KR100717326B1

KR100717326B1 - 가스 및 고체절연 복합형 폐쇄 배전장치

Info

Publication number: KR100717326B1
Application number: KR1020060132888A
Authority: KR
Inventors: 이용회; 조현규
Original assignee: 주식회사 일렉콤
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2007-05-15
Anticipated expiration: 2026-12-22

Abstract

본 발명은, 가스 및 고체몰딩절연 복합형 폐쇄 배전반 시스템에 관한 것으로써, 기존의 공기중에 노출 되어 있던 고압부의 나도체부분을 가스 및 고체몰딩절연을 이용하여 감전사고에 의한 위험 요소를 원천적으로 제거 했을 뿐 아니라 가스 및 고체몰딩절연을 이용한 더욱 콤팩트한 구성을 가능케 하는 배전 시스템으로 기존에는 LBS, MOF, 파워 계기용 변성기(PT), 메인 VCB, 2개의 변압기(TR)사용시 가로배열의 2대의 피더 VCB등으로 이루어져 많은 설치공간이 필요하게 되었다. 본 발명은, 각각 밀봉함체를 이용해 설치하되, 계기용 변압 변류기(MOF)와 부하개폐기(LBS)를 하나의 외함에 수납한 LBS/MOF 판넬과, 메인 차단기(VCB)와 보호용휴즈 및 전압변성기(PT)를 하나의 외함에 수납한 메인 VCB판넬 및 2개의 피더 차단기(VCB)를 2단 적층하여 하나의 외함에 수납한 피더 VCB판넬로 각각 구성하고, 이들을 통합하여 상기한 LBS/MOF 판넬과, 상기 메인 VCB판넬과, 상기 2단 구조의 피더 VCB판넬을 함께 적용하여 배전반의 전체 설치면적을 대폭 축소하고 TR반을 이웃하게 설치하여 전력 케이블로 연결할 수 있도록 한 가스 및 고체몰딩절연 배전반을 제공하기 위한 것이다.

가스, 절연, 개폐, 배전반, LBS, MOF, VCB, PT, CT, PF, LA, SA

Description

가스 및 고체절연 복합형 폐쇄 배전장치{Gas And Solid Insulated Medium Voltage Switchgear}

도 1은 일반적인 고전압 배전반의 계통도이다.

도 2는 종래 기술에 의한 고전압 배전반의 판넬 배치도이다.

도 3은 본 발명에 의한 가스 및 고체절연 배전반의 계통도이다.

도 4는 본 발명에 의한 가스 및 고체절연 배전반의 판넬 배치 구성도이다.

도 5는 본 발명에 의한 가스 및 고체절연 배전반의 LBS+MOF판넬 구성을 보인 측단면도 및 배면 단면도이다.

도 6은 본 발명에 의한 가스 및 고체절연 배전반의 메인 VCB판넬 구성을 보인 측단면도 및 배면 단면도이다.

도 7은 본 발명에 의한 가스 절연 및 고체배전반의 2단 피더 VCB판넬 구성을 보인 측단면도 및 배면 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100, 200, 300 : 제1-제3판넬 101, 201, 301, 401 : 제1-제4밀봉함체

110 : 부하개폐기(LBS) 120 : 파워휴즈

130 : 피뢰기(LA) 140 : 계기용 변압변류기(MOF)

150 : MOF 표시장치 160 : LBS 조작기

210 : 메인 차단기(VCB) 220 : 계기용 변류기

230 : 휴즈 240 : 계기용 변성기

250 : 디지털 메타 310, 410 : 피더 차단기(VCB)

320, 420 : 계기용 변류기 330, 430 : 서지 업소버(SA)

340, 440 : 디지털 메타 104, 203, 304 : 제1-제3외함

본 발명은 전력회사로부터 공급받는 고압을 옥내로 수전하여 그 수전한 고압을 안전하고 정확하게 차단하고 부하로 분배하는 장치로써, 고압 나도체의 전력선을 고체절연된 접속재를 배전반에 적용하고 이런 각종 접속재들을 다시한번 가스절연 밀봉 함체를 이용하여 절연함으로써 기존의 배전판넬에 비해 감전사고를 원천적으로 봉쇄하고 하나의 외함 판넬에 2개차단기를 상하로 2단구성하여 종래에 비해 월등히 안전 하면서도 배전반의 크기는 크게 작아져 설치공간을 줄인 가스 및 고체절연 복합형 폐쇄 배전 장치에 관한 것이다.

통상적으로 배전반에는 부하개폐기(LBS) 계기용 변압변류기(MOF), 메인 VCB, 계기용 변성기(PT) 및 계기용 변류기(CT)와 Feeder VCB등이 설치되는 구조로서, 3상 처리 구조로 구성된다. 전력회사로부터 공급받는 고압 인입선의 경우 각상의 전력 배선은 동도체로 배선하여 각상별로 각각의 차단기가 설치되는데 공기 중에서의 절연 구조는 각 상 별로 최소 210mm 이상의 절연 간격이 유지되어야만 절연확보가 가능해진다. 따라서 공기 절연 방식은 대단히 큰 사이즈의 부품들을 다수의 함체에 분리 설치하는 구조를 취하고 있다.

도 1은 일반적인 고전압 배전반의 계통도이다.

이에 도시된 바와 같이, 모선으로부터 분기된 입력에 대해 후단의 보호 차단기능을 하기 위한 부하개폐기(LBS) 설치된 LBS판넬(10)과, 상기 LBS판넬(10)의 후단에 설치되어 이상전압 보호용 파워휴즈(PF) 및 전력량 감시를 위한 계기용 변압변류기(MOF)가 설치된 MOF판넬(20)과, 상기 MOF판넬(20)의 후단에 설치되어 계기용 전압를 검출하기 위한 PT판넬(30)과, 상기 PT판넬(30)의 후단에 설치되어 메인 차단 제어를 하는 메인 VCB판넬(40)과, 상기 메인 VCB판넬(40)의 후단에 설치되고 2개로 분리되어 TR반(70, 80)으로 전력을 연결시켜 주는 2개의 피더(Feeder) VCB판넬(50)(60)로 구성된다,

도 2는 종래 기술에 의한 고전압 배전반의 판넬 배치도이다. 이에 도시된 바와 같이, LBS판넬(10), MOF판넬(20), PT판넬(30), 메인 VCB판넬(40), 2개의 피더 VCB판넬(50)(60)로 분리 구성된다. 즉, TR반(70)(80)을 제외하고도 6개의 판넬이 배치되어 구성된다.

여기서, TR반이 2개인 2 뱅크(Bank)방식이 아닌 TR반이 한 개인 1 뱅크(Bank)방식 에서는 상기 피더VCB와 TR반이 각각 1개씩만 구성된다.

이와 같이 종래의 배전반은, 공기 절연 방식을 채택하기 때문에 공기중의 절연 거리를 유지하기 위하여 부득이하게 큰 외형 치수로 제작된다. 이로 인해 상기 와 같이 6개의 판넬로 분리 구성되고 변전실의 설치 면적을 많이 차지하게 되고, 건설 비용을 증가시키는 문제점이 있었다. 또 각종 고압 충전부가 나도체로 노출 되어 있어 감전 사고에 대한 위험이 항상 도사리고 있었다.

따라서 본 발명의 제1목적은, 24KV급 배전반에 있어서, 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 부하개폐기(LBS), 파워휴즈(PF), 계기용 변압변류기(MOF), 프러그인타입 피뢰기(LA)의 부품을 고체절연 구조로 대폭 사이즈를 줄이고, 이를 하나의 가스 절연 밀봉 함체에 실장하여 컴팩트 한 구조와, 인계하는 배전장치로 연결을 별도의 케이블을 사용하지 않고 직결될 수 있는 측면 입출력 단자구조를 갖는 가스 및 고체절연 복합형 폐쇄배전장치를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 제2목적은, 24KV급 배전반에 있어서, 계기용 변성기(PT)와 그 하부에 메인 차단기(VCB)와, 계기용 변류기(CT)를 병렬 연결하는 하나의 가스 절연 밀봉 함체에 부품들 간의 절연거리를 최소화하여 설치함으로써 컴팩트 한 구조와, 인계하는 배전장치로 연결을 별도의 케이블을 사용하지 않고 직결될 수 있는 측면 입출력 단자구조를 갖는 가스 및 고체절연 배전장치를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 제3목적은, 24KV급 배전반에 있어서, 전력용 변압기반(TR반)을 2개 사용하는 2 뱅크(Bank)방식에서 피더(Feeder) 차단기(VCB)를 각각의 밀봉 함체에 컴팩트화 시켜 구성하되, 2개의 밀봉함체를 상,하 2단구조로 설치하여 하나의 판넬로 구성하고, 인계하는 배전장치로 연결을 별도의 케이블을 사용하지 않고 직결 될 수 있는 측면 입출력 단자구조를 갖는 가스 및 고체절연 복합형 폐쇄배전장치를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 제4목적은, 24KV급 배전반에 있어서, 상기한 부하개폐기(LBS)/계기용 변압 변류기(MOF) 판넬과, 상기 메인 차단기(VCB)판넬과, 상기 2단 구조의 피더 차단기(VCB)판넬은, 각각의 밀봉함체에 방압변을 설치하여 사고시 내부아크에 의해 밀봉함체 내부의 압력 상승시 안전하게 가스를 방출할 수 있도록 설계되어 사고범위를 최소화하도록 설계된 가스 및 고체절연 복합형 폐쇄배전장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 제5목적은, 24KV급 배전반에 있어서, 상기한 부하개폐기(LBS) + 계기용 변압변류기(MOF) 판넬과, 상기 메인 차단기(VCB)판넬과, 상기 2단 구조의 피더(Feeder) 차단기(VCB)판넬을 함께 적용하여 배전반의 전체 설치면적을 대폭 축소하고 전류기반(TR반)을 이웃하게 설치하여 전력 케이블로 연결할 수 있도록 한 가스 및 고체절연 복합형 폐쇄배전장치를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 본 발명의 제1목적은, 기존에는 부하개폐기(LBS) 및 파워휴즈(PF) 판넬과, 계기용 변압변류기(MOF) 및 피뢰기(LA) 판넬이 각각 독립된 판넬로 구성되었던 것을 본 발명에서는 하나의 가스 절연된 밀봉함체내에 부하개폐기(LBS)와 계기용 변성변류기(MOF)와 피뢰기(LA)를 수납설치하고, 부하 보호용 파워휴즈(PF)를 고체절연구조로 제작하여 상기 밀봉함체 외부에 설치하고, 이들을 하나의 외함내에 수납 설치함으로써 달성된다.

상기한 부하개폐기(LBS), 파워퓨즈(PF), 계기용 변압변류기(MOF), 피뢰기(LA) 일체형 가스 및 고체절연 복합형 폐쇄배전장치는,
SF6가스가 주입되어 절연 밀봉되고 방압변이 설치된 제1밀봉함체와; 상기 제1밀봉 함체의 내부로 외부 전력을 인입받는 인입구와; 상기 인입구로부터 동도체로 연결된 부하개폐기(LBS)와; 상기 부하개폐기 상부에서 제1밀봉함체 외부로 연결되는 파워휴즈 인출구와; 제1밀봉함체 외부에서 상기 인출구에 연결되는 전면 인출형 파워휴즈와; 상기 제1밀봉함체 외부의 파워휴즈 2차측에서 제1밀봉함체 내부로 다시 연결되는 인입구와; 상기 파워휴즈 인입구에 연결되어 접지 개폐를 하는 접지개폐기와; 상기 파워휴즈 인입구에 병렬 연결되어 부싱을 통해 밀봉함체 외부로 연결되는 피뢰기(LA)와; 상기 파워휴즈 인입구에 병렬 연결되는 계기용 변압변류기(MOF)와; 상기 제1밀봉함체 외부에 설치되고, 상기 계기용 변압변류기에 연결되어 측정된 전력량을 표시하는 적산 전력량계 표시장치와; 상기 제1밀봉함체의 외부에 설치되어 상기 부하개폐기를 조작하기 위한 부하개폐기 조작기와; 상기 계기용 변압변류기(MOF)에서 제1밀봉함체 외부로 주전력을 출력하는 제1밀봉함체 인출구와; 상기 제1밀봉함체를 포함하여 각 부품들을 수납하여 하나의 함체를 이루는 제1외함으로 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제2목적은, 기존에는 계기용 변성기 보호휴즈 및 계기용변성기(PT) 판넬과, 메인 차단기(VCB) 및 계기용변류기(CT) 판넬을 각각 다른 판넬로 구성하여 2개의 판넬로 구성하던 것을, 본 발명에서는 하나의 가스절연된 밀봉함체내에 메인 차단기(VCB)와 계기용변류기(CT)를 수납설치하고, 보호휴즈를 포함한 계기용변성기(PT)는 일체형 몰딩구조로 제작하여 상기 밀봉함체 외부에 설치하고, 이들을 하나의 외함내에 수납 설치함으로써 달성된다.

상기한 메인 차단기(VCB), 계기용 변류기(CT), 계기용 변성기(PT) 일체형 가스 및 고체절연 복합형 폐쇄배전장치는, SF6가스가 주입되어 절연 밀봉되고 방압변이 설치된 제2밀봉함체와; 전력을 상기 제2밀봉 함체의 내부로 인입받는 인입구와; 상기 인입구로부터 동도체로 연결된 메인차단기(VCB)와; 제2밀봉함체 외부에 설치되는 보호용휴즈를 포함한 계기용변성기(PT)와; 상기 메인차단기(VCB) 하부에 연결되는 계기용변류기(CT)와; 상기 계기용변류기(CT) 하부에 연결된 제2밀봉함체 인출구를 갖는 구조로 구성함으로써 달성된다.

상기 제2밀봉함체를 포함하여 상기 보호휴즈를 포함한 계기용변성기(PT) 및 상기 제2밀봉함체 내의 계기용변류기(CT)와 연결되어 전류 전압을 감시하면서 상기 메인 차단기(VCB)조작기를 통해 메인 차단기(VCB)의 차단제어를 함과 아울러 표시부를 통해서 감시되는 전류 전압을 표시하는 디지털 메타와, 각 부품들을 수납하여 하나의 함체를 이루는 제2외함으로 구성됨을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 제3목적은, 기존의 피더(Feeder) 차단기(VCB)판넬이 2개로 독립함체로 분리 구성되었던 것을, 밀봉함체에 피더 차단기(VCB)와, 계기용변류기(CT)와 플러그인타입 이상전압 흡수용 써지 업소버(SA)를 수납하여 한단의 피더 차단기(VCB)를 구성하고, 이를 상하로 적층하여 2단 구조로 구성한 후 하나의 외함내에 수납 설치함으로써 달성된다.

상기한 피더(Feeder) 차단기(VCB), 계기용 변류기(CT), 써지 업소버(SA) 일체형 가스 및 고체절연 배전장치는, 고체절연된 접속재들을 넣을 SF6가스가 주입되어 절연된 제3밀봉함체와; 제2밀봉함체 판넬로부터 연결되는 전력을 상기 제3밀봉 함체의 내부로 인입받는 인입구와, 상기 인입구로부터 동도체로 연결된 피더(Feeder)차단기(VCB)와, 상기 피더차단기(VCB) 하부에 연결되는 계기용변류기(CT)와 상기 피더차단기(VCB) 하부에 연결되는 프러그인타입 이상전압흡수용 서지 업소버(SA)와 상기 계기용변류기(CT) 하부에 연결된 제3밀봉함체 인출구를 갖는 구조로 구성함으로써 달성된다.

상기 제2외함내부의 보호휴즈를 포함한 계기용변성기(PT) 및 상기 제3밀봉함체 내의 계기용변류기(CT)와 연결되어 전류 전압을 감시하면서 상기 피더 차단기(VCB)조작기를 통해 피더 차단기(VCB)의 차단제어를 함과 아울러 표시부를 통해서 감시되는 전류 전압을 표시하는 디지털 메타와, 제3밀봉함체와 동일한 구성의 2단의 피더 차단기(VCB)를 적층하여 각 부품들을 수납하여 하나의 함체를 이루는 제3외함으로 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제4목적은, 24KV급 배전반에 있어서, 상기한 제1외함판넬과, 제2외함판넬과, 제3외함판넬 각각 판넬에 있어서 각각 가스밀봉함체 후면에 사고시 내부아크에 의해 밀봉함체 내부의 압력 상승시 안전하게 가스를 방출 할 수 있도록 구조로 방압변을 설치함으로써 달성된다.

한편, 상기 본 발명의 제5목적은, SF6 가스절연된 제1밀봉함체내에 부하개폐기(LBS)와 계기용 변성변류기(MOF)와 피뢰기(LA)를 수납설치하고, 부하 보호용 파워휴즈(PF)를 고체절연구조로 제작하여 상기 제1밀봉함체 외부에 설치하고, 이들을 하나의 외함내에 수납 설치한 외부 3상 전력을 인입받아 부하개폐기의 전력차단 및 적산 전력량 검출표시를 하는 제1판넬과;

SF6 가스절연된 제2밀봉함체내에 메인 차단기(VCB)와 계기용변류기(CT)를 수납설치하고, 보호휴즈를 포함한 계기용변성기(PT)는 일체형 몰딩구조로 제작하여 상기 제2밀봉함체 외부에 설치하고, 이들을 하나의 외함내에 수납 설치한 상기 제1판넬로부터 3상 전력을 인입받아 과전류, 과전압, 저전압등에 대해 차단보호기능을 하는제2판넬과;
SF6 가스절연된 제3밀봉함체에 피더 차단기(VCB)와, 계기용변류기(CT)와 프러그인타입 이상전압흡수용 서지 업소버(SA)를 수납하여 한단의 피더 차단기(VCB)를 구성하여 상기 제2판넬로부터 3상 전력을 인입받아 과전류, 과전압, 저전압에 대해 차단보호기능을 하고 배전반 후단의 전력용 변압기단(TR단)으로 공급하는 제3판넬로 가스 및 고체절연 배전장치 구성함으로써 달성되는 것이다.

여기서, 상기 제2판넬에는 인출구가 병렬로 분기되어 2단으로 구성되고, 상기 제3판넬에는, 밀봉함체에 피더 차단기(VCB)와, 계기용변류기(CT)와 프러그인타입 이상전압흡수용 서지 업소버(SA)를 수납하여 한단의 피더 차단기(VCB)를 구성하고, 동일한 구성의 피더 차단기를 상하로 적층하여 2단 구조로 구성한 후 하나의 외함내에 수납 설치하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 상기 제3판넬에 이웃하여 같은 실내 공간에 전력용 변압기반(TR반)을 설치할 수 있어서, 상기 제3판넬의 인출구에서 후단의 전력용 변압기반(TR반) 사이의 연결을 별도의 절연용 덕트 없이, 절연된 전력 케이블로 직접 연결하여 고압부의 동도체부가 공기중에 노출 되어 감전의 위험을 배제 한 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 의한 가스 절연 배전반의 계통도이고, 도 4는 본 발명에 의한 가스 절연 배전반의 판넬 배치 구성도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명은 3개의 판넬 즉, 계기용 변압 변류기(MOF)와 부하개폐기(LBS)를 하나의 외함에 수납한 제1판넬(100)과, 메인 차단기(VCB)와 보호용휴즈 및 전압변성기(PT)를 하나의 외함에 수납한 메인 차단기(VCB)단인 제2판넬(200) 및 2개의 피더 차단기(VCB)를 2단 적층하여 하나의 외함에 수납한 피더 차단기(VCB)단인 제3판넬(300)로 구성된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제1판넬(100)에는 부하개폐기(LBS)(110)와, 파워 퓨즈(120)와, 피뢰기(LA) 및 계기용 변압변성기(MOF)(140)와, MOF표시장치(150)가 하나의 외함 내에 수납 설치되어 하나의 판넬로 구성된다.

그리고, 제2판넬(200)에는, 메인 VCB(210)와, 계기용변류기(CT)(220)와, 계기용변성기 보호휴즈(230)와, 계기용변성기(PT)(240)와, 디지털 메타(250)이 하나의 외함내에 수납 설치되어 하나의 판넬로 구성된다.

또한, 제3판넬(300)에는, 피더 VCB(310)와, 계기용변류기(CT)(320)와, 서지 업소버(SA)(330)와, 디지털 메타(340)가 제1피더 VCB단으로 구성되고, 피더 VCB(410)와, 계기용변류기(CT)(420)와, 서지 업소버(SA)(430)와, 디지털 메타(440)가 제2피더 VCB단으로 구성되어, 2단의 피더 VCB단이 하나의 외함 내에 2단 구조로 수납 설치되어 하나의 판넬로 구성된다.

도 4는 3개의 판넬 구조로 구성되는 배전장치 예시도이다. 도 4에서 160a는, 부하개폐기(LBS) 조작레버를 표시 한 것이고, 101a는 제1밀봉함체(101)의 압력검출/표시기이며, 150은 전산전력량계 표시장치를 보인 것이다. 또한 201a, 301a, 302a 도 각각의 밀봉 함체의 압력검출/표시기를 나타낸 것이고, CTT, CTT1, CTT2, PTT, PTT1, PTT2는, 도 3의 계통도에 도시된 바와 같이 각각의 계기용변류기(CT)와, 전계기용변성기(PT)의 외부 접속 단자로서, 외부 컨넥터를 통해서 CT 및 PT의 동작 테스트를 할 수 있도록 하는 컨넥터 수단을 표현한 것이다.

도 5는 본 발명에 의한 가스 절연 배전반의 제1판넬 구성을 보인 측 단면도 및 배면 단면도, 전면 판넬 구조도이다.

상기 제1판넬(100)은, SF6가스가 충진된 제1밀봉 함체(101) 내부에 부하개폐기(LBS)(110)와, 계기용 변압변류기(MOF)(140)를 설치하고, 상기 제1밀봉 함체(101) 외부에 설치되는 파워퓨즈(120)와, 부하개폐기 조작기(160) 및 적산전력량계 표시장치(150)를 상기 제1밀봉함체(101)와 함께 하나의 제1외함(104) 내에 설치하여 외부 3상 전력을 인입받아 전력차단제어 및 적산전력량 검출표시를 하도록 구성된다. 즉, 3상 전력을 인입받아 처리하는 것이므로, 전력 계통 상의 부품들은 모두 3개씩이 설치된다(도면에서는 MOF만 3개가 보여진다.)

상기 제1판넬(100)의 구체적인 구성을 살펴보면, 내부 부품들을 가스 절연 시키도록 SF6가스가 주입되어 밀봉되는 제1밀봉함체(101)와, 상기 제1밀봉 함체(101)의 내부로 외부 전력을 인입받는 인입구(102)와, 상기 인입구(102)로부터 동도체로 연결된 부하개폐기(LBS)(110)와, 상기 부하개폐기(110)에서 제1밀봉함체(101) 외부로 연결되는 파워휴즈 인출구(121a)와, 상기 인출구(121a)를 통해 제1밀봉함체(101)의 외부에 연결 설치되는 전면 인출형 파워휴즈와(120)와, 상기 제1밀봉함체(101) 외부의 파워휴즈(120) 2차측에서 제1밀봉함체(101) 내부로 다시 연결되는 파워퓨즈 인입구(121b)와, 상기 제1밀봉함체(101)의 내부에서 상기 파워휴즈 인입구(121b)에 연결되는 접지개폐기(110b)와, 상기 파워휴즈 인입구(121b)에 병렬 연결되어 부싱을 통해 제1밀봉함체(101)의 외부에서 접지 연결되는 피뢰기(LA)(130)와, 상기 파워휴즈 인입구(121b)에 병렬 연결되는 계기용 변압변류기(MOF)(140)와, 상기 계기용 변압변류기(140)에 연결되어 전력량을 측정 표시하는 적산 전력량계 표시장치(150)와, 상기 밀봉 함체(101) 외부에 설치되어 상기 부하개폐기(110)의 전동 및 수동 조작을 위한 부하개폐기(LBS) 조작기(160)와, 상기 계기용 변압변류기(MOF)(140)의 출력전력을 제1밀봉함체(101)의 외부로 연결하여 인접 판넬로 출력하도록 설치되는 제1밀봉함체 인출구(103)와, 제1밀봉함체(101) 후면에 설치되어 사고시 내부아크에 의해 밀봉함체 내부의 압력 상승시 안전하게 가스를 방출 할 수 있는 구조의 방압변(170)과, 상기 제1밀봉함체(101)를 포함하여 각 부품들을 수납하여 하나의 함체를 이루는 제1외함(104)으로 구성된다.

이와 같은 본 발명에 의한 제1판넬(100)의 구조는, 한 개의 판넬에 계기용 변압 변류기(MOF), 부하개폐기(LBS), 파워퓨즈 및 피뢰기(LA)를 적용하여 판넬의 크기를 콤팩트한 구조로 하는 것이다. 기기의 크기를 콤팩트하게 하기 위하여 T형케이블용 부싱(BUSHING)인 인입구(102)를 판넬의 후면에 배치시키고 부하개폐기(LBS) 및 파워퓨즈(120)를 T형케이블용 부싱과 수평으로 배치하고, 파워퓨즈(120)를 부하개폐기(LBS)의 상부의 가스 구획(밀봉함체) 바깥에 설치하여 설치면적을 줄인 것이다. 부하개폐기(LBS) 부하단 사고 및 유지보수 시 설치한 접지개폐기 즉, 접지단자(110b)의 경우 기존개폐장치의 경우 부하개폐기(LBS)하측에 위치하여 판넬의 높이가 증대하였으나, 접지개폐기를 부하개폐기(LBS)와 동일높이의 수평공간에 배치하여 공간 손실을 최소화 하였다.

피뢰기(LA), 계기용 변압 변류기(MOF)는 부하개폐기(LBS)와 수직으로 배치하여 공간활용도를 높였다. 피뢰기(LA)의 경우 가스절연개폐장치에 일반적으로 쓰이는 플러그인 타입의 피뢰기(LA) 뿐만 아니라, 일반배전반에 사용되는 애자형, 폴리머형을 사용 가능하도록 별도의 부싱(130a)을 설치하였다.

또한, 본 발명에서는 기존의 MOF와 파워휴즈홀더를 콤팩트한 사이즈로 제작하되, 고체 절연된 몰딩형 부품을 사용한다. 이는 본 발명에서와 같이 콤팩트한 구성을 위하여 MOF와 파워휴즈홀더를 각각 몰딩시켜 자체 절연을 확보함으로써 MOF와 휴즈홀더 구조 자체의 사이즈를 줄일 수 있게 되고, 다른 부품(예; 각상의 동도체)들과의 절연거리도 줄여서 전체 사이즈를 줄이면서도 충분한 절연 확보가 가능해진다.

한편, 본 발명에서는, 한 개의 판넬에 메인 차단기(VCB), 계기용변류기(CT), 계기용 변성기(PT) 및 2단 피더를 가능하게 하는 모선접속 구조를 가지는 콤팩트한 구조로 제2판넬(200)을 구성한다.

도 6은 본 발명에 의한 가스 절연 배전반의 메인 VCB판넬 구성도이다. 이에 도시된 바와 같이, SF6가스가 충진된 제2밀봉함체(201) 내부에 메인 VCB(210)와, 과전류 검출을 위한 계기용변류기(CT)(220)를 설치하고, 상기 제2밀봉함체(201) 외부에 보호휴즈 일체형 전압변성기(PT)(240)를 설치함과 아울러 상기 메인 VCB 조작기(260)와, 전류/전압 감시 제어 및 표시장치인 디지털 메타(250)를 상기 제2밀봉함체(201)와 함께 하나의 제2외함(203)내에 설치하여 상기 제1판넬(100)로부터 3상 전력을 인입받아 과전류, 과전압, 저전압 등에 대해 차단보호기능을 하도록 구성된 다.

상기 제2판넬(200)의 구체적인 구성을 살펴보면, SF6가스가 충진된 제2밀봉 함체(201)와, 상기 제1판넬(100)로부터 연결되는 전력을 상기 제2밀봉함체(201) 내부로 인입받는 인입구(203)와, 상기 제2밀봉함체(201)의 내부에 설치되어 상기 제1판넬(100)로부터 인입되는 전력의 차단 제어를 하는 메인 VCB(210)와, 상기 제2밀봉함체(201) 내부에서 상기 메인 VCB(210)의 후단에 설치되어 전류를 검출하는 계기용변류기(CT)(220)와, 상기 계기용변류기(CT)(220)를 통과한 전력을 상기 제2밀봉함체(201) 외부로 인출시키는 2단 피더 구성의 인출구(204, 206)와, 상기 제2밀봉함체(201)의 외부에 설치되어 상기 메인 VCB(210) 조작을 하기 위한 VCB조작기(260)와,상기 제1판넬(100)로부터 인입된 전력을 분기시켜 상기 밀봉함체(201)의 외측으로 연결하는 PT연결용 인출구(202)와, 상기 제2밀봉함체(201) 외측에 설치되고 상기 PT연결용 인출구(202)로부터 전력 케이블로 연결되는 보호퓨즈 일체형 계기용변성기(PT)(240)와, 상기 전력퓨즈 일체형 계기용 변성기(PT)(240) 및 상기 제2밀봉함체(201) 내의 계기용 변류기(CT)(220)와 연결되어 전류, 전압을 감시하면서 상기 VCB 조작기(260)를 통해 상기 메인 VCB(210)의 차단제어를 함과 아울러 표시부를 통해서 감시되는 전류 전압을 표시하는 디지털 메타(250)와, 제2밀봉함체(201) 후면에 사고시 내부아크에 의해 밀봉함체 내부의 압력 상승시 안전하게 가스를 방출 할 수 있도록 구조로 방압변(270)과, 상기 제2밀봉 함체(201)를 포함하여 각 부품들을 수납 설치하는 제2외함(203)으로 구성된다.

주모선은 메인 VCB(210)의 상부로 들어가 하부의 몰드형 계기용 변류기(CT)(220)를 통한 후 옆면의 피더 판넬(300)로 넘어간다. 피더 판넬로 넘어가는 접속 콘넥터(204, 206)는 2단 구조로 배열 설치하여 2단 피더 구조로 접속 가능하게 하였다.

또한, 메인 VCB(210)는 공간 활용도를 높이기 위하여 전면에 대하여 수평으로 배치하였으며, VCB 조작기(260) 또한 일반적인 설치방법인 전면에 배치한 것이 아니라 메인 VCB(210)에 대해 밀봉함체(201)의 상부에 배치하였으며, 메인 VCB(210) 차단,투입 동작이 가능 하도록 한 구조로 하였다.

보호휴즈일체형 계기용변성기(PT)(240)는, 보호휴즈와 계기용변성기를 몰딩시켜 일체형 구조로 구성한 것으로서, 기존에 사고 발생률이 가장 높은 부분으로 사고시 주변회로에 파급효과를 줄이고 신속한 수리를 위해서 제2밀봉함체(201) 외부에 위치하였고, 모선에서 케이블접속 방법을 사용하여 연결되고, 제2밀봉함체(201) 바깥쪽의 판넬 상부에 위치하도록 설치된다.

일반적으로 단모선의 경우 3상의 모선이 옆판넬의 피더로 연결되나, 모선의 분기를 위쪽으로 추가하여 같은 상이 2개의 분기로 피더 판넬로 넘어가도록 하였다. 즉, 출력 접속 콘넥터(204, 206)가 도 6에 도시된 바와 같이 2단 배치로 구성되어 제3판넬의 2단 피더 차단기(VCB)에 연결되게 한 것이다.

또한, 본 발명은, 상기 메인 VCB판넬인 제2판넬(200)의 2단 접속 콘넥터(204, 206)로부터 각각의 피더 차단기(VCB)가 전력을 인입 받도록 설치된다.

도 7은 본 발명에 의한 가스 절연 배전반의 2단 피더 차단기(VCB)판넬 구성도이다. 이에 도시된 바와 같이,

SF6가스가 충진된 제3밀봉함체(301) 내부에 접지 개폐기(311)를 포함하는 피더 차단기(VCB)(310)와 전류량 검출을 위한 계기용 변류기(CT)(320)를 설치하고, 제3밀봉함체(301) 외부에 상기 피더 차단기(VCB)(310)의 조작기(312)와 디지털 메타(340)를 설치하여 하나의 피더 차단기(VCB)단을 구성하여, 동일 구성의 2개의 피더 차단기(VCB)단을 2단으로 적층하여 하나의 함체인 제3외함(304) 내에 설치하여 배전반 후단의 전력용 변압기단(TR단)으로 공급하는 제3판넬(300)로 구성된다.

상기 제3판넬(300)은, SF6가스가 충진된 제3밀봉함체(301)와, 상기 제2판넬(200)로부터 전력선을 연결하여 상기 제3밀봉 함체(301) 내부로 연결하는 인입구(302)와, 상기 제3밀봉함체(301) 내부에 설치되어 상기 인입구(302)를 통해 인입된 전력에 대해 차단 보호기능을 하기 위한 접지개폐기(311)를 포함하는 피더 차단기(VCB)(310)와, 상기 제3밀봉 함체(301) 내부에 설치되어 상기 피더 차단기(VCB)(310)의 후단에서 전류를 검출하는 계기용 변류기(CT)(320)와, 상기 계기용 변류기(CT)(320)의 후단에서 분기시켜 상기 제3밀봉함체(301) 외부로 부싱(331)를 통해 연결하여 이상전압 보호기능을 위하여 외부에서 접지시키기 위한 서지 업소버(SA)(330)와, 상기 계기용변류기(CT)(320) 후단에서 상기 서지 업소버(SA)(330)와 병렬로 연결되어 밀봉함체(301) 외부로 출력을 연결하는 인출구(303)와, 상기 제3밀봉함체(301) 외부에 설치되어 상기 피더 VCB(310)의 조작제어를 위한 피더 차단기(VCB)조작기(312)와, 상기 제2판넬(200)의 디지털 메터와 연결됨과 아울러 상기 제3밀봉 함체(301) 내의 상기 계기용 변류기(CT)(320)와 연결되어 전류, 전압에 의거하여 상기 피더 차단기(VCB) 조작기(312)를 통해 피더 차단기(VCB)(310)의 개폐제어를 함과 아울러 전류, 전압 및 상태 표시를 하는 디지털 메타(340)와, 제3밀봉함체(301) 후면에 사고시 내부아크에 의해 밀봉함체 내부의 압력 상승시 안전하게 가스를 방출할 수 있도록 방압변(370)으로, 1단의 피더 차단기(VCB)단이 구성되고, 동일한 구성으로 상하에 적층하여 2단의 피더 차단기(VCB)단이 하나의 외함(304)에 모두 수납 설치하여 구성된다.

즉, 하단의 피더 차단기(VCB)단에는, 제3밀봉함체(301)내에 피더 VCB(310) 및 계기용 변류기(CT)(320)를 설치하고, 그 제3밀봉함체(301)의 외측에 피더 차단기(VCB)조작기(312)와, 사고압력 배출용 방압변(360)과, 서지 업소버(330)를 설치하여 구성되고, 상단의 피더 차단기(VCB)단에는, 제4밀봉함체(401)내에 접지개폐기(411) 및 피더 차단기(VCB)(410)와 계기용 변류기(CT)(420)를 설치하고, 그 제4밀봉함체(401)의 외측에 피더 VCB조작기(412)와, 사고압력 배출용 방압변(470)과, 서지 업소버(430)를 설치하여 구성되며, 상하의 피더 차단기단 모두는 제3외함(304)의 내부에 적층 설치되어 하나의 판넬인 제3판넬(300)로서 구성된다.

이와 같이 구성된 제3판넬(300)인 2단구조의 피더 VCB판넬은, 한 개의 판넬설치 공간에 VCB 를 2단 적재하는 구조를 가지는 콤팩트한 구조로 하는 것이다. 일반적인 구조는 메인 판넬인 제2판넬(200)과 유사하며, 단지 피더 VCB와 변류기 사이에 피더 VCB 하단부 작업시 안전을 위하여 접지 개폐기(311)(411)를 추가하였으며, 부하단 케이블 접속부에 개폐 써지에 의한 사고를 방지하기 위하여 서지 업소버(SA)(330)(430)를 추가하였다. 상기 서지 업소버(SA)(330)(340)의 경우 가스절연개폐장치에 일반적으로 쓰이는 플러그인 타입의 서지 업소버(SA) 뿐만 아니라, 일반배전반에 사용되는 폴리머형 을 사용가능 하도록 하는 별도의 부싱(331)(431)을 설치하였다. 이와같이 피더를 이단으로 적재하여 메인 판넬에서 넘어오는 2개의 주모선으로 연결하였다.

결국 본 발명은, 종래기술인 도 2와 본 발명의 기술인 도 4를 대비하여 보면, 기본적인 케비넷 즉 판넬수가 6개에서 3개로 대폭 줄어든다는 장점과, 각각의 판넬 사이즈도 대폭 줄어들게 되어 설치공간을 월등히 줄일 수 있다. 즉, 도 2의 6단인 경우 가로 길이가 7600mm인데 반해 본 발명의 도 4를 참조해보면 3단 구성의 가로가 1100mm로서 월등하게 축소가능해진다.

따라서, 사이즈가 대형인 전력용 변압기반(TR반)을 종래에는 배전반이 설치된 같은 공간 즉, 같은 실내공간 내에 설치하기에는 실내공간이 매우 넓은 공간이 필요하여 통상의 건물 구획으로 이루어진 곳에는 함께 설치하지 못하고 다른 방에 설치하게 되고, 배전반 즉, 피더 차단기(VCB)판넬에서 전력용 변압기반(TR반)으로 전력을 연결하는 방법으로는 절연 구조를 위하여 덕트를 설치하여 덕트 내부에서 연결하는 구조로 이루어진다. 그렇지만 본 발명과 같이 사이즈가 대폭 줄어들게 되면, 전력용 변압기반(TR반)을 배전반과 동일한 실내 즉 같은 방에 설치가 가능해지고, 전력 케이블만으로 연결이 가능해져 비용을 절감할 수 있게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 기존 공기 절연방식 개폐장치의 경우 각상의 절연거리가 210mm정도 되어야만 절연 확보가 되었으나, 본 발명에서와 같이 각종 고압 접속재를 고체절연몰딩된 부품을 사용하고 또 접속재의 연결을 밀봉함체 에 SF6가스를 충진시켜 가스 절연을 시키는 경우, 각상 간의 절연거리를 대폭 줄일 수 있어서 전체를 콤팩트한 사이즈로 구성할 수 있게 되고, 각 구성 부품중, 부하개폐기 및 계기요 변압변류기를 함께 설치한 제1판넬에서는 MOF와 파워휴즈홀더를 고체절연 몰딩재로 구성하여 설치함으로써 자체 절연거리를 줄이고 다른 상과의 절연거리를 대폭 줄일 수 있어서 전체 사이즈를 줄일 수 있게 되며, 메인 VCB판넬인 제2판넬에서는 보호퓨즈 일체형 계기용변성기를 몰딩형 구조로 제작하고, 사고시 주변회로에 파급효과를 줄이고 신속한 수리를 위해서 이를 밀봉함체 외측에 설치함으로써 메인 VCB판넬도 그 사이즈를 대폭 줄여서 구성할 수 있으며, 피더 VCB반은, 밀봉함체를 2단 배치하여 하나의 외함내에 수납한 구조로 구성함으로써 전체 사이즈를 줄일 수 있게 된다.

Claims

3상 전력 모선으로부터 분기시킨 3상 전력선로의 상 별로 부하개폐기(LBS)를 거쳐 계기용 변압 변류기(MOF)에서 부하단의 전력량 측정을 하여 표시하도록 하는 배전장치에 있어서,

SF6가스가 주입되어 밀봉되고, 방압변(170)이 설치되는 제1밀봉함체(101)와;

상기 제1밀봉 함체(101)의 내부로 외부 전력을 인입받는 인입구(102)와;

상기 인입구(102)로부터 동도체로 연결되어 전력선로의 차단개폐를 위한 부하개폐기(LBS)(110)와;

상기 부하개폐기(110)에서 제1밀봉함체(101) 외부로 연결되는 3상 파워휴즈 인출구(121a)를 통해서 상기 제1밀봉함체(101)의 외부에 연결 설치되는 전면 인출형 파워휴즈와(120)와;

상기 파워휴즈(120)의 2차측에서 상기 제1밀봉함체(101) 내부로 다시 연결되는 파워퓨즈 인입구(121b)와;

상기 제1밀봉함체(101)의 내부에서 상기 파워퓨즈 인입구(121b)에 병렬연결 설치되어 상기 부하개폐기(110)와의 연동에 의해 전력선로를 후술되는 제1외함의 접지로 연결하는 접지개폐기(110b)와;

상기 제1밀봉함체(101) 내부의 상기 파워휴즈 인입구(121b)에 병렬 연결되어 부싱(130a)을 통해 상기 제1밀봉함체(101)의 외부에 설치되어 접지 연결되는 피뢰기(LA)(130)와;

상기 파워휴즈 인입구(121b)에 병렬 연결되는 계기용 변압변류기(MOF)(140)와;

상기 제1밀봉함체(101)의 외부에 설치되고 상기 계기용 변압변류기(140)에 연결되어 전력량을 측정 표시하는 적산 전력량계 표시장치(150)와;

상기 밀봉 함체(101) 외부에 설치되어 상기 부하개폐기(110)의 전동 및 수동 조작을 위한 부하개폐기(LBS) 조작기(160)와;

상기 계기용 변압변류기(MOF)(140)의 출력전력을 제1밀봉함체(101)의 외부로 연결하여 인접 판넬로 출력하도록 설치되는 제1밀봉함체 인출구(103)와;

상기 적산 전력량계 표시장치(150)의 표시면이 외부에 노출되게 설치되고, 상기 제1밀봉함체(101)와, 상기 파워퓨즈(120)와, 상기 부하개폐기 조작기(160), 상기 접지개폐기(110b), 상기 피뢰기(LA)를 내부에 수납 설치하는 제1외함(104)으로 구성된 것을 특징으로 하는 가스 및 고체 절연 복합형 폐쇄 배전장치.
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3상의 전력 모선으로부터 분기된 3상 전력을 부하개폐기 및 부하측 전력량 검출을 위한 계기용 변압 변류기(MOF)를 거쳐 인입받아 각 상 별로 메인 차단기(VCB)에 의해 부하측의 과전류, 과전압, 저전압에 대해 차단 기능을 수행하는 메인 차단기(VCB)단이 구비되는 폐쇄 배전장치에 있어서,

상기 메인 차단기(VCB)단은,

SF6가스가 충진되고 방압 변(270)이 설치된 제2밀봉 함체(201)와;

상기 계기용 변성 변류기(MOF)로부터 출력되는 전력을 상기 제2밀봉함체(201) 내부로 인입받는 인입구(203)와;

상기 제2밀봉함체(201)의 내부에 상기 인입구(203)에 연결 설치되어 부하측의 과전류, 과전압, 저전압에 대해 차단 기능을 수행하는 메인 차단기(VCB)(210)와;

상기 제2밀봉함체(201) 내부에서 상기 메인 차단기(VCB)(210)의 하단에 연결설치되어 전류를 검출하는 계기용변류기(CT)(220)와;

상기 계기용변류기(CT)(220)를 통과한 전력을 상기 제2밀봉함체(201) 외부로 출력시키는 인출구(204)와;

상기 제2밀봉함체(201)의 외부에 설치되어 상기 메인 차단기(VCB)(210)를 조작하기 위한 메인 차단기 조작기(260)와;

상기 계기용 변성 변류기(MOF)로부터 인입된 전력을 분기시켜 상기 제2밀봉함체(201)의 외측으로 연결하는 보호 휴즈 일체형 계기용 변성기 연결용 인출구(202)와;

상기 제2밀봉함체(201) 외측에 설치되고 상기 계기용 변성기 연결용 인출구(202)로부터 전력 케이블로 연결되는 보호퓨즈 일체형 계기용 변성기(PT)(240)와;

상기 전력퓨즈 일체형 계기용 변성기(PT)(240) 및 상기 제2밀봉함체(201) 내의 계기용 변류기(CT)(220)와 연결되어 부하측의 전류, 전압을 감시하면서 상기 메인 차단기(VCB) 조작기(260)를 통해 상기 메인 차단기(VCB)(210)의 차단제어를 함과 아울러 표시부를 통해서 감시되는 전류 전압을 표시하는 디지털 메타(250)와;

상기 디지탈 메타(250)의 표시면이 외부에 노출되게 설치함과 아울러 상기 제2밀봉 함체(201)와, 상기 인출구(204)와, 상기 메인 차단기 조작기(260)와, 상기 보호퓨즈 일체형 계기용 변성기(240)를 내부에 수납 설치하는 제2외함(203)으로 구성된 것을 특징으로 하는 가스 및 고체절연 복합형 폐쇄 배전장치.
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배전반에서 메인 차단기(VCB)단의 피더 출력을 인입받아 피더 차단기(VCB)에 의해 부하측 보호를 위한 차단 제어를 하는 피더 차단기단이 구비된 배전장치에 있어서,

상기 피더 차단기단은,

SF6가스가 충진되고 방압변(370)이 설치된 제3밀봉함체(301)와;

상기 메인 차단기(VCB)단의 피더 출력의 전력선을 연결하여 상기 제3밀봉 함체(301) 내부로 연결하는 인입구(302)와;

상기 제3밀봉함체(301) 내부에 설치되어 상기 인입구(302)를 통해 인입된 전력에 대해 부하측 차단 보호기능을 하기 위한 피더 차단기(VCB)(310)와;

상기 제3밀봉 함체(301) 내부에 설치되어 상기 피더 차단기(VCB)(310)의 후단에서 전류를 검출하는 계기용변류기(CT)(320)와;

상기 계기용 변류기(CT)(320)의 후단에서 분기시켜 상기 제3밀봉함체(301) 외부로 부싱(331)를 통해 연결하여 이상전압 보호기능을 위하여 접지시키기 위한 서지 업소버(SA)(330)와;

상기 계기용변류기(CT)(320) 후단에서 상기 서지 업소버(SA)(330)와 병렬로 연결되어 제3밀봉함체(301) 외부로 출력을 연결하는 인출구(303)와;

상기 제3밀봉함체(301) 외부에 설치되어 상기 피더 차단기(VCB)(310)의 조작제어를 위한 피더 차단기(VCB)조작기(312)와;

상기 메인 차단기(VCB)단의 디지털 메터와 연결됨과 아울러 상기 제3밀봉 함체(301) 내의 상기 계기용 변류기계기용 변류기 연결되어 측정되는 전류, 전압에 의거하여 상기 피더 차단기(VCB) 조작기(312)를 통해 피더 차단기(VCB)(310)의 개폐제어를 함과 아울러 전류, 전압 및 상태 표시를 하는 디지털 메타(340)와;

상기 제3밀봉함체(301)와, 상기 서지 업소버(330)와, 상기 피더 차단기 조작기(312)와, 상기 디지털 메타(340)가 내부에 수납설치됨과 아울러 상기 디지털 메타(340)의 표시 부분이 외부로 노출 설치되는 제3외함(304)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 가스 및 고체절연 복합형 폐쇄 배전장치.
제 6 항에 있어서, 상기 피더 차단기단은,

SF6가스가 충진되고 방압변(370)이 설치된 상기 제3밀봉함체(301)내에 접지 개폐기를 포함하는 상기 피더 차단기(VCB)(310) 및 상기 계기용 변류기(CT)(320)를 설치하고, 상기 제3밀봉함체(301)의 외측에 상기 피더 차단기(VCB) 조작기(312)와, 상기 서지 업소버(330) 및 상기 디지털 메타(340)를 설치하여 제1피더 차단기(VCB)단을 구성하며,

상기 제1피더 차단기(VCB)단과 동일 구성으로, SF6가스가 충진되고 방압변(470)이 설치된 제4밀봉함체(401)내에 접지개폐기를 포함하는 피더 차단기(VCB)(410) 및 계기용 변류기(CT)(420)를 설치하고, 그 제4밀봉함체(401)의 외측에 피더 차단기(VCB)조작기(412)와, 서지 업소버(430) 및 디지털 메타(440)를 설치하여 제2피더 차단기(VCB)단을 구성하고,

상기 제1, 제2피더 차단기(VCB)단을 하나의 외함 내에 설치하여 구성된 것을 특징으로 하는 가스 및 고체절연 복합형 폐쇄 배전장치.
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