KR102071184B1 - 배전반의 열화방지 및 화재 진압 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배전반의 밀폐된 함체 내부 환경에서 기온차로 인해 발생한 습도를 제거하여 열화 발생을 방지함과 더불어 화재 발생시에 화재가 발생한 구역으로 소화약재를 집중 분사하여 화재를 초기에 진압할 수 있도록 한 배전반의 열화방지 및 화재 진압 시스템을 개시한다.

Description

배전반의 열화방지 및 화재 진압 시스템{Prevention of deterioration of switchboard and fire suppression system}

본 발명은 배전반의 열화방지 및 화재 진압 시스템에 관한 것이며, 상세히는 배전반의 밀폐된 함체 내부 환경에서 기온차로 인해 발생한 습도를 제거하여 열화 발생을 방지함과 더불어 화재 발생시에 화재가 발생한 구역으로 소화약재를 집중 분사하여 화재를 초기에 진압할 수 있도록 한 배전반의 열화방지 및 화재 진압 시스템에 관한 것이다.

수배전반은 변전소로부터 공급되는 고압전력을 상용전압으로 강압하여 수용가로 공급하는 장치이다.

수배전반은 변전소로부터 공급되는 고압의 전력을 공급받기 위한 수전설비, 변전소로부터 수전된 고압의 전력을 상용전압으로 강압하기 위한 변전설비, 강압된 전기를 빌딩내 각부의 전기장치로 공급하기 위한 배전설비, 스위치장치 및 기타 안전장치 등을 포함할 수 있다.

한편, 수배전반의 전기화재의 주요원인은 합선, 과전류, 아크, 누전 등이다. 또한 사용자의 주위 시설 환경(침수상태, 가스, 온도, 홈아울렛 접속불량)에 의한 경우도 주요원인이 되고 있다. 전기화재 중 대부분은 전기 열화 및 과부하에 의한 화재로 배전반과 밀접한 관계가 있는 것으로 나타나고 있는 실정이다.

특고압을 상용의 저전압으로 변환하여 소규모지역단위 또는 건물단위 등에 전력을 공급하는 배전반은 그 내부의 고압트랜스나 스위치접점과 같은 고압부품들에서의 발열로 인하여 화재의 위험이 매우 높다. 따라서 배전반 또는 기타 배전설비에는 화재사고를 감시하여 조기 경보하기 위한 화재경보발생기로 화재의 초기진압이 필요하다.

한편 고압부품의 발열외에 수배전반의 열화 발생의 원인으로는 습도를 예로 들 수 있다.

배전반을 구성하는 함체 내부는 통상 밀폐된 구조로 외부 환경과 격리된 상태가 되는 데, 이러한 환경은 외부와의 기온차이 등으로 인해 배전반 내부 공기중에는 습도가 순간적으로 높게 상승할 수 있다.

이러한 환경에서 예컨대 배전반의 접속부 및 지지부를 감싸고 있는 절연체가 사용연수와 설치환경에 따라 손상되면 높게 상승한 습기에 접속부가 그대로 노출되어 지고, 이는 고압방전현상에 의하여 순식간에 아크가 발생하면서 절연파괴 및 화재로 이어지게 되는 것이다.

따라서, 배전반에는 통상적으로 화재 경보기가 설치된다.

종래 일반적인 화재 경보기는 배전반 내부온도를 검출하여 이를 외부에 표시해 주기 위한 온도계와 설정 온도 값 도달을 경보하기 위한 경보부저를 구비하여 놓고, 상기 온도계를 통해 현재 배전반의 온도를 관리자가 모니터링 하도록 하거나 화재경보부저를 통해 해당 배전반의 관리자에게 화재발생을 고지하도록 하고 있거나, 전체적으로 설치하지 않고 국부적으로 감지되고 있으며 종합경보로 인해 화재구역이 구분되어 있지 않다.

또한, 종래의 배전반 및 기타 설비에 장착되는 화재경보기는 배전반 내 온도표시 및 화재경보 등의 단순기능만을 가지므로 화재 발생 경보 시 관리자가 직접 소화기를 작동시켜 배전반의 화재사고에 대응해야 하므로 조기화재진압이 어려울 뿐만 아니라 화재경보기의 정상작동 여부를 체크 할 수단이 별도로 마련되어 있지 않다. 또한 종래에 수신 장치는 건물용 대형화로서 도통시험전류가 25mA이상 대형 아날로그 메타로 부설되어 있으며 자기고장 진단 통보기능도 전무하여 디지털 통신 및 제어가 불가능 하다는 문제점을 가지고 있었다.

문헌 1: 대한민국 특허청 등록특허공보 등록번호 제 10-0804128 호

본 발명의 목적은 열화 발생의 원인중 하나인 배전반 내부의 밀폐된 환경에서 기온차로 인해 발생하는 습기를 주기적으로 제거하여 변압기 등의 전기 배전설비등에서 스파크 등과 같은 열화 발생 원인을 줄여 화재 위험을 최소화하도록 한 배전반의 열화방지 및 화재 진압 시스템을 제공한다.

또한 본 발명은 습기제거장치를 통해 습기를 제거함에도 불구하고 열화로 인해 배전반내에서 화재가 발생하였을 때, 이를 자동 감지하여 배전반내의 화재진압장치를 발동시켜 화재를 진압하도록 한 배전반의 열화방지 및 화재 진압 시스템을 제공한다.

또한 본 발명은 배전반의 내부를 좌, 우측 구역으로 나눈 상태에서 화재가 발생한 구역에 소화약재를 보다 집중적으로 분사시켜 화재를 초기에 효과적으로 진압하도록 한 배전반의 열화방지 및 화재 진압 시스템을 제공한다.

본 발명은 배전반의 함체 내부 공간에 설치되는 배전반의 열화 방지 및 화재 진압 시스템에 있어서, 상기 함체의 내부 공간 벽면에 수직으로 세워진 상태로 설치되며 내부에는 이동통로가 형성되고 그 상, 하단은 개방시켜 구성한 수직덕트, 상기 수직덕트의 상단에 수평으로 일단이 연결되며 상기 함체의 내부 천정에 수평으로 길게 설치되며 내부에는 상기 수직덕트의 수직이동통로와 연결되는 수평이동통로가 형성되고 그 타단은 개방시켜 구성한 수평덕트, 상기 수직덕트의 개방된 하단에 설치되며 상기 함체의 내부 공간에 존재하는 공기를 상기 수직덕트의 수직이동통로로 강제 흡기시키는 흡기팬, 상기 수직덕트의 일측에 형성된 구멍을 통과하여 상기 수직덕트의 수직이동통로에 위치한 상태로 설치되며 상기 흡기팬의 구동으로 상기 수직이동통로를 통과하는 공기에 포함되어 있는 습기를 증발시키는 히팅코일부재, 상기 수평덕트의 일측에 형성된 구멍을 통해 상기 수평덕트의 수평이동통로에 삽입되며 상기 수평이동통로를 통과하는 공기에 포함되어 있는 습기를 제거하는 실리카겔부재, 상기 수평덕트의 개방된 타단에 설치되며 습기가 제거된 공기를 강제 배기시키는 배기팬으로 구성한 습도제어수단, 상기 함체의 내벽 좌측 및 우측 벽에 각각 수직으로 세워진 상태로 설치되는 좌, 우측 지지프레임, 상기 좌, 우측지지프레임에 각각 설치되며 상기 함체의 내부공간의 좌측구역 또는 우측구역에서 발생한 화재로 인한 온도 상승을 각각 감지하는 좌, 우측 온도감지센서로 구성한 화재감지수단, 상기 좌, 우측 온도감지센서에서 감지된 신호를 입력받는 제어부, 상기 함체의 바닥에 올려지며 상기 제어부에서 송출된 신호로 작동하는 소화기, 상기 소화기에 일단이 연결되고 타단은 상기 함체의 천정으로 배관되는 공급라인, 상기 공급라인의 양단에 연결되며 함체의 천정 좌측 및 우측에 각각 수평으로 길게 함체의 길이 방향으로 배치되며 상기 공급라인을 통해 상기 소화기에서 분출된 소화약재를 공급받는 좌, 우측 분기라인, 상기 좌, 우측 분기라인과 상기 공급라인의 양단을 각각 개방 및 폐쇄 가능하게 연결하며 상기 좌, 우측 감지센서에서 감지된 신호를 입력받은 상기 제어부의 동작으로 전원을 각각 선택적으로 공급받아 개별적으로 동작하며 상기 공급라인으로 공급된 소화약재를 상기 좌, 우측 분기라인으로 각각 선택적으로 공급하도록 하는 좌, 우측 전자밸브 및 상기 좌, 우측 분기라인에 적어도 하나 이상 설치되며 상기 좌, 우측 분기라인으로 공급된 소화약재를 분사시키는 좌, 우측 분사노즐로 구성하여 함체의 좌측구역 또는 우측구역중에서 화재가 발생한 구역으로 소화약재를 집중 분사하여 진압하는 화재진압수단을 포함하여 구성하며, 상기 함체의 내부 공간 벽면에는 적어도 하나 이상의 습도감지센서가 설치되며, 상기 습도감지센서는 함체의 내부 공간에 존재하는 공기에 포함되어 있는 습도를 감지하여 상기 제어부로 신호를 송출하며, 상기 제어부는 상기 습도감지센서의 감지신호에 따라 상기 습도제어수단의 흡기팬과 히팅코일부재 그리고 배기팬으로 전원을 동시 공급하여 동작시키도록 하며, 상기 함체의 바닥면 외곽을 따라 바닥분기라인이 더 배관되며, 상기 바닥분기라인의 일단은 상기 공급라인과 보조전자밸브(82)로 연결 설치되며, 상기 보조전자밸브의 개방 동작에 따라 상기 공급라인(64)을 통과하는 소화약재를 공급받도록 하며, 상기 바닥분기라인에는 소화약재를 분사하는 적어도 하나 이상의 분사노즐이 설치된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 배전반 내부의 밀폐된 환경에서 발생하는 습기를 주기적으로 제거하여 변압기 등의 전기 배전설비등에서 스파크 등과 같은 열화 발생 원인을 줄여 화재 위험을 최소화할 수 있는 효과를 가진다.

또한 습기제거장치를 통해 습기를 제거함에도 불구하고 열화로 인해 배전반내에서 화재가 발생하였을 때, 이를 자동 감지하여 배전반내의 화재진압장치를 발동시켜 화재를 진압할 수 있고, 무엇보다 배전반의 내부를 좌, 우측 구역으로 나눈 상태에서 화재가 발생한 구역에 소화약재를 보다 집중적으로 분사시켜 화재를 초기에 효과적으로 진압할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 배전반의 열화방지 및 화재 진압 시스템의 전체 구성을 입체적으로 도시한 도면.
도 2는 도 1의 측단면을 도시한 도면.
도 3은 도 1의 정단면을 도시한 도면.
도 4는 습기제거 및 화재감지 그리고 화재진압을 자동 구현하기 위한 제어부와 그 구성간의 연결관계를 도시한 블럭도.
도 5 내지 도 7은 화재 진압 과정의 흐름을 도시한 도면들.

본 발명이 제안하는 열화방지 및 화재 진압 시스템은 습기제거수단을 장착하는 것인데, 상기 습기제거수단은 대류 방식을 이용하여 배전반내의 공기를 주기적으로 흡, 배기하는 과정에서 히팅코일 및 실리카부재로 강제 통과시켜 공기에 포함된 습기를 제거한 후, 다시 배전반으로 배기시켜 열화발생의 원인인 습도를 일정하게 유지시키는 것이다.

또한, 습기가 제거되더라도 과전류로 인한 합선, 아크, 누전 등으로 인해서도 배전반내의 화재가 발생할 수 있으며, 이때에는 초기에 화재를 자동 진압할 필요가 있으며, 이를 구현하기 위한 온도감지센서의 감지신호로 제어부가 소화기를 작동시키면 소화약재는 분기라인을 타고 배전반 천정으로 공급된 후, 분사노즐을 통해 분사되도록 하여 화재를 자동 진압할 수 있도록 한다.

특히, 본 발명은 화재 발생 구역에 소화약재를 보다 집중적으로 분사하기 위해 배전반 내부의 공간을 두 개의 공간으로 구획하고, 각 공간에 설치된 온도감지센서에서 감지된 신호에 따라 해당 구역으로 소화약재를 집중 분사시키도록 함으로서 화재의 진압 효율을 높이도록 하는 데 있다.

한편, 온도감지센서는 화재가 진압되는 중에도 계속 온도를 감지하여 제어부로 신호를 송출하도록 한다.

즉, 화재가 발생한 구역이 함체 바닥면이나 배전반이 설치된 곳 바닥 안쪽 등 천장이 아닌 경우에는 천정의 분기라인에서 소화약재가 집중 분사되더라도 화재발생지역으로 소화약재가 효과적으로 투입될 수 없으며, 이때에는 함체 바닥에 설치된 보조분기라인으로 소화약재를 선택 공급하여 보조 분사노즐을 통해 함체 바닥면이나 배전반이 설치된 곳 바닥 안쪽 등에서 발생한 화재를 즉각적으로 진압할 수 있도록 하였다.

아래에서는 위에서 제시한 개념을 실현하기 위한 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하기로 한다.

도 1은 배전반의 열화방지 및 화재 진압 시스템의 전체 구성을 입체적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 측단면을 도시한 도면이며, 도 3은 도 1의 정단면을 도시한 도면이며, 4는 습기제거 및 화재감지 그리고 화재진압을 자동 구현하기 위한 제어부와 그 구성간의 연결관계를 도시한 블럭도이다.

도 1 내지 도 4에서와 같이, 본 발명의 배전반 열화방지 및 화재 진압 시스템은 변압기가 설치되어 지는 함체(10)의 내부 공간(12)에 설치되어 습도유지, 화재 감지 및 진압을 수행하는 장치로서, 크게 습도제어수단(20), 화재감지수단(50) 및 화재지압수단(60)으로 나뉘어 구성한다.

상기 습도제어수단(20)은 함체(10) 내부 공간(12)의 공기를 주기적으로 흡, 배기하는 과정에서 공기에 포함된 습기를 제거한 후, 다시 함체(10)로 배기시켜 열화발생의 원인인 습도를 일정하게 유지시키는 수단이다.

상기 습도제어수단(20)은 수직 및 수평덕트(22, 26)로 외형을 구성한다.

상기 수직덕트(22)는 함체(10)의 내부 공간(12) 한쪽 벽면에 수직으로 세워진 상태로 설치되는 것으로서 내부에는 수직이동통로(24)가 형성되고 그 상, 하단은 개방시켜 구성한다.

상기 수직덕트(22)의 개방된 하단은 함체(10) 내부 공간(12) 바닥을 향하되, 상기 내부공간(12) 바닥에서 조금 위로 떨어진 상태로 설치되도록 함이 바람직하다.

상기 수평덕트(26)는 상기 수직덕트(22)와 같이 양단은 개방하고 내부에는 수평이동통로(28)가 형성되도록 제작된 구조물로서, 상기 수평덕트(26)는 상기 수직덕트(22)와 달리 함체(10)의 내부 공간(12) 천정에 수평으로 길게 설치되도록 구성한다.

상기 수평덕트(26)의 개방된 일단은 상기 수직덕트(22)의 개방된 상단에 연결 구성하여 수평덕트(26)의 수평이동통로(28)는 수직덕트(22)의 수직이동통로(24)와 서로 연결되도록 한다.

상기 수직덕트(22)의 개방된 하단에는 흡기팬(32)이 설치된다. 상기 흡기팬(32)은 제어부(90)의 신호에 따라 전원공급부(92)에서 공급된 전원으로 자동 동작하며 함체(10)의 내부 공간(12)에 존재하는 공기를 상기 수직덕트(22)의 내부 수직이동통로(24)로 강제 흡기시킨다.

상기 흡기팬(32)은 지속적으로 구동하는 것이 아니라, 함체(10) 내부 공간(12)의 공기중에 습도가 설정된 값이 이상으로 높아졌을 때에만 선택적으로 동작하도록 하며, 상기 흡기팬(32)의 구동시 수직덕트(22)에 설치 되어지는 히팅코일부재(34)와 수평덕트(26)의 출구에 설치되는 배기팬(42) 역시 동시에 전원을 공급받아 구동하도록 한다.

한편, 함체(10) 내부 공간(12)의 공기중에 포함된 습도를 감지하기 위한 수단이 필요하며, 이를 위해 본 발명은 적어도 하나 이상의 습도감지센서(30)를 구성하고 있다.

상기 습도감지센서(30)는 함체(10) 내부 공간(12)의 적정위치에 하나만 설치하여 구성할 수 있으나, 함체(10)의 내부 공간(12) 전체에 발생한 습도를 효과적으로 감지할 수 있도록 상기 함체(10)의 내부 공간에 수직으로 세워진 상태로 지지대(30a)를 설치하고, 상기 지지대(30a)에 상, 하 일정 간격 떨어진 상태로 적어도 2개 이상의 습도감지센서를 설치하여 사용토록 한다.

상기 함체(10) 내부 공간(12)은 통상 밀폐된 구조로 외부 환경과 격리된 상태가 되는 데, 이러한 환경은 외부와의 기온차이 등으로 인해 함체(10) 내부 공간(12)의 공기중에는 습도가 순간적으로 높게 상승할 수 있다. 이때의 습도를 상기 습도감지센서들중 어느 하나의 습도감지센서(30)가 감지하면 제어부(90)로 즉각 신호를 송출하며, 제어부(90)는 기입력된 습도데이터값과 비교 판단한 후, 입력된 습도값보다 초과하면 전원공급부(92)를 통해 흡기팬(32)과 히팅코일부재(34) 그리고 배기팬(42)으로 즉각 전원을 공급하여 동작시키게 된다.

상기 수직덕트(22)의 일측에는 구멍(23)이 형성되고, 상기 구멍(23)을 통해 히팅코일부재(34)가 외부로 분리 가능하게 삽입되며, 삽입된 히팅코일부재(34)는 수직덕트(22)의 내부 이동통로(24)에 위치하게 된다.

상기 히팅코일부재(34)는 전원공급부(92)에서 공급된 전원으로 발열하는 열선(36), 상기 열선(36)을 포위하는 코일관(38)으로 구성하여, 상기 흡기팬(32)의 구동에 의해 상기 수직덕트(22)의 이동통로(24)로 강제 흡기된 공기를 가열하여, 흡기된 공기에 포함되어 있는 습기를 증발시키게 된다.

즉, 흡기팬(32)의 구동으로 수직덕트(22)의 이동통로(24)로 강제 흡기된 공기는 상기 히팅코일부재(34)를 통과하는 과정에서 일차적으로 습기가 제거되어 진다.

상기 실리카겔부재(40)는 제습재로서 전술한 수평덕트(26)의 일측에 구멍(27)을 천공하고, 상기 구멍(27)을 통해 수평덕트(26)의 내부 수평이동통로(28)에 삽입되도록 한다.

상기 실리카겔부재(40)는 전술한 히팅코일부재(34)를 통과하여 습기가 일차적으로 제거된 공기가 수평덕트(26)의 수평이동통로(28)로 유입되면 상기 공기에 포함되어 있는 잔류하는 습기를 제거하게 된다.

상기 실리카겔부재(40)는 황산과 규산나트륨의 반응에 의해 만들어지는 튼튼한 그물조직의 규산입자로서 통상 알갱이형태로 성형되는 데, 이러한 실리카겔 부재(40)는 공기를 통과시키면서도 알갱이 형태로 인해 설치 및 취급의 용이성을 위해 공기를 통과시키는 다공구조의 부직포로 커버지(41)를 구성하고, 상기 커버지(41)내에 실리카겔(39)을 충진시켜 구성한다. 이러한 구조를 통해 공기는 부직포(41)를 통과하여 실리카겔(39)에 의해 제습된 상태에서 다시 수평덕트(26)의 이동통로(28)를 통과하게 된다.

상기 배기팬(42)은 상기 수평덕트(26)의 출구에 설치되며 상기 수평덕트(26)의 수평이동통로(28)를 통과하는 공기를 함체(10)의 내부 공간(12)으로 강제 배기시킨다. 상기 배기팬(42)은 제어부(90)의 신호에 따른 전원공급부(92)의 전원을 공급받아 구동한다.

상기 배기팬(42)의 구동을 통해 공기는 수직덕트(22)의 히팅코일부재(34)를 통과한 후, 수평덕트(26)의 수평이동통로(28)로 강제 흡입된 다음, 실리카겔부재(40)를 통과하는 과정에서 수분이 완전히 제거된 상태에서 함체(10) 내부 공간(12)으로 강제 배기되어 진다.

이때 상기 배기팬(42)을 통해 수평덕트(26)의 출구로 배출된 공기는 히팅코일부재(34)의 열원에 의해 조금 데워진 상태임에 따라 함체(10) 공간(12) 바닥에 존재하는 공기에 비해 온도가 높은 상태가 되는 데, 이러한 함체(10)의 공간(12) 위, 아래 공기의 온도차이는 대류현상을 통해 공기의 순환을 유도하여 공기를 수직 및 수평덕트(22, 26)로 효과적으로 흡, 배기시켜 습기의 제거효율을 높일 수 있다.

한편, 상기 습도제어수단(20)에는 환기팬(44)을 더 포함하여 구성할 수 있다. 상기 환기팬(44)은 함체(10)의 벽면에 설치된다. 즉, 습도제어수단(20)의 동작으로 함체(10) 내부의 공기가 계속적으로 데워지면 함체(10)의 내부공간(12)의 온도가 올라가게 되는 데, 상기 환기팬(44)을 통해 함체(10) 내부의 공기를 외부로 강제 방출시켜 함체(10) 내부 공간(12)의 온도를 일정하게 유지하도록 한다. 상기 환기팬(44)은 제어부(90)에 작동시간을 설정하고, 상기 습도제어수단(20)이 작동하고 나면 상기 제어부(90)에 설정된 작동시간에 도달하였을 때, 전원을 인가받아 구동하며 공기를 환기시키도록 한다.

상기한 습도제어수단(20)의 동작을 통해 함체(10) 내부 공간(12)에 존재하는 공기는 항상 일정 이하의 습도를 유지하게 됨으로서 열화 발생의 원인이 되는 습도를 제어하여 화재 위험을 줄일 수 있다.

한편, 습도 뿐만 아니라 기타 다른 원인 예를 들어 고압 방전에 의한 아크, 누전 등으로 인해 화재가 발생할 수도 있으며, 이때에는 화재를 즉각적으로 감지하여 초기에 진압하여 화재 피해를 최소화하도록 한다.

이를 구현하기 위해 본 발명은 함체(10) 내부에 화재를 감지하는 화재 감지수단(50), 상기 화재 감지수단(50)의 감지신호에 따라 자동으로 동작하며 화재를 진압하는 화재진압수단(60)이 더 설치된다.

상기 화재감지수단(50)은 온도감지센서로 이루어진다. 상기 온도감지센서는 함체의 내부 공간 어느 구역에서 합선 등으로 화재가 발생하였을 때, 화재가 발생한 구역의 온도가 급속히 올라가기 시작하면 이를 감지하여 즉각 제어부(90)로 신호를 송출하고, 제어부(90)는 온도감지센서의 감지신호에 따라 화재진압수단(60)인 소화기(62)를 작동시켜 소화약재를 화재 발생구역으로 분사시켜 화재를 초기에 진압하도록 한다.

상기 온도감지센서가 설치되는 함체(10)의 내부는 넓은 공간을 가짐에 따라 하나의 온도감지센서만으로는 함체(10) 내부공간(12) 전 구역의 온도차이를 감지하는 것이 불가능하다.

특히, 본 발명은 화재가 발생한 구역에 소화약재를 보다 집중적으로 분사시켜 화재를 효과적으로 진압하도록 하는 목적을 가지고 있으며, 이를 위해 본 발명은 함체(10)의 내부 공간(12)을 센터를 기준으로 해서 좌, 우측구역(12a, 12b)으로 나누고, 상기 각 구역(12a, 12b)의 천정에 좌, 우측분기라인(66, 68)을 각각 설치하여, 제어부(90)의 신호에 따라 각각 선택적으로 동작하는 좌, 우측전자밸브(70, 72)를 통해 소화약재를 선택적으로 공급받아 분사시키는 구조를 채택하고 있다.

이러한 구역 설정을 가진 배전반의 함체(10)에 하나의 온도감지센서를 설치하여서는 화재가 함체의 좌측이나 우측 어느 구역에서 화재가 발생하였는지를 파악하는 것이 불가능하다.

따라서 본 발명의 화재감지수단인 온도감지센서는 함체(10)의 좌, 우측구역(12a, 12b)에 각각 좌, 우측온도감지센서(56, 58)를 별도로 구성하여 화재가 함체(10)의 내부 공간(12) 좌측구역(12a)이나 우측구역(12b)에서 발생하였을 때, 해당 구역의 온도 상승을 좌, 우측온도감지센서(56, 58)중 어느 하나의 센서가 감지하여 제어부(90)로 신호를 송출하게 되고, 제어부(90)는 위 센서의 감지 신호에 따라 해당 구역으로 소화약재를 집중 분사시킬 수 있다.

또한, 화재는 변압기(200)의 상부나 혹은 하부 어느 곳에서나 발생할 수 있으며, 이를 고려하여 좌측온도감지센서(56)는 함체(10)의 내부 공간(12) 벽면 좌측에 지지프레임(52)을 설치하고, 상기 지지프레임(52)의 상, 하로 복수개의 좌측온도감지센서(56)를 설치토록 구성한다.

또한 우측온도감지센서(58) 역시 함체(10)의 내부 공간 벽면 우측에 지지프레임(54)을 설치하고, 상기 지지프레임(54)의 상, 하로 복수개의 우측온도감지센서(58)를 설치토록 구성한다. 함체의 위쪽 및 아래쪽 공간에서 발생한 화재로 인한 온도상승을 즉각 감지할 수 있도록 한다.

위 화재감지수단 구조를 통해 변압기의 어느 위치에서 화재가 발생하더라도 화재의 발화 구역을 정확히 판단하여 소화약재를 화재 발생지역으로 집중시킬 수 있어 효과적인 화재 진압을 구현할 수 있다.

화재진압수단(60)은 화재감지수단(50)의 감지신호에 따라 소화약재를 화재 발생 구역으로 자동 분사시키는 수단이다.

특히, 화재진압수단(60)은 함체(10)의 내부 공간(12)을 좌, 우측 구역(12a, 12b)으로 나눈 상태에서 화재가 발생한 구역을 화재감지수단(50)이 감지하여 신호를 송출하면 소화약재를 좌, 우측구역(12a, 12b)중 화재 발생 구역으로만 집중적으로 분사시켜 화재를 효과적으로 진압하도록 하는 목적을 가진다.

상기 화재진압수단(60)은 소화기(62), 상기 소화기(62)에 일단이 연결되고 타단은 함체(10)의 천정으로 배관되는 공급라인(64), 상기 공급라인(64)의 양단에 연결되며 함체(10)의 천정 좌측 및 우측에 각각 수평으로 길게 함체(10)의 길이 방향으로 배치되는 좌, 우측분기라인(66, 68), 상기 좌, 우측 분기라인(66, 68)과 상기 공급라인(64)의 양단을 개방 및 폐쇄 가능하게 연결하는 좌, 우측전자밸브(70, 72) 및 상기 좌, 우측 분기라인(66, 68)에 적어도 하나 이상 설치되며 상기 좌, 우측 분기라인(66, 68)으로 공급된 소화약재를 분사시키는 좌, 우측 분사노즐(74, 76)로 구성된다.

상기 좌, 우측전자밸브(70, 72)는 제어부(90)의 동작으로 인가된 전원에 의해 선택적으로 동작하며 좌, 우측분기라인(66, 68)을 개방 및 폐쇄 동작시킨다.

상기 화재진압수단(60)은 화재감지수단(50)인 좌측온도감지센서(56) 또는 우측온도감지센서(58)중 어느 하나의 센서에서 인가된 감지신호를 제어부(90)가 입력받으면 상기 제어부(90)는 좌측분기라인(66) 및 우측분기라인(68)중 상기 센서가 위치하고 있는 구역에 설치되어 있는 전자밸브로 전원을 인가하여 개방시킴과 동시에 소화기를 작동시키도록 하며, 상기 소화기(62)의 작동으로 분출된 소화약재는 공급라인(64)을 타고 개방된 전자밸브와 연결되어 있는 분기라인으로만 공급되어 짐으로서 화재가 발생한 구역으로 소화약재를 집중 분사시킬 수 있다.

즉, 예를 들어 함체(10)의 우측구역(12b)에서 화재가 발생하면 함체(10)의 우측구역(12b) 온도가 먼저 급속도로 올라가는 데, 이때 우측감지센서(58)가 온도를 감지하여 제어부(90)로 신호를 송출하면 제어부(90)는 우측감지센서(58)의 신호로 우측제어밸브(72)로 전원을 공급해 개방시키도록 한 후, 소화기(62)를 작동시키도록 하며, 이를 통해 소화약재는 공급라인(64)을 통과한 후, 개방된 우측전자밸브(72)에 연결되어 있는 우측 분기라인(68)을 거쳐 분사노즐(76)을 통해 화재가 발생한 함체(10)의 우측 구역(12b)으로 소화약재를 집중 분사시킴으로서 화재의 진압 효율을 높이게 된다.

물론, 함체(10)의 좌측구역(12a)에서 화재가 발생하였을 때는 위와 반대로 제어부는 좌측제어밸브(70)를 개방시켜 화재를 진압하게 된다.

한편, 상기 화재진압수단(60)인 공급라인(64)에는 별도의 보조전자밸브(82)가 더 연결 설치되고, 상기 보조전자밸브(82)에는 함체(10)의 바닥면 외곽을 따라 근접 설치되어 있는 바닥분기라인(80)이 설치될 수 있다.

상기 바닥분기라인(80)은 좌, 우측 분기라인(66, 68)중 어느 하나의 분기라인을 통해 분사된 소화약재로 화재를 진압하는 과정에서 예를 들어, 변압기 아래쪽이나 기타 천정에서 분사된 소화약재가 잘 닿지 않는 곳에서 화재가 발생할 경우, 이를 진압할 목적으로 제공된 라인이다.

즉, 화재 진압하는 과정에서도 좌, 우측온도감지센서(56, 58)는 실시간으로 온도를 감지하여 제어부(90)로 신호를 송출하는 데, 화재 진압과정에서 온도가 떨어지지 않을 경우에는 효과적인 화재 진압이 되지 않고 있는 것이며, 이때에는 제어부(90)는 설정된 시간 이상으로 온도가 떨어지지 않은 것으로 판단되면 상기 공급라인(64)에 설치되어 있는 보조전자밸브(82)로 전원을 공급하여 개방시키도록 하며, 상기 보조전자밸브(82)의 개방을 통해 소화약재는 바닥 분기라인(80)으로 공급되어 분사노즐(84)을 통해 변압기(200) 아래쪽으로 소화약재를 동시 분사시키도록 함으로서 화재의 초기 진압을 구현할 수 있도록 하였다.

이하, 본 발명에 따른 배전반의 열화방지 및 화재 진압 시스템의 동작 흐름을 도 5 내지 도 7을 참조하여 기술한다.

도 5에서와 같이 함체(10)의 좌측 구역(12a)에서 화재가 발생하면(S10) 좌측감지센서(56)가 이를 감지하여 제어부(90)로 신호를 송출한다(S20).

상기 제어부(90)는 좌측감지센서(56)에서 송출되는 신호가 기 설정된 온도 및 시간 이상인지를 비교 판단한 다음(S30), 설정된 온도 및 시간 이상으로 신호가 송출되었다고 판단하면 좌측전자밸브(70)로 전원을 공급하여 개방 동작시키고(S40), 이후 소화기(62)를 작동시킨다(S50).

상기 제어부(90)의 신호로 소화기(62)가 작동하면 소화약재는 공급라인(64)을 거쳐 상기 개방된 좌측전자밸브(62)를 통해 좌측분기라인(66)으로 공급되어 지고, 이어서 상기 좌측분기라인(66)에 설치되어 있는 좌측분사노즐(74)을 통해 화재가 발생한 함체(10)의 좌측 구역(12a)으로 집중 분사되며 화재를 진압하게 된다(S60).

한편, 도 6에서와 같이 함체(10)의 우측 구역(12b)에서 화재가 발생하면(S110) 우측감지센서(58)가 이를 감지하여 제어부(90)로 신호를 송출한다(S120).

상기 제어부(90)는 우측감지센서(58)에서 송출되는 신호가 기 설정된 온도 및 시간 이상인지를 비교 판단한 다음(S130), 설정된 온도 및 시간 이상으로 신호가 송출되었다고 판단하면 우측전자밸브(72)로 전원을 공급하여 개방동작시키고(S140), 이후 소화기(62)를 작동시킨다(S150).

상기 제어부(90)의 신호로 소화기(62)가 작동하면 소화약재는 공급라인(64)을 거쳐 상기 개방된 우측전자밸브(72)를 통해 우측분기라인(68)으로 공급되어 지고, 이어서 상기 우측분기라인(68)에 설치되어 있는 우측분사노즐(76)을 통해 화재가 발생한 함체(10)의 우측 구역(12b)으로 집중 분사되며 화재를 진압하게 된다(S160).

한편, 도 7에서와 같이 화재가 진압되고 난 뒤(S210), 제어부(90)는 설정된 화재진압시간이 경과하였는지를 판단한 후(S220), 만일 제어부(90)에 설정된 화재진압시간이 지난 뒤에도 좌, 우측감지센서(56, 58)중 어느 센서에서 온도가 계속 감지되면(S230) 화재가 아직 진압되지 않은것으로 판단하며, 이때에는 제어부(90)는 상기 공급라인(64)에 설치되어 있는 보조전자밸브(82)로 전원을 공급하여 개방시키도록 하며(S240), 상기 보조전자밸브(82)의 개방을 통해 소화약재는 바닥 분기라인(80)으로 공급되어 분사노즐(84)을 통해 변압기 아래쪽으로 소화약재를 동시 분사시켜 화재를 진압하게 된다(S250).

10: 함체 12: 내부공간
12a: 좌측구역 12b: 우측구역
20: 습도제어수단 22: 수직덕트
26: 수평덕트 30: 습도감지센서
32: 흡기팬 34: 히팅코일부재
40: 실리카겔부재 42: 배기팬
50: 화재감지수단 56: 좌측온도감지센서
58: 우측온도감지센서 60: 화재진압수단
62: 소화기 64: 공급라인
66: 좌측분기라인 68: 우측분기라인
70: 좌측전자밸브 72: 우측전자밸브
80: 바닥분기라인 82: 보조전자밸브

Claims (1)

1. 배전반의 함체(10) 내부 공간(12)에 설치되는 배전반의 열화 방지 및 화재 진압 시스템에 있어서,
   상기 함체(10)의 내부 공간(12) 벽면에 수직으로 세워진 상태로 설치되며 내부에는 수직이동통로(24)가 형성되고 그 상, 하단은 개방시켜 구성한 수직덕트(22);
   상기 수직덕트(22)의 상단에 수평으로 일단이 연결되며 상기 함체(10)의 내부 천정에 수평으로 길게 설치되며 내부에는 상기 수직덕트(22)의 수직이동통로(24)와 연결되는 수평이동통로(26)가 형성되고 그 타단은 개방시켜 구성한 수평덕트(26);
   상기 수직덕트(22)의 개방된 하단에 설치되며 상기 함체(10)의 내부 공간(12)에 존재하는 공기를 상기 수직덕트(22)의 수직이동통로(24)로 강제 흡기시키는 흡기팬(32);
   상기 수직덕트(22)의 일측에 형성된 구멍(23)을 통과하여 상기 수직덕트(22)의 수직이동통로(24)에 위치한 상태로 설치되며 외부에서 인가된 전원으로 발열하며 상기 흡기팬(32)의 구동으로 상기 수직이동통로(24)를 통과하는 공기에 포함되어 있는 습기를 증발시키는 히팅코일부재(34);
   상기 수평덕트(26)의 일측에 형성된 구멍을 통해 상기 수평덕트(26)의 수평이동통로(28)에 삽입되며 상기 히팅코일부재(34)를 거쳐 상기 수평이동통로(28)를 통과하는 공기에 포함되어 있는 습기를 재차 제거하는 실리카겔부재(40);
   상기 수평덕트(26)의 개방된 타단에 설치되며 습기가 제거된 공기를 강제 배기시키는 배기팬(42)으로 구성하여, 함체(10) 내부 공간(12)의 공기를 주기적으로 흡, 배기하는 과정에서 공기에 포함된 습기를 제거한 후, 다시 함체(10)로 배기시켜 열화발생의 원인인 습도를 일정하게 유지시키는 습도제어수단(20);
   상기 함체(10)의 내벽 좌측 및 우측 벽에 각각 수직으로 세워진 상태로 설치되는 좌, 우측 지지프레임(52, 54);
   상기 좌, 우측지지프레임(52, 54)에 각각 설치되며 상기 함체(10)의 내부공간(12)의 좌측구역(12a) 또는 우측구역(12b)에서 발생한 화재로 인한 온도 상승을 각각 감지하는 좌, 우측 온도감지센서(56, 58)로 구성한 화재감지수단(50);
   상기 좌, 우측 온도감지센서(56, 58)에서 감지된 신호를 입력받는 제어부(90);
   상기 함체(10)의 바닥에 올려지며 상기 제어부(90)에서 송출된 신호로 작동하는 소화기(62);
   상기 소화기(62)에 일단이 연결되고 타단은 상기 함체(10)의 천정으로 배관되는 공급라인(64);
   상기 공급라인(64)의 양단에 연결되며 함체(10)의 천정 좌측 및 우측에 각각 수평으로 길게 함체의 길이 방향으로 배치되며 상기 공급라인(64)을 통해 상기 소화기(62)에서 분출된 소화약재를 공급받는 좌, 우측 분기라인(66, 68);
   상기 좌, 우측 분기라인(66, 68)과 상기 공급라인(64)의 양단을 각각 개방 및 폐쇄 가능하게 연결하며 상기 좌, 우측 감지센서(56, 58)에서 감지된 신호를 입력받은 상기 제어부(90)의 동작으로 전원을 각각 선택적으로 공급받아 개별적으로 동작하며 상기 공급라인(64)으로 공급된 소화약재를 상기 좌, 우측 분기라인(66, 68)으로 각각 선택적으로 공급하도록 하는 좌, 우측 전자밸브(70, 72) 및 ;
   상기 좌, 우측 분기라인(66, 68)에 적어도 하나 이상 설치되며 상기 좌, 우측 분기라인(66, 68)으로 공급된 소화약재를 분사시키는 좌, 우측 분사노즐(74, 76)로 구성하여 함체(10)의 좌측구역(12a) 또는 우측구역(12b)중에서 화재가 발생한 구역으로 소화약재를 집중 분사하여 진압하는 화재진압수단(60)을 포함하여 구성하며;
   상기 함체(10)의 내부 공간(12) 벽면에는 적어도 하나 이상의 습도감지센서(30)가 설치되며, 상기 습도감지센서(30)는 함체(10)의 내부 공간(12)에 존재하는 공기에 포함되어 있는 습도를 감지하여 상기 제어부(90)로 신호를 송출하며, 상기 제어부(90)는 상기 습도감지센서(30)의 감지신호에 따라 상기 습도제어수단(20)의 흡기팬(30)과 히팅코일부재(34) 그리고 배기팬(42)으로 전원을 동시 공급하여 동작시키도록 하며;
   상기 함체(10)의 바닥면 외곽을 따라 바닥분기라인(80)이 더 배관되며, 상기 바닥분기라인(80)의 일단은 상기 공급라인(64)과 보조전자밸브(82)로 연결 설치되며, 상기 보조전자밸브(82)의 개방 동작에 따라 상기 공급라인(64)을 통과하는 소화약재를 공급받도록 하며, 상기 바닥분기라인(80)에는 소화약재를 분사하는 적어도 하나 이상의 분사노즐(84)이 설치되며;
   상기 함체에는 상기 함체(10) 내부의 공기를 외부로 강제 방출시키는 환기팬이 설치됨을 특징으로 하는 배전반의 열화 방지 및 화재 진압 시스템.

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