실의 뒷쪽에 상기 하부 차단기실과 상기 상부 차단기실의 사이에 형성된 방압 통로 프레임;
    상기 하단 차단기실의 격벽의 일부를 이루며, 상기 하단 차단기실에서 발생된 가스에 의해 회동하여 오픈되도록 상기 방압 통로 프레임의 바닥쪽에 결합하여 설치되는 하부 격벽을 포함하는 방압 통로 구조물이 구비된 배전반.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 방압 통로 프레임은 단면이 사각형, 삼각형, 원형, 타원형 중 하나인 방압 통로 구조물이 구비된 배전반.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 하부 차단기실의 뒤쪽에 격벽을 두고 설치된 하부 BUS실을 더 포함하며,
    상기 방압 통로 구조물은 하부 BUS실의 측면 격벽의 일부를 이루며, 상기 하부 BUS실에서 발생된 가스에 의해 회동하여 오픈되도록 상기 방압 통로 프레임의 측면에 결합하여 설치되는 측부 격벽을 포함하는 방압 통로 구조물이 구비된 배전반.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 복수개의 상부 차단기실은 서로 인접하여 횡으로 배열된 제1 상부 차단기, 제2 상부 차단기실, 제3 상부 차단기실을 포함하며,
    상기 복수개의 하부 차단기실은 서로 인접하여 횡으로 배열된 제1 하부 차단기, 제2 하부 차단기실, 제3 하부 차단기실을 포함하며,
    상기 제2 상부 차단기실은 바닥면의 일부에 상기 방압 통로 구조물과 연결되도록 일부 영역에 오픈 영역이 형성되어 있으며,
    상기 제1 하부 차단기, 상기 제2 하부 차단기실, 상기 제3 하부 차단기실에서 발생된 가스는 상기 방압 통로 구조물을 경유하고, 상기 제2 상부 차단기실의 바닥 오픈 영역을 통해 상기 상부 차단기실의 상면에 설치된 방압구를 통해 배출되는 방압 통로 구조물이 구비된 배전반.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 제2 상부 차단기실은 예비 영역의 스페이스인 방압 통로 구조물이 구비된 배전반.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제2 상부 차단기실은 수직 격벽을 통해 이분하여 뒷쪽 공간의 바닥에는 상기 오픈 영역을 형성하고, 앞쪽 공간은 예비 영역으로 구성된 방압 통로 구조물이 구비된 배전반.
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