KR101320785B1 - 대기전력을 차단할 수 있는 전기화재 예측 시스템 - Google Patents

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Abstract

전기화재 예측 시스템을 공개한다. 본 발명은 복수개의 포트에 연결된 전자 기기가 전력 공급 초기에 소비하는 부하 전력을 검출하여 기준 대기 전력으로 저장하고, 이후, 복수개의 포트를 통해 인가되는 전력이 기준 대기 전력 이하이면, 대응하는 포트로 전력 공급을 차단하며, 복수개의 포트로 인가되는 전압 및 전류 및 복수개의 포트에 연결되는 전선의 온도 및 아크 및 스파크 발생 여부를 감지하여 대응하는 포트로 인가되는 전력 공급을 차단하고 경고를 발생하는 적어도 하나의 보조 장치, 및 적어도 하나의 보조 장치로부터 전압 및 전류, 전선의 온도 및 아크 및 스파크 발생 여부에 대한 측정 데이터 및 적어도 하나의 보조 장치의 상태에 대한 상태 데이터를 수신하여 적어도 하나의 보조 장치의 정상 동작 여부를 판별하고, 적어도 하나의 보조 장치가 비정상적으로 경고를 발생한 것으로 판단되면, 경고 중지 신호를 전송하여 적어도 하나의 보조 장치가 경고 발생을 중지하도록 하는 메인 장치를 포함한다.

Description

대기전력을 차단할 수 있는 전기화재 예측 시스템{ELECTRIC FIRES PREDICTION SYSTEM CAPABLE OF BREAKING STANDBY POWER}
본 발명은 전기화재 예측 시스템에 관한 것으로, 특히 전기선로상에 발생되는 아크, 스파크, 과부하, 누전, 발열 등을 자동으로 예측 발견하여 이를 감지하고 관리자에게 SMS, ARS, 벨 또는 싸이렌, 화재징후 지역 출력 등에 통해 예측 경보하여 줌으로 화재를 발생전에 발견하여 화재가 발생하지 않도록 하고, 대기 전력 차단 기능을 포함하는 전기화재 예측 시스템에 관한 것에 관한 것이다.
전기 화재란 전기에 의한 발열체가 발화원(점화원)으로 된 화재를 총칭하며, 발화원별 화재 발생 비율을 보면 이동 가능한 전열기 35%, 전등, 전화 등의 배선 27%, 전기기기 14%, 전기 장치 9%, 배선 기구5%, 고정된 전열기 5% 정도의 비율로 발생되고 있고 발생별로 보면 스파크 24%, 누전 15%, 접촉부의 과열 12%, 절연 열화에 의한 발열 11%, 과전류 8% 정도의 비율로 원인이 되고 있다.
현재 시골가정집 및 축사의 전기시설을 살펴보면 10년 이상 노후화된 전기설비 상태로 방치된 돈사/계사 절반에 육박하고 있다. 축사시설 노후화에 따른 가연성 건축자재(비닐, 보온덮개, 우레탄 등)를 사용하고 있는 곳이 대부분이며 양계장의 경우 보온덮개 및 윈치형 계사가 전체 계사의 68%를 차지하고 있어 화재발생 원인이 항상 대기하고 있다. 또한 관리인의 화재위험 인지도도 부족하다. 전기용량을 고려하지 않은 전기시설의 무리한 확장으로 인한 과부하 및 합선 노출이 전기화재의 또 다른 큰 문제점이다. 기존 전기 시설에 장비(온풍기, 보온등, 환풍기)추가 설치로 인한 전기 사용량 초과로 과부하로 인해 화재가 발생하며, 전기 콘센트의 문어발식 연결로 인한 과부하 발생으로 화재가 발생한다.
현재 전기 화재 감지 시스템은 많은 발전을 하고 있다. 전기 화재 감지 시스템의 설치 목적은 화재를 자동으로 예측발견 경보하여 줌으로 전기화재 발생 전 초기대응과 예방을 하는 것이다. 화재가 발생되면 소실에 의한 직접적인 1차적 피해는 물론이며 화재 진압 시 방수에 의한 2차적 손실, 화염에 의한 건축물의 강도저하 등 매우 커다란 물적 피해를 입히며 때로는 귀중한 인명을 빼앗아 갈 수도 있다. 화재에 의한 피해를 경감하기 위해서는 예측발견이 중요하다.
한편 최근에 전력 공급을 차단할 수 있는 멀티콘센트와 같은 기기는 대기전력을 차단하기 위한 방법에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 대기전력은 사용자가 전자기기를 사용하지 않음에도, 전자 기기가 사용자의 입력을 감지할 수 있도록 상시적으로 소비하는 전력으로 전력난의 주된 원인 중 하나로 지목되고 있다. 그러나 기존의 전기 화재 감지 시스템은 대기전력에 대해서는 감지 또는 차단의 대상으로 고려하지 않았다. 이는 전기화재 감시 시스템이 일부 몇 개의 전자 기기를 제어하기 위한 멀티 콘센트와 달리 대규모로 다수의 전자 기기에 대한 전력을 공급하기 때문에 임의로 전기를 차단하기가 용이하지 않기 때문이다. 또한 기존의 전기 화재 감지 시스템뿐만 아니라 대기 전력을 차단할 수 있는 멀티 콘센트 조차도 차단된 전력을 다시 공급하기 위해서는 사용자의 직접 조작이 필요하다. 특히 사용자가 이용하는 전자기기 주변에 배치되는 멀티 콘센트와 달리 전기 화재 감지 시스템은 전자 기기의 위치와 무관하게 건물 구조에 따라 배치되는 경우가 많기 때문에 사용자의 조작이 어려우므로 화재와 같은 위험 요소가 감지됨에 따른 전력 차단 이외에 대기 전력에 대한 차단 기능을 부가하는 경우는 전무하다. 따라서 대기 전력을 차단하기 위해서는 복수개의 전자 기기 각각을 대기 전력 차단 기능을 갖는 멀티 콘센트에 연결하여 사용하여야 하였으며, 이 경우에도 차단된 전력을 재공급하기 위해서는 상기한 바와 같이 사용자의 직접 조작을 필요로 하여 사용자에게 불편을 초래하는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 전기선로상에 발생되는 아크, 스파크, 과부하, 누전, 발열 등을 자동으로 예측 발견하여 이를 감지하고 관리자에게 SMS, ARS, 벨 또는 싸이렌, 화재징후 지역 출력 등에 통해 예측 경보하여 줌으로 화재를 발생 전에 발견하여 화재가 발생하지 않도록 할 뿐만 아니라 대기 전력을 차단하여 전력 소비를 줄일 수 있는 전기화재 예측 시스템을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 예에 따른 전기화재 예측 시스템은 복수개의 포트에 연결된 전자 기기가 전력 공급 초기에 소비하는 부하 전력을 검출하여 기준 대기 전력으로 저장하고, 이후, 상기 복수개의 포트를 통해 인가되는 전력이 상기 기준 대기 전력 이하이면, 대응하는 포트로 전력 공급을 차단하며, 복수개의 포트로 인가되는 전압 및 전류 및 복수개의 포트에 연결되는 전선의 온도 및 아크 및 스파크 발생 여부를 감지하여 상기 대응하는 포트로 인가되는 전력 공급을 차단하고 경고를 발생하는 적어도 하나의 보조 장치; 및 상기 적어도 하나의 보조 장치로부터 상기 전압 및 전류, 전선의 온도 및 아크 및 스파크 발생 여부에 대한 측정 데이터 및 상기 적어도 하나의 보조 장치의 상태에 대한 상태 데이터를 수신하여 상기 적어도 하나의 보조 장치의 정상 동작 여부를 판별하고, 상기 적어도 하나의 보조 장치가 비정상적으로 경고를 발생한 것으로 판단되면, 경고 중지 신호를 전송하여 상기 적어도 하나의 보조 장치가 경고 발생을 중지하도록 하는 메인 장치;를 포함한다.
상기 적어도 하나의 보조 장치는 상기 복수개의 포트 각각에 대응하여 구비되어 대응하는 상기 복수개의 포트로 전력을 공급하거나 차단하는 복수개의 릴레이를 구비하는 릴레이부; 전압 전류 감지 센서, 아크 및 스파트 감지 센서, 전선 온도 감지 센서를 포함하여 센싱값을 출력하는 센서부; 상기 센서부로부터 상기 센싱값을 수신하여 저장하고, 상기 복수개의 포트에 연결된 상기 전자 기기가 초기에 소비하는 부하 전력을 기준 대기 전력으로 저장하는 메모리부; 상기 메모리부에 저장된 상기 센싱값을 분석하여, 정전, 과전류, 전선 온도 과도 상승, 아크 및 스파크 발생 또는 상기 복수개의 포트를 통해 인가되는 전력이 상기 기준 대기 전력 이하이면 상기 복수개의 릴레이를 제어하여 대응하는 포트로 전력 공급을 차단하며, 상기 전력 공급이 차단된 포트에 연결된 전자기기의 부하 저항값이 기설정된 기준 부하 저항값 이상이면, 전력 공급이 차단된 포트로 전력을 재공급하기 위해 상기 복수개의 릴레이를 제어하는 보조 제어부; 상기 보조 제어부의 제어에 따라 경고를 발생하는 경고 출력부; 및 상기 메모리부에 저장된 센싱 값을 상기 측정 데이터로서 상기 메인 장치로 전송하고, 상기 보조 제어부로부터 상기 보조 장치의 상태 데이터를 수신하여 상기 메인 장치로 전송하는 보조 통신부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 적어도 하나의 보조 장치는 상기 보조 통신부를 통해 상기 경고 발생시 사용자의 사용자 단말로 경고 발생 메시지를 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 적어도 하나의 보조 장치는 상기 전력 공급이 차단된 포트에 연결된 전자기기의 부하 저항값을 측정하기 위한 보조 전원;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 메인 장치는 상기 적어도 하나의 보조 장치와 통신을 수행하는 메인 통신부; 상기 적어도 하나의 보조 장치로부터 수신되는 상기 측정 데이터 및 상기 상태 데이터를 데이터 저장부; 상기 측정 데이터를 분석하고, 분석된 상기 측정 데이터로부터 화재 발생 가능성을 판단하는 데이터 판별부; 음향 또는 영상으로 경고를 출력하는 경고 송출부; 및 상기 메인 통신부와 상기 보조 장치 사이의 통신 연결을 관리하고, 상기 데이터 판별부가 화재 발생 가능한 것으로 판별한 경우, 상기 상태 데이터를 분석하여 상기 데이터 판별부의 판별 결과를 검증하고, 검증 결과에 따라 상기 경고 송출부를 통해 경고를 출력하거나, 상기 보조 장치로 상기 경고 중지 신호를 상기 메인 통신부를 통해 전송하는 메인 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 메인 장치는 상기 경고를 출력하거나, 상기 경고 중지 신호를 전송하는 경우, 상기 전기화재 예측 시스템의 시스템 관리자의 사용자 단말로, 상기 경고 및 상기 경고 중지 신호 발생에 대한 메시지를 전송하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명의 전기화재 예측 시스템은 사업장 내 전체 전기선로상의 아크 및 스파크 발생감지를 통하여 화재예방이 가능하고, 전기로 인한 화재 발생 요소를 알림 기능을 통하여 알려주므로 전기적 화재 위험요소를 사전에 제거할 수 있으며, 자동으로 대기 전력을 차단 및 복구하여 전력 소비를 줄일 수 있다. 또한 제조 비용 절감으로 인해 전기화재 예측 시스템의 보급에 기여할 수 있다.
도1 은 본 발명의 일실시예에 따른 절전 지능형 멀티콘센트의 구성을 나타낸다.
도2 는 본 발명의 일실시예에 따른 전기화재 예측 시스템의 구성을 나타낸다.
도3 은 본 발명의 일실시예에 따른 전기화재 예측 시스템의 외형을 나타낸다.
도4 는 도1 의 전기화재 예측 시스템의 대기 전력 차단 회로 구성을 나타낸다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로서, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 “...부”, “...기”, “모듈”, “블록” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도1 은 본 발명의 일실시예에 따른 전기화재 예측 시스템을 나타낸다.
도1 을 참조하면, 본 발명의 전기화재 예측 시스템은 메인 장치(100)와 적어도 하나의 보조 장치(200)를 포함한다.
메인 장치(100)는 메인 통신부(110), 데이터 저장부(120), 데이터 판별부(130), 메인 제어부(140), 디스플레이부(150) 및 경고 송출부(160)을 포함한다.
메인 통신부(110)는 적어도 하나의 보조 장치(200)와 유선 또는 무선으로 통신을 수행한다. 메인 통신부(110)는 적어도 하나의 보조 장치(200)와 RS232와 같은 유선 통신망으로 연결되거나, WIFI나 블루투스(Bluetooth)와 같은 무선 통신망으로 연결되어 적어도 하나의 보조 장치(200)로부터 측정 데이터를 수신한다. 또한 메인 통신부(110)는 보조 장치(200)로부터 보조 장치(200)의 상태 데이터를 수신할 수 있다.
데이터 저장부(120)는 메인 통신부(110)를 통해 측정 데이터 및 상태 데이터를 수신하여 저장한다. 데이터 저장부(120)는 적어도 하나의 보조 장치(200) 각각에서 수신되는 전송된 측정 데이터 및 상태 데이터를 구분하여 저장할 수 있다.
데이터 판별부(120)는 측정 데이터를 분석하고, 분석된 측정 데이터로부터 화재 발생 가능성을 판단한다. 즉 화재 발생 가능성을 판별하여 경고 신호를 출력한다. 데이터 판별부(120)에는 측정 데이터로부터 화재 발생 가능성을 판별하기 위해 적어도 하나의 기준 값이 미리 설정되어 저장될 수 있으며, 데이터 판별부(120)는 측정 데이터를 적어도 하나의 기준값과 비교하여 화재 가능성을 판별 할 수 있다.
메인 제어부(140)는 통신부(110)의 보조 장치(200)와의 통신 연결을 관리하고, 데이터 저장부(120)에 저장된 측정 데이터를 디스플레이부(150)를 통해 출력하거나, 데이터 판별부(120)로부터 경고 신호가 수신되면, 디스플레이부(150)에 경고 화면을 출력함과 동시에 경고 송출부(160)를 제어하여 알람을 송출한다.
메인 제어부(140)는 또한 보조 장치(200)에서 수신된 상태 데이터와 측정 데이터를 분석하여, 데이터 판별부(120)에서 판별한 화재 가능성이 정확한 정보인지 잘못된 정보인지 판별할 수 있으며, 오정보인 경우 보조 장치(200)에서 경고를 발생하는 것을 중지하도록 메인 통신부(110)을 통해 경보 중지 신호를 전송하고, 관리자의 사용자 단말로 보조 장치(200)의 이상 상태를 보고한다.
경고 송출부(160)는 메인 제어부(140)의 제어에 따라 음향 신호로서 경고를 출력하거나, 시스템 관리자의 사용자 단말(미도시)로 유선 또는 무선 통신을 통해 경고 신호를 송출한다.
상기한 메인 장치(100)는 적어도 하나의 보조 장치(200)로부터 전송되는 측정 데이터를 수신하여 저장하고 분석하여, 측정 데이터의 이상 여부를 판별하여 경고 화면 및 알람을 출력한다. 또한 측정 데이터로부터 보조 장치(200)가 불필요한 이상 경보를 발생하는 경우에, 보조 장치(200)의 경보 발생을 중지시키고, 관리자가 보조 장치(200)를 보수할 수 있도록 관리자의 사용자 단말로 이상 상태를 보고한다. 이에 관리자는 보조 장치(200)의 이상 여부를 즉시 통지받아 보조 장치(200)를 보수할 수 있다.
이는 기존의 전기 화재 예측시스템이 신속한 보수에 어려움이 있다는 문제와 함께 비 화재 발생 상황에서 잦은 동작으로 사용자의 신뢰성을 떨어뜨리는 문제를 동시에 해결할 수 있도록 한다.
보조 장치(200)는 센서부(210), 메모리부(220), 보조 제어부(230), 경고 출력부(240), 인터페이스부(250), 보조 통신부(260), 릴레이부(270), 서지 보호부(280) 및 차단부(290)를 포함한다.
센서부(210)는 전압 전류 감지 센서, 아크 및 스파크 감지 센서, 전선 온도 감지 센서 등을 포함하여 복수개의 센싱값을 출력한다. 또한 본 발명에서 센서부(210)는 부하 감지 센서를 구비하여, 부하의 크기를 감지한다.
메모리부(220)는 센서부(210)로부터 복수개의 센싱값을 수신하여 저장한다. 특히 메모리부(220)는 복수개의 포트(미도시) 각각에 대해 전력 공급 시 초기 부하 전력을 기준 대기 전력으로 저장한다. 기준 대기 전력을 복수개의 포트 각각에 대해 구분되어 저장될 수 있다.
보조 제어부(230)는 보조 장치(200)를 제어하기 위해 구비되며, 센서부(210)에서 출력되어 메모리부(220)에 저장된 센싱값을 분석하여 정전, 과전류, 전선 온도 과도 상승, 아크 및 스파크 발생 여부 등을 판별하고, 판별 결과에 따라 경고 신호를 출력하여 릴레이부(270)을 제어하여 각 포트별 전원 공급을 개별적으로 차단한다.
또한 보조 제어부(230)는 센서부(210)에서 감지된 전류 및 전압으로부터 부하 전력을 계산하고, 기준 대기 전력과 비교하여, 복수개의 포트(미도시) 각각으로 인가되는 전력을 차단하기 위해 릴레이부(270)의 대응하는 릴레이를 오프하여 전력 공급을 차단할 수 있다. 그리고 릴레이가 오프되어 전력 공급이 차단된 포트에서 부하 저항값이 기설정된 기준 부하 저항값 이상이면, 다시 릴레이를 온하여 전력 공급이 차단된 포트에 다시 전력을 공급할 수 있다.
경고 출력부(240)는 보조 제어부(230)의 제어에 따라 청각적 및 시각적으로 인식할 수 있도록 경고를 발생한다. 발생된 경고는 관리자 또는 사용자에 의해 해제 명령이 인가될 때까지, 또는 메인 장치(100)에서 경고 중지 신호가 인가될 때까지 발생된다.
특히 아크에 대한 경고는 기존에 비 화재에 대한 동작으로 신뢰성이 떨어지는 것이 가장 큰 문제점으로 지적되므로, 화재 감지 시스템에 대한 신뢰성 향상을 위해 전기선로 상의 보조 제어부(230)가 아크 및 스파크 감시, 말단부하측 과전류 감시, 허용범위를 벗어난 이상온도 감시, 말단 부하 차단기 트립시에 경고 출력부(240)을 제어하여 경고를 출력한다.
인터페이스부(250)는 사용자 명령을 인가받을 수 있는 입력 수단을 구비한다. 그리고 경우에 따라서는 디스플레이부(150)와 같이 영상을 출력할 수 있는 이미지 출력 수단을 더 구비할 수 있다. 뿐만 아니라, 인터페이스부(250)는 입력 수단과 이미지 출력 수단이 통합된 터치 패널이나 터치 스크린으로 구현될 수 있다.
보조 통신부(260)는 보조 제어부(230)의 제어에 따라 메모리부에 저장된 센싱값들을 측정 데이터로서 메인 장치(100)로 전송하고, 경고 메시지를 사용자의 사용자 단말로 전송할 수 있다.
보조 통신부(260)는 또한 와이파이, 블루투스 등의 기능을 이용하여 사용자의 사용자 단말기에서도 제어할 수 있도록 한다. 또한 사용자가가 어떠한 장소에 있더라도 화재 발생 가능성이 있는 것으로 판단되면, 사용자의 사용자 단말기에 경고가 발생할 수 있도록 한다. 그리고 RS232와 같은 유선 통신 기능을 통해 메인 장치(100)로 상태 데이터를 제공하여 관리자가 전기화재 예측 시스템의 이상 동작을 정확히 분석하고 수리할 수 있도록 한다.
릴레이부(230)는 복수개의 포트 각각에 대응하는 복수개의 릴레이를 구비하고, 보조 제어부(230)의 제어에 따라 복수개의 포트 각각으로 전력을 인가하거나 차단한다.
서지 보호부(280)는 서지 보호 장치(SPD: Surge Protective Device)를 구비하여 낙뢰 등에 의한 전력계통의 전원선, 통신선, 신호선 등의 도체를 통해 발생, 침입하는 이러한 과도 이상 전압인 서지(Surge)로부터 보조 장치(200) 및 보조 장치(200)의 복수개의 포트에 연결되는 각종 전자 기기를 보호한다.
차단부는 사용자가 수동으로 각 포트로 전력을 공급하거나 차단할 수 있는 스위치 형태의 복수개의 차단기를 포함하고, 또한 보조 장치(200)으로 인가되는 전원을 차단 할 수 있는 배선용 차단기(MCCB : Molded Case Circuit Breaker)를 추가로 더 포함할 수 있다.
상기에서 사용자 단말은 컴퓨터, 휴대폰, PDA, 노트북 스마트폰과 같은 다양한 정보 통신 기기로 구현될 수 있다.
도1 에서 메인 장치(100)는 적어도 하나의 보조 장치(200)를 관리하는 관리 시스템으로서 전기화재 예측 시스템 상에서 적어도 하나의 보조 장치(200)의 불량 여부를 감지하여 즉각적으로 관리자에게 통지할 수 있으므로, 시스템 관리자는 보조 장치(200)을 신속하게 보수할 수 있다. 또한 메인 장치(100)가 보조 장치(200)의 비정상 경고 발생을 판별하여, 비정상 경고 발생을 중지시킴으로서 전기화재 예측 시스템의 신뢰도를 높일 수 있다.
여기서 메인 장치(100)는 전기화재 예측 시스템의 유지 보수 업체 또는 소방서와 같은 방재 관리 업체에 설치될 수 있다. 그리고 보조 장치(200)는 전기화재를 예방해야하는 위치에 설치될 수 있다. 경우에 따라서는 하나의 건물에 복수개의 보조 장치(200)가 설치되고, 하나의 메인 장치(100)는 건물의 관리실에 설치될 수 있다.
상기에서는 메인 장치(100)가 적어도 하나의 보조 장치(200)를 관리하기 위해 별도로 도시되었으나, 메인 장치(100)가 하나의 보조 장치만을 관리하는 경우에, 메인 장치(100) 및 보조 장치(100)는 하나의 장치로 통합될 수 있다.
도2 는 본 발명의 일실시예에 따른 전기화재 예측 시스템의 구성을 나타낸다.
도2 를 참조하면 본 발명의 전기화재 예측 시스템은 서지 보호 장치(SPD: Surge Protective Device), 배선용 차단기(MCCB : Molded Case Circuit Breaker), 제어부, 복수개의 차단기(BR), 복수개의 릴레이(RL) 및 복수개의 포트(PT)를 포함한다.
도2 의 전기 화재 예측 시스템은 보조 장치(200)의 구성을 도시하였으며, 실제 구현시 외부로 드러나는 구성을 나타낸다. 그리고 도2 에서는 보조 장치(200)만을 도시하였으나, 메인 장치(100)가 포함되는 경우에도 외형적으로 드러나는 구성은 도2 와 동일할 수 있다.
서지 보호 장치(SPD)는 상기한 바와 같이, 서지 보호부(280)로서 과도 이상 전압인 서지를 접지 포트(EPT)로 인가한다.
복수개의 차단기(BR)와 배선용 차단기(MCCB : Molded Case Circuit Breaker)는 차단부(290)에 포함되며, 배선용 차단기(MCCB)는 보조 장치(200)으로 인가되는 전력을 차단하고, 복수개의 차단기(BR) 각각은 대응하는 포드(PT)로 인가되는 전력을 차단한다.
복수개의 포트(PT)는 전력 공급을 필요로 하는 특정 위치까지 전선을 이용하여 연결되어 전력을 공급한다.
복수개의 릴레이(RL)는 제어부의 제어에 따라 대응하는 포드(PT)로 인가되는 전력을 차단한다.
제어부는 도1 의 메모리부(220), 보조 제어부(230), 경고 출력부(240), 보조 통신부(250)가 포함될 수 있다. 제어부는 PCB 기판 상에 MCU(Micro Controller Unit) 및 메모리 등을 구비함으로서, 메모리부(220), 보조 제어부(230), 경고 출력부(240), 보조 통신부(250)을 하드웨어 또는 소프트웨어의 형태로 구현할 수 있다.
도3 은 본 발명의 일실시예에 따른 전기화재 예측 시스템의 외형을 나타낸다.
도3 에 도시된 바와 같이 본 발명의 전기화재 예측 시스템은 외부에 복수개의 포트에 대응하는 복수개의 시각적 표시 수단(LED)과 인터페이스부(25)가 외부에 배치된다.
복수개의 시각적 표시 수단(LED)은 대응하는 각 포트에 연결된 전자기기의 정상 또는 이상 여부를 녹색 및 적색과 같은 서로 다른 색상의 LED를 이용하여 표시한다. 즉 경고 출력부(240)로서 동작한다. 또한 도시하지 않았으나, 청각적 표시 수단으로서 스피커 등을 구비하여 이상 발생 시 경고음을 발생할 수 있다.
인터페이스부(250)는 현재 전기화재 예측 시스템의 상태 및 각 설정값을 표시하여 사용자가 확인할 수 있도록 하며, 사용자가 각 설정값을 수정할 수 있도록 한다.
여기서 사용자가 설정하는 설정값에는 각 포트별로 24시간 기준으로 동작 시간을 설정할 수 있도록 한다. 즉 각 포트에 연결된 전자기기로 입력 전원이 공급될 시간을 개별적으로 설정할 수 있도록 하며, 기설정된 시간 단위로 동작 여부를 개별적으로 설정할 수 있도록 한다.
본 발명에 따른 전기화재 예측 시스템은 전기선로상에 발생되는 아크, 스파크, 과부하, 누전, 발열 등을 자동으로 예측 발견하여 이를 감지하고 관리자에게 SMS, ARS, 벨 또는 싸이렌, 화재징후 지역 출력등에 통해 예측 경보한다. 그러므로 화재 발생 전에 화재 발생의 원인을 관리자가 확인 후 제거 할 수 있도록 한다.
도4 는 도1 의 전기화재 예측 시스템의 대기 전력 차단 회로 구성을 나타낸다.
본 발명의 전기화재 예측 시스템은 복수개의 포트(PT)에 접속되는 전기 기기의 부하 전력을 측정하고 측정된 부하 전력을 기초로 전자기기가 대기 상태인 것으로 판단되면, 전자 기기로 인가되는 입력 전원을 릴레이(RL)가 차단한다.
도4 를 참조하면, 대기전력 차단 회로는 제1 검출부(211), 메모리부(220), 보조 제어부(230), 릴레이부(270), 보조 전원(PW), 제2 검출부(212)를 구비한다.
여기서 입력 전원(IN)은 전기화재 예측 시스템으로 입력되는 전원으로서 예를 들어 전기화재 예측 시스템이 가정용 상용 전원을 이용한다면, 220V의 교류 전원이 입력될 수 있다.
제1 검출부(211)는 도1 의 센서부(210)에 포함되는 구성으로 복수개의 제1 검출기를 구비한다. 복수개의 제1 검출기는 복수개의 포트(PT)의 개수에 대응하여 구비되며, 각각 대응하는 포트의 부하 전력을 검출한다. 즉 전압 및 전류를 검출한다.
메모리부(220)는 대응하는 포트를 통해 전력이 공급되면, 제1 검출부(211)의 대응하는 제1 검출기가 초기 검출되는 부하 전력을 기준 대기 전력으로 저장한다. 이때 메모리부(220)는 복수개의 제1 검출기 각각에서 검출하는 부하 전력을 서로 구분하여 별도로 저장한다. 즉 메모리부(220)는 현재 연결된 전자 기기의 개수에 대응하는 개수의 기준 대기전력을 저장한다. 여기서 초기 검출된 부하 전력이라 함은 대응하는 포트로 전력이 공급된 이후 기설정된 초기 시간(예를 들면, 0.2초) 동안 측정되는 부하 전력을 의미하며, 경우에 따라서는 최초 검출되는 부하 전력일 수도 있다.
또한 메모리부(220)는 대응하는 포트에서 사용 가능한 개별 최대 기준 전력 및 통합 최대 기준 전력이 기설정되어 저장될 수 있다.
보조 제어부(230)는 제1 검출부(211)의 복수개의 제1 검출기 각각에서 검출하는 전자 기기 각각의 부하 전력을 수신하고, 수신된 전자기기들의 부하 전력과 메모리부(220)에 저장된 복수개의 기준 대기 전력 중 대응하는 기준 대기 전력을 비교하여, 제1 검출기에서 검출한 부하 전력이 기설정된 시간(예를 들면 1 ~ 10초)동안 대응하는 기준 대기 전력 이하이면, 릴레이 차단 신호를 릴레이부(270)의 복수개의 릴레이(RL) 중 대응하는 릴레이로 출력한다. 즉 보조 제어부(230)는 제1 검출기에서 검출한 부하 전력이 메모리부(220)에 저장된 기준 대기 전력과 동일하거나 그 이하인 것으로 판단되면, 연결된 전자기기가 대기상태인 것으로 판단한다. 따라서 현재 전자 기기가 소모하는 전력은 대기 전력인 것으로 판별할 수 있으므로, 대응하는 릴레이로 릴레이 차단 신호를 전송함으로서 전자기기에 공급되는 전력을 차단할 수 있다.
그리고 보조 제어부(230)는 만일 메모리(220)에 개별 최대 기준 전력 및 통합 최대 기준 전력이 저장되어 있다면, 복수개의 제1 검출기 각각이 검출한 부하 전력 각각이 개별 최대 기준 전력을 초과하는지 판별하고, 부하 전력이 개별 최대 기준 전력을 초과하는 경우에도 대응하는 릴레이로 릴레이 차단 신호를 전송함으로서 전자기기에 공급되는 전력을 차단할 수 있다. 즉 과전류 및 과전압이 인가되는 것을 방지한다. 그리고 복수개의 제1 검출기 각각이 검출한 부하 전력의 총합이 통합 최대 기준 전력을 초과하는지 판별하고, 부하 전력의 총합이 통합 최대 기준 전력을 초과하면, 복수개의 릴레이 중 적어도 하나의 릴레이로 릴레이 차단 신호를 전송하여 전자기기에 공급되는 전력을 차단할 수 있다. 즉 과전류, 단락, 스파크, 누전 등이 발생함으로 인한 전기화재 발생하는 것을 방지할 수 있다.
그리고 보조 제어부(230)는 릴레이 차단 신호가 전송되어 차단된 릴레이에 대응하는 제2 검출기로 주기적(예를 들면 1초)으로 부하 검출 신호를 전송한다.
릴레이부(50)는 복수개의 릴레이(RL)를 구비하고, 복수개의 릴레이(RL) 각각은 보조 제어부(230)에서 인가되는 릴레이 차단 신호에 응답하여 대응하는 제1 검출기를 통해 전달되는 입력 전원이 대응하는 전자기기(LD)로 인가되는 것을 차단한다.
또한 복수개의 릴레이(RL)는 복수개의 제2 검출기 중 대응하는 제2 검출기에서 출력되는 리셋 신호에 응답하여 다시 입력 전원이 대응하는 전자기기(LD)로 인가될 수 있도록 연결한다.
즉 복수개의 릴레이(RL) 각각은 릴레이 차단 신호에 응답하여 전자기기로 인가되는 입력 전원을 차단하고, 리셋 신호에 응답하여 차단된 입력 전원을 전자기기로 다시 인가한다.
제2 검출부(212) 또한 제1 검출부(211)와 마찬가지로 도1 의 센서부(210)에 구비되며, 복수개의 제2 검출기를 구비하고, 복수개의 제2 검출기 각각은 보조 제어부(230)에서 전송되는 부하 검출 신호에 응답하여 대응하는 전자 기기의 부하 저항값을 측정하고, 측정된 부하 저항값이 기설정된 기준 부하 저항값 이상이면, 리셋 신호를 대응하는 릴레이(RL)로 출력하여 릴레이가 입력 전원을 전자기기로 다시 인가할 수 있도록 한다.
여기서 기준 부하 저항값은 복수개의 제2 검출기 각각에 저장될 수도 있으며, 메모리부(220)에 저장될 수도 있다. 상기에서는 제2 검출기가 고정된 저항값의 기준 부하 저항값을 저장하고 있는 것으로 설명하였으나, 기준 부하 저항값 또한 제1 검출기에서 감지하는 부하 전력을 이용하여 보조 제어부(230)가 계산하여 메모리부(220)에 저장할 수 있다. 본 발명에서 보조 제어부(230)는 전자기기가 대기 상태인지 동작 상태인지를 판별하고 있으며, 제1 검출기는 전자기기의 부하 전력을 측정하므로, 보조 제어부(230)은 전자기기가 동작 상태인 경우의 부하 저항값을 계산할 수 있다. 따라서 보조 제어부(230)가 전자기기의 동작 상태의 부하 저항을 계산하여 기준 부하 저항으로 메모리부(220)에 저장하는 경우에는 연결되는 전자기기의 종류나 상태에 따라 가변되는 기준 부하 저항값을 설정할 수 있다.
그리고 복수개의 제2 검출기 각각은 리셋 신호를 출력함과 동시에 전자기기와의 전기적 연결을 차단하고, 이후 대응하는 릴레이가 다시 차단(오프)되면, 전자기기와 전기적으로 연결하는 스위치를 더 구비할 수 있다. 즉 복수개의 제2 검출기 각각은 대응하는 릴레이가 온 되면, 전자기기와의 전기적 연결이 차단되고, 대응하는 릴레이가 오프 되면, 전자기기와 전기적으로 연결된다. 이는 제2 검출기가 전자기기로 입력 전원이 인가되지 않는 동안만 동작을 수행하기 때문이다.
보조 전원(PW)은 제2 검출부(212)의 복수개의 제2 검출기가 전자기기의 부하 저항값을 감지하기 위하여 이용하는 전원이다. 본 발명에서 제2 검출기는 릴레이가 차단된 상태, 즉 전자기기에 입력전원(IN)이 공급되지 않는 상태에서 전자기기의 부하 저항값을 측정한다. 따라서 전자기기의 부하 저항값을 측정하기 위해서는 전자기기로 공급할 별도의 전원이 필요하다. 단순히 부하 저항값의 크기를 측정하기 위한 전원이므로, 고전압의 전원을 인가하는 것은 불필요한 전력 소비를 발생하기 때문에 전력 낭비이다. 이에 본 발명에서는 전기화재 예측 시스템이 입력전원(IN)보다 낮은 전압 레벨(예를 들면 5V)을 갖는 보조 전원(PW)을 구비하여 제2 검출기가 전자기기의 부하 저항의 크기를 측정할 수 있도록 한다. 보조 전원(PW)은 배터리로 구현될 수도 있으며, 경우에 따라서는 입력 전원(IN)을 인가받아 전압 레벨을 강하하는 변압기로 구현될 수도 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 복수개의 포트에 연결된 전자 기기가 전력 공급 초기에 소비하는 부하 전력을 검출하여 기준 대기 전력으로 저장하고, 이후, 상기 복수개의 포트를 통해 인가되는 전력이 상기 기준 대기 전력 이하이면, 대응하는 포트로 전력 공급을 차단하며, 복수개의 포트로 인가되는 전압 및 전류 및 복수개의 포트에 연결되는 전선의 온도 및 아크 및 스파크 발생 여부를 감지하여 상기 대응하는 포트로 인가되는 전력 공급을 차단하고 경고를 발생하는 적어도 하나의 보조 장치; 및
    상기 적어도 하나의 보조 장치로부터 상기 전압 및 전류, 전선의 온도 및 아크 및 스파크 발생 여부에 대한 측정 데이터 및 상기 적어도 하나의 보조 장치의 상태에 대한 상태 데이터를 수신하여 상기 적어도 하나의 보조 장치의 정상 동작 여부를 판별하고, 상기 적어도 하나의 보조 장치가 비정상적으로 경고를 발생한 것으로 판단되면, 경고 중지 신호를 전송하여 상기 적어도 하나의 보조 장치가 경고 발생을 중지하도록 하는 메인 장치;를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 보조 장치는 상기 복수개의 포트 각각에 대응하여 구비되어 대응하는 상기 복수개의 포트로 전력을 공급하거나 차단하는 복수개의 릴레이를 구비하는 릴레이부; 전압 전류 감지 센서, 아크 및 스파트 감지 센서, 전선 온도 감지 센서를 포함하여 센싱값을 출력하는 센서부; 상기 센서부로부터 상기 센싱값을 수신하여 저장하고, 상기 복수개의 포트에 연결된 상기 전자 기기가 초기에 소비하는 부하 전력을 기준 대기 전력으로 저장하는 메모리부; 상기 메모리부에 저장된 상기 센싱값을 분석하여, 정전, 과전류, 전선 온도 과도 상승, 아크 및 스파크 발생 또는 상기 복수개의 포트를 통해 인가되는 전력이 상기 기준 대기 전력 이하이면 상기 복수개의 릴레이를 제어하여 대응하는 포트로 전력 공급을 차단하며, 상기 전력 공급이 차단된 포트에 연결된 전자기기의 부하 저항값이 기설정된 기준 부하 저항값 이상이면, 전력 공급이 차단된 포트로 전력을 재공급하기 위해 상기 복수개의 릴레이를 제어하는 보조 제어부; 상기 보조 제어부의 제어에 따라 경고를 발생하는 경고 출력부; 및 상기 메모리부에 저장된 센싱 값을 상기 측정 데이터로서 상기 메인 장치로 전송하고, 상기 보조 제어부로부터 상기 보조 장치의 상태 데이터를 수신하여 상기 메인 장치로 전송하며, 상기 경고 발생시 사용자의 사용자 단말로 경고 발생 메시지를 전송하는 보조 통신부;를 포함하며,
    상기 메인 장치는 상기 적어도 하나의 보조 장치와 통신을 수행하는 메인 통신부; 상기 적어도 하나의 보조 장치로부터 수신되는 상기 측정 데이터 및 상기 상태 데이터를 데이터 저장부; 상기 측정 데이터를 분석하고, 분석된 상기 측정 데이터로부터 화재 발생 가능성을 판단하는 데이터 판별부; 음향 또는 영상으로 경고를 출력하는 경고 송출부; 및 상기 메인 통신부와 상기 보조 장치 사이의 통신 연결을 관리하고, 상기 데이터 판별부가 화재 발생 가능한 것으로 판별한 경우, 상기 상태 데이터를 분석하여 상기 데이터 판별부의 판별 결과를 검증하고, 검증 결과에 따라 상기 경고 송출부를 통해 경고를 출력하거나, 상기 보조 장치로 상기 경고 중지 신호를 상기 메인 통신부를 통해 전송하는 메인 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기화재 예측 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 보조 장치는
    상기 전력 공급이 차단된 포트에 연결된 상기 전자기기의 부하 저항값을 측정하기 위한 보조 전원;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기화재 예측 시스템.
  5. 삭제
  6. 제1 항에 있어서, 상기 메인 장치는
    상기 경고를 출력하거나, 상기 경고 중지 신호를 전송하는 경우, 상기 전기화재 예측 시스템의 시스템 관리자의 사용자 단말로, 상기 경고 및 상기 경고 중지 신호 발생에 대한 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 전기화재 예측 시스템.
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