KR200188736Y1

KR200188736Y1 - 자성유체를 이용한 검전장치

Info

Publication number: KR200188736Y1
Application number: KR2019950047159U
Authority: KR
Inventors: 황순철; 윤만순; 정희승; 김선욱
Original assignee: 이구택; 포항종합제철주식회사; 신현준; 재단법인포항산업과학연구원
Priority date: 1995-12-26
Filing date: 1995-12-26
Publication date: 2000-08-01
Also published as: KR970045233U

Abstract

본 고안은 전기관계 작업을 함에 있어 작업자의 안전을 확보하기 위해 전로(電路)나 기기의 충전 및 통전상태를 확인하는데 사용하는 검전기에 관한 것으로서, 자성입자(31)를 폴리머(32)로 코팅한 후 에멀젼액(33)에 분산시켜 자성유체(34)를 제조하고, 자성유체(34)를 투명 또는 반투명용기(35)에 담아 전로(36) 주위에 설치한 구성으로, 구조가 매우 간단하며 소형이고 특고압에서도 동일하게 사용할 수 있으며, 별도의 전원이 필요없고 반영구적인 수명을 갖는 장점이 있는 자성유체를 이용한 검전장치이다.

Description

자성유체를 이용한 검전장치

제1도는 종래 검전기의 구조도.

제2a도 및 제2b도는 PT 및 CT를 이용한 종래 검전장치의 구조도.

제3도는 홀소자를 이용한 종래 검전장치의 구조도.

제4도는 본 고안에 따른 자성유체의 구조를 나타낸 단면도.

제5도는 본 고안 자성유체를 이용한 검전장치의 일실시예를 나타낸 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 전로 2 : 검지부

3 : 클립 4 : 고저항

5 : 표시장치 11 : 1차측코일

12 : 2차측코일 13 : 전로

14 : 관통형 CT 15 : 전압계

21 : 홀소자 22 : 정전류원

23 : 전로 24 : 전압계

25 : 자장 31 : 자성입자

32 : 폴리머 33 : 에멀젼액

34 : 자성유체 35 : 용기

36 : 전로

본 고안은 전기관계 작업을 함에 있어 작업자의 안전을 확보하기 위해 전로(電路)나 기기의 충전 및 통전 상태를 확인하는데 사용하는 검전기에 관한 것으로서, 특히 미세한 자성체의 입자가 자력선에 의해 이동되는 특징으로 이용한 간단한 구조의 자성유체를 이용한 검전장치에 관한 것이다.

가정용 및 산업용으로 이용되는 교류전원은 그 종류가 매우 다양하여 220V에 서부터 154kV까지 광범위하며, 전압이 높을수록 신체 접촉시 치명적인 피해를 입게되어 제반 전기 작업에 앞서 통전여부를 확인하는 것이 필수적이다. 따라서 법령에는 전기작업자가 전기공사나 점검을 할 때 안전에 관한 필요사항으로 정전상태를 확인하기 위한 검전기의 사용을 의무화하고 있다.

제1도는 기존 검전방식을 설명하기 위한 대표적인 원리도로서, 이 검전기는 대상 전로(1)에 근접시키는 검지부(2)와 손으로 잡고 어스시키는 클립(3) 사이에 고저항(4) 및 네온관 또는 발광다이오드 등의 표시장치(5)를 설치하여 충전부와 대지간의 전위차에 의해 네온관 또는 발광다이오드가 작동하도록 구성된 것으로, 검출된 신호를 표시하는 방식에 따라 발광식, 발음식, 음광식 또는 풍차식 등이 있고, 저압(600V 이하)에서 특별 고압(7kV 이상)까지 사용전압별로 세분화되어 있다(전기설비실무텍스트, 성안당 발행 p82∼p86 참조).

전기설비기술기준, 전기작업에 관한 근로기준법 시행규칙 등에 따라 작업자는 작업환경에 적합한 검전기를 휴대하고 작업전에 반드시 검전하도록 요구되어 있으나, 실제의 경우 반복작업에 따른 안전의식의 결여, 순간적인 부주의 및 방심 등으로 검전기의 작업을 생략하는 경우가 적지 않다.

또한, 검전기는 자체적으로 대상 전로와의 접촉거리에 따른 감도변화, 바닥 상태 및 작업자의 절연상태에 따른 감도변화, 사용전압 영역의 광역화에 따른 신회도 저하 등의 문제점을 지닌다.

따라서, 이러한 심리적 및 기술적 문제점의 개선을 위하여 검전기의 사용과는 별도로 배전반이나 대형변압기 등에는 통전여부를 확인할 수 있는 장치가 고정적으로 장착되어 이중으로 안전도를 향상시킬 필요가 있다.

그러한 목적으로 이용되는 것이 PT(pttential transformer), CT(cruuent transformer) 등의 소형계측기이며, 홀소자(Hall sensor)를 이용한 클램프미터 등도 이용될 수 있다.

제2a도는 PT를 이용한 검전장치, 제2b도는 CT를 이용한 검전장치로서, PT를 이용한 검전장치의 경우 1차측코일(11)의 고전압이 2차측코일(12)에 유도되어 통전시 일정한 크기의 신호로 변환되도록 구성되어 있고, CT를 이용한 검전장치의 경우 전로(13)를 통과하여 흐르는 전류에 의해 전로(13) 주위에 발생하는 자장내에 관통형 CT(14)를 설치하여 코일에 유기되는 2차전압이 전압계(15)에 나타나도록 구성되어 전류의 크기에 비례한 출력을 얻을 수 있다.

제3도는 홀소자를 이용한 검전장치로서, 홀소자(21)에 흘려준 정전류원(22)의 정전류와 전로(23)를 통과하는 전류에 의해 전로(23)주위에 발생하는 자장(25)에 의해 양자에 모두 수직한 방향으로 전계(Ey)가 발생되는 현상을 이용하여 통전여부를 전압계(24)로 검지할 수 있도록 구성되어 있다(현장측정기술입문, 성안당발생 p13∼p17, p79∼p83 참조).

그러나, 상기의 장치들은 독립전인 하나의 기기로서 구조가 복잡하며, 가격이 비싸고, 검지전압이 높아짐에 따라 부피가 커지며(PT 및 CT), 별도의 전원이 필요한(홀소자) 단점이 있다.

본 고안은 상기한 실정을 감안하여 종래 검전장치들이 갖는 문제점을 극복하기 위하여 안출한 것으로서, 미세한 자성체의 분말을 폴리머로 코팅한 후 에멀젼에 분산시킨 자성유체를 이용하여 통전시 전로에서 발생되는 자장에 의해 자성유체의 유동으로 통전여부를 검지할 수 있는 자성유체를 이용한 검전장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안 자성유체를 이용한 검전장치는, 연자성체의 분말 상태로 된 자성입자를 폴리이소부텐(polyisobutene)으로 코팅하고, 이와 같이 코팅된 자성입자를 등유(kerosene)에 투입 분산시켜 자성유체를 만들되, 계면활성제로 사용되는 상기 폴리이소부텐은 분산매로 사용되는 상기 등유에 대하여 부피비로 10-20%가 되도록 하며, 이 자성유체를 투명 또는 반투명 용기에 담아 전로 주위에 설치하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 자성유체에 형광물질을 분산시켜 식별이 용이하게 할 수 있으며, 자성유체를 담은 투명 또는 반투명 용기를 절연봉의 단부에 설치하여 휴대가 가능하게 할 수도 있다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 고안의 작용 및 효과를 상세하게 설명한다.

제4도는 자성유체의 구조도로서, 자성유체를 이루는 핵심입자는 극히 미세한(수 ㎚) 연자성체(soft-ferrite)의 분말로서, 보자력(coercivity, Hc)이 매우 작아 자기특성이 외부자계의 작은 변화에도 민감하에 반응하는 성질을 가진다. 즉, 주위에 자장이 영향을 미치면 인접한 외부 자장의 극성(N 또는 S극)에 따라 가까운 면에는 반대 극성이, 반대면에는 동일한 극성이 형성되어 흡인력이 형성되고, 외부 자자의 극성이 바뀌면 자성입자(31)에 유기되는 자극도 변화되며, 자장이 제거되면 자성입자(31)는 거의 자성을 띄지 않게 된다.

미약한 자장하에서도 쉽게 유동할 수 있도록 자성입자(31)는 미세할 것이 요구되며, 자화된 입자가 서로 결합하여 뭉치는 것을 방지하기 위하여 폴리이소부텐(polyisobutene) 등의 폴리머(32)를 사용하여 자성입자(31)를 코팅하고, 이와 같이 코팅된 자성입자(31)의 유동성을 향상시키기 위하여 등유(kerosene)등의 분산매, 즉 에멀젼액(33)에 투입 분산시킨다.

이때, 계면활성제로 사용되는 상기 폴리이소부텐의 양은 분산매로 사용되는 상기 등유에 대하여 부피비로 10-20%가 되도록 하는 것이 자성입자의 유동성의 향상이라는 측면에서 바람직하다.

제5도는 상기한 특성을 갖도록 제조된 자성유체(34)를 이용한 검전장치의 일실시예를 나타내는 것으로, 자성유체(34)를 투명한 소형 용기(35)에 담아 배전반 및 변압기 등의 전로(36) 주위에 설치할 경우 자성유체(34)는 전로(36)를 통과하여 흐르는 전류에 의해 발생되는 자장(25)에 의해 움직이게 되고, 전류의 방향이 교류전원의 주파수에 의해 초당 120회(60Hz)씩 변화되므로 자성유체(34)의 이동방향도 같은 숫자만큼 변화하게 되어 결국 투명 용기(35) 내에서 자성유체(34)가 요동치는 현상으로 나타나게 된다.

또한, 위와 같이 투명 용기(35)를 전로(36) 주위에 고정적으로 설치하는 것이외에, 절연봉 끝에 설치하여 휴대용으로 사용하는 것도 가능하다.

상기한 바와 같이 작용하는 본 고안 자성유체를 이용한 검전장치는 구조가 매우 간단하며, 소형이고, 특고압에서도 동일하게 사용할 수 있으며, 별도의 전원이 필요없고, 반영구적인 수명을 갖는 장점이 있다.

Claims

연자성체의 분말 상태로 된 자성입자를 폴리이소부텐(polyisobutene)으로 코팅하고, 이와 같이 코팅된 자성입자를 등유(kerosene)에 투입 분산시켜 자성유체를 만들되, 계면활성제로 사용되는 폴리이소부텐은 분산매로 사용되는 상기 등유에 대하여 부피비로 10-20%가 되도록 하며, 이 자성유체를 투명 또는 반투명 용기에 담아 전로 주위에 설치하는 것을 특징으로 하는 자성유체를 이용한 검전장치.