KR20190127790A - 변압기의 화재를 감지하고 폭발을 방지하기 위한 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 개시는 변압기의 화재를 감지하고 폭발을 방지하기 위한 장치를 제공한다. 장치는 제 1 입력 신호 및 제 2 입력 신호를 적어도 하나의 제어 유닛으로 제공하기 위한 적어도 하나의 전압 변동 검출 유닛 및 과전류 감지 유닛을 포함한다. 또한, 적어도 하나의 서지 감지 유닛 및 적어도 하나의 RPRR (Rapid Pressure Rise Relay) 이 제 3 입력 신호를 제어 유닛으로 제공하도록 장치 내에 제공된다. 하나 이상의 회로 차단기들이 제 4 입력 신호를 제어 유닛으로 제공하도록 구성된다. 적어도 하나의 제어 유닛은 제 1 입력 신호, 제 2 입력 신호, 제 3 입력 신호 및 제 4 입력 신호 중 어느 하나를 수신하여, 인출 밸브 및 가스 방출 밸브를 동작시키기 위한 제어 신호를 생성한다.

Description

변압기의 화재를 감지하고 폭발을 방지하기 위한 장치 및 그 방법

본 개시는 전기 변압기 시스템의 화재를 감지하고 폭발을 방지하기 위한 장치 및 시스템에 관한 것이다. 본 개시의 실시예들은 전기 변압기의 화재 유체 누출을 감지하고, 폭발을 방지하기 위한 장치 및 시스템에 관한 것이다.

이로 제한되는 것은 아니지만, 종래의 전기 변압기들 [이하 변압기로 지칭됨] 과 같은 전기 시스템들은 권선들 (windings) 내 및 코어 (core) 내에서 다원성인 (multifactorial) 성능 손실들을 나타낸다. 변압기 내 이러한 손실들은 열을 발생시킨다. 이 열은 권선들 상에 제공된 절연층에 손상을 줄 수 있어, 절연 결함들을 유발한다. 이 절연 결함은 전기 아크 (electric arc) 를 생성하고, 이는 변압기를 보호하도록 구성된 전기 보호 시스템의 동작에 의해 변압기의 공급 계전기 (supply relay) (회로 차단기) 를 시동한다 (trip). 전기 아크는 인클로저 (enclosure) 내 수소, 아세틸렌 및 다른 부산물들을 방출하기 위해, 변압기의 인클로저 내에 둘러싸인 유전체 오일을 분해한다. 방출된 가스들은 인클로저 내부의 압력을 급격하게 상승시키고, 이는 폭연 (deflagration) 을 유발한다. 폭연은 변압기의 인클로저 내 기계적 연결부들 (볼트들, 용접부들 (welds) 및 다른 기계적 조인트들) 의 광범위한 찢어짐 (extensive tearing) 을 발생시킨다. 기계적 연결부들의 찢어짐은 방출된 가스를 주변 공기에 존재하는 산소와 콘택트하게 한다. 산소의 존재시 인화성이 되는 아세틸렌이 즉시 점화되어, 변압기가 불타게 한다. 변압기의 이러한 화재는 다른 현장 장비 (on-site equipment) 로 확산할 수 있어, 광범위한 손상을 유발한다. 화재는 또한 변압기의 폭발을 트리거할 수도 있다. 통상적으로, 변압기의 폭발은 과부하, 전압 서지 (surge), 절연물의 점진적인 열화, 불충분한 오일 레벨 및 절연 컴포넌트의 고장으로 인해 발생한다. 그러나, 제어되지 않은 화재는 또한 변압기 폭발의 트리거가 될 수 있다.

전술한 한계들을 극복하기 위해, 화재 방재 시스템들이 변압기들 내에 구성된다. 이들 화재 방재 시스템들은 유전체 오일의 연소에 의해 또는 화재 감지기들에 의해 작동된다. 그러나, 이들 시스템들은 상당한 시간 지연 (time lag) 으로 동작한다. 따라서, 장비의 연소를 제한하고, 화재가 이웃하는 설비들 (plants) 또는 주변 장비들로 확산하는 것을 방지할 필요가 있다.

장비의 연소를 완화시키기 위해, 유전체 오일의 분해가 제어되어야 한다. 이는 변압기의 인클로저 내에서 종래의 광물성 오일들 (mineral oils) 대신 실리콘 오일들의 사용에 의해 달성된다. 그러나, 이들 예방 조치들은 수 밀리초의 실리콘 오일 분해로 인해, 인클로저 내 압력 강화 (pressure built-up) 를 감소시킨다. 이 시간 인터벌은 변압기의 폭발을 방지하기 위한 임의의 예방 조치적 수단을 인게이지하는데 (engaging) 적합하지 않다.

전술한 문제들을 완화하기 위한 이 기술에 앞서, 변압기의 폭발 및 결과적인 화재에 맞서 방지, 방재 및 감지하기 위한 방법이 존재했다. 이전의 방법은 압력 센서를 사용하여 변압기의 절연물의 파괴를 감지하는 단계들을 포함한다. 후속하여, 변압기의 인클로저 내에 담긴 냉각제가 밸브를 사용하여, 감압된다. 냉각제를 휘젓고 (stir) 산소가 인클로저 내로 들어가는 것을 방지하기 위해, 가압된 불활성 가스가 인클로저의 하단부 내로 주입된다. 인클로저 내로 가압된 불활성 가스의 주입은 변압기의 과열된 부품을 냉각시킨다.

부가적으로, 권선 손실 및 코어 손실로 인해 변압기 내에서 발생된 열을 방산시키기 (dissipate) 위해, 냉각 또는 소화시키는 자연발생적인 또는 강제적인 대류 수단이 채용된다. 종래의 변압기들은 유전체 오일을 사용함으로써, 강제적인 대류에 의해 냉각된다. 열 전달 동안, 변압기 내 오일은 자신의 열량으로 인해 팽창한다. 오일의 팽창으로 인해, 인클로저 내에서 발생된 압력을 방출하기 위해, 디바이스가 변압기 내에 통합된다. 변압기의 인클로저 내에서 발생된 압력의 방출은, 본질적으로 변압기의 폭발을 방지한다. 이 방법은 만족스럽게 작동하고 변압기의 인클로저가 불타고 본질적으로 폭발하는 것을 방지할 수 있게 한다. 그러나, 방법은 교정 조치를 취하기 앞서 지표를 제공하지 않는다. 또한, 교정 액션이 취해질 때까지, 변압기에서 상당한 양의 전기 절연 브레이크 다운 (break down) 이 있을 것이다.

따라서, 전술한 논의를 고려하여, 변압기의 화재를 감지하고 폭발을 방지하고, 상기 언급된 한계들을 극복하기 위한 장치 및 시스템에 수요가 존재한다.

본 개시의 시스템 및 방법을 통해 종래 기술의 하나 이상의 단점들이 극복되고 부가적인 장점들이 제공된다. 부가적인 특징들 및 장점들은 본 개시의 기법들을 통해 실현된다. 본 개시의 다른 실시예들 및 양태들은 본 명세서에 상세히 기술되고 본 개시의 일부로 간주된다.

상기 기술된 본 개시의 양태들 및 실시예들은 서로 임의의 조합으로 사용될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 몇몇 양태들 및 실시예들은 본 개시의 다른 실시예를 형성하도록 함께 조합될 수도 있다.

본 개시의 일 실시예에서, 변압기에서 화재를 감지하고 폭발을 방지하기 위한 장치가 개시된다. 장치는, 변압기로 들어가는 입력 전압과 변압기를 나오는 출력 전압의 비를 결정하기 위한 적어도 하나의 전압 변동 검출 유닛을 포함한다. 적어도 하나의 전압 변동 검출 유닛은 입력 전압과 출력 전압의 비가 사전 설정된 문턱값 비를 능가할 때, 적어도 하나의 전압 변동 검출 유닛은 제 1 입력 신호를 적어도 하나의 제어 유닛으로 제공한다. 변압기의 부하를 모니터링하기 위한 과전류 감지 유닛이 장치 내에 제공된다. 과전류 감지 유닛은 변압기의 부하가 사전 설정된 부하 문턱값을 능가할 때 제 2 입력 신호를 적어도 하나의 제어 유닛으로 제공한다. 또한, 변압기의 변압기 탱크 내 오일 서지 (oil surge) 및 유압 (oil pressure) 의 변동을 각각 검출하기 위한 적어도 하나의 서지 감지 유닛 (surge detection unit) 및 적어도 하나의 RPRR (Rapid Pressure Rise Relay) 이 장치 내에 구성된다. 변압기 탱크의 오일 서지 및 유압의 변동이 사전 설정된 압력 문턱값을 능가할 때 제 3 입력 신호이 적어도 하나의 제어 유닛으로 제공된다. 또한, 하나 이상의 회로 차단기들이 적어도 하나의 전압 변동 검출 유닛, 과전류 감지 유닛, 적어도 하나의 서지 감지 유닛 및 적어도 하나의 RPRR (Rapid Pressure Rise Relay) 중 어느 하나로부터 입력 신호들을 수신하기 위해 구성된다. 하나 이상의 회로 차단기들은 입력 신호들의 수신시, 제 4 입력 신호를 적어도 하나의 제어 유닛으로 제공한다. 적어도 하나의 제어 유닛은, 제 1 입력 신호, 제 2 입력 신호, 제 3 입력 신호 및 제 4 입력 신호 중 어느 하나를 수신하여, 인출 밸브 (drain valve) 및 가스 방출 밸브 (gas release valve) 을 동작시키기 위한 제어 신호를 생성한다. 가스 방출 밸브는 1차 가스 밸브와 2차 가스 밸브를 포함한다. 1차 가스 밸브는 가스 소스와 유체로 연통하는 1차 유입구 포트 및 1차 유출구 포트로 구성된다. 1차 가스 밸브 및 2차 가스 밸브가 작동될 때 변압기 탱크 내로 가스를 경로를 정하기 위해 (route), 2차 가스 밸브는 1차 유출구 포트와 유체로 연통하는 2차 유입구 포트, 및 변압기 탱크와 유체로 연통하는 2차 유출구 포트로 구성된다. 배기 포트가 1차 가스 밸브 및 2차 가스 밸브가 폐쇄된 위치에 있을 때, 1차 가스 밸브 및 2차 가스 밸브 중 어느 하나로부터 대기 중으로 누출된 가스를 배기하도록 2차 가스 밸브를 구성한다.

일 실시예에서, 입력 전압과 출력 전압의 비가 1:40 문턱값 비를 능가할 때, 적어도 하나의 전압 변동 검출 유닛은 제 1 입력 신호를 제어 유닛으로 제공한다.

일 실시예에서, 입력 전압과 출력 전압의 비가 사전 설정된 문턱값 비를 능가할 때, 하나 이상의 회로 차단기들은 변압기가 입력 전압을 수신하는 것을 중단시킨다 (cut-off).

일 실시예에서, 적어도 하나의 제어 유닛은 변압기 탱크로부터 오일을 인출하기 위해 인출 밸브를 동작시킨다.

일 실시예에서, 적어도 하나의 제어 유닛은 변압기 탱크의 온도 및 산소 함량을 감소시키기 위해 오일을 휘저어, 변압기 내에서 폭발 및 화재를 방지하기 위해, 가스 소스로부터 변압기 탱크의 하단부로 가스를 주입하도록 가스 방출 밸브를 동작시킨다.

일 실시예에서, 2차 가스 밸브의 2차 유출구 포트는 가스 플로우 제어 밸브 및 역류 방지 밸브 (non-return valve) 를 통해 변압기 탱크에 연결된다.

일 실시예에서, 가스 소스는 1차 가스 밸브로 들어가는 가스의 압력을 제어하도록 압력 조절기를 통해 1차 가스 밸브의 1차 유입구 포트에 연결된다.

또 다른 실시예에서, 변압기에서 화재를 감지하고 폭발을 방지하기 위한 장치가 제공된다. 장치는 인출 파이프를 통해 경로가 정해진 오일의 압력을 감지하도록 구성된 적어도 하나의 압력 모니터링 스위치를 포함한다. 적어도 하나의 압력 모니터링 스위치는 인출 파이프를 통해 경로가 정해진 오일의 압력이 사전 설정된 값을 능가할 때, 제 1 입력 신호를 적어도 하나의 제어 유닛으로 제공한다. 적어도 하나의 압력 모니터링 스위치 [PMS] 는 압력 모니터링 스위치의 압력 포트의 유압이 사전 설정된 값을 능가할 때, 제 1 신호를 생성하기 위한 적어도 하나의 압력 스위치를 더 포함한다. 압력 스위치를 동작시키기 위해 압력 스위치와 콘택트하는 적어도 하나의 스프링식 플런저 (spring loaded plunger) 가 PMS 내에 제공된다. 적어도 하나의 다이어프램이 압력 포트 내 그리고 적어도 하나의 다이어프램으로 들어가는 오일의 압력에 기초하여 적어도 하나의 스프링식 플런저를 동작시키기 위해, 스프링식 플런저에 부착된다. 또한, 압력 포트가 미리 결정된 양의 오일을 수용하여, 인출 파이프를 통해 경로가 정해진 오일의 압력을 유지하기 위해, 인출 파이프에 연결된다. 또한, 장치는 변압기로 들어가는 입력 전압과 변압기를 나가는 출력 전압의 비를 결정하기 위한 적어도 하나의 전압 변동 검출 유닛을 포함한다. 입력 전압과 출력 전압의 비가 사전 설정된 문턱값 비를 능가할 때, 적어도 하나의 전압 변동 검출 유닛은 제 2 입력 신호를 적어도 하나의 제어 유닛으로 제공한다. 변압기의 부하를 모니터링하기 위한 과전류 감지 유닛이 장치에 제공된다. 과전류 감지 유닛은 변압기의 부하가 사전 설정된 부하 문턱값을 능가할 때 제 3 입력 신호를 적어도 하나의 제어 유닛으로 제공한다. 또한, 적어도 하나의 서지 감지 유닛 및 적어도 하나의 RPRR (Rapid Pressure Rise Relay) 이 변압기 탱크 내 유압의 변동 및 오일 서지를 감지하도록 장치 내에 구성된다. 변압기 탱크의 오일 서지 및 유압의 변동이 사전 설정된 압력 문턱값을 능가할 때 제 4 입력 신호가 적어도 하나의 제어 유닛으로 제공된다. 또한, 하나 이상의 회로 차단기들이 적어도 하나의 전압 변동 검출 유닛, 과전류 감지 유닛, 적어도 하나의 서지 감지 유닛 및 적어도 하나의 RPRR 중 어느 하나로부터 입력 신호들을 수신하기 위해 장치 내에 구성된다. 하나 이상의 회로 차단기들은 입력 신호들의 수신시, 제 5 입력 신호를 적어도 하나의 제어 유닛으로 제공한다. 적어도 하나의 제어 유닛은 제 1 입력 신호, 제 2 입력 신호, 제 3 입력 신호, 제 4 입력 신호 및 제 5 입력 신호 중 어느 하나를 수신하여, 인출 밸브 및 가스 방출 밸브를 동작시키기 위한 제어 신호를 생성한다. 가스 방출 밸브는 1차 가스 밸브 및 2차 가스 밸브를 포함한다. 1차 가스 밸브는 가스 소스와 유체로 연통하는 1차 유입구 포트 및 1차 유출구 포트로 구성된다. 1차 가스 밸브 및 2차 가스 밸브가 적어도 하나의 제어 유닛에 의해 동작될 때 변압기 탱크 내로 가스를 경로를 정하기 위해, 2차 가스 밸브는 1차 유출구 포트와 유체로 연통하는 2차 유입구 포트, 및 변압기 탱크와 유체로 연통하는 2차 유출구 포트로 구성된다. 배기 포트가 1차 가스 밸브 및 2차 가스 밸브가 폐쇄된 위치에 있을 때, 1차 가스 밸브 및 2차 가스 밸브 중 어느 하나로부터 대기 중으로 누출된 가스를 배기하도록 2차 가스 밸브를 구성한다.

일 실시예에서, 압력 포트는 인출 파이프로부터 바이패스된 오일을 수용하기 위해 적어도 하나의 3-웨이 볼 밸브 (three-way ball valve) 에 연결된다.

일 실시예에서, 적어도 하나의 3-웨이 볼 밸브는 인출 파이프로부터 바이패스된 오일을 수용하기 위해 제 1 호스 파이프 (hose pipe) 를 통해 적어도 하나의 2-웨이 볼 밸브에 연결된다.

일 실시예에서, 적어도 하나의 3-웨이 볼 밸브는 바이패스된 오일을 인출 파이프로 다시 경로를 정하기 위한 제 2 호스 파이프에 의해 인출 파이프에 연결된다.

일 실시예에서, 가스켓이 오일 누출을 방지하기 위해 압력 포트와 다이어프램 사이에 제공된다.

일 실시예에서, 적어도 하나의 다이어프램을 하우징하기 위한 복수의 지지 플레이트들이 적어도 하나의 압력 모니터링 스위치에 제공된다.

일 실시예에서, 변압기에서 화재를 감지하고, 인출 파이프에 배치된 인출 밸브를 통해 유체 누출을 감지하고, 그리고 화재를 방지하기 위한 시스템이 제공된다. 시스템은 인출 파이프의 유체 누출을 감지하기 위한 유체 누출 감지 유닛을 포함한다. 유체 누출 감지 유닛은 폐쇄된 위치의 인출 밸브를 통해 누출된 유체를 수집하기 위한 인출 파이프의 다운스트림과 유체로 연통하는 유체 수집 격실 (fluid collection compartment) 을 포함한다. 유체 수집 격실은 유체 수집 격실의 상단측 및 하단측 상에 제공된 적어도 하나의 쓰루홀을 포함한다. 유체 수집 격실의 하단측의 적어도 하나의 쓰루홀을 둘러싸는 영역이 누출된 유체를 수집하기 위한 유체 수집 영역으로서 구성된다. 유체 수집 격실의 하단측은 적어도 하나의 쓰루홀을 통해 유체 수집 격실 내로 미리 결정된 높이까지 연장하는 유체 배출 파이프 (fluid discharge pipe) 와 연결된다. 또한, 유체 누출을 나타내기 위해 유체 수집 영역 내 미리 결정된 양의 유체의 수집시 알람을 트리거하도록 적어도 하나의 유체 레벨 스위치가 유체 수집 격실 내부의 미리 결정된 위치에 위치된다. 장치는 인출 파이프를 통해 경로가 정해진 오일의 압력을 감지하여, 인출 파이프를 통해 경로가 정해진 오일의 압력이 사전 설정된 값을 능가할 때, 제 1 입력 신호를 적어도 하나의 제어 유닛으로 제공하도록 구성된 적어도 하나의 압력 모니터링 스위치를 더 포함한다. 적어도 하나의 압력 모니터링 스위치 [PMS] 는 적어도 압력 모니터링 스위치의 압력 포트의 유압이 사전 설정된 값을 능가할 때, 제 1 신호를 생성하기 위한 적어도 하나의 압력 스위치를 더 포함한다. 압력 스위치를 동작시키기 위해 압력 스위치와 콘택트하는 적어도 하나의 스프링식 플런저 (spring loaded plunger) 가 적어도 하나의 압력 모니터링 스위치 내에 제공된다. 적어도 하나의 다이어프램이 압력 포트 내 그리고 적어도 하나의 다이어프램으로 들어가는 오일의 압력에 기초하여 적어도 하나의 스프링식 플런저를 동작시키기 위해, 적어도 하나의 스프링식 플런저에 부착된다. 또한, 압력 포트가 미리 결정된 양의 오일을 수용하여, 인출 파이프를 통해 경로가 정해진 오일의 압력을 유지하기 위해, 인출 파이프에 연결된다. 또한, 장치는 변압기로 들어가는 입력 전압과 변압기를 나가는 출력 전압의 비를 결정하기 위한 적어도 하나의 전압 변동 검출 유닛을 포함한다. 입력 전압과 출력 전압의 비가 사전 설정된 문턱값 비를 능가할 때, 적어도 하나의 전압 변동 검출 유닛은 제 2 입력 신호를 적어도 하나의 제어 유닛으로 제공한다. 변압기의 부하를 모니터링하기 위한 과전류 감지 유닛이 장치에 제공된다. 과전류 감지 유닛은 변압기의 부하가 사전 설정된 부하 문턱값을 능가할 때 제 3 입력 신호를 적어도 하나의 제어 유닛으로 제공한다. 또한, 적어도 하나의 서지 감지 유닛 및 적어도 하나의 RPRR (Rapid Pressure Rise Relay) 이 변압기 탱크 내 유압의 변동 및 오일 서지를 감지하도록 장치 내에 구성된다. 변압기 탱크의 오일 서지 및 유압의 변동이 사전 설정된 압력 문턱값을 능가할 때 제 4 입력 신호가 적어도 하나의 제어 유닛으로 제공된다. 또한, 하나 이상의 회로 차단기들이 적어도 하나의 전압 변동 검출 유닛, 과전류 감지 유닛, 적어도 하나의 서지 감지 유닛 및 적어도 하나의 RPRR 중 어느 하나로부터 입력 신호들을 수신하기 위해 장치 내에 구성된다. 하나 이상의 회로 차단기들은 입력 신호들의 수신시, 제 5 입력 신호를 적어도 하나의 제어 유닛으로 제공한다. 적어도 하나의 제어 유닛은 제 1 입력 신호, 제 2 입력 신호, 제 3 입력 신호, 제 4 입력 신호 및 제 5 입력 신호 중 어느 하나를 수신하여, 인출 밸브 및 가스 방출 밸브를 동작시키기 위한 제어 신호를 생성한다. 가스 방출 밸브는 1차 가스 밸브 및 2차 가스 밸브를 포함한다. 1차 가스 밸브는 가스 소스와 유체로 연통하는 1차 유입구 포트 및 1차 유출구 포트로 구성된다. 1차 가스 밸브 및 2차 가스 밸브가 적어도 하나의 제어 유닛에 의해 동작될 때 변압기 탱크 내로 가스를 경로를 정하기 위해, 2차 가스 밸브는 1차 유출구 포트와 유체로 연통하는 2차 유입구 포트, 및 변압기 탱크와 유체로 연통하는 2차 유출구 포트로 구성된다. 배기 포트가 1차 가스 밸브 및 2차 가스 밸브가 폐쇄된 위치에 있을 때, 1차 가스 밸브 및 2차 가스 밸브 중 어느 하나로부터 대기 중으로 누출된 가스를 배기하도록 2차 가스 밸브를 구성한다.

또 다른 실시예에서, 변압기에서 화재를 감지하고, 인출 파이프에 배치된 인출 밸브를 통해 유체 누출을 감지하고, 폭발을 방지하기 위한 방법이 개시된다. 방법은 유체 수집 격실의 유체 레벨을 모니터링하는 단계로서, 유체 수집 격실 내부의 미리 결정된 위치에 위치된 적어도 하나의 유체 레벨 스위치가 유체 누출을 나타내기 위해 유체 수집 격실의 유체 수집 영역 내 유체의 미리 결정된 레벨을 검출시 알람을 트리거하도록 구성되는, 유체 레벨을 모니터링하는 단계를 포함한다. 인출 파이프를 통해 경로가 정해진 변압기 탱크 내 오일의 압력이 적어도 하나의 압력 모니터링 스위치에 의해 모니터링되어, 인출 파이프를 통해 경로가 정해진 오일의 유압이 사전 설정된 값을 능가할 때, 제 1 입력 신호를 적어도 하나의 제어 유닛으로 제공한다. 또한, 입력 전압과 출력 전압 간 비가 계산되고, 입력 전압과 출력 전압의 비가 사전 설정된 문턱값 비를 능가할 때, 제 2 입력 신호를 적어도 하나의 제어 유닛으로 제공한다. 변압기의 부하가 사전 설정된 부하 문턱값을 능가할 때 제 3 입력 신호가 적어도 하나의 제어 유닛으로 제공된다. 변압기의 변압기 탱크 내 유압의 변화 레이트 및 과도한 오일 서지가 적어도 하나의 서지 감지 유닛 및 RPRR에 의해 각각 모니터링되어, 제 4 입력 신호를 적어도 하나의 제어 유닛으로 제공한다. 또한, 하나 이상의 회로 차단기들이 제 1 입력 신호, 제 2 입력 신호, 제 3 입력 신호 및 제 4 입력 신호 중 어느 하나를 수신할 때, 하나 이상의 회로 차단기에 의해 제 5 입력 신호가 적어도 하나의 제어 유닛으로 제공된다. 마지막으로, 제 1 입력 신호, 제 2 입력 신호, 제 3 입력 신호, 제 4 입력 신호 및 제 5 입력 신호 중 어느 하나가 적어도 하나의 제어 유닛에 의해 수신될 때, 적어도 하나의 제어 유닛은 제어 신호를 생성한다. 제어 신호는 인출 밸브 및 가스 방출 밸브를 동작시켜, 변압기의 화재를 감지하고 폭발을 방지한다.

전술한 개요는 단지 예시이고 어떠한 방식으로도 제한하도록 의도되지 않았다. 상기 기술된 예시적인 양태들, 실시예들, 및 특징들에 더하여, 다른 양태들, 실시예들, 및 특징들이 도면들 및 이하의 상세한 기술 (description) 을 참조하여 자명해질 것이다.

본 개시의 신규한 특징들 및 특성은 첨부된 기술에 진술된다. 그러나, 본 개시의 실시예들 자체, 뿐만 아니라 바람직한 사용 모드, 이의 다른 목적들 및 장점들이 첨부된 도면들과 함께 학습될 때 예시적인 실시예의 이하의 상세한 기술을 참조하여 가장 잘 이해될 것이다. 하나 이상의 실시예들이 단지 예로서, 첨부된 도면들을 참조하여 이제 기술된다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른, 변압기의 화재를 감지하고 폭발을 방지하기 위한 장치를 예시한다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른, 장치의 가스 방출 밸브를 예시한다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른, 가스 소스에 연결된 가스 방출 밸브를 예시한다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른, 장치의 압력 모니터링 스위치를 예시한다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른, 압력 모니터링 스위치의 밸브들의 구성을 예시한다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른, 장치의 압력 모니터링 스위치의 어셈블리를 예시한다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른, 변압기의 화재를 감지하고, 인출 파이프를 통해 유체 누출을 감지하고 폭발을 방지하기 위한 시스템을 예시한다.
도 8a는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른, 시스템 내에 어셈블된 유체 누출 감지 디바이스의 사시도를 예시한다.
도 8b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 유체 누출 감지 디바이스의 정면도를 예시한다.
본 명세서의 임의의 블록도들은 본 발명 주제의 원리들을 구현하는 예시적인 시스템들의 개념적인 도면들을 제공한다는 것이 당업자에게 인식될 것이다.
도면들은 단지 예시를 목적으로 본 개시의 실시예들을 도시한다. 당업자는 본 명세서에 예시된 시스템의 대안적인 실시예들이 본 명세서에 기술된 개시의 원리들로부터 벗어나지 않고 채용될 수도 있다는 것을 이하의 기술로부터 용이하게 인식할 것이다.

본 개시의 실시예들이 다양한 수정들 및 대안적인 형태들을 받을 수도 있지만, 본 개시의 특정한 실시예는 도면들에 예로서 도시되고 이하에 기술될 것이다. 그러나, 이는 본 개시를 개시된 특정한 형태들로 제한하도록 의도된 것이 아니라, 반대로 본 개시는 본 개시의 범위 내에 속하는 모든 수정들, 등가물들, 및 대안들을 커버한다는 것이 이해되어야 한다.

당업자는 본 개시로부터 동기부여 되어, 변압기의 화재를 감지하고 폭발을 방지하기 위한 장치 및 시스템을 수정할 것이라는 것을 주의해야 한다. 그러나, 이러한 수정은 본 개시의 범위 내에서 구성되어야 한다. 이에 따라, 도면들은 본 명세서의 기술의 이점을 갖는 당업자에게 쉽게 식별될 상세들이 본 개시를 모호하게 하지 않도록 본 개시의 실시예들을 이해하는데 관련 있는 구체적인 상세들만을 도시한다.

본 개시에 사용된 용어들 "포함한다 (comprises)", "포함하는 (comprising)", 또는 이의 임의의 다른 변형들은 컴포넌트들의 리스트를 포함하는 방법, 시스템, 어셈블리가 이들 컴포넌트들을 포함할 뿐만 아니라 이러한 시스템, 또는 어셈블리, 또는 디바이스로 명시적으로 리스트되거나 고유하지 않은 다른 컴포넌트들을 포함할 수도 있도록, 비-배타적인 포함을 커버하도록 의도된다. 달리 말하면, "포함되는" 시스템의 하나 이상의 엘리먼트들 (one or more elements in system proceeded by "comprises…a") 은 보다 많은 제약들 없이, 시스템 또는 디바이스의 다른 엘리먼트들 또는 부가적인 엘리먼트들의 존재를 배제하지 않는다.

본 개시의 배경기술에 언급된 한계들을 극복하기 위해, 변압기의 화재를 감지하고 폭발을 방지하기 위한 장치가 개시된다. 장치는 변압기로 들어가는 입력 전압과 변압기를 나가는 출력 전압의 비를 결정하기 위한 적어도 하나의 전압 변동 검출 유닛을 포함한다. 적어도 하나의 전압 변동 검출 유닛은 사전 설정된 문턱값 비로 출력 전압에 대한 입력 전압의 비를 검출한다. 적어도 하나의 전압 변동 검출 유닛은 입력 전압과 출력 전압의 비가 사전 설정된 문턱값 비를 능가할 때 제 1 입력 신호를 적어도 하나의 제어 유닛으로 제공하도록 구성된다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 전압 변동 검출 유닛은 입력 전압과 출력 전압의 비가 1:40 문턱값 비를 능가할 때 제 1 입력 신호를 제공한다.

변압기의 부하를 모니터링하도록 과전류 감지 유닛이 장치에 제공된다. 일 실시예에서, 과전류 감지 유닛은 과전류 계전기 (over current relay) 일 수도 있다. 일 실시예에서, 과전류 감지 유닛은 변압기를 나가는 전류에 대한 변압기를 들어가는 전류의 차이 값을 비교한다. 차이 값이 사전 설정된 부하 문턱값보다 크다면, 제 2 입력 신호가 적어도 하나의 제어 유닛으로 제공된다.

적어도 하나의 서지 감지 유닛 및 적어도 하나의 RPRR (rapid pressure rise relay) 은 변압기의 변압기 탱크 내 오일 서지 및 유압의 변동을 검출하도록 장치 내에 제공된다. 적어도 하나의 서지 감지 유닛은 오일 서지가 사전 설정된 압력 문턱값을 능가할 때, 트리거된다. 적어도 하나의 RPRR는 변압기 탱크의 유압의 변동이 사전 설정된 압력 문턱값을 능가할 때 트리거된다. 적어도 하나의 서지 감지 유닛 및 적어도 하나의 RPRR은 동시에 트리거될 ?, 제 3 입력 신호를 적어도 하나의 제어 유닛으로 제공한다.

또한, 하나 이상의 회로 차단기들이 장치에 제공되고, 적어도 하나의 전압 변동 검출 유닛, 과전류 감지 유닛, 적어도 하나의 서지 감지 유닛 및 적어도 하나의 RPRR 중 어느 하나로부터 입력 신호들을 수신하도록 구성된다. 어느 하나의 컴포넌트들로부터 입력 신호의 수신시, 하나 이상의 회로 차단기들은 제 4 입력 신호를 적어도 하나의 제어 유닛으로 제공한다.

제 1 입력 신호, 제 2 입력 신호, 제 3 입력 신호 및 제 4 입력 신호 중 어느 하나의 수신시, 적어도 하나의 제어 유닛은 인출 밸브 및 가스 방출 밸브를 동시에 동작시키도록 제어 신호를 생성하도록 구성된다. 인출 밸브는 적어도 하나의 제어 유닛으로부터 제어 신호의 수신시 변압기 탱크로부터 오일을 인출하도록 구성된다. 동시에, 가스 소스에 연결된 가스 방출 밸브는 변압기 탱크의 하단 부분으로부터 가스를 방출하도록 적어도 하나의 제어 유닛에 의해 동작된다. 변압기 탱크의 하단부로부터 가스의 공급은 오일의 온도를 저감시켜, 변압기의 화재 및 폭발을 방지한다.

본 개시의 일 실시예에서, 장치는 변압기의 인출 파이프 상에 구성된 압력 모니터링 스위치를 더 포함한다. 압력 모니터링 스위치는 변압기의 인출 파이프로부터 인출하는 오일의 압력을 모니터링하도록 구성된다. 압력 모니터링 스위치는 변압기 탱크로부터 인출하는 오일의 압력이 사전 설정된 값을 능가할 때, 적어도 하나의 제어 유닛으로의 입력 신호를 생성하는, 적어도 하나의 압력 스위치를 포함한다. 일 실시예에서, 압력의 사전 설정된 값은 7 mwc [meter water column] 이다. 적어도 하나의 압력 스위치는 적어도 하나의 압력 스위치를 동작시키기 위해 적어도 하나의 스프링식 플런저와 콘택트한다. 적어도 하나의 스프링식 플런저는 결국 적어도 하나의 다이어프램과 인터페이싱한다. 적어도 하나의 다이어프램은 변압기 탱크로부터 오일을 수용하고, 오일의 압력에 기초하여, 적어도 하나의 다이어프램이 부풀어 올라 결국 적어도 하나의 스프링식 플런저를 동작시킨다. 적어도 하나의 스프링식 플런저는 입력 신호를 적어도 하나의 제어 유닛으로 제공하도록 적어도 하나의 압력 스위치를 더 동작시킨다. 따라서 압력 모니터링 스위치는 인출 파이프로부터 인출하는 오일의 압력이 사전 설정된 값을 능가할 때, 제 1 입력 신호를 적어도 하나의 제어 유닛으로 제공한다.

적어도 하나의 전압 변동 검출 유닛, 과전류 감지 유닛, 적어도 하나의 서지 감지 유닛 및 하나 이상의 회로 차단기들은 압력 모니터링 스위치가 제 1 입력 신호를 적어도 하나의 제어 유닛으로 제공할 때 제 2 입력 신호, 제 3 입력 신호, 제 4 입력 신호 및 제 5 입력 신호를 각각 적어도 하나의 제어 유닛으로 제공한다.

본 개시의 또 다른 실시예에서, 변압기의 화재를 감지하고, 인출 밸브를 통해 유체 누출을 감지하고, 화재를 방지하기 위한 시스템이 개시된다. 시스템은 유체 누출 감지 유닛과 함께, 변압기의 화재를 감지하고 폭발을 방지하도록 상기 기술된 바와 같은 장치를 포함한다. 유체 누출 감지 유닛은 변압기 탱크로부터 오일을 경로를 정하는, 유체 배출 파이프의 유체 누출을 감지하도록 구성된다. 유체 누출 감지 유닛은 인출 파이프의 다운스트림과 유체로 연통하는 유체 수집 격실을 포함한다. 유체 수집 격실은 인출 밸브가 폐쇄된 위치에 있을 때, 인출 밸브를 통해 누출된 유체를 수집하도록 구성된다. 유체 수집 격실은 상단측 및 하단측에 적어도 하나의 쓰루홀을 더 포함한다. 유체 수집 격실의 하단측으로, 유체 배출 파이프가 미리 결정된 높이까지 유체 수집 격실 내로 연장하도록 장착된다. 이 구성은 적어도 하나의 쓰루홀을 둘러싸는 영역으로 하여금 인출 밸브로부터 누출된 유체를 수집하기 위해, 유체 수집 영역으로서 역할을 하게 한다. 적어도 하나의 유체 레벨 스위치는 유체 수집 격실의 미리 결정된 위치에 제공된다. 적어도 하나의 유체 레벨 스위치는 유체 수집 영역 내 미리 결정된 양의 유체의 수집시 알람을 트리거하도록 구성된다.

이하의 단락들은 도면 1 내지 도 8b를 참조하여 본 개시를 기술한다. 도면들에서 동일한 기능을 갖는 동일한 엘리먼트 또는 엘리먼트들은 동일한 참조 부호들로 나타내었다. 본 개시의 예시적인 실시예에서, 도면들은 변압기의 화재를 감지하고 폭발을 방지하기 위한 장치 및 시스템을 수반하는 양태들을 예시한다.

도 1은 변압기 (30) 의 화재를 감지하고 폭발을 방지하기 위한 장치 (100) 의 예시적인 실시예를 예시한다. 장치 (100) 는 변압기 (30) 의 화재를 감지할 때, 가스 소스 (7) 로부터 변압기 (30) 의 변압기 탱크 (14) 내로 가스를 방출하기 위해 가스 방출 밸브 (6) 를 동작시키기 위한 제어 신호를 생성하도록 구성된다.

장치 (100) 는 상부에 고전압 전도체 (22) 및 저전압 전도체 (23) 를 구비한 변압기 탱크 (14) 를 갖는 변압기 (30) 를 포함한다. 고전압 전도체 (22) 및 저전압 전도체 (23) 는 스텝-업 (step-up) 또는 스텝-다운 (step down) 동작을 위해 변압기 (30) 내 그리고 변압기 (30) 로부터 전류 및 전압을 전도하도록 구성된다. 일 실시예에서, 고전압 전도체(22) 는 입력 전류를 반송하고, 저전압 전도체 (23) 는 출력 전류를 반송한다. 고전압 전도체 (22) 및 저전압 전도체 (23) 는 고전압 변압기 부싱 및 저전압 변압기 부싱 (15 및 16) [이하 또한 변압기 부싱들로 지칭됨] 에 각각 접속된다. 변압기 부싱들 (15 및 16) 은 전압 및/또는 전류로 하여금 변압기 (30) 의 벽을 통해 전도되게 하는, 절연된 디바이스들이다.

또한, 변압기 탱크 (14) 는 오일 (11) 로 충진된다. 변압기 탱크 (14) 내 오일 (11) 은 변압기 (30) 의 작동 사이클 동안 발생된 열을 방산시키기 위한 냉각제로서 역할을 한다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 유전체/전기 절연 속성, 고 열 용량 및 저 점도 속성들과 같은 속성들을 갖는 오일 (11) 이 선택된다. 예시적인 실시예에서, 오일 (11) 은 바람직하게 유전체 가연성 냉각제 유체이다. 변압기 (30) 는 파이프 또는 도관 (19) 을 통해 변압기 탱크 (14) 와 유체로 연통하는, 변압기 콘서베이터 (conservator)(21) 에 연결된다. 변압기 콘서베이터 (21) 는 변압기 탱크 (14) 내 유압의 변동을 상쇄시키기 위한 서지 탱크로서 역할을 한다. 파이프 또는 도관 (19) 은 ETCIV (Electrical Transformer Conservator Isolation valve)(20) [본 명세서에서 ETCIV로 지칭됨] 를 구비한다. ETCIV (20) 는 변압기 콘서베이터 (21) 로부터 변압기 탱크 (14) 로 오일 (11) 의 신속한 이동의 검출시, 파이프 또는 도관 (19) 의 통로를 차단하도록 구성된다. 이는 본질적으로 변압기 탱크 (14) 내 오일 (11) 의 갑작스러운 압력 상승 또는 압력 하강이 있다는 것을 나타낸다. 신호 박스 (10) 가 제어 유닛 (1) 에 의해 ETCI 밸브 (20) 를 동작시키는 것을 인에이블하도록, 제어 유닛 (1) 및 ETCI 밸브 (20) 와 인터페이싱한다.

차동 전류 및 전압 센싱 계전기 (26) 가 들어가는 (incoming) 고전압 전도체 (22) 와 나오는 (outgoing) 저전압 전도체 (23) 간의 차동 전류 및 전압을 측정하기 위해 장치 (100) 에 제공된다. 차동 전류 및 전압 센싱 계전기 (26) 는 변압기 (30) 의 전압 및 전류를 각각 모니터링하기 위해, 적어도 하나의 전압 변동 검출 유닛 (26a) [이하 전압 변동 검출 유닛으로 지칭됨] 및 과전류 감지 유닛 (26b) 을 포함한다. 차동 전류 및 전압 센싱 계전기 (26), 전압 변동 검출 유닛 (26a) 및 과전류 감지 유닛 (26b) 은 변압기 (30) 의 적어도 하나의 제어 유닛 (1) [이하 제어 유닛으로 지칭됨] 과 인터페이싱한다. 전압 변동 검출 유닛 (26a) 은 변압기 (30) 로 들어가는 입력 전압과 변압기 (30) 를 나오는 출력 전압의 비를 결정하도록 구성된다. 전압 변동 검출 유닛 (26a) 에 의해 결정된 비는 사전 설정된 문턱값 비과 비교된다. 사전 설정된 비 값이 변압기 (30) 의 제어 유닛 (1) 에 저장된다. 일 실시예에서, 비의 사전 설정된 값은 스텝-업 변압기에 대해 1:40이다. 전압 변동 검출 유닛 (26a) 은 입력 전압과 출력 전압의 비가 사전 설정된 문턱값 비를 능가할 때 제 1 입력 신호를 제어 유닛 (1) 으로 제공하도록 구성된다.

과전류 감지 유닛 (26b) 은 변압기 (30) 의 부하를 모니터링하도록 구성된다. 일 실시예에서, 부하는 변압기 (30) 의 입력 전류와 출력 전류의 차를 계산함으로써 결정된다. 또 다른 실시예에서, 부하는 변압기 (30) 의 출력 전류에 대한 입력 전류의 비를 계산함으로써 결정된다. 과전류 감지 유닛 (26b) 에 의해 계산된 변압기 (30) 의 부하는 사전 설정된 값과 비교된다. 사전 설정된 부하 값은 제어 유닛 (1) 에 저장된다. 일 실시예에서, 변압기 (30) 의 부하에 대한 사전 설정된 값은 요건에 따라 선택된다. 과전류 감지 유닛 (26b) 은 변압기 (30) 의 부하가 사전 설정된 부하 문턱값을 능가할 때, 제 2 입력 신호를 제어 유닛 (1) 으로 제공하도록 구성된다.

일 실시예에서, 전압 변동 검출 유닛 (26a) 및 과전류 감지 유닛 (26b) 은 바람직하게 전기 계전기들이다.

예시적인 실시예에서, 차동 전류 및 전압 센싱 계전기 (26) 는 제 1 입력 신호 및 제 2 전류 신호를 제어 유닛 (1) 으로 제공하기 위해, 변압기 (30) 에 들어오는 신호 및 나가는 신호 [전압 및 전류] 를 모니터링한다. 제 1 입력 신호는 전압 변동이 사전 설정된 문턱값 비를 능가할 때 제어 유닛 (1) 으로 제공된다. 제 2 입력 신호는 부하 변동이 사전 설정된 부하 문턱값을 능가할 때 제어 유닛 (1) 으로 제공된다.

또 다른 실시예에서, 차동 전류 및 전압 센싱 계전기 (26) 는 전압 또는 전류가 사전 설정된 한계를 능가할 때, 변압기 (30) 의 입력 단자들 또는 출력 단자들 간의 접속을 시동하거나 중단시킨다.

장치 (100) 는 적어도 하나의 서지 감지 유닛 (18) [이하 서지 감지 유닛으로 지칭됨] 및 적어도 하나의 RPRR (rapid pressure rise relay) [이하 RPRR로 지칭됨] 을 더 포함한다. 서지 감지 유닛 (18) 은 변압기 탱크 (14) 의 오일 서지를 센싱하기 위해 파이프 또는 도관 (19) 내에 어셈블된다. 오일 서지는 변압기 탱크 (14) 로부터 변압기 콘서베이터 (21) 로 향하는 오일 레벨을 모니터링함으로써 센싱된다. 일 실시예에서, 서지 감지 유닛 (18) 은 Buchholz 계전기이다. RPRR [도면들에는 미도시] 은 변압기 탱크 (14) 로부터 발생하는 오일 서지에 기초하여 변압기 탱크 (14) 내 유압의 변동을 검출한다. 오일 서지 및 유압의 변동은 제어 유닛 (1) 에 저장된 사전 설정된 값과 비교된다. 서지 감지 유닛 (18) 및 RPRR (Rapid Pressure Rise Relay) 은 집합적으로 오일 서지 및 유압의 변동이 사전 설정된 압력 문턱값을 능가할 때, 제 3 입력 신호를 제어 유닛 (1) 으로 제공한다. 또한, 화재 감지기 (17) 가 변압기 (30) 가 불타는 것을 감지하도록 변압기 탱크 (14) 상에 구성된다.

일 실시예에서, 서지 감지 유닛 (18) 은 오일 서지가 사전 설정된 서지 문턱값을 능가할 때, 변압기 (30) 의 입력 단자들 또는 출력 단자들 간의 접속을 시동하거나 절단한다.

장치 (100) 는 또한 전압 변동 검출 유닛 (26a), 과전류 감지 유닛 (26b), 서지 감지 유닛 (18) 및 RPRR (Rapid Pressure Rise Relay) 와 인터페이싱하는, 하나 이상의 회로 차단기들 (24, 28) 을 포함한다. 하나 이상의 회로 차단기들 (24, 28) 은 전압 변동 검출 유닛 (26a), 과전류 감지 유닛 (26b), 서지 감지 유닛 (18) 및 RPRR (Rapid Pressure Rise Relay) 중 어느 하나로부터 입력 신호들을 수신한다. 하나 이상의 회로 차단기들 (24, 28) 은 전압 변동 검출 유닛 (26a), 과전류 감지 유닛 (26b), 서지 감지 유닛 (18) 및 RPRR (Rapid Pressure Rise Relay) 중 어느 하나로부터 입력 신호의 수신시, 제 4 입력 신호를 제어 유닛 (1) 으로 제공하도록 구성된다. 하나 이상의 회로 차단기들 (24, 28) 은, 전압 변동 검출 유닛 (26a), 과전류 감지 유닛 (26b) 서지 감지 유닛 (18) 및 RPRR (Rapid Pressure Rise Relay) 중 어느 하나로부터 입력 신호들의 수신시, 변압기 (30) 의 입력 단자들 또는 출력 단자들 간의 접속을 시동하거나 절단한다.

일 실시예에서, 하나 이상의 회로 차단기들 (24, 28) 은 변압기 (30) 의 전압 변동이 사전 설정된 문턱값 비를 능가할 때 전압 변동 검출 유닛 (26a) 으로부터 입력 신호를 수신한다. 전압 변동 검출 유닛 (26a) 으로부터 입력 신호의 수신시, 하나 이상의 회로 차단기들 (24, 28) 은 제 4 입력 신호를 제어 유닛 (1) 으로 제공한다.

또 다른 실시예에서, 하나 이상의 회로 차단기들 (24, 28) 은 변압기 (30) 의 부하 변동이 사전 설정된 부하 문턱값을 능가할 때, 과전류 감지 유닛 (26b) 으로부터 입력 신호를 수신한다. 과전류 감지 유닛 (26b) 으로부터 입력 신호의 수신시, 하나 이상의 회로 차단기들 (24, 28) 은 제 4 입력 신호를 제어 유닛 (1) 으로 제공한다.

또 다른 실시예에서, 하나 이상의 회로 차단기들 (24, 28) 은 변압기 탱크 (14) 의 오일 서지가 사전 설정된 서지 한계를 능가할 때 서지 감지 유닛 (18) 으로부터 입력 신호를 수신한다. 서지 감지 유닛 (18) 으로부터 입력 신호의 수신시, 하나 이상의 회로 차단기들 (24, 28) 은 제 4 입력 신호를 제어 유닛 (1) 으로 제공한다.

또 다른 실시예에서, 하나 이상의 회로 차단기들 (24, 28) 은 변압기 탱크 (14) 의 유압 변동이 사전 설정된 한계를 능가할 때 RPRR (Rapid Pressure Rise Relay) 로부터 입력 신호를 수신한다. RPRR (Rapid Pressure Rise Relay) 로부터 입력 신호의 수신시, 하나 이상의 회로 차단기들 (24, 28) 은 제 4 입력 신호를 제어 유닛 (1) 으로 제공한다.

일 실시예에서, 하나 이상의 회로 차단기들 (24, 28) 은 전압 변동 검출 유닛 (26a), 과전류 감지 유닛 (26b), 서지 감지 유닛 (18) 및 RPRR (Rapid Pressure Rise Relay) 의 조합으로부터 입력 신호들을 수신한다. 입력 신호들의 수신시, 하나 이상의 회로 차단기들 (24, 28) 은 제 4 입력 신호를 제어 유닛 (1) 으로 제공한다.

일 실시예에서, 하나 이상의 회로 차단기들 (24, 28) 은 전압 변동 검출 유닛 (26a), 과전류 감지 유닛 (26b), 서지 감지 유닛 (18) 및 RPRR (Rapid Pressure Rise Relay) 각각으로부터 제 1 입력 신호, 제 2 입력 신호 및 제 3 입력 신호를 단독으로 또는 조합하여 수신시, 제 4 입력 신호를 제어 유닛 (1) 으로 제공한다.

장치 (100) 는 또한 변압기 탱크 (14) 에 연결된 일 단부와 오일통 (oil sump)(8) 에 연결된 다른 단부를 갖는 인출 파이프 (9) 를 포함한다. 인출 파이프 (9) 는 변압기 탱크 (14) 로부터 인출된 오일을 오일통 (8) 으로 경로를 정하도록 구성된다. 일 실시예에서, 인출 파이프 (9) 는 인출 파이프 (9) 로 하여금 변압기 탱크 (14) 로부터 오일 (11) 의 경로를 정하게 하는, 임의의 위치에 연결가능하다. 예시적인 실시예에서, 인출 파이프 (9) 는 변압기 탱크 (14) 의 상단 부분에 연결된다. 또 다른 실시예에서, 펌프 [도면들에는 미도시] 가 변압기 탱크 (14) 에 저장된 오일 (11) 의 인출을 인에이블하기 위해 인출 파이프 (9) 로 구성된다.

인출 밸브 (4) 가 인출 파이프 (9) 에 구성된다. 인출 밸브 (4) 는 오일 (11) 의 경로를 정할 수 있다. 인출 밸브 (4) 는 제어 유닛 (1) 으로부터 수신된 제어 신호에 기초하여 동작한다. 일 실시예에서, 인출 밸브 (4) 는 이로 제한되는 것은 아니지만, 볼 밸브들, 버터플라이 밸브들 및 솔레노이드 밸브들과 같은 그룹으로부터 선택된다. 예시적인 실시예에서, 인출 밸브 (4) 는 솔레노이드 밸브이다. 인출 밸브 (4) 는 제어 신호의 수신시 정지 위치 (rest position) 로부터 옮겨지는 (displace) 리프팅 자석 (5) [도면들에는 미도시] 을 포함한다. 리프팅 자석을 정지 위치로부터 옮기는 것은 인출 파이프 (9) 의 통로를 차단을 풀어 (unblock), 오일 (11) 로 하여금 변압기 탱크 (14) 로부터 오일통 (8) 으로 흐르게 한다.

일 실시예에서, 변압기 탱크 (14) 는 접지 레벨 (12) 과 콘택트하는 변압기 (13) 의 휠들과 함께 접지 레벨 (12) 에 위치된다.

또한, 장치 (100) 는 장치 (100) 의 화재 소화 격실에 제공된 가스 소스 (7) 와 유체로 연통하는 일 단부, 및 변압기 탱크 (14) 에 연결된 다른 단부를 갖는 도관 (45) 을 포함한다. 도관 (45) 은 가스 소스 (7) 로부터 변압기 탱크 (14) 로 가스의 경로를 정하도록 구성된다. 일 실시예에서, 도관 (45) 은 변압기 탱크 (14) 로 경로가 정해진 가스로 하여금 변압기 탱크 (14) 내 내용물들을 소용돌이치게 하도록 (swirl) 제공된다. 도관 (45) 및 인출 파이프 (9) 는 변압기 탱크 (14) 로 들어가는 가스가 변압기 탱크 (14) 로부터 즉각적으로 나오지 못하게 하도록, 미리 결정된 헤드 (head) 또는 높이만큼 이격된다. 예시적인 실시예에서, 도관 (45) 및 인출 파이프 (9) 는 변압기 탱크 (14) 의 대향하는 부분들, 즉, 각각 하단 부분 및 상단 부분에 제공된다. 도관 (45) 및 인출 파이프 (9) 의 이 예시적인 구성은 변압기 탱크 (14) 로부터 오일 (11) 을 인출하고 동시에 가스의 충진을 허용하도록 인에이블한다. 가스는 이로 제한되는 것은 아니지만, 불활성도 (inertness)/유전체성 (dielectricity) 및 고 열 용량 속성들과 같은 속성들을 포함하도록 선택된다. 예시적인 실시예에서, 가스는 질소이다. 변압기 탱크 (14) 로 경로가 정해진 가스는 오일 (11) 의 온도를 저감시키고 또한 변압기 탱크 (14) 내 산소 함량을 저감하여, 변압기 (30) 의 폭발을 방지한다. 가스는 또한, 파열되거나 (ruptured) 손상된 영역에 가스 층 또는 인벨롭을 형성함으로써 열로 인해 변압기 탱크 (14) 에 발생되는 모든 손상 또는 파열을 차단한다.

도 2에 도시된 바와 같이 가스 방출 밸브 (6) 가 제어 유닛 (1) 으로부터 제어 신호 수신시, 가스 소스 (7) 로부터 변압기 탱크 (14) 로 가스의 경로를 정하도록, 도관 (45) 에 제공된다. 가스 방출 밸브 (6) 는 연속하여 연결된 1차 가스 밸브 (6a) 및 2차 가스 밸브 (6b) 를 포함한다. 1차 가스 밸브 (6a) 는 가스 소스 (7) 에 연결된 유입구 포트 (6d) 및 2차 밸브 (6b) 의 유입구 포트 (6f) 에 연결된 유출구 포트 (6e) 를 포함한다. 2차 가스 밸브 (6b) 의 유출구 포트 (6g) 는 변압기 탱크 (14) 에 연결된다. 1차 가스 밸브 (6a) 및 2차 가스 밸브 (6b) 의 이 구성은 가스 누출을 감지하고 누출된 가스를 대기중으로 배기한다. 1차 가스 밸브 (6b) 가 폐쇄된 위치에 있을 때, 1차 가스 밸브 (6a) 는 가스를 홀딩하고 가스가 2차 가스 밸브 (6b) 의 유입구 포트 (6f) 에 도달하는 것을 방지한다. 1차 가스 밸브 (6a) 가 개방될 때, 가스는 2차 가스 밸브 (6b) 로 공급된다. 2차 밸브가 또한 개방되면, 가스는 변압기 탱크 (14) 로 경로가 정해진다. 그러나, 동작 동안, 1차 밸브 및 2차 가스 밸브 (6a, 6b) 모두 가스 방출 밸브 (6) 의 공통 동작 디바이스와 동시에 동작한다. 일 실시예에서, 1차 밸브 및 2차 가스 밸브 (6a, 6b) 는 이로 제한되는 것은 아니지만 볼 밸브들 및 스프링식 밸브들 (spring loaded valve) 과 같은 그룹으로부터 선택된다.

예시적인 배열에서, 1차 가스 밸브 (6a) 는 유입구 포트 (6d) 로부터 유출구 포트 (6e) 로 가스를 방출하기 위한 적어도 하나의 스프링식 플런저 [미도시] 로 구성된다. 2차 가스 밸브 (6b) 는 누출된 가스를 배기하기 위해 유입구 포트 (6f) 로부터 유출구 포트 (6g), 및 적어도 하나의 가스 배기 포트 (6h) 로 가스를 방출하기 위해 적어도 하나의 스프링식 플런저를 포함한다. 2차 가스 밸브 (6b) 의 스프링식 플런저는 유출구 포트 (6g) 또는 배기 포트 (6h) 중 어느 하나를 폐쇄함으로써 동작한다. 배기 포트 (6h) 는 누출된 가스를 배기하기 위해 사용되는, 2차 가스 밸브 (6b) 의 또 다른 유출구 포트이다. 따라서, 고정된 위치의 2차 가스 밸브 (6b) 는 변압기 탱크 (14) 로 가스의 흐름을 허용하지 않고, 대신 가스를 대기중으로 방출하기 위해 누출하는 가스를 배기 가스 포트 (6h) 로 지향시킨다. 유출구 포트 (6h) 를 개방하기 위해, 외력 (external force) 이 2차 가스 밸브 (6b) 의 2차 스프링식 플런저에 대해 요구된다. 외력은 적어도 하나의 제어 유닛 (1) 으로부터의 모든 동작 신호들의 수신 후에만 동작하는 전자기 디바이스를 통해 인가된다. 일 실시예에서, 1차 가스 밸브 (6a) 및 2차 가스 밸브 (6b) 의 스프링식 플런저들 모두가 눌려진 (depressed) 상태로 남아 있을 때, 변압기 (30) 로 가스의 경로가 정해지면 가스 누출이 2차 가스 밸브 (6b) 에 의해 감지된다. 또 다른 실시예에서, 1차 가스 밸브 (6a) 및 2차 가스 밸브 (6b) 의 스프링식 플런저들 모두가 풀린 (relieved) 상태로 남아 있을 때, 변압기 (30) 로 가스의 경로가 정해지면, 2차 가스 밸브 (6b) 는 역류 방지 밸브 (37) 를 통해 변압기 (30) 로 가스를 공급한다.

[도 3에 도시된] 압력 조절기 (34) 가 변압기 탱크 (14) 로 경로가 정해진 가스의 압력을 모니터링하도록 가스 소스 (7) 에 구성된다. 압력 조절기 (34) 는 가스 소스 (7) 의 가스 압력을 측정하기 위한 적어도 하나의 콘택트 마노미터 (34a) 및 변압기 탱크 (14) 로 경로가 정해질 가스의 입력 압력을 측정하기 위한 적어도 하나의 압력 게이지 (34b) 를 구비한다. 압력 조절기 (34) 는 또한 1차 가스 밸브 (6a) 내로 경로가 정해질 가스의 압력 레벨을 가변시키기 위해 오퍼레이터에 의해 동작가능한 압력 설정 노브 (34d) 가 부착된다. 경로가 정해질 가스의 입력 압력이 미리 결정된 가스 주입 압력을 능가하면, 압력 설정 노브 (34d) 는 압력을 저감시키도록 사용된다. 일 실시예에서, 미리 결정된 가스 주입 압력은 10 bar이상이다. 압력 조절기 (34) 는 변압기 탱크 (14) 로 들어가는 가스의 압력을 유지하기 위해 안전 방출 밸브 (34c) 를 포함한다. 일 실시예에서, 안전 방출 밸브 (34c) 는 압력이 미리 한계 내에 있을 때까지 대기중으로 가스를 배출함으로써 가스의 압력을 경감한다. 일 실시예에서, 가스 플로우의 미리 결정된 압력 한계는 10 bar이다. 안전 방출 밸브 (34c) 로부터 가스 유출은 가스 플로우 제어 밸브 (6c) 를 통해 2차 밸브 (6b) 의 유출구로 경로가 정해진다. 가스 플로우 제어 밸브 (6c) 는 변압기 탱크 (14) 로 가스의 플로우 레이트를 제어한다. 또한, 가스 플로우 제어 밸브 (6c) 의 유출구는 역류 방지 밸브 (37) 의 유출구가 변압기 탱크 (14) 에 연결되는, 역류 방지 밸브 (37) 의 유입구에 연결된다.

또한, [도 4에 도시된 바와 같은] 압력 모니터링 스위치 [PMS] (31) 가 오일 수용 단부 (31a) [또한 압력 포트로 지칭됨], 적어도 하나의 다이어프램 (31b), 케이싱 (31d) 에 둘러싸인 적어도 하나의 압력 스위치 (31c), 적어도 하나의 스프링식 플런저 (31e) 및 다이어프램 (31b) 을 위한 하우징으로서 역할을 하는 복수의 지지 플레이트들 (31f) 을 포함한다. 압력 포트 (31a) 는 패스너 수단 (fastener means) 을 사용하여 다이어프램 (31b) 에 연결되고 가스켓이 오일 누출을 방지하도록 제공된다. 예시적인 실시예에서, 패스너 수단은 장착 너트 (mounting nut) 이다. 다이어프램 (31b) 은 압력 스위치 (31c) 와 콘택트하는 스프링식 플런저 (31e) 에 부착된다. 일 실시예에서, 압력 스위치 (31c) 는 NC (Normally Contact) 스위치이다.

도 5에 도시된 바와 같은 PMS (31) 는 인출 파이프 (9) 와 유체로 연통한다. PMS (31) 는 복수의 볼 밸브들 (41, 42) 사이에 위치된다. 복수의 볼 밸브들 (41, 42) 은 제 1 호스 파이프 및 제 2 호스 파이프 (43, 44) 를 통해 각각 인출 파이프 (9) 에 유체로 연통된다. 예시적인 실시예에서, 복수의 볼 밸브들 (41, 42) 은 2-웨이 볼 밸브 및 3-웨이 볼 밸브들과 같은 그룹으로부터 선택된다. 본 개시에서, 2-웨이 볼 밸브 (41) 및 3-웨이 볼 밸브 (42) 모두 인출 파이프 (9) 로부터 PMS (31) 로 오일 (11) 의 경로를 정하기 위해 사용된다. 2-웨이 볼 밸브 (41) 의 일 개구가 인출 파이프 (9) 로부터의 오일 (11) 을 바이패스하기 위해 인출 파이프 (9) 에 연결되고 2-웨이 볼 밸브 (41) 의 다른 개구는 바이패스된 오일 (11) 을 수용하기 위해 3-웨이 볼 밸브 (42) 의 제 1 개구에 연결된다. 일 실시예에서, 3-웨이 볼 밸브 (42) 의 제 2 개구는 바이패스된 오일 (11) 을 PMS (31) 로 경로를 정하기 위해 PMS (31) 의 오일 수용 단부 (31a) 에 연결된다. PMS (31) 는 3-웨이 볼 밸브 (42) 로부터 바이패스된 오일을 수용하고 현재 절연유 정압 (static oil pressure) 을 측정한다.

일 실시예에서, 2-웨이 볼 밸브 (41) 및 3-웨이 볼 밸브 (42) 모두 적어도 하나의 동작 핸들/레버를 구비한다. 동작 핸들은 요건에 기초하여 밸브 상태를 조절하도록 사용된다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 2-웨이 볼 밸브 (41) 에 부착된 레버가 될 때 수평 위치에 있을 때, 그러면 2-웨이 볼 밸브 (41) 는 동작 상태/개방 상태에 있다. 그러나, 2-웨이 볼 밸브 (41) 의 위치가 수직이면, 이는 2-웨이 볼 밸브 (41) 가 폐쇄된 상태라는 것을 나타낸다. 또한, 3-웨이 볼 밸브 (42) 에 부착된 레버의 위치가 수직이면, 3-웨이 볼 밸브 (42) 는 개방 상태에 있다고 한다. 그러나, 3-웨이 볼 밸브 (42) 에 부착된 레버의 위치가 수평이면, 이는 3-웨이 볼 밸브 (42) 가 폐쇄된 위치에 있다는 것을 나타낸다. 일 실시예에서, 밸브들 (41, 42) 모두가 폐쇄된 상태에 있을 때, 시스템 (101) 의 테스팅이 수행된다. 밸브들 (41, 42) 은 오퍼레이터가 하고자 하면 언제든지 동작 핸들/레버를 사용하여 수동으로 개폐될 수 있다. 두 밸브들 (41, 42) 이 폐쇄되었다고 하면, 오일 (11) 은 PMS (31) 로 바이패스되지 않는다. 이 밸브 구성은 변압기 (30) 의 화재를 감지하고 폭발을 방지하기 위해 사용된 장치 (100) 의 온라인 테스팅을 수행하게 한다.

PMS (31) 는 오일 인출 활동 동안 바이패스된 오일 (11) 의 유압의 변동을 센싱한다. 바이패스된 유압의 변동이 일어나자마자, 스프링식 플런저 (31e) 는 눌려지고, 콘택트된 상태로부터 콘택트하지 않는 상태로 압력 스위치 (31c) 의 상태 변화를 발생시킨다. 또한, PMS (31) 는 바이패스된 오일 (11) 의 압력 변동 감지시, 제 1 입력 신호를 제어 유닛 (1) 으로 제공한다. 일 실시예에서, 사전 설정된 유압은 7 mwc [meter water column] 이다.

일 실시예에서, 장치 (100) 의 PMS (31) 가 제 1 입력 신호를 제어 유닛 (1) 으로 제공할 때, 컴포넌트들 즉, 전압 변동 검출 유닛 (26a), 과전류 감지 유닛 (26b), 서지 감지 유닛 (18) 및 RPRR, 하나 이상의 회로 차단기들 (24, 28) 은 제 2 입력 신호, 제 3 입력 신호, 제 4 입력 신호 및 제 5 입력 신호를 각각 제공한다.

또한, 제어 유닛 (1) 은 제어 유닛 (1) 을 동작시키기 위한 전력 공급 디바이스 (2) 및 제어 유닛 (1) 의 동작의 모드들 사이를 전환하기 (change-over) 위한 선택기 스위치 [도면들에는 미도시] 를 포함한다. 제어 유닛 (1) 은 또한 복수의 기계적 래치 콘택터 [도면들에는 미도시] 를 포함하고, 복수의 기계적 콘택터들 각각은 장치 (100) 의 컴포넌트들과 인터페이싱한다. 즉, 복수의 기계적 콘택터들은 차동 전류 및 전압 센싱 계전기 (26), 전압 변동 검출 유닛 (26a), 과전류 감지 유닛 (26b), 서지 감지 유닛 (18), RPRR 및 하나 이상의 회로 차단기들 (24, 28) 각각과 인터페이싱된다. 제어 유닛 (1) 은 복수의 기계적 콘택터를 통해 장치 (100) 의 컴포넌트들을 제어한다.

일 실시예에서, 복수의 기계적 콘택터들은 제 1 콘택터, 제 2 콘택터, 제 3 콘택터, 제 4 콘택터 및 제 5 콘택터 [도면들에는 미도시] 를 포함한다. 제 1 콘택터는 전압 변동 검출 유닛 (26a) 과 인터페이싱된다. 제 2 콘택터는 과전류 감지 유닛 (26b) 과 인터페이싱된다. 제 3 콘택터는 서지 감지 유닛 (18) 과 인터페이싱된다. 제 4 콘택터는 하나 이상의 회로 차단기들 (24, 28) 과 인터페이싱된다. 제 5 콘택터는 케이블 모니터링 시스템 (29) 과 인터페이싱된다. 케이블 모니터링 시스템 (29) 은 장치 (100) 의 모든 컴포넌트들을 제어 유닛 (1) 의 복수의 기계적 콘택터들과 상호접속시켜, 제어 유닛 (1) 으로 하여금 장치 (100) 의 컴포넌트들의 동작들을 제어할 수 있게 한다.

제어 유닛 (1) 은 또한 장치 (100) 의 컴포넌트들의 사전 설정된 값들을 저장하도록 구성되는 메모리 유닛 [도면들에는 미도시] 을 포함한다. 일 실시예에서, 메모리 유닛은 또한 전류/전압과 출력 전류/전압의 비를 계산하기 위해 요구되는 계산법들을 저장한다. 또 다른 실시예에서, 메모리 유닛은 또한 입력 전류/전압과 출력 전류/전압 간의 차들을 계산하기 위해 요구되는 계산법들을 저장한다. 일 실시예에서, 메모리 유닛은 이로 제한되는 것은 아니지만, RAM, ROM 또는 사전 설정된 값들 및 장치 (100) 의 컴포넌트들의 계산법들을 저장하는 목적에 맞는, 임의의 다른 저장 디바이스와 같은 그룹으로부터 선택된다. 적어도 하나의 제어 유닛 (1) 은 컴포넌트들로부터 수신된 입력에 기초하여 계산법들을 프로세싱 또는 수행하기 위한 프로세싱 유닛 [도면들에는 미도시] 을 포함한다. 프로세싱 유닛은 사용자- 생성된 요청들 또는 시스템-생성된 요청들을 실행하기 위한 프로그램 컴포넌트들을 실행하기 위한 적어도 하나의 데이터 프로세서를 포함할 수도 있다. 프로세서는 집적된 시스템 (버스) 제어기들, 메모리 관리 제어 유닛들, FPU (floating point units), 그래픽 프로세싱 유닛들, 디지털 신호 프로세싱 유닛들, 등과 같은 특수화된 프로세싱 유닛들을 포함할 수도 있다. 프로세싱 유닛은 AMD Athlon, Duron 또는 Opteron, ARM의 애플리케이션, 임베딩되거나 고정 프로세서들, IBM PowerPC, Intel's Core, Itanium, Xeon, Celeron 또는 다른 라인의 프로세서들, 등과 같은 마이크로프로세서를 포함할 수도 있다. 프로세싱 유닛은 메인프레임, 분산된 프로세서, 멀티-코어, 병렬, 그리드, 또는 다른 아키텍처들을 사용하여 구현될 수도 있다. 일부 실시예들은 ASICs (application-specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), 등과 같은 임베딩된 기술들을 활용할 수도 있다. 프로세싱 유닛은 I/O (input/output) 인터페이스를 통해 하나 이상의 I/O 디바이스들과 통신하게 배치될 수도 있다. I/O 인터페이스는 비제한적으로, 오디오, 아날로그, 디지털, 모노럴 (monoaural), RCA, 스테레오, IEEE-1394, 직렬 버스, USB (universal serial bus), 적외선, PS/2, BNC, 동축, 컴포넌트, 합성, DVI (digital visual interface), HDMI (high-definition multimedia interface), RF 안테나들, S-Video, VGA, IEEE 802.n /b/g/n/x, Bluetooth, 셀룰러 (예를 들어, CDMA (code-division multiple access), HSPA+ (high-speed packet access), GSM (global system for mobile communications), LTE (long-term evolution), WiMax, 기타), 등과 같은 통신 프로토콜들/방법들을 채용할 수도 있다.

컴포넌트들로부터 입력 신호들 중 어느 하나의 수신시, 제어 유닛 (1) 은 제어 신호를 생성한다. 제어 신호는 장치 (100) 의 인출 밸브 (4) 및 가스 방출 밸브 (6) 를 동작시킨다. 인출 밸브 (4) 를 동작시키는 것은 변압기 탱크 (14) 로부터 인출 파이프 (9) 를 통해 오일 (11) 을 인출할 것이다. 동시에, 제어 신호는 변압기 탱크 (14) 내로 가스의 경로를 정하도록 도 2에 도시된 바와 같이, 가스 방출 밸브 (6) 를 동작시킨다. (46).

따라서, 적어도 하나의 제어 유닛 (1) 이 변압기 (30) 의 화재 및/또는 폭발의 가능한 발생을 감지할 때마다, 즉, 변압기 (30) 의 컴포넌트들로부터 적어도 하나의 입력 신호들을 수신할 때마다, 가스는 가스 방출 밸브 (6) 를 통해 변압기 (30) 로 공급된다. 따라서, 변압기의 화재를 감지하고 폭발을 방지한다.

도 7은 본 개시의 일 예시적인 실시예에서, 변압기 (30) 의 유체 누출, 화재를 감지하고 폭발을 방지하기 위한 시스템 (101) 을 예시한다. 시스템 (101) 은 장치 (100) 에 유체 누출 감지 유닛 (102) 을 구성한다.

예시적인 구성의 유체 누출 감지 유닛 (102) 은 [도 8a에 도시된] 인출 파이프 (9) 로 어셈블된다. 일 실시예에서, 유체 누출 감지 유닛 (102) 은 인출 파이프 (9) 의 하단 부분에 통합된다. 인출 파이프 (9) 는 상부 유체 인출 파이프 (9a) 및 하부 인출 파이프 (9b) 로 분할된다. 상부 인출 파이프 (9a) 는 변압기 탱크 (14) 에 연결된 일 단부 및 인출 밸브 (4) 의 유입구 포트 (4a) 에 연결된 다른 단부를 갖는다. 하부 인출 파이프 (9b) 는 인출 밸브 (4) 의 유출구 포트 (4b) 에 연결된 일 단부 및 하부 인출 파이프 (9b) 의 다른 단부는 유체 수집 격실 (3) 의 상단측 부분에 연결된다. 일 실시예에서, 인출 밸브 (4) 는 상부 인출 파이프 (9a) 와 하부 인출 파이프 (9b) 사이에 배치된다. 상부 인출 파이프 (9a) 및 하부 인출 파이프 (9b) 는 패스너들을 사용하여 인출 밸브 (4) 에 연결된다. 일 실시예에서, 인출 파이프 (9) 와 인출 밸브 (4) 를 상호연결하는 패스너는 이로 제한되는 것은 아니지만, 너트, 볼트들, 및 리벳들 (rivets) 과 같은 그룹으로부터 선택된다.

또한, 도 8b에 도시된 바와 같이, 하부 인출 파이프 (9) 는 연장된 분기 부분 (extended diverging portion) (9c) 으로 구성된다. 일 실시예에서, 유체 수집 격실 (3) 은 연장된 분기 부분 (9c) 에 부착된다. 유체 수집 격실 (3) 은 이로 제한되는 것은 아니지만, 용접, 납땜 (soldering), 브레이징 (brazing) 및 패스닝과 같은 방법들에 의해 연장된 분기 부분 (9c) 에 부착된다. 유체 수집 격실 (3) 은 인출 밸브 (4) 가 폐쇄된 위치에 있을 때, 인출 파이프 (9) 로부터 누출된 오일을 수집하도록 구성된다. 유체 수집 격실 (3) 은 상단측 및 하단측 각각에 적어도 하나의 쓰루홀 (4) 또는 통로를 갖는다. 상단측에 제공된 적어도 하나의 쓰루홀 (38) 은 분기 부분 (9c) 에 연결되고, 격실 (3) 의 하단측에 제공된 적어도 하나의 쓰루홀은 유체 배출 파이프 (32) 에 연결된다. 일 실시예에서, 인출 파이프 (9) 및 적어도 하나의 쓰루홀 (38) 은 동축이다. 이 구성은 오일 (11) 로 하여금 적어도 하나의 쓰루홀 (38) 을 통해 유체 배출 파이프 (32) 를 통해 오일통 (8) 으로 바로 흐르게 한다. 또한, 인출 플러그 (3b) 가 연장된 분기 부분 (9c) 으로 인해 수집된 오일 (11) 을 인출하기 위해, 유체 수집 격실 (3) 에 구성된다.

또한, 유체 수집 격실 (3) 은 [도 8b에 도시된] 유체 수집 영역 (39) 을 구비한다. 유체 수집 영역 (39) 은 유체 수집 격실 (3) 의 하단부에 제공된다. 일 실시예에서, 유체 수집 영역 (39) 은 적어도 하나의 쓰루홀 (4) 을 둘러싸는 영역이고, 인출 밸브 (4) 로부터 누출된 오일을 수집하도록 구성된다. 인출 밸브 (4) 로부터 누출된 오일은, 연장된 분기 부분 (9c) 에 도달할 때, 인출 파이프 (9) 의 분기 부분으로 인해 압력이 손실된다. 따라서, 오일 (11) 은 유체 수집 격실 (3) 의 벽들을 따라 흘러, 유체 수집 영역 (39) 내에 수집되게 된다. 유체 수집 영역 (39) 은 유체 수집 격실 (3) 의 하단 부분으로 유체 배출 파이프 (32) 의 연결에 의해 형성된다. 유체 배출 파이프 (5) 는 적어도 하나의 쓰루홀 (38) 을 통해 유체 수집 격실 (3) 내로 미리 결정된 높이까지 연장한다. 일 실시예에서, 유체 배출 파이프 (5) 는 요구된 유체 수집 영역 (39) 의 체적에 기초하여 미리 결정된 높이까지 연장한다. 또한, 유체 수집 격실 (3) 내로 유체 배출 파이프 (32) 의 연장된 부분은 오일통 (8) 내로 수집된 오일의 유체 배출 파이프 (32) 를 통한 흐름을 방지하기 위한 측벽으로서 역할을 한다.

유체 수집 격실 (3) 은 또한 적어도 하나의 유체 레벨 스위치 (3c) 를 구비한다. 유체 레벨 스위치 (3c) 는 유체 수집 격실 (3) 의 미리 결정된 위치에 위치된다. 일 실시예에서, 유체 레벨 스위치 (3c) 는 유체 수집 격실 (3) 의 하단 부분의 모서리들 중 하나에 위치된다. 또한, 미리 결정된 사이즈 및 형상의 적어도 하나의 컷아웃 (cutout) (3a) 이 유체 수집 격실 (3) 의 측 표면들 중 하나에 만들어진다. 일 실시예에서, 컷아웃 (3a) 의 형상은 변할 수 있고, 이로 제한되는 것은 아니지만, 사각형, 직사각형, 원, 타원, 및 목적에 맞는 임의의 다른 형상을 포함한다. 컷아웃 (3a) 의 사이즈는 오퍼레이터로 하여금 유체 레벨 스위치 (3c) 에 도달하게 하도록 구성된다. 컷아웃 (3a) 은 또한 오퍼레이터로 하여금 유체 수집 격실 (3) 내를 들어다보게 한다. 또한, 미리 결정된 수의 로킹 홀들 (locking holes) 이 형성되어 컷아웃 (3a) 부분을 둘러싼다. 컷아웃 (3a) 과 동일한 수의 로킹 홀들을 갖는 로킹 플레이트 (3d) 가 컷아웃 (3a) 을 숨기기 위해 유체 수집 격실 (3) 에 부착된다. 일 실시예에서, 로킹 플레이트 (3d) 에 제공된 로킹 홀들의 수는 숫자로 약 2 내지 약 10 이다. 로킹 플레이트 (3d) 의 이 구성은 인출 파이프 (9) 를 통한 그리고 컷아웃 (3a) 을 통한 오일의 인출을 방지한다. 또한, 알람 트리거 [미도시] 가 시스템 (101) 의 유체 누출 감지시 오퍼레이터에게 경보하도록 유체 누출 감지 유닛 (102) 에 구성된다.

변압기의 사용 동안, 유체 누출 감지 유닛 (102) 은 변압기 (30) 의 유체 누출을 모니터링한다. 유체 누출 감지 유닛 (102) 은 인출 밸브 (4) 의 폐쇄된 위치 동안, 인출 파이프 (9) 의 오일 (11) 의 누출을 감지하도록 구성된다. 유체 누출 감지 유닛 (102) 은 유체 수집 격실 (3) 내에 수집된 오일 (11) 이 사전 설정된 값을 능가할 때, 누출을 감지한다. 누출 감지시, 적어도 하나의 유체 레벨 스위치 (3c) 는 오일 누출을 오퍼레이터에게 경보하도록 알람을 트리거링한다.

또한, 변압기 (30) 의 사용 동안, 변압기 탱크 (14) 로부터 인출된 오일 (11) 의 압력은 PMS (31) 에 의해 모니터링된다. 인출 파이프 (9) 로부터 인출되는 오일 (11) 의 압력이 사전 설정된 값을 능가할 때, 압력 스위치 (31c) 는 제 1 입력 신호를 적어도 하나의 제어 유닛 (1) 으로 제공한다.

유사하게, 비정상적인 상황이 변압기 (30) 로 들어오고 나가는 전압 및 전류 신호들간 변동을 모니터링함으로써 센싱될 때, 전압 변동 유닛 (26a) 및 과전류 감지 유닛 (26b) 은 제 2 입력 신호 및 제 3 입력 신호를 제어 유닛 (1) 으로 각각 제공한다.

변압기 (30) 의 사용 동안, 서지 감지 유닛 (18) 및 RPRR (Rapid Pressure Rise Relay) 이 변압기 탱크 (14) 내 사전 설정된 값 이상의 오일 서지 및 유압의 변동을 감지할 때, 제 4 입력 신호가 제어 유닛 (1) 으로 제공된다.

또한, 하나 이상의 회로 차단기들 (24, 28) 과 전압 변동 유닛 (26a), 과전류 감지 유닛 (26b), 서지 감지 유닛 (18) 및 RPRR (Rapid Pressure Rise Relay) 의 인터페이스로 인해, 제 5 입력 신호가 하나 이상의 회로 차단기들 (24, 28) 에 의해 제어 유닛 (1) 으로 제공된다. 하나 이상의 회로 차단기들 (24, 28) 이 전압 변동 유닛 (26a), 과전류 감지 유닛 (26b), 서지 감지 유닛 (18) 및 RPRR (Rapid Pressure Rise Relay) 중 어느 하나로부터 신호를 수신할 때, 제 5 입력 신호는 제어 유닛 (1) 으로 제공된다.

제 1 입력 신호, 제 2 입력 신호, 제 3 입력 신호, 제 4 입력 신호 및 제 5 입력 신호 중 어느 하나의 수신시, 적어도 하나의 제어 유닛 (1) 은 인출 밸브 (4) 및 가스 방출 밸브 (6) 를 동시에 동작시킨다. 인출 밸브 (4) 의 릴리즈시, 변압기 탱크 (14) 의 오일 (11) 이 외부로 인출된다. 가스 방출 밸브 (6) 의 릴리즈로 인해, 가스 소스 (7) 로부터 가스가 변압기 탱크 (14) 의 하단 부분으로부터 경로가 정해진다. 변압기 탱크 (14) 의 하단 부분으로 가스의 순환은 변압기 탱크 (14) 에 존재하는 오일 (11) 을 소용돌이치게 하여, 오일 (11) 을 고르게 냉각한다. 또한, 가스의 흐름으로 인한 오일 (11) 의 소용돌이는 변압기 탱크 (14) 의 산소를 제거하여, 변압기 탱크 (14) 내 산소 함량을 감소시킨다. 또한, 가스는 변압기 탱크 (14) 내에서 상승하고 변압기 탱크 (14) 에 발생된 균열 또는 파열 위에 인벨롭을 형성한다. 따라서 순환된 가스가 폭발 및 변압기 (30) 의 화재 발생을 방지한다.

일 실시예에서, 장치 (100) 에 대해 본 기술에서 기술된 바와 같이, PMS (31) 의 부재시, 제어 유닛 (1) 은 전압 변동 유닛 (26a) 과전류 감지 유닛 (26b), 서지 감지 유닛 (18) 및 RPRR (Rapid Pressure Rise Relay) 및 하나 이상의 회로 차단기들 (24, 28) 로부터 제 1 입력 신호, 제 2 입력 신호, 제 3 입력 신호 및 제 4 입력 신호 중 어느 하나를 각각 수신한다.

장점들:

본 개시는 하단 부분으로부터 변압기 탱크 내로 가스의 경로를 정하도록 구성되어, 오일을 냉각하고 변압기 탱크로부터 산소 수집물을 제거하는, 장치를 제공한다.

본 개시는 장치를 제공하고, 변압기 탱크로 경로가 정해지는 가스가 또한 변압기 탱크 상의 균열들 또는 파열들 주변에 인벨롭 또는 층을 생성하도록 구성되어, 변압기의 폭발을 방지한다.

본 개시는 유체 누출을 감지하여, 변압기 가열 및 폭발과 관련된 문제들을 본질적으로 방지하는, 장치 및 시스템을 제공한다.

본 개시는 화재를 감지하여 변압기의 폭발 위험이 있는 경우 예방 조치를 취할 시간 인터벌을 제공하는 장치 및 시스템을 제공한다.

등가물들

본 명세서에서 실질적으로 임의의 복수 및/또는 단수의 용어들의 사용과 관련하여, 당업자는 애플리케이션 및/또는 맥락에 적절하다면, 복수로부터 단수로 그리고/또는 단수로부터 복수로 변환할 수 있다. 다양한 단수/복수 치환들이 명료성을 위해 본 명세서에 명시적으로 진술될 수도 있다.

일반적으로, 본 명세서, 특히 첨부된 청구항들 (예를 들어, 첨부된 청구항들의 주요부) 에 사용된 용어들은 일반적으로 "개방형" 용어들로 의도된다는 것이 당업자에게 이해될 것이다 (예를 들어, 용어 "포함하는 (including)"은 "이로 제한되는 것은 아니지만 포함하는 (including but not limited to)"으로 해석되어야 하고, 용어 "갖는 (having)"은 "적어도 갖는 (having at least)"으로 해석되어야 하고, 용어 "포함한다 (includes)"는 "이로 제한되는 것은 아니지만 포함한다 (includes but is not limited to)"로 해석되는, 등 한다). 특정한 수의 도입된 청구항 설명 (recitation) 이 의도된다면, 이러한 의도는 청구항에 분명하게 설명될 것이고, 이러한 설명의 부재시 이러한 의도가 존재하지 않는다는 것이 당업자에게 또한 이해될 것이다. 예를 들어, 이해를 돕기 위해, 이하의 첨부된 청구항들은 청구항 설명들을 도입하기 위해 도입 구들 "적어도 하나의 (at least one)" 및 "하나 이상의 (one or more)" 의 사용을 포함할 수도 있다. 그러나, 이러한 구들의 사용은 부정 관사들 "a" 또는 "an"에 의한 청구항 설명의 도입이, 동일한 청구항이 도입 구들 "하나 이상의" 또는 "적어도 하나의" 그리고 "a" 또는 "an"와 같은 부정관사들을 포함할 때에도, 이렇게 도입된 청구항 설명을 포함하는 임의의 특정한 청구항을 이러한 설명만을 포함하는 발명들로 제한하는 것을 암시하도록 파악되지 않아야 하고 (예를 들어, "a" 및/또는 "an"은 통상적으로 "적어도 하나의" 또는 "하나 이상의"를 의미하도록 해석되어야 한다); 청구항 설명들을 도입하기 위해 사용된 정관사들의 사용에 대해서도 동일하게 참이다. 이에 더하여, 도입된 청구항 설명의 특정한 수가 분명하게 설명되어도, 당업자는 이러한 설명이 통상적으로 적어도 설명된 개수를 의미하도록 해석되어야 한다는 것을 인식할 것이다 (예를 들어, 다른 수식어들 없이, "2 개의 설명들"의 꾸밈 없는 (bare) 설명은 통상적으로 적어도 2 개의 설명들, 또는 둘 이상의 설명들을 의미한다). 게다가, "A, B, 및 C 중 적어도 하나, 등"과 유사한 관례가 사용되는 예들에서, 일반적으로 이러한 구성은 당업자가 이러한 관례를 이해하는 의미로 의도된다 (예를 들어, "A, B, 및 C 중 적어도 하나를 갖는 시스템"은 이로 제한되는 것은 아니지만, A 단독, B 단독, C 단독, A와 B를 함께, A와 C를 함께, B 와 C를 함께, 그리고/또는 A, B, 및 C를 함께, 등을 갖는 시스템들을 포함한다). "A, B, 또는 C 중 적어도 하나, 등"과 유사한 관례가 사용되는 예들에서, 일반적으로 이러한 구성은 당업자가 이러한 관례를 이해하는 의미로 의도된다 (예를 들어, "A, B, 또는 C 중 적어도 하나를 갖는 시스템"은 이로 제한되는 것은 아니지만, A 단독, B 단독, C 단독, A와 B를 함께, A와 C를 함께, B와 C를 함께, 그리고/또는 A, B, 및 C를 함께, 등을 갖는 시스템들을 포함한다. 상세한 설명, 청구항들, 또는 도면들에서 2 이상의 대안적인 용어들을 나타내는 사실상 임의의 이접적 단어 및/또는 구가 용어들 중 하나, 용어들 중 어느 하나, 또는 용어들 모두를 포함할 가능성들을 고려해야 한다는 것이 당업자에게 또한 이해될 것이다. 예를 들어, 구 "A 또는 B"는 "A" 또는 "B" 또는 "A와 B"의 가능성들을 포함하는 것으로 이해될 것이다.

이에 더하여, 본 개시의 특징들 또는 양태들이 Markush 그룹들의 면에서 기술되고, 따라서 당업자는 본 개시가 Markush 그룹의 임의의 개별 부재 또는 부재들의 서브그룹의 면에서 또한 기술된다는 것을 인식할 것이다.

다양한 양태들 및 실시예들이 본 명세서에 개시되었지만, 다른 양태들 및 실시예들이 당업자에게 자명할 것이다. 본 명세서에 개시된 다양한 양태들 및 실시예들은 예시를 목적으로 하고 이하의 청구항들에 의해 나타낸 진정한 범위 및 정신으로 제한하는 것으로 의도되지 않는다.

Claims (16)

1. 변압기 (30) 에서 화재를 감지하고 폭발을 방지하기 위한 장치 (100) 에 있어서,
   상기 장치 (100) 는,
   변압기 (30) 로 들어가는 입력 전압과 상기 변압기 (30) 를 나오는 출력 전압의 비를 결정하기 위한 적어도 하나의 전압 변동 검출 유닛 (26a) 으로서, 상기 입력 전압과 상기 출력 전압의 비가 사전 설정된 문턱값 비를 능가할 때, 상기 적어도 하나의 전압 변동 검출 유닛 (26a) 은 제 1 입력 신호를 적어도 하나의 제어 유닛 (1) 으로 제공하는, 상기 적어도 하나의 전압 변동 검출 유닛 (26a);
   상기 변압기 (30) 의 부하를 모니터링하여, 상기 변압기 (30) 의 부하가 사전 설정된 부하 문턱값을 능가할 때 제 2 입력 신호를 상기 적어도 하나의 제어 유닛 (1) 으로 제공하기 위한, 과전류 감지 유닛 (26b);
   상기 변압기 (30) 의 변압기 탱크 (14) 내 오일 서지 (oil surge) 및 유압 (oil pressure) 의 변동을 검출하여, 상기 변압기 탱크 (14) 의 상기 오일 서지 및 상기 유압의 변동이 사전 설정된 압력 문턱값을 능가할 때 제 3 입력 신호를 상기 적어도 하나의 제어 유닛 (1) 으로 제공하기 위해 구성되는 적어도 하나의 서지 감지 유닛 (surge detection unit)(18) 및 적어도 하나의 RPRR (Rapid Pressure Rise Relay);
   상기 적어도 하나의 전압 변동 검출 유닛 (26a), 상기 과전류 감지 유닛 (26b), 상기 적어도 하나의 서지 감지 유닛 (18) 및 상기 적어도 하나의 RPRR (Rapid Pressure Rise Relay) 중 어느 하나로부터 입력 신호들을 수신하기 위해 구성된 하나 이상의 회로 차단기들 (24, 28) 로서, 상기 하나 이상의 회로 차단기들 (24, 28) 은 제 4 입력 신호를 상기 적어도 하나의 제어 유닛 (1) 으로 제공하는, 상기 하나 이상의 회로 차단기들 (24, 28); 및
   상기 적어도 하나의 제어 유닛 (1) 을 포함하고,
   상기 적어도 하나의 제어 유닛 (1) 은 상기 제 1 입력 신호, 상기 제 2 입력 신호, 상기 제 3 입력 신호 및 상기 제 4 입력 신호 중 어느 하나를 수신하여, 인출 밸브 (drain valve)(4) 및 가스 방출 밸브 (gas release valve)(6) 를 동작시키기 위한 제어 신호를 생성하고,
   상기 가스 방출 밸브 (6) 는,
   가스 소스 (7) 와 유체로 연통하는 1차 유입구 포트 (6d), 및 1차 유출구 포트 (6e) 로 구성된 1차 가스 밸브 (6a);
   상기 1차 유출구 포트 (6e) 와 유체로 연통하는 2차 유입구 포트 (6f), 및 상기 변압기 탱크 (14) 와 유체로 연통하는 2차 유출구 포트 (6g) 로 구성되고, 상기 1차 가스 밸브 (6a) 및 2차 가스 밸브 (6b) 가 상기 적어도 하나의 제어 유닛 (1) 에 의해 동작될 때 상기 변압기 탱크 (14) 내로 가스를 경로를 정하기 (route) 위한, 상기 2차 가스 밸브 (6b); 및
   상기 1차 가스 밸브 (6a) 및 상기 2차 가스 밸브 (6b) 가 폐쇄된 위치에 있을 때, 상기 1차 가스 밸브 (6a) 및 상기 2차 가스 밸브 (6b) 중 어느 하나로부터 대기 중으로 누출된 상기 가스를 배기하도록 구성된 배기 포트 (6h) 를 포함하는, 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 입력 전압과 상기 출력 전압의 상기 비가 1:40 문턱값 비를 능가할 때, 상기 적어도 하나의 전압 변동 검출 유닛 (26a) 은 제 1 입력 신호를 상기 적어도 하나의 제어 유닛 (1) 으로 제공하는, 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 입력 전압과 상기 출력 전압의 비가 상기 사전 설정된 문턱값 비를 능가할 때, 상기 하나 이상의 회로 차단기들 (24, 28) 은 상기 변압기 (30) 가 상기 입력 전압을 수신하는 것을 중단시키는, 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 제어 유닛 (1) 은 상기 변압기 탱크 (14) 로부터 오일을 인출하기 위해 상기 인출 밸브 (4) 를 동작시키는, 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 제어 유닛 (1) 은 상기 변압기 탱크 (14) 의 온도 및 산소 함량을 감소시키기 위해 상기 오일 (11) 을 휘저어 (stirring), 상기 변압기 (30) 내에서 폭발 및 화재를 방지하기 위해, 가스 소스 (7) 로부터 상기 변압기 탱크 (14) 의 하단부로 가스를 주입하도록 상기 가스 방출 밸브 (6) 를 동작시키는, 장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 2차 가스 밸브 (6b) 의 상기 2차 유출구 포트 (6g) 는 가스 플로우 제어 밸브 (6c) 및 역류 방지 밸브 (non-return valve)(37) 를 통해 상기 변압기 탱크 (14) 에 연결되는, 장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 가스 소스 (7) 는 상기 1차 가스 밸브 (6a) 로 들어가는 상기 가스의 압력을 제어하도록 압력 조절기 (34) 를 통해 상기 1차 가스 밸브 (6a) 의 상기 1차 유입구 포트 (6d) 에 연결되는, 장치.
8. 변압기 (30) 에서 화재를 감지하고 폭발을 방지하기 위한 장치 (100) 에 있어서,
   상기 장치 (100) 는,
   인출 파이프 (9) 를 통해 경로가 정해진 오일 (11) 의 압력을 감지하여, 상기 인출 파이프 (9) 를 통해 경로가 정해진 상기 오일 (11) 의 압력이 사전 설정된 값을 능가할 때, 제 1 입력 신호를 적어도 하나의 제어 유닛 (1) 으로 제공하도록 구성된 적어도 하나의 압력 모니터링 스위치 (31) 로서,
   상기 적어도 하나의 압력 모니터링 스위치 (31) 는,
   상기 압력 모니터링 스위치 (31) 의 압력 포트 (31a) 의 유압이 사전 설정된 값을 능가할 때, 상기 제 1 신호를 생성하기 위한 적어도 하나의 압력 스위치 (31c);
   상기 적어도 하나의 압력 스위치 (31c) 를 동작시키기 위해 상기 적어도 하나의 압력 스위치 (31c) 와 콘택트하는 적어도 하나의 스프링식 플런저 (spring loaded plunger)(31e);
   상기 압력 포트 (31a) 내 그리고 상기 적어도 하나의 다이어프램 (31b) 으로 들어가는 상기 오일 (11) 의 압력에 기초하여 상기 적어도 하나의 스프링식 플런저 (31e) 를 동작시키기 위해, 상기 적어도 하나의 스프링식 플런저 (31e) 에 부착된 적어도 하나의 다이어프램 (31b); 및
   미리 결정된 양의 오일 (11) 을 수용하여, 상기 인출 파이프 (9) 를 통해 경로가 정해진 오일 (11) 의 압력을 유지하기 위한 인출 파이프 (9) 에 연결된 상기 압력 포트 (31a) 를 포함하는, 상기 적어도 하나의 압력 모니터링 스위치 (31);
   상기 변압기 (30) 로 들어가는 입력 전압과 상기 변압기 (30) 를 나가는 출력 전압의 비를 계산하기 위한 적어도 하나의 전압 변동 검출 유닛 (26a) 으로서, 상기 입력 전압과 상기 출력 전압의 비가 사전 설정된 문턱값 비를 능가할 때 상기 적어도 하나의 전압 변동 검출 유닛 (26a) 은 제 2 입력 신호를 상기 적어도 하나의 제어 유닛 (1) 으로 제공하는, 상기 적어도 하나의 전압 변동 검출 유닛 (26a);
   상기 변압기 (30) 의 부하를 모니터링하여, 상기 변압기 (30) 의 부하가 사전 설정된 부하 문턱값을 능가할 때 제 3 입력 신호를 상기 적어도 하나의 제어 유닛 (1) 으로 제공하기 위한 과전류 감지 유닛 (26b);
   상기 변압기 (30) 의 변압기 탱크 (14) 내 유압의 변동 및 오일 서지를 감지하여, 상기 변압기 탱크 (14) 의 상기 오일 서지 및 상기 유압의 변동이 압력 문턱값을 능가할 때 제 4 입력 신호를 상기 적어도 하나의 제어 유닛 (1) 으로 제공하기 위해 구성되는 적어도 하나의 서지 감지 유닛 (18) 및 적어도 하나의 RPRR (Rapid Pressure Rise Relay);
   상기 적어도 하나의 전압 변동 검출 유닛 (26a), 상기 과전류 감지 유닛 (24b), 상기 적어도 하나의 서지 감지 유닛 (18) 및 상기 적어도 하나의 RPRR 중 어느 하나로부터 입력 신호들을 수신하기 위해 구성된 하나 이상의 회로 차단기들 (24, 28) 로서, 상기 하나 이상의 회로 차단기들 (24, 28) 은 제 5 입력 신호를 상기 적어도 하나의 제어 유닛 (1) 으로 제공하는, 상기 하나 이상의 회로 차단기들 (24, 28); 및
   상기 제 1 입력 신호, 상기 제 2 입력 신호 (들), 상기 제 3 입력 신호, 상기 제 4 입력 신호 및 상기 제 5 입력 신호 중 어느 하나를 수신하여, 인출 밸브 (4) 및 가스 방출 밸브 (6) 를 동작시키기 위한 제어 신호를 생성하는 상기 적어도 하나의 제어 유닛 (1) 을 포함하고,
   상기 가스 방출 밸브 (6) 는,
   가스 소스 (7) 와 유체로 연통하는 1차 유입구 포트 (6d), 및 1차 유출구 포트 (6e) 로 구성된 1차 가스 밸브 (6a);
   상기 1차 유출구 포트 (6e) 와 유체로 연통하는 2차 유입구 포트 (6f), 및 상기 변압기 탱크 (14) 와 유체로 연통하는 2차 유출구 포트 (6g) 로 구성되고, 상기 1차 가스 밸브 (6a) 및 상기 2차 가스 밸브 (6b) 가 상기 적어도 하나의 제어 유닛 (1) 에 의해 동작될 때 상기 변압기 탱크 (14) 내로 가스를 경로를 정하기 위한 2차 가스 밸브 (6b); 및
   상기 1차 가스 밸브 (6a) 및 상기 2차 가스 밸브 (6b) 가 폐쇄된 위치에 있을 때, 상기 1차 가스 밸브 (6a) 및 상기 2차 가스 밸브 (6b) 중 어느 하나로부터 대기 중으로 누출된 상기 가스를 배기하도록 구성된 배기 포트 (6h) 를 포함하는, 장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 압력 포트 (31a) 는 상기 인출 파이프 (9) 로부터 바이패스된 오일 (11) 을 수용하기 위해 적어도 하나의 3-웨이 볼 밸브 (three-way ball valve)(42) 에 연결되는, 장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    적어도 하나의 3-웨이 볼 밸브 (42) 는 상기 인출 파이프 (9) 로부터 바이패스된 오일 (11) 을 수용하기 위해 제 1 호스 파이프 (hose pipe)(43) 를 통해 적어도 하나의 2-웨이 볼 밸브 (41) 에 연결되는, 장치.
11. 제 9 항에 있어서,
    적어도 하나의 3-웨이 볼 밸브 (42) 는 바이패스된 상기 오일 (11) 을 상기 인출 파이프 (9) 로 다시 경로를 정하기 위한 제 2 호스 파이프 (44) 에 의해 상기 인출 파이프 (9) 에 연결되는, 장치.
12. 제 8 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 유압 레벨은 최대 약 7 mwc인, 장치.
13. 제 8 항에 있어서,
    오일 누출을 방지하기 위해 상기 압력 포트 (31a) 와 상기 적어도 하나의 다이어프램 (31b) 사이에 제공된 가스켓을 포함하는, 장치.
14. 제 8 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 다이어프램 (31b) 을 하우징하기 위한 복수의 지지 플레이트들 (31f) 을 포함하는, 장치.
15. 변압기 (30) 에서 화재를 감지하고, 인출 파이프 (9) 에 배치된 인출 밸브 (4) 를 통해 유체 누출을 감지하고, 그리고 화재를 방지하기 위한 시스템 (101) 에 있어서,
    상기 시스템 (101) 은,
    유체 누출 감지 유닛 (102) 으로서,
    폐쇄된 위치의 상기 인출 밸브 (4) 를 통해 누출된 유체를 수집하기 위한 상기 인출 파이프 (9) 의 다운스트림과 유체로 연통하는 유체 수집 격실 (fluid collection compartment)(3) 으로서,
    상기 유체 수집 격실 (3) 은,
    상기 유체 수집 격실 (3) 의 상단측 및 하단측 상에 제공된 적어도 하나의 쓰루홀 (38) 로서, 상기 유체 수집 격실 (3) 의 상기 하단측의 상기 적어도 하나의 쓰루홀 (38) 을 둘러싸는 영역은 상기 누출된 유체를 수집하기 위한 유체 수집 영역 (39) 으로서 구성되고,
    상기 유체 수집 격실 (3) 의 상기 하단측은 상기 적어도 하나의 쓰루홀 (38) 을 통해 상기 유체 수집 격실 (3) 내로 미리 결정된 높이까지 연장하는 유체 배출 파이프 (fluid discharge pipe)(32) 와 연결되는, 상기 적어도 하나의 쓰루홀 (38); 및
    유체 누출을 나타내기 위해 상기 유체 수집 영역 (39) 내 미리 결정된 양의 유체의 수집시 알람을 트리거하도록 상기 유체 수집 격실 (3) 내부의 미리 결정된 위치에 위치된, 적어도 하나의 유체 레벨 스위치 (33) 를 포함하는, 상기 상기 유체 수집 격실 (3) 을 포함하는, 상기 유체 누출 감지 유닛 (102);
    인출 파이프 (9) 를 통해 경로가 정해진 유압을 감지하여, 상기 인출 파이프 (9) 를 통해 경로가 정해진 상기 유압이 사전 설정된 값을 능가할 때, 제 1 입력 신호를 상기 적어도 하나의 제어 유닛 (1) 으로 제공하도록 구성된 적어도 하나의 압력 모니터링 스위치 (31) 로서,
    상기 적어도 하나의 압력 모니터링 스위치 (31) 는,
    상기 압력 모니터링 스위치 (31) 의 압력 포트 (31a) 의 유압이 사전 설정된 값을 능가할 때, 상기 제 1 신호를 생성하기 위한 적어도 하나의 압력 스위치 (31c);
    상기 적어도 하나의 압력 스위치 (31c) 를 동작시키기 위해 상기 적어도 하나의 압력 스위치 (31c) 와 콘택트하는 적어도 하나의 스프링식 플런저 (spring loaded plunger)(31e);
    상기 압력 포트 (31a) 내 그리고 상기 적어도 하나의 다이어프램 (31b) 으로 들어가는 상기 오일 (11) 의 압력에 기초하여 상기 적어도 하나의 스프링식 플런저 (31e) 를 동작시키기 위해, 상기 적어도 하나의 스프링식 플런저 (31e) 에 부착된 적어도 하나의 다이어프램 (31b); 및
    미리 결정된 양의 오일 (11) 을 수용하여, 상기 인출 파이프 (9) 를 통해 경로가 정해진 오일 (11) 의 압력을 유지하기 위한 인출 파이프 (9) 에 연결된 상기 압력 포트 (31a) 를 포함하는, 상기 적어도 하나의 압력 모니터링 스위치 (31);
    상기 변압기 (30) 로 들어가는 입력 전압과 상기 변압기 (30) 를 나가는 출력 전압의 비를 계산하기 위한 적어도 하나의 전압 변동 검출 유닛 (26a) 으로서, 상기 입력 전압과 상기 출력 전압의 비가 사전 설정된 문턱값 비를 능가할 때 상기 적어도 하나의 전압 변동 검출 유닛 (26a) 은 제 2 입력 신호를 상기 적어도 하나의 제어 유닛 (1) 으로 제공하는, 상기 적어도 하나의 전압 변동 검출 유닛 (26a);
    상기 변압기 (30) 의 부하를 모니터링하여, 상기 변압기 (30) 의 부하가 사전 설정된 부하 문턱값을 능가할 때 제 3 입력 신호를 상기 적어도 하나의 제어 유닛 (1) 으로 제공하기 위한 과전류 감지 유닛 (26b);
    상기 변압기 (30) 의 변압기 탱크 (14) 내 유압의 변동 및 오일 서지를 감지하여, 상기 변압기 탱크 (14) 의 상기 오일 서지 및 상기 유압의 변동이 사전 설정된 압력 문턱값을 능가할 때 제 4 입력 신호를 상기 적어도 하나의 제어 유닛 (1) 으로 제공하기 위해 구성되는 적어도 하나의 서지 감지 유닛 (18) 및 적어도 하나의 RPRR (Rapid Pressure Rise Relay);
    상기 적어도 하나의 전압 변동 검출 유닛 (26a), 상기 과전류 감지 유닛 (24b), 상기 서지 감지 유닛 (18) 및 상기 적어도 하나의 RPRR 중 어느 하나로부터 입력 신호들을 수신하기 위해 구성된 하나 이상의 회로 차단기들 (24, 28) 로서, 상기 하나 이상의 회로 차단기들 (24, 28) 은 제 5 입력 신호를 상기 적어도 하나의 제어 유닛 (1) 으로 제공하는, 상기 하나 이상의 회로 차단기들 (24, 28); 및
    상기 제 1 입력 신호, 상기 제 2 입력 신호 (들), 상기 제 3 입력 신호, 상기 제 4 입력 신호 및 상기 제 5 입력 신호 중 어느 하나를 수신하여, 인출 밸브 (4) 및 가스 방출 밸브 (6) 를 동작시키기 위한 제어 신호를 생성하는 상기 적어도 하나의 제어 유닛 (1) 을 포함하고,
    상기 가스 방출 밸브 (6) 는,
    가스 소스 (7) 와 유체로 연통하는 1차 유입구 포트 (6d), 및 1차 유출구 포트 (6e) 로 구성된 1차 가스 밸브 (6a);
    상기 1차 유출구 포트 (6e) 와 유체로 연통하는 2차 유입구 포 트 (6f), 및 상기 변압기 탱크 (14) 와 유체로 연통하는 2차 유출구 포트 (6f) 로 구성되고, 상기 1차 가스 밸브 (6a) 및 상기 2차 가스 밸브 (6b) 가 작동될 때, 상기 변압기 탱크 (14) 내로 가스를 경로를 정하기 위한 2차 가스 밸브 (6b); 및
    상기 1차 가스 밸브 (6a) 및 상기 2차 가스 밸브 (6b) 가 폐쇄된 위치에 있을 때, 상기 1차 가스 밸브 (6a) 및 상기 2차 가스 밸브 (6b) 중 어느 하나로부터 대기 중으로 누출된 상기 가스를 배기하도록 구성된 배기 포트 (6g) 를 포함하는, 시스템.
16. 변압기 (30) 에서 화재를 감지하고, 인출 파이프 (9) 에 배치된 인출 밸브 (4) 를 통해 유체 누출을 감지하고, 폭발을 방지하기 위한 방법에 있어서,
    유체 수집 격실 (3) 의 유체 레벨을 모니터링하는 단계로서, 상기 유체 수집 격실 (3) 내부의 미리 결정된 위치에 위치된 적어도 하나의 유체 레벨 스위치 (33) 가 유체 누출을 나타내기 위해 상기 유체 수집 격실 (3) 의 유체 수집 영역 (8) 내 유체의 미리 결정된 레벨을 검출시 알람을 트리거하도록 구성되는, 상기 유체 레벨을 모니터링하는 단계;
    상기 인출 파이프 (9) 를 통해 경로가 정해진 변압기 탱크 (14) 내 오일 (11) 의 압력을 모니터링하여, 상기 인출 파이프 (9) 를 통해 경로가 정해진 상기 오일의 압력은 사전 설정된 압력 문턱값을 능가할 때, 제 1 입력 신호를 상기 적어도 하나의 제어 유닛 (11) 으로 제공하는 단계;
    입력 전압과 출력 전압 간 비를 계산하고, 상기 입력 전압과 상기 출력 전압의 비가 사전 설정된 문턱값 비를 능가할 때, 제 2 입력 신호를 적어도 하나의 제어 유닛 (1) 으로 제공하는 단계; 및
    상기 변압기 (30) 의 부하가 사전 설정된 부하 문턱값을 능가할 때 제 3 입력 신호를 상기 적어도 하나의 제어 유닛 (1) 으로 제공하는 단계;
    상기 변압기 (30) 의 변압기 탱크 (14) 내 유압의 변화 레이트 및 과도한 오일 서지를 적어도 하나의 서지 감지 유닛 (18) 및 RPRR에 의해 각각 감지하여 제 4 입력 신호를 상기 적어도 하나의 제어 유닛 (1) 으로 제공하는 단계;
    하나 이상의 회로 차단기들 (24, 28) 이 상기 제 1 입력 신호, 상기 제 2 입력 신호, 상기 제 3 입력 신호 및 상기 제 4 입력 신호 중 어느 하나를 수신할 때, 상기 하나 이상의 회로 차단기 (24) 에 의해 제 5 입력 신호를 적어도 하나의 제어 유닛 (1) 으로 제공하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 제어 유닛 (1) 에 의해 상기 제 1 입력 신호, 상기 제 2 입력 신호, 상기 제 3 입력 신호, 상기 제 4 입력 신호 및 상기 제 5 입력 신호 중 어느 하나를 수신하여, 인출 밸브 (4) 및 가스 방출 밸브 (6) 를 동작시키기 위한 제어 신호를 생성하여, 상기 변압기 (30) 의 화재를 감지하고 폭발을 방지하는 단계를 포함하는, 방법.

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