KR20210044410A - 가스 회수기능이 구비된 안전 방압장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스 회수기능이 구비된 안전 방압장치에 관한 것으로, 가스절연탱크의 측면 결합단에 형성된 절개공을 폐쇄시키게 구성되고, 탱크의 내압력보다 작게 설계된 방압변 디스크와, 상기 방압변 디스크를 둘러싼 상태에서 탱크에 용접되어져 있고, 상기 방압변 디스크를 통해 유출되는 가스와 압력을 내부로 유도하도록 절곡된 경로유도관과 상기 절개공을 폐쇄시키도록 탱크에 결합되며, 상기 경로유도관 내부에 설치된 가스회수포를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

가스 회수기능이 구비된 안전 방압장치{SAFETY PRESSURE RELIEF APPARATUS WITH GAS RECOVERY FUNCTION}

본 발명은 가스 회수기능이 구비된 안전 방압장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내압한계치 초과로 인한 방압변 디스크의 파괴시 작업자에 대한 영향을 줄이면서도 온실가스인 SF6가스의 외부 방출을 막고, 그 SF6가스를 회수하여 재사용할 수 있게 함으로써 안전성과 경제성을 높인 가스 회수기능이 구비된 안전 방압장치에 관한 것이다.

일반적으로, 지상 또는 지중 고압(25.8kV) 배전라인에 사용하는 가스절연 기기의 SF6 가스 또는 친환경 가스(건조공기, 질소가스, 이산화탄소, G3가스)의 압력 탱크내에서 단락 또는 지락사고시 가스절연 기기내 회로에 고장전류가 흐르고, 차단기가 설정된 시간내에서 고장전류를 차단하지 못할 경우 가스절연 기기 내부의 통전 회로에 고장전류에 의한 급격한 온도상승이 발생한다. 급격한 온도 상승은 내부 화재와 함께 가스 탱크의 내부 압력을 급상승시켜 결과적으로 탱크가 폭발하면서 고열, 고압의 가스가 가스절연 기기 외부로 배출하여 인명사고 및 주변 시설물에 큰 손상을 유발시킨다.

앞서 설명한 것과 같이 가스 절연기기 내부에서 단락 및 지락사고 발생시 고장전류에 의해 고열, 고압의 가스가 가스압력 탱크의 폭발을 유발한다. 이 탱크 폭발을 방지하기 위해 일반적으로 탱크 하부에 설정된 압력에 이르면 가스를 배출하는 방압변(rupture disk)을 설치한다. 그러나 이 방압변은 고열 고압의 가스를 탱크외부로 배출하는 기능만 있지 고열 고압의 가스로부터 작업자, 가스절연 기기 주변을 지나는 보행자, 주변 시설물 및 운행하는 차량을 보호하지 못한다.

상기 설명과 같이 가스절연 기기내 단락 또는 지락사고시 발생하는 고장전류에 의한 가스절연 기기 외부로 배출되는 고온 고압의 가스로부터 가스절연 기기 주변의 인명 및 시설물의 보호를 위한 지중 배전선로용 가스절연기기의 내부고장 가스 방출장치의 개발 및 설치가 시급하다.

또한, 방압변에 가스유도관이 설치되어 파열시 타기기 및 주위 작업자에 대한 영향은 최소화 할 수는 있으나 절연매질인 SF6가스(온실가스)의 외부 배출은 막을 수 없으며, 고장 발생에 따른 DS부 가스인입량(약 15kG) 외부 유출시 배출권 구입비용 개소별 약 975만원이 소요되므로 경제적 손실이 크다는 문제가 있었다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0079921호(2005.08.11 공개, 발명의 명칭: 지상형 가스절연 부하개폐기의 고압팽창가스 방출장치설치방법)에 개시되어 있다.

본 발명은 내압한계치 초과로 인한 방압변 디스크의 파괴시 온실가스의 외부 방출을 막고, 온실가스를 회수하여 재사용할 수 있게 하는 가스 회수기능이 구비된 안전 방압장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 가스 회수기능이 구비된 안전 방압장치는 지중 배전선로용 가스절연 탱크에 부가되어, 고압 가스가 충진된 가스절연탱크의 측면 결합단에 형성된 절개공을 폐쇄시키게 구성되고, 탱크의 내압력보다 작게 설계된 방압변 디스크와; 상기 방압변 디스크를 그 일단이 둘러싼 상태에서 탱크에 용접되어져 있고, 그 방압변 디스크를 통해 유출되는 가스와 압력을 내부로 유도하도록 절곡된 경로유도관과; 상기 절개공을 폐쇄시키도록 탱크에 결합되며, 상기 경로유도관 내부에 설치된 가스회수포를 포함한다.

상기 가스회수포는 주름관 구조로 이루어 질 수 있다.

상기 결합단은 그 측면 소정부에 상기 가스회수포와 연통된 가스 회수구가 별도로 형성되어져 있으며, 상기 해당 가스 회수구는 마개에 의해 폐쇄될 수 있다.

상기 경로유도관은 그 내외부를 관통하도록 표시봉이 구성되어 상기 가스 회수포(14)의 팽창에 의해 표시봉의 일단이 외부로 유출되게 형성된다.

상기 표시봉은 그 외부측 타단에 밝은 색상으로 채색될 수 있다.

상기 가스회수포의 팽창에 의해 접촉상태가 되면 작동되는 접촉스위치와, 부저가 더 구성되어 가스 유출을 경보하게 될 수 있다.

본 발명에 따른 가스 회수기능이 구비된 안전 방압장치는 방압변 동작시 배출되는 SF6(절연매질)가스의 외부유출을 방지하여 온실가스 배출을 억제할 수 있으며, 방압변 디스크와 가스회수포를 통해 이중의 충격완충 기능이 수행되고, 고장 발생에 따른 DS부 가스인입량(약 15kG) 외부 유출시 배출권 구입비용을 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 회수기능이 구비된 안전 방압장치가 탱크에 설치된 상태를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 회수기능이 구비된 안전 방압장치의 구성을 도시한 측단면도 및 평단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 회수기능이 구비된 안전 방압장치의 상시 상태를 도시한 평단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 회수기능이 구비된 안전 방압장치의 비상 상태를 도시한 평단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 회수기능이 구비된 안전 방압장치의 비상상태를 경고하는 추가 구성을 도시한 평단면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 가스 회수기능이 구비된 안전 방압장치의 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가스 회수기능이 구비된 안전 방압장치가 탱크에 설치된 상태를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가스 회수기능이 구비된 안전 방압장치의 구성을 도시한 측단면도 및 평단면도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 가스 회수기능이 구비된 안전 방압장치의 상시 상태를 도시한 평단면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 가스 회수기능이 구비된 안전 방압장치의 비상 상태를 도시한 평단면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 회수기능이 구비된 안전 방압장치의 비상상태를 경고하는 추가 구성을 도시한 평단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 가스 회수기능이 구비된 안전 방압장치(4)는 내압한계치 초과로 인한 방압변 디스크의 파괴시 작업자에 대한 영향을 최소화하면서도 온실가스인 SF6가스의 외부 방출을 막고, 그 SF6가스를 회수하여 재사용할 수 있게 함으로써 안전성과 경제성을 높인 가스 회수기능이 구비된 안전 방압장치이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 가스 회수기능이 구비된 안전 방압장치(4)는 지중 배전선로용 가스절연 탱크(2)에 부가되어, 고압 가스가 충진된 가스절연탱크(2)의 측면 결합단(6)에 형성된 절개공(8)을 폐쇄시키게 구성되고, 탱크의 내압력보다 작게 설계된 방압변 디스크(10)와, 방압변 디스크(10)를 그 일단이 둘러싼 상태에서 탱크(2)에 용접되어져 있고, 그 방압변 디스크(10)를 통해 유출되는 가스와 압력을 하방으로 유도하도록 절곡된 경로유도관(12)과, 절개공(8)을 폐쇄시키도록 탱크(2)에 결합되며, 경로유도관(12) 내부에 설치된 가스회수포(14)로 구성된다.

방압변은 GIS 사고 발생시 내부 압력 상승에 대한 가스 절연탱크(2)의 보호를 위해 탱크 외측에 설치하여 일정 압력 범위이상시 방압변 디스크(10)가 파괴되어 GIS의 고장 범위를 최소화 시키는 장치이다.

일반적인 방압변에는 유도관이 설치되어 파열시 타기기 및 주위 작업자에 대한 영향은 최소화 할 수있으나 절연매질인 SF6가스(온실가스)의 외부 배출은 막을 수 없다.

도 3, 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 가스 회수기능이 구비된 안전 방압장치(4)는 경로유도관(12) 내부에 가스회수포(14)가 설치되어져 있으므로 가스 절연탱크(2)의 고장으로 인해 내부의 SF6가스가 고압 및 고열화되어 방압변 디스크(10)가 팽창 폭발한 경우, 가스회수포(14)에 의해 SF6가스의 외부 유출이 방지되게 된다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 가스회수포(14)는 도 3, 도 4 도시된 바와 같이 주름관 구조로 이루어진 바, 방압변 디스크(10)가 파괴되어 절개공(8)을 통해 외부로 유출된 SF6 가스는 가스회수포(14)에 의해 포집되면서 그 가스회수포(14)의 주름관을 도 4에 도시된 바와 같이 펼쳐지도록 한다.

주름관 구조로 이루어진 가스회수포(14)는 고장이 발생되지 않는 상시에는 도 3에 도시된 바와 같이 접혀져 있으므로 작은 부피로 형성되고, SF6 가스의 포집시에는 주름관이 펼쳐지면서 포집 공간을 확대할 수 있게 된다.

도 3, 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 가스 회수기능이 구비된 안전 방압장치(4)에 구성된 결합단(6)은 그 측면 소정부에 가스회수포(14)와 연통된 가스 회수구(16)가 별도로 형성되어져 있으며, 해당 가스 회수구(16)는 마개(18)에 의해 폐쇄된다.

가스회수포(14)의 내부에 SF6 가스가 포집된 상태라면, 마개(18)를 제거하고, 가스회수구(16)를 통해 가스회수포(14) 내부에 포집된 SF6 가스를 안전하게 외부용기로 유출시킬 수 있으며, 재사용할 수 있다.

도 3, 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 가스 회수기능이 구비된 안전 방압장치(4)는 방압변 디스크(10)의 파괴와 SF6 가스의 유출에 대한 고장상태를 작업자가 확인할 수 있도록 한 수단이 구성된다.

즉, 경로유도관(12)은 그 내외부를 관통하도록 천공된 인출구(22)를 통해 슬라이딩 가능하게 표시봉(20)이 구성되어져 있으므로, 그 표시봉(20)의 일단이 외부로 유출됨에 따라 가스 회수포(14)의 팽창상태 즉, GIS의 고장상태임을 작업자에게 표시할 수 있게 된다.

표시봉(20)은 그 외부측 타단에 밝은 색상으로 채색되어 가시성을 높일 수 있게 된다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 가스 회수기능이 구비된 안전 방압장치는 표시봉(20)을 통해 GIS의 고장 상태를 경고하는 방식 이외에도, 별도의 추가적인 경고수단을 통하여 고장상태를 알릴 수 있다.

이를 위해, 본 발명의 일실시예에 따른 가스 회수기능이 구비된 안전 방압장치(4)는 경로유도관(12)에 부가적으로 GIS 고장시 작동되는 경고수단이 구비되는 바, 일예로 가스회수포(14)의 팽창에 의해 접촉상태가 되면 작동되는 접촉스위치(24)와, 부저(26)가 더 구성되어 가스 유출을 경보할 수 있다.

즉, 가스 절연탱크(2)의 고장으로 인해 내부의 SF6가스가 고압 및 고열화되어 방압변 디스크(10)가 팽창 폭발한 경우, 가스회수포(14)에 의해 SF6가스의 외부 유출이 방지되게 포집되게 되고, 그로인해 가스회수포(14)의 주름관이 펼쳐지면서 그 가스회수포(14)의 종단부가 표시봉(20)을 밀어내게 된다.

그러면, 표시봉(20)이 접촉센서(24)에 접촉되면서 접촉센서(24)가 작동되고 그 신호에 의해 부저(26)가 경고음을 발생시키게 된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

2: 가스절연탱크, 4: 가스 회수기능이 구비된 안전 방압장치,
6: 결합단, 10: 방압변 디스크,
12: 경로유도관, 14: 가스회수포,
16: 가스회수구, 18: 마개,
20: 표시봉, 22: 인출구,
24: 접촉스위치, 26: 부저

Claims (6)

1. 가스절연탱크의 측면 결합단에 형성된 절개공을 폐쇄시키게 구성되고, 탱크의 내압력보다 작게 설계된 방압변 디스크;
   상기 방압변 디스크를 둘러싼 상태에서 탱크에 용접되어져 있고, 상기 방압변 디스크를 통해 유출되는 가스와 압력을 내부로 유도하도록 절곡된 경로유도관; 및
   상기 절개공을 폐쇄시키도록 탱크에 결합되며, 상기 경로유도관 내부에 설치된 가스회수포;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 회수기능이 구비된 안전 방압장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 가스회수포는 주름관 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 가스 회수기능이 구비된 안전 방압장치.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 결합단은 측면에 상기 가스회수포와 연통된 가스 회수구가 별도로 형성되고, 상기 가스 회수구는 마개에 의해 폐쇄된 것을 특징으로 하는 가스 회수기능이 구비된 안전 방압장치.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 경로유도관은 그 내외부를 관통하도록 표시봉이 구비되어 상기 가스 회수포의 팽창에 의해 표시봉의 일단이 외부로 유출되는 것을 특징으로 하는 가스 회수기능이 구비된 안전 방압장치.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 표시봉은 외부측 타단이 밝은 색상으로 채색된 것을 특징으로 하는 가스 회수기능이 구비된 안전 방압장치.
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 가스회수포의 팽창에 의해 접촉상태가 되면 작동되는 접촉스위치; 및
   가스 유출을 경보하는 부저;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 회수기능이 구비된 안전 방압장치.

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