KR102666543B1 - Monitoring and Cooling System of Switchgear with Thermoelectric Power Generation and Cooling Unit and Copper Clad Aluminum Bus-bar Applied(High voltage board, Low voltage board, Distribution board) - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내부 전력기기의 과열 및 화재가 발생하지 않도록 내부 온도를 실시간 감지하고, 최적의 방법으로 외함의 내부 온도를 빠르게 냉각하여 온도 상승을 억제할 수 있는 열전 발전 및 냉각유닛과 구리피복 알루미늄 부스바가 적용된 수배전반의 모니터링 및 냉각시스템에 관한 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 열전 발전 및 냉각유닛과 구리피복 알루미늄 부스바가 적용된 수배전반의 모니터링 및 냉각시스템은, 발전유닛; 냉각유닛; 센서유닛; 모니터링장치; 및 휴대용 단말기를 포함하고, 상기 센서유닛은 복수 개의 제1 온도감지센서; 복수 개의 제2 온도감지센서; 전류감지센서; 전압감지센서; 및 부분방전감지센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention is a thermoelectric power generation and cooling unit and a copper-clad aluminum booth that can detect the internal temperature in real time to prevent overheating and fire of internal power equipment and quickly cool the internal temperature of the enclosure in an optimal way to suppress temperature rise. This relates to the monitoring and cooling system of the switchboard to which the bar is applied.
A monitoring and cooling system for a switchgear using a thermoelectric power generation and cooling unit and a copper-clad aluminum busbar according to the present invention to solve the above problems includes a power generation unit; cooling unit; sensor unit; monitoring device; and a portable terminal, wherein the sensor unit includes a plurality of first temperature sensors; A plurality of second temperature sensors; Current detection sensor; voltage detection sensor; and a partial discharge detection sensor.

Description

열전 발전 및 냉각유닛과 구리피복 알루미늄 부스바가 적용된 수배전반의 모니터링 및 냉각시스템(고압반, 저압반, 분전반){Monitoring and Cooling System of Switchgear with Thermoelectric Power Generation and Cooling Unit and Copper Clad Aluminum Bus-bar Applied(High voltage board, Low voltage board, Distribution board)}Monitoring and Cooling System of Switchgear with Thermoelectric Power Generation and Cooling Unit and Copper Clad Aluminum Bus-bar Applied( High voltage board, Low voltage board, Distribution board)}

본 발명은 열전 발전 및 냉각유닛과 구리피복 알루미늄 부스바가 적용된 수배전반의 모니터링 및 냉각시스템(고압반, 저압반, 분전반)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 알루미늄 도체의 외측면을 감싸도록 구리가 피복된 형태의 부스바에서 발생하는 열과 내부 전력기기에서 발생하는 열을 감시하고, 필요시 효율적으로 냉각시킬 수 있도록 구성되는 열전 발전 및 냉각유닛과 구리피복 알루미늄 부스바가 적용된 수배전반의 모니터링 및 냉각시스템(고압반, 저압반, 분전반)에 관한 것이다.The present invention relates to a monitoring and cooling system (high-voltage panel, low-pressure panel, distribution board) of a switchgear (high-voltage panel, low-pressure panel, distribution board) to which thermoelectric power generation and cooling units and copper-clad aluminum busbars are applied. More specifically, it relates to a thermoelectric power generation and cooling unit and a monitoring and cooling system (high-voltage panel, low-pressure panel, distribution panel) to which copper-clad aluminum busbars are applied to cover the outer surface of the aluminum conductor. A thermoelectric power generation and cooling unit is configured to monitor the heat generated from the busbar and the heat generated from the internal power equipment and cool it efficiently when necessary, and a monitoring and cooling system for the switchgear with copper-clad aluminum busbars (high-voltage panel). , low-voltage board, distribution board).

일반적으로 수배전반의 내부에는 복수 개의 전력기기와 부스바가 설치되는데, 이러한 수배전반은 내부에 설치된 전력기기와 부스바에서 지속적으로 열이 방출되게 되면서 과열 및 화재의 위험이 있는 문제가 있다.Generally, a plurality of power devices and busbars are installed inside a switchgear, and such switchboards have problems with the risk of overheating and fire as heat is continuously emitted from the power devices and busbars installed inside.

한편, 근래에는 구리 재질의 부스바 원가를 절감하기 위해 알루미늄 도체의 외측면에 구리를 피복하여 제조되는 구리피복 알루미늄 부스바가 개발되어 적용되고 있는데, 이러한 구리피복 알루미늄 부스바의 경우, 기존 구리 부스바에 비해 상대적으로 발열량이 많아 수배전반의 내부 온도가 더욱 쉽고 빠르게 상승되는 문제가 있다.Meanwhile, in recent years, in order to reduce the cost of copper busbars, copper-clad aluminum busbars, which are manufactured by coating the outer surface of an aluminum conductor with copper, have been developed and applied. In the case of these copper-clad aluminum busbars, they can be replaced with existing copper busbars. There is a problem that the internal temperature of the switchgear rises more easily and quickly due to the relatively high amount of heat generated.

따라서 구리피복 알루미늄 부스바가 적용된 수배전반의 경우, 내부 온도가 과도하게 상승되지 않도록 온도를 지속적으로 감시하고, 필요시 수배전반의 내부 공기를 순환시켜 온도를 조절할 필요가 있는데, 이러한 목적의 종래 기술로는 등록특허공보 제0921965호의 과열 방지 및 원격감시기능을 갖는 수배전반용 부스바(이하 '특허문헌'이라 한다)가 개시되어 있다.Therefore, in the case of a switchgear with copper-clad aluminum busbars, it is necessary to continuously monitor the temperature so that the internal temperature does not rise excessively and, if necessary, regulate the temperature by circulating the air inside the switchgear. The prior art for this purpose is registered. Patent Publication No. 0921965 discloses a busbar for a switchboard with overheating prevention and remote monitoring functions (hereinafter referred to as 'patent document').

상기 특허문헌은 부스바의 온도가 어느 온도에 도달되었을 때 열전소자를 구동시킬 것인지를 사용자가 설정할 수 있도록 하는 기준온도 설정부; 애자의 상면과 부스바의 결합부 저면 사이에 설치되어 부스바의 온도를 실시간으로 검출하는 온도검출센서; 상기 온도검출센서를 통해 아날로그신호로 검출되는 부스바의 온도를 디지털신호로 변환시켜 주는 A/D변환기; 상기 A/D변환기를 통해 입력되는 부스바의 온도가 사용자가 설정한 설정온도보다 높으면 PTC 구동부에 열전소자 구동신호를 출력하는 마이컴; 상기 마이컴에서 PTC 구동신호가 출력될 때 정해진 시간 동안만 PTC에 구동전압을 공급해 주는 타이머를 구비하고, 상기 마이컴의 출력신호에 부응하여 열전소자의 구동을 제어하는 PTC 구동부; 직류전압의 공급방향에 따라 일면에서는 냉기가 발생되고 타면에서는 열기가 발생되는 기능을 갖고 상기 애자의 저면과 애자 고정체의 상면 사이에 설치되어 상기 PTC 구동부의 출력신호에 부응하여 구동되며 상기 애자를 통한 냉기를 발생시켜 부스바의 과열을 방지하는 열전소자(PTC); 수배전반 내에 설치되어 상기 부스바의 온도 변화 데이터를 포함한 각종 구성부품들에 대한 감시데이터를 마이컴을 통해 전달받아 이를 저장하였다가 마이컴의 요구가 있을 때 이를 출력해주는 내장형 서버로 구성되고, 상기 부스바는 사각 파이프 형상을 갖도록 압출 성형한 동 파이프의 내부로 직사각 바 형상을 갖도록 압출 성형한 알루미늄 바를 삽입하여 인발을 통해 사각 바 형상을 갖게 일체로 성형한 것으로 이루어진다.The patent document includes a reference temperature setting unit that allows the user to set whether to drive the thermoelectric element when the temperature of the busbar reaches a certain temperature; A temperature detection sensor installed between the top surface of the insulator and the bottom surface of the busbar joint to detect the temperature of the busbar in real time; An A/D converter that converts the temperature of the busbar detected as an analog signal through the temperature detection sensor into a digital signal; a microcomputer that outputs a thermoelectric element driving signal to the PTC driver when the temperature of the busbar input through the A/D converter is higher than the temperature set by the user; a PTC driver that has a timer that supplies a driving voltage to the PTC only for a predetermined period of time when a PTC driving signal is output from the microcomputer, and controls the operation of the thermoelectric element in response to the output signal from the microcomputer; It has the function of generating cold air on one side and heat on the other side according to the direction of supply of direct current voltage. It is installed between the bottom surface of the insulator and the upper surface of the insulator fixture, and is driven in response to the output signal of the PTC driving unit and operates the insulator. Thermoelectric element (PTC) that prevents overheating of the busbar by generating cold air through it; It is installed in the switchboard and consists of a built-in server that receives monitoring data for various components, including temperature change data of the busbar, through a microcomputer, stores it, and outputs it when requested by the microcomputer, and the busbar is It consists of inserting an aluminum bar extruded to have a rectangular bar shape into the inside of a copper pipe extruded to have a square pipe shape and integrally molded to have a square bar shape through drawing.

그러나 상기 특허문헌은 부스바와 애자 고정체 사이에 설치되는 열전소자(PTC)를 통해 필요시 부스바의 온도 상승을 억제하는 것이나, 이 경우 열전소자와 접촉되는 극히 일부분만이 냉각되어 온도상승이 억제될 뿐, 외함 내부로 열이 방출되어 외함 내부의 온도가 전체적으로 상승되는 것을 방지할 수 없고, 또한 외함 내부로 유입된 열에 의해 상승되는 온도 변화를 감시하여 효율적으로 냉각시키지 못하는 문제가 있다.However, the above patent document suppresses the temperature rise of the busbar when necessary through a thermoelectric element (PTC) installed between the busbar and the insulator fixture, but in this case, only a small portion of the part in contact with the thermoelectric element is cooled to suppress the temperature rise. However, there is a problem in that it is not possible to prevent heat from being released into the enclosure and the overall temperature inside the enclosure rises, and it is also impossible to efficiently cool the enclosure by monitoring temperature changes caused by heat flowing into the enclosure.

따라서 구리피복 알루미늄 부스바가 적용된 수배전반에 있어서, 외함의 내부 온도가 과도하게 상승되어 내부 전력기기의 과열 및 화재가 발생하지 않도록 내부 온도를 빠르게 냉각하여 온도 상승을 효과적으로 억제할 수 있도록 구조가 개선된 수배전반용 모니터링 및 냉각시스템의 개발이 요구된다.Therefore, in a switchgear with copper-clad aluminum busbars, the structure has been improved to effectively suppress temperature rise by rapidly cooling the internal temperature to prevent the internal temperature of the enclosure from rising excessively, causing overheating of the internal power equipment and fire. Development of monitoring and cooling systems is required.

KR 10-0921965 B1 (2009. 10. 08.)KR 10-0921965 B1 (2009. 10. 08.) KR 10-1226638 B1 (2013. 01. 21.)KR 10-1226638 B1 (2013. 01. 21.) KR 10-0917415 B1 (2009. 09. 08.)KR 10-0917415 B1 (2009. 09. 08.) KR 10-1197450 B1 (2012. 10. 29.)KR 10-1197450 B1 (2012. 10. 29.)

본 발명은 상기와 같은 종래의 수배전반용 모니터링시스템이 가지는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 외함의 내부 온도가 과도하게 상승되어 내부 전력기기의 과열 및 화재가 발생하지 않도록 내부 온도를 실시간 감지하고, 필요에 따라 최적의 방법으로 외함의 내부 온도를 빠르게 냉각하여 온도 상승을 효과적으로 억제할 수 있는 열전 발전 및 냉각유닛과 구리피복 알루미늄 부스바가 적용된 수배전반의 모니터링 및 냉각시스템을 제공하는 것이다.The present invention was developed to solve the problems of the conventional monitoring system for switchgear as described above. The problem that the present invention aims to solve is to prevent overheating of the internal power equipment and fire from occurring due to excessive increase in the internal temperature of the enclosure. A thermoelectric power generation and cooling unit that detects the internal temperature in real time and cools the internal temperature of the enclosure in an optimal manner as needed to effectively suppress temperature rise, and a monitoring and cooling system for the switchgear with copper-clad aluminum busbars. It is provided.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 열전 발전 및 냉각유닛과 구리피복 알루미늄 부스바가 적용된 수배전반의 모니터링 및 냉각시스템은, 외함의 내측 상부에 설치되면서 상기 외함 내부에 설치된 전력기기와 구리피복 알루미늄 부스바에서 발생하는 열에 의해 가열된 공기를 이용하여 전기에너지를 발생시키는 발전유닛; 상기 외함의 내부 양측면에 서로 마주하여 설치되면서 공기를 급기, 배기 및 냉각시키는 냉각유닛; 상기 외함의 내부에 설치되어 온도, 전류, 전압 및 부분방전 신호를 검출하는 센서유닛; 상기 외함의 내부 온도를 실시간 감지하여 상기 발전유닛과 상기 냉각유닛의 동작을 제어하는 모니터링장치; 상기 모니터링장치를 통해 데이터를 원격지에서 실시간으로 수신하고, 선택적으로 제어신호를 전달하는 휴대용 단말기를 포함하고, 상기 센서유닛은 부스바의 표면 온도를 검출하도록 설치되는 복수 개의 제1 온도감지센서; 상기 외함 내부의 상하좌우 및 전후 방향에 각각 소정 간격 이격되어 설치되는 복수 개의 제2 온도감지센서; 상기 외함의 부스바와 스트링을 통해 흐르는 전류를 감지하는 전류감지센서; 상기 외함의 부스바와 스트링에 인가되는 전압을 감지하는 전압감지센서; 및 상기 외함의 내부에서 발생하는 부분방전 신호를 감지하는 부분방전감지센서를 포함하며, 상기 모니터링장치는 상기 외함의 내부의 상기 구리피복 알루미늄 부스바에 근접 설치되는 제1 온도감지센서를 통해 부스바의 표면온도를 검출하고, 상기 외함의 내부에 설치되는 제2 온도감지센서를 통해 상기 외함의 내부 온도를 검출하며, 상기 제2 온도감지센서를 통해 실시간 감지되는 상기 외함의 내부 온도가 미리 설정된 제1 기준온도와 같거나 낮은 경우, 상기 발전유닛을 통해 생성되는 전기에너지를 상기 냉각유닛에 인가하여 동작시키고, 상기 제2 온도감지센서를 통해 실시간 감지되는 상기 외함의 내부 온도가 미리 설정된 제1 기준온도보다 높은 경우, 상기 냉각유닛에 상용전원을 인가하여 동작시키며, 상기 제2 온도감지센서를 통해 실시간 감지되는 상기 외함의 내부 온도가 미리 설정된 제1 기준온도와 같거나 낮으면서 상기 제1 온도감지센서를 통해 실시간 감지되는 상기 부스바의 표면온도가 미리 설정된 제2 기준온도보다 높은 경우, 상기 냉각유닛에 상용전원을 인가하여 동작시키는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, the monitoring and cooling system of the switchgear using the thermoelectric power generation and cooling unit and the copper-clad aluminum busbar according to the present invention is installed on the upper inner part of the enclosure, and the power equipment and copper-clad aluminum busbar installed inside the enclosure are A power generation unit that generates electrical energy using air heated by heat generated from the bar; Cooling units installed opposite each other on both sides of the interior of the enclosure to supply, exhaust, and cool air; A sensor unit installed inside the enclosure to detect temperature, current, voltage, and partial discharge signals; A monitoring device that detects the internal temperature of the enclosure in real time and controls the operation of the power generation unit and the cooling unit; It includes a portable terminal that receives data in real time from a remote location through the monitoring device and selectively transmits a control signal, wherein the sensor unit includes a plurality of first temperature detection sensors installed to detect the surface temperature of the busbar; A plurality of second temperature detection sensors installed at predetermined intervals in the top, bottom, left, right, and front-back directions inside the enclosure; A current detection sensor that detects current flowing through the busbar and string of the enclosure; A voltage detection sensor that detects the voltage applied to the busbar and string of the enclosure; and a partial discharge detection sensor that detects a partial discharge signal occurring inside the enclosure, wherein the monitoring device detects a partial discharge signal of the busbar through a first temperature detection sensor installed close to the copper-clad aluminum busbar inside the enclosure. Detects the surface temperature, detects the internal temperature of the enclosure through a second temperature detection sensor installed inside the enclosure, and the internal temperature of the enclosure detected in real time through the second temperature detection sensor is preset. When the temperature is equal to or lower than the reference temperature, the electric energy generated through the power generation unit is applied to the cooling unit to operate it, and the internal temperature of the enclosure detected in real time through the second temperature detection sensor is a preset first reference temperature. If it is higher, the cooling unit is operated by applying commercial power, and the internal temperature of the enclosure detected in real time through the second temperature sensor is equal to or lower than the preset first reference temperature. When the surface temperature of the busbar detected in real time is higher than a preset second reference temperature, commercial power is applied to the cooling unit to operate it.

그리고 본 발명의 상기 모니터링장치는 상기 센서유닛을 통해 감지되는 상기 외함 내부의 온도, 전류, 전압 및 부분방전 신호와 미리 저장된 로데이터를 비교하여 과열, 과전류, 과전압 및 부분방전 발생 여부를 판단하고, 과열 발생시에는 상기 냉각유닛의 동작을 제어하여 상기 외함 내부의 온도를 냉각시키되, 과열 신호와 함께 과전류, 과전압 및 부분방전 신호 중에서 선택된 복수 개의 이상신호가 동시에 감지되는 경우에는 상기 냉각유닛을 동작시키는 대신 차단기를 제어하여 전원을 차단하는 것을 또 다른 특징으로 한다.In addition, the monitoring device of the present invention compares the temperature, current, voltage, and partial discharge signals inside the enclosure detected through the sensor unit with pre-stored raw data to determine whether overheating, overcurrent, overvoltage, and partial discharge occur, When overheating occurs, the operation of the cooling unit is controlled to cool the temperature inside the enclosure. However, when a plurality of abnormal signals selected from overcurrent, overvoltage, and partial discharge signals are simultaneously detected along with the overheating signal, the cooling unit is not operated instead. Another feature is that the power is cut off by controlling the circuit breaker.

또한, 본 발명의 상기 모니터링장치는 상기 센서유닛을 통해 실시간 감지되는 신호의 위치를 검출하여 고장위치를 추정하여 안내하도록 구성되는 것을 또 다른 특징으로 한다.In addition, another feature of the monitoring device of the present invention is that it detects the location of a signal detected in real time through the sensor unit, estimates the location of the fault, and provides guidance.

이에 더해 본 발명의 상기 제1 온도감지센서는 비접촉식 무선온도센서로 구성되는 것을 또 다른 특징으로 한다.In addition, another feature of the first temperature sensor of the present invention is that it is composed of a non-contact wireless temperature sensor.

그리고 본 발명의 상기 발전유닛은 소정 크기를 가지는 복수 개의 열전소자; 상기 열전소자의 일측면에 밀착 설치되면서 상기 외함의 내측 상부에 노출되도록 구성되는 소정 크기의 흡열판; 및 상기 열전소자의 타측면에 밀착 설치되면서 상기 외함의 상판에 밀착되도록 설치되는 소정 크기의 열전도판을 포함하고, 상기 외함의 내부 온도와 상기 상판을 통해 전달되는 외부온도의 온도차를 이용하여 전기에너지를 발생시키는 것을 또 다른 특징으로 한다.And the power generation unit of the present invention includes a plurality of thermoelectric elements having a predetermined size; a heat absorbing plate of a predetermined size configured to be installed in close contact with one side of the thermoelectric element and exposed to the inner upper part of the enclosure; and a heat conduction plate of a predetermined size that is installed in close contact with the other side of the thermoelectric element and is in close contact with the top plate of the enclosure, and uses the temperature difference between the internal temperature of the enclosure and the external temperature transmitted through the top plate to generate electrical energy. Another feature is that it generates .

본 발명에 따르면, 구리피복 알루미늄 부스바를 수배전반에 적용함에 있어서, 외함 내부의 가열된 공기를 이용하여 발전유닛을 통해 전기에너지가 발생되고, 이렇게 발생된 전기에너지가 냉각유닛의 상, 하부팬에 선택적으로 인가되어 냉각유닛의 구동에 필요한 전기에너지의 사용량을 줄일 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, when applying a copper-clad aluminum busbar to a switchgear, electrical energy is generated through a power generation unit using heated air inside the enclosure, and the electrical energy thus generated is selectively applied to the upper and lower fans of the cooling unit. It has the advantage of reducing the amount of electrical energy used to drive the cooling unit.

또한, 덕트의 상, 하부에 위치되는 상, 하부팬의 동작이 제어되어 외함 내부 공기를 외부로 배출시키거나 또는 외부 공기를 내부로 공급하고, 필요시 냉각유닛의 냉각모듈을 통해 내부공기를 순환 냉각하여 외함 내부의 온도가 과도하게 상승되지 않도록 제어할 수 있는 장점이 있다.In addition, the operation of the upper and lower fans located at the top and bottom of the duct is controlled to exhaust air inside the enclosure to the outside or supply outside air to the inside, and when necessary, circulates the inside air through the cooling module of the cooling unit. It has the advantage of being able to cool and control the temperature inside the enclosure so that it does not rise excessively.

도 1은 본 발명에 다른 열전 발전 및 냉각유닛과 구리피복 알루미늄 부스바가 적용된 수배전반의 모니터링 및 냉각시스템의 예를 보인 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 외함의 예를 보인 구성도.
도 3은 도 2의 정면도.
도 4는 본 발명에 따른 발전유닛의 예를 보인 도면.
도 5는 본 발명에 따른 냉각유닛의 예를 보인 도면.
도 6은 본 발명에 따른 냉각유닛의 냉각모듈을 보인 도면.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 냉각유닛의 사용 예를 보인 도면.Figure 1 is a configuration diagram showing an example of a monitoring and cooling system for a switchboard using a thermoelectric power generation and cooling unit and a copper-clad aluminum busbar according to the present invention.
Figure 2 is a configuration diagram showing an example of an enclosure according to the present invention.
Figure 3 is a front view of Figure 2.
Figure 4 is a diagram showing an example of a power generation unit according to the present invention.
Figure 5 is a diagram showing an example of a cooling unit according to the present invention.
Figure 6 is a diagram showing the cooling module of the cooling unit according to the present invention.
Figures 7 and 8 are diagrams showing examples of use of the cooling unit according to the present invention.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 첨부도면에 따라 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail according to the accompanying drawings showing preferred embodiments.

본 발명은 외함의 내부 온도가 과도하게 상승되어 내부 전력기기의 과열 및 화재가 발생하지 않도록 내부 온도를 실시간 감지하고, 필요에 따라 최적의 방법으로 외함의 내부 온도를 빠르게 냉각하여 온도 상승을 효과적으로 억제할 수 있는 열전 발전 및 냉각유닛과 구리피복 알루미늄 부스바가 적용된 수배전반의 모니터링 및 냉각시스템을 제공하고자 하는 것으로, 이러한 본 발명은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 발전유닛(10), 냉각유닛(20A, 20B), 센서유닛(30), 모니터링장치(40) 및 휴대용 단말기(50)를 포함한다.The present invention detects the internal temperature in real time to prevent the internal temperature of the enclosure from rising excessively, causing overheating of the internal power equipment and fire, and effectively suppresses the temperature rise by rapidly cooling the internal temperature of the enclosure in an optimal manner when necessary. The purpose of the present invention is to provide a monitoring and cooling system for a thermoelectric power generation and cooling unit and a switchboard equipped with a copper-clad aluminum busbar. As shown in FIGS. 1 and 2, the present invention includes a power generation unit 10 and a cooling unit ( 20A, 20B), a sensor unit 30, a monitoring device 40, and a portable terminal 50.

발전유닛(10)은 외함(1)의 내부에 설치되어 외함(1) 내부에 설치된 전력기기와 부스바 등에서 발생하는 열에 의해 가열된 공기와 외부 공기의 온도차를 이용하여 전기에너지를 발생시키는 구성이다.The power generation unit 10 is installed inside the enclosure 1 and generates electrical energy using the temperature difference between the air heated by the heat generated from the power equipment and busbar installed inside the enclosure 1 and the outside air. .

이러한 발전유닛(10)은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 소정 크기를 가지는 복수 개의 열전소자(11)와, 상기 열전소자(11)의 일측면에 밀착 설치되면서 외함(1)의 내측 상부에 노출되도록 구성되는 소정 크기의 흡열판(12) 및 상기 열전소자(11)의 타측면에 밀착 설치되면서 외함(1)의 상판에 밀착되도록 설치되는 소정 크기의 열전도판(13)을 포함한다.This power generation unit 10 includes a plurality of thermoelectric elements 11 having a predetermined size as shown in FIGS. 1 to 3, and is installed in close contact with one side of the thermoelectric element 11 and is installed on the inner upper part of the enclosure 1. It includes a heat absorbing plate 12 of a predetermined size configured to be exposed to and a heat conduction plate 13 of a predetermined size installed in close contact with the other side of the thermoelectric element 11 and in close contact with the upper plate of the enclosure 1.

이때 열전소자(11)는 제베크 효과(Seebeck effect)에 의해 전기에너지가 발생되도록 하는 반도체로서, 이러한 열전소자(11)는 소정 면적을 가지는 판 모양으로 형성되어 흡열판(12)과 열전도판(13) 사이에 복수 개가 배열될 수 있다.At this time, the thermoelectric element 11 is a semiconductor that generates electrical energy by the Seebeck effect, and this thermoelectric element 11 is formed in a plate shape with a predetermined area and includes a heat absorbing plate 12 and a heat conduction plate ( 13) A plurality of pieces may be arranged in between.

또한, 흡열판(12)은 외함(1) 내부의 공기와 접촉되어 소정 온도로 가열되는 구성으로, 소정 크기의 판 모양으로 형성되거나, 또 다르게는 열교환 면적을 확대하기 위해 소정 폭과 길이를 가지는 판이 소정 간격을 두고 복수 열로 배치된 모양으로 구성될 수 있다.In addition, the heat absorbing plate 12 is configured to be heated to a predetermined temperature in contact with the air inside the enclosure 1, and may be formed in a plate shape of a predetermined size, or alternatively, may have a predetermined width and length to expand the heat exchange area. The plates may be arranged in multiple rows at predetermined intervals.

그리고 열전도판(13)은 외함(1)의 상판(1A)과 접촉되도록 설치되고, 이에 의해 상판(1A)이 외부 공기에 의해 소정 온도로 냉각되면, 열전도판(13)이 상판(1A)에 의해 소정 온도로 냉각되게 되면서 열전소자(11)의 일측면이 열전도판(13)에 의해 냉각되게 된다.The heat conduction plate 13 is installed to contact the top plate 1A of the enclosure 1, and when the top plate 1A is cooled to a predetermined temperature by external air, the heat conduction plate 13 is attached to the top plate 1A. As it is cooled to a predetermined temperature, one side of the thermoelectric element 11 is cooled by the heat conduction plate 13.

그 결과 흡열판(12)이 외함(1) 내부의 공기에 의해 가열되어 열전소자(11)의 일측면(저면)이 소정 온도로 가열되게 되고, 열전도판(13)에 의해 열전소자(11)의 타측면(상면)이 소정 온도로 냉각되게 되며, 이에 의해 열전소자(11)에서 기전력이 발생되어 전기에너지가 발생하게 된다.As a result, the heat absorbing plate 12 is heated by the air inside the enclosure 1, so that one side (bottom surface) of the thermoelectric element 11 is heated to a predetermined temperature, and the thermoelectric element 11 is heated by the heat conduction plate 13. The other side (top surface) of is cooled to a predetermined temperature, and as a result, electromotive force is generated in the thermoelectric element 11, thereby generating electrical energy.

냉각유닛(20A, 20B)은 외함(1)의 내부 양측면에 서로 마주보도록 설치되어 외함(1)의 내부 공기를 외부로 배출(배기)하거나, 외부 공기를 내부로 공급(급기)하거나 또는 내부 공기를 순환 냉각시키는 구성이다.The cooling units (20A, 20B) are installed on both sides of the interior of the enclosure (1) to face each other, and discharge the air inside the enclosure (1) to the outside (exhaust), supply outside air to the inside (supply air), or supply the inside air. It is a configuration that circulates cooling.

이러한 냉각유닛(20A, 20B)은 도 4에 도시된 바와 같이 상하로 소정 길이를 가지면서 내부에 소정 폭의 공기통로가 형성되는 덕트(21)와, 상기 덕트(21)의 일측면 상, 하부에 각각 형성되는 소정 크기의 제1, 2 연통공(22A, 22B)과, 상기 덕트(21)의 타측면 상부에 제1 연통공(22A)과 마주하여 설치되는 상부팬(23)과, 상기 덕트(21)의 타측면 하부에 제2 연통공(22B)과 마주하여 설치되는 하부팬(24) 및 상기 덕트(21)의 일측면 가운데 부분에 설치되는 냉각모듈(25)을 포함한다.As shown in FIG. 4, the cooling units (20A, 20B) include a duct (21) having a predetermined length up and down and an air passage of a predetermined width formed therein, and upper and lower portions of one side of the duct (21). First and second communication holes (22A, 22B) of a predetermined size respectively formed in It includes a lower fan 24 installed in the lower part of the other side of the duct 21 facing the second communication hole 22B, and a cooling module 25 installed in the center of one side of the duct 21.

이때 덕트(21)에는 내측면을 따라 열전도율이 낮은 차열재가 부착될 수 있고, 이를 통해 덕트(21) 내부의 공기 통로를 따라 흐르는 공기에 의해 덕트(21)가 가열되어 외함(1)의 내부로 열이 재방출되는 것이 방지되도록 구성될 수 있다.At this time, a heat insulating material with low thermal conductivity may be attached to the duct 21 along the inner surface, and through this, the duct 21 is heated by the air flowing along the air passage inside the duct 21, thereby forming the inside of the enclosure 1. The furnace may be configured to prevent re-emission of heat.

그리고 상, 하부팬(23, 24)은 후술되는 모니터링장치(40)의 제어에 의해 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전되어 외함(1) 내부의 공기가 외부로 배출되도록 하거나 또는 외부 공기가 외함(1)의 내부로 공급되도록 동작되게 된다.And the upper and lower fans 23 and 24 are rotated clockwise or counterclockwise under the control of the monitoring device 40, which will be described later, so that the air inside the enclosure 1 is discharged to the outside or the external air is discharged into the enclosure ( It is operated so that it is supplied to the inside of 1).

따라서 외함(1)의 내부 양측면에 각각 설치되는 냉각유닛(20A, 20B)에 의해 외함(1)의 상부 양측과 하부 양측에 총 4개의 공기 통로가 형성되게 되고, 이러한 공기 통로에 상부팬(23)과 하부팬(24)이 각각 설치되어 모니터링장치(40)의 제어에 의해 동작되게 되므로 외함(1) 내부의 내부로 유입되는 공기의 방향과 배출되는 방향을 외함(1) 내부의 온도 분포에 따라 다양하게 제어할 수 있게 된다.Therefore, a total of four air passages are formed on both upper and lower sides of the enclosure (1) by the cooling units (20A, 20B) installed on both sides of the interior of the enclosure (1), and the upper fan (23) is in these air passages. ) and the lower fan 24 are installed and operated under the control of the monitoring device 40, so the direction of the air flowing into the inside of the enclosure (1) and the direction of the air being discharged are determined by the temperature distribution inside the enclosure (1). Depending on your needs, you can control it in various ways.

또한, 제1, 2 연통공(22A, 22B)에는 모니터링장치(40)의 제어에 의해 개폐 동작되는 댐퍼(도시하지 않음)가 설치될 수 있다.Additionally, dampers (not shown) that are opened and closed by control of the monitoring device 40 may be installed in the first and second communication holes 22A and 22B.

한편, 냉각모듈(25)은 외함(1) 내부의 공기를 외부로 배출하고, 외기를 내부로 유입시키는 것만으로 외함(1)의 내부 온도를 충분히 낮추지 못하거나 또는 외함(1) 내부 온도가 과도하게 상승된 경우, 내부 온도를 확실하게 빠르게 낮추기 위해 선택적으로 동작되는 것으로, 이러한 냉각모듈(25)은 도 5에 도시된 바와 같이 소정 크기를 가지는 열전소자(25A)와, 상기 열전소자(25A)의 흡열부 쪽에 밀착 설치되는 소정 크기의 흡열판(25B)과, 상기 열전소자(25A)의 발열부 쪽에 밀착 설치되는 소정 크기의 방열판(25C) 및 상기 흡열판(25B)의 일측에 설치되어 공기가 흡열판(25B)을 통과하여 흐르도록 하는 급기팬(25D)을 포함한다.On the other hand, the cooling module 25 does not sufficiently lower the internal temperature of the enclosure 1 just by discharging the air inside the enclosure 1 to the outside and introducing the outside air inside, or the internal temperature of the enclosure 1 is excessive. When the temperature rises, it is selectively operated to quickly and reliably lower the internal temperature. This cooling module 25 includes a thermoelectric element 25A having a predetermined size as shown in FIG. 5, and the thermoelectric element 25A. A heat absorbing plate 25B of a predetermined size installed in close contact with the heat absorbing portion of the thermoelectric element 25A, a heat sink 25C of a predetermined size installed in close contact with the heating portion of the thermoelectric element 25A, and installed on one side of the heat absorbing plate 25B to absorb air. It includes an air supply fan (25D) that allows air to flow through the heat absorbing plate (25B).

이때 열전소자(25A)는 상용전원 또는 발전유닛(10)에서 발생한 전기가 인가되고, 이에 의해 열전소자(25A)의 흡열 및 방열 작용(펠티에 효과, Peltier Effect)이 발생하게 된다.At this time, electricity generated from a commercial power source or the power generation unit 10 is applied to the thermoelectric element 25A, thereby generating heat absorption and heat dissipation (Peltier effect) of the thermoelectric element 25A.

이를 통해 열전소자(25A)의 일측면에 밀착 설치되는 흡열판(25B)이 냉각되어 외함(1)의 내부 공기를 냉각하게 되고, 열전소자(25A)의 타측면에 밀착 설치되는 방열판(25C)은 가열되게 된다.Through this, the heat absorbing plate 25B, which is installed in close contact with one side of the thermoelectric element 25A, is cooled to cool the air inside the enclosure 1, and the heat sink 25C, which is closely installed on the other side of the thermoelectric element 25A, is cooled. becomes heated.

이때 방열판(25C)은 외부 공기와 열교환되어 냉각될 필요가 있는데, 이를 위해 덕트(21)의 타측면 가운데 부분에는 냉각모듈(25)과 마주하도록 설치되어 외부 공기에 의해 방열판(25C)을 냉각(열교환)하는 냉각팬(26)이 더 설치될 수 있다.At this time, the heat sink (25C) needs to be cooled by exchanging heat with the outside air. To this end, the heat sink (25C) is installed in the center of the other side of the duct 21 to face the cooling module 25 to cool the heat sink (25C) by the outside air. A cooling fan 26 (heat exchange) may be further installed.

상기와 같은 구성을 통해 냉각모듈(25)의 열전소자(25A)에 전원이 인가되면, 냉각팬(26)에 동시에 전원이 인가되게 되고, 이를 통해 외부 공기가 냉각팬(26)을 통해 방열판(25C)을 경유하여 덕트(21) 내부의 공기 통로를 따라 상부 또는 하부 쪽으로 흘러 상, 하부팬(23, 24)을 통해 외부로 배출되게 된다.When power is applied to the thermoelectric element 25A of the cooling module 25 through the above configuration, power is simultaneously applied to the cooling fan 26, through which external air flows through the cooling fan 26 to the heat sink ( 25C), it flows toward the top or bottom along the air passage inside the duct 21 and is discharged to the outside through the upper and lower fans 23 and 24.

센서유닛(30)은 외함(1)의 내부에 설치되어 온도, 전류, 전압 및 부분방전 신호를 검출하는 구성으로, 이러한 센서유닛(30)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 부스바의 표면 온도를 검출하도록 설치되는 복수 개의 제1 온도감지센서(31)와, 외함(1) 내부의 상하좌우 및 전후 방향에 각각 소정 간격 이격되어 설치되는 복수 개의 제2 온도감지센서(32)와, 외함(1)의 부스바와 스트링을 통해 흐르는 전류를 감지하는 전류감지센서(33)와, 외함(1)의 부스바와 스트링을 통해 인가되는 전압을 감지하는 전압감지센서(34) 및 외함(1)의 내부에서 발생하는 부분방전 신호를 감지하는 부분방전감지센서(35)를 포함한다.The sensor unit 30 is installed inside the enclosure 1 to detect temperature, current, voltage, and partial discharge signals. This sensor unit 30 is installed on the busbar as shown in FIGS. 1 and 2. A plurality of first temperature sensors 31 installed to detect the surface temperature, and a plurality of second temperature sensors 32 installed at predetermined intervals in the up, down, left, right, and forward and backward directions inside the enclosure (1), A current detection sensor 33 that detects the current flowing through the busbar and string of the enclosure (1), a voltage detection sensor 34 that detects the voltage applied through the busbar and string of the enclosure (1), and the enclosure (1) It includes a partial discharge detection sensor 35 that detects a partial discharge signal occurring inside.

이때 제1 온도감지센서(31)는 비접촉식 무선온도센서로 구성되어 구리피복 알루미늄 부스바의 표면 온도를 비접촉된 상태로 검출하도록 구성될 수 있고, 이와 동시에 온도 변화가 집중되는 구리피복 알루미늄 부스바 양단 부분의 온도를 각각 검출하도록 1개의 부스바에 2개의 제1 온도감지센서(31)가 배치될 수 있다.At this time, the first temperature sensor 31 may be configured as a non-contact wireless temperature sensor to detect the surface temperature of the copper-clad aluminum busbar in a non-contact state, and at the same time, both ends of the copper-clad aluminum busbar where temperature changes are concentrated. Two first temperature detection sensors 31 may be disposed on one busbar to respectively detect the temperature of each part.

또한, 제2 온도감지센서(32)는 외함(1) 내부에 설치되는 주요 전력기기와 근접되어 복수 개가 설치될 수 있고, 또 다르게는 외함(1) 내부의 상하좌우 및 전후 방향에 소정 간격 이격되도록 복수 개가 설치될 수 있다.In addition, the second temperature sensor 32 may be installed in plural numbers in close proximity to the main power equipment installed inside the enclosure 1, or may be spaced at predetermined intervals in the up, down, left, right, and forward and backward directions inside the enclosure 1. Multiple units may be installed if possible.

그리고 제1, 2 온도감지센서(31, 32)는 열, 전자파 및 진동 중에서 선택된 어느 하나의 에너지를 이용하여 전기를 자체 생성하는 에너지 하베스팅(Energy harvesting) 타입으로 구성될 수 있고, 이 경우 제1, 2 온도감지센서(31, 32)는 MUC(도시하지 않음), 커패시터(도시하지 않음) 및 정류회로(도시하지 않음) 등의 구성을 포함하여 일체로 구성될 수 있다.In addition, the first and second temperature sensors 31 and 32 may be configured as an energy harvesting type that self-generates electricity using any energy selected from heat, electromagnetic waves, and vibration. In this case, the first 1, 2 Temperature sensors 31 and 32 may be integrated into one body, including a MUC (not shown), a capacitor (not shown), and a rectifier circuit (not shown).

또한, 전류감지센서(33)와 전압감지센서(34)는 감지된 신호를 UHF(Ultra High Frequency) 신호로 전송하도록 구성될 수 있고, 부분방전감지센서(34)는 HFCT(High-Frequency Current Transformer) 센서로 구성될 수 있다.In addition, the current detection sensor 33 and the voltage detection sensor 34 can be configured to transmit the detected signal as a UHF (Ultra High Frequency) signal, and the partial discharge detection sensor 34 is a HFCT (High-Frequency Current Transformer). ) can be composed of sensors.

모니터링장치(40)는 발전유닛(10)과 냉각유닛(20A, 20B)의 동작을 제어하는 구성이다.The monitoring device 40 is configured to control the operation of the power generation unit 10 and the cooling units 20A and 20B.

이러한 모니터링장치(40)는 외함(1)의 내부 온도와 구리피복 알루미늄 부스바의 표면온도를 실시간 모니터링하여 과열과 화재 발생 여부를 판단하고, 외함(1) 내부의 부스바 및 스트링 등을 통해 흐르고 인가되는 전류와 전압을 모니터링하여 과전압과 과전류 등의 이상 발생여부를 판단하며, 외함(1) 내부에서 발생하는 부분방전 신호 검출 여부에 따라 절연파괴 및 폭발 징후 등을 판단하여 안내하도록 구성될 수 있다.This monitoring device (40) monitors the internal temperature of the enclosure (1) and the surface temperature of the copper-clad aluminum busbar in real time to determine whether overheating and fire have occurred, and flows through the busbar and strings inside the enclosure (1). It monitors the applied current and voltage to determine whether abnormalities such as overvoltage and overcurrent have occurred, and can be configured to determine and guide signs of insulation breakdown and explosion depending on whether a partial discharge signal occurring inside the enclosure (1) is detected. .

이때 모니터링장치(40)는 센서유닛(30)을 통해 감지되는 외함(1) 내부의 온도, 전류, 전압 및 부분방전 신호와 미리 저장된 로데이터(사고발생 데이터)를 비교하고, 로데이터와 비교하여 가장 유사한 데이터를 추출한 후, 과열, 과전류, 과전압 및 부분방전 발생 여부를 판단하게 된다.At this time, the monitoring device 40 compares the temperature, current, voltage, and partial discharge signals inside the enclosure 1 detected through the sensor unit 30 with pre-stored raw data (accident occurrence data), and compares them with the raw data. After extracting the most similar data, it is determined whether overheating, overcurrent, overvoltage, and partial discharge have occurred.

그리고 과열 발생시에는 냉각유닛(20A, 20B)의 동작을 제어하여 외함(1) 내부의 온도를 냉각시키되, 과열 신호와 함께 과전류, 과전압 및 부분방전 신호 중에서 선택된 복수 개의 이상신호가 동시에 감지되는 경우에는 냉각유닛(20A, 20B)을 동작시키는 대신 차단기(도시하지 않음)를 제어하여 전원을 차단하고, 사용자에게 이상상태를 긴급 알람(메시지)을 통해 안내하게 된다.In the event of overheating, the operation of the cooling units (20A, 20B) is controlled to cool the temperature inside the enclosure (1). However, if a plurality of abnormal signals selected from overcurrent, overvoltage, and partial discharge signals are detected simultaneously along with the overheating signal, Instead of operating the cooling units (20A, 20B), a circuit breaker (not shown) is controlled to cut off the power, and the user is notified of abnormal conditions through an emergency alarm (message).

또한, 모니터링장치(40)는 센서유닛(30)을 통해 실시간 감지되는 신호의 위치를 검출한 후 고장위치를 추정하여 안내하도록 구성될 수 있는데, 이러한 예로는 복수 개의 제2 온도감지센서(32)를 통해 감지되는 외함(1) 내부의 온도 차이(변화)에 따라 과열 등의 이상이 발생한 위치를 확인하고, 이를 통해 해당 위치에 설치된 전력기기에 대한 점검 및 고장 신호가 사용자에게 안내되도록 구성될 수 있다.In addition, the monitoring device 40 may be configured to detect the location of a signal detected in real time through the sensor unit 30 and then estimate and guide the location of the fault. This example includes a plurality of second temperature detection sensors 32. Depending on the temperature difference (change) inside the enclosure (1) detected through the device, the location where an abnormality such as overheating occurred can be confirmed, and through this, the user can be configured to inspect the power equipment installed at that location and notify the user of a failure signal. there is.

이에 더해 모니터링장치(40)는 제2 온도감지센서(32)를 통해 감지되는 온도에 따라 외함(1) 내부의 온도 맵을 생성하고, 생성된 온도 맵을 기준으로 온도가 상대적으로 높은 부분의 냉각이 빠르게 이루어질 수 있도록 최적의 급배기 경로를 판단하게 되며, 이를 통해 양측 냉각유닛(20A, 20B)의 동작을 최적으로 제어하게 된다.In addition, the monitoring device 40 generates a temperature map inside the enclosure 1 according to the temperature detected through the second temperature sensor 32, and cools the portion where the temperature is relatively high based on the generated temperature map. To make this happen quickly, the optimal supply and exhaust path is determined, and through this, the operation of both cooling units (20A, 20B) is optimally controlled.

또한, 모니터링장치(40)는 제1, 2 온도감지센서(31, 32)에서 감지되는 온도와 미리 설정된 제1, 2 기준온도를 비교하여 냉각유닛(20A, 20B)의 상, 하부팬(23, 25)과 냉각모듈(25)의 동작을 제어하도록 구성될 수 있고, 이하에서는 이러한 모니터링장치(40)의 냉각유닛(20A, 20B)의 제어 동작에 대하여 설명한다.In addition, the monitoring device 40 compares the temperature detected by the first and second temperature detection sensors 31 and 32 with the first and second preset reference temperatures to monitor the upper and lower fans 23 of the cooling units 20A and 20B. , 25) and the cooling module 25. Hereinafter, the control operation of the cooling units 20A and 20B of the monitoring device 40 will be described.

먼저, 제2 온도감지센서(32)를 통해 실시간 감지되는 외함(1)의 내부 온도가 미리 설정된 제1 기준온도와 같거나 낮은 경우에는 발전유닛(10)을 통해 생성되는 전기에너지를 냉각유닛(20A, 20B)의 상, 하부팬(23, 24)에 인가하고, 이를 통해 외함(1) 내부의 공기가 외부로 배출되고, 외부 공기가 외함(1)의 내부로 공급되도록 제어되게 된다.First, when the internal temperature of the enclosure 1 detected in real time through the second temperature sensor 32 is equal to or lower than the preset first reference temperature, the electrical energy generated through the power generation unit 10 is sent to the cooling unit ( It is applied to the upper and lower fans (23, 24) of the enclosure (20A, 20B), and through this, the air inside the enclosure (1) is discharged to the outside and the external air is controlled to be supplied into the interior of the enclosure (1).

이때 상부팬(23)은 외함(1)의 내부 공기를 외부로 배출하도록 동작되고, 하부팬(24)은 외부 공기를 외함(1)의 내부로 공급하도록 동작되게 되는데, 이를 통해 외함(1) 내부의 공기가 대류 현상에 의해 외함(1)의 위쪽으로 이동되어 발전유닛(10)의 흡열판(12)을 가열한 다음, 상부팬(23)을 통해 외부로 배출되어 발전유닛(10)의 발전 동작이 담보되게 된다.At this time, the upper fan 23 is operated to discharge the internal air of the enclosure (1) to the outside, and the lower fan (24) is operated to supply external air into the interior of the enclosure (1), through which the enclosure (1) The internal air moves to the upper part of the enclosure (1) due to a convection phenomenon, heats the heat absorbing plate (12) of the power generation unit (10), and is then discharged to the outside through the upper fan (23) to heat the power generation unit (10). Power generation operation is guaranteed.

또한, 제2 온도감지센서(32)를 통해 실시간 감지되는 외함(1)의 내부 온도가 미리 설정된 제1 기준온도보다 높은 경우에는 냉각유닛(20A, 20B)에 상용전원을 인가하여 냉각유닛(20A, 20B)의 상, 하부팬(23, 24)을 동작시키며, 이를 통해 외함(1) 내부의 공기가 외부로 배출되고, 외부 공기가 외함(1)의 내부로 공급되도록 제어되게 된다.In addition, when the internal temperature of the enclosure (1) detected in real time through the second temperature sensor 32 is higher than the preset first reference temperature, commercial power is applied to the cooling units (20A, 20B) to cool the cooling unit (20A). , 20B) operates the upper and lower fans 23 and 24, and through this, the air inside the enclosure (1) is discharged to the outside and the outside air is controlled to be supplied into the interior of the enclosure (1).

이때 모니터링장치(40)는 온도 맵을 통해 상대적으로 온도가 높은 위치를 판단하고, 이에 맞추어 상, 하부팬(23, 24)의 동작을 제어하여 공기의 유입 및 배출 방향을 조절하게 되며, 이와 동시에 냉각모듈(25)과 냉각팬(26)에 전원을 인가하여 외함(1)의 내부 공기가 흡열판(25B)을 경유하여 순환되도록 하고, 이를 통해 외함(1)의 내부 온도가 제1 기준온도 이하가 되도록 빠르게 냉각되게 된다.At this time, the monitoring device 40 determines a location with a relatively high temperature through the temperature map, and controls the operation of the upper and lower fans 23 and 24 accordingly to adjust the inflow and discharge direction of air, and at the same time, Power is applied to the cooling module 25 and the cooling fan 26 so that the air inside the enclosure (1) circulates through the heat absorbing plate (25B), and through this, the internal temperature of the enclosure (1) increases to the first reference temperature. It cools down as quickly as possible.

한편, 제2 온도감지센서(32)를 통해 실시간 감지되는 외함(1)의 내부 온도가 미리 설정된 제1 기준온도와 같거나 낮으면서 제1 온도감지센서(31)를 통해 실시간 감지되는 부스바의 표면온도가 미리 설정된 제2 기준온도보다 높은 경우, 상기 냉각유닛(20A, 20B)에 상용전원을 인가하여 동작시키고, 이를 통해 외함(1) 내부의 공기를 냉각하여 부스바가 냉각되도록 제어하게 된다.Meanwhile, when the internal temperature of the enclosure (1) detected in real time through the second temperature sensor 32 is equal to or lower than the preset first reference temperature, the busbar temperature detected in real time through the first temperature sensor 31 When the surface temperature is higher than the preset second reference temperature, commercial power is applied to the cooling units (20A, 20B) to operate them, thereby cooling the air inside the enclosure (1) and controlling the busbar to cool.

이때 모니터링장치(40)는 제1, 2 연통공(22A, 22B)의 댐퍼를 제어하여 외함(1)의 내부 공기가 외부로 배출되지 않도록 한 상태에서 냉각모듈(25)과 냉각팬(26)에 전원이 인가되어 외함(1) 내부의 공기가 급기팬(25D)을 통해 내부에서 순환되어 냉각되도록 제어될 수 있다.At this time, the monitoring device 40 controls the dampers of the first and second communication holes 22A and 22B to prevent the air inside the enclosure 1 from being discharged to the outside while the cooling module 25 and the cooling fan 26 are operated. Power is applied to the enclosure (1) so that the air inside the enclosure (1) can be controlled to be circulated and cooled through the air supply fan (25D).

휴대용 단말기(50)는 사용자가 원격지에서 모니터링장치(40)의 정보를 확인하고, 필요에 따라 모니터링장치(40)에 제어신호를 전달하는 구성으로, 이러한 휴대용 단말기(50)는 전용 단말기 또는 스마트폰, 스마트탭 및 스마트워치 등으로 구성될 수 있다.The portable terminal 50 is configured to allow the user to check information on the monitoring device 40 from a remote location and transmit a control signal to the monitoring device 40 as needed. This portable terminal 50 is a dedicated terminal or smartphone. , It may consist of a smart tab and a smart watch.

이러한 휴대용 단말기(50)를 이용하여 사용자가 원격지에서도 모니터링장치(40)의 실시간 모니터링 정보를 쉽게 확인할 수 있으면서 필요에 따라 모니터링장치(40)로 제어신호를 전달할 수 있게 된다.Using this portable terminal 50, a user can easily check the real-time monitoring information of the monitoring device 40 even from a remote location and transmit a control signal to the monitoring device 40 when necessary.

한편, 휴대용 단말기(50)는 모니터링장치(40)를 통한 사전 설정을 통해 등록되도록 구성되는데, 이때 휴대용 단말기(50)가 신규 등록될 때에는 모니터링장치(40)를 통해 미리 등록된 다른 휴대용 단말기(50)로 신규로 등록되는 휴대용 단말기(50)의 정보가 전달되도록 설정될 수 있고, 이 경우 미리 등록된 다른 휴대용 단말기(50)의 사용자로부터 신규 등록이 허용된 다음, 휴대용 단말기(50)가 신규 등록되게 된다.Meanwhile, the portable terminal 50 is configured to be registered through pre-setting through the monitoring device 40. In this case, when the portable terminal 50 is newly registered, another portable terminal 50 registered in advance through the monitoring device 40 ) may be set to transmit the information of the newly registered portable terminal 50, and in this case, new registration is permitted from a user of another pre-registered portable terminal 50, and then the portable terminal 50 is newly registered. It will happen.

이때 다른 사용자의 휴대용 단말기(50)로 전달되는 등록 대상 휴대용 단말기(50)의 정보는 사용자의 등록 대상 모니터링장치(40)의 등록정보, 등록 대상 사용자의 성명, 등록 대상 휴대용 단말기의 고유모델명을 포함하여 구성될 수 있고, 이를 통해 불특정 다수가 임의로 휴대용 단말기(50)를 등록하여 모니터링장치(40)의 정보를 수신하고 제어하는 것이 방지되게 된다.At this time, the information of the portable terminal 50 to be registered, which is transmitted to the portable terminal 50 of another user, includes the registration information of the user's monitoring device 40 to be registered, the name of the user to be registered, and the unique model name of the portable terminal to be registered. It can be configured so that an unspecified number of people are prevented from arbitrarily registering the portable terminal 50 to receive and control information on the monitoring device 40.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 구리피복 알루미늄 부스바를 수배전반에 적용함에 있어서, 외함 내부의 가열된 공기를 이용하여 발전유닛을 통해 전기에너지가 발생되고, 이렇게 발생된 전기에너지가 냉각유닛의 상, 하부팬에 선택적으로 인가되어 냉각유닛의 구동에 필요한 전기에너지의 사용량을 줄일 수 있으며, 덕트의 상, 하부에 위치되는 상, 하부팬의 동작이 제어되어 외함 내부 공기를 외부로 배출시키거나 또는 외부 공기를 내부로 공급하고, 필요시 냉각유닛의 냉각모듈을 통해 내부공기를 순환 냉각하여 외함 내부의 온도가 과도하게 상승되지 않도록 제어할 수 있게 된다.As described above, in the present invention, when applying a copper-clad aluminum busbar to a switchgear, electrical energy is generated through a power generation unit using heated air inside the enclosure, and the electrical energy generated in this way is transmitted to the upper and lower fans of the cooling unit. It can be selectively applied to reduce the amount of electrical energy used to drive the cooling unit, and the operation of the upper and lower fans located at the top and bottom of the duct is controlled to exhaust the air inside the enclosure to the outside or to exhaust the outside air. It is supplied internally, and when necessary, the internal air is circulated and cooled through the cooling module of the cooling unit to control the temperature inside the enclosure from excessively rising.

위에서는 설명의 편의를 위해 바람직한 실시예를 도시한 도면과 도면에 나타난 구성에 도면부호와 명칭을 부여하여 설명하였으나, 이는 본 발명에 따른 하나의 실시예로서 도면상에 나타난 형상과 부여된 명칭에 국한되어 그 권리범위가 해석되어서는 안 될 것이며, 발명의 설명으로부터 예측 가능한 다양한 형상으로의 변경과 동일한 작용을 하는 구성으로의 단순 치환은 통상의 기술자가 용이하게 실시하기 위해 변경 가능한 범위 내에 있음은 지극히 자명하다고 볼 것이다.Above, for convenience of explanation, reference numerals and names have been given to the drawings showing preferred embodiments and the configurations shown in the drawings. However, this is an embodiment according to the present invention, and the shapes shown in the drawings and the names given are The scope of the rights should not be construed as limited, and changes to various shapes predictable from the description of the invention and simple substitution with a configuration that performs the same function are within the scope of changes that can be easily carried out by a person skilled in the art. You will see this as extremely self-evident.

1: 외함 1A: 상판
10: 발전유닛 11: 열전소자
12: 흡열판 13: 열전도판
20A, 20B: 냉각유닛 21: 덕트
22A: 제1 연통공 22B: 제2 연통공
23: 상부팬 24: 하부팬
25: 냉각모듈 25A: 열전소자
25B: 흡열판 25C: 방열판
25D: 급기팬 26: 냉각팬
30: 센서유닛 31: 제1 온도감지센서
32: 제2 온도감지센서 33: 전류감지센서
34: 전압감지센서 34: 부분방전감지센서
40: 모니터링장치 50: 휴대용단말기1: Enclosure 1A: Top plate
10: Power generation unit 11: Thermoelectric element
12: heat absorption plate 13: heat conduction plate
20A, 20B: Cooling unit 21: Duct
22A: first communication hole 22B: second communication hole
23: upper fan 24: lower fan
25: Cooling module 25A: Thermoelectric element
25B: Heat sink 25C: Heat sink
25D: air supply fan 26: cooling fan
30: sensor unit 31: first temperature detection sensor
32: second temperature detection sensor 33: current detection sensor
34: Voltage detection sensor 34: Partial discharge detection sensor
40: Monitoring device 50: Portable terminal

Claims (5)

외함(1)의 내측 상부에 설치되면서 상기 외함(1) 내부에 설치된 전력기기와 구리피복 알루미늄 부스바에서 발생하는 열에 의해 가열된 공기를 이용하여 전기에너지를 발생시키는 발전유닛(10);
상기 외함(1)의 내부 양측면에 서로 마주하여 설치되면서 공기를 급기, 배기 및 냉각시키는 냉각유닛(20A, 20B);
상기 외함(1)의 내부에 설치되어 온도, 전류, 전압 및 부분방전 신호를 검출하는 센서유닛(30);
상기 외함(1)의 내부 온도를 실시간 감지하여 상기 발전유닛(10)과 상기 냉각유닛(20A, 20B)의 동작을 제어하는 모니터링장치(40); 및
상기 모니터링장치(40)를 통해 데이터를 원격지에서 실시간으로 수신하고, 선택적으로 제어신호를 전달하는 휴대용 단말기(50);
를 포함하고,
상기 센서유닛(30)은,
부스바의 표면 온도를 검출하도록 설치되는 복수 개의 제1 온도감지센서(31);
상기 외함(1) 내부의 상하좌우 및 전후 방향에 각각 소정 간격 이격되어 설치되는 복수 개의 제2 온도감지센서(32);
상기 외함(1)의 부스바와 스트링을 통해 흐르는 전류를 감지하는 전류감지센서(33);
상기 외함(1)의 부스바와 스트링에 인가되는 전압을 감지하는 전압감지센서(34); 및
상기 외함(1)의 내부에서 발생하는 부분방전 신호를 감지하는 부분방전감지센서(35);
를 포함하며,
상기 모니터링장치(40)는,
상기 외함(1)의 내부의 상기 구리피복 알루미늄 부스바에 근접 설치되는 제1 온도감지센서(31)를 통해 부스바의 표면온도를 검출하고, 상기 외함(1)의 내부에 설치되는 제2 온도감지센서(32)를 통해 상기 외함(1)의 내부 온도를 검출하며,
상기 제2 온도감지센서(32)를 통해 실시간 감지되는 상기 외함(1)의 내부 온도가 미리 설정된 제1 기준온도와 같거나 낮은 경우, 상기 발전유닛(10)을 통해 생성되는 전기에너지를 상기 냉각유닛(20A, 20B)에 인가하여 동작시키고,
상기 제2 온도감지센서(32)를 통해 실시간 감지되는 상기 외함(1)의 내부 온도가 미리 설정된 제1 기준온도보다 높은 경우, 상기 냉각유닛(20A, 20B)에 상용전원을 인가하여 동작시키며,
상기 제2 온도감지센서(32)를 통해 실시간 감지되는 상기 외함(1)의 내부 온도가 미리 설정된 제1 기준온도와 같거나 낮으면서 상기 제1 온도감지센서(31)를 통해 실시간 감지되는 상기 부스바의 표면온도가 미리 설정된 제2 기준온도보다 높은 경우, 상기 냉각유닛(20A, 20B)에 상용전원을 인가하여 동작시키고,
상기 모니터링장치(40)는,
상기 센서유닛(30)을 통해 감지되는 상기 외함(1) 내부의 온도, 전류, 전압 및 부분방전 신호와 미리 저장된 로데이터를 비교하여 과열, 과전류, 과전압 및 부분방전 발생 여부를 판단하고, 과열 발생시에는 상기 냉각유닛(20A, 20B)의 동작을 제어하여 상기 외함(1) 내부의 온도를 냉각시키되, 과열 신호와 함께 과전류, 과전압 및 부분방전 신호 중에서 선택된 복수 개의 이상신호가 동시에 감지되는 경우에는 상기 냉각유닛(20A, 20B)을 동작시키는 대신 차단기를 제어하여 전원을 차단하는 것을 특징으로 하는 열전 발전 및 냉각유닛과 구리피복 알루미늄 부스바가 적용된 수배전반의 모니터링 및 냉각시스템.
A power generation unit (10) installed on the inner upper part of the enclosure (1) and generating electrical energy using air heated by heat generated from the power equipment and copper-clad aluminum busbar installed inside the enclosure (1);
Cooling units (20A, 20B) installed opposite each other on both sides of the interior of the enclosure (1) to supply, exhaust, and cool air;
A sensor unit 30 installed inside the enclosure 1 to detect temperature, current, voltage, and partial discharge signals;
A monitoring device (40) that detects the internal temperature of the enclosure (1) in real time and controls the operation of the power generation unit (10) and the cooling units (20A, 20B); and
A portable terminal (50) that receives data in real time from a remote location through the monitoring device (40) and selectively transmits a control signal;
Including,
The sensor unit 30 is,
A plurality of first temperature detection sensors 31 installed to detect the surface temperature of the busbar;
A plurality of second temperature detection sensors 32 installed at predetermined intervals in the up, down, left, right, and forward and backward directions inside the enclosure (1);
A current detection sensor (33) that detects the current flowing through the busbar and string of the enclosure (1);
A voltage detection sensor (34) that detects the voltage applied to the busbar and string of the enclosure (1); and
A partial discharge detection sensor (35) that detects a partial discharge signal occurring inside the enclosure (1);
Includes,
The monitoring device 40,
The surface temperature of the busbar is detected through a first temperature sensor 31 installed close to the copper-clad aluminum busbar inside the enclosure 1, and a second temperature sensor installed inside the enclosure 1. Detecting the internal temperature of the enclosure (1) through the sensor (32),
When the internal temperature of the enclosure (1) detected in real time through the second temperature sensor (32) is equal to or lower than the preset first reference temperature, the electrical energy generated through the power generation unit (10) is used to cool the enclosure (1). It is applied to the units 20A and 20B and operated,
When the internal temperature of the enclosure (1) detected in real time through the second temperature sensor (32) is higher than the preset first reference temperature, commercial power is applied to the cooling units (20A, 20B) to operate them,
The booth is detected in real time through the first temperature sensor 31 while the internal temperature of the enclosure 1 detected in real time through the second temperature sensor 32 is equal to or lower than the preset first reference temperature. When the surface temperature of the bar is higher than the preset second reference temperature, commercial power is applied to the cooling units (20A, 20B) to operate them,
The monitoring device 40,
By comparing the temperature, current, voltage and partial discharge signals inside the enclosure (1) detected through the sensor unit (30) with pre-stored raw data, it is determined whether overheating, overcurrent, overvoltage and partial discharge have occurred, and when overheating occurs, The operation of the cooling units (20A, 20B) is controlled to cool the temperature inside the enclosure (1), but when a plurality of abnormal signals selected from overcurrent, overvoltage, and partial discharge signals are detected simultaneously along with the overheating signal, the above A monitoring and cooling system for a switchboard equipped with a thermoelectric power generation and cooling unit and a copper-clad aluminum busbar, characterized in that the power is cut off by controlling a circuit breaker instead of operating the cooling unit (20A, 20B).
 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 모니터링장치(40)는,
상기 센서유닛(30)을 통해 실시간 감지되는 신호의 위치를 검출하여 고장위치를 추정하여 안내하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 열전 발전 및 냉각유닛과 구리피복 알루미늄 부스바가 적용된 수배전반의 모니터링 및 냉각시스템.
In claim 1,
The monitoring device 40,
A monitoring and cooling system for a switchgear equipped with a thermoelectric power generation and cooling unit and a copper-clad aluminum busbar, characterized in that it is configured to detect the position of the signal detected in real time through the sensor unit 30 and estimate and guide the fault location.
 청구항 1에 있어서,
상기 제1 온도감지센서는,
비접촉식 무선온도센서로 구성되는 것을 특징으로 하는 열전 발전 및 냉각유닛과 구리피복 알루미늄 부스바가 적용된 수배전반의 모니터링 및 냉각시스템.
In claim 1,
The first temperature sensor is,
A thermoelectric power generation and cooling unit characterized by a non-contact wireless temperature sensor and a monitoring and cooling system for a switchboard equipped with a copper-clad aluminum busbar.
 청구항 1에 있어서,
상기 발전유닛(10)은,
소정 크기를 가지는 복수 개의 열전소자(11);
상기 열전소자(11)의 일측면에 밀착 설치되면서 상기 외함(1)의 내측 상부에 노출되도록 구성되는 소정 크기의 흡열판(12); 및
상기 열전소자(11)의 타측면에 밀착 설치되면서 상기 외함(1)의 상판에 밀착되도록 설치되는 소정 크기의 열전도판(13);
을 포함하고,
상기 외함(1)의 내부 온도와 상기 상판을 통해 전달되는 외부온도의 온도차를 이용하여 전기에너지를 발생시키는 것을 특징으로 하는 열전 발전 및 냉각유닛과 구리피복 알루미늄 부스바가 적용된 수배전반의 모니터링 및 냉각시스템.In claim 1,
The power generation unit 10,
A plurality of thermoelectric elements (11) having a predetermined size;
A heat absorbing plate 12 of a predetermined size configured to be installed in close contact with one side of the thermoelectric element 11 and exposed to the inner upper part of the enclosure 1; and
A heat conduction plate (13) of a predetermined size installed in close contact with the other side of the thermoelectric element (11) and the top plate of the enclosure (1);
Including,
A monitoring and cooling system for a switchboard equipped with a thermoelectric power generation and cooling unit and a copper-clad aluminum busbar, characterized in that electrical energy is generated using the temperature difference between the internal temperature of the enclosure (1) and the external temperature transmitted through the upper plate.
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