KR20140068965A - 부하를 보호하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 부하(2)를 보호하기 위한 장치(1)에 관한 것으로, 상기 장치(1)는 2개의 라인(101, 102)을 포함하는 제1 전류 경로(100)와, 전기 부하(2)의 과부하 임박 상황을 검출하기 위한 모니터링 유닛을 포함한다. 부하(2)의 과부하 임박 상황의 검출을 가능하게 하기 위해, 모니터링 유닛은 제1 온도 측정 유닛(18)과, 평가 유닛(4)과, 제1 변환기(10)를 포함하고, 상기 제1 변환기는 제1 전류 경로(100)의 2개의 라인(101, 102) 사이의 전기 전도성 연결을 형성하며, 제1 온도 측정 유닛(18)은 제1 변환기(10)로부터 갈바닉 절연되어 제1 변환기(10)의 온도를 측정할 수 있으며, 평가 유닛(4)은 검출된 제1 변환기(10)의 온도를 이용하여 제1 변환기(10)의 시간에 따른 가열 거동을 검출할 수 있고, 검출된 제1 변환기(10)의 시간에 따른 가열 거동을 평가함으로써 부하(2)에서의 과부하 임박을 검출할 수 있다.

Description

부하를 보호하기 위한 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR PROTECTING A LOAD}
본 발명은 과부하, 특히 열과부하(thermal overload)로부터 부하를 보호하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
본원에서는 특히 전기 모터(예: 비동기식 모터), 케이블 및/또는 전선이 부하로서 간주된다. 부하에서의 열과부하는, 예컨대 전기 모터에서의 기계적 과부하에 의한, 또는 전기 모터의 단일 전도 경로 또는 2개의 전도 경로(위상)의 고장에 의한 과잉 전류 흐름으로 인해 발생한다. 이 경우, 부하에서 원하지 않은 열 발생이 야기되어 결국 부하의 손상을 초래할 수 있다.
전기 부하의 열과부하의 임박을 검출하기 위해, 대개 부하에 전기 에너지를 공급하는 전도 경로 내에 장치들이 통합되며, 그럼으로써 상기 장치들을 이용하여 열과부하의 임박이 검출될 수 있다. 이 경우, 단상 모니터링 및 다상 모니터링이 수행될 수 있으며, 다시 말하면 부하의 단일 전도 경로(단일 위상) 및 복수의 전도 경로(복수 위상)가 모니터링될 수 있다.
관련 장치들은 모니터링할 전도 경로마다 하나의 전류 경로를 포함하며, 이 전류 경로를 통해 전도 경로를 통한 에너지 공급이 유도된다. 그럼으로써 부하의 전기 에너지가 전류 경로를 이용하여 장치를 통해 전도된다. 상기 장치의 모니터링 유닛을 이용하여 전류 경로의 전류 흐름이 모니터링됨으로써, 부하의 과부하 임박 상황이 검출될 수 있다. 이러한 유형의 장치들은 예컨대 과부하 계전기 또는 회로 차단기이다. 회로 차단기는 하류에 연결된 부하를 위해, A 릴리스(A-RELEASE)를 통한 열과부하에 대한 보호 기능뿐만 아니라, N 릴리스(N-RELEASE)를 통한 단락 보호 기능도 포함한다.
본 출원에서는 특히 부하(예: 모터, 전선, 변압기 및 제너레이터)를 위한 과부하 보호가 제공되어야 한다.
부하의 열과부하를 검출하기 위한 장치에 대해 하기와 같이 다양한 요건들이 설정된다.
- 상기 장치는 최대한 AC 전류뿐 아니라 DC 전류도 모니터링할 수 있어야 하며, 그럼으로써 AC 부하뿐 아니라 DC 부하의 과부하도 모니터링될 수 있다.
- 상기 장치는 최대한 큰 조정 범위를 보유해야 한다. 조정 범위는 전기 부하의 작동 전류의 모니터링이 수행될 수 있는 범위이다. 조정 범위는 작동 전류 상한(IO)과 작동 전류 하한(IU)에 의해 한정된다(IO ~ IU). 상기 장치 상의 조정 수단(예: 조정 나사)에 의해 열과부하 릴리스가 부하의 각각의 정격 전류로 조정될 수 있음으로써, 하류에 연결된 모니터링될 부하의 목표한 모니터링이 수행될 수 있다.
- 상기 장치는 최대한 적은 출력 손실을 발생시켜야 한다.
- 상기 장치는 모니터링될 전류 경로와 과부하를 검출하는 모니터링 유닛 사이의 최대한 간단한 갈바닉 절연을 포함해야 한다.
- 상기 장치는 열 누적 효과를 가져야 한다. 다시 말해, 부하의 열과부하의 임박이 검출되면, 부하의 냉각이 보장될 때까지 부하로 향하는 전류 공급이 차단되어야 한다. 그럼으로써, 열과부하의 검출 직후의 부하 연결이 불가능해야 한다.
부하의 열과부하가 임박한 경우, 부하의 개별 전도 경로들(위상들)에서 전류 상승이 증대된다. 결과적으로, 부하의 상류에 연결되어 부하의 열과부하를 모니터링하기 위한 장치가 자신의 전류 경로의 모니터링을 통해 상기 전류 상승의 증대를 검출하고 평가할 수 있다. 이를 위해 여러 가지 측정 원리가 적용될 수 있다. 그럼으로써, 임박한 과부하의 검출은 모니터링 장치의 다양한 모니터링 유닛들을 이용하여 수행될 수 있다.
부하의 과부하를 검출하기 위한 모니터링 유닛들은 통상 부하의 모니터링할 위상마다 상응하는 전류 경로에 바이메탈 릴리스, 변류기 또는 분로(shunt)를 포함한다.
바이메탈 릴리스를 이용한 모니터링의 경우, 모니터링할 전류 경로는, 전류 상승에 의해 바이메탈 릴리스가 가열되어 결국 바이메탈 릴리스의 일부분의 공간 변위가 발생하는 방식으로, 바이메탈 릴리스와 연결된다. 상기 변위는 검출되고 계속해서 평가된다. 바이메탈 릴리스에 의해 직류 전류뿐 아니라 교류 전류도 검출될 수 있다. 바이메탈 릴리스의 전형적인 조정 범위는 1 내지 1.6이다. 바이메탈 릴리스에서 단점은, 바이메탈 릴리스가 높은 출력 손실을 발생시키는 점이다. 그에 반해, 바이메탈 릴리스에서는 개별 전도 경로들(위상들) 사이의 갈바닉 절연 및 열 누적 효과가 적은 비용으로 실현될 수 있다.
변류기를 이용한 모니터링의 경우, 각각의 변류기가 자신의 전류 경로의 전류 흐름을 검출함에 따라 평가 유닛이 전류 흐름을 추가로 분석할 수 있고, 결국 임박한 과부하를 검출할 수 있다. 이러한 측정 방법의 경우, DC 전류는 검출될 수 없다는 단점이 있다. 조정 범위는 1 내지 10이고, 출력 손실이 적다. 그러나 열 누적 효과는 변류기 자체에 의해 시뮬레이션될 수 없다.
분로를 이용한 모니터링의 경우, 분로가 전류 경로 내에 통합됨으로써 상기 분로를 통해 전류 흐름을 특성화하는 전압 탭핑(voltage tapping)이 수행될 수 있다. 분로에 인가된 전압의 하류에서 수행되는 분석을 통해, 열과부하의 임박이 검출될 수 있다. 분로 측정 방법에 의해서는 AC/DC 전류의 검출이 가능하다. 조정 범위는 통상적으로 1 내지 4이다. 분로를 이용한 측정 방법의 경우, 분로에서의 전압 탭핑을 통해 열 누적 효과는 시뮬레이션되지 않고, 개별 위상들의 갈바닉 절연은 가능하지만 매우 복잡하다는 단점이 있다.
본 발명의 과제는, 부하의 과부하 임박 상황의 검출을 수행할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것이다. 특히 상기 장치를 이용하여 직류 전류뿐 아니라 교류 전류도 모니터링될 수 있어야 한다. 또한, 바람직하게는 모니터링할 전류 경로와 모니터링 유닛의 간단한 갈바닉 절연이 가능해야 한다.
상기 과제는, 청구항 제1항에 따른 장치, 즉 2개의 라인을 구비한 제1 전류 경로와 부하의 과부하 임박 상황을 검출하기 위한 모니터링 유닛을 포함하는, 부하 보호용 장치에 의해 해결되며, 상기 모니터링 유닛은 제1 온도 측정 유닛과, 평가 유닛과, 제1 변환기를 포함하고, 상기 제1 변환기는 제1 전류 경로의 2개의 라인 사이에 전기 전도성 연결을 형성하며, 제1 온도 측정 유닛은 제1 변환기로부터 갈바닉 절연되어 제1 변환기의 온도를 측정할 수 있으며, 평가 유닛은 측정된 제1 변환기의 온도들을 이용하여 제1 변환기의 가열 거동을 검출할 수 있고 제1 변환기의 검출된 가열 거동을 평가하여 부하에 과부하가 임박하였음을 검출할 수 있으며, 상기 과제는 또한 청구항 제13항에 따른 방법, 즉 부하를 보호하기 위한 방법에 의해 해결되며, 상기 방법에서 장치는 2개의 라인을 구비한 제1 전류 경로와 부하의 과부하 임박 상황을 검출하기 위한 모니터링 유닛을 포함하고, 모니터링 유닛은 제1 온도 측정 유닛과, 평가 유닛과, 제1 변환기를 포함하며, 제1 변환기는 제1 전류 경로의 2개의 라인 사이에 전기 전도성 연결을 형성하고, 제1 온도 측정 유닛은 제1 변환기로부터 갈바닉 절연되어 제1 변환기의 온도를 2회 이상 측정하며, 평가 유닛은 측정된 제1 변환기의 온도들을 이용하여 제1 변환기의 가열 거동을 검출하고, 섬출된 제1 변환기의 가열 거동을 평가하여 부하의 과부하 임박 상황을 검출할 수 있다.
본 발명의 바람직한 개선예들은 종속 청구항 제2항 내지 제12항에 명시되어 있다.
전류 경로는 특히 부하의 에너지 공급의 공급 라인의 일부분이다. 공급 라인도 마찬가지로 주 전류 경로 또는 위상이라 불린다. 부하(예: 전기 모터)의 능동 작동 상태에서는, 전류 경로 및 제1 변환기를 통해, 제1 변환기 내에서 전류 레벨 및 전류 흐름 시간에 기초하여 제1 변환기의 소정의 가열(전류로 인한 가열)을 야기하는 시간 의존적 모터 전류가 흐른다. 부하의 과부하가 임박한 경우, 제1 변환기의 열적 거동은 부하의 표준 작동 중 열적 거동에 비해 특수성을 갖는다. 특히 과부하가 임박한 경우 표준 작동에 비해 제1 변환기에서 온도 상승이 나타난다. 이는, 평가 유닛 측에서 검출되어 평가될 수 있는 제1 변환기의 특유의 가열 거동을 야기한다. 평가 유닛을 통해서는 특히 시간에 걸쳐 측정된 제1 변환기의 온도가 분석됨으로써, 그 결과로부터 부하의 과부하 임박이 인지될 수 있다. 이 경우, 바람직하게는 소정의 시간 간격 동안의 제1 변환기의 가열 거동이 평가된다.
변환기의 가열 거동이란, 특히 제1 변환기의 온도 측정점의 온도의 시간별 변동, 또는 2개 또는 그 이상의 온도 측정점 사이의 온도차(예컨대 제1 변환기의 온도와 기준 온도 사이의 온도차)의 시간별 변동을 의미한다. 이러한 온도의 시간별 변동, 또는 2개의 온도 측정점의 온도차의 시간별 변동, 즉 가열 거동을 통해, 시간 전류 곡선이 추론될 수 있다. 상기 시간 전류 곡선에 따라 역시 부하에서의 과부하 상태가 추론될 수 있다.
바람직하게는, 온도 측정점(들)의 시간별 스캐닝, 경우에 따른 온도차 측정, 시간별 온도 변동의 측정, 그리고 평가 유닛에서 시간 전류 곡선 또는 과부하 상태의 추론이 수행된다.
제1 온도 측정 유닛에 의해 제1 변환기의 온도가 측정되어 평가 유닛으로 공급될 수 있다. 평가 유닛은 바람직하게 시간에 걸쳐 측정된 온도의 분석을 통해, 그리고/또는 본원 장치의 내부 또는 외부에서 제1 온도 측정 유닛에 의해 측정되는 추가의 기준 온도를 이용하여, 제1 변환기의 가열 거동을 검출할 수 있다. 그 결과, 검출된 제1 변환기의 가열 거동이 평가 유닛에 의해 분석됨으로써, 부하의 과부하 임박 상황이 검출될 수 있다.
본 발명으로 달성되는 장점은, 상기 유형의 장치 또는 상기 유형의 방법에 의해 AC 전류뿐 아니라 DC 전류도 검출될 수 있다는 점이다. 그에 따라 AC 부하 및 DC 부하의 과부하 임박 상황이 검출될 수 있다. 또한, 바이메탈 측정법에 비해 개선된 조정 범위가 달성될 수 있다. 또한, 과부하가 임박한 경우 제1 변환기가 강하게 가열되기 때문에 열 누적 효과가 실현될 수 있으며, 그럼으로써 제1 변환기의 온도와 그에 따른 냉각에 따라 부하의 냉각 거동이 추론될 수 있다.
본 발명의 한 바람직한 실시예에서, 평가 유닛은 검출된 제1 변환기의 가열 거동과 상기 평가 유닛에 저장된 기준값의 비교를 토대로 부하의 과부하 임박 상황을 검출할 수 있다.
제1 온도 측정 유닛은 평가 유닛으로 온도를 전송하도록 형성되며, 그럼으로써 평가 유닛은 제1 변환기의 가열 거동을 검출할 수 있다. 평가 유닛에는 기준값이 저장되어 있기 때문에, 검출된 현재 가열 거동과 기준값의 비교를 통해 부하의 현재 작동 상태에 대한 추론이 획득된다(평가). 과부하가 임박해 있다면, 정격 작동에 비해 전류 흐름의 증가 및 그에 따른 온도 상승이 나타난다. 온도 상승은, 저장된 기준값과의 비교를 통해 인지될 수 있는, 제1 변환기의 특유의 가열 거동을 야기한다.
기준값에 의해, 특히 시간에 걸쳐 제1 변환기를 관류하는 전류 흐름에 기초하여 제1 변환기의 가열 거동이 특성화됨으로써, 부하에서의 과부하가 인지될 수 있다. 그럼으로써, 검출된 제1 변환기의 가열 거동과 기준값의 비교를 통해, 제1 변환기의 정격 작동에 기인한 가열 거동과 임박한 과부하로 인한 가열 거동이 서로 구별될 수 있다.
본 발명의 또 다른 한 바람직한 실시예에서 평가 유닛은, 부하가 과부하에 임박한 것으로 검출되면, 경고 신호, 특히 전기 경고 신호를 송출할 수 있다. 이 경고 신호를 통해, 특히 본원 장치의 스위칭 소자의 스위칭 상태가 제어될 수 있다. 스위칭 소자를 통해, 보조 회로 또는 주 회로(전기 부하의 전원 공급 라인)가 직접 제어된다.
스위칭 소자가 보조 회로를 제어하는 경우, 스위칭 소자가 개방되거나 폐쇄됨에 따라서 주 회로를 스위칭하는 스위칭 장치(예: 접촉기)가 구동된다. 그러면 주 회로를 스위칭하는 상기 스위칭 장치가 주 회로를 개방함에 따라 부하로 향하는 전류 흐름이 차단되고, 그럼으로써 부하에서의 과부하가 방지된다.
스위칭 소자가 주 회로를 제어하는 경우, 스위칭 소자가 개방됨으로써 부하로 향하는 전류 흐름이 차단되어 부하에서의 과부하가 방지된다.
다상 부하가 제공되는 경우, 바람직하게는 본원 장치의 단 하나의 전류 경로에서만 (그에 따라 부하의 하나의 위상에서만) 과부하 임박이 검출되어도 부하의 모든 위상이 본원 장치에 의해 개방되며, 그럼으로써 부하로 향하는 전류 흐름이 저지된다.
본 발명의 또 다른 한 바람직한 실시예에서, 제1 온도 측정 유닛은 제1 온도 센서와 제2 온도 센서를 포함하며, 제1 온도 센서는 제1 변환기의 온도를 측정할 수 있고 제2 온도 센서는 기준 온도를 측정할 수 있다.
평가 유닛은, 바람직하게 측정된 제1 변환기의 온도와 기준 온도를 이용하여 제1 변환기의 가열 거동을 검출하고, 최종적으로 평가할 수 있도록 설계된다.
평가 유닛에서 제1 변환기의 측정된 온도와 동시에 검출된 기준 온도의 밸런싱을 통해, 외부 온도의 영향들은 실질적인 오류 원인으로서 전반적으로 배제될 수 있다. 그에 따라 평가 유닛을 통해, 오직 전류로 인해서만 야기되며 부하에서의 과부하를 특성화하는 제1 변환기의 가열 거동이 검출될 수 있다.
부하의 과부하가 임박한 경우, 부하(예: 전기 모터)의 정격 작동에 비해 제1 변환기에서 전류 흐름의 증가 및 그에 따라 상승한 온도가 나타난다. 그에 따라 제1 온도 센서는 전류로 인해 상승한 온도를 측정한다. 제2 온도 센서에 의해서는 기준 온도로서 예컨대 본원 장치 내 온도가 검출되며, 그럼으로써 제2 온도 센서의 기준 온도와 제1 온도 센서의 온도의 비교를 통해, 전류로 인한 제1 변환기의 가열 거동이 검출될 수 있다. 이러한 방식으로, 검출된 제1 변환기의 가열 거동이 본원 장치에서 주변 온도의 상승에 의한 제1 변환기의 가열이 아니고, 전류로 인한 제1 변환기의 가열인 경우가 배제될 수 있다. 제1 변환기의 가열 거동의 분석 시, 특히 시간에 걸친 제1 변환기의 온도의 분석, 다시 말하면 시간에 걸친 제1 변환기의 가열의 분석이 실시된다.
그에 따라 제1 온도 센서와 제2 온도 센서의 온도들의 비교를 통해, 변환기를 관류하는 현재 모터 전류에 의해 부하의 과부하 임박 상황을 특성화하는, 전류로 인한 제1 변환기의 가열이 발생하였는지의 여부가 식별될 수 있다.
기준 온도는 바람직하게 본원 장치에서 제2 온도 센서에 의한 온도 측정을 통해 제공된다.
제1 및 제2 온도 센서를 이용한 온도의 측정은 바람직하게 동시에 수행된다.
제1 및 제2 온도 센서를 통해, 바람직하게는 평가 유닛에 의해 약 4 켈빈의 온도차가 검출될 수 있다.
그에 따라, 제1 변환기를 관류하는 전류 흐름에 의해 야기되고 부하에서의 과부하를 특성화하는, 제1 변환기의 시간에 따른 가열 거동이 검출될 수 있다(전류로 인한 가열).
제1 변환기는 바람직하게 부하의 정격 작동 동안에는 약 60 ~ 100℃의 온도를 보유할 수 있다. 그에 반해, 부하에서 과부하가 최대인 경우, 제1 변환기에는 600 ~ 700℃의 온도가 나타날 수 있다.
본 발명의 또 다른 한 바람직한 실시예에서, 제1 온도 센서는 제1 변환기로부터 최대 2㎜만큼 이격되어 배치된다.
본 발명의 또 다른 한 바람직한 실시예에서 모니터링 유닛은, 시간에 따른 제1 변환기의 가열 거동을 검출하기 위해 제1 변환기의 온도가 2회 이상 측정되도록 설계된다.
본원 장치에 의해 추가로 기준 온도가 검출되는 경우(제2 온도 센서가 존재하는 경우)에 한해, 제1 변환기의 가열 거동의 검출을 위해 바람직하게 제1 변환기의 온도와 기준 온도가 2회 이상 동시에 측정된다.
본 발명의 또 다른 한 바람직한 실시예에서 모니터링 유닛은, 제1 변환기의 가열 거동의 검출을 위해 제1 변환기의 온도가 확정된 시간 간격 이내에 반복해서 검출되고, 이어서 평가되도록 설계된다.
본원 장치에 의해 추가로 기준 온도가 검출되는 경우(제2 온도 센서가 존재하는 경우)에 한해, 제1 변환기의 가열 거동의 검출을 위해 바람직하게 제1 변환기의 온도와 기준 온도가 동시에 측정된다.
본 발명의 또 다른 한 바람직한 실시예에서, 제1 온도 센서와 제1 변환기 사이에 절연층이 배치된다. 이를 통해, 제1 변환기에 대해 제1 온도 모니터링 유닛의 확실한 갈바닉 절연이 보장될 수 있다. 또한, 절연층을 통해 관련 변환기와 온도 센서의 우수한 열 커플링(thermal coupling)이 구현될 수 있다. 절연층은 바람직하게 온도 센서용 지지체로서 사용된다. 절연층은 예컨대 FR4 인쇄 회로 기판 재료, 래커, 유리, 운모 또는 세라믹이다.
본 발명의 또 다른 한 바람직한 실시예에서, 본원 장치는 2개의 라인을 구비한 제2 전류 경로를 더 포함하며, 모니터링 유닛 역시 제2 온도 측정 유닛과 제2 변환기를 더 포함하고, 제2 변환기는 제2 전류 경로의 2개의 라인 사이의 전기 전도성 연결을 형성하며, 제2 온도 측정 유닛은 제2 변환기로부터 갈바닉 절연되어 제2 변환기의 온도를 측정할 수 있으며, 그럼으로써 평가 유닛은 측정된 제2 변환기의 온도를 이용하여 부하에 과부하가 임박하였음을 검출할 수 있다.
이를 위해, 제2 온도 측정 유닛은 제2 변환기의 온도를 측정할 수 있는 제3 온도 센서를 포함하며, 그럼으로써 평가 유닛은 전류로 인한 제2 변환기의 가열 거동을 검출할 수 있다. 평가 유닛에 의한 제2 변환기의 가열 거동의 검출은 측정된, 시간에 걸친 제2 변환기의 온도의 분석을 통해 수행된다. 이 경우, 바람직하게는 추가로, 특히 동시에 기준 온도(예: 제1 온도 측정 유닛의 제2 온도 센서에 의해 측정된 기준 온도)가 검출되어 함께 분석되며, 그럼으로써 (예컨대 주변 온도에 기인한) "전류에 기인하지 않은" 가열은 고려되지 않는다. 검출된 가열 거동의 평가를 통해, 부하에서의 과부하 임박이 식별될 수 있다.
본 발명의 또 다른 한 바람직한 실시예에서는, 본원 장치가 2개의 라인을 구비한 제3 전류 경로를 더 포함하고, 모니터링 유닛은 제3 온도 측정 유닛과 제3 변환기를 더 포함하며, 제3 변환기는 제3 전류 경로의 두 라인 사이의 전기 전도성 연결을 형성하고, 제3 온도 측정 유닛은 제3 변환기로부터 갈바닉 절연되어 제3 변환기의 온도를 측정할 수 있음으로써, 평가 유닛은 측정된 제3 변환기의 온도를 이용하여 부하에 과부하가 임박하였음을 검출할 수 있다.
이를 위해, 제3 온도 측정 유닛이 제3 변환기의 온도를 측정할 수 있는 제4 온도 센서를 포함함으로써, 평가 유닛은 전류로 인한 제3 변환기의 가열 거동을 검출할 수 있다. 평가 유닛에 의한 제3 변환기의 가열 거동의 검출은 시간에 걸쳐 나타나는 제3 변환기의 온도의 분석을 통해 수행된다. 이 경우, 바람직하게는 추가로, 특히 동시에 기준 온도(예: 제1 온도 측정 유닛의 제2 온도 센서에 의해 검출된 기준 온도)가 검출되어 함께 분석되며, 그럼으로써 (예컨대 주변 온도에 기인한) "전류에 기인하지 않은" 제3 변환기의 가열은 고려되지 않는다. 검출된 가열 거동의 평가를 통해, 부하에서의 과부하 임박이 식별될 수 있다.
제2 및/또는 제3 온도 측정 유닛은 제1 온도 측정 유닛에 상응하게, 다시 말하면,
- 온도 측정 유닛마다 각각 2개의 온도 센서가 제공될 수 있고,
- 상기 온도 센서들은 관련 측정 유닛으로부터 최대 2㎜만큼 이격될 수 있으며, 그리고/또는
- 상기 온도 센서들과 관련 변환기 사이에 절연층이 배치될 수 있는 등등의 방식으로 설계될 수 있다.
제1 및/또는 제2 및/또는 제3 온도 측정 유닛이 추가 온도 센서들을 포함함으로써, 관련 변환기에서의 가열 거동의 정확한 검출이 수행될 수 있는 점도 생각해볼 수 있다. 바람직하게는, 각각의 변환기의 온도가 각각 2개의 온도 센서로 직접 측정됨으로써, 변환기의 가열 거동이 평가 유닛에 의해 검출될 수 있다.
본 발명의 또 다른 한 바람직한 실시예에서, 각각의 온도 센서는, 현재 온도에 따라 특유의 상태를 취하도록 설계된다. 온도 센서는 특히 열전 소자(예: 열전 도선), 온도 의존 반도체(예: 다이오드, PTC 서미스터) 또는 저항 온도계(예: PT100, PT1000)이다. 예컨대 다이오드가 온도 센서로서 사용될 경우, 다이오드에서의 전압 측정에 기초하여 현재 온도를 추론할 수 있다. 그 결과, 제1 변환기의 온도 변동이 다이오드의 온도 변동을 야기할 수 있고, 이는 전압 변동을 초래한다.
본 발명의 또 다른 한 바람직한 실시예에서, 제1 변환기와, 제공된다면 제2 및/또는 제3 변환기는 각각 온도와 무관한 특성을 갖는 전기 저항이다.
바람직하게 변환기는 일정한 출력 손실과 특유의 온도 상승 곡선을 갖는다. 변환기는 바람직하게는 분로이다.
평가 유닛에는 각각의 변환기의 온도 상승 곡선의 일부분이 기준값으로서 제공되며, 그럼으로써 평가 유닛은 검출된 가열 거동을 기준값과 비교함으로써 과부하의 임박을 식별할 수 있다. 그럼으로써, 검출된 가열 거동의 평가가 수행된다. 기준값과의 비교 시, 특히 소정의 시간 간격 동안의 각 변환기의 가열 거동이 고려된다. 그에 따라, 소정의 시간 간격 동안 측정된 각 변환기의 온도들이 분석된다. 온도 측정 유닛의 관련 온도 센서들과 변환기들이 동일하게 형성된다면, 변환기들에 대한 기준값은 동일하게 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 한 바람직한 실시예에서, 본원 장치는 스위칭 장치, 특히 과부하 계전기 또는 회로 차단기(예: 모터 회로 차단기, 시스템 회로 차단기)이다.
본원 장치는 특히 부하로부터 분산되어 배치되며, 다시 말하면 본원 장치는 부하(예: 전기 모터)의 구성 요소가 아니다.
하기에서는 도면들에 도시된 실시예들을 참고로 본 발명과 본 발명의 구현예들이 더 상세하게 기술되고 설명된다.
도 1은 모니터링 유닛을 포함하는 제1 전류 경로의 개략도이다.
도 2는 전기 부하를 보호하기 위한 장치의 개략도이다.
도 1에는, 모니터링 유닛을 포함하는 제1 전류 경로의 개략도가 도시되어 있다. 도시된 전류 경로는 하류에 연결된 부하를 보호하기 위한 장치의 구성 요소이다. 모니터링 유닛에 의해 부하의 과부하 임박 상황이 검출될 수 있다. 이를 위해, 본원 장치는 부하의 전도 경로 내에 통합된다. 예컨대 부하가 3상 유도 모터라면, 3상 유도 모터의 하나 이상의 공급 라인(위상)은 도시된 전류 경로와 모니터링 유닛을 포함한다.
제1 전류 경로는 제1 라인(101)과 제2 라인(102)을 포함한다. 모니터링 유닛은 제1 온도 측정 유닛(18)과, 평가 유닛(4)과, 제1 변환기(10)를 포함한다. 제1 온도 측정 유닛(18)은 제1 온도 센서(11)와 제2 온도 센서(12)를 포함하며, 제1 온도 센서(11)에 의해 제1 변환기(10)의 온도가 검출될 수 있고 제2 온도 센서(12)에 의해서는 기준 온도가 검출될 수 있다. 제2 온도 센서(12)는, 제1 온도 센서(11)와 관련하여 또 다른 측정점(또 따른 온도 측정점)이 검출되는 방식으로 배치되며, 그 결과 전류로 인한 제1 변환기(10)의 가열이 검출될 수 있다. 제1 및 제2 온도 센서(11, 12)는 각각 반도체, 특히 다이오드이므로, 이들의 전압의 측정을 통해 현재 온도가 추론될 수 있다.
제1 및 제2 온도 센서(11, 12)의 측정된 온도들은 평가 유닛(4)으로 공급되며, 그럼으로써 평가 유닛은 전류로 인한 제1 변환기(10)의 가열을 검출할 수 있다. 전류로 인한 제1 변환기(10)의 가열 및 그와 더불어 전류로 인한 제1 변환기(10)의 가열 거동의 검출은 제1 및 제2 온도 센서(11, 12)에 의해 시간에 걸쳐 측정된 온도들의 분석을 통해 수행된다. 온도 센서들(11, 12) 및 평가 유닛(4)을 이용하여, 특히 약 10 켈빈, 특히 -10℃ 내지 200℃ 범위의 제1 변환기(10)의 가열이 검출될 수 있다.
제1 변환기(10)는 제1 전류 경로의 제1 라인(101)과 제2 라인(102) 사이에 배치되고, 그럼으로써 전류는 제1 라인(101)으로부터 제1 변환기(10)를 경유하여 제2 라인(102) 쪽으로 흐를 수 있다. 제1 라인(101) 및 제2 라인(102)을 통해, 하류에 연결된 부하의 에너지 공급이 수행되기 때문에, 하류에 연결된 부하의 작동 중에는 전류가 제1 변환기(10)를 통해 흐른다. 하류에 연결된 부하의 현재 작동 상태에 따라서, 제1 변환기(10)에서의 전류 레벨이 좌우된다. 제1 변환기(10)에서의 전류 흐름 시간 및 상기 전류 레벨에 따라서, 제1 변환기(10)의 소정의 가열이 수행된다. 그 결과, 제1 변환기(10)에서 특성화된 가열 거동이 나타난다. 부하가 열과부하 직전 상태에 놓이면, 제1 변환기(10)에서의 전류 레벨이 상승한다. 그에 따라, 소정의 시간 간격 동안 제1 변환기(10)의 검출된 가열 거동이 평가 유닛(4)에 의해 평가됨으로써, 하류에 연결된 부하의 현재 상태에 대한 추론이 수행될 수 있다. 정격 작동 중에는 통상 제1 변환기(10)에서 약 60 내지 100℃의 온도가 나타난다. 그러나 부하에서 과부하가 발생하면, 전류 흐름의 증가에 의해 제1 변환기(10)에 최대 700℃의 온도가 나타날 수 있다.
따라서 제1 변환기(10)의 온도의 모니터링을 통해, 부하의 과부하 임박 상황이 검출될 수 있다. 이를 위해 온도 측정 유닛(18)은 2개의 온도 센서(11, 12)를 포함한다. 제1 온도 센서(11)는 제1 변환기(10)로부터 최대 2㎜만큼 이격되어 상기 제1 변환기의 온도를 측정할 수 있다. 제1 온도 센서(11)와 제1 변환기(10) 사이에는 절연층(15)이 배치됨으로써, 상기 두 구성요소의 갈바닉 절연이 보장된다.
제1 온도 센서(11)는 제1 변환기(10)의 온도를 측정하고, 이와 동시에 제2 온도 센서(12)는 본원 장치 내부의 기준 온도를 측정함으로써, 평가 유닛(4)은 측정된 온도들[제1 변환기(10)의 온도들 및 기준 온도들]에 기초하여 전류로 인한 제1 변환기(10)의 가열 거동을 검출할 수 있다. 제1 및 제2 온도 센서(11, 12)는 본 실시예에서 제1 변환기로부터 공간적으로 (0.05㎜보다 더 멀리) 떨어져서 배치된다. 또한, 제2 온도 센서(12)는 제1 온도 센서(11)로부터 4㎜ 이상 이격됨에 따라, 전류로 인한 제1 변환기(10)의 가열 거동은 평가 유닛(4)에 의해 계산될 수 있다. 또는, 제2 온도 센서(12)가 제1 온도 센서(11)와 관련하여 제1 변환기(10)의 또 다른 측정점에서 제1 변환기(10)의 온도를 측정함으로써, 제1 변환기(10)의 가열 거동이 검출될 수 있는 점도 생각해볼 수 있다.
제1 변환기(10)는 특유의 가열 곡선을 갖는 금속 전기 저항(분로)이다. 평가 유닛(4)에 제1 변환기(10)의 특유의 가열 거동이 기준값으로서 제공됨에 따라, 평가 유닛은 특히 소정의 시간 간격 동안 제1 변환기(10)의 검출된 현재 가열 거동과 기준값의 비교를 토대로 부하의 현재 부하 상태를 추론할 수 있다. 그 결과, 평가 유닛(4)은, 전류 레벨 및 전류 흐름 시간을 특성화하는 제1 변환기(10)의 값을 계속해서 모니터링할 수 있으며, 그럼으로써 제1 변환기(10)의 현재 가열 거동 및 그와 더불어 제1 변환기의 열적 상태에 따라 모터 또는 라인 보호가 유도될 수 있다. 그에 따라 하류에 연결된 부하에 과부하가 임박해 있는지의 여부가 검출될 수 있다.
도 1에서는 모니터링 유닛을 통해 단 하나의 위상이 모니터링된다. 또는, 다상 부하들의 경우 각각의 위상 또는 2개 이상의 위상이 각각 하나의 온도 측정 유닛을 포함하는 점도 생각해볼 수 있다.
온도 센서들(11, 12)은 높은 분해능, 예컨대 1 켈빈 미만의 분해능으로 온도를 측정할 수 있다. 이러한 방식으로, 낮은 온도차 및 그에 따라 제1 변환기(10)의 낮은 전기 저항값에서 작동이 이루어질 수 있다. 그 결과, 전류 하한에 대한 측정 범위는 대폭 하향 확대될 수 있으며, 그럼으로써 조정 범위가 예컨대 바이메탈 릴리스에 비해 대폭 확대될 수 있다. 바이메탈 릴리스에서 필요한 온도에 대한 전형적인 값은 예컨대 50 켈빈의 초과 온도이다.
한편, 제1 변환기(10)를 이용한 릴리스의 경우 10 켈빈 미만의 가열만으로도 충분하다. 이로써 1 초과 4 이하의 조정 범위가 실현될 수 있다.
제1 변환기(10)의 온도를 통해 전류로 인한 제1 변환기(10)의 가열 거동을 평가하는 점은 실질적으로 주파수와 무관하므로, AC 및 DC 애플리케이션을 위해서도 유용하다.
도 2에는, 전기 부하(2)를 보호하기 위한 장치(1)의 개략도가 도시되어 있다. 상기 장치(1)는 본 실시예에서, 부하(2), 요컨대 3상 전기 모터를 모니터링할 수 있는 회로 차단기(1)이다. 이를 위해, 회로 차단기(1)가 부하(2)의 공급 라인 내에 직렬 연결됨으로써, 회로 차단기(1)에 의해 부하(2)의 3개의 위상이 모니터링될 수 있다.
회로 차단기(1)가 전기 부하(2)의 공급 라인 내에 통합될 수 있도록 하기 위해, 회로 차단기는 입력 측 연결 장치들(106, 206, 306)과 출력 측 연결 장치들(107, 207, 307)을 포함한다. 그럼으로써 회로 차단기(1) 내에서 부하(2)의 개별 위상들은 갈바닉 절연된 방식으로 배열된다. 제1 전류 경로(100)를 통해 부하(2)의 제1 위상이 재현되고, 제2 전류 경로(200)를 통해 부하(2)의 제2 위상이 재현되며, 제3 전류 경로(300)를 통해서는 부하(2)의 제3 위상이 재현된다. 제1 위상의 경우, 부하(2)로 향하는 에너지 흐름이 제1 전류 경로(100)의 스위칭 소자(105)를 통해 차단될 수 있다. 제2 위상의 경우, 부하(2)로 향하는 에너지 흐름이 제2 전류 경로(200)의 스위칭 소자(205)를 통해 차단될 수 있다. 제3 위상의 경우, 부하(2)로 향하는 을 위한 에너지 흐름이 제3 전류 경로(300)의 스위칭 소자(305)를 통해 차단될 수 있다. 스위칭 소자들(105, 205, 305)의 제어는 스위치 잠금장치(switch lock)(3)를 통해 수행된다.
스위치 잠금장치(3)는 평가 유닛(4)뿐 아니라, 제1 전류 경로(100)의 단락 릴리스(103), 제2 전류 경로(200)의 단락 릴리스(203), 및 제3 전류 경로(300)의 단락 릴리스(303)와도 연결된다.
각각의 전류 경로들(100, 200, 300)의 단락 릴리스들(103, 203, 303)에 의해, 개별 전류 경로들 및 그와 더불어 부하(2)의 개별 위상들 내에서 발생하는 단락이 검출될 수 있으며, 그럼으로써 단락의 검출 시 부하(2)로 향하는 에너지 공급이 저지될 수 있다. 이를 위해, 단락 릴리스들(103, 203, 303)로부터 상응하는 신호가 스위치 잠금장치(3)로 송출됨으로써, 스위치 잠금장치가 스위칭 소자들(105, 205, 305)을 개방할 수 있다.
또한, 회로 차단기는 전기 부하(2)의 과부하 임박 상황을 검출할 수 있는 모니터링 장치를 포함한다. 이를 위해 제1 전류 경로(100)는, 이미 도 1에 도시된 것처럼, 제1 라인(101)과 제2 라인(102)을 포함한다. 제1 라인(101)과 제2 라인(102) 사이에는, 두 라인(101 및 102) 사이의 전기적 연결을 형성하는 제1 변환기(10)가 배치된다. 제1 변환기(10)는 특히 온도와 무관한 특성을 갖는 금속 전기 저항이다. 제1 전류 경로(100) 내 현재 전류 레벨 및 전류 흐름 시간에 기초하여, 정의된 제1 변환기(10)의 가열이 수행된다.
제1 변환기(10)의 온도는 제1 온도 측정 유닛의 제1 온도 센서(11)에 의해 측정될 수 있다. 제1 온도 측정 유닛의 제1 온도 센서(11)에서 측정된 온도는 평가 유닛(4)으로 공급된다. 제1 온도 측정 유닛의 제1 온도 센서(11)와 제1 변환기(10) 사이의 절연층(15)은 제1 온도 센서(11)와 제1 변환기(10) 사이의 갈바닉 절연을 형성한다. 제1 온도 측정 유닛은, 회로 차단기(1) 내부의 기준 온도를 측정하는 제2 온도 센서(12)를 더 포함한다. 제2 온도 센서의 측정된 온도 역시 평가 유닛(4)에 제공된다. 제1 온도 센서(11)는 제2 온도 센서(12)와 다른 측정점에서 온도를 측정하며, 그럼으로써 부하(2)의 능동 작동 상태에서 제1 및 제2 온도 센서(11, 12)의 온도들의 동시 측정에 의해 전류로 인한 제1 변환기의 가열이 검출될 수 있다. 그 결과, 제1 온도 측정 유닛의 제1 온도 센서(11)와 제2 온도 센서(12)의 온도들의 비교를 통해, 평가 유닛은 제1 변환기(10) 고유의 가열 거동을 검출하여 평가할 수 있다.
부하(2)의 제2 위상의 에너지 공급은 제2 전류 경로(200)를 통해 이루어진다. 제2 전류 경로(200)도 마찬가지로 제1 라인(201)과 제2 라인(202)을 포함한다. 제1 라인(201)과 제2 라인(202) 사이에는, 제1 라인(201)과 제2 라인(20) 사이의 전기적 연결을 보장하는 제2 변환기(20)가 배치된다. 제2 변환기(20)는, 제1 전류 경로(100)의 제1 변환기(10)와 마찬가지로, 현재 전류 흐름과 현재 전류 흐름 시간에 따라 특유의 열적 상태를 취하는 정의된 저항기이다. 제2 변환기(20)의 온도는 제2 온도 측정 유닛의 제3 온도 센서(21)에 의해 검출될 수 있다. 제3 온도 센서(21)는 절연층(25)에 의해 제2 변환기(20)로부터 갈바닉 절연된다. 제3 온도 센서(21)의 측정된 온도와 제2 온도 센서(12)의 측정된 온도의 비교를 통해, 평가 유닛(4)은 제2 변환기(20)의 현재 가열 상태를 검출할 수 있다. 그에 따라 제2 변환기(20)에서의 가열 거동이 분석될 수 있다.
부하(2)의 제3 위상의 에너지 공급은 제3 전류 경로(300)를 통해 이루어짐으로써, 마찬가지로 제3 위상의 과부하가 모니터링될 수 있다. 제3 전류 경로(300)는 제1 라인(301)과 제2 라인(302)을 포함한다. 제1 라인(301)과 제2 라인(302) 사이에는, 제1 라인(301)과 제2 라인(302)을 전기 전도성으로 연결하는 제3 변환기(30)가 배치된다. 그 결과, 제3 전류 경로(300)를 경유하여 흐르는 전류가 제3 변환기(30)를 통해 흐른다. 제3 위상에서의 전류 레벨 및 전류 흐름 시간에 따라, 전류로 인한 제3 변환기(30) 특유의 가열이 실시된다. 전류로 인한 가열의 검출을 위해, 제3 변환기(30)의 온도가 측정된다. 제3 변환기(30)의 온도는 제3 온도 측정 유닛의 제4 온도 센서(31)에 의해 검출되어 평가 유닛(4)으로 공급될 수 있다. 제4 온도 센서(31)와 제3 변환기(30) 사이에는 절연층(35)이 배치됨으로써, 제3 변환기(30)와 제4 온도 센서(31)의 갈바닉 절연이 이루어진다.
그 결과, 개별 전류 경로들(100, 200, 300)은, 인가된 전류 레벨 및 전류 흐름 시간에 따라 전류로 인한 특유의 가열을 실행하는 변환기(10, 20, 30)를 각각 포함한다. 시간에 걸친 각각의 변환기(10, 20, 30)의 온도를 모니터링하여, 각각의 변환기(10, 20, 30)의 시간에 따른 가열 거동이 분석될 수 있다. 제2 온도 센서(12)의 기준 온도와의 추가적인 밸런싱을 통해, 상기 측정된 변환기들(10, 20, 30)의 온도의 분석은 전류로 인한 변환기들(10, 20, 30)의 가열로 제한될 수 있다.
마찬가지로, 각각의 변환기(10, 20, 30)의 온도를 제2 온도 센서(12)의 검출된 기준 온도와 비교함으로써 각각의 변환기의 가열 거동을 검출하는 대신, 제2 온도 센서에 의한 기준 온도를 이용하지 않고, 시간에 걸쳐 측정된 제1, 제3 및/또는 제4 온도 센서(11, 21, 31)의 온도를 분석하여 각각의 변환기(10, 20, 30)의 가열 거동을 검출하는 점도 생각해볼 수 있다. 그러나 이 경우, 변환기들(10, 20, 30)을 관류하는 전류 흐름에 기인하지 않는 (예컨대 주변 온도에 기인하는) 변환기들(10, 20, 30)의 가열이 배제되지 않을 수 있다.
그 결과, 전류로 인한 변환기들(10, 20, 30)의 가열의 검출을 통해, 상응하는 전류 경로 내에 존재하는 전류 흐름에 대한 추론과 그에 따른 부하(2)의 현재 작동 상태에 대한 추론이 가능한데, 그 이유는 과부하가 임박한 경우 부하의 개별 위상들 내 전류 흐름이 증가하기 때문이다.
평가 유닛(4)에는, 제1, 제2 및 제3 변환기(10, 20, 30)의 가열 특성이 공지되어 기준값으로서 저장된다. 그 결과, 평가 유닛(4)은 특히 소정의 시간 간격 동안 전류로 인한 개별 변환기들(10, 20, 30)의 가열 거동을 기준값과 비교함으로써, 전기 부하(2)의 과부하 임박 상황을 겸출하여 상응하는 대책을 실시할 수 있다. 각각의 변환기(10, 20, 30)의 가열 거동의 분석이 수행되는 시간 간격은 바람직하게 각각의 변환기(10, 20, 30)의 현재 온도에 따라 선택된다. 부하(2)의 과부하 임박 상황이 검출되면, 평가 유닛(4)이 스위치 잠금장치(3)로 경고 신호를 송출함으로써, 스위칭 소자들(105, 205, 305)이 개방되어 부하로 향하는 에너지 흐름이 저지된다. 이러한 방식으로, 과부하에 의한 부하(2)의 열적 손상이 방지될 수 있다.
변환기(10, 20, 30)의 가열 거동의 평가를 통해 부하(2)의 열과부하가 검출됨으로써, 변환기(10, 20, 30)에 의해 열 누적 효과도 제공되며, 그 결과 열과부하 직후에 실수로 부하가 스위치-온되는 일이 발생할 수 없게 된다. 변환기(10, 20, 30)가 소정의 냉각 과정을 거친 후에야 비로소 부하(2)가 다시 공급망에 연결될 수 있으며, 그럼으로써 부하에 다시 전류가 공급된다. 변환기들(10, 20, 30)의 온도 분석을 통한 부하의 필수 냉각의 결정도 마찬가지로 평가 유닛(4)을 통해 수행된다. 이를 위해, 평가 유닛(4)에 역시 기준값들이 제공된다.
부하(2)의 열과부하를 모니터링하기 위한 본원 장치(1)는 도 2에서 예시로서 차단 회로기(1)에 기초하여 기술되었다. 상기 장치(1)는 예컨대 과부하 계전기일 수 있다. 이 경우, 단락 릴리스들(103, 203 및 303) 및 경우에 따라 스위치 잠금장치(3)와 이 스위치 잠금장치의 제어될 스위칭 소자들(105, 205, 305)은 존재하지 않을 수도 있다.
온도 센서들(11, 12, 21, 31)은 각각 반도체, 특히 다이오드이며, 그럼으로써 이들 다이오드의 전압 분석에 의해 온도 센서에서의 온도가 검출될 수 있다. 측정 정밀도의 증대를 위해, 변환기들(10, 20, 30)에 복수의 온도 센서가 배치될 수도 있다. 제2 온도 센서(12)가 장치(1) 외부에 배치되는 점도 생각해볼 수 있다.
열과부하로부터의 보호가 보장되어야만 하는 전선도 마찬가지로 부하(2)로서 간주될 수 있다.
상기 장치(1)와 특히 모니터링 장치의 큰 장점은, 개별 위상들[전류 경로들(100, 200, 300)]과 전류 경로들(100, 200, 300)에 할당된 각각의 온도 센서들(11, 21, 31) 사이의 갈바닉 절연이 용이하게 실현된다는 점에 있다.

Claims (13)

  1. 2개의 라인(101, 102)을 구비한 제1 전류 경로(100)와, 전기 부하(2)의 과부하 임박 상황을 검출하기 위한 모니터링 유닛을 포함하는, 부하(2)를 보호하기 위한 장치(1)에 있어서,
    상기 모니터링 유닛은 제1 온도 측정 유닛(18)과, 평가 유닛(4)과, 제1 변환기(10)를 포함하고, 상기 제1 변환기는 제1 전류 경로(100)의 두 라인(101, 102) 사이의 전기 전도성 연결을 형성하며, 제1 온도 측정 유닛(18)은 제1 변환기(10)로부터 갈바닉 절연되어 제1 변환기(10)의 온도를 측정할 수 있으며, 평가 유닛(4)은 검출된 제1 변환기(10)의 온도를 이용하여 제1 변환기(10)의 시간에 따른 가열 거동을 검출할 수 있고, 상기 검출된 제1 변환기(10)의 시간에 따른 가열 거동을 평가함으로써 부하(2)에서의 과부하 임박을 검출할 수 있는 것을 특징으로 하는, 부하 보호 장치(1).
  2. 제1항에 있어서, 평가 유닛(4)은, 이 평가 유닛(4) 내에 저장된 기준값과 검출된 제1 변환기(10)의 가열 거동의 비교를 토대로, 부하(2)에서의 과부하 임박을 검출할 수 있는, 부하 보호 장치(1).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 평가 유닛(4)은, 부하(2)가 과부하에 임박한 것으로 검출되면, 경고 신호, 특히 전기 경고 신호를 송출할 수 있는, 부하 보호 장치(1).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 온도 측정 유닛(18)은 제1 및 제2 온도 센서(11, 12)를 포함하며, 제1 온도 센서(11)는 제1 변환기(10)의 온도를 측정할 수 있고 제2 온도 센서(12)는 기준 온도를 측정할 수 있으며, 상기 평가 유닛(4)은 측정된 제1 변환기(10)의 온도와 기준 온도를 이용하여 제1 변환기(10)의 가열 거동을 검출하고 평가할 수 있는, 부하 보호 장치(1).
  5. 제4항에 있어서, 제1 온도 센서(11)는 제1 변환기(10)로부터 최대 2㎜만큼 이격되는, 부하 보호 장치(1).
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 제1 온도 센서(11)와 제1 변환기(10) 사이에 절연층(15)이 배치되는, 부하 보호 장치(1).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모니터링 유닛은, 제1 변환기(10)의 시간에 따른 가열 거동의 겸출을 위해 제1 변환기(10)의 온도가 2회 이상 측정되도록 설계되는, 부하 보호 장치(1).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모니터링 유닛은, 제1 변환기(10)의 시간에 따른 가열 거동의 검출을 위해, 제1 변환기(10)의 온도가 확정된 시간 간격 이내에 반복해서 검출되도록 설계되는, 부하 보호 장치(1).
  9. 2개의 라인(201, 202)을 구비한 제2 전류 경로(200)를 포함하는, 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 장치(1)이며, 상기 모니터링 유닛이 제2 온도 측정 유닛과 제2 변환기(20)를 더 포함하고, 상기 제2 변환기는 제2 전류 경로(200)의 2개의 라인(201, 202) 사이의 전기 전도성 연결을 형성하며, 제2 온도 측정 유닛은 제2 변환기(20)로부터 갈바닉 절연되어 제2 변환기(20)의 온도를 측정할 수 있으며, 그럼으로써 평가 유닛(4)은 측정된 제2 변환기(20)의 온도를 이용하여 부하(2)에서의 과부하 임박을 검출할 수 있는, 부하 보호 장치(1).
  10. 2개의 라인(301, 302)을 구비한 제3 전류 경로(300)를 포함하는, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 장치(1)이며, 상기 모니터링 유닛은 제3 온도 측정 유닛과 제3 변환기(30)를 더 포함하고, 상기 제3 변환기는 제3 전류 경로(300)의 2개의 라인(301, 302) 사이의 전기 전도성 연결을 형성하며, 제3 온도 측정 유닛은 제3 변환기(30)로부터 갈바닉 절연되어 제3 변환기(30)의 온도를 측정할 수 있으며, 그럼으로써 평가 유닛(4)은 측정된 제3 변환기(30)의 온도를 이용하여 부하(2)에서의 과부하 임박을 검출할 수 있는, 부하 보호 장치(1).
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 변환기(10)와, 제공된 경우 제2 및/또는 제3 변환기(20, 30)는 각각 소정의 온도 상승 곡선을 갖는 저항인, 부하 보호 장치(1).
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치(1)는 스위칭 장치, 특히 과부하 계전기 또는 회로 차단기인, 부하 보호 장치(1).
  13. 2개의 라인(101, 102)을 구비한 제1 전류 경로(100)와, 부하(2)의 과부하 임박 상황을 검출하기 위한 모니터링 장치를 포함하는 장치(1)가 제공되는, 부하(2)를 보호하기 위한 방법에 있어서,
    모니터링 유닛은 제1 온도 측정 유닛(18)과, 평가 유닛(4)과, 제1 변환기(10)를 포함하고, 상기 제1 변환기는 제1 전류 경로(100)의 2개의 라인(101, 102) 사이의 전기 전도성 연결을 형성하며, 제1 온도 측정 유닛(18)은 제1 변환기(10)로부터 갈바닉 절연되어 제1 변환기(10)의 온도를 2회 이상 검출하며, 평가 유닛(4)은 상기 검출된 제1 변환기(10)의 온도를 이용하여 변환기(10)의 시간에 따른 가열 거동을 검출하고, 상기 검출된 제1 변환기(10)의 시간에 따른 가열 거동을 평가함으로써 부하(2)에서의 과부하 임박을 검출할 수 있는 것을 특징으로 하는, 부하 보호 방법.
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