KR100725482B1 - 정전유도에 의한 수배전반 선로의 전원검출 및 표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고전압의 한전전원을 옥내의 전로에 사용되는 것으로서 통전유무를 검출하는 장치를 개폐기 또는 고압기기에 장착시켜 전로의 통전유무에 대하여 정전유도를 이용하여 별도의 전원이 필요없이 간편하게 선로의 전원을 검출하고 그 상태를 표시하도록 하는 정전유도에 의한 선로의 전원 검출 및 표시장치에 관한 것이다. 본 발명은, 수전선로의 전원입력 유무를 확인하는 장치에 있어서, 선로를 감싸는 유도선과, 고압저항이 내압 절연체의 내부에 포설되고, 상기 유도선에서 검출된 전기를 트랜스로 강압 처리하되, TNR을 통하여 과다 전압을 파이패스시키고, 콘덴서로 상기 트랜스의 1차코일의 리액터와 전원 주파수에 동조되게 하여 상기 트랜스의 2차코일로 넘어온 전력을 정류다이오드로 정류하여 LED 램프를 점등시킴으로써, 별도의 외부 전원이 필요없이 고압전압 검출장치를 개폐기 또는 고압기기에 간편하게 장착할 수 있는 구조로서 선로의 전원 통전유무에 대한 출력값을 외부로 인출하여 그 상태를 표시할 수 있는 표시장치와 연결하여 전원의 통전유무를 확인할 수 있고, 개폐기 또는 고압기기에 장착된 고압 전압 검출기를 수 배전반의 전원 인입부 또는 고압기기기에 적용시켜 수 배전반의 수전, 유지보수, 점검시 그 상태를 표시함으로서 육안으로 신속하고 확실하게 전원의 통전유무를 확인이 가능하여 감전사고를 방지하고 3상의 전원이 동시에 인가되지 않고 결상시 전로의 다음 단계의 개폐기 또는 차단기에 차단 명령을 주는 출력신호를 보내어 차단시킴으로서 부하기기를 안전하게 보호하는 장치를 말한다. 또한, 별도의 전원을 사용하지 않아 전기를 절감할 수 있는 장치로서 전기감전 사고를 최대한 줄일 수 있다.

정전유도, 선로, 전원, 검출, 표시, 유도선, 고압저항, 내압 절연체, 차단, 개폐기, 수배전반, 결상

Description

정전유도에 의한 수배전반 선로의 전원검출 및 표시장치{Cable Input power detection and display apparatus by electrostatic induction}

도 1은 본 발명에 의한 정전유도에 의한 선로의 전원 검출 상태를 설명하기 위한 전선의 단면도.

도 2는 본 발명에 의한 정전유도에 의한 선로의 전원 검출 및 표시장치와, 이를 포함하는 개폐기 콘트롤러 및 수배전반의 일실시예를 나타낸 회로도.

도 3은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 회로도.

도 4는 본 발명에 따른 개폐기를 나타낸 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 정전유도에 의한 선로의 전원 검출 및 표시장치를 나타낸 도면.

도 6은 본 발명에 따른 개폐기 콘트롤러가 수전부에 적용된 상태를 나타낸 도면.

도 7은 본 발명에 따른 수배전반 전면 도어에 전원 검출 및 표시장치가 장착된 상태를 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 고압 또는 저압 선로 2 : 유도선

3 : 내압 절연체 4 : 보호저항

5 : 출력단 9 : 1차코일

10 : TNR 11 : 콘덴서

12 : 2차코일 13 : 트랜스

14 : 정류다이오드 15 : LED

16 : 보호저항 17 : 출력단

20, 21, 22 : 3상 선로 23, 24, 25 : 유도선

26 : 유도전압 입력 트랜스부 27, 28, 29 : LED

30 : 결상 판독부 31 : 결상 표시부

32 : 차단기 출력단

본 발명은 수전선로의 전원 검출 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 정전유도에 의한 수배전반 선로의 입출력 전원 검출 및 표시장치에 관한 것이다.

일반적으로 수전반의 수전선로에는 옥내 기중형 부하개폐기의 고장구간을 단속하기 위해서 자동개폐기(Automatic section switch: 이하 ASS로 약칭 함)가 설치되며, 상기 고장구간 자동개폐기는 3상 일괄 조작형으로 구성되어 있다.

즉, 상기 자동개폐기(ASS)는 1차고정접점(주접점)과 가동접점(아크접점)이 분리되어 있어서 차단시 주접점인 1차 고정접점의 손상이 발생되지 않도록 구성되어 있으며, 개폐조작 중 반 투입되거나 반개방 상태가 일어나지 않아야 하고, 진동 기타 원인에 의해 저절로 개폐되지 않아야 한다.

그리고 수전선로에는 상기 자동개폐기(ASS) 외에 파워퓨즈(Power fuse)가 설치된다. 상기 자동개폐기(ASS)가 정상적인 동작을 하였을 경우 고장구간에 의한 차단은 파워퓨즈보다 더 민감하게 동작하여 고장구간를 신속하게 차단하는 기능을 수행한다.

상기 파워퓨즈는 소호원리상 큰 고장구간의 한류차단은 100A 이하의 연속 정격전류 200~240%에서 300초 이내에 용단되고(ASS는 100A에서 200~240A 의 과전류에서는 1.8초에 트립됨) 또한 220~264% 범위내의 실효치 전류에는 600초 이내에 용단된다.

그러므로 상기한 대부분의 한류형 파워퓨즈는 백-업(Back-up)용 퓨즈로서 일정치 이하에서의 소전류 범위에서는 용단되어도 차단할 수 없으므로 단락보호에는 최적이라고 할 수 있으나 과전류보호에는 부적절하다고 할 수 있다.

따라서 상기 자동개폐기(ASS)를 파워퓨즈와 조합하여 사용하면 파워퓨즈에서도 보호를 하고 자동개폐기(ASS)에서도 2중의 보호회로를 구성하므로서 대형 사고 를 사전에 차단할 수 있어 매우 바람직하다고 할 수 있다.

그리고 옥내 기중형 부하개폐기의 고장구간 자동개폐기는 수전선로에 상기 한류형 퓨즈와 함께 피뢰기(Lighting Arrester: 이하 "LA" 라 칭함)가 설치된다.

상기 피뢰기(LA)는 상 구분이 단상으로 되어 있으며, 뇌서어지, 회로의 개폐, 아크 접지 등에서 일어나는 이상 전압을 대지에 방전하여 회로전압을 일정치 이하로 보전하고, 접속되어 있는 기기의 절연 파괴 등의 장애를 방지할 뿐만 아니라 폭발 비산으로부터 안전하게 설비 및 인명을 보호하는 장치이다.

이들을 설치할 때는 자동개폐기(ASS)를 취부하고 다시 2차측과 파워퓨즈 1차측에 피뢰기(LA)를 취부하도록 내선 규정에 요약되어 있다.

그러나, 종래의 고압 또는 저압 선로는 이러한 안전장치들이 있음에도 불구하고 선로의 전원 유무가 확인되지 못하여 감전사고 등이 발생하는 문제가 있으며, 특히 고압의 경우 테스터로도 검출하기 어려우며, 별도의 검출기를 사용할 경우 별도의 동작전원을 필요로 하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 정전유도를 이용하여 별도의 전원이 필요없이 간편하게 선로의 전원을 검출하고 그 상태를 표시하도록 하는 수배전반에 적합한 정전유도에 의한 선로의 전원 검출 및 표시장치를 제공하려는 데에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 정전유도에 의한 선로의 전원 검출 및 표시장치와, 이를 포함하는 개폐기 콘트롤러 및 수배전반은, 수전선로의 전원입력 유무를 확인하는 장치에 있어서, 선로를 감싸는 유도선과, 고압저항이 내압 절연체의 내부에 포설되고, 상기 유도선에서 검출된 전기를 트랜스로 강압 처리하되, TNR을 통하여 과다 전압을 파이패스시키고, 콘덴서로 상기 트랜스의 1차코일의 리액터와 전원 주파수에 동조되게 하여 상기 트랜스의 2차코일로 넘어온 전력을 정류다이오드로 정류하여 LED 램프를 점등시킴으로써, 별도의 외부 전원이 필요없이 상기 선로로부터 유도된 전력만으로 전원의 유무를 표시하는 것을 특징으로 한다. 상기 선로는 고압 또는 저압 선로인 것이 바람직하다.

또한, 상기의 정전유도에 의한 선로의 전원 검출 및 표시장치를 포함하는 개폐기 콘트롤러를 제공한다.

또한, 본 발명에 따른 정전유도에 의한 선로의 전원 검출 및 표시장치와, 이를 포함하는 개폐기 콘트롤러 및 수배전반의 다른 특징은, R, S, T, 3상 선로를 감싸는 각각의 유도선과, 상기 유도선의 유도전압을 입력 처리하여 각 상에 해당하는 LED 램프를 점등시키는 유도 전압 처리기와, 상기 유도 전압 처리기의 신호를 입력받아 각선로의 결상을 판독하는 결상 판독부와, 상기 결상 판독부의 판독 결과에 따라 점등되는 결상 표시부와, 상기 결상 판독부의 출력을 외부 기기로 연결하는 출력단을 구비한다. 이때, 상기 결상 판독부는 NOR 회로로 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기의 정전유도에 의한 선로의 전원 검출 및 표시장치를 포함하는 개폐기 콘트롤러를 제공하며, 상기 개폐기 콘트롤러가 수전부에 적용되며, 상기 수배전반 전면 도어에 장착되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 정전유도에 의한 선로의 전원 검출을 설명하기 위한 전선의 단면도이다.

도시된 바와 같이 본 발명은, 고압 또는 저압 선로(1), 유도선(2), 내압 절연체(3), 보호저항(4) 및 출력단(5)을 구비한다.

도시된 바와 같이, 고압 또는 저압의 수전선로(1)에 와전류를 방지하기 위한 갭(gap)을 가지며, 정전기를 유도하는 링모양으로 감싸는 유도선(2)이 포설되고, 내압에 견디는 절연물로 형성된 내압 절연체(3)에 고내압용 보호저항(4)이 일체로 형성되어서 외부로 인출된 출력단(5)으로 전원이 출력되도록 구성되어 있다.

여기서, 정전기유도(靜電氣誘導, electrostatic induction)란 도체(導體) 또는 유전체(誘電體)에 전하(電荷)를 접근시킬 때, 전하가 만드는 정전기장의 영향으로 도체 또는 유전체 표면에 전하가 나타나는 현상으로 정전유도?정전감응(靜電感應)이라고도 한다.

따라서, 고압 또는 저압 선로(1)와 상기 선로(1)를 감싸는 유도선(2)은 도체의 대립으로 정전용량(콘덴서)이 형성케 되고, 교류 전기에 대하여 일정량의 전기가 정전 유도에 의해 흐르게 됨으로써 유도선(2)에는 고압선의 전위와 두 도체의 정전 용량에 대응하여 발생된 일정 양의 전기가 대지와의 사이에 흐르게 된다.

유도선(2)에 유도된 전기는 외부로 적접 인출시 안전 사고를 방지하기 위한 목적으로 고내압의 저항체(4) 및 출력단(5)을 통하여 외부로 인출되어 전기가 대지로 흐르는 과정에서 처리 과정을 거쳐 LED 램프(15)를 점등하고 외부출력단(17)을 통하여 결상 처리용 신호로도 출력하게 된다.

도 2는 본 발명에 의한 정전유도에 의한 선로의 전원 검출 및 표시장치와, 이를 포함하는 개폐기 콘트롤러 및 수배전반의 일실시예를 나타낸 회로도이다.

도시된 바와 같이, 고압 또는 저압 선로(1), 유도선(2), 보호저항(4), 1차코일(9), TNR(10), 콘덴서(11), 2차코일(12), 트랜스(13), 정류다이오드(14), LED(15), 보호저항(16) 및 출력단(17)이 구비된다.

도시된 바와 같이, 보호저항(4)을 통해서 나온 유도 전기는 강압 트랜스(13)의 1차코일(9)로 입력되어 대지접지(18)로 흐르게 된다. 이때, 입력측 1차코일(9)의 양단에 결려 있는 TNR(10)로 과다 전압과 서지 전압을 바이패스 하게 된다.

콘덴서(11)는 1차코일(9)의 리액터와 전원 주파수에 동조하는 역할을 하게 되어 유도선(2)에서 유도되어 들어온 유효한 성분외의 잡음 성분을 제거하고 전원 주파의 유효성분만을 효과적으로 2차 코일(12)로 넘겨주게 된다.

2차 코일(12)에 유도된 전기는 정류다이오드(14)로 정류되어 보호저항(16)과 더불어 LED(15)를 점등한다. 이 과정에서 저항(16)으로 LED(15)를 점등하는 루트에서 검출된 전압은 출력단(17)을 통해 외부로 인출되어 결상 회로의 신호 입력으로 이용하게 된다.

이와 같은 상기의 정전유도에 의한 선로의 전원 검출 및 표시장치를 개폐기 콘트롤러에 포함하여 구성할 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 회로도이고, 도 4는 본 발명에 따른 개폐기(40)를 나타낸 사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 3상 선로(20)(21)(22), 유도선(23)(24)(25), 유도 전압 처리기(26), LED (27)(28)(29), 결상 판독부(30), 결상 표시부(31) 및 차단기 출력단(32)을 구비한다. 이때, 상기 결상 판독부(30)는 NOR 회로로 구성된다.

따라서, R, S, T, 각 상의 고압 3상 선로(20)(21)(22)에서 유도선(23)(24)(25)에 유도된 전압은 유도 전압 처리기(26)에서 처리되어 R, S, T, 각 상에 해당하는 LED 램프(27)(28)(29)를 보내져 각각의 램프를 점등시키고, 이후 결상 표시부(31)의 램프를 구동하고, 차단기 출력단(32)으로 신호를 출력하여 차단기의 동작을 시키는 신호로 사용된다.

상기의 표시부(27)(28)(29)(31)들은 콘트롤러에 내장하여 배전반에 설치되거나 또는 별도의 장치에 분리하여 설치될 수도 있다. 또한, 본 발명의 전원 검출 및 표시장치는 통상의 AISS(자동고장구간개폐기) 또는 LBS(부하개폐기)와 결합하여 사용할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 정전유도에 의한 선로의 전원 검출 및 표시장치(C)를 나타낸 도면으로서, 정상 상태에서는 R, S, T 3군데에 점등되고, 결상시에는 결상부분에 점등이 된다.

또한, 도 6은 본 발명에 따른 개폐기 콘트롤러가 수배전반(P)의 수전부에 적용된 상태를 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 수배전반(P) 전면 도어(D)에 전원 검출 및 표시장치가 장착된 상태를 나타낸 도면이다.

본 발명의 상기의 정전유도에 의한 선로의 전원 검출 및 표시장치를 포함하는 개폐기 콘트롤러를 제공하며, 상기 개폐기 콘트롤러가 수전부에 적용되며, 상기 수배전반 전면 도어에 장착되는 것이 바람직하다.

따라서, 개폐기 또는 고압기기에 장착된 고압 전압 검출기를 수 배전반의 전원 인입부 또는 고압기기기에 적용시켜 수 배전반의 수전, 유지보수, 점검시 그 상태를 표시함으로서 육안으로 신속하고 확실하게 전원의 통전유무를 확인이 가능하여 감전사고를 방지하고 3상의 전원이 동시에 인가되지 않고 결상시 전로의 다음 단계의 개폐기 또는 차단기에 차단 명령을 주는 출력신호를 보내어 차단시킴으로서 부하기기를 안전하게 보호한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 정전유도에 의한 선로의 전원 검출 및 표시장치에 의하면, 정전유도를 이용하여 별도의 외부 전원이 필요 없이 고압전압 검출장치를 개폐기 또는 고압기기에 간편하게 장착할 수 있는 구조로서 선로의 전원 통전유무에 대한 출력값을 외부로 인출하여 그 상태를 표시할 수 있는 표시장치와 연결하여 전원의 통전유무를 확인할 수 있고, 개폐기 또는 고압기기에 장착된 고압 전압 검출기를 수 배전반의 전원 인입부 또는 고압기기기에 적용시켜 수 배전반의 수전, 유지보수, 점검시 그 상태를 표시함으로서 육안으로 신속하고 확실하게 전원의 통전유무를 확인이 가능하여 감전사고를 방지하고 3상의 전원이 동시에 인가되지 않고 결상시 전로의 다음 단계의 개폐기 또는 차단기에 차단 명령을 주는 출력신호를 보내어 차단 시킴으로서 부하기기를 안전하게 보호하고, 또한 별도의 전원을 사용하지 않아 전기를 절감할 수 있는 장치로서 전기감전 사고를 최대한 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. R, S, T, 3상 선로(20)(21)(22)를 감싸는 각각의 유도선(23)(24)(25)과, 상기 유도선(23)(24)(25)의 유도전압을 입력 처리하여 각 상에 해당하는 LED 램프(27)(28)(29)를 점등시키는 유도 전압 처리기(26)와, 상기 유도 전압 처리기(26)의 신호를 입력받아 각선로의 결상을 판독하는 결상 판독부(30)와, 상기 결상 판독부(30)의 판독 결과에 따라 점등되는 결상 표시부(31)와, 상기 결상 판독부(30)의 출력을 외부 기기로 연결하는 출력단(32)을 구비하는 것을 특징으로 하는 정전유도에 의한 수배전반 선로의 전원 검출 및 표시장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 결상 판독부(30)는 NOR 회로로 구성되는 것을 특징으로 하는 정전유도에 의한 수배전반 선로의 전원 검출 및 표시장치.
6. 삭제
7. 삭제
8. 제 4항에 있어서,

   전원 검출 및 표시장치를 수배전반의 전면 도어에 설치하는 것을 특징으로 하는 정전유도에 의한 수배전반 선로의 전원검출 및 표시장치.

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