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KR20150004470A - 다중 신호 제어가 가능한 스마트 수배전반 - Google Patents

다중 신호 제어가 가능한 스마트 수배전반 Download PDF

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Publication number
KR20150004470A
KR20150004470A KR20130077014A KR20130077014A KR20150004470A KR 20150004470 A KR20150004470 A KR 20150004470A KR 20130077014 A KR20130077014 A KR 20130077014A KR 20130077014 A KR20130077014 A KR 20130077014A KR 20150004470 A KR20150004470 A KR 20150004470A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sensor
temperature
smart
humidity
temperature sensor
Prior art date
Application number
KR20130077014A
Other languages
English (en)
Inventor
김상기
한대홍
Original Assignee
주식회사 대연
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 대연 filed Critical 주식회사 대연
Priority to KR20130077014A priority Critical patent/KR20150004470A/ko
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    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
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    • G01J5/02Constructional details
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01WMETEOROLOGY
    • G01W1/00Meteorology
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02BBOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B1/00Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
    • H02B1/26Casings; Parts thereof or accessories therefor
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    • HELECTRICITY
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Abstract

본 발명은 다중 신호 제어가 가능한 스마트 수배전반으로서, 그 구성은 내부 온도를 측정하는 제1 온도 센서와, 내부에서 발생되는 스파크를 감지하는 스파크 센서와, 내부에서 발생되는 빛을 감지하는 광 센서가 설치되는 고압반과; 내부 온도를 측정하는 제2 온도 센서와, 내부 습도를 측정하는 제1 습도 센서가 설치되는 저압반과; 내부 온도를 측정하는 제3 온도 센서와, 내부 습도를 측정하는 제2 습도 센서가 설치되는 제어반;을 포함한다. 본 발명은 수배전반의 각 구간별 전기적, 기계적 특성에 맞게 설치된 센서들을 통해 최적 상태의 수배전반을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Description

다중 신호 제어가 가능한 스마트 수배전반{SMART DISTRIBUTING BOARD COMPRISING MULTIPLE SIGNAL CONTROL}
본 발명은 수배전반에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 온도 센서, 스파크 센서, 광 센서, 습도 센서 등의 복수 개의 센서에 따른 다중 신호 제어가 가능한 스마트 수배전반에 관한 것이다.
일반적으로 수배전반은 그 내부에 변압기, 차단기, 콘덴서 등 22.9KV, 6.6KV, 3.3KV, 440V, 380/220V 등 국내 공인된 정격 전압이 상시 인가되고 있다. 그리고 무부하 손실 또는 부하 손실에 의한 발열, 차단기 작동 시 소호에 의한 발열, 콘덴서 등 전하 축적에 의한 발열, 전기기기 동작 시 고유 저항에 의한 발열 등 상시 주위 온도 대비 10~30도의 온도가 상승된다.
이러한 수배전반은 내부공간을 제공하고, 그 전면에 제어 패널이 구비된다. 수배전반 내부에는 복수 개의 부스바(busbar)가 구비된다. 부스바는 구리나 알루미늄으로 제작된 스트립 형태의 전도체로서, 복수 개의 부스바가 필요에 맞게 볼트 등으로 체결되어, 전류를 통과시키는 경로를 제공한다.
그런데, 이러한 수배전반의 내부공간의 온도는, 부스바 및 기타 다른 구성에서 발생되는 저항열에 의해 고온으로 올라간다.
이러한 발열은 수배전반을 손상시킬 뿐만 아니라 화재 발생으로까지 이어질 수 있으므로, 수배전반의 발열 상태를 정확하게 측정하여 파악함으로써 대형 사고를 미연에 방지하는 것이 매우 중요하다.
한편, 수배전반은 일반적으로 구동되는 전압의 크기에 따라 고압반, 저압반, 분기반, 제어반과 같이 크게 4 개로 구성된다. 이러한 각 구간은 작동의 특성상 전기적 에너지의 변화량과 그에 따른 온도 변화량 등에서 많은 차이가 있다.
그리고 일반적으로 사용되는 수배전반은 국내 전력기술의 발달로 인해 각종 개별 전기 장치들에 대한 문제점은 발생되고 있지 않으나, 각종 전기 장치들이 결합된 수배전반 내부 전체에서 온도, 습도, 발열, 화재 등의 위험이 존재한다. 따라서, 수배전반 내부에는 온도 센서, 습도 센서 등과 같은 각종 센서들이 내장된다.
그런데, 수배전반 내부에 내장되는 센서들은 전술한 4 개의 구간의 전기적인 특성에 관계없이 높은 전압이 사용되는 고압반에 주로 설치되어 있다. 이로 인해, 다른 구간에서의 문제 발생 시, 이를 감지할 수 있는 구성이 없다. 그리고 고압반에 내장되는 센서에도 온도 센서나 습도 센서에 한정되어 있어, 다양한 이유로 발생될 수 있는 문제들을 미연에 감지할 수 있는 장비가 필요한 실정이다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 수배전반의 각 구간별 전기적, 기계적 특성에 맞게 설치된 센서들을 통해 최적 상태의 수배전반을 제공할 수 있는 다중 신호 제어가 가능한 스마트 수배전반을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 각 구간에 맞게 설치된 센서들을 통한 정보를 유기적으로 결합하여 제어할 수 있는 다중 신호 제어가 가능한 스마트 수배전반을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 각종 센서의 설치 수량을 최소화하면서 수배전반의 오작동을 효율적으로 방지할 수 있는 다중 신호 제어가 가능한 스마트 수배전반을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 감시 제어 방법이 간단하고, 원격 감시가 가능한 다중 신호 제어가 가능한 스마트 수배전반을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다중 신호 제어가 가능한 스마트 수배전반은, 내부 온도를 측정하는 제1 온도 센서와, 내부에서 발생되는 스파크를 감지하는 스파크 센서와, 내부에서 발생되는 빛을 감지하는 광 센서가 설치되는 고압반과; 내부 온도를 측정하는 제2 온도 센서와, 내부 습도를 측정하는 제1 습도 센서가 설치되는 저압반과; 내부 온도를 측정하는 제3 온도 센서와, 내부 습도를 측정하는 제2 습도 센서가 설치되는 제어반;을 포함한다.
그리고 본 발명에 따른 다중 신호 제어가 가능한 스마트 수배전반의 상기 제1 내지 제3 온도 센서는 다각도로 상기 몸체 프레임 내부의 복수 개의 지점의 구조물의 온도를 감지하는 적외선 센서를 포함하는 비접촉 다초점 온도감지센서인 것에 특징이 있다.
또한, 본 발명에 따른 다중 신호 제어가 가능한 스마트 수배전반은, 상기 제1 내지 제3 온도 센서, 스파크 센서, 광 센서, 제1 및 제2 습도 센서의 측정값을 입력받아 상기 고압반, 저압반, 제어반의 보호 장치를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것에 특징이 있다.
본 발명은 수배전반의 각 구간별 전기적, 기계적 특성에 맞게 설치된 센서들을 통해 최적 상태의 수배전반을 제공할 수 있는 효과가 있다. 즉, 고압반, 저압반, 제어반의 특성에 맞게 센서들을 설치하고, 각 센서들을 통한 정보를 유기적으로 결합하여, 각 구간의 보호장치, 예컨대 전원차단장치, 스페이스 히터, 배기팬 등을 제어할 수 있는 효과가 있다.
그리고 각 구간에 설치되는 각종 센서의 설치 수량을 최소화하면서 수배전반의 오작동을 효율적으로 방지할 수 있는 효과도 있다.
또한, 감시 제어 방법이 간단하고, 원격 감시가 가능한 효과도 있다. 원격으로 사용자의 핸드폰이나 PC로 감지된 온도, 습도, 스파크 등의 정보의 송수신이 가능하다. 그리고 더 나아가, 수신된 온도 등의 정보를 이용하여, 사용자의 핸드폰이나 PC를 통해 수배전반의 전원을 온/오프하는 등의 제어도 가능할 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되나, 이는 예시적인 것이며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 다중 신호 제어가 가능한 스마트 수배전반을 간략하게 나타낸 블록도이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 다중 신호 제어가 가능한 스마트 수배전반의 고압반, 저압반, 제어반을 나타낸 도면이다.
도 3a와 도 3b는 본 발명에 다른 다중 신호 제어가 가능한 스마트 수배전반의 고압반, 저압반, 제어반의 각 스마트 제어부의 다중 신호 제어 동작을 나타낸 순서도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중 신호 제어가 가능한 스마트 수배전반을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 다중 신호 제어가 가능한 스마트 수배전반을 간략하게 나타낸 블록도이고, 도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 다중 신호 제어가 가능한 스마트 수배전반의 고압반, 저압반, 제어반을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 다중 신호 제어가 가능한 스마트 수배전반(100)은 고압반(10), 저압반(20), 제어반(30), 및 분기반(미도시)으로 구성된다.
고압반(10)은 제1 온도 센서(11), 스파크 센서(13), 광 센서(15), 및 제1 스마트 제어부(51)가 설치된다. 제1 온도 센서(11)는 고압반(10)의 내부 온도를 측정하고, 스파크 센서(13)는 고압반(10) 내부에서 발생되는 스파크를 감지하며, 광 센서(15)는 고압반(10) 내부에서 발생되는 빛을 감지한다.
제1 온도 센서(11)는 다각도로 고압반(10) 내부의 복수 개의 지점의 구조물의 온도를 감지하는 적외선 센서를 포함하는 비접촉 다초점 온도감지센서일 수 있다. 비접촉 다초점 온도감지센서는 도 2a에 도시된 바와 같이, 고압반(10) 내부에서 온도를 감지하고자 하는 구조물을 향하도록 설치되고, 다각도로 고압반(10) 내부의 복수 개의 지점의 구조물의 온도를 감지할 수 있는 적외선 센서(IR(infrared) sensor), 고압반(10) 내부를 촬영할 수 있는 CCTV(Closed Circuit TeleVision), CCTV의 촬영을 위해 폐쇄된 고압반(10) 내부에 조명을 제공하는 LED 조명, 및 비접촉 다초점 온도감지센서의 전면부 각도가 용이하게 조절될 수 있도록 하는 회전형 브라켓으로 구성될 수 있다.
스파크 센서(13)와 광 센서(15)는 고압반(10) 내부에서 발생되는 스파크와 빛을 감지한다. 이로 인해, 고압반(10)에서 화재가 발생되기 바로 전에 스파크 또는 빛을 감지하여 이를 알림으로써, 화재 발생을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
제1 스마트 제어부(51)는 도 2a에 도시된 바와 같이, 고압반(10)의 전면에 설치될 수 있다. 제1 스마트 제어부(51)는 전술한 제1 온도 센서(11), 스파크 센서(13), 및 광 센서(15)를 제어한다. 제1 스마트 제어부(51)는 제1 온도 센서(11)에서 감지된 온도 정보, 스파크 센서(13)에서 감지된 스파크 정보, 광 센서(15)에서 감지된 빛 정보를 이용하여, 고압반(10)의 보호장치, 예컨대 전원차단장치나 배기팬 등을 제어한다. 제1 스마트 제어부(51)의 동작은 도 3a를 참조하여 하기한다.
그리고 제1 스마트 제어부(51)는 감지된 온도, 스파크, 빛 정보를 원격으로 사용자의 핸드폰이나 PC로 송수신할 수 있다. 이러한 수신된 정보를 이용하여, 사용자의 핸드폰이나 PC를 통해 고압반(10)의 전원을 온/오프하는 등의 제어도 가능할 수 있다.
저압반(20)은 제2 온도 센서(21), 제1 습도 센서(23), 및 제2 스마트 제어부(52)가 설치된다. 제2 온도 센서(21)는 저압반(20)의 내부 온도를 측정하고, 제1 습도 센서(23)는 저압반(10) 내부의 습도를 감지한다. 여기서, 제2 온도 센서(21)는 전술한 제1 온도 센서(11)와 마찬가지로 비접촉 다초점 온도감지센서일 수 있다. 제2 온도 센서(21)는 도 2b에 도시된 바와 같이, 저압반(20) 내부에서 온도를 감지하고자 하는 구조물을 향하도록 설치된다.
제1 습도 센서(23)는 저압반(20) 내부의 습도를 감지하여, 저압반(20)의 보호 장치, 예컨대 스페이스 히터(미도시) 등의 동작을 제어할 수 있다.
제2 스마트 제어부(52)는 도 2b에 도시된 바와 같이, 저압반(20)의 전면에 설치될 수 있다. 제2 스마트 제어부(52)는 전술한 제2 온도 센서(21)와 제1 습도 센서(23)를 제어한다. 제2 스마트 제어부(52)는 제2 온도 센서(21)에서 감지된 온도 정보, 제1 습도 센서(23)에서 감지된 습도 정보를 이용하여, 저압반(10)의 보호장치, 예컨대 스페이스 히터나 배기팬 등을 제어한다. 제2 스마트 제어부(52)의 동작은 도 3b를 참조하여 하기한다.
그리고 제2 스마트 제어부(52)는 감지된 온도, 습도를 원격으로 사용자의 핸드폰이나 PC로 송수신할 수 있다. 이러한 수신된 정보를 이용하여, 사용자의 핸드폰이나 PC를 통해 저압반(20)의 전원을 온/오프하는 등의 제어도 가능할 수 있다.
제어반(30)은 제3 온도 센서(31), 제2 습도 센서(33), 및 제3 스마트 제어부(53)가 설치된다. 제3 온도 센서(31)는 제어반(30)의 내부 온도를 측정하고, 제2 습도 센서(33)는 제어반(30) 내부의 습도를 감지한다. 여기서, 제3 온도 센서(31)는 전술한 제1 온도 센서(11)와 마찬가지로 비접촉 다초점 온도감지센서일 수 있다. 제3 온도 센서(31)는 도 2c에 도시된 바와 같이, 제어반(30) 내부에서 온도를 감지하고자 하는 구조물을 향하도록 설치된다.
제2 습도 센서(33)는 제어반(20) 내부의 습도를 감지하여, 제어반(20)의 보호 장치, 예컨대 스페이스 히터(미도시) 등의 동작을 제어할 수 있다.
제3 스마트 제어부(53)는 도 2c에 도시된 바와 같이, 제어반(30)의 전면에 설치될 수 있다. 제3 스마트 제어부(53)는 전술한 제3 온도 센서(31)와 제2 습도 센서(33)를 제어한다. 제3 스마트 제어부(53)는 제3 온도 센서(31)에서 감지된 온도 정보, 제2 습도 센서(33)에서 감지된 습도 정보를 이용하여, 제어반(30)의 보호장치, 예컨대 스페이스 히터나 배기팬 등을 제어한다. 제3 스마트 제어부(53)의 동작은 제2 스마트 제어부(52)의 동작과 동일하다.
그리고 제3 스마트 제어부(53)는 감지된 온도, 습도를 원격으로 사용자의 핸드폰이나 PC로 송수신할 수 있다. 이러한 수신된 정보를 이용하여, 사용자의 핸드폰이나 PC를 통해 제어반(30)의 전원을 온/오프하는 등의 제어도 가능할 수 있다.
이하에서는, 본 실시예에 따른 다중 신호 제어가 가능한 스마트 수배전반(100)의 고압반(10), 저압반(20), 제어반(30)의 동작에 대하여 설명한다. 도 3a와 도 3b는 본 발명에 다른 다중 신호 제어가 가능한 스마트 수배전반의 고압반, 저압반, 제어반의 각 스마트 제어부의 다중 신호 제어 동작을 나타낸 순서도이다.
먼저, 고압반(10)의 동작을 도 3a를 참조하여 살펴보면, 고압반(10)의 제1 스마트 제어부(51)는 제1 온도 센서(11)를 통해 고압반(10) 내부 온도를 감지하고(S1), 스파크 센서(13)를 통해 고압반(10) 내부의 스파크를 감지하며(S2), 광 센서(15)를 통해 고압반(10) 내부의 빛을 감지한다(S3).
이어서, 제1 스마트 제어부(51)는 S1, S2, S3 과정을 통해 감지된 값을 설정된 값과 비교하여, 이상이 있는지 여부를 확인하고(S4), 이상이 없으면, 계속해서 고압반(10) 내부의 온도, 스파크, 빛을 감지한다(S1, S2, S3).
S4 과정에서 이상이 있으면, 제1 스마트 제어부(51)는 경고음과 경고 메시지를 출력하여(S5), 작업자에게 이를 알린다. 여기서, 제1 스마트 제어부(51)는 고압반(10)의 상태를 작업자의 PC나 핸드폰으로 송신하여, 작업자가 고압반(10)의 상태를 확인할 수 있고, 또한 원격으로 고압반(10)을 제어할 수도 있다.
이어서, 제1 스마트 제어부(51)는 고압반(10)의 보호 장치, 예컨대 배기팬을 작동시킨다(S6). 여기서, 보호 장치는 배기팬 이외의 다른 장치일 수도 있다. 그리고 설정된 시간이 지난 이후에(S7), 제1 스마트 제어부(51)는 다시 온도, 스파크 빛을 감지한다(S8, S9, S10).
다음으로, 제1 스마트 제어부(51)는 S8, S9, S10 과정을 통해 감지된 값을 통해 이상 여부, 즉 S4 과정으로 발생된 이상이 해결되었는지 여부를 확인하고(S11), 이상이 해결된 경우, 전술한 S1, S2, S3 과정으로 복귀한다.
한편, S11 과정으로 이상이 계속해서 발생되었음을 확인하는 경우, 제1 스마트 제어부(51)는 고압반(10)의 보호 장치인 전원차단장치를 작동시켜 고압반(10)의 전원을 차단시킨다(S12).
다음으로, 저압반(20)과 제어반(30)의 동작을 살펴본다. 제어반(30)의 동작은 저압반(20)의 동작과 같으므로 생략한다.
저압반(20)의 동작을 도 3b를 참조하여 살펴보면, 저압반(10)의 제2 스마트 제어부(52)는 제2 온도 센서(21)를 통해 저압반(20) 내부 온도를 감지하고(S21), 제1 습도 센서(23)를 통해 저압반(20) 내부의 습도를 감지한다(S22).
이어서, 제2 스마트 제어부(52)는 S1, S2 과정을 통해 감지된 값을 설정된 값과 비교하여, 이상이 있는지 여부를 확인하고(S23), 이상이 없으면, 계속해서 저압반(20) 내부의 온도와 습도를 감지한다(S21, S22).
S23 과정에서 이상이 있으면, 제2 스마트 제어부(52)는 경고음과 경고 메시지를 출력하여(S24), 작업자에게 이를 알린다. 여기서, 제2 스마트 제어부(52)는 저압반(20)의 상태를 작업자의 PC나 핸드폰으로 송신하여, 작업자가 저압반(20)의 상태를 확인할 수 있고, 또한 원격으로 저압반(10)을 제어할 수도 있다.
이어서, 제2 스마트 제어부(52)는 저압반(20)의 보호 장치, 예컨대 배기팬 및/또는 스페이스 히터를 작동시킨다(S25). 여기서, 보호 장치는 배기팬, 스페이스 히터 이외의 다른 장치일 수도 있다. 그리고 설정된 시간이 지난 이후에(S26), 제2 스마트 제어부(52)는 다시 온도와 습도를 감지한다(S27, S28).
다음으로, 제2 스마트 제어부(52)는 S27, S28 과정을 통해 감지된 값을 통해 이상 여부, 즉 S23 과정으로 발생된 이상이 해결되었는지 여부를 확인하고(S29), 이상이 해결된 경우, 전술한 S21, S22 과정으로 복귀한다.
한편, S29 과정으로 이상이 계속해서 발생되었음을 확인하는 경우, 제2 스마트 제어부(52)는 저압반(10)의 보호 장치인 전원차단장치를 작동시켜 저압반(20)의 전원을 차단시킨다(S30).
한편, 본 실시예에 따른 다중 신호 제어가 가능한 스마트 수배전반은 전술한 형태에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 중심 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 이는 본원발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
100; 다중 신호 제어가 가능한 스마트 수배전반
10; 고압반
11, 21, 31; 온도 센서
13; 스파크 센서
15; 광 센서
20; 저압반
23, 33; 습도 센서
31; 제어반
51, 52, 53; 스마트 제어부

Claims (3)

  1. 내부 온도를 측정하는 제1 온도 센서와, 내부에서 발생되는 스파크를 감지하는 스파크 센서와, 내부에서 발생되는 빛을 감지하는 광 센서가 설치되는 고압반과;
    내부 온도를 측정하는 제2 온도 센서와, 내부 습도를 측정하는 제1 습도 센서가 설치되는 저압반과;
    내부 온도를 측정하는 제3 온도 센서와, 내부 습도를 측정하는 제2 습도 센서가 설치되는 제어반;을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 신호 제어가 가능한 스마트 수배전반.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 온도 센서는 다각도로 상기 고압반, 저압반, 제어반 내부의 복수 개의 지점의 구조물의 온도를 감지하는 적외선 센서를 포함하는 비접촉 다초점 온도감지센서인 것을 특징으로 하는 다중 신호 제어가 가능한 스마트 수배전반.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 고압반에 설치되어 상기 제1 온도 센서, 스파크 센서, 및 광 센서를 제어하는 제1 스마트 제어부와;
    상기 저압반에 설치되어 상기 제2 온도 센서와 제1 습도 센서를 제어하는 제2 스마트 제어부와;
    상기 제어반에 설치되어 상기 제3 온도 센서와 제2 습도 센서를 제어하는 제3 스마트 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 신호 제어가 가능한 스마트 수배전반.
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KR20130077014A KR20150004470A (ko) 2013-07-02 2013-07-02 다중 신호 제어가 가능한 스마트 수배전반

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190003104U (ko) * 2018-06-08 2019-12-18 두산중공업 주식회사 메인 변전실 온도감시 및 역률 제어 시스템
CN117996595A (zh) * 2023-11-14 2024-05-07 浙江衢能电气有限公司 一种自带智能监视功能的高低压开关柜

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KR20190003104U (ko) * 2018-06-08 2019-12-18 두산중공업 주식회사 메인 변전실 온도감시 및 역률 제어 시스템
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