KR101698566B1 - 지중 배전선로의 배전 커넥터 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지중 배전선로의 배전 커넥터 장치에 관한 것으로, 제1 및 제2 접속구에 의한 제1 및 제2 배전선의 접속이 접촉불량 없이 확실하게 접속됨과 아울러 제1 및 제2 배전선의 전압과 전류를 검출하여 고장으로 판단되면 제1 및 제2 접속구가 제1 및 제2 배전선을 차단함과 아울러 제1 및 제2 접속구가 제1 및 제2 배전선으로부터 멀리 이격되도록 하여 제1 및 제2 접속구와 제1 및 제2 배전선 사이의 절연거리가 충분히 확보되도록 함으로써 제1 및 제2 배전선을 보다 안전하게 차단할 수 있으며, 중앙통제시스템에 고장발생정보를 송신하여 중앙통제시스템의 관리자가 고장발생정보를 확인하여 신속한 처리를 수행할 수 있도록 한 것이다.

Description

지중 배전선로의 배전 커넥터 장치{Connector for underground power distribution line}

본 발명은 배전 분야 기술 중에서 지중 배전선로의 배전 커넥터 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 제1 및 제2 접속구에 의하여 제1 및 제2 배전선을 접촉불량 없이 확실하게 접속할 수 있음과 아울러 제1 및 제2 배전선을 차단하였을 때 제1 및 제2 배전선과 제1 및 제2 접속구 사이의 절연거리가 충분히 확보되어 양측 배전선을 안전하고 확실하게 차단할 수 있도록 한 지중 배전선로의 배전 커넥터 장치에 관한 것이다.

일반적으로 도시 지역의 전력수용가에 전력을 공급하기 위하여 도로변에 전신주를 일정 간격으로 세우고, 이에 완철과 애자를 이용하여 배전선을 가설하는 가공 배전 시설이 널리 사용되어 왔다.

그러나 가공 배전 시설은 가공 배전선이 복잡하게 얽혀 있게 되어 누전이나 단락 사고의 위험이 있으며, 태풍이나 강우에 취약한 문제점이 있으며, 도심지 미관을 해치게 되는 등의 문제점이 있다.

우리나라의 경우 1973년도에 처음으로 배전선의 지중화 사업이 시작되어 가공 배전 시설의 설치가 기술적으로 불가능하고 유지보수가 곤란한 지역과, 가공선이 집중되어 있는 변전소 인출 부근, 고가도로, 고속도로, 철도 등을 횡단하는 장소, 부하밀도가 높고 고층빌딩으로서 공급 여력을 확보하는데 다회선 구성이 기술적으로 곤란한 장소, 사업비지원, 지역주민의 행정관서와의 업무협조가 원활한 지역 등 변전소 건설시나 기존 변전소 주변압기 증설시 다회선의 배전선을 인출하기 위해 전력구 또는 배전지중 대비관로를 시설하여 장차 부하 증가에 대비할 필요가 있는 지역에 집중적으로 배전선의 지중화 사업을 추진하여 왔다.

최근에는 전기설비기술기준, 기타 관계 법규(도로법, 도시계획법, 건축법, 하천법, 공원법, 소방법 등에 의해 제한을 받아 가공 배전 시설을 설치할 수 없는 지역, 지중공급지역, 지중배전 공급예정지역, 지중화 확정지역에서 배전선로를 설치하는 경우, 행정관서 또는 고객의 요청으로 지중선로로 공급하는 것이 타당하다고 인정되는 지역, 발전소와 변전소 인출구 등 회선수가 많아 가공 배전 시설을 설치하기 곤란한 지역, 장경간으로 가공 배전 시설의 설치가 곤란한 교량 지역, 기타 시설방법, 보안상 및 기술적으로 지중 선로로 시설함이 타탕한 지역에 대하여 지중화 사업이 진행되고 있다.

외국의 배전선의 지중화율은 런던과 파리가 100%에 달하는 등 전 세계에서 배전선의 지중화 사업이 활발히 진행되고 있다.

지중 배전시설은 설치 방식에 따라서 직매식과 관로식 배전시설 및 전력구식 배전시설로 구분된다.

직매식 배전시설은 배전선의 방호를 위하여 트러프(Through) 내에 케이블을 시설한 후 트러프와 케이블 사이에 모래를 채운 후 뚜껑을 덮는 방식이다. 매설깊이는 전기설비기술기준령에 의거 차량 등의 중량물의 압력을 받는 장소에는 1~2m 이상, 기타 장소에서는 60cm이상으로 하지만 타 지하매설물이 있을 경우에는 타 지하매설물과의 관계를 고려하여 깊이를 조정하도록 하고 있다.

관로식은 관로와 맨홀을 설치한 후 케이블을 관로에 인입하여 맨홀 내에서 케이블을 접속할 수 있도록 포설하는 방식이다. 직매식과 같이 도로를 장기간 굴착된 상태로 유지할 수 없는 도심지의 교통량이 많은 장소에 적용되며, 차후 증설이 예상되는 장소의 재굴착시에 따르는 문제점을 고려하여 미리 관로와 맨홀을 설치한다.

전력구식 배전시설은 지중에 작업자가 통행할 수 있는 크기의 터널을 구축하고 이 터널의 양 옆에 지지물(선반)을 설치하여 케이블을 지지물(선반)에 지지하는 방식이다. 암거식 또는 동도(洞道)식이라고도 한다. 전력구식은 케이블 수가 20가닥 이상인 경우와 변전소 인출부 같이 다회선이 요구되는 지역 등에 유리하며, 초고압 이상의 케이블을 사용할 경우 유지, 보수 및 점검 등의 편리성 및 열발산이 좋아 널리 사용되고 있다.

전력구식 맨홀을 기준으로 양측으로 터널이 설치되며, 일측 터널에 설치된 입력측 배전선과 타측 터널에 설치된 출력측 배전선을 맨홀 내에서 커넥터 장치에 의하여 접속하게 된다.

또한 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 교환함으로써 고장점을 찾는 것이 보편화되어 있는 방법이다.

그러나 상기와 같은 방법의 경우 많은 시간과 인력이 필요하게 되며 복구 시간이 길어짐에 따라 정전 시간이 길어져 전력수용가로 하여금 많은 불편을 겪게 하거나 정전으로 인한 경제적 피해를 초래하게 된다.

따라서 배전선로의 사고 발생시 그 고장점의 위치를 신속히 파악하고 복구하여 정전 시간을 단축함으로써 전력 공급의 신뢰성과 수용가에 대한 피해를 최소화할 수 있도록 하는 방법이 요구되어 왔다.

최근에는 변전계통에서 부하용량 400kVA 이하의 분기점 또는 전력 수용가 인입점에 선로 자동개폐기가 설치되어 있다. 상기 선로 자동개폐기는 지락사고가 발생하는 경우 변전소의 차단기와 배전선로에 설치된 선로개폐 제어장치와 협조하여 고장 구간만을 신속, 정확하게 차단 또는 개방하여 고장 구간의 확대를 방지하고 그 피해를 최소화하고 있다.

상기와 같이 배전선로에 사고가 발생하여 고장 전류와 전압이 감지되는 경우, 고장 전류와 전압이 발생한 고장점을 분리하여 차단시키는 장치로서 차단기(Circuit Breaker, CB), 개폐기(Load Break Switch, LBS), 리클로저(Recloser)가 있다.

차단기는 배전선로로부터 매우 큰 크기의 고장 전류가 감지될 때 선로를 개방(open) 또는 폐로(close)할 수 있다. 또한 정상 전류가 흐르는 평소에도 선로를 개폐할 수도 있다.

개폐기는 차단기와는 달리, 전류가 흐르지 않거나 정상 전류와 전압이 흐를 경우에만 선로 개폐가 가능하고, 고장 전류와 전압이 발생하는 경우에는 선로 개폐를 할 수 없다. 개폐기에는 그 동작제어를 위하여 FRTU(Feeder Remote Terminal Unit)라고 하는 일종의 제어부를 설치할 수 있다. FRTU는 개폐기의 기계장치부와 연결되어 개폐기의 선로 개폐를 제어하는 장치이다. 다만, FRTU는 개폐기를 통한 선로 개폐를 스스로 판단하여 메카니즘을 제어하는 것이 아니고, 통신 기능을 통해 호스트(주제어장치)로부터 명령을 받아서 메카니즘을 제어할 수 있는 것이다.

리클로저는 선로의 재폐로를 수행하는 특수한 형태의 차단기이다, 배전선로로부터 고장 전류가 감지되고 일정 범위 이상 지속되면 리클로저는 선로를 개방하고, 미리 설정된 시간이 경과하면 선로를 다시 폐로한다. 선로 폐로 후에도 고장 전류가 계속 감지되면, 리클로저는 상기와 같은 선로의 재폐로 과정을 미리 설정된 회수만큼 반복하고, 그 후에도 고장 전류가 지속되는 선로를 완전히 개방하고, 더 이상 재폐로 동작을 수행하지 않는다.

그러나 배전선로에서 선로 고장이 발생하였을 때 배전관리시스템 또는 운영실 담당자의 판단에 의하거나 또는 배전선로 자동분리 프로그램에 의하여 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 상기 일어나는 것이 아니므로 인간은 고장 구간의 판단 오류, 즉 휴먼 에러에 의한 고장구간 분리시간을 지연시키는 경우가 발생한다.

이러한 종래의 문제점을 감안하여 근래에는 부하단의 전압과 전류를 검출하여 고장 전류 연산에 의한 고장점(FI : Fault Indicator)을 실시간으로 판단하여 시스템으로 전송한 후 배전 자동화 알고리즘에 의한 수행 명령이 단말장치에 전달되면 단말장치는 자체 통신 및 고장 판단 알고리즘으로 고장구간을 분리/복귀하는 역할을 수행하는 배전계통의 자동화 개폐기, 즉 배전선로의 고장구간 자동개폐장치가 사용되고 있다.

종래 이와 관련한 선행기술로서 대한민국 등록특허 제10-0956712호(2010.04.29. 등록) "송전 배전선로의 고장구간 자동개폐장치"가 알려져 있다.

상기 선행기술은 변대주를 지나는 송전, 배전선로의 선단측과 후단측에 설치된 센서수단의 검측신호에 의해 선로개폐장치가 작동하여 송전, 배전선로의 고장시 송전, 배전선로의 흐름을 일시 차단시키는 송전, 배전선로의 고장구간 자동개폐장치에 관한 것인바, 본 발명은 송전, 배전선로의 일정 부분에 설치되어 부하단의 전압과 전류를 검출하는 센서수단의 측정신호를 수신하고 수신된 신호값을 실시간으로 송신하기 위한 유선 또는 통신모듈과; 상기 통신모듈로부터 전달된 신호값을 고장전류 및 전압에 의한 고장점을 실시간으로 판단하는 CPU와; 상기 CPU와 연결되며 송전, 배전선로를 흐르는 전원에 의해 충전되는 축전지수단과; 상기 CPU와 연결되어 CPU의 작동신호에 의해 구동되는 모터수단과; 상기 CPU와 축전지수단, 모터수단이 내측에 설치되며 도어가 구비된 본체와; 상기 모터수단의 축에 연결된 회전축수단과; 상기 회전축수단의 끝단에 수평되게 설치된 작동접속부재와; 상기 작동접속부재가 모터수단의 구동에 의해 회동되면서 삽입과 탈거에 의해 전압과 전류를 연결 및 분리시키는 연결접속부재와; 상기 작동접속부재와 연결접속부재를 보호하는 커버부재로 이루어진 이다.

상기 선행기술은 양측 배전선의 선단부에 연결접속부재를 구비하고, 양측 연결접속부재의 사이에 수평회전하는 작동접속부재를 구비하며, 전류를 검출하는 센서수단에 의하여 감지된 신호와 모터수단과 회전축수단의 구동에 의하여 작동접속부재를 회전시키도록 한 것으로, 양측 배전선의 연결접속부재를 작동접속부재에 의하여 접속하는 경우에는 모터수단과 회전축수단에 의하여 작동접속부재를 배전선과 평행한 상태로 회전시키고, 양측 배전선의 연결접속부재를 차단하는 경우에는 모터수단과 회전축수단에 의하여 작동접속부재를 배전선에 대하여 직각을 이루도록 회전시키도록 구성되어 있다.

그러나 상기 선행기술은 연결접속부재가 고정판과 환봉 형태의 4개의 접지봉으로 구성되고 작동접속부재가 4개의 접지봉 사이에 삽입 가능한 사각봉 형태로 형성되어 있기 때문에 연결접속부재에 대한 작동접속부재의 접속이 선접촉으로 이루어져서 접속불량이 발생할 염려가 있을 뿐만 아니라 양측 배전선을 차단하는 경우 회전축수단과 작동접속부재가 양측 배전선의 연결접속부재 사이에 위치하기 때문에 양측 배전선의 연결접속부재와 작동접속부재 사이의 절연거리가 충분하게 확보되지 않아 양측 배전선의 완전한 차단이 이루어지지 않게 될 염려가 있다.

따라서 양측 배전선을 접속불량 없이 확실하게 접속할 수 있으면서도 양측 배전선이 분리된 상태에서는 작동접속부재가 연결접속부재로부터 충분히 이격되어 절연거리를 충분히 확보할 수 있어 양측 배전선을 확실하게 차단할 수 있도록 하는 기술의 개발이 요구되고 있다.

대한민국 등록특허 제10-0956712호(2010.04.29. 등록) "송전 배전선로의 고장구간 자동개폐장치"

따라서 본 발명의 목적은 제1 및 제2 접속구에 의하여 제1 및 제2 배전선을 접촉불량 없이 확실하게 접속할 수 있음과 아울러 제1 및 제2 배전선을 차단하였을 때 제1 및 제2 배전선과 제1 및 제2 접속구 사이의 절연거리가 충분히 확보되어 양측 배전선을 안전하고 확실하게 차단할 수 있도록 한 지중 배전선로의 배전 커넥터 장치를 제공하려는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은 지중터널과 맨홀, 맨홀의 상부에 설치되는 지상변압기와, 상기 지상변압기의 출력단에 연결되어 수직으로 설치되는 제1 배전선과 지중터널에 배선되어 수평으로 설치되는 제2 배전선을 접속 및 차단하는 지중 배전선로의 배전 커넥터 장치에 있어서, 상기 커넥터 장치 상기 제1 배전선의 도체부와 제2 배전선의 도체부의 외주면 좌반부에 접속되는 제1 접속구와, 상기 제1 배전선의 도체부와 제2 배전선의 도체부의 외주면 우반부에 접속되는 제2 접속구를 포함하고, 상기 제1 접속구는 도전체로서 반원형 단면을 가지는 L자형으로 형성되어 상단부가 제1 배전선의 도체부의 외주면의 좌반부에 접촉되고 하단부가 상기 제2 배전선의 도체부의 외주면의 좌반부에 접촉되는 제1 접촉편과, 절연체로서 상기 제1 접촉편이 삽입되는 반원형 단면을 가지는 삽입홈을 가지는 L자형으로 형성되는 제1 보강편 및, 상기 제1 보강편의 전면측에 결합되어 하향 연장되며 하단부에 스크루관통공이 형성되는 제1 연결암을 포함하며, 상기 제2 접속구는 도전체로서 반원형 단면의 L자형으로 형성되어 상단부가 제1 배전선의 도체부의 외주면 우반부에 접촉되고 하단부가 상기 제2 배전선의 도체부의 외주면 우반부에 접촉되는 제2 접촉편과, 절연체로서 상기 제2 접촉편이 삽입되는 반원형 단면을 가지는 삽입홈을 가지는 L자형으로 형성되는 제2 보강편 및, 상기 제2 보강편의 후면측에 결합되어 하향 연장되며 하단부에 스크루관통공이 형성되는 제2 연결암을 포함하고, 상기 맨홀의 일측벽에 고정되는 마운트와; 상기 마운트에 장착되어 상기 제1 접속구와 제2 접속구를 접속방향 또는 차단방향으로 이동시키는 접속구동수단과; 상기 제1 접속구와 제2 접속구)를 제1 배전선과 제1 배전선부터 이격시키는 이격구동수단;을 더 포함하며, 상기 마운트는 상기 접속구동수단과 이격구동수단을 지지하기 위한 좌우 한 쌍의 브래킷을 구비하고, 상기 접속구동수단은 각각 상기 제1 및 제2 연결암이 삽입되는 연결암삽입홈과, 제1 및 제2 연결암이 출입 가능한 제1 및 제2 연결암출입구가 구비된 제1 및 제2 연결암홀더와; 상기 마운트의 브래킷에 좌우 대칭형으로 장착되며 작동봉이 상기 브래킷을 관통하여 선단이 상기 제1 및 제2 연결암홀더에 결합되는 제1 및 제2 솔레노이드;를 포함하여 구성되며, 상기 이격구동수단은 상기 마운트의 브래킷에 전후 양단이 회전 가능하게 지지되며, 제1 및 제2 연결암을 전후방향으로 안내하는 회동안내축과; 상기 브래킷에 장착되며 모터축이 상기 회동안내축의 전방 단부에 결합되는 이격구동모터;를 포함하여 구성되고, 상기 제1 배전선과 제2 배전선의 전압과 전류를 검출하여 고장여부를 판단하고, 고장이 발생하면 제1 접속구와 제2 접속구가 제1 배전선과 제2 배전선을 차단하도록 제어함과 아울러 입력모드에 따라 제1 접속구와 제2 접속구가 제1 배전선과 제2 배전선을 접속 및 차단도록 제어하는 제어수단을 더 포함하며, 상기 제어수단은 제1 배전선에 설치되어 전압과 전류를 검출하는 제1 고장감지센서와 제2 배전선에 설치되어 전압과 전류를 검출하는 제2 고장감지센서와, 접속모드와 차단모드를 입력하기 위한 입력부와; 상기 입력부에 접속모드가 입력되면, 이격구동모터가 접속방향으로 회전하도록 하는 접속위치회전명령을 출력하고, 이어서 상기 제1 및 제2 솔레노이드가 접속방향으로 작동하도록 하는 접속명령을 출력하며, 상기 제1 고장감지센서 및 제2 고장감지센서의 검출신호에 따라 고장점을 실시간으로 판단하여 고장점이 발생하거나, 상기 입력부에 차단모드가 입력되면, 상기 제1 및 제2 솔레노이드가 차단방향으로 작동하도록 하는 차단명령을 출력하고, 이어서 상기 이격구동모터가 이격방향으로 회전하도록 하는 이격위치회전명령을 출력함과 아울러, 고장점발생정보 송신명령을 출력하는 제어부와; 상기 제어부의 접속명령과 차단명령에 따라 상기 제1 및 제2 솔레노이드를 구동시키는 솔레노이드구동부와; 상기 제어부의 접속방향회전명령과 이격방향회전명령에 따라 상기 이격구동모터를 구동시키는 모터구동부; 및 상기 제어부의 고장점발생정보 송신명령에 따라 중앙통제시스템에 고장점발생정보를 송신하는 통신모듈을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 지중 배전선로의 배전 커넥터 장치를 제공한다.

본 발명의 지중 배전선로의 배전 커넥터 장치에 의하면, 제1 및 제2 접속구에 의한 제1 및 제2 배전선의 접속이 접촉불량 없이 확실하게 접속됨과 아울러 제1 및 제2 배전선의 전압과 전류를 검출하여 고장으로 판단되면 제1 및 제2 접속구가 제1 및 제2 배전선을 차단함과 아울러 제1 및 제2 접속구가 제1 및 제2 배전선으로부터 멀리 이격되도록 하여 제1 및 제2 접속구와 제1 및 제2 배전선 사이의 절연거리가 충분히 확보되도록 함으로써 제1 및 제2 배전선을 보다 안전하게 차단할 수 있으며, 중앙통제시스템에 고장발생정보를 송신하여 중앙통제시스템의 관리자가 고장발생정보를 확인하여 신속한 처리를 수행할 수 있게 된다.

또한 본 발명의 지중 배전선로의 배전 커넥터 장치에 의하면, 입력부에 접속모드와 차단모드가 입력됨에 따라 제1 및 제2 배전선이 제1 및 제2 접속구에 의하여 접속 또는 차단되도록 할 수 있게 된다.

도 1 내지 도 6 본 발명에 의한 지중 배전선로의 배전 커넥터 장치의 바람직한 실시예를 보인 것으로,
도 1은 본 발명의 지중 배전선로의 배전 커넥터 장치가 적용된 지중배전선로를 보인 부분 종단정면도,
도 2는 본 발명에 의한 지중 배전선로의 배전 커넥터 장치의 분해 사시도,
도 3은 제1 및 제2 배전선이 접속된 상태를 보인 사시도,
도 4는 제1 및 제2 배전선이 차단된 상태를 보인 사시도,
도 5는 제1 및 제2 접속구가 수평상태로 회동하여 제1 및 제2 배전선으로부터 멀어진 상태를 보인 사시도,
도 6은 본 발명에 의한 지중 배전선로의 배전 커넥터 장치의 제어수단을 보인 기능블록도이다.

이하, 본 발명에 의한 지중 배전선로의 배전 커넥터 장치를 첨부도면에 예시한 바람직한 실시예에 따라서 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 6은 본 발명에 의한 지중 배전선로의 배전 커넥터 장치의 바람직한 실시예를 보인 것이다.

본 실시예에 따른 지중 배전선로의 배전 커넥터 장치는 지중터널(10)과 맨홀(20), 맨홀(20)의 상부에 설치되는 지상변압기(30)를 포함하는 지중 배전선로에 적용하는 것이다.

상기 지상변압기(30)는 22.9kV의 특고압 전기를 230V 또는 380V의 상용전기로 강압하는 것으로, 맨홀(20의 상면에 안치되는 변압기캐비닛(31)의 내부에 설치된다. 상기 변압기캐비닛(31)은 전면이 도어(32)에 의하여 개폐 가능하게 설치된다.

상기 지상변압기(30)의 출력단에 연결되어 수직으로 설치되는 제1 배전선(40)과 지중터널(10)에 배선되어 수평으로 설치되는 제2 배전선(50)은 맨홀(20)의 내부에서 본 실시예에 따른 커넥터 장치(A)에 의하여 접속 및 차단되도록 구성된다.

상기 제1 및 제2 배전선(40, 50)은 도체(41, 51)와 절연피복(42, 52)로 구성되며, 선단부에서 절연피복(42, 52)을 박리하여 도체(41, 51)가 일부 노출되도록 한 상태로 설치된다.

상기 커넥터 장치(A)는 상기 제1 배전선(40)의 도체부(41)와 제2 배전선(50)의 도체부(51)의 외주면 좌반부에 접속되는 제1 접속구(100)와, 상기 제1 배전선(40)의 도체부(41)와 제2 배전선(50)의 도체부(51)의 외주면 우반부에 접속되는 제2 접속구(200)를 포함한다.

상기 제1 접속구(100)는 도전체로서 반원형 단면을 가지는 L자형으로 형성되어 상단부가 제1 배전선(40)의 도체부(41)의 외주면의 좌반부에 접촉되고 하단부가 상기 제2 배전선(50)의 도체부(51)의 외주면의 좌반부에 접촉되는 제1 접촉편(110)과, 절연체로서 상기 제1 접촉편(110)이 삽입되는 반원형 단면을 가지는 삽입홈(121)을 가지는 L자형으로 형성되는 제1 보강편(120) 및, 상기 제1 보강편(120)의 전면측에 결합되어 하향 연장되며 하단부에 스크루관통공(131)이 형성되는 제1 연결암(130)을 포함하여 구성된다.

상기 제2 접속구(200)는 도전체로서 반원형 단면의 L자형으로 형성되어 상단부가 제1 배전선(40)의 도체부(41)의 외주면 우반부에 접촉되고 하단부가 상기 제2 배전선(50)의 도체부(51)의 외주면 우반부에 접촉되는 제2 접촉편(210)과, 절연체로서 상기 제2 접촉편(210)이 삽입되는 반원형 단면을 가지는 삽입홈(221)을 가지는 L자형으로 형성되는 제2 보강편(220) 및, 상기 제2 보강편(220)의 후면측에 결합되어 하향 연장되며 하단부에 스크루관통공(231)이 형성되는 제2 연결암(230)을 포함하여 구성된다.

상기 제1 보강편(120)과 제1 연결암(130), 제2 보강편(220)과 제2 연결암(230)은 일체로 형성하거나 볼트와 너트 체결방식에 의하여 결합할 수 있다.

상기 노출된 도체부(41, 51)는 제1 접촉편(110)과 제2 접촉편(210)에 직접 접촉되도록 구성할 수도 있으나, 도체부(41, 51)를 보호하고 접촉면적과 접촉력을 크게 하기 위하여 도전체로 된 접속링(43, 53)을 결합하는 것이 바람직하다.

본 실시예에 따른 지중 배전선로의 배전 커넥터 장치는 상기 맨홀(20)의 일측벽에 고정되는 마운트(300)와; 상기 마운트(300)에 장착되어 상기 제1 접속구(100)와 제2 접속구(200)를 접속방향 또는 차단방향으로 이동시키는 접속구동수단(400)과; 상기 제1 접속구(100)와 제2 접속구(200)를 제1 배전선(40)과 제1 배전선(50)로부터 이격시키는 이격구동수단(500);를 더 포함한다.

상기 마운트(300)의 좌우 양측에는 상기 접속구동수단(400)과 이격구동수단(500)을 지지하기 위한 한 쌍의 브래킷(310, 320)이 구비된다.

상기 마운트(300)는 수평으로 설치되며, 상기 브래킷(310, 320)은 수직으로 설치된다.

상기 접속구동수단(400)은 각각 상기 제1 및 제2 연결암(130, 230)이 삽입되는 제1 및 제2 연결암삽입홈(411, 421)과, 제1 및 제2 연결암(130, 230)이 출입 가능한 제1 및 제2 연결암출입구(412, 422)가 구비된 제1 및 제2 연결암홀더(410, 420)와; 상기 마운트(300)의 브래킷(310, 320)에 좌우 대칭형으로 장착되며 작동봉(431, 441)이 상기 브래킷(310, 320)을 관통하여 선단이 상기 제1 및 제2 연결암홀더(410, 420)에 결합되는 제1 및 제2 솔레노이드(430, 440);를 포함하여 구성된다.

상기 브래킷(310, 320)에는 상기 솔레노이드(430, 440)의 작동봉(431, 441)이 관통하는 작동봉관통공(432, 442)이 형성된다.

상기 브래킷(310, 320)에 대한 제1 및 제2 솔레노이드(430, 440)의 장착은 통상적인 나사결합방식에 의하여 이루어질 수 있으며, 제1 및 제2 연결암(130, 230)에 대한 작동봉(431, 441)의 결합은 제1 및 제2 연결암(130, 230)에 나사홀을 형성하고, 작동봉(431, 441)의 선단부에 나사부를 형성하여 나사홀에 나사부를 체결하는 통상적인 축(shaft)와 평판(plate) 간의 결합방식으로 이루어질 수 있으므로 이에 대한 구체적인 도시 및 설명은 생략한다.

도시예는 상기 제1 및 제2 연결암(130, 230)이 수직인 접속상태와 전방측으로 수평인 이격상태 사이에서 회동하도록 구성한 것으로서, 상기 제1 및 제2 연결암출입구(412, 422)가 전방측에 형성된 구조로 구성되어 있다.

한편, 상기 제1 및 제2 연결암(130, 230)이 수직인 접속상태와 후방측으로 수평인 이격상태 사이에서 회동하도록 구성할 수 있는바, 이 경우에는 상기 제1 및 제2 연결암출입구(412, 422)가 후방측에 형성된 구조로 구성할 수도 있다.

상기 제1 및 제2 연결암출입구(412, 422)의 좌우측에는 제1 및 제2 연결암삽입홈(411, 421)에 대한 제1 및 제2 연결암(130, 230)의 진입이 원활하게 이루어지도록 하기 위하여 챔퍼링(chamfering)된 제1 및 제2 경사안내면(413, 423)이 형성된다.

상기 이격구동수단(500)은 상기 마운트(300)의 브래킷(310, 320)에 전후 양단이 회전 가능하게 지지되며, 제1 및 제2 연결암(130, 230)을 전후방향으로 안내하는 회동안내축(510)과; 상기 브래킷(310)에 장착되며 모터축(도시생략)이 상기 회동안내축(510)의 전방 단부에 결합되는 이격구동모터(520);를 포함하여 구성된다.

상기 회동안내축(510)은 양단에 상기 브래킷(310, 320)에 형성된 축공(311, 321)에 삽입되어 회전 가능하게 지지되는 회전축부(511, 512)와, 상기 회전축부(511, 512) 사이에 일체로 형성되어 상기 제1 및 제2 연결암(130, 230)을 좌우방향으로 안내하는 안내축부(513) 및, 상기 제1 및 제2 연결암(310, 320)의 하단부에 형성되어 상기 안내축부(513)에 안내되는 안내공(514, 515)을 포함하여 구성된다.

상기 안내축부(513)와 안내공(514, 515)은 제1 및 제2 연결암(310, 320)이 회전안내축(510)에 대하여 좌우방향으로 이동 가능함과 아울러 회전안내축(510)과 함께 전후방향으로 회동 가능하도록 하기 위하여 도시예와 같이 사각형 단면으로 형성될 수 있으나, 원형이 아닌 타원형 단면 및 비원형 단면으로 형성될 수 있다.

상기 브래킷(310, 320)에 대한 이격구동모터(520)의 장착은 통상적인 나사체결방식으로 이루어질 수 있으며, 모터축과 회동안내축(510)의 결합은 통상적인 축결합방식으로 이루어질 수 있으므로 이에 대한 구체적인 도시 및 설명은 생략한다.

또한 본 발명에 의한 지중 배전선로의 배전 커넥터 장치는 제1 배전선(40)과 제2 배전선(50)의 전압과 전류를 검출하여 고장여부를 판단하고, 고장이 발생하면 제1 접속구(100)와 제2 접속구(200)가 제1 배전선(40)과 제2 배전선(50)을 차단하도록 제어함과 아울러 입력모드에 따라 제1 접속구(100)와 제2 접속구(200)가 제1 배전선(40)과 제2 배전선(50)을 접속 및 차단도록 제어하는 제어수단(600)을 더 포함한다.

상기 제어수단(600)은 제1 배전선(40)에 설치되어 전압과 전류를 검출하는 제1 고장감지센서(S1)와 제2 배전선(50)에 설치되어 전압과 전류를 검출하는 제2 고장감지센서(S2)와, 접속모드와 차단모드를 입력하기 위한 입력부(610)와; 상기 입력부(610)에 접속모드가 입력되면, 이격구동모터(520)가 접속방향으로 회전하도록 하는 접속위치회전명령을 출력하고, 이어서 상기 제1 및 제2 솔레노이드(430, 440)가 접속방향으로 작동하도록 하는 접속명령을 출력하며, 상기 제1 고장감지센서(S1) 및 제2 고장감지센서(S2)의 검출신호에 따라 고장점을 실시간으로 판단하여 고장점이 발생하거나, 상기 입력부(610)에 차단모드가 입력되면, 상기 제1 및 제2 솔레노이드(430, 440)가 차단방향으로 작동하도록 하는 차단명령을 출력하고, 이어서 상기 이격구동모터(520)가 이격방향으로 회전하도록 하는 이격위치회전명령을 출력함과 아울러, 고장점발생정보 송신명령을 출력하는 제어부(620)와; 상기 제어부(620)의 접속명령과 차단명령에 따라 상기 제1 및 제2 솔레노이드(430, 440)를 구동시키는 솔레노이드구동부(630)와; 상기 제어부(620)의 접속방향회전명령과 이격방향회전명령에 따라 상기 이격구동모터(520)를 구동시키는 모터구동부(640); 및 상기 제어부(620)의 고장점발생정보 송신명령에 따라 중앙통제시스템(도시생략)에 고장점발생정보를 송신하는 통신모듈(650)을 포함하여 구성된다.

또한 상기 제1 및 제2 고장감지센서(S1, S2), 입력부(610), 제어부(620), 솔레노이드구동부(630), 모터구동부(640) 및 통신모듈(650)에 필요한 전원은 별도의 충전배터리(도시생략)에 의하여 공급할 수 있으며, 충전배터리는 제2 배전선(50)에 연결된 충전장치(도시생략)에 의하여 충전될 수 있다.

상기 제어수단(600)을 구성하는 입력부(610), 제어부(620), 솔레노이드구동부(630), 모터구동부(640) 및 통신부(640)는 맨홀(20) 내에 설치되는 컨트롤박스에 설치할 수 있다.

이하, 본 실시예에 따른 지중 배전선로의 배전 커넥터 장치의 작용에 대하여 설명한다.

최초 설치시 제1 및 제2 배전선(40, 50)에 전기가 흐르지 않는 사선 상태에서 도 5와 같이, 제1 및 제2 접속구(100, 200)가 제1 및 제2 배전선(40, 50)으로부터 좌우로 이격되어 제1 및 제2 배전선(40, 50)의 접속이 차단됨과 아울러 제1 및 제2 접속구(100, 200)가 이격위치로 회동한 상태로 조립 설치한다.

이 상태에서 입력부(610)에 접속모드가 입력되면, 제어부(620)가 접속위치회전명령을 출력하게 되고, 제어부(620)의 접속위치회전명령에 따라 모터구동부(640)가 이격구동모터(520)에 대하여 접속위치회전구동신호를 송출하며, 모터구동부(640)의 접속위치회전구동신호에 따라 이격구동모터(520)가 접속위치로 회전하게 되고, 이격구동모터(520)의 접속위치 회전에 따라 모터축에 결합되어 있는 회동안내축(510)이 도면에서 시계방향으로 회전하게 되며, 제1 및 제2 접속구(100, 200)의 제1 및 제2 연결암(130, 230)에 사각형 단면 등 비원형 단면으로 형성된 안내공(514, 515)이 회동안내축(510)에 사각형 단면 등 비원형 단면으로 형성된 안내축부(513)에 맞물려 있으므로 제1 및 제2 연결암(130, 230)이 시계방향으로 회동하여 작동봉(431, 441)에 결합된 연결암홀더(410, 420)의 제1 및 제2 연결암출입구(412, 422)를 통해 제1 및 제2 연결구삽입홈(411, 421)에 삽입된다.

이때, 제1 및 제2 연결암출입구(412, 422)에는 제1 및 제2 경사안내면(413, 423)이 형성되어 있으므로 제1 및 제2 연결암출입구(412, 422)를 통한 제1 및 제2 연결암삽입홈(411, 421)에 대한 제1 및 제2 연결암(130, 230)의 삽입이 원활하게 이루어지게 된다.

이어서, 제어부(620)가 접속명령을 출력하게 되고, 제어부(620)의 접속명령에 따라 솔레노이드구동부(630)가 제1 및 제2 솔레노이드(430, 440)에 대하여 접속구동신호를 송출하며, 솔레노이드구동부(630)의 접속구동신호에 따라 제1 및 제2 솔레노이드(430, 440)의 작동봉(431, 441)과 이에 결합된 제1 및 제2 연결암홀더(410, 420)가 전진하게 되고, 이때, 제1 및 제2 연결암(130, 230)이 작동봉(431, 441)에 결합된 제1 및 제2 연결암홀더(410, 420)의 제1 및 제2 연결암삽입홈(411, 421)에 삽입되어 있으므로 제1 및 제2 접속구(100, 200)가 제1 및 제2 배전선(40, 50)을 향해 전진하여 제1 및 제2 접촉편(110, 210)이 제1 및 제2 배전선(40, 50)에 접촉하게 되어 도 3에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2 접속구(100, 200)에 의한 제1 및 제2 배전선(40, 50)의 접속이 이루어지게 된다.

도 3에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2 접속구(100, 200)에 의하여 제1 및 제2 배전선(40, 50)이 접속된 상태에서 제1 고장감지센서(S1) 및 제2 고장감지센서(S2)의 검출신호에 따라 고장점을 실시간으로 판단하여 고장점이 발생하거나, 상기 입력부(610)에 차단모드가 입력되면, 제어부(620)는 차단명령을 출력하고, 제어부(620)의 차단명령에 따라 솔레노이드구동부(630)가 제1 및 제2 솔레노이드(430, 440)에 대한 차단구동신호를 송출하며,

솔레노이드구동부(630)의 차단구동신호에 따라 제1 및 제2 솔레노이드(430, 440)의 작동봉(431, 441)과 이에 결합된 제1 및 제2 연결암홀더(410, 420)가 후퇴하게 되고, 이때, 제1 및 제2 연결암(130, 230)이 작동봉(431, 441)에 결합된 제1 및 제2 연결암홀더(410, 420)의 제1 및 제2 연결암삽입홈(411, 421)에 삽입되어 있으므로 제1 및 제2 접속구(100, 200)가 제1 및 제2 배전선(40, 50)으로부터 후퇴하여 제1 및 제2 접촉편(110, 210)이 제1 및 제2 배전선(40, 50)으로부터 이격 되어 도 4에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2 접속구(100, 200)에 의한 제1 및 제2 배전선(40, 50)의 접속이 차단된다.

이어서, 제어부(620)가 이격구동모터(520)에 대한 이격위치회전명령을 출력하고, 제어부(620)의 이격위치회전명령에 따라 모터구동부(640)가 이격구동모터(520)에 대한 이격위치회전구동신호를 송출하며,

모터구동부(640)의 이격위치회전구동신호에 따라 이격구동모터(520)가 반시계방향으로 회전하고, 모터축에 결합되어 있는 회동안내축(510)이 도면에서 반시계방향으로 회전하며, 제1 및 제2 접속구(100, 200)의 제1 및 제2 연결암(130, 230)에 사각형 단면 등 비원형 단면으로 형성된 안내공(514, 515)이 회동안내축(510)에 사각형 단면 등 비원형 단면으로 형성된 안내축부(513)에 맞물려 있으므로 제1 및 제2 연결암(130, 230)이 반시계방향으로 회동하여 제1 및 제2 접속구(100, 200)가 이격위치로 회동하게 된다.

이때, 제1 및 제2 연결암(130, 230)이 삽입되어 있는 제1 및 제2 연결암삽입홈(411, 421)의 좌측에는 제1 및 제2 연결암출입구(412, 422)가 형성되어 있으므로 제1 및 제2 연결암(130, 230)이 제1 및 제2 연결암출입구(412, 422)를 통해 제1 및 제2 연결암삽입홈(411, 421)로부터 빠져나와서 이격위치로 회동하게 된다.

따라서 제1 및 제2 접속구(100, 200)는 제1 및 제2 배전선(40, 50)을 차단함과 아울러 제1 및 제2 배전선(40, 50)으로부터 멀리 이격된 상태로 유지되므로 제1 및 제2 배전선과 제1 및 제2 접속구 사이의 절연거리가 충분히 확보되어 양측 배전선을 안전하고 확실하게 차단할 수 있게 된다.

상술한 동작에서 제어부(620)의 명령의 출력과 솔레노이드구동부(630) 및 모터구동부(640)의 구동신호의 송출은 별도의 동작완료센서를 구비하지 않고 정해진 시간동안 이루어지도록 함으로써 각각의 한 동작이 완료될 때 중지되도록 구성할 수 있다.

아울러 제어부(620)는 제1 및 제2 배전선(40, 50)에 고장이 발생한 것으로 판단되면 고장발생정보 송신명령을 출력하게 되고, 통신모듈(650)은 제어부(620)의 고장발생정보 송신명령에 따라 중앙통제시스템(도시생략)에 고장발생정보를 송신하여 중앙통제시스템의 관리자가 고장발생정보를 확인하고 신속한 조치를 취할 수 있도록 한다.

이상의 실시예에서는 한 선로의 제1 및 제2 배전선(40, 50)에 대하여 적용한 예를 들고 있으나, 복수 선로의 제1 및 제2 배전선로에 대하여 적용할 수도 있는 것이다.

이상에서 설명한 실시예들은 그 일 예로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

40 : 제1 배전선 50 : 제2 배전선
A : 커넥터 장치 100 : 제1 접속구
110 : 제1 접촉편 120 : 제1 보강편
130 : 제1 연결암 200 : 제2 접속구
210 : 제2 접촉편 220 : 제2 보강편
230 : 제2 연결암 300 : 마운트
400 : 접속구동수단 410, 420 : 제1 및 제2 연결암홀더
411, 421 : 제1 및 제2 연결암삽입홈
412, 422 : 제1 및 제2 연결암출입구
413, 423 : 제1 및 제2 경사안내면
430, 440 : 제1 및 제2 솔레노이드
431, 441 : 작동봉 432, 442 : 작동봉관통공
500 : 이격구동수단 510 : 회전안내축
511, 512 : 회전축부 513 : 안내축부
514, 515 : 안내공 520 : 이격구동모터
600 : 제어수단 610 : 입력부
620 : 제어부 630 : 솔레노이드구동부
640 : 모터구동부 650 : 통신모듈

Claims (1)

1. 지중터널(10)과 맨홀(20), 맨홀(20)의 상부에 설치되는 지상변압기(30)와,
   상기 지상변압기(30)의 출력단에 연결되어 수직으로 설치되는 제1 배전선(40)과 지중터널(10)에 배선되어 수평으로 설치되는 제2 배전선(50)을 접속 및 차단하는 지중 배전선로의 배전 커넥터 장치에 있어서,
   상기 커넥터 장치(A)는 상기 제1 배전선(40)의 도체부(41)와 제2 배전선(50)의 도체부(51)의 외주면 좌반부에 접속되는 제1 접속구(100)와, 상기 제1 배전선(40)의 도체부(41)와 제2 배전선(50)의 도체부(51)의 외주면 우반부에 접속되는 제2 접속구(200)를 포함하고,
   상기 제1 접속구(100)는 도전체로서 반원형 단면을 가지는 L자형으로 형성되어 상단부가 제1 배전선(40)의 도체부(41)의 외주면의 좌반부에 접촉되고 하단부가 상기 제2 배전선(50)의 도체부(51)의 외주면의 좌반부에 접촉되는 제1 접촉편(110)과, 절연체로서 상기 제1 접촉편(110)이 삽입되는 반원형 단면을 가지는 삽입홈(121)을 가지는 L자형으로 형성되는 제1 보강편(120) 및, 상기 제1 보강편(120)의 전면측에 결합되어 하향 연장되며 하단부에 스크루관통공(131)이 형성되는 제1 연결암(130)을 포함하며,
   상기 제2 접속구(200)는 도전체로서 반원형 단면의 L자형으로 형성되어 상단부가 제1 배전선(40)의 도체부(41)의 외주면 우반부에 접촉되고 하단부가 상기 제2 배전선(50)의 도체부(51)의 외주면 우반부에 접촉되는 제2 접촉편(210)과, 절연체로서 상기 제2 접촉편(210)이 삽입되는 반원형 단면을 가지는 삽입홈(221)을 가지는 L자형으로 형성되는 제2 보강편(220) 및, 상기 제2 보강편(220)의 후면측에 결합되어 하향 연장되며 하단부에 스크루관통공(231)이 형성되는 제2 연결암(230)을 포함하고,
   상기 맨홀(20)의 일측벽에 고정되는 마운트(300)와;
   상기 마운트(300)에 장착되어 상기 제1 접속구(100)와 제2 접속구(200)를 접속방향 또는 차단방향으로 이동시키는 접속구동수단(400)과; 상기 제1 접속구(100)와 제2 접속구(200)를 제1 배전선(40)과 제1 배전선(50)로부터 이격시키는 이격구동수단(500);를 더 포함하며,
   상기 마운트(300)는 상기 접속구동수단(400)과 이격구동수단(500)을 지지하기 위한 좌우 한 쌍의 브래킷(310, 320)을 구비하고,
   상기 접속구동수단(400)은 각각 상기 제1 및 제2 연결암(130, 230)이 삽입되는 연결암삽입홈(411, 421)과, 제1 및 제2 연결암(130, 230)이 출입 가능한 제1 및 제2 연결암출입구(412, 422)가 구비된 제1 및 제2 연결암홀더(410, 420)와; 상기 마운트(300)의 브래킷(310, 320)에 좌우 대칭형으로 장착되며 작동봉(431, 441)이 상기 브래킷(310, 320)을 관통하여 선단이 상기 제1 및 제2 연결암홀더(410, 420)에 결합되는 제1 및 제2 솔레노이드(430, 440);를 포함하여 구성되며,
   상기 이격구동수단(500)은 상기 마운트(300)의 브래킷(310, 320)에 전후 양단이 회전 가능하게 지지되며, 제1 및 제2 연결암(130, 230)을 전후방향으로 안내하는 회동안내축(510)과;
   상기 브래킷(310)에 장착되며 모터축(도시생략)이 상기 회동안내축(510)의 전방 단부에 결합되는 이격구동모터(520);를 포함하여 구성되고,
   상기 제1 배전선(40)과 제2 배전선(50)의 전압과 전류를 검출하여 고장여부를 판단하고, 고장이 발생하면 제1 접속구(100)와 제2 접속구(200)가 제1 배전선(40)과 제2 배전선(50)을 차단하도록 제어함과 아울러 입력모드에 따라 제1 접속구(100)와 제2 접속구(200)가 제1 배전선(40)과 제2 배전선(50)을 접속 및 차단도록 제어하는 제어수단(600)을 더 포함하며,
   상기 제어수단(600)은 제1 배전선(40)에 설치되어 전압과 전류를 검출하는 제1 고장감지센서(S1)와 제2 배전선(50)에 설치되어 전압과 전류를 검출하는 제2 고장감지센서(S2)와, 접속모드와 차단모드를 입력하기 위한 입력부(610)와;
   상기 입력부(610)에 접속모드가 입력되면, 이격구동모터(520)가 접속방향으로 회전하도록 하는 접속위치회전명령을 출력하고, 이어서 상기 제1 및 제2 솔레노이드(430, 440)가 접속방향으로 작동하도록 하는 접속명령을 출력하며,
   상기 제1 고장감지센서(S1) 및 제2 고장감지센서(S2)의 검출신호에 따라 고장점을 실시간으로 판단하여 고장점이 발생하거나, 상기 입력부(610)에 차단모드가 입력되면, 상기 제1 및 제2 솔레노이드(430, 440)가 차단방향으로 작동하도록 하는 차단명령을 출력하고, 이어서 상기 이격구동모터(520)가 이격방향으로 회전하도록 하는 이격위치회전명령을 출력함과 아울러, 고장점발생정보 송신명령을 출력하는 제어부(620)와;
   상기 제어부(620)의 접속명령과 차단명령에 따라 상기 제1 및 제2 솔레노이드(430, 440)를 구동시키는 솔레노이드구동부(630)와;
   상기 제어부(620)의 접속방향회전명령과 이격방향회전명령에 따라 상기 이격구동모터(520)를 구동시키는 모터구동부(640); 및
   상기 제어부(620)의 고장점발생정보 송신명령에 따라 중앙통제시스템(도시생략)에 고장점발생정보를 송신하는 통신모듈(650)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 지중 배전선로의 배전 커넥터 장치.

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