KR101740949B1

KR101740949B1 - 내진구조를 갖는 배전반, 전동기제어반

Info

Publication number: KR101740949B1
Application number: KR1020160173664A
Authority: KR
Inventors: 은종환
Original assignee: 주식회사 삼광산전
Priority date: 2016-12-19
Filing date: 2016-12-19
Publication date: 2017-06-15

Abstract

본 발명은 내진구조를 갖는 배전반, 전동기제어반에 관한 것으로, 그 목적은 지진 발생으로 인한 진동시 내부 부품이 파손되는 것을 방지하는 내진구조를 포함하되, 공진으로 인한 피해를 추가적으로 방지할 수 있도록 한 내진구조를 갖는 배전반, 전동기제어반을 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 전기를 제어하기 위한 하나 이상의 전력기기; 상기 전력기기가 설치되는 공간이 내부에 형성되도록 다수개의 패널이 조합된 것으로 케이스; 상기 전력기기로 전기를 공급하거나, 전력기기에 의해 제어된 전기를 다른 전력기기 또는 외부로 보내도록 전력기기에 연결된 부스바; 상기 전력기기와 케이스의 패널 사이에 위치하도록 설치되어 전력기기를 탄성지지하면서 케이스를 통해 전달되는 진동을 흡수하는 탄성지지부; 및 상기 탄성지지부와 다른 위치에서 전력기기와 케이스를 연결하도록 설치되어 탄성지지부 및 전력기기의 진동시 진동의 변화를 유도하는 진동가변기구;를 포함하는 내진구조를 갖는 배전반, 전동기제어반을 제공한다.

Description

내진구조를 갖는 배전반, 전동기제어반{Switchboard with earthquake-proof structure, Motor control board}

본 발명은 내진구조를 갖는 배전반, 전동기제어반에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지진 발생으로 인한 진동시 내부 전력기기가 파손되는 것을 방지하는 내진구조를 포함하되, 공진으로 인한 피해를 추가적으로 방지할 수 있도록 한 내진구조를 갖는 배전반, 전동기제어반에 관한 것이다.

일반적으로 배전반은 전력 회사가 공급하는 고압 또는 특고압 전기를 수전하여 이를 수용가에서 사용되는 전압으로 낮추어 수용가의 부하 설비로 공급하는 장치이다.

이러한 배전반은 내부가 빈 박스 구조로 이루어진 케이스와, 공급되는 전기를 제어하는 차단기나 변압기와 같은 전력기기와, 상기 전력기기와 연결되어 전력기기로 전기가 공급되도록 하거나 전력기기에 의해 제어된 전기를 다른 전력기기 또는 외부로 흘려보내도록 연결되는 부스바를 포함한다.

한편, 상기 전력기기는 케이스의 내부에 고정되게 설치되고, 상기 케이스는 지면에 고정되게 설치되기 때문에 지진 발생시 지진파의 진동에 의해 배전반을 구성하는 케이스가 변형되거나, 케이스의 내부에 설치된 각종 전력기기가 파손될 수 있으며, 이로 인하여 전기를 필요로 하는 곳에 정상적으로 전기를 공급할 수 없게 될 뿐만 아니라 누전 등으로 인해 화재 및 감전사고의 위험이 증가하게 되는 문제점이 있다.

더욱이 최근에 우리나라는 물론이고 전 세계 여러 지역에서 크고 작은 지진이 빈번이 발생되고 있으므로, 지진에 의한 진동으로부터 배전반을 보호하기 위한 내진구조는 배전반의 필수 구성으로 인식되고 있다.

한편, 특허문헌1에는 내진구조를 포함하는 배전반의 일례가 개시되어 있다.

상기 특허문헌1에 따른 내진형 배전반은 다수의 패널을 구비하는 본체와, 상기 본체에 설치되며 본체 내부로 공급되는 전기를 제어하기 위한 전력기기와, 상기 본체 내부로 공급된 전기를 전송하거나 또는 상기 전력기기에 의해 제어된 전기를 본체 외부로 전송하는 부스바와, 이격되게 배치된 한 쌍의 부스바를 전기적으로 연결시키거나 상기 부스바와 상기 전력기기의 단자를 전기적으로 연결시키며 지면의 진동을 흡수할 수 있도록 유연성 재질로 형성된 부스바 연결부재와, 상기 본체의 패널에 설치되며 지면의 진동을 흡수할 수 있도록 상기 전력기기를 탄성 지지하는 탄성지지부를 포함하는 것으로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 내진형 배전반의 경우, 지진에 의한 진동 발생시 전력기기로 전달되는 진동을 탄성지지부가 흡수하여 진동에 의해 전력기기가 파손되거나 오작동하는 것을 방지할 수 있고, 부스바 연결부재가 진동에 대응하여 유연하게 변형되면서 부스바의 연결부위가 끊어지는 것을 방지함으로써, 지진으로 인한 배전반의 피해를 줄일 수 있는 장점을 갖고 있다.

그러나, 지진은 일정 시간동안 지속될 수도 있고 여진이 반복되는 것이 일반적이므로 상기 전력기기도 어느 시점에는 진동할 수밖에 없으며, 전력기기의 진동시 전력기기의 고유진동수와 지진파의 주파수가 일치하는 경우 공진으로 인해 전력기기의 진동이 증폭되면서 큰 피해가 발생하게 되는 문제점이 있다.

등록특허공보 제1253774호(2013.04.11.공고)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 지진 발생으로 인한 진동시 내부 전력기기가 파손되는 것을 방지하는 내진구조를 포함하되, 공진으로 인한 피해를 추가적으로 방지할 수 있도록 한 내진구조를 갖는 배전반, 전동기제어반을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 전기를 제어하기 위한 하나 이상의 전력기기; 상기 전력기기가 설치되는 공간이 내부에 형성되도록 다수개의 패널이 조합된 것으로 이루어진 케이스; 상기 전력기기로 전기를 공급하거나, 전력기기에 의해 제어된 전기를 다른 전력기기 또는 외부로 보내도록 전력기기에 연결된 부스바; 상기 전력기기와 케이스의 패널 사이에 위치하도록 설치되어 전력기기를 탄성지지하면서 케이스를 통해 전달되는 진동을 흡수하는 탄성지지부; 및 상기 탄성지지부와 다른 위치에서 전력기기와 케이스를 연결하도록 설치되어 탄성지지부 및 전력기기의 진동시 진동패턴의 변화를 유도하는 진동가변기구;를 포함하되, 상기 진동가변기구는, 제1유니버셜 조인트를 매개로 상기 케이스에 결합되고, 공기의 유출입이 가능하게 하는 공기유동구가 양단부에 각각 형성된 실린더 몸체; 일측단이 상기 실린더 몸체의 내부에 위치하고, 타측단이 제2유니버셜 조인트를 매개로 상기 전력기기에 결합되어 전력기기와 함께 거동하는 로드; 상기 실린더 몸체의 내부에서 상기 로드와 함께 이동하도록 로드의 일측단에 설치되고, 실린더 몸체의 내면과 이격되는 외면을 구비하여 실린더 몸체와의 사이에 공기의 유동이 가능하게 하는 틈새가 형성되도록 이루어진 제1이동판; 상기 실린더 몸체의 내부에 위치하되, 실린더 몸체의 내면과 마주하면서 밀착되는 외면을 포함하여 실린더 몸체의 내부 공간을 상기 로드측 제2챔버와 로드의 반대측 제1챔버로 구획하고, 상기 제1이동판의 지지를 받으면서 상기 로드와 함께 이동하도록 제1이동판에 일측면이 밀착되게 설치된 고무판; 상기 고무판을 사이에 두고 제1이동판과 마주하고 상기 로드와 함께 이동하면서 고무판의 타측면을 지지하도록 고무판의 타측면에 밀착되게 설치되고, 고무판과 밀착되는 면적이 제1이동판과 고무판의 밀착 면적 보다 작게 형성된 제2이동판; 및 상기 제2이동판을 상기 제2챔버 방향으로 밀어내는 방향으로 제2이동판을 탄성지지하도록 제2챔버에 설치되는 스프링;으로 구성되며, 상기 고무판은 상기 전력기기의 진동에 의해 로드가 제1챔버 방향으로 이동할 때는 제1이동판에 의해 지지된 상태로 이동하면서 상기 틈새를 막아 공기의 유동을 차단함으로써 상대적으로 큰 저항을 발생시키고, 상기 로드가 제2챔버 방향으로 이동할 때는 제2이동판에 의해 지지된 상태로 이동하면서 변형되어 상기 틈새를 개방함으로써 상대적으로 작은 저항을 발생시켜 진동하는 전력기기의 진동패턴을 변화시키는 것을 특징으로 하는 내진구조를 갖는 배전반을 제공한다.

한편 상기 내진구조를 갖는 배전반에 있어서, 상기 진동가변기구는, 상기 전력기기의 상면과 케이스를 연결하는 제1진동가변기구; 상기 전력기기의 좌측면 또는 우측면과 케이스를 연결하는 제2진동가변기구; 및 상기 전력기기의 정면 또는 배면과 케이스를 연결하는 제2진동가변기구;로 구성될 수 있다.

삭제

또한 본 발명은 전기를 제어하기 위한 하나 이상의 전력기기; 상기 전력기기가 설치되는 공간이 내부에 형성되도록 다수개의 패널이 조합된 것으로 이루어진 케이스; 상기 전력기기로 전기를 공급하거나, 전력기기에 의해 제어된 전기를 다른 전력기기 또는 외부로 보내도록 전력기기에 연결된 부스바; 상기 전력기기와 케이스의 패널 사이에 위치하도록 설치되어 전력기기를 탄성지지하면서 케이스를 통해 전달되는 진동을 흡수하는 탄성지지부; 및 상기 탄성지지부와 다른 위치에서 전력기기와 케이스를 연결하도록 설치되어 탄성지지부 및 전력기기의 진동시 진동패턴의 변화를 유도하는 진동가변기구;를 포함하되, 상기 진동가변기구는, 제1유니버셜 조인트를 매개로 상기 케이스에 결합되고, 공기의 유출입이 가능하게 하는 공기유동구가 양단부에 각각 형성된 실린더 몸체; 일측단이 상기 실린더 몸체의 내부에 위치하고, 타측단이 제2유니버셜 조인트를 매개로 상기 전력기기에 결합되어 전력기기와 함께 거동하는 로드; 상기 실린더 몸체의 내부에서 상기 로드와 함께 이동하도록 로드의 일측단에 설치되고, 실린더 몸체의 내면과 이격되는 외면을 구비하여 실린더 몸체와의 사이에 공기의 유동이 가능하게 하는 틈새가 형성되도록 이루어진 제1이동판; 상기 실린더 몸체의 내부에 위치하되, 실린더 몸체의 내면과 마주하면서 밀착되는 외면을 포함하여 실린더 몸체의 내부 공간을 상기 로드측 제2챔버와 로드의 반대측 제1챔버로 구획하고, 상기 제1이동판의 지지를 받으면서 상기 로드와 함께 이동하도록 제1이동판에 일측면이 밀착되게 설치된 고무판; 상기 고무판을 사이에 두고 제1이동판과 마주하고 상기 로드와 함께 이동하면서 고무판의 타측면을 지지하도록 고무판의 타측면에 밀착되게 설치되고, 고무판과 밀착되는 면적이 제1이동판과 고무판의 밀착 면적 보다 작게 형성된 제2이동판; 및 상기 제2이동판을 상기 제2챔버 방향으로 밀어내는 방향으로 제2이동판을 탄성지지하도록 제2챔버에 설치되는 스프링;으로 구성되며, 상기 고무판은 상기 전력기기의 진동에 의해 로드가 제1챔버 방향으로 이동할 때는 제1이동판에 의해 지지된 상태로 이동하면서 상기 틈새를 막아 공기의 유동을 차단함으로써 상대적으로 큰 저항을 발생시키고, 상기 로드가 제2챔버 방향으로 이동할 때는 제2이동판에 의해 지지된 상태로 이동하면서 변형되어 상기 틈새를 개방함으로써 상대적으로 작은 저항을 발생시켜 진동하는 전력기기의 진동패턴을 변화시키는 것을 특징으로 하는 내진구조를 갖는 전동기제어반을 제공한다.

한편 상기 내진구조를 갖는 전동기제어반에 있어서, 상기 진동가변기구는, 상기 전력기기의 상면과 케이스를 연결하는 제1진동가변기구; 상기 전력기기의 좌측면 또는 우측면과 케이스를 연결하는 제2진동가변기구; 및 상기 전력기기의 정면 또는 배면과 케이스를 연결하는 제2진동가변기구;로 구성될 수 있다.

삭제

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 계속된 지진으로 인하여 전력기기가 진동할 경우, 케이스와 전력기기를 연결하도록 설치된 진동가변기구가 전력기기의 진동에 대응하여 수축과 신장을 반복하게 되며, 상기 진동가변기구가 수축되는 과정에서는 진동가변기구의 내부에서 상대적으로 큰 저항이 발생되고, 진동가변기구가 신장되는 과정에서는 진동가변기구의 내부에서 상대적으로 작은 저항이 발생되며, 이러한 저항의 차이로 인하여 전력기기의 진동패턴이 불규칙하게 되므로, 공진의 발생으로 인한 전력기기나 주변 부품의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 진동가변기구는 저항을 발생시키는 유체로 공기를 이용하는 방식을 갖고 있으므로, 화재 발생의 위험성이 낮고, 주변 부품에 대한 오염의 우려가 없으며, 단순한 구조로써 설치 및 유지보수가 용이한 효과가 있다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배전반의 구조도,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진동가변기구의 구조도,
도 3 은 본 발명에 따른 진동가변기구가 수축되는 과정을 보인 예시도,
도 4 는 본 발명에 따른 진동가변기구가 신장되는 과정을 보인 예시도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

한편, 본 발명에 따른 내진구조는 배전반(Distributing board) 및 전동기제어반(Motor Control Center)에 적용가능하다.

주지된 바와 같이, 상기 배전반은 고압 또는 특고압 전기를 수전하여 이를 수용가에서 사용되는 전압으로 낮추어 수용가의 부하 설비로 공급하는 제어설비이고, 상기 전동기 제어반은 대용량의 전동기를 사용하는 설비에서 사용되는 일종의 제어설비로, 상기 배전반 및 전동기제어반은 후술될 전력기기, 케이스, 부스바, 탄성지지부, 진동가변기구를 공통적으로 포함하는 것으로 구성될 수 있으므로, 이하에서는 본 발명의 이해를 돕기 위해 배전반의 경우를 바람직한 실시예로 하여 설명하도록 하며, 전동기제어반에 대한 도시나 별도의 설명은 생략하도록 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배전반의 구조도를 도시하고 있다.

본 발명에 따른 배전반은 계속되는 지진이나 반복되는 여진으로 인해 내부 부품이 공진하는 것을 방지하는 내진구조를 포함하여 지진에 대한 보다 효과적인 대응이 가능하게 한 것으로, 전력기기(110), 케이스(120), 부스바(130), 탄성지지부(140), 진동가변기구(150)를 포함한다.

상기 전력기기(110)는 전력 회사로부터 배전반으로 공급되는 전기를 제어하는 것으로, 예를 들어 배선용차단기(MCCB), 기중차단기(ACB), 진공차단기(VCB), 변류기 등이 될 수 있으며, 배전반으로 공급되는 전기의 적절한 제어를 위하여 하나 이상의 전력기기(110)가 배전반의 내부에 설치될 수 있다.

한편, 상기 전력기기(110)에는 전기가 인입되거나 인출되는 단자(111)가 구비된다.

상기 케이스(120)는 다수의 패널이 조합되어 내부에 배전반을 구성하는 부품들이 설치되는 공간을 형성하도록 구성된다.

이러한 케이스(120)는 다양한 구조 및 형상으로 구성될 수 있는 바, 케이스(120)에 대한 보다 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

상기 부스바(130)는 배전반으로 공급되는 전기가 상기 전력기기(110)로 인입될 수 있도록 전력기기(110)와 연결되게 설치되고, 또 전력기기(110)에서 제어된 전기를 다른 전력기기(110)로 전달하도록 두 전력기기(110)를 연결하는 구조로 설치되거나, 전력기기(110)에서 제어된 전기가 외부로 인출될 수 있도록 전력기기(110)로부터 연장되게 설치될 수 있다. 한편, 도 1의 경우 케이스(120)의 내부에 하나의 전력기기(110)만이 설치되어 있으므로, 두 전력기기(110)를 연결하는 부스바의 구조는 도시되어 있지 않다.

한편, 상기 부스바(130)는 애자(131)에 의해 케이스(120)의 고정된다.

또한, 부스바(130)와 전력기기(110)의 단자(111)를 연결하거나, 서로 분리된 부스바(130)와 부스바(130)를 상호 연결함에 있어서, 지진 발생시에도 부스바(130)의 연결부위가 연결된 상태를 안정적으로 유지할 수 있도록 진동을 흡수하는 유연성 재질의 연결부재(160)가 더 포함될 수 있다.

상기 연결부재(160)는 전기가 잘 통하는 전도체로 이루어지고, 진동에 대응하여 플랙시블하게 변형되는 구조를 갖는 것이면 족하다.

예컨대, 특허문헌1에는 가느다란 많은 수의 소선을 댕기머리 형태로 꼬아 놓은 편조선 형태로 형성되어 탄성을 갖는 연결부재가 개시되어 있으며, 이러한 연결부재(160)를 이용하여 부스바(130)와 전력기기(110) 또는 부스바(130)와 부스바(130)를 연결할 수 있다.

상기 탄성지지부(140)는 전력기기(110)와 케이스(120)의 패널 사이에 위치하도록 설치되어 전력기기(110)를 탄성지지하는 것으로, 제1고정판(141)과 제2고정판(142) 및 탄성지지부재(143)로 구성될 수 있다.

상기 제1고정판(141)은 케이스(120)의 내측에 고정된 구조로 설치되되, 전력기기(110)가 설치될 위치에 대응하는 위치에서 케이스(120)의 내측에 고정되게 설치되어 케이스(120)와 함께 거동하도록 구성된다.

상기 제2고정판(142)은 제1고정판(141)와 이격된 채로 마주하며, 전력기기(110)와 함께 거동하도록 전력기기(110)에 고정되게 설치된다.

상기 탄성지지부재(143)는 제1고정판(141)과 제2고정판(142)의 사이에서 제1고정판(141)과 제2고정판(142)을 연결하도록 설치된다.

한편, 상기 탄성지지부재(143)는 지진 발생시 지면으로부터 케이스(120)를 통해 전달되는 진동을 흡수하는 부품으로, 스프링이나 고무블록으로 구성될 수 있으며, 다수개가 제1고정판(141)과 제2고정판(142)의 사이에 분산된 구조를 갖도록 설치될 수 있다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진동가변기구의 구조도를 도시하고 있다.

상기 진동가변기구(150)는 탄성지지부(140)와 다른 위치에서 전력기기(110)와 케이스(120)를 연결하도록 설치되어 전력기기(110)의 진동시 전력기기(110)의 진동을 완화시키는 것과 더불어 전력기기(110)의 진동패턴을 불규칙하게 변화시켜 공진현상이 발생되지 않도록 하는 것이다.

이러한 진동가변기구(150)는 실린더 몸체(151), 로드(152), 제1이동판(153), 고무판(154), 제2이동판(155)으로 구성된다.

상기 실린더 몸체(151)는 케이스(120)와 함께 거동하도록 케이스(120)에 설치되며, 공기의 유출입이 가능하게 하는 공기유동구(1511,1512)가 양단부에 각각 형성된 것으로 구성된다. 이하의 설명에서는 상기 두 공기유동구(1511,1512) 중, 도면 상 위쪽에 위치한 공기유동구는 제1공기유동구(1511)라 하고, 아래쪽에 위치한 공기유동구는 제2공기유동구(1512)라 한다.

한편, 상기 실린더 몸체(151)는 케이스(120)의 내부에 직접 고정되게 설치되거나, 전력기기(110)와의 거리로 인해 케이스(120)에 직접적인 설치가 곤란한 경우, 별도의 브라켓(121)에 설치되어 케이스(120)에 간접적으로 지지되는 방식으로 설치될 수 있다. 이때 상기 브라켓(121)은 케이스(120)의 내면으로부터 이격되어 전력기기(110)의 근접한 위치에서 실린더 몸체(151)를 지지할 수 있도록 케이스(120)에 고정되게 설치된다.

상기 로드(152)는 일측단이 실린더 몸체(151)의 내부에 위치하고, 타측단이 전력기기(110)와 연결되어 전력기기(110)와 함께 거동하도록 구성된다.

이러한 로드(152)는 지진에 의해 전력기기(110)가 진동하는 경우, 실린더 몸체(151)의 내부로 삽입되는 방향으로 이동하거나, 실린더 몸체(151)로부터 밖으로 이탈되는 방향으로 이동하게 되며, 이러한 로드(152)의 이동에 의해 진동가변기구(150)는 수축 또는 신장된다.

상기 제1이동판(153)은 실린더 몸체(151)의 내부에서 로드(152)와 함께 이동하도록 로드(152)의 일측단에 고정되게 설치된다.

한편, 상기 제1이동판(153)은 실린더 몸체(151)의 내면과 이격되는 외면을 갖는 판재로 구성되며, 이러한 구조에 따르면 실린더 몸체(151)의 내면과 제1이동판(153)의 사이에는 공기의 유동이 가능하게 하는 틈새(G)가 형성된다.

이와 같은 제1이동판(153)은 로드(152)의 이동시 고무판(154)을 지지하는 기능을 제공하는 것으로, 로드(152)가 실린더 몸체(151)의 내부로 삽입되는 경우, 고무판(154)이 상기 틈새(G)를 폐쇄한 상태로 로드(152)와 함께 이동할 수 있도록 고무판(154)을 지지하게 되며, 이를 위해 상기 제1이동판(153)은 상기 틈새(G)가 실린더 몸체(151)와의 사이에 형성되도록 하면서 충분한 면적으로 고무판(154)과 접촉될 수 있는 크기로 형성된다.

상기 고무판(154)은 실린더 몸체(151)의 내면과 마주하면서 밀착되는 외면을 포함하는 고무재질의 판재로 이루어지며, 상기 제1이동판(153)의 지지를 받으면서 로드(152)와 함께 이동하도록 제1이동판(153)에 일측면이 밀착되게 설치된다.

이처럼 설치된 고무판(154)에 의해 실린더 몸체(151)의 내부공간은 제1챔버(C1)와 제2챔버(C2)로 구획된다. 이때 상기 제1챔버(C1)는 고무판(154)을 기준으로 로드(152)의 반대측에 형성된 챔버이고, 상기 제2챔버(C2)는 로드(152)측에 형성된 챔버이다.

상기 제2이동판(155)은 고무판(154)을 사이에 두고 제1이동판(153)과 마주한 채로 고무판(154)의 타측면에 밀착되도록 설치된다.

한편, 상기 제2이동판(155)은 제1이동판(153)과 마찬가지로 고무판(154)을 지지하는 기능을 제공하되, 로드(152)가 실린더 몸체(151)로부터 빠져나가는 방향으로 이동하는 경우, 상기 고무판(154)이 공기와의 저항에 의해 변형되면서 상기 틈새(G)가 개방될 수 있도록 작은 면적으로 고무판(154)과 밀착되게 구성된다.

결국, 상기 제2이동판(155)은 고무판(154)과 밀착되는 면적이 제1이동판(153)이 고무판(154)에 밀착되는 면적 보다 작은 구조를 갖도록 형성된다.

상기와 같은 제1이동판(153)과 고무판(154) 및 제2이동판(155)은 제2이동판(155)과 고무판(154) 및 제1이동판(153)을 순차적으로 관통하여 로드(152)에 체결되는 볼트(B)에 의해 로드(152)에 결속되어 로드(152)와 함께 이동하도록 구성될 수 있다.

상기와 같이 구성된 진동가변기구(150)는 지진 발생시 전력기기(110)의 움직임에 대응하여 수축과 신장 동작을 반복하면서 전력기기(110)의 진동을 완화시키고, 더불어 전력기기(110)의 진동패턴을 불규칙하게 유도하는 기능을 제공하게 되며, 이러한 진동가변기구(150)가 전력기기(110)의 진동방향에 상관없이 안정적으로 기능할 수 있도록 하기 위하여 제1,2,3진동가변기구(150a,150b,150c)로 구성될 수 있다.

이때, 상기 제1진동가변기구(150a)는 수직한 자세로써 전력기기(110)의 상면과 케이스(120)를 연결하도록 설치되고, 상기 제2진동가변기구(150b)는 수평한 자세로써 전력기기(110)의 좌측면 또는 우측면과 케이스(120)를 연결하도록 설치되며, 상기 제3진동가변기구(150c)는 수평한 자세로써 전력기기(110)의 정면 또는 배면과 케이스(120)를 연결하도록 설치된다.

이처럼 설치된 제1,2,3진동가변기구(150a,150b,150c)는 전력기기(110)가 해당 방향으로 진동할 때 수축과 신장을 반복하면서 진동을 완화하고 공진의 발생을 억제하게 되므로, 불규칙한 진동특성을 갖는 지진에 효과적인 대응이 가능하게 된다.

또한, 상기 진동가변기구(150)는 지진 발생기 전력기기(110)가 불규칙한 방향으로 진동하는 것으로 고려하여 전력기기(110)의 위치에 따라 진동가변기구(150)가 기울어지면서 자세가 조절될 수 있도록 유니버셜조인트를 매개로 케이스(120) 및 전력기기(110)에 결합된다.

보다 구체적으로, 상기 진동가변기구(150)를 구성하는 실린더 몸체(151)는 제1유니버셜 조인트(171)를 매개로 케이스(120)에 결합되고, 상기 실린더 몸체(151)로부터 돌출된 로드(152)는 제2유니버셜 조인트(172)를 매개로 전력기기(110)에 결합된다.

참고로, 상기 유니버셜조인트는 주지된 바와 같이 제1,2요크(171a,172a,171b,172b)가 십자형으로 교차된 2개의 지지축을 갖는 스파이더(171c,172c)에 의해 결합된 것으로 이루어지며, 상기 제1요크(171a,172a)와 제2요크(171b,172b)가 다양한 자세로 굽어질 수 있게 되므로, 유니버셜 조인트를 이용하여 진동가변기구(150)를 케이스(120)와 전력기기(110)에 연결할 경우, 전력기기(110)가 불규칙한 방향으로 진동할지라도 진동가변기구(150)의 손상없이 안정적인 신축동작이 가능하게 된다.

상기와 같이 구성된 진동가변기구(150)에 있어서, 진동가변기구(150)의 수축동작과 신장동작시 내부에서 형성되는 저항의 차이를 더욱 증가시키도록 하는 스프링(156)이 더 포함될 수 있다.

상기 스프링(156)은 제1챔버(C1)의 내부에서 케이스(120)와 제2이동판(155)의 사이에 위치하도록 설치되되, 제2이동판(155)을 제2챔버(C2) 방향으로 밀어내는 방향으로 제2이동판(155)을 탄성지지하도록 설치된다.

이처럼 설치된 스프링(156)에 의하면, 진동가변기구(150)의 수축동작시 스프링(156)은 저항체로 작용하는 반면, 진동가변기구(150)의 신장동작시에는 스프링(156)은 저항을 감소시키는 요소로 작용하게 되므로, 진동가변기구(150)의 수축동작과 신장동작시 진동가변기구(150)의 내부에 형성되는 저항의 차이를 더욱 증가시킬 수 있으며, 이에 따라 전력기기(110)의 진동패턴을 더욱 불규칙하게 만들 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 내진구조를 갖는 배전반이나 전동기제어반은 지진의 발생으로 인하여 바닥이 진동하는 경우, 상기 바닥에 고정된 케이스(120)는 바닥과 함께 진동하게 된다.

상기와 같이 케이스(120)가 진동하는 경우, 케이스(120)와 전력기기(110)를 연결하도록 구성된 탄성지지부(140) 중 제1고정판(141)은 케이스(120)와 함께 진동하게 되고, 상기 제1고정판(141)과 제2고정판(142)의 사이에 설치된 탄성지지부재(143)가 제1고정판(141)의 움직임을 흡수하여 제1고정판(141)의 움직임 즉, 케이스(120)의 움직임이 제2고정판(142)으로 전달되는 것을 감소시킴으로써, 결국 전력기기(110)가 진동하는 것을 방지하여 지진으로 인한 전력기기의 손상을 방지할 수 있게 되는 것이다.

이처럼 지진 발생시 상기 탄성지지부(140)가 진동을 흡수하여 줌으로써, 전력기기(110)가 진동하는 것을 어느 정도는 방지할 수 있지만, 지진이 계속되거나 여진이 반복되는 경우 전력기기(110)도 진동할 수밖에 없다.

특히, 전력기기(110)의 고유진동수와 지진파의 주파수가 일치하는 경우, 공진의 발생으로 인하여 그 피해는 더욱 증가하게 된다.

반면, 본 발명에 따른 배전반이나 전동기제어반은 전력기기(110)가 진동하는 경우, 전력기기(110)와 케이스(120)를 연결하도록 설치된 진동가변기구(150)는 전력기기(110)의 진동과 연동하여 수축과 신장을 반복하게 된다.

도 3은 본 발명에 따른 진동가변기구가 수축되는 과정을 보인 예시도를 도시하고 있다.

상기 진동가변기구(150)의 수축동작이 이루어질 때는 로드(152)의 이동방향을 기준으로 고무판(154)의 뒤쪽에서 제1이동판(153)이 고무판(154)을 지지한 상태로 고무판(154)의 이동이 이루어지게 되며, 이때 고무판(154)은 실린더 몸체(151)의 내면에 외면이 밀착되어 제1이동판(153)과 실린더 몸체(151)의 사이에 형성된 틈새(G)를 폐쇄한 상태로 이동하게 되므로, 상대적으로 큰 공기저항이 발생되며, 제1챔버(C1)에 스프링(156)이 설치된 경우 발생되는 저항을 더욱 증가시킬 수 있다.

상기와 같이 진동가변기구(150)가 수축되는 과정에서 제1챔버(C1)의 공기는 제1공기유동구(1511)를 통해 외부로 배출되고, 새로운 공기가 제2공기유동구(1512)를 통해 제2챔버(C2)로 유입된다.

도 4는 본 발명에 따른 진동가변기구가 신장되는 과정을 보인 예시도를 도시하고 있다.

상기 진동가변기구(150)의 신장동작이 이루어질 때는 로드(152)의 이동방향을 기준으로 고무판(154)의 뒤쪽에서 제2이동판(155)이 고무판(154)을 지지한 상태로 고무판(154)의 이동이 이루어지게 되며, 이때 고무판(154)은 공기와의 저항으로 인해 변형되면서 제1이동판(153)과 실린더 몸체(151)의 사이에 형성된 틈새(G)를 개방하게 되므로, 진동가변기구(150)의 신장동작시에는 매우 작은 공기저항이 형성된다.

이와 같이 진동가변기구(150)가 신장되는 과정에서 제2챔버(C2)의 공기는 제2공기유동구(1512)를 통해 외부로 배출되고, 새로운 공기가 제1공기유동구(1511)을 통해 제1챔버(C1)로 유입된다.

이처럼 진동가변기구(150)의 수축동작과 신장동작시 내부에 형성되는 저항의 크기가 다르게 되면, 진동가변기구(150)를 압축하는 방향으로 전력기기(110)가 이동하는 경우에는 전력기기(110)의 이동거리가 상대적으로 많이 줄어들고, 진동가변기구(150)를 신장시키는 방향으로 전력기기(110)가 이동하는 경우에는 이동거리가 상대적으로 적게 줄어들게 되므로, 이로 인해 전력기기(110)의 진동패턴이 불규칙하게 변화됨에 따라 공진의 발생으로 인해 피해가 커지는 것을 방지할 수 있게 된다.

이와 같이 전력기기(110)의 진동패턴을 불규칙하게 하여 공진현상이 발생하는 것을 방지하는 진동가변기구(150)는 저항을 발생시키는 유체로서 공기를 이용하게 되므로, 화재의 위험이 전혀 없고, 주변 부품의 오염을 유발하지 않으며, 케이스(120) 내부의 공기를 그대로 이용하는 특성상 구조가 단순할 뿐만 아니라 유지보수가 용이한 이점이 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110: 전력기기 120: 케이스
130: 부스바 140: 탄성지지부
150: 진동가변기구 151: 실린더 몸체
1511: 제1공기유동구 1512: 제2공기유동구
152: 로드 153: 제1이동판
154: 고무판 155: 제2이동판
156: 스프링 160: 연결부재
171: 제1유니버셜 조인트 172: 제2유니버셜 조인트

Claims

전기를 제어하기 위한 하나 이상의 전력기기;
상기 전력기기가 설치되는 공간이 내부에 형성되도록 다수개의 패널이 조합된 것으로 이루어진 케이스;
상기 전력기기로 전기를 공급하거나, 전력기기에 의해 제어된 전기를 다른 전력기기 또는 외부로 보내도록 전력기기에 연결된 부스바;
상기 전력기기와 케이스의 패널 사이에 위치하도록 설치되어 전력기기를 탄성지지하면서 케이스를 통해 전달되는 진동을 흡수하는 탄성지지부; 및
상기 탄성지지부와 다른 위치에서 전력기기와 케이스를 연결하도록 설치되어 탄성지지부 및 전력기기의 진동시 진동패턴의 변화를 유도하는 진동가변기구;를 포함하되,
상기 진동가변기구는,
제1유니버셜 조인트를 매개로 상기 케이스에 결합되고, 공기의 유출입이 가능하게 하는 공기유동구가 양단부에 각각 형성된 실린더 몸체;
일측단이 상기 실린더 몸체의 내부에 위치하고, 타측단이 제2유니버셜 조인트를 매개로 상기 전력기기에 결합되어 전력기기와 함께 거동하는 로드;
상기 실린더 몸체의 내부에서 상기 로드와 함께 이동하도록 로드의 일측단에 설치되고, 실린더 몸체의 내면과 이격되는 외면을 구비하여 실린더 몸체와의 사이에 공기의 유동이 가능하게 하는 틈새가 형성되도록 이루어진 제1이동판;
상기 실린더 몸체의 내부에 위치하되, 실린더 몸체의 내면과 마주하면서 밀착되는 외면을 포함하여 실린더 몸체의 내부 공간을 상기 로드 측 제2챔버와 로드의 반대측 제1챔버로 구획하고, 상기 제1이동판의 지지를 받으면서 상기 로드와 함께 이동하도록 제1이동판에 일측면이 밀착되게 설치된 고무판;
상기 고무판을 사이에 두고 제1이동판과 마주하고 상기 로드와 함께 이동하면서 고무판의 타측면을 지지하도록 고무판의 타측면에 밀착되게 설치되고, 고무판과 밀착되는 면적이 제1이동판과 고무판의 밀착 면적 보다 작게 형성된 제2이동판; 및
상기 제2이동판을 상기 제2챔버 방향으로 밀어내는 방향으로 제2이동판을 탄성지지하도록 제2챔버에 설치되는 스프링;으로 구성되며,
상기 고무판은 상기 전력기기의 진동에 의해 로드가 제1챔버 방향으로 이동할 때는 제1이동판에 의해 지지된 상태로 이동하면서 상기 틈새를 막아 공기의 유동을 차단함으로써 상대적으로 큰 저항을 발생시키고, 상기 로드가 제2챔버 방향으로 이동할 때는 제2이동판에 의해 지지된 상태로 이동하면서 변형되어 상기 틈새를 개방함으로써 상대적으로 작은 저항을 발생시켜 진동하는 전력기기의 진동패턴을 변화시키는 것을 특징으로 하는 내진구조를 갖는 배전반.
청구항 1에 있어서,
상기 진동가변기구는,
상기 전력기기의 상면과 케이스를 연결하는 제1진동가변기구;
상기 전력기기의 좌측면 또는 우측면과 케이스를 연결하는 제2진동가변기구; 및
상기 전력기기의 정면 또는 배면과 케이스를 연결하는 제2진동가변기구;로 구성된 것을 특징으로 하는 내진구조를 갖는 배전반.
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전기를 제어하기 위한 하나 이상의 전력기기;
상기 전력기기가 설치되는 공간이 내부에 형성되도록 다수개의 패널이 조합된 것으로 이루어진 케이스;
상기 전력기기로 전기를 공급하거나, 전력기기에 의해 제어된 전기를 다른 전력기기 또는 외부로 보내도록 전력기기에 연결된 부스바;
상기 전력기기와 케이스의 패널 사이에 위치하도록 설치되어 전력기기를 탄성지지하면서 케이스를 통해 전달되는 진동을 흡수하는 탄성지지부; 및
상기 탄성지지부와 다른 위치에서 전력기기와 케이스를 연결하도록 설치되어 탄성지지부 및 전력기기의 진동시 진동패턴의 변화를 유도하는 진동가변기구;를 포함하되,
상기 진동가변기구는,
제1유니버셜 조인트를 매개로 상기 케이스에 결합되고, 공기의 유출입이 가능하게 하는 공기유동구가 양단부에 각각 형성된 실린더 몸체;
일측단이 상기 실린더 몸체의 내부에 위치하고, 타측단이 제2유니버셜 조인트를 매개로 상기 전력기기에 결합되어 전력기기와 함께 거동하는 로드;
상기 실린더 몸체의 내부에서 상기 로드와 함께 이동하도록 로드의 일측단에 설치되고, 실린더 몸체의 내면과 이격되는 외면을 구비하여 실린더 몸체와의 사이에 공기의 유동이 가능하게 하는 틈새가 형성되도록 이루어진 제1이동판;
상기 실린더 몸체의 내부에 위치하되, 실린더 몸체의 내면과 마주하면서 밀착되는 외면을 포함하여 실린더 몸체의 내부 공간을 상기 로드 측 제2챔버와 로드의 반대측 제1챔버로 구획하고, 상기 제1이동판의 지지를 받으면서 상기 로드와 함께 이동하도록 제1이동판에 일측면이 밀착되게 설치된 고무판;
상기 고무판을 사이에 두고 제1이동판과 마주하고 상기 로드와 함께 이동하면서 고무판의 타측면을 지지하도록 고무판의 타측면에 밀착되게 설치되고, 고무판과 밀착되는 면적이 제1이동판과 고무판의 밀착 면적 보다 작게 형성된 제2이동판; 및
상기 제2이동판을 상기 제2챔버 방향으로 밀어내는 방향으로 제2이동판을 탄성지지하도록 제2챔버에 설치되는 스프링;으로 구성되며,
상기 고무판은 상기 전력기기의 진동에 의해 로드가 제1챔버 방향으로 이동할 때는 제1이동판에 의해 지지된 상태로 이동하면서 상기 틈새를 막아 공기의 유동을 차단함으로써 상대적으로 큰 저항을 발생시키고, 상기 로드가 제2챔버 방향으로 이동할 때는 제2이동판에 의해 지지된 상태로 이동하면서 변형되어 상기 틈새를 개방함으로써 상대적으로 작은 저항을 발생시켜 진동하는 전력기기의 진동패턴을 변화시키는 것을 특징으로 하는 내진구조를 갖는 전동기제어반.
청구항 5에 있어서,
상기 진동가변기구는,
상기 전력기기의 상면과 케이스를 연결하는 제1진동가변기구;
상기 전력기기의 좌측면 또는 우측면과 케이스를 연결하는 제2진동가변기구; 및
상기 전력기기의 정면 또는 배면과 케이스를 연결하는 제2진동가변기구;로 구성된 것을 특징으로 하는 내진구조를 갖는 전동기제어반.
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