KR101633768B1 - 배전자동화용 고체절연 부하개폐기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배전자동화용 고체절연 부하개폐기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주회로부에는 진공인터럽터가 사용되고 접지회로부에는 기중절연방식이 적용된 고체절연 부하개폐기에 있어서 절연성능이 향상되고 점유면적이 감소된 PT커넥터가 구비된 배전자동화용 고체절연 부하개폐기에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배전자동화용 부하계폐기는 본체, 상기 본체 내에 설치되는 복수 개의 차단기, 상기 본체의 상부에 구비되는 제어함을 포함하는 배전자동화용 부하개폐기에 있어서, 상기 복수 개의 차단기의 각 주회로에 연결되도록 복수 개의 분기선이 형성되고, 상기 분기선 사이에 PT접속부가 형성되는 상연결모선; 상기 제어함에 전원을 공급하기 위해 상기 상연결모선의 상부에 설치되는 전원용PT; 및 양단에 접속홈이 형성되며, 일단은 상기 전원용PT에 결합되고, 타단은 상기 PT접속부에 결합되는 PT커넥터;를 포함하여 구성된다.

Description

배전자동화용 고체절연 부하개폐기 {Solid Insulated Switches for Distribution Automation System}

본 발명은 배전자동화용 고체절연 부하개폐기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주회로부에는 진공인터럽터가 사용되고 접지회로부에는 기중절연방식이 적용된 고체절연 부하개폐기에 있어서 절연성능이 향상되고 점유면적이 감소된 PT커넥터가 구비된 배전자동화용 고체절연 부하개폐기에 관한 것이다.

일반적으로 발전소에서 약 20,000V 정도의 전압으로 만들어진 전기는 송전에 적합한 초고압으로 승압되어 1차 변전소로 송전된다. 1차 변전소에서는 공급받은 전력을 22.9kV로 강하시켜 2차변전소 또는 각 수용가로 공급하게 된다. 1차 변전소로부터 공급된 전력은 가공배전선과 지중배전선으로 구성된 배전계통을 통하여 각 수용가의 수전설비로 공급되어지며 특고수용가, 고압수용가 및 각종 옥외설치 변압기를 통하여 저압수용가에까지 공급된다. 이때 고압수용가 수배전반(수전설비)의 선로 구분, 분기 및 변압기 1차측 보호를 목적으로 부하개폐기(LBS:Load Break Switch)가 사용된다.

즉, 부하개폐기는 도시, 주거단지에서 사용하는 장치로 전력을 분배해 주고, 전력계통에 발생되는 서지나 사고발생시 차단기 작동 후 안전을 위하여 신속한 개폐를 하여 고장구간을 분리하고, 타 건전계통으로부터 정전구간에 전력을 공급하여 정전시간을 단축하기 위해 사용되는 기기이다.

과거에는 SF6과 같은 가스를 사용하여 절연 및 소호를 하도록 하는 가스 절연 부하개폐기가 널리 사용되었으나, 지구 온난화 방지 등의 추세에 따라 최근에는 에폭시 몰드 등을 활용한 고체 절연 부하개폐기가 많이 사용되고 있다.

도 1에 종래기술에 따른 고체절연 부하개폐기가 도시되어 있다.

종래기술에 있어서 본체(1)는 개폐기(2)와 조작기구부(3) 및 제어함(4)을 포함하고 있다. 도 1의 예에서는 4회로-4스위치(차단기) 제품이 도시되어 있다. 4개의 차단기로 구성되어 있으므로 3상회로의 경우 개폐기(2)는 모두 12개가 설치되게 된다. 개폐기(2)는 주회로부에 진공인터럽터(VI)가 사용되고, 접지회로부에 기중절연 방식이 사용될 수 있다. 제어함(4)에는 컨트롤러(4a)와 FRTU (Feeder Remote Terminal Unit;선로상태 감시장치, 4b)가 포함된다. 본체(1) 하부에는 제어함(4)에 전원을 공급하기 위한 전원용PT(Potential Transformer, 5)가 설치되어 있다. 개폐기(2) 하부에는 각 개폐기(2)에 전원을 공급하기 위하여 상연결모선(6)이 마련된다. 3상회로의 경우 3개의 상연결모선(6)이 구비된다.

도 2에는 전원용 PT(5)와 상연결모선(6)의 부분 분해사시도가 도시되어 있다. 전원용PT(5)는 상연결모선(6)에 연결되어 주회로의 고전압을 강압하여 제어함(4)에 공급하는 역할을 한다. 이때, 상연결모선(6)과 전원용PT(5)를 연결하기 위하여 PT커넥터(connector, 7)가 설치된다. PT커넥터(7)의 일단은 상연결모선(6)의 분기선(6a) 중 어느 하나에 연결되고, 타단은 전원용PT(5)의 접속구(5a)에 연결된다.

도 3에는 도 1에서 전원용 PT(5)와 상연결모선(6)의 부분사시도로서, 상연결모선의 외부절연재가 제거된 상태가 도시되어 있다. 상연결모선(6)의 상연결도체(6b)에서 분기된 분기단자(6c)와 전원용PT(5)의 접속단자(5b) 사이에 PT커넥터(7)의 연결도체(7a)가 연결된다.

그런데, 이와 같이 PT커넥터(7)는 상연결모선(6)의 분기선(6a)에 연결됨으로써 여러 도체들과 밀접하게 설치되어 절연파괴 현상이 발생하는 문제점이 있다. 또한, PT커넥터(7)와 상연결모선(6) 연결부에 있어서 이물질 및 기포 등에 의한 부분방전(partial discharge) 현상이 발생하기도 한다. 더불어, 전원용PT(5)가 본체 하부에 설치되므로 전체 제품의 크기가 증대한다는 문제점도 있다.

본 발명과 관련한 선행기술로 대한민국 등록특허 제10-1100710호 '지중배전 선로용 차단기'를 참조할 수 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 그 목적은 전원용PT와 상연결모선의 연결부에 있어서 절연성능 저하를 최소화하고, 제품의 크기를 줄여 점유면적을 감소시키는 배전자동화용 부하개폐기를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 배전자동화용 부하계폐기는 본체, 상기 본체 내에 설치되는 복수 개의 차단기, 상기 본체의 상부에 구비되는 제어함을 포함하는 배전자동화용 부하개폐기에 있어서, 상기 복수 개의 차단기의 각 주회로에 연결되도록 복수 개의 분기선이 형성되고, 상기 분기선 사이에 PT접속부가 형성되는 상연결모선; 상기 제어함에 전원을 공급하기 위해 상기 상연결모선의 상부에 설치되는 전원용PT; 및 양단에 접속홈이 형성되며, 일단은 상기 전원용PT에 결합되고, 타단은 상기 PT접속부에 결합되는 PT커넥터;를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 PT커넥터는, PT커넥터 도체; 일단이 상기 PT커넥터 도체에 연결되는 접속핀; 및 상기 접속핀을 감싸며 상기 PT커넥터 도체에 결합되는 반도전성 부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 PT접속부는 상기 분기선과 분기선 사이의 중심부에 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 PT접속부는 상기 상연결모선의 상방으로 돌출 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 접속홈은 PT접속부의 접속부부싱에 맞물리는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 PT접속부에는 일단이 상기 상연결모선에 연결되는 접촉단자가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 반도전성 부재는 반도전성 고무(Rubber)인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 반도전성 부재의 외면은 매끄럽게 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 PT커넥터는 상기 PT커넥터 도체에 연결되는 연결도체를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 배전자동화용 부하개폐기에 의하면 상연결모선의 분기선 사이에 마련되는 PT접속부에 PT커넥터가 연결됨으로써 절연성능이 향상되는 효과가 있다. 또한, PT커넥터에 반도전성 부재가 구비됨에 따라서 부분방전 현상이 감소하는 효과가 있다. 더불어, 전원용PT가 주회로부의 앞에 세로로 설치됨에 따라서 제품의 크기가 줄어들고 점유면적이 감소하는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 배전자동화용 부하개폐기의 사시도이다.
도 2는 도 1에서 전원용 PT와 상연결모선의 부분 분해사시도이다.
도 3은 도 1에서 전원용 PT와 상연결모선의 부분사시도로서, 상연결모선의 외부절연재가 제거된 상태를 나타내고 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배전자동화용 부하개폐기의 사시도이다.
도 5는 도 4에서 상연결모선과 전원용PT의 분해사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배전자동화용 부하개폐기에 적용되는 상연결모선의 정면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배전자동화용 부하개폐기에 적용되는 PT커넥터의 XY평면도이다.
도 8은 도 7의 분해사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배전자동화용 부하개폐기의 사시도이고, 도 5는 도 4에서 상연결모선과 전원용PT의 분해사시도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배전자동화용 부하개폐기에 적용되는 상연결모선의 정면도, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배전자동화용 부하개폐기에 적용되는 PT커넥터의 XY평면도, 도 8은 도 7의 분해사시도이다. 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 배전자동화용 부하개폐기는 본체(10), 상기 본체(10) 내에 설치되는 복수 개의 차단기(11,12,13,14), 상기 본체(10)의 상부에 구비되는 제어함(15)을 포함하는 배전자동화용 부하개폐기에 있어서, 상기 복수 개의 차단기(11,12,13,14)의 각 주회로(11a,12a,13a,14a)에 연결되도록 복수 개의 분기선(21)이 형성되고, 상기 분기선(21) 사이에 PT접속부(22)가 형성되는 상연결모선(20); 상기 제어함(15)에 전원을 공급하기 위해 상기 상연결모선(20)의 상부에 설치되는 전원용PT(30); 및 양단에 접속홈(41a)이 형성되며, 일단은 상기 전원용PT(30)에 결합되고, 타단은 상기 PT접속부(22)에 결합되는 PT커넥터(40);를 포함하여 구성된다.

본체(10)는 복수 개의 차단기(11,12,13,14) 및 각종 부품을 수용할 수 있도록 형성된다. 본체(10)의 전면은 개방될 수 있다.

본체(10) 내부에 복수 개의 차단기(11,12,13,14)가 설치된다. 차단기의 수량은 필요한 회로수에 따라 정해지는 것으로 대개 3개 내지 4개가 구비되는 것이 일반적이다. 도 4에서는 4개의 차단기로 이루어진 제품이 도시되어 있다. 차단기(11,12,13,14)는 3상회로의 경우 R,S,T 각 상별로 3개씩 마련된다. 각 차단기(11,12,13,14)의 하부에는 주회로(11a,12a,13a,14a)가 형성된다. 여기서 주회로(11a,12a,13a,14a)는 각 차단기별로 한 개의 부호를 사용하였지만 R,S,T상에 대당하는 주회로가 모두 구비되는 것으로 이해되어야 한다.

본체(10) 상부에는 제어함(15)이 마련된다. 제어함(15)에는 원격으로 차단기(11,12,13,14)를 개폐할 수 있는 제어기(Controller)와 선로상태를 원격에서 제어 및 감시할 수 있는 단말장치(FRTU;Feeder Remote Terminal Unit)가 구비될 수 있다.

상연결모선(20)은 각 상별로 복수 개의 차단기(11,12,13,14)의 주회로(11a,12a,13a,14a)를 모두 연결할 수 있도록 마련된다. 따라서, 일반적으로는 3개의 상연결모선(20)이 마련될 수 있다.

상연결모선(20)에는 주회로(11a,12a,13a,14a)에 연결될 수 있도록 복수 개의 분기선(21)이 돌출 형성된다. 분기선(21)의 단부는 주회로(11a,12a,13a,14a)의 접속 인터페이스에 결합된다.

상연결모선(20)의 분기선(21) 사이에 PT접속부(22)가 돌출 형성된다. PT접속부(22)는 상연결모선(20)의 상연결도체(23)에 연결되어 전류를 통전하는 접촉단자(22a)와 접속부부싱(22b)을 포함하여 구성된다.

여기서, PT접속부(22)는 분기선(21a)과 분기선(21b) 사이의 중심에 형성될 수 있다. PT접속부(22)가 분기선(21a)과 분기선(21b)으로부터 최대로 먼 거리에 형성됨으로써 전계집중을 방지하게 된다. 즉, 후술하는 PT커넥터(40)가 분기선(21)에 직접 연결되는 경우보다 전계집중 현상이 완화되는 효과가 있다. 따라서, 절연성능이 우수해지는 효과가 있다.

또한, PT접속부(22)는 상연결모선(20)의 상방으로 돌출 형성된다. 이는 후술하는 PT커넥터(40)의 구조로 가로보다는 세로로 길게 형성하도록 함으로써 전원용PT(30)를 세로로 설치할 수 있도록 하기 위한 것이다. 또한, 전원용PT(30)를 상연결모선(20)의 상부에 설치하도록 할 수 있게 된다. 전원용PT(30)를 상연결모선(20)의 상부에 세로로 설치되도록 함으로써 본체(10)의 크기를 줄이고 점유면적을 감소시키는 효과를 가져온다.

또한, 상기 접촉단자(22a)는 일단이 상연결모선(20)에 연결되고 타단은 PT커넥터(40)에 연결된다. 상기 접촉단자(22a)의 일례로 멀티컨택터(multi-contactor)가 적용될 수 있다.

PT커넥터(40)는 PT커넥터 도체(42)와 접속핀(43) 및 접속핀(43)을 감싸 절연성능을 향상시키는 반도전성 부재(45)를 포함하며, 커넥터부싱(41)이 이들을 둘러싸 외형을 이루게 된다.

커넥터부싱(41)은 양단부에 접속홈(41a)이 형성된다. 접속홈(41a)은 상연결모선(20)의 접속부부싱(22b)에 대응하는 형상으로 형성된다. 양단부의 접속홈(41a)은 동일한 형상으로 형성될 수 있다. 실시예에 따라서 커넥터부싱(41)은 실리콘으로 형성될 수 있다.

PT커넥터 도체(42)에는 일단부에 접속핀(43)이 고정될 수 있는 삽입홈(42a)이 형성되고, 외주면에는 반도전성 부재(45)가 끼워질 수 있는 장착홈(42b)이 형성된다.

접속핀(43)은 일단이 PT커넥터 도체(42)의 삽입홈(42a)에 설치되고, 타단은 커넥터부싱(41)의 접속홈(41a) 내부에 노출된다.

반도전성 부재(45)는 PT커넥터 도체(42)의 장착홈(42b)에 끼워지고, 접속핀(43)을 감싸게 된다. 반도전성 부재(45)는 반도전성 재료로 형성되며 일례로 반도전성 고무로 형성될 수 있다. 반도전성 부재(45)가 PT커넥터 도체(42)의 단부에 구비됨에 따라서, PT커넥터(40)가 PT접속부(22)에 결합되었을 때 기밀성을 유지하도록 하여 기포 발생 등을 방지한다. 또한, PT커넥터 도체(42)와 등전위를 형성하도록 한다. 따라서, 전위차에 따라 발생하는 부분방전 현상을 방지하는 효과를 갖는다. 더불어, 반도전성 부재(45)의 외면은 매끄럽게 형성하도록 함으로써 절연성능의 향상을 가져올 수 있다.

PT커넥터(40)의 양단부에 PT커넥터 도체(42), 반도전성 부재(45) 및 접속핀(43)이 각각 구비되도록 할 수 있다.

PT커넥터(40)의 중간 연결부에는 연결도체(44)가 구비될 수 있다. 연결도체(44)와 PT커넥터 도체(42)의 길이 및 방향을 적절하게 설계함으로써 전원용PT(30)와 상연결모선(20) 사이의 연결부가 깔끔하고 컴팩트하게 구성되도록 할 수 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시 예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.

10 본체 11,12,13,14 차단기
11a,12a,13a,14a 주회로 15 제어함
20 상연결모선 21,21a,21b 분기선
22 PT접속부 22a 접촉단자
22b 접속부부싱 23 상연결도체
30 전원용PT 40 PT커넥터
41 커넥터부싱 41a 접속홈
42 PT커넥터 도체 42a 삽입홈
42b 장착홈 43 접속핀
44 연결도체 45 반도전성 부재

Claims (9)

1. 본체, 상기 본체 내에 설치되는 복수 개의 차단기, 상기 본체의 상부에 구비되는 제어함을 포함하는 배전자동화용 부하개폐기에 있어서,
   상기 복수 개의 차단기의 각 주회로에 연결되도록 복수 개의 분기선이 형성되고, 상기 분기선 사이에 PT접속부가 형성되는 상연결모선;
   상기 제어함에 전원을 공급하기 위해 상기 상연결모선의 상부에 설치되는 전원용PT; 및
   양단에 접속홈이 형성되며, 일단은 상기 전원용PT에 결합되고, 타단은 상기 PT접속부에 결합되는 PT커넥터;를 포함하고,
   상기 PT커넥터는,
   PT커넥터 도체;
   일단이 상기 PT커넥터 도체에 연결되는 접속핀; 및
   상기 접속핀을 감싸며 상기 PT커넥터 도체에 결합되는 반도전성 부재;를 포함하고,
   상기 반도전성 부재의 외면은 매끄럽게 형성되는 것을 특징으로 하는 배전자동화용 부하개폐기.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 PT접속부는 상기 분기선과 분기선 사이의 중심부에 형성되는 것을 특징으로 하는 배전자동화용 부하개폐기.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 PT접속부는 상기 상연결모선의 상방으로 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 배전자동화용 부하개폐기.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 접속홈은 PT접속부의 접속부부싱에 맞물리는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 배전자동화용 부하개폐기.
   
6. 제1항에 있어서, 상기 PT접속부에는 일단이 상기 상연결모선에 연결되는 접촉단자가 구비되는 것을 특징으로 하는 배전자동화용 부하개폐기.
   
7. 제1항에 있어서, 상기 반도전성 부재는 반도전성 고무(Rubber)인 것을 특징으로 하는 배전자동화용 부하개폐기.
   
8. 삭제
9. 제1항에 있어서, 상기 PT커넥터는 상기 PT커넥터 도체에 연결되는 연결도체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배전자동화용 부하개폐기.
   

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