KR101577641B1

KR101577641B1 - 배전선로의 고장구간 자동 개폐 장치 구조

Info

Publication number: KR101577641B1
Application number: KR1020150114404A
Authority: KR
Inventors: 임정구
Original assignee: 임정구
Priority date: 2015-08-13
Filing date: 2015-08-13
Publication date: 2015-12-15

Abstract

본 발명은 배전선로의 고장구간 자동 개폐 장치 구조에 관한 것으로, 부하단의 전압과 전류를 검출하여 고장 전류 또는 전압 연산에 의한 고장점(FI:Fault Indicator)을 실시간으로 판단하여 상위 시스템(System)으로 전송한 후, 자동화 알고리즘(Algorithm)에 의한 수행 명령이 단말장치에 전달되면 단말장치는 자체 통신 및 고장 판단 알고리즘으로 모터를 작동시켜 배전선로의 고장 구간을 보다 신속하게 분리/복귀하는 역할을 수행함과 장시간 단전이 이루어져도 축전수단에 의해 전원을 항상 공급받고 있어 신속하게 고장 구간을 분리/복귀시킬 수 있다.

Description

배전선로의 고장구간 자동 개폐 장치 구조{Fault line open and close controlling device structure has been applied to the distribution line equipment}

본 발명은 배전분야 중 배전선로의 고장구간 자동 개폐 장치 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 변대주를 지나는 배전선로의 선단측과 후단측에 설치된 센서수단의 검측신호에 의해 선로개폐장치가 작동하여 배전선로의 고장시 배전선로의 흐름을 일시 차단시킬 수 있고, 무엇보다도 내장 부품들의 절취나 도난을 미연에 방지할 수 있는 안전 잠금기능을 갖춘 배전선로의 고장구간 자동 개폐 장치 구조에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 변전소로부터 수용가로 전력을 공급하는 배전선로는 수많은 수용가에 각각 전력을 공급해야 하기 때문에 그 구성은 복잡한 간선 및 지선들로 이루어진다.

따라서, 배전선로 상에 지락(전선이 끊어져 땅에 붙어 접지되는 경우) 또는 단락(서로 다른 상의 전선들이 붙는 경우) 사고가 발생하여 고장 전류 및 전압이 발생하는 경우, 그 사고가 발생한 고장점의 위치를 찾기 위해서는 많은 노력이 필요하게 된다.

종래에는 배전선로에 고장 전류 및 전압이 발생하는 경우, 고장 전류와 전압이 발생한 고장점을 찾기 위하여 변전소 차단장치를 동작시켜 가면서 현장의 조작자와 변전소 관리자가 주로 통신 수단을 이용하여 사고 지점에 관한 정보를 서로 교환함으로써 고장점을 찾는 것이 보편화된 방법이었다.

그러나, 상기와 같은 방법의 경우 많은 시간과 인력이 소모되며 복구 시간이 길어짐에 따라 정전 시간이 길어져, 전력 소비자의 큰 불편을 초래하는 문제가 빈번하게 발생하였다.

이에 따라, 배전선로의 사고 발생시 그 고장점의 위치를 신속히 파악하고 복구하여 정전 시간을 단축함으로써 전력 공급의 신뢰성과 수용가에 대한 서비스의 질을 향상시킬 수 있는 방법이 요구되어 왔다.

그리하여 현재에는 변전계통에서, 부하용량 4000[kVA] 이하의 분기점 또는 수용가인입구에 선로 자동개폐기가 설치되어 있다.

상기 선로 자동개폐기는 지락사고가 발생하는 경우, 변전소의 차단기와 배전선로에 설치된 선로개폐 제어장치와 협조하여 고장 구간만을 신속, 정확하게 차단 혹은 개방하여 고장 구간의 확대를 방지하고 그 피해를 최소화한다.

상기와 같이, 배전선로에 사고가 발생하여 고장 전류와 전압이 감지되는 경우, 상기 고장 전류와 전압이 발생한 고장점을 분리하여 차단시키는 장치로는 차단기, 개폐기, 리클로저가 있다.

이하, 그 기능에 대하여 약술하기로 한다.

차단기(Circuit Breaker, CB)는 배전선로로부터 매우 큰 크기의 고장 전류가 감지될 때 선로를 개방(Open) 또는 폐로(Close)할 수 있다. 또한, 필요에 따라 정상 전류가 흐르는 평소에도 선로를 개폐할 수도 있다.

개폐기(Load Break Switch, LBS)는 차단기와는 달리, 전류가 흐르지 않거나 정상 전류와 전압이 흐를 경우에만 선로 개폐가 가능하고, 고장 전류와 전압이 발생하는 경우에는 선로 개폐를 할 수 없는 장치를 의미한다. 개폐기에는 그 동작제어를 위하여 FRTU(Feeder Remote Terminal Unit)라고 불리는 일종의 제어부를 설치할 수 있다. 즉, FRTU는 개폐기의 기계 장치부와 연결되어 개폐기의 선로 개폐를 제어하는 장치이다. 단, FRTU는 개폐기를 통한 선로 개폐를 스스로 판단하여 매커니즘을 제어하는 것이 아니고, 통신 기능을 통해 호스트(주제어장치)로부터 명령을 받아서 메커니즘을 제어할 수 있다.

리클로저(Recloser)는 선로의 재폐로를 수행하는 특수한 형태의 차단기이다. 배전선로로부터 고장 전류가 감지되고 일정 범위 이상 지속되면 리클로저는 선로를 개방하고, 미리 설정된 일정 시간이 지난 후에 선로를 다시 폐로한다. 선로 폐로후에도 고장 전류가 계속 감지되면, 리클로저는 상기와 같은 선로의 재폐로 과정을 미리 설정된 회수만큼 반복하고, 그 후에도 고장 전류가 지속되면 선로를 완전히 개방시키고 더 이상 재폐로 동작을 수행하지 않는다.

그런데 배전선로에서 선로고장이 발생하였을 때 배전관리시스템 또는 운영실 담당자의 판단에 의거하거나, 또는 배전선로 고장구간 자동분리 프로그램에 의거 해당 선로의 개폐기 2대를 OFF하고, 연계된 타 선로의 개폐기를 투입하는 작업을 하게 된다.

따라서 배전관리시스템 또는 배전운영실의 담당자의 고장구간 판단 시간이 불가피한 실정이다.

시뮬레이션에 의한 교육의 부족과 사고라는 것은 상시 일어나는 것이 아니므로 인간은 고장 구간의 판단 오류 즉, 휴먼 에러에 의한 고장구간 분리시간을 지연시키는 경우도 있다.

이러한 종래 문제점을 감안하여 근래에는 부하단의 전압과 전류를 검출하여 고장 전류 연산에 의한 고장점(FI:Fault Indicator)을 실시간으로 판단하여 상위 시스템(System)으로 전송한 후, 자동화 알고리즘(Algorithm)에 의한 수행 명령이 단말장치에 전달되면 단말장치는 자체 통신 및 고장 판단 알고리즘으로 고장구간을 분리/복귀하는 역할을 수행하는 배전계통의 자동화 개폐기 즉, 배전선로의 고장구간 자동개폐장치가 설치되어 사용되고 있다.

이러한 필요성에 의한 종래기술로 대한민국 특허 등록번호 제10-0956712호(2010.04.29) "송전,배전선로의 고장구간 자동개폐장치"가 개시되어 있다.

그러나 종래기술에 의한 등록특허의 경우 중요 부품이 실장되어 있어 도어 개방시 우수의 침투가 우려되므로 이에 대한 도어의 잠금장치를 구비할 필요성이 대두되었다.

특히, 최근 경제난이 심화되면서 내장 부품들의 절취, 도난 사고가 발생될 우려가 높아 만약 이러한 도난, 절취 사고가 발생되면 수용가로 전기를 배전하기 어렵고, 문제 발생시 대처할 수 없는 심각한 상황에 봉착하는 문제도 있다.

이러한 현상들이 가중되고 있는 시점이지만, 종래기술에 의한 등록특허의 경우에는 도어를 잠글 수 있는 수단이 구비되어 있지 않아 이에 대한 보완이 시급히 요청되고 있다.

대한민국 특허 등록번호 제10-0956712호(2010.04.29) "송전,배전선로의 고장구간 자동개폐장치"

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 부하단의 전압과 전류를 검출하여 고장 전류 또는 전압 연산에 의한 고장점(FI:Fault Indicator)을 실시간으로 판단하여 상위 시스템(System)으로 전송한 후, 자동화 알고리즘(Algorithm)에 의한 수행 명령이 단말장치에 전달되면 단말장치는 자체 통신 및 고장 판단 알고리즘으로 모터를 작동시켜 배전선로의 고장 구간을 보다 신속하게 분리/복귀하는 역할을 수행함과 장시간 단전이 이루어져도 축전수단에 의해 전원을 항상 공급받고 있어 신속하게 고장 구간을 분리/복귀시키는 이점이 있는 배전선로의 고장구간 자동 개폐 장치 구조을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

특히, 본 발명은 도어 잠금 기능을 강화시켜 내장 부품들의 절취, 도난 등의 문제를 일소할 수 있도록 한 것에도 그 다른 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 배전선로의 일정 부분에 설치되어 부하단의 전압과 전류를 검출하는 센서수단의 측정신호를 수신하고 수신된 신호값을 실시간으로 송신하기 위한 유선 또는 통신모듈(110)과; 상기 통신모듈(110)로부터 전달된 신호값을 고장 전류 및 전압에 의한 고장점을 실시간으로 판단하는 CPU(100)와; 상기 CPU(100)와 연결되며 배전선로를 흐르는 전원에 의해 충전되는 축전지수단(200)과; 상기 CPU(100)와 연결되어 CPU(100)의 작동신호에 의해 구동되는 모터수단(300)과; 상기 CPU(100)와 축전지수단(200), 모터수단(300)이 내측에 설치되며 도어(410)가 구비된 본체(400)와; 상기 모터수단(300)의 축에 연결된 회전축수단(500)과; 상기 회전축수단(500)의 끝단에 수평되게 설치된 작동접속부재(600)와; 상기 작동접속부재(600)가 모터수단(300)의 구동에 의해 회동되면서 삽입과 탈거에 의해 전압과 전류를 연결 및 분리시키는 연결접속부재(700)와; 상기 작동접속부재(600)와 연결접속부재(700)를 보호하는 커버부재(800)를 포함하고;

상기 연결접속부재(700)는 고정판(710)의 일면에는 배전선로가 연결되고 타측면으로는 4개의 접지봉(720)이 4각형을 형성하도록 형성되고, 인접하는 접지봉(720)과 접지봉(720) 사이에는 작동접속부재(600)가 삽입되는 공간부가 형성되어 이루어지며; 상기 본체(400)의 내측에는 비상시 모터수단(300)을 수동으로 작동시키는 작동레버(900)가 더 구비되고; 상기 축전지수단(200)에는 태양광을 전원으로 이용하는 태양전지가 더 연결되며;

상기 도어(410)에는 도어(410)의 개폐를 제어하는 걸쇠(422)가 구비되고, 상기 본체(400)에는 한 쌍의 고정쇠(402)가 간격을 두고 고정되어 상기 걸쇠(422)가 상기 한 쌍의 고정쇠(402) 사이로 출몰되면서 상기 고정쇠(402)에 쇄정되거나 해정되도록 구성되는데 상기 각 고정쇠(402)에는 '⊃' 형상의 고정홈(404)이 형성되고, 각각은 볼트를 통해 본체(400) 상에 고정되고, 상기 걸쇠(422)는 돌출시 양쪽으로 벌어지면서 상기 고정홈(404)을 벗어나고 인입시에는 오므려들면서 상기 고정홈(404) 속으로 들어가 쇄정되도록 걸쇠하우징(420) 상에 설치되며, 상기 걸쇠하우징(420)은 수평판(424)의 일단이 'ㄴ' 형상으로 수직절곡된 수직판(426)을 포함하고, 상기 수직판(426)의 길이와 폭 중앙에는 일정크기의 사각형상을 갖는 출몰구멍(428)이 절개 형성되며, 상기 출몰구멍(428)과 일치되게 상기 수평판(424) 상에는 내부에 공간을 갖도록 서로 고정되어 있는 상하 한 쌍의 고정브라켓(430)이 고정되고, 상기 고정브라켓(430)의 길이 일부에는 가이드슬롯(432)이 형성되며, 상기 가이드슬롯(432)에는 가이드축(GSH)이 상하로 끼워져 활주되게 구성되고, 상기 가이드축(GSH)에는 한 쌍의 제1작동암(434)의 일단이 축 고정되어 서로 'V' 형상을 이루도록 배치되며, 제1작동암(434)의 타단에는 힌지축(436)에 의해 제2작동암(438)의 일단과 회전가능하게 힌지고정되고, 상기 제2작동암(438)의 타단에는 그와 직교되면서 서로 반대방향으로 돌출된 걸쇠(422)가 견고히 볼트 고정되며, 상기 제2작동암(438)과 걸쇠(422)는 상기 출몰구멍(428)을 통해 출입 가능하게 설치되어 출몰 동작하도록 구성되고, 상기 힌지축(436)에는 가동로드(440)가 링크되며, 상기 가동로드(440)는 가동실린더(442)에 연결되고, 상기 가동실린더(442)는 실린더고정블럭(444)에 일단이 유동가능하게 링크되며, 상기 가동실린더(442)의 내부에는 스프링(446)이 가동로드(440) 상에 끼워져 있고, 상기 가동실린더(442) 속에 있는 가동로드(440)의 단부에는 스토퍼판(448)이 고정되어 있어 외력이 작용하지 않는 한 상기 가동로드(440)는 상기 스프링(446)에 의해 항상 가동실린더(442) 내부로 인입된 상태를 유지하도록 구성되며, 상기 수평판(424)의 일측에는 유체공급기(450)가 설치되고, 상기 유체공급기(450)는 일측에 공기공급모터(456)가 설치되며, 상기 공기공급모터(456)의 회전축에는 송풍기가 연결되고, 상기 송풍기는 송풍기하우징(458)에 내장되며, 상기 송풍기하우징(458)에는 공기를 흡입할 수 있는 다수의 흡입구멍(460)이 천공 형성되고, 상기 유체공급기(450)의 바닥면에는 들뜬 상태로 진동판(462)이 설치되며, 상기 진동판(462)은 고정바(464)를 통해 초음파진동자(466)와 연결되고, 상기 초음파진동자(466)는 유체공급기(460)의 바닥면에 고정된 'U' 형상의 지지브라켓(468)에 의해 지지되며, 상기 진동판(462)의 양측면에는 고무로 된 한 쌍의 중공체(470)가 밀착 설치되고, 상기 중공체(470)에는 상기 송풍기하우징(458)으로부터 인출된 공급관(P1)이 각각 연결되며, 상기 한 쌍의 중공체(470) 각 일측면에는 상기 공급관(P1)과 직교되게 배출관(P2)이 연결되고, 상기 배출관(P2)은 유체공급기(450)로부터 인출되어 상기 가동실린더(442)의 일단에 연결되며, 상기 유체공급기(450)와 인접한 위치에 컨트롤러(CTR)가 설치되고, 상기 컨트롤러(CTR)는 상기 공기공급모터(456)의 구동을 제어하기 위해 서로 전기적으로 연결되며, 상기 유체공급기(450)에 내장된 축전지(452)로부터 전원을 공급받아 동작되고, 상기 수평판(424)에 설치된 부품들을 보호하기 위해 커버(CV)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 배전선로의 고장구간 자동 개폐 장치 구조를 제공한다.

본 발명에 따르면, 부하단의 전압과 전류를 검출하여 고장 전류 또는 전압 연산에 의한 고장점(FI:Fault Indicator)을 실시간으로 판단하여 상위 시스템(System)으로 전송한 후, 자동화 알고리즘(Algorithm)에 의한 수행 명령이 단말장치에 전달되면 단말장치는 자체 통신 및 고장 판단 알고리즘으로 모터를 작동시켜 배전선로의 고장 구간을 보다 신속하게 분리/복귀하는 역할을 수행함과 장시간 단전이 이루어져도 축전수단에 의해 전원을 항상 공급받고 있어 신속하게 고장 구간을 분리/복귀시키는 이점이 있다.

뿐만 아니라, 허가된 사람에게만 도어를 열 수 있는 권리가 부여되기 때문에 내장 부품들의 도난, 절취 문제를 사전에 방지하는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명인 배전선로의 고장구간 자동 개폐 장치 구조의 설치상태를 보여주는 예시도.
도 2는 본 발명의 기술이 적용된 배전선로의 고장구간 자동 개폐 장치 구조의 전체외형을 보여주는 사시도.
도 3은 본 발명의 기술이 적용된 배전선로의 고장구간 자동 개폐 장치 구조의 구조를 보여주는 정면도
도 4는 본 발명의 기술이 적용된 배전선로의 배전선로의 고장구간 자동 개폐 장치 구조의 구조를 보여주는 평면도.
도 5는 연결접속부재의 구조를 보여주는 사시도.
도 6은 작동접속부재와 연결접속부재의 결합구조를 보여주는 측면도.
도 7은 본 발명의 다른 실예를 보여주는 예시도.
도 8은 본 발명의 요부인 연결접속부재의 다른 구조를 보여주는 사시도.
도 9는 본 발명의 요부인 도어의 잠금예를 보인 본체의 예시적인 요부 측면도.
도 10 및 도 11은 본 발명의 요부인 도어 잠금수단의 작동상태도.
도 12는 본 발명의 요부인 도어 잠금수단에 설치되는 유체서플라이를 보인 예시도.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 발전소나 변전소 등에서 회사 또는 각 가정으로 송전시키기 위해 설치된 변대주를 지나는 배전선로의 선단측과 후단측에 설치된 센서수단(S1)(S2)의 검측신호에 의해 고장구간 분리 제어 시스템(1)이 작동하여 배전선로의 고장시 배전선로의 흐름을 일시 차단시키도록 설치된다.

이때 상기 변대주에 설치되는 본 발명의 배전선로의 고장구간 자동 개폐 장치 구조(1)은 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 배전선로의 일정 부분에 설치되어 부하단의 전압과 전류를 검출하는 센서수단(S1)(S2)의 측정신호를 수신하고 수신된 신호값을 실시간으로 송신하기 위한 유선 또는 무선의 통신모듈(110)과 상기 통신모듈(110)로부터 전달된 신호값을 고장 전류 및 고장 전압에 의한 고장점을 실시간으로 판단하는 CPU(100)와 상기 CPU(100)와 연결되며 배전선로를 흐르는 전원에 의해 충전되는 축전지수단(200)과 상기 CPU(100)와 연결되어 CPU(100)의 작동신호에 의해 구동되는 모터수단(300)이 힌지에 의해 열고 닫혀지는 도어(410)가 구비된 본체(400)의 내측에 설치된다.

덧붙여, 상기 도어(410)에는 도 9 및 도 10의 예시와 같은 걸쇠(422)가 더 구비되고, 상기 본체(400)의 걸쇠(422) 대응측에는 동일한 형상을 가진 한 쌍의 고정쇠(402)가 구비된다.

이때, 상기 각 고정쇠(402)에는 대략 '⊃' 형상의 고정홈(404)이 형성되고, 각각은 볼트를 통해 본체(400) 상에 견고히 고정된다.

즉, 상기 고정쇠(402)는 본체(400) 전면에 대해 수직하게 세워 설치되고, 볼트 고정을 위해 일단에는 볼트공(406)이 형성된다.

그리고, 상기 걸쇠(422)는 돌출시 양쪽으로 벌어지면서 상기 고정홈(404)을 벗어나고, 인입시에는 오므려들면서 상기 고정홈(404) 속으로 들어가 쇄정되도록 구성되는데, 걸쇠하우징(420) 상에 출몰 가능하게 설치된다.

보다 구체적으로, 도 10은 도어 개방시(걸쇠 해정시), 도 11은 도어 잠금시(걸쇠 쇄정시)를 나타내는데, 이들 도면에 따르면, 상기 걸쇠하우징(420)은 수평판(424)의 일단이 'ㄴ' 형상으로 수직절곡된 수직판(426)을 포함한다.

이때, 상기 수평판(424)에는 다수의 구멍(H)이 천공되어 볼트 체결할 수 있도록 구성되며, 상기 수직판(426)의 길이와 폭 중앙에는 일정크기의 사각형상을 갖는 출몰구멍(428)이 절개 형성된다.

아울러, 상기 출몰구멍(428)과 일치되게 상기 수평판(424) 상에는 내부에 공간을 갖도록 서로 고정되어 있는 상하 한 쌍의 고정브라켓(430)이 고정된다.

특히, 상기 고정브라켓(430)의 길이 일부에는 가이드슬롯(432)이 형성되며, 상기 가이드슬롯(432)에는 가이드축(GSH)이 상하로 끼워져 이를 따라 활주될 수 있도록 구성된다.

그리고, 상기 가이드축(GSH)에는 한 쌍의 제1작동암(434)의 일단이 축 고정되어 서로 'V' 형상을 이루도록 배치되며, 제1작동암(434)의 타단에는 힌지축(436)에 의해 제2작동암(438)의 일단과 회전가능하게 힌지고정된다.

이 경우, 상기 제2작동암(438)의 타단에는 그와 직교되면서 서로 반대방향으로 돌출된 걸쇠(422)가 견고히 볼트 고정되며, 상기 제2작동암(438)과 걸쇠(422)는 상기 출몰구멍(428)을 통해 출입 가능하게 설치되어 출몰 동작하도록 구성된다.

뿐만 아니라, 상기 힌지축(436)에는 가동로드(440)가 링크되고, 상기 가동로드(440)는 가동실린더(442)에 연결되며, 상기 가동실린더(442)는 실린더고정블럭(444)에 일단이 유동가능하게 링크된다.

이때, 상기 실린더고정블럭(444)은 상기 수직판(426)의 내측면에 고정되는데, 이것의 설치이유는 상기 가동실린더(442)의 설치높이(위치)를 잡아 주기 위한 것이다.

특히, 상기 가동실린더(442)의 내부에는 도 11에 확대도시한 바와 같은 스프링(446)이 가동로드(440) 상에 끼워져 있고, 가동로드(440)의 단부, 즉 가동실린더(442) 속에 있는 단부에는 스토퍼판(448)이 고정되어 있어 외력이 작용하지 않는 한 상기 가동로드(440)는 상기 스프링(446)에 의해 항상 가동실린더(442) 내부로 인입된 상태, 즉 도 11과 같은 걸쇠 잠금상태를 유지하게 된다.

즉, 가동로드(440)가 가동실린더(442) 속으로 인입되어 있기 때문에 가이드축(432)은 올라간 상태로 유지되고, 때문에 걸쇠(422)는 당겨지면서 출몰구멍(428) 쪽으로 근접하게 되어 고정쇠(402)의 고정홈(404)에 끼워져 걸린 상태가 된다.

이것은 가동로드(440)의 당겨짐으로 인해 한 쌍의 힌지축(436)이 서로 멀어지는 방향, 즉 벌어지면서 제1작동암(434)과 제2작동암(438)이 상기 힌지축(436)을 기점으로 대략 마름모 형태를 이루기 때문에 일어나는 자연스러운 동작이다.

한편, 걸쇠(422)의 잠금상태를 해제하기 위해 상기 수평판(424)의 일측에는 유체공급기(450)가 설치된다.

상기 유체공급기(450)는 자체 전원공급을 위해 도 12에서와 같이, 축전지(452)를 내장하고 있으며, 상측면 일부에는 공기구멍(454)이 다수 형성된다.

더 구체적으로, 도 12에서와 같이, 상기 유체공급기(450)는 일측에 공기공급모터(456)가 설치되고, 상기 공기공급모터(456)의 회전축에는 송풍기(미도시)가 연결되고, 상기 송풍기는 송풍기하우징(458)에 내장되며, 상기 송풍기하우징(458)에는 공기를 흡입할 수 있는 다수의 흡입구멍(460)이 천공 형성된다.

그리고, 상기 유체공급기(450)의 바닥면에는 들뜬 상태로 진동판(462)이 설치되고, 상기 진동판(462)은 고정바(464)를 통해 초음파진동자(466)와 연결되며, 상기 진동판(462)의 하단면은 가진스프링(SP)에 의해 상기 유체공급기(450)의 바닥면에 결속되고, 상기 초음파진동자(466)는 유체공급기(460)의 바닥면에 고정된 'U' 형상의 지지브라켓(468)에 의해 지지된다.

뿐만 아니라, 상기 진동판(462)의 양측면에는 고무로 된 한 쌍의 중공체(470)가 밀착 설치되고, 상기 중공체(470)에는 상기 송풍기하우징(458)으로부터 인출된 공급관(P1)이 각각 연결되며, 상기 공급관(P1)에는 제1체크밸브(V1)가 설치되어 공급된 공기가 역류되지 못하도록 구성된다.

이때, 상기 중공체(470)는 탄성편(TTR)에 의해 탄성지지됨으로써 진동할 수 있도록 구성되며, 탄성편(TTR)의 일단은 송풍기하우징(458)에 고정되고, 타단은 초음파진동자(466)에 고정된다.

또한, 상기 한 쌍의 중공체(470) 각 일측면에는 상기 공급관(P1)과 직교되게 배출관(P2)이 연결되며, 상기 배출관(P2)에도 공기의 역류를 방지하는 제2체크밸브(V2)가 설치되고, 유체공급기(450)로부터 인출되어 상기 가동실린더(442)의 일단에 연결된다.

아울러, 상기 유체공급기(450)와 인접한 위치에 컨트롤러(CTR)가 설치되는데, 상기 컨트롤러(CTR)는 상기 공기공급모터(456)의 구동을 제어하기 위해 서로 전기적으로 연결되어 있으며, 상기 유체공급기(450)에 내장된 축전지(452)로부터 전원을 공급받아 동작된다.

특히, 상기 컨트롤러(CTR)의 상단면에는 번호키(NK)가 설치되어 특정번호로 설정된 번호가 키인(Key in)되었을 때만 상기 공기공급모터(456)가 구동되도록 보안 설정될 수 있다.

따라서, 걸쇠(422)를 해정할 때는 상기 번호키(NK)를 누르면 공기공급모터(456)가 구동되면서 유체공급기(450)가 가동실린더(442)로 공기를 공급하게 된다.

그러면, 가동로드(440)가 스프링(446)을 밀어 올리면서 이동하고, 이에 따라 도 10과 같이 가동실린더(442) 밖으로 인출된다.

이에 따라, 한 쌍의 힌지축(436)이 서로 근접하면서 가이드축(GSH)은 밀려 내려가고, 걸쇠(422)는 상승하면서 고정홈(404)으로부터 빠져 나올 수 있게 된다.

이 상태가 되면 도어(410)를 열 수 있게 된다.

또한, 공기공급모터(456)는 타이머에 의해 제어되어 일정시간 동안만 가동되게 구성하여 도어(410) 개방 후 일정시간이 지나면 걸쇠(422)는 원 상태로 복귀되지만 이미 도어(410)가 열려 있기 때문에 작업하는데는 전혀 문제가 없고, 작업이 완료되면 다시 번호키(NK)를 눌러 걸쇠(422)를 상승시킨 상태에서 도어(410)를 닫고 일정시간이 흐르면 자동으로 걸쇠(422)가 고정홈(404) 속으로 들어가면서 쇄정되게 된다.

덧붙여, 상기 수평판(424)에 설치된 부품들을 보호하기 위해 커버(CV)가 더 구비되는데, 상기 커버(CV)에는 상기 번호키(NK)가 노출될 수 있도록 키구멍(KH)이 형성되며, 절곡된 단부에는 수직판(426)에 돌출된 삼각턱(TR)에 끼우진 상태로 걸리도록 걸림구멍(GR)이 형성되고, 양측에는 수평판(424)에 형성된 후크구멍(HR)에 끼워져 걸림 고정되는 후크(HK)가 돌출 형성된다.

따라서, 커버(CV)를 닫게 되면 상기 걸쇠하우징(420)은 하나의 직육체 형태의 유닛이 된다.

또다른 한편, 상기 모터수단(300)의 축에는 본체를 관통하여 회전축수단(500)이 연결 설치되며, 상기 회전축수단(500)의 끝단에는 수평되게 작동접속부재(600)가 설치된다.

상기 작동접속부재(600)는 정사각형의 단면을 갖으며 일정한 길이를 구비하는 로드형태로 형성되는 것이바람직하다. 더불어 작동접속부재(600) 재질로는 구리 및 알루미늄 또는 구리와 알루미늄이 혼합된 합금을 사용하는 것이 바람직하며 그 이유는 전기전도율이 높은 재료이기 때문이다.

상기 작동접속부재(600)가 모터수단(300)의 구동에 의해 회동되면서 접지봉(720)에 삽입 또는 접지봉(720)에서 이탈되면서 전압과 전류를 연결 및 분리시키는 연결접속부재(700)가 커버부재(800)의 양측에 고정 설치되어 있는 구조이다.

첨부도면 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 상기 연결접속부재(700)는 고정판(710)의 일면에는 배전선로가 연결되고 타측면으로는 4개의 접지봉(720)이 4각형을 형성하도록 형성되고 인접하는 접지봉(720)과 접지봉(720) 사이에는 작동접속부재(600)가 삽입되는 공간부가 형성되어 이루어진 것을 구조이다.

한편 첨부도면 도 8에 도시된 바와 같이 연결접속부재(700)는 고정판(710)의 일면에는 배전선로가 연결되고 타측면으로는 판형의 접지단자(720a)를 일정한 간격으로 설치하여 사용할 수도 있으며, 첨부도면 도 1에 도시된 바와 같이 상기 본체(400)의 내측에는 비상시 모터수단(300)을 수동으로 작동시키는 작동레버(900)를 설치하여 사용할 수도 있다.

또한 상기 축전지수단(200)에는 태양광을 전원으로 이용하는 태양광수단(T1)을 더 연결하여 배전선로의 고장발생시 축전지수단(200)에 전원을 공급하기 위함이다.

상기와 같은 구조로 이루어진 본 발명의 작동상태를 설명하면 변대주를 지나는 배전선로의 선단측과 후단측에 설치된 센서수단은 각 변대주마다 설치하고, 변대주 사이의 전류 또는 전압을 측정하도록 설치할 수 있다.

상기 센서수단에 의하여 측정된 전류 또는 전압은 통신모듈(110)로 전송하며 통신모듈(110)은 이웃한 다른 통신모듈(미도시됨)과의 통신을 통해 변대주 사이의 전압 또는 전류의 값도 송수신한다.

상기 통신모듈(110)로 전달된 신호는 중앙통제시스템(미도시됨)으로 전송하게 할 수도 있다.

또한, 각 통신모듈(110)은 각각 검출한 검출신호를 중앙통제시스템으로 전송하여, 중앙통제시스템에서 변대주 사이의 정상 전압 또는 정상 전류가 공급되고 있는가를 판단하게 할 수도 있는 것이다.

한편 상기 통신모듈(110)로 전달된 신호는 CPU(100)로 전달되며 통신모듈(110)에서 CPU(100)로로 전달된 신호 즉, 전압과 전류를 검출한 검출신호는 CPU(100)에서 고장 전류 또는 전압 연산에 의한 고장 유무를 실시간으로 판단하여 상위 시스템으로 전송하도록 한 후, 자동화 알고리즘에 의한 수행 명령을 CPU(100)에서 각 수단에 전달한다.

예컨데 배전선로의 선단측과 후단측에 설치된 센서수단에서 전달된 신호값을 CPU(100)에서 데이터를 연산하여 정상신호로 판단되면 현재 상태를 유지하게 되지만 고장신호로 판단되었을 때에는 모터수단(300)을 작동시킨다.

상기 모터수단(300)이 CPU(100)에서 전달된 신호에 의해 회전되게 되면 모터수단(300)의 축에 연결설치된 회전축수단(500)도 연동되어 회전되며 상기 회전축수단(500)이 회전되면 회전축수단(500)의 끝단에 수평되게 설치된 작동접속부재(600)도 첨부도면 도 4에 도시된 바와 같이 회전하게 된다.

상기 작동접속부재(600)가 회전되면 연결접속부재(700)의 고정판(710)의 일면에 설치된 4개의 접지봉(720)과 접지봉(720) 사이에 위치하고 있던 작동접속부재(600)의 위치가 90도 회전되어 접지봉(720)과 접지봉(720) 사이의 공간부에 끼워 접속되어 있던 작동접속부재(600)의 위치가 변화되면서 접지봉(720)과의 접지력이 해지되어 분리된다.

한편 첨부도면 도 8에 도시된 바와 같이 상기 연결접속부재(700)는 고정판(710)의 일면에는 배전선로가 연결되고 타측면으로는 판형의 접지단자(720a)를 일정한 간격으로 설치하여 접점을 용이하게 할 수도 있다.

한편 모터수단(300)을 작동시켜 배전선로의 고장 구간을 보다 신속하게 분리/복귀하는 역할을 수행함과 장시간 단전이 이루어져도 축전수단에 의해 전원을 항상 공급받고 있어 신속하게 고장 구간을 분리/복귀시킬 수 있게 된다.

상기 CPU(100) 또는 모터수단(300)의 고장으로 작동접속부재(600)를 작동시킬 수 없을 때에는 변전소 관리자 및 작업자가 사고 지점에 나와 도어를 개방 후 작동레버(800)를 이용하여 강제로 모터수단(300)을 작동시켜 수동으로 작동접속부재(600)와 연결접속부재(700)의 접속의 분리/복귀시킬 수 있게 된다.

첨부도면 도 3에 도시된 바와 같이 통신모듈(110)을 유선으로 구성하여 사용할 수도 있으며, 첨부도면 도 7에 도시된 바와 같이 통신모듈(110)을 무선으로 구성하여 사용할 수도 있다.

100 : CPU 110 : 통신모듈
200 : 축전지수단 300 : 모터수단
400 : 본체 500 : 회전축수단
600 : 작동접속부재 700 : 연결접속부재
800 : 작동레버 900 : 작동레버

Claims

배전선로의 일정 부분에 설치되어 부하단의 전압과 전류를 검출하는 센서수단의 측정신호를 수신하고 수신된 신호값을 실시간으로 송신하기 위한 유선 또는 통신모듈(110)과; 상기 통신모듈(110)로부터 전달된 신호값을 고장 전류 및 전압에 의한 고장점을 실시간으로 판단하는 CPU(100)와; 상기 CPU(100)와 연결되며 배전선로를 흐르는 전원에 의해 충전되는 축전지수단(200)과; 상기 CPU(100)와 연결되어 CPU(100)의 작동신호에 의해 구동되는 모터수단(300)과; 상기 CPU(100)와 축전지수단(200), 모터수단(300)이 내측에 설치되며 도어(410)가 구비된 본체(400)와; 상기 모터수단(300)의 축에 연결된 회전축수단(500)과; 상기 회전축수단(500)의 끝단에 수평되게 설치된 작동접속부재(600)와; 상기 작동접속부재(600)가 모터수단(300)의 구동에 의해 회동되면서 삽입과 탈거에 의해 전압과 전류를 연결 및 분리시키는 연결접속부재(700)와; 상기 작동접속부재(600)와 연결접속부재(700)를 보호하는 커버부재(800)를 포함하고;
상기 연결접속부재(700)는 고정판(710)의 일면에는 배전선로가 연결되고 타측면으로는 4개의 접지봉(720)이 4각형을 형성하도록 형성되고, 인접하는 접지봉(720)과 접지봉(720) 사이에는 작동접속부재(600)가 삽입되는 공간부가 형성되어 이루어지며; 상기 본체(400)의 내측에는 비상시 모터수단(300)을 수동으로 작동시키는 작동레버(900)가 더 구비되고; 상기 축전지수단(200)에는 태양광을 전원으로 이용하는 태양전지가 더 연결되며;
상기 도어(410)에는 도어(410)의 개폐를 제어하는 걸쇠(422)가 구비되고, 상기 본체(400)에는 한 쌍의 고정쇠(402)가 간격을 두고 고정되어 상기 걸쇠(422)가 상기 한 쌍의 고정쇠(402) 사이로 출몰되면서 상기 고정쇠(402)에 쇄정되거나 해정되도록 구성되는데 상기 각 고정쇠(402)에는 '⊃' 형상의 고정홈(404)이 형성되고, 각각은 볼트를 통해 본체(400) 상에 고정되고, 상기 걸쇠(422)는 돌출시 양쪽으로 벌어지면서 상기 고정홈(404)을 벗어나고 인입시에는 오므려들면서 상기 고정홈(404) 속으로 들어가 쇄정되도록 걸쇠하우징(420) 상에 설치되며, 상기 걸쇠하우징(420)은 수평판(424)의 일단이 'ㄴ' 형상으로 수직절곡된 수직판(426)을 포함하고, 상기 수직판(426)의 길이와 폭 중앙에는 일정크기의 사각형상을 갖는 출몰구멍(428)이 절개 형성되며, 상기 출몰구멍(428)과 일치되게 상기 수평판(424) 상에는 내부에 공간을 갖도록 서로 고정되어 있는 상하 한 쌍의 고정브라켓(430)이 고정되고, 상기 고정브라켓(430)의 길이 일부에는 가이드슬롯(432)이 형성되며, 상기 가이드슬롯(432)에는 가이드축(GSH)이 상하로 끼워져 활주되게 구성되고, 상기 가이드축(GSH)에는 한 쌍의 제1작동암(434)의 일단이 축 고정되어 서로 'V' 형상을 이루도록 배치되며, 제1작동암(434)의 타단에는 힌지축(436)에 의해 제2작동암(438)의 일단과 회전가능하게 힌지고정되고, 상기 제2작동암(438)의 타단에는 그와 직교되면서 서로 반대방향으로 돌출된 걸쇠(422)가 견고히 볼트 고정되며, 상기 제2작동암(438)과 걸쇠(422)는 상기 출몰구멍(428)을 통해 출입 가능하게 설치되어 출몰 동작하도록 구성되고, 상기 힌지축(436)에는 가동로드(440)가 링크되며, 상기 가동로드(440)는 가동실린더(442)에 연결되고, 상기 가동실린더(442)는 실린더고정블럭(444)에 일단이 유동가능하게 링크되며, 상기 가동실린더(442)의 내부에는 스프링(446)이 가동로드(440) 상에 끼워져 있고, 상기 가동실린더(442) 속에 있는 가동로드(440)의 단부에는 스토퍼판(448)이 고정되어 있어 외력이 작용하지 않는 한 상기 가동로드(440)는 상기 스프링(446)에 의해 항상 가동실린더(442) 내부로 인입된 상태를 유지하도록 구성되며, 상기 수평판(424)의 일측에는 유체공급기(450)가 설치되고, 상기 유체공급기(450)는 일측에 공기공급모터(456)가 설치되며, 상기 공기공급모터(456)의 회전축에는 송풍기가 연결되고, 상기 송풍기는 송풍기하우징(458)에 내장되며, 상기 송풍기하우징(458)에는 공기를 흡입할 수 있는 다수의 흡입구멍(460)이 천공 형성되고, 상기 유체공급기(450)의 바닥면에는 들뜬 상태로 진동판(462)이 설치되며, 상기 진동판(462)은 고정바(464)를 통해 초음파진동자(466)와 연결되고, 상기 초음파진동자(466)는 유체공급기(460)의 바닥면에 고정된 'U' 형상의 지지브라켓(468)에 의해 지지되며, 상기 진동판(462)의 양측면에는 고무로 된 한 쌍의 중공체(470)가 밀착 설치되고, 상기 중공체(470)에는 상기 송풍기하우징(458)으로부터 인출된 공급관(P1)이 각각 연결되며, 상기 한 쌍의 중공체(470) 각 일측면에는 상기 공급관(P1)과 직교되게 배출관(P2)이 연결되고, 상기 배출관(P2)은 유체공급기(450)로부터 인출되어 상기 가동실린더(442)의 일단에 연결되며, 상기 유체공급기(450)와 인접한 위치에 컨트롤러(CTR)가 설치되고, 상기 컨트롤러(CTR)는 상기 공기공급모터(456)의 구동을 제어하기 위해 서로 전기적으로 연결되며, 상기 유체공급기(450)에 내장된 축전지(452)로부터 전원을 공급받아 동작되고, 상기 수평판(424)에 설치된 부품들을 보호하기 위해 커버(CV)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 배전선로의 고장구간 자동 개폐 장치 구조.