KR100692202B1 - 과열차단장치 - Google Patents

Abstract

전원차단기 및 부하사이의 과열을 차단할 수 있는 장치가 개시된다. 입력되는 전원을 출력전원 공급라인을 통해 부하측으로 공급하되, 선택적으로 또는 입력되는 제어신호에 근거하여 전원을 연결 및 차단하는 차단기; 출력전원 공급라인 및 부하 등 열이 발생할 수 있는 곳에 부착되어 온도정보를 출력하는 온도센서; 및 온도센서로부터 출력되는 온도정보를 입력받아 기설정된 설정온도정보를 비교하여 입력온도정보가 제 1설정온도 이상일 경우 경보신호를 발생하고 입력온도정보가 제 2설정온도 이상일 경우 전원차단 제어신호를 상위측 차단기로 출력하는 과열차단제어기;를 포함한다. 이와 같은 본 발명은 차단기 내부 뿐만 아니라 부하측과의 출력 연결라인 및 부하측 입력라인 등 과열 위험이 있는 부위에 유동적으로 탈부착하여 화재를 예방할 수 있고 전원연결 라인의 통전상태를 쉽게 파악할 수 있어 작업시 감전사고를 예방할 수 있는 효과가 있다.

온도센서, 통전센서, 차단기, 탈부착, 부스바

Description

과열차단장치{Blocking apparatus for overheating}

도 1은 본 발명에 따른 과열차단장치의 블럭 구성도,

도 2는 본 발명의 제 1실시예를 나타낸 도면,

도 3은 본 발명의 제 2실시예를 나타낸 도면,

도 4는 본 발명의 제 3실시예를 나타낸 도면, 및

도 5는 도 1의 과열차단제어기의 정면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 과열차단제어기 110 : 입력부

120 : 제어부 130 : 키입력부

140 : 저장부 150 : 표시부

160 : 출력부 10 : 온도센서

20 : 통전센서 30 : 부스바

50 : 수/배전반 410 : 온도표시부

420 : 통전정보표시부 430 : 키입력부

본 발명은 차단기에 관한 것으로서, 특히 온도센서를 이용하여 차단기로부터 하위 부하측까지의 전원선상의 온도를 감지하여 표시하고 특정온도 이상으로 상승시에 차단기를 자동으로 트립시킴으로써 부하측의 과열을 방지할 수 있는 과열차단장치에 관한 것이다.

전형적인 전원차단기는 공급라인을 부하측으로 과전류가 흐를 때 이를 감지하여 전원을 자동으로 차단함으로써 부하측을 과전류로부터 보호하는 장치이다.

하지만 상기한 종래의 전형적인 전원차단기는 전원라인의 전단 또는 후단의 3상전원 라인의 발열에 의한 열화가 발생시 이를 검출하기 어렵다는 문제점이 있었다. 즉, 전류의 량은 변하지 않으나 차단기의 전원 입력단 또는 출력단의 케이블 연결시 파워라인의 결속불량 또는 제품불량, 노화등의 이유로 저항이 증가할 경우 열화로 인하여 화재발생의 위험이 매우 높다.

상기한 문제를 해결하기 위한 온도감지 기능을 갖는 차단기의 종래기술로는 '공개특허 2003-25005호, "온도감지 기능을 가지는 전원차단기"(이하 종래기술 1이라 함)' 및 '등록실용신안공보 260919호, "차단기의 온도감지 및 자동트립장치"(이하 종래기술 2라 함)'가 있다.

종래기술 1을 살펴보면, 적어도 하나이상의 입력전원 공급라인을 통해 인가되는 전원을 수신하여 출력전원 공급라인을 통해 사용처로 공급하기 위한 전원차단기에 있어서, 입력전원 공급라인과 출력전원 공급라인간에 연결되어 전원의 과전류를 검출한 경우에 출력전원 공급라인에 제공되는 전원을 차단하는 제1차단기와 입력전원 공급라인과 출력전원 공급라인간에 제1차단기와는 병렬라인을 통해 병렬로 연결되어 입/출력전원 공급라인들의 온도를 검출하고 온도이상 발생시 병렬라인의 연결을 해제함과 아울러 제1차단기가 전원차단동작을 수행하도록 하는 제2차단기를 구비하는 전원차단기이다. 즉, 차단기의 입출력단의 온도를 검출해서 과열시 차단기를 동작시키는 내용이 그 기술적 요지이다.

하지만 상기한 종래기술 1의 경우, 차단기의 차단동작을 수행하는 제 2차단기가 차단기 내부에 설치되어 탈부착이 용이하지 않아 과열지점에 유동적으로 대처하기 어렵고 차단기의 입/출력전원단을 대상으로 온도를 검출하므로 입력단의 과열 원인이 차단기 내부에 있지 않고 그 상위 라인상에 있을 경우 메인스위치를 차단할 수 없어 과열 원인에 근본적으로 대처할 수 없다는 문제점이 있다. 그리고, 과열지점이 부하측이나 부하측 부근의 전원라인상에서 발생할 경우 온도검출이 용이하지 않다는 문제점이 있다. 또한 종래기술 1의 경우 작업자가 사고에 대처하여 작업시 각 입/출력 라인상의 통전상태를 쉽게 파악 할 수가 없어 감전의 위험이 있다는 문제점이 있다.

한편, 종래기술 2를 살펴보면, 외부 설비에 연결된 라인이 인출되는 고정부; 고정부의 라인과 접속되는 접속부 및 사고시에 외부 설비로의 전력공급을 차단하는 차단부로 이루어진 이동부; 접속부의 온도를 감지하고 감지된 온도를 전압으로 변환하여 출력하는 센서; 상기한 센서에서 출력된 전압을 디지탈값으로 변환하는 아날로그/디지탈 변환기; 제1상한온도 및 제2상한온도를 설정하는 온도설정 스위치; 및 온도설정스위치에서 지령을 발하며 상기한 아날로그/디지탈 변환기 및 온도설정 스위치로부터 입력된 데이터를 산출하여 감지된 온도가 제1상한온도 이상인 경우 경보를 발하며 제2상한온도 이상인 경우 차단기를 트립시키는 마이크로프로세서로 구성된 차단기의 온도감지 및 자동 트립장치이다. 즉, 차단기 내부에 구비되는 입력전원단자와 출력전원단자를 상호 접속하여 주는 접속부의 온도를 검출하여 그 검출된 온도에 따라 경보 및 트립동작을 수행하는 내용이 그 기술적 요지이다.

하지만, 종래기술 2의 경우도 종래기술 1의 경우와 마찬가지로 차단기의 트립지령을 수행하는 장치가 열전대온도감지센서와 함께 차단기 내부에 고정 설치되어 있어 탈부착이 용이하지 않아 한 번 고정 설치되면 다른 과열지점에 유동적으로 대처할 수 없다는 문제점이 있다. 그리고, 차단기 내부의 접속지점을 고정 대상으로 온도를 검출하므로 과열 원인이 차단기 내부의 접속부에 있지 않고 상위 라인상이나 하위 라인 또는 부하측에 있을 경우 발열지점의 온도 검출이 용이하지 않다는 문제점이 있다. 또한 종래기술 2의 경우 작업자가 사고에 대처하여 작업시 각 입/출력 라인상의 통전상태를 쉽게 파악 할 수가 없어 감전의 위험이 있다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 차단기 내부 뿐만 아니라 부하측과의 출력 연결라인 및 부하측 입력라인 등 과열 위험이 있는 부위에 유동적으로 탈부착하여 화재를 예방할 수 있는 과열차단장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 전원연결 라인의 통전상태를 외부에서 쉽게 파악할 수 있어 작업시 감전사고를 예방할 수 있는 과열차단장치를 제공하는데 그 또 다른 목적이 있다.

본 발명에 따른 과열차단장치는 입력되는 전원을 출력전원 공급라인을 통해 부하측으로 공급하되, 선택적으로 또는 입력되는 제어신호에 근거하여 상기 전원을 연결 및 차단하는 차단기; 상기 출력전원 공급라인 및 상기 부하 등 열이 발생할 수 있는 곳에 부착되어 온도정보를 출력하는 온도센서; 및 상기 온도센서로부터 출력되는 상기 온도정보를 입력받아 기설정된 설정온도정보를 비교하여 상기 입력온도정보가 제 1설정온도 이상일 경우 경보신호를 발생하고 상기 입력온도정보가 제 2설정온도 이상일 경우 전원차단 제어신호를 상기 차단기로 출력하는 과열차단제어기;를 포함한다.

바람직하게 상기 과열차단제어기는 상기 온도센서로부터 입력되는 입력온도정보를 디지털신호로 변환하여 출력하는 입력부; 인가되는 제 1 및 제 2설정온도정보를 저장 및 출력하고, 상기 입력부로부터 입력되는 상기 입력온도정보를 출력하며, 상기 입력온도정보가 상기 제 1설정온도를 초과할 경우 상기 경보신호를 출력하고 상기 입력온도정보가 상기 제 2설정온도를 초과할 경우 상기 전원차단제어신호를 출력하는 제어부; 사용자로부터 상기 제 1 및 제 2설정온도정보를 키입력받아 상기 제어부로 인가하는 키입력부; 상기 제어부로부터 출력되는 상기 설정온도정보 및 상기 입력온도정보를 입력받아 표시하고 상기 제어부로부터 경보신호가 출력될 경우 이를 입력받아 시각 및 청각의 경보신호를 발생하는 표시부; 및 상기 제어부로부터 출력되는 전원차단 제어신호를 입력받아 상기 차단기의 차단동작을 제어하 기 위한 릴레이를 구비하는 출력부;를 포함한다.

그리고, 상기 제어부로 인가되는 상기 제 1 및 제 2설정온도정보 및 상기 입력온도정보를 저장하는 저장부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 전원차단 제어신호가 출력된 이후 상기 저장부로부터 상기 저장된 입력온도정보를 독출하여 상기 표시부로 출력 및 표시하는 것이 바람직하다.

바람직하게 상기 온도센서는 상기 출력전원 공급라인의 R, T, 및 S의 3상 및 부하에 각각 대응하는 다수의 온도센서를 구비하고, 상기 입력부는 상기 다수의 온도센서로부터 입력되는 상기 입력온도정보를 디지털 변환하여 출력하며, 상기 제어부는 상기 다수의 입력온도정보를 상기 설정온도정보와 비교하여 개별적으로 처리하며, 상기 표시부는 상기 다수의 입력온도정보를 일괄적 또는 순차적으로 표시하고, 상기 저장부는 상기 다수의 입력온도정보를 저장하며, 상기 제어부는 상기 전원차단 제어신호가 출력되면 상기 제 2설정온도정보를 초과한 온도센서의 고유번호 및 상기 전원차단 직전의 입력온도정보를 상기 저장부로부터 독출하여 상기 표시부를 통하여 표시한다.

또한, 상기 출력전원 공급라인의 통전 여부를 감지하여 통전정보를 출력하는 R, S, 및 T에 대응하는 제 1, 제 2 및 제 3통전센서를 더 포함하고, 상기 과열차단제어기는 상기 제 1 내지 제 3통전센서로부터 입력되는 상기 통전정보를 입력받아 상기 출력전원 공급라인의 통전여부를 표시하는 것이 바람직하다.

바람직하게 상기 통전센서, 상기 온도센서 및 상기 과열차단제어기는 상기 출력전원 공급라인, 상기 부하 및 상기 차단기에 탈부착 및 휴대가 용이하도록 되 어 있고, 상기 과열차단제어기는 상기 차단기의 상위측 전원인 입력전원 공급라인으로부터 전원을 공급받아 동작한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작을 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 과열차단장치의 블럭 구성도이다. 도 1에 도시된 본 발명의 온도센서(10)는 다양한 스팩의 열전대 온도센서 및 백금온도센서를 사용할 수 있다. 온도센서(10)는 배전반 내부의 부스바에 접촉하여 부착하거나, 부하측으로 연결되는 전원선 중에 과열될 수 있는 지점에 부착되어 온도를 전기적신호로 변환하여 입력부(110)로 출력한다. 통전센서(20)는 온도센서(10)가 부착된 지점의 전원선에 부착되어 전원선을 통하여 흐르는 전류로부터 유도전류를 검출하여 통전여부에 대한 정보를 입력부(110)로 출력한다. 바람직하게는 전원선의 3상(R, S, T)에 대응하는 3개의 온도센서(10)를 각각 부착한다.

온도센서(10) 및 통전센서(20)에는 입력부(110)가 연결되고 입력부(110)는 온도센서(100) 및 통전센서(20)로부터 출력되는 현재온도 및 통전정보의 아날로그 신호를 입력받아 디지털신호로 변환하여 제어부(120)로 출력한다.

입력부(110)에는 제어부(120)가 연결되어 있어 입력부(110)로부터 입력온도정보 및 통전정보를 디지털 신호로 입력받는다.

제어부(120)에는 키입력부(130)가 연결되어 경보 및 차단동작을 수행하기 위한 제 1설정온도정보 및 제 2설정온도정보를 사용자에 의해 입력받아 제어부(120)로 인가한다.

제어부(120)는 설정모드시에 키입력부(130)로부터 입력되는 제 1 및 제 2설 정온도정보를 저장부(140)에 저장하고 이를 표시부(150)로 출력하여 표시한다. 그리고 제어부(120)는 동작모드시에 입력부(110)로부터 입력되는 입력온도정보를 표시부(150)로 출력하여 표시하며 입력온도정보가 제 1설정온도를 초과하면 경보발생신호를 표시부(150)로 출력하고 입력온도정보가 제 2설정온도를 초과하면 전원차단 제어신호를 출력부(160)로 출력한다. 또한 제어부(120)는 입력부(110)로부터 입력되는 통전정보를 표시부(150)로 출력한다.

표시부(150)는 제어부(120)로부터 출력되는 제 1 및 제 2설정온도정보 및 입력온도정보를 입력받아 표시하고 제어부(120)로부터 경보신호가 출력될 경우 이를 입력받아 시각 및 청각의 경보신호를 발생한다. 그리고, 표시부(150)는 제어부(120)로부터 출력되는 통전정보를 입력받아 통전여부를 LED램프로 표시한다.

출력부(160)는 제어부(120)로부터 입력되는 전원차단 제어신호를 입력받아 구비된 릴레이(미도시)를 동작하여 릴레이에 연결된 상위측 차단기의 차단동작 스위치 신호를 온/오프하여 상위 차단기의 차단동작을 제어한다.

상기한 본 발명의 과열차단제어기(100)의 정면도는 도 2에 도시된 바와 같다. 도 2는 도 1의 과열차단제어기(100)의 정면도이다. 도시된 바와 같이, 제어부(120)로부터 입력되는 입력온도정보가 다수의 7세그먼트로 구성된 온도표시부(410)에 표시된다. 제어부(120)로부터 입력되는 통전정보는 LED램프로 구성된 통전정보표시부(420)에 표시된다. 한편, 과열차단제어기(100)의 정면 하단부에는 키입력부(130)가 배치되어 제 1 및 제 2설정온도정보를 사용자로부터 키입력받아 제어부(120)로 인가한다.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 제 1 내지 제 3실시예를 나타낸 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 온도센서(10) 및 통전센서(20)는 배전반(50) 내부의 부스바(30)에 배치되어 있고, 본 발명의 과열차단제어기(100)는 배전반(50) 패널 전면부에 설치되어 있다. 배전반(50) 좌측에 있는 차단기로부터 전원을 입력받아 외부의 부하측으로 전기가 분배되는 부스바(30)에 온도센서(10) 및 통전센서(20)가 설치되어 온도정보 및 통전정보를 과열차단제어기(100)로 전송한다. 과열차단제어기(100)는 배전반(50) 내부의 부스바(30)에서 발생하는 열이 제 1설정온도를 초과할 경우 온도센서(10)로부터 입력되는 입력온도정보에 따라 경보신호를 발생하고 제 2설정온도를 초과할 경우 전원차단 제어신호를 상위측 차단기로 전송하여 배전반(50)으로 공급되는 전원을 차단한다. 그리고 과열차단제어기(100)는 통전정보표시부(420)에 각 부스바(30)의 통전정보를 표시한다.

도 4는 본 발명의 제 2실시예를 나타낸 도면으로서, 배전반(50)으로부터 부하측을 연결하는 전원출력 라인상에 온도센서(10) 및 통전센서(20)가 배치되어 있어, 전원출력라인의 온도정보 및 통전정보를 배전반(50)에 배치되어 있는 과열차단제어기(100)로 전송하여 상기한 제 1실시예와 동일하게 동작한다.

도 5는 본 발명의 제 3실시예를 나타낸 도면으로서, 온도센서(10), 통전센서(20) 및 과열차단제어기(100)가 모두 전원출력 라인상에 배치되어 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 과열차단제어기(100)는 휴대가 간편하고 탈부착이 용이하여 과열이 발생할 수 있는 지점에 센서와 함께 손쉽게 부착할 수 있고, 센서로부터 측정되는 온도를 쉽게 파악할 수 있으며 작업자가 없어도 과열발생시 상위측의 전원을 자동으로 차단할 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 차단기 내부 뿐만 아니라 부하측과의 출력 연결라인 및 부하측 입력라인 등 과열 위험이 있는 부위에 유동적으로 탈부착하여 화재를 예방할 수 있고 전원연결 라인의 통전상태를 쉽게 파악할 수 있어 작업시 감전사고를 예방할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 삭제
2. 입력되는 전원을 출력전원 공급라인을 통해 부하측으로 공급하되, 선택적으로 또는 입력되는 제어신호에 근거하여 상기 전원을 연결 및 차단하는 차단기;

   상기 출력전원 공급라인 및 상기 부하 등 열이 발생할 수 있는 곳에 부착되어 온도정보를 출력하는 온도센서; 및

   상기 온도센서로부터 출력되는 상기 온도정보를 입력받아 기설정된 설정온도정보를 비교하여 상기 입력온도정보가 제 1설정온도 이상일 경우 경보신호를 발생하고 상기 입력온도정보가 제 2설정온도 이상일 경우 전원차단 제어신호를 상기 차단기로 출력하는 과열차단제어기;를 포함하여 이루어지며,

   상기 과열차단제어기는 :

   상기 온도센서로부터 입력되는 입력온도정보를 디지털신호로 변환하여 출력하는 입력부;

   인가되는 제 1 및 제 2설정온도정보를 저장 및 출력하고, 상기 입력부로부터 입력되는 상기 입력온도정보를 출력하며, 상기 입력온도정보가 상기 제 1설정온도를 초과할 경우 상기 경보신호를 출력하고 상기 입력온도정보가 상기 제 2설정온도를 초과할 경우 상기 전원차단제어신호를 출력하는 제어부;

   사용자로부터 상기 제 1 및 제 2설정온도정보를 키입력받아 상기 제어부로 인가하는 키입력부;

   상기 제어부로부터 출력되는 상기 설정온도정보 및 상기 입력온도정보를 입력받아 표시하고 상기 제어부로부터 경보신호가 출력될 경우 이를 입력받아 시각 및 청각의 경보신호를 발생하는 표시부; 및

   상기 제어부로부터 출력되는 전원차단 제어신호를 입력받아 상기 차단기의 차단동작을 제어하기 위한 릴레이를 구비하는 출력부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 과열차단장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 제어부로 인가되는 상기 제 1 및 제 2설정온도정보 및 상기 입력온도정보를 저장하는 저장부를 더 포함하고,

   상기 제어부는 상기 전원차단 제어신호가 출력된 이후 상기 저장부로부터 상기 저장된 입력온도정보를 독출하여 상기 표시부로 출력 및 표시하는 것을 특징으로 하는 과열차단장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 온도센서는

   상기 출력전원 공급라인의 R, T, 및 S의 3상 및 부하에 각각 대응하는 다수의 온도센서를 구비하고, 상기 입력부는 상기 다수의 온도센서로부터 입력되는 상기 입력온도정보를 디지털 변환하여 출력하며, 상기 제어부는 상기 다수의 입력온도정보를 상기 설정온도정보와 비교하여 개별적으로 처리하며, 상기 표시부는 상기 다수의 입력온도정보를 일괄적 또는 순차적으로 표시하고, 상기 저장부는 상기 다 수의 입력온도정보를 저장하며, 상기 제어부는 상기 전원차단 제어신호가 출력되면 상기 제 2설정온도정보를 초과한 온도센서의 고유번호 및 상기 전원차단 직전의 입력온도정보를 상기 저장부로부터 독출하여 상기 표시부를 통하여 표시하는 것을 특징으로 하는 과열차단장치.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 출력전원 공급라인의 통전 여부를 감지하여 통전정보를 출력하는 R, S, 및 T에 대응하는 제 1, 제 2 및 제 3통전센서를 더 포함하고,

   상기 과열차단제어기는 상기 제 1 내지 제 3통전센서로부터 입력되는 상기 통전정보를 입력받아 상기 출력전원 공급라인의 통전여부를 표시하는 것을 특징으로 하는 과열차단장치.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 통전센서, 상기 온도센서 및 상기 과열차단제어기는 상기 출력전원 공급라인, 상기 부하 및 상기 차단기에 탈부착 및 휴대가 용이하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 과열차단장치.
7. 제 2 항에 있어서,

   상기 과열차단제어기는 상기 차단기의 상위측 전원인 입력전원 공급라인으로부터 전원을 공급받아 동작하는 것을 특징으로 하는 과열차단장치.

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