KR101187728B1 - 분전반 감시장치 - Google Patents

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KR101187728B1
KR101187728B1 KR1020120077680A KR20120077680A KR101187728B1 KR 101187728 B1 KR101187728 B1 KR 101187728B1 KR 1020120077680 A KR1020120077680 A KR 1020120077680A KR 20120077680 A KR20120077680 A KR 20120077680A KR 101187728 B1 KR101187728 B1 KR 101187728B1
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박종열
송광우
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Abstract

본 발명은 분전반에 장착하여 분전반의 과전류차단기, 누전차단기 등의 차단 및 급전 동작상태와 부하라인의 절연상태를 용이하게 점검 및 감시할 수 있는 분전반 감시장치에 관한 것으로, 각종 차단기가 장착된 분전반에 구비토록 하여 다수의 차단기에 대한 동작상태 및 부하라인의 절연상태를 감시하고, 비전문가도 수시 및 정기적으로 용이하게 이상 유무를 점검하고 차단기의 차단동작의 원인을 분석할 수 있는 분전반 감시장치를 제공한다.

Description

분전반 감시장치{Apparatus for monitoring power distribution board}
본 발명은 분전반 감시장치에 관한 것으로, 특히 분전반에 장착하여 분전반의 과전류차단기, 누전차단기 등의 차단 및 급전 동작상태와 부하라인의 절연상태를 용이하게 점검 및 감시할 수 있는 분전반 감시장치에 관한 것이다.
일반적으로 분전반은 외부의 전기를 수용가에 분전 또는 배전하기 위한 목적으로 사용되는 것으로서 주개폐기, 배선용차단기, 누전차단기 등이 설치되어 상호 전기적으로 연결된 장치이다. 분전반은 건물 등의 옥내 배선에 있어서 배전반으로부터 배선된 간선을 통해 옥내의 각 요소로 전력을 분기 배선함과 동시에 전력공급을 개폐한다.
상기 주계폐기는 분전반으로부터 각 요소로 배선되는 모든 전력의 공급을 개시하거나 차단하는 역할을 하고, 배선용차단기는 정격전류 이상의 과도한 선로전류가 흐르는 경우 전기를 차단하여 과부하로부터 각종 회로를 보호하는 역할을 하며, 누전차단기 역시 감전사고 등이 발생하여 정격누전감도전류 이상의 누전전류 및 과전류가 흐르는 경우 전기를 차단하는 역할을 한다.
전술한 바와 같이, 분전반은 전력 계통의 배선에서 중요한 역할을 하기 때문에 정기적으로 점검을 하여야 하고, 문제가 발생하였을 때에는 즉시 점검을 하고 수리하여 건물 등 옥내의 전력 분배에 차질이 없도록 하여야 한다. 그런데 이와 같이 분전반을 정기적으로 점검하거나 문제가 발생하여 점검하고 수리하는 경우에 전문 기술자가 절연측정기와 같은 전문적인 장치를 통해서만 점검이 가능하기 때문에 수용가에서 자체적인 감시나 점검 및 점검 결과에 대한 즉각적인 조치가 곤란한 문제점이 있다.
또한, 분전반에 구비된 각종 차단기 자체의 이상으로 인해 발생하는 오동작이나 부동작에 대해서는 이를 수시 및 정기적으로 점검할 수 있는 방안이 제공되지 않을 뿐만 아니라, 부하측 선로의 과부하 상태 또는 누전의 상태로 발생하는 차단기의 차단 동작의 원인에 대한 감시 및 표시 또는 경보 기능이 제공되지 않고 있다. 따라서 분전반에 장착된 각종 차단기뿐만 아니라 배선에 대한 감시와 표시 및 이상 발생 시 경보하고, 비전문가도 수시 및 정기적 점검이 용이하여 전기사고를 미연에 방지할 수 있는 분전반 감시 및 점검 방안이 절실히 요망된다.
대한민국 등록특허공보 제10-1129254호(2012.03.15) 대한민국 등록특허공보 제10-1036544호(2011.05.17) 대한민국 등록특허공보 제10-0911734호(2009.08.04) 대한민국 등록특허공보 제10-0678415호(2007.01.29) 대한민국 등록특허공보 제10-0572623호(2006.04.13)
따라서 본 발명의 목적은 분전반에 장착하여 분전반의 과전류차단기, 누전차단기 등의 차단 및 급전관련 동작상태와 부하라인(배선)의 절연상태를 용이하게 감시하여, 전기화재 등 전기사고를 미연에 방지할 수 있는 분전반 감시장치를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 분전반에 장착하여 분전반의 과전류차단기, 누전차단기 등의 차단동작의 원인을 용이하게 분석하여 신속하고 정확한 조치를 가능하도록 하는 분전반 감시장치를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 분전반에 장착하여 분전반의 과전류차단기, 누전차단기 등의 차단 및 급전관련 동작상태와 부하라인(배선)의 절연상태를 별도의 측정기나 전문 지식 없이도 간편하게 정기적 또는 수시로 점검하여 정전피해를 비롯한 각종 전기사고를 미연에 방지할 수 있는 분전반 감시장치를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 분전반 감시장치는, 다수의 차단기를 구비한 분전반의 감시장치에 있어서, 상기 차단기의 출력단자, 교류전력선의 중성선 및 동작전원과 각각 입력단자가 연결되어, 교류전압 및 서지전압으로부터 회로를 보호하고, 상기 차단기의 상태를 측정하며, 측정된 상태신호를 출력단자를 통해 출력하는 측정부; 및 상기 측정부에서 상기 다수의 차단기를 각각 측정한 측정신호를 인가받고, 상기 다수의 차단기 중 점검할 차단기를 선택하여 측정상태에 따른 신호를 출력하며, 상기 출력 신호에 대응하는 출력값을 시각적 수단에 표시하는 선택부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 본 발명에 따른 분전반 감시장치의 상기 측정부는, 대지간 절연저항값을 알기 위해 상기 차단기의 출력단자와 연결되는 비교저항과, 교류전압으로부터 상기 측정부를 보호하기 위하여 상기 동작전원과 연결되는 보호저항과, 상기 교류전압 및 서지전압으로부터 상기 측정부를 보호하기 위하여 상기 동작전원과 중성선 사이에 연결되는 보호다이오드와, 외부 측정기 연결 시 오차 발생을 방지하는 역류방지용 다이오드와, 노이즈 필터용 콘덴서로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 분전반 감시장치의 상기 선택부는, 어드레스(Address) 선택단자를 구비하여 상기 다수의 차단기 중 점검할 차단기를 선택하고, 상기 출력단자의 출력값(High, Low 및 60Hz 구형파)을 시각적으로 표시하는 표시수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 분전반 감시장치의 상기 선택부의 출력단자는, 상기 대지간 절연저항값이 상기 비교저항값보다 작으면 절연불량을 나타내는 Low신호를 출력하고, 상기 대지간 절연저항값이 상기 비교저항값보다 크면 절연양호를 나타내는 High 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 분전반에 구비된 다수의 차단기 회로를 감시 및 표시함으로써 차단기의 동작 상태를 점검할 수 있으며, 별도의 절연저항측정기 없이도 부하라인의 절연상태를 점검할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 분전반에 구비된 다수의 차단기 회로를 원격으로 감시할 수 있는 이점이 있다.
뿐만 아니라, 본 발명은 분전반에 구비된 다수의 차단기 회로 및 배선의 절연상태를 비전문가도 정기적 또는 수시로 간편하게 점검할 수 있는 장점이 있다.
이에 따라, 각종 전기사고를 예방하고, 초기에 신속하게 조치할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 다수의 차단기에 대해서도 감시 및 점검이 가능하며, 차단기를 잠깐 OFF하는 동안 진단이 간단히 이루어짐으로써 정전피해 없이 차단기 및 부하라인의 점검이 가능한 장점이 있다.
또한, 본 발명은 차단기의 ON/OFF 상태 및 부하회로의 절연상태를 원격지에서도 감시가 가능한 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 분전반 감시장치와 차단기의 연결 상태를 나타낸 회로도,
도 2는 본 발명에 따른 분전반 감시장치의 회로도,
도 3은 본 발명에 따른 분전반 감시장치의 제어 흐름도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 구성들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음을 유의하여야 한다. 하기 설명에서 구체적인 특정 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해 제공된 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
여기서, 상기 차단기는 누전차단기(ELB; Electric Leakage Breaker)를 예를 들어 설명하였으나, 이는 일례로서 설명한 것일 뿐 NFB(No Fuse Breaker) 및 MCCB(Molded Case Circuit Breaker) 등의 배선용차단기를 포함하는 것이며, 상기 차단기의 구조와 동작에 대해서는 공지의 기술이므로 이에 따른 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 분전반 감시장치와 차단기의 연결 상태를 나타낸 회로도로서, 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 분전반 감시장치(100)는 차단기0~차단기7 (200)까지 8개의 차단기를 감시할 수 있으며, 필요에 따라 추가 또는 축소가 가능하다.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 분전반 감시장치(100)가 분전반 내에서의 회로연결 구조를 살펴보면, 교류전력선의 활성선(Vin)과 중성선(Com)에 각각 연결된 차단기0~차단기7(200)에 대하여, 본 발명에 따른 분전반 감시장치(100)의 (+)입력단자(Vp)는 동작전원(편의상 12V)이, (-)입력단자(G/N)는 중성선(Com)이 각각 연결되고, 감시라인 출력단자(Vout0~Vout7)는 감시하고자 하는 차단기(200)의 출력에 각각 연결된다.
도 2는 본 발명에 따른 분전반 감시장치의 회로도로서, 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 분전반 감시장치(100)의 구성 및 동작을 상세히 설명한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 분전반 감시장치(100)는 측정부(110) 및 선택부(120)로 구성된다.
상기 측정부(110)는 측정하고자 하는 차단기(200)의 출력단자(Vout5), 교류전력선의 중성선(N) 및 동작전원(Vp)과 각각 입력단자가 연결되어 교류전압 및 서지전압으로부터 회로를 보호하고 차단기(200)의 상태를 측정하며, 측정된 상태신호를 출력단자를 통해 상기 선택부(120)로 전달한다.
상기 선택부(120)는 상기 측정부(110)에서 각각의 차단기(200)를 측정한 측정신호를 인가받아 측정된 데이터를 선택하여 측정상태에 따른 신호를 출력하며, 출력값을 문자 또는 심볼 형태로 표시하는 선택부(120)로 구성된다. 이를 위하여, 상기 선택부(120)는 어드레스(Address)를 형성(예로서, 3-stage binary code)하고, 출력단자(Z)의 출력값(H, L, 60Hz교류전류)을 문자 또는 심볼마크로 표시한다. 어드레스 선택단자(A, B, C)는 차단기(200) 회로별 선택을 위한 입력단자이다.
상기 측정부(110)의 구성을 상세히 설명하면, 미지의 대지간 절연저항(Rx)값을 알기 위해 차단기(200)의 출력단자(Vout5)와 연결되는 비교저항(R1)과, 교류전압(220V)으로부터 측정부(110)를 보호하기 위하여 동작전원(Vp)과 연결되는 보호저항(R2)과, 교류전압(220V) 및 서지전압으로부터 측정부(110)를 보호하기 위하여 동작전원(Vp)과 중성선(D/N) 사이에 연결되는 보호다이오드(D1, D2)와, 절연저항측정기(메가테스터기) 등의 연결 시 오차 발생을 방지하는 역류방지용 다이오드(D3)와, 노이즈 필터용 콘덴서(C1)로 구성된다.
일반적으로, 교류전압(220V)에 대하여 대지간 절연저항(Rx)은 0.2MΩ을 기준으로 양부를 결정하므로, Rx=0.2MΩ, 비교저항(R1)을 0.2MΩ로 정할 경우 보호저항(R2)의 저항값은 0.4MΩ로 결정된다. 즉, Rx + R1 = R2 인 경우, 상기 선택부(120)의 입력단자(X5)에는 동작전원(Vp)의 1/2에 해당하는 전압이 형성되어, 대지간 절연저항(Rx)이 0.2MΩ보다 작으면(절연불량) “L"신호가 출력되고, 대지간 절연저항(Rx)이 0.2MΩ보다 크면(절연양호) ”H"신호가 선택부(120)의 출력단자(Z)에서 출력된다.
상기 선택부(120)의 출력단자(Z)의 출력신호 중 “L”신호 및 “H”신호는 차단기(200)가 OFF된 상태에서 측정결과로 출력되는 신호이고, 차단기(200)가 ON인 상태에서는 교류전압(220V)에 대하여 60Hz의 구형파가 출력된다.
이하, 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 분전반 감시장치(100)의 신호처리 절차를 상세히 설명한다. 도 3은 본 발명에 따른 분전반 감시장치의 제어 흐름도이다.
도 2의 회로도와 같이, 측정대상이 되는 차단기(200)에 본 발명에 따른 분전반 감시장치(100)가 연결된 상태에서, 차단기(200)의 상태 및 부하회로의 절연 상태를 점검한다.
먼저, 차단기(200)의 전원이 정상적으로 공급되는 상태에서 본 발명에 따른 분전반 감시장치(100)를 동작시켰을 때, 선택부(120)의 출력단자(Z)에서 60Hz의 구형파 신호가 출력되는지를 판단한다(301단계). 상기 301단계에서 60Hz의 구형파 신호가 출력되면 303단계로 진행하여 차단기(200)의 보조장치에 의한 차단신호가 있는지를 판단한다. 상기 303단계에서 보조장치에 의한 차단신호가 없으면 305단계로 진행하여 차단기(200)가 정상상태임을 표시하고 종료한다.
한편, 상기 303단계에서 보조장치에 의한 차단신호가 있으면 307단계에서 차단기(200)가 통전상태로 매우 위험한 상태임을 나타내고 종료한다. 상기 307단계에서 표시하는 차단기(200)의 상태는 보조장치에서 차단기(200)의 차단(Trip)신호를 발생시켰으나 차단기(200)에 전원이 계속 공급되는 상태로서 차단기(200)가 고장난 상태이거나 1, 2차 회로를 거꾸로 설치한 차단기(200)에서 발생하는 상황이다.
다음으로, 상기 301단계에서 선택부(120)의 출력단자(Z)에서 High(H)신호가 출력되는 경우에는 309단계로 진행하여 차단기(200)의 보조장치에 의한 차단신호가 있는지를 판단한다. 상기 309단계에서 보조장치에 의한 차단신호가 있으면 차단기(200)가 보조장치에 의하여 전원이 OFF된 상태이므로, 311단계로 진행하여 절연이 양호한 상태임을 표시하고 종료한다.
한편, 상기 309단계에서 보조장치에 의한 차단신호가 없으면 차단기(200)가 보조장치와 무관하게 자체기능에 의하여 차단(Trip)된 상태로서, 과전류에 의해 차단된 경우, 점검자의 조작에 의해 차단된 경우 및 테스트(Test) 버튼 작동에 의해 차단된 경우가 모두 포함된다. 따라서 상기 309단계에서 보조장치에 의한 차단신호가 없으면 차단기(200)가 위 세가지 경우에 의하여 자체기능에 의하여 전원이 OFF된 상태이므로, 313단계로 진행하여 절연이 양호한 상태임을 표시하고 종료한다.
여기서, 점검자의 조작에 의해 차단된 경우 및 테스트(Test) 버튼 작동에 의해 차단된 경우는 인위적인 OFF상태이므로, 평상시에 꺼놓는 차단기는 모니터링 하지 않을 수 있도록 딥스위치(DIP Switch)를 사용하여 모니터링 할 것인지를 선택할 수 있도록 구성할 수 있다.
마지막으로, 상기 301단계에서 선택부(120)의 출력단자(Z)에서 LOW(L)신호가 출력되는 경우에는 차단기(200)의 전원이 OFF된 상태에서 절연측정 결과가 0.2MΩ 이하인 경우이므로, 315단계로 진행하여 절연이 불량인 상태임을 표시하고 종료한다.
상술한 본 발명에 따른 분전반 감시장치(100)에 의하여 수행된 신호처리 결과에 대하여 하기의 표 1에 정리하였다.
Figure 112012056977078-pat00001
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 분전반 감시장치는 분전반에 장착하여 분전반의 과전류차단기, 누전차단기 등의 차단 및 급전관련 동작상태와 부하라인(배선)의 절연상태를 용이하게 감시하여, 전기화재 등 전기사고를 미연에 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 분전반 감시장치는 분전반에 장착하여 분전반의 과전류차단기, 누전차단기 등의 차단동작의 원인을 용이하게 분석하여 신속하고 정확한 조치를 가능하게 한다.
또한, 본 발명에 따른 분전반 감시장치는 분전반에 장착하여 분전반의 과전류차단기, 누전차단기 등의 차단 및 급전관련 동작상태와 부하라인(배선)의 절연상태를 별도의 측정기나 전문 지식 없이도 간편하게 정기적 또는 수시로 점검하여 정전피해를 비롯한 각종 전기사고를 미연에 방지할 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해서 정해져야 한다.

Claims (4)

  1. 다수의 차단기를 구비한 분전반의 감시장치에 있어서,
    상기 차단기의 출력단자, 교류전력선의 중성선 및 동작전원과 각각 입력단자가 연결되어, 교류전압 및 서지전압으로부터 회로를 보호하고, 상기 차단기의 상태를 측정하며, 측정된 상태신호를 출력단자를 통해 출력하는 측정부; 및
    상기 측정부에서 상기 다수의 차단기를 각각 측정한 측정신호를 인가받고, 상기 다수의 차단기 중 점검할 차단기를 선택하여 측정상태에 따른 신호를 출력하며, 상기 출력 신호에 대응하는 출력값을 시각적 수단에 표시하는 선택부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 분전반 감시장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 측정부는,
    대지간 절연저항값을 알기 위해 상기 차단기의 출력단자와 연결되는 비교저항과,
    교류전압으로부터 상기 측정부를 보호하기 위하여 상기 동작전원과 연결되는 보호저항과,
    상기 교류전압 및 서지전압으로부터 상기 측정부를 보호하기 위하여 상기 동작전원과 중성선 사이에 연결되는 보호다이오드와,
    외부 측정기 연결 시 오차 발생을 방지하는 역류방지용 다이오드와,
    노이즈 필터용 콘덴서로 구성되는 것을 특징으로 하는 분전반 감시장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 선택부는,
    어드레스(Address) 선택단자를 구비하여 상기 다수의 차단기 중 점검할 차단기를 선택하고, 상기 출력단자의 출력값(High, Low 및 60Hz 구형파)을 시각적으로 표시하는 표시수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 분전반 감시장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 선택부의 출력단자는,
    상기 대지간 절연저항값이 상기 비교저항값보다 작으면 절연불량을 나타내는 Low신호를 출력하고, 상기 대지간 절연저항값이 상기 비교저항값보다 크면 절연양호를 나타내는 High 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 분전반 감시장치.
KR1020120077680A 2012-07-17 2012-07-17 분전반 감시장치 KR101187728B1 (ko)

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