KR100434440B1 - 디지털 분전반 및 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일반가정, 노래방, 호프집, 단란주점 및 그 외 분전반이 설치되는 곳에 적용하여 전기상태를 감시하여 정상, 주의, 위험 등 3단계로 구분하여 이상 발생시 시각과 청각을 통해 쉽게 알 수 있도록 하는 디지털 분전반에 관한 것으로, 상기 분전반에 내장된 차단기가 동작하기 이전까지의 차단기 2차측에 흐르는 전류, 누설전류 및 차단기 1차측의 전압을 검출하는 신호입력부; 직류전압으로 정류 및 증폭하는 연산증폭부; 전압의 유무, 증폭된 영상변류기와 변류기의 출력값을 직류전압으로 배율 조정하는 신호변환부; 출력값의 환산, 환산값의 처리, 처리된 값의 우선순위선정, 데이터처리를 위한 산술논리연산과 제어를 하는 신호제어부; 상기 제어부에서 처리된 신호를 표시하는 표시부, 경보발생부, 조작부를 포함하는 감시모니터; 및 상기 모든 제어요소들이 감시모니터에 일체형으로 내장되어 분전반에 포함되는 것을 특징으로 하며, 전기관련 정보를 시각 및 청각으로 확인할 수 있기 때문에 전기화재의 예방, 감전사고예방, 전기요금의 절약, 차단기의 이상유무, 전원상태 및 차단원인, 누전여부, 부하상태, 경보 발생, 원격 감시기능의 효과를 가져온다.

Description

디지털 분전반 및 제어방법{Digital power distribution panel}

본 발명은 디지털 분전반(Digital power distribution panel)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일반가정, 노래방, 호프집, 단란주점 및 그 외 분전반이 설치되는 곳에 적용하여 전기상태를 항상(24시간) 감시하여 전기화재예방, 감전사고예방, 불시차단예방, 전기요금절약, 차단기 상시감시, 실시간 원격감시를 하여 정상, 주의, 위험 등 3단계로 구분하여 이상 발생시 시각과 청각을 통해 쉽게 알 수 있도록 하는 디지털 분전반 및 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 분전반은 인입선이 인입되는 가옥의 인입구에서 전력량게를 거쳐 인입되는 것을 말하며, 때로는 퓨즈반, 차단기반 등으로도 불리고 있다.

이 분전반에는 옥내의 모든 배선에 대한 주개폐기와 여기에서 분기되는 각 분기 회로의 퓨즈, 배선 차단기 등이 설치된다.

분전반은 전기설비의 심장부에 해당되는 부분이므로 취부에 있어서 위치나 높이를 잘 검토하여야 하며, 분전반은 부하 중심부에 취부하는 것이 배선비가 적게 들어 경제적이다. 그러나 중심부일지라도 현관, 로비, 홀 등 사람 눈에 잘 뛰는 곳은 피하여야 하고, 미관을 고려해서 복도 등에 시설함이 바람직하며, 대규모 건물이면 간선 raiser shaft를 분전반실로 한다.

분전반 1개가 공급하는 범위는 1,000㎡로 함이 좋고, 반지름 20~30m를 공급범위로 잡는 것이 분기회로의 전압 강하면에서 적정 범위로 보는 경향이 있다.

매입형 분전반일 때는 분전반이 벽 속으로 매입되는 깊이가 충분하도록 하고, 간선 raiser의 시설이 용이한 장소를 선정하며, 보수 점검이 용이하고, 부근에 계기나 가구가 놓이지 않는 장소를 선정한다.

그러나 종래의 분전반에서는 전기의 누전 상태, 부하상태, 입력전원의 상태, 정전여부확인 및 차단기의 상시감시 등을 행하지 못하므로 사용자가 계속적으로 감시를 해야하는 불편함이 있었고, 분전반 내에 설치되어 있는 누전차단기의 작동이 제대로 이루어지지 못하면 누전에 의한 화재가 발생되어 인명피해, 재산손실 등이 발생하는 등의 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 발명은 일반가정, 노래방, 호프집, 단란주점 및 그 외 분전반이 설치되는 곳에 적용하여 전기상태를 항상(24시간) 감시하여 전기화재예방, 감전사고예방, 불시차단예방, 전기요금절약, 차단기 상시감시, 실시간 원격감시를 하여 정상, 주의, 위험 등 3단계로 구분하여 이상 발생시 시각과 청각을 통해 쉽게 알 수 있도록 하는 디지털 분전반 및 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 또 다른 목적으로는 홈 오토메이션에 연결하여 아파트 관리실 등과 같은 곳에서 원격으로 감시를 할 수 있도록 하고, 또 다른 목적으로는 빌딩 관리 시스템에 연결하여 무인으로 실시간 분전반을 감시할 수 있도록 하는 디지털 분전반 및 제어방법을 제공한다.

도 1은 본 발명에 의한 디지털 분전반의 구성을 보인 블록도.

도 2는 본 발명에 의한 디지털 분전반의 작동순서를 간략하게 나타낸 순서도.

도 3은 본 발명에 의한 디지털 분전반의 감시모니터를 보인 정면도.

도 4는 본 발명에 의한 디지털 분전반의 감시모니터를 보인 다른 실시예를 보인 정면도.

도 5a, 5b, 5c는 본 발명에 의한 디지털 분전반의 적용상태를 나타낸 정면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100 : 신호입력부 200 : 감시모니터

210 : 연산증폭기 220 : 신호변환부

230 : 신호제어부 231 : 신호분석부

232 : 신호처리부 240 : 경보발생부

241 : 경보기 250 : 조작부

251 : 제1표시부 251a : 전원램프

251b : 누전램프 251c : 부하램프

251d : 정전램프 251e : 차단램프

251f : 누전램프 251g : 과부하램프

252 : 제2표시부 252a : 누전엘이디바

252b : 과부하엘이디바 253 : 스위치부

253a :정지스위치 253b : 복귀스위치

253c : 시험스위치 253d : 오프스위치

254 : 제3표시부 255 : 표시창

256 : 선택부 256a : 선택키

256b : 방향키 256c : 런키(RUN KEY)

256d : 리셋(RESET) 256e : 셋(SET)

257 : 선로상태표시부 260 : 신호전송부

261 : 통신풋

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 디지털 분전반은 최종적으로 전원을 공급하여 사용자가 그 전원을 사용할 수 있도록 다수의 차단기가 내장된 분전반에 있어서,

상기 분전반에 내장된 차단기가 동작하기 이전까지의 차단기 2차측에 흐르는 전류, 누설전류 및 차단기 1차측의 전압을 검출하는 신호입력부, 연산증폭기, 신호변환부, 신호제어부; 상기 신호제어부에서 처리된 신호를 표시하는 제1, 제2표시부, 경보발생부, 조작부를 포함하는 감시모니터; 및 상기 모든 제어요소들이 감시모니터에 일체형으로 내장되어 분전반에 포함되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 감시모니터는 분전반의 전원상태, 누전상태, 부하상태, 정전여부, 차단원인 등의 상태를 정상 주의 위험의 3단계 구분하여 현재의 전기상태를 색깔이 다른 엘이디 램프로 표시하는 제1표시부; 누전과 현재 부하상태를 정상, 주의, 위험의 3단계로 구분하여 사용자가 눈으로 확인할 수 있도록 현재의 전기 상태를 백분율로 환산하여 색깔이 다른 누전 또는 과부하엘이디바(LED BAR)로써 표시하는 제2표시부; 주의 위험 단계에서 경보를 발생하는 경보발생부; 상기 감시모니터를 조작할 수 있는 스위치를 포함하는 조작부; 및 상기 감시모니터에서 출력되는 신호를 외부에 전송하는 신호전송부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 제1표시부 및 제2표시부는 누전상태 감시의 경우 차단기 2차측의 누설전류가 누전차단기 정격감도전류(mA)의 40% 이하에서 불감대 영역으로 표시되지 않고 차단기제2차측의 누설전류가 누전차단기 정격감도전류의 60% 이상이 되면 주의 단계로 누전량을 황색 엘이디로 표시하면서 경보기를 통해 전자음이 파생적으로 발생하고, 차단기 2차측의 누설전류가 누전차단기 정격감도전류의 70% 이상이 되면 위험 단계로 누전량을 적색엘이디로 표시하면서 경보기를 통해 전자음이 지속적으로 발생하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 제1표시부 및 제2표시부는 부하상태 감시의 경우 차단기 2차측의 전류가 차단기 정격용량(A)을 기준하여 99% 이하에서는 정상으로 표시하고 차단기 2차측정류가 차단기 정격용랴의 100% 이상에서는 주의 단계로 과부하 상태를 황색 과부하엘이디바로 표시하면서 경보기를 통해 전자음이 파생적으로 발생하고, 차단기 2차측의 전류가 차단기 정격용량의 110% 이상에서는 위험 단계로 과부하 상태를 적색 과부하엘이디바로 표시하면서 경보기를 통해 전자음이 지속적으로 발생하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 차단원인은 누전에 의한 차단기 동작시 차단 및 누전램프가 켜지고, 과부하에 의한 차단시 차단 및 과부하 램프가 켜지며, 누전 또는 과부하가 아닌 상태에서 차단되었을 경우 원인표시(차단기고장, 이상 써지 입력)는 되지 않고 차단램프만 켜지도록 하여 분전반에 내장된 차단기 동작시 차단원인을 쉽게 알 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 감시모니터 조작부는 경보음을 일시 정지시키는 정지스위치; 일시 정지된 기능을 복귀시키는 복귀스위치; 상기 감시모니터고장여부를 자체 진단기능을 수행하는 시험스위치; 및 상기 감시모니터에 입력되는 전원을 차단하는 오프스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 감시모니터 조작부는 분전반에 내장된 복수의 차단기의 전원상태, 누전상태, 부하상태, 정전여부, 차단 원인 등의 상태를 문자와 숫자로 표시하는 표시창; 상기 분전반에 내장된 복수의 차단기의 선로를 선택하여 복수 선로 각각의 전원상태, 누전상태, 부하상태, 정전여부, 차단원인 등의 상태를 확인할 수 있도록 선택키, 방향키, 런(RUN), 리셋(RESET), 및 셋(SET) 스위치로 이루어진 선택부; 분전반에 내장된 복수의 차단기의 선로를 선택하여 해당 선로의 전기상태 이상유무를 엘이디로 표시하는 선로상태 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 감시모니터의 조작부는 분전반을 통하여 전기가 공급되는 복수 선로의 상태를 표시창, 선택부, 및 선로상태 표시부로 구성된 제3표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 표시창은 분전반에 내장된 복수 차단기의 전원상태, 누전상태, 부하상태, 정전여부, 차단원인 등의 상태를 문자와 숫자로 표기할 수 있도록 액정 디스플레이(LCD: Liquid Crystal Display)인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 신호전송부는 출력되는 신호를 통신방식을 이용하여 홈 오토메이션 또는 감시용 컴퓨터에 연결하여 신호를 전송하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 신호제어부는 마이크로 프로세서로써 신호변환부의 출력값을 전압레벨 백분율로 환산하는 신호분석부 및; 상기 신호분석부에서 환산된 값을 마이크로 프로세서로써 우선순위를 정하여 신호를 처리하는 신호처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 상기 분전반에 포함하는 감시모니터는 분전반에 내장된 차단기 용량에 따라 (30A, 50A, 100A) 통신풋을 통하여 노트북 컴퓨터를 이용하여 초기 설정 프로그램의 설정값 변경에 의해 사용이 가능한 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 상기 디지털 분전반의 감시모니터는 정전시에도 정상적으로 동작되고, 정전시에 비상등이 켜지도록 하기 위한 충전식 배터리가 더 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 다른 실시예로는 감시모니터를 초기화하는 디스플레이초기화단계; 상기 감시모니터가 초기화된 상태에서 분전반에 내장된 차단기의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D처리단계; 상기 디지털 신호에 의해 누전상태 인지 아니면 과부하 상태인지를 램프를 이용하여 사용자가 확인할 수 있도록 그래프형태로 표출하는 엘이디바(LED BAR)처리단계; 인입선으로 통해 인가되는 전원이 정전이 되었는지를 확인하는 정전확인단계; 상기 인입선으로 인가되는 1차 전원에 정전이 발생되면 이를 감시모니터에 설치된 정전램프를 온 시켜 사용자가 확인할 수 있도록 표시하는 정전처리단계; 주 차단기가 차단되었는지를 파악하는 차단단계; 주 차단기가 차단동작 한 경우에 차단기 동작원인을 상기 제1표시부와 제2표시부에 누전과 과부하로 구분하여 램프를 점등시키는 차단처리단계; 상기 분전반을 통해 인입되는 신호를 감시모니터가 정상으로 감지하는 지를 판단하고, 상기 감시모니터가 정상으로 작동되는 지를 시험하는 테스트 단계; 상기 감시모니터의 작동이 완전히 끝나면 컨트롤러의 고장이 발생했는지 아니면 정상적으로 진행하는지를 확인하는 테스트처리단계; 누전 또는 과부하가 발생하였을 시에 사용자에게 알리면 사용자가 발생경보를 정지시키기 위해 조작하는 정지스위치단계; 상기 정지스위치가 조작되면, 조작신호에 의해 발생중인 경보기를 정지시키는 정지처리단계; 상기 정지처리단계를 초기상태로 되돌리기 위한 복귀스위치의 조작유무를 판단하는 복귀단계; 및 복귀스위치를 조작하여 상기 컨트롤러가 초기상태로 복귀되도록 하는 복귀처리단계를 포함하는 것을 특징으로한다.

이하, 본 발명에 의한 디지털 분전반을 첨부된 도면을 통해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 디지털 분전반의 구성을 보인 블록도로서, 도면에 도시된 바와 같이 디지털 분전반은 크게 신호입력부(100)와 감시모니터(200)로 이루어진다.

상기 신호입력부(100)는 분전반에 입력되는 전원의 전압의 검출, 분전반에 내장된 차단기에 흐르는 누전 전류를 검출(영상변류기), 분전반에 내장된 차단기에 흐르는 전류를 검출(변류기)한다.

그리고, 상기 감시모니터(200)는 연산증폭기(210)와, 신호변환부(220)와, 신호제어부(230)와, 경보발생부(240)와, 조작부(250)와, 신호전송부(260)로 이루어진다.

상기 연산증폭부(210)는 상기 신호입력부(100)에서 출력되는 신호를 직류전압으로 정류 및 증폭하고, 상기 신호변환부(220)는 상기 연산증폭부(210)에서 증폭된 전원의 전압신호를 전압의 유무(On/off Relay) 또는 직류전압(mV)으로 배율을 조정하거나, 상기 연산증폭부(210)에서 증폭된 영상변류기 출력 값을 직류전압(mV)으로 배율을 조정하거나, 또는 상기 연산증폭부(210)에서 증폭된 변류기 출력값을 직류전압으로 배율을 조정한다.

상기 신호제어부(230)는 신호분석부(231)와, 신호처리부(232)로 구성된다.

상기 신호분석부(231)는 마이크로 프로세서로써 내장되어 상기 신호변환부(220) 출력 값을 전압레벨 백분율로 환산하고, 상기 신호처리부(232)는 마이크로 프로세서로써 상기 신호분석부(231)에서 백분율로 환산된 값을 우선순위를 정하여 신호 처리한다.

상기 경보발생부(240)는 상기 신호처리부(232)에서 처리된 신호를 아날로그 또는 디지털로 표시(분전반 전원의 정상여부, 정전여부, 누전여부, 누전의 크기, 과부하여부, 현재 부하의 크기, 차단기 동작원인)한다.

상기 조작부(250)는 상기 감시모니터(200) 및 경보의 작동을 위한 것으로 경보정지, 경보복귀, 시스템자체진단, 시스템 정지스위치로 이루어진다.

상기 신호전송부(260)는 상기 신호처리부(232)에서 처리된 신호를 RS-232, RS-485등의 통신방식을 이용하여 홈 오토메이션에 연결하거나 감시용 컴퓨터에 연결하여 신호를 전송한다.

도 2는 본 발명에 의한 디지털 분전반의 작동순서를 간략하게 나타낸 순서도로서, 도면에 도시된 바와 같이, 디지털 분전반의 제어방법은 초기화단계(S10), A/D처리단계(S20), 엘이디바처리단계(S30), 정전확인단계(S40), 정전처리단계(S41), 차단단계(S50), 차단처리단계(S51), 테스트단계(S60), 테스트처리단계(S61), 정지단계(S70), 정지처리단계(S71), 복귀단계(S80), 복귀처리단계(S81)를 수행한다.

디스플레이 초기화단계는 상기 감시모니터(200)를 초기화하며, 상기 A/D처리단계(S20)는 상기 감시모니터(200)가 초기화된 상태에서 분전반에 내장된 차단기의 아날로그신호를 디지털신호로 변환한다.

상기 엘이디바처리단계(S30)는 상기 디지털 신호에 의해 누전상태인지 아니면 과부하 상태인지를 램프를 이용하여 사용자가 확인할 수 있도록 그래프형태로 표출하는 한다.

상기 정전확인단계(S40)는 상기 인입선으로 통해 인가되는 전원이 정전이 되었는지를 확인하며, 상기 정전처리단계(S41)는 상기 인입선으로 인가되는 1차전원에 정전이 발생되면 이를 감시모니터(200)에 설치된 정전램프를 온 시켜 사용자가 확인할 수 있도록 표시한다.

상기 차단단계(S50)는 주 차단기가 차단되었는지를 파악하고, 상기 차단처리단계(S51)는 주 차단기가 차단동작 한 경우에 차단기 동작원인을 상기 제1표시부(251)와 제2표시부(252)에 누전과 과부하로 구분하여 누전 또는 과부하엘이디바를 점등시킨다.

상기 테스트단계(S60)는 상기 분전반을 통해 인입되는 신호를 상기 감시모니터(200)가 정상으로 감지하는 지를 판단하고, 상기 테스트단계(S60)는 상기 분전반을 통해 인입되는 신호를 상기 감시모니터(200)가 감지 유/무를 판단하며, 작동이 원활하게 이루어지는 지를 시험하고, 상기 테스트 처리단계(S61)는 상기 감시모니터(200)의 작동이 끝나면 고장의 유/무와 정상적으로 진행되는지를 확인한다.

또한, 정지스위치단계(S70)는 누전과 또는 과부하가 발생하였을 시에 사용자에게 경보기를 통해 사용자에게 알리면 상기 경보기의 작동의 온/오프하기 위하여 정지스위치를 조작하였는지를 감지하며, 상기 정지처리단계(S71)는 상기 정지스위치(253a)가 조작되면, 그 조작신호에 의해 발생중인 경보기를 정지시킨다.

상기 복귀단계(S80)는 상기 정지처리단계(S71)를 거친 상기 감시모니터(200)를 초기상태로 되돌리기 위한 복귀스위치(253b)의 조작유무를 판단하며, 상기 복귀처리단계(S80)는 상기 복귀스위치(253b)의 조작신호에 의해 상기 감시모니터(200)가 초기상태로 복귀되도록 한다.

상기와 같은 단계들에 의해 분전반을 통해 인가되는 전기의 누전 및 과부하상태 그리고, 상기 감시모니터(200)의 원활하게 작동되는지를 판단하여 사용자가 전기를 안전하게 사용할 수 있도록 한다.

그리고, 도 3은 본 발명에 의한 디지털 분전반의 감시모니터를 보인 정면도로서, 도면에 도시된 바와 같이 감시모니터(200)의 조작부(250)는 제1표시부(251)와, 제2표시부(252)와 스위치부(253)와 신호전송부(261) 및 경보기(241)로 구성된다.

상기 제1표시부(251)는 분전반의 전원상태, 누전상태, 부하상태, 정전여부, 차단원인 등의 상태를 정상 주의 위험의 3단계 구분하여 현재의 전기상태를 색깔이 다른 엘이디 램프로 표시한다.

그리고, 상기 제1표시부(251)는 전원의 상태, 누전의 유/무, 부하의 상태, 정전의 유/무, 차단의 유/무를 표시하는 램프(251a, 251b, 251c, 251d, 251e)가 설치되며, 분전반 내에 설치되어 있는 주 차단기가 차단되었을 때 그 원인이 누전에 의한 것인지, 아니면 과부하에 의한 것인지를 사용자가 확인할 수 있도록 누전램프(251f)와 과부하램프(251g)가 더 설치된다.

상기 제2표시부(252)는 누전과 현재 부하상태를 정상, 주의, 위험의 3단계로 구분하여 사용자가 확인할 수 있도록 현재의 전기 상태를 백분율로 환산하여 색깔이 다른 엘이디바(LED BAR)(252a, 252b)로 표시한다.

상기 조작부(250)는 상기 감시모니터(200)를 조작할 수 있는 다수의 스위치부(253)로 구성되며, 상기 스위치부(253)는 경보의 발생을 정지시키는 정지스위치(253a)와, 정지된 경보를 복귀시키는 복귀스위치(253b)와, 시스템을 진단하는 시험스위치(253c), 시스템의 전원을 오프하는 오프스위치(253d)로 구성된다.

상기 경보발생부(240)는 주의 위험 단계에서 경보를 발생할 수 있도록 하고, 상기 경보발생부(240)는 경보인 것을 특징으로 한다.

상기 신호전송부(260)는 상기 감시모니터(200)에서 출력되는 신호를 외부에 전송할 수 있도록 하기 위함이고, 상기 신호전송부(260)는 통신풋(261)인 것을 특징으로 한다.

도 4는 본 발명에 의한 디지털 분전반의 감시모니터를 보인 다른 실시예를 보인 정면도로서, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 감시모니터(200)는 표시창(255)과, 선택부(256)와, 선로상태표시부(257)로 이루어진 제3표시(254)부로서, 상기 표시창(255)은 상기 감시모니터(200)는 분전반에 내장된 다수의 차단기의 전원상태, 누전상태, 부하상태, 정전여부, 차단 원인 등의 상태를 문자와 숫자로 표시하고, 상기 표시창은 액정디스플레인(LCD: Liquid Crystal Display)인 것을 특징으로 한다.

상기 선택부(256)는 상기 분전반에 내장된 차단기의 선로를 선택하여 복수 선로 각각의 전원상태, 누전상태, 부하상태, 정전여부, 차단원인 등의 상태를 확인할 수 있도록 선택키(256a), 방향키(256b), 런키(RUN KEY)(256c), 리셋키(RESET KEY)(256d), 및 셋키(SET KEY)(256e) 키로 이루어진다.

상기 선택키(MODE KEY)(256a)는 상기 표시창(255)에 나타나는 메뉴를 선택하며, 상기 방향키(256b)는 상기 선택키(256a)에 의해 선택된 메뉴에서 이동하기 위한 것이고, 상기 런키(RUN KEY)(256c)는 상기 선택키(256a)에 의해 선택된 메뉴를 실행시킬 수 있도록 하는 것이다.

상기 리셋키(RESET KEY)(256d)는 어떤 비트에 값을 부여하여 기억장치를 0이나 공백이 아닌 다른 어떤 규정된 상태의 값으로 만들기 위한 것이고, 상기 셋키(SET KEY)(256e)는 시스템을 초기상태로 복귀시키기 위한 것이다.

상기 선로상태표시부(257)는 분전반에 내장된 복수의 차단기의 선로를 선택하여 해당 선로의 전기상태 이상유무를 엘이디로 표시하며, 상기 선로상태표시부(257)에 설치된 엘이디는 선로의 숫자와 동일하게 설치된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 디지털 분전반의 작용효과를 살펴보면 다음과 같다.

일반 가정, 노래방, 호프집, 단란주점 등에서 사용되는 전기의 상태를 인입선을 통해 인가되어 분전반의 차단기에서 출력되는 신호를 신호입력부(100)에서 인가 받아 이를 감시모니터(200)로 인가하여 사용자가 확인할 수 있도록 전원상태, 누전상태, 부하상태, 정전의 유무, 차단기의 차단유무를 확인한다.

상기 분전반에 설치된 차단기의 정격감도전류가 30mA인 경우, 정상적인 상태에서는 상기 감시모니터(200)의 전원램프(251a)에 녹색으로 온 되고, 정격감도전류의 40% 이하에서는 불감대 영역으로 누전상태를 표시하지 아니한다. 상기 차단기 정격감도전류의 60% 이상이 되면 주의 단계로 누전상태를 표시한다.

상기 누전상태는 상기 감시모니터(200)에 설치된 제1표시부(251)와 제2표시부(252)에 표시되며, 상기 제1표시부(251)에서는 누전램프(251b)에 황색으로 온 됨과 동시에 제2표시부(252)의 누전엘이디바(252a)에 그 양이 표시되어 사용자가 이를 확인할 수 있도록 한다.

그리고, 상기 차단기의 정격감도전류의 70%이상이 되면 위험 단계로 상기 감시모니터(200)의 제1표시부(251)와 제2표시부(252)에 표시된다.

상기 누전상태는 상기에서 설명한 바와 같이 감시모니터(200)의 제1표시부(251)와 제2표시부(252)에 표시되며, 이때 엘이디를 통해 발광되는 색은 적색으로 표시되어 사용자가 위험한 상태임을 시각적으로 알 수 있도록 하였으며, 상기 주의 상태와 위험상태는 시각적으로 만 표시되는 것은 아니며, 청각적으로도 알 수 있도록 경보기를 통해 전자음이 발생된다.

상기 전자음은 주의 상태에서는 파생적으로 전자음이 발생되고, 위험 상태에서는 지속적인 전자음을 발생시켜, 사용자로 하여금 주의상태와 위험상태를 구별할 수 있도록 하였다.

또한, 상기와 같이 일반 가정, 노래방, 호프집, 단란주점 등에서 사용되는 전기에 과부하가 발생하였을 경우, 분전반의 차단기 2차측의 전류가 차단기 정격용량(A)을 기준으로 99% 이하에서는 상기 감시모니터(200)의 제1표시부(251)에 정상적으로 표시된다.

그리고, 상기 차단기의 정격용량(A)을 기준으로 100% 이상에서는 주의 단계로 과부하 상태를 상기 감시모니터(200)의 제1표시부(251)와 제2표시부(252)에 그상태를 표시하는데, 상기 제1표시부(251)에서는 부하램프(251c)에 황색의 엘이디가 온 되고, 상기 제2표시부(252)의 과부하엘이디바(252b)에서는 그 과부량을 표시하여 부하상태가 어느 정도인지를 사용자가 확인할 수 있도록 하였다.

상기 과부하상태 즉, 상기 차단기 정격용량의 110% 이상에서는 위험단계로 과부하 상태를 표시하는데, 이 또한 상기 주의단계에서 표시된 바와 같이 상기 감시모니터(200)의 제1표시부(251)의 부하램프에 적색의 엘이디가 온 되고, 제2표시부(252)의 과부하엘이디바(252b)에서는 상기 엘이디가 적색으로 표시되면서 사용자가 확인할 수 있도록 그 량을 표시한다.

이때에도 사용자가 청각적으로 과부하에 의한 위험상태를 알 수 있도록 경보기(241)를 통해 전자음이 지속적으로 발생되고, 상기 주의 단계에서는 전자음이 파생적으로 발생하여 주의 상태와 위험 상태를 알 수 있도록 하였다.

상기 누전과 과부하의 주의 상태에서 경보기를 통해 발생되는 전자음을 정지시키기 위해서는 상기 감시모니터(200)의 스위치부(253)에 설치된 정지스위치(253a)를 조작하여 경보기를 통해 발생되는 전자음을 정지시킬 수 있다.

그리고, 경보기(241)에서 발생되던 전자음을 일시 정지시킨 것을 원상태로 복귀하기 위해서는 스위치부(253)의 복귀스위치(253b)를 조작하여 정지된 기능을 복귀시킨다.

일반 가정, 노래방, 호프집, 단란주점 등으로 인입되는 전기가 정전상태인지 아니면 주차단기가 차단되었는지를 파악하여 이를 사용자가 알 수 있도록 표시하는데, 상기 차단기 인입되는 전기가 정전일 경우에는 감시모니터(200)의제1표시부(251)에 설치되어 있는 정전램프(251d)에 표시된다.

상기 차단기를 통해 출력되는 2차측전원이 차단되었을 경우 그 원인이 무엇인지를 제1표시부(251) 차단램프(251e)가 온 되면서 그 원인이 누전에 의한 것인지 아니면 과부하에 의해 차단기가 차단되었는지를 사용자가 확인할 수 있도록 그 원인을 표시한다.

상기 제1표시부(251)를 통해 차단된 원인이 표시되고, 제2표시부(252)에서는 원인에 의한 차단결과를 백분율로 표기된 누전 또는 과부하엘이디바(252a, 252b)에 의해 그 량을 확인할 수 있다.

또한, 본 발명의 디지털 분전반은 시스템을 자가진단 할 수 있도록 스위치부(253)에 설치된 시험스위치(253c)가 설치되어 있다.

상기 시험스위치(253c)를 조작하면 상기 감시모니터(200)의 제1표시부(251)와 제2표시부(252)를 순차적으로 작동시켜 그 상태가 정상적으로 작동하는 지를 사용자가 확인할 수 있도록 하여 오동작을 미연에 방지할 수 있도록 하였다.

도4에 도시된 바와 같이 다수의 방으로 인가되는 2차전원의 상태, 즉, 다수의 방으로 인가되는 선로의 누전, 과부하 상태를 감시할 수 있도록 선로상태표시부(257)의 엘이디가 온 되며, 이를 표시창(255)과 선택부(256)의 스위치를 조작하여 그 원인이 무엇인지를 사용자가 확인할 수 있도록 하였다.

그리고, 도 5a, 5b, 5c는 분전반의 전면에 그림 등을 삽입하여 미관이 수려하도록 하여 주위의 환경과 잘 어울릴 수 있도록 하였다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명의 디지털 분전반은 차단기를 통해 출력되는 2차측 전기의 상태를 감시하여 전기에 의해 발생할 수 있는 불행한 사고를 미연에 방지할 수 있도록 한 아주 유용한 발명이라 하겠다.

이하 본 발명에 의한 디지털 분전반의 효과를 살펴보면, 본 발명에 의한 디지털 분전반은 전기의 상식이 전혀 없어도 전기관련 정보를 눈으로 보고 귀로들을 수 있도록 쉽게 되어있기 때문에 전기화재의 예방, 감전사고의 예방, 전기요금의 절약, 차단기의 이상유무 감지, 정전 시 비상전원, 전원상태 및 차단원인 표시기능, 누전여부 감지, 부하상태 감지, 경보 발생기능, 원격 감시기능의 효과를 가져온다.

Claims (13)

1. 최종적으로 전원을 공급하여 사용자가 그 전원을 사용할 수 있도록 다수의 차단기가 내장되며, 배전선로에 흐르는 전압을 측정한후 직류전압으로 정류 및 증폭하고, 전압의 유무, 증폭된 영상변류기와 변류기의 출력값을 직류전압으로 배율 조정하며, 출력값의 환산, 환산값의 처리, 처리된 값의 우선순위선정, 데이터처리를 위한 산술논리연산과 제어를 하고, 경보를 발하도록 설치되는 분전반에 있어서,

   상기 분전반에 내장된 차단기가 동작하기 이전까지의 차단기 2차측에 흐르는 전류, 누설전류 및 차단기 1차측의 전압을 검출하는 신호입력부;

   상기 신호입력부에서 전달되는 신호에 의해 분전반의 상태를 감시하는 감시모니터로서 구성되며, 상기 모든 제어요소들이 감시모니터에 일체형으로 내장되어 분전반에 포함되고,

   상기 감시모니터는,

   분전반의 전원상태, 누전상태, 부하상태, 정전여부, 차단원인 등의 상태를 정상 주의 위험의 3단계 구분하여 현재의 전기상태를 색깔이 다른 엘이디 램프로 표시하는 a)제1표시부,

   누전과 현재 부하상태를 정상, 주의, 위험의 3단계로 구분하여 사용자가 눈으로 확인할 수 있도록 현재의 전기 상태를 백분율로 환산하여 색깔이 다른 엘이디바(LED BAR)로써 표시하는 b)제2표시부,

   경보음을 일시정지시키는 정지스위치와, 정지된 기능을 복귀시키는 복귀스위치및, 감시모니터의 자체진단기능을 수행하는 시험스위치와, 감시모니터에 전원을 차단하는 오프스위치를 포함하는 구성으로 감시모니터를 조작할수 있도록 설치되는 c)조작부,

   상기 감시모니터에서 출력되는 신호를 통신방식을 이용하여 홈 오토메이션 또는 감시용 컴퓨터에 연결하여 신호를 외부에 전송하는 d)신호전송부로서 이루어 지는 것을 특징으로 하는 디지털 분전반.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 제1표시부 및 제2표시부는 누전상태 감시의 경우 차단기 2차측의 누설전류가 누전차단기 정격감도전류(mA)의 40% 이하에서 불감대 영역으로 표시되지 않고 차단기 2차측의 누설전류가 누전차단기 정격감도전류의 60% 이상이 되면 주의 단계로 누전량을 황색 엘이디로 표시하면서 경보기를 통해 전자음이 파생적으로 발생하고, 차단기 2차측의 누설전류가 누전차단기 정격감도전류의 70% 이상이 되면 위험 단계로 누전량을 적색엘이디로 표시하면서 경보기를 통해 전자음이 지속적으로 발생하는 것을 특징으로 하는 디지털 분전반.
4. 제1항에 있어서,

   상기 제1표시부 및 제2표시부는 부하상태 감시의 경우 차단기 2차측의 전류가 차단기 정격용량(A)을 기준하여 99% 이하에서는 정상으로 표시하고 차단기 2차측전류가 차단기 정격용량의 100% 이상에서는 주의 단계로 과부하 상태를 황색 과부하엘이디바로 표시하면서 경보기를 통해 전자음이 파생적으로 발생하고, 차단기 2차측의 전류가 차단기 정격용량의 110% 이상에서는 위험 단계 과부하 상태를 적색 과부하엘이디바로 표시하면서 경보기를 통해 전자음이 지속적으로 발생하는 것을 특징으로 하는 디지털 분전반.
5. 제1항에 있어서,

   상기 차단원인이 누전에 의한 차단기 동작이면 차단 및 누전 엘이디가 켜지고, 과부하에 의한 차단시 차단 및 과부하 엘이디가 켜지고, 누전 또는 과부하가 아닌 상태에서 차단되었을 경우 원인표시(차단기고장, 이상 써지 입력)는 되지 않고 차단 엘이디만 켜지도록 하여 분전반에 내장된 차단기 동작시 차단원인을 쉽게 알 수 있는 것을 특징으로 하는 디지털 분전반.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,

   상기 감시모니터의 조작부가, 분전반에 내장된 복수의 차단기의 전원상태, 누전상태, 부하상태, 정전여부, 차단 원인 등의 상태를 문자와 숫자로 표시하며, 액정 디스플레이(LCD: Liquid Crystal Display)로 이루어진 a)표시창;

   상기 분전반에 내장된 복수의 차단기의 선로를 선택하여 복수 선로 각각의 전원상태, 누전상태, 부하상태, 정전여부, 차단원인 등의 상태를 확인할 수 있도록 선택키, 방향키, 런키(RUN KEY), 리셋키(RESET KEY), 및 셋키(SET KEY)로 이루어진 b)선택부;

   분전반에 내장된 복수의 차단기의 선로를 선택하여 해당 선로의 전기상태 이상유무를 엘이디로 표시하는 c)선로상태 표시부로서 이루어지는 것을 특징으로 하는 디지털 분전반.
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 제1항에 있어서,

    상기 분전반에 포함하는 감시모니터는, 분전반에 내장된 차단기 용량에 따라 (30A, 50A, 100A) 통신풋을 통하여 노트북 컴퓨터를 이용하여 초기 설정 프로그램의 설정값 변경에 의해 사용이 가능하고, 정전시에도 정상적으로 동작되며, 정전시에 비상등이 켜지도록 하기 위한 충전식 배터리가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 디지털 분전반.
12. 삭제
13. 감시모니터를 초기화하는 디스플레이 초기화시고, 상기 감시모니터가 초기화된 상태에서 분전반에 내장된 차단기의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시켜 누전 또는 과부하가 발생하였을 시에 이를 사용자에게 알리도록 발생경보를 동작하는 디지털 분전반 제어방법에 있어서,

    상기 디지털 신호에 의해 누전상태 인지 아니면 과부하 상태인지를 램프를 이용하여 사용자가 확인할 수 있도록 그래프형태로 표출하는 엘이디바(LED BAR)처리단계;

    인입선으로 통해 인가되는 전원이 정전이 되었는지를 확인하는 정전확인단계;

    상기 인입선으로 인가되는 1차 전원에 정전이 발생되면 이를 감시모니터에 설치된 정전램프를 온 시켜 사용자가 확인할 수 있도록 표시하는 정전처리단계;

    정전이 표시되면 주 차단기가 차단되었는지를 파악하는 차단단계;

    주 차단기가 차단동작 한 경우에 차단기 동작원인을 상기 제1표시부와 제2표시부에 누전과 과부하로 구분하여 램프를 점등시키는 차단처리단계;

    상기 분전반을 통해 인입되는 신호를 감시모니터가 정상으로 감지하는 지를 판단하고, 상기 감시모니터가 정상으로 작동되는 지를 시험하는 테스트 단계;

    상기 감시모니터의 작동이 완전히 끝나면 감시모니터의 고장이 발생했는지 아니면 정상적으로 진행하는지를 확인하는 테스트처리단계;

    복귀스위치를 조작하여 상기 감시모니터가 초기상태로 복귀되도록 하는 복귀처리단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 분전반 제어방법.