KR101714658B1

KR101714658B1 - Dc 전력량계

Info

Publication number: KR101714658B1
Application number: KR1020170005313A
Authority: KR
Inventors: 이현화; 김지효; 김주현; 손병일; 김영훈; 박남규
Original assignee: 현대건설 주식회사; 옴니시스템 주식회사
Priority date: 2017-01-12
Filing date: 2017-01-12
Publication date: 2017-03-22

Abstract

본 발명에 따른 DC 전력량계는, 방열 부스바가 션트 저항에 직접 연결되고, 복수의 방열판부들이 형성됨으로써, 션트 저항에서 발생하는 열을 효과적으로 방출할 수 있는 이점이 있다. 또한, 방열 부스바의 온도가 설정 온도 이상으로 과열되면, 송풍팬을 작동시켜 공기를 강제 송풍시킴으로써, 방열 부스바와 션트 저항이 과열되는 것이 방지될 수 있다. 또한, 방열 부스바의 온도가 설정 온도 이상으로 과열되면, 경보부를 통해 사용자에게 알리거나, 통신부를 통해 외부 단말기로 경보 신호를 전송함으로써, 과열에 신속하게 대응할 수 있으므로 안정성이 확보될 수 있다.

Description

DC 전력량계{Direct current watt-hour meter}

본 발명은 DC 전력량계에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 션트저항에서 발생하는 열을 효과적으로 방출하여 안정성이 확보될 수 있는 DC 전력량계에 관한 것이다.

일반적으로 전력량계는, 전기미터라고도 하며 일정 기간 동안 사용한 전력의 총량을 측정하는 계측기이다. 이중에서 DC 전력량계는 AC 전력량계에서 사용하는 유도형 비접촉 전류센서를 사용하여 전류를 측정하는 것이 불가능하다. DC는 AC와 달리 주파수 성분이 없기 때문에 균일한 전류,전압 특성을 가지기 때문이다. 따라서, DC전력량계는 션트 저항을 이용하여 흐르는 전류를 직접 측정할 수 밖에 없다.

그러나, 션트 저항은 미소저항이라도 발열이 발생하게 되므로, 많은 부하가 흐를 경우 부하에 비례하여 많은 발열이 일어나게 되며, 이러한 발열은 전력량계의 동작에 영향을 미칠 뿐만 아니라 전력량계 내부에서 화재 발생의 원인이 되는 문제점이 있다.

따라서, 발열을 줄이기 위하여 션트 저항의 저항값을 낮출 경우, 오차의 증가로 인해 정확한 전력 측정이 어려운 문제점이 있다.

한국등록특허 10-1323356

본 발명의 목적은, 션트 저항의 발열을 최소화하면서도 정확한 전력 측정이 가능하여 안정성 및 정확성이 모두 향상될 수 있는 DC 전력량계를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 DC 전력량계는, 션트 저항의 양단에 각각 결합되고 봉 형상으로 형성된 봉부와, 상기 봉부의 외주면에서 원주방향을 따라 판 형상으로 형성되고 복수개가 길이방향으로 소정간격 이격되게 형성된 방열핀부를 포함하는 방열 부스바를 포함한다.

본 발명에 따른 DC 전력량계는, 방열 부스바가 션트 저항에 직접 연결되고, 복수의 방열판부들이 형성됨으로써, 션트 저항에서 발생하는 열을 효과적으로 방출할 수 있는 이점이 있다.

또한, 방열 부스바의 온도가 설정 온도 이상으로 과열되면, 송풍팬을 작동시켜 공기를 강제 송풍시킴으로써, 방열 부스바와 션트 저항이 과열되는 것이 방지될 수 있다.

또한, 방열 부스바의 온도가 설정 온도 이상으로 과열되면, 경보부를 통해 사용자에게 알리거나, 통신부를 통해 외부 단말기로 경보 신호를 전송함으로써, 과열에 신속하게 대응할 수 있으므로 안정성이 확보될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 DC 전력량계를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 방열 부스바와 션트 저항이 도시된 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 DC 전력량계의 제어 구성이 도시된 블록도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명하면, 다음과 같다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 DC 전력량계는, 케이스(10)와, 방열 부스바(20), 션트저항(30) 및 송풍팬(40)을 포함한다.

상기 케이스(10)의 하부 일측에는 상기 부하선(11)이 배치되고, 하부 타측에는 중성선(12)이 배치된다. 상기 부하선(11)에는 상기 방열 부스바(20)와 상기 션트 저항(30)이 용접되어 결합된다. 상기 부하선(11)과 상기 중성선(12)은 상기 케이스(10)를 관통하도록 구비된다.

상기 케이스(10)의 일측면에는 상기 송풍팬(40)이 설치되고, 타측면에는 상기 송풍팬(40)에 의해 송풍된 공기를 외부로 배출시키기 위한 공기 배출구(10a)가 형성된다.

상기 송풍팬(40)은, 상기 케이스(10)에서 상기 방열 부스바(20)에 인접하여 대향되는 일측면에 구비된다. 본 실시예에서는, 상기 방열 부스바(20)가 2개가 구비된 것으로 예를 들어 설명하며, 상기 2개의 방열 부스바(20)에 각각 대응되도록 2개의 송풍팬(40)이 구비되는 것으로 예를 들어 설명한다. 상기 송풍팬(40)은 공기를 상기 방열 부스바(20)의 길이방향에 수직한 방향으로 강제 순환시킴으로써, 공기가 후술하는 복수의 방열핀부들(22) 사이를 통과하도록 하여, 상기 방열 부스바(20)의 방열효과를 향상시킨다.

상기 공기 배출구(10a)는, 복수개가 상기 방열 부스바(20)의 길이방향으로 서로 소정간격 이격되게 형성된다. 상기 공기 배출구(10a)는, 상하방향으로 길게 슬롯 형상으로 형성된다.

상기 방열 부스바(20)는, 봉부(21)와 방열핀부(22)를 포함한다.

상기 봉부(21)의 일단은 상기 션트 저항(30)에 용접에 의해 결합되고, 타단은 상기 부하선(11)에 용접에 의해 결합된다. 상기 봉부(21)는, 상기 부하선(11)과 동일한 형상의 원통 형상으로 형성됨으로써, 상기 부하선(11)에 결합이 용이하다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 봉부(21)의 단면이 다각형 형상이나 중공 형상이나 적어도 일면이 개구된 중공 형상으로 형성되는 것도 물론 가능하다.

상기 방열핀부(22)는, 상기 봉부(21)의 외주면에서 원주방향을 따라 판 형상으로 형성된다. 상기 방열핀부(22)는, 복수개가 상기 봉부(21)의 길이방향을 따라 서로 소정간격 이격되게 형성된다. 상기 방열핀부(22)는 원판 형상으로 형성된 것으로 예를 들어 설명한다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 방열핀부(22)는 핀 형상이나 복수의 판들이 원주방향을 따라 이격되게 형성된 형상인 것도 물론 가능하다. 또한, 상기 방열핀부(22)는 원판 형상에 반경방향으로 돌출된 핀을 포함하는 형상도 물론 가능하다. 즉, 상기 방열핀부(22)는 상기 송풍팬(40)에서 강제 송풍되는 공기 유동을 방해하지 않으면서 표면적을 넓힐 수 있는 형상이라면 가능하다.

상기 션트 저항(30)은, 상기 방열 부스바(20)에 직접 연결되는 접촉식 전류 센서이다. 상기 션트 저항(30)의 양단은, 2개의 상기 방열 부스바(20)사이에 용접에 의해 결합된다. 상기 션트 저항(30)은 대용량의 경우 상기 방열 부스바(20)에 직렬로 연결되고, 상기 방열 부스바(20)를 통해 부하가 흐르기 때문에, 솔더링이 불가능하다. 또한, 상기 션트 저항(30)과 상기 방열 부스바(20)를 볼트 조립할 경우, 운용시 발생하는 진동으로 인해 볼트가 느슨해지는 현상이 발생되어 접촉저항이 증가하며, 이로 인해 화재 발생 우려가 있다. 따라서, 상기 션트 저항(30)과 상기 방열 부스바(20)는 용접에 의해 전기적, 물리적으로 연결하는 것이 바람직하다.

상기 션트 저항(30)은 봉 형상으로 형성된다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 션트 저항(30)은 바(bar) 형상으로 형성될 수 있다. 상기 션트 저항(30)은, 상기 방열 부스바(20)에 직렬로 연결되어, 상기 션트 저항(30)을 통해 부하가 흐를 수 있다.

또한, 상기 DC 전력량계는, 상기 방열 부스바(20)에 설치된 온도센서(50)와, 상기 온도센서(50)에서 감지된 온도에 따라 상기 송풍팬(40), 경보부(60) 및 통신부(70) 중 적어도 하나의 작동을 제어하는 제어부(100)를 더 포함한다.

상기 온도센서(50)는, 상기 방열 부스바(20)에 설치되어, 상기 방열 부스바(20)의 온도를 측정한다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 온도센서(50)는, 상기 케이스(10)의 내부에서 상기 방열 부스바(20)에 인접된 곳에 설치되어, 상기 방열 부스바(20)나 상기 션트 저항(30) 주변의 온도를 측정하는 것도 물론 가능하다.

상기 경보부(60)는, 상기 케이스(10)의 외부에 설치되어 상기 제어부(100)의 제어에 따라 발열 경보를 안내한다. 상기 경보부(60)는 디스플레이 패널, LED, 부저 등이 사용될 수 있다.

상기 통신부(70)는, 관리자 등이 사용하는 외부 단말기(110)에 발열 경보에 대한 경보신호를 유,무선 통신을 통해 전송한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 DC 전력량계의 작동을 설명하면, 다음과 같다.

상기 션트 저항(30)을 이용해 전력량을 측정하는 동안, 상기 션트 저항(30)에서 발열이 발생될 수 있다.

이 때, 상기 션트 저항(30)에서 발생된 열은 상기 방열 부스바(20)의 방열판부들(22)을 통해 방열될 수 있다.

상기 션트 저항(30)에 상기 방열 부스바(20)가 직접 결합되고, 상기 방열 부스바(20)에 복수의 방열판부들(22)이 구비됨으로써, 상기 션트 저항(30)에서 발생하는 열을 상기 방열판부들(22)을 통해 효율적으로 방출할 수 있다. 따라서, 상기 DC 전력량계의 안정성이 향상될 수 있다.

상기와 같이 방열되는 동안, 상기 온도센서(50)는 상기 방열 부스바(20)의 온도를 실시간으로 측정한다. 상기 부하선(11)에 흐르는 전력 부하가 많아질수록 발열이 더 심해질 수 있기 때문에, 상기 방열 부스바(20)의 온도를 실시간으로 측정한다.

상기 제어부(100)는, 상기 온도센서(50)에서 측정된 온도를 미리 설정된 설정 온도와 비교한다.

상기 제어부(100)는, 상기 측정된 온도가 상기 설정 온도 이상이면, 발열로 인해 상기 방열 부스바(20)가 과열되었다고 판단한다.

상기 제어부(100)는, 상기 방열 부스바(20)를 향해 인위적인 공기 흐름을 형성하기 위하여, 상기 송풍팬(40)을 작동시킨다.

상기 송풍팬(40)이 작동되면, 공기가 상기 방열 부스바(20)의 방열판부(22)를 통과한 후, 상기 공기 배출구(10a)로 빠져나가면서 상기 방열 부스바(20)가 냉각될 수 있다.

또한, 상기 제어부(100)는 상기 경보부(60)를 작동시켜, 과열 경보를 표시할 수 있다. 사용자가 상기 경보부(60)를 시각적으로 확인할 수 있기 때문에, 발열로 인한 화재발생을 미리 예방할 수 있다.

또한, 상기 제어부(100)는 상기 통신부(70)를 통해 외부 단말기(110)로 발열에 대한 경보 신호를 전송할 수 있다. 따라서, 사용자가 상기 DC 전력량계 주변에 있지 않은 상태에서도 상기 외부 단말기(110)를 통해 발열에 대한 경보를 확인할 수 있다.

한편, 상기 실시예에 한정되지 않고, 상기 제어부(100)가 상기 송풍팬(40)을 작동시키는 온도와 상기 경보부(60)를 작동시키는 온도가 서로 다르게 설정될 수 있다. 즉, 상기 온도센서(50)에서 측정된 온도가 미리 설정된 제1설정온도 이상이고 미리 설정된 제2설정 온도 미만이면, 상기 송풍팬(40)을 작동시켜 상기 방열 부스바(20)를 최대한 냉각시킬 수 있다. 한편, 상기 송풍팬(40)의 작동에도 불구하고 상기 온도센서(50)에서 측정된 온도가 상기 제2설정 온도 이상이면, 상기 경보부(60)를 작동시켜 과열 경보를 표시하고, 상기 외부 단말기(110)로 경보 신호를 전송할 수 있다. 사용자는, 상기 과열 경보를 확인하거나 상기 경보 신호를 수신함으로써, 상기 션트 저항(30)의 과열을 신속하게 인식할 수 있다.

또한, 상기 제어부(100)는, 상기 송풍팬(40)의 작동에도 불구하고 상기 온도센서(50)에서 측정된 온도가 상기 제2설정 온도 이상이면, 상기 부하선(11)으로 공급되는 전원을 차단하는 것도 물론 가능하다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10: 케이스 20: 방열 부스바
21: 봉부 22: 방열핀부
30: 션트 저항 40: 송풍팬
50: 온도센서 60: 경보부

Claims

션트 저항의 양단에 각각 결합되고 봉 형상으로 형성된 봉부와, 상기 봉부의 외주면에서 원주방향을 따라 판 형상으로 형성되고 복수개가 길이방향으로 소정간격 이격되게 형성된 방열핀부를 포함하는 방열 부스바를 포함하는 DC 전력량계.
청구항 1에 있어서,
상기 방열 부스바의 길이방향에 수직한 방향으로 공기를 송풍하여, 상기 공기를 상기 복수의 방열핀부들 사이로 통과시키는 송풍팬을 더 포함하는 DC 전력량계.
청구항 1에 있어서,
상기 방열 부스바를 둘러싸도록 형성된 케이스와;
상기 케이스에서 상기 방열 부스바에 인접한 일측면에 구비되어, 상기 방열 부스바의 길이방향에 수직한 방향으로 공기를 공급하여 상기 공기가 상기 복수의 방열핀부들 사이를 통과하도록 하는 송풍팬을 더 포함하는 DC 전력량계.
청구항 3에 있어서,
상기 케이스의 타측면에 형성되어, 상기 복수의 방열핀부들을 통과한 공기를 상기 케이스의 외부로 배출하는 공기 배출구를 더 포함하는 DC 전력량계.
청구항 1에 있어서,
상기 봉부는, 원통 형상으로 형성되고,
상기 방열핀부는, 원판 형상으로 형성된 DC 전력량계.
청구항 1에 있어서,
상기 션트 저항은 봉 형상으로 형성되고, 한 쌍의 상기 부스 바의 사이에 용접에 의해 결합된 DC 전력량계.
청구항 1에 있어서,
상기 방열 부스바에 설치되어, 상기 방열 부스바의 온도를 측정하는 온도 센서와,
상기 방열 부스바의 길이방향에 수직한 방향으로 공기를 송풍하여, 상기 공기를 상기 복수의 방열핀부들 사이로 통과시키는 송풍팬과,
상기 온도 센서에서 측정된 온도가 미리 설정된 설정온도 이상이면, 상기 송풍팬을 작동시키는 제어부를 더 포함하는 DC 전력량계.
청구항 1에 있어서,
상기 방열 부스바에 설치되어, 상기 방열 부스바의 온도를 측정하는 온도 센서와,
상기 방열 부스바의 발열을 경보하는 경보부와,
상기 온도 센서에서 측정된 온도가 설정온도 이상이면, 상기 경보부의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함하는 DC 전력량계.
청구항 8에 있어서,
상기 온도 센서에서 측정된 온도가 설정온도 이상이면, 유,무선 통신을 통해 미리 설정된 외부 단말기에 발열에 대한 경보신호를 전송하는 통신부를 더 포함하는 DC 전력량계.