KR102552253B1 - 비상 대응이 가능한 안전 가동형 수배전반 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비상 대응이 가능한 안전 가동형 수배전반 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수배전반의 고장시 중단 없이 신속하게 전력 공급을 유지할 수 있는 비상 대응이 가능한 안전 가동형 수배전반 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 비상 대응이 가능한 안전 가동형 수배전반 시스템은 안전하고 신속하게 자동부하전환개폐기의 고장에 대응하면서 정전에 의한 전력 공급의 중단 없이 안정적이고 원활하게 부하 장치에 전력을 공급할 수 있는 효과가 있다.

Description

비상 대응이 가능한 안전 가동형 수배전반 시스템{Safe Operation Type Distribution Board System Capable of Emergency Response}
본 발명은 비상 대응이 가능한 안전 가동형 수배전반 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수배전반의 고장시 중단 없이 신속하게 전력 공급을 유지할 수 있는 비상 대응이 가능한 안전 가동형 수배전반 시스템에 관한 것이다.
수배전반의 경우 한전으로부터 상용 전력선(주전력)과 예비 전력선을 전원으로 수전하도록 연결되는 경우가 많다. 이와 같이 전원의 안정적인 공급을 위해 상용 전력과 예비 전력의 2회선의 전력을 공급받고 주전력의 정전이나 단선시 자동부하전환개폐기(ALTS; Auto Load Transfer Switch, “자동절체스위치”라고도 한다.) 설비에 의해 자동으로 전원을 전환하게 된다. 자동부하전환개폐기는 주전원 정전시 예비 전원으로 자동으로 전환하는 장치이다.
이와 같이 ALTS가 고장인 경우에는 작업자가 수작업으로 ALTS를 우회하는 바이패스 케이블을 직접 연결하여 대응하였으나 이는 여러 가지 문제점이 있는 방식이다. 먼저, 작업자가 직접 수작업으로 바이패스 케이블을 연결해야 하므로 감전 등의 인명사고의 위험이 있다. 또한, 작업자가 직접 바이패스 케이블을 설치하는 데에 통상적으로 2시간 정도의 시간이 소요되므로 장시간 전력 공급이 중단되는 문제점이 있다. 예컨대, 용수 공급 펌프에 전력을 공급하는 경우 용수 공급 펌프의 중단 시간이 길어질수록 빈 관에 공기가 차게 되고 이에 따라 송수 펌프 재가동시에도 용수가 원활하게 공급되지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 자동부하전환개폐기의 고장시에 바이패스 케이블을 통해 전원을 공급하여 전력 공급 중단을 방지하면서도 안전하고 신속하게 부하전환이 가능한 구조를 가지는 비상 대응이 가능한 안전 가동형 수배전반 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명의 비상 대응이 가능한 안전 가동형 수배전반 시스템은, 부하 장치에 전력을 공급하고 모니터링하는 비상 대응이 가능한 안전 가동형 수배전반 시스템에 있어서, 상용 전력 공급 라인과 예비 전력 공급 라인에 각각 연결되는 자동부하전환개폐기(ALTS); 상기 부하 장치에 연결되는 부하 라인과 상기 자동부하전환개폐기를 연결하는 제1부하 개폐기(LBS); 상기 자동부하전환개폐기를 우회하여 상기 상용 전력 공급 라인과 상기 부하 라인을 연결하는 바이패스 케이블; 상기 바이패스 케이블에 설치되어 상기 바이패스 케이블을 개폐하는 제2부하 개폐기(LBS); 및 및 상기 제2부하 개폐기를 작동시키는 바이패스 작동부;를 포함하는 점에 특징이 있다.
본 발명의 비상 대응이 가능한 안전 가동형 수배전반 시스템은 안전하고 신속하게 자동부하전환개폐기의 고장에 대응하면서 정전에 의한 전력 공급의 중단 없이 안정적이고 원활하게 펌프와 같은 부하 장치에 전력을 공급할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 비상 대응이 가능한 안전 가동형 수배전반 시스템의 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 비상 대응이 가능한 안전 가동형 수배전반 시스템의 바이패스 작동부의 일례를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 사용되는 케이블 헤드 커버 유닛의 분리 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 케이블 헤드 커버 유닛의 단면도이다.
도 5은 도 3에 도시된 케이블 헤드 커버 유닛의 사용 상태를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6는 도 3에 도시된 케이블 헤드 커버 유닛의 사용 상태를 설명하기 위한 사시도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 비상 대응이 가능한 안전 가동형 수배전반 시스템에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 비상 대응이 가능한 안전 가동형 수배전반 시스템의 블록도이다.
본 발명의 비상 대응이 가능한 안전 가동형 수배전반 시스템은 용수 공급용 펌프 모터와 같은 고압/특고압 설비를 구동하는 전력을 공급하면서 동시에 밸브 등의 기타 저압 설비를 작동시키는 일반 부하 설비를 작동시키는 전력을 동시에 공급하고 감시하기 위한 것이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 비상 대응이 가능한 안전 가동형 수배전반 시스템은 자동부하전환개폐기(600)와 제1부하 개폐기(710)와 바이패스 케이블(630)과 제2부하 개폐기(720)와 바이패스 작동부(730)를 포함하여 이루어진다.
자동부하전환개폐기(600, ALTS; Auto Load Transfer Switch)는 수배전반의 초입에 위치하여 한전의 전력을 수배전반에 연결된 설비에 전달하는 장치이다. 자동부하전환개폐기(600)는 정전에 의해 주전원이 공급되지 않을 때 자동으로 예비전력으로 전력 공급을 전환하는 역할을 한다. 그에 따라 자동부하전환개폐기(600)는 상용 전력 공급 라인(610)과 예비 전력 공급 라인(620)에 각각 연결되어 설치된다.
부하 개폐기(LBS; Load Breaking Switch)는 24kV 전력 계통에서 무부하 전류의 개폐를 통해서 선로의 분기, 구분 및 전력 계통을 보호하는 장치이다. 본 실시예에 따른 비상 대응이 가능한 안전 가동형 수배전반 시스템은 제1부하 개폐기(710)와 제2부하 개폐기(720)의 2개의 부하 개폐기를 구비한다.
제1부하 개폐기(710)는 부하 장치에 연결되는 부하 라인과 자동부하전환개폐기(600)의 사이에 설치되어 자동부하전환개폐기(600)와 부하 라인 사이의 전력 공급을 개폐한다. 부하 장치는 용수 공급 펌프를 비롯한 각종 개폐 밸브 등의 구성을 의미한다.
바이패스(Bypass) 케이블(630)은 ALTS(600) 및 제1부하 개폐기(710)를 우회하여 상용 전력 공급 라인(610)과 부하 라인을 연결한다. 바이패스 케이블(630)은 ALTS(600)의 고장에 의해 제1부하 개폐기(710)로 전력이 공급되지 않을 때와 같은 비상시에 부하 라인으로 전력을 공급하기 위하여 상용 전력 공급 라인(610)과 부하 라인을 연결하도록 설치되는 구성이다.
제2부하 개폐기(720; LBS)는 바이패스 케이블(630)에 설치된다. 그에 따라 제2부하 개폐기(720)는 바이패스 케이블(630)을 통해 공급되는 전력을 개폐하는 역할을 한다. 바이패스 케이블(630)은 비상시에 사용되는 구성이므로 제2부하 개폐기(720)는 평상시에는 오프 상태로 유지된다.
바이패스 작동부(730)는 제2부하 개폐기(720)를 작동시키는 장치이다. 바이패스 작동부(730)는 전기 신호에 의해 기계식으로 작동하여 제2부하 개폐기(720)를 온 오프(ON/OFF) 작동시킨다. 바이패스 작동부(730)는 수동으로 작동시키는 것도 가능하다.
본 실시예의 경우 바이패스 작동부(730)는 제1부하 개폐기(710)와 제2부하 개폐기(720)를 서로 연동시켜 작동시키도록 구성된다. 즉, 바이패스 작동부(730)는 제1부하 개폐기(710)와 제2부하 개폐기(720)를 상호 반대로 온 오프 작동시킨다. 바이패스 작동부(730)에 의해 제1부하 개폐기(710)가 온 상태일 때 제2부하 개폐기(720)는 오프 상태가 되고 제1부하 개폐기(710)가 오프 상태일 때 제2부하 개폐기(720)는 온 상태가 된다.
바이패스 작동부(730)는 다양한 형태로 구성될 수 있다. 본 실시예의 경우 바이패스 작동부(730)는 도 2에 도시한 것과 같은 형태로 구성된다.
바이패스 작동부(730)는 솔레노이드(731)와 영구 자석(732)과 슬라이더(733)와 가이드 레일(734)을 포함하여 구성된다
솔레노이드(731)는 코일을 포함하여 구성되고 코일에 공급된 전류에 의해 전기 에너지를 이용하여 자기장을 발생시키도록 구성된다. 영구 자석(732)은 솔레노이드(731)의 자기장에 의해 인력과 척력이 작용하도록 솔레노이드(731)와 인접하는 위치에 배치된다.
영구 자석(732)은 슬라이더(733)와 결합된다. 슬라이더(733)는 가이드 레일(734)에 연결되어 전후진 슬라이딩 운동이 가이드된다. 이와 같은 슬라이더(733)는 제1부하 개폐기(710)와 제2부하 개폐기(720)에 각각 연결된다. 그에 따라 솔레노이드(731)에 전원이 공급되면 슬라이더(733)가 가이드 레일(734)을 따라 움직여서 제1부하 개폐기(710)를 오프 상태로 전환시키고 동시에 제2부하 개폐기(720)를 온 상태로 전환시키게 된다. 그에 따라 ALTS(600)에 고장이 발생하여 전력 공급을 하지 못하는 경우에 바이패스 케이블(630)을 통해 전력을 부하 라인에 공급할 수 있게 된다. 한편, 솔레노이드(731) 전원의 극성을 반대로 공급하면 슬라이더(733)를 반대로 움직여서 제1부하 개폐기(710)를 온 상태로 전환하고 제2부하 개폐기(720)를 오프 상태로 전환시킬 수 있다.
이와 같은 바이패스 케이블(630)을 구비하도록 비상 대응이 가능한 안전 가동형 수배전반 시스템을 구성하고 바이패스 케이블(630)에 상술한 바와 같은 바이패스 작동부(730)를 설치하여 작동시키면, ALTS(600)의 고장과 같은 비상시에 효과적으로 대응하는 것이 가능하다. 작업자가 수작업으로 바이패스 케이블(630)을 설치할 필요가 없기 때문에 감전 사고와 같은 안전 상의 문제가 발생하지 않게 된다. 또한, 종래에 바이패스 케이블(630)을 수작업으로 설치하는 데에 최소 2시간 정도의 시간이 소요되지만 본 발명과 같이 바이패스 케이블(630)과 바이패스 작동부(730)를 구비하는 경우 5분 이내에 대응이 가능하기 때문에 신속한 처리에 의해 단전에 의한 피해의 발생을 방지할 수 있는 장점이 있다.
특히 고지대에 설치된 용수 펌프에 전력을 공급하는 경우에 전력 복구 시간이 경과할수록 배관에 공기가 차서 송수 펌프 재가동시에도 용수 공급이 원활하지 못하게 되는 문제의 발생을 방지하는 장점이 있다. ALTS(600) 고장시 5분 이내에 신속하게 단전 문제를 해결할 수 있으므로, 고지대라 하더라도 배관에 공기가 채워질 가능성이 낮으며 송수 펌프 재가동에 의해 원활한 용수 공급이 가능하게 된다.
상술한 바와 같이 제1부하 개폐기(710) 및 제2부하 개폐기(720)에 의해 전원 공급이 보장되는 부하 라인은 펌프 모터 제어부(850)에 연결된다. 펌프 모터 제어부(850)는 부하 라인을 통해 전력을 공급 받아 펌프 모터에 전력을 공급하고 펌프 모터의 작동을 제어한다. 펌프 모터 제어부(850)는 MCC(Motor Control Center)의 기능을 수행한다.
본 실시예의 펌프 모터 제어부(850)는 펌프 모터를 단권변압기 기동 방식으로 기동하도록 구성된다.
단권변압기 기동 방식은 콘돌퍼 방식이라고도 불리는 기동 방식이다. 단권변압기 기동 방식은 펌프 모터의 1차 측에 단권변압기를 넣어서 저전압에서 기동을 시작 시킴으로써 기동전류를 감소시키는 시동 방식이다. 단권변압기의 탭을 a[%]라고 하면, 전동기에 흐르는 기동전류 및 기동 토오크는 a^2[%]가 된다. 즉, 기동전류를 1/a만큼 내리면 전원에 유입되는 기동전류와 기동토크는 전 전압 기동시 보다 1/a^2가 된다. 기동전류를 최대 25% 정도까지 줄일 수 있으며, 시동 토크도 양호하기 때문에 대용량의 전동기도 부드럽게 기동된다.
따라서, 단권변압기 탭 65%시 기동전류[Is] = a^2 = 0.65^2 = 0.4225[Is]이므로 리액터 기동방식의 기동전류대비 단권변압기 기동방식의 기동전류를 34.4% 낮출 수 있다.
이와 같은 단권변압기 기동방식을 적용하면, 정전이나 내부 전력 계통 사고로 인해 단전되는 경우 적은 용량의 비상 발전기 및 변압기를 사용하여도 펌프 모터를 기동할 수 있는 장점이 있다. 따라서, 단전시를 대비하여 구비하는 비상 발전기의 용량을 줄임으로써 비용을 절감하는 효과를 얻을 수 있다.
통상적으로 고압 펌프 모터를 사용하는 경우 기동할 때 기동 전류가 평소 대비 5배가 소요(펌프 기동시 5배 전류소요, 펌프 100kW기동시 발전기 500kW 필요)된다. 따라서, 이와 같이 평상시 용량의 5배 용량을 가지는 비상 발전기를 구비하는 것은 비용이 많이 소요되기 때문에 그와 같은 수준의 비상 발전기를 설치하지 못하는 경우가 많다. 이러한 경우 단전시 장시간 용수 공급이 중단되는 문제가 발생하였다. 그러나, 본 발명과 같이 단권 변압기 기동방식을 사용하는 경우 비교적 저용량의 비상 발전기만으로도 펌프 모터의 기동이 가능하기 때문에 비상 발전기의 설치 비용을 절감하고 전력 공급 중단의 피해를 대폭 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
한편, 본 실시예에 따른 비상 대응이 가능한 안전 가동형 수배전반 시스템은 통합 전력 감시 모듈(800)을 구비한다. 통합 전력 감시 모듈(800)은 펌프 모터 제어부(850)와 저압 제어부(870)의 사용 전력을 감시하고 감시 데이터를 저장하고 표시 패널(810)을 통해 표시한다.
상술한 바와 같이 펌프 모터 제어부(850)는 펌프 모터에 전력을 공급하고 그 작동을 제어한다. 통합 전력 감시 모듈(800)은 펌프 모터 제어부(850)의 전체 부하(100%) 전압, 전류, 전력량 등을 측정하여 일괄 감시하여 전력 사용량 및 각종 수집된 데이터를 분석하여 이를 표시 패널(810)을 통해 표시한다.
종래의 일부 수배전반의 경우 전력감시장치는 전체 전력량의 95%를 차지하는 펌프 설비에만 국한되어 설치되고 운영되었다.
그러나, 세계적인 추세인 탄소 중립을 실현하고 신재생 에너지의 사용 비율을 높이기 위해서는 펌프 설비뿐만 아니라 밸브 등의 기타 구성을 구동하는 일반 부하의 전력 사용 현황도 통합 관리하여 이를 분석하고 최적 관리할 수 있는 데이터를 관리할 필요가 있다. 이와 같은 데이터를 바탕으로 전력 사용에 대한 최적 관리를 함으로써 태양광 등 신재생 에너지의 발전량과 전력사용량을 분석하여 탄소 중립율을 나타내고, 전월이나 전주 대비 전력사용량의 증감을 도식화하여 나타냄으로써 전력 사용에 대한 능동적이고 최적화된 관리가 가능하다.
이를 위해 본 실시예에 따른 비상 대응이 가능한 안전 가동형 수배전반 시스템은 저압 제어부(870)를 구비하고 저압 제어부(870)의 전력 사용량도 감시하여 펌프 모터 제어부(850)의 사용 전력과 통합하여 관리하게 된다. 저압 제어부(870)는 펌프 모터 제어부(850)가 전력을 공급하는 장치 이외의 일반 설비에 대한 전력을 공급하고 제어하는 구성이다. 다만, 이와 같은 저압 제어부(870)는 소비 전력에 비해 수량이 많아서 전력감시장치를 개별 설치하기에 비용이 많이 소요될 수 있으나, 본 실시예의 통합 전력 감시 모듈(800)은 저압 제어부(870) 내에 설치된 변류기(CT; Current Transformer)의 신호를 이용하여 저압 제어부(870)의 사용 전력을 감시하고 표시 패널(810)에 표시하도록 구성된다. 이와 같은 방식에 의해 기존에 사용하던 종래의 저압 제어부(870)에 신규 설비를 설치하지 않고도 기존의 변류기 등의 구성을 사용하여 전력 사용량을 감시하고 통합 관리하는 것이 가능하다.
상술한 바와 같이 본 실시예에 따른 비상 대응이 가능한 안전 가동형 수배전반 시스템의 통합 전력 감시 모듈(800)은 펌프 모터 제어부(850)뿐만 아니라 저압 제어부(870)의 사용 전력도 감시함으로써 100% 사용 전력에 대한 감시가 가능하고 결과적으로 통합된 감시 데이터를 바탕으로 안정적이고 효율적인 전력 운영관리 및 에너지 절감 계획을 수립하여 탄소중립 체계를 구축할 수 있는 장점이 있다.
통합 전력 감시 모듈(800)은, 전압, 역률, 전력, 주파수 데이터를 감시하여 저장하고, 이를 실시간으로 표시 패널(810)에 표시한다. 또한, 통합 전력 감시 모듈(800)은 상술한 바와 같이 감시하여 저장한 데이터를 일자별, 시간별로 다양한 통계적 방법에 의해 처리하여 표시 패널(810)에 표시한다. 예컨대, 통합 전력 감시 모듈(800)은 감시 데이터를 일자별, 시간별 통계 데이터와 그래프로 정리하여 표시 패널(810)에 표시한다. 또한, 통합 전력 감시 모듈(800)은 머신 러닝이나 AI 기법 등에 의하여 전력 사용량을 분석하고 예측할 뿐만 아니라 신재생 에너지의 생산, 공급 및 사용량과 연동하여 분석함으로써 전력의 사용 상태를 최적 관리함으로써 탄소중립을 효과적으로 실현하도록 하는 기능을 수행한다.
또한, 통합 전력 감시 모듈(800)은 표시 패널(810)의 터치 LCD를 이용하여 특고압반, 고압반, 저압반, MCC반 별 각 그룹에서 전체적인 전력감시 및 전기도면 유지관리(고장/점검/교체이력 등), 위기대응 매뉴얼 등을 효율적으로 관리하도록 구성될 수 있다. 이와 같이 구성함으로써 비상시 현장에서 다양한 상황에 신속히 대응이 가능하게 된다.
한편, 앞에서 본 발명에 따른 비상 대응이 가능한 안전 가동형 수배전반 시스템을 용수 공급용 펌프에 전력을 공급하는 용도로 사용하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명의 범위는 용수 공급용 펌프에 사용되는 것으로 한정되지 않고 고전압 전력을 필요로 하는 다양한 분야에 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 비상 대응이 가능한 안전 가동형 수배전반 시스템은 케이블 헤드 부위에 절연 커버를 설치함으로써 지진 및 감전 사고를 예방할 수 있도록 하였다. 이와 같은 구성에 의해 특고압 케이블의 헤드 부위가 노출되어 점검중에 발생할 수 있는 감전사고의 발생을 방지할 수 있다.
이하에서는, 상용 전력 공급 라인(610)과 예비 전력 공급 라인(620)의 말단에 각각 설치되어 자동부하전환개폐기(600)에 연결되는 용도로 사용될 수 있는 케이블 헤드 커버 유닛의 구성에 대해 설명한다.
도 3에 도시한 케이블 헤드 커버 유닛은 전력전송선의 케이블 헤드와 수배전반의 부스바를 연결하기 위한 구성이다.
도 4는 본 발명에 사용되는 케이블 헤드 커버 유닛의 분리 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 케이블 헤드 커버 유닛의 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명에 사용되는 케이블 헤드 커버 유닛은 삽입 부재(100)와 커버 부재(200)와 커넥터 부재(300)를 포함하여 이루어진다.
삽입 부재(100)는 전력 전송선의 케이블 헤드(10)에 결합되는 구성이다. 본 실시예의 경우 삽입 부재(100)는 터미널 결합부(110)와 삽입 커넥터(120)를 구비한다.
도 4에 도시한 것과 같이 전력 전송선(610, 520)의 케이블 헤드(10)는 케이블의 끝부분에 설치되어 절연 재질이 케이블의 주요 부분을 덮어서 절연하도록 형성되고 외부 연결을 위한 터미널(11)이 노출된 상태이다.
삽입 부재(100)의 터미널 결합부(110)는 구리 재질의 사각 평판 형태로 구성된다. 터미널 결합부(110)는 케이블 헤드(10)의 터미널(11)에 접촉된 상태로 볼트에 의해 서로 체결됨으로써 전기적으로 접속된다.
삽입 커넥터(120)는 터미널 결합부(110)의 반대쪽 단부에 연결되어 형성된다. 삽입 커넥터(120)는 원기동 형태로 형성된다. 삽입 커넥터(120)의 외경에는 도 4 및 도 5에 도시한 것과 같이 외경의 원주 방향을 따라 요철이 형성된다.
커버 부재(200)는 삽입 부재(100)와 그 삽입 부재(100)에 결합된 케이블 헤드(10)의 일부분을 덮어서 절연하도록 합성수지 재질(에폭시)로 형성된다. 본 실시예의 커버 부재(200)는 주요 몸체가 원통 형태의 용기 형태로 형성된다. 이와 같이 커버 부재(200)는 원통형 실린더 형태의 가이드 내경부(210)를 구비한다. 이와 같은 가이드 내경부(210) 내부에 케이블 헤드(10)의 일부분과 삽입 부재(100)가 삽입되어 보호되고 절연된다.
커버 부재(200)의 가이드 내경부(210)는 안쪽으로 진입할수록 점차적으로 내경이 감소하도록 형성된다.
커넥터 부재(300)는 홀더 커넥터(310)와 커버 터미널(330)과 커넥터 연결부(320)를 구비한다. 본 실시예의 커넥터 부재(300)는 일체로 형성된다.
홀더 커넥터(310)는 삽입 부재(100)의 삽입 커넥터(120)가 끼워져 접속되도록 원통형 용기 형태로 형성된다. 본 실시예의 경우 홀더 커넥터(310)는 커버 부재(200)의 가이드 내경부(210) 내측 단부에 배치되어 커버 부재(200)에 매립되도록 설치되고, 원통형으로 오목한 부분이 가이드 내경부(210)로 노출되도록 배치된다. 삽입 부재(100)의 삽입 커넥터(120)는 가이드 내경부(210)를 경유하여 홀더 커넥터(310)에 끼움 결합된다. 홀더 커넥터(310)는 합성 수지 재질의 커버 부재(200)에 매립되어 설치되므로, 커버 부재(200)의 탄성과 홀더 커넥터(310)의 자체 탄성에 의해 삽입 커넥터(120)를 안정적으로 가압하여 전기적 상호 전기적 접속을 유지하게 된다.
커버 터미널(330)은 커버 부재(200)의 외부로 돌출되도록 형성된다. 커버 터미널(330)은 삽입 부재(100)의 터미널 결합부(110)와 유사한 구조로 형성된다.
커넥터 연결부(320)는 홀더 커넥터(310)와 커버 터미널(330)은 연결하도록 형성된다. 커넥터 연결부(320)는 커버 부재(200)의 내부에 매립되어 설치된다. 홀더 커넥터(310)와 커넥터 연결부(320)와 커버 터미널(330)은 일체로 형성된다.
커버 터미널(330)은 커버 부재(200)의 가이드 내경부(210)가 연장되는 방향(즉, 케이블 헤드(10)의 연장 방향)과 수직하는 방향으로 커버 부재(200)에 대해 돌출되도록 형성된다. 그에 따라, 커넥터 연결부(320)는 홀더 커넥터(310)와 커버 터미널(330)은 연결할 수 있도록 직각으로 꺾이는 구조로 형성된다. 커넥터 연결부(320)에 대응하는 커버 부재(200)의 부분도 직각으로 꺾이는 구조로 형성된다.
커버 부재(200)는 커버 플렌지(230, 240)를 추가로 구비한다. 커버 플렌지(230, 240)는 커넥터 부재(300)의 커버 터미널(330)이 돌출되는 부분과 근접하는 위치에서 커버 부재(200)의 외주로 돌출되는 원반 형태로 형성된다. 커버 플렌지(230, 240)는, 커버 터미널(330)의 연장 방향과 수직하는 방향으로 돌출되도록 형성된다.
본 실시예의 경우 도 4 및 도 5에 도시한 것과 같이 커버 부재(200)는 2개의 커버 플렌지(230, 240)를 구비한다. 커버 플렌지(230, 240)는 사용자 또는 점검자가 부주의하게 커버 터미널(330) 또는 부스바(20)에 접촉하여 감전되는 것을 방지하는 역할을 한다.
커버 부재(200)의 외면에는 활선 표시 램프(410)가 설치된다. 활선 표시 램프(410)는 LED 소자로 구성된다. 활선 표시 램프(410)가 점등되면 본 실시예의 커넥터 부재(300)에 전류가 흐르고 있음을 표시하게 된다.
활선 표시 램프(410)는 램프 코일(420)에 흐르는 전류에 의해 점등된다. 램프 코일(420)은 커버 부재(200)에 매립되어 설치되고 활선 표시 램프(410)에 전기적으로 연결 된다. 램프 코일(420)에는 별도의 배터리와 같은 전력 공급 수단이 연결되지는 않는다. 삽입 부재(100)를 통해 흐르는 교류 전력에 의해 발생하는 전자기에 의해 유도된 전류가 램프 코일(420)에 흐르게 되고, 활선 표시 램프(410)는 램프 코일(420)에 전류가 흐르면 점등된다. 경우에 따라서 활선 표시 램프(410)가 점등되면, “활선중”이라는 문자가 표시되도록 활선 표시 램프(410)를 구성하는 것도 가능하다.
이하, 상술한 바와 같이 구성된 케이블 헤드 커버 유닛의 사용 방법에 대해 설명한다.
전력 전송선은 도 4 및 도 5에 도시한 것과 같은 케이블 헤드(10)가 설치된 상태이다.
이와 같은 상태에서 상술한 바와 같이 구성된 삽입 부재(100)의 터미널 결합부(110)를 케이블 헤드(10)의 터미널(11)과 결합한다. 볼트를 사용하여 터미널 결합부(110)와 케이블 헤드(10)의 터미널(11)을 결합한다.
이와 같은 상태에서 도 6에 도시한 것과 같이 삽입 부재(100)를 커버 부재(200)의 가이드 내경부(210)로 삽입한다. 상술한 바와 같이 가이드 내경부(210)는 내측으로 진입할수록 내경이 감소되도록 형성되어 있다. 따라서, 삽입 부재(100)의 삽입 커넥터(120)는 가이드 내경부(210)의 내측으로 진입할수록 가이드 내경부(210)의 중심선에 정렬되어 홀더 커넥터(310)와 대응하는 위치로 맞추어 진다. 이때, 케이블 헤드(10)의 외경이 가이드 내경부(210)를 따라 진입하면서, 홀더 커넥터(310)에 대한 삽입 커넥터(120)의 위치를 자동으로 정렬한다.
이와 같은 상태에서 커버 부재(200)와 케이블 헤드(10)를 상호간에 근접시키는 방향으로 가압하면, 삽입 커넥터(120)가 홀더 커넥터(310)에 대해 끼움 결합되면서 상호 접속이 이루어진다.
상술한 바와 같이 홀더 커넥터(310)의 적어도 일부분이 커버 부재(200)에 매립되어 있는 상태이므로 합성 수지 재질의 커버 부재(200)의 탄성 지지를 받아 홀더 커넥터(310)는 내측으로 삽입 커넥터(120)가 끼워지는 것을 허용하고 안정적인 전기적 기계적 결합을 유지하게 된다.
이와 같은 상태에서 도 6에 도시한 것과 같이 커버 터미널(330)을 수배전반의 부스바(20)와 연결한다. 앞에서 터미널 결합부(110)와 케이블 헤드(10)의 터미널(11)을 연결하는 것과 유사한 방법으로 볼트를 이용하여 커버 터미널(330)과 부스바(20)를 서로 결합하게 된다.
상술한 바와 같이 커버 부재(200)와 커넥터 연결부(320)는 직각으로 꺾인 형태로 형성되어 있으므로, 도 6에 도시한 것과 같이 지중으로 연장되는 전력선과 수배전반의 부스바(20)를 연결하기 용이한 장점이 있다. 전력선을 지면에 대해 수직으로 연장하여 배치하고, 수평하게 배치되는 부스바(20)에 커버 터미널(330)을 연결하게 된다. 이와 같은 케이블 헤드 커버 유닛의 구조로 인해 전력선 연결을 위한 공간을 비교적 적게 차지하게 되고, 수배전반도 비교적 소형으로 구성하는 것이 가능하게 된다.
한편, 상술한 바와 같이 커버 부재(200)에는 커버 터미널(330)의 연장 방향과 수직 방향으로 연장되는 원반 구조의 커버 플렌지(230, 240)를 구비한다. 이와 같은 커버 플렌지(230, 240)는 작업자나 점검자를 감전으로부터 보호하는 역할을 한다. 고압 전류가 흐르는 커버 터미널(330)과 부스바(20)는 외면이 절연되지 않고 노출된 상태인데 커버 플렌지(230, 240)가 이와 같은 커버 터미널(330)과 부스바(20)에 대한 작업자의 접근을 방지하게 된다. 그에 따라 점검이나 사용중에 작업자의 부주의에 따른 감전 사고를 방지하는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 커버 부재(200)에는 활선 표시 램프(410)가 설치되어 있고, 활선 상태인 경우에는 활선 표시 램프(410)가 점등되도록 구성된다. 따라서, 사용자는 직관적으로 전력선에 고압전류가 흐르고 있는지 여부를 파악할 수 있고, 안전하게 유지 보수 또는 점검의 작업을 수행할 수 있다.
특히, 활선 표시 램프(410)는 별도의 전원을 사용하지 않고 커버 부재(200) 내부에 흐르는 고압 전류에 의해 발생하는 전자기를 이용하여 점등되므로, 구조가 단순하면서도 오작동이 방지되는 장점이 있다. 따라서, 활선 표시 램프(410)는 우수한 내구성을 가지면서도 효율적인 작동을 하고 안전 사고 방지에 극히 우수한 역할을 수행할 수 있다.
이상 본 발명에 사용되는 케이블 헤드 커버 유닛에 대해 바람직한 예를 들어 설명하였으나, 케이블 헤드 커버 유닛의 범위가 앞에서 설명하고 도시한 형태로 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 앞에서 커버 부재(200)에는 활선 표시 램프(410)와 램프 코일(420)이 설치되는 것으로 설명하였으나, 활선 표시 램프(410)와 램프 코일(420)을 구비하지 않는 구조의 케이블 헤드 커버 유닛을 구성하는 것도 가능하다.
또한, 앞에서 커버 부재(200)의 가이드 내경부(210)의 내경은 내측으로 진입할수록 감소하는 것으로 설명하였으나, 경우에 따라서는 가이드 내경부(210)의 내경은 길이 방향을 따라 인정한 형태로 구성하는 것도 가능하다.
또한, 홀더 커넥터(310)가 커버 부재(200)에 대해 매립되는 구조로 설치되지 않고 커버 부재(200)의 가이드 내경부(210)에 전체적으로 노출되는 형태로 설치되는 구조의 케이블 헤드 커버 유닛을 구성하는 것도 가능하다.
또한, 앞에서 삽입 커넥터(120)의 외주면에 요철이 형성되는 것으로 설명하였으나, 홀더 커넥터(310)의 내주면에 요철이 형성될 수도 있고 삽입 커넥터(120)와 홀더 커넥터(310) 모두에 요철이 형성되는 구조를 사용하는 것도 가능하다. 경우에 따라서는 삽입 커넥터(120)와 홀더 커넥터(310) 모두에 요철이 형성되지 않을 수도 있다.
또한, 커버 플렌지(230, 240)의 개수와 구조는 필요에 따라 다양하게 변형될 수 있다. 경우에 따라서는 커버 플렌지(230, 240)를 구비하지 않는 형태의 케이블 헤드 커버 유닛을 구성하는 것도 가능하다.
600: 자동부하전환개폐기 610: 상용 전력 공급 라인
620: 예비 전력 공급 라인 630: 바이패스 케이블
710: 제1부하 개폐기 720: 제2부하 개폐기
730: 바이패스 작동부 800: 통합 전력 감시 모듈
810: 표시 패널 850: 펌프 모터 제어부
870: 저압 제어부 731: 솔레노이드
732: 영구 자석 733: 슬라이더
100: 삽입 부재 110: 터미널 결합부
120: 삽입 커넥터 200: 커버 부재
210: 가이드 내경부 230, 240: 커버 플렌지
300: 커넥터 부재 310: 홀더 커넥터
320: 커넥터 연결부 330: 커버 터미널
410: 활선 표시 램프 420: 램프 코일
734: 가이드 레일

Claims (7)

  1. 부하 장치에 전력을 공급하고 감시하는 비상 대응이 가능한 안전 가동형 수배전반 시스템에 있어서,
    상용 전력 공급 라인과 예비 전력 공급 라인에 각각 연결되는 자동부하전환개폐기(ALTS);
    상기 부하 장치에 연결되는 부하 라인과 상기 자동부하전환개폐기를 연결하는 제1부하 개폐기(LBS);
    상기 자동부하전환개폐기를 우회하여 상기 상용 전력 공급 라인과 상기 부하 라인을 연결하는 바이패스 케이블;
    상기 바이패스 케이블에 설치되어 상기 바이패스 케이블을 개폐하는 제2부하 개폐기(LBS);
    상기 제2부하 개폐기를 작동시키는 바이패스 작동부; 및
    전력 전송선의 케이블 헤드의 터미널과 결합되는 터미널 결합부와, 상기 터미널 결합부에 연결되는 원기둥 형태의 삽입 커넥터를 구비하는 삽입 부재, 상기 삽입 부재와 상기 삽입 부재에 결합된 상기 케이블 헤드의 일부분이 수용되도록 형성되는 가이드 내경부를 구비하여 상기 케이블 헤드의 일부분과 상기 삽입 부재를 덮는 절연 재질의 커버 부재 및 상기 삽입 부재의 삽입 커넥터가 끼워져 접속되도록 형성되고 상기 커버 부재의 가이드 내경부 내측에 배치되는 홀더 커넥터와, 상기 커버 부재의 외부로 돌출되도록 형성되어 부스바에 접속 결합될 수 있도록 형성되는 커버 터미널과, 상기 홀더 커넥터와 커버 터미널을 연결하도록 상기 커버 부재에 매립되어 설치되는 커넥터 연결부를 구비하는 커넥터 부재를 구비하고, 상기 커버 부재는, 상기 커넥터 부재의 커버 터미널이 돌출되는 부분과 근접하는 위치에서 외주로 돌출되는 형태의 커버 플렌지를 더 포함하고, 상기 상용 전력 공급 라인과 예비 전력 공급 라인의 말단에 각각 설치되어 상기 자동부하전환개폐기에 연결되는 케이블 헤드 커버 유닛;을 포함하고,
    상기 바이패스 작동부는, 전기 에너지에 의해 자기장을 발생시키는 솔레노이드와, 상기 솔레노이드에서 발생하는 인력과 척력에 의해 슬라이딩하도록 상기 제1부하 개폐기와 제2부하 개폐기를 연결하여 설치되는 설치되는 영구 자석과, 상기 영구 자석이 결합되는 슬라이더와, 상기 슬라이더의 전후진 작동을 가이드하는 가이드 레일을 포함하고,
    상기 바이패스 작동부의 슬라이더는, 상기 제1부하 개폐기와 제2부하 개폐기에 각각 연결되는 비상 대응이 가능한 안전 가동형 수배전반 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 바이패스 작동부는, 상기 제1부하 개폐기와 제2부하 개폐기를 연동하여 상기 제1부하 개폐기와 제2부하 개폐기를 상호 반대로 온 오프 작동시키는 비상 대응이 가능한 안전 가동형 수배전반 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 부하 라인을 통해 전력을 공급 받아 펌프 모터의 작동을 제어하는 펌프 모터 제어부;를 더 포함하는 비상 대응이 가능한 안전 가동형 수배전반 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 펌프 모터 제어부의 사용 전력을 감시하여 데이터를 저장하고 표시 패널을 통해 표시하는 통합 전력 감시 모듈;을 더 포함하는 비상 대응이 가능한 안전 가동형 수배전반 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 부하 라인 통해 전력을 공급 받아 상기 펌프 모터 제어부를 제외한 기타 일반 부하에 전력을 공급하는 저압 제어부;를 더 포함하고,
    상기 통합 전력 감시 모듈은, 상기 펌프 모터 제어부의 사용 전력과 통합하여 상기 저압 제어부의 사용 전력을 감시하여 데이터를 저장하고 상기 표시 패널을 통해 표시하는 비상 대응이 가능한 안전 가동형 수배전반 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 통합 전력 감시 모듈은 상기 저압 제어부 내에 설치된 변류기(CT)의 신호를 이용하여 상기 저압 제어부의 사용 전력을 감시하고 상기 표시 패널에 표시하는 비상 대응이 가능한 안전 가동형 수배전반 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 통합 전력 감시 모듈은, 전압, 역률, 전력, 주파수 데이터를 저장하고 상기 표시 패널에 표시하며 일자별, 시간별 통계 데이터를 제공하는 비상 대응이 가능한 안전 가동형 수배전반 시스템.
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