KR20210022872A - 외부 이중 안전표시가 가능한 수배전반 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 외함 본체 내부의 이상 징후에 따라 지면에 로고 라이트의 투사 및 LED를 발광하여 위험시 사람들의 접근을 방지하여 안전사고를 미연에 방지하도록 한 외부 이중 안전표시가 가능한 수배전반에 관한 것으로서, 내부 공간을 갖는 외함 본체와, 상기 외함 본체의 전면 개구부를 선택적으로 차폐하는 도어와, 상기 도어의 상부 또는 하부에 구비된 한 쌍의 고정힌지를 안내하도록 상기 개구부에 인접하게 배치되는 가이드부와, 상기 외함 본체의 하부에 배치되어 외부로부터 공급되는 공기를 정화하여 내부로 공급하는 공기 정화부와, 상기 외함 본체의 상부에 구성되어 내부의 공기를 상부로 흡입하기 위해 상기 외함 본체의 내부에 가상 냉각 통로를 따라 상기 외함 본체의 상부에 구성되는 흡입부와, 상기 외함 본체의 상부 측면에 구성되어 상기 흡입부를 통해 흡입된 공기를 외부로 배출하는 공기 배출구와, 상기 공기 배출구의 안쪽면에 부착되어 상기 외함 본체 내부의 계측기로부터 검출된 이상징후 정보에 따라 지면으로 안전, 주의, 위험 문자를 선택적으로 투사하는 로고 라이트와, 상기 외함 본체로부터 일정 거리만큼 이격되어 지면에 설치되어 상기 로고 라이트와 연동하여 안전, 주의, 위험에 따라 색상을 발광하는 LED 발광부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

외부 이중 안전표시가 가능한 수배전반{distributing board with exteral double safety display}
본 발명은 수배전반에 관한 것으로서, 특히, 외함 본체 내부의 이상 징후에 따라 지면에 로고 라이트의 투사 및 LED를 발광하여 위험시 사람들의 접근을 방지하여 안전사고를 미연에 방지하도록 한 외부 이중 안전표시가 가능한 수배전반에 관한 것이다.
수용가의 수배전반은 한전으로부터 22.9kV의 특고압 전기를 수전받아 안전하고 양질의 저압 전기를 공급하기 위한 설비로서, 자동고장구간개폐기(AISS), 계기용변성기(MOF), 파워퓨즈(PF), 진공차단기(VCB), 변압기, 기중차단기(ACB), 분기용 차단기(MCCB), 기타 보호계전기(OCR, OCGR, UVR, OVR), 비상발전기 연동 및 자동절체반(ATS), 정류기반 등으로 이루어져 있으며, 외부인 출입통제를 위하여 보호용 휀스나 건물 내에 시설하고 있다.
특고압을 저압으로 변환하기 위한 시설인 수배전반 또는 전기수전시설은 작업자의 산업재해 발생위험이 내포되어 있다. 2010년 한국전기안전공사 전기재해통계분석발표에 따르면 감전건수 총 579건 중에 전기기술자가 203명이 사망 또는 부상을 당하였고, 형태별로는 충전부 직접 접촉이 48.7%로 가장 많았고, 아크에 의한 감전사고가 33%로 분석되었다.
종래에는 적외선 또는 인체 감지센서를 이용하여 사람이나 동물 등의 접근을 감지하는 것이 주목적으로 작업자를 위한 안전장치로는 미흡하다. 즉, 작업자가 고압기기의 주기적인 점검을 위해 접근 시에는 접근경보시스템을 off시켜야 하고, 정전이 없는 양질의 전기공급을 위해서는 무정전 상태(활선 상태)에서 점검이 필수적이므로 접근경보시스템이 off 상태에서 점검 시간이 길어지거나 공백이 발생할 경우에는 어떠한 경보나 알람이 발생하지 아니하여 작업 중 안전거리를 미확보로 감전 사고를 당할 수 있다.
이러한 문제점을 해결하고자 특허문헌 1에 수배전반에서 위험영역이나 보호가 필요한 영역에 설치되어 설정거리 이내로 사람이 접근하면 위험 경보를 발생하고, 관리자(점검자, 작업자 등)의 영상을 기록으로 보관하여 사고시 추후 원인규명 자료로 사용할 수 있도록 한 복합센서를 이용한 수배전반 감전위험 경보장치를 제시하고 있으나, 정확한 감지거리를 셋팅할 수 없어 감지장치의 전원을 off 시켜야 하고, 감지장치의 작동 및 고장 등을 가시적으로 인지할 수 없고 유지관리의 어려움이 있어 고장시 복구까지 장시간 공백이 길어져 실수로 감전사고가 발생할 수 있다.
또한, 특허문헌 2에 제시된 종래의 기술은 수배전반 충전부에 인체 및 사물의 혼촉이 발생할 경우 다수의 송수신 적외선 센서의 상호 작용으로 형성된 적외선 발광망이 이를 감지하여, 진입거리에 따라 차등적으로 경보를 발생시키고 감전사고 위험거리 근접 시 수배전반의 내부 전원을 차단하는 방법이나, 단순히 수배전반 내부로 진입하는 인체 및 사물의 접근을 감지하여 경보를 발생하는 것으로, 점검 도중에 발생할 수 있는 감전 사고에 따른 경보 또는 안전장치는 구성되어 있지 않아 점검 도중에 감전 사고의 위험이 따르는 문제점이 있다.
국내 등록특허공보 제10-1076772호 국내 등록특허공보 제10-1237881호
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 외함 본체 내부의 이상 징후에 따라 지면에 로고 라이트의 투사 및 LED를 발광하여 위험시 사람들의 접근을 방지하여 안전사고를 미연에 방지하도록 한 외부 이중 안전표시가 가능한 수배전반을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 외함 본체로부터 도어가 개폐되는 과정에서 도어의 개방공간을 축소할 수 있고, 또한 외함 본체 내부나 도어에 전류가 흐르고 있는지 확인할 수 있는 외부 이중 안전표시가 가능한 수배전반을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 방열을 위해 수배전반 내부로 공급되는 공기를 정화하면서 미세 먼지 속에 포함된 철 성분을 제거함으로써, 감전 위험을 미연에 방지함과 더불어 본체 케이스 내부로 청정한 공기를 공급하여 냉각 효율을 극대화하도록 한 외부 이중 안전표시가 가능한 수배전반을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 수행하기 위한 본 발명에 의한 외부 이중 안전표시가 가능한 수배전반은 내부 공간을 갖는 외함 본체와, 상기 외함 본체의 전면 개구부를 선택적으로 차폐하는 도어와, 상기 도어의 상부 또는 하부에 구비된 한 쌍의 고정힌지를 안내하도록 상기 개구부에 인접하게 배치되는 가이드부와, 상기 외함 본체의 하부에 배치되어 외부로부터 공급되는 공기를 정화하여 내부로 공급하는 공기 정화부와, 상기 외함 본체의 상부에 구성되어 내부의 공기를 상부로 흡입하기 위해 상기 외함 본체의 내부에 가상 냉각 통로를 따라 상기 외함 본체의 상부에 구성되는 흡입부와, 상기 외함 본체의 상부 측면에 구성되어 상기 흡입부를 통해 흡입된 공기를 외부로 배출하는 공기 배출구와, 상기 공기 배출구의 안쪽면에 부착되어 상기 외함 본체 내부의 계측기로부터 검출된 이상징후 정보에 따라 지면으로 안전, 주의, 위험 문자를 선택적으로 투사하는 로고 라이트와, 상기 외함 본체로부터 일정 거리만큼 이격되어 지면에 설치되어 상기 로고 라이트와 연동하여 안전, 주의, 위험에 따라 색상을 발광하는 LED 발광부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 관제 서비스가 가능한 수배전반은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 외함 본체 내부의 이상 징후에 따라 지면에 로고 라이트의 투사 및 LED를 발광하여 위험시 사람들의 접근을 방지하여 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.
둘째, 스마트폰을 통해 전력설비의 설치 정보를 확인함과 함께 스마트폰의 화면에 디스플레이되는 전력설비에 대한 점검 목록을 체크 및 저장을 통해 외부의 관리서버에 전력설비에 대한 정보를 데이터베이스화시킬 수 있다.
셋째, 외함 본체 상에서 도어가 슬라이딩 이송과 함께 회전하여 개폐되기 때문에 도어의 개방에 필요한 면적을 감소시켜 전체적인 외함 본체의 설치 면적을 줄일 수 있다.
넷째, 도어가 절연 재질로 이루어짐으로써 사용자가 안전사고에 노출되는 것을 방지할 수 있다.
다섯째, 도어가 가이드부 상에서 슬라이딩 이송되는 것을 안내 및 고정시킬 수 있어, 설정 각도에서 도어의 개방 정도를 유지할 수 있다.
여섯째, 도어가 한 쌍의 고정힌지를 구비하여 구조적인 강성을 증대시킬 수 있다.
일곱째, 도어 전면을 곡면 또는 경사면으로 형성하여 풍압을 분산시킬 수 있기 때문에 바람과 같은 외력에 효과적으로 대응할 수 있다.
여덟째, 외함 본체 측면에 외부로부터 유입되는 공기를 3중 필터로 정화하여 공급함으로써 청정한 공기를 공급하면서도 냉각 효율을 극대화할 수 있다.
아홉째, 외함 본체 내부로 유입되는 공기 중 미세먼지에 포함된 철 성분을 필터링 할 수 있기 때문에 철 성분의 미세 먼지가 유입됨으로 인해 분진 및 아크와 감전 사고가 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 외부 이중 안전표시가 가능한 수배전반의 외함 본체 외부를 도시하는 사시도
도 2는 도 1에 나타낸 외부 이중 안전표시가 가능한 수배전반의 내부를 도시하는 평면도
도 3은 도 1의 로고 라이트를 설명하기 위한 A 부분의 확대도
도 4는 도 1의 LED 발광부를 개략적으로 나타낸 평면도
도 5는 도 1에 나타낸 외함 본체 상에서 도어가 개폐되는 상태를 상부에서 예시적으로 도시하는 평단면도
도 6은 도 5에 나타낸 도어를 도시하는 참고도
도 7은 도 5의 도어가 외함 본체 상에서 슬라이딩 이송되면서 회전하도록 안내하는 가이드부를 도시하는 평면도
도 8은 도 5에 나타낸 외함 본체의 도어 개폐에 따른 설치면적을 도시하는 참고도
도 9는 도 1에 나타낸 공기 정화부를 도시하는 평면도
도 10은 도 9에 나타낸 공기 정화부를 분해하여 도시하는 분해사시도
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 첨부된 도면들에서 구성에 표기된 도면번호는 다른 도면에서도 동일한 구성을 표기할 때에 가능한 한 동일한 도면번호를 사용하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들에 대해 쉽게 이해할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 관제 외부 이중 안전표시가 가능한 수배전반의 외함 본체 외부를 도시하는 사시도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 외부 이중 안전표시가 가능한 수배전반의 내부를 도시하는 평면도이며, 도 3은 도 1의 로고 라이트를 설명하기 위한 A 부분의 확대도이고, 도 4는 도 1의 LED 발광부를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
또한, 도 5는 도 1에 나타낸 외함 본체 상에서 도어가 개폐되는 상태를 상부에서 예시적으로 도시하는 평단면도이고, 도 6은 도 5에 나타낸 도어를 도시하는 참고도이며, 도 7은 도 5의 도어가 외함 본체 상에서 슬라이딩 이송되면서 회전하도록 안내하는 가이드부를 도시하는 평면도이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 외부 이중 안전표시가 가능한 수배전반(100)은 내부 공간을 갖는 외함 본체(110)와, 상기 외함 본체(110)의 전면 개구부를 선택적으로 차폐하는 도어(120)와, 상기 도어(120)의 상부 또는 하부에 구비된 한 쌍의 고정힌지를 안내하도록 상기 개구부에 인접하게 배치되는 가이드부(130)와, 상기 외함 본체(110)의 하부에 배치되어 외부로부터 공급되는 공기를 정화하여 내부로 공급하는 공기 정화부(400)와, 상기 외함 본체(110)의 상부에 구성되어 내부의 공기를 상부로 흡입하기 위해 상기 외함 본체(110)의 내부에 가상 냉각 통로(510)를 따라 상기 외함 본체(110)의 상부에 구성되는 흡입부(500)와, 상기 외함 본체(110)의 상부 측면에 구성되어 상기 흡입부(500)를 통해 흡입된 공기를 외부로 배출하는 공기 배출구(600)와, 상기 외함 본체(110)의 공기 배출구(600)의 안쪽면에 부착되어 상기 외함 본체(110) 내부의 계측기(도시되지 않음)로부터 검출된 이상징후 정보에 따라 지면으로 안전, 주의, 위험 문자를 선택적으로 투사하는 로고 라이트(700)와, 상기 외함 본체(110)로부터 일정 거리만큼 이격되어 지면에 설치되어 상기 로고 라이트(700)와 연동하여 안전, 주의, 위험에 따라 색상을 발광하는 LED 발광부(800)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 계측기는 상기 외함 본체(110) 내부의 N-E 전압 및 전류, 부하 불평형율, 고조파, 3상전력, 역률을 감시한다. 뿐만 아니라 상기 외함 본체(110)의 X, Y, Z축의 진동을 감지하여 지진 발생 유무를 감지한다.
또한, 상기 계측기는 상기 외함 본체(110) 내부의 불꽃, 온도 및 연기 농도를 검출할 수도 있다.
상기 계측기로부터 검출된 정보를 근거로 분석하기 위한 콘트롤러(도시되지 않음)가 상기 외함 본체(110)의 내부에 구성되어 있다. 상기 콘트롤러는 상기 로고 라이트(700) 및 LED 발광부(800)를 상기 계측기로부터 검출된 정보에 따라 안전, 주의, 위험 문자를 지면에 디스플레이 또는 발광하여 작업자나 관리자가 보다 경각심을 갖도록 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 외함 본체(110)의 공기 배출구(600) 안쪽면에 로고 라이트(700)를 지면 방향으로 설치되어 있다.
상기 로고 라이트(700)는 상기 계측기로부터 검출된 정보를 근거로 콘트롤러에서 분석하고, 상기 콘트롤러의 제어를 받아 안전, 주의, 위험 문자를 선택적으로 지면에 투사하여 작업자나 관리자가 확인할 수 있도록 한다.
한편, 본 발명에서는 상기 로고 라이트(700)가 지면에 "안전"이라는 문자를 투사하고 있는데, "주의" 또는 "위험" 문자를 지면에 투사할 수 있음은 물론이다.
이때 상기 "안전", "주의", "위험" 문자는 시각적인 효과를 극대화하기 위하여 칼라 색상과 함께 상기 지면의 일정 범위내에서 상기 로고 라이트(700)가 회전하면서 문자를 투사할 수도 있다.
한편, 도 4에서와 같이, 상기 LED 발광부(800)를 나타내고 있는데, 상기 LED 발광부(800)는 상기 지면에 일정 깊이로 매립된 상태에서 상부면이 지면과 일치되도록 한다. 이때 보행자가 상기 LED 발광부(800)에 걸리거나 보행에 지장을 주지 않기 위해서이다.
상기 LED 발광부(800)는 상기 로고 라이트(700)가 "안전" 문자를 투사할 때 "청색"을 발광하고, "주의" 문자를 투사할 때 "녹색"을 발광하며, "경고" 문자를 투사했을 때 "적색"을 각각 발광하여 작업자나 관리자가 알 수 있도록 한다.
한편, 상기 LED 발광부(800)는 점멸 발광을 통해 작업자나 관리자가 보다 쉽게 확인할 수 있도록 한다.
따라서 본 발명에 의한 외부 이중 안전표시가 가능한 수배전반은 로고 라이트(700)의 안전, 주의, 위험 문자의 투사와 함께 LED 발광부(800)에서 적색, 녹색, 청색을 발광하여 작업자나 관리자가 특히 야간에 이중으로 안전 표시를 가능하게 함으로써 감전사고를 포함하여 안전 사고를 미연에 방지할 수가 있다.
이때 본 발명의 도어(120)는 외함 본체(110) 상에서 슬라이딩 이송에 의해 회전하게 된다. 즉, 일반 도어와 같이 회전에 의해서만 개폐되는 여닫이 도어나, 슬라이딩에 의해서만 개폐되는 미닫이 도어와 달리, 슬라이딩 동작과 회전 동작이 동시에 수반되면서 개폐된다.
상기 외함 본체(110)는 내부에 장착되는 설비들의 구조나 종류에 따라서 고압 배전반, 저압 배전반, 분전반, 접속함, 모터 제어반 및 ESS 중 어느 하나의 본체로 적용될 수 있다. 예컨대 외함 본체(110)는 내부에 VCB, VCS, VC, ACB, MCCB, PCB와 리액터(reactor), 인버터, 콘덴서, 계측제어모듈, SMPS, EMI필터 및 변압기 등의 전력설비가 구비된 수배전반의 본체로 적용될 수 있다.
이러한 외함 본체(110)는 대략 직육면체의 형상을 가지며, 좌우 측면과, 후면 및 상하면이 형성되고, 전면에는 개방된 개구부가 형성된다. 물론 외함 본체(110)의 형상은 이에 한정되지 않고, 직육면체를 포함한 다면체 또는 구 형상으로 형성될 수도 있다. 그리고 외함 본체(110)의 전면 개구부(111)에는 개구된 공간을 선택적으로 차폐하는 도어(120)가 구비된다. 또한 외함 본체(110)의 저면에는 설치면(예컨대 지면)과 사이에서 지진과 같은 외력에 대응할 수 있도록 방진장치(200) 또는 면진장치가 구비될 수 있다.
상기 도어(120)는 상기 외함 본체(110)의 전면을 양 쪽에서 각각 차폐하도록 서로 대향하여 한 쌍으로 구비된 것을 일 예로 설명하며, 단일 도어로 구비될 수도 있다. 또한 상기 도어(120) 상에는 도어락(121)이 구비될 수 있다.
상기 도어(120)는 상기 가이드부(130)를 통하여 슬라이딩 이동과 함께 회전하여 개폐과정이 이루어진다. 상기 도어(120)는 닫힌 상태에서 열리면서 일부 외함 본체(110) 내부에 삽입되고, 나머지 일부는 외함 본체(110) 외부로 돌출된다.
상기 도어(120)는 설정된 두께 범위를 갖도록 이루어지고, 내부에 단열 또는 흡음 기능을 제공하는 패드부재(123)가 구비된다. 예컨대 상기 도어(120)의 두께는 약 100mm로 이루어지고, 상기 패드부재(123)가 내부에 내장될 수 있다. 이때 상기 도어(120)는 절연재질로 이루어지면서 상기 외함 본체(110)의 전면을 커버할 수 있는 강성을 요구하기 때문에 엔지니어링 플라스틱으로 구성되는 것이 바람직하다.
이러한 엔지니어링 플라스틱은 강도, 탄성뿐만 아니라, 내충격성, 내마모성, 내열성, 내한성, 내약품성, 전기절연성 등이 뛰어나기 때문에 규모가 큰 외함 본체(110)의 도어 재질로도 적용이 가능하다. 또한 엔지니어링 플라스틱을 유리섬유 또는 탄소섬유 등과 혼합시켜, 더욱 강력한 특성을 발휘하는 복합재료인 섬유강화플라스틱(FRP: fiber reinforced plastics)이 도어 재질로 구성될 수도 있다. 물론, 상기 도어(120)는 기본적으로 알루미늄이나 스테인리스 스틸 및 강판 소재의 스틸 재질로 구현될 수도 있다.
여기서 상기 도어(120) 상에 사용자가 접촉하거나 파지할 수 있는 구성 중 절연재질이 아닌 메탈소재로 이루어진 구성이 있는 경우, 도면에 도시하지는 않았지만, 전류 또는 전압을 감지하는 감응센서(미도시)를 구비하여 사용자로 하여금 접근 또는 접촉 금지에 대한 경고 메시지를 전달할 수 있도록 시각적 알림 수단(예컨대, LED, 램프, 디스플레이 패널 등)이나 청각적 알림 수단(예컨대, 부저, 스피커, 벨 등)이 구비될 수도 있다.
그리고 상기 도어(120)는 외함 본체(110) 전방에서 후방으로 휘어진 곡면(124) 또는 경사면이 형성된다. 즉, 상기 도어(120)가 닫힌 상태에서 상기 외함 본체(110)의 전면에 대응하는 도어(120) 전면이 외함 본체(110) 내부 방향으로 오목하게 휘어짐으로써 도어(120)를 향해 강풍이 부는 경우에도 풍압을 효율적으로 지지하면서 분산시킬 수 있다.
또한, 상기 도어(120) 전면이 상하방향으로 동일한 곡면이나 경사면으로 이루어지고, 상기 도어(120)의 좌우방향으로 동일한 곡률을 이루기 때문에 도어(120)의 상하방향으로 강성이 증대되는 효과도 기대할 수 있다. 게다가 상기 도어(120)가 절연 재질로 이루어지기 때문에, 상기 외함 본체(110) 내부의 전력설비와 전위차가 발생하지 않아 외부에서 사용자(예컨대 작업자)가 도어(120)와 접촉하더라도 안전사고가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 도어(120)의 휘어진 곡면(124) 또는 경사면은 상기 외함 본체(110)의 전면으로부터 외부로 돌출되는 볼록한 곡면이나 경사면으로 이루어질 수도 있고, 상기 외함 본체(110)의 도어(120) 하측 영역 또는 상측 영역에서 도어(120)의 곡면 또는 경사면에 대응하는 곡면이나 경사면 구조로 이루어질 수 있다.
상기 도어(120)의 상면 및 하면에는 가이드부(130)를 통해 이송 범위가 제한되는 한 쌍의 고정힌지(125, 126)가 구비된다. 물론, 도어의 사이즈나 중량에 따라서 도어(120)의 상면 또는 하면 중 일 측에만 고정힌지가 구비될 수도 있다.
상기 고정힌지(125, 126)는 도어(120)의 외측 모서리에 인접하게 배치되는 제1고정힌지(125)와, 도어(120)의 중심에 인접하게 배치되는 제2고정힌지(126)를 포함한다. 제1고정힌지(125)와 제2고정힌지(126)는 적어도 하나 또는 복수개의 베어링(127)이 구비될 수 있고, 이러한 베어링(127)은 가이드부(130)와의 마찰력을 줄여주는 기능을 제공한다.
또한 도어(120)가 외함 본체(110) 상에서 고정된 상태를 유지하고, 슬라이딩 이송에 마찰력을 줄일 수도 있다. 도면에 도시하지는 않았지만, 도어(120)는 적어도 외함 본체(110)의 개구부(111) 주변에서 슬라이딩 이송 또는 회전 가능하도록 결합되어 있다. 여기서 고정힌지들(125, 126)은 도어(120)와 별개의 메탈 재질로 이루어질 수 있고, 절연을 위해서 도어와 동일한 재질로 이루어질 수 있다. 또한 도어(120) 전면에 구비되는 도어락(121) 역시 절연을 위해서 도어(120)와 동일한 재질이거나 적어도 절연재질로 이루어질 수 있다.
그리고 하나의 도어(120) 상에서, 제1고정힌지(125)와 제2고정힌지(126) 사이의 거리가 도어(120) 폭에 대하여 20~50% 범위(비율로 1:2~1:5)로 이루어질 수 있다. 보다 바람직하게는 한 쌍의 고정힌지(125, 126) 사이의 거리 대비 도어(120)의 전체 폭(고정힌지 사이의 거리 포함)이 1:3 비율로 이루어질 수 있다. 1:3의 비율은 도어(120) 전방에서 가해지는 풍압을 견디면서 동시에 외함 본체(110) 내부에 발생하는 데드 스페이스를 효과적으로 줄일 수 있다. 여기서 한 쌍의 고정힌지(125, 126) 사이의 거리 대비 도어(120) 폭의 비율은 지역이나 설치 위치에 따른 특성을 고려하여 변경될 수 있다. 이렇게 한 쌍의 고정힌지(125, 126)를 이용한 도어(120)는 전방에서 풍압에 대하여 안전하게 견딜 수 있고, 급작스러운 도어 개폐를 방지할 수 있어 안전사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.
상기 외함 본체(110) 상에서 도어(120)는 가이드부(130)에 의해 개폐동작이 안내된다.
상기 가이드부(130)는 외함 본체(110)의 전면과 측면이 인접한 모서리 부분의 상부에 구비된다. 물론 상기 도어(120)가 상부와 하부에서 모두 고정되는 구조에서는 외함 본체(110)의 하부에도 별도로 다른 가이드부가 배치될 수 있다.
상기 가이드부(130)는 대략 ““L"자 형상으로 절곡되며, 외함 본체(110)의 전면에 인접한 제 1 안내부재(131)와, 상기 외함 본체(110)의 측면에 인접한 제 2 안내부재(132)를 포함한다. 상기 가이드부(130)의 형상은 제 1 안내부재(131)와 제 2 안내부재(132)가 적어도 90°° 또는 그 이상의 각도로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 제 1 안내부재(131)와 제 2 안내부재(132)는 내부에 고정힌지들(125, 126)이 수납되어 이송되도록 이송공간(133)이 형성된다. 이때 상기 제 1 안내부재(131)와 제 2 안내부재(132) 내부의 이송공간(133)은 서로 연통하도록 형성된다.
상기 제 1 안내부재(131)와 제 2 안내부재(132) 사이 연결부분에는 고정힌지와 접촉하는 경사판(134)이 마련된다. 상기 경사판(134)은 도어(120)가 열리는 과정에서 제 1 고정힌지(125)가 제 2 안내부재(132) 방향으로 향하도록 간섭되고, 또한 도어(120)가 닫히는 과정에서 제2고정힌지(126)가 제 1 안내부재(131) 방향으로 향하도록 간섭된다. 즉, 도어(120)가 개폐되는 과정이 가이드부(130) 상에서 원활하게 이루어지도록 경사판(134)은 고정힌지(125, 126)와 접촉하게 된다. 경사판(134)은 가이드부(130)의 이송공간(133) 상에 위치할 수도 있고, 이송공간(133) 외부에 배치될 수도 있다.
상기 가이드부(130)는 이송공간(133) 내부에서 제1고정힌지(125) 또는 제2고정힌지(126)와 간섭되는 하나 또는 복수개의 스토퍼(135)를 포함한다. 제1스토퍼(135a)는 도어(120)를 여는 과정에서 설정된 개방범위(예컨대, 약 1/3 또는 2/3 개방지점)를 유지하도록 도어(120)가 닫히는 방향으로 간섭된다. 예를 들어, 사용자가 도어를 약 2/3 정도 열린 상태에서 도어(120)가 제 1 스토퍼(135a)를 지나면(고정힌지가 스토퍼와 접촉한 후 지나가면) 도어(120)가 닫히는 방향으로 제 1 스토퍼(135a)와 간섭되기 때문에 약 2/3 개방된 상태를 유지할 수 있다.
또한 상기 제 2 스토퍼(135b)는 상기 도어(120)가 완전히 열린 상태를 유지하도록 가이드부(130) 상에 더 구비될 수 있다. 예를 들어, 도어(120)가 완전 열리면 제 1 고정힌지(125)가 제 2 안내부재(132)의 단부에 인접하도록 배치되는데, 가이드부(130) 상에서 이 위치에 제 2 스토퍼(135b)가 구비되면 도어(120)의 완전 개방상태를 유지할 수 있게 된다.
이러한 상기 스토퍼(135)는 가이드부(130) 상에서 이송공간(133) 내부로 돌출된 구조를 취하며, 이송공간(133) 내부로 탄력적으로 돌출되거나 고정힌지(125, 126)와 접촉하면서 이송공간(133) 외부로 밀려나는 구조로 마련됨이 바람직하다. 그리고 스토퍼(135)의 위치는 도어(120)를 주로 개방하는 범위에 따라서 변경될 수 있으며, 도어(120)의 개방 정도에 따라서 더 많은 수의 스토퍼가 구비될 수도 있다.
상기 도어(120)는 닫히는 방향으로 힘을 작용하는 도어 클로저(Door Closer, 미도시)가 구비될 수 있다. 그러면 도어(120)는 닫히는 방향으로 항상 일정한 힘이 작용하기 때문에 스토퍼(135)가 도어(120)의 닫히는 방향으로만 간섭하도록 배치될 수 있다. 도면에 도시하지는 않았지만, 이러한 도어 클로저는 도어(120) 일부(측면 또는 모서리 영역)를 가압하도록 마련될 수 있고, 또는 한 쌍의 고정힌지(125, 126) 중 어느 하나를 가압하도록 마련될 수 있다.
이렇게 도어(120)가 가이드부(130) 상에서 개폐되는 과정을 살펴보면 다음과 같다.
먼저 도어(120) 손잡이(미도시) 또는 도어락(121)을 사용자가 파지하여 도어(120) 열림 방향으로 밀면 도어(120)의 슬라이딩 이송이 먼저 이루어진다. 이때 제1고정힌지(125)는 경사판(134)과 접촉하면서 제 1 안내부재(131)로부터 제 2 안내부재(132) 방향으로 방향이 전환된다.
제 1 고정힌지(125)가 제 2 안내부재(132)의 이송공간(133)으로 진입하면서 도어(120)는 슬라이딩 이송과 함께 회전이 동시에 이루어진다. 이때 외함 본체(110) 내부에서 도어(120)가 슬라이딩 이송 및 회전하면서 데드 스페이스(Dead Space, 112)가 발생하는데 외함 본체(110) 내부의 전체 부피와 비교하면 무시할만한 수치이다. 또한 외함 본체(110) 내부의 전력설비 배치를 데드 스페이스(112) 상에서 간섭되지 않도록 조정이 가능하다.
상기 도어(120)가 열리면서 제 2 고정힌지(126)가 제 1 스토퍼(135a)를 지나가면, 도어(120)가 설정된 개방범위를 유지하면서 열림 상태가 유지된다.
그리고 도어(120)를 더 밀어서 완전 개방되면, 제 1 고정힌지(125)가 제 2 스토퍼(135b)와 간섭되기 때문에 도어의 완전 개방상태가 유지될 수 있다.
다시 도어(120)가 닫힐 때는 제 2 고정힌지(126)가 경사판(134)과 접촉하면서 제2안내부재(132)의 이송공간(133)으로부터 제 1 안내부재(131)의 이송공간(133)으로 방향이 전환된다. 이 후 도어(120)가 닫히는 과정은 도어 개방과정의 반대로 이루어진다.
본 발명의 도어를 통하여 기존의 수배전반 도어가 설치되었을 때와 설치 면적을 예를 들어 비교하면 다음과 같다.
도 7은 도 5에 나타낸 외함 본체의 도어 개폐에 따른 설치면적을 도시하는 참고도이다.
도 7을 참조하면, 도 7(a)는 본 발명의 실시예에 따른 도어(120)가 설치된 외함 본체(110)를 나타내고, 도 7(b)는 일반적인 도어(12)가 설치된 종래의 외함 본체(11)를 나타낸다.
먼저 도 7(a)와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 구조는 외함 본체(110) 상에서 도어(120)가 열린 상태에서 가로 1800mm, 세로 2800mm로 전체 넓이는 50400㎠를 차지한다.
그리고 도 7(b)와 같이, 종래의 외함 본체(11)에서 도어(12)가 열린 상태는 가로 1800mm, 세로 3600mm로 전체 넓이가 64800㎠를 차지한다.
따라서 본 발명의 외함 본체(110) 설치면적은 종래기술의 외함 본체(11) 설치면적 대비 약 77.7%를 차지하기 때문에 약 23% 정도의 설치면적 감소를 기대할 수 있다.
여기서 본 발명의 외함 본체(110)와 종래기술의 외함 본체(11) 내부 면적(1800mm*1800mm)은 같기 때문에 도어 개방에 따른 설치면적(양 측 중 일 측 도어만 비교)의 차이를 비교해보면 다음과 같다.
먼저, 본 발명의 도어(120) 개방에 따른 설치면적은 도어(120)의 개방 폭이 1800mm이고, 개방된 도어(120)가 외함 본체(110) 외부로 돌출된 길이는 500mm로 9000㎠를 차지한다.
또한 종래기술의 도어(12) 개방에 따른 설치면적은 도어(12)의 개방 폭이 1800mm로 동일하고, 개방된 도어(12)가 외함 본체(11) 외부로 돌출된 길이는 900mm로 16200㎠를 차지한다.
따라서 본 발명의 도어 개폐에 필요한 설치면적은 종래기술의 도어 개폐에 필요한 설치면적 대비 약 55.5%로써 거의 절반 수준의 설치면적을 필요로 하는 것을 알 수 있다. 물론 본 발명의 외함 본체(110) 내부에서 미미하게 데드 스페이스(112)가 발생하는 것을 충분히 감안하더라도 종래 일반적인 도어(12)가 설치된 외함 본체(11)에 비하여 적어도 40% 정도의 설치면적을 감소시킬 수 있는 것이다.
여기서, 상기 외함 본체(110)는 사각형의 단면형상을 갖도록 수배전반(100)의 측면 구조를 형성하는 측면 프레임과, 상기 측면 프레임의 상면에 결합되는 상부 프레임과, 상기 측면 프레임의 하면에 결합되는 하부 프레임을 포함한다.
다만, 이러한 상기 외함 본체(110)는 단면형상이 사각형을 갖는것 뿐만 아니라, 다각형 형상의 경우에도 적용될 수 있다.
상기 도어(120)는 필요에 따라 상기 단열재에 알루미늄 타공판을 부착하여 외부의 접지수단과 연결하여 감전사고를 미연에 방지할 수도 있다.
상기 외함 본체(110)의 적어도 일 측면에는 내부를 투시하기 위한 투시창을 구비할 수 있다.
상기 외함 본체(110) 내부에서 전기기기(300) 상부에는 전기기기(300)에서 발행하는 열을 외함 본체(110) 내부에 가상의 통로를 형성하여 외부로 배출하는 흡입부(500)와 공기 가이드부(510)가 마련된다.
상기 흡입부(500)는 공기를 흡입하는 팬(Fan) 구조가 설치된다. 이때 상기 흡입부(500)의 공기 흡입구조는 복수개의 팬이 구비될 수 있다.
상기 공기 가이드부(510)는 전기기기(300)에서 발열이 가장 심한 영역에 인접하도록 연장될 수 있다. 이러한 가이드부(510)는 전기기기(300)에서 열을 포함한 공기를 흡입부(500)의 동력을 통해 공기 배출구(600)로 전달한다.
상기 공기 가이드부(510)는 외함 본체(110)의 내부 상측에 배치되어 하나의 덕트 구조로 형성될 수 있고, 공기 배출구(600)는 외함 본체(110) 내부의 공기를 외부로 배출하는 구조로 마련된다.
도 9는 도 1에 나타낸 공기 정화부를 도시하는 평면도이고, 도 10은 도 9에 나타낸 공기 정화부를 분해하여 도시하는 분해사시도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 공기 정화부(400)는 도 9에 도시된 바와 같이, 외부의 공기를 유입하여 공기에 포함된 도전성 성분, 미세먼지, 냄새 및 화합물 세균을 제거하기 위해 순차적으로 배열되는 제 1 내지 제 3 공기 필터부(430, 440, 450)와, 상기 제 1 내지 제 3 공기 필터부(430, 440, 450)의 일 측에 결합되어 상기 제 1 내지 제 3 공기 필터부(430, 440, 450)를 통해 정화된 공기가 관통하는 배기 덕트부(470)와, 상기 배기 덕트부(470)의 타측에 결합되어 상기 제 1 내지 제 3 공기 필터부(430, 440, 450)로 외부의 공기가 유입되도록 공기를 흡입함과 더불어 상기 제 1 내지 제 3 공기 필터부(430, 440, 450)를 통해 정화된 공기를 상기 전기기기(300) 하부에 분사하는 공기 분사부(480)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 공기 분사부(480)의 가동에 의해 외부의 공기가 상기 공기 정화부(400)를 관통하면서 정화된 공기를 상기 외함 본체(110)의 내부, 즉 전기기기(300)의 하부로 공급할 수 있다.
한편, 상기 공기 분사부(480)는 상기 외함 본체(110) 내부의 온도, 습도, 부하율에 따라 가동된다. 예를 들면, 상기 외함 본체(110)의 내부 온도가 40℃℃ 이상, 습도가 80%이상, 부하율이 20% 이상일 때 동작된다. 따라서 상기 외함 본체(110)의 내부에는 온도 및 습도를 검출과 함께 부하율을 측정하는 측정기가 설치되어 있고, 상기 센서와 측정기를 통해 전달받은 정보를 근거로 상기 공기 분사부(480) 및 흡입부(500)를 제어하기 위한 콘트롤러(도시되지 않음)가 탑재되어 있다.
상기 제 1 내지 제 3 공기 필터부(430, 440, 450)는 외함 본체(110)의 외측 표면에 부착되어 외부의 공기가 유입되는 외부 외장 커버(410)와, 상기 외부 외장 커버(410)가 상기 외함 본체(110)에 부착 및 고정되도록 외부 외장 커버(410) 사이에 구성되는 외부외장 커버 조립용 홀더(420)와, 상기 외부 외장 커버(410)를 관통하여 유입된 공기가 관통하면서 공기에 포함된 도전성 성분을 취부하는 자석조립용 취부재로 이루어진 제 1 공기 필터부(430)와, 상기 제 1 공기 필터부(430)를 관통한 공기를 유입 받아 관통하면서 상기 공기에 포함된 미세입자를 제거하는 헤라필터로 이루어진 제 2 공기 필터부(440)와, 상기 제 2 공기 필터부(440)를 통해 미세먼지가 제거된 공기를 유입 받아 관통하면서 공기에 포함된 냄새 및 화합물 세균을 제거하는 백금필터로 이루어진 제 3 공기 필터부(450)와, 상기 제 3 공기 필터부(450)를 통해 냄새 및 화합물 세균이 제거된 공기를 상기 외함 본체(110) 내부의 상부쪽으로 송풍하기 위한 배기 덕트부(470) 및 공기 분사부(480)가 체결되는 브로워 조인용 레듀사(460)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 외함 본체(110)의 일 측면에는 점검구가 형성되어 있는데, 상기 점검구는 수배전반의 내부에 설치되는 고장구간 자동개폐기(도시되지 않음)를 외부에서 편리하게 수동으로 조작하기 위해 구성되어 있다.
상기 흡입부(500)는 상기 외함 본체(110)의 중앙 상측에 부착되면서 다수의 공기 가이드부(510)가 일정한 간격으로 돌출 형성되어 외함 본체(110) 내부의 공기를 가이드하는 역할을 한다.
또한, 상기 흡입부(500)는 상기 공기 분사부(480)와 함께 상기 공기 정화부(400)를 통해 유입되는 공기의 양을 늘리기 위해 상기 외함 본체(110) 내부에 존재하는 공기들을 상기 공기 배출구(600)쪽으로 보내주는 역할을 한다. 즉, 상기 흡입부(500)의 가동에 의해 외부의 공기들이 내부로 유입되는 속도와 더불어 공기의 양이 증가하게 되는데 이때 실내는 정화된 공기로 인하여 청정한 영역을 통해 전기기기(300)들의 고장을 줄임과 함께 신선한 외부 공기 유입으로 내부의 온도를 낮출 수가 있다.
뿐만 아니라 상기 공기 정화부(400)에서 공기 중 미세먼지에 포함한 철 성분을 제거한 상태에서 실내로 공급함으로써 철 성분에 의한 선로의 절연 파괴를 미연에 방지함과 더불어 분진, 아크 및 감전 사고를 미연에 방지할 수 있다.
이러한 상기 흡입부(500)은 수배전반(100) 내부에서의 공기 순환이 보다 원활히 이루어지도록 한다.
상기 외함 본체(110)의 내부공간에는 전기기기(300)가 설치된다. 이러한 본 발명의 실시예에 따른 전기기기(300)는 변압기를 포함할 수 있다. 변압기는 전력 공급원에서 공급된 특고압의 전기를 그 용도에 맞게 적정 전압으로 변압시키는 역할을 한다.
다만, 본 발명의 실시예에서 전기기기(300)는 변압기를 한 예로 들어 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고 외함 본체(110) 내부에 탑재되는 어느 전기기기(300)에도 사용할 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 수배전반은 외함 본체 측면에 외부로부터 유입되는 공기를 3중 필터로 정화하여 공급함으로써 청정한 공기를 공급하면서도 냉각 효율을 극대화할 수 있으며, 외함 본체 내부로 유입되는 공기 중 미세먼지에 포함된 철 성분을 필터링 할 수 있기 때문에 철 성분의 미세 먼지가 유입됨으로 인해 분진 및 아크와 감전 사고가 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.
100 : 수배전반 110 : 외함 본체
120 : 도어 130 : 가이드부
200 : 방진유닛 300 : 전기기기
400 : 공기 정화부 500 : 흡입부
600 : 공기 배출구 700 : 로고 라이트
800 : LED 발광부

Claims (5)

  1. 내부 공간을 갖는 외함 본체와,
    상기 외함 본체의 전면 개구부를 선택적으로 차폐하는 도어와,
    상기 도어의 상부 또는 하부에 구비된 한 쌍의 고정힌지를 안내하도록 상기 개구부에 인접하게 배치되는 가이드부와,
    상기 외함 본체의 하부에 배치되어 외부로부터 공급되는 공기를 정화하여 내부로 공급하는 공기 정화부와,
    상기 외함 본체의 상부에 구성되어 내부의 공기를 상부로 흡입하기 위해 상기 외함 본체의 내부에 가상 냉각 통로를 따라 상기 외함 본체의 상부에 구성되는 흡입부와,
    상기 외함 본체의 상부 측면에 구성되어 상기 흡입부를 통해 흡입된 공기를 외부로 배출하는 공기 배출구와,
    상기 공기 배출구의 안쪽면에 부착되어 상기 외함 본체 내부의 계측기로부터 검출된 이상징후 정보에 따라 지면으로 안전, 주의, 위험 문자를 선택적으로 투사하는 로고 라이트와,
    상기 외함 본체로부터 일정 거리만큼 이격되어 지면에 설치되어 상기 로고 라이트와 연동하여 안전, 주의, 위험에 따라 색상을 발광하는 LED 발광부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 이중 안전표시가 가능한 수배전반.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 계측기는 상기 외함 본체 내부의 N-E 전압 및 전류, 부하 불평형율, 고조파, 3상전력, 역률, X, Y, Z축의 진동, 불꽃, 온도 및 연기 농도를 검출하는 것을 특징으로 하는 이중 안전표시가 가능한 수배전반.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 공기 정화부는
    외부의 공기를 유입하여 공기에 포함된 도전성 성분, 미세먼지, 냄새 및 화합물 세균을 제거하는 공기 필터부와,
    상기 공기 필터부의 일 측에 결합되어 상기 공기 필터를 통해 정화된 공기가 관통하는 배기 덕트부와,
    상기 배기 덕트부의 타 측에 결합되어 상기 공기 필터부로 외부의 공기가 유입되도록 공기를 흡입하며, 상기 공기 필터부를 통해 정화된 공기를 상기 전기기기에 분사하는 공기 분사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 안전표시가 가능한 수배전반.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 공기 필터부는,
    상기 외함 본체의 외측면에 부착되어 외부의 공기가 유입되는 외부 외장 커버와,
    상기 외부 외장 커버가 상기 외함 본체에 부착 및 고정되도록 상기 외함 본체와 외부 외장 커버 사이에 배치되는 외부외장 커버 조립용 홀더와,
    상기 외부 외장 커버를 관통하여 유입된 공기에 포함된 도전성 성분을 취부하는 자석조립용 취부재와,
    상기 자석조립용 취부재를 관통한 공기에 포함된 미세입자를 제거하는 헤라필터와,
    상기 헤라필터를 관통한 필터링 된 공기에 포함된 냄새 및 화합물 세균을 제거하는 백금필터와,
    상기 백금필터를 통해 냄새 및 화합물 세균이 제거된 공기를 상기 외함 본체 내부의 상부쪽으로 송풍하기 위한 상기 배기 덕트부 및 공기 분사부가 체결되는 브로워 조인용 레듀사를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 안전표시가 가능한 수배전반.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 도어는 개방되는 과정에서 상기 외함 본체 내부에 일부 삽입되고, 나머지 일부는 외부에 노출되며, 상기 가이드부 상에서 슬라이딩 이송에 의해 회전하고,
    상기 가이드부는 상기 도어의 제 1 고정힌지를 안내하는 제 1 안내부재와, 상기 제 1 안내부재로부터 절곡되어 상기 도어의 제 2 고정힌지를 안내하는 제 2 안내부재를 포함하며,
    상기 가이드부는 상기 도어가 열림 또는 닫힘 상태로 이동하면서, 상기 한 쌍의 고정힌지 중 적어도 어느 하나와 간섭되는 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 히트싱크를 구비한 수배전반.
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