KR101636343B1 - 금속폐쇄형 스위치기어 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 기존 크기와 동일한 함체 내에 2개의 피더를 적층시키면서도, 각 차단기 마다에 제어수단을 별개로 만들어서 별도의 격실에 내장되게 하여, 고압회로가 활선인 상태에서도 제어회로를 유지 보수할 수 있도록 하고, 아울러 상하부 차단기실, 모선실, 및 상하부 케이블실에 방압통로를 별개로 제공하는 것을 가능하게 하여, 사고 여파가 이웃한 배전반에 전달되지 않게 하며, 유지보수비용과 제조비용이 절감되게 할 수 있는 금속 폐쇄형 스위치기어에 관한 것이다.

Description

금속폐쇄형 스위치기어{metal-clad type switchgear}

본 발명은 금속폐쇄형 스위치기어에 관한 것으로서, 특히 차단기 등의 전기기기를 다단적재한 금속폐쇄형 스위치기어에 관한 것이다.

금속폐쇄형 스위치기어는 차단기, 계량기용 변성기, 모선, 접속도체 등외 감시제어에 필요한 기구로 이루어진 집합 장치이며, 접지된 금속 함 내에 수납되어 있으며, 또한 단위회로마다 접지 금속벽에 의해 격리되어 있는 구조의 것을 말한다.

접지 금속벽에 의한 격리 구조를 채용하는 목적은, 예컨대, 함내의 제1의 차단기실에서 단락, 지락 사고 등의 내부 아크 사고가 발생하는 경우를 만나도, 사고에 의한 인명피혜와 사고 여파를 최소한으로 하는 것에 있다.

그러나, 차단기등의 전기 기기를 다단 쌓아 하여 수납하는 금속폐쇄형 스위치 기어에 있어서는, 예컨대 하단의 차단기실 등에서 내부 아크 사고가 발생하면 사고발생시의 과대한 내부압력상승에 대한 방출 경로를 가지고 있지 않은 경우가 있다.

이 때문에, 일본 특허공고 평6-067060호에 개시된 바와 같이, 내부 아크 사고에 의해 발생한 고온 고압의 팽창공기가, 함외로 방출되지 않고, 다른 구획의 전기 기기 등에 손상을 줄 염려가 있다. 이 점을 개선한 것으로서, 각 격실마다의 팽창공기를 방출하는 방압 상자를 금속폐쇄형 스위치 기어 본체의 측면으로 설치하여, 다단회로의 어떠한 방에서 발생한 내부 아크 사고를 만나도, 그 고온 고압의 팽창공기를 함 외로 방출시키는 것이 있다.

상술한 금속폐쇄형 스위치 기어는, 어떠한 방에서 내부 아크 사고가 발생하여도, 그 팽창공기를 외부에 방출할 수 있기 때문에, 사고파급을 방지할 수 있다.

그렇지만, 이 금속폐쇄형 스위치 기어는, 그 측면으로 방압 상자를 설치하는 것이 필요하기 때문에, 종래, 금속폐쇄형 스위치 기어의 설치 면적으로 비교하면 대폭적인 확대가 필요하게 된다.

따라서, 예컨대, 화력, 원자력 발전소, 변전소, 개폐소, 건설 등에서 다수의 피더(feeder)를 필요로 하는 금속폐쇄형 스위치 기어를 설치할 경우에는, 이러한 설치면적 증대는, 설치건물의 건설 등에 관련하여 간과할 수 없는 문제가 된다.

이 때문에, 그 설치 면적을 확대하지 않고 내부 아크 사고에 대응 가능한, 차단기등을 다단 적재한 금속폐쇄형 스위치 기어가 요구받고 있다.

이러한 요구를 따르는 스위치 기어가 한국 특허공개 제10-2015-0076392호에 개시되어 있다.

상기 개시된 스위치 기어는, 상단에 서로 격벽을 두고 횡으로 결합되어 설치되는 복수개의 상부 차단기실; 상기 복수개의 상부 차단기실에 대응하여 하단에 서로 격벽을 두고 횡으로 결합되어 설치된 복수개의 하부 차단기실; 상기 하부 차단기실의 상부 일부 영역에 설치된 복수개의 LV실; 상기 복수개의 LV실의 뒷쪽에 상기 하부 차단기실과 상기 상부 차단기실의 사이에, 상기 배전반을 횡으로 관통하여 형성된 방압 통로 구조물을 포함하는 것으로 되어 있다.

여기에서 상기 차단기실들은 차단기가 내장되어 고압측이 되고 상기 LV실들은 제어수단이 내장되어 저압측이 된다.

상기 방압 통로는 상기 상부 차단기실의 중앙에 빈공간(상부 스페이스)을 만들어어서 이 빈공간을 통하여 하부 차단기실과 상부 차단기실에서 발생된 팽창공기를 외부로 방출하게 되어 있다.

하지만, 하나의 LV실에 내장된 제어수단이 바로 위에 있는 상부 차단기실의 차단기와 바로 아래에 있는 하부 차단기실의 차단기를 제어하게 되어 있어서, 제어수단의 회로부가 복잡해지고, 비대해져서 유지보수비용과 제조비용이 증대되고, 아울러 점유공간이 커지게 되고, 더우기 상기 상부 차단기실의 중앙에 빈공간이 차단기가 내장될 수 없는 무용저장공간이 된다는 문제를 야기한다.

본 발명은 상기된 문제를 해결하는 것에 과제를 가진다.

본 발명은, 함체 내의 앞쪽 상부공간에 배치된 상부 차단기실, 함체 내의 앞쪽 하부공간에 배치된 하부 차단기실, 상부 차단기실과 하부 차단기실 뒤쪽의 함체 중앙공간에 배치된 공동 모선실, 상부 차단기실과 마주하는 함체 내의 뒤쪽 상부공간에 배치된 상부 케이블실, 및 하부 차단기실과 마주하는 함체 내의 뒤쪽 하부공간에 배치된 하부 케이블실을 격실로서 함체 내에 마련하고,

상기 상부 차단기실을 2개의 격실로 만들어서 하나의 격실에는 차단기를 내장시키고 다른 하나의 격실에는 제어수단을 내장시키고;

상기 하부 차단기실을 2개의 결실로 만들어서 하나의 격실에는 차단기를 내장시키고 다른 하나의 격실에는 제어수단을 내장시키고;

상기 상부 차단기실의 하나의 격실을 방압시키기 위한 상부방압통로를, 상기 상부 차단기실의 하나의 격실의 공간 자체가 상기 상부 차단기실의 하나의 격실의 천장 중앙에 구비된 중앙 방압구에 접속되게 하여 만들고;

상기 하부 차단기실의 하나의 격실을 방압시키기 위한 하부방압통로를, 상기 상부 차단기실의 하나의 격실과 격리되어 상기 상부 차단기실의 하나의 격실 내의 양측부에 마련된 격실공간이 상기 상부 차단기실의 하나의 격실의 천장 양측에 구비된 양 측부 방압구에 접속되게 하면서 상기 하부 차단실의 하나의 격실에도 접속되게 하여 만들고;

상기 모선실을 방압시키기 위한 방압통로를, 상기 상부 케이블실과 격리되어 상기 상부 케이블실 앞쪽 양측부에 마련된 격실공간이 상기 상부 케이블실의 천장 앞쪽 양측에 구비된 양 측부 방압구에 접속되게 하면서 상기 모선실에도 접속되게 하여 만들고;

상기 상부 케이블실을 방압시키기 위한 상부방압통로를, 상기 상부 케이블실공간 자체가 상기 상부 케이블실의 천장 뒤쪽 중앙에 구비된 중앙 방압구에 접속되게 하여 만들고; 그리고

상기 하부 케이블실을 방압시키기 위한 하부방압통로를, 상기 상부 케이블실과 격리되어 상기 상부 케이블실 내의 양측부에 마련된 격실공간이 상기 상부 케이블실의 천장 뒤쪽 양측에 구비된 양 측부 방압구에 접속되게 하면서 상기 하부 케이블실에도 접속되게 하여 만듦으로써 상기 과제를 해결할 수 있다.

본 발명은, 상기와 같은 과제해결수단에 의해, 기존 크기와 동일한 함체 내에 2개의 피더를 적층시키면서도, 각 차단기 마다에 제어수단을 별개로 만들어서 별도의 격실에 내장되게 하여, 고압회로가 활선인 상태에서도 제어회로를 유지 보수할 수 있도록 하고, 아울러 상하부 차단기실, 모선실, 및 상하부 케이블실에 방압통로를 별개로 제공하는 것을 가능하게 하여, 사고 여파가 이웃한 배전반에 전달되지 않게 하며, 유지보수비용과 제조비용이 절감되게 할 수 있는 금속 폐쇄형 스위치기어를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 실시예의 투영 정면도,
도 2는 도 1의 평면도, 및
도 3은 도 1에서 배선구조를 제외하고 함체의 격실들과 방압통로들을 도시하한 개념 사시도.

이하, 본 발명에 따른 실시예의 금속폐쇄형 스위치기어가 도 1 내지 도 3을 참조하여 상세히 설명될 것이다.

도 1에는 본 실시예의 금속폐쇄형 스위치기어가 부호 100으로서 지시되어 있다.

상기 금속폐쇄형 스위치기어(100)는, 함체(1) 내에 종래와 같이 차단기, 제어수단, 모선, 및 케이블을 내장하고 있다.

하지만, 상기 금속폐쇄형 스위치기어(100)에는, 종래와 달리, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 함체(1) 내의 앞쪽 상부공간에 배치된 육면체의 상부 차단기실(10), 상기 함체(1) 내의 앞쪽 하부공간에 배치된 육면체의 하부 차단기실(20), 상기 상부 차단기실(10)과 상기 하부 차단기실(20) 뒤쪽의 상기 함체(1) 중앙공간에 배치된 모선실(30), 상기 상부 차단기실(10)과 마주하는 상기 함체(1) 내의 뒤쪽 상부공간에 배치된 ㄱ자 단면형의 상부 케이블실(40), 및 상기 하부 차단기실(20)과 마주하는 함체 내의 뒤쪽 하부공간에 배치된 ㄴ자 단면형의 하부 케이블실(50)이, 복수개의 칸막이 벽부에 의해 격실로서 구획되어 상기 함체(1) 내에 마련되어 있다.

상기 상부 차단기실(10)은 2개의 격실(11, 12)로 만들어져서 ㄱ자 단면형의 하나의 격실(11)에는 차단기가 내장되어 있고, 육면체의 다른 하나의 격실(12)에는 제어수단이 내장되어 있다. 상기 2개의 격실(11, 12) 각각에는 도어(A, B)가 개폐가능하게 장착되어 있다.

상기 하부 차단기실(20)은 상기 상부 차단기실(10)과 동일한 방식으로 2개의 격실로 만들어져서 ㄱ자 단면형의 하나의 격실(21)에는 차단기가 내장되어 있고 육면체의 다른 하나의 격실(22)에는 제어수단이 내장되어 있다. 상기 2개의 격실(21, 22) 각각에는 도어(C, D)가 개폐가능하게 장착되어 있다.

상기 상부 차단기실(10)의 상기 하나의 격실(11)을 방압시키기 위한 상부차단기실방압통로(13)는, 상기 상부 차단기실(10)의 상기 하나의 격실(11)의 공간 자체가 상기 상부 차단기실(10)의 하나의 격실(11)의 함체 천장 중앙에 구비된 중앙 차단기실 방압구(14)에 유통가능하게 접속되게 하여 만들어져 있다.

상기 하부 차단기실(20)의 상기 하나의 격실(21)을 방압시키기 위한 하부차단기실방압통로(23)는, 모선실(30)의 앞뒤방향으로 중첩되지 않은 상태에서, 상기 상부 차단기실(20)의 상기 하나의 격실(21)과 격리되어 상기 상부 차단기실(10)의 상기 하나의 격실(11) 내의 양측부에 함체(1)의 양 측벽과 협력하여 연직방향으로 뻗어 마련된 격실공간이 상기 상부 차단기실(10)의 상기 하나의 격실(11)의 함체천장 양측에 구비된 양 측부 차단기실 방압구(24)에 유통가능하게 접속되게 하면서 상기 하부 차단실(20)의 상기 하나의 격실(21)에도 유통가능하게 접속되게 하여 만들어져 있다.

상기 모선실(30)을 방압시키기 위한 모선실방압통로(33)는, 모선실(30)의 앞뒤방향으로 중첩되지 않은 상태에서, 상기 상부 케이블실(40)과 격리되어 상기 상부 케이블실 앞쪽 양측부에 함체(1)의 양 측벽과 협력하여 연직방향으로 뻗어 마련된 격실공간이 상기 상부 케이블실(40)의 함체천장 앞쪽 양측에 구비된 양 측부 모선실 방압구(34)에 유통가능하게 접속되게 하면서 상기 모선실(30)에도 유통가능하게 접속되게 하여 만들어져 있다.

상기 상부 케이블실(40)을 방압시키기 위한 상부케이블실방압통로(43)는, 상기 상부 케이블실(40)의 공간 자체가 상기 상부 케이블실(40)의 함체천장 뒤쪽 중앙에 구비된 중앙 케이블실방압구(44)에 유통가능하게 접속되게 하여 만들어져 있다.

상기 하부 케이블실(50)을 방압시키기 위한 하부케이블실방압통로(53)는, 모선실(30)의 앞뒤방향으로 중첩되지 않은 상태에서, 상기 상부 케이블실(40)과 격리되어 상기 상부 케이블실(40) 내의 양측부에 함체(1)의 양 측벽과 협력하여 연직방향으로 뻗어 마련된 격실공간이 상기 상부 케이블실(40)의 함체천장 뒤쪽 양측에 구비된 양 측부 케이블실 방압구(54)에 유통가능하게 접속되게 하면서 상기 하부 케이블실(50)에도 유통가능하게 접속되게 하여 만들어져 있다.

또한, 상기 금속폐쇄형 스위치기어(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 중앙 차단기실 방압구(14), 상기 양 측부 차단기실 방압구(24) 및 상기 양 측부 모선실 방압구(34)를 에워싸서 함체(1)의 폭방향 양방향으로 개구되어 상기 함체(1)의 천장에 고정되어서, 이들 방압구들 중 적어도 어느 하나가 개방될 시에 해당하는 상부차단기실(10), 하부차단기실(20) 또는 모선실(30)의 팽창공기를 외부에 방출하게 하는 제1덕트(15); 및 상기 양 측부 케이블 방압구(54)를 에워싸서 함체(1)의 폭방향 양방향으로 개구되어 상기 함체(1)의 천장에 고정되어서, 이들 방압구들 중 적어도 어느 하나가 개방될 시에 상부케이블실(40) 또는 하부케이블실(50)의 팽창공기를 외부에 방출하게 하는 제2덕트(55)를 포함하고 있다.

상기와 같이 구성된 금속폐쇄형 스위치기어(100)에서는, 상기 상부차단기실(10)의 상기 하나의 격실(11)에서 차단기의 아크 사고에 의해 팽창공기가 발생하면, 상기 팽창공기의 압력에 의해 상기 중앙 차단기실 방압구(14)가 개방되어서, 상기 팽창공기가 상기 상부차단기실방압통로(13)를 경유하여 제1덕트(15)를 통하여 함체(1) 외부로 방출되게 하고;

상기 하부차단기실(20)의 상기 하나의 격실(21)에서 차단기 아크 사고에 의해 팽창공기가 발생하면, 상기 팽창공기의 압력에 의해 상기 양 측부 차단기실 방압구(24)가 개방되어서, 상기 팽창공기가 상기 하부차단기실방압통로(23)를 경유하여 제1덕트(15)를 통하여 함체(1) 외부로 방출되게 하고;

모선실(30)에서 모선 아크 사고에 의해 팽창공기가 발생하면, 상기 팽창공기의 압력에 의해 상기 양 측부 모선실 방압구(34)가 개방되어서, 상기 팽창공기가 상기 모선실방압통로(33)를 경유하여 제1덕트(15)를 통하여 함체(1) 외부로 방출되게 하고;

상기 상부케이블실(40)에서 케이블의 아크 사고에 의해 팽창공기가 발생하면, 상기 팽창공기의 압력에 의해 상기 중앙 케이블실방압구(44)가 개방되어서, 상기 팽창공기가 상기 상부케이블실방압통로(43)를 경유하여 제2덕트(55)를 통하여 함체(1) 외부로 방출되게 하고; 그리고

상기 하부케이블실(50)에서 케이블 아크 사고에 의해 팽창공기가 발생하면, 상기 팽창공기의 압력에 의해 상기 양 측부 케이블실 방압구(54)가 개방되어서, 상기 팽창공기가 상기 하부케이블실방압통로(53)를 경유하여 제2덕트(55)를 통하여 함체(1) 외부로 방출되게 한다.

따라서, 상기 금속폐쇄형 스위치기어(100)는, 기존 크기와 동일한 함체 내에 2개의 피더를 적층시키면서도, 각 차단기 마다에 제어수단을 별개로 만들어서 별도의 격실에 내장되게 하여, 고압회로가 활선인 상태에서도 제어회로를 유지 보수할 수 있도록 하고, 아울러 상하부 차단기실, 모선실, 및 상하부 케이블실에 방압통로를 별개로 제공하는 것을 가능하게 하여, 사고 여파가 이웃한 배전반에 전달되지 않게 하며, 유지보수비용과 제조비용이 절감되게 할 수 있다.

1: 함체, 10: 상부 차단기실, 20: 하부 차단기실, 30: 공동 모선실, 40: 상부 케이블실, 50: 하부 케이블실

Claims (3)

1. 함체(1) 내에 차단기, 제어수단, 모선, 및 케이블을 내장하고 있는 금속폐쇄형 스위치기어에 있어서,
   상기 함체(1) 내의 앞쪽 상부공간에 배치된 육면체의 상부 차단기실(10), 상기 함체(1) 내의 앞쪽 하부공간에 배치된 육면체의 하부 차단기실(20), 상기 상부 차단기실(10)과 상기 하부 차단기실(20) 뒤쪽의 상기 함체(1) 중앙공간에 배치된 모선실(30), 상기 상부 차단기실(10)과 마주하는 상기 함체(1) 내의 뒤쪽 상부공간에 배치된 ㄱ자 단면형의 상부 케이블실(40), 및 상기 하부 차단기실(20)과 마주하는 함체 내의 뒤쪽 하부공간에 배치된 ㄴ자 단면형의 하부 케이블실(50)이, 복수개의 칸막이 벽부에 의해 격실로서 상기 함체(1) 내에 마련되어 있고,
   상기 상부 차단기실(10)은 2개의 격실(11, 12)로 만들어져서 ㄱ자 단면형의 하나의 격실(11)에는 차단기가 내장되어 있고, 육면체의 다른 하나의 격실(12)에는 제어수단이 내장되어 있고,
   상기 하부 차단기실(20)은 상기 상부 차단기실(10)과 동일한 방식으로 2개의 격실로 만들어져서 ㄱ자 단면형의 하나의 격실(21)에는 차단기가 내장되어 있고 육면체의 다른 하나의 격실(22)에는 제어수단이 내장되어 있고,
   상기 상부 차단기실(10)의 상기 하나의 격실(11)을 방압시키기 위한 상부차단기실방압통로(13)는, 상기 상부 차단기실(10)의 상기 하나의 격실(11)의 공간 자체가 상기 상부 차단기실(10)의 하나의 격실(11)의 함체 천장 중앙에 구비된 중앙 차단기실 방압구(14)에 유통하게 접속되고,
   상기 하부 차단기실(20)의 상기 하나의 격실(21)을 방압시키기 위한 하부차단기실방압통로(23)는, 모선실(30)의 앞뒤방향으로 중첩되지 않은 상태에서, 상기 상부 차단기실(20)의 상기 하나의 격실(21)과 격리되어 상기 상부 차단기실(10)의 상기 하나의 격실(11) 내의 양측부에 함체(1)의 양 측벽과 협력하여 연직방향으로 뻗어 마련된 격실공간이 상기 상부 차단기실(10)의 상기 하나의 격실(11)의 함체천장 양측에 구비된 양 측부 차단기실 방압구(24)에 유통가능하게 접속되면서 상기 하부 차단실(20)의 상기 하나의 격실(21)에도 유통하게 접속되고,
   상기 모선실(30)을 방압시키기 위한 모선실방압통로(33)는, 모선실(30)의 앞뒤방향으로 중첩되지 않은 상태에서, 상기 상부 케이블실(40)과 격리되어 상기 상부 케이블실 앞쪽 양측부에 함체(1)의 양 측벽과 협력하여 연직방향으로 뻗어 마련된 격실공간이 상기 상부 케이블실(40)의 함체천장 앞쪽 양측에 구비된 양 측부 모선실 방압구(34)에 유통하게 접속되면서 상기 모선실(30)에도 유통하게 접속되고,
   상기 상부 케이블실(40)을 방압시키기 위한 상부케이블실방압통로(43)는, 상기 상부 케이블실(40)의 공간 자체가 상기 상부 케이블실(40)의 함체천장 뒤쪽 중앙에 구비된 중앙 케이블실방압구(44)에 유통하게 접속되고,
   상기 하부 케이블실(50)을 방압시키기 위한 하부케이블실방압통로(53)는, 모선실(30)의 앞뒤방향으로 중첩되지 않은 상태에서, 상기 상부 케이블실(40)과 격리되어 상기 상부 케이블실(40) 내의 양측부에 함체(1)의 양 측벽과 협력하여 연직방향으로 뻗어 마련된 격실공간이 상기 상부 케이블실(40)의 함체천장 뒤쪽 양측에 구비된 양 측부 케이블실 방압구(54)에 유통하게 접속되면서 상기 하부 케이블실(50)에도 유통하게 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 금속폐쇄형 스위치기어.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 2개의 격실(11, 12) 각각에는 도어(A, B, C, D)가 개폐가능하게 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 금속폐쇄형 스위치기어.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 중앙 차단기실 방압구(14), 상기 양 측부 차단기실 방압구(24) 및 상기 양 측부 모선실 방압구(34)를 에워싸서 함체(1)의 폭방향 양방향으로 개구되어 상기 함체(1)의 천장에 고정되어서, 이들 방압구들 중 적어도 어느 하나가 개방될 시에 해당하는 상부차단기실(10), 하부차단기실(20) 또는 모선실(30)의 팽창공기를 외부에 방출하게 하는 제1덕트(15); 및
   상기 양 측부 케이블실 방압구(54)를 에워싸서 함체(1)의 폭방향 양방향으로 개구되어 상기 함체(1)의 천장에 고정되어서, 이들 방압구들 중 적어도 어느 하나가 개방될 시에 상부케이블실(40) 또는 하부케이블실(50)의 팽창공기를 외부에 방출하게 하는 제2덕트(55)를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속폐쇄형 스위치기어.
   

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