WO2020036411A1 - 타워형 지지 장치 - Google Patents

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WO2020036411A1
WO2020036411A1 PCT/KR2019/010295 KR2019010295W WO2020036411A1 WO 2020036411 A1 WO2020036411 A1 WO 2020036411A1 KR 2019010295 W KR2019010295 W KR 2019010295W WO 2020036411 A1 WO2020036411 A1 WO 2020036411A1
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WO
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frame
current
unit module
main frame
limiting
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Application number
PCT/KR2019/010295
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English (en)
French (fr)
Inventor
김민지
이상훈
배채윤
Original Assignee
엘에스산전 주식회사
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Priority to CN201980053204.2A priority patent/CN112567486B/zh
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Priority to US17/268,803 priority patent/US11800672B2/en
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/02—Arrangements of circuit components or wiring on supporting structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C1/00—Details
    • H01C1/01—Mounting; Supporting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C13/00—Resistors not provided for elsewhere
    • H01C13/02—Structural combinations of resistors

Definitions

  • the present invention relates to a tower support device having an insulating structure and supporting a plurality of modular current-limiting resistors.
  • the current limiting resistor functions to limit the fault current.
  • a current-limiting resistor is applied to the power system to limit the fault current generated in the power system. The use of current-limiting resistors prevents damage or power failure of power equipment even if a fault current occurs.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a conventional current-limiting resistor.
  • the conventional current-limiting resistor 1 is a structure in which the resistance pieces 3 are laminated and welded in the vertical direction by the size of the resistance required for the applied system.
  • the resistance pieces 3 are stacked in a meander structure, and are stacked to maintain a constant distance between neighboring resistance pieces 3.
  • the plurality of resistor pieces 3 are welded to each other by progressive welding, and an insulator 5 is inserted between the resistor pieces 3.
  • the above-mentioned current-limiting resistor 1 couples the insulator 7 after fixing the resistor pieces 3 so as not to move in the stacked state.
  • the current-limiting resistor 1 is then directly mounted to the switchboard without a separate supporting structure or receiving structure.
  • the insulator 7 is configured to minimize deformation of the current-limiting resistance due to attraction between the resistance pieces and repulsive force generated during the current-limiting fault current.
  • the size of the current-limiting resistor 1 is also increased when the required resistance is large.
  • the current-limiting resistor (1) is equipped with only the insulator (7) without a structure for supporting the current-limiting resistor (1) separately so that the current-limiting resistor (1) is greatly affected by the external environment.
  • the conventional current-limiting resistor 1 does not have a protection and support structure, and there is a risk of failure or breakage.
  • the current-limiting resistor 1 when the size of the current-limiting resistor 1 is large, there is a problem that the operator is difficult to move the current-limiting resistor 1 because of the size and weight. Accordingly, the current-limiting resistor 1 according to the prior art has a risk of breakage during transfer, and there is a problem that a worker's injury risk occurs when moving or installing the current-limiting resistor 1.
  • An object of the present invention is to provide a tower support device that is easy to install a current-limiting resistor.
  • An object of the present invention is to provide a tower support device having excellent cooling performance when installing a current-limiting resistor.
  • the present invention comprises a plurality of main frames disposed in a direction perpendicular to the installation surface; A support frame having a plurality of coupled to the main frame in a direction perpendicular to the main frame, the pair facing each other disposed at the same height, and supporting at least one current limiting unit module for limiting the fault current of the power system; And a lower frame and an upper frame which are respectively installed and grounded on the upper side and the lower side of the main frame.
  • the support frame supports a plurality of current limiting unit modules, and a pair facing each other supports the current limiting unit module from below.
  • the support frame is made of a conductive material.
  • One end is bolted to the support frame, the other end is bolted to the current-limiting resistance unit module to couple the support frame and the current-limiting resistance unit module, and a plurality of module coupling links having a bar shape of a conductive material is further added.
  • a plurality of first insulating members disposed between the main frame, the lower frame, and the upper frame to insulate the main frame and the lower frame, and the main frame and the upper frame; And a plurality of busbars installed on the main frame to electrically connect the power system and the current-limiting resistance unit module.
  • the busbar is characterized in that one side is coupled to the main frame and the other side is coupled to the current-limiting resistance unit module.
  • the busbars are arranged in a zigzag on the main frame to sequentially energize a plurality of current-limiting resistance unit modules.
  • the fault current may flow into the current-limiting resistance unit module through the busbar to be current-limited.
  • the main frame is made of an insulating material.
  • the apparatus may further include a plurality of upper base frames coupled between the first insulating member and the main frame to support the main frame.
  • a plurality of second insulating members installed on the upper base frame but installed between the upper base frames facing each other may insulate between the upper base frames.
  • It may further include a blocking frame which is installed across a part of the main frame but disposed in a direction opposite to the insertion direction of the current-limiting resistance unit module to limit the movement of the current-limiting resistance unit module.
  • the support frame is disposed in a direction perpendicular to the direction in which the resistors of the current-limiting resistance unit module are stacked to support the current-limiting resistance unit module.
  • the present invention comprises a plurality of main frames disposed in a direction perpendicular to the installation surface; A plurality of pairs of which are coupled to the main frame in a direction perpendicular to the main frame, the pair facing each other are disposed at the same height, and supporting at least one current limiting unit module for limiting a fault current of the power system from below; frame; A lower frame and an upper frame which are respectively installed and grounded above and below the main frame; A plurality of first insulating members disposed between the main frame, the lower frame, and the upper frame to insulate the main frame and the lower frame, and the main frame and the upper frame; And a plurality of busbars installed on the main frame to electrically connect the power system and the current-limiting resistance unit module.
  • One end is bolted to the support frame, the other end is bolted to the current-limiting resistance unit module to couple the support frame and the current-limiting resistance unit module, and a plurality of module coupling links having a bar shape of a conductive material is further added.
  • the busbar is characterized in that one side is coupled to the main frame and the other side is coupled to the current-limiting resistance unit module.
  • a plurality of second insulating members installed on the upper base frame, but installed between the upper base frame facing each other to insulate between the upper base frame.
  • one current-limiting resistor device can be configured by inserting and fixing a plurality of current-limiting resistor unit modules one by one, the installation of the current-limiting resistor is easy and the assembly performance is improved. In addition, the workability and convenience of the operator installing the current-limiting resistance unit module is improved.
  • the tower support device of the present invention accommodates and supports the current-limiting resistance unit module in a direction perpendicular to the stacking direction of the current-limiting resistance unit module, so that all of them can be cooled by natural convection even when the plurality of unit modules are stacked.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a conventional current-limiting resistor.
  • Figure 2 is a perspective view of the tower support device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 shows a perspective view of the main part of the tower support device according to FIG. 2;
  • FIG. 4 is a perspective view illustrating a lower support structure of the tower support device according to FIG. 2.
  • FIG. 5 is a perspective view illustrating a current-limiting resistance unit module coupled to a tower type support device according to an exemplary embodiment.
  • FIGS. 6 and 7 are perspective views illustrating a tower support device according to other embodiments of the present invention.
  • FIG. 8 is a perspective view showing a tower support device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a perspective view of the main part of the tower support device according to FIG. 8; FIG.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a lower support structure of the tower support device according to FIG. 8.
  • FIG. 11 is a perspective view illustrating a current-limiting resistance unit module coupled to a tower type support apparatus according to another exemplary embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view of the tower support device according to an embodiment of the present invention.
  • 3 shows a perspective view of the main part of the tower support device according to FIG. 2;
  • 4 is a perspective view illustrating a lower support structure of the tower support device according to FIG. 2.
  • FIG. 5 is a perspective view illustrating a current-limiting resistance unit module coupled to a tower type support device according to an exemplary embodiment.
  • the tower support device 300 accommodates a plurality of current-limiting resistance unit module (100).
  • the tower support device 300 includes a plurality of main frames 310 forming a basic frame, and a plurality of support frames 320 installed on the main frame 310 to support the current-limiting resistance unit module 100.
  • the tower support device 300 further includes a lower base frame 330 supporting the main frame 310 and the support frame 320 from the lower side, and a lower frame 340 fixed to the installation surface.
  • the tower support device 300 further includes an upper base frame 350 that supports the main frame 310 and the support frame 320 from above, and an upper frame 360 that fixes the upper base frame 350.
  • a first insulating member 370 for insulation is provided between the lower base frame 330 and the lower frame 340, and between the upper base frame 350 and the upper frame 360.
  • a second insulating member 380 is installed for additional insulation.
  • the current limiting unit module 100 is electrically connected to the power system by a plurality of busbars 390.
  • the main frame 310 constitutes the basic frame of the tower support device 300.
  • the main frame 310 is disposed in a direction perpendicular to the installation surface.
  • the main frame 310 is provided with four to accommodate the hexahedral current-limiting resistance unit module 100 (see FIG. 5) and disposed to be spaced apart from each other.
  • the main frame 310 may be made of an insulating material so as not to be energized in a state where the current-limiting resistance unit module 100 is installed.
  • the main frame 310 is bolted when the support frame 320 is coupled and must support the current-limiting resistance unit module 100. Therefore, the main frame 310 may have a rectangular parallelepiped shape having a rectangular cross section.
  • the main frame 310 includes a first frame 310a and a second frame 310b.
  • the second frame 310b is spaced apart from the first frame 310a by a predetermined interval.
  • the third frame 310c and the fourth frame 310d are disposed in a direction facing the first frame 310a and the second frame 310b.
  • the interval between the first frame 310a and the second frame 310b is the same as the interval between the third frame 310c and the fourth frame 310d.
  • An interval between the first frame 310a and the third frame 310c is greater than an interval between the first frame 310a and the second frame 310b.
  • the interval between the second frame 310b and the fourth frame 310d is larger than the interval between the first frame 310a and the second frame 310b.
  • the interval between the first frame 310a and the fourth frame 310d may be set in consideration of the size of the current-limiting resistance unit module 100.
  • the support frame 320 is coupled to the first frame 310a to the fourth frame 310d.
  • the support frame 320 is installed in a direction horizontal to the installation surface, that is, in a direction perpendicular to the main frame 310. Since the current-limiting resistance unit module 100 is stacked in the longitudinal direction of the main frame 310, the arrangement direction of the support frame 320 is perpendicular to the direction in which the resistors 130 of the current-limiting resistance unit module 100 are stacked.
  • the support frame 320 is provided in plurality.
  • the support frame 320 is installed at the same height in pairs.
  • the support frame 320 is a phenomenon in which the phase of the voltage applied to the current frame and the common frame (common mode voltage, the unit module and the support frame voltage is the same as the current-limiting resistor unit module 100 is coupled ) Is made of a conductive material (to be described later).
  • the support frame 320 is coupled to both ends of the first frame 310a and the third frame 310c.
  • the support frame 320 is coupled so that both ends are connected to the second frame 310b and the fourth frame 310d.
  • the support frame 320 coupled to the first frame 310a and the third frame 310c is disposed at the same height as the support frame 320 coupled to the second frame 310b and the fourth frame 310d.
  • the pair of support frames 320 facing each other support one current-limiting resistance unit module 100 from the lower side (see FIG. 5).
  • the support frame 320 faces the lower side of the current-limiting resistance unit module 100 toward the upper side of the tower support device 300.
  • the surface bent vertically from the surface facing upward is fixed to the main frame 310. Fixing of the support frame 320 may be made by coupling the bolt and the nut.
  • the current-limiting resistance unit module 100 has a structure in which a frame supports a plurality of stacked resistors on both sides.
  • the current-limiting resistance unit module 100 is mounted on the support frame 320 by pushing along the longitudinal direction of the frame. That is, when the operator lifts and pushes the current-limiting resistance unit module 100 to the support frame 320, the current-limiting resistance unit module 100 may be seated on the support frame 320.
  • a blocking frame may be provided to block the movement of the current-limiting resistance unit module 100 so that the current-limiting resistance unit module 100 is not separated from the support frame 320.
  • the blocking frame may be installed across the main frame 310 in a direction opposite to the moving direction of the current-limiting resistance unit module 100. That is, the blocking frame may be installed to connect the third frame 310c and the fourth frame 310d with reference to FIG. 3.
  • the direction in which the resistors of the current-limiting resistance unit module 100 are stacked is a direction perpendicular to the longitudinal direction of the main frame.
  • the support frame 320 supports the current-limiting resistance unit module 100 in multiple stages along a direction perpendicular to the stacking direction of the current-limiting resistance unit module 100.
  • a plurality of bolting holes 322 for fixing the current-limiting resistance unit module 100 are formed in the support frame 320.
  • the bolting hole 322 is formed on a surface fixed to the main frame 310, and is formed to penetrate along the longitudinal direction of the support frame 320.
  • the module coupling link 324 is fixed to the bolting hole 322 by bolts 326 to couple the current-limiting resistance unit module 100.
  • An energization line is formed by the plurality of busbars 390 in the state where the current-limiting resistance unit module 100 is accommodated.
  • the current-limiting resistance unit module 100 is energized only by the busbars 390 (to be described later).
  • the module coupling link 324 is a bar of a conductive material having a predetermined length. One end of the module coupling link 324 is coupled to the support frame 320 and the other end is coupled to the frame of the current-limiting resistance unit module 100.
  • the module coupling link 324 is coupled to the support frame 320 and the current-limiting resistance unit module 100 by bolts 326. Since the module coupling link 324 and the support frame 320 are conductive materials, when the voltage is applied to the current-limiting resistance unit module 100, the support frame 320 is applied to the support frame 320 by the module coupling link 324.
  • a lower base frame 330 is coupled to a lower end of the main frame 310.
  • the lower base frame 330 is supported by the plurality of first insulating members 370.
  • the first insulating member 370 is supported by the lower frame 340 fixed to the installation surface.
  • the second insulating member 380 is installed between the lower base frame 330.
  • the lower base frame 330 is coupled to the lower end of the main frame 310 to support the main frame 310.
  • the lower base frame 330 is a frame having a predetermined thickness and size, and shows an example of a hexahedron shape in FIG. 4.
  • the lower base frame 330 is provided in pairs.
  • the lower base frame 330 is installed in a direction corresponding to the longitudinal direction of the support frame 320 to support the pair of main frames 310, respectively. Referring to FIG. 4, one lower base frame 330 supports the first frame 310a and the third frame 310c, and the other lower base frame 330 includes the second frame 310b and the first frame.
  • Four frames 310d can be supported.
  • the lower base frame 330 may be coupled to the main frame 310 by a connection bracket 332 and a bolt 326.
  • connection bracket 332 is a 'b' shaped bracket and is coupled to the main frame 310 by a plurality of bolts 334.
  • the lower base frame 330 may be made of a material having a predetermined rigidity to support the plurality of current-limiting resistance unit modules 100.
  • the lower base frame 330 may be made of sus (SUS, stainless steel) material.
  • the first insulating member 370 is coupled to the lower side of the lower base frame 330.
  • the first insulating member 370 is a kind of insulator, and is provided in plural to support the lower base frame 330. Four first insulating members 370 may be provided to support both ends of the lower base frame 330. One end of the first insulating member 370 is coupled to the lower surface of the lower base frame 330, and the other end thereof is coupled to the upper surface of the lower frame 340. The first insulating member 370 serves to insulate between the lower base frame 330 and the lower frame 340.
  • the lower frame 340 supports the first insulating member 370 and is fixed to the installation surface.
  • Lower frame 340 must support the weight of the entire tower support device (300). Therefore, the lower frame 340 may be made of a material having a predetermined thickness and rigidity.
  • the lower frame 340 may be made of steel.
  • the lower frame 340 is fixed to the installation surface and thus may be defined as a “ground portion”. Since the current has a characteristic of flowing toward the smaller side, when a fault current flows into the current-limiting resistance unit module 100, the current may flow toward the ground portion. In order to prevent this, the first insulating member 370 is installed.
  • a second insulating member 380 may be installed between the lower base frame 330.
  • the second insulating member 380 is installed between the pair of lower base frames 330 to insulate the lower base frames 330 from being energized.
  • the lower support structure of the above-described structure may be applied to the upper portion of the tower support device 300 in the same form (the upper support structure has the same configuration and shape as the lower support structure will be omitted in detail).
  • a pair of upper base frames 350 are coupled to the upper side of the main frame 310.
  • the upper base frame 350 is coupled to the main frame 310 by fastening the connection bracket 352 to the bolt 354.
  • the second insulating member 380 is installed between the upper base frame 350.
  • Four first insulating members 370 are coupled to the upper base frame 350.
  • the upper frame 360 is coupled to the upper side of the first insulating member 370.
  • the upper frame 360 may be fixed to the upper side of the switchboard or the upper side of the enclosure.
  • the upper frame 360 also serves as a ground part.
  • the tower support device 300 having the above-described structure accommodates and supports a plurality of current-limiting resistance unit modules 100 and forms one energizing line. This will be described in detail with reference to FIG. 5 as follows.
  • the tower support device 300 accommodates the current-limiting resistance unit module 100 of the size required by the applied power system.
  • one current-limiting resistor unit module 100 may have a resistance magnitude of 1 ohm and require a resistance of an 8-ohm current-limiting resistor in the power system.
  • the tower support device 300 may house eight current-limiting resistance unit modules 100 to form an 8-ohm current-limiting resistor.
  • the current-limiting resistance unit module 100 includes a plurality of resistors having a meander structure, and a pair of support frames supporting the stacked resistors.
  • One resistor forms a zigzag conducting line.
  • the resistor forms one energizing line.
  • the direction in which the resistors are stacked is a direction horizontal to the installation surface on which the tower support device 300 is installed.
  • the plurality of current-limiting resistance unit modules 100 accommodated in the tower support device 300 may be electrically connected to each other by a plurality of busbars 390 to form one conductive line.
  • the first bus bar 392 may be installed at a lower end of the first frame 310a.
  • the first bus bar 392 is connected to the power system to allow the fault current to flow into the current-limiting resistance unit module 100 when a fault current occurs.
  • the fault current flows into the current-limiting resistance unit module 100 located at the bottom of the main frame 310 through the first bus bar 392.
  • one side of the first bus bar 392 is fixed to the first frame 310a and the other side is fixed to the frame 110 of the current-limiting resistance unit module 100.
  • the fixing is performed by bolts, and since the frame 110 of the current-limiting resistance unit module 100 is a conductive material, a fault current may flow into the current-limiting resistance unit module 100.
  • the current flowing into the current-limiting resistance unit module 100 flows along a resistor forming one conductive line, and flows into the second current-limiting resistance unit module 100 along the second bus bar 394.
  • the second bus bar 394 preferably has a length sufficient to connect the lowest current limiting unit module 100 and the second current limiting unit module 100.
  • the second busbars 394 are coupled along the length direction of the second frame 310b.
  • the second busbar 394 is installed along the length direction of the first frame 310a and the second frame 310b, and sequentially includes the plurality of current-limiting resistance unit modules 100 in a zigzag form. Connect.
  • the last current-limiting resistance unit module 100 may be connected to the outside of the current-limiting resistor by the first bus bar 392 installed on the top of the first frame 310a.
  • the current-limiting resistance unit module 100 accommodated in the tower support device 300 forms a single conduction line (see arrow of FIG. 5). Therefore, the fault current may be current-limited in each current-limiting resistance unit module 100 along one conduction line.
  • a high voltage is applied to the current-limiting resistor when a fault current is generated in the power system, the high-voltage is also applied to the current-limiting resistor unit module 100. Therefore, since a high voltage is applied to the upper part based on the lower base frame 330, it may be defined as a “high voltage part”.
  • the lower side of the lower base frame 330 is insulated by the first insulating member 370 and the second insulating member 380 and grounded to the installation surface.
  • Each support frame 320 is coupled to the main frame 310 which is an insulator. However, the support frame 320 is in contact with the current limiting unit module 100 corresponding to the high voltage portion to support the current limiting unit module 100. Therefore, the support frame 320 may be in a state in which an intermediate voltage is applied (floating state), which is neither a ground state nor a high voltage state. This induced voltage is bad in terms of insulation performance. Therefore, by combining the support frame 320 with the current-limiting resistance unit module 100 and the module coupling link 324 made of a conductive material, the support frame 320 has an in-phase voltage with the current-limiting resistance unit module 100. This is because it is easier and structurally simple to make the in-phase voltage with the current-limiting resistance unit module 100 than to ground the support frame 320.
  • the tower support device 300 of the present invention having the above-described configuration may configure the current-limiting resistance device according to the required resistance by varying the number of current-limiting resistance unit modules 100 accommodated. Considering that the size of the resistance required varies depending on the application system, the current-limiting resistor unit module 100 may be configured to easily configure a modular current-limiting resistor device.
  • the current-limiting resistance unit module 100 may be configured such that the size of the resistor is 1 ohm. Therefore, as shown in FIG. 5, a modular current limiting device may be configured using eight unit modules 100.
  • a modular current limiting device is configured using eight unit modules 100, and when the modular current limiting device is operated, each unit module 100 increases in temperature. If the surrounding air is heated while the temperature of the unit module 100 is increased, the heated air is raised.
  • Each unit module 100 is arranged in the same direction as the vertical direction in which the plate surface of the resistor 110 is a natural convection occurs. That is, the stacking direction of the resistor 110 is perpendicular to the vertical direction in which natural convection occurs. In addition, each unit module 100 has a spaced interval between the stacked resistors 110. Therefore, since the air rising due to natural convection easily passes between the resistors 110, the cooling effect is increased compared to the current-limiting resistor 1 according to the prior art shown in FIG.
  • Tower-type support device is a form in which the support frame is bent downward.
  • the shape of the support frame may be modified in various forms (the detailed description of the same configuration as in the above-described embodiment will be omitted).
  • FIGS. 6 and 7 are perspective views illustrating a tower support device according to other embodiments of the present invention.
  • the support frame 320 ′ may have a cross section of a “b” shape. That is, the support frame 320 'may be vertically bent from the surface coupled to the main frame 310, and the bent surfaces may be disposed to face each other. Surfaces bent to face each other support the current-limiting resistance unit module 100 from the lower side.
  • the support frame 320 ′′ may have a cross-section having a 'C' shape.
  • the support frame 320 ′′ When the cross section has a 'c' shape, a roller or a protrusion may be provided on the frame 110 of the current-limiting resistance unit module 100 so as to be inserted into the support frame 320 ′′.
  • the support frame may have a cross-sectional shape of a 'b' shape, and a roller or the like may be provided in the current-limiting resistance unit module.
  • any structure may be applied to the support frame.
  • FIG. 8 is a perspective view showing a tower support device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a perspective view of the main part of the tower support device according to FIG. 8;
  • FIG. 10 is a perspective view showing a lower support structure of the tower support device according to FIG. 8.
  • FIG. 11 is a perspective view illustrating a current-limiting resistance unit module coupled to a tower type support apparatus according to another exemplary embodiment.
  • the tower support device 400 receives a plurality of current-limiting resistance unit modules 100.
  • the tower support device 400 includes a plurality of main frames 410 forming a basic frame, and a plurality of support frames 420 installed on the main frame 410 to support the current-limiting resistance unit module 100.
  • the tower support device 400 further includes a lower base frame 430 supporting the main frame 410 and the support frame 420 from the lower side, and a lower frame 440 fixed to the installation surface.
  • the tower support device 400 further includes an upper base frame 450 supporting the main frame 410 and the support frame 420 from the upper side, and an upper frame 460 fixing the upper base frame 450.
  • the first insulating member 470 for insulation is provided between the lower base frame 430 and the lower frame 440 and between the upper base frame 450 and the upper frame 460.
  • a second insulating member 480 is installed on the lower base frame 430 and the upper base frame 450 for additional insulation.
  • the current limiting unit module 100 is electrically connected to the power system by a plurality of busbars 490.
  • the main frame 410 constitutes the basic framework of the tower support device 400.
  • the main frame 410 is disposed in the direction perpendicular to the installation surface.
  • the main frame 410 is provided with four to accommodate the hexahedral current-limiting resistance unit module 100 is spaced apart from each other.
  • the main frame 410 is made of an insulating material so as not to be energized in the state where the current-limiting resistance unit module 100 is installed.
  • the main frame 410 is bolted when the support frame 420 is coupled to support the current-limiting resistance unit module 100. Accordingly, the main frame 410 may have a rectangular parallelepiped shape having a rectangular cross section.
  • the main frame 410 includes a first frame 410a and a second frame 410b spaced apart from the first frame 410a by a predetermined interval.
  • the third frame 410c and the fourth frame 410d are disposed in a direction facing the first frame 410a and the second frame 410b.
  • the interval between the first frame 410a and the second frame 410b is the same as the interval between the third frame 410c and the fourth frame 410d.
  • An interval between the first frame 410a and the third frame 410c is greater than an interval between the first frame 410a and the second frame 410b.
  • the interval between the second frame 410b and the fourth frame 410d is larger than the interval between the first frame 410a and the second frame 410b.
  • the interval between the first frame 410a and the fourth frame 410d may be set in consideration of the size of the current-limiting resistance unit module 100.
  • the support frame 420 is coupled to the first frame 410a to the fourth frame 410d.
  • the support frame 420 is installed in a direction horizontal to the installation surface, that is, in a direction perpendicular to the main frame 410.
  • the support frame 420 is provided in plurality.
  • the support frame 420 is installed at the same height in pairs.
  • the support frame 420 is a phenomenon in which the phases of the voltage applied to the current frame and the support frame are in common with the current-limiting resistance unit module 100 in a state in which the current-limiting resistance unit module 100 is coupled. ) Is made of a conductive material (to be described later).
  • the support frame 420 is coupled to both ends of the first frame 410a and the third frame 410c.
  • the support frame 420 is coupled to both ends of the second frame 410b and the fourth frame 410d.
  • the support frame 420 coupled to the first frame 410a and the third frame 410c is disposed at the same height as the support frame 420 coupled to the second frame 410b and the fourth frame 410d.
  • the pair of support frames 420 facing each other support one current-limiting resistance unit module 100 from the lower side.
  • the support frame 420 is in contact with the lower side of the current-limiting resistance unit module 100 toward the upper side of the tower support device 400.
  • the surface bent vertically from the surface facing upward is fixed to the main frame 410. Fixing of the support frame 420 may be made by coupling the bolt and the nut.
  • the current-limiting resistance unit module 100 has a structure in which a frame supports a plurality of stacked resistors on both sides.
  • the current-limiting resistance unit module 100 is mounted on the support frame 420 by pushing along the longitudinal direction of the frame. That is, when the worker lifts and pushes the current-limiting resistance unit module 100 on the support frame 420, the current-limiting resistance unit module 100 may be seated on the support frame 420.
  • a blocking frame may be provided to block the movement of the current-limiting resistance unit module 100 such that the current-limiting resistance unit module 100 is not separated from the support frame 420.
  • the blocking frame may be installed across the main frame 410 in a direction opposite to the moving direction of the current-limiting resistance unit module 100. That is, based on FIG. 9, the blocking frame may be installed to connect the third frame 410c and the fourth frame 410d.
  • the direction in which the resistors of the current-limiting resistance unit module 100 are stacked is a direction perpendicular to the longitudinal direction of the main frame ().
  • the support frame 320 supports the current-limiting resistance unit module 100 in multiple stages along a direction perpendicular to the stacking direction of the current-limiting resistance unit module 100.
  • a plurality of bolting holes 422 are formed in the support frame 420 to fix the current-limiting resistance unit module 100.
  • the bolting hole 422 is formed on a surface fixed to the main frame 410, and is formed through the length of the support frame 420.
  • the module coupling link 424 is fixed to the bolting hole 422 by the bolt 426 to couple the current-limiting resistance unit module 100.
  • the energization line is formed by the plurality of busbars 490.
  • the current-limiting resistance unit module 100 is energized only by the busbars 490 (to be described later).
  • the module coupling link 424 is a bar of a conductive material having a predetermined length. One end of the module coupling link 424 is coupled to the support frame 420 and the other end is coupled to the frame of the current-limiting resistance unit module 100.
  • the module coupling link 424 is coupled to the support frame 420 and the current-limiting resistance unit module 100 by bolts 426. Since the module coupling link 424 and the support frame 420 are conductive materials, when the voltage is applied to the current-limiting resistance unit module 100, the voltage of the in phase is also applied to the support frame 420 by the module coupling link 424.
  • a lower base frame 430 is coupled to a lower end of the main frame 410.
  • the lower base frame 430 is supported by the plurality of first insulating members 470.
  • the first insulating member 470 is supported by the lower frame 440 fixed to the installation surface.
  • the second insulating member 480 is installed between the lower base frame 430.
  • the lower base frame 430 is coupled to the lower end of the main frame 410 to support the main frame 410.
  • Lower base frame 430 is a frame having a predetermined thickness and size, Figure 10 shows an example of a hexahedral shape.
  • the lower base frame 430 is provided as a pair.
  • the lower base frame 430 is installed in a direction corresponding to the longitudinal direction of the support frame 420 to support the pair of main frames 410, respectively.
  • One lower base frame 430 supports the first frame 410a and the third frame 410c, and the other lower base frame 430 supports the second frame 410b and the fourth frame 410d. I can support it.
  • the lower base frame 430 may be coupled to the main frame 410 by a connection bracket 432 and a bolt 426.
  • Connection bracket 432 is a 'b' shaped bracket, is coupled to the main frame 410 by a plurality of bolts (434).
  • the lower base frame 430 may be made of a material having a predetermined rigidity to support the plurality of current-limiting resistance unit modules 100.
  • the lower base frame 430 may be made of sus (SUS, stainless steel) material.
  • the first insulating member 470 is coupled to the lower side of the lower base frame 430.
  • the first insulating member 470 is a kind of insulator, and is provided in plural to support the lower base frame 430. Four first insulating members 470 may be provided to support both ends of the lower base frame 430. One end of the first insulating member 470 is coupled to the lower surface of the lower base frame 430, and the other end thereof is coupled to the upper surface of the lower frame 440. The first insulating member 470 serves to insulate between the lower base frame 430 and the lower frame 440.
  • the lower frame 440 supports the first insulating member 470 and is fixed to the installation surface.
  • Lower frame 440 must support the weight of the entire tower support device 400. Therefore, the lower frame 440 may be made of a material having a predetermined thickness and rigidity.
  • the lower frame 440 may be made of steel. Even if the lower frame 440 is made of a conductive material, the lower frame 440 may be made of a conductive material.
  • Lower frame 440 is fixed to the installation surface can be defined as a 'ground part'. Since the current has a characteristic of flowing toward the smaller side, when a fault current flows into the current-limiting resistance unit module 100, the current may flow toward the ground portion. In order to prevent this, the first insulating member 470 is installed.
  • a second insulating member 480 may be installed between the lower base frame 430.
  • the second insulating member 480 is installed between the pair of lower base frames 430 to insulate the lower base frames 430 from each other.
  • the lower support structure of the above-described structure may be applied to the upper portion of the tower support device 400 in the same form (the upper support structure has the same configuration and shape as the lower support structure will be omitted).
  • a pair of upper base frames 450 are coupled to an upper side of the main frame 410.
  • the upper base frame 450 is coupled to the main frame 410 by fastening the connection bracket 452 to the bolt 454.
  • the second insulating member 480 is installed between the upper base frame 450.
  • Four first insulating members 470 are coupled to an upper side of the upper base frame 450.
  • the upper frame 460 is coupled to the upper side of the first insulating member 470.
  • the upper frame 460 may be fixed to the upper side of the switchboard or the upper side of the enclosure.
  • the upper frame 460 also serves as a ground part.
  • the tower support device 400 having the above-described structure accommodates and supports a plurality of current-limiting resistance unit modules 100, and forms a single conduction line. This will be described in detail with reference to FIG. 5 as follows.
  • the tower support device 400 accommodates the current-limiting resistance unit module 100 of the size required by the applied power system.
  • one current-limiting resistor unit module 100 may have a resistance magnitude of 1 ohm and require a resistance of an 8-ohm current-limiting resistor in the power system.
  • the tower support device 400 may house eight current-limiting resistance unit modules 100 to form an 8-ohm current-limiting resistor.
  • the current-limiting resistance unit module 100 includes a plurality of resistors having a meander structure, and a pair of support frames supporting the stacked resistors.
  • One resistor forms a zigzag conducting line.
  • the resistor forms one energizing line.
  • the direction in which the resistors are stacked is a direction horizontal to the installation surface on which the tower support device 400 is installed.
  • the plurality of current-limiting resistance unit modules 100 accommodated in the tower support device 400 may be electrically connected to each other to form one conductive line by the plurality of busbars 490.
  • the first bus bar 492 may be installed at a lower end of the first frame 410a.
  • the first bus bar 492 is connected to the power system to allow a fault current to flow into the current-limiting resistance unit module 100 when a fault current occurs.
  • the fault current flows into the current-limiting resistance unit module 100 located at the bottom of the main frame 410 through the first bus bar 492.
  • one side of the first bus bar 492 is fixed to the first frame 410a and the other side is fixed to the frame 110 of the current-limiting resistance unit module 100.
  • the fixing is performed by bolts, and since the frame of the current limiting unit module 100 is a conductive material, a fault current may flow into the current limiting unit module 100.
  • the current flowing into the current-limiting resistance unit module 100 flows along a resistor forming one conductive line, and then flows into the second current-limiting resistance unit module 100 along the second bus bar 494.
  • the second bus bar 494 preferably has a length sufficient to connect the lowest current limiting unit module 100 and the second current limiting unit module 100.
  • the second busbars 494 may be coupled along the length direction of the second frame 410b.
  • the second busbars 494 may be installed along the length direction of the first frame 410a and the second frame 410b, and may sequentially connect the plurality of current-limiting resistance unit modules 100 in a zigzag form. do.
  • the last current-limiting resistance unit module 100 may be connected to the outside of the current-limiting resistor by the first bus bar 492 installed on the top of the first frame 410a.
  • the current-limiting resistance unit module 100 accommodated in the tower support device 400 forms one energizing line (see arrow in FIG. 11). Therefore, the fault current may be current-limited in each current-limiting resistance unit module 100 along one conduction line.
  • the high-voltage is also applied to the current-limiting resistor unit module 100. Therefore, since a high voltage is applied to the upper part based on the lower base frame 430, the high voltage part may be defined.
  • the lower side of the lower base frame 430 is insulated by the first insulating member 470 and the second insulating member 480 and grounded to the installation surface.
  • Each support frame 420 is coupled to the main frame 410 which is an insulator. However, the support frame 420 contacts the current limiting unit module 100 corresponding to the high voltage part to support the current limiting unit module 100. Accordingly, the support frame 420 may be in a state in which an intermediate voltage is applied (floating state), which is neither a ground state nor a high voltage state. This induced voltage is bad in terms of insulation performance. Therefore, the support frame 420 has the in-phase voltage with the current-limiting resistance unit module 100 by coupling the support frame 420 to the current-limiting resistance unit module 100 and the module coupling link 424 of a conductive material. This is because it is easier and structurally simple to make the in-phase voltage with the current-limiting resistance unit module 100 than to ground the support frame 420.
  • the tower support device 400 having the above-described configuration may configure the current-limiting resistor device according to the required resistance by varying the number of current-limiting resistance unit modules 100 accommodated. Considering that the size of the resistance required varies depending on the application system, the current-limiting resistor unit module 100 may be configured to easily configure a modular current-limiting resistor device.
  • the current-limiting resistance unit module 100 may be configured such that the size of the resistor is 1 ohm. Therefore, as shown in FIG. 5, a modular current limiting device may be configured using eight unit modules 100.
  • a modular current limiting device is configured using eight unit modules 100, and when the modular current limiting device is operated, each unit module 100 increases in temperature. If the surrounding air is heated while the temperature of the unit module 100 is increased, the heated air is raised.
  • the air flows from the lower side of the tower support device 400 to the upper side, and natural convection occurs while the cold air flows in from the lower side of the tower support device 400.
  • Natural unit convection cools each unit module 100 while air flows from the lower side to the upper side of the frame.
  • Each unit module 100 is arranged in the same direction as the vertical direction in which the plate surface of the resistor is a natural convection occurs. That is, the stacking direction of the resistor is perpendicular to the vertical direction in which natural convection occurs. In addition, each unit module 100 has a spaced interval between the stacked resistors. Therefore, since the air rising by natural convection easily passes between the resistors, the cooling effect is increased compared with the conventional current-limiting resistor 1 according to FIG.

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Abstract

본 발명은 타워형 지지 장치에 관한 것으로, 설치면에 수직 방향으로 배치되는 복수의 메인 프레임; 복수 개로 구비되어 상기 메인 프레임에 수직인 방향으로 상기 메인 프레임에 결합되되 서로 마주보는 한 쌍이 동일한 높이로 배치되며, 전력 계통의 고장 전류를 한류하는 적어도 하나의 한류 저항 단위 모듈을 지지하는 서포트 프레임; 및 상기 메인 프레임의 상측 및 하측에 각각 설치되어 접지되는 로어 프레임 및 어퍼 프레임을 포함한다.

Description

타워형 지지 장치
본 발명은 절연 구조를 가지며 복수의 모듈형 한류 저항기를 지지하는 타워형 지지 장치에 관한 것이다.
일반적으로 한류 저항기(CLR, CurrentLimiting Resistor)는 고장 전류(Fault Current)를 한류시키는 기능을 한다. 한류 저항기를 전력계통에 적용해 전력계통에서 발생하는 고장 전류를 제한한다. 한류 저항기를 사용하면 고장 전류가 발생하더라도 전력 기기의 파손이나 정전 등을 방지할 수 있다.
적용되는 계통에 따라 필요한 저항의 크기가 달라지므로, 저항의 크기에 따라 한류 저항기의 설계가 달라진다. 이하에서는 도면을 참조하여 종래의 한류 저항기에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 종래의 한류 저항기를 도시한 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 한류 저항기(1)는 적용되는 계통에 필요한 저항의 크기만큼 저항편(3)을 수직 방향으로 적층해 용접하는 구조이다. 저항편(3)은 사행(meander) 구조로 적층되며, 이웃한 저항편(3)간의 일정한 간격을 유지하도록 적층된다. 복수의 저항편(3)은 점점촉 용접으로 상호 용접되며, 각 저항편(3)의 사이에는 절연체(5)가 삽입된다.
전술한 한류 저항기(1)는 저항편(3)이 적층된 상태에서 움직이지 않도록 고정한 후 애자(7)를 결합한다. 그 후 한류 저항기(1)는 별도의 지지 구조나 수납 구조 없이 배전반에 바로 장착된다. 애자(7)는 고장 전류의 한류 시 발생하는 저항편간 인력 및 척력에 의한 한류 저항의 변형을 최소화하기 위해 구비되는 구성이다.
전술한 바와 같이 이루어짐에 따라 종래기술에 따른 한류 저항기(1)는 필요한 저항의 크기만큼 저항편(3)을 용접해 만들기 때문에, 필요한 저항이 크면 한류 저항기(1)의 크기도 커지게 된다.
그러나 별도로 한류 저항기(1)를 지지하는 구조가 없이 애자(7)만을 구비하여 배전반에 장착하므로 한류 저항기(1)가 외부 환경에 영향을 많이 받게 된다. 종래의 한류 저항기(1)는 보호 및 지지 구조가 없어 고장이나 파손이 발생할 위험이 있다.
또한, 한류 저항기(1)의 크기가 커지는 경우, 크기와 무게 때문에 작업자가 한류 저항기(1)를 이동시키기 어려운 문제가 있다. 이에 따라 종래기술에 따른 한류 저항기(1)는 이송 중 파손의 위험이 있고, 한류 저항기(1)를 이동시키거나 설치할 때 작업자의 부상 위험이 따르는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 한류 저항의 설치가 용이한 타워형 지지 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 한류 저항의 설치 시 냉각 성능이 우수한 타워형 지지 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명은 설치면에 수직 방향으로 배치되는 복수의 메인 프레임; 복수 개로 구비되어 상기 메인 프레임에 수직인 방향으로 상기 메인 프레임에 결합되되 서로 마주보는 한 쌍이 동일한 높이로 배치되며, 전력 계통의 고장 전류를 한류하는 적어도 하나의 한류 저항 단위 모듈을 지지하는 서포트 프레임; 및 상기 메인 프레임의 상측 및 하측에 각각 설치되어 접지되는 로어 프레임 및 어퍼 프레임을 포함하는 타워형 지지 장치를 제공한다.
상기 서포트 프레임은 복수의 상기 한류 저항 단위 모듈을 지지하되, 서로 마주보는 한 쌍이 상기 한류 저항 단위 모듈을 하측에서 지지한다.
상기 서포트 프레임은 도전성 재질로 만들어지는 것이 특징이다.
일단이 상기 서포트 프레임에 볼팅 결합되고, 타단이 상기 한류 저항 단위 모듈에 볼팅 결합되어 상기 서포트 프레임과 상기 한류 저항 단위 모듈을 결합시키며, 도전성 재질의 바(bar) 형상인 복수의 모듈결합링크를 더 포함한다.
상기 메인 프레임과 상기 로어 프레임 및 어퍼 프레임 사이에 각각 설치되어 상기 메인 프레임과 상기 로어 프레임, 상기 메인 프레임과 상기 어퍼 프레임 사이를 절연하는 복수의 제1 절연부재; 및 상기 메인 프레임 상에 설치되어 상기 전력 계통과 상기 한류 저항 단위 모듈을 전기적으로 연결하는 복수의 부스바를 더 포함한다.
상기 부스바는 일측이 상기 메인 프레임에 결합되고 타측이 상기 한류 저항 단위 모듈에 결합되는 것이 특징이다.
상기 부스바는 상기 메인 프레임 상에 지그재그로 배치되어 복수의 상기 한류 저항 단위 모듈을 순차적으로 통전시키는 것이 특징이다.
상기 전력 계통에서 고장 전류가 발생하면, 상기 부스바를 거쳐 상기 고장 전류가 상기 한류 저항 단위 모듈로 유입되어 한류될 수 있다.
상기 메인 프레임은 절연 재질로 만들어진다.
상기 제1 절연부재와 상기 메인 프레임의 사이에 결합되어 상기 메인 프레임을 지지하는 복수의 어퍼 베이스 프레임을 더 포함할 수 있다.
상기 어퍼 베이스 프레임에 설치되되 서로 마주보는 상기 어퍼 베이스 프레임의 사이에 설치되어 상기 어퍼 베이스 프레임 사이를 절연하는 복수의 제2 절연부재를 더 포함할 수 있다.
상기 메인 프레임 중 일부를 가로질러 설치되되 상기 한류 저항 단위 모듈의 삽입 방향에 반대 방향에 배치되어 상기 한류 저항 단위 모듈의 이동을 제한하는 차단 프레임을 더 포함할 수 있다.
상기 서포트 프레임은 상기 한류 저항 단위 모듈의 저항체가 적층되는 방향에 수직인 방향으로 배치되어 상기 한류 저항 단위 모듈을 지지하는 것이 특징이다.
본 발명은 설치면에 수직 방향으로 배치되는 복수의 메인 프레임; 복수 개로 구비되어 상기 메인 프레임에 수직인 방향으로 상기 메인 프레임에 결합되되 서로 마주보는 한 쌍이 동일한 높이로 배치되며, 전력 계통의 고장 전류를 한류하는 적어도 하나의 한류 저항 단위 모듈을 하측에서 지지하는 서포트 프레임; 상기 메인 프레임의 상측 및 하측에 각각 설치되어 접지되는 로어 프레임 및 어퍼 프레임; 상기 메인 프레임과 상기 로어 프레임 및 어퍼 프레임 사이에 각각 설치되어 상기 메인 프레임과 상기 로어 프레임, 상기 메인 프레임과 상기 어퍼 프레임 사이를 절연하는 복수의 제1 절연부재; 및 상기 메인 프레임 상에 설치되어 상기 전력 계통과 상기 한류 저항 단위 모듈을 전기적으로 연결하는 복수의 부스바를 포함하는 타워형 지지 장치를 제공한다.
일단이 상기 서포트 프레임에 볼팅 결합되고, 타단이 상기 한류 저항 단위 모듈에 볼팅 결합되어 상기 서포트 프레임과 상기 한류 저항 단위 모듈을 결합시키며, 도전성 재질의 바(bar) 형상인 복수의 모듈결합링크를 더 포함한다.
상기 부스바는 일측이 상기 메인 프레임에 결합되고 타측이 상기 한류 저항 단위 모듈에 결합되는 것이 특징이다.
상기 제1 절연부재와 상기 메인 프레임의 사이에 결합되어 상기 메인 프레임을 지지하는 복수의 어퍼 베이스 프레임을 더 포함한다.
상기 어퍼 베이스 프레임에 설치되되 서로 마주보는 상기 어퍼 베이스 프레임의 사이에 설치되어 상기 어퍼 베이스 프레임 사이를 절연하는 복수의 제2 절연부재를 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 복수의 한류 저항 단위 모듈을 하나씩 삽입해 고정함으로써 하나의 한류 저항 장치를 구성할 수 있으므로 한류 저항의 설치가 용이하고 조립성이 향상되는 효과가 있다. 또한, 한류 저항 단위 모듈을 설치하는 작업자의 작업성 및 편의성이 향상된다.
또한, 본 발명의 타워형 지지 장치는 한류 저항 단위 모듈의 적층 방향과 수직인 방향으로 한류 저항 단위 모듈을 수납해 지지하므로 복수의 단위 모듈을 적층하더라도 자연 대류에 의해 이들 모두를 냉각시킬 수 있다.
또한, 프레임의 절연 구조를 구비하여 한류 저항 단위 모듈이 삽입된 상태에서 외부 전압이 한류 저항에만 걸리도록 함으로써 전기적, 구조적으로 안정되어 프레임의 변형을 최소화하는 효과가 있다. 프레임이 전기적, 구조적으로 안정적이므로, 한류 저항 장치의 안정적인 구동 역시 가능해진다.
도 1은 종래의 한류 저항기를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 타워형 지지 장치를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2에 따른 타워형 지지 장치의 주요 부분을 도시한 사시도이다.
도 4는 도 2에 따른 타워형 지지 장치의 하부 지지 구조를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 타워형 지지 장치에 한류 저항 단위 모듈이 결합된 상태를 도시한 사시도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시 예들에 따른 타워형 지지 장치를 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 타워형 지지 장치를 도시한 사시도이다.
도 9는 도 8에 따른 타워형 지지 장치의 주요 부분을 도시한 사시도이다.
도 10은 도 8에 따른 타워형 지지 장치의 하부 지지 구조를 도시한 사시도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 타워형 지지 장치에 한류 저항 단위 모듈이 결합된 상태를 도시한 사시도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 타워형 지지 장치를 도시한 사시도이다. 도 3은 도 2에 따른 타워형 지지 장치의 주요 부분을 도시한 사시도이다. 도 4는 도 2에 따른 타워형 지지 장치의 하부 지지 구조를 도시한 사시도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 타워형 지지 장치에 한류 저항 단위 모듈이 결합된 상태를 도시한 사시도이다.
도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 타워형 지지 장치(300)는 복수의 한류 저항 단위 모듈(100)을 수납한다. 타워형 지지 장치(300)는 기본 골조를 이루는 복수의 메인 프레임(310)과, 메인 프레임(310) 상에 설치되어 한류 저항 단위 모듈(100)을 지지하는 복수의 서포트 프레임(320)을 포함한다. 또한, 타워형 지지 장치(300)는 메인 프레임(310) 및 서포트 프레임(320)을 하측에서 지지하는 로어 베이스 프레임(330)과, 설치면에 고정되는 로어 프레임(340)을 더 포함한다. 타워형 지지 장치(300)는 메인 프레임(310) 및 서포트 프레임(320)을 상측에서 지지하는 어퍼 베이스 프레임(350)과, 어퍼 베이스 프레임(350)을 고정하는 어퍼 프레임(360)을 더 포함한다. 로어 베이스 프레임(330)과 로어 프레임(340)의 사이, 어퍼 베이스 프레임(350)과 어퍼 프레임(360)의 사이에는 절연을 위한 제1 절연부재(370)가 설치된다. 로어 베이스 프레임(330)과 어퍼 베이스 프레임(350) 상에는 추가적인 절연을 위한 제2 절연부재(380)가 설치된다. 타워형 지지 장치(300)에 한류 저항 단위 모듈(100)이 설치된 상태에서, 한류 저항 단위 모듈(100)은 복수의 부스바(390)에 의해 전력 계통과 전기적으로 연결된다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 메인 프레임(310)은 타워형 지지 장치(300)의 기본 골조를 구성한다. 메인 프레임(310)은 설치면에 수직 방향으로 배치된다. 메인 프레임(310)은 육면체 형상의 한류 저항 단위 모듈(100, 도 5 참조)을 수납하기 위해 4개로 구비되어 서로 이격되도록 배치된다. 메인 프레임(310)은 한류 저항 단위 모듈(100)이 설치된 상태에서 통전되지 않도록 절연 소재로 이루어질 수 있다.
또한, 메인 프레임(310)은 서포트 프레임(320)의 결합 시 볼트 체결되고 한류 저항 단위 모듈(100)을 지지해야 한다. 따라서 메인 프레임(310)은 횡단면이 사각형인 직육면체 형상으로 이루어질 수 있다.
메인 프레임(310)은 제1 프레임(310a) 및제2 프레임(310b)을 포함한다. 제2 프레임(310b)은 제1 프레임(310a)과 소정 간격 이격되어 배치된다. 제1 프레임(310a) 및 제2 프레임(310b)과 마주보는 방향에 제3 프레임(310c) 및 제4 프레임(310d)이 배치된다. 제1 프레임(310a) 및 제2 프레임(310b)의 간격은 제3 프레임(310c) 및 제4 프레임(310d)의 간격과 동일하다. 제1 프레임(310a) 및 제3 프레임(310c)의 간격은 제1 프레임(310a) 및 제2 프레임(310b)의 간격보다 크다. 마찬가지로 제2 프레임(310b) 및 제4 프레임(310d)의 간격은 제1 프레임(310a) 및 제2 프레임(310b)의 간격보다 크다. 제1 프레임(310a) 내지 제4 프레임(310d)의 간격은 한류 저항 단위 모듈(100)의 크기를 고려하여 설정될 수 있다. 제1 프레임(310a) 내지 제4 프레임(310d) 상에는 서포트 프레임(320)이 결합된다.
서포트 프레임(320)은 설치면에 수평인 방향, 즉 메인 프레임(310)과 수직인 방향으로 설치된다. 메인 프레임(310)의 길이 방향으로 한류 저항 단위 모듈(100)이 적층되므로, 서포트 프레임(320)의 배치 방향은 한류 저항 단위 모듈(100)의 저항체(130)가 적층되는 방향에 수직이 된다. 서포트 프레임(320)은 복수 개로 구비된다. 서포트 프레임(320)은 한 쌍씩 동일한 높이로 설치된다. 서포트 프레임(320)은 한류 저항 단위 모듈(100)이 결합된 상태에서 한류 저항 단위 모듈(100)과 동상 전압(common mode voltage, 단위 모듈에 걸리는 전압과 서포트 프레임에 걸리는 전압의 위상이 동일해지는 현상)을 이루도록 전도성 재질로 이루어진다(이에 대해서는 후술하기로 함).
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 서포트 프레임(320)은 제1 프레임(310a)과 제3 프레임(310c)에 양단이 연결되도록 결합된다. 또한, 서포트 프레임(320)은 제2 프레임(310b)과 제4 프레임(310d)에 양단이 연결되도록 결합된다. 제1 프레임(310a)과 제3 프레임(310c)에 결합된 서포트 프레임(320)은 제2 프레임(310b)과 제4 프레임(310d)에 결합된 서포트 프레임(320)과 동일한 높이에 배치된다. 서로 마주보는 한 쌍의 서포트 프레임(320)은 하나의 한류 저항 단위 모듈(100)을 하측에서 지지한다(도 5 참조).
서포트 프레임(320)은 한류 저항 단위 모듈(100)의 하측에 접촉되는 면이 타워형 지지 장치(300)의 상측을 향한다. 상측을 향하는 면에서 수직으로 절곡되는 면이 메인 프레임(310)에 고정된다. 서포트 프레임(320)의 고정은 볼트와 너트의 결합으로 이루어질 수 있다.
한류 저항 단위 모듈(100)은 복수의 적층된 저항체를 프레임이 양측에서 지지하는 구조이다. 한류 저항 단위 모듈(100)은 프레임의 길이 방향을 따라 밀어 넣는 방식으로 서포트 프레임(320) 상에 얹혀진다. 즉, 작업자가 한류 저항 단위 모듈(100)을 서포트 프레임(320)에 올리고 가압해 밀어주면 한류 저항 단위 모듈(100)이 서포트 프레임(320)에 안착될 수 있다.
도면에 도시하지는 않았으나, 한류 저항 단위 모듈(100)이 서포트 프레임(320)에서 이탈되지 않도록 한류 저항 단위 모듈(100)의 이동을 차단하는 차단 프레임 등이 구비될 수 있다. 차단 프레임은 한류 저항 단위 모듈(100)의 이동 방향 반대 방향의 메인 프레임(310)을 가로 질러 설치될 수 있다. 즉, 도 3을 기준으로 차단 프레임은 제3 프레임(310c) 및 제4 프레임(310d)을 연결하도록 설치될 수 있다.
한류 저항 단위 모듈(100)의 저항체가 적층되는 방향은 메인 프레임의 길이 방향에 수직인 방향이다. 서포트 프레임(320)은 한류 저항 단위 모듈(100)의 적층 방향에 수직인 방향을 따라 다단으로 한류 저항 단위 모듈(100)을 지지한다.
서포트 프레임(320)에는 한류 저항 단위 모듈(100)을 고정하기 위한 볼팅홀(322)이 복수 개 형성된다. 볼팅홀(322)은 메인 프레임(310)에 고정되는 면 상에 형성되고, 서포트 프레임(320)의 길이 방향을 따라 관통하도록 형성된다. 볼팅홀(322)에 모듈결합링크(324)가 볼트(326)에 의해 고정되어 한류 저항 단위 모듈(100)을 결합시킨다. 한류 저항 단위 모듈(100)이 수납된 상태에서 복수의 부스바(390)에 의해 통전 선로가 형성된다. 한류 저항 단위 모듈(100)은 부스바(390)에 의해서만 통전된다(이에 대해서는 후술하기로 함).
도 5에 도시된 바와 같이, 모듈결합링크(324)는 소정의 길이를 갖는 전도성 재질의 바(bar)이다. 모듈결합링크(324)는 일단이 서포트 프레임(320)에 결합되고 타단은 한류 저항 단위 모듈(100)의 프레임에 결합된다. 모듈결합링크(324)는 볼트(326)에 의해 서포트 프레임(320) 및 한류 저항 단위 모듈(100)에 결합된다. 모듈결합링크(324)와 서포트 프레임(320)이 전도성 재질이므로 한류 저항 단위 모듈(100)에 전압이 걸리면 모듈결합링크(324)에 의해 서포트 프레임(320)에도 동상의 전압이 걸리게 된다.
전술한 구조의 메인 프레임(310) 및 서포트 프레임(320)이 상호 결합된 후, 이들의 상하부는 지지구조 및 절연물에 의해 설치면에 고정된다.
도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 메인 프레임(310)의 하단에는 로어 베이스 프레임(330)이 결합된다. 로어 베이스 프레임(330)은 복수의 제1 절연부재(370)에 의해 지지된다. 제1 절연부재(370)는 설치면에 고정되는 로어 프레임(340)에 의해 지지된다. 로어 베이스 프레임(330)의 사이에는 제2 절연부재(380)가 설치된다.
로어 베이스 프레임(330)은 메인 프레임(310)의 하단에 결합되어 메인 프레임(310)을 지지한다. 로어 베이스 프레임(330)은 소정의 두께와 크기를 갖는 프레임으로, 도 4에서는 육면체 형상인 예를 도시한 것이다. 로어 베이스 프레임(330)은 한 쌍으로 구비된다. 로어 베이스 프레임(330)은 서포트 프레임(320)의 길이 방향에 대응하는 방향으로 설치되어 한 쌍의 메인 프레임(310)을 각각 지지한다. 도 4를 기준으로, 하나의 로어 베이스 프레임(330)은 제1 프레임(310a) 및 제3 프레임(310c)을 지지하고, 다른 하나의 로어 베이스 프레임(330)은 제2 프레임(310b) 및 제4 프레임(310d)을 지지할 수 있다. 로어 베이스 프레임(330)은 연결 브래킷(332)과 볼트(326)로 메인 프레임(310)에 결합될 수 있다.
연결 브래킷(332)은 'ㄴ'자 형상의 브래킷으로, 복수의 볼트(334)에 의해 메인 프레임(310)과 결합된다.
복수의 한류 저항 단위 모듈(100)을 지지할 수 있도록 로어 베이스 프레임(330)은 소정의 강성을 갖는 재질로 만들어질 수 있다. 예를 들어, 로어 베이스 프레임(330)은 서스(SUS, 스테인리스 스틸) 재질로 만들어질 수 있다.
로어 베이스 프레임(330)의 하측에 제1 절연부재(370)가 결합된다.
제1 절연부재(370)는 애자의 일종으로, 복수 개로 구비되어 로어 베이스 프레임(330)을 지지한다. 제1 절연부재(370)는 로어 베이스 프레임(330)의 양단을 지지할 수 있도록 4개로 구비될 수 있다. 제1 절연부재(370)는 일단이 로어 베이스 프레임(330)의 하면에 결합되고 타단이 로어 프레임(340)의 상면에 결합된다. 제1 절연부재(370)는 로어 베이스 프레임(330)과 로어 프레임(340) 사이에서 절연 역할을 한다.
로어 프레임(340)은 제1 절연부재(370)를 지지하며 설치면에 고정된다. 로어 프레임(340)은 타워형 지지 장치(300) 전체의 무게를 지지해야 한다. 따라서 로어 프레임(340)은 소정의 두께와 강성을 갖는 재질로 만들어질 수 있다. 예를 들어, 로어 프레임(340)은 스틸 재질로 만들어질 수 있다.
로어 프레임(340)이 도전성 재질로 만들어지더라도 로어 프레임(340)은 설치면에 고정되므로 '접지부'로 정의할 수 있다. 전류는 저항이 작은 쪽으로 흐르려는 특성이 있으므로, 한류 저항 단위 모듈(100)로 고장 전류가 유입되면 접지부 쪽으로 흐를 수 있다. 이를 방지하기 위해 제1 절연부재(370)가 설치되는 것이다.
한편, 로어 베이스 프레임(330)의 사이에는 제2 절연부재(380)가 설치될 수 있다. 제2 절연부재(380)는 한 쌍의 로어 베이스 프레임(330) 사이에 설치되어 로어 베이스 프레임(330)이 서로 통전되지 않도록 절연한다.
전술한 구조의 하부 지지 구조는 타워형 지지 장치(300)의 상부에도 동일한 형태로 적용될 수 있다(상부 지지 구조는 하부 지지 구조와 동일한 구성 및 형상을 가지므로 상세한 설명은 생략하기로 한다).
도 2에 도시된 바와 같이, 메인 프레임(310)의 상측에는 한 쌍의 어퍼 베이스 프레임(350)이 결합된다. 어퍼 베이스 프레임(350)은 연결 브래킷(352)을 볼트(354) 체결하여 메인 프레임(310)과 결합된다. 어퍼 베이스 프레임(350)의 사이에는 제2 절연부재(380)가 설치된다. 어퍼 베이스 프레임(350)의 상측에는 4개의 제1 절연부재(370)가 결합된다. 제1 절연부재(370)의 상측에는 어퍼 프레임(360)이 결합된다. 어퍼 프레임(360)은 배전반의 상측이나 외함의 상측 등에 고정될 수 있다. 어퍼 프레임(360) 역시 접지부 역할을 한다.
전술한 구조의 타워형 지지 장치(300)는 복수의 한류 저항 단위 모듈(100)을 수납해 지지하며, 하나의 통전 선로를 형성한다. 이에 대해 도 5를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
타워형 지지 장치(300)는 적용되는 전력 계통에서 요구하는 크기만큼의 한류 저항 단위 모듈(100)을 수납한다. 예를 들어, 하나의 한류 저항 단위 모듈(100)이 1옴(Ω)의 저항 크기를 가지며, 전력 계통에서 8옴의 한류 저항기의 저항을 필요로 할 수 있다. 타워형 지지 장치(300)는 8옴의 한류 저항기를 구성하기 위해 8개의 한류 저항 단위 모듈(100)을 수납할 수 있다.
한류 저항 단위 모듈(100)은 사행(meander) 구조를 갖는 복수의 저항체와, 적층된 저항체를 지지하는 한 쌍의 서포트 프레임을 포함한다.
하나의 저항체는 지그재그 형태의 통전 선로를 형성한다. 하나의 단위 모듈(100) 내에서 저항체는 하나의 통전 선로를 형성한다. 저항체의 적층 방향은 타워형 지지 장치(300)가 설치되는 설치면에 수평인 방향이다.
타워형 지지 장치(300)에 수납된 복수의 한류 저항 단위 모듈(100)은 복수의 부스바(390)에 의해 하나의 통전선로를 형성하도록 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 프레임(310a)의 하단에는 제1 부스바(392)가 설치될 수 있다. 제1 부스바(392)는 전력 계통과 연결되어 고장 전류 발생 시 고장 전류가 한류 저항 단위 모듈(100)로 유입되도록 한다. 고장 전류는 제1 부스바(392)를 통해 메인 프레임(310)의 최하단에 위치한 한류 저항 단위 모듈(100)로 유입된다. 이를 위해, 제1 부스바(392)는 일측이 제1 프레임(310a)에 고정되고 타측이 한류 저항 단위 모듈(100)의 프레임(110)에 고정된다. 이들의 고정은 볼트에 의해 이루어지며, 한류 저항 단위 모듈(100)의 프레임(110)이 도전성 재질이므로 고장 전류가 한류 저항 단위 모듈(100)로 유입될 수 있다.
한류 저항 단위 모듈(100)로 유입된 전류는 하나의 통전선로를 형성하는 저항체를 따라 흐르고, 제2 부스바(394)를 따라 두번째 한류 저항 단위 모듈(100)로 유입된다. 이를 위해, 제2 부스바(394)는 최하단 한류 저항 단위 모듈(100)과 두번째 한류 저항 단위 모듈(100)을 연결할 수 있을 정도의 길이를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 제2 부스바(394)는 제2 프레임(310b)의 길이 방향을 따라 결합된다.
도 5에서와 같이, 제2 부스바(394)는 제1 프레임(310a) 및 제2 프레임(310b)의 길이 방향을 따라 설치되고, 지그재그 형태로 복수의 한류 저항 단위 모듈(100)을 순차적으로 연결한다. 마지막 한류 저항 단위 모듈(100)은 제1 프레임(310a)의 상단에 설치되는 제1 부스바(392)에 의해 한류저항기의 외부로 연결될 수 있다.
전술한 구성에 따라 타워형 지지 장치(300)에 수납된 한류 저항 단위 모듈(100)은 하나의 통전 선로를 형성한다(도 5의 화살표 참조). 따라서 고장 전류는 하나의 통전 선로를 따라 각 한류 저항 단위 모듈(100)에서 한류될 수 있다.
한편, 전력 계통에서 고장 전류의 발생 시 한류 저항기에 고전압이 걸리게 되므로, 전압이 유입되는 한류 저항 단위 모듈(100)에도 고전압이 걸리게 된다. 따라서 로어 베이스 프레임(330)을 기준으로 상부에는 고전압이 걸리므로 '고전압부'로 정의할 수 있다. 로어 베이스 프레임(330)을 기준으로 하측은 제1 절연부재(370) 및 제2 절연부재(380)에 의해 절연되고 설치면에 접지된다.
각 서포트 프레임(320)은 절연물인 메인 프레임(310)에 결합된다. 그러나 서포트 프레임(320)은 고전압부에 해당하는 한류 저항 단위 모듈(100)과 접촉되어 한류 저항 단위 모듈(100)을 지지한다. 따라서 서포트 프레임(320)은 접지 상태도 아니고 고전압 상태도 아닌 중간 전압이 걸린 상태(플로팅 상태)가 될 수 있다. 이렇게 유기되는 전압은 절연 성능 측면에서 볼 때 좋지 않은 상태이다. 따라서 서포트 프레임(320)을 한류 저항 단위 모듈(100)과 도전성 재질의 모듈결합링크(324)로 결합시킴으로써 서포트 프레임(320)이 한류 저항 단위 모듈(100)과 동상 전압을 갖도록 한다. 이는 서포트 프레임(320)을 접지시키는 것보다 한류 저항 단위 모듈(100)과 동상 전압이 되도록 하는 것이 더 쉽고 구조적으로도 간편하기 때문이다.
전술한 구성을 갖는 본 발명의 타워형 지지 장치(300)는 수납되는 한류 저항 단위 모듈(100)의 개수를 달리해 필요한 저항의 크기에 맞게 한류 저항 장치를 구성할 수 있다. 적용 계통에 따라 필요한 저항의 크기가 달라짐을 고려해 한류 저항 단위 모듈(100)을 구성함으로써 손쉽게 모듈형 한류 저항 장치를 구성할 수 있다.
전술한 바와 같이, 한류 저항 단위 모듈(100)은 저항의 크기가 1옴(Ω)이 되도록 구성될 수 있다. 따라서 도 5에서와 같이 8개의 단위 모듈(100)을 사용하여 모듈형 한류 저항 장치를 구성할 수 있다.
도 5에서와 같이, 8개의 단위 모듈(100)을 사용해 모듈형 한류 저항 장치를 구성하고, 모듈형 한류 저항 장치가 작동되면 각 단위 모듈(100)은 온도가 상승하게 된다. 단위 모듈(100)의 온도가 상승하면서 주변의 공기가 가열되면, 가열된 공기는 상승하게 된다.
이에 따라 타워형 지지 장치(300)의 하측에서 상측으로 공기의 유동이 이루어지고, 타워형 지지 장치(300) 하측의 차가운 공기가 유입되면서 자연 대류가 발생한다. 자연 대류에 의해 공기가 프레임(30)의 하측에서 상측으로 유동하면서 각 단위 모듈(100)이 냉각된다.
각 단위 모듈(100)은 저항체(110)의 판면이 자연 대류가 일어나는 수직 방향과 동일한 방향으로 배치되어 있다. 즉, 저항체(110)의 적층 방향이 자연 대류가 일어나는 상하 방향과 수직을 이룬다. 또한, 각 단위 모듈(100)은 적층된 저항체(110)의 사이에 이격 간격을 갖는다. 따라서 자연 대류에 의해 상승하는 공기가 저항체(110)의 사이를 통과하기 쉬우므로 도 1에 도시한 종래기술에 따른 한류 저항기(1)에 비해 냉각 효과가 상승된다.
이상에서 설명한 본 발명의 일 실시 예에 따른 타워형 지지 장치는 서포트 프레임이 하향 절곡된 형태이다. 그러나 서포트 프레임의 형상은 여러 형태로 변형될 수 있다(전술한 실시 예에서와 동일한 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략하기로 한다).
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시 예들에 따른 타워형 지지 장치를 도시한 사시도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 타워형 지지 장치(300)는 서포트 프레임(320')이 'ㄴ'자 형태의 횡단면을 가질 수 있다. 즉, 서포트 프레임(320')은 메인 프레임(310)에 결합되는 면으로부터 수직하게 절곡되고, 절곡된 면이 서로 마주보게 배치될 수 있다. 서로 마주보게 절곡된 면이 한류 저항 단위 모듈(100)을 하측에서 지지한다.
또는, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 타워형 지지 장치(300)는 서포트 프레임(320")이 'ㄷ'자 형태의 횡단면을 가질 수 있다. 서포트 프레임(320")이 'ㄷ'자 형태의 단면을 갖는 경우, 한류 저항 단위 모듈(100)의 프레임(110) 상에 서포트 프레임(320")에 삽입될 수 있도록 롤러나 돌기 등이 구비될 수 있다.
또는, 도면에 도시하지는 않았으나 서포트 프레임이 'ㄴ'자 형태의 횡단면을 가지고, 한류 저항 단위 모듈에 롤러 등이 구비될 수도 있다.
한류 저항 단위 모듈이 슬라이딩 방식으로 서포트 프레임에 안착될 수 있다면, 서포트 프레임에 어떤 구조를 적용해도 무방하다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 타워형 지지 장치를 도시한 사시도이다. 도 9는 도 8에 따른 타워형 지지 장치의 주요 부분을 도시한 사시도이다. 도 10은 도 8에 따른 타워형 지지 장치의 하부 지지 구조를 도시한 사시도이다. 도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 타워형 지지 장치에 한류 저항 단위 모듈이 결합된 상태를 도시한 사시도이다.
도 8 및 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 타워형 지지 장치(400)는 복수의 한류 저항 단위 모듈(100)을 수납한다. 타워형 지지 장치(400)는 기본 골조를 이루는 복수의 메인 프레임(410)과, 메인 프레임(410) 상에 설치되어 한류 저항 단위 모듈(100)을 지지하는 복수의 서포트 프레임(420)을 포함한다. 또한, 타워형 지지 장치(400)는 메인 프레임(410) 및 서포트 프레임(420)을 하측에서 지지하는 로어 베이스 프레임(430)과, 설치면에 고정되는 로어 프레임(440)을 더 포함한다. 타워형 지지 장치(400)는 메인 프레임(410) 및 서포트 프레임(420)을 상측에서 지지하는 어퍼 베이스 프레임(450)과, 어퍼 베이스 프레임(450)을 고정하는 어퍼 프레임(460)을 더 포함한다. 로어 베이스 프레임(430)과 로어 프레임(440)의 사이, 어퍼 베이스 프레임(450)과 어퍼 프레임(460)의 사이에는 절연을 위한 제1 절연부재(470)가 설치된다. 로어 베이스 프레임(430) 및 어퍼 베이스 프레임(450) 상에는 추가적인 절연을 위한 제2 절연부재(480)가 설치된다. 타워형 지지 장치(400)에 한류 저항 단위 모듈(100)이 설치된 상태에서, 한류 저항 단위 모듈(100)은 복수의 부스바(490)에 의해 전력 계통과 전기적으로 연결된다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 메인 프레임(410)은 타워형 지지 장치(400)의 기본 골조를 구성한다. 메인 프레임(410)은 설치면에 수직 방향으로 배치된다. 메인 프레임(410)은 육면체 형상의 한류 저항 단위 모듈(100)을 수납하기 위해 4개로 구비되어 서로 이격되도록 배치된다. 메인 프레임(410)은 한류 저항 단위 모듈(100)이 설치된 상태에서 통전되지 않도록 절연 소재로 만들어진다.
또한, 메인 프레임(410)은 서포트 프레임(420)의 결합 시 볼트 체결되고 한류 저항 단위 모듈(100)을 지지해야 한다. 따라서 메인 프레임(410)은 횡단면이 사각형인 직육면체 형상을 가질 수 있다.
메인 프레임(410)은 제1 프레임(410a), 제1 프레임(410a)과 소정 간격 이격되어 배치되는 제2 프레임(410b)을 구비한다. 제1 프레임(410a) 및 제2 프레임(410b)과 마주보는 방향에 제3 프레임(410c) 및 제4 프레임(410d)이 배치된다. 제1 프레임(410a) 및 제2 프레임(410b)의 간격은 제3 프레임(410c) 및 제4 프레임(410d)의 간격과 동일하다. 제1 프레임(410a) 및 제3 프레임(410c)의 간격은 제1 프레임(410a) 및 제2 프레임(410b)의 간격보다 크다. 마찬가지로 제2 프레임(410b) 및 제4 프레임(410d)의 간격은 제1 프레임(410a) 및 제2 프레임(410b)의 간격보다 크다. 제1 프레임(410a) 내지 제4 프레임(410d)의 간격은 한류 저항 단위 모듈(100)의 크기를 고려하여 설정될 수 있다. 제1 프레임(410a) 내지 제4 프레임(410d) 상에는 서포트 프레임(420)이 결합된다.
서포트 프레임(420)은 설치면에 수평인 방향, 즉 메인 프레임(410)과 수직인 방향으로 설치된다. 서포트 프레임(420)은 복수 개로 구비된다. 서포트 프레임(420)은 한 쌍씩 동일한 높이로 설치된다. 서포트 프레임(420)은 한류 저항 단위 모듈(100)이 결합된 상태에서 한류 저항 단위 모듈(100)과 동상 전압(common mode voltage, 단위 모듈에 걸리는 전압과 서포트 프레임에 걸리는 전압의 위상이 동일해지는 현상)을 이루도록 전도성 재질로 만들어진다(이에 대해서는 후술하기로 함).
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 서포트 프레임(420)은 제1 프레임(410a)과 제3 프레임(410c)에 양단이 연결되도록 결합된다. 또한, 서포트 프레임(420)은 제2 프레임(410b)과 제4 프레임(410d)에 양단이 연결되도록 결합된다. 제1 프레임(410a)과 제3 프레임(410c)에 결합된 서포트 프레임(420)은 제2 프레임(410b)과 제4 프레임(410d)에 결합된 서포트 프레임(420)과 동일한 높이에 배치된다. 서로 마주보는 한 쌍의 서포트 프레임(420)은 하나의 한류 저항 단위 모듈(100)을 하측에서 지지한다.
서포트 프레임(420)은 한류 저항 단위 모듈(100)의 하측에 접촉되는 면이 타워형 지지 장치(400)의 상측을 향한다. 상측을 향하는 면에서 수직으로 절곡되는 면이 메인 프레임(410)에 고정된다. 서포트 프레임(420)의 고정은 볼트와 너트의 결합으로 이루어질 수 있다.
한류 저항 단위 모듈(100)은 복수의 적층된 저항체를 프레임이 양측에서 지지하는 구조이다. 한류 저항 단위 모듈(100)은 프레임의 길이 방향을 따라 밀어 넣는 방식으로 서포트 프레임(420) 상에 얹혀진다. 즉, 작업자가 한류 저항 단위 모듈(100)을 서포트 프레임(420)에 올리고 가압해 밀어주면 한류 저항 단위 모듈(100)이 서포트 프레임(420)에 안착될 수 있다.
도면에 도시하지는 않았으나, 한류 저항 단위 모듈(100)이 서포트 프레임(420)에서 이탈되지 않도록 한류 저항 단위 모듈(100)의 이동을 차단하는 차단 프레임 등이 구비될 수 있다. 차단 프레임은 한류 저항 단위 모듈(100)의 이동 방향 반대 방향의 메인 프레임(410)을 가로 질러 설치될 수 있다. 즉, 도 9을 기준으로 차단 프레임은 제3 프레임(410c) 및 제4 프레임(410d)을 연결하도록 설치될 수 있다.
한류 저항 단위 모듈(100)의 저항체가 적층되는 방향은 메인 프레임()의 길이 방향에 수직인 방향이다. 서포트 프레임(320)은 한류 저항 단위 모듈(100)의 적층 방향에 수직인 방향을 따라 다단으로 한류 저항 단위 모듈(100)을 지지한다.
서포트 프레임(420)에는 한류 저항 단위 모듈(100)을 고정하기 위한 볼팅홀(422)이 복수 개 형성된다. 볼팅홀(422)은 메인 프레임(410)에 고정되는 면 상에 형성되되 서포트 프레임(420)의 길이 방향을 따라 관통 형성된다. 볼팅홀(422)에 모듈결합링크(424)가 볼트(426)에 의해 고정되어 한류 저항 단위 모듈(100)을 결합시킨다. 한류 저항 단위 모듈(100)이 수납된 상태에서 복수의 부스바(490)에 의해 통전 선로가 형성된다. 한류 저항 단위 모듈(100)은 부스바(490)에 의해서만 통전된다(이에 대해서는 후술하기로 함).
도 11에 도시된 바와 같이, 모듈결합링크(424)는 소정의 길이를 갖는 전도성 재질의 바(bar)이다. 모듈결합링크(424)는 일단이 서포트 프레임(420)에 결합되고 타단은 한류 저항 단위 모듈(100)의 프레임에 결합된다. 모듈결합링크(424)는 볼트(426)에 의해 서포트 프레임(420) 및 한류 저항 단위 모듈(100)에 결합된다. 모듈결합링크(424)와 서포트 프레임(420)이 전도성 재질이므로 한류 저항 단위 모듈(100)에 전압이 걸리면 모듈결합링크(424)에 의해 서포트 프레임(420)에도 동상의 전압이 걸리게 된다.
전술한 구조의 메인 프레임(410) 및 서포트 프레임(420)이 상호 결합된 후, 이들의 상하부는 지지구조 및 절연물에 의해 설치면에 고정된다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 메인 프레임(410)의 하단에는 로어 베이스 프레임(430)이 결합된다. 로어 베이스 프레임(430)은 복수의 제1 절연부재(470)에 의해 지지된다. 제1 절연부재(470)는 설치면에 고정되는 로어 프레임(440)에 의해 지지된다. 로어 베이스 프레임(430)의 사이에는 제2 절연부재(480)가 설치된다.
로어 베이스 프레임(430)은 메인 프레임(410)의 하단에 결합되어 메인 프레임(410)을 지지한다. 로어 베이스 프레임(430)은 소정의 두께와 크기를 갖는 프레임으로, 도 10은 육면체 형상인 예를 도시한 것이다. 로어 베이스 프레임(430)은 한 쌍으로 구비된다. 로어 베이스 프레임(430)은 서포트 프레임(420)의 길이 방향에 대응하는 방향으로 설치되어 한 쌍의 메인 프레임(410)을 각각 지지한다. 하나의 로어 베이스 프레임(430)은 제1 프레임(410a) 및 제3 프레임(410c)을 지지하고, 다른 하나의 로어 베이스 프레임(430)은 제2 프레임(410b) 및 제4 프레임(410d)을 지지할 수 있다. 로어 베이스 프레임(430)은 연결 브래킷(432)과 볼트(426)로 메인 프레임(410)에 결합될 수 있다.
연결 브래킷(432)은 'ㄴ'자 형상의 브래킷으로, 복수의 볼트(434)에 의해 메인 프레임(410)과 결합된다.
복수의 한류 저항 단위 모듈(100)을 지지할 수 있도록 로어 베이스 프레임(430)은 소정의 강성을 갖는 재질로 만들어질 수 있다. 예를 들어, 로어 베이스 프레임(430)은 서스(SUS, 스테인리스 스틸) 재질로 이루어질 수 있다.
로어 베이스 프레임(430)의 하측에 제1 절연부재(470)가 결합된다.
제1 절연부재(470)는 애자의 일종으로, 복수 개로 구비되어 로어 베이스 프레임(430)을 지지한다. 제1 절연부재(470)는 로어 베이스 프레임(430)의 양단을 지지할 수 있도록 4개로 구비될 수 있다. 제1 절연부재(470)는 일단이 로어 베이스 프레임(430)의 하면에 결합되고 타단이 로어 프레임(440)의 상면에 결합된다. 제1 절연부재(470)는 로어 베이스 프레임(430)과 로어 프레임(440) 사이에서 절연 역할을 한다.
로어 프레임(440)은 제1 절연부재(470)를 지지하며 설치면에 고정된다. 로어 프레임(440)은 타워형 지지 장치(400) 전체의 무게를 지지해야 한다. 따라서 로어 프레임(440)은 소정의 두께와 강성을 갖는 재질로이루어질 수 있다.. 예를 들어, 로어 프레임(440)은 스틸 재질로 이루어질 수 있다.로어 프레임(440)이 도전성 재질로 만들어지더라도 로어 프레임(440)은 설치면에 고정되므로 '접지부'로 정의할 수 있다. 전류는 저항이 작은 쪽으로 흐르려는 특성이 있으므로, 한류 저항 단위 모듈(100)로 고장 전류가 유입되면 접지부 쪽으로 흐를 수 있다. 이를 방지하기 위해 제1 절연부재(470)가 설치되는 것이다.
한편, 로어 베이스 프레임(430)의 사이에는 제2 절연부재(480)가 설치될 수 있다. 제2 절연부재(480)는 한 쌍의 로어 베이스 프레임(430) 사이에 설치되어 로어 베이스 프레임(430)이 서로 통전되지 않도록 절연한다.
전술한 구조의 하부 지지 구조는 타워형 지지 장치(400)의 상부에도 동일한 형태로 적용될 수 있다(상부 지지 구조는 하부 지지 구조와 동일한 구성 및 형상을 가지므로 상세한 설명은 생략하기로 한다).
도 8에 도시된 바와 같이, 메인 프레임(410)의 상측에는 한 쌍의 어퍼 베이스 프레임(450)이 결합된다. 어퍼 베이스 프레임(450)은 연결 브래킷(452)을 볼트(454) 체결하여 메인 프레임(410)과 결합된다. 어퍼 베이스 프레임(450)의 사이에는 제2 절연부재(480)가 설치된다. 어퍼 베이스 프레임(450)의 상측에는 4개의 제1 절연부재(470)가 결합된다. 제1 절연부재(470)의 상측에는 어퍼 프레임(460)이 결합된다. 어퍼 프레임(460)은 배전반의 상측이나 외함의 상측 등에 고정될 수 있다. 어퍼 프레임(460) 역시 접지부 역할을 한다.
전술한 구조의 타워형 지지 장치(400)는 복수의 한류 저항 단위 모듈(100)을 수납해 지지하며, 하나의 통전 선로를 형성한다. 이에 대해 도 5를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
타워형 지지 장치(400)는 적용되는 전력 계통에서 요구하는 크기만큼의 한류 저항 단위 모듈(100)을 수납한다. 예를 들어, 하나의 한류 저항 단위 모듈(100)이 1옴(Ω)의 저항 크기를 가지며, 전력 계통에서 8옴의 한류 저항기의 저항을 필요로 할 수 있다. 타워형 지지 장치(400)는 8옴의 한류 저항기를 구성하기 위해 8개의 한류 저항 단위 모듈(100)을 수납할 수 있다.
한류 저항 단위 모듈(100)은 사행(meander) 구조를 갖는 복수의 저항체와, 적층된 저항체를 지지하는 한 쌍의 서포트 프레임을 포함한다.
하나의 저항체는 지그재그 형태의 통전 선로를 형성한다. 하나의 단위 모듈(100) 내에서 저항체는 하나의 통전 선로를 형성한다. 저항체의 적층 방향은 타워형 지지 장치(400)가 설치되는 설치면에 수평인 방향이다.
타워형 지지 장치(400)에 수납된 복수의 한류 저항 단위 모듈(100)은 복수의 부스바(490)에 의해 하나의 통전선로를 형성하도록 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 프레임(410a)의 하단에는 제1 부스바(492)가 설치될 수 있다. 제1 부스바(492)는 전력 계통과 연결되어 고장 전류 발생 시 고장 전류가 한류 저항 단위 모듈(100)로 유입되도록 한다. 고장 전류는 제1 부스바(492)를 통해 메인 프레임(410)의 최하단에 위치한 한류 저항 단위 모듈(100)로 유입된다. 이를 위해, 제1 부스바(492)는 일측이 제1 프레임(410a)에 고정되고 타측이 한류 저항 단위 모듈(100)의 프레임(110)에 고정된다. 이들의 고정은 볼트에 의해 이루어지며, 한류 저항 단위 모듈(100)의 프레임이 도전성 재질이므로 고장 전류가 한류 저항 단위 모듈(100)로 유입될 수 있다.
한류 저항 단위 모듈(100)로 유입된 전류는 하나의 통전선로를 형성하는 저항체를 따라 흐른 후 제2 부스바(494)를 따라 두번째 한류 저항 단위 모듈(100)로 유입된다. 이를 위해, 제2 부스바(494)는 최하단 한류 저항 단위 모듈(100)과 두번째 한류 저항 단위 모듈(100)을 연결할 수 있을 정도의 길이를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 제2 부스바(494)는 제2 프레임(410b)의 길이 방향을 따라 결합된다.
도 11에서와 같이, 제2 부스바(494)는 제1 프레임(410a) 및 제2 프레임(410b)의 길이 방향을 따라 설치되되 지그재그 형태로 복수의 한류 저항 단위 모듈(100)을 순차적으로 연결한다. 마지막 한류 저항 단위 모듈(100)은 제1 프레임(410a)의 상단에 설치되는 제1 부스바(492)에 의해 한류저항기의 외부로 연결될 수 있다.
전술한 구성에 따라 타워형 지지 장치(400)에 수납된 한류 저항 단위 모듈(100)은 하나의 통전 선로를 형성한다(도 11의 화살표 참조). 따라서 고장 전류는 하나의 통전 선로를 따라 각 한류 저항 단위 모듈(100)에서 한류될 수 있다.
한편, 전력 계통에서 고장 전류의 발생 시 한류 저항기에 고전압이 걸리게 되므로, 전압이 유입되는 한류 저항 단위 모듈(100)에도 고전압이 걸리게 된다. 따라서 로어 베이스 프레임(430)을 기준으로 상부에는 고전압이 걸리므로 '고전압부'로 정의할 수 있다. 로어 베이스 프레임(430)을 기준으로 하측은 제1 절연부재(470) 및 제2 절연부재(480)에 의해 절연되고 설치면에 접지된다.
각 서포트 프레임(420)의 경우, 절연물인 메인 프레임(410)에 결합된다. 그러나 서포트 프레임(420)은 고전압부에 해당하는 한류 저항 단위 모듈(100)과 접촉되어 한류 저항 단위 모듈(100)을 지지한다. 따라서 서포트 프레임(420)은 접지 상태도 아니고 고전압 상태도 아닌 중간 전압이 걸린 상태(플로팅 상태)가 될 수 있다. 이렇게 유기되는 전압은 절연 성능 측면에서 볼 때 좋지 않은 상태이다. 따라서 서포트 프레임(420)을 한류 저항 단위 모듈(100)과 도전성 재질의 모듈결합링크(424)로 결합시킴으로써 서포트 프레임(420)이 한류 저항 단위 모듈(100)과 동상 전압을 갖도록 한다. 이는 서포트 프레임(420)을 접지시키는 것보다 한류 저항 단위 모듈(100)과 동상 전압이 되도록 하는 것이 더 쉽고 구조적으로도 간편하기 때문이다.
전술한 구성을 갖는 본 발명의 타워형 지지 장치(400)는 수납되는 한류 저항 단위 모듈(100)의 개수를 달리해 필요한 저항의 크기에 맞게 한류 저항 장치를 구성할 수 있다. 적용 계통에 따라 필요한 저항의 크기가 달라짐을 고려해 한류 저항 단위 모듈(100)을 구성함으로써 손쉽게 모듈형 한류 저항 장치를 구성할 수 있다.
전술한 바와 같이, 한류 저항 단위 모듈(100)은 저항의 크기가 1옴(Ω)이 되도록 구성될 수 있다. 따라서 도 5에서와 같이 8개의 단위 모듈(100)을 사용하여 모듈형 한류 저항 장치를 구성할 수 있다.
도 11에서와 같이, 8개의 단위 모듈(100)을 사용해 모듈형 한류 저항 장치를 구성하고, 모듈형 한류 저항 장치가 작동되면 각 단위 모듈(100)은 온도가 상승하게 된다. 단위 모듈(100)의 온도가 상승하면서 주변의 공기가 가열되면, 가열된 공기는 상승하게 된다.
이에 따라 타워형 지지 장치(400)의 하측에서 상측으로 공기의 유동이 이루어지고, 타워형 지지 장치(400) 하측의 차가운 공기가 유입되면서 자연 대류가 발생한다. 자연 대류에 의해 공기가 프레임의 하측에서 상측으로 유동하면서 각 단위 모듈(100)이 냉각된다.
각 단위 모듈(100)은 저항체의 판면이 자연 대류가 일어나는 수직 방향과 동일한 방향으로 배치되어 있다. 즉, 저항체의 적층 방향이 자연 대류가 일어나는 상하 방향과 수직을 이룬다. 또한, 각 단위 모듈(100)은 적층된 저항체의 사이에 이격 간격을 갖는다. 따라서 자연 대류에 의해 상승하는 공기가 저항체의 사이를 통과하기 쉬우므로 도 1에 따른 종래의 한류 저항기(1)에 비해 냉각 효과가 상승된다.
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

Claims (17)

  1. 설치면에 수직 방향으로 배치되는 복수의 메인 프레임;
    복수 개로 구비되어 상기 메인 프레임에 수직인 방향으로 상기 메인 프레임에 결합되되 서로 마주보는 한 쌍이 동일한 높이로 배치되며, 전력 계통의 고장 전류를 한류하는 적어도 하나의 한류 저항 단위 모듈을 지지하는 서포트 프레임; 및
    상기 메인 프레임의 상측 및 하측에 각각 설치되어 접지되는 로어 프레임 및 어퍼 프레임을 포함하는
    타워형 지지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 서포트 프레임은
    상기 한류 저항 단위 모듈을 지지하되, 서로 마주보는 한 쌍이 상기 한류 저항 단위 모듈을 하측에서 지지하는
    타워형 지지 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 서포트 프레임은
    도전성 재질로 만들어지는
    타워형 지지 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    일단이 상기 서포트 프레임에 볼팅 결합되고, 타단이 상기 한류 저항 단위 모듈에 볼팅 결합되어 상기 서포트 프레임과 상기 한류 저항 단위 모듈을 결합시키며, 도전성 재질의 바(bar) 형상인 복수의 모듈결합링크를 더 포함하는
    타워형 지지 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 메인 프레임과 상기 로어 프레임 및 어퍼 프레임 사이에 각각 설치되어 상기 메인 프레임과 상기 로어 프레임, 상기 메인 프레임과 상기 어퍼 프레임 사이를 절연하는 복수의 제1 절연부재; 및
    상기 메인 프레임 상에 설치되어 상기 전력 계통과 상기 한류 저항 단위 모듈을 전기적으로 연결하는 복수의 부스바를 더 포함하는 타워형 지지 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 부스바는
    일측이 상기 메인 프레임에 결합되고 타측이 상기 한류 저항 단위 모듈에 결합되는
    타워형 지지 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 부스바는
    상기 메인 프레임 상에 지그재그로 배치되어 복수의 상기 한류 저항 단위 모듈을 순차적으로 통전시키는
    타워형 지지 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 메인 프레임은
    절연 재질로 만들어지는
    타워형 지지 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 절연부재와 상기 메인 프레임의 사이에 결합되어 상기 메인 프레임을 지지하는 복수의 어퍼 베이스 프레임을 더 포함하는
    타워형 지지 장치.
  10. 제10항에 있어서,
    상기 어퍼 베이스 프레임에 설치되되 서로 마주보는 상기 어퍼 베이스 프레임의 사이에 설치되어 상기 어퍼 베이스 프레임 사이를 절연하는 복수의 제2 절연부재를 더 포함하는
    타워형 지지 장치.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 메인 프레임 중 일부를 가로질러 설치되되 상기 한류 저항 단위 모듈의 삽입 방향에 반대 방향에 배치되어 상기 한류 저항 단위 모듈의 이동을 제한하는 차단 프레임을 더 포함하는
    타워형 지지 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 서포트 프레임은
    상기 한류 저항 단위 모듈의 저항체가 적층되는 방향에 수직인 방향으로 배치되어 상기 한류 저항 단위 모듈을 지지하는
    타워형 지지 장치.
  13. 설치면에 수직 방향으로 배치되는 복수의 메인 프레임;
    복수 개로 구비되어 상기 메인 프레임에 수직인 방향으로 상기 메인 프레임에 결합되되 서로 마주보는 한 쌍이 동일한 높이로 배치되며, 전력 계통의 고장 전류를 한류하는 적어도 하나의 한류 저항 단위 모듈을 하측에서 지지하는 서포트 프레임;
    상기 메인 프레임의 상측 및 하측에 각각 설치되어 접지되는 로어 프레임 및 어퍼 프레임;
    상기 메인 프레임과 상기 로어 프레임 및 어퍼 프레임 사이에 각각 설치되어 상기 메인 프레임과 상기 로어 프레임, 상기 메인 프레임과 상기 어퍼 프레임 사이를 절연하는 복수의 제1 절연부재; 및
    상기 메인 프레임 상에 설치되어 상기 전력 계통과 상기 한류 저항 단위 모듈을 전기적으로 연결하는 복수의 부스바를 포함하는
    타워형 지지 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    일단이 상기 서포트 프레임에 볼팅 결합되고, 타단이 상기 한류 저항 단위 모듈에 볼팅 결합되어 상기 서포트 프레임과 상기 한류 저항 단위 모듈을 결합시키며, 도전성 재질의 바(bar) 형상인 복수의 모듈결합링크를 더 포함하는
    타워형 지지 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 부스바는
    일측이 상기 메인 프레임에 결합되고 타측이 상기 한류 저항 단위 모듈에 결합되는
    타워형 지지 장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 제1 절연부재와 상기 메인 프레임의 사이에 결합되어 상기 메인 프레임을 지지하는 복수의 어퍼 베이스 프레임을 더 포함하는
    타워형 지지 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 어퍼 베이스 프레임에 설치되되 서로 마주보는 상기 어퍼 베이스 프레임의 사이에 설치되어 상기 어퍼 베이스 프레임 사이를 절연하는 복수의 제2 절연부재를 더 포함하는
    타워형 지지 장치.
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