KR100314511B1 - 전력축전지의 화재 확산 방지장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전력축전지(Static Condensor)의 화재 확산 방지 장치에 관한 것이다. 변전소의 전력축전지는 대부분 횡적으로 배치된 복수의 축전지 가대 위에 3층으로 된 적층방식으로 설치되어 있다. 또한 축전지의 내부절연 재료로 절연유가 충진되어 있어서 전기적인 내부충격에 의한 압력 상승시 외함이 쉽게 변형 또는 균열되거나 파손됨으로써 절연유가 외부로 누출되어 확산되게 된다. 누출된 절연유는 Arc나 충격으로 인화하여 화재를 발생, 고장 축전지의 측근 기기는 물론 상하, 좌우의 주변기기에까지 확산되어 설비 피해를 크게하는 요인이 되어 왔다.
본 발명은 3층으로 적층된 축전지의 층별 및 셀(cell)별로 방화용 격판을 설치하고 누출된 절연유를 집유조로 회수하는 축전지의 화재방지 장치에 관한 것이다. 본 발명은 절연유를 별도로 집유함으로써 환경오염방지, 화재방지 및 주변기기의 파손방지 등의 효과가 있다.
Description
본 발명은 전력축전지(Static Condensor 이하 S.C라 한다)의 화재 확산 방지 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 3층으로 적층된 축전지의 층별 및 셀(cell)별로 방화용 격판을 설치하고 누출된 절연유를 집유조로 회수하는 축전지의 화재방지 장치에 관한 것이다.
S.C의 고장시 내부아크에 의한 압력상승으로 외함이 부풀게 되는데 심한경우 용접부위(붓싱부, 함 이면부 등)가 균열되어 절연유가 유출되고 전기아크에 의해 화재가 발생된다.
실제로 154kV급 이상의 변전소에 주로 설치되어 있는 23kV급 축전지의 경우 축전지가 대부분 횡적으로 배치된 복수의 축전지 가대 위에 3층으로 된 적층방식으로 설치되거나 부지확보의 곤란으로 인하여 변전소의 빈 공간에 설치되고 있다. 현재 전력축전지의 설치방식을 수평배열로 할 경우 3~5 배 정도의 설치면적을 필요로 하지만 현실적으로 변전소 부지확보가 어려운 실정으로서 그나마 설치된 곳은 대부분 변전소에 공간에 설치된 경우가 많다.
전력축전지의 제작 현실상 가장 경제적인 내부절연 재료로 절연유가 사용되고 있으며 전기적인 내부충격(ARC)에 의한 압력상승으로 외함이 쉽게 변형 균열되거나 파손되어 절연유가 유출되고 절연유의 인화점이 낮아 화재를 발생시킨다. 예를 들면 1개 군(群)(2 BANK=10 MVA)에 36대의 S.C가 집중 설치되므로 고장이 발생할 경우 화재로 파급될 수 있는 실정이다.
S.C는 내부절연 재료로 절연유가 충진되어 있으나 전기적인 내부충격(arc)으로 압력이 상승하여 외함이 쉽게 변형 또는 균열되거나 파손되어 절연유가 외부로 유출되면 환경오염을 유발시키고 있다, 또한 주변에 비산된 절연유는 화재발생시 인화점이 낮으므로 불길이 번지거나 화염에 의하여 주변의 기기에까지 크게 손상을 주는 요인이 되고 또한 절연유는 휘발성이 낮아 바닥에 스며들면 화재의 원인이 될 뿐만 아니라 환경오염 요인이 되고 있다. 따라서 현재의 수직배열 S.C 설치 구조상 좁은 공간에 격벽이 설치되므로 용량변화로 평형계전기 동작과 같은 정도의 고장이 발생시 탈착이 용이해야 하고 개폐서지 등에 의한 외함 파손이나 붓싱 이탈 고장과 같은 경우에도 충격에 견딜 수 있어야 한다.
본 발명은 3층으로 적층된 축전지의 층별 및 셀(cell)별로 방화용 격판을 설치하고 누출된 절연유를 집유조로 회수하는 축전지의 화재방지 장치를 제공함을 목적으로 한다.
도 1은 종래의 전력축전지의 구성상태도
도 2는 본 발명의 전력축전지의 구성상태도
도 3은 층간 격판, 셀간 격판, 이면 격판을 나타낸 구성도
도 4는 본 발명의 전력축전지가 적층된 상태의 측면도
＜ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ＞
10: 축전지 화재방지 장치 12(a, b, c): 층간 격판
20: 셀(cell) 21(a, b, c): 셀간 격판
22(a, b, c): 이면 격판 30: 집유조
31: 집유관 연결관 32(a, b, c): 집유관
33: 가대
본 발명은 3층으로 적층된 축전지의 방화용 층간 격판과 셀간 격판의 설치 및 누출된 절연유를 집유조로 회수하는 축전지의 화재방지 장치로 구성된다.
종래의 층간 방화격판은 백그라이트판, 석고보드판 등을 앵글로 지지하여 설치되어 있으나 백그라이트 판은 절연유에 의한 화재 발생시 고열에 쉽게 인화할 수 있으며 석고보드 판등의 불연재는 잦은 탈착 및 충격시 쉽게 파손될 수 있다. 특히 화재요인이 되는 절연유를 집유하여 분리해야 하지만 현재와 같은 방식으로는 효과적으로 절연유를 분리할 수 없는 구조로 되어 있다.
본 발명의 3층으로 된 S.C의 층간격판(12) 및 셀간 격판(21) 및 이면 격판(22)을 충격에 견딜수 있는 적합한 강도와 불연성으로 화염에 견디고 외부조건에서 녹발생이 없도록 적합한 규격의 스텐레스 재질(SUS 27-29종)의 강판과 관을 사용하여 층간, 셀간 및 이면 격판을 제작하여 설치한다.
1) 층간격판
층별로 설치된 전력축전지 하단부에 6°정도의 경사면을 갖게 배치하여 상부 축전지의 고장으로 절연유 유출시 하단 축전지로의 비산을 방지하고 화재시 화염차단 및 열전도를 차단시켜 상단 및 하단의 건전한 축전지를 보호한다.
2) 셀(cell)간 격판
3개 셀로 구분 설치하여 절연유 비산과 화염이 좌,우의 건전한 축전지로 파급 및 확산되지 않도록 한다.
3) 이면 격판
BANK간 이면대칭부에 설치하여 절연유 비산과 화염이 다른 BANK 의 건전한축전지로 파급 또는 확산되지 않도록 한다.
4) 절연유 분리 및 수거장치
집유관, 집유조 및 연결관을 제작하여 층간격판에 흘러내린 절연유를 효과적으로 수집 분리할수 있는 구조로 집유관, 집유조 및 연결관 제작한다.
- 집유관: S.C 외함의 균열이나 고장으로 유출된 절연유는 분출, 비산되어 각각의 층간격판의 경사면을 따라 흐르게 되고 (일부는 격판외부로 비산됨) 층간격판에 연결된 집유관으로 고여 연결 관을 통해 집유조에 도달하게 하여 하단으로 분리함으로써 화재 요인을 최소화 시키고 층간격판 및 이면격판을 고정하고 받침 역할을 하도록 한다.
- 집유조 : 집유관에서 보내진 절연유를 보관시키고 고장 복구후 용이하게 수 거하여 별도로 처리할 수 있도록 설계되었으며 평소 물이 고여 있다가 절연유 유입시 절연유의 비중에 따라 물이 자연배수 되도록 하는 장치로서 용적은 종래 축전지 5대분의 절연유를 보관할 수 있다.
- 연결관 : 집유관과 집유조 사이 및 이들 상호간을 연결하여 절연유가 이동 하는 통로 기능을 한다.
이상과 같이 유출된 절연유가 건전한 S.C 외함에 흘러 들어가 화재를 확산시 키는 것을 방지하고 절연유를 신속히 분리함으로써 화재요인을 제거하여 피해를 현저히 감소시킨다.
＜ 적용예 ＞
전력축전지에 본 발명의 층간 격판, 셀간 격판, 이면 격판을 설치하고 집유관, 절연유 연결관, 회수조를 부착한 전력축전지 화재방지 장치를 설치한다고 할 때 23kV급 S.C 1 군(群)(278kVA×6대×3상×2BANK = 5,000kVA/18대 × 2 BANK =10,000 kVA /36대)의 설치 소요비용은 약 54,000,000원으로서 직접자재비(S.C × 36대 × 1,350,000원)로 48,600,000원이 소요되며, 설치비용(1대당 설치비 150,000원 × 36대)은 5,400,000원이 소요된다. 그러나 본 발명의 장치는 약 3,000,000원(제작비 1SET 당 2,400,000원, 설치비 : 540,000원)이 소요된다.
실제로 23kV급 고장(화재) 1건 발생시 손실금액(1998년 기준)은 19,000,000 원(1사고당 평균 손실 S.C 수량:12 대, S.C구입비:1,350,000원 × 12 =16,20,000원, 철거 및 설치비: 225,000원 × 12 = 2,700,000원)으로서 본 발명을 적용시 이득 금액은 11,275,000원(1사고당 최대 소손가능 S.C 수량: 3 대, S.C구입비: 1,350,000원 × 3 = 4,050,000원, 철거 및 설치비: 225,000원 × 3 = 675,000원, 본 발명 시행비: 3,000,000원)으로서 본 발명을 시행시 약 60%의 절감효과가 있다.
또한 본 발명의 활용 가능한 수량은 23kV급 480set로서 한국전력공사 S.C 설치수량(1998.12.31. 현재)은 23kV급 4,805MVA 961BANK, 66kV 315MVA 63BANK, 154kV 300MVA 60BANK, 345kV 3차측 660MVA 132BANK로서 타 전압급도 규격만 변경하면 이용이 가능하므로 파급효과가 지대하다.
본 발명의 S.C 방화격판은 층간격판, 셀간격판 및 이면격판을 설치하여 절연유가 유출되면 신속히 집유관으로 회수하여 화재 요인을 최소화 할 수 있고, 실제로 화재발생시 건전한 S.C에 화염이나 열전도를 효과적으로 차단하여 다른 층으로의 고장 파급을 현저히 감소시킬 수 있다. 또한 집유관을 설치하여 층간격판에 흐르는 절연유를 신속히 집유후 집유조로 흘려보내 화재요인의 제거와 주변 바닥의 오염을 최소화시킬 수 있다.
Claims (3)
- 전력축전지에 있어서, 복수의 층에 설치된 층간축전지에 층간 격판(12), 셀간 격판(21) 및 이면 격판(22)을 설치하여 절연유의 비산을 방지하고, 층간 축전지의 하단부에 집유관(32)을 부착하고 각층의 집유관을 연결하는 집유관 연결관(31)을 통하여 집유조(30)로 회수되게 하는 구조인 것을 특징으로 하는 전력축전지의 화재 방지장치.
- 제 1항에 있어서, 층간 격판(12), 셀간 격판(21), 이면 격판(22)과 집유관 및 집유관 연결관은 난연성의 스텐레스 강판으로 제작된 구조인 것을 특징으로 하는 전력축전지의 화재 방지장치.
- 제 1항에 있어서, 층별로 설치된 층간축전지의 하단부에 부착된 연결관(32)의 경사면은 5-8°범위의 각도의 구조인 것을 특징으로 하는 전력축전지의 화재 방지장치.
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