KR101475000B1 - 무전원 온도 센서 기반 부스바 온도 및 화재예지감시 기능을 가진 분전반 - Google Patents

무전원 온도 센서 기반 부스바 온도 및 화재예지감시 기능을 가진 분전반 Download PDF

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Abstract

본 발명은 분전반에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부스바의 온도 감시 기능 및 화재예지감시 기능을 가진 분전반에 관한 것이다. 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 부스바 온도 및 화재예지감시 기능을 가진 분전반은, 분전반에서 발생하는 아크를 감시하는 아크 감시 모듈; 및 R, S, T 상 부스바 중 적어도 하나의 부스바 상의 온도가 기 설정된 온도 상한값 이상인지 여부를 판단하고, 상기 온도 상한값 이상인 부스바가 존재하면 상기 온도 상한값 이상인 부스바 상의 전류가 기 설정된 기준 전류값을 초과하는지 여부를 판단하고, 상기 기준 전류값을 초과한 것으로 판단되면 상기 온도 상한값 이상인 부스바의 온도 상승이 과전류에 의한 것으로 판단하고 상기 기준 전류값 이하인 것으로 판단되면 상기 온도 상한값 이상인 부스바의 온도 상승이 물리적 결함에 의한 것으로 판단하는 온도 감시 모듈을 포함한다.

Description

무전원 온도 센서 기반 부스바 온도 및 화재예지감시 기능을 가진 분전반{AN INCOMING AND DISTRIBUTING BOARD BASED ON POWERLESS TEMPERATURE SENSOR}
본 발명은 분전반에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무전원 온도 센서에 기반한 부스바의 온도 감시 기능 및 화재예지감시 기능을 가진 분전반에 관한 것이다.
분전반은 각종 차단기를 함체 내에 장착하여 외부로부터 전력을 끌어 배분하는 동시에 전력의 공급을 선택적으로 할 수 있게 한 것이다. 분전반은 기본적으로, 주 차단기를 매개로 전력을 공급받는 부스바를 포함한다. 그리고, 부스바로부터 분기된 전력은 분기 차단기를 매개로 부하에 공급된다. 부스바는 볼트에 의해 고정되며, 볼트가 느슨해지는 경우 볼트와 부스바 사이의 저항 증가로 과열이 발생한다. 이에 의해, 부스바가 손상되거나 분전반 내에 화재가 발생할 수 있다. 또는, 부스바가 볼트에 의해 안정적으로 고정된 경우라도, 과전류에 장시간 부스바가 노출되는 경우, 과전류에 의한 화재가 발생할 수도 있다. 그리고, 영상 고조파의 경우, N 상에서 중첩되어 3 배의 진폭을 가지게 된다. 따라서, N 상 부스바에서 영상 고조파에 의한 화재가 발생할 수도 있다. 그리고, 3상 불평형 전류에 의해서도 N 상 부스바는 과열될 수 있다. 이와 같이 다양한 원인에 의해 부스바의 과열에 의한 사고가 발생할 수 있다. 따라서, 분전반의 관리자는 부스바의 과열 여부를 감시함과 동시에, 그 과열의 원인을 정확히 파악하여 과열 사고에 대비할 필요가 있다. 또한, N 상 부스바의 경우 영상 고조파에 의한 과열 사고에 대비해 수시로 N 상 부스바 상의 영상 고조파가 모니터링될 필요가 있다.
이와 관련해, 한국등록특허 제10-1287906호는 비접촉 적외선 온도 센서를 이용하여 고압 절연거리를 극복하고, 복수개의 부스바에서 측정된 온도를 무선통신을 통해 중앙의 부스바 상태 감시 유닛으로 전송함으로써, 부스바의 무인 원격 관리가 가능하며, 레이저 포인터를 이용하여 온도 측정 부위를 표시함으로써, 온도 감시가 필요한 위치에 정확하고 쉽게 설치가 가능한 비접촉식 온도 센서를 이용한 수배전반의 부스바 온도 감시장치를 개시하고 있다.
다만, 한국등록특허 제10-1287906호에 의할 때, 분전반 관리자가 온도 상승의 원인을 정확히 알 수 없어 유지/보수가 용이하지 않다는 문제점이 있다.
그리고, 최근 자료에 의하면 전체 전기화재 원인 중 약 80%가 아크에 의한 것으로 조사되었다. 저압 배전시스템내의 아크(arc)는 전선피복이나 접촉면에 발열을 유발하여 최종적으로 화재를 일으키는 원인이 된다.
따라서, 분전반 내에서 화재의 전조 현상인 아크가 모니터링 되는 것에 의해, 화재를 예지할 필요가 있다.
이와 관련해, 한국등록특허 제10-1007551호(배전시스템내의 아크 검출방법 및 이를 이용한 아크 발생 경보시스템)는 DSP(Digital Signal Processor)에서, 배전 시스템 내의 아크(arc)를 감지하여 정상적인 아크인지 고장 상태의 아크인지를 판별하고 경보 및 트립 신호를 발생시키기 위한 아크 검출 방법에 있어서, 비교기를 사용하여 생성되는 상기 배전 시스템 내의 하의 상에 대한 전류에 포함된 고조파 성분에 대한 펄스 (pulse) 신호를 수신하는 단계-상기 펄스 신호 들은 구형파이고, 상기 펄스 신호들은 정규화되지 않은 것으로 상기 펄스 신호들 각각은 펄스의 폭을 달리함-; 상기 수신된 펄스 신호들을 미리 설정된 제 1 구간 동안 카운트(count)하여 카운트 값을 산출하고, 상기 수신된 펄스 신호들 각각의 폭을 산출하는 단계-상기 카운트는 디지털 회로로 구현되는 카운터에 의해 수행됨; 및 상기 산출된 카운트 값이 상기 제 1 구간 전의 적어도 하나의 구간에서의 카운트 값 보다 미리 설정된 값 이상 큰지 여부 및 상기 산출된 펄스 신호들 각각의 폭이 랜덤(random)하게 변하는지 여부를 판단하는 것에 의해, 고장 상태에서의 아크인지 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 아크 검출 방법을 개시하고 있다.
다만, 한국등록특허 제10-1007551호는 정상적인 아크와 고장 상태의 아크를 정확히 구분할 수 없다. 이는 고조파 성분에 대한 펄스의 수는 비선형 부하의 투입에 의해서도 변할 수 있고, 펄스 폭 또한, 비선형 부하에 의해서도 변할 수 있기 때문이다. 즉, 한국등록특허 제10-1007551호의 고조파 성분에 대한 펄스의 수 및 펄스 폭으로 아크를 분류하는 방식은 정확도가 떨어진다는 문제점이 있다.
1. 한국등록특허 제10-1287906호(공고일: 2013.07.15) 2. 한국등록특허 제10-1007551호(공고일: 2011.01.05)
이에, 본 발명은 무전원 온도 센서에 기반하여 부스바의 온도 모니터링 및 온도 증가의 원인 분석이 가능한 분전반을 제공하고자 한다.
그리고, 본 발명은 고장 상태의 아크를 정확히 판별하는 것에 의해 화재를 정확히 예지할 수 있는 분전반을 제공하고자 한다.
본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시예에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 부스바 온도 및 화재예지감시 기능을 가진 분전반은, 분전반에서 발생하는 아크를 감시하는 아크 감시 모듈; 및 R, S, T 상 부스바 중 적어도 하나의 부스바 상의 온도가 기 설정된 온도 상한값 이상인지 여부를 판단하고, 상기 온도 상한값 이상인 부스바가 존재하면 상기 온도 상한값 이상인 부스바 상의 전류가 기 설정된 기준 전류값을 초과하는지 여부를 판단하고, 상기 기준 전류값을 초과한 것으로 판단되면 상기 온도 상한값 이상인 부스바의 온도 상승이 과전류에 의한 것으로 판단하고 상기 기준 전류값 이하인 것으로 판단되면 상기 온도 상한값 이상인 부스바의 온도 상승이 물리적 결함에 의한 것으로 판단하는 온도 감시 모듈을 포함한다.
여기서, 상기 온도 감시 모듈은, N 상 부스바 상의 온도가 기 설정된 온도 상한값 이상인지 여부를 판단하고, 상기 N 상 부스바 상의 온도가 기 설정된 온도 상한값 이상인 것으로 판단되면 불평형 전류가 기준 불평형값 이상인지 여부를 판단하고, 기준 불평형값 미만으로 판단된 경우 상기 N 상 부스바 상의 영상 고조파가 기준 고조파값 이상이면 상기 N 상 부스바가 영상 고조파에 의해 온도가 상승한 것으로 판단하고 상기 N 상 부스바 상의 영상 고조파가 기준 고조파값 미만이면 상기 N 상 부스바가 물리적 결함에 의해 온도가 상승한 것으로 판단하고, 기준 불평형값 이상으로 판단된 경우 상기 N 상 부스바가 불평형 전류에 의해 온도가 상승한 것으로 판단할 수 있다.
그리고, 상기 아크 감시 모듈은, 광검출부를 통해 검출된 광이 기 설정된 임계광치를 초과하면 아크가 발생한 것으로 인식하고, 온도 검출부에 의해 검출된 R, S, T, N 상 부스바 상의 온도 중 아크 발생 시점에서 가장 높은 온도를 가지는 상에서 아크가 발생한 것으로 인식하며, 아크가 발생한 상의 전류를 기초로, 아크 발생 직전에 아크가 발생한 상의 전류의 1 사이클에서의 최대값과 아크 소멸 직후에 아크가 발생한 상의 전류의 1 사이클에서 최대값 간의 차가 기 설정치 초과인 경우 정상 아크인 것으로 판단하고, 아크 발생 직전에 아크가 발생한 상의 전류의 1 사이클에서의 최대값과 아크 소멸 직후에 아크가 발생한 상의 전류의 1 사이클에서 최대값 간의 차가 기 설정치 이하인 경우, 고장 아크인 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 온도 감시 모듈은 온도 검출부가 검출한 R, S, T, N 상 부스바 각각의 온도를 사용해 R, S, T, N 상 부스바 각각의 온도를 모니터링 하며, 상기 온도 검출부는 라디오 주파수의 센서 호출 신호를 출력하고, 상기 센서 호출 신호에 대응하여 상기 R, S, T 상 부스바 각각에 설치된 무전원 온도센서의 응답신호를 사용해 상기 R, S, T 상 부스바 각각의 온도를 산출할 수 있다.
이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명은 무전원 온도 센서에 기반하여 부스바의 온도 모니터링 및 온도 증가의 원인 분석이 가능할 수 있다.
그리고, 본 발명은 고장 상태의 아크를 정확히 판별하는 것에 의해 화재를 정확히 예지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 분전반을 나타낸다.
도 2는 도 1의 모니터링 장치의 기능 블록도를 나타낸다.
도 3은 도 2의 온도 감시 모듈의 기능 블록도를 나타낸다.
도 4는 도 2의 아크 감시 모듈의 아크 감시 프로세스를 나타내는 플로우 차트이다.
도 5는 도 3의 제 1 온도 감시부의 온도 감시 프로세스를 나타내는 플로우 차트이다.
도 6은 도 3의 제 2 온도 감시부의 온도 감시 프로세스를 나타내는 플로우 차트이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 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.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
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 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 부스바 온도 및 화재예지감시 기능을 가진 분전반에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 분전반을 나타낸다. 도 2는 도 1의 모니터링 장치의 기능 블록도를 나타낸다. 도 3은 도 2의 온도 감시 모듈의 기능 블록도를 나타낸다. 도 4는 도 2의 아크 감시 모듈의 아크 감시 프로세스를 나타내는 플로우 차트이다. 도 5는 도 3의 제 1 온도 감시부의 온도 감시 프로세스를 나타내는 플로우 차트이다. 도 6은 도 3의 제 2 온도 감시부의 온도 감시 프로세스를 나타내는 플로우 차트이다. 이하에서 본 발명의 요지를 명확하게 하기 위해 종래 주지된 사항에 대한 설명은 생략하거나 간단히 한다.
도 1을 참조하면, 분전반은 함체(1)와 함체(1) 외면에 고정 설치된 모니터링 장치(100)를 포함할 수 있다.
주지된 바와 같이, 함체(1) 내부에는 MCCB, 부스바, 서지 보호기 등이 설치될 수 있다.
도 2를 참조하면, 모니터링 장치(100)는 광 검출부(10), 온도 검출부(20), 전류 검출부(30), 아크 감시 모듈(110)과 온도 감시 모듈(120)을 포함할 수 있다.
광 검출부(10)는 함체(1) 내부의 광을 검출할 수 있다. 주지된 바와 같이, 아크 발생시 광이 발산된다. 따라서, 광 검출부(10)는 함체(1) 내부에 설치된 광센서(미도시)를 통해 아크에 대응하는 광을 검출할 수 있다.
온도 검출부(20)는 R, S, T, N 상 부스바(미도시) 상의 온도를 검출 및 저장할 수 있다. 이를 위해, 온도 검출부(20)는 R S, T, N 상 각각에 설치된 온도 센서에 라디오 주파수(예를 들어, 3*10^8 m/s)의 센서 호출 신호를 출력하고 그에 따른 응답 신호를 R S, T, N 상 각각에 설치된 온도 센서로부터 수집하고, 그 응답 신호를 해석하여 R S, T, N 상 각각에서의 온도를 검출할 수 있다. 이때, R S, T, N 상 각각에 설치된 온도 센서는 SAW 무전원 센서일 수 있다. 그리고, 그 SAW 무전원 센서는 온도에 의해 표면 탄성파의 공진주파수가 변동될 수 있다. 즉, 온도 검출부(20)가 출력하는 라디오 주파수 신호의 센서 호출 신호를 수신하면 온도 센서는 온도에 따라 변동된 공진 주파수 정보가 포함된 응답 신호를 출력하고, 온도 검출부(20)는 그 응답 신호에 포함된 공진 주파수 정보를 해석하여 R, S, T, N 상 부스바 각각에서의 온도를 산출할 수 있다. 온도 검출용 SAW 무전원 센서의 동작 원리는 주지된 사항이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
전류 검출부(30)는 R, S, T, N 상 부스바(미도시) 상의 전류를 검출 및 저장할 수 있다.
아크 감시 모듈(110)은 광검출부(10)에 의해 검출된 광을 통대로 아크 발생을 인지하고, 발생된 아크가 정상 상태에서 발생한 아크(예를 들어, 스위칭 동작에 의해 발생한 아크, 이하 "정상 아크"라 칭함)인지, 화재의 전조 현상으로 발생한 아크(이하, "고장 아크"라 칭함)인지 여부를 판단할 수 있다.
구체적으로, 도 4를 참고하면, 아크 감시 모듈(110)은 광검출부(10)를 통해 검출된 광이 기 설정된 임계광치를 초과하면 아크가 발생한 것으로 인식할 수 있다(S41).
그리고, 아크 감시 모듈(110)은 온도 검출부(20)에 의해 검출된 R, S, T, N 상 부스바 상의 온도 중 아크 발생 시점에서 가장 높은 온도를 가지는 상에서 아크가 발생한 것으로 인식할 수 있다(S42).
이때, 아크 감시 모듈(110)은 아크가 발생한 상의 전류를 기초로 아크를 진단할 수 있다(S43). 구체적으로, 아크 감시 모듈(110)은 아크 발생 직전에 아크가 발생한 상의 전류의 1 사이클에서 최대값을 추출하고, 아크 소멸 직후에 아크가 발생한 상의 전류의 1 사이클에서 최대값을 추출할 수 있다. 여기서, 아크 소멸 직후는 광이 임계광치를 초과한 후 임계광치 이하로 저감된 시점 이후를 의미할 수 있다. 그리고, 아크 감시 모듈(110)은 아크 발생 직전에 아크가 발생한 상의 전류의 1 사이클에서의 최대값과 아크 소멸 직후에 아크가 발생한 상의 전류의 1 사이클에서 최대값 간의 차가 기 설정치(예를 들어, 1A) 초과인 경우, 정상 아크인 것으로 판단할 수 있다. 이와 달리, 아크 발생 직전에 아크가 발생한 상의 전류의 1 사이클에서의 최대값과 아크 소멸 직후에 아크가 발생한 상의 전류의 1 사이클에서 최대값 간의 차가 기 설정치 이하인 경우, 고장 아크인 것으로 판단할 수 있다. 이는 아크 발생 직전에 아크가 발생한 상의 전류의 1 사이클에서의 최대값과 아크 소멸 직후에 아크가 발생한 상의 전류의 1 사이클에서 최대값 간의 차가 기 설정치 이하인 경우, 부하와 무관하기 때문이다. 이와 같이, 본 발명의 아크 감시 모듈(110)은 광으로 아크 발생을 정확히 인지하고, 온도를 사용해 아크가 발생한 상을 정확히 인지하고, 상전류를 사용해 고장 아크와 정상 아크를 정확하게 구분할 수 있다.
도 3을 참조하면, 온도 감시 모듈(120)은 R, S, T, N 상 부스바 상의 온도를 감시하고, 온도 상승시 온도 상승의 원인을 분석할 수 있다. 온도 감시 모듈(120)은 제 1 온도 감시부(121) 및 제 2 온도 감시부(122)를 포함할 수 있다.
제 1 온도 감시부(121)는 온도 검출부(20)에서 수집한 온도 및 전류 검출부(30)에서 수집한 전류값을 사용해 R, S, T 상 부스바 상의 온도를 진단할 수 있다. 도 5를 참조해 제 1 온도 감시부(121)의 구체적인 동작에 대해 설명한다. 설명의 편의를 위해 R 상 부스바의 온도를 진단하는 것을 기준으로 설명한다. 도 5의 프로세스는 S 상 및 T 상 부스바에 대하여도 공통되게 적용될 수 있다.
도 5를 참조하면, 제 1 온도 감시부(121)는 R 상 부스바 상의 온도가 기 설정된 온도 상한값 이상이고, 지속적으로 온도가 증가하고 있는지 여부를 판단할 수 있다(S51). 여기서, 기 설정된 시간 동안 온도가 계속하여 증가하고 있는 경우를 의미할 수 있다. S51에서의 판단 결과, R 상 부스바 상의 온도가 온도 상한값 미만이거나 지속적인 온도 증가가 아닌 경우, 제 1 온도 감시부(121)는 R 상 부스바 상의 온도 진단을 종료할 수 있다. 이와 달리, S51에서의 판단 결과, R 상 부스바 상의 온도가 온도 상한값 이상이고 지속적으로 온도가 증가하고 있는 경우, 제 1 온도 감시부(121)는 알람을 제공할 수 있다(S52). 이때, 온도 상한값을 초과한 부스바 식별 정보와 그 부스바의 온도가 디스플레이 될 수 있다. 또는, 원격에 온도 상한값을 초과한 부스바 식별 정보와 그 부스바의 온도가 제공될 수 있다.
이때, 제 1 온도 감시부(121)는 부스바의 온도 상승 원인이 과전류에 의한 것인지 여부를 판단할 수 있다(S53). 이를 위해, 제 1 온도 감시부(121)는 R 상 부스바 상의 전류값을 사용하여 R 상 부스바 상의 전류가 기 설정 시간 동안 지속적으로 증가하고 있는지 여부를 판단할 수 있다. S53에서, R 상 부스바 상의 전류가 기 설정된 시간 동안 지속적으로 증가하고 있지 않은 것으로 판단되면, 제 1 온도 감시부(121)는 R 상 부스바의 과열이 물리적 결함 예를 들어, 부스바를 고정하는 볼트의 풀림에 의한 과열임을 외부에 알릴 수 있다(S55). 이와 달리, S53에서, 온도 상한값 이상인 R 상 부스바 상의 전류가 기 설정된 시간 동안 지속적으로 증가하고 있는 것으로 판단되면, 제 1 온도 감시부(121)는 R 상 부스바의 과열이 과전류에 의한 과열임을 외부에 알릴 수 있다(S54). 위와 같이, 본 발명은 R, S, T 상 부스바 상의 온도를 모니터링함과 동시에, R, S, T 상 부스바 상의 온도 증가의 원인이 과전류에 의한 것인지 부스바 고정용 볼트의 풀림에 의한 것인지 여부를 판단할 수 있다. 그리고, 단순한 임계치와의 대비가 아니라 온도 증가 패턴을 기준으로 알람을 제공하는 것에 의해, 부스바의 온도가 기 설정 온도에 도달하기 전에 미리 알람을 제공할 수 있다. 그리고, 단순한 임계치와의 대비가 아니라 온도 증가 패턴을 기준으로 알람을 제공하는 것에 의해, 부스바의 온도가 임계치의 초과와 이하가 반복되는 경우 불필요한 알람이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
계속하여, 도 3을 참조하면, 제 2 온도 감시부(121)는 온도 수집부(20)에서 수집한 온도 및 전류 수집부(30)에서 수집한 전류값을 사용해 N 상 부스바 상의 온도를 진단할 수 있다. 도 6을 참조해 제 2 온도 감시부(122)의 구체적인 동작에 대해 설명한다.
도 6을 참조하면, 제 2 온도 감시부(122)는 N 상 부스바 상의 온도가 기 설정된 온도 상한값 이상인지 여부를 판단할 수 있다(S61). S61에서 온도 상한값 미만인 것으로 판단되면, N 상 부스바에 대한 온도 진단 절차는 종료될 수 있다. 이와 달리, S61에서 N 상 부스바 상의 온도가 기 설정된 온도 상한값 이상인 것으로 판단되면, 제 2 온도 감시부(122)는 알람을 제공할 수 있다(S62). 이때, N 상 부스바의 온도가 디스플레이될 수 있다. 또는, 원격에 N 상 부스바의 온도가 제공될 수 있다.
그리고, 제 2 온도 감시부(122)는 R 상 부스바, S 상 부스바, T 상 부스바 상의 전류값을 사용하여 불평형 전류를 산출하고, 산출된 불평형 전류가 기준 불평형값 이상인지 여부를 판단할 수 있다(S63). S63에서 불평형 전류 미만인 것으로 판단되면 제 2 온도 감시부(122)는 N 상 부스바 상의 영상 고조파가 기준 고조파값 이상인지 여부를 판단할 수 있다(S64). 여기서, N 상 부스바 상의 영상 고조파는 N 상 부스바 상의 전류를 사용하여 산출될 수 있다. S64에서 영상 고조파가 기준 고조파값 미만인 것으로 판단되면, 제 2 온도 감시부(122)는 N 상 부스바의 과열이 물리적 결함 예를 들어, 부스바를 고정하는 볼트의 풀림에 의한 과열임을 외부에 알릴 수 있다(S65). 이와 달리, S65에서 영상 고조파가 기준 고조파값 이상인 것으로 판단되면, 제 2 온도 감시부(122)는 영상 고조파에 의한 과열임을 알리는 알람을 제공할 수 있다(S66). 이때, 제 2 온도 감시부(122)는 영상 고조파량을 기록할 수 있다.
S63에서 불평형 전류 이상인 것으로 판단되면, 제 2 온도 감시부(122)는 불평형 전류에 의한 과열임을 외부에 알릴 수 있다(S67). 이때, 제 2 온도 감시부(122)는 불평형 전류 산출에 사용된 R, S, T 상 전류값을 기록할 수 있다.
위와 같이, 본 발명은 N 상 부스바의 온도를 감시하고, N 상 부스바 온도 상승의 원인이 불평형 전류에 의한 것인지 영상 고조파에 의한 것인지 여부를 판단할 수 있다.
도 5 및 도 6의 프로세스는 전체 또는 그 일부 만으로 실시될 수도 있고, 그 순서를 달리하여 실시될 수도 있음은 물론이다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
1: 분전반
10: 광검출부
20: 온도 검출부
30: 전류 검출부
100: 모니터링 장치
110: 아크 감시 모듈
120: 온도 감시 모듈
121: 제 1 온도 감시부
122: 제 2 온도 감시부

Claims (4)

  1. 부스바 온도 및 화재예지감시 기능을 가진 분전반에 있어서,
    분전반에서 발생하는 아크를 감시하는 아크 감시 모듈; 및
    R, S, T 상 부스바 중 적어도 하나의 부스바 상의 온도가 기 설정된 온도 상한값 이상인지 여부를 판단하고, 상기 온도 상한값 이상인 부스바가 존재하면 상기 온도 상한값 이상인 부스바 상의 전류가 기 설정된 기준 전류값을 초과하는지 여부를 판단하고, 상기 기준 전류값을 초과한 것으로 판단되면 상기 온도 상한값 이상인 부스바의 온도 상승이 과전류에 의한 것으로 판단하고 상기 기준 전류값 이하인 것으로 판단되면 상기 온도 상한값 이상인 부스바의 온도 상승이 물리적 결함에 의한 것으로 판단하는 온도 감시 모듈을 포함하며,
    상기 아크 감시 모듈은,
    광검출부를 통해 검출된 광이 기 설정된 임계광치를 초과하면 아크가 발생한 것으로 인식하고,
    온도 검출부에 의해 검출된 R, S, T, N 상 부스바 상의 온도 중 아크 발생 시점에서 가장 높은 온도를 가지는 상에서 아크가 발생한 것으로 인식하며,
    아크가 발생한 상의 전류를 기초로,
    아크 발생 직전에 아크가 발생한 상의 전류의 1 사이클에서의 최대값과 아크 소멸 직후에 아크가 발생한 상의 전류의 1 사이클에서 최대값 간의 차가 기 설정치 초과인 경우 정상 아크인 것으로 판단하고, 아크 발생 직전에 아크가 발생한 상의 전류의 1 사이클에서의 최대값과 아크 소멸 직후에 아크가 발생한 상의 전류의 1 사이클에서 최대값 간의 차가 기 설정치 이하인 경우, 고장 아크인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 분전반.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도 감시 모듈은,
    N 상 부스바 상의 온도가 기 설정된 온도 상한값 이상인지 여부를 판단하고, 상기 N 상 부스바 상의 온도가 기 설정된 온도 상한값 이상인 것으로 판단되면 불평형 전류가 기준 불평형값 이상인지 여부를 판단하고,
    기준 불평형값 미만으로 판단된 경우 상기 N 상 부스바 상의 영상 고조파가 기준 고조파값 이상이면 상기 N 상 부스바가 영상 고조파에 의해 온도가 상승한 것으로 판단하고 상기 N 상 부스바 상의 영상 고조파가 기준 고조파값 미만이면 상기 N 상 부스바가 물리적 결함에 의해 온도가 상승한 것으로 판단하고,
    기준 불평형값 이상으로 판단된 경우 상기 N 상 부스바가 불평형 전류에 의해 온도가 상승한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 분전반
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도 감시 모듈은 온도 검출부가 검출한 R, S, T, N 상 부스바 각각의 온도를 사용해 R, S, T, N 상 부스바 각각의 온도를 모니터링 하며,
    상기 온도 검출부는 라디오 주파수의 센서 호출 신호를 출력하고,
    상기 센서 호출 신호에 대응하여 상기 R, S, T 상 부스바 각각에 설치된 무전원 온도센서의 응답신호를 사용해 상기 R, S, T 상 부스바 각각의 온도를 산출하는 것을 특징으로 하는 분전반.
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