KR20160131229A

KR20160131229A - 개폐장치

Info

Publication number: KR20160131229A
Application number: KR1020150063113A
Authority: KR
Inventors: 마지훈
Original assignee: 엘에스산전 주식회사
Priority date: 2015-05-06
Filing date: 2015-05-06
Publication date: 2016-11-16
Also published as: KR101748725B1

Abstract

본 발명은 개폐장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차단기(Circuit Breaker)와 계기용 변압기(Potential Transformer)가 메인 패널에 함께 구비되어 점유면적이 감소된 개폐장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 개폐장치는 메인패널에 설치되는 개폐장치에 있어서, 일측에는 진공인터럽터가 연결되고, 타측에는 가동부가 연결되는 베이스 몰드; 상기 베이스 몰드의 내부에 설치되는 실린더형 도체; 및 상기 실린더형 도체에 연결되는 소켓부;를 포함한다.

Description

개폐장치{Switchgear}

본 발명은 개폐장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차단기(Circuit Breaker)와 계기용 변압기(Potential Transformer)가 메인 패널에 함께 구비되어 점유면적이 감소된 개폐장치에 관한 것이다.

일반적으로 발전소에서 약 20,000V 정도의 전압으로 만들어진 전기는 송전에 적합한 초고압으로 승압되어 1차 변전소로 송전된다. 1차 변전소에서는 공급받은 전력을 22.9kV로 강하시켜 2차 변전소 또는 각 수용가로 공급하게 된다. 1차 변전소로부터 공급된 전력은 가공배전선과 지중배전선으로 구성된 배전계통을 통하여 각 수용가의 수전설비로 공급되어지며 특고압수용가, 고압수용가 및 각종 옥외설치 변압기를 통하여 저압수용가에까지 공급된다. 이때 특고압수용가 수배전반(수전설비)의 선로 구분, 분기 및 변압기 1차측 보호를 목적으로 개폐장치(Switchgear)가 사용된다.

이러한 개폐장치로 고체절연개폐장치(SIS: Soild Insulated Switchgear)와 가스절연 개폐장치(GIS: Gas Insulated Switchgear)가 사용된다.

여기서, 고체절연개폐장치는 도시, 주거단지에서 사용하는 장치로 전력을 분배해 주고, 전력계통에 발생되는 서지나 사고발생시 차단기 작동 후 안전을 위하여 신속한 개폐를 하여 고장구간을 분리하고, 타 건전계통으로부터 정전구간에 전력을 공급하여 정전시간을 단축하기 위해 사용되는 기기이다.

과거에는 SF6과 같은 가스를 사용하여 절연 및 소호를 하도록 하는 가스절연개폐장치가 널리 사용되었으나, 지구 온난화 방지 등의 추세에 따라 최근에는 에폭시 몰드 등을 활용한 고체절연개폐장치가 많이 사용되고 있다.

도 1은 종래기술에 따른 고체절연개폐장치의 패널 결선도가 도시되어 있고, 도 2에는 종래기술에 따른 고체절연개폐장치에서 PT 패널의 측단면도가 도시되어 있다. 도 3은 종래기술에 따른 고체절연개폐장치에서 차단기의 종단면도이다.

종래기술에 있어서 고체절연개폐장치는 전원이 입력되는 부분으로서 차단기(CB; Circuit Breaker), 단로기/접지스위치(DS/ES; Disconnect Switch / Earth Switch), 전류기(CT; Current Transformer), 피뢰기(LA; Lightning Arrester) 등의 장치가 설치되는 메인패널(1), 계기용변압변류기(MOF; Metering Out Fit)가 설치되는 MOF 패널(2), 계기용 변압기(Potential Transformer), 단로기/접지스위치(DS/ES) 등의 장치가 설치되는 PT 패널(3), 전원이 분배되는 부분으로서 차단기(CB), 단로기/접지스위치(DS/ES), 전류기(CT), 피뢰기(LA) 등의 장치가 설치되는 피더(Feeder) 패널(4), 모선이 설치되는 버스 패널(5) 등으로 구성되어 있다.

여기서, 종래기술에 따른 차단기(100)는 베이스 플레이트(111), 구동부(112), 동력전달부(113), 가동부(114), 진공인터럽터(115), 가동부 몰드(116), 베이스 몰드(117), 진공인터럽터 몰드(118) 등으로 구성되어 있다.

한편, PT 패널(3)에 설치되는 계기용 변압기(PT)는 배전계통(22.9kV)의 고전압이 인가되는 주회로를 직접 전압측정기로 측정하기가 어렵고 위험하기 때문에, 2차측을 일정 비율의 낮은 전압(보통 100V)으로 변환시켜 주회로의 전압 상태를 감시하고 측정하는 역할을 한다.

종래기술에 따른 고체절연개폐장치의 계기용 변압기는 차단기(CB)가 있는 메인 패널(1) 근처에 별도의 패널을 구성하여 PT 패널(3)을 설치하여 사용하였다. 이때, 도 1 또는 도 2에서 보듯이 계기용 변압기(8)의 유지,보수를 위해 단로기(6), 접지스위치(7)가 부수적으로 구비되고, 계기용 변압기(8)와 단로기(6), 접지스위치(7)의 연결을 위해 소켓부(9)가 구비된다.

그런데, 종래기술에 따른 고체절연개폐장치에서는 이와 같이 좁은 변전소 내에 PT 패널(3)을 위한 별도의 면적이 필요하고, PT 패널(3) 내부에는 모선(Bus)을 연결해 주는 부품 및 각종 스위치 장치들이 추가되어 설치 공간이 많이 필요하였다.

PT 패널(3)의 설치 공간을 면적으로 환산해 보면 깊이(Depth)가 2050mm, 너비(wide)가 600mm인 경우, 점유면적은 2050mm x 600mm(Wide) = 12,300㎠ = 1.23㎡의 손실이 발생하고, 보통 민수용 수배전반에는 2~4개의 패널이 설치되는 것을 감안하면 약 3~5㎡ 이상의 설치면적 손실이 발생하는 문제점이 있다.

또한, 계기용 변압기(8)의 유지보수를 위해 고가의 스위치류나 부품들이 부수적으로 설치가 되어 생산비용이 상승되는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 그 목적은 메인 패널에 계기용 변압기가 설치될 수 있도록 하여 패널 수를 줄임으로써 점유면적을 감소시킨 개폐장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 개폐장치는 메인패널에 설치되는 개폐장치에 있어서, 일측에는 진공인터럽터가 연결되고, 타측에는 가동부가 연결되는 베이스 몰드; 상기 베이스 몰드의 내부에 설치되는 실린더형 도체; 및 상기 실린더형 도체에 연결되는 소켓부;를 포함한다.

여기서, 상기 소켓부는 일단이 상기 실린더형 도체에 연결되고, 타단이 상기 베이스 몰드의 외측으로 연장 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 소켓부의 타단은 상기 메인패널의 일부에 설치되는 계기용 변압기에 연결될 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 소켓부의 타단에 결합되는 커넥터가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 커넥터의 일단에는 상기 계기용 변압기로 연결되는 모선 또는 케이블이 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 커넥터는 L자형 또는 I자형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 소켓부는 상기 베이스 몰드의 하부에 돌출 형성되는 돌출부와, 상기 돌출부의 중앙에 형성되는 하부관통홀에 삽입 설치되고 상기 실린더형 도체에 연결되는 소켓 도체로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 돌출부는 절연소재로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 돌출부에는 단턱이 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 소켓 도체의 하단에는 핀삽입홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 개폐장치에 의하면 PT 패널이 제거되고 계기용 변압기가 메인패널에 설치되도록 하여 패널 수를 줄임으로써 개폐장치의 점유면적이 감소하는 효과가 있다.

PT 패널에 구비되던 단로기/접지스위치 등의 부속장치가 제거됨으로써 생산비용이 절감되는 효과가 있다.

메인 패널에서 계기용 변압기를 유지보수하게 되므로 유지보수 작업이 단순해지는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 고체절연개폐장치의 패널 결선도이다.
도 2는 종래기술에 따른 고체절연개폐장치에서 PT 패널의 측면도이다.
도 3은 종래기술에 따른 고체절연개폐장치에서 차단기의 종단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고체절연개폐장치의 패널 결선도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고체절연개폐장치에서 메인패널의 측면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고체절연개폐장치에서 차단기의 종단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 고체절연개폐장치에서 차단기의 하부사시도이다.
도 8은 도 7에서 차단기 하우징과 커넥터의 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고체절연개폐장치의 패널 결선도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고체절연개폐장치에서 메인패널의 측면도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고체절연개폐장치에서 차단기의 종단면도, 도 7은 차단기의 하부사시도, 도 8은 도 7에서 차단기 하우징과 커넥터의 사시도이다. 도면을 참조하여 본 발명의 각 실시예에 따른 고체절연개폐장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 개폐장치는 메인패널(10)에 설치되는 개폐장치에 있어서, 일측에는 진공인터럽터(31)가 연결되고, 타측에는 가동부가 연결되는 베이스 몰드(21); 상기 베이스 몰드(21)의 내부에 설치되는 실린더형 도체(25); 및 상기 실린더형 도체(25)에 연결되는 소켓부(50);를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 개폐장치는 고체절연개폐장치 또는 가스절연개폐장치에 적용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 고체절연개폐장치는 메인패널(10), MOF 패널(11), 피더 패널(12), 버스 패널(13)로 구성될 수 있다.

메인패널(10)은 캐비닛 또는 상자 형태로 형성된다. 메인패널(10)의 내부에는 단로기(15), 접지스위치(16), 차단기(20), 계기용 변압기(Potential Transformer, 17)등의 전력기기가 설치된다. 한편, 메인패널(10)에는 상기 전력기기들을 설치할 수 있도록 프레임 또는 플레이트(14)들이 가로 또는 세로로 구비된다.

여기서, 단로기(15), 접지스위치(16), 계기용 변압기(17)는 종래기술에 따른 기기들이 그대로 적용될 수 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

차단기(20)에 대하여 설명하기로 한다. 차단기(20)의 지지 및 외형물은 베이스 플레이트(29)와 베이스 몰드(21), 진공인터럽터 몰드(30), 가동부 몰드(40) 등으로 구성될 수 있다.

베이스 플레이트(29)에는 베이스 몰드(21)가 나사 등에 의해 결합될 수 있다.

베이스 몰드(21)의 일측에는 진공인터럽터 몰드(30)가 결합된다. 진공인터럽터 몰드(30)에는 진공인터럽터(31)가 내장된다. 진공인터럽터(31)는 고정접점부(32)와 가동접점부(33)가 구비된다. 고정접점부(32)는 각 상으로 연결된다. 가동접점부(33)는 가동로드(41)에 결합되어 구동부(60)의 구동력에 의해 직선운동을 하면서 고정접점부(32)에 접촉 또는 분리된다. 가동접점부(33)가 고정접점부(32)에 접촉하는 경우 전원측(또는 1차측)으로부터 부하측(또는 2차측)으로 전류가 통전되고, 가동접점부(33)가 고정접점부(32)로부터 분리되는 경우 전원측으로부터 부하측으로 흐르는 전류가 차단된다.

여기서, 구동부(60)는 영구자석 조작기(Permanent Magnet Actuator)로 구비될 수 있다. 영구자석 조작기는 영구자석(61)의 자력과 코일(62)에 유도되는 기자력을 이용하여 가동자(63)를 왕복운동시키는 기기로서 크기에 비해 구동력이 우수하여 차단기의 구동기로서 많이 사용된다.

가동자(63)의 구동력은 동력전달장치(65)를 거쳐 방향 및 크기가 전환되어 가동부의 가동로드(41)에 전달된다. 여기서, 가동부는 가동로드(41)와 가동부 몰드(40)를 포함할 수 있다. 가동부는 베이스 몰드(21)의 타측에 구비될 수 있다.

가동부 몰드(40)는 베이스 몰드(21)의 타측에 결합된다. 가동부 몰드(40)에는 가동로드(41)의 일부가 삽입되어 지지된다.

베이스 몰드(21)는 대략적으로 육면체로 형성될 수 있다. 베이스 몰드(21)는 절연성을 고려하여 에폭시 수지 등의 절연재로 이루어지는 것이 바람직하다.

베이스 몰드(21)에는 진공인터럽터 몰드(30)와 가동부 몰드(40)가 연결되도록 관통홀(22)이 형성되고, 상기 관통홀(22)에는 실린더형 도체(25)가 삽입 설치된다.

실린더형 도체(25)는 내부가 비어있는 실린더 형태로 형성된 도체이다. 실린더형 도체(25)의 내부에는 가동로드(41)가 슬라이딩 가능하게 관통 설치된다.

베이스 몰드(21)의 상부에는 관통홀(22)에 연결되는 상부관통홀(23)이 형성되고, 상기 상부관통홀(23)에는 연결도체(24)가 실린더형 도체(25)와 접속되도록 설치된다. 이에 따라, 연결도체(24)를 통해 전원측 또는 부하측으로부터 흘러들어온 전류는 실린더형 도체(25), 가동접점부(33), 고정접점부(32)를 거쳐 각 상으로 흐르게 된다.

이때, 가동로드(41)와 실린더형 도체(25) 사이에는 제2실린더형 도체(26)가 구비될 수 있다. 제2실린더형 도체(26)는 가동로드(41)를 감싼 채 실린더형 도체(25) 내부에서 직선 왕복운동을 할 수 있다.

베이스 몰드(21)의 하부에는 소켓부(50)가 구비된다. 소켓부(50)는 베이스 몰드(21)의 하부에 돌출 형성되는 돌출부(51)와, 상기 돌출부(51)의 중앙에 형성되는 하부관통홀(27)에 관통 설치되는 소켓 도체(53)를 포함하여 구성될 수 있다. 소켓부(50)는 상기 실린더형 도체(25)에 연결된다. 소켓부(50)는 일단이 상기 실린더형 도체(25)에 연결되고, 타단이 상기 베이스 몰드(21)의 외측으로 연장 형성될 수 있다.

베이스 몰드(21)의 하부에 돌출부(51)가 형성된다. 돌출부(51)는 베이스 몰드(21)와 일체로 형성될 수 있다. 돌출부(51)는 절연부재로 형성될 수 있다. 돌출부(51)는 소켓 도체(53)를 지지하는 동시에 주변으로부터 절연되도록 한다.

돌출부(51)에는 단턱(52)이 형성될 수 있다. 단턱(52)에 후술하는 커넥터(37)의 단부가 연결된다.

돌출부(51)의 중앙에는 하부관통홀(27)이 형성된다. 하부관통홀(27)은 관통홀(22)로부터 돌출부(51)에 이르도록 관통 형성된다. 하부관통홀(27)은 관통홀(22)에 수직하게 형성될 수 있다. 하부관통홀(27)에는 소켓 도체(53)가 실린더형 도체(25)와 접속되도록 설치된다.

소켓 도체(53)는 대략적으로 일자형의 로드 형태로 형성될 수 있다. 소켓 도체(53)의 일단은 실린더형 도체(25)에 접속되며, 타단은 돌출부(51)의 단부에 노출된다. 소켓 도체(53)의 하부에는 핀삽입홈(54)이 형성될 수 있다.

커넥터(37)가 소켓부(50)에 결합된다. 커넥터(37)는 에폭시 수지 등의 절연부재로 형성되는 부싱 내부에 커넥터 도체(38)가 삽입되어 구성될 수 있다. 커넥터(37)는 'L'자형 또는 'I'자형으로 형성될 수 있다. 커넥터 도체(38)는 일단이 상기 소켓 도체(53)에 접속되고, 타단이 계기용 변압기(17)에 연결될 수 있는 케이블(39) 또는 모선이 접속된다. 커넥터 도체(38)의 일단에는 상기 핀삽입홈(54)에 끼워질 수 있는 접속핀(34)이 구비될 수 있다.

연결도체(24)를 통해 들어온 전류는 실린더형 도체(25)와 소켓 도체(53) 및 커넥터 도체(38)로 흐르고 케이블(39)을 거쳐 계기용 변압기(17)에 흘러들어가게 된다.

차단기(20)에 소켓부가 형성되어 계기용 변압기(17)가 메인패널(10)에 함께 설치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 개폐장치에 의하면 PT 패널이 제거되고 메인패널에 일체화되어 개폐장치의 점유면적이 감소하는 효과가 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시 예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 수정 및 변형은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.

10 메인패널 11 MOF 패널
12 피더 패널 13 버스 패널
14 플레이트 15 단로기
16 접지스위치 17 계기용 변압기
20 차단기 21 베이스 몰드
22 관통홀 23 상부관통홀
24 연결도체 25 실린더형 도체
26 제2실린더형 도체 27 하부관통홀
29 베이스 플레이트 30 진공인터럽터 몰드
31 진공인터럽터 32 고정접점부
33 가동접점부 37 커넥터
38 커넥터 도체 39 케이블
40 가동부 몰드 41 가동로드
50 소켓부 51 돌출부
52 단턱 53 소켓 도체
54 핀삽입홈 60 구동부
61 영구자석 62 코일
63 가동자 65 동력전달장치

Claims

메인패널에 설치되는 개폐장치에 있어서,
일측에는 진공인터럽터가 연결되고, 타측에는 가동부가 연결되는 베이스 몰드;
상기 베이스 몰드의 내부에 설치되는 실린더형 도체; 및
상기 실린더형 도체에 연결되는 소켓부;를 포함하는 개폐장치.
제1항에 있어서, 상기 소켓부는 일단이 상기 실린더형 도체에 연결되고, 타단이 상기 베이스 몰드의 외측으로 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 개폐장치.
제2항에 있어서, 상기 소켓부의 타단은 상기 메인패널의 일부에 설치되는 계기용 변압기에 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 개폐장치.
제3항에 있어서, 상기 소켓부의 타단에 결합되는 커넥터가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 개폐장치.
제4항에 있어서, 상기 커넥터의 일단에는 상기 계기용 변압기로 연결되는 모선 또는 케이블이 연결되는 것을 특징으로 하는 개폐장치.
제4항에 있어서, 상기 커넥터는 L자형 또는 I자형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 개폐장치.
제1항에 있어서, 상기 소켓부는 상기 베이스 몰드의 하부에 돌출 형성되는 돌출부와, 상기 돌출부의 중앙에 형성되는 하부관통홀에 삽입 설치되고 상기 실린더형 도체에 연결되는 소켓 도체로 구성되는 것을 특징으로 하는 개폐장치.
제7항에 있어서, 상기 돌출부는 절연소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 개폐장치.
제7항에 있어서, 상기 돌출부에는 단턱이 형성되는 것을 특징으로 하는 개폐장치.
제7항에 있어서, 상기 소켓 도체의 하단에는 핀삽입홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 개폐장치.