KR20210131840A - 태양발전 접속반 및 인버터를 구성한 금속함체의 내진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 바닥면과 천장과 측벽면에 각각의 통공이 형성되어 휠터와 보조프레임이 구비되는 금속함체에 있어서, 금속함체 내부에 고리구멍을 가진 여덟 개의 고정편 두 개가 한 쌍을 이루도록 하부 바닥면과 상부 천장 양쪽 형성되고 직각 사면판체의 내진판을 구성하되, 상기 내진판의 직각 사면 네 모서리 양면에 고리구멍을 가진 고정편 두 개가 한 쌍으로 형성되며 상기 형성된 금속함체의 고정편과 내진판의 고정편에는 양단부에 U자형고리를 가진 여덟 개의 인장스프링을 걸어서 내진판을 금속함체에 탄설하고 또 상기 내진판과 금속함체의 뒷판 공간부에 세 개 이상의 압축스프링을 탄설하여 태풍 및 지진으로 발생하는 진동 충격을 흡수하는 특징이 있다.

Description

태양발전 접속반 및 인버터를 구성한 금속함체의 내진장치{Earthquake-resistant device of Metal box Composed of Solar Power Connection Board and Inverter}

본 발명은 강한 지진이 발생했을 때 태양발전 접속반이 지진이 발생했을 때 지진으로 발생하는 진동 충격을 효과적으로 흡수하여 보호할 수 있도록 제공되는 태양발전 접속반 및 인버터를 구성한 금속함체의 내진장치에 관한 것이다.

더 구체적으로 본 발명 실시의 태양발전 접속반 및 인버터를 구성한 금속함체의 내진장치는, 태양에너지로 발전하는 어레이로부터 DC전류를 집전하는 접속반 및 이 접속반의 DC전류를 받아서 AC전류로 바꾸어 주는 인버터 또는 분배기 등을 구성하는 금속함체에 있어서, 이 금속함체에 지진으로 발생되는 진동 및 충격을 흡수하여 전기합선 및 화재 등의 재산피해 및 인명사고를 예방할 수 있도록 제공되는 태양발전 접속반의 내진장치에 관한 것이다.

일반적으로 태양발전은 태양광 에너지로 전류를 발전할 수 있도록 반도체로 구성된 셀;Cell들로 이루어진 어레이로부터 얻어지는 직류(DC)전류가 접속반에 모아지고 인버터로 보내지면 이 DC전류를 인버터에서 교류(AC)전류로 바꾸어서 주고, 상기 바뀌어진 AC전류는 우리 나라의 경우 한국전력공사를 통하여서 전기를 필요로 하는 일반 가정을 비롯한 서비스 및 생산산업 현장으로 보내진다.

한편, 상기의 접속반 및 인버터는 독립적으로 각각 설치되는 것이 일반적이지만 최근에는 접속반과 인버터기능을 하나의 금속함체로 구성하는 경우도 나타나고 있다.

따라서 본 발명 실시의 태양발전 접속반 및 인버터를 구성한 금속함체의 내진장치는, 접속반 또는 인버터 중 어느 하나에 속하거나 혹은 일체형 접속반 인버터를 구성하는 금속함체(stee box)를, 설명의 편의상 접속반으로 설명하는 것으로서, 상기의 접속반은 지면 또는 벽면에 설치 된 상태에서 강력한 태풍이나 지진이 발생하게 되면 금속함체인 접속반에 진동 및 충격이 가해지고 따라서 접속반 내부에 연결설치되어 있는 접속단자를 비롯한 전기적 구성 부품들은 계속되는 진동 충격에 의해 고정수단인 볼트 나사가 점차 풀려지면서 유격을 발생시켜서 방전에 의한 불꽃(Spark)이 발생하여 화재로 인한 재산피해와 인명사고로 이어지게 된다.

참고로, 지진은 메르칼리 척도(MMI)로 진도 7 이상일 때 건물이 붕괴되는 등 상당한 피해가 발생함을 알 수 있으나, 사람이 잘 느끼지 못하는 진도 2~3에서는 지면에 고정된 기물들에는 미세한 진동들이 전달되면서 충격에너지가 점차 스트레스적 에너지로 변하여 건물에는 점차적인 균열을 발생시키는 동시에 접속반 및 인버터 등의 금속함체에는 고정수단인 볼트 및 나사를 헐겁게 하고 케이블은 잦은 마찰로 피복이 홰손되는 등의 문제를 발생시켜서 상기한 바와 같은 화재에 의한 재산피해와 인명사고를 발생시킨다.

그래서 본 발명은 강력한 태풍과 지진으로 진동 충격이 발생할 때 진동 충격을 효과적으로 흡수하여 접속반 및 인버터 등을 구성하는 금속함체에서의 화재로 인한 재산 및 인명피해를 예방할 수 있도록 제공하는 것이다.

태양발전시스템은, 소규모의 셀;Cell을 집합해서 모듈;M0dule이 되고 이 모듈로 구성된 패널;Panel 즉 어레이;array에 의해서 만들어지는 DC전류를 접속반에서 집합하여 인버터로 보내지고 인버터에서는 DC직류 전류를 AC교류 전류로 바꾸어 준다.

한편, 접속반 및 인버터 등의 함체 내부에는 차단기, 개폐기등 각종 유니트가 배설되어 외부로부터 공급되는 전력을 배분하여 전력을 필요로 하는 곳으로 공급하는 것으로서 전력을 입력제어하거나 출력시에 많은 고열이 발생되기 때문에 전력의 통전에 방해요인이 되거나 많은 전력의 소모가 발생하기도 한다.

아울러서 상기한 접속반 및 인버터를 구성하는 금속함체는 고압이 흐르는 전선과 기기들의 집합체를 이루고 있기 때문에 부하 등의 고장을 대비하기 위하여 접속반 등의 함체 외부에서 이를 확인 제어하여 사고를 방지할 수 있어야 한다.

따라서 태양발전 관련 업체들 및 해당기술 연구기관에서는 태양광발전시스템의 주요 구성요소인 접속반과 인버터에서 문제시되고 있는 과열문제 및 화재문제를 예방하기 위한 기술들이 활발히 연구개발 되고 있음을 '대한민국 '특허등록 제1935537호 내진 기능을 갖는 접속반(이하 선발명 1 라함)' 특허등록 제2009296호 비접촉식 전류감지모듈이 구비된 태양광 접속반(이하 선발명 2 이라함)'에 의해서도 확인할 수 있다.

아울러서 상기 선발명 1 내지 2에 관한 기술구성에 관한 내용 중, 먼저 [선발명 1의 대표 청구1항을 살펴보면], 청구항 1; 상부 중앙부에 반구 형상의 홈을 형성하고, 하부와 지면이 연결되는 바디; 상기 바디의 상부 홈과 대응되는 반구 형상을 하는 수평추; 및 상기 수평추 상면과 연결되는 접속반;을 포함하고, 상기 바디의 하부 외측부와 지면은 제1탄성수단에 의해 연결되고, 상기 수평추 상부 외측부와 접속반의 하부는 제2탄성수단에 의해 연결되며, 상기 바디와 상기 수평추는 미세한 틈을 가지고 상기 틈에는 윤활유가 채워지고, 상기 수평추의 하부 중앙부에 무게 중심을 두는 것을 특징으로 하는, 내진 기능을 갖는 접속반. 으로 기재되어 있음을 알 수 있는데, 상기 선발명 1을 요약해보면, 상부 중앙부에 반구 형상의 홈을 형성하고, 하부와 지면이 연결되는 바디; 상기 바디의 상부 홈과 대응되는 반구 형상을 하는 수평추; 및 상기 수평추 상면과 연결되는 접속반;을 포함하는 것을 특징으로 하는 것으로서, 종파인 P파와 횡파인 S파에 의해 발생하는 진폭을 최소화할 수 있도록 하여 전력공급과 누전으로 인한 화재 등에 의한 2차 사고의 발생을 예방할 수 있다는 것임을 확인할 수 있다.

그러나 살펴본 바와 같이, 상기 선발명 1은 지진이 진행 중일 때, 완충은 가능할지 모르겠으나, 함체를 기준으로 바듸와 접속반과 프레임 세 개의 함체를 구성해야 하는 번거로움과 특히 세 개의 함체 외부에서 내부로 그리고 또 내부에서 외부로 연결되는 많은 케이블이 연결되어야 하는 구조임을 감안해볼 때, 구조가 매우 복잡하고 부적절하기 때문에 현장에 적용되지 못하고 있다.

.참고문헌(1) : 특허등록 제1935537호의 등록특허공보.

본 발명 실시의 태양발전 접속반 및 인버터를 구성한 금속함체의 내진장치는, 접속반 및 인버터 등을 구성하는 금속함체의 바닥면과 천장과 측벽면에 각각의 통공이 형성되어 휠터가 구비되고 보조프레임을 구비한 접속반 함체에 있어서, 고리구멍을 가진 여덟 개의 고정편 두 개가 한쌍으로 하여 금속함체 내부의 하부인 바닥면과 상부인 천장에 구성되고 또 고리구멍을 가진 고정편 두 개가 한쌍으로 상기 고정편들과 일치하는 위치의 내진판 직각 모서리 양면에 구비되며 상기 구비된 내진판이 양단부에 U자형고리를 가진 여덟 개의 인장스프링으로 상기 고정편들에 탄설되며 또한 상기 탄설된 내진판과 뒷판의 공간부에는 적어도 두 개 이상의 압축스프링이 탄설 구성되어 태풍 및 지진이 발생했을 때 접속반 또는 인버터를 구성하고 있는 금속함체에 가해지는 진동 충격을 흡수하여 종래 금속함체 내부에서 발생되던 누전 및 합선 등으로 발생되는 전기화재에 의한 재산피해 및 인명피해를 예방한다.

상기 목적을 달성하는 본 발명 실시의 태양발전 접속반 및 인버터를 구성한 금속함체의 내진장치는, 접속반 및 인버터 등을 구상하는 금속함체의 바닥면과 측벽면에 각각의 통공이 형성되어 휠터가 구비되고 보조프레임을 구비한 접속반 함체에 있어서, 고리구멍을 가진 여덟 개의 고정편 두 개가 한쌍으로 하여 금속함체 내부의 하부인 바닥면과 상부인 천장에 구성되고 또 고리구멍을 가진 고정편 두 개가 한쌍으로 상기 고정편들과 일치하는 위치의 내진판 직각 모서리 양면에 구비되며 또 상기 구비된 내진판이 양단부에 U자형고리를 가진 여덟 개의 인장스프링으로 상기 고정편에 탄설되고 또 상기 탄설된 내진판과 뒷판의 공간부에 적어도 두 개 이상의 압축스프링이 탄설되어 태풍 및 지진으로 발생하는 진동 충격을 흡수하여 종래 금속함체 내부에서 발생되던 누전 및 합선 등으로 발생되는 전기화재에 의한 재산피해 및 인명피해를 예방하는 특징이 있다.

본 발명 실시의 태양발전 접속반 및 인버터를 구성한 금속함체의 내진장치는, 태풍이나 지진으로부터 발생하는 진동 충격이 접속반 또는 인버터를 구성하는 금속함체에 전달되었을 때, 내진판을 붙잡고 있는 8방향 인장스프링들과 내진판 및 뒷판 사이에 가진 압축스프링이 탄동작용을 하면서 금속함체에 전달되는 진동 충격을 흡수하게 되므로 접속반 또는 인버터 등을 구성하고 있는 금속함체에서 발생되는 전기화재에 의한 재산피해 및 인명피해를 예방하는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명 실시의 태양발전 접속반 및 인버터를 구성한 금속함체의 내진장치를 설명하는 금속함체 측면상태의 단면예시도
도 2는 상기 도 1의 주요 일부를 확대도시한 단면예시도
도 3은 본 발명 실시의 태양발전 접속반 및 인버터를 구성한 금속함체의 내진장치를 설명하는 금속함체의 배면예시도

도 1은 본 발명 실시의 태양발전 접속반 및 인버터를 구성한 금속함체의 내진장치를 설명하는 금속함체 측면상태의 단면예시도이고, 도 2는 상기 도 1의 주요 일부를 확대도시한 단면예시도이며, 도 3은 본 발명 실시의 태양발전 접속반 및 인버터를 구성한 금속함체의 내진장치를 설명하는 금속함체의 배면예시도로서, 이하 본 발명을 설명한다.

참고로 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단될 경우에는 그 상세한 설명을 생략하였다.

또한, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.

그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것임은 물론이다.

한편, 본 발명에서 설명하는 금속함체(10)는, 태양발전 시스템에서의 접속반을 포함한 인버터 그리고 도로교통 신호제어기를 비롯한 전력제어기 및 분배기 등의 금속함체를 설명하는 것이다.

이어서 첨부 도면에 따라 설명하는 본 발명 실시의 태양발전 접속반 및 인버터를 구성한 금속함체의 내진장치는, 도 1 내지 도 3에 예시된 바와 같이, 접속반 또는 인버터 등을 구성하는 금속함체(10)는 그 바닥면(10')과 천장(10")과 측벽면에 각각의 통공(12a)(12b)(19)이 형성되어 휠터(12a')(12b')(19a)를 구비하고 보조프레임(11)을 구비한 접속반 함체(10)에 있어서, 금속함체(10)의 내부 바닥면(10')과 천장(10") 양쪽 구석에 브라켓(18)을 부착하고 상기 부착된 브라켓(18)에는 관통된 고리구멍(17')을 가진 고정편(17) 두 개가 한쌍을 이루는 네 쌍의 고정편(17)을 견고하게 부착실시한다.

그리고 상기 부착된 고정편(17)에는 사각형 모양의 금속 내진판(30)을 탄설하게 되는데, 이때의 상기 내진판(30)은 그 사면 직각부마다 고리구멍(17a')을 가진 여덟 개의 고정편(17a)이 상기 금속함체(10)에 구성된 고정편(17)의 위치와 일치하는 위치에 형성한다.

그리고 상기 형성한 내진판(30)은 상기 각각의 고정편(17)(17a)들에 U자형 고리(31a)를 가진 여덟 개의 인장스프링(31)들로 금속함체(10) 내부에 탄설하며 상기 탄설된 내진판(30)과 뒤판(10a) 사이에는 적어도 세 개 이상의 압축스프링(32)을 탄설하여 태풍 또는 지진 등으로 금속함체(10)에 전달되는 충격을 상기 인장스프링(31)들과 압축스프링(32)들이 각 방향으로 발생하는 진동 충격을 흡수하여 내진판(30)에 결합 또는 결속된 접속단자를 비롯한 차단기, 개폐기, 각종 유니트 도는 다이오드, 퓨즈 부스터가 충격으로부터 보호받을 수 있게 되는 것이다.

10 : 금속함체
10' : 바닥면
10" : 천장
10a : 뒷판
11 : 보조프레임
12a, 12b, 19 : 통공
12a', 12b', 19a : 휠터
17, 17a : 고정편
17', 17a' : 고리구멍
18 : 브라켓
30 : 내진판
31 : 인장스프링
31a : U자형 고리
32 : 압축스프링

Claims (1)

1. 바닥면과 천장과 측벽면에 각각의 통공이 형성되어 휠터와 보조프레임이 구비되는 접속반 및 인버터를 구성하고 있는 금속함체에 있어서, 금속함체(10)의 내부 뒷판(10a)쪽 바닥면(10')과 천장(10")에는 위 아래 두 개씩 네 개의 브라켓(18)이 구석부마다 형성되고, 상기 각각의 브라켓(18)에는 브라켓(18) 한 개마다 고리구멍(17')을 가진 고정편(17) 두 개가 적정한 간격을 두고 한 쌍으로 형성되며, 또 상기 형성된 고정편(17)에는 사각형 판체의 내진판(30)이 탄력작용 할 수 있게 구성되되, 고리구멍(17a')을 가진 고정편(17a)이 사각 판체인 직각부 양면에 형성되어 양 쪽에 U자형고리(31a)를 가진 인장스프링(31)으로 탄설되고, 두 개 이상의 압축스프링(32)이 상기 탄설된 내진판(30)과 뒷판(10a) 사이 공간부에 탄설되어 태풍 및 지진으로 발생되는 진동 충격이 상기 인장스프링(31)과 압축스프링(32)에서 흡수되게 구성함을 특징으로 하는 태양발전 접속반 및 인버터를 구성한 금속함체의 내진장치.

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