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슬림형 클립체결 구조의 디지털 계측 분전반 제조기술
2005년 7월 3일 (일) 22:27:00 |   지면 발행 ( 2005년 6월호 - 전체 보기 )

슬림형 클립체결 구조의 디지털 계측 분전반 제조기술전력신기술 제도는 고부가가치 산업인 전력산업과 전력분야의 국제경쟁력 제고를 위해 전력기술 발전이 요구되는 시점에서 정부와 연구기관만의 노력으로는 한계가 있으므로 민간부문에서 자율적으로 전력산업기술개발에 참여시킨 전력산업기술개발을 촉진하기 위해 제정된 제도다.산업자원부는 4월 20일, 전력기술 관리법에 의거 전력신기술 제29호로 (주)아이파워(구 (주)극동전력), (주)디아이케이, (주)중앙전기의 ‘슬림형 클립체결 구조의 디지털 계측 분전반 제조기술’을 지정, 고시했다.이 기술은 메인부스바와 분기부스바, 분전 단자간을 손쉽게 연결할 수 있는 슬림형 속결구조의 클립을 채용해 건축물 벽체에 매입, 건축구조 안전도에 영향을 주지 않을 뿐만 아니라 누전에 의한 화재나 누설전류에 의한 감전으로부터 보다 안전한 디지털 분전반 제작이 가능할 것으로 기대된다.신기술의 내용 및 범위1. 개발 배경(1) 개발 동기현재의 산업용 분전반은 주 모선(Bus-bar)과 분기 모선(Bus-bar)의 접속은 각 접속부마다 부스바(Bus-bar)에 일일이 홀(Hole)을 뚫어 탭을 내고 볼트로 조여서 고정해야 하므로 조립 시 많은 시간과 여러 번의 작업을 진행함으로 인한 제작비 증가의 원인이 있으며, 또한 원활한 접속을 위하여 접속부마다 분기 부스바를 일일이 절곡해야 하는 작업을 거쳐야 하며, 이러한 절곡 작업을 위해 부스바 절곡 장치를 항상 구비해야 한다는 등의 문제점이 있다.본 기술은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로, 메인부스바와 분기부스바, 분전 단자간을 손쉽게 연결할 수 있는 슬림형 속결구조의 클립을 채용하여 분전반의 두께도 얇아져서 건축물 벽체에 매입되어도 건축구조의 안전도에 영향을 주지 않는 슬림형 디지털 분전반을 제작하기 위함이다.또한 자냉식 과열방지 부스바를 개발하여 부스바의 전기적 통전 효율의 전도성 향상 및 적정설계에 의한 원자재 절감효과도 얻을 수 있으며, 매직센서에 의한 부스바 상시 온도 감시 및 제어 기능과, 디지털 활선 누설전류 제어시스템 채용으로 분기회로의 누설전류를 회로별로 각각 감시 및 제어함으로써 누전에 의한 화재나 누설전류에 의한 감전으로부터 보다 안전한 디지털 분전반의 제작이 가능하다. (2) 제품의 기능· 슬림형(Slim) 구조로 기존대비 약 47% 축소했다.· 분기부분 속결 조립 구조로 1/8로 조립 시간 단축시켰다.· i MCCB 채용(고밀도 영상변류기 내장 배선용 차단기 ±5% - 기존 외장형 ±25%)· 저전압 저전류 일체형 3상 계기용 변압 변류기 및 매직온도센서 채용했다.· 자냉식 방열 구조의 부스바 채용으로 동부스바 자원 30% 절약했다.· 누설전류 감지장치 탑재로 저항성 누설전류(Igr) 회로별 측정 및 제어· 배선용 차단기 운전 중 트립 시 표시 기능(3) 제품의 용도아파트, 상가, 빌딩, 공장, 다중복합시설물 등 수배전반에서 저압(220V∼440V)을 공급받아 전등, 전열이나 각종 기계 기구의 전원을 배전 해주는 장치로서, 주로 건물 벽체에 매입(콘크리트) 또는 부착되어 있으며 상시 분전반 커버(전면 도어)를 열어 배선용 차단기 등을 조작하여, 부하 전원의 공급 및 차단 등의 관리할 수 있는 제품이다.2. 신청기술의 내용(1) 슬림(Slim)형 저 체적 구조슬림형 구조(분전반 두께 약 100㎜제작)로 제작하기 위하여, 아래와 같이 공간활용(축소)도가 월등한 제품을 사용했다.

ⓐ 저전압 저전류 일체형 3상 계기용 변압변류기 채용으로 종래의 제품에는 각각 별도로 설치됐던 3상 계기용 변압변류기를 설치할 때 보다 공간이 약1/2 축소되는 효과가 있다.(Signal 결선도 간결하여 내부 배선이 깔끔하다.)

ⓑ ZCT(영상변류기) 내장형 MCCB, Trip Coil 내장(실용등록 0292538호) 채용으로 종래의 별도 설치할 때와 대비하여 공간 축소 효과가 약 1/3 정도 있으며, 영상변류기(ZCT)가 MCCB 내에 내장되어있어 결선이 간결하며 미관이 우수하다.

(2) 부스바 분기 속결 조립 구조주 모선(Bus-bar)과 분기 부스바와의 속결 조립 방식의 구조로써 접속 부위에서 100% 전기적인 도전율을 지속적으로 유지하기를 위한 구조로, 모선 (Bus-bar)에 클립 형태의 전도율이 높은 구조의 날개를 내 측에 설치하고 외측에는 탄성 복원율이 높은 판스프링을 설치하여 온도 및 주변 환경 변화에 따른 접촉율을 지속적으로 유지할 수 있도록 하였다.클립체결장치 상단에는 볼트가 설치되어 분기모선을 클립체결장치 내에 삽입 후 수직으로 배치되어있는 주 모선(Bus-bar)에 양날개 접촉부 사이로 끼워 넣어 볼트를 조이면 판스프링과 내 측에 위하찬 도전체 날개부위가 주 모선에 결착되어 주모선으로부터 분기모선으로 전로구성이 되도록 하였다.

또한 전기적으로 클립체결장치가 불완전하게 접속되었거나, 전기적인 접촉 불량으로 인한 과열이 발생할 경우 관리자가 쉽게 확인할 수 있게 과열 온도 감음용 변색 페인트(변색 테이프) 등을 접촉부 온도 전이가 가장 빠른 클립체결장치 상단에 설치하여 안전운전 향상에도 기하였다.

(3) 자냉식 방열구조 부스바부스바의 냉각효율을 개선하기 위하여 부스바 회로의 부하전류에 의한 발열을 효과적으로 방열하기 위하여 부스바 중앙부분에 다양한 타공 문양을 만들고 공기와의 접촉면을 크게하여 냉각 효율을 극대화했고, 공기 순환 흐름을 원활하게 유도한 자냉식 구조로써 메인 모선(Bus-bar) 및 분기 모선(Bus-bar)에 전류가 흐르는 방향으로 방열 공기순환 면을 만든 구조를 개발했다.모선의 홀(Hole)은 부스바(Bus-bar)의 사양 및 방열 효과에 따라 단층 구조의 홀<그림 9>(1) 단층 구조의 홀(Hole))을 갖는 부스바와 복층 구조의 홀(<그림 9>(2) 복층 구조의 홀(Hole))을 갖는 부스바가 있다.

(4) 분전반용 누설전류 감지장치분전반 분기회로의 누설전류를 회로별로 각각 감지하여 분기회로별 분포 정전용량에 따른 선로정수 보정을 통하여 전기누전 화재에 직접적인 영향을 주는 순수 저항성 지락전류인 Igr요소만을 간접 검출하여 회로별로 경보 및 누전차단을 할 수 있는 구조와, 배선용차단기(MCCB)의 투입과 차단(트립) 유무를 원격지에서 회로별로 각각 투입 및 차단시간 등을 확인 할 수 있어 운전의 편의성 및 전기안전도를 크게 향상시킬 수 있으며 매직온도 센서를 내장하여 전기 부스바의 온도 및 운전환경 주변온도를 연산하여 구분 측정하고 경보 및 주차단기의 트립 제어와 분기회로와 통합하여 최적의 전기 운전환경을 제공하며, 유효전력량과 무효전력계량 및 요금 환산과 연계한 분기회로별 개별차단이 가능케 하는 기술로써 전면부에서 분기회로별 누전 및 회로투입과 정상동작 유무를 확인 할 수 있으며 누설전류 및 이벤트 발생 시 ‘이벤트 우선 동시표시’ 기술을 채택한 LCD 표시창을 통하여 손쉽게 운전 및 감시가 가능하며 상위의 통신시스템과 연계운전이 가능한 분전반용 활선 누설전류 감지장치 기술이다.

그 주요기능은 다음과 같다.·최대20ch 개별분기회로 누전확인 (3색 LED)및 경보 트립 신호인출 ·최대20ch 개별 MCCB 트립시 (3색 LED) 표시회로·계측 : 유·무효 전력량계, 전압, 전류, 판넬온도, 목표전력 연계 통합제어기능·개별 분기회로별 선로 분포용량 선로정수(C 성분) 보정기능·개별회로 경보 및 트립전류 입출력 기능·RS232, 422, 485 통신기능

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