KR101815864B1 - Seismic-proof transformer - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 지진의 장주기 및 단주기 진동을 모두 감쇄시키는 수단이 적용된 변압기에 관한 것이다.The present invention relates to a transformer to which means for attenuating both long period and short period vibration of an earthquake are applied.
변압기는 철심과 권선을 가지고 전자유도작용으로 수전전압 또는 배전전압을 부하에 적당한 전압으로 변환하는 장치로서 변전설비 중에서 가장 중요한 기기 중 하나이다.A transformer is an apparatus that transforms a receiving voltage or a receiving voltage into an appropriate voltage by an electromagnetic induction operation with an iron core and a winding, and is one of the most important devices among the substation facilities.
변압기 본체를 절연유 속에 넣은 것을 유입변압기라 하는데 가격이 저렴하고 절연 내력이 강하며 유지보수비가 저렴하여 일반적으로 많이 사용된다. 그리고 변압기 본체를 에폭시 수지로 절연하여 몰드화한 변압기를 몰드 변압기라 하는데, 몰드 변압기는 크기가 작고 화제 위험이 적은 장점이 있는 반면 충격전압에 약한 단점이 있다.The transformer main body is placed in the insulating oil, which is called an inflow transformer. It is generally used because it is inexpensive, has a high dielectric strength and low maintenance cost. And the mold transformer is called mold transformer by insulating transformer main body with epoxy resin. Mold transformer is small in size and low in risk of topic, but it has weak point in impact voltage.
이러한 변압기는 수변전 시설물이라면 대부분 설치되므로 안정적인 전력 공급을 위해서는 항상 변압기의 가동이 안정된 상태로 이루어져야 한다. 특히 2016년 경주를 중심으로 진도 5.8의 지진이 발생한 점을 볼 때 우리나라도 지진에서 결코 안전한 지역이 아니므로 비상상황에서 인명과 재산이 유지될 수 있는 통제가 가능하려면 지진의 진동에서 변압기가 보호될 수 있는 수단이 반드시 필요하다.Since most of these transformers are installed in water substation facilities, the operation of the transformer must be stable in order to ensure stable power supply. Especially in view of the fact that an earthquake of 5.8 magnitude occurred at the center of Gyeongju in 2016, Korea is also not a safe region in the earthquake, so that it is necessary to protect the transformer from earthquake vibration There is a need for means.
또한 변압기는 진동에 의한 충격 등으로 인한 고장 및 폭발 사고도 빈번하게 일어나므로, 지진 발생 상황에서는 진동으로 인하여 변압기의 고장 및 폭발이 발생되지 않게 변압기에 전달되는 충격이 최소화 될 수 있도록 각별한 주의와 기술이 요청된다.In addition, since the transformer frequently experiences breakdown and explosion accidents due to vibration due to vibration, it is necessary to pay special attention and skill to minimize the shock transmitted to the transformer so that the breakdown and explosion of the transformer do not occur due to vibration Is requested.
특히 지진 발생시 변압기가 고장 또는 폭발하게 되면 발전소 또는 변전소의 보호계전기가 변압기의 고장 및 폭발을 감지하면서 광범위한 지역이 블랙아웃 될 수 있어 막대한 인명과 재산의 피해가 발생될 수 있어, 변압기에 대한 지진의 피해를 최소화시키는 기술의 개발이 더욱 절실하다.In particular, when a transformer fails or explodes in the event of an earthquake, the protective relay of the power plant or the substation may detect a breakdown and explosion of the transformer, and a large area may be blacked out, resulting in a great loss of life and property. The development of technology that minimizes the damage is more urgent.
지진은 진동방향과 진행방향이 일치되는 P파와, 진동 방향과 진행 방향이 수직을 이루는 S파와, 수평 및 수직 방향의 진동이 혼합되는 표면파가 있다. 이때 P파는 변압기에 수평 방향의 진동을 유발시키고, S파는 수직방향의 진동을 유발시키며, 표면파는 수직 방향과 수평 방향이 혼합되는 형태의 진동을 유발시킨다. 따라서 지진의 진동에 대비하기 위해서는 수직방향과 수평방향의 진동을 모두 감쇄시키거나 흡수시킬 수 있는 수단이 필요하다.An earthquake is a P wave whose direction of vibration and direction coincides with each other, an S wave whose direction of vibration is perpendicular to the direction of the vibration, and a surface wave of which vibration of horizontal and vertical directions is mixed. At this time, the P wave induces the horizontal vibration in the transformer, and the S wave causes the vertical vibration, and the surface wave induces the vibration in the form that the vertical direction and the horizontal direction are mixed. Therefore, in order to prepare for the vibration of the earthquake, a means for attenuating or absorbing both vertical and horizontal vibrations is required.
또한 지진파 중에서는 P파와 S파 이외에 장주기 진동파가 있다. 장주기 진동파는 P파와 S파에 비해 매우 느리고 오래 지속된다. 통상적인 지진에서 흔들림의 주기가 0.5초 내지 2초인 것에 비하여 장주기 진동은 몇 초에서 몇 십초이다. 특히 1985년에 발생한 멕시코시티의 지진과 2003년에 발생한 도카치 오키 지진에서 장주기 진동으로 인하여 심각한 피해가 발생했다.In addition to the P and S waves, there are long-period vibration waves in the seismic waves. Long period vibration wave is very slow and lasts longer than P wave and S wave. In a typical earthquake, the vibration period is from 0.5 second to 2 seconds, whereas the long-period vibration is from several seconds to several tens seconds. In particular, the earthquake in Mexico City in 1985 and the earthquake in Tokachi-Oki in 2003 caused serious damage.
장주기 진동은 P파와 S파 보다 먼 곳 까지도 큰 진폭을 유지하며 전달되는 특성이 있고, 주로 10층 이상의 고층 건물이나 높은 시설물을 파괴시키며, 건물이나 시설물이 파괴되지 않더라도 건물 내부의 중량물들은 모두 심하게 요동쳐서 어지럽게 흩어져 원위치를 이탈한다.Long-period vibration has the property of transmitting large amplitude farther than P wave and S wave, and it mainly destroys high-rise and high-rise buildings over 10 floors. Even if buildings and facilities are not destroyed, It is scattered and dislodged from the original place.
특히 장주기 진동파는 변위가 크므로 변압기의 설치 위치가 진동 후에 원래 위치에서 큰 폭으로 이탈될 수 있어, 변압기와 연결된 모선 및 주위 기기에 나쁜 영향을 미치거나 큰 사고로 이어질 수 있다.In particular, since the long-period vibration wave has a large displacement, the installation position of the transformer may be largely deviated from the original position after the vibration, which may adversely affect the bus and the peripheral devices connected to the transformer, or lead to a serious accident.
따라서 수많은 접속점들로 인해 위치 이탈이 악영향을 끼칠 수 있는 변압기를 포함한 각종 수배전기기의 경우 이러한 장주기 진동에 의한 피해로 정상 가동이 중단될 수 있어 2차적인 심각한 피해가 초래될 수 있다.Therefore, in the case of various power distribution devices including transformers, which may have a bad influence on displacement due to a large number of connection points, normal operation may be interrupted due to such long period vibration, which may cause secondary serious damage.
그런데 종래의 지진에 대한 완충장치를 살펴보면 대부분의 경우 단주기 진동을 완화시키는데 주안점이 있으므로 종래의 완충장치를 적용하게 되면 장주기 진동파를 감쇄시키는 별도의 장치가 필요하게 된다. 따라서 상당한 비용의 증가가 불가피 해 질뿐만 아니라, 단주기 진동 완충 수단이 장주기 진동 수단과 서로 작용이 상충될 우려가 있다.However, in the conventional vibration damping apparatus against earthquakes, most of the points are to mitigate the short period vibration. Therefore, when the conventional vibration damping apparatus is applied, a separate apparatus for attenuating the long period vibration wave is required. Therefore, not only a considerable increase in cost is inevitable but also there is a risk that the short-period vibration buffering means and the long-period vibration means are in conflict with each other.
따라서 변압기와 같이 민감한 수배전기기에 대해 단주기 진동을 효과적으로 감쇄시키는 동시에 장주기 진동을 함께 감쇄시킬 수 있는 기술이 절실하게 요청된다.Therefore, there is a desperate need for a technique capable of effectively attenuating the short-period vibration and attenuating the long-term vibration at the same time, as in the case of a transformer.
등록특허공보 제10-1081571호(등록일자: 2011. 11. 02)Patent Registration No. 10-1081571 (registered on November 02, 2011)
이에 본 발명은 종래기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로써, P파와 S파와 같은 단주기 진동파를 장주기 진동으로 전환시킴과 동시에 장주기 진동을 효과적으로 감쇄시킴으로써 하나의 장치로 변압기에 치명적 영향을 줄 수 있는 모든 종류의 지진의 진동 전달을 최대한 억제시킬 수 있는 내진 변압기를 제공하고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a method of converting a short period vibration such as a P wave and an S wave into a long period vibration and attenuating a long period vibration effectively, And to provide an earthquake-resistant transformer capable of suppressing vibration transmission of all kinds of earthquakes as much as possible.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 내진 변압기는 콘크리트 기초와, 상기 콘크리트 기초 상부에 배치되는 변압기 및, 상기 콘크리트 기초와 변압기 사이에 설치되는 하이브리드 완충기로 이루어지고, 상기 하이브리드 완충기는 상기 변압기 저면에 부착되는 상부판 및 콘크리트 기초 상면에 부착되는 하부판과, 상기 상부판 및 하부판 사이에 설치되고, 원기둥 형상의 중심 홀이 형성되는 고무블록 및 상기 중심 홀에 삽입되는 납 코어로 이루어지는 납 면진기와, 상기 하부판과 콘크리트 기초를 서로 고정시키는 앵커볼트와, 납 면진기 주위에 복수개가 상부판 및 하부판을 연결시키는 형태로 설치되는 와이어로프 및, 상기 중심 홀 내부에서 납 코어 주위를 둘러싸는 형태로 설치되며, 납 면진기와 서로 독립적으로 수축 및 이완되면서 지진의 진동을 감쇄시킴으로써, 납 면진기의 공진을 방지시키는 압축 스프링으로 구성된다.In order to achieve the above-mentioned object, the earthquake-resistant transformer according to the present invention comprises a concrete foundation, a transformer disposed above the concrete foundation, and a hybrid cushion installed between the concrete foundation and the transformer, And a lead core inserted between the upper plate and the lower plate, the lead block being inserted into the center hole, and a rubber block having a cylindrical center hole, An anchor bolt for fixing the bottom plate and the concrete foundation to each other; a wire rope installed around the lead core to connect the top plate and the bottom plate; , And seismic shrinkage and relaxation independent of each other And a compression spring for preventing resonance of lead vibration by attenuating vibration.
여기서 상기 고무블록은 바람직하게는 내부에 중심 홀을 둘러싸는 복수개의 와이어 메시 층이 일정 간격을 두고 적층되게 삽입되어, 고무블록과의 사이에 마찰력을 발생시킴으로써 고무블록의 횡 방향 전단 변형을 억제하여 납 면진기의 형상 복귀력 및 완충작용을 증가시킨다.Preferably, the rubber block is inserted in such a manner that a plurality of wire mesh layers, which surround the center hole, are stacked at predetermined intervals to generate a frictional force with the rubber block, thereby suppressing lateral shear deformation of the rubber block Increases the shape-restoring force and buffering action of lead-free.
또한 바람직하게는 상기 상부판과 하부판에 각각 하나씩 부착되고, 압축스프링을 둘러싸는 형태로 형성되며, 상부와 하부가 서로 극성을 달리하는 두 개의 영구자석 링이 설치되어, 지진 진동 발생 상황에서, 두 개의 자석 링 사이에서 형성되는 자속이 지진의 진동으로 변화 및 쇄교되면서 압축스프링 및 와이어 메시에 유도 전류를 발생시켜, 지진의 진동을 상기 유도 전류로 인해 발생되는 열에너지로 전환시킴과 동시에, 압축스프링 및 와이어 메시에 지진의 진동과 반대 방향으로 진동하는 힘을 생성시킨다.Preferably, two permanent magnet rings, one of which is attached to the upper plate and the other of the lower plate, and which are formed to surround the compression spring and whose upper and lower portions are mutually different in polarity, are provided. The magnetic flux formed between the magnet rings is changed and coupled with the vibration of the earthquake to generate an induced current in the compression spring and the wire mesh to convert the vibration of the earthquake into the thermal energy generated by the induction current, Generates a force in the wire mesh that vibrates in the opposite direction to the vibration of the earthquake.
그리고 상기 앵커볼트는 바람직하게는 절개선이 하단으로부터 일정 길이만큼 복수개가 형성되는 원통 형상의 캡과, 캡 중심에 삽입되며 몸통보다 더 직경이 크게 형성되는 하단이 캡 하부로 돌출되게 캡에 삽입되는 볼트와, 하부가 밀폐된 원통형상으로서 캡과 캡 하부로 돌출된 볼트 하단이 모두 내부에 삽입되게 형성되는 탄성 캡으로 구성됨으로써, 지진의 진동이 콘크리트 기초로부터 앵커볼트로 전달될 때 탄성 캡이 지진의 진동을 일차적으로 감쇄시킨다.The anchor bolt is preferably inserted into a cap having a cylindrical shape in which a plurality of anvil bolts are formed at a predetermined length from the lower end and a lower end inserted into the center of the cap and having a larger diameter than the body, And an elastic cap having a bolt and a lower portion sealed in a cylindrical shape and formed so that a cap and a lower end of a bolt protruding from the lower portion of the cap are both inserted into the inner portion, whereby when the vibration of the earthquake is transmitted from the concrete foundation to the anchor bolt, Thereby first attenuating the vibration of the motor.
한편, 상기 하이브리드 완충기의 상부에 고정 설치되는 하부 프레임과 하부 프레임의 상부에 고정 설치되는 측면 프레임 및 측면 프레임의 상단을 고정 연결시키는 상부 프레임으로 구성되어 상기 변압기를 둘러싸는 프레임과, 상부 프레임과 변압기의 상부를 연결시키는 현수 사슬로 이루어져, 변압기를 공중에 부양시킴으로써, 현수 사슬이 지진 발생 상황에서 콘크리트 기초로부터 변압기로 전달되는 진동을 감쇄시키는 현수 어셈블리가 설치될 수 있다.The hybrid cushioning device includes a lower frame fixedly installed on the hybrid cushioning unit, a side frame fixedly installed on an upper portion of the lower frame, a frame surrounding the transformer, A suspending assembly can be installed by suspending the transformer in the air so that the suspension chain attenuates vibrations transmitted from the concrete foundation to the transformer in the event of an earthquake.
여기서 바람직하게는 브래킷과, 브래킷에 내장되는 현수 스프링과, 브래킷에 내장되며 현수 스프링의 상부에 결합되는 압축판 및, 압축판 저면에 결합되며 현수 스프링에 삽입되는 중심 봉으로 이루어져, 상기 단절구간을 연결시키는 행거 마운트가 설치되어, 지진 발생 상황에서 상기 콘크리트 기초로부터 현수 어셈블리를 통해 변압기로 전달되는 장주기 진동을 행거 마운트가 감쇄시킨다.Preferably, it comprises a bracket, a suspension spring embedded in the bracket, a compression plate incorporated in the bracket and coupled to the top of the suspension spring, and a center rod coupled to the bottom of the compression plate and inserted into the suspension spring, A hanger mount for connection is provided to attenuate the long period vibration transmitted from the concrete foundation to the transformer through the suspension assembly in the event of an earthquake.
이 경우 상기 변압기의 저면과 하부 프레임의 상면을 연결시키는 스토퍼 사슬이 설치되어 지진 발생 상황에서 변압기의 일정 범위 내의 가변을 허용시키면서 변압기의 전 방향 변위를 억제시킨다.In this case, a stopper chain connecting the bottom surface of the transformer and the upper surface of the lower frame is provided to suppress the omni-directional displacement of the transformer while permitting a variation within a certain range of the transformer in an earthquake occurrence situation.
또는 상기 현수 어셈블리 대신에 상기 콘크리트 기초 상부에 설치되며 변압기의 측면에 접촉되어 변압기의 횡 방향 변위를 억제시키는 완충 블록이 설치될 수 있다.Or a buffer block installed on the concrete foundation instead of the suspension assembly and contacting the side surface of the transformer to suppress the lateral displacement of the transformer.
이 경우 상기 완충 블록은 콘크리트 기초 상부에 설치되는 하부 수평 판과, 하부 수평 판으로부터 연장되면서 상부로 절곡되어 형성되는 수직 판 및, 하부 수평 판의 상부를 관통하여 콘크리트 기초 내부로 삽입되어 하부 수평 판을 콘크리트 기초 상면에 결합시키는 지지볼트로 이루어진다.In this case, the buffer block includes a lower horizontal plate installed on the concrete foundation, a vertical plate bent upwardly from the lower horizontal plate, and a lower horizontal plate inserted through the upper portion of the lower horizontal plate, To the upper surface of the concrete foundation.
여기서 상기 수직 판에서 변압기를 향하는 면에는 바람직하게는 납으로 이루어지는 납 층이 부착되고, 납 층 표면에는 완충고무 층이 부착되어, 지진 발생 상황에서 콘크리트 기초로부터 변압기에 전달되는 수평 진동을 감쇄시킨다.A lead layer made of lead is attached to the surface of the vertical plate facing the transformer, and a buffer layer is attached to the surface of the lead layer to attenuate the horizontal vibration transmitted from the concrete foundation to the transformer in the event of an earthquake.
이때 바람직하게는 상기 완충고무 층은 표면이 길게 형성되는 돌출부와 함몰부가 번갈아 나타나는 요철 면으로 형성됨으로써 이완과 수축 깊이가 증가되어 진동감쇄가 보다 효과적으로 일어난다.
At this time, preferably, the buffer rubber layer is formed of a protruding portion having a long surface and an uneven surface alternating with the depressed portion, so that the relaxation and shrinking depth are increased and the vibration damping is more effectively performed.
본 발명에 따른 내진 변압기는 P파와 S파와 같은 짧은 주기의 지진파가 변압기로 전달되는 것을 감쇄키면서 장주기 진동으로 전환시키고, 지진에서 발생되는 장주기 지진파로 인한 수직 진동과 수평 진동을 모두 감쇄시키는 수단이 적용됨으로써 장주기 지진파로 발생될 수 있는 진동 피해 및 변압기의 변위 발생을 억제시키는 한편, 지진의 진동 에너지를 전기 및 열에너지로 변환시킴으로써 진동의 감쇄가 최대한 효과적으로 수행되어, 지진으로 인하여 변압기에 초래될 수 있는 피해가 현저하게 최소화 될 수 있는 효과가 있다.The earthquake-resistant transformer according to the present invention is a means for converting short-period seismic waves such as P waves and S waves to long-period vibrations while attenuating the transmission of the short-period seismic waves to the transformers and attenuating both vertical and horizontal vibrations due to long- By applying this method, it is possible to suppress the vibration damage which may occur in the long period seismic wave and the occurrence of the displacement of the transformer while converting the vibration energy of the earthquake into electric and thermal energy so that the vibration can be attenuated as effectively as possible, The damage can be remarkably minimized.
도 1a는 본 발명에 따른 내진 변압기의 정면도,
도 1b는 본 발명에 따른 내진 변압기의 측면도,
도 2a는 도 1a 하부에 도시된 하이브리드 완충기의 확대 정면도,
도 2b는 도 2a에 도시된 하이브리드 완충기의 평단면도,
도 2c는 도 2a에 도시된 하이브리드 완충기의 작용을 나타낸 개념도,
도 2d는 도 2a에 도시된 메시층의 재질을 나타낸 개념도,
도 2e는 도 2a에 도시된 앵커볼트의 분해사시도,
도 2f는 도 2e에 도시된 앵커볼트의 설치 과정을 나타낸 평면도,
도 3a는 본 발명에 따른 내진 변압기의 제1 변형 실시예를 나타내는 정면도,
도 3b는 도 3a의 측면도,
도 3c는 도 3a에 도시된 행거 마운트의 사시도,
도 3d는 도 3a에 도시된 프레임의 평면도,
도 4a는 본 발명에 따른 내진 변압기의 제2변형 실시예를 나타내는 측면도,
도 4b는 도 4a에 도시된 완충 블록의 확대 사시도,
도 4c는 도 4b를 반대 측에서 나타낸 사시도,
도 4d는 도 4a의 추가 실시예를 나타내는 사시도,
도 5a 내지 도 5d는 분리형 프레임이 설치된 실시예를 나타내는 도면,
도 6은 제어부를 나타내는 구성도,FIG. 1A is a front view of an earthquake-resistant transformer according to the present invention,
1B is a side view of an earthquake-resistant transformer according to the present invention,
FIG. 2A is an enlarged front view of the hybrid shock absorber shown in FIG. 1A,
2B is a top cross-sectional view of the hybrid shock absorber shown in FIG. 2A,
FIG. 2C is a conceptual view showing the operation of the hybrid shock absorber shown in FIG. 2A,
FIG. 2D is a conceptual view showing the material of the mesh layer shown in FIG. 2A,
FIG. 2E is an exploded perspective view of the anchor bolt shown in FIG. 2A,
FIG. 2F is a plan view showing an installation process of the anchor bolt shown in FIG. 2E,
FIG. 3A is a front view showing a first modified embodiment of the earthquake-resistant transformer according to the present invention,
FIG. 3B is a side view of FIG.
Figure 3c is a perspective view of the hanger mount shown in Figure 3a,
Figure 3d is a top view of the frame shown in Figure 3a,
4A is a side view showing a second modified embodiment of the earthquake-resistant transformer according to the present invention,
4B is an enlarged perspective view of the buffer block shown in FIG. 4A,
FIG. 4C is a perspective view of FIG. 4B,
Figure 4d is a perspective view showing a further embodiment of Figure 4a,
5A to 5D are views showing an embodiment in which a separable frame is installed,
6 is a configuration diagram showing a control section,
본 발명의 실시예에서 제시되는 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 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
The specific structure or functional description presented in the embodiment of the present invention is merely illustrative for the purpose of illustrating an embodiment according to the concept of the present invention, and embodiments according to the concept of the present invention can be implemented in various forms. And should not be construed as limited to the embodiments described herein, but should be understood to include all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 내진 변압기에는 기본 실시예와, 제1 변형 실시예와, 제2 변형 실시예 및, 제3 변형 실시예가 있다. 제1 내지 제3 변형 실시예는 모두 기본 실시예에 추가적인 구성이 적용된 실시예들이므로, 제1 내지 제3 실시예 모두에서 기본 실시예에서 제시된 특징들은 동일하게 적용된다. 따라서 제1 내지 제3 실시예에 대한 설명에서는 기본 실시예의 설명에서 기술된 내용은 중복을 피하기 위해 생략하기로 한다.The earthquake-resistant transformer according to the present invention has the basic embodiment, the first modification, the second modification, and the third modification. Since all of the first to third modified embodiments are embodiments in which a further configuration is applied to the basic embodiment, the features shown in the basic embodiment in all of the first to third embodiments are applied equally. Therefore, in the description of the first to third embodiments, the contents described in the description of the basic embodiment will be omitted in order to avoid duplication.
이하에서 각 실시예를 차례로 설명하기로 한다.
Hereinafter, each embodiment will be described in order.
<기본 실시예>≪ Basic Embodiment >
기본 실시예에서 본 발명에 따른 내진 변압기는 도 1a 및 도 2a에 도시된 바와 같이 콘크리트 기초(5)와, 콘크리트 기초(5) 상부에 배치되는 변압기(10) 및, 콘크리트 기초(5)와 변압기(10) 사이에 설치되는 하이브리드 완충기(20)로 이루어진다.In the basic embodiment, the earthquake-resistant transformer according to the present invention comprises a
여기서 콘크리트 기초(5)는 변압기(10)가 설치되는 지반을 나타내며, 변압기(10)가 설치되는 위치가 건물 또는 시설물의 지반인 것을 나타내는 것은 아니다. 즉 콘크리트 기초(5)는 변압기(10)가 설치되는 위치가 건물의 고층인지 저층인지 여부에 상관없이 변압기(10)가 설치될 수 있는 단단한 바닥을 의미한다.Here, the
변압기(10)는 도 1a 및 도 1b에 몰드 변압기(10)로 도시되어 있으나, 본 발명에서의 변압기(10)는 반드시 몰드 변압기(10)에 한정되지 않고, 유입 변압기(10) 뿐만 아니라 변압기(10)와 연결되는 LBS(교류부하 개폐기), MOF(계기용 변성기), PT, CT, VCB(진공차단기), ACB(기중차단기)등을 포함한 수배전반, 및 ESS(에너지 저장 시스템)의 축전지 랙 및 인버터 등의 외함 등의 각종 수배전기기가 모두 변압기(10)와 상호작용 한다는 측면에서 본 발명에서 언급되는 '변압기(10)'로 통칭될 수 있다.1A and 1B, the
하이브리드 완충기(20)는 도 2a에 도시된 바와 같이 상부 판(281), 하부 판(282), 납 면진기(21), 앵커볼트(27), 와이어로프(26) 및, 압축 스프링(22) 및 영구자석 링(25)으로 구성된다.The
여기서 상부 판(281) 및 하부 판(282)은 하이브리드 완충기(20)의 상면과 하면을 구성하는 마감재이다. 상부 판(281)의 상면은 변압기(10)의 저면(11)에 고정 부착되며, 하부 판(282)은 콘크리트 기초(5)의 상면에 부착된다. 이때 변압기(10)의 저면(11)과 상부 판(281) 사이에는 고무 재질의 완충 판(23)이 설치될 수 있다.Here, the
여기서 상부 판(281)과 변압기(10) 저면이 결합될 때 도 2a에 도시된 바와 같이 높이 조절 너트(29)로 하이브리드 완충기(20) 전체 높이가 조절될 수 있다.When the bottom plate of the
또한 하이브리드 완충기(20)의 중심에 배치되는 납 면진기(21)는 도 2a에 도시된 바와 같이 전체적으로 원기둥 형상이면서 중심에 수직으로 길게 원형 홀이 형성되는 고무블록(212)과, 원형 홀에 삽입되는 납 코어(211)로 이루어진다.2B, the
납 면진기(21)는 전방위로 탄성력이 있는 고무블록(212)과 연성 재질인 납이 조합되어 이루어짐으로써, 수직방향 뿐만 아니라 수평 방향으로도 진동 흡수 능력이 발휘된다.Since the
납 면진기(21)는 일반적으로 바람과 같은 단시간의 작용력에 대해서는 저항하지만 지진과 같이 일정한 힘과 진폭 이상으로 발생되는 진동에 대해서는 납의 항복점을 넘어서게 되어 수평 방향의 변위 흡수가 가능하며, 이 경우 납 코어(211) 주위의 고무블록(212)의 영향으로 진동의 장주기화가 달성된다.Generally, the
즉 일반적으로 외력에 대한 진동수가 수Hz인 일반 몰드 변압기(10)의 경우 수평전단 항복강도가 약한 납의 변형이 일어나면서 진동수가 감소되어 장주기화가 일어나는 것이다.In general, in the case of a
이 경우 이러한 장주기화의 달성으로 단주기 진동에너지가 납 면진기(21)로 흡수되며, 납 면진기(21)의 비선형 거동이 발생된다.In this case, the short-period vibration energy is absorbed by the lead-
이때 발생된 변위의 회복은 일차적으로는 고무블록(212)의 복원력으로 수행된다. 그리고 이차적으로는 납 코어(211)의 전단 변형 및 고무블록(212)의 변형 과정에서 발생된 열로 인해 납 코어(211)가 재결정화 되면서 납 코어(211)의 복원이 이루어짐으로써 수행된다. 납의 재결정온도는 철이 섭씨 450도, 알루미늄이 섭씨 150도, 구리가 섭씨 250도인 것에 반하여 불과 섭씨 20도의 온도에서도 이루어질 수 있으므로 납의 재결정화로 인한 복원에 필요한 열에너지는 전단 변형 과정에서 발생되는 열로 충분하기 때문이다.The recovery of the generated displacement is performed primarily with the restoring force of the
이때 본 발명에서는 납 면진기(21)의 복원력 증가 및 장주기 진동의 흡수가 보다 효과적으로 이루어질 수 있도록, 고무블록(212) 내부에 도넛 형태로 중공이 형성된 원반 형태의 복수개의 메시 층(213)이 일정 간격을 두고 적층되는 형태로 삽입된다. 참고로 도 2d에 도시된 메시 층(213)은 사각형으로 도시되어 있으나 이는 메시 층(213)의 내부 구조를 보여주기 위함이며, 고무블록(212)에 삽입되는 메시 층(213)은 전체적으로 납 코어(211)가 삽입되는 중공이 형성된 도넛 형상의 원반 형태로 형성된다. In this case, in order to increase the restoring force of the
이렇게 메시 층(213)이 삽입될 경우, 메시 층(213)과 고무블록(212) 계면에서 큰 마찰력이 형성되어 고무블록(212) 및 납 코어(211)의 과도한 전단 변형이 억제됨으로써, 큰 수평 변위가 초래되더라도 변압기(10)가 원래 설치 위치에서 이탈되는 현상이 최대한 억제될 수 있다.When the
특히 메시 층(213)은 고무블록(212)을 이루는 고무 재질에 비해 탄성 변형 폭이 크므로 수직 진동 감쇄 능력은 고무블록(212) 보다 한층 더 탁월하다. 그러면서도 고무블록(212)과의 계면 마찰력으로 인해 고무블록(212)의 과도한 수평 전단변형을 억제시킨다.In particular, since the
그리고 메시 층(213)은 메시 형태의 steel shim이다. 따라서 강성과 탄성을 동시에 지니는 한편, 특정 방향이 아닌 전 방향에 대해 탄성력을 발휘하므로 모든 방향의 진동 에너지를 완화 및 흡수시킬 수 있다.And the
또한 도 2a에 도시된 바와 같이 단주기 진동의 추가적 흡수를 위해 납 코어(211) 주위에는 납 코어(211)를 둘러싸는 형태로 압축 스프링(22)이 설치된다.Also, as shown in FIG. 2A, a
압축 스프링(22)은 또한 복원력이 있으므로 수평 변형 후 납 코어(211)의 원상 회복을 촉진시키는 작용도 하게 되며, 또한 압축 스프링(22)은 후술하게 될 고정 영구자석 링(25)가 설치될 경우 영구 자석의 설치로 인한 자속의 쇄교가 진동 상황에서 압축 스프링(22)의 진동 감쇄 작용으로 인해 유도전류를 발생시킴으로써 결국 지진의 진동 에너지가 전기 및 열에너지로 전환되어 빠져나가게 하는 작용을 수행할 수 있다. 그러므로 지진에 의한 진동을 보다 더 신속하게 완충 소멸시킬 수 있다.The
앵커볼트(27)는 도 2a에 도시된 바와 같이 납 면진기(21)를 콘크리트 기초(5)에 단단하게 고정시키는 작용을 한다.The
앵커볼트(27)는 지진이 발생했을 때 콘크리트 기초(5)의 진동을 가장 먼저 전달받는 부재이다. 따라서 본 발명에서는 종래 앵커볼트가 단지 기초에 고정시키는 작용만 하는 것과 달리 고정 작용을 하면서 또한 1차적으로 콘크리트 기초(5)로부터 전달되는 지진의 진동을 감쇄시키는 작용을 하도록 제작될 수 있다.The anchor bolt (27) is a member that receives the vibration of the concrete foundation (5) first when an earthquake occurs. Therefore, in the present invention, the anchor bolt can be fabricated so as to attenuate the vibration of the earthquake transmitted from the
구체적으로 본 발명에서는 도 2e에 도시된 바와 같이 통상적인 앵커볼트를 이루는 볼트 심(271)과 볼트 심(271)이 삽입될 수 있게 원통형상으로 형성된 앵커 캡(272)이 결합 된 상태로 삽입될 수 있게 내부가 중공인 탄성 고무 재질이면서 역시 원통형상인 고무 캡(273)이 마련된다.Specifically, in the present invention, as shown in FIG. 2E, a
이때 고무 캡(273)의 외주면에는 하단부터 일정한 높이 까지 수직으로 장홈이 형성된다. 이 장홈을 수직 장홈(2731)이라 칭하기로 한다. 수직 장홈(2731)은 도 2f에 가시적으로 도시되진 않았지만 앵커 캡(272)에 상부로부터 타격을 가하여 앵커 캡(272)이 하단에서 확장될 때 고무 캡(273)도 함께 외경이 확장됨으로써 앵커 볼트(27) 삽입을 위해 콘크리트 기초(5)에 미리 파 놓은 앵커 홀 내부에 앵커 볼트(27)가 견고하게 고정 될 수 있게 하는 작용을 한다.At this time, the outer circumferential surface of the
그러면서도 고무 캡(273)은 또한 고무재질로 이루어지는 점과 외주면에 형성된 수직 장홈(2731)으로 인하여 일정한 폭 이상의 두께 만큼 변형이 가능하게 되므로 콘크리트 기초(5)로부터 변압기(10)로 전달되는 진동을 일차적으로 어느 정도 감쇄시킬 수 있다. The
그리고 고무블록(212)의 둘레에는 전후좌우로 대칭되게 복수개의 와이어로프(26)가 설치된다.A plurality of
와이어로프(26)는 복수개의 스틸 세선이 연선되어 꼬이면서 하나의 굵은 로프 형태로 형성되는 부재이다. 따라서 각 세선들로 세분된 구조상 일정한 탄성을 지니게 되어 지진의 진동을 감쇄시킨다. 이때 와이어로프(26)를 이루는 수많은 세선들 간에 마찰로 인해 지진 발생시 마찰열이 발생되므로 지진의 진동에너지가 열에너지 형태로 배출될 수 있다.The
또한 와이어로프(26)는 납 코어(211) 주위를 감싸는 압축 스프링(22)과 공진 주기가 서로 다르므로 압축 스프링(22)으로 인해 발생될 수 있는 공진 발생을 억제시킨다.Further, since the
그리고 와이어로프(26)가 배치됨에 있어 와이어로프(26)의 직립을 지지해 주는 슬리브가 도 2a에 도시된 바와 같이 수직 하부를 향하게 설치되어 지진의 진동 상황에서도 와이어로프(26)가 설치 위치에서 이탈되지 않고 완충 작용을 할 수 있다.In addition, the sleeve supporting the upright of the
한편, 앞서 잠깐 언급된 바와 같이 납 코어(211)의 상부와 하부에 고정 영구자석 링(25)가 설치될 경우 납 코어(211)의 과도한 변형을 억제시킴과 동시에 고정 영구자석 링(25)와 코일 스프링의 상호작용으로 인해 지진의 진동 에너지가 전기 에너지 및 열에너지고 변형되어 지진의 진동 에너지를 효과적으로 감쇄시킬 수 있다.As described above, when the fixed
고정 영구 자석 링(25)은 도 2a에 도시된 바와 같이 상부 영구 자석 링(251)과 하부 영구 자석 링(252)으로 이루어진다. 상부 영구 자석 링(251)과 하부 영구 자석 링(252)은 도 2b에 도시된 것처럼 원형 링 형상으로 제작된다. 그리고 도 2c에 도시된 바와 같이 상부 영구 자석 링(251)과 하부 영구 자석 링(252)은 둘 중 어느 하나는 N 극을 배치하고 나머지 하나는 S 극을 배치하여 자속이 도 2c에 도시된 화살표 방향으로 향하게 된다.The fixed
자속은 압축 스프링(22)의 중심과 메시 층(213)의 중심으로 쇄교된다. 이 경우 지진이 발생되면 지진의 진동으로 인해 압축 스프링(22)과 메시 층(213)은 서로 다른 속도로 가변되면서 주기적인 변위가 발생된다. 이때 아래의 식에 의해서 압축 스프링(22) 및 메시 층(213)에 유도전류가 발생된다.The magnetic flux is linked to the center of the
유도전류는 압축 스프링(22)과 메시 층(213)의 내부 저항으로 인하여 열을 발생시킨다. 이때 발생되는 열로 인해 지진의 진동 에너지는 최종적으로 열에너지로 전환되어 배출되므로 탄성에 의한 진동 흡수 작용으로 인한 감쇄뿐만 아니라 에너지 전환으로 인한 진동 에너지의 효과적인 흡수가 이루어질 수 있다.The induced current generates heat due to the internal resistance of the
또한 진동에너지를 유도전류로 전환시킨 다음 열에너지로 방출하는 과정은 전기적인 유도 과정으로 발생되므로 기계적인 완충 작용보다 신속하게 진동에너지를 소멸시키는 것이 가능하다.
In addition, since the process of converting the vibration energy into the induction current and then releasing it as heat energy is generated by the electrical induction process, it is possible to quickly extinguish the vibration energy rather than the mechanical buffering action.
< 제1 변형 실시예><First Modified Embodiment>
본 발명에 따른 제1변형 실시예는 앞서 설명된 기본 실시예에서 도 3a에 도시된 부양 어셈블리(30)가 추가된 형태의 실시예이다.A first modified embodiment according to the present invention is an embodiment of the type in which the
부양 어셈블리(30)는 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 프레임(31)과, 변압기(10) 상면에 고정 설치되는 리프팅 아이(32) 및, 리프팅 아이(32)에 하단이 연결되고, 프레임(31) 상부에 상단이 연결되는 현수 사슬(33)로 이루어진다.The lifting
프레임(31)은 도 3a에 도시된 바와 같이 하이브리드 완충기(20) 상부에 고정 설치되는 하부 프레임(311)과, 하부 프레임(311)에서 일체로 상부를 향하여 설치되는 측면 프레임(313)과, 측면 프레임(313)의 상단을 연결시키는 상부 프레임(312)으로 이루어지며, 변압기(10)는 상부 프레임(312)에 매달리는 형태로 설치되고, 하이브리드 완충기(20)는 하부 프레임(312)과 콘크리트 기초(5) 사이에 설치되므로, 지진의 진동은 하이브리드 완충기(20)에서 일차적으로 흡수되고, 상부 프레임(311)과 변압기(10) 사이에서 이차적으로 흡수되는 구조로 이루어진다.3A, the
여기서 상부 프레임(311)과 변압기(10)의 상면을 연결시키는 수단은 현수 사슬이다. 그리고 변압기(10)의 상면에는 현수 사슬(33)이 연결될 수 있게 도 3a에 도시된 바와 같이 현수 사슬(33)이 통과될 수 있는 관통공이 형성된 브래킷인 리프팅 아이(32)가 부착된다.Here, the means for connecting the
그런데 상부 프레임(311)에 현수 사슬(33)로 매달린 변압기(10)는 한 차례 진동이 발생했을 때에는 관성으로 인해서 진동을 직접 전달받지는 않지만, 현수 사슬(33)이 출렁거린 후 다시 팽팽해 진동을 전달받게 된다.However, when the vibration is generated once, the
이러한 현수 사슬(33)로 인한 진동이 변압기(10)로 전달되는 것이 차단될 수 있게 현수 사슬(33)의 일정 지점에 행거 마운트(34)가 설치된다.A hanger mount (34) is installed at a certain point of the suspension chain (33) so that the vibration due to the suspension chain (33) is prevented from being transmitted to the transformer (10).
행거 마운트(34)는 도 3c에 도시된 바와 같이 브래킷(341)과, 브래킷(341)에 내장되는 현수 스프링(342)과, 브래킷(341)에 내장되며 현수 스프링(342)의 상부에 결합되는 압축판(344) 및, 압축판(344) 저면에 결합되며 현수 스프링(342)에 삽입되는 중심 봉으로 이루어진다.The
현수 사슬(33)은 행거 마운트(34)가 중간에 결합 될 수 있도록 단절 구간이 형성된다. 이때 단절 구간의 상단은 행거 마운트(34)의 브래킷(341) 상면에 고정 결합되고, 단절 구간의 하단은 중심 봉의 하단에 결합된다. 중심 봉은 현수 스프링의 상면에 설치된 압축판 저면에 고정 결합되어, 변압기(10)의 하중이 압축판에 전달되고 압축판은 변압기(10)의 하중을 현수 스프링 상부로 전달하게 되어 결국 현수 스프링이 변압기(10)의 하중을 상부로부터 받게 된다.The
이때 프레임으로부터 변압기(10)로 전달되는 진동은 현수 사슬에서 차단되고 또한 행거 마운트로 흡수 차단되며, 여기서 현수 사슬의 진동 차단 작용으로 인해 현수 스프링의 공진이 발생되더라도 현수 스프링의 공진이 현수 사슬에 흡수되어 변압기(10)에 전달되지 않으므로 행거 마운트의 공진으로 인한 2차 피해도 방지되는 효과가 있다.At this time, the vibration transmitted from the frame to the
이렇게 프레임이 하이브리드 완충기(20)와 변압기(10) 사이에 설치되고, 프레임과 변압기(10) 사이에는 이중의 진동 흡수 및 완충 수단이 설치되며, 진동 흡수 과정에서 공진 발생이 억제되므로 지진의 진동이 변압기(10)로 전달되는 과정에서 대부분 차단 가능하다.Since the frame is provided between the
한편, 변압기(10)는 프레임에 매달린 상태가 되므로 장주기 진동이 일어날 경우 변압기(10)의 그네 운동과 유사한 변위 발생이 큰 폭으로 일어날 수 있다. 따라서 변압기(10)의 저면과 하부 프레임(312)의 상부는 도 3a에 도시된 바와 같이 스토퍼 사슬(36)로 연결되어 일정 폭 이상의 변위가 억제되어 변압기(10)의 위치 틀어짐이 방지될 수 있다.
On the other hand, since the
< 제2 변형 실시예>≪ Second Modified Embodiment &
본 발명에 따른 제2 변형 실시예는 도 4a에 도시된 바와 같이 도 1a에 도시된 기본 실시예에서 완충 블록(40)이 추가된 형태이다.A second modified embodiment according to the present invention is a form in which a
완충 블록(40)은 도 4b 내지 4d에 도시된 바와 같이 콘크리트 기초(5) 상부에 설치되는 하부 수평 판(421)과, 하부 수평 판(421)으로부터 연장되면서 상부로 절곡되어 형성되는 수직 판(41) 및, 하부 수평 판(421)의 상부를 관통하여 콘크리트 기초(5) 내부로 삽입되어 하부 수평 판(421)을 콘크리트 기초(5) 상면에 결합시키는 고정볼트(44)로 이루어진다.4B to 4D, the
또한 수직 판(41)의 상부가 수평 방향으로 절곡되어 연장되는 상부 수평 판(422)도 형성될 수 있다. 상부 수평 판(422)은 변압기(10)의 구체적인 형태에 따라 추가될 수 있다. 도 4a에 도시된 변압기(10)의 경우에는 변압기(10) 하부 형태에 따라 상부 수평 판(422)이 설치될 수도 있으며, 또는 도 4d에 도시된 것처럼 상부 수평 판(422)이 없는 형태로 완충 블록(40)이 제작될 수도 있다.Also, an upper
완충 블록(40)은 수직 판이 변압기(10)에 밀착되는 형태로 설치되며, 하부 수평 판(421)은 고정 볼트(44)로 콘크리트 기초(5)에 고정된다. 여기서 수직 판(41)의 변압기(10) 접촉면에는 납 층(452)과 납 층(452) 표면에 완충고무 층(451)이 부착된다.The
따라서 완충 블록(40)은 지진 발생 상황에서 변압기(10)의 위치가 설치 위치에서 이탈되는 것을 방지시킴과 동시에 변압기(10)와 완충 블록(40) 사이의 진동 전달이 일정정도 흡수됨으로써, 하이브리드 완충기(20)와 함께 지진으로 인하여 변압기(10)에 초래될 피해를 최소화 시킬 수 있다.Therefore, the
그리고 납 층(452)은 지진의 진동으로 인해 수직 판(41)과 변압기(10) 사이에 작용하는 압력이 항복강도를 초과할 경우 변형이 발생됨으로써 수직 판(41)으로부터 변압기(10)로 진동이 전달되는 것이 일차적으로 차단되고, 완충고무 층(451)은 도 4c에 도시된 바와 같이 돌출부와 함몰부가 번갈아 형성되어 완충 깊이가 증가되어 수직 판으로부터 변압기(10)로 전달되는 진동이 이차적으로 차단된다.The
또한 완충고무 층(451)은 도 4a 내지 4c에 도시된 바와 같이 변압기의 상면및 측면과 접촉되므로 큰 진동 상황에서도 변압기가 뒤집혀지거나 쓰러지는 것을 방지시키는 전도 방지 작용도 하여, 변압기가 설치 위치에서 이탈되지 않고 원래 위치를 유지할 수 있다.
4A to 4C, the
< 제3 변형 실시예>≪ Third Modified Embodiment &
제 3 변형 실시예는 도 5a 내지 도 5d에 도시된 바와 같이 기본 실시예에서 분리형 프레임이 추가된 구조를 가지는 실시예이다.The third modified embodiment is an embodiment having a structure in which a separate frame is added in the basic embodiment as shown in Figs. 5A to 5D.
분리형 프레임은 도 5a 및 도 5c에 도시된 것처럼 서로 분리된 상부 함체와 하부 함체로 이루어지며, 상부 함체 및 하부 함체 중 어느 하나가 나머지 하나에 내포되는 형태로 결합된다.The detachable frame is composed of an upper housing and a lower housing separated from each other as shown in Figs. 5A and 5C, and one of the upper housing and the lower housing is coupled to the other one.
다만 상부 함체와 하부 함체는 서로 고정 결합되는 것은 아니며, 상부 함체와 하부 함체를 연결시키는 것이 바로 하이브리드 완충기(20)이다.However, the upper enclosure and the lower enclosure are not fixedly coupled to each other, and the
따라서 하이브리드 완충기(20)의 상면이 상부 함체의 천정 면에 고정 결합되고, 하이브리드 완충기(20)의 저면이 하부 함체의 바닥면에 고정 결합된다.Thus, the upper surface of the
이렇게 분리형 프레임이 설치될 경우 변압기(10)는 지진이 발생될 때 어느 한쪽으로 과도하게 쏠리지 않고, 또한 상부 함체와 하부 함체의 높이에 따라 상하로 가변되는 폭에 제한이 있게 되므로 과도한 상하 진동이 방지되며, 상부 함체와 하부 함체의 측면을 이루는 벽간의 거리에 따라 과도한 수평 진동 또한 억제된다.When the separable frame is installed, the
한편, 이렇게 분리형 프레임이 설치될 경우 혹시라도 발생될 수 있는 하이브리드 완충기(20)의 공진을 방지시키기 위해, 도 5d에 도시된 자리에 보조 완충기가 설치될 수 있다.On the other hand, in order to prevent resonance of the
보조 완충기는 하이브리드 완충기(20)와 다른 공진주기를 가짐으로써 하이브리드 완충기(20)의 공진을 효과적으로 억제시킬 수 있다. 보조 완충기의 구체적인 형태는 내진 마운트일 수도 있고 또는 와이어 메시나 또는 헬리컬 스프링일 수도 있다. 또는 기타 하이브리드 완충기(20)의 완충 작용을 보조하면서 하이브리드 완충기(20)와 다른 공진주기를 가지는 완충수단이라면 어떠한 것도 채택 가능하다.
The auxiliary buffer can effectively suppress the resonance of the
한편, 위에서 설명된 기본 실시예부터 제3 변형 실시예까지 모두 적용 가능한 구성으로써 감지부(70)가 추가로 설치될 수 있다.Meanwhile, the sensing unit 70 may be additionally provided as a configuration applicable to all of the basic embodiments through the third modification described above.
감지부(70)는 도 6에 도시된 바와 같이 변압기(10)(10)의 진동에 따른 변위를 영상으로 포착하는 감시 카메라(72)와, 변압기(10)(10) 하부에 복수개가 설치되어 변압기(10)(10)의 변위를 감지하는 변위센서(74)와, 감시카메라(72) 및 변위센서로(74)부터 전송받는 데이터로 변압기(10)(10)의 변위 거리 및 변위된 위치를 산출하는 제어기(71)와, 제어기(71)에서 산출되는 변압기(10)(10)의 변위 거리 및 변위된 위치를 현출하는 화상표시기 및 분석모듈(73)과, 화상표시 및 분석모듈로 산출된 정보를 수신하여 수배전반의 전력 차단 여부를 제어하는 전력감시 및 제어모듈(75)로 이루어진다.As shown in FIG. 6, the sensing unit 70 includes a
감지부(70)가 설치됨으로써 지진이 발생되는 상황에서도 변압기(10)(10)의 피해 정도와 변압기(10)(10)의 가변 위치를 신속하게 파악할 수 있고, 변압기(10)(10)의 전력 차단여부를 결정할 수 있으므로 신속한 유지보수 및 복구가 가능하다.
The degree of damage of the
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventions. It will be apparent to those of ordinary skill in the art.
5 : 콘크리트 기초 10 : 변압기
20 : 하이브리드 완충기 21 : 납 면진기
22 : 압축 스프링 23 : 완충 판
25 : 영구자석 링 26 : 와이어로프
27 : 앵커볼트 29 : 높이 조절 너트
30 : 부양 어셈블리 31 : 프레임
32 : 리프팅 아이 33 : 현수 사슬
34 : 행거 마운트 35 : 제2높이 조절 너트
36 : 스토퍼 사슬 40 : 완충 블록
41 : 수직판 43 : 리브
44 : 고정볼트 50 : 분리형 프레임
51 : 상부 함체 52 : 하부 함체
60 : 보조 완충기 70 : 감지부
71 : 제어기 72 : 감시카메라
73 : 화상표시기 및 분석모듈 74 : 변위센서
75 : 전력감시 및 제어모듈 211 : 납 코어
212 : 고무블록 213 : 메시 층
251 : 상부 영구자석 링 252 : 하부 영구자석 링
262 : 지지슬리브 271 : 볼트 심
272 : 앵커 캡 273 : 탄성 캡
2731 : 수직 장홈 281 : 상부 판
282 : 하부 판 311 : 상부 프레임
312 : 하부 프레임 313 : 측면 프레임
341 : 브래킷 342 : 현수 스프링
343 : 중심 봉 344 : 압축판
421 : 하부 수평 판 422 : 상부 수평 판
451 : 고무 판 452 : 납판
511 : 상부 수평 판 512 : 상부 수직 판
521 : 하부 수평 판 522 : 하부 수직 판
4611 : 볼트 조립 홀5: Concrete foundation 10: Transformer
20: Hybrid shock absorber 21: lead-free
22: compression spring 23: buffer plate
25: permanent magnet ring 26: wire rope
27: anchor bolt 29: height adjusting nut
30: Float assembly 31: Frame
32: Lifting Eye 33: Suspension Chain
34: Hanger mount 35: Second height-adjusting nut
36: stopper chain 40: buffer block
41: vertical plate 43: rib
44: fixing bolt 50: detachable frame
51: upper housing 52: lower housing
60: auxiliary buffer 70:
71: Controller 72: Surveillance camera
73: Image display and analysis module 74: Displacement sensor
75: Power monitoring and control module 211: Lead core
212: rubber block 213: mesh layer
251: upper permanent magnet ring 252: lower permanent magnet ring
262: Support sleeve 271: Bolt core
272: Anchor cap 273: Elastic cap
2731: vertical grooves 281: top plate
282: Lower plate 311: Upper frame
312: lower frame 313: side frame
341: Bracket 342: Suspension spring
343: center rod 344: compression plate
421: lower horizontal plate 422: upper horizontal plate
451: rubber plate 452:
511: upper horizontal plate 512: upper vertical plate
521: Lower horizontal plate 522: Lower vertical plate
4611: Bolt assembly hole
Claims (9)
상기 콘크리트 기초(5) 상부에 배치되는 변압기(10); 및,
상기 콘크리트 기초(5)와 변압기(10) 사이에 설치되는 하이브리드 완충기(20);로 이루어지고,
상기 하이브리드 완충기(20)는
상기 변압기(10) 저면에 부착되는 상부판 및 콘크리트 기초(5) 상면에 부착되는 하부판과,
상기 상부판 및 하부판 사이에 설치되고, 원기둥 형상의 중심 홀이 형성되는 고무블록(212) 및 상기 중심 홀에 삽입되는 납 코어(211)로 이루어지는 납 면진기(21)와,
상기 하부판과 콘크리트 기초(5)를 서로 고정시키는 앵커볼트(27)와,
납 면진기(21) 주위에 복수개가 상부판 및 하부판을 연결시키는 형태로 설치되는 와이어로프(26) 및,
상기 중심 홀 내부에서 납 코어(211) 주위를 둘러싸는 형태로 설치되며, 납 면진기(21)와 서로 독립적으로 수축 및 이완되면서 지진의 진동을 감쇄시킴으로써, 납 면진기(21)의 공진을 방지시키는 압축 스프링(22)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 내진 변압기(10).A concrete foundation 5;
A transformer (10) disposed on the concrete foundation (5); And
And a hybrid shock absorber (20) installed between the concrete foundation (5) and the transformer (10)
The hybrid shock absorber (20)
An upper plate attached to the bottom of the transformer 10 and a lower plate attached to the upper surface of the concrete foundation 5,
(21) made of a rubber block (212) formed between the upper plate and the lower plate and having a cylindrical center hole and a lead core (211) inserted into the center hole,
Anchor bolts 27 for fixing the bottom plate and the concrete foundation 5 to each other,
A plurality of wire ropes 26 installed around the leadframe 21 to connect the upper plate and the lower plate,
The center of the lead core 211 is surrounded by the center hole 211. The vibration of the earthquake is attenuated while being contracted and relaxed independently of the lead face rim 21, And a compression spring (22) for generating a compression force.
상기 고무블록(212)은 내부에 중심 홀을 둘러싸는 복수개의 와이어 메시 층(213)이 일정 간격을 두고 적층되게 삽입되어, 고무블록(212)과의 사이에 마찰력을 발생시킴으로써 고무블록(212)의 횡 방향 전단 변형을 억제하여 납 면진기(21)의 형상 복귀력 및 완충작용을 증가시키는 것을 특징으로 하는 내진 변압기(10).The method according to claim 1,
The rubber block 212 has a plurality of wire mesh layers 213 enclosing a center hole to be inserted into the rubber block 212 so as to be stacked at predetermined intervals to generate a frictional force with the rubber block 212, To thereby suppress the lateral shear deformation of the lead sheath (21), thereby increasing the shape returning force and the buffering action of the lead shear strap (21).
상기 상부판과 하부판에 각각 하나씩 부착되고, 압축 스프링(22)를 둘러싸는 형태로 형성되며, 상부와 하부가 서로 극성을 달리하는 두 개의 영구자석 링이 설치되어, 지진 진동 발생 상황에서, 두 개의 영구자석 링 사이에서 형성되는 자속이 지진의 진동으로 변화되면서 압축 스프링(22) 및 와이어 메시에 유도 전류를 발생시켜, 지진의 진동을 상기 유도 전류로 인해 발생되는 열에너지로 전환시킴과 동시에, 압축 스프링(22) 및 와이어 메시에 지진의 진동과 반대 방향으로 진동하는 힘을 생성시키는 것을 특징으로 하는 내진 변압기(10).3. The method of claim 2,
Two permanent magnet rings, one of which is attached to the upper plate and the other of the lower plate, and which are formed to surround the compression spring 22 and whose upper and lower portions have different polarities from each other, are provided. The magnetic flux formed between the permanent magnet rings is changed to the vibration of the earthquake to generate an induced current in the compression spring 22 and the wire mesh to convert the vibration of the earthquake into the thermal energy generated by the induction current, (22) and the wire mesh to generate a force that vibrates in a direction opposite to the vibration of the earthquake.
상기 앵커볼트(27)는 절개선이 하단으로부터 일정 길이만큼 복수개가 형성되는 원통 형상의 캡과, 캡 중심에 삽입되며 몸통보다 더 직경이 크게 형성되는 하단이 캡 하부로 돌출되게 캡에 삽입되는 볼트와, 하부가 밀폐된 원통형상으로서 캡과 캡 하부로 돌출된 볼트 하단이 모두 내부에 삽입되게 형성되는 탄성 캡으로 구성됨으로써, 지진의 진동이 콘크리트 기초(5)로부터 앵커볼트(27)로 전달될 때 탄성 캡이 지진의 진동을 일차적으로 감쇄시키는 것을 특징으로 하는 내진 변압기(10).The method according to claim 1,
The anchor bolt 27 has a cylindrical cap having a plurality of protrusions formed at a predetermined length from the lower end of the anchor bolt 27. The lower end of the anchor bolt 27 is inserted into the center of the cap and has a larger diameter than the body, And an elastic cap having a bottom closed in a cylindrical shape and formed so that a cap and a lower end of a bolt protruding below the cap are both inserted into the interior of the cap so that the vibration of the earthquake is transmitted from the concrete foundation 5 to the anchor bolt 27 Wherein the resilient cap firstly attenuates the vibration of the earthquake.
상기 콘크리트 기초(5) 상부에 설치되며 변압기(10)의 측면에 접촉되어 변압기(10)의 전 방향 변위를 억제시키는 완충 블록이 설치되는 것을 특징으로 하는 내진 변압기(10).The method according to claim 1,
And a buffer block installed on the concrete foundation and contacting the side surface of the transformer to suppress an omni-directional displacement of the transformer.
상기 완충 블록은 콘크리트 기초(5) 상부에 설치되는 하부 수평 판과, 하부 수평 판으로부터 연장되면서 상부로 절곡되어 형성되는 수직 판 및, 하부 수평 판의 상부를 관통하여 콘크리트 기초(5) 내부로 삽입되어 하부 수평 판을 콘크리트 기초(5) 상면에 결합시키는 고정볼트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내진 변압기(10).6. The method of claim 5,
The buffer block includes a lower horizontal plate installed on the concrete foundation 5, a vertical plate bent upwardly from the lower horizontal plate, and a lower plate inserted through the upper portion of the lower horizontal plate and inserted into the concrete foundation 5 And a fixing bolt for coupling the lower horizontal plate to the upper surface of the concrete foundation (5).
상기 수직 판에서 변압기(10)를 향하는 면에는 납으로 이루어지는 납 층이 부착되고, 납 층 표면에는 완충고무 층이 부착되어, 지진 발생 상황에서 콘크리트 기초(5)로부터 변압기(10)에 전달되는 수평 진동을 감쇄시키는 것을 특징으로 하는 내진 변압기(10).The method according to claim 6,
A lead layer made of lead is attached to the surface of the vertical plate facing the transformer 10 and a buffer layer of rubber is attached to the surface of the lead layer so that the horizontal (10), characterized in that the vibration is attenuated.
상기 완충고무 층은 표면이 길게 형성되는 돌출부와 함몰부가 번갈아 나타나는 요철 면으로 형성됨으로써 이완과 수축 깊이가 증가되어 진동 감쇄가 보다 효과적으로 일어나는 것을 특징으로 하는 내진 변압기(10).8. The method of claim 7,
Wherein the buffer rubber layer is formed of a protruding portion having a long surface and an uneven surface alternating with the depressed portion, thereby increasing the relaxation and shrinking depth, thereby more effectively attenuating the vibration.
상기 콘크리트 기초(5) 상면에 부착되며 상부가 개방되는 하부 함체와, 변압기(10) 저면에 부착되며 하부가 개방되어 하부 함체가 내부에 내포되는 상부 함체로 이루어지는 분리형 프레임이 마련되어,
하부 함체와 상부 함체는 하부 함체 바닥에 하이브리드 완충기(20) 저면의 하부 판(282)이 부착되고 상부 함체의 내부 천정에 하이브리드 완충기(20)의 상부 판(281)이 부착됨으로써, 하부 함체와 상부 함체가 하이브리드 완충기(20)의 상부와 하부에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 내진 변압기(10).The method according to claim 1,
A separable frame which is attached to the upper surface of the concrete foundation 5 and has an open upper part and an upper enclosure which is attached to the bottom surface of the transformer 10 and which is opened at the bottom and in which the lower enclosure is enclosed,
The lower enclosure and the upper enclosure are attached to the bottom of the lower enclosure with a bottom plate 282 at the bottom of the hybrid cushion 20 and the top plate 281 of the hybrid cushion 20 is attached to the inner ceiling of the top enclosure, Wherein the enclosure is connected to upper and lower portions of the hybrid shock absorber (20), respectively.
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