패키지 수배전반 { A package panel }

도 1은 본 발명에 따른 패키지 수배전반의 전면 개방도

도 2는 본 발명의 외형도

도 3은 본 발명의 몰드변압기 인출도

도 4는 종래의 적층형 수배전반의 배치 구획도

도 5는 본 발명의 구획도

도 6은 기역자 형태의 프레임 일 실시 예

도 7은 종래의 상하 전후 적층형 수배전반 일 실시 예

〈 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 〉

1 : 저압부 2 : 몰드변압기 하부 바퀴

3 : 고장구간자동개폐기 4 : 계기용변압기

5 : 고압퓨즈 6 : 몰드변압기

7 : 저압단자 8 : 고압단자

9 : 프레임 10 : 고압선 인입구

11 : 우측 도어 12 : 몰드변압기 인출레일

13 : 고압부 14 : 피뢰기

본 발명은 6,600V 이상 22,900V급의 특고압을 380V 또는 220V의 저압으로 낮추어 건물단위 또는 공장단위 별로 공급하기 위한 수변전시설에 관한 것으로 특히 수배전반의 사이즈를 평면적인 배치에 있어서보다 1/5이상 축소시킬 수 있음은 물론 케이스 내부의 각 구성요소를 손쉽게 점검할 수 있어 유지보수의 편리성을 확보하며, 특히 몰드변압기를 적용함에 따라 기존의 수배전반 고압부의 수평(전후), 수직(상하) 분할에 의한 배치를 하지 않고 기역자 형태의 프레임을 통해 상하 좌우 분할 배치 할 수 있어 기존의 상하 전후 분할에 의한 배치보다 바닥면적 대비 면적을 20％이상 더 축소할 수 있게 한다.

또한, 기존의 상하 전후로 배치된 수배전반의 경우 유지보수를 위해 내부 기기간에 접근이 용이하지 않았으나, 본 발명은 전후 분할 없이 상하 좌우 분할을 통해 수배전반 내부 기기간에 유지보수를 위한 접근이 용이하게 한 구조이며, 변압기를 인출할 수 있는 구조를 통해 내부 구조물의 유지보수에 편리성을 제공한다.

이하 설명에 각 기기의 명칭에 있어서 혼동을 방지하고자 관련기술에 사용되는 기기 명칭은 관련기술의 원문에 사용되는 명칭을 사용하는 것을 원칙으로 설명한다.

종래 수배전반의 사이즈를 최소화하기 위해 제안된 기술로 일본국 특허공개 평7-322426가 있으나 이것은 케이스 내부 공간을 격벽에 의해 나누고 변압기를 중심으로 각 구성요소를 구획별로 배치하였고 도어가 정면에만 설치되어있기 때문에 수변전설비의 사이즈를 줄이는데는 효과가 있으나 각 구성요소의 점검 및 보수, 교체 작업을 하기 위해서는 케이스를 이루고 있는 외부패널을 분해해야 하는 문제점이 있었다.

또한, 국내특허 등록번호 10-0279548호는 수배전반의 바닥면적을 최소화하기 위해 상단 전면에 회로보호용 선로구간 자동개폐기 후면에 피뢰기 및 파워퓨즈, 하단 전면에 변압기 후면에 전력량 계량기를 설치한 기술로 기존의 평면에 각부를 일렬로 배치한 것에 비해 바닥대비 면적을 1/4정도 축소시킨 기술이 있으나, 상기 기술은 변압기를 유입식 변압기의 부피를 감안하여 구획한 것임에 비해 본 발명은 몰드변압기를 적용함에 따라 유입식 변압기보다 슬림화가 가능하여 수배전반 내부기기간 전후 분할이 아니라 좌우 분할을 통해 기존의 평면에 각부를 일렬로 배치한 것에 비해 바닥대비 면적을 1/5이상 축소 시켰으며, 유지 보수시 각부의 접근에 있어서 기존에는 전후 분할에 따라 전면부의 변압기와 계기용변압기 사이의 접근이 용이하지 않았으나, 본 발명은 전후 분할이 이루어지지 않고 하나의 부분으로만 상하 좌우 분할되어 유지보수가 용이하다.

또한, 국내 등록번호 20-0236106는 전, 후의 개폐문을 갖는 통상의 배전반 함체에 있어서, 전면부의 상부에는 고압의 전력이 인입되는 특고압모선부와 저압모선부를 상하로 하여 배치하고 다시 그 하부에는 배전부와 보수로를 양분하여 구획 형성하며, 함체의 후면부의 상부에는 고압기기부를 형성하고 그 하부에는 변압부를 각기 구획 형성함을 특징으로 하는 보수로를 형성한 배전반의 배치구조이나, 보수로 자체가 바닥면적을 차지하는 단점이 있으며, 역시 상하 전후 분할에 의한 배치 방법을 적용하고 있으나, 본 발명은 몰드변압기를 인출할 수 있는 구조로 평상시 수배전반 내부에 작업보수로 공간의 확보 없이도 몰드변압기를 인출하여 작업보수로 공간을 확보할 수 있다.

또한, 국내 등록번호 20-0203180는 다수의 전력용 기기가 내부에 설치되는 수배전반에 있어서, 상기 수배전반의 내부는 상부공간과 하부공간으로 분리형성되고, 그 사이에는 상, 하부 공간을 격리시키는 수평격판이 설치되며, 상기 하부공간에는 로드차단 개폐기, 전력용 퓨즈, 피뢰기 그 뒤에 변성기가 배치되고, 상부공간에는 전방에 진공차단기, 그 뒤에 계기용 변성기, 계기용 변성기용 퓨즈, 그 위에 변류기가 배치되는 것을 특징으로 하는 콤팩트형 수배전반으로 역시 상하 전후로 구분 구획하여 배치한 구조로 각부를 일렬로 배치한 것에 비하여 바닥면적을 1/4정도 밖에 축소시키지 못한다.

또한, 국내 등록번호 10-0358002는 수배전반의 저압배전주차단기, 비상절체스위치, 저압분기 차단기, 지락감지용 영상변류기, 시공중계 단자대, 제어기, 디지털종합계기, 통전표시램프, 표시기, 특고압주차단기, 변압기, 파워퓨즈, 낙뢰방지용 피뢰기, 계량기와 같은 요서 기기를 적층구조로 배치함에 있어서, 수배전반 본체를 전면저압부와, 중간특고압부, 뒤측특고압부로 구획하고, 상기 전면저압부에는 저압배전주차단기, 비상절체스위치, 저압분기차단기, 지락감지용 영상변류기 및 시공중계 단자대, 각종계기(제어기, 디지털종합계기, 통전표시램프, 표시기) 등을 설치하며, 상기 중간특고압부에는 특고압주차단기와 변압기를 설치하며, 뒤측 특고압부에는 주차단기와 연결된 파워퓨즈, 낙뢰방지용 피뢰기, 계량기를 일체로 구비한 한전 계량변성기를 설치하여 구성하고 상기 수배전반 본체를, 전면저압부는 상부측과 하부측으로 구성하여 내측도어와 내부관측창이 형성된 외측도어로 이중도어를 형성하며, 중간특고압부는 상부측과 하부측으로 구성하여 내부관측창과 개폐도어를 형성하고, 뒤측특고압부는 상부측과 하부측으로 구성하여 내부관측창을 형성한 인명혼촉방지용도어와 외부도어로 구성하며, 상기 수배전반 본체를 전면저압부와 중간특고압부, 뒤측특고압부가 부분적으로 분리, 결합 할 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 다기능 복합 수배전반이 있다.

또한, 국내 등록번호 10-0336267는 일측 하단에 위치되는 브라켓 상단에 설치되며 매인전원의 개폐를 제어하는 자동개폐기와, 상기 자동개폐기에 전기설비기술기준에서 정하는 최소이격거리 이상으로 전기유도가 되지 않을 만큼 이격 거리를 유지하면서 설치되며 과부하 발생을 차단하는 파워퓨즈와, 상기 파워 퓨즈 1차측에 일측이 연결되며 타측이 접지라인으로 연결되는 피뢰기를 포함하여 구성되며, 브라켓을 제외하고 상하부가 뚫린 상태의 사각 밀폐구조를 갖는 자동개폐기반과 일측 하단에 위치되는 브라켓 상단에 설치되며 자동개폐기반의 파워퓨즈 2차측에 연결라인을 통해 연결되어 부하측 사용전력을 측정하기 위한 개량기용 변압기와, 상기 개량기용 변압기의 1차측과 연결하되 전기유도가 되지 않을 만큼 이격된 거리를 유지하며 전력을 일시 차단하는 변압기 퓨즈를 포함하여 구성되며, 브라켓을 제외하고 상하부가 뚫린 상태의 사각 밀폐구조이고, 상기 자동개폐기반의 하부에 위치하는 개량기용 변전기기반과 일측 하단에 위치되는 브라켓 상단에 설치되며 상기 개량기용 변전기기반의 변압기 퓨즈 2차측과 연결라인을 통해 연결되는 변압기와, 상기 변압기의 2차측에 연결되어 전원공급을 유도하는 저압라인을 포함하고 있으며 브라켓을 제외하고 상하부가 뚫린 상태의 사각 밀폐구조이고, 상기 개량기용 변전기기반의 하부에 위치하는 부하측 변압기반으로 구성됨을 특징으로 하는 다단형 적층구조를 갖는 수전형 변압기이다.

또한 일본공개특허공보 평8-19125, 평5-300614, 평7-322426은 하나의 케이스 내를 다수의 공간으로 구획하여 특고압측과 저압측을 분리하는 것으로 수평 수직등 여러개의 절판으로 구획하여 고압측과 저압측을 분리하였다.

그러나, 본 발명은 상기 기술들과는 달리 첫째로, 단일함체 내부를 기역자 형태의 프레임을 통하여 몰드변압기를 중심으로 고장구간자동개폐기, 피뢰기, 고압퓨즈, 계기용변압기를 배치하고 몰드변압기를 함체 외부로 인출할 수 있는 구조로 수배전반 바닥면적을 확보하지 않고 몰드변압기를 인출함으로써 작업보수로 공간을 확보한다.

둘째로, 수평 수직등 여러 개의 절판으로 구획하여 기기간 상하 전후 배치한 것이 아니라 좌우 단일 적층배치로 내부기기간 접근이 용이해 유지보수 작업이 편리하다.

셋째로, 기존 상하 전후 적층형 수배전반에 비해 20％ 이상의 바닥 점유면적을 더 축소시킨 것에 특징이 있다.

본 발명은 공지된, 일본국 특허공개 평8-19125. 평7-322426 및 국내특허등록번호 10-0279548, 등록번호 20-0236106, 등록번호 20-0203180, 등록번호 10-0358002, 등록번호 10-0336267와 관련된 기술로 상기 종래 기술들은 도 4와 같이 일반적으로 저압부 다음에 고압부를 수직(상하) 분할을 한 후 수평(전후) 분할 한 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명은 도 1과 같이 고압부를 기역자 형태의 프레임을 통하여 상하 좌우 분할을 통하여 기역자 프레임 내부에 몰드변압기를 배치하고 외부에 고장구간자동개폐기, 피뢰기, 고압퓨즈, 계기용변압기를 배치한 것을 특징으로 기존 수배전반의 사이즈를 평면적인 배치에 있어서보다 1/5이상 축소시킬 수 있으며, 도 7과 같이 상하 전후 적층형 수배전반에 비해 바닥면적 대비 20％ 이상 더 축소한 것으로 종래 기술에 비해 진보적이며, 기존에는 유지보수를 위해 외함을 개방하는 구조에 그쳤으나, 본 발명은 전후로 기기를 배치하지 않아 내부기기간 접근이 용이해 유지보수 작업이 편리하며, 몰드 변압기 하부에 바퀴를 설치하고 레일을 통해 외부로 인출할 수 있는 구조임에 따라 기존의 공간에 추가로 공간을 필요하지 않고 유지보수를 할 수 있는 유지보수로 공간이 더 확보되는 특징을 갖는 것을 기술적 과제로 한다.

본 발명은 상하 전후 적층형 배치로 수배전반의 사이즈를 최소화하여 평면 배치에 비해 바닥면적을 1/4로 축소시키는 종래 기술에 비하여 20％ 이상 더 축소(평면배치에 비해 바닥면적을 1/5이상 축소)시키며, 바닥면적의 일부분을 점유하여 보수로를 구비한 종래의 수배전반에 비해 바닥 설치면적을 점유하지 않고 몰드변압기를 인출하여 보수로를 확보하며, 종래에는 전후배치 구조로 전후에 배치된 기기간의 작업 공간을 확보하지 못해 유지보수에 어려움이 있었던 종래의 문제점을 해결하고자 전후로 기기를 배치하지 않고 단일기기들을 기역자 형태의 프레임을 통하여 좌우 단순 적층구조로 한 것을 특징으로 한다.

이하 도면을 통해 상세히 설명하면, 도 1은 패키지 수배전반의 저압부(1)을 개방하였을 경우 고압부 정면의 구조를 보인 것으로 패키지 수배전반 외함은 4면(앞뒤, 좌우)에 개방 도어가 설치된 구조로 내부는 빔으로 제작된 기역자 형태의 프레임(9)을 중심으로 내부에 몰드변압기(6)를 배치하고 하부의 고압선 인입구(10)을 통해 인입된 고압선은 고장구간자동개폐기(3)를 통해 피뢰기(14), 고압퓨즈(5)를 거쳐 계기용변압기(4)를 통해 프레임(9) 안쪽에 몰드변압기(6)의 고압단자(8)을 통해 저압으로 바뀌어 저압단자(7)을 통해 저압부(1)의 차단기(MCCB) 등을 거쳐 부하에 전원을 공급하는 구조로 종래의 평면배치에 비해 바닥면적을 1/5이상 축소시켜 상하 전후 적층형 수배전 설비보다 바닥면적 대비 20％ 더 축소시킨 구조이다.

종래에는 도 4, 도 7과 같이 상하 전후로 적층 배치한 구조였는데 이는 변압기를 유입식 변압기를 사용함에 따라 변압기의 부피가 큰 이유였다.

또한, 종래의 몰드변압기를 채용한 상하 전후 적층형 수배전반의 경우 기존의 상하 전후의 적층형 구조를 그대로 사용함에 따라 변압기의 변화에도 불구하고 효율적으로 배치 설계하지 않아(기역자형 프레임(9)을 적용하여 상하 좌우로 단일 적층한 본 발명) 공간활용에 문제점이 있었다.

그러나, 본 발명에서는 몰드변압기(6)를 기역자 형태의 프레임(9) 내부에 배치하고 측면에 고장구간자동개폐기(3), 피뢰기(14)를 배치하고, 프레임(9) 상단에 고압퓨즈(5), 계기용변압기(4)를 배치하여 각 기기간에 전후 배치를 하지 않아도 됨으로 기기간에 바로 배열되어 본 발명의 패키지 수배전반 앞뒤, 좌우 도어를 개방하였을 때 기기간 중첩되는 부분(일 예로 도 7의 A와 같이 기기간에 접근하여 일렬로 배치된 공간)이 없어 단일기기로만 적층하여 유지보수 작업이 편리하다.

종래에는 일 예로 국내특허 등록번호 10-0279548호는 수변전설비의 바닥면적을 최소화 하기 위해 상단 전면에 회로보호용 선로구간 자동개폐기 후면에 피뢰기 및 파워퓨즈 하단 전면에 변압기 후면에 전력량 계량기를 설치하여 회로보호용 선로구간 자동개폐기와 피뢰기 사이의 공간이 확보되지 않는 점 및 변압기와 전력량 계량기 사이의 공간이 확보되지 않아 유지보수 작업공간이 부족했으나 본 발명에 따라 단일 기기간의 적층 구조로 기기간에 인접하는 부분이 없어 작업 공간을 효율적으로 확보하였다.

또한, 일본국 특허공개 평7-322426가 있으나 이것은 케이스 내부 공간을 격벽에 의해 나누고 변압기를 중심으로 각 구성요소를 구획별로 배치하였고 도어가 정면에만 설치되어있기 때문에 수변전설비의 사이즈를 줄이는데는 효과가 있으나 각 구성요소의 점검 및 보수, 교체 작업을 하기 위해서는 케이스를 이루고 있는 외부패널을 분해해야 하는 문제점을 해결한 국내 등록번호 20-0236106는 전, 후의 개폐문을 갖는 통상의 수배전반 함체에 있어서, 전면부의 상부에는 고압의 전력이 인입되는 특고압모선부와 저압모선부를 상하로 하여 배치하고 다시 그 하부에는 배전부와 보수로를 양분하여 구획 형성하며, 함체의 후면부의 상부에는 고압기기부를 형성하고 그 하부에는 변압부를 각기 구획 형성함을 특징으로 하는 보수로를 형성한 배전반의 배치구조로, 보수로 자체가 바닥면적을 차지하는 단점이 있었으나, 본 발명은 몰드변압기(6)의 하부에 일반적인 고정레버를 구비한 바퀴와 몰드변압기 인출레일(12)을 통하여 몰드변압기(6)를 인출하면 고장구간자동개폐기(3), 계기용변압기(4), 피뢰기(14), 고압퓨즈(5)가 완전히 개방되어 유지보수 작업이 용이한 작 업공간(평상시 몰드변압기(6)이 배치되었던 공간)이 확보된다.

또한, 일 실시 예로 몰드변압기(6)가 배치되는 몰드변압기 인출레일(12)은 접었다 폈다하는 일반의 이중레일로 몰드변압기(6)를 인출할 때 레일을 뽑은 후 인출하고 다시 접어 넣는 응용 예가 가능하다.

기역자 형태의 프레임(9)은 도 6과 같이 빔 형태로 제작되어 계기용변성기의 고압 인출선이 몰드변압기로 유입이 편리하며, 고장구간자동개폐기(3), 계기용변압기(4), 피뢰기(14), 고압퓨즈(5)의 유지보수 작업이 용이한 빔 구조이다.

도 2는 본 발명의 패키지 수배전반의 외형도를 나타낸 것으로 전면의 저압부(1)와 우측면의 우측 도어(11)를 나타낸 것이다.

도 3은 저압부의 전면이 개방된 상태에서 몰드변압기의 인입 인출 케이블을 해체하고(인입, 인출 케이블을 연장 설치하였을 경우 케이블을 해체하지 않아도 몰드변압기가 인입, 인출된다) 몰드변압기를 인출한 상태를 개략적으로 나타낸 도면으로 인출 방향은 우측 도어(11)의 반대편의 방향으로 인출한 구조이다.

도 4는 종래의 상하 전후 적층형 구조로 분할한 수배전반의 측면도와 저압부(1)의 반대편에서 바라본 구획도(후면도)를 개략적으로 나타낸 것이다.

도 5는 본 발명의 상하로 분할한 수배전반의 측면도로써 차단기(MCCB)등이 설치되어 저압 분전반을 구성한 저압부(1)와 격벽(도면 미도시)을 사이에 두고 고장구간자동개폐기, 고압퓨즈, 피뢰기, 계기용변압기, 몰드변압기 등이 설치되는 고압부(13) 및 기역자 형태의 프레임(9)을 중심으로 저압부(1)의 반대편에서 바라본 구획도(후면도)를 개략적으로 나타낸 것이다.

본 발명은 내부 공간이 저압 분전반을 이루고 있는 전면의 저압부와 후면의 고압부로 나누어지며, 고압부는 기역자 형태의 프레임을 중심으로 내부에 몰드변압기를 배치하고 하부의 고압선 인입구를 통해 인입된 고압선은 고장구간자동개폐기, 피뢰기를 거쳐 상단에 고압퓨즈, 계기용변압기를 통해 프레임 안쪽의 몰드변압기에 인입되며, 몰드변압기를 거쳐 바뀐 저압은 저압부로 유입되는 구조로 기역자 형태의 프레임 내부에 몰드변압기를 배치하고 외부에 고장구간자동개폐기, 피뢰기, 고압퓨즈, 계기용변압기를 구성하며, 몰드변압기는 하부에 바퀴와 몰드변압기 인출레일을 구비하여 몰드변압기의 인출이 가능한 것을 특징으로 하는 패키지 수배전반

기존 평면 배치한 수배전반에 비해 바닥면적을 1/5이상 축소시켜 종래의 상하 전후 적층형 수배전반의 종래 기술에 비하여 20％ 더 바닥면적을 축소시키며, 전후로 기기간 배치가 없어 유지보수가 편리하며, 몰드변압기를 인출할 수 있는 기역자 형태의 프레임을 통한 좌우 단일 적층형 패키지 수배전반이다.