KR102609244B1 - 분전반에 설치되는 분전반용 누전경보기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 분전반에 설치되는 분전반용 누전경보기로서, 누전경보기가 설치되는 분전반에는 복수의 영상변류기가 설치되고, 누전경보기는 복수의 영상변류기 각각으로부터 검출된 전류를 수신하고, 검출되는 전류값을 디스플레이하고, 검출된 전류와 관련된 정보를 외부의 컴퓨팅장치로 전송하고, 검출된 전류 및 기설정된 경보상한치에 기반하여 경보명령을 외부의 컴퓨팅장치 혹은 알람장치로 전달하는, 분전반에 설치되는 분전반용 누전경보기에 관한 것이다.
Description
본 발명은 분전반에 설치되는 분전반용 누전경보기로서, 누전경보기가 설치되는 분전반에는 복수의 영상변류기가 설치되고, 누전경보기는 복수의 영상변류기 각각으로부터 검출된 전류를 수신하고, 검출되는 전류값을 디스플레이하고, 검출된 전류와 관련된 정보를 외부의 컴퓨팅장치로 전송하고, 검출된 전류 및 기설정된 경보상한치에 기반하여 경보명령을 외부의 컴퓨팅장치 혹은 알람장치로 전달하는, 분전반에 설치되는 분전반용 누전경보기에 관한 것이다.
현대사회에서 전기 사용량이 늘어나면서 전선의 사용량 또한 늘어남에 따라, 전선의 피복 상태 불량 등으로 인한 누전사고 발생 수 또한 증가하고 있다. 누전사고는 정전으로 인한 경제적 피해 혹은 화재발생으로 인한 인명피해와 같이, 전기를 사용하는 현대인들에게 있어서 큰 위협이 되고 있어, 현재 수많은 기술자들이 누전사고에 의한 피해를 최소화하기 위한 방법을 개발 중이다.
누전사고에 의한 피해를 최소화하기 위한 종래의 기술로는, 배전반에서 영상변류기(ZCT, Zero-phase Current Transformer)를 통해 누설전류를 검출하여, 차단기를 작동시켜 전류를 차단하는 방법이 있다. 구체적으로, 영상변류기와 차단기가 설치된 대전류 회로가 일반 평형상태일 경우 각 상에서 흐르는 전류는 평형전류이므로, 영상변류기에서 검출되는 전류는 0[A]이지만, 누전이 발생하는 경우 각 상에 불평형전류가 흘러 영상변류기에서 누설전류가 검출되고, 검출된 누설전류에 기반하여 차단기가 작동된다.
일반적으로 수전반 혹은 배전반에는 회로의 누전을 경고할 수 있는 누전경보기가 의무적으로 사용되고 있다. 그러나 실제로 누전사고는 주로 분전반에서 단상 30A 이하 부하에서 많이 발생하며, 누전 시에는 부하가 예고 없이 차단되어 갑작스럽게 정전이 발생하곤 한다. 현대사회에서는 갑작스러운 정전으로 인해 업무가 중단되거나 생산라인이 중단되어 시간적 및 비용적으로 큰 손실이 발생하곤 한다.
한편, 종래의 영상변류기는 분전반에 설치되지 않고 대한민국 등록특허 제10-1657044호와 같이, 배전반에 설치되는 구성으로, 어떤 부하에 접속 중인 전력라인에 누전이 발생했는지, 구체적인 발원지를 파악하기 어려운 문제점이 있다. 즉, 하나의 부하에 대한 전력라인에 누전사고가 발생해도 전술한 바와 같이 구체적인 발원지를 찾지 못하므로, 분전반에서 다른 부하로 흐르는 전력도 모두 차단해야 하며, 이에 따라 시간적 및 비용적인 손실이 발생하고, 해당 부하를 이용하는 사람들은 불편함을 느끼게 된다.
그러므로 부하마다 누설전류를 감시하며, 부하가 차단되기 전에 위험한 누설전류를 미리 예측하여 누전사고를 대처할 수 있는 기술의 개발이 필요한 상황이다.
본 발명은 분전반에 설치되는 분전반용 누전경보기로서, 누전경보기가 설치되는 분전반에는 복수의 영상변류기가 설치되고, 누전경보기는 복수의 영상변류기 각각으로부터 검출된 전류를 수신하고, 검출되는 전류값을 디스플레이하고, 검출된 전류와 관련된 정보를 외부의 컴퓨팅장치로 전송하고, 검출된 전류 및 기설정된 경보상한치에 기반하여 경보명령을 외부의 컴퓨팅장치 혹은 알람장치로 전달하는, 분전반에 설치되는 분전반용 누전경보기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에서는, 분전반에 설치되는 분전반용 누전경보기로서, 상기 분전반은 전력라인에 설치되는 복수의 영상변류기;를 포함하고, 상기 누전경보기는, 제1메인보드, 제2메인보드, 제1케이스 및 제2케이스를 포함하고, 상기 제1메인보드는, 복수의 영상변류기로부터 검출된 전류를 아날로그 형태의 신호로 수신하는 복수의 신호입력부; 상기 복수의 신호입력부가 수신한 상기 아날로그 형태의 신호를 디지털 형태의 신호로 변환하는 ADC; 디지털 형태의 신호에 포함된 전류값에 기초하여 상기 분전반용 누전경보기의 동작을 제어하는 제어부; 사용자가 상기 검출된 전류 및 누전경보기의 동작과 관련된 정보를 원격으로 감시할 수 있도록 해당 전류에 대한 데이터를 외부의 컴퓨팅장치로 설정된 프로토콜에 의하여 전송하는 통신포트; 및 상기 제어부가 생성한 경보명령을 외부 알람장치로 전달하는 알람장치접속부;를 포함하고, 상기 제2메인보드는, 복수의 영상변류기 각각에 할당된 채널, 및 해당 채널에 대해 검출된 전류값을 디스플레이하는 표시부; 및 사용자의 입력에 의해 상기 채널을 변경할 수 있는 스위치;를 포함하고, 상기 제2케이스는 사용자가 상기 스위치를 누름조작 할 수 있도록 상기 스위치를 덮는 형태의 버튼;을 포함하는, 분전반용 누전경보기를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 분전반 내에 설치된 복수의 차단기 각각에 하나의 영상변류기가 설치되고, 상기 제1메인보드가 탑재된 상기 제1케이스 전면부의 테두리에 해당 테두리에 따라 제1홈이 형성되어 상기 제2케이스가 상기 제1케이스와 결합되고, 상기 제1케이스의 후면부에는 상기 제1홈과 상이한 형태의 제2홈이 형성되어 상기 제1케이스와 딘레일이 슬라이딩 형식으로 결합되고, 상기 제2케이스의 측면부는 단차가 형성되어 상기 복수의 신호입력부가 복수의 영상변류기와 접속되고, 상기 딘레일은 분전반 내부에 레일볼트로 고정되어 설치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 제2메인보드는 상기 제1메인보드의 전면을 덮는 형태로 이격되어 결합되고, 상기 제2케이스는 상기 제2메인보드의 전면을 덮는 형태로 결합되되, 표시부를 덮는 영역은 상기 표시부로부터 출력되는 LED가 외부에서 보일 수 있도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 표시부는 제1표시부 및 제2표시부를 포함하고, 상기 제어부는 사용자의 입력에 의하여 상기 표시부를 일반모드 혹은 설정모드로 제어할 수 있고, 상기 일반모드로 동작하는 표시부는, 상기 제1표시부에 사용자의 입력에 의하여 선택된 채널을 디스플레이하고, 상기 제2표시부에 해당 채널에 대해 검출된 전류값을 디스플레이하고, 상기 설정모드로 동작하는 표시부는, 상기 제1표시부에 사용자의 입력에 의하여 선택된 설정항목을 디스플레이하고, 상기 제2표시부에 해당 설정항목에 대한 설정값을 디스플레이하고, 상기 설정항목은 경보상한치, 동작지연시간, 자동복귀모드의 여부, 자동복귀지연시간, 및 통신주소 중 1 이상을 포함하고, 상기 설정값은 사용자의 입력에 의하여 설정되고, 전류값, 시간, On/Off값, 및 주소값 중 1 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 자동복귀모드는 사용자의 입력에 의하여 On/Off 상태가 되며, 상기 자동복귀모드가 Off일 때는 상기 검출된 전류값이 경보상한치를 초과하고 상기 동작지연시간이 지난 시점부터 사용자가 직접 조치를 취할 때까지 상기 제어부가 경보명령을 기설정된 시간마다 알람장치접속부로 전달하고, 상기 자동복귀모드가 On일 때는 상기 검출된 전류값이 경보상한치를 초과하고 상기 동작지연시간이 지난 시점부터 상기 제어부가 경보명령을 상기 기설정된 시간마다 알람장치접속부로 전달하되, 상기 검출된 전류값이 기설정된 정상범위 내로 돌아온 뒤 상기 자동복귀지연시간이 지나면 상기 제어부가 알람장치접속부로 경보명령 전달을 중단여부를 판별할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 경보상한치는 누설전류로 인한 정전이 발생하기 전에 대처가 가능하도록 설정된 전류의 상한치에 해당하며, 차단기의 동작을 개시하는 전류값보다 낮고, 상기 동작지연시간은 검출된 전류값이 상기 경보상한치를 초과한 뒤, 상기 제어부가 경보명령을 알람장치접속부로 전달하기까지의 시간에 해당하고, 상기 자동복귀지연시간은 상기 자동복귀모드가 On일 때 검출된 전류값이 상기 경보상한치를 초과했다가 기설정된 정상범위 내로 돌아온 뒤, 상기 제어부가 알람장치접속부로 경보명령 전달을 중단하기까지의 시간에 해당할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 제어부는, 검출된 전류값이 상기 경보상한치를 초과하였는지 여부를 확인하는 제1확인단계; 기설정된 단위시간에 대하여, 전류값의 변화량이 기설정된 기준을 연속적으로 초과하는 횟수가 기설정된 횟수 이상인지 여부를 확인하는 제2확인단계; 상기 제1확인단계, 및 제2확인단계 중 1 이상의 판단 결과에 기반하여 상기 알람장치접속부로 경보명령을 전달하는 경보명령전달단계;를 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 분전반에 설치되는 누전경보기의 측면부에 단차가 형성되어 좁은 공간에서도 누전경보기와 영상변류기가 효율적으로 접속됨으로써, 누전경보기의 크기를 최소화하고, 분전반 내부 공간의 효율성을 증가시키는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 누전경보기를 딘레일에 슬라이딩 형식으로 결합시키고, 레일볼트를 통해 딘레일 및 누전경보기가 분전반 내부에 고정되게 설치됨으로써, 사용자가 분전반에 설치된 누전경보기를 간편하게 보수 혹은 교체할 수 있도록 하는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 분전반의 복수의 전력라인마다 영상변류기가 설치됨으로써, 누전사고가 발생할 것으로 예측되는 부하와 접속 중인 차단기를 작동시켜 해당 부하에 대해서만 전기적 연결을 차단하고, 나머지 부하에 대한 전기적인 연결은 그대로 유지하여 누전으로 인해 발생하는 피해를 최소화하는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 차단기의 동작이 개시되기 전에 영상변류기로부터 위험 수준의 전류가 검출되었을 경우, 알람장치로 경보명령을 전달하여 사용자에게 미리 경고를 함으로써, 누전사고가 발생하기 전에 사용자가 미리 대처를 하고, 해당 부하의 전력계통을 안정적으로 운영하는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 영상변류기로부터 검출된 전류 및 누전경보기의 동작과 관련된 정보를 사용자가 원격으로 감시할 수 있도록 해당 정보들을 외부 컴퓨팅장치로 전송함으로써, 사용자에게 편의성을 제공하는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 검출된 전류의 추세를 파악하고, 해당 전류의 추세에 기반하여 알람장치를 작동시켜 사용자가 미리 대처를 할 수 있도록 함으로써, 누전사고가 발생하기 전에 사용자가 미리 대처를 하고, 해당 부하의 전력계통을 안정적으로 운영하는 효과를 발휘할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 영상변류기가 설치된 분전반의 구조를 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 누전경보기가 설치된 분전반의 구조를 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 누전경보기의 구성요소 및 결합방식을 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 누전경보기의 전면부 및 표시부의 디스플레이를 개략적으로 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 설정항목을 개략적으로 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동복귀모드 여부에 따른 제어부의 수행과정을 개략적으로 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부의 수행단계를 개략적으로 도시한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어부의 수행단계를 개략적으로 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예 및 다른 실시예에 따른 기설정된 단위시간에 대해 검출된 전류의 변화량을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 누전경보기가 설치된 분전반의 구조를 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 누전경보기의 구성요소 및 결합방식을 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 누전경보기의 전면부 및 표시부의 디스플레이를 개략적으로 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 설정항목을 개략적으로 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동복귀모드 여부에 따른 제어부의 수행과정을 개략적으로 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부의 수행단계를 개략적으로 도시한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어부의 수행단계를 개략적으로 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예 및 다른 실시예에 따른 기설정된 단위시간에 대해 검출된 전류의 변화량을 개략적으로 도시한다.
이하에서는, 다양한 실시예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나 이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.
또한, 다양한 양상들 및 특징들이 다수의 디바이스들, 컴포넌트들 및/또는 모듈들 등을 포함할 수 있는 시스템에 의하여 제시될 것이다. 다양한 시스템들이, 추가적인 장치들, 컴포넌트들 및/또는 모듈들 등을 포함할 수 있다는 점 그리고/또는 도면들과 관련하여 논의된 장치들, 컴포넌트들, 모듈들 등 전부를 포함하지 않을 수도 있다는 점 또한 이해되고 인식되어야 한다.
본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다. 아래에서 사용되는 용어들 '~부', '컴포넌트', '모듈', '시스템', '인터페이스' 등은 일반적으로 컴퓨터 관련 엔티티(computer-related entity)를 의미하며, 예를 들어, 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 소프트웨어를 의미할 수 있다.
또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나 이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 영상변류기(1200)가 설치된 분전반(1000)의 구조를 개략적으로 도시한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 분전반(1000)은 복수의 차단기(1100)를 포함하고, 차단기(1100)와 부하(2000)를 연결하는 전력라인마다 하나의 영상변류기(1200)가 설치된다.
분전반(1000) 내에서, 차단기(1100)와 부하(2000)를 연결하는 전력라인에 영상변류기(1200)가 설치되어, 상기 영상변류기(1200)는 해당 부하(2000)에 대하여 발생하는 누설전류를 검출한다. 즉, 영상변류기(1200)는 자신에게 할당된 부하(2000)에 대해서 누설전류를 검출하고, 검출된 누설전류에 기반하여 해당 부하(2000)에 할당된 차단기(1100)가 작동된다. 종래의 분전반 내부에는 영상변류기가 설치되어 있지 않아 부하별로 누설전류를 검출할 수 없어 해당 분전반에서 누전사고가 발생하여도 누전사고가 발생한 부하를 찾기 어려워 해당 누전사고에 대한 보수작업이 지연되곤 한다.
그러므로 본 발명은, 분전반(1000)에 포함된 차단기(1100)와 부하(2000)를 연결하는 전력라인에 영상변류기(1200)를 설치하여 복수의 부하(2000) 각각에 대한 누설전류를 검출하는 것을 본 발명의 기술적 특징으로 한다.
또한, 종래의 분전반(1000)은 누전사고가 발생하는 즉시 차단기(1100)가 작동되어 전력이 차단됨으로써, 전력장치 혹은 전력시스템을 이용하는 사람들은 갑작스러운 정전으로 인해 시간적으로나 경제적으로 많은 피해를 입게 된다.
그러므로 본 발명은, 분전반(1000)의 전력라인에 영상변류기(1200)를 설치하여 부하(2000)별로 발생하는 누설전류를 검출하고, 누설전류(영상변류기(1200)로부터 검출된 전류)에 기반하여 누전사고가 발생하기 전에 사용자가 대처를 할 수 있도록 미리 경보를 제공하는 것을 본 발명의 기술적 특징으로 한다.
한편, 바람직하게, 해당 분전반(1000)이 관리하는 부하(2000)의 수와 동일한 수의 영상변류기(1200)가 상기 분전반(1000)에 설치되며, 상기 영상변류기(1200)는 차단기(1100) 및 부하(2000)를 연결하는 전력라인이 관통하는 형태로 설치된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 누전경보기(1300)가 설치된 분전반(1000)의 구조를 개략적으로 도시한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 분전반(1000)에 설치되는 분전반용 누전경보기(1300)로서, 상기 분전반(1000)은 전력라인에 설치되는 복수의 영상변류기(1200);를 포함하고, 상기 누전경보기(1300)는, 제1메인보드(1310), 제2메인보드(1320), 제1케이스(1330) 및 제2케이스(1340)를 포함하고, 상기 제1메인보드(1310)는, 복수의 영상변류기(1200)로부터 검출된 전류를 아날로그 형태의 신호로 수신하는 복수의 신호입력부(1311); 상기 복수의 신호입력부(1311)가 수신한 상기 아날로그 형태의 신호를 디지털 형태의 신호로 변환하는 ADC(1312); 디지털 형태의 신호에 포함된 전류값에 기초하여 상기 분전반용 누전경보기(1300)의 동작을 제어하는 제어부(1313); 사용자가 상기 검출된 전류 및 누전경보기(1300)의 동작과 관련된 정보를 원격으로 감시할 수 있도록 해당 전류에 대한 데이터를 외부의 컴퓨팅장치(3000)로 설정된 프로토콜에 의하여 전송하는 통신포트(1314); 및 상기 제어부(1313)가 생성한 경보명령을 외부 알람장치(4000)로 전달하는 알람장치접속부(1315);를 포함하고, 상기 제2메인보드(1320)는, 복수의 영상변류기(1200) 각각에 할당된 채널, 및 해당 채널에 대해 검출된 전류값을 디스플레이하는 표시부(1321); 및 사용자의 입력에 의해 상기 채널을 변경할 수 있는 스위치(1322);를 포함하고, 상기 제2케이스(1340)는 사용자가 상기 스위치(1322)를 누름조작 할 수 있도록 상기 스위치(1322)를 덮는 형태의 버튼;을 포함한다.
구체적으로, 누전경보기(1300)는 영상변류기(1200)로부터 검출된 전류를 분석하여 사용자에게 알리는 제1메인보드(1310) 및 검출된 전류를 디스플레이 하는 제2메인보드(1320)를 포함한다.
상기 제1메인보드(1310)는 신호입력부(1311), ADC(1312), 제어부(1313), 통신포트(1314) 및 알람장치접속부(1315)를 포함하며, 각각의 장치들은 유선 혹은 무선으로 연결된 다른 장치와 통신할 수 있다.
상기 신호입력부(1311)는 영상변류기(1200)로부터 검출된 전류를 아날로그 형태의 신호로 수신한다. 더 구체적으로, 상기 제1메인보드(1310)는 복수의 신호입력부(1311)를 포함하며, 상기 복수의 신호입력부(1311)를 통해 복수의 영상변류기(1200)로부터 검출된 전류들을 수신한다.
상기 ADC(1312)는 상기 신호입력부(1311)가 수신한 아날로그 형태의 신호를 제어부(1313)가 용이하게 처리할 수 있도록 디지털 형태의 신호로 변환한다.
상기 제어부(1313)는 상기 ADC(1312)로부터 디지털 형태의 신호로 변환된 전류를 수신하고, 해당 전류를 분석하여 누전경보기(1300)의 동작을 제어한다. 더 구체적으로, 영상변류기(1200)로부터 검출된 전류는 누설전류로, 상기 제어부(1313)는 해당 누설전류가 안전한지 복수의 확인단계를 통해 확인하고, 안전 여부에 따라 알람장치접속부(1315)로 경보명령을 전달한다.
상기 통신포트(1314)는 사용자가 외부 컴퓨팅장치(3000)를 통해 누설전류에 대한 정보를 원격으로 감시할 수 있도록 상기 검출된 전류 및 누전경보기(1300)의 동작과 관련된 정보를 상기 외부 컴퓨팅장치(3000)로 설정된 프로토콜에 의하여 전송한다. 본 발명의 일 실시예로서, 상기 통신포트(1314)는 상기 누전경보기(1300)와 먼 거리에 떨어져 있는 외부 컴퓨팅장치(3000)로 정보를 전송할 수 있도록 직렬 통신 중 하나인 RS-485 통신 프로토콜을 이용할 수 있다.
상기 알람장치접속부(1315)는 상기 제어부(1313)로부터 수신한 경보명령을 외부 알람장치(4000)로 전달한다. 상기 알람장치접속부(1315)는 외부 알람장치(4000)와 무선 혹은 유선 형태로 연결될 수 있다.
상기 알람장치(4000)는 누전사고에 대하여 사용자가 신속히 인지할 수 있도록 경보를 제공하는 경보시스템으로, 부저 혹은 LED를 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에서의 알람장치(4000)는 외부 컴퓨팅장치(3000) 혹은 단말기를 더 포함할 수 있으며, 메시지 전송 등으로 사용자가 신속하게 해당 경보를 인지하도록 할 수 있다.
상기 제2메인보드(1320)는 표시부(1321), 및 스위치(1322)를 포함하며, 각각의 장치들은 유선으로 연결된 상기 제어부(1313)와 전기적 신호를 통신할 수 있다.
상기 표시부(1321)는 사용자가 직접 부하(2000)마다 검출되는 누설전류를 용이하게 확인할 수 있도록 누설전류에 대한 정보를 실시간으로 디스플레이한다. 바람직하게, 표시부(1321)가 디스플레이하는 정보와 동시간대에 상기 통신포트(1314)를 통해 외부 컴퓨팅장치(3000)로 전송되는 누설전류에 대한 데이터는 동일하여 사용자가 표시부(1321)를 보며 누전사고를 인지하거나 예측할 수 있다. 또한, 상기 표시부(1321)는 일반모드 혹은 설정모드로 동작되어 모드마다 상이한 정보를 디스플레이하며, 상기 표시부(1321)가 디스플레이하는 정보에 대한 자세한 설명은 도 4에서 후술하도록 한다.
상기 스위치(1322)는 사용자의 입력에 의해 작동되어 사용자가 원하는 명령을 상기 제어부(1313)로 전달한다. 사용자는 상기 스위치(1322)에 대한 입력을 통해 복수의 영상변류기(1200) 각각으로부터 검출된 전류를 확인하거나, 상기 누전경보기(1300)를 일반모드 혹은 설정모드로 작동할 수 있다. 한편, 본 발명의 일 실시예로서, 상기 스위치(1322)는 푸쉬 스위치(Push Switch)에 해당하며, 본 발명의 다른 실시예에서의 스위치(1322)는, 상기 누전경보기(1300)를 이용하는 사용자의 편의에 따라 토글 스위치(Toggle Switch), 로터리 스위치(Rotary Switch), 터치 스위치(Touch Switch) 등 다양한 스위치를 포함할 수 있으며, 해당 스위치의 형태에 따라 사용자가 상기 누전경보기(1300)를 용이하게 조작할 수 있도록 스위치를 덮는 버튼의 형태도 상이해짐이 바람직하다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 누전경보기(1300)의 구성요소 및 결합방식을 개략적으로 도시한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 분전반(1000) 내에 설치된 복수의 차단기(1100) 각각에 하나의 영상변류기(1200)가 설치되고, 상기 제1메인보드(1310)가 탑재된 상기 제1케이스(1330) 전면부의 테두리에 해당 테두리에 따라 제1홈(1331)이 형성되어 상기 제2케이스(1340)가 상기 제1케이스(1330)와 결합되고, 상기 제1케이스(1330)의 후면부에는 상기 제1홈(1331)과 상이한 형태의 제2홈(1332)이 형성되어 상기 제1케이스(1330)와 딘레일(5000)이 슬라이딩 형식으로 결합되고, 상기 제2케이스(1340)의 측면부는 단차가 형성되어 상기 복수의 신호입력부(1311)가 복수의 영상변류기(1200)와 접속되고, 상기 딘레일(5000)은 분전반(1000) 내부에 레일볼트로 고정되어 설치된다.
또한, 상기 제2메인보드(1320)는 상기 제1메인보드(1310)의 전면을 덮는 형태로 이격되어 결합되고, 상기 제2케이스(1340)는 상기 제2메인보드(1320)의 전면을 덮는 형태로 결합되되, 표시부(1321)를 덮는 영역은 상기 표시부(1321)로부터 출력되는 LED가 외부에서 보일 수 있도록 한다.
개략적으로 도 3의 (a)는 누전경보기(1300)의 구성요소 및 결합방식을 도시하고, 도 3의 (b)는 딘레일(5000)이 결합된 누전경보기(1300)의 외형을 도시한다.
구체적으로, 도 3의 (a)는 누전경보기(1300)의 개략적인 구성요소 및 결합방식을 도시한다.
제1메인보드(1310)는 제1케이스(1330)에 탑재되고, 제2메인보드(1320)는 상기 제1메인보드(1310)를 덮는 형태로 이격되어 결합되고, 더 구체적으로, 상기 제1메인보드(1310)가 포함하는 신호입력부(1311), 통신포트(1314), 및 알람장치접속부(1315) 각각이 영상변류기(1200), 외부 컴퓨팅장치(3000), 알람장치(4000) 등과 유선으로 연결될 때, 상기 제2메인보드(1320)가 해당 유선의 연결을 방해하지 않도록 제1메인보드(1310)와 결합된다.
제2케이스(1340)는 제1메인보드(1310) 및 제2메인보드(1320)를 덮는 형태로 상기 제1케이스(1330)와 결합된다. 더 구체적으로, 제1케이스(1330)의 전면부의 테두리에는 제1홈(1331)이 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 테두리를 따라 형성되어 제1케이스(1330)와 제2케이스(1340)가 안정적으로 결합되도록 한다.
또한, 상기 제2케이스(1340)의 측면부에는 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 단차가 형성되어, 복수의 신호입력부(1311)가 복수의 영상변류기(1200)와 접속될 수 있고, 통신포트(1314)가 외부 컴퓨팅장치(3000)와 접속될 수 있고, 알람장치접속부(1315)가 외부 알람장치(4000)와 접속될 수 있으며, 분전반(1000) 내부 공간의 효율성이 증가되는 효과가 발휘될 수 있다.
추가적으로, 상기 제2케이스(1340)의 내부는 빈 공간으로 구성됨으로써, 상기 제1메인보드(1310) 및 제2메인보드(1320)가 상기 제2케이스(1340)와 물리적으로 간섭되지 않도록 하여 상기 누전경보기(1300)에서 물리적 간섭으로 인한 오류가 발생하는 상황을 방지한다.
도 3의 (b)는 누전경보기(1300)와 딘레일(5000)의 결합방식을 도시한다. 구체적으로, 제1케이스(1330)의 후면부에 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 딘레일(5000)이 결합될 수 있도록 제2홈(1332)이 형성된다. 누전경보기(1300)는 상기 제2홈(1332)을 통해 딘레일(5000)과 슬라이딩 형식으로 결합되며, 상기 딘레일(5000)은 레일볼트를 통해 분전반(1000) 내부에 고정되어 설치되며, 누전경보기(1300) 또한 레일볼트를 통해 딘레일(5000)에 고정되어 결합됨으로써, 사용자가 누전경보기(1300)를 보수하고자 할 때, 용이하게 누전경보기(1300)를 분전반(1000)에서 분리시킬 수 있다.
한편, 도 3의 (b)에 도시된 누전경보기(1300) 및 딘레일(5000)의 폭 또는 길이는 본 발명의 일 실시예이며, 사용자의 필요에 따라 본 발명의 다른 실시예로서 변경될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 누전경보기(1300)의 전면부 및 표시부(1321)의 디스플레이를 개략적으로 도시한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 표시부(1321)는 제1표시부 및 제2표시부를 포함하고, 상기 제어부(1313)는 사용자의 입력에 의하여 상기 표시부(1321)를 일반모드 혹은 설정모드로 제어할 수 있고, 상기 일반모드로 동작하는 표시부(1321)는, 상기 제1표시부에 사용자의 입력에 의하여 선택된 채널을 디스플레이하고, 상기 제2표시부에 해당 채널에 대해 검출된 전류값을 디스플레이하고, 상기 설정모드로 동작하는 표시부(1321)는, 상기 제1표시부에 사용자의 입력에 의하여 선택된 설정항목을 디스플레이하고, 상기 제2표시부에 해당 설정항목에 대한 설정값을 디스플레이하고, 상기 설정항목은 경보상한치, 동작지연시간, 자동복귀모드의 여부, 자동복귀지연시간, 및 통신주소 중 1 이상을 포함하고, 상기 설정값은 사용자의 입력에 의하여 설정되고, 전류값, 시간, On/Off값, 및 주소값 중 1 이상을 포함한다.
개략적으로, 도 4의 (a)는 누전경보기(1300)의 전면부를 도시하고, 도 4의 (b)는 표시부(1321)의 디스플레이를 도시한다.
구체적으로, 제2케이스(1340)는 홀이 형성되어, 제1메인보드(1310)에 포함된 신호입력부(1311), 통신포트(1314), 및 알람장치접속부(1315) 각각의 단자가 누전경보기(1300)의 전면부에서 노출되고, 영상변류기(1200)와 신호입력부(1311)의 단자를 유선으로 연결함으로써, 상기 누전경보기(1300)가 영상변류기(1200)로부터 검출된 전류를 수신한다. 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 하나의 영상변류기(1200)마다 2개의 단자(S(Source) 및 L(Load))와 연결되며, 복수의 신호입력부(1311)를 통해 분전반(1000)에 설치된 복수의 영상변류기(1200)와 누전경보기(1300)가 동시에 접속이 가능하다. 누전경보기(1300)의 전면부에는 표시부(1321)에 의해 해당 영상변류기(1200)에 할당된 채널(CH)과 해당 영상변류기(1200)에서 검출된 전류값(mA)이 디스플레이 중이며 사용자가 버튼입력을 통해 복수의 채널 각각마다 검출되는 전류값을 실시간으로 확인할 수 있다.
또한, 표시부(1321)는 사용자의 버튼 입력(도 4의 (a) SET버튼)에 따라 일반모드 혹은 설정모드로 동작할 수 있으며, 일반모드로 동작할 때는 전술한 채널과 전류값을 디스플레이한다.
도 4의 (b)는 표시부(1321)가 설정모드로 동작할 때, 상기 표시부(1321)가 포함하는 제1표시부 및 제2표시부에 디스플레이 되는 LED를 예시적으로 도시한다. 본 발명의 일 실시예로서, 상기 제1표시부 및 제2표시부는 7segment FND로서, 제1표시부에는 사용자가 경보상한치를 설정할 때는 HI, 동작지연시간을 설정할 때는 On, 자동복귀지연시간을 설정할 때는 oF, 자동복귀모드를 설정할 때는 rt, 통신주소를 설정할 때는 Id가 출력되며, 제2표시부에는 사용자가 설정한 설정값으로 숫자 혹은 On/oFF로 표시될 수 있으며, 사용자는 기설정된 설정범위 내에서의 설정값으로 설정할 수 있다.
바람직하게, 사용자가 통신주소를 설정할 때 설정되는 주소값은 상기 설정된 프로토콜 통신을 위한 기기의 통신주소에 해당한다.
한편, 도 4의 (a)에 도시된 버튼(파란색 원)은 본 발명의 일 실시예로서, SET버튼의 기능은 설정모드 들어가기, 설정항목 선택하기, 설정값 자리수 이동, 설정값 저장 등을 포함하고, 업버튼(▲)의 기능은 설정항목의 설정값 변경시작, 설정값 증가 등을 포함하고, 다운버튼(▼)의 기능은 설정항목 선택 중 설정종료, 설정값 감소 등을 포함할 수 있다.
더 바람직하게, 도 2에서 전술한 바와 같이, 버튼은 사용자의 편의를 위하여 상기 스위치(1322)를 덮는 구성으로, 전술한 SET버튼, 업버튼, 및 다운버튼 각각이 포함하는 기능은 상기 스위치(1322)의 기능에 해당한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 설정항목을 개략적으로 도시한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 경보상한치는 누설전류로 인한 정전이 발생하기 전에 대처가 가능하도록 설정된 전류의 상한치에 해당하며, 차단기(1100)의 동작을 개시하는 전류값보다 낮고, 상기 동작지연시간은 검출된 전류값이 상기 경보상한치를 초과한 뒤, 상기 제어부(1313)가 경보명령을 알람장치접속부(1315)로 전달하기까지의 시간에 해당하고, 상기 자동복귀지연시간은 상기 자동복귀모드가 On일 때 검출된 전류값이 상기 경보상한치를 초과했다가 기설정된 정상범위 내로 돌아온 뒤, 상기 제어부(1313)가 알람장치접속부(1315)로 경보명령 전달을 중단하기까지의 시간에 해당한다.
구체적으로, 본 발명은 차단기(1100)가 동작되는 정전으로 인한 경제적인 손실을 최소화하기 위하여, 정전이 발생하기 전, 즉, 영상변류기(1200)로부터 검출된 전류가 차단기(1100)가 작동되는 개시전류에 도달하기 전에 사용자에게 경보를 제공함으로써, 사용자가 해당 부하(2000)에서 우려되는 누전 발생을 인지하고, 미리 대처할 수 있도록 하는 것을 본 발명의 기술적 특징으로 한다.
그러므로, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 차단기(1100) 개시전류보다 낮은 경보상한치를 설정하여 영상변류기(1200)로부터 검출된 전류값이 상기 경보상한치를 초과하는 경우, 사용자에게 경보를 제공할 수 있도록 한다. 한편, 본 발명의 일 실시예로서 상기 경보상한치는 차단기(1100) 개시전류의 80% 내지 90%로 설정될 수 있으며, 다양한 환경요인에 기반하여 상기 경보상한치는 상이하게 설정될 수 있다.
또한, 회로나 부하(2000)의 스위치(1322)가 켜지거나 꺼질 때, 전력공급안정화를 위해 전류의 변화에 민감한 커패시터 등의 부품을 사용할 때, 온도, 습도 등의 환경변화가 있을 때, 혹은 전원이 갑자기 차단되었다가 다시 공급될 때 등 다양한 요인들로 인해 누설전류가 일시적으로 높아질 수 있다. 그러나 전술한 상황 등의 경우로 인해 짧은 순간에 높아졌다가 정상범위 내로 다시 돌아오는 누설전류는 해당 부하(2000)에 있어 큰 위험이 되지 않는다. 그러나, 이러한 누설전류에 대해서 사용자에게 경보가 제공되는 경우, 사용자는 해당 경보에 대해 피로감을 느낄 수 있다.
그러므로, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 본 발명은 동작지연시간을 설정하여, 상기 동작지연시간보다 짧은 시간동안 경보상한치를 초과하는 누설전류에 대해서는 제어부(1313)가 알람장치접속부(1315)로 경보명령을 전달하지 않도록 한다. 다만, 상기 동작지연시간이 지난 후에도 영상변류기(1200)로부터 검출된 전류값이 경보상한치를 여전히 초과하고 있다면, 상기 제어부(1313)는 알람장치접속부(1315)로 경보명령 전달을 개시하도록 한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서는, 제어부(1313)가 알람장치접속부(1315)로 경보명령을 기설정된 시간마다 전달하여 알람장치(4000)가 경보를 주기적으로 제공하는 반면, 본 발명의 다른 실시예에서의 제어부(1313)는 알람장치접속부(1315)로 경보명령을 끊임없이 전달하여 알람장치(4000)가 경보를 끊임없이 제공할 수 있다.
또한, 영상변류기(1200)로부터 검출된 전류값이 경보상한치를 초과하여 흐르다가, 자동적으로 기설정된 정상범위 내로 돌아와 흐르는 경우에는, 사용자의 조치가 요구되지 않으므로, 사용자에게 알람을 제공할 필요가 없어진다. 그러나, 상기 검출된 전류값이 경보상한치 이하로 내려갔다가 금세 상기 경보상한치를 다시 초과하는 경우 또한 빈번하게 발생한다. 그러므로 제어부(1313)는 상기 검출된 전류값이 경보상한치 이하로 내려가자마자 알람장치접속부(1315)로 경보명령을 전달하는 것을 중단하는 것이 아니라, 자동복귀지연시간을 설정하여, 상기 검출된 전류값이 경보상한치 이하로 내려가고 상기 자동복귀지연시간이 지난 뒤에도 여전히 상기 경보상한치 이하인 경우, 제어부(1313)가 알람장치접속부(1315)로 경보명령을 전달하는 것을 중단하도록 한다.
이와 같이 영상변류기(1200)로부터 검출된 누설전류에 대해 제어부(1313)가 작동하기 전 동작지연시간, 및 자동복귀지연시간을 갖게 함으로써, 분전반(1000) 운영에 대한 안전성을 높이고, 사용자의 편의성을 높이는 효과를 발휘할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동복귀모드 여부에 따른 제어부(1313)의 수행과정을 개략적으로 도시한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 자동복귀모드는 사용자의 입력에 의하여 On/Off 상태가 되며, 상기 자동복귀모드가 Off일 때는 상기 검출된 전류값이 경보상한치를 초과하고 상기 동작지연시간이 지난 시점부터 사용자가 직접 조치를 취할 때까지 상기 제어부(1313)가 경보명령을 기설정된 시간마다 알람장치접속부(1315)로 전달하고, 상기 자동복귀모드가 On일 때는 상기 검출된 전류값이 경보상한치를 초과하고 상기 동작지연시간이 지난 시점부터 상기 제어부(1313)가 경보명령을 상기 기설정된 시간마다 알람장치접속부(1315)로 전달하되, 상기 검출된 전류값이 기설정된 정상범위 내로 돌아온 뒤 상기 자동복귀지연시간이 지나면 상기 제어부(1313)가 알람장치접속부(1315)로 경보명령 전달을 중단한다.
개략적으로, 도 6의 (a)는 자동복귀모드가 Off상태일 때 제어부(1313)의 수행과정을 도시하고, 도 6의 (b)는 자동복귀모드가 On상태일 때 제어부(1313)의 수행과정을 도시한다.
구체적으로, 검출된 전류가 경보상한치를 초과하고, 동작지연시간이 지난 뒤 제어부(1313)가 경보명령 전달을 개시하면 알람장치(4000)가 경보를 사용자에게 제공한다. 도 5에서 전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예로서 경보명령은 기설정된 시간마다 알람장치(4000)로 전달되며, 알람장치(4000) 역시 전달된 경보알람에 기반하여 상기 기설정된 시간마다 알람을 출력한다.
사용자의 입력에 의하여 자동복귀모드가 Off상태일 때는 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 경보상한치를 초과했던 영상변류기(1200)로부터 검출된 전류값이 경보상한치 이하로 내려가 기설정된 정상범위 내로 돌아와도 제어부(1313)는 경보명령을 계속 전달하다가, 사용자가 직접 경보를 중단하도록 조치를 취하는 경우에 제어부(1313)가 경보명령 전달을 중단한다. 이 때, 제어부(1313)는 상기 검출된 전류값과 경보상한치와의 비교 결과에 관계없이 사용자의 조치에 대한 입력을 우선시하여 동작한다.
한편, 사용자의 입력에 의하여 자동복귀모드가 On상태일 때는 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 사용자의 개입 없이 제어부(1313)가 경보명령 전달을 중단한다. 더 구체적으로, 경보상한치를 초과했던 영상변류기(1200)로부터 검출된 전류값이 경보상한치 이하로 내려가고 자동복귀지연시간이 지난 뒤 제어부(1313)가 경보명령 전달을 중단한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(1313)의 수행단계를 개략적으로 도시한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(1313)는, 검출된 전류값이 상기 경보상한치를 초과하였는지 여부를 확인하는 제1확인단계(S100); 기설정된 단위시간에 대하여, 전류값의 변화량이 기설정된 기준을 연속적으로 초과하는 횟수가 기설정된 횟수 이상인지 여부를 확인하는 제2확인단계(S200); 상기 제1확인단계(S100), 및 제2확인단계(S200) 중 1 이상의 판단 결과에 기반하여 상기 알람장치접속부(1315)로 경보명령을 전달하는 경보명령전달단계(S300);를 수행한다.
구체적으로, 제1확인단계(S100)는 제어부(1313)에 의해 수행되며, 영상변류기(1200)로부터 검출된 전류값이 기설정된 경보상한치를 초과하는지 여부를 확인한다. 상기 검출된 전류값이 상기 경보상한치를 초과하면 제어부(1313)는 누전사고 발생의 확률이 높다고 판단한다.
제2확인단계(S200)는 상기 제1확인단계(S100)의 판단 결과로서 상기 검출된 전류값이 경보상한치 이하인 경우 제어부(1313)에 의해 수행되며, 기설정된 단위시간에 대한 상기 검출된 전류값의 변화량을 산출하고, 상기 기설정된 단위시간에 대한 해당 전류값의 변화량이 기설정된 기준을 초과하는 경우가 연속적으로 발생할 때, 연속적으로 발생한 횟수가 기설정된 횟수 이상인 경우, 제어부(1313)는 상기 검출된 전류값의 증가 추세가 강하다고 판단하여 상기 검출된 전류값이 경보상한치를 초과할 것으로 예측한다.
경보명령전달단계(S300)는 제어부(1313)에 의해 수행되며, 상기 제1확인단계(S100), 및 제2확인단계(S200) 중 1 이상의 판단 결과에 기반하여 상기 알람장치접속부(1315)로 경보명령을 전달한다. 한편, 상기 제1확인단계(S100), 및 제2확인단계(S200)의 판단 결과 상기 검출된 전류가 위험하지 않다고 판단되는 경우, 제어부(1313)는 상술한 과정을 반복적으로 수행하여 누전사고를 안전하게 방지하는 효과를 발휘할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어부(1313)의 수행단계를 개략적으로 도시한다.
본 발명의 다른 실시예로서 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(1313)는, 제3확인단계를 더 수행하여, 검출된 전류값이 상기 경보상한치를 초과하였는지 여부를 확인하는 제1확인단계(S100); 기설정된 단위시간에 대하여, 전류값의 변화량이 기설정된 제1기준을 연속적으로 초과하는 횟수가 기설정된 횟수 이상인지 여부를 확인하는 제2확인단계(S200); 분전반(1000)에 설치된 복수의 영상변류기(1200)로부터 검출된 복수의 전류값의 총합에 대하여, 기설정된 단위시간에 대한 전류값의 변화량이 기설정된 제2기준을 연속적으로 초과하는 횟수가 기설정된 횟수 이상인지 여부를 확인하는 제3확인단계; 및 상기 제1확인단계(S100), 제2확인단계(S200), 및 제3확인단계 중 1 이상의 판단 결과에 기반하여 상기 알람장치접속부(1315)로 경보명령을 전달하는 경보명령전달단계(S300);를 수행할 수 있다.
상기 제3확인단계는 상기 제2확인단계(S200)의 판단 결과로서 영상변류기(1200)로부터 검출된 전류값의 증가 추세가 강하다고 판단하지 않는 경우 제어부(1313)에 의해 수행될 수 있다. 구체적으로, 상기 제3확인단계는 분전반(1000)에 설치된 복수의 영상변류기(1200)로부터 검출된 복수의 전류값의 총합을 산출하고, 기설정된 단위시간에 대한 상기 복수의 전류값의 총합의 변화량이 기설정된 제2기준을 초과하는 경우가 연속적으로 발생할 때, 연속적으로 발생한 횟수가 기설정된 횟수 이상인 경우, 제어부(1313)는 분전반(1000)이 관리하는 부하(2000) 전체에 대한 누설전류의 증가 추세가 강하다고 판단하여 해당 누설전류의 값이 기설정된 경보상한치를 초과할 것이라 예측한다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예로서 상기 제어부(1313)는 제4확인단계를 더 수행할 수 있으며, 상기 제4확인단계는 상기 제3확인단계의 판단 결과로서 상기 연속적으로 발생한 횟수가 기설정된 횟수 미만인 경우 제어부(1313)에 의해 수행될 수 있다. 상기 제4확인단계는 일정시간동안 기설정된 단위시간에 대하여, 전류값이 증가한 횟수와 전류값이 감소한 횟수의 비가 기설정된 제3기준을 초과하는지 여부를 확인하여 영상변류기(1200)로부터 검출된 전류값이 경보상한치를 초과할 것인지 예측할 수 있다. 구체적으로, 전류값이 증가한 횟수가 전류값이 감소한 횟수보다 큰 폭으로 많아 해당 비율이 상기 기설정된 제3기준을 초과하는 경우, 제어부(1313)는 영상변류기(1200)로부터 검출된 누설전류가 곧 경보상한치를 초과할 것이라 판단하여 경보명령전달단계(S300)를 수행한다.
한편, 본 발명의 예시로서 상기 제1확인단계(S100), 제2확인단계(S200), 및 제3확인단계는 도 8에 도시된 바와 같이 시계열 순서로 수행되었지만, 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 제1확인단계(S100), 제2확인단계(S200), 및 제3확인단계는 서로 독립적으로 동시에 수행되어 상기 경보명령전달단계(S300)가 상기 제1확인단계(S100)의 판단결과, 제2확인단계(S200)의 판단결과, 및 제3확인단계의 판단결과 중 1 이상의 판단결과로서 누전사고에 대한 위험이 있는 경우, 상기 제어부(1313)는 경보명령전달단계(S300)를 수행한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예 및 다른 실시예에 따른 기설정된 단위시간에 대해 검출된 전류의 변화량을 개략적으로 도시한다.
개략적으로, 도 9의 (a)는 제1확인단계(S100)의 수행과정을 도시하고, 도 9의 (b)는 제2확인단계(S200)의 수행과정을 도시하고, 도 9의 (c)는 제3확인단계의 수행과정을 도시한다.
도 9의 (a)는 제1확인단계(S100)의 수행과정을 개략적으로 도시한다. 상기 제1확인단계(S100)는 영상변류기(1200)로부터 검출된 전류값이 경보상한치를 초과하는 지 여부를 확인한다.
도 9의 (b)는 기설정된 횟수가 4회라고 가정하는 상황에서 제2확인단계(S200)의 수행과정을 예시적으로 도시한다. 구체적으로, t2-t1, t3-t2, t4-t3, t5-t4와 같이 모두 동일한 시간으로 기설정된 단위시간에 대하여, 영상변류기(1200)로부터 검출된 전류값의 변화량(A2-A1/t2-t1)이 기설정된 제1기준을 초과하였을 때, 상기 제어부(1313)는 제2확인단계(S200)를 통해, 이후의 기설정된 단위시간에 대하여 영상변류기(1200)로부터 검출되는 전류값의 변화량(A3-A2/t3-t2, A4-A3/t4-t3, A5-A4/t5-t4)이 상기 기설정된 제1기준을 연속적으로 초과하는 지 확인하고, 확인 결과로서 A2-A1/t2-t1, A3-A2/t3-t2, A4-A3/t4-t3, A5-A4/t5-t4 값이 모두 상기 기설정된 제1기준을 초과하였다면, 해당 영상변류기(1200)로부터 검출되는 누설전류가 위험하다고 판단하여 경보명령전달단계(S300)를 수행한다.
도 9의 (c)는 기설정된 횟수가 4회라고 가정하는 상황에서 제3확인단계의 수행과정을 예시적으로 도시한다. 상기 제어부(1313)는 제3확인단계를 통해, 복수의 영상변류기(1200)(채널1, 채널2, 및 채널3)로부터 검출된 복수의 누설전류를 모두 합산(채널1+채널2+채널3)한다. 도 9의 (b)에서 전술한 바와 마찬가지로, t2-t1, t3-t2, t4-t3, t5-t4와 같이 모두 동일한 시간으로 기설정된 단위시간에 대하여, 복수의 영상변류기(1200)로부터 검출된 전류값의 변화량(S2-S1/t2-t1)이 기설정된 제2기준을 초과하였을 때, 상기 제어부(1313)는 제2확인단계(S200)를 통해, 이후의 기설정된 단위시간에 대하여 영상변류기(1200)로부터 검출되는 전류값의 변화량(S3-S2/t3-t2, S4-S3/t4-t3, S5-S4/t5-t4)이 상기 기설정된 제2기준을 연속적으로 초과하는 지 확인하고, 확인 결과로서 S2-S1/t2-t1, S3-S2/t3-t2, S4-S3/t4-t3, S5-S4/t5-t4가 모두 상기 기설정된 제2기준을 초과하였다면, 해당 영상변류기(1200)로부터 검출되는 누설전류가 위험하다고 판단하여 경보명령전달단계(S300)를 수행한다.
전술한 바와 같이, 상기 누전경보기(1300)는 복수의 확인단계를 정밀하게 수행하며 누설전류를 감시함으로써, 누전사고에 대한 부하(2000)의 안정성을 높이는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 분전반에 설치되는 누전경보기의 측면부에 단차가 형성되어 좁은 공간에서도 누전경보기와 영상변류기가 효율적으로 접속됨으로써, 누전경보기의 크기를 최소화하고, 분전반 내부 공간의 효율성을 증가시키는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 누전경보기를 딘레일에 슬라이딩 형식으로 결합시키고, 레일볼트를 통해 딘레일 및 누전경보기가 분전반 내부에 고정되게 설치됨으로써, 사용자가 분전반에 설치된 누전경보기를 간편하게 보수 혹은 교체할 수 있도록 하는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 분전반의 복수의 전력라인마다 영상변류기가 설치됨으로써, 누전사고가 발생할 것으로 예측되는 부하와 접속 중인 차단기를 작동시켜 해당 부하에 대해서만 전기적 연결을 차단하고, 나머지 부하에 대한 전기적인 연결은 그대로 유지하여 누전으로 인해 발생하는 피해를 최소화하는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 차단기의 동작이 개시되기 전에 영상변류기로부터 위험 수준의 전류가 검출되었을 경우, 알람장치로 경보명령을 전달하여 사용자에게 미리 경고를 함으로써, 누전사고가 발생하기 전에 사용자가 미리 대처를 하고, 해당 부하의 전력계통을 안정적으로 운영하는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 영상변류기로부터 검출된 전류 및 누전경보기의 동작과 관련된 정보를 사용자가 원격으로 감시할 수 있도록 해당 정보들을 외부 컴퓨팅장치로 전송함으로써, 사용자에게 편의성을 제공하는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 검출된 전류의 추세를 파악하고, 해당 전류의 추세에 기반하여 알람장치를 작동시켜 사용자가 미리 대처를 할 수 있도록 함으로써, 누전사고가 발생하기 전에 사용자가 미리 대처를 하고, 해당 부하의 전력계통을 안정적으로 운영하는 효과를 발휘할 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
1000: 분전반
1100: 차단기 1200: 영상변류기
1300: 누전경보기
1310: 제1메인보드
1311: 신호입력부 1312: ADC
1313: 제어부 1314: 통신포트
1315: 알람장치접속부
1320: 제2메인보드
1321: 표시부 1322: 스위치
1330: 제1케이스
1331: 제1홈 1332: 제2홈
1340: 제2케이스
2000: 부하
3000: 외부 컴퓨팅장치
4000: 알람장치
5000: 딘레일(DIN Rail)
1100: 차단기 1200: 영상변류기
1300: 누전경보기
1310: 제1메인보드
1311: 신호입력부 1312: ADC
1313: 제어부 1314: 통신포트
1315: 알람장치접속부
1320: 제2메인보드
1321: 표시부 1322: 스위치
1330: 제1케이스
1331: 제1홈 1332: 제2홈
1340: 제2케이스
2000: 부하
3000: 외부 컴퓨팅장치
4000: 알람장치
5000: 딘레일(DIN Rail)
Claims (7)
- 분전반에 설치되는 분전반용 누전경보기로서,
상기 분전반은 전력라인에 설치되는 복수의 영상변류기;를 포함하고,
상기 누전경보기는,
제1메인보드, 제2메인보드, 제1케이스 및 제2케이스를 포함하고,
상기 제1메인보드는,
복수의 영상변류기로부터 검출된 전류를 아날로그 형태의 신호로 수신하는 복수의 신호입력부;
상기 복수의 신호입력부가 수신한 상기 아날로그 형태의 신호를 디지털 형태의 신호로 변환하는 ADC;
디지털 형태의 신호에 포함된 전류값에 기초하여 상기 분전반용 누전경보기의 동작을 제어하는 제어부;
사용자가 상기 검출된 전류 및 누전경보기의 동작과 관련된 정보를 원격으로 감시할 수 있도록 해당 전류에 대한 데이터를 외부의 컴퓨팅장치로 설정된 프로토콜에 의하여 전송하는 통신포트; 및
상기 제어부가 생성한 경보명령을 외부 알람장치로 전달하는 알람장치접속부;를 포함하고,
상기 제2메인보드는,
복수의 영상변류기 각각에 할당된 채널, 및 해당 채널에 대해 검출된 전류값을 디스플레이하는 표시부; 및
사용자의 입력에 의해 상기 채널을 변경할 수 있는 스위치;를 포함하고,
상기 제2케이스는 사용자가 상기 스위치를 누름조작 할 수 있도록 상기 스위치를 덮는 형태의 버튼;을 포함하는, 분전반용 누전경보기.
- 청구항 1에 있어서,
상기 분전반 내에 설치된 복수의 차단기 각각에 하나의 영상변류기가 설치되고,
상기 제1메인보드가 탑재된 상기 제1케이스 전면부의 테두리에 해당 테두리에 따라 제1홈이 형성되어 상기 제2케이스가 상기 제1케이스와 결합되고,
상기 제1케이스의 후면부에는 상기 제1홈과 상이한 형태의 제2홈이 형성되어 상기 제1케이스와 딘레일이 슬라이딩 형식으로 결합되고,
상기 제2케이스의 측면부는 단차가 형성되어 상기 복수의 신호입력부가 복수의 영상변류기와 접속되고,
상기 딘레일은 분전반 내부에 레일볼트로 고정되어 설치되는, 분전반용 누전경보기.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제2메인보드는 상기 제1메인보드의 전면을 덮는 형태로 이격되어 결합되고,
상기 제2케이스는 상기 제2메인보드의 전면을 덮는 형태로 결합되되, 표시부를 덮는 영역은 상기 표시부로부터 출력되는 LED가 외부에서 보일 수 있도록 하는, 분전반용 누전경보기.
- 청구항 1에 있어서,
상기 표시부는 제1표시부 및 제2표시부를 포함하고,
상기 제어부는 사용자의 입력에 의하여 상기 표시부를 일반모드 혹은 설정모드로 제어할 수 있고,
상기 일반모드로 동작하는 표시부는,
상기 제1표시부에 사용자의 입력에 의하여 선택된 채널을 디스플레이하고, 상기 제2표시부에 해당 채널에 대해 검출된 전류값을 디스플레이하고,
상기 설정모드로 동작하는 표시부는,
상기 제1표시부에 사용자의 입력에 의하여 선택된 설정항목을 디스플레이하고, 상기 제2표시부에 해당 설정항목에 대한 설정값을 디스플레이하고,
상기 설정항목은 경보상한치, 동작지연시간, 자동복귀모드의 여부, 자동복귀지연시간, 및 통신주소 중 1 이상을 포함하고,
상기 설정값은 사용자의 입력에 의하여 설정되고, 전류값, 시간, On/Off값, 및 주소값 중 1 이상을 포함하는, 분전반용 누전경보기.
- 청구항 4에 있어서,
상기 자동복귀모드는 사용자의 입력에 의하여 On/Off 상태가 되며,
상기 자동복귀모드가 Off일 때는 상기 검출된 전류값이 경보상한치를 초과하고 상기 동작지연시간이 지난 시점부터 사용자가 직접 조치를 취할 때까지 상기 제어부가 경보명령을 기설정된 시간마다 알람장치접속부로 전달하고,
상기 자동복귀모드가 On일 때는 상기 검출된 전류값이 경보상한치를 초과하고 상기 동작지연시간이 지난 시점부터 상기 제어부가 경보명령을 상기 기설정된 시간마다 알람장치접속부로 전달하되, 상기 검출된 전류값이 기설정된 정상범위 내로 돌아온 뒤 상기 자동복귀지연시간이 지나면 상기 제어부가 알람장치접속부로 경보명령 전달을 중단하는, 분전반용 누전경보기.
- 청구항 5에 있어서,
상기 경보상한치는 누설전류로 인한 정전이 발생하기 전에 대처가 가능하도록 설정된 전류의 상한치에 해당하며, 차단기의 동작을 개시하는 전류값보다 낮고,
상기 동작지연시간은 검출된 전류값이 상기 경보상한치를 초과한 뒤, 상기 제어부가 경보명령을 알람장치접속부로 전달하기까지의 시간에 해당하고,
상기 자동복귀지연시간은 상기 자동복귀모드가 On일 때 검출된 전류값이 상기 경보상한치를 초과했다가 기설정된 정상범위 내로 돌아온 뒤, 상기 제어부가 알람장치접속부로 경보명령 전달을 중단하기까지의 시간에 해당하는, 분전반용 누전경보기.
- 청구항 4에 있어서,
상기 제어부는,
검출된 전류값이 상기 경보상한치를 초과하였는지 여부를 확인하는 제1확인단계;
기설정된 단위시간에 대하여, 전류값의 변화량이 기설정된 기준을 연속적으로 초과하는 횟수가 기설정된 횟수 이상인지 여부를 확인하는 제2확인단계;
상기 제1확인단계, 및 제2확인단계 중 1 이상의 판단 결과에 기반하여 상기 알람장치접속부로 경보명령을 전달하는 경보명령전달단계;를 수행하는, 분전반용 누전경보기.
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| KR1020230112987A KR102609244B1 (ko) | 2023-08-28 | 2023-08-28 | 분전반에 설치되는 분전반용 누전경보기 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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